(57)【要約】【課題】電子部品を搭載したモジュール基板間を電気的および機械的に接続することが可能で、かつ衝撃力に対して強い基板接続部材とそれを用いた三次元接続構造体並びにその製造方法を提供する。【解決手段】樹脂製の第１ハウジング１４と、第１ハウジング１４にあらかじめ設定されたピッチで植設された複数のリード端子１５とを有する第１ブロック１２と、第１ハウジング１４と同じ外形を有し、加熱することで少なくとも表面が軟化して粘着性を発現し、かつ常温においては粘弾性特性を有する第２ハウジング１７と、上記リード端子１５と同じピッチで第２ハウジング１７に植設された複数の連結導体１８とを有する第２ブロック１３とを一組とし、第１ブロック１２と第２ブロック１３とが第２ハウジング１７の粘着性により接着され、リード端子１５と連結導体１８とを機械的な接触により電気的導通を有するリード部とした構成からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製の第１ハウジングと、前記第１ハウジングにあらかじめ設定されたピッチで植設され、その一端部が前記第１ハウジングの一方の面である上面部に露出し、その他端部が前記第１ハウジングの他方の面である下面部に露出してなる複数のリード端子とを有する第１ブロックと、
前記第１ハウジングと同じ外形を有し、加熱することで少なくとも表面が軟化して粘着性を発現し、かつ常温においては粘弾性特性を有する第２ハウジングと、前記第１ハウジングに植設された前記リード端子の植設ピッチと同じピッチで前記第２ハウジングに植設され、前記第２ハウジングの一方の面である上面部と他方の面である下面部とにその一端部および他端部とがそれぞれ露出した複数の連結導体とを有する第２ブロックとを一組とし、
前記第１ブロックと前記第２ブロックとが前記第２ハウジングの粘着性により接着され、前記リード端子と前記連結導体とを機械的な接触により電気的導通を有するリード部とした構成を特徴とする基板接続部材。
【請求項２】
前記第１ブロックの前記第１ハウジングの前記下面部に露出している前記リード端子の他端部が、前記下面部に沿って密着して折り曲げられていることを特徴とする請求項１に記載の基板接続部材。
【請求項３】
前記第１ブロックの前記第１ハウジングの前記下面部に露出している前記リード端子の他端部が、前記下面部から垂直方向にあらかじめ設定した距離延在された後に、前記下面部に沿って折り曲げられていることを特徴とする請求項１に記載の基板接続部材。
【請求項４】
前記第２ブロックの前記連結導体が、前記第２ハウジングの外周面に沿って前記第２ハウジングの前記上面部と前記下面部とに延在されて形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板接続部材。
【請求項５】
前記第２ブロックの前記連結導体が、前記第２ハウジングの前記上面部と前記下面部とを貫通する貫通孔中に配設されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板接続部材。
【請求項６】
前記連結導体は、金属細線を捩り合わせた捩り線からなることを特徴とする請求項５に記載の基板接続部材。
【請求項７】
前記連結導体は、前記貫通孔中に充填し硬化された導電性樹脂からなることを特徴とする請求項５に記載の基板接続部材。
【請求項８】
前記第１ブロックの前記第１ハウジングおよび前記第２ブロックの前記第２ハウジングが円形、楕円形または多角形の額縁形状を有し、前記額縁領域に複数の前記リード端子と前記連結導体がそれぞれ配列されていることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載の基板接続部材。
【請求項９】
額縁形状を有し、あらかじめ設定した配列ピッチで前記額縁領域に配設され、前記額縁のそれぞれ対向する上面部と下面部とに露出して形成されたリード部を有する基板接続部材と、
配線基板上に複数の電子部品が実装され、前記基板接続部材の前記リード部に対応したピッチで配列された電極端子を有する第１モジュール基板と、
前記第１モジュール基板と同様に配線基板上に複数の電子部品が実装され、前記基板接続部材の前記リード部に対応したピッチで配列された電極端子を有する第２モジュール基板とを含み、
前記第１モジュール基板の前記電極端子および前記第２モジュール基板の前記電極端子を前記基板接続部材の前記リード部に接続して三次元接続構造を形成する構成であって、前記基板接続部材が請求項１から請求項８までのいずれかに記載の基板接続部材であることを特徴とする三次元接続構造体。
【請求項１０】
樹脂製の第１ハウジングと、前記第１ハウジングにあらかじめ設定されたピッチで植設され、その一端部が前記第１ハウジングの一方の面である上面部に露出し、その他端部が前記第１ハウジングの他方の面である下面部に露出してなる複数のリード端子とを有する第１ブロックと、配線基板上に複数の電子部品が実装され、前記第１ブロックの前記リード端子に対応したピッチで配列された電極端子を有する第１モジュール基板とを対向位置合せして、前記リード端子と前記電極端子とを接続部材により電気的および機械的に接続する工程と、
前記第１ハウジングと同じ外形を有し、加熱することで少なくとも表面が軟化して粘着性を発現し、かつ常温においては粘弾性特性を有する第２ハウジングと、前記第１ハウジングに植設された前記リード端子の植設ピッチと同じピッチで前記第２ハウジングに植設され、前記第２ハウジングの一方の面である上面部と他方の面である下面部とにその一端部および他端部とがそれぞれ露出した複数の連結導体とを有する第２ブロックと、配線基板上に複数の電子部品が実装され、前記第２ブロックの前記連結導体に対応したピッチで配列された電極端子を有する第２モジュール基板とを対向位置合せして、前記連結導体と前記電極端子とを機械的に接触させて電気的導通をとるとともに、前記第２ブロックの前記第２ハウジングを軟化させて前記第２モジュール基板の絶縁基材と接着する工程と、
