JP4591168B2 - Three-dimensional electronic circuit unit and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品を実装した後に立体形状に加工して形成する立体構成電子回路ユニットの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a three-dimensionally configured electronic circuit unit formed by processing an electronic component into a three-dimensional shape after mounting.
立体形状を有する基板上に電子部品を実装して立体構成のモジュールを作製する方法については、特に半導体撮像素子とレンズとの組み合わせを小型、薄型化するために種々の方式が開発されている。 With respect to a method of manufacturing a three-dimensional module by mounting electronic components on a three-dimensional substrate, various methods have been developed to reduce the size and thickness of a combination of a semiconductor imaging element and a lens.
図13は、半導体撮像素子110が実装された電子部品ユニット112とレンズユニット118とからなるカメラモジュールを配線基板120に実装した構成を示す図である。このようなカメラモジュールは携帯電話等に多く用いられている。レンズユニット118は、レンズ保持部114にレンズ116が固定されて構成されている。電子部品ユニット112は、図14に示す製造方法により形成される。この電子部品ユニット112へのレンズユニット118の実装は、位置決め用溝102にレンズ保持部114を挿入し、位置決めしてから接着または機械的に固定される。
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration in which a camera module including an
電子部品ユニット112とレンズユニット118とから構成されるカメラモジュールを配線基板120へ実装する場合には、電子部品ユニット112の外部接続端子106aと配線基板120の接続端子120aとを、例えばはんだ等の接合部材122により接続する。なお、接合部材122としては、はんだだけでなく導電性樹脂等も用いられる。
When a camera module including the
図14は、上記カメラモジュールに用いられる電子部品ユニット112を作製するための主要工程の断面図である。この電子部品ユニット112は、立体形状を有する立体回路基板108の所定の位置に半導体撮像素子110をフリップチップ実装して構成されている。
FIG. 14 is a cross-sectional view of the main steps for producing the
図14(a)は、レンズユニット118の位置決め用溝102と開口部104を有する立体形状基材100の断面図である。この立体形状基材100は、樹脂成形金型を用いて図面に示すような所定の形状に成形される。立体形状基材100の材質は特に限定されないが、一般的に熱可塑性樹脂で、配線導体106の形成時や電子部品を実装する場合等において損傷されないようにするために比較的耐薬品性を有するエンジニアリングプラスティックを用いることが多い。
FIG. 14A is a cross-sectional view of the three-
また、開口部104は、半導体撮像素子110をフリップチップ実装する場合には、撮像光を通過させるために必要である。しかし、フェースアップで実装する場合には、特に開口部104を設ける必要はない。
The
図14(b)は、この立体形状基材100のあらかじめ設定された領域に配線導体106を形成した状態を示す断面図である。この配線導体106の形成により立体回路基板108が得られる。なお、配線導体106の外周側の端部は外部機器との外部接続端子106aを構成している。
FIG. 14B is a cross-sectional view showing a state in which the
図14(c)は、立体回路基板108に半導体撮像素子110を実装した状態を示す断面図である。半導体撮像素子110は、撮像領域が開口部104から露出するように位置合せしてフリップチップ実装されている。これにより、電子部品ユニット112が作製される。なお、半導体撮像素子110と立体回路基板108との実装は、撮像領域の外周部に形成された電極端子上のバンプと配線導体106との間を導電性樹脂等により接続される。
FIG. 14C is a cross-sectional view illustrating a state in which the
このような製造方法により作製されたカメラモジュールは、撮像光がレンズ116と開口部104を通過して半導体撮像素子110の撮像領域に焦点を結び、この撮像光を電気信号に変換して処理される。
In the camera module manufactured by such a manufacturing method, the imaging light passes through the
このような立体構成からなるカメラモジュールにおいて、例えば光学部品と半導体撮像素子との位置関係を高精度に保つための鏡筒の構成を工夫した構造が示されている(例えば、特許文献1参照)。この鏡筒は、光学部品の被装着部を具備するとともに、半導体撮像素子の電極端子と外部接続端子とを備えている立体回路基板として構成されていて、半導体撮像素子の被装着位置を光学部品の光軸方向において可変できる構成としている。 In the camera module having such a three-dimensional configuration, for example, a structure in which the configuration of the lens barrel for maintaining the positional relationship between the optical component and the semiconductor imaging device with high accuracy is devised (see, for example, Patent Document 1). . The lens barrel is configured as a three-dimensional circuit board having an optical component mounting portion and a semiconductor imaging device electrode terminal and an external connection terminal. The mounting position of the semiconductor imaging device is determined by the optical component. The configuration is variable in the optical axis direction.
また、光学フィルタを固定する接着剤からの発塵を防ぎ、撮像装置の画質劣化を低減させた構造も示されている。この例では、入射光を電気信号に変換する半導体撮像素子と、半導体撮像素子の入射面に対向して配置されるとともに、所定波長の光を透過する光学フィルタと、フィラーを含む接着剤を用いた接着によって光学フィルタを保持する保持部材とを備え、上記フィラーの径を半導体撮像素子の画素サイズ以下のものを用いている(例えば、特許文献2参照)。
上記の第1の例においては、鏡筒を立体回路基板として用い、かつ半導体素子を光学部品の光軸方向に可変できるようにしている。また、第2の例は、立体回路基板に光学フィルタを接着するときの接着剤中のフィラーによる画質劣化を解消するための構造である。 In the first example, the lens barrel is used as a three-dimensional circuit board, and the semiconductor element can be varied in the optical axis direction of the optical component. The second example is a structure for eliminating the image quality deterioration due to the filler in the adhesive when the optical filter is bonded to the three-dimensional circuit board.
