JP2016213310A - フレキシブル基板、電子機器および電子機器の製造方法 - Google Patents

フレキシブル基板、電子機器および電子機器の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】簡素な構成により、変形に伴う特性の変化を抑制したフレキシブル基板、上記フレキシブル基板を備える電子機器およびその製造方法を実現する。【解決手段】本発明の電子機器は、回路基板201,202、回路基板201,202に実装されるフレキシブル基板101Aおよび電子部品31を備える。フレキシブル基板101Aは、可変形性の基材10、基材10に形成される第1接続部(第1コネクタ51)、第2接続部(第2コネクタ52)、および第1接続部と第2接続部との間に配置される電子部品接続部を有する。電子部品31は、互いに対向する面に形成される第1端子P1および第2端子P2を有する。第1端子P1は、電子部品接続部に接続され、第2端子P2は、回路基板に形成される導体74に接続される。フレキシブル基板101Aと回路基板201との間には、間隙D1が形成され、電子部品31が間隙D1を確保する。【選択図】図3

Description

本発明は、フレキシブル基板に関し、特に例えば変形に伴う特性の変化を抑制し、少なくとも一つの回路基板に実装されるフレキシブル基板に関する。本発明は、電子機器に関し、特に例えば少なくとも一つの回路基板と、回路基板に実装されるフレキシブル基板と、電子部品とを備える電子機器に関する。また、本発明は、その電子機器の製造方法に関する。
従来、携帯端末等の小型電子機器において、複数の基板等の実装回路部を筐体内に備える場合には、可撓性を有する長尺状のフレキシブル基板によって実装回路部間の接続が行われている。
例えば、特許文献1には、複数の誘電体層の積層体である基材と、それに取り付けられた同軸コネクタとを備えるフレキシブル基板が開示されている。このフレキシブル基板は、複数の誘電体層に形成される電極パターンによって形成されるインダクタおよびキャパシタを有しており、これらのインダクタおよびキャパシタによって帯域フィルタが構成されている。
なお、上記フレキシブル基板は、グランド導体と上記インダクタおよびキャパシタとの間に大きな容量が生じないように、抜き部(グランド導体の無い部分)が形成されている。
特開2015−29319号公報
特許文献1に示される構成では、フレキシブル基板を実装回路部に接続する際に、可撓性を有するフレキシブル基板が撓むことにより、実装回路部上に形成される導体パターンとの間に不要な結合が生じて特性が変化する虞があった。そして、上記課題は、特にフレキシブル基板の基材の弾性率が低い場合において顕著である。
本発明の目的は、簡素な構成により、変形に伴う特性の変化を抑制したフレキシブル基板、上記フレキシブル基板を備える電子機器およびその製造方法を提供することにある。
(1)本発明の電子機器は、少なくとも一つの回路基板と、前記回路基板に実装されるフレキシブル基板と、電子部品とを備え、
前記フレキシブル基板は、可変形性の基材と、前記基材に形成される第1接続部、第2接続部および電子部品接続部と、を有し、
前記第1接続部および前記第2接続部は、前記回路基板にそれぞれ接続され、
前記電子部品接続部は、前記第1接続部と前記第2接続部との間に配置され、
前記電子部品は、部品本体と、前記部品本体の互いに対向する面に形成される第1端子および第2端子と、を有し、
前記部品本体は、前記フレキシブル基板の前記基材に比べて硬質の材料で構成され、
前記第1端子は、前記電子部品接続部に接続され、
前記第2端子は、前記回路基板に形成される導体に接続され、
前記フレキシブル基板と前記回路基板との間には、間隙が形成され、
前記電子部品は、前記間隙を確保することを特徴とする。
この構成では、電子部品がフレキシブル基板と回路基板との間隙を形成する。電子部品の部品本体は、フレキシブル基板の基材に比べて硬質の材料で構成されているため、基材の電子部品接続部近傍(電子部品が実装された部分)は撓みや外力等による変形が抑制される。つまり、フレキシブル基板に外力等が加わったとしても、フレキシブル基板と回路基板との間の間隙は確保されやすい。したがって、フレキシブル基板と回路基板に形成される導体やグランド導体等との間の不要な磁界結合あるいは電界結合が抑制されるため、特性の変化を抑制した電子機器を実現できる。あるいは、磁界結合あるいは電界結合が一部発生するとしても、その結合の程度が変化しにくい。したがって、予期しない特性の変化を抑制した電子機器を実現できる。
(2)上記(1)において、前記電子部品は、チップ型インダクタで構成できる。
(3)上記(2)において、前記チップ型インダクタのコイルの巻回軸は、前記回路基板の主面に対して非垂直であることが好ましい。この構成では、回路基板に形成される導体やグランド導体等が、チップ型インダクタである電子部品の磁界形成を妨げにくいため、電子部品のインダクタンス値を安定させることができる。
(4)上記(1)において、前記電子部品は、チップ型コンデンサで構成できる。
(5)上記(4)において、前記チップ型コンデンサ内に形成される平面導体の導体面は、前記回路基板の主面に対して非平行であることが好ましい。この構成では、電子部品接続部や回路基板に形成される導体およびグランド導体等の導体面と、チップ型コンデンサである電子部品内に形成される平面導体の導体面とが対向しない。つまり、平面導体は、電子部品接続部や回路基板に形成される導体およびグランド導体等の多くとも端面でしか対向しない。したがって、電子部品接続部や回路基板に形成される導体およびグランド導体等と平面導体との間に発生する容量成分を抑制でき、チップ型コンデンサのキャパシタンス値を安定させることができる。
(6)上記(1)から(5)のいずれかにおいて、前記フレキシブル基板は、前記基材に形成される平面状のグランド導体および信号導体をさらに有し、前記第1接続部および前記第2接続部は、前記信号導体に導通し、前記グランド導体は、前記回路基板と前記信号導体との間に配置されることが好ましい。この構成では、フレキシブル基板のグランド導体のシールド効果により、信号導体と、回路基板に形成される導体やグランド導体等との間の不要な結合が抑制されるため、特性の変化を抑制した電子機器を実現できる。
(7)上記(1)から(6)のいずれかにおいて、前記電子部品の一部は、前記フレキシブル基板の前記基材に埋設されることが好ましい。この構成では、回路基板とフレキシブル基板との間に形成される間隙が、電子部品の一部が基材に埋設されていない場合と比べて小さい。そのため、狭い空間(特に厚みの小さな空間)に配置できる電子機器を実現できる。
(8)上記(1)から(7)のいずれかにおいて、前記基材は、互いに対向する第1主面および第2主面を有し、前記電子部品接続部および前記第1接続部は、前記第1主面側に露出し、前記第1接続部および前記電子部品の前記第2端子は、実質的に同一面上に配置されることが好ましい。この構成により、第1接続部から電子部品接続部にかけてのフレキシブル基板と回路基板との間隙が一定に保ち易くなる。そのため、第1接続部から電子部品接続部にかけてのフレキシブル基板の変形に伴う特性の変化を抑制できる。
(9)上記(8)において、前記第1接続部と前記電子部品接続部との間の距離は、前記第2接続部と前記電子部品接続部との間の距離に比べて短いことが好ましい。この構成により、フレキシブル基板に外力等が加わったとしても、第1接続部寄りの位置で、フレキシブル基板と回路基板との間の間隙をより確実に保つことができる。したがって、第1接続部寄りの位置でのフレキシブル基板の変形に伴う特性の変化が抑制できる。
(10)上記(8)または(9)において、前記第2接続部は、前記第1主面側に露出し、前記第1接続部、前記第2接続部および前記電子部品の前記第2端子は、実質的に同一面上に配置されることが好ましい。この構成により、第1接続部から第2接続部にかけてのフレキシブル基板と回路基板との間隙が一定に保ち易くなる。そのため、第1接続部から第2接続部にかけてのフレキシブル基板の変形に伴う特性の変化を抑制できる。
(11)本発明のフレキシブル基板は、少なくとも一つの回路基板に実装され、
可変形性の基材と、前記基材に形成される第1接続部、第2接続部および電子部品接続部と、電子部品と、を備え、
前記電子部品接続部は、前記電子部品の搭載面で、かつ、前記第1接続部と前記第2接続部との間に形成され、
前記電子部品は、部品本体と、前記部品本体の互いに対向する面に形成される第1端子および第2端子と、を有し、前記基材から突出し、
前記部品本体は、前記基材に比べて硬質の材料で構成され、
前記第1端子は、前記電子部品接続部に接続され、
前記第2端子は、露出されたことを特徴とする。
この構成では、回路基板に実装した場合に、電子部品接続部近傍(電子部品が実装された部分)の撓みや外力等による変形が抑制される。したがって、回路基板に実装した場合に、回路基板に形成される導体やグランド導体等との間の不要な結合が抑制され、特性の変化を抑制したフレキシブル基板を実現できる。
