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Die
gegenwärtige
Erfindung bezieht sich auf ein mehrschichtiges Substrat bzw. Multilager-Substrat
und auf ein Verfahren zur Herstellung desselben.
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Die
US 2006/0042078 A (welche
der
JP 2006-73763
A entspricht) offenbart ein Herstellungsverfahren für ein mehrschichtiges
Substrat bzw. Multilager-Substrat, das ein Isolierbasiselement und
ein elektrisches bzw. elektronisches Element, das in das Isolierbasiselement
eingebettet ist, aufweist. Bei dem Herstellungsverfahren weist das
Isolierbasiselement eine Vielzahl von Harzfilmen auf, und ein Teil
der Harzfilme weist ein Durchgangsloch auf, in das das elektrische
Element eingeführt
wird. Wenigstens einer der Harzfilme mit dem Durchgangsloch ist
mit einer Vielzahl von hervorstehenden Elementen versehen. Die hervorstehenden
Elemente stehen von Randabschnitten bzw. Umfangsabschnitten des Durchgangslochs
in das Durchgangsloch hervor. Die hervorstehenden Elemente sind
derart angeordnet, dass ein Abstand zwischen gegenüberliegenden Spitzen
(oberen Enden) der hervorstehenden Elemente geringer ist als eine
Außenabmessung
des elektrischen Elements. Das elektrische Element wird in das Durchgangsloch
eingeführt,
während
die Spitzen der hervorstehenden Elemente zerquetscht bzw. gecrushed
werden. Ein gestapelter Körper
aus den Harzfilmen, in dem sich das elektrische Element befindet,
wird mit Wärme
gepresst, um das mehrschichtige Substrat auszuformen.
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Das
in das Durchgangsloch eingeführte
elektrische Element wird durch den Harzfilm befestigt, welcher die
hervorstehenden Elemente aufweist, wodurch eingeschränkt wird,
dass das elektrische Element in eine Zwischenschicht der gestapelten
Harzfilme bzw. zwischen die gestapelten Harzfilme gelangt oder dass
es aufgrund von Schwingungen, die dadurch erzeugt werden, dass ein
anderes elektrisches Element in ein benachbartes Durchgangsloch eingeführt wird
oder dass der gestapelte Körper
zu einem nächsten
Bearbeitungsvorgang gebracht wird, aus dem Durchgangsloch springt.
Somit wird eingeschränkt,
dass das elektrische Element während
eines Herstellungsvorgangs verschoben wird.
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Gemäß Versuchen
durch den Erfinder der gegenwärtigen
Anmeldung kann das elektrische Element in einem Fall, wo es sich
hinsichtlich des Durchgangslochs nicht an der richtigen Stelle befindet, dann,
wenn es in das Durchgangsloch eingeführt wird, die hervorstehenden
Elemente abschlagen bzw. abplätzen,
und es kann Harzstaub erzeugen. Außerdem kann der Harzstaub eine
Verbindung zwischen einer Elektrode in dem elektrischen Element und
einem leitenden Muster beeinträchtigen.
Im Gegensatz dazu kann es in einem Fall, wo das elektrische Element
hinsichtlich des Durchgangslochs sehr genau positioniert ist, lange
dauern, um das elektrische Element einzuführen. Somit ist das sehr genaue Positionieren
des elektrischen Elements in einem Fall ungeeignet, bei dem in ein
mehrschichtiges Substrat eine Vielzahl von elektrischen Elementen
eingeführt
wird.
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Die
Erzeugung von Harzstaub muss eingeschränkt werden, wenn ein elektrisches
Element in ein Durchgangsloch von gestapelten Harzfilmen eingeführt wird,
während
das elektrische Element schnell eingeführt wird.
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Es
ist Aufgabe der gegenwärtigen
Erfindung, ein mehrschichtiges Substrat bzw. Multilager-Substrat
zu schaffen. Ferner soll ein Herstellungsverfahren für ein mehrschichtiges
Substrat bzw. Multilager-Substrat geschaffen werden.
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Gelöst wird
die Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch 1 und 7. Weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einem
Gesichtspunkt der Erfindung weist ein mehrschichtiges Substrat ein
Isolierbasiselement bzw. isolierendes Basiselement, ein elektrisches
bzw. elektronisches Element, das in das Isolierbasiselement eingebettet
ist, und einen Abstandshafter bzw. eine Abstandseinrichtung auf.
Das Isolierbasiselement weist eine Vielzahl von leitenden Mustern
und eine Vielzahl von Harzfilmen, die aus einem thermoplastischen
Harz hergestellt, gestapelt und aneinander befestigt sind, auf.
Das elektrische Element weist eine Elektrode auf, die mit wenigstens
einem der leitenden Muster elektrisch gekoppelt ist. Wenigstens
ein Harzfilm weist ein Durchgangsloch auf, in welches das elektrische
Element eingeführt wird.
Ferner weist der eine Harzfilm eine Vielzahl von hervorstehenden
bzw. vorstehenden bzw. herausragenden Elementen auf, von welchen
jedes von einem Randabschnitt bzw. Umfangsabschnitt des Durchgangslochs
in dieses hervorsteht. Ein hervorstehendes Element liegt einem anderen
hervorstehenden Element derart gegenüber, dass sowohl das eine hervorstehende
Element als auch das andere hervorstehende Element mit dem elektrischen
Element in Kontakt steht und sie das elektrische Element zwischen sich
einschließen.
Der Abstandshalter ist zwischen dem einen Harzfilm und einem benachbarten
Harzfilm angeordnet und befindet sich an einem Basisabschnitt von
einem der hervorstehenden Elemente.
