JP2006253225A - 回路基板、回路基板の製造方法、及び電子回路装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 実装素子の接合強度を安定させることができる回路基板、回路基板の製造方法、及び電子回路装置を提供すること。
【解決手段】 回路基板１００は、セラミック基板１０、熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂ、回路素子３０などを備える。セラミック基板１０上には、導体パターン１１が形成される。熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂは、一方の開口部を導体パターン２１（本発明における第１の導体パターン）にて塞がれて有底ビアホールをなす貫通孔２３を備える。回路素子３０は、電極３１が貫通孔２３に挿入され、電極３１と導体パターン２１とが接合されるように熱可塑性樹脂フィルム２０ｂ上に搭載される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回路基板、回路基板の製造方法、及び電子回路装置に関するものである。

従来、熱可塑性樹脂からなるプリント基板上に回路素子が実装された回路基板として特許文献１に示すものがあった。図８は、従来技術における回路基板の概略構成を示す断面図である。

図８に示すように、特許文献１に示す回路基板１００は、セラミック基板１０、印刷抵抗素子５０、導体パターン１１、熱可塑性樹脂フィルム２０、導体パターン２１、導電性ペースト２２、回路素子３０、電極３１などを備える。

セラミック基板１０には導体パターン１１が形成されており、その導体パターン１１に接合するように印刷抵抗素子５０が印刷形成されている。また、熱可塑性樹脂フィルム２０は、プリント基板をなすものであり、導体パターン２１及び導電性ペースト２２が形成されている。この導体パターン１１及び印刷抵抗素子５０が形成されたセラミック基板１０上に、複数の熱可塑性樹脂フィルム２０が熱圧着によって形成されている。そして、熱可塑性樹脂フィルム２０上には、導電性ペースト２２と電極３１とが電気的に接合するように回路素子３０が実装されている。
特開２００２−３７４０６７号公報

しかしながら、回路素子３０は、電極３１と導電性ペースト２２とが接合しているのみである。また、熱可塑性樹脂フィルム２０と回路素子３０との間には空間が存在する。したがって、回路基板１００が外力などによって振動した場合、回路素子３０が熱可塑性樹脂フィルム２０から離脱する可能性がある。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、実装素子の接合強度を安定させることができる回路基板、回路基板の製造方法、及び電子回路装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の回路基板は、熱可塑性樹脂からなり、貫通孔を有する樹脂フィルムと、樹脂フィルムに形成されるものであり、貫通孔の一方の開口部を塞ぐ第１の導体パターンと、樹脂フィルムに実装されるものであり、貫通孔における塞がれた開口部とは反対の開口部から挿入されて第１の導体パターンと電気的及び機械的に接合される電極を備える回路素子とを備えることを特徴とするものである。

このように、回路素子の電極が樹脂フィルムの貫通孔に挿入され、周囲に樹脂フィルムが存在する状態で、第１の導体パターンと電気的及び機械的に接合されることによって、回路素子と熱可塑性樹脂との間の空間を小さくすることができると共に、電極が第１の導体パターンと接合するので接合強度を安定させることができる。

また、請求項２に記載の回路基板では、第１の導体パターンが形成された樹脂フィルムは複数層積層されるものであり、樹脂フィルムは、電極が挿入される貫通孔に加えて、樹脂フィルムが積層された状態において、他の樹脂フィルムに形成される第１の導体パターンと電気的に接合される導電性ペーストが充填される貫通孔を備えることを特徴とするものである。

このように、樹脂フィルムが、電極が挿入される貫通孔に加えて、樹脂フィルムが積層された状態において、他の樹脂フィルムに形成される第１の導体パターンと電気的に接合される導電性ペーストが充填される貫通孔を備えることによって、多層の樹脂フィルムとすることができる。また、このように多層の樹脂フィルムとすることによって、実装密度を高くすることがでる。

また、請求項３に記載の回路基板では、回路素子は、樹脂フィルム間に形成されることを特徴とするものである。

このように、樹脂フィルム間に回路素子を備えることによって、より一層実装密度を高くすることができる。

また、回路素子の電極は、請求項４に示すように金もしくは半田のいずれか一方とすることができる。

また、請求項５に記載の回路基板では、貫通孔の側面及び底面をなす第１の導体パターンの貫通孔側表面には、導電性材料が設けられることを特徴とするものである。

このように、貫通孔の側面及び底面をなす第１の導体パターンの貫通孔側表面には、導電性材料が設けることによって、電極と熱可塑性樹脂、及び電極と第１の導体パターンとの接合状態を良好にすることができる。

また、請求項６に記載の回路基板では、樹脂フィルムは、導電性ペーストもしくは第１の導体パターンのいずれか一方と電気的に接合される第２の導体パターンを備えるセラミック基板上に形成されることを特徴とするものである。

このように、導電性ペーストもしくは第１の導体パターンのいずれか一方と電気的に接合される第２の導体パターンを備えるセラミック基板上に樹脂フィルムを形成することによって、回路基板の放熱性を向上させることができる。

