WO2012117872A1 - 部品内蔵樹脂基板 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a component-embedded resin substrate.
  • Patent Document 1 An example of a component-embedded substrate formed by alternately laminating insulating layers and conductor patterns made of a thermoplastic resin is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-305664 (Patent Document 1).
  • an electronic component such as a chip resistor is built in the substrate and is connected to another electronic component by wiring.
  • members called via conductors are formed so as to penetrate the insulating layer in the thickness direction.
  • the electronic component is completely covered and hidden inside the component-embedded substrate and is surrounded by a part of the plurality of insulating layers.
  • an insulating layer made of a thermoplastic resin directly surrounds the outer periphery of the electronic component so as to completely surround the outer periphery of the electronic component.
  • FIG. 23 shows an example of a resin substrate with a built-in component based on the conventional technology.
  • the resin layer 2 as an insulating layer is in direct contact with the outer periphery of the component 3 so as to completely surround the outer periphery of the component 3 as an electronic component.
  • the component built-in resin substrate 101 includes a plurality of via conductors 6 and a plurality of conductor patterns 7 therein.
  • the component 3 is a rectangular parallelepiped as shown in FIG. 24, and has electrodes 3a and 3b at both ends, respectively. As shown in FIG. 23, via conductors 6n are connected to the electrodes 3a and 3b of the component 3, respectively.
  • the above-described component-embedded resin substrate has a problem that when the substrate itself is deformed, an insulating layer made of a thermoplastic resin may be peeled around the built-in component.
  • an insulating layer made of a thermoplastic resin may be peeled around the built-in component.
  • the interface 4 where the resin layer 2 as the insulating layer and the component 3 come into contact with each other is first peeled off inside the component-embedded resin substrate 101.
  • the problem is that cracks propagate at the interface 5 between the resin layers 2.
  • an object of the present invention is to provide a component-embedded resin substrate in which the insulating layer made of a thermoplastic resin is prevented from peeling around the built-in component even when the substrate itself is deformed.
  • a component-embedded resin substrate includes a plurality of resin layers stacked on each other and two or more resin layers continuously arranged in the thickness direction included in the plurality of resin layers. Parts arranged so as to be surrounded by and in contact with each resin layer of the first group which is a group, penetrating through at least one of the resin layers belonging to the first group, and in plan view, A plurality of reinforcing via conductors, which are via conductors that are not connected to any other circuit or are grounded, are arranged along at least a part of the outer shape of the component.
  • the plurality of reinforcing via conductors are arranged along at least a part of the outline of the component by arranging a plurality of point-like ones in a plan view. .
  • this configuration it is possible to alleviate the deformation that reaches the interface of the component at least in part of the outline.
  • the plurality of reinforcing via conductors are arranged so as to extend over all of the first group in the thickness direction.
  • the reinforcing via conductor can cover the side surface of the component in a wider range, so that it is possible to more reliably prevent a large deformation from being transmitted to the side surface of the component.
  • the plurality of reinforcing via conductors are arranged so as not to be exposed to the outside.
  • the plurality of reinforcing via conductors are arranged so as to surround the outer periphery of the component in plan view.
  • the plurality of resin layers are mainly composed of a thermoplastic resin.
  • the resin layers can be bonded by heating and pressurizing after laminating the respective resin layers in order, thereby facilitating production.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of the component-embedded resin substrate 1 in the present embodiment.
  • FIG. FIG. 2 shows a planar positional relationship among the component 3, the plurality of reinforcing via conductors 9, and the wiring pattern 10 in the component-embedded resin substrate 1.
  • the via conductor 6 and the conductor pattern 7 disposed inside are omitted, but the component-embedded resin substrate 1 is similar to the component-embedded resin substrate 101 shown in FIG. 6 and conductor pattern 7 may be provided as appropriate.
  • the via conductor 6 may be formed by filling a through-hole formed by laser processing with a conductive paste containing silver and hardening it.
  • the conductor pattern 7 may be a pattern formed of, for example, copper foil.
  • the component-embedded resin substrate 1 in the present embodiment is a group of a plurality of resin layers 2 stacked on each other and two or more resin layers 2 arranged continuously in the thickness direction included in the plurality of resin layers 2. And a component 3 arranged so as to be surrounded by each resin layer 2 of a certain first group 8.
  • a plurality of reinforcing via conductors 9 are arranged so as to pass through at least one of the resin layers 2 belonging to the first group 8 and along at least a part of the outer shape of the component 3 when viewed in plan.
  • the plurality of reinforcing via conductors 9 are via conductors that are not connected to any other circuit or are grounded. When the plurality of reinforcing via conductors 9 are not connected to any other circuit, the reinforcing via conductors 9 can be regarded as electrically isolated dummy conductive structures. When the plurality of reinforcing via conductors 9 are grounded, the reinforcing via conductors 9 may be connected to the ground wiring or the ground electrode.
  • the plurality of reinforcing via conductors 9 are spaced apart from the component 3. Part of the resin layer 2 enters between the reinforcing via conductor 9 and the component 3.
  • the component 3 included in the component-embedded resin substrate 1 is an example of an electronic component.
  • the component 3 has a rectangular parallelepiped outer shape as shown in FIG. 24, and includes electrodes 3a and 3b at both ends.
  • the electrodes 3a and 3b are provided so as to surround the main body of the component 3 at both ends.
  • the component 3 may be a ceramic capacitor, for example.
  • the electrodes 3a and 3b are electrically connected to the wiring pattern 10 through via conductors 6n, respectively.
  • the via conductor 6 n is drawn downward from the component 3, but this is only an example, and the drawing direction is not limited to the downward direction.
  • the member electrically connected to the component may be configured to be pulled out in another direction.
  • the via conductor 6n may be formed by the same method as the via conductor shown in FIG.
  • the plurality of reinforcing via conductors 9 are arranged in dotted lines so as to surround the component 3 in a state of being separated from the component 3.
