JP4869856B2 - 電気回路装置及びその製造方法 - Google Patents
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図1〜図3を参照して本発明の第1の実施形態に係る電気回路装置について説明する。ここで、図1は、本発明の第1の実施形態に係る電気回路装置の接合断面図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係る電気回路装置の接合前の状態図であって、図2(a)は後述する電気回路基板1の接合前の図を示し、図2(b)は後述する電気回路基板4の接合前の図を示す。図3は、本発明の第1の実施形態に係る電気回路装置の製造方法の工程フロー図である。
まず、図1及び図2を参照して第1の実施形態の電気回路装置の基板接合構造について説明する。
図1に示す接合構造の電気回路装置においては、基板の加工精度や基板の反りにより発生する表面電極2と側面電極5との間隔の不均一を埋めるようにして、表面電極2と側面電極5との間に配置されるバンプ3が塑性変形し、接着剤6により固定される。これにより、電気回路基板1の表面電極2と電気回路基板4の側面電極5とが電気的且つ機械的に接続される。更に、接着剤6の硬化収縮力によって、表面電極2と側面電極5とには常に引っ張り応力が加わり、バンプ3と側面電極5の機械的接触が安定する。
次に、図2及び図3を参照して本実施形態に係る電気回路装置の製造方法を説明する。まずステップS1においては、電気回路基板1の主面に図2(a)に示すようにして少なくとも1列(図2(a)では2列)の表面電極2を形成した後、形成した各表面電極2上にバンプ3を配置して表面電極2にバンプ3を固相拡散接合する。ここで、バンプ3は、基板の加工精度や基板の反りにより発生する表面電極2と側面電極5と接合時における間隔の不均一を打ち消すようにそれぞれの高さを設定する。
以上説明したように、第1の実施形態によれば、電気回路基板1と電気回路基板4とをバンプ3で接合するために、機械的強度を確保するための穴や突起を基板に形成する必要がなく、小型・高密度の電気回路基板上に他の基板を垂直に立てて基板間を電気的に接続できるという効果がある。また、電気回路基板1と電気回路基板4との間の接合部材として塑性変形可能なバンプ3を用いることにより、微小なサイズで形成でき、バンプ3と側面電極5との接触時にはバンプ3が塑性変形して固相拡散接合し、表面電極2と側面電極5との隙間を埋めるので微細なピッチで電極を配置して電気的に接続できるという効果もある。
ここで、図2(b)においては、電気回路基板4の側面電極5の大きさを基板厚みと同じ大きさにしているが、必ずしもそうする必要はなく、バンプ3が形成可能な大きさまでならば小さくしても構わない。
次に、図4〜図6を参照して本発明の第2の実施形態に係る電気回路装置について説明する。ここで、図4は、本発明の第2の実施形態に係る電気回路装置の接合断面図である。図5は、本発明の第2の実施形態に係る電気回路装置の接合前の状態図であって、図5(a)は電気回路基板1の接合前の図を示し、図5(b)は電気回路基板4の接合前の図を示す。図6は、本発明の第2の実施形態に係る電気回路装置の製造方法の工程フロー図である。
まず、図4及び図5を参照して、第2の実施形態の電気回路装置の基板接合構造を説明する。図5(a)に示すように、電気回路基板1には少なくとも1列の表面電極2が形成される。そして、表面電極2の一端部上と他端部上(図5(a)では上端部と下端部)には、交互にバンプが配置される。ここで、図5(a)においては表面電極2の上端部上に配置されるバンプをバンプ3a、表面電極2の下端部上に配置されるバンプをバンプ3bとしている。即ち、第2の実施形態においては、第1の実施形態とは異なり、バンプ3aとバンプ3bとを電気回路基板4の長辺方向に対して一列に配置せずに、千鳥に配置している。一方、図5(b)に示す電気回路基板4の構成は第1の実施形態と同様である。
図4及び図5に示す接合構造の電気回路装置においては、電気回路基板1の長辺方向に対して、バンプ3aとバンプ3bとを一列に配置しないことで、電気回路基板4の短辺方向に加わる曲げモーメントに対抗する力を大きくすることができる。これにより、電気回路基板4が倒れにくくなり、第1の実施形態に比べてより電気的な接続が安定する。
次に、図5及び図6を参照して本実施形態に係る電気回路装置の製造方法を説明する。まずステップS11においては、電気回路基板1の主面に表面電極2を形成した後、形成した表面電極2の一端部上に図5(a)に示すようにバンプ3aを配置して表面電極2にバンプ3aを固相拡散接合する。ステップS12においては、表面電極2の他端部上に図5(a)に示すようにバンプ3bを配置して表面電極2にバンプ3bを固相拡散接合する。
