TWM470479U - 立體積層配線基板 - Google Patents

Description

立體積層配線基板

本創作係關於一種立體積層配線基板。

為了在框體內之有限空間配置電路及配線，例如習知將軟性基板沿著折線彎曲而配置。又，專利文獻1中揭示有先將銅箔立體形成，將其銅箔與預成型板(Pre-preg sheet)以成形模具加熱加壓成形而獲得之立體電路基板。

【先前技術文獻】 【專利文獻】

[專利文獻1]日本特開平9-266368號公報

軟性基板係二維之平板，雖可形成彎曲之平板，不過無法形成例如欲覆蓋在立體物角落之縱橫高度三維擴展面的電路或配線。此種情況對於將配置於二維平面上之銅箔沿著該平面上之折線彎曲的專利文獻1之立體電路基板亦同樣。例如，專利文獻1之技術，即使可在銅箔上例如形成突起，當與其相應形狀之預成型板一起加熱加壓時，仍可能在銅箔上產生皺紋或變形，或在中途斷裂。

本創作之目的為提供一種解決上述問題，可收容於受限制空間，且可靠性高之可高密度配線的立體積層配線基板。

達成上述目的之本創作的立體積層配線基板，係具有複數個 立體配線基板，其特徵為：上述複數個立體配線基板之至少1個具有：絕緣膜，其係構成三維立體面而形成；及導體圖案，其係延伸於上述三維立體面上；且積層上述複數個立體配線基板。

本創作之立體積層配線基板，因為積層具有三維立體面之立體配線基板，所以可收容於例如電子機器之角落部分的受限制空間，並可實施可靠性高之高密度配線。

此時，上述本創作之立體積層配線基板中，上述複數個立體配線基板亦可均具有概略相同之三維立體面，並以此等概略相同三維立體面聚集之方式積層者。

延伸於各立體配線基板之三維立體面的導體圖案配置成套管狀。因此，可利用三維立體面更高密度配線。

又，上述本創作之立體積層配線基板中，上述複數個立體配線基板亦可為分別設置相互不同形狀之導體圖案者。

複數個立體配線基板，分別可藉由不同形狀之導體圖案，構成例如如同具有複數個天線元件之天線的具有不同特性之元件。因此，可在形狀受到限制之空間中收容複數個功能。

又，上述本創作之立體積層配線基板中，上述立體配線基板亦可為形成有藉由抵住與該立體配線基板鄰接之另外立體配線基板，而維持與該另外立體配線基板之間隔的間隔物突起者。

由於藉由間隔物突起，可在鄰接之各個立體配線基板隔以間隔，因此可在絕緣膜之表面與背面兩面相互不致短路地配置導體圖案。

又，上述本創作之立體積層配線基板亦可為具有3個以上之立體配線基板者，並在上述3個以上立體配線基板之中，配置於中間之中間立體配線基板上設孔或缺口，上述間隔物突起貫穿上述孔或缺口，而抵住配置於夾著上述中間立體配線基板之相反側的另外立體配線基板者。

又，上述本創作之立體積層配線基板中，上述立體配線基板之導體圖案亦可為延伸於上述間隔物突起之表面，而與該另外之立體配線基板的導體圖案接觸者。

經由間隔物突起，可電性連接設於相互鄰接之2片立體配線基板的導體圖案。因此，可以設於2片立體配線基板之導體圖案形成1個電路。

又，上述本創作之立體配線基板中，上述複數個立體配線基板中之相互鄰接的2片立體配線基板之導體圖案，亦可為形成有其形成電容器元件之平行平板電極者。

實現可藉由間隔物突起之高度設定靜電電容的電容器元件。

又，上述本創作之立體積層配線基板中，上述複數個立體配線基板亦可在各個邊緣，設置突出於避開相互重疊之位置的突出片，該複數個立體配線基板之各個導體圖案延伸於該複數個立體配線基板的各個突出片上。

