JP6398244B2 - 配線基板、電子装置および電源供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品間の接続技術に関するものであり、特に配線基板と他の電子部品等を接続する技術に関するものである。

情報通信ネットワークの発展とともに、情報通信ネットワークを構成する情報処理装置や通信装置などの高性能化が進んでいる。また、情報通信ネットワークの社会的な重要性が高まるにつれ、情報処理装置や通信装置の信頼性に対する要求も強くなっている。情報処理装置や通信装置は、様々な構造や特性を備えた多数の電子部品の組み合わせにより構成されている。そのため、各電子部品の間で信号の受け渡しや各電子部品への電源供給を行う必要があり、電子部品間を電気的に接続する接続部の構造や特性が装置の特性や信頼性に大きな影響を与えうる。

情報処理装置や通信装置の高性能化にともない、それらの装置に用いられる半導体装置などの電子装置は高いクロック周波数で動作するようになっている。そのため、半導体装置が実装される配線基板間、配線基板間などの電子部品間でも高周波の信号が伝送される。また、大容量のデータを処理するため使用される半導体装置の数が増大し、個々の半導体装置も高速処理のため高クロックで動作することから、消費電力が増大している。そのため、各装置の配線基板などには大容量の電流の供給が必要となる。また、消費電力を抑制する必要性が高くなり、各電子部品も低電圧で動作することが要求されることも多い。

高周波化や低電圧化、大容量の電流供給のため、配線基板などの電子部品間を電気的に接続する部分の抵抗が電気信号の伝送や電源の供給に与える影響が大きくなっている。また、配線基板などの電子部品間の接続部の信頼性が装置の信頼性に影響を与えるため、接続部の信頼性に対する要求も強くなっている。そのため、電子部品間の接続方法に関する技術の検討が盛んに行われている。電子部品間の接続方法に関する技術としては、例えば、特許文献１のような技術が開示されている。

特許文献１には、電子部品が実装されたフレキシブル配線基板と他の電子部品を接続する技術が示されている。特許文献１では、段差構造を有する筐体のうち、段差の低い側の平面部分にリジッドなプリント配線基板が備えられている。また、プリント配線基板上には電子部品が実装され、電子部品とプリント配線基板は電気的に接続されている。段差の高い側の平面部分にフレキシブル配線基板が備えられ、フレキシブル配線基板は段差の低い側の平面部分の上層に張り出した部分を有している。段差の高い部分のフレキシブル配線基板上には電子部品が実装され、フレキシブル配線基板の配線導体と電気的に接続されている。

特許文献１では、さらに、段差が低い側の平面部分に張り出しているフレキシブル配線基板と、プリント配線基板上に実装された電子部品が接続構造を有している。よって、フレキシブル配線基板上の電子部品と、プリント基板上の電子部品はフレキシブル配線基板の配線導体を介して電気的に接続している。特許文献１では、フレキシブル配線基板を用いることで基板上の電子部品との接続の際の位置合わせに柔軟性を持たせることができるとしている。特許文献１では、位置合わせに柔軟性を持たせることで、接続の位置合わせ精度を向上することができるので、接続部分の抵抗上昇を抑制することが出来るとしている。その結果、特許文献１では、接続部分のずれ量の差による抵抗値の変動が小さいので、高周波信号の伝送に与える影響を抑制することができるとしている。

国際公開第２００７／０９１３２９号公報

しかしながら、特許文献１の技術は次のような点で十分ではない。特許文献１では、フレキシブル配線基板を用いることで、位置合わせに柔軟性を持たせることができるため、ずれ量を抑制できその結果、抵抗の上昇やばらつきを抑えることが出来るとしている。しかし、フレキシブル配線基板の側の端子や端子付近の配線に何らかの異常がある場合は、接続部に異物があった場合などには、配線や接続部の抵抗が上昇する可能性がある。また、経年変化により、接続部の剥離などが生じることで接触面積が低下して抵抗が上昇する可能性がある。よって、特許文献１の技術は、接続部の電気抵抗の抑制と、その特性を持続する信頼性が求められるような用途に用いる技術としては十分ではない。

本発明は、他の電子部品との接続部の電気抵抗を抑制し、接続部の信頼性を向上することが可能な配線基板を得ることを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明の配線基板は、第１の基板と第２の基板と、接続部を備えている。第１の基板は、第１の電極が表面に形成され、第１の電極と電気的に接続された第１の導電層を有する。第２の基板は、第２の電極が表面に形成され、第２の電極と電気的に接続された第２の導電層を有し、柔軟性を有する。接続部は、第１の基板と第２の基板の間に空間を形成するように、第１の電極と第２の電極を互いに向かい合わせて第１の基板と第２の基板を接合し、第１の導電層と第２の導電層を導電部７で電気的に接続する。

