WO2014203603A1

WO2014203603A1 - 樹脂多層基板の製造方法

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Publication number: WO2014203603A1
Application number: PCT/JP2014/060706
Authority: WO
Inventors: 雅樹川田; 優輝伊藤
Original assignee: 株式会社村田製作所
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2014-04-15
Publication date: 2014-12-24
Also published as: JPWO2014203603A1; CN105165129A; CN105165129B; US20160044798A1; JPWO2014203718A1; US10098238B2; JP6103054B2; US9961780B2; WO2014203718A1; US20160050766A1; JP6103055B2; CN105103665A; CN105103665B

Abstract

　樹脂多層基板の製造方法は、熱可塑性の複数の樹脂シート（２）を積層した積層体の内部に部品（３）を内蔵したものである樹脂多層基板の製造方法であって、第１の樹脂シート（２ａ）を加熱により軟化させ、これに部品（３）を押し当てることによって第１の樹脂シート（２ａ）に部品（３）を固定する工程と、この第１の樹脂シート（２ａ）を、部品（３）を受け入れるべき貫通孔（１４）を有する第２の樹脂シート（２ｂ）、および、部品（３）の下側に隣接すべきものである第３の樹脂シート（２ｃ）に対して、部品（３）が貫通孔（１４）に挿入されかつ部品（３）の下面が第３の樹脂シート（２ｃ）に対向するように、重ねる工程と、これらの樹脂シート（２）を含む積層体を加熱および加圧することによって圧着させる工程とを含む。

Description

樹脂多層基板の製造方法

　本発明は、部品を内蔵した樹脂多層基板の製造方法に関するものである。

　樹脂多層基板に部品を内蔵する場合、積層される複数の樹脂シートのうちのいずれか樹脂シートの表面に部品を実装した後、その部品を貫通孔内に収めるように貫通孔があけられた１以上の樹脂シートを積層し、さらに貫通孔内に配置された部品を覆うように上側の樹脂シートを重ねるという方法が一般的である。

　また、積層される複数の樹脂シートのうちの一部の樹脂シートに貫通孔をあけておくことによってキャビティを形成し、真空吸引などの公知技術によって個別に保持された部品をこのキャビティに挿入し、さらにキャビティに収まった部品を覆うように上側の樹脂シートを重ねるという方法も提案されている。ここで、平面的に見たときのキャビティのサイズが部品のサイズと同じであると、部品の位置が少しずれただけであっても部品がキャビティに入らないこととなるので、そのような事態を避けるためにキャビティのサイズは部品のサイズより大きく作られる。したがって、キャビティ内に部品を配置した状態で、部品の外周側面とキャビティの内周側面との間に間隙が生じる。

　たとえば特開２００８－１４１００７号公報（特許文献１）には、熱可塑性樹脂からなる複数枚の樹脂フィルムを積層したものの中に電子部品が埋め込まれてなる多層基板の製造方法が記載されている。特許文献１においては、一部の樹脂フィルムには、電子部品を挿入するための貫通孔が設けられている。この貫通孔は、電子部品を挿入しやすくするために、電子部品の外形より大きく形成される。部品の外周側面と貫通孔の内壁との間の間隙は、積層体に対する加熱および加圧の工程の際に樹脂が流動することによって埋められる旨が記載されている。

　ところで、このような間隙を設けた場合、部品のキャビティ内での部品の位置決めが問題となる。この問題に対処するために、特開２００６－７３７６３号公報（特許文献２）には、製造段階でのチップ部品の位置ずれを抑制するために貫通孔の内壁に突起を設けた構成が記載されている。チップ部品をキャビティ内に配置する際には、これらの突起の先端を潰しつつ部品を圧入することとなる。こうして、チップ部品は突起によって側方から支えられることによってキャビティ内で位置決めされる。

特開２００８－１４１００７号公報特開２００６－７３７６３号公報

　部品を何らかの装置によって個別に保持してキャビティに挿入するためには、部品の外周側面とキャビティの内周側面との間の間隙は大きくしておく必要がある。しかし、この間隙が大きい場合には、熱圧着時に樹脂の流動によって埋まる領域が大きいこととなるので、樹脂の流動の影響を受けやすく、樹脂の流動に押されることによる部品ずれが問題となる。また、樹脂の流動によって埋まる領域が大きいということは、積層体の全体としての平滑性、すなわち積層体表面などのうねりなどが問題となる。平滑性が高いということは、表面のうねりなどが少ないということを意味する。平滑性が低い積層体は表面に実装部品なども実装しにくい。

