JP2013038361A - 部品内蔵プリント基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低背化を可能としつつ放熱性を向上させる。
【解決手段】部品内蔵多層プリント基板１００は、第１〜第３の樹脂基材１０〜３０を積層し、電子部品４０をキャビティ６０内に内蔵してなる。電子部品４０の電極４１及びスルーホール電極１２の電極１２ａは直接接合され、各樹脂基材１０〜３０に形成された各配線等はそれぞれ基材の両面から突出せずに基材内に埋め込まれた状態で形成される。キャビティ６０内に内蔵された電子部品４０の非回路面４２は、放熱用配線２１及び放熱用ビア３２と接触している。このため、低背化を図ることができ、高密度実装が可能となり、放熱性を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、電子部品が内蔵された部品内蔵プリント基板及びその製造方法に関する。

従来より、電子部品を内蔵した多層構造の部品内蔵プリント基板として、下記特許文献１に開示されたものが知られている。この部品内蔵基板は、層間絶縁層に埋め込まれた半導体部品の電極がビアホールを介して配線層と接続され、非回路面に放熱板が備えられた構造からなる。

特開２００６−４９７６２号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されたものは、半導体部品の背面に金属板を貼り付けてから半導体部品の電極面側に層間絶縁層を形成していくことにより製造されるので、半導体部品が層間絶縁膜の積層体の一方の面側に位置することになり、層間絶縁膜の内部の任意の位置に埋め込むことが困難である。このため、特許文献１に記載のものでは、層間絶縁体の積層体の中間位置に埋め込まれたときの放熱性については何ら考慮がなされていないという問題がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、低背化を可能としつつ電子部品を樹脂基材内部に内蔵した場合でも放熱性を向上させることができる部品内蔵プリント基板及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る部品内蔵プリント基板は、内部にキャビティが形成された樹脂基材と、前記樹脂基材に形成されたキャビティに内蔵された電子部品と、前記樹脂基材にそれぞれ形成されたスルーホール電極を含む配線とを備え、前記電子部品の電極及びこれと対応する位置に形成された前記スルーホール電極が直接接合され、前記樹脂基材の少なくとも一方の面に、前記配線につながる電極パッドが前記樹脂基材に埋め込まれた状態で形成され、前記電子部品の電極形成面と反対側の面及び側面に、前記樹脂基材の表面側まで連続する配線が接触していることを特徴とする。

本発明に係る部品内蔵プリント基板によれば、キャビティに内蔵された電子部品の電極とスルーホール電極とが直接接合され、樹脂基材の少なくとも一方の面に、配線につながる電極パッドが樹脂基材に埋め込まれた状態で形成されているので、全体の低背化が可能である。また、電子部品の電極形成面と反対側の面だけでなく、側面にも、樹脂基材の表面側まで連続する配線が接触しているので、この配線が放熱用配線として機能し、放熱性を向上させることができる。これにより、電子部品を樹脂基材の内部の任意の位置に配置することが可能になり、効率が良く、自由度が高い電子部品の実装が可能になる。

なお、本発明の一つの実施形態においては、前記配線として、キャビティの内壁面に形成され、前記電子部品の電極形成面と反対側の面及び側面と接触する金属層を有する。このようにすると、電子部品の背面及び側面全体と金属層とが接触するので、更に放熱性が向上する。

本発明に係る部品内蔵プリント基板の製造方法は、複数の樹脂基材にインプリントによってスルーホールを含む回路パターンを形成すると共に、前記複数の樹脂基材のうちの少なくとも一つに電子部品を内蔵するキャビティを形成し、前記複数の樹脂基材を順次積層していく過程で、前記各樹脂基材の回路パターンに導電ペーストを充填してスルーホール電極を含む配線を形成すると共に、前記電子部品を前記キャビティに収容して前記電子部品の電極を前記スルーホール電極と直接接合し、更に前記電子部品の電極形成面と反対側の面及び側面に前記樹脂基材の表面側まで連続する配線と接触させることを特徴とする。

本発明に係る部品内蔵プリント基板の製造方法によれば、複数の樹脂基材を順次積層していく過程で、各樹脂基材のインプリントで形成された回路パターンに導電ペーストを充填してスルーホール電極を含む配線を形成すると共に、電子部品をキャビティに収容して電子部品の電極をスルーホール電極と直接接合するようにしているので、容易に低背化を図ることができる。しかも、電子部品の電極形成面と反対側の面及び側面に樹脂基材の表面側まで連続する配線と接触させるようにしているので、電子部品を任意の位置に内蔵した場合でも、十分な放熱性を確保することができる。