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In
dem gegenwärtigen
mehrschichtigen Substrat ist der Abstandshalter an dem Basisabschnitt von
einem der hervorstehenden Elemente angeordnet, wodurch eingeschränkt wird,
dass das hervorstehende Element durch das elektrische Element abgeschlagen
bzw. abgeplätzt
wird. Somit wird eingeschränkt,
dass bei dem mehrschichtigen Substrat Harzstaub erzeugt wird.
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Gemäß einem
anderen Gesichtspunkt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung
eines mehrschichtigen Substrats einen Schritt zum Bereitstellen
einer Vielzahl von Harzfilmen, einen Schritt zum Stapeln der Harzfilme
und eines Abstandshalters, einen Schritt zum Einführen eines
elektrischen bzw. elektronischen Elements durch Druck und einen Schritt
zum Erwärmen
und Pressen der gestapelten Harzfilme. In dem Schritt zum Bereitstellen
der Harzfilme sind diese aus einem thermoplastischen Harz hergestellt,
und wenigstens ein Harzfilm weist ein Durchgangsloch zum Einführen des
elektrischen Elements auf, und ein anderer Harzfilm weist kein Durchgangsloch
auf. Der eine Harzfilm umfasst ferner eine Vielzahl von hervorstehenden
Elementen, von welchen jedes von einem Randabschnitt bzw. Umfangsabschnitt
des Durchgangslochs in dieses hervorsteht. Ein hervorstehendes Element
liegt einem anderen hervorstehenden Element derart gegenüber, dass
ein Abstand zwischen oberen Enden des einen und des anderen hervorstehenden
Elements geringer ist als eine Außenabmessung des elektrischen
Elements. In dem Schritt zum Stapeln der Harzfilme und des Abstandshalters
ist der Abstandshalter zwischen dem einen Harzfilm und einem benachbarten
Harzfilm angeordnet, und er befindet sich an einem Basisabschnitt
von dem einen der hervorstehenden Elemente. In dem Schritt zum Einführen des
elektrischen Elements mit Druck wird dieses in das Durchgangsloch
mit Druck derart eingeführt,
dass die oberen Enden der hervorstehenden Elemente durch das elektrische
Element gequetscht bzw. zerquetscht bzw. gecrushed werden. In dem Schritt
zum Erwärmen
und Pressen der gestapelten Harzfilme wird aus den gestapelten Harzfilmen
ein Isolierbasiselement ausgeformt, und das elektrische Element
wird in das Isolierbasiselement eingebettet.
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Bei
dem gegenwärtigen
Herstellungsverfahren kann sich dann, wenn das elektrische Element
in das Durchgangsloch eingeführt
wird, das hervorstehende Element, das von dem elektrischen Element gepresst
wird, von dem Abstandshalter als Stützstelle mit einem großen Biegewinkel
neigen bzw. biegen. Sogar wenn sich das elektrische Element hinsichtlich des
Durchgangslochs nicht an der richtigen Stelle befindet, wird dadurch
das elektrische Element durch eine Rückstellkraft bzw. Reaktionskraft
bzw. Reaction Force der hervorstehenden Elemente zu einem Zentrumsabschnitt
bzw. Zentrumsabschnitt des Durchgangslochs gedrückt, bevor die hervorstehenden
Elemente eine Kraft oberhalb ihrer Bruchfestigkeit aufnehmen. Dadurch
begrenzt das gegenwärtigen
Herstellungsverfahren die Erzeugung von Harzstaub, der durch Einführen des
elektrischen Elements erzeugt wird.
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Außerdem wird
das elektrische Element durch den einen Harzfilm, welcher die hervorstehenden
Elemente aufweist, befestigt, wodurch eingeschränkt wird, dass das elektrische
Element in eine Zwischenschicht der gestapelten Harzfilme gelangt. Daher
wird eingeschränkt,
dass das elektrische Element während
eines Herstellungsvorgangs verschoben wird.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht, die einen Vorgang zum Einführen eines
elektrischen bzw. elektronischen Elements in ein Durchgangsloch
aus gestapelten Harzfilmen gemäß dem Stand
der Technik darstellt;
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2A und 2B schematische
Diagramme, die ein Verhältnis
zwischen einem Biegen und einer Beschädigung eines hervorstehenden
Elements gemäß einem
in Beziehung stehenden Stand der Technik des Erfinders der gegenwärtigen Anmeldung darstellen;
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3 eine
schematische Perspektivansicht eines hervorstehenden Elements gemäß einem
anderen in Beziehung stehenden Stand der Technik des Erfinders;
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4 eine
schematische Querschnittsansicht eines mehrschichtigen Substrats
bzw. Multilager-Substrats gemäß einer
ersten Ausführungsform der
Erfindung;
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5A bis 5D Querschnittsansichten, die
einen Herstellungsvorgang für
einen Harzfilm darstellen, um ein mehrschichtiges Substrat bzw. Multilager-Substrat
gemäß der ersten
Ausführungsform
zu bilden;
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6 eine
Draufsicht des Harzfilms, der durch den in den 5A bis 5D dargestellten Herstellungsvorgang
gebildet worden ist;
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7A eine
Querschnittsansicht eines Abstandshalters bzw. einer Abstandseinrichtung
gemäß der ersten
Ausführungsform,
und 7B eine Draufsicht auf den Abstandshalter bzw.
die Abstandseinrichtung;
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8 eine
Draufsicht, die ein positionelles Verhältnis der hervorstehenden Elemente
und des Abstandshalters gemäß der ersten
Ausführungsform darstellt;
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9A bis 9C Querschnittsansichten, die
einen Stapelvorgang der Harzfilme und einen Anordnungsvorgang des
elektrischen Elements darstellen;
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10A bis 10C Querschnittsansichten,
die Details des Anordnungsvorgangs des elektrischen Elements darstellen;
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11 eine
Querschnittsansicht, die einen Erwärmungs- und Pressvorgang darstellt;
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12 eine
Querschnittsansicht, die einen gestapelten Körper gemäß einer Modifikation der ersten
Ausführungsform
darstellt;
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13 eine
Draufsicht eines Abstandshalters gemäß einer anderen Modifikation
der ersten Ausführungsform;
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14 eine
Querschnittsansicht, die einen Stapelvorgang von Harzfilmen gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
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15 eine
schematische Querschnittsansicht, die ein mehrschichtiges Substrat
bzw. Multilager-Substrat gemäß der zweiten
Ausführungsform darstellt;
und
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16 eine
Querschnittsansicht, die gestapelte Harzfilme gemäß einer
Modifikation der zweiten Ausführungsform
darstellt.
