特許 7286902 電子部品の配線構造、電子部品の接続方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-29

(45)【発行日】2023-06-06

(54)【発明の名称】電子部品の配線構造、電子部品の接続方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/14 20060101AFI20230530BHJP

   H05K 3/36 20060101ALI20230530BHJP

   H05K 1/18 20060101ALI20230530BHJP

【ＦＩ】

H05K1/14 A

H05K3/36 A

H05K1/18 F

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022089062

(22)【出願日】2022-05-31

【審査請求日】2022-06-01

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】522216709

【氏名又は名称】前田 眞一

(73)【特許権者】

【識別番号】522216710

【氏名又は名称】ＫＥＩＴＡスマート未来クリエーションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120868

【弁理士】

【氏名又は名称】安彦 元

(72)【発明者】

【氏名】前田 眞一

(72)【発明者】

【氏名】宮里 桂太

【審査官】黒田 久美子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－００２６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５７８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１０９１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０６９１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０５１６４９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１１９２４８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １／１４

Ｈ０５Ｋ ３／３６

Ｈ０５Ｋ １／１８

Ｈ０５Ｋ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、上記基板上に設置される電子部品との間に、導電性の配線部が形成された柔軟性を有する柔軟配線体を介装させ、
上記柔軟配線体における配線部は、上記電子部品及び／又は上記基板と電気的に接続され、
上記柔軟配線体と上記基板と上記電子部品とが上記柔軟配線体が介装される領域で直接的に電気接続されており、
上記柔軟配線体における配線部が一の上記基板上に設置される互いに離間する２以上の電子部品間を互いに電気的に接続し、上記柔軟配線体における上記電子部品間を跨ぐ領域を上記基板に対して離間させてなること
を特徴とする電子部品の配線構造。

【請求項2】

上記柔軟配線体における何れか一端側又は両端側に設けられた配線部は、一の上記基板上に設置される２以上の各電子部品間を、又は２以上の上記基板のそれぞれに設定される各電子部品間を、互いに電気的に接続すること
を特徴とする請求項１記載の電子部品の配線構造。

【請求項3】

上記柔軟配線体は、複数枚に亘り積層され、
各柔軟配線体における配線部は、一の上記電子部品と電気的に接続されていること
を特徴とする請求項１又は２記載の電子部品の配線構造。

【請求項4】

上記基板よりも下側に設けられた他の基板をさらに備え、
上記基板と上記他の基板との間に他の上記柔軟配線体がさらに介装され、当該他の上記柔軟配線体における配線部は、上記基板と電気的に接続されていること
を特徴とする請求項１又は２記載の電子部品の配線構造。

【請求項5】

上記柔軟配線体における配線部は、２層以上に亘り設けられた導体部の各層に設けられていること
を特徴とする請求項１又は２記載の電子部品の配線構造。

【請求項6】

筐体と、上記筐体の基板として機能する内壁面上に設置される電子部品との間に、導電性の配線部が形成された柔軟性を有する柔軟配線体を介装させ、
上記柔軟配線体における配線部は、上記電子部品及び又は上記筐体の内壁面に形成された配線部と電気的に接続され、
上記柔軟配線体と上記筐体の内壁面と上記電子部品とが上記柔軟配線体が介装される領域で直接的に電気接続されており、
上記柔軟配線体における配線部が上記内壁面と他の基板上に分離して設置される互いに離間する２以上の電子部品間を互いに電気的に接続し、上記柔軟配線体における上記電子部品間を離間させてなること
を特徴とする電子部品の配線構造。

【請求項7】

基板と、上記基板上に設置される電子部品との間に、導電性の配線部が形成された柔軟性を有する柔軟配線体を、当該配線部と上記電子部品及び／又は上記基板とが電気的に接続されるように介装し、
上記柔軟配線体と上記基板と上記電子部品とが上記柔軟配線体が介装される領域で直接的に電気接続され、
上記柔軟配線体における配線部を一の上記基板上に設置される互いに離間する２以上の電子部品間を互いに電気的に接続し、上記柔軟配線体における上記電子部品間を跨ぐ領域を上記基板に対して離間させること
を特徴とする電子部品の接続方法。

【請求項8】

上記柔軟配線体における何れか一端側又は両端側に設けられた配線部を、一の上記基板上に設置される２以上の各電子部品間に、又は２以上の上記基板のそれぞれに設定される各電子部品間に、互いに電気的に接続すること
を特徴とする請求項７記載の電子部品の接続方法。

【請求項9】

上記柔軟配線体を複数枚に亘り積層する上で、各柔軟配線体における配線部を一の上記電子部品と電気的に接続すること
を特徴とする請求項７又は８記載の電子部品の接続方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気機器、電子機器、コンピューター、通信機器等に用いられる電子部品の配線構造、電子部品の接続方法に関し、特に高速大容量の高速伝送システムにおいて伝送損失の低減を図り、基板の放熱性を向上させる上で好適な電子部品の配線構造、電子部品の接続方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、電気機器、電子機器、コンピューター、通信機器等に用いられる半導体素子やデバイス、集積回路等の電子部品は、プリント配線板（以下、基板という。）上に実装していた。従来においては、エポキシ系樹脂やＥガラス繊維を利用した銅張積層板製の基板の利用でも対応できていた。

【0003】

しかしながら、第５世代移動通信システム（５Ｇ）に代表される、伝送システムの高速化、大容量化、低遅延化が要求される中、上述した従来の基板では、必要とされる伝送損失の要求性能を満足することが困難になってくる。これに加えて、半導体回路配線の更なる微細化が進展する結果、５Ｇ以降では、特に基板の放熱性についても対処する必要が大きくなってくる。特に５Ｇ以降では、電子部品の大規模化、高速化、高集積化による発熱の増大により、熱応力による故障対策や放熱対策が重要になる。通常の基板は、熱伝導性の良好なＧＮＤ（グランド）層を最外層に十分に配置できないため、放熱が難しい。特に、電子部品の大規模化、高速化、高集積化による発熱の増大により、熱応力による故障対策や放熱対策が喫緊の課題となる。