本発明の電源供給方法は、電極に電流を流し、剛直性を有する第１の基板と、第１の基板との間の空間に電極を挟むように第１の基板と物理的に接合され、柔軟性を有する第２の基板とに、電極から電流をそれぞれ流す。また、本発明の電源供給方法は、第１の基板と第２の基板にそれぞれ入力された電流を、所定の経路で合流させる。

本発明によると、他の電子部品との接続部の電気抵抗を抑制し、接続部の信頼性を向上することができる。

本発明の第１の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態の配線基板の組み立て方法の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態の電子装置の組み立て方法の概要を示す図である。 本発明の第３の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第４の実施形態の構成の概要を示す図である。

本発明の第１の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の配線基板の構成の概要を示したものである。本実施形態の配線基板は、第１の基板１と第２の基板２と、接続部３を備えている。第１の基板１は、第１の電極４が表面に形成され、第１の電極４と電気的に接続された第１の導電層５を有する。第２の基板２は、第２の電極６が表面に形成され、第２の電極６と電気的に接続された第２の導電層７を有し、柔軟性を有する。接続部３は、第１の基板１と第２の基板２の間に空間を形成するように、第１の電極４と第２の電極６を互いに向かい合わせて第１の基板１と第２の基板２を接合し、第１の導電層５と第２の導電層７を導電部８で電気的に接続する。

本実施形態の配線基板は、第１の電極４が形成された第１の基板１と、第２の電極６が形成され柔軟性を有する第２の基板２を、接続部３によって形成された空間を有するように対向して備えている。そのため、第１の基板１と第２の基板２の間に電極を挿入すると、挿入した電極は第１の電極４および第２の電極６の２か所で配線基板と接続される。第１の電極４および第２の電極６は、第１の導電層５、導電部８および第２の導電層７で電気的に接続されている。そのため、本発明の配線基板は、２か所で電極と電気的に接続されている。配線基板と電極を２か所で電気的に接続することにより配線抵抗を抑えることができる。また、２つの基板の一方に柔軟性を有する第２の基板２を用いることにより、電極の安定的な固定を容易に行うことが可能となる。その結果、本実施形態の配線基板は、他の電子部品との接続部の電気抵抗を抑制し、接続部の信頼性を向上することができる。

本発明の第２の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図２は、本実施形態の電子装置の構成の概要を示したものである。図２に示す通り、本実施形態の電子装置は、配線基板１０と、接続端子２１と、電極２２と、固定ネジ２３を備えている。

配線基板１０は、第１のリジッド部１１と、フレキシブル部１２と、第２のリジッド部１３と、接着層１４と、スルーホール１５を備えている。本実施形態の配線基板は、半導体装置などを表面に実装した際に、半導体装置と他の電子部品の端子間での電気信号の伝送または電源の供給を行う配線パターンが形成されたプリント配線基板である。

第１のリジッド部１１は、基板支持層１６と、導電層１７を備えている。第１のリジッド部１１は、剛直性を有するリジッド基板として形成されている。基板支持層１６および導電層１７は、配線基板１０の設計に応じて、それぞれ複数、備えられている。本実施形態の第１のリジッド部１１は図２に示すように、高さの異なる２つの水平面を有する段差構造を有する。図２では、段差部分を垂直に示しているが、段差部分は勾配を有するように形成されていてもよい。本実施形態では、第１のリジッド部１１の段差構造を形成する２つの水平面のうち、接着層１４を介してフレキシブル部１２と接している水平面を第２の水平面とよぶ。また、第２の水平面とは高さが異なり、接続端子２１が備えられ、電極２２を挿入する空間に接している水平面を第１の水平面と呼ぶ。

本実施形態の電子装置では、第１のリジッド部１１の段差構造の部分が、フレキシブル部１２と第１の水平面の部分とを接続する接続部としての機能を有する。すなわち、第１のリジッド部１１の第１の水平面の部分を第１の基板、フレキシブル部１２を第２の基板としたときに、第１のリジッド部１１の段差構造の部分を接続部として第１の基板と第２の基板を接続した構造とみなすこともできる。

第１の水平面と第２の水平面で構成される段差構造の高さは、例えば、接続端子２１の上部から第２の水平面までの高さが電極２２の厚みとほぼ一致するように設定する。電極２２の厚みとは、配線基板１０の水平面に対して垂直方向の電極２２の幅のことをいう。接続端子２１の上部から第２の水平面までの高さが電極２２の厚みとほぼ一致するように設定すると、フレキシブル部１２が、ほぼ水平な状態になるため電極２２と導電層１９の接続の安定性が向上する。また、本実施形態の電子装置において、フレキシブル部１２は柔軟性があるため、段差の高さおよび電極２２の厚みは他の設定としても、接続を確実に行うことができる。

