JP6102145B2 - 実装構造体及び実装構造体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、主基板上に副基板が設けられた実装構造体及びその製造方法に関する。

電子機器、特に携帯機器の小型化、薄型化が求められており、主基板の主面のサイズを小さくするために、主基板に実装される電子部品の小型化や、主基板上に実装される電子部品の間隙を狭めることで、小型化、薄型化が進められてきた。

また、主基板にコネクタを設け、コネクタを介して、電子部品が実装された実装基板を主基板に対して垂直に立てるように差し込むことで、より多くの電子部品を実装する構造も知られている。

しかしながら、この構造は、主基板に設けられるコネクタが、主基板の厚みよりも厚いので、主基板の厚み方向に対して大型化を招くと共に、主基板の主面上にコネクタを配置することによって、主基板上の実装面積が減ってしまう不都合がある。

さらに、本発明に関連する実装構造としては、電子部品の実装密度の高密度化を図るために、コネクタを用いずに、主基板の主面上に、電子部品が実装された副基板をはんだ付けによって接続する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

実開昭６０−１０９３５８号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載の構成は、主基板の主面に直交する方向に延びる副基板の高さがかさみ、主基板の厚み方向に対して、副基板が実装構造体の大型化を招いている問題がある。

この対策として、主基板の主面に直交する方向に延びる副基板の高さを低くした場合には、副基板の実装面積が少なくなるので、実装密度の高密化を十分に実現することが困難である。

そこで、本発明は、上記関連する技術の課題を解決することができる実装構造体及び実装構造体の製造方法を提供することを目的とする。本発明の目的の一例は、電子部品の実装密度を高めると共に、実装構造体の小型化、薄型化することができる実装構造体及び実装構造体の製造方法を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明に係る実装構造体は、主基板と、主基板上に設けられ、主基板と電気的に接続される複数の副基板と、を備え、副基板は、端部に端子を有し、副基板の主面が主基板の主面に交差して配置され、端子が主基板の主面に接合される。そして、複数の副基板は、主基板の主面の一部を包囲して、内側に空間を構成するように配置され、複数の副基板の主面が内側に向かって傾斜される。また、副基板の内側の主面と、空間内の、主基板の主面との両方に、電子部品が実装されている。そして、空間内に配置され、複数の副基板に電気的に接合された他の副基板をさらに備えている。

また、本発明に係る実装構造体の製造方法は、主基板と、主基板上に設けられ、主基板と電気的に接続される複数の副基板と、を備え、副基板は、端部に端子を有し、副基板の主面が主基板の主面に交差して配置され、端子が主基板の主面に接合された実装構造体の製造方法であって、複数の副基板を、主基板の主面の一部を包囲して、内側に空間を構成するように、複数の副基板の主面を内側に向かって傾斜させて配置する工程を有する。そして、副基板の内側の主面と、空間内の、主基板の主面との両方に、電子部品を実装する工程をさらに有する。また、空間内に配置され、複数の副基板に電気的に接合された他の副基板をさらに設ける。

本発明によれば、複数の副基板が、主基板の主面の一部を包囲して、内側に空間を構成するように配置される共に、内側に向かって傾斜されることによって、主基板の主面に直交する方向に占める副基板の高さを低減することが可能になり、電子部品の実装密度を高めると共に、実装構造体の小型化、薄型化することができる。

第１の実施形態の実装構造体を示す斜視図である。 第１の実施形態の実装構造体を示す断面図である。 第１の実施形態の実装構造体における副基板を組み立てた状態を示す斜視図である。 第１の実施形態の実装構造体における副基板を説明するための平面図である。 第１の実施形態の実装構造体における主基板と副基板との接合箇所を説明するための断面図である。 第１の実施形態の実装構造体における主基板と副基板との接合箇所を説明するための断面図である。 第２の実施形態の実装構造体を模式的に示す斜視図である。 第２の実施形態の実装構造体を模式的に示す平面図である。 第３の実施形態の実装構造体を模式的に示す斜視図である。 第３の実施形態の実装構造体を模式的に示す平面図である。 実施形態の実装構造体の他の構成例を示す斜視図である。 実施形態の実装構造体の他の構成例を示す斜視図である。 実施形態の実装構造体の他の構成例を説明するための斜視図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１に、第１の実施形態の実装構造体の斜視図を示す。図２に、第１の実施形態の実装構造体の断面図を示す。図２は、図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。図３に、第１の実施形態の実装構造体における副基板を組み立てた状態の斜視図を示す。

