JP2008277568A - 電子部品収容基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子部品収容基板40において、基板10をその厚み方向に貫いた孔部27に電子部品60を収容した電子部品収容基板において、電子部品に、互いの端部側に対向する一対の電極部62a,62bを設け、基板の両面にそれぞれ配線層31,32を設け、孔部を、連通部20を介し、一面側と他面側とに開口し、連通部の断面積より大なる断面積となる第1の凹状段部22と第2の凹状段部23とで形成し、第1の凹状段部及び前記第2の凹状段部の各内面側に配線層に電気的に接続するための導電層を形成し、各導電層と各電極部とを、配線層の表面に連続する略平坦な面を有する導電部材30でそれぞれ電気的に接続した構成とする。
【選択図】図8
Description
このようなチップ部品は、一般的に、長手を有する形状であり、長手方向の両端にそれぞれ電極部を有している。
電子部品収容基板201は、プリント配線板210の貫通孔211にチップ部品220が収容され、プリント配線板210のランド部211aとチップ部品220の電極部221aとが半田230aによって電気的に接続され、プリント配線板210のランド部211bとチップ部品220の電極部221bとが半田230bによって電気的に接続されている。
225a,225bは、パターン化されたソルダーレジストである。
このため、他の電子部品235とプリント配線板210のランド部211c,211dとを半田230cによって接続することができないので、他の電子部品235を貫通孔211及びチップ部品220上に実装することが困難になる。
従って、この電子部品収容基板201に他の電子部品235を実装する場合、チップ部品220が収容されている範囲を除いて他の電子部品235を実装しなければならないため、電子部品の高密度実装化に対するさらなる改善が望まれる。
この熱応力によって、チップ部品220の電極部221a,221bと半田230a,230bとがこの接続面222a,222bで剥離する場合がある。
ここで、上述した電子部品収容基板201に熱ストレスが与えられた際とは、電子部品収容基板201に他の電子部品235をリフロー炉等を用いて半田付けする場合や電子部品収容基板201に信頼性試験の1つである熱衝撃試験を行った場合等である。
電子部品収容基板251は、プリント配線板260の貫通孔261にチップ部品220が収納され、プリント配線板260のランド部261aとチップ部品220の電極部221aとが半田230aによって電気的に接続され、プリント配線板260のランド部261bとチップ部品220の電極部221bとが半田230bによって電気的に接続されている。
225a,225bは、パターン化されたソルダーレジストである。
1)基板(10)をその厚み方向に貫いた孔部(27)に電子部品(60)を収容した電子部品収容基板において、前記電子部品に、互いの端部側に対向する一対の電極部(62a,62b)を設け、前記基板の両面にそれぞれ配線層(31,32)を設け、前記孔部を、連通部(20)を介し、一面側と他面側とに開口し、前記連通部の断面積より大なる断面積となる第1の凹状段部(22)と第2の凹状段部(23)とで形成し、前記第1の凹状段部及び前記第2の凹状段部の各内面側に前記配線層に電気的に接続するための導電層を形成し、前記各導電層と前記各電極部とを、前記配線層の表面に連続する略平坦な面を有する導電部材(30)でそれぞれ電気的に接続した構成であることを特徴とする電子部品収容基板(40)である。
2)前記各導電部材を、絶縁性部材(35a,35b)でそれぞれ覆った構成であることを特徴とする1)項記載の電子部品収納基板である。
