JP7397595B2 - Wiring base and electronic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品が基体の側面に実装される配線基体および電子装置に関する。 The present invention relates to a wiring substrate and an electronic device in which electronic components are mounted on the side surface of the substrate.
例えば加速度センサ等の電子部品(センサ部品)が一つの配線基板に対し複数搭載されてなる電子装置が知られている。これらのセンサ部品は、自動車または撮像装置等の機器における前後左右上下等の多方向における加速度等の物理量を検知する。そして、検知した物理量は機器の制御等に利用される。 For example, an electronic device is known in which a plurality of electronic components (sensor components) such as an acceleration sensor are mounted on one wiring board. These sensor components detect physical quantities such as acceleration in multiple directions such as front, back, left, right, top and bottom of a vehicle or a device such as an imaging device. Then, the detected physical quantity is used for controlling equipment, etc.
複数のセンサ部品は、それぞれ一方向の検知方向を有している。これらのセンサ部品は、それぞれの検知方向が互いに異なる方向になるように実装されている(引用文献1)。 Each of the plurality of sensor components has one detection direction. These sensor components are mounted so that their detection directions are different from each other (cited document 1).
従来、複数の電子部品が搭載される配線基板および電子装置では、配線基板の側面に電子部品が実装される。このとき、電子部品との電気的な接続に用いる導体は、配線基板の主面(上面)に設けられたものに比較して側面に設けられたものは接合強度が小さく、剥がれ易い場合があり、配線基板や電子装置の接続信頼性が低下する可能性があった。 Conventionally, in wiring boards and electronic devices on which a plurality of electronic components are mounted, the electronic components are mounted on the side surface of the wiring board. At this time, conductors used for electrical connections with electronic components may have a lower bonding strength and may peel off more easily if they are provided on the side surfaces of the wiring board than those provided on the main surface (top surface). , there was a possibility that the connection reliability of wiring boards and electronic devices would deteriorate.
本発明の一実施形態に係る配線基体は、第1方向に沿う第1面と、前記第1方向に直交する第2面と、を含む基体を備え、前記第1面は電子部品が実装される面であり、前記第2面は外部基板に接続する面であり、前記第1面は、第1凹部と、該第1凹部の内側面を覆う第1導体と、を有し、前記基体は、前記第1方向に沿うとともに前記第1面に直交する第3面を有し、前記基体は、前記第1面と前記第2面との間に、前記第1方向に直交する方向に突出した第1凸部と、該第1凸部に位置する電極パッドと、前記第3面と前記第2面との間に、前記第1方向に直交する方向に突出した第2凸部と、を有し、前記第1面の正面視において、前記第1凸部の幅が、前記第1面の端から前記第2凸部の突出する方向の第2凸部の突出長さを含んでいる。 A wiring base according to an embodiment of the present invention includes a base including a first surface along a first direction and a second surface perpendicular to the first direction, and the first surface has electronic components mounted thereon. the second surface is a surface connected to an external board; the first surface has a first recess; and a first conductor covering an inner surface of the first recess; has a third surface extending in the first direction and perpendicular to the first surface, and the base body has a third surface extending in the direction perpendicular to the first direction between the first surface and the second surface. a protruding first protrusion, an electrode pad located on the first protrusion, and a second protrusion protruding in a direction perpendicular to the first direction between the third surface and the second surface. , when the first surface is viewed from the front, the width of the first convex portion includes a protrusion length of the second convex portion in a direction in which the second convex portion protrudes from an end of the first surface. I'm here.
本発明の一実施形態に係る配線基体は、上述した構成であることによって、配線基体の側面に位置する導体は、平坦な側面上に設けられたものと比較して側面における面積が同じであっても接合面積が大きくなるので接合強度が増し、剥がれにくくなる。その結果、配線基体に実装される電子部品の接続信頼性を高めることができる。 The wiring base according to an embodiment of the present invention has the above-described configuration, so that the conductor located on the side surface of the wiring base has the same area on the side surface as that of the conductor provided on the flat side surface. However, since the bonding area becomes larger, the bonding strength increases and peeling becomes difficult. As a result, connection reliability of electronic components mounted on the wiring base can be improved.