図１に示すように、第１の実施形態の実装構造体１は、主基板１１と、主基板１１上に設けられ、主基板１１と電気的に接続される複数の副基板１２と、を備えている。副基板１２は、端部に端子としてのパッド１３を有し、副基板１２の主面１２ａが主基板１１の主面１１ａに直交して配置され、パッド１３が主基板１１の主面１１ａに接合されている。

図１及び図２に示すように、複数の副基板１２は、主基板１１の主面１１ａの一部を包囲して、内側に空間１５を構成するように配置されており、複数の副基板１２の主面１２ａが内側の空間１５に向かって傾斜されている。そして、副基板１２の内側の主面１２ａと、空間１５内の、主基板１１の主面１１ａとの両方に、電子部品１６がそれぞれ実装されている。

図４に、第１の実施形態の実装構造体１における副基板１２を説明するための平面図を示す。図３及び図４に示すように、４つの副基板１２は、主面１２ａが略台形状に形成された各リジッド基板１２ｒがフレキシブル基板１２ｆを介して互いに連結されており、いわゆるリジッドフレキシブル基板として構成されている。４つの副基板１２を構成するリジッドフレキシブル基板は、所定の立体形状としての略四角錐台状を形成するようにフレキシブル基板１２ｆを折り曲げることで、４つの副基板１２の内側に空間１５を構成する筒状に形成されている。

４つの副基板１２は、リジッドフレキシブル基板が用いられることで、相対的な位置決め作業、主基板１１に対する副基板１２の傾斜角の調整作業や、副基板１２の端部同士を固定する作業が１箇所を除いて不要になるので、組立性が高められている。

また、各副基板１２の内側の主面１２ａには、電子部品１６が予め実装されている。また、必要に応じて、各副基板１２の外側の主面１２ａに、電子部品１６が実装されてもよいことは勿論である。また、実施形態では、４つの副基板１２を構成するリジッドフレキシブル基板が用いられたが、リジッド基板からなる副基板のみが用いられてもよいことは勿論である。

図５及び図６に、第１の実施形態の実装構造体１における主基板１１と副基板１２との接合箇所を説明するための断面図を示す。図５及び図６に示すように、副基板１２は、主面１２ａの一端部に設けられたパッド１３は、主基板１１の主面１１ａのパッド１４に当接されて配置される。

続いて、副基板１２のパッド１３と主基板１１の端子との接続箇所には、はんだペーストや導電性ペーストなどの接続用ペースト１７が、ディスペンサを用いて塗布される。そして、副基板１２と主基板１１との接続箇所に塗布された接続用ペースト１７を加熱して溶融させ、接続用ペースト１７が固化することで、主基板１１の主面１１ａの所定の位置に接続される。

また、副基板１２の内側の主面１２ａと、空間１５内における主基板１１の主面１１ａとがなす傾斜角は、９０度未満であって、３０度以上に設定されている。主基板１１に対して副基板１２の内側の主面がなす傾斜角が３０度未満の場合には、主基板１１の主面１１ａ上に実装された電子部品１６と、副基板１２や副基板１２に実装された電子部品１６とが接触するおそれが生じるので好ましくない。

また、図示しないが、主基板１１の主面１１ａ上には、筒状に組み立てられた副基板１２の外周側の領域に、必要に応じて電子部品１６が実装されている。本発明の実装構造体に関連する技術では、例えばデカップリングコンデンサやダンピング抵抗などの電子部品１６としてのチップ部品が、ＬＳＩ（大規模集積回路）周辺の広い範囲に実装されているが、本実施形態によれば、これらのチップ部品を複数の副基板１２に実装し、これをＬＳＩ周辺の狭い範囲に副基板１２を配置することによって、主基板１１の主面１１ａで電子部品１６が占める実装面積を縮小することが可能となる。これによって、電子部品１６の実装密度が高められ、複数の副基板１２がコンパクトに傾斜され配置されることで、実装構造体１全体が小型化、薄型化される。

