JP4254183B2 - Printed wiring board and printed wiring board management system - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パターニングが施された熱可塑性樹脂フィルムを複数層積層して形成されるプリント配線基板およびその管理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子製品に用いられるプリント配線基板（以下、プリント基板と称す）上には、複数の電子部品（通信インターフェースや電源供給用のコネクタを含む）が配設されており、これらの電子部品ははんだ付けにより固定されている。近年、ハードウェアのアップグレードを容易にするため、特にＦＡ用の制御機器などにおいて、プリント基板を単位として、あるいはＣＰＵ、メモリ、周辺回路ＬＳＩなどが一体にモールドされたモジュールを単位として、より高性能、高機能なものに交換できるように構成されたものがある。
【０００３】
しかし、上記モジュールは、多数の部品が搭載されたプリント基板上の限られたスペースに実装されているため、新たな回路の追加によりＣＰＵや周辺回路ＬＳＩのパッケージサイズが従前のものと比べて大きくなったり形状が異なったものとなると、実装できなくなる。このため、モジュール交換ができると言っても、現状ではＣＰＵや周辺回路ＬＳＩのクロック周波数、メモリサイズなどを僅かに変更できるに止まっており、大幅な機能変更は行えなかった。
【０００４】
仮に大幅な機能変更を行おうとすれば、ＣＰＵ自体や周辺回路ＬＳＩ自体の再設計が必要となり多額の開発費用が必要になる。また、機能が向上すると、ＩＣのパッケージサイズ、電極のピン配置、ピン数を従前のものと同一に保つことができなくなるため、結局はモジュールの設計ひいてはプリント基板の設計までやり直すことになる。
【０００５】
【特許文献１】
特表平１１−５１５０９４号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２０００−３５７８４７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これに対し、本願出願人は、パターニングが施された熱可塑性樹脂フィルムを複数層積層して一体加圧により形成されるプリント基板を開発した。この基板は、従来の基板すなわち一層ごとに積層、硬化、配線のパターニングを繰り返して製造されるプリント基板に比べ、高多層化する場合に大幅な品質向上と工程短縮を実現でき、低コスト、短納期化を可能とするものである。また、熱可塑性樹脂基材を用いているため、樹脂のみの分離、再利用を行うマテリアルサイクルを可能としている。
【０００８】
この新たなプリント基板を用いれば、たとえ複雑な配線パターンであっても高多層化により設計が容易になり、高多層化による製造工程の増大も殆どないため、上述したような高性能化に伴う大幅な機能変更に対して対応し易い。
【０００９】
しかしながら、このプリント基板は実装上の理由から素子が内部に埋め込まれることが多く、基板上に素子が配設される従来のプリント基板とは異なり、製造後は外観からそのプリント基板を判別しにくくなる。これについては、基板表面に識別番号を印刷することなどが考えられるが、長期間の使用により消失したり故意に書き換えられることも予想されるため、より確実な判別方法が必要となる。また、このプリント基板の優れた再利用性を十分に活かすには、当該プリント基板を正しく類別するとともに、個々のプリント基板ごとに適切な再利用形態を決定することが必要となる。
【００１０】
プリント基板を識別するためにＩＤタグを用いる技術は、上記特許文献１および２に開示されている。このうち前者は、基板上にＩＤタグがマウントされており、そのアンテナを基板内部に埋め込むことにより全体のタグサイズを縮小する技術が開示されている。ＩＤタグには、ＩＤコード、製造場所、所有者の識別情報などが含まれている。
【００１１】
一方、後者は、ＩＤタグがプリント基板の内層部に埋設されており、流通段階にて外部からの指令により流通経緯を示すＩＤコードをＩＤタグの可変ＩＤ部に記録する技術が開示されている。これは、製造後の流通経路を含めてプリント基板および実装された電子部品の履歴を総合的に管理するものであるが、予め流通経路が予測できないために、メモリセルからなる可変ＩＤ部のメモリ容量を大きく設定せざるを得ずコスト高となり、またメモリ容量に制限があるために拡張性に欠けるという問題がある。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、パターニングが施された熱可塑性樹脂フィルムを複数層積層して形成される再利用特性に優れたプリント配線基板であって、それぞれが確実に判別されるとともに、それぞれに適切な再利用形態が選択され得るプリント配線基板およびその管理システムを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した手段によれば、パターニングが施された熱可塑性樹脂フィルムを複数層積層した後これら熱可塑性樹脂フィルムの一体化形成と三次元配線とを同時に行うことにより形成されるプリント配線基板の内部に、当該プリント配線基板に対して唯一（ユニーク）に割り付けられたＩＰアドレスが書き込まれた読み取り専用の電子タグが、当該プリント配線基板に取り付けられる他の全ての部品と共に埋め込んだ状態として設けられているので、そのＩＰアドレスにより指定される基板管理サーバにアクセスして種別情報を得ることにより、外観上判別しにくいという特徴を持つ本プリント配線基板の一つ一つについて種類や製造情報を得ることができる。
全ての部品がプリント配線基板の内部に埋め込まれているので、プリント配線基板の表面に部品が突出することがなく、機器に対する実装性が向上する。この構成では、外観上の判別性がより低下することになるが、電子タグの存在により判別性を確保することができる。
【００１４】