　このような理由から、部品の外周側面とキャビティの内周側面との間の間隙はなるべく小さくすることが望まれる。しかし、特許文献２のように突起を設ける場合は、間隙をある程度大きく確保せざるを得ず、間隙を十分小さくすることはできなかった。

　そこで、本発明は、部品を内蔵した樹脂多層基板の製造方法において、部品の外周側面とキャビティの内周側面との間の間隙をさらに小さくできる製造方法を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明に基づく樹脂多層基板の製造方法は、熱可塑性の複数の樹脂シートを積層した積層体の内部に部品を内蔵したものである樹脂多層基板の製造方法であって、上記複数の樹脂シートのうち上記部品の厚み方向の第１の側に隣接すべきものである第１の樹脂シートを加熱により軟化させた状態で上記部品を上記第１の樹脂シートに押し当てることによって上記第１の樹脂シートに上記部品を固定する工程と、上記部品を固定した上記第１の樹脂シートを、上記複数の樹脂シートのうち上記部品を受け入れるべき貫通孔を有する第２の樹脂シート、および、上記複数の樹脂シートのうち上記部品の上記第１の側とは逆の第２の側に隣接すべきものである第３の樹脂シートに対して、上記部品が上記貫通孔に挿入されかつ上記部品の上記第２の側の面が上記第３の樹脂シートに対向するように、重ねる工程と、上記第１の樹脂シート、上記第２の樹脂シートおよび上記第３の樹脂シートを含む上記積層体を加熱および加圧することによって圧着させる工程とを含む。

　本発明によれば、部品は、まず第１の樹脂シートの表面に固定されるのであって、第１の樹脂シートの表面に固定される際に正確に位置決めすることができ、また、キャビティの周辺の第２の樹脂シートに部品が衝突することがあったとしても、部品が弾けて飛んでしまう現象は避けることができるので、部品の外周側面とキャビティの内周側面との間の間隙をさらに小さくすることができる。

