JPWO2016035631A1 - 部品内蔵基板 - Google Patents

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Abstract

部品内蔵基板における基板内での伝送損失を低減する。部品内蔵基板（１０）は、熱可塑性樹脂基材（１１１−１１６）と、熱可塑性樹脂基材（１１２）に配置され、端子（２１１）が設けられた電子部品（２１）と、熱可塑性樹脂基材（１１５）に配置され、端子（２２１）が設けられた電子部品（２２）と、を備える。電子部品（２１）は、積層方向において端子（２１１）を電子部品（２２）側に向けて配置される。電子部品（２２）は、積層方向において端子（２２１）を電子部品（２１）側に向けて配置される。熱可塑性樹脂基材（１１３）は、端子（２１１）が超音波接合により直接接合する平面導体（３３１）が形成されている。熱可塑性樹脂基材（１１４）は、端子（２２１）が直接接合し、平面導体（３３１）に導通する層間接続導体（４４１）が形成されている。

Description

本発明は、基板内に複数の電子部品を内蔵した部品内蔵基板に関する。
従来から、複数の熱可塑性樹脂基材を積層した多層基板が形成されていた（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に記載の多層基板は、片面に平面導体が形成された熱可塑性樹脂基材を、基材における平面導体が形成される面の向きが同じになるように積層し、異なる基材に設けられた平面導体の間を、基材を貫通する層間接続導体によって接続していた。層間接続導体は、基材に形成した貫通孔に、導電ペーストを充填し、加熱圧着時に導電ペーストを固化させることによって形成されていた。また、従来、特許文献１に記載のような多層基板において複数の部品を内蔵する構成もあった。
特許第３４０７７３７号明細書
図６は、従来の構成から考えられる部品内蔵基板１０Ｐを示す側面断面図である。部品内蔵基板１０Ｐは、積層体１１Ｐと電子部品２１Ｐ，２２Ｐとを備えている。積層体１１Ｐは、熱可塑性と絶縁性を有する基材１１１Ｐ，１１２Ｐ，１１３Ｐ，１１４Ｐ，１１５Ｐ，１１６Ｐを備える。基材１１３Ｐ−１１６Ｐは、それぞれ平面導体が形成される主面と主面に対向する平面導体の非形成面とを有し、主面が同じ方向を向くように積層されている。
電子部品２１Ｐは、基材１１２Ｐに内蔵されている。電子部品２１Ｐは、端子２１１Ｐ，２１２Ｐを備え、端子２１１Ｐ，２１２Ｐを基材１１１Ｐ側（天面側）に向けて配置されている。電子部品２２Ｐは基材１１５Ｐに内蔵されている。電子部品２２Ｐは端子２２１Ｐ，２２２Ｐを備え、端子２２１Ｐ，２２２Ｐを基材１１４Ｐ側（天面側）に向けて配置されている。
基材１１４Ｐの表面（天面）には、電子部品２１Ｐと電子部品２２Ｐとに接続される共通の平面導体３４１Ｐが設けられている。また、基材１１４Ｐには、平面導体３４１Ｐと、平面導体３４２Ｐと、層間接続導体４４１Ｐと、層間接続導体４４２Ｐと、が設けられている。基材１１３Ｐには、平面導体３３１Ｐと、層間接続導体４３１Ｐと、が設けられている。基材１１２Ｐには、平面導体３２１Ｐと、層間接続導体４２１Ｐと、が設けられている。基材１１１Ｐには、平面導体３１１Ｐと、平面導体３１２Ｐと、層間接続導体４１１Ｐと、層間接続導体４１２Ｐと、層間接続導体４１３Ｐと、が設けられている。
そして、部品内蔵基板１０Ｐでは、電子部品２１Ｐと電子部品２２Ｐとがともに接続される共通の平面導体３４１Ｐに対して、電子部品２２Ｐは層間接続導体４４１Ｐのみを介して接続されている。一方、電子部品２１Ｐは、層間接続導体４１１Ｐ、平面導体３１１Ｐ、層間接続導体４１３Ｐ、平面導体３２１Ｐ、層間接続導体４２１Ｐ、平面導体３３１Ｐ、および、層間接続導体４３１Ｐと、より多くの平面導体および層間接続導体を介して共通の平面導体３４１Ｐに接続されている。
このように、従来の部品内蔵基板では、複数の電子部品を内蔵する場合に、いずれかの電子部品に接続される平面導体と層間接続導体とによる配線長が著しく長くなってしまい、いずれかの電子部品に対して生じる伝送損失が過大になることがあった。
本発明の目的は、複数の電子部品が内蔵された部品内蔵基板において、各電子部品に接続される平面導体と層間接続導体とによる伝送損失を低減することにある。
この発明の部品内蔵基板は、複数の熱可塑性樹脂基材を積層方向に積層した積層体と、前記積層体の内部に配置され、第１の端子が設けられた第１の部品と、前記積層体の内部で前記第１の部品と前記積層方向において異なる位置に配置され、第２の端子が設けられた第２の部品と、前記積層体の内部に配置され、前記第１の端子と前記第２の端子とに接続される配線部と、を備える。また、前記第１の部品は、前記積層方向において前記第１の端子を前記第２の部品側に向けて配置される。前記第２の部品は、前記積層方向において前記第２の端子を前記第１の部品側に向けて配置される。そして、前記配線部は、前記第１の端子が超音波接合により直接接合する第１の平面導体と、前記第２の端子が直接接合し、前記第１の平面導体に導通する第１の層間接続導体と、を含む。
この構成では、積層体の積層方向における第１の端子と第２の端子との間隔を従来よりも狭めることができる。これにより、第１の端子と第２の端子に導通する配線部の配線長を短くすることができる。
前記第１の平面導体は、前記積層方向において前記第１の部品と前記第２の部品との間に配置されていることが好ましい。
