JP4591168B2 - 立体構成電子回路ユニットとその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品を実装した後に立体形状に加工して形成する立体構成電子回路ユニットの製造方法に関する。

立体形状を有する基板上に電子部品を実装して立体構成のモジュールを作製する方法については、特に半導体撮像素子とレンズとの組み合わせを小型、薄型化するために種々の方式が開発されている。

図１３は、半導体撮像素子１１０が実装された電子部品ユニット１１２とレンズユニット１１８とからなるカメラモジュールを配線基板１２０に実装した構成を示す図である。このようなカメラモジュールは携帯電話等に多く用いられている。レンズユニット１１８は、レンズ保持部１１４にレンズ１１６が固定されて構成されている。電子部品ユニット１１２は、図１４に示す製造方法により形成される。この電子部品ユニット１１２へのレンズユニット１１８の実装は、位置決め用溝１０２にレンズ保持部１１４を挿入し、位置決めしてから接着または機械的に固定される。

電子部品ユニット１１２とレンズユニット１１８とから構成されるカメラモジュールを配線基板１２０へ実装する場合には、電子部品ユニット１１２の外部接続端子１０６ａと配線基板１２０の接続端子１２０ａとを、例えばはんだ等の接合部材１２２により接続する。なお、接合部材１２２としては、はんだだけでなく導電性樹脂等も用いられる。

図１４は、上記カメラモジュールに用いられる電子部品ユニット１１２を作製するための主要工程の断面図である。この電子部品ユニット１１２は、立体形状を有する立体回路基板１０８の所定の位置に半導体撮像素子１１０をフリップチップ実装して構成されている。

図１４（ａ）は、レンズユニット１１８の位置決め用溝１０２と開口部１０４を有する立体形状基材１００の断面図である。この立体形状基材１００は、樹脂成形金型を用いて図面に示すような所定の形状に成形される。立体形状基材１００の材質は特に限定されないが、一般的に熱可塑性樹脂で、配線導体１０６の形成時や電子部品を実装する場合等において損傷されないようにするために比較的耐薬品性を有するエンジニアリングプラスティックを用いることが多い。

また、開口部１０４は、半導体撮像素子１１０をフリップチップ実装する場合には、撮像光を通過させるために必要である。しかし、フェースアップで実装する場合には、特に開口部１０４を設ける必要はない。

図１４（ｂ）は、この立体形状基材１００のあらかじめ設定された領域に配線導体１０６を形成した状態を示す断面図である。この配線導体１０６の形成により立体回路基板１０８が得られる。なお、配線導体１０６の外周側の端部は外部機器との外部接続端子１０６ａを構成している。

図１４（ｃ）は、立体回路基板１０８に半導体撮像素子１１０を実装した状態を示す断面図である。半導体撮像素子１１０は、撮像領域が開口部１０４から露出するように位置合せしてフリップチップ実装されている。これにより、電子部品ユニット１１２が作製される。なお、半導体撮像素子１１０と立体回路基板１０８との実装は、撮像領域の外周部に形成された電極端子上のバンプと配線導体１０６との間を導電性樹脂等により接続される。

このような製造方法により作製されたカメラモジュールは、撮像光がレンズ１１６と開口部１０４を通過して半導体撮像素子１１０の撮像領域に焦点を結び、この撮像光を電気信号に変換して処理される。

このような立体構成からなるカメラモジュールにおいて、例えば光学部品と半導体撮像素子との位置関係を高精度に保つための鏡筒の構成を工夫した構造が示されている（例えば、特許文献１参照）。この鏡筒は、光学部品の被装着部を具備するとともに、半導体撮像素子の電極端子と外部接続端子とを備えている立体回路基板として構成されていて、半導体撮像素子の被装着位置を光学部品の光軸方向において可変できる構成としている。

また、光学フィルタを固定する接着剤からの発塵を防ぎ、撮像装置の画質劣化を低減させた構造も示されている。この例では、入射光を電気信号に変換する半導体撮像素子と、半導体撮像素子の入射面に対向して配置されるとともに、所定波長の光を透過する光学フィルタと、フィラーを含む接着剤を用いた接着によって光学フィルタを保持する保持部材とを備え、上記フィラーの径を半導体撮像素子の画素サイズ以下のものを用いている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−３３３３３２号公報 特開２００４−３２７９１４号公報

上記の第１の例においては、鏡筒を立体回路基板として用い、かつ半導体素子を光学部品の光軸方向に可変できるようにしている。また、第２の例は、立体回路基板に光学フィルタを接着するときの接着剤中のフィラーによる画質劣化を解消するための構造である。

