JP2016129170A - リジットフレキシブル基板 - Google Patents

Abstract

【課題】大型パッケージの部品を表層に実装する際に、温度変化によるパッケージの伸長・収縮にプリント基板の半田接合領域を追従させることで、半田接合信頼性を高めたリジットフレキシブル基板を提供すること。【解決手段】リジット基板から成る内層コア（６０）を表裏から挟み込むように複数のフレキシブル基板層（６２、６４）を形成したリジットフレキシブル基板（１０）において、該リジットフレキシブル基板（１０）に表面実装される部品（１００）の実装領域（１２）は、前記部品（１００）を実装する表面側フレキシブル基板層（６２）は少なくとも１層もしくは複数層の配線パターン層を有し、前記内層コア（６０）および裏面側フレキシブル基板層（６４）は開口することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、リジットフレキシブル基板の基板構造に関し、特に、リジット基板にフレキシブル基板層を重合したリジットフレキシブル基板に大型パッケージ部品を実装する際の基板構造に関する。

近年、デジタルカメラなど電子機器に搭載される撮像素子は、画素数の増加やデータ読み出しの高速化などにより端子数が増え、またパッケージが大型化している。

一方、パッケージはセラミック製のものが多く、プリント基板との熱膨張率差が大きいため、温度変化によるプリント基板の伸長・収縮にパッケージが追従できずに半田接合部が破断してしまうことがあった。特にＬＬＣＣ（Lead less chip carrier）は、セラミック表面に電極パッドを設け、リードを出さないパッケージであるため、プリント基板とパッケージの伸長・収縮差を吸収することが困難であった。

そこで、特許文献１では、表裏層がリジット基板から成る外層コアを有し、内部には複数のフレキシブル基板層を有するリジットフレキシブル基板を用い、外層コアを開口することで露出したフレキシブル基板層にフリップチップボンディング法で部品を実装する方法が開示されている。温度変化によるプリント基板とパッケージの伸長・収縮に差が生じても、フレキシブル基板層がパッケージに追従することが出来るため、半田接合信頼性に有効である。

特開２００３−３３２７４３号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、部品を基板の表層に実装するのではなく内部のフレキシブル基板層に実装するため、リフローでの実装が不可能である。また、内部のフレキシブル基板層に部品を実装し、且つ表層にも部品を実装するため、フレキシブル基板層に実装した部品近傍に配置すべきメカ部品と表層に実装した部品のクリアランスが保てず、表層の部品実装領域に制約が必要になるか、もしくは筐体組込み時の薄型化に不利になっていた。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、リジットフレキシブル基板に大型パッケージの部品を表層に実装する際に、温度変化によるパッケージの伸長・収縮にプリント基板の半田接合領域を追従させることで、半田接合信頼性を高め、且つ、筐体組込み時に薄型化することが可能な基板を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、リジット基板から成る内層コアを表裏から挟み込むように複数のフレキシブル基板層を形成したリジットフレキシブル基板において、
該リジットフレキシブル基板に表面実装される部品の実装領域は、前記部品を実装する表面側フレキシブル基板層は少なくとも１層もしくは複数層の配線パターン層を有し、前記内層コアおよび裏面側フレキシブル基板層は開口することを特徴とする。

本発明によれば、大型パッケージ部品をリジットフレキシブル基板に実装した際に、パッケージとプリント基板の熱膨張率差が大きい場合であっても、半田接合信頼性が高く、且つ、筐体組込み時に薄型化することが可能なリジットフレキシブル基板を提供することができる。

パッケージを実装したリジットフレキシブル基板の正面図である。 リジットフレキシブル基板の層構成を示す図である。 パッケージを実装したリジットフレキシブル基板の背面図である。 パッケージを実装したリジットフレキシブル基板の断面図である。 図４における半田接合領域の詳細図である。 半田接合領域におけるリジットフレキシブル基板の層構成を示す図である。 パッケージを実装したリジットフレキシブル基板を筐体に組込んだ際の断面図である。 パッケージを実装したリジットフレキシブル基板の１辺にスリットを設けた場合の背面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図１乃至図８を用いて説明する。