この構成では、配線部の配線長を更に短くすることができる。
前記第１の部品は、前記第１の端子を含む複数の端子を備え、前記第２の部品は、前記第２の端子を含む複数の端子を備え、前記第１の部品における複数の端子の配置間隔は、前記第２の部品における複数の端子の配置間隔よりも狭いことが好ましい。
はんだ付け等の一般的な接合法を利用して部品の端子を平面導体に接続する場合には、接合材の濡れや拡がりによる短絡の危険性があるため、部品において端子の配置間隔は比較的広くしておく必要がある。一方、部品の端子を層間接続導体に接続する場合には、部品において端子の配置間隔は比較的狭くてもよい。このため、通常は、平面導体に接続される端子の配置間隔は、層間接続導体に接続される端子の配置間隔よりも広く設定される。しかしながら、第１の部品の端子を超音波接合によって第１の基材の平面導体に接合する場合には、第１の部品における端子の配置間隔を比較的狭く設定することができる。したがって、第１の部品と第２の部品とを共にＩＣ部品のような端子の配置間隔が狭い部品とすることが可能になる。そして、第１の部品における端子の配置間隔を、第２の部品における端子の配置間隔よりも狭く設定することも可能になる。
前記第１の層間接続導体は、前記第１の平面導体に直接接合していてもよい。
この構成では、配線部の配線長を更に短くすることができる。
この発明によれば、内蔵する複数の電子部品それぞれに対して生じる伝送損失が小さい部品内蔵基板を実現することができる。
本発明の第１の実施形態に係る部品内蔵基板の構造を示す側面断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る部品内蔵基板の加熱圧着前の構造を示す側面断面図である。 本発明の変形例に係る部品内蔵基板を備える回路モジュールの側面断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る部品内蔵基板の構造を示す側面断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る部品内蔵基板の加熱圧着前の構造を示す側面断面図である。 従来の構成から考えられる部品内蔵基板を示す側面断面図である。
（第１実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る部品内蔵基板１０について説明する。図１は、部品内蔵基板１０の構造を示す側面断面図である。
部品内蔵基板１０は、積層体１１と、電子部品２１と、電子部品２２と、平面導体３３１，３３２，３３３，３４１，３４２，３４３，３５１と、層間接続導体４３１，４４１，４４２，４４３，４５１を備える。
積層体１１は、複数の熱可塑性樹脂基材１１１−１１６を、それぞれの厚み方向を積層方向として積層した構成である。熱可塑性樹脂基材１１１、熱可塑性樹脂基材１１２、熱可塑性樹脂基材１１３、熱可塑性樹脂基材１１４、熱可塑性樹脂基材１１５、および熱可塑性樹脂基材１１６は、この記載順で積層体１１に積層されている。以下、積層体１１における積層方向の両端の面のうち、熱可塑性樹脂基材１１１側の面は「天面」と称し、熱可塑性樹脂基材１１６側の面は「底面」と称する。各熱可塑性樹脂基材１１１−１１６は、それぞれ膜状の熱可塑性樹脂からなる。熱可塑性樹脂は、例えば液晶ポリマを主成分とした材料からなる。
熱可塑性樹脂基材１１１−１１３は平面視して互いに同形状となるように成形されている。熱可塑性樹脂基材１１４−１１６もまた平面視して互いに同形状となるように成形されている。熱可塑性樹脂基材１１４−１１６は、平面視して熱可塑性樹脂基材１１１−１１３よりも大きい面積となるように成形されている。したがって、積層体１１は、熱可塑性樹脂基材１１１−１１６が積層される部分と、熱可塑性樹脂基材１１４−１１６が積層される部分とで厚みが異なる。熱可塑性樹脂基材１１１−１１６が積層された部分は殆どフレキ性を有さない。すなわち、熱可塑性樹脂基材１１１−１１６が積層された部分は、部品内蔵基板１０のリジッド部である。熱可塑性樹脂基材１１４−１１６のみが積層された部分はフレキ性を有する。すなわち、熱可塑性樹脂基材１１４−１１６のみが積層された部分は、部品内蔵基板１０のフレキ部である。
熱可塑性樹脂基材１１３−１１５は、それぞれ、片面銅貼りされた熱可塑性樹脂シートからなり、二面ある膜面の内の片面のみに平面導体が形成されている。すなわち、熱可塑性樹脂基材１１３−１１５は、両面銅貼りされた熱可塑性樹脂シートではない。以下、熱可塑性樹脂基材１１３−１１５における平面導体が形成されている側の膜面は、「主面」と称する。熱可塑性樹脂基材１１３−１１５における平面導体が形成されていない側の膜面は、「非形成面」と称する。
熱可塑性樹脂基材１１６は、二面ある膜面がともに導体が形成されていない非形成面である。すなわち、熱可塑性樹脂基材１１６における底面側の膜面を熱可塑性樹脂基材１１６の主面とすると、熱可塑性樹脂基材１１６は主面に対向する非形成面だけでなく、主面にも平面導体が形成されていない。
熱可塑性樹脂基材１１５は、二面ある膜面のうち熱可塑性樹脂基材１１６側（底面側）の膜面が主面であり、熱可塑性樹脂基材１１４側（天面側）の膜面が非形成面である。熱可塑性樹脂基材１１５の主面、すなわち、熱可塑性樹脂基材１１５と熱可塑性樹脂基材１１６との境界面には、平面導体３５１が形成されている。平面導体３５１は、積層体１１のフレキ部内に配置されている。