可利用設於突出片之導體圖案作為立體配線基板之外部連接端子。此時，避免各個外部連接端子接觸。又，由於各外部連接端子之辨識性高，因此連接作業容易。

又，上述本創作之立體積層配線基板中，上述導體圖案亦可為印刷電鍍用觸媒，藉由該電鍍用觸媒之作用而電鍍於構成三維立體面所成形的絕緣膜上者。

在印刷電鍍用觸媒所成形之絕緣膜上形成電鍍的立體積層配線基板，係包含構成三維立體面之面與面的邊界之稜線及頂點，中途不斷開而連續形成導體圖案。因此，形成延伸於三維立體面之複雜導體圖案的可靠性高。

如以上之說明，本創作實現可收容於受限制之空間，且可靠性高之可高密度配線的立體積層配線基板。

1、2、3、4、5‧‧‧立體積層配線基板

11、12、13、21、22、23、31、32、33、41、42、43、44、51、52‧‧‧立體配線基板

101、102、103‧‧‧外部連接端子

111j、121j、211j、221j、311j、441j‧‧‧間隔物突起

111、121、131、211、221、231、311、321、511、521‧‧‧絕緣膜

42h、43h‧‧‧孔

111k、121k、131k‧‧‧突出片

112、122、132、212、222、223、232、233、312、313、323、512‧‧‧導體圖案

a、b、c、d‧‧‧頂點

f、g、h、i‧‧‧斜面

e‧‧‧上面

1C‧‧‧電鍍用觸媒

1F‧‧‧絕緣膜

9‧‧‧行動電話終端裝置

91‧‧‧框體

92‧‧‧內藏零件

C1、C2‧‧‧電容器元件

P‧‧‧其他零件

P1‧‧‧角錐台部分

第一圖係顯示本創作之立體積層配線基板的第一種實施形態之斜視圖。

第二圖係第一圖所示之立體積層配線基板的分解斜視圖。

第三圖係立體配線基板之製造工序的說明圖。

第四圖係顯示第二種實施形態之立體積層配線基板的構造剖面圖。

第五圖係顯示第三種實施形態之立體積層配線基板的構造剖面圖。

第六圖係顯示第四種實施形態之立體積層配線基板的間隔物突起部分之剖面圖。

第七圖係顯示第五種實施形態之立體積層配線基板的斜視圖。

第八圖係顯示第七圖之立體積層配線基板的應用例之斜視圖。

以下參照圖示說明本創作之實施形態。

第一圖係顯示本創作之立體積層配線基板的第一種實施形態之斜視圖。

第一圖所示之立體積層配線基板1係具有相應於配置空間之形狀的基板。具體而言，立體積層配線基板1具有用於在部材與部材間之間隙配置的三維立體形狀。立體積層配線基板1例如配置於無圖示之電子機器框體內的角落部分，並配置於與配置於框體內之其他零件P的間隙。本實施形態之立體積層配線基板1具有第一圖中虛線顯示之如覆蓋於其他零件P之角錐台部分P1的角錐台狀外形。

例示之立體積層配線基板1係具有3個電路之配線基板。更詳細而言，立體積層配線基板1具備特性相互不同之3種天線元件。在立體積層配線基板1邊緣設有3個外部連接端子101、102、103。在外部連接端子101、102、103上連接無圖示之導線或其他電路基板。

第二圖係第一圖所示之立體積層配線基板的分解斜視圖。

如第二圖所示，立體積層配線基板1具有相互重疊之3個立體配線基板11、12、13。另外，亦將立體配線基板11、12、13分別從第二圖上方依序稱為第一基板11、第二基板12及第三基板13。首先，採用第 一基板11作為代表說明立體配線基板11、12、13之各個共通的構成。

