JP6004078B2 - 積層回路基板、積層回路基板の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の熱可塑性樹脂層を積層して構成される積層回路基板、及びこの積層回路基板の製造方法に関するものである。
特許文献1には、スマートフォンや携帯電話などの通信機器に実装される積層回路基板が開示されている。
特許文献1の積層回路基板は、次のように製造されている。まず、片面に金属膜が貼付されているシートに対して金属膜のエッチングを行う。これにより、コンデンサの導体パターン及びコイルの導体パターンを形成する。シートは、熱可塑性樹脂からなる。そして、複数のシートを積層し、加熱した状態で積層方向の上下方向から圧着する。このようにして、特許文献1では、コンデンサ及びコイルを内部に備える積層回路基板が製造されている。
国際公開第2010/113539号パンフレット
しかしながら、熱可塑性樹脂は、熱圧着時の熱と圧力によって軟化し流動する。そのため、特許文献1の積層回路基板では熱圧着時、コンデンサやコイルを構成する導体パターン間の熱可塑性樹脂が導体パターン間の外側へ多量に流動し、熱可塑性樹脂層を挟んで互いに対向する導体パターン間の距離が変位してしまうことがある。
例えばコンデンサの場合、コンデンサを構成する導体パターン間の距離が変化すると、導体パターン間の容量が変化する。また、コイルの場合、コイルを構成する導体パターン間の距離が変化すると、導体パターン間の線間容量が変化する。そのため、熱圧着時に導体パターン間にかかる温度や圧力が変化すると、これらの素子値(キャパシタンス、インダクタンス)は容易に変化してしまう。
したがって、熱可塑性樹脂層を積層し、熱圧着して製造する特許文献1の積層回路基板では、素子値の個体差が小さい、高精度の素子値を有するコンデンサやコイルを形成することが難しいという問題がある。
そこで本発明の目的は、熱可塑性樹脂層を積層し、熱圧着することにより積層回路基板を製造する場合でも、素子値の変化を抑制できる積層回路基板、及びこの積層回路基板の製造方法を提供することにある。
本発明の積層回路基板は、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。
(1)複数の熱可塑性樹脂層を積層した積層回路基板であって、
前記複数の熱可塑性樹脂層は、平面状の第1導体パターン及び第3導体パターンが一方主面に形成され、他方主面に平面状の導体パターンが形成されていない第1熱可塑性樹脂層と、平面状の第2導体パターン及び第4導体パターンが一方主面に形成され、他方主面に平面状の導体パターンが形成されていない第2熱可塑性樹脂層と、を含み、
前記第1熱可塑性樹脂層は、一方側が前記第1熱可塑性樹脂層の前記他方主面に露出し、他方側が前記第3導体パターンに接続されている第1ビアホール導体を有し、
前記第2熱可塑性樹脂層は、一方側が前記第2熱可塑性樹脂層の前記他方主面に露出し、他方側が前記第4導体パターンに接続されている第2ビアホール導体を有し、
前記第1熱可塑性樹脂層及び前記第2熱可塑性樹脂層は、それぞれの前記他方主面が接するように、かつ、前記第1ビアホール導体及び前記第2ビアホール導体が接続されるように、積層され、
前記第1導体パターン及び前記第2導体パターンは、前記第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層を挟んで互いに対向することによりコンデンサを構成し、
前記第1導体パターンにおいて前記第2導体パターンに対向する第1主面、及び前記第2導体パターンにおいて前記第1導体パターンに対向する第2主面には、粗化処理が施され、
前記第1導体パターンにおいて前記第2導体パターンとは逆側の第3主面、及び前記第2導体パターンにおいて前記第1導体パターンとは逆側の第4主面には、前記粗化処理が施されていない、積層回路基板。
この構成において第1、第2導体パターンは、例えばコンデンサやコイルを構成する。この構成では、第1主面と第2主面が粗いため、熱可塑性樹脂層を積層し、熱圧着したとき、第1、第2導体パターン間の樹脂の流動が第1主面と第2主面によって妨げられる。そのため、この熱圧着時、第1、第2導体パターン間の樹脂が、第1、第2導体パターン間の外側へ余り流動しない。
よって、例えばコンデンサの場合、コンデンサを構成する第1、第2導体パターン間の距離が変化することを抑制できるため、第1、第2導体パターン間の容量が容易に変化しない。また、例えばコイルの場合、コイルを構成する第1、第2導体パターン間の距離が変化することを抑制できるため、各導体パターン間の浮遊容量または線間容量が容易に変化しない。
そのため、熱圧着時に第1、第2導体パターン間にかかる温度や圧力が多少変化しても、これらの素子値(キャパシタンス、インダクタンス)は容易に変化しない。
したがって、この構成によれば、熱可塑性樹脂層を積層し、熱圧着することにより積層回路基板を製造する場合でも、素子値の変化を抑制できる。そのため、この構成によれば、素子値の個体差が少ない、高精度の素子値を有するコンデンサやコイルを容易に形成することができる。
(2)前記第1主面の表面粗さは、前記第3主面の表面粗さより大きいことが好ましい。
この構成では、第1主面付近の樹脂の流動量が、第3主面付近の樹脂の流動量より小さくなる。そのため、熱圧着時、第1主面付近の樹脂の流動量がさらに小さくなり第1導体パターンが第2導体パターンへ近づくことをさらに抑制できる。すなわち、第1、第2導体パターン間の距離が変化し、素子値が変化してしまうことをさらに抑制できる。
(3)前記第2主面の表面粗さは、前記第4主面の表面粗さより大きいことが好ましい。
この構成では、第2主面付近の樹脂の流動量が、第4主面付近の樹脂の流動量より小さくなる。そのため、熱圧着時、第2主面付近の樹脂の流動量がさらに小さくなり第2導体パターンが第1導体パターンへ近づくことをさらに抑制できる。すなわち、第1、第2導体パターン間の距離が変化し、素子値が変化してしまうことをさらに抑制できる。
(4)前記第1、第2導体パターンのそれぞれは、前記熱可塑性樹脂層の表面に設けられた金属膜をパターニングしたものであることが好ましい。
(5)前記第1主面の表面粗さは、前記第2主面の表面粗さと実質的に同じであることが好ましい。
この構成では、第1主面付近の樹脂の流動量と第2主面付近の樹脂の流動量とが同じになる。そのため、熱圧着時、第1、第2導体パターンのいずれか一方が他方へ近づくことを抑制できる。すなわち、第1、第2導体パターン間の距離が変化し、素子値が変化してしまうことをより抑制できる。
