CN107155260B

CN107155260B - 电子装置和用于制造电子装置的方法

Info

Publication number: CN107155260B
Application number: CN201710075973.5A
Authority: CN
Inventors: 石月义克
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2016-03-04
Filing date: 2017-02-13
Publication date: 2019-05-21
Anticipated expiration: 2037-02-13
Also published as: US9888575B2; JP2017157807A; US20170257948A1; CN107155260A

Abstract

本发明公开了电子装置和用于制造电子装置的方法。一种电子装置包括：布线基板；具有不同高度的多个部件，该多个部件安装在布线基板的一个表面上；以及柔性基板，该柔性基板是通过在布线基板的一个表面侧上进行层压而形成的，该柔性基板覆盖所述多个部件，该柔性基板包括：第一部分，第一部分覆盖多个部件中的具有等于或低于第一高度的高度的一个或更多个第一部件；以及第二部分，第二部分覆盖多个部件中的除一个或更多个第一部件之外的一个或更多个第二部件，第一部分的第一刚性高于第二部分的第二刚性。

Description

电子装置和用于制造电子装置的方法

技术领域

本文讨论的实施方式涉及电子装置和用于制造电子装置的方法。

背景技术

通常，存在一种混合集成电路装置，包括：彼此面对面的两个集成电路基板，在基板的相对主表面上形成的具有期望形状的导电路径；以及连接至导电路径并且具有期望的控制功能的微型计算机。混合集成电路装置还包括：外围电路元件，从微型计算机向外围电路元件馈送预定控制输出信号并且外围电路元件连接至基板上的导电路径；以及布置在两个基板之间的集成壳体构件。在基板中的一个基板的期望位置处形成孔，并且在由孔形成的空间中容纳和布置有安装了微型计算机的布线基板。

顺便提及，在常规的混合集成电路装置中，由于两个集成电路基板被布置成彼此面对面，所以在两个集成电路基板之间存在大量未布置电路元件等的空间，因而不能充分实现高密度安装。

以下是参考文献。

[文献1]第03-174757号日本特许专利公开。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种电子装置包括：布线基板；具有不同高度的多个部件，该多个部件安装在布线基板的一个表面上；以及柔性基板，该柔性基板是通过在布线基板的一个表面侧进行层压而形成的，该柔性基板覆盖多个部件，该柔性基板包括：第一部分，第一部分覆盖多个部件中的具有等于或低于第一高度的高度的一个或更多个第一部件，以及第二部分，第二部分覆盖多个部件中的除一个或更多个第一部件之外的一个或更多个第二部件，第一部分的第一刚性高于第二部分的第二刚性。

附图说明

图1是示出实施方式的电子装置的图；

图2是示出实施方式的电子装置的图；

图3是示出布线基板、部件以及支撑柱的平面图；

图4是沿图3中的线B-B截取的剖视图；

图5是柔性基板的平面图；

图6是沿图5中的线C-C截取的剖视图；

图7是示出电子装置的制造过程的图；

图8是示出电子装置的制造过程的图；

图9是示出根据实施方式的修改的布线基板、部件以及支撑柱的平面图；

图10是示出根据实施方式的修改的柔性基板的平面图；以及

图11是示出根据实施方式的修改的柔性基板的平面图。

具体实施方式

在下文中，将描述根据本公开的实施方式的电子装置和用于制造电子装置的方法。

实施方式

图1和图2是示出该实施方式的电子装置100的图。图1是平面图，以及图2是沿线A-A截取的剖面箭头(arrow)视图。在下文中，将通过作为正交坐标系的XYZ坐标系来定义本实施方式。

电子装置100包括：布线基板110，部件120，支撑柱130，柔性基板140以及部件150。

在下文中，除了图1和图2之外还将参考图3至图6进行描述。

图3是示出布线基板110、部件120以及支撑柱130的平面图，以及图4是沿图3中的线B-B截取的剖面箭头视图。图5是示出柔性基板140的平面图，以及图6是沿图4中的线C-C截取的剖面箭头视图。

电子装置100布置在例如智能电话终端、平板计算机、可佩戴终端或便携式游戏机的壳体内。

布线基板110是用于安装部件120的布线基板，并且是包括布线层和用作绝缘体的基材的所谓刚性基板。布线基板110用作电子装置100的母板。阻燃类型4(FR4)布线基板可以用作布线基板110。