このようなカメラモジュールにおいては、半導体撮像素子とレンズを含む光学部品を立体的に実装することが要求される。このために、上記の例においても立体回路基板を用いて半導体撮像素子を実装している。立体回路基板の作製は、通常、立体形状基材の立体的な表面に配線導体を形成している。立体形状基材は、樹脂成形により作製するため量産性はよい。しかし、立体形状基材の立体的な表面に配線導体を形成する方法は、例えば所定のパターン形状とした導体箔を貼着する方法、立体形状基材の表面に金属薄膜を蒸着方式またはメッキ方式により形成した後、エッチングまたはレーザ加工により所定のパターンを形成する方法等により形成されている。あるいは、導電性樹脂を用いて転写印刷法や描画法により形成する場合もある。

しかしながら、これらの配線導体を作製する方法は工程が複雑となり、安価に作製することができない。また、上記従来の構成では、立体回路基板を形成後、電子部品を実装している。このため、立体的な形状の凹部に撮像素子等の電子部品を実装することが要求され、実装工程も複雑となり安価なカメラモジュールを実現することが困難であった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、電子部品の実装を容易に行え、かつ立体回路基板を簡単な工程で作製して、低コストの立体構成電子回路ユニットを実現できる製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の立体構成電子回路ユニットの製造方法は、樹脂基材の実装領域部に一方の端部である部品接続端子が設けられ、他方の端部が外部接続端子を構成する配線導体を実装領域部を中心として対称の位置に複数設けて平板状の回路基板を形成する工程と、電子部品を実装領域部の部品接続端子と接続する実装工程と、電子部品を実装後、電子部品が実装された領域を固定保持し、回路基板のあらかじめ設定した領域の樹脂基材と配線導体とを電子部品が実装された方向に折り曲げ、配線導体の部品接続端子と外部接続端子とが段差を有し、かつ平行な配置とする立体形状の加工を行う工程とを含む方法からなる。

また、上記方法において、配線導体は実装領域部を中心として対称の位置の２箇所に形成してもよい。あるいは、樹脂基材は実装領域部を中心とした十字形状を有し、配線導体は樹脂基材の十字領域にそれぞれ形成してもよい。

このような方法とすることにより、平板状の回路基板に電子部品実装した後に、回路基板のあらかじめ設定した領域の樹脂基材と配線導体とを折り曲げて変形させることで、外部接続端子を有する立体構成電子回路ユニットを簡単な製造工程で作製することができる。

また、上記方法の立体形状に加工する工程において、回路基板の電子部品が実装された領域を固定保持した状態で、回路基板のあらかじめ設定した領域の樹脂基材を加熱して軟化させた後、樹脂基材と配線導体とを変形させて立体形状に加工する方法としてもよい。また、樹脂基材として、熱可塑性樹脂または半硬化状態の熱硬化性樹脂を用いてもよい。さらに、配線導体は導体箔または導電性樹脂により形成してもよい。

このような方法とすることにより、電子部品が実装された領域を固定してから所定の箇所の樹脂基材と配線導体とを変形させるため、電子部品の実装部分には応力等が作用せず、実装不良を生じることがない。この場合の加工法として、樹脂基材を軟化させる工程と、樹脂基材と配線導体とを立体形状に加工する工程とは、金型を用いて連続的に行うようにしてもよい。この方法とすると軟化工程と立体的に加工する工程とが一貫して行えるため、製造工程をより簡略化できる。さらに、変形させる領域の精度も向上できる。

また、樹脂基材として熱可塑性樹脂または半硬化状態の熱硬化性樹脂を用いれば、樹脂基材の軟化による変形を容易に行うことができる。さらに、配線導体として導体箔または導電性樹脂を用いると、樹脂基材を軟化させて変形させるときに、配線導体も容易に変形し、かつ断線等を生じないので、歩留まりよく製造することができる。

また、上記方法において、実装領域部で配線導体が形成される面とは反対側の面上に補強板を設けてもよい。あるいは、実装領域部で配線導体が形成される面上に補強板を埋設し、補強板と樹脂基材との表面に配線導体を設けてもよい。

このような補強板を設けることにより、回路基板の所定の位置の樹脂基材と配線導体とを折り曲げるときに、電子部品の実装部に応力が加わることを抑制できる。このための、折り曲げを行っても実装不良の発生を抑制できる。

また、上記方法において、電子部品の電極端子と回路基板の部品接続端子とが、はんだによる接続、導電性樹脂による接続、直接接触による接続あるいはワイヤリードによる接続のいずれかにより接続されてもよい。

