JPWO2007125849A1 - 基板接合部材ならびにそれを用いた三次元接続構造体 - Google Patents

Abstract

本発明の三次元接続構造体（４０）は、第１のモジュール基板（２８）と第２のモジュール基板（３７）とこれらを一体化して電気的に接続する基板接合部材（１０）を有し、基板接合部材（１０）のハウジング（１２）の外周壁面を樹脂（２９）でモールドし一体化する構成としている。また、三次元接続構造体（４０）に用いる基板接合部材（１０）は、導電性の材料からなる複数のリード端子（１４）と、枠形状からなり、複数のリード端子（１４）を予め設定した配列構成で枠形状の上下方向に固定保持した絶縁性のハウジング（１２）とを含み、ハウジング（１２）は枠形状の少なくとも２つの外周壁面に凸部（１８）を有する構成としている。

Description

本発明は、半導体素子（以下、ＩＣチップとよぶ）およびチップ部品などの電子部品を搭載した複数の基板間を接続する基板接合部材、およびこれを用いて接合した三次元接続構造体に関する。

従来、ＩＣチップやチップ部品などの電子部品を搭載したモジュール基板などの基板間を接続する基板接合部材としては、プラグ側とソケット側からなる多極接続タイプコネクタか、あるいは樹脂製スペーサに複数個の接続ピンを固定したピンコネクタを使用している。

ところで、モバイル機器などの軽薄短小化や高機能化の進展につれて、モジュール基板間の接続端子数が増加し、接続端子間のピッチは減少する傾向にある。このため、基板接合部材としてのコネクタは、１つの接続端子当りの面積を小さくすることが必要となっている。

しかし、このような接続方式においては、ピンコネクタの接合部が、この接合部を構成する部材間の温度変化時の寸法変動の差や外部から衝撃力を受けたときに大きな力を受けやすい。このため、このような外力を緩和するための構造の検討が行われている。

例えば、図１０Ａ、Ｂに示すようなピンコネクタ１３０を用いて、図１１に示すようにモジュール基板１１０、１２０同士を接続することで、樹脂スペーサ１３２などの熱膨脹による応力の影響を緩和する接続構造が示されている（例えば、特許文献１参照）。図１０Ａは従来方式のピンコネクタ１３０の平面図で、図１０Ｂは図１０Ａのピンコネクタ１３０の長手方向に沿った断面図である。また、図１１は、このピンコネクタ１３０を用いてモジュール基板１１０、１２０同士を接続した断面図である。このピンコネクタ１３０の樹脂スペーサ１３２には、上下に貫通する複数個の金属製接続ピン１３４がインサート成形し固定されている。さらに、図１０Ｂに示すように、ピンコネクタ１３０の下面の左右両端部に可撓弾性片１３６が斜め下方に突設されている。

図１１に示すように、このピンコネクタ１３０を使用して、２枚のモジュール基板１１０、１２０を接続する。具体的には、金属製接続ピン１３４の上端部と下端部とをそれぞれの回路パターン１１４、１２４に貫通させたのち、金属製接続ピン１３４の上端部と回路パターン１２４および金属製接続ピン１３４の下端部と回路パターン１１４とを、それぞれハンダ付け部１２８によりハンダ付けして接続する。このとき、下側のモジュール基板１１０は樹脂スペーサ１３２の下面の可撓弾性片１３６に当接するように固定される。

これによって、モジュール基板１１０、１２０に搭載した電子部品１１６、１２６の発熱や周囲温度の変化によってピンコネクタ１３０の樹脂スペーサ１３２が熱膨脹した場合、それにより生じる応力は可撓弾性片１３６によって吸収できる。この結果、発熱が生じてもハンダ付け部に応力が生じることがなくなり、安定したハンダ付け状態が保持される。なお、可撓弾性片１３６は樹脂スペーサ１３２の下面だけでなく、上面にも設けてもよい。

また、混成集積回路装置と母回路基板との接続において、直方体の耐熱樹脂の周囲に多数のコ字型導電体を一定間隔に置いて差し込んで、混成集積回路装置と母回路基板との接続が電気的および機械的に行われる。このコ字型導電体からなるリードアレイ端子が母回路基板のランド電極と接続する部分において、ハンダ付けされた部分とハンダ付けされていない部分とで段差部を設けている。母回路基板に上下方向に力が加わったときに、このハンダ付けされていない部分が段差部から曲げられるのを容易にして力を吸収して、ハンダ部分に応力がかかり過ぎないようにしている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、他の回路基板を母回路基板に固定するのに外部接続リードが用いられるとき、この外部リードの先端部分が屈曲されて弾性部が形成されるように改良されている。この外部リードの先端部分の弾性部により、ハンダ付け時の歪みや他の回路基板と母回路基板との熱膨張係数の差による歪みが吸収されることにより、回路基板間の良好な接続が実現されている（例えば、特許文献３参照）。

しかし、近年のモバイル機器の高機能化は著しく、コネクタの接続端子数がますます多くなるとともに、落下衝撃などに対してより強い機器が要求されるようになっている。これに対して、上記の例に示されたようなピンコネクタによる接続構造では、モジュール基板に貫通孔を設け、この貫通孔に接続ピンを貫通させて回路パターンと接続するとともに可撓弾性片により熱応力を吸収している。しかし、このような構造では、モジュール基板の両面を有効利用できず、貫通孔を設けるために高密度の回路パターン形成が困難であるという課題があった。

また、今後ますます回路パターンが高密度化し、リード形状も小さくなる傾向となることを考慮すると、応力を減少させるために接続リード端子を加工するなどの工夫を行うことだけで対応することは、難しくなるという課題があった。
特開平６−３１０１９５号公報 実開平５−５５５７５号公報 実開平１−８６２６８号公報

本発明はこれらの課題を解決して、ファインピッチの接続が可能で、かつ落下衝撃などの応力が加わっても、接続部の信頼性の高い基板接合部材とそれを用いた三次元接続構造体を提供するものである。

すなわち、本発明の基板接合部材は、導電性の材料からなる複数のリード端子と、複数のリード端子を予め設定した配列構成で固定保持した絶縁性のハウジングとを含み、リード端子は、ハウジングの上端面に上端側接合部を、下端面に下端側接合部を備え、ハウジングは、壁面のうち少なくとも２つの外周壁面に凸部を設けている。このことにより、この基板接合部材により接合された三次元接続構造体に対して、落下衝撃などの大きな衝撃力が加わっても、２枚の基板と基板接合部材とが全体として一体化して衝撃力を受ける。このことにより、部分的に集中して衝撃力を受けることがないので、耐衝撃性を大きく向上することができる。その結果、ファインピッチでの接続でありながら、耐衝撃性に優れた三次元接続構造体を実現することができる。

