JP4901466B2 - 回路装置 - Google Patents

Description

本発明は、回路装置およびデジタル放送受信装置に関し、特に、差込実装型の回路装置およびデジタル放送受信装置に関する。

電子機器の小型化および高機能化に伴い、その内部に収納される回路装置においては、多層の配線層を具備するものが主流になっている。図７を参照して、多層基板２０７を有する回路装置を説明する（下記特許文献１）。

ここでは、多層基板２０７の上面に形成された第１の配線層２０２Ａにパッケージ２０５等の回路素子が実装されることで回路装置が構成されている。

多層基板２０７は、ガラスエポキシ等の樹脂から成る基材２０１の表面及び裏面に配線層が形成されている。ここでは、基材２０１の上面に第１の配線層２０２Ａおよび第２の配線層２０２Ｂが形成されている。第１の配線層２０２Ａと第２の配線層２０２Ｂとは、絶縁層２０３を介して積層されている。基材２０１の下面には、第３の配線層２０２Ｃおよび第４の配線層２０２Ｄが、絶縁層２０３を介して積層されている。また、各配線層は、絶縁層２０３を貫通して設けられた接続部２０４により所定の箇所にて接続されている。

最上層の第１の配線層２０２Ａには、パッケージ２０５が固着されている。ここでは、半導体素子２０５Ａが樹脂封止されたパッケージ２０５が、半田等から成る接続電極２０６を介して面実装されている。多層基板２０７の表面には、パッケージ２０５の他にも、チップコンデンサやチップ抵抗等の受動素子や、ベアの半導体素子等が実装されても良い。ここで、多層基板２０７の厚みは、例えば１．０ｍｍ程度である。

上述した構成の回路装置は、多層基板２０７の下面に形成されたパッド形状の第４の配線層２０２Ｄに半田等の接合材が溶着され、例えばコンピュータやテレビ等のマザーボードに実装される。このような実装形態は一般的に面実装と呼ばれている。

また、上記した回路装置が組み込まれるセットの一つとして、例えば放送受信装置（テレビジョン）がある。一般的に、回路装置が放送受信装置に組み込まれる場合は、放送受信装置の筐体の内部に収納される基板に、回路装置が実装される。現状のアナログテレビジョンでは、筐体内部において、単層の導電路が形成された紙フェノール等からなる実装基板の上面に、チューナーやコンデンサ等の電子部品が実装されて互いに電気的に接続されている。

一方、近年では映像圧縮技術やデジタル技術の進歩により放送のデジタル化が進んでおり、デジタル放送では、テレビ放送や音声放送に加え、文字情報や制止画情報などのデータを配信するデータ放送が行われる。地上テレビジョン放送も、いずれはアナログ放送を終了し、デジタル放送に全面的に移行するように計画されている。

また、回路装置を実装基板に実装する一つの方法として差込実装があり、この差込実装では、回路素子が実装される基板の端部に外部接続用の電極を設けて、この電極が設けられた部分の基板がマザーボードに差し込まれる。この差し込み実装に関する技術は例えば下記特許文献２に記載されている。この特許文献２の図１を参照すると、第１のプリント基板２１に切り込み部を設け、この切り込み部に第２のプリント基板４１を差し込み実装している。このような差し込み実装を行うことで、面実装の場合と比較すると、実装に必要とされる面積を低減させることが可能となり、差し込み実装されるマザーボード側の実装密度を向上させることができる。
特開２００２−１８２２７０号公報 特開２０００−３１６１５号公報

しかしながら、上述した差込実装では、差し込まれる側の基板の端部に設けた外部接続用電極が一様に小さく、マザーボードの導電路に半田を介して固着されているのみであるので、半田により接続される接続部の抵抗が高く、電流の伝送損失が大きくなる問題があった。特に、接地電位や電源電位が印加される電極では、流れる電流が大きいので、この問題が顕著であった。

更に、上述した差込実装型の回路装置では、差し込む際の表裏判別を間違うと、回路装置を本来とは逆の方向にマザーボードに差してしまう「逆差し」が発生して、差し込まれた基板に載置された回路素子を正常に動作させることができない問題があった。

更にまた、通常の差込実装型の回路装置に設けられる外部接続電極は、回路装置の基板の側辺において表面から裏面まで連続して形成されていた。このことから、差込実装される基板の一側辺に多数個の外部接続電極を形成することが非常に困難であった。

また、以上の理由から、差込実装型の回路装置をデジタル放送受信装置に適用させることが困難である問題があった。

本発明はこのような問題を鑑みて成されたものであり、本発明の主な目的は、差込実装に適した構成の外部接続電極を有する回路装置およびデジタル放送受信装置を提供することにある。

本発明の回路装置は、表面に配線層が設けられ、対向する第１側辺と第２側辺、および対向する第３側辺と第４側辺を有する配線基板と、前記配線基板の前記第１側辺に沿って、前記第３側辺から前記第４側辺に渡り設けられた電極配置領域と、前記配線基板の前記電極配置領域、前記第２側辺、前記第３側辺および前記第４側辺で囲まれた素子配置領域と、前記電極配置領域の前記第１側辺に沿って設けられた前記配線層から成り、等間隔に離間された複数の外部接続電極と、前記配線基板の前記素子配置領域に設けられ、前記配線層に電気的に接続された回路素子と、前記素子配置領域に対応する前記配線基板および前記回路素子を封止する封止樹脂と、を備え、前記外部接続電極は、固定電位が印加される固定電位電極と、固定電位以外の電位が印加されて等間隔の幅を有する信号電極と、を含み、前記電極配置領域の内部では、前記固定電位電極の幅は、前記信号電極の幅と、前記信号電極が互いに離間する幅とを加算した長さであることを特徴とする。

