JP5660263B1 - 電子部品、電子部品の製造方法、および、回路基板 - Google Patents

電子部品、電子部品の製造方法、および、回路基板 Download PDF

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Abstract

端子電極（１３Ｂ）を有するイメージセンサＩＣ（１３）と、イメージセンサＩＣ（１３）が実装される回路基板（１１）と、を備えるカメラモジュール（１０）であって、回路基板（１１）は、端子電極（１３Ｂ）が超音波溶接されている実装電極（１８Ａ）と、実装電極（１８Ａ）が設けられている平膜状部材（１８）と、平膜状部材（１８）が接合されている基板部材（１７）と、を備え、平膜状部材（１８）の弾性率が、基板部材（１７）の弾性率よりも高いことを特徴とする。

Description

本発明は、表面実装型素子を回路基板に実装する技術に関する。特には、超音波溶接法を利用して表面実装型素子を回路基板に実装した電子部品と、電子部品の製造方法と、回路基板と、に関する。
回路基板として、可撓性を有する樹脂多層基板が利用されることがある。このような回路基板は、例えば、液晶ポリマ樹脂等の熱可塑性樹脂を加熱により軟化させて圧着させることで多層化して構成される。
また、このような回路基板に対して表面実装型素子を実装する工法の一つに、超音波溶接法がある（例えば、特許文献１参照）。図７は、特許文献１に記載されている超音波溶接法について示す模式図である。
超音波溶接法は、表面実装型素子１０３と回路基板１０１とを接触させた状態で表面実装型素子１０３を超音波振動させることで接触面に摩擦熱を生じさせ、この摩擦熱により表面実装型素子１０３の端子電極（不図示）と回路基板１０１の実装電極（不図示）とを溶着させる工法である。上記特許文献１においては、回路基板１０１の材質として液晶ポリマ樹脂が採用されている。液晶ポリマ樹脂は結晶配向を有しており、結晶配向の方向に沿った弾性率が他の方向に沿った弾性率よりも大きいという特性を有している。そのため、表面実装型素子１０３を超音波振動させる方向が、回路基板１０１における液晶ポリマ樹脂の結晶配向に沿った方向でなければ、超音波振動が回路基板１０１に吸収されて、表面実装型素子１０３の接合強度が低下することがある。そこで、上記特許文献１では、表面実装型素子１０３と回路基板１０１との接合強度を安定させるために、表面実装型素子１０３を超音波振動させる方向を、回路基板１０１における液晶ポリマ樹脂の結晶配向の方向に沿わせて、これにより、表面実装型素子１０３の接合強度を安定させている。
特開２００６−１２０６８３号公報
上述したように、超音波溶接法では、回路基板に超音波振動が吸収されることにより、表面実装型素子と回路基板とを十分な接合強度で接合できないことがあった。特に、回路基板が液晶ポリマのような軟らかい素材からなる場合、超音波振動の振動エネルギーが伝わりにくく、接合が安定しにくい。そのため、例えば回路基板が曲げられる場合に、表面実装型素子が回路基板から剥がれ落ちたり、表面実装型素子の接触不良が生じたりすることがあった。
特に、回路基板が液晶ポリマなどの熱可塑性を有する素材からなる場合には、摩擦熱により回路基板が局所的に軟化して基板表面が陥没することがあり、表面実装型素子に十分な圧力が加わらず、接合強度が弱くなってしまうことがあった。また、回路基板が結晶配向を有する素材からなる場合には、十分な接合強度を安定して実現するためには、回路基板における結晶配向の方向を把握して超音波振動の方向を適切に設定する必要があり、実装工程の難易度が高度化する問題もあった。
そこで本発明は、超音波溶接法を利用して表面実装型素子を回路基板に実装する際に、十分な接合強度を安定して実現することができ、例えば回路基板が曲げられても、表面実装型素子が剥がれ落ちたり、表面実装型素子の接触不良が生じたりすることを抑制できる電子部品、電子部品の製造方法、および回路基板を提供することにある。
この発明の電子部品は、端子電極を有する表面実装型素子と、前記表面実装型素子が実装される回路基板と、を備える電子部品であって、前記回路基板は、前記端子電極が超音波溶接されている実装電極と、前記実装電極が設けられている平膜状部材と、前記平膜状部材が接合されている基板部材と、を備え、前記平膜状部材の弾性率が、前記基板部材の弾性率よりも高いことを特徴とする。
また、この発明の回路基板は、実装電極と、前記実装電極が設けられている平膜状部材と、前記平膜状部材が接合されている基板部材と、を備え、前記平膜状部材の弾性率が、前記基板部材の弾性率よりも高いことを特徴とする。
