JPWO2012063682A1 - 金属ケース付き回路モジュール、金属ケース付き回路モジュール集合体、および金属ケース付き回路モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

小型化された金属ケース付き回路モジュールを提供する。本発明の金属ケース付き回路モジュールは、少なくとも４つの辺を有する回路基板と、回路基板に搭載された電子部品と、電子部品を覆って回路基板に取付けられた金属ケースとを備え、回路基板の表面上の辺の近傍に、金属ケースを取付けるための金属ケース用ランド電極が形成され、金属ケース用ランド電極が、主電極部と、主電極部から回路基板の辺の方向に伸びた接合材料供給部とを備え、主電極部に、金属ケースが導電性の接合材料により接合されていることを特徴とする。

Description

本発明は、回路基板に電子部品が搭載された金属ケース付き回路モジュールに関する。

また、本発明は、上記金属ケース付き回路モジュールが、複数個、接合されてなる金属ケース付き回路モジュール集合体に関する。

さらに、本発明は、金属ケース付き回路モジュールの製造方法に関する。

従来の金属ケース付き回路モジュールとしては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。図６に、その金属ケース付き回路モジュール９０を示す。この金属ケース付き回路モジュール９０は、接地電位の金属ケース用ランド電極１００ａが形成された回路基板１００に、電子部品１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃが実装されている。そして、これらの電子部品１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃを覆うようにして、天井を備えた金属ケース１０２の側壁下端１０２ａが、回路基板１００の金属ケース用ランド電極１００ａに接合されている。

側壁下端１０２ａと金属ケース用ランド電極１００ａの接合には、半田が用いられる。なお、金属ケース用ランド電極１００ａ上に半田ペーストを塗付する際、塗付用ノズルと基板に搭載済みの電子部品１０１ａ、１０１ｃが干渉するのを避けるため、金属ケース用ランド電極１００ａと電子部品１０１ａ、１０１ｃの間には、相当のクリアランスが設けられている。

特開２００７−６７００２号報

このような金属ケース付き回路モジュール９０では、金属ケース実装用の半田ペーストを金属ケース用ランド電極１００ａに塗付する際に、塗付用ノズルと基板に搭載済みの電子部品１０１ａ、１０１ｃが干渉するのを避けるため、配線ランドとそれら部品の間には、相当のクリアランスを設ける必要があった。しかし、このクリアランスは、回路モジュールを小型化する上で、障害となっていた。

本発明は、かかる実情に鑑み、回路基板と金属ケースとを接合するための金属ケース用ランド電極と、この近辺に搭載された電子部品までのクリアランスを小さくすることが可能な、金属ケース用ランド電極に導電性の接合材を供給するための接合材料供給部を備えた金属ケース付き回路モジュールを提供しようとするものである。

本発明は上記課題を解決するために、以下のように構成した金属ケース付き回路モジュールを提供する。

本発明による金属ケース付き回路モジュールは、少なくとも４つの辺を有する回路基板と、回路基板に搭載された電子部品と、電子部品を覆って回路基板に取付けられた金属ケースとを備え、回路基板の表面上の辺の近傍に、金属ケースを取付けるための金属ケース用ランド電極が形成され、金属ケース用ランド電極が、主電極部と、主電極部から回路基板の辺の方向に伸びた接合材料供給部とを備え、主電極部に、金属ケースが導電性の接合材料により接合されていることを特徴とする。

上記構成によれば、従来、半田ペーストなどの接合材料塗付用のノズルと基板に搭載された電子部品が干渉するのを避けるため、金属ケース用ランド電極と電子部品との間に設けられていたクリアランスを極力小さくし、場合によっては無くすことができる。この結果、金属ケース付き回路モジュールを小型化することが可能となる。

なお、導電性の接合材料には、たとえば、半田や導電性接着剤を用いることができる。

また、接合材料供給部は、回路基板の辺に達するように形成しても良い。この場合には、回路基板に実装された電子部品と接合材料供給部の間の距離が大きくなるため、接合材料供給部に接合材料を塗布する際に、接合材料塗布用ノズルが電子部品に干渉することがない。