(12)上記(11)において、前記基材に形成される平面状のグランド導体および信号導体をさらに備え、前記グランド導体は、前記信号導体に対して前記電子部品の前記搭載面側に配置され、前記第1接続部および前記第2接続部は、前記信号導体に導通することが好ましい。この構成では、フレキシブル基板のグランド導体のシールド効果により、信号導体と、回路基板に形成される導体やグランド導体等との間の不要な結合は抑制されるため、特性の変化を抑制したフレキシブル基板を実現できる。
(13)上記(11)または(12)において、前記基材は、互いに対向する第1主面および第2主面を有し、前記電子部品接続部および前記第1接続部は、前記第1主面側に露出し、前記第1接続部および前記電子部品の前記第2端子は、実質的に同一面上に配置されることが好ましい。この構成では、回路基板に実装した場合に、第1接続部から電子部品接続部にかけてのフレキシブル基板と回路基板との間隙が一定に保ち易くなる。そのため、第1接続部から電子部品接続部にかけての変形に伴う特性の変化を抑制したフレキシブル基板を実現できる。
(14)上記(13)において、前記第1接続部と前記電子部品接続部との間の距離は、前記第2接続部と前記電子部品接続部との間の距離に比べて短いことが好ましい。この構成では、回路基板に実装した場合に、外力等が加わったとしても、第1接続部寄りの位置で、フレキシブル基板と回路基板との間の間隙をより確実に保つことができる。したがって、第1接続部寄りの位置での変形に伴う特性の変化が抑制したフレキシブル基板を実現できる。
(15)上記(13)または(14)において、前記第2接続部は、前記第1主面側に露出し、前記第1接続部、前記第2接続部および前記電子部品の前記第2端子は、実質的に同一面上に配置されることが好ましい。この構成により、回路基板に実装した場合に、第1接続部から第2接続部にかけてのフレキシブル基板と回路基板との間隙が一定に保ち易くなる。そのため、第1接続部から第2接続部にかけて変形に伴う特性の変化を抑制したフレキシブル基板を実現できる。
(16)本発明の電子機器の製造方法は、
少なくとも一つの回路基板と、
可変形性の基材、前記基材に形成される第1接続部、第2接続部および電子部品接続部を有し、前記回路基板に実装されるフレキシブル基板と、
部品本体、前記部品本体の互いに対向する面に形成される第1端子および第2端子を有する電子部品と、を備える電子機器の製造方法であって、
前記電子部品接続部に、前記第1端子を接続する第1工程と、
前記回路基板に、前記第1接続部および前記第2接続部をそれぞれ接続する第2工程と、
前記第1工程の後に、前記回路基板に形成される導体に、前記第2端子を接続する第3工程と、を有することを特徴とする。
この製造方法により、簡素な構成により、フレキシブル基板の変形に伴う特性の変化を抑制した電子機器を容易に製造できる。
(17)上記(16)において、
前記第1工程は、
第1導電性接合材を介して、前記電子部品接続部に前記電子部品の前記第1端子を接続する工程を含み、
前記第2工程は、
前記第1導電性接合材よりも融点が低い第2導電性接合材を介して、前記回路基板に前記第1接続部および前記第2接続部をそれぞれ接続する工程を含み、
前記第3工程は、
前記第2導電性接合材を介して、前記回路基板に形成される導体に前記電子部品の前記第2端子を接続する工程を含むことが好ましい。
この製造方法により、回路基板に形成される導体に電子部品の第2端子を接続する際に、フレキシブル基板から電子部品が分離することを抑制できる。
(18)上記(16)または(17)において、前記第2工程および前記第3工程を同時に行うことが好ましい。第2工程および第3工程を同時に行うことにより、工数を削減でき、製造工程を簡略化できる。
(19)本発明の電子機器の製造方法は、
少なくとも一つの回路基板と、
可変形性の基材、前記基材に形成される第1接続部、第2接続部および電子部品接続部を有し、前記回路基板に実装されるフレキシブル基板と、
部品本体、前記部品本体の互いに対向する面に形成される第1端子および第2端子を有する電子部品と、を備える電子機器の製造方法であって、
前記回路基板に形成される導体に、前記第2端子を接続する第4工程と、
前記回路基板に形成される回路に、前記第1接続部および前記第2接続部をそれぞれ接続する第5工程と、
前記第4工程の後に、前記電子部品接続部に、前記第1端子を接続する第6工程と、
を有することを特徴とする。
この製造方法により、簡素な構成により、フレキシブル基板の変形に伴う特性の変化を抑制した電子機器を容易に製造できる。
(20)上記(19)において、
前記第4工程は、
第1導電性接合材を介して、前記回路基板に形成される導体に前記電子部品の前記第2端子を接続する工程を含み、
前記第5工程は、
前記第1導電性接合材よりも融点が低い第2導電性接合材を介して、前記回路基板に前記第1接続部および前記第2接続部をそれぞれ接続する工程を含み、
前記第6工程は、
前記第1導電性接合材よりも融点が低い第2導電性接合材を介して、前記電子部品接続部に前記電子部品の前記第1端子を接続する工程を含むことが好ましい。
この製造方法により、電子部品接続部に電子部品の第1端子を接続する際に、回路基板に形成される導体から電子部品が分離することを抑制できる。
(21)上記(19)または(20)において、前記第5工程および前記第6工程を同時に行うことが好ましい。第5工程および第6工程を同時に行うことにより、工数を削減でき、製造工程を簡略化できる。
本発明によれば、簡素な構成により、変形に伴う特性の変化を抑制したフレキシブル基板および上記フレキシブル基板を備える電子機器を実現できる。
図1は第1の実施形態に係るフレキシブル基板101の外観斜視図である。 図2はフレキシブル基板101の分解平面図である。 図3(A)は第1の実施形態に係る電子機器の主要部の断面図であり、図3(B)は第1の実施形態に係る電子機器のブロック図である。 図4は比較例における電子機器の主要部の断面図である。 図5はフレキシブル基板101Aを備える第1の実施形態に係る電子機器の製造工程を順に示す断面図である。 図6(A)は第2の実施形態に係るフレキシブル基板102の外観斜視図であり、図6(B)はフレキシブル基板102Aの断面図である。 図7はフレキシブル基板102Aを備える第2の実施形態に係る電子機器の製造工程を順に示す断面図である。 図8は第3の実施形態に係る電子機器の主要部の断面図である。 図9は変形例における電子機器の主要部の断面図である。 図10は第4の実施形態に係る電子機器の主要部の断面図である。 図11は第5の実施形態に係るフレキシブル基板105の外観斜視図である。 図12はフレキシブル基板105の分解平面図である。 図13は第6の実施形態に係るフレキシブル基板106の外観斜視図である。 図14はフレキシブル基板106の分解平面図である。 図15(A)は第6の実施形態に係る電子機器の主要部の断面図であり、図15(B)は第6の実施形態に係る電子機器のブロック図である。 図16(A)は、第6の実施形態に係る電子機器における電子部品31の実装方法を示す詳細断面図であり、図16(B)は図16(A)の変形例の図である。 図17は第7の実施形態に係るフレキシブル基板107の外観斜視図である。 図18はフレキシブル基板107の分解平面図である。 図19は第7の実施形態に係る電子機器の主要部の断面図である。
以降、図を参照していくつかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。
《第1の実施形態》
図1は第1の実施形態に係るフレキシブル基板101の外観斜視図である。図2はフレキシブル基板101の分解平面図である。本実施形態に係るフレキシブル基板101は回路基板に実装され、回路基板に形成される回路同士をブリッジ接続するための素子である。
図1に示すように、フレキシブル基板101は、可変形性の基材10、第1コネクタ51、第2コネクタ52、電子部品接続部(後に詳述する)および電子部品31を備える。
基材10は長尺状の平板であり、互いに対向する第1主面VS1および第2主面を有する。第1コネクタ51は、基材10の長手方向の第1端部(図1における右側端部)に設けられ、第2コネクタ52は、基材10の長手方向の第2端部(図1における左側端部)に設けられる。第1コネクタ51および第2コネクタ52はいずれも基材10の第1主面VS1に設けられる(形成される)。本実施形態において第1コネクタ51は本発明に係る「第1接続部」に相当し、第2コネクタ52は本発明に係る「第2接続部」に相当する。また、この基材10の第1主面VS1は本発明に係る「電子部品の搭載面」に相当する。
基材10は、図2における(1),(2)に示す樹脂基材層11、保護層1の順に積層して構成される。図2の(1)は最上層であり、(2)は最下層である。樹脂基材層11および保護層1は長尺状の平板であり、例えばポリイミド(PI)や液晶ポリマー(LCP)等の樹脂層である。なお、保護層1は必須の構成ではなく、樹脂基材層11に積層しない構成であってもよい。
樹脂基材層11には信号導体21およびコネクタ実装電極41,42が形成される。信号導体21は樹脂基材層11の長手方向に延伸する導体パターンである。コネクタ実装電極41は、樹脂基材層11の長手方向の第1端部(図2における右側端部)に形成される矩形状の導体パターンであり、コネクタ実装電極42は樹脂基材層11の長手方向の第2端部(図2における左側端部)に形成される矩形状の導体パターンである。信号導体21の一端はコネクタ実装電極41に接続され、信号導体21の他端はコネクタ実装電極42に接続される。
