電子裝置和用於製造電子裝置的方法與流程

2023-12-11 19:36:47 2

本文討論的實施方式涉及電子裝置和用於製造電子裝置的方法。

背景技術：

通常，存在一種混合集成電路裝置，包括：彼此面對面的兩個集成電路基板，在基板的相對主表面上形成的具有期望形狀的導電路徑；以及連接至導電路徑並且具有期望的控制功能的微型計算機。混合集成電路裝置還包括：外圍電路元件，從微型計算機向外圍電路元件饋送預定控制輸出信號並且外圍電路元件連接至基板上的導電路徑；以及布置在兩個基板之間的集成殼體構件。在基板中的一個基板的期望位置處形成孔，並且在由孔形成的空間中容納和布置有安裝了微型計算機的布線基板。

順便提及，在常規的混合集成電路裝置中，由於兩個集成電路基板被布置成彼此面對面，所以在兩個集成電路基板之間存在大量未布置電路元件等的空間，因而不能充分實現高密度安裝。

以下是參考文獻。

[文獻1]第03-174757號日本特許專利公開。

技術實現要素：

根據本發明的一個方面，一種電子裝置包括：布線基板；具有不同高度的多個部件，該多個部件安裝在布線基板的一個表面上；以及柔性基板，該柔性基板是通過在布線基板的一個表面側進行層壓而形成的，該柔性基板覆蓋多個部件，該柔性基板包括：第一部分，第一部分覆蓋多個部件中的具有等於或低於第一高度的高度的一個或更多個第一部件，以及第二部分，第二部分覆蓋多個部件中的除一個或更多個第一部件之外的一個或更多個第二部件，第一部分的第一剛性高於第二部分的第二剛性。

附圖說明

圖1是示出實施方式的電子裝置的圖；

圖2是示出實施方式的電子裝置的圖；

圖3是示出布線基板、部件以及支撐柱的平面圖；

圖4是沿圖3中的線b-b截取的剖視圖；

圖5是柔性基板的平面圖；

圖6是沿圖5中的線c-c截取的剖視圖；

圖7是示出電子裝置的製造過程的圖；

圖8是示出電子裝置的製造過程的圖；

圖9是示出根據實施方式的修改的布線基板、部件以及支撐柱的平面圖；

圖10是示出根據實施方式的修改的柔性基板的平面圖；以及

圖11是示出根據實施方式的修改的柔性基板的平面圖。

具體實施方式

在下文中，將描述根據本公開的實施方式的電子裝置和用於製造電子裝置的方法。

實施方式

圖1和圖2是示出該實施方式的電子裝置100的圖。圖1是平面圖，以及圖2是沿線a-a截取的剖面箭頭(arrow)視圖。在下文中，將通過作為正交坐標系的xyz坐標系來定義本實施方式。

電子裝置100包括：布線基板110，部件120，支撐柱130，柔性基板140以及部件150。

在下文中，除了圖1和圖2之外還將參考圖3至圖6進行描述。

圖3是示出布線基板110、部件120以及支撐柱130的平面圖，以及圖4是沿圖3中的線b-b截取的剖面箭頭視圖。圖5是示出柔性基板140的平面圖，以及圖6是沿圖4中的線c-c截取的剖面箭頭視圖。

電子裝置100布置在例如智慧型電話終端、平板計算機、可佩戴終端或可攜式遊戲機的殼體內。

布線基板110是用於安裝部件120的布線基板，並且是包括布線層和用作絕緣體的基材的所謂剛性基板。布線基板110用作電子裝置100的母板。阻燃類型4(fr4)布線基板可以用作布線基板110。

焊盤110b布置在布線基板110的表面110a上。焊盤110b連接至在布線基板110的內層上形成的布線110c或連接至在背側110d上的布線110e。

部件120是安裝在布線基板110的表面110a上的電子部件、電池、其他部件等。電子部件是例如集成電路(ic)晶片、晶片組、存儲器、電容器、線圈、電阻器等。部件120連接至布線基板110的布線110c或110e。例如使用凸塊120a通過倒裝晶片接合來安裝部件120中的一些部件。

部件120包括：具有等於或低於h1的高度的部件121，h1是距離布線基板110的表面110a的高度；以及具有高於h1的高度的部件122。部件121和122二者均布置有多個。假設h2是在多個部件122之中具有最高高度的部件122的高度。

部件121可以分為部件121a和121b。例如，部件121a布置在x軸方向上的中間部分處並且在y軸正方向側的區域110a1內。部件121是一個或更多個第一部件的示例，並且區域110a1是第一區域的示例。

部件122布置在圍繞安裝部件121a的區域110a1的區域110a2中。部件122是一個或更多個第二部件的示例，並且區域110a2是第二區域的示例。除了部件122之外，部件121b也布置在區域110a2中。

