CN108353500A - 基板装置及制造基板装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及能够提高作为电子装置的基板装置的可靠性和制造质量的基板装置和基板装置的制造方法。根据本发明，层压多个其上形成有布线图案的片状基板，以形成其中形成有内部布线的单一基板，从而两个基板物理和电连接。本公开能够应用于基板装置。

Description

基板装置及制造基板装置的方法
技术领域
本公开涉及基板装置和基板装置的制造方法，具体地，涉及能够提高强度和操作的可靠性的基板装置以及基板装置的制造方法。
背景技术
一般来说，连接多个基板以形成基板装置的技术已广泛使用。
在连接多个基板的情况下，如果连接器在基板之间连接，则需要提供大的安装区域。在这种情况下，很难减小装置的尺寸。
鉴于此，已经提出了用于通过焊盘栅格阵列(LGA)或球栅阵列(BGA)单一化正常的基板并连接分割的基板的技术(参考专利文献1)。
然而，在正常的基板被LGA或BGA单一化并连接的情况下，如果进一步进行小型化，则不能保持足够的连接强度。由于预期到连接部分的强度的可靠性劣化，因此需要采取诸如施加增强树脂等的措施。
因此，已经提出了在正常的基板上形成侧面台阶并在该侧面台阶上安装部件的技术(参照专利文献2)。
引用列表
专利文件
专利文献1：日本专利申请特开No.2001-177235
专利文献2：日本专利申请特开2005-243863
发明内容
本发明要解决的问题
然而，在专利文献2中公开的技术中，不能充分确保连接区域。即，基板的端面上的电极的露出面积非常小，并且由于毛刺等可能发生制造质量的劣化和完成的基板装置的操作中的可靠性的劣化。
鉴于这样的情况做出了本公开。具体而言，本公开的目的是提高制造质量和基板装置的操作的可靠性。
问题的解决方案
根据本公开的第一方面的基板装置包括其上安装有部件的基板和与基板电连接的单一基板，在该单一基板上，不同于该部件的另一个部件安装在不同于连接到基板的表面的表面上。
单一基板将基板电连接到不同于基板的另一基板。
单一基板可以在与基板和另一基板层压的方向不同的方向上具有其上安装有部件的安装表面。
单一基板可以具有矩形形状，并且可以在每个角处形成沿三个方向与表面接触的电极，并且电极可以利用焊料连接到基板的电极。
单一基板可以通过在与基板和另一基板层压的方向不同的方向上层压多个片状基板而形成。
单一基板可以通过在与基板和另一基板层压的方向垂直的方向上层压多个片状基板而形成。
可以在多个片状基板中的每一个上形成布线图案，多个片状基板在与基板和另一基板层压的方向垂直的方向上层压，从而，通过层压多个布线图案而在单一基板中形成内部布线，并且内部布线的方向可以垂直于每个形成在基板和另一个基板上的布线图案的方向。
一种基板装置的制造方法，基板装置包括与安装有部件的基板电连接的单一基板，单一基板具有安装在不同于连接到基板的表面的表面上的不同于该部件的另一个部件，并通过内部布线连接基板和另一部件，根据本公开的第一方面的方法包括：在多个片状基板中的每一个上形成布线图案的第一处理；以及层压多个片状基板的第二处理。通过层压多个片状基板形成单一基板的外部形状，并且层压其上形成有布线图案的多个片状基板，从而在单一基板中形成内部布线。
根据本公开的一个方面，单一基板电连接到其上安装有部件的基板，并且不同于该部件的另一个部件安装在不同于连接到基板的表面的表面上。
根据本公开的第二方面的基板装置包括其上安装有部件的基板和单一基板，所述单一基板通过层压多个片状基板而形成，并且包括形成在至少一个片状基板的前表面上的外部电极、和穿过至少一个片状基板而连接到外部电极的贯通电极。单一基板电连接在基板上，使得单一基板的外部电极设置在与基板表面不同的方向上。
在至少一个片状基板的表面的端部，可以形成用于将片状基板连接到基板的基板连接电极。
在多个片状基板中的至少另一个片状基板的前表面上形成布线图案，并且外部电极和基板连接电极经由布线图案彼此连接。