【0004】

このため、近年において、このような高速伝送システムにおいて求められる伝送損失や放熱性の要求特性に応えるために以下の改善が試みられている。

【0005】

伝送損失を抑えるためには、半導体の回路設計や基板の配線回路設計の改善が行われている。また基板の材質についても各種改善が行われている。また、放熱性を向上させるためには、上述した基板の材質改善に加え、送風ファンの設置や、半導体パッケージへのヒートシンクの装着、更には空冷や水冷の機構を設ける等の試みが行われている。

【0006】

しかしながら、低誘電特性、高放熱性の更なる改善を図る上では、基板材料の改善やその信頼性確認試験を行う必要があり、これを実現する上で長時間を要する。特に、基板材料の更なる低誘電特性向上を図る上で、その商品設計の難易度は格段に上がり、基板材料コストや基板の開発コスト等も上昇する。

【0007】

また高周波数帯域において伝送損失の増加が著しくなる結果、基板に対する回路設計への制限事項が増えてしまう。また、基板の材料として一般的に用いられるＥガラスクロスは、基板の熱膨張の防止、機械的強度の確保の観点からは好適ではある一方で、基板に対し要求される誘電率、誘電正接に代表される電気的特性と表面の平滑性の低下要因にもなりえる。

【0008】

また多層配線板では、配線密度が上がるため、ビアで配線層を切り替えるＸ－Ｙ配線が用いられる場合が多いが、ビアにより伝送損失に悪影響を及ぼす不利益があり、また、配線が長くなる分、伝送損失が大きくなる。

【0009】

またビアによる電気特性低下や配線密度低下を避けるために多層基板において、穴を貫通させずに必要な層間のみを接続するＩＶＨ（Interstitial Via Hole）、バックドリル等が用いられるが、基板のコストが上昇し、基板回路設計にも制限を与えることとなる。

【0010】

一方で、基板の材質や構造自体に改良を施すのではなく、電子部品同士の電気的な接続を、基板を介するのではなく、コネクタを介して直接接続する方法も考えられる。しかしながら、このような方法では、電子部品ないしは電子部品の近傍にコネクタを取り付ける必要がある。より小型化された電子部品においてコネクタを取り付けるための領域を確保するのが困難な場合が多く、またコネクタにおいて伝送損失が生じてしまう場合もある。

【0011】

更に通常の基板は、電子部品が直接的に接続されているため、電子部品の一部が故障した場合においてその修理をする上での利便性が低下するという問題がある。

【0012】

上述した従来の問題点を解決するため、以下の特許文献１、２の技術が提案されている。特許文献１の開示技術は、基板上に設置された集積回路パッケージ間をダイレクトコネクトケーブルを介して直接結合するものである。特許文献２の開示技術は、半導体素子が配設された回路基板同士を部材を介して熱的に接続するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【文献】特開２０１０－１９２９１８号公報

【文献】特開２０１６－２１３３６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

しかし、上述した特許文献１、２の開示技術では、伝送損失や放熱性を改善することを意図した技術ではない。このため、基板上に設置される電子部品間を、基板以外の配線体を介して電気的に接続する点については特段言及がなされていない。

【0015】

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、高速大容量の高速伝送システムにおいて、伝送損失の低減を図り、基板の放熱性を向上させる上で好適な電子部品の配線構造、電子部品の接続方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明者らは、上述した課題を解決するために、基板と、上記基板上に設置される電子部品との間に、柔軟性を有する絶縁性基材に導電性の配線部が形成された柔軟配線体を、当該配線部と上記電子部品とが電気的に接続されるように介装した電子部品の配線構造、電子部品の接続方法を発明した。

【0017】

第１発明に係る電子部品の配線構造は、基板と、上記基板上に設置される電子部品との間に、導電性の配線部が形成された柔軟性を有する柔軟配線体を介装させ、上記柔軟配線体における配線部は、上記電子部品及び／又は上記基板と電気的に接続され、上記柔軟配線体と上記基板と上記電子部品とが上記柔軟配線体が介装される領域で直接的に電気接続されており、上記柔軟配線体における配線部が一の上記基板上に設置される互いに離間する２以上の電子部品間を互いに電気的に接続し、上記柔軟配線体における上記電子部品間を跨ぐ領域を上記基板に対して離間させてなることを特徴とする。

【0018】

第２発明に係る電子部品の配線構造は、第１発明において、上記柔軟配線体における何れか一端側又は両端側に設けられた配線部は、一の上記基板上に設置される２以上の各電子部品間を、又は２以上の上記基板のそれぞれに設定される各電子部品間を、互いに電気的に接続することを特徴とする。

【0019】

第３発明に係る電子部品の配線構造は、第１発明又は第２発明において、上記柔軟配線体は、複数枚に亘り積層され、各柔軟配線体における配線部は、一の上記電子部品と電気的に接続されていることを特徴とする。

【0022】

第４発明に係る電子部品の配線構造は、第１発明又は第２発明において、上記基板よりも下側に設けられた他の基板をさらに備え、上記基板と上記他の基板との間に他の上記柔軟配線体がさらに介装され、当該他の上記柔軟配線体における配線部は、上記基板と電気的に接続されていることを特徴とする。

