JP2010171407A5

JP2010171407A5 -

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Publication number: JP2010171407A5
Application number: JP2009290673A
Authority: JP
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2012-11-29
Anticipated expiration: 2029-12-22

Description

さらに一層の高密度な実装を可能にするために、複数の印刷配線板を、その間にコネクタを介在させて積層するとともに、電気的に接続するという構造が開発され、一部の電子装置に適用されるようになって来ている。具体的には、積層しようとする２つの印刷配線板のそれぞれ対応する主面の中央部分に、対となるコネクタを取り付け、これらのコネクタ同士を結合することによって、２つの印刷配線板をそれらの主面の鉛直方向に積み重ねる。このような積層構造では、印刷配線板に対して主面の鉛直方向に加えられる荷重のほとんどがコネクタ部分に集中し、そこに応力が生じる。その結果、コネクタ内での電気的接続部分が破壊されるというおそれがある。さらに過大な応力が生じると、コネクタ自体が破損してしまうというおそれがある。また、スタック状に積み重ねられた印刷配線板の端部に局部的に荷重が加わると、荷重の加えられた部分側の間隔が狭まって、印刷配線板同士や電子部品同士が接触してしまう。最悪の場合には、それらが破損してしまうという事態が生じる。さらに、印加される荷重が比較的小さい場合でも、荷重の印加が繰り返されると、印刷配線板が変形したり、その変形により部品と印刷配線板との接続部分が破断したりする。

一方、リードレスタイプやチップタイプの電子部品を印刷配線板上に実装する際には、熱硬化性樹脂組成物が広く使用される。たとえば、印刷配線板面の所定位置に熱硬化性樹脂組成物を選択的に印刷するなどして塗布し、その塗布部分に電子部品を載置して付着させ、加熱して硬化させることによって、印刷配線板に仮止めする。次に、印刷配線板にフラックスを塗布し、この印刷配線板を溶融はんだに浸漬して、電子部品を印刷配線板の配線に電気的に接続するとともに、固定する。これにより、電子部品の印刷配線板への実装が完了する。

本発明の一局面における実装構造体は、第１の電子部品を表面に搭載した第１の印刷配線板と前記第１の印刷配線板の表面側に積層される第２の印刷配線板と、前記第１の印刷配線板と前記第２の印刷配線板とを、両者間に所定の間隔を保持して、機械的に接続する複数の接続部材とを備え、前記接続部材が、前記第１の電子部品の頂面と前記第２の印刷配線板の裏面とを接着する第１の樹脂硬化物と、前記第１の印刷配線板の表面と前記第２の印刷配線板の裏面とを接着する第２の樹脂硬化物と、を含む。そして、実装構造体において、前記第１の樹脂硬化物の底面積より前記第２の樹脂硬化物の底面積が大きい。
本発明においては、少なくとも２つの印刷配線板を積層した実装構造体において、両者を所定の間隔を保持して、機械的に接続する複数の接続部材の少なくとも１つとして、１つの印刷配線板上に実装された電子部品の頂面と、他の印刷配線板に実装された電子部品の頂面とを接着する樹脂硬化物を利用する。

本発明の一つの実施形態の電子装置の構成を模式的に示す側面図である。図１に示す電子装置の製造工程の一つ（樹脂硬化物層１５の形成工程）を示す側面図である。図１に示す電子装置の製造工程の一つ（第３の樹脂硬化物層１４の形成工程）を示す側面図である。図３に示す工程終了後の印刷配線板の表面状態を示す平面図である。本発明の参考形態の構成を模式的に示す側面図である。図５Ａの印刷配線板の平面図である。本発明の他の参考形態の構成を模式的に示す側面図である。図６Ａの印刷配線板の平面図である。本発明の他の実施形態の構成を模式的に示す側面図である。図７Ａの印刷配線板の平面図である。本発明のさらに他の実施形態の構成を模式的に示す平面図である。本発明のさらに他の実施形態の構成を模式的に示す側面図である。図９Ａの印刷配線板の平面図である。本発明による電子装置において印刷配線板を機械的に接続する樹脂硬化物についての評価方法を説明するための側面図である。本発明による電子装置において印刷配線板を機械的に接続する樹脂硬化物についての評価方法を説明するための側面図である。本発明による電子装置において印刷配線板を機械的に接続する樹脂硬化物についての評価方法を説明するための側面図である。

