(57)【要約】【課題】高密度化を図った電子装置、及び、電子装置の製造方法を提供する。【解決手段】電子装置は、配線基板と、前記配線基板の一方の面に実装され、高さが異なる複数の部品と、前記配線基板の前記一方の面側において前記複数の部品の上を覆い、ラミネート加工によって形成されたフレキシブル基板であって、前記複数の部品のうち、第１高さ以下の高さを有する１又は複数の第１部品を覆う第１部分と、前記複数の部品のうちの前記第１部品以外の第２部品を覆う第２部分とを有し、前記第１部分の第１剛性が前記第２部分の第２剛性よりも高い、フレキシブル基板とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板と、
前記配線基板の一方の面に実装され、高さが異なる複数の部品と、
前記配線基板の前記一方の面側において前記複数の部品の上を覆い、ラミネート加工によって形成されたフレキシブル基板であって、前記複数の部品のうち、第１高さ以下の高さを有する１又は複数の第１部品を覆う第１部分と、前記複数の部品のうちの前記第１部品以外の第２部品を覆う第２部分とを有し、前記第１部分の第１剛性が前記第２部分の第２剛性よりも高い、フレキシブル基板と
を含む、電子装置。
【請求項２】
前記配線基板の前記一方の面の前記１又は複数の部品の周りに配設され、前記第１高さを有する支柱をさらに含み、
前記フレキシブル基板の前記第１部分は、前記支柱によって支持される、請求項１記載の電子装置。
【請求項３】
前記フレキシブル基板は、前記第１部分に配設される金属層を有する、請求項１又は２記載の電子装置。
【請求項４】
前記フレキシブル基板の前記第１部分の上に実装される、第３部品をさらに含む、請求項１乃至３のいずれか一項記載の電子装置。
【請求項５】
高さが異なる複数の部品のうち、第１高さ以下の高さを有する１又は複数の第１部品が一方の面の第１領域に実装され、前記複数の部品のうちの前記第１部品以外の第２部品が前記一方の面の第２領域に実装される配線基板の前記一方の面側に、前記第１領域に対応する第１部分と、前記第２領域に対応する第２部分とを含み、前記第１部分の第１剛性が前記第２部分の第２剛性よりも高いフレキシブル基板を、前記第１領域と前記第１部分とを位置合わせするとともに、前記第２領域と前記第２部分とを位置合わせした状態で配置する第１工程と、
前記複数の部品が実装された前記配線基板の上に、前記フレキシブル基板を加熱しながらラミネート加工することによって実装する第２工程と
を含む、電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置、及び、電子装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、相対向して配置された二枚の集積回路基板と、前記基板の対向する主面に形成された所望形状の導電路と、前記導電路に接続され所望の制御機能を有したマイクロコンピュータとを具備する混成集積回路装置がある。前記マイクロコンピュータから所定の制御出力信号が供給され且つ前記基板上の導電路と接続されたその周辺回路素子と、前記両基板間に一体化されたケース材とをさらに具備する。前記一方の基板の所望位置に孔を設け、前記孔で形成された空間内に前記マイクロコンピュータを搭載した配線基板を収納配置したことを特徴とする（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０３−１７４７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の混成集積回路装置は、二枚の集積回路基板を対向して配置しているため、二枚の集積回路基板の間には、回路素子等が配置されていない空間が十分に残っており、実装の高密度化が十分に図られていない。
【０００５】
そこで、高密度化を図った電子装置、及び、電子装置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】