本発明によれば、低背化を可能としつつ放熱性を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板の構造を示す断面図である。 同部品内蔵多層プリント基板の製造工程を示すフローチャートである。 同部品内蔵多層プリント基板を第１の製造工程順に示す断面図である。 同部品内蔵多層プリント基板を第１の製造工程順に示す断面図である。 同部品内蔵多層プリント基板の電子部品を一部の製造工程順に示す断面図である。 同部品内蔵多層プリント基板の他の構造を示す断面図である。 同部品内蔵多層プリント基板を第２の製造工程順に示す断面図である。 同部品内蔵多層プリント基板を第２の製造工程順に示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板の構造を示す断面図である。 同部品内蔵多層プリント基板を製造工程順に示す断面図である。 同部品内蔵多層プリント基板を製造工程順に示す断面図である。 同部品内蔵多層プリント基板の他の構造を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板の構造を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板の構造を示す断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板の構造を示す断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板の構造を示す断面図である。 本発明の第７の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板の構造を示す断面図である。 本発明の第８の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板の構造を示す断面図である。

以下、添付の図面を参照して、この発明の実施の形態に係る部品内蔵プリント基板及びその製造方法を詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る部品内蔵プリント基板である多層構造の部品内蔵多層プリント基板を示す断面図である。第１の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００は、第１の樹脂基材１０、第２の樹脂基材２０及び第３の樹脂基材３０と、第２の樹脂基材２０に形成されたキャビティ６０内に第１及び第３の樹脂基材１０，３０に挟まれた状態で内蔵された電子部品４０とを備えている。

また、部品内蔵多層プリント基板１００は、樹脂基材１０，２０，３０内に形成された配線として、第１の樹脂基材１０に形成されたスルーホール１９内のスルーホール電極１２、放熱用配線１１、裏面配線１３と、第２の樹脂基材２０に形成された放熱用配線２１、層間配線２３と、第３の樹脂基材３０に形成された放熱用ビア３２、放熱用配線３１、表面配線３３とを備える。なお、第３の樹脂基材３０の上面３０ａ上には、表面配線３３と接続された表層回路１７と、放熱用配線３１及び放熱用ビア３２と接続された表層放熱回路１８とが形成されている。

第１〜第３の樹脂基材１０，２０，３０は、それぞれ例えば厚さ２５μｍ程度の樹脂フィルムにより構成されている。樹脂フィルムとしては、例えば熱可塑性のポリイミド、ポリオレフィン、液晶ポリマーなどからなる樹脂フィルムや、熱硬化性のエポキシ樹脂からなる樹脂フィルムなどを用いることができる。

電子部品４０は、例えばＩＣチップなどの半導体部品や受動部品等であり、第１の樹脂基材１０の上面１０ａに対向する電極形成面４１ｂに複数の実装用の電極４１が、電極形成面４１ｂと平行な電極面４１ａを備えて形成されている。スルーホール電極１２、放熱用配線１１，２１，３１、裏面配線１３、層間配線２３、放熱用ビア３２、表面配線３３は、第１〜第３の樹脂基材１０〜３０に形成されたスルーホール１９を含むインプリント型の凹凸の回路パターンにそれぞれ充填された導電ペーストからなる。

導電ペーストは、例えば、ニッケル、金、銀、亜鉛、アルミニウム、鉄、タングステンなどから選択される少なくとも１種類の低電気抵抗の金属粒子と、ビスマス、インジウム、鉛などから選択される少なくとも１種類の低融点の金属粒子とを含む。そして、導電ペーストは、これらの金属粒子に錫を成分として含有させ、エポキシ、アクリル、ウレタンなどを主成分とするバインダ成分を混合したペーストからなる。

このように構成された導電ペーストは、含有された錫と低融点の金属が２００℃以下で溶融し合金を形成することができ、特に銅や銀などとは金属間化合物を形成することができる特性を備える。なお、導電ペーストは、例えば粒子径がナノレベルの金、銀、銅、ニッケル等のフィラーが、上記のようなバインダ成分に混合されたナノペーストで構成することもできる。その他、導電ペーストは、上記ニッケル等の金属粒子が、上記のようなバインダ成分に混合されたペーストで構成することもできる。この場合、導電ペーストは、金属粒子同士が接触することで電気的接続が行われる特性となる。

第１の樹脂基材１０のスルーホール電極１２は、第１の樹脂基材１０の上面１０ａ側に形成された電極１２ａと、第１の樹脂基材１０の上面１０ａとは反対側の下面１０ｂ側に形成された電極パッド１２ｂとを備える。なお、第１の樹脂基材１０の下面１０ｂは、部品内蔵多層プリント基板１００の裏面となる。

