(57)【要約】      （修正有）【課題】簡便に高密度実装、気密構造を実現することができるとともに小型で、信頼性の高い電子回路装置を提供する。【解決手段】電子回路装置２０において、実装基板の一方の面に形成した凹部内に電子部品を実装して樹脂７で封止し、電子部品を気密状態で実装する。実装基板の他方の面には、別の電子部品６ｂ〜６ｄを実装し、高密度実装する。配線パターン９を介して、電子部品に接続する複数の電極５は、小型の分割電極の集合体として、小型化と高信頼性向上を可能とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装面と、該実装面に連続し断面形状をコの字型とする壁部とを備えた実装基板と、
該実装基板の前記壁部の間の一方の表面に実装された第１の電子部品と、
前記壁部間に充填され、前記第１の電子部品を被覆する封止樹脂と、
前記実装基板の他方の表面に実装された第２の電子部品とを備え、
前記壁部に直交する側面は、一部あるいは全部が前記封止樹脂で構成されていることと、
前記壁部の表面に前記第１の電子部品あるいは前記第２の電子部品に接続する電極が露出している電子回路装置であって、
前記電極は、複数の分割電極の集合体からなる電極を含むことを特徴とする電子回路装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子回路装置において、
前記第１の電子部品が全固体電池であることを特徴とする電子回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が実装基板に実装されている電子回路装置に関し、特に気密状態の実装が求められる電子部品が実装される電子回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンやタブレット端末などのモバイル機器、腕時計型歩数計などのウェアラブル機器等では高機能化と小型化の要請が強く、これらの機器に搭載される電子回路装置は、小型化が求められている。
【０００３】
電子回路装置を小型化するためには、実装基板に電子部品を高密度実装するのが好ましい。高密度実装された電子回路装置は種々提案されている（例えば、特許文献１等）。
【０００４】
一方、実装基板に実装される電子部品の中には、大気中の水分等により特性が劣化するため、気密状態で実装する必要があることが知られている。例えば、全固体電池では、ガラス封止により気密状態を保つ方法が採用されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７６５６１号公報
【特許文献２】特開２０１８−１７０２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の高密度実装構造では、電子部品を気密状態に実装することができなかった。そのため、電子部品自体を気密構造とする複雑な製造工程を付加しなければならなかった。本発明はこのような実状に鑑み、簡便に高密度実装、気密構造を実現することができるとともに小型で、信頼性の高い電子回路装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に係る電子回路装置は、実装面と、該実装面に連続し断面形状をコの字型とする壁部とを備えた実装基板と、該実装基板の前記壁部の間の一方の表面に実装された第１の電子部品と、前記壁部間に充填され、前記第１の電子部品を被覆する封止樹脂と、前記実装基板の他方の表面に実装された第２の電子部品とを備え、前記壁部に直交する側面は、一部あるいは全部が前記封止樹脂で構成されていることと、前記壁部の表面に前記第１の電子部品あるいは前記第２の電子部品に接続する電極が露出している電子回路装置であって、前記電極は、複数の分割電極の集合体からなる電極を含むことを特徴とする。
【０００８】
本願請求項２に係る発明は、請求項１記載の電子回路装置において、前記第１の電子部品が全固体電池であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、気密状態の実装が要求される電子部品、例えば全固体電池を封止樹脂による封止を行うのみで気密性良く封止でき、非常に簡便に全固体電池を備えた電子回路装置を形成することが可能となる。一方気密状態の実装が要求されない電子部品は、実装基板上に露出して実装された構造とすることができ、部品の交換等が容易となるという利点がある。
【００１０】
本発明は、実装基板に連続する壁部を備える構成とすることで、外部引出用の分割電極の形成が容易となる。さらに、電子回路装置が実装されるマザー基板等と熱膨張率が等しく、あるいは近い材料を選択することで、信頼性の向上も図ることが可能となる。