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Vor
der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
wird ein Vorgang dafür beschrieben,
dass der Erfinder der gegenwärtigen Anmeldung
die gegenwärtige
Erfindung getätigt
hat.
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Als
Erstes wird auf der Grundlage eines Verfahrens, das in der
US 2006/0042078 A (welche
der
JP 2006-73763
A entspricht) offenbart ist, ein mehrschichtiges Substrat
bzw. Multilager-Substrat hergestellt, das ein Isolierbasiselement
bzw. isolierendes Basiselement und ein elektrisches bzw. elektronisches
Element, das in das Isolierbasiselement eingebettet ist, aufweist.
In dem Herstellungsverfahren wird ein elektrisches bzw. elektronisches
Element
2 in ein Durchgangsloch
11 von gestapelten
Harzfilmen
10 eingeführt,
wie es in
1 gezeigt ist.
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Gemäß Versuchen
durch den Erfinder kann in einem Fall, wo sich das elektrische Element 2 hinsichtlich
des Durchgangslochs 11 nicht an der richtigen Position
befindet, das elektrische Element 2 dann, wenn es in das
Durchgangsloch 11 eingeführt wird, hervorstehende Elemente 12 von
dem Harzfilm 10 abschlagen bzw. abplätzen und Harzstaub erzeugen.
Der Harzstaub (d. h. die Beschädigung
der hervorstehenden Elemente 12) kann in dem folgenden Mechanismus
erzeugt werden.
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Wie
in 2A dargestellt ist, wird ein Reibungskoeffizient
zwischen dem elektrischen Element 2 und einem Presselement 110 zum
Pressen des elektrischen Elements 2 in das Durchgangsloch 11 als "μ" festgelegt, ein Biegewinkel des hervorstehenden
Elements 12, das mittels dem Presselement 110 durch
das elektrische Element 2 gepresst wird, wird als "θ1" eine Rückstellkraft bzw. Reaktionskraft
bzw. Reaction Force des hervorstehenden Elements 12, das
von dem elektrischen Element 2 gepresst worden ist, wird
als "F1" festgelegt, und
ein Biegebetrag des hervorstehenden Elements 12 wird als "V" festgelegt. Dadurch werden eine horizontale
Komponente der Rückstellkraft "F1" als "F1·sinθ1" und eine vertikale
Komponente der Rückstellkraft "F1" als "F1·cosθ1" angegeben. Außerdem wird
eine Reibungskraft zwischen dem Presselement 110 und dem
elektrischen Element 2 als "μ·F1·cosθ1" angegeben. Wenn
die folgende Formel (1) erfüllt
ist, wird somit das elektrische Element 2 aufgrund der
Rückstellkraft
des hervorstehenden Elements 12, das von dem elektrischen
Element 2 gepresst worden ist, zu einem Zentrumsabschnitt
bzw. Zentrumsabschnitt des Durchgangslochs 11 (d. h. der
rechten Seite in 2A) gedrückt. F1·sinθ1 > μ·F1·cosθ1 (1)
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Formel
(1) kann durch Formel (2) ersetzt werden. tanθ1 > μ (2)
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Somit
wird das elektrische Element 2 zu dem Zentrumsabschnitt
des Durchgangslochs 11 gedrückt, wenn der Biegewinkel "81" groß ist. Insbesondere
wird das elektrische Element 2 bestimmt zu dem Zentrumsabschnitt
des Durchgangslochs 11 gedrückt, wenn θ1 ≥ 45° ist, weil der Reibungskoeffizient μ < 1 beträgt.
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Wie
in 2B gezeigt ist, wird in einem Fall, wo ein Verformungsbetrag
des hervorstehenden Elements 12 den Biegebetrag "V" erreicht, ohne dass die obigen Formeln (1)
und (2) erfüllt
werden, und wo das hervorstehende Element 12 in einem Zustand
gepresst wird, in dem es nach unten nicht mehr weiter gebogen werden
kann, ein Biegewinkel "θ2" kleiner als der
Biegewinkel "θ1" in 2A.
In dem gegenwärtigen
Fall ist eine horizontale Komponente "F2·sinθ2" einer Rückstellkraft
bzw. bzw. Reaktionskraft bzw. Reaction Force "F2" geringer
als eine Reibungskraft "μ·F2·cosθ2" zwischen dem Presselement 110 und
dem elektrischen Element 2. Somit wird das elektrische
Element 2 nicht zu dem Zentrumsabschnitt des Durchgangslochs
geschoben bzw. gedrückt.
Wenn das elektrische Element 2 mit einer Kraft oberhalb
der Bruchfestigkeit des hervorstehenden Elements 12 ausgestattet
ist, so dass das elektrische Element 2 in das Durchgangsloch 11 mit Gewalt
eingeführt
wird, kann das elektrische Element 2 das hervorstehende
Element 12 abschlagen bzw. abplätzen. So kann das hervorstehende
Element 12 beschädigt
werden.