在本公开的第二方面中，部件安装在基板上，并且外部电极通过层压多个片状基板形成并形成在至少一个片状基板的前表面上，并且贯通电极穿过至少一个片状基板，并且单一基板电连接在基板上，使得与外部电极连接的单一基板的外部电极设置在与基板的表面不同的方向上。
本发明的效果
根据本公开的第一和第二方面，可以在提高作为电子部件的基板装置的质量和基板装置的操作的可靠性这两方面。
附图说明
图1是已经应用了本公开的基板装置的实施例的示例性配置的侧视图；
图2是图1中的基板装置的示例性配置的俯视图；
图3是描述单一基板的配置的透视图；
图4是描述图3中的单一基板与具有焊料的基板之间的示例性连接的示图；
图5是描述设置在图4的基板上的安装焊盘的示例性配置的示图；
图6是描述图3中的制造单一基板的方法的示图；
图7是描述包括在图6中的单一基板中的具有生片的层的电极配置的图；
图8是描述用于在单一基板的安装表面上安装部件的安装部件附接处理的示图；
图9是描述通过使用基板和单一基板制造基板装置的方法的示图。
具体实施方式
<根据本公开的基板装置的侧视图和俯视图>
图1和2是已经应用了本公开的技术的基板装置的实施例的示例性配置的侧视图和俯视图。
如图1所示，根据本公开的基板装置11包括设置在上侧和下侧的基板31-1和31-2、以及物理连接和电连接到基板31-1和31-2的单一基板32-1和32-2。
注意，在本实施方式中，在基板32-2的与单一基板相连侧相反的一侧的表面上安装相对较大的部件35。
对应于部件35的部分可以是例如其上安装有基板装置11的基部基板。
需要注意，在不必特别区分基板31-1和31-2以及单一基板32-1和32-2的情况下，基板简称为基板31，并且单一基板简称为单一基板32。这同样适用于其他部件。
在基板31-1上，安装部件34-1安装在图1中分别为上表面和下表面的前表面和后表面上。此外，安装部件34-2安装在图1中的基板31-2的上表面，下表面连接到基部基板35。
基板31-1和31-2通过设置在图1中的左侧和右侧的单一基板32-1和32-2沿着图1中的垂直方向彼此物理和电连接。
更具体地说，图1中上侧的单一基板32的上表面32a利用焊料41-1连接到基板31-1(图5)的安装焊盘(mounting land)31a，并且下表面32b利用焊料41-2与基板31-2(图5)的安装焊盘31a连接。
利用这种结构，由于基板31-1和31-2经由单一基板32-1和32-2接合在一起，因此可以很宽地提供待通过焊料连接的表面区域。结果，基板31-1和31-2可以更牢固地彼此连接。
另外，在图1右侧的单一基板32-1中，安装表面32c设置在图1中的右侧，并且安装部件33利用焊料与安装表面32c物理和电连接。
利用这样的配置，如上所述，尽管增加了与基板31-1和31-2更牢固地连接所需的单一基板32的连接表面的面积，但是通过在不同于基板31-1和31-2的连接方向的一侧上提供安装表面32c，安装部件33可以连接到不同于基板31-1和31-2的侧面的侧面。因此，可以提高安装部件的空间效率。另外，形成在安装表面32c上的安装部件33可以安装在与形成基板31-1和31-2的侧面不同的一侧上。因此，例如，在基板31-1和31-2与单一基板32彼此连接之后，新的安装部件33可以另外连接到安装表面32c。
单一基板32在图1中的垂直方向上的高度h是基板31-1和31-2的彼此面对的表面之间的距离。安装部件34-1和34-2由于高度h形成彼此不接触的部分。因此，高度h可以根据需要改变。
此外，如图2所示，单一基板32-1至32-4被设置在图2中的左侧和右侧的两端上以围绕基板31-1上的安装组件34-1被安装的区域Z。另外，尽管未示出，但基板31-2被连接以从图2的纸面正面覆盖单一基板。
此外，设置有单一基板32的基板31上的部分可以是除安装有安装部件34-1的区域Z以外的任何区域，并且布局不限于图2中的布局。另外，如果设置单一基板32的部分是除安装有安装部件34-1的区域Z以外的区域，则可以通过改变单一基板32的尺寸和形状来应对各种布局。