以下、各実施形態の配線基体1について、図面を用いて詳細に説明する。各図面には、説明の便宜上、第1方向をz方向とするxyz直交座標を付している。以下、第1方向をz方向として説明する場合がある。また、z方向の正方向を上方向として上下方向の説明をする場合がある。
Hereinafter, the
<配線基体1の構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る配線基体1の斜視図である。図2は、本発明の一実施形態に係る配線基体1の斜視図である。図3(a)は、図1および図2に示す配線基体1における第1凹部31および第2凹部51を示す断面図であり、(b)および(c)は第1凹部31および第2凹部51の他の例を示す断面図である。図4(a)は、図1に示す配線基体1における第1導体32および第2導体52を示す断面図であり、(b)および(c)は第1導体32および第2導体52の他の例を示す断面図である。図5(a)は、図2に示す配線基体1における第1導体32および第2導体52を示す断面図であり、(b)および(c)は第1導体32および第2導体52の他の例を示す断面図である。図3~図5は、第1方向(z方向)に直交する断面図である。
<Configuration of
FIG. 1 is a perspective view of a
図6は、本発明の一実施形態に係る電子装置10の斜視図である。なお、図6は図2に示す例の配線基体1を用いた電子装置10の例を示している。図7は、図6の第1面3の正面図である。なお、図6(a)は第4面6側からの斜視図であり、図6(b)は第2面4側からの斜視図である。図8は、図6のVIII-VIII線における断面図である。図9は、図7のIX-IX線における断面図である。図10は、図7のX-X線における断面図である。
FIG. 6 is a perspective view of the
図11は、本発明の他の実施形態に係る配線基体1の斜視図である。図11(a)は第4面6側からの斜視図であり、図11(b)は第2面4側からの斜視図である。図12は、本発明の他の実施形態に係る電子装置10の斜視図である。なお、図12は図11に示す例の配線基体1を用いた電子装置10の例を示している。図13は、図12に示す電子装置10の第1面3の正面図である。図14は、本発明の他の実施形態に係る配線基体1の斜視図である。図14(a)は第4面6側からの斜視図であり、図14(b)は第2面4側からの斜視図である。図15は、本発明の他の実施形態に係る電子装置10の斜視図である。なお、図15は図14に示す例の配線基体1を用いた電子装置10の例を示している。また、図15(a)は第4面6側からの斜視図であり、図15(b)は第2面4側からの斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view of a
図16は、本発明の他の実施形態に係る配線基体1の斜視図である。図17は、図16に示す配線基体1の第1面3の正面図である。図18は、本発明の他の実施形態に係る電子装置10の斜視図である。なお、図18は図16に示す例の配線基体1を用いた電子装置10の例を示している。図19は、図18の第1面3の正面図である。図20は、図6に示す電子装置10と外部基板7とが接続した斜視図である。
FIG. 16 is a perspective view of a
本発明の各実施形態に係る配線基体1は、第1方向に沿う第1面3と、第1方向に直交する第2面4と、を含む基体2を備えている。第1面3は第1電子部品30が実装される面であり、第1凹部31と、第1凹部31の内側面を覆う第1導体32と、を有する。第2面4は外部基板7に接続する面である。なお、本明細書において配線基体1は、基体2の第1面3に対し、第1凹部31、第1導体32が備わったものを配線基体1と呼ぶ。
The
また、配線基体1は第1方向に沿うとともに第1面3に直交する第3面5と、第1方向に直交する第4面6とをさらに備えていてもよい。第3面5は第2電子部品50が実装される面であり、第2凹部51と、第2凹部51の内側面を覆う第2導体52と、を有する。第4面6は第3電子部品60が実装される面であり、第4面6上に第3導体61を有する。以降、配線基体1が備える各構成について述べていく。
Further, the
配線基体1を構成する基体2は、図1や図2の斜視図のように直方体形状であってもよい。直方体形状である場合、より具体的には、立方体形状であってもよい。直方体形状や立方体形状であることにより、例えば複数の電子部品を一つの配線基体に実装することができるので、一つの配線基板に対し一つの電子部品を実装する場合に比べ、必要な配線基体1の数を少なくすることができ、外部基板7に実装する際に省スペース化しやすくなる。加えて第1面3、第3面5、および第4面6のそれぞれに実装される第1電子部品30、第2電子部品50、第3電子部品60として例えば一方向における物理量の検知機能を有するセンサ部品を実装した際に、3方向の物理量の精確な検出が容易となる。
The
基体2の形状は、例えば図16の斜視図ように3枚の板がそれぞれ直交して配置されて一体となった形状であってもよい。言い換えれば、図1や図2のような直方体形状の基体2を第1面3、第3面5および第4面6に亘って切り欠いた形状であってもよい。この形状であることによって、後述するように第1面3、第3面5、および第4面6のそれぞれに電子部品30,50,60を実装する際に、電子部品30,50,60を基体2で囲まれた空間内に実装することができ、電子部品30,50,60が基体2の外側へ突出しないので、配線基体1を一層小型化でき、ひいては電子装置10をより一層小型化しやすくなる。基体2の他の形状としては、2枚の板が直交して配置され一体となったL字形状であってもよい。このときの第1面3は第4面6と直交する面であり、第3面5は第1面3の裏面であり基体2の外側に位置することになる。あるいは、第1面3と第3面5は同じ面とすることもできる。いずれの場合であっても、少なくとも2つの電子部品30,60を基体2で囲まれた内側の空間に実装することができるので、電子装置10をより一層小型化しやすくなる。
The shape of the
基体2の大きさは、例えば幅が3mm~15mm、奥行きが3mm~15mm、高さが3mm~15mmで構成される仮想直方体の内部に収まる大きさであってもよい。なお、本明細書において基体2の内側とは、この仮想直方体の中心に近い側のことであり、基体2の外部とは仮想直方体の中心から遠い側を意味する。
The size of the
基体2は絶縁体材料を含んでいてもよく、複数の絶縁層が第1方向に積層されて基体2が作られていてもよい。例えば、図8に示す例では13層の絶縁層が積層されて基体2が構成されている。絶縁体材料は、たとえば酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体または窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、またはガラスセラミック材料等を用いることができる。
