CN105210183B - 电子元件安装用基板以及电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的电子元件安装用基板(1)具有：框状的第1布线基板(2)，其将内侧部分设为第1贯通孔(2a)；平板状或者框状的第2布线基板(6)，其被设置为与第1布线基板(2)的下表面重叠，并与第1布线基板(2)电连接；和板状的金属板(4)，其被设置为与第2布线基板(6)的下表面重叠，以使得在金属板(4)与第1布线基板(2)之间夹着第2布线基板(6)，第1布线基板(2)的框内或者第1布线基板(2)以及第2布线基板(6)的框内被设为电子元件安装空间(11)，第2布线基板(6)的弹性模量小于第1布线基板(2)以及金属板(4)的弹性模量。

Description

电子元件安装用基板以及电子装置
技术领域
本发明涉及搭载有电子元件例如CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)型或者CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)型等的摄像元件、LED(Light Emitting Diode，发光二极管)等发光元件等的电子部件的电子元件安装用基板以及电子装置。
背景技术
以往，已知将电子元件安装于电子元件安装用基板的电子装置。作为这种电子装置中所用的电子元件安装用基板，有包含金属板和设于金属板上表面的框状的布线基板的电子元件安装用基板。电子装置是在电子元件安装用基板安装有电子元件并在电子元件安装用基板的上表面设有盖体等而成的。这种电子装置在由金属板上表面以及布线基板的内侧面所形成的凹部安装有电子元件，并在设于布线基板上表面等表面的外部电路连接用电极电连接有外部电路等(参照JP特开2006-303400号公报)。
发明内容
发明要解决的课题
一般而言，在由绝缘层构成的布线基板和金属板中热膨胀率存在差异，金属板的热膨胀率比布线基板大。因而，若在上述的电子元件安装用基板的金属板的上表面安装电子元件，则由于在电子元件工作时产生的热，会在布线基板和金属板产生热应力。该热应力集中于对布线基板和金属板进行粘接的接合件，有可能导致接合件产生裂纹或者剥离。尤其是，根据近年来的小型化的要求，布线基板以及金属板的接合面积进一步变小，存在设于布线基板与金属板之间的接合件剥离之虞。
本发明的目的在于，提供一种能够抑制在设于金属板与布线基板之间的接合件产生裂纹或者剥离的电子元件安装用基板、以及利用了该电子元件安装用基板的电子装置。
用于解决课题的手段
本发明的一个形态所涉及的电子元件安装用基板，其特征在于，具有：框状的第1布线基板，其将内侧部分设为第1贯通孔；平板状或者框状的第2布线基板，其被设置为与该第1布线基板的下表面重叠，并与所述第1布线基板电连接；和板状的金属板，其被设置为与所述第2布线基板的下表面重叠，以使得在所述金属板与所述第1布线基板之间夹着该第2布线基板，所述第1布线基板的框内或者所述第1布线基板以及所述第2布线基板的框内被设为电子元件安装空间，所述第2布线基板的弹性模量小于所述第1布线基板以及所述金属板的弹性模量。
本发明的一个形态所涉及的电子装置，具有：上述的电子元件安装用基板、和被安装在所述电子元件安装空间内的电子元件。
发明效果
根据本发明的一个形态所涉及的电子元件安装用基板，第2布线基板由第1布线基板和金属板来夹持，且第2布线基板的弹性模量小于第1布线基板以及金属板的弹性模量。因而，第1布线基板和金属板仅通过接合件粘接的情况下产生的因第1布线基板和金属板的热膨胀率差所引起的热应力，通过弹性模量比较小的第2布线基板发生变形而被吸收。故此，该热应力容易得到抑制。因此，能够抑制设于第1布线基板与金属板之间的接合件产生剥离或者产生裂纹。
本发明的一个形态所涉及的电子装置具有上述的电子元件安装用基板，因此能够使得难以产生第1布线基板以及金属板的剥离。
附图说明
图1(a)是表示本发明的第1实施方式所涉及的电子元件安装用基板以及电子装置的外观的俯视图，图1(b)是与图1(a)的A-A线对应的纵剖视图。
图2(a)是表示本发明的第2实施方式所涉及的电子元件安装用基板以及电子装置的外观的俯视图，图2(b)是与图2(a)的A-A线对应的纵剖视图。
图3(a)是表示本发明的第3实施方式所涉及的电子元件安装用基板以及电子装置的外观的俯视图，图3(b)是与图3(a)的A-A线对应的纵剖视图。
图4(a)是表示本发明的第4实施方式所涉及的电子元件安装用基板以及电子装置的外观的俯视图，图4(b)是与图4(a)的A-A线对应的纵剖视图。
图5(a)是表示本发明的第5实施方式所涉及的电子元件安装用基板以及电子装置的外观的俯视图，图5(b)是与图5(a)的A-A线对应的纵剖视图。
图6(a)是表示本发明的第6实施方式所涉及的电子元件安装用基板以及电子装置的纵剖视图，图6(b)是表示本发明的第6实施方式的其他形态所涉及的电子元件安装用基板以及电子装置的纵剖视图。
图7(a)是表示本发明的第7实施方式所涉及的电子元件安装用基板以及电子装置的纵剖视图，图7(b)是表示本发明的第7实施方式的其他形态所涉及的电子元件安装用基板以及电子装置的纵剖视图。
图8(a)是表示本发明的第8实施方式所涉及的电子元件安装用基板以及电子装置的纵剖视图。
图9是表示本发明的实施方式所涉及的电子元件安装用基板以及电子装置的其他示例的纵剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的几个例示性实施方式。其中，在以下的说明中，将在电子元件安装用基板安装有电子元件的构成设为电子装置。电子元件安装用基板以及电子装置虽然任何方向均可以设为上方或下方，但为了方便起见，定义正交坐标系xyz，且将z方向的正侧设为上方，并使用上表面或下表面的用语。
