JP2001024327A - 多層回路基板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】部品の実装性に優れるとともに、厚さ方向の総
厚が厚くなく、比較的小型軽量の多層回路基板を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】２枚の樹脂回路基板１５間にセラミック、
ガラス、マイカ等の無機材料から成る回路基板１６を複
数枚積層して配置し、積層すると同時に絶縁材料１７に
よって絶縁層を形成し、部品３５の実装を行なった後に
所定の寸法に分断するようにした多層回路基板とその製
造方法に関するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多層回路基板とその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】回路基板の高密度化を達成するために、
単層の回路基板に代えて多層構造をなす回路基板が用い
られるようになっている。図５はセラミック製の多層基
板の構造を示すものであって、ここでは３枚のセラミッ
ク基板１を互いに積層した構造をなしている。複数枚の
セラミック基板１間の部分には内層配線２が形成される
とともに、外側に位置するセラミック基板１の外表面上
には表層配線３が形成されている。またこれらのセラミ
ック基板１の内層配線２と表層配線３とはバイアホール
４によって互いに層間接続されている。

【０００３】このようなセラミック製の多層基板の製造
方法は、まずグリーンシートにバイアホール４を形成す
るための穴加工を施し、この穴の部分に導体を埋込む。
次にグリーンシート上に内層配線２を厚膜印刷によって
形成する。そして必要なシート数を繰返し、これらを位
置合わせを行ないながら積層し、グリーンシートと導体
とを一括して焼成することによって、多層基板が得られ
る。

【０００４】また図６に示すように、有機材料から成る
多層基板が提案されている。すなわちエポキシ樹脂基板
５を複数枚、例えば３枚積層するとともに、これらの基
板５の接合部に位置するように内層配線６が形成される
とともに、積層されたエポキシ樹脂基板５の外側に面す
る外表面上には表層配線７が形成されるようになる。ま
たこれらの基板５を貫通して形成されているスルーホー
ル８によって層間接続が行なわれるようになっている。

【０００５】このようなエポキシ樹脂基板５から成る多
層基板は、ガラス繊維によって補強されたエポキシ樹脂
基板の表面に銅箔を接着し、このような銅箔をエッチン
グすることによって内層配線６を形成する。次にエポキ
シ樹脂基板５と銅箔とを重合わせ、ドリルによって穴加
工を行なう。そしてこのような穴の内表面に銅のメッキ
を施すことによってスルーホール８を形成し、各層間の
接続を行なう。さらに表側の銅箔をエッチングし、表層
配線７を形成することによってエポキシ樹脂から成る多
層基板が得られるようになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図５ある
いは図６に示すような従来の多層基板はそれぞれ次のよ
うな利点および欠点を有している。すなわち図５に示す
セラミック製の多層基板の場合には、基板が耐熱性に優
れるとともに薄型が可能になるという特徴を有してい
る。ところがこのような多層基板は、セラミック基板１
と表層配線３との密着強度が弱いという問題がある。表
層配線３が形成されている表面にはＩＣパッケージや一
般の部品が半田付け等によって実装される。ところが半
田付けの際の熱によって表層配線３や電極が剥れてしま
うという問題がある。

【０００７】またセラミック基板１から成る多層基板は
落下等の衝撃に対して弱く、割れ易いという問題を有し
ている。また焼成時の熱収縮によって寸法精度の管理が
困難であることから、ワークサイズに制約がある等の、
部品実装工程での取扱いに難がある。ガラスやマイカ等
を基板とした多層基板においても、セラミック多層基板
と同様に、耐熱性に優れるとともに薄型化が可能になる
という利点を有するものの、部品の実装性に劣るという
問題を有している。

【０００８】これに対して図６に示すエポキシ樹脂基板
５の積層基板の場合には、セラミックの多層基板に比較
すると部品の実装性には優れることになる。ところが多
層化した場合には、基板５の層数の増加に伴って多層基
板の総厚が厚くなり、スルーホール８の微細化が困難に
なるという問題がある。

【０００９】本発明は上記の課題を解決することを目的
とするものであって、部品の実装性に優れるとともに、
総板厚が厚くなることがなく、比較的薄い多層回路基板
とその製造方法とを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願の一発明は、２枚の
合成樹脂製の回路基板と、複数枚の絶縁性の無機材料か
ら成る回路基板と、を具備し、前記無機材料から成る複
数枚の回路基板が互いに積層されるとともに、その両側
に前記２枚の合成樹脂製の回路基板が積層され、しかも
少なくとも前記無機材料から成る回路基板と前記合成樹
脂製の回路基板との間に絶縁材料が充填されることを特
徴とする多層回路基板に関するものである。

【００１１】ここで合成樹脂製の回路基板が補強材によ
って補強されたエポキシ樹脂から成るものであってよ
い。また合成樹脂製の回路基板がその両面に回路パター
ンを有するものであってよい。

