WO2018092408A1 - 電子装置およびその製造方法 - Google Patents

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WO2018092408A1
WO2018092408A1 PCT/JP2017/033677 JP2017033677W WO2018092408A1 WO 2018092408 A1 WO2018092408 A1 WO 2018092408A1 JP 2017033677 W JP2017033677 W JP 2017033677W WO 2018092408 A1 WO2018092408 A1 WO 2018092408A1
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WO
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sheet
resin
molded body
wiring
resin structure
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PCT/JP2017/033677
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若浩 川井
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オムロン株式会社
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    • 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
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits

Definitions

  • the present technology relates to an electronic device in which a plurality of wirings are stacked and a manufacturing method thereof.
  • a multilayer printed circuit board has a plurality of printed circuit boards with wiring formed on one or both sides with an insulating adhesive layer interposed between them, and connects the wiring of each layer using through holes provided in each layer. It is produced by.
  • the multilayer printed circuit board when used, although the wiring is formed three-dimensionally, the electronic components are mounted only on the upper surface and the lower surface of the multilayer printed circuit board. For this reason, the number of electronic components to be mounted and the mounting position are limited, and there is a limit to the miniaturization of electronic devices.
  • a concave portion is formed on the main surface of a multilayer printed board composed of a plurality of insulator layers and electrode layers, and circuit components are formed on the bottom surface of the concave portion.
  • a technique for reducing the size by mounting is disclosed.
  • an electronic component is also mounted on the back surface of the main surface and connected to the internal electrode layer through a via hole.
  • FIG. 3 of Japanese Patent Laying-Open No. 2008-263240 includes a laminated substrate assembly including a first laminated substrate and a second laminated substrate, and the first laminated substrate is bonded to a side surface of the second laminated substrate. Is disclosed. In the first laminated substrate and the second laminated substrate, side connection pads formed on the respective side surfaces are electrically connected to each other, and via conductors filled in through holes formed in the first laminated substrate serve as side connection pads. By being connected, the first laminated substrate and the second laminated substrate are electrically connected. Thus, the number of electronic components mounted is increased by using the side surface of the second laminated substrate.
  • the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-200787 has a problem that the manufacturing cost increases due to an increase in the number of steps for mounting electronic components because the multilayer printed circuit board has a complicated structure with concave portions. Arise. Also in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-263240, the manufacturing cost increases because a complicated structure including a side connection pad and a via conductor conducting to the side connection pad is formed. Furthermore, in any technique, electronic components are mounted only on the upper and lower surfaces of the multilayer printed circuit board, so that there is a limit to shortening the wiring length.
  • the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems of the prior art, and provides an electronic device including a three-dimensional structure electronic circuit capable of shortening the wiring length and at a low manufacturing cost, and a manufacturing method thereof.
  • the purpose is to do.
  • each surface of the plurality of resin structure layers is connected to the first surface and an end of the first surface and is not parallel to the first surface. Including a second surface.
  • the plurality of resin structure layers are stacked along the normal direction of the first surface.
  • Each of the plurality of resin structure layers is formed on an electronic component, a resin molded body that embeds and fixes the electronic component such that the electronic component is exposed on the first surface, and a first surface of the electronic component.
  • the electronic device is further formed on at least one second surface of the plurality of resin structure layers, and includes at least one electronic component of the plurality of resin structure layers and at least one first wiring of the plurality of resin structure layers. A second wiring connected to at least one is provided.
  • At least one electronic component of the plurality of resin structure layers is exposed on the second surface as well as the first surface.
  • the second wiring is connected to a portion exposed on the second surface of the electronic component.
  • each 2nd surface of a some resin structure layer exists on the same surface.
  • the first resin structure layer of the plurality of resin structure layers is laminated on the first surface of the second resin structure layer of the plurality of resin structure layers.
  • a part of the end of the second surface of the first resin structure layer is located in the first surface of the second resin structure layer.
  • the second wiring includes the first resin structure layer first component so as to connect at least one of the first resin structure layer electronic component and the first wiring to the second resin structure layer electronic component and the first wiring. Formed on two sides.
  • the angle formed between the second surface of the first resin structure layer and the first surface of the first resin structure layer is not less than 120 degrees and less than 180 degrees.
  • a method for manufacturing an electronic device includes a step of attaching a first electronic component to a first sheet, a first sheet placed in a first mold, and a resin filled in the first mold.
  • the second resin molded body in which the second electronic component is embedded is laminated on the first sheet joint surface of the first resin molded body by placing the resin in the second mold and filling the resin in the second mold.
  • a step of performing In the step of laminating, the first resin molded body is connected to the end of the first sheet joint surface, the first end surface is non-parallel to the first sheet joint surface, and the second sheet in the second resin molded body.
  • the second resin molded body is connected to the end of the second sheet bonding surface that is in contact with the second resin molded body so that the second end surface that is not parallel to the second sheet bonding surface is on the same plane. Laminate on the first sheet joint surface.
  • the method for manufacturing an electronic device further includes a step of peeling the second sheet from the second resin molded body, forming a second wiring connected to the second electronic component on the second sheet bonding surface, and a first end surface And forming a third wiring connected to at least one of the first wiring, the first electronic component, the second wiring, and the second electronic component on at least one of the second end faces.
  • a method for manufacturing an electronic device includes a step of attaching a first electronic component to a first sheet, a first sheet placed in a first mold, and a resin filled in the first mold.
  • a step of forming a first wiring connected to the first electronic component on the sheet bonding surface, a step of attaching the second electronic component to the second sheet, a second sheet and the first resin molded body The second resin molded body in which the second electronic component is embedded is placed on a part of the first sheet joint surface of the first resin molded body by placing the resin in the second mold and filling the resin in the second mold. And laminating.
  • the surface of the second resin molded body includes a second sheet bonding surface that is in contact with the second sheet, and an end surface that is connected to an end of the second sheet bonding surface and is not parallel to the second sheet bonding surface.
  • the second resin molded body is placed on a part of the first sheet joint surface of the first resin molded body so that a part of the end portion of the end face is located in the first sheet joint surface. Laminate to.
  • the manufacturing method of the electronic device further peels the second sheet from the second resin molded body, forms the second wiring connected to the second electronic component on the second sheet bonding surface, and on the end surface, Forming a third wiring connected to at least one of the first wiring, the first electronic component, the second wiring, and the second electronic component.
  • an electronic device including a three-dimensional electronic circuit capable of shortening the wiring length, and to reduce the manufacturing cost of the electronic device.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an electronic device according to a first embodiment. It is a disassembled perspective view of the electronic device shown in FIG. It is a top view of the electronic device shown in FIG.
  • FIG. 2 is a side view of the electronic device shown in FIG. 1 viewed from the direction of arrow A.
  • FIG. 2 is a side view of the electronic device shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing a first stage in the method for manufacturing an electronic device according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing a second stage in the method for manufacturing an electronic device according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing a third stage in the method for manufacturing an electronic device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating a schematic configuration of an electronic device according to a second embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG. 9. 10 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing an electronic device according to a second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing an electronic device according to a second embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of the electronic device 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the electronic device 100.
  • FIG. 3 is a plan view of the electronic device 100.
  • 4 is a side view of the electronic device 100 shown in FIG.
  • FIG. 5 is a side view of the electronic device 100 shown in FIG.
  • the electronic device 100 has a rectangular parallelepiped shape with six planes as the surface.
  • the six planes include an upper surface 101 and side surfaces 103 and 105.
  • the electronic device 100 is incorporated in various electronic devices such as a wearable portable device and a small sensor, and has a main or auxiliary function of the electronic device.
  • the electronic device 100 includes four resin structure layers 10, 20, 30, and 40, an external wiring 104 formed on the side surface 103, and an external wiring 106 formed on the side surface 105.
  • the four resin structure layers 10, 20, 30, and 40 are plate-shaped of the same size.
  • the surface of the resin structure layer 10 includes an upper surface 10a and end surfaces 10b and 10c that are connected to the end of the upper surface 10a and are orthogonal to the upper surface 10a.
  • the surface of the resin structure layer 20 includes an upper surface 20a and end surfaces 20b and 20c that are connected to the end of the upper surface 20a and are orthogonal to the upper surface 20a.
  • the surface of the resin structure layer 30 includes an upper surface 30a and end surfaces 30b and 30c that are connected to the end of the upper surface 30a and are orthogonal to the upper surface 30a.
  • the surface of the resin structure layer 40 includes an upper surface 40a and end surfaces 40b and 40c that are connected to the end of the upper surface 40a and are orthogonal to the upper surface 40a.
  • the resin structure layers 10, 20, 30, and 40 are laminated in this order along the normal direction of the upper surfaces 10a, 20a, 30a, and 40a.
  • the upper surface 40a of the uppermost resin structure layer 40 is the upper surface 101 of the electronic device 100 shown in FIG.
  • the resin structure layers 10, 20, 30, and 40 are laminated so that the end faces 10b, 20b, 30b, and 40b are on the same plane, and the end faces 10c, 20c, 30c, and 40c are on the same plane.
  • End surfaces 10b, 20b, 30b, and 40b constitute side surface 103 of electronic device 100 shown in FIG. 1
  • end surfaces 10c, 20c, 30c, and 40c constitute side surface 105 of electronic device 100 shown in FIG.
  • the two end surfaces adjacent to each other in the end surfaces 10b, 20b, 30b, and 40b constitute a continuous surface.
  • two end surfaces adjacent to each other in the end surfaces 10c, 20c, 30c, and 40c constitute a continuous surface.
  • continuous of two surfaces means that the step between the two surfaces is small enough that the wiring formed thereon is not cut.
  • the resin structure layer 10 includes a plurality of electronic components 11 (11a to 11e), a resin molded body 13, and internal wirings 14.
  • the resin structure layer 20 includes a plurality of electronic components 21 (21a to 21d), a resin molded body 23, and an internal wiring 24.
  • the resin structure layer 30 includes a plurality of electronic components 31 (31a to 31c), a resin molded body 33, and an internal wiring 34.
  • the resin structure layer 40 includes a plurality of electronic components 41 (41a to 41f), a resin molded body 43, and external wirings 44.
  • the electronic components 11, 21, 31, and 41 are electronic components such as a chip capacitor, a chip resistor, and an IC (Integrated Circuit).
  • the number and kind of electronic components 11, 21, 31, 41 are not particularly limited.
  • the resin moldings 13, 23, 33, 43 are substantially plate-shaped and are made of a resin such as polycarbonate (PC) or acrylonitrile butadiene styrene (ABS).
  • PC polycarbonate
  • ABS acrylonitrile butadiene styrene
  • the shape of the resin moldings 13, 23, 33, and 43 is not particularly limited, and may be appropriately designed according to the shape of the electronic device 100.
  • the material of the resin moldings 13, 23, 33, 43 may be other types of resins (for example, polypropylene (PP), elastomer, etc.).
  • the resin molded body 13 fixes the electronic components 11a to 11e by embedding the electronic components 11a to 11e therein.
  • the resin molded body 13 is such that the electronic components 11a and 11b are exposed from the upper surface 10a and the end surface 10b, the electronic components 11c are exposed from the upper surface 10a and the end surface 10c, and the electronic components 11d and 11e are exposed from the upper surface 10a. 11a to 11e are buried.
  • the resin molded body 23 fixes the electronic components 21a to 21d by embedding the electronic components 21a to 21d therein.
  • the resin molded body 23 embeds the electronic components 21a to 21d so that the electronic components 21a and 21b are exposed from the upper surface 20a and the end surface 20b, and the electronic components 21c and 21d are exposed from the upper surface 20a.
  • the resin molded body 33 fixes the electronic components 31a to 31c by embedding the electronic components 31a to 31c therein.
  • the resin molded body 33 embeds the electronic components 31a to 31c so that the electronic components 31a to 31c are exposed from the upper surface 30a and the end surface 30b.
