モジュールおよび電子機器
【課題】カーケンダルボイドやエレクトロマグレーションよる例えば能動素子と回路パターンを接続する接合材の接合部に対応する破断を検出して能動素子の接合部を含む回路基板の故障を予兆することが可能なモジュールを提供する。
【解決手段】第１導体で形成された回路パターンを有する回路基板と、前記第１導体とは異なる第２導体で形成された接合材と、前記接合材により前記回路パターンに接合された受動素子および能動素子と、前記回路基板に信号回路と別に設けられた検出回路とを備え、前記検出回路は前記回路基板に設けられ、前記第１の導体と前記第２の導体とを電気的に接続した検出器と、前記検出器に電流を流す電源部と、前記検出器の一方の導体と前記電源の間に介在され、前記第１、第２の導体間の電気的特性を測定する計測部とを備えること特徴とするモジュール。
【解決手段】第１導体で形成された回路パターンを有する回路基板と、前記第１導体とは異なる第２導体で形成された接合材と、前記接合材により前記回路パターンに接合された受動素子および能動素子と、前記回路基板に信号回路と別に設けられた検出回路とを備え、前記検出回路は前記回路基板に設けられ、前記第１の導体と前記第２の導体とを電気的に接続した検出器と、前記検出器に電流を流す電源部と、前記検出器の一方の導体と前記電源の間に介在され、前記第１、第２の導体間の電気的特性を測定する計測部とを備えること特徴とするモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモジュールおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばコンピュータ、携帯電話、カメラ一体型ビデオのような電子機器は、回路基板にＣＰＵ，メモリのような能動素子および受動素子を実装したモジュールが搭載されている。このような電子機器において、例えば各素子と回路基板の回路パターンとを接合する接合材に破断が生じると、ＣＰＵ，メモリの損傷等の重大な問題を引き起こす。
【０００３】
特許文献１は、不良検出用の配線パターンを並列に配線し、配線パターンを覆うレジストを薄くし、腐食とイオンマイグレーションによるショートの両方を検出することを可能な障害検出回路が開示されている。
【０００４】
特許文献２は、検出用の配線パターン幅を狭くし、エレクトロマイグレーションを発生し易くするなど、配線パターンに特徴を持たせて半導体集積回路の状態をモニタリングする発明が開示されている。
【０００５】
特許文献３は、半導体装置のＡｌ配線の腐食やエレクトロマイグレーションによる不良を予測する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２１６３９１号公報
【特許文献２】特開平５−１２１５１３号公報
【特許文献３】特開平１１−２６０８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３の発明はいずれも回路パターンと接合材の接合部における故障を予兆する構造とは異なる。
【０００８】
本発明は、回路基板に信号回路とは別の検出回路を設け、カーケンダルボイドやエレクトロマグレーションよる例えば能動素子と回路パターンを接続する接合材の接合部に対応する破断を検出して能動素子の接合部を含む回路基板の故障を予兆することが可能なモジュールおよびこのモジュールを搭載した電子機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の第１態様によると第１導体で形成された回路パターンを有する回路基板と、前記第１導体とは異なる第２導体で形成された接合材と、前記接合材により前記回路パターンに接合された受動素子および能動素子と、前記回路基板に信号回路と別に設けられた検出回路とを備え、
前記検出回路は前記回路基板に設けられ、前記第１の導体と前記第２の導体とを電気的に接続した検出器と、前記検出器に電流を流す電源部と、前記検出器の一方の導体と前記電源の間に介在され、前記第１、第２の導体間の電気的特性を測定する計測部とを備えること特徴とするモジュールが提供される。
【００１０】
本発明の第２態様によると、筐体と、この筐体内に搭載されたモジュールとを具備した電子機器であって、
前記モジュールは、第１導体で形成された回路パターンを有する回路基板と、前記第１導体とは異なる第２導体で形成された接合材と、前記接合材により前記回路パターンに接合された受動素子および能動素子と、前記回路基板に信号回路と別に設けられた検出回路とを備え、前記検出回路は前記回路基板に設けられ、前記第１の導体と前記第２の導体とを電気的に接続した検出器と、前記検出器に電流を流す電源部と、前記検出器の一方の導体と前記電源の間に介在され、前記第１、第２の導体間の電気的特性を測定する計測部とを備えることを特徴とする電子機器が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回路基板に信号回路とは別の検出回路を設け、この検出回路でカーケンダルボイドやエレクトロマグレーションよる例えば能動素子と回路パターンを接続する接合材の接合部に対応する破断を検出して能動素子の接合部を含む回路基板の故障を予兆することによって、実装されるＣＰＵ，メモリのような能動素子に故障が発生する前にデータのバックアップ、修理などの対応を行うことが可能なモジュールおよびこれを搭載した電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモジュールを示す部分切欠した要部平面図である。
【図２】図１のモジュールの検出器を示す断面図である。
【図３】図２の検出器における破断の要因を説明するための平面図である。
【図４】図２の検出器における破断に至る過程を示す断面図である。
【図５】図１のモジュールを搭載した電子機器の故障予兆を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態に係るモジュールの検出器の他の態様を示す断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るモジュールの検出器の他の態様を示す断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るモジュールの検出器の他の態様を示す平面図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係るモジュールの検出器の他の態様を示す平面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係るモジュールの他の態様を示す斜視図である。
【図１１】図１０のモジュールの要部断面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係るモジュールの他の態様を示す断面図である。
【図１３】図１２のモジュールの変形例を示す断面図である。
【図１４】図１２のモジュールの変形例を示す平面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態に係るモジュールの検出器の変形例を示す断面図である。
【図１６】本発明の第１実施形態に係るモジュールの検出器における他の態様を示す断面図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る電子機器の要部切欠斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係るモジュールおよび電子機器を図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るモジュールを示す部分切欠した要部平面図、図２は図１のモジュールの検出器を示す断面図、図３は図２の検出器における破断の要因を説明するための平面図、図４は図２の検出器における破断に至る過程を示す断面図である。