第１の樹脂基材１０のスルーホール電極１２、放熱用配線１１及び裏面配線１３は、それぞれ電極部分と電極パッド部分とが、第１の樹脂基材１０の上面１０ａ及び下面１０ｂから突出せずに、基材内に埋め込まれた状態で形成されている。ここで、電極パッド部分とは、スルーホール電極１２の電極パッド１２ｂを例に挙げて説明すると、図示のように電極１２ａ部分よりも基材面における面積（接合部の面積）が広いものをいう。

第２の樹脂基材２０のキャビティ６０内に内蔵された電子部品４０は、その電極４１と第１の樹脂基材１０に形成されたスルーホール電極１２の電極１２ａとが、半田バンプなどを介さずに直接接合されている。電子部品４０は、電極形成面４１ｂと第１の樹脂基材１０の実装面（上面）１０ａとの間に形成された接着層５０により接続されている。

また、第２の樹脂基材２０の放熱用配線２１及び層間配線２３は、それぞれ電極部分と電極パッド部分とが、第２の樹脂基材２０の上面２０ａ及び下面２０ｂから突出せずに、基材内に埋め込まれた状態で形成されている。これら放熱用配線２１及び層間配線２３は、それぞれの電極パッド部分が、第１の樹脂基材１０の放熱用配線１１及び裏面配線１３の電極部分と直接接合されている。なお、第２の樹脂基材２０の放熱用配線２１は、キャビティ６０内の電子部品４０の側面４１ｄに接触する状態で形成されている。

第３の樹脂基材３０の放熱用ビア３２は、第３の樹脂基材３０の上面３０ａ側に形成されたビア電極パッド３２ｂと、第３の樹脂基材３０の下面３０ｂ側に形成されたビア電極３２ａとを備える。なお、第３の樹脂基材３０の上面３０ａは、部品内蔵多層プリント基板１００の裏面とは反対側の表面となる。

第３の樹脂基材３０の放熱用ビア３２、放熱用配線３１及び表面配線３３は、それぞれ電極パッド部分と電極部分とが、第３の樹脂基材３０の上面３０ａ及び下面３０ｂから突出せずに、基材内に埋め込まれた状態で形成されている。これら放熱用配線３１及び表面配線３３は、それぞれの電極部分が、第２の樹脂基材２０の放熱用配線２１及び層間配線２３の電極部分と直接接合されている。また、放熱用配線３１及び表面配線３３は、それぞれの電極パッド部分が、表層放熱回路１８及び表層回路１７と直接接合されている。

放熱用ビア３２は、その電極３２ａが、電子部品４０の上面４１ｃと接触する状態で形成されている。従って、放熱用ビア３２は、放熱用配線３１の一部を構成している。なお、電子部品４０の側面４１ｄ及び上面４１ｃは、電極形成面４１ｂ以外の非回路面４２を構成する。また、放熱用ビア３２は、その電極パッド３２ｂ部分が、表層放熱回路１８と直接接合するように形成されている。

表層回路１７及び表層放熱回路１８は、第３の樹脂基材３０を第２の樹脂基材２０に積層して放熱用ビア３２、放熱用配線３１及び表面配線３３を形成した後に、第３の樹脂基材３０の上面３０ａ上に、フォトリソグラフィ、印刷、インクジェットなどの方式により、パターン形成された銅などの導電部材からなる。なお、接着層５０は、エポキシ系樹脂などからなる。

第１の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００は、このように構成されることにより、電子部品４０の電極４１とスルーホール電極１２の電極１２ａとが、半田バンプなどを介さずに直接接合される。また、各樹脂基材１０〜３０に形成された各配線等が、それぞれ基材の両面から突出せずに基材内に埋め込まれた状態で形成される。このため、部品内蔵多層プリント基板１００全体の低背化を図ることができると共に、電極４１，１２ａの配置ピッチを狭めることができるので、高密度実装が可能となる。

また、キャビティ６０内に内蔵された電子部品４０の非回路面４２が、放熱用配線２１及び放熱用ビア３２と接触しているため、表層放熱回路１８を介して電子部品４０の熱を効果的に放熱することが可能となる。なお、表層放熱回路１８や表層回路１７は形成されていなくてもよく、この場合は、表層配線３３が表層回路１７を構成するようにパターン形成し、放熱用ビア３２の電極パッド３２ｂ及び放熱用配線３１の電極パッド部分が直接電子部品４０の熱を放熱することとなる。このように構成すれば、更なる低背化を図ることが可能となる。

次に、第１の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板の製造方法について説明する。
図２は、部品内蔵多層プリント基板の製造工程を示すフローチャートである。図３及び図４は、部品内蔵多層プリント基板を第１の製造工程順に示す断面図である。図５は、部品内蔵多層プリント基板の電子部品を一部の製造工程順に示す断面図である。

まず、図３（ａ）に示すように、例えば凸型の回路形状パターンや突起部を有するモールドのインプリント型７０と、熱可塑性のポリイミド樹脂フィルムからなる第１の樹脂基材１０を準備する（ステップＳ１００）。

