CN1219095A - 其上设置有电子部件的柔性印刷电路板单元 - Google Patents

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Abstract

一种柔性印刷电路板单元包括有一个或多个电子部件安设在其正面的一柔性印刷电路板上。在柔性印刷电路板装有电子部件区的反面安设有一反面加强板。在柔性印刷电路板的正面设有一上部加强结构以覆盖至少一个电子部件。

Description

其上设置有电子部件的柔性印刷电路板单元
本发明涉及一种柔性印刷电路板，其中电子部件诸如半导体器件等均已安装在柔性印刷电路板上。
上述此类印刷电路板单元的已有技术披露在日本特许公开No.220736/1991中，该文件公开了如图1所示的结构。
这类印刷电路板单元101包括在装有半导体器件106的柔性印刷电路板102的反面上有加强板109。加强板109就是特意装在柔性印刷电路板102的反面设置有半导体器件106处的，其目的就是加强装柔性印刷电路板102上设置有半导体器件106处的刚度，从而使半导体器件106和柔性印刷电路板102之间的电连接的可靠性得以加强，半导体器件106被封装在包封树脂108里。
上述的日本特许公开No.220736/1991还披露了一种印刷电路板单元111，在该柔性电路板112的正面装有半导体器件116，而在装有半导体器件116的周围则设有加强框119，如图2所示。
如图例所示，包封树脂118注入到周围有加强框119的区域之中并硬化，以使装有半导体器件116处的柔性印刷电路板部分获得刚性并同时又将半导体器件116加以包封。
然而，上述常规印刷电路板单元有时并没有显示出充足的加强功能以提高半导体器件和柔性印刷电路板之间电气连接的可靠性。
在考虑组装电路板的时候，最好选用有机材料如玻璃环氧材料作为柔性印刷电路板的加强件。但是有机材料不具有足够的刚度。如果采用相当厚的有机材料来确保其刚性的话，则在装有加强件的部位的柔性印刷电路板处的厚度就与别的没有加强件部位处的厚度有很大差别。这就为装配工艺中取送柔性印刷电路板造成困难。可建议采用具有足够刚度的相对较薄的金属板来作加强件。但是此时因金属板比有机材料重，所以使装配工艺中电路板单元的运送发生困难，而且又因为金属板具有高导热性，所以当半导体器件要与柔性印刷电路板相连接时，其条件的设定，如设定温度就变得异常苛刻了。
简言之，要是为了使半导体器件和柔性印刷电路板之间有稳定的电气连接而确保柔性印刷电路板有较高的刚性的话，那末上述的缺点就会在装配过程中产生了。
本发明的一个目的，就是提供一种在装配时易于取运的柔性印刷电路板单元，同时还能确保安装有半导体器件处的柔性印刷电路板一部分具有足够高的刚性。
根据本发明的柔性印刷电路板包括有安装在柔性印刷电路板的正面位置上的一个或一个以上的电子部件。而在柔性印刷电路板的装有电子部件区的反面设有一反面加强板，而且还在柔性印刷电路板上设有一上部加强结构用以覆盖至少一个电子部件。
根据本发明上述结构的柔性印刷电路板，反面加强板可以为装有电子部件的柔性印刷电路板区上提供一种刚性。此外，由于在装在柔性印刷电路板的电子部件上又覆盖有一上部加强结构，所以在装了电子部件之后的柔性印刷电路板上的刚性是由反面加强板和上部加强结构共同提供的，且电路部件本身又受上部加强结构所保护。因此，由于在装配电子部件时需要考虑的问题仅仅是柔性印刷电路板的刚性，所以反面加强板并不要求具有很大的厚度或采用金属板制造。从而，使在柔性印刷电路板上装配电子部件时取送柔性印刷电路板和装配电子部件都很便捷。
