(57)【要約】【課題】本発明は電子部品とこれを搭載する基板を有した基板ユニット、これに用いる基板、及び電子装置に関し、端子と基板との接合位置に応力集中が発生することを抑制することを課題とする。【解決手段】複数のはんだバンプ１４を有する電子部品１３と、この電子部品１３を搭載しはんだバンプ１４と電気的に接合する複数の基板端子１９を有した基板部材２２と、この基板部材２２を囲むフレキシブル領域２３とを有する基板１２とを備える。【選択図】  図３
2010010630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端子を有する電子部品と、
前記電子部品を搭載し、各前記端子と電気的に接合する複数の基板端を有した基板部材と、前記基板部材を囲む柔軟領域とを有する基板と、
を備える基板ユニット。
【請求項２】
前記柔軟領域より外側で前記基板に固定され、前記電子部品が発生する熱を放熱する放熱部材を更に有する請求項１記載の基板ユニット。
【請求項３】
前記基板部材は、前記電子部品が実装される実装面の面積に比べ、該実装面に平行かつ反対側の面の面積が小さい構成である請求項１または２記載の基板ユニット。
【請求項４】
前記柔軟領域はフレキシブルケーブルで形成されてなる請求項１乃至３いずれか１項に記載の基板ユニット。
【請求項５】
複数の端子を有する電子部品を搭載し、各前記端子と電気的に接合する複数の基板端子を有する基板部材と、
前記基板部材を囲むよう配設された柔軟領域と
を有する基板。
【請求項６】
前記基板部材は、前記電子部品が実装される実装面の面積に比べ、該実装面に平行かつ反対側の面の面積が小さい構成である請求項５記載の基板。
【請求項７】
前記柔軟領域は、フレキシブルケーブルで形成されてなる請求項５または６記載の基板。
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板ユニットと、
該基板ユニットを格納する筐体とを備える電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板ユニット及び基板及び電子装置に係り、特に電子部品とこれを実装する基板とを有する基板ユニット、及び当該基板ユニットに用いる基板、及び前記電子部品及び基板を有した電子装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子装置においては、小型化及び低消費電力化が要求されている。これ対応するため、半導体素子を高集積化すると共に、この半導体素子を基板に高密度に実装するための実装技術も開発が進められている。このような実装技術のうち、多層配線が形成された回路基板上に半導体素子をフリップチップ実装した構造体（以下、基板ユニットという）は、基板ユニットの小型化だけではなく、高速化の点からも有利である（特許文献１，２参照）。
【０００３】
一方、高密度化された半導体素子は稼動時に多大な熱が発生するため、この熱を放熱するために半導体素子に放熱フィンが設けられることがある。半導体素子に放熱フィンが取り付けられた基板ユニットの従来例を図１に示す。
【０００４】
同図において、基板２は多層配線基板であり、この基板２の上部には半導体素子である電子部品３が実装されている。電子部品３は、はんだバンプ４を用いて基板２にフリップチップ実装されている。また、放熱フィン５は、電子部品３の上面に搭載されている。
【０００５】
また、放熱フィン５と電子部品３との熱的な接続を確実に行うため、また電子部品３と基板２とのはんだバンプ４を介した接続を確実に行うため、放熱フィン５は固定ネジ６を用いて基板２に固定されている。このように固定ネジ６を用いることにより、電子部品３の発熱量が多く、これに伴い放熱フィン５が大型化したとしても、放熱フィン５を基板２に確実に固定することができる。尚、当て板７は、固定ネジ６の締結力が直接基板２に印加されるのを抑制する機能を奏するものである。
【特許文献１】特開平１１−１０３１３７号公報
【特許文献２】特開２００５―０４５１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、一般に上記基板ユニット１に用いられる基板２はエポキシ系の樹脂を主体とした樹脂基板であり、また電子部品３は半導体チップをガラスセラミックよりなるパッケージに封止した構成を有している。この基板２及び電子部品３は、いずれも熱を印加することにより伸長し、冷却することにより収縮する。