また、請求項７に記載の回路基板では、樹脂フィルムは、セラミック基板の両面に形成されることを特徴とするものである。

このように、セラミック基板の両面に樹脂フィルムを形成することによって、回路基板の表面積を大きくすることなく実装面積を向上させることができる。

また、請求項８に記載の回路基板では、外部との電気的な接合を行うコネクターを備えるケースに内蔵されるものであり、第１の導体パターンが形成された樹脂フィルムはコネクター上に延長されるコネクター接合部を備え、コネクター接合部における第１の導体パターンとコネクターとが電気的に接合されることを特徴とするものである。

このように、外部との電気的な接合を行うコネクターを備えるケースに内蔵される場合、第１の導体パターンが形成された樹脂フィルムはコネクター上に延長されるコネクター接合部を備え、このコネクター接合部の第１の導体パターンとコネクターとを電気的に接合することによって、ワイヤボンディングを行うことなく回路基板とコネクターとを電気的に接合することができる。したがって、作業者の指などがワイヤーに接触することによるワイヤーの破損の少ない回路基板とすることができる。

また、請求項９に記載の回路基板の製造方法では、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムに貫通孔を設ける貫通工程と、樹脂フィルムに第１の導体パターンを形成することによって、貫通孔の一方の開口部を塞ぐ導体パターン形成工程と、回路素子に設けられる電極を貫通孔における塞がれた開口部とは反対の開口部から挿入することによって、回路素子を樹脂フィルムに搭載する搭載工程と、電極が貫通孔に挿入された状態において電極と第１の導体パターンとを電気的及び機械的に接合する接合工程とを備えることを特徴とする回路基板の製造方法。
ものである。

このように、第１の導体パターンにて貫通孔の一方の開口部が塞がれた熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムに、回路素子に設けられる電極を挿入し、電極の周囲に樹脂フィルムが存在する状態で電極と第１の導体パターンとを電気的に接合することによって、回路素子と熱可塑性樹脂との間の空間を小さくすることができると共に、電極を第１の導体パターンと接合することができるので回路素子の接合強度が安定した回路基板を製造することができる。

また、請求項１０に記載の回路基板の製造方法では、貫通孔及び第１の導体パターンが形成された複数の樹脂フィルムを積層する積層工程と、電極が挿入される貫通孔の他の貫通孔に導電性ペーストを充填する充填工程と、積層工程後に樹脂フィルムを加圧しつつ加熱することにより、複数の樹脂フィルム同士を接合すると共に第１の導体パターンと導電性ペーストとを電気的に接合する熱圧着工程とを備えることを特徴とするものである。

このように、貫通孔及び第１の導体パターンが形成された樹脂フィルムにおける電極が挿入される貫通孔の他の貫通孔に導電性ペーストを充填し、この樹脂フィルムを複数層積層した状態で、加圧しつつ加熱することによって、実装密度の高い多層基板を製造することができる。

また、請求項１１に記載の回路基板の製造方法では、搭載工程は、回路素子を樹脂フィルム間に搭載することを特徴とするものである。

このように、樹脂フィルム間に回路素子を搭載することによって、より一層実装密度の高い回路基板を製造することができる。

また、請求項１２に示すように、電極が金である場合は、金と第１の導体パターンとを超音波によって電気的及び機械的に接合することができる。また、請求項１３に示すように、電極が半田である場合は、半田と第１の導体パターンとを加熱することによって電気的及び機械的に接合することができる。

また、請求項１４に記載の回路基板の製造方法では、充填工程は、電極が挿入される貫通孔の側面及び底面をなす第１の導体パターンの貫通孔側表面に導電性材料を形成することを特徴とするものである。

このように、充填工程で電極が挿入される貫通孔の側面及び底面をなす第１の導体パターンの貫通孔側表面に導電性材料を形成することによって、接合工程において、電極と熱可塑性樹脂、及び電極と第１の導体パターンとの接合状態を良好にすることができる。

また、請求項１５に記載の回路基板の製造方法では、樹脂フィルムを導電性ペーストもしくは第１の導体パターンのいずれか一方と電気的に接合される第２の導体パターンを備えるセラミック基板上に実装する実装工程を備えることを特徴とするものである。

このように、導電性ペーストもしくは第１の導体パターンのいずれか一方と電気的に接合される第２の導体パターンを備えるセラミック基板上に樹脂フィルムを形成することによって、放熱性の良好な回路基板を製造することができる。

また、請求項１６に記載の回路基板の製造方法では、実装工程は、樹脂フィルムをセラミック基板の両面に形成することを特徴とするものである。

このように、実装工程において、セラミック基板の両面に樹脂フィルムを形成することによって、回路基板の表面積を大きくすることなく実装面積を向上させることができる。

また、請求項１７に記載の回路基板の製造方法では、外部との電気的な接合を行うコネクターを備えるケースに内蔵する内蔵工程を備え、第１の導体パターンが形成された樹脂フィルムはコネクター上に延長されるコネクター接合部を備えるものであり、コネクター接合部における第１の導体パターンとコネクターとを電気的に接合するコネクター接合工程を備えることを特徴とするものである。

