(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂材料からなり実質的に平坦な２次元形状から実質的に３次元形状に変形可能な基材と、
前記基材上に配置された金属配線パターンと、
前記基材に熱成形を施して前記基材の厚み方向に前記３次元形状に賦形された凹部で前記金属配線パターンと接触し、前記基材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と、
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外部接続端子を囲むハウジングを形成し、前記基材の少なくとも一面を覆う樹脂層と、
前記凹部で前記金属配線パターンと前記外部接続端子を電気的に接合する接合手段と、
前記凹部に充填されて前記金属配線パターン及び前記外部接続端子と前記接合手段とを一体的に覆う被覆層と、を備えた、
ことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記樹脂層は、前記基材の一面に前記金属配線パターンを外部から不可視にする調色された接着層を介して形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記樹脂層は、前記基材の一面とは反対側の他面には透光性の接着層を介して透明樹脂材料で形成されている、
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】
合成樹脂材料からなり実質的に平坦な２次元形状から実質的に３次元形状に変形可能な基材と、
前記基材上に配置された金属配線パターンと、
前記基材に熱成形を施して前記基材の厚み方向に前記３次元形状に賦形された凹部で前記金属配線パターンと接触し、前記基材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と、
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外部接続端子を囲むハウジングを形成し、前記基材の少なくとも一面を覆う樹脂層と、
前記凹部で前記金属配線パターンと前記外部接続端子を電気的に接合する接合手段と、
前記凹部に充填されて前記接合手段を覆う被覆層と、を備える電子装置の製造方法であって、
前記基材を準備する工程と、
前記基材上に前記金属配線パターンを配置する工程と、
前記金属配線パターンが配置された前記基材と前記外部接続端子を金型に位置決めして載置して前記凹部を賦形すると同時に前記樹脂層を射出成形する工程と、
前記金属配線パターンと前記外部接続端子とを接合手段で電気的に接合する工程と、
前記凹部に前記被覆層を充填して前記金属配線パターン及び前記外部接続端子と前記接合手段とを一体的に被覆する被覆工程と、を順に実行する、
ことを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項５】
合成樹脂材料からなり実質的に平坦な２次元形状から実質的に３次元形状に変形可能な基材と、
前記基材上に配置された金属配線パターンと、
前記基材に熱成形を施して前記基材の厚み方向に前記３次元形状に賦形された凹部で前記金属配線パターンと接触し、前記基材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と、
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外部接続端子を囲むハウジングを形成し、前記基材の少なくとも一面を覆う樹脂層と、
前記凹部で前記金属配線パターンと前記外部接続端子を電気的に接合する接合手段と、
前記凹部に充填されて前記接合手段を覆う被覆層と、を備える電子装置の製造方法であって、
前記基材を準備する工程と、
前記基材上に前記金属配線パターンを配置する工程と、
前記金属配線パターンが配置された前記基材を金型に位置決めして載置して前記凹部を賦形すると同時に前記金属配線パターンが配置された一面とは反対側の他面を覆うように前記樹脂層を射出成形する工程と、
前記金属配線パターンと前記外部接続端子とを接合手段で電気的に接合する工程と、
前記凹部に前記被覆層を充填して前記金属配線パターン及び前記外部接続端子と前記接合手段とを一体的に被覆する被覆工程と、
前記金属配線パターンが配置された一面を覆うように前記樹脂層を射出成形する工程と、を順に実行する、
ことを特徴とする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、電子装置及びその製造方法に関する。
【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】
導光板と、正負一対の素子電極を備える電極形成面と、電極形成面と反対側の実装面を有する発光素子と、素子電極と接続される導電性のワイヤと、発光素子が発する光を受けて、異なる波長の光に変換する波長変換部材と、発光素子及び波長変換部材を封止する封止樹脂と、を備える発光モジュールの製造方法であって、導光板を準備する工程と、導光板上に、波長変換部材を配置する工程と、波長変換部材上に、電極形成面を上に向け、かつ実装面を下に向けた姿勢で、発光素子を実装する工程と、導光板上であって、発光素子の周囲に、光反射性層を形成する工程と、光反射性層の上面に、電極層を形成する工程と、電極層と、素子電極とをワイヤで接続する工程と、電極層、光反射性層及び発光素子を、封止樹脂で封止する工程と、を含む発光モジュールの製造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】特開２０１７−２０７３１８号公報