第一基板11具備絕緣膜111及導體圖案112。

絕緣膜111係由樹脂材料構成之薄膜。樹脂材料係具有熱可塑性或熱硬化性之樹脂。樹脂材料例如可舉出PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、PC(聚碳酸酯)、聚醯亞胺及PPS(聚苯硫醚)。絕緣膜111構成三維立體面而形成。此處所謂三維立體面，係指與平板狀薄膜僅沿著折線而彎曲之形狀不同，而具有比包圍部分突出之部分的形狀。本實施形態之絕緣膜111的三維立體面具有底面開口之四角錐台狀的外形。更詳細而言，四角錐台狀之絕緣膜111的上面e具有4個頂點a、b、c、d，亦即具有角。著眼於4個頂點a、b、c、d中之1個頂點a時，該頂點a上接觸有朝向橫方向(斜橫方向X')、縱方向(斜縱方向Y')及高度方向Z相互獨立之三維方向的面f、g、e。頂點a成為通過面f、g、e對包圍該頂點a之環狀區域突出的形狀。關於其餘3個頂點b、c、d可以說與此同樣。又，著眼於本實施形態之絕緣膜111的上面e時，該上面e可以說比在四方接觸上面e，而包圍上面e之4個斜面f、g、h、i突出。此種絕緣膜111之三維立體面無法僅藉由將平板狀之薄膜沿著折線彎曲而形成，例如係藉由使用成型用之鑄型將平板狀之薄膜加熱加壓而形成。關於絕緣膜111之形成方法於後述。

在第一基板11之絕緣膜111上設有3個間隔物突起111j。間隔物突起111j係朝向第一基板11鄰接之第二基板12突出。間隔物突起111j在第一基板11重疊於第二基板12之狀態下抵住第二基板12。藉此，維持第一基板11之除去間隔物突起111j的部分與第二基板12之間隔。

又，在絕緣膜111上設有從邊緣突出之突出片111k。第一基板11之導體圖案112延伸至突出片111k之上。突出片111k上之導體圖案112構成外部連接端子101。

以上說明之第一基板11的構造，就第二基板12及第三基板13亦共通。第一基板11、第二基板12及第三基板13均具有同樣(大致相同)之三維立體面。而後，第一基板11、第二基板12及第三基板13在第一圖所示之狀態，係以三維立體面聚集之方式積層。

第一基板11之間隔物突起111j與第二基板12之間隔物突起121j配置於不同之位置。藉此，防止第一基板11與第二基板12重疊時，第一基板11之間隔物突起111j進入第二基板12之間隔物突起121j。更詳細而言，第一基板11之間隔物突起111j與第二基板12之間隔物突起121j係設於對上面e之中心點對稱的位置。因此，第一基板11與第二基板12藉由共通之成型用鑄型而形成，可實現反方向之姿勢。

第一基板11之突出片111k、第二基板12之突出片121k及第三基板13之突出片131k配置於避免相互重疊之位置。因而，立體積層配線基板1係避免在突出片111k、121k、131k上構成之3個外部連接端子101、102、103相互接觸。又，由於各外部連接端子101、102、103容易辨識，因此與其他零件或導線之連接作業容易。

本實施形態之第一基板11、第二基板12及第三基板13形成有相互不同形狀之導體圖案112、122、132。導體圖案112以導電性之金屬材料形成。金屬材料例如可舉出銅、鎳、金。更詳細而言，立體配線基板11、12、13具有印刷電鍍用觸媒，在構成三維立體面所形成之絕緣膜111、121、131上藉由電鍍用觸媒之作用而電鍍的構造。導體圖案112、122、132分別延伸於絕緣膜111、121、131之三維立體面上，並延伸至突出片111k、121k、131k。導體圖案112、122、132發揮作為將外部連接端子101、102、103作為供電點之3個天線元件的功能。此等天線元件具有依配置於三維立體面之導體圖案112、122、132的形狀而相互不同之放射特性。例如，第一基板11之導體圖案112與第三基板13之導體圖案132，作為天線雖具有同樣頻率特性，但是在空間內之放射分布不同。又，第一基板11之導體圖案112與第二基板12之導體圖案122的頻率特性不同。

安裝了第一圖所示之立體積層配線基板1的無圖示之電子機器，依狀況選擇或同時使用3種天線。藉由使用立體積層配線基板1，例如可在電子機器之如角落的受限制空間內藏3種天線。

本實施形態之第一基板11、第二基板12及第三基板13均具有同樣之三維立體面，並以聚集三維立體面之方式積層。因而，在組合時之導體圖案112、122、132相互間的定位容易。又，可抑制相互作用造 成之特性變動或各製品的個體差異。