(第1实施方式)
参照图1来说明本发明的第1实施方式中的电子装置21以及电子元件安装用基板1。本实施方式中的电子装置21具备电子元件安装用基板1和电子元件10。
在图1所示的示例中，电子元件安装用基板1具有：框状的第1布线基板2；在本例中为平板状的第2布线基板6，其被设置为与第1布线基板2的下表面重叠，并与第1布线基板2电连接；和板状的金属板4，其被设置为与第2布线基板6的下表面重叠，以使得与第1布线基板2之间夹着第2布线基板6，第1布线基板2的框内被设为电子元件安装空间11，第2布线基板6的弹性模量小于第1布线基板2以及金属板4的弹性模量。
在图1所示的示例中，框状的第1布线基板2将内侧部分设为第1贯通孔2a。此外，在第1布线基板2的框内设有电子元件安装空间11。
在图1所示的示例中，在第1布线基板2的上表面设有电子元件连接用焊盘3。此外，也可以在第1布线基板2的下表面设有外部电路连接用电极(未图示)。
第1布线基板2是在绝缘基板形成后述的布线导体而成的。对于该绝缘基板的材料使用的是例如电绝缘性陶瓷或者树脂等。在图1所示的示例中，第1布线基板2将分别由前述的材料构成的绝缘层上下层叠多层来形成。
第1布线基板2既可以如图1所示那样由2层的绝缘层来形成，也可以由单层或者3层以上的绝缘层来形成。
可以在第1布线基板2的内部设有由贯通绝缘层的贯通导体和配置在绝缘层的层间的内部布线构成的布线导体，第1布线基板2也可以具有露出在表面的布线导体。此外，也可以通过该布线导体来电连接外部电路连接用电极和电子元件连接用焊盘3。
此外，第1布线基板2可以还在上表面或者侧面设有外部电路连接用电极。外部电路连接用电极例如为了使第1布线基板2与后述的第2布线基板6或者外部装置等电连接而设。
在图1所示的示例中，电子元件10被收容在电子元件安装空间11。具体而言，电子元件10被收容在由第1布线基板2的内侧面和第2布线基板6的上表面所形成的凹部。
在图1所示的示例中，第2布线基板6被设置为与第1布线基板2的下表面重叠，并与第1布线基板2电连接。
第2布线基板6是在绝缘基板形成后述的布线导体而成的。对于该绝缘基板的材料使用的是例如电绝缘性陶瓷或者树脂等。在图1所示的示例中，第2布线基板6通过由前述的材料构成的一个绝缘层来形成。此外，第2布线基板6也可以上下重叠2层以上的绝缘层来形成。
第2布线基板6既可以如图1所示那样由单层的绝缘层来形成，也可以由2层以上的绝缘层来形成。
在第2布线基板6由2层以上的绝缘层构成的情况下，可以在第2布线基板6的内部设有由使各绝缘层导通的贯通导体和内部布线构成的布线导体，第2布线基板6也可以具有露出在表面的布线导体。此外，也可以通过该布线导体来电连接第1布线基板2和第2布线基板6。
在图1所示的示例中，第1布线基板2和第2布线基板6通过导电性的第1接合件15a来电接合。例如，第1布线基板2的下表面所设的外部电路连接用电极(未图示)经由第1接合件15a而与第2布线基板6的上表面所设的外部电路连接用电极(未图示)相连接。导电性的第1接合件15a的材料例如列举焊料等金属材料、或者各向异性导电薄膜(ACF)等树脂材料。此外，例如电子元件10为摄像元件的情况下，通过使第1接合件15a设为难以透过光的颜色，从而能够减少光从第1布线基板2与第2布线基板6之间的间隙等透过。
此外，优选在第1布线基板2的下表面与第2布线基板6的上表面之间的空间内，在不设第1接合件15a的区域中设有绝缘性的粘接部件。根据该构成，从而能够使第1布线基板2和第2布线基板6的接合强度得到提高。此外，在上述空间内能够防止灰尘通过形成于多个第1接合件15a之间的间隙而从外部侵入。此外，能够减少相邻的第1接合件15a彼此因灰尘等发生短路。
作为这里采用的绝缘性的粘接部件的材料，例如列举双酚A型液状环氧树脂等热固化性树脂。
第1布线基板2以及第2布线基板6所设的电子元件连接用焊盘3、外部电路连接用电极以及布线导体，在第1布线基板2以及第2布线基板6由电绝缘性陶瓷构成的情况下，由钨(W)、钼(Mo)、锰(Mn)、银(Ag)或铜(Cu)、或者含有从这些金属材料中选择的至少一种以上的金属材料的合金等构成。
此外，第1布线基板2以及第2布线基板6所设的电子元件连接用焊盘3、外部电路连接用电极以及布线导体，在第1布线基板2以及第2布线基板6由树脂构成的情况下，由铜(Cu)、金(Au)、铝(Al)、镍(Ni)、铬(Cr)、钼(Mo)或钛(Ti)、或者含有从这些金属材料中选择的至少一种以上的金属材料的合金等构成。
在第1布线基板2以及第2布线基板6所设的电子元件连接用焊盘3、外部电路连接用电极以及布线导体露出的表面，优选设有镀覆层。根据该构成，能够保护电子元件连接用焊盘3、外部电路连接用电极以及布线导体的露出表面以防止氧化。此外，根据该构成，能够使电子元件连接用焊盘3和电子元件10的经由引线接合等的电连接、或者第1布线基板2的外部电路连接用电极和第1布线基板2的外部电路连接用电极的电连接变得良好。作为镀覆层，只要覆盖例如厚度0.5～10μm的Ni镀覆层即可。此外，也可以在该Ni镀覆层之上进一步覆盖厚度0.5～3μm的金(Au)镀覆层。
在图1所示的示例中，金属板4被设置在第2布线基板6的下表面，以使得与第1布线基板2一起夹持第2布线基板6。
如图1所示的示例那样，金属板4的外缘在俯视时也可以位于与第1布线基板2的外缘重叠的位置。此外，在后面叙述，金属板4的外缘在俯视时也可以位于比第2布线基板6的外缘更靠内侧的位置或者比第2布线基板6的外缘更靠外侧的位置。