このように、外部との電気的な接合を行うコネクターを備えるケースに内蔵工程を備える場合、第１の導体パターンが形成された樹脂フィルムはコネクター上に延長されるコネクター接合部を備え、このコネクター接合部の第１の導体パターンとコネクターとを電気的に接合することによって、ワイヤボンディングを行うことなく回路基板とコネクターとを電気的に接合することができる。したがって、作業者の指などがワイヤーに接触することによるワイヤーの破損などを減少させつつ回路基板を製造することができる。

また、請求項１８に記載の電子回路装置では、外部との電気的な接合を行うコネクターを備えるケースに回路基板を内蔵する電子回路装置であって、回路基板は、熱可塑性樹脂からなり、貫通孔を有する樹脂フィルムと、樹脂フィルムに形成されるものであり、貫通孔の一方の開口部を塞ぐと共にコネクターと電気的に接合される第１の導体パターンと、樹脂フィルムに実装されるものであり、貫通孔における塞がれた開口部とは反対の開口部から挿入されて第１の導体パターンと電気的及び機械的に接合される電極を備える回路素子と、樹脂フィルムと第１の導体パターンとからなるものであり、コネクター上に延長されコネクターと第１の導体パターンとが電気的に接合されるコネクター接合部とを備えることを特徴とするものである。

このように、回路素子の電極が樹脂フィルムの貫通孔に挿入され、周囲に樹脂フィルムが存在する状態で第１の導体パターンと電気的に接合されることによって、回路素子と熱可塑性樹脂との間の空間を小さくすることができると共に、電極が第１の導体パターンと接合するので接合強度を安定させることができる。したがって、電子回路装置の耐震性を向上させることができる。

また、樹脂フィルムと第１の導体パターンとからなるものであり、コネクターと第１の導体パターンとが電気的に接合されるコネクター接合部を備えることによって、ワイヤーなどの破損しやすい部材を用いる必要がないので機械的強度を向上させることができる。

また、請求項１９に記載の電子回路装置では、第１の導体パターンが形成された樹脂フィルムは複数層積層されるものであり、樹脂フィルムは電極が挿入される貫通孔に加えて、樹脂フィルムが積層された状態において、他の樹脂フィルムに形成される第１の導体パターンと電気的に接合される導電性ペーストが充填される貫通孔を備えることを特徴とするものである。

このように、樹脂フィルムが、電極が挿入される貫通孔に加えて、樹脂フィルムが積層された状態において、他の樹脂フィルムに形成される第１の導体パターンと電気的に接合される導電性ペーストが充填される貫通孔を備えることによって、多層の樹脂フィルム基板とすることができる。また、このように多層の樹脂フィルムとすることによって、実装密度を高くすることができ回路基板の体格を小さくできるので、電子回路装置の体格も小さくすることができる。

また、請求項２０に記載の電子回路装置では、回路素子は、樹脂フィルム間に形成されることを特徴とするものである。

このように、樹脂フィルム間に回路素子を備えることによって、より一層実装密度を高くすることができ回路基板の体格を小さくすることができるので、電子回路装置の体格もより一層小さくすることができる。

また、請求項２１に記載の電子回路装置では、回路素子の電極は金もしくは半田のいずれか一方とすることができる。

また、請求項２２に記載の電子回路装置では、貫通孔の側面及び底面をなす第１の導体パターンの貫通孔側表面には、導電性材料が設けられることを特徴とするものである。

このように、貫通孔の側面及び底面をなす第１の導体パターンの貫通孔側表面には、導電性材料が設けることによって、電極と熱可塑性樹脂、及び電極と第１の導体パターンとの接合状態を良好にすることができるので、電子回路装置の耐震性をより一層向上させることができる。

また、請求項２３に記載の電子回路装置では、回路基板は、導電性ペーストもしくは第１の導体パターンのいずれか一方と電気的に接合される第２の導体パターンを備えるセラミック基板上に形成されることを特徴とするものである。

このように、導電性ペーストもしくは第１の導体パターンのいずれか一方と電気的に接合される第２の導体パターンを備えるセラミック基板上に樹脂フィルムを形成することによって、回路基板の放熱性を向上させることができるので、電子回路装置の耐熱性を向上させることができる。

また、請求項２４に記載の電子回路装置では、回路基板は、セラミック基板の両面に形成されることを特徴とするものである。

このように、セラミック基板の両面に樹脂フィルムを形成することによって、実装密度を高くすることができ回路基板の体格を小さくできるので、電子回路装置の体格もより一層小さくすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態における回路基板の概略構成を示す断面図である。図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態における回路基板の製造方法を示す工程別断面図である。

図１に示すように、本実施の形態における回路基板１００は、セラミック基板１０、熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂ、回路素子３０などを備える。

セラミック基板１０は、アルミナなどからなる基板であり、導体ペーストがパターン印刷された導体パターン１１を備える。この導体パターン１１は、後ほど説明する熱可塑性樹脂フィルム２０ａの導体ペースト２１と接合して接合部２１ａをなすものである。また、図示はしないが、セラミック基板１０上には、導体パターン１１と電気的に接合するようにＭＯＳＦＥＴ、ドライバー内蔵ＩＣ、印刷抵抗などを実装してもよい。

熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂは、ポリエーテルエーテルケトン樹脂６５〜３５重量％とポリエーテルイミド樹脂３５〜６５重量％となどからなる厚さ２５〜７５μｍの熱可塑性樹脂のフィルムである。この熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂは、貫通孔２３を備える。この貫通孔２３は、一方の開口部を導体パターン２１（本発明における第１の導体パターン）にて塞がれて有底ビアホールをなすものである。この貫通孔２３（ビアホール）内には、回路素子３０の電極３１が挿入されるほか、導電ペーストからなる層間接合部２２（本発明における導電性ペースト）が充填される。なお、電極３１と熱可塑性樹脂フィルム２０ｂ及び導体パターン２１との接合を良好にするために貫通孔２３の表面及び貫通孔を塞ぐ導体パターン２１の貫通孔２３側表面に導電性ペースト（本発明における導電性材料）を設けてもよい。

また、導体パターン２１は、熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂの表面に貼着された導体箔（例えば、厚さ１８μｍの銅箔）をエッチングによりパターン形成されたものである。この導体パターン２１は、回路素子３０の電極３１に対応する位置などに形成される。

なお、熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂとしは、ポリエーテルエーテルケトン樹脂６５〜３５重量％とポリエーテルイミド樹脂３５〜６５重量％とからなる樹脂フィルムに限定されるものでなく、ポリエーテルエーテルケトン樹脂とポリエーテルイミド樹脂に非導電性フィラを充填したフィルムであってもよいし、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）もしくはポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を単独で使用することも可能である。また、導電性ペーストは、平均粒径５μｍ、比表面積０．５ｍ^２／ｇの錫粒子３００ｇと、平均粒径１μｍ、比表面積１．２ｍ^２／ｇの銀粒子３００ｇとに、有機溶剤であるテルピネオール６０ｇを加え、これをミキサーによって混練しペースト化したものである。

回路素子３０は、ＩＣ、ＭＯＳ、バイポーラトランジスタなどの回路素子である。電極３１は、半田や金などである。

ここで、本実施の形態の回路基板１００の製造方法について図２に基づいて説明する。まず、図２（ａ）に示すように、セラミック基板１０、熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂをセラミック基板１０の導体パターン１１（本発明における第２の導体パターン）と熱可塑性樹脂フィルム２０ａの導体パターン２１、熱可塑性樹脂フィルム２０ｂの導体パターン２１と熱可塑性樹脂フィルム２０ａの層間接合部２２とが対向するように位置合せする。

なお、セラミック基板１０は、銀粒子とガラス粒子とに有機溶剤等を加えて混練しペースト化した導体ペーストをパターン印刷した後に、加熱焼成（例えば、６００〜９００℃で約６０分間加熱）することにより導体パターン１１を形成する。なお、導体ペーストに添加する金属粒子として、銀粒子に限定されるものではなく、銀粒子にプラチナ粒子、パラジウム粒子等を混合したものを用いてもよいし、銅粒子や金粒子等を用いることもできる。

また、熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂは、炭酸ガスレーザなどによって貫通孔２３を形成する。そして貫通孔２３の一方の開口部が塞がるように導体箔を貼着し、この導体箔をエッチングすることによって導体パターン２１をパターン形成する。そして、熱可塑性樹脂フィルム２０ａの貫通孔２３内に導電性ペーストを充填することによって層間接合部２２を形成する。

次に、図２（ｂ）に示すように、導体パターン１１が形成されたセラミック基板１０上に導体パターン２１及び層間接合部２２が形成された熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂを積層する。そして、このようにセラミック基板１０上に熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂを積層した状態において、これらの上下両面から真空加熱プレス機により加熱しながら加圧することによって、セラミック基板１０、熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂ同士をある程度接合する。

そして、図２（ｃ）に示すように、回路素子３０の電極３１が貫通孔２３に挿入されるように回路素子３０を熱可塑性樹脂フィルム２０ｂ上に搭載する。そして、熱可塑性樹脂フィルム２０ｂ上に回路素子３０が搭載された状態において、これらの上下両面から真空加熱プレス機により加熱しながら加圧する。例えば、２５０〜３５０℃の温度に加熱し１〜１０ＭＰａの圧力で１０〜２０分間加圧する。これにより、電極３１と導体パターン２１、各熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂ、及び熱可塑性樹脂フィルム２０ａとセラミック基板１０相互が接合される状態に本接合される。

なお、図２（ｂ）に示す、導体パターン１１が形成されたセラミック基板１０上に導体パターン２１及び層間接合部２２が形成された熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂが積層された時点で、セラミック基板１０、熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂ同士を完全に接合しておいてもよい。この場合、セラミック基板１０、熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂ同士が接合された状態で、回路素子３０の電極３１が貫通孔２３に挿入されるように回路素子３０を熱可塑性樹脂フィルム２０ｂ上に搭載する。すなわち、これらの上下両面から真空加熱プレス機により加熱しながら加圧する。例えば、２５０〜３５０℃の温度に加熱し１〜１０ＭＰａの圧力で１０〜２０分間加圧する。

そして、熱可塑性樹脂フィルム２０ｂ上に回路素子３０が搭載された状態において、例えば、２５０〜３５０℃の温度に加熱する。なお、電極３１として金を用いる場合、この電極３１と導体パターン２１とを接合する場合、超音波によって接合するようにしてもよい。

