JP4854770B2 - プリント基板ユニット及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明はプリント基板ユニット及び電子機器に関する。

近年、プリント基板上に集積回路、抵抗器、コンデンサ等の電子部品が実装されるプリント基板ユニットは、集積回路の多機能化，高性能化に伴い、基板に搭載される部品点数が非常に多くなっている。その上、プリント基板ユニットが組み込まれる電子機器の小型化に伴い、プリント基板ユニットに対しても小型化の要求がある。よって、プリント基板ユニットにおける部品実装密度はいっそう高まる傾向にあり、十分な実装面積を確保するのは困難である。このため、基板の表面ばかりでなく、基板の背面にも部品を実装したプリント基板ユニットが提供されている（例えば、特許文献１参照）。

図１は、従来のプリント基板ユニット１の一例を示している。図１（Ａ）はプリント基板ユニット１の断面図であり、図１（Ｂ）はプリント基板ユニット１の底面図である。プリント基板ユニット１は、プリント配線基板２の表面２ａにＢＧＡ型集積回路５，ＢＧＡ型メモリ６，メモリ７，バイパスコンデンサ（以下、「パスコン」と称する）８等の電子部品を実装すると共に、プリント配線基板２の背面２ｂにもメモリ７及びパスコン８を実装している。

また、プリント配線基板２の表面２ａに実装された各部品と、背面２ｂに実装された各部品は、プリント配線基板２に形成されたスルーホール９を用いて電気的に接続されている。この基板の表面２ａと背面２ｂに実装された部品を電気的に接続する他の方法としては、例えばスルーホール９以外にも基板としてビルトアップ基板を用い、このビルドアップ基板内に形成された層間配線やビアを用いて接続する方法も考えられる。

しかしながら、この方法は層間配線やビアの形成が困難でコストアップにも繋がるため、製造工程の簡単化及びコスト低減の面からは、スルーホール接続方式が望ましい。

特開２０００−１５０７７５号公報

上記のようにスルーホールが格子状に配列されるプリント配線基板２にＢＧＡ型集積回路５を有している場合、プリント配線基板２には高密度にスルーホール９が形成されることとなる。

図１（Ｂ）に一点鎖線で囲った矢印Ａで示す領域は、ＢＧＡ型集積回路５に対応するスルーホール９が設けられた領域（以下、高密度形成領域Ａという）である。このように高密度形成領域Ａはスルーホール９が高密度に形成されているため、この高密度形成領域Ａにはパスコン、終端抵抗などチップ部品を実装することが困難な場合がある。

このため、従来の部品実装構造では、この高密度形成領域Ａはいわゆるデッドスペースとなり、これにより部品の高密度実装を十分に図ることができないという問題点があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、プリント基板に対して部品の高密度実装を行いうるプリント基板ユニット及び電子機器を提供することを目的とする。

一の観点からは、複数のスルーホールが格子状に配列され、該スルーホール上に集積回路が実装されるプリント配線基板と、
前記プリント配線基板の背面から前記スルーホールを覆って配設される可撓性基板と、を備え、
前記可撓性基板は、前記プリント配線基板の背面から離間して、前記プリント配線基板との間に空隙部が形成される延出部を有し、
前記プリント配線基板の表面には、前記スルーホールの一端と接続して前記集積回路が接続される複数の第１ランドが形成されており、
前記プリント配線基板の背面には、前記スルーホールの他端と接続して前記可撓性基板が接続される複数の第２ランドが形成されており、
前記可撓性基板の表面には、前記プリント配線基板の第２ランドと向き合わせられる複数の第３ランドが形成されており、
前記可撓性基板の背面には、前記第３ランドに電気的に接続されている複数の第４ランドが形成されていることを特徴とするプリント基板ユニットが提供される。

開示のプリント基板ユニットは、プリント配線基板における集積回路の実装領域の背面に可撓性基板を設けることで、該可撓性基板を介して電子部品の実装効率を高めることができる。

図１は、従来の一例であるプリント基板ユニットを説明するための図である。 図２は、本発明の第１実施形態であるプリント基板ユニットを説明するための図である。 図３は、図１（Ａ）に矢印Ｂで示す領域を拡大して示す分解図である。 図４は、本発明の第１実施形態であるプリント基板ユニットにおいてＢＧＡ型集積回路に対してリワーク処理を行っている状態を示す断面図である。 図５は、本発明の第１実施形態であるプリント基板ユニットにおいてＢＧＡ型メモリに対してリワーク処理を行っている状態を拡大して示す断面図である。 図６は、第１実施形態の変形例であるプリント基板ユニットを示す断面図である。 図７は、図６に示すプリント基板ユニットを積層した実施形態を示す断面図である。 図８は、第１実施形態であるプリント基板ユニットの製造方法を説明するための図である（その１）。 図９は、第１実施形態であるプリント基板ユニットの製造方法を説明するための図である（その２）。 図１０は、第１実施形態であるプリント基板ユニットの製造方法を説明するための図である（その３）。 図１１は、第１実施形態であるプリント基板ユニットの製造方法を説明するための図である（その４）。 図１２は、第１実施形態であるプリント基板ユニットの製造方法を説明するための図である（その５）。 図１３は、第１実施形態であるプリント基板ユニットの製造方法を説明するための図である（その６）。 図１４は、第１実施形態であるプリント基板ユニットの他の製造方法を説明するための図である。 図１５は、本発明の第２実施形態であるプリント基板ユニットを説明するための図である。 図１６は、第２実施形態であるプリント基板ユニットにおいて子基板としてリジッドフレキ基板を用いた例を示す図である。 図１７は、第２実施形態であるプリント基板ユニットに適用できる各種フレキシブル基板を示す図である。