そして、電子タグに書き込まれたＩＰアドレスを持つ基板管理サーバは、当該プリント配線基板の履歴情報を管理しているので、この管理情報および種別情報に基づいて当該プリント配線基板の再利用形態（リユース／リサイクル）を決定することができ、本プリント配線基板の優れた再利用性を活かしたマテリアルサイクルを容易に構築することができる。
【００１５】
本手段で用いる電子タグは読み取り専用である。これは、本手段では履歴情報を基板管理サーバが管理しており、また、プリント配線基板が一旦流通市場に置かれるとその後の履歴は予測できず、仮に電子タグに履歴情報を書き込むとすれば情報記憶領域を十分に確保しなければならずコスト高となるからである。
【００１６】
請求項２に記載した手段によれば、電子タグには、製品種類を示す種別番号と、同一種類の製品について重複しないように割り付けられた出荷番号とが書き込まれているので、基板管理サーバにアクセス可能なネットワーク環境がなくてもローカルな環境の下でプリント配線基板の種類や製造情報などの基本的な判別情報を得ることができる。
【００１８】
請求項３に記載した手段によれば、プリント配線基板を取り扱う場合に、その内部に設けられた電子タグに書き込まれたＩＰアドレスを読み取り、コンピュータネットワークを介してそのＩＰアドレスを持つ基板管理サーバにアクセスすると、当該基板管理サーバを介して基板管理データベースから当該プリント配線基板の種別情報および履歴情報を引き出すことができる。また、出荷、輸送、製品への搭載、故障、修理、リユースなどが生じた場合には、その新たに生じた履歴情報を前記基板管理データベースに書き込む。これにより、再利用に適したプリント配線基板の管理システムを構築することができる。
【００１９】
請求項４に記載した手段によれば、基板管理サーバにより管理される種別情報および履歴情報に基づいて、複数種類が混在したプリント配線基板を効率よく分類できるとともに、履歴情報も参照することにより個々のプリント配線基板に最適な再利用形態を決定することができる。
【００２０】
請求項５に記載した手段によれば、プリント配線基板が搭載された製品に対して専用のＩＰアドレスが割り付けられ、プリント配線基板の履歴情報に当該製品のＩＰアドレスが使用されるので、各プリント配線基板の所在つまりどの製品に搭載されているのかが明らかとなり、一旦流通市場に出た後のプリント配線基板のアップグレード（例えばフラッシュメモリに記憶されているソフトウェアの書き換え）が容易となる。また、当該製品のＩＰアドレスを持つ製品管理サーバを介して製品管理データベースに、当該製品に搭載されているプリント配線基板のＩＰアドレスが書き込まれるので、製品とその構成部品であるプリント配線基板全体としての管理システムを構築できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１はプリント配線基板管理システムの概略的な全体構成を示すもので、図中二点鎖線で囲った部分は、プリント配線基板１（以下、プリント基板１と称す）の製造、流通、再利用に係る流れを示している。後述するようにプリント配線基板１にはＩＤタグ２（電子タグに相当）が埋め込まれており（図２、図３参照）、そのＩＤタグ２にはプリント基板１の種類を示す製品型番（種別番号に相当）、同一種類のプリント基板１について重複しないように製造順に割り付けられたシリアル番号（出荷番号に相当）および個々のプリント基板１に対し唯一（ユニーク）に割り付けられたＩＰアドレスが書き込まれている。ＩＰアドレスには、ＩＰｖ６のＩＰプロトコルが用いられている。
【００２２】
コンピュータネットワークであるインターネット３には、上記プリント基板１のそれぞれに割り付けられたＩＰアドレスを持つ管理サーバ４（基板管理サーバに相当）が接続されており、この管理サーバ４は、個々のプリント基板１の種別情報および履歴情報を管理するようになっている。管理サーバ４には、各ＩＰアドレスに対応させてプリント基板１の種別情報および履歴情報が蓄積されているデータベース５（基板管理データベースに相当）が接続されている。
【００２３】
プリント基板１は、例えば車両（自動車）に搭載される電子制御装置に用いられており、その製品たる車両および電子制御装置にも唯一のＩＰアドレスが割り付けられている。インターネット３には、車両のそれぞれに割り付けられたＩＰアドレスを持つ管理サーバ６（製品管理サーバに相当）が接続されており、個々の車両の構成部品を管理するようになっている。管理サーバ６には、各車両のＩＰアドレスに対応させて構成部品の製品型番、シリアル番号、当該構成部品に対し唯一に割り付けられたＩＰアドレスが階層構造をなして蓄積されているデータベース７（製品管理データベースに相当）が接続されている。
【００２４】
図２および図３は、それぞれ本管理システムにおいて管理対象とされるプリント基板１の外観図および分解斜視図である。図２に示す外観図は、積層構造であることを明示するために各層を分離した状態に描いてある。
【００２５】
このプリント基板１は、片面にパターニングが施された複数の熱可塑性樹脂フィルムの間に半導体チップその他の素子（部品）が埋め込まれた構成を有している。これら素子相互間または素子とコネクタ８との間の電気的な接続は、上記樹脂フィルムの片面に施された配線パターンと樹脂フィルムに設けられたスルーホールに充填された導電材とにより行われるようになっている。チップは、ベアチップでもパッケージされたものであっても良い。この構成によれば、例えばコネクタ８への連絡部のみをフレキシブルに構成することも可能となる。
【００２６】
図２、図３に示すプリント基板１は、下面側から、ＣＰＵが埋め込まれるＣＰＵ層９、周辺回路を構成するＩＣが埋め込まれる周辺回路層１０、１１、配線パターンが形成される配線層１２、電極保護層１３、１４の６層構造として表されているが、実際には各層間にさらに配線層が設けられる場合が多い。また、容易に素子を埋め込むことができる利点を活かして、表面には素子を配置しない方が良い。これにより、プリント基板１の表面に部品が突出することがなくなり、電子制御装置に対する実装性が向上するとともに、リサイクル処理時を除き素子がプリント基板１から容易に分離できないようになる。さらに、例えばＣＰＵの発熱が大きい場合には、ＣＰＵ層９に隣接してアルミニウムなど熱伝導率の高い材料からなる放熱板１５を設けることが好ましい。
【００２７】