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In
einem anderen Test durch den Erfinder ist das hervorstehende Element 12 an
einem freitragenden planaren Dreieck ausgebildet, wie in 3 gezeigt
ist. Wenn auf eine Spitze des hervorstehenden Elements 12 eine
Last "F" aufgebracht wird,
werden ein Biegebetrag "V(x)" und ein Biegewinkel "dV(x)/dx" (=θ) an einem
Punkt "x" durch die folgenden
Formeln (3) und (4) wiedergegeben: V(x)
= 12L/Eb0h2(1/2Fx2 – FLx
+ 1/2FL2) (3) dV(x)/dx = 12L/Eb0h2(Fx – FL) (4)worin "h" eine Dicke des hervorstehenden Elements 12, "1" eine Länge zwischen einer Stützstelle
und der Spitze des hervorstehenden Elements 12, "b0" eine Breite eines
Basisabschnitts des hervorstehenden Elements 12, "bx" eine Breite des
hervorstehenden Elements 12 an einem Punkt "x" und "E" ein
Elastizitätsmodul
sind. Wenn x = 0 gilt, werden die Formeln (3) und (4) durch die
Formeln (5) und (6) zum Ausdruck gebracht. V(0) = 6FL3/Eb0H2 (5) dV(0)/dx = –2V(0)/L (6)
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Wenn
der Biegebetrag "V" konstant ist, wird der
Biegewinkel "dV(x)/dx" (= θ) als Funktion
von nur der Länge "L" des hervorstehenden Elements 12 angegeben.
Wenn die Länge "L" zwischen der Stützstelle und der Spitze des
hervorstehenden Elements 12 gering ist, ist somit der Biegewinkel "θ" groß, wodurch das elektrische
Element 2 zu dem Zentrumsabschnitt des Durchgangslochs 11 gedrückt werden kann,
bevor das hervorstehende Element 12 beschädigt wird.
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(Erste Ausführungsform)
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Wie
in 4 gezeigt ist, umfasst ein mehrschichtiges Substrat
bzw. Multilayer-Substrat 100 ein Isolierbasiselement
bzw. isolierendes Basiselement 1 und ein elektrisches bzw.
elektronisches Element 2, das in das Isolierbasiselement 1 eingebettet
ist. Das Isolierbasiselement 1 umfasst eine Vielzahl von Harzfilmen 10,
die aneinander befestigt sind. Die Harzfilme 10 weisen
beispielsweise sechs Harzfilme 10a bis 10f mit
einer thermischen Plastizität
bzw. Thermal Plasticity auf, die der Reihe nach von oben nach unten
angeordnet sind. Das mehrschichtige Substrat 100 umfasst
auch leitende Muster 3, die eine mehrschichtige Struktur
bzw. Multilager-Struktur aufweisen und durch leitende Elemente 4 miteinander
gekoppelt sind. Die leitenden Elemente 4 sind aus einer
gesinterten leitenden Paste hergestellt. Das elektrische Element 2 weist
Elektroden 2a auf, die durch die leitenden Elemente 4 mit
den leitenden Mustern 3 gekoppelt sind. In den sechs Harzfilmen 10a bis 10f weisen
vier Harzfilme 10b bis 10e, die zwischen einem
oberen Harzfilm 10a und einem unteren Harzfilm 10f angeordnet
sind, ein Durchgangsloch 11 zum Einführen des elektrischen Elements 2 auf.
Jeder der vier Harzfilme 10b bis 10d weist eine Vielzahl
von hervorstehenden bzw. vorstehenden bzw. herausragenden Elementen 12 auf,
die von Randabschnitten bzw. Umfangsabschnitten des Durchgangslochs 11,
die durch gestrichelte Linien C in 4 dargestellt
sind, in das Durchgangsloch 11 hervorstehen. Ein hervorstehendes
Element 12 liegt einem anderen hervorstehenden Element 12 so
gegenüber,
dass beide mit dem elektrischen Element 2 in Kontakt stehen
und das elektrische Element 2 zwischen sich einschließen. Die
hervorstehenden Elemente 12 sind auf das Isolierbasiselement 1 abgestimmt
bzw. in dieses integriert.
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Das
mehrschichtige Substrat 100 weist ferner eine Vielzahl
von Abstandshaltern bzw. Abstandseinrichtungen 20 mit einer
bestimmten Dicke auf. Die Abstandshalter 20 sind zwischen
jedem der Harzfilme 10b bis 10e angeordnet. Insbesondere sind
die Abstandshalter 20 an Basisabschnitten der hervorstehenden
Elemente 12 angeordnet. In dem gegenwärtigen Beispiel unterscheidet
sich das Material der Abstandshalter 20 von dem von anderen Komponenten
in dem mehrschichtigen Substrat 100, aber es hat einen ähnlichen
linearen Ausdehnungskoeffizienten. Außerdem sind die Abstandshalter 20 dünner als
die Harzfilme 10a bis 10f.
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Unter
Bezugnahme auf 5A–11 wird im
Folgenden ein Herstellungsverfahren des mehrschichtigen Substrats 100 beschrieben.
Als Erstes wird unter Bezugnahme auf 5A–6 ein
Herstellungsvorgang des Harzfilms 10b beschrieben. Wie
in 5A dargestellt ist, wird an einer Oberfläche eines
Films 1a, der aus einem thermoplastischen Harz hergestellt
ist, wie z. B. einem Flüssigkristallpolymer,
ein Metallfilm angebracht und durch Fotolithografie und Ätzen mit
einem Muster versehen bzw. gemustert, um die leitenden Muster 3 zu
bilden. Anstelle des Flüssigkristallpolymers
können
als thermoplastisches Harz für
das Material des Films 1a Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherimid
(PEI), Polyetheretherketon/Polyetherimid (PEEK/PEI)-Verbundwerkstoffe
und dergleichen verwendet werden. Ein bevorzugter Metallfilm für die leitenden
Muster 3 ist ein Kupferfilm, der eine hohe elektrische
Leitfähigkeit und
eine hohe Festigkeit besitzt.