また、この発明の電子部品の製造方法は、前記回路基板を構成する前記平膜状部材上に前記表面実装型素子を配し、前記端子電極を前記実装電極に超音波溶接させる超音波溶接工程を実施する。
これらの発明では、超音波溶接法を利用して表面実装型素子を回路基板に実装する際に、弾性率が高い平膜状部材を介して表面実装型素子を回路基板に実装することにより、表面実装型素子側からの超音波振動が平膜状部材から基板部材に伝わって吸収されることを抑制でき、表面実装型素子を十分な接合強度で回路基板に実装することができる。
その上、上述の基板部材が熱可塑性樹脂からなる場合にも、表面実装型素子に加わる荷重が平膜状部材に支えられるため、摩擦熱により回路基板が局所的に軟化して回路基板の基板表面が陥没することがなく、表面実装型素子と回路基板との接合強度が安定したものになる。
さらには、上述の基板部材が液晶ポリマ樹脂からなる場合でも、結晶配向の影響を受けずに表面実装型素子を接合することができ、表面実装型素子の実装工程を容易化して接合強度を確実に安定させられる。
上述の電子部品および回路基板は、前記基板部材と前記平膜状部材とのうちの一方に設けられているビアホール導体と、前記基板部材と前記平膜状部材とのうちの他方に設けられているパッド導体と、を備え、前記ビアホール導体が前記パッド導体に直接接合されており、前記ビアホール導体と前記パッド導体とを介して、前記実装電極が前記基板部材に電気的に接続されていてもよい。このようにすれば、ビアホール導体とパッド導体との接合によって、基板部材に対する平膜状部材の接合強度を高めることができる。また、基板部材と平膜状部材とのそれぞれにパッド導体を設けてパッド導体同士を接合させる場合に比べて、製造工程を簡易化することができる。
上述の基板部材は、一方主面に凹部および凸部が形成されており、前記平膜状部材は、端部が前記凸部に埋設され、前記実装電極が前記凹部から露出する状態で前記基板部材に接合されていてもよい。このようにすれば、平膜状部材の端部が凸部に埋設されることにより、基板部材に対する平膜状部材の接合強度を高めることができる。
上述の電子部品および回路基板は、前記平膜状部材における前記実装電極が設けられている面にパッド導体を備え、前記パッド導体は、前記凸部に埋設されており、前記パッド導体を介して、前記実装電極が前記基板部材に電気的に接続されていてもよい。このようにすれば、平膜状部材の一方主面のみに導体パターンを設けて回路基板を構成することが可能になり、製造工程をさらに簡易化することができる。
上述の平膜状部材は基板部材とは誘電率が相違し、高周波部品を構成する機能導体を備えていてもよい。また、上述の平膜状部材は基板部材とは透磁率が相違し、磁性部品を構成する機能導体を備えていてもよい。このようにすれば、平膜状部材を利用して、良好な高周波特性を得たり、小型の磁性部品を構成したりすることができる。
この発明によれば、基板部材よりも弾性率が高い平膜状部材を介して表面実装型素子を回路基板に実装することにより、超音波溶接法を利用して表面実装型素子を回路基板に実装しても、超音波振動が回路基板に吸収されにくくなり、表面実装型素子を十分な接合強度で回路基板に実装することができる。したがって、表面実装型素子が回路基板から剥がれ落ちたり、接触不良が生じたりすることを抑制できる。
本発明の第１の実施形態に係る電子部品の一方主面側から視た平面図および他方主面側から視た平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る電子部品の機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る電子部品の側面断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る電子部品の製造過程を示す側面断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る電子部品の側面断面図である。 本発明の他の実施形態に係る電子部品の側面断面図である。 従来例に係る電子部品の側面断面図および分解斜視図である。
以下、電子部品としてカメラモジュールを構成する場合を例に、本発明の実施形態に係る電子部品、電子部品の製造方法、および、回路基板を説明する。なお、以降の説明に用いる各図には、導体パターンや回路素子を全て記載している訳ではなく、本発明の特徴となる部分のみを記載している。
まず、本発明の第１の実施形態に係るカメラモジュール１０の概略構成について説明する。図１（Ａ）は、カメラモジュール１０を一方主面側から視た平面図である。図１（Ｂ）は、カメラモジュール１０を他方主面側から視た平面図である。図２は、カメラモジュール１０の機能ブロック図である。
