JP2006005235A - Reinforcement structure of circuit board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、部品が搭載される回路基板の補強構造に関するものである。 The present invention relates to a reinforcing structure for a circuit board on which components are mounted.
小型化・薄型化が要求されている例えばカード型回路モジュールやスティック状薄型回路モジュール等の装置に内蔵される回路基板は、装置の薄型化に起因して必然的に薄型化の傾向にあり、これにより、強度が弱くなってきている。なお、先行技術文献について調査したが、ここで記載するのに適切な文献は得られなかった。 Circuit boards built in devices such as card-type circuit modules and stick-shaped thin circuit modules that are required to be smaller and thinner are inevitably thinner due to the thinner devices, Thereby, the strength is getting weaker. In addition, although it investigated about prior art literature, the literature appropriate to describe here was not obtained.
回路基板の強度を強化するための手法としては、次に示すような手法が考えられる。例えば、図４（ａ）の模式的な断面図に示されるように、回路パターン形成用の導体層２（例えば銅箔）と、絶縁層３とを交互に積層形成して回路基板１が構成されている場合には、例えば、図４（ｂ）に示されるように絶縁層３の厚みを厚くしたり、あるいは、図４（ｃ）に示されるように導体層２の厚みを厚くすることで回路基板１の強度を強化することが考えられる。しかしながら、それら何れの手法も回路基板１の厚みが厚くなってしまうという問題が生じる。
As a technique for enhancing the strength of the circuit board, the following techniques can be considered. For example, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 4A, the
また、例えば、図４（ｄ）の断面図に示されるように、一つの絶縁層３に代えて、その絶縁層３とほぼ同様な厚みを有し、かつ、絶縁層３よりも強度が強い金属板４を設けることで、回路基板１の薄型化を維持したまま、回路基板１の強度を強化する手法が考えられる。しかしながら、この場合には、金属板４の表裏両面側にそれぞれ配置される導体層２（２Ａ，２Ｂ）に回路パターンを形成することができない。このことを考慮すると、金属板４と導体層２Ａとの間、および、金属板４と導体層２Ｂとの間に、それぞれ、絶縁層３を設ける必要が生じ、絶縁層３の層数が増加するので、回路基板１の厚みが厚くなってしまうという問題が生じる。
Further, for example, as shown in the cross-sectional view of FIG. 4 (d), instead of one insulating layer 3, it has substantially the same thickness as the insulating layer 3 and is stronger than the insulating layer 3. A method of strengthening the strength of the
すなわち、カード型回路モジュールやスティック状薄型回路モジュール等の装置は、例えば、図５（ａ）の模式的な断面図に示されるように、部品８を搭載している回路基板１がケース６内に収容配置されている構成を有し、このような装置７には、厚み（高さ）制限がある。このため、回路基板１に搭載される部品８の高さや、回路基板１を収容するケース６のケース壁の厚みを考慮すると、回路基板１の厚みの上限値は非常に低くて、強度強化を図れる程に回路基板１の厚みを厚くすることは難しい。つまり、導体層２や絶縁層３を厚くしたり、金属板４を設けて回路基板１の強度強化を図ることは困難である。
That is, in a device such as a card-type circuit module or a stick-like thin circuit module, for example, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. Such a device 7 has a thickness (height) limitation. Therefore, considering the height of the
このため、そのような場合には、例えば、図５（ｂ）に示されるように、回路基板１を収容するケース６のケース壁の厚みを厚くしてケース６を強化することで回路基板１の保護を図ることが考えられる。また、図５（ｃ）の模式的な断面図に示されるように、ケース壁の内壁面に梁９を設けてケース６の強度強化を図って回路基板１の保護機能を高めることが考えられる。しかしながら、これらの場合には、ケース壁の厚みが厚くなったり、梁９を設けることにより、装置７の厚み（高さ）が厚くなってしまい、装置の薄型化を妨げるという問題が生じる。
Therefore, in such a case, for example, as shown in FIG. 5B, the
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、回路基板の厚みを厚くすることなく、また、回路基板を備えた装置の薄型化を妨げることなく、回路基板の強度を強化することができる回路基板の補強構造を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object thereof is to increase the thickness of the circuit board, and to prevent the reduction of the thickness of the device including the circuit board. An object of the present invention is to provide a reinforcing structure for a circuit board capable of strengthening the strength.