本発明の回路装置およびデジタル放送受信装置によれば、接地電位や電源電位が印加される外部接続電極（固定電位電極）の幅を、他の種類の信号が通過する外部接続電極よりも広くしている。従って、この回路装置を半田等を介して差込実装すると、実装基板側の導電路と回路装置の固定電位電極とが接触する面積を大きくすることができ、接続部の抵抗値を小さくすることができる。固定電位電極は、他の外部接続電極と比較すると大きな電流が通過する電極であるので、このように構成することで、電流の伝送損失が低減される。

更に、本発明では、差込実装される回路装置の配線基板を部分的に除去したスリットを設けている。このことにより、本来の向きでなければ回路装置の差込自体ができなくなるので、所謂逆差しを防止することができる。

更にまた、本発明によれば、差込実装された配線基板の第１主面および第２主面に第１外部接続電極および第２外部接続電極を設け、重畳する両外部接続電極から異なる信号を入出力させることができる。従って、配線基板の両主面に多数個の入出力端子を設けることが可能となり、より多機能なシステムを回路装置に内蔵させることができる。

＜第１の実施の形態＞
本実施の形態では、回路装置１１の構成、回路装置１１が差込実装される構造および回路装置に内蔵される機能を、図１から図５を参照して説明する。

図１および図２を参照して、先ず、本実施の形態の回路装置１１の構成を説明する。図１（Ａ）および図１（Ｂ）は回路装置１１の平面図であり、図１（Ｃ）は第１外部接続電極１８Ａが設けられた領域の回路装置１１の拡大平面図であり、図２は回路装置１１の断面図である。ここで、図１（Ａ）は、図２に示す回路装置１１を下方から見た平面図であり、図１（Ｂ）は上方から見た平面図である。

図１および図２の各図を参照して、回路装置１１は、上面（第１主面）および下面（第２主面）に配線層が設けられた配線基板１２と、配線基板１２の上面および下面に配置された半導体素子３４等およびパッケージ１４等とを具備する差込実装型の回路装置である。そして、配線基板１２の一側辺に沿って多数個の外部接続電極が設けられ、固定電位が印加される外部接続電極を、他のものよりも面積を大きくしている。

図２を参照して、配線基板１２は、下面および上面に配線層が形成された基材２２から成る。ここで、基材２２は、繊維状のフィラー（例えばガラス繊維）にエポキシ樹脂が含浸されたガラスエポキシ等の樹脂系材料から成り、差し込み実装の際の圧力が作用しても屈曲やクラックが生じない程度の機械的強度を有する。例えば、厚みが０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の厚みを有するガラスエポキシ基板は、充分な機械的強度を有するので、基材２２として採用可能である。

上記した基材２２の上面および下面には配線層が形成されている。ここでは、基材２２の上面に第１配線層２４および第２配線層２６から成る２層の配線層が積層され、基材２２の下面には第３配線層２８および第４配線層３０から成る２層の配線層が積層され、合計で４層の配線層が設けられている。ここで、配線層同士は、樹脂からなる絶縁層を介して積層されている。また、第１配線層２４と第２配線層２６とは、絶縁層を貫通して設けたメッキ膜等から成る接続部５８により所定の箇所で接続されている。そして、第３配線層２８と第４配線層３０も、絶縁層を貫通して設けたメッキ膜から成る接続部６０により所定の箇所にて電気的に接続されている。

更に、基材２２の上面および下面に設けた第２配線層２６と第３配線層２８は、基材２２を厚み方向に貫通して設けたメッキ膜等から成る貫通接続部４４により所定の箇所で接続されている。

ここでは、基材２２の上面および下面に合計で４層の多層配線が設けられているが、形成される配線層の総数は４層以外でも良い。例えば、基材２２の上面および下面に１層ずつ配線層が設けられて合計で２層の配線層が構成されても良いし、合計で５層以上の配線構造が構成されても良い。

上述した第１配線層２４は、電気的接続領域（パッド）となる領域を除いて、被覆樹脂４２により被覆される。具体的には、図２を参照して、基材２２の上面に形成された第１配線層２４は被覆樹脂４２により被覆され、第１配線層２４の一部であるパッドの上面は被覆樹脂４２により被覆されずに露出している。更に、被覆樹脂４２から露出するパッドの上面は、例えば金メッキから成るメッキ膜により被覆されている。また、基材２２の下面に形成された第４配線層３０は被覆樹脂４０により被覆されて、第４配線層３０の一部であるパッドの表面は部分的に被覆樹脂４０から露出している。ここで、第１配線層２４を被覆する被覆樹脂４２は、配線基板１２の全面を被覆しているのではなく、配線基板１２の上面の周辺部に於いては、被覆樹脂４２は形成されず、露出する配線基板１２の周辺部は封止樹脂２０により被覆されている。

図１（Ａ）および図２を参照して、配線基板１２の下面に形成された最下層の第４配線層３０には、回路素子として、パッケージ１４、チップ素子３８、水晶発振子５４、５６が電気的に接続されている。

図２を参照して、パッケージ１４の構造を説明すると、ランドに固着された半導体素子３２が樹脂封止されており、半導体素子３２と電気的に接続された複数のリード４８がパッケージ１４の対向する２つの側辺から外部に導出されている。そして、パッケージ１４のリード４８は、第４配線層３０から成るパッドの上面に、半田等の導電性接着材（接合材）を介して接合される。また、パッケージ１４の半導体素子３２を封止する封止樹脂は、上面が平坦面となっている。ここで、パッケージ１４に内蔵される半導体素子３２としては、例えばＤＤＲ ＳＤＲＡＭ（Double Data Rate SDRAM）等の半導体メモリが考えられる。

