JP2006173152A - 中継基板と立体配線構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】平面的な電子回路装置では、接続ピッチの微細化や隣接の部品間の間隔縮小等による実装密度の向上には限界がある。また、３次元的に回路基板を積層するにも接続部材の占有面積が増加する。また、接続部材と回路基板との接続信頼性の向上も課題であり、高密度実装かつ接続の高信頼性を実現できる立体配線構造体を提供することを目的とする。
【解決手段】電子部品１６を実装した第１の回路基板１と第２の回路基板２が中継基板３を介して、上下立体的に接続された構造にし、中継基板３のランド電極５の末端部６は中継基板３の末端処理材９中に埋設している。従って、高密度実装かつ冷熱衝撃や落下衝撃によって上下回路基板とランド電極間に働く剥離応力、せん断応力による剥離、クラックのきっかけを抑制または緩衝させることができ、高信頼性を実現できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子部品を実装した回路モジュール等をベース回路基板上に中継する中継基板とこれを使用した立体配線構造体に関する。

近年、絶縁回路基板上に抵抗、コンデンサや半導体素子等を実装する電子回路装置においては、機器の軽薄短小化に伴い、実装の高密度化が強く求められている。
従来、この種の電子回路装置において、部品実装の高密度化は配線ピッチの微細化や複数枚の電子回路基板を積み重ね構成により実現していた。

例えば、下記の（特許文献１）に記載された電子回路装置は、図１３に示すように、ベースプリント回路基板３１０にモジュール回路基板３５０をスペーサ３６０を介して積層した構造である。

スペーサ３６０は、上下両面にビアホール３２０で導通する球状半田３８０，３９０で仮止めした構造である。このスペーサ３６０を、ベースプリント回路基板３１０およびモジュール回路基板３５０間に仮固定した状態で一括リフロー半田付けしている。３３０はモジュール回路基板３５０に実装された表面実装部品、３４０はモジュール回路基板３５０に実装された半導体ベアチップ３４０である。

また、下記の（特許文献２）に記載の電子回路装置は、図１４に示すように、外周囲を導電性の物質でコーティングされた耐熱性弾性体４００を介して電子回路基板４１０，４３０を上下に積層した構造である。前記耐熱性弾性体４００を一方の電子回路基板４１０の接続用ランド４２０に半田付けし、他方の電子回路基板４３０の接続用ランド４４０にクリップやボルト４７０等で圧着するものである。４５０は表面実装部品、４６０は半導体ベアチップである。

また、下記の（特許文献３）に記載された電子回路装置は、図１５に示すように、接続用チップ５５０を介してマザーボード５４０にモジュール用回路基板５００を、機械的および電気的に接続した構造であり、５１０はＩＣパッケージ５１０，５２０，５３０は受動部品である。

また、下記の（特許文献４）に記載された電子回路装置は、図１６（ａ）（ｂ）に示すように、立体プリント基板６００に、レンズ６６０と光学フィルタ６７０と半導体撮像素子６１０とをレンズ６６０の光軸上に一体的に組み込んだ構成である。立体プリント基板６００は、半導体撮像素子６１０およびチップ部品６１５を接続するための配線パターン６５０を有している。６４０は立体プリント基板６００が半田付け実装されるプリント基板である。

さらに、下記の（特許文献５）に記載された電子回路装置は、図１７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、半導体撮像素子６１０と赤外フィルタ６８０とを立体プリント基板６００に装着し、この立体プリント基板６００を回路集積プリント基板６４０に実装した構造である。

また、上記以外にも一般的な接続部品であるコネクタを用いて接合する方法等もある。
特開２００１−１７７２３５号公報 特開２００１−２６７７１５号公報 特開平６−２６０７３６号公報 特開２００１−２４５１８６号公報 特開２０００−３４１５６６号公報

携帯端末装置の高機能化と軽薄短小化が進む中で、平面的な電子回路装置では、接続ピッチの微細化や隣接の部品間の間隔縮小などにより実装密度の向上をはかるには限界がある。そのために３次元的にモジュール回路基板を積層して高密度化がはかられている。

（特許文献１）のスペーサ３６０および（特許文献３）の接続用チップ５５０は、回路基板の上下面に形成されたランドと対応するランド間を接続する導電性ビアまたはビアホール３２０を介して３次元的に接続するものである。

また、（特許文献２）の積層されたモジュール回路基板間の固定にクリップ４７０やボルト等を用いた場合、固定や接続部材の占有する面積が増加するため実装面積が減少する。また、モジュール回路基板間の接続端子数の増加により、モジュール回路基板の接続に占める接続コネクタの面積が増大している。従って、モジュール回路基板間の接続面積の増大により実装密度を上げることができないという課題がある。

また、（特許文献４）および（特許文献５）の立体プリント基板６００は、撮像素子６１０の立体配線構造が開示されており、半田６２０を介して３次元的にプリント基板６４０に接続するものである。しかし、基板表面に形成された立体プリント基板６００のランド電極６３０の先端部とプリント基板６４０の配線６５０とを単に半田接続するだけでは接続の信頼性を上げることができないという課題がある。

