JP2017111306A - 電子装置及びその製造方法 - Google Patents

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若浩 川井
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Abstract

【課題】外部接続端子の周辺に段差を有する形状の第１の電子部品と、第１の電子部品の動作に関連する第２の電子部品とを配線接続するに際して、製造装置の大型化を回避し、配線を低コストに行うことができると共に、配線の接続信頼性を高いものとすることができる電子装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】ＬＣＤ１０及びＩＣ２０は、ＬＣＤ１０の接続電極１３ａとＩＣ２０の電極とが、同一面上に位置するように露出して樹脂成形体３０に埋設されている。【選択図】図１

Description

本発明は、外部接続端子を備えた配線基板に上設部材が凸状に搭載された第１の電子部品と、第１の電子部品の動作に関連する第２の電子部品とが配線接続される電子装置及びその製造方法に関するものである。
近年、携帯用電子機器、小型センサ、又は健康機器（電子体温計、血圧計など）を、薄型、軽量、小型、かつ高耐水性のウエアラブルな製品として低コストで実現する需要が高まっている。
通常、このような電子機器は、受動部品（抵抗、コンデンサ等）、能動部品（ＬＳＩ、ＩＣ等）、電源装置（電池等）、表示装置（ＬＥＤ等）、又はその他の電子部品（センサ、スイッチ等）を、プリント配線基板上に組み込むことによって構築されている。
これら電子部品における、例えば、体温計、又はスマートホン等の携帯機器に適した小型の表示装置として、一般的に使用されている液晶表示装置（ＬＣＤ）の構造を図４に示す。
図４の（ａ）（ｂ）に示すように、ＬＣＤ１００は、画像を形成するためのカラーフィルター基板１１０と、ＴＦＴなどのアクティブ素子やサブ画素となる電極がアレイ（配列）形状に形成されたアレイ基板１３０と、それら基板の間に構成され、流動性の液晶材料を含む液晶層１２０とを備えている。ＬＣＤ１００を駆動させるための電力は、アレイ基板１３０の端部に露出させた接続電極１３１に外部の駆動回路を配線して供給されるようになっている。このため、アレイ基板１３０はカラーフィルター基板１１０よりも接続電極１３１の露出分大きくなっている。この結果、ＬＣＤ１００は、カラーフィルター基板１１０及び液晶層１２０が、アレイ基板１３０に凸状に搭載された状態となっており、該接続電極１３１の周辺に段差を有する形状となっている。
従来、ＬＣＤ１００のような電極部周辺に段差を有する電子部品と外部の駆動回路とが互いに接続される電子装置として、図５の（ａ）（ｂ）に示すような電子装置が知られている。
図５の（ａ）に示すように、電子装置２００は、ＬＣＤ１００と、ガラスエポキシやフレキシブル基板（例えばポリイミド）等からなるプリント配線基板２１１上に形成された配線回路２１２に、駆動用ＩＣ２１３及びチップ部品２１４等を実装して駆動回路が構成された駆動回路基板２１０とを備えている。配線回路２１２は、スルホール２１５を介してプリント配線基板２１１裏面の裏面電極２１６に接続されている。該裏面電極２１６とＬＣＤ１００の接続電極１３１とを、異方導電接着剤等の接合部材２２０を用いて接合することにより、ＬＣＤ１００と上記駆動回路とを互いに接続するようになっている。
図５の（ｂ）に示すように、電子装置３００は、上記電子装置２００と類似の構成をしている。すなわち、電子装置３００は、駆動回路基板２１０を上下に反転した構成の駆動回路基板３１０を備えると共に、駆動回路基板３１０のプリント配線基板３１１上に形成された配線回路３１２と、ＬＣＤ１００の接続電極１３１とが互いに対向した状態にて、接合部材２２０を用いてそれらが接合される構造になっている。電子装置３００によれば、駆動回路基板３１０側にスルホール２１５及び裏面電極２１６を形成する必要が無く、製造コストを低下させることができる。
しかし、電子装置２００及び電子装置３００では、それらの製造工程において、接合部材２２０を設置するためのスペース、及び接合加工を行うためのスペース等が必要となる。そのため、製造装置が大型化したり、接合作業が複雑化して製造コストが増大したりするという問題がある。さらには、接合強度不足等の信頼性に関する課題への対応として、接合部の変形を防止するための別部材が必要となるという問題があった。
このような問題に対処する電子装置として、図５の（ｃ）に示すような電子装置が知られている。
図５の（ｃ）に示すように、電子装置４００は、ＬＣＤ１００、駆動用ＩＣ２１３、及びチップ部品２１４等を、単一のプリント配線基板４１１上に実装して構成されている。駆動回路を構成する配線回路４１２と、ＬＣＤ１００の接続電極１３１とが、はんだ等の導電性部材４２０を用いて互いに接続されている。これにより、電子装置４００の製造工程を簡略化することができる。
特開２００４−２０６１２０号公報（２００４年７月２２日公開）
しかしながら、電子装置４００においては、プリント配線基板４１１が大きくなってしまうため、製造装置の大型化という問題への対処には限りがある。その上、以下のような問題もある。