【００１１】
また両端の壁部に直交する位置に、一方から他方側に壁部を突出させる構成とすると、凹部間の間隔を狭くすることができるので集合基板上に多数の電子回路装置を形成することが可能となる。この一方から他方へ突出する壁部は、一部に切り欠きを有するため、製造工程で注入される樹脂厚のばらつきを抑えることができるという利点がある。
【００１２】
さらにまた、電極を複数の分割電極の集合体とすると、各分割電極の熱容量を小さくでき、そのばらつきも小さくできる。その結果、半田実装する際に、各分割電極毎の半田が溶融するタイミングが揃い、電子回路装置が傾いたり、位置ずれを起こすことなく実装することが可能となる。また、各分割電極を小さく形成することができ、分割電極への半田の這い上がりが良くなり、実装信頼性が向上するという利点がある。視認性が良くなるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施例の電子回路装置の製造工程を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施例の電子回路装置の製造工程を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施例の電子回路装置の製造工程を説明する図である。
【図４】本発明の第１の実施例の電子回路装置の製造工程を説明する図である。
【図５】本発明の第１の実施例の電子回路装置の製造工程を説明する図である。
【図６】本発明の第１の実施例の電子回路装置の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施例の電子回路装置の製造工程を説明する図である。
【図８】本発明の第２の実施例の電子回路装置の製造工程を説明する図である。
【図９】本発明の第３の実施例の電子回路装置の製造工程を説明する図である。
【図１０】本発明の第３の実施例の電子回路装置の説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施例の電子回路装置の変形例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の電子回路装置は、気密状態の実装が求められる電子部品と、気密状態の実装が求められない電子部品とを高密度に実装することができ、さらに小型が可能で、信頼性の高い電子回路装置に関する。以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の第１の実施例について、その製造工程に従い説明する。まず、エポキシ樹脂等からなる集合基板１を用意する。この種の集合基板１は、通常の半導体装置の製造工程で使用されている樹脂基板（有機基板）を使用することができる。集合基板１は、完成する電子回路装置が実装されるマザー基板の材質に応じて、適宜選択するのが好ましく、例えば熱膨張率の等しいあるいは近い材質を選択すると、実装信頼性の向上を図ることができる。集合基板１は個片化により分割されると、個々の実装基板を構成する。
【００１６】
図１は、凹部２が形成された集合基板１の説明図で、図１（ａ）に断面図を、図１（ｂ）に平面図を示している。図１に示す例では、後述する工程に従い、４個の電子回路装置が形成される。凹部２を備えた集合基板１は、絶縁層の両面に所望の配線パターンが形成された導電膜を備えた両面板１ａと、凹部２に相当する貫通孔を備えた枠板１ｂとを貼り合せて用意することができる。
【００１７】
凹部２の両端には壁部３が形成されており、この壁部３を構成する集合基板１に円形の貫通孔４を形成する。この円形の貫通孔４はドリルを用いて形成することができ、低コストで加工時間も短く、簡便に形成することができる。貫通孔４内および集合基板１の表裏面には電極５を形成する。電極５はメッキ法等の周知の方法で形成することができる。電極５は両面板１ａに形成された所望の配線パターンと導通している。
【００１８】
ところで本実施例では、３個の電極５が一組の電極群５ａを構成し、後述するように電極群５ａがそれぞれ配線パターンと接続するように構成している。図１に示す例では、各電子回路装置毎に４組の電極群５ａが形成されている。
【００１９】
