WO2018154879A1 - 電子装置およびその製造方法 - Google Patents

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Definitions

  • This technology relates to an electronic device in which an electronic component is embedded in a resin molded body and a manufacturing method thereof.
  • Such electronic devices include passive components (resistors, capacitors, etc.), active components (LSI (Large-Scale Integration), IC (Integrated Circuit), etc.), power supply devices (batteries, etc.), display devices (LED (Light Emitting Diode) etc.) and other electronic components (sensors, switches, etc.) are built on the printed circuit board.
  • a printed circuit board is obtained by etching a copper foil laminated on an epoxy resin board (glass epoxy board) reinforced with glass fibers or on a polyimide sheet (flexible printed board). It is manufactured by a method of forming a wiring circuit.
  • an electronic component is mounted on the wiring circuit on the substrate by using solder, a conductive adhesive, a metal wire or the like.
  • a conventional printed circuit board in which a wiring circuit is formed by etching a copper foil laminated on a glass epoxy board or a flexible printed board has high costs such as material costs and processing costs.
  • the environmental impact of the waste liquid from the etching process is also large.
  • JP-A-7-66570 (Patent Document 1), JP-A-2004-111502 (Patent Document 2) and JP-A-2010-272756 (Patent Document 3) do not require such a printed circuit board.
  • a technique for realizing an electronic device is disclosed. Specifically, a technique is disclosed in which an electronic component is embedded in a resin molded body so that the electrode is exposed, and a wiring connected to the electrode is formed in the resin molded body.
  • the metal constituting the electrode and the resin molded body generally have different coefficients of thermal expansion. For this reason, when the shape change of expansion or contraction occurs in the resin molded body, a crack may occur between the resin molded body and the metal electrode, and a break may occur at a location overlapping the crack in the wiring.
  • Patent Document 4 discloses a technique in which a groove is formed around an electronic component in a resin molded body and wiring is provided so as to pass through the groove. Is disclosed.
  • FIG. 5A is a plan view showing a circuit structure 100 disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2016-201521.
  • FIG. 5B shows an arrow cross-sectional view along the line XX of FIG. 5A.
  • the circuit structure 100 includes an electronic component 110, a resin molded body 120 in which the electronic component 110 is embedded, and wirings 140 and 141 connected to the electrodes 111 and 112 of the electronic component 110, respectively.
  • a groove 130 is formed around the electronic component 110 in the resin molded body 120.
  • the wirings 140 and 141 are formed by applying liquid conductive ink so as to pass through the groove 130. Thereby, even if expansion
  • FIG. 6A is a plan view showing the circuit structure 100 in which a groove 130 larger than an appropriate size is formed.
  • FIG. 6B shows a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. 6A.
  • the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an electronic device in which the wiring connected to the electronic component embedded in the resin molded body is unlikely to break, and a manufacturing method thereof.
  • the electronic device is exposed from the resin molded body, interposed between the resin molded body and the electronic component, an electronic component having an electrode, a resin molded body in which the electronic component is embedded so that the electrode is exposed And a wiring formed on the resin molded body and the resin member and connected to the electrode.
  • the thermal expansion coefficient of the resin member is smaller than the thermal expansion coefficient of the resin molded body and larger than the thermal expansion coefficient of the electrode.
  • the bending elastic modulus of the resin member is 1300 MPa or less.
  • the resin member has a void inside.
  • the electronic device further includes a conductive path formed in the gap and connected to the wiring and the electrode.
  • the method for manufacturing an electronic device described above includes disposing an electronic component on a sheet having an adhesive liquid layer applied on the surface, and wetting the liquid layer along the side surface of the electronic component, A first step of forming a wet-up portion around the part, a second step of curing the wet-up portion to form a resin member, and after forming the resin member, a resin material is applied to the arrangement surface of the electronic component on the sheet A third step of injecting and molding the resin molded body; a fourth step of peeling the sheet from the resin molded body so that the resin member remains between the resin molded body and the electronic component; and the resin molded body and the resin And a fifth step of forming wiring on the member.
  • the liquid layer contains a volatile substance
  • the volatile substance is volatilized to form a void inside the resin member.
  • a conductive path connected to the wiring and the electrode is formed inside the resin member by infiltrating the conductive material constituting the wiring into the gap.
  • the method for manufacturing an electronic device described above includes disposing an electronic component on a sheet having an adhesive liquid layer applied on the surface, and wetting the liquid layer along the side surface of the electronic component, A first step of forming a wet-up portion around the component, a second step of curing the wet-up portion, and a resin in which the electronic component is embedded by injecting the first resin material onto the electronic component placement surface of the sheet A third step of molding the molded body, and a fourth step of forming a groove according to the shape of the wetted portion around the electronic component in the resin molded body by peeling the sheet and the wetted portion from the resin molded body.
  • the fifth step of supplying the second resin material so as to fill the groove and curing the second resin material to form the resin member, and the sixth step of forming the wiring on the resin molded body and the resin member Prepare.
  • the second resin material contains a volatile substance, and when the second resin material is cured in the fifth step, the volatile substance is volatilized to form a void inside the resin member.
  • a conductive path connecting the wiring and the electrode is formed inside the resin member by infiltrating the conductive material constituting the wiring into the gap.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating a schematic configuration of an electronic device according to a first embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 1A.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a method for manufacturing the electronic device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing an electronic device according to a second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the manufacturing method of the electronic device according to the third embodiment. It is a top view which shows the conventional circuit structure.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 5A. It is a top view which shows the circuit structure in which the groove
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 6A.
  • FIG. 1A is a plan view showing a schematic configuration of electronic apparatus 1 according to Embodiment 1.
  • FIG. 1B shows a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 1A.
  • 1A and 1B show a part of the electronic apparatus 1 that shows the periphery of one electronic component 10.
  • the electronic device 1 includes an electronic component 10, a resin molded body 20, a resin member 30, and wirings 40 and 41.
  • the electronic component 10 is a component selected from passive components (such as resistors and capacitors), active components (such as LSI and IC), power supply devices (such as batteries), display devices (such as LEDs), sensors, and switches.
  • passive components such as resistors and capacitors
  • active components such as LSI and IC
  • power supply devices such as batteries
  • display devices such as LEDs
  • switches a chip-type electronic component 10 having the electrodes 11 and 12 will be described as an example.
  • the number of electronic components 10 included in the electronic device 1 is not limited to one, and may be plural.
  • the type of the electronic component 10 is not limited to a specific type.
  • the electrodes 11 and 12 of the electronic component 10 are mainly composed of, for example, copper (thermal expansion coefficient 1.7 ⁇ 10 ⁇ 5 / K) or silver (thermal expansion coefficient 1.9 ⁇ 10 ⁇ 5 / K), nickel plating and Constructed with tin plating.
  • the resin molded body 20 is plate-shaped, and is polycarbonate (PC) (thermal expansion coefficient 5.6 ⁇ 10 ⁇ 5 / K) or acrylonitrile butadiene styrene (ABS) (thermal expansion coefficient 6 to 13 ⁇ 10 ⁇ 5 / K). It consists of resin.
  • PC polycarbonate
  • ABS acrylonitrile butadiene styrene
  • the shape of the resin molding 20 is not specifically limited.
  • the material of the resin molded body 20 may be another type of resin.