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Wie
in 5B dargestellt ist, wird anschließend das
Durchgangsloch 11 in dem Film 1a durch Laserbearbeitung
ausgebildet. Wenn das Durchgangsloch 11 ausgebildet ist,
werden die hervorstehenden Elemente 12 so geformt, dass
sie von den Randabschnitten, die durch die gestrichelten Linien C
gezeigt sind, in das Durchgangsloch 11 hervorstehen, wie
es in 6 dargestellt ist. Ein hervorstehendes Element 12 ist
zu einem anderen hervorstehenden Element 12 gegenüberliegend
angeordnet. In dem gegenwärtigen
Beispiel sind zwei gegenüberliegende
Paare von hervorstehenden Elementen 12 (d. h. vier hervorstehende
Elemente 12) ausgeformt. Außerdem sind das Durchgangsloch 11 und
die hervorstehenden Elemente 12 so ausgebildet, dass ein
Abstand W1 zwischen oberen Enden der gegenüberliegenden hervorstehenden
Elemente 12 kürzer
ist als eine Außenabmessung
des elektrischen Elements 2. Die hervorstehenden Elemente 12 können verschiedene
Formen haben. In einem Fall, wo die hervorstehenden Elemente 12 eine
ungefähr
dreieckige planare Form haben, sind Federkonstanten kleiner als
in einem Fall, wo die hervorstehenden Elemente 12 eine
ungefähr
rechtwinklige planare Form haben, wenn der Abstand W1 und eine Größe des Durchgangslochs 11 in
beiden Fällen
nahezu gleich sind. Deshalb wird das elektrische Element 2 in
das Durchgangsloch 11 leicht eingeführt, wenn die hervorstehenden
Elemente 12 ungefähr
dreieckige planare Formen haben.
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Nach
dem Ausbilden des Durchgangslochs 11 werden durch Laserbearbeitung
mit Boden versehene Löcher
bzw. Bottomed Holes 13 vorgesehen, wie in 5C gezeigt
ist. Als Boden für
die mit Boden versehenen Löcher 13 werden
die leitenden Mustern 3 verwendet. Anschließend wird
in die mit Boden versehenen Löcher 13 durch
ein Siebdruckverfahren eine leitende Paste 4 eingefüllt. Wenn
die leitende Paste 4 in die mit Boden versehenen Löcher 13 gefüllt wird,
können
an einer oberen Fläche
und einer unteren Fläche
des Films 1a Schutzfilme angebracht werden, um eine Verschmutzung
des Films 1a durch die leitende Paste 4 und eine
Beschädigung
der leitenden Muster 3 einzuschränken, und die Schutzfilme können entfernt
werden, nachdem die leitende Paste 4 eingefüllt worden
ist.
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Die
Harzfilme 10c bis 10e werden durch Herstellungsvorgänge gebildet,
welche dem des Harzfilms 10b ähnlich sind. Außerdem werden
die Harzfilme 10a und 10f durch den in 5B gezeigten
Herstellungsvorgang des Harzfilms 10b erzeugt, ohne dass
das Durchgangsloch 11 ausgebildet wird.
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Die
Abstandshalter 20 werden getrennt von den Harzfilmen 10a bis 10f ausgeformt.
Wenn das mehrschichtige Substrat 100 ausgeformt worden
ist, werden die Abstandshalter 20 zwischen wenigstens einem
der Harzfilme 10b bis 10e, welche die hervorstehenden
Elemente 12 aufweisen, und einem benachbarten Harzfilm
in einer Richtung angeordnet, in der das elektrische Element 2 eingeführt wird.
Ferner werden die Abstandshalter 20 an den Basisabschnitten
der hervorstehenden Elemente 12 angeordnet. Dadurch haben
die Abstandshalter 20 die Funktion von Stützstellen
der hervorstehenden Elemente 12, wenn die hervorstehenden
Elemente 12 durch Aufnehmen einer Kraft von dem elektrischen
Element 2 in einem Anordnungsvorgang des elektrischen Elements 2 elastisch
verformt werden. Somit können
die hervorstehenden Elemente 12 aus unterschiedlichen Materialien
hergestellt sein, die die Funktion der Stützstellen haben können. In
dem gegenwärtigen Beispiel
sind die Abstandshalter 20 aus einem Harzfilm hergestellt,
der dahingehend eingeschränkt
ist, dass er in einem Erwärmungs-/Pressvorgang
fluidisiert, und der einen ähnlichen
linearen Ausdehnungskoeffizienten hat wie die Filme 1a.
Außerdem sind
die Abstandshalter 20 dünner
als die Filme 1a (d. h. die Harzfilme 10a bis 10f).
Wie in 7A und 7B dargestellt
ist, sind die Abstandshalter 20 in ungefähr rechtwinkligen
Ringformen durch Stanzen bzw. Lochen der Harzfilme ausgeformt, wodurch
die Abstandshalter 20 den Basisabschnitten der vier hervorstehenden
Elemente 12 entsprechen, wie es in 8 dargestellt
ist.
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Anschließend werden
die Harzfilme 10a bis 10f und die Abstandshalter 20 gestapelt,
und das elektrische Element 2 wird eingeführt. Wie
in 9A dargestellt ist, werden insbesondere die Harzfilme 10b bis 10f so
positioniert, dass die in den Harzfilmen 10b bis 10f ausgebildeten
Durchgangslöcher 11 derart
verbunden sind, dass sie ein konkaves Teil ausformen, um das elektrische
Element 2 darin einzuführen.
Zu diesem Zeitpunkt sind die Abstandshalter 20 zwischen
jedem der Harzfilme 10b bis 10e und nahe dem Durchgangsloch 11 angeordnet.
