基板接合部件以及使用该基板接合部件的三维连接结构体

摘要

本发明的三维连接结构体(40)，具有第一模块基板(28)、第二模块基板(37)和将它们一体化并电连接的基板接合部件(10)，用树脂(29)对基板接合部件(10)的壳体(12)的外周壁面进行成形，从而一体化。另外，三维连接结构体(40)所用的基板接合部件(10)，包括：由导电性材料构成的多个引线端子(14)，和形成为框状、按事先设定的排列结构沿框状的上下方向固定保持多个引线端子(14)的绝缘性的壳体(12)；壳体(12)在框状的至少2个外周壁面上具有凸部(18)。

说明书

技术领域

本发明涉及对搭载有半导体元件(以下称为IC芯片)以及片状(chip)部件等电子部件的多个基板之间进行连接的基板接合部件、以及使用其接合的三维连接结构体。

背景技术

一直以来，作为对搭载有IC芯片、片状部件等电子部件的模块基板等基板之间进行连接的基板接合部件，使用包括插头侧和插座侧的多极连接型连接器，或者在树脂制衬垫上固定有多个连接引脚的引脚连接器。

另外，随着移动设备等的轻薄短小化、高性能化的发展，存在模块基板之间的连接端子的数目增加、连接端子间的间距减小的倾向。因此，作为基板接合部件的连接器，必须减小每个连接端子的面积。

但是，在这样的连接方式中，引脚连接器的接合部，由于温度变化时构成该接合部的部件之间的尺寸变化之差、从外部受到的冲击力，容易受到较大的力。因此，进行了用于缓和这样的外力的结构的研究。

例如，公开了这样一种连接结构，使用图10A、B所示的引脚连接器130，如图11所示对模块基板110、120彼此进行连接，由此缓和由于树脂衬垫132等的热膨胀所产生的应力的影响(例如，参照专利文献1)。图10A是现有方式的引脚连接器130的俯视图，图10B是图10A的引脚连接器130的沿长度方向的剖视图。另外，图11是使用该引脚连接器130对模块基板110、120彼此进行连接的剖视图。在该引脚连接器130的树脂衬垫132上，嵌件成型并固定有沿上下贯通的多个金属制连接引脚134。而且，如图10B所示，在引脚连接器130的下面的左右两端部向斜下方突设有挠性弹性片136。

如图11所示，使用该引脚连接器130，对两个模块基板110、120进行连接。具体而言，使金属制连接引脚134的上端部和下端部贯通各个电路图形114、124，之后，将金属制连接引脚134的上端部与电路图形124以及金属制连接引脚134的下端部与电路图形114，分别通过软钎焊部128软钎焊而连接。此时，下侧的模块基板110以抵接于树脂衬垫132的下面的挠性弹性片136的方式被固定。

由此，在由于搭载在模块基板110、120上的电子部件116、126的发热、周围温度的变化使得引脚连接器130的树脂衬垫132热膨胀的情况下，由此而生的应力能够由挠性弹性片136吸收。其结果是，即便发热也不会在软钎焊部产生应力，保持稳定的软钎焊状态。另外，挠性弹性片136不仅在树脂衬垫132的下面，还可以也设置在上面。

另外，在混合集成电路装置和母电路基板的连接中，在长方体的耐热树脂的周围隔开一定间隔地插入多个“コ”状的导电体，电连接以及机械连接混合集成电路装置和母电路基板。在该“コ”状的导电体所构成的引线阵列端子与母电路基板的岛状电极(ランド電極)连接的部分，由软钎焊部分和未软钎焊部分而设有台阶差部。在对母电路基板沿上下方向施加力时，该未软钎焊部分容易从台阶差部弯曲，吸收力，这样应力不会过度施加于软钎料部分(例如，参照专利文献2)。

而且，在为了将其他的电路基板固定于母电路基板而使用外部连接引线时，以弯曲该外部引线的前端部分、形成弹性部的方式进行改良。利用该外部引线的前端部分的弹性部，吸收软钎焊时的应变、由于其他电路基板与母电路基板的热膨胀系数的差所导致的应变，从而实现电路基板之间的良好的连接(例如，参照专利文献3)。