【特許文献２】特開２０１９−１７５８９２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、部品点数を削減するとともに熱成形可能な基材上に形成された金属配線パターン上に外部接続端子を位置精度よく電気的に接合することができる電子装置及び製造方法を提供する。
【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、
合成樹脂材料からなり実質的に平坦な２次元形状から実質的に３次元形状に変形可能な基材と、
前記基材上に配置された金属配線パターンと、
前記基材に熱成形を施して前記基材の厚み方向に前記３次元形状に賦形された凹部で前記金属配線パターンと接触し、前記基材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と、
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外部接続端子を囲むハウジングを形成し、前記基材の少なくとも一面を覆う樹脂層と、
前記凹部で前記金属配線パターンと前記外部接続端子を電気的に接合する接合手段と、
前記凹部に充填されて前記金属配線パターン及び前記外部接続端子と前記接合手段とを一体的に覆う被覆層と、を備えた、
ことを特徴とする。
【０００７】
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、
前記樹脂層は、前記基材の一面に前記金属配線パターンを外部から不可視にする調色された接着層を介して形成されている、
ことを特徴とする。
【０００８】
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、
前記樹脂層は、前記基材の一面とは反対側の他面には透光性の接着層を介して透明樹脂材料で形成されている、
ことを特徴とする。
【０００９】
前記課題を解決するために、請求項４に記載の電子装置の製造方法は、
合成樹脂材料からなり実質的に平坦な２次元形状から実質的に３次元形状に変形可能な基材と、
前記基材上に配置された金属配線パターンと、
前記基材に熱成形を施して前記基材の厚み方向に前記３次元形状に賦形された凹部で前記金属配線パターンと接触し、前記基材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と、
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外部接続端子を囲むハウジングを形成し、前記基材の少なくとも一面を覆う樹脂層と、
前記凹部で前記金属配線パターンと前記外部接続端子を電気的に接合する接合手段と、
前記凹部に充填されて前記接合手段を覆う被覆層と、を備える電子装置の製造方法であって、
前記基材を準備する工程と、
前記基材上に前記金属配線パターンを配置する工程と、
前記金属配線パターンが配置された前記基材と前記外部接続端子を金型に位置決めして載置して前記凹部を賦形すると同時に前記樹脂層を射出成形する工程と、
前記金属配線パターンと前記外部接続端子とを接合手段で電気的に接合する工程と、
前記凹部に前記被覆層を充填して前記金属配線パターン及び前記外部接続端子と前記接合手段とを一体的に被覆する被覆工程と、を順に実行する、
ことを特徴とする。
【００１０】
前記課題を解決するために、請求項５に記載の電子装置の製造方法は、
合成樹脂材料からなり実質的に平坦な２次元形状から実質的に３次元形状に変形可能な基材と、
前記基材上に配置された金属配線パターンと、
前記基材に熱成形を施して前記基材の厚み方向に前記３次元形状に賦形された凹部で前記金属配線パターンと接触し、前記基材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と、
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外部接続端子を囲むハウジングを形成し、前記基材の少なくとも一面を覆う樹脂層と、
前記凹部で前記金属配線パターンと前記外部接続端子を電気的に接合する接合手段と、
前記凹部に充填されて前記接合手段を覆う被覆層と、を備える電子装置の製造方法であって、
前記基材を準備する工程と、
前記基材上に前記金属配線パターンを配置する工程と、
前記金属配線パターンが配置された前記基材を金型に位置決めして載置して前記凹部を賦形すると同時に前記金属配線パターンが配置された一面とは反対側の他面を覆うように前記樹脂層を射出成形する工程と、
前記金属配線パターンと前記外部接続端子とを接合手段で電気的に接合する工程と、
前記凹部に前記被覆層を充填して前記金属配線パターン及び前記外部接続端子と前記接合手段とを一体的に被覆する被覆工程と、
