JP4312148B2 - Relay board and three-dimensional wiring structure - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品を実装した回路モジュール等をベース回路基板上に中継する中継基板とこれを使用した立体配線構造体に関する。 The present invention relates to a relay board that relays a circuit module or the like on which an electronic component is mounted on a base circuit board, and a three-dimensional wiring structure using the relay board.
近年、絶縁回路基板上に抵抗、コンデンサや半導体素子等を実装する電子回路装置においては、機器の軽薄短小化に伴い、実装の高密度化が強く求められている。
従来、この種の電子回路装置において、部品実装の高密度化は配線ピッチの微細化や複数枚の電子回路基板を積み重ね構成により実現していた。
In recent years, in an electronic circuit device in which a resistor, a capacitor, a semiconductor element, and the like are mounted on an insulating circuit board, as the equipment becomes lighter and thinner, there is a strong demand for higher mounting density.
Conventionally, in this type of electronic circuit device, the high density of component mounting has been realized by reducing the wiring pitch and stacking a plurality of electronic circuit boards.
例えば、下記の(特許文献1)に記載された電子回路装置は、図13に示すように、ベースプリント回路基板310にモジュール回路基板350をスペーサ360を介して積層した構造である。
For example, an electronic circuit device described in the following (Patent Document 1) has a structure in which a
スペーサ360は、上下両面にビアホール320で導通する球状半田380,390で仮止めした構造である。このスペーサ360を、ベースプリント回路基板310およびモジュール回路基板350間に仮固定した状態で一括リフロー半田付けしている。330はモジュール回路基板350に実装された表面実装部品、340はモジュール回路基板350に実装された半導体ベアチップ340である。
The
また、下記の(特許文献2)に記載の電子回路装置は、図14に示すように、外周囲を導電性の物質でコーティングされた耐熱性弾性体400を介して電子回路基板410,430を上下に積層した構造である。前記耐熱性弾性体400を一方の電子回路基板410の接続用ランド420に半田付けし、他方の電子回路基板430の接続用ランド440にクリップやボルト470等で圧着するものである。450は表面実装部品、460は半導体ベアチップである。
In addition, as shown in FIG. 14, the electronic circuit device described in (Patent Document 2) includes
また、下記の(特許文献3)に記載された電子回路装置は、図15に示すように、接続用チップ550を介してマザーボード540にモジュール用回路基板500を、機械的および電気的に接続した構造であり、510はICパッケージ510,520,530は受動部品である。
Further, in the electronic circuit device described in the following (Patent Document 3), the
また、下記の(特許文献4)に記載された電子回路装置は、図16(a)(b)に示すように、立体プリント基板600に、レンズ660と光学フィルタ670と半導体撮像素子610とをレンズ660の光軸上に一体的に組み込んだ構成である。立体プリント基板600は、半導体撮像素子610およびチップ部品615を接続するための配線パターン650を有している。640は立体プリント基板600が半田付け実装されるプリント基板である。
In addition, an electronic circuit device described in the following (Patent Document 4) includes a lens 660, an optical filter 670, and a
さらに、下記の(特許文献5)に記載された電子回路装置は、図17(a)(b)(c)に示すように、半導体撮像素子610と赤外フィルタ680とを立体プリント基板600に装着し、この立体プリント基板600を回路集積プリント基板640に実装した構造である。
Furthermore, the electronic circuit device described in the following (Patent Document 5) includes a
また、上記以外にも一般的な接続部品であるコネクタを用いて接合する方法等もある。
携帯端末装置の高機能化と軽薄短小化が進む中で、平面的な電子回路装置では、接続ピッチの微細化や隣接の部品間の間隔縮小などにより実装密度の向上をはかるには限界がある。そのために3次元的にモジュール回路基板を積層して高密度化がはかられている。 As mobile terminal devices become more advanced and lighter, thinner, and smaller, planar electronic circuit devices have limitations in improving mounting density by reducing the connection pitch and reducing the spacing between adjacent components. . For this purpose, module circuit boards are three-dimensionally stacked to increase the density.
(特許文献1)のスペーサ360および(特許文献3)の接続用チップ550は、回路基板の上下面に形成されたランドと対応するランド間を接続する導電性ビアまたはビアホール320を介して3次元的に接続するものである。
The
また、(特許文献2)の積層されたモジュール回路基板間の固定にクリップ470やボルト等を用いた場合、固定や接続部材の占有する面積が増加するため実装面積が減少する。また、モジュール回路基板間の接続端子数の増加により、モジュール回路基板の接続に占める接続コネクタの面積が増大している。従って、モジュール回路基板間の接続面積の増大により実装密度を上げることができないという課題がある。
Further, when a
また、(特許文献4)および(特許文献5)の立体プリント基板600は、撮像素子610の立体配線構造が開示されており、半田620を介して3次元的にプリント基板640に接続するものである。しかし、基板表面に形成された立体プリント基板600のランド電極630の先端部とプリント基板640の配線650とを単に半田接続するだけでは接続の信頼性を上げることができないという課題がある。
Further, the three-dimensional
本発明は、上記従来の課題を解決し、高密度実装かつ接続の高信頼性を実現できる中継基板を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a relay substrate that can realize high-density mounting and high connection reliability.