【００１５】
モジュール１は、回路基板２を備えている。回路基板２は信号回路としての銅（Ｃｕ）からなる第１導体で形成された回路パターン３を有する。例えばＣＰＵ，メモリ、ボールグリドアレイ（ＢＧＡ）のような能動素子および受動素子（いずれも図示せず）は、回路パターン３に錫合金はんだからなる第２導体から形成された接合材を介して接合されている。
【００１６】
回路基板２は、信号回路とは別の検出回路４を有する。この検出回路４は、検出器５を備えている。検出器５は、図２に示すように回路基板２に形成され、前記回路パターン３と同材質、すなわち銅からなる２つの第１導体６ａ，６ｂと、これらの第１導体６ａ，６ｂ間に配置して電気的に接続され、前記接合材と同材質、すなわち第１導体６ａ，６ｂに対して異種金属である錫合金はんだからなる第２導体７とから構成されている。錫合金はんだは、例えばＳｎ3.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだ、またはＳｎ4.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだである。第１導体６ａは電源部（図示せず）の一方の端子が挿入されるランド８ａに信号回路と別の回路パターン９ａを通して接続されている。第１導体６ｂは電源部（図示せず）の他方の端子が挿入されるランド８ｂに信号回路と別の回路パターン９ｂを通して接続されている。電源部は、前記検出器５に電流を流す。第１導体６ａ，第２導体７および第１導体６ｂの間の電気的特性、例えば電流を測定するための電流計測部１０は、第１導体６ｂとランド９ｂの間の回路パターン９ｂに介装されている。この電流計測部１０は、モジュール１に実装された例えばＣＰＵに接続されている。電流計測部１０での検出信号は、ＣＰＵに出力され、ＣＰＵはこの検出信号の入力によりデータのバックアップを実行する動作がなされ、かつ修理を促す信号を出力する。
【００１７】
このような第１実施形態に係るモジュール１において、錫合金はんだ、例えばＳｎ3.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだからなる第２導体７とＣｕからなる第１導体（例えば６ｂ）の接合部には、錫と銅からなる金属間化合物層が形成される。図示しない電源部から電流を第１導体６ａ，６ｂに回路パターン９ａ，９ｂを通して流すと、錫合金からなる第２導体７、金属間化合物層および銅からなる第１導体６ｂ間の抵抗値が異なるために、Ｃｕ，Ｓｎ相互の拡散が生じて図３に示すように第２導体７から第１導体６ｂに向けて錫と銅の金属間化合物層（Ｃｕ6Ｓｎ5層）１１ａおよび金属化合物層（Ｃｕ3Ｓｎ層）１１ｂが形成される。同時に、図３に示すように金属化合物層（Ｃｕ3Ｓｎ層）１１ｂに原子拡散速度の差異によってカーケンダルボイド１２が発生する。原子拡散速度が加速されると、エレクトロマグレーション、つまり電気伝導体の中でイオンが徐々に移動することで材質の形状に欠損・断線が生じる現象、が生じ、図４に示すように第２導体７と第１導体６ｂの間の接合が破断して導通が取れなくなる。すなわち、ＣＰＵ，メモリ、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）のような能動素子は回路基板２の回路パターン３に錫合金はんだからなる接合材により接合して実装され、回路パターン３と錫合金はんだからなる接合材の接合構成が回路基板２に配置した前述の検出器５と同じであるため、検出器５の破断状況は前記能動素子における錫合金はんだからなる接合材と回路パターン３と接合部の破断を反映している。したがって、検出器５の破断状態を電流計測部１０で検出することによって、ＣＰＵ，メモリ、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）のような能動素子の接合材と回路パターンとの接合部を含めた回路基板２の故障を予兆することができる。特に、後述する（１）〜（６）で説明するように検出器の第１導体と第２導体間の破断速度を速め、能動素子における錫合金はんだからなる接合材と回路パターン３と接合部の破断の前に検出器５を破断させることにより、ＣＰＵ，メモリ、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）のような能動素子の接合材と回路パターンとの接合部を含めた回路基板２の故障をより確実に予兆することができる。
【００１８】
具体的には、第１実施形態に係るモジュールを電子機器に搭載したときの検出回路の判定等を図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００１９】
電子機器の起動がステップＳ１において外部から入力されると、検出回路４の検出器５への通電がなされる（ステップＳ２）。ステップＳ３においてＹＥＳ（電流計測部１０に電流が流れる。）であれば、ステップＳ４で正常起動として判定する。ステップＳ３でＮＯ（電流計測部１０に電流が流れない。）であれば、ステップＳ５において電流計測部１０の検出信号が電子機器のＣＰＵに出力され、ＣＰＵのデータのバックアップを実行する動作がなされ、かつ修理を促す信号が出力される。その後、ステップＳ６において強制起動または停止（いずれの場合も記録を残す）。
【００２０】
以上、第１実施形態に係るモジュール１によれば回路基板２に前述した故障に対する予兆構造、すなわち検出回路４を設けることによって、ＣＰＵ，メモリ、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）のような能動素子の接合材と回路パターンの接合部を含めた回路基板の故障を予兆できるため、実装されるＣＰＵ，メモリのような能動素子に故障が発生する前にデータのバックアップ、修理などの対応を行うことができる。
【００２１】
なお、第１導体６ａ，第２導体７および第１導体６ｂの間の電気的特性は、電流の他に、抵抗値、電圧を挙げることができる。電気的特性として抵抗値を測定する場合には、計測部は抵抗計測部が用いられる。また、電気的特性として電圧を測定する場合には、計測部は電圧計測部が用いられる。
【００２２】
次に、第１実施形態に係るモジュールにおける検出器の他の態様を図面等を参照して説明する。
【００２３】
（１）検出器の第２導体の材質（錫合金はんだ）としてＳｎ3.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだ、またはＳｎ4.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだを用いたが、Ｓｎ3.5Ａｇはんだを用いてもよい。このようなはんだは、Ｃｕを含まないため、このＳｎ3.5Ａｇはんだからなる第２導体とＣｕからなる第１導体との接合において、第１導体から第２導体へのＣｕの拡散速度は速くなる。その結果、第１導体と第２導体間への金属間化合物層の成長が速くなるため、カーケンダルボイドの発生・成長が促進され、それら導体間の接合部の破断を早期に検出することが可能となる。
【００２４】
（２）図６に示す検出器５は、前述した第１導体６ａ、６ｂ間に複数、例えば第２導体７、第１導体６、第２導体７、第１導体６および第２導体７を直列に配置した構造を有する。
【００２５】
このような検出器５は、第１導体と第２導体の接合部が前述した図２に示す形態よりも多くなるため、接合部の破断の検出率、検出精度を向上できる。例えば第１導体と第２導体の接合部１つの検出率が９５％であると、ｎ個の検出部を直列に配置することによって、検出率［％］=｛１×（０．０５）n｝×１００になる。３〜５個の第１導体と第２導体の接合部を設けることによって高い検出率を得ることができる。