本発明に基づく実施の形態１における樹脂多層基板の製造方法のフローチャートである。本発明に基づく実施の形態１における樹脂多層基板の製造方法の第１の説明図である。本発明に基づく実施の形態１における樹脂多層基板の製造方法の第２の説明図である。本発明に基づく実施の形態１における樹脂多層基板の製造方法の第３の説明図である。本発明に基づく実施の形態１における樹脂多層基板の製造方法によって得られる樹脂多層基板の断面図である。本発明に基づく実施の形態１における樹脂多層基板の製造方法の変形例の第１の説明図である。本発明に基づく実施の形態１における樹脂多層基板の製造方法の変形例の第２の説明図である。本発明に基づく実施の形態１における樹脂多層基板の製造方法の変形例によって得られる樹脂多層基板の断面図である。本発明に基づく実施の形態１における樹脂多層基板の製造方法のさらなる変形例の説明図である。本発明に基づく実施の形態２における樹脂多層基板の製造方法の第１の説明図である。本発明に基づく実施の形態２における樹脂多層基板の製造方法の第２の説明図である。本発明に基づく実施の形態２における樹脂多層基板の製造方法によって得られる樹脂多層基板の断面図である。本発明に基づく実施の形態２における樹脂多層基板の製造方法の変形例の説明図である。本発明に基づく実施の形態２における樹脂多層基板の製造方法のさらなる変形例の説明図である。本発明に基づく実施の形態２における樹脂多層基板の製造方法のさらなる変形例によって得られる樹脂多層基板の断面図である。本発明に基づく実施の形態３における樹脂多層基板の製造方法のフローチャートである。本発明に基づく実施の形態３における樹脂多層基板の製造方法の第１の説明図である。本発明に基づく実施の形態３における樹脂多層基板の製造方法の第２の説明図である。本発明に基づく実施の形態３における樹脂多層基板の製造方法の第３の説明図である。本発明に基づく実施の形態３における樹脂多層基板の製造方法の第４の説明図である。部品間の距離が長い箇所がある場合に生じる問題の第１の説明図である。部品間の距離が長い箇所がある場合に生じる問題の第２の説明図である。本発明に基づく実施の形態４における樹脂多層基板の製造方法の第１の説明図である。本発明に基づく実施の形態４における樹脂多層基板の製造方法の第２の説明図である。本発明に基づく実施の形態４における樹脂多層基板の製造方法の第３の説明図である。本発明に基づく実施の形態４における樹脂多層基板の製造方法の第４の説明図である。本発明に基づく実施の形態４における樹脂多層基板の製造方法の第５の説明図である。本発明に基づく実施の形態４における樹脂多層基板の製造方法の第６の説明図である。異なる複数通りの高さの位置に部品を内蔵した樹脂多層基板の断面図である。異なる複数通りの高さの位置に部品を内蔵した樹脂多層基板を得るために下層から順に組み立てていく場合の製造方法の第１の説明図である。異なる複数通りの高さの位置に部品を内蔵した樹脂多層基板を得るために下層から順に組み立てていく場合の製造方法の第２の説明図である。異なる複数通りの高さの位置に部品を内蔵した樹脂多層基板を得るために下層から順に組み立てていく場合の製造方法の第３の説明図である。異なる複数通りの高さの位置に部品を内蔵した樹脂多層基板を得るために下層から順に組み立てていく場合の製造方法の第４の説明図である。異なる複数通りの高さの位置に部品を内蔵した樹脂多層基板を得るために下層から順に組み立てていく場合の製造方法の第５の説明図である。得られた樹脂多層基板において、同一部位にかかる加熱回数の最大値が大きくなっている例の説明図である。本発明に基づく実施の形態５における樹脂多層基板の製造方法の第１の説明図である。本発明に基づく実施の形態５における樹脂多層基板の製造方法の第２の説明図である。本発明に基づく実施の形態５における樹脂多層基板の製造方法の第３の説明図である。本発明に基づく実施の形態５における樹脂多層基板の製造方法の第４の説明図である。本発明に基づく実施の形態６における樹脂多層基板の製造方法の第１の説明図である。本発明に基づく実施の形態６における樹脂多層基板の製造方法の第２の説明図である。表面が粗化処理された部品を用いた場合に関する第１の説明図である。表面が粗化処理された部品を用いた場合に関する第２の説明図である。外部電極がメッキ処理をされている部品を、樹脂シートの表面に実装した様子の説明図である。外部電極がメッキ処理をされていない部品を、樹脂シートの表面に実装した様子の説明図である。

　（実施の形態１）
　図１～図５を参照して、本発明に基づく実施の形態１における樹脂多層基板の製造方法について説明する。本実施の形態における樹脂多層基板の製造方法のフローチャートを図１に示す。

　本実施の形態における樹脂多層基板の製造方法は、熱可塑性の複数の樹脂シートを積層した積層体の内部に部品を内蔵したものである樹脂多層基板の製造方法であって、前記複数の樹脂シートのうち前記部品の厚み方向の第１の側に隣接すべきものである第１の樹脂シートを加熱により軟化させた状態で前記部品を前記第１の樹脂シートに押し当てることによって前記第１の樹脂シートに前記部品を固定する工程Ｓ１と、前記部品を固定した前記第１の樹脂シートを、前記複数の樹脂シートのうち前記部品を受け入れるべき貫通孔を有する第２の樹脂シート、および、前記複数の樹脂シートのうち前記部品の前記第１の側とは逆の第２の側に隣接すべきものである第３の樹脂シートに対して、前記部品が前記貫通孔に挿入されかつ前記部品の前記第２の側の面が前記第３の樹脂シートに対向するように、重ねる工程Ｓ２と、前記第１の樹脂シート、前記第２の樹脂シートおよび前記第３の樹脂シートを含む前記積層体を加熱および加圧することによって圧着させる工程Ｓ３とを含む。

　本実施の形態における樹脂多層基板の製造方法に含まれる各工程について、以下に詳しく説明する。

　まず、工程Ｓ１として、図２に示すように、複数の樹脂シート２のうち部品３の厚み方向の第１の側（たとえば図５における上側）に隣接すべきものである第１の樹脂シート２ａを加熱により軟化させた状態で部品３を第１の樹脂シート２ａに押し当てることによって第１の樹脂シート２ａに部品３を固定する。