次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。

図２乃至図３は、本発明の第１実施形態によるプリント基板ユニット１０Ａを説明するための図である。図２（Ａ）はプリント基板ユニット１０Ａの断面図であり、図２（Ｂ）はプリント基板ユニット１０Ａの平面図、図２（Ｃ）はプリント基板ユニット１０Ａの底面図である。なお、図３は図２（Ａ）に一点鎖線で囲まれた矢印Ａで示す領域の分解図である。

プリント基板ユニット１０Ａは、プリント配線基板１１、ＢＧＡ型集積回路１２、ＢＧＡ型メモリ１３、パスコン１４、フレキシブル基板１５、及びＳＯＰ型の変圧器１６等を有している。このプリント基板ユニット１０Ａは、例えばネットワークサーバー等の高速信号処理を行う電子機器に搭載されるものである。

主基板であるプリント配線基板１１は多層構造を有し、表面１１ａにＢＧＡ型集積回路１２、パスコン１４、変圧器１６を実装しており、背面１１ｂにパスコン１４及び後述するフレキシブル基板１５を実装している。本実施形態に係るプリント基板ユニット１０Ａは、格子状に配列されるスルーホール２０を用いて表裏面の電子部品の電気的接続を行っている。

ＢＧＡ型集積回路１２は、例えばサーバー内における各種制御処理を行うものであり、表面実装構造のＢＧＡ(Ball Grid Array)パッケージを適用している。このＢＧＡ型集積回路１２は電極として半田ボールを用い、この半田ボール１７がプリント配線基板１１配設される第１ランド３６（図３参照）に接続されることにより、ＢＧＡ型集積回路１２はプリント配線基板１１に実装される。

また、第１ランド３６は、プリント配線基板１１に形成されたスルーホール２０に接続されている。スルーホール２０は、プリント配線基板１１を貫通するよう形成された貫通孔の内部に導電性金属（例えば銅）をメッキ形成した構造を有する。このスルーホール２０の上端部に第１ランド３６が形成され、下端部にはフレキシブル基板接続用の電極パッドが形成されている。

このスルーホール２０は、ＢＧＡ型集積回路１２の実装領域において格子状に配列された状態となる。以下、ＢＧＡ型集積回路１２の実装領域においてスルーホール２０が形成されている領域を高密度形成領域Ａといい、また高密度形成領域Ａに形成された電極パッドを第２ランド３７というものとする。

また、本実施形態では、図２（Ｂ）に示すように４個のＢＧＡ型集積回路１２がプリント配線基板１１に実装される。よって、本実施形態に係るプリント基板ユニット１０Ａは、ＢＧＡ型集積回路１２の形成位置に対応する４箇所に高密度形成領域Ａが形成されることになる。

図８（Ｃ）は、プリント配線基板１１の底面の高密度形成領域Ａを拡大して示す図である。プリント配線基板１１の背面１１ｂにおける高密度形成領域Ａは、図８（Ｃ）に示すように、各スルーホール２０に接続対応するフレキシブル基板接続用第２ランド３７が高密度に形成されている。このプリント配線基板１１の背面１１ｂの高密度形成領域Ａに、チップ部品など電子部品を実装することが困難であることは前述した通りである。

ＢＧＡ型メモリ１３は、例えばバッファメモリであり、ＢＧＡ型集積回路１２の処理速度を高めるようＢＧＡ型集積回路１２に近接して配置することが望ましい。しかし、高発熱のＢＧＡ型集積回路１２からの発熱影響のため、ＢＧＡ型メモリ１３に放熱フィンが取り付けられる場合がある。しかしながら、本実施形態では、ＢＧＡ型メモリ１３がフレキシブル基板１５を介してＢＧＡ型集積回路１２と電気的に接続されることで、放熱フィンを取り付けずにＢＧＡ型集積回路１２からの発熱影響を受けにくくなる。さらに、ＢＧＡ型集積回路１２の接合不良などの原因でリワークを行う際には、子基板のフレキシブル基板１５を丸ごと取り外すことにより、ＢＧＡ型メモリ１３の防熱保護が可能である。

次に、図９を参照しながら子基板のフレキシブル基板１５について説明する。フレキシブル基板１５は電子部品搭載用の基板であり、絶縁性及び可撓性を有する樹脂フィルム（例えば、ポリイミド等）からなる。フレキシブル基板１５の表面１５ａには、プリント配線基板１１の背面１１ｂに形成される第２ランドと向き合わせられ、プリント配線基板接続用の第３ランド３８が形成されている。一方、フレキシブル基板１５の背面１５ｂには、第３ランド３８に電気的に接続され、電子部品搭載用の第４ランド３９、４０が形成されている。

プリント配線基板接続用の第３ランド３８が、プリント配線基板１１の第２ランド３７にはんだ付けにて接合されることにより、フレキシブル基板１５がプリント配線基板１１に固定される。

