JP3952623B2 - 積層型回路実装モジュ―ルおよびインターコネクタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路装置とその周辺の電子部品の実装構造であって、電子部品が実装された基板をその厚み方向に積層し、基板同士を異方導電性ゴム式インターコネクタを用いて電気的かつ機械的に接続することで、部品実装密度を大きくした積層型回路実装モジュールに関し、特に、全体サイズの小型化が強く要望されるマイクロマシン内の制御回路の実装等に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品が実装された基板をその厚み方向に積層する従来技術としては、例えば特開平６−１３５４１号公報において基板の表裏面にバンプを形成しバンプどうしを熱圧着することで基板間接続を可能にした物が開示されている。しかしながら、上記技術においては、基板の表裏のＩ／Ｏ（入力及び出力）端子のすべてにバンプを形成する手間がかかるうえ、基板同士を接続する際、正確な位置決めをしてやる必要があるため、製造コストが高くなるという問題点が有った。
【０００３】
これに対し、本出願人は、製造工数低減、低コスト化を目指すものとして、先に、特願平９−３１０７５３号に記載の基板積層技術を提案している。これは、図９（ａ）に示す様に、電子部品Ｊ１、Ｊ２が実装された基板Ｊ３を、その厚み方向に異方導電性ゴム式のインターコネクタＪ４を挟んで積層し、基板Ｊ３間に熱硬化性樹脂Ｊ５を充填し、上下から加圧した状態で加熱して一体化をするもの（積層型回路実装モジュール）である。
【０００４】
基板Ｊ３間の電気的接続は、基板表面のパッドＪ６とインターコネクタＪ４が接触することで実現される。ここで、異方導電性ゴム式のインターコネクタとは、ゴムの様な大きい変形が可能な材料の内部に一方向に導電性の金属線が狭ピッチの一定間隔で配置されているもので、例えば、株式会社信越ポリマー製の信越インターコネクタＧＢ−Ｍａｔｒｉｘなどがこれにあたる。
【０００５】
この方法によれば、基板Ｊ３にバンプを形成する必要が無く、また、基板Ｊ３の接続パッドＪ６の相対位置がパッドピッチの１０％程度ずれていても、インターコネクタＪ４の異方導電性によりパッド間の電気的接続ができ、また隣接パッド間の短絡が起きる事も無い。したがって、製造コストの低減ができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のインターコネクタを用いた基板積層技術において、回路基板Ｊ３に実装される部品Ｊ１、Ｊ２の高さが大きいために基板間の距離が大きくなる場合、あるいは、部品Ｊ１、Ｊ２の実装可能面積をできるだけ大きく取るために接続パッドＪ６の面積をできるだけ小さくする場合、図９（ａ）に示すインターコネクタＪ４の幅Ｗに対する高さＨの比（以下、アスペクト比という）が大きくなる。
【０００７】
一方、異方導電ゴム式のインターコネクタＪ４にて基板Ｊ３同士を接続する場合、パッドＪ６とインターコネクタＪ４との密着を得るため、高さ方向（積層方向）に加圧してインターコネクタＪ４を１０％から２０％高さ方向に圧縮変形させる必要がある。
しかしながら、本発明者等の検討によれば、高アスペクト比のインターコネクタＪ４を加圧変形させると、その変形しやすい性質ゆえに、図９（ｂ）に示す様に、コネクタ側面が高さ方向と交差する方向（側面方向）に曲がり、座屈変形（Ｂｕｃｋｌｉｎｇ）を起こしてしまう。一旦、座屈変形が起きるとパッドＪ６とインターコネクタＪ４端面との密着ができなくなり基板Ｊ３間の電気的接続が損なわれる。このように種々の電子部品を実装し、更に実装密度を大きくしようとするとインターコネクタの座屈という問題は避けられない。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、電子部品が実装され積層された複数枚の回路基板の間にて異方導電性ゴム式のインターコネクタを圧縮変形させることにより、該インターコネクタを介して回路基板同士を電気的に接続するようにした積層型回路実装モジュールにおいて、高アスペクト比を有するインターコネクタを圧縮する際の座屈変形を抑制することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、異方導電性ゴム式のインターコネクタにおいて、側面部分の近傍即ち積層方向と交差する方向側に枠部材を設けること、及び、積層方向における座屈しやすい中央部付近の剛性を高めることに着目してなされたものである。
【００１１】
即ち、請求項１記載の発明では、電子部品が実装され積層された複数枚の回路基板（１０４、１０５）と、絶縁材料よりなる第１の枠部材（１０１）、該第１の枠部材の内周側に配置され該第１の枠部材と少なくとも一個所で結合された絶縁材料よりなる第２の枠部材（１０２）、およびこれら両枠部材の間に挿入配置された少なくとも１個の異方導電性ゴム式のインターコネクタ（１０３）を有する接続部材（１１０）と、を備え、該接続部材を各々の該回路基板の間に介在させるとともに該インターコネクタを介して回路基板間の電気的接続をなし、各々の該回路基板を該基板間に充填され硬化された絶縁性の樹脂部材（１０６）によって保持するようにしたことを特徴としている。
【００１２】
それによって、異方導電性ゴム式のインターコネクタは、回路基板によって積層方向に圧縮変形されるとともに、第１の枠部材及び第２の枠部材によって積層方向と交差する方向への曲げ変形を抑制されるから、インターコネクタを高アスペクト比としても、上記積層方向の圧縮に対して座屈を起こす事はない。また、請求項２記載の発明では、請求項１記載の接続部材を変形したもので、第１の枠部材（２０１）と第２の枠部材（２０２）とを非結合状態としたものである。本発明によっても、請求項１記載の発明と同様の作用効果が得られる。
【００１３】
また、請求項３記載の発明では、第１の枠部材（１０１、２０１）の内周形状を回路基板（１０４、１０５）の外周形状に対応した形状とし、第２の枠部材（１０２、２０２）を該第１の枠部材よりも積層方向の高さが低いものとしたことを特徴としている。それによって、該第１の枠部材の内周に該回路基板を嵌合させることができるから、モジュールの積層方向の高さを小型化できる。
【００１４】
また、請求項４記載の発明では、異方導電性ゴム式のインターコネクタ（３０３、４０３、５０３）において、積層方向の中央部付近の剛性を該インターコネクタの他の部位よりも強化したことを特徴としており、上記積層方向の圧縮の際に曲げ変形しやすい積層方向の中央部付近の剛性を強化しているから、該インターコネクタを高アスペクト比としても、該圧縮に対して側面方向への曲げ変形を拘束することができ座屈変形を抑制できる。
【００１５】
また、請求項５〜請求項７記載の発明は、電子部品が実装され積層された複数枚の回路基板（１０４、１０５）間に該積層方向に圧縮変形された状態で挿入された場合に座屈変形抑制効果を奏するインターコネクタ、に関するものである。即ち、請求項５記載のインターコネクタにおいては、積層方向の中央部付近に金属製マスク（３０４）を介して部分的に荷電粒子を注入することにより、該荷電粒子注入部分の剛性が他の部位よりも強化されていることを特徴としており、上記積層方向の圧縮を受けた際に座屈変形を抑制可能な異方導電性ゴム式のインターコネクタを提供できる。