前記金属配線パターンが配置された一面を覆うように前記樹脂層を射出成形する工程と、を順に実行する、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、部品点数を削減するとともに熱成形可能な基材上に形成された金属配線パターン上に外部接続端子を位置精度よく電気的に接合することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、金属配線パターンを不可視にして、外観上の美観を維持することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、内部に加飾が施された場合に、加飾を保護しながら視認可能とすることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、被覆層を配置する凹部を樹脂層と一体として形成するとともに、熱成形可能な基材上に形成された金属配線パターン上に外部接続端子を位置精度よく配置して電気的に接合することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、被覆層を配置する凹部と外部接続端子を挿入する挿入孔を樹脂層と一体として形成するとともに、熱成形可能な基材上に形成された金属配線パターン上に外部接続端子を位置精度よく配置して電気的に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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】本実施形態に係る電子装置の製造過程を説明するための電子装置の部分断面模式図である。
【図６】本実施形態に係る電子装置の他の製造過程を説明するための電子装置の部分断面模式図である。
【図７】本実施形態に係る電子装置の他の製造過程を説明するための電子装置の部分断面模式図である。
【図８】本実施形態に係る電子装置の他の態様を示す部分断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
（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１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１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１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１の構成について説明する。
【００１９】
電子装置１は、図１、図２に示すように、合成樹脂材料からなり変形可能な絶縁性の基材２と、この基材２上に配置された金属配線パターン３と、金属配線パターン３と接合手段で接合された外部接続端子４と、金属配線パターン３と外部接続端子４とを接合する接合部材５と、基材２の少なくとも一面を覆う樹脂層６と、接合部材５を覆う被覆層７と、を備えて構成されている。
【００２０】
（基材）
本実施形態において使用する絶縁性の変形可能な基材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。ここで、「変形可能な基材」は、金属配線パターン３を配置後に変形できる、すなわち、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２次元形状から実質的に３次元形状に形成されることができる基材を意味する。
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、金属配線パターン３の形成時に基材２の歪みが大きくなる虞がある。
【００２１】
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、ナイロン６−１０、ナイロン４６などのポリアミド、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。
【００２２】
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。尚、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。
【００２３】
基材２の表面には、金属ナノ粒子等の触媒インクを均一に塗布するために、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。
【００２４】
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、実質的に平坦な２次元形状から実質的に３次元形状に賦形される。
【００２５】
（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、金属めっき成長のきっかけとなる金属ナノ粒子等の触媒からなる下地層３ａを所定のパターン状に形成する。
下地層３ａは、基材２上に金属ナノ粒子等の触媒インクを塗布したあと、乾燥および焼成を行うことにより形成する。
【００２６】
下地層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。下地層３ａが薄すぎると、下地層３ａの強度が低下するおそれがある。また、下地層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