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、この発明は、回路を構成する部品が搭載されている回路基板の補強構造であって、回路基板の表面側と裏面側の少なくとも一方側には、電源電力通電用の電源配線パターンが部品搭載領域を避けて形成されており、電源配線パターンには当該電源配線パターンの伸長方向に沿って連続的又は不連続的に補強用の導電材料が接合配置されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as means for solving the above problems. That is, the present invention is a circuit board reinforcing structure on which components constituting a circuit are mounted, and a power supply wiring pattern for supplying power to power is provided on at least one of the front side and the back side of the circuit board. The power supply wiring pattern is characterized in that a reinforcing conductive material is continuously or discontinuously joined and disposed along the extending direction of the power supply wiring pattern.
この発明によれば、電源配線パターンに補強用の導電材料（例えば、はんだ）を接合配置する構成とした。この構成によって、回路基板には、導電材料から成る梁が設けられたような状態となって回路基板の強度を強化することができる。その補強用の導電材料の高さを回路基板に搭載される最も背高な部品の高さよりも低くすることによって、その回路基板を装備する装置の薄型化を妨げることなく、回路基板の強度強化を図ることができる。 According to the present invention, a reinforcing conductive material (for example, solder) is joined to the power supply wiring pattern. With this configuration, the strength of the circuit board can be enhanced by providing the circuit board with a beam made of a conductive material. By making the height of the conductive material for reinforcement lower than the height of the tallest component mounted on the circuit board, the strength of the circuit board is enhanced without impeding the thinning of the equipment equipped with the circuit board. Can be achieved.
また、補強用の導電材料は、回路基板の表面側と裏面側の少なくとも一方側の電源配線パターン上に接合配置される、つまり、回路基板の表面側と裏面側の少なくとも一方側の基板面上における部品が配置されていないデッドスペースを利用して配設されるため、部品配置の設計変更を行うことなく、また、回路基板の回路設計の自由度を低下させることなく、回路基板の強度を強化することができる。さらに、回路基板の回路設計を行う際に、回路基板の表面側と裏面側の一方又は両方の電源配線パターンの形成位置が定まることにより、補強用の導電材料の形成位置も定まるので、補強用の導電材料に関わる設計は非常に簡単であり、回路設計の煩雑化を防止することができる。 The reinforcing conductive material is bonded and disposed on at least one of the power supply wiring patterns on the front side and the back side of the circuit board, that is, on the board surface on at least one side of the front side and the back side of the circuit board. In order to improve the strength of the circuit board without changing the design of the parts layout, and without reducing the degree of freedom in circuit design of the circuit board. Can be strengthened. Furthermore, when designing the circuit board circuit, the position where one or both of the power supply wiring patterns on the front side and the back side of the circuit board are determined determines the position where the reinforcing conductive material is formed. The design related to the conductive material is very simple, and the complication of the circuit design can be prevented.
さらに、補強用の導電材料は電源配線パターンに接合配置されているので、当該補強用の導電材料によって電源配線パターンの厚みが厚くなって導通通路断面積を増加させることができる（電源配線パターンの電流容量を増加させることができる）。これにより、電源配線パターンでの導通損失を低減させることができるので、回路基板の回路の電気的な特性を向上させることができる。 Further, since the reinforcing conductive material is bonded to the power supply wiring pattern, the thickness of the power supply wiring pattern can be increased by the reinforcing conductive material, and the conduction path cross-sectional area can be increased (the power supply wiring pattern Current capacity can be increased). Thereby, since the conduction loss in the power supply wiring pattern can be reduced, the electrical characteristics of the circuit on the circuit board can be improved.
上記のように、この発明の構成を備えることによって、回路基板の強度と、回路基板の回路の電気的な特性との両方を向上させることができるので、回路基板の品質を高めることが容易にできる。 As described above, by providing the configuration of the present invention, it is possible to improve both the strength of the circuit board and the electrical characteristics of the circuit of the circuit board. Therefore, it is easy to improve the quality of the circuit board. it can.
