JP4398626B2

JP4398626B2 - 積層回路

Info

Publication number: JP4398626B2
Application number: JP2002086373A
Authority: JP
Inventors: 崇文大熊; 宗和西原; 隆亮東田; 憲一山本; 大輔末次; 誠二中嶋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2022-03-26
Also published as: JP2003283131A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可撓性を有する回路基板部と回路基板間接続部が一体形成された回路モジュールを積層してなる積層回路（積層回路）及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来から提案されているフレックスリジッド配線板の断面を示す。このフレックスリジッド配線板１において、符号２で示す範囲は硬くて折り曲げ不能なリジッド部分であり、符号３で示す範囲が折り曲げ可能なフレキシブル部分である。フレキシブル部分３における多層配線板４の導体回路５は、接着剤付きのカバーレイフィルム６によって被覆されて保護されている。また、リジッド部分２では、符号７で示す接着用ボンディングシートやプリプレグを用いて多層配線板４とリジッド配線板８とが接着もしくは積層成形され、多層配線板４が露出するフレキシブル部分３では、ボンディングシートやプリプレグ７とリジッド配線板８が除去されている。さらに、リジッド部分２におけるリジッド配線板８には複数の電子部品９が実装されており、これら電子部品９は多層配線板４とリジッド配線板８を貫通するスルーホール１０を介して電気的に接続されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のフレックスリジッド配線板１では、多層配線板４によって構成される回路基板部分に可撓性がないため、形状加工に対して自由度が制限され、例えば曲面から成る筐体に合わせて搭載する事が出来ない。また、多層配線板４の厚みに制限され、積層方向における配線長の短縮に限界があり、今後の高周波化に対応できない。さらに、積層された回路を電気的に接続するために積層方向（厚さ方向）にスルーホールを複雑に配置する必要があるため、回路設計の自由度を低下させたり、回路基板の小型化を制限しており、複雑な回路形態により製造コストダウンが困難である。
【０００４】
一方、一般的な積層回路基板の場合、各層が互いに完全に全面接着されており、製造工程において回路基板を積層していく中での検査はほとんどなく、完成品検査のみに頼っている。このように各層が互いに密着している構成の回路基板では、回路中で発生した熱が逃げにくく、基板自体が発熱するという問題がある。また、通常積層回路基板は、その完成品として動作チェックなどの検査が行われる。これは、従来の積層回路基板は、すべての層が積層されて初めて機能を発揮するものであり、一層もしくは数層では機能しないからである。積層回路基板が完成するまでに検査ができない現状では、積層工程中に発生した不良品を振り分けることができないため、歩留まりの低下やロスコストを生み出してしまっている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の問題を解消するために、本発明の多層積層回路は、
複数の回路モジュールを備えており、
各回路モジュールは、信号伝達又は信号処理を担う部品とそれら部品を接続する回路とを備えた可撓性を有する２つの回路基板部と、前記２つの回路基板部を相互に電気的もしくは光学的に接続する回路を備え且つ前記回路基板部と一体形成されたストラップ状で可撓性の回路基板間接続部とを備えており、
上記複数の回路モジュールは、多層に積層されて、
前記複数の回路モジュールの内の少なくとも２つの隣接する回路モジュールは、隣接する回路基板部の間で、その回路基板部の面積の５０％以下で接着していることを特徴とする積層回路である。
【０００６】
本発明の他の形態において、前記回路モジュールは、各回路モジュールの回路基板間接続部が他の回路モジュールの回路基板間接続部と相互に重なり合わないように、積層されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の他の形態において、前記複数の回路モジュールの内の少なくとも２つの回路モジュールは、一方の回路モジュールに含まれる第１の回路基板部が他方の回路モジュールに含まれる第１の回路基板部の上に配置され、一方の回路モジュールに含まれる第２の回路基板部が他方の回路モジュールに含まれる第２の回路基板部の下に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の形態において、前記隣接する回路モジュールは、それらの接着部において隣接する回路基板部の回路が電気的に又は光学的に相互に接続されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。なお、本明細書では、発明の理解を容易にするために種々の方向を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらを含む用語）を使用するが、それらの用語の意味によって本発明は限定的に解釈されるべきものでない。
【００１５】
Ｉ．実施の形態１
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る薄型積層回路（多層積層回路。）の構成を示す模式図である。この図に示すように、薄型積層回路１１は、複数（少なくとも２つ）の回路モジュール１２を積層して構成されている。各回路モジュール１２は、図面上で四角形状に表された第１と第２の回路基板部１３，１４と、これら第１と第２の回路基板部１３，１４を接続するストラップ状の回路基板間接続部１５とで構成されている。各回路モジュール１２を構成する基板１６は、絶縁材料からなる薄い一枚の可撓性樹脂シート又は金属材料からなるフィルムの表面を絶縁材料で被覆した可撓性絶縁金属シートを第１及び第２の回路基板部１３，１４と回路基板間接続部１５の輪郭に合わせて加工されており、この基板１６上に必要な部品等が配置されている。例えば、回路基板部１３，１４を構成する基板部分には、抵抗・コンデンサ・コイルやＬＳＩチップなどの電子部品１７などの信号伝達又は信号処理を担う部品が形成され或いは実装されており、これら電子部品１７が回路基板部１３，１４の表面に形成された金属箔の電気配線１８によって適宜接続されている。一方、回路基板間接続部１５を構成する基板部分には、第１の回路基板部１３に設けた電子部品１７及び／又は電気配線１８と第２の回路基板部１４に設けた電子部品１７及び／又は電気配線１８とを相互に電気的又は光学的に接続する電気配線１９が形成されている。また、回路基板部１３，１４の一部及び／又は回路基板間接続部１５には、後に説明するように、複数の回路モジュール１２を積層したとき、各回路モジュール１２の電気配線１８と他の回路モジュール１２の電気配線１８とを電気的又は光学的に接続するための電気接続部又は光学接続部若しくはスルーホール（いずれも図示せず）が形成されている。
【００１６】