インプリント型７０は、例えば最小ライン／スペースが５μｍ／５μｍで、高さが５μｍの回路形状パターンを有したシリコン製のモールドからなる。インプリント型７０は、シリコンの他、ニッケル、銅、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等により形成されていてもよく、表面にフッ素系樹脂をコーティングして易離型処理を施したものでもよい。

次に、図３（ｂ）に示すように、インプリント型７０を所定の温度に加熱しながら第１の樹脂基材１０に押し付けて、回路形状パターンにより構成される回路パターンを転写する（ステップＳ１０２）。このとき、好適には第１の樹脂基材１０を構成する樹脂材が柔らかくなる温度まで第１の樹脂基材１０とインプリント型７０を加熱してから、回路パターンを転写する。

そして、図３（ｃ）に示すように、電子部品４０の電極４１を回路パターンのスルーホール１９に合わせて位置合わせ（アライメント）をした上で、電子部品４０を第１の樹脂基材１０の実装面（上面）１０ａに接着層５０を介して接着し搭載する（ステップＳ１０４）。

このステップＳ１０４においては、第１の樹脂基材１０が熱可塑性のポリイミド樹脂フィルムからなるので、例えばガラス転移点以上の温度に加熱してから電子部品４０を搭載し、搭載後に冷却することを行う。これにより、接着層５０と共に、電極４１の電極面４１ａの一部と第１の樹脂基材１０の実装面（上面）１０ａとが接着されるので、電子部品４０を第１の樹脂基材１０に確実に搭載することができる。

一方、第１の樹脂基材１０が熱硬化性の樹脂フィルムからなる場合は、加熱することにより樹脂が硬化して両者が接着される。また、第１の製造工程では、インプリント型７０を第１の樹脂基材１０から離型する前に電子部品４０を搭載するようにしているので、搭載時における第１の樹脂基材１０に形成した回路パターンの型崩れをより確実に防止することができる。

なお、上記ステップＳ１０４にて電子部品４０を第１の樹脂基材１０に搭載するに先立って、図３及び図４に示す部品内蔵多層プリント基板１００の主製造工程とは別に、図５（ａ）に示すように、電極形成面４１ｂに複数の電極４１が形成された電子部品４０を準備する。

次に、図５（ｂ）に示すように、この電子部品４０の電極形成面４１ｂに接着剤を塗布（或いはラミネート）する。ここで塗布或いはラミネートされる接着剤は、上記のような熱可塑性樹脂や半硬化状態の熱硬化性樹脂からなる液状或いはフィルム状の接着剤が好適である。

その後、図５（ｃ）に示すように、電極４１の電極面４１ａが露出すると共に接着剤が電子部品４０の側面４１ｄからはみ出ないようにエッチングや研磨等を実施して、平滑化処理を行い、接着層５０が形成された電子部品４０を用意しておく。こうして用意された電子部品４０を上記ステップＳ１０４にて第１の樹脂基材１０に搭載したら、図３（ｄ）に示すように、第１の樹脂基材１０を冷却して第１の樹脂基材１０からインプリント型７０を離型し、第１の樹脂基材１０に凹型の回路パターン７１を形成する（ステップＳ１０６）。なお、回路パターン７１を形成したら、第１の樹脂基材１０を反転させておく。

次に、図３（ｅ）に示すように、例えば凸型の回路形状パターンや突起部、或いは凹型のキャビティ形状パターンを有するモールドの他のインプリント型７２と、熱可塑性のポリイミド樹脂フィルムからなる第２の樹脂基材２０を準備する（ステップＳ１０８）。そして、図３（ｆ）に示すように、他のインプリント型７２を所定の温度に加熱しながら第２の樹脂基材２０に押し付けて、回路形状パターン等により構成される回路パターンを転写する（ステップＳ１１０）。このとき、上記と同様に、好適には第２の樹脂基材２０を構成する樹脂材が柔らかくなる温度まで第２の樹脂基材２０と他のインプリント型７２を加熱してから、回路パターンを転写する。

その後、図３（ｇ）に示すように、第２の樹脂基材２０を冷却して第２の樹脂基材２０から他のインプリント型７２を離型し、第２の樹脂基材２０に凹型の回路パターン７３を形成する（ステップＳ１１２）。回路パターン７３を形成したら、図４（ｈ）に示すように、第２の樹脂基材２０の下面２０ｂ側から、回路パターン７３内にめっき、インクジェット、印刷等により導電ペーストを充填して、層間配線２３や放熱用配線２１を形成する（ステップＳ１１４）。