  • the resin molded body 20 embeds and fixes the electronic component 10 at a position away from the end of the upper surface 21 by a predetermined distance (a distance larger than the width of the resin member 30 described later).
  • the resin molded body 20 embeds the electronic component 10 so that the electrodes 11 and 12 are exposed from the upper surface 21.
  • the resin member 30 is formed around the electronic component 10 and is interposed between the electronic component 10 and the resin molded body 20.
  • the resin member 30 is exposed from the upper surface 21 of the resin molded body 20.
  • the upper surface 31 of the resin member 30 is substantially flush with the surfaces of the electrodes 11 and 12 exposed from the resin molded body 20 in the electronic component 10 and the upper surface 21 of the resin molded body 20.
  • the upper surface 31, the surfaces of the electrodes 11 and 12, and the upper surface 21 are substantially in the same plane, the step between the upper surface 31 and the surfaces of the electrodes 11 and 12, and the upper surface 31 and the upper surface 21. This means that the level difference with the surface 21 is smaller than a predetermined value so that the wirings 40 and 41 formed thereon are not cut.
  • the resin material constituting the resin member 30 is not particularly limited, and is made of a material appropriately selected according to the product to which the electronic device 1 is applied and the environment around the electronic device 1. For example, when the electronic device 1 is used in an environment where the temperature change is severe, the resin member 30 has a heat smaller than the thermal expansion coefficient of the resin molded body 20 and larger than the thermal expansion coefficient of the electrodes 11 and 12. It is preferable to be comprised with the resin material which has an expansion coefficient.
  • the resin member 30 is made of an epoxy-based or melamine-based resin material having a large thermal expansion coefficient of 3 to 5 ⁇ 10 ⁇ 5 / K.
  • the resin member 30 is an elastomer having a flexural modulus of 20 to 1300 MPa (for example, a polyester-based, styrene-based, olefin-based elastomer) or It is preferably composed of urethane acrylate or the like.
  • the flexural modulus is measured according to JIS K7171.
  • the wirings 40 and 41 are formed on the upper surface 21 of the resin molded body 20 and the upper surface 31 of the resin member 30, and are connected to the electrodes 11 and 12 of the electronic component 10, respectively.
  • the wiring 40 is connected to the electrode 11 in a form that passes through the upper surface 31 of the resin member 30, and the wiring 41 is connected to the electrode 12 in a form that passes through the upper surface 31 of the resin member 30.
  • the other ends of the wirings 40 and 41 are connected to electrodes of other electronic components (not shown) in the electronic device 1, for example. Thereby, the electronic component 10 is electrically and functionally connected to other electronic components.
  • Wirings 40 and 41 can be easily formed by ejecting liquid conductive ink (for example, silver (Ag) nano ink) using, for example, an ink jet printing method.
  • the ink jet printing method is a printing method in which liquid ink is ejected from nozzles and ink is deposited on the ejection target surface.
  • the wirings 40 and 41 may be made of a material other than Ag, or may be formed by other methods, and the thickness and thickness are not particularly limited.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a method of manufacturing the electronic device 1 according to the first embodiment.
  • seat 50 for temporarily fixing the electronic component 10 is prepared as FIG. 2 (a) shows.
  • the sheet 50 is preferably made of a material having transparency capable of transmitting ultraviolet rays and flexibility to ensure a process at the time of peeling described later.
  • a material having transparency capable of transmitting ultraviolet rays and flexibility to ensure a process at the time of peeling described later for example, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate Phthalate (PEN), polyphenylene sulfide (PPS), or the like can be used.
  • the sheet 50 is, for example, a PET sheet having a thickness of 50 ⁇ m.
  • the adhesive liquid layer 60 is applied to one side of the sheet 50.
  • the liquid layer 60 preferably has a short curing time.
  • an ultraviolet curable adhesive can be used.
  • the ultraviolet curable adhesive is cured when irradiated with ultraviolet rays, and bonds the sheet 50 and the electronic component 10 together. Therefore, when ultraviolet rays are irradiated from the surface on which the adhesive is applied, the electronic component 10 itself becomes a barrier that prevents the adhesive from being irradiated with ultraviolet rays, and curing (adhesion) may be insufficient. There is sex.
  • the sheet 50 is made of a material that transmits ultraviolet rays, and the adhesive is sufficiently cured by irradiating ultraviolet rays from the surface of the sheet 50 where the adhesive is not applied, so that the electronic component 10 can be reliably secured in a short time. Fix to 50.
  • the liquid layer 60 in this embodiment is, for example, urethane acrylate having a flexural modulus of 47 MPa.
  • the electronic component 10 is positioned and arranged on the surface of the sheet 50 on which the liquid layer 60 is applied. Specifically, the electronic component 10 is disposed at a position corresponding to a position away from the end of the upper surface 21 of the resin molded body 20 on the sheet 50 by a predetermined distance. At this time, the liquid layer 60 wets the side surface of the electronic component 10 by its surface tension. Thereby, the wet-up portion 61 is formed around the electronic component 10.
  • the shape (width and height) of the wet-up portion 61 is determined according to the shape, size, and material of the electronic component 10, the material of the liquid layer 60, and the surface tension. If the surface tension of the liquid layer 60 is adjusted, the wet-up portion 61 having a desired height can be formed.
  • (Iii) Injection molding process After the electronic component 10 is temporarily fixed to the sheet 50, the sheet 50 is placed inside the mold.
  • This mold is a mold for injection molding the resin molded body 20 in which the electronic component 10 is embedded.
  • the sheet 50 is placed inside the mold so that the back surface of the sheet 50 on which the electronic component 10 is temporarily fixed comes in contact with the inner surface of the mold.
  • a resin material such as ABS is injected under conditions of a mold temperature of 80 ° C., an injection resin temperature of 180 ° C., and an injection pressure of 20 kg / cm 2 .
  • FIG. 2C the resin molded body 20 in which the electronic component 10 and the wet-up portion 61 are embedded is molded.
  • wirings 40 and 41 connected to the electrodes 11 and 12 exposed from the surface of the resin molded body 20 are connected to the upper surface 21 of the resin molded body 20. And formed on the upper surface 31 of the resin member 30.
  • the wirings 40 and 41 are formed by using a method (for example, an ink jet printing method) of ejecting liquid conductive ink (for example, silver nano ink) that is a material of the wirings 40 and 41.
  • the inkjet head is moved so that the jet port of the inkjet head passes over the resin member 30. Thereby, the wirings 40 and 41 are formed so as to pass through the resin member 30.
  • the wirings 40 and 41 are formed so as to continuously cover the upper surface 21 of the resin molded body 20 and the upper surface 31 of the resin member 30.
  • the electronic device 1 in which the electronic component 10 is embedded in the resin molded body 20 is completed.
  • the wirings 40 and 41 may be formed using a screen printing method or a dispenser method instead of the ink jet printing method. Further, in the electronic device 1, a resist layer that covers the wirings 40 and 41 may be formed.
  • the electronic device 1 includes the electronic component 10 having the electrodes 11 and 12, the resin molded body 20 in which the electronic component 10 is embedded so that the electrodes 11 and 12 are exposed, and the resin molding.
  • a resin member 30 interposed between the body 20 and the electronic component 10 and exposed from the resin molded body 20, and wirings 40 formed on the resin molded body 20 and the resin member 30 and connected to the electrodes 11 and 12, respectively. 41.