(6)前記第1主面の面積は、前記第2主面の面積と実質的に同じであることが好ましい。
第2主面の面積が第1主面の面積より大きい場合、第2導体パターンにおいて第1導体パターンに対向しない領域ができる。反対に、第1主面の面積が第2主面の面積より大きい場合、第1導体パターンにおいて第2導体パターンに対向しない領域ができる。第1、第2導体パターンのいずれか一方の前記対向しない領域は、熱圧着時、第1、第2導体パターン間にかかる温度や圧力によっては、樹脂の流動により他方側へ変位することも考えられる。
この構成では、第1、第2主面の面積が同じであるため、前記対向しない領域ができない。そのため、熱圧着時、第1、第2導体パターンのいずれか一方の前記対向しない領域が樹脂の流動によって他方側へ変位することを抑制できる。すなわち、第1、第2導体パターン間の距離が変化し、素子値が変化してしまうことをより抑制できる。
なお、この構成において第1、第2導体パターンは例えばコンデンサを構成する。
(7)前記第1熱可塑性樹脂層及び前記第2熱可塑性樹脂層における前記第1導体パターン及び前記第2導体パターン間の周囲に、前記第1ビアホール導体及び前記第2ビアホール導体が形成されていることが好ましい。
この構成では、熱可塑性樹脂層を積層し、熱圧着したとき、第1、第2導体パターン間の樹脂の流動がビアホール導体によって妨げられる。そのため、熱圧着時、第1、第2導体パターンのいずれか一方が他方へ近づくことを抑制できる。すなわち、第1、第2導体パターン間の距離が変化し、素子値が変化してしまうことをより抑制できる。
本発明の積層回路基板の製造方法は、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。
(8)複数の熱可塑性樹脂層を積層してなる積層回路基板の製造方法であって、
平面状の第1導体パターン及び第3導体パターンが一方主面に形成され、他方主面に平面状の導体パターンが形成されていない第1熱可塑性樹脂層と、平面状の第2導体パターン及び第4導体パターンが一方主面に形成され、他方主面に平面状の導体パターンが形成されていない第2熱可塑性樹脂層と、を含む複数の熱可塑性樹脂層を用意する工程と、
前記第1熱可塑性樹脂層及び前記第2熱可塑性樹脂層が、それぞれの前記他方主面が接するように、前記複数の熱可塑性樹脂層を積層する工程と、
を含み、
前記第1導体パターン及び前記第2導体パターンは、前記第1熱可塑性樹脂層及び前記第2熱可塑性樹脂層を挟んで互いに対向することによりコンデンサを構成し、
前記複数の熱可塑性樹脂層を用意する工程において、前記第1導体パターンにおいて前記第2導体パターンに対向する第1主面、及び前記第2導体パターンにおいて前記第1導体パターンに対向する第2主面には、粗化処理が施され、
前記第1熱可塑性樹脂層は、一方側が前記第1熱可塑性樹脂層の前記他方主面に露出し、他方側が前記第3導体パターンに接続されている第1ビアホール導体を有し、
前記第2熱可塑性樹脂層は、一方側が前記第2熱可塑性樹脂層の前記他方主面に露出し、他方側が前記第4導体パターンに接続されている第2ビアホール導体を有し、
前記複数の熱可塑性樹脂層を積層する工程において、前記第1熱可塑性樹脂層及び前記第2熱可塑性樹脂層は、前記第1ビアホール導体及び前記第2ビアホール導体が接続されるように、積層される、
積層回路基板の製造方法。
(9)前記積層回路基板の製造方法において、前記第1熱可塑性樹脂層及び前記第2熱可塑性樹脂層における前記第1導体パターン及び前記第2導体パターン間の周囲に、前記第1ビアホール導体及び前記第2ビアホール導体が形成されている。
この発明によれば、熱可塑性樹脂層を積層し、熱圧着することにより積層回路基板を製造する場合でも、素子値の変化を抑制できる。
本発明の第1実施形態に係る積層回路基板101の外観図である。 図1のP−P線における断面図である。 図1に示す積層回路基板101の製造方法を示す断面図である。 図1に示す積層回路基板101の製造方法を示す断面図である。 図5(A)は、図3(B)に示すコンデンサC1となる部分の拡大断面図である。図5(B)は、そのコンデンサC1となる部分が熱圧着される様子を示す拡大断面図である。 本発明の第2実施形態に係る積層回路基板201の製造方法を示す断面図である。 図7(A)は、図6に示すコンデンサC2となる部分の拡大断面図である。図7(B)は、そのコンデンサC2となる部分が熱圧着される様子を示す拡大断面図である。 図8(A)は、図6に示すコンデンサC2の変形例に係るコンデンサC3となる部分の拡大断面図である。図8(B)は、そのコンデンサC3となる部分が熱圧着される様子を示す拡大断面図である。 本発明の第3実施形態に係る積層回路基板301の製造方法を示す断面図である。 図9に示すシート13の主要部の正面図である。 図9に示すシート12の主要部の正面図である。 図12(A)は、図9に示すコンデンサC1となる部分の拡大断面図である。図12(B)は、図9に示すコンデンサC1となる部分が熱圧着される様子を示す拡大断面図である。 本発明の第4実施形態に係る積層回路基板401の製造方法を示す断面図である。 図14(A)は、図13に示すコイルL2となる部分の拡大断面図である。図14(B)は、そのコイルL2となる部分が熱圧着される様子を示す拡大断面図である。 本発明の第5実施形態に係る積層回路基板501に含まれる第1導体パターン32B及びコイルL3の外観斜視図である。 図16(A)は、図15に示すコイルL3となる部分の拡大断面図である。図16(B)は、そのコイルL3となる部分が熱圧着される様子を示す拡大断面図である。 本発明の第6実施形態に係る積層回路基板601に含まれる第1導体パターン32B及びコイルL4の外観斜視図である。 図18(A)は、図17に示すコイルL4となる部分の拡大断面図である。図18(B)は、そのコイルL4となる部分が熱圧着される様子を示す拡大断面図である。
《本発明の第1実施形態》
以下、本発明の第1実施形態に係る積層回路基板101について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る積層回路基板101の外観図である。図2は、図1のP−P線における断面図である。なお、以下の説明では、積層回路基板101をプリント配線基板(不図示)に実装する際に、積層回路基板101に実装する面を主面Z1と称する。また、積層回路基板101の主面Z1とは反対側の面を主面Z2と称する。