【００２６】
（３）図７に示す検出器５は、第１導体６ａと第２導体７の間、および第２導体７と第１導体６ｂの間にＡｕ層（またはＡｇ層）１３を介在した構造を有する。Ａｕ層（またはＡｇ層）１３は第１導体６ａ．６ｂの第２導体７との接合面を含む上面にＡｕめっき、またはＡｇめっきを施すことにより形成することができる。
【００２７】
このような検出器５によれば、ＡｕまたはＡｇはＣｕに比べて錫合金はんだへの拡散速度が速い、つまりＡｕ層（またはＡｇ層）１３から第２導体７へのＡｕまたはＡｇの拡散速度は速くなるため、第１導体６ａ，６ｂのＡｕ層（またはＡｇ層）１３と第２導体７間への金属間化合物層の成長が速くなる。その結果、カーケンダルボイドの発生・成長が促進され、接合部の破断を早期に検出することが可能となる。
【００２８】
（４）図８の検出器５は、Ｃｕからなる矩形突起１４ａ，１４ｂを第１導体６ａ．６ｂから第２導体７側に一体的に延出して第２導体７とそれぞれ接合した構造を有する。図９の検出器５は、Ｃｕからなる三角形突起１５ａ，１５ｂを第１導体６ａ．６ｂから第２導体７側に一体的に延出して第２導体７とそれぞれ接合し、図８に比べて第２導体７に対する接合面積を小さくした構造を有する。
【００２９】
このような図９に示す検出器５は、図８に示す検出器５に比べてＣｕからなる三角形突起１５ａ，１５ｂと錫合金はんだからなる第２導体７との接合面積が小さくなり、これらの間に生成される金属間化合物層の面積が小さくなるため、カーケンダルボイドの発生・成長、エレクトロマイグレーションに起因する接合部の破断速度が速くなり、早期検出が可能となる。
【００３０】
（５）図１０は、回路基板２にバッテリコネクタ２１、電源コネクタ２２およびＣＰＵ２３を実装したモジュール１を示す。このようなモジュール１において、図１１に示すように電流が大きく発熱量の大きいＣＰＵ２３下部の回路基板２に検出器５を配置する。なお、ＣＰＵ２３は複数の電極２４を有し、この電極２４は金バンプ２５を介して回路基板２の回路パターン３に接続されている。
【００３１】
このような図１１に示すモジュール１において、検出器５がＣＰＵ２３の発熱により加熱される。検出器５を構成する銅からなる第１導体および錫合金はんだからなる第２導体での原子運動は高い温度の方が活発であり、拡散速度も速くなるため、第１導体と第２導体の間への金属間化合物層の成長が速くなる。その結果、カーケンダルボイドの発生・成長、エレクトロマイグレーションに起因する接合部の破断速度が速くなり、検出器５による検出精度を高めることができる。
【００３２】
なお、検出器はＣＰＵ直下に限らず、発熱が大きいバッテリコネクタ２１または電源コネクタ２２近傍の回路基板２に配置してもよい。
【００３３】
（６）図１２に示すモジュール１は、回路基板２と、上面に半導体チップ２６が接合され、下面に複数の電極２７を有するボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）基板２８とを備え、ＢＧＡ基板２８の電極２７が錫合金はんだ（例えばＳｎ3.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだ）からなる複数のバンプ２９を介して回路基板２の回路パターン３に接合した構造を有する。このモジュール１において、回路基板２に銅からなる第１導体６ａ，６ｂが所望の距離を隔てて配置され、これら第１導体６ａ，６ｂとＢＧＡ基板２８の電極２７とが錫合金はんだ（例えばＳｎ3.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだ）からなるバンプ２９を介して接合されている。すなわち、検出器５は第１導体６ａ，６ｂ間に第２導体としての錫合金はんだからなるバンプ２９が接合した構造を有する。
【００３４】
このような図１２に示すモジュール１において、ＢＧＡ基板２８の半導体チップ２６が動作中に発熱して高温になり、半導体チップ２６下にＢＧＡ基板２８を介して位置する検出器５の錫合金はんだからなるバンプ２９（第２導体）が加熱される。錫合金はんだからなるバンプ２９（第２導体）での原子運動は高い温度の方が活発であり、拡散速度も速くなるため、第１導体６ａ，６ｂとバンプ２９（第２導体）の間への金属間化合物層の成長が速くなる。その結果、カーケンダルボイドの発生・成長、エレクトロマイグレーションに起因する接合部の破断速度が速くなり、検出器５による検出精度を高めることができる。
【００３５】
なお、ＢＧＡ基板下の回路基板に検出器を配置する構造において、図１３に示すように回路基板２に銅からなる第１導体６ａ，６ｂを所望の距離を隔てて配置し、これら第１導体６ａ，６ｂとＢＧＡ基板２８の電極２７，２７とを錫合金はんだ（例えばＳｎ3.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだ）からなるバンプ２９，２９を介して接合し、さらにバンプ２９，２９をＢＧＡ基板２８内部の配線３０で接続してもよい。すなわち、図１３に示すモジュール１の検出器５は第１導体６ａ，６ｂが第２導体としての錫合金はんだからなるバンプ２９、電極２７、配線３０、電極２７および第２導体としての錫合金はんだからなるバンプ２９を経由して接合した構造を有する。
【００３６】
また、図１２に示すＢＧＡ基板下の回路基板に検出器を配置する構造において、図１４に示すようにＢＧＡ基板２８下の回路基板２に検出器５を複数、例えば５つ配置してもよい。
【００３７】
このような図１４に示すモジュール１において、複数の検出器５をＢＧＡ基板２８下の回路基板２に配置することによって、第１導体と第２導体の接合部の破断の検出精度をより一層高めることができる。
【００３８】
さらに、図１５に示すようにＢＧＡ基板に検出器を配置した構造にしてもよい。すなわち、ＢＧＡ基板２８の表面には銅からなる複数の上面電極３１が形成されていると共に、銅からなる第１導体６ａ，６ｂが所望の距離を隔てて形成されている。ＢＧＡ基板２８の裏面には、複数の電極２７が形成され、これら電極２７には図示しない回路基板の回路パターンと接続される錫合金はんだボール（バンプ）２９が接合されている。半導体チップ２６の下面には複数の電極３２が形成され、かつこれらの電極３２下面にはバリヤーメタル層３３が形成されている。ＢＧＡ基板２８の上面電極３１は錫合金はんだ（例えばＳｎ3.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだ）からなる複数のバンプ３４を介して半導体チップ２６のバリヤーメタル層３３に接合されている。ＢＧＡ基板２８の上面の第１導体６ａ，６ｂと半導体チップ２６のバリヤーメタル層３３とが錫合金はんだ（例えばＳｎ3.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだ）からなるバンプ３４を介して接合されている。すなわち、検出器５は第１導体６ａ，６ｂ間に第２導体としての錫合金はんだからなるバンプ３４が接合した構造を有する。
【００３９】
このような図１５に示すモジュール１において、半導体チップ２６が動作中に発熱して高温になり、半導体チップ２６直下に位置する検出器５の錫合金はんだからなるバンプ３４（第２導体）が加熱される。錫合金はんだからなるバンプ３４（第２導体）は前述した図１２に示す錫合金はんだからなるバンプ２９（第２導体）に比べてより温度負荷が高くなり、原子運動もより一層活発になって拡散速度も速くなるため、第１導体６ａ，６ｂとバンプ３４（第２導体）の間への金属間化合物層の成長が速くなる。その結果、カーケンダルボイドの発生・成長、エレクトロマイグレーションに起因する接合部の破断速度が速くなり、検出器５による接合部破断の検出精度を高めることができる。
【００４０】