【0023】

第５発明に係る電子部品の配線構造は、第１発明又は第２発明において、上記柔軟配線体における配線部は、２層以上に亘り設けられた導体部の各層に設けられていることを特徴とする。

【0024】

第６発明に係る電子部品の配線構造は、筐体と、上記筐体の基板として機能する内壁面上に設置される電子部品との間に、導電性の配線部が形成された柔軟性を有する柔軟配線体を介装させ、上記柔軟配線体における配線部は、上記電子部品及び又は上記筐体の内壁面に形成された配線部と電気的に接続され、上記柔軟配線体と上記筐体の内壁面と上記電子部品とが上記柔軟配線体が介装される領域で直接的に電気接続されており、上記柔軟配線体における配線部が上記内壁面と他の基板上に分離して設置される互いに離間する２以上の電子部品間を互いに電気的に接続し、上記柔軟配線体における上記電子部品間を離間させてなることを特徴とする。

【0025】

第７発明に係る電子部品の接続方法は、基板と、上記基板上に設置される電子部品との間に、導電性の配線部が形成された柔軟性を有する柔軟配線体を、当該配線部と上記電子部品及び／又は上記基板とが電気的に接続されるように介装し、上記柔軟配線体と上記基板と上記電子部品とが上記柔軟配線体が介装される領域で直接的に電気接続され、上記柔軟配線体における配線部を一の上記基板上に設置される互いに離間する２以上の電子部品間を互いに電気的に接続し、上記柔軟配線体における上記電子部品間を跨ぐ領域を上記基板に対して離間させることを特徴とする。

【0026】

第８発明に係る電子部品の接続方法は、第７発明において、上記柔軟配線体における何れか一端側又は両端側に設けられた配線部を、一の上記基板上に設置される２以上の各電子部品間に、又は２以上の上記基板のそれぞれに設定される各電子部品間に、互いに電気的に接続することを特徴とする。

【0027】

第９発明に係る電子部品の接続方法は、第７発明又は第８発明において、上記柔軟配線体を複数枚に亘り積層する上で、各柔軟配線体における配線部を一の上記電子部品と電気的に接続することを特徴とする。

【発明の効果】

【0030】

上述した構成からなる本発明によれば、特に５Ｇ以降において、伝送システムの高速化、大容量化、低遅延化が要求される中、伝送損失性能等を向上させることができる。特に柔軟配線体は、電子部品間の配線を直線的にすることも可能であり、配線長による伝送損失の低減にも有効である。これに加えて、柔軟配線体の材料の最適化を行い、要求される伝送システムへの対応の可能性を高めることができる。また、導体部、導電部の材料の最適化を行い、要求される伝送システムへの対応の可能性を高めることができる。

【0031】

上述した構成からなる本発明によれば、特に５Ｇ以降において、電子部品の大規模化、高速化、高集積化による発熱が生じる場合に、柔軟配線体を基板に対して離間させることにより放熱性を向上させることができる。特に柔軟配線体は、導体部を配設していることから、電子部品からの熱を効果的に放熱することができる。これに加えて、電子部品と基板との間に柔軟配線体を介装させることで、電子部品と基板との間隔を大きくすることができ、更なる放熱特性、冷却特性を向上させることができる。特に、この導体部からなる配線部を広い面積に亘り展開することで電子部品からの放熱を、導体部の熱伝導率により効率よく柔軟配線体に伝導拡散させることができる。この柔軟配線体に伝わった熱は、表面から放熱されるが、基板との間で空間があることから、空冷又は液冷の効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】図１は、本発明を適用した電子部品の配線構造の断面模式図である。

【図2】図２は、配線部の両端に設けられる接続点を示す平面図である。

【図3】図３は、配線部に設けられる接続点を示す他の例の平面図である。

【図4】図４は、図２における第１断面の断面図である。

【図5】図５は、各接続点を構成する導電部の詳細を示す図である。

【図6】図６は、図５に示す導電部についてより詳細な構成を説明するための図である。

【図7】図７は、棒状の端子が設けられた電子部品と柔軟配線体との接続例を示す図である。

【図8】図８は、電子部品間において柔軟配線体を配設する上で、他の電子部品を跨ぐようにして弾性変形させる例を示す図である。

【図9】図９は、柔軟配線体の平面的な配置の例を示す図である。

【図10】図１０は、一の電子部品に対して複数の電子部品を柔軟配線体により接続する例を示す図である。

【図11】図１１は、柔軟配線体を２以上に亘り積層する例を示す図である。

【図12】図１２（ａ）は、２枚の柔軟配線体を積層させる例であり、図１２（ｂ）は、一枚のみの柔軟配線体で構成する例を示す図である。

【図13】図１３は、柔軟配線体における基板と電子部品との間に介装される領域を、間隙保持体により所定の間隙に亘り保持する構成を示す図である。

【図14】図１４は、図１３に示す間隙保持体を設置する方法について説明するための図である。

【図15】図１５は、基板の代替として筐体に配線構造を設ける例を示す図である。

【図16】図１６は、電子部品に対して全ての端子が柔軟配線体に電気的に接続されていない構成について説明するための図である。

【図17】図１７は、基板よりも下側に設けられた他の基板をさらに備える例を示す図である。

【図18】図１８は、柔軟配線体の内部に複数層に亘り導体部を設けた例を示す図である。

【図19】図１９は、柔軟配線体における一端側に上述した配線部を設け、他端側をコネクタで構成する例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、本発明を適用した電子部品の配線構造について、図面を参照しながら詳細に説明をする。