【０００６】
本発明の実施の形態の電子装置は、配線基板と、前記配線基板の一方の面に実装され、高さが異なる複数の部品と、前記配線基板の前記一方の面側において前記複数の部品の上を覆い、ラミネート加工によって形成されたフレキシブル基板であって、前記複数の部品のうち、第１高さ以下の高さを有する１又は複数の第１部品を覆う第１部分と、前記複数の部品のうちの前記第１部品以外の第２部品を覆う第２部分とを有し、前記第１部分の第１剛性が前記第２部分の第２剛性よりも高い、フレキシブル基板とを含む。
【発明の効果】
【０００７】
高密度化を図った電子装置、及び、電子装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態の電子装置１００を示す図である。
【図２】実施の形態の電子装置１００を示す図である。
【図３】配線基板１１０、部品１２０、支柱１３０を示す平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ矢視断面を示す図である。
【図５】フレキシブル基板１４０を示す平面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ矢視断面を示す図である。
【図７】電子装置１００の製造過程の状態を示す図である。
【図８】電子装置１００の製造過程の状態を示す図である。
【図９】実施の形態の変形例による配線基板１１０、部品１２０、支柱１３０を示す平面図である。
【図１０】実施の形態の変形例によるフレキシブル基板１４０−１を示す平面図である。
【図１１】実施の形態の変形例によるフレキシブル基板１４０−２を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の電子装置、及び、電子装置の製造方法を適用した実施の形態について説明する。
【００１０】
＜実施の形態＞
図１及び図２は、実施の形態の電子装置１００を示す図である。図１は平面図、図２は、図１のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。以下では、直交座標系であるＸＹＺ座標系を定義する。
【００１１】
電子装置１００は、配線基板１１０、部品１２０、支柱１３０、フレキシブル基板１４０、及び部品１５０を含む。
【００１２】
電子装置１００は、配線基板１１０、部品１２０、支柱１３０、フレキシブル基板１４０、及び部品１５０を含む。以下では、図１及び図２に加えて、図３乃至図６を用いて説明する。
【００１３】
図３は、配線基板１１０、部品１２０、支柱１３０を示す平面図であり、図４は、図３のＢ−Ｂ矢視断面を示す図である。図５は、フレキシブル基板１４０を示す平面図であり、図６は、図４のＣ−Ｃ矢視断面を示す図である。
【００１４】
電子装置１００は、例えば、スマートフォン端末機、タブレットコンピュータ、ウェアラブル端末機、携帯型ゲーム機等の筐体の内部に配置される。
【００１５】
配線基板１１０は、部品１２０を実装するための配線基板であり、絶縁体の基材と配線層を含む所謂リジッド基板である。配線基板１１０は、電子装置１００のマザーボードとして用いられる。配線基板１１０としては、例えば、ＦＲ(Flame  Retardant  type)４規格の配線基板を用いることができる。
【００１６】
配線基板１１０の表面１１０Ａには、パッド１１０Ｂが設けられている。パッド１１０Ｂは、配線基板１１０の内層の配線１１０Ｃ、又は、裏面１１０Ｄの配線１１０Ｅに接続されている。
【００１７】
部品１２０は、配線基板１１０の表面１１０Ａに実装される、電子部品、バッテリ、及びその他の部品等である。電子部品は、例えば、ＩＣ(Integrated  Circuit：集積回路)チップ、チップセット、メモリ、コンデンサ、コイル、又は抵抗器等である。部品１２０は、配線基板１１０の配線１１０Ｃ又は１１０Ｅに接続される。一部の部品１２０は、一例として、バンプ１２０Ａを用いて、フリップチップボンディングによって実装される。