なお、上記ステップＳ１１４においては、第２の樹脂基材２０の各面２０ａ，２０ｂからはみ出した導電ペーストの余剰部分は、エッチング等により除去しておく。これにより、層間配線２３や放熱用配線２１の電極部分や電極パッド部分を、第２の樹脂基材２０の各面２０ａ，２０ｂとフラットな状態に形成することができる。

そして、図４（ｉ）に示すように、切削加工やレーザ加工などにより、電子部品４０を収容する箇所に相当する部分の第２の樹脂基材２０を除去し、第２の樹脂基材２０にキャビティ６０を形成する（ステップＳ１１６）。次に、図４（ｊ）に示すように、第１の樹脂基材１０の実装面（上面）１０ａに第２の樹脂基材２０の下面２０ｂが対向しつつ、電子部品４０とキャビティ６０の位置、回路パターン７１，７３同士の位置が合うように位置合わせして、図４（ｋ）に示すように、第１の樹脂基材１０に第２の樹脂基材２０を加熱積層する（ステップＳ１１８）。

ステップＳ１１８においては、第１及び第２の樹脂基材１０，２０の樹脂材同士が接着し、且つ樹脂材が軟化する温度の加熱温度で積層処理が行われることが好ましい。その後、図４（ｌ）に示すように、第１の樹脂基材１０の下面１０ｂ側から、回路パターン７１内にめっき、インクジェット、印刷等により導電ペーストを充填して、スルーホール電極１２、放熱用配線１１及び裏面配線１３を形成し（ステップＳ１２０）、電子部品４０の電極４１とスルーホール電極１２とを直接接合すると共に、放熱用配線１１，２１同士及び裏面配線１３と層間配線２３とを直接接合する。このステップＳ１２０においては、第１の樹脂基材１０の下面１０ｂからはみ出した導電ペーストの余剰部分は、上記と同様にエッチング等により除去しておき、スルーホール電極１２の電極パッド１２ｂ等を、第１の樹脂基材１０の下面１０ｂとフラットな状態にする。

次に、図示は省略するが、上記インプリント型７０と、熱可塑性のポリイミド樹脂フィルムからなる第３の樹脂基材３０を準備し（ステップＳ１２２）、インプリント型７０を所定の温度に加熱しながら第３の樹脂基材３０に押し付けて、回路形状パターンにより構成される回路パターンを転写する（ステップＳ１２４）。このとき、上述したように好適には第３の樹脂基材３０を構成する樹脂材が柔らかくなる温度まで第３の樹脂基材３０とインプリント型７０を加熱してから、回路パターンを転写する。

そして、第３の樹脂基材３０を冷却して第３の樹脂基材３０からインプリント型７０を離型し、第３の樹脂基材３０に第１の樹脂基材１０に形成されたものと同様の凹型の回路パターン７１を形成する（ステップＳ１２６）。

次に、第２の樹脂基材２０の上面２０ａに第３の樹脂基材３０の下面３０ｂが対向しつつ、回路パターン７１，７３同士の位置が合うように位置合わせして、図４（ｍ）に示すように、第２の樹脂基材２０に第３の樹脂基材３０を加熱積層する（ステップＳ１２８）。

加熱温度は、上述したように、第２及び第３の樹脂基材２０，３０の樹脂材同士が接着し、且つ樹脂材が軟化する温度であることが好適である。そして、図４（ｎ）に示すように、第３の樹脂基材３０の上面３０ａ側から、回路パターン７１内にめっき、インクジェット、印刷等により導電ペーストを充填して、放熱用ビア３２、放熱用配線３１及び表面配線３３を形成し（ステップＳ１３０）、電子部品４０の上面４１ｃと放熱用ビア３２とを直接接合すると共に、放熱用配線２１，３１同士及び層間配線２３と表面配線３３とを直接接合し、部品内蔵多層プリント基板１００を製造する。

なお、このステップＳ１３０においては、第３の樹脂基材３０の上面３０ａからはみ出した導電ペーストの余剰部分は、上記と同様にエッチング等により除去しておき、放熱用ビア３２の電極パッド部分等を、第３の樹脂基材３０の上面３０ａとフラットな状態に形成する。また、必要に応じて、上述したような表層回路１７や表層放熱回路１８を形成する。

このように製造される第１の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００は、上述したように低背化を図りつつ放熱性を向上させることができ、更に高密度実装が可能となる。なお、放熱用ビア３２や放熱用配線１１，２１，３１は、例えば接地電位が与えられた構成であってもよい。

その他、部品内蔵多層プリント基板１００は、図６に示すように構成されていてもよい。図６に示す部品内蔵多層プリント基板１００は、第３の樹脂基材３０に、放熱用ビア３２の代わりに形成された、信号伝送線、接地線、電源線などからなる層内回路１５を備えている点が、先の部品内蔵多層プリント基板と相違している。