図１は本発明の実施形態に係るリジットフレキシブル基板であり、パッケージを実装したリジットフレキシブル基板の正面図である。

図１において、実装部品である大型パッケージ１００は、リジットフレキシブル基板１０に表面実装されている。本実施例では、パッケージ１００の実装形態をＬＬＣＣ（Lead less chip carrier）としているが、これを限定するものではない。

１２は、リジットフレキシブル基板１０におけるパッケージ１００の実装領域であり、パッケージ１００の部品領域の他、半田接合領域１４等が含まれる。半田接合領域１４は、リジットフレキシブル基板１０とパッケージ１００の接続端子が半田接合されている領域であり、半田接合用ランド（図示せず）も含まれる。

続いて、図２を用いて、リジットフレキシブル基板１０の層構成について説明する。

図２は本発明の実施形態に掛かるリジットフレキシブル基板１０の層構成を示す図である。本実施例では、リジットフレキシブル基板１０の層数を８層として説明する。パッケージ１００が実装される側が表面側、それに対向する面が裏面側である。

図２において、２２および３８はレジスト層であり、２２が表面側レジスト層、３８が裏面側レジスト層である。２４および２６、３４、３６はポリイミド等から成るフレキシブル絶縁層であり、２８および３０、３２がプリプレグ等から成るリジット絶縁層である。４２および４４、４６、４８、５２、５４、５６、５８は銅箔等から成る配線パターン層である。

６０は内層コアであり、リジット絶縁層２８および３０、３２と、配線パターン層４８および５２で構成されている。

表面側フレキシブル基板層６２は、表面側レジスト層２２と、フレキシブル絶縁層２４および２６と、配線パターン層４２および４４、４６で構成されている。

裏面側フレキシブル基板層６４は、裏面側レジスト層３８と、フレキシブル絶縁層３４および３６と、配線パターン層５４および５６、５８で構成されている。

上記説明のように、本発明に掛かるリジットフレキシブル基板１０は、内層コア６０を表裏から挟み込むように表面側フレキシブル基板層６２と裏面側フレキシブル基板層６４を形成している。

次に、図３乃至図６を用いて、半田接合領域１４におけるリジットフレキシブル基板１０の基板構造について説明する。

図３はパッケージ１００を実装したリジットフレキシブル基板１０の背面図であり、図１を裏面側から見た図である。実装領域１２の半田接合領域１４以外はリジットフレキシブル基板１０の全層が開口し、基板に穴が開いている状態である。

図４はパッケージ１００を実装したリジットフレキシブル基板１０の断面図である。

また図５は図４における半田接合領域１４の詳細図である。リジットフレキシブル基板１０に対して、パッケージ１００の接続端子が半田８０で接合されており、電気的に接続している。

図６は半田接合領域１４におけるリジットフレキシブル基板１０の層構成を示す図である。半田接合領域１４では、内層コア６０および裏面側フレキシブル基板層６４が開口されているため、表面側フレキシブル基板層６２のみになっている。本実施例では、表面側フレキシブル基板層６２の全層を残してあるが、これに限ったものではなく、少なくとも、表側レジスト層２２と配線パターン層４２とフレキシブル絶縁層２４のみあれば、リジットフレキシブル基板１０とパッケージ１０の半田接合は可能である。

このように半田接合領域１４では表面側フレキシブル基板層６２しかないため、柔軟性が高く、リジットフレキシブル基板１０とパッケージ１００の熱膨張率に差がある場合でも、温度変化によるパッケージ１００の伸長・収縮に半田接合領域１４が追従することが出来、半田接合信頼性を向上することが可能となる。

また、図３のようにリジットフレキシブル基板１０に穴が開いていることで、半田接合領域１４の柔軟性が上がるため、半田接合信頼性には有効である。本発明では、リジットフレキシブル基板１０の実装領域１２の一部に穴が開いている構成としたが、穴が開いていない場合でも、半田接合領域１４の柔軟性により半田接合信頼性を向上させることが可能である。

