JP2017168604A - 集合基板 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板の反りを抑制する集合基板を提供する。
【解決手段】集合基板１は、複数の回路基板３のうち隣接する２つの回路基板３、３の境界に形成された第１溝５と、回路基板３と捨て基板４との境界に形成された第２溝６と、捨て基板４を横切るように形成された第３溝７と、を備える。第２溝６は、集合基板長手方向に沿った一対の長辺部６ａと集合基板短手方向に沿った一対の短辺部６ｂとからなっている。第３溝７は、長辺部６ａと直線状に連続するよう形成されている。これにより、第３溝７と第２溝６の長辺部６ａによって、集合基板１から捨て基板４だけを切り離し可能となる。そのため、第２溝６の長辺部６ａと第３溝７に起因する反りの回路基板３に及ぼす影響を低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の回路基板が連結されてなる集合基板に関する。

従来、回路基板を製造する場合、電子機器の設計上の都合から一枚の集合基板に、直線状のＶ溝や、ミシン目等のカット部を設け、電子部品等をいわゆるフロー工程またはリフロー工程で実装する。その後、上述したカット部を境界として集合基板から捨て基板をカットする等して、所望の形状の回路基板が製造される。

しかし、フロー工程またはリフロー工程では、回路基板を構成するエポキシ樹脂とガラス繊維、銅箔の熱膨張率の相違から回路基板の反りや捩れが発生することがある。回路基板の反りや捩れは、実装した電子部品の脱落や電気的接続箇所の信頼性低下等を引き起こす虞がある。

特許文献１には、表面に実装部品を配置した後に半田付けを行う回路基板において、回路基板の裏面に太幅のパターン（導体パターン）を設けるとともに、このパターンに半田を付着させた回路基板が開示されている。この特許文献１では、回路基板の裏面に太幅のパターンに半田を付着させることで、リフロー工程後の半田の収縮により回路基板表面に発生する曲げ応力に相反する応力を回路基板裏面に発生させている。そのため、回路基板の表面側と裏面側に発生する曲げ応力が互いに打ち消しあって回路基板の反りが防止されている。

また、特許文献２には、回路基板の部品実装後に取り除かれる部分に、回路基板の変形防止用の導体パターンを形成し、部品実装時における回路基板の変形防止を図る技術が開示されている。

特開２０００−５９０１８号公報 特開２０００−１６４９９７号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、回路基板の片側略全面が半田付着領域となるため、回路基板の両面に部品を実装する場合や、フロー工程で半田付けを行う場合に対応できないという問題がある。

また、特許文献２に開示された技術では、部品が実装される回路基板が切り離し可能に複数連結された集合基板に適用できないという問題がある。

本発明は、このような事象を鑑みてなされたものであり、回路基板の反りを抑制する集合基板を提供することを目的としている。

本発明の集合基板は、電子部品が実装される複数の回路基板と、上記電子部品の実装後に上記複数の回路基板から切り離される捨て基板と、上記複数の回路基板のうち隣接する２つの回路基板の境界に形成された第１溝と、上記回路基板と上記捨て基板との境界に形成された第２溝と、上記捨て基板を横切るように形成された第３溝と、を備え、上記第２溝は、互いに直交する第２溝縦辺部と第２溝横辺部とを有し、上記第３溝は、上記第２溝縦辺部または上記第２溝横辺部のいずれか一方と直線状に連続することを特徴としている。これにより、上記第３溝と上記第２溝縦辺部または上記第２溝横辺部とによって、上記集合基板から上記捨て基板だけを切り離し可能となる。

上記集合基板は、上記第１溝と上記第２溝とが交差する位置に開口部を形成してもよい。

そして、上記複数の回路基板は、互いに連結されて矩形板状の一つの回路基板集合部を形成するものである。上記回路基板集合部は、互いに平行な一対の縦辺と、該縦辺と直交する互いに平行な一対の横辺と、を有している。上記捨て基板は、上記回路基板集合部の周囲に形成され、上記第３溝は、上記縦辺または上記横辺のいずれか一方と平行に形成されている。

また、上記複数の回路基板のうち隣接する２つの回路基板において、電子部品を上記第１溝のうち当該回路基板間に位置する部分の中点を中心として点対称に配置してもよい。

さらに、上記回路基板は、当該回路基板の歪みの影響を相対的に受けやすい電子部品が実装される第１実装領域と、当該回路基板の歪みの影響を相対的に受けにくい電子部品が実装される第２実装領域と、を有し、上記第１実装領域に隣接する上記第１溝もしくは上記第２溝の位置には、開口穴を形成するようにしてもよい。