第三圖係立體配線基板之製造工序的說明圖。從第三圖之部分(A)至部分(B)中，以第一基板11為例依序顯示製造工序。不過，其他基板之製造工序亦相同。

製造第一基板11時，首先如第三圖之部分(A)所示，在平板狀擴展之樹脂製絕緣膜1F上印刷電鍍用觸媒1C。電鍍用觸媒例如可舉出導電性聚合物。另外，在電鍍用觸媒1C印刷之前，亦可實施蝕刻處理或基底層處理。

其次，如第三圖之部分(B)所示，將絕緣膜1F加熱，並且藉由成型用鑄型構成三維立體面而成形。成型之方法，例如有藉由空氣吸引將絕緣膜1F吸附於鑄型之真空成型法、藉由空氣之擠壓將絕緣膜1F擠壓於鑄型之空壓成形法、機械式型壓成形法等。

其次，如第三圖之部分(C)所示，在成形之絕緣膜上實施化學電鍍處理。藉由電鍍用觸媒1C形成電鍍。在印刷電鍍用觸媒1C之部分形成金屬製之導體圖案112。如此，第一基板11完成。

由於電鍍處理係在絕緣膜1F成形後實施，因此金屬之導體圖案112不致在三維立體面之頂點或稜線上中途斷開而可連續形成。因此，即使在三維立體面上形成複雜之導體圖案時，連接之可靠性仍高。

最後，將完成之第一基板11與同樣製造之第二基板12、第三基板13(參照第二圖)重疊，並藉由接著材料固定。如此，第一圖所示之立體積層配線基板1完成。

再者，與第二圖所示之三維立體面類似的形狀，例如，考慮在平板狀之軟式基板上，藉由開設假設立體展開圖之切口而彎曲，進一步將邊緣接合黏貼而形成。但是，該情況下，在三維立體面中，接合黏貼切口之部分無法使導體圖案連續。因此，導體圖案之形狀受到限制。又，三維立體面之形成作業複雜，且機械化困難。

又，欲藉由射出成型等製造類似第二圖所示之三維立體面的形狀情況下，需要將形成之基板的厚度作為可射出成型之厚度。因此，無法積層配置於如物品間隙般狹窄的空間。

又，在不具三維立體面之軟性基板中多層配置導體圖案情況下，需要交互地反覆實施導體圖案之形成與絕緣層之形成。因此，形成多層構造費時。針對此，本實施形態之立體積層配線基板1的各層形成可藉由概略同時製造，以合併三維立體面之方式組合，進行各層間之定位。因此，可在短時間製造配置精度高之多層基板電路。

製造出之立體積層配線基板1，可在適應電子機器等有限配置場所之三維立體面上，高密度配置連接可靠性高且複雜之導體圖案。

[第二種實施形態]

上述第一種實施形態之立體積層配線基板1，係僅在第一基板11、第二基板12及第三基板13各個朝上之凸側面，換言之僅在一方之面上形成導體圖案。繼續就在基板之凹側面或兩面形成導體圖案之本創作的第二種實施形態作說明。

第四圖係顯示第二種實施形態之立體積層配線基板的構造剖面圖。

第四圖所示之立體積層配線基板2具備第一基板21、第二基板22及第三基板23。最下方之第三基板23與第一種實施形態之情況同樣，在絕緣膜231之凸側面設有導體圖案232。但是，最上方之第一基板21係在絕緣膜211之凹側面設有導體圖案212。又，第二基板22係在絕緣膜221之兩面設有導體圖案222、223。另外，圖上誇張顯示絕緣膜及導體圖案之厚度。

第一基板21之導體圖案212延伸於絕緣膜211之間隔物突起211j的表面，並與第二基板22之導體圖案222接觸。因而藉由相互鄰接之第一基板21及第二基板22的導體圖案212、222構成1個電路。