以上のように構成された実装構造体１を製造する製造方法について説明する。 実装構造体１に用いられる複数の副基板１２には、空間１５内に位置する内側の主面１２ａに、電子部品１６を予め実装する。また、主基板１１の主面１１ａには、複数の副基板１２によって包囲される内側の領域に、電子部品１６が実装される。なお、必要に応じて、空間１５内における主基板１１の主面１１ａ及び副基板１２の主面１２ａのいずれか一方のみに電子部品１６が実装される構成にされてもよい。

つぎに、電子部品１６が実装された複数の副基板１２を折り曲げて、図３に示すように、筒状に組み立てる。筒状に組み立てられた副基板１２は、各副基板１２のパッド１３が、主基板１１の端子に当接するように、主基板１１の主面１１ａ上の所定の位置に配置される。

主基板１１の主面１１ａ上に、筒状に折り曲げられた副基板１２を配置し、主基板１１と各副基板１２のパッド１３とを接続用ペーストを用いて電気的に接続する。このように、主基板１１上には、筒状に予め組み立てられた複数の副基板１２を組み付けることによって、複数の副基板１２を所定の形態に組み付ける作業が簡素化され、組立工程の作業性の向上が図られる。

上述したように、実施形態の実装構造体１によれば、複数の副基板１２が、主基板１１の主面１１ａの一部を包囲して、内側に空間１５を構成するように配置される共に、複数の副基板１２が内側に向かって傾斜されることによって、主基板１１の主面１１ａに直交する方向に占める、副基板１２の高さを低減することが可能になる。 加えて、複数の副基板１２が構成する空間１５の内部において、主基板１１及び副基板１２に電子部品１６が実装されることで、電子部品１６の高密度な実装が実現される。その結果、電子部品１６の実装密度を高めると共に、実装構造体１全体を小型化、薄型化することができる。

つぎに、他の実施形態の実装構造体について説明する。第１の実施形態の実装構造体１は、４つの副基板１２を用いて構成されたが、本発明は、副基板の個数や形状を限定するものではない。なお、他の実施形態において、第１の実施形態との相違点を説明し、第１の実施形態の実装構造体の構成部材と同一の構成部材には、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。

（第２の実施形態）
図７に、第２の実施形態の実装構造体の斜視図を示す。図８に、第２の実施形態の実装構造体の平面図を示す。

図７及び図８に示すように、第２の実施形態の実装構体２は、２つの副基板２２が組み合わされて構成されている。副基板２２は、主面２２ａが台形状に形成されたフレキシブル基板によって構成されており、円弧状に湾曲されて組み立てられている。

本実施形態においても第１の実施形態と同様に、複数の副基板２２は、主基板１１の主面１１ａの一部を包囲して、内側に空間を構成するように配置される共に、内側に向かって傾斜されている。実装構造体２を構成する２つの副基板２２は、上端が開口する略円錐台状をなして主基板１１上に配置されている。

第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、電子部品１６の実装密度を高密度化すると共に、実装構造体２全体を小型化、薄型化することができる。

（第３の実施形態）
図９に、第３の実施形態の実装構造体の斜視図を示す。図１０に、第３の実施形態の実装構造体の平面図を示す。

図９及び図１０に示すように、第３の実施形態の実装構造体３は、３つの副基板３２が組み合わされて構成されている。３つの副基板３２は、主面３２ａが台形状に形成されたリジッド基板が、フレキシブル基板を介して連結されたリジッドフレキシブル基板によって構成されている。

本実施形態においても第１の実施形態と同様に、複数の副基板３２は、主基板１１の主面１１ａの一部を包囲して、内側に空間１５を構成するように配置される共に、内側の空間１５に向かって傾斜されている。実装構造体３を構成する３つの副基板３２は、上端が開口する略三角錐台状をなして主基板１１上に配置されている。

第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、電子部品１６の実装密度を高めると共に、実装構造体３全体を小型化、薄型化することができる。