按照本发明的最佳实施例，柔性印刷电路板包括一个用有机材料制就的薄片状基础件，和一在基础件上并与电子部分电气相连的导体层。在该实施例中，反面加强板最好是采用与电路板基础件同样的材料制成，以便抑制柔性印刷电路板的挠曲或弯折。
此外，柔性印刷电路板单元可以按如下方式制成：这些电子部件是半导体器件，上部加强结构包括一用于包封半导体器件的包封树脂，和设置在半导体器件的上部加强板，并用加强树脂灌注在其间。在此实例中，最好是上部加强板上有一凹穴或几个凹穴形成其中以容纳半导体器件，而且上部加强板则用包封树脂固定装配在柔性印刷电路板上，使其中的半导体器件位于一个凹穴或几个凹穴之内，而使设置在柔性印刷电路板上的半导体器件得到保护，此外，上部加强板最好由金属制成以将半导体器件运行中产生的热量有效地辐射出去。
本发明上述的或其余的目的，特点和优点都将在下面结合附图对本发明的实施例的详细描述中予以阐明。
图1是常规柔性印刷电路板单元一个实例的剖视图；
图2是常规柔性印刷电路板单元另一实例的剖视图；
图3是本发明柔性印刷电路板单元第一实施例的局部剖视图；
图4是本发明柔性印刷电路板单元第二实施例的局部剖视图；
图5是本发明柔性印刷电路板单元第三实施例的局部剖视图；
图6是本发明柔性印刷电路板单元第四实施例的局部剖视图；
现参照图3可见本发明第一实施例的一电路板单元1，其中的半导体器件6是将其电板腿7插入柔性印刷电路板中而加以安装的。
柔性印刷电路板2包括一作为基础件的基片3，在基片3上的一导体层4和在导体层4上的一覆盖层5，基片3、导体层4和覆盖层5采用粘合剂(未示出)结合在一起。基片3通常可由聚酰亚胺制成。而导体层4在图3的实施例中制成单层，但亦可制成多层。包括多层导体层4在内的整个柔性印刷电路板2的厚度范围大致是由几十微米到几百微米。
半导体器件6是通过电极腿7与柔性印刷电路板2的导体层5电气相连。电极腿7可以预先设置在半导体器件6上，也可以预先设置在导体层4上。
如上所述安装在柔性印刷电路板2上的半导体器件6用包封树脂8加以包封。至于包封树脂8，则采用诸如环氧类或硅酮类树脂等热固性树脂。而且上部加强板10再设置在包封树脂8上。
上述的将上部加强板设置在包封树脂8上的这种结构例如可以这样实现：在用树脂包封已装在柔性印刷电路板2上的半导体器件6之前，将上部加强板10留有间隙地浮放在半导体器件6上，在柔性印刷电路板2和上部加强板10之间注入熔融的包封树脂而后再将树脂固化。这样可使包封树脂将上部加强板10支撑住，从而不必要再采用另外的支撑结构支持在柔性印刷电路板2上的上部加强板10，于是电路板单元1的结构就得以简化而不致无谓的增大。
同时，在柔性印刷电路板装有半导体器件6的区域的反面还设置由聚酰亚胺或玻璃环氧材料制成的反面加强板9。该反面加强板9是在半导体器件6安装到柔性印刷电路板2上去之前预先固定在柔性印刷电路板2上去的。
如上所述，因柔性印刷电路板2只有不大于几百微米的厚度而且又是柔性可弯折的，所以在电路板单元1的组装工艺中就出现了难于安装半导体器件6或取运柔性印刷电路板2的问题。然而，之所以要采用柔性印刷电路板的主要理由，就在于它相对较薄和它的可随意弯折的柔性，这些特性是不允许降低的。
这样，本实施例就在柔性印刷电路板2的背面设置反面加强板9，从而柔性印刷电路板2作为一整体仍有柔性，而在柔性印刷电路板上安装半导体器件6的局部又有了刚性。
而且，又因为有半导体器件6被夹在上部的加强板10和反面加强板9之间的这种结构，所以组装完毕之后柔性印刷电路板上装有半导体器件6处的局部可由上部加强板10和反面加强板9保证足够的刚性。其结果使包封后的半导体器件6和柔性印刷电路板2之间的电气连接部分很少会受到外应力的作用，于是装配后半导体器件6和柔性印刷电路板2间的电气连接的可靠性就加强了。加之，上部加强板10和包封树脂一起将半导体器件6覆盖住，使半导体器件6的保护也得到了改进。
