JP5126370B2 - 回路モジュール - Google Patents

Description

本発明は、回路モジュールに関し、特に、識別符号を備えた回路モジュールに関するものである。

各種回路モジュールの製造に際して、集合基板の状態で複数の回路モジュールを同時に構成し、最終的に個別の回路モジュールに分割する製造方法は一般的である。
このような回路モジュール及び集合基板の生産履歴管理を行う方法として特許文献１が開示されている。

ここで、図１を参照して特許文献１の多面取り基板の生産履歴管理方法及び多面取り基板について説明する。

図１に示す多面取り基板１０は、部品実装後に例えば４枚に分割される割基板１１〜１４がマトリックス状に配置された基板であり、その割基板以外の部分に基板識別コード（基板ＩＤ）２０が付されると共に、各割基板１１〜１４に回路識別コード（回路ＩＤ）２２が付されている。

前記基板識別コード２０は、他の多面取り基板１０と重複しないユニークなものとされ、前記回路識別コード２２は、該基板識別コード２０を一部に含むものとされる。

例えば、基板識別コード２０が［０００１０］とすると、各割基板１１〜１４の回路識別コード２２は、それぞれ［０００１０−００１］［０００１０−００２］［０００１０−００３］［０００１０−００４］とすることができる。

特開２００７−４２９３４号公報

しかし、識別コードを付するには、識別符号を付するためのスペースが必要で、個々の割基板が大型になってしまうという問題があった。特に、基板の裏面には多数の電極が形成されているので、前記識別符号を付するためのスペースが新たに必要になるという問題があった。

また、回路モジュールの薄型化を図るために、従来行われていた金属キャップを廃して、樹脂封止によるパッケージ化を行った場合、樹脂封止された内部に仮に回路モジュールの識別符号を付与しても、その識別符号を不良解析時に容易に読み取ることができない。

さらに、樹脂封止を行った場合には、基板と封止樹脂との界面の剥がれ等が信頼性の面で重要である。そのため、例えば、樹脂封止した集合基板状態での不良の発生の監視を可能とするなどのトレーサビリティが要求される。

そこで、本発明の目的は、識別符号が付された小型の回路モジュールを提供することにある。

前記課題を解決するために、この発明の回路モジュールは次のように構成する。
（１）複数の回路モジュールが形成された集合基板の分割によって得られる回路モジュールであって、
矩形板状のモジュール基板と、
前記モジュール基板の第１の主面に形成された電極と、
前記モジュール基板の第１の主面に形成されたレジスト膜と、を備え、
前記モジュール基板の第１の主面には、前記電極の部分的な形成／非形成によって、または前記レジスト膜の部分的な形成／非形成によって、前記モジュール基板の方向を表す方向識別用領域を有し、
前記モジュール基板の第１の主面の周辺部には信号入出力端子が配列され、
前記信号入出力端子で囲まれた内側の縦横のマトリクス状の位置に複数の内側端子が配列され、
前記方向識別用領域は前記マトリクス状の位置の少なくとも一つの位置であり、
前記方向識別用領域に前記集合基板上の回路モジュールの位置情報をもつ第１の識別符号が形成されたものとする。

この構成により、第１の識別符号を設けるための新たなスペースを設ける必要がなくなり、回路モジュールの大型化を避けることができる。

（２）前記第１の識別符号はドットパターンで表されたものとする。
これにより、文字を形成する場合よりも必要解像度は低くてすみ、限られたスペースに識別符号を形成できる。

（３）前記第１の識別符号は、前記電極の部分的な形成／非形成によって、または前記レジスト膜の部分的な形成／非形成によって構成されたものとする。
この構成により、電極パターンの形成時に前記第１の識別符号を同時に形成でき、またはレジスト膜の形成時に前記第１の識別符号を同時に形成でき、第１の識別符号を形成するための特別な工程が不要となる。

（４）前記第１の識別符号は、前記電極の部分的な形成／非形成によって構成され、且つ前記方向識別用領域が前記レジスト膜で覆われているものとする。
この構成により、第１の識別符号が剥がれにくく、前記方向識別用領域を光反射により認識する際に誤認識が生じにくい。

