JP2017204611A - 貫通電極基板及びそれを備える実装基板 - Google Patents

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Abstract

【課題】製造コストを抑制しつつ十分な剛性を確保でき、薄型化が可能な貫通電極基板及びそれを備える実装基板を提供する。
【解決手段】貫通電極基板10は、第1面13及び前記第1面の反対側に位置する第2面14を含む基板12を備え、前記基板は、前記第1面側の第1凹部16と、前記第1凹部から前記基板を貫通する第1孔20Aと、前記第1孔の内部の孔電極部22と、を有する。前記第1凹部は、前記基板の法線方向における位置が互いに異なる第1部分16B1及び第2部分16B2を少なくとも有する。
【選択図】図3

Description

本開示の実施形態は、貫通電極基板及びそれを備える実装基板に関する。
第1面及び第2面を含む基板と、基板に設けられた複数の孔と、基板の第1面側から第2面側へ至るように孔の内部に設けられた電極部と、を備える部材、いわゆる貫通電極基板が、様々な用途で利用されている(例えば、特許文献1参照)。貫通電極基板は、コンデンサ等の素子を実装されることにより、実装基板として構成されることがある。なお、以下の記載において、孔の内部に設けられた電極部のことを、孔電極部と称することもある。
特開2011−3925号公報
上述した孔電極部は、一般に、孔の全体に充填される充填タイプと、孔の内周面に設けられ中空状をなす所謂コンフォーマルタイプと、に分類される。孔電極部はいずれのタイプであっても、めっき、蒸着、スパッタリング又はこれらの組み合わせによって形成することができる。しかしながら、これら形成手法はいずれも、材料消費量が比較的多く且つ形成時間が比較的長いことで、製造コストが嵩むという問題がある。これに対し、貫通電極基板の厚さを抑えれば、材料消費量及び形成時間を抑制できるが、この場合には、貫通電極基板の剛性を十分に確保できなくなる虞がある。
一方で、貫通電極基板上に素子を備える従来の実装基板では、素子が貫通電極基板に対して突出するため、実装基板の厚さが増加する。そのため、装置に組み込まれた際に、装置の低背化を阻害する虞がある。特に、貫通電極基板上の素子を覆うように樹脂等の層が設けられる場合があるが、この場合には、素子の高さよりも厚い層を設ける必要があり、実装基板の厚さが大きく嵩んでしまう。このような場合には、装置の低背化が大きく阻害される虞がある。なお、低背化とは、部品等の高さ或いは厚さを極力抑制することを意味する。
本開示の実施形態は、このような点を考慮してなされたものであり、製造コストを抑制しつつ十分な剛性を確保し易くすることができる貫通電極基板及びそれを備える実装基板を提供することを目的とする。
本開示の一実施形態は、第1面及び前記第1面の反対側に位置する第2面を含む基板を備え、前記基板は、前記第1面側の第1凹部と、前記第1凹部から前記基板を貫通する第1孔と、前記第1孔の内部の孔電極部と、を有し、前記第1凹部は、前記基板の法線方向における位置が互いに異なる第1部分及び第2部分を少なくとも有する、貫通電極基板、である。
前記第1孔及び前記第1孔の内部の前記孔電極部は、前記第1部分及び第2部分のうちの少なくとも一方に設けられていてもよい。
前記第1孔及び前記第1孔の内部の前記孔電極部は、前記第1凹部における少なくとも前記第1部分及び前記第2部分の各々に設けられていてもよい。
前記基板は、前記第2面側の第2凹部と、前記第2凹部から前記基板を貫通する第2孔と、前記第2孔の内部の孔電極部と、をさらに有していてもよい。
前記基板の法線方向に前記基板を見た場合に、前記第1凹部と前記第2凹部とが、少なくとも一部で互いに重なるように形成されていてもよい。
前記基板の法線方向に前記基板を見た場合に、前記第1凹部と前記第2凹部とが、互いに重ならないように形成されていてもよい。
前記第2凹部は、前記基板の法線方向における位置が互いに異なる第1部分及び第2部分を少なくとも有していてもよい。
前記第2孔及び前記第2孔の内部の前記孔電極部は、前記第2凹部における少なくとも前記第1部分及び前記第2部分の各々に設けられていてもよい。
また、前記基板は、前記第2面側の第2凹部をさらに有していてもよい。
前記基板の法線方向に前記基板を見た場合に、前記第1凹部と前記第2凹部とが、少なくとも一部で互いに重なるように形成され、前記第1孔は、前記第1凹部と前記第2凹部とが重なる部分で、前記第1凹部から前記第2凹部に貫通していてもよい。
また、本開示の一実施形態は、第1面及び前記第1面の反対側に位置する第2面を含む基板を備え、前記基板は、前記第1面側の第1凹部と、前記第1凹部から前記基板を貫通する第1孔と、前記第1孔の内部に設けられた孔電極部と、を有し、前記第1凹部は、前記基板の法線方向における位置が互いに異なる第1部分及び第2部分を少なくとも有する、貫通電極基板と、第1素子と、を備え、前記第1素子の少なくとも一部が、前記第1凹部内に位置している、実装基板、である。
前記第1素子は、前記孔電極部に接続されていてもよい。
前記実装基板は、複数の前記第1素子を備え、前記第1部分に一つの前記第1素子の少なくとも一部が位置し、前記第2部分に他の一つの前記第1素子の少なくとも一部が位置していてもよい。
前記基板は、前記第2面側の第2凹部と、前記第2凹部から前記基板を貫通する第2孔と、前記第2孔の内部の孔電極部と、をさらに有していてもよい。
前記第2凹部は、前記基板の法線方向における位置が互いに異なる第1部分及び第2部分を少なくとも有していてもよい。
また、前記基板は、前記第2面側の第2凹部をさらに有していてもよい。
前記第2凹部は、前記基板の法線方向における位置が互いに異なる第1部分及び第2部分を少なくとも有していてもよい。
前記基板の法線方向に前記基板を見た場合に、前記第1凹部と前記第2凹部とが、少なくとも一部で互いに重なるように形成され、前記第1孔は、前記第1凹部と前記第2凹部とが重なる部分で、前記第1凹部から前記第2凹部に貫通していてもよい。
