(57)【要約】  本発明の部品内蔵モジュールは、表面および裏面を有する基板と、前記基板の表面に実装される複数の電子部品と、前記基板の表面を封止する樹脂と、前記基板の裏面に接着する補強板とを備える。前記補強板と前記樹脂とが接着している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面および裏面を有する基板と、
前記基板の表面に実装される複数の電子部品と、
前記基板の表面を封止する樹脂と、
前記基板の裏面に接着する補強板とを備え、
前記補強板と前記樹脂とが接着している部品内蔵モジュール。
【請求項２】
前記補強板は、第１の面、前記第１の面とは反対側の第２の面、および前記第１の面から前記第２の面に貫通する開口部を有し、
前記基板の一部分が、前記開口部に対応する対応部であり、
前記対応部が前記第１の面側から前記開口部に係合し、前記基板の前記対応部における裏面と前記補強板の第２の面が同一平面上に配されている請求項１記載の部品内蔵モジュール。
【請求項３】
前記電子部品が少なくとも前記基板の前記対応部における表面に実装されている請求項２記載の部品内蔵モジュール。
【請求項４】
前記補強板が、前記基板の表面を封止する樹脂と同一種類の樹脂を用いて形成されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の部品内蔵モジュール。
【請求項５】
前記補強板が、前記基板の表面を封止する樹脂と同一種類の樹脂を金属材料にコーティングして形成されている請求項４記載の部品内蔵モジュール。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の部品内蔵モジュールを備える電子機器。
【請求項７】
前記部品内蔵モジュールが、電子機器の筐体の少なくとも一部に組み込まれている請求項６記載電子機器。
【請求項８】
基板の表面に複数の電子部品を実装する工程と、
前記基板の裏面に補強板を接着する工程と、
前記基板の表面を樹脂で封止する工程と
を備えている部品内蔵モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電子部品が実装された基板を樹脂で封止してなる部品内蔵モジュール及びこれを備える電子機器並びに部品内蔵モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば携帯電話などの電子機器は、合成樹脂製の上部筐体及び下部筐体からなる筐体と、それぞれ複数個の電子部品を実装して筐体内に収納される複数の部品内蔵モジュールと、ディスプレイ、電池等を備える。【０００３】
一方、近年、ユビキタスネットワーク社会の本格的な到来を迎え、電子機器の小型化、薄型化への要求が高まっている。携帯電話等のように、予め準備した筐体内に複数の部品内蔵モジュールとディスプレイと電池等の構成部品を収納する構造では、さらなる薄型化の実現が困難になってきている。【０００４】
これに対し、特許文献１には、上部筐体と下部筐体からなる樹脂筐体の少なくとも一部に、電子部品を配線基板上に実装した部品内蔵モジュールを内蔵封止する構成が開示されている。この特許文献１においては、複数の部品内蔵モジュールの少なくとも一つを樹脂筐体に内蔵することで、筐体内部のスペースを削減することができ、さらなる薄型化を可能にしている。【０００５】
特許文献２には、電子部品が実装された基板の片面を樹脂で封止し、部品内蔵モジュールの一面（裏面）を基板、他面（表面）を樹脂封止面にすることで薄型化を可能にする構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国特開２００３−３７８６１号公報
【特許文献２】国際公開第２００２／０６９２５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された構造では、基板の一面側と他面側の表裏に封止樹脂が形成されているため、基板を内蔵封止した筐体が厚くなってしまう。【０００８】
特許文献２のように基板の片面を樹脂で封止することで薄型化を図る構造においては、基板と封止樹脂の接着性を確保することが難しい。このため、基板と樹脂が剥離する場合があった。【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされた。本発明の目的の一例は、薄型化を図りつつ、基板と樹脂の剥離を防止することを可能にした部品内蔵モジュール及びこれを備える電子機器並びに部品内蔵モジュールの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。【００１１】