【0034】

図１（ａ）、（ｃ）は、本発明を適用した電子部品の配線構造１の断面模式図である。配線構造１は、基板２と、基板２上に設置される２以上の電子部品３ａ、３ｂと、基板２と電子部品３との間に介装される柔軟配線体４とを備えている。電子部品３ａ、３ｂは、基板２に対して導電部５１を介して接続されている。柔軟配線体４は、基板２に対して、導電部６５を介して接続されている。本発明を適用した電子部品の配線構造１は、この電子部品３ａと電子部品３ｂとを基板２、柔軟配線体４の片方または双方を介して互いに電気的に接続するものである。

【0035】

基板２は、いわゆるプリント配線板であり、絶縁体により構成されたボード上又はその内部に導体の配線が施されている。基板２は、複数のプリント配線板を取り付け、又は接続したボードで構成されるものであってもよい。基板２は、プリント配線板で片面板（配線部１層）、両面板（配線部２層）、多層板（配線部３層以上）の何れを適用してもよい。

【0036】

電子部品３は、半導体素子やデバイス、集積回路、モジュール等、基板２に対して搭載可能なあらゆる部品を含む。中でも、この電子部品３は、高速、低速、電源等多くの入出力信号を有する素子、モジュール等に特に有効である。この電子部品３は、基板２に対して直接に電気的接続されるもの、柔軟配線体４に対して電気的接続するものがある。

【0037】

導電部５１、導電部６５は、いわゆるハンダで構成されているが、これに限定されるものではなく、導電性のある材料で構成されるものであればいかなるものであってもよい。

【0038】

図２、３は、互いに接合する電子部品３ａの底面と、柔軟配線体４の上面の対応関係を示す平面図である。図４（ａ）は、この図２における第１断面の断面図である。柔軟配線体４は、図４に示すように、基材４０の上面に形成された導体部４１－１と、基材４０の下面に形成された導体部４１－２とを有し、更にこの導体部４１－１の上面、及び導体部４１－２の下面は、被覆層４３により被覆されている。また柔軟配線体４は、電子部品３との間で電気的接続するための導電部６３が各箇所に設けられている。

【0039】

基材４０は、柔軟性を有する絶縁性の材料で構成されていればよい。柔軟性を有する絶縁性の材料としては、例えば有機系基板で構成されていてもよく、ポリイミド、モディファイドポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリエチレンナフタレート、フッ素系高分子、フェノール、エポキシ、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド等であってもよい。この有機系基板に用いられる有機材料は、熱硬化、熱可塑を問わない。

【0040】

また基材４０は、無機系基板で構成されていてもよく、ガラスシートやその他無機材料でできている絶縁シート、セラミックス等であってもよい。

【0041】

また基材４０は、柔軟性を有していれば有機無機複合基板でもよい。有機部は、ポリイミド、モディファイドポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリエチレンナフタレート、フッ素系ポリマー、フェノール、エポキシ、ＰＰＯ、ＰＰＥ、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド等で無機部は、ガラス材料やその他無機材料でも良い。

【0042】

基材４０を構成するガラス材料やその他無機材料の形状は、シート状、繊維状、短繊維状、フィラー状（粒状、粉状等）等、形は、問わない。また、それらを加工し、ペーパー状、マット状、クロス状等、形は、問わない。

【0043】

また基材４０は、柔軟性を有していれば無機材料の代替えとして有機材料ないし有機無機複合材料を使用しても良い。

【0044】

このような材料により構成される基材４０は、弾性変形自在に構成される。

【0045】

導体部４１－１、４１－２は、実際の配線を構成する層である。実際には、導体部４１に対してエッチング等の手段が施されることで所期の配線形状が構成される。図２、３は、導体部４１にエッチング等の手段が施されることで形成された配線部４１１と、配線部４１１の両端に設けられる接続点４１２、４１３、４１４を示している。

【0046】

配線部４１１は、接続点４１２、４１３を互いに導通可能となるように線状に形成されている。接続点４１２、４１３は、電子部品３と電気的接続される。また、図３は、配線部４１１は、接続点４１２、４１３、４１４を互いに導通可能となるように線状に形成されている。接続点４１２、４１３、４１４は、電子部品３と電気的接続される。

【0047】

被覆層４３は、柔軟配線体４の上下面を被覆するように形成される。ただし、被覆層を設けない場合もある。

【0048】

被覆層４３は、例えば、ポリイミドベース、ＰＥＴベースやその他の材料を用いたフィルムタイプ、エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系やその他の材料を用いた印刷タイプ等で構成される。また被覆層４３は、感光性フィルムや感光性インクを用いた感光性タイプ等で構成されていてもよい。被覆層４３は、導体部４１を被覆できれば特に限定されない。この被覆層４３で導体部４１の表面被覆することで、導体部４１が直接に露出しないように構成することができる。その結果、導体部４１への防錆、疵付きや破損を防止することができる。柔軟配線体４における配線部４１１は、基板２上に設置される２以上の各電子部品３間を互いに電気的に接続可能とする。図２において、一の電子部品３ａの導電部５１ａを介して配線部４１１の接続点４１２が電気的に接続される。また、他の電子部品３ｂの導電部５１ａを介して配線部４１１の接続点４１３が接続される。その結果、この一の電子部品３ａの導電部５１ａと、他の電子部品３ｂの導電部５１ａとが互いに配線部４１１を介して電気的に接続されることとなる。

【0049】

図３の場合も同様に、一の電子部品３ａの導電部５１ａを介して配線部４１１の接続点４１２が電気的に接続される。また、他の電子部品３ｂの導電部５１ａを介して配線部４１１の接続点４１３が接続される。更に、他の電子部品３ｃの導電部５１ｃを介して配線部４１１の接続点４１４が接続される。その結果、この一の電子部品３ａの導電部５１ａと、他の電子部品３ｂの導電部５１ａと、更なる他の電子部品３ｃの導電部５１ｃが互いに配線部４１１を介して電気的に接続されることとなる。