また、接合材料供給部は、複数のライン状の電極が配置されたものとすることができる。この場合には、液体状の接合材料が、接合材料供給部から主電極部に毛細管現象により円滑に供給される。

なお、金属ケース用ランド電極は、回路基板の対向する２辺の近傍にそれぞれ設けても良いし、４辺の近傍すべてにそれぞれ設けても良い。また、１辺の近傍に、複数の金属ケース用ランド電極を設けるようにしても良い。

また、上述した金属ケース付き回路モジュールは、複数個が接合されて、金属ケース付き回路モジュール集合体を構成することができる。なお、金属ケース付き回路モジュール集合体は、金属ケース付き回路モジュールを製造する際の途中に製造される中間体であるばかりではなく、金属ケース付き回路モジュール集合体を製造した電子部品メーカから、金属ケース付き回路モジュールを使用して電気・電子機器を製造する電気・電子機器メーカに対し、製品として販売される場合がある。

なお、金属ケース付き回路モジュール集合体においては、１つの回路モジュールの回路基板と、隣接する他の１つの回路モジュールの回路基板との間に、いずれの回路基板にも属さない廃棄領域を設けるようにすることが好ましい。この場合には、接合材料供給部の一部または全部を廃棄領域内に設けることが可能になり、各金属ケース付き回路モジュールを分割した後に、廃棄領域を廃棄することにより、金属ケースの取付けに使った接合材料の残りの不要な接合材料を同時に廃棄することができ、金属ケース付き回路モジュールに不要な接合材料が残らない。

本発明によれば金属ケース付き回路モジュールの小型化が可能となる。

図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る金属ケース付き回路モジュール集合体１０ａを示す分解斜視図である。図１（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る金属ケース付き回路モジュール集合体１０ａを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る金属ケース付き回路モジュール集合体１０ａの回路基板集合体１１ａを示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る金属ケース付き回路モジュール１０を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る金属ケース付き回路モジュール集合体の回路基板集合体１１ａを示す平面図である。 図５（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る金属ケース付き回路モジュール集合体の回路基板集合体１１ａを示す平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の変形例にかかる回路基板集合体１１ａを示す平面図である。 従来の金属ケース付き回路モジュール９０を示す分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
図１（ａ）、図１（ｂ）に、本実施形態に係る金属ケース付き回路モジュール集合体１０ａを示す。また、図２に、上記金属ケース付き回路モジュール集合体１０ａの回路基板集合体１１ａを示す。さらに、図３に、上記金属ケース付き回路モジュール集合体１０ａを分割して得た、本実施形態に係る金属ケース付き回路モジュール１０を示す。

以下、金属ケース付き回路モジュール集合体１０ａおよび金属ケース付き回路モジュール１０の製造方法を説明することにより、これらの構造についても明らかにする。

まず、複数個の金属ケース付き回路モジュール１０を製造するための、複数個分の回路基板１１が一体となった回路基板集合体１１ａを準備する。図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、本実施形態においては、回路基板集合体１１ａは、４個の金属ケース付き回路モジュールを製造するための４個の回路基板１１が一体となっている。

回路基板集合体１１ａは、たとえば、セラミック、ガラス、エポキシ樹脂等からなる。

回路基板集合体１１ａには、後で個々の金属ケース付き回路モジュール１０に分割するための、分割ライン１２が仮想的に設けられている。なお、分割ライン１２は、個々の金属ケース付き回路モジュール１０の回路基板１１の辺に該当する。なお、本実施形態においては、隣接する回路基板１１の間に、廃棄領域１８を介在させて２本の分割ライン１２が平行して形成されている（図２参照）。