前記第１ブロックの前記リード端子と前記第２ブロックの前記連結導体とを対向位置合せして前記連結導体と前記リード端子とを機械的に接触させて電気的導通をとりリード部とするとともに、前記第２ブロックの前記第２ハウジングを軟化させて前記第１ブロックの前記第１ハウジングと接着固定する工程とを有することを特徴とする三次元接続構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能回路を構成するモジュール基板間を接続するための基板接続部材とそれを用いた三次元接続構造体並びに三次元接続構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、チップ部品等の受動部品や半導体ＩＣ等の機能部品を実装して機能回路を構成したモジュール基板間を接合する基板接続部材としては、樹脂製スペーサに複数個の接続ピンを固定したピンコネクタを使用していた。
【０００３】
図１３は、従来のピンコネクタによる接続構造の断面図を示す。図１３に示すように、樹脂スペーサ１に貫通固定された複数個の金属製接続ピン２の上端部２Ａをモジュール基板４Ａの配線パターン５Ａに貫通させ、下端部２Ｂをモジュール基板４Ｂの配線パターン５Ｂに貫通させて、それぞれの配線パターン５Ａ、５Ｂとハンダ付け等をすることによって接続している。なお、モジュール基板４Ａ、４Ｂには、電子部品３Ａ、３Ｂがそれぞれ実装されている。
【０００４】
このような接続方式の場合、搭載されている電子部品等からの発熱が生じると、モジュール基板４Ａ、４Ｂ間の熱膨張差により発生する熱応力によりピンと配線パターンとの間のハンダ付け部で不良が発生しやすくなる。これは、モジュール基板４Ａ、４Ｂとピンコネクタとがすべて剛体接合となっているため、貫通孔の周辺部のハンダ付け領域に集中的に応力が加わるためである。
【０００５】
このため、図１４に示すようなピンコネクタにより熱膨張による熱応力を緩和することが行われている（例えば、特許文献１）。図１４（ａ）はピンコネクタの平面図であり、図１４（ｂ）はその断面図である。このピンコネクタは、樹脂スペーサ６の上下方向に貫通する複数個の金属製接続ピン７がインサート成形により固定されているとともに、下面の左右両端部に可撓弾性片８が突出するように形成されている。
【０００６】
図１５は、このピンコネクタを使用してモジュール基板４Ａの配線パターン５Ａとモジュール基板４Ｂの配線パターン５Ｂとを接続した接続構造の断面図である。なお、モジュール基板４Ａ、４Ｂには電子部品３Ａ、３Ｂがそれぞれ実装されている。金属製接続ピン７の上端部７Ａと下端部７Ｂとをそれぞれのモジュール基板４Ａ、４Ｂの配線パターン５Ａ、５Ｂに貫通させて、上端部７Ａと配線パターン５Ａおよび下端部７Ｂと配線パターン５Ｂとをそれぞれハンダ付け接続する。
【０００７】
このとき、下側のモジュール基板４Ｂは樹脂スペーサ６の下面に設けられている可撓弾性片８に当接するように固定される。これによって、モジュール基板４Ｂに搭載した電子部品３Ｂの発熱や周囲温度の変化によるピンコネクタとモジュール基板４Ａ、４Ｂの熱膨張による熱応力が加わっても、この可撓弾性片８によって吸収することができ、接続部の不良発生を抑制できる。なお、可撓弾性片８は樹脂スペーサ６の下面だけでなく、上面にも設けてもよい。
【特許文献１】特開平６−３１０１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のピンコネクタを用いると、熱膨張により生じる熱応力に強い接続構造を実現できる。しかし、モバイル機器等の軽薄短小化の進展と機能の高度化に伴いモジュール基板間の接続端子数が増加する傾向にあるのに対して、基板接続部材としてのコネクタはより小型化することが要求されている。このためには、コネクタの接続ピンのピッチをさらに小さくすることが必要とされる。
【０００９】
このような要求に対しては、ピンコネクタ方式は充分な対応が困難である。すなわち、モバイル機器の接続部にこのようなピンコネクタを用いる場合、ピン数の増加に対応して金属製接続ピンの配列ピッチをより小さくしていくことが非常に困難となる。この方式の場合には、モジュール基板の配線パターンには金属製接続ピンが貫通できる程度の径を有する貫通孔が必要であり、この貫通孔の周囲にランドが必要である。配列ピッチを小さくするためには、金属製接続ピンの径を小さくすることが要求されるが、径を小さくすると衝撃力等により破損する不良が発生しやすい。また、ランドの面積を小さくすると、ハンダ付け面積が小さくなるため、衝撃力を受けるとハンダ付け部が外れる不良が発生しやすくなる。したがって、ピンコネクタを用いる接続方式では、ファインピッチの接続が比較的難しいという課題を有していた。
【００１０】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、チップ部品等の受動部品や半導体ＩＣ等の機能部品を含む電子部品を搭載したモジュール基板間をファインピッチで電気的および機械的に接続することが可能で、かつ衝撃力に対して強い基板接続部材とそれを用いた三次元接続構造体並びにその製造方法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】