電極保護層１３と１４との間には、ＩＤタグ２とアンテナ１６とが埋め込まれている。ＩＤタグ２は、製品型番、シリアル番号およびＩＰアドレスのデータ（タグデータ）を記憶したＩＣチップとこれを電磁結合により読み取りを行うためのコイルを収容したもので、全体として例えばコイン状に形成されている。このＩＤタグ２からデータを読み取るためには、図示しないリーダが必要となる。ＩＤタグ２は、リーダとの電磁的結合により電源が供給されるものが好ましいが、プリント基板１内に電池を備える構成としても良い。
【００２８】
アンテナ１６は、内層にある配線パターンの影響を避けるため、表面近くに設けることが好ましい。また、リーダとプリント基板１との位置関係によらずリーダがＩＤタグ２から確実にデータを読み取るためには、アンテナ１６を上面側のみならず下面側にも設けると良い。
【００２９】
このプリント基板１の製作工程は、設計工程、製造工程および検査工程からなる。設計工程では、ＣＰＵ、周辺回路用ＩＣ、メモリなどの個数、サイズ、ピン数などが入力され、ＣＰＵ層９、周辺回路層１０、１１、配線層１２およびメモリ層（メモリ層は図２、３には示さず）の配線パターンを自動設計する。ここで、ＣＰＵ、周辺回路用ＩＣ、メモリなどのチップの電極サイズや取り出し形態は標準化されている。また、コネクタ８の形状や電極数は、ＣＰＵのロードマップなどから予測される数世代先までの変更に耐えられるように、余裕のある設計となるように考慮されている。
【００３０】
図４はプリント基板１の製造工程を示している。製造は、まず絶縁基材である熱可塑性の樹脂フィルムの片面に貼り付けられた導体箔例えば厚さ１８μｍの銅箔（アルミ箔でも可）をエッチングにて上記設計した配線パターン通りにパターニングする（工程Ｐ１）。各層のパターニングが終了すると、パターンが形成されていない面に保護フィルムを貼付する。
【００３１】
保護フィルムの貼付後、保護フィルム側から炭酸ガスレーザまたはエキシマレーザを照射して、所定位置に導体パターン（銅箔）を底面とする有底ビアホールを形成する（工程Ｐ２）。この工程はドリル加工等の機械加工も可能であるが、微細な穴をあける必要があるため、高い精度を確保する上ではレーザ加工が好ましい。
【００３２】
各層についてビアホールを形成後、ビアホール内に層間接続材である導電ペースト（導電材）を充填する（工程Ｐ３）。導電ペーストは、銅、銀、スズなどの金属粒子にバインダ樹脂や有機溶剤を加え混錬してペースト化したものである。導電ペーストは、メタルマスクを用いたスクリーン印刷機により片面導体フィルムの導体パターン側を下にしてビアホール内に印刷充填する。充填後、保護フィルムを剥離する（工程Ｐ４）。
【００３３】
保護フィルムの剥離後、片面導体フィルムの導体パターン側を下にして各層を積層する（工程Ｐ５）。その際、ＣＰＵ、周辺回路用ＩＣ、メモリなどの各素子（ベアチップ）に形成された電極と導体のコンタクトポイントとを接続して加熱圧着を行い仮止めする。なお、チップを埋め込むためには、チップの厚さに対応する枚数の樹脂フィルムの埋設位置に、予めガイドとなる穴を形成しておく必要があるが、レーザ加工等を用いれば短時間で行うことができ削り屑も出ない。このため、従来のエポキシ基板を加工してチップを埋め込む工程に比べて作業性が飛躍的に向上する。
【００３４】
最下層には導体パターンを覆うようにしてカバーレイヤを積層する。積層後、真空加圧プレス機により２００℃〜３５０℃、０．１ＭＰａ〜１０ＭＰａの圧力で加圧成形する（工程Ｐ６）。図５は、このときの加圧温度条件を示している。これにより、樹脂フィルムの一体化形成と三次元配線とを同時に行うことができる。以上述べた製造工程に続いて行われる検査工程では、電気的、機械的な検査が行われ、後述するように管理サーバ４への登録が行われる。
【００３５】
次に、プリント基板１の管理方法について説明する。
図１において、プリント基板１が製造された後の検査工程では、リーダによりプリント基板１に埋め込まれたＩＤタグ２から製品型番、シリアル番号およびＩＰアドレスからなるタグデータが読み出される。読み出された製品型番とシリアル番号、および製造年月日、製造場所などの製造情報は、インターネット３を経由して、読み出されたＩＰアドレスを持つ管理サーバ４に送られる。
【００３６】
管理サーバ４は、そのデータを当該ＩＰアドレスに対応させてデータベース５に格納することにより当該プリント基板１の登録処理を行う。なお、ＩＰアドレスは全てのプリント基板１に対し重複することなく唯一に与えられるように管理されているので、たとえ各製造メーカが同一の製品型番とシリアル番号を用いたとしても、管理サーバ４ではＩＰアドレスを基にして個々のプリント基板１を正しく識別することができる。
【００３７】
その後の出荷段階および輸送段階においても、流通履歴が管理サーバ４に送信される。その後、当該プリント基板１を組み込んだ電子制御装置が製造されると、その製造工場から管理サーバ４に対し、電子制御装置に割り付けられたＩＰアドレスが送信される。管理サーバ４は、その電子制御装置のＩＰアドレスをデータベース５に格納する。また、当該電子制御装置に割り付けられたＩＰアドレスを持つ管理サーバ６に対し、組み込まれたプリント基板１に割り付けられたＩＰアドレスが送られる。管理サーバ６は、このプリント基板１のＩＰアドレスを電子制御装置の一構成部品としてデータベース７に格納する。
【００３８】
さらに、電子制御装置が車両に搭載された段階でも、同様にして車両に割り付けられたＩＰアドレスを持つ管理サーバ６に対し、搭載された電子制御装置に割り付けられたＩＰアドレスが送られ、データベース７に格納される。これにより、管理サーバ６には、各車両のＩＰアドレスに対応させて、構成部品の製品型番、シリアル番号、当該構成部品に対し唯一に割り付けられたＩＰアドレスが階層構造をなして蓄積されることとなる。
【００３９】
プリント基板１は、熱可塑性樹脂基材を用いているため、樹脂や素子の分離、再利用に適している。製品から回収したプリント基板１の再利用形態を決定する再利用工程では、リーダによりプリント基板１に埋め込まれたＩＤタグ２からＩＰアドレスを読み取り、そのＩＰアドレスを持つ管理サーバ４にアクセスすることにより当該プリント基板１の種別情報、製造情報および履歴情報を得る。そして、これらの情報と機能検査結果とに基づいて、当該プリント基板１をリユースするかリサイクルするかを決定する。