本発明は、上記従来の課題を解決し、高密度実装かつ接続の高信頼性を実現できる中継基板を提供することを目的とする。

本発明の請求項１記載の中継基板は、第１の回路基板と第２の回路基板との間に介装される中継基板本体と、中継基板本体の前記第１の回路基板の側の面から前記第２の回路基板の側の面にわたって電気接続個所に対応して形成された基板接続配線とを有し、前記基板接続配線の前記第１の回路基板の側の端部と前記第２の回路基板の側の端部との少なくとも一方を、末端処理材に埋設したことを特徴とする。

本発明の請求項２記載の中継基板は、請求項１において、中継基板本体の上面から側面部に連なる角部と、中継基板本体の下面から側面部に連なる角部との少なくとも一方に凹部を形成し、この凹部に沿って基板接続配線を形成し、凹部にコーナ部処理材を充填し、基板接続配線のコーナ部をコーナ部処理材に埋設したことを特徴とする。

本発明の請求項３記載の中継基板は、第１の回路基板と第２の回路基板との間に介装される中継基板本体と、中継基板本体の前記第１の回路基板の側の面から前記第２の回路基板の側の面にわたって電気接続個所に対応して形成された基板接続配線とを有し、かつ前記中継基板本体は、前記第１の回路基板の側の面から側面部へ連なる角部と、前記第２の回路基板の側の面から前記側面部へ連なる角部とのうちの少なくとも一方の角部を波形曲面を備えた斜面に形成し、前記基板接続配線の端部ならびにコーナ部を前記波形曲面を備えた斜面に沿わせて貼り付けたことを特徴とする。

本発明の請求項４記載の立体配線構造体は、第１の回路基板と第２の回路基板との間に請求項１〜請求項３の何れかに記載の中継基板を介装して第１，第２の回路基板を３次元的に接続したことを特徴とする。

本発明の請求項５記載の立体配線構造体の製造方法は、第１の回路基板の電子部品と中継基板を実装する所望の端子電極上に接合層を形成する第１の工程と、前記接合層が形成された第１の回路基板上に、前記電子部品と前記中継基板を位置合わせした後に載置する第２の工程と、前記電子部品と前記中継基板が載置された第１の回路基板を熱工程により接合層を溶融もしくは硬化させて前記電子部品と前記中継基板を電気的に接合させる第３の工程と、第２の回路基板の電子部品と中継基板を実装する所望の端子電極上に接合層を形成する第４の工程と、前記接合層が形成された第２の回路基板上に、前記電子部品と前記中継基板付第１の回路基板を位置合わせした後に載置する第５の工程と、前記電子部品と前記中継基板付の第１の回路基板が載置された第２の回路基板を熱工程により接合層を溶融もしくは硬化させて前記電子部品と前記中継基板付第１の回路基板を電気的に接合させる第６の工程とを備えたことを特徴とする。

本発明の請求項６記載の立体配線構造体の製造方法は、第１の回路基板の電子部品と中継基板を実装する所望の端子電極上に、印刷等により接合層を形成する第１の工程と、前記接合層が形成された第１の回路基板上に、前記電子部品と前記中継基板を位置合わせした後に載置する第２の工程と、前記電子部品と前記中継基板が載置された第１の回路基板を熱工程により接合層を溶融もしくは硬化させて前記電子部品と前記中継基板を電気的に接合させる第３の工程と、第２の回路基板の電子部品を実装する所望の端子電極上に接合層を形成する第４の工程と、前記接合層が形成された第２の回路基板上に、前記電子部品を位置合わせした後に載置する第５の工程と、前記電子部品が載置された第２の回路基板を熱工程により接合層を溶融もしくは硬化させて前記電子部品を電気的に接合させる第６の工程と、前記電子部品付の第２の回路基板の前記中継基板付第１の回路基板を実装する所望の端子電極上に導電材料を貼付けまたは塗布する第７の工程と、前記第１の回路基板に接合された前記中継基板を前記第２の回路基板に位置合わせした後に載置する第８の工程と、前記第１の回路基板が載置された前記第２の回路基板を加圧加熱状態で保持するか、熱工程もしくは光照射工程により導電材料を硬化させて前記第１の回路基板と前記第２の回路基板とを前記中継基板を介して電気的に接合させる第９の工程とを備えたことを特徴とする。

本発明の請求項７記載の中継基板の製造方法は、上下垂直方向に回路基板を接続、中継する基板形状に第１の金型を用いて第１の樹脂を射出成形し、立体成形体を形成する第１の工程と、接続用ランド電極と側面に接続用ランド電極間を電気的に接続する基板接続配線の形成を行う部分以外に第２の金型を用いて第４の樹脂を射出成形する第２の工程と、前記立体成形体の上下面に前記接続用ランド電極部と側面には前記接続用ランド電極間を電気的に接続する前記基板接続配線部にメッキ触媒を形成する第３の工程と、前記第４の樹脂を除去し、メッキする第４の工程と、前記接続用ランド電極の末端部を第３の金型を用いて、第２の樹脂を射出成形して埋設するように覆う第４の工程とを備えたことを特徴とする。

本発明の請求項８記載の中継基板の製造方法は、請求項７において、前記中継基板の前記ランド電極の末端部がＳ字曲線状に成形された第１の絶縁性樹脂と第２の樹脂との間に埋設されるように成形する工程を備えたことを特徴とする。