焊盘110B布置在布线基板110的表面110A上。焊盘110B连接至在布线基板110的内层上形成的布线110C或连接至在背侧110D上的布线110E。

部件120是安装在布线基板110的表面110A上的电子部件、电池、其他部件等。电子部件是例如集成电路(IC)芯片、芯片组、存储器、电容器、线圈、电阻器等。部件120连接至布线基板110的布线110C或110E。例如使用凸块120A通过倒装芯片接合来安装部件120中的一些部件。

部件120包括：具有等于或低于H1的高度的部件121，H1是距离布线基板110的表面110A的高度；以及具有高于H1的高度的部件122。部件121和122二者均布置有多个。假设H2是在多个部件122之中具有最高高度的部件122的高度。

部件121可以分为部件121A和121B。例如，部件121A布置在X轴方向上的中间部分处并且在Y轴正方向侧的区域110A1内。部件121是一个或更多个第一部件的示例，并且区域110A1是第一区域的示例。

部件122布置在围绕安装部件121A的区域110A1的区域110A2中。部件122是一个或更多个第二部件的示例，并且区域110A2是第二区域的示例。除了部件122之外，部件121B也布置在区域110A2中。

支撑柱130是在区域110A1内从表面110A沿Z轴正方向延伸的柱状构件。支撑柱130布置在部件121A周围。此外，支撑柱130的高度为H1。在本文中，作为示例布置了五个支撑柱130。在五个支撑柱130中，四个支撑柱130布置在矩形区域110A1的四个角中。

支撑柱130被布置成支撑柔性基板140。支撑柱130由诸如塑料的绝缘体或者诸如铝的金属形成。在支撑柱130由金属形成的情况下，支撑柱130可以与布线基板110的布线和部件120绝缘，使得对电子装置100的电特性没有影响。此外，当支撑柱130由金属形成时，支撑柱130可以用作将布线基板110的布线或部件120与柔性基板140的布线彼此连接的布线。

注意，布置在部件121A周围的支撑柱130是指布置在部件121A周围以围绕部件121A而不围绕部件121B和122的支撑柱130。

此外，在区域110A1内存在多个部件121A的情况下，在平面图中支撑柱130可以全部定位于部件121A的组的外部，或者在平面图中支撑柱130可以定位于多个部件121A之间。在支撑柱130定位于多个部件121A之间的情况下，支撑柱130布置在部件121A中的至少一个部件的周围。

此外，在区域110A1内存在一个部件121A的情况下，支撑柱130布置在该一个部件121A与在区域110A1外部的部件121B或122之间。

柔性基板140包括膜141、布线142和金属层143。柔性基板140是柔性的，并且通过利用层压机进行层压而被拉伸和布置，使得覆盖部件120(121和122)并且与部件121和122的高度一致。

膜141可以是由能够被层压并且具有柔性的绝缘体形成的任何膜，并且是例如聚酰亚胺膜。膜141在平面图中是矩形的，并且具有与布线基板110的尺寸一致的尺寸。

布线142布置在膜141的表面141A上(参见图5和图6)。尽管在本文中省略了布线142的构造的详细描述，但是布线142将部件150和过孔142A彼此连接，所述过孔142A布置在沿Z轴方向穿透膜141的通孔内部。过孔142A连接至布置在膜141的背侧141B上的焊盘142B。当柔性基板140附接至其上安装有部件120的布线基板110上时，焊盘142B连接至布线基板110的焊盘110B。注意，在图2中省略了布线142、过孔142A和焊盘142B。

金属层143布置在膜141的内层中。布置金属层143以增强膜141的刚性。因此，膜141中布置了金属层143的部分的刚性高于膜141中未布置金属层143的部分的刚性。

此外，金属层143的位置与区域110A1重叠。换言之，设置金属层143在X轴方向和Y轴方向上的位置以使得在将柔性基板140附接至其上安装有部件120的布线基板110上时金属层143的位置在区域110A1内。