【0050】

なお、配線部４１１は、導体部４１を貼り、その後回路形成により作成されるものであってもよいし、メッキ等により導体を析出させることで作成されるものであってもよい。更には、プリンテッドエレクトロニクスの技術等やそれらを共用する方法もあるが、少なくとも配線部４１１が形成できるものであればいかなる方法を適用するようにしてもよい。

【0051】

このとき、一の電子部品３ａの端子３１ａの一部と、他の電子部品３ｂの端子３１ｂの一部との電気的な接続は、基板２を介することなく、この柔軟配線体４に担わせることが可能となる。

【0052】

なお柔軟配線体４は、図４（ａ）に示す構成のように、基材４０の上面に形成された導体部４１－１と、基材４０の下面に形成された導体部４１－２の２層構造で構成されることを前提としているがこれに限定されるものではなく、図４（ｂ）に示すように、基材４０の上面に形成された導体部４１のみの１層構造で構成されるものであってもよい。かかる場合には、基材４０の下面に対する被覆層４３の形成を省略することができる。また１層構造、２層構造共に、被覆層４３の形成は必須ではなく、柔軟配線体４の上面及び下面への被覆層４３の形成を省略するようにしてもよい。また導体部４１は、３層以上で構成されてもよいことは勿論である。

【0053】

なお、柔軟配線体４は、基材４０が弾性変形自在に構成されており、これに積層される導体部４１、被覆層４３も、この基材４０に追従して弾性変形自在に構成されている。このため、図１に示すように、柔軟配線体４を弾性変形させなくても、自在に弾性変形させて、折り曲げた状態で固定するようにしてもよい。即ち、一の基板２上に設置される２以上の電子部品３間を柔軟配線体４を介して互いに電気的に接続する場合において、柔軟配線体４における電子部品３間を跨ぐ領域を基板２に対して離間させる。これにより、特に５Ｇ以降では、電子部品３の大規模化、高速化、高集積化による発熱が生じる場合があるが、柔軟配線体４を基板２に対して離間させることにより放熱性を向上させることができる。特に柔軟配線体４は、導体部４１を配設していることから、電子部品３からの熱を効果的に放熱することができる。これに加えて、電子部品３と基板２との間に柔軟配線体４を介装させることで、電子部品３と基板２との間隔を大きくすることができ、更なる放熱特性、冷却特性を向上させることができる。特に、この導体部４１からなる配線部４１１を広い面積に亘り展開することで電子部品３からの放熱を、銅の高い熱伝導率により効率よく柔軟配線体４に伝導拡散させることができる。この柔軟配線体４に伝わった熱は、表面から放熱されるが、基板２との間で空間があることから、空冷又は液冷の効率を高めることができる。

【0054】

柔軟配線体４において、図２、３に示すように、電子部品３に設けられた導電部５１を、柔軟配線体４の各接続点４１２、４１３、４１４に接続する。

【0055】

ここで導電部５１ａ－１、５１ｂ－１、５１ｃ－１は、柔軟配線体４の導体部４１に接続することなく、基板２の導体部２１のみに対して電気的に接続するための端子又はバンプ等である。また、導電部５１ａ－２、５１ｂ－２、５１ｃ－２は、柔軟配線体４の導体部４１及び基板２の導体部２１の両方に対して電気的に接続するための端子又はバンプ等である。また導電部５１ａ－３、５１ｂ－３、５１ｃ－３は、柔軟配線体４の導体部４１のみに対して電気的に接続するための端子又はバンプ等である。このような各導電部５１ａ、５１ｂが、上述した導電部５１ａを介して柔軟配線体４へと連続することとなる。

【0056】

第１断面を例にとった場合、図４に示すように、柔軟配線体４の各接続点４１２、４１３に対応する部分については上下に設けられた導電部６３で構成されている。

【0057】

図５は、導電部の詳細を示している。図５（ａ）は、導電部５１ａ－１、５１ｂ－１等が、柔軟配線体４の導体部４１に接続することなく、基板２の導体部２１のみに対して電気的に接続する構成例である。導電部６３が上述した接続点４１２、４１３になり得る。この導電部６３は、基材４０に形成された孔に対して導体を埋め込むことにより構成されている。この導電部６３が形成されている箇所については被覆層４３が形成されることなく取り除かれている。その結果、導電部６３は、外部に直接露出する構成となる。

【0058】

このような導電部６３に対して、電子部品３との間に介装させた導電部５１を溶融させることによりこれらを電気的に接続することができる。この図５（ａ）に示す例では、導電部６３と、導体部４１―１、４１―２との間を互いに離間させ、導電部６３を流れる電流を、導体部４１－１、４１－２に対して流さない構成とすることができる。この導電部６３は、基板２と柔軟配線体４との間に形成された導電部６５に接続する。このため、導電部６３を流れる電流は、導電部６５を介して基板２の導体部２１へ流すことが可能となる。

【0059】

図５（ｂ）は導電部５１ａ－２、５１ｂ－２等が、柔軟配線体４の導体部４１及び基板２の導体部２１の両方に対して電気的に接続する構成例である。この図５（ｂ）に示す例では、導電部６３と、導体部４１―１との間を互いに離間させている。一方で、この導電部６３は、導体部４１－２に接続させている。これにより、導電部６３を流れる電流を、導体部４１－１に対して流さず、導体部４１－２に流す構成とすることができる。この導電部６３は、基板２と柔軟配線体４との間に形成された導電部６５に接続する。このため、導電部６３を流れる電流は、導電部６５を介して基板２の導体部２１へ流すことが可能となる。

