JP7165374B1 - Electronic device and its manufacturing method - Google Patents

Electronic device and its manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP7165374B1
JP7165374B1 JP2022536479A JP2022536479A JP7165374B1 JP 7165374 B1 JP7165374 B1 JP 7165374B1 JP 2022536479 A JP2022536479 A JP 2022536479A JP 2022536479 A JP2022536479 A JP 2022536479A JP 7165374 B1 JP7165374 B1 JP 7165374B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin layer
base material
substrate
electronic device
conductive pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022536479A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2023157206A1 (en
JPWO2023157206A5 (en
Inventor
崇 中島
稔 飯塚
慎吾 北山
英明 横山
雄一 老田
清 藤巻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ELEPHANTECH INC.
Takahata Precision Co Ltd
Original Assignee
ELEPHANTECH INC.
Takahata Precision Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ELEPHANTECH INC., Takahata Precision Co Ltd filed Critical ELEPHANTECH INC.
Application granted granted Critical
Publication of JP7165374B1 publication Critical patent/JP7165374B1/en
Publication of JPWO2023157206A1 publication Critical patent/JPWO2023157206A1/ja
Publication of JPWO2023157206A5 publication Critical patent/JPWO2023157206A5/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H01L23/14Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties

Abstract

回路基板に設けられた外部接続部の寸法ばらつきを吸収するとともに、回路基板の振動を吸収することができる電子装置及びその製造方法を提供する。合成樹脂材料からなり厚み方向に変形可能で実質的に伸縮性を有しない基材の一面に金属めっき層からなる導電性パターンが配置された回路基板と、基材の一面とは反対側の他面で、基材を覆う硬質樹脂層と、硬質樹脂層よりも剛性が低く基材を接着層を介さずに覆う軟質樹脂層とが一体成形された樹脂層と、を備えている。Provided are an electronic device capable of absorbing dimensional variations in an external connection portion provided on a circuit board and absorbing vibration of the circuit board, and a method of manufacturing the same. A circuit board in which a conductive pattern made of a metal plating layer is arranged on one surface of a substrate that is made of a synthetic resin material and that is deformable in the thickness direction and has substantially no elasticity, and the other side that is opposite to the one surface of the substrate A hard resin layer covering the base material and a soft resin layer having lower rigidity than the hard resin layer and covering the base material without an adhesive layer are integrally molded.

Description

本発明は、電子装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an electronic device and its manufacturing method.

集積回路及び集積回路に電気的に接続された電極を有する半導体基板と、電極の少なくとも一部を避けて半導体基板上に位置するパッシベーション膜と、パッシベーション膜の一部上に位置する樹脂層と、電極上で電極に電気的に接続し、電極から樹脂層上に延びる配線と、を有し、樹脂層は、硬質部及び硬質部よりも軟らかい軟質部を含み、樹脂層の配線とオーバーラップする部分において、電極とは反対側の端部で軟質部が占める体積比率が、電極に近い側の端部で軟質部が占める体積比率よりも大きい半導体装置が知られている(特許文献1)。 a semiconductor substrate having an integrated circuit and an electrode electrically connected to the integrated circuit; a passivation film located on the semiconductor substrate while avoiding at least a portion of the electrode; a resin layer located on a portion of the passivation film; a wiring electrically connected to the electrode on the electrode and extending from the electrode onto the resin layer, the resin layer including a hard portion and a soft portion softer than the hard portion, and overlapping the wiring of the resin layer. A semiconductor device is known in which the volume ratio of the soft portion at the end opposite to the electrode is larger than the volume ratio of the soft portion at the end closer to the electrode (Patent Document 1).

表面に配線パターンが設けられた実装基板と、各々が配線パターンに電気的に接続された基部と、基部から延在する端子部とを有し、端子部同士が対向するように配設された一対の端子部材と、電極が端子部に電気的に接続され、実装基板の表面から所定の高さに位置するように一対の端子部材に挟持されたセラミックコンデンサと、端子部材の端子部のうち基部からセラミックコンデンサの下端までの接続部を少なくとも封止するゲル状またはゴム状の軟質樹脂部と、セラミックコンデンサおよび端子部材を実装基板に実装された他の電子部品とともに一括して封止する、軟質樹脂部よりも硬い硬質樹脂部と、を備える電源装置も知られている(特許文献2)。 A mounting board having a wiring pattern provided on its surface, a base electrically connected to each wiring pattern, and a terminal extending from the base, wherein the terminals are arranged to face each other. a pair of terminal members, a ceramic capacitor having electrodes electrically connected to the terminal portions and sandwiched between the pair of terminal members so as to be positioned at a predetermined height from the surface of the mounting substrate, and the terminal portions of the terminal members. A gel-like or rubber-like soft resin part that seals at least the connecting part from the base to the lower end of the ceramic capacitor, and the ceramic capacitor and the terminal member are collectively sealed together with other electronic components mounted on the mounting substrate. A power supply device including a hard resin portion that is harder than the soft resin portion is also known (Patent Document 2).

特開2008-153367号公報JP 2008-153367 A 特開2014-123606号公報JP 2014-123606 A

本発明は、回路基板に設けられた外部接続部の寸法ばらつきを吸収するとともに、回路基板の振動を吸収することができる電子装置及びその製造方法を提供する。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an electronic device and a method of manufacturing the same that can absorb dimensional variations in external connection portions provided on a circuit board and vibration of the circuit board.

前記課題を解決するために、請求項1に記載の電子装置は、
熱可塑性樹脂からなり厚み方向に変形可能基材の一面に金属めっき層からなる導電性パターンが配置された回路基板と、
前記基材の一面とは反対側の他面で、前記基材を覆う硬質樹脂層と、前記硬質樹脂層よりも剛性が低く前記基材において前記回路基板に実装された外部接続端子に近い領域で前記基材を接着層を介さずに覆う軟質樹脂層とが一体成形された樹脂層と、を備えた、
ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the electronic device according to claim 1 comprises:
A circuit board in which a conductive pattern made of a metal plating layer is arranged on one surface of a base material made of a thermoplastic resin and deformable in the thickness direction;
A hard resin layer that covers the base material, and a region of the base material that has lower rigidity than the hard resin layer and is close to the external connection terminals mounted on the circuit board, on the other surface opposite to the one surface of the base material. and a resin layer integrally formed with a soft resin layer that covers the base material without an adhesive layer,
It is characterized by

前記課題を解決するために、請求項2に記載の電子装置は、
熱可塑性樹脂からなり厚み方向に変形可能基材の一面に金属めっき層からなる導電性パターンが配置された回路基板と、
前記基材の一面とは反対側の他面で、前記基材を覆う硬質樹脂層と、前記硬質樹脂層よりも剛性が低く前記基材において電子装置が外部に固定される固定部に近い領域で前記基材を接着層を介さずに覆う軟質樹脂層とが一体成形された樹脂層と、を備えた、
ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the electronic device according to claim 2 includes:
A circuit board in which a conductive pattern made of a metal plating layer is arranged on one surface of a base material made of a thermoplastic resin and deformable in the thickness direction;
a hard resin layer covering the base material, and a region of the base material having lower rigidity than the hard resin layer and close to a fixing portion to which the electronic device is fixed to the outside, on the other surface opposite to the one surface of the base material; and a resin layer integrally formed with a soft resin layer that covers the base material without an adhesive layer,
It is characterized by

前記課題を解決するために、請求項3に記載の電子装置は、
熱可塑性樹脂からなり厚み方向に変形可能基材の一面に金属めっき層からなる導電性パターンが配置された回路基板と、
前記基材の一面とは反対側の他面で、前記基材を覆う硬質樹脂層と、前記硬質樹脂層よりも剛性が低く前記基材において電子装置が外部に接続される接続部に近い領域で前記基材を接着層を介さずに覆う軟質樹脂層とが一体成形された樹脂層と、を備えた、
ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the electronic device according to claim 3 includes:
A circuit board in which a conductive pattern made of a metal plating layer is arranged on one surface of a base material made of a thermoplastic resin and deformable in the thickness direction;
a hard resin layer covering the base material on the other surface opposite to the one surface of the base material; and a resin layer integrally formed with a soft resin layer that covers the base material without an adhesive layer,
It is characterized by

請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の電子装置において、
前記基材の他面が前記軟質樹脂層で覆われた領域に形成された前記導電性パターンは、前記硬質樹脂層で覆われた領域に形成された前記導電パターンよりも前記基材が厚み方向に変形した場合に伸び率が小さくなるようにミアンダ形状で形成されている、
ことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the electronic device according to any one of claims 1 to 3,
The conductive pattern formed in the region where the other surface of the base material is covered with the soft resin layer is thicker than the conductive pattern formed in the region covered with the hard resin layer. It is formed in a meander shape so that the elongation rate becomes small when deformed in the direction,
It is characterized by