カメラモジュール１０は、回路基板１１と、レンズユニット１２と、イメージセンサＩＣ１３と、回路素子１４と、コネクタ１５と、配線部１６と、を備えている。
回路基板１１は、液晶ポリマ樹脂からなる基板部材１７を備えている。液晶ポリマ樹脂は柔軟性の高い材料であり、基板部材１７は、全体として可撓性を有している。また、液晶ポリマ樹脂は熱可塑性を有する材料であり、基板部材１７は温度上昇に伴い軟化する性質を有している。また、基板部材１７は、１軸方向または２軸方向に配向した液晶ポリマ樹脂シートを加熱および加圧して積層することで構成されており、これにより、基板部材１７は結晶配向を有し、表面に沿う方向に弾性率の異方性を有している。なお、基板部材１７の材料としては、液晶ポリマ樹脂以外の材料、例えば熱可塑性を有するポリイミドなどで構成してもよい。ただし、液晶ポリマ樹脂シートを加熱および加圧して積層することにより基板部材１７を構成することで、基板部材１７をポリイミドから構成する場合と比較して耐水性を高くすることができ、吸水時の誘電率の変動や寸法の変動を抑えられるので、基板部材１７の構成としてより好ましい。また、基板部材１７として熱可塑性樹脂を用いることで、加熱圧着により容易に積層体を形成することができる。ただし、熱可塑性樹脂からなる基板部材１７では再加熱による変形が起こりやすいので、各種部品の実装には、局所的に摩擦熱を生じさせることができる超音波溶接法を用いる。超音波溶接法を用いることで、熱可塑性樹脂からなる基板部材１７が、広範囲に加熱されることを抑制できる。カメラモジュール１０では、イメージセンサＩＣ１３付近の光路で変形が生じると致命的な不具合が発生することになるので、熱可塑性樹脂からなる基板部材１７に超音波溶接法を用いて各種部品を実装することにより、光路の変形を抑制でき、光路での不要な反射等の発生による像の乱れを抑制できる。
基板部材１７は、実装部２１，２２と接続部２３とを備えている。実装部２１と接続部２３と実装部２２とは、一体に構成されている。実装部２１は、一方主面を厚み方向から平面視して四角形の平板状であり、接続部２３の一端に接続されている。実装部２２は、一方主面を厚み方向から平面視して実装部２１よりも寸法が小さい長方形の平板状であり、接続部２３の他端に接続されている。接続部２３は、フラットケーブル状であり、一方主面を厚み方向から平面視して実装部２１，２２よりも幅が狭く、実装部２１と実装部２２とを結ぶ方向を長手として延びている。この接続部２３は、実装部２１，２２よりも薄く構成されており、これにより、接続部２３でのフレキシブル性を確保しつつ実装部２１および実装部２２の強度（リジッド性）を高めている。なお、実装部２１，２２と接続部２３との両主面には、図示していないが絶縁性を有するレジスト膜を適宜設けている。
実装部２１は、凹部２１Ａと凸部２１Ｂとを備えている。実装部２１を一方主面側から視て、凹部２１Ａは凸部２１Ｂよりもへこんでいる。凹部２１Ａは、実装部２１の中央に設けられている。凸部２１Ｂは、実装部２１において凹部２１Ａを囲むように設けられている。これにより、凹部２１Ａの一方主面側には、凸部２１Ｂに囲まれるキャビティ空間２１Ｄが構成されている。キャビティ空間２１Ｄは、イメージセンサＩＣ１３を内部に収容している。また、凹部２１Ａの中央には、貫通孔２１Ｃが設けられている。実装部２１の他方主面には、貫通孔２１Ｃを覆うようにレンズユニット１２が設けられている。貫通孔２１Ｃは、レンズユニット１２とイメージセンサＩＣ１３との間を光学的に接続する光路を構成している。凸部２１Ｂの四隅の近傍には、貫通孔２４が設けられている。貫通孔２４は、外部装置へのねじ止めに利用される。なお、ここでは図示していないが、イメージセンサＩＣ１３を遮光するために、一方主面側に設けられた平板状のカバー部材により凹部２１Ａが覆われていてもよい。このようにすれば、カメラモジュール１０において、不要光を遮光して、より良好な光学特性を実現することができる。
レンズユニット１２は、レンズ１２Ａとレンズ駆動部１２Ｂとを備えている。レンズ１２Ａは、貫通孔２１Ｃの開口中心に光軸が一致するように配置されており、外部から入射する光を貫通孔２１Ｃに導光（集光）する機能を有している。レンズ駆動部１２Ｂは、レンズ１２Ａを保持しており、配線部１６を介してイメージセンサＩＣ１３またはコネクタ１５から制御信号が入力されることで、レンズ１２Ａの高さ方向の位置を変化させ、ピント合わせ等を行う機能を有している。