【００１８】
部品１２０には、配線基板１１０の表面１１０Ａからの高さがＨ１以下の部品１２１と、高さがＨ１よりも高い部品１２２とが含まれる。部品１２１と１２２は、それぞれ複数設けられている。複数の部品１２２のうち、高さが最も高い部品１２２の高さをＨ２とする。
【００１９】
部品１２１は、部品１２１Ａと１２１Ｂとに分けることができる。一例として、部品１２１Ａは、Ｘ軸方向における中央部で、Ｙ軸正方向側の領域１１０Ａ１の内部に配置されている。部品１２１は、第１部品の一例であり、領域１１０Ａ１は、第１領域の一例である。
【００２０】
部品１２２は、部品１２１Ａが実装されている領域１１０Ａ１を囲む領域１１０Ａ２に配置されている。部品１２２は、第２部品の一例であり、領域１１０Ａ２は、第２領域の一例である。領域１１０Ａ２には、部品１２２の他に、部品１２１Ｂも配置されている。
【００２１】
支柱１３０は、領域１１０Ａ１の内部において、表面１１０ＡからＺ軸正方向に延在する柱状の部材である。支柱１３０は、部品１２１Ａの周りに配置される。また、支柱１３０の高さはＨ１である。ここでは、一例として、５本の支柱１３０が設けられている。５本の支柱１３０のうちの４本は、矩形状の領域１１０Ａ１の四隅に配置されている。
【００２２】
支柱１３０は、フレキシブル基板１４０を支持するために設けられている。支柱１３０は、プラスチック等の絶縁体、又は、アルミニウム等の金属で作製される。支柱１３０を金属で作製する場合には、配線基板１１０の配線及び部品１２０から絶縁し、電子装置１００の電気的特性に影響を与えないようにしておけばよい。また、支柱１３０を金属で作製する場合には、配線基板１１０の配線又は部品１２０とフレキシブル基板１４０の配線とを接続する配線として、支柱１３０を用いてもよい。
【００２３】
ここで、支柱１３０が部品１２１Ａの周りに配置されることとは、支柱１３０が部品１２１Ａを囲み、部品１２１Ｂ及び１２２を囲まないように、部品１２１Ａの周囲に配置されることをいう。
【００２４】
また、領域１１０Ａ１内に部品１２１Ａが複数ある場合には、平面視ですべての部品１２１Ａの集合に対して外側に位置する場合と、複数の部品１２１Ａ同士の間に位置する場合とが有り得る。複数の部品１２１Ａ同士の間に位置する場合には、少なくともいずれか１つの部品１２１Ａの周りに支柱１３０が配設されることになる。
【００２５】
また、領域１１０Ａ１内に部品１２１Ａが１つの場合には、１つの部品１２１Ａと、領域１１０Ａ１外の部品１２１Ｂ又は１２２との間に支柱１３０が配置されることになる。
【００２６】
フレキシブル基板１４０は、フィルム１４１、配線１４２、及び金属層１４３を有する。フレキシブル基板１４０は、柔軟性があり、ラミネーターによるラミネート加工によって、部品１２０（１２１、１２２）を覆うように、かつ、部品１２１、１２２の高さに合わせて引き延ばされて配置される。
【００２７】
フィルム１４１は、ラミネート加工が可能な柔軟性のある絶縁体製のフィルムであればよく、例えば、ポリイミド製のフィルムである。フィルム１４１は、平面視で矩形状であり、配線基板１１０のサイズに合わせたサイズを有する。
【００２８】
配線１４２は、フィルム１４１の表面１４１Ａに配設されている（図５、６参照）。ここでは配線１４２の詳細な構成を省略するが、配線１４２は、部品１５０と、フィルム１４１をＺ軸方向に貫通するビアホール内に設けられるビア１４２Ａとを接続している。ビア１４２Ａは、フィルム１４１の裏面１４１Ｂに配設されるパッド１４２Ｂに接続されている。パッド１４２Ｂは、部品１２０が実装された配線基板１１０の上にフレキシブル基板１４０が取り付けられる際に、配線基板１１０のパッド１１０Ｂに接続される。なお、図２では配線１４２、ビア１４２Ａ、パッド１４２Ｂを省略する。
【００２９】
金属層１４３は、フィルム１４１の内層に設けられている。金属層１４３は、フィルム１４１の剛性を補強するために設けられている。このため、金属層１４３が設けられている部分のフィルム１４１の剛性は、金属層１４３が設けられていない部分のフィルム１４１の剛性よりも高い。