【０００７】
具体的には、基板２の熱膨張率をα1とし電子部品３の熱膨張率をα2とすると、基板２は温度変化，熱膨張率α1，及び基板体積に応じて伸縮し、同様に電子部品３も温度変化，熱膨張率α2，部品体積に応じて伸縮する。ここで、上記のように基板２は樹脂基板であり、また電子部品３はガラスセラミックよりなるため、基板２の熱膨張率α1は電子部品３の熱膨張率α2よりも大きい（α1＞α2）。
【０００８】
図２は、放熱フィン５及び固定ネジ６が配設されてない構成の基板ユニットの基板２及び電子部品３の熱膨張変化を示している。図２（Ａ）は低温時を示し、（Ｂ）は常温時を示し、また（Ｃ）は高温時を示している。
【０００９】
図２（Ｂ）に示す常温時では、基板２及び電子部品３に熱変形（熱膨張及び熱収縮）は発生していない。これに対して図２（Ａ）に示す低温時では、基板２及び電子部品３はいずれも収縮する。また、図２（Ｃ）に示す高温度時では、基板２及び電子部品３はいずれも伸長する。
【００１０】
このように、放熱フィン５及び固定ネジ６が配設されてない構成では、基板２及び電子部品３の双方が伸縮可能な構成であったため、熱印加により電子部品３が伸縮しても、基板２が電子部品３の伸縮方向と同方向に伸縮する。このため、基板２と電子部品３との接合位置に発生する応力は低減され、よって基板２と電子部品３との接合位置に接合不良が発生することが抑制されていた。
【００１１】
これに対し、図１に示すように、放熱フィン５を固定ネジ６により固定する構成の基板ユニット１では、固定ネジ６により基板２の熱変形（熱膨張及び熱収縮）が規制されてしまう。このため、電子部品３のみが収縮する構成となり、図２に示した構成に比べ、基板２と電子部品３との接合位置に多大な応力が発生してしまう。このため、基板２と電子部品３との接合位置に接合不良が発生するおそれがあり、基板ユニット１の信頼性が低下してしまうという問題点があった。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、基板の熱膨張変化が規制された構成であっても、基板と電子部品との接合位置に多大な応力が発生することを抑制しうる基板ユニット及び基板及び電子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】
【００１３】
上記の課題は、本発明の第１の観点からは、複数の端子を有する電子部品と、前記電子部品を搭載し、各前記端子と電気的に接合する複数の基板端子と前記基板端子を囲む柔軟領域を有する基板とを備える基板ユニットにより解決することができる。
【００１４】
また上記の課題は、本発明の第２の観点からは、電子部品を搭載し、各前記端子と電気的に接合する複数の基板端子と、前記基板端子を囲む柔軟領域とを有する基板により解決することができる。
【００１５】
また上記の課題は、本発明の第３の観点からは、複数の端子を有する電子部品と、前記電子部品を搭載し、各前記端子と電気的に接合する複数の基板端子と前記基板端子を囲む柔軟領域を有する基板と、前記電子部品及び基板を格納する筐体とを備える電子装置により解決することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電子部品と基板の熱膨張率が異なり、かつ基板の変形が規制されている場合であっても、電子部品の端子と基板との接合位置に多大な応力が発生することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
【００１８】
図３乃至図６は、本発明の第１実施例である基板ユニット１０及び基板１２を説明するための図である。図３は基板ユニット１０の全体構成を示す側断面図であり、図４は基板１２の平面図であり、図５は基板１２の側断面図であり、図６は基板１２を構成する各層１２Ａ〜１２Ｃを示している。
【００１９】
基板ユニット１は、図５に示すように、大略すると基板１２、電子部品１３、放熱フィン１５、及び固定ネジ１６等により構成されている。図５では、基板１２に配設されたひとつの電子部品１３を拡大して示しているが、実際には基板１２は多数の電子部品１３が実装されている。また基板ユニット１は、例えばプラグインユニットとして図８に示す電子装置の筐体２６内に搭載されて使用される。
【００２０】