電子部品搭載用の第４ランド３９及び４０は、フレキシブル基板１５の背面１５ｂに形成されている。ＢＧＡ型メモリ１３は後述する延出部４８Ｂの第４ランド３９に接続され、パスコン１４は高密度形成領域Ａに向き合わせられる第４ランド４０に接続される。また、配線パターン４１は、表面１５ａに形成されたプリント配線基板接続用第３ランド３８と、背面１５ｂに形成された第４ランド３９，４０とを接続している。尚、本実施形態では、フレキシブル基板１５の両側部に開口部１９が形成されている。第３ランド３８のうち、一部が第４ランド３９，４０と電気的に接続されており、フレキシブル基板１５の背面１５ｂには、図９（ｃ）に示すように、ＢＧＡ型メモリ１３またはパスコン１４、終端抵抗等の電子部品が実装されるランド用の空間が確保される。なお、パスコン１４が実装される第４ランド４０のピッチはフレキシブル基板１５の表面１５ａに形成される第３ランド３８のピッチよりも大きい。

フレキシブル基板１５は、プリント配線基板１１の背面で、ＢＧＡ型集積回路１２が実装される実装位置と対向する位置に設けられている。

フレキシブル基板１５の形状は、前記したプリント配線基板１１に形成された高密度形成領域Ａの大きさと等しいか、或いはそれよりも広く設定されている。本実施形態では、フレキシブル基板１５の平面視したときの広さが、プリント配線基板１１に形成された高密度形成領域Ａよりも広く設定されている。このためフレキシブル基板１５は、プリント配線基板１１の表面１１ａでＢＧＡ型集積回路１２の実装領域（即ち、高密度形成領域Ａ）を含む位置に設けられている。前記のように本実施形態では、プリント配線基板１１の表面１１ａに４個のＢＧＡ型集積回路１２が設けられている。よって、プリント配線基板１１の背面１１ｂには、ＢＧＡ型集積回路１２の形成位置に対応するように４枚のフレキシブル基板１５が設けられている。

これにより、本実施形態に係る実装構造を適用したプリント基板ユニット１０Ａは、従来では集積回路の実装領域の直下部に電子部品の実装が困難であった高密度形成領域Ａにパスコン１４等の電子部品を実装することが可能となり、よって部品実装密度を高めることができる。また、これに伴いプリント基板ユニット１０Ａは小型化され、このプリント基板ユニット１０Ａが搭載されるサーバー等の電子機器の小型化を図ることができる。

また、ＢＧＡ型メモリ１３をプリント配線基板１１のＢＧＡ型集積回路１２の実装位置と対向する位置に実装することが可能となるため、ＢＧＡ型集積回路１２とＢＧＡ型メモリ１３との配線長を従来に比べて短くすることができる。よって、ＢＧＡ型集積回路１２とＢＧＡ型メモリ１３との間における高速信号の送受信を良好に行うことができ、プリント基板ユニット１０Ａの信頼性を高めることができる。

図４及び図５は、プリント基板ユニット１０Ａにおいてリワーク処理を実施している状態を示している。図５はプリント配線基板１１に実装されたＢＧＡ型集積回路１２が性能不良、或いは接合不良などで、リワークする例を示している。また、図６はフレキシブル基板１５に実装されたＢＧＡ型メモリ１３が不良品であり、これをリワークする例を示している。

先ず、図４を用いてＢＧＡ型集積回路１２をリワークする方法について説明する。ＢＧＡ型集積回路１２をプリント配線基板１１から取り外すには、プリント配線基板１１の表面１１ａには、ＢＧＡ型集積回路１２を上部加熱用カバー２６で覆うと共に、ＢＧＡ型集積回路１２の近傍の変圧器１６に熱が作用しないように防熱治具２８を配設する。また、プリント配線基板１１の背面１１ｂでは、ＢＧＡ型集積回路１２の実装位置を含む下部加熱用カバー２７を配設すると共に、この下部加熱用カバー２７を囲繞するように加熱プレート２９を配設する。

上部加熱用カバー２６は、矢印の熱風を供給する熱風供給手段（図示せず）に接続されている。この熱風供給手段から上部加熱用カバー２６には、半田ボール１７を溶融しうる温度の熱風が供給される。これにより、半田ボール１７は溶融し、プリント配線基板１１からＢＧＡ型集積回路１２を取り外すことが可能となる。この際、ＢＧＡ型集積回路１２に隣接して実装された変圧器１６は防熱治具２８により保護されるため、熱風供給手段から供給される熱風により変圧器１６が損傷するようなことはない。

下部加熱用カバー２７はプリント配線基板１１の背面１１ｂを加熱するものであり、上部加熱用カバー２６と同様に熱風供給手段から矢印の熱風が供給される。また、加熱プレート２９もプリント配線基板１１の背面１１ｂを加熱するものである。この下部加熱用カバー２７及び加熱プレート２９は、プリント配線基板１１を予熱するためのプレートである。プリント配線基板１１を予熱することにより、上部加熱用カバー２６内を半田ボール１７の溶融可能温度まで短時間で昇温することができ、リワークの効率を高めることができる。

また、本実施形態に係るプリント基板ユニット１０Ａは、フレキシブル基板１５の外周近傍（後述する延出部４８Ｂ）にＢＧＡ型メモリ１３が実装されている。このＢＧＡ型メモリ１３は、ＢＧＡ型集積回路１２がリワーク時に加熱されると熱損傷する可能性がある。