The
基体2は、図1、図2の配線基体1の斜視図で示すように、第1方向に沿う第1面3に、第1凹部31と、第1凹部31の内側面を覆う第1導体32とを有している。第1凹部31の内側面とは、第1凹部31の内面のうち、第1方向(z方向)に直交する面(上面、下面)は含まず、第1方向に沿う面であり、上面と下面の間の面である。言い換えれば、第1凹部31の内面のうち、第1面3の正面視で見える部分である。第1凹部31の開口部の幅が内部の幅よりも小さい場合は正面視で見える部分と、正面透視で見える、第1面3と対向する部分である。これによって第1面3に対し、第1面3の正面視において面積が等しい導体が第1面3上にある場合と比べ、第1凹部31の分だけ基体2と第1導体32との接合面積を増やすことができるので、第1導体32の接合強度を高めることができる。その結果、第1導体32と接続される第1電子部品30の電気的な接続信頼性を向上することができる。なお、図1や図2のように基体2が直方体形状である場合、第1面3は基体2の外側の面を指す。また、基体2が図16や図17のように3枚の板がそれぞれ直交して配置されて一体となった形状であったり、L字形状であったりする場合、基体2の外側の面だけでなく内側の面を第1面3としてもよい。
As shown in the perspective views of the
第1凹部31の第1方向に直交する断面の形状は図3~図5に示すように多角形状もしくは弓形状であってもよい。このとき、多角形状とは、例えば正方形状、長方形状あるいは台形状であってもよい。多角形には方形や台形のような単純多角形以外の多角形、例えば図3(c)の第1凹部31の凸型のような凸多角形も含まれる。弓形状とは、例えば図3(a)および図3(b)に示す例のような半円形、半長円形であってもよい。図3(b)に示す例の第1凹部31の形状は半円であり、図3(a)に示す例の第1凹部31の形状は半円の弧の部分を伸ばして弦の部分(開口部分)を短くした形状(半円形)であり、いずれも弓形状である。弓形状であるとき、その弧の曲率半径は例えば0.1mm~0.25mmであってもよい。弓形状であることによって、第1凹部31におけるクラックの発生を低減できるので、第1導体32が剥がれてしまうことを低減できる。また、弓形状であるときに、弧の一部が直線形状になっていてもよい。
The cross section of the
第1凹部31は、図3~図5の(a)および(c)に示す例のように、第1面3の正面視における第1凹部31の中心を含む第1方向に直交する断面において、第1面3に位置する開口部分より基体2の内部に幅の大きい部分を有していてもよい。ここでいう幅は、第1方向(z方向)に直交し第1面3に平行な方向(x方向)の長さであり、図3~図5においては開口部分の幅をWo、基体2の内部における最大幅をWmaxで示している。これによって、第1凹部31は開口付近に幅が狭い部分が位置することとなる。第1導体32を引き剥がすような、第1凹部31内から外側方向への力が加わっても、第1導体32がこの幅の狭い部分に引っ掛かり、押さえられることとなる。そのため、第1導体32が基体2の第1凹部31から剥がれ難くなるので、電気的な接続信頼性が向上する。
The
第1凹部31の大きさは、例えば幅が0.1mm~0.5mm、奥行き(第1面3からの深さ)が0.1mm~0.3mm、高さ(第1方向の長さ)が0.2mm~1.0mmで構成される直方体の内部に収まる大きさであってもよい。このとき第1凹部31の開口部分の幅Woは0.1mm~0.5mmの範囲の大きさであってもよく、第1凹部31の最大幅Wmaxは0.2mm~0.8mmの大きさであってもよい。また、図1や図2のような直方体形状のとき、第1面3の正面視において、第1凹部31は第2面4側に位置する端を除く場所に位置していてもよい。言い換えれば、第1凹部31は第1面3に開口し、第2面4には開口していないものとすることができる。これによって、第1導体32と外部基板7上の導体が短絡することを低減できる。また、第1凹部31は第4面6には開口せず、第1面3のみに開口するものとすることができる。これにより第1導体32は、第1方向の両端が基体2で挟まれたものとなるので、接合強度が高いものとなる。
The
第1面3には第1凹部31が複数位置していてもよい。第1凹部31が複数位置している場合、複数の第1凹部31のそれぞれに第1導体32が位置していてもよい。第1凹部31および第1導体32の数は、第1導体32と接続される第1電子部品30の電極の数に応じて設定することができる。このとき、基体2が絶縁層の積層体である場合、積層方向に直交する方向または積層方向に平行な方向に沿って第1凹部31が一直線上に複数位置していてもよい。また、第1面3に実装される第1電子部品30を中心として、第1凹部31が対称になるように複数配置されていてもよい。これによって、例えば第1電子部品30を実装し、ワイヤボンディング等で接続する際に、ボンディング作業が容易となる。
A plurality of
第1導体32は第1凹部31の内側面を覆うものであるので、第1導体32の形状は、図4に示す例のように第1凹部31の内側面に沿った形状であり、第1凹部31内において第1導体32の表面と第1面3(開口)との間に空間(開口部に面する空間)ができる形状であってもよい。これに対して、第1導体32の形状は、図5に示す例のように、第1凹部31の形状と同じ形状、言い換えれば第1凹部31に導体が充填された形状であってもよい。このような形状の場合も第1導体32は第1凹部31の内側面を覆うものであり、図4に示す例の第1導体32の厚みが大きくなって開口まで達したものということができる。
Since the
第1導体32が図5に示す例のように第1凹部31の形状に合うように充填された形状であるとき、第1導体32は、第1面3側の表面が第1面3と同一面上に位置していてもよい。言い換えれば、第1面3と面一であってもよい。これによって、第1電子部品30をフリップチップ実装する際に、第1電子部品30の傾きを抑えやすくなる。そのため、第1電子部品30として例えばセンサ部品を第1面3に実装する場合、物理量の検出精度を向上させることができる。また、図6に示す例のように第1電子部品30の電極と第1導体32とをワイヤボンディングで接続する際に、第1導体32の表面が平坦であるのでボンディングワイヤの接続性がよくなる。そのため、第1電子部品30の実装信頼性の高い電子装置10を得ることができる。なお、本明細書において第1導体32と第1面3とが同一面上であることは第1面3上から第1導体32の第1面3側の表面が10μmの範囲で基体2の内部側、あるいは基体2の外部側に位置していることも含む。
When the
