JP5415846B2

JP5415846B2 - 電子回路ユニット

Info

Publication number: JP5415846B2
Application number: JP2009157071A
Authority: JP
Inventors: 智川井
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2009-07-01
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2029-07-01
Also published as: US20110000707A1; US8242385B2; JP2011014692A; EP2278863A1; EP2278863B1

Description

本発明は、異なる２つの層に高周波回路が配設されて両層の間にグラウンド層が形成されている多層基板を備えた電子回路ユニットに係り、特に、多層基板に設けられる接地用ランドの改良に関するものである。

多層基板の異なる２つの層（例えば上下の外層）に高周波回路が配設されている電子回路ユニットでは、これら２つの層の間に形成された大きなグラウンド層（接地導体層）と、各層に設けられた接地用ランドとが、層間を貫くビアホールを介して電気的に接続されることが多い。この種の電子回路ユニットにおいて、接地用ランドの略中央に取付穴が形成されている場合には、この取付穴に電気部品の接地用端子等が挿入されて該接地用ランドに半田付けされる。また、チップ部品の接地用端子等に接続される導電性のボールが該接地用ランド上に搭載されて半田付けされることもある。

ところで、多層基板の外層に形成された接地用ランドに電気部品の端子や導電性のボールを半田付けする際には、該接地用ランド上のクリーム半田を加熱して溶融させるが、接地用ランドが電極の周縁部を覆うソルダーレジストに包囲された該電極の露出部分として形成されている場合、接地用ランド上のクリーム半田を効率良く加熱することが困難となる。すなわち、こうして形成された接地用ランド上にクリーム半田を塗布した後、このクリーム半田をリフロー炉等で加熱溶融する工程で、接地用ランドに供給された熱が電極の周縁部や内層のグラウンド層へ伝わりやすいため、クリーム半田の溶融が不十分になって半田付け不良が起こりやすくなる。

そこで従来、接地用ランドのまわりに幅狭な連結桟を放射状に突設し、これら連結桟を介して接地用ランドと周囲の導電部材（環状電極など）とを連結するというパターン形状を採用することがある（例えば、特許文献１参照）。このように連結桟を突設した接地用ランドはサーマルランドと称され、接地用ランドに供給された熱が幅狭な連結桟を介して流出しにくいため放熱を抑制することができる。そして、多層基板の外層と内層の接地用ランドをサーマルランドとなしておけば、外層において、クリーム半田が塗布された接地用ランドから連結桟を介して周囲の環状電極へ熱が伝わりにくくなると共に、環状電極をソルダーレジストで覆うことによって接地用ランドに所要の剥離強度が確保できる。また、外層の接地用ランドからビアホールを介して内層の接地用ランドへ熱が伝わるが、この熱は内層において連結桟を介してグラウンド層等へ伝わることになるので、熱の流出は抑制できる。したがって、外層の接地用ランドが内層の大きなグラウンド層と導通されていても、外層の接地用ランド上に塗布されたクリーム半田をリフロー炉等で効率良く加熱することができる。

特開２００３−２４３８１３号公報

ところで、例えば図３に示すような多層基板２０を備えた電子回路ユニットにおいて、図４に示すように、各層の接地用ランド２３が連結桟２３ａを突設したサーマルランドとして形成されていると、各層の接地用ランド２３のまわりに連結桟２３ａによって周方向に仕切られた開口部２４が画成されることになる。そして、多層基板２０の板厚方向（層間方向）に沿って各層の開口部２４がすべて重なり合う領域では、高周波信号が層間を容易に通り抜けてしまうため、多層基板２０の異なる２つの層（図３では最上層と最下層）に高周波回路２１，２２が配設されている場合、これら高周波回路２１，２２どうしのアイソレーションが劣化してノイズの飛び込みが増大するという問題が発生する。なお、図３において、符号２５はグラウンド層、２６は環状電極、２７は配線パターン、２８はビアホール、２９は絶縁層を示しており、ソルダーレジストや電気部品等は図示省略してある。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、接地用ランドを放熱が抑制できる形状に形成しつつ高周波回路のアイソレーションが確保しやすい電子回路ユニットを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、異なる２つの層に高周波回路が配設されて両層の間にグラウンド層が形成されている多層基板を備え、前記多層基板の各層にそれぞれ連結桟を介して周囲の導電部材と連結された接地用ランドが設けられ、これら接地用ランドがビアホールを介して互いに接続されていると共に前記グラウンド層と導通されている電子回路ユニットにおいて、前記多層基板の各層に設けられた前記接地用ランドからそれぞれ前記連結桟が放射状に突設されており、これら連結桟の放射方向を各層ごとに異ならせることにより、前記連結桟どうしが前記多層基板の板厚方向に沿って重なり合わないように互いに周方向にずらして配置されているという構成にした。