【００１１】
上述したような課題を解決するために、本発明の基板接続部材は、樹脂製の第１ハウジングと、第１ハウジングにあらかじめ設定されたピッチで植設され、その一端部が第１ハウジングの一方の面である上面部に露出し、その他端部が第１ハウジングの他方の面である下面部に露出してなる複数のリード端子とを有する第１ブロックと、第１ハウジングと同じ外形を有し、加熱することで少なくとも表面が軟化して粘着性を発現し、かつ常温においては粘弾性特性を有する第２ハウジングと、第１ハウジングに植設されたリード端子の植設ピッチと同じピッチで第２ハウジングに植設され、第２ハウジングの一方の面である上面部と他方の面である下面部とにその一端部および他端部とがそれぞれ露出した複数の連結導体とを有する第２ブロックとを一組とし、第１ブロックと第２ブロックとが第２ハウジングの粘着性により接着され、リード端子と連結導体とを機械的な接触により電気的導通を有するリード部とした構成からなる。
【００１２】
このような構成とすることにより、第２ブロックは粘弾性を有するので、衝撃力等に強い基板接続部材を実現できる。すなわち、この基板接続部材を用いてモジュール基板同士を接続して三次元接続構造体を作製した場合、落下等により外部から衝撃力が加わってもこの第２ブロックにより衝撃力を吸収でき、モジュール基板との接続部の接続不良あるいはリード部の破損等の発生を防止できる。
【００１３】
また、本発明の基板接続部材は、第１ブロックの第１ハウジングの下面部に露出しているリード端子の他端部が下面部に沿って密着して折り曲げられている構成としてもよい。さらに、第１ブロックの第１ハウジングの下面部に露出しているリード端子の他端部が下面部から垂直方向にあらかじめ設定した距離延在された後に、下面部に沿って折り曲げられている構成としてもよい。
【００１４】
このような構成とすることにより、第１ハウジングの下面部に露出しているリード端子の他端部をモジュール基板の電極端子に容易にハンダ付け等で接続することができる。また、リード端子の他端部が下面部から垂直方向にあらかじめ設定した距離延在された後に下面部に沿って折り曲げた構成とすれば、この延在部でも衝撃力を吸収することができるので、さらに落下等による耐衝撃性を大きくできる。
【００１５】
また、本発明の基板接続部材は、第２ブロックの連結導体が第２ハウジングの外周面に沿って第２ハウジングの上面部と下面部とに延在されて形成されている構成としてもよい。このような構成とすることにより、連結導体を、例えば薄い金属箔からなる可撓性に富んだ材料とすることができ、かつモジュール基板の電極端子や第１ブロックのリード端子との接触が大きな面積になるので、接触による接続でも接続部の抵抗を非常に小さくすることができる。
【００１６】
また、本発明の基板接続部材は、第２ブロックの連結導体が第２ハウジングの上面部と下面部とを貫通する貫通孔中に配設されている構成としてもよい。また、貫通孔中に配設する連結導体は金属細線を捩り合わせた捩り線としてもよい。あるいは、貫通孔中に充填し硬化された導電性樹脂としてもよい。
【００１７】
このような構成とすることにより、第２ブロックの作製工程を簡略化できる。金属細線を捩って構成した捩り線は導体抵抗が小さく、かつ柔軟性を有するので、第２ハウジングの粘弾性特性に影響を与える割合を小さくできる。また、導電性樹脂も可撓性を有しているので、第２ハウジングの粘弾性特性に与える影響を同様に小さくできる。したがって、第２ブロックで衝撃力を吸収する作用を確実に発揮させることができる。
【００１８】
また、本発明の基板接続部材は、第１ブロックの第１ハウジングおよび第２ブロックの第２ハウジングが円形、楕円形または多角形の額縁形状を有し、額縁領域に複数のリード端子と連結導体がそれぞれ配列されている構成としてもよい。
【００１９】
この構成とすることにより、モジュール基板と接続するためのリード部を額縁領域の全周に渡って配設できるので、２つのモジュール基板を安定して接続、保持できる。したがって、外部から衝撃力が作用した場合にも、応力が分散して加わるので基板接続部材の第２ブロックで主としてこの応力を吸収することができる。さらに、基板接続部材の額縁領域の内部に相当するモジュール基板面にも電子部品を実装することができる。
【００２０】
また、本発明の三次元接続構造体は、額縁形状を有し、あらかじめ設定した配列ピッチで額縁領域に配設され、額縁のそれぞれ対向する上面部と下面部とに露出して形成されたリード部を有する基板接続部材と、配線基板上に複数の電子部品が実装され、上記基板接続部材のリード部に対応したピッチで配列された電極端子を有する第１モジュール基板と、第１モジュール基板と同様に配線基板上に複数の電子部品が実装され、上記基板接続部材のリード部に対応したピッチで配列された電極端子を有する第２モジュール基板とを含み、第１モジュール基板の電極端子および第２モジュール基板の電極端子を基板接続部材のリード部に接続して三次元接続構造を形成する構成であって、基板接続部材が上記構成からなる。
【００２１】
このような構成とすることにより、２つのモジュール基板同士を一定の距離離間した状態を保持しながら、落下等により外部から衝撃力が作用しても基板接続部材の第２ブロックで主としてこの衝撃力を吸収することができ、接続部の接続不良やリード部の破損等が生じにくくなる。この結果、耐衝撃性の大きな三次元接続構造体を実現できる。
【００２２】