本発明の請求項1記載の中継基板は、第1の回路基板と第2の回路基板との間に介装される中継基板本体と、中継基板本体の前記第1の回路基板の側の面から前記第2の回路基板の側の面にわたって電気接続個所に対応して形成された基板接続配線とを有し、かつ前記中継基板本体は、前記基板接続配線の端部付近で前記第1の回路基板の側の面から側面部へ連なる角部と、前記基板接続配線の端部付近で前記第2の回路基板の側の面から前記側面部へ連なる角部に、それぞれ凹部を形成し、前記基板接続配線の端部を前記凹部に沿わせるとともに前記凹部に末端処理材を充填し、基板接続配線の端部を末端処理材に埋設したことを特徴とする。
The relay board according to
本発明の請求項2記載の中継基板は、請求項1において、前記基板接続配線の中間付近で中継基板本体の上面から側面部に連なる角部と、前記基板接続配線の中間付近で中継基板本体の下面から側面部に連なる角部との少なくとも一方に凹部を形成し、この凹部に沿って基板接続配線を形成し、凹部にコーナ部処理材を充填し、基板接続配線のコーナ部をコーナ部処理材に埋設したことを特徴とする。
The relay board according to
本発明の請求項3記載の中継基板は、第1の回路基板と第2の回路基板との間に介装される中継基板本体と、中継基板本体の前記第1の回路基板の側の面から前記第2の回路基板の側の面にわたって電気接続個所に対応して形成された基板接続配線とを有し、かつ前記中継基板本体は、前記第1の回路基板の側の面から側面部へ連なる角部と、前記第2の回路基板の側の面から前記側面部へ連なる角部とのうちの少なくとも一方の角部を波形曲面を備えた斜面に形成し、前記基板接続配線の端部ならびにコーナ部を前記波形曲面を備えた斜面に沿わせて貼り付けたことを特徴とする。
The relay board according to
本発明の請求項4記載の立体配線構造体は、第1の回路基板と第2の回路基板との間に請求項1〜請求項3の何れかに記載の中継基板を介装して第1,第2の回路基板を3次元的に接続したことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional wiring structure including the relay board according to any one of the first to third aspects interposed between the first circuit board and the second circuit board. The first and second circuit boards are three-dimensionally connected.
本発明の請求項5記載の中継基板の製造方法は、上下垂直方向に回路基板を接続、中継
する基板形状に第1の金型を用いて第1の樹脂を射出成形し、立体成形体を形成する第1
の工程と、接続用ランド電極と側面に接続用ランド電極間を電気的に接続する基板接続配
線の形成を行う部分以外に第2の金型を用いて第4の樹脂を射出成形する第2の工程と、
前記立体成形体の上下面に前記接続用ランド電極部と側面には前記接続用ランド電極間を
電気的に接続する前記基板接続配線部にメッキ触媒を形成する第3の工程と、前記第4の
樹脂を除去し、メッキする第4の工程と、前記接続用ランド電極の末端部を第3の金型を
用いて、第2の樹脂を射出成形して埋設するように覆う第5の工程とを備えたことを特徴
とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a relay board, in which a circuit board is connected in the vertical direction and a first resin is injection-molded using a first mold into a board shape to be relayed, and a three-dimensional molded body is formed. Forming first
In the second step, a second resin is used to injection-mold the fourth resin in addition to the step of forming the substrate connection wiring for electrically connecting the connection land electrode and the connection land electrode to the side surface. And the process of
A third step of forming a plating catalyst on the substrate connection wiring portion that electrically connects the connection land electrode portions on the upper and lower surfaces of the three-dimensional molded body and the connection land electrodes on the side surfaces; A fourth step of removing and plating the resin, and a fifth step of covering the end portion of the connection land electrode so as to be embedded by injection molding of the second resin using a third mold. It is characterized by comprising.
本発明の請求項6記載の中継基板の製造方法は、請求項5において、前記中継基板の前
記ランド電極の末端部がS字曲線状に成形された第1の絶縁性樹脂と第2の樹脂との間に
埋設されるように成形する工程を備えたことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the relay substrate manufacturing method according to the fifth aspect , wherein the first insulating resin and the second resin in which the end portion of the land electrode of the relay substrate is formed in an S-curve shape. And a step of molding so as to be embedded between the two.
本発明の請求項7記載の中継基板の製造方法は、請求項5において、前記中継基板の上
下面のランド電極から側面部に連なるコーナー部の配線が樹脂中に埋設されるように2次
成形する工程を備えたことを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a relay board manufacturing method according to the fifth aspect of the present invention, in which secondary wiring is performed so that the wiring in the corner portion connected to the side surface portion from the land electrode on the upper and lower surfaces of the relay substrate is embedded in the resin. It is characterized by comprising the step of:
本発明の中継基板は、中継基板本体に設けられた基板接続配線の末端部が末端処理材に埋設して設けられているので、冷熱衝撃や落下衝撃によっても剥がれにくく強いので、高信頼性を実現できる。 The relay board according to the present invention is provided with the terminal connection wiring provided on the relay board main body embedded in the terminal treatment material, so that the relay board is not easily peeled off even by a thermal shock or a drop impact, and thus has high reliability. realizable.
また、基板接続配線の末端部が、中継基板本体に設けられた波形曲面を備えた斜面に沿わせて貼り付けたので、冷熱衝撃や落下衝撃によっても剥がれにくく強いので、高信頼性を実現できる。 In addition, since the end part of the board connection wiring is pasted along the slope with the corrugated curved surface provided in the relay board body, it is hard to be peeled off even by thermal shock or drop impact, so high reliability can be realized .