このように構成された電子回路ユニットは、多層基板の各層に設けられた接地用ランドからそれぞれ連結桟が放射状に突出しており、これら連結桟の放射方向が各層ごとに異なるように設定されているため、各層の接地用ランドのまわりで連結桟に仕切られた開口部が層間方向に沿ってすべて重なり合う領域を、各層の連結桟の協働によってほとんどなくすことができる。それゆえ、高周波信号がこれら開口部を介して層間を通り抜ける可能性が低くなり、多層基板の異なる２つの層に配設されている高周波回路どうしのアイソレーションが確保しやすくなる。また、ビアホールを介して接続されている各層の接地用ランドが、いずれも連結桟を放射状に突設したサーマルランドとして形成されているため、外層の接地用ランド上に塗布されたクリーム半田をリフロー炉等で効率良く加熱することができる。

本発明の電子回路ユニットによれば、ビアホールを介して接続されている多層基板の各層の接地用ランドが、いずれも連結桟を放射状に突設したサーマルランドとして形成されているため、外層の接地用ランド上に塗布されたクリーム半田をリフロー炉等で効率良く加熱することができる。また、各層に設けられた接地用ランドからそれぞれ径方向外側へ突出する連結桟の放射方向を各層ごとに異ならせることにより、連結桟どうしが層間方向に沿って重なり合わないようしているため、これら接地用ランドのまわりの開口部を介して高周波信号が層間を通り抜ける可能性が低く、多層基板の異なる２つの層に配設されている高周波回路どうしのアイソレーションが確保しやすい。それゆえ、この電子回路ユニットは、高周波回路どうしの間で懸念されるノイズの飛び込みを効果的に防止でき、性能の向上や安定化が期待できる。

本発明の実施形態例に係る電子回路ユニットの各層に設けられた接地用ランドを同じ向きに並べて示す説明図である。図１の各接地用ランドが設けられている部位を示す該電子回路ユニットの要部断面図である。従来例に係る電子回路ユニットの要部断面図である。該従来例の接地用ランドの形状を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態例を図１と図２を参照しつつ説明する。図２に示す電子回路ユニット１は多層基板２を備えており、この多層基板２の最上層（第１層）と最下層（第４層）にはそれぞれ高周波回路３，４が配設されている。また、多層基板２の第２層には電源回路等が設けられ、第３層にはほぼ全面にグラウンド層（接地導体層）５が形成されている。

多層基板２の各層にはそれぞれ、板厚方向（層間方向）に沿って重なり合う位置に接地用ランド６が設けられている。図１に示すように、各層の接地用ランド６はいずれも幅狭な連結桟６ａを介して周囲の導電部材（環状電極７またはグラウンド層５）と連結されているため、放熱が抑制できるサーマルランドとして形成されている。また、これら接地用ランド６は層間を貫くビアホール８を介して互いに接続されているため、すべての接地用ランド６がグラウンド層５と導通されている。なお、図２おいて、符号１０は配線パターン、１１は絶縁層を示しており、ソルダーレジストや電気部品等は図示省略してある。