請求項に記載の発明は、請求項1ないしのいずれか1項に記載の電子装置において、
前記他面が前記軟質樹脂層で覆われた領域の前記基材は、前記樹脂層で覆われた領域の前記基材よりも前記基材が厚み方向に変形した場合に伸び率が大きくなるように厚み方向に切り込みが形成されている、
ことを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the electronic device according to any one of claims 1 to 4 ,
The substrate in the region where the other surface is covered with the soft resin layer has a larger elongation rate than the substrate in the region covered with the resin layer when the substrate is deformed in the thickness direction. A notch is formed in the thickness direction in the
It is characterized by

請求項に記載の発明によれば、請求項1ないしのいずれか1項に記載の電子装置において、
前記硬質樹脂層が、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリカーボネートアクリロニトリルブタジエンスチレン(PC/ABS)樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂材料を含む場合、前記軟質樹脂層は、熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)または熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPC)が組み合わされ、
前記硬質樹脂層が、ポリプロピレン(PP)樹脂又はポリエチレン(PE)樹脂からなる樹脂材料を含む場合、前記軟質樹脂層は、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)が組み合わされる、
ことを特徴とする。
According to the invention of claim 6 , in the electronic device of any one of claims 1 to 5 ,
At least one resin selected from the group consisting of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, polycarbonate (PC) resin, polybutylene terephthalate (PBT) resin, and polycarbonate acrylonitrile-butadiene-styrene (PC/ABS) resin for the hard resin layer. When the material is included, the soft resin layer is combined with thermoplastic polyurethane elastomer (TPU) or thermoplastic polyester elastomer (TPC),
When the hard resin layer contains a resin material made of polypropylene (PP) resin or polyethylene (PE) resin, the soft resin layer is combined with an olefinic thermoplastic elastomer (TPO).
It is characterized by

前記課題を解決するために、請求項7に記載の電子装置の製造方法は、
熱可塑性樹脂からなり厚み方向に変形可能基材の一面に金属めっき層からなる導電性パターンが配置された回路基板の前記基材の一面とは反対側の他面で前記基材を覆う硬質樹脂層と、前記硬質樹脂層よりも剛性が低く前記基材を接着層を介さずに覆う軟質樹脂層とが一体成形された電子装置の製造方法であって、
前記基材を準備する工程と、
前記基材の前記一面に電解めっきまたは無電解めっきにより前記導電性パターンを配置する工程と、
前記導電性パターンが配置された前記基材の前記軟質樹脂層が形成される領域に前記基材の厚み方向に切り込みを形成する工程と、
前記基材の他面に前記軟質樹脂層が形成される領域を除いて接着剤を塗布する工程と、
前記接着剤が塗布された前記基材を金型に載置して前記基材の少なくとも一面を覆う硬質樹脂層と軟質樹脂層を順に射出成形して一体化する工程と、を含む、
ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the method for manufacturing an electronic device according to claim 7 includes:
A rigid substrate made of a thermoplastic resin that is deformable in the thickness direction and on which a conductive pattern made of a metal plating layer is arranged on one surface of the substrate, the substrate being covered on the other surface opposite to the one surface of the substrate. A method for manufacturing an electronic device in which a resin layer and a soft resin layer having lower rigidity than the hard resin layer and covering the base material without an adhesive layer are integrally formed,
preparing the substrate;
disposing the conductive pattern on the one surface of the substrate by electrolytic plating or electroless plating;
a step of forming a cut in a thickness direction of the base material in a region where the soft resin layer is formed of the base material on which the conductive pattern is arranged;
a step of applying an adhesive to the other surface of the base material except for a region where the soft resin layer is to be formed;
A step of placing the substrate coated with the adhesive in a mold and sequentially injection-molding a hard resin layer and a soft resin layer covering at least one surface of the substrate to integrate them;
It is characterized by

請求項1に記載の発明によれば、回路基板に設けられた外部接続部の寸法ばらつきを吸収するとともに、回路基板の振動を吸収することができる。 According to the first aspect of the invention, it is possible to absorb the dimensional variation of the external connection portion provided on the circuit board and to absorb the vibration of the circuit board.

請求項に記載の発明によれば、電子装置に加わる振動を吸収することができる。 According to the second aspect of the invention, vibration applied to the electronic device can be absorbed.

請求項に記載の発明によれば、電子装置に形成された接続部の寸法ばらつきを吸収することができる。 According to the third aspect of the invention, it is possible to absorb the dimensional variation of the connecting portion formed in the electronic device.

請求項に記載の発明によれば、導電性パターンの曲げ変形に伴う断線を抑制することができる。 According to the fourth aspect of the invention, disconnection due to bending deformation of the conductive pattern can be suppressed.

請求項に記載の発明によれば、基材が曲げ変形した場合に、切り込みが開いて伸び、導電性パターンが配置された領域の伸びが小さくなる。 According to the fifth aspect of the invention, when the base material is bent and deformed, the cut is opened and extended, and the extension of the area where the conductive pattern is arranged is reduced.

請求項に記載の発明によれば、硬質樹脂層と軟質樹脂層の密着性を向上させることができる。 According to the sixth aspect of the invention, it is possible to improve the adhesion between the hard resin layer and the soft resin layer.

請求項に記載の発明によれば、回路基板に設けられた外部接続部の寸法ばらつきを吸収するとともに、回路基板の振動を吸収することができる。 According to the seventh aspect of the invention, it is possible to absorb the dimensional variation of the external connection portion provided on the circuit board and to absorb the vibration of the circuit board.

図1Aは本実施形態に係る電子装置の一例を示す平面模式図、図1Bは電子装置の一例を示す断面模式図である。FIG. 1A is a schematic plan view showing an example of an electronic device according to this embodiment, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view showing an example of the electronic device. 図2Aは基材に形成される切り込みを導電性パターンとの関係で説明する平面模式図、図2Bは切り込みが形成された基材を厚み方向に変形させた場合の導電性パターンの伸びと切り込みの開きを説明する図である。FIG. 2A is a schematic plan view explaining the relationship between the cut formed in the base material and the conductive pattern, and FIG. 2B shows the elongation and cut of the conductive pattern when the base material on which the cut is formed is deformed in the thickness direction. It is a figure explaining the opening of. 図3Aは軟質樹脂層が固定部に近い領域で基材の他面を覆うように形成されている電子装置の一例を示す平面模式図、図3Bは断面模式図である。FIG. 3A is a schematic plan view showing an example of an electronic device in which a soft resin layer is formed so as to cover the other surface of the substrate in a region near the fixing portion, and FIG. 3B is a schematic cross-sectional view. 図4Aは軟質樹脂層が回路基板に実装された電子部品を囲う領域で基材の他面を覆うように形成されている電子装置の一例を示す平面模式図、図4Bは断面模式図である。FIG. 4A is a schematic plan view showing an example of an electronic device in which a soft resin layer is formed so as to cover the other surface of a substrate in a region surrounding electronic components mounted on a circuit board, and FIG. 4B is a schematic cross-sectional view. . 電子装置の製造方法の概略の手順の一例を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows an example of the procedure of the outline of the manufacturing method of an electronic device. 電子装置の製造過程を説明するための電子装置の部分断面模式図である。It is a partial cross-sectional schematic diagram of the electronic device for demonstrating the manufacturing process of an electronic device. フレキシブル領域で基材の厚み方向に変形を受けた電子装置を示す断面模式図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an electronic device that has undergone deformation in the thickness direction of a base material in a flexible region;

次に図面を参照しながら、本発明の実施形態の具体例を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
尚、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
Next, specific examples of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.
It should be noted that in the following description using the drawings, the drawings are schematic, and the ratio of each dimension is different from the actual one. Illustrations other than members are omitted as appropriate.