更に、チップ素子３８は、ノイズ低減のためのバイパスコンデンサやチップ抵抗器等であり、両端の電極が半田を介してパッドに接合されている。

更に、図１（Ａ）を参照して、水晶発振子５４、５６も他の回路素子と共に、第４配線層３０から成るパッドに接合材を介して接合されている。水晶発振子５４、５６は、半導体素子３４等を動作させるためのクロック（パルス信号）を発生させる素子である。具体的には、水晶発振子５４は、半導体素子３４が各種計算を行うためのクロックを発生させるものであり、金属製のパッケージである。更に、水晶発振子５４は、内蔵されたＩＣにより電圧制御されており、極めて高精度のクロックが発生される。また、水晶発振子５４により生成されたクロックは、パッケージ１４に内蔵された半導体素子３２にも供給される。また、パッケージ１４に内蔵された半導体素子３２には、配線基板１２の上面に位置する半導体素子３４からクロックが供給されても良い。一方、水晶発振子５６は、樹脂封止型のパッケージであり、配線基板１２の反対面に実装された半導体素子３４がデジタル放送の受信信号を復調するために必要とされるクロックを生成している。水晶発振子５４と水晶発振子５６とでは、生成されるクロックの周波数が異なる。

ここで、第４配線層３０に接続される回路素子としては、上述した素子の他にも、面実装で配置される樹脂封止型のパッケージ、フリップチップ実装される半導体素子（ＬＳＩ）等が採用可能である。更には、第４配線層３０に接続される全ての回路素子を、半田から成る接合材を用いてリフロー工程により面実装されるものとしても良い。このことにより、実装工程を容易にすることができる。

図２を参照して、配線基板１２の上面に形成された第１配線層２４には、半導体素子３４、３６が接続されている。半導体素子３４は、例えば、入力されたデジタル放送の受信信号の信号処理を行うＬＳＩであり、その表面には５００個程度の多数個の電極が形成されている。半導体素子３４は、フェイスアップで配線基板１２の上面に配置され、その電極は金属細線４６を経由して第１配線層２４の一部から成るパッドに接続される。一方、半導体素子３６は、例えば半導体メモリ（具体例としてフラッシュメモリ）であり、フェイスアップで実装されて表面の電極は金属細線４６を経由して第１配線層２４から成るパッドと接続される。ここでは、第１配線層２４に接続される半導体素子の全てをフェイスアップで接続して、金属細線４６を使用して接続することで、実装に斯かるコストを低減させることができる。しかしながら、半導体素子３４の電極間ピッチが例えば８０μｍ程度以上であったら、バンプ電極を使用したフリップチップ実装で半導体素子３４、３６をフリップチップ実装しても良い。

封止樹脂２０は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂から成り、図２では配線基板１２の上面およびそこに配置された半導体素子３４、３６を被覆するように形成されている。半導体素子３４等の放熱性を向上させるために、シリカ等の無機フィラーが混入された樹脂材料から封止樹脂２０が構成されても良い。封止樹脂２０の形成方法としては、トランスファーモールド、インジェクションモールド、ポッティング等が考えられる。図１（Ｂ）を参照すると、配線基板１２の３つの側辺（上側辺、右側辺、下側辺）に於いては、配線基板１２の終端部まで封止樹脂２０により被覆されている。一方、多数の第１外部接続電極１８Ａが設けられる左側側辺の配線基板１２の周辺部は、封止樹脂２０は形成されずに、第１外部接続電極１８Ａおよびその周辺部の配線基板１２の主面が外部に露出している。これは、第１外部接続電極１８Ａが設けられた領域の配線基板１２をマザーボード（実装基板）に差し込み実装するためである。ここで、封止樹脂２０を形成することで、装置全体の機械的強度が補強されて、回路装置１１を差し込み実装する際の曲げ等が抑制されるメリットもある。

更にまた、金型を用いたトランスファーモールドにより形成される封止樹脂２０の上面は平坦面であるので、この封止樹脂２０の平坦面に放熱体を当接させて、半導体素子３４等から発生する熱を、封止樹脂２０および放熱体を経由して外部に放出させることができる。ここでは、図２を参照して、金属細線４６を介して接続される半導体素子３４、３６を配線基板１２の上面に配置して、この半導体素子３４、３６および金属細線４６が封止されるように封止樹脂２０を形成している。このことにより、半導体素子３４、３６および金属細線４６が封止樹脂２０により被覆されて保護されるので、半導体素子３４の破損や金属細線４６の断線・変形が抑止される。

一方、図２を参照して、配線基板１２の下面に配置される素子は、パッケージ１４やチップ素子３８であり封止樹脂により封止されず外部に露出している。これらの回路素子の全て（または大部分）は、半田等の導電性接着材を用いて面実装されるものであり、金属細線で接続される半導体素子３４等と比較してショート等の危険性が低い回路素子である。従って、このような回路素子を封止樹脂で被覆しないことにより、製造コストを低減させることができる。

更に、図１（Ａ）を参照して、第２外部接続電極１８Ｂが設けられた部分の配線基板１２の両端には、配線基板１２を部分的に除去した切り込み部５０が設けられている。このことから、外部接続電極１８が設けられた部分の配線基板１２の幅（紙面上ではこの部分の上下方向の長さ）は、配線基板１２の他の部分よりも短くなっている。従って、配線基板１２を差し込み実装すると、切り込み部５０の終端部が、差し込み実装される側の実装基板に当接して、配線基板１２の過度の差し込みを抑制するストッパーとして機能している。

以上が回路装置１１の概略的構成である。

ここで、回路装置１１に設けられる外部接続電極に関して説明する。

本実施の形態の回路装置１１では、差込実装のための電極として、配線基板１２の一側辺に対して平行に配列された複数の外部接続電極が設けられている。本実施の形態では、図２に示すように、配線基板１２の上面に第１配線層２４から成る第１外部接続電極１８Ａが設けられ、下面に第４配線層３０から成る第２外部接続電極１８Ｂが設けられている。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）を参照して、配線基板１２の一側辺（図では左側の側辺）に沿って多数個の外部接続電極（第１外部接続電極１８Ａおよび第２外部接続電極１８Ｂ）が設けられている。これらの外部接続電極は、例えば、縦×横＝１．０ｍｍ×２．０ｍｍ程度のパッド形状に形成された第１配線層２４または第４配線層３０から成る。ここでは、配線基板１２の一側辺に沿って、上面および下面の両面に外部接続電極１８が設けられているが、どちらか一方の面のみに外部接続電極が設けられても良い。外部接続電極の上面は、腐食の防止および半田ぬれ性の向上のために、金メッキ等のメッキ膜により被覆されている。

