JP2023113338A - 配線基板 - Google Patents

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Abstract

Figure 2023113338000001
【課題】電子部品の実装可能な領域を広く確保できる配線基板を提供する。
【解決手段】配線基板は、第１面に第１電極を有し、前記第１面に垂直な方向からの平面視で、縁部に凹部が形成された第１配線基板と、前記第１面に対向する第２面に第２電極を有する第２配線基板と、前記凹部の内側に設けられ、前記第１配線基板に電気的に接続されたコネクタと、前記第１配線基板と前記第２配線基板との間に設けられた中間基板と、を有し、前記中間基板は、前記第１面に対向する第３面から前記第２面に対向する第４面まで貫通する貫通孔が形成された絶縁性の基部と、前記貫通孔内に設けられた導電ビアと、を有し、前記第１電極と前記導電ビアとを電気的に接続する第１導電部材と、前記第２電極と前記導電ビアとを電気的に接続する第２導電部材と、を有する。
【選択図】図２

Description

本開示は、配線基板に関する。
基板の縁部の一部に凹部が形成され、凹部の内側にコネクタが設けられた配線基板が開示されている。
特開２０１２－１５４７５号公報
基板に凹部が形成された従来の配線基板では、凹部が形成された分だけ、基板の電子部品を実装可能な領域が減少してしまう。
本開示は、電子部品の実装可能な領域を広く確保できる配線基板を提供することを目的とする。
本開示の一形態によれば、第１面に第１電極を有し、前記第１面に垂直な方向からの平面視で、縁部に凹部が形成された第１配線基板と、前記第１面に対向する第２面に第２電極を有する第２配線基板と、前記凹部の内側に設けられ、前記第１配線基板に電気的に接続されたコネクタと、前記第１配線基板と前記第２配線基板との間に設けられた中間基板と、を有し、前記中間基板は、前記第１面に対向する第３面から前記第２面に対向する第４面まで貫通する貫通孔が形成された絶縁性の基部と、前記貫通孔内に設けられた導電ビアと、を有し、前記第１電極と前記導電ビアとを電気的に接続する第１導電部材と、前記第２電極と前記導電ビアとを電気的に接続する第２導電部材と、を有する配線基板が提供される。
開示の技術によれば、電子部品の実装可能な領域を広く確保できる。
第１実施形態に係る配線基板を示す斜視図である。 第１実施形態に係る配線基板を示す断面図（その１）である。 第１実施形態に係る配線基板を示す断面図（その２）である。 第１配線基板及びコネクタを示す上面図である。 第１配線基板及びコネクタを示す下面図である。 第２配線基板を示す上面図である。 第２配線基板を示す下面図である。 第１実施形態における中間基板を示す上面図である。 第１実施形態における中間基板を示す下面図である。 第２実施形態に係る配線基板を示す斜視図である。 第２実施形態における中間基板を示す上面図である。
以下、実施形態について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省くことがある。また、本開示においては、Ｘ１－Ｘ２方向、Ｙ１－Ｙ２方向、Ｚ１－Ｚ２方向を相互に直交する方向とする。Ｘ１－Ｘ２方向及びＹ１－Ｙ２方向を含む面をＸＹ面と記載し、Ｙ１－Ｙ２方向及びＺ１－Ｚ２方向を含む面をＹＺ面と記載し、Ｚ１－Ｚ２方向及びＸ１－Ｘ２方向を含む面をＺＸ面と記載する。なお、便宜上、Ｚ１－Ｚ２方向を上下方向とし、Ｚ１側を上側、Ｚ２側を下側とする。また、平面視とは、Ｚ１側から対象物を視ることをいい、平面形状とは、対象物をＺ１側から視た形状のことをいう。但し、配線基板は天地逆の状態で用いることができ、又は任意の角度で配置することができる。
（第１実施形態）
第１実施形態は、配線基板に関する。図１は、第１実施形態に係る配線基板を示す斜視図である。図２及び図３は、第１実施形態に係る配線基板を示す断面図である。図２は、後述の図４～図９中のII-II線に沿った断面図に相当し、図３は、後述の図４～図９中のIII-III線に沿った断面図に相当する。
第１実施形態に係る配線基板１は、第１配線基板１０と、第２配線基板２０と、中間基板３０と、コネクタ４０と、第１導電部材５０と、第２導電部材６０とを有している。第２配線基板２０は、第１配線基板１０のＺ１側（上方）に設けられている。中間基板３０は、第１配線基板１０と第２配線基板２０との間に設けられている。つまり、中間基板３０は、第１配線基板１０のＺ１側（上方）、かつ第２配線基板２０のＺ２側（下方）に設けられている。
［第１配線基板１０及びコネクタ４０］