此外，金属板4的外缘也可以位于比第1布线基板2的外缘更靠外侧的位置。在金属板4的外缘位于比第1布线基板2的外缘更靠外侧的位置的情况下，金属板4也可以在位于第1布线基板2的外侧的外侧区域具有贯通孔或者缺口。另外，贯通孔或者缺口例如被用作对电子装置21和外部装置进行固定时的孔。
金属板4例如由不锈钢(SUS)、Fe-Ni-Co合金、42合金、铜(Cu)、或者铜合金等构成。
又例如，在第1布线基板2的主成分为具有约5×10-6/℃～10×10-6/℃的热膨胀率的氧化铝质烧结体的情况下，金属板4优选为具有约10×10-6/℃的热膨胀率的不锈钢(SUS410)。在此情况下，在电子装置21工作时第1布线基板2和金属板4的热收缩差/热膨胀差变小，因此能够缓和施于第2布线基板6的热应力。
在安装于电子元件安装用基板1的电子元件10为摄像元件的情况下，金属板4也可以在表面形成黑Ni等的易于吸收光的镀覆层等。通过在金属板4形成黑Ni，从而能够抑制不必要的光例如在金属板4发生漫反射，减少在图像中产生噪声等。又例如，在安装于电子元件安装用基板1的电子元件10为发光元件的情况下，也可以在金属板4的表面形成银等的易于反射光的镀覆层等。通过在金属板4形成银等，从而能够良好地反射光以提高电子装置的亮度。
在图1所示的示例中，金属板4通过由钎料、热固化性树脂或者低熔点玻璃等构成的第2接合件15c而与第2布线基板6接合。此外，第2接合件15c也可以为各向异性导电薄膜(ACF)等的具有导电性的接合件。作为热固化性树脂，利用的是例如双酚A型液状环氧树脂等。作为第2接合件15c，通过采用不因电子元件10安装时或者工作时的热而发生改性的接合件，从而能够良好地抑制在电子元件10安装时或者工作时第2布线基板6和金属板4发生剥离，因此优选。此外，例如电子元件10为摄像元件的情况下，通过使第2接合件15c设为难以透过光的颜色，从而能够减少光从第2布线基板6与金属板4之间透过。
一般而言，第1布线基板2和金属板4的热膨胀率不同。例如，在第1布线基板2由氧化铝烧结体构成的情况下，第1布线基板2的热膨胀率为7.1×10-6/℃，在金属板4由SUS304构成的情况下，金属板4的热膨胀率为17.3×10-6/℃。在电子元件10的安装工序、电子元件10的工作时、或者制作电子元件安装用基板1的工序等中，第1布线基板2以及金属板4被加热。此时，由于第1布线基板2和金属板4的热膨胀率的不同，将会在两部件之间产生热膨胀/热收缩的差。由于该第1布线基板2和金属板4之间的热膨胀/热收缩的差，应力将集中于对第1布线基板2和金属板4进行粘接的接合件。因此，若电子元件安装用基板1反复被加热，则在对第1布线基板2和金属板4进行接合的接合件易于产生裂纹或者剥落。
如此，以往虽然利用接合件来接合了第1布线基板2和金属板4，但由于接合件的厚度较薄，因此无法充分缓和应力，在接合件易于产生裂纹或者剥落。此外，若为了起到应力缓和的效果而加厚接合件的厚度，则粘接功能会下降，并且难以实现薄型化。
在本发明中，由于弹性模量比较小的第2布线基板6被夹在第1布线基板2与金属板4之间，因此第1布线基板2和金属板4的热膨胀率差所引起的热应力通过第2布线基板6的变形而被缓和，从而能够减少热应力。由此，能够抑制第1接合件15a以及第2接合件15c中的剥离以及裂纹的产生。
此外，如前所述，由于第2布线基板6具有布线导体，因此不仅具有应力缓和功能还兼有作为布线基板的功能。由此，无需与应力缓和层分体地设置布线基板，因此能够使电子元件安装用基板1的整体厚度变薄。
此外，由于第2布线基板6具有充分的应力缓和功能，无需为了应力缓和而增大第2布线基板6的两主面上的接合件(第1接合件15a、第2接合件15c)的厚度，因此如前所述，还能够抑制接合件的粘接功能下降。
此外，第2布线基板6被夹在第1布线基板2与金属板4之间，因此如果为现有技术，则能够将对第1布线基板2和金属板4直接接合的接合件分为第1接合件15a以及第2接合件15c的两个接合件。由此，能够使在第1布线基板2和金属板4产生的热应力分散。
这里，弹性模量也可以解释为是构成其部件的主要材料的物性值。例如，第1布线基板2以及第2布线基板6的弹性模量也可以解释为构成它们的绝缘基板的物性值。此外，金属板4的弹性模量也可以解释为构成金属板4的金属材料的物性值。
此外，例如第1布线基板2由氧化铝质烧结体构成的情况下，第1布线基板2的弹性模量可以解释为作为氧化铝的物性值的弹性模量。
在此，下面将示出第1布线基板2、第2布线基板6以及金属板4的材料的具体例。各部件的材料也可以按照上述解释进行选择，以满足“第2布线基板的弹性模量小于第1布线基板以及金属板的弹性模量”的关系。
作为被用作第1布线基板2的绝缘基板的材料的电绝缘性陶瓷，例如列举氧化铝质烧结体、莫来石质烧结体、碳化硅质烧结体、氮化铝质烧结体、氮化硅质烧结体或者玻璃陶瓷烧结体等。
作为被用作第1布线基板2的绝缘基板的材料的树脂，例如列举环氧树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂或者氟系树脂等。作为氟系树脂，例如列举四氟乙烯树脂。
作为被用作第2布线基板6的绝缘基板的材料的电绝缘性陶瓷，例如列举氧化铝质烧结体或者玻璃陶瓷烧结体等。
作为被用作第2布线基板6的绝缘基板的材料的树脂，例如列举环氧树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂或者氟系树脂等。作为氟系树脂，例如列举四氟乙烯树脂。
在作为第2布线基板6而使用树脂材料的情况下，也可以将第2布线基板6设为所谓的挠性布线基板。
金属板4例如由不锈钢(SUS)、Fe-Ni-Co合金、42合金、铜(Cu)或者铜合金等构成。
示出各部件的材料的组合的示例。在第1布线基板由氧化铝质烧结体(弹性模量：约200～370GPa)构成、金属板4由SUS304(弹性模量：约190～210GPa)构成的情况下，第2布线基板6由聚酰亚胺树脂(弹性模量：约3～7GPa)构成即可。