さらに、リジットフレキシブル基板１０の最外周は、内層コア６０および表面側フレキシブル基板層６２、裏面側フレキシブル基板層６４の全層を有する場合、リジットフレキシブル基板１０の剛性を上げることが出来るため、ハンドリング性が良好になる。

一方、内層コア６０および裏面側フレキシブル基板層６４を開口したことで、半田接合領域１４の板厚が薄くなってしまうため、ノイズに対して弱くなる傾向にある。

そこで、表面側フレキシブル基板層６２に配線パターン層４２以外にも配線パターン層を残してＧＮＤに接続すると、ＧＮＤガードすることが出来、ノイズの影響を緩和することが可能である。

また、図６のように表面側フレキシブル基板層６２の配線パターン層を３層（４２、４４、４６）残した場合、配線パターン層４２にはパッケージ１００との半田接合用パターン、配線パターン層４６にはＧＮＤガード用パターンを配設し、配線パターン層４４にはそれ以外の信号パターンを設けることが出来るため、配線の自由度が向上する。

図７はリジットフレキシブル基板１０を筐体に組込んだ際の断面図である。７０はパッケージ１００以外の実装部品であり、リジットフレキシブル基板１０の表面側に実装されている。１１０はパッケージホルダーであり、パッケージ１００を保持する。

本発明に係るリジットフレキシブル基板１０では、上述した基板構造のため、半田接合信頼性を損なうことなく表層にパッケージ１００を実装することが可能となっており、パッケージ外側に配置されたパッケージホルダー１１０とリジットフレキシブル基板１０の隙間に、実装部品７０を実装することが出来る。よって、特許文献１のように内層にパッケージを実装する場合よりも、基板の小型化・筐体薄型化にも本構成は有利である。

図８はパッケージを実装したリジットフレキシブル基板の１辺にスリットを設けた場合の背面図である。

図８のようにリジットフレキシブル基板１０の１辺にスリット１６を設けると、リジットフレキシブル基板１０の動きの自由度が上がるため、温度変化時、半田接合領域１４のパッケージ１００追従性がさらに上がり、半田接合信頼性を向上することが可能である。

１０ リジットフレキシブル基板、１４ 半田接合領域、６０ 内層コア、
６２ 表面側フレキシブル基板層、６４ 裏面側フレキシブル基板層、
１００ パッケージ

Claims (5)

1. リジット基板から成る内層コア（６０）を表裏から挟み込むように複数のフレキシブル基板層（６２、６４）を形成したリジットフレキシブル基板（１０）において、
   該リジットフレキシブル基板（１０）に表面実装される部品（１００）の実装領域（１２）は、
   前記部品（１００）を実装する表面側フレキシブル基板層（６２）は少なくとも１層もしくは複数層の配線パターン層を有し、
   前記内層コア（６２）および裏面側フレキシブル基板層（６４）は開口することを特徴とするリジットフレキシブル基板。
2. 前記実装部品（１００）の実装領域（１２）において、前記実装部品（１００）の半田接合領域（１４）以外に基板開口部を設けることを特徴とする請求項１に記載のリジットフレキシブル基板。
3. 前記リジットフレキシブル基板（１０）の基板外周は内層コア（６０）および表裏フレキシブル基板層（６２、６４）を有しており、基板外周の内１辺は前記基板開口部に対してスリット（１６）を設けることを特徴とする請求項２に記載のリジットフレキシブル基板。
4. 前記内層コア（６０）および裏面フレキシブル基板層（６４）を開口することで、表面側フレキシブル基板層（６２）の銅箔（４６）が露出することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のリジットフレキシブル基板。
5. 前記実装領域（１２）に複数層のフレキシブル基板層を残した場合、前記実装部品（１００）を半田接合する配線パターン層（４２）と対向する配線パターン層（４６）の内、半田接合領域（１４）はグランドに接続されていることすることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のリジットフレキシブル基板。