このように、回路素子３０の電極２１が熱可塑性樹脂フィルム２０ｂの貫通孔２３に挿入されて導体パターン２２と電気的及び機械的に接合されることによって、回路素子３１と熱可塑性樹脂フィルム２０ｂとの間の空間を小さくすることができると共に、電極３１が導体パターン２１と接合するので接合強度を安定させることができる。

また、このように、導体パターン２１にて貫通孔の一方の開口部が塞がれた熱可塑性樹脂フィルム２０ｂに、回路素子３０に設けられる電極３１を挿入し、その電極３１と導体パターン２１とを電気的に接合することによって、回路素子３１と熱可塑性樹脂フィルム２０ｂとの間の空間を小さくすることができると共に、電極３１が導体パターン２１と接合することができるので回路素子３０の接合強度が安定した回路基板１００を製造することができる。

また、このように、熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂが、電極３１が挿入される貫通孔２３に加えて、熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂが積層された状態において、他の熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂに形成される導体パターン２１と電気的に接続される導電性ペースト２２が充填される貫通孔２３を備えることによって、多層基板とすることができる。また、このように多層基板とすることによって、実装密度を高くすることがでる。

また、このように、貫通孔２３及び導体パターン２１が形成された熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂにおける電極３１が挿入される貫通孔２３の他の貫通孔２３に導電性ペースト２２を充填し、この熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂを複数層積層した状態で、加圧しつつ加熱することによって、実装密度の高い多層基板を製造することができる。

また、このように、導電性ペースト２１もしくは第１の導体パターン２２のいずれか一方と電気的に接続される導体パターン１１を備えるセラミック基板１０上に熱可塑性樹脂フィルム２０ａを形成することによって、回路基板１００の放熱性を向上させることができる。

また、このように、導電性ペースト２１もしくは導体パターン２２のいずれか一方と電気的に接合される導体パターン１１を備えるセラミック基板１０上に熱可塑性樹脂フィルム２０ａを形成することによって、放熱性の良好な回路基板１００を製造することができる。

なお、本実施の形態においては、熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂを２層形成する例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。熱可塑性樹脂フィルムを１層、あるいは３層以上設ける場合であっても、本発明の目的を達成することができるものである。熱可塑性樹脂フィルムを多層とすること実装密度を高くすることがでるし、熱可塑性樹脂フィルムを単層とすることによって、コストを低減することができる。

また、本実施の形態においては、熱可塑性樹脂フィルム２０ｂ上に回路素子３０を１つ実装する例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。複数の回路素子３０を熱可塑性樹脂フィルム２０ｂ上に実装する場合であっても、本発明の目的を達成することができるものである。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図３は、本発明の第２の実施の形態における回路基板の概略構成を示す断面図である。

第２の実施の形態における回路基板１００は、上述の第１の実施の形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分についての詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態と異なる点は、回路素子３０を熱可塑性樹脂フィルム間に実装する点である。

図３に示すように、本実施の形態における回路基板１００は、セラミック基板１０、熱可塑性樹脂フィルム２０、回路素子３０などを備える。

セラミック基板１０は、上述の実施の形態と同様に、アルミナなどからなる基板であり、導体ペーストがパターン印刷された導体パターン１１を備える。熱可塑性樹脂フィルム２０は、上述の実施の形態にて説明した導体パターン２１、貫通孔２３、及び層間接合部２２などを備える熱可塑性樹脂からなるフィルムを複数層積層したものである。回路素子３０は、複数の熱可塑性樹脂フィルムが積層された熱可塑性樹脂フィルム２０において、熱可塑性樹脂フィルムと熱可塑性樹脂フィルムとの間に実装される。

本実施の形態の回路基板１００の製造方法は、まず、図２（ａ）に示すように、セラミック基板１０、回路素子３０、熱可塑性樹脂フィルム２０を位置合せする。そして、セラミック基板１０上に熱可塑性樹脂フィルムを積層していき、所定の枚数の熱可塑性樹脂フィルムが積層された段階で回路素子３０を搭載する。さらに、回路素子３０の上側にも熱可塑性樹脂フィルムを積層していく。

全ての回路素子３０及び熱可塑性樹脂フィルムが積層された状態において、これらの上下両面から真空加熱プレス機により加熱しながら加圧する。例えば、２５０〜３５０℃の温度に加熱し１〜１０ＭＰａの圧力で１０〜２０分間加圧する。これにより、電極３１と導体パターン２１、各熱可塑性樹脂フィルム、及び熱可塑性樹脂フィルムとセラミック基板１０相互が接合される状態に本接合される。

このように、熱可塑性樹脂フィルムと熱可塑性樹脂フィルムとの間に回路素子３０を実装することによって、回路基板１００の実装密度を向上させることができる。

また、このように、熱可塑性樹脂フィルム間に回路素子３０を搭載した状態で加熱しながら加圧することによって、実装密度の高い回路基板１００を製造することができる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図４は、本発明の第３の実施の形態における回路基板の概略構成を示す断面図である。

