JP5288476B2 - 基板の製造方法、回路基板、及び電子機器 - Google Patents

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本発明は、基板の製造方法と、その製造方法によって得られる回路基板と、その回路基板を備える電子機器に関する。
回路基板の剛性等の信頼性を上げるために、基板全体を樹脂モールド部で固める手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、基板上の電気電子部品をマットで被覆保護する技術が知られている(例えば、特許文献2)。
特開平5−42791号公報 特開平9−17915号公報
しかし、特許文献1の記載されているような方法で、回路基板の信頼性を上げるために、基板全体を樹脂モールド部で固める手法を用いてしまうと、基板の一部に不具合が起きた場合の修理(リペア)が非常に困難になってしまい、多くの場合、基板全体を破棄することになる。
また、特許文献2のような実装方法は、マットによる耐塵耐湿等の効果はあるものの、基板剛性を上げる効果はマットでは期待できない。
本発明の課題は、基板剛性の確保と、リペアの容易性の両立を図ることである。
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、電子部品が実装された基板の製造方法であって、前記基板の前記電子部品が実装された面を覆うフィルムを接着材により貼付するフィルム貼付ステップと、前記フィルム貼付ステップによって貼付された前記フィルムの上に補強用の樹脂を形成する補強材形成ステップと、を含み、前記接着材は、前記基板に対する剥離強度において、前記樹脂より低く、前記フィルムの周縁部は、前記樹脂と比較して周辺に延伸して形成されることを特徴とする。
請求項に記載の発明は、請求項1に記載の基板の製造方法であって、前記フィルム貼付ステップにおいて、前記電子部品の前記フィルムの貼付面の概逆形状の下面を有する押し子を用いて、前記フィルムを押し付けて貼付することを特徴とする。
請求項に記載の発明は、請求項1又は2に記載の基板の製造方法であって、前記フィルム貼付ステップは、加熱治具による加熱ステップを含むことを特徴とする。
請求項に記載の発明は、請求項1からのいずれか一項に記載の基板の製造方法であって、前記補強材形成ステップは、前記樹脂を硬化させる硬化ステップを含むことを特徴とする。
請求項に記載の発明は、請求項1からのいずれか一項に記載の基板の製造方法であって、前記補強材形成ステップにおいて、前記樹脂の形状を規定する型枠を用いて、前記フィルムの上に前記樹脂を形成することを特徴とする。
請求項に記載の発明は、請求項に記載の基板の製造方法であって、前記型枠は、前記フィルムと反対側の面を平面状に規定することを特徴とする。
請求項に記載の発明は、請求項に記載の基板の製造方法であって、前記補強材形成ステップは、前記フィルム貼付ステップによって貼付されたフィルム貼付済みの基板を前記型枠内の前記樹脂に浸した状態で、前記樹脂を硬化させる型枠内硬化ステップを含み、前記樹脂が硬化後、前記型枠から取り外して前記フィルムの上に前記樹脂を形成することを特徴とする。
請求項に記載の発明は、請求項1からのいずれか一項に記載の基板の製造方法によって製造される回路基板を特徴とする。
請求項に記載の発明は、請求項に記載の回路基板を備える電子機器を特徴とする。
本発明によれば、基板剛性の確保と、リペアの容易性の両立を図ることができる。
本発明を適用した回路基板の実施形態1の構成を示す縦断面図である。 図1の基板及び電子部品とフィルムを分解して押し子とともに示した分解図である。 図2の押し子を下げてフィルムを基板及び電子部品上に貼付した状態を示した図である。 図3の押し子を初期位置まで戻して基板及び電子部品とフィルムを示した図である。 図4のフィルム上に樹脂を形成した状態を示した図である。 基板の製造工程を示したフローチャートである。 図1の回路基板を筐体内に組み込んだ状態を示した図である。 実施形態2の回路基板の構成を示す縦断面図である。 図8の回路基板を成形する型枠も併せて示した図である。 図8の回路基板を筐体内に組み込んだ状態を示した図である。 図9の回路基板と型枠を上下逆にした状態を示した図である。