以上説明したように、第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、基板上に穴や突起を形成せずに、小型・高密度の電気回路基板上に他の電気回路基板を垂直に立てて基板間を電気的に接続できると共に、バンプを千鳥に配置することにより、電気回路基板4の短辺方向に対する曲げモーメントに対して、倒れにくく耐久性が強い接合を可能とすることができるという効果がある。
ここで、第2の実施形態では、表面電極2上にバンプ3aとバンプ3bを交互に配置しているが、必ずしもそうでなくてもよく、バンプ3aとバンプ3bが電気回路基板1上に、少なくとも1つ以上ずつ配置すれば構わない。
次に、図7〜図9を参照して本発明の第3の実施形態に係る電気回路装置について説明する。ここで、図7は、本発明の第3の実施形態に係る電気回路装置の接合断面図である。図8は、本発明の第3の実施形態に係る電気回路装置の接合前の状態図であって、図8(a)は電気回路基板1の接合前の図を示し、図8(b)は電気回路基板4の接合前の図を示す。図9は、本発明の第3の実施形態に係る電気回路装置の製造方法の工程フロー図である。
まず、図7及び図8を参照して、第3の実施形態の基板接合構造を説明する。図8(a)に示すように、電気回路基板1には表面電極2が形成される。そして、表面電極2上にはバンプ外形より小さい間隔で配置された複数のバンプ3cが配置される。また、図8(b)に示すように電気回路基板4の側面電極5上にはバンプ3dが、バンプ3cと嵌合可能な位置に配置される。このような構成においては、バンプ3cとバンプ3dとを接触させたときに図7に示すように、バンプ3cとバンプ3dとが互いに塑性変形して両者が嵌合する。更に、バンプ3cとバンプ3dの接触面が固相拡散接合して、バンプ3cとバンプ3dとが電気的且つ機械的に接続される。
図7に示す接合構造の電気回路装置においては、電気回路基板1の表面電極2上に配置された複数のバンプ3cと電気回路基板4の側面電極5上に配置されたバンプ3dとが互いに塑性変形しながら嵌合することで固相拡散接合し、基板の加工精度や基板の反りにより発生した電極間の隙間を埋める。その結果、電気回路基板1の表面電極2と電気回路基板4の側面電極5とが電気的且つ機械的に接続される。
次に、図8及び図9を参照して本実施形態に係る電気回路装置の製造方法を説明する。まず、ステップS21においては、図8(a)に示すようにして電気回路基板1の表面電極2上にバンプ外形より小さい間隔で配置された複数のバンプ3cを形成する。ステップS22においては、図8(b)に示すようにして電気回路基板4の側面電極5上にバンプ3cと嵌合可能な位置にバンプ3dを形成する。
以上説明したように、第3の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、基板上に穴や突起を形成せずに、小型・高密度の電気回路基板上に他の電気回路基板を垂直に立てて基板間を電気的に接続できると共に、表面電極2と側面電極5との間をバンプ3cとバンプ3dとの固相拡散により接合することができる。これにより接着剤を用いるよりも低温で金属接合でき、耐熱性の低いMEMSが実装された電気回路基板に対しても垂直に接合できるという効果がある。
なお、耐熱性の高い電子部品や低温で接着可能な接着剤を用いれば、バンプ3cとバンプ3dとを固相拡散接合した後に接着剤を用いて補強しても良い。
次に、図10及び図11を参照して本発明の第4の実施形態に係る電気回路装置について説明する。ここで、図10は、本発明の第4の実施形態に係る電気回路装置の接合断面図である。図11は、本発明の第4の実施形態に係る電気回路装置の製造方法の工程フロー図である。
まず、図10を参照して、第4の実施形態の基板接合構造を説明する。電気回路基板1上には、少なくとも2列の表面電極(図では表面電極2e、2f)が形成される。
図10に示す接合構造の電気回路装置においては、電気回路基板4eと電気回路基板4fとが、電子部品8と接着シート7により一定の間隔を保ちつつ機械的に接合されるために、電気回路基板4eと電気回路基板4fの短辺方向に加わる曲げモーメントに対して、倒れにくく、電気的な接続が安定する。
次に、図11を参照して本実施形態に係る電気回路装置の製造方法を説明する。まず、ステップS31においては、電気回路基板1に表面電極2e及び表面電極2fを形成し、その後に表面電極2eにバンプ3eを、表面電極2fにバンプ3fをそれぞれ少なくとも1列形成する。
以上説明したように、第4の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、基板上に穴や突起を形成せずに、小型・高密度の電気回路基板上に他の電気回路基板を垂直に立てて基板間を電気的に接続できると共に、電子部品8により互いを拘束した複数の電気回路基板4e、4fを一定の間隔を保って垂直に立てるために、電気回路基板4e、4fの短辺方向に対して倒れにくい構造が容易にとれる。そのため、1枚の電気回路基板を垂直に立てて接続する場合に比べて、基板厚みの薄い電気回路基板4e、4fでも垂直に立てて接合することが可能になるという効果がある。