在图1所示的示例中，金属板4的外缘在俯视时位于与第2布线基板6的外缘重叠的位置。如此一来，例如较之于金属板4的外缘位于比第2布线基板6的外缘更靠内侧的位置的情况，能够增大金属板4和第2布线基板6的接合面积。因而，在电子元件10发热而金属板4和第1布线基板2产生了热收缩所引起的热应力的情况下，能够减少施于第2布线基板6与金属板4之间的第2接合件15c的应力。故此，能够减少第2布线基板6和金属板4的剥离。
此外，在图1所示的示例中，第2布线基板6的外缘在俯视时位于与第1布线基板2的外缘重叠的位置。如此一来，例如较之于第2布线基板6的外缘位于比第1布线基板2的外缘更靠内侧的位置的情况，能够增大第1布线基板2和第2布线基板6的接合面积。因而，在电子元件10发热而在第1布线基板2和第2布线基板6产生热收缩所引起的热应力的情况下，能够减少施于第1布线基板2与第2布线基板6之间的第1接合件15a的应力。故此，能够减少第1布线基板2和第2布线基板6的剥离。
此外，近年来，随着电子元件10的多功能化的发展，与之相伴，电子元件连接用焊盘以及外部电路连接用电极的数量也增大，为了进行接合而需要的面积也增加。此时，第2布线基板6的外缘在俯视时位于与第1布线基板2的外缘重叠的位置，从而例如较之于第2布线基板6的外缘位于比第1布线基板2的外缘更靠内侧的位置的情况，能够增大第1布线基板2和第2布线基板6的接合面积，并且还能够扩宽第2布线基板6的布线区域，因此容易应对电子元件安装用基板1的多针脚化。另外，第2布线基板6的外缘位于比第1布线基板2的外缘更靠外侧的位置，同样也可获得该效果。
此外，优选第1布线基板2和第2布线基板6通过由导电性树脂构成的第1接合件15a来接合。根据该构成，较之于第1接合件15a为钎料等的情况，由于导电性树脂的弹性模量比较小，因此第1接合件15a自身易于引起变形。因而，与第2布线基板6同样地，易于追踪第1布线基板2的热膨胀，能够缓和热应力。由此，能够减少第1布线基板2和第2布线基板6的剥离。
此外，优选第1接合件15a为各向异性的导电性树脂。在此情况下，通过沿着电子元件安装空间11的周围将第1接合件15a设于四周，从而既能防止第1布线基板2的下表面的外部电路连接用电极彼此发生短路，又能维持空间11的气密性。
接下来，利用图1来说明电子装置21。在图1所示的示例中，电子装置21具有电子元件安装用基板1和被安装在电子元件安装空间11的电子元件10。此外，在图1所示的示例中，电子装置21具有与电子元件安装用基板1的上表面接合的盖体12。
电子元件10利用的是例如CCD型或者CMOS型等摄像元件、LED等发光元件、或者存储器或ASIC等运算元件等。在图1所示的示例中，电子元件10的各电极通过连接部件13(接合引线)而与电子元件连接用焊盘3电连接。连接部件13除了接合引线以外还可使用金凸块或者焊料等。
此外，在图1所示的示例中，电子元件10经由粘接剂19而被配置在第2布线基板6的上表面。该粘接剂19使用的是例如银环氧、热固化性树脂等。
盖体12例如为平板状的光学滤波器。此外，例如电子元件10为摄像元件或者发光元件的情况下，盖体12利用的是玻璃材料或者光学滤波器等的透明度高的部件。此外，例如电子元件10为存储器或者ASIC等运算元件的情况下，盖体12也可以为由金属材料构成的平板。盖体12通过例如热固化性树脂或者低熔点玻璃等的接合部件14而被接合在第1布线基板2的上表面。
本发明的电子装置21具有：上述构成的电子元件安装用基板1、被安装在电子元件安装空间11的电子元件10、和与电子元件安装用基板1的第1布线基板2的上表面接合的盖体12，从而能够减少设于第1布线基板2与金属板4之间的第1接合件15a以及第2接合件15c产生剥离或者产生裂纹，能够提供可实现良好密闭性的电子装置21。
接下来，说明本实施方式的电子元件安装用基板1的制造方法的一例。
另外，下面示出的制造方法的一例为利用了批量生产布线基板的制造方法。
(1)首先，形成构成第1布线基板2的陶瓷生片。获得例如氧化铝(Al2O3)质烧结体的第1布线基板2的情况下，在Al2O3的粉末中添加二氧化硅(SiO2)、氧化镁(MgO)或者氧化钙(CaO)等粉末作为烧结助材，进而添加适当的粘合剂、溶剂以及增塑剂，接下来将它们的混合物进行混匀而变为浆状。然后，通过以往公知的刮刀法或者压延辊法等的成型方法来获得批量生产用的陶瓷生片。
另外，第1布线基板2由例如树脂构成的情况下，利用能够成型为给定形状这样的模具，以传递模制法或者注塑模制法等方法来成型，从而能够形成第1布线基板2。
此外，第1布线基板2也可以为例如玻璃环氧树脂那样使树脂浸渍到由玻璃纤维构成的基材中所得的产物。在此情况下，使环氧树脂的前体浸渍到由玻璃纤维构成的基材中，以给定的温度使该环氧树脂前体热固化，从而能够形成第1布线基板2。
(2)接下来，通过丝网印刷法等，在由上述(1)工序所得的陶瓷生片上，在成为电子元件连接用焊盘3、外部电路连接用电极以及包含贯通导体、内部布线的布线导体的部分，涂覆或者填充金属膏。
该金属膏，通过在由前述的金属材料构成的金属粉末中加入适当的溶剂以及粘合剂进行混匀，从而调整为适度的粘度来制作。另外，金属膏为了提高与第1布线基板2的接合强度，也可以包含玻璃或陶瓷。
(3)其次，通过模具等来加工前述的生片。在成为第1布线基板2的生片的中央部，形成框状的内侧部分即第1贯通孔2a。
(4)接下来，层叠并加压成为各绝缘层的陶瓷生片，由此来制作成为第1布线基板2的陶瓷生片层叠体。此外，在本工序中，例如也可以在单独制作成为第1布线基板2的各个层的生片层叠体之后，将两者层叠并加压，由此来制作成为第1布线基板2的生片层叠体。