接続電極１３１と配線回路４１２との間には、ＬＣＤ１００のアレイ基板１３０の厚さに相当する段差が存在する。そして、接続電極１３１は、一般的に、例えば１ｍｍピッチで複数設けられている。このため、上記段差が存在する条件下では、接続電極１３１と配線回路４１２とを接続する際に、導電性部材４２０がブリッジする可能性が高くなり、接続信頼性が低下するという問題がある。また、熱圧着シート等を用いて各部材を固定する必要があるため、依然として、接合加工を行うためのスペースや装置が必要であり製造コストが増大してしまう。
図６に示すように、さらに別の電子装置として、特許文献１に開示されたディスプレイモジュール５００では、ＬＣＤ５１０のアレイ基板５１１を大きくし、アレイ基板５１１上に駆動ＩＣ及びチップ部品等のドライバ素子５２０を実装している。また、アレイ基板５１１の裏面に形成された接続端子５１１ａによって外部の回路と接続するようになっている。しかし、このような電子装置では、ＬＣＤ５１０の構成部材であるカラーフィルター及び液晶層と、ドライバ素子５２０とを同時に実装加工する必要がある。そのため、大量生産されている安価な汎用部品を使用することができず、製造コストが高くなるという問題がある。特に、ウエアラブルな製品のような小さな端末では、製造コストを低くしないと採算を取ることが難しく、製造コストの低減は非常に重要である。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、外部接続端子の周辺に段差を有する形状の第１の電子部品と、該第１の電子部品の動作に関連する第２の電子部品とを配線接続するに際して、製造装置の大型化を回避し、配線を低コストに行うことができると共に、配線の接続信頼性を高いものとすることができる電子装置及びその製造方法を提供することを目的としている。
上記の課題を解決するために、本発明の電子装置は、外部接続端子を備えた配線基板に上設部材が凸状に搭載された第１の電子部品と、前記第１の電子部品の動作に関連する第２の電子部品とが配線接続される電子装置において、前記第１の電子部品と前記第２の電子部品とは、前記第１の電子部品の外部接続端子と前記第２の電子部品の電極とが同一面上に位置するように露出して樹脂成形体に埋設されていることを特徴としている。
上記の構成によれば、外部接続端子の周辺に段差を有する形状の第１の電子部品と、第１の電子部品の動作に関連する第２の電子部品とが配線接続される電子装置において、第１の電子部品の外部接続端子と第２の電子部品の電極とが、同一面上にある。そのため、例えばインクジェットプリンタ等によるプリント印刷のような簡単な方法を用いて、低コストに配線を行うことができる。
また、配線に際して、電極を接続するための導電性接着剤等が不要であり、その接合工程も削減できる。そのため、製造コストを低くすることができる。そして、そのような接合工程を行うためのスペースの確保も不要であることから、装置の大型化を抑制することができる。
さらに、第１の電子部品及び第２の電子部品は、樹脂成形体に固定されていると共に、配線回路を樹脂成形体上において段差を生じることなく形成することができる。この結果、機械的強度を大きくすることができる。
したがって、外部接続端子の周辺に段差を有する形状の第１の電子部品と、該第１の電子部品の動作に関連する第２の電子部品とを配線接続するに際して、製造装置の大型化を回避し、配線を低コストに行うことができると共に、配線の接続信頼性を高いものとすることができる電子装置を提供することができる。
本発明の電子装置は、さらに、前記樹脂成形体は、前記第１の電子部品の外部接続端子と前記第２の電子部品の電極とが同一面に一致するように、第１の電子部品を埋設していることが好ましい。
上記の構成によれば、第１の電子部品の配線基板を樹脂成形体に載置した場合には、第１の電子部品の配線基板に厚みが存在するので、配線基板と樹脂成形体の表面との間に段差ができる。そこで、本発明では、第１の電子部品の外部接続端子と第２の電子部品の電極とが同一面に一致するように、第１の電子部品を樹脂成形体に埋設する。
これにより、第１の電子部品の配線基板を段差の分だけ樹脂成形体に埋設させるので、このような段差があっても、第１の電子部品の外部接続端子と第２の電子部品の電極とを同一面に一致するようにすることが可能となる。
本発明の電子装置は、さらに、前記第２の電子部品が複数個設けられており、前記複数個の第２の電子部品の電極のいずれもが前記樹脂成形体の表面と同一面上にあってもよい。
上記の構成によれば、第２の電子部品が複数個の場合であっても、外部接続端子と第２の電子部品の電極とを、樹脂成形体の表面と同一面上にて配線することができる。また、複数個の第２の電子部品同士を、樹脂成形体の表面と同一面上にて配線することができる。
本発明の電子装置は、さらに、前記樹脂成形体は、前記上設部材が配設されている領域に開口部が形成されていると共に、前記上設部材の底縁部を覆っていてもよい。
上記の構成によれば、樹脂成形体は、上設部材が配設されている領域に開口部が形成されている。このため、電子装置が液晶表示装置である場合に、配線基板であるアレイ基板側に表示を行うことが可能となる。
また、上設部材の底縁部に樹脂が覆い被さっているため、開口部から水等が前記第１の電子部品の側面に浸入することを防止することができる。これにより、第１の電子部品が水等により故障することを抑制することができる。
また、上設部材の底縁部に覆い被さっている樹脂が、第１の電子部品と樹脂成形体との接着を保持して、固定を促進することにより、電子装置の機械的強度を向上させることができる。