また、第1導体32が、図4に示す例のように、第1凹部31の開口部に面する空間を有する形状であるときには、例えば第1電子部品30をフリップチップ実装する際に第1凹部31の空間に導電性の接着剤等を充填することができるため、第1電子部品30と配線基体1との実装強度を向上させることができる。このとき、第1導体32は第1凹部31の内側面と連続する上面および下面にまで位置していてもよい。これによって、第1凹部31と第1導体32との接合強度を一層高めることができる。
Further, when the
第1導体32の材料は、例えばタングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金、白金、ニッケルもしくはコバルト等の金属材料またはこれらの金属材料を含む合金材料等によって形成されている。
The
配線基体1は、図8のように第1導体32に繋がり基体2の内部に向かって延びる第1導線33を備えていてもよい。第1導線33は、基体2の内部を通り第2面4にかけて延びていてもよく、その際、後述する第2面4の第1電極パッド41と電気的に接続していてもよい。これにより、第1導体32と第1電子部品30の電極とが接続され、第1電極パッド41と外部基板7の電極とが接続されることで、第1電子部品30が外部回路に接続される。
The
第1導線33は、例えば積層された絶縁層の層間に設けられ、第2面4に平行な方向(xy面方向)に延びる第1導体層、第1方向(z方向)に延びて絶縁層を貫通し、絶縁層を挟んで位置する複数の第1導体層を接続する第1貫通導体を含む。図8~図10に示す例では、第1導線33の第1導体層が第1導体32の第1方向(z方向)の端部(上端、下端)に接続されているが、これに限られるものではない。
The first
第1導線33の材料も第1導体32の材料と同様に、例えばタングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金、白金、ニッケルもしくはコバルト等の金属材料またはこれらの金属材料を含む合金材料等によって形成されている。
Like the material of the
第1導線33は第1導体32と複数個所で接続していてもよい。第1導線33が基体2の内部で分岐して、第1導体32に複数個所で接続されていれば、第1導線33と第1導体32との接続信頼性が向上する。これによって第1導線33を介して接続される外部基板7と第1電子部品30との接続信頼性を向上させることができる。第1導線33と第1導体32との接続箇所は、図8に示す例のように、例えば第1導体32の上端および下端と接続されていてもよいし、第1導体32の中央と端部に接続されていてもよい。
The
第2面4は、例えば図20に示す例のように、外部基板7と接続する面であってもよい。第2面4が外部基板7と接続するとは、第2面4が外部基板7と機械的に接続して固定される場合と、機械的な接続に加えて電気的に接続される場合とがある。外部基板7と電気的に接続する場合は、第2面4は第1電極パッド41を有しており、第1電極パッド41と外部基板7の電極とが電気的に接続する。
The
第1電極パッド41の形状は例えば円形状や矩形状であってもよく、例えばタングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金、白金、ニッケルもしくはコバルト等の金属材料またはこれらの金属材料を含む合金材料等によって形成されている。
The
基体2は、第1方向に沿うとともに第1面3に直交する第3面5を有していてもよい。言い換えれば、第3面5は、第1面3および第2面4と直交していてもよい。これによって、例えば第1電子部品30、第2電子部品50、第3電子部品60がそれぞれセンサ部品である場合、xyzの3方向の物理量を検知が可能なセンサ装置を容易に提供することができる。
The
第3面5は、第2電子部品50が実装される面であり、図1、図2の配線基体1の斜視図で示すように、第2凹部51と、第2凹部51の内側面を覆う第2導体52と、を有していてもよい。第2凹部51の内側面とは、第1凹部31と同様に、第2凹部51の内面のうち第1方向(z方向)に直交する面(上面、下面)は含まず、第1方向に(z方向)に沿う面であり、上面と下面の面である。言い換えれば、第2凹部51の内面のうち、第3面5の正面視で見える部分である。第2凹部51の開口部の幅が内部の幅よりも小さい場合は正面視で見える部分と、正面透視で見える、第3面5と対向する部分である。これによって、第3面5に対し、第3面5の正面視において面積が等しい導体が第3面5上にある場合と比べ、第2凹部51の分だけ基体2と第2導体52との接合面積を増やすことができるので、第2導体52の接合強度を高めることができる。その結果、第2導体52と接続される第2電子部品50の電気的な接続信頼性を向上することができる。基体2が図16や図17のように3枚の板がそれぞれ直交して配置されて一体となった形状であったり、L字形状であったりする場合、基体2の外側の面だけでなく内側の面を第3面5としてもよい。
The
第2凹部51の第1方向に直交する断面の形状は、第1凹部31と同様に、多角形状もしくは弓形状であってもよい。弓形状であることによって、第2凹部51におけるクラックの発生を低減できるので、第2導体52が剥がれてしまうことを低減できる。図1~図5に示す例において、第1凹部31は第1方向(z方向)に直交し第1面3に沿った方向(x方向)に長い形状である。これに対して、第2凹部51は第1方向(z方向)に沿った方向に長い形状である。そのため、第2凹部51の幅は第1凹部31の幅よりも小さくすることができる。幅が小さくても内側面の面積は第1凹部31と同等であるので、第2導体52の接合強度も同等である。ここでいう第2凹部51の幅は、第1方向(z方向)に直交し第2面5に平行な方向(y方向)の長さである。
Similar to the
第2凹部51は、図3~図5の(a)および(c)に示す例のように、第3面5の正面視における第2凹部51の中心を含む第1方向に直交する断面において、第3面5に位置する開口部分(図3~図5のWo)より基体2の内部に幅の値の大きい部分(図3~図5のWmax)を有していてもよい。ここでいう幅は、第1方向(z方向)に直交し第3面5に平行な方向(y方向)の長さであり、図3~図5においては開口部分の幅をWo、基体2の内部における最大幅をWmaxで示している。これによって、第2凹部51は開口付近に幅が狭い部分が位置することとなる。第2導体52を引き剥がすような、第2凹部51内から外側方向への力が加わっても、第2導体52がこの幅の狭い部分に引っ掛かり、押さえられることとなる。そのため、第2導体52が基体2の第2凹部51から剥がれ難くなるので、電気的な接続信頼性が向上する。
The