イメージセンサＩＣ１３は、特許請求の範囲に記載の表面実装型素子であり、凹部２１Ａの一方主面（内底面）にて貫通孔２１Ｃを覆うように、キャビティ空間２１Ｄに配置されている。このイメージセンサＩＣ１３は、凹部２１Ａの一方主面（内底面）に対向する受光面を有しており、貫通孔２１Ｃを介してレンズユニット１２から入射する光を受光し、画像を撮像する機能を有している。また、イメージセンサＩＣ１３は、コネクタ１５および配線部１６を介して、外部回路から入力される制御信号を受け取り、配線部１６およびコネクタ１５を介して画像データを外部回路に出力する機能を有している。
配線部１６は、回路基板１１の表面および内部に配置されている。配線部１６は、実装部２１から接続部２３を経由して実装部２２まで延び、図２に示すように、レンズユニット１２とイメージセンサＩＣ１３と回路素子１４とコネクタ１５との間を相互に接続させている。配線部１６は、実装部２１，２２と接続部２３とが一体に構成されている基板部材１７に設けられているため、高い接続信頼性を有している。
回路素子１４は、実装部２１の内部に埋設されている。回路素子１４としては、回路構成に応じてコンデンサ素子、インダクタ素子、抵抗素子、フィルタ素子等の受動素子が適宜設けられる。なお、回路素子１４は、回路基板１１の表面に設けられていてもよい。また、回路素子１４は、イメージセンサＩＣ１３を除く他の能動素子（ＩＣ等）であってもよい。また、回路素子１４は複数設けられていてもよい。また、回路素子１４は回路基板１１の表面および内部に配置される導体から構成されていてもよい。
コネクタ１５は、実装部２２の一方主面に設けられている。コネクタ１５は、外部基板などの外部回路との接続端子として機能する。なお、コネクタ１５は、回路基板１１の他方主面側に設けられていてもよい。
図３は、カメラモジュール１０の側面断面図である。
基板部材１７は、樹脂層３１，３２，３３，３４，３５，３６を一方主面側から他方主面側に順に積層して構成されている。実装部２１において凹部２１Ａは、樹脂層３４〜３６を積層して構成されている。実装部２１において凸部２１Ｂは、樹脂層３１〜３６を積層して構成されている。接続部２３は、樹脂層３４〜３６を積層して構成されている。実装部２２は、樹脂層３１〜３６を積層して構成されている。
配線部１６は、実装電極１６Ａとビアホール導体１６Ｂと内部導体パターン１６Ｃとを電気的に接続して構成されている。内部導体パターン１６Ｃは、樹脂層３１〜３６の層間界面に設けられている。ビアホール導体１６Ｂは、樹脂層３１〜３６の各層内を貫通するように設けられている。実装電極１６Ａは、実装部２１の他方主面および実装部２２の一方主面に設けられており、金属バンプや異方性導電シートなどを介してレンズユニット１２やコネクタ１５が実装されている。
イメージセンサＩＣ１３は、回路基板１１に対向する受光面に、複数の受光素子がマトリクス状に配列された受光領域１３Ａが設けられている。また、イメージセンサＩＣ１３の受光面には、受光領域１３Ａを囲む領域に端子電極１３Ｂが設けられている。端子電極１３Ｂは、ここでは金からなる金属バンプを含む。
基板部材１７における実装部２１には、凹部２１Ａの一方主面（内底面）を覆うように、平膜状部材１８が付設されている。平膜状部材１８は、基板部材１７（例えば弾性率７ＧＰａ）よりも弾性率の高いエポキシ基板（例えば弾性率２０ＧＰａ）からなり、実装電極１８Ａと、ビアホール導体１８Ｂと、パッド導体１８Ｃとを備えている。平膜状部材１８の端部は、外周全周にわたって凸部２１Ｂに埋設されている。パッド導体１８Ｃは平膜状部材１８の他方主面に設けられており、基板部材１７に設けられているビアホール導体１６Ｂが直接接合されている。ビアホール導体１８Ｂは、平膜状部材１８の内部を貫通するように設けられており、実装電極１８Ａとパッド導体１８Ｃとの間を電気的に接続している。実装電極１８Ａは、凹部２１Ａから露出するように平膜状部材１８の一方主面に設けられており、イメージセンサＩＣ１３の端子電極１３Ｂが超音波溶接されている。なお、実装電極１８Ａは、ここでは表面に金メッキが施された積層メッキ電極である。また、平膜状部材１８の材料としては、エポキシ基板の他、低温焼成セラミック基板やアルミナ基板などのセラミック基板や金属板など、基板部材１７よりも弾性率が高ければ、どのような材料が採用されてもよい。
本実施形態のカメラモジュール１０においては、上述したように、平膜状部材１８を介してイメージセンサＩＣ１３が回路基板１１に実装されており、平膜状部材１８の実装電極１８ＡにイメージセンサＩＣ１３の端子電極（金属バンプ）１３Ｂが超音波溶接されている。平膜状部材１８は基板部材１７よりも弾性率が高いため、イメージセンサＩＣ１３を回路基板１１に超音波溶接法により実装していても、イメージセンサＩＣ１３の超音波振動が平膜状部材１８から基板部材１７に伝わって吸収されることを抑制でき、大きな摩擦熱を生じさせることができる。したがって、イメージセンサＩＣ１３は十分な接合強度で、回路基板１１に接合することができる。なお、超音波振動は平膜状部材１８の表面に局所的に作用するため、平膜状部材１８が薄く全体としての剛性が小さくても、平膜状部材１８によって超音波振動が基板部材１７に伝わって吸収されることを抑制することができる。