【００１６】
また、請求項６記載のインターコネクタにおいては、積層方向の中央部付近にフォトマスク（４０４）を介して部分的に紫外線を照射することにより、該紫外線照射部分の剛性が他の部位よりも強化されていることを特徴としており、上記積層方向の圧縮を受けた際に座屈変形を抑制可能な異方導電性ゴム式のインターコネクタを提供できる。
【００１７】
また、請求項７記載のインターコネクタにおいては、積層方向の中央部付近には絶縁性の帯（５０４）が巻き付けられており、該帯の巻き付けられた部分の剛性が他の部位よりも強化されていることを特徴としており、上記積層方向の圧縮を受けた際に座屈変形を抑制可能な異方導電性ゴム式のインターコネクタを提供できる。
【００１８】
なお、上記した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１ないし図３に、本発明の第１実施形態に係る積層型回路実装モジュール（以下、単にモジュールという）１００を示す。図１はモジュール１００の分解状態を説明する説明図、図２はモジュール１００のアセンブリ状態を説明する外観図である。
【００２０】
モジュール１００は、外枠（第１の枠部材）１０１と、外枠１０１に連結されている内枠（第２の枠部材）１０２、外枠１０１と内枠１０２の間に挿入された異方導電性ゴム式インターコネクタ（以下、インターコネクタという）１０３、電子部品Ｊ１、Ｊ２が実装された回路基板１０４及び回路基板１０５、熱硬化性樹脂（樹脂部材）１０６とから構成されている。
【００２１】
なお、図示例では回路基板は２枚の積層であるが、回路基板の積層数は２枚でもよいし３枚以上でもよく、その場合、各回路基板間は図示と同様の構成とできる。また、以下、便宜上、図１における上側の回路基板１０４を上側回路基板、下側の回路基板１０５を下側回路基板といい、図１における上下方向即ち両回路基板が積層された方向を積層方向ということとする。
【００２２】
外枠１０１は、絶縁性の樹脂材料からなる高剛性の枠である。その内周形状は上側回路基板１０４および下側回路基板１０５の外周部分と嵌合できるように設計されており、外枠１０１の高さ（積層方向の長さ）Ｈ１は、下側回路基板１０５に実装される電子部品Ｊ１、Ｊ２の高さと、両回路基板１０４及び１０５の２枚分の厚さと、下側回路基板１０５に実装される電子部品Ｊ１、Ｊ２と上側回路基板１０４との空隙分とを足し合わせたもの、に等しくなるように設計されている。
【００２３】
内枠１０２は、外枠１０１と同じく絶縁性の樹脂材料からなる高剛性の枠である。内枠１０２の外周形状は、外枠１０１の内周（内側側面）と内枠１０２の外周（外側側面）とで作られる空隙がインターコネクタ１０３の幅Ｗ１と嵌合できるように設計されており、内枠１０２の高さ（積層方向の長さ）Ｈ２は、インターコネクタ１０３の高さＨ３（図３（ａ）参照）からインターコネクタ１０３を高さ方向（積層方向）に加圧する際の潰し代を差し引いたもの、に等しくなるように設計されている。また、内枠１０２は、その４個所の角部にて外枠１０１の内周部分に固定された結合部１０２ａを有する。
【００２４】
インターコネクタ１０３は、例えば、絶縁性のゴム材料（シリコンゴム等）の内部に高さ方向（積層方向）に伸びる導電性の直径３０μｍの金属線（図１中、複数個の丸で図示）１０３ａが１００μｍの間隔で並べられたもので、これを該高さ方向に１０％から２０％圧縮変形させることで、絶縁性のゴム材料の上下面から導電性の金属線１０３ａが突き出して上下面の電気的導通および幅・長手方向の絶縁を得るものである。
【００２５】
インターコネクタ１０３の幅Ｗ１は、例えば１００μｍの間隔の金属線１０３ａが数列確保できれば良いため、０．３ｍｍから０．５ｍｍ程度とできる。また、インターコネクタ１０３の高さＨ３は、下側回路基板１０５に実装される電子部品Ｊ１、Ｊ２の高さと、インターコネクタ１０３を高さ方向に加圧する際の潰し代と、下側回路基板１０５に実装される電子部品Ｊ１、Ｊ２と上側回路基板１０４との空隙分とを足し合わせたもの、に等しくなるように設計されている。
【００２６】
また、インターコネクタ１０３の長さ（長手方向の長さ）は、下側回路基板１０５と上側回路基板１０４とを電気的に接続するためのパッド１０７（図３（ａ）参照）及びパッド１０８の全幅Ｐｗ、に等しくなるように設計されている。
上側回路基板１０４は、セラミック製の多層配線基板であり、図１に示す様に、ＩＣチップや、チップ抵抗、チップコンデンサ等のディスクリート部品が、電子部品Ｊ１、Ｊ２として実装されている。
【００２７】
上側回路基板１０４における実装面とは反対の裏面（図１では図示せず）の外周部には、回路基板１０５と電気的に接続するためのパッド１０７（図３（ａ）参照）が設けられており、例えば、パッド１０７のピッチは４００μｍ（パッドが２００μｍ、パッド間ギャップが２００μｍ）である。パッド１０７の形状は下側回路基板１０５の表面（実装面）のパッド１０８と同様である。
【００２８】
また、上側回路基板１０４の外周形状は、外枠１０１の内周に対して嵌合できるように設計されており、上側回路基板１０４の厚さは例えば０．８ｍｍ程度である。
下側回路基板１０５は上側回路基板１０４と同様の構成であるが、基板１０４と電気的に接続するため、パッド１０８が表面に設けられており、さらに、裏面には外部との電気的接続をするため、ハンダボールからなるのアレイ状の電極１０９が設けられている。
【００２９】
熱硬化性樹脂１０６は、接着作用のあるエポキシ系樹脂であり、例えば１５０℃、３０秒の熱処理で硬化する性質を持つ。熱硬化性樹脂１０６は、上側回路基板１０４及び下側回路基板１０５を機械的に保持するとともにインターコネクタ１０３を１０％から２０％高さ方向（積層方向）に弾性変形（圧縮変形）させた状態で保持する役割をしている。
【００３０】
これらの部材がアセンブリされたモジュール１００は、図２に示す様に、２枚の回路基板１０４及び１０５がコンパクトに一体化されている。そして、積層方向に圧縮変形されたインターコネクタ１０３における金属線１０３ａを介して、両回路基板１０４、１０５のパッド１０７及び１０８が電気的に接続されている。ここで、外枠１０１、内枠１０２、および両枠の間に挿入配置されたインターコネクタ１０３により、本発明の接続部材１１０が構成されている。
【００３１】
次に、上記モジュール１００の製作方法を図３に従って説明する。図３は、モジュール１００を側面から見た断面図を示しており、（ａ）は製作工程を、（ｂ）はアセンブリされた状態を示している。
まず、下側回路基板１０５にＩＣチップやチップ抵抗、チップコンデンサ等の電子部品Ｊ１、Ｊ２を実装する。また、外枠１０１と内枠１０２の間にインターコネクタ１０３（本例では４個）を挿入しておく。
【００３２】
次に、下側回路基板１０５の表面に熱硬化性樹脂１０６を適量塗布し、下側回路基板１０５、上側回路基板１０４を外枠１０１の内側へ挿入する。
次に、下側回路基板１０５の下側（裏面側）を保持し、上側回路基板１０４の上側（実装面側）に荷重をかける。この時の荷重は、インターコネクタ１０３と両回路基板１０４、１０５との接触面の圧力が例えば４００ｇｆ／ｍｍ2 程度となるよう調整する。
【００３３】