【００４０】
図６は、再利用工程における処理内容を示している。図６（ａ）はリユースする場合であって、管理サーバ４から得た情報に基づいて各プリント基板１を種別し（工程Ａ１）、新たなユーザからの要求に応じてフラッシュメモリ内のプログラムやデータを書き換える（工程Ａ２）。その後、機能検査を行い（工程Ａ３）、新たなユーザに対し出荷する（工程Ａ４）。このリユース工程が完了した段階で、プリント基板１のＩＰアドレスを持つ管理サーバ４に対し、リユースに付された旨の履歴を送信する。なお、プリント基板１に埋め込まれたＩＤタグ２が保持する製品型番、シリアル番号およびＩＰアドレスのデータ内容は、プリント基板１の製造時点からリサイクル分解時点に至るまで変わることはない。
【００４１】
図６（ｂ）はリサイクルする場合を示しており、管理サーバ４から得た情報に基づいて各プリント基板１を種別し（工程Ｂ１）、加熱することにより樹脂と素子とを分離して回収する（工程Ｂ２）。これらの樹脂と素子は、新たなプリント基板を製造する際に使用される（工程Ｂ３）。その結果、図１に示すマテリアルサイクルが構築される。プリント基板１の種別情報に使用部品リストが含まれていれば、リサイクルにより得られる部品を予め知ることができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態の管理システムが管理対象とするプリント基板１の内部には、当該プリント基板１に対して唯一に割り付けられたＩＰアドレスが書き込まれたＩＤタグ２が埋め込まれており、そのＩＰアドレスを持つ管理サーバ４はプリント基板１の種別情報および履歴情報を管理しているので、この種別情報に基づいて、外観上判別しにくいという特徴を持つプリント基板１の種類や製造情報を得ることができる。
【００４３】
特に、本実施形態のように、機器に対する実装性を高めるために、プリント基板１の表面に素子が突出しないように全ての素子を内部に埋め込んだ場合には、外観上の判別性がより低下することになるが、上記管理サーバ４の種別情報を利用すれば確実に判別することができる。これにより、電子制御装置への組み込み時におけるプリント基板１の取り違えを防止することができる。
【００４４】
また、管理サーバ４から得た種別情報および履歴情報に基づけば、各プリント基板１に適した再利用形態（リユース／リサイクル）を決定することができ、プリント基板１の優れた再利用性を活かしたマテリアルサイクルを容易に構築することができる。また、再利用工程においても、上記種別情報および履歴情報に基づいて、複数種類が混在したプリント基板を効率よく分類することができる。
【００４５】
ＩＤタグ２にはＩＰアドレスに加えて製品型番とシリアル番号も書き込まれているので、管理サーバ４にアクセス可能なネットワーク環境がなくてもローカルな環境の下でプリント基板１の種類や製造情報などの基本的な判別情報を得ることができる。
【００４６】
プリント基板１は、当該プリント基板１に割り当てられたＩＰアドレスを持つ管理サーバ４において一元管理されるので、ＩＤタグ２にはデータを追記する必要がなく、ＩＤタグ２を読み取り専用素子（ＩＣチップ）から構成することができる。その結果、ＩＤタグ２に履歴データを追記する従来構成と比較して、コストを下げることができる。
【００４７】
プリント基板１が組み込まれる製品（電子制御装置、車両）に対してもユニークなＩＰアドレスが割り付けられており、プリント基板１の履歴情報に当該製品のＩＰアドレスが使用されるので、プリント基板１の所在つまりどの製品に組み込まれているのかが明らかとなり、一旦流通市場に出た後のプリント基板１のアップグレード（例えばフラッシュメモリに記憶されているソフトウェアの書き換え）が容易となる。また、プリント基板１、当該プリント基板１が組み込まれた製品などのサブアッシー単位での管理（所在、交換や修理などの履歴）が容易となる。
【００４８】
プリント基板１は、複雑な配線パターンであっても高多層化により設計が容易であって、高多層化による製造工程の増大も殆どないため、機能変更に対しても対応し易い。また、チップも標準仕様に従って構成されるため、チップの置き換え、複数チップがモールドされてなるモジュールの設計変更も容易となる。
【００４９】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように変形または拡張が可能である。
上述したプリント基板１が組み込まれる製品は、車両の電子制御装置に限られない。カーエレクトロニクス、家電製品、ＩＴ関連機器などのように今後環境対策が要求される分野の製品に適用すれば、上記プリント基板１の持つ優れた再利用性を十分に活かしたマテリアルサイクルを容易に構築することができる。
【００５０】
本実施形態においては、実装性を考慮して全ての素子をプリント基板１の内部に埋め込んだ。
ＩＤタグ２には、少なくとも当該プリント基板１に対して唯一に割り付けられたＩＰアドレスが保持されていれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すプリント配線基板管理システムの概略的な全体構成図
【図２】プリント基板の外観図
【図３】プリント基板の分解斜視図
【図４】プリント基板の製造工程図
【図５】プリント基板を製造する場合の加圧温度条件を示す図
【図６】再利用工程における処理内容を示す図
【符号の説明】
１はプリント基板（プリント配線基板）、２はＩＤタグ（電子タグ）、３はインターネット（コンピュータネットワーク）、４は管理サーバ（基板管理サーバ）、５はデータベース（基板管理データベース）、６は管理サーバ（製品管理サーバ）、７はデータベース（製品管理データベース）である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a printed wiring board formed by laminating a plurality of patterned thermoplastic resin films and a management system therefor.