また、平膜状部材１８は、端部が全周にわたって凸部２１Ｂに埋設されるとともに、パッド導体１８Ｃが基板部材１７のビアホール導体１６Ｂに直接接合されている。これにより、平膜状部材１８と基板部材１７とは、十分な接合強度で接合されている。したがって、このカメラモジュール１０は、回路基板１１が曲げられても、イメージセンサＩＣ１３や平膜状部材１８が剥がれ落ちたり、配線部１６とイメージセンサＩＣ１３の電気的接続に接触不良が生じたりすることを抑制できる。
ここで、カメラモジュール１０の製造方法を参照して、イメージセンサＩＣ１３と回路基板１１との接合を、より詳細に説明する。
図４は、カメラモジュール１０の製造過程を示す側面断面図である。
図４（Ａ）は、第１の工程を示す側面断面図である。第１の工程は、単層状態で樹脂層３１〜３６それぞれを形成する工程である。
具体的には、第１の工程では、まず、熱可塑性を有する片面金属張りの複数の液晶ポリマ樹脂シートを用意する。各液晶ポリマ樹脂シートは樹脂層３１〜３６を構成するものである。このような液晶ポリマ樹脂シートの金属膜としては、代表的には銅箔が用いられる。また、平膜状部材１８となるエポキシ基板を用意する。この平膜状部材１８には、実装電極１８Ａと、ビアホール導体１８Ｂと、パッド導体１８Ｃとが設けられており、実装電極１８Ａには金メッキを施されている。また、平膜状部材１８には、基板部材１７の貫通孔２１Ｃ、貫通孔２４の位置に対応する貫通孔が設けられている。
これらの液晶ポリマ樹脂シートに対してフォトリソグラフィおよびエッチング技術を利用してパターニング処理を行うことにより、実装電極１６Ａや内部導体パターン１６Ｃとなる導体パターンを形成する。また、各液晶ポリマ樹脂シートに対して孔を形成した後、ビアホール導体１６Ｂとなる導電性ペーストを孔内に充填する。このような導電性ペーストとしては、代表的にはスズや銀を主成分とする合金とバインダとを含むものが用いられる。また、これらの液晶ポリマ樹脂シートに対して、キャビティ空間２１Ｄ、貫通孔２１Ｃ、貫通孔２４、平膜状部材１８の端部や回路素子１４を収容するための部品収容空間を型抜き切断により形成する。この工程は、複数の回路基板１１となる領域が複数個配列されるマルチシート状態で行われる。
図４（Ｂ）は、第１の工程に続く第２の工程を示す断面図である。第２の工程は、回路基板１１を形成する工程（回路基板形成工程）である。
具体的には第２の工程では、まず、金属膜のパターニング処理および開口の形成が行われた液晶ポリマ樹脂シートを、部品収容空間内に平膜状部材１８の端部や回路素子１４を配置した状態で積層する。次に、積層された複数の液晶ポリマ樹脂シートを加熱および加圧により圧着させる。この際、熱可塑性樹脂である液晶ポリマ樹脂を用いているので、ボンディングシートやプリプレグのような接着層を用いることなく、各液晶ポリマ樹脂シートを一体化して回路基板１１を形成することができる。また、この熱圧着の際、前述の導電性ペーストが金属化（焼結）して、ビアホール導体１６Ｂが形成される。平膜状部材１８と基板部材１７とは素材が異なるために、加熱および加圧により接合しても、接触面の接合強度はあまり強くならないが、平膜状部材１８のパッド導体１８Ｃに基板部材１７のビアホール導体１６Ｂが直接接合されることにより、また、平膜状部材１８の端部が凸部２１Ｂに埋設されることにより、平膜状部材１８と基板部材１７とを十分な接合強度で接合することが可能になる。この工程も、複数の回路基板１１となる領域が複数個配列されるマルチシート状態で行われる。
図４（Ｃ）は、第２の工程に続く第３の工程を示す断面図である。第３の工程は、イメージセンサＩＣ１３を、マルチシート状態にある各回路基板１１に対して超音波溶接法を利用して実装する工程（超音波溶接工程）である。