このため、リワーク処理を行う際にフレキシブル基板１５の外周近傍をプリント配線基板１１の背面１１ｂに固定する固定用樹脂２２を外すことにより、フレキシブル基板１５のＢＧＡ型メモリ１３の実装領域をプリント配線基板１１から離間させ、ＢＧＡ型メモリ１３に防熱カバー３０を配設している。これにより、ＢＧＡ型メモリ１３に熱損傷を与えることなく、ＢＧＡ型集積回路１２のリワークを行うことができる。よって、フレキシブル基板１５用いてプリント基板ユニット１０Ａに対する部品実装効率を高めても、リワーク処理を確実に行うことができる。

図５は、フレキシブル基板１５に実装されたＢＧＡ型メモリ１３をリワークする処理を示している。前記のようにＢＧＡ型メモリ１３はフレキシブル基板１５の外周近傍に実装されている。よって、このＢＧＡ型メモリ１３をリワークするには、固定用樹脂２２を外すことによりフレキシブル基板１５のＢＧＡ型メモリ１３の実装領域をプリント配線基板１１から離間させ、この部位に加熱用治具３１を当接させる。

ＢＧＡ型メモリ１３は、ＢＧＡ型集積回路１２に比べて端子数が少なく小型であるため、加熱用治具３１を当接することにより半田ボール２１を溶融温度まで加熱することができる。よって、ＢＧＡ型集積回路１２のリワーク時のように加熱用カバー２６，２７、防熱治具２８、加熱プレート２９等を用いることなく、ＢＧＡ型メモリ１３をフレキシブル基板１５から取り外すことができる。

図６は、前記した第１実施形態に係るプリント基板ユニット１０Ａの変形例であるプリント基板ユニット１０Ｂを示している。本変形例に係るプリント基板ユニット１０Ｂは、プリント配線基板１１の表面１１ａに高発熱部品群を実装すると共に、背面１１ｂにフレキシブル基板１５を介して低発熱部品群を実装したものである。

ＢＧＡ型集積回路１２は、プリント基板ユニット１０Ｂが搭載されるサーバー内における各種制御処理を行う半導体装置である。よってＢＧＡ型集積回路１２は高速処理に対応しており、その稼動時に高熱を発生する。また、プリント配線基板１１の表面１１ａに実装された変圧器１６ａも、稼動時に高熱を発生する。このように、稼動時に高熱を発生するＢＧＡ型集積回路１２及び変圧器１６ａ等の高発熱部品群は、プリント配線基板１１の表面１１ａに集約的に実装されている。

これに対してＢＧＡ型メモリ１３は、稼動に際しＢＧＡ型集積回路１２のように高熱を発生しない。また、プリント配線基板１１の背面１１ｂ側に実装されたバスコン１６ｂも稼動時に高熱を発生させるものではない。このように、稼動時においても高熱を発生しないＢＧＡ型メモリ１３，バスコン１６ｂ等の低発熱部品群は、プリント配線基板１１の背面１１ｂにフレキシブル基板１５を介して集約的に実装されている。

このように、高発熱部品群と低発熱部品群をプリント配線基板１１の表面１１ａと背面１１ｂに分離して実装したことにより、これらの部品をプリント配線基板１１の片面に混在させて実装した際に必要であった熱対応部品を設ける必要がなくなり、よって部品実装効率を高めることができる。

図７は、図６に示したプリント基板ユニット１０Ｂを２枚積層した組立体を示している。上部に位置するプリント基板ユニット１０Ｂは図７中プリント配線基板１１の上面に高発熱部品群を実装し、図７中プリント配線基板１１の下面に低発熱部品群を実装している。

また、下部に位置するプリント基板ユニット１０Ｂは図７中上面に低発熱部品群を実装し、図中下面に高発熱部品群を実装している。よって、積層された２枚のプリント基板ユニット１０Ｂ，１０Ｂは、互いの低発熱部品群が実装された面を対向するよう配置されている。また、この一対のプリント基板ユニット１０Ｂは、スタッグコネクタ３２により電気的に接続されている。このようにプリント基板ユニット１０Ｂを積層することにより、更に電子部品の実装効率を高めることができる。

更に、各プリント基板ユニット１０Ａ，１０Ｂの高発熱部品群となるＢＧＡ型集積回路１２には、図示されるように放熱フィン３３を設けてもよい。この放熱フィン３３はアルミニウム等の熱伝導性の高い材料により形成され、各ＢＧＡ型集積回路１２の上面に熱伝導率が高い接着剤を用いて固定されている。

次に、第１実施形態に係るプリント基板ユニット１０Ａの製造方法について説明する。

図８及び乃至図１３は、プリント基板ユニット１０Ａの製造方法の一例を説明するための図である。プリント基板ユニット１０Ａを製造するには、図８に示すプリント配線基板１１及び図９に示すフレキシブル基板１５を製造する。

プリント配線基板１１は、エポキシ樹脂等を含む樹脂基板であり多層構造のリジッド基板である。このプリント配線基板１１は、周知の方法で製造される。この際、ＢＧＡ型集積回路１２の実装位置には、ＢＧＡ型集積回路１２の端子に対応して多数のスルーホール２０を形成する。このスルーホール２０の形成は、基材となる樹脂基板に貫通孔を形成し、その後に貫通孔内に銅メッキを行うことにより行われる。また、スルーホール２０の表面側に形成される第１ランド３６及び背面側に形成されるフレキシブル基板接続用の第２ランド３７は、スルーホール２０の銅メッキ時に同時形成されても、別途形成されても良い。