　部品３は１個であっても複数個であってもよい。部品３が複数個である場合は、全て同じサイズのものであってもよく、異なるサイズのものが混在していてもよい。図２では、部品３として、異なるサイズの部品３ａと部品３ｂとが１個ずつ含まれている例を示している。ただし、この例では、部品３はいずれも同じ厚みである。ここでは、部品３は２個のみとなっているが、これは説明の便宜のためであり、実際には部品３の個数は３個以上であってもよい。

　工程Ｓ１を行なう際の部品３の保持は、真空吸引などの公知技術によって行なうことができる。たとえば真空吸引によって部品３を保持した状態で、第１の樹脂シート２ａに対して位置決めをして押し当てればよい。

　複数の樹脂シート２は、熱可塑性樹脂を主材料とするシートであればよく、熱可塑性樹脂とは、たとえばＬＣＰ（液晶ポリマー）である。採用する熱可塑性樹脂としては、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）、熱可塑性ＰＩ（ポリイミド）などであってもよい。

　複数の樹脂シート２のうちのひとつである第１の樹脂シート２ａは、熱可塑性樹脂のシートであるので、加熱することによって軟化させることができる。軟化した状態の第１の樹脂シート２ａに部品３を押し当てることによって、部品３は第１の樹脂シート２ａに付着し、図３に示すように、固定された状態となる。このとき、第１の樹脂シート２ａの部品３が固定された箇所は局所的に凹んでもよい。第１の樹脂シート２ａは片面に導体パターンが形成されているものであってもよい。ただし、第１の樹脂シート２ａのうち、部品３を押し当てられる部分の少なくとも一部は、導体パターンに覆われていない。部品３は軟化した熱可塑性樹脂の表面に直接押し当てられることによって、固定される。第１の樹脂シート２ａの内部にビア導体が形成されていてもよい。

　次に、工程Ｓ２として、図４に示すように、部品３を固定した第１の樹脂シート２ａを、複数の樹脂シート２のうち部品３を受け入れるべき貫通孔１４を有する第２の樹脂シート２ｂ、および、複数の樹脂シート２のうち部品３の前記第１の側とは逆の第２の側に隣接すべきものである第３の樹脂シート２ｃに対して、重ねる。工程Ｓ２は、部品３が貫通孔１４に挿入されかつ部品３の前記第２の側の面が第３の樹脂シート２ｃに対向するように行なわれる。図４に示した例では、第１の側が完成品（図５参照）における上側であったので、第２の側は完成品における下側である。図４に示すように、第２の樹脂シート２ｂは複数あってもよい。第２の樹脂シート２ｂに設けられた貫通孔１４が複数連なることによって、キャビティ５が構成される。第２の樹脂シート２ｂが１層しかないときは１層分の貫通孔１４がそのままキャビティ５となる。

　図４に示した例では、キャビティ５の底面となる部分において、第３の樹脂シート２ｃの中にビア導体６が配置されている。これらのビア導体６は部品３に対する電気的接続を行なうためのものである。これらのビア導体６は、正確にはこの時点ではＳｎやＡｇなどを成分として含む導電性ペーストの未硬化の状態であり、この後の工程Ｓ３の加熱および加圧の工程によって金属の固体となる。なお、部品３とビア導体６との間で電気的接続を行なう場合には、工程Ｓ３の加熱および加圧の工程によって、両者が互いに接する界面の近傍に金属間化合物が形成されることが好ましい。これにより部品３とビア導体６との電気的接続を安定化させることができる。

　説明の便宜のために、ビア導体としては、キャビティ５の底面となる第３の樹脂シート２ｃの中のビア導体６のみを表示しているが、この積層体の内部には他の箇所にもビア導体が設けられていてもよい。また、説明の便宜のために、積層体の内部の導体パターンを図示していないが、実際には、各樹脂シート２の上面または下面に、必要に応じて導体パターンが配置されていてよい。以下の他の実施の形態においても同様である。

　図４に示した例では、部品３の第２の側の面はビア導体６と電気的に接続されるものとし、部品３の第２の側の面が第３の樹脂シート２ｃに接することを前提として説明したが、部品３に対する第２の側からのビア導体６による電気的接続は必須ではない。したがって、部品３に対する電気的接続の仕方によっては、部品３の第２の側の面が第３の樹脂シート２ｃに接することは必須ではなく、対向しているだけでもよい。