前記実装基板は、第2素子をさらに備え、前記第2素子の少なくとも一部が、前記第2凹部内に位置していてもよい。
前記第2素子は、前記孔電極部に接続されていてもよい。
本開示の実施形態によれば、製造コストを抑制しつつ十分な剛性を確保し易くすることができる貫通電極基板及びそれを備える実装基板を提供することができる。
実施形態に係る貫通電極基板を備える実装基板を示す平面図である。 図1の実装基板のII−II線に沿う断面図である。 図2の実装基板の孔電極部の周辺を拡大して示す断面図である。 基板に凹部を形成する工程を示す図である。 基板に凹部を形成する工程を示す図である。 基板に孔を形成する工程を示す図である。 基板の孔に孔電極部を形成する工程を示す図である。 基板の凹部に素子を設置する工程を示す図である。 図1の実装基板が適用された光デバイスの概略断面図である。 図1の実装基板の変形例を示す図である。 図1の実装基板の別の変形例を示す図である。 図1の実装基板の別の変形例を示す図である。 図1の実装基板の別の変形例を示す図である。 図1の実装基板の別の変形例を示す図である。 図1の実装基板の別の変形例を示す図である。 図1の実装基板の別の変形例を示す図である。 図1の実装基板の別の変形例を示す図である。 図17のXVIII−XVIII線に沿う断面図である。 図1の実装基板の別の変形例を示す図である。 図1の実装基板の別の変形例を示す図である。 実施形態に係る実装基板が搭載される製品の例を示す図である。 図1の実装基板の別の変形例を示す図である。 図1の実装基板の別の変形例を示す図である。 図1の実装基板の別の変形例を示す図である。 図1の実装基板における基板に凹部を形成する工程の変形例を示す図である。 図1の実装基板における基板に凹部を形成する工程の変形例を示す図である。 図1の実装基板における第1凹部を示す図である。 図1の実装基板における第1孔を示す図である。
以下、本開示の実施形態に係る貫通電極基板及びそれを備える実装基板について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は一例であって、特定の限定が生じるように解釈されるものではない。また、本明細書において、「基板」、「基材」、「シート」や「フィルム」などの用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「基板」や「基材」は、シートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念である。更に、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」や「直交」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。
以下、図1乃至図9を参照して、本開示の実施形態について説明する。
<実装基板>
図1は、実施形態に係る実装基板1を示す平面図である。図1に示すように、実装基板1は、貫通電極基板10と、複数の第1素子100と、を備えている。以下、貫通電極基板10及び複数の第1素子100について詳述する。
貫通電極基板
まず、図1乃至図3を参照して、本実施形態に係る貫通電極基板10について説明する。図2は、図1のII−II線に沿う実装基板1の断面図であり、図3は、図2の拡大図であって、実装基板1の後述する孔電極部22の周辺を拡大して示す断面図である。なお、図2及び図3では、説明の便宜上、第1素子100の断面のハッチングを省略している。
貫通電極基板10は、基板12、基板12に設けられた複数の第1孔20A、及び、第1孔20Aの内部の孔電極部22を備える。第1孔20Aは、基板12の第1面13側の第1凹部16から基板12を貫通している。また、図3に示すように、貫通電極基板10は、基板12の第1面13側、詳しくは第1凹部16の底側に設けられた第1面側電極部31と、基板12の第2面14側に設けられた第2面側電極部36と、を更に備えている。
以下、貫通電極基板10の各構成要素について説明する。
(基板)
基板12は、第1面13及び第1面13の反対側に位置する第2面14を含んでいる。また基板12は、第1面13側の複数の第1凹部16を更に含んでいる。第1凹部16は、第1面13側からへこむように形成されている。基板12は、一定の絶縁性を有する材料から構成されている。例えば、基板12は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、樹脂基板、シリコン基板、炭化シリコン基板、アルミナ(Al2O3)基板、窒化アルミ(AlN)基板、酸化ジリコニア(ZrO2)基板など、又は、これらの基板が積層されたものである。基板12は、アルミニウム基板、ステンレス基板など、導電性を有する材料から構成された基板を含んでいてもよい。
基板12の第1面13及び第2面14は、互いに平行に延びており、これら第1面13及び第2面14が延び拡がる方向を、以下では、基板12の平面方向と称する。また、基板12の平面方向に直交する方向を、基板12の法線方向と称する。本実施形態では、第1凹部16のそれぞれが、図1に示すように、基板12の法線方向に沿って基板12を見た場合に、矩形状となっている。詳しくは、第1面13との境界を規定する第1凹部16の縁部分が、矩形状となっている。
第1凹部16は、基板12の法線方向における位置が互いに異なる第1部分16B1及び第2部分16B2を有する。本実施形態では、基板12の法線方向における位置で、第1部分16B1が、第2部分16B2よりも第1面13側に位置している。図2及び図3に示すように、第1部分16B1は、底面16C1と底面16C1の外周縁から第1面13側に向けて立ち上がる側壁面16S1とを有し、第2部分16B2は、底面16C2と底面16C2の外周縁から第1面13側に向けて立ち上がる側壁面16S2とを有する。ここで、図25に示すように、本実施形態における第1凹部16の第1部分16B1は、薄い濃度のドットを付された部分を意味し、第2部分16B2は、濃い濃度のドットを付された部分を意味する。第1部分16B1と第2部分16B2との境界は、第1部分16B1における第2部分16B2側に向けて連続的に延びる部分、図示例では底面16C1と、第2部分16B2における第1部分16B1側に向けて連続的に延びる部分、図示例では側壁面16S2の一部とが不連続の状態で交わる部分を意味する。なお後述する図10に示す第1部分16B1〜第3部分16B3や、図13等に示す第2凹部18の第1部分18B1と第2部分18B2も、図25で示した態様と同様の態様で区画される。
