JP6506034B2 - 電子素子実装用基板および電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子素子、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）型またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型等の撮像素子が実装される電子素子実
装用基板および電子装置に関する。

従来からＣＣＤ型またはＣＭＯＳ型等の撮像素子をパッケージに実装した電子装置が知られている。このような電子装置として、電子素子がパッケージに実装され、パッケージがフレキシブル基板に実装されて、電子素子がコネクタを介してプリント基板等に電気的に接続されるものが知られている。

特開2005-210409号公報

上述の電子装置を電子機器に組み立てを行う場合等、電子装置を取り扱う場合に、パッケージが実装されているフレキシブル基板に対し、取り扱いによる応力が発生しやすいものとなっており、フレキシブル基板にかかる応力により、フレキシブル基板がパッケージから剥がれやすいものとなり、その結果、パッケージとフレキシブル基板との実装信頼性が低下する可能性があった。

本発明の一つの態様による電子素子実装用基板は、電子素子が実装され、下面から外側面にかけて設けられた切り欠き部を有する第１配線基板と、該第１配線基板に接続された、フレキシブル基板からなる第２配線基板とを有しており、該第２配線基板は、前記切り欠き部に設けられており、前記切り欠き部は、前記第１配線基板の複数の外側面に連なって設けられており、前記第２配線基板は、幅狭部と、該幅狭部に接続された幅広部とを有しており、前記幅狭部および前記幅広部は、連なって設けられた前記切り欠き部に設けられている。

本発明の他の態様によれば、電子装置は、上記構成の電子素子実装用基板と、該電子素子実装用基板に実装された電子素子を有していることを特徴とするものである。

本発明の一つの態様による電子素子実装用基板は、電子素子が実装され、下面から外側
面にかけて設けられた切り欠き部を有する第１配線基板と、第１配線基板に接続された、フレキシブル基板からなる第２配線基板とを有しており、第２配線基板は、切り欠き部に設けられており、切り欠き部は、第１配線基板の複数の外側面に連なって設けられており、第２配線基板は、幅狭部と、幅狭部に接続された幅広部とを有しており、幅狭部および幅広部は、連なって設けられた切り欠き部に設けられていることから、第２配線基板の端部が切り欠き部内に位置するものとなり、電子素子実装用基板を有する電子装置を取り扱う場合に、第２配線基板に対し、取り扱いによる応力が発生しにくいものとすることが可能となり、その結果、第１配線基板と第２配線基板との実装信頼性が向上されたものとすることができる。

本発明の他の態様によれば、電子装置は、上記構成の電子素子実装用基板を有していることによって、実装信頼性に関して向上されている。

本発明の実施形態における電子装置を示す縦断面図である。 図１の電子装置を示す下面図である。 本発明の実施形態における電子装置の他の例を示す下面図である。 本発明の実施形態における電子装置の他の例を示す縦断面図である。 図４の電子装置を示す下面図である。 本発明の実施形態における電子装置の他の例を示す縦断面図である。

本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。

図１、図２に示されているように、本発明の実施形態における電子装置は、電子素子実装用基板１と、電子素子実装用基板１に実装された電子素子７とを含んでいる。電子装置は、例えば電子モジュールを構成するプリント基板上に接合材を用いたり、コネクタを用いて接続される。

電子素子実装用基板１は、下面から側面にかけて設けられた切り欠き部４ａを有する第１配線基板２と、第１配線基板２に接続された第２配線基板３とを含んでいる。なお、第１配線基板２には、電子素子７が収納可能なように凹部が設けられていてもよい。

第１配線基板２は絶縁基体を含んでおり、絶縁基体は、互いに積層された複数の絶縁層（絶縁体ともいう）から成る。絶縁層は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，炭化珪素質焼結体，窒化珪素質焼結体，ムライト質焼結体またはガラスセラミックス等のセラミック材料、あるいは、ポリイミド，エポキシ樹脂，フッ素樹脂，ポリノルボルネンまたはベンゾシクロブテン等の有機樹脂材料、あるいはセラミック材料の粉末を有機樹脂材料中に分散して成る複合絶縁材料等の電気絶縁材料から成るものである。絶縁基体は、例えばセラミックグリーンシート積層法またはアディティブ法等の基板形成手段によって形成される。