基板支持層１６は、第１のリジッド部１１の機械強度の維持と導電層１７の保護および他の層との絶縁を行う機能を有する。基板支持層１６は、機械強度を維持するために剛直性を有する。基板支持層１６の剛直性により、第１のリジッド部１１は剛直性を有する。基板支持層１６は、例えば、ガラス繊維およびエポキシ樹脂により形成されている。

導電層１７は、電気信号の伝送や電源の供給路としての機能を有する。導電層１７は銅や銅とその他の合金などの導電性を有する配線材料で形成されている。導電層１７は、電子装置の設計に応じた配線パターンを形成していている。電源供給部の付近では、個々の配線パターンが大きいため、見かけ上は同一パターンのみであることもある。導電層１７のうち、配線パターンを形成する配線材料の間は、絶縁特性を有する樹脂とガラス繊維の混合物が充てんされている。絶縁特性を有する樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂が用いられる。

フレキシブル部１２は、第１のリジッド部１１の第２の水平面の上層に接着層１４を介して備えられている。フレキシブル部１２のうち第１のリジッド部１１の第２の水平面と重なっている部分の上層には、さらに第２のリジッド部１３が形成されている。また、フレキシブル部１２は、電極２２と接続するために、第２の水平面の側から第１の水平面の側の上部に張り出すように形成されている。すなわち、配線基板１０の水平面に対して垂直方向からのフレキシブル部１２の正射影を考えたときに、第１リジッド部１１への投影面が第１の水平面と重なりを有するように、フレキシブル部１２が形成されている。第１の水平面の側の上部に張り出す長さは、電極２２と接触部を有するように配線基板１０の設計に応じて設定されている。

フレキシブル部１２は、基板支持層１８と、導電層１９を備えている。フレキシブル部１２は、折り曲げが可能な柔軟性を有するフレキシブル基板として形成されている。基板支持層１８は、フレキシブル部１２の機械的な強度と保ちつつ、折り曲げて使うことも可能にするためフィルム状のポリイミド樹脂やポリエステル樹脂により形成されている。

フレキシブル部１２の導電層１９は、電気信号の伝送や電源の供給路としての機能を有する。導電層１９は、銅などの導電性を有する配線材料で形成されている、また、導電層１９は、電子装置の設計に応じた配線パターンが形成されていてもよい。配線パターンの間および配線層の表面は、絶縁材としてのエポキシ樹脂やポリイミド樹脂により絶縁されているが、電極２２と接する部分は、電極２２と電気的に接続するために導電層１９が表面に形成されている。すなわち、電極２２と接する部分の導電層１９の表面側には絶縁用の樹脂は形成されていない。

第２のリジッド部１３は、半導体装置などを配線基板１０の表面に実装する際の基盤としての機能を有する。また、第２のリジッド部１３は、半導体装置と他の電子部品との端子間で電気信号を伝送や電源供給のための回路としての配線パターンが表面や内部に形成されている。配線パターンは、第１のリジッド部１１とスルーホール１５を介して接続され、３次元的に回路が形成されている。

第２のリジッド部１３は、第１のリジッド部１１の基板支持層１６と機能および材料は同様である。本実施形態の第２のリジッド部１３は、段差構造はなく平板状に形成されている。第２のリジッド部１３の配線パターンの材質等は第１のリジッド部１１の導電層１７と同様である。

接着層１４は、第１のリジッド部１１とフレキシブル部１２、フレキシブル部１２と第２のリジッド部１３をそれぞれ接着している。接着層１４は、例えば、ガラス繊維およびエポキシ樹脂で形成されている。

スルーホール１５は、第１のリジッド部１１、フレキシブル部１２、第２のリジッド部１３の導電層を電気的に接続する機能を有する。スルーホール１５は、導電層と同様に、銅や、銅とその他の金属の合金などの導電性を有する材料で形成されている。スルーホール１５は配線パターンの設計に応じて複数、形成されていることもある。また、図２では第２のリジッド部１３から第１のリジッド部１１に１つのスルーホール１５が貫通している例を示している。スルーホール１５により第１のリジッド部１１の各導電層１７、フレキシブル部１２の導電層１９および第２のリジッド部１３の配線パターン間が電気的に接続されている。スルーホール１５で電気的に接続されていることにより、各導電層や配線パターンの間で電気信号の伝送や電源の供給を行うことができる。

第２のリジッド部１３とフレキシブル部１２の接続用と、フレキシブル部１２と第１のリジッド部１１の各導電層の接続用の導電部は、それぞれ別の場所に配置されたビアとして形成されていてもよい。また第１のリジッド部１１の各導電層１７は、２つまたは複数の導電層１７の間に開けられたビアで電気的に接続されていてもよい。ビアの材質はスルーホール１５と同様とすることができる。