在本实施例中，当半导体器件6是用电极腿7联接时，厚度约为0.2到0.5毫米的反面加强板9即可具有足够的刚性。当然，反面加强板9可以有较大的厚度，需要指出的是因为上部加强板10是在组装之后来确保装有半导体器件6处柔性印刷电路板局部的刚性的，所以反面加强板9的厚度就应保证其在半导体器件6的装配过程中具有足够的刚性的要求而选定。
因为反面加强板9需要当半导体器件6在装配过程中为柔性印刷电路板2提供充足的刚性，所以也不需要将反面加强板9做得太厚，因此还有利于在组装工艺中柔性印刷电路板的运送。此外，反面加强板9还在半导体器件6的组装工艺中抑制柔性印刷电路板的弯折和挠曲。因此用于安装半导体器件6处的柔性印刷电路板2的局部可保持平整，从而在半导体器件6和柔性印刷电路板2之间建立起一稳定和可靠的电气连接。特别是当本实施例中采用电极腿7插入其中的方式来将半导体器件6安装到柔性印刷电路板2上去时，因在柔性印刷电路板2和半导体器件6之间需要有很高的定位精度要求，从而可获得更大的效果，即使在这种情况下，也可在柔性印刷电路板2和半导体器件6之间建立起极为可靠的电气连接。
此外，要是反面加强板9也采用与柔性电路板2中基片3同样的材料制成，则在半导体器件6安装过程中产生的热量会使基片3和反面加强板9的热膨胀相同，其结果就可更有效地抑制半导体器件6安装工艺中柔性印刷电路板2的弯折和挠曲，相应取得更好的安装效果。
同时，如果上部加强板10是由金属所制成，则上部加强板10能有效地将半导体器件6运行中的热量辐射出去。即使上部加强板10是用金属板构成，半导体器件6的安装步骤也不受影响，因为上部加强板10是在半导体器件6安装后再附加上去的。
上部加强板10不仅可以使半导体器件6的安装部位的刚性提高，以便加以保护；而且也可以起到将电路板单元1附着到另一单元上去的功能。为此，上部加强板10的尺寸和形状可以在一个范围内任意确定，只要柔性印刷电路板2中不需要生的任何部分的柔性不受影响而且整个电路单元1并不无谓扩大即可。例如，上部加强板10可以叠在并超出柔性印刷电路板2之外，此时，可在上部加强板10的叠出部分的内部或上部设一螺孔或别的联接机构以使上部加强板10和另一单元或结构固定在一起。
如上所述，反面加强板9的结构应考虑到装配工艺的效率，而上部加强板10的结构则应使其装设有半导体器件6的柔性印刷电路板2局部在电路板单元装配完后具有刚性。于是，具备预定功能的电路板单元1即可有效地制成。
参照图4可见本发明第二实施例的电路板单元11，其中的芯片部件21，如芯片电容或芯片电阻等都装在柔性印刷电路板12上的邻近安装半导体器件16区域的附近。反面加强板19的大小应使它不仅可覆盖住柔性印刷电路板12上装有半导体器件16区域处的背面，而且还覆盖住柔性印刷电路板12上装有芯片部分21区域处的背面。因为本实施例的其他部分的结构与第一实施例相类似，其描述即予省略。
在电路板的实际应用中，有时柔性印刷电路板12只需要其中一小区域具有柔性即可，此时，在柔性印刷电路板12的不需要柔性的区域处的反面加强板19就可以做得尽量大一些，从而有利于在电路板单元11的装配工艺中柔性印刷电路板12的运送。上部加强板20的尺寸也可在与反面加强板19同样在一实际有效范围内作变化。
参照图5可见本发明第三实施例的电路板单元31。本实施例是第二实施例的一种应用，而其上部加强板40的形状与第二实施例中的有所不同。本实施例其他部分的结构则和第二实施例相类似。
上部加强板40的尺寸不仅可以覆盖半导体器件36，而且还可覆盖芯片部分41，并且由包封树脂38固定住装设在柔性印刷电路板32上。