  • the wires 40 and 41 pass through the resin member 30 and are connected to the electrodes 11 and 12. Due to the presence of the resin member 30, disconnection of the wirings 40 and 41 can be suppressed as compared with a case where a large groove is formed between the resin molded body 20 and the electronic component 10.
  • the thermal expansion coefficient of the resin member 30 is smaller than the thermal expansion coefficient of the resin molded body 20 and larger than the thermal expansion coefficient of the electrodes 11 and 12.
  • the wiring 40 is formed by the resin member 30 interposed between the resin molded body 20 and the electronic component 10. , 41 is dispersed. As a result, occurrence of disconnection of the wirings 40 and 41 can be made difficult to occur.
  • the bending elastic modulus of the resin member 30 is preferably 1300 MPa or less. Even when a mechanical load is applied to the electronic apparatus 1 to widen the space between the resin molded body 20 and the electronic component 10 because the bending elastic modulus is 1300 MPa or less, the resin member 30 is formed of the resin molded body 20. And the stress applied to the wirings 40 and 41 is dispersed. As a result, occurrence of disconnection of the wirings 40 and 41 can be made difficult to occur. Furthermore, it is preferable that the bending elastic modulus of the resin member 30 is 20 MPa or more.
  • the flexural modulus is less than 20 MPa, the hardness (hardness) of the resin member 30 becomes too small, and defects such as cracks are likely to occur in the wirings 40 and 41 formed on the surface. However, the occurrence of such defects can be suppressed by setting the flexural modulus of the resin member 30 to 20 MPa or more.
  • the manufacturing method of the electronic device 1 according to the first embodiment includes a wet-up portion forming step (first step), a wet-up portion curing step (second step), an injection molding step (third step), and a peeling step. (Fourth step) and a wiring formation step (fifth step).
  • first step a wet-up portion forming step
  • second step a wet-up portion curing step
  • third step an injection molding step
  • a peeling step a peeling step.
  • a wiring formation step a wiring formation step
  • the wet-up portion forming step the electronic component 10 having the electrodes 11 and 12 is disposed on the sheet 50 having the adhesive liquid layer 60 applied on the surface, and the liquid layer 60 is wetted along the side surface of the electronic component 10.
  • the wet-up portion 61 is formed around the electronic component 10.
  • the wetting-up portion curing step the wetting-up portion 61 is cured to form the resin member 30.
  • a resin material is injected onto the arrangement surface of the electronic component 10 in the sheet 50 to mold the resin molded body 20 in which the electronic component 10 is embedded.
  • the peeling step the sheet 50 is peeled from the resin molded body 20 so that the resin member 30 remains between the resin molded body 20 and the electronic component 10.
  • wiring formation step wirings 40 and 41 connected to the electrodes 11 and 12 are formed on the resin molded body 20 and the resin member 30.
  • the electronic device 1 in which the resin member 30 is interposed between the resin molded body 20 and the electronic component 10 is easily manufactured.
  • the wirings 40 and 41 pass through the resin member 30 and are connected to the electrodes 11 and 12. Due to the presence of the resin member 30, disconnection of the wirings 40 and 41 can be suppressed as compared with a case where a large groove is formed between the resin molded body 20 and the electronic component 10.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an electronic device 1a according to the second embodiment.
  • the electronic device 1 a includes a resin member 32 instead of the resin member 30 and also includes a large number of conductive paths 42 and 43 formed in the voids inside the resin member 32. This is different from the electronic device 1 according to the first embodiment.
  • the resin member 32 is a porous resin body having a large number of voids inside.
  • the void includes a hole and a crack in the resin member 32.
  • the formation method of the resin member 32 is the same as the formation method of the resin member 30 in the first embodiment (see FIGS. 2A to 2C).
  • an adhesive material containing a volatile liquid is used as the liquid layer applied to the sheet 50, and heat treatment is performed when the liquid layer is photocured to volatilize the volatile liquid.
  • a liquid that volatilizes by the heat treatment for example, vinyl ether
  • liquid layer for example, an ink material blended so as to be 30% by mass of an epoxy resin, 50% by mass of a vinyl ether compound, 10% by mass of an ionic liquid, and the remaining 10% by mass is used.
  • the balance includes a cationic photopolymerization initiator and a stabilizer.
  • An ionic liquid is a non-polymeric substance which consists of an anion and a cation and is a liquid at normal temperature (for example, 25 degreeC).
  • the cation include cyclic amidine ions such as imidazolium ions, pyridinium ions, ammonium ions, sulfonium ions, and phosphonium ions.
  • Anions include C n H 2n + 1 COO ⁇ , C n F 2n + 1 COO ⁇ , NO 3 ⁇ , C n F 2n + 1 SO 3 ⁇ , (C n F 2n + 1 SO 2 ) 2 N ⁇ , (C n F 2n + 1 SO 2 ) 3 C -, PO 4 2- , AlCl 4 -, Al 2 Cl 7 -, ClO 4 -, BF 4 -, PF 6 -, AsF 6 -, SbF 6 - , and the like.
  • cationic photopolymerization initiator known materials can be used.
  • sulfonium salt salt of sulfonium ion and anion
  • iodonium salt salt of iodonium ion and anion
  • selenium salt selenium salt
  • an ammonium salt a salt of an ammonium ion and an anion
  • a phosphonium salt a salt of a phosphonium ion and an anion
  • a salt of a transition metal complex ion and an anion and the like.
  • Resin member 32 is formed in raised portion 61 and has a large number of voids.
  • the conductive paths 42 and 43 are formed in the gaps in the resin member 32.
  • the conductive path 42 is connected to the wiring 40 and the electrode 11.
  • the conductive path 43 is connected to the wiring 41 and the electrode 12.
  • the conductive paths 42 and 43 are formed simultaneously with the wirings 40 and 41. Specifically, in a process similar to the (v) wiring formation process of the first embodiment, liquid conductive ink is ejected onto the resin member 32 to form the wirings 40 and 41. At this time, a part of the conductive ink penetrates into the gap in the resin member 32 due to the capillary phenomenon, and reaches the electrode 11 or the electrode 12. Thereby, a conductive path 42 connected to the wiring 40 and the electrode 11 and a conductive path 43 connected to the wiring 41 and the electrode 12 are formed in the gap of the resin member 32.
  • the resin molded body 20 may undergo expansion or contraction due to some cause (thermal shock, change in ambient temperature, mechanical load, etc.), and cracks may occur in the wirings 40 and 41. At this time, even if the crack has progressed to a part of the resin member 32, the wiring 40 is formed by the conductive paths 42 and 43 that pass through the portion where the crack is not generated among the many conductive paths 42 and 43 in the resin member 32. , 41 and the electrodes 11, 12 are maintained. Thereby, the connection reliability of each of the wirings 40 and 41 and the electrodes 11 and 12 can be improved.
  • Embodiment 3 In Embodiment 1 described above, the resin interposed between the electronic component 10 and the resin molded body 20 by peeling the sheet 50 from the resin molded body 20 so as to leave the wet-up portion 61 on the resin molded body 20 side. Member 30 was formed. On the other hand, in the third embodiment, the resin member 30 is formed so as to fill the groove around the electronic component 10 formed by peeling the sheet 50 from the resin molded body 20 together with the wet-up portion 61.
