JP2005302994A - 電子部品モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 シールド機能を持ち、形状設計の自由度が高く、かつ安価な電子部品モジュールを提供する。
【解決手段】 複数の基材１０、３０を内部に閉空間５０を形成するように接合して構成し、各基材１０、３０の内面１１、３１には回路パターン２１、４１を形成して電子部品２３、４３を実装し、各基材１０、３０の外面１３、３３には導電膜からなるシールド層２４、４４を略全面に形成し、上記回路パターン２１に外部と信号を授受する配線２６を接続して上記閉空間５０から表出させた電子部品モジュール１において、
上記各基材１０、３０は他の基材と接合する接合部１１ａ、３１ａに回路パターン２１、４１同士が導通する導通部２２、４２と、上記接合部１１ａ、３１ａ同士が離隔して形成された間隙部５１を有し、該間隙部５１を介して上記配線２６を上記閉空間５０から表出させた。
【選択図】 図１

Description

本発明は各種電子機器に搭載される電子部品モジュールに関し、より詳細には電磁波を遮蔽するシールド機能を有する電子部品モジュールに関する。

現在、携帯電話などの各種電子機器は小型化・高機能化が進んでおり、これに伴いこのような電子機器に内蔵されるプリント回路基板の実装密度の上昇が求められている。プリント回路基板の実装密度を上昇させる一つの方法としては、従来プリント回路基板上に実装されていた電子部品を機能別にモジュール化して電子機器のケースに装着する方法が考えられる。このような電子部品モジュールは、基材の表面に回路パターンを形成し、この回路パターンに対して電子部品を実装して形成される。
また、電子機器は小型化・高機能化と共に、意匠性の向上を図って外観をデザイン化する傾向にあり、電子部品を機能別にモジュール化した場合も電子機器のケースのデザインに合わせて自由な形状に設計可能であることが望ましい。

また、電子機器は回路パターンから発せられる電磁波を遮蔽して、電磁波が電子機器内の他の回路パターンや外部の機器に与える影響を排除することが要求される。また同時に、電子機器の外部で発生した電磁波を遮蔽して電磁波が電子機器内の回路パターンへ与える影響を排除する必要もある。
そこで従来においては、例えば特許文献１に記載されているように、プリント回路基板の外周部を導電性のシールドケースで覆うことにより、電磁波を遮蔽していた。ここで上述した電子部品モジュールの場合は、シールドケースを用いなくても、回路パターンが形成された面を内側にして二以上の基材を接合させ、内側に電子部品が納まる閉空間を形成し、各基材の外面を導電膜からなるシールド層で覆うようにすることで、容易に電磁波を遮蔽することができる。
特許第２８９８６０３号公報

ところでこのような電子部品モジュールは、他の電子部品モジュール等との信号の授受を行うために、基材に回路パターンと閉空間外部に設けたコネクタとを導通する配線取り出し層を形成する必要がある。このことから、基材には少なくとも三層（部品実装層、配線取り出し層、シールド層）以上積層する必要がある。だが、このように多層化するために導電層と絶縁層を加工・積層していくとコストがかかり、また現在のところ自由形状の基材に対してこのような積層を行う技術は確立されていない。従って、配線取り出し層を形成する基材には、多層プリント配線基板又は多層フレキシブル基板を使用することになることから、一方の基材は事実上平面形状に限定されてしまい、電子部品モジュールの形状が限定されてしまう。

本発明は以上の問題点を鑑みてなされたものであり、シールド機能を持ち、形状設計の自由度が高い電子部品モジュールを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため本発明に係る電子部品モジュールは、複数の基材を内部に閉空間を形成するように接合して構成し、各基材の内面には回路パターンを形成して電子部品を実装し、各基材の外面には導電膜からなるシールド層を略全面に形成し、上記回路パターンに外部と信号を授受する配線を接続して上記閉空間から表出させた電子部品モジュールにおいて、上記各基材は他の基材と接合する接合部に回路パターン同士が導通する導通部と、上記接合部同士が離隔して形成された間隙部を有し、該間隙部を介して上記配線を上記閉空間から表出させたことを特徴として構成されている。