本発明の請求項９記載の中継基板の製造方法は、請求項７において、前記中継基板の上下面のランド電極から側面部に連なるコーナー部の配線が樹脂中に埋設されるように２次成形する工程を備えたことを特徴とする。

本発明の中継基板は、中継基板本体に設けられた基板接続配線の末端部が末端処理材に埋設して設けられているので、冷熱衝撃や落下衝撃によっても剥がれにくく強いので、高信頼性を実現できる。

また、基板接続配線の末端部が、中継基板本体に設けられた波形曲面を備えた斜面に沿わせて貼り付けたので、冷熱衝撃や落下衝撃によっても剥がれにくく強いので、高信頼性を実現できる。

また、基板接続配線の末端部だけでなく、基板接続配線のコーナー部に対応して中継基板本体をコーナー部処理材に埋設したり、波形曲面を備えた斜面に貼り付けても、中継基板の樹脂とランド電極末端部とコーナー部の密着力が向上し、かつ、波形曲面によりせん断応力や剥離応力を抑制することにより、高信頼性を実現できる。

また、第１の回路基板または第２の回路基板に実装した各々の電子部品間を中継基板で上下に電気的に最短距離で接続することができ、立体配線構造体の周波数特性、信号の高速化が向上する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施の形態）
図１と図２は、本発明の（第１の実施の形態）における中継基板を使用した立体配線構造体を示す。図１は図２のＡ−Ａ’からみた断面図である。

図１に示す立体配線構造体は、第１の回路基板１と第２の回路基板２が、中継基板３を介して接合層４により電気的、機械的に接続された３次元接続構造（３次元モジュール）である。

第１の回路基板１は、電子部品１６（半導体装置を含む）が両面実装されており、電子部品から外部への引き出し端子電極１１が設けられているが、第１の回路基板１は他の回路基板と接続される接続配線基板もしくは機能基板の一部であってもよい。

第２の回路基板２は、電子部品（半導体装置を含む）が両面実装されており、電子部品から外部への引き出し端子電極１２が設けられているが、このようなモジュール構造であってもよいし、いわゆるマザーボードの一部であってもよい。

前記第１，第２の回路基板１，２には、図中には示していないが導電性ビアと絶縁基材から構成される。また、各回路基板は、（半導体装置を含む）電子部品１６を実装して構成される両面基板または多層配線基板である。

各電子部品１６は、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子、半導体パッケージや抵抗、コンデンサ、インダクタ等の一般の受動部品である。ベアチップ形状の電子部品をフリップチップ実装またはワイヤボンディング接続で実装することも可能である。

また、第１の回路基板１と第２の回路基板２を接続するコネクタ機能を有する前記中継基板３は、その形状が図２に示したように中央に貫通孔３ｃが形成された環状の中継基板本体３ａの必要な個所に、前記第１の回路基板１の背面側になる上面１３から、前記第２の回路基板２の上面側になる下面１４にわたって基板接続配線１０が、所定間隔で必要数だけ形成されている。具体的には、環状の中継基板本体３ａは平面形状が２０ｍｍ〜３０ｍｍ、その厚み：ｈ１＝１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ，幅：ｗ１＝０．５ｍｍ〜１．０ｍｍの大きさである。

なお、図２では、中継基板３の上下に位置する前記第１，第２の回路基板１，２を略して仮想線で示した。また、中継基板３において実際には図２では見えない個所に付いても理解しやすいように一部を実線で示している。具体的には、図２の手前側に並んだ基板接続配線１０における前記中継基板本体３ａの前記貫通孔３ｃの内壁面に沿った部分と下面１４に沿った部分となどがその一例である。図２の奥側に並んだ基板接続配線１０も手前側における基板接続配線１０と同様に構成されている。

このように構成したため、第１の回路基板１の引き出し端子電極１１は、中継基板本体３ａの前記上面１３に位置している基板接続配線１０のランド電極５ａに、接合層４を介して接合され、第２の回路基板２の引き出し端子電極１２は、中継基板本体３ａの前記下面１４に位置している基板接続配線１０のランド電極５ｂに、接合層４を介して接合されている。

ここで、接合層４は、半田、半田ボール、マイクロコネクタ、ヒートシールコネクタ、異方導電性フィルムや導電性接着剤等の各種接合部材の何れかを用いる。
このように、中継基板３を使用した立体配線構造体によると、第１，第２の回路基板１，２には、中継基板３の中央に形成された貫通孔３ｃの内側に対応するところにも電子部品１６を実装できるため、第１，第２の回路基板１，２の接続面積を確保しながら、より多くの回路部品を取り込むことができるため、高密度実装化を実現できる。

また、第１の回路基板１または第２の回路基板２に実装した電子部品１５とを中継基板３を介して最短距離で接続することにより、立体配線構造体の周波数特性が向上し、信号の高速化が可能となり、電子機器の高速動作が実現できる。

さらに、前記中継基板３の基板接続配線１０の端部に対応する位置には、中継基板本体３ａに凹部３ｂが形成されており、基板接続配線１０の端部はこの凹部３ｂの内側に沿って形成されており、各凹部３ｂには絶縁性の樹脂の末端処理材９が充填されている。