  • the electronic device according to the third embodiment has the same configuration as the electronic device 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a method of manufacturing the electronic device according to the third embodiment.
  • the electronic component 10 and the wet-up portion are obtained by performing the (i) wet-up portion forming step to (iii) injection molding step of the first embodiment.
  • a resin molded body 20 in which 61 is embedded is molded.
  • the adhesive force with the sheet 50 is stronger than the material of the first embodiment, and the adhesive force with the resin molded body 20 is the embodiment.
  • a material weaker than one material is selected.
  • the resin material of the resin member 30 the material of the liquid layer 60 of the first embodiment can be used.
  • the resin material is supplied to the groove 70 using an ink jet printing method in the same manner as in the (iv) wiring forming process of the first embodiment, and is cured by ultraviolet irradiation or heat treatment.
  • the resin member 30 may be formed so as to protrude from the groove 70, but is formed so as not to cover the entire electrodes 11 and 12.
  • the wirings 40 and 41 connected to the electrodes 11 and 12 exposed from the surface of the resin molded body 20 are connected to the upper surface 21 of the resin molded body 20 and the resin member 30. Form on top. Since this step is the same as the (v) wiring formation step of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
  • the manufacturing method of the electronic device includes the peeling in addition to the (i) wet-up portion forming step to (iii) injection molding step and (v) wiring forming step of the first embodiment.
  • a process and a resin member forming process In the peeling step, the sheet 50 and the wet-up portion 61 are peeled from the resin molded body 20, thereby forming a groove 70 corresponding to the shape of the wet-up portion 61 around the electronic component 10 in the resin molded body 20.
  • the resin member forming step the resin member 30 is formed so as to fill the groove 70. Thereby, the resin member 30 is interposed between the resin molded body 20 and the electronic component 10, and an electronic device including the wirings 40 and 41 formed so as to pass through the resin member 30 can be easily manufactured.
  • a material containing a volatile substance may be used as the resin material supplied to the groove 70 around the electronic component 10 as in the liquid layer of the second embodiment.
  • the resin member 32 which has a space
  • the conductive material constituting the wirings 40 and 41 is infiltrated into the gap, so that the conductive path 42 connected to the wiring 40 and the electrode 11, the wiring 41 and the electrode inside the resin member 32. 12 can be formed.
  • 1, 1a electronic device 10 110 electronic parts 11, 12, 111, 112 electrodes, 20, 120 resin molded body, 21, 31 upper surface, 30, 32 resin members, 40, 41, 140, 140a, 140b, 141, 141a, 141b wiring, 42, 43 conductive path, 44, 45, 142, 143 recess, 50 sheet, 60 liquid layer, 61 wetting part, 70, 130 groove, 100 circuit structure, 144, 145 thin wire part, 146 Short circuit.

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Abstract

電子装置(1)は、電極(11,12)を有する電子部品(10)と、電極(11,12)が露出するように電子部品(10)を埋設する樹脂成形体(20)と、樹脂成形体(20)と電子部品(10)との間に介在し、樹脂成形体(20)から露出する樹脂部材(30)と、樹脂成形体(20)および樹脂部材(30)の上に形成され、電極(11,12)とそれぞれ接続する配線(40,41)とを備える。これにより、樹脂成形体に埋設された電子部品に接続する配線の断線が生じ難くなる。

Description

電子装置およびその製造方法
 本技術は、電子部品が樹脂成形体に埋設された電子装置およびその製造方法に関する。
 近年、携帯用電子機器、小型センサ、または健康機器(電子体温計、血圧計など)を、薄型、軽量、小型、かつ高耐水性のウエアラブルな製品として低コストで実現する需要が高まっている。