（７）図１６に示すモジュール１の検出器５は、銅からなる第１導体６ａ、６ｂと、これらの第１導体６ａ，６ｂ間に配置され、導電性接着剤からなる第２導体３５とから構成されている。
【００４１】
このような図１６に示すモジュール１において、電流を第１導体６ａ，６ｂ間に流すと、導電性接着剤からなる第２導体３５が経時劣化を生じて第１導体６ａ，６ｂから剥離し、例えば第２導体３５と第１導体６ｂの間の導通が取れなくなる。この状態は、図示しない電流計測部で検出される。その結果、ＣＰＵ，メモリ、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）のような能動素子と回路パターンとの間の接合材を含めた回路基板の故障を予兆できる。
【００４２】
（第２実施形態）
図１７は第２実施形態に係る電子機器、例えばノート型のポータブルコンピュータを示す斜視図である。
【００４３】
ポータブルコンピュータ４１は、機器本体４２と、機器本体４２に支持されたディスプレイユニット４３とを備えている。機器本体４２は、筐体４４を有する。この筐体４４は、矩形状のベース４５とこれに嵌合されたほぼ矩形状のカバー４６とを有し、偏平な箱状に形成されている。
【００４４】
筐体４４を構成するカバー４６は、アクリル等の光透過性を有する樹脂により形成されている。カバー４６の中央部および後半部に亘ってほぼ矩形状の開口４７が形成され、この開口４７内にキーボード４８が露出して設けられている。
【００４５】
キーボード４８下のベース４５上には、前述したモジュール１が搭載されている。カバー４６のほぼ前半部分は、パームレスト４９を形成している。パームレスト４９の中央部には、開口５０が形成され、この開口５０内にトラックパッド５１が露出して設けられている。トラックパッド５１の手前側のパームレスト４９には、開口５２が形成され、開口５２内に決定スイッチ５３が露出して設けられている。決定スイッチ５３の左側のパームレスト４９には、開口５４が形成され、開口５４内に指紋読み取り部５５が設けられている。
【００４６】
ディスプレイユニット４３は、ディスプレイハウジング５６およびディスプレイハウジング５６に収容された液晶パネル５７を備えている。ディスプレイハウジング５６は一対のヒンジ部５８により機器本体４２の筐体４４に対して回動可能に支持されている。ディスプレイハウジング５６の前壁には、表示用の窓部５９が形成されている。窓部５９は前壁の大部分にわたる大きさを有し、この窓部５９を通して液晶パネル５７の表示画面がディスプレイハウジング５６の外方に露出している。
【００４７】
前述した筐体４４内に搭載されたモジュール１は、前述した図１および図２に示すように回路基板２に形成された信号回路とは別の検出回路４を備えている。検出回路４は、検出器５を備えている。検出器５は、前述したように銅からなる２つの第１導体６ａ，６ｂと、これらの第１導体６ａ，６ｂ間に配置して接続され、第１導体６ａ，６ｂに対して異種金属である錫合金はんだ（例えばＳｎ3.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだ）からなる第２導体７とから構成されている。第１導体６ａは電源（図示せず）の一方の端子が挿入されるランド８ａに信号回路と別の回路パターン９ａを通して接続されている。第１導体６ｂは電源（図示せず）の他方の端子が挿入されるランド８ｂに信号回路と別の回路パターン９ｂを通して接続されている。第１導体６ａ，第２導体７および第１導体６ｂの間の電流を測定するための電流計測部１０は、第１導体６ｂとランドの間の回路パターン９ｂに介装されている。
【００４８】
このような図１７に示す第２実施形態に係るポータブルコンピュータ４１は、回路基板２に検出回路４を設けたモジュール１が搭載されているため、ＣＰＵ，メモリ、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）のような能動素子と回路パターンとの間の接合材を含めた回路基板２の故障を予兆できるため、信頼性を向上できると共に、安全性を高めることができる。
【００４９】
また、筐体４４内に前述した図６、図７および図９に示す検出器５を有するモジュール１を搭載すれば、回路基板２の故障を迅速かつ精度よく予兆できるため、より一層高い信頼性および安全性を有するポータブルコンピュータを提供できる。
【００５０】
なお、第２実施形態に係る電子機器はノート型のポータブルコンピュータに限らず、携帯電話、ＰＨＳ，カメラ一体型ＶＴＲ等にも適用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１…モジュール、２…回路基板、４…検出回路、５…検出器、６ａ，６ｂ，６…第１導体、７、３５…第２導体、１０…電流計測部、１３…Ａｕ層（またはＡｇ層）、２３…ＣＰＵ，２６…半導体チップ、２８…ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）基板、４１…ポータブルコンピュータ、４２…機器本体、４３…ディスプレイユニット、４４…筐体、５６…ディスプレイハウジング。
【技術分野】
【０００１】
本発明はモジュールおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばコンピュータ、携帯電話、カメラ一体型ビデオのような電子機器は、回路基板にＣＰＵ，メモリのような能動素子および受動素子を実装したモジュールが搭載されている。このような電子機器において、例えば各素子と回路基板の回路パターンとを接合する接合材に破断が生じると、ＣＰＵ，メモリの損傷等の重大な問題を引き起こす。
【０００３】
特許文献１は、不良検出用の配線パターンを並列に配線し、配線パターンを覆うレジストを薄くし、腐食とイオンマイグレーションによるショートの両方を検出することを可能な障害検出回路が開示されている。
【０００４】
特許文献２は、検出用の配線パターン幅を狭くし、エレクトロマイグレーションを発生し易くするなど、配線パターンに特徴を持たせて半導体集積回路の状態をモニタリングする発明が開示されている。
【０００５】
特許文献３は、半導体装置のＡｌ配線の腐食やエレクトロマイグレーションによる不良を予測する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２１６３９１号公報
【特許文献２】特開平５−１２１５１３号公報
【特許文献３】特開平１１−２６０８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３の発明はいずれも回路パターンと接合材の接合部における故障を予兆する構造とは異なる。
【０００８】
本発明は、回路基板に信号回路とは別の検出回路を設け、カーケンダルボイドやエレクトロマグレーションよる例えば能動素子と回路パターンを接続する接合材の接合部に対応する破断を検出して能動素子の接合部を含む回路基板の故障を予兆することが可能なモジュールおよびこのモジュールを搭載した電子機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の第１態様によると第１導体で形成された回路パターンを有する回路基板と、前記第１導体とは異なる第２導体で形成された接合材と、前記接合材により前記回路パターンに接合された受動素子および能動素子と、前記回路基板に信号回路と別に設けられた検出回路とを備え、
前記検出回路は前記回路基板に設けられ、前記第１の導体と前記第２の導体とを電気的に接続した検出器と、前記検出器に電流を流す電源部と、前記検出器の一方の導体と前記電源の間に介在され、前記第１、第２の導体間の電気的特性を測定する計測部とを備えること特徴とするモジュールが提供される。
【００１０】
本発明の第２態様によると、筐体と、この筐体内に搭載されたモジュールとを具備した電子機器であって、