具体的には、第３の工程では、イメージセンサＩＣ１３と回路基板１１とを接触させた状態で、イメージセンサＩＣ１３を超音波振動させることで摩擦熱を生じさせる。これによりイメージセンサＩＣ１３の端子電極１３Ｂと平膜状部材１８の実装電極１８Ａとが溶融し、金同士が溶着（合金化）して両者が接合される。平膜状部材１８は、基板部材１７よりも弾性率が高いため、平膜状部材１８を介してイメージセンサＩＣ１３を回路基板１１に実装することにより、イメージセンサＩＣ１３側からの超音波振動が平膜状部材１８から基板部材１７に伝わって吸収されることを抑制し、イメージセンサＩＣ１３を十分な接合強度で回路基板１１に実装することができる。その上、熱可塑性樹脂からなる基板部材１７が摩擦熱によって軟化して陥没することを防ぐことができ、イメージセンサＩＣ１３に加わる荷重を平膜状部材１８によって支えて、イメージセンサＩＣ１３と回路基板１１との接合強度を安定させることができる。また、液晶ポリマ樹脂からなる基板部材１７が結晶配向を有していても、結晶配向の影響を受けずに、イメージセンサＩＣ１３を接合することができ、イメージセンサＩＣ１３の接合強度を安定させるとともに実装工程を容易化できる。
図４（Ｄ）は、第３の工程に続く第４の工程を示す断面図である。第４の工程は、レンズユニット１２およびコネクタ１５を、マルチシート状態にある各回路基板１１に対して実装する工程である。
具体的には、第４の工程では、はんだ等を用いた実装方法により、レンズユニット１２およびコネクタ１５を各回路基板１１に対して実装する。その後、マルチシート状態のシートから各回路基板１１を個別単位に切断し、複数のカメラモジュール１０を得る。
以上に説明したように、本実施形態に係るカメラモジュール１０は、第３の工程（超音波溶接工程）において、平膜状部材１８の実装電極１８Ａに対してイメージセンサＩＣ１３の端子電極１３Ｂを超音波溶接するので、十分な接合強度を安定して実現することができ、例えば回路基板１１が曲げられてもイメージセンサＩＣ１３が基板部材１７から剥がれにくくなる。
また、第２の工程（回路基板形成工程）で、基板部材１７のビアホール導体１６Ｂと平膜状部材１８のパッド導体１８Ｃとを直接接合させるので、基板部材１７にもパッド導体を設けてパッド導体同士を接合させる場合に比べて、パッド導体の一方を設けるための工程を省くことができ、製造工程を簡易化することができる。
また、平膜状部材１８の実装電極１８Ａに対してイメージセンサＩＣ１３の端子電極１３Ｂを超音波溶接するため、平膜状部材１８の実装電極１８Ａにのみ金メッキを施せばよく、基板部材１７には金メッキを行う必要が無いため、金メッキを施す電極面積を抑制できる。
また、本実施形態のカメラモジュール１０においては、イメージセンサＩＣ１３が十分な接合強度で回路基板１１に接合される上に、イメージセンサ１Ｃ１３がフレキシブル回路基板１１に実装される位置の精度や、基板表面に対する平行度の精度が高まるので、外部からの不要光の侵入や、光路からの入射光の進入角度が不均一になることを防ぐことができ、光学特性を向上させることができる。
また、実装部２１の他方主面側にレンズユニット１２を配置し、一方主面側のキャビティ空間２１Ｄ内にイメージセンサＩＣ１３を配置しているので、レンズユニット１２とイメージセンサＩＣ１３との間隔を必要量とりながら、実装部２１の厚みをできる限り薄くすることができる。
なお、本実施形態においては、平膜状部材１８にパッド導体１８Ｃを設けて、基板部材１７のビアホール導体１６Ｂと直接接合させるようにしたが、平膜状部材１８に設けたビアホール導体１８Ｂと、基板部材１７に設けるパッド導体とを直接接合させるようにしてもよい。
次に、本発明の第２の実施形態に係るカメラモジュールについて説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態に係るカメラモジュール５０の側面断面図である。
本実施形態は、主に平膜状部材の配線構造の点で第１の実施形態と相違している。具体的には、平膜状部材５８において、ビアホール導体が設けられておらず、一方主面側のみにパッド導体１８Ｃと実装電極１８Ａとを含む導体パターンが形成されている。パッド導体１８Ｃと実装電極１８Ａとは、図示していない配線パターンにより接続されている。パッド導体１８Ｃは、平膜状部材５８の端部に設けられており、凸部２１Ｂに埋設され、基板部材１７のビアホール導体１６Ｂが直接接合されている。
このようなカメラモジュール５０においては、平膜状部材５８がビアホール導体を備えていない簡易な構成であるので、その製造が容易である。そして、平膜状部材５８を介してイメージセンサＩＣ１３が回路基板１１に実装されており、平膜状部材５８の実装電極１８ＡにイメージセンサＩＣ１３の端子電極１３Ｂが超音波溶接されているので、両者が十分な接合強度で接合されており、例えば回路基板１１が曲げられても、イメージセンサＩＣ１３が剥がれ落ちたり、配線部１６とイメージセンサＩＣ１３の電気的接続に接触不良が生じたりすることが抑制される。
