JPH0297089A - 三次元実装機能性基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高集積回路装置に用いられる高密度実装用の三
次元実装機能性基板に関する。

従来の技術 従来より多層基板は高密度実装の為に多用されているが
、殆どは高密度実装基板を積層し、配線して結合したも
のである。又、セラミック多層基板も報告され、一部、
使用されている。しかし、これも印刷による積層工程に
於いて形成される抵抗等が同一平面内にあるものの、や
はり層間は配線により結線されている。コンデンサー等
の容量を同時形成する事も不可能ではないが、技術的に
もコスト的にも非常に難しい。従って、基板表面に外付
する事になっている。

従来例を示す第２図に於いて、素子１はアルミナ等によ
って構成された基板２上に強固に添付されており、当該
基板２内にタングステンやバラジュウム等で構成された
配線回路網３が機能素子、抵抗４をその基準面内に於い
て結合している。興なる基準面内での結合はスルーホー
ル５によりなされている。抵抗以外の機能素子、例えば
、コンデンサーを一体形成しようとすれば、ＴｉＢａ材
をアルミナ材の上に形成、焼成する必要があるが、収縮
量や焼成温度が大幅に異なる等、非常に難しい技術要素
を抱えている。

第３図に示すプラスチック基板に於いても同様であり、
表裏面の二面に実装されているにすぎない。

発明が解決しようとする課題 本発明は高密度の実装を実現する為に、上記の限界を打
破し、抵抗のみならず、コンデンサーやインダクター等
の機能性素子を一体化し、従来に無い高信頼性、低コス
トの高密度実装機能性基板を提供するこ七を目的とする
。

課題を解決するための手段 異なる基準平面上に配した回路又は端子間を、機能性素
子で結合した多層配線を含んで構成する。

作用 上記の構成によれば、機能性素子自身を配線の一部とし
て利用して三次元的な回路配線が形成され、一般的なス
ルーホールとしても兼用されるので、実装密度が向上し
、又、接点数が減少する分だけ信頼性も向上する。

実施例 本発明においては、同一基準平面上に無い回路、又は、
端子間を、抵抗、インダクター、コンデンサー等の機能
性素子で結合し、例えば上下の二層ないしは三層以上を
同時に結合した多層配線を含む高密度三次元実装機能性
基板を形成する。

また、基板の一部を開口し、少なくともその一部に、上
述の様な抵抗、インダクター、コンデンサー等の機能性
素子を埋設して上下の眉間の配線結合を兼ねさせる。さ
らに当該基板を主にセラミックで形成する事により、機
能性チップ素子と緒特性が良好に適合し、高信頼性及び
低コストの高密度三次元実装機能性セラミック基板を実
現することができる。

本発明の基本的な一構成例を第１図に示す。

第１図において、基板２には機能性素子が丁度合う大き
さの開口６ａ、６ｂが設けられ、ここへ機能性素子１ａ
、１ｂを貼め込み、上下基準平面内にある配線や端子３
ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、抵抗４等を同時に結合し、配線
がなされている。この結果、二層以上の異なる基準面内
の三次元的な回路が形成される。

又、図に示す様に表面を平坦に仕上げる事が出来る為に
、さらにその上に例えば薄いポリイミド等の絶縁膜を塗
布し、その上に回路の印刷や機能性素子の外付等が出来
、実装密度をさらに向上する事が出来る。又、半導体装
置を直接その上に配置する事も出来る。抵抗のみならず
、コンデンサーやインダクター等の色々の機能性素子を
、又、色々な等級の特性の物を任意に使用出来る為に多
様な三次元実装基板を低いコストで提供出来ると言った
大きな特徴がある。

又、スルーホールの数が減少し、さらに、機能性素子が
基板内に埋設されている為に接点不良や素子の脱落、破
損といった不良が大幅に減少し、その分信頼性が向上す
る。特に素子の脱落や、破損は、大型の素子於いては従
来例で１／１万程度認められるが、本発明の実施例では
ほぼ皆無であった。

又、基板にセラミックを使用した物では前述のプラスチ
ックに比べて熱膨脹係数が近い為にハンダフロー等の工
程で機能性素子が破損するといった事故が大幅に、例え
ば上述と類似の例では従来比１／１００になった。

この様な三次元実装機能性基板は、例えば次の様にして
形成される。従来より多用されているべ一り板上の実装
基板に於いては、従来の様に印刷配線３ａや機能性素子
１の添付を行い、次いで予め開けておいた開孔６ａ、６
ｂに機能性素子１ａ、１ｂを貫入し、総てを同時にハン
ダフローで固定する。この様にして、第１図に示す様な
基板表裏二面の高密度実装が完成する。基板内に素子を
埋設している為に、基板を曲げても素子が外れる事は無
い。曲げテストの結果でも事実、表面に添付された素子
が総て剥がれ落ちてもまだ基板内に貫入されたままにな
っていた。

次にセラミックの例を示す。第１図に示した様な基板２
は、例えばアルミナのグリーンシート上に回路を印刷し
、必要に応じて開口して積層、焼成後、必要な機能素子
１ａ、１ｂを開口６にはめこみハンダフローして形成さ
れる。抵抗４等は予め印刷時に形成しておけば良い。結
線しようとする異なる基準面の配線や端子をこの開口部
６に出しておけば自動的にハンダ付される。同図に示す
様に基板２の表裏のみならず、中間の三層以上の基準面
に渡る回路を一度に結線出来る。又、この様に構成する
事により、各種の機能性素子１ａ、１ｂを任意の温度特
性や電気特性の物に変更出来、応用に適した性能、コス
トの物を設計出来る等の多（の長所がある。又、セラミ
ック等で主に形成された機能性チップ素子を貫入する事
により、熱膨脹係数の差が小さくなり、大型の素子を組
み込んでも特に大きな問題が生じない事が判明した。

開口６の深さを素子１ａ、ｂの厚みに予め一致せしめて
おく事で表面を平坦にでき、従って、さらにその上にポ
リイミド等の絶縁膜を介して高密度の実装や半導体装置
の添付を実現出来る事は言うまでもない。

発明の効果 マイクロチップ等の機能性素子を基板内に三次元的に組
み込み、素子その物で上下の異なった基準面にある回路
や配線を結線するという構成により、高密度化と、高信
頼性が実現される。

又、多用な特性の高性能機能性三次元実装機能性基板を
低コストで提供出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例における三次元実装機能性
基板の断面図、第２図および第３図は、従来例の三次元
実装機能性基板の断面図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　異なる基準平面上に配した回路、又は、端子間
   を機能性素子で結合した多層配線を含むことを特徴とす
   る三次元実装機能性基板。
2. （２）　基板の一部を開口し、少なくともその一部に、
   抵抗、インダクター、コンデンサー等の機能性素子を埋
   設した請求項１記載の三次元実装機能性基板。
3. （３）　基板をセラミックを主体として形成し、機能性
   チップ素子を埋没せしめ結合したことを特徴とする請求
   項１記載の三次元実装機能性基板。