このようなカメラモジュールにおいては、半導体撮像素子とレンズを含む光学部品を立体的に実装することが要求される。このために、上記の例においても立体回路基板を用いて半導体撮像素子を実装している。立体回路基板の作製は、通常、立体形状基材の立体的な表面に配線導体を形成している。立体形状基材は、樹脂成形により作製するため量産性はよい。しかし、立体形状基材の立体的な表面に配線導体を形成する方法は、例えば所定のパターン形状とした導体箔を貼着する方法、立体形状基材の表面に金属薄膜を蒸着方式またはメッキ方式により形成した後、エッチングまたはレーザ加工により所定のパターンを形成する方法等により形成されている。あるいは、導電性樹脂を用いて転写印刷法や描画法により形成する場合もある。 In such a camera module, it is required to three-dimensionally mount optical components including a semiconductor image sensor and a lens. For this reason, also in the above example, the semiconductor imaging element is mounted using a three-dimensional circuit board. In manufacturing a three-dimensional circuit board, a wiring conductor is usually formed on a three-dimensional surface of a three-dimensional base material. Since the three-dimensional shaped substrate is produced by resin molding, the mass productivity is good. However, the method of forming the wiring conductor on the three-dimensional surface of the three-dimensional substrate is, for example, a method of sticking a conductor foil having a predetermined pattern shape, a vapor deposition method or a plating method of a metal thin film on the surface of the three-dimensional substrate Is formed by a method of forming a predetermined pattern by etching or laser processing. Alternatively, it may be formed by a transfer printing method or a drawing method using a conductive resin.
しかしながら、これらの配線導体を作製する方法は工程が複雑となり、安価に作製することができない。また、上記従来の構成では、立体回路基板を形成後、電子部品を実装している。このため、立体的な形状の凹部に撮像素子等の電子部品を実装することが要求され、実装工程も複雑となり安価なカメラモジュールを実現することが困難であった。 However, the method of manufacturing these wiring conductors is complicated and cannot be manufactured at low cost. In the above conventional configuration, the electronic component is mounted after forming the three-dimensional circuit board. For this reason, it is required to mount an electronic component such as an image sensor in a three-dimensionally shaped recess, and the mounting process is complicated, making it difficult to realize an inexpensive camera module.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、電子部品の実装を容易に行え、かつ立体回路基板を簡単な工程で作製して、低コストの立体構成電子回路ユニットを実現できる製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can manufacture electronic components easily, and a three-dimensional circuit board can be manufactured by a simple process to realize a low-cost three-dimensional electronic circuit unit. It aims to provide a method.
上記課題を解決するために、本発明の立体構成電子回路ユニットの製造方法は、樹脂基材の実装領域部に一方の端部である部品接続端子が設けられ、他方の端部が外部接続端子を構成する配線導体を実装領域部を中心として対称の位置に複数設けて平板状の回路基板を形成する工程と、電子部品を実装領域部の部品接続端子と接続する実装工程と、電子部品を実装後、電子部品が実装された領域を固定保持し、回路基板のあらかじめ設定した領域の樹脂基材と配線導体とを電子部品が実装された方向に折り曲げ、配線導体の部品接続端子と外部接続端子とが段差を有し、かつ平行な配置とする立体形状の加工を行う工程とを含む方法からなる。 In order to solve the above-described problems, a method for manufacturing a three-dimensionally configured electronic circuit unit according to the present invention is such that a component connection terminal as one end is provided in a mounting region portion of a resin substrate, and the other end is an external connection terminal. Forming a flat circuit board by providing a plurality of wiring conductors constituting the center of the mounting region, forming a flat circuit board, connecting the electronic component to the component connection terminal of the mounting region, and mounting the electronic component After mounting, the area where the electronic components are mounted is fixed and held, and the resin substrate and wiring conductor in the preset area of the circuit board are bent in the direction in which the electronic components are mounted, and the wiring conductor component connection terminal and external connection And a step of processing a three-dimensional shape having a step and a parallel arrangement with the terminal.
また、上記方法において、配線導体は実装領域部を中心として対称の位置の2箇所に形成してもよい。あるいは、樹脂基材は実装領域部を中心とした十字形状を有し、配線導体は樹脂基材の十字領域にそれぞれ形成してもよい。 In the above method, the wiring conductors may be formed at two symmetrical positions around the mounting region. Alternatively, the resin base material may have a cross shape with the mounting region portion as the center, and the wiring conductor may be formed in the cross region of the resin base material.
このような方法とすることにより、平板状の回路基板に電子部品実装した後に、回路基板のあらかじめ設定した領域の樹脂基材と配線導体とを折り曲げて変形させることで、外部接続端子を有する立体構成電子回路ユニットを簡単な製造工程で作製することができる。 By adopting such a method, after mounting electronic components on a flat circuit board, a resin base material and a wiring conductor in a predetermined region of the circuit board are bent and deformed, so that a three-dimensional structure having external connection terminals is obtained. The configuration electronic circuit unit can be manufactured by a simple manufacturing process.