なお、本実施形態においては、平膜状部材５８に設けるパッド導体１８Ｃに対して、基板部材１７のビアホール導体１６Ｂが直接接合されているが、基板部材１７の内部導体パターン１６Ｃが接合されていてもよい。また、第１の実施形態で示したビアホール導体１８Ｂを介した配線接続が併用されていてもよい。
次に、本発明の他の実施形態に係るカメラモジュールについて説明する。
図６（Ａ）は本発明の第３の実施形態に係るカメラモジュール６０の側面断面図である。
本実施形態は、主として、平膜状部材の端部が凸部２１Ｂに埋設されていない点で、第１の実施形態と相違している。平膜状部材６８は、一方主面に設けられている実装電極１８Ａと内部に設けられているビアホール導体１８Ｂと他方主面に設けられているパッド導体１８Ｃとを備えている。パッド導体１８Ｃは、基板部材１７のビアホール導体１６Ｂが直接接合されており、これにより、平膜状部材６８は基板部材１７に接合されている。このように、平膜状部材６８は、必ずしも凸部２１Ｂに埋設されていなくてもよい。なお、この場合には、基板部材１７を積層形成する工程を実施した後に、平膜状部材６８を基板部材１７に搭載し、接着等の方法で接合してもよい。また、その場合には、基板部材１７にもパッド導体を設けて、平膜状部材６８のパッド導体に接合させるようにするとよい。
図６（Ｂ）は本発明の第４の実施形態に係るカメラモジュール７０の側面断面図である。
本実施形態は、主として、平膜状部材が金属板で構成されている点で、第１の実施形態と相違している。平膜状部材７８は、イメージセンサＩＣ１３の端子電極ごとに、複数設けられており、複数の平膜状部材７８は、互いに別個の部材として構成されている。
このようなカメラモジュール７０においては、平膜状部材７８の形成が容易である。その上、平膜状部材７８を介してイメージセンサＩＣ１３が回路基板１１に実装されており、平膜状部材７８にイメージセンサＩＣ１３の端子電極１３Ｂが超音波溶接されている。したがって、両者が十分な接合強度で接合されており、例えば回路基板１１が曲げられても、イメージセンサＩＣ１３が剥がれ落ちたり、配線部１６とイメージセンサＩＣ１３の電気的接続に接触不良が生じたりすることが抑制される。
なお、平膜状部材７８は金属板で構成する他、回路基板１１に設けた電極上に、弾性率の高い金属からなり厚みが厚いメッキ層を形成することによって構成してもよい。例えば、回路基板１１に設けたＣｕからなる電極上に、Ｃｕよりもさらに高い弾性率を有するＮｉをメッキすることで平膜状部材を構成するようにしてもよい。この場合にも、平膜状部材を金属板で構成する場合と同様の効果が得られる。なお、Ｎｉのメッキにより平膜状部材を構成する場合には、Ｎｉの表面に更にＡｕをメッキすることで、超音波溶接の接合性を高めることができ望ましい。Ｎｉのメッキのみで平膜状部材を厚く形成するには、メッキのプロセスに時間がかかってしまうが、Ｎｉのメッキプロセスに連続してＡｕのメッキプロセスを行うことにより、メッキプロセスにかかる時間を短縮しながら、メッキを厚くすることができる。
図６（Ｃ）は本発明の第５の実施形態に係るカメラモジュール８０の側面断面図である。
本実施形態は、主として、平膜状部材の誘電率や誘電損失、透磁率などが基板部材１７と相違し、高周波部品や磁性部品となる機能導体が平膜状部材に設けられている点で、第１の実施形態と相違している。平膜状部材８８は、ここでは、基板部材１７（例えば誘電率１〜３Ｆ／ｍ）よりも誘電率が高い低温焼結セラミック基板（例えば誘電率５〜１０Ｆ／ｍ）で構成されており、実装電極１８Ａとパッド導体１８Ｃとの一部が、高周波部品（コンデンサ）を構成する機能導体（コンデンサ電極）を兼ねている。したがって、基板部材１７に機能導体（コンデンサ電極）を設ける場合よりも、機能導体（コンデンサ電極）の面積を低減することができる。なお、平膜状部材８８を磁性体材料で構成し、機能導体（コイルパターン等）を設けて磁性部品を兼ねるように構成してもよい。
以上の各実施形態に説明したように、本発明は実施することができるが、本発明の電子部品はカメラモジュールに限定されるものではなく、その他の電子部品であってもよい。また、本発明の回路基板の材質は液晶ポリマ樹脂や熱可塑性樹脂に限定されるものではなく、その他のフレキシブル材料であってもよい。
１０，５０，６０，７０，８０…カメラモジュール
１１…回路基板
１２…レンズユニット
１２Ａ…レンズ
１２Ｂ…レンズ駆動部
１３…イメージセンサＩＣ
１３Ａ…受光領域
１３Ｂ…端子電極
１４…回路素子
１５…コネクタ
１６…配線部
１６Ａ…実装電極
１６Ｂ…ビアホール導体
１６Ｃ…内部導体パターン
１７…基板部材
１８，５８，６８，７８，８８…平膜状部材
１８Ａ…実装電極
１８Ｂ…ビアホール導体
１８Ｃ…パッド導体