[0002]
[Prior art]
A plurality of electronic components (including a communication interface and a connector for supplying power) are disposed on a printed circuit board (hereinafter referred to as a printed circuit board) used for electronic products, and these electronic components are soldered. It is fixed by. In recent years, in order to facilitate hardware upgrades, especially in control devices for FA, etc., higher performance is achieved in units of printed circuit boards or modules in which a CPU, memory, peripheral circuit LSI, etc. are integrally molded. Some of them are configured so that they can be replaced with high-performance ones.
[0003]
However, since the above module is mounted in a limited space on a printed circuit board on which a large number of components are mounted, the package size of the CPU and peripheral circuit LSI becomes larger than before due to the addition of a new circuit. If it becomes different or has a different shape, it cannot be mounted. For this reason, even if it can be said that the module can be replaced, the clock frequency of the CPU and peripheral circuit LSI, the memory size, etc. can only be slightly changed at the present time, and a significant function change cannot be performed.
[0004]
If a significant function change is to be made, it is necessary to redesign the CPU itself and the peripheral circuit LSI itself, which requires a large amount of development costs. In addition, when the function is improved, the IC package size, electrode pin arrangement, and pin count cannot be kept the same as the previous one, and eventually, the module design and thus the printed circuit board design are repeated.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese National Patent Publication No. 11-515094
[Patent Document 2]
JP 2000-357847 A
[Problems to be solved by the invention]
In contrast, the applicant of the present application has developed a printed circuit board formed by laminating a plurality of patterned thermoplastic resin films and integrally pressing them. Compared with the conventional substrate, that is, a printed circuit board manufactured by repeating layering, curing, and wiring patterning for each layer, this substrate can achieve significant quality improvement and process shortening when it is multi-layered. It is possible to make delivery time. Moreover, since the thermoplastic resin base material is used, the material cycle which isolate | separates and reuses only resin is enabled.
[0008]
If this new printed circuit board is used, even if it is a complicated wiring pattern, the design becomes easy due to the increase in the number of layers, and there is almost no increase in the manufacturing process due to the increase in the number of layers. It is easy to cope with a large function change.
[0009]
However, this printed circuit board is often embedded with elements for mounting reasons, and unlike a conventional printed circuit board in which elements are arranged on the board, it is difficult to distinguish the printed circuit board from the appearance after manufacturing. Become. For this, it is conceivable to print an identification number on the surface of the substrate. However, since it is expected that the identification number will be lost or deliberately rewritten by long-term use, a more reliable determination method is required. In order to fully utilize the excellent reusability of the printed circuit board, it is necessary to correctly classify the printed circuit boards and determine an appropriate reusable form for each printed circuit board.
[0010]
Techniques using ID tags for identifying printed circuit boards are disclosed in Patent Documents 1 and 2 above. Among them, the former discloses a technique in which an ID tag is mounted on a substrate, and the antenna size is reduced by embedding the antenna inside the substrate. The ID tag includes an ID code, a manufacturing location, owner identification information, and the like.
[0011]
On the other hand, in the latter, a technique is disclosed in which an ID tag is embedded in an inner layer portion of a printed circuit board, and an ID code indicating a distribution history is recorded in a variable ID portion of the ID tag in response to an external command at a distribution stage. . This is to comprehensively manage the history of printed circuit boards and mounted electronic components including the distribution path after manufacture, but since the distribution path cannot be predicted in advance, the memory of the variable ID section consisting of memory cells There is a problem that the capacity is inevitably set to increase the cost, and the expandability is lacking because the memory capacity is limited.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is a printed wiring board having excellent reuse characteristics formed by laminating a plurality of patterned thermoplastic resin films, An object of the present invention is to provide a printed wiring board and a management system for the printed wiring board that can be reliably discriminated and each can select an appropriate reuse form.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to the means described in claim 1, a printed wiring formed by laminating a plurality of patterned thermoplastic resin films and then simultaneously performing the integral formation of these thermoplastic resin films and three-dimensional wiring. the inner portion of the substrate, an electronic tag read-only IP address assigned to only (unique) with respect to the printed circuit board has been written, embedded with all other components mounted on the printed circuit board state since provided as, by obtaining the type information by accessing the board management server specified by the IP address, for each one of the printed circuit board has a feature that appearance is hardly discriminated types and production Information can be obtained.
Since all the components are embedded in the printed wiring board, the components do not protrude from the surface of the printed wiring board, and the mountability to the device is improved. In this configuration, the discriminability on appearance is further lowered, but the discriminability can be ensured by the presence of the electronic tag.
[0014]
Since the board management server having the IP address written in the electronic tag manages the history information of the printed wiring board, the printed wiring board can be reused based on the management information and the type information (reuse). / Recycling) can be determined, and a material cycle utilizing the excellent reusability of the printed circuit board can be easily constructed.
[0015]
The electronic tag used in this means is read-only. This means that in this means, the history information is managed by the board management server, and once the printed wiring board is placed in the distribution market, the subsequent history cannot be predicted. This is because a sufficient information storage area must be secured, resulting in high costs.
[0016]
According to the means described in claim 2, since the type number indicating the product type and the shipping number assigned so as not to be duplicated for the same type of product are written in the electronic tag, Even if there is no accessible network environment, basic discrimination information such as the type of printed wiring board and manufacturing information can be obtained in a local environment.
[0018]
According to the means described in claim 3 , when handling the printed wiring board, the IP address written in the electronic tag provided in the printed wiring board is read, and the board management server having the IP address is sent to the computer via the computer network. When accessed, the type information and history information of the printed wiring board can be extracted from the board management database via the board management server. Further, when shipment, transportation, mounting on a product, failure, repair, reuse, etc. occur, the newly generated history information is written in the substrate management database. Thereby, the management system of the printed wiring board suitable for reuse can be constructed.
[0019]
According to the means described in claim 4 , based on the type information and history information managed by the board management server, printed wiring boards in which a plurality of types are mixed can be efficiently classified, and the history information is also referred to individually. It is possible to determine the most suitable reuse form for the printed wiring board.