本発明によれば、第３溝と、第３溝と直線状に連続する第２溝縦辺部または第２溝横辺部との位置において、集合基板に反りが発生したとしても、捨て基板のみが反る形状となる。そのため、第３溝と、第３溝と直線状に連続する第２溝縦辺部または第２溝横辺部の位置に起因する反りの回路基板に及ぼす影響を低減することができる。

そして、集合基板に形成される第１溝、第２溝及び第３溝は、回路基板の両面への電子部品の実装やフロー工程での半田付けを妨げるものではない。従って、集合基板は、回路基板の両面への電子部品の実装やフロー工程で半田付けを実施することが可能となる。

本発明の第１実施例における集合基板を模式的に示した説明図。 本発明の第２実施例における集合基板を模式的に示した説明図。 第２実施例における回路基板を模式的に示した説明図。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施例における集合基板１を模式的に示した説明図である。

矩形板状の集合基板１は、例えばガラスエポキシ基板等からなり、複数の電子部品２が実装される複数の回路基板３と、回路基板３に電子部品２が実装されると回路基板３から切り離される捨て基板４と、を有している。また、集合基板１には、集合基板１から回路基板３や捨て基板４を切り離す際に、切り離す際の起点となる第１溝５、第２溝６、第３溝７が形成されている。図１において、第１溝５、第２溝６、第３溝７は、便宜上いずれも破線で示している。

ここで、集合基板１とは、小型かつ同種の回路基板３を効率的に製造するために用いられるものでる。すなわち、集合基板１は、電子部品２が半田付けされた後に、捨て基板４が切り離され、各回路基板３に分割されるものである。

回路基板３は、矩形板状を呈し、導体パターン（図示せず）が形成されている。本実施例では、一つの集合基板１内に、８つの回路基板３ａ〜３ｈが互いに連結されてなる一つの回路基板集合部８が形成されている。回路基板集合部８は、矩形板状を呈し、互いに平行な一対の縦辺８ａと、縦辺８ａと直交する互いに平行な一対の横辺８ｂと、を有している。回路基板３には、電子部品２のリード等を挿入可能な穴（図示せず）が少なくとも一つ形成されている。

電子部品２は、集合基板１の状態における各回路基板３ａ〜３ｈの表面（一方の面）に、フロー工程やリフロー工程等で実装される。各回路基板３ａ〜３ｈは互いに同一である。なお、各回路基板３ａ〜３ｈは、両面に電子部品２を実装してもよい。

各回路基板３ａ〜３ｈのうち隣接する２つの回路基板３、３において、電子部品２は第１溝５のうちこれらの回路基板３、３間に位置する部分の中点９を中心として点対称に配置されている。

各回路基板３ａ〜３ｈのうち隣接する２つの回路基板３、３からなる領域を連結回路基板領域と定義すると、この連結回路基板領域の中心位置は、上述した中点９と一致する。つまり、連結回路基板領域内の一方の回路基板３に実装される電子部品２は、連結回路基板領域内の他方の回路基板３に実装される電子部品２と、連結回路基板領域の中心位置を中心として点対称に配置されている。

例えば、図１の左右に隣接した回路基板３ａ、３ｂからなる連結回路基板領域においては、回路基板３ａに実装される電子部品２と回路基板３ｂに実装される電子部品２とが中点９ａを中心として点対称に配置されている。中点９ａは、第１溝５のうち回路基板３ａ、３ｂに挟まれた部分を２等分する位置である。また、図１の上下に隣接した回路基板３ａ、３ｅからなる連結回路基板領域においては、回路基板３ａに実装される電子部品２と回路基板３ｅに実装される電子部品２とが中点９ｂを中心として点対称に配置されている。中点９ｂは、第１溝５のうち回路基板３ａ、３ｅに挟まれた部分を２等分する位置である。

捨て基板４は、回路基板集合部８の周囲に形成されている。つまり、捨て基板４は、回路基板集合部８の全周を囲む矩形の枠状のものであり、集合基板長手方向（図１における左右方向）に沿った一対の捨て基板横辺部４ａと、集合基板短手方向（図１における上下方向）に沿った一対の捨て基板縦辺部４ｂとから構成されている。