２１，２２…実装部
２１Ａ…凹部
２１Ｂ…凸部
２１Ｃ…貫通孔
２１Ｄ…キャビティ空間
２３…接続部
２４…貫通孔
３１，３２，３３，３４，３５，３６…樹脂層

Claims (13)

  1. 端子電極を有する表面実装型素子と、前記表面実装型素子が実装される回路基板と、を備える電子部品であって、
    前記回路基板は、
    前記端子電極が超音波溶接されている実装電極を有する平膜状部材と、
    前記平膜状部材が接合されている基板部材と、
    前記基板部材と前記平膜状部材とのうちの一方に設けられているビアホール導体と、
    前記基板部材と前記平膜状部材とのうちの他方に設けられているパッド導体と、を備え、
    前記平膜状部材の弾性率が、前記基板部材の弾性率よりも高く、
    前記ビアホール導体が前記パッド導体に直接接合されており、前記ビアホール導体と前記パッド導体とを介して、前記実装電極が前記基板部材に電気的に接続されている、
    ことを特徴とする、電子部品。
  2. 端子電極を有する表面実装型素子と、前記表面実装型素子が実装される回路基板と、を備える電子部品であって、
    前記回路基板は、
    前記端子電極が超音波溶接されている実装電極を有する平膜状部材と、
    前記平膜状部材が接合されている基板部材と、を備え、
    前記平膜状部材の弾性率が、前記基板部材の弾性率よりも高く、
    前記基板部材は、一方主面に凹部および凸部が形成されており、
    前記平膜状部材は、端部が前記凸部に埋設され、前記実装電極が前記凹部から露出する状態で前記基板部材に接合されている、
    ことを特徴とする、電子部品。
  3. 前記表面実装型素子は前記凹部内に収容されている、請求項２に記載の電子部品。
  4. 前記平膜状部材における前記実装電極が設けられている面にパッド導体を備え、前記パッド導体は、前記凸部に埋設されており、前記パッド導体を介して、前記実装電極が前記基板部材に電気的に接続されている、
    請求項２または３に記載の電子部品。
  5. 前記平膜状部材は前記基板部材とは誘電率が相違し、高周波部品を構成する機能導体を備える、請求項１〜４のいずれかに記載の電子部品。
  6. 前記平膜状部材は前記基板部材とは透磁率が相違し、磁性部品を構成する機能導体を備える、請求項１〜４のいずれかに記載の電子部品。
  7. 前記表面実装素子がイメージセンサＩＣであり、
    前記イメージセンサＩＣに対して光学的に接続されるレンズユニットが設けられ、
    カメラモジュールを構成する請求項１〜６のいずれかに記載の電子部品。
  8. 請求項１〜７のいずれかに記載の電子部品の製造方法であって、
    前記回路基板を構成する前記平膜状部材上に前記表面実装型素子を配し、前記端子電極を前記実装電極に超音波溶接させる超音波溶接工程を実施する、
    電子部品の製造方法。
  9. 実装電極を有する平膜状部材と、
    前記平膜状部材が接合されている基板部材と、
    前記基板部材と前記平膜状部材とのうちの一方に設けられているビアホール導体と、
    前記基板部材と前記平膜状部材とのうちの他方に設けられているパッド導体と、を備え、
    前記平膜状部材の弾性率が、前記基板部材の弾性率よりも高く、
    前記ビアホール導体が前記パッド導体に直接接合されており、前記ビアホール導体と前記パッド導体とを介して、前記実装電極が前記基板部材に電気的に接続されている、
    回路基板。
  10. 実装電極を有する平膜状部材と、
    前記平膜状部材が接合されている基板部材と、を備え、
    前記基板部材は、一方主面に凹部および凸部が形成されており、
    前記平膜状部材は、端部が前記凸部に埋設され、前記実装電極が前記凹部から露出する状態で前記基板部材に接合され、
    前記平膜状部材の弾性率が、前記基板部材の弾性率よりも高いことを特徴とする、回路基板。
  11. 前記平膜状部材における前記実装電極が設けられている面にパッド導体を備え、前記パッド導体は、前記凸部に埋設されており、前記パッド導体を介して、前記実装電極が前記基板部材に電気的に接続されている、
    請求項１０に記載の回路基板。
  12. 前記平膜状部材は前記基板部材とは誘電率が相違し、高周波部品を構成する機能導体を備える、請求項９〜１１のいずれかに記載の回路基板。
  13. 前記平膜状部材は前記基板部材とは透磁率が相違し、磁性部品を構成する機能導体を備える、請求項９〜１１のいずれかに記載の回路基板。
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