フレキシブル基板１５は、絶縁性及び可撓性を有する樹脂フィルム（例えば、ポリイミドフィルム）にプリント配線基板接続用の第３ランド３８と、電子部品搭載用の第４ランド３９、４０を形成することにより製造される。第３ランド３８及び第４ランド３９，４０は、ポリイミドフィルム上に銅膜を、プリント技術を用いて形成される。

またフレキシブル基板１５は、１枚のポリイミドフィルムから複数のフレキシブル基板１５を同時形成する、いわゆる多数個取りにより製造される。第３ランド３８及び第４ランド３９，４０が形成された後、ポリイミドフィルムは切断されてフレキシブル基板１５に個片化される。この個片化処理の際に開口部１９が同時に形成されてもよい。

上記のようにプリント配線基板１１及びフレキシブル基板１５が製造されると、図１０（Ａ）に示されるように、プリント配線基板１１の背面１１ｂでフレキシブル基板接続用第２ランド３７の形成位置にはんだペースト４３ａが配設される。このはんだペースト４３ａの配設は、例えばスクリーン印刷法を用いることができる。

次に、図１０（Ｂ）に示すように、固定用樹脂２２がプリント配線基板１１の背面１１ｂに塗布される。この固定用樹脂２２は、高密度形成領域Ａの側部位置においては直線状に、またフレキシブル基板１５が配設される位置の四隅位置にはポイント的に塗布される（図１０（Ｄ）参照）。この固定用樹脂２２は熱硬化性の樹脂であり、粘性を有するが加熱して熱硬化することにより接着力を発揮する。

上記のように、プリント配線基板１１の背面１１ｂ上にはんだペースト４３ａ及び固定用樹脂２２が配設されると、続いてフレキシブル基板１５がプリント配線基板１１の背面１１ｂに装着される。この際、はんだペースト４３ａはフレキシブル基板１５の第３ランド３８と接触し、固定用樹脂２２もフレキシブル基板１５と接触する。特に、熱硬化前の固定用樹脂２２は粘性を有しているため、この粘性によりフレキシブル基板１５はプリント配線基板１１の背面１１ｂに仮止めされた状態となる。

続いて、フレキシブル基板１５が仮止めされたプリント配線基板１１に対してリフロー処理を実施し、プリント配線基板１１の第２ランド３７とフレキシブル基板１５の第３ランド３８をはんだ付けする。これにより、フレキシブル基板１５は、はんだ４３によりプリント配線基板１１にはんだ固定された状態となる。この際、固定用樹脂２２も加熱されることにより熱硬化し、よってプリント配線基板１１とフレキシブル基板１５は固定用樹脂２２により接着された状態となる。

このように、フレキシブル基板１５は、はんだ４３及び固定用樹脂２２によりプリント配線基板１１に固定される。図１０（Ｃ）はフレキシブル基板１５が固定されたプリント配線基板１１を示す断面図であり、図１０（Ｄ）はその底面図である。

本実施形態では、フレキシブル基板１５として、透明な樹脂フィルムを用いている。このため、はんだ４３によるはんだ付け位置及び固定用樹脂２２による接着位置を、プリント配線基板１１を底面視することにより、フレキシブル基板１５の透明樹脂フィルムを通して直接確認することができる。よって、はんだ４３のはんだ付け不良及び固定用樹脂２２の接着不良を容易かつ直接的に検出することができ、フレキシブル基板１５のプリント配線基板１１に対する接続及び固定の信頼性を高めることができる。

また、本実施形態ではプリント配線基板１１の第２ランド３７とフレキシブル基板１５の第３ランド３８との接合をはんだ４３により行ったが、両基板の接合は、はんだ付けに限定されるものではなく、圧着法、ＡＣＦ(Anisotropic Conductive Film)接続法等を用いることができる。

フレキシブル基板１５がプリント配線基板１１に配設されると、続いてプリント配線基板１１の背面１１ｂに形成された第２ランド３７以外のランド、及びフレキシブル基板１５の背面１５ｂに形成された第４ランド３９，４０にはんだペースト（図示せず）を配設する。このはんだペーストの配設は、スクリーン印刷法を用いることができる。この際、フレキシブル基板１５の厚さは薄い（例えば、０．０５ｍｍ）。このため、フレキシブル基板１５が配設されていたとしても、プリント配線基板１１に対するスクリーン印刷とフレキシブル基板１５に対するはんだペーストのスクリーン印刷を同時に行うことができる。

上記のはんだペーストの印刷処理が終了すると、続いてプリント配線基板１１の背面１１ｂの第２ランド３７以外のランド、及びフレキシブル基板１５の背面１５ｂの第４ランド３９，４０にＢＧＡ型メモリ１３及びパスコン１４等の電子部品が仮止めされる。次に、このＢＧＡ型メモリ１３及びパスコン１４等が仮止めされたプリント配線基板１１をリフローすることにより、ＢＧＡ型メモリ１３及びパスコン１４等の電子部品はプリント配線基板１１及びフレキシブル基板１５にはんだ付けされる。

これにより、ＢＧＡ型メモリ１３及びパスコン１４等の電子部品は、プリント配線基板１１及びフレキシブル基板１５に実装された状態となる。図１１（Ａ）はプリント配線基板１１の背面１１ｂ及びフレキシブル基板１５にＢＧＡ型メモリ１３，パスコン１４等の電子部品が実装された状態を示す断面図であり、図１１（Ｂ）はその底面図である。