次に図２に示すように、凹部２内に電子部品６ａ（第１の電子部品に相当）を実装する。凹部２の底面には、電子部品６ａに接続する配線パターンが形成されており、電子部品６ａは所望の方法により接続される。このとき凹部２内には、隣接する電子回路装置の形成予定領域との間に壁部等が無いので、実装のための凹部２の底部への接着部材の滴下や、電子部品の搬送を容易に行うことができる。特に接着部材を滴下する際、ディスペンサーを用いて半田を凹部２の底面に塗布する方法を採用することで、深い凹部２の底面に、確実に半田等の接着部材を供給することができ、実装信頼性が確保でき好ましい。また、凹部２内に複数の電子部品を容易に実装することが可能となる。
【００２０】
凹部２内に実装される電子部品６ａは、実装される電子部品のうち、気密状態の実装が求められるものを選択することができる。例えば、全固体電池を選択することができる。一般的に全固体電池は、大気中の水分等により特性が劣化してしまう。そこでこのような特性劣化を防止するため、図３に示すようにエポキシ樹脂等の封止樹脂７を凹部２内に充填して樹脂封止する。十分な気密性を保つためは、電子部品６ａの表面を封止樹脂７で十分に覆う必要がある。そのため凹部２の深さ（換言すると、壁部３の高さ）は、集合基板１上に実装される電子部品６ａの高さより深く（高く）するのが好ましい。具体的には、電子部品６ａの高さが０．６ｍｍのとき、凹部２の壁部３の高さを０．８ｍｍ程度とすることで、電子部品６ａを凹部２の底部に実装するための接着部材の高さ等のばらつき等が発生しても、水分の侵入等のない気密構造を形成することができる。気密構造の形成するためさらに厚く封止樹脂７を形成する必要がある場合には、その厚さや、電子部品６ａの高さ等を考慮し、枠板１ｂの厚さを適宜選択すればよい。
【００２１】
なお図２では、気密状態の実装が求められる電子部品６ａを２個ずつ実装した例を示しているが、気密状態の実装が求められない別の種類の電子部品を組み合わせて実装しても良い。
【００２２】
このように集合基板１の表面は封止樹脂７により平坦化される（図３）。使用される封止樹脂７は、ディスペンサーから滴下して平坦化できるように、粘度１００Ｐａ・ｓ程度以下が好ましい。また耐薬品性、耐リフロー性等を考慮し、例えばエポキシ系樹脂を選択するのが好ましい。二酸化シリコン等のフィラーの充填量を多くし（例えば６０ｗｔ％程度以上）、吸水率を０．３ｗｔ％程度以下の樹脂を用いることで、気密状態の実装が可能となる。電子部品６ａを実装する際、半田を用いた場合にはフラックス除去の工程を追加しても良い。なおこの平坦化は、実装される電子部品のいずれも気密封止が求められない場合であっても、後述する製造工程を進めるために好適となる。
【００２３】
その後、集合基板１の裏面（他方の表面に相当）に別の電子部品を実装する。図４に示す例では、３個の電子部品６ｂ、６ｃ、６ｄ（第２の電子部品に相当）を実装している。
【００２４】
図４に示すようにこの種の電子回路装置では、集合基板１上に様々な大きさの電子部品が実装される。このような場合、裏面側の電子部品６ｂ〜６ｄを実装した後、表面側の電子部品６ａを実装して樹脂封止する工程とすると、電子部品６ｂ〜６ｄが脱落する可能性がある。そのため、上述のように表面側に電子部品６ａを実装し、樹脂封止する工程を先に行うのが好ましい。当然ながら、電子部品の脱落等が無ければ、工程を逆にすることは可能である。
【００２５】
次に、集合基板を個片化する。この個片化は、電極５が電子回路装置の外周に露出するように行う。具体的には図５に示すように、貫通孔４の中央部が切断位置８となる格子状に、例えばダイシングソーを走行させて行う。ダイシングソーを用いた切断方法では、集合基板１を所定の寸法だけ切削除去することになる。本実施例では、貫通孔４を比較的小さい径となるように形成しているため、図５に示すように切断位置８の端部が貫通孔４の中央に位置するようにする。凹部２間の切断位置８は、両端が貫通孔４の中央に位置するように配置している。凹部２間の切断は、必ずしも１回の切断で両端の貫通孔４を切断する必要は無く、一方の貫通孔４を切断した後、他方の貫通孔４を切断するように構成してもよい。
【００２６】
図５に示す例では、４個の電子回路装置に個片化される。一般的に個片化工程は、集合基板を固定するためのシートに貼り付けて行うため、集合基板の裏面が封止樹脂の充填により平坦化されていることは、集合基板あるいは個片化後の電子回路装置をシートに確実に接着できる点で好ましい。また壁部３と電子部品６ａとの隙間に切削屑が入り込むこともなく好ましい。
【００２７】
図６は、個片化後の電子回路装置２０の斜視図を示す。図６に示すように個片化された電子回路装置２０は、個片化された集合基板（実装基板）の表面に複数の電子部品６ｂ、６ｃ、６ｄが実装され、実装基板の逆の面には、電子部品６ａが封止樹脂７で被覆された状態で実装されている。また壁部３には、配線パターン９に接続する電子回路装置の外部引出用の電極５（分割電極に相当）が露出している。