最後に、実施形態の実装構造体の他の構成例について、図１１〜図１３を参照して説明する。図１１に示すように、本実施形態の実装構造体４は、筒状に組み立てられた４つの副基板１２の開口１８を塞ぐように、導電性材料からなる天板１９が設けられている。

副基板１２には、内側の主面または、空間１８の外側の主面に、導電層としてのいわゆるベタパターンが形成されており、ベタパターンと天板１９とが電気的に接続されている。

本実施形態の実装構造体４は、副基板１２と電気的に接続された天板１９を備えることで、空間１５内に実装された電子部品１６の電磁シールド特性を向上させることができる。また、天板１９は、４の副基板１２のいずれかに折り曲げ可能に連結されてもよく、組立性を高めることができる。

図１２に示すように、実装構造体５は、４つの副基板１２が構成する空間１５の内部に、４つの副基板１２の少なくともいずれかに、更に他の副基板５２が電気的に接続されて配置される。他の副基板５２の主面５２ａは、主基板１１の主面１１ａと直交して配置されており、電子部品１６が実装されている。

実装構造体５によれば、副基板１２が構成する空間１５内に、他の副基板５２が配置されることで、空間１５の内部の実装面積を増やして実装密度を更に高めると共に、実装構造体５の機械的強度を高めることができる。なお、実装構造体５においても、上述した天板１９を備えてもよいことは勿論である。

図１３に示すように、他の副基板５２を用いた実装構造体５を製造する場合は、他の副基板５２及び他の副基板５２と接続される副基板１２を、主基板１１上にそれぞれ予め接合する工程と、この工程の後に、残りの副基板１２を主基板１１上に接合して、実装構造体５を組み立てる工程とを有する。

なお、本発明に係る実装構造体は、小型化、薄型化が求められる携帯機器に適用されて好ましい。

１ 実装構造体
１１ 主基板
１１ａ 主面
１２ 副基板
１２ａ 主面
１３ パッド
１５ 空間
１６ 電子部品

Claims (5)

1. 主基板と、前記主基板上に設けられ、前記主基板と電気的に接続される複数の副基板と、を備え、前記副基板は、端部に端子を有し、前記副基板の主面が前記主基板の主面に交差して配置され、前記端子が前記主基板の前記主面に接合された実装構造体であって、
   前記複数の副基板は、前記主基板の前記主面の一部を包囲して、内側に空間を構成するように配置され、前記複数の副基板の前記主面が前記内側に向かって傾斜され、
   前記副基板の前記内側の主面と、前記空間内の、前記主基板の前記主面との両方に、電子部品が実装されており、
   前記空間内に配置され、前記複数の副基板に電気的に接合された他の副基板をさらに備えている、ことを特徴とする実装構造体。
2. 前記複数の副基板の前記端部の反対側の他端部の開口が、導電性材料からなる天板によって塞がれており、
   前記副基板には、前記内側の前記主面または、前記空間の外側の主面に、導電層が形成されており、前記導電層と前記天板とが電気的に接続されている、請求項１に記載の実装構造体。
3. 前記複数の副基板は、フレキシブル基板を介して互いに連結され、
   前記天板は、前記副基板に折り曲げ可能に連結されている、請求項２に記載の実装構造体。
4. 前記副基板の前記内側の主面が、前記主基板の前記主面に対してなす傾斜角は、３０度以上である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の実装構造体。
5. 主基板と、前記主基板上に設けられ、前記主基板と電気的に接続される複数の副基板と、を備え、前記副基板は、端部に端子を有し、前記副基板の主面が前記主基板の主面に交差して配置され、前記端子が前記主基板の前記主面に接合された実装構造体の製造方法であって、
   前記複数の副基板を、前記主基板の前記主面の一部を包囲して、内側に空間を構成するように、前記複数の副基板の前記主面を前記内側に向かって傾斜させて配置する工程を有し、
   前記副基板の前記内側の主面と、前記空間内の、前記主基板の前記主面との両方に、電子部品を実装する工程をさらに有し、
   前記空間内に配置され、前記複数の副基板に電気的に接合された他の副基板をさらに設ける、実装構造体の製造方法。

Images