この工程により、上側回路基板１０４および下側回路基板１０５は外枠１０１の内側へ押し込まれ、最終的に内枠１０２の上下端面に接触することで押し込み量が規定される。また、インターコネクタ１０３は規定量加圧変形させられ、パッド１０７とパッド１０８とが金属線１０３ａを介して電気的に接続される。この状態で例えば１５０℃、３０秒の熱処理を行なうと、熱硬化性樹脂１０６が硬化し、上側回路基板１０４、下側回路基板１０５、外枠１０１、内枠１０２及びインターコネクタ１０３が一体化する。
【００３４】
次に、下側回路基板１０５の裏面にボール状のアレイ電極１０９を取り付け、上側回路基板１０４の表面に電子部品（ＩＣチップや、チップ抵抗、チップコンデンサ等のディスクリート部品）Ｊ１、Ｊ２を実装し、図３（ｂ）に示す様に、モジュール１００が完成する。
斯かるモジュール１００においては、下側回路基板１０５の裏面にボール状のアレイ電極１０９が取り付けられているため、モジュール１００を外部の基板に実装することができる。
【００３５】
また、製作の際、インターコネクタ１０３は積層方向に規定量圧縮変形させられているため、インターコネクタ１０３は下側回路基板１０５の表面上のパッド１０８と上側回路基板１０４の裏面のパッド１０７とを電気的に接続しており、両回路基板１０４、１０５の間で電気信号のやり取りや、電圧ライン、グラウンドラインの供給ができ、本モジュール１００は一体の回路としての動作をする事ができる。
【００３６】
次に、本実施形態に斯かるモジュール１００の作用効果について述べる。
インターコネクタ１０３は、外枠１０１と内枠１０２との間に嵌合状態で挿入されているため、高さ方向（積層方向）の変形はできるが、幅方向（積層方向と交差する方向）への曲げ変形が拘束される。従って、従来技術において問題であった座屈変形を防止する事ができ、下側回路基板１０５に実装される部品Ｊ１、Ｊ２の背が高く両基板１０４、１０５間の距離が離れる場合でも、座屈の心配をすることなく、インターコネクタ１０３の高さＨ３を大きくすることができる。
【００３７】
また、インターコネクタ１０３の幅Ｗ１を小さくして、下側回路基板１０５上に部品Ｊ１、Ｊ２を実装するスペースを大きくすることもでき、実装密度の向上に寄与する事ができる。これにより、先述の課題を解決しており、異方導電性ゴム式インターコネクタの高アスペクト化に伴う座屈を防止できる。
また、本実施形態の他の効果として、組み立て工数の低減への寄与がある。
【００３８】
従来技術においては、基板を積層する際に本実施形態の様な枠１０１、１０２を用いないため、基板同士のある程度の位置決めと、異方導電性ゴム式インターコネクタを規定量変形させるための荷重管理が必要であった、この位置決めには光学的手段を用いたアライメント装置を必要としていた。
しかし、本実施形態においては、上側回路基板１０４と下側回路基板１０５の位置決めは外枠１０１で規定されるため、アライメント作業は必要無く、単純に外枠１０１に上側回路基板１０４と下側回路基板１０５を挿入するだけで良い。
【００３９】
また、上側及び下側の回路基板１０４、１０５を外枠１０１に押し込んでいくと、最終的に外枠１０１よりも高さの低い内枠１０２の上下面に接触して、それ以上は押し込めないため、インターコネクタ１０３の変形量は内枠１０２の高さＨ２で規定することができ、従来技術のような荷重管理は必要無い。従って、組み立て工数を節減でき低コスト化に寄与できる。
【００４０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図４に示す。上記第１実施形態においては、外枠１０１と内枠１０２は結合部１０２ａにおいて連結されていたが、本実施形態のように、両枠が連結されない状態で構成する事も可能である。本第２実施形態における外枠２０１、内枠２０２、異方導電性ゴム式インターコネクタ１０３を組み付けた状態での上面図を図４（ａ）に、側面から見た断面図を図４（ｂ）に、組み付け手順を図４（ｃ）に示す。
【００４１】
外枠（第１の枠部材）２０１と内枠（第２の枠部材）２０２の構造は上記第１実施形態に記述した外枠１０１、内枠１０２と同様である。ただし、内枠２０２は外枠２０１に連結していない。
インターコネクタ１０３の幅Ｗ１（図４（ｃ）参照）は、外枠２０１と内枠２０２の間隙に対して嵌合するように設計されている。従って組み付け後は、外枠２０１の内側側面と内枠２０２の外側側面とインターコネクタ１０３の両側の側面との摩擦力により、これらは一体に保持され、本発明の接続部材２１０が構成される。
【００４２】
これらの、組み付けは図４（ｃ）に示すように、外枠２０１の内側に内枠２０２を挿入し、外枠２０１と内枠２０２の間隙にインターコネクタ１０３を４個挿入する事で完了する。上側回路基板１０４、下側回路基板１０５との組み付けは上記第１実施形態と同様である。
斯かる本実施形態の構造を採用する事で、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
なお、上記第１及び第２実施形態において、第２の枠部材としての内枠１０２、２０２は、第１の枠部材としての外枠１０１、２０１に対して高さ（積層方向の長さ）を低くしたが、同じ高さで構成する事も可能である、また外枠のみ、または内枠のみ設けて同じ効果を得る事も場合によっては可能である。
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る積層型回路実装モジュール３００を図５に示す。図５は、モジュール３００を側面から見た断面図を示しており、（ａ）はアセンブリされた状態を、（ｂ）は製作工程を示している。
【００４４】
モジュール３００は、図５（ａ）に示す様に、電子部品Ｊ１、Ｊ２が実装され積層された上側回路基板１０４及び下側回路基板１０５と、両回路基板１０４、１０５間に充填され硬化された熱硬化性樹脂１０６と、両回路基板１０４、１０５間において積層方向に圧縮変形された状態で挿入され両回路基板１０４、１０５同士を電気的に接続する異方導電性ゴム式インターコネクタ３０３と、から構成されている。
【００４５】
上側回路基板１０４及び下側回路基板１０５、熱硬化性樹脂１０６は上記第１実施形態で記述したものと同様である。インターコネクタ３０３は上記第１実施形態で記述したインターコネクタ１０３について、高さ方向（積層方向）の中央部（中心部）付近の弾性係数が大きくなるような硬化処理を施し、剛性を強化したものである。
【００４６】
次に、モジュール３００の製作方法を図５（ｂ）に従って説明する。
まず、下側回路基板１０５にＩＣチップやチップ抵抗、チップコンデンサ等の電子部品Ｊ１、Ｊ２を実装する。次に、下側回路基板１０５の基板間接続用のパッド１０８の位置に、高さ方向の中央部付近の剛性が強化されたインターコネクタ３０３を４個、アクリル性瞬間接着剤等の手段を利用して仮止めする。
【００４７】
次に、下側回路基板１０５の表面に熱硬化性樹脂１０６を適量塗布し、電子部品Ｊ１、Ｊ２が実装された上側回路基板１０４を、パッド１０７とパッド１０８の位置が合うようにアライメントして、インターコネクタ３０３の上に乗せ、インターコネクタ３０３の加圧力が例えば４００ｇｆ／ｍｍ2 となるように押し付け荷重を調整しながら、例えば１５０℃、３０秒の熱処理を行なうことで、モジュール３００が完成する。
【００４８】