図１Ａは本発明の一実施の形態における基板接合部材の上面図である。 図１Ｂは本発明の一実施の形態における基板接合部材の図１Ａの１Ｂ−１Ｂの断面から見た断面図である。 図２は本発明の一実施の形態における三次元接続構造体の断面図である。 図３Ａは本発明の一実施の形態で用いた三次元接続構造体の製造方法を示す各工程での三次元接続構造体の断面図である。 図３Ｂは本発明の一実施の形態で用いた三次元接続構造体の製造方法を示す各工程での三次元接続構造体の断面図である。 図３Ｃは本発明の一実施の形態で用いた三次元接続構造体の製造方法を示す各工程での三次元接続構造体の断面図である。 図３Ｄは本発明の一実施の形態で用いた三次元接続構造体の製造方法を示す各工程での三次元接続構造体の断面図である。 図４Ａは本発明の一実施の形態におけるシールド部材が形成された三次元接続構造体の断面図である。 図４Ｂは本発明の一実施の形態におけるシールド部材が形成された三次元接続構造体の断面図である。 図４Ｃは本発明の一実施の形態におけるシールド部材が形成された三次元接続構造体の断面図である。 図５は本発明の一実施の形態における三次元接続構造体の断面図である。 図６は本発明の一実施の形態における三次元接続構造体の断面図である。 図７は本発明の一実施の形態における三次元接続構造体の断面図である。 図８は本発明の一実施の形態における三次元接続構造体の断面図である。 図９は本発明の一実施の形態における三次元接続構造体の断面図である。 図１０Ａは他の従来方式のピンコネクタの平面図である。 図１０Ｂは図１０Ａのピンコネクタの長手方向に沿った断面図である。 図１１は図１０Ａに示すピンコネクタを用いてモジュール基板同士を接続した断面図である。

符号の説明

１０ 基板接合部材
１２，５９ ハウジング
１２ａ，６３ 上端面
１２ｂ，６４ 下端面
１２ｃ 内壁
１２ｄ，６１ 外周壁面
１４ リード端子
１５ 上端側接合部
１６ 下端側接合部
１７ リード接続部
１８，６２，６７，７３ 凸部
２０ 多層配線基板
２３，２４，３２，３３，１１４，１２４ 回路パターン
２５，３４ 貫通導体
２６，２７，３５，３６，１１６，１２６ 電子部品
２８ 第１のモジュール基板
２９ 樹脂
３０ 両面配線基板
３７ 第２のモジュール基板
３９，４１，５８ ハンダ
４０，５０，５５，６０，６５，７０，７５，８０，８５ 三次元接続構造体
５１，５２，５３，５４ シールド部材
５６，５７ グランド端子
６６ 先端部
６８ 中間部分
７１ ブロック領域
７２，７４，７６ 孔
１１０，１２０ モジュール基板
１１２，１２２ 配線基板
１２８ ハンダ付け部
１３０ ピンコネクタ
１３２ 樹脂スペーサ
１３４ 金属製接続ピン
１３６ 可撓弾性片

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。以下の図面においては、構成をわかりやすくするために厚さ方向の寸法は拡大して示している。さらに、同じ要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。

（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の一実施の形態における基板接合部材１０の上面図を示し、図１Ｂは図１Ａに示す基板接合部材１０の１Ｂ−１Ｂの断面から見た模式的な断面図を示す。

図１Ａに示すように、本実施の形態の基板接合部材１０は導電性の材料、例えば金属薄板からなる複数のリード端子１４と、枠形状からなり、複数のリード端子１４を予め設定した配列構成で枠形状の上下方向に固定保持した絶縁性のハウジング１２とから構成される。なお、リード端子１４は、図１Ｂに示すようにハウジング１２の上端面１２ａ上に上端側接合部１５、下端面１２ｂ上に下端側接合部１６および内壁１２ｃ上にリード接続部１７を形成することにより構成される。

さらに、ハウジング１２には枠形状の少なくとも２つの外周壁面１２ｄに凸部１８が形成されている。なお、ハウジング１２は液晶ポリマーやポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレートなどの樹脂からなり、その断面は図１Ｂに示すように縦長の長方形状である。

本実施の形態における基板接合部材１０は上述した構成からなり、複数個のリード端子１４の上端側接合部１５と下端側接合部１６とは、それぞれ略平行な平面上にある。この構成により、例えば図２に示すそれぞれのモジュール基板の回路パターンとの電気的および機械的な接続を行う。

なお、このリード端子１４の材料としては、リン青銅、黄銅、洋白、ベリリウム銅、ニッケル合金、ステンレス鋼、ばね鋼などを用いてもよいが、銅、ニッケルなどの導電性のよい材料を用いることが望ましい。また、リード端子１４の形状としては、図１Ａおよび図１Ｂに示すような平板形状だけでなく、断面が円形状であってもよい。また、リード端子の幅や厚みなどについては、用いる材料と配列ピッチに応じて適宜設定する。

さらに、それぞれのモジュール基板の回路パターンとの接続をハンダ付けにより行う場合には、少なくともリード端子１４の上端側接合部１５と下端側接合部１６の表面にハンダメッキや金メッキなどのハンダ付け性をよくする処理をしておくことが望ましい。また、回路パターンとの接続は導電性接着材を用いて行ってもよいが、この場合には表面に金メッキなどの処理をしておくと接続抵抗を小さくできるので好ましい。

本実施の形態の基板接合部材１０を用いて２枚のモジュール基板同士を接合し、ハウジング１２の凸部１８のある外周壁面１２ｄと２枚の基板に囲まれた空間に樹脂が充填された場合、外周壁面１２ｄの凸部１８が樹脂に嵌め込む構造となり、２枚のモジュール基板と基板接合部材１０が一体化して強固に接続される。したがって、このようにして三次元接続構造体を作製すると、落下衝撃などが加わっても全体として衝撃力を受けて、例えばハンダ接続部などに部分的に集中して衝撃力を受けることがない。その結果、落下衝撃などの大きな衝撃力を受けても接合部などの損傷が生じず、高信頼性の三次元接続構造体を実現することができる。

次に、本実施の形態にかかる基板接合部材１０を使用して基板同士を接続した三次元接続構造体について、図２を用いて説明する。

図２は、基板接合部材１０の中心線に沿って切断した本実施の形態における三次元接続構造体４０の断面図である。なお、本実施の形態では、複数の電子部品が実装された基板間をこの基板接合部材１０により接続する場合について説明するので、以下ではそれぞれのモジュール基板を第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７とよぶ。

第１のモジュール基板２８は、本実施の形態では多層配線基板２０上にＩＣチップやチップ部品などの電子部品２６、２７を搭載した構成である。多層配線基板２０は、複数の樹脂基材２１、層間配線パターン２２、両表面に形成された回路パターン２３、２４およびこれらを接続する貫通導体２５により構成されている。

また、第２のモジュール基板３７は、本実施の形態では両面に配線層が形成された両面配線基板３０上にＩＣチップやチップ部品などの電子部品３５、３６を搭載した構成である。両面配線基板３０は、樹脂基材３１の両面に形成された回路パターン３２、３３およびこれらを接続する貫通導体３４から構成されている。

第１のモジュール基板２８に形成されている回路パターン２３と第２のモジュール基板３７に形成されている回路パターン３３のうち、基板接合部材１０のリード端子１４の上端側接合部１５および下端側接合部１６と対向する箇所と、上端側接合部１５および下端側接合部１６とをハンダ付けにより接合すると三次元接続構造体が形成される。すなわち、リード端子１４の上端側接合部１５および下端側接合部１６とハンダ付けにより接合される回路パターン２３、３３の一部分が対向する箇所として電気的に接続される。

なお、本実施の形態の基板接合部材１０を用いる場合には、第１のモジュール基板２８と第２のモジュール基板３７のそれぞれの表面上で、基板接合部材１０の内壁１２ｃ側の領域にも、図示するように電子部品２６、３５の搭載が可能である。