【0060】

なお、この図５（ｂ）に示す構成において、更に導電部６３と、導体部４１―１とを接続させる構成とすることで、電子部品３に対して、導体部４１－１、４１－２の両方に加え、基板２の導体部２１との間で電気的接続が可能となる。また導電部６３と導体部４１―１とを接続させ、導電部６３と導体部４１－２とを離間させることで、電子部品３に対して、導体部４１－１、基板２の導体部２１との間で電気的接続させ、導体部４１－２との間では電気的に非接続とすることも可能となる。

【0061】

図５（ｃ）は、導電部５１ａ－３、５１ｂ－３等が、柔軟配線体４の導体部４１のみに対して電気的に接続する構成例である。この図５（ｃ）に示す例では、この導体部４１－１の露出した領域に対して導電部５１を介して電子部品３を接続することにより、互いに電気的接続が可能となる。導体部４１－１は、基材４０を介して導体部４１－２、導電部６５とは互いに絶縁していることから、電子部品３との間では、導体部４１－１のみ電気的接続がなされ、導体部４１－２、導電部６５との間では電気的に非接続とすることができる。

【0062】

図６（ａ）は、図５（ａ）に示すように、導電部６３と、導体部４１―１、４１―２との間を互いに離間させる構成において、導電部６３を導体部４１と同一の材質で構成する例を示している。導電部６３は、導体部４１－１、４１－２との間では互いに離間させてなることで、電気的に非接続となるように構成している。

【0063】

図６（ｂ）は、この導電部６３を基材４０の側端面に形成させた導電膜で構成する例である。この膜状の導電部６３は、基材４０の側端面と上下面を被覆するように構成されているが、導体部４１－１、４１－２との間では互いに離間させてなることで、電気的に非接続となるように構成している。このような膜状の導電部６３を構成することにより、導電部６３は、上下に貫通する孔６１が中央に形成されることとなる。電子部品３がピン状の端子で構成される場合、導電部６３に形成された孔６１を介して挿入させることも可能となる。

【0064】

図７は、棒状の端子３１が設けられた電子部品３と柔軟配線体４との接続例を示している。この図７の例において柔軟配線体４に設けられる被覆層４３の構成は省略している。

【0065】

この棒状の端子３１は、基板２に対しては直接接続が可能となる。更にこの端子３１に対して、柔軟配線体４中の導体部４１－１、４１－２との間で電気的な接続を実現するためには、その電気的接続を所望する導体部４１－１、４１―２の何れか一方又は両方と導通している導電部６５を設ける。この導電部６５は、基板２に対しては非接続となるように構成されるものであってもよい。このような導電部６５と端子３１とを電気的接続することで、導体部４１－１、４１－２との間で電気的接続が可能となる。なお、図７（ａ）は、１枚の柔軟配線体４で構成する例であり、図７（ｂ）は２枚の柔軟配線体で構成する例であるが、いずれも同様の構成で具現化される。

【0066】

なお、本発明を適用した電子部品の配線構造１は、基板２と柔軟配線体４との接続は、導電部５１による接続以外に、図１（ｂ）、（ｄ）に示すように導電部５１は、電子部品３から基板２ないし柔軟配線体４へ導通できればよい。その一例としてＡＣＦ（異方性導電膜）５２の圧着加工等を施すようにしてもよい。かかる場合には、ＡＣＦ５２を基板２と柔軟配線体４との間に予め介装させておき、圧着することで互いを接続することが可能となる。

【0067】

また、図８に示すように既に基板２上に他の電子部品３´が既に取り付けられている場合には、電子部品３ａから電子部品３ｂにかけて柔軟配線体４を配設する上で、当該他の電子部品３´を跨ぐようにして弾性変形させるようにしてもよい。これにより、既に基板２上に取り付けられている他の電子部品３´の配置をそのままの状態に維持しつつ柔軟配線体４を配設することが可能となる。このようにして、弾性変形自在な柔軟配線体４を弾性変形させ、電子部品３ａと電子部品３ｂとを跨ぐ領域を基板２に対して離間させることにより、電子部品３´の配置をそのままの状態に維持することができる。

【0068】

また、この電子部品３にヒートシンクを取り付ける場合であっても、上述したように放熱性を向上させることができることから、取り付けるべきヒートシンクの高さを低くしても同程度の放熱性を確保できる。これによりヒートシンクの小型化または削除が図れることで、コストを減少することができる。更にはヒートシンクの低体積化または削除を図ることで小型の装置への実装においても利便性を向上させることができる。

【0069】

また、柔軟配線体４は、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示す配線構造１の平面図のように、電気的に接続すべき電子部品３ａと電子部品３ｂの平面的な配置に応じて自在に接続させるようにしてもよい。特に図９ａに示す電子部品３ａと電子部品３ｂのように互いに横方向に直線的に平面的な配置がなされている場合も、図９（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、に示すように電子部品３ａと電子部品３ｂのように互いに斜め方向に向けて平面的な配置がなされている場合でもよい。図９（ｅ）に示すように電子部品３ａと電子部品３ｂと電子部品３ｈのように平面的な配置がなされている場合でもよい。このとき、電子部品３は、２以上を連ねて配置するものであれば、いかなる個数であってもよい。また、柔軟配線体４を斜め方向に弾性変形させたり、或いは柔軟配線体４自体を弾性的に捻ることにより、これらを接続することも可能となる。

【0070】

また、図１０に示すように一の電子部品３ｂに対して複数の電子部品３ａ、３ｃ、３ｄを柔軟配線体４により接続するようにしてもよい。このとき、電子部品３ｂと同一の基板２上に設置される電子部品３ｃを柔軟配線体４により接続するようにしてもよいし、電子部品３ｂと異なる基板２上に設置される電子部品３ｄを柔軟配線体４により接続するようにしてもよい。