このように基板接続配線１０の端部を末端処理材９中に埋設したので、冷熱衝撃や落下衝撃によって上下基板とランド電極間に働く剥離応力、せん断応力による剥離、クラックのきっかけを抑制または緩衝させることができ、高信頼性を実現できる。

なお、第１，第２の回路基板１，２には、一般の樹脂基板や無機基板、コンポジット基板を用いることができる。特に、ガラスエポキシ基板やアラミド基材を用いた基板やビルドアップ基板、ガラスセラミック基板、アルミナ基板等が好ましい。

中継基板３の中継基板本体３ａには一般の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等を用いる。熱可塑性樹脂の場合、射出成形や切削加工、レーザー加工、ケミカル加工によって所望の形状に成形することが可能である。また、熱硬化性樹脂の場合、硬化物を切削加工することで所望の形状にすることができる。熱可塑性樹脂としてはＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＴＰＸ（ポリメチルベンテン）、ＰＥＩ（ポリアミドイミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＰＳＦ（ポリサルファオン）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＡ（ポリアミド）系、エステル系樹脂、ＳＰＳ、ＰＰＯ、ＰＰＥ、熱硬化性樹脂としては通常のエポキシ樹脂等を用いることが好ましい。中継基板３にヤング率の小さい樹脂材料を用いることにより、第１，第２の回路基板１，２の間の熱膨張係数の差によって生じるせん断応力や剥離応力を緩和することができる。

また、中継基板３の基板接続配線１０は、導電性ペーストを用いた印刷法や基板面に貼り付けられた金属箔または基板面に析出させたメッキ層をレーザー加工する等の方法で作製される。立体配線材料としてはＡｇ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｐｂの金属が用いられる。

末端処理材９は中継基板本体３ａと同じ材質または中継基板本体３ａとの接着性が良好な材質が選定されている。
なお、図１の中継基板３は、内部を詳細に示すために誇張して示しているが、基本的に図２の中継基板３と異なるものではない。また、以下の各実施の形態においても同様である。

なお、図１，図２では、基板接続配線１０の端部で中継基板本体３ａの上側１３に位置する端部と、中継基板本体３ａの下側１４に位置する端部とは、中継基板本体３ａに形成された別々の凹部３ｂに充填された末端処理材９に埋設したが、これは図３に示すように基板接続配線１０の端部で中継基板本体３ａの上側１３に位置する端部と、中継基板本体３ａの下側１４に位置する端部とを、中継基板本体３ａに形成された共通の凹部３ｄに充填された末端処理材９に埋設するように構成しても同様の効果を期待できる。特に、図３の場合には、図１，図２のように中継基板本体３ａの上側１３の凹部１０に充填した末端処理材９と中継基板本体３ａの下側１４の凹部１０に充填した末端処理材９とに分けるために必要となる樹脂成形精度を上げる必要もないので、低コスト化が実現できる。

なお、上記の各実施の形態において基板配線電極１０は中継基板３の内側でも外側であっても回路設計や電気特性が考慮されていればかまわない。
また、上記の各実施の形態において前記基板接続配線１０の前記第１の回路基板１の側の端部と前記第２の回路基板２の側の端部との両方を、末端処理材９に埋設したが、前記第１の回路基板１の側の端部と前記第２の回路基板２の側の端部との少なくとも一方を末端処理材９に埋設することによっても幾らかの効果を期待できる。

（第２の実施の形態）
図４と図５は、本発明の（第２の実施の形態）における中継基板を使用した立体配線構造体を示す。図４は図５のＡ−Ａ’からみた断面図である。

中継基板３の形状が（第１の実施の形態）とは異なっている。その他は同じである。具体的には、図１では各基板接続配線１０の端部だけが末端処理材９に埋設されていたが、この図４では、中継基板本体３ａの上面１３から貫通孔３ｃの側面部に連なる角部と、中継基板本体３ａの下面１４から貫通孔３ｃの側面部に連なる角部とに、それぞれ第２の凹部３ｅを形成し、この第２の凹部３ｅに沿って基板接続配線１０を形成し、第２の凹部３ｅにコーナ部処理材８としての樹脂を充填し、基板接続配線１０のコーナ部７をコーナ部処理材８に埋設している。コーナ部処理材８と末端処理材９は同じものまたは部位に応じた異なる樹脂などを使用する。

この構成によると、さらに冷熱衝撃や落下衝撃に強い、高信頼性を実現できる。
なお、この実施の形態では中継基板３の前記第１の回路基板１の側のコーナ部７と中継基板３の前記第２の回路基板２の側のコーナ部７との両方に第２の凹部３ｅを形成し、両方の第２の凹部３ｅにコーナ部処理材８を充填したが、中継基板３の前記第１の回路基板１の側のコーナ部７と中継基板３の前記第２の回路基板２の側のコーナ部７との少なくとも一方に第２の凹部３ｅを形成し、この第２の凹部３ｅにコーナ部処理材８を充填して基板接続配線１０のコーナ部７をコーナ部処理材８に埋設することによっても幾らかの効果を期待できる。