また、基板接続配線の末端部だけでなく、基板接続配線のコーナー部に対応して中継基板本体をコーナー部処理材に埋設したり、波形曲面を備えた斜面に貼り付けても、中継基板の樹脂とランド電極末端部とコーナー部の密着力が向上し、かつ、波形曲面によりせん断応力や剥離応力を抑制することにより、高信頼性を実現できる。 Even if the relay board body is embedded in the corner processing material corresponding to the corner part of the board connection wiring as well as the end part of the board connection wiring, or is attached to a slope with a corrugated curved surface, High adhesion can be realized by improving the adhesion between the resin, the land electrode end and the corner, and suppressing the shear stress and the peeling stress by the corrugated curved surface.
また、第1の回路基板または第2の回路基板に実装した各々の電子部品間を中継基板で上下に電気的に最短距離で接続することができ、立体配線構造体の周波数特性、信号の高速化が向上する。 In addition, each electronic component mounted on the first circuit board or the second circuit board can be electrically connected up and down with a relay board in the shortest distance, and the frequency characteristics of the three-dimensional wiring structure and the high-speed signal Improved.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(第1の実施の形態)
図1と図2は、本発明の(第1の実施の形態)における中継基板を使用した立体配線構造体を示す。図1は図2のA−A’からみた断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 and 2 show a three-dimensional wiring structure using a relay board according to the first embodiment of the present invention. 1 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
図1に示す立体配線構造体は、第1の回路基板1と第2の回路基板2が、中継基板3を介して接合層4により電気的、機械的に接続された3次元接続構造(3次元モジュール)である。
The three-dimensional wiring structure shown in FIG. 1 has a three-dimensional connection structure (3 in which a
第1の回路基板1は、電子部品16(半導体装置を含む)が両面実装されており、電子部品から外部への引き出し端子電極11が設けられているが、第1の回路基板1は他の回路基板と接続される接続配線基板もしくは機能基板の一部であってもよい。
The
第2の回路基板2は、電子部品(半導体装置を含む)が両面実装されており、電子部品から外部への引き出し端子電極12が設けられているが、このようなモジュール構造であってもよいし、いわゆるマザーボードの一部であってもよい。
The
前記第1,第2の回路基板1,2には、図中には示していないが導電性ビアと絶縁基材から構成される。また、各回路基板は、(半導体装置を含む)電子部品16を実装して構成される両面基板または多層配線基板である。
Although not shown in the drawing, the first and
各電子部品16は、IC、LSI等の半導体素子、半導体パッケージや抵抗、コンデンサ、インダクタ等の一般の受動部品である。ベアチップ形状の電子部品をフリップチップ実装またはワイヤボンディング接続で実装することも可能である。
Each
また、第1の回路基板1と第2の回路基板2を接続するコネクタ機能を有する前記中継基板3は、その形状が図2に示したように中央に貫通孔3cが形成された環状の中継基板本体3aの必要な個所に、前記第1の回路基板1の背面側になる上面13から、前記第2の回路基板2の上面側になる下面14にわたって基板接続配線10が、所定間隔で必要数だけ形成されている。具体的には、環状の中継基板本体3aは平面形状が20mm〜30mm、その厚み:h1=1.0mm〜2.0mm,幅:w1=0.5mm〜1.0mmの大きさである。
Further, the
なお、図2では、中継基板3の上下に位置する前記第1,第2の回路基板1,2を略して仮想線で示した。また、中継基板3において実際には図2では見えない個所に付いても理解しやすいように一部を実線で示している。具体的には、図2の手前側に並んだ基板接続配線10における前記中継基板本体3aの前記貫通孔3cの内壁面に沿った部分と下面14に沿った部分となどがその一例である。図2の奥側に並んだ基板接続配線10も手前側における基板接続配線10と同様に構成されている。
In FIG. 2, the first and
このように構成したため、第1の回路基板1の引き出し端子電極11は、中継基板本体3aの前記上面13に位置している基板接続配線10のランド電極5aに、接合層4を介して接合され、第2の回路基板2の引き出し端子電極12は、中継基板本体3aの前記下面14に位置している基板接続配線10のランド電極5bに、接合層4を介して接合されている。
With this configuration, the lead
ここで、接合層4は、半田、半田ボール、マイクロコネクタ、ヒートシールコネクタ、異方導電性フィルムや導電性接着剤等の各種接合部材の何れかを用いる。
このように、中継基板3を使用した立体配線構造体によると、第1,第2の回路基板1,2には、中継基板3の中央に形成された貫通孔3cの内側に対応するところにも電子部品16を実装できるため、第1,第2の回路基板1,2の接続面積を確保しながら、より多くの回路部品を取り込むことができるため、高密度実装化を実現できる。
Here, the
Thus, according to the three-dimensional wiring structure using the
また、第1の回路基板1または第2の回路基板2に実装した電子部品15とを中継基板3を介して最短距離で接続することにより、立体配線構造体の周波数特性が向上し、信号の高速化が可能となり、電子機器の高速動作が実現できる。