電子部品１３は、半導体チップをガラスセラミックよりなるパッケージに封止した構成を有している。また電子部品１３は、ＢＧＡ(Ball Grid Array)構造とされている。よって、電子部品１３の主面（図３における下面）には、外部接続用の端子として機能する複数のはんだバンプ１４が設けられている。
【００２１】
この電子部品１３は高密度化されたものであり、よって稼動時に高い熱を発生する。このため本実施例に係る基板ユニット１では、電子部品１３で発生する熱を効率よく放熱するため放熱フィン１５が設けられている。
【００２２】
尚、本実施例では電子部品１３として高熱を発生する半導体素子を例に挙げている。しかしながら、電子部品１３は半導体素子に限定されるものではなく、熱を発生する他の電子素子についても本願発明を適用することができる。
【００２３】
放熱フィン１５は、例えばアルミニウム等の熱伝導性の高い金属により形成されている。また、放熱フィン１５には複数のフィン１５ａが形成されており、これにより空気との接触面積を広くし、放熱特性の向上を図っている。また、放熱フィン１５の平面視した形状は、放熱効率の向上及び基板１２に対する取り付け性を良好とするため、電子部品１３の平面視した形状に比べて大きな形状とされている。
【００２４】
この放熱フィン１５は、電子部品１３の背面（図中上面）に直接配設される。このように、放熱フィン１５は電子部品１３に直接熱的に接続される。このため電子部品１３で発生する熱は、効率よく放熱フィン１５に熱伝導され、放熱フィン１５で放熱される。
【００２５】
また、上記のように放熱フィン１５は電子部品１３よりも形状が大きく、かつ電子部品１３の上部に配設される。このため、放熱フィン１５は、固定ネジ１６を用いて基板１２に固定されている。これにより、放熱フィン１５が電子部品１３上の所定装着位置からずれたり、また離脱したりすることを防止している。本実施例では、放熱フィン１５の四隅位置に固定ネジ１６を挿通する挿通孔１５ｂが形成されている。
【００２６】
また、固定ネジ１６の図中下方端部にはねじ山が形成されており、このねじ山にはボルト２７が螺合されている。このように、固定ネジ１６がボルト２７に螺合することにより、放熱フィン１５は基板１２に固定されると共に電子部品１３に圧着される。
【００２７】
この際、ボルト２７が直接基板１２に当接する構成では、ボルト２７により基板１２のこの当接位置が傷つくおそれがある。このため、ボルト２７は基板１２との間に当て板１７を介装した後に螺合される構成とされている。これにより、ボルト２７により基板１２が損傷することを防止している。この当て板１７は、例えば放熱フィン１５と同様にアルミニウム製の板材であり、後述する柔軟領域２３よりも広い開口部１７ａが形成されている。
【００２８】
次に、基板１２について説明する。基板１２は、図３及び図５に示されるように、複数の層を積層した多層構造の基板である。尚、図では説明の便宜上、基板１２を構成する複数の層の内、代表的な最上の層（以下、上層１２Ａという）、中間の層（以下、中層１２Ｂという）、最下の層（以下、下層１２Ｃという）のみ符号を付して以下の説明を行うものとする。
【００２９】
基板１２は、図４に示されるように、リジッド部材２１、基板部材２２、及び柔軟領域２３を有した構成とされている。基板部材２２は電子部品１３が実装される領域であり、その上面である実装面３０には電子部品１３のはんだバンプ１４と接合される複数の基板端子１９が形成されている。
【００３０】
柔軟領域２３は、基板部材２２を取り囲むように設けられている。この柔軟領域２３は、リジッド部材２１及び基板部材２２に比べて柔軟性が高く、容易に可撓変形が行われる構成とされている。リジッド部材２１は、この柔軟領域２３を更に取り囲むように設けられている。
【００３１】
また図４に示されるように、リジッド部材２１で、柔軟領域２３の外側の位置には挿通孔１８が形成されている。前記したように放熱フィン１５は基板１２に固定ネジ１６を用いて固定される。このため、基板１２には固定ネジ１６を挿通する挿通孔１８が形成されている。
【００３２】
柔軟領域２３は、この挿通孔１８が形成された位置よりも内側となるよう、その配設位置が設定されている。よって固定ネジ１６を用いて電子部品１３を介して放熱フィン１５を基板１２に固定することにより、リジッド部材２１の固定ネジ１６が配設された位置近傍においては熱膨張変化（収縮）が規制される。
【００３３】