(5)接着，在约1500～1800℃的温度下烧成该陶瓷生片层叠体，从而获得排列有多个第1布线基板2的批量生产布线基板。另外，通过该工序，前述的金属膏与成为第1布线基板2的陶瓷生片同时被烧成，从而成为电子元件连接用焊盘3、外部电路连接用电极、或者布线导体。
(6)接下来，将烧成所得的批量生产布线基板分割为多个第1布线基板2。在该分割中，能够采用在批量生产布线基板上沿着成为第1布线基板2的外缘之处形成分割沟槽并沿着该分割沟槽截断来分割的方法、或者通过切片法等沿着成为第1布线基板2的外缘之处来切断的方法等。另外，分割沟槽虽然能够通过在烧成后利用切片装置切入得比批量生产布线基板的厚度要小来形成，但也可以通过将切割刀放在批量生产布线基板用的陶瓷生片层叠体上或者利用切片装置切入得比陶瓷生片层叠体的厚度要小来形成。
(7)接着，准备与第1布线基板2的下表面接合的第2布线基板6。第2布线基板6例如由电绝缘性陶瓷或者树脂等构成。制造方法能够利用与例如(1)～(6)所记载的第1布线基板2相同的方法来制作。此外，如果是第2布线基板6为挠性布线基板的情况，则例如能够经过在由聚酰亚胺构成的基板上形成光致抗蚀剂层的工序以及以DES(Development EtchingStripping，显影蚀刻剥离)工序等在形成于基板上的电路图案的上表面粘接聚酰亚胺覆膜的工序，由此来制作。
(8)接下来，准备与第2布线基板6的下表面接合的金属板4。金属板4在由金属构成的板材上通过利用了以往公知的冲压模具的冲孔加工、蚀刻加工等来制作。然后，在金属板4由Fe-Ni-Co合金或者42合金、Cu、铜合金等的金属构成的情况下，也可以在其表面覆盖镍镀覆层以及金镀覆层。由此，能够有效地防止金属板4的表面的氧化腐蚀。另外，此时覆盖的镀覆层能够根据所安装的电子元件10的种类来适当选择。例如电子元件10为摄像元件的情况下，可以覆盖黑Ni镀覆层等的易于吸收光的覆膜，例如电子元件10为发光元件的情况下，可以粘接银镀覆层等的易于反射光的覆膜。
(9)接着，经由第2接合件15c而使金属板4与第2布线基板6接合。在该工序中，利用丝网印刷法或分配法等而将膏状的热固化性树脂(粘接部件)涂覆在第2布线基板6或者金属板4的任意一个接合面，利用隧道式气氛炉或者烤炉等进行干燥之后，以使第2布线基板6和金属板4重叠的状态通过隧道式气氛炉或者烤炉等，在约150℃下加热约90分钟，从而使第2接合件15c完全热固化，来坚固地粘接第2布线基板6和金属板4。
通过在例如由双酚A型液状环氧树脂、双酚F型液状环氧树脂、酚醛清漆型液状树脂等构成的主剂中添加由球状的氧化硅等构成的填充材料、以四氢甲基邻苯二甲酸酐等的酸酐等为主的作为硬化剂以及着色剂的碳粉末等，利用离心搅拌机等进行混合、混匀而成为膏状，由此来获得第2接合件15c。
此外，作为第2接合件15c，除此之外，能够使用在例如双酚A型环氧树脂或者双酚A改性环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、特殊酚醛清漆型环氧树脂、酚类衍生物环氧树脂、双酚骨架型环氧树脂等的环氧树脂中添加了咪唑系、胺系、磷系、肼系、咪唑加合物系、胺加合物系、阳离子聚合系、二氰二胺系等的硬化剂所得的合成物等。
(10)接下来，经由第1接合件15a来接合第1布线基板2的下表面所设的外部电路连接用电极和第2布线基板6的上表面所设的外部电路连接用电极。作为第1接合件15a的材料，采用的是例如焊料等金属材料、或各向异性导电性膜等树脂。
第1接合件15a由例如焊料构成的情况下，在第2布线基板6上涂覆焊膏，在给定的位置固定第1布线基板2，边施加压力边进行回流，由此来接合，从而能够电导通。
此外，例如第1接合件15a由各向异性导电性树脂等构成的情况下，在第1布线基板2或者第2布线基板6的给定的位置涂覆由各向异性导电性树脂构成的第1接合件15a，按压并加热，由此来接合第1布线基板2和第2布线基板6，从而能够电导通。
此外，如前所述，也可以在相邻的第1接合件15a之间进一步配置由绝缘性的树脂等构成的粘接部件。在此情况下，能够填埋通往第1布线基板2与第2布线基板6之间的空间的间隙。
通过如上那样接合第1布线基板2和第2布线基板6，从而能够制作电子元件安装用基板1。
通过上述(1)～(10)的工序可获得电子元件安装用基板1。另外，上述(1)～(10)的工序顺序不一定要如此指定。例如，也可以在接合第1布线基板2和第2布线基板6之后再接合金属板4。
在如此形成的电子元件安装用基板1的电子元件安装空间11安装电子元件10，从而能够制作电子装置21。
(第2实施方式)
其次，参照图2来说明本发明的第2实施方式中的电子元件安装用基板1以及电子装置21。其中，图2的电子装置21省略了盖体12的图示。
在本实施方式中的电子装置21之中，与第1实施方式的电子装置21不同点在于，第2布线基板6为将内侧部分设为与第1贯通孔2a重叠的第2贯通孔6a的框状。
如图2所示的示例那样，优选第2布线基板6为将内侧部分设为与第1贯通孔2a重叠的第2贯通孔6a的框状，金属板4在电子元件安装空间11内从第2贯通孔6a露出的上表面具有电子元件安装部11a。根据该构成，电子元件10不经由第2布线基板6而被直接安装在金属板4的上表面，因此能够提高电子元件10工作时所产生的热的散热性。因而，电子元件安装用基板1整体的温度难以变为高温，第1布线基板2和金属板4的热膨胀差所引起的变形变小。由此，能够减少设于第1布线基板2与金属板4之间的第1接合件15a以及第2接合件15c中的剥离的产生或者裂纹的产生。此外，电子元件10不经由第2布线基板6而被直接安装在金属板4的上表面。由此，在电子元件10为摄像元件的情况下，不会改变从透镜到摄像元件的受光面为止的焦点距离，能够以与第2布线基板6的厚度相应的量，减小从透镜到电子元件安装用基板1的背面(下表面)为止的距离(照相模块的高度)。