第３の実施の形態における回路基板１００は、上述の第１及び第２の実施の形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分についての詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。第３の実施の形態において、上述の第１及び第２の実施の形態と異なる点は、回路素子３０及び熱可塑性樹脂フィルムをセラミック基板１０の両面に形成する点である。

図４に示すように、本実施の形態における回路基板１００は、セラミック基板１０、熱可塑性樹脂フィルム２０ａ〜２０ｄ、回路素子３０などを備える。

セラミック基板１０は、上述の実施の形態と同様に、アルミナなどからなる基板であり、導体ペーストがパターン印刷された導体パターン１１を両面に備える。

熱可塑性樹脂フィルム２０ａ〜２０ｄは、上述の実施の形態と同様に、導体パターン２１及び層間接合部２２などを備える熱可塑性樹脂からなるフィルムである。熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂは、セラミック基板１０の一方の面に形成され、熱可塑性樹脂フィルム２０ｃ、２０ｄは、セラミック基板１０の他方の面に形成される。さらに、熱可塑性樹脂フィルム２０ｂ及び熱可塑性樹脂フィルム２０ｄ上には、回路素子３が実装される。

本実施の形態の回路基板１００の製造方法は、まず、セラミック基板１０、熱可塑性樹脂フィルム２０ａ〜２０ｄを位置合せする。そして、セラミック基板１０の一方の面に熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂ、セラミック基板１０の他方の面に熱可塑性樹脂フィルム２０ｃ、２０ｄを積層していき、所定の枚数の熱可塑性樹脂フィルムが積層された段階で回路素子３０を搭載する。

全ての回路素子３０及び熱可塑性樹脂フィルム２０ａ〜２０ｄが積層された状態において、これらの上下両面から真空加熱プレス機により加熱しながら加圧する。例えば、２５０〜３５０℃の温度に加熱し１〜１０ＭＰａの圧力で１０〜２０分間加圧する。これにより、電極３１と導体パターン２１、各熱可塑性樹脂フィルム、及び熱可塑性樹脂フィルムとセラミック基板１０相互が接合される状態に本接合される。

このように、回路素子３０及び熱可塑性樹脂フィルムをセラミック基板１０の両面に形成することによって、回路基板１００の表面積を大きくすることなく実装面積を向上させることができる。

（第４の実施の形態）
次に、本発明における回路基板１００を電子回路装置に適用した例である第４の実施の形態について説明する。図５は、本発明の第４の実施の形態における電子回路装置の概略構成を示す断面図である。図６は、本発明の第４の実施の形態における電子回路装置の概略構成を示す平面図である。図７（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第４の実施の形態における電子回路装置の製造方法を示す工程別断面図である。

第４の実施の形態における電子回路装置は、上述の第１乃至第３の実施の形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分についての詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。第４の実施の形態において、上述の第１乃至第３の実施の形態と異なる点は、電子回路１００をベース７０に実装し、導体パターン２１とコネクター８１とを電気的に接合する点である。

図５及び図６に示すように、本実施の形態における電子回路装置は、ベース７０、カバー７１、コネクターケース８０、コネクター８１、回路基板１００などを備える。この電子回路装置は、内燃機関の制御装置（エンジンＥＣＵ）などに適用されるものである。

ベース７０及びカバー７１は、アルミダイキャスト成形などによって形成されるものであり、回路基板１００を収納するケースである。ベース７０は、回路基板１００が実装されると共に、回路基板１００と外部とを電気的に接合するためのコネクター部材（コネクターケース８０、コネクター８１）が形成される。

回路素子１００は、セラミック基板１０、熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂ、回路素子３０などを備える。

セラミック基板１０は、上述の実施の形態と同様に、アルミナなどからなる基板であり、導体ペーストがパターン印刷された導体パターン（図示せず）を備える。また、セラミック基板１０上には、導体パターンと電気的に接合される印刷抵抗素子５０が形成されている。

熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂは、上述の実施の形態と同様に、導体パターン２１及び層間接合部２２などを備える熱可塑性樹脂からなるフィルムである。熱可塑性樹脂フィルム２０ｂは、セラミック基板１０の上側に形成されると共に、コネクター部材の上側に延長されるコネクター接合部２４も形成される。そして、コネクター接合部２４の熱可塑性樹脂フィルム２０ｂに形成される導体パターン２１とコネクター８１とが電気的に接合される。さらに、熱可塑性樹脂フィルム２０ｂ上には、回路素子３０が実装される。

ここで、本実施の形態の電子回路装置の製造方法について図７に基づいて説明する。まず、図７（ａ）に示すように、セラミック基板１０上に、導体パターン（図示せず）を形成する。その後、セラミック基板１０上に、導体パターンに接合するように、酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）粒子とガラス粒子とに有機溶剤等を加えて混練しペースト化した抵抗体形成ペーストをパターン印刷した後に、これを加熱焼成（例えば、６００〜９００℃で約６０分間加熱）することにより印刷抵抗素子５０を形成する。なお、抵抗体形成ペーストに添加する抵抗体粒子として、酸化ルテニウム粒子を用いたが、シリカ（ＳｉＯ_２）粒子やホウ化ランタン（ＬａＢ_６）粒子等を用いることもできる。

