(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱成形可能な基材と、
前記基材上に配置された金属配線パターンと、
外部素子と電気的に接続するための外部接続端子を含み前記金属配線パターンに熱溶融性の導電成分を含む接合手段で接合された電子素子と、
少なくとも前記外部接続端子の表面である端子表面が露出するように前記基材の前記金属配線パターンが配置された一面を覆う樹脂層と、
前記樹脂層よりも軟化点が高く前記接合手段の一部又は全部を前記樹脂層と離隔するように覆う樹脂被覆層と、を備えた、
ことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記金属配線パターンは、金属ナノ粒子からなる導電層上に形成されたＣｕよりなる金属めっき層である、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記接合手段は、前記基材の軟化点より低温の溶融温度を有する低温はんだである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記樹脂層は熱可塑性材料からなり、前記樹脂被覆層は熱硬化性樹脂材料、二液性硬化性樹脂材料、光硬化性樹脂材料、又は湿気硬化性樹脂材料からなる、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項５】
前記基材の前記金属配線パターンが配置された面と反対側の面が熱可塑性樹脂層で覆われている、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
予め定められた処理を行う電子回路と、電子回路が配置された基体と、一方端部が折り曲げられて基体に設けられたパッドと接合されると共にパッドを介して電子回路と電気的に接続され、また他方端部がコネクタ端子となって二次モールドの際の位置決めに使用されるピンヘッダと、コネクタ端子が露出するように、電子回路、基体及びピンヘッダの一方端部を樹脂封止して得られた一次モールド体と、を備えたモジュールが知られている（特許文献１）。
【０００３】
電気機械的構造体を製造するための方法であって、実質的に平坦なフィルム上に、複数の導体および／または複数のグラフィック体を作る工程と、フィルムの所望の３次元形状に関連して、フィルム上に複数の電子素子を取り付ける工程と、電子素子を収容するフィルムを実質的な３次元形状に形成する工程と、フィルム上で実質的な成形による射出成形プロセスにおける挿入体として、実質的な３次元フィルムを使用する工程とを備え、フィルムの表面に材料の好ましい層が取り付けられて、電気機械的構造体を作り出す、方法も知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特願２０１７−２０７３１８号公報
【特許文献２】特表２０１６−５３９０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、変形可能な基材上に形成された金属配線パターンに電子素子を導電接合する接合手段の熱と圧力による溶け出しを抑制し電子素子を金属配線パターン上に位置精度よく保持し電気的接合を維持することができる電子装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の電子装置は、
熱成形可能な基材と、
前記基材上に配置された金属配線パターンと、
外部素子と電気的に接続するための外部接続端子を含み前記金属配線パターンに熱溶融性の導電成分を含む接合手段で接合された電子素子と、
少なくとも前記外部接続端子の表面である端子表面が露出するように前記基材の前記金属配線パターンが配置された一面を覆う樹脂層と、
前記樹脂層よりも軟化点が高く前記接合手段の一部又は全部を前記樹脂層と離隔するように覆う樹脂被覆層と、を備えた、
ことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子装置において、
前記金属配線パターンは、金属ナノ粒子からなる導電層上に形成されたＣｕよりなる金属めっき層である、
ことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電子装置において、
前記接合手段は、前記基材の軟化点より低温の溶融温度を有する低温はんだである、
ことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電子装置において、
