JP2007273669A - Electronic component mounting circuit board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電子部品実装回路基板に係り、特に各種電子機器の機能操作ボードに好適する電子部品実装回路基板の改良に関する。 The present invention relates to an electronic component mounting circuit board, and more particularly to an improvement of an electronic component mounting circuit board suitable for a function operation board of various electronic devices.
近年、各種電子機器の分野等ではその小形化、薄型化及び軽量化が要求され、これら電子機器に組み込まれる機能操作ボタン、テンキー或いはキーボードなどのスイッチ操作部及び表示パネル部を備えた薄形の機能操作ボードを構成する電子部品実装回路基板が広く使用されている。 In recent years, in the field of various electronic devices and the like, miniaturization, thickness reduction, and weight reduction are required, and a thin type equipped with a switch operation unit such as a function operation button, a numeric keypad or a keyboard and a display panel unit incorporated in these electronic devices. An electronic component mounting circuit board constituting a function operation board is widely used.
この種の機能操作ボードに好適する電子部品実装回路基板の従来技術の一例としては、特許文献1の図5に示されるようなメンブレンスイッチ構造が知られている。即ち、特許文献1には、絶縁基板上に回路配線層を有する回路基板の配線層側に、可撓性のメンブレンシートが離間して対面するように配置され、部品収容用の複数の貫通孔を有するスペーサが前記回路基板とメンブレンシートとの間に介在され、これらが一体となって、フラット状の部品ケースを構成していることが示されている。
As an example of the prior art of an electronic component mounting circuit board suitable for this type of function operation board, a membrane switch structure as shown in FIG. 5 of
そして、前記スペーサの一貫通孔においては、前記配線層の一部であるランドに電子部品としての表面実装用チップLEDが取付けられ、他の貫通孔においては、前記絶縁基板とメンブレンシートの対向面に1対のスイッチ接点が設けられ、前記電子部品実装回路基板に種々のスイッチ接点や電子部品が実装されるようになっている。 In one through hole of the spacer, a surface mounting chip LED as an electronic component is attached to a land which is a part of the wiring layer, and in the other through hole, the opposing surface of the insulating substrate and the membrane sheet A pair of switch contacts is provided on the electronic component mounting circuit board, and various switch contacts and electronic components are mounted on the electronic component mounting circuit board.
また、特許文献2には、特許文献1と同様なメンブレンスイッチ構造が示され、数多くのスイッチ接点やLED等の電子部品の実装が行われ、前記メンブレンシートに相当する表面シートにスイッチ操作部のテンキーや表示窓部の数字セグメン表示を備えた電子部品実装回路基板が示されている。
Further,
次に、従来から一般的に行われている前記電子部品(例:LED装置)の前記電子部品実装回路基板への実装の一例について図4を参照して説明する。 Next, an example of mounting the electronic component (eg, LED device) generally performed on the electronic component mounting circuit board that has been conventionally performed will be described with reference to FIG.
図中下側の回路配線基板40は、絶縁基板41の表面に1対のランド部42、43を有する配線層を設けて形成されている。前記配線基板40の上側には、絶縁スペーサ(図示せず)によって離間して支持された可撓性のメンブレンシート44が対設されている。実装部品チップとしてのLED装置45は、1対のリード端子45b、45cが設けられた絶縁チップ45a、一方のリード端子45b上にマウントされたLED素子45d、前記素子の上端を他方のリード端子45cに接続するボンディングワイヤ45e及びLED素子45dの光通路側の透光性樹脂外囲器45fを有する。
The lower
そこで、前記1対のランド部42、43に導電性接着層46、47をそれぞれ塗布し、前記接着層46、47上に前記LED装置45の1対のリード端子45b、45cを位置合わせし、前記導電性接着層を硬化させて前記LED装置45をランド部42、43に電気的に接続して実装する。硬化後の前記接着層46、47及びLED装置45の1対のリード端子45b、45cは、樹脂封止層48の塗布及び硬化工程によって被覆保護される。
Therefore, conductive
前記樹脂封止層48の塗布工程は、一般に、封止樹脂材が充填されたシリンジ49を有したディスペンサと称する塗布機によるディスペンス法を適用して行われる。即ち、前記シリンジ49の針49a先端より注出させた封止樹脂材が、前記各接着層46、47、各リード端子45b、45c及び透光性樹脂外囲器45fの根元などの被塗布部分表面に亘ってディップする状態で塗布される。
The application process of the
ところが、このように封止樹脂材を被塗布部分にディップする状態で塗布された樹脂封止層48は、前記封止樹脂材の塗布や硬化段階で樹脂が流動拡散して樹脂ダレ48a、48bを有する形状となり易い。前記樹脂ダレのために、各導電性接着層46、47や各リード端子45b、45c上において、前記樹脂封止層48の肉厚が部分的或いは局部的に薄くなり、部品チップの配線基板への接着強度の増強や部品チップに対する不所望な外的作用からの保護が不充分となるなどの問題がある。前記外的作用からの保護とは、部品チップへの外部応力(衝撃など)に対する保護や前記各導電性接着層や各リード端子への外気侵入に対する保護であるパッシベーションなどを意味する。
However, the
前記樹脂ダレの発生は封止面積を拡大し、前記電子部品実装回路基板の小形化や高密度実装を阻害する要因にもなる。また、前記封止樹脂材の塗布量や塗布形状のバラツキが生じ易く、前記接着強度などの実装上の性能のバラツキが各実装部品の個体差として発生し易い。 The occurrence of the resin sag increases the sealing area, and becomes a factor that hinders downsizing and high-density mounting of the electronic component mounting circuit board. In addition, variations in the application amount and application shape of the sealing resin material are likely to occur, and variations in mounting performance such as the adhesive strength are likely to occur as individual differences among the mounted components.