  • a plurality of reinforcing via conductors 9 can be seen in front, and a wiring pattern 10 can be seen in the back.
  • the wiring pattern 10 is located at a different height from the plurality of reinforcing via conductors 9.
  • the wiring pattern 10 extends to the outside from the region surrounded by the reinforcing via conductor 9 when viewed in plan.
  • the reinforcing via conductor 9 may be formed by filling a through-hole formed by laser processing with a conductive paste and solidifying, but penetrates the resin layer 2 in the thickness direction. It may be a conductive block formed by other known methods arranged in the above manner.
  • the material of the reinforcing via conductor 9 copper, silver, aluminum, nickel, gold, or an alloy of two or more metals selected from these is preferable for increasing the rigidity.
  • the rigidity of the region around the component 3 is increased. Therefore, even if the component-embedded resin substrate 1 is bent, the periphery of the component 3 is difficult to bend. As a result, even when the substrate itself is deformed, it is possible to reduce the peeling of the insulating layer made of the thermoplastic resin around the built-in component 3.
  • the plurality of reinforcing via conductors 9 are not connected to any other circuit or are grounded, basically, the plurality of reinforcing via conductors 9 do not generate noise themselves, and the operation of the component 3 and other circuits is not caused. There is no adverse electrical effect.
  • the plurality of reinforcing via conductors 9 are preferably arranged so as to surround the outer periphery of the component 3 in plan view. This is because such a surrounding configuration can more reliably protect the area in the vicinity of the component 3 from the deformation occurring in the entire substrate. Therefore, it is possible to prevent a large deformation from being transmitted to the vicinity of the component 3, and as a result, it is possible to reduce the peeling of the insulating layer made of the thermoplastic resin around the component 3.
  • the reinforcing via conductor 9 does not completely surround the outer periphery of the component 3, but is arranged only along two parallel long sides of the four sides of the component 3. ing.
  • the effect is inferior, but even with the configuration shown in FIG. 3, a certain effect can be obtained with respect to protecting the component 3 from the deformation generated in the entire substrate.
  • it arranged here along a long side here as shown in FIG.
  • the component 3 when it is rectangular when viewed in plan, it is preferably arranged along the long side.
  • the plurality of reinforcing via conductors 9 are not limited to two parallel sides of the component 3, and a certain effect can be obtained by arranging them on two adjacent sides as shown in FIG. 5.
  • the plurality of reinforcing via conductors 9 are arranged along only one side of the part 3 as shown in FIG. 6 or FIG. Although it is inferior to the arrangement in the arrangement, a certain effect can be obtained.
  • the component-embedded resin substrate 1 When the component-embedded resin substrate 1 is bent and used in a specific direction, it is particularly effective to dispose the reinforcing via conductor 9 in the bent portion.
  • the reinforcing via conductor 9 In the plan view of FIG. 4 and subsequent figures, for convenience of explanation, only the component 3 and the reinforcing via conductor 9 are shown, and other components are not shown.
  • the plurality of reinforcing via conductors are arranged along at least a part of the outline of the component by arranging a plurality of dot-like conductors in a plan view. This is because, if the arrangement is made along at least a part of the outline of the component, the deformation reaching the interface of the component can be mitigated at least in a part of the outline. Further, since the plurality of reinforcing via conductors have the same shape as conventional via conductors as long as they are point-shaped as shown in FIGS. 2 to 7, conventional via conductors are manufactured by the same method. Can be convenient. In addition, if the reinforcing via conductor is a dot-like one, it can be arranged without hindering the resin flow when the plurality of resin layers 2 are pressure-bonded so that the degree of freedom in design is increased.
  • the reinforcing via conductor used in the present invention is not limited to a point-like one, and may be a linear one.
  • a somewhat long shape like the reinforcing via conductor 9j shown in FIG. 8 may be arranged in a broken line.
  • the length may be approximately equal to the length of the outer side of the component 3.
  • the reinforcing via conductor 9k does not completely surround the part 3 and has a broken portion as seen in a plan view.
  • a structure in which the conductor surrounds the part completely continuously may be adopted.
  • the structure that is interrupted at any point is more realistic because it does not hinder the resin flow when the plurality of resin layers 2 are pressure-bonded and is easy to manufacture.
  • the plurality of reinforcing via conductors are preferably arranged so as to extend over all of the first group in the thickness direction.
  • the first group 8 is composed of the three resin layers 2, but the reinforcing via conductor 9 is formed in two of them. It only straddles. Even with such a configuration, a certain effect can be obtained.
  • the reinforcing via conductors 9 are arranged so as to extend over all three layers of the first group 8. preferable.
  • the reinforcing via conductor 9 can cover the side surface of the component 3 in a wider range, so that it is possible to more reliably prevent a large deformation from being transmitted to the side surface of the component 3. As a result, peeling of the insulating layer made of the thermoplastic resin around the component 3 can be reduced.
  • the plurality of reinforcing via conductors may not only extend across all of the first group in the thickness direction, but may extend beyond the first group in the thickness direction.
  • the plurality of reinforcing via conductors 9 are preferably arranged so as not to be exposed to the outside. As shown in FIG. 12, even if the reinforcing via conductor 9 is exposed to the outside, an effect of suppressing deformation can be obtained to some extent. However, in such a configuration, moisture may enter from the exposed portion. . If the plurality of reinforcing via conductors 9 are arranged so as not to be exposed to the outside, it is preferable because moisture can be more reliably prevented from entering. In any of the examples shown in FIGS. 1, 10, and 11, the plurality of reinforcing via conductors 9 are arranged so as not to be exposed to the outside.
  • the plurality of resin layers have a thermoplastic resin as a main component.
  • the resin layers can be bonded by heating and pressurizing after laminating the respective resin layers in order, thereby facilitating production.
  • the resin sheet with conductor foil 12 is a sheet having a structure in which the conductor foil 17 is attached to one surface of the resin layer 2.
  • the resin layer 2 is made of, for example, LCP (liquid crystal polymer) that is a thermoplastic resin.