また本発明に係る電子部品モジュールは、上記接合する両基材の少なくとも一方には接合部に突起が形成され、該突起が対向する基材の接合部に当接して両基材を接合させると共に、上記突起により接合部同士を離隔させて上記間隙部を形成することを特徴として構成されている。

また本発明に係る電子部品モジュールは、上記基材の導通部は上記突起の表面に形成され上記回路パターンと導通する第一の端子部と、上記基材と接合する上記対向する基材の接合部に形成され上記回路パターンと導通する第二の端子部から構成されることを特徴として構成されている。

また本発明に係る電子部品モジュールは、上記接合する両基材の接合部には上記突起が対向状に形成されることを特徴として構成されている。

また本発明に係る電子部品モジュールは、上記接合する両基材は複数の接合部において接合され、各接合部には上記突起が略均等な数、大きさで形成されることを特徴として構成されている。

また本発明に係る電子部品モジュールは、上記基材の回路パターンはアースパターンを有し、該アースパターンは上記接合部を介して上記基材外面に形成されたシールド層と導通することを特徴として構成されている。

また本発明に係る電子部品モジュールは、上記基材は上記閉空間の内面と外面を連通するスルーホールを有し、上記回路パターンはアースパターンを有し、該アースパターンは上記スルーホールを介して上記基材外面のシールド層と導通することを特徴として構成されている。

本発明に係る電子部品モジュールによれば、各基材は他の基材と接合する接合部に回路パターン同士が導通する導通部と、接合部同士が離隔して形成された間隙部を有し、間隙部を介して配線を閉空間から表出させたことから、各基材の回路パターン同士を導通させることができると共に、導電層と絶縁層を多層積層することなく配線を外部へ表出可能となり、また基材の形状を自由に選択することが可能となる。

また本発明に係る電子部品モジュールによれば、接合する両基材の少なくとも一方には接合部に突起が形成され、突起が対向する基材の接合部に当接して両基材を接合させると共に、突起により接合部同士を離隔させて間隙部を形成することから、配線を閉空間から表出させるための間隙部を容易に形成することができる。

また本発明に係る電子部品モジュールによれば、基材の導通部は突起の表面に形成され回路パターンと導通する第一の端子部と、基材と接合する基材の接合部に形成され上記回路パターンと導通する第二の端子部から構成されることから、接合する両基材の回路パターン同士を確実に導通させることができる。

また本発明に係る電子部品モジュールによれば、接合する両基材の接合部には突起が対向状に形成されることから、両基材を安定した状態で接合可能となると共に、配線を外部に表出させるための間隙部を十分な大きさに形成可能となる。

また本発明に係る電子部品モジュールによれば、接合する両基材は複数の接合部において接合され、各接合部には上記突起が略均等な数、大きさで形成されることから、両基材をより安定した状態で接合可能となる。

また本発明に係る電子部品モジュールによれば、基材の回路パターンはアースパターンを有し、アースパターンは接合部を介して基材外面に形成されたシールド層と導通することから、容易にアースパターンとシールド層を導通させてシールド層に電磁波に対するシールド機能を持たせることができる。

また本発明に係る電子部品モジュールによれば、基材は内面と外面を連通するスルーホールを有し、回路パターンはアースパターンを有し、アースパターンは上記スルーホールを介して基材外面のシールド層と導通することから、容易にアースパターンとシールド層を導通させてシールド層に電磁波に対するシールド機能を持たせることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明の実施形態における電子部品モジュールの縦断面図、図２は本発明の実施形態における上部基材の底面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は上部基材の導通部を表す拡大斜視図、図５は本発明の実施形態における下部基材の上面図、図６は図５のＢ−Ｂ断面図、図７は下部基材の導通部を表す拡大斜視図、図８は本発明の実施形態における電子部品モジュールの側面図、図９は本発明の実施形態における治具の縦断面図である。

本実施形態における電子部品モジュール１は、電子機器に内蔵される電子部品を機能別にモジュール化したものであり、この電子部品モジュール１は図１に示すように上部基材１０と下部基材３０から構成され、電子機器のケース２に取付固定される。これら上部基材１０と下部基材３０は互いに接合して電子部品モジュール１を形成し、また接合した際に内部に閉空間５０を有する形状に形成される。