また、上記方法の立体形状に加工する工程において、回路基板の電子部品が実装された領域を固定保持した状態で、回路基板のあらかじめ設定した領域の樹脂基材を加熱して軟化させた後、樹脂基材と配線導体とを変形させて立体形状に加工する方法としてもよい。また、樹脂基材として、熱可塑性樹脂または半硬化状態の熱硬化性樹脂を用いてもよい。さらに、配線導体は導体箔または導電性樹脂により形成してもよい。 Further, in the step of processing into a three-dimensional shape of the above method, in a state where the region where the electronic component of the circuit board is mounted is fixed and heated, the resin base material in the predetermined region of the circuit board is heated and softened, The resin base material and the wiring conductor may be deformed and processed into a three-dimensional shape. Further, a thermoplastic resin or a semi-cured thermosetting resin may be used as the resin base material. Furthermore, the wiring conductor may be formed of a conductive foil or a conductive resin.
このような方法とすることにより、電子部品が実装された領域を固定してから所定の箇所の樹脂基材と配線導体とを変形させるため、電子部品の実装部分には応力等が作用せず、実装不良を生じることがない。この場合の加工法として、樹脂基材を軟化させる工程と、樹脂基材と配線導体とを立体形状に加工する工程とは、金型を用いて連続的に行うようにしてもよい。この方法とすると軟化工程と立体的に加工する工程とが一貫して行えるため、製造工程をより簡略化できる。さらに、変形させる領域の精度も向上できる。 By adopting such a method, since the resin substrate and the wiring conductor at a predetermined location are deformed after fixing the region where the electronic component is mounted, no stress or the like acts on the mounting portion of the electronic component. , Mounting defects do not occur. As a processing method in this case, the step of softening the resin base material and the step of processing the resin base material and the wiring conductor into a three-dimensional shape may be continuously performed using a mold. With this method, the softening step and the three-dimensional processing step can be performed consistently, so that the manufacturing process can be further simplified. Furthermore, the accuracy of the region to be deformed can be improved.
また、樹脂基材として熱可塑性樹脂または半硬化状態の熱硬化性樹脂を用いれば、樹脂基材の軟化による変形を容易に行うことができる。さらに、配線導体として導体箔または導電性樹脂を用いると、樹脂基材を軟化させて変形させるときに、配線導体も容易に変形し、かつ断線等を生じないので、歩留まりよく製造することができる。 Further, if a thermoplastic resin or a semi-cured thermosetting resin is used as the resin base material, the resin base material can be easily deformed by softening. Furthermore, when a conductive foil or conductive resin is used as the wiring conductor, when the resin base material is softened and deformed, the wiring conductor is also easily deformed and no disconnection or the like occurs, so that it can be manufactured with high yield. .
また、上記方法において、実装領域部で配線導体が形成される面とは反対側の面上に補強板を設けてもよい。あるいは、実装領域部で配線導体が形成される面上に補強板を埋設し、補強板と樹脂基材との表面に配線導体を設けてもよい。 Moreover, in the said method, you may provide a reinforcement board on the surface on the opposite side to the surface in which a wiring conductor is formed in a mounting area | region part. Alternatively, a reinforcing plate may be embedded on the surface where the wiring conductor is formed in the mounting region, and the wiring conductor may be provided on the surface of the reinforcing plate and the resin base material.
このような補強板を設けることにより、回路基板の所定の位置の樹脂基材と配線導体とを折り曲げるときに、電子部品の実装部に応力が加わることを抑制できる。このための、折り曲げを行っても実装不良の発生を抑制できる。 By providing such a reinforcing plate, it is possible to suppress stress from being applied to the mounting portion of the electronic component when the resin base material and the wiring conductor at a predetermined position of the circuit board are bent. For this reason, even if bending is performed, the occurrence of mounting defects can be suppressed.
また、上記方法において、電子部品の電極端子と回路基板の部品接続端子とが、はんだによる接続、導電性樹脂による接続、直接接触による接続あるいはワイヤリードによる接続のいずれかにより接続されてもよい。 In the above method, the electrode terminal of the electronic component and the component connection terminal of the circuit board may be connected by any of solder connection, conductive resin connection, direct contact connection, or wire lead connection.
この方法により、部品接続端子と電極端子との接続を容易にできる。導電性樹脂による接続の場合には、比較的低温で接続ができるので接続作業中に樹脂基材の変形を生じないようにすることができる。 By this method, the connection between the component connection terminal and the electrode terminal can be facilitated. In the case of connection using a conductive resin, the connection can be made at a relatively low temperature, so that deformation of the resin base material can be prevented during the connection operation.
また、上記方法において、電子部品と回路基板とは、絶縁性接着剤により接着固定されていてもよい。絶縁性接着剤により固定することで、折り曲げ等の加工を行っても実装不良の発生をさらに抑制できる。さらに、絶縁性接着剤によりフィレットを形成すれば、より強固な接着が可能となりさらに実装不良の発生を抑制できる。 In the above method, the electronic component and the circuit board may be bonded and fixed with an insulating adhesive. By fixing with an insulating adhesive, it is possible to further suppress the occurrence of mounting defects even when processing such as bending is performed. Furthermore, if the fillet is formed with an insulating adhesive, stronger adhesion can be achieved and further mounting defects can be suppressed.
また、上記方法において、電子部品として、半導体素子および受動部品のうちから選択された1つ以上を実装してもよい。また、電子部品として、半導体撮像素子を実装してもよい。この場合に、半導体撮像素子の撮像領域に対応する回路基板に開口部を設け、半導体撮像素子の撮像領域を開口部側とし、かつ開口部に対応する位置に半導体撮像素子を実装してもよい。さらに、回路基板の半導体撮像素子が実装された面とは反対側の面上にレンズをさらに実装してもよい。 In the above method, one or more selected from a semiconductor element and a passive component may be mounted as the electronic component. Moreover, you may mount a semiconductor image pick-up element as an electronic component. In this case, an opening may be provided in the circuit board corresponding to the imaging area of the semiconductor imaging element, the imaging area of the semiconductor imaging element may be on the opening side, and the semiconductor imaging element may be mounted at a position corresponding to the opening. . Further, a lens may be further mounted on the surface of the circuit board opposite to the surface on which the semiconductor image sensor is mounted.