第1凹部16においては、第1部分16B1及び第2部分16B2において第1面13まで延びる側壁面16S1,16S2が、第1部分16B1の底面16C1及び第2部分16B2の底面16C2から第1面13に向けて延びるに従い、平面方向で底面16C1及び底面16C2に対して外側に延びる傾斜状となっている。これにより、第1凹部16の基板12の平面方向に沿う断面は、第1部分16B1の底面16C1及び第2部分16B2の底面16C2から第1面13に向けて次第に大きくなっている。なお、本実施形態における第1面13は、基板12の法線方向における一方側の面であって、基板12の平面方向に沿って延び拡がる、第1凹部16を含まない面を意味する。
第1部分16B1の底面16C1及び第2部分16B2の底面16C2は、本実施形態において、基板12の平面方向に沿って延びており、実質的に平坦状となっている。そのため、第1部分16B1の底面16C1及び第2部分16B2の底面16C2の基板12の法線方向における位置はそれぞれ、本実施形態において、平坦状の面の全域にわたって実質的に一定となっている。図示するように第1凹部16には、第1素子100が収容される。基板12の厚さは特に限られないが、収容する第1素子100の大きさや、基板12の剛性、加工性、透過性等を考慮して、選択されればよい。また第1凹部16の数は、特に限られるものでなく、基板12上に1つだけ設けられてもよい。なお、図2及び図3においては、第1凹部16の断面形状が、角部分や面状部分において、整った形状となっているが、実際に加工される第1凹部16は、第1部分16B1及び第2部分16B2に凹凸形状が多く含まれる場合がある。第1部分16B1及び第2部分16B2を構成する面を平坦状に形成する場合に、その加工に起因して意図しない凹凸形状が第1部分16B1及び第2部分16B2に含まれた場合であっても、これら凹凸形状が意図をもって加工されたものではないときには第1部分16B1及び第2部分16B2を構成する面は、実質的に平坦状となっていると解釈されるものとする。
また本実施形態において、基板12は、図1に示すように、透明で且つ矩形状となっており、互いに対向する一対の辺の一方の辺側及び他方の辺側のそれぞれに、第1凹部16が設けられている。そして基板12は、その互いに対向する一対の辺の一方の辺側の第1凹部16と他方の辺側の第1凹部16との間に、無孔領域17を有する。
(孔)
第1孔20Aは、第1凹部16の第1部分16B1及び第2部分16B2のそれぞれから第2面14に至るよう基板12に設けられる。言い換えると、第1孔20Aは、第1凹部16の第1部分16B1及び第2部分16B2のそれぞれ、とりわけ底面16C1,16C2のそれぞれから基板12を貫通している。図示の例では、第1孔20Aが、一つの第1部分16B1内に4つ設けられ、一つの第2部分16B2内に4つ設けられているが、このような数は、特に限られるものではない。第1孔20Aの直径は、例えば20μm以上且つ150μm以下の範囲内であってもよいが、特に限られるものではない。なお、第1孔20Aは、第1凹部16の第1部分16B1及び第2部分16B2のいずれか一方のみに設けられてもよい。
(孔電極部)
孔電極部22は、第1孔20Aの内部に設けられた、導電性を有する部材である。例えば、孔電極部22は、図2及び図3に示すように、第1凹部16の第1部分16B1及び第2部分16B2側から第2面14側まで至るように第1孔20Aの側壁21Aに沿って延びる導電層である。孔電極部22は、図3に示すように、基板12の第1面13側に設けられた第1面側電極部31と、基板12の第2面14側に設けられた第2面側電極部36とを、第1孔20Aを介して電気的に接続する。なお、第1部分16B1に設けられた第1孔20Aの孔電極部22の長さと、第2部分16B2に設けられた第1孔20Aの孔電極部22の長さとは、図示から明らかなように、相違する。また、本実施の形態における「第1孔20Aの内部」という記載は、図26においてドットを付して示した部分を意味する。
孔電極部22の構成の一例について、図3を参照して説明する。図3に示すように、孔電極部22は、第1孔20Aの側壁21A上に設けられた導電層を含む。導電層が導電性を有する限りにおいて、導電層の形成方法は特には限定されない。例えば、導電層は、蒸着法やスパッタリング法などの物理成膜法で形成されていてもよく、化学成膜法やめっき法で形成されていてもよい。また、導電層は、1つの層から構成されていてもよく、若しくは、複数の層を含んでいてもよい。本実施の形態においては、孔電極部22の導電層が、シード層41と、シード層41上に設けられためっき層42と、を含む例について説明する。
シード層41は、めっき層42を形成するめっき工程の際に、めっき液中の金属イオンを析出させてめっき層42を成長させるための土台となる、導電性を有する層である。シード層41の材料としては、好ましくは、基板12の材料に対する高い密着性を有する導電性材料が用いられる。例えば、シード層41の材料として、チタン、モリブデン、タングステン、タンタル、ニッケル、クロム、アルミニウム、これらの化合物、これらの合金など、又はこれらを積層したものを使用することができる。
シード層41に堆積されるめっき層42が銅を含む場合、シード層41の材料としては、好ましくは、銅が基板12の内部に拡散することを抑制する材料を使用する。例えば、窒化チタン、窒化モリブデン、窒化タンタル等、又はこれらを積層したものを用いることができる。シード層41の厚さは、例えば、20nm以上且つ500nm以下の範囲内である。なお、シード層41は、スパッタリング法又は蒸着法で形成されてもよい。