本発明の部品内蔵モジュールは、表面および裏面を有する基板と、前記基板の表面に実装される複数の電子部品と、前記基板の表面を封止する樹脂と、前記基板の裏面に接着する補強板とを備える。前記補強板と前記樹脂とが接着している。【００１２】
本発明の部品内蔵モジュールにおいて、前記補強板は、第１の面、前記第１の面とは反対側の第２の面、および前記第１の面から前記第２の面に貫通する開口部を有していてもよい。前記基板の一部分が、前記開口部に対応する対応部であってもよい。前記対応部が前記第１の面側から前記開口部に係合し、前記基板の前記対応部における裏面と前記補強板の第２の面が同一平面上に配されていてもよい。【００１３】
本発明の部品内蔵モジュールにおいて、前記電子部品が少なくとも前記基板の前記対応部における表面に実装されていてもよい。【００１４】
本発明の部品内蔵モジュールにおいて、前記補強板が、前記基板の表面を封止する樹脂と同一種類の樹脂を用いて形成されていてもよい。【００１５】
本発明の部品内蔵モジュールにおいて、前記補強板が、前記基板の表面を封止する樹脂と同一種類の樹脂を金属材料にコーティングして形成されていてもよい。【００１６】
本発明の電子機器は、上記の部品内蔵モジュールを備える。
本発明の電子機器において、前記部品内蔵モジュールが、電子機器の筐体の少なくとも一部に組み込まれていてもよい。【００１７】
本発明の部品内蔵モジュールの製造方法は、基板の表面に複数の電子部品を実装する工程と、前記基板の裏面に補強板を接着する工程と、前記基板の表面を樹脂で封止する工程とを備えている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の部品内蔵モジュール及びこれを備える電子機器並びに部品内蔵モジュールの製造方法においては、基板の表面（片面）を封止する樹脂が、基板の裏面側に設けた補強板に接着して部品内蔵モジュールが形成されている。このため、基板と樹脂（封止樹脂）が剥離することを防止できる。【００１９】
また、本発明の実施形態においては、このような部品内蔵モジュールを電子機器の筐体の少なくとも一部にしている。すなわち、部品内蔵モジュールの複数の電子部品を電子機器の筐体内に埋め込んでいる。この構成により、電子機器のさらなる薄型化を実現することが可能になる。【００２０】
これにより、薄型化を図りつつ基板と樹脂の剥離を防止でき、信頼性が高い部品内蔵モジュール及びこれを備えた電子機器を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る部品内蔵モジュールを示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る部品内蔵モジュールの補強板を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る部品内蔵モジュールを備える携帯電話を示す斜視図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に係る部品内蔵モジュールの製造方法を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態に係る部品内蔵モジュールの製造方法を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態に係る部品内蔵モジュールの製造方法を示す図である。
【図４Ｄ】本発明の一実施形態に係る部品内蔵モジュールの製造方法を示す図である。
【図４Ｅ】本発明の一実施形態に係る部品内蔵モジュールの製造方法を示す図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に係る部品内蔵モジュールの補強板の変形例を示す平面図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に係る部品内蔵モジュールの補強板の変形例を示す平面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る部品内蔵モジュールの変形例を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る部品内蔵モジュールの変形例を示す断面図である。
【図８Ａ】本発明の一実施形態に係る部品内蔵モジュールの変形例を示す断面図である。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態に係る部品内蔵モジュールの変形例を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る部品内蔵モジュールの変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第一実施形態］