この場合においても、第２の樹脂基材２０のキャビティ６０内に収容された電子部品４０は、非回路面４２が放熱用配線２１，３１と接触しているため、上記作用効果と共に高い放熱性を備えることができる。また、部品内蔵多層プリント基板１００は、次のように製造されてもよい。

図７及び図８は、部品内蔵多層プリント基板を第２の製造工程順に示す断面図である。すなわち、この第２の製造工程は、主に上記第１の製造工程におけるステップＳ１２０をステップＳ１０６の次に行い、ステップＳ１１４をステップＳ１１８の次に行うように処理の順序を入れ替えた点を特徴としている。

具体的には、図７（ａ）に示すように、まず、インプリント型７０と第１の樹脂基材１０とを準備し、図７（ｂ）に示すように、インプリント型７０を第１の樹脂基材１０に押し付けて、回路パターンを転写する。次に、図７（ｃ）に示すように、電極４１をスルーホール１９に合わせて位置合わせして、電子部品４０を第１の樹脂基材１０の実装面（上面）１０ａに接着層５０を介して接着して搭載する。

そして、図７（ｄ）に示すように、第１の樹脂基材１０からインプリント型７０を離型して凹型の回路パターン７１を形成し、第１の樹脂基材１０を反転させ、図７（ｅ）に示すように、回路パターン７１内に導電ペーストを充填して、スルーホール電極１２、放熱用配線１１及び裏面配線１３を形成し、電子部品４０の電極４１とスルーホール電極１２とを直接接合する。

次に、図示は省略するが、他のインプリント型７２と第２の樹脂基材２０を準備し、他のインプリント型７２を第２の樹脂基材２０に押し付けて、回路パターンを転写し、第２の樹脂基材２０から他のインプリント型７２を離型して、第２の樹脂基材２０に凹型の回路パターン７３を形成する。

そして、電子部品４０を収容する箇所に相当する部分の第２の樹脂基材２０を除去して、第２の樹脂基材２０にキャビティ６０を形成し、図７（ｆ）に示すように、第１の樹脂基材１０の実装面（上面）１０ａに第２の樹脂基材２０の下面２０ｂが対向しつつ、電子部品４０とキャビティ６０の位置、回路パターン７１，７３同士の位置が合うように位置合わせして、図８（ｇ）に示すように、第１の樹脂基材１０に第２の樹脂基材２０を加熱積層する。

なお、この第２の製造工程では、第１の樹脂基材１０に積層される第２の樹脂基材２０の上下面２０ａ，２０ｂは、以後の導電ペースト充填工程を考慮して、第１の製造工程における第２の樹脂基材２０の上下面２０ａ，２０ｂと、天地が逆の構成となっている。

その後、図８（ｈ）に示すように、第２の樹脂基材２０の上面２０ａ側から導電ペーストを充填して、層間配線２３や放熱用配線２１を形成し、上記インプリント型７０と第３の樹脂基材３０を準備して、インプリント型７０の回路形状パターンにより構成される回路パターンを第３の樹脂基材３０に転写する。

そして、第３の樹脂基材３０からインプリント型７０を離型して回路パターン７１を形成し、第２の樹脂基材２０の上面２０ａに第３の樹脂基材３０の下面３０ｂが対向しつつ、回路パターン７１，７３同士の位置が合うように位置合わせして、図８（ｉ）に示すように、第２の樹脂基材２０に第３の樹脂基材３０を加熱積層する。

最後に、図８（ｊ）に示すように、第３の樹脂基材３０の上面３０ａ側から導電ペーストを充填して、放熱用ビア３２、放熱用配線３１及び表面配線３３を形成し、部品内蔵多層プリント基板１００を製造する。このように製造を行っても、上述したように低背化、放熱性の向上、及び高密度実装が可能な部品内蔵多層プリント基板１００を製造することができる。

なお、第１の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００は、上記作用効果に加えて、内蔵された電子部品４０が、放熱用ビア３２や放熱用配線１１，２１，３１に周囲を囲まれた状態で基板の中央部辺りに収容されているため、電磁両立性（ＥＭＣ：Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を向上させることも可能である。

［第２の実施形態］
図９は、本発明の第２の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板の構造を示す断面図である。第２の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００Ａは、キャビティ６０内に収容される電子部品４０の非回路面４２と接触する金属層６１が、キャビティ６０を構成する内壁面に形成されている点が、第１の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００と相違している。

すなわち、金属層６１が、電子部品４０の側面４１ｄと放熱用配線２１との間、及び電子部品４０の上面４１ｃと放熱用ビア３２との間にそれぞれ介在するように、電子部品４０の電極形成面４１ｂ以外の表面と接触する状態で形成されている。これにより、第１の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００と同様の作用効果を有すると共に、金属層６１を介したことで、キャビティ６０内の電子部品４０から放熱用ビア３２や放熱用配線１１，２１，３１への熱伝導率が高まるので、更に放熱性を向上させることができる。