また、熱可塑性樹脂基材１１５の内部には、主面から非形成面にかけて層間接続導体４５１が形成されている。層間接続導体４５１は、熱可塑性樹脂基材１１５の主面、すなわち、熱可塑性樹脂基材１１５と熱可塑性樹脂基材１１６との境界面で、平面導体３５１に接続されている。
熱可塑性樹脂基材１１４は、二面ある膜面のうち熱可塑性樹脂基材１１３側（天面側）の膜面が主面であり、熱可塑性樹脂基材１１５側（底面側）の膜面が非形成面である。熱可塑性樹脂基材１１４の主面、すなわち、熱可塑性樹脂基材１１３と熱可塑性樹脂基材１１４との境界面には、平面導体３４１，３４２，３４３が形成されている。平面導体３４１の一端と平面導体３４２は、積層体１１のリジッド部内に配置されている。平面導体３４１の他端と平面導体３４３は、積層体１１のフレキ部の表面に配置されている。平面導体３４１は、一端が後述する電子部品２２用のランド導体であり、他端がこの部品内蔵基板１０を表面実装型の回路素子や外部の回路基板に接続する外部接続用のランド導体である。平面導体３４２は、電子部品２２用のランド導体である。平面導体３４３は、この部品内蔵基板１０を表面実装型の回路素子や外部の回路基板に接続する外部接続用のランド導体である。
熱可塑性樹脂基材１１４の内部には、主面から非形成面にかけて層間接続導体４４１，４４２，４４３が形成されている。層間接続導体４４１は、熱可塑性樹脂基材１１４の主面、すなわち、熱可塑性樹脂基材１１３と熱可塑性樹脂基材１１４との境界面で、平面導体３４１に接続されている。層間接続導体４４２は、熱可塑性樹脂基材１１４の主面、すなわち、熱可塑性樹脂基材１１３と熱可塑性樹脂基材１１４との境界面で、平面導体３４２に接続されている。層間接続導体４４３は、熱可塑性樹脂基材１１４の主面、すなわち、熱可塑性樹脂基材１１３と熱可塑性樹脂基材１１４との境界面で、平面導体３４３に接続されている。
また、層間接続導体４４１は、熱可塑性樹脂基材１１４の非形成面、すなわち、熱可塑性樹脂基材１１４と熱可塑性樹脂基材１１５との境界面で、後述する電子部品２２の端子２２１に接続されている。層間接続導体４４２は、熱可塑性樹脂基材１１４の非形成面、すなわち、熱可塑性樹脂基材１１４と熱可塑性樹脂基材１１５との境界面で、後述する電子部品２２の端子２２２に接続されている。層間接続導体４４３は、熱可塑性樹脂基材１１４の非形成面、すなわち、熱可塑性樹脂基材１１４と熱可塑性樹脂基材１１５との境界面で、熱可塑性樹脂基材１１５に設けられた層間接続導体４５１に接続されている。
熱可塑性樹脂基材１１３は、二面ある膜面のうち熱可塑性樹脂基材１１２側（天面側）の膜面が主面であり、熱可塑性樹脂基材１１４側（底面側）の膜面が非形成面である。熱可塑性樹脂基材１１３の主面、すなわち、熱可塑性樹脂基材１１３と熱可塑性樹脂基材１１２との境界面には、平面導体３３１，３３２，３３３が配設されている。平面導体３３１，３３２，３３３は、積層体１１のリジッド部内に配置されている。平面導体３３１，３３２，３３３は、いずれも後述する電子部品２１用のランド導体である。
熱可塑性樹脂基材１１３の内部には、主面から非形成面にかけて層間接続導体４３１が形成されている。層間接続導体４３１は、熱可塑性樹脂基材１１３の主面、すなわち、熱可塑性樹脂基材１１３と熱可塑性樹脂基材１１２との境界面で、平面導体３３１に接続されている。また、層間接続導体４３１は、熱可塑性樹脂基材１１３の非形成面、すなわち、熱可塑性樹脂基材１１３と熱可塑性樹脂基材１１４との境界面で、熱可塑性樹脂基材１１４の平面導体３４１に接続されている。
熱可塑性樹脂基材１１２は、二面ある膜面がともに導体が形成されていない非形成面である。すなわち、熱可塑性樹脂基材１１２における天面側の膜面を熱可塑性樹脂基材１１２の主面とすると、熱可塑性樹脂基材１１２は主面に対向する非形成面だけでなく、主面にも平面導体が形成されていない。
熱可塑性樹脂基材１１１は、二面ある膜面がともに導体が形成されていない非形成面である。すなわち、熱可塑性樹脂基材１１１における天面側の膜面を熱可塑性樹脂基材１１１の主面とすると、熱可塑性樹脂基材１１１は主面に対向する非形成面だけでなく、主面にも平面導体が形成されていない。
上記の積層体１１において、熱可塑性樹脂基材１１４と熱可塑性樹脂基材１１５とは非形成面同士を当接させている。これにより、熱可塑性樹脂基材１１４や熱可塑性樹脂１１５の厚みを換えることなく、熱可塑性樹脂基材１１４と熱可塑性樹脂１１５の主面に形成された平面導体３４１と平面導体３５１の積層方向における間隔を、一方の主面と他方の非形成面とを当接させる場合の間隔とは異ならせている。これにより、平面導体３４１と平面導体３５１の間隔に影響をうける電気特性の調整を行っている。
このように複数の熱可塑性樹脂基材を積層方向の途中で主面と非形成面との関係を逆転させることによって、積層体１１の積層方向の両端の天面および底面に平面導体を露出させることが可能になる。このため、積層体１１の天面および底面に、表面実装部品を実装するための平面導体と、積層体１１を外部基板に実装するための平面導体とを同時に形成するようなことも可能になる。
また、上記の部品内蔵基板１０においては、平面導体３３１と層間接続導体４３１と層間接続導体４４１と平面導体３４１とは互いに接続されており、後述する電子部品２１の端子２１１と電子部品２２の端子２２１とに対して、他の電子部品を介さずに直接接続されている。以下、平面導体３３１と層間接続導体４３１と層間接続導体４４１と平面導体３４１とを合わせて、「配線部」３１と称する。