ここで、本実施形態では、電気回路基板4eと電気回路基板4fとを電子部品8を介して拘束しているが、専用の部材を用いて拘束するようにしても良い。ただし、本実施形態において説明したように電子部品8を介して拘束することで、集積度を高めることができる効果がある。
Claims (6)
- 第1の電気回路基板の主面に第2の電気回路基板を垂直に立てて前記第1の電気回路基板と前記第2の電気回路基板とを電気的に接合する電気回路装置において、
前記第1の電気回路基板は、前記主面上に形成される少なくとも1つの第1の電極を有し、
前記第2の電気回路基板は、前記主面に対向する副面上に、前記第1の電極に対応して形成される少なくとも1つの第2の電極を有し、
前記第1の電極と前記第2の電極とが接合部材を介して電気的に接合され、
前記接合部材は、前記第1の電極と前記第2の電極の少なくとも何れかに配置される導電性の突起物を含み、
前記導電性の突起物が、前記第2の電気回路基板の長辺方向に対して一列に配置されないことを特徴とする電気回路装置。 - 第1の電気回路基板の主面に複数の第2の電気回路基板を垂直に立てて前記第1の電気回路基板と前記第2の電気回路基板とを電気的に接合する電気回路装置において、
前記第1の電気回路基板は、前記主面上に形成される少なくとも1つの第1の電極を有し、
前記複数の第2の電気回路基板はそれぞれが互いに拘束されると共に、前記主面に対向する副面上に、前記第1の電極に対応して形成される少なくとも1つの第2の電極を有し、
前記第1の電極と前記第2の電極とが接合部材を介して電気的に接合され、
前記接合部材は、前記第1の電極と前記第2の電極の少なくとも何れかに配置される導電性の突起物を含み、
前記導電性の突起物が、前記第2の電気回路基板の長辺方向に対して一列に配置されないことを特徴とする電気回路装置。 - 第1の電気回路基板の主面に第2の電気回路基板を垂直に立てて前記第1の電気回路基板と前記第2の電気回路基板とを電気的に接合する電気回路装置において、
前記第1の電気回路基板は、前記主面上に形成される少なくとも1つの第1の電極を有し、
前記第2の電気回路基板は、前記主面に対向する副面上に、前記第1の電極に対応して形成される少なくとも1つの第2の電極を有し、
前記第1の電極と前記第2の電極とが接合部材を介して電気的に接合され、
前記接合部材は、
前記第1の電極と前記第2の電極の少なくとも何れかに配置される導電性の突起物と、
前記導電性の突起物、前記第1の電極、及び前記第2の電極をそれぞれ接着して前記第1の電極と前記第2の電極との間を機械的に補強する絶縁性の接着剤と、
を含み、
前記導電性の突起物が、前記第2の電気回路基板の長辺方向に対して一列に配置されないことを特徴とする電気回路装置。 - 第1の電気回路基板の主面に複数の第2の電気回路基板を垂直に立てて前記第1の電気回路基板と前記第2の電気回路基板とを電気的に接合する電気回路装置において、
前記第1の電気回路基板は、前記主面上に形成される少なくとも1つの第1の電極を有し、
前記複数の第2の電気回路基板はそれぞれが互いに拘束されると共に、前記主面に対向する副面上に、前記第1の電極に対応して形成される少なくとも1つの第2の電極を有し、
前記第1の電極と前記第2の電極とが接合部材を介して電気的に接合され、
前記接合部材は、
前記第1の電極と前記第2の電極の少なくとも何れかに配置される導電性の突起物と、
前記導電性の突起物、前記第1の電極、及び前記第2の電極をそれぞれ接着して前記第1の電極と前記第2の電極との間を機械的に補強する絶縁性の接着剤と、
を含み、
前記導電性の突起物が、前記第2の電気回路基板の長辺方向に対して一列に配置されないことを特徴とする電気回路装置。 - 前記第2の電気回路基板の長辺方向に対して一列に配置されない配置は、千鳥配置であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の電気回路装置。
- 第1の電気回路基板の主面に第2の電気回路基板を垂直に立てて前記第1の電気回路基板と前記第2の電気回路基板とを電気的に接合する電気回路装置の製造方法において、
前記第1の電気回路基板の主面上に形成した第1の電極と前記主面と対向する前記第2の電気回路基板の副面上に前記第1の電極に対応して形成した第2の電極の少なくとも何れか一方に、導電性の突起物を配置する工程と、
前記第1の電極と前記第2の電極とが対向するように前記第1の電気回路基板と前記第2の電気回路基板との位置を調整する工程と、
前記導電性の突起物を介して前記第1の電極と前記第2の電極とを電気的に接合する工程と、
を有し、
前記導電性の突起物を配置する工程において、前記第1の電極と前記第2の電極の少なくとも何れか一方に複数の導電性の突起物を配置することを特徴とする電気回路装置の製造方法。
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