3)基板(10)をその厚み方向に貫いた孔部(27)に、互いの端部側に対向する一対の電極部(62a,62b)を有する電子部品(60)を収容した電子部品収容基板の製造方法において、前記基板の一面側と他面側とに開口する第1の穴部(12)と第2の穴部(13)とを、互いに対向するように穿設する穿設工程と、前記穿設工程後に、前記第1の穴部及び前記第2の穴部の各内面を覆うように、前記基板の両面に導電層(17a,17b)をそれぞれ形成する導電層形成工程と、前記導電層形成工程後に、前記第1の穴部と前記第2の穴部とを連通し、前記第1の穴部及び前記第2の穴部の断面積よりも小なる断面積となる連通部(20)を形成する連通部形成工程と、前記連通部形成工程後に、前記連通部に前記電子部品を挿入する挿入工程と、前記挿入工程後に、前記電子部品の各電極部と前記各導電層とがそれぞれ電気的に接続するように、前記第1の穴部及び前記第2の穴部に導電性部材(30)をそれぞれ供給する導電性部材供給工程と、前記導電性部材供給工程後に、前記各導電性部材の表面と前記各導電層の表面とを、それぞれ、連続する略平坦な面にする平坦化工程と、を有するようにしたことを特徴とする電子部品収容基板(40)の製造方法。
4)前記平坦化工程後に、前記各導電性部材を絶縁性部材(35a,35b)でそれぞれ覆う絶縁性部材形成工程、を有するようにしたことを特徴とする3)項記載の電子部品収納基板の製造方法である。
図1は、本発明の電子部品収容基板及びその製造方法の実施例における電子部品収容基板に収容される電子部品について説明するための模式的断面図である。
図2〜図8は、本発明の電子部品収容基板及びその製造方法の実施例における第1工程〜第7工程をそれぞれ説明するための模式的断面図である。
まず、後述する電子部品収容基板40に収納される電子部品について説明する。
一般的に、電子部品収容基板に収容される電子部品は、市販されている表面実装型のチップ部品であり、このようなチップ部品として、チップ抵抗,チップコンデンサ,チップコイル等がある。
表面実装型のチップ部品は、その形状から、円筒形チップ部品と角形チップ部品とに分類されるが、所謂「0603」チップ部品や「0402」チップ部品と称される小型のチップ部品は、一般的に角形チップ部品であるため、通常、この角形チップ部品がプリント基板内に収納される電子部品として用いられる。
「0603」チップ部品とは、長さが約0.6mm,幅が約0.3mmであるチップ部品を称し、「0402」チップ部品とは、長さが約0.4mm,幅が約0.2mmであるチップ部品を称する。
図1に示すように、角形チップ部品60は、主として、主の構成材料がセラミックである本体部61と、主の構成材料がSn(スズ)である電極部62a,62bとにより構成されている。
ここで、図1において、本体部61の長手方向の各端面を端面61a,61b、上側の面を表(おもて)面61c、下側の面を裏面61dとそれぞれ称することとする。
一方の電極部62aは本体部61の端面61aを覆うように、他方の電極部62bは端面61bを覆うように、それぞれ表面61cから裏面61dに亘って形成されている。
主として、コア材1と、コア材1の一面側(図1における上側)に順次設けられた第1の配線層2,第1の絶縁層3,及び銅箔4aと、コア材1の他面側(図1における下側)に順次設けられた第2の配線層5,第2の絶縁層6,及び銅箔4bと、からなる基板(シールド板ともいう)10を作製する。
上述した基板10は、周知のプリント配線板の作製方法を用いて作製することができる。
実施例では、基板10の厚さt10を0.64mmとした。
基板10を貫通する貫通孔11を穿設する。
基板10の一面側に、第1の穴部12を、後述する導電層17a形成後の直径R12が上述した角形チップ部品60の対角長X60(0.42mm)よりも大きい値となるように穿設する。
基板10の他面側に、第2の穴部13を、後述する導電層17b形成後の直径R13が上述した角形チップ部品60の対角長X60よりも大きい値となると共にその中心軸が上記第1の穴部12の中心軸と略一致するように穿設する。
基板10の一面側に、第1の配線層2が露出するように第3の穴部14を穿設する。
基板10の他面側に、第2の配線層5が露出するように第4の穴部15を穿設する。
また、これら貫通孔11及び第1〜第4の穴部12〜15を、どのような順序で穿設しても良い。