【0071】

このように、柔軟配線体４を利用することにより、電子部品３が一の基板２上に設置されているか、或いは２以上の基板２のそれぞれに設置されているか否かに関わらず、これらを互いに電気的に接続することが可能となる。

【0072】

また図１１に示すように、一の電子部品３ｇに対して２以上の電子部品３ｅ、３ｆを接続する場合、電子部品３ｇ側において柔軟配線体４を複数枚に亘り積層するようにしてもよい。かかる場合には図１２（ａ）に示すように、電子部品３ｅに接続する柔軟配線体４ａと、電子部品３ｆに接続する柔軟配線体４ｂとを互いに積層させ、電子部品３ｇの導電部６３と互いに配線部４１１を介して電気的に接続する。柔軟配線体４ａと柔軟配線体４ｂとの間は、互いに導電部６５を介して接続される。また柔軟配線体４ｂと基板２との間も導電部６５を介して接続される。

【0073】

その結果、図１２（ａ）に示すように、電子部品３と柔軟配線体４ａ、電子部品３と柔軟配線体４ｂとの電気的接続に加え、電子部品３と基板２との電気的接続も可能となる。また電子部品３以外に、柔軟配線体４ａ、柔軟配線体４ｂと基板２との電気的接続も可能となる。

【0074】

このような電流の並列/直列接続を行う場合には、柔軟配線体４ａ、柔軟配線体４ｂにおいて、導電部６３を設ける位置を調整することで実現できる。つまり、各柔軟配線体４ａ、４ｂにおいて上下に電気を流すことで導通させる場合には、スルーホールを設け、そこにメッキを施すか、導電物を埋め込むことで導電部６３を形成することで接続点４１２、４１３を形成する。一方で、各柔軟配線体４ａ、４ｂにおいて上下に電気を流すことなく導通させない場合には、スルーホールを設けることなくそのままにする。このように、接続点４１２、４１３を形成する箇所を適宜選択することで、上述した所望の並列/直列接続を実現することができる。

【0075】

このような所望の並列/直列接続を実現する上では、図１２（ｂ）に示すように、一枚のみの柔軟配線体４で構成する場合も同様に所望の並列/直列接続を実現することができる。

【0076】

これにより、柔軟配線体４ａと柔軟配線体４ｂを、一の電子部品３の共通する導電部６３に接続することができる。即ち、一の電子部品３ｇの共通する導電部６３をそれぞれ柔軟配線体４ａ、４ｂを介して、互いに異なる電子部品３ｅ、３ｆに対して電気的接続が可能となる。

【0077】

なお、本発明を実施する一例を、図１３に示す。柔軟配線体４における基板２と電子部品３との間に介装される領域を、間隙保持体５５により所定の間隙に亘り保持させるようにしてもよい。間隙保持体５５は、基体部５６と、基体部５６の上方に突出されたピン５７と、基体部５６の下方に突出されたピン５８とを備えている。間隙保持体５５は、樹脂、金属、セラミックス等、あらゆる材料で構成されていてもよい。

【0078】

ピン５７の上端に上述した電子部品３を載置する。またピン５８は、基板２に挿入することにより固定する。基体部５６は、基板２上に載置され、その上端面に柔軟配線体４を載置する。これにより、柔軟配線体４は、基体部５６を介して、基板２に対して所定の間隙に亘り保持することが可能となる。また、この基体部５６から上方に突出されたピン５７を介して電子部品３自体を柔軟配線体４に対して所定の間隙に亘り保持することが可能となる。

【0079】

このような間隙保持体５５を設ける際には、図１４（ａ）に示すように、先ず基板２に対して間隙保持体５５のピン５８を挿入する。次に図１４（ｂ）に示すように挿入したピン５８、及び基体部５６から上方に突出されているピン５７を所望の長さに亘り切断する。次に、図１４（ｃ）に示すように、基体部５６の上に柔軟配線体４を載置する。この柔軟配線体４を載置する前に、基板２上に導電部６５を形成させるようにしてもよい。次に図１４（ｄ）に示すように、ピン５７上に電子部品３を載置する。この電子部品３を載置する前に、柔軟配線体４との間に導電部５１を形成させるようにしてもよい。

【0080】

図１４の例の場合、基板２と柔軟配線体４との間隔が０．４ｍｍとなるように基体部５６を設計し、また柔軟配線体４から電子部品３との間隔が０．４～０．６ｍｍとなるように、ピン５７を設計するが、このようなサイズに限定されるものではない。但し、このような実装方法に限定されない。

【0081】

このような基板２と柔軟配線体４との間隙、また柔軟配線体４と電子部品３との間隙を、間隙保持体５５により所定量に亘り保持することにより、柔軟配線体４を基板２や電子部品３と接触することを回避することができ、放熱性を向上させることができる。

【0082】

上述した構成からなる本発明によれば、柔軟配線体４を介して配線が実現できることから、基板２は汎用品を適用することもできる。

【0083】

また多層配線板では、配線密度が上がるため、ビアで配線層を切り替えるＸ－Ｙ配線が用いられる場合が多いが、柔軟配線体４を介して電子部品３間を接続する本発明によれば、柔軟配線体４でビアの無い配線が実現でき、伝送損失に影響を与えることなく配線密度の向上も可能となる。

【0084】

基板２に対して柔軟配線体４を非接触に設置できるため、任意の角度で電子部品３間を最短で配線することができる。また、基板２と柔軟配線体４の間隙を所定量に亘り設けることで、図８に示すように、基板２と柔軟配線体４間に他の電子部品３´の配置を可能とし、部品配置密度を向上することができ、ひいては基板の回路設計の自由度を向上させることができる。