なお、図４，図５では、基板接続配線１０の端部で中継基板本体３ａの上側１３に位置する端部と、中継基板本体３ａの下側１４に位置する端部とは、中継基板本体３ａに形成された別々の凹部３ｂに充填された末端処理材９に埋設したが、これは図６に示すように基板接続配線１０の端部で中継基板本体３ａの上側１３に位置する端部と、中継基板本体３ａの下側１４に位置する端部とを、中継基板本体３ａに形成された共通の凹部３ｄに充填された末端処理材９に埋設するように構成しても同様の効果を期待できる。特に、図６の場合には、図４，図５のように中継基板本体３ａの上側１３の凹部１０に充填した末端処理材９と中継基板本体３ａの下側１４の凹部１０に充填した末端処理材９とに分けるために必要となる樹脂成形精度を上げる必要もないので、低コスト化が実現できる。

（第３の実施の形態）
図７は本発明の（第３の実施の形態）における中継基板を使用した立体配線構造体の概略断面図である。図１と同じ構成要素については同一の符号をつけて、説明は省略する。

図１に示した（第１の実施の形態）では、基板接続配線１０の前記第１の回路基板１の側の端部と前記第２の回路基板２の側の端部を、末端処理材９に埋設するのに、中継基板本体３ａに成された凹部３ｂには末端処理材９を充填したが、図７では、中継基板本体３ａに凹部３ｂを形成せずに、弾性を有するボンディング材１７を中継基板本体３ａの表面にボンディングして、基板接続配線１０の前記第１，第２の回路基板１，２の側の端部を、末端処理材としてのボンディング材１７に埋設している。なお、図７ではボンディング材１７をボンディングし易いように、中継基板本体３ａの断面形状が八角形に形成されている。

なお、ボンディング材１７は、中継基板本体３ａや末端処理材９に比べて低ヤング率の樹脂であってもよい。たとえば、常温加硫（ＲＴＶ）等のシリコーン樹脂等を用いる。その他は（第１の実施の形態）と同じである。さらに詳しくは、中継基板本体３ａや末端処理材９としては（液晶ポリマーＬＣＰ、ＰＰＡ）：１３．８〜１７．０ＧＰａを使用し、ボンディング材１７としてＲＴＶシリコーン：０．５〜５Ｐａもしくは低弾性エポキシ：１０〜１００ＭＰａを使用する。

このように基板接続配線１０の端部がボンディング材１７で覆って埋設したため、冷熱衝撃や落下衝撃によって第１，第２の回路基板１，２と上下のランド電極５間に働くせん断応力や剥離応力による剥離やクラックのきっかけを、抑制または緩衝させることができ、高信頼性を実現できる。

（第４の実施の形態）
図８は、本発明の（第４の実施の形態）における中継基板を使用した立体配線構造体の概略断面図である。図１，図４，図７と同じ構成要素については、同一の符号をつけて説明する。

（第２の実施の形態）における図４では、中継基板本体３ａに設けた凹部３ｂに末端処理材９を充填して埋設したが、この（第４の実施の形態）では、中継基板本体３ａの断面形状を、図８に示すように基板接続配線１０の端部に対応する位置では図７の場合と同じように傾斜辺３ｆに形成している。基板接続配線１０の端部は、この傾斜辺３ｆの上で樹脂１７をボンディングして埋設されている。さらに、中継基板本体３ａの上面１３から貫通孔３ｃの側面部に連なる角部と、中継基板本体３ａの下面１４から貫通孔３ｃの側面部に連なる角部とに、それぞれ第２の凹部３ｅを形成し、この第２の凹部３ｅに沿って基板接続配線１０を形成し、第２の凹部３ｅにコーナ部処理材８を充填し、基板接続配線１０のコーナ部７をコーナ部処理材８に埋設している点については図４と同じである。

このように構成したため、（第２の実施の形態）で述べた高信頼性はもちろん、低コストでかつ納期の短縮も実現できる。具体的には、後述の図１２に示した第２の金型１９を作って、前記末端処理材９を形成する必要がなく、低コストでかつ納期の短縮も実現できる。

（第５の実施の形態）
図９は、本発明の（第５の実施の形態）における中継基板を使用した立体配線構造体の概略断面図である。図７と同じ構成要素については、同一の符号をつけて説明する。

図７に示した（第３の実施の形態）では、基板接続配線１０の端部が中継基板本体３ａの傾斜辺３ｆにボンディングされたボンディング材１７に埋設されていたが、この（第５の実施の形態）では図９に示すように前記傾斜辺３ｆが、波面状曲面２０に形成されている。また、中継基板本体３ａのコーナ部も波面状曲面２０に形成されており、基板接続配線１０の端部とコーナー部は、何れもこの波面状曲面２０に沿って貼り付けられている。

この構成によると、基板接続配線１０の端部とコーナー部７の密着力が向上し、かつ、波形曲面としたことにより冷熱衝撃や落下衝撃によって、ランド電極５近傍に発生するせん断応力や剥離応力を抑制することにより、高信頼性を実現できる。

なお、上記の各実施の形態において、中継基板本体３ａは、前記第１の回路基板１の側の面から側面部へ連なる角部と、前記第２の回路基板２の側の面から前記側面部へ連なる角部との両方を波形曲面を備えた斜面に形成し、ここに基板接続配線１０の端部を貼り付けたが、前記第１の回路基板１の側の面から側面部へ連なる角部と、前記第２の回路基板２の側の面から前記側面部へ連なる角部とのうちの少なくとも一方の角部を波形曲面を備えた斜面に形成し、基板接続配線１０の端部を前記波形曲面を備えた斜面に沿わせて貼り付けることによっても幾らかの効果を期待できる。