電子部品２１は本発明の「第１の部品」に相当している。電子部品２１は、積層体１１におけるリジッド部の内部で熱可塑性樹脂基材１１２に内蔵されており、片面に端子２１１，２１２，２１３を備えている。端子２１１は本発明の「第１の端子」に相当している。端子２１１，２１２，２１３は、熱可塑性樹脂基材１１３側（底面側）を向いていて、熱可塑性樹脂基材１１２，１１３の境界面に露出している。電子部品２１の熱可塑性樹脂基材１１３側（底面側）には電子部品２２が配置されているため、端子２１１，２１２，２１３は、電子部品２２側（底面側）を向いている。
電子部品２２は本発明の「第２の部品」に相当している。電子部品２２は、積層体１１におけるリジッド部の内部で熱可塑性樹脂基材１１５に内蔵されており、片面に端子２２１，２２２を備えている。端子２２１は本発明の「第２の端子」に相当している。端子２２１，２２２は、熱可塑性樹脂基材１１４側（天面側）を向いていて、熱可塑性樹脂基材１１４，１１５の境界面に露出している。電子部品２２の熱可塑性樹脂基材１１４側（天面側）には電子部品２１が配置されているため、端子２２１，２２２は、電子部品２１側（底面側）を向いている。
また、電子部品２１の電子部品２２側に隣接する熱可塑性樹脂基材１１３は、電子部品２１側（天面側）に向けて配置された主面を有し、当該主面に、平面導体３３１は形成されている。そして、この平面導体３３１に対して、端子２１１は積層体１１を平面視して重なっていて、平面導体３３１と端子２１１とは超音波接合により直接接合している。したがって、平面導体３３１は、本発明の「第１の平面導体」に相当し、端子２１１は、平面導体３３１を介して配線部３１に接続されている。また、熱可塑性樹脂基材１１３の主面には、平面導体３３２，３３３も形成されていて、この平面導体３３２，３３３に対して、端子２１２，２１３は積層体１１を平面視して重なっている。したがって、端子２１２，２１３は平面導体３３２，３３３に接続されている。
電子部品２２の電子部品２１側に隣接する熱可塑性樹脂基材１１４は、電子部品２２側（底面側）に向けて配置された非形成面を有し、当該非形成面に露出するように層間接続導体４４１は熱可塑性樹脂基材１１４の内部に形成されている。そして、この層間接続導体４４１に対して、端子２２１は積層体１１を平面視して重なっていて、層間接続導体４４１と端子２２１とは直接接合している。したがって、層間接続導体４４１は、本発明の「第１の層間接続導体」に相当し、端子２２１は、層間接続導体４４１を介して配線部３１に接続されている。また、熱可塑性樹脂基材１１４の非形成面には層間接続導体４４２も露出していて、この層間接続導体４４２に対して、端子２２１は積層体１１を平面視して重なっている。したがって、端子２２１は層間接続導体４４２に接続されている。
以上のように部品内蔵基板１０が構成されているため、電子部品２１の端子２１１と電子部品２２の端子２２１とが、積層体１１の積層方向において、熱可塑性樹脂基材１１３，１１４のみを介して対向し、端子２１１と端子２２１との間隔が従来よりも狭いものになる。したがって、端子２１１と端子２２１とに接続する配線部３１は、電子部品２１と電子部品２２とに挟まれる熱可塑性樹脂基材１１３，１１４のみで接続することができる。すなわち、端子２１１は、熱可塑性樹脂基材１１３の主面に形成された平面導体３３１と、熱可塑性樹脂基材１１３の内部に形成された層間接続導体４３１のみを介して、熱可塑性樹脂基材１１４の主面に形成された平面導体３４１に接続することができる。また、端子２２１は、熱可塑性樹脂基材１１４の内部に形成された層間接続導体４４１のみを介して平面導体３４１に接続することができる。したがって、端子２１１と端子２２１とに接続する配線部３１の配線長を短くすることができ、電子部品２１，２２に対して配線部３１で生じる高周波信号の伝送損失を低減することができる。
さらには、図６に示した従来の構成から考えられる部品内蔵基板１０Ｐのように、電子部品２１と共通の平面導体３４１との間を接続するための平面導体および層間接続導体を、リジッド部における電子部品２２の配置領域とは別の領域に設けなくてもよい。したがって、リジッド部の面積を小さくでき、本実施形態に係る部品内蔵基板１０は小型に形成することができる。
また、本実施形態の構成では、積層体１１を平面視して、電子部品２１と電子部品２２とが重なっているので、リジッド部の面積をさらに小さくすることができる。
また、本実施形態の構成では、電子部品２１の端子２１１と電子部品２２の端子２２１とがそれぞれに重なっているので、配線部３１での高周波信号の伝送損失をさらに低減することができる。
また、本実施形態の構成では、電子部品２２の端子２２１が層間接続導体４４１を介して接続されるランド用の平面導体が、電子部品２１と電子部品２２とに接続する共通の平面導体３４１と兼用されている。したがって、このことによっても高周波信号の伝送損失をさらに低減することができる。
また、本実施形態の構成では、電子部品２１と電子部品２２との間に二層の熱可塑性樹脂基材のみが配置されている。したがって、リジッド部の高さ（厚み）を小さくすることができ、部品内蔵基板１０を低背にすることができる。
なお、本実施形態の構成では、積層方向の両端に、導体が形成されていない熱可塑性樹脂基材１１１，１１６を配置する態様を示した。これらの熱可塑性樹脂基材１１１，１１６は、電子部品２１，２２や導体パターンの保護用であり、省略することも可能である。