  • the resin molded body 43 fixes the electronic components 41a to 41f by embedding the electronic components 41a to 41f therein.
  • the electronic components 41a and 41b are exposed from the upper surface 40a and the end surface 40b
  • the electronic components 41c are exposed from the upper surface 40a and the end surface 40c
  • the electronic components 41d to 41f are exposed from the upper surface 40a.
  • 41a to 41f are buried.
  • Electrodes 12a to 12e, 22a to 22d, 32a to 32c, and 42a are respectively formed on the surfaces exposed from the resin molded bodies 13, 23, 33, and 43 in the electronic components 11a to 11e, 21a to 21d, 31a to 31c, and 41a to 41f. To 42f are formed.
  • the internal wiring 14 is formed on the upper surface 10a of the resin structure layer 10 according to a predetermined pattern.
  • the internal wiring 14 connects between the electrodes 12a to 12e of the electronic components 11a to 11e exposed on the upper surface 10a.
  • the electronic components 11a to 11e and the internal wiring 14 constitute an internal electronic circuit in the resin structure layer 10.
  • the internal wiring 24 is formed on the upper surface 20a of the resin structure layer 20 according to a predetermined pattern.
  • the internal wiring 24 connects between the electrodes 22a to 22d of the electronic components 21a to 21d exposed on the upper surface 20a.
  • the electronic components 21a to 21d and the internal wiring 24 constitute an internal electronic circuit in the resin structure layer 20.
  • the internal wiring 34 is formed on the upper surface 30a of the resin structure layer 30 according to a predetermined pattern.
  • the internal wiring 34 connects the electrodes 32a to 32c of the electronic components 31a to 31c exposed on the upper surface 30a.
  • the electronic components 31a to 31c and the internal wiring 34 constitute an internal electronic circuit in the resin structure layer 30.
  • the external wiring 44 is formed in accordance with a predetermined pattern on the upper surface 40a of the resin structure layer 40 (the upper surface 101 of the electronic device 100).
  • the external wiring 44 connects the electrodes 42a to 42f of the electronic components 41a to 41f exposed on the upper surface 40a.
  • the electronic components 41a to 41f and the external wiring 44 constitute an internal electronic circuit in the resin structure layer 40.
  • the external wiring 104 is formed on the side surface 103 of the electronic device 100.
  • the electronic components 11a, 11b, 21a, 21b, 31a to 31c, 41a, 41b are exposed on the end faces 10b, 20b, 30b, 40b constituting the side surface 103.
  • the external wiring 104 is connected to the electrodes 12a, 12b, 22a, 22b, 32a-32c, 42a, 42b of the electronic components 11a, 11b, 21a, 21b, 31a-31c, 41a, 41b.
  • the electronic components 11a, 11b, 21a, 21b, 31a to 31c, 41a, 41b and the external wiring 104 constitute an external electronic circuit on the side surface 103.
  • the external wiring 104 may be formed so as to connect two of the electronic components 11a, 11b, 21a, 21b, 31a to 31c, 41a, 41b.
  • the external wiring 104 is connected to one of the electronic components 11a, 11b, 21a, 21b, 31a to 31c, 41a, 41b, and is a terminal (for example, a ground terminal) provided in an electronic device in which the electronic device 100 is incorporated. ).
  • the external wiring 44 formed on the upper surface 40a of the resin structure layer 40 is not shown because it is thin.
  • illustration of the internal wirings 14 to 34 and the external wiring 44 is omitted in the drawings as viewed from the side.
  • the external wiring 106 is formed on the side surface 105 of the electronic device 100. As described above, the electronic components 11c and 41c are exposed at the end faces 10c, 20c, 30c, and 40c that constitute the side surface 105.
  • the external wiring 106 is connected to the electrodes 12c and 42c of the electronic components 11c and 41c.
  • the electronic components 11c and 41c and the external wiring 106 constitute an external electronic circuit on the side surface 105.
  • the external wiring 106 is formed so as to connect the electronic components 11c and 41c.
  • the external wiring 106 is connected to one of the electronic components 11c and 41c and is provided with an electronic device in which the electronic device 100 is incorporated. You may comprise so that a terminal (for example, ground terminal) may be contacted.
  • the internal wiring 14, 24, 34 and the external wiring 44, 104, 106 can be easily formed by ejecting silver (Ag) ink using, for example, an ink jet printing method.
  • the ink jet printing method is a printing method in which ink is ejected from a nozzle and particulate ink is deposited on a surface to be ejected.
  • the side surface 103 is composed of the end surfaces 10b, 20b, 30b, and 40b of the resin structure layers 10, 20, 30, and 40 on the same plane.
  • the side surface 105 is composed of end surfaces 10c, 20c, 30c, and 40c on the same plane. Therefore, the external wirings 104 and 106 can be easily formed by ejecting silver (Ag) ink using an ink jet printing method.
  • the electronic components 11 a and 11 b are exposed on the upper surface 10 a and the end surface 10 b of the resin structure layer 10. Therefore, the internal electronic circuit of the resin structure layer 10 and the external electronic circuit on the side surface 103 can be electrically connected via the electronic component 11a or the electronic component 11b.
  • the internal wiring 14 and the external wiring 104 can be connected to the same electrode 12a.
  • the electronic component 11 c is exposed on the upper surface 10 a and the end surface 10 c of the resin structure layer 10. Therefore, the internal electronic circuit of the resin structure layer 10 and the external electronic circuit on the side surface 105 can be electrically connected via the electronic component 11c.
  • the electronic components 21 a and 21 b are exposed on the upper surface 20 a and the end surface 20 b of the resin structure layer 20.
  • the electronic components 31a to 31c are exposed on the upper surface 30a and the end surface 30b of the resin structure layer 30.
  • the electronic components 41 a and 41 b are exposed on the upper surface 40 a and the end surface 40 b of the resin structure layer 40.
  • the internal electronic circuit of the resin structure layer 20 and the external electronic circuit on the side surface 103 can be electrically connected via the electronic components 21a and 21b.
  • the internal electronic circuit of the resin structure layer 30 and the external electronic circuit on the side surface 103 can be electrically connected via the electronic components 31a to 31c.
  • the internal electronic circuit of the resin structure layer 40 and the external electronic circuit on the side surface 103 can be electrically connected via the electronic components 41a and 41b.
  • the electronic component 41 c is exposed on the upper surface 40 a and the end surface 40 c of the resin structure layer 40. Thereby, the internal electronic circuit of the resin structure layer 40 and the external electronic circuit on the side surface 105 can be electrically connected via the electronic component 41c.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a first stage (a stage in which the resin structure layer 10 is manufactured) in the method for manufacturing the electronic device 100.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a second stage (a stage in which the resin structure layer 20 is produced) in the method for manufacturing the electronic device 100.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a third stage (a manufacturing stage of the resin structure layers 30 and 40 and the external wirings 104 and 106) in the method for manufacturing the electronic device 100.
  • FIGS. 6A to 6C are diagrams for explaining the first to third steps for manufacturing the electronic device 100, respectively.
  • the upper stage shows a plan view and the lower stage shows a side view.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view.
  • FIGS. 7A to 7C are diagrams for explaining the fourth to sixth steps for manufacturing the electronic device 100, respectively.
  • the upper stage shows a plan view and the lower stage shows a side view.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view.
  • FIGS. 8A to 8C are diagrams for explaining the seventh to ninth steps for manufacturing the electronic device 100, respectively.
  • the upper stage shows a plan view and the lower stage shows a side view.
  • the left side is a side view corresponding to the side surface 103
  • the right side is a side view corresponding to the side surface 105.
  • the electronic components 11a and 11b are affixed to the temporarily fixed sheet 200 so as to be positioned at the end of the temporarily fixed sheet 200 on the long side. Further, the electronic component 11 c is affixed to the temporarily fixed sheet 200 so as to be positioned at the end portion on the short side of the temporarily fixed sheet 200.
  • the temporary fixing sheet 200 for example, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyphenylene sulfide (PPS), or the like can be used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the temporary fixing sheet 200 is preferably made of a material that transmits ultraviolet rays and has flexibility for reasons described later.
  • Temporary fixing can be performed using, for example, an ultraviolet curable adhesive (not shown) applied to one surface of the temporary fixing sheet 200, for example.
  • an ultraviolet curable adhesive is applied to a temporary fixing sheet 200 made of PET having a thickness of 50 ⁇ m to a thickness of 2 to 3 ⁇ m. This application may be performed using a method such as an ink jet printing method.
  • the electronic components 11a to 11e are installed at the set positions.
  • the adhesive is cured by irradiating UV light having an intensity of, for example, 3000 mJ / cm 2 from the surface of the temporarily fixed sheet 200 where the electronic components 11a to 11e are not temporarily fixed, thereby temporarily mounting the electronic components 11a to 11e.
  • Temporarily fixed to the fixing sheet 200 Temporarily fixed to the fixing sheet 200.
  • the temporarily fixed sheet 200 on which the electronic components 11 a to 11 e are temporarily fixed is placed inside the mold 210.
  • the temporarily fixing sheet 200 is installed in the forming die 210 so that a space 230 is formed between the surface of the temporarily fixing sheet 200 on which the electronic components 11a to 11e are attached and the inner surface of the forming die 210.
  • the side surfaces of the electronic components 11 a to 11 c attached to the end portions of the temporary fixing sheet 200 are in contact with the inner surface of the mold 210.
  • a resin material is injected into the space 230 to perform resin injection molding.
  • the conditions for performing the injection molding may be appropriately selected depending on the resin. For example, when polycarbonate (PC) is used, the injection molding is performed at an injection resin temperature of 270 ° C. and an injection pressure of 100 MPa. Alternatively, when acrylonitrile butadiene styrene (ABS) is used, injection molding is performed at an injection resin temperature of 180 ° C. and an injection pressure of 20 kgf / cm 2 .
  • PC polycarbonate
  • ABS acrylonitrile butadiene styrene
  • a variety of resin materials can be used as the resin for injection molding.
  • the conditions for performing injection molding are not particularly limited.
  • the resin molded body 13 in which the electronic components 11a to 11e are embedded is taken out of the molding die 210, and the temporarily fixed sheet 200 is peeled from the resin molded body 13.
  • the sheet bonding surface is the upper surface 10 a of the resin structure layer 10.
  • the temporarily fixed sheet 200 is a PET film
  • the temporarily fixed sheet 200 is greatly deformed due to a heat change during the second step, and therefore, the temporarily fixed sheet 200 can be easily peeled from the resin molded body 13.
  • internal wiring 14 having a predetermined pattern connected to the electrodes 12a to 12e of the electronic components 11a to 11e is formed on the sheet bonding surface (upper surface 10a). Thereby, the production of the resin structure layer 10 including the electronic components 11a to 11e, the resin molded body 13, and the internal wiring 14 is completed.
  • the internal wiring 14 can be formed by a method of spraying a conductive material (for example, silver ink) by an ink jet printing method, a method using an aerosol, a method using a dispenser, or the like.
  • a conductive material for example, silver ink
  • the internal wiring 14 can be formed easily and with a high degree of freedom in circuit design using a method selected as appropriate, and the electronic components 11a to 11e can be easily electrically connected without soldering or the like. Can do. Furthermore, industrially, since the electronic components 11a to 11e can be connected after the positions of the electronic components 11a to 11e are determined, for example, compared with the case where the electronic components are aligned with the printed circuit board. The electronic components 11a to 11e can be electrically connected accurately and easily.
  • the electronic components 11a to 11c are in contact with the inner surface of the mold 210, the electronic components 11a and 11b are also exposed from the end surface 10b of the resin structure layer 10, and the electronic component 11c has a resin structure.
  • the layer 10 is also exposed from the end face 10c.
  • the electronic components 21 (21a to 21d) are attached to the temporary fixing sheet 300 with an adhesive (not shown) and temporarily fixed. Since the method of temporarily fixing the electronic component 21 to the temporarily fixing sheet 300 is the same as the method described in the first step, detailed description thereof is omitted.