本発明の電子装置は、さらに、前記第１の電子部品は、液晶表示装置にて構成されており、配線基板は、表示電極がアレイ形状に形成されたアレイ基板からなっていると共に、前記上設部材は、上側基板と前記アレイ基板との間に構成され液晶材料を含む液晶層とを備えていてもよい。
上記の構成によれば、例えば体温計や服に設置するウエアラブル端末のような、防水性が求められる小型の製品に好適に用いることができる、この結果、液晶表示装置を備えた電子装置を提供することができる。
本発明の電子装置は、さらに、前記第１の電子部品は、基板モジュールにて構成されており、前記上設部材は、前記配線基板上に搭載した実装電子部品と、前記実装電子部品を覆う保護部材とを含んでいてもよい。
上記の構成によれば、外部接続端子の周辺に段差を有する形状の、種々の機能を有する基板モジュールを、外部接続端子と第２の電子部品の電極とが同一面上にあるように実装することができる。これにより、配線を低コストに行うことができると共に、配線の接続信頼性を高くすることができる、この結果、基板モジュールを備えた電子装置を提供することができる。
本発明の電子装置は、さらに、前記第１の電子部品の外部接続端子と前記第２の電子部品の電極とは、前記樹脂成形体の表面上にて配線接続されていてもよい。
上記の構成によれば、第１の電子部品のような、外部接続端子の周辺に段差がある形状の電子部品を含んでいるにも関わらず、前記配線接続は、段差を介さずに行われている。そのため、配線のブリッジが生じ難く接続信頼性が高いと共に、樹脂成形体が膨張、収縮、曲げ等の変形力を受けた場合でも、配線が断線し難い。したがって、信頼度の高い配線を有する電子装置を提供することができる。
本発明の電子装置は、さらに、前記配線接続は、導電材料がプリント印刷されてなっていてもよい。
上記の構成によれば、インクジェットプリンタ等の装置を用いて、容易に配線接続を行うことができる。
本発明の電子装置の製造方法は、外部接続端子を備えた配線基板に上設部材が凸状に搭載された第１の電子部品と、前記第１の電子部品の動作に関連する第２の電子部品とが配線接続される電子装置の製造方法において、前記凸状の上設部材の高さに対応する段差を有する治具を用いて、前記治具における第１の面及び第２の面にシート部材を固着する前準備工程と、前記治具の第１の面のシート部材に前記上設部材を貼り付けると共に、前記治具の第２の面のシート部材に前記配線基板の外部接続端子及び前記第２の電子部品を貼り付けて仮固定する貼付仮固定工程と、前記貼付仮固定工程後のシート部材を、前記第１の電子部品、及び第２の電子部品が仮固定されたまま前記治具から取り外して、上成形型の内側に貼り付けて収容する成形型収容工程と、上成形型と下成形型との間で、前記第１の電子部品と前記第２の電子部品とを埋設するように樹脂成形する樹脂成形工程とを含むことを特徴としている。
上記の構成によれば、第１の電子部品及び第２の電子部品を位置決めするときに、治具に貼り付けたシート部材に第１の電子部品及び第２の電子部品を仮固定し、その後、治具を外して、上成形型に貼り換えて、上成形型と下成形型との間に樹脂を注入等して成形する。この結果、効率よく、本発明の電子装置を製造することができる。
したがって、外部接続端子の周辺に段差を有する形状の第１の電子部品と、該第１の電子部品の動作に関連する第２の電子部品とを配線接続するに際して、製造装置の大型化を回避し、配線を低コストに行うことができると共に、配線の接続信頼性を高いものとすることができる電子装置の製造方法を提供することができる。
本発明の電子装置の製造方法は、さらに、前記シート部材は、前記第１の面に用いるものと、前記第２の面に用いるものとの少なくとも２つに分離していてもよい。
上記の構成によれば、治具の第１の面と第２の面との境の段差に起因してシート部材が縮れたり撓んだりすることが無い。その結果、第１の電子部品及び第２の電子部品の位置精度が低下する可能性が低減される。
本発明の電子装置の製造方法は、さらに、前記樹脂成形工程の後に、前記第１の電子部品、第２の電子部品、及び樹脂成形された樹脂成形体を取り出して、前記シート部材を、前記第１の電子部品、外部接続端子、及び第２の電子部品から分離する取り出し工程と、前記樹脂成形体の表面と同一面上にある、前記外部接続端子と第２の電子部品の電極とを配線接続する配線接続工程とを含んでいてもよい。
上記の構成によれば、樹脂成形体の表面と同一面上にて、第１の電極及び第２の電子部品の電極が配線された配線回路を有する電子装置を得ることができる。
また、本発明の電子装置の製造方法は、さらに、前記配線接続工程を、導電インクを噴霧して配線を印刷することにより行ってもよい。
上記の構成によれば、第１の電極と第２の電子部品の電極とが、樹脂成形体の表面との同一面上において、インクジェット等の導電材を噴射して印刷する簡単な方法を用いて、配線し回路を形成することができる。これにより、エッチング等を用いて配線を形成する方法に比べて、材料費、加工費を安価に抑えることができる。また、導電材を噴射して印刷する方法は、一般に印刷位置の調整が容易である。その結果、電子部品の位置が所定の位置からずれていたとしても、ずれに応じた配線を形成することが可能となる。