第2凹部51の大きさは、第1凹部31と同様に、例えば幅が0.1mm~0.5mm、奥行き(第3面5からの深さ)が0.1mm~0.3mm、高さ(第1方向の長さ)が0.2mm~1.0で構成される直方体の内部に収まる大きさであってもよい。このとき、例えば第2凹部51の開口部分の幅Woは0.1mm~0.5mmの範囲の大きさであってもよく、第2凹部51の最大幅Wmaxは0.2mm~0.8mmの大きさであってもよい。また、図1、図2のような直方体形状のとき、第3面5の正面視において、外部基板7に実装される第2面4側に位置する端を除く場所に位置していてもよい。言い換えれば、第2凹部51は第3面5に開口し、第2面4には開口していないものとすることができる。これによって、第2導体52と外部基板7上の導体が短絡することを低減できる。また、第2凹部51は第4面6にも開口せず、第3面5のみに開口するものとすることができ、接合強度が高いものとなる。
The
第3面5には第2凹部51が複数位置していてもよい。第2凹部51が複数位置している場合、複数の第2凹部51のそれぞれに第2導体52が位置していてもよい。第2凹部51および第2導体52の数は、第2導体52と接続される第2電子部品50の電極の数に応じて設定することができる。このとき、基体2が積層されて作られる場合、積層方向に直交する方向または積層方向に平行な方向に沿って、第2凹部51が一直線上に複数位置していてもよい。また、第3面5に実装される第2電子部品50を中心として、第2凹部51が対称になるように複数配置されていてもよい。これによって、例えば第2電子部品50を実装し、ワイヤボンディング等で接続する際にボンディング作業が容易となる。
A plurality of
第1導体32と同様に、第2導体52は第2凹部51の内側面を覆うものであるので、第2導体52の形状は、図4に示す例のように第2凹部51の内側面に沿った形状であり、第2凹部51の開口部に面する空間を有する形状であってもよい。また、第2導体52の形状は、図5に示す例のように、第2凹部51の形状と同じ形状、言い換えれば第2凹部51に導体が充填された形状であってもよい。
Like the
第2導体52が図5に示す例のように第2凹部51の形状に合うように充填された形状であるとき、第2導体52は、第3面5側の表面が第3面5と同一面上に位置していてもよい。言い換えれば、第3面5と面一であってもよい。これによって、第2電子部品50をフリップチップ実装する際に第2電子部品50の傾きを抑えやすくなる。そのため、第2電子部品50として例えばセンサ部品を第3面5に実装する場合、物理量の検出精度を向上させることができる。また、図6に示す例のように第2電子部品50の電極と第2導体52とをワイヤボンディングで接続する際に、第2導体52の表面が平坦であるのでボンディングワイヤの接続性がよくなる。そのため、第2電子部品50の実装信頼性の高い電子装置10を得ることができる。なお、本明細書において第2導体52と第3面5とが同一面上にあることは第3面5上から第2導体52の第3面5側の表面が10μmの範囲で基体2の内部側、あるいは基体2の外部側に位置していることも含む。
When the
また、第2導体52が、図4に示す例のように、第2凹部51の開口部に面する空間を有する形状であるときには、例えば第2電子部品50をフリップチップ実装する際に第2凹部51の空間に導電性の接着剤等を充填することができるため、第2電子部品50と配線基体1との実装強度を向上させることができる。このとき、第2導体52は、第2凹部51の内側面と連続する上面および下面にまで位置していてもよい。これによって、第2凹部51と第2導体52との接合強度を一層高めることができる。
Further, when the
第2導体52の材料は、例えばタングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金、白金、ニッケルもしくはコバルト等の金属材料またはこれらの金属材料を含む合金材料等によって形成されている。
The material of the
配線基体1は、図8に示す例のように第2導体52に繋がり基体2の内部に向かって延びる第2導線53を備えていてもよい。第2導線53は、基体2の内部を通り、第2面4にかけて延びていてもよく、その際、第2面4の第1電極パッド41と電気的に接続していてもよい。これにより、第2導体52と第2電子部品50の電極とが接続され、第1電極パッド41と外部基板7の電極とが接続されることで、第2電子部品50が外部回路に接続される。
The
第2導線53の形状は、第1導線33の形状と同様に、例えば積層された絶縁層の層間に設けられ、第2面4に平行な方向(xy面方向)に延びる第2導体層、第1方向(z方向)に延びて絶縁層を貫通し、絶縁層を挟んで位置する複数の第2導体層を接続する第2貫通導体を含む。
The shape of the second
第2導線53の材料も第2導体52の材料と同様に、例えばタングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金、白金、ニッケルもしくはコバルト等の金属材料またはこれらの金属材料を含む合金材料等によって形成されている。
Similarly to the material of the
第1導線33と同様に、第2導線53も第2導体52と複数個所で接続していてもよい。第2導線53が基体2の内部で分岐して、第2導体52に複数個所で接続されていれば、第2導線53と第2導体52との接続信頼性が向上する。これによって第2導線53を介して接続される外部基板7と第2電子部品50との接続信頼性を向上させることができる。第2導線53と第2導体52との接続箇所は、第1導線33と第1導体32との接続箇所と同様に、例えば第2導体52の上端、下端および中央部のどこに接続されていてもよい。
Like the
基体2は第1方向に直交する第4面6を更に有していてもよい。第4面6は第2面4と対向していてもよい。第4面6は第3電子部品60が実装される面であり、図1、図2、図16の斜視図で示すように、第4面6は第3導体61を有していてもよい。
The
第3導体61は、第3導体61と接続する第3導線62を介して基体2の内部を通り、第2面4の第1電極パッド41と接続してもよい。また、第3導線62は、後述する第1凸部34あるいは第2凸部54の面上にまで延び、第1凸部34上の第2電極パッド341あるいは第2凸部54上の第3電極パッド541と接続してもよい。これによって、第3導体と接続する第3電子部品60と外部基板7とを電気的に接続することができる。なお、第3導体61は、後述するように製造段階においてセラミックグリーンシートに埋め込み、焼成することによって基体2との接合強度を向上することができる。
The
基体2は、図11~図15に示す例のように、第1面3と第2面4との間において、第1方向に直交する方向に突出した第1凸部34を更に有していてもよい。また、第3面5と第2面4との間において、第1方向に直交する方向に突出した第2凸部54を更に有していてもよい。
As shown in the examples shown in FIGS. 11 to 15, the