前記モジュールは、第１導体で形成された回路パターンを有する回路基板と、前記第１導体とは異なる第２導体で形成された接合材と、前記接合材により前記回路パターンに接合された受動素子および能動素子と、前記回路基板に信号回路と別に設けられた検出回路とを備え、前記検出回路は前記回路基板に設けられ、前記第１の導体と前記第２の導体とを電気的に接続した検出器と、前記検出器に電流を流す電源部と、前記検出器の一方の導体と前記電源の間に介在され、前記第１、第２の導体間の電気的特性を測定する計測部とを備えることを特徴とする電子機器が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回路基板に信号回路とは別の検出回路を設け、この検出回路でカーケンダルボイドやエレクトロマグレーションよる例えば能動素子と回路パターンを接続する接合材の接合部に対応する破断を検出して能動素子の接合部を含む回路基板の故障を予兆することによって、実装されるＣＰＵ，メモリのような能動素子に故障が発生する前にデータのバックアップ、修理などの対応を行うことが可能なモジュールおよびこれを搭載した電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモジュールを示す部分切欠した要部平面図である。
【図２】図１のモジュールの検出器を示す断面図である。
【図３】図２の検出器における破断の要因を説明するための平面図である。
【図４】図２の検出器における破断に至る過程を示す断面図である。
【図５】図１のモジュールを搭載した電子機器の故障予兆を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態に係るモジュールの検出器の他の態様を示す断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るモジュールの検出器の他の態様を示す断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るモジュールの検出器の他の態様を示す平面図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係るモジュールの検出器の他の態様を示す平面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係るモジュールの他の態様を示す斜視図である。
【図１１】図１０のモジュールの要部断面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係るモジュールの他の態様を示す断面図である。
【図１３】図１２のモジュールの変形例を示す断面図である。
【図１４】図１２のモジュールの変形例を示す平面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態に係るモジュールの検出器の変形例を示す断面図である。
【図１６】本発明の第１実施形態に係るモジュールの検出器における他の態様を示す断面図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る電子機器の要部切欠斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係るモジュールおよび電子機器を図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るモジュールを示す部分切欠した要部平面図、図２は図１のモジュールの検出器を示す断面図、図３は図２の検出器における破断の要因を説明するための平面図、図４は図２の検出器における破断に至る過程を示す断面図である。
【００１５】
モジュール１は、回路基板２を備えている。回路基板２は信号回路としての銅（Ｃｕ）からなる第１導体で形成された回路パターン３を有する。例えばＣＰＵ，メモリ、ボールグリドアレイ（ＢＧＡ）のような能動素子および受動素子（いずれも図示せず）は、回路パターン３に錫合金はんだからなる第２導体から形成された接合材を介して接合されている。
【００１６】
回路基板２は、信号回路とは別の検出回路４を有する。この検出回路４は、検出器５を備えている。検出器５は、図２に示すように回路基板２に形成され、前記回路パターン３と同材質、すなわち銅からなる２つの第１導体６ａ，６ｂと、これらの第１導体６ａ，６ｂ間に配置して電気的に接続され、前記接合材と同材質、すなわち第１導体６ａ，６ｂに対して異種金属である錫合金はんだからなる第２導体７とから構成されている。錫合金はんだは、例えばＳｎ3.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだ、またはＳｎ4.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだである。第１導体６ａは電源部（図示せず）の一方の端子が挿入されるランド８ａに信号回路と別の回路パターン９ａを通して接続されている。第１導体６ｂは電源部（図示せず）の他方の端子が挿入されるランド８ｂに信号回路と別の回路パターン９ｂを通して接続されている。電源部は、前記検出器５に電流を流す。第１導体６ａ，第２導体７および第１導体６ｂの間の電気的特性、例えば電流を測定するための電流計測部１０は、第１導体６ｂとランド９ｂの間の回路パターン９ｂに介装されている。この電流計測部１０は、モジュール１に実装された例えばＣＰＵに接続されている。電流計測部１０での検出信号は、ＣＰＵに出力され、ＣＰＵはこの検出信号の入力によりデータのバックアップを実行する動作がなされ、かつ修理を促す信号を出力する。
【００１７】
このような第１実施形態に係るモジュール１において、錫合金はんだ、例えばＳｎ3.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだからなる第２導体７とＣｕからなる第１導体（例えば６ｂ）の接合部には、錫と銅からなる金属間化合物層が形成される。図示しない電源部から電流を第１導体６ａ，６ｂに回路パターン９ａ，９ｂを通して流すと、錫合金からなる第２導体７、金属間化合物層および銅からなる第１導体６ｂ間の抵抗値が異なるために、Ｃｕ，Ｓｎ相互の拡散が生じて図３に示すように第２導体７から第１導体６ｂに向けて錫と銅の金属間化合物層（Ｃｕ6Ｓｎ5層）１１ａおよび金属化合物層（Ｃｕ3Ｓｎ層）１１ｂが形成される。同時に、図３に示すように金属化合物層（Ｃｕ3Ｓｎ層）１１ｂに原子拡散速度の差異によってカーケンダルボイド１２が発生する。原子拡散速度が加速されると、エレクトロマグレーション、つまり電気伝導体の中でイオンが徐々に移動することで材質の形状に欠損・断線が生じる現象、が生じ、図４に示すように第２導体７と第１導体６ｂの間の接合が破断して導通が取れなくなる。すなわち、ＣＰＵ，メモリ、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）のような能動素子は回路基板２の回路パターン３に錫合金はんだからなる接合材により接合して実装され、回路パターン３と錫合金はんだからなる接合材の接合構成が回路基板２に配置した前述の検出器５と同じであるため、検出器５の破断状況は前記能動素子における錫合金はんだからなる接合材と回路パターン３と接合部の破断を反映している。したがって、検出器５の破断状態を電流計測部１０で検出することによって、ＣＰＵ，メモリ、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）のような能動素子の接合材と回路パターンとの接合部を含めた回路基板２の故障を予兆することができる。特に、後述する（１）〜（６）で説明するように検出器の第１導体と第２導体間の破断速度を速め、能動素子における錫合金はんだからなる接合材と回路パターン３と接合部の破断の前に検出器５を破断させることにより、ＣＰＵ，メモリ、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）のような能動素子の接合材と回路パターンとの接合部を含めた回路基板２の故障をより確実に予兆することができる。