図１（ａ）に示すように、各層の接地用ランド６はいずれも放射状に等間隔な４方向へ連結桟６ａを突設しているため、各接地用ランド６のまわりには連結桟６ａによって周方向に仕切られた開口部９が画成されている。また、各層の接地用ランド６に放射状に突設されている連結桟６ａは、その放射方向が各層ごとに異なる設定にしてある。そのため、各層の接地用ランド６が重なり合う図２の状態では、どの層の接地用ランド６のまわりの開口部９も必ず別の層の連結桟６ａと対向している。そして、各層の接地用ランド６のまわりの開口部９が層間方向に沿ってすべて重なり合う領域は、図１（ｂ）に示すように、各層の連付桟６ａの協働によってほとんどなくなっている。

また、各層の接地用ランド６の略中央には取付穴６ｂが形成されている。これらの取付穴６ｂには図示せぬ電気部品の接地用端子が挿入され、該接地用端子が外層の接地用ランド６に半田付けされる。その際、各層の接地用ランド６がいずれも連結桟６ａを突設したサーマルランドとして形成されていることから、半田付け時の加熱効率は良好である。すなわち、多層基板２は外層において、クリーム半田が塗布された接地用ランド６から連結桟６ａを介して周囲の環状電極７へ熱が伝わりにくくなると共に、環状電極７をソルダーレジストで覆うことによって接地用ランド６に所要の剥離強度が確保できる。また、外層の接地用ランド６からビアホール８を介して内層の接地用ランド６へ熱が伝わるが、この熱は内層において連結桟６ａを介してグラウンド層５等へ伝わることになるので熱の流出は抑制できる。したがって、外層の接地用ランド６が内層の大きなグラウンド層５と導通されていても、外層の接地用ランド６上に塗布されたクリーム半田をリフロー炉等で効率良く加熱することができる。

以上説明したように、本実施形態例に係る電子回路ユニット１では、多層基板２の各層の接地用ランド（サーマルランド）６に放射状に突設された連結桟６ａの放射方向を各層ごとに異ならせて、図１（ｂ）に示すように、各接地用ランド６のまわりの開口部９が層間方向に重なり合わないように設定してあるため、これら開口部９を介して高周波信号が層間を通り抜ける可能性が低くなっている。それゆえ、多層基板２の最上層と最下層に配設されている高周波回路３，４どうしのアイソレーションが確保しやすく、両高周波回路３，４間で懸念されるノイズの飛び込みを効果的に防止できる。

なお、上記の実施形態例では、多層基板２の各層の接地用ランド６に取付穴６ｂが形成されているため、ビアホール８が貫通ビアとなっているが、チップ部品の接地用端子等に接続される導電性のボールを外層の接地用ランド６上に搭載して半田付けする場合には、各層の接地用ランド６から取付穴６ｂを省略してビアホール８をブラインドビアとすれば良い。

また、上記の実施形態例では、多層基板２の４つの層に接地用ランド６がサーマルランドとして形成されている場合について説明したが、３層あるいは５層以上の複数の層に接地用ランド６をサーマルランドとして形成する場合にも、本発明を適用することによって上記の実施形態例とほぼ同様の効果が得られる。

１電子回路ユニット
２多層基板
３，４高周波回路
５グラウンド層（導電部材）
６接地用ランド（サーマルランド）
６ａ連結桟
６ｂ取付穴
７環状電極（導電部材）
８ビアホール
９開口部
１１絶縁層

Claims

異なる２つの層に高周波回路が配設されて両層の間にグラウンド層が形成されている多層基板を備え、前記多層基板の各層にそれぞれ連結桟を介して周囲の導電部材と連結された接地用ランドが設けられ、これら接地用ランドがビアホールを介して互いに接続されていると共に前記グラウンド層と導通されている電子回路ユニットであって、
前記多層基板の各層に設けられた前記接地用ランドからそれぞれ前記連結桟が放射状に突設されており、これら連結桟の放射方向を各層ごとに異ならせることにより、前記連結桟どうしが前記多層基板の板厚方向に沿って重なり合わないように互いに周方向にずらして配置されていることを特徴とする電子回路ユニット。