（５）前記モジュール基板の第１の主面は前記回路モジュールの実装面であり、
前記モジュール基板の第２の主面に複数の部品が配置され、
前記複数の部品は前記モジュール基板上で樹脂により封止されているものとする。
これにより、金属キャップが不要となり、薄型化できる。しかも、樹脂封止された状態のまま識別符号を容易に読み取ることができる。すなわち、特に樹脂封止された回路モジュールに適した構造となる。

（６）前記モジュール基板の第２の主面側の外面に第２の識別符号が形成されたものとする。
この構成により、２つの識別符号を用いて回路モジュールの識別機能が高まる。

（７）前記第２の識別符号は、前記集合基板の識別情報をもつものとする。
これにより、第２の識別符号で集合基板が識別でき、第１の識別符号で集合基板内での位置が識別できる。また、第２の識別符号は製造毎に異なるが、第１の識別符号は常に同じパターンに形成できる。このように一定パターンの第１の識別符号は基本的に印刷法で形成できるので、第１の識別符号を形成するためのコストの増加がない。しかも、変動する識別符号のみ第２の識別符号として設けるだけであるので、第２の識別符号の桁数などを最小限なものとすることができ、レーザマーキング等で形成する際に回路モジュール１個あたりに要する時間が長くなることがない。

この発明によれば、第１の識別符号を設けるための新たなスペースを設ける必要がなくなり、回路モジュールの小型化を図ることができる。また、集合基板内のどの位置から分割された回路モジュールであるかの管理ができ、例えば不良解析性及びトレーサビリティが向上する。

特許文献１の多面取り基板の生産履歴管理方法及び多面取り基板について示す図である。 第１の実施形態に係る回路モジュールの製造途中における集合基板の状態での平面図である。 １つのモジュール基板３０の構成を示す平面図であり、回路モジュールとして完成したときの実装面側の平面図である。 方向識別用領域３９に形成されたモジュール基板３０の、集合基板１００における位置を表す第１の識別符号の構成を示す図である。 第１の識別符号のパターンと情報との関係を表す図である。 図６（Ａ）は、回路モジュール５０の平面図である。図６（Ｂ）は、第２の識別符号５１の表示と、その内容について示す図である。 第２の実施形態に係る２種類の回路モジュールの実装面側の平面図である。 第３の実施形態に係る回路モジュールで用いる第１の識別符号の構成を示す図である。 図８に示した第１の識別符号のパターンと情報との関係を表す図である。 第４の実施形態に係る回路モジュールの基板実装面側の平面図である。 第５の実施形態に係る回路モジュールの基板実装面側の平面図である。 第６の実施形態に係る回路モジュールの基板実装面側の平面図である。 第７の実施形態に係る回路モジュールの実装面側の平面図である。 図１４（Ａ）は回路モジュールの製造方法の手順を示すフローチャート、図１４（Ｂ）は前記回路モジュールの実装手順を示すフローチャート、図１４（Ｃ）は、回路モジュールの動作確認と不良解析についての手順を示すフローチャートである。

《第１の実施形態》
第１の実施形態に係る回路モジュールについて図２〜図６を参照して説明する。
図２は第１の実施形態に係る回路モジュールの製造途中における集合基板の状態での平面図である。集合基板１００には複数のモジュール基板部３０が備えられている。この例では１２行×１２列のモジュール基板部を備え、後にこの集合基板１００を分割することによって１４４個の回路モジュールを得ることになる。

図３は１つのモジュール基板３０の構成を示す平面図であり、回路モジュールとして完成したときの実装面側（第１の主面側）の平面図である。モジュール基板３０の周辺部（四辺）には信号入出力端子４２が配列されている。またモジュール基板３０の四隅には外側グランド端子４１が形成されている。
なお、モジュール基板３０の四隅のすべてまたは幾つかに信号入出力端子を形成してもよい。このことは、後に示す他の実施形態についても同様である。