保護層1は平面形状が樹脂基材層11と実質的に同一であり、樹脂基材層11の上面に積層される。保護層1はコネクタ実装電極41,42の位置に応じた開口部AP1,AP2を有し、信号導体21の一端寄りの位置に応じた開口部AP3を有する。言い換えると、開口部AP1,AP2は保護層1の長手方向の第1端部および第2端部に形成され、開口部AP3は保護層1の長手方向の中央から第1端部(図2における右側端部)寄りの位置に形成される。
そのため、保護層1が樹脂基材層11の上面に積層されることにより、信号導体21の一部およびコネクタ実装電極41,42が基材10の第1主面VS1に露出する。本実施形態において、この信号導体21の一部が本発明に係る「電子部品接続部」43に相当する。
図1および図2に示すように、コネクタ実装電極41,42には、それぞれ第1コネクタ51および第2コネクタ52が接続され、電子部品接続部43には電子部品31が搭載される。つまり、第1コネクタ51、第2コネクタ52および電子部品接続部43は、信号導体21に導通する。また、第1コネクタ51、第2コネクタ52および電子部品接続部43は第1主面VS1側に露出する。図1に示すように、電子部品接続部43は、第1コネクタ51と第2コネクタ52との間に配置される。
電子部品31は、部品本体30と、部品本体30に形成される第1端子P1および第2端子P2を有する。図1に示すように、部品本体30は直方体状であり、基材10に比べて硬質の材料で構成される。第1端子P1および第2端子P2は、部品本体30の互いに対向する面(図1における上面および下面)に形成されている。電子部品31は例えばセラミック素材からなるチップ型インダクタである。
図1に示すように、電子部品31の第1端子P1は電子部品接続部43に接続され、電子部品31の第2端部P2は露出されている。
上記フレキシブル基板101の製造方法は次のとおりである。
(1)まず集合基板状態の樹脂基材層11に金属箔(例えば銅箔)をラミネートし、その金属箔をフォトリソグラフィでパターンニングすることで、信号導体21およびコネクタ実装電極41,42を形成する。樹脂基材層は例えば液晶ポリマーなどの熱可塑性樹脂基材が用いられる。
(2)樹脂基材層11および保護層1を積層し、基材10を構成する。保護層は例えばレジストであり、ペースト状のものを印刷することにより形成することができる。なお、ポリイミドや液晶ポリマーなどのフィルム状の樹脂基材を保護層として用いてもよい。
(3)基材10の第1主面VS1に露出するコネクタ実装電極41,42に第1コネクタ51および第2コネクタ52を接続(接合)する。また、基材10の第1主面VS1に露出する電子部品接続部43に電子部品31の第1端子P1を接続(接合)する。この接続(接合)は例えばはんだや導電性接着材などを用いることにより行うことができる。
その後、集合基板状態の基材10を分断することで、個別のフレキシブル基板101を得る。
図3(A)は第1の実施形態に係る電子機器の主要部の断面図であり、図3(B)は第1の実施形態に係る電子機器のブロック図である。図3(A)において、各部の厚みは誇張して図示している。以降の各実施形態における断面図についても同様である。図3(B)において、チップ型インダクタである電子部品31をインダクタL1で表し、回路基板202に形成される導体72をアンテナANTで表している。
図3(A)に示すように、フレキシブル基板101Aおよび電子部品32は、複数の回路基板201,202に実装される。フレキシブル基板101Aは、曲げ加工(後に詳述する)されている点でフレキシブル基板101と異なり、その他の構成については実質的に同じである。
図3(A)に示すように、回路基板201の主面には、レセプタクル61、レセプタクル61が配置される導体71、および導体73,74が形成されている。レセプタクル61は、回路基板201に形成される導体71に電気的に接続される実装部品であり、回路基板201に形成される導体71に電気的に接続されている。回路基板202の主面には、レセプタクル62、およびレセプタクル62が配置される導体72が形成されている。レセプタクル62は、回路基板202に形成される導体72に実装される実装部品であり、回路基板202に形成される導体72に電気的に接続されている。回路基板202に形成される導体72は例えばUHF帯アンテナの放射素子である。
フレキシブル基板101Aの第1コネクタ51は、機械的接触により上記レセプタクル61に接続され、第2コネクタ52は、機械的接触により上記レセプタクル62に接続される。電子部品32は、回路基板201に形成される導体71の他端と導体73とに電気的に接続される。電子部品31の第2端子P2は、はんだ等の導電性接合材を介して、回路基板201に形成される導体74に接続(接合)される。図3(A)に模式的に示すように、導体74はグランドに接続されている。電子部品32は例えばRFICである。
本実施形態に係るフレキシブル基板101Aは、電子部品接続部43が信号導体21に導通する構成であり、電子部品31の第1端子P1は信号導体21に電気的に接続されている。そのため、図3(B)に示すように、アンテナANTと給電回路(RFIC)との間にインダクタL1がシャント接続される。電子部品31(インダクタL1)により、給電回路(RFIC)とアンテナANTとのインピーダンスマッチングおよびアンテナの周波数特性の設定ができる。
次に、フレキシブル基板と回路基板との間に電子部品を実装しない、比較例としての電子機器について説明する。図4は比較例における電子機器の主要部の断面図である。
比較例における電子機器は、フレキシブル基板100Aと回路基板201との間に電子部品を実装していないため、図4に示すように、フレキシブル基板100Aは撓みによって変形する。したがって、フレキシブル基板100Aと回路基板201との間に殆ど間隙が形成されない状態にもなり得る。そのため、フレキシブル基板100Aの導体等と回路基板201,202に形成される導体等との間に不要な結合が発生し、特性の変化が生じる。特にこの比較例では、回路基板201は回路基板202よりも高い位置にあるため、段差付近でフレキシブル基板100Aが回路基板201に接近するように撓みやすい。したがって、フレキシブル基板100Aと回路基板201との間に殆ど間隙が形成されない状態にさらになりやすい。
一方、本実施形態に係る電子機器は、図3(A)に示すように、電子部品31がフレキシブル基板101Aと回路基板201との間隙D1を形成する。電子部品31の部品本体30は、フレキシブル基板101Aの基材10に比べて硬質の材料で構成されているため、基材10の電子部品接続部43近傍(電子部品31が実装された部分)は撓みや外力等による変形が抑制される。つまり、フレキシブル基板101Aに外力等が加わったとしても、フレキシブル基板101Aと回路基板201との間の間隙D1を確保される。したがって、フレキシブル基板101Aと回路基板201に形成される導体等との間の不要な磁界結合あるいは電界結合が抑制されるため、特性の変化を抑制した電子機器を実現できる。あるいは、磁界結合あるいは電界結合が一部発生するとしても、その結合の程度が変化しにくい。したがって、予期しない特性の変化を抑制した電子機器を実現できる。
また、本実施形態において、電子部品31は、コイル導体からなるコイルを有するチップ型インダクタである。また、図3(A)に示すように、チップ型インダクタである電子部品31のコイルの巻回軸AXが回路基板202(電子部品31およびフレキシブル基板101Aが実装される回路基板)の主面に対して非垂直(平行)である。この構成では、回路基板202に形成される導体74等が、チップ型インダクタである電子部品31の磁界形成を妨げにくいため、電子部品31のインダクタンス成分を安定させることができる。
但し、本発明における「非垂直」とは、コイルの巻回軸AXが回路基板202の主面に対して平行(0°)のみを言うものではない。例えば、コイルの巻回軸AXと回路基板202の主面との成す角θが0°≦θ≦+60°を満たす範囲をいうものとする。なお、電子部品31のコイルの巻回軸AXは、回路基板202の主面に対して非垂直である構成に限定されるものではなく、回路基板202の主面に対して垂直であってもよい。
また、図1に示すように、本実施形態に係るフレキシブル基板101は、第1コネクタ51と電子部品接続部43との間の距離が、第2コネクタ52と電子部品接続部43との間の距離に比べて短い。また、フレキシブル基板101Aの第1コネクタ51および電子部品31は、回路基板201(導体71,74)に接続されている。したがって、フレキシブル基板101Aに外力等が加わったとしても、第1コネクタ51寄りの位置で、フレキシブル基板101Aと回路基板201との間の間隙D1をより確実に保つことができる。なお、電子部品31は、第1コネクタ51と第2コネクタ52との中点(中間)付近に設けられていてもよい。