実装される電子部品が前記LED装置45の場合は、前記透光性樹脂外囲器45fの表面の前記樹脂封止層48の厚さが前記塗布バラツキに起因して不均一となったり、前記封止樹脂材が塗布作業を誤って前記外囲器45fの上面に部分的に付着されたりすることがあり、各LED装置相互間に輝度分布の不均一さや不所望な光散乱に関する個体差を生じることがある。
本発明は、前記従来技術のような問題を解決するためになされたものであり、樹脂封止層の形状及び肉厚のバラツキが抑えられ、部品チップの配線基板への接着強度の増強や部品チップに対する不所望な外的作用からの保護などが向上された電子部品実装回路基板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and variation in the shape and thickness of the resin sealing layer can be suppressed, and the adhesion strength of the component chip to the wiring board can be increased. An object of the present invention is to provide an electronic component-mounted circuit board with improved protection from undesired external effects on the chip.
請求項1に記載の発明の電子部品実装回路基板は、絶縁基板上に形成された複数の回路配線層を有する回路配線基板と、前記回路配線基板上に離間して対設された対面パネルと、前記回路配線層に導電性接着層によって接続され前記配線基板及び対面パネル相互間に実装された複数の電子部品と、前記電子部品及び前記導電性接着層の表面を覆って射出成形された樹脂封止層とを備えたことを特徴とする。 An electronic component mounting circuit board according to a first aspect of the present invention includes a circuit wiring board having a plurality of circuit wiring layers formed on an insulating substrate, and a facing panel provided on the circuit wiring board so as to be spaced apart from each other. A plurality of electronic components connected to the circuit wiring layer by a conductive adhesive layer and mounted between the wiring board and the facing panel, and a resin injection-molded to cover the surfaces of the electronic component and the conductive adhesive layer And a sealing layer.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電子部品実装回路基板において、前記複数の電子部品の少なくとも一つは前記対面パネル側に光通路を有する光素子装置であり、前記樹脂封止層は前記光素子装置の光通路側を覆う透光性樹脂の射出成形によって形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the electronic component mounted circuit board according to the first aspect, at least one of the plurality of electronic components is an optical element device having an optical path on the facing panel side, and the resin seal The stop layer is formed by injection molding of a translucent resin that covers the optical path side of the optical element device.
本発明の電子部品実装回路基板によれば、前記回路配線層に導電性接着層により接続実装された複数の電子部品及び前記導電性接着層の表面が、射出成形された所定量の樹脂封止層によって覆われ、前記樹脂封止層の形状及び肉厚は射出成形型通りに整えられている。そのために、前記射出成形樹脂封止層の形状及び肉厚のバラツキは抑えられ、部品チップの配線基板への接着強度の増強や部品チップに対する不所望な外的作用からの保護などが確実に向上するという効果を奏する。 According to the electronic component mounting circuit board of the present invention, a plurality of electronic components connected and mounted on the circuit wiring layer by a conductive adhesive layer and the surface of the conductive adhesive layer are resin-molded in a predetermined amount. The shape and thickness of the resin sealing layer are covered with an injection molding die. Therefore, variations in the shape and thickness of the injection-molded resin sealing layer are suppressed, and the adhesion strength of the component chip to the wiring board is enhanced and the protection against undesired external action on the component chip is reliably improved. The effect of doing.