電極２２は、配線基板１０への電気信号の入力、配線基板１０からの電気信号の出力、または、配線基板１０への電源供給などを行う機能を有する。電極２２は、電子装置の設計に応じて複数、備えられていてもよい。本実施形態の電極２２には、配線基板１０への電源供給路として給電バスバーが用いられている。給電バスバーは、平面状の金属で形成された電源供給に用いる電極である。本実施形態の給電バスバーは、電源に接続されている。また、電極２２には他の配線基板の端子等が用いられていてもよい。

本実施形態の電極２２は、接続端子２１との接触面およびフレキシブル部１２の導電層１９との接触面の２つの接触面で配線基板１０と電気的に接続されている。そのため、いずれか一方で、接続されているときに比べ接触抵抗を小さくすることができる。また、一方の面にフレキシブル基板１２を用いているので、高さ調整などを柔軟に行うことができるため、電極２２と接続端子２１およびフレキシブル部１２の導電層１４の間に空間が生じないように組み立てることが可能となる。そのため、安定した電気的な接続状態を得ることができる。

固定ネジ２３は、接続端子２１、電極２２および第２のフレキシブル部１２を機械的に接続して固定するため固定部材として備えられている。固定ネジ２３のうち、接続端子２１、電極２２および第２のフレキシブル部１２と接触する部分およびその間の部分が導電性を有すると、電気的な接続をより安定させることができる。また、固定ネジ２３のうち、第２のフレキシブル１２の基板支持層１８の側の表面部を絶縁処理することにより、配線基板１０の表面側に他の導電部材が接触したときのショートを防止することができる。

本実施形態の導電層、スルーホールおよび接続端子に銅などの金属を用いたが、金属に代えて導電性樹脂またはそれらと金属粒子の混合物を用いることもできる。

本実施形態の電子装置の動作について、電極２２から配線基板１０に電源が供給され場合を例として説明する。電源の供給路として電極２２が用いられる場合、電極２２は電源に接続されている。電源から電極２２を送られてきた電流は、接続端子２１を介して第１のリジッド部１１に入力される。第１のリジッド部１１に入力された電流は導電層１７およびスルーホール１５を介して、配線基板１０の各部に供給される。また、電極２２を送られてきた電流は、フレキシブル部１２の導電層１９にも入力される。導電層１９は、スルーホール１５を介して導電層１７と電気的に接続されているので、導電層１９側に入力された電流も配線基板１０の各部に供給される。すなわち、配線基板１０は、導電層１７からの経路と導電層１９からの経路で電極２２からの電流の供給を受ける。２つの経路で電点の供給を受けるため、配線基板１０と電極２２の接続部における接触抵抗の影響を抑制することが可能となる。

本実施形態の電子装置の組み立て方法について説明する。始めに配線基板１０の組み立て方法について説明する。始めに、配線基板１０を構成する部材として用いられる第１のリジッド部１１、フレキシブル部１２および第２のリジッド部１３がそれぞれ形成される。第１のリジッド部１１を形成するため、第１の水平面および第２の水平面の部分を足した大きさのリジッド基板と、第２の水平面の部分の大きさのリジッド基板をそれぞれ形成する。

リジッド基板は次のように形成される。基板支持層１６に銅箔が全面に成膜される。銅箔部分には光リソグラフィ法による配線パターンが形成される。銅箔を元に形成された配線パターンは導電層１７として用いられる。配線パターンが形成されると、基板支持層１６には、配線パターンの応じて必要なビアが形成される。配線パターンが形成された基板支持層１６は、互いに重ねられて圧着されて第１の水平面および第２の水平面の部分の大きさに対応したリジッド基板と、第２の水平面の部分の大きさ大きさに対応したリジッド基板をそれぞれ形成する。圧着されて形成されたそれぞれの大きさに対応したリジッド基板は、さらに重ねられて圧着され第１のリジッド部１１が形成される。圧着の際には、各層または基板の間にガラス繊維とエポキシ樹脂で形成された接着層が用いられる。

フレキシブル部１２は、基板支持層１８の上の配線パターンが印刷法により形成され表面への絶縁材の成膜等が行われて形成される。フレキシブル部１２は、複数の層の導電層１９が形成されることもある。第２のリジッド部１３は、第１のリジッド部１１のそれぞれのリジッド基板と同様に形成される。