[0020]
According to the means described in claim 5 , since a dedicated IP address is assigned to the product on which the printed wiring board is mounted, and the IP address of the product is used for the history information of the printed wiring board. The location of the wiring board, that is, in which product it is mounted, is clarified, and it is easy to upgrade the printed wiring board (for example, rewriting software stored in the flash memory) once it has entered the distribution market. In addition, since the IP address of the printed wiring board mounted on the product is written into the product management database via the product management server having the IP address of the product, the entire printed wiring board as the product and its component parts Management system.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic overall configuration of a printed wiring board management system. In the figure, a portion surrounded by a two-dot chain line is the manufacture, distribution, and reuse of a printed wiring board 1 (hereinafter referred to as a printed board 1). The flow concerning is shown. As will be described later, an ID tag 2 (corresponding to an electronic tag) is embedded in the printed wiring board 1 (see FIGS. 2 and 3), and a product model number (type) indicating the type of the printed board 1 is included in the ID tag 2. Serial number assigned to the same kind of printed circuit board 1 in order of manufacturing (corresponding to the shipping number) and the unique (unique) assigned IP address for each printed circuit board 1 are written. ing. An IP protocol of IPv6 is used for the IP address.
[0022]
A management server 4 (corresponding to a board management server) having an IP address assigned to each of the printed circuit boards 1 is connected to the Internet 3 which is a computer network. The management server 4 is connected to each printed circuit board 1. Type information and history information are managed. Connected to the management server 4 is a database 5 (corresponding to a board management database) in which the type information and history information of the printed circuit board 1 are stored corresponding to each IP address.
[0023]
The printed circuit board 1 is used in, for example, an electronic control device mounted on a vehicle (automobile), and a unique IP address is assigned to the vehicle and the electronic control device that are the products. A management server 6 (corresponding to a product management server) having an IP address assigned to each vehicle is connected to the Internet 3 to manage the components of each vehicle. The management server 6 includes a database 7 (product) in which the product model number, serial number, and the IP address uniquely assigned to the component are stored in a hierarchical structure corresponding to the IP address of each vehicle. Equivalent to management database) is connected.
[0024]
2 and 3 are an external view and an exploded perspective view of the printed circuit board 1 to be managed in this management system, respectively. The external view shown in FIG. 2 is drawn in a state where each layer is separated in order to clearly show that it has a laminated structure.
[0025]
This printed circuit board 1 has a configuration in which a semiconductor chip and other elements (components) are embedded between a plurality of thermoplastic resin films patterned on one side. Electrical connection between these elements or between the element and the connector 8 is performed by a wiring pattern provided on one surface of the resin film and a conductive material filled in a through hole provided in the resin film. It has become. The chip may be a bare chip or a packaged chip. According to this configuration, for example, it is possible to flexibly configure only the connecting portion to the connector 8.
[0026]
The printed circuit board 1 shown in FIGS. 2 and 3 includes, from the lower surface side, a CPU layer 9 in which a CPU is embedded, peripheral circuit layers 10 and 11 in which ICs constituting peripheral circuits are embedded, a wiring layer 12 in which a wiring pattern is formed, Although shown as a six-layer structure of electrode protection layers 13 and 14, in reality, a wiring layer is often provided between each layer. Moreover, it is better not to arrange the element on the surface, taking advantage of the ability to easily embed the element. As a result, components do not protrude from the surface of the printed circuit board 1, and the mountability to the electronic control device is improved, and the elements cannot be easily separated from the printed circuit board 1 except during the recycling process. Further, for example, when the CPU generates a large amount of heat, it is preferable to provide a heat sink 15 made of a material having high thermal conductivity such as aluminum adjacent to the CPU layer 9.
[0027]
An ID tag 2 and an antenna 16 are embedded between the electrode protective layers 13 and 14. The ID tag 2 contains an IC chip storing product model number, serial number and IP address data (tag data) and a coil for reading this by electromagnetic coupling, and is formed, for example, in a coin shape as a whole. ing. In order to read data from the ID tag 2, a reader (not shown) is required. The ID tag 2 is preferably supplied with power by electromagnetic coupling with a reader. However, the printed board 1 may be provided with a battery.
[0028]
The antenna 16 is preferably provided near the surface in order to avoid the influence of the wiring pattern in the inner layer. In order for the reader to reliably read data from the ID tag 2 regardless of the positional relationship between the reader and the printed circuit board 1, the antenna 16 is preferably provided not only on the upper surface side but also on the lower surface side.
[0029]
The manufacturing process of the printed circuit board 1 includes a design process, a manufacturing process, and an inspection process. In the design process, the number of CPUs, peripheral circuit ICs, memories, etc., the size, the number of pins, etc. are input, and the CPU layer 9, peripheral circuit layers 10 and 11, wiring layer 12, and memory layer (the memory layer is shown in FIGS. (Not shown in Fig. 2) is automatically designed. Here, the electrode size and extraction form of chips such as CPU, peripheral circuit IC, and memory are standardized. Further, the shape of the connector 8 and the number of electrodes are taken into consideration so as to have a design that can withstand changes up to several generations ahead predicted from the roadmap of the CPU.
[0030]
FIG. 4 shows a manufacturing process of the printed circuit board 1. In manufacturing, first, a conductive foil, for example, a 18 μm-thick copper foil (or aluminum foil) attached to one surface of a thermoplastic resin film, which is an insulating substrate, is patterned by etching according to the designed wiring pattern ( Step P1). When the patterning of each layer is completed, a protective film is attached to the surface where the pattern is not formed.
[0031]
After applying the protective film, a carbon dioxide laser or excimer laser is irradiated from the protective film side to form a bottomed via hole having a conductor pattern (copper foil) as a bottom surface at a predetermined position (process P2). This process can be performed by machining such as drilling, but since it is necessary to make a fine hole, laser machining is preferable to ensure high accuracy.
[0032]
After forming a via hole for each layer, the via hole is filled with a conductive paste (conductive material) as an interlayer connection material (process P3). The conductive paste is a paste obtained by kneading a metal particle such as copper, silver or tin with a binder resin or an organic solvent. The conductive paste is printed and filled into the via hole by a screen printer using a metal mask with the conductor pattern side of the single-sided conductor film facing down. After filling, the protective film is peeled off (process P4).