次に、本実施形態に係る部品内蔵基板１０の製造方法について説明する。図２は、部品内蔵基板１０の加熱圧着前の構造を示す側面断面図である。
部品内蔵基板１０の製造工程では、まず、図２（Ａ）に示すように、片面銅貼りの熱可塑性樹脂基材１１３，１１４，１１５、および、銅貼りがされていない熱可塑性樹脂基材１１１，１１２，１１６を用意する。そして、熱可塑性樹脂基材１１３の主面に形成された銅箔から、パターニング処理等によって、平面導体３３１，３３２，３３３を形成する。また、熱可塑性樹脂基材１１４の主面に形成された銅箔から、パターニング処理等によって、平面導体３４１，３４２，３４３を形成する。また、熱可塑性樹脂基材１１５の主面に形成された銅箔から、パターニング処理等によって、平面導体３５１を形成する。
次工程では、図２（Ｂ）に示すように、熱可塑性樹脂基材１１２に対して、熱可塑性樹脂基材１１２を厚み方向に貫通する部品挿入用の穴８２を設ける。また、熱可塑性樹脂基材１１５に対して、熱可塑性樹脂基材１１５を厚み方向に貫通する部品挿入用の穴８５を設ける。また、熱可塑性樹脂基材１１３における平面導体３３１が形成されている部分の所定位置に、非形成面側から熱可塑性樹脂基材１１３を貫通する貫通孔４３１ＴＨを形成する。また、熱可塑性樹脂基材１１４における平面導体３４１，３４２，３４３が形成されている部分それぞれの所定位置に、非形成面側から熱可塑性樹脂基材１１４を貫通する貫通孔４４１ＴＨ，４４２ＴＨ，４４３ＴＨを形成する。また、熱可塑性樹脂基材１１５における平面導体３５１が形成されている部分の所定位置に、非形成面側から熱可塑性樹脂基材１１５を貫通する貫通孔４５１ＴＨを形成する。
次工程では、図２（Ｃ）に示すように、熱可塑性樹脂基材１１３の主面上に、平面導体３３１，３３２に端子２１１，２１２を当接させて電子部品２１を載置し、超音波接合法により電子部品２１を熱可塑性樹脂基材１１３の主面に実装する。具体的には、電子部品２１を超音波振動させることで、平面導体３３１，３３２，３３３と端子２１１，２１２，２１３との間に摩擦熱を発生させ、この摩擦熱により平面導体３３１，３３２，３３３と端子２１１，２１２，２１３とを溶着させる。これにより、電子部品２１の端子２１１，２１２，２１３が、熱可塑性樹脂基材１１３の平面導体３３１，３３２，３３３に直接接合される。
次工程では、図２（Ｄ）に示すように、熱可塑性樹脂基材１１３にて平面導体３３１に重なるように形成した貫通孔４３１ＴＨに、導電ペースト４３１ＤＰを充填する。また、熱可塑性樹脂基材１１４にて平面導体３４１，３４２，３４３に重なるように形成した貫通孔４４１ＴＨ，４４２ＴＨ，４４３ＴＨに、導電ペースト４４１ＤＰ，４４２ＤＰ，４４３ＤＰを充填する。また、熱可塑性樹脂基材１１５にて平面導体３５１に重なるように形成した貫通孔４５１ＴＨに、導電ペースト４５１ＤＰを充填する。
各熱可塑性樹脂基材に設けられた貫通孔の一方端には平面導体が配置されているため、流動性を有する導電ペーストに対して、この平面導体が貫通孔の底材となり、導電ペーストが貫通孔から漏れ出すことを抑制できる。したがって、部品内蔵基板１０の製造が容易になるとともに、各層間接続導体の信頼性が向上する。
そして、熱可塑性樹脂基材１１６の天面に熱可塑性樹脂基材１１５の主面が当接するように、熱可塑性樹脂基材１１６と熱可塑性樹脂基材１１５を積層する。この際、熱可塑性樹脂基材１１５の穴８５に、電子部品２２を挿入する。電子部品２２は、熱可塑性樹脂基材１１５の非形成面側、すなわち天面側に端子２２１，２２２が向くように配置する。また、熱可塑性樹脂基材１１５の非形成面に熱可塑性樹脂基材１１４の非形成面が当接するように、熱可塑性樹脂基材１１５と熱可塑性樹脂基材１１４とを積層する。また、熱可塑性樹脂基材１１４の主面に熱可塑性樹脂基材１１３の非形成面が当接するように、熱可塑性樹脂基材１１４と熱可塑性樹脂基材１１３とを積層する。また、熱可塑性樹脂基材１１３の主面に熱可塑性樹脂基材１１２の底面が当接するように、熱可塑性樹脂基材１１３と熱可塑性樹脂基材１１２を積層する。この際、熱可塑性樹脂基材１１２の穴８２に、熱可塑性樹脂基材１１３の主面に実装された電子部品２１を挿入する。また、熱可塑性樹脂基材１１２の天面に熱可塑性樹脂基材１１１の底面が当接するように、熱可塑性樹脂基材１１２と熱可塑性樹脂基材１１１を積層する。
そして、積層した熱可塑性樹脂基材１１１−１１６を、少なくとも積層方向に圧力がかかる状態で加熱して、一体化する。この際、導電ペースト４３１ＤＰ，４４１ＤＰ，４４２ＤＰ，４４３ＤＰ，４５１ＤＰが固化し、層間接続導体４３１，４４１，４４２，４４３，４５１が形成される。この時、電子部品２２の端子２２１，２２２が、熱可塑性樹脂基材１１４の層間接続導体４４１，４４２に直接接合される。また、穴８２，８５に絶縁性樹脂が埋まり込む。このようにして積層体１１が実現される。