次に、第２の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板の製造方法について説明する。
図１０及び図１１は、部品内蔵多層プリント基板を製造工程順に示す断面図である。まず、図１０（ａ）に示すように、インプリント型７４と第３の樹脂基材３０とを準備し、図１０（ｂ）に示すように、インプリント型７４を第３の樹脂基材３０に押し付けて、回路パターンを転写する。

次に、図１０（ｃ）に示すように、第３の樹脂基材３０からインプリント型７４を離型して凹型の回路パターン７５を形成し、図１０（ｄ）に示すように、回路パターン７５内に導電ペーストを充填して、放熱用ビア３２、放熱用配線３１及び層内配線３４を形成する。次に、図示は省略するが、他のインプリント型と第２の樹脂基材２０を準備し、他のインプリント型を第２の樹脂基材２０に押し付けて、回路パターンを転写する。

そして、第２の樹脂基材２０から他のインプリント型を離型して、第２の樹脂基材２０に凹型の回路パターン７７を形成し、電子部品４０を収容する箇所に相当する部分の第２の樹脂基材２０を電子部品４０の外径よりも大きめに除去し、第２の樹脂基材２０にキャビティ６０を形成する。

その後、キャビティ６０や回路パターン７７が形成された第２の樹脂基材２０の上面２０ａに、第３の樹脂基材３０の下面３０ｂが対向しつつ、放熱用ビア３２とキャビティ６０の位置、回路パターン７５，７７同士の位置が合うように位置合わせして、図１０（ｅ）に示すように、第３の樹脂基材３０に第２の樹脂基材２０を加熱積層する。

次に、図１０（ｆ）に示すように、第２の樹脂基材２０の下面２０ｂ側から導電ペーストを充填して、層内配線２４や放熱用配線２１を形成し、第３の樹脂基材３０と第２の樹脂基材２０の配線同士を直接接合して、更に図１１（ｇ）に示すように、キャビティ６０内にめっき、インクジェット、印刷等により導電ペーストからなる金属層６１を形成する。これにより、放熱用配線２１と放熱用ビア３２の電極パッド部分が、金属層６１と接合される。

金属層６１を形成したら、図１１（ｈ）に示すように、金属層６１と非回路面４２とが接触し、且つ電極４１の電極面４１ａと下面２０ｂとがフラットになるように、電極形成面４１ｂに接着層５０が予め形成された電子部品４０を、第２の樹脂基材２０のキャビティ６０内に搭載する。

その後、図示は省略するが、インプリント型７４と第１の樹脂基材１０とを準備し、インプリント型７４を第１の樹脂基材１０に押し付けて、回路パターンを転写し、第１の樹脂基材１０からインプリント型７４を離型して凹型の回路パターン７５を形成する。そして、図１１（ｉ）に示すように、電子部品４０の電極４１に回路パターン７５のスルーホール１９の位置が合うように、且つ回路パターン７５，７７同士が合うように位置合わせして、第２の樹脂基材２０の下面２０ｂに、第１の樹脂基材１０の上面１０ａを対向させて、両者を加熱積層する。

最後に、図１１（ｊ）に示すように、第１の樹脂基材１０の下面１０ｂ側から導電ペーストを充填して、スルーホール電極１２、放熱用配線１１及び裏面配線１４を形成し、第２の樹脂基材２０と第１の樹脂基材１０の配線同士を直接接合すると共に、スルーホール電極１２と電子部品４０の電極４１とを直接接合して、部品内蔵多層プリント基板１００Ａを製造する。これにより、上記のような低背化、放熱性の向上、及び高密度実装が可能な部品内蔵多層プリント基板１００Ａを製造することができる。また、必要に応じて、上述したような表層放熱回路１８を形成してもよい。

なお、第２の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００Ａは、例えば次のような構造であってもよい。図１２は、同部品内蔵多層プリント基板の他の構造を示す断面図である。図１２に示すように、本例の部品内蔵多層プリント基板１００Ａは、第３の樹脂基材３０の上面３０ａ側に表層放熱回路１８と共に、放熱用ビア３２と接続された熱伝導率の高い金属製の放熱板１６が備えられている。このように構成しても、上記作用効果と共に更なる放熱性の向上を図ることができる。

［第３の実施形態］
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板の構造を示す断面図である。第３の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００Ｂは、第３の樹脂基材３０の上面３０ａに形成された表層回路１７に、他の電子部品７９が半田バンプ７８を介して実装されている点が、第１及び第２の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００，１００Ａと相違している。このようにすれば、上記作用効果を備えつつ、部品内蔵多層プリント基板の発展性及び汎用性を高めることができる。