以下、図１から図４Ｅを参照し、本発明の一実施形態に係る部品内蔵モジュール及びこれを備える電子機器並びに部品内蔵モジュールの製造方法について説明する。本実施形態は、例えば携帯電話などの薄型化が求められる電子機器に搭載される部品内蔵モジュール及び電子機器並びに部品内蔵モジュールの製造方法に関する。
【００２３】
本実施形態の部品内蔵モジュールＡは、図１に示すように、基板（配線基板）１と、複数の電子部品２と、樹脂３と、補強板５とを備えている。基板１は、例えばフレキシブル基板である。基板１は、表面（実装面）１ａと、表面１ａとは反対側の裏面１ｂとを有する。複数の電子部品２は、基板１の表面１ａに実装されている。樹脂３は、基板１の表面１ａ（及び複数の電子部品２）を封止する。補強板５は、基板１の裏面１ｂに接着剤４で接着して基板１と一体に設けられている。
【００２４】
複数の電子部品２は、メモリーチップやＬＥＤ、ＲＦＩＤ、温度センサ、加速度センサなどであってもよい。本実施形態では、これら電子部品２として、基板１の実装面１ａに実装した状態で実装面１ａから部品上面２ａまでの実装高さが異なる複数種の電子部品２が用いられている。すなわち、例えば０．２ｍｍ、０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍなど、厚さが異なる複数の電子部品２が基板１上に実装されている。
【００２５】
基板１は、例えば厚さが０．０５〜０．２ｍｍ程度のポリイミド基材など、フレキシブル素材であることが望ましい。本実施形態の基板１は、方形板状を有する。基板１は、接着部６と、凹部（対応部）８とを備える。接着部６は、方形枠状であり、外周端１ｃに設けられ、補強板５と接着する。凹部８は、接着部６で囲まれた基板１の内側部分に設けられ、接着部６の内周端から段部７を介して凹設されている。少なくとも基板１の凹部８の表面１ａに複数の電子部品２が実装されている。本実施形態では、接着部６の表面１ａにも電子部品２が実装されている。接着部６の表面１ａに実装した電子部品２の上面２ａの高さが、凹部８に実装した複数の電子部品２の最も高い上面２ａの高さと同等以下になるように、接着部６や凹部８に電子部品２が実装されている。
【００２６】
表面１ａを封止する樹脂３としては、アクリル、ＡＢＳ、ＰＣ、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂などが目的に応じて用いられる。
本実施形態では、基板１の表面１ａの全面が樹脂３で封止されている。本実施形態の樹脂（樹脂層）３においては、表面３ａが平坦に形成されている。樹脂３の表面３ａから電子部品２の上面２ａまでの距離が最も短い電子部品２の上面２ａと、樹脂３の表面３ａとの距離ｔが０．２ｍｍ以上になるように形成されている。電子部品２としてＬＥＤなどの発光デバイスが実装される場合には、光透過性の観点から透明の樹脂３を用いることが望ましい。
【００２７】
本実施形態の補強板５は、図１及び図２に示すように、方形枠状であり、開口部５ｃを備える。開口部５ｃは、第１の面５ａから第１の面５ａとは反対側の第２の面５ｂに貫通する。この補強板５は、開口部５ｃに基板１の凹部８（開口部５ｃに対応する部分の基板１）を係合させつつ、第１の面５ａを基板１の接続部６の裏面１ｂに接着剤４で接着して基板１に一体に取り付けられている。このとき、開口部５ｃに係合した凹部８の裏面１ｂと、補強板５の第２の面５ｂが同一平面上に配されるように、補強板５や基板１の凹部８が形成されている。このように基板１の凹部８の裏面１ｂと補強板５の第２の面５ｂが同一平面上に配されることによって、部品内蔵モジュールＡの厚さを増加させることなく、また、基板１の部品を実装できる領域を制限することなく、部品内蔵モジュールＡに補強板５を取り付けることができる。
【００２８】
補強板５の外形サイズは、基板１の外形サイズよりも大きい。これは、補強板５を基板１に取り付けた状態で基板１の外周端１ｃ（接続部６の外周端１ｃ）よりも外側に補強板５の外周端５ｄが配されるように構成するためである。このように補強板５を形成することで、本実施形態の部品内蔵モジュールＡは、補強板５の外周端５ｄ側の第１の面５ａに、基板１の表面１ａを封止する樹脂３が接着して形成されている。
【００２９】
このとき、樹脂３と補強板５の接着幅は２ｍｍ以上であることが望ましい。例えば補強板５の外形サイズが３０×６０ｍｍの場合には、基板１の外形サイズを２６×５６ｍｍにする。この構造により、補強板５と樹脂３を１辺あたりの幅２ｍｍで直接接着することができる。これにより、樹脂３の端部から基板１が剥離することを防止できる。１枚の補強板５に対して複数の基板１を接着することも可能である。
【００３０】