本発明は、外部接続端子の周辺に段差を有する形状の第１の電子部品と、該第１の電子部品の動作に関連する第２の電子部品とを配線接続するに際して、製造装置の大型化を回避し、配線を低コストに行うことができると共に、配線の接続信頼性を高いものとすることができる電子装置及びその製造方法を提供することができるという効果を奏する。
（ａ）は、本発明の実施形態１における電子装置の概略的な構成を示す平面図であり、（ｂ）は、側面断面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、上記電子装置の製造方法の一例を説明する側面断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態２における電子装置の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、側面断面図である。 （ａ）は、従来の液晶表示装置の概略的な構成を示す平面図であり、（ｂ）は、側面断面図である。 従来の電子装置の概略的な構成を示す側面断面図である。 従来の電子装置の概略的な構成を示す斜視図である。
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について、図１及び図２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
本実施の形態では、本発明の電子装置の一例としての、液晶表示装置（ＬＣＤ）を実装する電子装置について説明する。
尚、本実施の形態では、電子装置の一例としての、液晶表示装置（ＬＣＤ）を実装する電子装置について説明するが、本発明の電子装置においては、必ずしもこれに限らない。外部接続端子の周辺に段差を有する形状の電子部品の実装に適用することができる。具体的には、液晶表示装置（ＬＣＤ）の他、携帯用電子機器、小型センサ、又は電子体温計、血圧計などの健康機器等の電子装置およびその製造方法に適用することができる。
＜ＬＣＤを実装する電子装置の構成＞
図１の（ａ）（ｂ）に基づいて、本実施の形態の電子装置１Ａの構成について説明する。図１の（ａ）は、本発明の実施形態１における電子装置の概略的な構成を示す平面図であり、図１の（ｂ）は、側面断面図である。
図１の（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態の電子装置１Ａは、第１の電子部品としてのＬＣＤ１０と、ＬＣＤ１０の動作に関連する第２の電子部品としてのＩＣ２０及びチップ部品２１と、それらを固定するように形成された樹脂成形体３０とを備えている。電子装置１Ａは、ＬＣＤ１０と、ＩＣ２０及びチップ部品２１とが、配線接続されるようになっている。
（ＬＣＤ）
ＬＣＤ１０は、画像を形成するためのカラーフィルター基板１１と、ＴＦＴなどのアクティブ素子やサブ画素となる表示電極がアレイ（配列）形状に形成されたアレイ基板１３と、カラーフィルター基板１１及びアレイ基板１３の間に構成され流動性の液晶材料を含む液晶層１２とを備えている。尚、本実施の形態のＬＣＤ１０は、反射型を想定しているが、必ずしもこれに限らず、バックライト型でもよい。また、本実施の形態のＬＣＤ１０では、カラー表示のためにカラーフィルター基板１１が設けられている。しかし、必ずしもこれに限らず、モノクロ表示でもよい。この場合には、一般的に、カラーフィルター基板１１に代えて、ガラス基板等の上側基板が保護部材として設けられる。
アレイ基板１３は、カラーフィルター基板１１及び液晶層１２よりも大きな面積を有しており、アレイ基板１３の端部には、外部に露出する外部接続端子としての接続電極１３ａが設けられている。接続電極１３ａに外部の駆動回路を配線することにより、ＬＣＤ１０を駆動させるための電力が供給される。
ＬＣＤ１０は、その形状に段差を有する電子部品である。ＬＣＤ１０は、厚みが比較的大きい厚部１０ａと、比較的薄い薄部１０ｂとを有しており、厚部１０ａと薄部１０ｂとの境に第１の段差部１０ｃを有している。
厚部１０ａは、アレイ基板１３上に上設部材としてのカラーフィルター基板１１及び液晶層１２が凸状に搭載されている部分であり、薄部１０ｂは、上設部材が設けられていない部分である。厚部１０ａは、ＬＣＤ１０の画像表示部として機能する。
また、ＬＣＤ１０は、アレイ基板１３の厚みとしての第２の段差部１０ｄを有している。
（ＩＣ及びチップ部品）
ＩＣ２０は、ＬＣＤ１０を制御し駆動するための電子部品であり、チップ部品２１は、抵抗やコンデンサ等の電子部品である。尚、ＩＣ２０やチップ部品２１等の上記第２の電子部品としては、これらに限定されず、例えば、受動部品（抵抗、コンデンサ等）、能動部品（ＬＳＩ、ＩＣ等）、電源装置（電池等）、表示装置（ＬＥＤ等）、又はその他の電子部品（センサ、スイッチ等）であってもよい。また、ＩＣ２０及びチップ部品２１は複数個設けられていてもよい。
ＩＣ２０の表面にはＩＣ電極（図示せず）が設けられており、チップ部品２１の表面にはチップ部品電極（図示せず）が設けられている。尚、上記ＩＣ電極及びチップ部品電極は、複数個設けられていてもよい。
（樹脂成形体）
樹脂成形体３０は、ポリカーボネート（ＰＣ）又はアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）等の樹脂からなり、孔部３１が設けられた矩形状の樹脂成形体である。尚、樹脂成形体３０を構成する樹脂はこれらに限定されない。