めっき層42は、孔電極部22の導電性を高めるためにシード層41上に設けられる、導電性を有する層である。めっき層42の材料としては、好ましくは、シード層41に対する高い密着性を有し、且つ高い導電性を有する導電性材料が用いられる。例えば、めっき層42の材料として、銅、金、銀、白金、ロジウム、スズ、アルミニウム、ニッケル、クロムなどの金属又はこれらを用いた合金など、あるいはこれらを積層したものを使用することができる。めっき層42の厚さは、例えば、1μm以上且つ10μm以下の範囲内である。
めっき層42の厚みは、孔電極部22に対して求められる導電性に応じて定められる。例えば、孔電極部22が電源ラインや接地ラインを導通させるための部材である場合、十分な厚さを有するめっき層42が用いられる。また、孔電極部22が微弱な電気信号を導通させるための部材である場合、小さな厚みを有するめっき層42を用いてもよい。又は、図示はしないが、めっき層42を設けることなくシード層41のみを第1孔20Aに設けてもよい。
図2及び図3に示すように、孔電極部22のめっき層42は、第1孔20Aの内部に中空部23が形成されるようにシード層41上に設けられていてもよい。中空部23とは、第1孔20Aの内部の領域のうちシード層41やめっき層42などの固体が存在しない領域のことである。また、孔電極部22は、第1孔20Aの内部の全域に充填されていてもよい。なお、めっき層42を形成する際のめっき法は、電解めっきであってもよいし、無電解めっきであってもよい。
(電極部)
第1面側電極部31及び第2面側電極部36はそれぞれ、貫通電極基板10のうち、貫通電極基板10に取り付けられる素子や、貫通電極基板10が取り付けられるフレキシブルプリント基板などの別の基板の端子に接続される部分であり、パッドやランドとも称される部分である。本実施形態では、第1面側電極部31が、第1素子100に接続されるようになっている。第1面側電極部31は、第1凹部16の第1部分16B1及び第2部分16B2のそれぞれにおいて貫通電極基板10の表面に露出している。また、第2面側電極部36は、基板12の第2面14側において貫通電極基板10の表面に露出している。電極部31,36の材料としては、金属など、導電性を有する材料が用いられる。例えば、電極部31,36は、金を含むめっき液を基板12に供給することによって形成される金めっき層を含む。本例では、電極部31,36が、孔電極部22と同時に形成され、孔電極部22と一体となっている。
素子
第1素子100は、図3に示すように、素子本体101と、素子本体101に設けられた接続電極部102と、を有し、接続電極部102によって第1面側電極部31に電気的に接続されている。図3においては、第1素子100は、第2面14から第1面13に向けた基板12の法線方向におけるその位置が第1面13以下となるように、第1凹部16内に位置して収容されている。なお、第1素子100は、その一部のみが第1凹部16内に収容されていてもよい。また、本実施形態における「第1凹部16内」という記載は、図25において二種のドットを付して示した部分を意味する。
詳しくは、本実施形態では、第1部分16B1に一つの第1素子100が位置し、第2部分16B2に他の一つの第1素子100が位置している。そして第1部分16B1に配置された第1素子100は、第1部分16B1に設けられた孔電極部22に接続され、第2部分16B2に配置された第1素子100は、第2部分16B2に設けられた孔電極部22に接続されている。
第1素子100は、例えば、コンデンサ、トランジスタ、抵抗器、インダクタ、IC(Integrated Circuit)、発光素子、受光素子等である。素子本体101は、金属板や電気回路等とこれを収容する筐体部分を意味し、接続電極部102は、筐体部分の外部に露出し筐体部分の内部の電気回路等と接続する電極部分を意味する。なお、本実施形態において、第1素子100は第1凹部16に収容される素子のことを意味しており、その大きさや種類が異なる場合であっても、第1凹部16に収容される素子であれば第1素子100と呼ばれる。
貫通電極基板の製造方法
以下、貫通電極基板10の製造方法の一例について、図4乃至図8を参照して説明する。
まず、図4に示すように、第1凹部16が形成されていない状態の基板12を準備する。続いて、図5に示すように、基板12に第1凹部16を形成する凹部形成工程を実施する。例えば、図示はしないが、まず、基板12の第1面13において第1凹部16が形成されない領域をレジスト層で覆う。続いて、基板12の第1面13のうちレジスト層で覆われていない領域を除去して、複数の第1凹部16を形成する。レジスト層で覆われていない領域を除去する方法としては、反応性イオンエッチング法、深掘り反応性イオンエッチング法などのドライエッチング法や、ウェットエッチング法などを用いることができる。このようなドライエッチング法や、ウェットエッチング法を段階的に行うことで、多段状の凹部を形成することができる。
次いで、図6に示すように、基板12の第1凹部16に複数の第1孔20Aを形成する孔形成工程を実施する。例えば、図示はしないが、まず、基板12の第1面13のうち第1孔20Aが形成されない領域をレジスト層で覆う。続いて、基板12の第1面13のうちレジスト層で覆われていない領域を除去して、複数の第1孔20Aを形成する。レジスト層で覆われていない領域を除去する方法としては、反応性イオンエッチング法、深掘り反応性イオンエッチング法などのドライエッチング法や、ウェットエッチング法などを用いることができる。
ウェットエッチング法を行う場合、エッチング液としては、フッ化水素(HF)、硫酸(HSO)、硝酸(HNO)、塩酸(HCl)のいずれか、又はこれらのうちの混合物を用いることができる。
ドライエッチング法としては、プラズマを用いたドライエッチングRIE(Reactive Ion Etching)法、ボッシュプロセスを用いたDRIE(Deep Reactive Ion EtchingRIE)法、サンドブラスト法、レーザアブレーション等のレーザ加工等を用いることができる。