此外，在图2所示的示例中，第2贯通孔6a的内侧面位于比第1贯通孔2a的内侧面更靠内侧的位置。根据该构成，例如较之于第2贯通孔6a的内侧面位于比第1布线基板2的内侧面更靠外侧的位置的情况，能够增大第1布线基板2和第2布线基板6的接合面积。此外，通过采用这种构成、且第2布线基板6的外侧面位于比第1布线基板2的外侧面更靠外侧的位置，从而即便在接合第1布线基板2和第2布线基板6时发生了偏离，也能够可靠地确保所设计的接合面积。由此，能够减少设于第1布线基板2与金属板4之间的第1接合件15a以及第2接合件15c中的剥离的产生或者裂纹的产生。此外，能够在第1接合件15a及其周围等所设的绝缘性的粘接部件形成圆角。由此，能够提高第1布线基板2和第2布线基板6的接合强度。
作为在第2布线基板6设置第2贯通孔6a的方法，有利用例如模具等在给定的位置冲孔第2贯通孔6a的方法、利用激光器形成第2贯通孔6a的方法、或者利用光刻法形成第2贯通孔6a的方法等。
(第3实施方式)
其次，参照图3来说明本发明的第3实施方式中的电子元件安装用基板1以及电子装置21。其中，图3的电子装置21省略了盖体12的图示。
在本实施方式中的电子装置21之中，与第2实施方式的电子装置21不同点在于，第2贯通孔6a的内侧面在俯视下被设置在与第1贯通孔2a的内侧面重叠的位置。
在图3所示的示例中，第2贯通孔6a的内侧面在俯视下被设置在与第1贯通孔2a的内侧面重叠的位置。根据这种构成，能够使电子元件10与第2贯通孔6a的内侧面靠近地进行安装，因此能够缩短第1布线基板2的上表面所设的电子元件连接用焊盘3和电子元件10的距离，在连接部件13由接合引线等构成的情况下，能够缩短引线环长度。通过缩短引线环长度，从而能够减少接合引线的电阻值，能够减少温度的上升。由此，能够减少接合引线以及连接接合引线来接收到信号的第1布线基板2以及第2布线基板6的温度上升。因而，电子元件安装用基板1整体的温度难以变为高温，第1布线基板2和金属板4的热膨胀差所引起的变形变小。由此，能够减少设于第1布线基板2与金属板4之间的第1接合件15a以及第2接合件15c中的剥离的产生或者裂纹的产生。
此外，第2贯通孔6a的内侧面在俯视下与第1贯通孔2a的内侧面重叠，因此在接合第1布线基板2和第2布线基板6的工序中能够以目视的方式确认接合的偏离，容易确认第1布线基板2的外部连接端子和第2布线基板的电极之间的接合的偏离大小。由此，能够简化工序。
(第4实施方式)
其次，参照图4来说明本发明的第4实施方式中的电子元件安装用基板1以及电子装置21。其中，图4的电子装置21省略了盖体12的图示。
在本实施方式中的电子装置21之中，与第2实施方式的电子装置21不同点在于：第2贯通孔6a的内侧面位于比第1贯通孔2a的内侧面更靠外侧的位置、以及第2布线基板6的外缘位于比第1布线基板2的外缘更靠内侧的位置。
在图4所示的示例中，第2布线基板6的第2贯通孔6a的内侧面位于比第1布线基板2的内侧面更靠外侧的位置。根据该构成，能够使第2布线基板6的内侧面充分地远离电子元件安装部11a。由此，在将第2布线基板6与金属板4接合的工序中，纵使产生了些许偏离，也能够以给定的大小来确保电子元件安装部11a。
此外，在图4所示的示例中，所述第2布线基板6的外缘(x的正方向侧以外)位于比第1布线基板2的外缘更靠内侧的位置。根据该构成，能够从第2布线基板6的外侧面到第1布线基板2的下表面将第1接合件15a形成为圆角状。由此，能够提高第1布线基板2和第2布线基板6的接合力。
此外，根据该构成，在接合第1布线基板2和第2布线基板6的工序中，能够减少第1接合件15a朝向第1布线基板2的外侧面扩宽。因而，能够抑制向第1布线基板2的外侧面较薄扩宽的第1接合件15a和第1布线基板2的热膨胀差所引起的热应力的产生。由此，能够减少在第1接合件15a产生龟裂并因伸展的龟裂使得第1布线基板2从第2布线基板剥离。
此外，在第2接合件15c由绝缘性的树脂构成的情况下，如图4所示的示例那样，优选在俯视下使第2接合件15c的内侧的端部位于比第2贯通孔6a的内侧面更靠内侧的位置。根据该构成，例如在电子元件10的发热或者冷却而在金属板4的上表面发生结露的情况下，能够减少水分进入第2布线基板6与第2接合件15c之间。由此，能够减少在第2布线基板6的下表面所露出的布线导体等发生移动。此外，能够减少第2布线基板6和金属板4因结露而发生短路，因此能够减少金属板4发生移动。由此，能够减少金属板4和第2接合件15c的剥离。
(第5实施例)
其次，参照图5来说明本发明的第5实施方式中的电子元件安装用基板1以及电子装置21。其中，图5的电子装置21省略了盖体12的图示。
在本实施方式中的电子装置21之中，与第4实施方式的电子装置21不同点在于：金属板4的外缘在俯视下位于比第2布线基板6的外缘更靠内侧的位置、以及第1布线基板2具有台阶。
在图5所示的示例中，金属板4的外缘位于比第2布线基板6的外缘(x的正方向侧以外)更靠内侧的位置。根据该构成，金属板4并未成为向外方突出的构成，因此例如在处理等中能够减少金属板4发生弯曲或变形。由此，能够减少第2布线基板6和金属板4剥离的可能性。此外，金属板4小，因此能够减小热膨胀所引起的变形，能够减小第2接合件15c所产生的热应力。由此，能够减少第2布线基板6和金属板4的剥离。
此外，优选第2接合件15c扩宽至金属板4的外缘。鉴于此，能够减少在安装工序等中从第1布线基板2的上表面施加压力的情况下以金属板4的外缘为支点而向第1布线基板2以及第2布线基板6施加弯曲应力。