【００３０】
また、金属層１４３の位置は、領域１１０Ａ１に合わせられている。すなわち、金属層１４３は、部品１２０が実装された配線基板１１０の上にフレキシブル基板１４０が取り付けられると、領域１１０Ａ１内に位置するように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向における位置が合わせられている。
【００３１】
領域１１０Ａ１内は、高さがＨ１以下の部品１２１Ａが配置されるとともに、高さがＨ１の支柱１３０が配置されているため、フレキシブル基板１４０がラミネート加工によって配線基板１１０に取り付けられると、フレキシブル基板１４０のうち、平面視で金属層１４３が存在する部分１４０Ａは、平坦で剛性の高い面を構築する。部分１４０Ａは、配線基板１１０の上に、支柱１３０を用いて組まれた櫓のようになる。部分１４０Ａは、第１部分の一例である。
【００３２】
配線基板１１０の領域１１０Ａ１の周囲の領域１１０Ａ２には、高さがＨ１より高い部品１２２が存在するため、部分１４０Ａは、フレキシブル基板１４０のうち、平面視で金属層１４３が存在しない部分１４０Ｂよりも低い。部分１４０Ｂは、第２部分の一例である。
【００３３】
部品１５０は、フレキシブル基板１４０の部分１４０Ａの表面（Ｚ軸正方向側の面）に実装される、電子部品及びその他の部品等である。電子部品は、例えば、ＩＣチップ、チップセット、メモリ、コンデンサ、コイル、又は抵抗器等である。部品１５０は、第３部品の一例である。
【００３４】
部品１５０は、フレキシブル基板１４０の配線１４２に接続される。配線１４２は、ビア１４２Ａ、パッド１４２Ｂ、及びパッド１１０Ｂを介して、配線基板１１０の配線１１０Ｃ又は１１０Ｅに接続される。
【００３５】
部分１４０Ａは、部分１４０Ｂよりも低いため、部分１４０Ａの表面に部品１５０を実装することにより、領域１１０Ａ１の上方の空間を有効的に利用することができる。なお、部品１５０の高さは、高さが最も高い部品１２２の高さＨ２以下になるようにすることが好ましい。部品１５０が、部品１２２よりもＺ軸正方向側に突出しないようにするためである。
【００３６】
次に、電子装置１００の製造方法について説明する。ここでは、図３及び図４に加えて、図７及び図８を用いる。図７及び図８は、電子装置１００の製造過程の状態を示す図である。
【００３７】
まず、図３及び図４に示すように、配線基板１１０の表面に、部品１２０と支柱１３０を実装する。一部の部品１２０は、バンプ１２０Ａを用いて、フリップチップボンディングによって実装される。支柱１３０は、例えば、接着剤等によって配線基板１１０の表面１１０Ａに接着すればよい。
【００３８】
次に、配線基板１１０に対してフレキシブル基板１４０の位置を合わせて、はんだ等を用いてパッド１４２Ｂをパッド１１０Ｂに接続する。位置合わせを行う際に、フレキシブル基板１４０の部分１４０Ａの位置を、配線基板１１０の領域１１０Ａ１に合わせる。
【００３９】
そして、次に、ラミネーターを用いてフレキシブル基板１４０を加熱しながらラミネート加工を行うことにより、部品１２０及び支柱１３０が実装された配線基板１１０の上にフレキシブル基板１４０を取り付ける。なお、加熱は、部品１２０が破損することがないように、例えば、１２０℃程度で行えばよい。
【００４０】
このラミネート加工において、フレキシブル基板１４０は、部品１２０（１２１、１２２）の高さに合わせて引き延ばされ、図７及び図８に示すように、部品１２０（１２１、１２２）を覆うように部品１２０（１２１、１２２）の上面に密着する。この工程により、フレキシブル基板１４０の部分１４０Ａは、部品１２１Ａの上方に、支柱１３０によって支持され、平坦で剛性の高い面を構築する。
【００４１】
そして、最後に、部分１４０Ａの表面に、部品１５０を実装する。部品１５０の下面にある端子を、はんだ等によって、配線１４２に接続すればよい。また、一部の部品１５０をフリップチップボンディングによって実装してもよい。