また、本発明の三次元接続構造体の製造方法は、樹脂製の第１ハウジングと、第１ハウジングにあらかじめ設定されたピッチで植設され、その一端部が第１ハウジングの一方の面である上面部に露出し、その他端部が第１ハウジングの他方の面である下面部に露出してなる複数のリード端子とを有する第１ブロックと、配線基板上に複数の電子部品が実装され、第１ブロックのリード端子に対応したピッチで配列された電極端子を有する第１モジュール基板とを対向位置合せして、リード端子と電極端子とを接続部材により電気的および機械的に接続する工程と、第１ハウジングと同じ外形を有し、加熱することで少なくとも表面が軟化して粘着性を発現し、かつ常温においては粘弾性特性を有する第２ハウジングと、第１ハウジングに植設されたリード端子の植設ピッチと同じピッチで第２ハウジングに植設され、第２ハウジングの一方の面である上面部と他方の面である下面部とにその一端部および他端部とがそれぞれ露出した複数の連結導体とを有する第２ブロックと、配線基板上に複数の電子部品が実装され、第２ブロックの連結導体に対応したピッチで配列された電極端子を有する第２モジュール基板とを対向位置合せして、連結導体と電極端子とを機械的に接触させて電気的導通をとるとともに、第２ブロックの第２ハウジングを軟化させて第２モジュール基板の絶縁基材と接着する工程と、第１ブロックのリード端子と第２ブロックの連結導体とを対向位置合せして連結導体とリード端子とを機械的に接触させて電気的導通をとりリード部とするとともに、第２ブロックの第２ハウジングを軟化させて第１ブロックの第１ハウジングと接着固定する工程とを有する方法からなる。
【００２３】
このような製造方法とすることにより、第１ブロックと第２ブロックとをあらかじめそれぞれ別々にモジュール基板と接続するので、各モジュール基板の特性検査を容易に行える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の基板接続部材は、第２ブロックの粘弾性特性により外部から衝撃力が加わっても、この第２ブロックでその応力を吸収することが可能となる。この結果、落下等の大きな衝撃力が作用しても、接続部の不良やリード部の破損等を生じにくくでき、信頼性の高い基板接続部材およびこれを用いた三次元接続構造体を実現できる。さらに、額縁形状の基板接続部材の額縁内部に相当するモジュール基板面上にも電子部品を配置できるので、より高密度の実装も可能となる。
【００２５】
モバイル機器等の携帯電子機器の小型、高信頼性化を実現できるという大きな効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ要素については同じ符号を付しており、説明を省略する場合がある。
【００２７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる基板接続部材の外観斜視図である。また、図２はその断面図である。
【００２８】
図１および図２に示すように、本実施の形態による基板接続部材１１は、第１ブロック１２と第２ブロック１３とを重ねて接続した構成からなる。第１ブロック１２と第２ブロック１３とは、図示するように同じ四角形の額縁形状である。第１ブロック１２は、第１ハウジング１４と、この第１ハウジング１４の内部に中央部分が埋設され、第１ハウジング１４の上下面に端子部分がそれぞれ露出している複数のリード端子１５とにより構成されている。また、同形状の第２ブロック１３は、第２ハウジング１７と、この第２ハウジング１７の外周部に密着あるいは表面が同じ面になるように埋設された略コ字状の連結導体１８とから構成されている。
【００２９】
第１ブロック１２の第１ハウジング１４は液晶ポリマーやポリフェニレンサルファイド等の硬質樹脂により作製されており、四角形の額縁形状をしている。なお、樹脂材料としては、液晶ポリマー等だけでなく、その他の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂で、一般に成型樹脂として用いられているものであれば使用可能である。そして、その上面部１４Ａと下面部１４Ｂとはほぼ平行となるように形成されている。
【００３０】
第１ハウジング１４の額縁部分には、金属薄板からなる複数のリード端子１５が、例えばインサート成形等により所定のピッチで植設されている。その一端部１５Ａは、第１ハウジング１４の上面部１４Ａに沿って外方へ折り曲げられ、かつ同一面となるように一部は上面部１４Ａに埋め込まれている。一方、他端部１５Ｂは下面部１４Ｂの表面に沿って外方へ折り曲げられ、下面部１４Ｂに密着固定されている。なお、下面部１４Ｂ側のリード端子１５の他端部１５Ｂは第１ハウジング１４よりも外方へ突出していてもよい。また、少なくともリード端子１５の一端部１５Ａおよび他端部１５Ｂの表面には金メッキが施されている。
【００３１】
一方、第２ブロック１３の第２ハウジング１７は、ナイロンやシリコーン樹脂等の熱可塑性樹脂またはゴム類等で、常温では柔軟性と絶縁性を有する材料からなる。また、第２ハウジング１７の上面部１７Ａと下面部１７Ｂとは、加熱して粘着性あるいは接着性を示す特性を有する。これは、第２ハウジング１７自体の材料が、このような特性を有していてもよいし、または第２ハウジング１７をはさむように、加熱により粘着性あるいは接着性を示す材料を貼り合わせた構成としてもよい。積層構成としての一例としては、粘弾性特性を有するゴムを中心部材として、その両面に連結導体１８の厚み以上の厚みのＰＥＴ−Ｇを積層する構成があるが、さらに種々の構成を選択することが可能である。したがって、第１ハウジング１４を形成する樹脂よりも軟らかく、外力が作用すると変形するが、外力がなくなると元に戻る性質を有している。さらに、加熱により軟化して粘着性を示す特性も有している。