図１（Ｃ）を参照して、第１外部接続電極１８Ａは、配線基板１２の周辺部に於いて側辺に沿って多数個が設けられている。上述したように、第１外部接続電極１８Ａの具体的な平面的大きさは、縦（Ｌ４）×横（Ｌ１）＝２．０ｍｍ×１．０ｍｍである。そして、第１外部接続電極１８Ａどうしが離間する距離（Ｌ２）は、第１外部接続電極１８Ａの幅Ｌ１と同等程度でよく、例えば０．８ｍｍ〜１．２ｍｍ程度である。このように第１外部接続電極１８Ａを等間隔に離間することにより、回路装置１１の配線基板１２の設計や、回路装置１１が差込実装される実装基板側の導電路の設計を簡素化して容易にすることができる。

第１外部接続電極１８Ａを大別すると、固定電位（接地電位や電源電位）が印加される固定電位電極１７と、その他の電気信号が印加される信号電極１９に分けることができる。ここで、その他の電気信号とは、例えば、テレビのチャンネルを切り替えるためのデジタル信号、外部に出力されるアナログの音声信号や映像信号、チューナーから得られて入力されるデジタル放送の受信信号、等が考えられる。固定電位電極１７は、信号電極１９と比較して通過する電流値が大きいので、本実施の形態では、固定電位電極１７の面積を信号電極１９よりも大きくしている。

具体的には、図１（Ｃ）を参照して、固定電位電極１７の高さ（Ｌ４）は信号電極１９と同じであり、その幅（Ｌ３）を信号電極１９よりも広くしている。一例として、固定電位電極１７の幅（Ｌ３）は、２つ信号電極１９の幅（Ｌ１）とそれらが離間する幅（Ｌ２）とを加算した長さである。即ち、Ｌ３=Ｌ１×２＋Ｌ２の数式が成立する。このようにすることで、幅の広い固定電位電極１７を含む全ての第１外部接続電極１８Ａを等間隔に離間して配置させることができる。ここで、更に幅の広い固定電位電極１７が必要とされる場合は、例えばその幅を、３つの信号電極１９とそれらの間の２つの間隙とを加算した長さにしても良い。

上記した構成の固定電位電極１７は、配線基板１２の両主面に複数個が設けられる。例えば、回路装置１１に、デジタル信号を処理するデジタル回路と、アナログ信号を処理するアナログ回路が構成された場合は、両回路のそれぞれに接地電位および電源電位が必要であるので、少なくとも４つの固定電位電極１７が設けられる。更に、デジタル回路に於いては、電位が異なる複数の電源電位とそれに対応した接地電位が必要とされる場合があり、この場合に於いては、更に多数個（例えば、６個、８個）の固定電位電極１７が設けられる。

ここで、第１外部接続電極１８Ａとは対向した面に設けられる第２外部接続電極１８Ｂにも、上述と同様の構成の信号電極１９および固定電位電極１７が設けられる。

上述したように、接地電位または電源電位が印加される固定電位電極１７の面積を他の外部接続電極よりも大きくすることで、固定電位電極１７と外部とが接続する接続部の断面積が大きくなり、電力損失を小さくすることができる。特に、接地電位または電源電位が印加される固定電位電極１７は比較的大きな電流が通過するので、固定電位電極１７の面積を大きくすることにより電力損失が低減される効果は大きい。

更に、固定電位電極１７の面積を大きくすることで、回路装置１１を実装基板に差込実装する際に、より多量の半田を固定電位電極１７に付着させることが可能となる。このことにより、回路装置１１の固定電位電極１７と、実装基板側の導電路とが多量の半田により強固に接合され、両者の剥離が防止される。

図３を参照して、次に、上記した構成の回路装置１１が実装基板１１０に差込実装されて成る回路モジュール１０の構造を説明する。図３（Ａ）は回路モジュール１０を示す斜視図であり、図３（Ｂ）は回路装置１１が実装される領域を下方からみた平面図である。なお、図３（Ａ）では、回路モジュール１０を構成する回路装置１１および実装基板１１０の関連構成を明確に示すために、これらを分離して示しているが、実際は回路装置１１の接続領域１３は実装基板１１０の開口部１５、１６に差し込まれる。

図３（Ａ）を参照して、回路装置１１は、上述したように、表面にパッケージ等の回路素子が設けられた配線基板１２と、回路素子が封止されるように配線基板１２の表面を被覆する封止樹脂２０とを具備する。更に、配線基板１２の下側の一部分は、封止樹脂２０よりも下方（外部）に突出し、この部分の配線基板１２の表面には多数個の外部接続電極１８が設けられている。外部接続電極１８が設けられた部分の配線基板１２は、実装基板１１０に差し込まれて接続のために使用される接続領域１３となる。

実装基板１１０には、回路装置１１を差込実装するための開口部１５、１６が設けられている。また、開口部１５、１６の幅は配線基板１２の接続領域１３が差込可能な程度であり、具体的には０．７ｍｍ〜１．５ｍｍ程度であり、差し込まれる配線基板１２の厚み以上である必要がある。

本実施の形態では、回路装置１１を本来とは逆の方向に差してしまう「逆差し」を防止するために、回路装置１１の配線基板１２にスリット５２を設けている。具体的には、配線基板１２の接続領域１３を部分的に除去してスリット５２が設けられている。このスリット５２の位置は、回路装置１１の横方向の中央部を除外した部分（左右どちらかに偏った位置）に設けられている。そして、このスリット５２の横方向の幅は、例えば３．０ｍｍ程度であり、外部接続電極１８どうしが離間する距離（例えば０．８ｍｍ程度）よりも長い。更に、実装基板１１０を部分的に貫通除去して設けた開口部１５、１６は、スリット５２に対応する領域には設けられていない。このような構成にすることで、回路装置１１が正しい方向を向いたときのみに、回路装置１１の実装基板１１０への実装が可能となる。一方、本来とは逆の方向で回路装置１１を実装基板１１０に差し込もうとすると、接続領域１３と開口部１５、１６とが合致せずに、差込自体ができない。