[0033]
After peeling off the protective film, each layer is laminated with the conductor pattern side of the single-sided conductor film facing down (process P5). At that time, the electrodes formed on each element (bare chip) such as a CPU, peripheral circuit IC, and memory and the contact point of the conductor are connected and thermocompression bonded to temporarily fix them. In order to embed the chip, it is necessary to form a hole serving as a guide in advance at the position where the number of resin films corresponding to the thickness of the chip is embedded. And no shavings. For this reason, workability is dramatically improved as compared with the process of embedding a chip by processing a conventional epoxy substrate.
[0034]
A cover layer is laminated on the lowermost layer so as to cover the conductor pattern. After the lamination, pressure molding is performed by a vacuum press machine at a pressure of 200 ° C. to 350 ° C. and a pressure of 0.1 MPa to 10 MPa (process P6). FIG. 5 shows the pressure temperature conditions at this time. Thereby, integral formation of a resin film and three-dimensional wiring can be performed simultaneously. In the inspection process performed after the manufacturing process described above, electrical and mechanical inspections are performed, and registration in the management server 4 is performed as described later.
[0035]
Next, a management method for the printed circuit board 1 will be described.
In FIG. 1, in an inspection process after the printed circuit board 1 is manufactured, tag data including a product model number, a serial number, and an IP address is read from an ID tag 2 embedded in the printed circuit board 1 by a reader. The read product model number and serial number, and manufacturing information such as date of manufacture and manufacturing location are sent via the Internet 3 to the management server 4 having the read IP address.
[0036]
The management server 4 performs registration processing of the printed circuit board 1 by storing the data in the database 5 in association with the IP address. Since the IP address is managed so as to be uniquely given to all the printed circuit boards 1 without duplication, even if each manufacturer uses the same product model number and serial number, the management server 4 Each printed circuit board 1 can be correctly identified based on the IP address.
[0037]
The distribution history is transmitted to the management server 4 also in the subsequent shipping stage and transportation stage. Thereafter, when the electronic control device incorporating the printed circuit board 1 is manufactured, the IP address assigned to the electronic control device is transmitted from the manufacturing factory to the management server 4. The management server 4 stores the IP address of the electronic control device in the database 5. Further, the IP address assigned to the built-in printed circuit board 1 is sent to the management server 6 having the IP address assigned to the electronic control device. The management server 6 stores the IP address of the printed circuit board 1 in the database 7 as one component of the electronic control device.
[0038]
Further, even when the electronic control device is mounted on the vehicle, the IP address assigned to the mounted electronic control device is sent to the management server 6 having the IP address assigned to the vehicle in the same manner, and the database 7 Stored in As a result, the management server 6 stores the product model number, serial number, and IP address uniquely assigned to the component in a hierarchical structure in association with the IP address of each vehicle. It becomes.
[0039]
Since the printed circuit board 1 uses a thermoplastic resin base material, it is suitable for separation and reuse of resin and elements. In the reuse process for determining the reuse form of the printed circuit board 1 collected from the product, the reader reads the IP address from the ID tag 2 embedded in the printed circuit board 1 and accesses the management server 4 having the IP address. The type information, manufacturing information, and history information of the printed circuit board 1 are obtained. Then, based on these information and the function inspection result, it is determined whether the printed circuit board 1 is to be reused or recycled.
[0040]
FIG. 6 shows the processing contents in the reuse process. FIG. 6A shows a case of reuse, in which each printed circuit board 1 is classified on the basis of information obtained from the management server 4 (step A1), and a program in the flash memory or the like in response to a request from a new user. Data is rewritten (step A2). Thereafter, a function inspection is performed (step A3), and the new user is shipped (step A4). At the stage where this reuse process is completed, a history of reuse is transmitted to the management server 4 having the IP address of the printed circuit board 1. Note that the data content of the product model number, serial number, and IP address held by the ID tag 2 embedded in the printed circuit board 1 does not change from the time of manufacturing the printed circuit board 1 to the time of recycling and disassembly.
[0041]
FIG. 6B shows the case of recycling. Each printed circuit board 1 is classified based on information obtained from the management server 4 (step B1), and the resin and the element are separated and recovered by heating. (Step B2). These resins and elements are used when manufacturing a new printed circuit board (step B3). As a result, the material cycle shown in FIG. 1 is constructed. If the used component list is included in the type information of the printed circuit board 1, it is possible to know in advance the components obtained by recycling.
[0042]
As described above, the ID tag 2 in which the IP address uniquely assigned to the printed circuit board 1 is written is embedded in the printed circuit board 1 to be managed by the management system of the present embodiment. Since the management server 4 having the IP address manages the type information and history information of the printed circuit board 1, the type and manufacture of the printed circuit board 1 having the feature that it is difficult to distinguish on the basis of the type information. Information can be obtained.
[0043]
In particular, as in this embodiment, when all elements are embedded in the surface of the printed circuit board 1 so as not to protrude on the surface of the printed circuit board 1 in order to improve mountability to equipment, the distinction in appearance is further reduced. However, if the type information of the management server 4 is used, the determination can be made reliably. As a result, it is possible to prevent the printed board 1 from being mixed when being incorporated into the electronic control unit.
[0044]
Further, based on the type information and history information obtained from the management server 4, it is possible to determine a reuse mode (reuse / recycle) suitable for each printed circuit board 1, and to make use of the excellent reusability of the printed circuit board 1. The material cycle can be easily constructed. Further, also in the reuse process, printed circuit boards in which a plurality of types are mixed can be efficiently classified based on the type information and history information.
[0045]
Since the product number and serial number are written in the ID tag 2 in addition to the IP address, the type and manufacturing information of the printed circuit board 1 can be used in a local environment without a network environment accessible to the management server 4. Basic discrimination information can be obtained.