本発明の一局面に係る実装構造体においては、前記接続部材が、第１の印刷配線板の表面と第２の印刷配線板の裏面とを接着する第２の樹脂硬化物を含む。

本発明による構造を適用した装置は、微細な空間に三次元的に印刷配線板を積層して配置すること要求される電子機器や電気機器を製造する上で、非常に有用である。とりわけ、メモリーカードなどの携帯型の大容量記憶装置、および、携帯電話ならびにノートブック型パーソナルコンピュータなどの携帯用電子機器などの分野において特に有用である。これらの分野では、今後ますます高密度な実装と耐久性とが要求される。したがって、本発明による積層構造の強度を高めることは、電気製品や電子機器の安全性および信頼性の向上に大きな効果をもたらす。

実施の形態１
電子装置１は、図１および図４に示すように、いわゆるマザー基板としての印刷配線板１０（第１の印刷配線板）、それに取り付けられる、ドーター基板としてのモジュール基板１１（第２の印刷配線板）、コネクタ１２、フラットパッケージタイプの電子部品１３、樹脂硬化物層１４（第２の樹脂硬化物）、および樹脂硬化物層１５（第１の樹脂硬化物）を備える。コネクタ１２には、一般に市販品として容易に入手できるオス・コネクタ（male connector）とメス・コネクタ（female connector）とからなるものを使用することができる。その一方を印刷配線板１０の所定位置に、また他方をモジュール基板１１の印刷配線板１０との対向面の対応する位置に、それぞれ実装する。そして、後述するように、印刷配線板１０とモジュール基板１１とを積層する際に、これら両コネクタを接続する。これによって印刷配線板１０とモジュール基板１１とは機械的および電気的に接続される。

樹脂硬化物層１４、樹脂硬化物層１５は、たとえば、図２、図３および図４に示す工程を含む方法により形成できる。図２に示す工程では、まず、印刷配線板１０に、コネクタ１２、電子部品１３、およびその他の電子部品を実装する。また、モジュール基板１１にも、複数の電子部品を実装する。次に、塗布ノズル２０により、印刷配線板１０に実装された電子部品１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよび１３ｄの表面に組成物Ｂを滴下し、塗布層１５ａを形成する。４つの塗布層１５ａは、それぞれ２個ずつがコネクタ１２の中心点１２ａを基準にして点対称の位置に形成される。

これにより、塗布層１４ａおよび１５ａを硬化させた樹脂硬化物層１４、および樹脂硬化物層１５が、印刷配線板１０とモジュール基板１１、および電子部品１３とモジュール基板１１を確実に接着できる。その結果、積層構造内における外部応力のより一層の均一分散が可能になり、電子装置１の機械的強度、耐用寿命などが顕著に向上する。

参考形態１
図５Ａは本形態における電子装置２の側面図であり、図５Ｂはその印刷配線板の平面図である。電子装置２は、電子装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して、それらの説明は省略する。

参考形態２
図６Ａは、本形態における電子装置３の構成を模式的に示す側面図であり、図６Ｂはその印刷配線板の平面図である。電子装置３は、電子装置２に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して、それらの説明は省略する。

実施の形態２
図７Ａは本実施の形態における電子装置４の側面図であり、同図Ｂはその印刷配線板の平面図である。電子装置４は、その構成が電子装置１に類似しており、対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明は省略する。