モジュール基板３０の前記信号入出力端子４２及び外側グランド端子４１で囲まれた内側は内側グランド端子形成領域３１である。この内側グランド端子形成領域３１に、縦横のマトリクス状に配列された複数の内側グランド端子４０が形成されている。

なお、前記信号入出力端子４２及び外側グランド端子４１で囲まれた内側の領域に形成される端子はグランド端子に限らず他の端子や電極であってもよい。例えば信号入力端子が形成されていてもよい。

この例では、内側グランド端子形成領域３１に６行×６列の内側グランド端子４０が形成されているが、１つの角部は方向識別用領域３９であり、この方向識別用領域３９には内側グランド端子４０が形成されていない。この方向識別用領域３９には後に詳しく述べるように、モジュール基板３０の位置情報をもつ第１の識別符号が形成されている。

図４は、前記方向識別用領域３９に形成されたモジュール基板３０の、集合基板１００における位置を表す第１の識別符号の構成を示す図である。ここで、４つのドット形成領域３８Ｒ１，３８Ｒ２，３８Ｒ３，３８Ｒ４によって行位置情報３８Ｒを構成している。また、４つのドット形成領域３８Ｃ１，３８Ｃ２，３８Ｃ３，３８Ｃ４によって列位置情報３８Ｃを構成している。

ドット形成領域３８Ｒ１〜３８Ｒ４の４つのドットによって、４ビットの２進符号で行位置情報をもたせ、３８Ｃ１〜３８Ｃ４の４つのドットによって４ビットの２進符号で列位置情報をもたせる。なお、ドットは電極によって形成されている。

例えば、図３に示した方向識別用領域３９に形成された第１の識別符号であれば、（行，列）のビットを表すと（００１１，０１００）であるので、３行目の４列目であることが分かる。すなわち図２に示したモジュール基板領域３０（４，３）のモジュール基板であることが分かる。

図５は、第１の識別符号のパターンと情報との関係を表す図である。ここでは行位置情報と列位置情報を同時に表している。図５において「行・列目」は何行目であるか何列目であるかを１０進符号で表した値である。また「ビット表現」は４ビットの２進符号である。さらに「対応マーク」は、図４に示した行位置情報３８Ｒと列位置情報３８Ｃのパターンである。
このようにして、最大（１６行，１６列）のモジュール基板の位置を表す。

図２に示した集合基板を基にした回路モジュールの製造工程は次のとおりである。
（１）図２に示した集合基板１００の部品搭載面（図２に示された方向からは裏面側になる面）に所定の電子部品を搭載する。
（２）集合基板１００の部品搭載面の全体を絶縁性の樹脂によって封止する。
（３）各モジュール基板３０の境界線で、樹脂封止面側から集合基板１００の厚みの中央までの深さの溝を形成する。
（４）封止された前記樹脂の表面に導電性ペーストを塗布し、乾燥硬化させる。
（５）その後、各回路モジュールの天面（実装面とは反対側の面）となる位置に、集合基板の識別（その回路モジュールがどの集合基板から分割されたものであるかを表す識別情報）をもつ第２の識別符号を付与する。
（６）最後に、集合基板１００全体をカットすることによって個別の回路モジュールを構成する。

図６（Ａ）は、前記製造工程によって製造された回路モジュール５０の平面図である。また、図６（Ｂ）は、第２の識別符号５１Ａの表示と、その内容について示す図である。

図６（Ａ）に示すように、回路モジュール５０の天面（モジュール基板の第２の主面側の外面）には、集合基板番号５１Ａ及び製造番号５１Ｂによる第２の識別符号５１がレーザマーキングで形成されている。ここで、製造番号５１Ｂは製造ロットを表すもの、集合基板番号５１Ａは、その製造工場・製造時期において何枚目の集合基板であるかを表すものである。

図６（Ｂ）に示すように、第２の識別符号は、０〜９及びＡ〜Ｚの英数字による２桁で集合基板の基板番号を表す。例えば図６（Ａ）のように、第２の識別符号５１の表記が２Ｂであれば、その回路モジュール５０が７６番目の集合基板から分離されたものであることを表している。