第１のリジッド部１１、フレキシブル部１２および第２のリジッド部１３がそれぞれ形成されると、配線基板１０の形成が行われる。図３は、配線基板１０の組み立ての順番の概要を示したものである。図３の上部の左側に示すように、第１のリジッド部１１、フレキシブル部１２および第２のリジッド部１３は互いに重ねられる。重ね合わせは、対応するパターンの位置が高いに合うように行われる。第１のリジッド部１１とフレキシブル部２２の間、および、フレキシブル部２２と第２のリジッド部１３の間には、接着層１４が挿入される。組み立て段階で挿入される接着層１４には、例えば、プリプレグが用いられる。プリプレグには、例えば、ガラス繊維とエポキシ樹脂によりシート状に成形されたものが用いられる。プリプレグは圧着の際に接着作用を発現する。

第１のリジッド部１１、フレキシブル部１２および第２のリジッド部１３が接着層１４を介して重ねられると圧着が行われる。圧着が行われると、図３の上部の左側のように第１のリジッド部１１、フレキシブル部１２および第２のリジッド部１３が重ねられた基板が形成される。

第１のリジッド部１１、フレキシブル部１２および第２のリジッド部１３が１つの基板として形成されると、スルーホール１５用の穴が開けられる。スルーホール１５用の穴は配線基板１０の設計に応じた位置にドリルで開けられる。開けられた穴には、めっきにより導電材が充てんされる。本実施形態ではスルーホール１５には銅が充てんされる。穴が導電材で充てんされることによりスルーホール１５が完成し、第１のリジッド部１１、フレキシブル部１２および第２のリジッド部１３のそれぞれの導電層が電気的に接続される。図３の下部の図はスルーホール１５まで形成が終わった状態を示している。スルーホール１５が形成された配線基板１０には、設計に応じて半導体装置１１などが実装され、配線基板１０が完成する。

配線基板１０の組み立てが終わると、配線基板１０には、接続端子２１の形成または取り付けが行われる。本実施形態では、接続端子２１として給電インサートが取り付けられる。給電インサートは金属で形成され導電層１７と電気的に接続している。給電インサート１１は、第１のリジッド部１１の第１の水平面に取り付けられている。リジッド基板に金属製の部品が取り付けられているので、第１のリジッド部１１と接続端子２１の接続は、機械強度が安定した状態となっている。また、給電インサートには、固定部材である固定ネジ２３を取り付けるねじ穴が形成されている。

接続端子２１が取り付けられた配線基板１０の接続端子２１の部分に、電極２２として給電バスバーが挿入される。フレキシブル部１９は、折り曲げることが可能なため容易に挿入することが可能となる。図４は、配線基板１０と電極２２が装着される順番の概要を示している。図４の上部に示すように、電極２２は接続端子２１とフレキシブル部１２の導電層１９で挟まれている空間に挿入される。フレキシブル部１２を折り曲げることができるので、電極２２の挿入の作業は容易に行うことができる。

電極２２が挿入されると、電極２２は、固定ネジ２３で接続端子２１に固定される。このとき、フレキシブル部２１は、電極２２とともに固定ネジ２３で固定される。固定部材としての固定ネジ２３で固定されることにより、接続構造が安定し導電層１９と電極２２の間、および、電極２２と接続端子２１を介した導電層１７の間がそれぞれ電気的に接続される。また、導電層１９と導電層１７は、スルーホール１５で接続されているので、電極２２は配線基板の導電部と２つの面で接続したことになる。２つの面で接続しているため、１つの面で接続さているときよりも接触抵抗の影響を低減することができる。図４の下部は固定ネジ２３での固定が終わり、本実施形態の電子装置の組み立てが完了した状態を示している。

本実施形態の電子装置は第１のリジッド部１１の第１の水平面上に形成され、導電層１７と接続している接続端子２１と、導電層１７と導電部１５で接続されたフレキシブル部１２の導電層１９が、対向するように備えられている。そのため、フレキシブル部１２と第１の水平面上の接続端子２１の間に電極を挿入して固定すると、電極２２と配線基板１０は２か所で電気的に接続される。２か所で電気的に接続することにより、同じ大きさの電流を供給する場合における接触抵抗が、１箇所で電気的に接続した場合よりも小さくなる。

また、剛直性を有する第１のリジッド部１２に形成された接続端子２１に、固定部材である固定ネジ２１で電極２２を固定することにより、配線基板１０と電極２２との機械的な接続強度を安定化することができる。また、電極２２を挟む２つの基板のうち、一方が柔軟性を有するので電子装置１０の組み立てが容易になる。フレキシブル部１２は、寸法や位置のずれに柔軟に対して電極２２と接続させることができるので、設計や組み立て時のマージンが期待できる。また、フレキシブル部１２が柔軟性を有するので、電極２２へ密着させることが容易となり電極２２との電気的な接続が安定する。以上より、本実施形態の電子装置では、接続部の接触抵抗を抑制しつつ、機械的な強度と電気的な接続の安定性により信頼性を向上することができる。

