JP6489145B2

JP6489145B2 - 電子部品及び電子部品の製造方法

Info

Publication number: JP6489145B2
Application number: JP2017062774A
Authority: JP
Inventors: 勲松井
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2019-03-27
Anticipated expiration: 2037-03-28
Also published as: JP2018166152A

Description

本発明は、フレキシブルな構造を有する電子部品及び電子部品の製造方法に関する。

モジュールを小型化及び高密度実装するために、フレキシブル基板とリジット基板を用いて複数の基板間を接続する技術がある。

特許文献１は、回路基板はフレキシブル部とリジット部を備え、コネクタピンを包囲するように設けられたコネクタハウジングの空間に合わせてフレキシブル部を折り曲げることにより回路基板をコネクタハウジング内に収容することを開示している。
さらに、この特許文献１では、配線が形成されたカバー部材を備え、当該配線と回路基板とを圧接することを開示している。

特許文献２は、フレキシブル基板とリジット基板とを備え、フレキシブル基板を折り曲げることにより立方体状もしくは直方体状となる多軸サーボアンプを開示している。

特許文献３は、配線基板と、リジット部とフレキ部を有するキャリア基板を備え、フレキ部を上方に向かって折れ曲げてキャリア基板と配線基板とを接続する構造を開示している。

特開２００５−１９１１３０号公報特開２００５−１１７０１３号公報特開２００２−３１４０３９号公報

ところで、上記のように構成された特許文献１〜３には、リジット基板の間に配置されたフレキシブル基板を介して、リジット基板が折れ曲がる構成が示されているが、この構成がマザーボードとなる主基板に対してどのような位置関係にあるのが明確でなく、配置によっては省スペース化の妨げとなるという問題があった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、高密度実装及び全体の小型化を実現することができる電子部品及び電子部品の製造方法を提供する。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の第１形態に示される電子部品では、主基板と、複数の基板がフレキシブルに連結されかつ少なくとも１つの基板が前記主基板上に折り曲げられた状態で設置された副基板と、を有し、前記副基板の一部は、前記主基板の一方の面に接続されることを特徴とする。

本発明の第２形態に示される電子部品の製造方法では、主基板上に、複数の基板がフレキシブルに連結されてなる副基板の一部を接触設置した上で、該副基板の他部を、折り曲げた状態で前記主基板の一方側の面に接続させることを特徴とする。

本発明によれば、副基板の一部が折り曲げられた状態で、主基板の一方の面に接続されることで、基板の高密度実装及び全体の小型化を実現できる。

本発明に係る電子部品の正面図である。本発明の第１実施形態に係る電子部品の正面図である。第１実施形態に使用される副基板の平面図である。本発明以前のＬＳＩ素子におけるリード端子ピンを示す図である。本発明の第２実施形態に係る電子部品の正面図である。

本発明の最小構成について図１を参照して説明する。
図１は本発明に係る電子部品１００であって、マザーボードとなる主基板１と、主基板１上に搭載された副基板２とを有する。

副基板２は、複数の基板Ｃがフレキシブルに連結されかつ少なくとも１つの基板Ｃが主基板１上に設置されている。すなわち副基板２は、少なくとも一部が他の部分より柔軟な材料により形成されていて、曲げ変形し易く構成されている。
また、この副基板２は、基板Ｃの一部（符号Ｃ´で示す）が折り曲げられた状態で主基板１の一方の面に接続されている。
そして、副基板２の一部が折り曲げられることで、基板Ｃの高密度実装及び全体の小型化が実現できる。
なお、図１において、符号３で示すものは基板Ｃで発生した熱を外部に放出するために発熱部品として設けられたヒートシンクである。

以上詳細に説明したように本発明に示される電子部品１００では、副基板２の一部が折り曲げられた状態で、主基板１の一方の面に接続されることにより、基板Ｃの高密度実装及び主基板１１となるマザーボードの小型化を実現できる。
なお、本発明の電子部品１００では、「主基板１１上に、複数の基板Ｃがフレキシブルに連結されてなる副基板１２の一部を接触設置した上で、該副基板１２の他部を、折り曲げた状態で主基板１１の一方側の面に接続させることを特徴とする電子部品の製造方法」が適用されている。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図２〜図４を参照して説明する。
図２は第１実施形態に係る電子部品１０１であって、マザーボードとなる主基板１１と、主基板１１上に搭載された副基板１２とを有する。