孔部３１の底には、ＬＣＤ１０のアレイ基板１３、ＩＣ２０、及びチップ部品２１が、それぞれ電極を露出するように埋設されている。ここで、孔部３１の底面を孔部底面３１ａとする。
つまり、樹脂成形体３０は、ＩＣ２０の側面及び底面を覆っており、ＩＣ２０の表面及び上記ＩＣ電極が孔部底面３１ａから露出している。同様に、樹脂成形体３０は、チップ部品２１の側面及び底面を覆っており、チップ部品２１の表面及び上記チップ部品電極が孔部底面３１ａから露出している。
また、樹脂成形体３０は、ＬＣＤ１０におけるアレイ基板１３の側面を覆っていると共に、少なくとも底面の一部を覆っている。そして、樹脂成形体３０は、カラーフィルター基板１１及び液晶層１２の側面である４つの面のうち、アレイ基板１３に接続電極１３ａが設けられている側の面以外の３つの面を覆うようにしてなっている。
これにより、樹脂成形体３０は、凹部形状を有して形成されており、電子装置１Ａの周縁部を覆うので、電子装置１Ａの機械的強度向上を図ることができる。
尚、孔部底面３１ａの形状は、平面であってもよいし、屈曲し複数の平面を有していてもよいし、なだらかな曲面であってもよい。樹脂成形体３０の形状も、矩形状に限らず、その他の形状であってもよい。
また、樹脂成形体３０は、上設部材が配設されているＬＣＤ１０の厚部１０ａの領域に、開口部３２が形成されている。これにより、電子装置１Ａの裏面側、つまり図１の（ｂ）の下側に向けた表示が可能となる。
尚、本発明の電子装置においては、後述する実施の形態２に記載しているように、開口部３２のない基板モジュールを実装する電子装置にも適用が可能である。したがって、本発明の電子装置においては、開口部３２は必須の構成ではなく、必要に応じて設けられていればよい。
開口部３２によって外部に露出する、アレイ基板１３の表面を露出裏面１３ｂとすれば、露出裏面１３ｂの周縁部には樹脂成形体３０が覆い被さるようにして形成されている。換言すれば、樹脂成形体３０が、上設部材が配設されている領域である厚部１０ａの底縁部及び周縁部を覆っている。つまり、露出裏面１３ｂの面積は、厚部１０ａの面積よりも小さくなっている。この露出裏面１３ｂの底縁部及び周縁部における、樹脂成形体３０が覆い被さっている部分を、樹脂被覆部１４とする。尚、底縁部とは樹脂成形体３０の底面と側面との角部のことであり、周縁部とは樹脂成形体３０の側面部をいう。
上記のような構成の本実施の形態の電子装置１Ａは、ＬＣＤ１０等の、接続電極１３ａの周辺に第１の段差部１０ｃおよび第２の段差部１０ｄを有する形状の電子部品が、接続電極１３ａ、上記ＩＣ電極、及び上記チップ部品電極が孔部底面３１ａと同一面上にあるように実装されている。該同一面を、回路形成面とする。該回路形成面には、回路形成の妨げとなるような段差が無い。
尚、上記「孔部底面３１ａと同一面上にある」及び「段差が無い」とは、接続電極１３ａの表面、ＩＣ電極の表面、及びチップ部品電極の表面と、孔部底面３１ａとの間に段差が全く無い、すなわち段差が完全にゼロであることを意味するものではない。例えば、製造過程において不可避に形成される微小な段差は許容される。具体的には、回路形成面において、インクジェットプリンタ等によるプリント印刷により、接続電極１３ａ、ＩＣ電極、及びチップ部品電極を含む回路を形成することが可能である程度に、回路形成面は平坦となっていればよい。
このため、例えばインクジェットプリンタ等によって導電材料（例えば、銀インク等の導電インク）を噴射して配線するといったプリント印刷を用いて、上記回路形成面上に低コストに配線回路２２を形成することができる。尚、メタル配線などのその他の方法を用いて、配線回路２２を形成することも可能である。
また、配線回路２２を、上記回路形成面上にて形成することができるため、接続信頼性を高くすることができる。すなわち、狭いピッチの接続電極１３ａを配線する場合であっても、配線がブリッジする可能性が低減される。
そして、従来のようなプリント配線基板や導電性部材が不要であり、該プリント配線基板の駆動回路と接続電極１３ａとを導電性部材を用いて接合するといった接合工程も必要が無い。そのため、接合工程に必要なスペースの確保が不要であり、製造装置の大型化や製造コストの増大を抑制することができる。
また、配線回路２２を、接続電極１３ａ、ＩＣ電極、及びチップ部品電極の位置を把握してから形成することができ、正確に配線し易い。
さらに、ＬＣＤ１０、ＩＣ２０、及びチップ部品２１は、樹脂成形体３０により固定されており、また配線回路２２も回路形成面上において形成されている。そのため、配線回路２２が変形したり破損したりすることや、配線の接合強度不足といった心配が低減される。
そして、上記ＩＣ２０やチップ部品２１が、複数個設けられていた場合であっても、複数のＩＣ２０及びチップ部品２１の電極が回路形成面と同一面上にあるようになっている。これにより、接続電極１３ａとＩＣ２０とチップ部品２１とを、上記回路形成面上にて、所望の組み合わせで配線することができる。
また、本実施の形態の電子装置１Ａは、樹脂被覆部１４を備えている。これにより、露出裏面１３ｂの周縁部に樹脂が覆い被さっているため、開口部３２から水等がＬＣＤ１０の側面に浸入することを防止することができる。例えば、体温計や服に設置するウエアラブル端末のような製品では、防水性が重要であり、これらの製品に好適に用いることができる。