本発明の第３の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図５は本実施形態の電子装置の構成の概要を示したものである。第２の実施形態では、配線基板と電極の接続を行ったが、本実施形態では、配線基板と配線基板の間での接続を行う。

本実施形態の電子装置は、配線基板１０と、接続端子２４と、固定ネジ２５と、接続端子２６と、配線基板３０とを備えている。

配線基板１０は、第１のリジッド部１１と、フレキシブル部１２と、第２のリジッド部１３と、接着層１４と、スルーホール１５を備えている。第１のリジッド部１１は、基板支持層１６と、導電層１７を備えている。フレキシブル部１２は、基板支持層１８と、導電層１９を備えている。配線基板１０の各部位の構成および機能は第２の実施形態の同名称の部位と同様である。

接続端子２４は、配線基板３０から配線基板１０への電気信号の入力、または、配線基板１０から配線基板３０へ電気信号の出力を行ための接続部である。また、接続端子２４は、配線基板３０から配線基板１０に電源を供給するための接続部として用いられてもよい。接続端子２４は、導電性を有する金属製の端子として形成されている。本実施形態では、接続端子２４は銅で形成されている。また、接続端子２４は、配線基板１０の導電層１７と電気的に接続されている。本実施形態では、接続端子２４と、配線基板３０側の接続部は互い対応した形状を持つ接続用のコネクタとして形成されている。接続用のコネクタを形成することにより、接続端子２４と配線基板３０側の接続部を接続する際の位置を固定化することができる。配線基板１０と配線基板３０を、配線パターン以外の部分で接着や固定部材により物理的に固定してもよい。接着や固定部材で接続部分を安定化することにより、接続部に力が加わることを防止できるので信頼性が向上する。

固定ネジ２５は、配線基板１０のフレキシブル部１２を、配線基板３０に取り付けられた接続端子２６に固定する固定部材として備えられている。固定ネジ２５は、フレキシブル部１２の導電層１９と接続端子２６を密着した状態で固定することにより、フレキシブル部１２の導電層１９と接続端子の電気的な接続状態を安定化させる。

接続端子２６は、配線基板３０に取り付けられ導電性を有する部材である。本実施形態では接続端子２６には、給電インサートと呼ばれる金属製の端子が用いられている。接続端子２６は、配線基板３０の導電層３１と電気的に接続されている。

配線基板３０は、導電層３１を備えている。配線基板３０は、剛直性を有するリジッド基板である。配線基板３０は、導電層３１と剛直性を有する基板支持層で保護している。基板支持層は、配線基板１０の各基板支持層と同様の材質で形成されている。また、導電層３１は、配線基板１０の導電層１７と同様の材質で形成されている。導電層３１には、配線基板３０の設計に応じて配線パターンが形成されていてもよい。導電層３１は、接続端子２４と電気的に接続されている。すなわち、導電層３１は、接続端子２４を介して配線基板１０の導電層１７と電気的に接続されている。配線基板３０の接続端子２４との接続部は、接続端子２４の形状に合わせて加工されている。

本実施形態の、配線基板３０の導電層３１および配線基板１０の導電層１７は、信号線と電源線の配線パターンによる形成されていてもよい。そのような構成とした場合は、接続端子２４も各信号線と電源線に合わせた構造として形成される。接続端子２６を介してフレキシブル部１２の導電層１２へも電源を配線基板１０に供給することで、接続端子２４の部分での電源線の本数を減らして、信号線の数を密に配置することも可能となる。

本実施形態の電子装置の動作は第２の実施形態の電極を配線基板３０に置き換えた場合と同様である。

本実施形態の電子装置の組み立て方法について説明する。本実施形態の配線基板１０は、第２の実施形態と同様に作成することができる。また、配線基板３０は、第２の実施形態の第１のリジッド部１１または第２のリジッド部１３と同様に作成することができる。作成された各配線基板には接続端子の形成または取り付けが行われる。配線基板１０の第１の水平面には接続端子２４が形成される。配線基板３０の所定の位置には、接続端子２６が取り付けられる。所定の位置は、配線基板１０および配線基板３０の設計に応じて決められている。

各配線基板への接続端子の形成または取り付けが行われると、配線基板３０は、配線基板１０の第１の水平面と第２のフレキシブル部１２の間に挿入される。配線基板３０は、配線基板３０に形成された接続端子２４との接続部が、接続端子２４の水平方向の位置と一致するように挿入される。次に、配線基板１０のフレキシブル部１２の導電層１９が接続端子２６に接触するようにした状態で固定ネジ２５の取り付けが行われる。固定ネジ２５が取り付けられると、配線基板１０のフレキシブル部１２の導電層１９と接続端子２６が密着した状態で接続が固定される。