積層回路基板101は、コンデンサC1と、コイルL1と、実装用ランド121、122、131、132、133と、外部接続端子31A、31Bと、を備えている。積層回路基板101は表面実装型の構成となっている。積層回路基板101は、導体パターンが形成された複数の熱可塑性樹脂製のシート11〜15を積層してなる積層体である。シート11〜15のそれぞれは、所定の誘電率を有する。
コンデンサC1は、平面状の第1導体パターン32Aと平面状の第2導体パターン33Aによって構成されている。また、コイルL1は、線状の導体パターン33B、33C、33D、33E、34A、34B、34C、34D及びビアホール導体44によって構成されている。導体パターン33B、33C、33D、33E、34A、34B、34C、34Dは、積層回路基板101の積層方向から視て、ループ状に重なるように設けられている。また、コイルL1の導体パターン33Cは、ビアホール導体43,42を介して導体パターン32Bに接続されている。
外部接続端子31A、31Bは、積層回路基板101の主面Z1に形成されている。外部接続端子31A,31Bは、図示していないプリント配線基板等の電極に接続される。
実装用ランド121、122、131、132、133は、積層回路基板101の主面Z2に形成されている。実装用ランド121、122の上には、実装部品120が実装されている。実装用ランド131、132、133の上には、実装部品130が実装されている。
なお、実装用ランドとしては、実装用ランド131、132、133の3つのみを図示したが、これ以上の数の実装用ランドが主面Z2に配置されていてもよい。
以下、積層回路基板101の製造方法について説明する。
図3、図4は、図1に示す積層回路基板101の製造方法を示す断面図である。図5(A)は、図3(B)に示すコンデンサC1となる部分の拡大断面図である。図5(B)は、図3(B)に示すコンデンサC1となる部分が熱圧着される様子を示す拡大断面図である。
なお、図3、図4では、単一の積層回路基板101となる部分のみを図中に示している。すなわち、実際には、シートに多数の積層回路基板101となる部分を設け、複数の積層回路基板101を一度に形成した後、各積層回路基板101を切り出すことにより、積層回路基板101は製造される。
まず、図3(A)に示すように、シート11〜15を用意する。シート11〜15のそれぞれに関して、積層方向から正面視した外形は、矩形状である。
シート11は、熱可塑性樹脂層21と、金属膜31とを備えている。金属膜31は、熱可塑性樹脂層21の主面Z1側の主面に貼付されている。シート12は、熱可塑性樹脂層22と、金属膜32とを備えている。金属膜32は、熱可塑性樹脂層22の主面Z1側の主面に貼付されている。
シート13は、熱可塑性樹脂層23と、金属膜33とを備えている。金属膜33は、熱可塑性樹脂層23の主面Z2側の主面に貼付されている。シート14は、熱可塑性樹脂層24と、金属膜34とを備えている。金属膜34は、熱可塑性樹脂層24の主面Z2側の主面に貼付されている。シート15は、熱可塑性樹脂層25と、金属膜35とを備えている。金属膜35は、熱可塑性樹脂層25の主面Z2側の主面に貼付されている。
なお、各シートにおいて、金属膜はアンカー効果によって固着されている。すなわち金属膜の両主面のうち、シートへの固着面が粗化処理面(マット面)であり、その反対面が光沢面(シャイニー面)である。
熱可塑性樹脂層21〜25の材料は、例えば液晶ポリマーである。金属膜31〜35の材料は、例えば金属箔である銅である。なお、熱可塑性樹脂層21〜25としては、液晶ポリマーの他、熱可塑性ポリイミド等の耐熱性および可撓性のある熱可塑性樹脂を用いることができる。金属膜31〜35としては銅の他、銀等の金属箔を用いることができる。
なお、詳細は後述するが、シート12は、金属膜32における主面Z2側の主面に粗化処理が予め施されたシートを用いる。金属膜32における主面Z2側の主面は、後述の第1主面91を含む面である。同様に、シート13は、金属膜33における主面Z1側の主面に粗化処理が予め施されたシートを用いる。金属膜33における主面Z1側の主面は、後述の第2主面92を含む面である。
次に、図3(B)に示すように、シート11〜15の金属膜31〜35をエッチング等によりパターニングする。これにより、実装用ランド121、122、131、132、133と、外部接続端子31A、31Bと、コンデンサC1となる第1導体パターン32A及び第2導体パターン33Aと、コイルL1となる導体パターン33B、33C、33D、33E、34A、34B、34C、34Dと、が形成される。
また、これらの導体パターン32A、33A、33B、33C、33D、33E、34A、34B、34C、34Dを接続するためのその他の配線導体(図示せず)も同時に形成される。ここで、第1導体パターン32Aにおいて第2導体パターン33Aに対向する第1主面91の面積は、第2導体パターン33Aにおいて第1導体パターン32Aに対向する第2主面92の面積と同じ又は実質的に同じである。
さらに、図3(B)に示すように、シート12〜14の熱可塑性樹脂層22〜24にレーザー等により金属膜32〜34は貫通しないが熱可塑性樹脂層22〜24は貫通する貫通孔を形成した後、その貫通孔の内部に銀およびスズを主成分とする導電性ペーストなどの導電材を充填する。
次に、図4(A)に示すように、シート11〜15を積層し、積層方向の上下方向からプレス板等の治具90を用いて例えば300℃の温度で加熱しながら圧着する。これにより、各シート11〜15が軟化流動して一体化されるとともに、貫通孔に充填した導電性ペーストが金属化(焼結)する。これにより、図4(B)に示すように、コンデンサC1及びコイルL1を内部に備える積層回路基板101が製造される。このコンデンサC1は、熱可塑性樹脂層22、23を挟んで互いに対向する第1導体パターン32A及び第2導体パターン33Aによって構成されている。
その後、積層回路基板101の実装用ランド121、122、131、132、133上に実装部品120、130が実装される(図1、図2参照)。そして、積層回路基板101は図示していないプリント配線基板に実装され、外部接続端子31A,31Bがプリント配線基板の電極に接続される。
