本發(fā)明涉及具備被埋設有電子元件的立體基部的立體電路構造體。

背景技術：

近年，將便攜式電子設備、小型傳感器或健康設備(電子體溫計、血壓計等)實現(xiàn)為薄型、輕量且小型的可穿戴制品的需求日益增大。隨此，將電子元件三維配置而高密度安裝有電子元件的立體電路構造體的需求也逐漸增大。

作為實現(xiàn)此類立體電路構造體的技術之一，專利文獻1中揭示了將絕緣基板與偽基板多階段地層疊來形成包含立體布線基板的立體絕緣基體，并將元件配置在該絕緣基體的頂面和側面，由此得到縮短了布線長度的電路裝置。

然而專利文獻1的技術中需要對多個印刷基板進行多層化，因此存在電路裝置的立體形狀受限的問題。對此，以往提出了一種不使用印刷基板來實現(xiàn)立體電路構造體的技術。

作為該技術的一例，專利文獻2揭示了一種多層立體電路基板制造方法，其在具有經銅鍍膜包覆了的突起部的一次模塑成型物的表面上，以露出該突起部的頂端部分的方式形成二次模塑成型物，然后在二次模塑成型物的表面上形成與包覆著該突起部的銅鍍膜相接觸的銅鍍膜，由此將一次模塑成型物表面上的電路和二次模塑成型物表面上的電路彼此電連接。

另外，專利文獻3揭示了一種立體布線構造體制造方法，其包含至少4個步驟：預設圖案形成步驟，在平板狀模具上形成布線圖案的預設圖案；模具變形步驟，將模具變?yōu)榱Ⅲw形狀；成型步驟，向模具的內部空間注入成型材料并使成型材料固化，然后將模具與成型材料分離；布線圖案形成步驟，在成型體上形成布線圖案。

然而專利文獻2的技術中存在多層立體電路基板的端部上所形成的布線易斷線的問題。專利文獻3的技術中也同樣存在該問題。

為解決這一問題，專利文獻4揭示了一種立體布線構造體，其具有由樹脂形成的基材、配置于該基材表面的多個表層布線、以及配置于該基材內部的內部布線，并且，隔著該基材的角落部所鄰接配置的2個所述表層布線介由所述內部布線而相連。

〔現(xiàn)有技術文獻〕

專利文獻1：日本國公開專利申請公報“特開2001-102746號公報(2001年4月13日公開)”

專利文獻2：日本國公開專利申請公報“特開2010-087155號公報(2002年4月15日公開)”

專利文獻3：日本國公開專利申請公報“特開2006-24724號公報(2006年1月26日公開)”

專利文獻4：日本國公開專利申請公報“特開2010-141049號公報(2010年6月24日公開)”

技術實現(xiàn)要素：

〔發(fā)明所要解決的問題〕

然而專利文獻4的技術中需要沿基材的角落部來設置內部布線，因此存在無法排除內部布線斷線風險的問題。

本發(fā)明是為解決以上的問題而研發(fā)的。本發(fā)明的目的在于提供一種無需設置跨越端部或沿著端部的布線的立體電路構造體。

〔用以解決問題的手段〕

為解決上述問題，本發(fā)明一個方面的立體電路構造體的特征在于具備：立體基部，所述立體基部至少具有第1表面和以非平行的方式與所述第1表面相連接的第2表面；電子元件，所述電子元件至少具有從所述第1表面露出的第1電極和從所述第2表面露出的第2電極，且所述電子元件埋設在所述立體基部上的彼此鄰接的、所述第1表面的端部及所述第2表面的端部。

〔發(fā)明效果〕

本發(fā)明一個方面的效果在于能提供無需設置跨越端部或沿著端部的布線的立體電路構造體。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施方式1的立體電路構造體的要部結構圖。

圖2是本發(fā)明的實施方式2的立體電路構造體的要部結構圖。

具體實施方式

〔實施方式1〕

以下結合圖1，對本發(fā)明的實施方式1進行說明。

(立體電路構造體1的結構)