固定ネジ２６の取り付けが終わると、配線基板３０の導電層３１は、接続端子２６を介して配線基板１０の導電層１９と電気的に接続される。また、配線基板３０の導電層３１は接続端子２４を介して配線基板１０の導電層１７と電気的に接続される。導電層１７と導電層１９はスルーホール１５を介して接続されているので、配線基板１０と配線基板３０は、同一の配線に対して２か所で電気的に接続された状態となる。以上で、本実施形態の電子装置の組み立て方法の説明を終了する。

本実施形態の電子装置は、配線基板間の接続においても第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。本実施形態の電子装置は、配線基板間の接続部の接触抵抗を抑制することができるので、配線基板間で伝送される電気信号の遅延等を抑制することができる。また、配線基板間での電源の供給を２か所で行うことにより、接続部の電源線の本数を減らして信号線の数を密に配置することが可能となり得る。

本発明の第４の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図６は本実施形態の電子装置の構成の概要を示したものである。第３の実施形態では、固定ネジと接続端子で配線基板のフレキシブル部と、もう一方の配線基板が接続されていた。本実施形態では、そのような構成に代えて、配線基板のフレキシブル部ともう一方の配線基板が、はんだづけにより接続されている。

本実施形態の電子装置は、配線基板１０と、接続端子２４と、導電部２７と、配線基板３０とを備えている。

配線基板１０は、第１のリジッド部１１と、フレキシブル部１２と、第２のリジッド部１３と、接着層１４と、スルーホール１５を備えている。第１のリジッド部１１は、基板支持層１６と、導電層１７を備えている。フレキシブル部１２は、基板支持層１８と、導電層１９を備えている。配線基板１０の各部位の構成および機能は第２の実施形態の同名称の部位と同様である。配線基板３０は、導電層３１を備えている。接続端子２４および配線基板３０は、第３の実施形態の同名称のものと同様の構造および材質で形成されている。

導電部２７は、配線基板１０のフレキシブル部１２の導電層１９と、配線基板３０の導電層３１を電気的に接続する機能を有する。本実施形態の導電部２７は、はんだで形成され導電層１９と導電層３１を電気的に接続しつつ、フレキシブル部１２と配線基板３０の接続状態を機械的に固定している。本実施形態においても配線基板の導電層３１は、接続端子２４を介して導電層１７と接続されている。導電層１７と導電層１９はスルーホール１５を介して電気的に接続されているので、配線基板１０と配線基板３０は、同一の配線にたいして２か所で電気的に接続された状態である。

また、導電部２７には、はんだではなく導電ペーストを用いることもできる。導電ペーストは熱硬化樹脂に導電性を有する金属粒子を分散させたものである。導電ペーストを用いて形成した場合は、導電層２７は組み立て時に所定の熱を加えることにより硬化し、接着層としての機能と導電層としての機能を発現する。

本実施形態の電子装置の動作は第２の実施形態の電極を配線基板３０に置き換えた場合と同様である。

本実施形態の電子装置の組み立て方法について説明する。本実施形態の配線基板１０は、第２の実施形態と同様に作成することができる。また、配線基板３０は、第２の実施形態の第１のリジッド部１１と同様に作成することができる。配線基板１０の第１の水平面には接続端子２４が形成される。

各配線基板と配線基板１０への接続端子２４の形成が行われると、配線基板３０は、配線基板１０の第１の水平面とフレキシブル部１２の間に挿入される。配線基板３０は、配線基板３０に形成された接続端子２４との接続部が、接続端子２４と一致するように挿入される。次に、配線基板１０のフレキシブル部１２と配線基板３０の間で半田づけが行われ導電部２７が形成される。はんだづけは、配線基板１０の導電層１９の配線パターンと、配線基板３０の表面に形成された配線パターンの対応が設計通りに一致するように行われる。はんだづけにより、フレキシブル部１２と配線基板３０は機械的に固定され、導電層１９と導電層３１が電気的に接続された状態となる。

本実施系形態においても、配線基板３０の導電層３１は、接続端子２４を介して配線基板１０の導電層１７と電気的に接続されている。導電層１７と導電層１９はスルーホール１５を介して接続されているので、配線基板１０と配線基板３０は、同一の配線に対して２か所で電気的に接続された状態となる。以上で、本実施形態の電子装置の組み立て方法の説明を終了する。

本実施形態の電子装置は、第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の電子装置は、はんだを用いて配線基板１０のフレキシブル部１２と配線基板３０の接続を行っている。はんだにより機械的に接続しつつ電気的な接続を行うことができるので、はんだを用いて配線基板１０のフレキシブル部１２と配線基板３０の接続部の信頼性がより向上する。また、組み立て時に機械的にネジを回したりする作業がないため、組み立ての自動化が容易になり生産性が向上する。