上記のようにプリント配線基板１１の背面１１ｂに対する電子部品の実装が終了すると、次にプリント配線基板１１の表面に対し電子部品の実装が行われる。即ち、プリント配線基板１１の表面１１ａに形成された第１ランド３６、及び変圧器１６を実装するためのランドにはんだペースト（図示せず）を配設する。このはんだペーストの塗布は、スクリーン印刷法を用いることができる。

上記のはんだペーストの印刷処理が終了すると、続いてプリント配線基板１１の表面１１ａの第１ランド３６及び第１ランド３６以外のランドにＢＧＡ型集積回路１２及び変圧器１６等の電子部品が仮止めされる。次に、このＢＧＡ型集積回路１２等が仮止めされたプリント配線基板１１をリフローすることにより、ＢＧＡ型集積回路１２等の電子部品はプリント配線基板１１にはんだ付けされる。

これにより、ＢＧＡ型集積回路１２等の電子部品は、プリント配線基板１１に実装された状態となる。図１２（Ａ）はプリント配線基板１１の表面１１ａにＢＧＡ型集積回路１２等の電子部品が実装された状態を示す断面図であり、図１２（Ｂ）はその平面図である。

上記の一連の製造工程を経ることにより、プリント基板ユニット１０Ａが製造される。また、ＢＧＡ型集積回路１２の発熱量が大きいため、図１３に示すようにＢＧＡ型集積回路１２に放熱フィン４５を配設することとしてもよい。この際、放熱フィン４５は熱伝導性の高い熱接合部材（ＴＩＭ）等を用いてＢＧＡ型集積回路１２に接着することが望ましい。

次に、上記したプリント基板ユニット１０Ａの製造方法の変形例について説明する。

図１４は、本変形例に係るプリント基板ユニット１０Ａの製造方法を示している。尚、図１４において、図８乃至図１３に示した構成と対応する構成については、同一符号を付してその説明を省略する。

前記したプリント基板ユニット１０Ａの製造方法では、フレキシブル基板１５をプリント配線基板１１に配設した後に、ＢＧＡ型集積回路１２，ＢＧＡ型メモリ１３等の電子部品をプリント配線基板１１及びフレキシブル基板１５に実装した。これに対して本変形例は、予めプリント配線基板１１及びフレキシブル基板１５に個別に電子部品を実装し、その後にそれぞれ電子部品が実装されたフレキシブル基板１５をプリント配線基板１１に配設する方法が用いられる。

具体的には、先ず図１４（Ａ）に示すプリント配線基板１１に対し、表面１１ａに形成された第１ランド３６や背面１１ｂに形成されたフレキシブル基板接続用第２ランド３７等にはんだペーストを配設した後、ＢＧＡ型集積回路１２，パスコン１４，変圧器１６等の電子部品を仮止めする。

次に、ＢＧＡ型集積回路１２等の電子部品が仮止めされたプリント配線基板１１に対しリフローを行い、ＢＧＡ型集積回路１２等の電子部品をプリント配線基板１１の表面１１ａ及び背面１１ｂにはんだ付けする。図１４（Ｂ）は、ＢＧＡ型集積回路１２等の電子部品がプリント配線基板１１に実装された状態を示している。

次に、フレキシブル基板１５に対する電子部品の実装処理を行う。この処理は、上記したプリント配線基板１１に対する電子部品の実装処理と平行して行うことができる。フレキシブル基板１５に対して電子部品を実装するには、先ず図１４（Ｃ）に示すフレキシブル基板１５に対し、フレキシブル基板１５の背面１５ｂに形成された第４ランド３９，４０のはんだペーストを配設する。次に、第４ランド３９にＢＧＡ型メモリ１３を仮止めすると共に、第４ランド４０にパスコン１４を仮止めする。

次に、ＢＧＡ型メモリ１３及びパスコン１４等の電子部品が仮止めされたフレキシブル基板１５に対しリフローを行い、ＢＧＡ型メモリ１３等の電子部品をフレキシブル基板１５の背面１５ｂにはんだ付けする。図１４（Ｄ）は、ＢＧＡ型メモリ１３等の電子部品がフレキシブル基板１５に実装された状態を示している。

上記のようにプリント配線基板１１及びフレキシブル基板１５に電子部品が実装されると、プリント配線基板１１の背面１１ｂでフレキシブル基板接続用第２ランド３７の形成位置にはんだペースト４３ａが配設されると共に、プリント配線基板１１の背面１１ｂの所定位置に熱硬化性の固定用樹脂２２が塗布される（固定用樹脂２２及びはんだペースト４３ａは図１４に図示せず）。

続いて、フレキシブル基板１５がプリント配線基板１１の背面１１ｂに仮止めされる。この仮止め状態では、はんだペースト４３ａがフレキシブル基板１５の第３ランド３８と接触し、固定用樹脂２２もフレキシブル基板１５と接触した状態となる。

続いて、フレキシブル基板１５が仮止めされたプリント配線基板１１に対してリフロー処理を実施し、プリント配線基板１１のフレキシブル基板接続用第２ランド３７とフレキシブル基板１５のプリント配線基板接続用第３ランド３８をはんだ付けする。これにより、フレキシブル基板１５ははんだ４３によりプリント配線基板１１にはんだ固定された状態となる。またこの際、固定用樹脂２２も加熱されることにより熱硬化し、よって固定用樹脂２２によりフレキシブル基板１５はプリント配線基板１１に接着された状態となる。