以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は本発明を適用した回路基板の実施形態1の構成を示すもので、1は基板、2・3・4・5はIC等の電子部品、6はフィルム、7は樹脂である。
図示のように、基板1の上には、IC等の各種(図示例では4個)の電子部品2・3・4・5が搭載されており、その基板1上の電子部品2・3・4・5を含んでその周囲を覆うフィルム6が接着材により貼付されている。そして、その貼付されたフィルム6の上に補強用の樹脂7が形成されている。なお、フィルム6は、基板1及び電子部品2・3・4・5をリペアする必要が生じた場合に、補強用の樹脂7の剥離を容易にするセパレータとして機能する。
図2は基板1及び電子部品2・3・4・5とフィルム6を分解して押し子8とともに示したもので、フィルム6の下面に接着材が塗布されている。その接着材は、例えばアクリル系の弱粘着性ノリで、その粘着力は、基板1から剥がそうとする力に対し、必要な高強度があるが、ヘラ等を用い端部から剥がしていけば容易に剥がれる強度を具備し、基板1に対する剥離強度において、補強用の樹脂7より低いものである。
そして、フィルム6は、接着材との親和性が良い膜厚が0.1mm〜0.3mmと薄いシート状で、熱軟化性と伸性に富む材料として熱可塑性樹脂、例えば延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)、延伸ポリスチレン、延伸ナイロン、または延伸ポリプロピレン(PP)等により形成されている。このシート状のフィルム6は、後述する加熱による伸びを考慮し、基板1の面積より適正な広さのもので、その周囲端部を図示しないフィルム保持部材により保持されて図示下方向に移動される。
また、押し子8は、基板1上の電子部品2・3・4・5のフィルム貼付面の概逆形状の下面を有して、その下面を所要温度に加熱する加熱治具9を上面に一体に搭載している。この押し子8は熱伝導率の良い金属製で、その周囲端部を図示しない冶具保持部材により保持されて図示上下方向に昇降動作する。
なお、基板1は、圧力にて変形が生じないように図示しない冶具保持部材により保持されている。
次に、図6は基板の製造工程を示したフローチャートで、その開始に先立って、図示のように、基板1に電子部品2・3・4・5が搭載された状態にあること、押し子8が加熱治具9により予熱されていること、フィルム6となるシートが送られていること等の条件確認等が行われる。
そして、先ずステップS1で、図2に示されるように、押し子8が上方位置に待機されるステーションにおいて、電子部品2・3・4・5が搭載された状態にある基板1の基板保持部材の保持によるマウントが行われる。続いて、ステップS2で、予め下面に接着材が塗布されたフィルム6のフィルム保持部材の保持によるマウントが行われる。
次いで、ステップS3で、押し子8を下降させてその下面形状によりフィルム6を、図3に示すように、基板1及び電子部品2・3・4・5に対する押し圧位置まで移動し、続くステップS4で、停止する。この押し子8の停止は適正な押し圧・時間行われる。
ここで、加熱冶具9により過熱された押し子8が下降することにより、その下面でフィルム6を加熱しながら基板1上の電子部品2・3・4・5に押し圧するので、加熱されたフィルム6は熱軟化して電子部品2・3・4・5の形状にそれぞれ沿って個々を覆うように密着して伸び、接着材により接着されて図3の状態に至る。
その後、ステップS5で、押し子8を上昇させて初期の待機位置に戻す。
これにより、図4に示すように、基板1及び電子部品2・3・4・5に沿ってフィルム6が貼付された状態が得られる。なお、図示では、基板1の外形からはみ出したフィルム部分を必要量カットした後の状態が示されている。
なお、以上のステップS1からステップS5までがフィルム貼付ステップ(フローチャート上ではフィルム貼付工程)である。
次に、ステップS6で、図示しない樹脂塗布装置が上方位置に待機される次のステーションに、前工程で電子部品2・3・4・5に沿ってフィルム6を貼付した基板1が移動する。