レーザ加工のためのレーザとしては、エキシマレーザ、Nd:YAGレーザ、フェムト秒レーザ等を用いることができる。Nd:YAGレーザを採用する場合、波長が1064nmの基本波、波長が532nmの第2高調波、波長が355nmの第3高調波等を用いることができる。
また、レーザ照射とウェットエッチングを適宜組み合わせることもできる。具体的には、まず、レーザ照射によって基板12の第1孔20Aが形成されるべき領域に変質層を形成する。続いて、基板12をフッ化水素などに浸漬して、変質層をエッチングする。これによって、基板12に第1孔20Aを形成することができる。
続いて、図7に示すように、基板12の第1孔20Aの内部に孔電極部22を形成する孔電極部形成工程を実施する。図示しないが、例えば、まず、基板12の第1面13及び第2面14並びに第1孔20Aの側壁21Aにシード層41を形成する。シード層41を形成する方法としては、例えば、蒸着法やスパッタリング法などの物理成膜法や、化学成膜法などを用いることができる。そして基板12の第1面13上及び第2面14上に部分的にレジスト層を形成する。レジスト層は、基板12の第1面13及び第2面14のうち第1面側電極部31及び第2面側電極部36が設けられない領域を覆うように形成される。そして基板12にめっき液を供給してシード層41上にめっき層42を形成するめっき工程を実施する。続いてレジスト層及びレジスト層によって覆われているシード層を除去する。このようにして、シード層41及びめっき層42を含む孔電極部22を第1孔20Aの内部に形成する。このとき、シード層41及びめっき層42を含み、第1凹部16の底面16A側に設けられる第1面側電極部31及び基板12の第2面14側に設けられる第2面側電極部36が、孔電極部22と同時に得られる。
続いて、図8に示すように、第1素子100が、第1凹部16内に収容される。接続電極部102と第1面側電極部31との電気的な接続は、例えばバンプにより行われる。バンプは、例えば、インジウム、銅、金等の金属であってもよい。また本実施形態では、側壁面16S1,16S2が、第1部分16B1及び第2部分16B2の底面16C1,16C2から第1面13に延びるに従い、平面方向で底面16C1,16C2に対して外側に延びる傾斜状となっていることで、第1素子100を第1凹部16に収容する際の作業を容易に行うことができる。
以上に説明した本実施形態にかかる実装基板1は、第1面13及び第1面13の反対側に位置する第2面14を含む基板12を備え、基板12は、第1面13側の第1凹部16と、第1凹部16から基板12を貫通する第1孔20Aと、第1孔20Aの内部に設けられた孔電極部22と、を有し、第1凹部16は、基板12の法線方向における位置が互いに異なる第1部分16B1及び第2部分16B2を少なくとも有する。そして第1素子100の少なくとも一部が、第1凹部16内に収容されている。このような実装基板1によれば、第1凹部16を形成することで孔電極部22の寸法が抑制され、これにより孔電極部22の材料消費量及び形成時間を抑制できる一方、第1凹部16の無い部分においては基板12の剛性の低下が抑制される。また第1凹部16に第1素子100が収容されることで、第1素子100の突出量が抑制される。これにより、製造コストを抑制しつつ十分な剛性を確保し易くすることができ、且つ第1素子100が設けられた場合であっても、第1素子100によって全体の厚さが増加することを抑制することができる。とりわけ、第1凹部16が、基板12の法線方向における位置が互いに異なる第1部分16B1及び第2部分16B2を少なくとも有することで、例えば収容する第1素子100の大きさに応じて第1部分16B1及び第2部分16B2を使い分けることで、第1素子100によって全体の厚さが増加することを効果的に抑制することができる。
ここで、図9は、実装基板1が適用された電子機器の一例としての光デバイス50の概略断面図を示している。光デバイス50は、例えば、カメラ用のイメージセンサモジュールである。光デバイス50は、上述した貫通電極基板10及び第1素子100を有する実装基板1と、貫通電極基板10の無孔領域17に光Lを導くレンズ52と、無孔領域17を透過した光Lを受ける受光素子51と、を備える。また実装基板1には、フィルム54が第1素子100を覆うように積層されている。図9に示す光デバイス50によれば、基板12に無孔領域17を設けることにより、意図しない反射が生じることを抑制しながら、レンズ52を透過した光Lを受光素子51へ到達させることができる。
図9に示すように、本実施形態にかかる実装基板1によれば、その厚さの増加を抑制できることで、光デバイス50に組み込まれた場合も自身によって光デバイス50の低背化が阻害されることを抑制できる。また、第1素子100が基板12から突出しない場合には、フィルム54が第1素子100を覆うように積層された場合であっても、低背化が阻害されることを抑制できる。また平坦状のフィルム54が第1面13と第1素子100とに跨がって当接する状態とすることにより、フィルム54の設置状態及び覆われる第1素子100の設置状態を安定させることができる。
変形例
以下、上述の実施形態の変形例について説明する。以下に説明する変形例の構成部分における上述の実施形態と同様の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
まず、図10に示す変形例では、第1凹部16Bが、基板12の法線方向における位置が互いに異なる第1部分16B1、第2部分16B2及び第3部分16B3を有する。基板12の法線方向における位置で、第1部分16B1は、第2部分16B2よりも第1面13側に位置し、第2部分16B2は、第3部分16B3よりも第1面13側に位置している。第1孔20Aは、第1部分16B1、第2部分16B2及び第3部分16B3の各々に形成されており、第1部分16B1、第2部分16B2及び第3部分16B3に形成された第1孔20Aの各々には、孔電極部22が設けられている。そして第1凹部16には、複数、図示の例では3つの第1素子100が収容されており、3つの第1素子100は、第1部分16B1、第2部分16B2及び第3部分16B3の各々に配置され、対応する孔電極部22に接続されている。なお、第1凹部16は、基板12の法線方向における位置が互いに異なる4つ以上の部分を有していてもよい。