［第４の実施形態］
図１４は、本発明の第４の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板の構造を示す断面図である。第４の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００Ｃは、第１層〜第６層の樹脂基材１〜６を積層した多層構造からなり、電子部品４０が第４層の樹脂基材４に形成されたキャビティ６０内に収容されている点が、第１及び第２の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００，１００Ａと相違している。このように構成しても、上記作用効果を有することができる。

［第５の実施形態］
図１５は、本発明の第５の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板の構造を示す断面図である。第５の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００Ｄは、第１層〜第６層の樹脂基材１〜６を積層した多層構造からなり、電子部品４０Ａが第４層及び第５層の樹脂基材４，５にわたって形成されたキャビティ６０Ａ内に収容されている点が、第４の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００Ｃと相違している。このように構成すれば、電子部品４０よりも厚い大型の電子部品４０Ａを同様に内蔵して、上記作用効果を有することができる。

［第６の実施形態］
図１６は、本発明の第６の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板の構造を示す断面図である。第６の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００Ｅは、第１〜第３の樹脂基材１０〜３０を積層した多層構造からなり、第２の樹脂基材２０に形成されたキャビティ６２に収容された電子部品４０の他に、同じく第２の樹脂基材２０に形成されたキャビティ６３に、抵抗器やコンデンサなどからなる電子部品４９が内蔵されている点が、第１及び第２の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００，１００Ａと相違している。このように構成しても、上記作用効果を有することができる。

［第７の実施形態］
図１７は、本発明の第７の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板の構造を示す断面図である。第７の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００Ｆは、第１層〜第７層の樹脂基材１〜７を積層した多層構造からなり、電子部品４０が第２層及び第４層の樹脂基材２，４に形成されたキャビティ６０内にそれぞれ収容されている点が、第４の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００Ｃと相違している。このように構成しても、上記作用効果を有することができる。

［第８の実施形態］
図１８は、本発明の第８の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板の構造を示す断面図である。第８の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００Ｇは、第１層〜第６層の樹脂基材１〜６を積層した多層構造からなり、複数の電子部品４０が第４層の樹脂基材４に形成されたキャビティ６０内に収容され、電子部品４９が第２層の樹脂基材２に形成されたキャビティ６３に収容されている点が、第４の実施形態に係る部品内蔵多層プリント基板１００Ｃと相違している。このように構成しても、上記作用効果を有することができる。

１〜７ 樹脂基材
１０ 第１の樹脂基材
１１ 放熱用配線
１２ スルーホール電極
１２ａ 電極
１２ｂ 電極パッド
１３，１４ 裏面配線
１５ 層内回路
１６ 放熱板
１７ 表層回路
１８ 表層放熱回路
１９ スルーホール
２０ 第２の樹脂基材
２１ 放熱用配線
２３ 層間配線
２４ 層内配線
３０ 第３の樹脂基材
３１ 放熱用配線
３２ 放熱用ビア
３３ 表面配線
３４ 層内配線
４０ 電子部品
４１ 電極
４１ａ 電極面
４１ｂ 電極形成面
４１ｃ 上面
４１ｄ 側面
４２ 非回路面
５０ 接着層
６０ キャビティ
６１ 金属層
１００ 部品内蔵多層プリント基板

Claims (3)

1. 内部にキャビティが形成された樹脂基材と、
   前記樹脂基材に形成されたキャビティに内蔵された電子部品と、
   前記樹脂基材にそれぞれ形成されたスルーホール電極を含む配線とを備え、
   前記電子部品の電極及びこれと対応する位置に形成された前記スルーホール電極が直接接合され、
   前記樹脂基材の少なくとも一方の面に、前記配線につながる電極パッドが前記樹脂基材に埋め込まれた状態で形成され、
   前記電子部品の電極形成面と反対側の面及び側面に、前記樹脂基材の表面側まで連続する配線が接触している
   ことを特徴とする部品内蔵プリント基板。
2. 前記配線は、前記キャビティの内壁面に形成され、前記電子部品の電極形成面と反対側の面及び側面と接触する金属層を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の部品内蔵プリント基板。
3. 複数の樹脂基材にインプリントによってスルーホールを含む回路パターンを形成すると共に、前記複数の樹脂基材のうちの少なくとも一つに電子部品を内蔵するキャビティを形成し、
   前記複数の樹脂基材を順次積層していく過程で、前記各樹脂基材の回路パターンに導電ペーストを充填してスルーホール電極を含む配線を形成すると共に、前記電子部品を前記キャビティに収容して前記電子部品の電極を前記スルーホール電極と直接接合し、更に前記電子部品の電極形成面と反対側の面及び側面に前記樹脂基材の表面側まで連続する配線と接触させる
   ことを特徴とする部品内蔵プリント基板の製造方法。
   

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