<单一基板的示例性配置>
接下来，将参考图3中的透视图来描述单一基板32的详细配置。
如图3所示，单一基板32具有矩形形状。需要注意，图3中的上表面是要连接到基板31-1的上表面32a，并且未示出的下表面是要连接到基板31-2的下表面32b。此外，图3中右侧的表面是安装表面32c，并且安装部件33-1和33-2连接到图3中的安装表面32c。
在由上表面32a、安装表面32c和侧表面32d(图3中的前侧上的侧表面)连接的角(角部)处(由虚线围绕)，以及在下表面32b、表面32c和侧表面32d(图3中的前侧的侧面)连接的角(角部)处(由虚线围绕)，设置可电连接三个表面的电极32p(例如，电极32p-1至电极32p-4等)。注意，虽然没有用虚线表示，但是，在图3的背面侧自然存在与电极32p-1～32p-4类似的四个电极32p。
另外，在上表面32a与安装表面32c之间的角、以及下表面32b与安装表面32c之间的角处，设置可以电连接两个表面的电极32q(例如32q-1至32q-3等)。注意，尽管在电极32q上未应用参考标号，但自然在上表面32a与安装面32c之间以及下表面32b和安装表面32c之间的全部角处存在与电极32q-1至电极32q-3对应的三个电极32q。
此外，在单一基板32中，设置有由虚线表示的内部配线32m，在图3中，其根据需要分别电连接至电极32p，32q等。内部配线32m根据需要电连接到电极32p，32q和32r等，以使基板31-1和31-2彼此电连接。
由于单一基板32可以通过电极32p和32q利用焊料等电连接到多个表面，例如，如图4所示，所以单一基板32可以利用焊料41连接到基板31-2。因此，由于可以很宽地提供利用焊料将基板31-2和单一基板32连接的区域，所以基板31-2和单一基板32可以物理连接地、电连接地并且牢固地连接。
如图5所示，在基板31-2上，在与单一基板32的电极32p，32q相对的位置上设置将为连接电极的安装焊盘31a。
结果，基板31-1和31-2可以以高精度彼此物理地、电地并牢固地连接。因此，由于可以防止物理失配和电断开，所以可以提高作为基板装置11的功能的可靠性。
另外，在单一基板32的安装表面32c上，电极32r在垂直于基板31-1和31-2等的形成的方向的方向上能够连接到安装部件33-1和33-2。在图3中，总共示出了六个电极32r。
利用这样的配置，安装部件33-1和33-2可以在垂直于形成安装部件34-1和34-2的基板31-1和31-2的方向的方向上连接。结果，即使在安装部件33-1和33-2不能布置在基板31-1和31-2上的状态下，也可以安装安装部件33-1和33-2。因此，可以提高整个基板装置11的空间效率。此外，在单一基板32和基板31-1和31-2彼此连接之后，可以额外且容易地提供安装部件33-1和33-2。
注意，图3所示的电极32p，32q，32r的数量仅为一个示例，也可以使用上述以外的数量。
<制造单一基板的方法>
接着，将参照图6对单一基板32的制造方法进行描述。
在步骤S1中，单一基板32具有其中层压了片状基板的陶瓷生片(greensheet)51的结构。因此，准备生片51，并且形成用于形成电极的通孔51a。
在步骤S2中，导电膏62通过刮板61扩散并填充到生片51的通孔51a中。
在步骤S3中，使用印刷丝网71在生片51上印刷布线图案。生片51通过如后所述的处理被层压。然而，由于布线图形根据层压体中的生片51的位置而不同，因此要印刷在生片51上的布线图案根据层压体中的生片的位置而不同。
在步骤S4中，层压具有印刷的布线图案的多个生片51。在图6中，例如，示出了层压10个生片51的示例。从图6中的上侧开始计数生片以作为第一到第十层，并且各个层压生片51-1到层压生片51-10在图6中示出。此外，层压片的数目是图6中的示例中为10个。然而，生片的数量可能不是十个。