(1)電子装置の全体構成
図1Aは本実施形態に係る電子装置1の一例を示す平面模式図、図1Bは電子装置1の一例を示す断面模式図、図2Aは基材2に形成される切り込みSを導電性パターン3との関係で説明する平面模式図、図2Bは切り込みSが形成された基材2を厚み方向に変形させた場合の導電性パターン3の伸びと切り込みSの開きを説明する図、図3Aは軟質樹脂層5Bが固定部8に近い領域で基材2の他面2bを覆うように形成されている電子装置1の一例を示す平面模式図、図3Bは断面模式図、図4Aは軟質樹脂層5Bが回路基板4に実装された電子部品3Dを囲う領域で基材2の他面2bを覆うように形成されている電子装置1の一例を示す平面模式図、図4Bは断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る電子装置1の構成について説明する。
(1) Overall Configuration of Electronic Device FIG. 1A is a schematic plan view showing an example of the electronic device 1 according to the present embodiment, FIG. 1B is a schematic cross-sectional view showing an example of the electronic device 1, and FIG. FIG. 2B is a schematic plan view for explaining the relationship between the cut S and the conductive pattern 3, and FIG. 3A is a schematic plan view showing an example of the electronic device 1 in which the soft resin layer 5B is formed to cover the other surface 2b of the base material 2 in a region near the fixing portion 8, and FIG. 3B is a cross-sectional view FIG. 4A is a schematic plan view showing an example of the electronic device 1 in which the soft resin layer 5B is formed so as to cover the other surface 2b of the substrate 2 in the area surrounding the electronic component 3D mounted on the circuit board 4. , and FIG. 4B is a schematic cross-sectional view.
Hereinafter, the configuration of the electronic device 1 according to this embodiment will be described with reference to the drawings.

電子装置1は、図1に示すように、基材2の一面2aに金属めっき層からなる導電性パターン3が配置された回路基板4と、基材2の一面2aとは反対側の他面2bで、基材2を覆う硬質樹脂層5Aと、硬質樹脂層5Aよりも剛性が低く基材2を接着層を介さずに覆う軟質樹脂層5Bとが一体成形された樹脂層5と、を備えて構成されている。 As shown in FIG. 1, the electronic device 1 includes a circuit board 4 having a conductive pattern 3 made of a metal plating layer disposed on one surface 2a of a substrate 2, and the other surface opposite to the one surface 2a of the substrate 2. In 2b, a resin layer 5 in which a hard resin layer 5A covering the base material 2 and a soft resin layer 5B having lower rigidity than the hard resin layer 5A and covering the base material 2 without an adhesive layer are integrally molded. configured with.

(基材)
本実施形態における基材2は、合成樹脂材料からなり厚み方向に変形可能で実質的に伸縮性を有しない絶縁性のフィルム状の基材である。ここで、「変形可能な基材」は、導電性パターン3を配置後に変形できる、すなわち、熱成形、真空成形または圧空成形によって実質的に平坦な2次元形状から実質的に立体的な3次元形状に変形することができる基材を意味する。
また、基材2が、「実質的に伸縮性を有しない」とは、基材2に対してある方向に引っ張る力を加えても、基材2が、殆ど伸びないことを意味する。例えば、所定の大きさのサンプルに対して、サンプルを材料引張試験機で長手方向に引っ張って、サンプルが破断するときの破断伸度が10%以下である場合、そのサンプルは、長手方向に伸縮性を有しない。
(Base material)
The base material 2 in the present embodiment is an insulating film-like base material that is made of a synthetic resin material and that is deformable in the thickness direction and has substantially no stretchability. Here, a "deformable substrate" is one that can be deformed after placement of the conductive pattern 3, i.e. from a substantially flat two-dimensional shape to a substantially three-dimensional shape by thermoforming, vacuum forming or air pressure forming. It means a substrate that can be deformed into a shape.
In addition, the expression that the base material 2 is “substantially non-stretchable” means that the base material 2 hardly stretches even if a pulling force is applied to the base material 2 in a certain direction. For example, for a sample of a predetermined size, if the sample is pulled in the longitudinal direction with a material tensile tester and the elongation at break when the sample breaks is 10% or less, the sample stretches in the longitudinal direction. have no gender.

変形可能で実質的に伸縮性を有しない基材2は、厚み方向に変形を受ける領域Wの導電性パターン3Bが配置された領域R1(図2Aにおいて一点鎖線で示す))と導電性パターン3Bが配置されていない領域R2(図2Aにおいて二点鎖線で示す)で基材2の伸び率が異なるようになっている。
後述するように、基材2が厚み方向に変形を受ける領域Wにはミアンダ形状の導電性パターン3Bが配置され、ミアンダ形状に屈曲した導電性パターン3Bの間となる領域R2に切り込みSを形成することが望ましい。基材2が変形を受けた場合に、切り込みSが開いて伸びることで、ミアンダ形状の導電性パターン3Bが配置された領域R1の伸びを少なくして、導電性パターン3Bの変形(曲げ)に伴う断線を抑制することができる。
The deformable and substantially non-stretchable base material 2 has a region R1 (indicated by a dashed line in FIG. 2A ) where the conductive pattern 3B of the region W that undergoes deformation in the thickness direction is arranged, and the conductive pattern 3B. The elongation rate of the base material 2 is different in the region R2 (indicated by a two-dot chain line in FIG. 2A) where is not arranged.
As will be described later, a meandering conductive pattern 3B is arranged in a region W where the substrate 2 is deformed in the thickness direction, and a cut S is formed in a region R2 between the meandering conductive patterns 3B. It is desirable to When the substrate 2 is deformed, the notch S is opened and stretched to reduce the stretch of the region R1 where the meander-shaped conductive pattern 3B is arranged, thereby preventing deformation (bending) of the conductive pattern 3B. Disconnection that accompanies this can be suppressed.

このような基材2の材質としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などのポリエステル、ナイロン6-10、ナイロン46などのポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ABS、PMMA、ポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂が挙げられる。
特にポリエステルがより好ましく、さらにその中でもポリエチレンテレフタレート(PET)が経済性、電気絶縁性、耐薬品性等のバランスが良く最も好ましい。
Examples of materials for the base material 2 include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyamides such as nylon 6-10 and nylon 46, polyetheretherketone (PEEK), ABS, PMMA, Thermoplastic resins such as polyvinyl chloride may be mentioned.
In particular, polyester is more preferable, and among these, polyethylene terephthalate (PET) is most preferable because it has a good balance of economy, electrical insulation, chemical resistance, and the like.

基材2の一面2aには、金属ナノ粒子等の触媒インクを均一に塗布するために、表面処理を施すことが好ましい。表面処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、溶剤処理、プライマー処理を用いることができる。 One surface 2a of the substrate 2 is preferably surface-treated in order to evenly apply catalyst ink such as metal nanoparticles. As the surface treatment, for example, corona treatment, plasma treatment, solvent treatment, and primer treatment can be used.

(導電性パターン)
導電性パターン3は、基材2が厚み方向に変形を受けない領域に配置された直線形状の導電性パターン3Aと、基材2が厚み方向に変形を受ける領域に配置されたミアンダ形状の導電性パターン3Bからなる。
(Conductive pattern)
The conductive pattern 3 includes a linear conductive pattern 3A arranged in a region where the substrate 2 is not deformed in the thickness direction, and a meandering conductive pattern 3A arranged in a region where the substrate 2 is deformed in the thickness direction. It consists of sexual pattern 3B.

ミアンダ形状の導電性パターン3Bは、直線形状の導電性パターン3Aの延びる方向と交差する方向に蛇行を繰り返すように形成され、配線長が長くなっている。ミアンダ形状の導電性パターン3Bは、直線形状に比べて配線長が長くなることで、基材2が厚み方向に変形を受けた場合に、導電性パターン3が伸びやすく導電性パターン3の断線を抑制している。 The meander-shaped conductive pattern 3B is formed so as to meander repeatedly in a direction intersecting with the extending direction of the linear conductive pattern 3A, and has a long wiring length. The meander-shaped conductive pattern 3B has a longer wiring length than a linear shape, so that when the base material 2 is deformed in the thickness direction, the conductive pattern 3B is easily stretched, and the conductive pattern 3B does not break. suppressed.

基材2の一面2aに導電性パターン3を配置する場合、さきに、金属めっき成長のきっかけとなる金属ナノ粒子等の触媒からなる下地層(不図示)を所定のパターン状に形成する。ここで、所定のパターン状としては、ミアンダ形状を含んでいる。下地層は、基材2上に金属ナノ粒子等の触媒インクを塗布したあと、乾燥および焼成を行うことにより形成する。 When the conductive pattern 3 is arranged on the one surface 2a of the base material 2, first, a base layer (not shown) made of a catalyst such as metal nanoparticles that triggers growth of the metal plating is formed in a predetermined pattern. Here, the predetermined pattern includes a meandering shape. The base layer is formed by applying a catalyst ink such as metal nanoparticles on the substrate 2, followed by drying and baking.