第1凸部34によって、第1面3に第1電子部品30を実装する場合、図12および図13に示す例のように、第1凸部34が第1電子部品30を支えることができる。これによって、第1面3に第1電子部品30を実装する際、第1面3を重力方向に対し垂直になるように基体2を回転させた後、第1電子部品30を実装させる必要がなくなり、ひいては、配線基体1に複数の電子部品を実装することが容易となる。
When the first
また、第1凸部34を有する場合、図14に示す例のように第2電極パッド341が第1凸部34上に位置していてもよい。このとき、第1導線33、第2導線53、あるいは第3導線62が第1凸部34の第2電極パッド341にまで延び、接続していてもよい。これによって、第2電極パッド341を介して電子部品30,50,60と外部基板7とをワイヤボンディング等で電気的に接続することができる。つまり、第2面4を介さずに電子装置10と外部基板7とを接続することができるので、設計の自由度が向上する。また、第2面4と外部基板7とは機械的な接続だけであり、第2面4の全面で外部基板7に接合されるので接合信頼性が高くなる。第2面4を研磨等でより平坦にすることができ、外部基板7との間は厚みが均一な接合材で接合することができるので、外部基板7に対して傾くことなく固定することができる。
Further, when the first
第2電極パッド341の形状は例えば円形状や矩形状であってもよく、例えばタングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金、白金、ニッケルもしくはコバルト等の金属材料またはこれらの金属材料を含む合金材料等によって形成されている。
The shape of the
第1凸部34は、例えば図11および図12に示す例においては、その幅(x方向の長さ)は第1面3の幅と同じか、第1面3の幅に第2凸部54の突出長さを加えた長さである。上述したように第1電子部品30を支持するのに必要な幅であればよく、複数の第1凸部34を第1面3の幅方向に配置することもできる。第1凸部34の上面の位置は、第1電子部品30を支持することのできる位置であり、第1電子部品30の大きさおよび実装位置に応じて設定することができる。第1凸部34の下面の位置は、図11および図12に示す例では第2面4と同じ位置であるが、これに限られない。第1凸部34の下面の位置が第2面4と同じ位置であると、第1凸部34の厚み(z方向の長さ)が最大になり、基体の剛性が向上して第1電子部品30、第2電子部品50、第3電子部品60として例えば一方向における物理量の検知機能を有するセンサ部品を実装した際に、3方向の物理量の検出がより精確なものとなる。第1凸部34上に第2電極パッド341を設ける場合は、第1凸部34の第1面3から突出する部分の平面視の大きさ(xy方向の大きさ)は、所定の大きさ及び数の第2電極パッド341を配置することができる大きさにすることができる。第1凸部34の材料は、後述するように、基体2と同様の製造過程で作られる場合、基体2と同様の材質あってもよい。また、基体2に対し第1凸部34を接着して形成されてもよい。なお、本明細書および図面においてy方向はz方向と直交する方向であって、第1面3に対し垂直な方向を指す。
For example, in the examples shown in FIGS. 11 and 12, the first
第2凸部54によって、第3面5に第2電子部品50を実装する場合、後述する図12、図13に示すように、第2凸部54が第2電子部品50を支えることができる。これによって、第3面5に第2電子部品50を実装する際、第3面5を重力方向に対し垂直になるように基体2を回転させて実装させる必要がなくなり、ひいては、配線基体1に複数の電子部品を実装することが容易となる。
When the second
また、第2凸部54を有する場合、図14に示す例のように第2凸部54上に第3電極パッド541が位置していてもよい。このとき、第1導線33、第2導線53、あるいは第3導線62が第2凸部54の第3電極パッド541にまで延びて接続していてもよい。これによって、第3電極パッド541を介して電子部品30,50,60と外部基板7とを電気的に接続することができる。つまり、第2面4を介さずに電子装置10と外部基板7とを接続することができるので、設計の自由度が向上する。
Furthermore, when the second
第3電極パッド541の形状は例えば円形状や矩形状であってもよく、例えばタングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金、白金、ニッケルもしくはコバルト等の金属材料またはこれらの金属材料を含む合金材料等によって形成されている。
The shape of the
第2凸部54は、例えば図11のx方向においては、第3面5の端から一方端にまでかけて位置していてもよい。z方向においては、第3面5から第2面4にかけて位置していてもよい。また、第1凸部34と一体となっていてもよい。第2凸部54の材料は、後述するように、基体2と同様の製造過程で作られる場合、基体2と同様の材質あってもよい。また、基体2に対し第2凸部54を接着して形成してもよい。なお、本明細書および図面においてx方向はz方向と直交する方向であって、第1面3に対し平行でy方向、z方向のそれぞれと垂直な方向を指す。
The second
第1凸部34と第2凸部54とが基体2と同様の製造過程で作られる場合、第1凸部34と第2凸部54とが一体になっていてもよく、これによって、第1凸部34および第2凸部54と接続する基体2の強度を増すことができる。
When the first
<配線基体1の製造方法>
基体2は、例えば複数の絶縁層が酸化アルミニウム質焼結体からなる場合、次のようにして作製される。まず、酸化アルミニウムおよび酸化ケイ素等の原料粉末に適当な有機バインダおよび溶剤等を添加混合してスラリーを作製する。次に、スラリーをドクターブレード法等の成形法でシート状に成形することにより複数枚のセラミックグリーンシートを作製する。その後、上記のセラミックグリーンシートを積層して、圧着する。最後にこの積層されたセラミックグリーンシートを還元雰囲気中において約1600℃の温度で焼成するとともに、切断加工や打ち抜き加工により適当な形状とすることによって所望の形状からなる基体2を作製することができる。
<Method for
For example, when the plurality of insulating layers are made of an aluminum oxide sintered body, the