補強板５は、基板１の表面１ａを封止する樹脂３との接着性の観点から、この樹脂３と同一素材（同一種類）の樹脂を用いて形成されていることが望ましい。補強板５は、同一素材の樹脂を金属材料にコーティングして形成してもよい。この金属材料は、特に限定されないが、ステンレスが望ましい。補強板５の厚さは、０．１〜０．５ｍｍ程度であることが望ましい。
【００３１】
上記の部品内蔵モジュールＡを備える本実施形態の電子機器は、例えば携帯電話などである。この電子機器は、上部筐体と下部筐体からなる筐体と、その筐体の内部に内蔵された複数の電子部品２を備えた部品内蔵モジュールＡとから構成される。また、本実施形態の電子機器は、上記の部品内蔵モジュールＡを電子機器の電池カバーや筐体表面の一部に組み込んで構成される。このように構成することで、電子機器の筐体内のスペースを削減し、薄型化を実現することができる。さらに、このように構成した場合には、部品内蔵モジュールＡを交換することで電子機器の機能を容易に変更することが可能になる。図３は、本実施形態の携帯電話１００の筐体１０１を示している。この筐体１０１の一部である電池カバー１０２に、部品内蔵モジュールＡが組み込まれている。
【００３２】
次に、上記構成からなる本実施形態の部品内蔵モジュールＡを製造する方法について説明する。
【００３３】
本実施形態の部品内蔵モジュールＡを製造する際には、図４Ａに示すように、はじめに、複数の電子部品２を平板状の基板（フレキシブル基板）１の表面１ａに実装する（電子部品実装工程）。次に、図４Ｂに示すように、基板１の裏面１ｂを接着剤４で補強板５と接着する（補強板接着工程）。
【００３４】
次に、図４Ｃに示すように、基板１を樹脂３で封止するため、電子部品２を実装した状態の基板１を金型１０上に設置する。基板１を封止する樹脂３としてアクリル、ＡＢＳ、ＰＣなどの熱可塑性樹脂を使用する場合には、金型１０の温度を８０℃程度にすることが望ましい。
【００３５】
図４Ｄに示すように、金型１０を型締めし、金型１０内部に樹脂３を射出する（樹脂封止工程）。このとき、樹脂３の注入圧力によって基板１が補強板５に沿って変形し、開口部５ｃに係合する凹部８（段部７）が形成され、これとともに凹部８内に電子部品２が収まる。これにより、基板１の表面１ａが樹脂３で封止され、本実施形態では、凹部形成工程を樹脂封止工程に一括して（一工程で）、凹部８を形成することができる。
【００３６】
最後に、図４Ｅに示すように、金型１０から樹脂封止した基板１を取り出すことで、本実施形態の部品内蔵モジュールＡが完成する。
【００３７】
上記のように、樹脂封止工法として射出成形工法を例示したがこれに限られない。使用する樹脂３に応じて工法を選択することが可能である。例えば、熱可塑性樹脂を選択した場合には射出成形工法を行えばよい。また、熱硬化性樹脂を選択した場合にはトランスファーモールド工法によって樹脂封止を行えばよい。金型１０から樹脂封止した基板１を取り出した後に、樹脂表面に加飾シートや塗装膜を形成するなどして意匠性の向上を図ることも可能である。
【００３８】
したがって、本実施形態の部品内蔵モジュールＡ及びこれを備える電子機器並びに部品内蔵モジュールＡの製造方法においては、補強板５の外周端５ｄの第１の面５ａに、基板１の表面１ａを封止する樹脂３が接着して部品内蔵モジュールＡが形成される。このため、基板１の端面１ｃが樹脂３に内蔵され、基板１の端部１ｃが封止樹脂３から剥離することを防止することが可能になる。
【００３９】
また、補強板５が、基板１の表面１ａを封止する樹脂３と同一素材（同一種類）の樹脂を用いて形成されている。あるいは、補強板５が、同一素材の樹脂を金属材料にコーティングして形成されている。このため、基板１の表面１ａを封止する樹脂３と補強板５の接着性を十分に確保することができ、確実に基板１と樹脂３の剥離を防止することが可能になる。
【００４０】
さらに、補強板５が開口部５ｃを備える。加えて、開口部５ｃに基板１の凹部８（開口部５ｃに対応する部分の基板１）を係合させつつ、第１の面５ａを基板１の接続部６の裏面１ｂに接着剤４で接着して一体に取り付けられている。さらに、開口部５ｃに係合した凹部８の裏面１ｂと、補強板５の第２の面５ｂが同一平面上に配されるように、補強板５や基板１の凹部８が形成されている。これにより、部品内蔵モジュールＡに補強板５を取り付けた場合であっても、部品内蔵モジュールＡの厚さを増加させることがなく、また、基板１の部品を実装できる領域を制限することがない。
【００４１】
また、このような部品内蔵モジュールＡを電子機器の筐体の少なくとも一部にすることで、すなわち、部品内蔵モジュールＡの複数の電子部品２を電子機器の筐体内に埋め込むように構成している。この構成により、電子機器のさらなる薄型化を実現することが可能になる。
【００４２】