そして、続くステップS7で、図示しない上方の樹脂塗布装置により、図5に示すように、フィルム6上に補強用の樹脂7が塗布される。この補強用の樹脂7は、例えば熱硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂で、必要な構造強度特性を具備するものである。なお、樹脂7の塗布の際、その塗布範囲を規定するために周囲を囲む型枠等を用いてもよい。
その後、ステップS8で、図示しない加熱装置または紫外線照射装置が上方位置に待機される次のステーションに、電子部品2・3・4・5を密着して覆うフィルム6上に樹脂7が塗布された基板1が移動する。
次いで、ステップS9で、基板1及び電子部品2・3・4・5を密着して覆うフィルム6上に樹脂7が、加熱装置による加熱または紫外線照射装置による紫外線の照射によって、硬化される。
これにより、図1に示したように、基板1及び電子部品2・3・4・5に沿って貼付したフィルム6上に塗布された補強用の樹脂7が硬化した状態が得られる。
なお、以上のステップS6からステップS9までが補強材形成ステップ(フローチャート上では樹脂塗布硬化工程)である。
こうして製造された回路基板は、例えば図7に示すように、電子機器の筐体10の内部に基板1を固定して組み込まれる。
以上のように、基板1の電子部品2・3・4・5が実装された面を補強用の樹脂7で覆ったため、基板剛性を増すことができる。
そして、例えば電子部品2・3・4・5等に不具合が起きた時は、フィルム6は弱粘着性ノリで接着されているので、ヘラ等を用い端部から補強用の樹脂7と友に容易に剥がすことができる。従って、電子部品2・3・4・5及び基板1等をリペアできる。リペア後は、前述したように、フィルム6を再度被せ、補強用の樹脂7を塗布すればよい。
以上、実施形態の回路基板によれば、基板1の電子部品2・3・4・5が実装された面を覆うフィルム6を接着材により貼付し、その貼付されたフィルム6の上に補強用の樹脂7を形成することで、補強用の樹脂7による基板剛性の確保と、フィルム6によるリペアの容易性の両立を図ることができる。
従って、回路基板を備える電子機器の信頼性を向上させることができる。
そして、基板1及び電子部品2・3・4・5にフィルム6を接着する接着材は、基板1に対する剥離強度において、補強用の樹脂7より低いことから、例えば基板1及び電子部品2・3・4・5に直接形成された樹脂7を剥離するよりも、樹脂7を含めてフィルム6を基板1及び電子部品2・3・4・5から剥離することが容易なので、基板1及び電子部品2・3・4・5をリペアしての再利用等が容易になる。
また、フィルム貼付ステップにおいて、電子部品2・3・4・5のフィルム貼付面の概逆形状の下面を有する押し子8を用いて、フィルム6を押し付けて貼付することで、基板1及び電子部品2・3・4・5の形状に合わせて、フィルム6をより確実に密着させることができる。
また、フィルム貼付ステップは、加熱治具9による加熱ステップを含むので、フィルム6を熱により柔らかくした状態で、電子部品2・3・4・5の形状に沿って覆うように密着させることができる。
また、補強材形成ステップは、樹脂7を硬化させる硬化ステップを含むので、樹脂7を熱硬化または紫外線硬化により硬化することによって、基板1の強度を増加させることができる。
(実施形態2)
図8は実施形態2の回路基板の構成を示すもので、前述した実施形態1と同様、1は基板、2・3・4・5は電子部品、6はフィルム、7は樹脂である。
実施形態2は、図示のように、補強用の樹脂7の上面を平面状に形成したものである。すなわち、図9に示すように、前述した実施形態1と同様の基板1及び電子部品2・3・4・5を覆うフィルム6の周囲を囲むとともに水平な上面部を有する型枠11を、フィルム6の周囲上にセットして、その型枠11内に補強用の樹脂7を注入充填する。
その後、実施形態1と同様に、樹脂7を硬化させてから、型枠11を取り外すことで、図8に示したように、基板1及び電子部品2・3・4・5に沿って貼付したフィルム6上に補強用の樹脂7が硬化して上面を平面状に形成した状態が得られる。
こうして製造された回路基板は、実施形態1と同様、例えば図10に示すように、電子機器の筐体10の内部に基板1を固定して組み込まれる。
以上のように、基板1及び電子部品2・3・4・5に沿って貼付したフィルム6上の補強用の樹脂7の上面を平面状に形成したことで、基板1の全体の断面形状が同一になるため、基板全体の剛性が均一になる。