【００４２】
上述の工程により、図１及び図２に示す電子装置１００が完成する。
【００４３】
以上、実施の形態によれば、フレキシブル基板１４０のフィルム１４１の一部を金属層１４３で補強し、フレキシブル基板１４０に部分１４０Ａを設け、部分１４０Ａを高さＨ１以下の部品１２１Ａの上方に配置する。
【００４４】
部分１４０Ａは、周囲の部分１４０Ｂよりも低いため、部分１４０Ａの表面に部品１５０を実装することにより、領域１１０Ａ１の上方の空間を有効的に利用することができる。すなわち、部分１４０Ａに部品１５０を実装することにより、高密度化を図ることができる。
【００４５】
従来の装置のように、２枚のリジッド基板を対向して配置する構成では、２枚のリジッド基板に挟まれた空間には、電子部品等の高さの違いにより、利用できない空間が生じる。
【００４６】
これに対して、実施の形態の電子装置１００は、部品１２０が実装された配線基板１１０の上に、ラミネート加工によってフレキシブル基板１４０を取り付けるので、高さが異なる複数の部品１２０（１２１、１２２）の上部に、部品１２０の高さに合わせてフレキシブル基板１４０を密着させることができる。
【００４７】
そして、高さが低い部品１２１Ａが集合する領域１１０Ａ１内に設けられる部分１４０Ａに部品１５０を実装するので、従来は利用することができなかった空間を有効的に利用することができる。
【００４８】
従って、実施の形態によれば、高密度化を図った電子装置１００、及び、電子装置１００の製造方法を提供することができる。
【００４９】
領域１１０Ａ１を広く取るために部品１２０の配置を工夫すれば、さらに高密度化を図ることができる。
【００５０】
また、高さが低い部品１２１Ａの上方の空間に部品１５０を配置するので、電子装置１００の厚さが増大することなく、薄型化と高密度を両立することができる。
【００５１】
また、１枚の配線基板１１０と１枚のフレキシブル基板１４０で高密度化を図れるので、従来のように２枚の配線基板を用いる場合よりもコストダウンを図ることができる。
【００５２】
なお、以上では、支柱１３０を用いて部分１４０Ａを構築する形態について説明したが、支柱１３０を用いなくてもよい。例えば、部品１２１Ａの上面にフレキシブル基板１４０を密着させることにより、部分１４０Ａが部品１２１Ａの上面に接触していてもよい。このようにして設けた部分１４０Ａに、部品１５０を実装してもよい。この場合に、領域１１０Ａ１の内部に、高さがある程度揃った複数の部品１２１Ａを配置するように、配線基板１１０を設計し、部品１２０を配置してもよい。
【００５３】
また、図９乃至図１１に示すように、電子装置１００の一部の構成を変形してもよい。図９は、実施の形態の変形例による配線基板１１０、部品１２０、支柱１３０を示す平面図である。図１０は、実施の形態の変形例によるフレキシブル基板１４０−１を示す平面図である。図１１は、実施の形態の変形例によるフレキシブル基板１４０−２を示す平面図である。
【００５４】
以上では、電子装置１００が１つの領域１１０Ａ１を含む形態について説明したが、図９に示すように、複数の領域１１０Ａ１を設けるとともに、フレキシブル基板１４０に複数の金属層１４３を設けて、複数の部分１４０Ａを構築してもよい。そして、複数の部分１４０Ａの上に、部品１５０を実装してもよい。図９では、図３で部品１２１Ｂとして示された部品１２１のうち、新たに設けられた２つの領域１１０Ａ１の内部に含まれる部品１２１については、部品１２１Ａとして示してある。
【００５５】
この場合に、複数の部分１４０Ａの高さが異なっていてもよい。このような場合には、部品１５０の高さに応じて、配置する部分１４０Ａを適切に選択すればよい。なお、部品１５０の上端が、高さが最も高い部品１２２の上端を超えないようにすることが好ましい。
【００５６】