下地層の厚み(μm)は、0.1~20μmが好ましく、0.2~5μmがさらに好ましく、0.5~2μmが最も好ましい。下地層が薄すぎると、下地層の強度が低下するおそれがある。また、下地層が厚すぎると、金属ナノ粒子は通常の金属よりも高価であるため、製造コストが増大する虞がある。 The thickness (μm) of the underlayer is preferably 0.1 to 20 μm, more preferably 0.2 to 5 μm, most preferably 0.5 to 2 μm. If the underlayer is too thin, the strength of the underlayer may decrease. Also, if the underlayer is too thick, the manufacturing cost may increase because metal nanoparticles are more expensive than ordinary metals.

触媒の材料としては、金、銀、銅、パラジウム、ニッケルなどが用いられ、導電性の観点から金、銀、銅が好ましく、金、銀に比べて安価な銅が最も好ましい。 Gold, silver, copper, palladium, nickel, and the like are used as the material of the catalyst. Gold, silver, and copper are preferable from the viewpoint of conductivity, and copper, which is cheaper than gold and silver, is most preferable.

触媒の粒子径(nm)は1~500nmが好ましく、10~100nmがより好ましい。粒子径が小さすぎる場合、粒子の反応性が高くなりインクの保存性・安定性に悪影響を与える虞がある。粒子径が大きすぎる場合、薄膜の均一形成が困難になるとともに、インクの粒子の沈殿が起こりやすくなる虞がある。 The particle size (nm) of the catalyst is preferably 1 to 500 nm, more preferably 10 to 100 nm. If the particle size is too small, the reactivity of the particles increases, which may adversely affect the storability and stability of the ink. If the particle size is too large, it may become difficult to form a uniform thin film, and the particles of the ink may easily precipitate.

導電性パターン3は、下地層の上に電解めっきまたは無電解めっきにより形成される。めっき金属としては、銅、ニッケル、錫、銀、金などを用いることができるが、伸長性、導電性および価格の観点から銅を用いることが最も好ましい。本実施形態においては、基材2に賦形が施される領域Wにおいては、導電性パターン3はミアンダ形状及び斜め形状に形成される。 The conductive pattern 3 is formed on the underlying layer by electroplating or electroless plating. As the plating metal, copper, nickel, tin, silver, gold, or the like can be used, but copper is most preferable from the viewpoint of extensibility, conductivity and cost. In the present embodiment, the conductive pattern 3 is formed in a meandering shape and an oblique shape in the region W where the substrate 2 is shaped.

めっき層の厚さ(μm)は、0.03~100μmが好ましく、1~35μmがより好ましく、3~18μmが最も好ましい。めっき層が薄すぎると、機械的強度が不足するとともに、導電性が実用上十分に得られない虞がある。めっき層が厚すぎると、めっきに必要な時間が長くなり、製造コストが増大する虞がある。 The thickness (μm) of the plating layer is preferably 0.03 to 100 μm, more preferably 1 to 35 μm, most preferably 3 to 18 μm. If the plated layer is too thin, the mechanical strength may be insufficient, and sufficient electrical conductivity may not be obtained for practical use. If the plating layer is too thick, the time required for plating will be long, and there is a risk that the manufacturing cost will increase.

(電子部品)
導電性パターン3は、図1においては、タッチセンサ3Cとして配置されている例を示しているが、導電性パターン3には、複数の電子部品3Dが取り付けられてもよい。電子部品3Dとしては、制御回路、歪み、抵抗、静電容量、TIRなどの接触感知、および光検出部品、圧電アクチュエータまたは振動モータなどの触知部品または振動部品、LEDなどの発光部品、マイクおよびスピーカーなどの発音または受音、メモリチップ、プログラマブルロジックチップおよびCPUなどのデバイス操作部品、デジタル信号プロセッサ(DSP)、ALSデバイス、PSデバイス、処理デバイス、MEMS等が挙げられる。
(Electronic parts)
Although the conductive pattern 3 is arranged as a touch sensor 3C in FIG. 1, a plurality of electronic components 3D may be attached to the conductive pattern 3. FIG. Electronic components 3D include control circuits, strain, resistance, capacitance, touch sensing such as TIR, and light detection components, tactile or vibration components such as piezoelectric actuators or vibration motors, light emitting components such as LEDs, microphones and Producing or receiving sounds such as speakers, device operating components such as memory chips, programmable logic chips and CPUs, digital signal processors (DSP), ALS devices, PS devices, processing devices, MEMS, and the like.

また、導電性パターン3には、一端に複数のコネクタ接続パッド3aが形成され、外部素子と電気的に接続するための外部接続端子であるコネクタ6が電気的に接続されてもよい。
コネクタ6は、導電性パターン3と電気的に接続され外部に設けられた外部素子と電気的に接続するための端子部61と、端子部61を保持するハウジング62と、ハウジング62が配置される回路基板4にハウジング62を固定させるテール63と、を備える。
A plurality of connector connection pads 3a may be formed at one end of the conductive pattern 3, and a connector 6, which is an external connection terminal for electrically connecting to an external element, may be electrically connected.
The connector 6 includes a terminal portion 61 electrically connected to the conductive pattern 3 and electrically connected to an external element provided outside, a housing 62 holding the terminal portion 61, and the housing 62. and a tail 63 for securing the housing 62 to the circuit board 4 .

(樹脂層)
樹脂層5は、基材2の導電性パターン3が配置された一面2aとは反対側の他面2bを覆う硬質樹脂層5Aと、硬質樹脂層5Aよりも剛性が低く基材2の他面2bを接着層を介さずに覆う軟質樹脂層5Bとが一体成形されている。
硬質樹脂層5Aは、射出成形可能な熱可塑性樹脂材料からなる熱可塑性樹脂である。具体的には、アクリルブタジエンスチレン(ABS)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリカーボネートアクリロニトリルブタジエンスチレン(PC/ABS)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂、ポリエチレン(PE)樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂材料を含み、接着層ADを介して基材2の厚み方向に変形を受けない領域の他面2bを覆うように形成されている。
(resin layer)
The resin layer 5 includes a hard resin layer 5A covering the other surface 2b of the base material 2 opposite to the one surface 2a on which the conductive pattern 3 is arranged, and the other surface of the base material 2 having lower rigidity than the hard resin layer 5A. A soft resin layer 5B that covers 2b without an adhesive layer is integrally molded.
The hard resin layer 5A is a thermoplastic resin made of an injection-moldable thermoplastic resin material. Specifically, from acrylic butadiene styrene (ABS) resin, polycarbonate (PC) resin, polybutylene terephthalate (PBT) resin, polycarbonate acrylonitrile butadiene styrene (PC/ABS) resin, polypropylene (PP) resin, polyethylene (PE) resin It contains at least one resin material selected from the group consisting of the adhesive layer AD, and is formed to cover the other surface 2b of the region of the substrate 2 that is not deformed in the thickness direction via the adhesive layer AD.

軟質樹脂層5Bは、射出成形可能な熱可塑性エラストマー樹脂であり、接着層ADを介さずに基材2の厚み方向に変形を受ける領域(フレキシブル領域)の他面2bを覆うように形成されている。基材2の厚み方向に変形を受ける領域としては、図1に示すように、回路基板4に実装されたコネクタ6に近く、コネクタ6に取り付けばらつきがあった場合に回路基板4に応力が発生しやすい領域、図3に示すように、電子装置1が外部に固定される固定部8の近傍で、外部から振動が加わった場合に回路基板4に歪みが発生しやすい領域、電子装置1が外部に接続される接続部(不図示)の近傍で、接続ばらつきがあった場合に回路基板4に応力が発生しやすい領域等が挙げられる。 The soft resin layer 5B is a thermoplastic elastomer resin that can be injection molded, and is formed so as to cover the other surface 2b of the area (flexible area) that receives deformation in the thickness direction of the base material 2 without the adhesive layer AD. there is As shown in FIG. 1, the area that undergoes deformation in the thickness direction of the base material 2 is close to the connector 6 mounted on the circuit board 4, and stress is generated in the circuit board 4 when there is mounting variation in the connector 6. 3, the area where the circuit board 4 is likely to be distorted when vibration is applied from the outside near the fixing portion 8 where the electronic device 1 is fixed to the outside, as shown in FIG. Examples include a region near a connection portion (not shown) connected to the outside, where stress is likely to occur in the circuit board 4 when there is connection variation.