次に、第１配線基板１０及びコネクタ４０について説明する。図４は、第１配線基板１０及びコネクタ４０を示す上面図である。図５は、第１配線基板１０及びコネクタ４０を示す下面図である。
第１配線基板１０は上面１１及び下面１２を有している。第１配線基板１０は略矩形状の平面形状を有している。第１配線基板１０は、絶縁層と、配線層とを有している。配線層の数は、例えば４であるが、特に限定されない。例えば、絶縁層の材料はガラスエポキシ等であり、配線層の材料は銅（Ｃｕ）等である。平面視で、第１配線基板１０はＸ１－Ｘ２方向に平行な２つの縁と、Ｙ１－Ｙ２方向に平行な２つの縁とを有している。Ｙ１－Ｙ２方向に平行な２つの縁のうちＸ１側の縁に凹部１６が形成されている。凹部１６の内側にコネクタ４０が設けられている。
図２に示すように、コネクタ４０は上面４１及び下面４２を有している。コネクタ４０の上面４１は第１配線基板１０の上面１１よりもＺ１側（上側）にあり、コネクタ４０の下面４２は第１配線基板１０の下面１２よりもＺ２側（下側）にある。コネクタ４０はＸ１側を向く開口４３を有し、開口４３の内側に端子４４を有している。コネクタ４０は第１配線基板１０に電気的に接続されている。例えば、端子４４が第１配線基板１０に電気的に接続されている。図４に示すように、コネクタ４０は、例えば、第１配線基板１０の上面１１に設けられた固定部４５に固定されている。第１配線基板１０は、例えば固定部４５において第１配線基板１０にはんだ付けされている。
図２、図３及び図５に示すように、第１配線基板１０の下面１２に複数の接続端子１４が設けられている。複数の接続端子１４は、第１配線基板１０のＹ１－Ｙ２方向に平行な２つの縁のうちＸ２側の縁の近傍に設けられている。接続端子１４は、例えばＸ１－Ｘ２方向を長手方向とする略矩形状の平面形状を有している。複数の接続端子１４はＹ１－Ｙ２方向に並んでいる。
第１配線基板１０の下面１２に複数の電子部品１９が実装されている。電子部品１９は、接続端子１４よりもＸ１側に配置されている。電子部品１９は、能動部品であってもよく、受動部品であってもよい。例えば、電子部品１９は、集積回路チップ、コンデンサチップ、抵抗チップ等である。
図２、図３及び図４に示すように、第１配線基板１０の上面１１に、複数の第１電極１３が設けられている。複数の第１電極１３のうちの一部は、第１配線基板１０のＸ１－Ｘ２方向に平行な２つの縁の近傍に、Ｘ１－Ｘ２方向に並んで設けられている。複数の第１電極１３のうちの他の一部は、接続端子１４よりもＸ１側において、Ｙ１－Ｙ２方向に並んで設けられている。第１電極１３のピッチは、例えば５００μｍ～１０００μｍ程度である。
［第２配線基板２０］
次に、第２配線基板２０について説明する。図６は、第２配線基板２０を示す上面図である。図７は、第２配線基板２０を示す下面図である。
第２配線基板２０は上面２１及び下面２２を有している。第２配線基板２０の下面２２は第１配線基板１０の上面１１に対向する。第２配線基板２０は略矩形状の平面形状を有している。第２配線基板２０は、絶縁層と、配線層とを有している。配線層の数は、例えば４であるが、特に限定されない。例えば、絶縁層の材料はガラスエポキシ等であり、配線層の材料は銅等である。第２配線基板２０は、例えば、４層の配線層（図示せず）を有している。平面視で、第２配線基板２０はＸ１－Ｘ２方向に平行な２つの縁と、Ｙ１－Ｙ２方向に平行な２つの縁とを有している。
図２、図３及び図６に示すように、第２配線基板２０の上面２１に複数の電子部品２９が実装されている。電子部品２９は、能動部品であってもよく、受動部品であってもよい。例えば、電子部品２９は、集積回路チップ、コンデンサチップ、抵抗チップ等である。
図２、図３及び図７に示すように、第２配線基板２０の下面２２に、複数の第２電極２３が設けられている。複数の第２電極２３のうちの一部は、第２配線基板２０のＸ１－Ｘ２方向に平行な２つの縁の近傍に、Ｘ１－Ｘ２方向に並んで設けられている。複数の第２電極２３のうちの他の一部は、平面視で第１配線基板１０に設けられた接続端子１４よりもＸ１側において、Ｙ１－Ｙ２方向に並んで設けられている。平面視で、複数の第１電極１３と複数の第２電極２３とが重なり合っている。第２電極２３のピッチは、例えば５００μｍ～１０００μｍ程度である。
第２配線基板２０は、平面視で第１配線基板１０及びコネクタ４０と重なり合うように配置されている。例えば、平面視でコネクタ４０の少なくとも一部が第２配線基板２０と重なっている。好ましくは、平面視でコネクタ４０の全体が第２配線基板２０と重なっている。
［中間基板３０］
次に、中間基板３０について説明する。図８は、第１実施形態における中間基板３０を示す上面図である。図９は、第１実施形態における中間基板３０を示す下面図である。