但是，近年来移动设备的高性能化十分显著，连接器的连接端子数目也越来越多，并且需要更耐下落冲击等的设备。与此相对，在由上述例子所示的引脚连接器所构成的连接结构中，在模块基板上设有贯通孔，使连接引脚贯通在该贯通孔中而与电路图形连接，并且通过挠性弹性片吸收热应力。但是，在这样的结构中，存在这样的问题：不能够有效地利用模块基板的两面，为了设置贯通孔而难以形成高密度的电路图形。

另外，考虑到今后电路图形越来越高密度化、引线形状也变小的倾向，还存在为了减小应力仅通过对加工连接引线端子等进行研究是难以应对的问题。

专利文献1：日本特开平6-310195号公报

专利文献2：日本实开平5-55575号公报

专利文献3：日本实开平1-86268号公报

发明内容

本发明要解决这些问题，提供一种能够实现细间距的连接，且即便施加下落冲击等的应力、连接部的可靠性仍很高的基板接合部件以及使用它的三维连接结构体。

即，本发明的基板接合部件，包括：由导电性材料构成的多个引线端子，和按事先设定的排列结构固定保持多个引线端子的绝缘性的壳体；引线端子，在壳体的上端面上具有上端侧接合部，在下端面上具有下端侧接合部；壳体，在壁面中的至少两个外周壁面上设有凸部。由此，即便对由该基板接合部件所接合的三维连接结构体施加下落冲击等的较大的冲击力，两个基板和基板接合部件作为整体一体地承受冲击力。由此，不会局部集中承受冲击力，所以能够大幅提高耐冲击性。其结果是，能够实现既以细间距连接又耐冲击性优异的三维连接结构体。

附图说明

图1A是本发明的一个实施方式中的基板接合部件的上面图。

图1B是本发明的一个实施方式中的基板接合部件的从图1A的1B-1B的剖面所见的剖视图。

图2是本发明的一个实施方式中的三维连接结构体的剖视图。

图3A是表示本发明的一个实施方式中所用的三维连接结构体的制造方法的各工序中的三维连接结构体的剖视图。

图3B是表示本发明的一个实施方式中所用的三维连接结构体的制造方法的各工序中的三维连接结构体的剖视图。

图3C是表示本发明的一个实施方式中所用的三维连接结构体的制造方法的各工序中的三维连接结构体的剖视图。

图3D是表示本发明的一个实施方式中所用的三维连接结构体的制造方法的各工序中的三维连接结构体的剖视图。

图4A是本发明的一个实施方式中的形成屏蔽部件的三维连接结构体的剖视图。

图4B是本发明的一个实施方式中的形成屏蔽部件的三维连接结构体的剖视图。

图4C是本发明的一个实施方式中的形成屏蔽部件的三维连接结构体的剖视图。

图5是本发明的一个实施方式中的三维连接结构体的剖视图。

图6是本发明的一个实施方式中的三维连接结构体的剖视图。

图7是本发明的一个实施方式中的三维连接结构体的剖视图。

图8是本发明的一个实施方式中的三维连接结构体的剖视图。

图9是本发明的一个实施方式中的三维连接结构体的剖视图。

图10A是其他现有方式的引脚连接器的俯视图。

图10B是图10A的引脚连接器的沿长度方向的剖视图。

图11是使用图10A所示的引脚连接器对模块基板彼此进行了连接的剖视图。

符号说明

10 基板接合部件

12，59 壳体

12a，63 上端面

12b，64 下端面

12c 内壁

12d，61 外周壁面

14 引线端子

15 上端侧接合部

16 下端侧接合部

17 引线连接部

18，62，67，73 凸部

20 多层布线基板

23，24，32，33，114，124 电路图形

25，34 贯通导体

26，27，35，36，116，126 电子部件

28 第一模块基板

29 树脂

30 两面布线基板

37 第二模块基板

39，41，58 软钎料

40，50，55，60，65，70，75，80，85 三维连接结构体

51，52，53，54 屏蔽部件

56，57 接地端子

66 前端部

68 中间部件

71 块区域

72，74，76 孔

110，120 模块基板

112，122 布线基板

128 软钎焊部

130 引脚连接器

132 树脂衬垫

134 金属制连接引脚

136 挠性弹性片

具体实施方式

以下，利用附图对本发明的一个实施方式进行说明。在以下的附图中，为了易于理解结构放大表示厚度方向的尺寸。而且，对相同的要素标注相同的附图标记，因此有省略说明的情况。