電子装置1において、電子部品3Dは、基材2の一面2a上に配置された導電性パターン3に金属配線の一端部(不図示)をはんだで固定、または実装態様に合わせて導電性の線材で電気的及び機械的に接合される。軟質樹脂層5Bは、図4に示すように、実装された電子部品3Dを囲う領域で基材2の他面2bを囲うように形成されてもよい。また、コネクタ6を囲う領域で基材2の他面2bを囲うように形成されてもよい。 In the electronic device 1, the electronic component 3D is fixed by soldering one end of a metal wiring (not shown) to the conductive pattern 3 arranged on the one surface 2a of the base material 2, or is made of a conductive wire according to the mounting mode. are electrically and mechanically joined. As shown in FIG. 4, the soft resin layer 5B may be formed so as to surround the other surface 2b of the substrate 2 in a region surrounding the mounted electronic component 3D. Alternatively, the area surrounding the connector 6 may be formed so as to surround the other surface 2b of the base material 2 .

軟質樹脂層5Bの樹脂材料としては、具体的には、硬質樹脂層5Aがアクリルブタジエンスチレン(ABS)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリカーボネートアクリロニトリルブタジエンスチレン(PC/ABS)樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂材料を含む場合、軟質樹脂層5Bは、熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)または熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPC)が組み合わされ、硬質樹脂層5Aと一体成形されている。 As the resin material of the soft resin layer 5B, specifically, the hard resin layer 5A is made of acrylic butadiene styrene (ABS) resin, polycarbonate (PC) resin, polybutylene terephthalate (PBT) resin, polycarbonate acrylonitrile butadiene styrene (PC/ABS ) When containing at least one resin material selected from the group consisting of resins, the soft resin layer 5B is combined with a thermoplastic polyurethane elastomer (TPU) or a thermoplastic polyester elastomer (TPC) and integrated with the hard resin layer 5A. molded.

また、硬質樹脂層5Aがポリプロピレン(PP)樹脂、ポリエチレン(PE)樹脂を含む場合、軟質樹脂層5Bは、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)が組み合わされる。オレフィン系熱可塑性エラストマーとは、ポリオレフィン系樹脂とゴム成分とを含んでなる軟質樹脂であり、ポリオレフィン系樹脂にゴム成分が分散しているものでも良く、互いが共重合されているものでも良い。
オレフィン系熱可塑性エラストマーの具体例としては、例えば、エチレン-プロピレン共重合体エラストマーが挙げられる。
Further, when the hard resin layer 5A contains a polypropylene (PP) resin or a polyethylene (PE) resin, the soft resin layer 5B is combined with an olefinic thermoplastic elastomer (TPO). An olefinic thermoplastic elastomer is a soft resin containing a polyolefinic resin and a rubber component. The rubber component may be dispersed in the polyolefinic resin, or they may be copolymerized with each other.
Specific examples of olefinic thermoplastic elastomers include ethylene-propylene copolymer elastomers.

熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)、熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPC)、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)等の強度については、引張弾性率が50~200MPaの範囲内であることが好ましい。引張弾性率が50~200MPaの範囲内であれば、軟質樹脂層5Bに適度な柔軟性を付与することが可能となり、好ましくは50~100MPaの範囲内、さらに好ましくは50~70MPaの範囲内である。 Regarding the strength of thermoplastic polyurethane elastomer (TPU), thermoplastic polyester elastomer (TPC), olefinic thermoplastic elastomer (TPO), etc., the tensile modulus is preferably in the range of 50 to 200 MPa. If the tensile modulus is within the range of 50 to 200 MPa, it is possible to impart appropriate flexibility to the soft resin layer 5B, preferably within the range of 50 to 100 MPa, more preferably within the range of 50 to 70 MPa. be.

軟質樹脂層5Bは、回路基板4のフレキシブル領域を接着層ADを介することなく覆うことで、軟質樹脂層5Bと基材2との間は相対的な動きが制約されず、屈曲しやすくなっている。これにより、回路基板4に外力が作用した場合、フレキシブル領域で外力を吸収することができる。 The soft resin layer 5B covers the flexible region of the circuit board 4 without the adhesive layer AD interposed therebetween, so that relative movement between the soft resin layer 5B and the base material 2 is not restricted, and bending is facilitated. there is Thereby, when an external force acts on the circuit board 4, the external force can be absorbed by the flexible region.

(2)電子装置の製造方法
図5は電子装置1の製造方法の概略の手順の一例を示すフローチャート図、図6は電子装置1の製造過程を説明するための電子装置1の部分断面模式図である。
(2) Manufacturing method of electronic device FIG. 5 is a flow chart showing an example of a schematic procedure of a manufacturing method of the electronic device 1, and FIG. is.

電子装置1は、図5に示すように、基材2の準備工程S11と、基材2上に導電性パターン3を形成する配線用めっき工程S12と、基材2のミアンダ形状に屈曲した導電性パターン3Bの間となる領域R2に切り込みSを形成する切り込み形成工程S13と、基材2を射出成形用金型Kに載置して基材2の導電性パターン3が形成された一面2aとは反対側の他面2bを覆う樹脂層5を射出成形する樹脂充填工程S14と、基材2の一面2aにコネクタ6を含む電子部品3Dを実装する実装工程S15を経て製造される。 The electronic device 1 includes, as shown in FIG. a cut forming step S13 for forming a cut S in a region R2 between the conductive patterns 3B; It is manufactured through a resin filling step S14 of injection molding a resin layer 5 covering the other surface 2b on the opposite side, and a mounting step S15 of mounting an electronic component 3D including a connector 6 on the one surface 2a of the base material 2.

(基材の準備工程S11)
基材の準備工程S11においては、まず、所定の形状及び大きさに形成された実質的に平坦なフィルム状の基材2に導電性パターン3を配置するために、基材2上に金属めっき成長のきっかけとなる金属ナノ粒子等の触媒粒子からなる下地層をミアンダ形状を含む所定のパターン状に形成する。尚、基材2には、金属ナノ粒子等の触媒粒子からなる触媒インクを均一に塗布するために、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、溶剤処理、プライマー処理等の表面処理を施すことが好ましい。
(Base material preparation step S11)
In the base material preparation step S11, metal plating is first performed on the base material 2 in order to dispose the conductive pattern 3 on the substantially flat film-like base material 2 formed in a predetermined shape and size. A base layer made of catalyst particles such as metal nanoparticles that trigger growth is formed in a predetermined pattern including a meandering shape. In order to uniformly apply catalyst ink composed of catalyst particles such as metal nanoparticles, the substrate 2 is preferably subjected to surface treatment such as corona treatment, plasma treatment, solvent treatment, and primer treatment.

基材2上に金属ナノ粒子等の触媒粒子からなる触媒インクを塗布する方法としては、インクジェット印刷方式、シルクスクリーン印刷方式、グラビア印刷方式、オフセット印刷方式、フレキソ印刷方式、ローラーコーター方式、刷毛塗り方式、スプレー方式、ナイフジェットコーター方式、パッド印刷方式、グラビアオフセット印刷方式、ダイコーター方式、バーコーター方式、スピンコーター方式、コンマコーター方式、含浸コーター方式、ディスペンサー方式、メタルマスク方式が挙げられるが、本実施形態においてはインクジェット印刷方式を用いている。 Methods for applying a catalyst ink made of catalyst particles such as metal nanoparticles on the substrate 2 include an inkjet printing method, a silk screen printing method, a gravure printing method, an offset printing method, a flexographic printing method, a roller coater method, and a brush coating method. Methods include spray method, knife jet coater method, pad printing method, gravure offset printing method, die coater method, bar coater method, spin coater method, comma coater method, impregnation coater method, dispenser method, and metal mask method. In this embodiment, an inkjet printing method is used.

具体的には、1000cps以下、例えば、2cpsから30cpsの低粘度の触媒インクをインクジェット印刷方式で塗布した後、溶媒を揮発させ金属ナノ粒子のみを残す。その後、溶媒を除去し(乾燥)、金属ナノ粒子を焼結させる(焼成)。
焼成温度は、100°C~300°Cが好ましく、150°C~200°Cがより好ましい。焼成温度が低すぎると、金属ナノ粒子同士の焼結が不十分となるとともに、金属ナノ粒子以外の成分が残ることで、密着性が得られない虞がある。また、焼成温度が高すぎると、基材2の劣化や歪みが発生する虞がある。
Specifically, after applying a low-viscosity catalyst ink of 1000 cps or less, for example, 2 cps to 30 cps, by an inkjet printing method, the solvent is volatilized to leave only the metal nanoparticles. The solvent is then removed (drying) and the metal nanoparticles are sintered (firing).
The firing temperature is preferably 100°C to 300°C, more preferably 150°C to 200°C. If the sintering temperature is too low, the sintering of the metal nanoparticles will be insufficient, and components other than the metal nanoparticles will remain, which may result in poor adhesion. Also, if the firing temperature is too high, the base material 2 may be deteriorated or distorted.