圖1是本發(fā)明的實施方式1的立體電路構造體1的要部結構圖。如圖1所示，立體電路構造體1具備立體基部2、電子元件11～19、封包ic41(電子元件、封包集成電路)、以及布線201～213。電子元件11～19及封包ic41是用以構成立體電路構造體1中所要形成的一個電子電路的電路要素。

立體電路構造體1被安裝到便攜式電子設備、小型傳感器或健康設備(電子體溫計、血壓計等)等各類設備中來負責該設備的主要或輔助功能。立體電路構造體1中能立體配置電子元件11～19及封包ic41，因此與實現(xiàn)同等功能的以印刷基板為基本的以往電路構造相比，立體電路構造體1的尺寸能縮小。由此，立體電路構造體1有助于將安裝有該立體電路構造體的各種設備實現(xiàn)為薄型、輕量且小型的可穿戴制品。

(立體基部2)

立體基部2是由abs樹脂(丙烯腈-丁二醇-苯乙烯樹脂)等樹脂材料構成的立方體狀基體，在其表面，以埋入的方式配置有電子元件11～19及封包ic41。如圖1所示，立體基部2具有3個彼此正交的表面p1～p3。表面p1與表面p2通過彼此共有的1個邊而相互連接。表面p1與表面p3通過彼此共有的1個邊而相互連接。表面p2與表面p3通過彼此共有的1個邊而相互連接。

立體基部2的形狀并不限是立方體。立體基部2也可以是：至少具備通過1個共有端部而以非平行方式相互連接的2個表面且各表面供埋設電子元件的任意形狀。2個表面的夾角可以為90°以下，也可以大于90°。

為了容易地形成立體基部2，立體基部2的材料優(yōu)選是樹脂，但立體基部2的材料并不限是樹脂。立體基部2的材料只要是在模塑成型法或鑄造法等這類將流動性材料或粉狀材料固化成具期望形狀的立體基部2的方法中所能使用的任意材料即可。例如可舉出有機材料(天然橡膠及人造橡膠等)或無機材料(陶瓷、鋁等)。如后文所詳述的，立體基部2的材料為樹脂時，則能通過模塑成型法來形成立體基部2。另一方面，立體基部2的材料為鋁時，則能通過模鑄法來形成立體基部2。

為了防止電子元件的電極間發(fā)生意外的短路，立體基部2的材料優(yōu)選具絕緣性，但也可以具導電性。若立體基部2的材料具導電性，則該材料優(yōu)選是滿足以下要求的材料：能在立體電路構造體1的某個制造步驟中，通過某種化學或物理手法來將立體基部2中供埋設電子元件等的部分(從表面向內深入一定深度的部分)轉變成具絕緣性。例如，立體基部2的材料若為鋁，則可以從立體基部2的表面起，形成至少比電子元件的電極深的氧化鋁膜。

(電子元件11～19)

電子元件11～19均為具備2個電極(一方電極和另一方電極)的無源元件，諸如片狀電阻或片狀電容。各電子元件11～19具備電極21～29(第1電極)當中的某個相應電極、以及電極31～39(第2電極)當中的某個相應電極。

電子元件11～13埋設在立體基部2上的彼此鄰接的、表面p1的端部及表面p2的端部。電子元件13還埋設在立體電路構造體1上的與表面p1的端部及表面p2的端部均鄰接的、表面p3的端部。電子元件14埋設在立體基部2上的彼此鄰接的、表面p1的端部及表面p3的端部。電子元件15～17埋設在立體基部2的表面p2，且電子元件15～17配置在表面p2內的、與表面p2的各端部均離開一定距離的位置。即，電子元件15～17未埋設在表面p2的端部。電子元件18埋設在表面p2的與表面p1側的端部呈相反側的端部。電子元件19埋設在立體基部2的表面p3，且電子元件19配置在與表面p3的各端部均離開一定距離的位置。即，電子元件19未埋設在立體電路構造體1的端部。

(封包ic41)

封包ic41是由半導體等構成且具有16個電極101～116的有源元件。從宏觀上看，封包ic41也是電子元件的一種。封包ic41以露出其頂面部分的方式埋設在立體基部2的表面p1。電極101～116各自連續(xù)地形成在封包ic41的頂面及側面。但圖1中，電極101～116的頂面部分從表面p1露出。封包ic41埋設在立體基部2的表面p1。封包ic41配置在與表面p1的各端部均離開一定距離的位置。即，封包ic41未配置在立體基部2的端部。