支撐柱130是在區域110a1內從表面110a沿z軸正方向延伸的柱狀構件。支撐柱130布置在部件121a周圍。此外，支撐柱130的高度為h1。在本文中，作為示例布置了五個支撐柱130。在五個支撐柱130中，四個支撐柱130布置在矩形區域110a1的四個角中。

支撐柱130被布置成支撐柔性基板140。支撐柱130由諸如塑料的絕緣體或者諸如鋁的金屬形成。在支撐柱130由金屬形成的情況下，支撐柱130可以與布線基板110的布線和部件120絕緣，使得對電子裝置100的電特性沒有影響。此外，當支撐柱130由金屬形成時，支撐柱130可以用作將布線基板110的布線或部件120與柔性基板140的布線彼此連接的布線。

注意，布置在部件121a周圍的支撐柱130是指布置在部件121a周圍以圍繞部件121a而不圍繞部件121b和122的支撐柱130。

此外，在區域110a1內存在多個部件121a的情況下，在平面圖中支撐柱130可以全部定位於部件121a的組的外部，或者在平面圖中支撐柱130可以定位於多個部件121a之間。在支撐柱130定位於多個部件121a之間的情況下，支撐柱130布置在部件121a中的至少一個部件的周圍。

此外，在區域110a1內存在一個部件121a的情況下，支撐柱130布置在該一個部件121a與在區域110a1外部的部件121b或122之間。

柔性基板140包括膜141、布線142和金屬層143。柔性基板140是柔性的，並且通過利用層壓機進行層壓而被拉伸和布置，使得覆蓋部件120(121和122)並且與部件121和122的高度一致。

膜141可以是由能夠被層壓並且具有柔性的絕緣體形成的任何膜，並且是例如聚醯亞胺膜。膜141在平面圖中是矩形的，並且具有與布線基板110的尺寸一致的尺寸。

布線142布置在膜141的表面141a上(參見圖5和圖6)。儘管在本文中省略了布線142的構造的詳細描述，但是布線142將部件150和過孔142a彼此連接，所述過孔142a布置在沿z軸方向穿透膜141的通孔內部。過孔142a連接至布置在膜141的背側141b上的焊盤142b。當柔性基板140附接至其上安裝有部件120的布線基板110上時，焊盤142b連接至布線基板110的焊盤110b。注意，在圖2中省略了布線142、過孔142a和焊盤142b。

金屬層143布置在膜141的內層中。布置金屬層143以增強膜141的剛性。因此，膜141中布置了金屬層143的部分的剛性高於膜141中未布置金屬層143的部分的剛性。

此外，金屬層143的位置與區域110a1重疊。換言之，設置金屬層143在x軸方向和y軸方向上的位置以使得在將柔性基板140附接至其上安裝有部件120的布線基板110上時金屬層143的位置在區域110a1內。

由於具有等於或低於h1的高度的部件121a和具有高度h1的支撐柱130布置在區域110a1內，所以當通過層壓將柔性基板140附接至布線基板110時，在平面圖中，在柔性基板140中存在金屬層143的部分140a中形成具有高剛性的平坦表面。部分140a類似於使用支撐柱130設置在布線基板110上的支架。部分140a是第一部分的示例。

由於在圍繞布線基板110的區域110a1的區域110a2中存在具有高於h1的高度的部件122，所以在平面圖中部分140a被定位成低於柔性基板140中的不存在金屬層143的部分140b。部分140b是第二部分的示例。

部件150是安裝在柔性基板140的部分140a的表面(z軸正方向側的表面)上的電子部件、其他部件等。電子部件是例如ic晶片、晶片組、存儲器、電容器、線圈、電阻器等。部件150中的每一個部件是第三部件的示例。

部件150連接至柔性基板140的布線142。布線142通過過孔142a、焊盤142b和焊盤110b連接至布線基板110的布線110c或110e。

由於部分140a的高度低於部分140b的高度，因此通過在部分140a的表面上安裝部件150，可以有效地使用區域110a1上方的空間。注意，期望地，部件150的高度等於或低於具有最高高度的部件122的高度h2，使得部件150相對於部件122不會在z軸正方向側突出。

接下來將描述用於製造電子裝置100的方法。在本文中，除了圖3和圖4，還將使用圖7和圖8。圖7和圖8是示出電子裝置100的製造過程的圖。

如圖3和圖4所示，部件120和支撐柱130安裝在布線基板110的表面上。使用凸塊120a通過倒裝晶片接合來安裝部件120中的一些部件。

可以使用例如粘合劑將支撐柱130粘接至布線基板110的表面110a。

隨後，相對於布線基板110來定位柔性基板140，並且通過焊接將焊盤142b連接至焊盤110b。當執行定位時，使柔性基板140的部分140a的位置與布線基板110的區域110a1對準。