 通常、このような電子機器は、受動部品(抵抗、コンデンサ等)、能動部品(LSI(Large-Scale Integration)、IC(Integrated Circuit)等)、電源装置(電池等)、表示装置(LED(Light Emitting Diode)等)、その他の電子部品(センサ、スイッチ等)を、プリント回路基板上に実装することによって構築されている。従来、このようなプリント回路基板は、ガラス繊維によって強化されたエポキシ樹脂製の板(ガラスエポキシ基板)上、またはポリイミド製のシート(フレキシブルプリント基板)上に積層された銅箔をエッチングすることによって配線回路を形成する方法によって製造される。さらに、この基板上の配線回路に、はんだ、導電性接着剤、または金属ワイヤ等を用いることによって、電子部品が実装される。
 しかし、ガラスエポキシ基板またはフレキシブルプリント基板に積層された銅箔をエッチングすることによって配線回路が形成される従来のプリント回路基板は、材料費および加工費等のコストが高い。エッチング加工による廃液が環境に与える負荷も大きい。さらに、はんだ、導電性接着剤、または金属ワイヤ等を用いた電子部品の実装にもコストがかかる。
 このようなプリント回路基板上に複数の電子部品を実装するためには、各電子部品間に一定距離以上のスペースを設ける必要があるので、基板自体が大型化する課題がある。さらに、プリント基板を樹脂製筐体などの構造部品に取り付ける際、基板-構造部品間にある程度のスペースを要するので、製品の厚みが増したり、あるいは製品の小型化に限界が生じたりする。
 以上のように、電子機器の薄型、小型化、および低コスト化を実現するためには、従来の常用されていたプリント回路基板を使わずに済む電子部品の組み立て方法が必要である。
 特開平7-66570号公報(特許文献1)、特開2004-111502号公報(特許文献2)および特開2010-272756号公報(特許文献3)には、このようなプリント回路基板を不要とする電子機器を実現するための技術が開示されている。具体的には、電子部品を電極が露出するように樹脂成形体に埋設し、電極に接続する配線を樹脂成形体に形成する技術が開示されている。しかしながら、電極を構成する金属と樹脂成形体とは一般に互いに異なる熱膨張率を有する。そのため、膨張または収縮の形状変化が樹脂成形体に生じると、樹脂成形体と金属製の電極との間に亀裂が生じ、配線における当該亀裂に重畳する箇所に断線が生じる可能性がある。
 こうした従来の課題を解決する方法として、特開2016-201521号公報(特許文献4)には、樹脂成形体における電子部品の周囲に溝を形成し、溝内を通過するように配線を設ける技術が開示されている。
 図5Aは、特開2016-201521号公報に開示されている回路構造体100を示す平面図である。図5Bは、図5AのX-X線に沿った矢視断面図が示される。回路構造体100は、電子部品110と、電子部品110を埋設する樹脂成形体120と、電子部品110の電極111,112にそれぞれ接続された配線140,141とを備える。樹脂成形体120における電子部品110の周囲に溝130が形成される。配線140,141は、溝130内を通過するように液体状の導電インクを塗布して形成される。これにより、樹脂成形体120における配線140,141の下部に膨張が生じても、それに追随して溝130が広がる。このとき、配線140,141に形成された凹部142,143が広がる。これにより配線の断線発生を生じ難くすることができる。
特開平7-66570号公報 特開2004-111502号公報 特開2010-272756号公報 特開2016-201521号公報
 しかしながら、特開2016-201521号公報に開示されている回路構造体100では、溝130が適正なサイズより大きくなってしまうと、以下の問題が生じる。
 図6Aは、適正なサイズよりも大きい溝130が形成された回路構造体100を示す平面図である。図6Bは、図6AのX-X線に沿った矢視断面図が示される。溝130が大きくなると、溝130の底面と電子部品110の電極111,112との間の段差が大きくなり、溝130内の配線140aと電極111上の配線140bとが断線する。同様に、溝130内の配線141aと電極112上の配線141bとが断線する。さらに、溝130内の導電インクの流動によって、溝130を通過する配線140a,141aに細線部144,145がそれぞれ生じ、断線が起こりやすくなる。これらの問題は、溝130に供給される導電インクの塗布量を多くすれば解消できるが、大量の導電インクが電子部品110周囲に沿って流れ、配線140,141を短絡させる短絡回路146が形成される可能性がある。
 本発明は、上記の問題点に着目してなされたもので、樹脂成形体に埋設された電子部品に接続する配線の断線が生じ難い電子装置およびその製造方法を提供することを目的としている。
 ある局面に従うと、電子装置は、電極を有する電子部品と、電極が露出するように電子部品を埋設する樹脂成形体と、樹脂成形体と電子部品との間に介在し、樹脂成形体から露出する樹脂部材と、樹脂成形体および樹脂部材の上に形成され、電極と接続する配線とを備える。
 好ましくは、樹脂部材の熱膨張率は、樹脂成形体の熱膨張率よりも小さく、かつ、電極の熱膨張率よりも大きい。
 好ましくは、樹脂部材の曲げ弾性率は、1300MPa以下である。
 好ましくは、樹脂部材は、内部に空隙を有する。電子装置は、空隙内に形成され、配線と電極とに接続する導電路をさらに備える。
 別の局面に従うと、上記の電子装置の製造方法は、接着性の液状層が表面に塗布されたシート上に電子部品を配置し、電子部品の側面に沿った液状層の濡れ上がりによって、電子部品の周囲に濡れ上がり部を形成する第1工程と、濡れ上がり部を硬化させて樹脂部材を形成する第2工程と、樹脂部材を形成した後に、シートにおける電子部品の配置面に樹脂材料を射出して、樹脂成形体を成形する第3工程と、樹脂成形体と電子部品との間に樹脂部材が残るように、シートを樹脂成形体から剥離する第4工程と、樹脂成形体および樹脂部材の上に配線を形成する第5工程とを備える。
 好ましくは、液状層は揮発性物質を含み、第2工程において濡れ上がり部を硬化させるときに揮発性物質を揮発させることにより、樹脂部材の内部に空隙を形成する。第5工程において、配線を構成する導電材料を空隙内に浸透させることにより、樹脂部材の内部に配線と電極とに接続する導電路を形成する。
 別の局面に従うと、上記の電子装置の製造方法は、接着性の液状層が表面に塗布されたシート上に電子部品を配置し、電子部品の側面に沿った液状層の濡れ上がりによって、電子部品の周囲に濡れ上がり部を形成する第1工程と、濡れ上がり部を硬化させる第2工程と、シートにおける電子部品の配置面に第1樹脂材料を射出することにより、電子部品を埋設した樹脂成形体を成形する第3工程と、シートおよび濡れ上がり部を樹脂成形体から剥離することにより、樹脂成形体における電子部品の周囲に濡れ上がり部の形状に応じた溝を形成する第4工程と、溝を埋めるように第2樹脂材料を供給し、第2樹脂材料を硬化させて樹脂部材を形成する第5工程と、樹脂成形体および樹脂部材の上に配線を形成する第6工程とを備える。
 好ましくは、第2樹脂材料は揮発性物質を含み、第5工程において第2樹脂材料を硬化させるときに揮発性物質を揮発させることにより、樹脂部材の内部に空隙を形成する。第6工程において、配線を構成する導電材料を空隙内に浸透させることにより、樹脂部材の内部に配線と電極とに接続する導電路を形成する。
 本開示によれば、樹脂成形体に埋設された電子部品に接続する配線の断線が生じ難い。
実施の形態1に係る電子装置の概略的な構成を示す平面図である。 図1AのX-X線に沿った矢視断面図である。 実施の形態1に係る電子装置の製造方法の一例を説明する図である。 実施の形態2に係る電子装置を示す断面図である。 実施の形態3に係る電子装置の製造方法を説明するための図である。 従来の回路構造体を示す平面図である。 図5AのX-X線に沿った矢視断面図である。 適正なサイズよりも大きい溝が形成された回路構造体を示す平面図である。 図6AのX-X線に沿った矢視断面図である。
 本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。また、以下で説明する各実施の形態または変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。
 <実施の形態1>
 (電子装置の構造)