【００２８】
本実施例では、貫通孔４の開口径を小さくすることで、壁部３として残る厚さを薄くしている。これは、大きな開口径の貫通孔を形成する場合と比較して、電子回路装置を小型化できることを示している。一方図面上下方向の両端には、壁部３は残らないように切断することも小型化を実現することとなる。
【００２９】
本実施例の電子回路装置２０は、複数の電子部品６ａ〜６ｄを高密度実装することができ、さらに電子部品６ａが、気密状態の実装が求められる場合には、封止樹脂によって被覆することで気密封止することが可能となっている。また、電極５が電子回路装置の側壁に露出する構造となっているため、電子回路装置を実装する際、半田等の接続部材が電極５の側壁を這い上がり、確実な接続を形成でき、目視検査等も容易となる。特に本実施例の配線パターン９に接続する電極を比較的小さな形状の電極５の集合体としての電極群とすることで、各電極５は熱容量が小さく、他の基板へ実装するため半田接続を形成する際、半田が溶融するタイミングが揃い、電子回路装置の傾きや位置ずれを防止することができる。また半田が這い上がるフィレット高さが高くなり、実装信頼性の向上や半田接続の良否判定のための視認性が向上するという利点もある。
【実施例２】
【００３０】
次に第２の実施例について説明する。上記第１の実施例では、円形の貫通孔４を形成して電極５を形成する場合について説明したが、貫通孔４の形状を変形することも可能である。
【００３１】
図７は、第１の実施例で説明した図１に相当する図である。凹部２間の貫通孔４の形状を横長の楕円形に変更している。図７では、図面両端の貫通孔４は円形のままとしているが、両端の貫通孔４を横長の楕円形としても良い。この貫通孔４は、ルーター加工やレーザー照射による加工により形成することができる。
【００３２】
以下、上記第１の実施例同様、凹部２内に電子部品６ａを実装する。凹部２の底面には、電子部品６ａに接続する配線パターンが形成されており、電子部品６ａは所望の方法により接続される（図２に相当）。
【００３３】
その後、エポキシ樹脂等の封止樹脂７を凹部２内に充填して樹脂封止する（図３に相当)。
【００３４】
その後、集合基板１の裏面（他方の面に相当）に別の電子部品を実装する（図４に相当）。
【００３５】
次に、集合基板を個片化する。この個片化は、図８に示す切断位置８に沿うように、貫通孔４の中央が切断位置８となる格子状に、例えばダイシングソーを走行させて行う。ダイシングソーを用いた切断方法では、集合基板１を所定の寸法だけ切削除去することになる。本実施例では、図面両端に配置された貫通孔４は比較的小さい径としているため、図８に示すように切断位置８の端部が貫通孔４の中央に位置するようにしている。また中央の切断位置８は、横長の楕円形の貫通孔４の中央に位置し、図面両端に配置された貫通孔４の切断により残る分割電極と同じ形状の分割電極が残るように配置している。なお横長の楕円形の貫通孔４の切断は、必ずしも１回の切断で中央部を切削除去する必要は無く、貫通孔４の一方の側を切断した後他方の側を切断するように構成してもよい。
【００３６】
図面両端に配置された貫通孔４を横長の楕円形にした場合であっても、切断位置８を所定の位置に配置すれば、切断されずに残る電極５は、同様の形状とすることができる。
【００３７】
その結果、図６に示す形状の電子回路装置２０を得ることができる。貫通孔４の形状を変形した場合であっても完成した電子回路装置２０は同じ形状となるので、本実施例の電子回路装置２０においても、複数の電子部品６ａ〜６ｄを高密度実装することができ、さらに電子部品６ａが、気密状態の実装が求められる場合には、封止樹脂によって被覆することで気密封止することが可能となる。また、電極５が電子回路装置の側壁に露出する構造となっているため、電子回路装置を実装する際、半田等の接続部材が電極５の側壁を這い上がり、確実な接続を形成でき、目視検査等も容易となる。さらに各電極５は熱容量が小さく、他の基板へ実装するため半田接続を形成する際、半田が溶融するタイミングが揃い、電子回路装置の傾きや位置ずれを防止することができる。また半田が這い上がるフィレット高さが高くなり、実装信頼性の向上や半田接続の良否判定のための視認性が向上するという利点もある。
【実施例３】
【００３８】
次に第３の実施例について説明する。上記第１および第２の実施例では、集合基板１に形成される凹部２は、縦長の形状とした。ここで、集合基板１から形成できる電子回路装置の数を多くしたり、個片化のための切断位置８を配置するため、隣接する凹部２間の間隔を狭くすると、凹部２間に残る壁部を構成する集合基板１の一部が変形してしまうおそれがある。そこで、凹部２の形状を変形することも可能である。