なお、図３に示した構成で、各電極の形成領域以外の領域（電極間領域）をレジスト膜で被覆してもよい。その際、方向識別用領域３９については、その全体を（すなわち第１の識別符号３８であるドット状の電極を覆うように）レジスト膜で被覆してもよい。

このことによって、各電極の剥がれを防止できるとともに、方向識別用領域の位置をその光の反射量の違いにより認識する際に、誤認識が生じにくいという効果を奏する。

また、上述の例では、樹脂封止を行ったが、樹脂で封止せず、金属ケース（キャップ）で封止する場合にも、本発明は適用可能である。このことは、後に示す他の実施形態についても同様である。

《第２の実施形態》
図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、第２の実施形態に係る２種類の回路モジュールの実装面側の平面図である。

図７（Ａ）の例では、内側グランド端子形成領域３１内に２つの方向識別用領域３９Ａ，３９Ｂが設けられている。方向識別用領域３９Ａには行位置情報３８Ｒが形成されている。方向識別用領域３９Ｂには列位置情報３８Ｃが形成されている。

このようにして、内側グランド端子４０の複数個分の領域を用いて第１の識別符号を形成してもよい。

《第３の実施形態》
図８は、第３の実施形態に係る回路モジュールで用いる第１の識別符号の構成を示す図である。この第１の識別符号は、行位置情報３７Ｒ及び列位置情報３７Ｃを備えている。丸内の数字はビットの桁番号である。
方向識別用領域３９に対してこのように８ビットの行位置情報と８ビットの列位置情報とをもたせてもよい。

図９は、図８に示した第１の識別符号のパターンと情報との関係を表す図である。ここでは行位置情報と列位置情報を同時に表している。図９において「行・列目」は何行目であるか何列目であるかを１０進符号で表した値である。また「ビット表現」は８ビットの２進符号である。さらに「対応マーク」は、図８に示した行位置情報３８Ｒまたは列位置情報３８Ｃのパターンである。
このようにして、最大（２５５行，２５５列）のモジュール基板の位置情報をもたせることができる。

《第４の実施形態》
図１０は、第４の実施形態に係る回路モジュールの基板実装面側の平面図であり、回路モジュールとして完成したときの実装面側（第１の主面側）の平面図である。モジュール基板３０の周辺部（四辺）には信号入出力端子４２が配列されている。またモジュール基板３０の四隅には外側グランド端子４１が形成されている。
モジュール基板３０の前記信号入出力端子４２及び外側グランド端子４１で囲まれた内側は内側グランド端子形成領域３１である。この内側グランド端子形成領域３１内に複数の内側グランド端子４０が個別に形成されている。これらの各電極間にはレジスト膜４３が形成されている。

方向識別用領域３９には、内側グランド端子４０が形成されず、ドットパターンの電極によって第１の識別符号３８が構成されている。この方向識別用領域３９には、ドットパターンの電極による第１の識別符号３８の表面も含めて全体がレジスト膜４３で被覆されている。
このことによって、各電極の剥がれを防止できるとともに、方向識別用領域の位置をその光の反射量の違いにより認識する際に、誤認識が生じにくいという効果を奏する。

《第５の実施形態》
図１１は、第５の実施形態に係る回路モジュールの基板実装面側の平面図であり、回路モジュールとして完成したときの実装面側（第１の主面側）の平面図である。モジュール基板３０の周辺部（四辺）には信号入出力端子４２が配列されている。またモジュール基板３０の四隅には外側グランド端子４１が形成されている。
モジュール基板３０の、信号入出力端子４２及び外側グランド端子４１で囲まれた内側は内側グランド端子形成領域３１である。この内側グランド端子形成領域３１内に連続したグランド電極が形成されている。但し、方向識別用領域３９にグランド電極の部分的な開口（抜きパターン）によって第１の識別符号３８が形成されている。