Further, by connecting the
さらに、前記中継基板3の基板接続配線10の端部に対応する位置には、中継基板本体3aに凹部3bが形成されており、基板接続配線10の端部はこの凹部3bの内側に沿って形成されており、各凹部3bには絶縁性の樹脂の末端処理材9が充填されている。
Further, a
このように基板接続配線10の端部を末端処理材9中に埋設したので、冷熱衝撃や落下衝撃によって上下基板とランド電極間に働く剥離応力、せん断応力による剥離、クラックのきっかけを抑制または緩衝させることができ、高信頼性を実現できる。
Since the end portion of the
なお、第1,第2の回路基板1,2には、一般の樹脂基板や無機基板、コンポジット基板を用いることができる。特に、ガラスエポキシ基板やアラミド基材を用いた基板やビルドアップ基板、ガラスセラミック基板、アルミナ基板等が好ましい。
The first and
中継基板3の中継基板本体3aには一般の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等を用いる。熱可塑性樹脂の場合、射出成形や切削加工、レーザー加工、ケミカル加工によって所望の形状に成形することが可能である。また、熱硬化性樹脂の場合、硬化物を切削加工することで所望の形状にすることができる。熱可塑性樹脂としてはPPA(ポリフタルアミド)、LCP(液晶ポリマー)、TPX(ポリメチルベンテン)、PEI(ポリアミドイミド)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PES(ポリエーテルサルフォン)、PSF(ポリサルファオン)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PA(ポリアミド)系、エステル系樹脂、SPS、PPO、PPE、熱硬化性樹脂としては通常のエポキシ樹脂等を用いることが好ましい。中継基板3にヤング率の小さい樹脂材料を用いることにより、第1,第2の回路基板1,2の間の熱膨張係数の差によって生じるせん断応力や剥離応力を緩和することができる。
For the
また、中継基板3の基板接続配線10は、導電性ペーストを用いた印刷法や基板面に貼り付けられた金属箔または基板面に析出させたメッキ層をレーザー加工する等の方法で作製される。立体配線材料としてはAg、Sn、Zn、Pd、Bi、Ni、Au、Cu、C、Pt、Fe、Ti、Pbの金属が用いられる。
Further, the
末端処理材9は中継基板本体3aと同じ材質または中継基板本体3aとの接着性が良好な材質が選定されている。
なお、図1の中継基板3は、内部を詳細に示すために誇張して示しているが、基本的に図2の中継基板3と異なるものではない。また、以下の各実施の形態においても同様である。
The
The
なお、図1,図2では、基板接続配線10の端部で中継基板本体3aの上側13に位置する端部と、中継基板本体3aの下側14に位置する端部とは、中継基板本体3aに形成された別々の凹部3bに充填された末端処理材9に埋設したが、これは図3に示すように基板接続配線10の端部で中継基板本体3aの上側13に位置する端部と、中継基板本体3aの下側14に位置する端部とを、中継基板本体3aに形成された共通の凹部3dに充填された末端処理材9に埋設するように構成しても同様の効果を期待できる。特に、図3の場合には、図1,図2のように中継基板本体3aの上側13の凹部10に充填した末端処理材9と中継基板本体3aの下側14の凹部10に充填した末端処理材9とに分けるために必要となる樹脂成形精度を上げる必要もないので、低コスト化が実現できる。
In FIG. 1 and FIG. 2, the end located on the upper side 13 of the
なお、上記の各実施の形態において基板配線電極10は中継基板3の内側でも外側であっても回路設計や電気特性が考慮されていればかまわない。
また、上記の各実施の形態において前記基板接続配線10の前記第1の回路基板1の側の端部と前記第2の回路基板2の側の端部との両方を、末端処理材9に埋設したが、前記第1の回路基板1の側の端部と前記第2の回路基板2の側の端部との少なくとも一方を末端処理材9に埋設することによっても幾らかの効果を期待できる。
In each of the above embodiments, the circuit wiring and the electrical characteristics may be taken into consideration regardless of whether the
Further, in each of the above-described embodiments, both the end portion on the
(第2の実施の形態)
図4と図5は、本発明の(第2の実施の形態)における中継基板を使用した立体配線構造体を示す。図4は図5のA−A’からみた断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 4 and FIG. 5 show a three-dimensional wiring structure using a relay board in (second embodiment) of the present invention. 4 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
中継基板3の形状が(第1の実施の形態)とは異なっている。その他は同じである。具体的には、図1では各基板接続配線10の端部だけが末端処理材9に埋設されていたが、この図4では、中継基板本体3aの上面13から貫通孔3cの側面部に連なる角部と、中継基板本体3aの下面14から貫通孔3cの側面部に連なる角部とに、それぞれ第2の凹部3eを形成し、この第2の凹部3eに沿って基板接続配線10を形成し、第2の凹部3eにコーナ部処理材8としての樹脂を充填し、基板接続配線10のコーナ部7をコーナ部処理材8に埋設している。コーナ部処理材8と末端処理材9は同じものまたは部位に応じた異なる樹脂などを使用する。
The shape of the
この構成によると、さらに冷熱衝撃や落下衝撃に強い、高信頼性を実現できる。
なお、この実施の形態では中継基板3の前記第1の回路基板1の側のコーナ部7と中継基板3の前記第2の回路基板2の側のコーナ部7との両方に第2の凹部3eを形成し、両方の第2の凹部3eにコーナ部処理材8を充填したが、中継基板3の前記第1の回路基板1の側のコーナ部7と中継基板3の前記第2の回路基板2の側のコーナ部7との少なくとも一方に第2の凹部3eを形成し、この第2の凹部3eにコーナ部処理材8を充填して基板接続配線10のコーナ部7をコーナ部処理材8に埋設することによっても幾らかの効果を期待できる。
According to this configuration, it is possible to realize high reliability that is more resistant to thermal shock and drop impact.