【００３９】
図９は、上記第１の実施例で説明した図１に相当する図である。図９に示すように、凹部２内に突出部１０を形成することができる。この突出部１０は、個片化の際、切断領域となる位置に配置することで、電子部品を実装する領域に影響を及ぼすことはない。なお、突出部１０は一方の壁部３から延出し、その先端は対向する壁部３との間に隙間を設けている。これは、例えば図３で説明したように凹部２内に封止樹脂を滴下した際、凹部２内の封止樹脂の厚さを均一にするためである。
【００４０】
この突出部１０の形成は、凹部２を形成する際、例えばルーター加工により突出部１０を残すように形成すれば良い。
【００４１】
以下、上記第１の実施例同様、凹部２内に電子部品６ａを実装し、封止樹脂７を凹部２内に充填して封止する。その後、集合基板１の裏面（図４の表面側）に別の電子部品６ｂ、６ｃ、６ｄを実装し個片化する。この個片化は、図５に示す貫通孔４の中央と通る格子状に、例えばダイシングソーを走行させて行う。
【００４２】
突出部１０の幅をダイシングソーにより切削除去される切削幅より狭い幅とすると、個片化の際、突出部１０が切削除去され、図６に示す形状の電子回路装置２０が完成する。この場合、実装基板は実装面に連続したコの字型の壁面を有し、これに直交する側面は実装面に連続する壁部の全部が切り欠かれた構造となる。また突出部１０の幅を切削除去される幅より広くし、突出部１０の一部を残す形状とすると、図１０に示す形状の電子回路装置２０が完成する。この場合、実装基板は実装面に連続したコの字型の側面を有し、これに直交する側面は、実装面に連続する壁部の一部が切り欠かれた構造となる。
【００４３】
この突出部１０の配置は、図９に示す場合に限定されない。例えば、凹部２の長さが長く、突出部１０を複数形成する必要がある場合には、一方の壁部から対向する壁部に向かって突出する配置としたり、両方の壁部から交互に対向する壁部に向かって突出する配置（千鳥構造）としたり、隣接する凹部内に配置される突出部の配置を変えたり、種々変更可能である。特に個片化の際、突出部１０を全て除去する場合には、電子回路装置に突出部１０が残らないため、種々変更可能である。一方、突出部１０の一部が残る場合には、電子回路装置のどの位置に突出部１０が残るかを考慮し、突出部１０の配置を決定する必要がある。
【００４４】
この突出部１０の高さも適宜変更可能で、凹部２内への接着部材の滴下を行う際にディスペンサーに接触する等の不具合があれば、突出部１０の高さを低くすることも可能である。この突出部１０の幅を切削除去される幅より狭い幅とすると、個片化の際、突出部１０が切削除去され、図６に示す形状の電子回路装置を完成させることが可能である。この場合、実装基板は実装面に連続したコの字型の壁面を有し、これに直交する側面は実装面に連続する壁部の全部が切り欠かれた構造となる。また突出部１０の幅を切削除去される幅より広くし、突出部１０の一部を残す形状とすると、図１１に示す形状の電子回路装置２０が完成する。この場合、実装基板は実装面に連続したコの字型の側面を有し、これに直交する側面は、実装面に連続する壁部の一部が切り欠かれた構造となる。
【００４５】
以上の説明は、上記第１の実施例で説明した電子回路装置の変更例として説明したが、電極構造の異なる上記第２の実施例に適用可能であることは言うまでもない。
【００４６】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこれら実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。例えば、電極５の形状は、電子回路装置が実装されるマザー基板との接続構造に応じて適宜変更可能である。また分割電極の集合体を構成する電極５の数は、電子回路装置上に実装される電子部品や回路構成に応じて適宜変更可能で、例えば、１個の電極と複数の電極の集合体を組み合わせて構成したり、異なる数の電極の集合体を組み合わせて構成したり、適宜変更可能である。また電子回路装置に実装される電子部品の数も適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１： 集合基板、１ａ：両面板、１ｂ：枠板、２：凹部、３：壁部、４：貫通孔、５：電極、６ａ〜６ｄ：電子部品、７：封止樹脂、８：切断位置、９：配線パターン、１０：突出部、２０：電子回路装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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