(配線用めっき工程S12)
基材2上に形成された下地層に対し、電解めっきまたは無電解めっきを行うことにより、下地層の表面および内部にめっき金属を析出させ導電性パターン3A、3Bを配置する(図6A 参照)。めっき方法は公知のめっき液およびめっき処理と同様であり、具体的に無電解銅めっき、電解銅めっきが挙げられる。
(Wiring plating step S12)
Electroplating or electroless plating is applied to the base layer formed on the base material 2 to deposit plating metal on the surface and inside of the base layer, thereby arranging the conductive patterns 3A and 3B (see FIG. 6A). . The plating method is the same as a known plating solution and plating treatment, specifically electroless copper plating and electrolytic copper plating.

(切り込み形成工程S13)
基材2が厚み方向に変形を受ける領域Wのミアンダ形状の導電性パターン3Bが形成され、ミアンダ形状に屈曲した導電性パターン3Bの間となる領域R2に、切り込みSを形成する(図6B 参照)。
(Incision forming step S13)
A meandering conductive pattern 3B is formed in a region W where the substrate 2 is deformed in the thickness direction, and a cut S is formed in a region R2 between the meandering conductive patterns 3B (see FIG. 6B). ).

切り込みSは、レーザー光を照射するレーザー装置、型抜き、又は、カッター刃を用いて、基材2の厚みに応じて、例えば、基材2の厚みが薄い場合は、貫通する深さで形成する。基材2の厚みが厚い場合には、貫通しない深さで形成してもよい。 The incision S is formed with a depth that penetrates depending on the thickness of the base material 2, for example, if the thickness of the base material 2 is thin, using a laser device that irradiates a laser beam, die cutting, or a cutter blade. do. If the base material 2 is thick, it may be formed to a depth that does not penetrate.

(樹脂充填工程S14)
樹脂充填工程S14では、まず、基材2の導電性パターン3が配置された一面2aとは反対側の他面2bの硬質樹脂層5Aが形成される領域に基材2と硬質樹脂層5Aの樹脂素材の組み合わせに応じて接着層ADを形成するバインダーインクを塗布する(図6C 参照)。バインダーインクは、接着性樹脂を含み、スクリーン印刷、インクジェット印刷、スプレーコート、筆塗り等で塗布され、基材2と射出成形される硬質樹脂層5Aとの接着性を向上させる。
(Resin filling step S14)
In the resin filling step S14, first, the substrate 2 and the hard resin layer 5A are formed in the area where the hard resin layer 5A is formed on the other surface 2b opposite to the one surface 2a of the substrate 2 on which the conductive pattern 3 is arranged. A binder ink for forming an adhesive layer AD is applied according to the combination of resin materials (see FIG. 6C). The binder ink contains an adhesive resin, is applied by screen printing, inkjet printing, spray coating, brush coating, or the like, and improves the adhesiveness between the base material 2 and the injection-molded hard resin layer 5A.

次に、基材2を射出成形用金型Kに位置決めしてセットする。基材2を射出成形用金型KのキャビティCAにセットする場合には、基材2をキャビティCAの表面に自己吸着させて配置しても位置ずれさせないように、キャビティCAの表面に両面テープで貼り付けたり、真空吸着させたり、キャビティCAに突起(不図示)を設け、突起に嵌め込むようにして固定してもよい。 Next, the substrate 2 is positioned and set in the injection mold K. As shown in FIG. When the base material 2 is set in the cavity CA of the injection mold K, a double-sided tape is attached to the surface of the cavity CA so that the base material 2 is self-adsorbed to the surface of the cavity CA so as not to be displaced. It may be fixed by affixing with , vacuum suction, or by providing a projection (not shown) in the cavity CA and fitting it into the projection.

そして、基材2を射出成形用金型Kに位置決めしてセットした状態で金型を閉じて樹脂をキャビティCAに充填する。
樹脂の充填は、硬質樹脂層5Aと軟質樹脂層5Bを順次充填する2色成形法で実施するのが好ましい。
Then, in a state in which the substrate 2 is positioned and set in the injection molding die K, the die is closed and the cavity CA is filled with resin.
The filling of the resin is preferably carried out by a two-color molding method in which the hard resin layer 5A and the soft resin layer 5B are sequentially filled.

具体的には、キャビティCA(樹脂層5を形成するキャビティのみ図示)は、硬質樹脂層5Aを形成する第1キャビティCA1と、軟質樹脂層5Bを形成する第2キャビティCA2を用意し、最初に射出成形用金型Kに第1キャビティCA1が形成された状態(図6C 参照)で射出成形機の第1のノズル(不図示)から硬質樹脂層5Aを形成する溶融樹脂を充填して硬質樹脂層5Aを成形する。
次に、射出成形用金型Kを開いて金型を回転し、射出成形用金型Kに第2キャビティCA2が形成された状態(図6D 参照)で第2のノズル(不図示)から軟質樹脂層5Bを形成する溶融樹脂を充填して軟質樹脂層5Bを成形する。
このとき、後から成形された軟質樹脂層5Bは先に成形された硬質樹脂層5Aと接触する領域で熱融着し一体化される。尚、硬質樹脂層5Aと軟質樹脂層5Bの充填順は、いずれが先であってもよい。
Specifically, as the cavity CA (only the cavity for forming the resin layer 5 is shown), a first cavity CA1 for forming the hard resin layer 5A and a second cavity CA2 for forming the soft resin layer 5B are prepared. In the state where the first cavity CA1 is formed in the injection mold K (see FIG. 6C), the molten resin for forming the hard resin layer 5A is filled from the first nozzle (not shown) of the injection molding machine to form the hard resin layer. Mold layer 5A.
Next, the mold for injection molding K is opened and the mold is rotated to form a second cavity CA2 in the mold for injection molding K (see FIG. 6D). A molten resin for forming the resin layer 5B is filled to mold the soft resin layer 5B.
At this time, the later molded soft resin layer 5B is heat-sealed and integrated with the previously molded hard resin layer 5A in the contact area. The order of filling the hard resin layer 5A and the soft resin layer 5B may be either first.

ここで、硬質樹脂層5Aを形成する樹脂として、アクリルブタジエンスチレン(ABS)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリカーボネートアクリロニトリルブタジエンスチレン(PC/ABS)樹脂のいずれかを用いる場合、軟質樹脂層5Bを形成する樹脂は、熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)または熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPC)を用いることで、硬質樹脂層5Aと軟質樹脂層5Bの密着性が向上する。
同様に、硬質樹脂層5Aを形成する樹脂として、ポリプロピレン(PP)樹脂、ポリエチレン(PE)樹脂のいずれかを用いる場合、軟質樹脂層5Bを形成する樹脂は、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)を用いることで、硬質樹脂層5Aと軟質樹脂層5Bの密着性が向上する。
Here, as the resin forming the hard resin layer 5A, any one of acrylic butadiene styrene (ABS) resin, polycarbonate (PC) resin, polybutylene terephthalate (PBT) resin, and polycarbonate acrylonitrile butadiene styrene (PC/ABS) resin is used. In this case, by using a thermoplastic polyurethane elastomer (TPU) or a thermoplastic polyester elastomer (TPC) as the resin forming the soft resin layer 5B, the adhesion between the hard resin layer 5A and the soft resin layer 5B is improved.
Similarly, when either polypropylene (PP) resin or polyethylene (PE) resin is used as the resin forming the hard resin layer 5A, the resin forming the soft resin layer 5B is olefinic thermoplastic elastomer (TPO). By using it, the adhesion between the hard resin layer 5A and the soft resin layer 5B is improved.

(実装工程S15)
実装工程S15では、回路基板4の導電性パターン3に電子部品3D及びコネクタ6を電気的に接合して表面実装する。
電子部品3Dは、金属配線の一端部(不図示)をはんだで固定、または実装態様に合わせて導電性の線材で超音波利用のワイヤーボンディング方法で電気的及び機械的に接合する。
コネクタ6は、端子部61が導電性パターン3の一端に形成されたコネクタ接続パッド3aにはんだ固定される。特に、基材2のコネクタ6が実装される領域の他面2bに軟質樹脂層5Bが形成されることで、電子装置1として基材2の厚み方向に変形可能であり、コネクタ6の取り付けばらつきを吸収しやすくなっている。
(Mounting step S15)
In the mounting step S15, the electronic component 3D and the connector 6 are electrically joined to the conductive pattern 3 of the circuit board 4 for surface mounting.
The electronic component 3D is fixed by soldering one end (not shown) of the metal wiring, or is electrically and mechanically joined by a wire bonding method using ultrasonic waves with a conductive wire according to the mounting mode.
The connector 6 is fixed by soldering to a connector connection pad 3 a having a terminal portion 61 formed at one end of the conductive pattern 3 . In particular, since the soft resin layer 5B is formed on the other surface 2b of the base material 2 where the connector 6 is mounted, the electronic device 1 can be deformed in the thickness direction of the base material 2, and the mounting variation of the connector 6 is reduced. is easily absorbed.