さらに、回路基板に部品を実装するために接合材料としてはんだを利用する場合に、補強用の導電材料もはんだにより形成する構成とすることによって、回路基板の表面側と裏面側の一方又は両方に部品実装用のはんだを形成する工程で、補強用の導電材料も同時に形成することができる。つまり、製造工程を増加することなく、回路基板に補強用の導電材料を設けることができる。 Furthermore, when solder is used as a bonding material for mounting components on the circuit board, the conductive material for reinforcement is also formed by solder, so that one or both of the front side and the back side of the circuit board are used. In the step of forming the component mounting solder, a reinforcing conductive material can be formed simultaneously. That is, a reinforcing conductive material can be provided on the circuit board without increasing the number of manufacturing steps.
さらに、回路基板の表裏両面に絶縁膜が形成されている場合に、補強用の導電材料は、その絶縁膜を通って当該絶縁膜の表面位置よりも上側に盛り上がり形成されている構成を備えることによって、例えば補強用の導電材料が絶縁膜に埋設されている場合に比べて補強用の導電材料の形成量が多くなって、補強用の導電材料は回路基板の強度強化用の梁として、より確実に機能することができるようになり、回路基板の強度に対する信頼性をより一層高めることができる。 Furthermore, when the insulating film is formed on both the front and back surfaces of the circuit board, the reinforcing conductive material has a configuration in which the reinforcing material is formed so as to rise above the surface position of the insulating film through the insulating film. For example, the amount of reinforcing conductive material formed is larger than when the reinforcing conductive material is embedded in the insulating film, and the reinforcing conductive material is used as a beam for strengthening the strength of the circuit board. It becomes possible to function reliably, and the reliability with respect to the strength of the circuit board can be further enhanced.
回路基板は長方形状と成し、電源配線パターンは、回路基板の長辺に沿うように伸長形成されている幹線部位を少なくとも有する構成を備え、補強用の導電材料は、少なくとも、その電源配線パターンの幹線部位に設けられている構成を備えることによって、補強用の導電材料（梁）は、回路基板の最も発生し易い撓み変形を阻止できるように設けられることとなるので、回路基板の撓み変形を非常に小さく抑制することができる。これにより、回路基板の撓み変形に起因した例えば回路基板の回路の損傷等を防止することができるので、回路基板の信頼性をより向上させることができる。 The circuit board has a rectangular shape, and the power supply wiring pattern has a configuration having at least a trunk portion that is formed to extend along the long side of the circuit board, and the reinforcing conductive material has at least the power supply wiring pattern. By providing the configuration provided in the main line portion of the circuit board, the conductive material for reinforcement (beam) is provided so as to prevent the most easily generated bending deformation of the circuit board. Can be suppressed very small. Thereby, for example, damage to the circuit of the circuit board due to the bending deformation of the circuit board can be prevented, and the reliability of the circuit board can be further improved.
さらに、電源配線パターンが幹線部位を有すると共に、その幹線部位の両側から、それぞれ、回路基板の短辺に沿うように伸長形成されている枝部位を有している構成を備えている場合には、補強用の導電材料を幹線部位だけでなく、枝部位にも設けることによって、補強用の導電材料によって、より一層回路基板の撓み変形を抑制することができて、回路基板の更なる信頼性の向上を図ることが容易となる。 Further, when the power supply wiring pattern has a main line part and has a configuration having branch parts extending from both sides of the main line part along the short side of the circuit board, respectively. By providing the conductive material for reinforcement not only in the trunk part but also in the branch part, the conductive material for reinforcement can further suppress the flexural deformation of the circuit board, and further increase the reliability of the circuit board. It becomes easy to improve.