続いて、図11に示す変形例では、第1凹部16Bが、基板12の法線方向における位置が互いに異なる第1部分16B1及び第2部分16B2を有する。詳しくは、第1凹部16Bが、一つの第1部分16B1と二つの第2部分16B2とを有し、第2部分16B2は、第1部分16B1の両側に配置されている。
続いて、図12に示す変形例では、実装基板1が、第2素子200をさらに備える。基板12は、第2面14側の第2凹部18をさらに有している。第2凹部18は、第2面14側からへこんでいる。そして第2素子200が、第2凹部18内に収容されている。
本変形例では、基板12の法線方向に基板12を見た場合に、第1凹部16と第2凹部18とが、一部で互いに重なるように形成されている。第1部分16B1に設けられた第1孔20Aが、第1凹部16と第2凹部18とが重なる部分で、第1部分16B1から第2凹部18に貫通しており、第1素子100と第2素子200とが、第1部分16B1に設けられた第1孔20Aの孔電極部22によって接続されている。一方、第2部分16B2に設けられた第1孔20Aは、第1部分16B1から第2面14に貫通している。このような変形例によれば、実装基板1において、第1面13及び第2面14の両側から素子を収容できることで、複数の素子を限られたスペースにおいて効率的に設けることができる。
続いて、図13に示す変形例では、実装基板1が、第2素子200をさらに備える。基板12は、第2面14側の第2凹部18をさらに有している。第2凹部18は、基板12の法線方向における位置が互いに異なる第1部分18B1及び第2部分18B2を有する。そして基板12の法線方向に基板12を見た場合に、第1凹部16と第2凹部18とが一致するように重なっている。また第1凹部16と第2凹部18とは、基板12の法線方向の中央において平面方向に沿って延びる直線を挟んで、対称の形状となっている。
また第1孔20Aは、第1凹部16の第1部分16B1と第2凹部18の第1部分18B1とが重なる部分、及び、第1凹部16の第2部分16B2と第2凹部18の第2部分18B2とが重なる部分のそれぞれで、第1凹部16から第2凹部18に貫通しており、第1素子100と第2素子200とが、第1孔20Aの孔電極部22によって接続されている。
なお、図12及び図13を用いて説明した第2素子200及び以下の別の変形例で説明する第2素子200は、上述した第1素子100と同様の構成を有するものであり、素子本体201と、素子本体201に設けられた接続電極部(図示省略)と、を有する。第2素子200は、例えば、コンデンサ、トランジスタ、抵抗器、インダクタ、IC、発光素子、受光素子等である。なお、本実施形態において、第2素子200は第2凹部18に収容される素子のことを意味しており、その大きさや種類が異なる場合であっても、第2凹部18に収容される素子であれば第2素子200と呼ばれる。
このような変形例によれば、実装基板1において、第1面13及び第2面14の両側から素子を収容できることで、複数の素子を限られたスペースにおいて効率的に設けることができる。とりわけ、基板12の法線方向に基板12を見た場合に、第1凹部16と第2凹部18とが重なるように形成されていることで、複数の素子を限られたスペースにおいて極めて効率的に設けることができる。
続いて、図14に示す変形例では、基板12の第1凹部16に第1素子100が収容されていないが、第1凹部16の第1部分16B1及び第2部分16B2に設けられた孔電極部22のそれぞれに、第1面側電極部31を介して第1面側配線部61が接続されている。第1部分16B1に配置される第1面側配線部61は、第1部分16B1及び第1面13に跨がるようにこれらに積層されている。第2部分16B2に配置される第1面側配線部61は、第2部分16B2及び第1面13に跨がるようにこれらに積層されている。
また基板12は第2面14側の第2凹部18をさらに有するが、第2凹部18には図12等で示した第2素子200が収容されていない。基板12の法線方向に基板12を見た場合に、第1凹部16と第2凹部18とは、一部で互いに重なるように形成され、第1部分16B1に設けられた第1孔20Aは、第1凹部16と第2凹部18とが重なる部分で、第1部分16B1から第2凹部18に貫通している。また第2部分16B2に設けられた第1孔20Aは、第2部分16B2から第2面14に貫通している。
そして第1部分16B1に設けられた第1孔20A内の孔電極部22は、第2凹部18内で第2面側電極部36に接続され、第2部分16B2に設けられた第1孔20A内の孔電極部22は、第2面14上で第2面側電極部36に接続されている。そして第1凹部16の第1部分16B1及び第2部分16B2から第2面14に向けて延びる孔電極部22のそれぞれには、第2凹部18内の第2面側電極部36及び第2面14上の第2面側電極部36を介して、第2面側配線部62が接続されている。第2凹部18に配置される第2面側配線部62は、第2凹部18部及び第2面14に跨がるようにこれらに積層されている。また第2面14に配置される第2面側配線部62は、第2面14上に積層されている。
続いて、図15に示す変形例では、基板12の第1凹部16の構造が、図14に示した第1凹部16と同様の構造である一方で、第2凹部18の構造が、図14に示した第2凹部18とは異なっている。
すなわち、第2凹部18は、基板12の法線方向における位置が互いに異なる第1部分18B1及び第2部分18B2を有する。そして基板12の法線方向に基板12を見た場合に、第1凹部16と第2凹部18とが一致するように重なっている。また第2凹部18には、図12等で示した第2素子200が収容されていない。また第1部分16B1に設けられた第1孔20Aは、第1凹部16の第1部分16B1から第2凹部18の第1部分18B1に貫通している。また第2部分16B2に設けられた第1孔20Aは、第1凹部16の第2部分16B2から第2凹部18の第2部分18B2に貫通している。