In this embodiment, the second recess is formed in both the
なお、図4,図5では、基板接続配線10の端部で中継基板本体3aの上側13に位置する端部と、中継基板本体3aの下側14に位置する端部とは、中継基板本体3aに形成された別々の凹部3bに充填された末端処理材9に埋設したが、これは図6に示すように基板接続配線10の端部で中継基板本体3aの上側13に位置する端部と、中継基板本体3aの下側14に位置する端部とを、中継基板本体3aに形成された共通の凹部3dに充填された末端処理材9に埋設するように構成しても同様の効果を期待できる。特に、図6の場合には、図4,図5のように中継基板本体3aの上側13の凹部10に充填した末端処理材9と中継基板本体3aの下側14の凹部10に充填した末端処理材9とに分けるために必要となる樹脂成形精度を上げる必要もないので、低コスト化が実現できる。
4 and 5, the end portion of the
(第3の実施の形態)
図7は本発明の(第3の実施の形態)における中継基板を使用した立体配線構造体の概略断面図である。図1と同じ構成要素については同一の符号をつけて、説明は省略する。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a three-dimensional wiring structure using a relay board according to the (third embodiment) of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図1に示した(第1の実施の形態)では、基板接続配線10の前記第1の回路基板1の側の端部と前記第2の回路基板2の側の端部を、末端処理材9に埋設するのに、中継基板本体3aに成された凹部3bには末端処理材9を充填したが、図7では、中継基板本体3aに凹部3bを形成せずに、弾性を有するボンディング材17を中継基板本体3aの表面にボンディングして、基板接続配線10の前記第1,第2の回路基板1,2の側の端部を、末端処理材としてのボンディング材17に埋設している。なお、図7ではボンディング材17をボンディングし易いように、中継基板本体3aの断面形状が八角形に形成されている。
In the first embodiment shown in FIG. 1, the end of the
なお、ボンディング材17は、中継基板本体3aや末端処理材9に比べて低ヤング率の樹脂であってもよい。たとえば、常温加硫(RTV)等のシリコーン樹脂等を用いる。その他は(第1の実施の形態)と同じである。さらに詳しくは、中継基板本体3aや末端処理材9としては(液晶ポリマーLCP、PPA):13.8〜17.0GPaを使用し、ボンディング材17としてRTVシリコーン:0.5〜5Paもしくは低弾性エポキシ:10〜100MPaを使用する。
Note that the
このように基板接続配線10の端部がボンディング材17で覆って埋設したため、冷熱衝撃や落下衝撃によって第1,第2の回路基板1,2と上下のランド電極5間に働くせん断応力や剥離応力による剥離やクラックのきっかけを、抑制または緩衝させることができ、高信頼性を実現できる。
Since the end of the
(第4の実施の形態)
図8は、本発明の(第4の実施の形態)における中継基板を使用した立体配線構造体の概略断面図である。図1,図4,図7と同じ構成要素については、同一の符号をつけて説明する。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a three-dimensional wiring structure using a relay board according to the (fourth embodiment) of the present invention. The same components as those in FIGS. 1, 4 and 7 will be described with the same reference numerals.
(第2の実施の形態)における図4では、中継基板本体3aに設けた凹部3bに末端処理材9を充填して埋設したが、この(第4の実施の形態)では、中継基板本体3aの断面形状を、図8に示すように基板接続配線10の端部に対応する位置では図7の場合と同じように傾斜辺3fに形成している。基板接続配線10の端部は、この傾斜辺3fの上で樹脂17をボンディングして埋設されている。さらに、中継基板本体3aの上面13から貫通孔3cの側面部に連なる角部と、中継基板本体3aの下面14から貫通孔3cの側面部に連なる角部とに、それぞれ第2の凹部3eを形成し、この第2の凹部3eに沿って基板接続配線10を形成し、第2の凹部3eにコーナ部処理材8を充填し、基板接続配線10のコーナ部7をコーナ部処理材8に埋設している点については図4と同じである。
In FIG. 4 in (second embodiment), the
このように構成したため、(第2の実施の形態)で述べた高信頼性はもちろん、低コストでかつ納期の短縮も実現できる。具体的には、後述の図12に示した第2の金型19を作って、前記末端処理材9を形成する必要がなく、低コストでかつ納期の短縮も実現できる。
With this configuration, not only the high reliability described in the (second embodiment) but also low cost and shortened delivery time can be realized. Specifically, it is not necessary to make the second metal mold 19 shown in FIG. 12 to be described later to form the
(第5の実施の形態)
図9は、本発明の(第5の実施の形態)における中継基板を使用した立体配線構造体の概略断面図である。図7と同じ構成要素については、同一の符号をつけて説明する。
(Fifth embodiment)
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a three-dimensional wiring structure using a relay board according to the (fifth embodiment) of the present invention. The same components as those in FIG. 7 will be described with the same reference numerals.