次に、基板１２を構成する各層について説明する。尚、前記したように以下の説明では、説明の便宜上基板１２を構成する複数の層の内、上層１２Ａ，中層１２Ｂ，下層１２Ｃを各層の代表例として示し説明する。しかしながら、他の層も後述するリジッド膜の形状の相違を除き、同様の構成となっている。
【００３４】
各層１２Ａ〜１２Ｃは、フレキシブル基板２８Ａ〜２８Ｃと硬質膜２９Ａ〜２９Ｃとを積層した構成とされている。フレキシブル基板２８Ａ〜２８Ｃは、ポリイミド等の可撓性を有する絶縁性樹脂フィルムに銅等の導電性金属よりなる配線パターンが形成された構成とされている。よって、フレキシブル基板２８Ａ〜２８Ｃは、可撓変形可能な構成とされている。
【００３５】
リジット膜２９Ａ〜２９Ｃは例えばポリイミド等の熱硬化性樹脂であり、後述するようにフレキシブル基板２８Ａ〜２８Ｃ上の所定領域に配設されている。このリジット膜２９Ａ〜２９Ｃは、熱硬化されることによりフレキシブル基板２８Ａ〜２８Ｃよりも高い硬度を有するようになる。
【００３６】
一方、硬化前の状態の熱硬化性樹脂膜は、粘着性を有している。このため、基板１２を製造するには、フレキシブル基板２８Ａ〜２８Ｃにリジット膜２９Ａ〜２９Ｃを塗布した上で各層１２Ａ〜１２Ｃを積層して仮止めし、この状態で加熱処理を行ってリジット膜２９Ａ〜２９Ｃを熱硬化させる。このように、リジット膜２９Ａ〜２９Ｃとして粘着性を有する熱硬化性樹脂を使用することにより、フレキシブル基板２８Ａ〜２８Ｃを積層するのに別箇に積層用治具等を用いる必要がなくなり、基板１２の製造効率を高めることができる。
【００３７】
また、フレキシブル基板２８Ａ〜２８Ｃは、基板１２（各層１２Ａ〜１２Ｃ）の平面形状と同一形状を有している。これに対してリジット膜２９Ａ〜２９Ｃは、フレキシブル基板２８Ａ〜２８Ｃ上に選択的に形成されている。即ち、フレキシブル基板２８Ａ〜２８Ｃ上にはリジット膜２９Ａ〜２９Ｃが形成されてない部位が存在している。リジット膜２９Ａ〜２９Ｃが形成されてない部位は、可撓性を有するフレキシブル基板２８Ａ〜２８Ｃが存在する部位となるため、以下この部位をフレキシブル部３４Ａ〜３４Ｃというものとする。
【００３８】
尚、本実施例では、フレキシブル部３４Ａ〜３４Ｃには何も配設されない構成としたが、このフレキシブル部３４Ａ〜３４Ｃ内にフレキシブル基板２８Ａ〜２８Ｃと同等、或いはこれよりも柔軟性が高い材料（樹脂、シリコン材等：以下、柔軟性材料という）を配設した構成としてもよい。この構成とすることにより、図５に示されるフレキシブル部３４Ａ〜３４Ｃ内に柔軟性材料が配設された構成となる。
【００３９】
柔軟性材料が配設されない場合は、フレキシブル基板２８Ａ〜２８Ｃが可撓した際に応力はフレキシブル部３４Ａ〜３４Ｃに集中することになるが、柔軟性材料を配設することにより柔軟性材料においても内部応力を受けることが可能となる。このため、フレキシブル部３４Ａ〜３４Ｃに応力が集中することを防止でき、基板１２の信頼性を高めることができる。
【００４０】
次に、各層１２Ａ〜１２Ｃの平面視した状態における構造について説明する。図６（Ａ）に示されるように、上層１２Ａは、第１のリジッド膜２９Ａ-1と、第２のリジッド膜２９Ａ-2と、フレキシブル部３４Ａとにより構成されている。また、図６（Ｂ）に示されるように、中層１２Ｂは、第１のリジッド膜２９Ｂ-1と、第２のリジッド膜２９Ｂ-2と、フレキシブル部３４Ｂとにより構成されている。更に、図６（Ｃ）に示されるように、下層１２Ｃは、第１のリジッド膜２９Ｃ-1と、第２のリジッド膜２９Ｃ-2と、フレキシブル部３４Ｃとにより構成されている。
【００４１】
前記ように基板１２は、複数の層１２Ａ〜１２Ｃが積層されることにより構成されるが、基板１２を構成するリジッド部材２１は各層１２Ａ〜１２Ｃの第１のリジッド膜２９Ａ-1〜２９Ｃ-1が積層されることにより形成される。また、基板１２を構成する基板部材２２は、第２のリジッド膜２９Ａ-2〜２９Ｃ-2が積層されることにより形成される。更に、フレキシブル領域２３は、各フレキシブル部３４Ａ〜３４Ｃが積層されることにより形成される。
【００４２】
このように、リジッド部材２１は、フレキシブル基板２８Ａ〜２８Ｃと共に熱硬化樹脂よりなる第１のリジッド膜２９Ａ-1〜２９Ｃ-1が積層された構成となり、同様に基板部材２２もフレキシブル基板２８Ａ〜２８Ｃと共に熱硬化樹脂よりなる第２のリジッド膜２９Ａ-2〜２９Ｃ-2が積層された構成となる。このため、リジッド部材２１及び基板部材２２は硬度か高い構成、換言すると柔軟性が低い構成となる。