実施の形態３
図８は本実施の形態における電子装置５の構成を模式的に示す。ここでは、説明の便宜上モジュール基板１１の図示を省略している。

実施の形態４
図９Ａは本実施の形態における電子装置６の側面図であり、図９Ｂはその印刷配線板の平面図である。電子装置６は、電子装置１に類似した構成であり、対応する部分については同一の参照符号を付して、それらの説明は省略する。

上記には特定の実施の形態を説明した。しかし、種々の変形は可能である。たとえば、実施の形態１に、参考形態１におけるような、印刷配線板の電子部品とモジュール基板の電子部品とを接着する樹脂硬化物層を設ける。または、参考形態１に、印刷配線板とモジュール基板とを直接に接着する樹脂硬化物層や印刷配線板の電子部品をモジュール基板に接着する樹脂硬化物層を設けるなどである。

本発明の実装構造体は、微細な空間に三次元的に回路基板を積層することが必要な電気製品や電子機器を製造する上で非常に有用である。例えば、メモリーカードなどの携帯型大容量記憶装置や携帯電話、ノートブック型パーソナルコンピュータなどの携帯用電子機器などの分野において有用である。これらの分野では、今後ますます高密度な実装と耐久性が要求される。したがって、本発明による実装構造は、電気製品や電子機器の安全性および信頼性の向上に大きな効果をもたらす。

Claims

第１の電子部品を表面に搭載した第１の印刷配線板と
前記第１の印刷配線板の表面側に積層される第２の印刷配線板と、
前記第１の印刷配線板と前記第２の印刷配線板とを、両者間に所定の間隔を保持して、機械的に接続する複数の接続部材とを備え、
前記接続部材が、前記第１の電子部品の頂面と前記第２の印刷配線板の裏面とを接着する第１の樹脂硬化物と、前記第１の印刷配線板の表面と前記第２の印刷配線板の裏面とを接着する第２の樹脂硬化物と、を含み、
前記第１の樹脂硬化物の底面積より前記第２の樹脂硬化物の底面積が大きいことを特徴とする実装構造体。
前記第１の印刷配線板は、さらに、第２の電子部品を含み、第２の印刷配線板が、前記第２の電子部品と対応する位置に、第３の電子部品を搭載しており、前記接続部材が、前記第２の電子部品の頂面と、前記第３の電子部品の頂面とを接着する第３の樹脂硬化物をさらに含む請求項１に記載の実装構造体。
さらに、前記第１の印刷配線板の中央に、前記第１の印刷配線板と前記第２の印刷配線板とを機械的、かつ電気的に接続するコネクタを備えた請求項１または２に記載の実装構造体。
前記第１の樹脂硬化物および前記第２の樹脂硬化物が、いずれもフィラーを含み、前記第２の樹脂硬化物のフィラー含有割合は前記第１の樹脂硬化物のフィラー含有割合より大きい請求項１〜３のいずれか１項に記載の実装構造体。
前記第３の樹脂硬化物がフィラーを含み、前記第２の樹脂硬化物のフィラー含有割合は前記第１の樹脂硬化物のフィラー含有割合より大きく、前記第１の樹脂硬化物のフィラー含有割合は前記第３の樹脂硬化物のフィラー含有割合より大きい請求項３に記載の実装構造体。
前記第１、第２の印刷配線板のガラス転移温度群と、前記第１、第２の樹脂硬化物のガラス転移温度群とのいずれの組み合わせにおいても、ガラス転移温度の差の絶対値が、１５℃以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の実装構造体。
前記第１、第２の印刷配線板の線膨張係数と、前記第１、第２の樹脂硬化物の線膨張係数とのいずれの組み合わせにおいても、線膨張係数の差の絶対値が１．０×１０^-5以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の実装構造体。
前記第１および第２の樹脂硬化物の硬化温度が８５〜１００℃である請求項１〜７のいずれか１項に記載の実装構造体。
請求項１〜８のいずれか１項に記載の実装構造体を含む携帯型記憶装置。