通常、ドリル加工に用いるドリルの先端部は略円錐形状を有しているため、このドリル加工によって穿設された第1の穴部12及び第2の穴部13の各底面部は、それぞれ略円錐形状を有する。
第2工程を経た基板10に対して周知のデスミア処理を施した後、銅箔4a,4bの各表面を覆うと共に貫通孔11及び第1〜第4の穴部12〜15の各内面を覆うように、例えば銅からなる導電層17a,17bを形成する。この導電層17a,17bは、例えば、無電解銅めっきを行った後さらに電解銅めっきを行うことで形成することができる。
内面が導電層17a,17bで覆われた貫通孔11をスルーホール21と称し、内面が導電層17a,17bで覆われた第3の穴部14及び第4の穴部15をLVH(Laser Via Hole)24及びLVH25と称す。
第1の穴部12及び第2の穴部13の各中心を通って上記基板10を貫通する貫通孔20を穿設する。このとき、貫通孔20の孔径(直径)R20を、上述した角形チップ部品60の対角長X60(0.42mm)よりも小さく、かつ、短手方向の断面における内接円の最大直径R60(0.30mm)よりも大きい値とする。
貫通孔20は、周知のドリル加工やレーザ加工等により穿設することができる。
実施例では、貫通孔20の孔径R20を0.35mmとした。
また、第1の径部22と貫通孔20と第2の径部23とが連接された基板貫通部27は、上述した角形チップ部品60が収容される電子部品収容部27となる。
電子部品収容部27に、角形チップ部品60を、例えば第1の径部22側から第2の径部23側に向かって挿入する。
角形チップ部品60を電子部品収容部27に挿入する際、第1の径部22の直径R22(0.45mm)が角形チップ部品60の対角長X60(0.42mm)よりも大きいので、角形チップ部品60と第1の径部22との厳密な位置合わせ精度を必要とすることなく、角形チップ部品60を第1の径部22に容易に挿入することができる。
また、電子部品収容部27に、角形チップ部品60を、第2の径部23側から第1の径部22側に向かって挿入する場合においても、第2の径部23の直径R23(0.45mm)が角形チップ部品60の対角長X60(0.42mm)よりも大きいので、角形チップ部品60と第2の径部23との厳密な位置合わせ精度を必要とすることなく、角形チップ部品60を第2の径部23に容易に挿入することができる。
まず、図7(a)に示すように、導電性部材30を、第1の径部22及び第2の径部23にそれぞれ充填する。
導電性部材30としては、銅ペーストや銀ペースト等のペースト状またはインク状のものや、半田を用いることができる。
実施例では、銅ペーストを周知の塗布方法の1つである印刷法を用いて第1の径部22及び第2の径部23にそれぞれ充填した。
まず、フォトリソグラフィ法を用いて、導電層17a及び銅箔4aを部分的にエッチングして第3の配線層31を形成し、導電層17b及び銅箔4bを部分的にエッチングして第4の配線層32を形成する。
実施例では、フォトソルダーレジストインクを上述の工程を経た基板10の両面にロールコート法を用いて塗布した後、乾燥させ、さらに露光・現像を行うことによって、上記ソルダーレジスト35a,35bを形成した。
この電子部品収容基板40は、電子部品60の一方の電極部62aと第3の配線層31とが導電性部材30によって電気的に接続されており、電子部品60の他方の電極部62bと第4の配線層32とが導電性部材30によって電気的に接続されている。即ち、第3の配線層31と第4の配線層32とは、電子部品60及び導電性部材30を介して電気的に接続されている。
また、電子部品収容基板40は、第3の配線層31と第4の配線層32とがスルーホール21を介して電気的に接続され、第1の配線層2と第3の配線層31とがLVH24を介して電気的に接続され、第2の配線層5と第4の配線層32とがLVH25を介して電気的に接続されている。