なお、本実施形態に係るフレキシブル基板101Aでは、電子部品接続部43が信号導体21の一部である例を示したが、この構成に限定されるものではない。本発明のフレキシブル基板において、電子部品接続部43は信号導体21の一部でなくてもよく、電子部品接続部43が信号導体21に導通していなくてもよい。つまり、電子部品接続部43は、信号導体21と別の導体に導通している構成でもよい。また、電子部品接続部43は、浮き電極(ダミー電極)であってもよい。これは回路基板201に形成される導体74についても同様である。
また、本実施形態では、第1接続部、第2接続部および電子部品接続部43が、基材10の第1主面VS1側に露出する例を示したが、この構成に限定されるものではない。撓みや外力等による変形を抑制するため、電子部品31が実装される電子部品接続部43および第1接続部が、基材10の第1主面VS1側に露出していれば、第2接続部は基材10の第2主面VS2側に露出する構成でもよい。これは以降の各実施形態におけるフレキシブル基板についても同様である。
なお、本発明における基材10の第1主面VS1および第2主面VS2は、平面状に限定されるものではなく、互いに対向する面であればよい。つまり、本実施形態に係るフレキシブル基板101Aで示したように、基材10の第1主面VS1および第2主面VS2は、曲面であってもよい。また、基材10の第1主面VS1および第2主面VS2は、後(第4の実施形態)に詳述するように、基材10の一部に凹みや段差等があってもよい。
本実施形態に係るフレキシブル基板101Aおよびフレキシブル基板101Aを備える電子機器は、例えば次の工程で製造される。図5はフレキシブル基板101Aを備える第1の実施形態に係る電子機器の製造工程を順に示す断面図である。
まず、集合基板状態の樹脂基材層に金属箔(例えば銅箔)をラミネートし、その金属箔をフォトリソグラフィでパターンニングすることで、信号導体およびコネクタ実装電極を形成する。
その後、樹脂基材層および保護層を積層し、基材10を構成する。
次に、図5中の(1)に示すように、第1導電性接合材を介して、基材10の第1主面VS1に露出するコネクタ実装電極41,42に第1コネクタ51および第2コネクタ52を接続(接合)する。また、第1導電性接合材を介して、基材10の第1主面VS1に露出する電子部品接続部43に電子部品31の第1端子P1を接続(接合)する。第1導電性接合材は例えば融点が220℃から240℃の高融点はんだである。
電子部品接続部43に電子部品31の第1端子P1を接続するこの工程が、本発明における「第1工程」に相当する。
このようにして、基材10の第1主面VS1に露出する電子部品接続部43に電子部品31をはんだ付けしたフレキシブル基板101を得る。
次に、図5中の(2)に示すように上部金型2および下部金型3を用いて、基材10の積層方向(図5中のZ方向)に向かって、基材10の第1主面VS1および第2主面VS2を加熱・加圧する(図5中の(2)の矢印参照)。なお、加熱・加圧する位置は、図5に示すように、基材10の長手方向の中央から第2端部(図5における左側端部)寄りの位置である。上部金型2および下部金型3は、断面形状がL字型の構造である。
基材10の熱可塑性樹脂が冷えて固化した後、上部金型2および下部金型3から基材10を取り外してフレキシブル基板101Aを得る。このような製造方法より、折り曲げられた形状を維持(保持)しやすいフレキシブル基板101Aを得ることができる。
図5に示すように、フレキシブル基板101Aは、フレキシブル基板101において、基材10の長手方向の中央から第2端部(図5における左側端部)寄りの位置に曲げ加工がされた構造である。
次に図5中の(3)に示すように、回路基板201に形成される導体71に実装されるレセプタクル61に、フレキシブル基板101Aのコネクタ51(第1接続部)を接続する。また、回路基板202に形成される導体72に実装されるレセプタクル62に、フレキシブル基板101Aのコネクタ52(第2接続部)を接続する。
回路基板201,202(導体71,72)にフレキシブル基板101Aの第1接続部および第2端部をそれぞれ接続するこの工程が、本発明における「第2工程」に相当する。
次に、第1工程の後に、第1導電性接合材よりも融点が低い第2導電性接合材を介して、回路基板201に形成される導体74に、電子部品31の第2端子P2を接続(接合)する。第2導電性接合材は例えば融点が150℃から160℃の低融点はんだである。回路基板201(導体74)に、電子部品31の第2端子P2を接続するこの工程が、本発明における「第3工程」に相当する。
上記製造方法によれば、簡素な構成により、フレキシブル基板の変形に伴う特性の変化を抑制した電子機器を容易に製造できる。
また、回路基板201に形成される導体74に電子部品31の第2端子P2を接続(接合)するために用いる第2導電性接合材の融点は、第1導電性接合材の融点よりも低い。したがって、上記製造方法によれば、回路基板201に形成される導体74に電子部品31の第2端子P2を接続(接合)する際に、フレキシブル基板101Aから電子部品31が分離することを抑制できる。
なお、上記製造方法では、第1工程、第2工程、第3工程の順で電子機器を製造する例を示したが、この構成に限定されるものではない。第1工程の後に第3工程が行われるのであれば、その他の工程の順序は適宜変更可能である。例えば、第1工程、第3工程、第2工程の順で電子機器を製造してもよく、第2工程、第1工程、第3工程の順で電子機器を製造してもよい。
《第2の実施形態》
図6(A)は第2の実施形態に係るフレキシブル基板102の外観斜視図であり、図6(B)はフレキシブル基板102Aの断面図である。図7はフレキシブル基板102Aを備える第2の実施形態に係る電子機器の製造工程を順に示す断面図である。
フレキシブル基板102は、電子部品31を備えていない点で第1の実施形態に係るフレキシブル基板101と異なり、その他の構成については実質的に同じである。また、フレキシブル基板102Aは、曲げ加工されている点でフレキシブル基板102と異なり、その他の構成については実質的に同じである。フレキシブル基板102,102Aは電子部品を備えていないため、信号導体の一部である電子部品接続部43が基材10の第1主面VS1に露出する構成である。
次に、第2の実施形態に係る電子機器の製造方法について、図を参照して説明する。図7はフレキシブル基板102Aを備える第2の実施形態に係る電子機器の製造工程を順に示す断面図である。
図7中の(1)に示すように、フレキシブル基板102を用意する。なお、第1コネクタ51および第2コネクタ52は、第1導電性接合材を介して、基材10の第1主面VS1に露出するコネクタ実装電極に接続(接合)される。
次に、図7中の(2)に示すように、上部金型2および下部金型3を用いて、基材10の積層方向(図7中のZ方向)に向かって、基材10の第1主面VS1および第2主面VS2を加熱・加圧する(図7中の(2)の矢印参照)。なお、加熱・加圧する位置は、図7に示すように、基材10の長手方向の中央から第2端部(図7における左側端部)寄りの位置である。
基材10の熱可塑性樹脂が冷えて固化した後、上部金型2および下部金型3から基材10を取り外してフレキシブル基板102Aを得る。このような製造方法より、折り曲げられた形状を維持(保持)しやすいフレキシブル基板102Aを得ることができる。
次に図7中の(3)に示すように、第1導電性接合材を介して、回路基板202に形成される導体74に、電子部品31の第2端子P2を接続(接合)する。回路基板202に形成される導体74に、電子部品31の第2端子P2を接続するこの工程が、本発明における「第4工程」に相当する。
次に、回路基板201に形成される導体71に実装されるレセプタクル61に、フレキシブル基板102Aのコネクタ51(第1接続部)を接続する。また、回路基板202に形成される導体72に実装されるレセプタクル62に、フレキシブル基板102Aのコネクタ52(第2接続部)を接続する。回路基板201,202(に形成される導体71,72)に第1接続部および第2接続部をそれぞれ接続するこの工程が、本発明における「第5工程」に相当する。
さらに、第4工程の後に、第1導電性接合材よりも融点が低い第2導電性接合材を介して、フレキシブル基板102Aの電子部品接続部43に、電子部品31の第1端子P1を接続(接合)する。フレキシブル基板102Aの電子部品接続部43に電子部品31の第1端子P1を接続するこの工程が、本発明における「第6工程」に相当する。
上記製造方法によれば、簡素な構成により、フレキシブル基板の変形に伴う特性の変化を抑制した電子機器を容易に製造できる。
また、電子部品接続部43に電子部品31の第1端子P1を接続(接合)するために用いる第2導電性接合材の融点は、第1導電性接合材の融点よりも低い。そのため、電子部品接続部43に電子部品31の第1端子P1を接続(接合)する際に、第1導電性接合材が溶融することによって回路基板201に形成される導体74から電子部品31が分離することを抑制できる。
なお、上記製造方法では、第4工程、第5工程、第6工程の順で電子機器を製造する例を示したが、この構成に限定されるものではない。第4工程の後に第6工程が行われるのであれば、その他の工程の順序は適宜変更可能である。例えば、第4工程、第6工程、第5工程の順で電子機器を製造してもよく、第5工程、第4工程、第6工程の順で電子機器を製造してもよい。
《第3の実施形態》
図8は第3の実施形態に係る電子機器の主要部の断面図である。