【００１８】
具体的には、第１実施形態に係るモジュールを電子機器に搭載したときの検出回路の判定等を図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００１９】
電子機器の起動がステップＳ１において外部から入力されると、検出回路４の検出器５への通電がなされる（ステップＳ２）。ステップＳ３においてＹＥＳ（電流計測部１０に電流が流れる。）であれば、ステップＳ４で正常起動として判定する。ステップＳ３でＮＯ（電流計測部１０に電流が流れない。）であれば、ステップＳ５において電流計測部１０の検出信号が電子機器のＣＰＵに出力され、ＣＰＵのデータのバックアップを実行する動作がなされ、かつ修理を促す信号が出力される。その後、ステップＳ６において強制起動または停止（いずれの場合も記録を残す）。
【００２０】
以上、第１実施形態に係るモジュール１によれば回路基板２に前述した故障に対する予兆構造、すなわち検出回路４を設けることによって、ＣＰＵ，メモリ、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）のような能動素子の接合材と回路パターンの接合部を含めた回路基板の故障を予兆できるため、実装されるＣＰＵ，メモリのような能動素子に故障が発生する前にデータのバックアップ、修理などの対応を行うことができる。
【００２１】
なお、第１導体６ａ，第２導体７および第１導体６ｂの間の電気的特性は、電流の他に、抵抗値、電圧を挙げることができる。電気的特性として抵抗値を測定する場合には、計測部は抵抗計測部が用いられる。また、電気的特性として電圧を測定する場合には、計測部は電圧計測部が用いられる。
【００２２】
次に、第１実施形態に係るモジュールにおける検出器の他の態様を図面等を参照して説明する。
【００２３】
（１）検出器の第２導体の材質（錫合金はんだ）としてＳｎ3.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだ、またはＳｎ4.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだを用いたが、Ｓｎ3.5Ａｇはんだを用いてもよい。このようなはんだは、Ｃｕを含まないため、このＳｎ3.5Ａｇはんだからなる第２導体とＣｕからなる第１導体との接合において、第１導体から第２導体へのＣｕの拡散速度は速くなる。その結果、第１導体と第２導体間への金属間化合物層の成長が速くなるため、カーケンダルボイドの発生・成長が促進され、それら導体間の接合部の破断を早期に検出することが可能となる。
【００２４】
（２）図６に示す検出器５は、前述した第１導体６ａ、６ｂ間に複数、例えば第２導体７、第１導体６、第２導体７、第１導体６および第２導体７を直列に配置した構造を有する。
【００２５】
このような検出器５は、第１導体と第２導体の接合部が前述した図２に示す形態よりも多くなるため、接合部の破断の検出率、検出精度を向上できる。例えば第１導体と第２導体の接合部１つの検出率が９５％であると、ｎ個の検出部を直列に配置することによって、検出率［％］=｛１×（０．０５）n｝×１００になる。３〜５個の第１導体と第２導体の接合部を設けることによって高い検出率を得ることができる。
【００２６】
（３）図７に示す検出器５は、第１導体６ａと第２導体７の間、および第２導体７と第１導体６ｂの間にＡｕ層（またはＡｇ層）１３を介在した構造を有する。Ａｕ層（またはＡｇ層）１３は第１導体６ａ．６ｂの第２導体７との接合面を含む上面にＡｕめっき、またはＡｇめっきを施すことにより形成することができる。
【００２７】
このような検出器５によれば、ＡｕまたはＡｇはＣｕに比べて錫合金はんだへの拡散速度が速い、つまりＡｕ層（またはＡｇ層）１３から第２導体７へのＡｕまたはＡｇの拡散速度は速くなるため、第１導体６ａ，６ｂのＡｕ層（またはＡｇ層）１３と第２導体７間への金属間化合物層の成長が速くなる。その結果、カーケンダルボイドの発生・成長が促進され、接合部の破断を早期に検出することが可能となる。
【００２８】
（４）図８の検出器５は、Ｃｕからなる矩形突起１４ａ，１４ｂを第１導体６ａ．６ｂから第２導体７側に一体的に延出して第２導体７とそれぞれ接合した構造を有する。図９の検出器５は、Ｃｕからなる三角形突起１５ａ，１５ｂを第１導体６ａ．６ｂから第２導体７側に一体的に延出して第２導体７とそれぞれ接合し、図８に比べて第２導体７に対する接合面積を小さくした構造を有する。
【００２９】
このような図９に示す検出器５は、図８に示す検出器５に比べてＣｕからなる三角形突起１５ａ，１５ｂと錫合金はんだからなる第２導体７との接合面積が小さくなり、これらの間に生成される金属間化合物層の面積が小さくなるため、カーケンダルボイドの発生・成長、エレクトロマイグレーションに起因する接合部の破断速度が速くなり、早期検出が可能となる。
【００３０】
（５）図１０は、回路基板２にバッテリコネクタ２１、電源コネクタ２２およびＣＰＵ２３を実装したモジュール１を示す。このようなモジュール１において、図１１に示すように電流が大きく発熱量の大きいＣＰＵ２３下部の回路基板２に検出器５を配置する。なお、ＣＰＵ２３は複数の電極２４を有し、この電極２４は金バンプ２５を介して回路基板２の回路パターン３に接続されている。
【００３１】
このような図１１に示すモジュール１において、検出器５がＣＰＵ２３の発熱により加熱される。検出器５を構成する銅からなる第１導体および錫合金はんだからなる第２導体での原子運動は高い温度の方が活発であり、拡散速度も速くなるため、第１導体と第２導体の間への金属間化合物層の成長が速くなる。その結果、カーケンダルボイドの発生・成長、エレクトロマイグレーションに起因する接合部の破断速度が速くなり、検出器５による検出精度を高めることができる。
【００３２】
なお、検出器はＣＰＵ直下に限らず、発熱が大きいバッテリコネクタ２１または電源コネクタ２２近傍の回路基板２に配置してもよい。
【００３３】
（６）図１２に示すモジュール１は、回路基板２と、上面に半導体チップ２６が接合され、下面に複数の電極２７を有するボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）基板２８とを備え、ＢＧＡ基板２８の電極２７が錫合金はんだ（例えばＳｎ3.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだ）からなる複数のバンプ２９を介して回路基板２の回路パターン３に接合した構造を有する。このモジュール１において、回路基板２に銅からなる第１導体６ａ，６ｂが所望の距離を隔てて配置され、これら第１導体６ａ，６ｂとＢＧＡ基板２８の電極２７とが錫合金はんだ（例えばＳｎ3.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだ）からなるバンプ２９を介して接合されている。すなわち、検出器５は第１導体６ａ，６ｂ間に第２導体としての錫合金はんだからなるバンプ２９が接合した構造を有する。
【００３４】
このような図１２に示すモジュール１において、ＢＧＡ基板２８の半導体チップ２６が動作中に発熱して高温になり、半導体チップ２６下にＢＧＡ基板２８を介して位置する検出器５の錫合金はんだからなるバンプ２９（第２導体）が加熱される。錫合金はんだからなるバンプ２９（第２導体）での原子運動は高い温度の方が活発であり、拡散速度も速くなるため、第１導体６ａ，６ｂとバンプ２９（第２導体）の間への金属間化合物層の成長が速くなる。その結果、カーケンダルボイドの発生・成長、エレクトロマイグレーションに起因する接合部の破断速度が速くなり、検出器５による検出精度を高めることができる。