第１溝５、第２溝６、第３溝７は、例えば断面Ｖ字形の切り込みが入れられた部分であり、集合基板１の表面及び裏面の実質同じ位置に、実質同じ深さとなるように形成されている。第１溝５、第２溝６、第３溝７は、高速で回転する円盤状の刃を用いて切削加工される。集合基板１の第１溝５、第２溝６、第３溝７が形成される箇所には、導体パターンは設けられていない。

第１溝５は、複数の回路基板３のうち隣接する２つの回路基板３、３の境界に形成されている。換言すると、第１溝５は、回路基板集合部８内の位置するものであり、集合基板長手方向に沿った１つの第１溝横線部５ａと、集合基板短手方向に沿った３つの第１溝縦線部５ｂと、から構成される。第１溝横線部５ａと第１溝縦線部５ｂとは、互いに直交している。

第１溝横線部５ａは、回路基板短手方向の一方側に位置する回路基板３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと、回路基板短手方向の他方側に位置する回路基板３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈとの間に位置している。

３つの第１溝縦線部５ｂは、回路基板３ａ、３ｅと回路基板３ｂ、３ｆとの間、回路基板３ｂ、３ｆと回路基板３ｃ、３ｇとの間、及び回路基板３ｃ、３ｇと回路基板３ｄ、３ｈとの間に、それぞれ位置している。

第２溝６は、回路基板３と捨て基板４との境界に形成されている。換言すると、第２溝６は、回路基板集合部８の外形に沿って形成され、全体として矩形状を呈している。すなわち、第２溝６は、集合基板長手方向に沿った第２溝横辺部としての一対の長辺部６ａと集合基板短手方向に沿った第２溝縦辺部としての一対の短辺部６ｂとから構成されている。第２溝６の長辺部６ａと短辺部６ｂとは、互いに直交している。

第２溝６の一対の長辺部６ａは、回路基板短手方向の一方側に位置する回路基板３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと回路基板短手方向の一方側に位置する捨て基板横辺部４ａとの間、及び回路基板短手方向の他方側に位置する回路基板３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈと回路基板短手方向の他方側に位置する捨て基板横辺部４ａとの間にそれぞれ位置している。

第２溝６の一対の短辺部６ｂは、回路基板長手方向の一方側に位置する回路基板３ａ、３ｅと回路基板長手方向の一方側に位置する捨て基板縦辺部４ｂとの間、及び回路基板長手方向の他方側に位置する回路基板３ｄ、３ｈと回路基板長手方向の他方側に位置する捨て基板縦辺部４ｂとの間にそれぞれ位置している。

第３溝７は、集合基板長手方向に沿って捨て基板４を横切るように形成されている。詳述すると、第３溝７は、第２溝６の長辺部６ａを延長した位置に形成された直線状の溝であって、第２溝の長辺部６ａと直線状に連続する。換言すると、第３溝７は、第２溝の長辺部６ａの両端と連続するものであり、集合基板１の４つの角部にそれぞれ一つずつ形成されている。

そして、第２溝６の長辺部６ａとその両端の第３溝７によって、集合基板長手方向に沿って連続する直線状の連続溝部１０が構成される。この連続溝部１０により、集合基板１から捨て基板４の一部である捨て基板横辺部４ａのみを切り離し可能になっている。捨て基板横辺部４ａは、集合基板長手方向の両端位置が集合基板１の外周と一致する。つまり、捨て基板横辺部４ａは互いに平行な一対の連続溝部１０、１０によって回路基板集合部８から切り離され、捨て基板縦辺部４ｂは、第２溝６の一対の短辺部６ｂ、６ｂによって、回路基板集合部８から切り離される。

なお、連続溝部１０は、集合基板短手方向に沿って直線状に連続するように形成してもよい。つまり、第３溝７は、第２溝６の短辺部６ｂを延長した位置に形成された直線状の溝であってもよい。この場合、捨て基板横辺部４ａは、集合基板長手方向の両端位置が第３溝７と一致する。