本発明は、配線基板を備える電子装置に利用することができる。

１ 第１の基板
２ 第２の基板
３ 接続部
４ 第１の電極
５ 第１の導電層
６ 第２の電極
７ 第２の導電層
８ 導電部
１０ 配線基板
１１ 第１のリジッド部
１２ フレキシブル部
１３ 第２のリジッド部
１４ 接着層
１５ スルーホール
１６ 基板支持層
１７ 導電層
１８ 基板支持層
１９ 導電層
２１ 接続端子
２２ 電極
２３ 固定ネジ
２４ 接続端子
２５ 固定ネジ
２６ 接続端子
２７ 導電部
３０ 配線基板
３１ 導電層

Claims (10)

1. 第１の電極が表面に形成された第１の面と、前記第１の面と段差を有する第２の面を形成する段差構造部と、前記第１の電極と電気的に接続された第１の導電層を有する第１の基板と、
   第２の電極が表面に形成され、前記第２の電極と電気的に接続された第２の導電層を有し、柔軟性を有する第２の基板と
   を備え、
   前記第２の基板は、前記第１の基板の前記第２の面上に接合され、
   前記第２の電極は、前記第２の基板の第１の面上に張り出した領域に、前記第１の電極と対向する側に形成され、
   前記第１の導電層と前記第２の導電層は、前記段差構造部内の導電部を介して電気的に接続されていることを特徴とする配線基板。
2. 前記第１の基板は剛直性を有することを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 第３の導電層が形成され、剛直性を有する第３の基板をさらに備え、
   前記第３の基板は、前記第２の基板の第１の基板側とは反対側に備えられ、前記第３の導電層は前記導電部と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の配線基板。
4. 第１の電極が表面に形成された第１の面と、前記第１の面と段差を有する第２の面を形成する段差構造部と、前記第１の電極と電気的に接続された第１の導電層を有する第１の基板と、
   第２の電極が表面に形成され、前記第２の電極と電気的に接続された第２の導電層を有し、柔軟性を有する第２の基板と、
   前記第１の基板の前記第１の面上において、前記第１の基板と前記第２の基板の間に挟まれ、前記第１の電極および前記第２の電極に電源を供給する電極部と
   を備え、
   前記第２の基板は、前記第１の基板の前記第２の面上に接合され、
   前記第２の電極は、前記第２の基板の第１の面上に張り出した領域に、前記第１の電極と対向する側に形成され、
   前記第１の導電層と前記第２の導電層は、前記段差構造部内の導電部を介して電気的に接続されていることを特徴とする電子装置。
5. 第４の導電層を有する配線基板をさらに備え、
   前記配線基板が前記電極部として前記第１の基板と前記第２の基板の間に挟まれ、前記第４の導電層が前記第１の電極および前記第２の電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の電子装置。
6. 第３の導電層が形成され、剛直性を有する第３の基板をさらに備え、
   前記第３の基板は、前記第２の基板の第１の基板側とは反対側に備えられ、前記第３の導電層は前記導電部と電気的に接続されていることを特徴とする請求項４または５いずれかに記載の電子装置。
7. 前記第２の基板と、前記第１の電極を物理的に固定する固定部材をさらに備えることを請求項４から６いずれかに記載の電子装置。
8. 前記第１の電極、前記第２の基板および前記電極部を物理的に固定する固定部材をさらに備えることを特徴とする請求項４から６いずれかに記載の電子装置。
9. 前記第１の基板の前記第１の電極の上部から、前記段差構造部と前記第２の基板との接合部までの前記第１の基板の垂直方向への高さが、前記電極部の厚みとほぼ一致していることを特徴とする請求項４から８いずれかに記載の電子装置。
10. 第１の電極が表面に形成された第１の面と、前記第１の面と段差を有する第２の面を形成する段差構造部と、前記第１の電極と電気的に接続された第１の導電層を有する第１の基板と、前記第１の基板の前記第２の面上に接合され、第１の面上に張り出した領域に、第２の電極が前記第１の電極と対向する側に形成され、前記第２の電極と電気的に接続された第２の導電層を有し、柔軟性を有する第２の基板との間に電極部を装着し、
    前記第１の基板の前記第１の電極と前記第２の基板の前記第２の電極に前記電極部から電流をそれぞれ流し、
    前記第１の基板と前記第２の基板にそれぞれ入力された前記電流を前記第１の導電層と前記第２の導電層にそれぞれ接続された前記段差構造部内の導電部を介して所定の経路で合流させることを特徴する電源供給方法。

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