このような方法とすることにより、複数の電子部品を実装した立体構成電子回路ユニットを作製でき、小型、高密度の回路機器を容易に実現できる。特に、半導体撮像素子を電子部品として用いた場合には、安価なカメラモジュールを実現することができる。 By adopting such a method, a three-dimensionally configured electronic circuit unit on which a plurality of electronic components are mounted can be manufactured, and a compact and high-density circuit device can be easily realized. In particular, when a semiconductor imaging device is used as an electronic component, an inexpensive camera module can be realized.
また、本発明の立体構成電子回路ユニットは、樹脂基材と、樹脂基材の実装領域部に一方の端部である部品接続端子が設けられ、他方の端部が外部接続端子を構成し、かつ実装領域部を中心として対称の位置に複数設けた配線導体とを含む回路基板と、実装領域部の部品接続端子と接続して実装された電子部品とを含み、樹脂基材と配線導体とは、電子部品が実装された方向に折り曲げられ、配線導体の部品接続端子と外部接続端子とが段差を有し、かつ平行な配置で、樹脂基材の厚みが部品接続端子から外部接続端子までにかけて同じ厚みとした構成を有する。 Moreover, the three-dimensionally configured electronic circuit unit of the present invention is provided with a resin base material, and a component connection terminal which is one end in the mounting region portion of the resin base, and the other end constitutes an external connection terminal. And a circuit board including a plurality of wiring conductors provided at symmetrical positions around the mounting area, and an electronic component mounted in connection with the component connection terminal of the mounting area, the resin base material and the wiring conductor Is bent in the direction in which the electronic component is mounted, and the component connection terminal of the wiring conductor and the external connection terminal have a step and parallel arrangement, and the thickness of the resin substrate is from the component connection terminal to the external connection terminal And having the same thickness.
また、上記構成において、配線導体は実装領域部を中心として対称の位置の2箇所に形成されていてもよい。あるいは、樹脂基材は実装領域部を中心とした十字形状を有し、配線導体は樹脂基材の十字領域にそれぞれ形成されていてもよい。 In the above configuration, the wiring conductors may be formed at two symmetrical positions around the mounting region. Alternatively, the resin base material may have a cross shape with the mounting region portion as the center, and the wiring conductor may be formed in the cross region of the resin base material.
この構成とすることにより、両側に外部接続端子を有する立体構成電子回路ユニットあるいは四辺に外部接続端子を有する立体構成電子回路ユニットを容易に得ることができる。 With this configuration, a three-dimensionally configured electronic circuit unit having external connection terminals on both sides or a three-dimensionally configured electronic circuit unit having external connection terminals on four sides can be easily obtained.
本発明の立体構成電子回路ユニットの製造方法によれば、平板状の回路基板を用いて電子部品を実装することができるため、実装工程が簡単となる。また、電子部品を実装後に、所定の形状に樹脂基材と配線導体を変形させて立体回路基板を作製するので、立体構成電子回路ユニットを安価に製造することができるという大きな効果を奏する。 According to the method for manufacturing a three-dimensionally configured electronic circuit unit of the present invention, an electronic component can be mounted using a flat circuit board, so that the mounting process is simplified. Further, since the three-dimensional circuit board is produced by deforming the resin base material and the wiring conductor into a predetermined shape after mounting the electronic component, there is a great effect that the three-dimensionally configured electronic circuit unit can be manufactured at low cost.
以下、本発明の立体構成電子回路ユニットの製造方法および立体構成電子回路ユニットについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同じ要素については同じ符号を付しており、説明を省略する場合がある。 Hereinafter, the manufacturing method of the three-dimensionally configured electronic circuit unit and the three-dimensionally configured electronic circuit unit of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same element and description may be abbreviate | omitted.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる立体構成電子回路ユニットの製造工程を説明するための主要工程の平面図である。また、図2は、図1に対応する主要工程の断面図であり、図1(a)に示すX−X線に沿った断面部分に相当する位置の断面図である。以下、図1と図2とを用いて、本実施の形態の立体構成電子回路ユニットの製造工程を説明する。なお、本実施の形態では、電子部品として半導体撮像素子を例として説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view of main processes for explaining a manufacturing process of a three-dimensionally configured electronic circuit unit according to the first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view of a main process corresponding to FIG. 1, and is a cross-sectional view at a position corresponding to a cross-sectional portion along the line XX shown in FIG. Hereinafter, the manufacturing process of the three-dimensionally configured electronic circuit unit of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the present embodiment, a semiconductor image sensor is described as an example of the electronic component.