まず上部基材１０について説明する。上部基材１０は絶縁材であるプラスティック、具体的には液晶ポリマーを形成材料として射出成形により形成されたものである。本実施形態においては、この上部基材１０は図２、図３に示すように、略方形の平板状に形成される。また上部基材１０には外方に突出する外部接続部１０ａが形成され、この外部接続部１０ａに電子機器内のプリント基板や他の電子部品モジュール等と信号を授受するためのコネクタ２５が設けられている。

また、この上部基材１０の内面１１の周縁部は接合部１１ａ、１１ａとされ、この接合部１１ａ、１１ａにおいて下部基材３０と接合する。接合部１１ａ、１１ａには、複数の突起１１ｂ、１１ｂが形成される。本実施形態においてこの突起１１ｂ、１１ｂは図２、図３に示すように先端を切り落とした四角錐状に形成され、また接合部１１ａ、１１ａの各辺にそれぞれ四つずつ同じ大きさで、かつ各接合部１１ａにおいて等間隔に配置されるものである。

そして、この接合部１１ａ、１１ａの内側には銅などの金属材料により回路パターン２１が形成され、この回路パターン２１上に電子部品モジュール１の機能に応じた電子部品２３、２３が実装されている。またこの回路パターン２１は、配線２６によってコネクタ２５と接続され、外部との信号の授受を可能としている。この配線２６は接合部１１ａにおいては図２に示すように、突起１１ｂ、１１ｂが形成されていない部分を通る。

さらに、一部の突起１１ｂの表面には、図４に示すように回路パターン２１と導通する金属薄膜からなる端子部２２ａが形成されており、これらが上部基材１０の回路パターン２１と下部基材３０の回路パターン４１を導通させる導通部２２となる。また、上部基材１０において回路パターン２１のうちのアースパターン２１ａが形成された位置には、内面１１から外面１３へ貫通するスルーホール１４が形成されている。

一方、上部基材１０の側面１２及び外面１３には図３に示すように、銅などの金属材料によりシールド層２４が形成されており、空間部５０の電磁波に対するシールド機能を有している。また、このシールド層２４は上述のスルーホール１４を介して、上部基材１０の内面１１に形成された回路パターン２１のうちのアースパターン２１ａと導通している。

次に、下部基材３０について説明する。下部基材３０は上部基材１０と同様、プラスティック、具体的には液晶ポリマーを形成材料として射出成形により形成されたものである。本実施形態における下部基材３０は図５、図６に示すように、上部基材１０と略等しい大きさの概略升状に形成されたものであり、外面３３は電子機器のケース２の形状に合わせた曲面状に形成され、内面３１は中央部が凹んでおり、また周縁部が上部基材１０と接合する接合部３１ａ、３１ａとなる。そして各接合部３１ａには上部基材１０と同様、同じ大きさの突起３１ｂ、３１ｂが接合部３１ａの各辺にそれぞれ四つずつ等間隔で配置される。この下部基材３０の突起３１ｂ、３１ｂは、上部基材１０と下部基材３０が接合した際に上部基材１０の突起１１ｂ、１１ｂと接合するように、上部基材１０の突起１１ｂ、１１ｂと対向した位置に形成される。

そして、この下部基材３０の内面３１中央部には回路パターン４１が形成され、この回路パターン４１上に電子部品４３、４３が実装されている。また、接合部３１ａ、３１ａに形成された一部の突起３１ｂの表面には、図７に示すように回路パターン４１と導通する金属薄膜からなる端子部４２ａが形成されており、これらが上部基材１０の回路パターン２１と下部基材３０の回路パターン４１を導通させる導通部４２となる。

さらに下部基材３０の側面３２及び外面３３には、図６に示すようにシールド層４４が形成されており、空間部５０の電磁波に対するシールド機能を有している。ここで、下部基材３０の突起３１ｂ、３１ｂに形成された端子部４２ａ、４２ａのうち、アースパターン４１ａと導通するアース端子部４２ｂは、図７に示すようにそのまま下部基材３０の側面３２まで延出して、下部基材３０の側面３２に形成されたシールド層４４と連続して、アースパターン４１ａとシールド層４４を導通するように形成されている。