前記樹脂層は熱可塑性材料からなり、前記樹脂被覆層は熱硬化性樹脂材料、二液性硬化性樹脂材料、光硬化性樹脂材料、又は湿気硬化性樹脂材料からなる、
ことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電子装置において、
前記基材の前記金属配線パターンが配置された面と反対側の面が熱可塑性樹脂層で覆われている、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、接合手段の一部又は全部を覆う樹脂被覆層を備えていない構成に比べて、変形可能な基材上に形成された金属配線パターンに電子素子を導電接合する接合手段の熱と圧力による溶け出しを抑制するとともに、電子素子に作用する応力を低減し、外部接続端子の破損を抑制することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、金属配線パターンを変形された基材の３次元形状に沿って配置することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、熱成形可能な基材上に配置された金属配線パターンに電子素子を導電接合することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、樹脂層が樹脂被覆層に接触した際に樹脂被覆層の軟化を抑制することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、電子装置の強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係る電子装置の一例を樹脂層を不図示にして示す平面模式図である。
【図２】本実施形態に係る電子装置の一例を示す部分断面模式図である。
【図３】本実施形態に係る電子装置の他の態様の一例を示す部分断面模式図である。
【図４】本実施形態に係る電子装置の製造方法の概略の手順の一例を示すフローチャート図である。
【図５】実施例に係る電子装置を樹脂層を不図示にして示す平面模式図である。
【図６】（ａ）は実施例における金属配線パターンとピンヘッダの接合を示す部分平面模式図、（ｂ）は金属配線パターンとピンヘッダの接合を示す部分断面模式図、（ｃ）は樹脂層が充填された金属配線パターンとピンヘッダの接合状態を示す部分断面模式図である。
【図７】実施例に係る電子装置におけるＬＥＤの点灯確認結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に図面を参照しながら、本発明の実施形態の具体例を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
尚、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【００２４】
（１）電子装置の全体構成
図１は本実施形態に係る電子装置の一例を樹脂層を不図示にして示す平面模式図、図２は本実施形態に係る電子装置の一例を示す部分断面模式図、図３は本実施形態に係る電子装置の他の態様の一例を示す部分断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る電子装置の構成について説明する。
【００２５】
電子装置１は、図１、図２に示すように、熱可塑性樹脂により構成された絶縁性の基材２と、この基材２上に金属ナノ粒子を含む導電性インクの塗布により配線パターンとして形成された導電層３ａの上にめっき処理により形成された金属配線パターン３と、金属配線パターン３上に接合手段の一例としての低温はんだ４で接合された電子素子の一例としてのピンヘッダ５と、低温はんだ４の一部又は全部を覆う樹脂被覆層６と、基材２の金属配線パターン３が配置された一面２ａを覆う樹脂層７と、を備えて構成されている。
【００２６】
（基材）
本実施形態において使用する絶縁性の基材２は特にフィルム状の基材に限らないが、以下、フィルム状の基材として説明する。
基材２の素材は、絶縁性の変形可能な熱可塑性樹脂であって、融点Ｔｍが存在する場合は１５０℃以上であることが好ましく、２００℃以上であることがより好ましい。
また、基材２のガラス転移点Ｔｇの範囲は２０℃〜２５０℃が好ましく、５０℃〜２００℃がより好ましく、７０℃〜１５０℃が最も好ましい。ガラス転移点Ｔｇが低すぎる場合、金属ナノ粒子の焼結時に基材２の歪みが大きくなる虞がある。
【００２７】