この方法により、部品接続端子と電極端子との接続を容易にできる。導電性樹脂による接続の場合には、比較的低温で接続ができるので接続作業中に樹脂基材の変形を生じないようにすることができる。

また、上記方法において、電子部品と回路基板とは、絶縁性接着剤により接着固定されていてもよい。絶縁性接着剤により固定することで、折り曲げ等の加工を行っても実装不良の発生をさらに抑制できる。さらに、絶縁性接着剤によりフィレットを形成すれば、より強固な接着が可能となりさらに実装不良の発生を抑制できる。

また、上記方法において、電子部品として、半導体素子および受動部品のうちから選択された１つ以上を実装してもよい。また、電子部品として、半導体撮像素子を実装してもよい。この場合に、半導体撮像素子の撮像領域に対応する回路基板に開口部を設け、半導体撮像素子の撮像領域を開口部側とし、かつ開口部に対応する位置に半導体撮像素子を実装してもよい。さらに、回路基板の半導体撮像素子が実装された面とは反対側の面上にレンズをさらに実装してもよい。

このような方法とすることにより、複数の電子部品を実装した立体構成電子回路ユニットを作製でき、小型、高密度の回路機器を容易に実現できる。特に、半導体撮像素子を電子部品として用いた場合には、安価なカメラモジュールを実現することができる。

また、本発明の立体構成電子回路ユニットは、樹脂基材と、樹脂基材の実装領域部に一方の端部である部品接続端子が設けられ、他方の端部が外部接続端子を構成し、かつ実装領域部を中心として対称の位置に複数設けた配線導体とを含む回路基板と、実装領域部の部品接続端子と接続して実装された電子部品とを含み、樹脂基材と配線導体とは、電子部品が実装された方向に折り曲げられ、配線導体の部品接続端子と外部接続端子とが段差を有し、かつ平行な配置で、樹脂基材の厚みが部品接続端子から外部接続端子までにかけて同じ厚みとした構成を有する。

また、上記構成において、配線導体は実装領域部を中心として対称の位置の２箇所に形成されていてもよい。あるいは、樹脂基材は実装領域部を中心とした十字形状を有し、配線導体は樹脂基材の十字領域にそれぞれ形成されていてもよい。

この構成とすることにより、両側に外部接続端子を有する立体構成電子回路ユニットあるいは四辺に外部接続端子を有する立体構成電子回路ユニットを容易に得ることができる。

本発明の立体構成電子回路ユニットの製造方法によれば、平板状の回路基板を用いて電子部品を実装することができるため、実装工程が簡単となる。また、電子部品を実装後に、所定の形状に樹脂基材と配線導体を変形させて立体回路基板を作製するので、立体構成電子回路ユニットを安価に製造することができるという大きな効果を奏する。

以下、本発明の立体構成電子回路ユニットの製造方法および立体構成電子回路ユニットについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同じ要素については同じ符号を付しており、説明を省略する場合がある。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる立体構成電子回路ユニットの製造工程を説明するための主要工程の平面図である。また、図２は、図１に対応する主要工程の断面図であり、図１（ａ）に示すＸ−Ｘ線に沿った断面部分に相当する位置の断面図である。以下、図１と図２とを用いて、本実施の形態の立体構成電子回路ユニットの製造工程を説明する。なお、本実施の形態では、電子部品として半導体撮像素子を例として説明する。

最初に、図１（ａ）および図２（ａ）に示すような平板状の回路基板１０を準備する。この回路基板１０は、樹脂基材１２の表面に配線導体１６と、ほぼ中央部に開口部１４が設けられている。この開口部１４は、半導体撮像素子１８の撮像領域１８ａよりもやや大きな面積を有している。また、配線導体１６の開口部１４側に配置された一方の端部は部品接続端子１６ａを構成し、他方の端部は外部接続端子１６ｂを構成している。この開口部１４とその周辺に部品接続端子１６ａが設けられている領域が実装領域部である。また、配線導体１６は、この実装領域部を中心として対称の位置の２箇所に設けられている。さらに、部品接続端子１６ａから外部接続端子１６ｂまでの樹脂基材１２の厚みがほぼ同じに形成されている。

樹脂基材１２としては、熱可塑性または半硬化状態の熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。例えば、ＡＢＳ樹脂、ナイロン系樹脂、ポリイミド系樹脂、あるいは半硬化状態のエポキシ系樹脂を用いることができる。