由于具有等于或低于H1的高度的部件121A和具有高度H1的支撑柱130布置在区域110A1内，所以当通过层压将柔性基板140附接至布线基板110时，在平面图中，在柔性基板140中存在金属层143的部分140A中形成具有高刚性的平坦表面。部分140A类似于使用支撑柱130设置在布线基板110上的支架。部分140A是第一部分的示例。

由于在围绕布线基板110的区域110A1的区域110A2中存在具有高于H1的高度的部件122，所以在平面图中部分140A被定位成低于柔性基板140中的不存在金属层143的部分140B。部分140B是第二部分的示例。

部件150是安装在柔性基板140的部分140A的表面(Z轴正方向侧的表面)上的电子部件、其他部件等。电子部件是例如IC芯片、芯片组、存储器、电容器、线圈、电阻器等。部件150中的每一个部件是第三部件的示例。

部件150连接至柔性基板140的布线142。布线142通过过孔142A、焊盘142B和焊盘110B连接至布线基板110的布线110C或110E。

由于部分140A的高度低于部分140B的高度，因此通过在部分140A的表面上安装部件150，可以有效地使用区域110A1上方的空间。注意，期望地，部件150的高度等于或低于具有最高高度的部件122的高度H2，使得部件150相对于部件122不会在Z轴正方向侧突出。

接下来将描述用于制造电子装置100的方法。在本文中，除了图3和图4，还将使用图7和图8。图7和图8是示出电子装置100的制造过程的图。

如图3和图4所示，部件120和支撑柱130安装在布线基板110的表面上。使用凸块120A通过倒装芯片接合来安装部件120中的一些部件。

可以使用例如粘合剂将支撑柱130粘接至布线基板110的表面110A。

随后，相对于布线基板110来定位柔性基板140，并且通过焊接将焊盘142B连接至焊盘110B。当执行定位时，使柔性基板140的部分140A的位置与布线基板110的区域110A1对准。

此外，通过随后在加热柔性基板140的同时利用层压机执行层压来将柔性基板140附接至其上安装有部件120和支撑柱130的布线基板110上。注意，为了不损坏部件120，例如可以在大约120℃下进行加热。

在层压时，柔性基板140被拉伸以与部件120(121和122)的高度一致，并且如图7和图8所示，柔性基板140粘接至部件120(121和122)的上表面以覆盖部件120(121和122)。通过上述过程，柔性基板140的部分140A由支撑柱130支撑，并且在部件121A上方形成具有高刚性的平坦表面。

此外，最终，在部分140A的表面上安装部件150。可以通过焊接等将在部件150下侧上的端子连接至布线142。此外，可以通过倒装芯片接合来安装部件150中的一些部件。

通过上述过程完成图1和图2所示的电子装置100的制造。

如上所述，在本实施方式中，利用金属层143来增强柔性基板140的膜141的一部分，部分140A布置在柔性基板140中，并且部分140A布置在具有等于或低于H1的高度的部件121A上方。

由于部分140A的高度低于其周围的部分140B的高度，因此通过在部分140A的表面上安装部件150，可以有效地使用区域110A1上方的空间。换言之，通过在部分140A上安装部件150可以增加密度。

如在常规装置中的那样，在两个刚性基板彼此面对面地布置的构造中，由于电子部件等的高度的差异，在两个刚性基板之间的空间中产生不能被利用的空间。

相反地，在本实施方式的电子装置100中，由于通过层压将柔性基板140附接至其上安装有部件120的布线基板110，所以柔性基板140可以在与部件120的高度一致的同时粘接于具有不同高度的多个部件120(121和122)的上部上。

此外，由于部件150安装在被布置于区域110A1内的部分140A上(在区域110A1内具有低高度的部件121A被装配在一起)，因此可以有效地使用通常不能够使用的空间。

因此，本实施方式能够提供实现密度增加的电子装置100和电子装置100的制造方法。

通过改进部件120的布置使得区域110A1增加，可以进一步增加密度。

此外，由于部件150布置在具有低高度的部件121A上方的空间中，所以可以在不增加电子装置100的厚度的情况下实现厚度的减小和密度的增加。

此外，由于使用单个布线基板110和单个柔性基板140实现了密度的增加，所以与使用两个布线基板的常规装置相比，实现了成本的降低。

注意，虽然上面已经描述了使用支撑柱130形成部分140A的模式，但是并非必须使用支撑柱130。例如，可以通过将柔性基板140粘接到部件121A的上表面上来使部分140A与部件121A的上表面接触。部件150可以安装在以上述方式布置的部分140A上。在这种情况下，可以设计布线基板110使得具有大约相同高度的多个部件121A被布置于区域110A1内，并且可以布置部件120。