最初に、図1(a)および図2(a)に示すような平板状の回路基板10を準備する。この回路基板10は、樹脂基材12の表面に配線導体16と、ほぼ中央部に開口部14が設けられている。この開口部14は、半導体撮像素子18の撮像領域18aよりもやや大きな面積を有している。また、配線導体16の開口部14側に配置された一方の端部は部品接続端子16aを構成し、他方の端部は外部接続端子16bを構成している。この開口部14とその周辺に部品接続端子16aが設けられている領域が実装領域部である。また、配線導体16は、この実装領域部を中心として対称の位置の2箇所に設けられている。さらに、部品接続端子16aから外部接続端子16bまでの樹脂基材12の厚みがほぼ同じに形成されている。
First, a
樹脂基材12としては、熱可塑性または半硬化状態の熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。例えば、ABS樹脂、ナイロン系樹脂、ポリイミド系樹脂、あるいは半硬化状態のエポキシ系樹脂を用いることができる。
As the
配線導体16としては、銅(Cu)等の導体箔を樹脂基材12に貼着した後、所定のパターン形状にエッチングすれば容易に形成できる。なお、配線導体16の、特に部品接続端子16aと外部接続端子16bとの表面には、金(Au)膜あるいは銀(Ag)膜等を形成しておくことが好ましい。この配線導体16は、樹脂基材12と一緒に変形させるので、展延性の良好な材料が望ましい。したがって、導体箔を用いるのが好ましいが、導電性樹脂を印刷して用いてもよい。
The
開口部14は、樹脂基材12をプレス加工やレーザ加工を行うことで形成できる。
The
つぎに、図1(b)および図2(b)に示すように、この回路基板10上に半導体撮像素子18を実装する。半導体撮像素子18に設けたバンプ22と回路基板10の配線導体16の部品接続端子16aとを、例えば導電性接着剤(図示せず)を用いて接続する。さらに、開口部14を除く回路基板10と半導体撮像素子18との間に絶縁性接着剤であるアンダーフィル樹脂20を充填して、半導体撮像素子18と回路基板10との機械的接続をより強固にする。このアンダーフィル樹脂20を半導体撮像素子18の端面部にも塗布してフィレットを形成してもよい。このようなフィレットを形成すれば、さらに接着強度を大きくすることができる。なお、半導体撮像素子18のバンプ22と部品接続端子16aとの接続により、半導体撮像素子18が回路基板10に強固に接続できる場合には、アンダーフィル樹脂20を設ける必要はない。
Next, as shown in FIGS. 1B and 2B, the
また、アンダーフィル樹脂20として、硬化収縮性の樹脂を用いる場合には、バンプ22と配線導体16の部品接続端子16aとを直接接触による接続としてもよい。
Further, when a curing shrinkable resin is used as the
つぎに、図1(c)および図2(c)に示すように、半導体撮像素子18が実装された領域を固定したまま、回路基板10の両側の樹脂基材12とその上の配線導体16とを折り曲げ部24を基準として折り曲げる。このとき、樹脂基材12を加熱して軟化させてから折り曲げると簡単に所定の角度まで折り曲げることができる。
Next, as shown in FIGS. 1C and 2C, the
この折り曲げに対しては、図3に示すような治具を用いると容易に、かつ精度よく折り曲げることができる。図3は、半導体撮像素子18が実装された状態で、回路基板10の所定の領域を設定された角度に折り曲げるための治具構成を示す断面図である。この折り曲げにおいては、第1の上型52と第1の下型54とを用いる。第1の上型52は、半導体撮像素子18とその実装領域に空間を設けてあり、かつ両側には折り曲げ角度に相当する角度のテーパを有している。また、第1の下型54は第1の上型52と対応し、回路基板10の折り曲げない領域を押さえる。このような第1の上型52と第1の下型54とを、図示するように配置した後、折り曲げ部24の領域を局部的に加熱して樹脂基材12を軟化させた後に、矢印Aで示す方向に図示しない治具により第1の上型52に接触するまで折り曲げると、設定した角度に折り曲げることができる。このとき、半導体撮像素子18が実装されている領域には荷重等が加わらないため、実装部での不良等の発生を防止できる。
For this bending, a jig as shown in FIG. 3 can be used to bend easily and accurately. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a jig configuration for bending a predetermined region of the
つぎに、図1(d)および図2(d)に示すように、折り曲げた樹脂基材12と配線導体16とをさらに別の折り曲げ部26を基準として、外部接続端子16bが半導体撮像素子18とほぼ平行になるように折り曲げる。これにより、配線導体16の一方の端部は、半導体撮像素子18が実装されている部品接続端子16aを構成し、配線導体16の他方の端部は外部機器と接続する外部接続端子16bを構成し、部品接続端子16aと外部接続端子16bとは立体的で、かつ段差を設けて配置された立体構成電子回路ユニット28が得られる。
Next, as shown in FIG. 1D and FIG. 2D, the
この折り曲げに対しては、図4に示すような治具を用いると容易に、かつ精度よく折り曲げることができる。図4は、図2(c)に示す状態に折り曲げられた回路基板10に対して、別の折り曲げ部26を基準としてさらに折り曲げるための治具構成を示す断面図である。
For this bending, if a jig as shown in FIG. 4 is used, it can be easily and accurately bent. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a jig configuration for further bending the
この場合の折り曲げにおいては、第2の上型56と第2の下型58とを用いる。第2の上型56は、半導体撮像素子18とその実装領域に空間を設けてあり、半導体撮像素子18には荷重が加わらない構成であり、さらに別の折り曲げ部26に相当する位置まで図2(c)に示すように、両側に折り曲げ角度に相当する角度のテーパを有する。また、第2の下型58は第2の上型56と対応し、回路基板10の折り曲げない領域を押さえる形状としてある。このような第2の上型56と第2の下型58とを、図示するように配置した後、別の折り曲げ部26の領域を局部的に加熱して樹脂基材12を軟化させた後に、矢印Bで示す方向に図示しない治具により第2の下型58に接触するまで折り曲げると、半導体撮像素子18とほぼ平行に折り曲げることができる。このとき、半導体撮像素子18が実装されている領域には荷重等が加わらないため、実装部での不良等の発生を防止できる。
In the bending in this case, the second
この2回の折り曲げにより立体構成電子回路ユニット28が作製される。図5は、このようにして作製された立体構成電子回路ユニット28に、さらにレンズユニット40を取り付けた後、外部機器の配線基板30に接続した状態を示す断面図である。レンズユニット40は回路基板10に接着固定されている。このレンズユニット40は、レンズ保持部36とレンズ38とにより構成されている。なお、レンズ38は、半導体撮像素子18の撮像領域18aに焦点を結ぶ位置のレンズ保持部36に固定されている。
The three-dimensionally configured
レンズユニット40が取り付けられた立体構成電子回路ユニット28を配線基板30に実装する。この場合、立体構成電子回路ユニット28の外部接続端子16bと配線基板30の配線導体32とを、例えば導電性接着剤34により接続する。
The three-dimensionally configured