配線導体１６としては、銅（Ｃｕ）等の導体箔を樹脂基材１２に貼着した後、所定のパターン形状にエッチングすれば容易に形成できる。なお、配線導体１６の、特に部品接続端子１６ａと外部接続端子１６ｂとの表面には、金（Ａｕ）膜あるいは銀（Ａｇ）膜等を形成しておくことが好ましい。この配線導体１６は、樹脂基材１２と一緒に変形させるので、展延性の良好な材料が望ましい。したがって、導体箔を用いるのが好ましいが、導電性樹脂を印刷して用いてもよい。

開口部１４は、樹脂基材１２をプレス加工やレーザ加工を行うことで形成できる。

つぎに、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、この回路基板１０上に半導体撮像素子１８を実装する。半導体撮像素子１８に設けたバンプ２２と回路基板１０の配線導体１６の部品接続端子１６ａとを、例えば導電性接着剤（図示せず）を用いて接続する。さらに、開口部１４を除く回路基板１０と半導体撮像素子１８との間に絶縁性接着剤であるアンダーフィル樹脂２０を充填して、半導体撮像素子１８と回路基板１０との機械的接続をより強固にする。このアンダーフィル樹脂２０を半導体撮像素子１８の端面部にも塗布してフィレットを形成してもよい。このようなフィレットを形成すれば、さらに接着強度を大きくすることができる。なお、半導体撮像素子１８のバンプ２２と部品接続端子１６ａとの接続により、半導体撮像素子１８が回路基板１０に強固に接続できる場合には、アンダーフィル樹脂２０を設ける必要はない。

また、アンダーフィル樹脂２０として、硬化収縮性の樹脂を用いる場合には、バンプ２２と配線導体１６の部品接続端子１６ａとを直接接触による接続としてもよい。

つぎに、図１（ｃ）および図２（ｃ）に示すように、半導体撮像素子１８が実装された領域を固定したまま、回路基板１０の両側の樹脂基材１２とその上の配線導体１６とを折り曲げ部２４を基準として折り曲げる。このとき、樹脂基材１２を加熱して軟化させてから折り曲げると簡単に所定の角度まで折り曲げることができる。

この折り曲げに対しては、図３に示すような治具を用いると容易に、かつ精度よく折り曲げることができる。図３は、半導体撮像素子１８が実装された状態で、回路基板１０の所定の領域を設定された角度に折り曲げるための治具構成を示す断面図である。この折り曲げにおいては、第１の上型５２と第１の下型５４とを用いる。第１の上型５２は、半導体撮像素子１８とその実装領域に空間を設けてあり、かつ両側には折り曲げ角度に相当する角度のテーパを有している。また、第１の下型５４は第１の上型５２と対応し、回路基板１０の折り曲げない領域を押さえる。このような第１の上型５２と第１の下型５４とを、図示するように配置した後、折り曲げ部２４の領域を局部的に加熱して樹脂基材１２を軟化させた後に、矢印Ａで示す方向に図示しない治具により第１の上型５２に接触するまで折り曲げると、設定した角度に折り曲げることができる。このとき、半導体撮像素子１８が実装されている領域には荷重等が加わらないため、実装部での不良等の発生を防止できる。

つぎに、図１（ｄ）および図２（ｄ）に示すように、折り曲げた樹脂基材１２と配線導体１６とをさらに別の折り曲げ部２６を基準として、外部接続端子１６ｂが半導体撮像素子１８とほぼ平行になるように折り曲げる。これにより、配線導体１６の一方の端部は、半導体撮像素子１８が実装されている部品接続端子１６ａを構成し、配線導体１６の他方の端部は外部機器と接続する外部接続端子１６ｂを構成し、部品接続端子１６ａと外部接続端子１６ｂとは立体的で、かつ段差を設けて配置された立体構成電子回路ユニット２８が得られる。

この折り曲げに対しては、図４に示すような治具を用いると容易に、かつ精度よく折り曲げることができる。図４は、図２（ｃ）に示す状態に折り曲げられた回路基板１０に対して、別の折り曲げ部２６を基準としてさらに折り曲げるための治具構成を示す断面図である。

この場合の折り曲げにおいては、第２の上型５６と第２の下型５８とを用いる。第２の上型５６は、半導体撮像素子１８とその実装領域に空間を設けてあり、半導体撮像素子１８には荷重が加わらない構成であり、さらに別の折り曲げ部２６に相当する位置まで図２（ｃ）に示すように、両側に折り曲げ角度に相当する角度のテーパを有する。また、第２の下型５８は第２の上型５６と対応し、回路基板１０の折り曲げない領域を押さえる形状としてある。このような第２の上型５６と第２の下型５８とを、図示するように配置した後、別の折り曲げ部２６の領域を局部的に加熱して樹脂基材１２を軟化させた後に、矢印Ｂで示す方向に図示しない治具により第２の下型５８に接触するまで折り曲げると、半導体撮像素子１８とほぼ平行に折り曲げることができる。このとき、半導体撮像素子１８が実装されている領域には荷重等が加わらないため、実装部での不良等の発生を防止できる。