絶縁基体が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、まず、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化カルシウムまたは酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な有機バインダーおよび溶剤等を添加混合して泥漿状となし、これをドクターブレード法等のシート形成方法によってシート状となすことによって絶縁層となるセラミックグリーンシートを得る。このセラミックグリーンシートを、切り欠き部４ａおよび凹部となる位置を打ち抜き、また適当な大きさに切断し、上下に積層して積層体を作製し、この積層体を還元雰囲気中で約1,600℃の温度で焼成することによって複数の絶縁層が積層された絶縁基体
が製作される。

絶縁基体には配線導体４が設けられている。配線としては、例えば、絶縁基体の上面には電子素子と電気的に接続される接続電極が設けられ、絶縁基体の切り欠き部４ａには第２配線基板３の配線導体４と接続される端子電極が設けられ、絶縁基体の内部には接続電極と端子電極とを電気的に接続する、貫通導体を含む内部配線が設けられている。絶縁基体が、例えばセラミック材料から成る場合であれば、配線は、例えばタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），モリブデン−マンガン（Ｍｏ−Ｍｎ），銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ）または銀−パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）等の金属材料を用いることができる。上記した絶縁基体を作製する工程において、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），モリブデン−マンガン（Ｍｏ−Ｍｎ），銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ）または銀−パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）等の粉末に適当な有機バインダーおよび溶媒等を添加混合して得た導体ペーストを、絶縁基体となるセラミックグリーンシートに予めスクリーン印刷法によって所定のパターンに印刷塗布して、絶縁基体となるセラミックグリーンシートと同時に焼成することによって、絶縁基体の所定位置に被着形成される。配線が貫通導体である場合は、金型やパンチングによる打ち抜き加工やレーザー加工によってグリーンシートに貫通孔を形成して、この貫通孔に印刷法によって配線用の導体ペーストを充填しておくことによって形成される。

絶縁基体が、例えばエポキシ樹脂から成る場合であれば、まず、ガラス繊維を織り込んだ布にエポキシ樹脂を含浸させて成るガラスエポキシ樹脂から成る基板を最下層の絶縁層とし、その上面に液状の熱硬化性または感光性のエポキシ樹脂前駆体をスピンコート法もしくはカーテンコート法等により被着させ、これを加熱あるいは紫外線等の光を照射することで硬化処理することによって絶縁層を形成する。さらにこの上に必要な層数に応じて繰り返し絶縁層を形成することで複数の絶縁層を形成される。

絶縁基体が有機樹脂材料から成る場合であれば、配線は、上記のように形成する絶縁層と、銅層を無電解めっき法または蒸着法等の薄膜形成技術およびフォトリソグラフィ技術を採用することによって作製される。例えば、感光性樹脂を用いて貫通孔を有する絶縁層を形成し、絶縁層上に所定パターン形状のマスクを形成して、スパッタリング法，真空蒸着法またはメッキ法によって貫通孔内および絶縁層の表面に所定形状の金属薄膜を形成すればよい。または、マスクを形成せずに絶縁層の上面の全面に金属薄膜を形成した後に、所定形状のマスクを形成して不要な部分をエッチングによって除去する方法で形成してもよい。あるいは、例えば銅から成る金属箔を所定形状に加工して絶縁層上に転写することで配線導体４を形成してもよい。

図１、図２に示された例において、電子素子７と第２配線基板３上に形成されている電極５とは、絶縁基体に形成された配線導体４を介して接続されている。電極５は、第２配線基板３の配線導体と接続されている。