そして第1凹部16の第1部分16B1に設けられた第1孔20A内の孔電極部22は、第2凹部18の第1部分18B1上で第2面側電極部36に接続され、第1凹部16の第2部分16B2に設けられた第1孔20A内の孔電極部22は、第2凹部18の第2部分18B2上で第2面側電極部36に接続されている。そして第1部分16B1及び第2部分16B2から第2面14に向けて延びる孔電極部22のそれぞれには、第2凹部18の第1部分18B1及び第2部分18B2上の第2面側電極部36を介して、第2面側配線部62が接続されている。第1部分18B1に配置される第2面側配線部62は、第1部分18B1及び第2面14に跨がるようにこれらに積層されており、第2部分18B2に配置される第2面側配線部62は、第2部分18B2及び第2面14に跨がるようにこれらに積層されている。
続いて、図16に示す変形例においては、実装基板1が、第2素子200をさらに備え、基板12は、第2面14側の第2凹部18と、第2凹部18から基板12を貫通する第2孔20Bと、第2孔20Bの内部に設けられた孔電極部22と、をさらに有している。一方で、基板12の法線方向に基板12を見た場合に、第1凹部16と第2凹部18とが、互いに重ならないように形成されている。そして第1凹部16は、基板12の法線方向における位置が互いに異なる第1部分16B1及び第2部分16B2を有し、第2凹部18は、基板12の法線方向における位置が互いに異なる第1部分18B1及び第2部分18B2を有する。
第1凹部16の第1部分16B1及び第2部分16B2のそれぞれには、第1孔20Aが設けられ、各第1孔20Aは第2面14を貫通し、その内部に孔電極部22を設けられている。同様に、第2凹部18の第1部分18B1及び第2部分18B2のそれぞれには、第2孔20Bが設けられ、各第2孔20Bは第1面13を貫通し、その内部に孔電極部22を設けられている。このような変形例では、凹部16,18の深さを大きく確保できることにより、基板12の剛性を確保しつつ大型の素子を収容し易くすることができる。
次に図17は、上述の実装基板1の別の変形例を示す図であって、実装基板1の平面図であり、図18は、図17のXVIII−XVIII線に沿う断面図である。図17,18に示す変形例は、基板12の形状が上述の実施形態と異なっている。すなわち、図17に示す変形例では、基板12は、平面視で矩形状となっており、互いに対向する一対の辺の一方の辺側及び他方の辺側のそれぞれに、第1凹部16が設けられている。そして基板12は、その互いに対向する一対の辺の一方の辺側の第1凹部16と他方の辺側の第1凹部16との間に、基板12を貫通する開口部19を有している。開口部19の形状は、図示の例において、矩形状となっている。
次に図19に示す変形例においては、第1凹部16から基板12を貫通する第1孔20A及び第1孔20Aに設けられる孔電極部22の位置が、上述の実施形態と異なっている。詳しくは、複数の第1孔20A及び孔電極部22のうちの一つ又は複数の第1孔20A及び孔電極部22が、第1凹部16の第1部分16B1の側壁面16S1から基板12を貫通している。この変形例に例示されるように、第1凹部16における第1孔20A及び孔電極部22の位置は、特に限られるものではない。なお、図16で示した変形例における第2凹部18における第2孔20B及び第2孔20Bに設けられる孔電極部22の位置も、特に限られるものではない。
次に図20に示す変形例においては、基板12の法線方向に沿って基板12を切断した場合の第1凹部16の第1部分16B1及び第2部分16B2のそれぞれの断面形状が、円弧状となっている。この変形例に例示されるように、第1凹部16の形状は、特に限られるものではない。なお、図16で示した変形例における第2凹部18の形状も、特に限られるものではない。
〔実装基板が搭載される製品の例〕
図21は、本開示の実施形態に係る実装基板1が搭載されることができる製品の例を示す図である。本開示の実施形態に係る実装基板1は、様々な製品において利用され得る。例えば、ノート型パーソナルコンピュータ110、タブレット端末120、携帯電話130、スマートフォン140、デジタルビデオカメラ150、デジタルカメラ160、デジタル時計170、サーバー180、液晶テレビのようなテレビ190等に搭載される。
[孔電極部のバリエーション]
また図22A〜図22Cは、孔電極部22の変形例を示している。図22Aに示す変形例では、上述の実施形態に係る実装基板1の第1孔20Aに、孔電極部22が充填されている。孔電極部22が第1孔20Aに充填される場合には、不要な物質が第1孔20Aの内部に入ってしまうことを抑制することができる。第1孔20Aに充填される孔電極部22は、例えば、第1孔20Aに、導電層をスパッタリング、蒸着法および電解メッキにより順次堆積することにより、形成されてもよい。なお、例えば図16に示した第2孔20Bにおける孔電極部22も、第2孔20Bに充填された形態となっていてもよい。
図22Bに示す変形例では、上述の実施形態に係る実装基板1の第1孔20Aに、充填部材25が充填されている。この変形例に係る実装基板1は、第1孔20Aの内部において孔電極部22よりも第1孔20Aの中心側に設けられた充填部材25を更に備える。なお、「中心側に設けられた」とは、第1孔20Aの内部において、充填部材25と側壁21Aとの間の距離が孔電極部22と側壁21Aとの間の距離よりも大きいことを意味する。充填部材25は、例えば、ポリイミド、ベンゾシクロブテン等の絶縁性樹脂材料や、酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機材料を含む。充填部材25が設けられる場合には、不要な物質が第1孔20Aの内部に入ってしまうことを抑制することができる。
充填部材25は、例えば、第1孔20Aの両端にフィルムを設置し、第1孔20Aの内部の圧力を、第1孔20Aの外部の圧力よりも低い状態にして、フィルムを第1孔20Aの内部に押し込むことによって、形成されてもよい。なお、第1孔20Aの内部の圧力と第1孔20Aの外部の圧力との差が小さい場合や、フィルムの流動性が低い場合には、図22Cに示すように、第1孔20Aの内部が完全には充填部材25で充填されず、隙間26が残る場合がある。このような充填部材25は、例えば図16に示した第2孔20Bに設けられてもよい。