図２に示す三次元接続構造体４０においては、第１のモジュール基板２８の回路パターン２３と基板接合部材１０の下端側接合部１６とがハンダ付けなどにより接合されている。下端側接合部１６はハウジング１２の下端面１２ｂに密着して形成されているので、第１のモジュール基板２８と基板接合部材１０とは一体的に固定されている。一方、第２のモジュール基板３７の回路パターン３３と基板接合部材１０の上端側接合部１５とがハンダ付けなどにより接合されている。これらの接合ののちに、基板接合部材１０のハウジング１２の外周壁面１２ｄの外側に樹脂２９を充填することにより、外周壁面１２ｄの凸部１８と充填した樹脂２９が強固に嵌め込まれた構造を形成して、第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７と基板接合部材１０が一体化するような三次元接続構造体４０を形成する。

このような接続構造を形成することにより、この三次元接続構造体４０に対して落下衝撃などの大きな衝撃力が作用しても、全体として衝撃力を受けて、例えばハンダ接続部などに部分的に集中して衝撃力を受けることがない。その結果、落下衝撃などの大きな衝撃力を受けても接合部などの損傷が生じず、高信頼性の三次元接続構造体を実現することができる。

なお、本実施の形態の三次元接続構造体４０では、第１のモジュール基板２８が多層配線基板で、第２のモジュール基板３７は両面配線基板としたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、両方ともに両面配線基板でもよいし、両方ともに多層配線基板としてもよい。また、一方のモジュール基板をフレキシブル配線基板としてもよい。

次に図３Ａ〜Ｄに示すような手順で本実施の形態の三次元接続構造体４０の製造方法について説明する。

まず、図３Ａに示すように、両面配線基板３０の上に電子部品３５を実装した第２のモジュール基板３７が回路パターン３３の上に基板接合部材１０の上端側接合部１５を、例えばハンダ付けによりハンダ３９で接続される。

次に、図３Ｂに示すように、図３Ａでハンダ接続されて一体化した第２のモジュール基板３７および基板接合部材１０は、１８０度反転した状態で基板接合部材１０の下端側接合部１６と第１のモジュール基板２８の回路パターン２３の上のハンダ４１により接続されて一体化される。

そののち、図３Ｃに示すように、基板接合部材１０の凸部１８のある外周壁面１２ｄに矢印のＢの方向より樹脂を注入して充填する。この樹脂の注入は、例えばシリンダーやノズルなどにより供給される。

そして、図３Ｄに示すように、第１のモジュール基板２８、第２のモジュール基板３７と基板接合部材１０がハンダ接続と樹脂２９によって一体化された三次元接続構造体４０が作製される。

次に、図４Ａ〜Ｃに本実施の形態におけるシールド部材が形成された三次元接続構造体の断面図を示し、三次元接続構造体の基板接合部材の内部に構成された回路からの不要な電磁波などをシールドする構成例について説明する。

図４Ａは三次元接続構造体５０の断面図を示し、基板接合部材１０の左側の凸部１８も含めて外周壁面１２ｄに導電性のシールド部材５１が形成されている。なお、ここではシールド部材５１は、例えば銀箔を接着剤で外周壁面１２ｄに貼り付けたものとしている。このシールド部材５１は基板接合部材１０の外周壁面１２ｄの一面全体に貼り付けられており、複数のリード端子のうちの１つのリード端子１４とともに図４Ａに示すように上下の回路パターン３３、２３の位置で電気的に接続されている。なお、図４Ａのリード端子１４以外のリード端子とは接続しないように分離して銀箔を貼り付けている。

また、図４Ａの基板接合部材１０の右側には、左側と同様に凸部１８も含めて外周壁面１２ｄ全体に導電性のシールド部材５２が形成されている例が示されている。シールド部材５２は外周壁面１２ｄの一面全体に貼り付けられており、複数のリード端子とは接続しないように分離して銀箔を貼り付けて形成している。しかしながら、ここでは図示していないが、シールド部材５１、５２は連続してつながっており、基板接合部材１０の四辺の外周壁面全体に銀箔が貼り付けられて形成されている。そして、基板接合部材１０の外周壁面全体を覆うシールド部材５１、５２は図４Ａに示すリード端子１４にのみ接続されており、このリード端子１４と接続する回路パターン３３、２３によりグランド端子（図示せず）に接続されている。

このような構成とすることにより、基板接合部材１０の内部に構成された回路からの不要な電磁波などをシールドして外部に影響を与えないようにすることができる。同様に外部からの電磁波などが基板接合部材１０の内部に構成された回路に影響を与えないようにシールドすることができる。

なお、シールド部材５１、５２が接続されたリード端子１４の下端側接合部（図示せず）と同じ位置にアース用端子（図示せず）を設けて接続してもよく、このリード端子１４をアース用端子として形成してシールド部材５１、５２を接続してもよい。すなわち、このアース用端子をグランド端子として電気的にグランドに接続することにより、同様にシールド効果を得ることができる。

上記で説明したようなシールド部材５１、５２を取り付けた構成とすることにより、基板接合部材１０の内周領域部（図示せず）はシールド部材５１、５２により電磁シールドされるので、この領域のモジュール基板上に外部ノイズに影響されやすい電子部品が実装されたとしても外部ノイズが遮断される。したがって、三次元接続構造体５０は電磁シールドにより、さらに良好なノイズ防止をすることができる。

次に、基板接合部材１０の外周壁面ではなく、三次元接続構造体５５の樹脂２９の外側でシールドする例について説明する。図４Ｂは三次元接続構造体５５の断面図を示し、基板接合部材１０の両側に充填した樹脂２９の外側に導電性のシールド部材５３、５４を形成している。この導電性のシールド部材５３、５４は、例えば銅、カーボンなどのペースト材を樹脂２９の外側に塗布し、硬化させて形成することができる。ここでは図示していないが、このシールド部材５３、５４は第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７のグランド配線で接続し、より電磁シールドの効果を高めることができる。

図４Ｃは、予め第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７にシールド部材５３、５４を接続できるグランド端子５６、５７を設けた三次元接続構造体６０の断面図を示す。シールド部材５３、５４はハンダ５８により第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７に電気的にも機械的にも安定に接続される。

図４Ｂまたは図４Ｃのような構成とすることにより、本発明の三次元接続構造体５５、６０の基板接合部材１０の内周領域部（図示せず）はシールド部材により電磁シールドされるので、この領域のモジュール基板上に外部ノイズに影響されやすい電子部品が実装されたとしても外部ノイズが遮断される。したがって、三次元接続構造体５５、６０は電磁シールドにより、さらに良好なノイズ防止ができることとなる。

（実施の形態２）
図５および図６は、本発明の一実施の形態にかかる三次元接続構造体の断面図を示す。本実施の形態は、実施の形態１と異なり三次元接続構造体の基板接合部材の凸部の形状を工夫することにより、充填する樹脂との嵌め込みがより強固になっている。その他の構造は、実施の形態１の三次元接続構造体と同様である。

図５に三次元接続構造体６５の断面図を示す。この三次元接続構造体６５には、凸部６２を外周壁面６１に備えた基板接合部材１０が使用されている。この凸部６２には、ハウジング５９の上端面６３および下端面６４に対して垂直方向から見た断面形状が、外周壁面６１側よりも先端部６６の方が太いテーパー状である。すなわち、第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７は、この基板接合部材１０と樹脂２９により一体化されている。したがって、凸部６２の形状をテーパー状にすることで樹脂２９との嵌め込みを強固にして三次元接続構造体６５の一体化をより強固なものとしている。