副基板１２は、複数の基板Ｃ１〜Ｃ５と、これら基板Ｃ１〜Ｃ５の間に設けられて該基板Ｃ１〜Ｃ５をフレキシブルに接続するフレキシブル基板１３と、を有するものであって、これら基板Ｃ１〜Ｃ５の中で、少なくとも１つの基板（本例では基板Ｃ１）が主基板１１上に設置されている。
また、これら各基板Ｃ１〜Ｃ５は、リジッド基板からなる実装基板２１〜２５と、該実装基板２１〜２５上に搭載された電子モジュール３１〜３５（ＬＳＩ（Large Scale Integration）素子３１、メモリ素子３２，３３、電源素子３４，３５）とからなる。
なお、これらＬＳＩ素子３１、メモリ素子３２，３３、電源素子３４，３５は、それぞれが発熱する発熱部品である。
また、実装基板２１〜２５としては、誘電率の低い低タンデルタ材を用いることで伝送損失を抑えている。

具体的構成としては、基板Ｃ１は、副基板１２の中央部に位置するＬＳＩ実装基板２１と、該ＬＳＩ実装基板２１の上面にリード端子２６を介して設置されたＬＳＩ素子３１とからなり、ＬＳＩ実装基板２１の下面は、はんだ２７を介してマザーボードとなる主基板１１の上面に電気的に接続されている。なお、ＬＳＩ素子３１としてビルドアップ基板が使用されている。

基板Ｃ２，Ｃ３は、基板Ｃ１の両側でかつ該基板Ｃ１を挟むように位置するものであって、メモリ実装基板２２，２３と、メモリ実装基板２２，２３に実装されたメモリ素子３２，３３とからなる。
基板Ｃ４，Ｃ５は、基板Ｃ２，Ｃ３の外側でかつ副基板１２の端部に位置するものであって、電源実装基板２４，２５と、電源実装基板２４，２５に実装されたコンバータとしての電源素子３４，３５とからなる。
これら電源素子３４，３５を実装する電源実装基板２４，２５は、隣接するメモリ実装基板２２，２３に対して折り曲げられた上で、マザーボードとなる主基板１１上の電源端子（図示略）にコネクタ３６を介してそれぞれが接続されている。

そして、以上のように構成された副基板１２にて、図３に示すように、フレキシブル基板１３を介して電子モジュールを構成するＬＳＩ素子３１、メモリ素子３２，３３及び電源素子３４，３５が互いに接続されることで、電子モジュール内にてデータ信号Ｄ／電源及びＧＮＤ（Ground）に係る信号Ａの送受信が行われることになる。その結果、はんだ２７に対応してＬＳＩ実装基板２１に設けられたＩ／Ｏ（Input／Output）ピンの数を減少させることができる。
なお、図４は、本発明以前におけるＬＳＩ素子のリード端子ピンを示すものであり、実線で示すピンがデータ処理に係るリード端子ピン、太線で示すピンが電源に接続される端子ピン、破線で示すピンがＧＮＤに接続される端子ピンである。
そして、これら図３及び図４を比較して分かるように、本実施形態（図３参照）では、はんだ２７に対応してＬＳＩ実装基板２１に設けられたＩ／Ｏ（Input／Output）ピンの数を減少させることができる。その結果、ＢＧＡ接続部やＴＨ（スルーホール）で発生する不具合を抑制することができる。

具体的には、本発明以前（図４参照）では、主基板上に電源素子及びメモリ素子が設けられており、ＬＳＩ素子（ＬＳＩパッケージ）と、主基板上のメモリ素子及び電源素子を接続するために、主基板とＬＳＩパッケージ間のＩ／Ｏ端子ピンが増えることになる。
これに対して実施形態に係る電子部品１０１では、副基板１２上にメモリ素子３２，３３や電源素子３４，３５が実装されているので、これら素子を含む副基板１２上の電子モジュール３１〜３５内で信号の送受信が行われることになり、主基板１１と、ＬＳＩパッケージを含む副基板１２との間のＩ／Ｏ端子ピン全体の数を減少させることが可能となる。