基材２の材質は、上記のような融点Ｔｍおよびガラス転移点Ｔｇの条件に該当すれば特に限定されないが、具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル（ＰＥ）、ナイロン６−１０、ナイロン４６などのポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ＡＢＳ、ＰＭＭＡ、ポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂が挙げられる。
特にポリエステル（ＰＥ）がより好ましく、さらにその中でもポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が経済性、電気絶縁性、耐薬品性等のバランスが良く最も好ましい。
【００２８】
基材２の厚みは、５μｍ〜３ｍｍが好ましく、１２μｍ〜１ｍｍがより好ましく、５０μｍ〜２００μｍが最も好ましい。基材２の厚みが薄すぎる場合、強度が不十分になるとともに、金属配線パターン３のめっき工程時に基材２の歪みが大きくなる虞がある。なお、この厚みは基材２がフィルム状の基材である場合の条件であり、本発明が適用される絶縁性の基材２はフィルム状の基材に限定されない。
【００２９】
基材２の表面には、金属ナノ粒子を含む導電性インクを均一に塗るために、表面処理を施すことが好ましい。表面処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、溶剤処理、プライマー処理を用いることができる。
【００３０】
このような変形可能な熱可塑性樹脂からなるフィルム状の基材２は、電子装置１の要求される使用態様によって、熱成形、真空成形または圧空成形によって実質的に平坦な二次元形状から実質的に３次元形状に形成される。
【００３１】
（金属配線パターン）
基材２の表面に金属配線パターン３を配置する場合、さきに、金属ナノ粒子により構成される導電層３ａを塗布する。
導電層３ａの厚みは、１００ｎｍ〜２０μｍが好ましく、２００ｎｍ〜５μｍがさらに好ましく、５００ｎｍ〜２μｍが最も好ましい。導電層３ａが薄すぎると、導電層３ａの強度が低下するおそれがある。また、導電層３ａが厚すぎると、金属ナノ粒子は通常の金属よりも高価であるため、製造コストが増大する虞がある
【００３２】
金属ナノ粒子の材料としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）などが用いられ、導電性の観点から金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）が好ましく、銅（Ｃｕ）に比べて酸化されにくく、かつ金（Ａｕ）に比べて安価な銀が最も好ましい。
【００３３】
金属ナノ粒子の粒子径は１ｎｍ〜５００ｎｍが好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍがより好ましい。粒子径が小さすぎる場合、基材２の樹脂を加熱・加圧により導入するための空隙が発生しづらくなると共に、粒子の反応性が高くなりインクの保存性・安定性に悪影響を与える虞がある。粒子径が大きすぎる場合、薄膜の均一形成が困難になるとともに、インクの粒子の沈殿が起こりやすくなる虞がある。
【００３４】
金属配線パターン３は、導電層３ａの上に電解めっきまたは無電解めっきにより形成される。めっき金属としては、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などを用いることができるが、伸長性、導電性および価格の観点から銅（Ｃｕ）を用いることが最も好ましい。
【００３５】
めっき層の厚さは、０．０３μｍ〜１００μｍが好ましく、１μｍ〜３５μｍがより好ましく、３μｍ〜１８μｍが最も好ましい。めっき層が薄すぎると、機械的強度が不足するとともに、導電性が実用上十分に得られない虞がある。めっき層が厚すぎると、めっきに必要な時間が長くなり、製造コストが増大する虞がある。
【００３６】
金属配線パターン３には、複数の電子部品が取り付けられる。電子部品としては、制御回路、歪み、抵抗、静電容量、ＴＩＲなどの接触感知、及び光検出部品、圧電アクチュエータまたは振動モータなどの触知部品または振動部品、ＬＥＤなどの発光部品、マイクおよびスピーカーなどの発音または受音、メモリチップ、プログラマブルロジックチップおよびＣＰＵなどのデバイス操作部品、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＬＳデバイス、ＰＳデバイス、処理デバイス、ＭＥＭＳ等が挙げられる。図１には、これらの電子部品の一例として、抵抗であるヒータ３Ａ、発光部品であるＬＥＤ３Ｂ、及びタッチセンサ３Ｃを示している。