(实施方式1)

图1A表示本发明的一个实施方式中的基板接合部件10的上面图，图1B表示图1A所示基板接合部件10的从1B-1B的剖面所见的示意剖视图。

如图1A所示，本实施方式的基板接合部件10包括：由导电性材料例如金属薄板构成的多个引线端子14；和形成框状、按事先设定的排列构成将多个引线端子14固定保持在框状的上下方向的绝缘性的壳体12。另外，引线端子14，如图1B所示，通过在壳体12的上端面12a上形成上端侧接合部15、在下端面12b上形成下端侧接合部16以及在内壁12c上形成引线连接部17而构成。

而且，在壳体12上，在框状的至少两个外周壁面12d上形成有凸部18。另外，壳体12由液晶聚合体、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二酯等的树脂构成，其剖面为如图1B所示的纵向较长的长方形。

本实施方式中的基板接合部件10为上述构成，多个引线端子14的上端侧接合部15和下端侧接合部16，分别位于大致平行的平面上。通过该构成，例如如图2所示，进行与各模块基板的电路图形的电连接以及机械连接。

另外，作为该引线端子14的材料，可以使用磷青铜、黄铜、锌白铜、铍铜、镍合金、不锈钢、弹簧钢等，但优选使用铜、镍等的导电性好的材料。另外，作为引线端子14的形状，不仅是图1A以及图1B所示的平板状，剖面还可以是圆形。另外，关于引线端子的宽度、厚度等，根据所用材料和排列间距适当设定。

而且，在与各模块基板的电路图形的连接通过软钎焊进行的情况下，优选，事先至少在引线端子14的上端侧接合部15和下端侧接合部16的表面进行镀敷软钎料、镀金等的提高钎焊性的处理。另外，与电路图形的连接可以使用导电性粘结材料进行，但在该情况下，事先在表面进行镀金等的处理则能够减小连接电阻，因此优选。

使用本实施方式的基板接合部件10对两个模块基板彼此进行接合，在由壳体12的具有凸部18的外周壁面12d和两个基板所包围的空间中填充了树脂的情况下，成为外周壁面12d的凸部18嵌入树脂中的结构，两个模块基板和基板接合部件10一体化、牢固地连接。因此，这样一来，制造出三维连接结构体，从而即便施加下落冲击等，作为整体承受冲击力，不会出现例如由软钎焊部等局部集中地承受冲击力的情况。其结果是，能够实现即便承受了下落冲击等的较大的冲击力也不会产生接合部等的损伤的高可靠性的三维连接结构体。

接下来，使用图2对使用本实施方式所涉及的基板接合部件10对基板彼此进行连接的三维连接结构体进行说明。

图2是沿基板接合部件10的中心线切断的本实施方式中的三维连接结构体40的剖视图。另外，在本实施方式中，说明通过该基板接合部件10对安装有多个电子部件的基板之间进行连接的情况，因此，将各个模块基板称为第一模块基板28以及第二模块基板37。

第一模块基板28，在本实施方式中是在多层布线基板20上搭载有IC芯片、片状部件等电子部件26、27的结构。多层布线基板20，包括：多个树脂基材21、层间布线图形22、在两表面形成的电路图形23、24以及对这些进行连接的贯通导体25。

另外，第二模块基板37，在本实施方式中是在两面形成有布线层的两面布线基板30上搭载有IC芯片、片状部件等电子部件35、36的结构。两面布线基板30，包括在树脂基材31的两面形成的电路图形32、33以及对这些进行连接的贯通导体34。

将在第一模块基板28上形成的电路图形23和在第二模块基板37上形成的电路图形33之中的、与基板接合部件10的引线端子14的上端侧接合部15以及下端侧接合部16相对的部位，和上端侧接合部15以及下端侧接合部16通过软钎焊而接合，这样就形成了三维连接结构体。即，引线端子14的上端侧接合部15以及下端侧接合部16、与通过软钎焊接合的电路图形23、33的一部分作为相对的部位而电连接。