又，第二基板22之配置於與上述導體圖案222相反面之導體圖案223延伸於絕緣膜221之間隔物突起221j表面，並與第三基板23之導體圖案232接觸。因而，藉由相互鄰接之第二基板22及第三基板23的導體圖案223、232構成1個電路。另外，導體圖案223、232亦可使用焊錫、導電性接著劑等而相互接合。

如此，採用立體積層配線基板2可利用相互鄰接之2個基板 21、22構成1個電路。又，從第四圖明瞭，因為間隔物突起211j、221j保持各基板之間隙，所以間隔物突起211j、221j以外之部分避免各導體圖案的意外接觸。

[第三種實施形態]

繼續，就藉由導體圖案形成電容器元件之本創作的第三種實施形態作說明。

第五圖係顯示第三種實施形態之立體積層配線基板的構造剖面圖。

第五圖所示之立體積層配線基板3，其沿著形成於第一基板31之絕緣膜311的間隔物突起311j水平方向之長度，比第二種實施形態中之間隔物突起211j(參照第四圖)大。而後，在間隔物突起311j之表面設有平板狀擴展之導體圖案312。又，在絕緣膜311中，與上述導體圖案312離開之位置另外設有平板狀擴展之導體圖案313。

在第二基板32之絕緣膜321的凸側面不設導體圖案。在第二基板32之凹側面，包含與第一基板31之導體圖案312、313相應的區域，設有平板狀擴展之導體圖案323。

藉由第二基板32之導體圖案323與第一基板31之導體圖案 312形成第一電容器元件C1。第一電容器元件C1具有依成為一對平行平板電極之導體圖案323、312重疊的面積、以及絕緣膜321之厚度及介電常數的靜電電容。又，藉由第二基板32之導體圖案323與第一基板31之另一個導體圖案313形成第二電容器元件C2。第二電容器元件C2具有依成為一對平行平板電極之導體圖案323、313重疊的面積、絕緣膜321之厚度及介電常數、以及間隔物突起311j之高度及空氣介電常數的靜電電容。第二電容器元件C2可藉由間隔物突起311j之高度調整靜電電容。

[第四種實施形態]

繼續，就本創作之第四種實施形態作說明。

第六圖係顯示第四種實施形態之立體積層配線基板的間隔物突起部分之剖面圖。

第六圖所示之立體積層配線基板4係積層第一基板41、第 二基板42、第三基板43及第四基板44之4個立體配線基板者。第二基板42及第三基板43配置於第一基板41及第四基板44之中間。第二基板42及第三基板43分別相當於本創作中所謂中間立體配線基板之一例。

第二基板42及第三基板43中分別設有孔42h、43h。設於第四基板44之間隔物突起441j貫穿孔42h、43h而抵住第一基板41。

[第五種實施形態]

繼續，就本創作之第五種實施形態作說明。

第七圖係顯示第五種實施形態之立體積層配線基板的斜視圖。

第七圖所示之立體積層配線基板5係積層2個立體配線基板之第一基板51及第二基板52者。第一基板51及第二基板52分別具備構成三維立體面所形成之絕緣膜511、521。更詳細而言，絕緣膜511之三維立體面係在1個頂點a上接觸有朝向橫方向X、縱方向Y及高度方向Z相互獨立之三維方向的面f、g、e之三角錐狀的突出形狀。該形狀就配置於第一基板51之內側(背面側)的第二基板42亦同樣。第一基板51及第二基板52係三維立體面，更具體而言係以頂點a之位置聚集的方式積層。發揮天線元件功能之導體圖案512延伸於第一基板51之絕緣膜511的三維立體面上。又，發揮天線元件功能之與第一基板51者不同形狀而無圖示的導體圖案亦延伸於第一基板51內側所配置之第二基板52的絕緣膜521上。

第八圖係顯示第七圖之立體積層配線基板的應用例之斜視圖。

第八圖中顯示行動電話終端裝置9作為應用例。行動電話終端裝置9之一例係智慧型手機。行動電話終端裝置9係薄立方體狀，在角落部分之框體91與內藏零件92的間隙搭載有第七圖所示之立體積層配線基板5。立體積層配線基板5如第七圖所示，藉由積層構成三維立體面之第一基板51及第二基板52的構造，可在行動電話終端裝置9之有限間隙內藏2種天線。