第1導体32および第2導体52は、まず、セラミックグリーンシートに貫通孔を設け、貫通孔内に金属ペーストを充填もしくは印刷する。そして、それぞれのセラミックグリーンシートを積層するとともに圧着し、貫通孔と重なる位置で積層方向に沿って切断し、金属ペーストとセラミックグリーンシートとを同時焼成することによって設けることができる。なお、貫通孔を切断した際の凹部が第1凹部31または第2凹部51となる。貫通孔は、例えば金属ピンを用いた機械的な打ち抜き加工、またはレーザ光を用いた加工等の孔あけ加工によって設けることができる。金属ペーストの貫通孔への充填の際には、真空吸引等の手段を併用して金属ペーストの充填を容易なものとする。第3導体61については、まず、セラミックグリーンシートに金属ペーストを印刷する。そして、セラミックグリーンシートを積層するとともに圧着し、同時焼成することによって設けることができる。印刷時にプレスしてセラミックグリーンシート(基体2)に埋め込まれた形状にすることによって基体2と第3導体61との接合強度を向上することができる。
For the
第1導線33、第2導線53および第3導線62は、例えばタングステンやモリブデン、マンガン等の高融点の金属からなるメタライズ層からなる場合、次のようにして形成することができる。まず高融点の金属の粉末を有機溶剤およびバインダとともによく混ざるように練って作製した金属ペーストを、絶縁層の上面や下面となるセラミックグリーンシートの所定部位にスクリーン印刷等の方法で印刷する。その後、これらの金属ペーストが印刷されたセラミックグリーンシートを積層するとともに圧着し、同時焼成する。以上の工程によって、基体2にメタライズ層が第1導線33、第2導線53、第3導線62として被着される。
When the first
第1電極パッド41、第2電極パッド341および第3電極パッド541は、第1導線33等と同様の材料および方法で設けることができる。
The
第1導体32、第2導体52、第3導体61、第1電極パッド41、第2電極パッド341および第3電極パッド541の露出する表面には、これらの耐腐食性向上のため、および電子部品30等との電気的接続のための接合材(例えば、ボンディングワイヤ)の接続性のために、例えばニッケル/金(Ni/Au)めっき皮膜等を設けることができる。
The exposed surfaces of the
<電子装置10の構成>
本発明の各実施形態に係る電子装置10は、配線基体1と、第1面3に実装される第1電子部品30と、第3面5に実装される第2電子部品50と、第4面6に実装される第3電子部品60と、を備えている。以降、電子装置10が備える各構成について述べていく。
<Configuration of
The
第1電子部品30は、例えば加速度センサ、角度センサ、速度センサ、磁気センサなどのセンサ部品や、コンデンサ、インダクタ、抵抗であってもよい。また、第1面3に複数個の第1電子部品30が実装されていてもよい。
The first
第1電子部品30は第1面3に様々な手法で実装されうるが、具体的には、ワイヤボンディングによって第1導体32と電気的に接続されていてもよい。また、フリップチップ実装によって第1導体32と電気的に接続されていてもよい。ワイヤボンディングによって実装される場合、第1導体32だけでなく、第3面5に位置する第2導体52や第4面6に位置する第3導体61にもボンディングし、電気的に接続されていてもよい。これによって、第1面3の面積が小さいときでも第1電子部品30を実装することができる。
The first
第2電子部品50も第1電子部品30同様に、例えば加速度センサ、角度センサ、速度センサ、磁気センサなどのセンサ部品や、コンデンサ、インダクタ、抵抗であってもよい。また、第3面5に複数個の第2電子部品50が実装されていてもよい。
Like the first
第2電子部品50は第3面5に様々な手法で実装されうるが、具体的には、ワイヤボンディングによって第2導体52と電気的に接続されていてもよい。また、フリップチップ実装によって第2導体52と電気的に接続されていてもよい。ワイヤボンディングによって実装される場合、第2導体52だけでなく、第1面3に位置する第1導体32や第4面6に位置する第3導体61にもボンディングし、電気的に接続されていてもよい。これによって、第3面5の面積が小さいときでも第2電子部品50を実装することができる。
The second
第3電子部品60も第1電子部品30、第2電子部品50同様に、例えば加速度センサ、角度センサ、速度センサ、磁気センサなどのセンサ部品や、コンデンサ、インダクタ、抵抗であってもよい。また、第4面6に複数個の第3電子部品60が実装されていてもよい。
Like the first
第3電子部品60は第4面6に様々な手法で実装されうるが、具体的には、ワイヤボンディングによって第3導体61と電気的に接続されていてもよい。また、フリップチップ実装によって第3導体61と電気的に接続されていてもよい。ワイヤボンディングによって実装される場合、第3導体61だけでなく、第1面3に位置する第1導体32や第3面5に位置する第2導体52にもボンディングし、電気的に接続されていてもよい。これによって、第4面6の面積が小さいときでも第3電子部品60を実装することができる。
The third
第1電子部品30、第2電子部品50、第3電子部品60は、配線基体1にエポキシ樹脂等の接着剤を用いて接着されていてもよい。これによって、配線基体1との接続強度が増す。
The first
配線基体1に対し第1電子部品30のみだけでなく、第2電子部品50または第3電子部品60、あるいは第2電子部品50および第3電子部品60の両方が実装されていることによって、例えば、第1電子部品30、第2電子部品50、第3電子部品60がそれぞれセンサ部品である場合、xyzの3方向の物理量を一つの配線基体1で計測することができる。
For example, by mounting not only the first
以上、各実施形態の配線基体1および電子装置10について説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更および各実施形態の組み合わせを施すことは何等差し支えない。
Although the
1:配線基体
2:基体
3:第1面
4:第2面
5:第3面
6:第4面
7:外部基板
10:電子装置
30:第1電子部品
31:第1凹部
32:第1導体
33:第1導線
34:第1凸部
341:第2電極パッド
41:第1電極パッド
50:第2電子部品
51:第2凹部
52:第2導体
53:第2導線
54:第2凸部
541:第3電極パッド
60:第3電子部品
61:第3導体
62:第3導線