另外，在使用本实施方式的基板接合部件10的情况下，在第一模块基板28和第二模块基板37各自的表面上，可以在基板接合部件10的内壁12c侧的区域，如图所示搭载电子部件26、35。

在图2所示的三维连接结构体40中，第一模块基板28的电路图形23和基板接合部件10的下端侧接合部16通过软钎焊等而接合。下端侧接合部16密合于壳体12的下端面12b而形成，所以第一模块基板28和基板接合部件10固定为一体。另一方面，第二模块基板27的电路图形33和基板接合部件10的上端侧接合部15通过软钎焊等而接合。在这些接合之后，通过在基板接合部件10的壳体12的外周壁面12d的外侧填充树脂29，从而形成外周壁面12d的凸部18与填充的树脂29牢固地嵌入的结构，这样就形成了第一模块基板28以及第二模块基板37和基板接合部件10一体化的三维连接结构体40。

通过形成这样的连接结构体，即便对该三维连接结构体40作用下落冲击等的较大的冲击力，也会作为整体承受冲击力，不会有例如软钎焊部等局部集中承受冲击力的情况。其结果是，能够实现即便承受下落冲击等的较大的冲击力也不会发生接合部等的损伤的高可靠性的三维连接结构体。

另外，在本实施方式的三维连接结构体40中，第一模块基板28是多层布线基板，第二模块基板37为两面布线基板，但本发明并不限定于此。即，也可以两方都是两面布线基板，也可以两方都是多层布线基板。另外，一方的模块基板也可以是柔性布线基板。

接着，对以图3A至D所示的顺序进行的本实施方式的三维连接结构体40的制造方法进行说明。

首先，如图3A所示，对于在两面布线基板30上安装有电子部件35的第二模块基板37，在电路图形33上通过例如软钎焊由软钎料39连接基板接合部件10的上端侧接合部15。

接着，如图3B所示，对于在图3A中被软钎焊而一体化的第二模块基板37以及基板接合部件10，在反转180°的状态下，基板接合部件10的下端侧接合部16和第一模块基板28的电路图形23上的软钎料41连接，从而一体化。

其后，如图3C所示，从箭头B的方向对基板接合部件10的具有凸部18的外周壁面12d注入树脂进行填充。该树脂的注入，例如通过泵体(cylinder，针筒)、喷嘴等供给。

于是，如图3D所示，制造出第一模块基板28、第二模块基板37和基板接合部件10通过软钎焊和树脂29而一体化的三维连接结构体40。

接着，图4A至C中示出了本实施方式中的形成有屏蔽部件的三维连接结构体的剖视图，对屏蔽来自在三维连接结构体的基板接合部件的内部构成的电路的不需要的电磁波等的结构例进行说明。

图4A表示三维连接结构体50的剖视图，包括基板接合部件10的左侧的凸部18在内地在外周壁面12d上形成有导电性的屏蔽部件51。另外，在此，屏蔽部件51，例如是通过以粘结剂将银箔贴付到外周壁面12d上而形成。该屏蔽部件51，贴付在基板接合部件10的外周壁面12d的整个面上，与多个引线端子中的一个引线端子14一起如图4A所示在上下的电路图形33、23的位置电连接。另外，不与图4A的引线端子14以外的引线端子连接而分离地贴付银箔。

另外，示出了这样一个例子，即，在图4A的基板接合部件10的右侧，与左侧相同地，也包括凸部18在内地在外周壁面12d整体上形成有导电性的屏蔽部件52。屏蔽部件52贴付在外周壁面12d的整个面上，不与多个引线端子连接而分离地贴付银箔，这样形成。但是，屏蔽部件51、52连续相连，在基板接合部件10的四边的外周壁面整体上贴付有银箔(在这里没有图示)。并且，覆盖基板接合部件10的外周壁面整体的屏蔽部件51、52，仅连接于图4A所示的引线端子14，通过与该引线端子14相连接的电路图形33、23连接于接地端子(没有图示)。