另外，上述實施形態中，係顯示構成天線元件之導體圖案，作為本創作導體圖案之例，不過，本創作並非限定於此者，例如導體圖案 亦可為構成一般封閉回路者。又，亦可為導體圖案上搭載電子零件者。因此，本創作之立體積層配線基板亦可為適用於例如不具通信功能之裝置者。

又，上述實施形態中，係顯示積層2個至4個基板之構造作為本創作的立體積層配線基板之例。不過，本創作並非限定於此者，例如積層之立體配線基板數亦可為5以上。

又，上述實施形態中，係顯示角錐台狀或角錐狀者作為本創作構成三維立體面之形狀例。但是本創作並非限定於此者，例如亦可為球狀或圓柱狀。又，立體配線基板亦可為在平板狀之一部設有構成三維立體面之部分者。

又，上述實施形態中，係顯示孔42h、43hk，作為本創作之孔或缺口之例。不過本創作並非限定於此者，間隔物突起貫穿者亦可係缺口。

又，上述實施形態中，係顯示具有突出片111k者作為本創作立體配線基板之例。但是本創作並非限定於此者，例如亦可為並無突出片者。

又，上述實施形態中，係顯示設有相互不同形狀之導體圖案的基板作為本創作複數個立體配線基板之例。不過本創作並非限定於此者，例如構成陣列天線之情況，亦可為設置相同形狀之導體圖案者。

又，亦可為併用、替換上述實施形態之要素者，作為本創作立體積層配線基板之例。例如，亦可在第一種實施形態或第五種實施形態之立體積層配線基板中各基板的兩面設置第二種實施形態之導體圖案，或是亦可形成第三種實施形態之電容器。

1‧‧‧立體積層配線基板

101、102、103‧‧‧外部連接端子

P‧‧‧其他零件

P1‧‧‧角錐台部分

Claims (9)

1. 一種立體積層配線基板，係具有複數個立體配線基板，其特徵為：前述複數個立體配線基板分別具有：絕緣膜，其係構成三維立體面而形成；及導體圖案，其係延伸於前述三維立體面上；且積層前述複數個立體配線基板。
2. 如申請專利範圍第1項之立體積層配線基板，其中前述複數個立體配線基板均係具有概略相同之三維立體面，並以此等概略相同三維立體面聚集之方式積層者。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項之立體積層配線基板，其中前述複數個立體配線基板係分別設置相互不同形狀之導體圖案者。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項之立體積層配線基板，其中前述立體配線基板係形成有藉由抵住構成該立體積層配線基板之另外立體配線基板，而維持與該立體配線基板之間隔的間隔物突起者。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項之立體積層配線基板，其中該立體積層配線基板係具有3個以上之立體配線基板者，並在前述3個以上立體配線基板之中，配置於中間之中間立體配線基板上設孔或缺口，前述間隔物突起貫穿前述孔或缺口，而抵住配置於夾著前述中間立體配線基板之相反側的另外立體配線基板者。
6. 如申請專利範圍第4項之立體積層配線基板，其中前述立體配線基板之導體圖案係延伸於前述間隔物突起之表面，而與該另外之立體配線基板的導體圖案接觸者。
7. 如申請專利範圍第4項之立體積層配線基板，其中前述複數個立體配線基板中之相互鄰接的2片立體配線基板之導體圖案，係形成有其形成電容器元件之平行平板電極者。
8. 如申請專利範圍第1項或第2項之立體積層配線基板，其中前述複數個立體配線基板係在各個邊緣，設置突出於避開相互重疊之位置的突出片，該複數個立體配線基板之各個導體圖案延伸於該複數個立體配線基板的各個突出片上。
9. 如申請專利範圍第1項或第2項之立體積層配線基板，其中前述導體圖案係印刷電鍍用觸媒，藉由該電鍍用觸媒之作用而電鍍於構成三維立體面所成形的絕緣膜上者。