1: Wiring base 2: Base 3: First surface 4: Second surface 5: Third surface 6: Fourth surface 7: External substrate 10: Electronic device 30: First electronic component 31: First recess 32: First Conductor 33: First conducting wire 34: First protrusion 341: Second electrode pad 41: First electrode pad 50: Second electronic component 51: Second recess 52: Second conductor 53: Second conducting wire 54: Second protrusion Part 541: Third electrode pad 60: Third electronic component 61: Third conductor 62: Third conducting wire
Claims (18)
前記第1面は電子部品が実装される面であり、前記第2面は外部基板に接続する面であり、
前記第1面は、第1凹部と、該第1凹部の内側面を覆う第1導体と、を有し、
前記基体は、前記第1方向に沿うとともに前記第1面に直交する第3面を有し、
前記基体は、前記第1面と前記第2面との間に、前記第1方向に直交する方向に突出した第1凸部と、該第1凸部に位置する電極パッドと、前記第3面と前記第2面との間に、前記第1方向に直交する方向に突出した第2凸部と、を有し、
前記第1面の正面視において、前記第1凸部の幅が、前記第1面の端から前記第2凸部の突出する方向の第2凸部の突出長さを含んでいる配線基体。 A base body including a first surface along a first direction and a second surface perpendicular to the first direction,
The first surface is a surface on which electronic components are mounted, the second surface is a surface connected to an external board,
The first surface has a first recess and a first conductor that covers an inner surface of the first recess,
The base body has a third surface along the first direction and perpendicular to the first surface,
The base includes a first protrusion protruding in a direction perpendicular to the first direction between the first surface and the second surface, an electrode pad located on the first protrusion, and a third protrusion. a second convex portion protruding in a direction perpendicular to the first direction between the surface and the second surface ;
In a front view of the first surface, the width of the first convex portion includes a protrusion length of the second convex portion in a direction in which the second convex portion protrudes from an end of the first surface.
該第4面は電子部品が実装される面である請求項1~請求項7のいずれか1つに記載の配線基体。The wiring substrate according to any one of claims 1 to 7, wherein the fourth surface is a surface on which electronic components are mounted.
該第4面は電子部品が実装される面である請求項8~請求項12のいずれか1つに記載の配線基体。The wiring substrate according to any one of claims 8 to 12, wherein the fourth surface is a surface on which electronic components are mounted.
前記第1面に位置し、前記第1導体と接続される第1電子部品と、を備える電子装置。an electronic device, comprising: a first electronic component located on the first surface and connected to the first conductor;
前記第1面に位置し、前記第1導体と接続される第1電子部品と、a first electronic component located on the first surface and connected to the first conductor;
前記第3面に位置する第2電子部品と、a second electronic component located on the third surface;
を備える電子装置。An electronic device comprising:
前記第1面に位置し、前記第1導体と接続される第1電子部品と、a first electronic component located on the first surface and connected to the first conductor;
前記第4面に位置する第3電子部品と、a third electronic component located on the fourth surface;
を備える電子装置。An electronic device comprising:
前記第1面に位置し、前記第1導体と接続される第1電子部品と、a first electronic component located on the first surface and connected to the first conductor;
前記第4面に位置する第3電子部品と、a third electronic component located on the fourth surface;
を備える電子装置。An electronic device comprising:
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