図7に示した(第3の実施の形態)では、基板接続配線10の端部が中継基板本体3aの傾斜辺3fにボンディングされたボンディング材17に埋設されていたが、この(第5の実施の形態)では図9に示すように前記傾斜辺3fが、波面状曲面20に形成されている。また、中継基板本体3aのコーナ部も波面状曲面20に形成されており、基板接続配線10の端部とコーナー部は、何れもこの波面状曲面20に沿って貼り付けられている。
In the (third embodiment) shown in FIG. 7, the end of the
この構成によると、基板接続配線10の端部とコーナー部7の密着力が向上し、かつ、波形曲面としたことにより冷熱衝撃や落下衝撃によって、ランド電極5近傍に発生するせん断応力や剥離応力を抑制することにより、高信頼性を実現できる。
According to this configuration, the adhesion between the end portion of the
なお、上記の各実施の形態において、中継基板本体3aは、前記第1の回路基板1の側の面から側面部へ連なる角部と、前記第2の回路基板2の側の面から前記側面部へ連なる角部との両方を波形曲面を備えた斜面に形成し、ここに基板接続配線10の端部を貼り付けたが、前記第1の回路基板1の側の面から側面部へ連なる角部と、前記第2の回路基板2の側の面から前記側面部へ連なる角部とのうちの少なくとも一方の角部を波形曲面を備えた斜面に形成し、基板接続配線10の端部を前記波形曲面を備えた斜面に沿わせて貼り付けることによっても幾らかの効果を期待できる。
In each of the above-described embodiments, the
なお、本発明の各実施の形態では、形状が四角形の中継基板とその中継基板の上下面に第1の回路基板と第2の回路基板を配置する構成で述べたが、これに限らず、第1の回路基板と第2の回路基板が略L字形状、三角形状、円形状等の中継基板で中継する構成としてもよい。 In each embodiment of the present invention, the relay board having a quadrangular shape and the configuration in which the first circuit board and the second circuit board are disposed on the upper and lower surfaces of the relay board have been described. The first circuit board and the second circuit board may be relayed by a relay board having a substantially L shape, a triangle shape, a circular shape, or the like.
また、本発明の各実施の形態の中継基板3は、中央に貫通孔3cを有する形状であったが、貫通孔3cを持たない中継基板であってもよい。具体的には、中継基板3の中央の途中まで凹部を形成して貫通孔3cを持たない中継基板でその凹部に電子部品が実装されてもよい。
Moreover, although the relay board |
また、本発明で述べた各実施の形態は、相互に適用できることはいうまでもなく、また、これらの実施の形態に限定されるものでもない。
(第6の実施の形態)
図10(a)〜(f)は本発明の立体配線構造体の製造方法を示している。
Further, it goes without saying that the embodiments described in the present invention can be applied to each other, and are not limited to these embodiments.
(Sixth embodiment)
10A to 10F show a method for manufacturing a three-dimensional wiring structure of the present invention.
図6の立体配線構造体は次の工程で製造される。
初めに、第1の回路基板1の電子部品16と中継基板3を実装する所望の端子電極15上に、印刷等により接合層4を形成する(図10(a))。また接合層4は、メッキ方法や印刷方法(メタル版23またはスクリーンを用いて印刷)やディスペンス方法等により形成してもよい。
The three-dimensional wiring structure of FIG. 6 is manufactured in the following process.
First, the
次に、接合層4が形成された第1の回路基板1上に、電子部品16と中継基板3を位置合わせした後に載置する。この時、第1の回路基板1の両面に電子部品16が実装される場合は、第1の回路基板1の上(表)側への電子部品16の載置が終了した後、反転させて、下(裏)側への電子部品16と中継基板3の載置を行う(図10(b))。
Next, the
次に、電子部品16と環状の中継基板3が載置された第1の回路基板1を、リフローや硬化炉等の熱工程により前記接合層4を溶融もしくは硬化させて電子部品16と中継基板3を電気的に接合させる(図10(c))。または、各表裏面に熱工程を行い結合させてもよい。
Next, the
次に、第2の回路基板2の電子部品16と中継基板3を実装する所望の端子電極15上に、印刷等により接合層4を形成する(図10(d))。
次に、接合層4が形成された第2の回路基板2上に、電子部品15と中継基板3付きの第1の回路基板1を位置合わせした後に載置する。この時、第2の回路基板2の両面に電子部品16が実装される場合は、第2の回路基板2の上(表)側への電子部品16の載置が終了した後、反転させて下(裏)側への電子部品16と中継基板3付きの第1の回路基板1の載置を行う(図10(e))。ここでも裏側を先に熱工程に通してもよい。
Next, the
Next, the
最後に、電子部品15と中継基板3付きの第1の回路基板1が載置された第2の回路基板2をリフローや硬化炉等の熱工程により接合層4を溶融もしくは硬化させて電子部品16と中継基板3付き第1の回路基板1とを電気的に接合させる(図10(f))。
Finally, the
このような製造方法とすることにより、第1の回路基板1と第2の回路基板2とをあらかじめ別々にモジュール基板化してから接続するので、各モジュール基板の特性検査を容易に行える。
By adopting such a manufacturing method, the
(第7の実施の形態)
図11(a)〜(i)は本発明の別の立体配線構造体の製造方法を示している。
図11の立体配線構造体は次の工程で製造される。
(Seventh embodiment)
11 (a) to 11 (i) show another method for manufacturing a three-dimensional wiring structure according to the present invention.
The three-dimensional wiring structure of FIG. 11 is manufactured by the following process.