在图5所示的示例中，第1布线基板2在具有第3贯通孔2b的第1框体2d的上表面配置具有第4贯通孔2c的第2框体2e来形成。第3贯通孔2b和第4贯通孔2c连续而形成第1贯通孔2a。此外，由第2框体2e的内侧侧面和第1框体2d的上表面形成了台阶部，在该台阶部设有电子元件连接用焊盘3。在连接部件13由接合引线构成时，通过像这样在台阶部设置电子元件连接用焊盘3，从而能够降低接合引线的顶点。因而，在由盖体12和接合部件14密封电子元件安装用基板1的工序中，能够减少接合引线和盖体12接触。
另外，也可以在由第1框体2d以及第2框体2e构成的第1布线基板2的内部设有布线导体。此外，也可以通过在第1框体2d以及第2框体2e的表面所露出的布线导体等，来分别电连接形成第1布线基板2的第1框体2d以及第2框体2e的内部所设的各个布线导体。
(第6实施例)
其次，参照图6来说明本发明的第6实施方式中的电子元件安装用基板1以及电子装置21。其中，图6的电子装置21省略了盖体12的图示。
在本实施方式中的电子装置21中，与第1实施方式或者第2实施方式的电子装置21不同点在于，在第2布线基板6的侧面或者第2贯通孔6a的内侧面设有树脂15b。
在图6(a)所示的示例中，电子部件安装用基板1在第2布线基板6的侧面设有树脂15b。根据该构成，例如通过基于模具的冲孔等来制作第2布线基板6的情况下，有可能从第2布线基板6的冲孔的截面产生粉尘，相对于此，通过在第2布线基板6的侧面设有树脂15b，从而能够减少粉尘的产生。
另外，若设置树脂15b以覆盖第2布线基板6的侧面，则能够有效地抑制上述粉尘的产生，故优选。
此外，若树脂15b与第1接合件15a和第2接合件15c连接、或者与第1布线基板2和金属板4连接，则能够提高第1布线基板2和第2布线基板6之间的、或者第2布线基板6和金属板4之间的接合强度，能够抑制第1接合件15a以及第2接合件15c中的剥离以及裂纹的产生。
在图6(b)所示的示例中，电子部件安装用基板1在第2贯通孔6a的内侧面设有树脂15b。根据该构成，例如通过基于模具的冲孔等来制作第2布线基板6的第2贯通孔6a的情况下，有可能从第2布线基板6的冲孔的截面产生粉尘，相对于此，通过在第2贯通孔6a的内侧面设有树脂15b，从而能够减少粉尘的产生。
另外，若设置树脂15b以覆盖第2布线基板6的内侧面，则能够有效地抑制上述的粉尘的产生，故优选。
此外，与图6(a)所示的示例同样地，若树脂15b与第1接合件15a和第2接合件15c连接、或者与第1布线基板2和金属板4连接，则能够提高第1布线基板2和第2布线基板6之间的、或者第2布线基板6和金属板4之间的接合强度。由此，能够抑制第1接合件15a以及第2接合件15c中的剥离以及裂纹的产生。
另外，作为树脂15b的材料，例如列举双酚A型液状环氧树脂等的热固化性树脂。将热固化性树脂的前体涂覆在第2布线基板6的侧面或者第2贯通孔6a的内侧面，通过回流等进行加热，从而能够设置树脂15b。
此外，在第2布线基板6具有第2贯通孔6a时，电子装置21也可以在第2布线基板6的侧面以及第2贯通孔6a的内侧面双方设有树脂15b。如此一来，能够减少粉尘的产生，故优选。
(第7实施方式)
其次，参照图7来说明本发明的第7实施方式中的电子元件安装用基板1以及电子装置21。其中，图7的电子装置21省略了盖体12的图示。
在本实施方式中的电子装置21之中，与第6实施方式的电子装置21不同点在于，在第2布线基板6的第2贯通孔6a的内侧面设有树脂15b，树脂15b与第1布线基板2和金属板4双方接触。
在图7(a)所示的示例中，电子部件安装用基板1以第2接合件15c来接合第2布线基板6和金属板4，从第1接合件15a的侧面朝向第2贯通孔6a的内侧面以及第2接合件15c的侧面来设置树脂15b。根据该构成，纵使在第1接合件15a与第2布线基板6之间、或者第2接合件15c与第2布线基板6之间有空隙，也能够由树脂15b覆盖空隙。
此外，如图7(a)所示，优选树脂15b与第1布线基板2以及金属板4相接。根据该构成，纵使在第1接合件15a与第1布线基板2或第2布线基板6之间、或者第2接合件15c与第2布线基板6或金属板4之间有空隙，也能够由树脂15b覆盖空隙。由此，能够减少第1接合件15a或者第2接合件15c发生劣化而导致接合能力下降。
此外，在电子元件10为摄像元件的情况下，通过将树脂15b设为黑色等的吸收光的颜色，从而能够减少从电子装置21的外部入射的不必要的光或者在金属板4反射出的光入射电子元件10。
在图7(b)所示的示例中，电子部件安装用基板1通过由导电性树脂构成的第1接合件15a来接合第1布线基板2和第2布线基板6，通过第2接合件15c来接合第2布线基板6和金属板4，从第1接合件15a的侧面朝向第2贯通孔6a的内侧面以及第2接合件15c的侧面来设置树脂15b。此外，在图7(b)所示的示例中，树脂15b与第1接合件15a同样地由导电性树脂构成，第1接合件15a和树脂15b相连。在这种情况下，纵使在第1接合件15a与第2布线基板6之间、或者第2接合件15c与第2布线基板6之间有空隙，也能够由树脂15b覆盖空隙。
在此，对于导电性树脂例如列举各向异性导电薄膜(ACF)或者各向异性导电膏(ACP)等。
另外，虽未图示，但第2接合件15b和第2接合件15c例如由热固化性树脂等的相同材料构成，两者也可以相连。
在此情况下，作为如图7(b)那样设置树脂15b的方法，例如在配置各向异性导电薄膜的工序中，增大各向异性导电薄膜的面积或者将各向异性导电薄膜的厚度形成得较厚，通过回流等进行加热，从而使该各向异性导电薄膜熔化而成为树脂膜，从而能够设置树脂15b。或者，在经由第1接合件15a来接合第1布线基板2和第2布线基板6的情况下，通过增大接合时的加压，由此使第1接合件15a伸出而朝向第2贯通孔的内侧面以及第2接合件15c的侧面设置，从而也能够成为树脂15b。