次に、インターコネクタ３０３を製作するための硬化処理について図６（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。
上記第１実施形態同様のインターコネクタ１０３の側面に、該側面の中央部付近が開口しているメタルマスク（金属製マスク）３０４を配置して、イオン源より水素イオンＨ+ を照射する。ゴム材料（シリコンゴム等）はイオン照射に対して硬化する性質を持つため、図６（ａ）に示す水素イオンＨ+ の照射部分であるｐ部付近が硬化して弾性係数が大きくなり、図６（ｂ）に示すような高さ方向の中央部（ｐ部）付近の剛性が強化されたインターコネクタ３０３ができる。
【００４９】
本実施形態におけるモジュール３００は、以上のように構成されているので、次のような作用および効果を発揮する。
インターコネクタ３０３は、高さ方向（積層方向）の中央部付近が硬化され、弾性係数が大きいため、高さ方向の中央部付近は幅方向（積層方向と交差する方向）へ曲げ変形し難い構造となっている。そして、インターコネクタ３０３は、主としてｐ部以外の部分で積層方向に圧縮変形し、上記第１及び第２実施形態と同様に電気的接続等の機能を果たす。
【００５０】
従って、従来技術において問題であった高さ方向の圧縮に対する座屈変形を防止する事ができ、下側回路基板１０５に実装される部品Ｊ１、Ｊ２の背が高く両基板１０４、１０５間の距離が離れる場合でも、座屈の心配をすることなく、インターコネクタ１０３の高さＨ３１（図５（ｂ）参照）を大きくすることができる。
【００５１】
また、インターコネクタ３０３の幅Ｗ３１（図５（ｂ）参照）を小さくして、下側回路基板１０５上に部品Ｊ１、Ｊ２を実装するスペースを大きくすることもでき、実装密度の向上に寄与する事ができる。これにより、先述の課題を解決しており、インターコネクタの高アスペクト化に伴う座屈を防止できる。
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図７に示す。上記第３実施形態においては、イオン照射によりインターコネクタ１０３の高さ方向の中央部付近を硬化処理して、インターコネクタ３０３を得ているが、紫外線の照射でも同様の効果が得られる。
【００５２】
インターコネクタ１０３の側面に、該側面の中央部付近が紫外線を透過するように開口しているガラスマスク（フォトマスク）４０４を配置して、紫外線光源より紫外線ＵＶを照射する。ゴム材料は紫外線照射に対して硬化する性質を持つため、図７（ａ）に示すＵＶ照射部分であるｑ部付近が硬化して弾性係数が大きくなり、図７（ｂ）に示すような高さ方向の中央部（ｑ部）付近の剛性が強化されたインターコネクタ４０３ができる。
【００５３】
このインターコネクタ４０３を使用することで、上記第３実施形態と同様の効果を得る事ができる。
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態を図８に示す。
上記第３および第４実施形態においては、イオン照射や紫外線照射によりインターコネクタ１０３の高さ方向の中央部付近を硬化処理しているが、インターコネクタ１０３の高さ方向の中央部付近に絶縁性のポリイミド等の剛性の大きい樹脂材料からなる帯５０４を巻き付ける事により、本実施形態のインターコネクタ５０３を製作する。このインターコネクタ５０３によっても、上記第３および第４実施形態と同様の効果が得られる。
【００５４】
なお、可能であるならば、上記第１または第２実施形態と、上記第３ないし第５実施形態のいずれか１つとを組み合わせた形態としてもよい。
以上、本発明について上記各実施形態により述べてきたが、要するに本発明は、積層された複数枚の回路基板の各々の間に積層方向に圧縮変形された状態で挿入された異方導電性ゴム式インターコネクタを介して各回路基板同士を電気的に接続するようにした積層型回路実装モジュールにおいて、インターコネクタの周辺構造及びインターコネクタ自体を工夫することにより、従来未解決であったインターコネクタの高アスペクト化に伴って発生する座屈変形を抑制するという課題を解決するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る積層型回路実装モジュールの分解図である。
【図２】図１に示す積層型回路実装モジュールのアセンブリ状態の外観図である。
【図３】図１に示す積層型回路実装モジュールの製造方法を説明する図である。
【図４】本発明の第２実施形態を説明する図である。
【図５】本発明の第３実施形態を説明する図である。
【図６】上記第３実施形態に係るインターコネクタの硬化処理を説明する図である。
【図７】本発明の第４実施形態を説明する図である。
【図８】本発明の第５実施形態を説明する図である。
【図９】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
１０１、２０１…外枠、１０２、２０２…内枠、
１０３、３０３、４０３、５０３…異方導電性ゴム式インターコネクタ、
１０４…上側回路基板、１０５…下側回路基板、１０６…熱硬化性樹脂、
１１０、２１０…接続部材、３０４…メタルマスク、４０４…ガラスマスク、
５０４…帯。
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路装置とその周辺の電子部品の実装構造であって、電子部品が実装された基板をその厚み方向に積層し、基板同士を異方導電性ゴム式インターコネクタを用いて電気的かつ機械的に接続することで、部品実装密度を大きくした積層型回路実装モジュールに関し、特に、全体サイズの小型化が強く要望されるマイクロマシン内の制御回路の実装等に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品が実装された基板をその厚み方向に積層する従来技術としては、例えば特開平６−１３５４１号公報において基板の表裏面にバンプを形成しバンプどうしを熱圧着することで基板間接続を可能にした物が開示されている。しかしながら、上記技術においては、基板の表裏のＩ／Ｏ（入力及び出力）端子のすべてにバンプを形成する手間がかかるうえ、基板同士を接続する際、正確な位置決めをしてやる必要があるため、製造コストが高くなるという問題点が有った。
【０００３】
これに対し、本出願人は、製造工数低減、低コスト化を目指すものとして、先に、特願平９−３１０７５３号に記載の基板積層技術を提案している。これは、図９（ａ）に示す様に、電子部品Ｊ１、Ｊ２が実装された基板Ｊ３を、その厚み方向に異方導電性ゴム式のインターコネクタＪ４を挟んで積層し、基板Ｊ３間に熱硬化性樹脂Ｊ５を充填し、上下から加圧した状態で加熱して一体化をするもの（積層型回路実装モジュール）である。
【０００４】
基板Ｊ３間の電気的接続は、基板表面のパッドＪ６とインターコネクタＪ４が接触することで実現される。ここで、異方導電性ゴム式のインターコネクタとは、ゴムの様な大きい変形が可能な材料の内部に一方向に導電性の金属線が狭ピッチの一定間隔で配置されているもので、例えば、株式会社信越ポリマー製の信越インターコネクタＧＢ−Ｍａｔｒｉｘなどがこれにあたる。
【０００５】