【００４３】
これに対してフレキシブル領域２３は、可撓性を有する第１乃至第３のフレキシブル部３４Ａ〜３４Ｃのみが積層された構成となる。このため、フレキシブル領域２３は柔軟性が高い領域となる。また本実施例では、図６に示されるように、各層１２Ａ〜１２Ｃにおいて、第２のリジッド膜２９Ａ-2〜２９Ｃ-2の形状、及び各フレキシブル部３４Ａ〜３４Ｃの形状は同一形状とされている。
【００４４】
このため本実施例の基板１２では、基板部材２２は直方体形状となり、フレキシブル領域２３はその外側を取り囲む矩形の枠形状となる。従って、基板１２全体としては、リジッド部材２１に対して基板部材２２がフレキシブル領域２３を介して支持された構成となる。また、前記ようにフレキシブル領域２３は、リジッド部材２１及び基板部材２２に対して柔軟性が高い。このため、基板部材２２は、フレキシブル領域２３が変形することにより、リジッド部材２１に対して図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚ方向（水平方向及び垂直方向）に移動可能な構成となる。
【００４５】
ここで、再び図３に戻り、基板ユニット１０の説明を続ける。
【００４６】
上記構成とされた基板１２に電子部品１３を実装する際、電子部品１３は基板１２の基板部材２２の実装面３０にフリップチップ実装される。また、電子部品１３が実装される基板部材２２の外側にはこれを取り囲むようにフレキシブル領域２３が形成されているため、基板部材２２はリジッド部材２１に対して図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚ方向（水平方向及び垂直方向）に移動可能な構成となっている。更に、放熱フィン１５を基板１２に固定する固定ネジ１６は、フレキシブル領域２３の配設位置よりも外側に配設されている。
【００４７】
次に、上記構成とされた基板ユニット１０を常温環境下（例えば、１５〜３０℃）、高温環境下（例えば、８５〜３００℃）、及び低温環境下（例えば、−６５〜−４０℃）に設置した場合における、基板１２と電子部品１３との接合位置に発生する応力について以下説明する。図７は、基板ユニット１０を上記した各温度状態おいた場合の基板１２及び電子部品１３の変形の発生状態を示している。尚、図７では当て板１７の図示は省略している。
【００４８】
ところで、基板１２及び電子部品１３は、いずれも熱を印加することにより伸長し、冷却することにより収縮する。基板１２の熱膨張率をα1とし電子部品１３の熱膨張率をα2とすると、基板１２は印加温度及び熱膨張率α1に応じて伸縮し、同様に電子部品１３も印加温度及び熱膨張率α2に応じて伸縮する。
【００４９】
上記のように基板１２は樹脂基板であり、電子部品１３はガラスセラミックよりなるため、基板１２の熱膨張率α1は電子部品１３の熱膨張率α2よりも大きい（α1＞α2）。従って、基板ユニット１０を常温よりも加熱した場合、或いは常温よりも冷却した場合、基板１２と電子部品１３との間には熱膨張差が発生する。
【００５０】
本実施例に係る基板ユニット１０は、放熱フィン１５を固定する固定ネジ６がフレキシブル領域２３の外側のリジッド部材２１に配設されている。このため、固定ネジ１６がボルト２７に固定されることにより、フレキシブル領域２３は熱変形（熱膨張及び熱収縮）が規制される。
【００５１】
しかしながら、基板部材２２は、フレキシブル領域２３は柔軟性を有し弾性変形可能なフレキシブル領域２３に支持された構成とされている。従って、固定ネジ１６により放熱フィン１５が基板１２に固定されても、基板部材２２は熱変形（熱膨張及び熱収縮）が可能な構成となっている。
【００５２】
これにより、本実施例に係る基板ユニット１０では、放熱フィン１５が配設されたにも拘わらず、基板１２及び電子部品１３の双方が伸縮可能な構成となる。よって、熱印加により電子部品１３が伸縮した場合、基板１２は電子部品１３の伸縮方向と同方向に伸縮することが可能となる。
【００５３】
具体的には、図７（Ｂ）に示す基板１２及び電子部品１３に熱変形（熱膨張及び熱収縮）が発生していない常温状態から冷却が行われ、図７（Ａ）に示す低温状態となると、基板１２及び電子部品１３はいずれも収縮しようとする。この際、本実施例に係る基板ユニット１０は、フレキシブル領域２３を設けられているため、固定ネジ１６により熱変形が規制されているリジッド部材２１に対して基板部材２２は熱変形が可能な構成となっている。