  • the material of the resin layer 2 may be PEEK (polyetheretherketone), PEI (polyetherimide), PPS (poniphenylene sulfide), PI (polyimide), etc. in addition to LCP.
  • the conductor foil 17 is a 18 ⁇ m thick foil made of Cu, for example.
  • the material of the conductor foil 17 may be Ag, Al, SUS, Ni, Au other than Cu, or may be an alloy of two or more different metals selected from these metals.
  • the conductor foil 17 has a thickness of 18 ⁇ m, but the conductor foil 17 may have a thickness of about 3 to 40 ⁇ m.
  • the conductor foil 17 may be any thickness that allows circuit formation.
  • via holes 11 are formed so as to penetrate the resin layer 2 by irradiating the surface of the resin sheet 12 with conductor foil on the resin layer 2 side with a carbon dioxide laser beam.
  • the via hole 11 penetrates the resin layer 2 but does not penetrate the conductor foil 17.
  • the smear (not shown) of the via hole 11 is removed.
  • carbon dioxide laser light is used to form the via hole 11, but other types of laser light may be used.
  • a method other than laser beam irradiation may be employed to form the via hole 11.
  • a resist pattern 13 corresponding to a desired circuit pattern is printed on the surface of the conductor foil 17 of the resin sheet 12 with the conductor foil by a method such as screen printing.
  • etching is performed using the resist pattern 13 as a mask, and the portion of the conductor foil 17 that is not covered with the resist pattern 13 is removed as shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 17, the resist pattern 13 is removed. Thus, a desired conductor pattern 7 is obtained on one surface of the resin layer 2.
  • the via hole 11 is filled with a conductive paste by screen printing or the like. Screen printing is performed from the lower surface in FIG. In FIG. 18, for convenience of explanation, the via hole 11 is displayed in a posture facing downward, but in practice, screen printing may be performed by changing the posture as appropriate.
  • the conductive paste to be filled may be mainly composed of silver as described above, but may instead be composed mainly of copper, for example.
  • This conductive paste forms an alloy layer with the metal that is the material of the conductor pattern 7 at the temperature when the laminated resin layer is thermocompression bonded (hereinafter referred to as “thermocompression temperature”). It is preferable that the metal powder contains an appropriate amount.
  • this conductive paste contains copper, that is, Cu as a main component for exerting conductivity
  • this conductive paste includes at least one of Ag, Cu, and Ni in addition to the main component, and Sn, Bi, Zn. It is preferable that at least one of them is included.
  • the via conductor 6 and the reinforcing via conductor 9 are formed by filling with the conductive paste. This is merely an example, and actually, there may be a resin layer 2 in which only the via conductor 6 is formed, or there may be a resin layer 2 in which only the reinforcing via conductor 9 is formed. Since the resin layer 2 is to be laminated and assembled later, via conductors 6 and / or reinforcing via conductors 9 are formed in the plurality of resin layers 2 in accordance with the design.
  • a through hole having the same area as the projected area of the component 3 or an area larger than the projected area of the component 3 is formed as the component accommodating hole 14 by punching the resin layer 2.
  • the plurality of resin layers 2 that are to be laminated there may be a part in which the component accommodation hole 14 is formed and a part in which the part accommodation hole 14 is not formed.
  • the component accommodation holes 14 are formed only in the resin layer 2 where the component accommodation holes 14 are to be formed.
  • a plurality of resin layers 2 are stacked to form a substrate.
  • the surface of the resin layer 2 on which the conductor pattern 7 is formed is used facing downward so that the conductor pattern 7 is disposed on the lower surface of the substrate.
  • the conductor pattern 7 disposed on the lower surface of the substrate becomes the external electrode 18.
  • the resin layer 2 in which the component accommodation holes 14 are not formed is used.
  • the resin layer 2 in which the component accommodation holes 14 are not formed is arranged in one layer, or two or more layers are laminated, and then the resin layer 2 in which the component accommodation holes 14 are formed is laminated.
  • the resin layer 2 in which the component accommodation holes 14 are formed is laminated.
  • two resin layers 2 in which the component accommodation holes 14 are formed are stacked.
  • a component accommodating portion 15 is formed by combining two or more component accommodating holes 14.
  • the component accommodating portion 15 is a recess having a depth enough to accommodate the component 3.
  • the reinforcing via conductor 9 is arranged around the component housing portion 15.
  • the reinforcing via conductor 9 is disposed so as to surround the component housing portion 15 while being separated from the component housing portion 15. At this time, the upper surface of the reinforcing via conductor 9 may be exposed.
  • the component 3 is inserted into the component accommodating portion 15.
  • the resin layer 2 is disposed so as to cover the upper side of the component 3.
  • the resin layer 2 is disposed so that the conductor pattern 7 is exposed on the upper surface of the substrate.
  • the conductor pattern 7 formed on the resin layer 2 located on the uppermost surface of the substrate serves as an external electrode 19 for mounting other IC components and the like.
  • the upper surface of the reinforcing via conductor 9 is covered with the resin layer 2.
  • only one resin layer 2 is covered as compared with FIG. 21, but not limited to one layer, two or more layers may be covered.
  • thermocompression bonding means the temperature of the main compression bonding.
  • the material of the resin layer 2 is a thermoplastic resin
  • the material of the resin layer 2 softens and flows by thermocompression bonding, the gap around the component 3 is filled with the flow of the material of the peripheral resin layer 2.
  • the surface of the external electrodes 18 and 19 formed on the upper and lower surfaces of the component-embedded resin substrate is plated with Ni, Au or the like.
  • a component-embedded resin substrate 1j is obtained as shown in FIG.
  • a resin substrate with a built-in component that is essentially the same as that described in Embodiment 1 can be obtained by stacking and thermocompression-bonding resin layers that have undergone predetermined processing.
  • the example in which the final pressure bonding is performed after the temporary pressure bonding is performed once is shown.