本実施の形態において、複数の回路モジュール１２の基板１６は同一形状に形成されており、これら複数の回路モジュール１２を重ねたとき、各回路モジュール１２の第１の回路基板部１３・第２の回路基板部１４・回路基板間接続部１５の上又は下もしくは上下に他の回路モジュールの第１の回路基板部１３・第２の回路基板部１４・回路基板間接続部１５が丁度位置するようにしてある。ただし、各回路モジュール１２の基板１６に搭載された電子部品１７や電気配線１７，１８は他の回路モジュール１２の基板１６に搭載された電子部品１７等と同一である必要はなく、通常個々の回路モジュール１２には他の回路モジュール１２と異なる電子部品や電気配線が設けられる。
【００１７】
このように形成された複数の回路モジュール１２は、図１（ｂ）に示すように、各回路モジュール１２の第１の回路基板部１３・第２の回路基板部１４・回路基板間接続部１５の上又は下もしくは上下に他の回路モジュールの第１の回路基板部１３・第２の回路基板部１４・回路基板間接続部１５が丁度位置するように重ねられ、重ねられた回路基板間接続部１５を上下から加圧し圧縮して一体化されて薄型積層回路１１が形成される。必要であれば、積層方向に隣接する回路基板部及び／又は回路基板間接続部の少なくとも一部を接着剤で接着する。ただし、回路基板部１３，１４における接着剤の塗布部分（接着部）の面積は、回路基板部の電子部品で発生した熱を効率的に放出する目的から、その回路基板部の面積の５０％以下とすることが望ましい。また、接着剤の塗布部分の面積を回路基板部の面積の５０％以下にすることで、良好な積層回路のフレキシブル特性が得られる。
【００１８】
また、各回路モジュール１２の電気配線１８，１９は、回路基板部１３，１４の一部及び／又は回路基板間接続部１５に形成されている電気接続部又はスルーホールを介して部分的に電気的に接続される。すなわち、重ね合わされた回路基板部１３，１４は、電気接続部においてのみ連結され、その他の部分では非連結状態にある。したがって、上下の回路モジュール１２の間に挟まれた回路モジュール１２の回路基板部１３，１４で発生する熱は、非連結位置の隙間を通って外部に放出される。
【００１９】
以上のように、一体化された薄型積層回路１１は、薄いシートを重ね合わせてなる可撓性の回路基板間接続部１５によって複数の回路モジュール１２が連結されており、この重ね合わされた回路基板間接続部１５は依然として柔軟性を有し、容易に折り曲げることができる。したがって、形状加工に対する自由度があり、例えば曲面から成る筐体に合わせて搭載することも容易にできる。
【００２０】
ＩＩ．実施の形態２：
図２（ａ）は、実施の形態２に係る薄型積層回路１１Ａを模式図を示したものである。本実施の形態２の薄型積層回路１１Ａは、各回路モジュール１２における回路基板間接続部１５の位置（回路基板部１３，１４に対する相対的位置）が他の回路モジュール１２における位置と異なる点で、実施の形態１の薄型積層回路１１と相違する。したがって、実施の形態２の薄型積層回路１１では、図２（ｂ）に示すように（特に図２（ｂ）と図１（ｂ）とを対比すると明らかなように）、複数の回路モジュール１２を積層して回路基板間接続部１５を圧縮すると、薄型積層回路１１を上下から見たときの回路基板接続部１５の全体の幅は実施の形態１に比較して大きくなるが、その厚みは一層分の厚みとほぼ等しいので、屈曲に対する自由度と信頼性を向上させることができる。また、より自由度の高い基板形状の設計が可能となる。なお、本実施形態の場合、複数の回路モジュール間の必要な電気的接続は、回路基板部１３，１４の一部に層間接続部又は接続端子（電気接続部）を設け、複数の回路モジュールを重ねたときに対向する位置にある電気接続部を互いに電気的に接続又連結する。この場合、積層方向に隣接する回路基板部の間に部分的に接着剤を配置し、その接着部において回路基板部を接着してもよい。
【００２１】
ＩＩＩ．実施の形態３
図３は、実施の形態３に係る薄型積層回路１１Ｂを模式図を示したものである。本実施の形態３の薄型積層回路１１は、実施の形態２で用いた複数の回路モジュール１２を用いたもので、回路基板部１３，１４の積層順序に特徴を有する。具体的に、図３の左側に示す回路基板部１３についてみると、第１（最上層）の回路モジュール１２の回路基板部１３ａを最上層に配置し、その直下に第２（上から２層目）の回路基板部１３ｂが配置されている。これに対し、図３の右側に示す回路基板部１４についてみると、第１の回路モジュール１２の回路基板部１４ａは、第２の回路基板部１４ｂの直下に配置されており、左右の回路基板部の積層順序が違えてある。なお、理解を容易にするために第１層と第２層の回路モジュールについて回路基板部１３，１４の積層順序を逆にした例を示したが、積層順序は左右の回路基板部について自由に選択できる。
【００２２】
以上のように、回路基板部と回路基板間接続部を一体形成することにより回路基板間接続部に屈曲性を持たせることができ、また回路基板部にも可撓性を持たせることができる。同時に、回路基板間の接続部を一体形成することにより、基板上に接続の為のコネクタ等を設ける必要がなくなり、もちろん取り付け等の工程も削減でき、設計の自由度向上、製造時間短縮、製造コストダウン、さらに小型化等が可能になる。回路基板内においても、これまでの基板間接続の為の回路のひきまわし、スルーホール形成などが大幅に削減でき、これも設計自由度の向上やコストダウン、小型化を可能とするものである。
【００２３】
さらには、基板形状、大きさの自由度が向上した事により、この回路モジュールを組み込んで機能を発揮する製品そのものの形状にも自由度が広がるという効果も期待できる。また、回路基板の薄型化により、配線長の短縮などの効果もあり、高周波回路への対応も可能となる効果が得られる。
【００２４】
また、積層した基板に熱プレス等を加える場合、各回路基板部毎に処理することが可能になるので、プレス機の能力はひとつの回路基板部の面積があれば良く、製造装置の小型化が可能となる。さらに、この回路基板は層間のスルーホールの数を低減することができるので、回路基板部の全ての面が密着されている必要も無くなる。従って、層間で電気的等の接続が必要な部分以外は接着する必要が無くなる。これにより、接着工程が簡略化されるとともに、回路基板についても間隙が設けられる分、放熱効果も得られると言う効果がある。
【００２５】
さらに、この回路基板では、各層に電子部品や回路から構成され、単独でも機能する回路基板層から成っているので、積層する前の工程で動作検査を行う事ができる。従って、各層もしくは数層積層した時点で動作検査をすることによって、製造工程中で発生した不良品を選別する事が出来るという効果がある。これにより、これまで完成品検査に依存していた製造工程に比較して、歩留まりを向上させ、ロスコストを削減することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の積層回路によれば、設計の自由度向上、製造時間短縮、製造コストダウン、小型化、高周波対応等が可能になる。また、本発明に係る積層回路の製造方法によれば、積層前に各回路モジュールの電気的特性等を確認することができるので、積層回路の歩留まりが向上し、製品の低価格化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る薄型積層回路の模式図。
【図２】実施の形態２に係る薄型積層回路の模式図。
【図３】実施の形態３に係る薄型積層回路の模式図。
【図４】従来のフレックスリジッド基板の断面図。
【符号の説明】
１１：薄型積層回路
１２：回路モジュール
１３，１４：回路基板部
１５：回路基板間接続部
１６：基板
１７：電子部品
１８、１９：電気配線