(第8实施方式)
其次，参照图8来说明本发明的第8实施方式中的电子元件安装用基板1以及电子装置21。其中，图8的电子装置21省略了盖体12的图示。
在本实施方式中的电子装置21之中，与第7实施方式的电子装置21不同点在于，第1接合件15a、树脂15b以及第2接合件15c由相同的材料构成，分别相连。
在图8所示的示例中，通过由导电性树脂构成的第1接合件15a来接合第1布线基板2和第2布线基板6，以同样由导电性树脂构成的第2接合件15c来接合第2布线基板6和金属板4，从第1接合件15a的侧面朝向第2贯通孔6a的内侧面以及第2接合件15c的侧面来设置同样由导电性树脂构成的树脂15b。
此外，如图8所示的示例那样，通过导电性树脂等来接合第2布线基板6和金属板4，从而能够使第2布线基板6的下表面所设的电极和金属板4例如以与接地电极相同的电位来导通。鉴于此，能够提高屏蔽第2布线基板6所设的布线的效果，因此能够向外部良好地传输电信号。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式的示例，可以进行数值等的各种变更。
此外，例如在图1～图8所示的示例中，虽然第1布线基板2的第1贯通孔2a以及第2布线基板6的第2贯通孔6a的开口为矩形状，但也可以为圆形状、其他的多边形状。
此外，本实施方式中的电子元件连接用焊盘3的配置、数目、形状等并无特别指定。
此外，板状的金属板4其形状并不限于平板状，在第2布线基板6为框状的情况、且电子元件10为弯曲的类型例如弯曲图像传感器等情况下，例如图9所示的示例那样，也可以在与第2贯通孔6a重叠的部分与电子元件10的弯曲相匹配地进行弯曲。通过采用这种构成，从而能够使弯曲的电子元件10与其形状相匹配地稳定安装，能够在抑制应力的情况下安装电子元件10。
此外，本实施方式中的特征部分的各种组合并不限定于上述的实施方式的示例。
符号说明
1····电子元件安装用基板
2····第1布线基板
2a···第1贯通孔
2b···第3贯通孔
2c···第4贯通孔
2d···第1框体
2e···第2框体
3····电子元件连接用焊盘
4····金属板
6····第2布线基板
6a···第2贯通孔
10···电子元件
11···电子元件安装空间
11a··电子元件安装部
12···盖体
13···连接部件
14···接合部件
15a··第1接合件
15b··树脂
15c··第2接合件
19···粘接剂
20···外部电路基板
21···电子装置

Claims (12)

1.一种电子元件安装用基板，其特征在于，具有：
框状的第1布线基板，其将内侧部分设为第1贯通孔，具有外部电路连接用电极；
平板状或者框状的第2布线基板，其被设置为与该第1布线基板的下表面重叠，具有外部电路连接用电极；和
板状的金属板，其被设置为与所述第2布线基板的下表面重叠，以使得在所述金属板与所述第1布线基板之间夹着该第2布线基板，
所述第1布线基板的框内或者所述第1布线基板以及所述第2布线基板的框内被设为电子元件安装空间，
所述第1布线基板的外部电路连接用电极经由第1接合件而与所述第2布线基板的外部电路连接用电极电连接，
所述第2布线基板的弹性模量小于所述第1布线基板以及所述金属板的弹性模量。
2.根据权利要求1所述的电子元件安装用基板，其特征在于，
所述第2布线基板为将内侧部分设为与所述第1贯通孔重叠的第2贯通孔的框状，
所述金属板在所述电子元件安装空间内从所述第2贯通孔露出的上表面具有电子元件安装部。
3.根据权利要求2所述的电子元件安装用基板，其特征在于，
所述第2贯通孔的内侧面位于比所述第1贯通孔的内侧面更靠内侧的位置。
4.根据权利要求2所述的电子元件安装用基板，其特征在于，
所述第2贯通孔的内侧面位于比所述第1贯通孔的内侧面更靠外侧的位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子元件安装用基板，其特征在于，
所述金属板的外缘位于比所述第2布线基板的外缘更靠内侧的位置。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电子元件安装用基板，其特征在于，
所述第2布线基板的外缘位于比所述第1布线基板的外缘更靠内侧的位置。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的电子元件安装用基板，其特征在于，
所述第1布线基板和所述第2布线基板通过由导电性树脂构成的所述第1接合件来接合。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的电子元件安装用基板，其特征在于，
在所述第2布线基板的侧面设有树脂。
9.根据权利要求2至4中任一项所述的电子元件安装用基板，其特征在于，
在所述第2贯通孔的内侧面设有树脂。
10.根据权利要求7所述的电子元件安装用基板，其特征在于，
所述第2布线基板和所述金属板通过第2接合件来接合，
从所述第1接合件的侧面至所述第2布线基板的侧面以及所述第2接合件的侧面设置有树脂。
11.根据权利要求2至4中任一项所述的电子元件安装用基板，其特征在于，
所述第1布线基板和所述第2布线基板通过由导电性树脂构成的所述第1接合件来接合，所述第2布线基板和所述金属板通过第2接合件来接合，
从所述第1接合件的侧面至所述第2贯通孔的内侧面以及所述第2接合件的侧面设置有树脂。
12.一种电子装置，其特征在于，具有：
权利要求1至11中任一项所述的电子元件安装用基板；和
被安装在所述电子元件安装空间内的电子元件。
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