此外，如图9至图11所示，可以部分地修改电子装置100的构造。图9是示出根据实施方式的修改的布线基板110、部件120和支撑柱130的平面图。图10是示出根据实施方式的修改的柔性基板140-1的平面图。图11是示出根据实施方式的修改的柔性基板140-2的平面图。

上面已经描述了电子装置100包括单个区域110A1的模式；然而，如图9所示，可以布置多个区域110A1，并且可以通过在柔性基板140中布置多个金属层143来形成多个部分140A。此外，可以在多个部分140A上安装部件150。在图9中，在图3中作为部件121B示出的部件121中，将包括在两个新布置的区域110A1内的部件121表示为部件121A。

在这种情况下，多个部分140A的高度可以不同。在上述情况下，可以根据部件150的高度适当地选择布置的部分140A。注意，期望地，部件150的上端不超过具有最高高度的部件122的上端。

此外，上面已经描述了柔性基板140的金属层143布置在内层中的模式；然而，如图10所示的柔性基板140-1的情况那样，金属层143可以布置在膜141的表面上。此外，如图11所示的柔性基板140-2的情况那样，金属层143可以布置在膜141的背侧上。在这种情况下，金属层143可以如图11所示被形成为在膜141内延伸或者可以被形成在膜141的背侧上而不在背侧内延伸。

此外，上面已经描述了布置通过使柔性基板140包括金属层143来增加其刚性的部分140A的模式；然而，代替金属层143，可以粘接在平面图中具有与区域110A1基本相同的尺寸的柔性基板。此外，可以布置通过在柔性基板140的膜141中部分地包括玻璃布、细纤维填料等来增加其刚性的部分140A。

Claims

1.一种电子装置，包括：

布线基板；

具有不同高度的多个部件，所述多个部件安装在所述布线基板的一个表面上；以及

柔性基板，所述柔性基板是通过在所述布线基板的一个表面侧上进行层压而形成的，所述柔性基板覆盖所述多个部件，所述柔性基板包括：第一部分，所述第一部分覆盖所述多个部件中的具有等于或低于第一高度的高度的一个或更多个第一部件；以及第二部分，所述第二部分覆盖所述多个部件中的除所述一个或更多个第一部件之外的一个或更多个第二部件，所述第一部分的第一刚性高于所述第二部分的第二刚性。

2.根据权利要求1所述的电子装置，还包括：

支撑柱，所述支撑柱具有所述第一高度，所述支撑柱布置在所述布线基板的所述一个表面上的所述多个部件中的一个或更多个部件周围，

其中，所述柔性基板的所述第一部分由所述支撑柱支撑。

3.根据权利要求1所述的电子装置，

其中，所述柔性基板包括布置在所述第一部分中的金属层。

4.根据权利要求1所述的电子装置，还包括：

第三部件，所述第三部件安装在所述柔性基板的所述第一部分上。

5.根据权利要求4所述的电子装置，

其中，所述第三部件的上端的高度等于或低于所述一个或更多个第二部件中的具有最高高度的一个第二部件的上端的高度。

6.一种用于制造电子装置的方法，包括：

在布线基板的一个表面侧上布置柔性基板，在所述布线基板中，具有不同高度的多个部件中的具有等于或低于第一高度的高度的一个或更多个第一部件安装在一个表面的第一区域上，并且所述多个部件中的除所述一个或更多个第一部件之外的一个或更多个第二部件安装在所述一个表面的第二区域上，所述柔性基板包括对应于所述第一区域的第一部分和对应于所述第二区域的第二部分，所述第一部分的第一刚性高于所述第二部分的第二刚性，使得所述第一区域和所述第一部分被定位成彼此重叠，并且使得所述第二区域和所述第二部分被定位成彼此重叠；以及

通过加热和层压所述柔性基板将所述柔性基板安装在其上安装有所述多个部件的所述布线基板上。