また、本発明の電子部品収容基板及びその製造方法によれば、収容された電子部品に電気的に接続する導電性部材の露出面をソルダーレジストで覆う構成とすることができるので、収容された電子部品上に他の電子部品235を実装した際に他の電子部品235と導電性部材との接触をソルダーレジストによって防止できるため、収容された電子部品上に他の電子部品235を実装することが可能になる。
図9は、実施例の変形例を説明するための模式的断面図であり、図中の(a)〜(c)は、変形例の電子部品収納基板を製造する各過程を示すものである。
なお、実施例と同じ構成部については同じ符号を付す。
次に、導電層17a,17bの各表面より突出した余分な充填材51を、例えばバフ研磨により除去することによって、充填材51の露出面と導電層17a,17bの各表面とを、それぞれ、連続する略平坦な面にする。
導電層52a,52bは、実施例の導電層17a,17bの形成方法と同様の方法により形成することができる。
第3の絶縁層55a及び第4の絶縁層55bは周知の方法により形成することができ、第5の配線層55及び第6の配線層57は実施例の第3の配線層31及び第4の配線層32の形成方法と同様の形成方法によって形成することができ、LVH56,58は実施例のLVH24,25の形成方法と同様の形成方法によって形成することができる。
例えば、角形チップ部品60が電子部品収容部27に収容された際に、電子部品60の電極部62a,62bが第1の径部22及び第2の径部23の各内部に位置する構成や手順とすることにより、実施例及び変形例と同様の効果を得ることができる。
銅箔4a,4bを除去することによって配線層31,32,53,54の厚さを薄くすることができるので、これら配線層31,32,53,54における配線パターンの微細化が図れる。
62a,62b 電極部、 L60 長さ、 W60 幅、 t10,t60 厚さ、 X60 対角長、 R12,R13,R20,R22,R23,R60 直径、 D12,D13 深さ
Claims (4)
- 基板をその厚み方向に貫いた孔部に電子部品を収容した電子部品収容基板において、
前記電子部品に、互いの端部側に対向する一対の電極部を設け、
前記基板の両面にそれぞれ配線層を設け、
前記孔部を、連通部を介し、一面側と他面側とに開口し、前記連通部の断面積より大なる断面積となる第1の凹状段部と第2の凹状段部とで形成し、
前記第1の凹状段部及び前記第2の凹状段部の各内面側に前記配線層に電気的に接続するための導電層を形成し、
前記各導電層と前記各電極部とを、前記配線層の表面に連続する略平坦な面を有する導電部材でそれぞれ電気的に接続した構成であることを特徴とする電子部品収容基板。 - 前記各導電部材を、絶縁性部材でそれぞれ覆った構成であることを特徴とする請求項1記載の電子部品収容基板。
- 基板をその厚み方向に貫いた孔部に、互いの端部側に対向する一対の電極部を有する電子部品を収容した電子部品収容基板の製造方法において、
前記基板の一面側と他面側とに開口する第1の穴部と第2の穴部とを、互いに対向するように穿設する穿設工程と、
前記穿設工程後に、前記第1の穴部及び前記第2の穴部の各内面を覆うように、前記基板の両面に導電層をそれぞれ形成する導電層形成工程と、
前記導電層形成工程後に、前記第1の穴部と前記第2の穴部とを連通し、前記第1の穴部及び前記第2の穴部の断面積よりも小なる断面積となる連通部を形成する連通部形成工程と、
前記連通部形成工程後に、前記連通部に前記電子部品を挿入する挿入工程と、
前記挿入工程後に、前記電子部品の各電極部と前記各導電層とがそれぞれ電気的に接続するように、前記第1の穴部及び前記第2の穴部に導電性部材をそれぞれ供給する導電性部材供給工程と、
前記導電性部材供給工程後に、前記各導電性部材の表面と前記各導電層の表面とを、それぞれ、連続する略平坦な面にする平坦化工程と、
を有するようにしたことを特徴とする電子部品収容基板の製造方法。 - 前記平坦化工程後に、前記各導電性部材を絶縁性部材でそれぞれ覆う絶縁性部材形成工程、を有するようにしたことを特徴とする請求項3記載の電子部品収容基板の製造方法。
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