【００３７】
（電子素子）
金属配線パターン３上には、電子素子の一例としてのピンヘッダ５が接合されている。ピンヘッダ５は、金属配線パターン３と電気的に接続された電子装置１に実装された複数の電子部品と電子装置１の外部に設けられた外部素子とを電気的に接続するための外部接続端子５１と、複数の外部接続端子５１が互いに所定の距離が離れるように保持するピン保持部５２とを有する。
【００３８】
外部接続端子５１は、例えば、銅の合金などを用いて四角柱形状に形成されている。なお外部接続端子５１は、一例として、表面にニッケルメッキを施し、そのニッケルメッキの上に、金（ＡＵ）、錫（Ｓｎ）などの金属やそれら金属を含む合金などのメッキが施されても良い。外部接続端子５１のピッチは、接続先のコネクタの規格に応じている。外部接続端子５１は、例えば、コネクタ端子となる端子部５１ａと、金属配線パターン３と接合されるアンカー部５１ｂとからなり、アンカー部５１ｂが金属配線パターン３に接合される。
【００３９】
（低温はんだ）
ピンヘッダ５の外部接続端子５１のアンカー部５１ｂは金属配線パターン３と熱溶融性の導電成分を含む接合手段の一例としての低温はんだ４で接合されている。低温はんだ４は、基材２の軟化点より低温の溶融温度を有するはんだであり、例えば、錫（Ｓｎ）とビスマス（Ｂｉ）との合金（ＳｎＢｉ）、錫（Ｓｎ）とビスマス（Ｂｉ）とニッケル（Ｎｉ）と銅（Ｃｕ）との合金（ＳｎＢｉＮｉＣｕ）、錫（Ｓｎ）とビスマス（Ｂｉ）と銅（Ｃｕ）とアンチモン（Ｓｂ）との合金（ＳｎＢｉＣｕＳｂ）、錫（Ｓｎ）と銀（Ａｇ）とビスマス（Ｂｉ）との合金（ＳｎＡｇＢｉ）、錫（Ｓｎ）とインジウム（Ｉｎ）との合金（ＳｎＩｎ）、錫（Ｓｎ）とインジウム（Ｉｎ）とビスマス（Ｂｉ）との合金（ＳｎＩｎＢｉ）、又は、基材２の軟化点と比較して相対的に低い融点を持つその他の合金とビスマス（Ｂｉ）及び／又はインジウム（Ｉｎ）とのその他の組み合わせとすることができ、例えば基材２としてのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の軟化点より低い１２０〜１４０℃の融点を有することが望ましい。
【００４０】
具体的には、低温はんだ４のはんだペーストとして、Ｓｎ−４０Ｂｉ−（０〜１．１）Ｃｕ−０．０３Ｎｉと表されるものが挙げられる。そのような低温はんだ４として、商品名「ＥＣＯ  ＳＯＬＤＥＲ ＰＡＳＴＥ  ＬＴ１４２」（千住金属工業社製）などが挙げられる。
【００４１】
基材２の軟化点よりも低い融点を持つはんだペーストを用いることにより、リフロー温度がはんだペーストの融点よりも高いが、基材２の軟化点よりも低いようにリフロープロセスを制御することができる。具体的には、例えば、基材２がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である場合、１４０℃でリフロープロセスを実行することで、基材２は溶融又はその他の変形をしない一方で、はんだペーストは溶融して金属配線パターン３と化学的かつ物理的に接合し得る状態になる。そして、低温はんだ４が固化して、低温はんだ４を介して金属配線パターン３に電子素子の一例としてのピンヘッダ５が接合される。
【００４２】
（樹脂層）
樹脂層７は、金属配線パターン３とピンヘッダ５が配置された基材２の一面２ａに対して二次モールド成形を行って形成され、金属配線パターン３が配置された一面２ａを覆う本体部７１と、筒形状を有し、筒の内部にピンヘッダ５の外部接続端子５１が露出するコネクタ部７２と、を備えて構成されている。
【００４３】
樹脂層７は、二次モールド成形可能な熱可塑性樹脂材料からなる熱可塑性樹脂である。具体的には、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリアミド（ＰＡ）、アクリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、変性ポリフェニレンオキサイト（ｍ−ＰＰＯ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、またはこれらの混合物を含む熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００４４】