フレキシブル基板103は、第1コネクタおよび第2コネクタの代わりにジャンパー4,5を備える点でフレキシブル基板101と異なり、その他の構成については実質的に同じである。以下、第1の実施形態に係るフレキシブル基板101と異なる部分について説明する。
ジャンパー4,5は、はんだ等の導電性部材に対する高い濡れ性を有し、低抵抗の部材である。ジャンパー4は、基材10の長手方向の第1端部(図8(A)における右側端部)に設けられ、回路基板203に形成される導体71に接続される。ジャンパー5は、基材10の長手方向の第2端部(図8(A)における左側端部)に設けられ、回路基板203に形成される導体72に接続される。本実施形態におけるジャンパー4は本発明に係る「第1接続部」に相当し、ジャンパー5は本発明に係る「第2接続部」に相当する。
フレキシブル基板103は、図示しない二個のジャンパー素子実装部を有する。ジャンパー素子実装部は、基材10に形成される信号導体の両端にそれぞれ接続される。また、ジャンパー素子実装部は、基材10の両端部に形成され、基材10の第1主面VS1側に露出している。このジャンパー素子実装部には、第1導電性接合材を介してそれぞれジャンパー4,5が接続(接合)され、電子部品接続部43には第1導電性接合材を介して電子部品31の第1端子P1が接続(接合)される。
図8に示すように、フレキシブル基板103および電子部品33は、回路基板203に実装される。回路基板203の主面には導体71,72,74,75が形成されている。
ジャンパー4は、第2導電性接合材を介して回路基板203に形成される導体71に接続(接合)される。また、ジャンパー5は、第2導電性接合材を介して回路基板203に形成される導体72に接続(接合)される。電子部品31の第2端子P2は、第2導電性接合材を介して回路基板203に形成される導体74に接続(接合)される。電子部品33は、他の回路に接続される電子部品であり、回路基板203に形成される導体75に接続される。
このような構成であっても、第3の実施形態に係る電子機器は第1の実施形態に係る電子機器と基本的な構成は同じであり、第1の実施形態に係る電子機器と同様の作用・効果を奏することができる。
また、図8に示すように、ジャンパー4(第1接続部)、ジャンパー5(第2接続部)および電子部品31の第2端子P2は、基材10の第1主面VS1側に露出し、実質的に同一面(図8における導体高さHL)上に配置される。この構成により、第1接続部から第2接続部にかけてのフレキシブル基板103と回路基板203との間隙が一定に保ち易くなる。そのため、第1接続部から第2接続部にかけてのフレキシブル基板103の変形に伴う特性の変化を抑制できる。
なお、本実施形態に係るフレキシブル基板103では、ジャンパー4が基材10の長手方向の第1端部に設けられ、ジャンパー5が基材10の長手方向の第2端部に設けられる構造である。そのため、フレキシブル基板103全体と回路基板203との間隔が一定に保ち易くなり、フレキシブル基板103全体の変形に伴う特性の変化を抑制できる。
また、本実施形態に係るフレキシブル基板103は、第1接続部および第2接続部としてジャンパー4,5を用いる構成のため、基板10の電子部品接続部に接続される電子部品31の高さに応じて微細な高さ調整が可能である。また、図8に示すように、フレキシブル基板103を用いることにより、第1接続部と第2接続部との間にある電子部品33を跳び越えて(跨いで)ブリッジ接続することが可能である。
次に、第3の実施形態に係る電子機器の製造方法について説明する。
(1)まず、集合基板状態の樹脂基材層に金属箔(例えば銅箔)をラミネートし、その金属箔をフォトリソグラフィでパターンニングすることで、信号導体およびコネクタ実装電極を形成する。
その後、樹脂基材層および保護層を積層し、基材10を構成する。
(2)第1導電性接合材を介して、基材10の第1主面VS1に露出するジャンパー素子実装部(図示省略)にジャンパー4,5を接続(接合)する。また、第1導電性接合材を介して、基板10の電子部品接続部(図示省略)に電子部品31の第1端子P1を接続(接合)する(第1工程)。
集合基板状態の基材10を分断することで、個別のフレキシブル基板103を得る。
(3)次に、第1導電性接合材よりも融点が低い第2導電性接合材を介して導体71にジャンパー4を接続(接合)し、第2導電性接合材を介して導体72にジャンパー5を接続(接合)する(第2工程)。
さらに、第1工程の後に、第1導電性接合材よりも融点が低い第2導電性接合材を介して、回路基板202に形成される導体74に、電子部品31の第2端子P2を接続(接合)する(第3工程)。
なお、本実施形態に係る電子機器の製造方法では、上記第2工程および第3工程は同時に行うことが好ましい。第2工程および第3工程を同時に行うことにより、工数を削減でき、製造工程を簡略化できる。
次に、第3の実施形態に係る電子機器の変形例について、図を参照して説明する。図9は変形例における電子機器の主要部の断面図である。
フレキシブル基板103Aは、曲げ加工されている点でフレキシブル基板103と異なり、その他の構成については実質的に同じである。また、変形例における電子機器は、第1の実施形態に係る電子機器に対して、回路基板201,202に実装されるフレキシブル基板が異なり、その他の構成については実質的に同じである。以下、第1の実施形態に係る電子機器と異なる部分について説明する。
変形例における電子機器は、図9に示すように、ジャンパー4が回路基板201に形成される導体71に接続され、ジャンパー5が回路基板202に形成される導体72に接続されている。
このような構成でも、変形例における電子機器は、第1の実施形態に係る電子機器と基本的な構成は同じであり、同様の作用・効果を奏する。
また、図9に示すように、ジャンパー4(第1接続部)および電子部品31の第2端子P2は、基材10の第1主面VS1側に露出し、実質的に同一面(図9における導体高さHL)上に配置される。この構成により、第1接続部から電子部品接続部にかけてのフレキシブル基板103Aと回路基板201との間隙が一定に保ち易くなる。そのため、第1接続部から電子部品接続部にかけてのフレキシブル基板103Aの変形に伴う特性の変化を抑制できる。
《第4の実施形態》
図10は第4の実施形態に係る電子機器の主要部の断面図である。
フレキシブル基板104は、基材10の形状が異なり、ジャンパーを備えていない点でフレキシブル基板103と異なる。その他の構成については実質的に同じである。以下、第3の実施形態に係るフレキシブル基板103と異なる部分について説明する。
フレキシブル基板104の基材10は、回路基板203の主面に形成される導体71,72と対向する部分の厚みが、他の部分の厚みに比べて相対的に大きい。言い換えると、フレキシブル基板104の基材10は、回路基板203の主面に形成される導体71,72と対向しない部分が凹んだ構成である。
図10に示すように、基材10の回路基板203に形成される導体71,72に対向する部分には、基材10に形成される信号導体にそれぞれ導通する導体実装部53,54が形成されている。本実施形態では、この回路基板203に形成される導体71と対向する導体実装部53が本発明における「第1接続部」に相当し、回路基板203に形成される導体72と対向する導体実装部54が、本発明における「第2接続部」に相当する。
回路基板203に形成される導体71には、第1導電性接合材を介して導体実装部53が接続(接合)され、回路基板203に形成される導体72には、第1導電性接合材を介して導体実装部54が接続(接合)される。また、電子部品接続部(図示省略)には第1導電性接合材を介して電子部品31の第1端子P1が接続(接合)される。
このような構成であっても、第4の実施形態に係る電子機器は第3の実施形態に係る電子機器と基本的な構成は同じであり、第3の実施形態に係る電子機器と同様の作用・効果を奏することができる。
次に、第4の実施形態に係る電子機器の製造方法について説明する。
(1)まず、集合基板状態の樹脂基材層に金属箔(例えば銅箔)をラミネートし、その金属箔をフォトリソグラフィでパターンニングすることで、信号導体およびコネクタ実装電極を形成する。
その後、樹脂基材層および保護層を積層し、基材10を構成する。
(2)集合基板状態の基材10を分断することで、個別のフレキシブル基板104を得る。
(3)第1導電性接合材を介して、回路基板203に形成される導体74に、電子部品31の第2端子P2を接続(接合)する(第4工程)。
次に、第1導電性接合材よりも融点が低い第2導電性接合材を介して、回路基板203に形成される導体71に第1接続部を接続(接合)し、第2導電性接合材を介して、回路基板203に形成される導体72に第2接続部を接続(接合)する(第5工程)。
さらに、第4工程の後に、第2導電性接合材を介して、基板10の電子部品接続部(図示省略)に電子部品31の第1端子P1を接続(接合)する(第6工程)。
なお、本実施形態に係る電子機器の製造方法では、上記第5工程および第6工程は同時に行うことが好ましい。第5工程および第6工程を同時に行うことにより、工数を削減でき、製造工程を簡略化できる。
《第5の実施形態》
図11は第5の実施形態に係るフレキシブル基板105の外観斜視図である。図12はフレキシブル基板105の分解平面図である。