【００５４】
このため、基板部材２２は電子部品１３と共に同方向に熱収縮し、よって基板部材２２の基板端子１９と電子部品１３のはんだバンプ１４との間に発生する応力は、従来のように電子部品３が実装される領域を含め基板２の熱変形が規制されていた基板ユニット１（図１参照）に発生する応力に比べて低減する。よって、基板１２と電子部品１３との接合位置に接合不良が発生することを防止することができる。
【００５５】
同様に、常温状態から加熱が行われ、図７（Ｃ）に示す高温状態となると、基板１２及び電子部品１３はいずれも伸長しようとする。この際も、本実施例に係る基板ユニット１０はリジッド部材２１に対して基板部材２２が熱変形可能な構成となっているため、基板部材２２は電子部品１３と共に同方向に熱膨張する。よって加熱時においても、基板部材２２の基板端子１９と電子部品１３のはんだバンプ１４との間に発生する応力は従来に比べて低減し、基板１２と電子部品１３との接合位置に接合不良が発生することを防止することができる。
【００５６】
次に、本発明の第２実施例について説明する。
【００５７】
図９乃至図１１は、第２実施例である基板ユニット２０及び基板３２を説明するための図である。図９は基板ユニット２０の全体構成を示す側断面図であり、図１０は基板３２の側断面図であり、図１１は基板３２を構成する各層において代表的な上層３２Ａ，中層３２Ｂ，下層３２Ｃを示している。尚、図９乃至図１１において、図３乃至図６に示した構成と対応する構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５８】
前記した第１実施例に係る基板ユニット１０では、基板１２を構成する基板部材２２が直方体形状、即ち基板１２を構成する各層１２Ａ〜１２Ｃに形成される第２のリジッド膜２９Ａ-2〜２２Ｃの平面視した形状が全て同一である構成とされていた。この構成では、電子部品１３が実装される実装面３０の面積と、この実装面３０に平行かつ反対側の反対面３１（第２のリジッド膜２９Ｃ-2）の面積は同一面積とされていた。
【００５９】
これに対して本実施例に係る基板ユニット２０は、基板部材２２の形状を逆ピラミッド形状としている。これにより、図１１に示すように各層３２Ａ〜３２Ｃに形成される各第２のリジッド膜２９Ａ-2〜２９Ｃ-2の形状は、第２のリジッド膜２９Ａ-2の面積が最も広く、第２のリジッド膜２９Ｂ-2，第２のリジッド膜２９Ｃ-2の順で漸次狭くなる。即ち、本実施形態に係る基板ユニット２０は、電子部品１３が実装される実装面３０に比べ、この実装面３０に平行かつ反対側の反対面３１の面積が小さい構成となる。
【００６０】
上記のように基板部材２２を逆ピラミッド形状としたが、各層３２Ａ〜３２Ｃにおいて、第１のリジッド膜２９Ａ-1〜２９Ｃ-1の形状は第１実施例と同様の形状とされている。従って、リジッド部材２１と基板部材２２との間に位置するフレキシブル領域２３の形状（フレキシブル部３４Ａ〜３４Ｃの形状）は、フレキシブル部３４Ａの面積が最も狭く、フレキシブル部３４Ｂ，フレキシブル部３４Ｃの順で漸次広くなる。本実施例においても、フレキシブル領域２３はフレキシブル基板２８Ａ〜２８Ｃで形成されており、よって柔軟性が高い領域となっている。
【００６１】
基板部材２２及びフレキシブル領域２３を上記の構成とすることにより、本実施例の基板ユニット２０の基板部材２２は、第１実施例の基板部材２２に比べて曲がり易くなる。以下、その理由について説明する。
【００６２】
いま、基板部材２２の熱変形量をΔＬ（長さの変化量）とし、温度変化をΔＴ，基板部材２２の熱膨張率をα，基板部材２２の長さをＬとすると、この熱変形量ΔＬはΔＬ＝α・Ｌ・ΔＴで示される。よって、図１１（Ａ）に示す形状が大きい第２のリジッド膜２９Ａ-2の熱変形量に対し、これよりも形状の小さい図１１（Ｃ）に示す第２のリジッド膜２９Ｃ-2の熱変化量は小さくなる。従って、基板部材２２の反対面３１側で発生する熱変形量は小さく、これによりフレキシブル領域２３の弾性変形量も少なくなり、基板部材２２の変形時にフレキシブル領域２３に蓄成される応力は低減する。即ち、基板部材２２が変形しても、フレキシブル領域２３は柔軟性を維持した状態を維持する。
【００６３】