本実施の形態の立体構成電子回路ユニット28は、配線基板30上に立体的に実装できるので、図5に示すように半導体撮像素子18からの電気信号を処理するための半導体素子であるDSP42を、この空間部に実装することも容易にできる。図5は、本実施の形態にかかる製造方法により製造された立体構成電子回路ユニットを用いて、レンズユニットと組み合わせて配線基板上に実装した状態を示す断面図である。DSP42はバンプ44により配線基板30の配線導体32と接続されている。
Since the three-dimensionally configured
なお、本実施の形態においては、半導体撮像素子18を平板状の回路基板10に実装している。このため、従来の立体回路基板の場合と異なり、図6に示すような回路基板10が複数形成された状態で半導体撮像素子18を実装することができる。図6は、複数の回路基板10が形成された状態で半導体撮像素子18を実装した状態を示す平面図である。このため、実装工程を大幅に簡略化することもできる。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態では、回路基板10を折り曲げて所定の立体構成電子回路ユニット28を形成しているので、配線導体16の形成も容易に行える。
In the present embodiment, since the predetermined three-dimensionally configured
なお、本発明の製造方法は、図3および図4に示す治具構成に限定されることはない。最初の折り曲げ部24を基準として折り曲げる工程と、別の折り曲げ部26を基準として折り曲げる工程とを連続して行ってもよい。治具構成としても、このような連続で行うための構成としてもよい。
In addition, the manufacturing method of this invention is not limited to the jig | tool structure shown in FIG. 3 and FIG. The step of bending with respect to the first
(第2の実施の形態)
図7は、本発明の第2の実施の形態にかかる立体構成電子回路ユニットの製造方法を説明するための主要工程の断面図である。本実施の形態の立体構成電子回路ユニットは、回路基板10の半導体撮像素子18が実装された領域に図示するように開口部48を備えた補強板46を設けたことを特徴とする。
(Second Embodiment)
FIG. 7: is sectional drawing of the main processes for demonstrating the manufacturing method of the solid-structure electronic circuit unit concerning the 2nd Embodiment of this invention. The three-dimensionally configured electronic circuit unit of the present embodiment is characterized in that a reinforcing
補強板46としては、例えば耐熱性を有する硬質樹脂、あるいは金属やセラミック板を用いる。この補強板46を樹脂基材12上に接着する。補強板46には、樹脂基材12の開口部14と対応する位置に開口部48が設けられているので、樹脂基材12の開口部14と補強板46の開口部48とを一致させて接着している。
As the reinforcing
このように補強板46を設けることにより、図7(b)および図7(c)に示す折り曲げ工程において、半導体撮像素子18が実装されている領域の変形をさらに抑制することができる。なお、図7(b)に示す治具構成においては、回路基板10に補強板46を接着固定した関係上、第3の下型60の構成がやや異なるが、その他の構成としては第1の実施の形態で説明した構成と同じである。また、図7(c)に示す治具構成においても、回路基板10に補強板46を接着固定した関係上、第4の下型62の構成がやや異なるが、その他の構成としては第1の実施の形態で説明した構成と同様である。
By providing the reinforcing
図7(b)では、矢印Cで示す方向に折り曲げれば、設定した角度にすることができる。また、図7(c)では、矢印Dで示す方向に折り曲げれば、外部接続端子16bを部品接続端子16aとほぼ平行にすることができる。
In FIG.7 (b), if it bends in the direction shown by the arrow C, it can be set as the set angle. Further, in FIG. 7C, when bent in the direction indicated by the arrow D, the
図8(a)は、上記の製造方法により作製した立体構成電子回路ユニットの断面図である。この立体構成電子回路ユニットは、図示するように補強板46が設けられている点が異なるだけである。図8(b)は、この立体構成電子回路ユニットに、さらにレンズユニット40を取り付けた状態を示す断面図である。レンズユニット40は、補強板46上に接着あるいは機械的な方法により固定される。
FIG. 8A is a cross-sectional view of the three-dimensionally configured electronic circuit unit manufactured by the above manufacturing method. This three-dimensionally configured electronic circuit unit is different only in that a reinforcing
本実施の形態の立体構成電子回路ユニットでは、半導体撮像素子18が実装された領域の回路基板10に補強板46を設けたので、折り曲げ時に実装領域に応力が加わらなくなり、実装不良等の発生を抑制することができ、さらに高信頼性で、かつ量産性のよい製造方法を実現できる。
In the three-dimensionally configured electronic circuit unit according to the present embodiment, the reinforcing
なお、本実施の形態では、半導体撮像素子18を実装する面とは反対側の面に補強板46を設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図9に示すように、半導体撮像素子18を実装する側に補強板47を設けてもよい。この補強板47を設ける方法としては、樹脂基材12を加熱して軟化させた後に補強板47を埋め込み、その後配線導体16を形成すれば作製することができる。この構成の場合には、実装領域側に補強板47が設けられているので、折り曲げ時に半導体撮像素子18の実装領域に加わる応力をさらに低減することができる。
In the present embodiment, the reinforcing
なお、この構成の場合には、半導体撮像素子18のバンプ22と配線導体16の部品接続端子16aとの接続をはんだにより行ってもよい。また、この構成の補強板47の場合には、少なくとも表面が絶縁性を有する材料を用いる。
In this configuration, the
(第3の実施の形態)
図10は、(a)本発明の第3の実施の形態にかかる立体構成電子回路ユニットの平面図と、(b)Y−Y線に沿った断面図および(c)Z−Z線に沿った断面図である。
(Third embodiment)
10A is a plan view of a three-dimensionally configured electronic circuit unit according to a third embodiment of the present invention, FIG. 10B is a sectional view taken along line YY, and FIG. 10C is taken along line ZZ. FIG.