  • the electronic components 21a and 21b are affixed to the temporarily fixed sheet 300 so as to be positioned at the end portion on the long side of the temporarily fixed sheet 300.
  • the temporary fixing sheet 300 on which the electronic components 21a to 21d are temporarily fixed and the resin structure layer 10 obtained in the fourth step are installed inside the mold 310.
  • the temporarily fixing sheet 300 and the resin structure layer 10 are arranged so that a space 330 is formed between the surface of the temporarily fixed sheet 300 on which the electronic components 21a to 21d are attached and the upper surface 10a of the resin structure layer 10. Install in the mold 310.
  • the side surfaces of the electronic components 21 a and 21 b attached to the end portions of the temporary fixing sheet 300 are in contact with the inner surface of the mold 310.
  • a resin material is injected into the space 330 to perform injection molding of the resin. Since the conditions for performing the injection molding of the resin are the same as those in the second step, detailed description thereof is omitted.
  • the temporary fixing sheet 300 is peeled from the resin molded body 23.
  • the sheet bonding surfaces that are in contact with the temporarily fixed sheet 300 in the electronic components 21a to 21d and the resin molded body 23 are exposed.
  • the sheet bonding surface is the upper surface 20 a of the resin structure layer 20.
  • internal wiring 24 having a predetermined pattern connected to the electrodes 22a to 22d of the electronic components 21a to 21d is formed on the sheet bonding surface (upper surface 20a). Since the formation method of the internal wiring 24 is the same as that in the third step, detailed description thereof is omitted.
  • the resin structure layer 20 including the electronic components 21a to 21d, the resin molded body 23, and the internal wiring 24 can be laminated on the resin structure layer 10.
  • the electronic components 21 a and 21 b are in contact with the inner surface of the mold 310, the electronic components 21 a and 21 b are exposed from the end surface 10 b of the resin structure layer 10.
  • the resin structure layer 30 including the electronic components 31a to 31c, the resin molded body 33, and the internal wiring 34 is laminated on the resin structure layer 20 by performing processes similar to the fourth to sixth processes.
  • FIG. 8A a laminate in which the resin structure layer 20 is laminated on the resin structure layer 10 and the resin structure layer 30 is laminated on the resin structure layer 20 is manufactured.
  • the electronic components 31 a to 31 c are exposed from the end surface 30 b of the resin structure layer 30.
  • the resin structure layer 40 including the electronic components 41a to 41f, the resin molded body 43, and the external wiring 44 is laminated on the resin structure layer 30 by performing the same processes as the fourth to sixth processes.
  • the resin structure layer 20 is laminated on the resin structure layer 10
  • the resin structure layer 30 is laminated on the resin structure layer 20
  • the resin structure layer 30 A laminate in which the resin structure layer 40 is laminated thereon is produced.
  • the electronic components 41 a and 41 b are exposed from the end surface 40 b of the resin structure layer 40.
  • the electronic component 41 c is exposed from the end surface 40 c of the resin structure layer 40.
  • the external wiring 104 is formed on the side surface 103 of the laminate obtained in the eighth step, and the external wiring 106 is formed on the side surface 105.
  • the external wirings 104 and 106 are formed in the same manner as the internal wirings 14, 24, 34 and the external wirings 44, a method of spraying a conductive material (for example, silver ink) by an inkjet printing method or the like, a method of using an aerosol, or a dispenser It can carry out using the method using.
  • a conductive material for example, silver ink
  • the laminate obtained in the eighth step is installed so that the side surface 103 faces the nozzle of the ink jet printing apparatus, and the external wiring 104 is formed on the side surface 103.
  • the laminate obtained in the eighth step is installed so that the side surface 105 faces the nozzle of the ink jet printing apparatus, and the external wiring 106 is formed on the side surface 105.
  • the side surface 103 is a plane, and the end surfaces 10b, 20b, 30b, and 40b are on the same plane.
  • the side surface 103 may be a curved surface.
  • the inner surface of the molding die may be designed so that the end surfaces 10b, 20b, 30b, and 40b are on the same curved surface, and the resin structure layers 10, 20, 30, and 40 may be laminated. If the end faces 10b, 20b, 30b, and 40b exist on the same surface, the external wiring 104 can be easily formed on the side surface 103 by using the ink jet printing method.
  • the number of resin structure layers constituting the electronic device 100 is not limited to the above four layers, and may be two or more.
  • the resin structure layer 10 may include a conductor (for example, a copper block) exposed on the upper surface 10a and the end surface 10b, or on the upper surface 10a and the end surface 10c.
  • An internal wiring 14 is connected to the conductor.
  • the conductor is configured as a part of the internal wiring 14.
  • the external wiring 104 or the external wiring 106 is connected to the portion of the conductor exposed at the end face 10b or the end face 10c.
  • an electronic circuit having a three-dimensional structure in which the internal electronic circuit in the resin structure layer 10 and the external electronic circuit in the side surface 103 are connected via the conductor is manufactured.
  • the electronic device 100 includes the plurality of resin structure layers 10, 20, 30, and 40.
  • the surface of the resin structure layer 10 includes an upper surface (first surface) 10a and end surfaces 10b and 10c that are connected to the end of the upper surface 10a and are not parallel to the upper surface 10a.
  • the surfaces of the resin structure layers 20, 30, 40 include an upper surface 20a and end surfaces 20b, 20c, an upper surface 30a, end surfaces 30b, 30c, an upper surface 40a, and end surfaces 40b, 40c, respectively.
  • the resin structure layer 10 is formed on the electronic component 11, the resin molded body 13 in which the electronic component 11 is embedded and fixed so that the electronic component 11 is exposed on the upper surface 10a, and the upper surface 10a of the electronic component 11. And internal wiring (first wiring) 14 connected to the exposed portion.
  • the resin structure layer 20 includes an electronic component 21, a resin molded body 23, and internal wiring (first wiring) 24.
  • the resin structure layer 30 includes an electronic component 31, a resin molded body 33, and internal wiring (first wiring) 34.
  • the resin structure layer 40 includes an electronic component 41, a resin molded body 43, and external wiring (first wiring) 44.
  • the electronic device 100 is further formed on at least one end face 10b, 10c, 20b, 20c, 30b, 30c, 40b, 40c of the resin structure layers 10, 20, 30, 40, and the electronic components 11, 21, 31, 41 And external wirings (second wirings) 104 and 106 connected to at least one of the internal wirings 14, 24 and 34 and the external wiring 44.
  • each of the resin structure layers 10, 20, 30, 40 can include an internal electronic circuit in which electronic components are connected by wiring. Then, the internal electronic circuits of the resin structure layers 10, 20, 30, and 40 are connected to the external electronic circuits by the external wirings 104 and 106 formed on the side surfaces 103 and 105. As a result, the wiring length in the three-dimensional electronic circuit can be shortened.
  • the external wirings 104 and 106 are formed on at least one end surface 10b, 10c, 20b, 20c, 30b, 30c, 40b, and 40c of the resin structure layers 10, 20, 30, and 40. That is, the electronic circuits of the resin structure layers 10, 20, 30, and 40 can be connected to each other without providing via conductors in the resin structure layers 10, 20, 30, and 40. Therefore, the manufacturing cost of the electronic device 100 can be suppressed.
  • the external wirings 104 and 106 are connected to the electronic components exposed on the end faces 10b, 10c, 20b, 20c, 30b, 30c, 40b, and 40c. Thereby, the electronic circuit of the resin structure layers 10, 20, 30 and 40 and the electronic circuit by the external wirings 104 and 106 formed on the side surfaces 103 and 105 can be easily connected.
  • the end faces 10b, 20b, 30b, 40b exist on the same plane.
  • the end faces 10c, 20c, 30c, and 40c are on the same plane. Therefore, the external wirings 104 and 106 can be easily formed.
  • the method for manufacturing the electronic device 100 includes at least the following steps (1) to (7).
  • a step of molding 13 (3) The temporarily fixed sheet 200 is peeled from the resin molded body 13, and the sheet bonding surface (first sheet bonding surface) in contact with the temporarily fixed sheet 200 in the resin molded body 13 (corresponding to the upper surface 10a of the resin structure layer 10).
  • a resin molded body in which the electronic component 21 is embedded by disposing the temporary fixing sheet 300 and the resin molded body 13 in a mold (second mold) 310 and filling the mold 310 with resin.
  • the resin molded body 23 is formed on the sheet bonding surface of the resin molded body 13 (on the upper surface 10a of the resin structure layer 10) so that the end face (first end face) 10b and the end face (second end face) 20b exist on the same plane. Layer).
  • the temporary fixing sheet 300 is peeled from the resin molded body 23, and internal wiring (connected to the electronic component 21) on the sheet bonding surface (second sheet bonding surface) (corresponding to the upper surface 20a of the resin structure layer 20) ( Step of forming second wiring 24.
  • the electronic device 100 including a three-dimensional electronic circuit in which the internal electronic circuits of the resin structure layers 10 and 20 are connected to each other can be easily manufactured. can do. Therefore, the manufacturing cost of the electronic device 100 can be suppressed.
  • Embodiment 2 An electronic device according to Embodiment 2 of the present invention will be described below.
  • the resin structure layers 10, 20, 30, and 40 are stacked so that the side surfaces of the resin structure layers 10, 20, 30, and 40 are on the same plane.
  • external wirings 104 and 106 are formed on the side surfaces 103 and 105 of the electronic device 100, respectively.
  • the second resin structure layer is formed by laminating the second resin structure layer so as to form a step on the first resin structure layer. External wiring is formed on the side surface of the layer.
  • FIG. 9 is a plan view illustrating a schematic configuration of an electronic device 100A according to the second embodiment. 10 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG.
  • the electronic device 100 ⁇ / b> A includes resin structure layers 50 and 60 and external wiring 108.
  • Resin structure layers 50 and 60 are plate-shaped.
  • the resin structure layer 60 has a size smaller than that of the resin structure layer 50, and is laminated on the upper surface 50a of the resin structure layer 50 so as to form a step.
  • the end surface 60b of the resin structure layer 60 constitutes the step. That is, the lower end portion (lower side) of the end surface 60 b of the resin structure layer 60 is located in the upper surface 50 a of the resin structure layer 50.
  • the end surface 60 b of the resin structure layer 60 is inclined with respect to the upper surface 60 a of the resin structure layer 60.
  • the angle ⁇ formed between the end surface 60b and the upper surface 60a in the resin structure layer 60 is preferably 120 degrees or more and less than 180 degrees, and more preferably 120 degrees or more and less than 150 degrees.
  • the resin structure layer 50 includes a plurality of electronic components 51 (51a to 51e), a resin molded body 53, and wirings 54.
  • the resin structure layer 60 includes a plurality of electronic components 61 (61a to 61c), a resin molded body 63, and external wiring 64.
  • the electronic parts 51 and 61 are electronic parts such as capacitors, resistors, and ICs.
  • the number of electronic components 51 and 61 is not particularly limited.
  • the resin molded bodies 53 and 63 are substantially plate-shaped, and are made of a resin such as polycarbonate (PC) or acrylonitrile butadiene styrene (ABS).
  • the shapes of the resin molded bodies 53 and 63 are not particularly limited, and may be appropriately designed according to the shape of the electronic device 100A.
  • the material of the resin moldings 53 and 63 may be other types of resin.
  • the resin molded body 53 fixes the electronic components 51 (51a to 51e) by embedding the electronic components 51 (51a to 51e) therein.
  • the resin molded body 53 embeds the electronic components 51a to 51e so that the electronic components 51a to 51e are exposed from the upper surface 50a.
  • the resin molded body 63 fixes the electronic components 61 (61a to 61c) by embedding the electronic components 61 (61a to 61c) therein.
  • the resin molded body 63 embeds the electronic components 61a to 61c so that the electronic components 61a to 61c are exposed from the upper surface 60a.
  • Electrodes are formed on the surfaces exposed from the resin molded bodies 53 and 63 in the electronic components 51a to 51e and 61a to 61c.