本変形例では、上記の工程を実施することによりプリント基板ユニット１０Ａを製造する。図１５（Ｅ）は、本変形例により製造されたプリント基板ユニット１０Ａを示している。同図に示すように本変形例に係る製造方法であっても，先に図８乃至図１３を用いて説明した製造方法であっても、同一構成のプリント基板ユニット１０Ａを製造することができる。

しかしながら本変形例によれば、ＢＧＡ型集積回路１２等の電子部品をプリント配線基板１１に実装した時点で、ＢＧＡ型集積回路１２等の電子部品について試験を行うことが可能となる。同様に、フレキシブル基板１５にＢＧＡ型メモリ１３等の電子部品を実装した時点で、ＢＧＡ型メモリ１３等の電子部品に対して試験を行うことができる。このように、本変形性によれば、フレキシブル基板１５をプリント配線基板１１に配設する前に電子部品の実装試験を行うことが可能となる。

次に、本発明の第２実施形態によるプリント基板ユニットについて説明する。

図１５は、第２実施形態のプリント基板ユニットを説明するための図である。尚、図１５において、図２及び図３に示した第１実施形態に係るプリント基板ユニット１０Ａの構成と対応する構成については、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態に係るプリント基板ユニット１０Ｃに配設されるフレキシブル基板４８は、プリント配線基板１１の背面１１ｂに固定される固定部４８Ａと、この固定部４７Ａから外側に向け延出すると共に、プリント配線基板１１から離間した延出部４８Ｂを有している。

本実施形態で用いる子基板となるフレキシブル基板４８は、ポリイミド等の絶縁性及び可撓性を有する樹脂フィルム上に、図９に示したと同様のプリント配線基板接続用第３ランド３８、第４ランド３９，４０等を形成したものである。またフレキシブル基板４８は、プリント配線基板１１に固定される矩形状の固定部４８Ａと、この固定部４８Ａの外周縁から外側に向け延出する延出部４８Ｂとを有している。

固定部４８Ａの背面には第４ランド４０が形成されており、この第４ランド４０にはパスコン１４が実装される。また、固定部４８Ａの表面にはプリント配線基板接続用の第３ランド３８が形成されており、この第３ランド３８がプリント配線基板１１の背面１１ｂに形成されたフレキシブル基板接続用の第２ランド３７とはんだ付けされる。これにより、フレキシブル基板４８はプリント配線基板１１に固定される。

尚、プリント配線基板１１の第２ランド３７とフレキシブル基板１５の第３ランド３８との接合は、はんだ付けに限定されるものではなく、圧着法、ＡＣＦ(Anisotropic Conductive Film)接続法等を用いることができる。

プリント基板ユニット１０Ｃの説明を続ける。延出部４８Ｂの表面には、パスコン１４またはＢＧＡ型メモリ１３が実装される。一方、延出部４８Ｂの背面には、ＢＧＡ型メモリ１３が実装される。よって、図１５（Ａ），（Ｂ）に示されるように、フレキシブル基板４８の表面及び背面の双方にＢＧＡ型メモリ１３及びパスコン１４が両面実装される。

本実施形態に係るプリント基板ユニット１０Ｃは、フレキシブル基板４８の延出部４８Ｂはプリント配線基板１１に固定されておらず、プリント配線基板１１の背面１１ｂから離間している。これにより、プリント配線基板１１の背面１１ｂとフレキシブル基板４８の延出部４８Ｂとの間には、空間部５５が形成されるため（図１５（Ｂ）参照）、高密度実装が可能となる。

また、第１実施形態では、プリント基板ユニット１０Ａでは、フレキシブル基板１５に開口部１９を形成し、この開口部１９内にプリント配線基板１１に実装したパスコン１４が位置するようにすることにより、さらに部品実装密度の向上を図っていた（図２（Ｃ）参照）。

これに対し、本実施形態に係るプリント基板ユニット１０Ｃは、延出部４８Ｂをプリント配線基板１１から離間させることにより、延出部４８Ｂの表面及び背面に電子部品の両面実装を行えると共に、更に延出部４８Ｂと対向するプリント配線基板１１の背面１１ｂにも電子部品を実装することが可能となる。図１５（Ｂ）に示す例では、図中左側に位置する延出部４８Ｂの表面にパスコン１４が実装され、背面にＢＧＡ型メモリ１３が実装され、更にプリント配線基板１１の背面１１ｂにはパスコン１４が実装されている。

このように、本実施形態に係るプリント基板ユニット１０Ｃによれば、第１実施形態に係るプリント基板ユニット１０Ａに対し、更に電子部品の実装効率を高めることができる。

図１６は、第２実施形態に係るプリント基板ユニット１０Ｃにおいて、フレキシブル基板４８に代えてリジッドフレキ基板５０を用いた例を示している。

プリント配線基板１１に固定される固定部５０Ａ及びＢＧＡ型メモリ１３等の電子部品が実装される延出部５０Ｂは、ガラスエポキシ等の硬く剛性が高い材質により形成され、また固定部５０Ａと延出部５０Ｂとを連結する可撓部５０Ｃはフレキシブル基板により形成されている。このように、固定部５０Ａ及び延出部５０Ｂの剛性が高いことにより、プリント配線基板１１への固定部５０Ａのはんだ付け処理、及びＢＧＡ型メモリ１３等の電子部品の延出部５０Ｂへの実装処理を確実に行うことができる。