また、上述の実施形態では、孔電極部22がシード層41とめっき層42とを有するが、孔電極部22は、例えばスパッタリング法又は蒸着法のみによって形成されることにより、単層の状態となっていてもよい。
次に実装基板1における基板12に凹部を形成する工程の変形例を図23及び図24を参照しつつ説明する。
本変形例では、図23に示すように、まず、複数の貫通孔121Aが形成された第1基板121と、貫通孔121Aよりも大型の複数の貫通孔122Aが形成された第1基板122と、孔が形成されていない第3基板123とを準備する。続いて、図24に示すように、第3基板123上に第1基板121を積層して接合し、且つ第1基板121上に第2基板122を積層して接合することによって、貫通孔121A,122Aと第3基板122の一方の面とによって、第1部分16B1及び第2部分16B2を有する第1凹部16を形成する。第1基板121、第2基板122及び第3基板123の接合手法としては、常温接合、陽極接合、金属共晶接合、フュージョン接合、金属拡散接合等が挙げられる。なお、第1凹部16及び第2凹部18を有する基板12を形成する場合においても、3つの基板を接合して基板12を形成してもよい。
1…実装基板
10…貫通電極基板
12…基板
13…第1面
14…第2面
16…第1凹部
16B1…第1部分
16B2…第2部分
16B3…第3部分
17…無孔領域
18…第2凹部
18B1…第1部分
18B2…第2部分
20A…第1孔
20B…第2孔
22…孔電極部
50…光デバイス
100…第1素子
101…素子本体
102…接続電極部
200…第2素子

Claims (20)

  1. 第1面及び前記第1面の反対側に位置する第2面を含む基板を備え、
    前記基板は、前記第1面側の第1凹部と、前記第1凹部から前記基板を貫通する第1孔と、前記第1孔の内部の孔電極部と、を有し、
    前記第1凹部は、前記基板の法線方向における位置が互いに異なる第1部分及び第2部分を少なくとも有する、貫通電極基板。
  2. 前記第1孔及び前記第1孔の内部の前記孔電極部は、前記第1部分及び第2部分のうちの少なくとも一方に設けられている、請求項1に記載の貫通電極基板。
  3. 前記第1孔及び前記第1孔の内部の前記孔電極部は、前記第1凹部における少なくとも前記第1部分及び前記第2部分の各々に設けられている、請求項2に記載の貫通電極基板。
  4. 前記基板は、前記第2面側の第2凹部と、前記第2凹部から前記基板を貫通する第2孔と、前記第2孔の内部の孔電極部と、をさらに有する、請求項1乃至3のいずれかに記載の貫通電極基板。
  5. 前記基板の法線方向に前記基板を見た場合に、前記第1凹部と前記第2凹部とが、少なくとも一部で互いに重なるように形成されている、請求項4に記載の貫通電極基板。
  6. 前記基板の法線方向に前記基板を見た場合に、前記第1凹部と前記第2凹部とが、互いに重ならないように形成されている、請求項4に記載の貫通電極基板。
  7. 前記第2凹部は、前記基板の法線方向における位置が互いに異なる第1部分及び第2部分を少なくとも有する、請求項4乃至6のいずれかに記載の実装基板。
  8. 前記第2孔及び前記第2孔の内部の前記孔電極部は、前記第2凹部における少なくとも前記第1部分及び前記第2部分の各々に設けられている、請求項7に記載の実装基板。
  9. 前記基板は、前記第2面側の第2凹部をさらに有する、請求項1乃至3のいずれかに記載の貫通電極基板。
  10. 前記基板の法線方向に前記基板を見た場合に、前記第1凹部と前記第2凹部とが、少なくとも一部で互いに重なるように形成され、
    前記第1孔は、前記第1凹部と前記第2凹部とが重なる部分で、前記第1凹部から前記第2凹部に貫通している、請求項9に記載の実装基板。
  11. 第1面及び前記第1面の反対側に位置する第2面を含む基板を備え、前記基板は、前記第1面側の第1凹部と、前記第1凹部から前記基板を貫通する第1孔と、前記第1孔の内部の孔電極部と、を有し、前記第1凹部は、前記基板の法線方向における位置が互いに異なる第1部分及び第2部分を少なくとも有する、貫通電極基板と、
    第1素子と、を備え、
    前記第1素子の少なくとも一部が、前記第1凹部内に位置している、実装基板。
  12. 前記第1素子は、前記孔電極部に接続されている、請求項11に記載の実装基板。
  13. 複数の前記第1素子を備え、
    前記第1部分に一つの前記第1素子の少なくとも一部が位置し、前記第2部分に他の一つの前記第1素子の少なくとも一部が位置している、請求項11に記載の実装基板。
  14. 前記基板は、前記第2面側の第2凹部と、前記第2凹部から前記基板を貫通する第2孔と、前記第2孔の内部の孔電極部と、をさらに有する、請求項11乃至13に記載の実装基板。
  15. 前記第2凹部は、前記基板の法線方向における位置が互いに異なる第1部分及び第2部分を少なくとも有する、請求項14に記載の実装基板。
  16. 前記基板は、前記第2面側の第2凹部をさらに有する、請求項11乃至13に記載の実装基板。
  17. 前記第2凹部は、前記基板の法線方向における位置が互いに異なる第1部分及び第2部分を少なくとも有する、請求項16に記載の実装基板。
  18. 前記基板の法線方向に前記基板を見た場合に、前記第1凹部と前記第2凹部とが、少なくとも一部で互いに重なるように形成され、
    前記第1孔は、前記第1凹部と前記第2凹部とが重なる部分で、前記第1凹部から前記第2凹部に貫通している、請求項16又は17に記載の実装基板。
  19. 第2素子をさらに備え、
    前記第2素子の少なくとも一部が、前記第2凹部内に位置している、請求項18に記載の実装基板。
  20. 前記第2素子は、前記孔電極部に接続されている、請求項19に記載の実装基板。
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