  • the electrodes 52c to 52e are electrodes of the electronic components 51c to 51e
  • the electrodes 62a to 62c are electrodes of the electronic components 61a to 61c.
  • the wiring 54 is formed on the upper surface 50a of the resin structure layer 50 according to a predetermined pattern.
  • the wiring 54 connects the electrodes 52a to 52e of the electronic components 51a to 51e exposed on the upper surface 50a.
  • a part of the wiring 54 is disposed inside the electronic device 100A because the resin structure layer 60 is laminated thereon.
  • the rest of the wiring 54 is disposed on the surface of the electronic device 100A.
  • the external wiring 64 is formed on the upper surface 60a of the resin structure layer 60 according to a predetermined pattern.
  • the external wiring 64 connects the electrodes 62a to 62c of the electronic components 61a to 61c exposed on the upper surface 60a.
  • External wiring 108 connects electrode 52c of electronic component 51c and electrodes 62b and 62c of electronic components 61b and 61c on end surface 60b and upper surface 60a of resin structural layer 60 and upper surface 50a of resin structural layer 50. Thus, it is formed according to a predetermined pattern. Thereby, the electronic circuit in the resin structure layer 50 and the electronic circuit in the resin structure layer 60 can be electrically connected.
  • the wiring 54 and the external wirings 64 and 108 can be easily formed by ejecting silver (Ag) ink using, for example, an ink jet printing method.
  • the ink jet printing method is a printing method in which ink is ejected from a nozzle and particulate ink is deposited on a surface to be ejected.
  • the end surface 60b is not perpendicular to the upper surface 60a of the resin structure layer 60 but is inclined. Therefore, by arranging the nozzle so as to face both the end surface 60b and the upper surface 60a, both the external wiring 64 and the external wiring 108 can be formed in the same process.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing the electronic device 100A.
  • FIGS. 11A to 11F are diagrams for explaining the first to sixth steps for manufacturing the electronic device 100A, respectively.
  • 11A and 11D the upper stage shows a plan view and the lower stage shows a side view.
  • 11B and 11E are cross-sectional views.
  • the upper part shows a plan view
  • the lower part shows a cross-sectional view taken along line XI-XI in the plan view.
  • (First step) As shown in FIG. 11A, first, the electronic components 51 (51a to 51e) are temporarily fixed to the rectangular temporary fixing sheet 400 with an adhesive (not shown). At this time, the electronic components 51 (51a to 51e) are attached so that the surfaces on which the electrodes 52 (52a to 52e) are formed are in contact with the temporarily fixed sheet 400. Since the method for temporarily fixing the electronic component 51 to the temporarily fixing sheet 400 is the same as the method described in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
  • a predetermined pattern of wiring 54 connected to the electrodes 52a to 52e of the electronic components 51a to 51e is formed on the sheet bonding surface. Thereby, the production of the resin structure layer 50 including the electronic components 51a to 51e, the resin molded body 53, and the wiring 54 is completed.
  • the method for forming the wiring 54 is the same as that in the third step of the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.
  • the electronic components 61 (61 a to 61 c) are attached to the temporary fixing sheet 500 with an adhesive (not shown) and temporarily fixed. Since the method for temporarily fixing the electronic component 61 to the temporarily fixing sheet 500 is the same as the method described in the first step, detailed description thereof is omitted.
  • the temporarily fixing sheet 500 on which the electronic components 61a to 61c are temporarily fixed and the resin structure layer 50 obtained in the third step are installed inside the mold 510.
  • the temporarily fixed sheet 500 and the temporarily fixed sheet 500 are formed so that a space 530 is formed between the surface of the temporarily fixed sheet 500 on which the electronic components 61a to 61c are attached and the upper surface 50a of the resin structure layer 50 on which the wiring 54 is formed.
  • the resin structure layer 50 is placed on the mold 510.
  • a part of the inner surface facing the upper surface 50 a of the resin structure layer 50 has a protruding portion 513 protruding so as to contact the upper surface 50 a of the resin structure layer 50.
  • the temporarily fixed sheet 500 is installed in the part in which the protrusion part 513 is not formed among the inner surfaces facing the upper surface 50a of the resin structure layer 50.
  • the side surface 511 of the protruding portion 513 is inclined with respect to the inner surface of the portion where the temporary fixing sheet 500 is installed.
  • the angle formed between the side surface 511 of the protruding portion 513 and the inner surface of the mold 510 where the temporary fixing sheet 500 is installed is, for example, 120 degrees.
  • a resin material is injected into the space 530 to perform resin injection molding. Since the conditions for performing the injection molding of the resin are the same as those in the second step, detailed description thereof is omitted.
  • the external wiring 64 having a predetermined pattern connected to the electrodes 62a to 62c of the electronic components 61a to 61c is formed on the sheet bonding surface. Thereby, the production of the resin structure layer 60 including the electronic components 61a to 61c, the resin molded body 63, and the external wiring 64 is completed.
  • the side surface of the resin molded body 63 that is in contact with the side surface 511 of the protruding portion 513 of the mold 510 is a surface inclined with respect to the sheet bonding surface. The surface becomes the end surface 60 b of the resin structure layer 60.
  • the end surface 60 b is inclined with respect to the upper surface 60 a of the resin structure layer 60 and faces upward of the resin structure layer 60. Therefore, when forming the external wiring 64, the external wiring 108 having a predetermined pattern for connecting the wiring 54 of the resin structure layer 50 and the electrodes 62b and 62c of the electronic components 61b and 61c is also formed on the end surface 60b. .
  • the electronic device 100 ⁇ / b> A includes a resin structure layer (first resin structure layer) 60 and a resin structure layer (second resin structure layer) 50.
  • the resin structure layer 60 is laminated on the resin structure layer 50.