この方法によれば、基板Ｊ３にバンプを形成する必要が無く、また、基板Ｊ３の接続パッドＪ６の相対位置がパッドピッチの１０％程度ずれていても、インターコネクタＪ４の異方導電性によりパッド間の電気的接続ができ、また隣接パッド間の短絡が起きる事も無い。したがって、製造コストの低減ができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のインターコネクタを用いた基板積層技術において、回路基板Ｊ３に実装される部品Ｊ１、Ｊ２の高さが大きいために基板間の距離が大きくなる場合、あるいは、部品Ｊ１、Ｊ２の実装可能面積をできるだけ大きく取るために接続パッドＪ６の面積をできるだけ小さくする場合、図９（ａ）に示すインターコネクタＪ４の幅Ｗに対する高さＨの比（以下、アスペクト比という）が大きくなる。
【０００７】
一方、異方導電ゴム式のインターコネクタＪ４にて基板Ｊ３同士を接続する場合、パッドＪ６とインターコネクタＪ４との密着を得るため、高さ方向（積層方向）に加圧してインターコネクタＪ４を１０％から２０％高さ方向に圧縮変形させる必要がある。
しかしながら、本発明者等の検討によれば、高アスペクト比のインターコネクタＪ４を加圧変形させると、その変形しやすい性質ゆえに、図９（ｂ）に示す様に、コネクタ側面が高さ方向と交差する方向（側面方向）に曲がり、座屈変形（Ｂｕｃｋｌｉｎｇ）を起こしてしまう。一旦、座屈変形が起きるとパッドＪ６とインターコネクタＪ４端面との密着ができなくなり基板Ｊ３間の電気的接続が損なわれる。このように種々の電子部品を実装し、更に実装密度を大きくしようとするとインターコネクタの座屈という問題は避けられない。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、電子部品が実装され積層された複数枚の回路基板の間にて異方導電性ゴム式のインターコネクタを圧縮変形させることにより、該インターコネクタを介して回路基板同士を電気的に接続するようにした積層型回路実装モジュールにおいて、高アスペクト比を有するインターコネクタを圧縮する際の座屈変形を抑制することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、異方導電性ゴム式のインターコネクタにおいて、側面部分の近傍即ち積層方向と交差する方向側に枠部材を設けること、及び、積層方向における座屈しやすい中央部付近の剛性を高めることに着目してなされたものである。
【００１１】
即ち、請求項１記載の発明では、電子部品が実装され積層された複数枚の回路基板（１０４、１０５）と、絶縁材料よりなる第１の枠部材（１０１）、該第１の枠部材の内周側に配置され該第１の枠部材と少なくとも一個所で結合された絶縁材料よりなる第２の枠部材（１０２）、およびこれら両枠部材の間に挿入配置された少なくとも１個の異方導電性ゴム式のインターコネクタ（１０３）を有する接続部材（１１０）と、を備え、該接続部材を各々の該回路基板の間に介在させるとともに該インターコネクタを介して回路基板間の電気的接続をなし、各々の該回路基板を該基板間に充填され硬化された絶縁性の樹脂部材（１０６）によって保持するようにしたことを特徴としている。
【００１２】
それによって、異方導電性ゴム式のインターコネクタは、回路基板によって積層方向に圧縮変形されるとともに、第１の枠部材及び第２の枠部材によって積層方向と交差する方向への曲げ変形を抑制されるから、インターコネクタを高アスペクト比としても、上記積層方向の圧縮に対して座屈を起こす事はない。また、請求項２記載の発明では、請求項１記載の接続部材を変形したもので、第１の枠部材（２０１）と第２の枠部材（２０２）とを非結合状態としたものである。本発明によっても、請求項１記載の発明と同様の作用効果が得られる。
【００１３】
また、請求項３記載の発明では、第１の枠部材（１０１、２０１）の内周形状を回路基板（１０４、１０５）の外周形状に対応した形状とし、第２の枠部材（１０２、２０２）を該第１の枠部材よりも積層方向の高さが低いものとしたことを特徴としている。それによって、該第１の枠部材の内周に該回路基板を嵌合させることができるから、モジュールの積層方向の高さを小型化できる。
【００１４】
また、請求項４記載の発明では、異方導電性ゴム式のインターコネクタ（３０３、４０３、５０３）において、積層方向の中央部付近の剛性を該インターコネクタの他の部位よりも強化したことを特徴としており、上記積層方向の圧縮の際に曲げ変形しやすい積層方向の中央部付近の剛性を強化しているから、該インターコネクタを高アスペクト比としても、該圧縮に対して側面方向への曲げ変形を拘束することができ座屈変形を抑制できる。
【００１５】
また、請求項５〜請求項７記載の発明は、電子部品が実装され積層された複数枚の回路基板（１０４、１０５）間に該積層方向に圧縮変形された状態で挿入された場合に座屈変形抑制効果を奏するインターコネクタ、に関するものである。即ち、請求項５記載のインターコネクタにおいては、積層方向の中央部付近に金属製マスク（３０４）を介して部分的に荷電粒子を注入することにより、該荷電粒子注入部分の剛性が他の部位よりも強化されていることを特徴としており、上記積層方向の圧縮を受けた際に座屈変形を抑制可能な異方導電性ゴム式のインターコネクタを提供できる。
【００１６】
また、請求項６記載のインターコネクタにおいては、積層方向の中央部付近にフォトマスク（４０４）を介して部分的に紫外線を照射することにより、該紫外線照射部分の剛性が他の部位よりも強化されていることを特徴としており、上記積層方向の圧縮を受けた際に座屈変形を抑制可能な異方導電性ゴム式のインターコネクタを提供できる。
【００１７】
また、請求項７記載のインターコネクタにおいては、積層方向の中央部付近には絶縁性の帯（５０４）が巻き付けられており、該帯の巻き付けられた部分の剛性が他の部位よりも強化されていることを特徴としており、上記積層方向の圧縮を受けた際に座屈変形を抑制可能な異方導電性ゴム式のインターコネクタを提供できる。
【００１８】
なお、上記した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１ないし図３に、本発明の第１実施形態に係る積層型回路実装モジュール（以下、単にモジュールという）１００を示す。図１はモジュール１００の分解状態を説明する説明図、図２はモジュール１００のアセンブリ状態を説明する外観図である。
【００２０】
モジュール１００は、外枠（第１の枠部材）１０１と、外枠１０１に連結されている内枠（第２の枠部材）１０２、外枠１０１と内枠１０２の間に挿入された異方導電性ゴム式インターコネクタ（以下、インターコネクタという）１０３、電子部品Ｊ１、Ｊ２が実装された回路基板１０４及び回路基板１０５、熱硬化性樹脂（樹脂部材）１０６とから構成されている。
【００２１】
なお、図示例では回路基板は２枚の積層であるが、回路基板の積層数は２枚でもよいし３枚以上でもよく、その場合、各回路基板間は図示と同様の構成とできる。また、以下、便宜上、図１における上側の回路基板１０４を上側回路基板、下側の回路基板１０５を下側回路基板といい、図１における上下方向即ち両回路基板が積層された方向を積層方向ということとする。
【００２２】