在上部加强板40的表面上与柔性印刷电路板32相对的地方有凹穴40a、40b以便分别容纳半导体器件36和芯片41。半导体器件36和芯片41就分别位在凹穴40a和40b之中，虑及热辐射的效率，上部加强板40用铝合金制成。整个上部加强板40的厚度大约是1到3毫米而凹穴40a、40b的深度大约是0.5到2毫米。
包封树脂38则充灌在凹穴40a之中，将半导体器件36盖住并使上部加强板40的表面和柔性印刷电路板32相粘合在一起。然后将包封树脂38固化。最后，上部加强板40即将半导体器件36和芯片部分41包封住并保护起来。应该指出，如反面加强板39可以由0.2毫米厚的聚酰亚胺制成。
如上所述，由于用上部加强板40将整个半导体器件36和芯片部分41都覆盖起来，所以装在柔性印刷电路板32的电子部件就能可靠地加以保护。
参照图6可见本发明第四实施例的电路板单元51。
在上述的第一到第三实施例中，半导体器件是用电板腿插在其中而被固定在柔性印刷电路板上的。在电路板单元51中，半导体器件56则用焊接线62电连接到柔性印刷电路板52的导体层54上。
在柔性印刷电路板52的背面上装有半导体器件56的区域处和另一安设有芯片部件61的区域处设置的反面加强板59，就和第二和第三实施例中相类似。上部加强板60是一帽状件，类似于第三实施例中的那个，并被包封树脂58固定安装在柔性印刷电路板52上。但在本实施例中，上部加强板60并不罩住芯片部件61，而仅仅罩住半导体器件56。在芯片部件61不需要特别用上部加强板60加以保护，和柔性印刷电路板52的装有芯片61的区域处只要有反面加强板59就可确保具有足够刚性时，上部加强板60的形状就可以不必将芯片部件61覆盖住。
此外，当采用焊接线62将半导体器件56和柔性印刷电路板52加以联接的时候，上部加强板60中凹穴的深度应设计为在半导体器件56的厚度基础上还要考虑加上焊接线62的高度。因为半导体器件56的厚度一般约是0.2至0.5毫米，而凹穴的深度则应做成比半导体器件56的厚度和焊接线的高度再加适当的边厚之后还大约要大出0.3到0.5毫米。
但在采用电极腿作为半导体器件56和柔性印刷电路板52之间的联接时，凹穴的深度只要做得比半导体器件56的厚度大出约0.1毫米即可。
在本发明的最佳实施例用专门术语进行描述的时候，所有的叙述仅仅是为了说明本发明的目的而已，应该理解只要不脱离权利要求的宗旨和范畴，均可进行任何修改和变化。

Claims (5)

1、一种柔性印刷电路板单元，其特征在于它包括：
一柔性印刷电路板；
一个或多个装在所述柔性印刷电路板正面上的电子部件；
一反面加强板，设置在所述柔性印刷电路板上装有所述电子部件的区域处的反面；和
一上部加强结构，设置在所述柔性印刷电路板的正面以覆盖住至少一个所述的电子部件。
2、如权利要求1所述的柔性印刷电路板单元，其特征在于：其中所述的柔性印刷电路板包括：
一用有机材料制成的基片，和在所述基片上的并与所述电子部件电气连接的一导体层。
3、如权利要求2所述的柔性印刷电路板单元，其特征在于：其中所述的反面加强板的材料与所述的基片的材料相同。
4、如权利要求1所述的柔性印刷电路板单元，其特征在于：其中至少一种所述的电子部件是半导体器件，所述的上部加强结构包括用以包封所述半导体器件的一包封树脂，和设置在所述加强树脂上的一上部加强板。
5、如权利要求4所述的柔性印刷电路板单元，其特征在于：其中所述的上部加强板中制有凹穴，用以容纳所述的半导体器件，所述上部加强板在所述凹穴中放有半导体器件的情况下，由所述的包封树脂固定安装在所述柔性印刷电路板上。
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