  • the number of the temporary pressure bonding may be two times or more instead of one time. It is good also as finishing only by this pressure bonding, without performing temporary pressure bonding at all.
  • the reinforcing via conductor via conductors formed for each resin layer are connected side by side in the thickness direction and illustrated as being over multiple layers. It is not limited to such a structure, but may be formed by other methods.
  • the reinforcing via conductor is provided with a concave portion that spans a plurality of layers in the thickness direction in a region where the reinforcing via conductor is to be formed, and a conductor having a height that spans the plurality of layers in the thickness direction is provided in the concave portion. It may be formed by filling as a conductor paste or inserting as a conductor block.
  • the number of components arranged inside one substrate is 1 is shown, but a configuration in which a plurality of components are arranged inside one substrate may be used.
  • the plurality of components arranged inside one substrate are not necessarily the same structure, and may be components having different structures.
  • the material of the resin layer 2 is not limited to a thermoplastic resin but may be a thermosetting resin.
  • the material of the resin layer 2 may be other resins.
  • the present invention can be used for a component-embedded resin substrate.
  • 1, 1i, 1j Component built-in resin substrate, 2 resin layer, 3 component, 3a, 3b (component) electrode, 4 (insulating layer and component) interface, 5 (insulating layer-to-insulator) interface, 6, 6n via Conductor, 7 conductor pattern, 8 first group, 9, 9j, 9k reinforcing via conductor, 10 wiring pattern, 11 via hole, 12 resin sheet with conductive foil, 13 resist pattern, 14 component receiving hole, 15 component receiving part, 17 (Before patterning) Conductor foil, 18, 19 External electrode, 101 (Conventional) Component-embedded resin substrate.

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Abstract

　部品内蔵樹脂基板（１）は、互いに積層された複数の樹脂層（２）と、前記複数の樹脂層（２）に含まれる厚み方向に連続して配置される２以上の樹脂層（２）の群である第１群（８）の各樹脂層（２）によって接しつつ取り囲まれるように配置された部品（３）とを備える。第１群（８）に属する少なくともいずれかの樹脂層（２）を貫通し、かつ、平面的に見て部品（３）の外形の少なくとも一部に沿うように、複数の補強用ビア導体（９）が配置されている。複数の補強用ビア導体（９）は、他のいずれの回路とも接続されないかまたは接地されたビア導体である。

Description

部品内蔵樹脂基板
　本発明は、部品内蔵樹脂基板に関するものである。
　熱可塑性樹脂からなる絶縁層と導体パターンとが交互に積層されることによって形成された部品内蔵基板の一例が特開２００７－３０５６７４号公報（特許文献１）に記載されている。この文献によれば、基板の内部にチップ抵抗などの電子部品が内蔵されており、配線によって他の電子部品と接続されている。この部品内蔵基板においては、異なる高さにある導体パターン同士を電気的に接続するために、絶縁層を厚み方向に貫通するようにビア導体と呼ばれる部材が形成されている。電子部品は、部品内蔵基板の内部に完全に覆い隠されており、複数ある絶縁層のうちの一部によって取り囲まれる状態となっている。電子部品が配置されている高さの層においては、熱可塑性樹脂からなる絶縁層が電子部品の外周に直接密着するようにして電子部品の外周を完全に取り囲んでいる。
　従来技術に基づく部品内蔵樹脂基板の一例を図２３に示す。この例では、部品内蔵樹脂基板１０１の内部で、絶縁層としての樹脂層２が部品３の外周に直接密着するようにして電子部品としての部品３の外周を完全に取り囲んでいる。部品内蔵樹脂基板１０１は、複数のビア導体６と、複数の導体パターン７とを内部に含んでいる。部品３は図２４に示すように直方体であり、両端部にそれぞれ電極３ａ，３ｂを有する。図２３に示すように部品３の電極３ａ，３ｂにはそれぞれビア導体６ｎが接続されている。