従って、図10において、筐体10に外力が作用して、基板1上の補強用の樹脂7の平面状上面に外力が作用しても、その外力を基板全体で均一に受けるため、変形も均一で、応力集中し難く、破損し難いものとなる。
以上、実施形態2の回路基板によれば、前述した実施形態1と同様の作用効果が得られることに加え、以下の作用効果を発揮できる。
すなわち、補強材形成ステップにおいて、樹脂7の形状を規定する型枠11を用いて、フィルム6の上に樹脂7を形成することで、樹脂7の形状を容易に規定することができる。
さらに、型枠11は、フィルム6と反対側の面を平面状に規定するので、樹脂7のフィルム6と反対側の面を応力に強い形状にすることができる。
次に、図11は図9の回路基板と型枠11を上下逆にした状態を示したもので、その上面が開放された型枠11内に図示しない樹脂7を溜めて、基板1の電子部品2・3・4・5に沿って貼付したフィルム6部分を浸けてから、実施形態1と同様に、樹脂7の硬化後、型枠11から取り外す。
このように、前記補強材形成ステップは、前記フィルム貼付ステップによって貼付されたフィルム6を貼付済みの基板1を型枠11内の樹脂7に浸した状態で、樹脂7を硬化させる型枠内硬化ステップを含んでおり、その樹脂7が硬化後、型枠11から取り外してフィルム6の上に樹脂7を形成することで、樹脂7の形状を容易に規定することができるとともに、型枠11内に未硬化の樹脂を補充することにより、連続的に樹脂7を形成することで生産性を上げることができる。
(変形例)
なお、以上の実施形態においては、単に電子機器としたが、本発明はデジタルカメラ、ビデオカメラ、PDA、ノートパソコン、ウェアラブルパソコン、電卓、電子辞書などの電子機器すべてに用いることができる。
また、基板の大きさ、電子部品の種類や数等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
1 基板
2・3・4・5 電子部品
6 フィルム
7 樹脂
8 押し子
9 加熱冶具
10 筐体
11 型枠

Claims (9)

  1. 電子部品が実装された基板の製造方法であって、
    前記基板の前記電子部品が実装された面を覆うフィルムを接着材により貼付するフィルム貼付ステップと、
    前記フィルム貼付ステップによって貼付された前記フィルムの上に補強用の樹脂を形成する補強材形成ステップと、
    を含み、
    前記接着材は、前記基板に対する剥離強度において、前記樹脂より低く、
    前記フィルムの周縁部は、前記樹脂と比較して周辺に延伸して形成されることを特徴とする基板の製造方法。
  2. 前記フィルム貼付ステップにおいて、前記電子部品の前記フィルムの貼付面の概逆形状の下面を有する押し子を用いて、前記フィルムを押し付けて貼付することを特徴とする請求項1に記載の基板の製造方法。
  3. 前記フィルム貼付ステップは、加熱治具による加熱ステップを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の基板の製造方法。
  4. 前記補強材形成ステップは、前記樹脂を硬化させる硬化ステップを含むことを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の基板の製造方法。
  5. 前記補強材形成ステップにおいて、前記樹脂の形状を規定する型枠を用いて、前記フィルムの上に前記樹脂を形成することを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の基板の製造方法。
  6. 前記型枠は、前記フィルムと反対側の面を平面状に規定することを特徴とする請求項に記載の基板の製造方法。
  7. 前記補強材形成ステップは、前記フィルム貼付ステップによって貼付されたフィルム貼付済みの基板を前記型枠内の前記樹脂に浸した状態で、前記樹脂を硬化させる型枠内硬化ステップを含み、前記樹脂が硬化後、前記型枠から取り外して前記フィルムの上に前記樹脂を形成することを特徴とする請求項に記載の基板の製造方法。
  8. 請求項1からのいずれか一項に記載の基板の製造方法によって製造されることを特徴とする回路基板。
  9. 請求項に記載の回路基板を備えることを特徴とする電子機器。
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