この２回の折り曲げにより立体構成電子回路ユニット２８が作製される。図５は、このようにして作製された立体構成電子回路ユニット２８に、さらにレンズユニット４０を取り付けた後、外部機器の配線基板３０に接続した状態を示す断面図である。レンズユニット４０は回路基板１０に接着固定されている。このレンズユニット４０は、レンズ保持部３６とレンズ３８とにより構成されている。なお、レンズ３８は、半導体撮像素子１８の撮像領域１８ａに焦点を結ぶ位置のレンズ保持部３６に固定されている。

レンズユニット４０が取り付けられた立体構成電子回路ユニット２８を配線基板３０に実装する。この場合、立体構成電子回路ユニット２８の外部接続端子１６ｂと配線基板３０の配線導体３２とを、例えば導電性接着剤３４により接続する。

本実施の形態の立体構成電子回路ユニット２８は、配線基板３０上に立体的に実装できるので、図５に示すように半導体撮像素子１８からの電気信号を処理するための半導体素子であるＤＳＰ４２を、この空間部に実装することも容易にできる。図５は、本実施の形態にかかる製造方法により製造された立体構成電子回路ユニットを用いて、レンズユニットと組み合わせて配線基板上に実装した状態を示す断面図である。ＤＳＰ４２はバンプ４４により配線基板３０の配線導体３２と接続されている。

なお、本実施の形態においては、半導体撮像素子１８を平板状の回路基板１０に実装している。このため、従来の立体回路基板の場合と異なり、図６に示すような回路基板１０が複数形成された状態で半導体撮像素子１８を実装することができる。図６は、複数の回路基板１０が形成された状態で半導体撮像素子１８を実装した状態を示す平面図である。このため、実装工程を大幅に簡略化することもできる。

また、本実施の形態では、回路基板１０を折り曲げて所定の立体構成電子回路ユニット２８を形成しているので、配線導体１６の形成も容易に行える。

なお、本発明の製造方法は、図３および図４に示す治具構成に限定されることはない。最初の折り曲げ部２４を基準として折り曲げる工程と、別の折り曲げ部２６を基準として折り曲げる工程とを連続して行ってもよい。治具構成としても、このような連続で行うための構成としてもよい。

（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態にかかる立体構成電子回路ユニットの製造方法を説明するための主要工程の断面図である。本実施の形態の立体構成電子回路ユニットは、回路基板１０の半導体撮像素子１８が実装された領域に図示するように開口部４８を備えた補強板４６を設けたことを特徴とする。

補強板４６としては、例えば耐熱性を有する硬質樹脂、あるいは金属やセラミック板を用いる。この補強板４６を樹脂基材１２上に接着する。補強板４６には、樹脂基材１２の開口部１４と対応する位置に開口部４８が設けられているので、樹脂基材１２の開口部１４と補強板４６の開口部４８とを一致させて接着している。

このように補強板４６を設けることにより、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示す折り曲げ工程において、半導体撮像素子１８が実装されている領域の変形をさらに抑制することができる。なお、図７（ｂ）に示す治具構成においては、回路基板１０に補強板４６を接着固定した関係上、第３の下型６０の構成がやや異なるが、その他の構成としては第１の実施の形態で説明した構成と同じである。また、図７（ｃ）に示す治具構成においても、回路基板１０に補強板４６を接着固定した関係上、第４の下型６２の構成がやや異なるが、その他の構成としては第１の実施の形態で説明した構成と同様である。

図７（ｂ）では、矢印Ｃで示す方向に折り曲げれば、設定した角度にすることができる。また、図７（ｃ）では、矢印Ｄで示す方向に折り曲げれば、外部接続端子１６ｂを部品接続端子１６ａとほぼ平行にすることができる。

図８（ａ）は、上記の製造方法により作製した立体構成電子回路ユニットの断面図である。この立体構成電子回路ユニットは、図示するように補強板４６が設けられている点が異なるだけである。図８（ｂ）は、この立体構成電子回路ユニットに、さらにレンズユニット４０を取り付けた状態を示す断面図である。レンズユニット４０は、補強板４６上に接着あるいは機械的な方法により固定される。

