JP2009130107A

JP2009130107A - 電子機器

Info

Publication number: JP2009130107A
Application number: JP2007303071A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Miyagawa; 重徳宮川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2009-06-11

Abstract

【課題】より安価に機械的強度を向上させることの可能な補強構造を有するプリント回路板を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【解決手段】指紋認証モジュール６はプリント配線板８上に実装される。ユーザが指紋認証を行う際にユーザがセンサとなる端子９に対して指を押し付けることによって指紋認証モジュール６は応力を受ける。プリント配線板８の底面８ｂに補強部材２１を設けることで、プリント配線板８の撓みを抑え、接続電極１８の剥離による断線や破壊を効果的に防止することができる。補強部材２１としては、プリント配線板８の製造で生じる端材を使用しても良く、このような構成を採用することで、補強部材２１を構成する端材２２はプリント配線板８を製造する過程で生じるものであるため、より少ないコストでプリント配線板８を補強することが可能である。
【選択図】図３

Description

本発明は電子機器に関し、特に電子機器に内蔵されるプリント回路板の補強方法に関する。

現在、ポータブルコンピュータや携帯電話や電子機器には、不正利用防止のための認証手段として、パスワード入力の代わりに指紋センサでの指紋認証を行うものがある。指紋等の生体情報は、個人に特有であり生涯を通じて不変であることや、盗難されにくいこと、パスワードのように忘れることがない等の理由から認証手段として利用されている。電子機器に搭載された指紋認証モジュールは、ユーザが直接触る部品であり認証時には指紋認証モジュールに応力が加わる。ＢＧＡ型半導体パッケージで構成されるとともにプリント配線板とはんだボールで接続される指紋認証モジュールを採用すると、ユーザの認証動作によって加わる応力を直接はんだボールで受けるため、長時間使用した場合に指紋認証モジュールとプリント配線板とのはんだ付け部にクラック等の接続不良が発生する可能性がある。

そこで、プリント回路板の補強を行う方法として、例えば特許文献１に示すものが提案されている。特許文献１には、フレキシブルプリント回路板の絶縁層にプラスチックフィルムを備え、そのプラスチックフィルムに補強板を貼り合わせた構造が開示されている。複合化金属水酸化物を含有する接着剤を介してフレキシブルプリント回路板に補強板を貼着することで、接着性、耐熱性、部品実装時の耐半田リフロー性、耐洗浄性、耐実装性の向上を図っている。
特開２００２−３１４２０７号公報

しかし上記の方式の場合、基板そのものの機械的強度の向上にはさほど寄与しないという問題がある。そこで本発明の目的は、より安価に機械的強度を向上させることの可能な補強構造を有するプリント回路板を備えた電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係る電子機器は、電極パッドを有する基板と、前記基板の第１の面上に実装される半導体パッケージと、前記半導体パッケージの底面に設けられ、前記電極パッドと接触する接続電極と、剛性を有し、前記基板の第１の面とは反対側の第２の面に接着される補強部材と、を備え、前記補強部材は前記基板と同じ材質で形成されるとともに、前記基板の第２の面に接着される面が絶縁されることを特徴とする。

本発明によれば、より安価に機械的強度を向上させることの可能な補強構造を有するプリント回路板を備えた電子機器を提供することができる。

以下本発明に係る実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態に係る電子機器を示す外観斜視図である。電子機器１は本体２を備え、本体２にはヒンジ部３を介してディスプレイユニット４が回動可能に取り付けられている。本体２の前上面２ａにはタッチパッド５と指紋認証モジュール６が取り付けられている。本体２の後上面２ｂにはキーボード７が取り付けられている。本体２内には複数の電子部品を搭載したプリント配線板が収容されている。

