(57)【要約】【課題】  薄型化しても、高密度実装を妨げることなく剛性を確保したプリント配線板、プリント配線板の製造方法、及びそれを用いた電子機器を提供することを目的とする。【解決手段】  電子部品３を高密度実装したプリント配線板であって、ガラスエポキシ樹脂からなる基板１の外形形状を有し、ガラスエポキシ樹脂より剛性の高い材料からなるフレーム２を、基板１との一体成形により基板１の周縁部に埋め込むことにより、基板の剛性と、電子部品との接合部の信頼性が向上することを特徴とするプリント配線板。【選択図】    図１
2008235550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスエポキシ樹脂からなる基板と、
この基板の周縁部に埋設され、ガラスエポキシ樹脂よりも剛性の高い材料からなるフレームとを備えたプリント配線板。
【請求項２】
基板の縁部に配設されたコネクタをさらに備え、フレームが、少なくとも前記コネクタ及び当該コネクタと前記基板との接続部に対応する領域で、前記基板縁部に埋設されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】
基板の層間を電気的に接続する複数の接続穴をさらに備え、フレームが、金属からなり、前記接続穴と接続していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプリント配線板。
【請求項４】
フレームは、アルミニウム、銅、又は鉄を主成分とする金属からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のプリント配線板。
【請求項５】
フレームは、セラミックス、又は高剛性樹脂からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプリント配線板。
【請求項６】
フレームを形成する工程と、
内層板に前記フレームの形状と同形状の穴を形成する工程と、
前記内層板の穴に前記フレームを嵌め込み、前記内層板の積層する両表面に外層を形成する工程とを備えたプリント配線板の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のプリント配線板を用いたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板、プリント配線板の製造方法、さらにプリント配線板を利用した電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機やデジタルカメラ等において機器の小型化、薄型化の要求がますます強くなってきているため、プリント配線板自体についても薄型化要求が厳しい。反面、高密度化のためにチップスケールパッケージなどの狭ピッチ電子部品を複数搭載する必要があり、外部応力に対する強度を確保するため電子部品とプリント配線板間へアンダーフィル樹脂を充填したり、ハンダ付けパッドを部分金めっき等の表面処理へ変更する等の剛性確保策が取られている。特許文献１では、筐体構造で電子回路を搭載したプリント配線板を支持する方法により剛性確保策が取られている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２７０１８５号公報（００１２〜００１４段、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のプリント配線板では、電子部品とプリント配線板間へアンダーフィル樹脂を充填する場合、アンダーフィル樹脂を塗布するために部品周囲に空間が必要であり、高密度実装を妨げるという問題があった。また、作業工程が増え、コストが上昇するという問題があった。
【０００５】
ハンダ付けパッドを部分金めっき等の表面処理へ変更する場合には、コストが上昇するという問題があった。また、プリント配線板の剛性を筐体構造で補う場合には、プリント配線板へ筐体側からのサポートエリアを確保する必要があり、サポートエリアを効果的に配置すると電子部品の搭載制約となるため、高密度実装化の妨げになるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、薄型化しても、高密度実装を妨げることなく剛性を確保したプリント配線板、プリント配線板の製造方法、及びそれを用いた電子機器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】
本発明に係るプリント配線板は、ガラスエポキシ樹脂からなる基板と、基板の周縁部に埋設され、ガラスエポキシ樹脂よりも剛性の高い材料からなるフレームとを備えたものである。
【０００８】
本発明に係るプリント配線板の製造方法は、フレームを形成する工程と、内層板にフレームと同形状の穴を形成する工程と、内層板の穴にフレームを嵌め込み、内層板の両表面に外層を形成する工程とを備えたものである。
【０００９】