また、内側グランド端子形成領域３１内の方向識別用領域３９以外の領域にはレジスト膜４３の部分的な開口によって内側グランド端子４０が設けられている。

隣接する信号入出力端子４２同士の間、及び外側グランド端子４１と信号入出力端子４２との間にもレジスト膜４３が形成されている。

方向識別用領域３９には、グランド電極の前記抜きパターンによる第１の識別符号３８の表面も含めて全体がレジスト膜４３で被覆されている。
このことによって、各電極の剥がれを防止できるとともに、方向識別用領域の位置をその光の反射量の違いにより認識する際に、誤認識が生じにくいという効果を奏する。

《第６の実施形態》
図１２は、第６の実施形態に係る回路モジュールの基板実装面側の平面図であり、回路モジュールとして完成したときの実装面側（第１の主面側）の平面図である。モジュール基板３０の周辺部（四辺）には信号入出力端子４２が配列されている。またモジュール基板３０の四隅には外側グランド端子４１が形成されている。
モジュール基板３０の、信号入出力端子４２及び外側グランド端子４１で囲まれた内側は内側グランド端子形成領域３１である。この内側グランド端子形成領域３１内に連続したグランド電極が形成されている。そして、内側グランド端子形成領域３１内に複数のレジスト膜４３の開口による内側グランド端子４０が形成されている。但し、方向識別用領域３９にはレジスト膜の部分的な開口（抜きパターン）によって第１の識別符号３８が形成されている。

このようにしてレジスト膜のパターンによって第１の識別符号を形成してもよい。
この構成により、第１の識別符号３８が剥がれにくくなる。

《第７の実施形態》
図１３は、第７の実施形態に係る回路モジュールの実装面側の平面図である。この例では、内側グランド端子形成領域３１に、連続したグランド電極４０Ａが形成され、レジスト膜４３の開口による内側グランド端子４０が設けられるとともに、レジスト膜のパターンによって第１の識別符号３８が形成されている。この第１の識別符号３８の周囲（方向識別用領域３９）にはグランド電極が形成されていなくて、この部分にレジスト膜のみによって第１の識別符号３８が形成されている。

なお、以上に示した各実施形態では、第１の識別符号をドットパターンで表した例を示したが、ドットパターンは丸形に限らず矩形であってもよい。形状の異なるドットパターンを用いることにより、少ないドット数でより多くの位置を表すことができる。例えば図５に示した８個のドットで１６行×１６列を超える範囲での位置情報をもたせること、及びその位置情報の識別を行うことができる。

また、例えば集合基板ごとまたはモジュール基板ごとに製造条件や回路構成等を異ならせた場合に、それらの違いに応じて第１の識別符号のドットパターンの形状を異ならせてもよい。このことにより、製造条件や回路構成等の識別を容易に行うこともできる。これらのドットパターンは、丸型・矩形・三角形・十字型・六角形など、様々な形状にすることができる。

また、第１の識別符号はドットパターンに限らず、バー形状であってもよい。また、２進符号に限らず、１次元や２次元のバーコードで表したものであってもよい。さらには、第１の識別符号を文字で形成してもよいが、ドットやバーで形成した方が、限られたスペースに形成できるという効果を奏する。

《第８の実施形態》
次に、この発明の回路モジュールの管理方法について図１４のフローチャートを参照して説明する。
図１４（Ａ）は回路モジュールの製造方法の手順を示すフローチャートである。まず、第１の実施形態で図２等に示したように、集合基板１００に対して複数の回路モジュールを形成する（Ｓ１１）。続いて各回路モジュールの表面側に第２の識別符号をレーザマーキング法で形成する（Ｓ１２）。その後、複数の回路モジュールへ分割し、所定のパーツフィーダに適合するようにテーピングする（Ｓ１３→Ｓ１４）。

図１４（Ｂ）は前記回路モジュールの実装手順を示すフローチャートである。まずテープフィーダーから回路モジュールを取り出し、回路モジュールの方向を前記方向識別用領域の位置によって認識する（Ｓ２１→Ｓ２２）。これは、回路モジュールを真空チャックで吸引した状態で回路モジュールの実装面側をカメラで撮像して画像認識することによって行う。正常であれば、その回路モジュールを実装基板上へ実装する（Ｓ２３→Ｓ２４）。もし方向が異常であれば、その回路モジュールについてはリジェクトする等の異常処理を行う（Ｓ２５）。以上の処理を繰り返すことによって回路モジュールの実装を行う。