(布線201～213)

布線201～213由銀納米油墨等導電性材料構成。布線201～213形成在立體基部2的表面p1～p3中的任意表面。布線201～213均不跨越表面p1～p3的任何端部，這將在后文詳述。即，布線201～213各自僅形成于其所要形成的表面之內，并不延伸至其他表面。

(各電子元件的連接)

布線201的一端與封包ic41的電極101相連，另一端與電子元件11的電極21的、從表面p1露出的部位相連。布線202的一端與電子元件11的電極31的、從表面p2露出的部位相連，另一端與電子元件15的電極25相連。布線201僅形成在表面p1之內，布線202僅形成在表面p2之內。封包ic41與電子元件15介由布線201、埋設在立體基部2的端部的電子元件11、以及布線202而彼此相連。立體電路構造體1中不存在以跨越立體基部2的端部的方式將封包ic41與電子元件15相連的布線。

布線203的一端與電子元件15的電極35相連，另一端與電子元件16的電極26相連。如此，電子元件15與電子元件16串聯(lián)連接。

布線204的一端與封包ic41的電極102相連，另一端與電子元件12的電極22的、從表面p2露出的部位相連。布線205的一端與電子元件12的電極22的、從表面p1露出的部位相連，另一端與電子元件16的電極36相連。布線204僅形成在表面p1之內，布線205僅形成在表面p2之內。由于布線204及205與在表面p1的端部及表面p2的端部所連續(xù)形成的同一電極22相連，因此封包ic41與電子元件16介由布線204、電極22、以及布線205而彼此相連。如此，電極22具有不介由其他電子元件來將埋設于表面p1的封包ic41與埋設于表面p2的電子元件16直接相連的中繼點作用。另外，立體電路構造體1中不存在以跨越立體基部2的端部的方式將封包ic41與電子元件16相連的布線。

布線206的一端與封包ic41的電極105相連，另一端與電子元件13的電極23的、從表面p1露出的部位相連。布線207的一端與電子元件13的電極23的、從表面p1露出的部位相連，另一端與電子元件17的電極37相連。布線206僅形成在表面p1之內，布線207僅形成在表面p2之內。由于布線206及207與在表面p1的端部及表面p2的端部所連續(xù)形成的同一電極23相連，因此封包ic41與電子元件17介由布線206、電極23、以及布線207而彼此相連。如此，電極23具有不介由其他電子元件來將封包ic41與電子元件17直接相連的中繼點作用。另外，立體電路構造體1中不存在以跨越立體基部2的端部的方式將封包ic41與電子元件17相連的布線。

布線208的一端與電子元件17的電極27相連，另一端與電子元件18的電極28相連。如此，電子元件17與電子元件18并聯(lián)連接。

布線209的一端與電子元件13的電極33的、露出在表面p3的部位相連，另一端與電子元件19的電極29相連。由此，埋設在表面p1的封包ic41與埋設在表面p3的電子元件19介由布線206、電子元件13、以及布線209而彼此相連。此外，埋設在表面p2的電子元件17與埋設在表面p3的電子元件19介由布線207、電子元件13、以及布線209而彼此相連。像這樣，布線206僅形成在表面p1之內，布線209僅形成在表面p3之內。封包ic41與電子元件19介由布線206、埋設在立體基部2的端部的電子元件13、以及布線209而彼此相連。立體電路構造體1中不存在以跨越立體基部2的端部的方式將封包ic41與電子元件19相連的布線。

布線210的一端與封包ic41的電極106相連，另一端與電子元件14的電極34的、從表面p1露出的部位相連。布線211的一端與電子元件14的電極24的、從表面p3露出的部位相連，另一端與電子元件19的電極39相連。布線210僅形成在表面p1之內，布線211僅形成在表面p3之內。封包ic41與電子元件19介由布線210、埋設在立體基部2的端部的電子元件14、以及布線211而彼此相連。立體電路構造體1中不存在以跨越或沿著立體基部2的端部的方式將封包ic41與電子元件19相連的布線。