此外，通過隨後在加熱柔性基板140的同時利用層壓機執行層壓來將柔性基板140附接至其上安裝有部件120和支撐柱130的布線基板110上。注意，為了不損壞部件120，例如可以在大約120℃下進行加熱。

在層壓時，柔性基板140被拉伸以與部件120(121和122)的高度一致，並且如圖7和圖8所示，柔性基板140粘接至部件120(121和122)的上表面以覆蓋部件120(121和122)。通過上述過程，柔性基板140的部分140a由支撐柱130支撐，並且在部件121a上方形成具有高剛性的平坦表面。

此外，最終，在部分140a的表面上安裝部件150。可以通過焊接等將在部件150下側上的端子連接至布線142。此外，可以通過倒裝晶片接合來安裝部件150中的一些部件。

通過上述過程完成圖1和圖2所示的電子裝置100的製造。

如上所述，在本實施方式中，利用金屬層143來增強柔性基板140的膜141的一部分，部分140a布置在柔性基板140中，並且部分140a布置在具有等於或低於h1的高度的部件121a上方。

由於部分140a的高度低於其周圍的部分140b的高度，因此通過在部分140a的表面上安裝部件150，可以有效地使用區域110a1上方的空間。換言之，通過在部分140a上安裝部件150可以增加密度。

如在常規裝置中的那樣，在兩個剛性基板彼此面對面地布置的構造中，由於電子部件等的高度的差異，在兩個剛性基板之間的空間中產生不能被利用的空間。

相反地，在本實施方式的電子裝置100中，由於通過層壓將柔性基板140附接至其上安裝有部件120的布線基板110，所以柔性基板140可以在與部件120的高度一致的同時粘接於具有不同高度的多個部件120(121和122)的上部上。

此外，由於部件150安裝在被布置於區域110a1內的部分140a上(在區域110a1內具有低高度的部件121a被裝配在一起)，因此可以有效地使用通常不能夠使用的空間。

因此，本實施方式能夠提供實現密度增加的電子裝置100和電子裝置100的製造方法。

通過改進部件120的布置使得區域110a1增加，可以進一步增加密度。

此外，由於部件150布置在具有低高度的部件121a上方的空間中，所以可以在不增加電子裝置100的厚度的情況下實現厚度的減小和密度的增加。

此外，由於使用單個布線基板110和單個柔性基板140實現了密度的增加，所以與使用兩個布線基板的常規裝置相比，實現了成本的降低。

注意，雖然上面已經描述了使用支撐柱130形成部分140a的模式，但是並非必須使用支撐柱130。例如，可以通過將柔性基板140粘接到部件121a的上表面上來使部分140a與部件121a的上表面接觸。部件150可以安裝在以上述方式布置的部分140a上。在這種情況下，可以設計布線基板110使得具有大約相同高度的多個部件121a被布置於區域110a1內，並且可以布置部件120。

此外，如圖9至圖11所示，可以部分地修改電子裝置100的構造。圖9是示出根據實施方式的修改的布線基板110、部件120和支撐柱130的平面圖。圖10是示出根據實施方式的修改的柔性基板140-1的平面圖。圖11是示出根據實施方式的修改的柔性基板140-2的平面圖。

上面已經描述了電子裝置100包括單個區域110a1的模式；然而，如圖9所示，可以布置多個區域110a1，並且可以通過在柔性基板140中布置多個金屬層143來形成多個部分140a。此外，可以在多個部分140a上安裝部件150。在圖9中，在圖3中作為部件121b示出的部件121中，將包括在兩個新布置的區域110a1內的部件121表示為部件121a。

在這種情況下，多個部分140a的高度可以不同。在上述情況下，可以根據部件150的高度適當地選擇布置的部分140a。注意，期望地，部件150的上端不超過具有最高高度的部件122的上端。

此外，上面已經描述了柔性基板140的金屬層143布置在內層中的模式；然而，如圖10所示的柔性基板140-1的情況那樣，金屬層143可以布置在膜141的表面上。此外，如圖11所示的柔性基板140-2的情況那樣，金屬層143可以布置在膜141的背側上。在這種情況下，金屬層143可以如圖11所示被形成為在膜141內延伸或者可以被形成在膜141的背側上而不在背側內延伸。

此外，上面已經描述了布置通過使柔性基板140包括金屬層143來增加其剛性的部分140a的模式；然而，代替金屬層143，可以粘接在平面圖中具有與區域110a1基本相同的尺寸的柔性基板。此外，可以布置通過在柔性基板140的膜141中部分地包括玻璃布、細纖維填料等來增加其剛性的部分140a。