第２配線基板３は、例えばフレキシブル基板からなり、第１配線基板２の切り欠き部４ａに設けられている。このような構成とすることによって、第２配線基板３の端部が切り欠き部４ａ内に位置するものとなり、電子素子実装用基板１を有する電子装置を取り扱う場合に、第２配線基板３に対し、取り扱いによる応力が発生しにくいものとすることが可能となり、その結果、第１配線基板２と第２配線基板３との実装信頼性が向上されたものとすることができる。

なお、第２配線基板３の下面が第１配線基板２の下面より厚み方向に突出しないようにして、第１配線基板２の切り欠き部４ａ内に設けられていると、電子素子実装用基板１を有する電子装置を取り扱う場合に、第２配線基板３に対し、取り扱いによる応力がより効果的に発生しにくいものとすることが可能となり、好ましい。また、第２配線基板３の下面が第１配線基板２の下面より厚み方向に突出しないようにして、第１配線基板２の切り欠き部４ａ内に設けられている構成とすることによって、電子素子実装用基板１を低背化しやすいものとすることができ、好ましい。

また、第２配線基板３は、実装された電子素子７に電気的に接続される電極５を含む配線導体を有している。具体的には、例えば、絶縁層と、配線導体と、第２配線基板３の内部の図示されていない接着層と、カバー層とを含んでいる。絶縁層が、例えばポリイミド層から成る場合であれば、フィルム状のベースとなる絶縁層の上下に接着層を介して銅箔を圧着した後に、エッチング処理にて配線導体を形成し、さらにこの上にカバー層を積層することで第２配線基板３を形成することができる。

配線導体は、信号用の配線導体とグランド用の配線導体で伝送線路を形成しており、信号用の配線導体の配線幅や配線厚、または信号用の配線導体とグランド用の配線導体間の距離、あるいは絶縁層やカバー層の厚みを設定することによって、特性インピーダンスを任意の値（一般的には、シングル配線であれば50Ω、差動配線であれば100Ω）に設定す
ることができる。特性インピーダンスが整合された信号伝送路によって、信号の伝送特性が向上された電子装置を実現することが可能となる。伝送送路は、高周波信号を伝送するのに適した構造であればよく、例えば、マイクロストリップ線路、ストリップ線路、コプ
レナー線路、または２つの平行な線路導体からなる差動線路構造としてもよい。

第２配線基板３に形成されている配線導体および電極５は、例えば銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ），ニッケル（Ｎｉ），クロム（Ｃｒ），チタン（Ｔｉ），金（Ａｕ），ニオブ（Ｎｂ）またはそれらの合金等の金属材料から成る薄膜等で形成することもできる。

なお、図３〜図６に示す例のように、切り欠き部４ａは、第１配線基板２の複数の側面に設けられているようにしてもよい。このように切り欠き部４ａは、第１配線基板２の複数の側面に設けられていることによって、第２配線基板３を第１配線基板２の複数の側面の切り欠き部４ａに設けることができ、第１配線基板２と第２配線基板３との接合部分が大きいものとなり、第１配線基板２と第２配線基板３との接合が強固なものとなって、電子素子実装用基板１を有する電子装置を取り扱う場合に、第２配線基板３に対し、取り扱いによる応力により、第１配線基板２と第２配線基板３との間で剥がれ等が発生しにくいものとすることが可能となり、好ましい。

同様に、図３〜図６に示す例のように、第１配線基板２の複数の側面に設けられている切り欠き部４ａは、連なって設けられていると、第１配線基板２の複数の側面の切り欠き部４ａに、第２配線基板３を連なって設けることができ、電子素子実装用基板１を有する電子装置を取り扱う場合に、第１配線基板２に対し応力が発生したとしても、第１配線基板２の複数の側面の切り欠き部４ａに連なって設けた第２配線基板３で応力を分散することが可能となり、第１配線基板２と第２配線基板３との間で剥がれ等が発生しにくいものとすることが可能となり、好ましい。