  • a part (lower side) of the end portion of the end surface 60 b of the resin structure layer 60 is located in the upper surface 50 a of the resin structure layer 50.
  • the external wiring 108 is formed on the end surface 60 b so as to connect the electronic component 61 and the wiring 54 of the resin structure layer 50.
  • the electronic circuit constituted by the electronic component 61 and the external wiring 64 in the resin structure layer 60 and the electronic circuit constituted by the electronic component 51 and the wiring 54 in the resin structure layer 50 can be easily connected. it can. As a result, the wiring length in the three-dimensional electronic circuit can be shortened.
  • the method for manufacturing the electronic device 100A includes at least the following steps (1) to (6).
  • the temporarily fixed sheet 400 is peeled from the resin molded body 53, and the sheet bonded surface (first sheet bonded surface) in contact with the temporarily fixed sheet 400 in the resin molded body 53 (corresponding to the upper surface 50a of the resin structure layer 50).
  • a resin molded body in which the electronic component 61 is embedded by disposing the temporarily fixed sheet 500 and the resin molded body 53 in a mold (second mold) 510 and filling the mold 510 with resin.
  • the resin molded body 63 is positioned on the sheet bonding surface of the resin molded body 53 such that a part of the end portion of the end surface 60b is located within the sheet bonded surface of the resin molded body 53 (corresponding to the upper surface 50a of the resin structure layer 50). Laminated on top. (6)
  • the temporary fixing sheet 500 is peeled off from the resin molded body 63, and external wiring connected to the electronic component 61 on the sheet bonding surface (second sheet bonding surface) (corresponding to the upper surface 60a of the resin structure layer 60) ( A step of forming a second wiring) 64 and an external wiring (third wiring) 108 connected to at least one of the wiring 54, the electronic component 51, the external wiring 64, and the electronic component 61 on the end face 60b.
  • the electronic device 100A including an electronic circuit having a three-dimensional structure in which the internal electronic circuits of the resin structure layers 50 and 60 are connected to each other can be easily manufactured. can do. Therefore, the manufacturing cost of the electronic device 100A can be suppressed.

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Abstract

電子装置(100)は、樹脂構造層(10,20,30,40)と、樹脂構造層(10,20,30,40)の端面(10a,10b,10c,10d)に形成された外部配線(104)とを備える。樹脂構造層(10,20,30,40)は、電子部品(11,21,31,41)と、電子部品(11,21,31,41)をそれぞれ埋設して固定する樹脂成形体(13,23,33,43)と、内部配線(14,24,34)および外部配線(44)とをそれぞれ備える。これにより、配線長の短縮化が可能である三次元構造の電子回路を備え、かつ製造コストの低い電子装置を提供することができる。

Description

電子装置およびその製造方法
 本技術は、複数の配線が積層された電子装置およびその製造方法に関する。
 近年、半導体素子の高速動作化の要求、あるいは電子機器や無線機能が搭載されるウエアラブル携帯機器等への超小型化の要求の高まりによって、多層プリント基板を用いた電子回路の集積化や立体化が盛んに進められている。
 多層プリント基板は、絶縁性の接着層を層間に介在させて、片面あるいは両面に配線を形成したプリント基板を複数枚積層するとともに、各層に設けられたスルーホールを用いて各層の配線を接続することにより作製されている。
 単層のみの二次元での設計の場合には、配線が交差する、電子部品の接続端子数が多く配線が複雑になってしまう、基板面積が増大する、配線が長くなることにより信号が遅延する、などの問題が生じ得る。多層プリント基板を用いることにより、各層に配線を形成できるため、これらの問題を抑制することができる。
 しかしながら、多層プリント基板を用いた場合には、配線が三次元的に形成されるものの、電子部品は、多層プリント基板の上面および下面の2面のみに搭載される。そのため、電子部品の搭載数や実装位置に制限が生じるとともに、電子機器の小型化に限界が生じる。
 そこで、特開2000-200977号公報(特許文献1)の図3には、複数の絶縁体層および電極層からなる多層プリント基板の主面に凹部を形成し、その凹部の底面に回路部品を搭載させることにより、小型化を図る技術が開示されている。さらに、主面の裏面にも電子部品が搭載され、ビアホールを介して内部の電極層に接続される。
 特開2008-263240号公報(特許文献2)の図3には、第1積層基板と第2積層基板とを備え、第1積層基板が第2積層基板の側面に接合された積層基板接合体が開示されている。第1積層基板と第2積層基板とは、各々の側面に形成された側面接続パッド同士が導通されるとともに、第1積層基板に形成されたスルーホールに充填されたビア導体が側面接続パッドに接続されることにより、第1積層基板と第2積層基板とが電気的に接続される。このように、第2積層基板の側面を利用することで、電子部品の実装数の増加を図っている。
特開2000-200977号公報 特開2008-263240号公報
 しかしながら、特開2000-200977号公報に開示されている技術では、多層プリント基板に凹部を備えた複雑な構造を有するために、電子部品の実装工数が増加して製造コストが増加するという問題が生じる。また、特開2008-263240号公報に開示されている技術でも、側面接続パッドと、側面接続パッドに導通するビア導体とを含む複雑な構造を形成するために、製造コストが増加する。さらに、いずれの技術においても、多層プリント基板の上面および下面にのみ電子部品が搭載されるため、配線長の短縮化に限界がある。
 本発明は、上記従来技術の問題点に着目してなされたもので、配線長の短縮化が可能である三次元構造の電子回路を備え、かつ製造コストの低い電子装置およびその製造方法を提供することを目的としている。
 ある局面に従うと、複数の樹脂構造層を備えた電子装置において、複数の樹脂構造層の各々の表面は、第1面と、第1面の端部に接続し、第1面に非平行である第2面とを含む。複数の樹脂構造層は、第1面の法線方向に沿って積層されている。複数の樹脂構造層の各々は、電子部品と、第1面に電子部品が露出するように、電子部品を埋設して固定する樹脂成形体と、第1面に形成され、電子部品における第1面に露出した部分に接続する第1配線とを含む。電子装置は、さらに、複数の樹脂構造層の少なくとも1層の第2面に形成され、複数の樹脂構造層の少なくとも1層の電子部品および複数の樹脂構造層の少なくとも1層の第1配線の少なくとも一方に接続する第2配線を備える。
 好ましくは、複数の樹脂構造層の少なくとも1層の電子部品は、第1面とともに第2面にも露出している。第2配線は、電子部品における第2面に露出した部分に接続する。好ましくは、複数の樹脂構造層の各々の第2面は、同一面上に存在する。
 好ましくは、複数の樹脂構造層のうちの第1樹脂構造層は、複数の樹脂構造層のうちの第2樹脂構造層の第1面の上に積層されている。第1樹脂構造層の第2面の端部の一部は、第2樹脂構造層の第1面内に位置している。第2配線は、第1樹脂構造層の電子部品および第1配線の少なくとも一方と、第2樹脂構造層の電子部品および第1配線の少なくとも一方とを結ぶように、第1樹脂構造層の第2面上に形成される。
 好ましくは、第1樹脂構造層の第2面と第1樹脂構造層の第1面とのなす角度は120度以上180度未満である。
 別の局面に従うと、電子装置の製造方法は、第1電子部品を第1シートに貼り付ける工程と、第1シートを第1成形型内に配置し、第1成形型内に樹脂を充填させることで、第1電子部品が埋設された第1樹脂成形体を成形する工程と、第1樹脂成形体から第1シートを剥離し、第1樹脂成形体における第1シートに接していた第1シート接合面の上に、第1電子部品に接続する第1配線を形成する工程と、第2電子部品を第2シートに貼り付ける工程と、第2シートと第1樹脂成形体とを第2成形型内に配置し、第2成形型内に樹脂を充填させることで、第2電子部品が埋設された第2樹脂成形体を、第1樹脂成形体の第1シート接合面の上に積層する工程とを備える。積層する工程において、第1樹脂成形体における、第1シート接合面の端部に接続し、第1シート接合面に非平行である第1端面と、第2樹脂成形体における、第2シートに接する第2シート接合面の端部に接続し、第2シート接合面に非平行である第2端面とが同一面上に存在するように、第2樹脂成形体を、第1樹脂成形体の第1シート接合面の上に積層する。電子装置の製造方法は、さらに、第2樹脂成形体から第2シートを剥離し、第2シート接合面の上に、第2電子部品に接続する第2配線を形成する工程と、第1端面および第2端面の少なくとも一方の上に、第1配線、第1電子部品、第2配線および第2電子部品の少なくとも1つに接続する第3配線を形成する工程とを備える。
 別の局面に従うと、電子装置の製造方法は、第1電子部品を第1シートに貼り付ける工程と、第1シートを第1成形型内に配置し、第1成形型内に樹脂を充填させることで、第1電子部品が埋設された第1樹脂成形体を成形する工程と、第1樹脂成形体から第1シートを剥離し、第1樹脂成形体における第1シートに接していた第1シート接合面の上に、第1電子部品に接続する第1配線を形成する工程と、第2電子部品を第2シートに貼り付ける工程と、第2シートと第1樹脂成形体とを第2成形型内に配置し、第2成形型内に樹脂を充填させることで、第2電子部品が埋設された第2樹脂成形体を第1樹脂成形体の第1シート接合面の一部の上に積層する工程とを備える。第2樹脂成形体の表面は、第2シートに接する第2シート接合面と、第2シート接合面の端部に接続し、第2シート接合面に非平行である端面とを含む。上記の積層する工程において、端面の端部の一部が第1シート接合面内に位置するように、第2樹脂成形体を第1樹脂成形体の前記第1シート接合面の一部の上に積層する。電子装置の製造方法は、さらに、第2樹脂成形体から第2シートを剥離し、第2シート接合面の上に、第2電子部品に接続する第2配線を形成するとともに、端面上に、第1配線、第1電子部品、第2配線および第2電子部品の少なくとも1つに接続する第3配線を形成する工程とを備える。
 本発明によれば、配線長の短縮化が可能である三次元構造の電子回路を備える電子装置を提供でき、当該電子装置の製造コストを低くすることができる。
実施の形態1に係る電子装置の概略的な構成を示す斜視図である。 図1に示す電子装置の分解斜視図である。 図1に示す電子装置の平面図である。 図1に示す電子装置を矢印Aの方向から見た側面図である。 図1に示す電子装置を矢印Bの方向から見た側面図である。 実施の形態1に係る電子装置の製造方法における第1の段階を示す図である。 実施の形態1に係る電子装置の製造方法における第2の段階を示す図である。 実施の形態1に係る電子装置の製造方法における第3の段階を示す図である。 実施の形態2に係る電子装置の概略的な構成を示す平面図である。 図9のXI-XI線に沿った矢視断面図である。 実施の形態2に係る電子装置の製造方法の一例を説明する図である。
 本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
 <実施の形態1>
 (電子装置の構成)
 図1~図5を参照して、実施の形態1に係る電子装置100の概略的な構成について説明する。
 図1は、実施の形態1に係る電子装置100の概略的な構成を示す斜視図である。図2は、電子装置100の分解斜視図である。図3は、電子装置100の平面図である。図4は、図1に示す電子装置100を矢印Aの方向から見た側面図である。図5は、図1に示す電子装置100を矢印Bの方向から見た側面図である。
 図1に示されるように、電子装置100は、6平面を表面とする直方体形状を有する。6平面には、上面101と、側面103,105とが含まれる。電子装置100は、ウエアラブル携帯機器や小型センサなどの各種の電子機器に組み込まれ、電子機器の主要なまたは補助的な機能を担う。