中間基板３０は絶縁性の基部３５を有している。例えば、基部３５の材料はガラスエポキシ等である。基部３５は上面３１及び下面３２を有している。基部３５の下面３２は第１配線基板１０の上面２１に対向し、基部３５の上面３１は第２配線基板２０の下面２２に対向する。基部３５は略Ｕ字型の平面形状を有している。基部３５は、Ｘ１－Ｘ２方向に延びる第１領域３０Ａと、平面視でＸ１－Ｘ２方向に延びる第２領域３０Ｂと、Ｙ１－Ｙ２方向に延びる第３領域３０Ｃとを有している。第２領域３０Ｂは第１領域３０ＡのＹ２側にある。第３領域３０Ｃは第１領域３０ＡのＸ２側の端部と第２領域３０ＢのＸ２側の端部とを繋いでいる。
基部３５に、下面３２か上面３１まで貫通する複数の貫通孔３４が形成されている。貫通孔３４は、平面視で第１電極１３及び第２電極２３と重なり合うように形成されている。貫通孔３４の直径は、例えば１００μｍ～２００μｍ程度である。貫通孔３４のピッチは、例えば５００μｍ～１０００μｍ程度である。中間基板３０は貫通孔３４内に設けられた導電ビア３３を有している。例えば、導電ビア３３の材料は銅等である。導電ビア３３は、上面３１を覆う部分を含んでもよく、下面３２を覆う部分を含んでもよい。
［第１導電部材５０］
次に、第１導電部材５０について説明する。配線基板１は、複数の第１導電部材５０を有する。第１導電部材５０の各々は、１個の第１電極１３と１個の導電ビア３３とに直接接触している。第１導電部材５０は、第１電極１３と導電ビア３３とを電気的に接続している。第１導電部材５０は、例えば、第１導電性コアボール５１と、第１はんだ層５２とを有している。第１導電性コアボール５１は、例えば銅を含有する。第１導電性コアボール５１が銅コアボールであってもよい。第１はんだ層５２は第１導電性コアボール５１を覆う。第１はんだ層５２の材料は、例えば、Ｓｎ（錫）、Ｓｎ－Ａｇ（銀）系、Ｓｎ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系のＰｂ（鉛）フリーはんだである。
［第２導電部材６０］
次に、第２導電部材６０について説明する。配線基板１は、複数の第２導電部材６０を有する。第２導電部材６０の各々は、１個の第２電極２３と１個の導電ビア３３とに直接接触している。第２導電部材６０は、第２電極２３と導電ビア３３とを電気的に接続している。第２導電部材６０は、例えば、第２導電性コアボール６１と、第２はんだ層６２とを有している。第２導電性コアボール６１は、例えば銅を含有する。第２導電性コアボール６１が銅コアボールであってもよい。第２はんだ層６２は第２導電性コアボール６１を覆う。第２はんだ層６２の材料は、例えば第１はんだ層５２の材料と同様である。
第１実施形態に係る配線基板１は、コネクタ４０が接続された第１配線基板１０に加えて第２配線基板２０を有しているため、第１配線基板１０に凹部１６が形成されていても、電子部品を実装可能な領域を広く確保することができる。特に、平面視でコネクタ４０の少なくとも一部が第２配線基板２０と重なっていることで、電子部品を実装可能な領域を広く確保しやすい。
また、コネクタ４０が凹部１６の内側に設けられているため、コネクタ４０が第１配線基板１０に表面実装される場合と比較して、配線基板１の高さ（Ｚ１－Ｚ２方向の寸法）を小さく抑えることができる。
例えば、配線基板１のＸ１－Ｘ２方向の寸法は１５ｍｍ～３０ｍｍ程度であり、Ｙ１－Ｙ２方向の寸法は１０ｍｍ～３０ｍｍ程度であり、Ｚ１－Ｚ２方向の寸法は３ｍｍ～１０ｍｍ程度である。
更に、第１配線基板１０と第２配線基板２０との間に中間基板３０が設けられているため、コネクタ４０のサイズにあわせて第１配線基板１０と第２配線基板２０との間の距離を調整することができる。また、凹部１６が形成された第２配線基板２０は、凹部１６が形成されていない状態と比較して反りやすいが、中間基板３０により第２配線基板２０の反りを抑制することができる。従って、第１実施形態によれば、優れた形状安定性を得ることができる。
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、主として中間基板の構成の点で第１実施形態と相違する。図１０は、第２実施形態に係る配線基板の概要を示す斜視図である。図１１は、第２実施形態における中間基板を示す上面図である。
第２実施形態に係る配線基板２は、中間基板３０に代えて、中間基板２３１及び２３２を有している。中間基板２３１は、中間基板３０の、第１領域３０Ａと、第３領域３０Ｃの第１領域３０Ａにつながる一部分とに相当する。中間基板２３２は、中間基板３０の、第２領域３０Ｂと、第３領域３０Ｃの第２領域３０Ｂにつながる一部分とに相当する。言い換えると、中間基板３０の第３領域３０Ｃの一部が除かれることで、中間基板２３１及び２３２が構成されている。中間基板２３１及び２３２の各々の基部３５は略Ｌ字型の平面形状を有している。中間基板２３１及び２３２のいずれにも、中間基板３０と同様に、貫通孔３４及び導電ビア３３が設けられている。