外枠１０１は、絶縁性の樹脂材料からなる高剛性の枠である。その内周形状は上側回路基板１０４および下側回路基板１０５の外周部分と嵌合できるように設計されており、外枠１０１の高さ（積層方向の長さ）Ｈ１は、下側回路基板１０５に実装される電子部品Ｊ１、Ｊ２の高さと、両回路基板１０４及び１０５の２枚分の厚さと、下側回路基板１０５に実装される電子部品Ｊ１、Ｊ２と上側回路基板１０４との空隙分とを足し合わせたもの、に等しくなるように設計されている。
【００２３】
内枠１０２は、外枠１０１と同じく絶縁性の樹脂材料からなる高剛性の枠である。内枠１０２の外周形状は、外枠１０１の内周（内側側面）と内枠１０２の外周（外側側面）とで作られる空隙がインターコネクタ１０３の幅Ｗ１と嵌合できるように設計されており、内枠１０２の高さ（積層方向の長さ）Ｈ２は、インターコネクタ１０３の高さＨ３（図３（ａ）参照）からインターコネクタ１０３を高さ方向（積層方向）に加圧する際の潰し代を差し引いたもの、に等しくなるように設計されている。また、内枠１０２は、その４個所の角部にて外枠１０１の内周部分に固定された結合部１０２ａを有する。
【００２４】
インターコネクタ１０３は、例えば、絶縁性のゴム材料（シリコンゴム等）の内部に高さ方向（積層方向）に伸びる導電性の直径３０μｍの金属線（図１中、複数個の丸で図示）１０３ａが１００μｍの間隔で並べられたもので、これを該高さ方向に１０％から２０％圧縮変形させることで、絶縁性のゴム材料の上下面から導電性の金属線１０３ａが突き出して上下面の電気的導通および幅・長手方向の絶縁を得るものである。
【００２５】
インターコネクタ１０３の幅Ｗ１は、例えば１００μｍの間隔の金属線１０３ａが数列確保できれば良いため、０．３ｍｍから０．５ｍｍ程度とできる。また、インターコネクタ１０３の高さＨ３は、下側回路基板１０５に実装される電子部品Ｊ１、Ｊ２の高さと、インターコネクタ１０３を高さ方向に加圧する際の潰し代と、下側回路基板１０５に実装される電子部品Ｊ１、Ｊ２と上側回路基板１０４との空隙分とを足し合わせたもの、に等しくなるように設計されている。
【００２６】
また、インターコネクタ１０３の長さ（長手方向の長さ）は、下側回路基板１０５と上側回路基板１０４とを電気的に接続するためのパッド１０７（図３（ａ）参照）及びパッド１０８の全幅Ｐｗ、に等しくなるように設計されている。
上側回路基板１０４は、セラミック製の多層配線基板であり、図１に示す様に、ＩＣチップや、チップ抵抗、チップコンデンサ等のディスクリート部品が、電子部品Ｊ１、Ｊ２として実装されている。
【００２７】
上側回路基板１０４における実装面とは反対の裏面（図１では図示せず）の外周部には、回路基板１０５と電気的に接続するためのパッド１０７（図３（ａ）参照）が設けられており、例えば、パッド１０７のピッチは４００μｍ（パッドが２００μｍ、パッド間ギャップが２００μｍ）である。パッド１０７の形状は下側回路基板１０５の表面（実装面）のパッド１０８と同様である。
【００２８】
また、上側回路基板１０４の外周形状は、外枠１０１の内周に対して嵌合できるように設計されており、上側回路基板１０４の厚さは例えば０．８ｍｍ程度である。
下側回路基板１０５は上側回路基板１０４と同様の構成であるが、基板１０４と電気的に接続するため、パッド１０８が表面に設けられており、さらに、裏面には外部との電気的接続をするため、ハンダボールからなるのアレイ状の電極１０９が設けられている。
【００２９】
熱硬化性樹脂１０６は、接着作用のあるエポキシ系樹脂であり、例えば１５０℃、３０秒の熱処理で硬化する性質を持つ。熱硬化性樹脂１０６は、上側回路基板１０４及び下側回路基板１０５を機械的に保持するとともにインターコネクタ１０３を１０％から２０％高さ方向（積層方向）に弾性変形（圧縮変形）させた状態で保持する役割をしている。
【００３０】
これらの部材がアセンブリされたモジュール１００は、図２に示す様に、２枚の回路基板１０４及び１０５がコンパクトに一体化されている。そして、積層方向に圧縮変形されたインターコネクタ１０３における金属線１０３ａを介して、両回路基板１０４、１０５のパッド１０７及び１０８が電気的に接続されている。ここで、外枠１０１、内枠１０２、および両枠の間に挿入配置されたインターコネクタ１０３により、本発明の接続部材１１０が構成されている。
【００３１】
次に、上記モジュール１００の製作方法を図３に従って説明する。図３は、モジュール１００を側面から見た断面図を示しており、（ａ）は製作工程を、（ｂ）はアセンブリされた状態を示している。
まず、下側回路基板１０５にＩＣチップやチップ抵抗、チップコンデンサ等の電子部品Ｊ１、Ｊ２を実装する。また、外枠１０１と内枠１０２の間にインターコネクタ１０３（本例では４個）を挿入しておく。
【００３２】
次に、下側回路基板１０５の表面に熱硬化性樹脂１０６を適量塗布し、下側回路基板１０５、上側回路基板１０４を外枠１０１の内側へ挿入する。
次に、下側回路基板１０５の下側（裏面側）を保持し、上側回路基板１０４の上側（実装面側）に荷重をかける。この時の荷重は、インターコネクタ１０３と両回路基板１０４、１０５との接触面の圧力が例えば４００ｇｆ／ｍｍ2 程度となるよう調整する。
【００３３】
この工程により、上側回路基板１０４および下側回路基板１０５は外枠１０１の内側へ押し込まれ、最終的に内枠１０２の上下端面に接触することで押し込み量が規定される。また、インターコネクタ１０３は規定量加圧変形させられ、パッド１０７とパッド１０８とが金属線１０３ａを介して電気的に接続される。この状態で例えば１５０℃、３０秒の熱処理を行なうと、熱硬化性樹脂１０６が硬化し、上側回路基板１０４、下側回路基板１０５、外枠１０１、内枠１０２及びインターコネクタ１０３が一体化する。
【００３４】
次に、下側回路基板１０５の裏面にボール状のアレイ電極１０９を取り付け、上側回路基板１０４の表面に電子部品（ＩＣチップや、チップ抵抗、チップコンデンサ等のディスクリート部品）Ｊ１、Ｊ２を実装し、図３（ｂ）に示す様に、モジュール１００が完成する。
斯かるモジュール１００においては、下側回路基板１０５の裏面にボール状のアレイ電極１０９が取り付けられているため、モジュール１００を外部の基板に実装することができる。
【００３５】
また、製作の際、インターコネクタ１０３は積層方向に規定量圧縮変形させられているため、インターコネクタ１０３は下側回路基板１０５の表面上のパッド１０８と上側回路基板１０４の裏面のパッド１０７とを電気的に接続しており、両回路基板１０４、１０５の間で電気信号のやり取りや、電圧ライン、グラウンドラインの供給ができ、本モジュール１００は一体の回路としての動作をする事ができる。
【００３６】
次に、本実施形態に斯かるモジュール１００の作用効果について述べる。
インターコネクタ１０３は、外枠１０１と内枠１０２との間に嵌合状態で挿入されているため、高さ方向（積層方向）の変形はできるが、幅方向（積層方向と交差する方向）への曲げ変形が拘束される。従って、従来技術において問題であった座屈変形を防止する事ができ、下側回路基板１０５に実装される部品Ｊ１、Ｊ２の背が高く両基板１０４、１０５間の距離が離れる場合でも、座屈の心配をすることなく、インターコネクタ１０３の高さＨ３を大きくすることができる。
【００３７】