また、基板部材２２の剛性に注目すると、基板部材２２はフレキシブル基板２８Ａ〜２８Ｃに熱硬化性樹脂よりなる第２のリジッド膜２９Ａ-2〜２９Ｃ-2が積層された構成である。このため、基板部材２２を逆ピラミッド形状とし、反対面３１に向かうに従い剛性の高いリジッド膜２９Ａ-2〜２９Ｃ-2の面積が漸次小さくなることにより、第１実施例で示した基板１２の基板部材２２に比べ、本実施例の基板３２の基板部材２２の剛性は小さくなる。即ち、第１実施例に比べ、本実施例の構成の基板部材２２の方が、曲がり易い構成となる。
【００６４】
上記構成において、図１２（Ａ）に示すように冷却が行われた場合、また図１２（Ｂ）に示すように加熱が行われた場合、本実施例においても第１実施例と同様に、基板部材２２及び電子部品１３は共に同方向に熱変形する。この際、本実施例に係る基板ユニット２０は、第１実施例の構成に比べて基板部材２２が曲がり易く、かつフレキシブル領域２３は柔軟性を維持する構成となっている。
【００６５】
このため、基板部材２２は電子部品１３の熱変形に追従して変形し易くなり、よって基板端子１９とはんだバンプ１４との間に発生する応力を第１実施例の構成に比べて更に低減することができ、基板３２と電子部品１３との接合位置に接合不良の発生をより確実に防止することができる。
【００６６】
次に、本発明の第３実施例について説明する。
【００６７】
図１３及び図１４は、第３実施例である基板ユニットに設けられる基板４２を説明するための図である。図１３は基板４２の側断面図であり、図１４は基板４２を構成する各層において代表的な上層４２Ａ，中層４２Ｂ，下層４２Ｃを示している。尚、図１３及び図１４においても、図３乃至図６に示した構成と対応する構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６８】
前記した第１及び第２実施例においては、フレキシブル領域２３をリジッド部材２１と基板部材２２との間にのみ配設した構成とした。これに対して本実施例に係る基板４２では、リジッド部材２１と基板部材２２との間にフレキシブル領域２３を設けると共に、基板部材２２内にも柔軟性を有するフレキシブル領域２３を形成したものである。
【００６９】
近年では、基板ユニットに搭載される電子部品１３の形状が大型化しており、これに伴い電子部品１３を搭載する基板部材２２も大型化することが考えられる。基板部材２２が大型化した場合、前記したように基板部材２２の熱変形量ΔＬは、ΔＬ＝α・Ｌ・ΔＴ（ΔＴ：温度変化、α：基板部材２２の熱膨張率，Ｌ：基板部材２２の長さ）で示される。よって、基板部材２２が大型化し、基板部材２２の長さＬが増大すると、基板部材２２の熱変形量ΔＬも増大し、基板部材２２が電子部品１３と同方向に熱変形しても、両者の熱変形量の差が大きくなり、はんだバンプ１４と基板端子１９との間に発生する応力も増大することが考えられる。
【００７０】
しかしながら、本実施例のように基板部材２２内にフレキシブル領域２３（フレキシブル領域２３INという）を設けることにより、基板部材２２のフレキシブル領域２３INに対する外側（基板部材２２OUTという）と内側（基板部材２２INという）を分離することができる。これにより、基板部材２２INで発生する熱変形の一部はフレキシブル領域２３INが変形することにより吸収され、また基板部材２２OUTで発生する熱変形の一部はフレキシブル領域２３INと、基板部材２２を取り囲むように配設されたフレキシブル領域２３（フレキシブル領域２３OUTという）との双方で吸収される。
【００７１】
図１４は、基板４２を構成する各層４２Ａ〜４２Ｃを示している。本実施例では、上層４２Ａは、フレキシブル基板２８Ａ上の全面に第１のリジッド膜２９Ａ-1を配設した構成としている。これにより、基板部材２２の内部にフレキシブル領域２３Iを形成しても、基板端子１９の位置が変位しないよう構成している。
【００７２】
また、中層４２Ｂ及び下層４２Ｃは同一の平面構造を有している。中層４２Ｂ及び下層４２Ｃは、フレキシブル基板２８Ｂ，２８Ｃの外周領域に第１のリジッド膜２９Ｂ-1，第１のリジッド膜２９Ｃ-1が形成されており、その内側にフレキシブル部３４Ｂ，３４Ｃを介して基板部材２２OUTとなる第２のリジッド膜２９Ｂ-2，２９Ｃ-2が形成され、更にその内側にフレキシブル部３４Ｂ，３４Ｃを介して基板部材２２INとなる第２のリジッド膜２９Ｂ-2，２９Ｃ-2が形成されている。