部品が間隙を介して隣接配置されている構成を備えている場合に、隣り合う部品間の間隙には、当該隣り合う部品の並び方向に交差する方向に電源配線パターンが伸長形成され、この電源配線パターンに補強用の導電材料が設けられている構成を備えることによって、補強用の導電材料は、隣り合う部品間の電磁気的なシールド機能をも兼備することとなる。つまり、補強用の導電材料を介して隣り合う部品同士の電磁気的な相互干渉を補強用の導電材料によって抑制できるので、回路基板の回路動作に対する信頼性を向上させることができる。 When the components are arranged adjacent to each other via a gap, a power supply wiring pattern is formed to extend in a direction intersecting the arrangement direction of the adjacent components in the gap between the adjacent components. By providing the wiring pattern with a configuration in which the conductive material for reinforcement is provided, the conductive material for reinforcement also has an electromagnetic shielding function between adjacent components. In other words, the electromagnetic mutual interference between the adjacent components can be suppressed by the reinforcing conductive material through the reinforcing conductive material, so that the reliability of the circuit board with respect to the circuit operation can be improved.
回路基板の表面側と裏面側の一方又は両方には、回路に接続されていないダミーパターンが形成されており、補強用の導電材料は、そのダミーパターンにも接合形成されている構成を備えることによって、回路基板に補強用の導電材料をより多く設けることができて、回路基板のより一層の強度強化を図ることが容易となる。例えば、回路基板の表面側と裏面側の一方又は両方において、部品搭載領域および回路パターン形成領域を除いた全領域にダミーパターンを形成することにより、回路基板の大幅な強度強化を図ることができる。また、例えば、回路基板の表面側あるいは裏面側に導体層（例えば銅箔）が形成されており、この導体層を加工することにより、回路パターンが形成される場合には、部品搭載領域および回路パターン形成領域以外の導体膜部分（つまり、回路に利用されない導体膜部分）は除去されずに残されることが多い。このような場合には、その未加工の導体膜部分をダミーパターンとして利用することで、わざわざダミーパターンを形成するという手間無く、回路基板の表面側と裏面側の一方又は両方における部品搭載領域および回路パターン形成領域を除いた全領域に補強用の導体材料を設けることができて、回路基板の大幅な強度強化を図ることができる。 A dummy pattern that is not connected to the circuit is formed on one or both of the front side and the back side of the circuit board, and the reinforcing conductive material has a configuration in which the dummy pattern is also bonded to the dummy pattern. As a result, more conductive material for reinforcement can be provided on the circuit board, and it becomes easier to further strengthen the circuit board. For example, the circuit board can be greatly strengthened by forming a dummy pattern in the entire area excluding the component mounting area and the circuit pattern forming area on one or both of the front side and the back side of the circuit board. . In addition, for example, when a conductor layer (for example, copper foil) is formed on the front surface side or the back surface side of the circuit board and a circuit pattern is formed by processing this conductor layer, the component mounting region and the circuit In many cases, the conductor film portion other than the pattern formation region (that is, the conductor film portion not used in the circuit) is left without being removed. In such a case, by using the raw conductive film portion as a dummy pattern, there is no need to bother to form a dummy pattern, and the component mounting area on one or both of the front side and the back side of the circuit board and A reinforcing conductor material can be provided in the entire area except the circuit pattern forming area, and the strength of the circuit board can be greatly increased.
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１（ａ）には第１実施形態例を構成する回路基板の表面側の模式的な平面図が示され、図１（ｂ）にはその回路基板の裏面側の模式的な平面図が示され、図１（ｃ）には図１（ａ）のＡ−Ａ部分の断面図が示されている。 FIG. 1A shows a schematic plan view of the front side of the circuit board constituting the first embodiment, and FIG. 1B shows a schematic plan view of the back side of the circuit board. FIG. 1 (c) shows a cross-sectional view of the AA portion of FIG. 1 (a).