ここで、シート11〜15の熱可塑性樹脂は、熱圧着時の熱と圧力によって軟化、流動し、ボンディングシートやプリプレグのような接着剤層を利用することなく一体化する。そのため、積層回路基板101においても、熱圧着時、コンデンサC1を構成する第1導体パターン32A及び第2導体パターン33A間の熱可塑性樹脂が第1導体パターン32A及び第2導体パターン33A間の外側へ流動する。
しかし、積層回路基板101では、第1導体パターン32Aにおいて第2導体パターン33Aに対向する第1主面91に、粗化処理が施されている(図5(A)参照)。また、積層回路基板101では、第2導体パターン33Aにおいて第1導体パターン32Aに対向する第2主面92にも、粗化処理が施されている(図5(A)参照)。粗化処理は例えばエッチングである。
この粗化処理により、第1主面91の表面粗さは、第1導体パターン32Aにおいて第2導体パターン33Aとは逆側の第3主面93の表面粗さより大きくなっている。また、第2主面92の表面粗さも、第2導体パターン33Aにおいて第1導体パターン32Aとは逆側の第4主面94の表面粗さより大きくなっている。
なお、第1主面91の表面粗さは、例えば1.3〜15μm程度であり、本実施形態では2.7μmである。第1主面91の表面粗さは、第2主面92の表面粗さと同じまたは実質的に同じである。なお、本実施形態における表面粗さとしては、[JIS B 0601−2001]で規格が定められている最大高さ粗さ[Rz]を採用する。また、第3主面93,第4主面94の表面粗さは例えば0.1〜3μm程度であり、本実施形態は1.5μmである。
積層回路基板101では、第1主面91と第2主面92が粗いため、シート11〜15を積層し、熱圧着したとき、第1、第2導体パターン32A、33A間の樹脂の流動が第1主面91と第2主面92によって妨げられる。そのため、この熱圧着時、第1、第2導体パターン32A、33A間の樹脂が、第1、第2導体パターン32A、33A間の外側(図5(B)の矢印参照)へ余り流動しない。
そして、第1主面91の表面粗さは第3主面93の表面粗さより大きいため、第1主面91付近の樹脂の流動量は、第3主面93付近の樹脂の流動量より小さい。また、第2主面92の表面粗さも第4主面94の表面粗さより大きいため、第2主面92付近の樹脂の流動量は、第4主面94付近の樹脂の流動量より小さい。図5(B)に示す矢印の大きさは、樹脂の流動量を表している。
第3主面93付近の樹脂および第4主面94付近の樹脂の流動量が、第1主面91付近の樹脂および第2主面92付近の樹脂の流動量より大きいため、第1主面91付近の樹脂および第2主面92付近の樹脂は第1、第2導体パターン32A、33A間の外側にさらに流動しにくくなる。
よって、コンデンサC1を構成する第1、第2導体パターン32A、33A間の距離Gが変化することを抑制できるため、第1、第2導体パターン32A、33A間の容量が容易に変化しない。すなわち、熱圧着により積層回路基板101を製造する際、設計した第1、第2導体パターン32A、33A間の距離G及び容量をほとんど正確に実現することができる。
そのため、熱圧着時に第1、第2導体パターン32A、33A間にかかる温度や圧力が多少変化しても、コンデンサC1の素子値(この実施形態ではキャパシタンス)は容易に変化しない。
したがって、積層回路基板101によれば、シート11〜15を積層し、熱圧着することにより積層回路基板101を製造しても、素子値の変化を抑制できる。そのため、積層回路基板101によれば、素子値の個体差が少ない、高精度の素子値(この実施形態ではキャパシタンス)を有するコンデンサC1を容易に形成することができる。
また、前述したように、第1主面91の表面粗さは、第2主面92の表面粗さと同じである。そのため、第1主面91付近の樹脂の流動量と第2主面92付近の樹脂の流動量とが同じになる。そのため、熱圧着時、第1、第2導体パターン32A、33Aのいずれか一方の導体パターンの端部が、端部の内側に位置する中央部より他方の導体パターンへ近づくことを抑制できる。すなわち、第1、第2導体パターン32A、33A間の距離が変化し、素子値が変化してしまうことをより抑制できる。
ここで、第2主面92の面積が第1主面91の面積より大きい場合、第2導体パターンにおいて第1導体パターン32Aに対向しない領域ができる。反対に、第1主面91の面積が第2主面92の面積より大きい場合、第1導体パターン32Aにおいて第2導体パターン33Aに対向しない領域ができる。第1、第2導体パターン32A、33Aのいずれか一方の前記対向しない領域は、熱圧着時、第1、第2導体パターン32A、33A間にかかる温度や圧力によっては、樹脂の流動により他方側へ変位することも考えられる。
積層回路基板101では、前述したように第1、第2主面91、92の面積が同じであるため、前記対向しない領域ができない。そのため、熱圧着時、第1、第2導体パターン32A、33Aのいずれか一方の前記対向しない領域が樹脂の流動によって他方側へ変位することを抑制できる。すなわち、第1、第2導体パターン32A、33A間の距離Gが変化し、素子値が変化してしまうことをより抑制できる。
《本発明の第2実施形態》
以下、本発明の第2実施形態に係る積層回路基板201について説明する。
図6は、本発明の第2実施形態に係る積層回路基板201の製造方法を示す断面図である。図7(A)は、図6に示すコンデンサC2となる部分の拡大断面図である。図7(B)は、そのコンデンサC2となる部分が熱圧着される様子を示す拡大断面図である。
第2実施形態に係る積層回路基板201が第1実施形態に係る積層回路基板101と相違する点は、コンデンサC1及びシート11〜14の代わりにコンデンサC2及びシート211、212、214を備える点である。シート212には、シート12、13のビアホール導体42、43の代わりに、ビアホール導体242が設けられている。その他の積層回路基板201の構成については積層回路基板101と同じであるため、説明を省略する。積層回路基板201の製造方法についても、積層回路基板101の製造方法と同じであるため、説明を省略する。
詳述すると、積層回路基板201でも、第1導体パターン232Aにおいて第2導体パターン233Aに対向する第1主面91に、粗化処理が施されている(図7(A)参照)。また、第2導体パターン233Aにおいて第1導体パターン232Aに対向する第2主面92にも、粗化処理が施されている(図7(A)参照)。