 図1Aは、実施の形態1に係る電子装置1の概略的な構成を示す平面図である。図1Bは、図1AのX-X線に沿った矢視断面図が示される。図1A、図1Bには、電子装置1における、1つの電子部品10の周辺を示す一部分が示される。
 図1A、図1Bに示されるように、電子装置1は、電子部品10と、樹脂成形体20と、樹脂部材30と、配線40,41とを備えている。
 電子部品10は、受動部品(抵抗、コンデンサ等)、能動部品(LSI、IC等)、電源装置(電池等)、表示装置(LED等)、センサ、スイッチ等から選択される部品である。以下では、電極11,12を有するチップ型の電子部品10を例として説明する。図1A、図1Bには、1つの電子部品10のみが示されているが、電子装置1が備える電子部品10の個数は、1個に限定されず、複数であってもよい。さらに、電子部品10の種類も特定に限定されない。
 電子部品10の電極11,12は、たとえば銅(熱膨張率1.7×10-5/K)または銀(熱膨張率1.9×10-5/K)を主成分とし、ニッケルメッキおよび錫メッキが施されて構成される。
 樹脂成形体20は、板状であり、ポリカーボネイト(PC)(熱膨張率5.6×10-5/K)またはアクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)(熱膨張率6~13×10-5/K)等の樹脂からなる。なお、樹脂成形体20の形状は、特に限定されるものではない。樹脂成形体20の材質は、他の種類の樹脂であってもよい。
 樹脂成形体20は、その上表面21の端部から所定距離(後述する樹脂部材30の幅よりも大きい距離)だけ離れた位置に、電子部品10を埋設して固定する。樹脂成形体20は、上表面21から電極11,12が露出するように電子部品10を埋設する。
 樹脂部材30は、電子部品10の周囲に形成され、電子部品10と樹脂成形体20との間に介在する。樹脂部材30は、樹脂成形体20の上表面21から露出する。樹脂部材30の上表面31は、電子部品10における樹脂成形体20から露出した電極11,12の表面と、樹脂成形体20の上表面21と、略同一平面上にある。ここで、上表面31と電極11,12の表面と上表面21とが略同一平面上にあるとは、上表面31と電極11,12の表面との間の段差、および上表面31と上表面21との間の段差が、その上に形成される配線40,41が切断しない程度に所定値より小さいことを意味する。
 樹脂部材30を構成する樹脂材については特に限定されるものではなく、電子装置1が適用される製品および電子装置1の周囲の環境などに応じて適宜選択された材料によって構成される。たとえば、温度変化が激しい環境下で使用される電子装置1である場合、樹脂部材30は、樹脂成形体20の熱膨張率よりも小さく、かつ、電極11,12の熱膨張率よりも大きい熱膨張率を有する樹脂材で構成されることが好ましい。たとえば、ABSの熱膨張率6~13×10-5/Kよりも小さく、かつ、電極11,12を構成する銅または銀の熱膨張率1.7~1.9×10-5/Kよりも大きい熱膨張率3~5×10-5/Kのエポキシ系、メラミン系の樹脂材により樹脂部材30が構成される。
 あるいは、機械的な負荷を受ける可能性が高い電子装置1である場合、樹脂部材30は、曲げ弾性率20~1300MPaの弾性を有するエラストマー(たとえば、ポリエステル系、スチレン系、オレフィン系のエラストマー)またはウレタンアクリレート等により構成されることが好ましい。曲げ弾性率は、JIS K7171に従って測定される。
 配線40,41は、樹脂成形体20の上表面21および樹脂部材30の上表面31の上に形成され、電子部品10の電極11,12にそれぞれ接続される。配線40は、樹脂部材30の上表面31を通過する形態で電極11に接続され、配線41は、樹脂部材30の上表面31を通過する形態で電極12に接続される。配線40,41の他端は、たとえば電子装置1における図示しない他の電子部品の電極に接続される。これにより、電子部品10は、他の電子部品と電気的かつ機能的に接続される。
 配線40,41は、たとえばインクジェット印刷法を用いて液状の導電性インク(たとえば、銀(Ag)ナノインク)を噴射することにより、容易に形成することができる。インクジェット印刷法は、液状のインクをノズルから噴射し、インクを噴射対象面上に堆積させる印刷方式である。配線40,41は、Ag以外の材質からなっていてもよいし、他の方法で形成されてもよく、太さおよび厚み等は特に限定されるものではない。
 (電子装置の製造方法)
 図2を参照して、実施の形態1の電子装置1の製造方法について説明する。図2は、実施の形態1の電子装置1の製造方法の一例を説明する図である。
  (i)濡れ上がり部形成工程
 図2の(a)に示されるように、まず、電子部品10を仮固定するためのシート50を用意する。シート50としては、紫外線を透過できる透明性と、後で説明する剥離時の工程を確実にできるようにする柔軟性とを有している材料が好ましく、たとえば、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)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等を用いることができる。本実施形態ではシート50はたとえば50μmの厚さのPETシートである。
 シート50の片面に、接着性の液状層60が塗布されている。液状層60としては、硬化時間が短いものが好ましく、たとえば、紫外線硬化型の接着剤を用いることができる。紫外線硬化型の接着剤は、紫外線が照射されると硬化し、シート50と電子部品10とを接着する。そのため、紫外線を接着剤が塗布されている表面から照射した場合は、電子部品10自身が接着剤に紫外線が照射されるのを阻害する障壁となり、硬化(接着)が不十分となってしまう可能性がある。そのため、シート50に紫外線を透過する材料を用い、シート50の接着剤が塗布されていない表面から紫外線を照射することで、接着剤を十分に硬化させ、電子部品10を短時間で確実にシート50に固定する。本実施形態での液状層60は、たとえば曲げ弾性率47MPaのウレタンアクリレートである。
 図2の(b)に示されるように、シート50における液状層60が塗布された表面に、電子部品10を位置合わせして配置する。具体的には、電子部品10を、シート50における、樹脂成形体20の上表面21の端部から所定距離だけ離れた位置に対応する位置に配置する。このとき、液状層60は、その表面張力によって電子部品10の側面を濡れ上がる。これにより、電子部品10の周囲に濡れ上がり部61が形成される。
 濡れ上がり部61の形状(幅および高さ)は、電子部品10の形状、大きさ、材質、および液状層60の材質、表面張力に応じて決まる。液状層60の表面張力を調整すれば、所望の高さの濡れ上がり部61を形成することができる。
  (ii)濡れ上がり部硬化工程
 濡れ上がり部61の形成後、シート50における電子部品10配置面の反対側の面から1000~3000mJ/cmの紫外線を照射する。この結果、液状層60が硬化することによって、電子部品10がシート50に接着固定される。このとき濡れ上がり部61も硬化され、紫外線の照射後もその形状を維持する。濡れ上がり部61は、後の工程を経て電子部品10周辺部の樹脂部材30として使用される。
  (iii)射出成形工程
 シート50に電子部品10を仮固定した後、成形型の内部にシート50を配置する。この成形型は、電子部品10が埋設された樹脂成形体20を射出成形するための金型である。シート50における電子部品10が仮固定された面の裏面が、成形型の内面に接するように、シート50を成形型の内部に配置する。この状態で、ABS等の樹脂材料を、成形型温度80℃、射出樹脂温度180℃、かつ射出圧力20kg/cmの条件で射出する。これにより、図2の(c)に示されるように、電子部品10および濡れ上がり部61を埋設した樹脂成形体20が成形される。
  (iv)剥離工程
 次に図2の(d)に示されるように、射出成形工程によって得られた樹脂成形体20からシート50を剥離することによって、樹脂成形体20におけるシート50に対向していた上表面21から電子部品10の電極11,12を露出させる。このとき、仮固定工程において形成された濡れ上がり部61は、シート50から分離し、樹脂成形体20と電子部品10との間に残され、樹脂部材30となる。濡れ上がり部61をシート50から分離するには、電子部品10あるいは樹脂成形体20の材料と接着特性の良好な材料を液状層60として選択することで容易に実現可能である。この結果、電子部品10と電子部品10の周囲に配置された樹脂部材30とを埋設した樹脂成形体20が形成される。