在步骤S5中，通过切割刀片81将10个层压生片51-1至51-10切割，并形成单一基板32的形状。
在步骤S6中，通过对每个单一基板32的布线等的外部部分涂覆诸如金镀层的镀层，从而完成单一基板32。
在图7的上部示出了以这种方式完成的单一基板32。在图7中的上部所示的单一基板32中，图7中的上表面是安装表面32c，纸张的正面的表面是上表面32a，并且未示出的纸张的深度侧的表面是下表面32b。生片51-1至51-10沿图7中上部中的箭头所示的方向层压。
此时，形成在各个生片51-1至51-10上的布线图案例如在图7的下部示出。
在图7下部的第一到第三生片51-1到生片51-3中，设置了电极32p和32q和将连接到电极32p和32q的布线图案51p-1和51p-2以及将形成在安装表面32c上的电极32r和将与电极32r连接的布线图案51r。
此外，在第四至第七生片51-4至51-7上未形成布线图案，并且生片51-4至生片51-7具有电绝缘结构。
另外，在第八至第十生片51-8至生片51-10上，分别设置了要连接至电极32p和32q的布线图案51p-3至布线图案51p-7。
即，形成在为片状基板的生片51上的布线图案51p和51r、以及形成在基板31-1和31-2上的布线图案形成在不同的方向上。
例如，这些电极32p，32q和32r通过填充到第二生片51-2中的通孔中的导电膏而被连接到印刷在第三生片51-3的表面上的包括导电膏的图案。
该路径对应于图3中描述的内部布线32m。
需要注意，图7中的第一生片51-1中的电极32p，32q和32r表示在图6中的步骤S6中涂覆金镀层等的部分。每个电极具有双层结构，包括在生片中形成的通孔中填充的导电膏和金镀层。
此外，在第二生片51-2中由51r等表示的部分表示在图6的步骤2中将导电膏填充到生片中设置的通孔中的状态。
另外，第3生片53-3表示在图6的步骤S2中填充导电膏后，在步骤S3中通过导电膏进行图案印刷的状态。
例如，在第三层中示为51p-1，51p-2和51r的部分是印刷在生片51-3的表面上的导电膏，并且电极部分(对应于第一层中的32q的部分)具有双层结构，该双层结构包括在生片51-3中形成的通孔中填充的导电膏和通过印刷形成的导电膏。
利用这样的配置，电极32p形成为具有在矩形的单一基板32的角(角部)处与沿三个方向的表面接触的形状的电极。结果，如参照图4所描述的，总共三个表面可以经由焊料41连接。三个表面包括与面对基板31-1和31-2的侧面接触的表面、以及基本垂直于上述表面的两个表面。利用该配置，单一基板32和基板31-1和31-2可以彼此牢固地连接，并且基板装置11可以具有牢固的配置。
结果，可以防止单一基板32与基板31-1和31-2之间的物理断开。因此，可以防止基板装置11中的电气非接触状态，并且可以提高作为电子装置的制造质量和可靠性。
此外，电极32q可以通过焊料41连接到两个表面，即面向基板31-1和31-2的表面以及垂直于上述表面的表面。因此，电极32q与电极32p一起有助于牢固地连接单一基板32和基板31-1和31-2。结果，能够提高作为电子装置的制造质量和基板装置11的可靠性。
<单一基板上的安装方法>
接下来，将参考图8描述将安装部件33安装在单一基板32上的方法。
在步骤S11中，获得通过所描述的制造单一基板32的方法制造的多个单片状基板32。
在步骤S12中，将多个单片状基板32配置在载板(carrier board)101上，以使安装表面32c定位为图8中的上表面。
在步骤S13中，如图8所示，执行印刷、分配等来涂覆焊料以将各个安装部件33与在载板101上的单一基板32的安装表面32c上的多个电极32r物理地和电连接。
在步骤S14中，安装部件33连接到安装表面32c上涂覆焊料的部分。
在步骤S15中，单一基板32被放置在不同的方向上，使得安装部件33连接并安装在其上的安装表面32c是侧表面。利用这种布置，贴片机可以在随后的安装过程中容易地拾取安装部件33。