同様に三次元接続構造体の一体化をより強固なものとした例として、図６に三次元接続構造体７０の断面図を示す。この三次元接続構造体７０には、凸部６７を外周壁面６１に備えた基板接合部材１０が使用されている。この凸部６７は、ハウジング５９の上端面６３および下端面６４に対して垂直方向から見た断面形状が、先端部６６から外周壁面６１側の少なくともいずれかの位置で先端部６６よりも細い。この基板接合部材１０と樹脂２９により、第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７は一体化されている。したがって、凸部６７の形状を先端部６６と外周壁面６１の近傍の中間部分６８を先端部６６よりも細くすることにより、樹脂２９との嵌め込みを強固にして三次元接続構造体７０の一体化をより強固なものとしている。

なお、本実施の形態において、ハウジングの上端面および下端面に対して水平方向から見た凸部の断面形状が、外周壁面側よりも先端部の方が太いテーパー状の形状であってもよい。また、同様にハウジングの上端面および下端面に対して水平方向から見た凸部の断面形状が、先端部から外周壁面側の少なくともいずれかの位置で先端部よりも細い形状であってもよい。ハウジングの外周壁面に形成された凸部の形状が、これらの形状であっても、樹脂との嵌め込みは強固なものとなる。その結果、三次元接続構造体の一体化は、より強固なものとなる。

（実施の形態３）
図７から図９は、本発明の一実施の形態にかかる三次元接続構造体の断面図を示す。本実施の形態は、実施の形態１と異なり三次元接続構造体の基板接合部材の凸部を含むハウジングのブロック領域に孔を形成することにより、充填する樹脂との嵌め込みがより強固になっている。その他の構造は、第１の実施の形態の三次元接続構造体と同様である。

図７に三次元接続構造体７５の断面図を示す。この三次元接続構造体７５は、ハウジング５９のブロック領域７１に貫通した孔７２がある。この貫通した孔７２は、基板接合部材１０の上端面６３および下端面６４に対して垂直方向に形成されており、少なくとも凸部７３を有する外周壁面６１を含むハウジング５９のブロック領域７１に形成されている。

このような構成の基板接合部材１０により、第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７を接合して取り囲んだ外周壁面６１の外側の空間に樹脂２９を充填した場合、ハウジング５９のブロック領域７１にある、垂直方向に貫通した孔７２の中に樹脂が充填されるようにする。このようにすると外周壁面６１にある凸部７３がさらに強固に嵌め込まれる構造となる。したがって、第１のモジュール基板２８、第２のモジュール基板３７と基板接合部材１０とが、さらに強固に接続される。

図８にさらに水平方向にも貫通した孔を形成した三次元接続構造体８０の断面図を示す。この三次元接続構造体８０は、ハウジング５９のブロック領域７１に垂直方向に貫通した孔７２に加えて、基板接合部材１０の上端面６３および下端面６４に対して水平方向に孔７４が形成されている。すなわち、この孔７４は外周壁面６１に対して垂直に形成されて、貫通した孔７２のところまで到達している。

このような構成の基板接合部材１０により、第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７を接合して取り囲んだ外周壁面６１の外側の空間に樹脂２９を充填した場合、ハウジング５９のブロック領域７１にある、垂直方向と水平方向に貫通した孔７２、７４の中に樹脂が充填されるようにする。このようにすると外周壁面６１にある凸部７３が図７で示した例よりも、さらに強固に嵌め込まれる構造となる。したがって、第１のモジュール基板２８、第２のモジュール基板３７と基板接合部材１０とが、さらに強固に接続される。

図９に断面図を示す三次元接続構造体８５は、ハウジング５９のブロック領域７１に上端面６３および下端面６４に対して水平方向で、かつ外周壁面６１に対して水平方向に貫通した孔７６を形成したものである。

図７および図８の場合と同様に、このような構成の基板接合部材１０により、第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７を接合して取り囲んだ外周壁面６１の外側の空間に樹脂２９を充填した場合、ハウジング５９のブロック領域７１にある貫通した孔７６の中に樹脂が充填されるようにする。このようにすると外周壁面６１にある凸部７３がさらに強固に嵌め込まれる構造となる。したがって、第１のモジュール基板２８、第２のモジュール基板３７と基板接合部材１０とが、さらに強固に接続される。

図７から図９に示したハウジング５９のブロック領域７１に形成された孔は、一方向のみでも二次元または三次元的に形成されていてもよく、貫通した孔または途中で止めた孔のどちらに加工してもよい。

このような構成にして樹脂を充填すると、ハウジングのブロック領域にある、垂直方向または水平方向に形成した孔の中に樹脂が充填されるので、外周壁面の凸部がさらに樹脂に強固に嵌め込まれる構造となる。したがって、さらに耐衝撃性に優れた三次元接続構造を実現できる。

なお、実施の形態１から実施の形態３において外周壁面の凸部は少なくとも２つの外周壁面に形成されているが、四角形の枠形状の三辺または四辺に形成されていてもよい。

また、外周壁面の凸部は一本のバー上の形態のもので説明したが、平行な複数本のバーを形成してもよく、バーでなく互いに分離した複数の凸部を形成してもよい。なお外周壁面の一部に部分的に形成された凸部であってもよく、これらの部分的に形成された凸部が外周壁面に二次元的に分離して配置された構成であってもよい。この部分的に形成された凸部が二次元的に分離して配置された外周壁面が、三面または四面から構成されていてもよい。

なお、基板接合部材は四角形の枠形状である必要はなく、三角形または五角形以上の多角形であってもよく、四角形であっても長方形や正方形はもちろんのこと、それ以外の、例えば額縁形状のような複雑な形状であってもよい。さらには、円形や楕円形の枠形状であってもよい。

本発明の基板接合部材ならびにそれを用いた三次元接続構造体は、電子部品が実装された基板間をファインピッチで接続でき、耐衝撃性を大きく改善できる。また、基板接合部材にシールド機能を付加することもでき、電磁ノイズに影響されやすい電子部品を電磁シールドすることも可能となり、モバイル機器などの携帯用電子機器の分野においても特に有用である。

本発明は、半導体素子（以下、ＩＣチップとよぶ）およびチップ部品などの電子部品を搭載した複数の基板間を接続する基板接合部材、およびこれを用いて接合した三次元接続構造体に関する。

従来、ＩＣチップやチップ部品などの電子部品を搭載したモジュール基板などの基板間を接続する基板接合部材としては、プラグ側とソケット側からなる多極接続タイプコネクタか、あるいは樹脂製スペーサに複数個の接続ピンを固定したピンコネクタを使用している。

ところで、モバイル機器などの軽薄短小化や高機能化の進展につれて、モジュール基板間の接続端子数が増加し、接続端子間のピッチは減少する傾向にある。このため、基板接合部材としてのコネクタは、１つの接続端子当りの面積を小さくすることが必要となっている。

しかし、このような接続方式においては、ピンコネクタの接合部が、この接合部を構成する部材間の温度変化時の寸法変動の差や外部から衝撃力を受けたときに大きな力を受けやすい。このため、このような外力を緩和するための構造の検討が行われている。