このような製造方法を用いることによって、上述の伝送損失が低い部品内蔵基板１０を、容易に製造することができる。この製造方法では、熱可塑性樹脂基材１１３の主面への電子部品２１の実装に、端子２１１，２１２，２１３と平面導体３３１，３３２，３３３とを直接接合させる超音波接合法を利用し、実装後に熱可塑性樹脂基材１１１−１１６の積層と一体化とを行っているので、積層時等に電子部品２１が穴８２の内部で動くようなことが無く、電子部品２１の位置がずれにくい。また、超音波接合法ではペーストやはんだを用いる接合法のように、接合材の液だれが生じないため、後の工程で加熱されることがあっても、再溶融による接合不良や不要な短絡などが生じることもない。したがって、超音波接合法で熱可塑性樹脂基材１１３に実装される電子部品２１は高精度の位置合わせが可能であり、高い実装精度が要求されるＩＣ部品のような端子を狭い間隔で配置した構成とすることができる。そのため、本実施形態においては、電子部品２１における端子２１１，２１２，２１３の配置間隔を、電子部品２２における端子２２１，２２２の配置間隔よりも狭いものにすることができる。
（第１の変形例）
次に、第１の実施形態の変形例に係る回路モジュール１０Ａおよび部品内蔵基板１１Ａについて説明する。図３は、回路モジュール１０Ａおよび部品内蔵基板１１Ａの構造を示す側面断面図である。
回路モジュール１０Ａは、部品内蔵基板１１Ａと表面実装型のコネクタ部品２３Ａ，２４Ａとを備えている。
部品内蔵基板１１Ａは、第１の実施形態と相違する構成として、熱可塑性樹脂基材１１４Ａ，１１５Ａ，１１６Ａを備えている。熱可塑性樹脂基材１１４Ａ，１１５Ａ，１１６Ａは、第１の実施形態で示したフレキ部を第１のフレキ部として、リジッド部に対する第１のフレキ部とは反対側に第２のフレキ部を構成するために、リジッド部の両側に延びるように、第１の実施形態よりも伸長させた構成である。
また、部品内蔵基板１１Ａは、第１の実施形態に対して追加した構成として、平面導体３４４Ａ，３４５Ａを備えている。平面導体３４４Ａ，３４５Ａは、第２のフレキ部の天面側に露出するように、熱可塑性樹脂基材１１４Ａの主面（天面）に形成している。
コネクタ部品２３Ａは、第１のフレキ部の天面側に露出する平面導体３４１，３４３に実装されている。コネクタ部品２４Ａは、第２のフレキ部の天面側に露出する平面導体３４４Ａ，３４５Ａに実装されている。
本発明の部品内蔵基板１１Ａはこのように構成してもよい。この構成では、例えば、電子部品２１および電子部品２２をコネクタ部品２３Ａ，２４Ａ間の配線経路に設けられる整合回路とすることにより、回路モジュール１０Ａを、整合回路付きのフラットケーブルとして構成することができる。
また、ここでは、電子部品２１と電子部品２２とは、積層方向に直交する方向に位置がずれており、積層方向に重なり合っていない。電子部品２１と電子部品２２とは、互いの端子が向き合うように配置されるならば、積層方向に重なり合っていても、積層方向に重なり合っていなくてもよい。
（第２実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｂについて説明する。図４は、部品内蔵基板１０Ｂの構造を示す側面断面図である。
部品内蔵基板１０Ｂは、積層体１１Ｂと、電子部品２１Ｂと、電子部品２２Ｂと、平面導体３３１Ｂ，３３２Ｂ，３３３Ｂ，３３４Ｂ，３４１Ｂと、層間接続導体４３１Ｂ，４３２Ｂ，４３３Ｂ，４４１Ｂを備える。
積層体１１Ｂは、ここでは合計５層の熱可塑性樹脂基材１１１Ｂ−１１５Ｂを、それぞれの厚み方向を積層方向として天面側から底面側にかけて積層した構成である。積層体１１Ｂは、熱可塑性樹脂基材１１１Ｂ−１１５Ｂが積層されるリジッド部と、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂ−１１５Ｂが積層されるフレキ部とを有している。
熱可塑性樹脂基材１１３Ｂ−１１４Ｂは、それぞれ、片面銅貼りされた熱可塑性樹脂シートからなり、それぞれ主面と非形成面とを有している。
熱可塑性樹脂基材１１５Ｂは、二面ある膜面がともに導体が形成されていない非形成面である。
熱可塑性樹脂基材１１４Ｂは、熱可塑性樹脂基材１１５Ｂ側（底面側）の膜面が主面であり、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂ側（天面側）の膜面が非形成面である。熱可塑性樹脂基材１１４Ｂの主面には、平面導体３４１Ｂが形成されている。熱可塑性樹脂基材１１４Ｂの内部には、主面から非形成面にかけて層間接続導体４４１Ｂが形成されている。層間接続導体４４１Ｂは、熱可塑性樹脂基材１１４Ｂの主面で、平面導体３４１Ｂに接続されている。
熱可塑性樹脂基材１１３Ｂは、熱可塑性樹脂基材１１２Ｂ側（天面側）の膜面が主面であり、熱可塑性樹脂基材１１４Ｂ側（底面側）の膜面が非形成面である。熱可塑性樹脂基材１１３Ｂの主面には、平面導体３３１Ｂ，３３２Ｂ，３３３Ｂ，３３４Ｂが形成されている。熱可塑性樹脂基材１１３Ｂの内部には、主面から非形成面にかけて層間接続導体４３１Ｂ，４３２Ｂ，４３３Ｂが形成されている。層間接続導体４３１Ｂは、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂの主面で平面導体３３１Ｂに接続され、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂの非形成面で後述する電子部品２２Ｂの端子２２１Ｂに接続されている。層間接続導体４３２Ｂは、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂの主面で平面導体３３３Ｂに接続され、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂの非形成面で後述する電子部品２２Ｂの端子２２２Ｂに接続されている。層間接続導体４３３Ｂは、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂの主面で平面導体３３４Ｂに接続され、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂの非形成面で熱可塑性樹脂基材１１４Ｂに設けられた層間接続導体４４１Ｂに接続されている。