初めに、第1の回路基板1の電子部品16と中継基板3を実装する所望の端子電極15上に、印刷等により接合層4を形成する(図11(a))。
次に、接合層4が形成された第1の回路基板1上に、電子部品16と中継基板3を位置合わせした後に載置する(図11(b))。
First, the
Next, the
次に、電子部品16と環状の中継基板3が載置された第1の回路基板1を、リフローや硬化炉等の熱工程により接合層4を溶融もしくは硬化させて電子部品16と中継基板3を電気的に接合させる(図11(c))。
Next, the
次に、第2の回路基板2の電子部品16と中継基板3を実装する所望の端子電極15上に、印刷等により接合層4を形成する(図11(d))。
次に、接合層4が形成された第2の回路基板2上に、電子部品16を位置合わせした後に載置する(図11(e))。
Next, the
Next, the
次に、電子部品16が載置された第2の回路基板2をリフローや硬化炉等の熱工程により接合層4を溶融もしくは硬化させて電子部品16と中継基板3とを電気的に接合させる(図11(f))。
Next, the
次に、電子部品16付きの第2の回路基板2の端子電極15上に、ACF等の異方性導電フィルムシートや導電性接着剤等の導電材料21を貼付けまたは塗布する(図11(g))。
Next, a conductive material 21 such as an anisotropic conductive film sheet such as ACF or a conductive adhesive is applied or applied on the
次に、第1の回路基板1に接合された中継基板3を第2の回路基板2に位置合わせした後に載置する(図11(h))。
最後に、中継基板3付きの第1の回路基板1が載置された第2の回路基板2を加圧加熱状態で保持するか、少なくともソフトビームや硬化炉等の熱工程もしくは紫外線(UV線)による光照射工程により導電材料を硬化させて第1の回路基板1と第2の回路基板2とを中継基板3を介して電気的に接合させる(図11(i))。
Next, the
Finally, the
このような製造方法とすることにより、第1の回路基板1と第2の回路基板2とをあらかじめ別々にモジュール基板化してから接続するので、各モジュール基板の特性検査を容易に行え、また、第1の回路基板1と第2の回路基板2との接続温度を低温化することができるので、実装される電子部品16や中継基板3への温度負荷や回路基板や中継基板3の反り、うねりによる接続不安定性を抑制し、電気的、機械的な接続信頼性の高い接続構造が実現できる。
By making such a manufacturing method, the
(第8の実施の形態)
図12(a)〜(e)は本発明の中継基板3の製造方法を示している。
図6の立体配線構造体に使用する中継基板3は次の工程で製造される。
(Eighth embodiment)
12A to 12E show a method for manufacturing the
The
図12(a)〜(e)において、第1の金型は18、第2の金型は19、第4の樹脂は25、第3の金型は26である。ここではそれぞれを仮想線で図示した。
初めに、上下垂直方向に第1,第2の回路基板1,2を接続、中継する基板形状に中継基板本体3aを、第1の金型18を用いて第1の絶縁性樹脂を射出成形する(図12(a))。
12A to 12E, the first mold is 18, the second mold is 19, the fourth resin is 25, and the third mold is 26. Here, each is shown with a virtual line.
First, the first and
次に、接続用ランド電極5と側面に接続用ランド電極5間を電気的に接続する基板接続配線10の形成を行う部分以外を第2の金型19を用いて第4の樹脂25を射出成形する(図12(b))。
Next, the
次に、中継基板本体3aの上下面に接続用ランド電極5の部分と側面には接続用ランド電極5間を電気的に接続する基板接続配線10の部分にメッキ触媒27を形成する(図12(c))。
Next, a plating catalyst 27 is formed on the connection land electrode 5 on the upper and lower surfaces of the
次に、第4の樹脂25を除去し、メッキをする(図12(d))。第4の樹脂25はレジストの役目をするものであり、弱アルカリや弱酸性や加熱により溶融させることができる。例えば、生分解性ポリ乳酸樹脂(PLLA)を用いると溶解は弱アルカリ温水で行うことができる。
Next, the
最後に、第3の金型26を用いて、末端処理材9を射出成形して接続用ランド電極5の末端部6を埋設するように覆う(図12(e))。
このような製造方法とすることにより、ランド電極5の近傍の末端部6を冷熱衝撃や落下衝撃によるせん断応力や剥離応力から抑制、緩和することができるので、電気的、機械的に接続信頼性の高い接続用中継基板3が実現できる。
Finally, using the third mold 26, the
By adopting such a manufacturing method, the end portion 6 in the vicinity of the land electrode 5 can be suppressed and alleviated from shear stress and peeling stress due to thermal shock and drop impact, so electrical and mechanical connection reliability can be achieved. High
また、中継基板3のランド電極5の末端部6がS字曲線状に成形されたコーナ部処理材8上に形成されたあと、末端処理材9で埋設されるように成形する製造方法とすることにより、より冷熱衝撃や落下衝撃によるせん断応力や剥離応力から抑制、緩和することができる。
Further, after the end portion 6 of the land electrode 5 of the
また、中継基板3の上下面のランド電極5から側面部に連なるコーナー部7の配線も末端処理材9で埋設されるように2次成形する製造方法とすることにより、より冷熱衝撃や落下衝撃によるせん断応力や剥離応力から抑制、緩和することができる。
Further, by adopting a manufacturing method in which the wiring of the
本発明の立体配線構造体は、第1の回路基板と第2の回路基板を中継基板を介して接続する3次元接続構造であり、回路基板間を接合すると共に高密度実装を実現できる。そのため、高機能、多機能でコンパクト化が要望される携帯電話機等をはじめとする各種のモバイル機器、自動車などのドアリモコンといった携帯端末装置に広く利用できる。 The three-dimensional wiring structure of the present invention is a three-dimensional connection structure in which a first circuit board and a second circuit board are connected via a relay board, and the circuit boards can be joined and high-density mounting can be realized. Therefore, the present invention can be widely used in various mobile devices such as mobile phones and the like that are highly functional, multifunctional, and compact, and mobile terminal devices such as door remote controllers for automobiles.