本実施の形態の立体構成電子回路ユニットでは、半導体撮像素子１８が実装された領域の回路基板１０に補強板４６を設けたので、折り曲げ時に実装領域に応力が加わらなくなり、実装不良等の発生を抑制することができ、さらに高信頼性で、かつ量産性のよい製造方法を実現できる。

なお、本実施の形態では、半導体撮像素子１８を実装する面とは反対側の面に補強板４６を設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図９に示すように、半導体撮像素子１８を実装する側に補強板４７を設けてもよい。この補強板４７を設ける方法としては、樹脂基材１２を加熱して軟化させた後に補強板４７を埋め込み、その後配線導体１６を形成すれば作製することができる。この構成の場合には、実装領域側に補強板４７が設けられているので、折り曲げ時に半導体撮像素子１８の実装領域に加わる応力をさらに低減することができる。

なお、この構成の場合には、半導体撮像素子１８のバンプ２２と配線導体１６の部品接続端子１６ａとの接続をはんだにより行ってもよい。また、この構成の補強板４７の場合には、少なくとも表面が絶縁性を有する材料を用いる。

（第３の実施の形態）
図１０は、（ａ）本発明の第３の実施の形態にかかる立体構成電子回路ユニットの平面図と、（ｂ）Ｙ−Ｙ線に沿った断面図および（ｃ）Ｚ−Ｚ線に沿った断面図である。

本実施の形態にかかる立体構成電子回路ユニットでは、半導体撮像素子７４の電極端子が四辺に設けられており、それぞれバンプ７５により配線導体６８、７０の部品接続端子６８ａ、７０ａと接続されている。さらに、本実施の形態においても、アンダーフィル樹脂７６が形成されている。

折り曲げ前の回路基板６４は十字形状の樹脂基材６６を用いて、この四辺にそれぞれ配線導体６８、７０が形成された平板状の構成からなる。このような十字形状で平板状の回路基板６４に半導体撮像素子７４を実装した後、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）に示すようにそれぞれの設定した箇所で折り曲げる。この折り曲げ方法については、第１の実施の形態で説明した方法を用いることができるので、説明を省略する。折り曲げは、それぞれ個別に行ってもよいし、すべてを一括して行ってもよい。このための治具構成は第１の実施の形態と同様な構成あるいはこれを一部変形した構成を用いればよい。

このように折り曲げることにより、配線導体６８、７０は、外部接続端子６８ｂ、７０ｂと部品接続端子６８ａ、７０ａとが立体的に配置される。したがって、本実施の形態においても、配線導体６８、７０の一方の端部は、半導体撮像素子７４が実装されている部品接続端子６８ａ、７０ａを構成し、配線導体６８、７０の他方の端部は外部機器（図示せず）と接続する外部接続端子６８ｂ、７０ｂを構成し、部品接続端子６８ａ、７０ａと外部接続端子６８ｂ、７０ｂとは立体的で、かつ段差を設けて平行に形成されることになる。さらに、部品接続端子６８ａから外部接続端子６８ｂまでの樹脂基材６６の厚みがほぼ同じである。

なお、本実施の形態でも、回路基板６４のほぼ中央部で、半導体撮像素子７４の撮像領域７４ａに対応する位置に開口部７２が設けられている。

また、本実施の形態でも第１の実施の形態と同様に、回路基板６４が複数形成された状態で半導体撮像素子７４を実装することができる。このため、従来の立体回路基板上で半導体素子を実装する場合に比べて実装工程を大幅に簡略化することもできる。

なお、第１の実施の形態から第３の実施の形態までにおいては、電子部品として半導体撮像素子を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。図１１は、電子部品として、半導体撮像素子８７とチップ部品８８とを実装した変形例の立体構成電子回路ユニットの断面図である。この変形例の立体構成電子回路ユニットは、樹脂基材８２の表面に配線導体８４が形成された回路基板８０を用いている。配線導体８４は、部品接続端子８４ａ、外部接続端子８４ｂに加えて、部品間接続配線８４ｃも形成されていることが特徴である。また、樹脂基材８２には、開口部８６も形成されている。このような立体構成電子回路ユニットは、第１の実施の形態から第３の実施の形態までで説明した方法と同じ方法により製造することができるので、説明を省略する。