【００３２】
また、第１ハウジング１４と同様に、上面部１７Ａと下面部１７Ｂとはほぼ平行に形成されている。そして、この上面部１７Ａと下面部１７Ｂとを繋ぐようにコ字状に配設された複数の連結導体１８が設けられており、この連結導体１８は上面部１７Ａから下面部１７Ｂにかけて全体が第２ハウジング１７と同一平面となるように、その一部が第２ハウジング１７に埋め込まれている。また、連結導体１８の一端部１８Ａは上面部１７Ａの表面に露出しており、モジュール基板等と接続する端子部となる。連結導体１８の他端部１８Ｂは下面部１７Ｂの表面に露出しており、第１ブロック１２のリード端子１５の一端部１５Ａと接触しており、これにより連結導体１８とリード端子１５とが電気的に接続されてリード部となる。なお、連結導体１８とリード端子１５とは、同じピッチで、同じ本数それぞれのハウジングに配設されている。
【００３３】
図３および図４を用いて、第１ハウジング１４と第２ハウジング１７とを一体化して本実施の形態の基板接続部材とする製造方法について、以下説明する。
【００３４】
図３は、第２ハウジング１７の斜視図である。連結導体１８は、第２ハウジング１７の外面１７Ｃに沿って第２ハウジング１７の上面部１７Ａから下面部１７Ｂまで形成されている。この連結導体１８は、例えば第２ハウジング１７の上面部１７Ａから下面部１７Ｂまで銅箔等を貼り付けた後、連結導体１８となる部分を残すようにレーザ加工またはエッチング加工して形成することができる。さらに、第２ハウジング１７を加熱して、連結導体１８の表面と第２ハウジング１７の表面とが同じになるように連結導体１８を一部埋め込むと、その後の接続作業が容易になる。また、連結導体１８の表面、特に一端部１８Ａと他端部１８Ｂには金メッキをしておくことが好適である。
【００３５】
図４は、第１ブロック１２の第１ハウジング１４の上面部１４Ａと、第２ブロック１３の第２ハウジング１７の下面部１７Ｂとを対向させて一体化する方法を説明するための斜視図である。
【００３６】
第１ブロック１２の複数のリード端子１５の一端部１５Ａが露出した第１ハウジング１４の上面部１４Ａと、第２ブロック１３の複数の連結導体１８の他端部１８Ｂが露出した第２ハウジング１７の下面部１７Ｂとを、同図の矢印で示すように、対応するリード端子１５の一端部１５Ａと連結導体１８の他端部１８Ｂのそれぞれの位置が合うように重ね合わせる。
【００３７】
位置合せして積層した後、所定の圧力を加えながら第２ハウジング１７を加熱して軟化させることによって、第２ハウジング１７の下面部１７Ｂは粘着性を示すので第１ハウジング１４の上面部１４Ａに対して接着させることができる。これにより、第１ブロック１２と第２ブロック１３とが結合一体化する。同時に、リード端子１５の一端部１５Ａと連結導体１８の他端部１８Ｂとは接触した状態を保持し、電気的に接続される。これにより、本実施の形態の基板接続部材１１を作製できる。なお、接触しているリード端子１５の一端部１５Ａおよび連結導体１８の他端部１８Ｂの表面にそれぞれ金メッキをしておくと、接触抵抗を小さく、かつそのばらつきも小さくすることができる。
【００３８】
本実施の形態による基板接続部材１１は以上のように構成されており、第２ブロック１３は柔軟性を有している。すなわち、第２ハウジング１７はナイロンやシリコーン樹脂等の熱可塑性樹脂またはゴム類等で、加熱されると軟化して粘着性が生じ、常温では柔軟性と絶縁性を有する材料で作製されている。また、第２ハウジング１７の表面に形成されている連結導体１８も箔状の材料等を使用しており、同様に柔軟性を有している。このように第２ハウジング１７は、全体として柔軟性を有する構成であるので、この基板接続部材１１を用いて後述するような三次元接続構造体を作製した場合、この三次元接続構造体に対して落下衝撃等の衝撃力が加わっても、第２ブロック１３が衝撃力を吸収して接続部分の不良を生じにくくできる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、基板接続部材の形状を四角形の額縁形状としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、円形、楕円形、五角形等の多角形の額縁形状、あるいはこれらの多角形状の角部を曲面にした形状等、用途に応じて種々の形状とすることができる。
【００４０】
また、第１ブロック１２の複数個のリード端子１５の材料としては、銅、りん青銅等の銅合金、ニッケルあるいはニッケル合金、鉄等の一般にコネクタのリード端子等に用いられているものであれば、特に限定なく使用可能である。さらに、第２ブロック１３の連結導体１８の材料としても、銅箔等だけでなく、第２ハウジング１７面上に蒸着等で導体膜を形成してもよい。さらに、メッキで形成してもよい。
【００４１】
図５は、本実施の形態にかかる基板接続部材の変形例を示す断面図である。本変形例の基板接続部材１１０は、第１ブロック２１のリード端子２２の形状が異なる。すなわち、リード端子２２が露出している一端部２２Ａと他端部２２Ｂとのうち、他端部２２Ｂを第１ハウジング１４の下面部１４Ｂから所定寸法だけ突出させてから下面部１４Ｂと平行に折り曲げた構成としている。このような構成にすれば、第１ハウジング１４の下面部１４Ｂから突出したリード端子２２の他端部２２Ｂが柔軟性を有するようになるので、第１ブロック２１も全体として柔軟性を有するようになる。したがって、第２ブロック１３の柔軟性と第１ブロック２１の柔軟性を含めて、より大きな衝撃力に強い基板接続部材１１０を実現できる。この基板接続部材１１０を用いた三次元接続構造体は、さらに信頼性を向上できる。