フレキシブル基板105は、基材10が樹脂基材層11a,11b,11cおよび保護層1の積層体であり、基材10に形成されるグランド電極81,82を有する点でフレキシブル基板101と異なり、その他の構成については実質的に同じである。以下、第1の実施形態に係るフレキシブル基板101と異なる部分について説明する。
基材10は、図12における(1)〜(4)で示す樹脂基材層11c,11b,11aおよび保護層1の順に積層して構成される。図12において(1)は最上層であり、(4)は最下層である。樹脂基材層11c,11b,11aおよび保護層1は、長尺状の平板である。
樹脂基材層11aにはコネクタ実装電極41,42、電子部品接続部43およびグランド導体81が形成される。電子部品接続部43は樹脂基材層11aの長手方向の中央から右寄りに形成される。言い換えると、電子部品接続部43は樹脂基材層11aの長手方向の中央から第1端部(図12における右側端部)寄りに形成されている。コネクタ実装電極41,42は樹脂基材層11aの長手方向の第1端部および第2端部(図12における左側端部)に形成される。グランド導体81は樹脂基材層11aの略全面に形成される平面状の導体パターンであり、コネクタ実装電極41,42、電子部品接続部43およびグランド導体81が形成される位置に応じたに開口部を有する。そのため、グランド導体81は、図12に示すように、コネクタ実装電極41,42、電子部品接続部43と電気的に接続されていない。
樹脂基材層11bには信号導体21および六個のグランド導体83が形成される。信号導体21は樹脂基材層11aの長手方向に延伸する導体パターンである。信号導体21は層間接続導体V3を介して電子部品接続部43に接続される。また、信号導体21の一端は、層間接続導体V1を介してコネクタ実装電極41に接続され、信号導体21の他端は、層間接続導体V2を介してコネクタ実装電極42に接続される。また、六個のグランド導体83は、樹脂基材層11bの両端部に形成される。グランド導体83は、樹脂基材層11aに設けられる層間接続導体V4を介してグランド導体81に接続される。層間接続導体は例えばビア導体またはスルーホール等である。このように、コネクタ実装電極41,42は、それぞれ信号導体21に導通する。
樹脂基材層11cにはグランド導体82が形成される。グランド導体82は、樹脂基材層11cの略全面に形成される平面状の導体パターンであり、樹脂基材層11bに設けられる層間接続導体V5を介してグランド導体83に接続される。
保護層1は平面形状が樹脂基材層11a〜11cと実質的に同一であり、樹脂基材層11aの上面に積層される。保護層1はコネクタ実装電極41,42の位置に応じた開口部AP1,AP2を有し、電子部品接続部43の位置に応じた開口部AP3を有する。言い換えると、開口部AP1,AP2は保護層1の長手方向の第1端部および第2端部に形成され、開口部AP3は保護層1の長手方向の中央から第1端部(図12における右側端部)寄りの位置に形成される。
そのため、保護層1が樹脂基材層11aの上面に積層されることにより、電子部品接続部43およびコネクタ実装電極41,42が基材10の第1主面VS1に露出する。
コネクタ実装電極41,42およびグランド導体81の一部は、それぞれ第1コネクタおよび第2コネクタが接続され、電子部品接続部43には電子部品31が搭載される(図示省略)。
フレキシブル基板105は、樹脂基材層11a〜11cを積層し、加熱・加圧した基材10を有する。つまり、フレキシブル基板105は、グランド導体81,82が信号導体21を挟んだ構成のトリプレート型のストリップライン(伝送線路)である。つまり、グランド導体81は、信号導体21に対して第1主面VS1(電子部品31の搭載面)側に配置されているため、フレキシブル基板105を回路基板に実装した場合には、グランド導体81が回路基板と信号導体21との間に配置される。
そのため、フレキシブル基板105を備える電子機器では、フレキシブル基板のグランド導体のシールド効果により、信号導体21と、回路基板に形成される導体等との間の不要な結合が抑制されるため、特性の変化を抑制できる。
《第6の実施形態》
図13は第6の実施形態に係るフレキシブル基板106の外観斜視図である。図14はフレキシブル基板106の分解平面図である。
フレキシブル基板106は、基材10に形成される導体パターンによるインダクタ部90が構成される点でフレキシブル基板101と異なり、その他の構成については実質的に同じである。以下、第1の実施形態に係るフレキシブル基板101と異なる部分について説明する。
基材10は、図14における(1)〜(2a)および(2b)で示す樹脂基材層11aおよび保護層1の順に積層して構成される。(1)は最上層であり、(2a)および(2b)は最下層である。図14において、(2a)および(2b)は同一の樹脂基材層であり、(2b)は(2a)の裏面である。樹脂基材層11aおよび保護層1は長尺状の平板である。
図14中の(2a)に示すように、樹脂基材層11aの表面には信号導体22、コネクタ実装電極41,42、第1インダクタ部91、電子部品接続部43およびグランド導体81が形成される。信号導体22は、樹脂基材層11aの長手方向の中央から第1端部(図14における右側端部)に向かって延伸する導体パターンである。電子部品接続部43は樹脂基材層11aの長手方向の中央から右寄りに形成される。言い換えると、電子部品接続部43は樹脂基材層11aの長手方向の中央から第1端部(図12における右側端部)寄りに形成されている。コネクタ実装電極41,42は樹脂基材層11aの長手方向の第1端部および第2端部(図14における左側端部)に形成される。第1インダクタ部91は樹脂基材層11aの長手方向の中央に形成されるコイル状の導体パターンである。グランド導体81は樹脂基材層11aの略全面に形成される中抜きの導体パターンである。
図14中の(2b)に示すように、樹脂基材層11aの裏面には信号導体21、第2インダクタ部92およびグランド導体82が形成される。信号導体21は、樹脂基材層11aの長手方向の中央から第2端部(図14における左側端部)に向かって延伸する導体パターンである。第2インダクタ部92は樹脂基材層11aの長手方向の中央に形成されるコイル状の導体パターンである。グランド導体82は樹脂基材層11aの略全面に形成される中抜きの導体である。
コネクタ実装電極41は信号導体22の一端に接続され、信号導体22の他端は電子部品接続部43に接続される。また、電子部品接続部43は第1インダクタ部91の第1端に接続され、第1インダクタ部91の他端は層間接続導体V6を介して第2インダクタ部92の一端に接続される。これら第1インダクタ部91および第2インダクタ部92は、インダクタ部90を構成する。第2インダクタ部92の他端は信号導体21の一端に接続され、信号導体21の他端は層間接続導体V2を介してコネクタ実装電極42に接続される。また、グランド導体81は、樹脂基材層11aの長手方向の第1端部付近および第2端部付近にて、層間接続導体V4を介してグランド導体82に接続される。
保護層1は平面形状が樹脂基材層11aと実質的に同一であり、樹脂基材層11aの上面に積層される。保護層1はコネクタ実装電極41,42の位置に応じた開口部AP1,AP2を有し、電子部品接続部43の位置に応じた開口部AP3を有する。つまり、開口部AP1,AP2は保護層1の長手方向の第1端部および第2端部に形成され、開口部AP3は保護層1の長手方向の中央から第1端部(図14における右側端部)寄りの位置に形成される。
そのため、保護層1が樹脂基材層11aの上面に積層されることにより、電子部品接続部43およびコネクタ実装電極41,42が基材10の第1主面VS1に露出する。
コネクタ実装電極41,42およびグランド導体81の一部は、それぞれ第1コネクタおよび第2コネクタが接続され、電子部品接続部43には電子部品が搭載される(図示省略)。本実施形態における電子部品31は例えばセラミック基材からなるチップ型コンデンサである。
図15(A)は第6の実施形態に係る電子機器の主要部の断面図であり、図15(B)は第6の実施形態に係る電子機器のブロック図である。図15(B)において、チップ型コンデンサである電子部品31をキャパシタC1で表し、基材10に形成されるインダクタ部90をインダクタL2で表し、導体71をアンテナANTで表している。
図15(A)に示すように、複数の回路基板201,202にはフレキシブル基板106Aおよび電子部品32が実装される。フレキシブル基板106Aは、曲げ加工されている点でフレキシブル基板106と異なり、その他の構成については実質的に同じである。また、本実施形態に係る電子機器は、第1の実施形態に係る電子機器に対して、回路基板に実装されるフレキシブル基板が異なり、その他の構成については実質的に同じである。以下、第1の実施形態に係る電子機器と異なる部分について説明する。
図15(A)に示すように、フレキシブル基板106Aは、回路基板201,202に実装される。フレキシブル基板106Aは、基材10に形成されるインダクタ部90を有し、チップ型コンデンサである電子部品31の第1端子P1が信号導体21に導通する構成である。