図１２は、さらに別の変形例の立体構成電子回路ユニットの断面図である。この場合には、電子部品として、２個の半導体素子９７、９８を実装していることが特徴である。回路基板９０は、樹脂基材９２の表面に配線導体９４が設けられているが、この変形例の場合には開口部は設けられていない。また、配線導体９４は、部品接続端子９４ａ、外部接続端子９４ｂに加えて、部品間接続配線９４ｃも形成されていることが特徴である。なお、図１２においては、電子部品である半導体素子９７、９８をフリップチップ方式で実装する構成を示しているが、フェースアップで実装し、ワイヤボンディングを行いワイヤリードにより接続してもよい。

以上のように、本発明は立体構成とすることが要求される半導体撮像素子に適用することができるだけでなく、半導体素子や受動部品等を立体的に実装して立体構成電子回路ユニットを形成することもできる。

本発明は、平板状の回路基板にあらかじめ電子部品を実装した後、設定した箇所を折り曲げることにより立体形状を有する電子回路ユニットを構成するので、カメラモジュールのように立体構成が要求される分野だけでなく、小型、高密度化が必要な種々の電子回路分野に有用である。

本発明の第１の実施の形態にかかる立体構成電子回路ユニットの製造工程を説明するための主要工程の平面図 同実施の形態にかかる立体構成電子回路ユニットにおいて、図１に対応する主要工程の断面図 同実施の形態にかかる立体構成電子回路ユニットの製造方法において、半導体撮像素子が実装された状態で回路基板の所定の領域を設定された角度に折り曲げるための治具構成を示す断面図 同実施の形態にかかる立体構成電子回路ユニットの製造方法において、図２（ｃ）に示す状態に折り曲げられた回路基板に対して、別の折り曲げ部を基準としてさらに折り曲げるための治具構成を示す断面図 同本実施の形態にかかる製造方法により製造された立体構成電子回路ユニットを用いて、レンズユニットと組み合わせてから配線基板上に実装した状態を示す断面図 同実施の形態にかかる立体構成電子回路ユニットの製造方法において、複数の回路基板が形成された状態で半導体撮像素子を実装した状態を示す平面図 本発明の第２の実施の形態にかかる立体構成電子回路ユニットの製造方法を説明するための主要工程の断面図 （ａ）同実施の形態にかかる立体構成電子回路ユニットの製造方法により作製した立体構成電子回路ユニットの断面図（ｂ）同実施の形態にかかる製造方法により作製した立体構成電子回路ユニットに、さらにレンズユニットを取り付けた状態を示す断面図 同実施の形態にかかる製造方法において、半導体撮像素子を実装する側に補強板を設けた場合の断面図 （ａ）本発明の第３の実施の形態にかかる立体構成電子回路ユニットの平面図、（ｂ）Ｙ−Ｙ線に沿った断面図、（ｃ）Ｚ−Ｚ線に沿った断面図 電子部品として、半導体撮像素子とチップ部品とを実装した変形例の立体構成電子回路ユニットの断面図 さらに別の変形例の立体構成電子回路ユニットの断面図 半導体撮像素子が実装された電子部品ユニットとレンズユニットとからなる従来のカメラモジュールを配線基板に実装した構成を示す図 従来のカメラモジュールに用いられる電子部品ユニットを作製するための主要工程の断面図

符号の説明

１０，６４，８０，９０ 回路基板
１２，６６，８２，９２ 樹脂基材
１４，４８，７２，８６，１０４ 開口部
１６，３２，６８，７０，８４，９４，１０６ 配線導体
１６ａ，６８ａ，７０ａ，８４ａ，９４ａ 部品接続端子
１６ｂ，６８ｂ，７０ｂ，８４ｂ，９４ｂ，１０６ａ 外部接続端子
１８，７４，８７，１１０ 半導体撮像素子（電子部品）
１８ａ，７４ａ 撮像領域
２０，７６ アンダーフィル樹脂
２２，４４，７５ バンプ
２４，２６ 折り曲げ部
２８ 立体構成電子回路ユニット
３０，１２０ 配線基板
３４ 導電性接着剤
３６，１１４ レンズ保持部
３８，１１６ レンズ
４０，１１８ レンズユニット
４２ ＤＳＰ
４６，４７ 補強板
５２ 第１の上型
５４ 第１の下型
５６ 第２の上型
５８ 第２の下型
６０ 第３の下型
６２ 第４の下型
８４ｃ，９４ｃ 部品間接続配線
８８ チップ部品
９７，９８ 半導体素子
１００ 立体形状基材
１０２ 位置決め用溝
１０８ 立体回路基板
１１２ 電子部品ユニット
１２０ａ 接続端子
１２２ 接合部材

Claims (14)