【0085】

また、本発明によれば、電子部品３間を柔軟配線体４を介して直接的に電気接続をするため、電子部品３から信号を引き出す際、電子部品３ないしは電子部品３の近傍にコネクタを設ける必要がなくなり、また電子部品３からコネクタの引き出し配線を設ける必要もなくなる。従って、本発明によれば、コネクタを設置する面積の低減ができる。コネクタを設置することによる伝送損失の増加を低減できる。このため、本発明によれば、回路設計のための制限が減り、自由度が増す。

【0086】

さらに本発明によれば電子部品３と基板２との間にこのような柔軟配線体４を介装させる構造としていることから、電子部品３と基板２が直接接続される構造ではないため、電子部品３の一部が故障した場合においてその修理をする上での利便性を向上させることが可能となる。

【0087】

なお本発明によれば、図１５に示すように、基板２の代替として筐体７に配線構造１を設けるようにしてもよい。かかる場合には、筐体７側に設けられる配線構造１に関しては、筐体７と、筐体７上に設置される２以上の電子部品３ｂと、筐体７と電子部品３との間に介装される柔軟配線体４とを備えている。この図１５に示す実施形態における詳細な構成は、上述した説明における基板２を筐体７に置き換えることにより以下での説明を省略する。

【0088】

また、本発明は、図１６（ａ）～（ｃ）に示すように電子部品３に対して全ての導電部５１、導電部６３、導電部６５が柔軟配線体４に電気的に接続されていなくてもよく、一部の導電部５１、導電部６３、導電部６５については従来と同様に基板２に対して直接的に電気的接続されるものであってもよい。かかる場合には、基板２に対して直接的に電気的接続される導電部５１、導電部６３、導電部６５の領域にまで柔軟配線体４が延長されていなくてもよい。

【0089】

図１７は、基板２よりも下側に設けられた他の基板２´をさらに備える例を示している。基板２と他の基板２´との間に他の柔軟配線体４´がさらに介装されている。この柔軟配線体４´の配線部４１１は、導電部６５を介して基板２と電気的に接続されている。このとき、柔軟配線体４´の配線部４１１は、基板２のみならず他の基板２´との間で更に導電部６５を介して電気的接続されていてもよいことは勿論である。図１７（ａ）は一の他の基板２´上に形成する例であり、図１７（ｂ）は、互いに別体として構成される基板２´上に形成する例である。

【0090】

図１８（ａ）は、柔軟配線体４について、単層の導体部４１からなる、いわゆる片面板で構成した例を示している。導電部５１を介してこの導体部４１のみ電気的接続を実現する。

【0091】

図１８（ｂ）は、柔軟配線体４について、２層の導体部４１―１、４１－２で構成した、いわゆる両面板で構成した例を示している。導体部４１－１、４１－２は、基材４０を挟むようにして２層に亘り構成している。導電部５１を介して導体部４１－１のみに直接的に電気的接続させるようにしてもよいし、導電部６３を導体部４１－２のみに接続し、導体部４１－１に対しては離間させる構成とすることで、導電部５１ａを介して導体部４１－２のみに直接的に電気的接続させるようにしてもよい。更に、導電部６３を導体部４１－１、４１－２に対して離間させることで基板２のみに電気的接続する構成としてもよい。

【0092】

図１８（ｃ）は、柔軟配線体４について、３層の導体部４１―１、４１－２、４１－３で構成した、いわゆる多層板で構成した例を示している。導体部４１－１と導体部４１－２の間には、基材４０－１が介装される。また導体部４１－２と導体部４１－３の間には、基材４０―２が介装される。

【0093】

かかる場合も同様に導体部４１－１まで到達する導電部６３、導体部４１－２、又は４１－３まで到達する導電部６３かで、各導体部４１－１、４１―２、４１－３に流すべき電流を並列／直列接続することもできるし、電流を流すべきではない導体部４１－１、４１－２、４１－３については、適宜離間させるようにしてもよいことは勿論である。なお、導体部４１（配線部４１１）は、配線部１層である片面板、配線部２層である両面板や配線部３層以上である多層板で構成されていてもよい。但し、配線部が１層である片面板よりも配線部が２層である両面板や配線部３層以上である多層板の方が、伝送損失を減少させやすく、放熱性も向上させやすい。

【0094】

図１９は、柔軟配線体４における一端側に上述した配線部４１１（接続点４１２、４１３、４１４）を設け、他端側をコネクタ６０に接続する例を示している。このような構成においても上述した効果を得られることは勿論である。但し、当該構成に限定されるものではなく、図１９に示す構成も本発明に含まれることから、接続点４１２、４１３、４１４は、柔軟配線体４に設けられていればよい。

【符号の説明】

【0095】

１ 配線構造
２ 基板（プリント配線板）
３ 電子部品
４ 柔軟配線体
７ 筐体
２１ 基板２の導体部
３１ 端子
４０ 基材
４１ 柔軟配線体４の導体部
４３ 被覆層
５１ 導電部
５５ 間隙保持体
５６ 基体部
５７、５８ ピン
６０ コネクタ
６１ 孔
６３、６５ 導電部
４１１ 配線部
４１２、４１３、４１４ 接続点

【要約】

【課題】高速大容量の高速伝送システムにおいて伝送損失の低減を図り、基板の放熱性を向上させる。
【解決手段】基板２と、基板２上に設置される電子部品３との間に、柔軟性を有する絶縁性基材４０に導電性の配線部４１１が形成された柔軟配線体４を、当該配線部４１１と電子部品３とが電気的に接続されるように介装することを特徴とする。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】