第１溝５と第２溝６とが交差する位置には、開口部としての第１穴部１１が貫通形成されている。換言すると、第１溝縦線部５ｂと第２溝６の長辺部６ａとが交差する位置と、第１溝横線部５ａと第２溝６の短辺部６ｂとが交差する位置とには、第１穴部１１が貫通形成されている。第１穴部１１は、集合基板長手方向に沿って細長い長穴状を呈し、第１溝５の第１溝横線部５ａまたは第２溝の長辺部６ａと重なるように形成されている。第１穴部１１は、第１溝５、第２溝６、第３溝７よりも幅広に形成されている。

第１溝横線部５ａと第１溝縦線部５ｂとが交差する位置には、第２穴部１２が貫通形成されている。第２穴部１２は、集合基板長手方向に沿って細長い長穴状を呈し、第１溝５の第１溝横線部５ａと重なるように形成されている。第２穴部１２は、第１溝５、第２溝６、第３溝７よりも幅広に形成されている。

このような第１実施例の集合基板１においては、連続溝部１０が集合基板長手方向に沿ってのみ形成されるとともに、連続溝部１０が集合基板１から捨て基板横辺部４ａだけを切り離すように設定されている。そのため、連続溝部１０の位置において電子部品２の実装工程で集合基板１に反りが発生したとしても、捨て基板横辺部４ａのみが反る形状となり、回路基板３に及ぼす影響を低減することができる。

詳述すると、集合基板１の表面と裏面とで、連続溝部１０の深さに差が生じた場合、集合基板１における銅と樹脂層との線膨張率の差だけでなく、集合基板１の表面と裏面の樹脂層の差が原因で、連続溝部１０の部分を起点とした基板の反り（折れ）が発生する。従って、集合基板１から捨て基板４のみを切り離す連続溝部１０を集合基板長手方向もしくは短手方向のいずれか一方の方向に沿って形成することで、連続溝部１０に起因する反りの回路基板３に及ぼす影響を低減することができる。

つまり、実装工程における回路基板３の歪みが抑制され、この歪みが電子部品２に及ぼす影響を低減することができる。そのため、回路基板３の製品信頼性の向上と、回路基板３の歩留まりの改善を実現できる。

また、捨て基板４は、第１溝５、第２溝６、第３溝７によって切り離し可能な状態にされた集合基板１を機械的に支持する役割を担っている。そこで、第１溝５と第２溝６が交差する箇所に第１穴部１１を形成することで、捨て基板４に形成される溝を必要最低限に留めることができ、反りが発生しにくい集合基板１にすることができる。

第１溝５や第２溝６を円盤状の刃を用いて切削加工すると、第１溝５と第２溝６とが交差する箇所には、「＋」形状に溝が形成されることになる。そこで、第１溝５と第２溝６とが交差する箇所に第１穴部１１を予め設けておくことで、第１溝５と第２溝６とが交差する箇所には、実質Ｔ字形状に溝を形成することが可能となる。つまり、捨て基板４に形成される溝を必要最低限に留めることができる。

捨て基板４は、電子部品を実装するための導体パターンが形成されておらず、例えば銅板の表裏をエポキシ樹脂で被覆しているような構造である。特に、捨て基板４に、切削加工により溝が形成されると、表面と裏面のエポキシ樹脂層の厚みに差が生じ、反りが発生しやすくなる。従って、第１穴部１１、第１溝５及び第２溝６を組み合わせて、第１溝５と第２溝６とが交差する箇所に実質Ｔ字形状の溝を形成し、捨て基板４側に切削加工される溝を必要最低限に留めることで、反りが発生しにくい集合基板１を形成することができる。

また、集合基板１は、複数の回路基板３の集合体であり、隣接する２つの回路基板３、３の電子部品２は、第１溝５のうちこれら隣接する２つの回路基板３、３間に位置する部分の中点９を中心として点対称に配置されている。これによって、回路基板３に反りが発生し得る状況においても、隣接する回路基板３、３同士が反りを相殺しあうため、結果として反りが発生しにくい集合基板１を形成することができる。つまり、隣接する２つの回路基板３、３の電子部品２が中点９を中心として点対称に配置されることで、回路基板３の歪みが抑制される。

そして、集合基板１に形成される第１溝５、第２溝６、第３溝７、第１穴部１１及び第２穴部１２は、回路基板３の両面への電子部品２の実装やフロー工程での半田付けを妨げるものではない。従って、集合基板１は、回路基板３の両面への電子部品２の実装やフロー工程で半田付けを実施することが可能となる。