図示を省略するが、第１配線基板１０においては、平面視で導電ビア３３と重なる位置に第１電極１３が設けられ、第２配線基板２０においては、平面視で導電ビア３３と重なる位置に第２電極２３が設けられている。また、第１実施形態と同様に、第１導電部材５０の各々は、１個の第１電極１３と１個の導電ビア３３とに直接接触しており、第２導電部材６０の各々は、１個の第２電極２３と１個の導電ビア３３とに直接接触している。
他の構成は第１実施形態と同様である。
第２実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。また、第２配線基板２０では第２電極２３が設けられてない領域が第１実施形態よりも広くなる。このため、この領域を用いて配線層を形成し、第２配線基板２０のＸ２側の縁にもコネクタを接続してもよい。
なお、本開示において、中間基板の数及び平面形状は上記のものに限定されない。例えば配線基板が３個以上の中間基板を有していてもよい。また、中間基板が、例えば略Ｉ字型の平面形状を有していてもよい。
また、本開示において、第１導電部材及び第２導電部材が導電性コアボールを含まなくてもよい。例えば、第１導電部材及び第２導電部材が導電性コアボールを含まずに、はんだから構成されていてもよい。
以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
１、２ 配線基板
１０ 第１配線基板
１１、２１、３１、４１ 上面
１２、２２、３２、４２ 下面
１３ 第１電極
１４ 接続端子
１６ 凹部
１９、２９ 電子部品
２０ 第２配線基板
２３ 第２電極
３０、２３１、２３２ 中間基板
３３ 導電ビア
３４ 貫通孔
３５ 基部
４０ コネクタ
５０ 第１導電部材
５１ 第１導電性コアボール
５２ 第１はんだ層
６０ 第２導電部材
６１ 第２導電性コアボール
６２ 第２はんだ層

Claims (8)

  1. 第１面に第１電極を有し、前記第１面に垂直な方向からの平面視で、縁部に凹部が形成された第１配線基板と、
    前記第１面に対向する第２面に第２電極を有する第２配線基板と、
    前記凹部の内側に設けられ、前記第１配線基板に電気的に接続されたコネクタと、
    前記第１配線基板と前記第２配線基板との間に設けられた中間基板と、
    を有し、
    前記中間基板は、
    前記第１面に対向する第３面から前記第２面に対向する第４面まで貫通する貫通孔が形成された絶縁性の基部と、
    前記貫通孔内に設けられた導電ビアと、
    を有し、
    前記第１電極と前記導電ビアとを電気的に接続する第１導電部材と、
    前記第２電極と前記導電ビアとを電気的に接続する第２導電部材と、
    を有することを特徴とする配線基板。
  2. 前記平面視で、前記コネクタの少なくとも一部が前記第２配線基板と重なることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
  3. 前記平面視で、前記コネクタの全体が前記第２配線基板と重なることを特徴とする請求項２に記載の配線基板。
  4. 前記第１配線基板の前記第１面とは反対側の第５面に実装された第１電子部品と、
    前記第２配線基板の前記第２面とは反対側の第６面に実装された第２電子部品と、
    を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配線基板。
  5. 前記中間基板を複数有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配線基板。
  6. 前記第１導電部材は、第１導電性コアボールを有し、
    前記第２導電部材は、第２導電性コアボールを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の配線基板。
  7. 前記第１導電性コアボール及び前記第２導電性コアボールは、銅を含有することを特徴とする請求項６に記載の配線基板。
  8. 前記第１導電部材は、前記第１導電性コアボールを覆う第１はんだ層を有し、
    前記第２導電部材は、前記第２導電性コアボールを覆う第２はんだ層を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の配線基板。
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