【００２７】
触媒の材料としては、金、銀、銅、パラジウム、ニッケルなどが用いられ、導電性の観点から金、銀、銅が好ましく、金、銀に比べて安価な銅が最も好ましい。
【００２８】
触媒の粒子径は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、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。
【００２９】
金属配線パターン３は、下地層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、ニッケル、錫、銀、金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を用いることが最も好ましい。
【００３０】
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。
【００３１】
金属配線パターン３は、図１においては、タッチセンサ３Ａとして配置されている例を示しているが、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てもよい。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、および光検出部品、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。
【００３２】
（外部接続端子）
金属配線パターン３上には、図２に示すように、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外部接続端子４が接合されている。
外部接続端子４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。尚、外部接続端子４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、錫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４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４は、例えば、コネクタ端子となる端子部４ａと、金属配線パターン３と接合部材５で接合されるアンカー部４ｂとからなり、アンカー部４ｂが接合部材５で金属配線パターン３に接合される。
【００３３】
（接合部材）
図２（ａ）に示すように、外部接続端子４のアンカー部４ｂは金属配線パターン３と接合手段の一例としての接合部材５で接合されている。接合部材５としては、はんだ５Ａが挙げられる。はんだ５Ａは、基材２の軟化点より低温の溶融温度を有する低温はんだが望ましく、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。
【００３４】
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、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、はんだが固化して、はんだ５Ａを介して金属配線パターン３に外部接続端子４が接合される。
【００３５】
また、外部接続端子４と金属配線パターン３との接合には、レーザーはんだ付けや光焼成はんだ付けを用いてもよい。この場合は、こてはんだ付けに比べて、非接触で基材２に負荷を与えないことから、はんだは特に低温はんだに限らず、通常のはんだでもよい。
【００３６】
接合部材５としては、図２（ｂ）に示すように、導電性の線材５Ｂであってもよい。導電性の線材５Ｂは、外部接続端子４のアンカー部４ｂと金属配線パターン３とをワイヤーボンディングにより電気的に接続する導線であり、具体的には、金、銅、銀、白金、アルミニウム又はこれらの合金の金属線を用いることができる。特に、後述する被覆材からの応力による破断が生じにくく、熱抵抗などに優れる金線が好ましい。
【００３７】
（樹脂層）
樹脂層６は、外部接続端子４の端子部４ａが露出するように基材２の一面２ａに対して接着層ＡＤを介して形成され、図２に示すように、金属配線パターン３が配置された一面２ａを覆う本体部６１と、筒形状を有し、筒の内部に外部接続端子４の端子部４ａが露出するように囲むハウジング部６２と、を備えて構成されている。本実施形態に係る電子装置１においては、外部接続端子４及びハウジング部６２が、電子装置１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コネクタを構成している。
これにより、部品点数を削減するとともに変形可能な基材２上に形成された金属配線パターン３上に外部接続端子４を位置精度よく配置することができる。尚、接着層ＡＤは、金属配線パターン３を覆い隠すように調色されていることが好ましい。
【００３８】