図２は本発明の実施形態に係る指紋認証モジュールの上面を示す図である。図３は本発明の実施形態に係るプリント配線板および指紋認証モジュールの断面を示す図である。

指紋認証モジュール６はプリント配線板８上に実装される。プリント配線板８は導電体となる銅と絶縁材料を交互に積層されて構成される。指紋認証モジュール６はセンサとなる端子９を備え、端子９はチップ１０の上面１０ａに設けられる。チップ１０の上面１０ａには、端子９が露出するように開口部１２が設けられた導電リング１３が被せられる。

チップ１０はサブストレート１４上に実装されるとともに、パッケージ１５に収容される。サブストレート１４の上面１４ａに設けられた図示しない電極パッドとチップ１０から引き出されたワイヤ１６によってチップ１０とサブストレート１４との電気的接続が確保される。

サブストレート１４の底面１４ｂには例えばボール状の接続電極１８がマトリクス状に設けられる。指紋認証モジュール６がプリント配線板８上に実装された際に、接続電極１８の端部１８ａがプリント配線板８上に設けられた電極パッド２０と接触する。電極パッド２０は、サブストレート１４の底面１４ｂに設けられた接続電極１８に対応してマトリクス状に設けられる。

ユーザが指紋認証を行う際にユーザがセンサとなる端子９に対して指を押し付けることによって指紋認証モジュール６は応力を受ける。指紋認証モジュール６が応力を受けるとプリント配線板８が撓み、その歪で接続電極１８（半田ボール）の剥離による断線や破壊を引き起こす可能性がある。本実施形態のように、プリント配線板８の底面８ｂに補強部材２１を設けることで、プリント配線板８の撓みを抑え、接続電極１８の剥離による断線や破壊を効果的に防止することができる。

補強部材２１としては、例えばプリント配線板８と同じ材質のものを使うことができる。プリント配線板８の製造で生じる端材を使用しても良く、本実施形態ではプリント配線板８の製造で生じる端材２２を複数積層させることで補強部材２１としている。

端材２２同士の接続および端材２２とプリント配線板８との接続には例えばエポキシ樹脂系の接着剤が用いられる。補強部材２１の上面２１ａと、プリント配線板８の底面８ｂとが、ショートしないように、補強部材２１の上面２１ａは導電体となる銅が露出しないようにする。

例えば、プリント配線板８が０．４ｍｍの基板であれば、プリント配線板８の製造過程で生じた端材２２を所望の大きさの矩形に加工し、端材２２を４枚積層させ１．６ｍｍの補強部材２１をプリント配線板８に貼り付けて、補強部材２１を貼り付けられた部分の厚さが計２．０ｍｍとなるように補強することができる。また、プリント配線板８が１．０ｍｍの基板であれば、１．０ｍｍの厚さの端材２２を一枚だけ補強部材２１としてプリント配線板８に貼り付けて、補強部材２１を貼り付けられた部分の厚さが計２．０ｍｍとなるように補強することができる。

端材２２を積層させる際には、必要とする強度や、電子機器１内に実装する際に許容されるプリント配線板８の厚さなどを考慮して積層させる端材２２および補強部材２１の厚さを決めることができる。

このような構成を採用することで、補強部材２１を構成する端材２２はプリント配線板８を製造する過程で生じるものであるため、より少ないコストでプリント配線板８を補強することが可能である。本発明の第１の実施形態によれば、より安価に機械的強度を向上させることの可能な補強構造を有するプリント回路板を備えた電子機器を提供することができる。

図４は本発明の第２の実施形態に係るプリント配線板の断面を示す図である。図５は本発明の第２の実施形態に係るプリント配線板の底面を示す図である。以下の記載では、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

第２の実施形態に係る補強部材３１は、矩形状の開口部３５を有する端材３２を積層することで構成される。端材３２は、例えばプリント配線板８の製造過程で生じた端材を板状に切り出し、矩形状の開口部を形成することで用意することができる。プリント配線板８の底面８ｂに実装された抵抗３７やコンデンサ３８等のディスクリート部品を避けるように開口部３５の位置を合わせて補強部材３１をプリント配線板８に貼り付けることができる。