【００３５】
なお、ＢＧＡ基板下の回路基板に検出器を配置する構造において、図１３に示すように回路基板２に銅からなる第１導体６ａ，６ｂを所望の距離を隔てて配置し、これら第１導体６ａ，６ｂとＢＧＡ基板２８の電極２７，２７とを錫合金はんだ（例えばＳｎ3.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだ）からなるバンプ２９，２９を介して接合し、さらにバンプ２９，２９をＢＧＡ基板２８内部の配線３０で接続してもよい。すなわち、図１３に示すモジュール１の検出器５は第１導体６ａ，６ｂが第２導体としての錫合金はんだからなるバンプ２９、電極２７、配線３０、電極２７および第２導体としての錫合金はんだからなるバンプ２９を経由して接合した構造を有する。
【００３６】
また、図１２に示すＢＧＡ基板下の回路基板に検出器を配置する構造において、図１４に示すようにＢＧＡ基板２８下の回路基板２に検出器５を複数、例えば５つ配置してもよい。
【００３７】
このような図１４に示すモジュール１において、複数の検出器５をＢＧＡ基板２８下の回路基板２に配置することによって、第１導体と第２導体の接合部の破断の検出精度をより一層高めることができる。
【００３８】
さらに、図１５に示すようにＢＧＡ基板に検出器を配置した構造にしてもよい。すなわち、ＢＧＡ基板２８の表面には銅からなる複数の上面電極３１が形成されていると共に、銅からなる第１導体６ａ，６ｂが所望の距離を隔てて形成されている。ＢＧＡ基板２８の裏面には、複数の電極２７が形成され、これら電極２７には図示しない回路基板の回路パターンと接続される錫合金はんだボール（バンプ）２９が接合されている。半導体チップ２６の下面には複数の電極３２が形成され、かつこれらの電極３２下面にはバリヤーメタル層３３が形成されている。ＢＧＡ基板２８の上面電極３１は錫合金はんだ（例えばＳｎ3.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだ）からなる複数のバンプ３４を介して半導体チップ２６のバリヤーメタル層３３に接合されている。ＢＧＡ基板２８の上面の第１導体６ａ，６ｂと半導体チップ２６のバリヤーメタル層３３とが錫合金はんだ（例えばＳｎ3.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだ）からなるバンプ３４を介して接合されている。すなわち、検出器５は第１導体６ａ，６ｂ間に第２導体としての錫合金はんだからなるバンプ３４が接合した構造を有する。
【００３９】
このような図１５に示すモジュール１において、半導体チップ２６が動作中に発熱して高温になり、半導体チップ２６直下に位置する検出器５の錫合金はんだからなるバンプ３４（第２導体）が加熱される。錫合金はんだからなるバンプ３４（第２導体）は前述した図１２に示す錫合金はんだからなるバンプ２９（第２導体）に比べてより温度負荷が高くなり、原子運動もより一層活発になって拡散速度も速くなるため、第１導体６ａ，６ｂとバンプ３４（第２導体）の間への金属間化合物層の成長が速くなる。その結果、カーケンダルボイドの発生・成長、エレクトロマイグレーションに起因する接合部の破断速度が速くなり、検出器５による接合部破断の検出精度を高めることができる。
【００４０】
（７）図１６に示すモジュール１の検出器５は、銅からなる第１導体６ａ、６ｂと、これらの第１導体６ａ，６ｂ間に配置され、導電性接着剤からなる第２導体３５とから構成されている。
【００４１】
このような図１６に示すモジュール１において、電流を第１導体６ａ，６ｂ間に流すと、導電性接着剤からなる第２導体３５が経時劣化を生じて第１導体６ａ，６ｂから剥離し、例えば第２導体３５と第１導体６ｂの間の導通が取れなくなる。この状態は、図示しない電流計測部で検出される。その結果、ＣＰＵ，メモリ、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）のような能動素子と回路パターンとの間の接合材を含めた回路基板の故障を予兆できる。
【００４２】
（第２実施形態）
図１７は第２実施形態に係る電子機器、例えばノート型のポータブルコンピュータを示す斜視図である。
【００４３】
ポータブルコンピュータ４１は、機器本体４２と、機器本体４２に支持されたディスプレイユニット４３とを備えている。機器本体４２は、筐体４４を有する。この筐体４４は、矩形状のベース４５とこれに嵌合されたほぼ矩形状のカバー４６とを有し、偏平な箱状に形成されている。
【００４４】
筐体４４を構成するカバー４６は、アクリル等の光透過性を有する樹脂により形成されている。カバー４６の中央部および後半部に亘ってほぼ矩形状の開口４７が形成され、この開口４７内にキーボード４８が露出して設けられている。
【００４５】
キーボード４８下のベース４５上には、前述したモジュール１が搭載されている。カバー４６のほぼ前半部分は、パームレスト４９を形成している。パームレスト４９の中央部には、開口５０が形成され、この開口５０内にトラックパッド５１が露出して設けられている。トラックパッド５１の手前側のパームレスト４９には、開口５２が形成され、開口５２内に決定スイッチ５３が露出して設けられている。決定スイッチ５３の左側のパームレスト４９には、開口５４が形成され、開口５４内に指紋読み取り部５５が設けられている。
【００４６】
ディスプレイユニット４３は、ディスプレイハウジング５６およびディスプレイハウジング５６に収容された液晶パネル５７を備えている。ディスプレイハウジング５６は一対のヒンジ部５８により機器本体４２の筐体４４に対して回動可能に支持されている。ディスプレイハウジング５６の前壁には、表示用の窓部５９が形成されている。窓部５９は前壁の大部分にわたる大きさを有し、この窓部５９を通して液晶パネル５７の表示画面がディスプレイハウジング５６の外方に露出している。
【００４７】
前述した筐体４４内に搭載されたモジュール１は、前述した図１および図２に示すように回路基板２に形成された信号回路とは別の検出回路４を備えている。検出回路４は、検出器５を備えている。検出器５は、前述したように銅からなる２つの第１導体６ａ，６ｂと、これらの第１導体６ａ，６ｂ間に配置して接続され、第１導体６ａ，６ｂに対して異種金属である錫合金はんだ（例えばＳｎ3.0Ａｇ0.5Ｃｕはんだ）からなる第２導体７とから構成されている。第１導体６ａは電源（図示せず）の一方の端子が挿入されるランド８ａに信号回路と別の回路パターン９ａを通して接続されている。第１導体６ｂは電源（図示せず）の他方の端子が挿入されるランド８ｂに信号回路と別の回路パターン９ｂを通して接続されている。第１導体６ａ，第２導体７および第１導体６ｂの間の電流を測定するための電流計測部１０は、第１導体６ｂとランドの間の回路パターン９ｂに介装されている。
【００４８】
このような図１７に示す第２実施形態に係るポータブルコンピュータ４１は、回路基板２に検出回路４を設けたモジュール１が搭載されているため、ＣＰＵ，メモリ、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）のような能動素子と回路パターンとの間の接合材を含めた回路基板２の故障を予兆できるため、信頼性を向上できると共に、安全性を高めることができる。
【００４９】
また、筐体４４内に前述した図６、図７および図９に示す検出器５を有するモジュール１を搭載すれば、回路基板２の故障を迅速かつ精度よく予兆できるため、より一層高い信頼性および安全性を有するポータブルコンピュータを提供できる。
【００５０】