  (v)配線形成工程
 最後に図2の(e)に示されるように、樹脂成形体20の表面から露出する電極11,12と接続する配線40,41を、樹脂成形体20の上表面21および樹脂部材30の上表面31の上に形成する。たとえば、配線40,41の材料である液状の導電性インク(たとえば、銀ナノインク)を噴射する方法(たとえばインクジェット印刷法)を用いて配線40,41が形成される。このとき、インクジェットヘッドの噴出口が樹脂部材30上を通過するようにインクジェットヘッドを移動する。これにより、配線40,41は、樹脂部材30を通過するように形成される。より詳細には、配線40,41は、樹脂成形体20における上表面21および樹脂部材30における上表面31を連続的に覆うように形成される。本工程により、電子部品10が樹脂成形体20に埋設された電子装置1が完成する。
 配線40,41は、インクジェット印刷法の代わりに、スクリーン印刷法またはディスペンサによる方法を用いて形成されてもよい。さらに、電子装置1において、配線40,41を覆うレジスト層が形成されてもよい。
 (利点)
 以上のように、本実施の形態1の電子装置1は、電極11,12を有する電子部品10と、電極11,12が露出するように電子部品10を埋設する樹脂成形体20と、樹脂成形体20と電子部品10との間に介在し、樹脂成形体20から露出する樹脂部材30と、樹脂成形体20および樹脂部材30の上に形成され、電極11,12とそれぞれ接続する配線40,41とを備える。
 上記の構成によれば、配線40,41は、樹脂部材30を通過して電極11,12に接続する。樹脂部材30が存在することにより、樹脂成形体20と電子部品10との間に大きな溝が形成されている場合と比較して、配線40,41の断線を抑制することができる。
 樹脂部材30の熱膨張率は、樹脂成形体20の熱膨張率よりも小さく、かつ、電極11,12の熱膨張率よりも大きいことが好ましい。これにより、電子装置1の周囲の温度変化によって樹脂成形体20に膨張または収縮の形状変化が生じたとしても、樹脂成形体20と電子部品10との間に介在する樹脂部材30によって、配線40,41にかかる応力が分散される。その結果、配線40,41の断線の発生を生じ難くすることができる。
 樹脂部材30の曲げ弾性率は、1300MPa以下であることが好ましい。曲げ弾性率が1300MPa以下であることにより、樹脂成形体20と電子部品10との間を広げるような機械的負荷が電子装置1に加わった場合であっても、樹脂部材30が樹脂成形体20に追従して伸び、配線40,41にかかる応力が分散される。その結果、配線40,41の断線の発生を生じ難くすることができる。さらに、樹脂部材30の曲げ弾性率は、20MPa以上であることが好ましい。曲げ弾性率が20MPa未満であると樹脂部材30の硬度(硬さ)が小さくなりすぎて、表面に形成される配線40,41にクラック等の欠陥が生じやすくなる。しかしながら、樹脂部材30の曲げ弾性率を20MPa以上とすることにより、このような欠陥の発生を抑制することができる。
 本実施の形態1の電子装置1の製造方法は、濡れ上がり部形成工程(第1工程)と、濡れ上がり部硬化工程(第2工程)と、射出成形工程(第3工程)と、剥離工程(第4工程)と、配線形成工程(第5工程)とを備える。濡れ上がり部形成工程では、接着性の液状層60が表面に塗布されたシート50上に電極11,12を有する電子部品10を配置し、電子部品10の側面に沿った液状層60の濡れ上がりによって、電子部品10の周囲に濡れ上がり部61を形成する。濡れ上がり部硬化工程では、濡れ上がり部61を硬化させて樹脂部材30を形成する。射出成形工程では、樹脂部材30を形成した後に、シート50における電子部品10の配置面に樹脂材料を射出して、電子部品10を埋設した樹脂成形体20を成形する。剥離工程では、樹脂成形体20と電子部品10との間に樹脂部材30が残るように、シート50を樹脂成形体20から剥離する。配線形成工程では、樹脂成形体20および樹脂部材30の上に、電極11,12とそれぞれ接続する配線40,41を形成する。
 上記の構成によれば、樹脂成形体20と電子部品10との間に樹脂部材30が介在した電子装置1が容易に製造される。配線40,41は、樹脂部材30を通過して電極11,12に接続する。樹脂部材30が存在することにより、樹脂成形体20と電子部品10との間に大きな溝が形成されている場合と比較して、配線40,41の断線を抑制することができる。
 <実施の形態2>
 実施の形態2に係る電子装置について以下に説明する。図3は、実施の形態2に係る電子装置1aを示す断面図である。図3に示されるように、電子装置1aは、樹脂部材30の代わりに樹脂部材32を備えるとともに、樹脂部材32の内部の空隙内に形成された多数の導電路42,43を備える点で、実施の形態1の電子装置1と相違する。
 樹脂部材32は、内部に多数の空隙を有する多孔質の樹脂体である。空隙には、樹脂部材32内の孔および亀裂が含まれる。樹脂部材32の形成方法は、実施の形態1における樹脂部材30の形成方法(図2の(a)~(c)参照)と同様である。ただし、シート50に塗布される液状層として、揮発性液体を含む接着性の材料を用い、液状層を光硬化させる際に熱処理を行なって、揮発性液体を揮発させる。揮発性液体としては、当該熱処理によって揮発する液体(たとえば、ビニルエーテルなど)が用いられる。
 液状層としては、たとえば、エポキシ樹脂30質量%、ビニルエーテル化合物50質量%、イオン液体10質量%、残部10質量%になるように配合されたインク材を用いる。残部には、光カチオン重合開始剤および安定化剤などが含まれる。
 イオン液体は、陰イオンと陽イオンとからなり、常温(たとえば25℃)で液体である非高分子物質である。陽イオンとしては、イミダゾリウムイオンなどの環状アミジンイオン、ピリジニウムイオン、アンモニウムイオン、スルホニウムイオン、ホスホニウムイオン等が挙げられる。陰イオンとしては、C2n+1COO、C2n+1COO、NO 、C2n+1SO 、(C2n+1SO、(C2n+1SO、PO 2-、AlCl 、AlCl 、ClO 、BF 、PF 、AsF 、SbF 等が挙げられる。
 光カチオン重合開始剤としては、公知の材料を使用することができ、たとえば、スルホニウム塩(スルホニウムイオンとアニオンとの塩)、ヨードニウム塩(ヨードニウムイオンとアニオンとの塩)、セレニウム塩(セレニウムイオンとアニオンとの塩)、アンモニウム塩(アンモニウムイオンとアニオンとの塩)、ホスホニウム塩(ホスホニウムイオンとアニオンとの塩)、遷移金属錯体イオンとアニオンとの塩等を用いることができる。
 上記の液状層を光硬化させ、かつ、熱処理する際に、内部の揮発性液体(ビニルエーテル化合物)が揮発し、当該揮発性液体の体積に相当する孔、あるいは、体積収縮による多数の亀裂が濡れ上がり部61に生じ、多数の空隙を有する樹脂部材32が形成される。
 導電路42,43は、樹脂部材32内の空隙内に形成される。導電路42は、配線40と電極11とに接続される。導電路43は、配線41と電極12とに接続される。
 導電路42,43は、配線40,41と同時に形成される。具体的には、実施の形態1の(v)配線形成工程と同様の工程において、樹脂部材32上に液状の導電性インクを噴射して、配線40,41を形成する。このとき、毛細管現象によって導電性インクの一部が樹脂部材32内の空隙に浸透し、電極11または電極12に到達する。これにより、樹脂部材32の空隙内に、配線40と電極11とに接続された導電路42と、配線41と電極12とに接続された導電路43とが形成される。
 導電性インクの一部は、網目状に形成された樹脂部材32内の空隙に浸透する。そのため、配線40と電極11とは多数の経路によって接続される。当該多数の経路の各々が導電路42を構成する。よって、配線40と電極11とに間には多数の導電路42が形成される。同様に、配線41と電極12とに間には多数の導電路43が形成される。
 配線40,41における樹脂部材32上の部分には、樹脂部材32に浸透した導電性インクの体積に相当する凹部44,45が形成される。凹部44,45による抵抗上昇の影響が許容できない場合には、樹脂部材32上への導電性インクの供給量を適宜増加すればよい。