樹脂層７は、図３（ｂ）に示すように、基材２の金属配線パターン３が配置された一面２ａと反対側の面２ｂにも形成してもよい。基材２の一面２ａと反対側の面２ｂにも樹脂層７を形成することで電子装置１の強度を向上させることができる。
【００４５】
（樹脂被覆層）
樹脂被覆層６は、電子素子の一例としてのピンヘッダ５を金属配線パターン３上に接合する低温はんだ４の一部または全部を覆って、樹脂層７が射出成形等によって基材２の一面にモールドされる際に、高温の溶融樹脂と接触して低温はんだ４の溶融樹脂の熱と圧力による溶け出しを抑制するものである。
そのために、樹脂被覆層６は、樹脂層７の材料よりも軟化点が高い材料で、熱硬化性樹脂材料、二液性硬化性樹脂材料、光硬化性樹脂材料、又は湿気硬化性樹脂材料からなる硬化性樹脂である。具体的には、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂など、様々な樹脂等を用いることができる。これらは単独もしくは２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中では、特にエポキシ樹脂が好適である。
【００４６】
これらの硬化性樹脂材料は、接着剤や塗料としても用いられ、種々の材料に対して高い密着性を有するとともに、硬化前のモノマーの状態では粘度が低いため、成形性に優れ、ピンヘッダ５のアンカー部５１ｂを金属配線パターン３上に接合する低温はんだ４の全体を覆うのに好適である。
【００４７】
これらの硬化性樹脂は、硬化後の耐熱性、耐薬品性及び寸法安定性に優れ、樹脂層７を、射出成形によって二次成形する際に、溶融樹脂の温度を、例えば、２８０℃〜３２０℃とした場合に、樹脂層７を形成する溶融樹脂と接触する樹脂被覆層６の軟化を抑制して、低温はんだ４の溶融樹脂の熱と圧力による溶け出しを抑制することができる。これにより、ピンヘッダ５を金属配線パターン３上に位置精度よく保持し電気的接合を維持することができる。
なお、これらの硬化性樹脂は、ガラスフィラーやミネラルフィラー等の無機フィラーを含有してもよく、また、これらの硬化性樹脂は、単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００４８】
樹脂被覆層６は、図３（ａ）に模式的に示すように、接合手段である低温はんだ４と電子素子の一例としてのピンヘッダ５の一部または全部を覆って射出成形により充填されて形成される樹脂層７と熱的に離隔するとともに圧力の影響を受けないように配置されてもよい。
【００４９】
（２）電子装置の製造方法
図４は本実施形態に係る電子装置１の製造方法の概略の手順の一例を示すフローチャート図である。
電子装置１は、熱可塑性樹脂により構成された変形可能な基材２上に、金属ナノ粒子を含む導電性インク（金属ナノ粒子インク）をインクジェット法またはフレキソ印刷で塗布する導電性インク塗布工程Ｓ１と、めっき処理により導電性インク層の上に金属配線パターンを形成するめっき工程Ｓ２と、金属配線パターン３上に電子素子の一例としてのピンヘッダ５を接合するためのはんだペーストを塗布するはんだペースト塗布工程Ｓ３と、ピンヘッダ５を金属配線パターン３上に載置してリフロープロセスで接合する接合工程Ｓ４と、リフロープロセスで固化した低温はんだ４の一部又は全部を熱硬化性樹脂で覆う被覆工程Ｓ５と、金属配線パターン３上にピンヘッダ５が接合された基材２の一面を覆うように射出成形により熱可塑性樹脂を二次モールドする樹脂充填工程Ｓ６とを備える。
【００５０】
（導電性インク塗布工程）
金属ナノ粒子インクをベースフィルムに塗布する方法として、インクジェット法、フレキソ印刷が挙げられるが、本実施形態においてはインクジェット法を用いている。具体的には、１０００ｃｐｓ以下、例えば、２ｃｐｓから３０ｃｐｓの低粘度の金属ナノ粒子インクをインクジェット法で塗布した後、溶媒を揮発させ金属ナノ粒子のみを残す。その後、溶媒を除去し（乾燥）、銀ナノ粒子を焼結させる（焼成）。
【００５１】
インク中の金属ナノ粒子の含有割合については、質量比で５％から６０％が好ましく、１０％から３０％がさらに好ましい。含有割合が低すぎる場合、金属ナノ粒子による導電層を形成するのに必要なナノ粒子が足らずピンホールが発生するおそれがあり、含有割合が高過ぎるとインクの中で粒子同士が凝集しやすくなるなど安定性が損なわれる虞がある。
【００５２】
（めっき工程）