Somit werden in den vier Harzfilmen 10b bis 10e,
welche die hervorstehenden Elemente 12 aufweisen, die oberen drei
Harzfilme 10b bis 10d, in welche das elektrische Element 2 vor
dem Harzfilm 10e eingeführt
wird, dazu verwendet, eine Verschiebung des elektrischen Elements 2 einzuschränken, d.
h. das elektrische Element 2 zu zentrieren. Die hervorstehenden
Elemente 12 des Harzfilms 10e, die nicht dazu
verwendet werden, eine Verschiebung des elektrischen Elements 2 einzuschränken, werden
mit den hervorstehenden Elementen 12 der Harzfilme 10b bis 10d dazu
verwendet, das elektrische Element 2 nach dem Einführen zu
befestigen und nach dem Erwärmen und
Pressen zu umgeben bzw. bedecken.
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In
dem gegenwärtigen
Beispiel weisen die vier Harzfilme 10b bis 10e das
Durchgangsloch 11 auf. Die Anzahl der gestapelten Harzfilme,
welche das Durchgangsloch 11 aufweisen, kann jedoch gemäß einer
Höhe des
elektrischen Elements 2 bestimmt werden. Außerdem kann
die Anzahl der gestapelten Abstandshalter 20 gemäß der Anzahl
der Harzfilme bestimmt werden, welche die hervorstehenden Elemente 12 haben,
die zum Einschränken der
Verschiebung des elektrischen Elements 2 verwendet werden.
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Anschließend wird
das elektrische Element 2 in das Durchgangsloch 11 gepresst,
das mit den hervorstehenden Elementen 12 versehen ist,
während die
oberen Enden der hervorstehenden Elemente 12 gequetscht
bzw. zerquetscht bzw. gecrushed werden, wie es in 9B dargestellt
ist. Wie in 10A gezeigt ist, ist der Abstand
W1 zwischen den oberen Enden der hervorstehenden Elemente 12 der
Harzfilme 10b bis 10e so festgelegt, dass er kleiner
ist als die Außenabmessung
W2 des elektrischen Elements 2. Außerdem sind die Abstandshalter 20 an
den Basisabschnitten der hervorstehenden Elemente 12 angeordnet.
Wenn das elektrische Element 2 in das Durchgangsloch 11 dadurch
eingeführt
wird, dass es durch das Presselement 110 gepresst wird,
werden somit die hervorstehende Elemente 12, die von dem elektrischen
Element 2 gepresst wird, von benachbarten Abstandshaltern 20 als
Stützstellen
mit einem großen
Biegewinkel "θ" elastisch verformt,
wie es in 10B dargestellt ist. Sogar wenn
sich das elektrische Element 2 hinsichtlich des Durchgangslochs 11 nicht
an der richtigen Position befindet, wie es in 10A gezeigt ist, wird somit das elektrische Element 2 durch
eine horizontale Komponente einer Rückstellkraft bzw. Reaktionskraft
bzw. Reaction Force der hervorstehenden Elemente 12 zu
dem Zentrumsabschnitt des Durchgangslochs 11 gedrückt, bevor
die hervorstehenden Elemente 12 eine Kraft oberhalb ihrer
Bruchfestigkeit aufnehmen, wie es in 10B dargestellt
ist. Dadurch wird das elektrische Element 2 in den Durchgangslöchern 11 angeordnet.
So wird eingeschränkt,
dass die hervorstehenden Elemente 12 durch Einführen des
elektrischen Elements 2 beschädigt werden, und das mehrschichtige
Substrat 100 begrenzt die Erzeugung von Harzstaub.
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In
dem gegenwärtigen
Beispiel sind die hervorstehenden Elemente 12 derart ausgeformt,
dass der Reibungskoeffizient "μ" zwischen dem Presselement 110 und
dem elektrischen Element 2 und die Biegewinkel "θ" der hervorstehenden Elemente 12 die
oben erwähnte
Formel (2) erfüllen.
Sogar wenn sich das elektrische Element 2 hinsichtlich
des Durchgangslochs 11 nicht an der richtigen Position befindet,
wird daher das elektrische Element 2 durch die horizontale
Komponente der Rückstellkraft
der hervorstehenden Elemente 12 zu dem Zentrumsabschnitt
des Durchgangslochs 11 gedrückt, bevor die hervorstehenden
Elemente 12 eine Kraft oberhalb ihrer Bruchfestigkeit aufnehmen.
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Wie
in 9B und 10C gezeigt
ist, wird das elektrische Element 2, das in den konkaven
Teil eingeführt
wird, der durch die verbundenen Durchgangslöcher 11 hergestellt
wird, durch die Harzfilme 10b bis 10e, welche
die hervorstehenden Elemente 12 aufweisen, befestigt. Daher
wird eingeschränkt, dass
das elektrische Element 2 in eine Zwischenschicht der gestapelten
Harzfilme 10 bzw. zwischen die gestapelten Harzfilme 10 gelangt
oder aus dem konkaven Teil aufgrund von Schwingungen springt, die
dadurch erzeugt werden, dass ein anderes elektrisches bzw. elektronisches
Element (nicht dargestellt) in ein benachbartes Durchgangsloch (nicht dargestellt)
eingeführt
wird oder dass ein gestapelter Körper
zu einem weiteren Bearbeitungsvorgang gebracht wird.
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Nachdem
das elektrische Element 2 angeordnet worden ist, wird der
Harzfilm 10a ohne Durchgangsloch 11 auf dem gestapelten
Körper
angeordnet, welcher die Harzfilme 10b bis 10f umfasst,
wie es in 9C gezeigt ist.