 樹脂成形体20に何らかの原因(熱衝撃、周囲温度の変化、機械的負荷等)によって膨張または収縮の形状変化が生じ、配線40,41に亀裂が発生する可能性がある。このとき、樹脂部材32の一部にまで亀裂が進行したとしても、樹脂部材32内の多数の導電路42,43のうち、亀裂が生じていない部分を通る導電路42,43によって、配線40,41と電極11,12との間のそれぞれの電気的接続が維持される。これにより、配線40,41と電極11,12とのそれぞれの接続信頼性を向上させることができる。
 <実施の形態3>
 上記の実施の形態1では、濡れ上がり部61を樹脂成形体20側に残すようにシート50を樹脂成形体20から剥離することにより、電子部品10と樹脂成形体20との間に介在する樹脂部材30を形成した。これに対し、本実施の形態3では、濡れ上がり部61とともにシート50を樹脂成形体20から剥離することにより形成された電子部品10の周囲の溝を埋めるように樹脂部材30を形成する。本実施の形態3に係る電子装置は、実施の形態1に係る電子装置1と同様の構成を有する。
 図2および図4を参照して、実施の形態3に係る電子装置の製造方法について説明する。図4は、実施の形態3に係る電子装置の製造方法を説明するための図である。
 まず、図2の(a)~(c)に示されるように、実施の形態1の(i)濡れ上がり部形成工程~(iii)射出成形工程を行なうことにより、電子部品10および濡れ上がり部61を埋設した樹脂成形体20が成形される。ただし、濡れ上がり部61を構成する接着性の液状層60の材料として、シート50との接着力が実施の形態1の材料よりも強く、かつ、樹脂成形体20との接着力が実施の形態1の材料よりも弱い材料が選択される。
 (iv)剥離工程
 次に、射出成形工程によって得られた樹脂成形体20からシート50を剥離することによって、樹脂成形体20におけるシート50に対向していた上表面21から電子部品10の電極11,12を露出させる。このとき、図4の(a)に示されるように、仮固定工程において形成された濡れ上がり部61は、シート50とともに、樹脂成形体20から剥離する。これにより、樹脂成形体20における電子部品10の周囲に、濡れ上がり部61の形状に応じた溝70が形成される。
 (v)樹脂部材形成工程
 次に、図4の(b)に示されるように、電子部品10の周囲の溝70を埋めるように樹脂材を供給して、溝70の形状に沿った樹脂部材30を形成する。樹脂部材30の樹脂材料としては、実施の形態1の液状層60の材料を用いることができる。樹脂材は、実施の形態1の(iv)配線形成工程と同様にインクジェット印刷法を用いて溝70に供給され、紫外線照射または熱処理によって硬化される。
 樹脂部材30は、溝70からはみ出して形成されてもよいが、電極11,12の全体を覆うことがないように形成される。
 最後に、図4の(c)に示されるように、樹脂成形体20の表面から露出する電極11,12と接続する配線40,41を、樹脂成形体20の上表面21および樹脂部材30の上に形成する。この工程は、実施の形態1の(v)配線形成工程と同様であるため、詳細な説明を省略する。
 以上のように、本実施の形態3の電子装置の製造方法は、実施の形態1の(i)濡れ上がり部形成工程~(iii)射出成形工程および(v)配線形成工程に加えて、剥離工程と、樹脂部材形成工程とを備える。剥離工程では、シート50および濡れ上がり部61を樹脂成形体20から剥離することにより、樹脂成形体20における電子部品10の周囲に濡れ上がり部61の形状に応じた溝70を形成する。樹脂部材形成工程では、溝70を埋めるように樹脂部材30を形成する。これにより、樹脂成形体20と電子部品10との間に樹脂部材30が介在し、樹脂部材30を通過するように形成された配線40,41を備える電子装置を容易に製造することができる。
 樹脂部材形成工程において、電子部品10の周囲の溝70に供給される樹脂材料として、実施の形態2の液状層と同様に、揮発性物質を含む材料を用いてもよい。これにより、実施の形態2と同様に、内部に空隙を有する樹脂部材32を形成することができる。その後、配線形成工程において、配線40,41を構成する導電材料を空隙内に浸透させることにより、樹脂部材32の内部に、配線40と電極11とに接続する導電路42と、配線41と電極12とに接続する導電路43とを形成することができる。
 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 1,1a 電子装置、10,110 電子部品、11,12,111,112 電極、20,120 樹脂成形体、21,31 上表面、30,32 樹脂部材、40,41,140,140a,140b,141,141a,141b 配線、42,43 導電路、44,45,142,143 凹部、50 シート、60 液状層、61 濡れ上がり部、70,130 溝、100 回路構造体、144,145 細線部、146 短絡回路。

Claims (8)

  1.  電極を有する電子部品と、
     前記電極が露出するように前記電子部品を埋設する樹脂成形体と、
     前記樹脂成形体と前記電子部品との間に介在し、前記樹脂成形体から露出する樹脂部材と、
     前記樹脂成形体および前記樹脂部材の上に形成され、前記電極と接続する配線とを備える、電子装置。
  2.  前記樹脂部材の熱膨張率は、前記樹脂成形体の熱膨張率よりも小さく、かつ、前記電極の熱膨張率よりも大きい、請求項1に記載の電子装置。
  3.  前記樹脂部材の曲げ弾性率は、1300MPa以下である、請求項1に記載の電子装置。
  4.  前記樹脂部材は、内部に空隙を有し、
     前記電子装置は、前記空隙内に形成され、前記配線と前記電極とに接続する導電路をさらに備える、請求項1から3のいずれか1項に記載の電子装置。
  5.  請求項1に記載の電子装置の製造方法であって、
     接着性の液状層が表面に塗布されたシート上に前記電子部品を配置し、前記電子部品の側面に沿った前記液状層の濡れ上がりによって、前記電子部品の周囲に濡れ上がり部を形成する第1工程と、
     前記濡れ上がり部を硬化させて前記樹脂部材を形成する第2工程と、
     前記樹脂部材を形成した後に、前記シートにおける前記電子部品の配置面に樹脂材料を射出して、前記樹脂成形体を成形する第3工程と、
     前記樹脂成形体と前記電子部品との間に前記樹脂部材が残るように、前記シートを前記樹脂成形体から剥離する第4工程と、
     前記樹脂成形体および前記樹脂部材の上に前記配線を形成する第5工程とを備える、電子装置の製造方法。
  6.  前記液状層は揮発性物質を含み、
     前記第2工程において前記濡れ上がり部を硬化させるときに前記揮発性物質を揮発させることにより、前記樹脂部材の内部に空隙を形成し、
     前記第5工程において、前記配線を構成する導電材料を前記空隙内に浸透させることにより、前記樹脂部材の内部に前記配線と前記電極とに接続する導電路を形成する、請求項5に記載の電子装置の製造方法。
  7.  請求項1に記載の電子装置の製造方法であって、
     接着性の液状層が表面に塗布されたシート上に前記電子部品を配置し、前記電子部品の側面に沿った前記液状層の濡れ上がりによって、前記電子部品の周囲に濡れ上がり部を形成する第1工程と、
     前記濡れ上がり部を硬化させる第2工程と、
     前記シートにおける前記電子部品の配置面に第1樹脂材料を射出することにより、前記電子部品を埋設した樹脂成形体を成形する第3工程と、
     前記シートおよび前記濡れ上がり部を前記樹脂成形体から剥離することにより、前記樹脂成形体における前記電子部品の周囲に前記濡れ上がり部の形状に応じた溝を形成する第4工程と、
     前記溝を埋めるように第2樹脂材料を供給し、前記第2樹脂材料を硬化させて前記樹脂部材を形成する第5工程と、
     前記樹脂成形体および前記樹脂部材の上に前記配線を形成する第6工程とを備える、電子装置の製造方法。
  8.  前記第2樹脂材料は揮発性物質を含み、
     前記第5工程において前記第2樹脂材料を硬化させるときに前記揮発性物質を揮発させることにより、前記樹脂部材の内部に空隙を形成し、
     前記第6工程において、前記配線を構成する導電材料を前記空隙内に浸透させることにより、前記樹脂部材の内部に前記配線と前記電極とに接続する導電路を形成する、請求項7に記載の電子装置の製造方法。
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