また、回路基板集合体１１ａには、後述する金属ケース１７を取付ける、金属ケース取付けライン１７ｂが仮想的に設けられている。

回路基板集合体１１ａの表面には、図示しないが、電子部品を実装するための電子部品用ランド電極が形成されている。

また、回路基板集合体１１ａの表面の金属ケース取付けライン１７ｂ上に、金属ケース用ランド電極１３が形成されている。金属ケース用ランド電極１３は、主電極部１３ａと、主電極部１３ａから伸びた接合材料供給部１３ｂが一体的に形成されたものからなる。主電極部１３ａは、金属ケース取付けライン１７ｂ上に形成されている。接合材料供給部１３ｂは、複数（３本）のライン状の電極が並べて配置されたものからなる。そして、接合材料供給部１３ｂの先端は、隣接する分割ライン１２を超え、廃棄領域１８に達している。なお、接合部材供給部１３ｂの形状は、複数のライン状の電極ではなく、１つの面状の電極であっても良い。なお、金属ケース用ランド電極１３は、グランドに接地しておくことが好ましい。この場合には、金属ケース１７が受けたノイズを、グランドに放出することができるからである。

このような構造からなる回路基板集合体１１ａに、電子部品１６を実装する。具体的には、回路基板集合体１１ａの電子部品用ランド電極（図示せず）に、リフロー半田により電子部品１６を取付ける。電子部品１６としては、たとえば、コンデンサ、抵抗、フィルタ、インダクタ、ＩＣ等が用いられる。

次に、回路基板集合体１１ａの金属ケース用ランド電極１３の接合材料供給部１３ｂが形成された塗布領域１４に、導電性の接合材料を塗布する。本実施形態においては、導電性の接合材として、半田ペースト（ペースト状の半田）を塗布した。なお、これに代えて、液体状の導電性接着剤を塗布するようにしても良い。

このとき、既に実装された電子部品１６と、塗布領域１４は比較的大きな距離を有しているため、半田ペーストを塗布するための塗付用ノズルが電子部品１６に干渉することがない。

次に、回路基板集合体１１ａを加熱して、接合材料供給部１３ｂに塗布された半田ペーストを溶融する。この結果、溶融した半田が、接合材料供給部１３ｂから主電極部１３ａに流動する。なお、回路基板集合体１１ａを加熱した際に、電子部品良ランド電極に接合した電子部品１６が外れることがないよう、電子部品１６を実装するための半田には、金属ケースを取付けるための半田よりも、溶融温度が高いものを用いることが望ましい。なお、半田ペーストに代えて、液体状の導電性接着剤を使用した場合には、回路基板集合体１１ａを加熱しなくても、その導電性接着剤は接合材料供給部１３ｂから主電極部１３ａに流動する。

次に、回路基板集合体１１ａの各金属ケース取付けライン１７ｂ上に、金属ケース１７を配置する。金属ケース１７は、金属薄板を折り曲げ等により加工したケース状のものからなり、４つの側壁１７ａを有している。なお、側壁１７ａには、半田が金属ケース１７の内側にも拡がり易いように、切り欠きを設けるようにしても良い。

次に、回路基板集合体１１ａを、冷却して、または自然冷却して、金属ケース用ランド電極１３の主電極部１３ａ上の溶融した半田を固化させる。この結果、金属ケース１７の側壁１７ａの下端部分が主電極部１３ａに半田付けされる。なお、導電性の接合材料として、液体状の導電性接着剤を使用した場合であって、それが熱硬化性の導電性接着剤である場合には、逆に加熱して、導電性接着剤を硬化させることにより、金属ケース１７の側壁１７ａの下端部分を主電極部１３ａに取付けることになる。

最後に、金属ケース付き回路モジュール集合体１０ａを、その回路基板集合体１１ａの分割ライン１２で分割し、図３に示すような、個々の金属ケース付き回路モジュール１０を完成させる。

以上のように構成された金属ケース付き回路モジュール１０は、金属ケース取付け用の半田ペーストを塗付する塗付エリア１３ａを、基板に実装済みの電子部品１６から遠ざけることができる。よって、半田ペースト塗付用のノズルと基板に搭載された前記電子部品が干渉するのを避けるため、従来、配線ランドとそれら電子部品の間に設けられていたクリアランスを極力小さくし、場合によっては無くすことができる。この結果、金属ケース付き回路モジュールを小型化することが可能になっている。