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Der
gestapelte Körper,
welcher die Harzfilme 10a bis 10f, das elektrische
Element 2 und die Abstandshalter 20 aufweist,
wird zwischen einem Paar von Heizpressplatten bzw. Heizpressplatten 120, welche
Heizeinrichtungen aufweisen, angeordnet. Anschließend wird
der gestapelte Körper
durch die Heizpressplatten 120 von beiden Seiten erwärmt und gepresst.
Ein bevorzugter angelegter Druck liegt bei ungefähr 4 MPa. Eine bevorzugte Heiztemperatur liegt
vorzugsweise im Bereich von 300 bis 350 °C, wenn die thermoplastischen
Harzfilme 1a aus einem Flüssigkristallpolymer hergestellt
sind. Wenn der gestapelte Körper
erwärmt
und gepresst wird, werden die thermoplastischen Harzfilme 1a erweicht.
Dadurch werden die Harzfilme 10a bis 10f aneinander befestigt,
so dass das Isolierbasiselement 1 gebildet wird. Darüber hin aus
sind Zwischenräume
um das elektrische Element 2 herum vollständig mit
strömenden
bzw. fließenden
Filmen 1a gefüllt,
wodurch das elektrische Element 2 in dem Isolierbasiselement 1 eingebettet
ist. Wenn der gestapelte Körper
erwärmt und
gepresst wird, wird ferner die leitende Paste 4 gesintert,
so dass die leitenden Elemente 4 zum elektrischen Koppeln
der leitenden Muster 3 gebildet werden. So wird das in 4 gezeigte
mehrschichtige Substrat 100 gebildet.
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Das
gegenwärtige
Herstellungsverfahren des mehrschichtigen Substrats 100 schränkt die
Erzeugung von Harzstaub ein, wenn das elektrische Element 2 eingeführt wird.
Somit schränkt
das mehrschichtige Substrat 100, das durch das gegenwärtige Verfahren
hergestellt wird, eine schwache bzw. schlechte Verbindung zwischen
den Elektroden 2a des elektrischen Elements 2 und
den leitenden Mustern 3 ein. Gemäß Versuchen durch den Erfinder
wird bestätigt,
dass dann, wenn das elektrische Element 2 hinsichtlich
des Durchgangslochs 11 gewollt verschoben ist, das gegenwärtige Herstellungsverfahren
im Vergleich zu einem Herstellungsverfahren aus dem Stand der Technik
die Erzeugung von Harzstaub einschränkt, wenn das elektrische Element 2 in
das Durchgangsloch 11 eingeführt wird.
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Außerdem wird
durch das gegenwärtige
Herstellungsverfahren das elektrische Element 2 dahingehend
eingeschränkt,
dass es in eine Zwischenschicht der gestapelten Harzfilme 10b bis 10f bzw. zwischen
die gestapelten Harzfilme 10b bis 10f gelangt,
wodurch eine Verschiebung des elektrischen Elements 2 bei
dem Herstellungsvorgang eingeschränkt wird. Ferner schränkt das
gegenwärtige Herstellungsverfahren
die Erzeugung von Harzstaub ein, wodurch eine Vielzahl von elektrischen
Elementen 2 unter Verwendung einer Hochgeschwindigkeitsmontiervorrichtung
in kurzer Zeit eingeführt
werden kann.
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Die
Abstandshalter 20 sind in einer Richtung, in welcher die
Harzfilme 10a bis 10f gestapelt sind, dünner als
die Harzfilme 10a bis 10f, wodurch Stufen aufgrund
der Abstandshalter 20 leicht mit den erweichten Filmen 1a gefüllt werden.
Daher werden Zwischenräume,
die in dem Isolierbasiselement 1 verbleiben, verringert,
wenn das mehrschichtige Substrat 100 gebildet wird.
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In
dem oben beschriebenen Beispiel sind alle Harzfilme 10b bis 10e,
welche das Durchgangsloch 11 aufweisen, mit den hervorstehenden
Elementen 12 versehen, und die Abstandshalter 20 sind
zwischen jedem der Filme 10b bis 10e angeordnet.
Als Alternative kann wenigstens einer der Harzfilme 10, welche
das Durchgangsloch 11 aufweisen, mit den hervorstehenden
Elementen 12 versehen sein, und der Abstandshalter 20 kann
zwischen dem Harzfilm, welcher die hervorstehenden Elemente 12 aufweist, und
einem benachbarten Film angeordnet sein. Wie beispielsweise in 12 dargestellt
ist, kann bei vier Harzfilmen 10b bis 10e, welche
das Durchgangsloch 11 aufweisen, nur der Harzfilm 10b mit
den hervorstehenden Elementen 12 versehen sein, und der
Abstandshalter 20 kann zwischen den Harzfilmen 10b und 10c angeordnet
sein. Der Abstandshalter 20 in 8 weist
die ungefähr
rechtwinklige Form auf, welche das Durchgangsloch 11 umgibt
und den Basisabschnitten der vier hervorstehenden Elemente 12 entspricht.
Der Abstandshalter 20 muss an den Basisabschnitten der
hervorstehenden Elemente 12 so angeordnet sein, dass er
die Funktion der Stützstellen
des hervorstehenden Elements 12 hat. Wie in 13 gezeigt
ist, kann beispielsweise somit eine Vielzahl von Abstandshaltern 20 an
den Basisabschnitten der hervorstehenden Elemente 12 unabhängig angeordnet sein.
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(Zweite Ausführungsform)
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In
dem mehrschichtigen Substrat 100 in 4 unterscheidet
sich das Material der Abstandshalter 20 von dem der anderen
Komponenten in dem mehrschichtigen Substrat 100. Alternativ
können
die Abstandshalter 20 aus dem gleichen Material wie eine
der anderen Komponenten hergestellt sein.