また、インターコネクタ１０３の幅Ｗ１を小さくして、下側回路基板１０５上に部品Ｊ１、Ｊ２を実装するスペースを大きくすることもでき、実装密度の向上に寄与する事ができる。これにより、先述の課題を解決しており、異方導電性ゴム式インターコネクタの高アスペクト化に伴う座屈を防止できる。
また、本実施形態の他の効果として、組み立て工数の低減への寄与がある。
【００３８】
従来技術においては、基板を積層する際に本実施形態の様な枠１０１、１０２を用いないため、基板同士のある程度の位置決めと、異方導電性ゴム式インターコネクタを規定量変形させるための荷重管理が必要であった、この位置決めには光学的手段を用いたアライメント装置を必要としていた。
しかし、本実施形態においては、上側回路基板１０４と下側回路基板１０５の位置決めは外枠１０１で規定されるため、アライメント作業は必要無く、単純に外枠１０１に上側回路基板１０４と下側回路基板１０５を挿入するだけで良い。
【００３９】
また、上側及び下側の回路基板１０４、１０５を外枠１０１に押し込んでいくと、最終的に外枠１０１よりも高さの低い内枠１０２の上下面に接触して、それ以上は押し込めないため、インターコネクタ１０３の変形量は内枠１０２の高さＨ２で規定することができ、従来技術のような荷重管理は必要無い。従って、組み立て工数を節減でき低コスト化に寄与できる。
【００４０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図４に示す。上記第１実施形態においては、外枠１０１と内枠１０２は結合部１０２ａにおいて連結されていたが、本実施形態のように、両枠が連結されない状態で構成する事も可能である。本第２実施形態における外枠２０１、内枠２０２、異方導電性ゴム式インターコネクタ１０３を組み付けた状態での上面図を図４（ａ）に、側面から見た断面図を図４（ｂ）に、組み付け手順を図４（ｃ）に示す。
【００４１】
外枠（第１の枠部材）２０１と内枠（第２の枠部材）２０２の構造は上記第１実施形態に記述した外枠１０１、内枠１０２と同様である。ただし、内枠２０２は外枠２０１に連結していない。
インターコネクタ１０３の幅Ｗ１（図４（ｃ）参照）は、外枠２０１と内枠２０２の間隙に対して嵌合するように設計されている。従って組み付け後は、外枠２０１の内側側面と内枠２０２の外側側面とインターコネクタ１０３の両側の側面との摩擦力により、これらは一体に保持され、本発明の接続部材２１０が構成される。
【００４２】
これらの、組み付けは図４（ｃ）に示すように、外枠２０１の内側に内枠２０２を挿入し、外枠２０１と内枠２０２の間隙にインターコネクタ１０３を４個挿入する事で完了する。上側回路基板１０４、下側回路基板１０５との組み付けは上記第１実施形態と同様である。
斯かる本実施形態の構造を採用する事で、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
なお、上記第１及び第２実施形態において、第２の枠部材としての内枠１０２、２０２は、第１の枠部材としての外枠１０１、２０１に対して高さ（積層方向の長さ）を低くしたが、同じ高さで構成する事も可能である、また外枠のみ、または内枠のみ設けて同じ効果を得る事も場合によっては可能である。
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る積層型回路実装モジュール３００を図５に示す。図５は、モジュール３００を側面から見た断面図を示しており、（ａ）はアセンブリされた状態を、（ｂ）は製作工程を示している。
【００４４】
モジュール３００は、図５（ａ）に示す様に、電子部品Ｊ１、Ｊ２が実装され積層された上側回路基板１０４及び下側回路基板１０５と、両回路基板１０４、１０５間に充填され硬化された熱硬化性樹脂１０６と、両回路基板１０４、１０５間において積層方向に圧縮変形された状態で挿入され両回路基板１０４、１０５同士を電気的に接続する異方導電性ゴム式インターコネクタ３０３と、から構成されている。
【００４５】
上側回路基板１０４及び下側回路基板１０５、熱硬化性樹脂１０６は上記第１実施形態で記述したものと同様である。インターコネクタ３０３は上記第１実施形態で記述したインターコネクタ１０３について、高さ方向（積層方向）の中央部（中心部）付近の弾性係数が大きくなるような硬化処理を施し、剛性を強化したものである。
【００４６】
次に、モジュール３００の製作方法を図５（ｂ）に従って説明する。
まず、下側回路基板１０５にＩＣチップやチップ抵抗、チップコンデンサ等の電子部品Ｊ１、Ｊ２を実装する。次に、下側回路基板１０５の基板間接続用のパッド１０８の位置に、高さ方向の中央部付近の剛性が強化されたインターコネクタ３０３を４個、アクリル性瞬間接着剤等の手段を利用して仮止めする。
【００４７】
次に、下側回路基板１０５の表面に熱硬化性樹脂１０６を適量塗布し、電子部品Ｊ１、Ｊ２が実装された上側回路基板１０４を、パッド１０７とパッド１０８の位置が合うようにアライメントして、インターコネクタ３０３の上に乗せ、インターコネクタ３０３の加圧力が例えば４００ｇｆ／ｍｍ2 となるように押し付け荷重を調整しながら、例えば１５０℃、３０秒の熱処理を行なうことで、モジュール３００が完成する。
【００４８】
次に、インターコネクタ３０３を製作するための硬化処理について図６（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。
上記第１実施形態同様のインターコネクタ１０３の側面に、該側面の中央部付近が開口しているメタルマスク（金属製マスク）３０４を配置して、イオン源より水素イオンＨ+ を照射する。ゴム材料（シリコンゴム等）はイオン照射に対して硬化する性質を持つため、図６（ａ）に示す水素イオンＨ+ の照射部分であるｐ部付近が硬化して弾性係数が大きくなり、図６（ｂ）に示すような高さ方向の中央部（ｐ部）付近の剛性が強化されたインターコネクタ３０３ができる。
【００４９】
本実施形態におけるモジュール３００は、以上のように構成されているので、次のような作用および効果を発揮する。
インターコネクタ３０３は、高さ方向（積層方向）の中央部付近が硬化され、弾性係数が大きいため、高さ方向の中央部付近は幅方向（積層方向と交差する方向）へ曲げ変形し難い構造となっている。そして、インターコネクタ３０３は、主としてｐ部以外の部分で積層方向に圧縮変形し、上記第１及び第２実施形態と同様に電気的接続等の機能を果たす。
【００５０】
従って、従来技術において問題であった高さ方向の圧縮に対する座屈変形を防止する事ができ、下側回路基板１０５に実装される部品Ｊ１、Ｊ２の背が高く両基板１０４、１０５間の距離が離れる場合でも、座屈の心配をすることなく、インターコネクタ１０３の高さＨ３１（図５（ｂ）参照）を大きくすることができる。
【００５１】
また、インターコネクタ３０３の幅Ｗ３１（図５（ｂ）参照）を小さくして、下側回路基板１０５上に部品Ｊ１、Ｊ２を実装するスペースを大きくすることもでき、実装密度の向上に寄与する事ができる。これにより、先述の課題を解決しており、インターコネクタの高アスペクト化に伴う座屈を防止できる。
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図７に示す。上記第３実施形態においては、イオン照射によりインターコネクタ１０３の高さ方向の中央部付近を硬化処理して、インターコネクタ３０３を得ているが、紫外線の照射でも同様の効果が得られる。