次に、図７（ｂ）に示すように、導体パターン（図示せず）及び層間接合部（図示せず）を形成した熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂを回路素子３０及び印刷抵抗素子５０が形成されたセラミック基板１０上に積層する。そして、このようにセラミック基板１０上に熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂを積層した状態において、これらの上下両面から真空加熱プレス機により加熱しながら加圧することによって、セラミック基板１０、熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂ同士をある程度接合する。

そして、図７（ｃ）に示すように、回路素子３０の電極３１が貫通孔２３に挿入されるように回路素子３０を熱可塑性樹脂フィルム２０ｂ上に搭載する。そして、熱可塑性樹脂フィルム２０ｂ上に回路素子３０が搭載された状態において、これらの上下両面から真空加熱プレス機により加熱しながら加圧する。例えば、２５０〜３５０℃の温度に加熱し１〜１０ＭＰａの圧力で１０〜２０分間加圧する。これにより、電極３１と導体パターン２１、各熱可塑性樹脂フィルム２０ａ、２０ｂ、及び熱可塑性樹脂フィルム２０ａとセラミック基板１０相互が接合される状態に本接合される。

次に、図７（ｄ）に示すように、回路基板１００を接着剤６０によってベース７０に実装する。さらに、コネクター部材とコネクター部材上に形成されるコネクター接合部２４とを上下両面から真空加熱プレス機により加熱しながら加圧する。例えば、２５０〜３５０℃の温度に加熱し１〜１０ＭＰａの圧力で１０〜２０分間加圧する。これにより、熱可塑性樹脂フィルム２０ｂとコネクターケース８０とが接着され、熱可塑性樹脂フィルム２０ｂに形成される導体パターン２１とコネクター８１とが電気的に接合される。

最後に、図７（ｅ）に示すように、ベース７０の開口にカバー７１を被せ、ベース７０とカバー７１とを接着剤などで接合することによって、回路基板１００を封止する。

このように、回路基板１００をベース７０に実装して熱可塑性樹脂フィルム２０ｂにて回路基板１００とコネクター８１とを電気的に接合し、接合強度が安定した回路基板１００を電子回路装置に適用することによって、電子回路装置の耐震性を向上させることができる。

また、このように、コネクター接合部２４の導体パターン２１とコネクター８１とを電気的に接合することによって、ワイヤボンディングを行うことなく回路基板１００とコネクター８１とを電気的に接合することができる。したがって、作業者の指などがワイヤーに接触することによるワイヤーの破損などを減少させつつ電子回路装置を製造することができる。

本発明の第１の実施の形態における回路基板の概略構成を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態における回路基板の製造方法を示す工程別断面図である。 本発明の第２の実施の形態における回路基板の概略構成を示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態における回路基板の概略構成を示す断面図である。 本発明の第４の実施の形態における電子回路装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第４の実施の形態における電子回路装置の概略構成を示す平面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の第４の実施の形態における電子回路装置の製造方法を示す工程別断面図である。 従来技術における回路基板の概略構成を示す断面図である。

符号の説明

１０ セラミック基板、１１ 導体パターン、２０ａ〜２０ｄ 熱可塑性樹脂フィルム、２１ 導体パターン、２２ 層間接合部、２３ 貫通孔、２４ コネクター接合部、３０ 回路素子、３１ バンプ、５０ 印刷抵抗素子、６０ 接着剤、７０ ベース、７１ カバー、８０ コネクターケース、８１ コネクター、１００ 回路基板

Claims (24)