また、樹脂成形体３０は、製造過程において、樹脂成形後の熱収縮によって、ＬＣＤ１０との接着面積が小さくなることがあり得る。しかし、本実施の形態の電子装置１Ａは、樹脂被覆部１４を備えていることにより、樹脂成形体３０とＬＣＤ１０との接着が保持され易い。その結果、樹脂成形体３０によるＬＣＤ１０の固定が促進され、機械的強度が向上する。
また、孔部３１の形状及び深さは、第１の電子部品及び第２の電子部品の形状や高さに合わせて変えることができるため、第１の電子部品及び第２の電子部品の選択に自由度がある。そのため、一般的に市販されている安価な大量生産の電子部品を使用することができる。これにより、電子装置の製造コストを低くすることができる。
樹脂成形体３０の孔部３１の深さは、例えば３ｍｍ程度以下であることが好ましい。上記回路形成面とインクジェットプリンタ等のノズルとの距離が３ｍｍ程度以下であれば、好適に印刷回路を形成することができる。そのため、上記ノズルを電子装置の直上を相対的に移動させることにより、印刷回路を形成できる。これに対し、距離が離れすぎている場合には、ノズルの先端を孔部３１内に侵入させる必要がある。その場合には、ノズルを上下させる必要があるため、複数の電子装置１Ａについて、それぞれの電子装置１Ａに連続的に印刷回路を形成する場合に、所要時間が多くなる。
また、本実施の形態の電子装置１Ａは、樹脂成形体３０の孔部底面３１ａが回路形成面となっているが、本発明の電子装置は、これに限定されない。すなわち、樹脂成形体３０には孔部３１が形成されていなくともよい。この場合には、樹脂成形体３０の表面において、接続電極１３ａと、上記ＩＣ電極と、上記チップ部品電極とが同一面上にあり、回路形成面となっていればよい。
＜電子装置の製造方法＞
図２の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に基づいて、本実施の形態の電子装置１Ａの製造方法について説明すれば、以下の通りである。図２の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、本実施の形態の電子装置の製造方法の一例を説明する側面断面図である。
図２の（ａ）に示すように、本実施の形態の電子装置１Ａの製造方法は、まず、互いに高さの異なる第１の面４０ａと第２の面４０ｂとを備える治具４０の、該第１の面４０ａ及び第２の面４０ｂの表面に、フィルム４１（シート部材）を固着する（前準備工程）。
ここで、治具４０は、第２の面４０ｂが、製造される樹脂成形体３０の孔部底面３１ａの形状と同一形状となっている。
尚、「同一形状」とは、寸分の違いもなく同一であることのみを意味するものでは無く、略同一の形状を含む。つまり、熱膨張や熱収縮等による微小な違いが生じていてもよく、以下の記載においても同様である。
フィルム４１の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等を用いることができる。フィルム４１は、後述する理由により、紫外線を透過し、かつ柔軟性を有している材料からなっていることが好ましい。
また、フィルム４１は、キャリアテープやガラスエポキシ基板等であってもよい。電子部品を仮固定することが可能であり、電子装置１Ａを製造した後に剥がすことが可能であれば、フィルム４１の材質は特に制限されない。
図２の（ｂ）に示すように、次に、第１の面４０ａのフィルム４１に、ＬＣＤ１０のカラーフィルター基板１１を貼り付け仮固定する。それと共に、第２の面４０ｂのフィルム４１に、アレイ基板１３の接続電極１３ａと、ＩＣ電極２０ａと、チップ部品電極２１ａとが接するように貼り付け仮固定する（貼付仮固定工程）。
上記仮固定は、例えば、フィルム４１の片方の面に塗布した、例えば紫外線硬化型の接着剤（図示せず）を用いて行うことができる。具体的には、例えば、５０μｍのＰＥＴ製のフィルム４１に、上記接着剤としてのグルーラボ製ＧＬ−３００５Ｈを２μｍ〜３μｍの厚さで塗布する。その後、ＬＣＤ１０と、ＩＣ２０と、チップ部品２１とをそれぞれ位置を決定して設置する。そして、例えば３０００ｍＪ／ｃｍ２の強度の紫外線を照射することにより、上記接着剤を硬化して、ＬＣＤ１０と、ＩＣ２０と、チップ部品２１とをフィルム４１に仮固定する。
ここで、上記紫外線の照射は、治具４０側から行うことが好ましい。なぜならば、ＬＣＤ１０等の電子部品を仮固定する側から紫外線を照射する場合、これらの電子部品等の影になる部分で紫外線硬化が不十分となる可能性があるためである。その場合、仮固定が不十分となる。
そのため、治具４０は、例えば、ガラス、透明ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル等の、紫外線を透過する材料で構成されていることが好ましい。治具４０及びフィルム４１の両方が、紫外線透過性を有することにより、治具４０側から紫外線を照射して、上記接着剤を全面的に硬化することができる。その結果、仮固定を十分に行うことができる。
また、フィルム４１は、１枚の連続したものを用いることも可能であるが、その場合、治具４０の第１の面４０ａと第２の面４０ｂとの境の段差に起因してフィルム４１が縮れたり撓んだりすることにより、仮固定するＬＣＤ１０等の電子部品の位置精度が低下する可能性がある。そのため、本実施の形態のように、フィルム４１は、第１の面４０ａに用いられる第１のフィルム４１ａと、第２の面４０ｂに用いられる第２のフィルム４１ｂとに分離されていることが好ましい。