Claims

複数の回路モジュールを備えており、
各回路モジュールは、信号伝達又は信号処理を担う部品とそれら部品を接続する回路とを備えた可撓性を有する２つの回路基板部と、前記２つの回路基板部を相互に電気的もしくは光学的に接続する回路を備え且つ前記回路基板部と一体形成されたストラップ状で可撓性の回路基板間接続部とを備えており、
上記複数の回路モジュールは、多層に積層されて、
前記複数の回路モジュールの内の少なくとも２つの隣接する回路モジュールは、隣接する回路基板部の間で、その回路基板部の面積の５０％以下で接着していることを特徴とする積層回路。
前記回路モジュールは、各回路モジュールの回路基板間接続部が他の回路モジュールの回路基板間接続部と相互に重なり合わないように、積層されていることを特徴とする請求項１に記載の積層回路。
前記複数の回路モジュールの内の少なくとも２つの回路モジュールは、一方の回路モジュールに含まれる第１の回路基板部が他方の回路モジュールに含まれる第１の回路基板部の上に配置され、一方の回路モジュールに含まれる第２の回路基板部が他方の回路モジュールに含まれる第２の回路基板部の下に配置されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一に記載の積層回路。
前記隣接する回路モジュールは、それらの接着部において隣接する回路基板部の回路が電気的に又は光学的に相互に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の積層回路。