図１７は、上述あいたプリント基板ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに適用できる各種フレキシブル基板を示している。図１５に示すプリント基板ユニット１０Ｃは、正方形状を有した固定部４８Ａの外周四辺に延出部４８Ｂを一体的に形成した、略十字状の形状とされていた。

これに対して図１７（Ａ）に示すフレキシブル基板５１は、略正方形状とされたフィルム基材の四隅位置から中心位置に向けて、具体的には外周辺に対して４５°の角度で切り込み５１Ｃを形成したものである。このように切り込み５１Ｃを形成することにより、隣接する一対の切り込み５１Ｃの間の部分は折り曲げ可能となるため、この部分を延出部５１Ｂとして用いることができる。

また、各切り込み５１Ｃの先端を頂点とする四角形部分（図中、破線で囲む部分）は、固定部５１Ａとして用いることができる。このように本実施形態では、四隅位置に切り込み５１Ｃを形成するのみで固定部５１Ａ及び延出部５１Ｂを有するフレキシブル基板５１を形成することができ、フレキシブル基板５１を容易に製造することができる。

図１７（Ｂ）に示すフレキシブル基板５２は、延出部５１Ｂに開口部５１Ｄを形成したものである。また、図１７（Ｃ）に示すフレキシブル基板５３は、延出部５１Ｂに切欠き部５１Ｅを形成したものである。この開口部５１Ｄ及び切欠き部５１Ｅは、切り込み５１Ｃの形成時に一括的に形成することができるため、フレキシブル基板５１〜５３の製造工程の簡単化を図ることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。

１０Ａ〜１０Ｃ プリント基板ユニット
１１ プリント配線基板
１２ ＢＧＡ型集積回路
１３ ＢＧＡ型メモリ
１４ パスコン
１５ フレキシブル基板
１６ 電子部品
１８，３３，４５ 放熱フィン
１９ 開口部
２０ スルーホール
２１ 半田ボール
２２ 固定用樹脂
２５ はんだ
２６ 上部加熱用カバー
２７ 下部加熱用カバー
２８ 防熱治具
２９ 加熱プレート
３０ 防熱カバー
３１ 加熱用治具
３６ 第１ランド
３７ 第２ランド
３８ 第３ランド
３９，４０ 第４ランド
４３ はんだ
４３ａ はんだペースト
４８ フレキシブル基板
４８Ａ，５０Ａ，５１Ａ 固定部
４８Ｂ，５０Ｂ，５１Ｂ 延出部
５０ リジッドフレキ基板
５０Ｃ 可撓部
５１〜５３ フレキシブル基板
５１Ｃ 切り込み
５１Ｄ 開口部
５１Ｅ 切欠き部
５２ フレキシブル基板

Claims (12)

1. プリント基板ユニットであって、
   複数のスルーホールが格子状に配列され、該スルーホール上に集積回路が実装されるプリント配線基板と、
   前記プリント配線基板の背面から前記スルーホールを覆って配設される可撓性基板と、を備え、
   前記可撓性基板は、前記プリント配線基板の背面から離間して、前記プリント配線基板との間に空隙部が形成される延出部を有し、
   前記プリント配線基板の表面には、前記スルーホールの一端と接続して前記集積回路が接続される複数の第１ランドが形成されており、
   前記プリント配線基板の背面には、前記スルーホールの他端と接続して前記可撓性基板が接続される複数の第２ランドが形成されており、
   前記可撓性基板の表面には、前記プリント配線基板の第２ランドと向き合わせられる複数の第３ランドが形成されており、
   前記可撓性基板の背面には、前記第３ランドに電気的に接続されている複数の第４ランドが形成されていることを特徴とするプリント基板ユニット。
2. 前記第３ランドの一部が前記第４ランドと導通することを特徴とする請求項１に記載のプリント基板ユニット。
3. 前記可撓性基板の第３ランドは、前記プリント配線基板の第２ランドにリフローはんだ付けされることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板ユニット。
4. 前記可撓性基板は、フレキシブル基板またはリジッドフレキシブル基板であること特徴とする請求項１に記載のプリント基板ユニット。
5. 前記可撓性基板の第４ランドには、少なくともバイパスコンデンサ、終端抵抗、またはメモリ部材のいずれかが実装されることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板ユニット。
6. 前記第４ランドのうち、前記バイパスコンデンサが実装されるランドのピッチは、前記可撓性基板の表面に形成される第３ランドのピッチよりも大きいことを特徴とする請求項５に記載のプリント基板ユニット。
7. 前記可撓性基板は、前記集積回路の実装領域よりも大きく形成され、前記第３ランドが前記第２ランドにリフローはんだ付けされる領域よりも外側に前記延出部を有することを特徴とする請求項２または３に記載のプリント基板ユニット。
8. 前記可撓性基板の第４ランドの一部が前記延出部に配設されており、
   前記延出部の第４ランドにメモリ部材が実装されることを特徴とする請求項７に記載のプリント基板ユニット。
9. 前記メモリ部材は、前記延出部に両面実装されることを特徴とする請求項８に記載のプリント基板ユニット。
10. 前記可撓性基板の延出部に、開口部が形成されていることを特徴とする請求項７に記載のプリント基板ユニット。
11. 前記プリント配線基板の表面に実装される集積回路は、ＢＧＡパッケージであることを特徴とする請求項１乃至１０に記載のプリント基板ユニット。
12. 請求項１乃至１１に記載のプリント基板ユニットを搭載した電子機器。

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