以上、第１実施形態に係る金属ケース付き回路モジュール、金属ケース付き回路モジュール集合体、および金属ケース付き回路モジュールの製造方法について説明したが、本発明が上述した内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って種々の変更をなすことができる。

たとえば、回路基板集合体１１ａに形成される回路基板１１の個数は、上述のように４個に限定されることはなく、それより多くても良く、少なくても良い。あるいは、回路基板集合体１１ａを使用することなく、１個の回路基板１１を準備し、それを使用して金属ケース付き回路モジュールを製造するようにしても良い。

また、回路基板１１に設けられる金属ケース用ランド電極１３の個数や、設ける位置は任意であり、上述した内容には限定されない。たとえば、回路基板１１の４つの辺の近傍に、それぞれ金属ケース用ランド電極１３を形成するようにしても良い。また、回路基板１１の１つの辺の近傍に、２個の金属ケース用ランド電極１３を形成するようにしても良い。
［第２実施形態］
図４に、第２実施形態に係る金属ケース付き回路モジュール集合体の回路基板集合体１１ａを示す。

本実施形態の金属ケース付き回路モジュール集合体の回路基板集合体１１ａは、上述した第１実施形態の基板集合体１１ａに比べて、金属ケース用ランド電極２３の接合材料供給部２３ｂの長さが短く、その先端が分割ライン１２に達していないことを特徴とする。なお、図において、２３ａは主電極部、２４は塗布領域である。

本実施形態の構造にすれば、回路基板集合体１１ａの分割ライン１２で分割する際に、金属ケース用ランド電極２３の接合材料供給部２３ｂを切削することがないので、電極くずを飛散させることがない。
［第３実施形態］
図５（ａ）に、第３実施形態に係る金属ケース付き回路モジュール集合体の回路基板集合体１１ａを示す。

本実施形態の金属ケース付き回路モジュール集合体においては、その回路基板集合体１１ａの隣接する回路基板１１のそれぞれに形成された金属ケース用ランド電極３３の接合材料供給部３３ｂが、相互に繋がっていることを特徴とする。なお、図において、３３ａは主電極部、３４は塗布領域である。

本実施形態においては、１か所の塗布領域３４に接合材料を塗布することにより、２か所の金属ケース用ランド電極３３の接合材料供給部３３ｂに接合材料を塗布することができるので、金属ケース付き回路モジュールの生産性が向上する。

なお、図５（ａ）に示す第３実施形態の金属ケース付き回路モジュール集合体において、隣接する回路基板１１の間に形成されていた廃棄領域１８は、図５（ｂ）に示すように、省略しても良い。この場合には、回路基板集合体１１ａを分割する工数を減らすことができ、生産性を向上させることができる。また、１つの回路基板集合体１１ａから得ることのできる回路基板１１の個数を増やすことができ、コストの削減をはかることができる。

１０：金属ケース付き回路モジュール
１０ａ：金属ケース付き回路モジュール集合体
１１：回路基板
１１ａ：回路基板集合体
１２：分割ライン
１３、２３、３３：金属ケース用ランド電極
１３ａ、２３ａ、３３ａ：主電極部
１３ｂ、２３ｂ、３３ｂ：接合材料供給部
１４、２４、３４：塗布領域
１６：電子部品
１７：金属ケース
１７ａ：側壁
１７ｂ：金属ケース取付けライン
１８：廃棄領域

上記構成によれば、従来、半田ペーストなどの接合材料塗付用のノズルと基板に搭載された電子部品が干渉するのを避けるため、金属ケース用ランド電極と電子部品との間に設けられていたクリアランスを極力小さくし、場合によっては無くすことができる。この結果、金属ケース付き回路モジュールを小型化することが可能となる。
また、上記構成によれば、接合材料供給部が複数のライン状の電極が平行に配置されたものからなるので、液体状の接合材料が接合材料供給部から主電極部に毛細管現象により円滑に供給される。

Claims (12)