図３（Ｂ）を参照して、回路装置１１の配線基板１２の両主面に設けられた外部接続電極１８は、実装基板１１０の裏面に形成された導電路１１２と接続される。具体的には、実装基板１１０の開口部１５、１６に差し込まれる部分の配線基板１２の両主面には、第１外部接続電極１８Ａと、第２外部接続電極１８Ｂが設けられている。そして、配線基板１２の対向する面に設けられる第１外部接続電極１８Ａと第２外部接続電極１８Ｂとは、別々に実装基板１１０の導電路１１２と接続されている。即ち、第１外部接続電極１８Ａと第２外部接続電極１８Ｂとは、配線基板１２の厚み方向に重畳する場所に位置しても、両者は連続しておらず、個別に異なる電気信号を入出力することが可能である。なお、各外部接続電極と導電路１１２とは、半田等の接合材を用いて電気的に接続されている。

更に、配線基板１２に設けた固定電位電極１７と接続される導電路１１２Ａを、他の導電路１１２Ａよりも太くしても良い。

ここで、回路装置１１の実装基板１１０への実装方法は次の通りである。先ず、所定の大きさの開口部１５、１６等が設けられて且つ下面に導電路１１２が設けられた実装基板１１０を用意する。次に、実装基板１１０の開口部１５、１６に回路装置１１の接続領域１３を差し込む。この時点では、回路装置１１は、実装基板１１０とは半田付けされておらず、仮止めされた状態にある。更に、回路装置１１が仮止めされた実装基板１１０を、溶融された半田から成る半田槽に浸漬して、実装基板１１０の裏面に形成された導電路１１２と、回路装置１１の外部接続電極１８との間に半田を付着させる。次に、実装基板１１０を半田層から引き上げた後に常温に晒して、実装基板１１０に付着した半田を冷却して固化させる。以上の工程により、回路装置１１が実装基板１１０に実装される。

上記の工程は、半田層に接触するのは実装基板１１０と回路装置１１の接続領域１３のみであるので、溶融した半田から発生する熱は、回路装置１１の配線基板１２には伝達するが、回路装置１１に内蔵される回路素子はそれほど加熱されない。従って、回路装置１１に内蔵された回路素子が、実装時の加熱により劣化してしまうことを抑制することができる。

図４を参照して、次に、図１等に示した回路装置１１の配線基板１２に設けられる配線層の構成を説明する。図４（Ａ）は最上層である第１配線層２４の平面図であり、図４（Ｂ）は最下層である第４配線層の平面図である。これらの図は、図２に示す回路装置１１を上方（封止樹脂２０が形成される面）から見た図である。

図４（Ａ）を参照して、第１配線層２４は、パッド６２、６６、配線６４、導電パターン６８、第１外部接続電極１８Ａを構成している。また、ここでは、半導体素子３４、３６が実装される領域を点線にて示している。パッド６６は、半導体素子３６の周辺部に設けられており、不図示の金属細線が接続される。また、パッド６２は、デジタル放送の受信信号を処理するシステムＬＳＩである半導体素子３４を取り囲むように、例えば５００個程度が配置されている。

更にパッド６２は、細長く形成された第１配線層２４から成る配線６４を経由して、接続部５８と接続されている。ここで、図２を参照して、接続部５８は、絶縁層を貫通して第１配線層２４とその下方の第２配線層２６とを接続する部位である。この事項は、パッド６６に関しても同様である。更に、パッド６６とパッド６２とを配線６４を経由して接続することで、半導体素子３４と半導体素子３６とが接続される。

更に、配線基板１２の下側の側面に沿って、第１配線層２４の一部から成る第１外部接続電極１８Ａが設けられている。そして、この第１外部接続電極１８Ａは、上記した配線６４およびパッド６２等を経由して半導体素子３４、３６と接続される。

上記したパッド６２等が設けられない領域には、パターニングされていないベタの第１配線層２４から成る導電パターン６８が設けられている。更に、この導電パターン６８は、配線等を経由して固定電位（例えば接地電位や電源電位）に接続されることで、シールド層として機能し、半導体素子３４等の回路素子から発生するノイズを吸収して低減させることができる。また、導電パターン６８を設けることで、熱伝導性に優れる銅等の導電材料の残存率が上昇して、配線基板１２自体の熱伝導性が向上されて、回路装置全体の放熱性を向上させることができる。更にまた、配線基板１２に設けられる各配線層に導電パターン６８を設けることで、各配線層の配線基板１２の面積に対してパターンが残存する割合を略一定にすることが可能となり、配線基板１２が加熱されたときに発生する反りを低減させる効果も期待される。

更に、導電パターン６８を部分的に除去して除去部７６が設けられている。この除去部７６は、導電パターン６８のほぼ全域に渡って等間隔でマトリックス状に設けられており、個々の除去部７６は菱形の形状を呈している。換言すると、除去部７６が設けられることにより、導電パターン６８はメッシュ形状（網の目形状）を呈している。このように、導電パターン６８に除去部７６を設けることで、第１配線層２４を被覆する絶縁材料（例えば、図２に示す被覆樹脂４２）の厚みを均一にすることができる。更に、リフローを行う際に発生し易いデラミ（配線基板の基材が膨張してしまう現象）を抑制することができる。