一方、図２に示されるように、主基板１１とは異なる側に位置する副基板１２の上面には、ヒートシンク４０が配置されている。
このヒートシンク４０は、副基板１２と対向する側に複数の被接触面４１が設けられた多角形状に形成されている。

これら被接触面４１は、副基板１２の発熱源となる基板Ｃ１〜Ｃ５内のＬＳＩ素子３１、メモリ素子３２，３３、電源素子３４，３５のいずれかに接触するものであって、フレキシブル基板１３を介して折れ曲がることで、これらＬＳＩ素子３１、メモリ素子３２，３３に接触される。
すなわち、本実施形態の副基板１２では、電子モジュールの中で、中間に位置するＬＳＩ素子３１、メモリ素子３２，３３がフレキシブル基板１３を介して折れ曲がることで、被接触面４１を介してヒートシンク４０に接触されている。
一方、副基板１２の端部に位置しかつ電源素子３４，３５が搭載される基板Ｃ４，Ｃ５は、他の基板Ｃ１〜Ｃ３に対して折れ曲がるように配置されている。

具体的には、副基板１２において、中央に位置する基板Ｃ１両側の基板Ｃ２，Ｃ３は、フレキシブル基板１３を介して主基板１１から離れる斜め方向に延在している。
また、副基板１２の端部に位置する基板Ｃ４，Ｃ５は、フレキシブル基板１３を介して、基板１１に向けてほぼ垂直に折曲されることで、該主基板１１の該当箇所に接続される。
なお、本例では、基板Ｃ４，Ｃ５が電源素子３４，３５を搭載していることから、折れ曲がることで、コネクタ３６を介して主基板１１上の電源端子（図示略）に接続される。そして、副基板１２の一部となる基板Ｃ４，Ｃ５が折り曲げられることで、基板Ｃ１〜Ｃ５の高密度実装及び全体の小型化が実現できる。

以上詳細に説明したように本発明の第１実施形態に係る電子部品１０１では、副基板１２に設置された基板Ｃ１〜Ｃ５の一部が折り曲げられた状態で、主基板１１の一方の面に接続されることにより、基板Ｃ１〜Ｃ５の高密度実装及び主基板１１となるマザーボードの小型化を実現できる効果を奏する。
また、第１実施形態に係る電子部品１０１では、ヒートシンク４０が複数の被接触面４１を有する多角形状に形成されていることから、副基板１２の基板Ｃ１〜Ｃ５を折り曲げることで、これら基板Ｃ１〜Ｃ５を該ヒートシンク４０の被接触面４１に接触させることができる。これにより、副基板１２の効率的な冷却が可能となる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について図５を参照して説明する。
第２実施形態に係る電子部品１０２が、第１実施形態に係る電子部品１０１と構成を異にするのは主基板１１に対する副基板１２の配置である。
すなわち、第１実施形態の副基板１２では、基板Ｃ１〜Ｃ５の一部（基板Ｃ１〜Ｃ３）がヒートシンク４０の被接触面４１に接触しているのに対して、第２実施形態の副基板１２では、基板Ｃ１〜Ｃ５の全てがヒートシンク４０の被接触面４１に接触している。

これに伴い、電源素子３４，３５を搭載した基板Ｃ４，Ｃ５が主基板１１側に折れ曲がらず、これに代えて、該基板Ｃ４，Ｃ５の端部に接続されるフレキシブル基板１３が主基板１１側に折れ曲がって、該フレキシブル基板１３及びその末端のコネクタ３６を介して主基板１１上の電源端子（図示略）に接続されている。
なお、図５において符号４２で示すものは、基板Ｃ１〜Ｃ５の電子モジュール３１〜３５を、ヒートシンク４０の被接触面４１に密着させるための接触パッドである。