次に、図２及び図３を用いて本発明の第２実施例の集合基板２１について説明する。図２は、本発明の第２実施例における集合基板２１を模式的に示した説明図である。図３は、第２実施例における回路基板３を模式的に示した説明図である。なお、上述した第１実施例と同一の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図２においては、第１溝５、第２溝６、第３溝７は、便宜上いずれも破線で示している。また、図３においては、第１穴部１１、第２穴部１２及び第３穴部２４（後述）を便宜上省略して示している。

第２実施例の集合基板２１は、上述した第１実施例の集合基板１と略同一構成となっているが、図３に示すように、回路基板３が所定の第１実装領域２２と所定の第２実装領域２３を有している。そして、第１実装領域２２に隣接する第１溝５もしくは第２溝６の位置には、開口穴としての第３穴部２４が貫通形成されている。換言すると、第３穴部２４は、第１実装領域２２に隣接する第１溝５もしくは第２溝６と重なるように形成されている。

第３穴部２４は、集合基板短手方向に沿って細長い長穴状を呈し、第１溝５、第２溝６、第３溝７よりも幅広に形成されている。なお、第３穴部２４は、集合基板長手方向に沿って細長い長穴状に形成してもよい。

ここで、図３中の破線で囲んだ領域で示す第１実装領域２２は、回路基板３の歪みの影響を相対的に受けやすい電子部品２が実装される領域である。この第１実装領域２２には、例えば、セラミックコンデンサや実装面積が広いＣＰＵ等が実装される。図３中の一点鎖線で囲んだ領域で示す第２実装領域２３は、回路基板３の歪みの影響を相対的に受けにくい電子部品２が実装される領域である。この第２実装領域２３には、例えば、ＩＣ、トランジスタ、抵抗等が実装される。

このような第２実施例の集合基板２１においては、第１実装領域２２に隣接するよう第３穴部２４を設けたことにより、電子部品２の実装時に回路基板３の歪みが緩和され、第１実装領域２２に生じる歪みを抑制することができる。

なお、上述した第１、第２実施例においては、集合基板長手方向に沿った第１溝５と集合基板短手方向に沿った第２溝６とが交差する箇所の第１穴部１１が、集合基板長手方向に沿った長穴状に形成されているが、これら２箇所の第１穴部１１を集合基板短手方向に沿った長穴状に形成してもよい。また、第２穴部１２は、集合基板短手方向に沿って細長い長穴状に形成してもよい。

１…集合基板
２…電子部品
３…回路基板
４…捨て基板
５…第１溝
６…第２溝
７…第３溝
８…回路基板集合部
９…中点
１０…連続溝部
１１…第１穴部
１２…第２穴部

Claims (5)

1. 電子部品が実装される複数の回路基板と、
   上記電子部品の実装後に上記複数の回路基板から切り離される捨て基板と、
   上記複数の回路基板のうち隣接する２つの回路基板の境界に形成された第１溝と、
   上記回路基板と上記捨て基板との境界に形成された第２溝と、
   上記捨て基板を横切るように形成された第３溝と、を備え、
   上記第２溝は、互いに直交する第２溝縦辺部と第２溝横辺部とを有し、
   上記第３溝は、上記第２溝縦辺部または上記第２溝横辺部のいずれか一方と直線状に連続することを特徴とする集合基板。
2. 上記第１溝と上記第２溝とが交差する位置に開口部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の集合基板。
3. 上記複数の回路基板は、互いに連結されて矩形板状の一つの回路基板集合部を形成するものであって、
   上記回路基板集合部は、互いに平行な一対の縦辺と、該縦辺と直交する互いに平行な一対の横辺と、を有し、
   上記捨て基板は、上記回路基板集合部の周囲に形成され、
   上記第３溝は、上記縦辺または上記横辺のいずれか一方と平行に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の集合基板。
4. 上記複数の回路基板のうち隣接する２つの回路基板において、上記電子部品は上記第１溝のうち当該回路基板間に位置する部分の中点を中心として点対称に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の集合基板。
5. 上記回路基板は、当該回路基板の歪みの影響を相対的に受けやすい電子部品が実装される第１実装領域と、当該回路基板の歪みの影響を相対的に受けにくい電子部品が実装される第２実装領域と、を有し、
   上記第１実装領域に隣接する上記第１溝もしくは上記第２溝の位置には、開口穴が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の集合基板。

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