例えば、図１０Ａ、Ｂに示すようなピンコネクタ１３０を用いて、図１１に示すようにモジュール基板１１０、１２０同士を接続することで、樹脂スペーサ１３２などの熱膨脹による応力の影響を緩和する接続構造が示されている（例えば、特許文献１参照）。図１０Ａは従来方式のピンコネクタ１３０の平面図で、図１０Ｂは図１０Ａのピンコネクタ１３０の長手方向に沿った断面図である。また、図１１は、このピンコネクタ１３０を用いてモジュール基板１１０、１２０同士を接続した断面図である。このピンコネクタ１３０の樹脂スペーサ１３２には、上下に貫通する複数個の金属製接続ピン１３４がインサート成形し固定されている。さらに、図１０Ｂに示すように、ピンコネクタ１３０の下面の左右両端部に可撓弾性片１３６が斜め下方に突設されている。

図１１に示すように、このピンコネクタ１３０を使用して、２枚のモジュール基板１１０、１２０を接続する。具体的には、金属製接続ピン１３４の上端部と下端部とをそれぞれの回路パターン１１４、１２４に貫通させたのち、金属製接続ピン１３４の上端部と回路パターン１２４および金属製接続ピン１３４の下端部と回路パターン１１４とを、それぞれハンダ付け部１２８によりハンダ付けして接続する。このとき、下側のモジュール基板１１０は樹脂スペーサ１３２の下面の可撓弾性片１３６に当接するように固定される。

これによって、モジュール基板１１０、１２０に搭載した電子部品１１６、１２６の発熱や周囲温度の変化によってピンコネクタ１３０の樹脂スペーサ１３２が熱膨脹した場合、それにより生じる応力は可撓弾性片１３６によって吸収できる。この結果、発熱が生じてもハンダ付け部に応力が生じることがなくなり、安定したハンダ付け状態が保持される。なお、可撓弾性片１３６は樹脂スペーサ１３２の下面だけでなく、上面にも設けてもよい。

また、混成集積回路装置と母回路基板との接続において、直方体の耐熱樹脂の周囲に多数のコ字型導電体を一定間隔に置いて差し込んで、混成集積回路装置と母回路基板との接続が電気的および機械的に行われる。このコ字型導電体からなるリードアレイ端子が母回路基板のランド電極と接続する部分において、ハンダ付けされた部分とハンダ付けされていない部分とで段差部を設けている。母回路基板に上下方向に力が加わったときに、このハンダ付けされていない部分が段差部から曲げられるのを容易にして力を吸収して、ハンダ部分に応力がかかり過ぎないようにしている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、他の回路基板を母回路基板に固定するのに外部接続リードが用いられるとき、この外部リードの先端部分が屈曲されて弾性部が形成されるように改良されている。この外部リードの先端部分の弾性部により、ハンダ付け時の歪みや他の回路基板と母回路基板との熱膨張係数の差による歪みが吸収されることにより、回路基板間の良好な接続が実現されている（例えば、特許文献３参照）。

しかし、近年のモバイル機器の高機能化は著しく、コネクタの接続端子数がますます多くなるとともに、落下衝撃などに対してより強い機器が要求されるようになっている。これに対して、上記の例に示されたようなピンコネクタによる接続構造では、モジュール基板に貫通孔を設け、この貫通孔に接続ピンを貫通させて回路パターンと接続するとともに可撓弾性片により熱応力を吸収している。しかし、このような構造では、モジュール基板の両面を有効利用できず、貫通孔を設けるために高密度の回路パターン形成が困難であるという課題があった。

また、今後ますます回路パターンが高密度化し、リード形状も小さくなる傾向となることを考慮すると、応力を減少させるために接続リード端子を加工するなどの工夫を行うことだけで対応することは、難しくなるという課題があった。
特開平６−３１０１９５号公報 実開平５−５５５７５号公報 実開平１−８６２６８号公報

本発明はこれらの課題を解決して、ファインピッチの接続が可能で、かつ落下衝撃などの応力が加わっても、接続部の信頼性の高い基板接合部材とそれを用いた三次元接続構造体を提供するものである。

すなわち、本発明の基板接合部材は、導電性の材料からなる複数のリード端子と、複数のリード端子を予め設定した配列構成で固定保持した絶縁性のハウジングとを含み、リード端子は、ハウジングの上端面に上端側接合部を、下端面に下端側接合部を備え、ハウジングは、壁面のうち少なくとも２つの外周壁面に凸部を設けている。このことにより、この基板接合部材により接合された三次元接続構造体に対して、落下衝撃などの大きな衝撃力が加わっても、２枚の基板と基板接合部材とが全体として一体化して衝撃力を受ける。このことにより、部分的に集中して衝撃力を受けることがないので、耐衝撃性を大きく向上することができる。その結果、ファインピッチでの接続でありながら、耐衝撃性に優れた三次元接続構造体を実現することができる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。以下の図面においては、構成をわかりやすくするために厚さ方向の寸法は拡大して示している。さらに、同じ要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。

（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の一実施の形態における基板接合部材１０の上面図を示し、図１Ｂは図１Ａに示す基板接合部材１０の１Ｂ−１Ｂの断面から見た模式的な断面図を示す。

図１Ａに示すように、本実施の形態の基板接合部材１０は導電性の材料、例えば金属薄板からなる複数のリード端子１４と、枠形状からなり、複数のリード端子１４を予め設定した配列構成で枠形状の上下方向に固定保持した絶縁性のハウジング１２とから構成される。なお、リード端子１４は、図１Ｂに示すようにハウジング１２の上端面１２ａ上に上端側接合部１５、下端面１２ｂ上に下端側接合部１６および内壁１２ｃ上にリード接続部１７を形成することにより構成される。

さらに、ハウジング１２には枠形状の少なくとも２つの外周壁面１２ｄに凸部１８が形成されている。なお、ハウジング１２は液晶ポリマーやポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレートなどの樹脂からなり、その断面は図１Ｂに示すように縦長の長方形状である。

本実施の形態における基板接合部材１０は上述した構成からなり、複数個のリード端子１４の上端側接合部１５と下端側接合部１６とは、それぞれ略平行な平面上にある。この構成により、例えば図２に示すそれぞれのモジュール基板の回路パターンとの電気的および機械的な接続を行う。

なお、このリード端子１４の材料としては、リン青銅、黄銅、洋白、ベリリウム銅、ニッケル合金、ステンレス鋼、ばね鋼などを用いてもよいが、銅、ニッケルなどの導電性のよい材料を用いることが望ましい。また、リード端子１４の形状としては、図１Ａおよび図１Ｂに示すような平板形状だけでなく、断面が円形状であってもよい。また、リード端子の幅や厚みなどについては、用いる材料と配列ピッチに応じて適宜設定する。

さらに、それぞれのモジュール基板の回路パターンとの接続をハンダ付けにより行う場合には、少なくともリード端子１４の上端側接合部１５と下端側接合部１６の表面にハンダメッキや金メッキなどのハンダ付け性をよくする処理をしておくことが望ましい。また、回路パターンとの接続は導電性接着材を用いて行ってもよいが、この場合には表面に金メッキなどの処理をしておくと接続抵抗を小さくできるので好ましい。

本実施の形態の基板接合部材１０を用いて２枚のモジュール基板同士を接合し、ハウジング１２の凸部１８のある外周壁面１２ｄと２枚の基板に囲まれた空間に樹脂が充填された場合、外周壁面１２ｄの凸部１８が樹脂に嵌め込む構造となり、２枚のモジュール基板と基板接合部材１０が一体化して強固に接続される。したがって、このようにして三次元接続構造体を作製すると、落下衝撃などが加わっても全体として衝撃力を受けて、例えばハンダ接続部などに部分的に集中して衝撃力を受けることがない。その結果、落下衝撃などの大きな衝撃力を受けても接合部などの損傷が生じず、高信頼性の三次元接続構造体を実現することができる。