本発明に係るプリント配線板を利用した電子機器は、上記のプリント配線板を用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガラスエポキシ樹脂からなる基板の周縁部に、ガラスエポキシ樹脂よりも剛性の高い材料からなるフレームを埋め込むことにより、高密度実装化を図るとともに基板の剛性を向上できる。また、実装される電子部品の接合部の信頼性向上を図ることができる。また、フレームを基板と一体成形することにより、製造コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るプリント配線板及びプリント配線板の製造方法の各種実施の形態について、図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１におけるプリント配線板１０１の構成を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａの端部における断面図である。
【００１２】
図１において、プリント配線板１０１は、基板１、フレーム２、電子部品３とから構成されている。図２に示すように、電子部品３が、基板１の小径接続穴４とはんだ付け部５を介して接続され、電子回路を構成している。小径接続穴４は、基板１の層間の配線を電気的に接続しているものであり、各層間において、それぞれ所定の小径接続穴が設けられている。
【００１３】
基板１は、一般的なプリント配線板の基材であるガラスエポキシ樹脂からなり、基板１の内層１ａ周縁部に沿って高剛性材料からなるフレーム２が埋め込まれている。基板１は、フレーム２上の外層１ｂ、１ｃの領域にも電子部品３を搭載できることから基板剛性と高密度実装とを両立できる構造体となっている。
【００１４】
フレーム２の形状は、剛性を高めるために基板周縁部に沿って埋め込むことが最適であり、基板外形の形状となることが多いが、強度が必要な箇所のみ埋め込むことにしてもよい。また、フレーム２の幅は、図１ではフレーム２の厚みの１．５倍〜２倍程度が好ましい。フレーム２の幅は、広いほど剛性は上がる。
【００１５】
図２では、３層の内層１ａに各３層の外層１ｂ、１ｃの基板１を示すが、これに限るものではなく、配線形態と必要な基板剛性との関係により決定される。
【００１６】
フレーム２には、ガラスエポキシ樹脂よりも剛性の優れた材料が使用される。ガラスエポキシ樹脂の弾性率は２０ＧＰａであり、例えば、アルミニウム（弾性率：７１ＧＰａ）、銅（弾性率：１１０ＧＰａ）、鉄鋼（弾性率：２００ＧＰa）等の金属や、またアルミナ（弾性率：４００ＧＰａ）等のセラミックス等がそれに相当する。また、ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）等の高剛性樹脂を用いてもよい。
【００１７】
次に、本実施の形態１におけるプリント配線板１０１の製造方法を説明する。図３（ａ）乃至図（ｃ）、及び図４（ａ）乃至図４（ｃ）に、プリント配線板１０１の製造工程の斜視図を示す。図３（ａ）乃至図（ｃ）は、内層部５１を形成する工程を示し、図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、外層１ｂ、１ｃを形成し、電子部品を実装する工程を示す。
【００１８】
まず、内層部５１の製造工程では、図３（ａ）に示すように、金属板の打ち抜き加工やルータ加工等によりフレーム２を形成する。セラミックスからなるフレーム２を用いる場合は、予めプレス成形等で形成し、焼成したもの等を用いる。また、ＣＦＲＰからなるフレーム２の場合は、金属板の場合と同様、ＣＦＲＰ板の打ち抜き加工やルータ加工等により形成したものを用いる。
【００１９】
一方、図３（ｂ）に示すように、ガラスエポキシ樹脂板に打ち抜き加工やルータ加工等によりフレーム２と同形状のフレームの穴６ａの加工を施した内層板６を準備する。内層板６には、一般的な回路形成工程である導通穴加工、めっき、パターン形成処理を施してある。
【００２０】
次に、図３（ｃ）に示すように、内層板６のフレーム用の穴６ａにフレーム２を嵌め込む。位置合せには位置合わせ用穴、又は位置合わせ用パターン等を使用するが、内層板６の配線パターンと嵌め込まれるフレーム２との位置精度が必要な場合はパターン合せが好ましく用いられる。  位置合わせ後、熱プレス等により、内層板６とフレーム２を一体化することで、内層部５１が形成される。
【００２１】
続いて、外層１ｂ、１ｃの形成工程、及び電子部品の実装工程では、図４（ａ）に示すように、まず内層部５１の表裏両面に、それぞれガラスエポキシ樹脂からなる外層板７、８を熱プレス等により加熱加圧して貼り付ける。外層板７、８を貼り付けた後、外層板７、８の所定の位置に導通穴加工、めっき、パターン形成処理を施す。
【００２２】
次いで、外層板７、８の貼り付けからパターン形成までの工程を繰り返すことにより、図４（ｂ）に示すように、内層部５１の表裏両面に、それぞれ外層部５２、５３が形成される。このように、フレーム２が嵌め込まれた内層部５１へ順次絶縁層、金属箔を積層、熱プレス加工していくことで、基板剛性と高密度実装を両立可能なプリン配線板が形成される。
【００２３】