【００１２】また無機材料から成る回路基板が、セラミ
ック、ガラス、マイカ（雲母）の内の１種または２種以
上の材料から成るものであってよい。また積層された複
数枚の無機材料から成る回路基板がバイアホールによっ
て互いに層間接続されていてよい。また積層された複数
枚の無機材料から成る回路基板間に絶縁材料が充填され
てよい。

【００１３】また合成樹脂製の回路基板の外部に露出す
る外表面上に電子部品が実装されてよい。また無機材料
から成る回路基板が合成樹脂製の回路基板よりも小さく
なっており、同一面上において複数枚の無機材料から成
る回路基板が並べて配置され、無機材料から成る回路基
板の面方向の接合位置において分断されてよい。

【００１４】本願の別の発明は、有機材料から成る回路
基板と無機材料から成る回路基板の接合構造体であっ
て、前記有機材料から成る回路基板の外部に露出する外
表面上に電子部品が実装されていることを特徴とする多
層回路基板に関するものである。

【００１５】製造方法に関する発明は、無機材料から成
る複数枚の回路基板を互いに積層し、その両側に合成樹
脂製の回路基板を配するとともに、無機材料から成る前
記複数枚の回路基板間と、前記無機材料から成る回路基
板と前記合成樹脂製の回路基板との間にそれぞれ絶縁材
料を充填し、互いに積層されている無機材料から成る回
路基板と合成樹脂製の回路基板とを加熱および／または
加圧することを特徴とする多層回路基板の製造方法に関
するものである。

【００１６】ここで外部に露出する合成樹脂製の回路基
板の外表面上に部品が実装されてよい。また積層されか
つ部品が実装された後に所定の寸法に分断されてよい。

【００１７】

【作用】本願の上記一発明によれば、外表面側に位置す
るように合成樹脂製の回路基板が積層されるために、こ
のような合成樹脂製の回路基板の上に電子部品を実装す
ることが可能になり、これによって部品実装性が改善さ
れる。また両側の２枚の合成樹脂製の回路基板間の間に
積層される基板を無機材料から成る回路基板によって構
成することによって、多層回路基板の総厚を薄くするこ
とが可能になる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態は、
それぞれが２層の回路パターンを有ししかも合成樹脂か
ら成る２枚の回路基板と、セラミック、ガラス、マイカ
等を基材とする複数枚の回路基板と、これらを互いに固
着するとともに、基板間の絶縁を達成するための絶縁材
料とから成る多層基板であって、上記無機材料から成る
複数枚の回路基板を互いに積層するとともに、これらの
多層のセラミック基板を２枚の合成樹脂製基板によって
両側から挟着して配し、しかも基板間の隙間に上記絶縁
材料を充填した後に、これらを互いに加熱および加圧し
て多層基板を形成するようにしたものである。このよう
な多層基板のとくに両側に位置する合成樹脂製基板の表
面に部品実装を行なった後に、必要に応じて所定の寸法
に分断してよい。

【００１９】このような多層の回路基板においては、両
側に位置する２枚の合成樹脂製基板上に受動素子や半導
体回路素子等の電子部品を実装することができ、合成樹
脂製基板間に挟着されるセラミック、ガラス、マイカ等
を基材とする回路基板の寸法や部品の実装性に左右され
ることなく部品を実装することが可能になる。また中間
に挟着される部品が無機材料から構成されるために、多
層基板の総厚を薄くできるようになる。

【００２０】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係る多層基板の一
例を示しており、この多層基板は少なくとも２層の回路
パターンを有する２枚の樹脂回路基板１５と、少なくと
も２層の回路パターンを有するセラミック、ガラス、マ
イカ等を基材とする複数の無機回路基板１６と、これら
を互いに固着するとともに基板１５、１６間の絶縁をと
る機能を有する絶縁材料１７とから構成されている。

【００２１】ここでとくに上下に位置する２枚の樹脂回
路基板１５は、図２Ａに示すように例えばガラスクロス
にエポキシ樹脂を含浸させて硬化させた絶縁基板１５
に、部品実装用の電極２２と、接続用電極２３と、無機
材料基板１６との接続用電極２３と、層間接続を行なう
ためのスルーホール２４とを形成するようにしたもので
ある。ここで有機材料基板１５は部品の実装効率を考慮
し、無機回路基板１６よりも大きく、例えば２倍の大き
さに形成している。

【００２２】また無機材料基板１６は図３に示すよう
に、セラミック、ガラス、マイカ（雲母）等の絶縁材料
から成る多層基板であって、上記樹脂回路基板１５の接
続用電極２３と接続される接続用電極２８や、内層配線
２９、あるいはまた層間接続を行なうためのバイアホー
ル３０が形成されている。ここで無機回路基板１６は樹
脂回路基板１５よりも寸法が小さくされており、上下の
樹脂回路基板１５間において複数枚が所定の間隔で配置
されている（図１参照）。