次に、本実施の形態にかかる基板接合部材１０を使用して基板同士を接続した三次元接続構造体について、図２を用いて説明する。

図２は、基板接合部材１０の中心線に沿って切断した本実施の形態における三次元接続構造体４０の断面図である。なお、本実施の形態では、複数の電子部品が実装された基板間をこの基板接合部材１０により接続する場合について説明するので、以下ではそれぞれのモジュール基板を第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７とよぶ。

第１のモジュール基板２８は、本実施の形態では多層配線基板２０上にＩＣチップやチップ部品などの電子部品２６、２７を搭載した構成である。多層配線基板２０は、複数の樹脂基材２１、層間配線パターン２２、両表面に形成された回路パターン２３、２４およびこれらを接続する貫通導体２５により構成されている。

また、第２のモジュール基板３７は、本実施の形態では両面に配線層が形成された両面配線基板３０上にＩＣチップやチップ部品などの電子部品３５、３６を搭載した構成である。両面配線基板３０は、樹脂基材３１の両面に形成された回路パターン３２、３３およびこれらを接続する貫通導体３４から構成されている。

第１のモジュール基板２８に形成されている回路パターン２３と第２のモジュール基板３７に形成されている回路パターン３３のうち、基板接合部材１０のリード端子１４の上端側接合部１５および下端側接合部１６と対向する箇所と、上端側接合部１５および下端側接合部１６とをハンダ付けにより接合すると三次元接続構造体が形成される。すなわち、リード端子１４の上端側接合部１５および下端側接合部１６とハンダ付けにより接合される回路パターン２３、３３の一部分が対向する箇所として電気的に接続される。

なお、本実施の形態の基板接合部材１０を用いる場合には、第１のモジュール基板２８と第２のモジュール基板３７のそれぞれの表面上で、基板接合部材１０の内壁１２ｃ側の領域にも、図示するように電子部品２６、３５の搭載が可能である。

図２に示す三次元接続構造体４０においては、第１のモジュール基板２８の回路パターン２３と基板接合部材１０の下端側接合部１６とがハンダ付けなどにより接合されている。下端側接合部１６はハウジング１２の下端面１２ｂに密着して形成されているので、第１のモジュール基板２８と基板接合部材１０とは一体的に固定されている。一方、第２のモジュール基板３７の回路パターン３３と基板接合部材１０の上端側接合部１５とがハンダ付けなどにより接合されている。これらの接合ののちに、基板接合部材１０のハウジング１２の外周壁面１２ｄの外側に樹脂２９を充填することにより、外周壁面１２ｄの凸部１８と充填した樹脂２９が強固に嵌め込まれた構造を形成して、第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７と基板接合部材１０が一体化するような三次元接続構造体４０を形成する。

このような接続構造を形成することにより、この三次元接続構造体４０に対して落下衝撃などの大きな衝撃力が作用しても、全体として衝撃力を受けて、例えばハンダ接続部などに部分的に集中して衝撃力を受けることがない。その結果、落下衝撃などの大きな衝撃力を受けても接合部などの損傷が生じず、高信頼性の三次元接続構造体を実現することができる。

なお、本実施の形態の三次元接続構造体４０では、第１のモジュール基板２８が多層配線基板で、第２のモジュール基板３７は両面配線基板としたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、両方ともに両面配線基板でもよいし、両方ともに多層配線基板としてもよい。また、一方のモジュール基板をフレキシブル配線基板としてもよい。

次に図３Ａ〜Ｄに示すような手順で本実施の形態の三次元接続構造体４０の製造方法について説明する。

まず、図３Ａに示すように、両面配線基板３０の上に電子部品３５を実装した第２のモジュール基板３７が回路パターン３３の上に基板接合部材１０の上端側接合部１５を、例えばハンダ付けによりハンダ３９で接続される。

次に、図３Ｂに示すように、図３Ａでハンダ接続されて一体化した第２のモジュール基板３７および基板接合部材１０は、１８０度反転した状態で基板接合部材１０の下端側接合部１６と第１のモジュール基板２８の回路パターン２３の上のハンダ４１により接続されて一体化される。

そののち、図３Ｃに示すように、基板接合部材１０の凸部１８のある外周壁面１２ｄに矢印のＢの方向より樹脂を注入して充填する。この樹脂の注入は、例えばシリンダーやノズルなどにより供給される。

そして、図３Ｄに示すように、第１のモジュール基板２８、第２のモジュール基板３７と基板接合部材１０がハンダ接続と樹脂２９によって一体化された三次元接続構造体４０が作製される。

次に、図４Ａ〜Ｃに本実施の形態におけるシールド部材が形成された三次元接続構造体の断面図を示し、三次元接続構造体の基板接合部材の内部に構成された回路からの不要な電磁波などをシールドする構成例について説明する。

図４Ａは三次元接続構造体５０の断面図を示し、基板接合部材１０の左側の凸部１８も含めて外周壁面１２ｄに導電性のシールド部材５１が形成されている。なお、ここではシールド部材５１は、例えば銀箔を接着剤で外周壁面１２ｄに貼り付けたものとしている。このシールド部材５１は基板接合部材１０の外周壁面１２ｄの一面全体に貼り付けられており、複数のリード端子のうちの１つのリード端子１４とともに図４Ａに示すように上下の回路パターン３３、２３の位置で電気的に接続されている。なお、図４Ａのリード端子１４以外のリード端子とは接続しないように分離して銀箔を貼り付けている。

また、図４Ａの基板接合部材１０の右側には、左側と同様に凸部１８も含めて外周壁面１２ｄ全体に導電性のシールド部材５２が形成されている例が示されている。シールド部材５２は外周壁面１２ｄの一面全体に貼り付けられており、複数のリード端子とは接続しないように分離して銀箔を貼り付けて形成している。しかしながら、ここでは図示していないが、シールド部材５１、５２は連続してつながっており、基板接合部材１０の四辺の外周壁面全体に銀箔が貼り付けられて形成されている。そして、基板接合部材１０の外周壁面全体を覆うシールド部材５１、５２は図４Ａに示すリード端子１４にのみ接続されており、このリード端子１４と接続する回路パターン３３、２３によりグランド端子（図示せず）に接続されている。

このような構成とすることにより、基板接合部材１０の内部に構成された回路からの不要な電磁波などをシールドして外部に影響を与えないようにすることができる。同様に外部からの電磁波などが基板接合部材１０の内部に構成された回路に影響を与えないようにシールドすることができる。

なお、シールド部材５１、５２が接続されたリード端子１４の下端側接合部（図示せず）と同じ位置にアース用端子（図示せず）を設けて接続してもよく、このリード端子１４をアース用端子として形成してシールド部材５１、５２を接続してもよい。すなわち、このアース用端子をグランド端子として電気的にグランドに接続することにより、同様にシールド効果を得ることができる。

上記で説明したようなシールド部材５１、５２を取り付けた構成とすることにより、基板接合部材１０の内周領域部（図示せず）はシールド部材５１、５２により電磁シールドされるので、この領域のモジュール基板上に外部ノイズに影響されやすい電子部品が実装されたとしても外部ノイズが遮断される。したがって、三次元接続構造体５０は電磁シールドにより、さらに良好なノイズ防止をすることができる。