特開２００７－３０５６７４号公報
　上述の部品内蔵樹脂基板においては、基板自体を変形させると、内蔵された部品の周りにおいて熱可塑性樹脂からなる絶縁層が剥がれる場合があるという問題があった。これは、図２３に示す例でいえば、部品内蔵樹脂基板１０１の内部で、絶縁層としての樹脂層２と部品３とが当接する界面４がまず剥がれ、この界面４の剥離部分を起点として樹脂層２同士の界面５に亀裂が進展するという問題である。
　そこで、本発明は、たとえ基板自体を変形させたときでも、内蔵された部品の周りにおいて熱可塑性樹脂からなる絶縁層が剥がれることを低減した部品内蔵樹脂基板を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明に基づく部品内蔵樹脂基板は、互いに積層された複数の樹脂層と、上記複数の樹脂層に含まれる厚み方向に連続して配置される２以上の樹脂層の群である第１群の各樹脂層によって接しつつ取り囲まれるように配置された部品とを備え、上記第１群に属する少なくともいずれかの上記樹脂層を貫通し、かつ、平面的に見て上記部品の外形の少なくとも一部に沿うように、他のいずれの回路とも接続されないかまたは接地されたビア導体である複数の補強用ビア導体が配置されている。この構成を採用することにより、部品の周囲に複数の補強用ビア導体が配置されているので、部品の周囲の領域の剛性が高くなる。したがって、たとえ部品内蔵樹脂基板を曲げても部品の周辺は曲がりにくくなり、その結果、たとえ基板自体を変形させたときでも、内蔵された部品の周りにおいて熱可塑性樹脂からなる絶縁層が剥がれることを低減させることができる。
　上記発明において好ましくは、上記複数の補強用ビア導体は、平面的に見て点状のものが複数並んで配列されることによって上記部品の外形線の少なくとも一部に沿うように配置されている。この構成を採用することにより、少なくともその一部の外形線においては、部品の界面に到達する変形を緩和することができる。
　上記発明において好ましくは、上記複数の補強用ビア導体は、厚み方向に関して上記第１群の全てにまたがるように配置されている。この構成を採用することにより、補強用ビア導体は部品の側面をより広い範囲で覆うことができるので、部品の側面に大きな変形が伝わることをより確実に防ぐことができる。
　上記発明において好ましくは、上記複数の補強用ビア導体は、外部に露出しないように配置されている。この構成を採用することにより、水分が侵入することをより確実に防ぐことができる。
　上記発明において好ましくは、上記複数の補強用ビア導体は、平面的に見て上記部品の外周を取り囲むように配置されている。この構成を採用することにより、基板全体に生じる変形から部品近傍の領域をより確実に保護することができる。
　上記発明において好ましくは、上記複数の樹脂層は、熱可塑性樹脂を主成分とする。この構成を採用することにより、各樹脂層を順に積層した後に加熱して加圧することによって圧着させることができるので作製が容易となる。
本発明に基づく実施の形態１における部品内蔵樹脂基板の断面図である。 本発明に基づく実施の形態１における部品内蔵樹脂基板に含まれる部品と複数の補強用ビア導体と配線パターンとの平面的位置関係を示す透視図である。 本発明に基づく実施の形態１における部品内蔵樹脂基板の第１の変形例に含まれる部品と複数の補強用ビア導体と配線パターンとの平面的位置関係を示す透視図である。 本発明に基づく実施の形態１における部品内蔵樹脂基板の第２の変形例に関する説明図である。 本発明に基づく実施の形態１における部品内蔵樹脂基板の第３の変形例に関する説明図である。 本発明に基づく実施の形態１における部品内蔵樹脂基板の第４の変形例に関する説明図である。 本発明に基づく実施の形態１における部品内蔵樹脂基板の第５の変形例に関する説明図である。 本発明に基づく実施の形態１における部品内蔵樹脂基板の第６の変形例に関する説明図である。 本発明に基づく実施の形態１における部品内蔵樹脂基板の第７の変形例に関する説明図である。 本発明に基づく実施の形態１における部品内蔵樹脂基板の第８の変形例の部分断面図である。 本発明に基づく実施の形態１における部品内蔵樹脂基板の第９の変形例の部分断面図である。 本発明に基づく実施の形態１における部品内蔵樹脂基板の第１０の変形例の部分断面図である。 本発明に基づく実施の形態２における部品内蔵樹脂基板の製造方法の第１工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態２における部品内蔵樹脂基板の製造方法の第２工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態２における部品内蔵樹脂基板の製造方法の第３工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態２における部品内蔵樹脂基板の製造方法の第４工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態２における部品内蔵樹脂基板の製造方法の第５工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態２における部品内蔵樹脂基板の製造方法の第６工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態２における部品内蔵樹脂基板の製造方法の第７工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態２における部品内蔵樹脂基板の製造方法の第８工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態２における部品内蔵樹脂基板の製造方法の第９工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態２における部品内蔵樹脂基板の製造方法の第１０工程の説明図である。 従来技術に基づく部品内蔵樹脂基板の断面図である。 従来技術に基づく部品の斜視図である。
　（実施の形態１）