1. 熱可塑性樹脂からなり、貫通孔を有する樹脂フィルムと、
   前記樹脂フィルムに形成されるものであり、前記貫通孔の一方の開口部を塞ぐ第１の導体パターンと、
   前記樹脂フィルムに実装されるものであり、前記貫通孔における前記塞がれた開口部とは反対の開口部から挿入されて前記第１の導体パターンと電気的及び機械的に接合される電極を備える回路素子と、
   を備えることを特徴とする回路基板。
2. 前記第１の導体パターンが形成された前記樹脂フィルムは複数層積層されるものであり、前記樹脂フィルムは、前記電極が挿入される貫通孔に加えて、当該樹脂フィルムが積層された状態において、他の樹脂フィルムに形成される第１の導体パターンと電気的に接合される導電性ペーストが充填される貫通孔を備えることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
3. 前記回路素子は、前記樹脂フィルム間に形成されることを特徴とする請求項２に記載の回路基板。
4. 前記電極は、金もしくは半田のいずれか一方からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回路基板。
5. 前記貫通孔の側面及び当該貫通孔の底面をなす前記第１の導体パターンの貫通孔側表面には、導電性材料が設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の回路基板。
6. 前記樹脂フィルムは、前記導電性ペーストもしくは前記第１の導体パターンのいずれか一方と電気的に接合される第２の導体パターンを備えるセラミック基板上に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の回路基板。
7. 前記樹脂フィルムは、前記セラミック基板の両面に形成されることを特徴とする請求項６に記載の回路基板。
8. 外部との電気的な接合を行うコネクターを備えるケースに内蔵されるものであり、前記第１の導体パターンが形成された樹脂フィルムは前記コネクター上に延長されるコネクター接合部を備え、当該コネクター接合部における前記第１の導体パターンと前記コネクターとが電気的に接合されることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の回路基板。
9. 熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムに貫通孔を設ける貫通工程と、
   前記樹脂フィルムに第１の導体パターンを形成することによって、前記貫通孔の一方の開口部を塞ぐ導体パターン形成工程と、
   回路素子に設けられる電極を前記貫通孔における前記塞がれた開口部とは反対の開口部から挿入することによって、当該回路素子を樹脂フィルムに搭載する搭載工程と、
   前記電極が前記貫通孔に挿入された状態において当該電極と前記第１の導体パターンとを電気的及び機械的に接合する接合工程と、
   を備えることを特徴とする回路基板の製造方法。
10. 前記貫通孔及び前記第１の導体パターンが形成された複数の前記樹脂フィルムを積層する積層工程と、前記電極が挿入される貫通孔の他の貫通孔に導電性ペーストを充填する充填工程と、前記積層工程後に前記樹脂フィルムを加圧しつつ加熱することにより、前記複数の樹脂フィルム同士を接合すると共に前記第１の導体パターンと前記導電性ペーストとを電気的に接合する熱圧着工程とを備えることを特徴とする請求項９に記載の回路基板の製造方法。
11. 前記搭載工程は、前記回路素子を前記樹脂フィルム間に搭載することを特徴とする請求項１０に記載の回路基板の製造方法。
12. 前記電極は金からなり、前記接合工程は、前記金と前記第１の導体パターンとを超音波によって電気的及び機械的に接合することを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の回路基板の製造方法。
13. 前記電極は半田からなり、前記接合工程は、前記半田と前記第１の導体パターンとを加熱することによって電気的及び機械的に接合することを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の回路基板の製造方法。
14. 前記充填工程は、前記電極が挿入される貫通孔の側面及び底面をなす前記第１の導体パターンの貫通孔側表面に導電性材料を形成することを特徴とする請求項９乃至請求項１３のいずれかに記載の回路基板の製造方法。
15. 前記樹脂フィルムを前記導電性ペーストもしくは前記第１の導体パターンのいずれか一方と電気的に接合される第２の導体パターンを備えるセラミック基板上に実装する実装工程を備えることを特徴とする請求項９乃至請求項１４のいずれかに記載の回路基板の製造方法。
16. 前記実装工程は、前記樹脂フィルムを前記セラミック基板の両面に形成することを特徴とする請求項１５に記載の回路基板の製造方法。
17. 外部との電気的な接合を行うコネクターを備えるケースに内蔵する内蔵工程を備え、前記第１の導体パターンが形成された樹脂フィルムは前記コネクター上に延長されるコネクター接合部を備えるものであり、当該コネクター接合部における前記第１の導体パターンと前記コネクターとを電気的に接合するコネクター接合工程を備えることを特徴とする請求項９乃至請求項１６のいずれかに記載の回路基板の製造方法。
18. 外部との電気的な接合を行うコネクターを備えるケースに回路基板を内蔵する電子回路装置であって、
    前記回路基板は、
    熱可塑性樹脂からなり、貫通孔を有する樹脂フィルムと、
    前記樹脂フィルムに形成されるものであり、前記貫通孔の一方の開口部を塞ぐと共に前記コネクターと電気的に接合される第１の導体パターンと、
    前記樹脂フィルムに実装されるものであり、前記貫通孔における前記塞がれた開口部とは反対の開口部から挿入されて前記第１の導体パターンと電気的及び機械的に接合される電極を備える回路素子と、
    前記樹脂フィルムと前記第１の導体パターンとからなるものであり、前記コネクター上に延長され当該コネクターと当該第１の導体パターンとが電気的に接合されるコネクター接合部と、
    を備えることを特徴とする電子回路装置。
19. 前記第１の導体パターンが形成された前記樹脂フィルムは複数層積層されるものであり、前記樹脂フィルムは、前記電極が挿入される貫通孔に加えて、当該樹脂フィルムが積層された状態において、他の樹脂フィルムに形成される第１の導体パターンと電気的に接合される導電性ペーストが充填される貫通孔を備えることを特徴とする請求項１８に記載の電子回路装置。
20. 前記回路素子は、前記樹脂フィルム間に形成されることを特徴とする請求項１９に記載の電子回路装置。
21. 前記電極は、金もしくは半田のいずれか一方からなることを特徴とする請求項１２又は請求項１８乃至請求項２０のいずれかに記載の電子回路装置。
22. 前記貫通孔の側面及び底面をなす前記第１の導体パターンの貫通孔側表面には、導電性材料が設けられることを特徴とする請求項１８乃至請求項２１のいずれかに記載の電子回路装置。
23. 前記回路基板は、前記導電性ペーストもしくは前記第１の導体パターンのいずれか一方と電気的に接合される第２の導体パターンを備えるセラミック基板上に形成されることを特徴とする請求項１８乃至請求項２２のいずれかに記載の電子回路装置。
24. 前記回路基板は、前記セラミック基板の両面に形成されることを特徴とする請求項２３に記載の電子回路装置。

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