また、以上では、フレキシブル基板１４０の金属層１４３が内層に配置される形態について説明したが、図１０に示すフレキシブル基板１４０−１のように、金属層１４３がフィルム１４１の表面に設けられていてもよい。また、図１１に示すフレキシブル基板１４０−２のように、金属層１４３がフィルム１４１の裏面に設けられていてもよい。この場合に、金属層１４３は、図１１に示すように、フィルム１４１の内部に食い込むように形成されていてもよいし、フィルム１４１の裏面に食い込まずに形成されていてもよい。
【００５７】
また、以上では、フレキシブル基板１４０が金属層１４３を有することによって、剛性を増強した部分１４０Ａを設ける形態について説明したが、金属層１４３の代わりに、領域１１０Ａ１と平面視で略等しいサイズのフレキシブル基板を接着してもよい。また、フレキシブル基板１４０のフィルム１４１に、ガラスクロス、微細な繊維状のフィラー等を部分的に含ませることによって、剛性が増強された部分１４０Ａを設けてもよい。
【００５８】
以上、本発明の例示的な実施の形態の電子装置、及び、電子装置の製造方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
配線基板と、
前記配線基板の一方の面に実装され、高さが異なる複数の部品と、
前記配線基板の前記一方の面側において前記複数の部品の上を覆い、ラミネート加工によって形成されたフレキシブル基板であって、前記複数の部品のうち、第１高さ以下の高さを有する１又は複数の第１部品を覆う第１部分と、前記複数の部品のうちの前記第１部品以外の第２部品を覆う第２部分とを有し、前記第１部分の第１剛性が前記第２部分の第２剛性よりも高い、フレキシブル基板と
を含む、電子装置。
（付記２）
前記配線基板の前記一方の面の前記１又は複数の部品の周りに配設され、前記第１高さを有する支柱をさらに含み、
前記フレキシブル基板の前記第１部分は、前記支柱によって支持される、付記１記載の電子装置。
（付記３）
前記フレキシブル基板は、前記第１部分に配設される金属層を有する、付記１又は２記載の電子装置。
（付記４）
前記フレキシブル基板の前記第１部分の上に実装される、第３部品をさらに含む、付記１乃至３のいずれか一項記載の電子装置。
（付記５）
前記第３部品の上端の高さは、前記第２部品のうち高さが最も高い第２部品の上端の高さ以下である、付記１乃至４のいずれか一項記載の電子装置。
（付記６）
高さが異なる複数の部品のうち、第１高さ以下の高さを有する１又は複数の第１部品が一方の面の第１領域に実装され、前記複数の部品のうちの前記第１部品以外の第２部品が前記一方の面の第２領域に実装される配線基板の前記一方の面側に、前記第１領域に対応する第１部分と、前記第２領域に対応する第２部分とを含み、前記第１部分の第１剛性が前記第２部分の第２剛性よりも高いフレキシブル基板を、前記第１領域と前記第１部分とを位置合わせするとともに、前記第２領域と前記第２部分とを位置合わせした状態で配置する第１工程と、
前記複数の部品が実装された前記配線基板の上に、前記フレキシブル基板を加熱しながらラミネート加工することによって実装する第２工程と
を含む、電子装置の製造方法。
【符号の説明】
【００５９】
１００  電子装置
１１０  配線基板
１１０Ａ１、１１０Ａ２  領域
１１０Ａ  表面
１２０、１２１、１２１Ａ、１２１Ｂ、１２２  部品
１３０  支柱
１４０  フレキシブル基板
１４１  フィルム
１４３  金属層
１５０  部品
【図１】
2017157807.tif 000003
【図２】
2017157807.tif 000004
【図３】
2017157807.tif 000005
【図４】
2017157807.tif 000006
【図５】
2017157807.tif 000007
【図６】
2017157807.tif 000008
【図７】
2017157807.tif 000009
【図８】
2017157807.tif 000010
【図９】
2017157807.tif 000011
【図１０】
2017157807.tif 000012
【図１１】
2017157807.tif 000013