　図１、図２を参照して、本発明に基づく実施の形態１における部品内蔵樹脂基板１について説明する。本実施の形態における部品内蔵樹脂基板１の断面図を図１に示す。部品内蔵樹脂基板１の内部における部品３と複数の補強用ビア導体９と配線パターン１０との平面的位置関係を図２に示す。図１、図２では、内部に配置されるビア導体６および導体パターン７を図示省略しているが、部品内蔵樹脂基板１は、図２３に示した部品内蔵樹脂基板１０１と同様に、ビア導体６および導体パターン７を適宜備えていてもよい。ビア導体６はたとえばレーザ加工によってあけられた貫通孔に銀を含む導電性ペーストを充填して固めたものであってよい。導体パターン７はたとえば銅箔で形成されたパターンであってよい。本実施の形態における部品内蔵樹脂基板１は、互いに積層された複数の樹脂層２と、前記複数の樹脂層２に含まれる厚み方向に連続して配置される２以上の樹脂層２の群である第１群８の各樹脂層２によって接しつつ取り囲まれるように配置された部品３とを備える。第１群８に属する少なくともいずれかの樹脂層２を貫通し、かつ、平面的に見て部品３の外形の少なくとも一部に沿うように、複数の補強用ビア導体９が配置されている。複数の補強用ビア導体９は、他のいずれの回路とも接続されないかまたは接地されたビア導体である。複数の補強用ビア導体９が他のいずれの回路とも接続されない場合、補強用ビア導体９は、電気的に孤立したダミーの導電性構造体とみなすことができる。複数の補強用ビア導体９が接地されている場合、補強用ビア導体９はグランド配線またはグランド電極に接続されていてよい。複数の補強用ビア導体９は、部品３から離隔して配置されている。補強用ビア導体９と部品３との間には樹脂層２の一部が入り込んでいる。
　部品内蔵樹脂基板１に含まれる部品３は、電子部品の一例である。部品３は、図２４に示したような直方体の外形を有し、両端部に電極３ａ，３ｂを備える。電極３ａ，３ｂは両端部において部品３の本体を取り囲むように設けられている。部品３はたとえばセラミック・コンデンサであってよい。電極３ａ，３ｂは、それぞれビア導体６ｎを介して配線パターン１０に電気的に接続されている。図１ではビア導体６ｎは部品３から下方に引き出されているが、これはあくまで一例であって、引き出す方向は下方に限らない。部品に電気的に接続する部材は他の方向に引き出す構成であってもよい。ビア導体６ｎは、図２３に示したビア導体と同様の方法で形成されるものであってよい。
　図２に示すように、複数の補強用ビア導体９は、部品３から離隔した状態で部品３を取り囲むように点線状に配置されている。図２では、手前に複数の補強用ビア導体９が見え、奥に配線パターン１０が見えている。図１に示したように、配線パターン１０は複数の補強用ビア導体９とは異なる高さに位置する。図２に示すように、配線パターン１０は、平面的に見て補強用ビア導体９が取り囲んでいる領域より外側にまで延在している。
　補強用ビア導体９は、ビア導体６，６ｎと同様に、レーザ加工であけられた貫通孔に導電性ペーストを充填して固めたものであってよいが、樹脂層２を厚み方向に貫通するように配置された、他の公知の方法で形成された導電性のブロックであってもよい。補強用ビア導体９の材質として、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、金あるいはこれらの中から選択される２以上の金属の合金は、剛性を高めるに当たって好ましい。
　本実施の形態における部品内蔵樹脂基板１では、部品３の周囲に複数の補強用ビア導体９が配置されているので、部品３の周囲の領域の剛性が高くなる。したがって、たとえ部品内蔵樹脂基板１を曲げても部品３の周辺は曲がりにくくなる。その結果、たとえ基板自体を変形させたときでも、内蔵された部品３の周りにおいて熱可塑性樹脂からなる絶縁層が剥がれることを低減させることができる。
　複数の補強用ビア導体９は、他のいずれの回路とも接続されないかまたは接地されているので、基本的には、自らノイズを発生することはなく、部品３や他の回路の動作に対して電気的に悪影響を及ぼすことはない。
　なお、図２に示したように、複数の補強用ビア導体９は、平面的に見て部品３の外周を取り囲むように配置されていることが好ましい。このように取り囲む構成であれば、基板全体に生じる変形から部品３近傍の領域をより確実に保護することができるからである。したがって、部品３近傍に大きな変形が伝わることを防ぐことができ、その結果、部品３の周りにおいて熱可塑性樹脂からなる絶縁層が剥がれることを低減させることができる。
　平面的に見て部品３の外周を取り囲まない配置の例としては、たとえば図３に示す部品内蔵樹脂基板１ｉのようなものが考えられる。部品内蔵樹脂基板１ｉにおいては、補強用ビア導体９は部品３の外周を完全に取り囲んでいるわけではなく、部品３の４つの辺のうち平行な２本の長辺にのみ沿うように配列されている。図２に示した例に比べれば効果は劣るが、図３に示す構成であっても、基板全体に生じる変形から部品３を保護することに関して、一定の効果を得ることができる。なお、ここでは長辺に沿うように配列されていたが、図４に示すように、短辺のみに沿うような配置であっても一応の効果を得ることはできる。ただし、部品３が平面的に見て長方形である場合には長辺に沿うように配置されていることが好ましい。また、複数の補強用ビア導体９は、部品３の平行な２辺に限らず、図５に示すように隣接する２辺に配置することとしても一定の効果を得ることができる。あるいは、複数の補強用ビア導体９は、図６または図７に示すように部品３の１つの辺のみに沿うように配列された構成であっても、部品３の２辺以上に沿うように配列した構成に比べれば劣るが、ある程度の効果を得ることができる。部品内蔵樹脂基板１を特定の方向に曲げて用いる場合には、特にその折れ曲がる部分に補強用ビア導体９を配置すると効果的である。なお、図４以降の平面図では、説明の便宜上、部品３および補強用ビア導体９のみを表示し、他の構成は図示省略している。
　言い換えれば、複数の補強用ビア導体は、平面的に見て点状のものが複数並んで配列されることによって前記部品の外形線の少なくとも一部に沿うように配置されていることが好ましい。このように部品の外形線の少なくとも一部に沿うように配置されていれば、少なくともその一部の外形線においては、部品の界面に到達する変形を緩和することができるからである。また、複数の補強用ビア導体は、図２～図７に示したように点状のものであれば、従来のビア導体と同様の形状であるので、従来のビア導体を同様の方法で作製することができ、好都合である。また、補強用ビア導体が点状のものであれば、複数の樹脂層２を圧着する際の樹脂流れをあまり妨げずに配置することができるので、設計上も自由度が上がって好ましい。
