JP5288476B2

JP5288476B2 - 基板の製造方法、回路基板、及び電子機器

Info

Publication number: JP5288476B2
Application number: JP2009085844A
Authority: JP
Inventors: 高司石川
Original assignee: NEC Casio Mobile Communications Ltd
Current assignee: NEC Casio Mobile Communications Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP2010238945A

Description

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２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３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４に記載の発明は、請求項１から３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５に記載の発明は、請求項１から４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６に記載の発明は、請求項５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７に記載の発明は、請求項５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８に記載の発明は、請求項１から７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９に記載の発明は、請求項８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

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。
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。
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。
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３のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
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４のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
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５に記載の基板の製造方法。
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５に記載の基板の製造方法。
請求項１から７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。
請求項８に記載の回路基板を備えることを特徴とする電子機器。