<制造包括单一基板的基板装置的方法>
接下来，将参考图9描述制造包括单一基板32的基板装置11的方法。
描述将从图9中的左上部开始。在步骤S31中，基板31-1形成为面向图1中的下表面向上。
在步骤S32中，根据电极等的布置，将安装部件34-1、单一基板32等连接到图1中的基板31-1的下表面的焊料通过印刷而被涂覆。
在步骤S33中，安装部件34-1和安装在基板31-1上的单一基板32利用焊料连接。
在步骤S34中，反转其上安装有安装部件34和单一基板32的基板31-1的上表面和下表面。
在步骤S35中，图1中的基板31-2的上表面朝上。
在步骤S36中，根据电极等的布置，将安装部件34-2、单一基板32等连接到图1中的基板31-2的上表面的焊料通过印刷而被涂覆。
在步骤S37中，要安装在基板31-2上的安装部件34-2利用焊料连接。
在步骤S38中，其上安装有安装部件34-1和单一基板32的基板31-1利用焊料连接到基板31-2。
根据一系列处理，完成基板装置11。
需要注意，在上述处理中，步骤S31至S34中的处理和步骤S35至S37中的处理可以并行执行，并且基板可以在步骤S38中被连接。
此外，在上文中，已经描述了通过单一基板32连接基板31-1和31-2的示例。然而，基板装置11可以通过使用基板31-1和31-2中的一个连接单一基板32而形成。在这种情况下，使用单个基板31。但是，即使存在不能设置在单个基板31上的安装部件34的情况下，也能够将安装部件34安装在单一基板32的安装表面32c上。
此外，例如，可以层压多于或等于三个基板31，并且可以通过使用附加的单一基板32来物理地和电连接这些层。
结果，当形成基板装置11时，可以提高安装部件33的布局所需的空间效率。
此外，参考上述流程图描述的每个步骤可以由单个装置执行并且可以由多个装置分割和执行。
另外，在单个步骤中包括多个处理的情况下，单个步骤中包括的多个处理可以由单个装置执行并且可以由多个装置分开执行。
此外，已经描述了电子部件安装在单一基板32的安装表面32c上的示例。然而，安装表面32c可以用作测试端子，而不将电子部件安装在安装表面32c上。
在本实施例中已经描述了电极32r排列成两行的示例。然而，在用作测试端子的情况下，电极32r可以排列成一条线。
需要注意，本公开可以具有以下配置。
<1>一种基板装置，包括：
基板，其上安装有部件；以及
单一基板，与基板电连接，并且在该单一基板上，不同于该部件的另一个部件安装在不同于连接到基板的表面的表面上。
<2>根据<1>的基板装置，其中，
单一基板将基板电连接到不同于基板的另一基板。
<3>根据<1>或<2>的基板装置，其中，
单一基板在与基板和另一基板层压的方向不同的方向上具有安装有部件的安装表面。
<4>根据<1>至<3>中任一项的基板装置，其中，
单一基板具有矩形形状，并且在每个角处形成与沿三个方向的表面接触的电极，并且电极利用焊料连接到基板的电极。
<5>根据<2>的基板装置，其中，
单一基板通过在与基板和另一基板层压的方向不同的方向上层压多个片状基板而形成。
<6>根据<5>的基板装置，其中，
单一基板通过在与基板和另一基板层压的方向垂直的方向上层压多个片状基板而形成。
<7>根据<5>的基板装置，其中，
布线图案形成在多个片状基板中的每一个上，
多个片状基板在与基板和另一基板层压的方向垂直的方向上层压，
从而，内部布线通过层压多个布线图案而形成在单一基板中，并且内部布线的方向垂直于每个形成在基板和另一个基板上的布线图案的方向。
<8>一种制造基板装置的方法，基板装置包括与其上安装有部件的基板电连接的单一基板，单一具有安装在不同于连接到基板的表面的表面上的不同于该部件的另一个部件，并且通过内部布线连接基板和另一部件，该方法包括：
在多个片状基板中的每一个上形成布线图案的第一处理；以及
层压多个片状基板的第二处理，其中，