積層回路基板201ではさらに、第1導体パターン232Aにおいて第2導体パターン233Aとは逆側の第3主面293に、粗化処理が施されている(図7(A)参照)。また、積層回路基板201では、第2導体パターン233Aにおいて第1導体パターン232Aとは逆側の第4主面294に、粗化処理が施されている(図7(A)参照)。
ただし、第1主面91の表面粗さは、第1導体パターン232Aにおいて第2導体パターン233Aとは逆側の第3主面293の表面粗さより大きい。また、第2主面92の表面粗さも、第2導体パターン233Aにおいて第1導体パターン232Aとは逆側の第4主面294の表面粗さより大きい。
なお、第1主面91及び第2主面92の表面粗さは、例えば1.3〜15μm程度の面である。第3主面293及び第4主面294の表面粗さは、例えば0.1〜3μm程度の面である。
そのため、積層回路基板201においても、第1主面91と第2主面92が粗いため、シート211、212、214、15を積層し、熱圧着したとき、第1、第2導体パターン232A、233A間の樹脂の流動が第1主面91と第2主面92によって妨げられる。そのため、この熱圧着時、第1、第2導体パターン232A、233A間の樹脂が、第1、第2導体パターン232A、233A間の外側へ余り流動しない(図7(B)の矢印参照)。
そして、第1主面91の表面粗さは第3主面293の表面粗さより大きいため、第1主面91付近の樹脂の流動量は、第3主面293付近の樹脂の流動量より小さい。また、第2主面92の表面粗さも第4主面294の表面粗さより大きいため、第2主面92付近の樹脂の流動量は、第4主面294付近の樹脂の流動量より小さい。図7(B)に示す矢印の大きさは、樹脂の流動量を表している。
ただし、第3主面293の表面粗さは図5に示した第3主面93の表面粗さより大きいため、第3主面293付近の樹脂の流動量は、第3主面93付近の樹脂の流動量より小さい。また、第4主面294の表面粗さも図5に示した第4主面94の表面粗さより大きいため、第4主面294付近の樹脂の流動量は、第4主面94付近の樹脂の流動量より小さい。第3主面293付近の樹脂および第4主面294付近の樹脂の流動量が、第1主面291付近の樹脂および第2主面292付近の樹脂の流動量より大きいため、第1主面291付近の樹脂および第2主面292付近の樹脂は第1、第2導体パターン232A、233A間の外側にさらに流動しにくくなる。
以上より、積層回路基板201においても、コンデンサC2を構成する第1、第2導体パターン232A、233A間の距離Gが変化することを抑制できるため、第1、第2導体パターン232A、233A間の容量が容易に変化しない。すなわち、熱圧着により積層回路基板201を製造する際、設計した第1、第2導体パターン232A、233A間の距離G及び容量をほとんど正確に実現することができる。
そのため、熱圧着時に第1、第2導体パターン232A、233A間にかかる温度や圧力が多少変化しても、コンデンサC2の素子値(この実施形態ではキャパシタンス)は容易に変化しない。
したがって、積層回路基板201によれば、積層回路基板101とほぼ同様の効果を奏する。
なお、第1、第2実施形態において、第1主面91の面積は、第2主面92の面積と同じであるが、これに限るものではない。例えば図8に示すように、第1主面91の面積が、第2主面92の面積より小さい導体パターン282Aをシート211に形成しても構わない。
《本発明の第3実施形態》
以下、本発明の第3実施形態に係る積層回路基板301について説明する。
図9は、本発明の第3実施形態に係る積層回路基板301の製造方法を示す断面図である。図10は、図9に示すシート13の主要部のみを主面Z2側から正面視したシート13の正面図である。図11は、図9に示すシート12の主要部のみを主面Z1側から正面視したシート12の正面図である。図12(A)は、図9に示すコンデンサC1となる部分の拡大断面図である。図12(B)は、図9に示すコンデンサC1となる部分が熱圧着される様子を示す拡大断面図である。
第3実施形態に係る積層回路基板301が第1実施形態に係る積層回路基板101と相違する点は、シート12、13におけるコンデンサC1の周囲にビアホール導体342A〜342J、343A〜343J及び導体パターン332A〜332J、333A〜333Jを備える点である。その他の積層回路基板301の構成については積層回路基板101と同じであるため、説明を省略する。また、積層回路基板301の製造方法についても積層回路基板101の製造方法と同じであるため、説明を省略する。
積層回路基板301では、シート11〜15を積層し、熱圧着したとき、第1、第2導体パターン32A、33B間の樹脂の流動がビアホール導体342A〜342J、343A〜343Jによって妨げられる。そのため、熱圧着時、第1、第2導体パターン32A、33Bのいずれか一方が他方へ近づくことを抑制できる。すなわち、第1、第2導体パターン32A、33B間の距離が変化し、素子値が変化してしまうことをより抑制できる。
《本発明の第4実施形態》
以下、本発明の第4実施形態に係る積層回路基板401について説明する。
図13は、本発明の第4実施形態に係る積層回路基板401の製造方法を示す断面図である。図14(A)は、図13に示すコイルL2となる部分の拡大断面図である。図14(B)は、そのコイルL2となる部分が熱圧着される様子を示す拡大断面図である。
第4実施形態に係る積層回路基板401が第1実施形態に係る積層回路基板101と相違する点は、コイルL1及びシート12〜14の代わりにコイルL2及びシート412〜414を備える点である。シート412には、シート12、13のビアホール導体42、43の代わりに、ビアホール導体442が設けられている。その他の積層回路基板401の構成については積層回路基板101と同じであるため、説明を省略する。また、積層回路基板401の製造方法についても積層回路基板101の製造方法と同じであるため、説明を省略する。
コイルL2は、導体パターン34A、34B、33B、33C、ビアホール導体442〜444、及び第1、第2導体パターン433D、433E、434C、434Dによって構成されている。
そして、積層回路基板401では、第1導体パターン433D、433Eにおいて第2導体パターン434C、434Dに対向する第1主面491A、491Bに、粗化処理が施されている(図14(A)参照)。また、積層回路基板401では、第2導体パターン434C、434Dにおいて第1導体パターン433D、433Eに対向する第2主面492A、492Bにも、粗化処理が施されている(図14(A)参照)。