【００４２】
つぎに、本実施の形態の基板接続部材１１を使用した三次元接続構造体について説明する。図６は、配線基板上に複数の電子部品を搭載した２枚のモジュール基板間を、上記の基板接続部材１１により接続してなる三次元接続構造体の断面図である。
【００４３】
第１モジュール基板５０は、第１多層配線基板３０の表面と裏面とにそれぞれ電子部品４４、４６を実装して構成されている。第１多層配線基板３０は、三層の絶縁基材３２の間に内層電極配線３６、３８が形成されており、表面と裏面とには表面電極配線３４と裏面電極配線４０がそれぞれ形成されている。これらの電極配線間を複数のビア４２により接続して構成されている。電子部品４４は、基板接続部材１１の額縁の内部に位置するように第１多層配線基板３０の表面電極配線３４に、例えばハンダ付けされている。また、他の電子部品４６は、第１多層配線基板３０の裏面側において裏面電極配線４０と、例えばハンダ付けされている。
【００４４】
なお、この第１モジュール基板５０に実装する電子部品としては、抵抗やコンデンサ等の受動部品、半導体ＩＣやセンサー等の機能部品があり、さらに印刷形成方式や薄膜形成方式でこれらの受動部品や機能部品を形成してもよい。
【００４５】
第２モジュール基板８０も第１モジュール基板と同様に、第２多層配線基板６０の表面と裏面とにそれぞれ電子部品７２、７４を実装して構成されている。この第２多層配線基板６０は、二層の絶縁基材６２を有し、これらの絶縁基材６２の間に形成されている内層電極配線６６、表面に形成されている表面電極配線６８、裏面に形成されている裏面電極配線６４およびこれらの電極配線間を接続するための複数のビア７０により構成されている。電子部品７２は、基板接続部材１１の額縁の内部に位置するように第２多層配線基板６０の裏面電極配線６４に、例えばハンダ付けされている。また、他の電子部品７４は、第２多層配線基板６０の表面側において表面電極配線６８と、例えばハンダ付けされている。
【００４６】
なお、この第２モジュール基板８０に実装する電子部品としては、抵抗やコンデンサ等の受動部品、半導体ＩＣやセンサー等の機能部品があり、さらに印刷形成方式や薄膜形成方式でこれらの受動部品や機能部品を形成してもよい。
【００４７】
また、第１モジュール基板５０および第２モジュール基板８０は、本実施の形態の構成に限定されることはなく、さらに積層してもよいし、あるいは単層構成であってもよい。
【００４８】
本実施の形態の三次元接続構造体は、第１モジュール基板５０の表面電極配線３４の所定の電極端子３４Ａと基板接続部材１１のリード端子１５の他端部１５Ｂとを、接続部材７６により接続し、第２モジュール基板８０の裏面電極配線６４の所定の電極端子６４Ａと基板接続部材１１の連結導体１８の一端部１８Ａとを接触状態で接続する。このときの固定は第２ハウジング１７を加熱して上面部１７Ａに粘着性を生じさせて、この粘着性を利用して接着固定する。
【００４９】
図７は、この接続方法を説明するための工程断面図である。最初に、基板接続部材１１のリード端子１５の他端部１５Ｂと、第１モジュール基板５０の表面電極配線３４の対応する電極端子３４Ａとを位置合せして接続部材７６により接続する。このときの接続部材７６としては、ハンダまたは導電性接着剤を用いることができる。つぎに、図７において矢印で示すように、基板接続部材１１の連結導体１８の一端部１８Ａと、第２モジュール基板８０の裏面電極配線６４の対応する電極端子６４Ａとを位置合せして密着させる。この後、所定の圧力を加えながら第２ハウジング１７を加熱して粘着性を生じさせ、第２モジュール基板８０の絶縁基材６２と接着させる。これにより、連結導体１８の一端部１８Ａと裏面電極配線６４の電極端子６４Ａとは機械的に接触して電気的接続がなされる。
【００５０】
なお、図７では、基板接続部材１１と第１モジュール基板５０とを先に接続したが、基板接続部材１１と第２モジュール基板８０とを先に接続してもよい。または、基板接続部材１１と、第１モジュール基板５０および第２モジュール基板８０とを位置合せし密着させておいてから、加圧と加熱を行い同時に両方を接続するようにしてもよい。
【００５１】
本実施の形態の基板接続部材１１を用いた三次元接続構造体は、基板接続部材１１の額縁の内側に位置する第１モジュール基板５０と第２モジュール基板８０との面上にも図示するように電子部品４４、７２を実装することができる。また、ピンコネクタとは異なり、第１モジュール基板５０と第２モジュール基板８０には貫通孔が不要であるので電極配線を高密度に形成することができる。
【００５２】
また、三次元接続構造体に対して衝撃等が加わっても基板接続部材１１の第２ブロック１３が柔軟性を有する材料で形成されており、この第２ブロック１３で衝撃等により作用する応力を吸収することができる。したがって、基板接続部材１１と第１モジュール基板５０および第２モジュール基板８０との接続部に加わる応力を大幅に低減することができる。この結果、落下等による衝撃力が作用しても接続部に不良発生が生じにくく、信頼性の高い三次元接続構造体を実現できる。この三次元接続構造体を携帯電話等の携帯電子機器に搭載すれば、落下等によっても壊れにくく信頼性の高い電子機器を実現できる。
【００５３】
図８は、図５に示した変形例の基板接続部材１１０を用いて三次元接続構造体を作製したときの断面図である。この基板接続部材１１０では、リード端子２２の他端部２２Ｂが第１ハウジング１４の下面部１４Ｂから突出して形成されており、このリード端子２２は柔軟性を有しているので、第２ブロック１３の柔軟性を含めてさらに耐衝撃力を大きくすることができる。