【００５２】
インターコネクタ１０３の側面に、該側面の中央部付近が紫外線を透過するように開口しているガラスマスク（フォトマスク）４０４を配置して、紫外線光源より紫外線ＵＶを照射する。ゴム材料は紫外線照射に対して硬化する性質を持つため、図７（ａ）に示すＵＶ照射部分であるｑ部付近が硬化して弾性係数が大きくなり、図７（ｂ）に示すような高さ方向の中央部（ｑ部）付近の剛性が強化されたインターコネクタ４０３ができる。
【００５３】
このインターコネクタ４０３を使用することで、上記第３実施形態と同様の効果を得る事ができる。
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態を図８に示す。
上記第３および第４実施形態においては、イオン照射や紫外線照射によりインターコネクタ１０３の高さ方向の中央部付近を硬化処理しているが、インターコネクタ１０３の高さ方向の中央部付近に絶縁性のポリイミド等の剛性の大きい樹脂材料からなる帯５０４を巻き付ける事により、本実施形態のインターコネクタ５０３を製作する。このインターコネクタ５０３によっても、上記第３および第４実施形態と同様の効果が得られる。
【００５４】
なお、可能であるならば、上記第１または第２実施形態と、上記第３ないし第５実施形態のいずれか１つとを組み合わせた形態としてもよい。
以上、本発明について上記各実施形態により述べてきたが、要するに本発明は、積層された複数枚の回路基板の各々の間に積層方向に圧縮変形された状態で挿入された異方導電性ゴム式インターコネクタを介して各回路基板同士を電気的に接続するようにした積層型回路実装モジュールにおいて、インターコネクタの周辺構造及びインターコネクタ自体を工夫することにより、従来未解決であったインターコネクタの高アスペクト化に伴って発生する座屈変形を抑制するという課題を解決するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る積層型回路実装モジュールの分解図である。
【図２】図１に示す積層型回路実装モジュールのアセンブリ状態の外観図である。
【図３】図１に示す積層型回路実装モジュールの製造方法を説明する図である。
【図４】本発明の第２実施形態を説明する図である。
【図５】本発明の第３実施形態を説明する図である。
【図６】上記第３実施形態に係るインターコネクタの硬化処理を説明する図である。
【図７】本発明の第４実施形態を説明する図である。
【図８】本発明の第５実施形態を説明する図である。
【図９】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
１０１、２０１…外枠、１０２、２０２…内枠、
１０３、３０３、４０３、５０３…異方導電性ゴム式インターコネクタ、
１０４…上側回路基板、１０５…下側回路基板、１０６…熱硬化性樹脂、
１１０、２１０…接続部材、３０４…メタルマスク、４０４…ガラスマスク、
５０４…帯。
Claims (7)
- 電子部品が実装され積層された複数枚の回路基板（１０４、１０５）と、
絶縁材料よりなる第１の枠部材（１０１）、該第１の枠部材の内周側に配置され前記第１の枠部材と少なくとも一個所で結合された絶縁材料よりなる第２の枠部材（１０２）、および、前記第１の枠部材と前記第２の枠部材との間に挿入配置された少なくとも１個の異方導電性ゴム式のインターコネクタ（１０３）を有する接続部材（１１０）とを備え、
前記接続部材は各々の前記回路基板の間に介在され、前記インターコネクタを介して各々の前記回路基板間の電気的接続がなされており、
各々の前記回路基板は、該基板間に充填され硬化された絶縁性の樹脂部材（１０６）によって保持されており、
前記インターコネクタは、前記回路基板によって前記積層方向に圧縮変形されるとともに、前記第１の枠部材及び前記第２の枠部材によって前記積層方向と交差する方向への曲げ変形を抑制されていることを特徴とする積層型回路実装モジュール。 - 電子部品が実装され積層された複数枚の回路基板（１０４、１０５）と、
絶縁材料よりなる第１の枠部材（２０１）、該第１の枠部材の内周側に前記第１の枠部材と非結合状態で配置された絶縁材料よりなる第２の枠部材（２０２）、および、前記第１の枠部材と前記第２の枠部材との間に挿入配置された少なくとも１個の異方導電性ゴム式のインターコネクタ（１０３）を有する接続部材（２１０）とを備え、
前記接続部材は各々の前記回路基板の間に介在されるとともに、前記インターコネクタを介して各々の前記回路基板間の電気的接続がなされており、
各々の前記回路基板は、該基板間に充填され硬化された絶縁性の樹脂部材（１０６）によって保持されており、
前記インターコネクタは、前記回路基板によって前記積層方向に圧縮変形されるとともに、前記第１の枠部材及び前記第２の枠部材によって前記積層方向と交差する方向への曲げ変形を抑制されていることを特徴とする積層型回路実装モジュール。 - 前記第１の枠部材（１０１、２０１）の内周形状は前記回路基板（１０４、１０５）の外周形状に対応した形状をなし、
前記第２の枠部材（１０２、２０２）は前記第１の枠部材よりも前記積層方向の高さが低いことを特徴とする請求項１または２に記載の積層型回路実装モジュール。 - 電子部品が実装され積層された複数枚の回路基板（１０４、１０５）と、
各々の前記回路基板間に充填され硬化された絶縁性の樹脂部材（１０６）と、
前記回路基板間において前記積層方向に圧縮変形された状態で挿入され前記回路基板同士を電気的に接続する少なくとも１個の異方導電性ゴム式のインターコネクタ（３０３、４０３、５０３）とを備え、
前記インターコネクタにおいて、前記積層方向の中央部付近の剛性が他の部位よりも強化されていることを特徴とする積層型回路実装モジュール。 - 電子部品が実装され積層された複数枚の回路基板（１０４、１０５）において、前記積層方向に圧縮変形された状態で各々の前記回路基板間に挿入され前記回路基板同士を電気的に接続する異方導電性ゴム式のインターコネクタであって、
前記積層方向の中央部付近に金属製マスク（３０４）を介して部分的に荷電粒子を注入することにより、該荷電粒子注入部分の剛性が他の部位よりも強化されていることを特徴とするインターコネクタ。 - 電子部品が実装され積層された複数枚の回路基板（１０４、１０５）において、前記積層方向に圧縮変形された状態で各々の前記回路基板間に挿入され前記回路基板同士を電気的に接続する異方導電性ゴム式のインターコネクタであって、
前記積層方向の中央部付近にフォトマスク（４０４）を介して部分的に紫外線を照射することにより、該紫外線照射部分の剛性が他の部位よりも強化されていることを特徴とするインターコネクタ。 - 電子部品が実装され積層された複数枚の回路基板（１０４、１０５）において、前記積層方向に圧縮変形された状態で各々の前記回路基板間に挿入され前記回路基板同士を電気的に接続する異方導電性ゴム式のインターコネクタであって、
前記積層方向の中央部付近には絶縁性の帯（５０４）が巻き付けられており、該帯の巻き付けられた部分の剛性が他の部位よりも強化されていることを特徴とするインターコネクタ。
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