次に、基板接合部材１０の外周壁面ではなく、三次元接続構造体５５の樹脂２９の外側でシールドする例について説明する。図４Ｂは三次元接続構造体５５の断面図を示し、基板接合部材１０の両側に充填した樹脂２９の外側に導電性のシールド部材５３、５４を形成している。この導電性のシールド部材５３、５４は、例えば銅、カーボンなどのペースト材を樹脂２９の外側に塗布し、硬化させて形成することができる。ここでは図示していないが、このシールド部材５３、５４は第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７のグランド配線で接続し、より電磁シールドの効果を高めることができる。

図４Ｃは、予め第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７にシールド部材５３、５４を接続できるグランド端子５６、５７を設けた三次元接続構造体６０の断面図を示す。シールド部材５３、５４はハンダ５８により第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７に電気的にも機械的にも安定に接続される。

図４Ｂまたは図４Ｃのような構成とすることにより、本発明の三次元接続構造体５５、６０の基板接合部材１０の内周領域部（図示せず）はシールド部材により電磁シールドされるので、この領域のモジュール基板上に外部ノイズに影響されやすい電子部品が実装されたとしても外部ノイズが遮断される。したがって、三次元接続構造体５５、６０は電磁シールドにより、さらに良好なノイズ防止ができることとなる。

（実施の形態２）
図５および図６は、本発明の一実施の形態にかかる三次元接続構造体の断面図を示す。本実施の形態は、実施の形態１と異なり三次元接続構造体の基板接合部材の凸部の形状を工夫することにより、充填する樹脂との嵌め込みがより強固になっている。その他の構造は、実施の形態１の三次元接続構造体と同様である。

図５に三次元接続構造体６５の断面図を示す。この三次元接続構造体６５には、凸部６２を外周壁面６１に備えた基板接合部材１０が使用されている。この凸部６２には、ハウジング５９の上端面６３および下端面６４に対して垂直方向から見た断面形状が、外周壁面６１側よりも先端部６６の方が太いテーパー状である。すなわち、第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７は、この基板接合部材１０と樹脂２９により一体化されている。したがって、凸部６２の形状をテーパー状にすることで樹脂２９との嵌め込みを強固にして三次元接続構造体６５の一体化をより強固なものとしている。

同様に三次元接続構造体の一体化をより強固なものとした例として、図６に三次元接続構造体７０の断面図を示す。この三次元接続構造体７０には、凸部６７を外周壁面６１に備えた基板接合部材１０が使用されている。この凸部６７は、ハウジング５９の上端面６３および下端面６４に対して垂直方向から見た断面形状が、先端部６６から外周壁面６１側の少なくともいずれかの位置で先端部６６よりも細い。この基板接合部材１０と樹脂２９により、第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７は一体化されている。したがって、凸部６７の形状を先端部６６と外周壁面６１の近傍の中間部分６８を先端部６６よりも細くすることにより、樹脂２９との嵌め込みを強固にして三次元接続構造体７０の一体化をより強固なものとしている。

なお、本実施の形態において、ハウジングの上端面および下端面に対して水平方向から見た凸部の断面形状が、外周壁面側よりも先端部の方が太いテーパー状の形状であってもよい。また、同様にハウジングの上端面および下端面に対して水平方向から見た凸部の断面形状が、先端部から外周壁面側の少なくともいずれかの位置で先端部よりも細い形状であってもよい。ハウジングの外周壁面に形成された凸部の形状が、これらの形状であっても、樹脂との嵌め込みは強固なものとなる。その結果、三次元接続構造体の一体化は、より強固なものとなる。

（実施の形態３）
図７から図９は、本発明の一実施の形態にかかる三次元接続構造体の断面図を示す。本実施の形態は、実施の形態１と異なり三次元接続構造体の基板接合部材の凸部を含むハウジングのブロック領域に孔を形成することにより、充填する樹脂との嵌め込みがより強固になっている。その他の構造は、第１の実施の形態の三次元接続構造体と同様である。

図７に三次元接続構造体７５の断面図を示す。この三次元接続構造体７５は、ハウジング５９のブロック領域７１に貫通した孔７２がある。この貫通した孔７２は、基板接合部材１０の上端面６３および下端面６４に対して垂直方向に形成されており、少なくとも凸部７３を有する外周壁面６１を含むハウジング５９のブロック領域７１に形成されている。

このような構成の基板接合部材１０により、第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７を接合して取り囲んだ外周壁面６１の外側の空間に樹脂２９を充填した場合、ハウジング５９のブロック領域７１にある、垂直方向に貫通した孔７２の中に樹脂が充填されるようにする。このようにすると外周壁面６１にある凸部７３がさらに強固に嵌め込まれる構造となる。したがって、第１のモジュール基板２８、第２のモジュール基板３７と基板接合部材１０とが、さらに強固に接続される。

図８にさらに水平方向にも貫通した孔を形成した三次元接続構造体８０の断面図を示す。この三次元接続構造体８０は、ハウジング５９のブロック領域７１に垂直方向に貫通した孔７２に加えて、基板接合部材１０の上端面６３および下端面６４に対して水平方向に孔７４が形成されている。すなわち、この孔７４は外周壁面６１に対して垂直に形成されて、貫通した孔７２のところまで到達している。

このような構成の基板接合部材１０により、第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７を接合して取り囲んだ外周壁面６１の外側の空間に樹脂２９を充填した場合、ハウジング５９のブロック領域７１にある、垂直方向と水平方向に貫通した孔７２、７４の中に樹脂が充填されるようにする。このようにすると外周壁面６１にある凸部７３が図７で示した例よりも、さらに強固に嵌め込まれる構造となる。したがって、第１のモジュール基板２８、第２のモジュール基板３７と基板接合部材１０とが、さらに強固に接続される。

図９に断面図を示す三次元接続構造体８５は、ハウジング５９のブロック領域７１に上端面６３および下端面６４に対して水平方向で、かつ外周壁面６１に対して水平方向に貫通した孔７６を形成したものである。

図７および図８の場合と同様に、このような構成の基板接合部材１０により、第１のモジュール基板２８および第２のモジュール基板３７を接合して取り囲んだ外周壁面６１の外側の空間に樹脂２９を充填した場合、ハウジング５９のブロック領域７１にある貫通した孔７６の中に樹脂が充填されるようにする。このようにすると外周壁面６１にある凸部７３がさらに強固に嵌め込まれる構造となる。したがって、第１のモジュール基板２８、第２のモジュール基板３７と基板接合部材１０とが、さらに強固に接続される。

図７から図９に示したハウジング５９のブロック領域７１に形成された孔は、一方向のみでも二次元または三次元的に形成されていてもよく、貫通した孔または途中で止めた孔のどちらに加工してもよい。

このような構成にして樹脂を充填すると、ハウジングのブロック領域にある、垂直方向または水平方向に形成した孔の中に樹脂が充填されるので、外周壁面の凸部がさらに樹脂に強固に嵌め込まれる構造となる。したがって、さらに耐衝撃性に優れた三次元接続構造を実現できる。

なお、実施の形態１から実施の形態３において外周壁面の凸部は少なくとも２つの外周壁面に形成されているが、四角形の枠形状の三辺または四辺に形成されていてもよい。

また、外周壁面の凸部は一本のバー上の形態のもので説明したが、平行な複数本のバーを形成してもよく、バーでなく互いに分離した複数の凸部を形成してもよい。なお外周壁面の一部に部分的に形成された凸部であってもよく、これらの部分的に形成された凸部が外周壁面に二次元的に分離して配置された構成であってもよい。この部分的に形成された凸部が二次元的に分離して配置された外周壁面が、三面または四面から構成されていてもよい。