【００２３】そして上記無機材料基板１６間あるいは無
機材料基板１６と樹脂回路基板１５との間に絶縁材料１
７が充填される。絶縁材料１７は、樹脂回路基板１５と
無機回路基板１６とを固着するとともに、互いに積層さ
れている無機材料基板１６間の絶縁をとるためのもので
ある。そしてこの絶縁材料１７の充填方法としては、図
２Ｂに示すように樹脂回路基板１５においては接続用電
極２３が形成されている面に厚膜印刷等の方法によって
形成する。また無機回路基板１６については積層された
状態においてその上面に図４に示すように絶縁材料１７
を厚膜印刷により形成する。

【００２４】次に上記樹脂回路基板１５の接続用電極２
３と無機回路基板１６の接続用電極２８とを互いに位置
合わせしながら重合わせ、加熱および加圧して積層す
る。このときに余剰になった絶縁材料１７はその周辺部
に流れ出すので、無機回路基板１６間にも絶縁材料１７
が充填される。なおこの絶縁材料１７は例えばエポキシ
樹脂にシリカ等の無機材料を添加し、樹脂回路基板１５
と無機回路基板１６の線膨脹係数と近くなるように調整
されたものであることが好ましい。

【００２５】このようにして図１に示すような多層回路
基板が形成される。そしてこのような多層回路基板の表
層、すなわち樹脂回路基板１５の外表面に受動素子や半
導体回路素子等の電子部品３５を実装する。そしてこの
後に部品実装済みの多層回路基板を所定の寸法に分断す
る。ここでは無機材料基板１６の大きさが樹脂回路基板
１６のほぼ半分の大きさになっているために、図１にお
いて点線３６で示す無機回路基板１６の面方向の接合の
突合わせ位置において分断することによって、所望の多
層回路基板が得られる。

【００２６】このように本実施例の多層回路基板は、２
枚の樹脂回路基板１５間にセラミック、ガラス、マイカ
等を基材とした無機回路基板１６を複数枚配し、これら
を互いに積層すると同時に絶縁材料１７によって絶縁層
を形成し、しかも外表面に位置する有機回路基板１５の
外表面上に実装部品３５を実装した後に、所定の寸法に
分断することによって多層回路基板を得るようにしたも
のである。このような多層回路基板によれば、上述の部
品実装工程における諸問題を解決することが可能にな
る。

【００２７】すなわち外側の樹脂回路基板１５上に実装
部品３５が実装されるために、半田付け等の実装性が改
善される。また樹脂回路基板１５のワークサイズで実装
部品３５の実装が可能であるために、既存の実装設備を
用いることができ、実装効率が向上するとともに基板の
量産化が容易になる。また多層の回路基板の外側部分が
樹脂で覆われるために、所望の機械的強度を保つことが
できるとともに、その樹脂部を裁断することで基板分割
が容易になる。

【００２８】また中間に位置する無機回路基板１６の耐
熱性を有効に利用し、無機回路基板１６上に厚膜印刷等
によって受動素子を形成し、それらを基板内に内蔵させ
ることが可能になる。しかも中間の部分が無機回路基板
から構成されるために、多層基板の総厚を薄くするとと
もに軽量化を図ることが可能になる。従って多層化して
も小さくてしかも軽い基板が提供されることになる。つ
まり本実施例によれば、基材の特性を活かしつつしかも
部品の実装性を向上させることが可能な多層回路基板と
その製造方法との提供が実現されることになる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本願の一発明は、２枚の合
成樹脂製の回路基板と、複数枚の絶縁性の無機材料から
成る回路基板と、を具備し、無機材料から成る複数枚の
回路基板が互いに積層されるとともに、その両側に２枚
の合成樹脂製の回路基板が積層され、しかも少なくとも
無機材料から成る回路基板と合成樹脂製の回路基板との
間に絶縁材料が充填されるようにしたものである。

【００３０】従って外側に合成樹脂製の回路基板が積層
されることになり、その上に電子部品を実装することが
可能になって部品の実装性が改善される。しかも両側の
２枚の合成樹脂製の回路基板によって挟着される基板が
無機材料から成る複数枚の回路基板から構成されるため
に、全体の厚さを薄くして軽量化を図ることが可能にな
る。

【００３１】別の発明は、有機材料から成る回路基板と
無機材料から成る回路基板の接合構造体であって、有機
材料から成る回路基板の外部に露出する外表面上に電子
部品が実装されるようにしたものである。