この第１実施形態例では、回路基板１は、表裏両面に部品８が実装されている両面実装タイプの回路基板であり、この回路基板１は、例えば、カード型回路モジュールやスティック形状薄型回路モジュール等の薄型の装置に内蔵されるものである。当該回路基板１は長方形状と成し、例えば図４（ａ）の模式的な断面図に示されるような複数の導体層２（例えば銅箔）と絶縁層３が交互に積層形成されている多層基板である。
In the first embodiment, the
この第１実施形態例では、導体層２と絶縁層３の積層体の最表面と最裏面はそれぞれ導体層２により構成されており、それら最表面側の導体層２（２ａ）と最裏面の導体膜２（２ｂ）には、それぞれ、少なくとも、図１（ａ）、（ｂ）に示されるような電源配線パターン１２を含む回路パターンが形成されている。電源配線パターン１２は、外部から供給される電源電力をＩＣ部品等の部品８（８Ｘ）に導くための配線パターンである。この第１実施形態例では、最表面側の導体層２ａと最裏面側の導体層２ｂにそれぞれ形成されている電源配線パターン１２は、回路基板１の長辺に沿うように伸長形成されている。この電源配線パターン１２上には当該電源配線パターン１２の伸長方向に沿って連続的に補強用の導電材料１０が接合配置されている。なお、補強用の導電材料１０は、表面側と裏面側の各電源配線パターン１２の全長に渡って連続的に接合配置されていてもよいし、それら各電源配線パターン１２の予め定められた区間内の全長に渡って連続的に接合配置されていてもよい。
In the first embodiment, the outermost surface and the outermost surface of the laminate of the
この第１実施形態例では、回路基板１の表裏両面（導体層２ａ，２ｂの上側）には、それぞれ、保護膜として機能する絶縁膜（例えばレジスト膜）１３（１３Ａ，１３Ｂ）が形成され、当該絶縁膜１３（１３Ａ，１３Ｂ）上に部品８が搭載されている。絶縁膜１３（１３Ａ，１３Ｂ）は、回路基板１への部品８の接合部分および補強用の導電材料１０の形成部分を避けて形成されている。換言すれば、絶縁膜１３（１３Ａ，１３Ｂ）には、回路基板１への部品８の接合部分および補強用の導電材料１０の形成部分に開口部が形成されており、部品８は、その絶縁膜１３の開口部に形成されたはんだ１１によって、回路基板１に固定されると共に、導体層２ａ，２ｂの回路パターンに電気的に接続されている。また、電源配線パターン１２に接合している補強用の導電材料１０は、絶縁層１３（１３Ａ，１３Ｂ）の開口部を通して絶縁層１３（１３Ａ，１３Ｂ）の表面位置よりも上側に盛り上がり形成されている。この第１実施形態例では、補強用の導電材料１０の高さは、連続している部分の全長に渡って高さが等しくなるように形成されていてもよいし、場所によって高さが異なるように形成されていてもよい。ただ、補強用の導電材料１０は、電源配線パターン１２に接合配置されていることから、回路基板１の補強用として機能するだけでなく、電源配線パターン１２と共に電源電力導通用の通路として機能することを考慮すると、電力損失の低減を図る等の観点から、補強用の導電材料１０は、全長に渡って高さがほぼ等しくなるように形成することが好ましい。
In the first embodiment, insulating films (for example, resist films) 13 (13A, 13B) functioning as protective films are formed on both front and back surfaces of the circuit board 1 (above the conductor layers 2a, 2b), The
以下に、第２実施形態例を説明する。なお、この第２実施形態例の説明において、第１実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。 The second embodiment will be described below. In the description of the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions of common portions are omitted.