【００７３】
基板４２を上記構成とすることにより、電子部品１３が大型化しても、基板部材２２INで発生する熱変形の一部がフレキシブル領域２３INで吸収されるため、はんだバンプ１４と基板端子１９との間に発生する応力が増大することを防止できる。これにより、電子部品１３が大型化しても、基板３２と電子部品１３との接合位置に接合不良が発生することを有効に防止することができる。
【００７４】
尚、上記した実施例では基板１２，３２，４２が放熱フィン１５を固定する固定ネジ１６により熱変形が規制される構成を示した。しかしながら、基板１２，３２，４２の熱変形が規制される構造は放熱フィン１５の固定ネジ１６に限定されるものではなく、他の構成により基板の熱変形が規制される場合においても、本発明を適用することにより電子部品と基板との間に応力が発生することを抑制できる。
【００７５】
また、上記した各実施例ではリジッド膜２９Ａ-1〜２９Ｃ-1，２９Ａ-2〜２９Ｃ-2の材質として熱硬化性樹脂を例に挙げて説明したが、フレキシブル基板よりも硬度が高い材料であれば、他の材料を用いることも可能である。具体的には、熱可塑性樹脂、金属膜、ガラス材、セラミック材等を用いることも可能である。
【００７６】
また、上記した各実施例では柔軟領域をフレキシブル基板により構成した例を示したが、可撓性（柔軟性）を有し配線が形成された構成であれば、他の材料を用いることも可能である。例えば、ＴＡＢテープ等を用いることも可能である。
【００７７】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】図１は、従来の一例である基板ユニットの構成図である。
【図２】図２は、従来における基板の変形を説明するための図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施例である基板ユニットの構成図（側断面図）である。
【図４】図４は、本発明の第１実施例である基板ユニットに用いる基板の平面図である。
【図５】図５は、本発明の第１実施例である基板ユニットに用いる基板の断面図である。
【図６】図６（Ａ）は図５に示す基板の上層を示す平面図、図６（Ｂ）は中層を示す平面図、図６（Ｃ）は下層を示す平面図である。
【図７】図７は、本発明の第１実施例である基板ユニットに用いる基板の変形を説明するための図であり、（Ａ）は低温時、（Ｂ）は常温時、（Ｃ）は高温時を示す。
【図８】図８は、本発明の一実施例である電子装置を示す斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第２実施例である基板ユニットの構成図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２実施例である基板ユニットに用いる基板の断面図である。
【図１１】図１１（Ａ）は図１０に示す基板の上層を示す平面図、図１１（Ｂ）は中層を示す平面図、図１１（Ｃ）は下層を示す平面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第２実施例である基板ユニットに用いる基板の変形を説明するための図であり、（Ａ）は低温時、（Ｂ）は高温時を示す。
【図１３】図１３は、本発明の第３実施例である基板ユニットに用いる基板の断面図である。
【図１４】図１４（Ａ）は図１３に示す基板の上層を示す平面図、図１４（Ｂ）は中層を示す平面図、図１４（Ｃ）は下層を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０，２０  基板ユニット
１２，３２，４２  基板
１２Ａ，３２Ａ，４２Ａ  上層
１２Ｂ，３２Ｂ，４２Ｂ  中層
１２Ｃ，３２Ｃ，４２Ｃ  下層
１３  電子部品
１４  はんだバンプ
１５  放熱フィン
１６  固定ネジ
１７  当て板
２１  第１のリジッド領域
２２  第２のリジッド領域
２３  柔軟領域
２５  電子装置
２６  筐体
２９Ａ〜２９Ｃ  リジッド膜
２９Ａ-1〜２９Ｃ-1  第１のリジッド膜
２９Ａ-2〜２９Ｃ-2  第２のリジッド膜
３４Ａ〜３４Ｃ  フレキシブル部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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