そのため、図15(B)に示すように、アンテナANTと給電回路(RFIC)との間にインダクタL2が直列に接続され、インダクタL2と給電回路(RFIC)との間にキャパシタC1がシャント接続される。インダクタ部90(インダクタL2)および電子部品31(キャパシタC1)により、給電回路(RFIC)とアンテナANTとのインピーダンスマッチングおよびアンテナの周波数特性の設定ができる。
また、本実施形態に係る電子機器は、図15(A)に示すように、フレキシブル基板106Aと回路基板201との間に電子部品31が実装され、間隙D2が形成されている。
このように、本実施形態に係る電子機器は、第1の実施形態に係る電子機器と基本的な構成は同じであり、第1の実施形態に係る電子機器と同様の作用・効果を奏することができる。
次に、チップ型コンデンサである電子部品31の実装方法について、図を参照して説明する。図16(A)は、第6の実施形態に係る電子機器における電子部品31の実装方法を示す詳細断面図であり、図16(B)は図16(A)の変形例の図である。
チップ型コンデンサである電子部品31は、平面状のコンデンサ導体を有するものであり、図16(A)に示すように、本実施形態に係る電子機器は、チップ型コンデンサである電子部品31内に形成される平面導体6の導体面が、回路基板201(電子部品31およびフレキシブル基板106Aが実装される回路基板)の主面に対して非平行(垂直)である。そのため、電子部品接続部43や回路基板201に形成される導体74等の導体面と、電子部品31内に形成される平面導体6の導体面とが対向しない。つまり、電子部品31内に形成される平面導体6は、電子部品接続部43や回路基板201に形成される導体74等の多くとも端面でしか対向しない。したがって、電子部品接続部43や回路基板201に形成される導体74等と平面導体との間に発生する容量成分を抑制でき、チップ型コンデンサである電子部品31のキャパシタンス値を安定させることができる。
但し、本発明における「非平行」とは、回路基板202の主面に対して垂直(90°)のみを言うものではない。例えば、電子部品31内に形成される平面導体6の導体面と回路基板202の主面との成す角θが30°≦θ≦90°を満たす範囲をいうものとする。
なお、電子部品31内に形成される平面導体6の導体面は、回路基板202の主面に対して非平行である構成に限定されるものではなく、回路基板202の主面に対して平行であってもよい。図16(B)に示す変形例の電子機器は、回路基板202に形成される2個の導体74a,74bおよび基材10に形成される二個の電子部品接続部43a,43bを有する。
上記変形例の電子機器は、導体74aがグランドに接続され、電子部品接続部43aが信号導体に接続される。また、導体74bおよび電子部品接続部43bが浮き電極(ダミー電極)である。このような構成であっても、本実施形態に係る電子機器と同様に、アンテナANTと給電回路(RFIC)との間にインダクタL2が直列に接続され、インダクタL2と給電回路(RFIC)との間にキャパシタC1がシャント接続される。
なお、上記変形例の電子機器は例示であって、制限的なものではない。例えば電子部品接続部43の形状、大きさ、数量等や導体74の形状、大きさ、数量等の構成は、フレキシブル基板の変形に伴う特性の変化を抑制するという効果を奏する範囲において適宜変更可能である。また、浮き電極(ダミー電極)の有無、数量等についても、同様に適宜変更可能である。
《第7の実施形態》
図17は第7の実施形態に係るフレキシブル基板107の外観斜視図である。図18はフレキシブル基板107の分解平面図である。
フレキシブル基板107は、基材10に形成される導体パターンによるインダクタ部90が構成される点でフレキシブル基板101等と異なり、その他の構成については実質的に同じである。以下、他の実施形態に係るフレキシブル基板と異なる部分について説明する。
基材10は、図18における(1)〜(3)で示す樹脂基材層11b,11aおよび保護層1の順に積層して構成される。(1)は最上層であり、(3)は最下層である。樹脂基材層11a,11bおよび保護層1は長尺状の平板である。
図18中の(2)に示すように、樹脂基材層11aには信号導体21、コネクタ実装電極41,42、開口部CP3、第1インダクタ部91およびグランド導体81が形成される。信号導体21は、樹脂基材層11aの長手方向の中央から第2端部(図18における左側端部)に向かって延伸する導体パターンである。開口部CP3は樹脂基材層11aの長手方向の中央から右寄りに形成される開口である。コネクタ実装電極41,42は樹脂基材層11aの長手方向の第1端部(図18における左側端部)および第2端部に形成される導体パターンである。第1インダクタ部91は樹脂基材層11aの長手方向の中央に形成されるコイル状の導体パターンである。グランド導体81は樹脂基材層11aの略全面に形成される中抜きの導体パターンである。
図18中の(3)に示すように、樹脂基材層11bには信号導体22、第2インダクタ部92、電子部品接続部43およびグランド導体82が形成される。電子部品接続部43は樹脂基材層11bの長手方向の中央から右寄りに形成される導体パターンである。第2インダクタ部92は樹脂基材層11bの長手方向の中央に形成されるコイル状の導体パターンである。グランド導体82は樹脂基材層11bの略全面に形成される中抜きの導体パターンである。
コネクタ実装電極42は層間接続導体V2を介して信号導体22の一端に接続され、信号導体22の他端は電子部品接続部43に接続される。また、電子部品接続部43は第2インダクタ部92の一端に接続され、第2インダクタ部92の他端は層間接続導体V6を介して第1インダクタ部91の一端に接続される。第1インダクタ部91の他端は信号導体21の一端に接続され、信号導体21の他端はコネクタ実装電極41に接続される。また、グランド導体81は、樹脂基材層11aの長手方向の第1端部付近および第2端部付近にて、層間接続導体V4を介してグランド導体82に接続される。
保護層1は平面形状が樹脂基材層11a,11bと実質的に同一であり、樹脂基材層11aの上面に積層される。保護層1はコネクタ実装電極41,42の位置に応じた開口部AP1,AP2を有し、開口部CP3および電子部品接続部43の位置に応じた開口部AP3を有する。つまり、開口部AP1,AP2は保護層1の長手方向の第1端部および第2端部に形成され、開口部AP3は保護層1の長手方向の中央から第1端部(図14における右側端部)寄りの位置に形成される。そのため、コネクタ実装電極41,42は、基材10の第1主面VS1側に露出する。一方、電子部品接続部43は、基材10の内部に形成され、かつ、基材10の第1主面VS1側に露出する。
コネクタ実装電極41,42にはそれぞれ第1コネクタ51および第2コネクタ52が接続される。また、電子部品31の第1端子は、開口部AP3,CP3を挿通し、基材10の内部に形成される電子部品接続部43に接続される。そのため、電子部品31の一部はフレキシブル基板107の基材10に埋設される。
図19は第7の実施形態に係る電子機器の主要部の断面図である。
図19に示すように、フレキシブル基板107Aおよび電子部品32は、回路基板201,202に実装される。フレキシブル基板107Aは、曲げ加工されている点でフレキシブル基板107と異なり、その他の構成については実質的に同じである。また、本実施形態に係る電子機器は、第1の実施形態に係る電子機器に対して、回路基板に実装されるフレキシブル基板が異なり、その他の構成については実質的に同じである。以下、第1の実施形態に係る電子機器と異なる部分について説明する。
本実施形態に係る電子機器は、図19に示すように、電子部品31の一部がフレキシブル基板107Aの基材10に埋設されている。そのため、フレキシブル基板107Aが実装される回路基板202とフレキシブル基板107Aとの間に形成される間隙D3は、第1の実施形態に係る電子機器の間隙D1に比べて小さい。
したがって、本実施形態に係る電子機器では、回路基板202とフレキシブル基板107Aとの間隙を小さくできるため、第1の実施形態に係る電子機器と同様の作用・効果に加えて、狭い空間(特に厚みの小さな空間)に配置できる電子機器を実現できる。
《その他の実施形態》
なお、上述の実施形態では、平面形状が矩形の基材10を有するフレキシブル基板の例を示したが、この構成に限定されるものではない。基材10の平面形状は本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。
また、上述の実施形態では、第1接続部および第2接続部が基材10の端部に形成される例について示したが、この構成に限定されるものではない。第1接続部および第2接続部の位置は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。
また、上述の実施形態では、第1接続部および第2接続部がそれぞれ一個であり、第1接続部および第2接続部が信号導体21に導通するフレキシブル基板についての例を示したが、この構成に限定されるものではない。フレキシブル基板はブリッジ接続する分岐ケーブルであってもよい。また、フレキシブル基板の電子部品31、第1接続部および第2接続部の形状、位置、数量等は本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。