そして図１に示すように、これら上部基材１０と下部基材３０とが接合されることで、電子部品モジュール１が形成される。これにより、内部に形成された閉空間５０内に回路パターン２１、４１及び電子部品２３、４３が納められ、電子部品モジュール１の側面１２、３２及び外面１３、３３略全面がシールド層２４、４４に覆われることになり、電子部品モジュール１を略全体に渡ってシールドすることが可能となる。

この上部基材１０と下部基材３０の接合は対向する突起１１ｂ、３１ｂ同士が接合するようにしてなされる。これにより、上部基材１０と下部基材３０の接合部１１ａ、３１ａは突起１１ｂ、３１ｂの高さ分だけ離隔し、図８に示すように両接合部１１ａ、３１ａの間に間隙部５１が形成される。そして上部基材１０の回路パターン２１とコネクタ２５とを導通させる配線２６は、この間隙部５１を介して閉空間５０から表出する。また、突起１１ｂ、３１ｂ同士が接合することで、突起１１ｂ、３１ｂの表面に形成された端子部２２ａ、４２ａからなる導通部２２、４２同士も接合して、上部基材１０の回路パターン２１と下部基材３０の回路パターン４１が導通する。

このような構成にすることにより、導電層と絶縁層を多層積層することなく配線２６を外部へ表出可能となる。また導電層と絶縁層を多層積層する必要がなくなることで上部基材１０、下部基材３０の形状が平板状に限定されなくなり、電子機器のケース２の形状に合わせて自由に形状を選択することが可能となる。

以上、本実施形態における電子部品モジュール１について説明した。次に、このような電子部品モジュール１の製造方法について説明する。まず、上部基材１０、下部基材３０をそれぞれ金型を用いて射出成形により形成する。このとき、上部基材１０、下部基材３０には接合部１１ａ、３１ａの突起１１ｂ、３１ｂやスルーホール１４などが同時に形成される。成形材料としては耐熱性が高く成形安定性に優れた液晶ポリマーが適している。

そして、これら上部基材１０、下部基材３０をエッチング液に浸すことでウェット処理を施して表面全体を粗化し、無電解メッキによりシード層となる０．３μｍ厚の銅膜を成膜する。このシード層は、上部基材１０と下部基材３０に回路パターン２１、４１及びシールド層２４、４４を形成するための下地となる。

次に、図９に示すような治具３に上部基材１０、下部基材３０をそれぞれ内面１１、３１が上側を向くように配置し、これら上部基材１０、下部基材３０の内面１１、３１のシード層上にレジストを塗布する。そして回路パターン２１、４１を形成する部分のレジストが除去されるように、フォトマスクを介して露光、現像、ベーク処理を行う。

そして、上部基材１０及び下部基材３０を治具３から取外し、電気銅メッキにより表面全体に１８μｍ厚の銅膜を成膜し、続いてレジストを剥離する。これにより上部基材１０及び下部基材３０には、内面１１、３１にそれぞれ回路パターン２１、４１が形成され、側面１２、３２及び外面１３、３３にはシールド層２４、４４が形成される。

ついで、上部基材１０及び下部基材３０の内面１１、３１に対してエッチング処理を施して内面１１、３１全面を食刻することで、シード層のうち表面に回路パターン２１、４１が形成されていない部分を除去する。更に、必要に応じてソルダーレジストパターンの形成や、Ni/Au無電解メッキなどを行い、電子部品２３、４３を実装する。また上部基材１０の外部接続部１０ａにはコネクタ２５も実装し、このコネクタ２５と回路パターン２１とを配線２６で導通させる。