尚、樹脂層６は、基材２の金属配線パターン３が配置された一面２ａとは反対側の他面２ｂにも形成してもよい。この他面２ｂに形成される樹脂層６は、一面２ａに形成される樹脂層６と同一の樹脂材料であってもよいが、異なる樹脂材料であってもよい。他面２ｂに形成される樹脂層６は接着層ＡＤを透光性とした上で樹脂材料を透明樹脂材料とすることで、例えば電子装置１の内部に加飾が施された場合に、加飾を保護しながら視認可能とすることができる。ここで、その使用態様から、基材２の一面２ａを覆う本体部６１と、外部接続端子４の端子部４ａが露出するように外部接続端子４を囲むハウジング部６２からなる樹脂層６が形成された側は、電子装置１としては裏面側となり、透明樹脂材料からなる樹脂層６が形成された側は加飾側として電子装置１としての表面側となる。
【００３９】
樹脂層６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。
【００４０】
樹脂層６は、図３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とは反対側の他面２ｂに形成してもよい。この場合、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にも樹脂層６を形成することで電子装置１の金属配線パターン３及び金属配線パターン３に取り付けられた電子部品を覆い保護することができる。
【００４１】
（被覆層）
被覆層７は、外部接続端子４と金属配線パターン３が接合部材５で接合された状態で、上面を覆うように凹部８にポッティングで配置され接合部材５を保護する。凹部８は、図２に示すように、樹脂層６を二次モールドする際に、樹脂層６が形成されない領域として形成される。また、図３に示すように、基材２と外部接続端子４を金型に載置して樹脂層６を二次モールドする際に、熱成形可能な基材２に金型で賦形することによって形成されてもよい。
【００４２】
被覆層７に用いる樹脂材料としては、熱硬化性樹脂材料、二液硬化性樹脂材料、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が好ましい。具体的には、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、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。これらの中では、特にエポキシ樹脂が好適である。尚、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。
【００４３】
被覆層７に用いる樹脂材料の粘度は、室温（２０±５℃）で、０．３Ｐａ・ｓ以上１５Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。樹脂材料脂の粘度が０．３Ｐａ・ｓ以上であれば、ポッティングにより賦形された凹部８を埋めるように樹脂材料を容易に配置しやすい。
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、外部接続端子４のアンカー部４ｂと金属配線パターン３とを接合する接合部材５の全体を覆うのに好適である。
【００４４】
（２）電子装置の製造方法
図４は電子装置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、図５は電子装置１の製造過程を説明するための電子装置１の部分断面模式図、図６は電子装置１の他の製造過程を説明するための電子装置１の部分断面模式図である。
電子装置１は、熱可塑性樹脂により構成された熱成形可能な基材２上に、金属ナノ粒子等の触媒インクを塗布する下地層形成工程Ｓ１と、めっき処理により下地層３ａの上に金属配線パターン３を形成するめっき工程Ｓ２と、金属配線パターン３が配置された基材２と外部接続端子４を金型に載置して基材２の少なくとも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Ｓ３と、金属配線パターン３と外部接続端子４とを接合部材５で電気的に接合する電気的接合工程Ｓ４と、を経て製造される。
【００４５】
（下地層形成工程）
所定の形状及び大きさに形成された実質的に平坦なフィルム状の基材２上に金属配線パターン３を配置するために、基材２上に金属めっき成長のきっかけとなる金属ナノ粒子等の触媒粒子からなる下地層３ａを所定のパターン状に形成する。尚、基材２は、金属ナノ粒子等の触媒粒子からなる触媒インクを均一に塗布するために、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、溶剤処理、プライマー処理等の表面処理を施すことが好ましい。
【００４６】
基材２上に金属ナノ粒子等の触媒粒子からなる触媒インクを塗布する方法としては、インクジェット印刷方式、シルクスクリーン印刷方式、グラビア印刷方式、オフセット印刷方式、フレキソ印刷方式、ローラーコーター方式、刷毛塗り方式、スプレー方式、ナイフジェットコーター方式、パッド印刷方式、グラビアオフセット印刷方式、ダイコーター方式、バーコーター方式、スピンコーター方式、コンマコーター方式、含浸コーター方式、ディスペンサー方式、メタルマスク方式が挙げられるが、本実施形態においてはインクジェット印刷方式を用いている。
【００４７】
具体的には、１０００ｃｐｓ以下、例えば、２ｃｐｓから３０ｃｐｓの低粘度の触媒インクをインクジェット印刷方式で塗布した後、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）、金属ナノ粒子を焼結させる（焼成）。