このような構成を採用することで、プリント配線板８の撓みを抑え、接続電極１８の剥離による断線や破壊を効果的に防止するとともに、プリント配線板８の底面８ｂの開口部３５を設けた領域には抵抗やコンデンサのような電子部品をことができる。したがって、本発明の第２の実施形態によれば、より安価に機械的強度を向上させるとともに、合わせて電子部品の実装密度を向上させることの可能な補強構造を有するプリント回路板を備えた電子機器を提供することができる。

図６は本発明の第３の実施形態に係るプリント配線板を示す図である。以下の記載では、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

第３の実施形態に補強部材４１は、例えばプリント配線板８の製造過程で生じた端材４２を板状に切り出し、積層することで用意することができる。プリント配線板８の底面８ｂでコネクタ５０が実装される箇所など、自由端となっている突出部５２は応力によって撓みやすく、またユーザがコネクタ５０に図示しないＬＡＮケーブル等を差し込むことがあるため、応力を受けることによる破壊が比較的起きやすいと予想される。そのため、自由端となっている突出部５２の上面８ａに補強部材４１を貼り付けることで、プリント配線板８の撓み、特に突出部５２の撓みを抑え、断線や破壊を効果的に防止することができる。

以上の説明のように、本発明の実施形態によれば、より安価に機械的強度を向上させることの可能な補強構造を有するプリント回路板を備えた電子機器を提供することができる。

本発明ではその主旨を逸脱しない範囲であれば、上記の実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。

本発明の実施形態に係る電子機器を示す外観斜視図。本発明の実施形態に係る指紋認証モジュールの上面を示す図。本発明の実施形態に係るプリント配線板および指紋認証モジュールの断面を示す図。本発明の第２の実施形態に係るプリント配線板の断面を示す図。本発明の第２の実施形態に係るプリント配線板の庭面を示す図。本発明の第３の実施形態に係るプリント配線板を示す図。

符号の説明

１…電子機器、２…本体、３…ヒンジ部、４…ディスプレイユニット、５…タッチパッド、６…指紋認証モジュール、７…キーボード、８…プリント配線板、９ …端子、１０…チップ、１２…開口部、１３…導電リング、１４…サブストレート、１５…パッケージ、１６…ワイヤ、１８…接続電極、２０…電極パッド、２１…補強部材、２２…端材、３１…補強部材、３２…端材、３５…開口部、３７…抵抗、３８…コンデンサ、４１…補強部材、４２…端材、５０…コネクタ、５２…突出部

Claims

電極パッドを有する基板と、
前記基板の第１の面上に実装される半導体パッケージと、
前記半導体パッケージの底面に設けられ、前記電極パッドと接触する接続電極と、
剛性を有し、前記基板の第１の面とは反対側の第２の面に接着される補強部材と、を備え、前記補強部材は前記基板と同じ材質で形成されるとともに、前記基板の第２の面に接着される面が絶縁されることを特徴とする電子機器。
前記補強部材は開口部を有し、前記基板の前記第２の面の一部が前記開口部から露出するとともに、前記露出された第２の面上に電子部品が実装されることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
電極パッドを有する基板と、
前記基板の第１の面上に実装される半導体パッケージと、
前記半導体パッケージの底面に設けられ、前記電極パッドと接触する接続電極と、
剛性を有し、前記基板の第１の面とは反対側の第２の面に接着される補強部材と、
を備えることを特徴とする電子機器。
前記補強部材は、マトリクス状に配置された接続電極のエリアの面積よりも大きい
ことを特徴とする請求項３記載の電子機器。
前記補強部材は、前記基板の第２の面に接着される面が絶縁されることを特徴とする請求項４記載の電子機器。
前記補強部材は、前記基板と同じ材質で形成されることを特徴とする請求項５記載の電子機器。
前記補強部材は、前記基板の製造工程で生じる端材が用いられることを特徴とする請求項６記載の電子機器。