 電子装置100は、4つの樹脂構造層10,20,30,40と、側面103に形成された外部配線104と、側面105に形成された外部配線106とを備える。
 図2に示されるように、4つの樹脂構造層10,20,30,40は、同一サイズの板状である。
 樹脂構造層10の表面には、上面10aと、上面10aの端部に接続し、上面10aに直交する端面10b,10cとが含まれる。樹脂構造層20の表面には、上面20aと、上面20aの端部に接続し、上面20aに直交する端面20b,20cとが含まれる。樹脂構造層30の表面には、上面30aと、上面30aの端部に接続し、上面30aに直交する端面30b,30cとが含まれる。樹脂構造層40の表面には、上面40aと、上面40aの端部に接続し、上面40aに直交する端面40b,40cとが含まれる。
 樹脂構造層10,20,30,40は、それぞれの上面10a,20a,30a,40aの法線方向に沿って、この順に積層されている。最上層である樹脂構造層40の上面40aは、図1に示す電子装置100の上面101となる。
 樹脂構造層10,20,30,40は、端面10b,20b,30b,40bが同一平面上にあるとともに、端面10c,20c,30c,40cが同一平面上にあるように積層される。端面10b,20b,30b,40bによって、図1に示す電子装置100の側面103が構成され、端面10c,20c,30c,40cによって、図1に示す電子装置100の側面105が構成される。
 すなわち、端面10b,20b,30b,40bにおける互いに隣接する2つの端面は、連続した面を構成する。同様に、端面10c,20c,30c,40cにおける互いに隣接する2つの端面は、連続した面を構成する。ここで、2つの面が「連続する」とは、当該2つの面の間の段差が、その上に形成される配線が切断しない程度に小さいことを意味する。
 樹脂構造層10は、複数の電子部品11(11a~11e)と、樹脂成形体13と、内部配線14とを備えている。
 樹脂構造層20は、複数の電子部品21(21a~21d)と、樹脂成形体23と、内部配線24とを備えている。
 樹脂構造層30は、複数の電子部品31(31a~31c)と、樹脂成形体33と、内部配線34とを備えている。
 樹脂構造層40は、複数の電子部品41(41a~41f)と、樹脂成形体43と、外部配線44とを備えている。
 電子部品11,21,31,41は、チップ型コンデンサ、チップ型抵抗、IC(Integrated Circuit)等の電子部品である。電子部品11,21,31,41の数および種類は、特に限定されるものではない。
 樹脂成形体13,23,33,43は、略板状であり、ポリカーボネイト(PC)またはアクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)等の樹脂からなる。なお、樹脂成形体13,23,33,43の形状は、特に限定されるものではなく、電子装置100の形状に合わせて適宜設計すればよい。樹脂成形体13,23,33,43の材質は、他の種類の樹脂(たとえば、ポリプロピレン(PP)やエラストマなど)であってもよい。
 樹脂成形体13は、その内部に電子部品11a~11eを埋設することで、電子部品11a~11eを固定する。樹脂成形体13は、上面10aおよび端面10bから電子部品11a,11bが露出し、上面10aおよび端面10cから電子部品11cが露出し、上面10aから電子部品11d,11eが露出するように、電子部品11a~11eを埋設している。
 樹脂成形体23は、その内部に電子部品21a~21dを埋設することで、電子部品21a~21dを固定する。樹脂成形体23は、上面20aおよび端面20bから電子部品21a,21bが露出し、上面20aから電子部品21c,21dが露出するように、電子部品21a~21dを埋設している。
 樹脂成形体33は、その内部に電子部品31a~31cを埋設することで、電子部品31a~31cを固定する。樹脂成形体33は、上面30aおよび端面30bから電子部品31a~31cが露出するように、電子部品31a~31cを埋設している。
[規則91に基づく訂正 19.03.2018] 
 樹脂成形体43は、その内部に電子部品41a~41fを埋設することで、電子部品41a~41fを固定する。樹脂成形体43は、上面40aおよび端面40bから電子部品41a,41bが露出し、上面40aおよび端面40cから電子部品41cが露出し、上面40aから電子部品41d~41fが露出するように、電子部品41a~41fを埋設している。
 電子部品11a~11e,21a~21d,31a~31c,41a~41fにおける樹脂成形体13,23,33,43から露出する表面には、それぞれ電極12a~12e,22a~22d,32a~32c,42a~42fが形成されている。
 内部配線14は、樹脂構造層10の上面10aにおいて、所定パターンに従って形成される。内部配線14は、上面10aに露出した電子部品11a~11eの電極12a~12e間を接続する。電子部品11a~11eと内部配線14とにより、樹脂構造層10における内部電子回路が構成される。
 内部配線24は、樹脂構造層20の上面20aにおいて、所定パターンに従って形成される。内部配線24は、上面20aに露出した電子部品21a~21dの電極22a~22d間を接続する。電子部品21a~21dと内部配線24とにより、樹脂構造層20における内部電子回路が構成される。
 内部配線34は、樹脂構造層30の上面30aにおいて、所定パターンに従って形成される。内部配線34は、上面30aに露出した電子部品31a~31cの電極32a~32c間を接続する。電子部品31a~31cと内部配線34とにより、樹脂構造層30における内部電子回路が構成される。
 図2および図3に示されるように、外部配線44は、樹脂構造層40の上面40a(電子装置100の上面101)において、所定パターンに従って形成される。外部配線44は、上面40aに露出した電子部品41a~41fの電極42a~42f間を接続する。電子部品41a~41fと外部配線44とにより、樹脂構造層40における内部電子回路が構成される。
[規則91に基づく訂正 19.03.2018] 
 図4に示されるように、外部配線104は、電子装置100の側面103に形成される。上述したように、側面103を構成する端面10b,20b,30b,40bには、電子部品11a,11b,21a,21b,31a~31c,41a,41bが露出している。外部配線104は、当該電子部品11a,11b,21a,21b,31a~31c,41a,41bの電極12a,12b,22a,22b,32a~32c,42a,42bに接続する。電子部品11a,11b,21a,21b,31a~31c,41a,41bと外部配線104とにより、側面103上の外部電子回路が構成される。
 外部配線104は、電子部品11a,11b,21a,21b,31a~31c,41a,41bのうちの二つを結ぶように形成されてもよい。もしくは、外部配線104は、当該電子部品11a,11b,21a,21b,31a~31c,41a,41bのうちの一つに接続し、電子装置100が組み込まれる電子機器が備える端子(たとえば、グランド端子)に接触するように構成されてもよい。
 なお、図4において、樹脂構造層40の上面40aに形成される外部配線44については、厚みが薄いため図示を省略している。他の図5~図8においても、側方から見た図面において内部配線14~34,外部配線44の図示を省略している。
 図5に示されるように、外部配線106は、電子装置100の側面105に形成される。上述したように、側面105を構成する端面10c,20c,30c,40cには、電子部品11c,41cが露出している。外部配線106は、当該電子部品11c,41cの電極12c,42cに接続する。電子部品11c,41cと外部配線106とにより、側面105上の外部電子回路が構成される。
 図5に示す例では、外部配線106は、電子部品11c,41cを結ぶように形成されるが、電子部品11c,41cのうちの一つに接続し、電子装置100が組み込まれる電子機器が備える端子(たとえば、グランド端子)に接触するように構成されてもよい。
 内部配線14,24,34,外部配線44,104,106は、たとえばインクジェット印刷法を用いて銀(Ag)インクを噴射することにより、容易に形成することができる。インクジェット印刷法は、インクをノズルから噴射し、粒子状のインクを噴射対象面上に堆積させる印刷方式である。
 上述したように、側面103は、同一平面上にある樹脂構造層10,20,30,40の端面10b,20b,30b,40bから構成されている。同様に、側面105は、同一平面上にある端面10c,20c,30c,40cから構成されている。そのため、外部配線104,106は、インクジェット印刷法を用いて銀(Ag)インクを噴射することにより、容易に形成することができる。
 図2に示されるように、電子部品11a,11bは、樹脂構造層10の上面10aおよび端面10bに露出している。そのため、電子部品11aまたは電子部品11bを介して、樹脂構造層10の内部電子回路と側面103上の外部電子回路とを電気的に接続することができる。
 また、電子部品11aにおける同一の電極12aが上面10aおよび端面10bの両方に露出することにより、内部配線14と外部配線104とを、当該同一の電極12aに接続させることもできる。
 電子部品11cは、樹脂構造層10の上面10aおよび端面10cに露出している。そのため、電子部品11cを介して、樹脂構造層10の内部電子回路と側面105上の外部電子回路とを電気的に接続することができる。
 同様に、電子部品21a,21bは、樹脂構造層20の上面20aおよび端面20bに露出している。電子部品31a~31cは、樹脂構造層30の上面30aおよび端面30bに露出している。電子部品41a,41bは、樹脂構造層40の上面40aおよび端面40bに露出している。これにより、電子部品21a,21bを介して、樹脂構造層20の内部電子回路と側面103上の外部電子回路とを電気的に接続することができる。また、電子部品31a~31cを介して、樹脂構造層30の内部電子回路と側面103上の外部電子回路とを電気的に接続することができる。また、電子部品41a,41bを介して、樹脂構造層40の内部電子回路と側面103上の外部電子回路とを電気的に接続することができる。
 さらに、電子部品41cは、樹脂構造層40の上面40aおよび端面40cに露出している。これにより、電子部品41cを介して、樹脂構造層40の内部電子回路と側面105上の外部電子回路とを電気的に接続することができる。
 (電子装置の製造方法)
 次に、図6~図8を参照して、実施の形態1の電子装置100の製造方法の一例について説明する。
 図6は、電子装置100の製造方法における第1の段階(樹脂構造層10の作製段階)を示す図である。図7は、電子装置100の製造方法における第2の段階(樹脂構造層20の作製段階)を示す図である。図8は、電子装置100の製造方法における第3の段階(樹脂構造層30,40,外部配線104,106の作製段階)を示す図である。
 図6の(a)~(c)には、それぞれ電子装置100を製造するための第1~第3工程を説明するための図が示される。図6の(a)(c)において、上段が平面図、下段が側面図を示している。図6の(b)は断面図である。
 図7の(a)~(c)には、それぞれ電子装置100を製造するための第4~第6工程を説明するための図が示される。図7の(a)(c)において、上段が平面図、下段が側面図を示している。図7の(b)は断面図である。
 図8の(a)~(c)には、それぞれ電子装置100を製造するための第7~第9工程を説明するための図が示される。図8の(a)(b)において、上段が平面図、下段が側面図を示している。図8の(c)において、左側が側面103に対応する側面図であり、右側が側面105に対応する側面図である。
  (第1工程)
 図6の(a)に示されるように、まず、電子部品11(11a~11e)を、長方形状の仮固定シート200に接着剤(図示せず)により貼り付けて仮固定する。このとき、電子部品11(11a~11e)は、電極12(12a~12e)が形成された面が仮固定シート200に接するように貼り付けられる。
 電子部品11a,11bは、仮固定シート200の長辺側の端部に位置するように、仮固定シート200に貼り付けられる。また、電子部品11cは、仮固定シート200の短辺側の端部に位置するように、仮固定シート200に貼り付けられる。
 仮固定シート200の材料としては、例えば、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)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等を用いることができる。仮固定シート200は、後述する理由により、紫外線を透過し、かつ柔軟性を有している材料からなっていることが好ましい。
 仮固定は、例えば、仮固定シート200の片方の面に塗布した、例えば紫外線硬化型の接着剤(図示せず)を用いて行なうことができる。例えば、厚み50μmのPET製の仮固定シート200に、紫外線硬化型の接着剤を2~3μmの厚さで塗布する。この塗布は、インクジェット印刷法などの方法を用いて行なえばよい。その後、電子部品11a~11eを、それぞれ設定された位置に設置する。そして、仮固定シート200の電子部品11a~11eが仮固定されていない面から、例えば3000mJ/cmの強度の紫外線を照射することにより、接着剤を硬化して、電子部品11a~11eを仮固定シート200に仮固定する。
[規則91に基づく訂正 19.03.2018] 
  (第2工程)
 次に、図6の(b)に示されるように、電子部品11a~11eが仮固定された仮固定シート200を成形型210の内部に設置する。このとき、仮固定シート200における電子部品11a~11eが貼り付けられた面と成形型210の内面との間に空間230ができるように、仮固定シート200を成形型210に設置する。また、仮固定シート200の端部に貼り付けられた電子部品11a~11cの側面は、成形型210の内面に接する。そして、空間230内に樹脂材を射出して、樹脂の射出成形を行なう。
 射出成形を行なう条件は、樹脂に応じて適宜選択されればよく、例えば、ポリカーボネート(PC)を用いる場合には、射出樹脂温度270℃、射出圧力100MPaで射出成形を行なう。または、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)を用いる場合には、射出樹脂温度180℃、射出圧力20kgf/cmで射出成形を行なう。
 射出成形する樹脂は、多様な樹脂材料を採用することができる。また、射出成形を行なう条件は、特に限定されるものではない。
  (第3工程)
 第2工程の後、電子部品11a~11eが埋設された樹脂成形体13を成形型210から取り出して、樹脂成形体13から仮固定シート200を剥離する。これにより、電子部品11a~11eおよび樹脂成形体13において仮固定シート200と接していたシート接合面が露出する。当該シート接合面は、樹脂構造層10の上面10aとなる。
 仮固定シート200がPETフィルムである場合、第2工程時の熱変化によって仮固定シート200が大きく変形しているため、仮固定シート200を樹脂成形体13から容易に剥離することができる。