この粗化処理により、第1主面491A、491Bの表面粗さは、第1導体パターン433D、433Eにおいて第2導体パターン434C、434Dとは逆側の第3主面493A、493Bの表面粗さより大きくなっている。また、第2主面492A、492Bの表面粗さも、第2導体パターン434C、434Dにおいて第1導体パターン433D、433Eとは逆側の第4主面494A、494Bの表面粗さより大きくなっている。
そのため、積層回路基板401においても、第1主面491Aと第2主面492Aが粗いため、シート11、412〜414、15を積層し、熱圧着したとき、第1、第2導体パターン433D、434C間の樹脂の流動が第1主面491Aと第2主面492Aによって妨げられる。同様に、第1主面491Bと第2主面492Bが粗いため、シート11、412〜414、15を積層し、熱圧着したとき、第1、第2導体パターン433E、434D間の樹脂の流動が第1主面491Bと第2主面492Bによって妨げられる。
そのため、この熱圧着時、第1、第2導体パターン433D、433E、434C、434D間の樹脂が、第1、第2導体パターン433D、433E、434C、434D間の外側へ余り流動しない(図14(B)の矢印参照)。
そして、第1主面491A、491Bの表面粗さは第3主面493A、493Bの表面粗さより大きいため、第1主面491A、491B付近の樹脂の流動量は、第3主面493A、493B付近の樹脂の流動量より小さい。また、第2主面492A、492Bの表面粗さも第4主面494A、494Bの表面粗さより大きいため、第2主面492A、492B付近の樹脂の流動量は、第4主面494A、494B付近の樹脂の流動量より小さい。図14(B)に示す矢印の大きさは、樹脂の流動量を表している。
第3主面493A,493B付近の樹脂および第4主面494A、494B付近の樹脂の流動量が、第1主面491A、491B付近の樹脂および第2主面492A、492B付近の樹脂の流動量より大きいため、第1主面491A、491B付近の樹脂および第2主面492A、492B付近の樹脂は第1、第2導体パターン433D、433E、434C、434D間の外側にさらに流動しにくくなる。
よって、積層回路基板401においても、コイルL2を構成する第1、第2導体パターン433D、433E、434C、434D間の距離Gが変化することを抑制できるため、第1、第2導体パターン433D、433E、434C、434D間の線間容量が容易に変化しない。すなわち、熱圧着により積層回路基板401を製造する際、設計した第1、第2導体パターン433D、433E、434C、434D間の距離G及び線間容量をほとんど正確に実現することができる。
そのため、熱圧着時に第1、第2導体パターン433D、433E、434C、434D間にかかる温度や圧力が多少変化しても、コイルL2の素子値(この実施形態ではインダクタンス)は容易に変化しない。
したがって、積層回路基板401によれば、積層回路基板101とほぼ同様の効果を奏する。
《本発明の第5実施形態》
以下、本発明の第5実施形態に係る積層回路基板501について説明する。
図15は、本発明の第5実施形態に係る積層回路基板501に含まれる第1導体パターン32B及びコイルL3の外観斜視図である。図16(A)は、図15に示すコイルL3となる部分の拡大断面図である。図16(B)は、そのコイルL3となる部分が熱圧着される様子を示す拡大断面図である。図16(A)(B)は、図15に示すT−T線の断面図である。
第5実施形態に係る積層回路基板501が第1実施形態に係る積層回路基板101と相違する点は、コイルL1及びシート13、14の代わりにコイルL3及びシート514を備える点である。その他の積層回路基板501の構成については積層回路基板101と同じであるため、説明を省略する。また、積層回路基板501の製造方法についても積層回路基板101の製造方法と同じであるため、説明を省略する。
コイルL3は、第2導体パターン533A〜533Dによって構成されている。そして、積層回路基板501では、第1導体パターン32Bにおいて第2導体パターン533A〜533Dに対向する第1主面591に、粗化処理が施されている(図16(A)参照)。また、積層回路基板501では、第2導体パターン533A〜533Dにおいて第1導体パターン32Bに対向する第2主面592A〜592Dにも、粗化処理が施されている(図16(A)参照)。
この粗化処理により、第1主面591の表面粗さは、第1導体パターン32Bにおいて第2導体パターン533A〜533Dとは逆側の第3主面593の表面粗さより大きくなっている。また、第2主面592A〜592Dの表面粗さも、第2導体パターン533A〜533Dにおいて第1導体パターン32Bとは逆側の第4主面594A〜594Dの表面粗さより大きくなっている。
そのため、積層回路基板501においても、第1主面591と第2主面592A〜592Dが粗いため、シート11〜13、514を積層し、熱圧着したとき、第1、第2導体パターン32B、533A〜533D間の樹脂の流動が第1主面591と第2主面592A〜592Dによって妨げられる。
そのため、この熱圧着時、第1、第2導体パターン32B、533A〜533D間の樹脂が、第1、第2導体パターン32B、533A〜533D間の外側へ余り流動しない(図16(B)の矢印参照)。
そして、第1主面591の表面粗さは第3主面593の表面粗さより大きいため、第1主面591付近の樹脂の流動量は、第3主面593付近の樹脂の流動量より小さい。また、第2主面592A〜592Dの表面粗さも第4主面594A〜594Dの表面粗さより大きいため、第2主面592A〜592D付近の樹脂の流動量は、第4主面594A〜594D付近の樹脂の流動量より小さい。図16(B)に示す矢印の大きさは、樹脂の流動量を表している。
第3主面593付近の樹脂および第4主面594A〜594D付近の樹脂の流動量が、第1主面591付近の樹脂および第2主面592A〜592D付近の樹脂の流動量より大きいため、第1主面591付近の樹脂および第2主面592A〜592D付近の樹脂は第1、第2導体パターン32B、533A〜533D間の外側にさらに流動しにくくなる。