なお、本発明の各実施の形態では、形状が四角形の中継基板とその中継基板の上下面に第１の回路基板と第２の回路基板を配置する構成で述べたが、これに限らず、第１の回路基板と第２の回路基板が略Ｌ字形状、三角形状、円形状等の中継基板で中継する構成としてもよい。

また、本発明の各実施の形態の中継基板３は、中央に貫通孔３ｃを有する形状であったが、貫通孔３ｃを持たない中継基板であってもよい。具体的には、中継基板３の中央の途中まで凹部を形成して貫通孔３ｃを持たない中継基板でその凹部に電子部品が実装されてもよい。

また、本発明で述べた各実施の形態は、相互に適用できることはいうまでもなく、また、これらの実施の形態に限定されるものでもない。
（第６の実施の形態）
図１０（ａ）〜（ｆ）は本発明の立体配線構造体の製造方法を示している。

図６の立体配線構造体は次の工程で製造される。
初めに、第１の回路基板１の電子部品１６と中継基板３を実装する所望の端子電極１５上に、印刷等により接合層４を形成する（図１０（ａ））。また接合層４は、メッキ方法や印刷方法（メタル版２３またはスクリーンを用いて印刷）やディスペンス方法等により形成してもよい。

次に、接合層４が形成された第１の回路基板１上に、電子部品１６と中継基板３を位置合わせした後に載置する。この時、第１の回路基板１の両面に電子部品１６が実装される場合は、第１の回路基板１の上（表）側への電子部品１６の載置が終了した後、反転させて、下（裏）側への電子部品１６と中継基板３の載置を行う（図１０（ｂ））。

次に、電子部品１６と環状の中継基板３が載置された第１の回路基板１を、リフローや硬化炉等の熱工程により前記接合層４を溶融もしくは硬化させて電子部品１６と中継基板３を電気的に接合させる（図１０（ｃ））。または、各表裏面に熱工程を行い結合させてもよい。

次に、第２の回路基板２の電子部品１６と中継基板３を実装する所望の端子電極１５上に、印刷等により接合層４を形成する（図１０（ｄ））。
次に、接合層４が形成された第２の回路基板２上に、電子部品１５と中継基板３付きの第１の回路基板１を位置合わせした後に載置する。この時、第２の回路基板２の両面に電子部品１６が実装される場合は、第２の回路基板２の上（表）側への電子部品１６の載置が終了した後、反転させて下（裏）側への電子部品１６と中継基板３付きの第１の回路基板１の載置を行う（図１０（ｅ））。ここでも裏側を先に熱工程に通してもよい。

最後に、電子部品１５と中継基板３付きの第１の回路基板１が載置された第２の回路基板２をリフローや硬化炉等の熱工程により接合層４を溶融もしくは硬化させて電子部品１６と中継基板３付き第１の回路基板１とを電気的に接合させる（図１０（ｆ））。

このような製造方法とすることにより、第１の回路基板１と第２の回路基板２とをあらかじめ別々にモジュール基板化してから接続するので、各モジュール基板の特性検査を容易に行える。

（第７の実施の形態）
図１１（ａ）〜（ｉ）は本発明の別の立体配線構造体の製造方法を示している。
図１１の立体配線構造体は次の工程で製造される。

初めに、第１の回路基板１の電子部品１６と中継基板３を実装する所望の端子電極１５上に、印刷等により接合層４を形成する（図１１（ａ））。
次に、接合層４が形成された第１の回路基板１上に、電子部品１６と中継基板３を位置合わせした後に載置する（図１１（ｂ））。

次に、電子部品１６と環状の中継基板３が載置された第１の回路基板１を、リフローや硬化炉等の熱工程により接合層４を溶融もしくは硬化させて電子部品１６と中継基板３を電気的に接合させる（図１１（ｃ））。

次に、第２の回路基板２の電子部品１６と中継基板３を実装する所望の端子電極１５上に、印刷等により接合層４を形成する（図１１（ｄ））。
次に、接合層４が形成された第２の回路基板２上に、電子部品１６を位置合わせした後に載置する（図１１（ｅ））。

次に、電子部品１６が載置された第２の回路基板２をリフローや硬化炉等の熱工程により接合層４を溶融もしくは硬化させて電子部品１６と中継基板３とを電気的に接合させる（図１１（ｆ））。

次に、電子部品１６付きの第２の回路基板２の端子電極１５上に、ＡＣＦ等の異方性導電フィルムシートや導電性接着剤等の導電材料２１を貼付けまたは塗布する（図１１（ｇ））。

次に、第１の回路基板１に接合された中継基板３を第２の回路基板２に位置合わせした後に載置する（図１１（ｈ））。
最後に、中継基板３付きの第１の回路基板１が載置された第２の回路基板２を加圧加熱状態で保持するか、少なくともソフトビームや硬化炉等の熱工程もしくは紫外線（ＵＶ線）による光照射工程により導電材料を硬化させて第１の回路基板１と第２の回路基板２とを中継基板３を介して電気的に接合させる（図１１（ｉ））。