熱可塑性樹脂基材１１２Ｂは、二面ある膜面がともに導体が形成されていない非形成面である。
熱可塑性樹脂基材１１１Ｂは、二面ある膜面がともに導体が形成されていない非形成面である。
上記の積層体１１Ｂにおいては、平面導体３３１Ｂと層間接続導体４３１Ｂとは互いに接続されており、後述する電子部品２１Ｂの端子２１１Ｂと電子部品２２Ｂの端子２２１Ｂとに対して、他の電子部品を介さずに直接接続されている。以下、平面導体３３１Ｂと層間接続導体４３１Ｂとを合わせて、「配線部」３１Ｂと称する。
電子部品２１Ｂは本発明の「第１の部品」に相当している。電子部品２１Ｂは、熱可塑性樹脂基材１１２Ｂに内蔵されており、片面に端子２１１Ｂ，２１２Ｂを備えている。端子２１１Ｂは本発明の「第１の端子」に相当している。端子２１１Ｂ，２１２Ｂは、電子部品２２Ｂ側（底面側）を向いていて、熱可塑性樹脂基材１１２Ｂ，１１３Ｂの境界面に露出している。
電子部品２２Ｂは本発明の「第２の部品」に相当している。電子部品２２Ｂは、熱可塑性樹脂基材１１４Ｂに内蔵されており、片面に端子２２１Ｂ，２２２Ｂを備えている。端子２２１Ｂは本発明の「第２の端子」に相当している。端子２２１Ｂ，２２２Ｂは、電子部品２１Ｂ側（底面側）を向いていて、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂ，１１４Ｂの境界面に露出している。
また、電子部品２１Ｂの電子部品２２Ｂ側に隣接する熱可塑性樹脂基材１１３Ｂは、電子部品２１Ｂ側（天面側）に向けて配置された主面と、電子部品２２Ｂ側（底面側）に向けて配置された非形成面と、を有している。そして、平面導体３３１Ｂは、本発明の「第１の平面導体」に相当し、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂの主面に形成されている。また、層間接続導体４３１Ｂは、本発明の「第１の層間接続導体」に相当し、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂの非形成面に露出するように熱可塑性樹脂基材１１３Ｂの内部に形成されている。
そして、平面導体３３１Ｂに対して、端子２１１Ｂは積層体１１Ｂを平面視して重なっていて、平面導体３３１Ｂと端子２１１Ｂとは直接接合している。また、層間接続導体４３１Ｂに対して、端子２２１Ｂは積層体１１Ｂを平面視して重なっていて、層間接続導体４３１Ｂと端子２２１Ｂとは直接接合している。
以上のように部品内蔵基板１０Ｂが構成されているため、電子部品２１Ｂの端子２１１Ｂと電子部品２２Ｂの端子２２１Ｂとが、積層体１１Ｂの積層方向において、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂのみを介して対向し、端子２１１Ｂと端子２２１Ｂとの間隔が更に狭いものになる。したがって、端子２１１Ｂと端子２２１Ｂとに接続する配線部３１Ｂは、電子部品２１Ｂと電子部品２２Ｂとに挟まれる熱可塑性樹脂基材１１３Ｂのみで接続することができる。したがって、端子２１１Ｂと端子２２１Ｂとに接続する配線部３１Ｂの配線長を短くすることができ、電子部品２１Ｂ，２２Ｂに対して配線部３１Ｂで生じる高周波信号の伝送損失を低減することができる。
次に、本実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｂの製造方法について説明する。図５は、部品内蔵基板１０Ｂの加熱圧着前の構造を示す側面断面図である。
部品内蔵基板１０Ｂの製造工程では、まず、図５（Ａ）に示すように、片面銅貼りの熱可塑性樹脂基材１１３Ｂ，１１４Ｂと、銅貼りがされていない熱可塑性樹脂基材１１５Ｂを用意する。そして、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂの主面に形成された銅箔から、パターニング処理等によって、平面導体３３１Ｂ，３３２Ｂ，３３３Ｂ，３３４Ｂを形成する。また、熱可塑性樹脂基材１１４Ｂの主面に形成された銅箔から、パターニング処理等によって、平面導体３４１Ｂを形成する。そして、熱可塑性樹脂基材１１４Ｂに対して、熱可塑性樹脂基材１１４Ｂを厚み方向に貫通する部品挿入用の穴８４Ｂを設ける。また、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂにおける平面導体３３１Ｂ，３３３Ｂ，３３４Ｂが形成されている部分それぞれの所定位置に、非形成面側から熱可塑性樹脂基材１１３Ｂを貫通する貫通孔を形成し、導電ペースト４３１ＢＤＰ，４３２ＢＤＰ，４３３ＢＤＰを充填する。また、熱可塑性樹脂基材１１４Ｂにおける平面導体３４１Ｂが形成されている部分の所定位置に、非形成面側から熱可塑性樹脂基材１１４Ｂを貫通する貫通孔を形成し、導電性ペースト４４１ＢＤＰを充填する。そして、熱可塑性樹脂基材１１５Ｂの天面に熱可塑性樹脂基材１１４Ｂの主面が当接するように、熱可塑性樹脂基材１１５Ｂと熱可塑性樹脂基材１１４Ｂを積層する。この際、熱可塑性樹脂基材１１４Ｂの穴８４Ｂに、電子部品２２Ｂを挿入する。