 図6の(c)に示されるように、シート接合面(上面10a)に、電子部品11a~11eの電極12a~12eと接続する所定パターンの内部配線14を形成する。これにより、電子部品11a~11eと樹脂成形体13と内部配線14とを備えた樹脂構造層10の作製が完了する。
 内部配線14の形成は、インクジェット印刷法等によって導電材料(例えば、銀インク等)を噴霧する方法、エアロゾルを用いる方法、またはディスペンサを用いる方法等を用いて行なうことができる。
 内部配線14は、適宜選択した方法を用いて、容易かつ回路設計の自由度を高く形成することができ、各電子部品11a~11eは、半田付け等することなく簡便に電気的に接続することができる。さらに言えば、工業的には、各電子部品11a~11eの位置が決定してから、各電子部品11a~11eを結線することができるため、例えばプリント基板に電子部品を位置合わせする場合よりも、正確かつ容易に各電子部品11a~11eを電気的に接続することができる。
 なお、第2工程において、電子部品11a~11cの側面が成形型210の内面に接するため、電子部品11a,11bは、樹脂構造層10の端面10bからも露出し、電子部品11cは、樹脂構造層10の端面10cからも露出する。
  (第4工程)
 次に、図7の(a)に示されるように、電子部品21(21a~21d)を、仮固定シート300に接着剤(図示せず)により貼り付けて仮固定する。電子部品21の仮固定シート300への仮固定の方法は、第1工程において説明した方法と同じであるため、詳細な説明を省略する。
 電子部品21a,21bは、仮固定シート300の長辺側の端部に位置するように、仮固定シート300に貼り付けられる。
  (第5工程)
 図7の(b)に示されるように、電子部品21a~21dが仮固定された仮固定シート300と、第4工程において得られた樹脂構造層10とを成形型310の内部に設置する。このとき、仮固定シート300における電子部品21a~21dが貼り付けられた面と、樹脂構造層10における上面10aとの間に空間330ができるように、仮固定シート300と樹脂構造層10とを成形型310に設置する。
 仮固定シート300の端部に貼り付けられた電子部品21a,21bの側面は、成形型310の内面に接する。
 そして、空間330内に樹脂材を射出して、樹脂の射出成形を行なう。樹脂の射出成形を行なう条件は、第2工程と同じであるため、詳細な説明を省略する。
  (第6工程)
 第5工程の後、電子部品21a~21dを埋設した樹脂成形体23が樹脂構造層10の上に積層された構造体を成形型310から取り出す。
 樹脂構造層10の端面10b,10cと成形型310の内面との間にわずかな隙間が形成されていたとしても、樹脂材が当該隙間に流れ込む。そのため、成形型310から取り出したとき、樹脂成形体23の側面は、樹脂構造層10の端面10b,10cと同一平面上となる。
 そして、樹脂成形体23から仮固定シート300を剥離する。これにより、電子部品21a~21dおよび樹脂成形体23において仮固定シート300と接していたシート接合面が露出する。当該シート接合面は、樹脂構造層20の上面20aとなる。
 図7の(c)に示されるように、シート接合面(上面20a)に、電子部品21a~21dの電極22a~22dと接続する所定パターンの内部配線24を形成する。内部配線24の形成方法は、第3工程と同じであるため、詳細な説明を省略する。
 第4~第6工程により、樹脂構造層10の上に、電子部品21a~21dと樹脂成形体23と内部配線24とを備えた樹脂構造層20を積層させることができる。
 第5工程において、電子部品21a,21bの側面が成形型310の内面に接するため、電子部品21a,21bは、樹脂構造層10の端面10bから露出する。
  (第7工程)
 次に、第4~第6工程と同様の工程を行なうことにより、樹脂構造層20の上に、電子部品31a~31cと樹脂成形体33と内部配線34とを備えた樹脂構造層30を積層させる。
 これにより、図8の(a)に示されるように、樹脂構造層10の上に樹脂構造層20が積層され、樹脂構造層20の上に樹脂構造層30が積層された積層体が作製される。電子部品31a~31cは、樹脂構造層30の端面30bから露出する。
  (第8工程)
 次に、第4~第6工程と同様の工程を行なうことにより、樹脂構造層30の上に、電子部品41a~41fと樹脂成形体43と外部配線44とを備えた樹脂構造層40を積層させる。
 これにより、図8の(b)に示されるように、樹脂構造層10の上に樹脂構造層20が積層され、樹脂構造層20の上に樹脂構造層30が積層され、樹脂構造層30の上に樹脂構造層40が積層された積層体が作製される。電子部品41a,41bは、樹脂構造層40の端面40bから露出する。電子部品41cは、樹脂構造層40の端面40cから露出する。
  (第9工程)
 次に、第8工程によって得られた積層体の側面103に外部配線104を形成するとともに、側面105に外部配線106を形成する。
 外部配線104,106の形成は、内部配線14,24,34,外部配線44と同様に、インクジェット印刷法等によって導電材料(例えば、銀インク等)を噴霧する方法、エアロゾルを用いる方法、またはディスペンサを用いる方法等を用いて行なうことができる。
 具体的には、インクジェット印刷装置のノズルに側面103が対向するように、第8工程によって得られた積層体を設置し、側面103の上に外部配線104を形成する。同様に、インクジェット印刷装置のノズルに側面105が対向するように、第8工程によって得られた積層体を設置し、側面105の上に外部配線106を形成する。
 これにより、樹脂構造層10,20,30,40と、外部配線104,106とを備えた電子装置100の作製が完了する。
 (変形例)
 上記の説明では、側面103を平面とし、端面10b,20b,30b,40bを同一平面上に存在するものとした。しかしながら、側面103は曲面であってもよい。この場合、端面10b,20b,30b,40bが同一の曲面上となるように、成形型の内面を設計するとともに、樹脂構造層10,20,30,40を積層すればよい。端面10b,20b,30b,40bが同一面上に存在すれば、インクジェット印刷法を用いることにより、側面103上に外部配線104を容易に形成することができる。
 また、電子装置100を構成する樹脂構造層の層数は、上記の4層に限定されず、2層以上であればよい。
 また、樹脂構造層10は、上面10aおよび端面10b、または、上面10aおよび端面10cに露出する導電体(たとえば、銅のブロック)を備えていてもよい。導電体には内部配線14が接続される。これにより、導電体は、内部配線14の一部として構成される。そして、端面10bまたは端面10cに露出した部分の導電体に、外部配線104または外部配線106が接続される。これにより、樹脂構造層10における内部電子回路と側面103における外部電子回路とが導電体を介して接続された三次元構造の電子回路が作製される。
 (利点)
 以上のように、電子装置100は、複数の樹脂構造層10,20,30,40を備える。樹脂構造層10の表面は、上面(第1面)10aと、上面10aの端部に接続し、上面10aに非平行である端面10b,10cとを含む。同様に、樹脂構造層20,30,40の表面は、それぞれ上面20aおよび端面20b,20c、上面30aおよび端面30b,30c、上面40aおよび端面40b,40cを含む。
 樹脂構造層10は、電子部品11と、上面10aに電子部品11が露出するように、電子部品11を埋設して固定する樹脂成形体13と、上面10aに形成され、電子部品11における上面10aに露出した部分に接続する内部配線(第1配線)14とを含む。同様に、樹脂構造層20は、電子部品21と樹脂成形体23と内部配線(第1配線)24とを含む。樹脂構造層30は、電子部品31と樹脂成形体33と内部配線(第1配線)34とを含む。樹脂構造層40は、電子部品41と樹脂成形体43と外部配線(第1配線)44とを含む。
 電子装置100は、さらに、樹脂構造層10,20,30,40の少なくとも1つの端面10b,10c,20b,20c,30b,30c,40b,40cに形成され、電子部品11,21,31,41および内部配線14,24,34,外部配線44の少なくとも一方に接続する外部配線(第2配線)104,106を備える。
 これにより、樹脂構造層10,20,30,40の各々は、電子部品が配線により接続された内部電子回路を備えることができる。そして、樹脂構造層10,20,30,40の内部電子回路と、側面103,105に形成された外部配線104,106による外部電子回路とが接続される。その結果、三次元構造の電子回路における配線長の短縮化が可能となる。
 また、外部配線104,106は、樹脂構造層10,20,30,40の少なくとも1つの端面10b,10c,20b,20c,30b,30c,40b,40cに形成される。すなわち、樹脂構造層10,20,30,40にビア導体を設けることなく、樹脂構造層10,20,30,40の電子回路を相互に接続することができる。そのため、電子装置100の製造コストを抑制することができる。
 外部配線104,106は、端面10b,10c,20b,20c,30b,30c,40b,40cに露出した電子部品に接続される。これにより、樹脂構造層10,20,30,40の電子回路と、側面103,105に形成された外部配線104,106による電子回路とを容易に接続することができる。
 端面10b,20b,30b,40bは、同一面上に存在する。同様に、端面10c,20c,30c,40cは、同一面上に存在する。そのため、外部配線104,106を容易に形成することができる。
 電子装置100の製造方法は、少なくとも以下(1)~(7)の工程を備える。
(1)電子部品(第1電子部品)11を仮固定シート(第1シート)200に貼り付ける工程。
(2)仮固定シート200を成形型(第1成形型)210内に配置し、成形型210に樹脂を充填させることで、電子部品11が埋設された樹脂成形体(第1樹脂成形体)13を成形する工程。
(3)樹脂成形体13から仮固定シート200を剥離し、樹脂成形体13における仮固定シート200に接していたシート接合面(第1シート接合面)(樹脂構造層10の上面10aに対応)の上に、電子部品11に接続する内部配線(第1配線)14を形成する工程。
(4)電子部品(第2電子部品)21を仮固定シート(第2シート)300に貼り付ける工程。
(5)仮固定シート300と樹脂成形体13とを成形型(第2成形型)310内に配置し、成形型310内に樹脂を充填させることで、電子部品21が埋設された樹脂成形体(第2樹脂成形体)23を、樹脂成形体13のシート接合面の上に積層する工程。なお、端面(第1端面)10bと端面(第2端面)20bとが同一面上に存在するように、樹脂成形体23が樹脂成形体13のシート接合面(樹脂構造層10の上面10aに対応)の上に積層される。
(6)樹脂成形体23から仮固定シート300を剥離し、シート接合面(第2シート接合面)(樹脂構造層20の上面20aに対応)の上に、電子部品21に接続する内部配線(第2配線)24を形成する工程。
(7)端面10bおよび端面20bの少なくとも一方の上に、内部配線14、電子部品11、内部配線24および電子部品21の少なくとも1つに接続する外部配線(第3配線)104を形成する工程。
 このように、樹脂構造層10,20にビア導体を設けることなく、樹脂構造層10,20の内部電子回路が相互に接続された、三次元構造の電子回路を備える電子装置100を容易に製造することができる。そのため、電子装置100の製造コストを抑制することができる。
 <実施の形態2>
 本発明の実施の形態2に係る電子装置について以下に説明する。上記の実施の形態1の電子装置100では、樹脂構造層10,20,30,40の各々の側面が同一平面上にあるように、樹脂構造層10,20,30,40が積層される。そして、電子装置100の側面103,105のそれぞれに外部配線104,106が形成される。これに対し、実施の形態2に係る電子装置では、第1の樹脂構造層の上に、段を形成するように第2の樹脂構造層が積層され、当該段を構成する第2の樹脂構造層の側面に外部配線が形成される。
 (電子装置の構成)
 図9は、実施の形態2に係る電子装置100Aの概略的な構成を示す平面図である。図10は、図9のXI-XI線に沿った矢視断面図である。
 図9および図10に示されるように、電子装置100Aは、樹脂構造層50,60と、外部配線108とを備える。
 樹脂構造層50,60は板状である。樹脂構造層60は、樹脂構造層50よりも小さいサイズを有しており、樹脂構造層50の上面50aの上に、段を形成するように積層される。樹脂構造層60の端面60bは、当該段を構成している。すなわち、樹脂構造層60の端面60bの下端部(下辺)は、樹脂構造層50の上面50a内に位置している。
 樹脂構造層60の端面60bは、樹脂構造層60の上面60aに対して傾斜している。樹脂構造層60における端面60bと上面60aとのなす角度αは、120度以上180度未満であることが好ましく、120度以上150度未満であることがより好ましい。
 樹脂構造層50は、複数の電子部品51(51a~51e)と、樹脂成形体53と、配線54とを備えている。
 樹脂構造層60は、複数の電子部品61(61a~61c)と、樹脂成形体63と、外部配線64とを備えている。
 電子部品51,61は、コンデンサ、抵抗、IC等の電子部品である。電子部品51,61の数は、特に限定されるものではない。
 樹脂成形体53,63は、略板状であり、ポリカーボネイト(PC)またはアクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)等の樹脂からなる。なお、樹脂成形体53,63の形状は、特に限定されるものではなく、電子装置100Aの形状に合わせて適宜設計すればよい。樹脂成形体53,63の材質は、他の種類の樹脂であってもよい。
 樹脂成形体53は、その内部に電子部品51(51a~51e)を埋設することで、電子部品51(51a~51e)を固定する。樹脂成形体53は、上面50aから電子部品51a~51eが露出するように、電子部品51a~51eを埋設している。
 樹脂成形体63は、その内部に電子部品61(61a~61c)を埋設することで、電子部品61(61a~61c)を固定する。樹脂成形体63は、上面60aから電子部品61a~61cが露出するように、電子部品61a~61cを埋設している。
 電子部品51a~51e,61a~61cにおける樹脂成形体53,63から露出する表面には電極が形成されている。電極52c~52eは、電子部品51c~51eの電極であり、電極62a~62cは、電子部品61a~61cの電極である。
 配線54は、樹脂構造層50の上面50aにおいて、所定パターンに従って形成される。配線54は、上面50aに露出した電子部品51a~51eの電極52a~52e間を接続する。配線54の一部は、その上に樹脂構造層60が積層されるため、電子装置100Aの内部に配置される。配線54の残りは、電子装置100Aの表面に配置される。
 外部配線64は、樹脂構造層60の上面60aにおいて、所定パターンに従って形成される。外部配線64は、上面60aに露出した電子部品61a~61cの電極62a~62c間を接続する。
[規則91に基づく訂正 19.03.2018] 