このような製造方法とすることにより、第１の回路基板１と第２の回路基板２とをあらかじめ別々にモジュール基板化してから接続するので、各モジュール基板の特性検査を容易に行え、また、第１の回路基板１と第２の回路基板２との接続温度を低温化することができるので、実装される電子部品１６や中継基板３への温度負荷や回路基板や中継基板３の反り、うねりによる接続不安定性を抑制し、電気的、機械的な接続信頼性の高い接続構造が実現できる。

（第８の実施の形態）
図１２（ａ）〜（ｅ）は本発明の中継基板３の製造方法を示している。
図６の立体配線構造体に使用する中継基板３は次の工程で製造される。

図１２（ａ）〜（ｅ）において、第１の金型は１８、第２の金型は１９、第４の樹脂は２５、第３の金型は２６である。ここではそれぞれを仮想線で図示した。
初めに、上下垂直方向に第１，第２の回路基板１，２を接続、中継する基板形状に中継基板本体３ａを、第１の金型１８を用いて第１の絶縁性樹脂を射出成形する（図１２（ａ））。

次に、接続用ランド電極５と側面に接続用ランド電極５間を電気的に接続する基板接続配線１０の形成を行う部分以外を第２の金型１９を用いて第４の樹脂２５を射出成形する（図１２（ｂ））。

次に、中継基板本体３ａの上下面に接続用ランド電極５の部分と側面には接続用ランド電極５間を電気的に接続する基板接続配線１０の部分にメッキ触媒２７を形成する（図１２（ｃ））。

次に、第４の樹脂２５を除去し、メッキをする（図１２（ｄ））。第４の樹脂２５はレジストの役目をするものであり、弱アルカリや弱酸性や加熱により溶融させることができる。例えば、生分解性ポリ乳酸樹脂（ＰＬＬＡ）を用いると溶解は弱アルカリ温水で行うことができる。

最後に、第３の金型２６を用いて、末端処理材９を射出成形して接続用ランド電極５の末端部６を埋設するように覆う（図１２（ｅ））。
このような製造方法とすることにより、ランド電極５の近傍の末端部６を冷熱衝撃や落下衝撃によるせん断応力や剥離応力から抑制、緩和することができるので、電気的、機械的に接続信頼性の高い接続用中継基板３が実現できる。

また、中継基板３のランド電極５の末端部６がＳ字曲線状に成形されたコーナ部処理材８上に形成されたあと、末端処理材９で埋設されるように成形する製造方法とすることにより、より冷熱衝撃や落下衝撃によるせん断応力や剥離応力から抑制、緩和することができる。

また、中継基板３の上下面のランド電極５から側面部に連なるコーナー部７の配線も末端処理材９で埋設されるように２次成形する製造方法とすることにより、より冷熱衝撃や落下衝撃によるせん断応力や剥離応力から抑制、緩和することができる。

本発明の立体配線構造体は、第１の回路基板と第２の回路基板を中継基板を介して接続する３次元接続構造であり、回路基板間を接合すると共に高密度実装を実現できる。そのため、高機能、多機能でコンパクト化が要望される携帯電話機等をはじめとする各種のモバイル機器、自動車などのドアリモコンといった携帯端末装置に広く利用できる。

本発明の第１の実施の形態における立体配線構造体の概略断面図 同立体配線構造体の中継基板の概略斜視図 本発明の第１の実施の形態の別の例における立体配線構造体の概略断面図 本発明の第２の実施の形態における立体配線構造体の概略断面図 同立体配線構造体の中継基板の概略斜視図 本発明の第２の実施の形態の別の例における立体配線構造体の概略断面図 本発明の第３の実施の形態における立体配線構造体の概略断面図 本発明の第４の実施の形態における立体配線構造体の概略断面図 本発明の第５の実施の形態における立体配線構造体の概略断面図 本発明の第６の実施の形態における立体配線構造体の製造方法の工程図 本発明の第７の実施の形態における立体配線構造体の製造方法の工程図 本発明の第８の実施の形態における中継基板の製造方法の工程図 （特許文献１）の電子回路装置の断面図 （特許文献２）の電子回路装置の断面図 （特許文献３）の電子回路装置の断面図 （特許文献４）の電子回路装置の断面図 （特許文献５）の電子回路装置の断面図

符号の説明

１ 第１の回路基板
２ 第２の回路基板
３ 中継基板
３ａ 中継基板本体
３ｂ 凹部
３ｃ 貫通孔
３ｄ 凹部
３ｅ 凹部
３ｆ 傾斜辺
４ 接合層
５ ランド電極
６ 基板接続配線の末端部
７ コーナー部
８ コーナ部処理材
９ 末端処理材
１０ 基板接続配線
１１ 引き出し端子電極
１２ 引き出し端子電極
１３ 上面
１４ 下面
１５ 端子電極
１６ 電子部品
１７ ボンディング材
１８ 第１の金型
１９ 第２の金型
２０ 波面状曲面
２３ メタル版
２４ スキージ
２５ 第４の樹脂
２６ 第３の金型

Claims (10)