また、前記電子部品が光素子装置である場合、光通路側を覆う前記樹脂封止層は、透光性樹脂の射出成形によって形成されているために、その形状及び肉厚が射出成形型通りに整えられた導光体として機能させることができ、均一な光量や輝度などの光分布をもって光伝達させることができる。また、各光素子装置子相互に光分布特性の個体差がなくなるという効果を奏する。 Further, when the electronic component is an optical element device, the resin sealing layer covering the light path side is formed by injection molding of a translucent resin, so that the shape and thickness thereof are the same as the injection mold. It can function as a light guide arranged in a uniform manner, and can transmit light with a uniform light distribution such as light quantity and luminance. Further, there is an effect that there is no individual difference in light distribution characteristics between the optical element devices.
以下に、本発明による電子部品実装回路基板の一実施形態について図1乃至図3を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態である電子部品実装回路基板を示す断面図、図2は前記実装回路基板に実装されたLED装置を示す拡大断面図、図3は前記LED装置の封止方法を説明するための拡大断面図である。また、図1乃至図3を通じて同一構成部分については同一符号を付して示されている。 An embodiment of an electronic component mounting circuit board according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a cross-sectional view showing an electronic component mounting circuit board according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing an LED device mounted on the mounting circuit board, and FIG. 3 is a sealing method of the LED device. It is an expanded sectional view for demonstrating. Further, the same components are denoted by the same reference numerals throughout FIGS. 1 to 3.
まず、図1に示された電子部品実装回路基板の図中下側の回路配線基板1は、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)製の平板状の絶縁基板2の表面上に、回路パターンを構成するために、例えば銀ペーストをスクリーン印刷することにより回路配線層が形成されている。図中には、前記回路配線層の一部分であるスイッチセル用第1接点層S1、電子部品用第1及び第2ランド層L1、L2(これら各層の詳細は後述する)が示されている。
First, the
前記回路配線基板1の上側に対面する平板状の対面パネル3は、例えばPET或いはPEN(ポリエチレンナフタレート)製のフレキシブルフィルムで構成され、前記配線基板1の上表面から離間して対設されている。
The flat facing
前記配線基板1と対面パネル3との間に介在された例えばPET或いはPEN製の平板状の絶縁スペーサ4は、例えば第1貫通孔5及び第2貫通孔6のように複数の貫通孔を有している。そして、前記スペーサ4の両面には、前記配線基板1及び対面パネル3が粘着材(図示せず)によってそれぞれ接着固定されている。
The flat insulating spacer 4 made of, for example, PET or PEN interposed between the
前記スペーサ4の第1貫通孔5の位置にはスイッチセルSが設けられており、前記スイッチセルSは、前記回路配線基板1及び前記対面パネル3の各対向表面にそれぞれ形成された1対の第1及び第2接点層S1、S2を有する。前記第1接点層S1は、前記配線基板1の前記回路配線層の一部分としてつながって前記絶縁基板2の上面に形成され、第2接点層S2も同様に回路配線層につながって前記対面パネル3の下面(内面)に形成されている。そして、前記スイッチセルSは、フレキシブルな前記対面パネル3を前記スイッチセルSの位置で押圧及び解除の操作を行うことによって、前記両接点層S1、S2間のオン/オフ動作を行う。なお、第1及び第2接点層S1、S2の各表面は導電性カーボン被覆(図示せず)が施されている。
A switch cell S is provided at the position of the first through-
前記スペーサ4の第2貫通孔6に対応する位置は電子部品チップの実装領域Mであり、前記回路配線基板1の前記絶縁基板2の表面には、回路配線層の一部分としてつながる第1及び第2ランド層L1、L2が形成されている。そして、第1及び第2ランド層L1、L2には例えばLED(発光ダイオード)装置のような電子部品20が電気的に接続されて前記第2貫通孔6内で回路配線基板1上に取り付け実装されている。