【００３２】従ってこのような多層回路基板によれば、
電子部品が有機材料から成る回路基板の表面に実装され
るために部品の実装性が改善され、しかもこのような有
機材料基板によって所定の機械的強度と耐衝撃性とが付
与された状態で無機材料から成る回路基板が接合された
多層回路基板が提供されることになる。

【００３３】製造方法に関する発明は、無機材料から成
る複数枚の回路基板を互いに積層し、その両側に合成樹
脂製の回路基板を配するとともに、無機材料から成る複
数枚の回路基板間と、無機材料から成る回路基板と合成
樹脂製の回路基板との間にそれぞれ絶縁材料を充填し、
互いに積層されている無機材料から成る回路基板と合成
樹脂製の回路基板とを加熱および／または加圧するよう
にしたものである。

【００３４】従って部品の実装性に優れるとともに、厚
さ方向の総厚が小さくて軽量な多層回路基板を効率的に
かつ容易に製造することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の多層回路基板の縦断面図で
ある。

【図２】樹脂回路基板の縦断面図である。

【図３】無機回路基板の縦断面図である。

【図４】同無機回路基板に絶縁材料を印刷によって形成
した状態の縦断面図である。

【図５】従来のセラミック製の多層回路基板の縦断面図
である。

【図６】従来の合成樹脂製の多層回路基板の縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１‥‥セラミック基板、２‥‥内層配線、３‥‥表層配
線、４‥‥バイアホール、５‥‥エポキシ樹脂基板、６
‥‥内層配線、７‥‥表層配線、８‥‥スルーホール、
１５‥‥樹脂回路基板、１６‥‥無機回路基板、１７‥
‥絶縁材料、２１‥‥配線パターン、２２‥‥部品実装
用電極、２３‥‥接続用電極、２４‥‥スルーホール、
２８‥‥接続用電極、２９‥‥内層配線、３０‥‥バイ
アホール、３５‥‥実装部品、３６‥‥切断位置

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２枚の合成樹脂製の回路基板と、 複数枚の絶縁性の無機材料から成る回路基板と、 を具備し、前記無機材料から成る複数枚の回路基板が互
   いに積層されるとともに、その両側に前記２枚の合成樹
   脂製の回路基板が積層され、しかも少なくとも前記無機
   材料から成る回路基板と前記合成樹脂製の回路基板との
   間に絶縁材料が充填されることを特徴とする多層回路基
   板。
2. 【請求項２】合成樹脂製の回路基板が補強材によって補
   強されたエポキシ樹脂から成ることを特徴とする請求項
   １に記載の多層回路基板。
3. 【請求項３】合成樹脂製の回路基板がその両面に回路パ
   ターンを有することを特徴とする請求項１に記載の多層
   回路基板。
4. 【請求項４】無機材料から成る回路基板が、セラミッ
   ク、ガラス、マイカの内の１種または２種以上の材料か
   ら成ることを特徴とする請求項１に記載の多層回路基
   板。
5. 【請求項５】積層された複数枚の無機材料から成る回路
   基板がバイアホールによって互いに層間接続されること
   を特徴とする請求項１に記載の多層回路基板。
6. 【請求項６】積層された複数枚の無機材料から成る回路
   基板間に絶縁材料が充填されることを特徴とする請求項
   １に記載の多層回路基板。
7. 【請求項７】合成樹脂製の回路基板の外部に露出する外
   表面上に電子部品が実装されることを特徴とする請求項
   １に記載の多層回路基板。
8. 【請求項８】無機材料から成る回路基板が合成樹脂製の
   回路基板よりも小さくなっており、同一面上において複
   数枚の無機材料から成る回路基板が並べて配置され、無
   機材料から成る回路基板の面方向の接合位置において分
   断されるようになっていることを特徴とする請求項１に
   記載の多層回路基板。
9. 【請求項９】有機材料から成る回路基板と無機材料から
   成る回路基板の接合構造体であって、前記有機材料から
   成る回路基板の外部に露出する外表面上に電子部品が実
   装されていることを特徴とする多層回路基板。
10. 【請求項１０】無機材料から成る複数枚の回路基板を互
    いに積層し、 その両側に合成樹脂製の回路基板を配するとともに、 無機材料から成る前記複数枚の回路基板間と、前記無機
    材料から成る回路基板と前記合成樹脂製の回路基板との
    間にそれぞれ絶縁材料を充填し、 互いに積層されている無機材料から成る回路基板と合成
    樹脂製の回路基板とを加熱および／または加圧すること
    を特徴とする多層回路基板の製造方法。
11. 【請求項１１】外部に露出する合成樹脂製の回路基板の
    外表面上に部品が実装されることを特徴とする請求項１
    ０に記載の多層回路基板の製造方法。
12. 【請求項１２】積層されかつ部品が実装された後に所定
    の寸法に分断されることを特徴とする請求項１１に記載
    の多層回路基板の製造方法。