【００５４】
なお、本実施の形態では、基板接続部材１１の連結導体１８の一端部１８Ａと、第２モジュール基板８０の裏面電極配線６４の電極端子６４Ａとは接触により電気的導通をとるようにしたが、これに限定されない。ハンダ接続や導電性接着剤を用いた接続としてもよい。
【００５５】
（第２の実施の形態）
図９は、本発明の第２の実施の形態にかかる基板接続部材の断面図である。
【００５６】
図９に示すように、本実施の形態にかかる基板接続部材９０の基本的な構成は、第１の実施の形態にかかる基板接続部材１１と同じである。本実施の形態では、第２ブロック９２の構成が第１の実施の形態の基板接続部材１１の第２ブロック１３と異なる。すなわち、本実施の形態では、第２ハウジング９４の額縁部分の上面部９４Ａから下面部９４Ｂに貫通孔が設けられ、この貫通孔に連結導体９６が配設されている。
【００５７】
すなわち、第１の実施の形態と同様な材料により作製された第２ハウジング９４の額縁部分には、第１ブロック１２の複数のリード端子１５と同じピッチで、複数個の同一寸法の貫通孔が設けられており、各貫通孔内には連結導体９６が配設されている。この連結導体９６としては、細い金属線を捩り合わせて柔軟性を持たせた構成を用いることが望ましい。また、金や銅等の比較的軟質な材料を用いてピンを形成して、これを貫通孔に配設する構成としてもよい。
【００５８】
そして、このように形成した第２ブロック９２を第１ブロック１２と接続して、図９に示した基板接続部材９０とする製造方法は、第１の実施の形態にかかる基板接続部材１１の場合と同じであるので説明を省略する。
【００５９】
なお、本実施の形態では、連結導体９６として捩り線を用いたが、個々の連結導体９６となる領域の第２ハウジング９４に小さな複数の貫通孔を形成しておき、その貫通孔に金属細線をそれぞれ挿入して固定する構成としてもよい。このようにすれば、より柔軟性を有しながら、かつ比較的広い接続面積を確保することができる。
【００６０】
（第３の実施の形態）
図１０は、本発明の第３の実施の形態にかかる基板接続部材１００の断面図である。図１０に示すように、本実施の形態にかかる基板接続部材１００の基本的な構成も、第１の実施の形態にかかる基板接続部材１１と同じである。本実施の形態では、第２ブロック１０２の構成が第１の実施の形態の基板接続部材１１の第２ブロック１３と異なる。すなわち、本実施の形態では、第２ハウジング１０４の額縁部分の上面部１０４Ａから下面部１０４Ｂに貫通孔が設けられ、この貫通孔に連結導体１０６が配設されている。
【００６１】
すなわち、第１の実施の形態と同様な材料により作製された第２ハウジング１０４の額縁部分には、第１ブロック１２の複数のリード端子１５と同じピッチで、複数個の同一寸法の貫通孔が設けられており、各貫通孔内には連結導体１０６が充填されている。
【００６２】
この連結導体１０６としては、導電性ペーストを印刷や描画等の手法を用いれば貫通孔に容易に充填することができる。例えば、熱硬化型のエポキシ樹脂に導体として銀粉を混ぜた導電性樹脂ペーストを使用し、ディスペンサー等の描画方式を用いれば、貫通孔に充填することができる。
【００６３】
そして、このように形成された第２ブロック１０２を第１ブロック１２と接続して、図１０に示す基板接続部材１００とする方法は、第１の実施の形態にかかる基板接続部材１１の製造方法と同じである。
【００６４】
すなわち、第１ブロック１２のリード端子１５の一端部１５Ａと第２ブロック１０２の連結導体１０６である導電性ペーストの他端部とを位置合せした後、所定の圧力を加えながら第２ハウジング１０４の軟化温度以上の温度に加熱して表面を軟化させ、第２ハウジング１０４の下面部１０４Ｂと第１ハウジング１４の上面部１４Ａとを接着結合させる。これにより、第１ブロック１２と第２ブロック１０２とが結合一体化するとともに、連結導体１０６とリード端子１５とが接触により接続され、基板接続部材１００が作製される。なお、この加熱時に、熱硬化型の樹脂からなる導電性ペーストも一緒に硬化させてもよい。
【００６５】
本実施の形態にかかる基板接続部材１００は以上説明した構成からなり、第２ブロック１０２は柔軟性を有する連結導体１０６と第２ハウジング１０４とにより、落下等の衝撃が加わっても応力はこの第２ブロック１０２で吸収される。したがって、接続部が外れる等の不良が生じにくく、信頼性の高い三次元接続構造体を実現できる。
【００６６】
なお、上記の説明において、連結導体１０６に用いる導電性ペーストは熱硬化型であるとしたが、熱可塑型またはホットメルト型であってもよい。
【００６７】
（第４の実施の形態）
図１１および図１２は、本発明の第４の実施の形態にかかる三次元接続構造体の製造方法を説明するための断面図である。
【００６８】
本実施の形態にかかる三次元接続構造体の製造方法は、第１の実施の形態にかかる基板接続部材１１の第１ブロック１２と第２ブロック１３とをそれぞれ別個に第１モジュール基板５０と第２モジュール基板８０とに接続した後に、第１ブロック１２と第２ブロック１３とを結合することにより、三次元接続構造体とする方法である。
【００６９】
すなわち、まず、図１１（ａ）に示すように、第１ブロック１２の複数のリード端子１５の他端部１５Ｂと、第１モジュール基板５０の表面電極配線３４の対応する電極端子３４Ａとを接続部材７６により接続する。この接続は第１の実施の形態と同じ方法により行うことができる。
【００７０】