通过设为这样结构，能够将来自在基板接合部件10的内部构成的电路的不需要的电磁波等屏蔽，不会对外部产生影响。同样，能够进行屏蔽，使得来自外部的电磁波等不能对在基板接合部件10的内部构成的电路产生影响。

另外，可以在与连接有屏蔽部件51、52的引线端子14的下端侧接合部(没有图示)相同的位置设有接地用端子(没有图示)进行连接，也可以将该引线端子14作为接地用端子而形成并连接屏蔽部件51、52。即，通过将该接地用端子作为接地端子与大地电连接，从而同样能够得到屏蔽效果。

通过设为以上所说明的安装有屏蔽部件51、52的结构，通过屏蔽部件51、52对基板接合部件10的内周区域部(没有图示)进行电磁屏蔽，所以即便在该区域的模块基板上安装易受外部噪声影响的电子部件，也能屏蔽外部噪声。因此，三维连接结构体50，通过电磁屏蔽，还能够很好地防止噪声。

接着，对不在基板接合部件10的外周壁面而在三维连接结构体55的树脂29的外侧进行屏蔽的例子进行说明。图4B表示三维连接结构体55的剖视图，在填充于基板接合部件10的两侧的树脂29的外侧形成导电性的屏蔽部件53、54。该导电性的屏蔽部件53、54，能够通过将例如铜、碳等的糊剂材料涂敷在树脂29的外侧、使之固化而形成。在此没有图示，但该屏蔽部件53、54通过第一模块基板28以及第二模块基板37的接地布线连接，能够进一步提高电磁屏蔽的效果。

图4C表示事先在第一模块基板28以及第二模块基板37上设置能够连接屏蔽部件53、54的接地端子56、57的、三维连接结构体60的剖视图。屏蔽部件53、54通过软钎料58稳定地与第一模块基板28以及第二模块基板37电连接以及机械连接。

通过设为图4B或图4C那样的结构，由屏蔽部件对本发明的三维连接结构体55、60的基板接合部件10的内周区域部(没有图示)进行电磁屏蔽，所以即便在该区域的模块基板上安装易受外部噪声影响的电子部件也能屏蔽外部噪声。因此，三维连接结构体55、60，通过电磁屏蔽，还能够很好地防止噪声。

(实施方式2)

图5以及图6，表示本发明的一个实施方式中的三维连接结构体的剖视图。本实施方式，与实施方式1不同，通过对三维连接结构体的基板接合部件的凸部的形状进行特意设置，使其与填充的树脂的嵌入变得更加牢固。其他的结构，与实施方式1的三维连接结构体相同。

在图5中表示三维连接结构体65的剖视图。在该三维连接结构体65中，使用在外周壁面61具有凸部62的基板接合部件10。该凸部62，其相对壳体59的上端面63以及下端面64从垂直方向所见的剖面形状是，前端部66比外周壁面61侧粗的锥状。即，第一模块基板28以及第二模块基板37，通过该基板接合部件10和树脂29一体化。因此，通过将凸部62的形状制成锥状而使与树脂29的嵌入变得牢固，从而使三维连接结构体65的一体化更加牢固。

作为同样使三维连接结构体的一体化更加牢固的例子，图6示出了三维连接结构体70的剖视图。在该三维连接结构体70中，使用在外周壁面61具有凸部67的基板接合部件10。该凸部67，其相对壳体59的上端面63以及下端面64从垂直方向所见的剖面形状是，在从前端部66向外周壁面61侧的至少任一个位置处比前端部66细。第一模块基板28以及第二模块基板37，通过该基板接合部件10和树脂29一体化。因此，通过将凸部62的形状设为前端部66与外周壁面61附近的中间部分68比前端部66细，而使与树脂29的嵌入变得牢固，从而使三维连接结构体70的一体化更加牢固。

另外，在本实施方式中，也可以为：相对壳体的上端面以及下端面从水平方向所见的凸部的剖视形状是，前端部比外周壁面侧粗的锥状。另外，同样，可以为：相对壳体的上端面以及下端面从水平方向所见的凸部的剖视形状是在从前端部向外周壁面侧的至少任一个位置处比前端部细的形状。在壳体的外周壁面形成的凸部的形状是这样的形状，也能够使得与树脂的嵌入很牢固。其结果是，三维连接结构体的一体化更加牢固。