金属ナノ粒子インク塗布工程を経て基材２上に形成された金属ナノ粒子層に対し、電解めっきまたは無電解めっきを行うことにより、金属ナノ粒子層の表面および内部にめっき金属を析出させる。めっき方法は公知のめっき液及びめっき処理と同様であり、具体的に無電解銅めっき、電解銅めっきが挙げられる。
【００５３】
（はんだペースト塗布工程）
基材２上に形成された金属配線パターン３上にピンヘッダ５を接合するために、低温はんだ４のはんだペーストを塗布し、低温はんだ４を形成する。はんだペーストの印刷は、ステンシル印刷装置、スクリーン印刷装置、ディスペンサ装置等の公知の装置を用いて行うことができる。本実施形態においては、ディスペンサ装置を用いてはんだペーストを塗布する。
【００５４】
（接合工程）
ディスペンサ装置によって金属配線パターン３上にはんだペーストを塗布後、例えばデバイス搭載装置等を用いてピンヘッダ５を搭載して、はんだを溶融、固化させて、金属配線パターン３上に低温はんだ４を介してピンヘッダ５のアンカー部５１ｂを接合する。例えば、熱成形等で変形可能な熱可塑性樹脂からなる基材２は、その軟化点が低いが、低温はんだ４を用いて１４０℃でリフロープロセスを実行することで、基材２は接合工程の熱によって溶融又はその他の変形をすることはない。
【００５５】
（被覆工程）
被覆工程Ｓ５は、硬化性樹脂を塗布することによって、低温はんだ４及びピンヘッダ５の一部または全部を覆う樹脂被覆層６を形成する工程である。この被覆工程Ｓ５で形成された樹脂被覆層６は、低温はんだ４を二次モールド成形される樹脂層７の溶融樹脂による熱および圧力から離隔している。
【００５６】
（樹脂充填工程）
樹脂充填工程Ｓ６では、被覆工程Ｓ５までで形成された基材２、金属配線パターン３、ピンヘッダ５、低温はんだ４及び樹脂被覆層６の積層体を、二次モールド成形用金型に載置した後金型を閉じて熱可塑性樹脂を基材２の一面を覆うように射出成形する。
金属配線パターン３とピンヘッダ５を接合する低温はんだ４は、例えば１４０℃でリフロープロセスが実行されるが、樹脂層７よりも軟化点が高い硬化性樹脂からなる樹脂被覆層６で熱的及び圧力的に離隔されているために、樹脂充填工程Ｓ６においては、樹脂温度を２８０℃〜３２０℃として通常の熱可塑性樹脂の射出成形が可能となっている。
この樹脂導入工程Ｓ６においては、金型とピンヘッダ５の位置決めを行った状態で熱可塑性樹脂が射出成形によって射出され樹脂層７が形成される。
【００５７】
「実施例」
図５は実施例に係る電子装置１を樹脂層７を不図示にして示す平面模式図、図６（ａ）は実施例における金属配線パターン３とピンヘッダ５の接合を示す部分平面模式図、（ｂ）は金属配線パターン３とピンヘッダ５の接合を示す部分断面模式図、（ｃ）は樹脂層７が充填された金属配線パターン３とピンヘッダ５の接合状態を示す部分断面模式図、図７は実施例に係る電子装置１におけるＬＥＤ３Ｂの点灯確認結果を示す図である。
以下、本発明を実施例及び比較例により説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
本実施例においては、以下のようにして電子装置１を作成しＬＥＤ３Ｂの点灯確認を行なった。
【００５８】
（基材）
厚さ１２５μｍのＰＥＴフィルムを所定の大きさに切り抜き、基材２とした。
【００５９】
（回路形成）
ＰＥＴフィルム上に、インクジェット装置で金属ナノ粒子インクの導電層３ａを形成し、無電解めっきにより銅（Ｃｕ）を用いて金属配線パターン３を形成した。
また、図５に示すように、金属配線パターン３の一部は、ヒータ３Ａ、タッチセンサ３Ｃとして形成した。さらに、金属配線パターン３には、発光部品の一例としてＬＥＤ３Ｂを複数実装した。
【００６０】
（電子素子）
金属配線パターン３上に、電子装置１の外部に設けられた外部素子と電気的に接続するためのピンヘッダ５をはんだにて接合した。はんだは、低温はんだである商品名「ＥＣＯ  ＳＯＬＤＥＲ ＰＡＳＴＥ  ＬＴ１４２」（千住金属工業社製）、高温はんだである商品名「ＥＣＯ ＳＯＬＤＥＲ ＰＡＳＴＥ  Ｍ７０５−ＧＲＮ３６０−Ｋ２−Ｖ」（千住金属工業社製）、低温はんだとエポキシ樹脂からなる商品名「ＥＣＯ ＳＯＬＤＥＲ ＰＡＳＴＥ  Ｌ２０−ＪＰＰ」（千住金属工業社製）をそれぞれ用いて１４０℃に制御されたリフロープロセスで接合した。
【００６１】
（樹脂被覆層）
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、樹脂被覆層６として、湿気硬化性樹脂からなる接着剤である商品名「スーパーＸ」（セメダイン社）、湿気硬化性シリコンゴム接着剤である商品名「ＫＥ３４８」（信越化学工業社製）をそれぞれ用いてはんだ及びピンヘッダ５の一部を被覆した。