図２の（ｃ）に示すように、上記貼付仮固定工程の後、ＬＣＤ１０等の電子部品が仮固定されたフィルム４１を、治具４０から取り外す。
図２の（ｄ）に示すように、次に、ＬＣＤ１０等の電子部品が仮固定されたフィルム４１を、樹脂成形体３０を製造するための成形型５０の内部に配置して収容し（成形型収容工程）、仮固定された電子部品が樹脂成形体３０に埋設されるように樹脂成形を行う（樹脂成形工程）。
成形型５０は、樹脂成形体３０を射出成形するための金型であり、第１の成形型５１と、第２の成形型５２とを備えている。
第１の成形型５１は、治具４０と対応するような二つの面として、互いに高さの異なる第１の面５１ａと第２の面５１ｂとを備えている。
第１のフィルム４１ａにおける、治具４０と接していた側の表面を、第１の成形型５１の第１の面５１ａに配置する。第２のフィルム４１ｂにおける、治具４０と接していた側の面を、第１の成形型５１の第２の面５１ｂに配置する。
第２の成形型５２は、樹脂成形体３０に開口部３２を形成する場合には、開口部３２の形状に対応した凸部５２ａを備えている。ここで、凸部５２ａの表面の面積を、ＬＣＤ１０の厚部１０ａよりも小さくすることによって、樹脂成形後に、ＬＣＤの露出裏面１３ｂの周縁部に樹脂被覆部１４を形成することができる。
射出成形を行う条件は、樹脂成形体３０を構成する樹脂に応じて適宜選択されればよく、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）を用いる場合には、射出樹脂温度２７０℃、射出圧力１００ＭＰａで射出成形を行う。または、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）を用いる場合には、射出樹脂温度１８０℃、射出圧力２０ｋｇｆ／ｃｍ２で射出成形を行う。
樹脂成形体３０を構成する樹脂は、多様な樹脂材料を採用することができる。また、射出成形を行う条件は、特に限定されるものではない。
図２の（ｅ）に示すように、その後、成形型５０から、ＬＣＤ１０と、ＩＣ２０と、チップ部品２１とが埋設された樹脂成形体３０を取り出して、フィルム４１を剥離する（取り出し工程）。これにより、電子装置１Ａを得ることができる。
このとき、フィルム４１として例えばＰＥＴフィルムのような材質を用いた場合には、上記樹脂成形工程時の熱変化によってＰＥＴフィルムが大きく変形するため、フィルム４１の剥離が容易である。これは、熱膨張及び熱収縮によって大きく変形したフィルム４１が、自発的にＬＣＤ１０等の電子部品から剥離し得るためである。
そして、電子装置１Ａに配線回路２２を形成する場合には、孔部底面３１ａに露出する、接続電極１３ａ、ＩＣ電極、及びチップ部品電極を、例えばプリント印刷することにより配線し接続する（配線接続工程）。
上記プリント印刷は、例えば、インクジェットプリンタ等によって導電材料（例えば、銀インク等）を噴霧して印刷する方法により行うことができる。
例えば、インクジェットプリンタによるプリント印刷において、本実施の形態の電子装置１Ａの孔部３１の深さは３ｍｍ以下程度であり、ノズルが電子装置１Ａの直上を相対的に移動して孔部底面３１ａに配線回路２２を形成することができる。
〔実施の形態２〕
図３に基づいて、本発明の他の実施の形態について説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
前記実施の形態１の電子装置１Ａでは、電気配線用の電極部の周辺に段差がある形状の電子部品としてのＬＣＤ１０を実装する電子装置について例示した。これに対して、本実施の形態２の電子装置は、電子部品としての基板モジュール（例えば、無線通信、各種センサ、スイッチ等）を実装する電子装置である点が異なっている。
図３の（ａ）（ｂ）に基づいて、本実施の形態の電子装置１Ｂの構成について説明する。図３の（ａ）は、本発明の実施形態２におけるモジュール基板の構成を示す平面図であり、図３の（ｂ）は、側面断面図である。
図３の（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態の電子装置１Ｂに実装される基板モジュール６０は、配線基板としてのプリント基板６１上に実装した、ＩＣ６２、チップ部品６３、及びそれらを覆う保護部材としての電磁シールド６４を備えている。
基板モジュール６０は、その形状に段差を有する電子部品である。すなわち、基板モジュール６０は、厚みが比較的大きい厚部６０ａと、比較的薄い薄部６０ｂとを有しており、厚部６０ａと薄部６０ｂとの境に第１の段差部６０ｃを有している。
厚部６０ａは、プリント基板６１上に電磁シールド６４が設けられている部分であり、薄部６０ｂは、電磁シールド６４が設けられていない部分である。
また、基板モジュール６０は、プリント基板６１の厚みとしての第２の段差部６０ｄを有している。
プリント基板６１は、その表面に配線回路６１ａを備えている。プリント基板６１の端部には、外部に露出すると共に、電磁シールド６４の内部と接続している接続電極６１ｂが設けられている。接続電極６１ｂに外部の駆動回路を配線することにより、基板モジュール６０を駆動させるための電力が供給される。
上述の実施の形態１における電子装置１Ａにおいて、ＬＣＤ１０を基板モジュール６０と置換した構成にすることにより、電子装置１Ｂとすることができる。具体的には、電子装置１Ｂは、接続電極６１ｂと、ＩＣ電極と、チップ部品電極とが、樹脂成形体の表面と同一面上にある。それにより、電子装置１Ａと同様の作用効果を有する、電子装置を提供することができる。