布線212的一端與封包ic41的電極115相連，另一端與未圖示的其他電極或其他電子元件的電極相連。布線213的一端與封包ic41的電極114相連，另一端與未圖示的其他電極或其他電子元件的電極相連。

如上所述，本實施方式提供無需設置跨越立體基體2端部或沿著該端部的布線的立體電路構造體1。

(立體電路構造體1的制造方法)

以下對立體電路構造體1的一例制造方法進行說明。該方法包含4個工序。

(預固定工序)

首先，準備3個用以預固定電子元件11～19及封包ic41的基材片。這些第1～第3基材片分別與表面p1～p3相對應。第1～第3基材片的材料優(yōu)選是可透射紫外線且具柔軟性的材料，例如可采用pet(聚對苯二甲酸乙酯)、pen(聚萘二甲酸乙酯)、pps(聚苯硫醚)等。

在第1基材片上，預固定要埋設至立體電路構造體1的表面p1的封包ic41。具體而言，將封包ic41預固定在第1基材片上的相應位置，該相應位置對應于上述與表面p1的各端部均離開一定距離的位置。

在第2基材片上，預固定要埋設至立體電路構造體1的表面p2的電子元件11～18。具體而言，將電子元件11～13預固定在第1基材片上的與表面p2的第1端部(位于表面p2側的端部)相對應的位置。還將電子元件15～18分別預固定在相應位置，這些相應位置對應于立體電路構造體1上的與表面p2的各端部均離開一定距離的位置。還將電子元件18預固定在第1基材片上的與表面p2的第2端部(與第1端部相反側的端部)相對應的位置。

在第3基材片上，預固定要埋設至立體電路構造體1的表面p3的電子元件14及19。此時，將電子元件14預固定在第3基材片上的與表面p3的第1端部(位于表面p2側的端部)相對應的位置。另外，將電子元件19預固定在第3基材片上的相應位置，該相應位置對應于上述與表面p3的各端部均離開一定距離的位置。

基材片的用來預固定電子元件等的預固定表面被涂布有粘接劑，在定好了各電子元件的位置關系的狀態(tài)下，將相應的電子元件預固定到基材片的預固定表面上。優(yōu)選固化時間短的粘接劑，例如可采用紫外線固化型粘接劑。紫外線固化型粘接劑受到紫外線照射而固化，由此將基材片與電子元件相互粘接。因此，若從涂布有粘接劑的表面照射紫外線，則電子元件本身將成為阻礙紫外線照射到粘接劑的屏障，而可能導致固化(粘接)不充分。對此，采用可透射紫外線的材料作為基材片，并從基材片的未涂布有粘接劑的表面照射紫外線，由此能夠使粘接劑充分固化，在短時間內切實將電子元件固定在基材片上。

具體地，采用有限會社gluelabo制造的gl-3005h作為紫外線固化型粘接劑，在50μm的pet制第1～第3基材片上涂布厚2～3μm的粘接劑。之后，決定各電子元件的位置，從第1～第3基材片的未涂布有粘接劑表面照射3000mj/cm²的紫外線，由此能使粘接劑固化來固定各電子元件。

(模塑工序)

在第1～第3基材片上將電子元件11等預固定后，將第1～第3基材片配置到用于制造立體電路構造體1的模具中。該模具用于模塑成型出埋設有電子元件11等的立體基部2。按照使第1～第3基材片的被預固定有電子元件11等的表面的背側表面與模具上的相應表面相接觸的方式，配置第1～第3的基材片。第1～第3基材片分別配置在模具內的、立體基部2的表面p1～p3的形成位置。在該狀態(tài)下，以模具溫度80℃、模塑樹脂溫度180℃、模塑壓力20kg/cm²的條件注入abs樹脂等樹脂材料來模塑。由此，電子元件11及封包ic41等埋設到立體基部2中。

優(yōu)選樹脂材料中預先添加有導熱性填料。由此能使模塑成型時產生的熱容易地從電子元件11等逃逸到外部。作為導熱性填料，可舉出銅等金屬粉末、或者氮化鋁或氧化鋁等無機粉末等。