1. 第１の回路基板と第２の回路基板との間に介装される中継基板本体と、
   中継基板本体の前記第１の回路基板の側の面から前記第２の回路基板の側の面にわたって電気接続個所に対応して形成された基板接続配線と
   を有し、前記基板接続配線の前記第１の回路基板の側の端部と前記第２の回路基板の側の端部との少なくとも一方を、末端処理材に埋設した
   中継基板。
2. 中継基板本体の上面から側面部に連なる角部と、中継基板本体の下面から側面部に連なる角部との少なくとも一方に凹部を形成し、この凹部に沿って基板接続配線を形成し、凹部にコーナ部処理材を充填し、基板接続配線のコーナ部をコーナ部処理材に埋設した
   請求項１に記載の中継基板。
3. 第１の回路基板と第２の回路基板との間に介装される中継基板本体と、
   中継基板本体の前記第１の回路基板の側の面から前記第２の回路基板の側の面にわたって電気接続個所に対応して形成された基板接続配線と
   を有し、かつ前記中継基板本体は、前記第１の回路基板の側の面から側面部へ連なる角部と、前記第２の回路基板の側の面から前記側面部へ連なる角部とのうちの少なくとも一方の角部を波形曲面を備えた斜面に形成し、前記基板接続配線の端部ならびにコーナ部を前記波形曲面を備えた斜面に沿わせて貼り付けた
   中継基板。
4. 第１の回路基板と第２の回路基板との間に請求項１〜請求項３の何れかに記載の中継基板を介装して第１，第２の回路基板を３次元的に接続した
   立体配線構造体。
5. 第１の回路基板の電子部品と中継基板を実装する所望の端子電極上に、接合層を形成する第１の工程と、
   前記接合層が形成された第１の回路基板上に、前記電子部品と前記中継基板を位置合わせした後に載置する第２の工程と、
   前記電子部品と前記中継基板が載置された第１の回路基板を熱工程により接合層を溶融もしくは硬化させて前記電子部品と前記中継基板を電気的に接合させる第３の工程と、
   第２の回路基板の電子部品と中継基板を実装する所望の端子電極上に接合層を形成する第４の工程と、
   前記接合層が形成された第２の回路基板上に、前記電子部品と前記中継基板付第１の回路基板を位置合わせした後に載置する第５の工程と、
   前記電子部品と前記中継基板付の第１の回路基板が載置された第２の回路基板を熱工程により接合層を溶融もしくは硬化させて前記電子部品と前記中継基板付第１の回路基板を電気的に接合させる第６の工程と
   を備えた
   立体配線構造体の製造方法。
6. 第１の回路基板の電子部品と中継基板を実装する所望の端子電極上に接合層を形成する第１の工程と、
   前記接合層が形成された第１の回路基板上に、前記電子部品と前記中継基板を位置合わせした後に載置する第２の工程と、
   前記電子部品と前記中継基板が載置された第１の回路基板を熱工程により接合層を溶融もしくは硬化させて前記電子部品と前記中継基板を電気的に接合させる第３の工程と、
   第２の回路基板の電子部品を実装する所望の端子電極上に接合層を形成する第４の工程と、
   前記接合層が形成された第２の回路基板上に、前記電子部品を位置合わせした後に載置する第５の工程と、
   前記電子部品が載置された第２の回路基板を熱工程により接合層を溶融もしくは硬化させて前記電子部品を電気的に接合させる第６の工程と、
   前記電子部品付の第２の回路基板の前記中継基板付第１の回路基板を実装する所望の端子電極上に導電材料を貼付けまたは塗布する第７の工程と、
   前記第１の回路基板に接合された前記中継基板を前記第２の回路基板に位置合わせした後に載置する第８の工程と、
   前記第１の回路基板が載置された前記第２の回路基板を加圧加熱状態で保持するか、少なくとも熱工程もしくは光照射工程により導電材料を硬化させて前記第１の回路基板と前記第２の回路基板とを前記中継基板を介して電気的に接合させる第９の工程と
   を備えた立体配線構造体の製造方法。
7. 上下垂直方向に回路基板を接続、中継する基板形状に第１の金型を用いて第１の樹脂を射出成形し、立体成形体を形成する第１の工程と、
   接続用ランド電極と側面に接続用ランド電極間を電気的に接続する基板接続配線の形成を行う部分以外に第２の金型を用いて第４の樹脂を射出成形する第２の工程と、
   前記立体成形体の上下面に前記接続用ランド電極部と側面には前記接続用ランド電極間を電気的に接続する前記基板接続配線部にメッキ触媒を形成する第３の工程と、
   前記第４の樹脂を除去し、メッキする第４の工程と、前記接続用ランド電極の末端部を第３の金型を用いて、第２の樹脂を射出成形して埋設するように覆う第４の工程と
   を備えた
   中継基板の製造方法。
8. 前記中継基板の前記ランド電極の末端部がＳ字曲線状に成形された第１の絶縁性樹脂と第２の樹脂との間に埋設されるように成形する工程を備えたことを特徴とする
   請求項７記載の中継基板の製造方法。
9. 前記中継基板の上下面のランド電極から側面部に連なるコーナー部の配線が樹脂中に埋設されるように２次成形する工程を備えたことを特徴とする
   請求項７記載の中継基板の製造方法。
10. 請求項４に記載の立体配線構造体によって電気回路基板が実装された携帯端末装置。

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