最後に、上部基材１０と下部基材３０とを、上部基材１０の突起１１ｂ、１１ｂと下部基材３０の突起３１ｂ、３１ｂが当接するようにして接合させる。これにより、上部基材１０と下部基材３０の回路パターン２１、４１同士が導通部２２、４２を介して導通する。接合方法としては、ＡＣＦ（異方性導電フィルム）、ＮＣＰ（無導電粒子ペースト）、半田などが使用される。接合は接合部１１ａ、３１ａの突起１１ｂ、３１ｂが若干つぶれる程度の圧力をかけると共に、必要な温度を確保して行う。突起１１ｂ、３１ｂは大きさが等しく、各接合部１１ａ、３１ａにそれぞれ４つずつ、かつ各接合部１１ａ、３１ａにおいて均等な間隔で形成されているので、各突起１１ｂ、３１ｂのつぶれ方は略均一となり、また安定した接合状態となる。またコネクタ２５と回路パターン２１とを導通させる配線２６は、接合部１１ａ、３１ａに形成された間隙部５１を介して閉空間５０から外部へ表出することで、上部基材１０と下部基材３０の接合を邪魔することもない。

以上、本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は上記実施形態に記載した事項に限定されるものではなく、例えば上記実施形態においては電子部品モジュールを上部基材と下部基材の二つの基材から構成したが、三つ以上の基材より構成するようにしてもよい。また突起についても上記実施形態においては上部基材と下部基材の両方の接合部に形成することとしたが、どちらか一方にのみ突起を形成するようにしてもよい。

本発明の実施形態における電子部品モジュールの縦断面図である。 本発明の実施形態における上部基材の底面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 上部基材の導通部を表す拡大斜視図である。 本発明の実施形態における下部基材の上面図である。 図５のＢ−Ｂ断面図である。 下部基材の導通部を表す拡大斜視図である。 本発明の実施形態における電子部品モジュールの側面図である。 本発明の実施形態における治具の縦断面図である。

符号の説明

１ 電子部品モジュール
２ ケース
３ 治具
１０ 上部基材
１０ａ 外部接続部
１１ 内面
１１ａ 接合部
１１ｂ 突起
１２ 側面
１３ 外面
１４ スルーホール
２１ 回路パターン
２１ａ アースパターン
２２ 導通部
２２ａ 端子部
２３ 電子部品
２４ シールド層
２５ コネクタ
２６ 配線
３０ 下部基材
３１ 内面
３１ａ 接合部
３１ｂ 突起
３２ 側面
３３ 外面
４１ 回路パターン
４１ａ アースパターン
４２ 導通部
４２ａ 端子部
４２ｂ アース端子部
４３ 電子部品
４４ シールド層
５０ 閉空間
５１ 間隙部

Claims (7)

1. 複数の基材を内部に閉空間を形成するように接合して構成し、各基材の内面には回路パターンを形成して電子部品を実装し、各基材の外面には導電膜からなるシールド層を略全面に形成し、上記回路パターンに外部と信号を授受する配線を接続して上記閉空間から表出させた電子部品モジュールにおいて、
   上記各基材は他の基材と接合する接合部に回路パターン同士が導通する導通部と、上記接合部同士が離隔して形成された間隙部を有し、該間隙部を介して上記配線を上記閉空間から表出させたことを特徴とする電子部品モジュール。
2. 上記接合する両基材の少なくとも一方には接合部に突起が形成され、該突起が対向する基材の接合部に当接して両基材を接合させると共に、上記突起により接合部同士を離隔させて上記間隙部を形成することを特徴とする請求項１記載の電子部品モジュール。
3. 上記基材の導通部は上記突起の表面に形成され上記回路パターンと導通する第一の端子部と、上記基材と接合する上記対向する基材の接合部に形成され上記回路パターンと導通する第二の端子部から構成されることを特徴とする請求項２記載の電子部品モジュール。
4. 上記接合する両基材の接合部には上記突起が対向状に形成されることを特徴とする請求項２又は３記載の電子部品モジュール。
5. 上記接合する両基材は複数の接合部において接合され、各接合部には上記突起が略均等な数、大きさで形成されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の電子部品モジュール。
6. 上記基材の回路パターンはアースパターンを有し、該アースパターンは上記接合部を介して上記基材外面に形成されたシールド層と導通することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子部品モジュール。
7. 上記基材は上記閉空間の内面と外面を連通するスルーホールを有し、上記回路パターンはアースパターンを有し、該アースパターンは上記スルーホールを介して上記基材外面のシールド層と導通することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子部品モジュール。

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