通过层压多个片状基板形成单一基板的外部形状，并且通过层压其上形成有布线图案的多个片状基板，在单一基板中形成内部布线。
<9>一种基板装置，包括：
基板，其上安装有部件；以及
单一基板，通过层压多个片状基板而形成，并且包括形成在至少一个片状基板的前表面上的外部电极和穿过至少一个片状基板而连接到外部电极的贯通电极；其中，
单一基板电连接在基板上，使得单一基板的外部电极设置在与基板表面不同的方向上。
<10>根据<9>的基板装置，其中，
在至少一个片状基板的前表面的端部形成用于将片状基板连接到基板的基板连接电极。
<11>根据<10>的基板装置，其中，
布线图案形成在多个片状基板中的至少另一个片状基板的前表面上，并且外部电极和基板连接电极经由布线图案彼此连接。
参考标号列表
11 基板装置
31，31-1，31-2 基板
32，32-1，32-2 单一基板
32a 上表面
32b 下表面
32c 安装表面
32p,32p-1至32p-4,32q,32q-1至32q-3,32r 电极
32m 内部配线
33,34,34-1,34-2,35 安装部件
41,41-1,41-2 焊料
51,51-1至51-10 生片。

Claims (11)

1.一种基板装置，包括：
基板，其上安装有部件；以及
单一基板，被配置为与所述基板电连接，并且在所述单一基板上，不同于所述部件的另一个部件安装在不同于连接到所述基板的表面的表面上。
2.根据权利要求1所述的基板装置，其中，
所述单一基板将所述基板电连接到不同于所述基板的另一基板。
3.根据权利要求2所述的基板装置，其中，
所述单一基板在与所述基板和所述另一基板层压的方向不同的方向上具有安装有所述部件的安装表面。
4.根据权利要求1所述的基板装置，其中，
所述单一基板具有矩形形状，并且在每个角处形成与沿三个方向的表面接触的电极，并且所述电极利用焊料连接到所述基板的电极。
5.根据权利要求2所述的基板装置，其中，
所述单一基板通过在与所述基板和所述另一基板层压的方向不同的方向上层压多个片状基板而形成。
6.根据权利要求5所述的基板装置，其中，
所述单一基板通过在与所述基板和所述另一基板层压的方向垂直的方向上层压多个片状基板而形成。
7.根据权利要求5所述的基板装置，其中，
布线图案形成在所述多个片状基板中的每一个上，
所述多个片状基板在与所述基板和所述另一基板层压的方向垂直的方向上层压，
从而，内部布线通过层压多个所述布线图案而形成在所述单一基板中，并且所述内部布线的方向垂直于每个形成在所述基板和所述另一个基板上的布线图案的方向。
8.一种制造基板装置的方法，所述基板装置包括与其上安装有部件的基板电连接的单一基板，所述单一基板在不同于连接到所述基板的表面的表面上安装不同于所述部件的另一部件，并通过内部布线连接所述基板和所述另一部件，所述方法包括：
在多个片状基板中的每一个上形成布线图案的第一处理；以及层压所述多个片状基板的第二处理，其中，
通过层压所述多个片状基板，形成所述单一基板的外部形状，并且通过层压其上形成有所述布线图案的所述多个片状基板，在所述单一基板中形成所述内部布线。
9.一种基板装置，包括：
基板，其上安装有部件；以及
单一基板，被配置为通过层压多个片状基板而形成，并且包括形成在至少一个片状基板的前表面上的外部电极和穿过至少一个所述片状基板而连接到所述外部电极的贯通电极；其中，
所述单一基板电连接在所述基板上，使得所述单一基板的所述外部电极设置在与所述基板的表面不同的方向上。
10.根据权利要求9所述的基板装置，其中，
在至少一个所述片状基板的前表面的端部形成用于将所述片状基板连接到所述基板的基板连接电极。
11.根据权利要求10所述的基板装置，其中，
布线图案形成在多个所述片状基板中的至少另一个片状基板的前表面上，并且所述外部电极和所述基板连接电极经由所述布线图案彼此连接。
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