(電極露出工序)

將第1～第3基材片從經上述模塑成型而得到成形物上剝離，以使電子元件11的電極21和電極31、以及封包ic41的電極101等從立體基部2的表面p1～p3露出。

(布線形成工序)

最后，在表面p1～p3上形成用以連接從立體基部2的表面p1～p3露出的電極21、電極31、及電極101等各個電極的布線201～211。此時，可采用例如噴射作為布線201等的材料的導電性銀納米油墨的方法(例如噴墨印刷)。取而代之地，也可采用絲網(wǎng)印刷法或鍍銅法。各布線的形成結束后，埋設有電子元件11～19及封包ic41的立體電路構造體1便得以完成。

如圖1所示，在立體電路構造體1中，能通過埋設在立體基部2端部的電子元件上的電極，來將埋設在立體基部2的不同表面處的各電子元件彼此連接。即，無需以跨越表面p1～p3的端部的方式來形成用以將埋設在立體基部2的不同表面處的各電子元件彼此相連的布線。因此，與利用噴墨印刷等方法在端部印刷布線的情況不同，即，無需使用形狀與端部相配的印刷噴頭。此外，也無需在印刷時使立體基部2進行復雜的回旋動作。出于這些理由，既無需導入供制造立體電路構造體1的高價印刷裝置，又能防止立體電路構造體1的制造成本增高。另外，由于完全無需在立體基部2的各端部以跨越該端部的方式形成布線，因此與布線形成在各端部的電子電路相比，能縮短電子電路的總布線長度。

立體基部2的供埋設電子元件的表面并不限是表面p1～p3。電子元件也可埋設在圖1中未示出的其他3個表面。換言之，在立體基部2所具有的6個表面中的某個表面、以及鄰接于該表面的至少1個其他表面分別埋設有電子元件即可。

〔實施方式2〕

以下結合圖2，對本發(fā)明的實施方式2進行說明。對于與上述實施方式共通的各部件，賦予其相同的標號并省略其詳細說明。

(立體電路構造體1a的結構)

圖2是本發(fā)明的實施方式1的立體電路構造體1a的要部結構圖。如圖2所示，立體電路構造體1a具備立體基部2、電子元件13～19、封包集成電路41(電子元件)、以及布線203～213。電子元件13～19及封包ic41是用以構成立體電路構造體1a中所要形成的一個電子電路的電路要素。

本實施方式中，封包ic41埋設在立體基部2上的彼此鄰接的、表面p1的端部及表面p2的端部。在此，封包ic41配置在其電極101～104可從表面p1及表面p2均露出的位置。封包ic41不僅具有電極101～116，還具有2根內部布線301及302。

布線202的一端與封包ic41的電極101的、從表面p2露出的部位相連，另一端與電子元件15的電極25相連。電極101的露出在表面p1的部位與內部布線301的一端在封包ic41的內部相連。內部布線301的另一端與電極115在封包ic41的內部相連。電極115與布線212的一端相連，布線212的另一端與未圖示的其他電子元件的電極相連。

布線205的一端與封包ic41的電極104的、從表面p2露出的部位(第1電極)相連，另一端與電子元件16的電極26相連。電極104的露出在表面p1的部位(第2電極)與內部布線302的一端在封包ic41的內部相連。內部布線302的另一端與電極106(第3電極)在封包ic41的內部相連。電極106與布線210的一端相連，布線210的另一端與電子元件14的電極34的、從表面p1露出的部位相連。

如上所述，在封包ic41中，電極104與電極106介由內部布線302而相連。因此，埋設在表面p3的電子元件14與埋設在表面p2的電子元件16不介由封包ic41內部的功能區(qū)域而直接彼此相連。像這樣，在本實施方式中，由于封包ic41埋設在立體基部2的端部，因此能介由封包ic41所具有的2個電極來將各自埋設在不同表面的2個電子元件直接彼此相連。由此，與實施方式1的立體電路構造體1的不同點在于無需在立體基部2的端部埋設電子元件12，因此能簡化立體電路構造體1a的結構。