(3)電子装置の作用
図7はフレキシブル領域で基材2の厚み方向に変形を受けた電子装置1を示す断面模式図である。
電子装置1は、基材2の一面2aに一部ミアンダ形状を有する導電性パターン3Bが配置された回路基板4と、基材2の一面2a上に表面実装された電子部品3D及びコネクタ6と、基材2の一面2aとは反対側の他面2bで、基材2を覆う硬質樹脂層5Aと、硬質樹脂層5Aよりも剛性が低く基材2を接着層ADを介さずに覆う軟質樹脂層5Bとが一体成形された樹脂層5とを備えている。
軟質樹脂層5Bは、基材2が厚み方向に変形を受ける領域(フレキシブル領域)の他面2bを覆うように形成されている。
(3) Action of Electronic Device FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the electronic device 1 subjected to deformation in the thickness direction of the base material 2 in the flexible region.
The electronic device 1 includes a circuit board 4 on which a conductive pattern 3B having a partially meandering shape is arranged on one surface 2a of a base material 2, and an electronic component 3D and a connector 6 which are surface-mounted on the one surface 2a of the base material 2. , a hard resin layer 5A covering the base material 2 and a soft resin layer 5A having lower rigidity than the hard resin layer 5A and covering the base material 2 without an adhesive layer AD interposed therebetween. It has a resin layer 5 integrally formed with the resin layer 5B.
The soft resin layer 5B is formed so as to cover the other surface 2b of the area (flexible area) where the substrate 2 is deformed in the thickness direction.

このような電子装置1によれば、図7に矢印で模式的に示すように、電子装置1は軟質樹脂層5Bを起点として基材2の厚み方向に変形することができる。そのために、図1に示すように、軟質樹脂層5Bを回路基板4に実装されたコネクタ6に近い領域に形成することで、コネクタ6に取り付けばらつきがあった場合、電子装置1を外部素子と接続する際に、コネクタ6の端子部61とコネクタ接続パッド3aのはんだ固定部に発生する応力を緩和するように変形可能となる。 According to such an electronic device 1, the electronic device 1 can be deformed in the thickness direction of the base material 2 with the soft resin layer 5B as a starting point, as schematically indicated by an arrow in FIG. For this reason, as shown in FIG. 1, by forming the soft resin layer 5B in a region near the connector 6 mounted on the circuit board 4, the electronic device 1 can be connected to the external element when the connector 6 is attached unevenly. At the time of connection, the terminal portion 61 of the connector 6 and the solder fixing portion of the connector connection pad 3a can be deformed so as to relieve the stress generated.

電子部品3Dは、基材2の一面2a上に配置された導電性パターン3に金属配線の一端部(不図示)をはんだで固定、または実装態様に合わせて導電性の線材で電気的及び機械的に接合されている。軟質樹脂層5Bは、図4に示すように、実装された電子部品3Dを囲う領域で基材2の他面2bを囲うように形成されることで、電子部品3Dに加わる振動を吸収して、電子部品3Dと導電性パターン3の接合部に発生する応力を緩和するように変形可能となる。 The electronic component 3D is fixed by soldering one end of the metal wiring (not shown) to the conductive pattern 3 arranged on the one surface 2a of the base material 2, or is electrically and mechanically connected by a conductive wire according to the mounting mode. are joined together. As shown in FIG. 4, the soft resin layer 5B is formed so as to surround the other surface 2b of the base material 2 in a region surrounding the mounted electronic component 3D, thereby absorbing vibration applied to the electronic component 3D. , and can be deformed so as to relax the stress generated at the junction between the electronic component 3D and the conductive pattern 3. As shown in FIG.

また、図3に示すように、軟質樹脂層5Bを電子装置1が外部に固定される固定部8に近い領域に形成することで、外部から振動が加わった場合に、回路基板4に発生する歪みを吸収するように変形可能となる。あるいは、電子装置1が外部に接続される接続部(不図示)の近傍で、接続ばらつきがあった場合に、回路基板4に作用する応力を緩和するように変形可能となる。 Further, as shown in FIG. 3, by forming the soft resin layer 5B in a region close to the fixing portion 8 to which the electronic device 1 is fixed to the outside, vibration is generated in the circuit board 4 when vibration is applied from the outside. It becomes deformable to absorb strain. Alternatively, when there is connection variation in the vicinity of a connection portion (not shown) where the electronic device 1 is connected to the outside, the circuit board 4 can be deformed so as to relieve the stress acting on it.

このように、変形可能である電子装置1のフレキシブル領域では、導電性パターン3がミアンダ形状で配置され、ミアンダ形状に屈曲した導電性パターン3Bの間となる領域R2には基材2に切り込みSが形成されている。これにより、電子装置1が変形する際に、図2Bに示すように、導電性パターン3Bは伸びやすく、基材2は切り込みSが開いて伸びることで、ミアンダ形状の導電性パターン3Bが配置された領域R1の伸びを少なくして、導電性パターン3Bの変形(曲げ)に伴う断線を抑制している。 In this way, in the flexible region of the deformable electronic device 1, the conductive patterns 3 are arranged in a meandering shape, and the substrate 2 is cut S in the region R2 between the conductive patterns 3B bent in the meandering shape. is formed. Accordingly, when the electronic device 1 is deformed, as shown in FIG. 2B, the conductive pattern 3B is easily stretched, and the base material 2 is stretched by opening the cut S, so that the meander-shaped conductive pattern 3B is arranged. By reducing the elongation of the region R1, disconnection due to deformation (bending) of the conductive pattern 3B is suppressed.

このように、本実施形態に係る電子装置1によれば、回路基板4に設けられた外部接続部の寸法ばらつきを吸収するとともに、回路基板4の振動を吸収することができる。 As described above, according to the electronic device 1 according to the present embodiment, it is possible to absorb the dimensional variation of the external connection portion provided on the circuit board 4 and to absorb the vibration of the circuit board 4 .

1・・・電子装置
2・・・基材、2a・・・一面(導電性パターン3側)、2b・・・他面(樹脂層5側)
3・・・導電性パターン、3A・・・直線形状の導電性パターン、3B・・・ミアンダ形状の導電性パターン、3C・・・タッチセンサ
3D・・・電子部品
4・・・回路基板
5・・・樹脂層、5A・・・硬質樹脂層、5B・・・軟質樹脂層
6・・・コネクタ、61・・・端子部
S・・・切り込み
AD・・・接着層
K・・・射出成形用金型
CA・・・キャビティ、CA1・・・第1キャビティ、CA2・・・第2キャビティ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Electronic device 2... Base material, 2a... One side (conductive pattern 3 side), 2b... Other side (resin layer 5 side)
3 conductive pattern 3A linear conductive pattern 3B meander conductive pattern 3C touch sensor 3D electronic component 4 circuit board 5. Resin layer 5A Hard resin layer 5B Soft resin layer 6 Connector 61 Terminal portion S Notch AD Adhesive layer K For injection molding Mold CA: Cavity, CA1: First cavity, CA2: Second cavity

Claims (7)