[0046]
Since the printed circuit board 1 is centrally managed by the management server 4 having the IP address assigned to the printed circuit board 1, it is not necessary to add data to the ID tag 2, and the ID tag 2 is read-only element (IC chip). ). As a result, the cost can be reduced as compared with the conventional configuration in which history data is added to the ID tag 2.
[0047]
A unique IP address is also assigned to a product (electronic control device, vehicle) in which the printed circuit board 1 is incorporated, and the IP address of the product is used for the history information of the printed circuit board 1. The location, that is, which product is incorporated, is clarified, and the upgrade of the printed circuit board 1 (for example, rewriting of the software stored in the flash memory) after entering the distribution market becomes easy. In addition, management (history of location, replacement, repair, etc.) in units of subassemblies such as the printed circuit board 1 and a product in which the printed circuit board 1 is incorporated is facilitated.
[0048]
The printed circuit board 1 can be easily designed by increasing the number of layers even if it is a complicated wiring pattern, and there is almost no increase in the number of manufacturing steps due to the increased number of layers, so that it is easy to cope with functional changes. Further, since the chip is also configured according to the standard specification, it is easy to replace the chip and change the design of the module formed by molding a plurality of chips.
[0049]
The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings. For example, the present invention can be modified or expanded as follows.
The product in which the above-described printed circuit board 1 is incorporated is not limited to the vehicle electronic control device. When applied to products in fields where environmental measures will be required in the future, such as car electronics, home appliances, and IT-related devices, it is easy to build a material cycle that fully utilizes the excellent reusability of the printed circuit board 1 can do.
[0050]
In the present embodiment, all elements are embedded in the printed circuit board 1 in consideration of mountability .
The ID tag 2 only needs to hold at least an IP address assigned uniquely to the printed circuit board 1.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of a printed wiring board management system showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an external view of the printed board. FIG. 3 is an exploded perspective view of the printed board. Manufacturing process diagram [Fig. 5] Fig. 5 shows the pressurization temperature condition when manufacturing printed circuit boards. [Fig. 6] Fig. 6 shows the processing contents in the reuse process.
1 is a printed circuit board (printed wiring board), 2 is an ID tag (electronic tag), 3 is the Internet (computer network), 4 is a management server (board management server), 5 is a database (board management database), and 6 is a management server (Product management server), 7 is a database (product management database).

Claims (5)

パターニングが施された熱可塑性樹脂フィルムを複数層積層した後これら熱可塑性樹脂フィルムの一体化形成と三次元配線とを同時に行うことにより形成されるプリント配線基板であって、そのプリント配線基板の内部に、当該プリント配線基板に対して唯一に割り付けられたＩＰアドレスが書き込まれた読み取り専用の電子タグを当該プリント配線基板に取り付けられる他の全ての部品と共に埋め込んだ状態として設け、そのＩＰアドレスを持つ基板管理サーバにおいて種別情報および履歴情報の管理が行われるように構成されていることを特徴とするプリント配線基板。A printed wiring board formed by laminating a plurality of patterned thermoplastic resin films and then simultaneously performing integrated formation of these thermoplastic resin films and three-dimensional wiring, and the inside of the printed wiring board In addition, a read-only electronic tag in which an IP address uniquely assigned to the printed wiring board is written is provided as an embedded state together with all other components attached to the printed wiring board, and has the IP address. A printed wiring board configured to perform management of type information and history information in a board management server. 前記電子タグには、製品種類を示す種別番号と、同一種類の製品について重複しないように割り付けられた出荷番号とが書き込まれていることを特徴とする請求項１記載のプリント配線基板。  2. The printed wiring board according to claim 1, wherein a type number indicating a product type and a shipping number assigned so as not to overlap the same type of product are written in the electronic tag. パターニングが施された熱可塑性樹脂フィルムを複数層積層して形成されるプリント配線基板の内部に、当該プリント配線基板に対して唯一に割り付けられたＩＰアドレスが書き込まれた読み取り専用の電子タグを当該プリント配線基板に取り付けられる他の全ての部品と共に埋め込んだ状態として設け、
当該プリント配線基板を取り扱う場合に、その電子タグに書き込まれたＩＰアドレスを読み取り、コンピュータネットワークを介してそのＩＰアドレスを持つ基板管理サーバにアクセスし、その基板管理サーバを介して基板管理データベースから当該プリント配線基板の種別情報および履歴情報を読み取り、あるいは新たに生じた履歴情報を前記基板管理サーバを介して前記基板管理データベースに書き込むように構成されていることを特徴とするプリント配線基板管理システム。 A read-only electronic tag in which an IP address uniquely assigned to the printed wiring board is written inside the printed wiring board formed by laminating a plurality of layers of patterned thermoplastic resin films Provided as embedded with all other components attached to the printed circuit board,
When handling the printed wiring board, the IP address written on the electronic tag is read, the board management server having the IP address is accessed via a computer network, and the board management database is used to access the board management server. A printed wiring board management system configured to read type information and history information of a printed wiring board or write newly generated history information to the board management database via the board management server . 前記基板管理サーバにより管理される種別情報および履歴情報に基づいて、前記プリント配線基板の再利用形態を決定することを特徴とする請求項３記載のプリント配線基板管理システム。 4. The printed wiring board management system according to claim 3, wherein a reusable form of the printed wiring board is determined based on type information and history information managed by the board management server . 前記プリント配線基板が組み込まれる製品に対して唯一のＩＰアドレスを割り付け、前記基板管理サーバにより管理される履歴情報に当該製品のＩＰアドレスを使用し、
当該製品のＩＰアドレスを持つ製品管理サーバに接続された製品管理データベースに、当該製品に組み込まれているプリント配線基板のＩＰアドレスが書き込まれるようになっていることを特徴とする請求項３または４記載のプリント配線基板管理システム。 A unique IP address is assigned to a product in which the printed wiring board is incorporated, and the IP address of the product is used for history information managed by the board management server.
The product management server connected to the product management database with the IP address of the product, according to claim 3 or 4, characterized in that the IP address of the printed circuit board incorporated in the product is adapted to be written The printed wiring board management system described.

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