また、第２配線基板３は、幅狭部Ｗ１と、幅狭部Ｗ１に接続された幅広部Ｗ２とを有しており、幅狭部Ｗ１および幅広部Ｗ２は、連なって設けられた切り欠き部４ａに設けられていると、第２配線基板３の幅狭部Ｗ１および幅広部Ｗ２を含む一方の端部が切り欠き部４ａ内に設けられるものとなり、第１配線基板２と第２配線基板３との接合が強固なものとなって、電子素子実装用基板１を有する電子装置を取り扱う場合に、第２配線基板３に対し、取り扱いによる応力により、第１配線基板２と第２配線基板３との間で剥がれ等が発生しにくいものとすることが可能となり、好ましい。

また、図４、図５に示す例のように、第１配線基板２のすべての側面に切り欠き部４ａを設け、切り欠き部４ａの側壁を取り囲むように第２配線基板３を切り欠き部４ａに設けていると、電子素子実装用基板１を有する電子装置を取り扱う場合に、第１配線基板２に対し、平面方向におけるさまざま方向の応力が発生したとしても、切り欠き部４ａの側壁を取り囲むように設けた第２配線基板３によって効果的に応力を分散することが可能となり、第１配線基板２と第２配線基板３との間で剥がれ等が発生しにくいものとすることが可能となり、好ましい。

なお、図６に示す例のように、金属板６を電子素子実装用基板１の下面に設け、第２配線基板３が金属板６と絶縁基体に挟まれるようにしてもよい。このように電子素子実装用基板１の下面に金属板６が設けられていることによって、実装された電子素子７が動作した際に発生する熱を、金属板６を介して外部へ効率的に放散することが可能となり、好ましい。

電子素子７は、電子素子実装用基板１に実装され、ワイヤボンディング等により電子素子実装用基板１に接続される。

電子素子７がＣＣＤ型またはＣＭＯＳ型等の撮像素子である場合には、電子素子実装用基板１および電子素子７を有する電子装置上に、光学レンズおよびレンズ保持部を有する
レンズホルダが設けられることにより、イメージセンサモジュールとすることができる。

なお、本発明は上述の実施形態の例に限定されるものではなく、数値等の種々の変形は可能である。

本実施形態の電子素子実装用基板１によれば、電子素子７が実装され、下面から側面にかけて設けられた切り欠き部４ａを有する第１配線基板２と、第１配線基板２に接続された第２配線基板３とを有しており、第２配線基板３は、切り欠き部４ａに設けられていることから、第２配線基板３の端部が切り欠き部４ａ内に位置するものとなり、電子素子実装用基板１を有する電子装置を取り扱う場合に、第２配線基板３に対し、取り扱いによる応力が発生しにくいものとすることが可能となり、その結果、第１配線基板２と第２配線基板３との実装信頼性が向上されたものとすることができる。

本実施形態の電子装置によれば、上記構成の電子素子実装用基板１を有していることによって、電子素子７が安定して動作可能なものとすることができる。

１：電子素子実装用基板
２：第１配線基板
３：第２配線基板
４：配線導体
４ａ：切り欠き部
５：電極
６：金属板
７：電子素子

Claims (2)

1. 電子素子が実装され、下面から外側面にかけて設けられた切り欠き部を有する第１配線基板と、
   該第１配線基板に接続された、フレキシブル基板からなる第２配線基板とを有しており、該第２配線基板は、前記切り欠き部に設けられており、
   前記切り欠き部は、前記第１配線基板の複数の外側面に連なって設けられており、
   前記第２配線基板は、幅狭部と、該幅狭部に接続された幅広部とを有しており、
   前記幅狭部および前記幅広部は、連なって設けられた前記切り欠き部に設けられていることを特徴とする電子素子実装用基板。
2. 請求項１に記載の電子素子実装用基板と、
   前記電子素子実装用基板に実装された電子素子とを有することを特徴とする電子装置。

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