The position corresponding to the second through-hole 6 of the spacer 4 is an electronic component chip mounting region M, and the first and second connected to the surface of the
実用的には、前記電子部品実装回路基板は、適用電子機器の機能数に応じた機能操作ボードとなるように、回路配線基板1に数多くのランド層や前記貫通孔のような実装空間が設けられ、数多くのスイッチや電子部品が実装される。そして、電子部品としては、受動素子(抵抗、インダクタ、キャパシタなど)や能動素子(トランジスタ、IC、LEDなど)などの装置部品チップが適宜選択的に組合わせて用いられる。
Practically, the electronic component mounting circuit board is provided with a number of land layers and mounting spaces such as the through holes in the
前記対面パネル3は、前記実装領域Mにおいて、前記電子部品20の外形高さに応じて外方(上方)へ凸状となるエンボス形状を有するように示されているが、これは前記スイッチセルSの接点層間隔を大きくできる場合や電子部品の高さ或いはその実装高さが低い場合には、エンボスを設けず平坦にしておいてもよい。
The facing
また、前記回路配線基板1、対面パネル3及びスペーサ4による一体化構造は、所謂メンブレン構成となり、実装される数多くのスイッチ接点やLED等の電子部品に対する収容ケースとして機能しており、前記対面パネル3には、スイッチ操作部のテンキーや表示窓部の数字セグメン表示が可能な表示パネルとしての機能をもたせることもできる。なお、前記第2貫通孔6は、個々の電子部品に対応してそれぞれ形成された小径のものであっても、複数の電子部品を一ユニットとして収容できる大径のものであってもよい。
The integrated structure of the
次に、図2を参照して、前記電子部品20及びその実装構造を詳細に説明する。ここでは、前記電子部品20は、実装部品チップとしてのLED装置であり、例えばセラミック板製の絶縁チップ20a、前記絶縁チップの両側方に形成されたメタライズ層(例えば銀メタライジング後、金メッキを施す)からなる1対のリード端子20b及び20c、一方のリード端子20bの前記絶縁チップ20a上面に延在する部分にマウントされたLED素子20d、前記素子の上端を他方のリード端子20cに接続するボンディングワイヤ20e、及びLED素子20dの光通路側に透明エポキシ樹脂モールドを施して形成された透光性樹脂外囲器20fを有する。
Next, the
そして、前記LED装置20の前記1対のリード端子20b及び20cは、絶縁チップ20aの下面側において、前記回路配線層の第1及び第2ランド層L1、L2に対向配置され、例えばエポキシ系樹脂に銀粒子を混入した導電性接着材からなる導電性接着層21、22によってそれぞれ電気的に接続かつ固定されている。
The pair of
前記LED装置20の透光性樹脂外囲器20f側に形成された樹脂封止層23は、前記LED装置20、前記導電性接着層21、22及び前記第1及び第2ランド層L1、L2の各端部に亘って、これら部品及び各層を全体的に包み込むように、例えばエポキシ系樹脂またはシリコン系樹脂製の透光性の封止樹脂材を射出成形することによって形成されている。
The
そして、前記樹脂封止層23は、前記リード端子とランド層との導電性接着層による接着強度を増強し、部品チップを含む実装構造に対する不所望な外的作用からの保護、即ち、部品チップへの外部応力に対する保護や前記各導電性接着層や各リード端子への外気(湿気や汚染成分など)の侵入に対するパッシベーションなどの保護の作用を有している。
The
また、前記樹脂封止層23は、外部応力(打鍵などの押圧力や衝撃)からLED素子20dなどの部品を保護する外囲器としての機能をもつことができるので、前記透光性樹脂外囲器20fの厚さを従来よりも薄く製作することによって、前記樹脂封止層23による部品実装高さの増加を低目に抑えることも可能である。
In addition, the
前記対面パネル3を表示パネルとして利用するために、前記実装領域Mのエンボス部分に文字表示面を形成し、前記LED装置20による照射光によって前記文字表示を光学的に視認できるようにする場合には、前記樹脂封止層23はLED素子20dからの光を前記文字表示部に有効に導く導光体(或いは導光管)として機能させることができる。従って、実装工程において、前記電子部品以外の個別部品としての導光体(或いは導光管)を格別に用意する必要がなくなる。
In order to use the facing
従って、前記樹脂封止層23は、その横断面が前記文字表示部の形状及び面積と同等となるように、また、その先端が前記表示部の内面に近接または接触する程度の高さとなるような形状に成形するとよい。その場合は、LED素子20dの光学特性に見合った輝度や光量の均一分布光が表示部に照射され、文字を鮮明に表示させることができる。
Accordingly, the
更に、前記樹脂封止層23は、外部応力(打鍵などの押圧力や衝撃)からLED素子20dなどの部品を保護する外囲器としての機能を合わせもつことができる。従って、前記透光性樹脂外囲器20fを従来一般的な厚さよりも薄くすることができるので、前記樹脂封止層23による部品実装高さの増加を低目に抑えることも可能である。
Furthermore, the