　なお、本発明で用いられる補強用ビア導体は点状のものに限らず、線状のものであってもよい。たとえば図８に示す補強用ビア導体９ｊのように多少長い形状のものが破線状に配列されてもよい。また、図９に示す補強用ビア導体９ｋのように、部品３の外形辺の長さにほぼ等しいほどの長さのものであってもよい。図９に示した例においても、平面図で見て、補強用ビア導体９ｋは部品３の周囲を完全に取り囲んでいるわけではなく、途切れている箇所があるが、この代わりに、補強用ビア導体が部品の周囲を完全に連続して取り囲む構造としてもよい。しかし、いずれかの箇所で途切れている構造の方が複数の樹脂層２を圧着する際の樹脂流れを妨げず、作製が容易であるので現実的である。
　なお、本実施の形態で図１に示したように、前記複数の補強用ビア導体は、厚み方向に関して前記第１群の全てにまたがるように配置されていることが好ましい。たとえば図１０に示す例では、部品３は樹脂層２の３層分の厚みを有するので、第１群８は３層の樹脂層２からなるが、補強用ビア導体９はそのうちの２層にしかまたがっていない。このような構成であっても、一定の効果は得られるが、図１１に示す例のように、補強用ビア導体９が第１群８の３層全てにまたがるように配置されている方が好ましい。このような構成であれば、補強用ビア導体９は部品３の側面をより広い範囲で覆うことができるので、部品３の側面に大きな変形が伝わることをより確実に防ぐことができる。その結果、部品３の周りにおいて熱可塑性樹脂からなる絶縁層が剥がれることを低減させることができる。
　複数の補強用ビア導体は、厚み方向に関して前記第１群の全てにまたがるのみならず、さらに厚み方向に第１群を超えて延在するものであってもよい。
　複数の補強用ビア導体９は、外部に露出しないように配置されていることが好ましい。図１２に示すように補強用ビア導体９が外部に露出した構成であっても変形を抑える効果はある程度得られるが、このような構成では、外部に露出する部分から水分が侵入するおそれがある。複数の補強用ビア導体９は、外部に露出しないように配置されていれば、水分が侵入することをより確実に防ぐことができるので、好ましい。図１、図１０、図１１に示した例ではいずれも、複数の補強用ビア導体９は外部に露出しないように配置されている。
　前記複数の樹脂層は、熱可塑性樹脂を主成分とすることが好ましい。この構成を採用することにより、各樹脂層を順に積層した後に加熱して加圧することによって圧着させることができるので作製が容易となる。また、圧着時に流動化した樹脂に押されて部品が不所望に移動するという問題が考えられるが、補強用ビア導体が配置されていれば、流動化した樹脂の勢いを緩和することができるので、部品が不所望に移動する度合いを低減することができ、部品の配置精度を高めることができる。
　（実施の形態２）
　図１３～図２２を参照して、本発明に基づく実施の形態２における部品内蔵樹脂基板の製造方法について説明する。
　まず、図１３に示すような導体箔付き樹脂シート１２を用意する。導体箔付き樹脂シート１２は、樹脂層２の片面に導体箔１７が付着した構造のシートである。樹脂層２は、たとえば熱可塑性樹脂であるＬＣＰ（液晶ポリマー）からなるものである。樹脂層２の材料としては、ＬＣＰの他に、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＰＳ（ポニフェニレンスルファイド）、ＰＩ（ポリイミド）などであってもよい。導体箔１７は、たとえばＣｕからなる厚さ１８μｍの箔である。なお、導体箔１７の材料はＣｕ以外にＡｇ、Ａｌ、ＳＵＳ、Ｎｉ、Ａｕであってもよく、これらの金属のうちから選択された２以上の異なる金属の合金であってもよい。本実施の形態では、導体箔１７は厚さ１８μｍとしたが、導体箔１７の厚みは３～４０μｍ程度であってよい。導体箔１７は、回路形成が可能な厚みであればよい。
　次に、図１４に示すように、導体箔付き樹脂シート１２の樹脂層２側の表面に炭酸ガスレーザ光を照射することによって樹脂層２を貫通するようにビア孔１１を形成する。ビア孔１１は、樹脂層２を貫通しているが導体箔１７は貫通していない。その後、ビア孔１１のスミア（図示せず）を除去する。ここではビア孔１１を形成するために炭酸ガスレーザ光を用いたが、他の種類のレーザ光であってもよい。また、ビア孔１１を形成するためにレーザ光照射以外の方法を採用してもよい。
　次に、図１５に示すように、導体箔付き樹脂シート１２の導体箔１７の表面にスクリーン印刷などの方法で、所望の回路パターンに対応するレジストパターン１３を印刷する。
　次に、レジストパターン１３をマスクとしてエッチングを行ない、図１６に示すように、導体箔１７のうちレジストパターン１３で被覆されていない部分を除去する。その後、図１７に示すように、レジストパターン１３を除去する。こうして樹脂層２の一方の表面に所望の導体パターン７が得られる。
　次に、図１８に示すように、ビア孔１１に、スクリーン印刷などにより導電性ペーストを充填する。スクリーン印刷は、図１８における下側の面から行なわれる。図１８では説明の便宜上、ビア孔１１が下方を向いた姿勢で表示しているが、実際には適宜姿勢を変えてスクリーン印刷を行なってよい。充填する導電性ペーストは上述したように銀を主成分とするものであってもよいが、その代わりにたとえば銅を主成分とするものであってもよい。この導電性ペーストは、のちに積層した樹脂層を熱圧着する際の温度（以下「熱圧着温度」という。）で、導体パターン７の材料である金属との間で合金層を形成するような金属粉を適量含むものであることが好ましい。この導電性ペーストは導電性を発揮するための主成分として銅すなわちＣｕを含むので、この導電性ペーストは主成分の他にＡｇ，Ｃｕ，Ｎｉのうち少なくとも１種類と、Ｓｎ，Ｂｉ，Ｚｎのうち少なくとも１種類とを含むことが好ましい。図１８では、導電性ペーストの充填により、ビア導体６および補強用ビア導体９が形成されている。これはあくまで一例であり、実際には、ビア導体６のみが形成される樹脂層２があってもよく、補強用ビア導体９のみが形成される樹脂層２があってもよい。樹脂層２はのちに積層して組み立てられるためのものであるので、複数の樹脂層２においてそれぞれ設計に従って、ビア導体６および／または補強用ビア導体９が形成される。
　次に、図１９に示すように、樹脂層２に対してパンチ加工により部品３の投影面積と同じ面積かまたは部品３の投影面積より大きい面積の貫通孔を部品収容孔１４として形成する。積層される予定の複数の樹脂層２の中には、部品収容孔１４が形成されるものと形成されないものとがあってよい。複数の樹脂層２においてそれぞれ設計に従い、部品収容孔１４を形成すべき樹脂層２のみに部品収容孔１４が形成される。
　図２０に示すように、複数の樹脂層２を積層して基板を形成する。基板の最下層では、基板の下面に導体パターン７が配置されるよう、樹脂層２の導体パターン７が形成された側の面を下に向けて用いている。これにより基板の下面に配置された導体パターン７は外部電極１８となる。基板の下面近傍では、部品収容孔１４が形成されていない樹脂層２が用いられる。