よって、本実施形態の部品内蔵モジュールＡ及びこれを備える電子機器並びに部品内蔵モジュールＡの製造方法によれば、薄型化を図りつつ基板１と樹脂３の剥離を防止でき、信頼性が高い部品内蔵モジュールＡ及びこれを備えた電子機器を提供することが可能になる。
【００４３】
以上、本発明に係る部品内蔵モジュール及びこれを備える電子機器並びに部品内蔵モジュールの製造方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４４】
例えば、本実施形態では、補強板５が一つの方形枠状の開口部５ｃを備えているとしたが、この構成に限られない。図５Ａや図５Ｂに示すように、補強板５が複数の開口部５ｃを備えたり、方形以外の外形形状で補強板５を形成したりしてもよい。また、開口部５ｃは、三角形や円形など四角形以外の形状で形成することも可能である。さらに、補強板５が、形状、サイズが異なる複数の開口部５ｃを備えるようにしてもよい。
【００４５】
本実施形態では、図１に、補強板５の開口部５ｃを形成する側面に基板１の段部７が密着しているように図示した。しかしながら、特に補強板５の開口部５ｃを形成する側面に基板１の段部７が密着していることに限定する必要はない。
【００４６】
図６に示すように、基板１に貫通孔１１を設け、この貫通孔１１を通じて樹脂３を補強板５に直接接着させるようにしてもよい。この場合には、樹脂３と基板１の剥離を防止することが可能になる。加えて、本実施形態のように部品内蔵モジュールＡの外周端側で樹脂３を補強板５に接着させる場合と比較し、部品内蔵モジュールＡを小型化することが可能になる。
【００４７】
図７に示すように、補強板５は、その一部を基板１の裏面１ｂ側から表面１ａ側に折り曲げて、折曲部５ｅを形成してもよい。この場合には、断面２次モーメントを大きくすることができ、部品内蔵モジュールＡの反りを抑制する効果を得ることが可能になる。
【００４８】
図８Ａに示すように補強板５を部品内蔵モジュールＡの裏面側の一部分に設けたり、図８Ｂに示すように基板１の外周端１ｃから大きく外側に補強板５が延出するようにして（補強板５の一部分に基板１が接着されているように）部品内蔵モジュールＡを構成してもよい。
【００４９】
樹脂３の表面（封止面）３ａが平坦である必要はなく、部品内蔵モジュールＡを組み込む電子機器のデザインによって自由に変更可能である。例えば図９に示すように樹脂３の表面３ａを曲面形状にすることも可能である。
【００５０】
この出願は、２０１０年１０月１５日に出願された日本出願特願２０１０−２３２３２１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、部品内蔵モジュール及びこれを備える電子機器並びに部品内蔵モジュールの製造方法に適用することができる。これらの部品内蔵モジュール及びこれを備える電子機器並びに部品内蔵モジュールの製造方法によれば、薄型化を図りつつ、基板と樹脂の剥離を防止することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 基板
１ａ    表面（実装面）
１ｂ 裏面
１ｃ    外周端（端部）
２   電子部品
２ａ       上面
３      樹脂
３ａ    表面
４      接着剤
５    補強板
５ａ  第１の面
５ｂ       第２の面
５ｃ       開口部
５ｄ  外周端
６    接続部
７    段部
８      凹部（対応部）
１０ 金型
１１    貫通孔
１００ 携帯電話（電子機器）
１０１ 筐体
１０２ 電池カバー
Ａ       部品内蔵モジュール
【図１】
2012049895.tif 000003
【図２】
2012049895.tif 000004
【図３】
2012049895.tif 000005
【図４Ａ】
2012049895.tif 000006
【図４Ｂ】
2012049895.tif 000007
【図４Ｃ】
2012049895.tif 000008
【図４Ｄ】
2012049895.tif 000009
【図４Ｅ】
2012049895.tif 000010
【図５Ａ】
2012049895.tif 000011
【図５Ｂ】
2012049895.tif 000012
【図６】
2012049895.tif 000013
【図７】
2012049895.tif 000014
【図８Ａ】
2012049895.tif 000015
【図８Ｂ】
2012049895.tif 000016
【図９】
2012049895.tif 000017
【国際調査報告】
2012049895.tif 000018
2012049895.tif 000019
2012049895.tif 000020
2012049895.tif 000021
2012049895.tif 000022