よって、第1、第2導体パターン32B、533A間の距離G1が変化することを抑制できるため、第1、第2導体パターン32B、533A間の浮遊容量が容易に変化しない。また、第2導体パターン533A、533B間の距離G2が変化することも抑制できるため、第2導体パターン533A、533B間の線間容量が容易に変化しない。コイルL3を構成する第2導体パターン533B〜533Dに関しても第2導体パターン533Aと同様である。すなわち、熱圧着により積層回路基板501を製造する際、設計した距離G1、G2、浮遊容量および線間容量をほとんど正確に実現することができる。
そのため、熱圧着時に第1、第2導体パターン32B、533A〜533D間にかかる温度や圧力が多少変化しても、コイルL3の素子値(この実施形態ではインダクタンス)は容易に変化しない。
したがって、積層回路基板501によれば、積層回路基板101とほぼ同様の効果を奏する。そのため、積層回路基板501によれば、素子値の個体差が少ない、高精度の素子値(この実施形態ではインダクタンス)を有するコイルL3を容易に形成することができる。
《本発明の第6実施形態》
以下、本発明の第6実施形態に係る積層回路基板601について説明する。
図17は、本発明の第6実施形態に係る積層回路基板601に含まれる第1導体パターン32B及びコイルL4の外観斜視図である。図18(A)は、図17に示すコイルL4となる部分の拡大断面図である。図18(B)は、そのコイルL4となる部分が熱圧着される様子を示す拡大断面図である。図18(A)(B)は、図17に示すS−S線の断面図である。
第6実施形態に係る積層回路基板601が第1実施形態に係る積層回路基板101と相違する点は、コイルL1の代わりにコイルL4を備える点である。その他の積層回路基板601の構成については積層回路基板101と同じであるため、説明を省略する。また、積層回路基板601の製造方法についても積層回路基板101の製造方法と同じであるため、説明を省略する。
コイルL4は、導体パターン635A〜635G及び第2導体パターン633A〜633Gによって構成されている。導体パターン635A〜635Gは、シート15に形成されている。また、第2導体パターン633A〜633Gは、シート13に形成されている。なお、第1導体パターン32Bは例えばグランドを構成する。第1導体パターン32Bは第2導体パターン633A〜633Gの合計面積より面積の大きい導体パターンである。
そして、積層回路基板601では、第1導体パターン32Bにおいて第2導体パターン633A〜633Gに対向する第1主面591に、粗化処理が施されている(図18(A)参照)。また、積層回路基板601では、第2導体パターン633A〜633Gにおいて第1導体パターン32Bに対向する第2主面692A〜692Gにも、粗化処理が施されている(図18(A)参照)。
ここで、積層回路基板601では、第2導体パターン633A〜633Gと導体パターン635A〜635Gとの容量よりも、第2導体パターン633A〜633Gと第1導体パターン32Bとの容量のほうがコイルL4の素子値(この実施形態ではインダクタンス)に与える影響が大きい。
そのため、本実施形態では、第1導体パターン32Bにおいて第2導体パターン633A〜633Gに対向する第1主面591、及び第2導体パターン633A〜633Gにおいて第1導体パターン32Bに対向する第2主面692A〜692Gに、粗化処理を施している。
この粗化処理により、第1主面591の表面粗さは、第1導体パターン32Bにおいて第2導体パターン633A〜633Gとは逆側の第3主面593の表面粗さより大きくなっている。また、第2主面692A〜692Gの表面粗さも、第2導体パターン633A〜633Gにおいて第1導体パターン32Bとは逆側の第4主面694A〜694Gの表面粗さより大きくなっている。
そのため、積層回路基板601においても、第1主面591と第2主面692A〜692Gが粗いため、シート11〜15を積層し、熱圧着したとき、第1、第2導体パターン32B、633A〜633G間の樹脂の流動が第1主面591と第2主面692A〜692Gによって妨げられる。
そのため、この熱圧着時、第1、第2導体パターン32B、633A〜633G間の樹脂が、第1、第2導体パターン32B、633A〜633G間の外側へ余り流動しない(図18(B)の矢印参照)。
そして、第1主面591の表面粗さは第3主面593の表面粗さより大きいため、第1主面591付近の樹脂の流動量は、第3主面593付近の樹脂の流動量より小さい。また、第2主面692A〜692Gの表面粗さも第4主面694A〜694Gの表面粗さより大きいため、第2主面692A〜692G付近の樹脂の流動量は、第4主面694A〜694G付近の樹脂の流動量より小さい。図18(B)に示す矢印の大きさは、樹脂の流動量を表している。
第3主面593付近の樹脂および第4主面694A〜694G付近の樹脂の流動量が、第1主面591付近の樹脂および第2主面692A〜692G付近の樹脂の流動量より大きいため、第1主面591付近の樹脂および第2主面692A〜692G付近の樹脂は第1、第2導体パターン32B、633A〜633G間の外側にさらに流動しにくくなる。
よって、第1、第2導体パターン32B、633A間の距離G1が変化することを抑制できるため、第1、第2導体パターン32B、633A間の浮遊容量が容易に変化しない。また、第2導体パターン633A、633B間の距離G2が変化することも抑制できるため、第2導体パターン633A、633B間の線間容量が容易に変化しない。コイルL4を構成する他の第2導体パターン633B〜633Gに関しても第2導体パターン633Aと同様である。すなわち、熱圧着により積層回路基板601を製造する際、設計した距離G1、G2、浮遊容量および線間容量をほとんど正確に実現することができる。
そのため、熱圧着時に第1、第2導体パターン32B、633A〜633G間にかかる温度や圧力が多少変化しても、コイルL4の素子値(この実施形態ではインダクタンス)は容易に変化しない。また、コイルL4の内側面(すなわち、シート14を介して対向している第2導体パターン同士)の表面粗さが比較的小さいので、Q値の大きなコイルを形成できる。
したがって、積層回路基板601によれば、積層回路基板101とほぼ同様の効果を奏する。そのため、積層回路基板601によれば、素子値の個体差が少ない、高精度の素子値(この実施形態ではインダクタンス)を有するコイルL4を容易に形成することができる。
最後に、前述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
Z1…主面
Z2…主面
11、12、13、14、15…シート
21…熱可塑性樹脂層