熱可塑性樹脂からなり厚み方向に変形可能基材の一面に金属めっき層からなる導電性パターンが配置された回路基板と、
前記基材の一面とは反対側の他面で、前記基材を覆う硬質樹脂層と、前記硬質樹脂層よりも剛性が低く前記基材において前記回路基板に実装された外部接続端子に近い領域で前記基材を接着層を介さずに覆う軟質樹脂層とが一体成形された樹脂層と、を備えた、
ことを特徴とする電子装置。
A circuit board in which a conductive pattern made of a metal plating layer is arranged on one surface of a base material made of a thermoplastic resin and deformable in the thickness direction;
A hard resin layer that covers the base material, and a region of the base material that has lower rigidity than the hard resin layer and is close to the external connection terminals mounted on the circuit board, on the other surface opposite to the one surface of the base material. and a resin layer integrally formed with a soft resin layer that covers the base material without an adhesive layer,
An electronic device characterized by:
熱可塑性樹脂からなり厚み方向に変形可能基材の一面に金属めっき層からなる導電性パターンが配置された回路基板と、
前記基材の一面とは反対側の他面で、前記基材を覆う硬質樹脂層と、前記硬質樹脂層よりも剛性が低く前記基材において電子装置が外部に固定される固定部に近い領域で前記基材を接着層を介さずに覆う軟質樹脂層とが一体成形された樹脂層と、を備えた、
ことを特徴とする電子装置。
A circuit board in which a conductive pattern made of a metal plating layer is arranged on one surface of a base material made of a thermoplastic resin and deformable in the thickness direction;
a hard resin layer covering the base material, and a region of the base material having lower rigidity than the hard resin layer and close to a fixing portion to which the electronic device is fixed to the outside, on the other surface opposite to the one surface of the base material; and a resin layer integrally formed with a soft resin layer that covers the base material without an adhesive layer,
An electronic device characterized by:
熱可塑性樹脂からなり厚み方向に変形可能基材の一面に金属めっき層からなる導電性パターンが配置された回路基板と、
前記基材の一面とは反対側の他面で、前記基材を覆う硬質樹脂層と、前記硬質樹脂層よりも剛性が低く前記基材において電子装置が外部に接続される接続部に近い領域で前記基材を接着層を介さずに覆う軟質樹脂層とが一体成形された樹脂層と、を備えた、
ことを特徴とする電子装置。
A circuit board in which a conductive pattern made of a metal plating layer is arranged on one surface of a base material made of a thermoplastic resin and deformable in the thickness direction;
a hard resin layer covering the base material on the other surface opposite to the one surface of the base material; and a resin layer integrally formed with a soft resin layer that covers the base material without an adhesive layer,
An electronic device characterized by:
前記基材の他面が前記軟質樹脂層で覆われた領域に形成された前記導電性パターンは、前記硬質樹脂層で覆われた領域に形成された前記導電パターンよりも前記基材が厚み方向に変形した場合に伸び率が小さくなるようにミアンダ形状で形成されている、
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の電子装置。
The conductive pattern formed in the region where the other surface of the base material is covered with the soft resin layer is thicker than the conductive pattern formed in the region covered with the hard resin layer. It is formed in a meander shape so that the elongation rate becomes small when deformed in the direction,
The electronic device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
前記他面が前記軟質樹脂層で覆われた領域の前記基材は、前記樹脂層で覆われた領域の前記基材よりも前記基材が厚み方向に変形した場合に伸び率が大きくなるように厚み方向に切り込みが形成されている、
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の電子装置。
The substrate in the region where the other surface is covered with the soft resin layer has a larger elongation rate than the substrate in the region covered with the resin layer when the substrate is deformed in the thickness direction. A notch is formed in the thickness direction in the
The electronic device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
前記硬質樹脂層が、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリカーボネートアクリロニトリルブタジエンスチレン(PC/ABS)樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂材料を含む場合、前記軟質樹脂層は、熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)または熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPC)が組み合わされ、
前記硬質樹脂層が、ポリプロピレン(PP)樹脂又はポリエチレン(PE)樹脂からなる樹脂材料を含む場合、前記軟質樹脂層は、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)が組み合わされる、
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の電子装置。
At least one resin selected from the group consisting of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, polycarbonate (PC) resin, polybutylene terephthalate (PBT) resin, and polycarbonate acrylonitrile-butadiene-styrene (PC/ABS) resin for the hard resin layer. When the material is included, the soft resin layer is combined with thermoplastic polyurethane elastomer (TPU) or thermoplastic polyester elastomer (TPC),
When the hard resin layer contains a resin material made of polypropylene (PP) resin or polyethylene (PE) resin, the soft resin layer is combined with an olefinic thermoplastic elastomer (TPO).
The electronic device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
熱可塑性樹脂からなり厚み方向に変形可能基材の一面に金属めっき層からなる導電性パターンが配置された回路基板の前記基材の一面とは反対側の他面で前記基材を覆う硬質樹脂層と、前記硬質樹脂層よりも剛性が低く前記基材を接着層を介さずに覆う軟質樹脂層とが一体成形された電子装置の製造方法であって、
前記基材を準備する工程と、
前記基材の前記一面に電解めっきまたは無電解めっきにより前記導電性パターンを配置する工程と、
前記導電性パターンが配置された前記基材の前記軟質樹脂層が形成される領域に前記基材の厚み方向に切り込みを形成する工程と、
前記基材の他面に前記軟質樹脂層が形成される領域を除いて接着剤を塗布する工程と、
前記接着剤が塗布された前記基材を金型に載置して前記基材の少なくとも一面を覆う硬質樹脂層と軟質樹脂層を順に射出成形して一体化する工程と、を含む、
ことを特徴とする電子装置の製造方法。
A rigid substrate made of a thermoplastic resin that is deformable in the thickness direction and on which a conductive pattern made of a metal plating layer is arranged on one surface of the substrate, the substrate being covered on the other surface opposite to the one surface of the substrate. A method for manufacturing an electronic device in which a resin layer and a soft resin layer having lower rigidity than the hard resin layer and covering the base material without an adhesive layer are integrally formed,
preparing the substrate;
disposing the conductive pattern on the one surface of the substrate by electrolytic plating or electroless plating;
a step of forming a cut in a thickness direction of the base material in a region where the soft resin layer is formed of the base material on which the conductive pattern is arranged;
a step of applying an adhesive to the other surface of the base material except for a region where the soft resin layer is to be formed;
A step of placing the substrate coated with the adhesive in a mold and sequentially injection-molding a hard resin layer and a soft resin layer covering at least one surface of the substrate to integrate them;
A method of manufacturing an electronic device, characterized by:
JP2022536479A 2022-02-18 2022-02-18 Electronic device and its manufacturing method Active JP7165374B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/006516 WO2023157206A1 (en) 2022-02-18 2022-02-18 Electronic device and method for producing same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP7165374B1 true JP7165374B1 (en) 2022-11-04
JPWO2023157206A1 JPWO2023157206A1 (en) 2023-08-24
JPWO2023157206A5 JPWO2023157206A5 (en) 2024-01-23

Family

ID=83897806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022536479A Active JP7165374B1 (en) 2022-02-18 2022-02-18 Electronic device and its manufacturing method

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7165374B1 (en)
WO (1) WO2023157206A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009158571A (en) * 2007-12-25 2009-07-16 Fujitsu Ltd Wiring board and method for manufacturing wiring board
WO2011040393A1 (en) * 2009-09-30 2011-04-07 株式会社村田製作所 Circuit substrate and method of manufacture thereof
JP2018116959A (en) * 2017-01-16 2018-07-26 日立化成株式会社 Circuit board device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009158571A (en) * 2007-12-25 2009-07-16 Fujitsu Ltd Wiring board and method for manufacturing wiring board
WO2011040393A1 (en) * 2009-09-30 2011-04-07 株式会社村田製作所 Circuit substrate and method of manufacture thereof
JP2018116959A (en) * 2017-01-16 2018-07-26 日立化成株式会社 Circuit board device

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2023157206A1 (en) 2023-08-24
WO2023157206A1 (en) 2023-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI653913B (en) Resin structure and method of manufacturing same
CN105339098A (en) Method for electrically contacting a piezoceramic
RU2012117511A (en) METHOD FOR MANUFACTURING A LOCK OF A CAR DOOR AND A LOCK OF A CAR DOOR MADE BY THIS METHOD
JP7165374B1 (en) Electronic device and its manufacturing method
JP7117705B1 (en) electronic device
WO2019098029A1 (en) Electronic device and manufacturing method thereof
JP2021077663A (en) Electronic apparatus
JP6117492B2 (en) Structure
JP4049167B2 (en) Lid frame, semiconductor device, and manufacturing method thereof
US9801282B2 (en) Package structure
TWI606560B (en) Package structure
JP7264923B2 (en) IME structure using electronic circuit plating method and its manufacturing method
WO2023203757A1 (en) Positioning and fixing structure and production method for surface-mount components
JP6963267B1 (en) Well plate
JP7057987B1 (en) Electronic device and its manufacturing method
JP7178682B1 (en) Electronic device and its manufacturing method
WO2024057447A1 (en) Connector connection structure and method for manufacturing same
JP7026367B1 (en) Wiring board and its manufacturing method
JP7117706B1 (en) Display device and manufacturing method thereof
JP6903300B1 (en) Electronic device and its manufacturing method
TWI660650B (en) Electronic device and manufacturing method thereof
WO2023214443A1 (en) Electronic device and method for manufacturing same
JP7432911B1 (en) In-mold molding method
WO2023188242A1 (en) Electronic device and method for producing same
TWI760636B (en) Touch module and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220613

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220613

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20220613

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220913

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220919

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221011

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221014

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7165374

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150