図１４（Ｃ）は、回路モジュールの動作確認と不良解析についての手順を示すフローチャートである。まず、回路モジュールを動作確認装置に接続し、動作確認を自動的に行う（Ｓ３１）。正常であれば、次の回路モジュールと交換して、同様の処理を繰り返す（Ｓ３２→Ｓ３３→Ｓ３１）
もし異常であれば、その回路モジュールの実装面側の第１の識別符号を読み取り、その回路モジュールが集合基板のどの位置から切り出されたものであるかを把握する。そして、その回路モジュールの不良解析を行う（Ｓ３４→Ｓ３５）。このことにより、集合基板の位置と不良率や不良モードとの関係（分布等）を統計的に管理できる。

また、回路モジュールの表面側の第２の識別符号を読み取ることによって、その回路モジュールがどの集合基板から切り出されたものであるかが把握できる。
これにより、いつ製造されたどの集合基板のどこから分割された回路モジュールであるかを管理対象にでき、トレーサビリティが向上する。なお、識別符号の読み取りは、画像認識で行ったり、レーザー、顕微鏡を用いて行ったりできる。

１００…集合基板
３０…モジュール基板，モジュール基板部
３１…内側グランド端子形成領域
３７Ｃ…列位置情報
３７Ｒ…行位置情報
３８…第１の識別符号
３８Ｃ…列位置情報
３８Ｃ１，３８Ｃ２，３８Ｃ３，３８Ｃ４…ドット形成領域
３８Ｒ…行位置情報
３８Ｒ１，３８Ｒ２，３８Ｒ３，３８Ｒ４…ドット形成領域
３９…方向識別用領域
３９Ａ，３９Ｂ…方向識別用領域
４０…内側グランド端子
４１…外側グランド端子
４２…信号入出力端子
４３…レジスト膜
５０…回路モジュール
５１…第２の識別符号
５１Ａ…集合基板番号
５１Ｂ…製造番号

Claims (7)

1. 複数の回路モジュールが形成された集合基板の分割によって得られる回路モジュールであって、
   矩形板状のモジュール基板と、
   前記モジュール基板の第１の主面に形成された電極と、
   前記モジュール基板の第１の主面に形成されたレジスト膜と、を備え、
   前記モジュール基板の第１の主面には、前記電極の部分的な形成／非形成によって、または前記レジスト膜の部分的な形成／非形成によって、前記モジュール基板の方向を表す方向識別用領域を有し、
   前記モジュール基板の第１の主面の周辺部には信号入出力端子が配列され、
   前記信号入出力端子で囲まれた内側の縦横のマトリクス状の位置に複数の内側端子が配列され、
   前記方向識別用領域は前記マトリクス状の位置の少なくとも一つの位置であり、
   前記方向識別用領域に前記集合基板上の前記モジュール基板の位置情報をもつ第１の識別符号が形成された回路モジュール。
2. 前記第１の識別符号はドットパターンで表された、請求項１に記載の回路モジュール。
3. 前記第１の識別符号は、前記電極の部分的な形成／非形成によって、または前記レジスト膜の部分的な形成／非形成によって構成された、請求項１または２に記載の回路モジュール。
4. 前記第１の識別符号は、前記電極の部分的な形成／非形成によって構成され、且つ前記方向識別用領域が前記レジスト膜で覆われた、請求項１〜３のいずれかに記載の回路モジュール。
5. 前記モジュール基板の第１の主面は前記回路モジュールの実装面であり、
   前記モジュール基板の第２の主面に複数の部品が配置され、
   前記複数の部品は前記モジュール基板上で樹脂により封止されている、請求項１〜４のいずれかに記載の回路モジュール。
6. 前記モジュール基板の第２の主面側の外面に第２の識別符号が形成された、請求項１〜５のいずれかに記載の回路モジュール。
7. 前記第２の識別符号は、前記集合基板の識別情報をもつ、請求項６に記載の回路モジュール。

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