 外部配線108は、樹脂構造層60の端面60bおよび上面60aと樹脂構造層50の上面50aとの上において、電子部品51cの電極52cと、電子部品61b,61cの電極62b,62cとを接続するように、所定パターンに従って形成される。これにより、樹脂構造層50における電子回路と、樹脂構造層60における電子回路とを電気的に接続することができる。
 配線54,外部配線64,108は、たとえばインクジェット印刷法を用いて銀(Ag)インクを噴射することにより、容易に形成することができる。インクジェット印刷法は、インクをノズルから噴射し、粒子状のインクを噴射対象面上に堆積させる印刷方式である。
 上述したように、端面60bは、樹脂構造層60の上面60aに対して垂直ではなく、傾斜している。そのため、ノズルを、端面60bおよび上面60aの両方に対向するように配置することにより、外部配線64と外部配線108との両方を同じ工程で形成することができる。
 (電子装置の製造方法)
 次に、図11を参照して、実施の形態2の電子装置100Aの製造方法の一例について説明する。図11は、電子装置100Aの製造方法の一例を説明する図である。
 図11の(a)~(f)には、それぞれ電子装置100Aを製造するための第1~第6工程を説明するための図が示される。図11の(a)(d)において、上段が平面図、下段が側面図を示している。図11の(b)(e)には断面図が示される。図11の(c)(f)において、上段が平面図、下段が平面図のXI-XI線に沿った矢視断面図を示している。
  (第1工程)
 図11の(a)に示されるように、まず、電子部品51(51a~51e)を、長方形状の仮固定シート400に接着剤(図示せず)により貼り付けて仮固定する。このとき、電子部品51(51a~51e)は、電極52(52a~52e)が形成された面が仮固定シート400に接するように貼り付けられる。電子部品51の仮固定シート400への仮固定の方法は、実施の形態1におけて説明した方法と同じであるため、詳細な説明を省略する。
[規則91に基づく訂正 19.03.2018] 
  (第2工程)
 次に、図11の(b)に示されるように、電子部品51a~51eが仮固定された仮固定シート400を成形型410の内部に設置する。このとき、仮固定シート400における電子部品51a~51eが貼り付けられた面と成形型410の内面との間に空間430ができるように、仮固定シート400を成形型410に設置する。そして、空間430内に樹脂材を射出して、樹脂の射出成形を行なう。樹脂の射出成形を行なう条件は、実施の形態1の第2工程と同じであるため、詳細な説明を省略する。
  (第3工程)
 図11の(c)に示されるように、第2工程の後、電子部品51a~51eが埋設された樹脂成形体53を成形型410から取り出して、当該樹脂成形体53から仮固定シート400を剥離する。これにより、電子部品51a~51eおよび樹脂成形体53において仮固定シート400と接していたシート接合面が露出する。当該シート接合面は、樹脂構造層50の上面50aとなる。
 シート接合面上に、電子部品51a~51eの電極52a~52eと接続する所定パターンの配線54を形成する。これにより、電子部品51a~51eと樹脂成形体53と配線54とを備えた樹脂構造層50の作製が完了する。
 配線54の形成方法は、実施の形態1の第3工程と同じであるため、詳細な説明を省略する。
  (第4工程)
 次に、図11の(d)に示されるように、電子部品61(61a~61c)を、仮固定シート500に接着剤(図示せず)により貼り付けて仮固定する。電子部品61の仮固定シート500への仮固定の方法は、第1工程において説明した方法と同じであるため、詳細な説明を省略する。
  (第5工程)
 図11の(e)に示されるように、電子部品61a~61cが仮固定された仮固定シート500と、第3工程において得られた樹脂構造層50とを成形型510の内部に設置する。このとき、仮固定シート500における電子部品61a~61cが貼り付けられた面と、樹脂構造層50における配線54が形成された上面50aとの間に空間530ができるように、仮固定シート500と樹脂構造層50とを成形型510に設置する。
 成形型510において、樹脂構造層50の上面50aと対向する内面の一部は、樹脂構造層50の上面50aに接するように突出した突出部513を有している。そして、樹脂構造層50の上面50aと対向する内面のうち突出部513が形成されていない部分に、仮固定シート500が設置される。
 突出部513の側面511は、仮固定シート500が設置される部分の内面に対して傾斜している。突出部513の側面511と、仮固定シート500が設置される部分の成形型510の内面とのなす角度は、たとえば120度である。
 そして、空間530内に樹脂材を射出して、樹脂の射出成形を行なう。樹脂の射出成形を行なう条件は、第2工程と同じであるため、詳細な説明を省略する。
  (第6工程)
 図11の(f)に示されるように、第5工程の後、電子部品61a~61cを埋設した樹脂成形体63が樹脂構造層50の上に積層された構造体を成形型510から取り出す。そして、樹脂成形体63から仮固定シート500を剥離する。これにより、電子部品61a~61cおよび樹脂成形体63において仮固定シート500と接していたシート接合面が露出する。当該シート接合面は、樹脂構造層60の上面60aとなる。
 そして、シート接合面上に、電子部品61a~61cの電極62a~62cと接続する所定パターンの外部配線64を形成する。これにより、電子部品61a~61cと樹脂成形体63と外部配線64とを備えた樹脂構造層60の作製が完了する。
 また、成形型510の突出部513の側面511に接していた樹脂成形体63の側面は、シート接合面に対して傾斜した面となる。当該面は、樹脂構造層60の端面60bとなる。
 端面60bは、樹脂構造層60の上面60aに対して傾斜しており、樹脂構造層60の上方に向いている。そこで、外部配線64を形成する際に、端面60bの上にも、樹脂構造層50の配線54と、電子部品61b,61cの電極62b,62cとを接続する所定パターンの外部配線108も形成する。
[規則91に基づく訂正 19.03.2018] 
 外部配線64,108の形成方法は、実施の形態1の第9工程と同じであるため、詳細な説明を省略する。
 これにより、樹脂構造層50,60と、外部配線108とを備えた電子装置100Aの作製が完了する。
 (利点)
 電子装置100Aは、樹脂構造層(第1樹脂構造層)60と、樹脂構造層(第2樹脂構造層)50とを備える。樹脂構造層60は、樹脂構造層50の上に積層される。樹脂構造層60の端面60bの端部の一部(下辺)は、樹脂構造層50の上面50a内に位置している。外部配線108は、電子部品61と、樹脂構造層50の配線54とを結ぶように、端面60b上に形成される。
 これにより、樹脂構造層60における電子部品61と外部配線64とにより構成される電子回路と、樹脂構造層50における電子部品51と配線54とにより構成される電子回路とを容易に接続することができる。その結果、三次元構造の電子回路における配線長の短縮化が可能となる。
[規則91に基づく訂正 19.03.2018] 
 電子装置100Aの製造方法は、少なくとも以下(1)~(6)の工程を備える。
(1)電子部品(第1電子部品)51を仮固定シート(第1シート)400に貼り付ける工程。
(2)仮固定シート400を成形型(第1成形型)410内に配置し、成形型410に樹脂を充填させることで、電子部品51が埋設された樹脂成形体(第1樹脂成形体)53を成形する工程。
(3)樹脂成形体53から仮固定シート400を剥離し、樹脂成形体53における仮固定シート400に接していたシート接合面(第1シート接合面)(樹脂構造層50の上面50aに対応)の上に、電子部品51に接続する配線(第1配線)54を形成する工程。
(4)電子部品(第2電子部品)61を仮固定シート(第2シート)500に貼り付ける工程。
(5)仮固定シート500と樹脂成形体53とを成形型(第2成形型)510内に配置し、成形型510内に樹脂を充填させることで、電子部品61が埋設された樹脂成形体(第2樹脂成形体)63を、樹脂成形体53のシート接合面の一部の上に積層する工程。なお、端面60bの端部の一部が樹脂成形体53のシート接合面(樹脂構造層50の上面50aに対応)内に位置するように、樹脂成形体63が樹脂成形体53のシート接合面の上に積層される。
(6)樹脂成形体63から仮固定シート500を剥離し、シート接合面(第2シート接合面)(樹脂構造層60の上面60aに対応)の上に、電子部品61に接続する外部配線(第2配線)64を形成するとともに、端面60b上に、配線54、電子部品51、外部配線64および電子部品61の少なくとも1つに接続する外部配線(第3配線)108を形成する工程。
 このように、樹脂構造層50,60にビア導体を設けることなく、樹脂構造層50,60の内部電子回路が相互に接続された、三次元構造の電子回路を備える電子装置100Aを容易に製造することができる。そのため、電子装置100Aの製造コストを抑制することができる。
 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 10,20,30,40,50,60 樹脂構造層、10a,20a,30a,40a,50a,60a,101 上面、10b,10c,20b,20c,30b,30c,40b,40c,60b 端面、11(11a~11e),21(21a~21d),31(31a~31c),41(41a~41f),51(51a~51e),61(61a~61c) 電子部品、12(12a~12e),22(22a~22d),32(32a~32c),42(42a~42f),52(52a~52e),62(62a~62c) 電極、13,23,33,43,53,63 樹脂成形体、14,24,34 内部配線、44,64,104,106,108 外部配線、54 配線、100,100A 電子装置、103,105,511 側面、200,300,400,500 仮固定シート、210,310,410,510 成形型、513 突出部。

Claims (7)

  1.  複数の樹脂構造層を備えた電子装置であって、
     前記複数の樹脂構造層の各々の表面は、第1面と、前記第1面の端部に接続し、前記第1面に非平行である第2面とを含み、
     前記複数の樹脂構造層は、前記第1面の法線方向に沿って積層されており、
     前記複数の樹脂構造層の各々は、
      電子部品と、
      前記第1面に前記電子部品が露出するように、前記電子部品を埋設して固定する樹脂成形体と、
      前記第1面に形成され、前記電子部品における前記第1面に露出した部分に接続する第1配線とを含み、
     前記電子装置は、さらに、
     前記複数の樹脂構造層の少なくとも1層の前記第2面に形成され、前記複数の樹脂構造層の少なくとも1層の前記電子部品および前記複数の樹脂構造層の少なくとも1層の前記第1配線の少なくとも一方に接続する第2配線を備える、電子装置。
  2.  前記複数の樹脂構造層の少なくとも1層の前記電子部品は、前記第1面とともに前記第2面にも露出しており、
     前記第2配線は、前記電子部品における前記第2面に露出した部分に接続する、請求項1に記載の電子装置。
  3.  前記複数の樹脂構造層の各々の前記第2面は、同一面上に存在する、請求項1または2に記載の電子装置。
  4.  前記複数の樹脂構造層のうちの第1樹脂構造層は、前記複数の樹脂構造層のうちの第2樹脂構造層の前記第1面の上に積層されており、
     前記第1樹脂構造層の前記第2面の端部の一部は、前記第2樹脂構造層の前記第1面内に位置しており、
     前記第2配線は、前記第1樹脂構造層の前記電子部品および前記第1配線の少なくとも一方と、前記第2樹脂構造層の前記電子部品および前記第1配線の少なくとも一方とを結ぶように、前記第1樹脂構造層の前記第2面上に形成される、請求項1に記載の電子装置。
  5.  前記第1樹脂構造層の前記第2面と前記第1樹脂構造層の前記第1面とのなす角度は120度以上180度未満である、請求項4に記載の電子装置。
  6.  第1電子部品を第1シートに貼り付ける工程と、
     前記第1シートを第1成形型内に配置し、前記第1成形型内に樹脂を充填させることで、前記第1電子部品が埋設された第1樹脂成形体を成形する工程と、
     前記第1樹脂成形体から前記第1シートを剥離し、前記第1樹脂成形体における前記第1シートに接していた第1シート接合面の上に、前記第1電子部品に接続する第1配線を形成する工程と、
     第2電子部品を第2シートに貼り付ける工程と、
     前記第2シートと前記第1樹脂成形体とを第2成形型内に配置し、前記第2成形型内に樹脂を充填させることで、前記第2電子部品が埋設された第2樹脂成形体を、前記第1樹脂成形体の前記第1シート接合面の上に積層する工程とを備え、
     前記第1樹脂成形体の表面は、前記第1シート接合面の端部に接続し、前記第1シート接合面に非平行である第1端面を含み、
     前記第2樹脂成形体の表面は、前記第2シートに接する第2シート接合面と、前記第2シート接合面の端部に接続し、前記第2シート接合面に非平行である第2端面とを含み、
     前記積層する工程において、前記第1端面と前記第2端面とが同一面上に存在するように、前記第2樹脂成形体を前記第1樹脂成形体の前記第1シート接合面の上に積層し、
     さらに、
     前記第2樹脂成形体から前記第2シートを剥離し、前記第2シート接合面の上に、前記第2電子部品に接続する第2配線を形成する工程と、
     前記第1端面および前記第2端面の少なくとも一方の上に、前記第1配線、前記第1電子部品、前記第2配線および前記第2電子部品の少なくとも1つに接続する第3配線を形成する工程とを備える、電子装置の製造方法。
  7.  第1電子部品を第1シートに貼り付ける工程と、
     前記第1シートを第1成形型内に配置し、前記第1成形型内に樹脂を充填させることで、前記第1電子部品が埋設された第1樹脂成形体を成形する工程と、
     前記第1樹脂成形体から前記第1シートを剥離し、前記第1樹脂成形体における前記第1シートに接していた第1シート接合面の上に、前記第1電子部品に接続する第1配線を形成する工程と、
     第2電子部品を第2シートに貼り付ける工程と、
     前記第2シートと前記第1樹脂成形体とを第2成形型内に配置し、前記第2成形型内に樹脂を充填させることで、前記第2電子部品が埋設された第2樹脂成形体を前記第1樹脂成形体の前記第1シート接合面の一部の上に積層する工程とを備え、
     前記第2樹脂成形体の表面は、前記第2シートに接する第2シート接合面と、前記第2シート接合面の端部に接続し、前記第2シート接合面に非平行である端面とを含み、
     前記積層する工程において、前記端面の端部の一部が前記第1シート接合面内に位置するように、前記第2樹脂成形体を前記第1樹脂成形体の前記第1シート接合面の一部の上に積層し、
     さらに、
     前記第2樹脂成形体から前記第2シートを剥離し、前記第2シート接合面の上に、前記第2電子部品に接続する第2配線を形成するとともに、前記端面上に、前記第1配線、前記第1電子部品、前記第2配線および前記第2電子部品の少なくとも1つに接続する第3配線を形成する工程とを備える、電子装置の製造方法。
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