另外，由于封包ic41具有多個電極，因此即使是僅封包ic41埋設在立體基部2端部的立體電路構造體1a，也能通過封包ic41內的各電極，將埋設在不同表面的多個電子元件彼此相連。

〔小結〕

為解決上述問題，本發(fā)明一個方面的立體電路構造體的特征在于，具備：立體基部，所述立體基部至少具有第1表面和以非平行的方式與所述第1表面相連接的第2表面；電子元件，所述電子元件至少具有從所述第1表面露出的第1電極和從所述第2表面露出的第2電極，且所述電子元件埋設在所述立體基部上的彼此鄰接的、所述第1表面的端部及所述第2表面的端部。

根據(jù)上述方案，能介由第1布線，將配置在立體基部的第1表面的第1電子元件與埋設在立體基部的端部處的電子元件的第1電極相連。此外，能介由第2布線，將配置在立體基部的第2表面的第2電子元件與埋設在立體基部的端部處的電子元件的第2電極相連。通過這些連接，能介由第1布線、第2布線、以及埋設在立體基部的端部處的電子元件，將分別配置在不同表面的第1電子元件與第2電子元件彼此相連。完全不用設置為實現(xiàn)該連接而跨越立體基部的端部或沿著該端部的布線。因此，能實現(xiàn)一種無需設置跨越立體基部的端部或沿著該端部的布線的立體電路構造體。

本發(fā)明一個方面的立體電路構造體的進一步特征在于，所述電子元件是具有一方電極及另一方電極的無源元件。

根據(jù)上述方案，能實現(xiàn)一種在立體基部的端部埋設有片狀電阻及片狀電容等各類無源元件的立體電路構造體。

本發(fā)明一個方面的立體電路構造體的進一步特征在于，所述一方電極露出在所述第1表面，所述另一方電極露出在所述第2表面，所述一方電極的露出在所述第1表面的部位是所述第1電極，所述另一方電極的露出在所述第2表面的部位是所述第2電極。

根據(jù)上述方案，能夠將配置在第1表面的電子元件、埋設在立體基部的端部的電子元件、以及配置在第2表面的電子元件彼此串聯(lián)連接。

本發(fā)明一個方面的立體電路構造體的進一步特征在于，所述一方電極或所述另一方電極露出在所述第1表面及所述第2表面，所述一方電極或所述另一方電極的露出在所述第1表面及所述第2表面的部位分別是所述第1電極及所述第2電極。

根據(jù)上述方案，能夠介由埋設在立體基部的端部處的電子元件上的電極或電極，將配置在第1表面的電子元件與配置在第2表面的電子元件直接相連。

根據(jù)本發(fā)明第一個方面所述的立體電路構造體，其特征在于：所述電子元件是具有包括所述第1電極及所述第2電極在內的至少3個電極的封包集成電路。

根據(jù)上述方案，能實現(xiàn)在立體基部的端部埋設有封包集成電路的立體電路構造體。

本發(fā)明一個方面的立體電路構造體的進一步特征在于：所述第1電極與所述第2電極構成為一個連續(xù)形成的電極，所述電子元件還具有從所述第2表面露出的第3電極、和與所述第2電極及所述第3電極相連的內部布線。

根據(jù)上述方案，能夠介由埋設在立體基部的端部處的封包集成電路的第1～第3電極，將配置在第1表面的電子元件與配置在第2表面電子元件直接相連。

本發(fā)明并不限于上述各實施方式，可以在權利要求所示的范圍內進行各種變更，適當?shù)亟M合不同實施方式中分別揭示的技術方案而得到的實施方式也包含在本發(fā)明的技術范圍內。此外，通過組合各實施方式中分別揭示的技術方案，能夠形成新的技術特征。

〔產業(yè)上的可利用性〕

本發(fā)明能較好地用作組裝到便攜式電子設備、小型傳感器、或健康設備(電子體溫計、血壓計等)等各類設備內的立體電路構造體。

<附圖標記說明>

1、1a立體電路構造體

2立體基部

11～19電子元件

21～29電極(一方電極)

31～39電極(另一方電極)

41封包ic

201～213布線

301、302內部布線