焼成温度は、１００°Ｃ〜３００°Ｃが好ましく、１５０°Ｃ〜２００°Ｃがより好ましい。焼成温度が低すぎると、金属ナノ粒子同士の焼結が不十分となるとともに、金属ナノ粒子以外の成分が残ることで、密着性が得られない虞がある。また、焼成温度が高すぎると、基材２の劣化や歪みが発生する虞がある。
【００４８】
触媒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％〜６０％が好ましく、１０％〜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下地層３ａ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虞があり、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。
【００４９】
（めっき工程）
下地層形成工程を経て基材２上に形成された下地層３ａ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、下地層３ａ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およ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。
【００５０】
（樹脂充填工程）
樹脂充填工程Ｓ３では、まず、図５（ａ）に示すように、めっき工程Ｓ２で金属配線パターン３が配置された基材２の金属配線パターン３が配置された一面２ａの反対側の他面２ｂにバインダーインクＢａを塗布した上で樹脂層６を二次モールドにより形成する。バインダーインクＢａは、接着性樹脂を含み、スクリーン印刷、インクジェット印刷、スプレーコート、筆塗り等で塗布され、基材２と二次モールドされる樹脂層６との接着性を向上させる。尚、透明樹脂材料からなる樹脂層６が形成される場合は、透光性を有することが好ましい。
【００５１】
次に、基材２の金属配線パターン３が配置された一面２ａにバインダーインクＢｂを塗布した後、図５（ｂ）に示すように、基材２の他面２ｂに樹脂層６が形成された基材２と外部接続端子４を、二次モールド成形用金型に位置決めして載置した状態で金型を閉じて熱可塑性樹脂を基材２の一面２ａを覆うように射出成形する。ここで、バインダーインクＢｂは、金属配線パターン３を覆い隠すように調色されていることが好ましい。これにより、樹脂層６が配置された電子装置１の裏面側から金属配線パターン３を不可視にして、外観上の美観を維持することができる。
【００５２】
この樹脂充填工程Ｓ３においては、金型と外部接続端子４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、金属配線パターン３が配置された一面２ａを覆う本体部６１と、外部接続端子４の端子部４ａが露出するように外部接続端子４を囲むハウジング部６２とが一体となった樹脂層６が形成される。
このように、外部接続端子４と金属配線パターン３が配置された基材２を金型に位置決めして載置した状態で樹脂層６を二次モールドすることで、部品点数を削減するとともに変形可能な基材上に形成された金属配線パターン３上に外部接続端子４を位置精度よく配置することができる。
【００５３】
尚、樹脂充填工程Ｓ３では、図６に示すように、一面２ａに金属配線パターン３が配置された基材２と外部接続端子４を、二次モールド成形用金型に位置決めして載置した状態で熱可塑性樹脂を基材２の一面２ａとは反対側の他面２ｂを覆うように射出成形して（図６（ａ）参照）、他面２ｂを覆う本体部６１と、外部接続端子４を囲むハウジング部６２とが一体となった樹脂層６を先に形成してもよい。その後、金属配線パターン３と外部接続端子４をはんだ５Ａで接合して、はんだ５Ａをポッティングにより被覆層７で覆い（図６（ｂ）参照）、金属配線パターン３が配置された一面２ａを覆うように樹脂層６を二次成形してもよい（図６（ｃ）参照）。
【００５４】
また、樹脂充填工程Ｓ３では、図３に示すように、基材２と外部接続端子４を金型に載置して金属配線パターン３と外部接続端子４とを接合部材５で接続する領域に熱成形で凹部８を賦形してもよい。凹部８には、後述する接合工程Ｓ４において、硬化性樹脂材料がポッティングされ被覆層７が形成される。これにより、被覆層７を配置する凹部８を樹脂層６と一体して形成することができる。
【００５５】
（電気的接合工程）
基材２上に形成された金属配線パターン３上に外部接続端子４を接合部材５としてのはんだ５Ａで接合するために、金属配線パターン３及び外部接続端子４のアンカー部４ｂにはんだペーストを塗布する。はんだペーストの塗布は、ステンシル印刷装置、スクリーン印刷装置、ディスペンサー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、ディスペンサー装置を用いてはんだペーストを塗布する。
【００５６】