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Wie
beispielsweise in 14 dargestellt ist, können Abstandshalter 21,
die aus dem gleichen thermoplastischen Harz (wie z. B. dem Flüssigkristallpolymer)
wie die Filme 1a hergestellt sind, als Abstandshalter 20 verwendet
werden. Die Abstandshalter 21 werden durch Lochen bzw.
Stanzen eines thermoplastischen Harzfilms ausgeformt, der dünner ist als
die Filme 1a. Die Abstandshalter 21 haben ähnliche
Formen wie die Abstandshalter 20.
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In
einem Fall, wo die Abstandshalter 21 und die Filme 1a aus
dem gleichen Material hergestellt sind, werden dann, wenn die Harzfilme 10a bis 10f in dem
Erwärmungs- und Pressvorgang
aneinander angebracht worden sind, um das Isolierbasiselement 1 zu
bilden, die Abstandshalter 21 auch weich gemacht und an
den angrenzenden Filmen 10 angebracht, wie es in 15 dargestellt
ist. Somit erhöht
sich die Verbindungszuverlässigkeit
zwischen den Abstandshaltern 21 und den Harzfilmen 10.
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Darüber hinaus
werden die Abstandshalter 21 weich gemacht und zum Fließen gebracht,
wodurch Zwischenräume,
die in dem Isolierbasiselement 1 zurückbleiben, effektiv verringert
werden, wenn das mehrschichtige Substrat 100 gebildet wird.
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Die
Harzfilme 10 und die Abstandshalter 21 werden
zwar getrennt ausgeformt, aber sie sind aus dem gleichen Material
hergestellt. Somit hat das mehrschichtige Substrat 100 einen
einfachen Aufbau.
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Alternativ
können
die Abstandshalter 20 aus dem gleichen Material wie eine
der anderen Komponenten hergestellt sein, ohne die Filme 1a einzuschränken. Wie
beispielsweise in 16 gezeigt ist, können als
Abstandshalter 20 die Abstandshalter 22, die aus
dem gleichen Material wie die leitenden Muster 3 hergestellt
sind, verwendet werden. Insbesondere sind die Abstandshalter 22 an
oberen Flächen der
Harzfilme 10c bis 10e zusätzlich zu den leitenden Mustern 3 als
Blindmuster bzw. Dummy Patterns, die mit den leitenden Mustern 3 nicht
gekoppelt sind, angeordnet. Die Abstandshalter 22 werden
zur gleichen Zeit ausgeformt wie die leitenden Muster 3.
Die Abstandshalter 22 sind auf die Harzfilmen 10c bis 10e abgestimmt
bzw. in diese integriert und müssen
nicht getrennt ausgeformt werden, wodurch das mehrschichtige Substrat 100 einen
einfachen Aufbau hat. Als Alternative kann ein Teil der leitenden
Muster 3 die Funktion der Abstandshalter 22 haben.
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(Andere Ausführungsformen)
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In
dem Vorgang zum Anordnen eines elektrischen Elements, der in 10A–10C dargestellt ist, wird das elektrische Element 2 in
den konkaven Teil des gestapelten Körpers in einem Zustand eingeführt, wo
die Harzfilme 10b bis 10f und die Abstandshalter 20 gestapelt
sind. Als Alternative kann das elektrische Element 2 in
einem Zustand eingeführt
werden, in dem die Harzfilme 10b bis 10f und die
Abstandshalter 20 vorläufig
befestigt sind. In dem gegenwärtigen
Fall sind die gestapelten Harzfilme 10b bis 10f aneinander
befestigt, wenn das elektrische Element 2 eingeführt wird,
wodurch eingeschränkt
wird, dass das elektrische Element 2 in eine Zwischenschicht
der gestapelten Harzfilme 10b bis 10f aufgrund
von Schwingungen gelangt, die durch Einführen des elektrischen Elements 2 und
durch Transportieren des gestapelten Körpers zu einem anschließenden Vorgang
erzeugt werden. Die Harzfilme 10b bis 10f und
die Abstandshalter 20 werden vorläufig dadurch befestigt, dass
der gestapelte Körper
zwischen den Heizpressplatten 120 angeordnet und im Vergleich
zu dem Erwärmungs-
und Pressvorgang in 11 mit einer geringeren Temperatur
und einem geringeren Druck erwärmt
und gepresst wird. Ein bevorzugter angelegter Druck liegt bei ungefähr 2 Mpa.
Eine bevorzugte Erwärmungstemperatur
liegt in einem Bereich von 200 bis 250 °C, wenn die Filme 1a aus
einem Flüssigkristallpolymer
hergestellt sind.
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Ein
erfindungsgemäßes mehrschichtiges Substrat 100 umfasst
ein Isolierbasiselement 1 mit einer Vielzahl von Harzfilmen 10, 10a–10f,
ein elektrisches Element 2, das in das Isolierbasiselement 1 eingebettet
ist, und einen Abstandshalter 20–22. Die Harzfilme 10, 10a–10f sind
aus einem thermoplastischen Harz hergestellt, gestapelt und aneinander
befestigt. Wenigstens ein Harzfilm 10, 10b–10e weist ein
Durchgangsloch 11 zum Einführen des elektrischen Elements 2 auf.
Der eine Harzfilm 10, 10b–10e weist ferner
eine Vielzahl von hervorstehenden Elementen 12 auf. Ein
hervorstehendes Element 12 liegt einem anderen hervorstehenden
Element 12 derart gegenüber,
dass sowohl das eine als auch das andere hervorstehende Element 12 mit
dem elektrischen Element 2 in Kontakt steht und sie das
elektrische Element 2 zwischen sich einschließen. Der
Abstandshalter 20–22 ist
zwischen dem einen Harzfilm 10, 10b–10e und
einem benachbarten Harzfilm 10, 10a–10f angeordnet
und befindet sich an einem Basisabschnitt von einem der hervorstehenden
Elemente 12.