【００６２】
（樹脂層）
図６（ｃ）に示すように、基材２、金属配線パターン３、ピンヘッダ５、低温はんだ４及び樹脂被覆層６の積層体を、二次モールド成形用金型に載置して樹脂層７として、ポリカーボネート（ＰＣ）  商品名「ユーピロン  Ｓ−２０００」（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製）を用いて射出成形を行った。この射出成形によって、ピンヘッダ５を囲うようにコネクタ形状を形成した。
【００６３】
（実施例１）
はんだ：「ＥＣＯ  ＳＯＬＤＥＲ ＰＡＳＴＥ  ＬＴ１４２」
樹脂被覆層：「スーパーＸ」
実施例１に係る電子装置１において、ピンヘッダ５を介して外部から給電した結果、図７に示すように、１０回全てにおいてＬＥＤ３Ｂの点灯が確認された。
【００６４】
（実施例２）
はんだ：「ＥＣＯ  ＳＯＬＤＥＲ ＰＡＳＴＥ  ＬＴ１４２」
樹脂被覆層：「ＫＥ３４８」
実施例２に係る電子装置１においては、図７に示すように、５回全てにおいてＬＥＤ３Ｂの点灯が確認された。
【００６５】
（比較例１）
はんだ：「ＥＣＯ  ＳＯＬＤＥＲ ＰＡＳＴＥ  ＬＴ１４２」
樹脂被覆層：なし
比較例１に係る電子装置１においては、１０回中、１回のみＬＥＤ３Ｂの点灯が確認され、９回はＬＥＤ３Ｂの点灯は確認されなかった。
【００６６】
（比較例２）
はんだ：「ＥＣＯ ＳＯＬＤＥＲ ＰＡＳＴＥ  Ｍ７０５−ＧＲＮ３６０−Ｋ２−Ｖ」
樹脂被覆層：なし
比較例２に係る電子装置１においては、１０回中、２回のみＬＥＤ３Ｂの点灯が確認されたが不安定であった。また、８回はＬＥＤ３Ｂの点灯は確認されなかった。
【００６７】
（比較例３）
はんだ： 「ＥＣＯ ＳＯＬＤＥＲ ＰＡＳＴＥ  Ｌ２０−ＪＰＰ」
樹脂被覆層：なし
比較例３に係る電子装置１においては、１０回中、３回でＬＥＤ３Ｂの点灯が確認され、１回は不安定であった。また、６回はＬＥＤ３Ｂの点灯は確認されなかった。
【００６８】
このように、金属配線パターン３とピンヘッダ５の一部が樹脂被覆層６で覆われた状態で樹脂層７を二次モールド成形した実施例１、実施例２においては、低温はんだ４（「ＥＣＯ  ＳＯＬＤＥＲ ＰＡＳＴＥ  ＬＴ１４２」）が樹脂層７よりも高い軟化点を有する樹脂被覆層６で覆われていることにより、低温はんだ４の溶融樹脂の熱及び圧力による溶け出しが抑制されていることが推察される。その結果、ピンヘッダ５が金属配線パターン３上に位置精度よく保持され電気的接合が維持されている。
【００６９】
本実施形態に係る電子装置１によれば、金属配線パターン３上に電子素子の一例としてのピンヘッダ５を接合する低温はんだ４を、熱可塑性樹脂を用いて樹脂層７を射出成形する前に、予め硬化性樹脂で被覆しておいた状態で二次モールド成形することにより、接合手段の一例としての低温はんだ４を覆う樹脂被覆層６を備えていない構成に比べて、変形可能な基材２上に形成された金属配線パターン３に電子素子を導電接合する低温はんだ４の熱及び圧力による溶け出しを抑制することができる。
また、変形可能な基材２上に形成された金属配線パターン３に電子素子を導電接合する低温はんだ４の熱及び圧力による溶け出しを抑制し電子素子を金属配線パターン３上に位置精度よく保持し電気的接合を維持することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１・・・電子装置
２・・・基材
３・・・金属配線パターン
４・・・低温はんだ
５・・・ピンヘッダ
６・・・樹脂被覆層
７・・・樹脂層
【要約】
【課題】変形可能な基材上に形成された金属配線パターンに電子素子を導電接合する接合手段の熱と圧力による溶け出しを抑制し電子素子を金属配線パターン上に位置精度よく保持し電気的接合を維持することができる電子装置を提供する。
【解決手段】変形可能な基材と、基材上に配置された金属配線パターンと、金属配線パターンに熱溶融性の導電成分を含む接合手段で接合された電子素子と、基材の金属配線パターンが配置された一面を覆う樹脂層と、樹脂層よりも軟化点が高く接合手段の一部又は全部を樹脂層と離隔するように覆う樹脂被覆層と、を備えた。
【選択図】図２【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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