図２（ａ）には第２実施形態例を構成する回路基板を表面側から見た模式的な平面図が示され、図２（ｂ）にはその回路基板を裏面側から見た模式的な平面図が示されている。この第２実施形態例では、回路基板１の表面側と裏面側にそれぞれ形成される電源配線パターン１２は、長方形状の回路基板１の長辺に沿うように形成されている幹線部位１２Ｍと、幹線部位１２Ｍの両側からそれぞれ回路基板１の短辺に沿うように伸長形成されている枝部位１２Ｒとを有して構成されている。この第２実施形態例では、電源配線パターン１２の枝部位１２Ｒは、隣接配置されているＩＣ部品等の部品８（８Ｘ）間の間隙に、それら部品８Ｘの並び方向に交差する方向（この第２実施形態例では、部品８Ｘの並び方向に直交する方向）に伸長形成されている。
FIG. 2A shows a schematic plan view of the circuit board constituting the second embodiment viewed from the front side, and FIG. 2B shows a schematic view of the circuit board viewed from the back side. A simple plan view is shown. In the second embodiment, the power
補強用の導電材料１０は、そのような電源配線パターン１２の幹線部位１２Ｍおよび枝部位１２Ｒに接合形成されている。隣り合うＩＣ部品８Ｘ同士は、電磁気的な相互干渉の虞があるが、この第２実施形態例では、それらＩＣ部品８Ｘ間に電源配線パターン１２の幹線部位１２Ｍや枝部位１２Ｒが配設されて補強用の導電材料１０が設けられていることから、補強用の導電材料１０によるシールド機能によって、ＩＣ部品８Ｘ間の電磁気的な相互干渉を抑制することができる。このような補強用の導電材料１０のシールド機能を考慮して、この第２実施形態例では、電磁波の放射が多いと考えられるＩＣ部品や電磁波の影響を受け易い部品８Ｘeの周囲を囲むように補強用の導電材料１０が配設されている。
The reinforcing
この第２実施形態例では、上記以外の構成は第１実施形態例と同様である。 In the second embodiment, the configuration other than the above is the same as that of the first embodiment.
なお、この発明は第１や第２の各実施形態例の形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、補強用の導電材料１０の伸長形状は、電源配線パターン１２の形状に基づいて定まるものであることから、図１や図２の例に限定されるものではなく、電源配線パターン１２の形状によっては、例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示されるような、より複雑な形状としてもよい。なお、図３（ａ）は回路基板の表面側の平面図であり、図３（ｂ）は回路基板の裏面側の平面図である。
In addition, this invention is not limited to the form of each 1st or 2nd embodiment, Various embodiments can be taken. For example, the elongated shape of the reinforcing
また、第１や第２の各実施形態例では、電源配線パターン１２の全長に渡って、あるいは、電源配線パターン１２の予め定めた区間内の全長に渡って、補強用の導電材料１０は連続的に設けられていたが、補強用の導電材料１０は、電源配線パターン１２の全長に渡って、あるいは、電源配線パターン１２の予め定めた区間内の全長に渡って、不連続的に設ける構成としてもよい。
In each of the first and second embodiments, the reinforcing
さらに、第１や第２の各実施形態例では、表面側の電源配線パターン１２と、裏面側の配線パターン１２との両方に補強用の導電材料１０が接合形成されていたが、表面側と裏面側のうちの一方側の電源配線パターン１２だけに補強用の導電材料１０を形成する構成としてもよい。
Further, in each of the first and second exemplary embodiments, the reinforcing
さらに、第１と第２の各実施形態例では、補強用の導電材料１０は、電源配線パターン１２だけに接合配置されていたが、例えば、回路基板の表面側と裏面側の少なくとも一方側に、回路に接続されていないダミーパターンを設け、補強用の導電材料１０は、電源配線パターン１２だけでなく、そのダミーパターンにも接合配置される構成としてもよい。この場合には、電源配線パターン１２に接合配置されている補強用の導電材料１０と、ダミーパターンに接合配置されている補強用の導電材料１０とは電気的に接続されていない構成とする。なお、回路基板１を構成する導体層２（例えば銅箔）を加工して、電源配線パターン１２を含む回路パターンを形成する場合には、回路パターン形成領域以外の導体層部分は、加工されずに残されることがある。このような場合には、その残される部分をダミーパターンとして利用することとすれば、例えば、回路パターンの設計変更を行うことなく、絶縁膜１３の設計変更だけで、ダミーパターンに接合配置された補強用の導電材料１０を設けることができる。
Furthermore, in each of the first and second embodiments, the reinforcing
さらに、第１や第２の各実施形態例では、回路基板１は多層基板であったが、もちろん、回路基板１が多層基板でない場合にも本発明は適用することができる。また、回路基板１は長方形状に限定されるものではなく、例えば正方形状等の他の形状であってもよい。
Furthermore, in each of the first and second embodiments, the
１ 回路基板
８ 部品
１０ 補強用の導電材料
１２ 電源配線パターン
１３ 絶縁層
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