そして、以上詳細に説明したように本発明の第２実施形態に係る電子部品１０２では、副基板１２の末端のフレキシブル基板１３が折り曲げられた状態で、主基板１１の一方の面に接続されることにより、第１実施形態と同様に、基板Ｃ１〜Ｃ５の高密度実装及び主基板１１となるマザーボードの小型化を実現できる。
また、第２実施形態に係る電子部品１０２では、ヒートシンク４０が複数の被接触面４１が設けられた多角形状に形成されていることから、副基板１２の基板Ｃ１〜Ｃ５を折り曲げることで、これら基板Ｃ１〜Ｃ５の全てを該ヒートシンク４０の被接触面４１に接触させることができる。これにより、副基板１２の効率的な冷却が可能となる。

なお、上記実施形態では、副基板１２内にＬＳＩ素子３１、メモリ素子３２，３３、電源素子３４，３５を搭載した基板Ｃ１〜Ｃ５を設けたが、これは一例であって異なる素子を設けても良く、その設置数も限定されるものではない。

また、実施形態におけるフレキシブル基板とリジッド基板とは、相対的に変形が容易な方をフレキシブル基板と称し、相対的に変形し難い方をリジッド基板と称して区別しており、絶対的な曲げ変形の容易さにより区別するものではない。したがって、相対的にわずかでも柔軟性（曲げ変形の容易さ）が異なる基板を組み合わせることによって、フレキシブルな方の基板をリジッドな方の基板の面に対して僅かでも立体的に変形させることができれば、電子機機器の高密度化、あるいは小型化の効果を期待することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明はフレキシブルな構造を有する電子部品及び電子部品の製造方法に関する。

１主基板
２副基板
３ヒートシンク
１１主基板
１２副基板
１３フレキシブル基板
２１実装基板
２２実装基板
２３実装基板
２４実装基板
２５実装基板
３１ＬＳＩ素子
３２メモし素子
３３メモリ素子
３４電源素子
３５電源素子
３６コネクタ
４０ヒートシンク
４１被接触面
１００電子部品
１０１電子部品
１０２電子部品
Ｃ（Ｃ１〜Ｃ５）基板

Claims

主基板と、
直列に配置された複数の基板が複数個所で互いにフレキシブルに連結されかつ少なくとも１つの基板が主基板に前記フレキシブルに連結された個所で一方の面の側および他方の面の側へ折り曲げられた状態で設置された副基板と、
この副基板の前記主基板と反対側の他方の面の側に設けられ、前記複数の基板の少なくとも一部と接触する放熱部品と、
を有し、
前記複数の基板のうち端部に配置された基板は、前記副基板の一部として、前記主基板の一方の面に接続され、
前記副基板の一部は、前記主基板から離れる方向に延在するように設けられて前記放熱部品に接触するとともに、
前記主基板にほぼ垂直に折曲されることで、該主基板の該当箇所に接続されることを特徴とする電子部品。
前記副基板の一部には、前記主基板の該当箇所に接続するためのコネクタが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
前記副基板は、前記複数の基板と、これら基板の間に設けられて該基板をフレキシブルに接続するフレキシブル基板と、を有することを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の電子部品。
前記各基板は、リジット基板と、該リジット基板上に搭載される発熱部品とからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品。
前記主基板とは異なる側に位置する前記副基板の面には、放熱部品が接触配置され、
前記副基板は前記発熱部品を前記放熱部品の複数面に接触するように設けられることを特徴とする請求項４に記載の電子部品。
前記放熱部品は底面が複数の面から形成され、
前記副基板は、前記放熱部品の形状に対応して折り曲げられて該放熱部品に接触することを特徴とする請求項５に記載の電子部品。
前記副基板の中央部に位置する基板としてＬＳＩが設置され、
このＬＳＩは前記主基板に対して電気的に結合されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子部品。
主基板上の一方の面に、直列に配置された複数の基板が複数個所で互いにフレキシブルに連結されてなる副基板の一部を接触設置した上で、該副基板の他部を、折り曲げて、前記複数の基板の少なくとも一部を前記主基板と離れる方向へ曲げて放熱部品へ接触させるとともに、さらに、前記主基板に向けてほぼ垂直に折曲することで、該主基板の一方の面の該当箇所に接続することを特徴とする電子部品の製造方法。