また、上記のような基板モジュール６０を用いる場合であっても、上記実施の形態１と同様の製造方法により、電子装置１Ｂを製造することが可能である。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
１Ａ・１Ｂ 電子装置
１０ ＬＣＤ（第１の電子部品）
１１ カラーフィルター基板（上設部材）
１２ 液晶層（上設部材）
１３ アレイ基板（配線基板）
１３ａ 接続電極（外部接続端子）
２０ ＩＣ（第２の電子部品）
２１ チップ部品（第２の電子部品）
２２ 配線回路（配線）
３０ 樹脂成形体
３２ 開口部
４０ 治具
４０ａ 第１の面
４０ｂ 第２の面
４１ フィルム（シート部材）
５０ 成形型
５１ 第１の成形型（上成形型）
５２ 第２の成形型（下成形型）
６０ 基板モジュール（第１の電子部品）
６１ プリント基板（配線基板）
６１ｂ 接続電極（外部接続端子）
６２ ＩＣ（実装電子部品）
６３ チップ部品（実装電子部品）
６４ 電磁シールド（保護部材）

Claims (12)

  1. 外部接続端子を備えた配線基板に上設部材が凸状に搭載された第１の電子部品と、前記第１の電子部品の動作に関連する第２の電子部品とが配線接続される電子装置において、
    前記第１の電子部品と前記第２の電子部品とは、前記第１の電子部品の外部接続端子と前記第２の電子部品の電極とが同一面上に位置するように露出して樹脂成形体に埋設されていることを特徴とする電子装置。
  2. 前記樹脂成形体は、前記第１の電子部品の外部接続端子と前記第２の電子部品の電極とが同一面に一致するように、第１の電子部品を埋設していることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
  3. 前記第２の電子部品が複数個設けられており、
    前記複数個の第２の電子部品の電極のいずれもが前記樹脂成形体の表面と同一面上にあることを特徴とする請求項１又は２記載の電子装置。
  4. 前記樹脂成形体は、
    前記上設部材が配設されている領域に開口部が形成されていると共に、
    前記上設部材の底縁部を覆っていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の電子装置。
  5. 前記第１の電子部品は、液晶表示装置にて構成されており、
    前記配線基板は、表示電極がアレイ形状に形成されたアレイ基板からなっていると共に、
    前記上設部材は、上側基板と前記アレイ基板との間に構成され液晶材料を含む液晶層とを備えていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電子装置。
  6. 前記第１の電子部品は、基板モジュールにて構成されており、
    前記上設部材は、前記配線基板上に搭載した実装電子部品と、前記実装電子部品を覆う保護部材とを含んでいることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電子装置。
  7. 前記第１の電子部品の外部接続端子と前記第２の電子部品の電極とは、前記樹脂成形体の表面上にて配線接続されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の電子装置。
  8. 前記配線接続は、導電材料がプリント印刷されてなっていることを特徴とする請求項７記載の電子装置。
  9. 外部接続端子を備えた配線基板に上設部材が凸状に搭載された第１の電子部品と、前記第１の電子部品の動作に関連する第２の電子部品とが配線接続される電子装置の製造方法において、
    前記凸状の上設部材の高さに対応する段差を有する治具を用いて、前記治具における第１の面及び第２の面にシート部材を固着する前準備工程と、
    前記治具の第１の面のシート部材に前記上設部材を貼り付けると共に、前記治具の第２の面のシート部材に前記配線基板の外部接続端子及び前記第２の電子部品を貼り付けて仮固定する貼付仮固定工程と、
    前記貼付仮固定工程後のシート部材を、前記第１の電子部品、及び第２の電子部品が仮固定されたまま前記治具から取り外して、上成形型の内側に貼り付けて収容する成形型収容工程と、
    上成形型と下成形型との間で、前記第１の電子部品と前記第２の電子部品とを埋設するように樹脂成形する樹脂成形工程とを含む電子装置の製造方法。
  10. 前記シート部材は、前記第１の面に用いるものと、前記第２の面に用いるものとの少なくとも２つに分離していることを特徴とする請求項９記載の電子装置の製造方法。
  11. 前記樹脂成形工程の後に、前記第１の電子部品、第２の電子部品、及び樹脂成形された樹脂成形体を取り出して、前記シート部材を、前記第１の電子部品、外部接続端子、及び第２の電子部品から分離する取り出し工程と、
    前記樹脂成形体の表面と同一面上にある、前記外部接続端子と第２の電子部品の電極とを配線接続する配線接続工程とを含むことを特徴とする、請求項９又は１０に記載の電子装置の製造方法。
  12. 前記配線接続工程を、導電インクを噴霧して配線を印刷することにより行うことを特徴とする請求項１１記載の電子装置の製造方法。
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