次に、前記電子部品実装回路基板の製造方法を図1及び図3を参照して説明する。まず、絶縁基板2表面に銀ペーストをスクリーン印刷して前記第1接点層S1、第1及び第2ランド層L1、L2を含む回路配線層を形成した回路配線基板1を用意する。前記第1及び第2ランド層L1、L2の各表面に前記導電性接着材をスクリーン印刷法或いはディスペンス法によって塗布し導電性接着層21、22を形成する。前記導電性接着層21、22上に前記LED装置20の前記各リード端子20b、20cの下面を位置合わせして重ね、前記導電性接着層21、22を熱硬化させて前記各リード端子20b、20cを各ランド層L1、L2に接続固定する。
Next, a method for manufacturing the electronic component mounted circuit board will be described with reference to FIGS. First, a
そして、射出成形型30を用意する。前記射出成形型30は、前記樹脂封止層23が、前述したように前記対面パネル3の前記文字表示部に有効に導く導光体として機能させるのに必要な横断面形状、面積及び高さの柱状に設計された空洞壁面31、及び前記空洞壁面31から空洞内に通じる絶縁樹脂材導入路32を有する。
Then, an
そこで、前記射出成形型30を、第1及び第2ランド層L1、L2上の導電性接着層21、22及びLED装置20を全体的に覆うようにして前記回路配線基板1上に被せ、高圧力付勢された封止樹脂材を前記導入路32を通じて前記空洞内全体に射出して充満させると共に熱硬化させることによって前記樹脂封止層23を形成する。従って、前記樹脂封止層23は、前記空洞容積に見合った一定量の封止樹脂材で構成される。なお、前記導入路32の先端射出口は前記LED装置20の絶縁チップ20aの側方位置に配されているが、その位置は適宜選択して形成されてもよい。
Therefore, the
その後、前記回路配線基板1上にスペーサ3及び対面パネル3を重ねてこれらを粘着材にて接着して電子部品実装回路基板を製作する。
Thereafter, the
このような本発明の実施形態に係る電子部品実装回路基板によれば、前記樹脂封止層23は、射出成形型の設計寸法及び形状に従った構造が得られ、従来におけるような樹脂ダレがなく、所定の形状及び肉厚に整えられる。従って、従来におけるような封止樹脂材の塗布量や形状のバラツキがなくなり、前記リード端子とランド層との導電性接着層による接着強度の強化や電子部品を含む実装構造に対する前述のような不所望な外的作用からの保護が確実に向上するという効果がある。このような効果は、多数の電子部品の実装における個体差を殆ど生じることなく得ることができ、より一層品質の揃った製品を提供することができる。
According to the electronic component mounting circuit board according to the embodiment of the present invention, the
また、前記従来のような樹脂ダレによる封止面積の拡大がなくなるために、前記電子部品実装回路基板の小形化や高密度実装が向上する。更には、電子部品の外形や寸法に応じて、射出成形型の空洞壁面31の形状や空洞容積を変更することにより、実装電子部品に対する樹脂封止層の形状及び寸法を自在に制御或いは設定することができる。
Further, since the sealing area does not increase due to the resin sag as described above, the electronic component mounting circuit board can be miniaturized and high-density mounting can be improved. Furthermore, by changing the shape and cavity volume of the
なお、前記回路配線基板1は、絶縁基板に銅箔をラミネートした所謂FPC(フレキシブル配線基板)やRPC(リジッド配線基板)を用いて形成してもよい。光関係の実装可能な電子部品としては、発光素子としての有機EL或いは受光素子としてのフォトダイオードを備えた発光または受光装置などを用いることができるので、これら光関係の装置を光素子装置と総称して取り扱う。
The
1 回路配線基板
2 絶縁基板
3 対面パネル
4 絶縁スペーサ
5、6 貫通孔
20 電子部品(LED装置)
21、22 導電性接着層
23 樹脂封止層
30 射出成形型
31 空洞壁面
L1、L2 回路配線層のランド層
M 実装領域
S スイッチセル
S1、S2 接点層
DESCRIPTION OF
21, 22
Claims (2)
2. The electronic component mounting circuit board according to claim 1, wherein at least one of the plurality of electronic components is an optical element device having an optical path on the facing panel side, and the resin sealing layer is a light of the optical element device. An electronic component mounting circuit board formed by injection molding of a translucent resin covering the passage side.
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JP2015020447A (en) * | 2013-07-16 | 2015-02-02 | 株式会社フジクラ | Membrane switch, sensor unit and seat device |
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