ディスペンサー装置によって金属配線パターン３及び外部接続端子４のアンカー部４ｂ上にはんだペーストを塗布後、図５（ｃ）に示すように、はんだを溶融、固化させて、金属配線パターン３上にはんだ５Ａを介して外部接続端子４のアンカー部４ｂを電気的に接合する。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、はんだに低温はんだを用いてこてはんだ付けすることで、基材２は電気的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。
【００５７】
また、はんだ付けは、レーザーはんだ付けや光焼成はんだ付けを用いてもよい。この場合は、非接触で基材２に負荷を与えないことから、はんだは特に低温はんだに限らず、通常のはんだでもよい
【００５８】
尚、電気的接合工程Ｓ４において、金属配線パターン３と外部接続端子４を接合部材５としての導電性の線材で超音波利用のワイヤーボンディング方法で電気的及び機械的に接合してもよい（図２（ｂ）参照）。導電性の線材としては、金ワイヤー、アルミワイヤーなどを使用することができるが、アルミニウムを主成分とするアルミワイヤーを用いることで、ワイヤーボンディング時の熱によって、基材２が溶融したり変形することを抑制することができる。
【００５９】
接合部材５で接合後に、図５（ｄ）に示すように、樹脂充填工程Ｓ３で賦形された凹部８に未硬化の硬化性樹脂材料をポッティング（樹脂盛り）して、金属配線パターン３及び外部接続端子４と接合部材５とを一体的に被覆して被覆層７を形成する。
ポッティングで形成された未硬化の被覆層７を硬化させる方法としては、硬化性樹脂材料を硬化できれば、特に制限されず、使用する樹脂の種類に応じて適宜選択することができる。本実施形態においては、硬化性樹脂材料として、硬化のための加熱を必要としない二液硬化性樹脂材料、光硬化性樹脂材料、又は湿気硬化性樹脂材料を用いることで、基材２が溶融したり変形することを抑制することができる。。
【００６０】
本実施形態に係る電子装置１によれば、部品点数を削減するとともに変形可能な基材２上に形成された金属配線パターン３上に外部接続端子４を位置精度よく配置することができる。位置精度よく配置された外部接続端子４と金属配線パターン３は、はんだ５Ａではんだ付けされ、あるいは導電性の線材５Ｂを介してワイヤーボンディングされ、接合される。
【００６１】
図７は電子装置１の他の製造過程を説明するための電子装置１の部分断面模式図、図８は電子装置１の他の態様を示す部分断面模式図である。
本実施形態に係る電子装置１の製造方法によれば、図７に示すように、金属配線パターン３が配置された基材２に樹脂層６を二次モールドして、基材２の他面２ｂ上に本体部６１と外部接続端子４を囲むハウジング部６２が一体となった樹脂層６を形成（図７（ａ）参照）した後、外部接続端子４をハウジング部６２に形成された挿入孔６ａに圧入して、金属配線パターン３とはんだ５Ａで電気的に接合してもよい（図７（ｂ）参照）。外部接続端子４を挿入する挿入孔６ａは、二次モールドでハウジング部６２と一体として形成され、外部接続端子４を位置精度よく配置することができる。
【００６２】
はんだ５Ａは、被覆層７で覆われ、必要に応じて基材２の一面２ａを覆うように樹脂層６を二次成形してもよい（図７（ｃ）参照）。
【００６３】
また、図８に示すように、外部接続端子４と金属配線パターン３が配置された基材２を金型に位置決めして載置した状態で樹脂層６を二次モールドすることで、図８の矢印で示すように、外部接続端子４のアンカー部６２と金属配線パターン３とを二次成形された樹脂圧で密着させて電気的に接合してもよい。尚、アンカー部６２には予めバネ性を有するたわみ形状を設けて金属配線パターン３との電気的接合を向上させてもよい。これにより、金属配線パターン３と外部接続端子４との電気的接合に接合部材５を使用することなく部品点数をより削減するとともに、変形可能な基材２上に形成された金属配線パターン３上に外部接続端子４を位置精度よく配置することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１・・・電子装置
２・・・基材
３・・・金属配線パターン
４・・・外部接続端子
４ａ・・・端子部
４ｂ・・・アンカー部
５・・・接合部材
５Ａ・・・はんだ
５Ｂ・・・線材
６・・・樹脂層
７・・・被覆層
【要約】
【課題】部品点数を削減するとともに熱成形可能な基材上に形成された金属配線パターン上に外部接続端子を位置精度よく電気的に接合することができる電子装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】合成樹脂材料からなり実質的に平坦な２次元形状から実質的に３次元形状に変形可能な基材と、基材上に配置された金属配線パターンと、基材に熱成形を施して基材の厚み方向に３次元形状に賦形された凹部で金属配線パターンと接触し、基材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と、
外部接続端子の表面である端子表面が露出するように外部接続端子を囲むハウジングを形成し、基材の少なくとも一面を覆う樹脂層と、凹部で金属配線パターンと外部接続端子を電気的に接合する接合手段と、凹部に充填されて接合手段を覆う被覆層と、を備えた。
【選択図】図３【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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