なお、第２実施形態に係る電子機器はノート型のポータブルコンピュータに限らず、携帯電話、ＰＨＳ，カメラ一体型ＶＴＲ等にも適用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１…モジュール、２…回路基板、４…検出回路、５…検出器、６ａ，６ｂ，６…第１導体、７、３５…第２導体、１０…電流計測部、１３…Ａｕ層（またはＡｇ層）、２３…ＣＰＵ，２６…半導体チップ、２８…ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）基板、４１…ポータブルコンピュータ、４２…機器本体、４３…ディスプレイユニット、４４…筐体、５６…ディスプレイハウジング。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導体で形成された回路パターンを有する回路基板と、前記第１導体とは異なる第２導体で形成された接合材と、前記接合材により前記回路パターンに接合された受動素子および能動素子と、前記回路基板に信号回路と別に設けられた検出回路とを備え、
前記検出回路は前記回路基板に設けられ、前記第１の導体と前記第２の導体とを電気的に接続した検出器と、前記検出器に電流を流す電源部と、前記検出器の一方の導体と前記電源の間に介在され、前記第１、第２の導体間の電気的特性を測定する計測部とを備えること特徴とするモジュール。
【請求項２】
前記第１導体は銅から形成され、前記第２導体は錫合金はんだから形成されることを特徴とする請求項１記載のモジュール。
【請求項３】
金めっきまたは銀めっきからなる第３導体層がさらに前記第１導体の接合面を少なくとも覆うことを特徴とする請求項１記載のモジュール。
【請求項４】
２つの前記第１導体は前記第２導体を挟んで接合されることを特徴とする請求項１記載のモジュール。
【請求項５】
前記能動素子が電子部品で、前記検出器の第２導体が前記電子部品に接合されることを特徴とする請求項１記載のモジュール。
【請求項６】
複数の前記検出器は前記回路基板に直列に接続して形成されることを特徴とする請求項１記載のモジュール。
【請求項７】
前記計測部が電流計測部であることを特徴とする請求項１記載のモジュール。
【請求項８】
前記第１導体は銅から形成され、前記第２導体は導電性接着剤から形成されることを特徴とする請求項１記載のモジュール。
【請求項９】
筐体と、この筐体内に搭載されたモジュールとを具備した電子機器であって、
前記モジュールは、第１導体で形成された回路パターンを有する回路基板と、前記第１導体とは異なる第２導体で形成された接合材と、前記接合材により前記回路パターンに接合された受動素子および能動素子と、前記回路基板に信号回路と別に設けられた検出回路とを備え、前記検出回路は前記回路基板に設けられ、前記第１の導体と前記第２の導体とを電気的に接続した検出器と、前記検出器に電流を流す電源部と、前記検出器の一方の導体と前記電源の間に介在され、前記第１、第２の導体間の電気的特性を測定する計測部とを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
前記第１導体は銅から形成され、前記第２導体は錫合金はんだから形成されることを特徴とする請求項９記載の電子機器。
【請求項１１】
金めっきまたは銀めっきからなる第３導体層がさらに前記第１導体の接合面を少なくとも覆うことを特徴とする請求項９記載の電子機器。
【請求項１２】
２つの前記第１導体は前記第２導体を挟んで接合されることを特徴とする請求項９記載の電子機器。
【請求項１３】
前記能動素子が電子部品で、前記検出器の第２導体が前記電子部品に接合されることを特徴とする請求項９記載の電子機器。
【請求項１４】
複数の前記検出器は前記回路基板に直列に接続して形成されることを特徴とする請求項９記載の電子機器。
【請求項１５】
前記計測部が電流計測部であることを特徴とする請求項９記載の電子機器。
【請求項１６】
前記第１導体は銅から形成され、前記第２導体は導電性接着剤から形成されることを特徴とする請求項９記載の電子機器。
【請求項１】
第１導体で形成された回路パターンを有する回路基板と、前記第１導体とは異なる第２導体で形成された接合材と、前記接合材により前記回路パターンに接合された受動素子および能動素子と、前記回路基板に信号回路と別に設けられた検出回路とを備え、
前記検出回路は前記回路基板に設けられ、前記第１の導体と前記第２の導体とを電気的に接続した検出器と、前記検出器に電流を流す電源部と、前記検出器の一方の導体と前記電源の間に介在され、前記第１、第２の導体間の電気的特性を測定する計測部とを備えること特徴とするモジュール。
【請求項２】
前記第１導体は銅から形成され、前記第２導体は錫合金はんだから形成されることを特徴とする請求項１記載のモジュール。
【請求項３】
金めっきまたは銀めっきからなる第３導体層がさらに前記第１導体の接合面を少なくとも覆うことを特徴とする請求項１記載のモジュール。
【請求項４】
２つの前記第１導体は前記第２導体を挟んで接合されることを特徴とする請求項１記載のモジュール。
【請求項５】
前記能動素子が電子部品で、前記検出器の第２導体が前記電子部品に接合されることを特徴とする請求項１記載のモジュール。
【請求項６】
複数の前記検出器は前記回路基板に直列に接続して形成されることを特徴とする請求項１記載のモジュール。
【請求項７】
前記計測部が電流計測部であることを特徴とする請求項１記載のモジュール。
【請求項８】
前記第１導体は銅から形成され、前記第２導体は導電性接着剤から形成されることを特徴とする請求項１記載のモジュール。
【請求項９】
筐体と、この筐体内に搭載されたモジュールとを具備した電子機器であって、
前記モジュールは、第１導体で形成された回路パターンを有する回路基板と、前記第１導体とは異なる第２導体で形成された接合材と、前記接合材により前記回路パターンに接合された受動素子および能動素子と、前記回路基板に信号回路と別に設けられた検出回路とを備え、前記検出回路は前記回路基板に設けられ、前記第１の導体と前記第２の導体とを電気的に接続した検出器と、前記検出器に電流を流す電源部と、前記検出器の一方の導体と前記電源の間に介在され、前記第１、第２の導体間の電気的特性を測定する計測部とを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
前記第１導体は銅から形成され、前記第２導体は錫合金はんだから形成されることを特徴とする請求項９記載の電子機器。
【請求項１１】
金めっきまたは銀めっきからなる第３導体層がさらに前記第１導体の接合面を少なくとも覆うことを特徴とする請求項９記載の電子機器。
【請求項１２】
２つの前記第１導体は前記第２導体を挟んで接合されることを特徴とする請求項９記載の電子機器。
【請求項１３】
前記能動素子が電子部品で、前記検出器の第２導体が前記電子部品に接合されることを特徴とする請求項９記載の電子機器。
【請求項１４】
複数の前記検出器は前記回路基板に直列に接続して形成されることを特徴とする請求項９記載の電子機器。
【請求項１５】
前記計測部が電流計測部であることを特徴とする請求項９記載の電子機器。
【請求項１６】
前記第１導体は銅から形成され、前記第２導体は導電性接着剤から形成されることを特徴とする請求項９記載の電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−２０９１９９（Ｐ２０１１−２０９１９９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７８８５９（Ｐ２０１０−７８８５９）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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