本実施の形態にかかる立体構成電子回路ユニットでは、半導体撮像素子74の電極端子が四辺に設けられており、それぞれバンプ75により配線導体68、70の部品接続端子68a、70aと接続されている。さらに、本実施の形態においても、アンダーフィル樹脂76が形成されている。
In the three-dimensionally configured electronic circuit unit according to the present embodiment, the electrode terminals of the
折り曲げ前の回路基板64は十字形状の樹脂基材66を用いて、この四辺にそれぞれ配線導体68、70が形成された平板状の構成からなる。このような十字形状で平板状の回路基板64に半導体撮像素子74を実装した後、図10(b)、図10(c)に示すようにそれぞれの設定した箇所で折り曲げる。この折り曲げ方法については、第1の実施の形態で説明した方法を用いることができるので、説明を省略する。折り曲げは、それぞれ個別に行ってもよいし、すべてを一括して行ってもよい。このための治具構成は第1の実施の形態と同様な構成あるいはこれを一部変形した構成を用いればよい。
The
このように折り曲げることにより、配線導体68、70は、外部接続端子68b、70bと部品接続端子68a、70aとが立体的に配置される。したがって、本実施の形態においても、配線導体68、70の一方の端部は、半導体撮像素子74が実装されている部品接続端子68a、70aを構成し、配線導体68、70の他方の端部は外部機器(図示せず)と接続する外部接続端子68b、70bを構成し、部品接続端子68a、70aと外部接続端子68b、70bとは立体的で、かつ段差を設けて平行に形成されることになる。さらに、部品接続端子68aから外部接続端子68bまでの樹脂基材66の厚みがほぼ同じである。
By bending the
なお、本実施の形態でも、回路基板64のほぼ中央部で、半導体撮像素子74の撮像領域74aに対応する位置に開口部72が設けられている。
Also in the present embodiment, the
また、本実施の形態でも第1の実施の形態と同様に、回路基板64が複数形成された状態で半導体撮像素子74を実装することができる。このため、従来の立体回路基板上で半導体素子を実装する場合に比べて実装工程を大幅に簡略化することもできる。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the
なお、第1の実施の形態から第3の実施の形態までにおいては、電子部品として半導体撮像素子を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。図11は、電子部品として、半導体撮像素子87とチップ部品88とを実装した変形例の立体構成電子回路ユニットの断面図である。この変形例の立体構成電子回路ユニットは、樹脂基材82の表面に配線導体84が形成された回路基板80を用いている。配線導体84は、部品接続端子84a、外部接続端子84bに加えて、部品間接続配線84cも形成されていることが特徴である。また、樹脂基材82には、開口部86も形成されている。このような立体構成電子回路ユニットは、第1の実施の形態から第3の実施の形態までで説明した方法と同じ方法により製造することができるので、説明を省略する。
In addition, although the case where the semiconductor image sensor was used as an electronic component was demonstrated from 1st Embodiment to 3rd Embodiment, this invention is not limited to this. FIG. 11 is a cross-sectional view of a modified three-dimensionally configured electronic circuit unit in which a
図12は、さらに別の変形例の立体構成電子回路ユニットの断面図である。この場合には、電子部品として、2個の半導体素子97、98を実装していることが特徴である。回路基板90は、樹脂基材92の表面に配線導体94が設けられているが、この変形例の場合には開口部は設けられていない。また、配線導体94は、部品接続端子94a、外部接続端子94bに加えて、部品間接続配線94cも形成されていることが特徴である。なお、図12においては、電子部品である半導体素子97、98をフリップチップ方式で実装する構成を示しているが、フェースアップで実装し、ワイヤボンディングを行いワイヤリードにより接続してもよい。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a three-dimensionally configured electronic circuit unit of still another modified example. In this case, two
以上のように、本発明は立体構成とすることが要求される半導体撮像素子に適用することができるだけでなく、半導体素子や受動部品等を立体的に実装して立体構成電子回路ユニットを形成することもできる。 As described above, the present invention can be applied not only to a semiconductor imaging element that is required to have a three-dimensional configuration, but also to form a three-dimensionally configured electronic circuit unit by three-dimensionally mounting semiconductor elements and passive components. You can also.