一方、図１１（ｂ）に示すように、第２ブロック１３の連結導体１８の一端部１８Ａと、第２モジュール基板８０の裏面電極配線６４の対応する電極端子６４Ａとを位置合せして密着させる。つぎに、第２ハウジング１７を加熱・加圧して粘着力を生じさせ、第２ハウジング１７の上面部１７Ａと第２モジュール基板８０の絶縁基材６２とを接着する。これにより、第２モジュール基板８０と第２ブロック１３との接着固定と電気的導通を行う。
【００７１】
つぎに、図１２に示すように、第１ブロック１２と第２ブロック１３とが対向する配置とする。さらに、第１ブロック１２のリード端子１５の一端部１５Ａと第２ブロック１３の連結導体１８の他端部１８Ｂとを位置合せした後、第２ブロック１３の第２ハウジング１７の下面部１７Ｂと第１ブロック１２の第１ハウジング１４の上面部１４Ａとを矢印で示す方向に押圧していき加熱・加圧する。これにより、第２ハウジング１７の表面部分は粘着性を生じるので、第２ハウジング１７の下面部１７Ｂと第１ハウジング１４の上面部１４Ａとが接着される。
【００７２】
以上により、第１ブロック１２と第２ブロック１３とが結合一体化して三次元接続構造体が得られる。
【００７３】
このような三次元接続構造体の製造方法によれば、第１モジュール基板５０と第１ブロック１２および第２モジュール基板８０と第２ブロック１３とをそれぞれ別々に接続後、これらを一体化すればよいので三次元接続構造体の製造工程を簡略化できる。
【００７４】
なお、第１の実施の形態から第４の実施の形態までにおいて、第１ブロックのリード端子の一端部と第２ブロックの連結導体の他端部とは、どちらも第１ハウジングおよび第２ハウジングの表面と同じ面となるように一部埋設された構成としたが、本発明はこれに限定されない。どちらか一方が表面上に密着して形成されていてもよいし、両方ともに表面上に形成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の基板接続部材とそれを用いた三次元接続構造体並びに三次元接続構造体の製造方法は、電子部品を搭載したモジュール基板間を電気的および機械的に接続するもので、落下等の衝撃を受けても接続部の不良が生じにくく、信頼性の高い三次元接続構造体を実現でき、モバイル機器等の携帯用電子機器の分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる基板接続部材の外観斜視図
【図２】同実施の形態にかかる基板接続部材の断面図
【図３】同実施の形態にかかる基板接続部材の第２ハウジングの斜視図
【図４】同実施の形態にかかる基板接続部材において、第１ブロックの第１ハウジングの上面部と、第２ブロックの第２ハウジングの下面部とを対向させて一体化する方法を説明するための斜視図
【図５】同実施の形態にかかる基板接続部材の変形例を示す断面図
【図６】同実施の形態にかかる基板接続部材を用いて、配線基板上に複数の電子部品を搭載した２枚のモジュール基板間を接続してなる三次元接続構造体の断面図
【図７】同実施の形態にかかる基板接続部材を用いて三次元接続構造体を作製するときの接続方法を説明するための工程断面図
【図８】図５に示した変形例の基板接続部材を用いて三次元接続構造体を作製したときの断面図
【図９】本発明の第２の実施の形態にかかる基板接続部材の断面図
【図１０】本発明の第３の実施の形態にかかる基板接続部材の断面図
【図１１】本発明の第４の実施の形態にかかる三次元接続構造体の製造方法を説明するための断面図
【図１２】同実施の形態にかかる三次元接続構造体の製造方法を説明するための断面図
【図１３】従来のピンコネクタによる接続構造の断面図
【図１４】（ａ）は従来の他の方式のピンコネクタの平面図（ｂ）はその断面図
【図１５】図１４に示すピンコネクタを使用してモジュール基板の配線パターン同士を接続した接続構造の断面図
【符号の説明】
【００７７】
１，６    樹脂スペーサ
２，７    金属製接続ピン
２Ａ，７Ａ    上端部
２Ｂ，７Ｂ    下端部
３Ａ，３Ｂ，４４，４６，７２，７４    電子部品
４Ａ，４Ｂ    モジュール基板
５Ａ，５Ｂ    配線パターン
８    可撓弾性片
１１，９０，１００，１１０    基板接続部材
１２，２１    第１ブロック
１３，９２，１０２    第２ブロック
１４    第１ハウジング
１４Ａ，１７Ａ，９４Ａ，１０４Ａ    上面部
１４Ｂ，１７Ｂ，９４Ｂ，１０４Ｂ    下面部
１５，２２    リード端子
１５Ａ，１８Ａ，２２Ａ    一端部
１５Ｂ，１８Ｂ，２２Ｂ    他端部
１７，９４，１０４    第２ハウジング
１７Ｃ    外面
１８，９６，１０６    連結導体
３０    第１多層配線基板
３２，６２    絶縁基材
３４，６８    表面電極配線
３４Ａ，６４Ａ    電極端子
３６，３８，６６    内層電極配線
４０，６４    裏面電極配線
４２，７０    ビア
５０    第１モジュール基板
６０    第２多層配線基板
７６    接続部材
８０    第２モジュール基板
【図１】
2006040744.tif 000003
【図２】
2006040744.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006040744.tif 000008
【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】
2006040744.tif 000014
【図１３】
2006040744.tif 000015
【図１４】
2006040744.tif 000016
【図１５】
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