続いて、図４（ｃ）に示すように、外層部５２の表面の所定位置に電子部品３を実装する。最後に、フレーム２で囲われた部分を、打ち抜き加工やルータ加工等により、切り抜くことで、図１に示すプリント配線板１０１が得られる。
【００２４】
以上のように、本実施の形態１では、ガラスエポキシ樹脂からなる基板１の周縁部に高剛性材料からなるフレーム２を埋め込むようにしたので、高密度実装化を図るとともに基板の剛性を向上できる。また、実装される電子部品の接合部の信頼性向上を図ることができる。また、フレームを基板と一体成形することにより、製造コストの低減を図ることができる。
【００２５】
実施の形態２．
実施の形態１のプリント配線板１０１においては、電子部品３を実装する場合について示したが、実施の形態２では、プリント配線板の周縁部に外部接続コネクタを実装する場合について示す。
【００２６】
図５は、本実施の形態２におけるプリント配線板１０２の構成を示す斜視図であり、図６は、図５のＢ−Ｂの端部における断面図である。本実施の形態２のプリント配線板１０２は、外部接続コネクタ９が、はんだ付け部５を介して、外部接続コネクタ９の信号端子１０と基板１の小径接続穴４のパッド部４ａを接続することにより実装されている。
【００２７】
フレーム１１は、基板１の周縁部だけでなく、外部接続コネクタ９の実装面とはんだ付け部パッド４ａより基板の内側を覆う範囲まで埋め込まれている。その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であり、相当部分には図１及び図２と同一符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
外部接続コネクタ９は、プリント配線板１０２が組み込まれた製品を、実際に使用する際に、外部からの応力が直接かかる部品である。フレーム１１は、外部接続コネクタ９へ挿抜されるコネクタなどのこじり（図６では上下方向の力）に対しても、外部接続コネクタ９が実装されている領域の基板１の変形を抑制し、はんだ付け部５の破壊、もしくは小径接続穴４のパッド部４ａの破壊を防ぐ。
【００２９】
本実施の形態１におけるプリント配線板１０２の製造方法は、実施の形態１の図３（ａ）乃至図（ｃ）、及び図４（ａ）乃至図４（ｃ）に示す工程と同様であり、その説明を省略する。
【００３０】
以上のように、本実施の形態２では、基板１に外部外部接続コネクタ９を実装する場合に、フレーム１１を、外部接続コネクタ９の実装面とはんだ付け部パッド４ａより基板の内側を覆う範囲まで設けたので、外部接続コネクタ９の実装された領域の基板１の変形を抑制でき、実装される外部接続コネクタの接合部の信頼性向上を図ることができる。
【００３１】
なお、本実施の形態１及び２では、フレーム１１を基板１の剛性の向上にのみ用いたが、これに限るものではない。フレーム１１に金属を用い、図７に示すように、信号接続用の小径接続穴４と接続してもよい。この場合、フレーム１１を電気回路として使用することができ、実施の形態１及び実施の形態２の効果に加えて配線インピーダンスの低減、大電流対応、放熱特性の改善を図ることができる。
【００３２】
本発明に係るプリント配線板は、上述のように、高密度実装化を図るとともに基板の剛性を向上でき、実装される電子部品の接合部の信頼性向上を図ることができることから、小型化、薄型化が要求される携帯電話機やデジタルカメラ等の電子機器のプリント配線板として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るプリント配線板の実施の形態１の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明に係るプリント配線板の実施の形態１の構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係るプリント配線板の実施の形態１の製造方法を示す工程図である。
【図４】本発明に係るプリント配線板の実施の形態１の製造方法を示す工程図である。
【図５】本発明に係るプリント配線板の実施の形態２の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明に係るプリント配線板の実施の形態２の構成を示す断面図である。
【図７】本発明に係るプリント配線板の別の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  基板
１ａ  内層
１ｂ  外層
１ｃ  外層
２  フレーム
４  小径接続穴
９  外部接続コネクタ
１１  フレーム
１０１、１０２  プリント配線板
【図１】
2008235550.tif 000003
【図２】
2008235550.tif 000004
【図３】
2008235550.tif 000005
【図４】
2008235550.tif 000006
【図５】
2008235550.tif 000007
【図６】
2008235550.tif 000008
【図７】
2008235550.tif 000009