図４（Ｂ）を参照して、第４配線層３０は、回路素子と接続されるパッド７０、配線７２および接続部６０、導電パターン７４、第２外部接続電極１８Ｂから構成されている。第４配線層３０には、水晶発振子５４、５６、チップ素子３８、パッケージ１４、コネクタ８０が実装され、これらの素子はここでは点線で示されている。パッド７０は、四角形形状に形成された第４配線層３０からなり、水晶発振子５４等の回路素子が面実装されるため、第１配線層２４に設けられたワイヤボンディングのためのパッド６２よりも大きく形成されている。更に、パッド７０は、細く形成された第４配線層３０から成る配線７２を経由して接続部６０と接続されている。ここで、接続部６０は、図２を参照して、層間の絶縁膜を貫通して第４配線層３０と第３配線層２８とを接続する部位である。更に、パッド７０同士を配線７２を経由して接続することで、第４配線層３０に固着される回路素子同士（例えば、パッケージ１４とチップ素子３８）を電気的に接続しても良い。

更に、第４配線層３０に関しても、上記した第１配線層２４と同様に、導電パターン７４が形成されている。ここでも、導電パターン７４を設けることにより、第４配線層３０におけるパターンの残存率を向上させて回路装置全体の放熱性が向上され、加熱に伴う配線基板１２の反りを抑制することができる。更に、ここでも導電パターン７４を部分的に除去して除去部７８が設けられ、このことにより、第４配線層３０を被覆する被覆樹脂４０と配線基板１２との密着性が向上される。

更に、ここでは平面図を示していないが、図２に示す第２配線層２６では、接続部５８と貫通接続部４４とを接続する配線が主に構成される。そして、この配線が形成されない領域では、パターニングされていない第２配線層２６から成る導電パターンが形成され、この導電パターンにも、上述した除去部が設けられる。

また、第３配線層２８では、貫通接続部４４と接続部６０とを接続する配線が主に形成される。更に、第３配線層２８に於いても、上述した構成の導電パターンと除去部が設けられる。

ここで、図４（Ａ）を参照して、配線基板１２の下面に側辺に沿って設けられる外部接続電極（第１外部接続電極１８Ａ、第２外部接続電極１８Ｂ）には、アナログ信号が入出力するアナログ電極２３と、デジタル信号が入出力するデジタル電極２１が含まれる。本実施の形態では、全て（または殆ど）のアナログ電極を、スリット５２を境界とした一方側に集約して配置することで、アナログ電極を通過するアナログ信号にノイズが混入することを抑止している。具体的には、アナログ電極２３を通過するアナログ信号にノイズが混入すると、出力される映像信号や音声信号が劣化してしまう。一方、デジタル電極２１をデジタル信号が通過すると、多量のノイズが発生する場合がある。従って、アナログ電極２３に接近してデジタル電極２１を設けると、デジタル電極２１から発生するノイズがアナログ電極２３を通過するアナログ信号に混入してしまう恐れがある。このことから、本実施の形態では、配線基板１２を除去して設けたスリット５２よりも一方側（図４（Ａ）では左側）に、アナログ電極の全てまたは大部分を集約している。ここで、スリット５２の幅は、外部接続電極１８同士が離間する距離よりも長くなっており、例えば３．０ｍｍ〜５．０ｍｍ程度である。このようにすることで、スリット５２の広い幅をもってアナログ電極とデジタル電極とを離間させることが可能となり、デジタル電極から発生するノイズがアナログ電極に及ぶことを抑制できる。

本実施の形態では、スリット５２が左側に寄った位置に形成されており、スリット５２よりも左側にアナログ電極２３が集約され、右側にデジタル電極２１が設けられている。ここで、スリット５２よりも左側の外部接続電極１８の全てをアナログ電極２３にする必要はなく、この部分にデジタル電極２１が配置されても良い。しかし、この場合は、発生するノイズの量が、スリット５２よりも右側に配置されるものより少ない（即ち、通過するデジタル信号の周波数が低い）デジタル信号が通過するデジタル電極２１が採用される。

更に、スリット５２よりも右側の領域に位置する第１外部接続電極１８Ａの全てを、デジタル電極２１にしても良い。デジタル信号は、アナログ信号と比較するとノイズの対して強い信号であるので、デジタル電極２１を密集させても相互にノイズの悪影響を与えあう恐れは小さい。

次に、図４（Ｂ）を参照して、半導体素子３４と水晶発振子５４、５６の平面的な配置を説明する。なお、図４（Ｂ）では、半導体素子３４は枠が無いハッチングにて示されている。ここでは、水晶発振子５４、５６の平面的な位置は、半導体素子３４の近傍とされている。即ち、水晶発振子５４、５６は、半導体素子３４が実装される面とは反対の面の配線基板１２の表面に於いて、半導体素子３４の近傍に配置されている。このことにより、水晶発振子５４、５６と半導体素子３４とが短距離にて接続されて、水晶発振子により生成されたクロックの劣化を抑止して半導体素子３４に伝送することができる。更にここでは、水晶発振子５４、５６を、半導体素子３４とは重畳しない領域に配置している。このようにすることで、半導体素子３４が動作することにより発生した熱が水晶発振子５４、５６に伝わることが抑制され、水晶発振子５４、５６から発生するクロックの劣化を抑止できる。一方、チップ素子３８に含まれるバイパスコンデンサについては、熱による悪影響を受けにくいので、半導体素子３４の近傍に配置しても良いし、直下に配置しても良い。

図５は、入力されたデジタル放送の受信信号から映像信号等を生成する回路装置１１の構成を示すブロック図である。この図を参照して、回路装置１１は、半導体素子３４と、記憶部８２（半導体素子３６）と、水晶発振子５４、５６と、記憶部９８（半導体素子３２）とを具備する。更に、半導体素子３４の内部には、Ａ／Ｄ変換部８４と、復調部８６と、分離部８８と、ビデオデコーダ９０と、オーディオデコーダ９２と、キャプションデコーダ９４と、コントローラ９６と、エンコーダ１０２と、Ｄ／Ａ変換部１００が内蔵されている。回路装置１１全体の概略的機能を説明すると、回路装置１１は、入力された所定のチャンネルのデジタル放送のアナログ受信信号から、アナログの音声信号と映像信号を生成して外部に出力している。