本発明は、平板状の回路基板にあらかじめ電子部品を実装した後、設定した箇所を折り曲げることにより立体形状を有する電子回路ユニットを構成するので、カメラモジュールのように立体構成が要求される分野だけでなく、小型、高密度化が必要な種々の電子回路分野に有用である。 The present invention configures an electronic circuit unit having a three-dimensional shape by mounting electronic components on a flat circuit board in advance and then bending a set portion, so that only a field where a three-dimensional configuration is required, such as a camera module. In addition, it is useful in various electronic circuit fields that require miniaturization and high density.
10,64,80,90 回路基板
12,66,82,92 樹脂基材
14,48,72,86,104 開口部
16,32,68,70,84,94,106 配線導体
16a,68a,70a,84a,94a 部品接続端子
16b,68b,70b,84b,94b,106a 外部接続端子
18,74,87,110 半導体撮像素子(電子部品)
18a,74a 撮像領域
20,76 アンダーフィル樹脂
22,44,75 バンプ
24,26 折り曲げ部
28 立体構成電子回路ユニット
30,120 配線基板
34 導電性接着剤
36,114 レンズ保持部
38,116 レンズ
40,118 レンズユニット
42 DSP
46,47 補強板
52 第1の上型
54 第1の下型
56 第2の上型
58 第2の下型
60 第3の下型
62 第4の下型
84c,94c 部品間接続配線
88 チップ部品
97,98 半導体素子
100 立体形状基材
102 位置決め用溝
108 立体回路基板
112 電子部品ユニット
120a 接続端子
122 接合部材
10, 64, 80, 90
18a,
46, 47 Reinforcing
Claims (14)
電子部品を前記実装領域部の前記部品接続端子と接続する実装工程と、
前記電子部品を実装後、前記電子部品が実装された領域を固定保持し、前記回路基板のあらかじめ設定した領域の前記樹脂基材と前記配線導体とを前記電子部品が実装された方向に折り曲げ、前記配線導体の前記部品接続端子と前記外部接続端子とが段差を有し、かつ平行な配置とする立体形状の加工を行う工程とを含むことを特徴とする立体構成電子回路ユニットの製造方法。 A reinforcing plate is embedded in the mounting region portion of the resin base, and a component connection terminal as one end is provided on the surface of the reinforcing base and the resin base in which the reinforcing plate is embedded, and the other end Forming a flat circuit board by providing a plurality of wiring conductors whose parts constitute external connection terminals at symmetrical positions around the mounting area part; and
A mounting step of connecting an electronic component to the component connection terminal of the mounting region;
After mounting the electronic component, the region where the electronic component is mounted is fixedly held, and the resin base material and the wiring conductor in a predetermined region of the circuit board are bent in the direction in which the electronic component is mounted, A method of manufacturing a three-dimensionally configured electronic circuit unit, comprising: a step of processing a three-dimensional shape in which the component connection terminal and the external connection terminal of the wiring conductor have a step and are arranged in parallel.
半導体撮像素子をその撮像領域が前記開口部側になるように、前記開口部に対応させて位置させ、前記実装領域部の前記部品接続端子と接続する実装工程と、
前記半導体撮像素子を実装後、前記半導体撮像素子が実装された領域を固定保持し、前記回路基板のあらかじめ設定した領域の前記樹脂基材と前記配線導体とを前記半導体撮像素子が実装された方向に折り曲げ、前記配線導体の前記部品接続端子と前記外部接続端子とが段差を有し、かつ平行な配置とする立体形状の加工を行う工程とを含むことを特徴とする立体構成電子回路ユニットの製造方法。 A component connection terminal which is one end is provided in the mounting region portion of the resin base material, and the other end portion is provided with a plurality of wiring conductors constituting external connection terminals at symmetrical positions with the mounting region portion as a center, Forming a flat circuit board having an opening;
A mounting step in which a semiconductor imaging element is positioned so as to correspond to the opening so that the imaging region is on the opening, and connected to the component connection terminal of the mounting region;
After mounting the semiconductor imaging device, the region where the semiconductor imaging device is mounted is fixedly held, and the resin base material and the wiring conductor in the predetermined region of the circuit board are mounted in the direction in which the semiconductor imaging device is mounted A three-dimensionally configured electronic circuit unit comprising a step of processing a three-dimensional shape in which the component connection terminal and the external connection terminal of the wiring conductor have a step and are arranged in parallel. Production method.
前記実装領域部の前記部品接続端子と接続して実装された電子部品とを含み、
前記樹脂基材と前記配線導体とは、前記電子部品が実装された方向に折り曲げられ、前記配線導体の前記部品接続端子と前記外部接続端子とが段差を有し、かつ平行な配置で、前記樹脂基材の厚みが前記部品接続端子から前記外部接続端子までにかけて同じ厚みとしたことを特徴とする立体構成電子回路ユニット。And the resin base material, wherein a reinforcing plate embedded disposed on the mounting area of the resin substrate, the mounting area of the surface of said reinforcing plate and the resin base material in which the reinforcing plate is embedded at one end A circuit board including a component connection terminal, the other end constituting an external connection terminal, and a plurality of wiring conductors provided at symmetrical positions around the mounting region;
An electronic component that is mounted in connection with the component connection terminal of the mounting region portion,
The resin base material and the wiring conductor are bent in a direction in which the electronic component is mounted, the component connection terminal of the wiring conductor and the external connection terminal have a step, and in a parallel arrangement, The three-dimensionally configured electronic circuit unit, wherein the thickness of the resin base material is the same from the component connection terminal to the external connection terminal.
The three-dimensionally configured electron according to claim 12 , wherein the resin base material has a cross shape centered on the mounting region portion, and the wiring conductors are respectively formed in the cross region of the resin base material. Circuit unit.
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