1 第1の回路基板
2 第2の回路基板
3 中継基板
3a 中継基板本体
3b 凹部
3c 貫通孔
3d 凹部
3e 凹部
3f 傾斜辺
4 接合層
5 ランド電極
6 基板接続配線の末端部
7 コーナー部
8 コーナ部処理材
9 末端処理材
10 基板接続配線
11 引き出し端子電極
12 引き出し端子電極
13 上面
14 下面
15 端子電極
16 電子部品
17 ボンディング材
18 第1の金型
19 第2の金型
20 波面状曲面
23 メタル版
24 スキージ
25 第4の樹脂
26 第3の金型
DESCRIPTION OF
Claims (8)
中継基板本体の前記第1の回路基板の側の面から前記第2の回路基板の側の面にわたって電気接続個所に対応して形成された基板接続配線と
を有し、かつ前記中継基板本体は、前記基板接続配線の端部付近で前記第1の回路基板の側の面から側面部へ連なる角部と、前記基板接続配線の端部付近で前記第2の回路基板の側の面から前記側面部へ連なる角部に、それぞれ凹部を形成し、前記基板接続配線の端部を前記凹部に沿わせるとともに前記凹部に末端処理材を充填し、基板接続配線の端部を末端処理材に埋設した
中継基板。 A relay board body interposed between the first circuit board and the second circuit board;
Board connection wiring formed corresponding to the electrical connection location from the surface on the first circuit board side of the relay board body to the surface on the second circuit board side, and the relay board body A corner portion extending from the surface on the first circuit board side to the side surface portion in the vicinity of the end portion of the substrate connection wiring, and from the surface on the second circuit board side in the vicinity of the end portion of the substrate connection wiring. Concave portions are formed in the corners connected to the side surface portions, the end portions of the substrate connection wiring are arranged along the recess portions, and the end treatment material is filled in the recess portions, and the end portions of the substrate connection wiring are embedded in the end treatment material. Relay board.
請求項1に記載の中継基板。 A recess is formed in at least one of a corner portion connected to the side surface portion from the upper surface of the relay board body near the middle of the substrate connection wiring and a corner portion connected to the side surface portion from the lower surface of the relay board body near the middle of the board connection wiring. The relay board according to claim 1, wherein the board connection wiring is formed along the recess, the corner processing material is filled in the recess, and the corner of the substrate connection wiring is embedded in the corner processing material.
中継基板本体の前記第1の回路基板の側の面から前記第2の回路基板の側の面にわたって電気接続個所に対応して形成された基板接続配線と
を有し、かつ前記中継基板本体は、前記第1の回路基板の側の面から側面部へ連なる角部と、前記第2の回路基板の側の面から前記側面部へ連なる角部とのうちの少なくとも一方の角部を波形曲面を備えた斜面に形成し、前記基板接続配線の端部ならびにコーナ部を前記波形曲面を備えた斜面に沿わせて貼り付けた
中継基板。 A relay board body interposed between the first circuit board and the second circuit board;
Board connection wiring formed corresponding to the electrical connection location from the surface on the first circuit board side of the relay board body to the surface on the second circuit board side, and the relay board body The corrugated curved surface has at least one of the corner portion continuous from the surface on the first circuit board side to the side surface portion and the corner portion continuous from the surface on the second circuit board side to the side surface portion. The relay substrate is formed on a slope having a curved surface, and an end portion and a corner portion of the substrate connection wiring are attached along the slope having the corrugated curved surface.
立体配線構造体。 The relay board according to any one of claims 1 to 3 is interposed between the first circuit board and the second circuit board, and the first and second circuit boards are three-dimensionally connected. Three-dimensional wiring structure.
接続用ランド電極と側面に接続用ランド電極間を電気的に接続する基板接続配線の形成を行う部分以外に第2の金型を用いて第4の樹脂を射出成形する第2の工程と、
前記立体成形体の上下面に前記接続用ランド電極部と側面には前記接続用ランド電極間を電気的に接続する前記基板接続配線部にメッキ触媒を形成する第3の工程と、
前記第4の樹脂を除去し、メッキする第4の工程と、
前記接続用ランド電極の末端部を第3の金型を用いて、第2の樹脂を射出成形して埋設するように覆う第5の工程と
を備えた
中継基板の製造方法。 A first step of forming a three-dimensional molded body by injection-molding a first resin using a first mold in a substrate shape to connect and relay a circuit board in the vertical direction;
A second step of injection-molding a fourth resin by using a second mold in addition to the portion for forming the substrate connection wiring for electrically connecting the connection land electrode to the side surface of the connection land electrode;
A third step of forming a plating catalyst on the substrate connection wiring portion that electrically connects the connection land electrode portions on the upper and lower surfaces of the three-dimensional molded body and the connection land electrodes on the side surfaces;
A fourth step of removing and plating the fourth resin;
And a fifth step of covering the end portion of the connection land electrode with a third mold so as to embed the second resin by injection molding.
請求項5記載の中継基板の製造方法。 And a step of forming the land electrode so that the end portion of the land electrode is embedded between the first insulating resin and the second resin formed in an S-shaped curve. The method for manufacturing a relay board according to claim 5.
請求項5記載の中継基板の製造方法。 6. The method of manufacturing a relay board according to claim 5, further comprising a step of secondary molding so that the wiring at the corner portion connected to the side surface portion from the land electrodes on the upper and lower surfaces of the relay board is embedded in the resin. .
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