　部品収容孔１４が形成されていない樹脂層２を１層配置するか、または２層以上積層した後に、部品収容孔１４が形成された樹脂層２を積層する。図２０に示した例では、部品収容孔１４が形成されていない樹脂層２を１層配置した後に、部品収容孔１４が形成された樹脂層２を２層重ねている。部品収容孔１４が２層分以上組み合わさることによって、部品収容部１５が形成されている。部品収容部１５は部品３を収容することができるほどの深さを有する凹部である。
　積層することによって、部品収容部１５の周囲に補強用ビア導体９が配置された構造となる。補強用ビア導体９は、部品収容部１５から離隔しつつ部品収容部１５を取り囲むように配置されている。この時点では、補強用ビア導体９の上面は露出していてもよい。
　部品収容部１５が形成されるところまで樹脂層２を積層した時点で、熱圧着温度より低い温度で仮圧着する。仮圧着の温度は、たとえば１５０℃以上２００℃以下である。仮圧着することにより、この時点までに積層した樹脂層２がつながり、部品収容部１５が安定した凹部として形成される。
　次に、図２１に示すように、部品３を部品収容部１５に挿入する。
　次に、図２２に示すように、部品３の上側を覆うように、樹脂層２を配置する。この樹脂層２は、導体パターン７が基板の上面に露出するように配置する。基板の最上面に位置する樹脂層２に形成された導体パターン７は、他のＩＣ部品などを実装するための外部電極１９となる。補強用ビア導体９の上面は樹脂層２によって覆われる。図２２に示した例では、図２１に比べて樹脂層２を１層被せたのみとなっているが、１層に限らず２層以上被せてもよい。
　次に、この積層体を本圧着する。本圧着の工程では既に仮圧着された積層体および仮圧着より後から積層された樹脂層２の全体を一括して熱圧着する。本圧着の温度はたとえば２５０℃以上３００℃以下である。上述の「熱圧着温度」は、この本圧着の温度を意味する。本圧着することにより、厚み方向に隣り合った樹脂層２同士は相互に接着されて一体的な絶縁基材が形成される。樹脂層２の材料が熱可塑性樹脂である場合、熱圧着することにより樹脂層２の材料が軟化し流動するため、部品３の周りの隙間は周辺の樹脂層２の材料の流動により埋められる。本圧着が済んだ後、部品内蔵樹脂基板の上面及び下面に形成された外部電極１８，１９の表面に、Ｎｉ、Ａｕなどでめっき処理を施すことが好ましい。
　こうして、図２２に示すように、部品内蔵樹脂基板１ｊが得られる。
　本実施の形態では、所定の加工を施した樹脂層を積み重ねて熱圧着することにより、実施の形態１で説明したものと本質的に同様の部品内蔵樹脂基板を得ることができる。
　なお、本実施の形態では、仮圧着を１回した後に本圧着をする例を示したが、仮圧着の回数は１回ではなく２回以上としてもよい。仮圧着を全くせずに本圧着のみで仕上げることとしてもよい。ただし、一般的には、組立途中の適当な時点で仮圧着をすることとした方が作業中に積層済みの樹脂層がずれることを防止できるので、好ましい。
　なお、各実施の形態では、補強用ビア導体として、各樹脂層ごとに形成されたビア導体を厚み方向に並べて接続し、複数層にまたがるものを例示しているが、補強用ビア導体はこのような構造のものに限らず、他の方法で形成されるものであってもよい。補強用ビア導体は、たとえば、補強用ビア導体を形成すべき領域に、予め厚み方向の複数層にまたがる凹部を設けておいて、この凹部に、厚み方向の複数層にまたがる高さの導体を導体ペーストとして充填または導体ブロックとして挿入することによって形成するものであってもよい。
　なお、各実施の形態では、内蔵される部品の例として図２４に示したような部品３を想定し、このような部品３を内蔵することを前提に説明したが、基板に内蔵される部品はこのような構造のものに限らず、他の形態のものであってもよい。
　なお、各実施の形態では、１つの基板の内部に配置される部品の数が１である例のみを示したが、１つの基板の内部に複数の部品が配置される構成であってもよい。１つの基板の内部に配置される複数の部品は、同一の構造のものとは限らず、各々異なる構造の部品であってもよい。
　樹脂層２の材料は、熱可塑性樹脂に限らず、熱硬化性樹脂であってもよい。樹脂層２の材料は、その他の樹脂であってもよい。
　なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、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を含むものである。
　本発明は、部品内蔵樹脂基板に利用することができる。
　１，１ｉ，１ｊ　部品内蔵樹脂基板、２　樹脂層、３　部品、３ａ，３ｂ　（部品の）電極、４　（絶縁層と部品との）界面、５　（絶縁層同士の）界面、６，６ｎ　ビア導体、７　導体パターン、８　第１群、９，９ｊ，９ｋ　補強用ビア導体、１０　配線パターン、１１　ビア孔、１２　導体箔付き樹脂シート、１３　レジストパターン、１４　部品収容孔、１５　部品収容部、１７　（パターニングする前の）導体箔、１８，１９　外部電極、１０１　（従来の）部品内蔵樹脂基板。

Claims (6)

  1. 　互いに積層された複数の樹脂層（２）と、
    　前記複数の樹脂層に含まれる厚み方向に連続して配置される２以上の樹脂層の群である第１群（８）の各樹脂層によって接しつつ取り囲まれるように配置された部品（３）とを備え、
    　前記第１群に属する少なくともいずれかの前記樹脂層を貫通し、かつ、平面的に見て前記部品の外形の少なくとも一部に沿うように、他のいずれの回路とも接続されないかまたは接地されたビア導体である複数の補強用ビア導体（９，９ｊ，９ｋ）が配置されている、部品内蔵樹脂基板。
  2. 　前記複数の補強用ビア導体は、平面的に見て点状のものが複数並んで配列されることによって前記部品の外形線の少なくとも一部に沿うように配置されている、請求項１に記載の部品内蔵樹脂基板。
  3. 　前記複数の補強用ビア導体は、厚み方向に関して前記第１群の全てにまたがるように配置されている、請求項１に記載の部品内蔵樹脂基板。
  4. 　前記複数の補強用ビア導体は、外部に露出しないように配置されている、請求項１に記載の部品内蔵樹脂基板。
  5. 　前記複数の補強用ビア導体は、平面的に見て前記部品の外周を取り囲むように配置されている、請求項１に記載の部品内蔵樹脂基板。
  6. 　前記複数の樹脂層は、熱可塑性樹脂を主成分とする、請求項１に記載の部品内蔵樹脂基板。
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