(实施方式3)

从图7至图9，表示本发明的一个实施方式所涉及的三维连接结构体的剖视图。本实施方式，与实施方式1不同，在三维连接结构体的基板接合部件的包括凸部的壳体的块区域形成有孔，从而与填充的树脂的嵌入变得更加牢固。其他结构与第一实施方式的三维连接结构体相同。

在图7中表示三维连接结构体75的剖视图。该三维连接结构体75，在壳体59的块区域71具有贯通的孔72。该贯通的孔72，相对于基板接合部件10的上端面63以及下端面64沿垂直方向形成，形成在至少包括具有凸部73的外周壁面61的壳体59的块区域71。

在对通过这样结构的基板接合部件10接合第一模块基板28以及第二模块基板37而包围的外周壁面61的外侧的空间填充了树脂29的情况下，树脂填充于位于壳体59的块区域71的沿垂直方向贯通的孔72之中。这样一来，成为位于外周壁面61的凸部73更加牢固地嵌入的结构。因此，第一模块基板28、第二模块基板37和基板接合部件10，更加牢固地连接。

图8表示还形成有沿水平方向贯通的孔的三维连接结构体80的剖视图。该三维连接结构体80，在壳体59的块区域71除了沿垂直方向贯通的孔72，还相对于基板接合部件10的上端面63以及下端面64沿水平方向形成有孔74。即，该孔74相对于外周壁面61垂直地形成，到达贯通的孔72的部位。

在对通过这样结构的基板接合部件10接合第一模块基板28以及第二模块基板37而包围的外周壁面61的外侧的空间填充了树脂29的情况下，树脂填充于位于壳体59的块区域71的沿垂直方向和水平方向贯通的孔72、74之中。这样一来，成为位于外周壁面61的凸部73比图7所示例子更加牢固地嵌入的结构。因此，第一模块基板28、第二模块基板37和基板接合部件10，更加牢固地连接。

在图9中示出了剖视图的三维连接结构体85，在壳体59的块区域71形成有沿相对于上端面63以及下端面64水平、且相对于外周壁面61水平的方向贯通的孔76。

与图7以及图8的情况相同，在对通过这样结构的基板接合部件10接合第一模块基板28以及第二模块基板37而包围的外周壁面61的外侧的空间填充了树脂29的情况下，树脂填充于位于壳体59的块区域71的贯通的孔76之中。这样一来，成为位于外周壁面61的凸部73更加牢固地嵌入的结构。因此，第一模块基板28、第二模块基板37和基板接合部件10，更加牢固地连接。

图7至图9所示的形成于壳体59的块区域71的孔，可以仅在一个方向形成也可以二维或三维地形成，加工成贯通的孔或中途截至的孔都可以。

当构成这样的结构填充树脂时，树脂填充到位于壳体的块区域上的沿垂直方向或水平方向形成的孔之中，因此，成为外周壁面的凸部更加牢固地嵌入树脂中的结构。因此，能够实现耐冲击性更加优异的三维连接结构。

另外，在实施方式1至实施方式3中，外周壁面的凸部形成在至少两个外周壁面上，但还可以形成在四边形的框状的三边或四边上。

另外，对外周壁面的凸部为一根杆状的例子进行了说明，但可以形成平行的多根杆，也可以不是杆而形成为相互分离的多个凸部。另外，可以是在外周壁面的一部分上局部形成的凸部，可以是这些局部形成的凸部在外周壁面上二维分散地配置的结构。二维分散配置有该局部形成的凸部的外周壁面，可以由三面或四面构成。

另外，基板接合部件没有必要是四边形的框状，可以是三角形或五边形以上的多边形，作为四边形当然可以是长方形、正方形，此外，还可以是例如框缘形状那样的复杂的形状。而且，还可以是圆形、椭圆形的框形状。

本发明的基板接合部件以及使用它的三维连接结构体，能够以细间距对安装有电子部件的基板之间进行连接，能够大幅提高耐冲击性。另外，也能够对基板接合部件附加屏蔽功能，能够对易受电磁噪声影响的电子部件进行电磁屏蔽，在移动设备等的便携用电子设备的领域特别有用。