1. 樹脂基材の実装領域部に補強板を埋設し、前記補強板と前記補強板が埋設された前記樹脂基材との表面に、一方の端部である部品接続端子が設けられ、他方の端部が外部接続端子を構成する配線導体を、前記実装領域部を中心として対称の位置に複数設けて平板状の回路基板を形成する工程と、
   電子部品を前記実装領域部の前記部品接続端子と接続する実装工程と、
   前記電子部品を実装後、前記電子部品が実装された領域を固定保持し、前記回路基板のあらかじめ設定した領域の前記樹脂基材と前記配線導体とを前記電子部品が実装された方向に折り曲げ、前記配線導体の前記部品接続端子と前記外部接続端子とが段差を有し、かつ平行な配置とする立体形状の加工を行う工程とを含むことを特徴とする立体構成電子回路ユニットの製造方法。
2. 前記配線導体は、前記実装領域部を中心として対称の位置の２箇所に形成することを特徴とする請求項１に記載の立体構成電子回路ユニットの製造方法。
3. 前記樹脂基材は前記実装領域部を中心とした十字形状を有し、前記配線導体は前記樹脂基材の十字領域にそれぞれ形成することを特徴とする請求項１に記載の立体構成電子回路ユニットの製造方法。
4. 前記立体形状に加工する工程において、前記回路基板の前記電子部品が実装された領域を固定保持した状態で、前記回路基板のあらかじめ設定した領域の前記樹脂基材を加熱して軟化させた後、前記樹脂基材と前記配線導体とを変形させて立体形状に加工することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の立体構成電子回路ユニットの製造方法。
5. 前記樹脂基材として、熱可塑性樹脂または半硬化状態の熱硬化性樹脂を用いることを特徴とする請求項４に記載の立体構成電子回路ユニットの製造方法。
6. 前記配線導体は導体箔または導電性樹脂により形成することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の立体構成電子回路ユニットの製造方法。
7. 前記電子部品の電極端子と前記回路基板の前記部品接続端子とが、はんだによる接続、導電性樹脂による接続、直接接触による接続あるいはワイヤリードによる接続のいずれかにより接続されていることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の立体構成電子回路ユニットの製造方法。
8. 前記電子部品と前記回路基板とは、絶縁性接着剤により接着固定されていることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の立体構成電子回路ユニットの製造方法。
9. 前記電子部品として、半導体素子および受動部品のうちから選択された１つ以上を実装することを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の立体構成電子回路ユニットの製造方法。
10. 樹脂基材の実装領域部に一方の端部である部品接続端子が設けられ、他方の端部が外部接続端子を構成する配線導体を、前記実装領域部を中心として対称の位置に複数設け、開口部を有する平板状の回路基板を形成する工程と、
    半導体撮像素子をその撮像領域が前記開口部側になるように、前記開口部に対応させて位置させ、前記実装領域部の前記部品接続端子と接続する実装工程と、
    前記半導体撮像素子を実装後、前記半導体撮像素子が実装された領域を固定保持し、前記回路基板のあらかじめ設定した領域の前記樹脂基材と前記配線導体とを前記半導体撮像素子が実装された方向に折り曲げ、前記配線導体の前記部品接続端子と前記外部接続端子とが段差を有し、かつ平行な配置とする立体形状の加工を行う工程とを含むことを特徴とする立体構成電子回路ユニットの製造方法。
11. 前記回路基板の前記半導体撮像素子が実装された面とは反対側の面上にレンズをさらに実装することを特徴とする請求項１０に記載の立体構成電子回路ユニットの製造方法。
12. 樹脂基材と、前記樹脂基材の実装領域部に埋設配置された補強板と、前記補強板と前記補強板が埋設された前記樹脂基材との表面の実装領域部に一方の端部である部品接続端子が設けられ、他方の端部が外部接続端子を構成し、かつ前記実装領域部を中心として対称の位置に複数設けた配線導体とを含む回路基板と、
    前記実装領域部の前記部品接続端子と接続して実装された電子部品とを含み、
    前記樹脂基材と前記配線導体とは、前記電子部品が実装された方向に折り曲げられ、前記配線導体の前記部品接続端子と前記外部接続端子とが段差を有し、かつ平行な配置で、前記樹脂基材の厚みが前記部品接続端子から前記外部接続端子までにかけて同じ厚みとしたことを特徴とする立体構成電子回路ユニット。
13. 前記配線導体は、前記実装領域部を中心として対称の位置の２箇所に形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の立体構成電子回路ユニット。
14. 前記樹脂基材は前記実装領域部を中心とした十字形状を有し、前記配線導体は前記樹脂基材の十字領域にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の立体構成電子回路ユニット。
    

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