電子部品２２Ｂは、熱可塑性樹脂基材１１４Ｂの非形成面側、すなわち天面側に端子２２１Ｂ，２２２Ｂが向くように配置する。また、熱可塑性樹脂基材１１４Ｂの非形成面に熱可塑性樹脂基材１１３Ｂの非形成面が当接するように、熱可塑性樹脂基材１１４Ｂと熱可塑性樹脂基材１１３Ｂとを積層する。そして、積層した熱可塑性樹脂基材１１３Ｂ−１１５Ｂを、少なくとも積層方向に圧力がかかる状態で加熱して、一体化する。この際、導電ペースト４３１ＢＤＰ，４３２ＢＤＰ，４３３ＢＤＰ，４４１ＢＤＰが固化し、層間接続導体４３１Ｂ，４３２Ｂ，４３３Ｂ，４４１Ｂが形成される。この時、電子部品２２Ｂの端子２２１Ｂ，２２２Ｂが、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂの層間接続導体４３１Ｂ，４３２Ｂに直接接合される。
次工程では、図２（Ｂ）に示すように、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂの主面上に、平面導体３３１Ｂ，３３２Ｂに端子２１１Ｂ，２１２Ｂを当接させて電子部品２１Ｂを載置し、超音波接合法により電子部品２１Ｂを熱可塑性樹脂基材１１３Ｂの主面に実装する。これにより、電子部品２１Ｂの端子２１１Ｂ，２１２Ｂが、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂの平面導体３３１Ｂ，３３２Ｂに直接接合される。
次工程では、図２（Ｃ）に示すように、銅貼りがされていない熱可塑性樹脂基材１１１Ｂ，１１２Ｂを用意する。そして、熱可塑性樹脂基材１１２Ｂに対して、熱可塑性樹脂基材１１２Ｂを厚み方向に貫通する部品挿入用の穴８２Ｂを設ける。そして、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂの主面に熱可塑性樹脂基材１１２Ｂの底面が当接するように、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂと熱可塑性樹脂基材１１２Ｂを積層する。この際、熱可塑性樹脂基材１１２Ｂの穴８２Ｂに、熱可塑性樹脂基材１１３Ｂに実装された電子部品２１Ｂを挿入する。また、熱可塑性樹脂基材１１２Ｂの天面に熱可塑性樹脂基材１１１Ｂの底面が当接するように、熱可塑性樹脂基材１１２Ｂと熱可塑性樹脂基材１１１Ｂとを積層する。そして、積層した熱可塑性樹脂基材１１１Ｂ−１１５Ｂを、少なくとも積層方向に圧力がかかる状態で加熱して、一体化する。これにより、積層体１１Ｂが実現される。
このような製造方法を用いることによって、上述の伝送損失が低い部品内蔵基板１０Ｂを、容易に製造することができる。
１０，１１Ａ，１０Ｂ…部品内蔵基板
１０Ａ…回路モジュール
１１，１１Ｂ…積層体
１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１４Ａ，１１５Ａ，１１６Ａ，１１１Ｂ，１１２Ｂ，１１３Ｂ，１１４Ｂ，１１５Ｂ…熱可塑性樹脂基材
２１，２２，２１Ｂ，２２Ｂ…電子部品
２１１，２１２，２２１，２２２，２１１Ｂ，２１２Ｂ，２２１Ｂ，２２２Ｂ…端子
２３Ａ，２４Ａ…コネクタ部品
３１，３１Ｂ…配線部
３３１，３３２，３４１，３４２，３４３，３５１，３４４Ａ，３４５Ａ，３３１Ｂ，３３２Ｂ，３３３Ｂ，３３４Ｂ，３４１Ｂ…平面導体
４３１，４４１，４４２，４４３，４５１，４３１Ｂ，４３２Ｂ，４３３Ｂ，４４１Ｂ…層間接続導体
４３１ＤＰ，４４１ＤＰ，４４２ＤＰ，４４３ＤＰ，４５１ＤＰ，４３１ＢＤＰ，４３２ＢＤＰ，４３３ＢＤＰ，４４１ＢＤＰ…導電ペースト
４３１ＴＨ，４４１ＴＨ，４４２ＴＨ，４４３ＴＨ，４５１ＴＨ…貫通孔
８２，８５，８２Ｂ，８４Ｂ…穴

Claims (4)

  1. 複数の熱可塑性樹脂基材を積層方向に積層した積層体と、
    前記積層体の内部に配置され、第１の端子が設けられた第１の部品と、
    前記積層体の内部で前記第１の部品と前記積層方向に異なる位置に配置され、第２の端子が設けられた第２の部品と、
    前記積層体の内部に配置され、前記第１の端子と前記第２の端子とに接続される配線部と、
    を備え、
    前記第１の部品は、前記積層方向において前記第１の端子を前記第２の部品側に向けて配置され、
    前記第２の部品は、前記積層方向において前記第２の端子を前記第１の部品側に向けて配置され、
    前記配線部は、前記第１の端子が超音波接合により直接接合する第１の平面導体と、前記第２の端子が直接接合し、前記第１の平面導体に導通する第１の層間接続導体と、を含む、
    部品内蔵基板。
  2. 前記第１の平面導体は、前記積層方向において前記第１の部品と前記第２の部品との間に配置されている、
    請求項１に記載の部品内蔵基板。
  3. 前記第１の部品は、前記第１の端子を含む複数の端子を備え、
    前記第２の部品は、前記第２の端子を含む複数の端子を備え、
    前記第１の部品における複数の端子の配置間隔は、前記第２の部品における複数の端子の配置間隔よりも狭い、
    請求項１または請求項２に記載の部品内蔵基板。
  4. 前記第１の層間接続導体は、前記第１の平面導体に直接接合している、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の部品内蔵基板。
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