1. 少なくとも４つの辺を有する回路基板と、前記回路基板に搭載された電子部品と、前記電子部品を覆って前記回路基板に取付けられた金属ケースとを備えた回路モジュールであって、
   前記回路基板の表面上の前記辺の近傍に、前記金属ケースを取付けるための金属ケース用ランド電極が形成され、
   前記金属ケース用ランド電極が、主電極部と、前記主電極部から前記回路基板の前記辺の方向に伸びた接合材料供給部とを備え、
   前記主電極部に、前記金属ケースが導電性の接合材料により接合されていることを特徴とする金属ケース付き回路モジュール。
2. 前記導電性の接合材料が、半田または導電性接着剤であることを特徴とする、請求項１に記載された金属ケース付き回路モジュール。
3. 前記接合材料供給部が、前記回路基板の前記辺に達していることを特徴とする、請求項１または２に記載された金属ケース付き回路モジュール。
4. 前記接合材料供給部が、複数のライン状の電極が配置されたものからなることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載された金属ケース付き回路モジュール。
5. 前記回路基板が４つの辺を有し、前記金属ケース用ランド電極が、前記回路基板の前記４つの辺のうちの対向する２つの辺の近傍に、それぞれ形成されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載された金属ケース付き回路モジュール。
6. 前記回路基板が４つの辺を有し、前記金属ケース用ランド電極が、前記回路基板の前記４つの辺の近傍に、それぞれ形成されていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載された金属ケース付き回路モジュール。
7. 前記回路基板の前記辺のうちの１つのものの近傍に、複数の金属ケース用ランド電極が形成されていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１項に記載された金属ケース付き回路モジュール。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載された回路モジュールが、複数個、接合されてなることを特徴とする金属ケース付き回路モジュール集合体。
9. 前記接合された複数個の回路モジュールのうちの、１つの回路モジュールの前記接合材料供給部と、隣接する他の１つの回路モジュールの前記接合材料供給部とが、繋がっていることを特徴とする、請求項８に記載された金属ケース付き回路モジュール集合体。
10. 前記接合された複数個の回路モジュールのうちの、１つの回路モジュールの前記回路基板と、隣接する他の１つの回路モジュールの前記回路基板との間に、いずれの回路基板にも属さない廃棄領域が形成されており、前記１つの回路モジュールの前記接合材料供給部と、前記隣接する他の１つの回路モジュールの前記接合材料供給部とが、それぞれ、前記廃棄領域内に達していることを特徴とする、請求項８または９に記載された金属ケース付き回路モジュール集合体。
11. 少なくとも４つの辺を有する回路基板が、複数個、接合されてなる回路基板集合体を準備する工程と、
    前記回路基板のそれぞれの表面上に、電子部品を実装するための電子部品用ランド電極を形成するとともに、前記回路基板のそれぞれの表面上の前記辺の近傍に、前記金属ケースを取付けるための金属ケース用ランド電極であって、主電極部と、前記主電極部から前記回路基板の前記辺の方向に伸びた接合材料供給部とを備えたものを形成する工程と、
    前記回路基板の前記電子部品用ランド電極に電子部品を実装する工程と、
    前記回路基板の前記接合材料供給部に、ペースト状の半田、または液体状の導電性接着剤を塗布する工程と、
    前記回路基板集合体を加熱して前記ペースト状の半田を溶融させて前記主電極部にまで流動させるか、または前記液体状の導電性接着剤を前記主電極部まで流動させる工程と、
    前記回路基板の前記主電極部に流動した、前記溶融した半田上、または前記液体状の導電性接着剤上に、前記電子部品を覆った状態で金属ケースを配置する工程と、
    前記溶融した半田を固化させるか、または前記液体状の導電性接着剤を硬化させて、前記回路基板のそれぞれに前記金属ケースを取付ける工程と、
    前記回路基板集合体を分割し、個々の金属ケース付き回路モジュールを得る工程と、を備えたことを特徴とする金属ケース付き回路モジュールの製造方法。
12. 前記電子部品用ランド電極と前記金属ケース用ランド電極とが、予め、前記回路基板集合体の前記回路基板にそれぞれ形成されていることを特徴とする、請求項１１に記載された金属ケース付き回路モジュールの製造方法。
    
    
    

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