なお、基板接合部材は四角形の枠形状である必要はなく、三角形または五角形以上の多角形であってもよく、四角形であっても長方形や正方形はもちろんのこと、それ以外の、例えば額縁形状のような複雑な形状であってもよい。さらには、円形や楕円形の枠形状であってもよい。

本発明の基板接合部材ならびにそれを用いた三次元接続構造体は、電子部品が実装された基板間をファインピッチで接続でき、耐衝撃性を大きく改善できる。また、基板接合部材にシールド機能を付加することもでき、電磁ノイズに影響されやすい電子部品を電磁シールドすることも可能となり、モバイル機器などの携帯用電子機器の分野においても特に有用である。

本発明の一実施の形態における基板接合部材の上面図 本発明の一実施の形態における基板接合部材の図１Ａの１Ｂ−１Ｂの断面から見た断面図 本発明の一実施の形態における三次元接続構造体の断面図 本発明の一実施の形態で用いた三次元接続構造体の製造方法を示す各工程での三次元接続構造体の断面図 本発明の一実施の形態で用いた三次元接続構造体の製造方法を示す各工程での三次元接続構造体の断面図 本発明の一実施の形態で用いた三次元接続構造体の製造方法を示す各工程での三次元接続構造体の断面図 本発明の一実施の形態で用いた三次元接続構造体の製造方法を示す各工程での三次元接続構造体の断面図 本発明の一実施の形態におけるシールド部材が形成された三次元接続構造体の断面図 本発明の一実施の形態におけるシールド部材が形成された三次元接続構造体の断面図 本発明の一実施の形態におけるシールド部材が形成された三次元接続構造体の断面図 本発明の一実施の形態における三次元接続構造体の断面図 本発明の一実施の形態における三次元接続構造体の断面図 本発明の一実施の形態における三次元接続構造体の断面図 本発明の一実施の形態における三次元接続構造体の断面図 本発明の一実施の形態における三次元接続構造体の断面図 他の従来方式のピンコネクタの平面図 図１０Ａのピンコネクタの長手方向に沿った断面図 図１０Ａに示すピンコネクタを用いてモジュール基板同士を接続した断面図

符号の説明

１０ 基板接合部材
１２，５９ ハウジング
１２ａ，６３ 上端面
１２ｂ，６４ 下端面
１２ｃ 内壁
１２ｄ，６１ 外周壁面
１４ リード端子
１５ 上端側接合部
１６ 下端側接合部
１７ リード接続部
１８，６２，６７，７３ 凸部
２０ 多層配線基板
２３，２４，３２，３３，１１４，１２４ 回路パターン
２５，３４ 貫通導体
２６，２７，３５，３６，１１６，１２６ 電子部品
２８ 第１のモジュール基板
２９ 樹脂
３０ 両面配線基板
３７ 第２のモジュール基板
３９，４１，５８ ハンダ
４０，５０，５５，６０，６５，７０，７５，８０，８５ 三次元接続構造体
５１，５２，５３，５４ シールド部材
５６，５７ グランド端子
６６ 先端部
６８ 中間部分
７１ ブロック領域
７２，７４，７６ 孔
１１０，１２０ モジュール基板
１１２，１２２ 配線基板
１２８ ハンダ付け部
１３０ ピンコネクタ
１３２ 樹脂スペーサ
１３４ 金属製接続ピン
１３６ 可撓弾性片

Claims (14)

1. 導電性の材料からなる複数のリード端子と、
   枠形状からなり、複数の前記リード端子を予め設定した配列構成で枠形状の上下方向に固定保持した絶縁性のハウジングとを含み、
   前記リード端子は、前記ハウジングの上端面に上端側接合部を、下端面に下端側接合部を備え、
   前記ハウジングは、前記枠形状の少なくとも２つの外周壁面に凸部を有することを特徴とする基板接合部材。
2. 前記凸部は、前記上端面および前記下端面に対して垂直方向から見た断面形状が前記外周壁面側より先端部の方が太いテーパー状であることを特徴とする請求項１に記載の基板接合部材。
3. 前記凸部は、前記上端面および前記下端面に対して垂直方向から見た断面形状が前記先端部から前記外周壁面側の少なくともいずれかの位置で前記先端部よりも細いことを特徴とする請求項１に記載の基板接合部材。
4. 前記ハウジングは、少なくとも前記凸部を有する外周壁面を含むハウジングのブロック領域に垂直方向に貫通した孔を有することを特徴とする請求項１に記載の基板接合部材。
5. 前記ハウジングは、少なくとも前記凸部を有する外周壁面を含むハウジングのブロック領域に前記上端面および前記下端面に対して水平方向で、かつ前記外周壁面に対して水平な方向に貫通した孔を有することを特徴とする請求項１に記載の基板接合部材。
6. 前記ハウジングは、少なくとも前記凸部を有する外周壁面を含むハウジングのブロック領域に前記上端面および前記下端面に対して水平で、かつ前記外周壁面に対して垂直な方向に形成された孔を有することを特徴とする請求項１に記載の基板接合部材。
7. 前記ハウジングは、前記凸部を含む前記外周壁面に導電性のシールド部材が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板接合部材。
8. 前記シールド部材は、前記リード端子の前記下端側接合部と同じ位置に設けたアース用端子に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の基板接合部材。
9. 前記リード端子の少なくとも１つをアース用端子として、前記アース用端子は、前記シールド部材と接続されていることを特徴とする請求項８に記載の基板接合部材。
10. 第１のモジュール基板と、
    第２のモジュール基板と、
    前記第１のモジュール基板と前記第２のモジュール基板とを電気的に接続する請求項１に記載の基板接合部材とを有し、
    前記第１のモジュール基板に形成されている回路パターンおよび前記第２のモジュール基板に形成されている回路パターンのうち、前記基板接合部材のリード端子の上端側接合部および下端側接合部とそれぞれ対向する箇所と、前記上端側接合部および前記下端側接合部とを接合し、
    前記基板接合部材のハウジングの外周壁面を樹脂でモールドすることにより、前記第１のモジュール基板、前記第２のモジュール基板および前記基板接合部材を一体化してなる三次元接続構造体。
11. 第１のモジュール基板と、
    第２のモジュール基板と、
    前記第１のモジュール基板と前記第２のモジュール基板とを電気的に接続する請求項４に記載の基板接合部材とを有し、
    前記第１のモジュール基板に形成されている回路パターンおよび前記第２のモジュール基板に形成されている回路パターンのうち、前記基板接合部材のリード端子の上端側接合部および下端側接合部とそれぞれ対向する箇所と、前記上端側接合部および前記下端側接合部とを接合し、
    前記基板接合部材のハウジングの外周壁面を樹脂でモールドすることにより、前記第１のモジュール基板、前記第２のモジュール基板および前記基板接合部材を一体化してなる三次元接続構造体。
12. 前記基板接合部材のハウジングのブロック領域に形成された垂直方向または水平方向に形成した孔の少なくとも１つに樹脂が充填されたことを特徴とする請求項１１に記載の三次元接続構造体。
13. 前記樹脂の外周に導電性のシールド部材がさらに形成されたことを特徴とする請求項１０に記載の三次元接続構造体。
14. 前記導電性のシールド部材と、前記第１のモジュール基板または前記第２のモジュール基板の少なくともどちらかのアース用端子とが電気的に接続されたことを特徴とする請求項１３に記載の三次元接続構造体。

Images