回路装置１１がデジタル放送の受信信号を処理する詳細は次の通りである。先ず、所定のチャンネルのデジタル放送の受信信号が、半導体素子３４のＡ／Ｄ変換部８４に入力される、Ａ／Ｄ変換部８４では、アナログの受信信号からデジタルの受信信号が生成され、この信号は復調部８６に伝送される。なお、回路装置１１と外部とは、回路装置に設けた外部接続電極（第１外部接続電極１８Ａ、第２外部接続電極１８Ｂ）を経由して電気信号の入出力が行われる。

復調部８６では、デジタルの受信信号を復調して、受信信号に含まれる元のデータを抽出する。そして、抽出されたデータは、分離部８８で、映像情報、音声情報および文字情報に分離されて、各々の情報はビデオデコーダ９０、オーディオデコーダ９２およびキャプションデコーダ９４に伝送される。

ビデオデコーダ９０では、映像情報がＭＰＥＧ２（Moving Picture Expert Group 2）の規格でデコード（復元）され、復元された映像情報は、エンコーダ１０２に伝送される。また、オーディオデコーダ９２では、音声情報がデコードされ、復元された音声情報はアナログの状態で外部に出力される。更に、キャプションデコーダ９４では、クローズドキャプションを構成する文字情報が復元される。ここで、クローズドキャプションとは、難聴の人が放送を楽しむため開発された方法であり、テレビの画面上に文字を表示される方法である。

エンコーダ１０２では、ビデオデコーダ９０から出力された映像情報と、キャプションデコーダ９４から出力された文字情報が合成されて、エンコード（変換）される。例えば、映像情報は、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）等の地上波アナログテレビジョン方式の規格に沿ってエンコードされる。そして、エンコードされた情報は、Ｄ／Ａ変換部１００にてアナログ変換されて外部に出力される。この情報は、従来のアナログテレビジョンの場合と同じ処理でディスプレイに映し出すことができる。

また、水晶発振子５４は、復調部８６が受信信号を復調するときに使用されるクロックを半導体素子３４に供給している。そして、水晶発振子５６は、システム全体で計算を行う際に使用されるシステムクロックを、半導体素子３６および記憶部９８（半導体素子３２）に対して供給している。

更に、記憶部９８（半導体素子３２）は、画像データや音声データが暫定的に記憶される役割を有し、例えば、２５６メガバイト程度の記憶容量を有する。一方、記憶部８２（半導体素子３６）は、半導体素子３４を稼働させるためのプログラム等が記憶されており、例えばフラッシュメモリから成る。

なお、コントローラ９６は、記憶部９８等の外部の素子と、半導体素子３４のインターフェースをコントロールする機能を有する部位である。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態では、図６を参照して、第１の実施の形態で説明した構成の回路装置１１が組み込まれたデジタル放送受信装置１１４の構成を説明する。ここで、図６（Ａ）はデジタル放送受信装置１１４の断面図であり、図６（Ｂ）はその電気的構成を示すブロック図である。

図６（Ａ）を参照して、デジタル放送受信装置１１４は、実装基板１１０の上面に必要とされる電子部品を実装することで構成されている。ここでは、実装基板１１０に、電子部品として、チューナー１０４、回路装置１１、回路装置１０６、コンデンサ１０８等が差し込み実装されている。そして、回路装置１１を両側から挟み込む放熱体１５０も実装基板１１０に差込実装されている。

チューナー１０４は、所定のチャンネルの受信信号を得る機能を有する。回路装置１１の構成等は上記したとおりであり、配線基板が部分的に実装基板１１０に差し込まれて実装されている。回路装置１０６は、複数の半導体素子が樹脂モールドされたパッケージであり、両側辺から外部に導出するリードが実装基板１１０に差し込み実装されている。コンデンサ１０８は、例えばノイズ除去のための高さが１ｃｍ程度の円柱状を呈する電解コンデンサであり、外部に導出した２本のリードが実装基板１１０に差し込み実装されている。各部品の機能等は、図６（Ｂ）を参照して後述する。

実装基板１１０は、上述したように、例えば紙フェノール樹脂基板であり、下面のみに単層の導電路１１２が設けられている。そして、チューナー１０４等の電子部品が配置される領域には、電子部品を差し込み実装するための開口部（スリット）が設けられている。この導電路１１２を経由して、上記電子部品同士が電気的に接続される。

上記した各電子部品の実装基板１１０への実装は、次の通りである。まず、所定のパターン形状の導電路が下面に設けられ、所望の領域に差し込み実装用の開口部が設けられた実装基板１１０を用意する。次に、所定の箇所に、回路装置１１を含む電子部品を差し込み実装する。ここでは、チューナー１０４、回路装置１１、放熱体１５０、回路装置１０６、コンデンサ１０８や、不図示の電源回路装置等を、実装基板１１０に設けた開口部に差し込む。更に、溶融された半田が収納された槽に、電子部品が差し込まれた実装基板１１０を浸漬させる。そして、実装基板１１０の導電路１１２と電子部品との接続箇所に付着した半田を常温にて固化させて、差し込み実装が完了する。

上記構成のデジタル放送受信装置１１４は、テレビ装置の筐体に内蔵される。

図６（Ｂ）を参照して、上記した構成のデジタル放送受信装置１１４を構成する各ブロックの役割を説明する。この図を参照して、デジタル放送受信装置１１４は、チューナー１０４と、回路装置１１と、回路装置１０６と、電源回路１２０と、スピーカ１２２と、ディスプレイ１２４とを具備している。

チューナー１０４では、デジタル放送受信装置１１４の外部に位置するアンテナ１１６を経由して入力されたデジタル放送の受信信号から、所定のチャンネルのデジタル放送の受信信号を抽出する。そして、この受信信号は回路装置１１に入力され、受信信号から映像信号と音声信号が生成される。回路装置で生成される各信号は、アナログ信号である。生成された映像信号は回路装置１０６に入力され、チャンネルや音量等を示す文字等と重ね合わされて、ディスプレイ１２４に出力される。ここで、ディスプレイ１２４は、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ブラウン管ディスプレイ等である。一方、回路装置１１にて生成された音声信号は、スピーカ１２２に入力され、スピーカ１２２からは音声信号に基づく音が発生する。