なお、上述の実施形態では、第1接続部と電子部品接続部との間の距離が、第2接続部と電子部品接続部との間の距離に比べて短い構成のフレキシブル基板についての例を示したが、この構成に限定されるものではない。第2接続部と電子部品接続部との間の距離が、第1接続部と電子部品接続部との間の距離に比べて短い構成であってもよい。また、第1接続部と電子部品接続部との間の距離が、第2接続部と電子部品接続部との間の距離と等しい構成であってもよい。すなわち、電子部品接続部は、第1接続部と第2接続部との中点(中間)付近に設けられた構成であってもよい。
フレキシブル基板は、ブリッジ接続するためのケーブルに限定されるものではない。したがって、フレキシブル基板において信号導体は必須の構成ではない。
ANT…アンテナ
AP1,AP2,AP3,CP3…開口部
AX…巻回軸
C…容量成分
C1…キャパシタ
D1,D2,D3…間隙
HL…導体高さ
L1,L2…インダクタ
P1…電子部品の第1端子
P2…電子部品の第2端子
V1,V2,V3,V4,V5,V6…層間接続導体
VS1…基材の第1主面
VS2…基材の第2主面
1…保護層
2…上部金型
3…下部金型
4,5…ジャンパー
6…平面導体
10…基材
11,11a,11b,11c…樹脂基材層
21,22…信号導体
31,32,33…電子部品
41,42…コネクタ実装電極
43,43a,43b…電子部品接続部
51…第1コネクタ
52…第2コネクタ
53,54…導体実装部
61,62…レセプタクル
71,72,74,74a,74b,75…導体
81,82,83…グランド導体
90…インダクタ部
91…第1インダクタ部
92…第2インダクタ部
100A,101,101A,102,102A,103,103A,104,105,106,106A,107,107A…フレキシブル基板
201,202,203…回路基板

Claims (21)

  1. 少なくとも一つの回路基板と、前記回路基板に実装されるフレキシブル基板と、電子部品とを備える電子機器であって、
    前記フレキシブル基板は、可変形性の基材と、前記基材に形成される第1接続部、第2接続部および電子部品接続部と、を有し、
    前記第1接続部および前記第2接続部は、前記回路基板にそれぞれ接続され、
    前記電子部品接続部は、前記第1接続部と前記第2接続部との間に配置され、
    前記電子部品は、部品本体と、前記部品本体の互いに対向する面に形成される第1端子および第2端子と、を有し、
    前記部品本体は、前記フレキシブル基板の前記基材に比べて硬質の材料で構成され、
    前記第1端子は、前記電子部品接続部に接続され、
    前記第2端子は、前記回路基板に形成される導体に接続され、
    前記フレキシブル基板と前記回路基板との間には、間隙が形成され、
    前記電子部品は、前記間隙を確保することを特徴とする、電子機器。
  2. 前記電子部品は、チップ型インダクタである、請求項1に記載の電子機器。
  3. 前記チップ型インダクタのコイルの巻回軸は、前記回路基板の主面に対して非垂直である、請求項2に記載の電子機器。
  4. 前記電子部品は、チップ型コンデンサである、請求項1に記載の電子機器。
  5. 前記チップ型コンデンサ内に形成される平面導体の導体面は、前記回路基板の主面に対して非平行である、請求項4に記載の電子機器。
  6. 前記フレキシブル基板は、前記基材に形成される平面状のグランド導体および信号導体をさらに有し、
    前記第1接続部および前記第2接続部は、前記信号導体に導通し、
    前記グランド導体は、前記回路基板と前記信号導体との間に配置される、請求項1から5のいずれかに記載の電子機器。
  7. 前記電子部品の一部は、前記フレキシブル基板の前記基材に埋設される、請求項1から6のいずれかに記載の電子機器。
  8. 前記基材は、互いに対向する第1主面および第2主面を有し、
    前記電子部品接続部および前記第1接続部は、前記第1主面側に露出し、
    前記第1接続部および前記電子部品の前記第2端子は、実質的に同一面上に配置される、請求項1から7のいずれかに記載の電子機器。
  9. 前記第1接続部と前記電子部品接続部との間の距離は、前記第2接続部と前記電子部品接続部との間の距離に比べて短い、請求項8に記載の電子機器。
  10. 前記第2接続部は、前記第1主面側に露出し、
    前記第1接続部、前記第2接続部および前記電子部品の前記第2端子は、実質的に同一面上に配置される、請求項8または請求項9に記載の電子機器。
  11. 少なくとも一つの回路基板に実装されるフレキシブル基板であり、
    可変形性の基材と、前記基材に形成される第1接続部、第2接続部および電子部品接続部と、電子部品と、を備え、
    前記電子部品接続部は、前記電子部品の搭載面で、かつ、前記第1接続部と前記第2接続部との間に形成され、
    前記電子部品は、部品本体と、前記部品本体の互いに対向する面に形成される第1端子および第2端子と、を有し、
    前記部品本体は、前記基材に比べて硬質の材料で構成され、
    前記第1端子は、前記電子部品接続部に接続され、
    前記第2端子は、露出されたことを特徴とする、フレキシブル基板。
  12. 前記基材に形成される平面状のグランド導体および信号導体をさらに備え、
    前記グランド導体は、前記信号導体に対して前記電子部品の前記搭載面側に配置され、
    前記第1接続部および前記第2接続部は、前記信号導体に導通する、請求項11に記載のフレキシブル基板。
  13. 前記基材は、互いに対向する第1主面および第2主面を有し、
    前記電子部品接続部および前記第1接続部は、前記第1主面側に露出し、
    前記第1接続部および前記電子部品の前記第2端子は、実質的に同一面上に配置される、請求項11または12に記載のフレキシブル基板。
  14. 前記第1接続部と前記電子部品接続部との間の距離は、前記第2接続部と前記電子部品接続部との間の距離に比べて短い、請求項13に記載のフレキシブル基板。
  15. 前記第2接続部は、前記第1主面側に露出し、
    前記第1接続部、前記第2接続部および前記電子部品の前記第2端子は、実質的に同一面上に配置される、請求項13または14に記載のフレキシブル基板。
  16. 少なくとも一つの回路基板と、
    可変形性の基材、前記基材に形成される第1接続部、第2接続部および電子部品接続部を有し、前記回路基板に実装されるフレキシブル基板と、
    部品本体、前記部品本体の互いに対向する面に形成される第1端子および第2端子を有する電子部品と、を備える電子機器の製造方法であって、
    前記電子部品接続部に、前記第1端子を接続する第1工程と、
    前記回路基板に、前記第1接続部および前記第2接続部をそれぞれ接続する第2工程と、
    前記第1工程の後に、前記回路基板に形成される導体に、前記第2端子を接続する第3工程と、
    を有する電子機器の製造方法。
  17. 前記第1工程は、
    第1導電性接合材を介して、前記電子部品接続部に前記電子部品の前記第1端子を接続する工程を含み、
    前記第2工程は、
    前記第1導電性接合材よりも融点が低い第2導電性接合材を介して、前記回路基板に前記第1接続部および前記第2接続部をそれぞれ接続する工程を含み、
    前記第3工程は、
    前記第2導電性接合材を介して、前記回路基板に形成される導体に前記電子部品の前記第2端子を接続する工程を含む、
    請求項16に記載の電子機器の製造方法。
  18. 前記第2工程および前記第3工程を同時に行う、請求項16または17に記載の電子機器の製造方法。
  19. 少なくとも一つの回路基板と、
    可変形性の基材、前記基材に形成される第1接続部、第2接続部および電子部品接続部を有し、前記回路基板に実装されるフレキシブル基板と、
    部品本体、前記部品本体の互いに対向する面に形成される第1端子および第2端子を有する電子部品と、を備える電子機器の製造方法であって、
    前記回路基板に形成される導体に、前記第2端子を接続する第4工程と、
    前記回路基板に形成される回路に、前記第1接続部および前記第2接続部をそれぞれ接続する第5工程と、
    前記第4工程の後に、前記電子部品接続部に、前記第1端子を接続する第6工程と、
    を有する電子機器の製造方法。
  20. 前記第4工程は、
    第1導電性接合材を介して、前記回路基板に形成される導体に前記電子部品の前記第2端子を接続する工程を含み、
    前記第5工程は、
    前記第1導電性接合材よりも融点が低い第2導電性接合材を介して、前記回路基板に前記第1接続部および前記第2接続部をそれぞれ接続する工程を含み、
    前記第6工程は、
    前記第1導電性接合材よりも融点が低い第2導電性接合材を介して、前記電子部品接続部に前記電子部品の前記第1端子を接続する工程を含む、
    請求項19に記載の電子機器の製造方法。
  21. 前記第5工程および前記第6工程を同時に行う、請求項19または20に記載の電子機器の製造方法。
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