22…熱可塑性樹脂層(第1熱可塑性樹脂層)
23…熱可塑性樹脂層(第2熱可塑性樹脂層)
24、25…熱可塑性樹脂層
31…金属膜
31A、31B…外部接続端子
32…金属膜
32A、32B…第1導体パターン
33…金属膜
33A…第2導体パターン
33B〜33E、34A〜34D…導体パターン
34、35…金属膜
42、43、44…ビアホール導体
90…治具
91…第1主面
92…第2主面
93…第3主面
94…第4主面
101…積層回路基板
120…実装部品
121、122…実装用ランド
130…実装部品
131、132、133…実装用ランド
201…積層回路基板
211、212、214…シート
232A…第1導体パターン
233A…第2導体パターン
242…ビアホール導体
282A…導体パターン
293…第3主面
294…第4主面
301…積層回路基板
332A〜332J…導体パターン(第3導体パターン)
333A〜33J…導体パターン(第4導体パターン
342A〜342J…ビアホール導体(第1ビアホール導体)
343A〜343J…ビアホール導体(第2ビアホール導体)
401…積層回路基板
412、414、413…シート
433D、433E…第1導体パターン
434C、434D…第2導体パターン
442…ビアホール導体
491A、491B…第1主面
492A、492B…第2主面
493A、493B…第3主面
494A、494B…第4主面
501…積層回路基板
514…シート
533A〜533D…第2導体パターン
591…第1主面
592A〜592D…第2主面
593…第3主面
594A〜594D…第4主面
601…積層回路基板
633A〜633G…第2導体パターン
692A〜692G…第2主面
694A〜694G…第4主面

Claims (9)

  1. 複数の熱可塑性樹脂層を積層した積層回路基板であって、
    前記複数の熱可塑性樹脂層は、平面状の第1導体パターン及び第3導体パターンが一方主面に形成され、他方主面に平面状の導体パターンが形成されていない第1熱可塑性樹脂層と、平面状の第2導体パターン及び第4導体パターンが一方主面に形成され、他方主面に平面状の導体パターンが形成されていない第2熱可塑性樹脂層と、を含み、
    前記第1熱可塑性樹脂層は、一方側が前記第1熱可塑性樹脂層の前記他方主面に露出し、他方側が前記第3導体パターンに接続されている第1ビアホール導体を有し、
    前記第2熱可塑性樹脂層は、一方側が前記第2熱可塑性樹脂層の前記他方主面に露出し、他方側が前記第4導体パターンに接続されている第2ビアホール導体を有し、
    前記第1熱可塑性樹脂層及び前記第2熱可塑性樹脂層は、それぞれの前記他方主面が接するように、かつ、前記第1ビアホール導体及び前記第2ビアホール導体が接続されるように、積層され、
    前記第1導体パターン及び前記第2導体パターンは、前記第1熱可塑性樹脂層及び第2熱可塑性樹脂層を挟んで互いに対向することによりコンデンサを構成し、
    前記第1導体パターンにおいて前記第2導体パターンに対向する第1主面、及び前記第2導体パターンにおいて前記第1導体パターンに対向する第2主面には、粗化処理が施され
    前記第1導体パターンにおいて前記第2導体パターンとは逆側の第3主面、及び前記第2導体パターンにおいて前記第1導体パターンとは逆側の第4主面には、前記粗化処理が施されていない、積層回路基板。
  2. 前記第1主面の表面粗さは、前記第3主面の表面粗さより大きい、請求項1に記載の積層回路基板。
  3. 前記第2主面の表面粗さは、前記第4主面の表面粗さより大きい、請求項1又は2に記載の積層回路基板。
  4. 前記第1、第2導体パターンのそれぞれは、金属膜をパターニングしたものである、請求項1からのいずれか1項に記載の積層回路基板。
  5. 前記第1主面の表面粗さは、前記第2主面の表面粗さと実質的に同じである、請求項1からのいずれか1項に記載の積層回路基板。
  6. 前記第1主面の面積は、前記第2主面の面積と実質的に同じである、請求項1からのいずれか1項に記載の積層回路基板。
  7. 前記第1熱可塑性樹脂層及び前記第2熱可塑性樹脂層における前記第1導体パターン及び前記第2導体パターン間の周囲に、前記第1ビアホール導体及び前記第2ビアホール導体が形成されている、請求項1からのいずれか1項に記載の積層回路基板。
  8. 複数の熱可塑性樹脂層を積層してなる積層回路基板の製造方法であって、
    平面状の第1導体パターン及び第3導体パターンが一方主面に形成され、他方主面に平面状の導体パターンが形成されていない第1熱可塑性樹脂層と、平面状の第2導体パターン及び第4導体パターンが一方主面に形成され、他方主面に平面状の導体パターンが形成されていない第2熱可塑性樹脂層と、を含む複数の熱可塑性樹脂層を用意する工程と、
    前記第1熱可塑性樹脂層及び前記第2熱可塑性樹脂層が、それぞれの前記他方主面が接するように、前記複数の熱可塑性樹脂層を積層する工程と、
    を含み、
    前記第1導体パターン及び前記第2導体パターンは、前記第1熱可塑性樹脂層及び前記第2熱可塑性樹脂層を挟んで互いに対向することによりコンデンサを構成し、
    前記複数の熱可塑性樹脂層を用意する工程において、前記第1導体パターンにおいて前記第2導体パターンに対向する第1主面、及び前記第2導体パターンにおいて前記第1導体パターンに対向する第2主面には、粗化処理が施され、
    前記第1熱可塑性樹脂層は、一方側が前記第1熱可塑性樹脂層の前記他方主面に露出し、他方側が前記第3導体パターンに接続されている第1ビアホール導体を有し、
    前記第2熱可塑性樹脂層は、一方側が前記第2熱可塑性樹脂層の前記他方主面に露出し、他方側が前記第4導体パターンに接続されている第2ビアホール導体を有し、
    前記複数の熱可塑性樹脂層を積層する工程において、前記第1熱可塑性樹脂層及び前記第2熱可塑性樹脂層は、前記第1ビアホール導体及び前記第2ビアホール導体が接続されるように、積層される、
    積層回路基板の製造方法。
  9. 前記第1熱可塑性樹脂層及び前記第2熱可塑性樹脂層における前記第1導体パターン及び前記第2導体パターン間の周囲に、前記第1ビアホール導体及び前記第2ビアホール導体が形成されている、請求項8に記載の積層回路基板の製造方法。
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