なお、電源回路１２０は、例えば１００Ｖの交流電力（商用電源）を、所定の電圧の直流電力に変換する機能を有する。電源回路１２０により生成された直流電力は、デジタル放送受信装置１１４を構成する各部位に供給される。

以上がデジタル放送受信装置１１４の構成である。本実施の形態では、デジタル放送の受信信号の処理に必要とされる半導体素子等を回路装置１１に集約しており、回路装置１１からは、アナログの音声信号および映像信号が出力される。回路装置１１では、ファインピッチの配線層を多層に積層させることで、電極数が極めて多い画像処理用の半導体素子と他の回路素子とを接続している。

この結果、回路装置１１には、チューナー１０４からデジタル放送の受信信号がアナログ信号として入力され、回路装置１１の内部でデジタル信号に変換されてデコードされる。更に、回路装置１１の内部でアナログの映像信号および音声信号が生成されて出力される。従って、実装基板１１０側では複雑な処理が必要とされないので、実装基板１１０の配線構造を簡素にすることができる。即ち、回路装置１１の配線基板と実装基板１１０とを比較すると、回路装置１１の配線基板に構成される配線層の方が実装基板１１０の下面に形成される導電路１１２よりも配線幅および配線間が狭い。また、回路装置１１の配線基板の方が、実装基板よりも多層の配線構造を有する。

以上のことから、本実施の形態のデジタル放送受信装置１１４では、従来から使用されている紙フェノール樹脂から成る単層の実装基板１１０をそのまま使用可能である。

本発明の回路装置を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は平面図であり、（Ｃ）は拡大された平面図である。 本発明の回路装置を示す断面図である。 本発明の回路装置を含む回路モジュールを示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は回路モジュールを下方から見た部分的な平面図である。 本発明の回路装置に構成される配線層を示す平面図であり、（Ａ）は第１配線層２４の平面図であり、（Ｂ）は第４配線層３０の平面図である。 本発明の回路装置の電気的構成を示すブロック図である。 （Ａ）は本発明のデジタル放送受信装置を示す断面図であり、（Ｂ）はその電気的構成を示すブロック図である。 従来の回路装置を示す断面図である。

符号の説明

１０ 回路モジュール
１１ 回路装置
１２ 配線基板
１３ 接続領域
１４ パッケージ
１５ 開口部
１７ 固定電位電極
１８ 外部接続電極
１８Ａ 第１外部接続電極
１８Ｂ 第２外部接続電極
１９ 信号電極
２０ 封止樹脂
２１ デジタル電極
２２ 基材
２３ アナログ電極
２４ 第１配線層
２６ 第２配線層
２８ 第３配線層
３０ 第４配線層
３２ 半導体素子
３４ 半導体素子
３６ 半導体素子
３８ チップ素子
４０ 被覆樹脂
４２ 被覆樹脂
４４ 貫通接続部
４６ 金属細線
４８ リード
５０ 切り込み部
５２ スリット
５４ 水晶発振子
５６ 水晶発振子
５８ 接続部
６０ 接続部
６２ パッド
６４ 配線
６６ パッド
６８ 導電パターン
７０ パッド
７２ 配線
７４ 導電パターン
７６ 除去部
７８ 除去部
８０ コネクタ
８２ 記憶部
８４ Ａ／Ｄ変換部
８６ 復調部
８８ 分離部
９０ ビデオデコーダ
９２ オーディオデコーダ
９４ キャプションデコーダ
９６ コントローラ
９８ 記憶部
１００ Ｄ／Ａ変換部
１０２ エンコーダ
１０４ チューナー
１０６ 回路装置
１０８ コンデンサ
１１０ 実装基板
１１２ 導電路
１１２Ａ 導電路
１１４ デジタル放送受信装置
１１６ アンテナ
１２０ 電源回路
１２２ スピーカ
１２４ ディスプレイ
１５０ 放熱体

Claims (5)

1. 表面に配線層が設けられ、対向する第１側辺と第２側辺、および対向する第３側辺と第４側辺を有する配線基板と、
   前記配線基板の前記第１側辺に沿って、前記第３側辺から前記第４側辺に渡り設けられた電極配置領域と、
   前記配線基板の前記電極配置領域、前記第２側辺、前記第３側辺および前記第４側辺で囲まれた素子配置領域と、
   前記電極配置領域の前記第１側辺に沿って設けられた前記配線層から成り、等間隔に離間された複数の外部接続電極と、
   前記配線基板の前記素子配置領域に設けられ、前記配線層に電気的に接続された回路素子と、
   前記素子配置領域に対応する前記配線基板および前記回路素子を封止する封止樹脂と、を備え、
   前記外部接続電極は、固定電位が印加される固定電位電極と、固定電位以外の電位が印加されて等間隔の幅を有する信号電極と、を含み、
   前記電極配置領域の内部では、前記固定電位電極の幅は、前記信号電極の幅と、前記信号電極が互いに離間する幅とを加算した長さであることを特徴とする回路装置。
2. 前記固定電位は、接地電位または電源電位であることを特徴とする請求項１に記載の回路装置。
3. 前記電極配置領域に対応する前記回線基板の両主面に、前記固定電位電極を設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回路装置。
4. 前記固定電位電極は、アナログ回路およびデジタル回路のそれぞれに対して接地電位および電源電位を供給するように少なくとも４つが設けられることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の回路装置。
5. 前記配線基板の前記電極配置領域を部分的に切り欠いたスリットを設け、
   前記スリットを境とした一方側の前記電極配置領域にアナログ回路と接続された前記固定電位電極を配置し、他方側にデジタル回路と接続された前記固定電位電極を配置することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の回路装置。
   

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