　内蔵される部品３が特に電気的接続を行なう必要がないものである場合には、必ずしも第３の樹脂シート２ｃの中にビア導体６が配置されていなくてもよい。

　図４では、複数の第２の樹脂シート２ｂと第３の樹脂シート２ｃとを予め仮圧着したものを用いている。第３の樹脂シート２ｃの下側にある樹脂シート２も同時に仮圧着されている。一般的に、仮圧着は、本圧着より低い温度で行なわれる。仮圧着して得られた部分的積層体は、上面にキャビティ５が開口している状態となっている。工程Ｓ２では、このような部分的積層体に上側から第１の樹脂シート２ａを重ねている。

　次に、工程Ｓ３として、第１の樹脂シート２ａ、第２の樹脂シート２ｂおよび第３の樹脂シート２ｃを含む積層体を加熱および加圧することによって圧着させる。こうして、図５に示すような樹脂多層基板１０１を得ることができる。

　本実施の形態では、キャビティ５に挿入される部品３は、工程Ｓ２より前に既に第１の樹脂シート２ａの表面に固定されている。部品３は、第１の樹脂シート２ａの表面に固定される際に正確に位置決めすることができる。したがって、キャビティ５の内壁に部品３の位置決めのための突起を設ける必要はなくなる。

　仮に、キャビティ５に対する部品３の平面的に見たときの位置合わせ精度が多少悪く、かつ、部品３のサイズに対するキャビティ５のサイズの余裕が小さく、部品３がキャビティ５の近傍の第２の樹脂シート２ｂに衝突することがあったとしても、部品３は第１の樹脂シート２ａによって広く覆われているので、部品３は第１の樹脂シート２ａに押されてキャビティ５に押し込まれる。部品３は第１の樹脂シート２ａの下側に閉じ込められた状態でキャビティに押し込まれるので、従来問題となっていたような部品３が弾けて飛んでしまう現象は、避けることができる。したがって、キャビティ５のサイズを部品３のサイズに比べて著しく大きく形成しなくても、部品３のサイズと近いサイズで形成することができる。

　このような理由から、本実施の形態では、部品の外周側面とキャビティの内周側面との間の間隙をさらに小さくすることができる。

　なお、図２～図４では、第１の樹脂シート２ａは単独の状態で、これに部品３を固定していたが、このような態様に限らない。第１の樹脂シート２ａに他の樹脂シートを１層または複数層組み合わせて予め仮圧着をしていてもよい。このように仮圧着したものに対して、部品３を固定することとしてもよい。その場合、たとえば図６に示すようになる。この例では、第１の樹脂シート２ａに他の樹脂シート２を重ねて仮圧着したものに対して、工程Ｓ１により部品３を固定している。固定の際には、少なくとも第１の樹脂シート２ａの表面が軟化すればよい。

　この場合、工程Ｓ２では、図７に示すように、仮圧着した部分的積層体同士を組み合わせることとなる。この後に、圧着させる工程Ｓ３を行なうことによって、図８に示すような樹脂多層基板１０２を得ることができる。

　また、図４に示した例では、複数の第２の樹脂シート２ｂと１枚の第３の樹脂シート２ｃとを予め仮圧着したものを用いて工程Ｓ２を行なっていたが、図９に示すように、各樹脂シートがばらばらの状態で積み重ねて、工程Ｓ２を行なってもよい。このようにすれば、キャビティを有する基板への部品の実装を行なう必要がなくなるので、先に部分的積層体を仮圧着して作製しておく必要がない。したがって、個別の樹脂シートの集合体から一括して積層することができるので、効率が良くなる。

　（実施の形態２）
　実施の形態１では、複数ある部品３がいずれも高さの等しいものであることを前提に説明してきたが、高さが異なる部品が混在している場合においても、本発明は適用可能である。高さが異なる部品が混在している場合の樹脂多層基板の製造方法について、実施の形態２で説明する。

　図１０～図１２を参照して、本発明に基づく実施の形態２における樹脂多層基板の製造方法について説明する。

　図１０に示した例では、部品３として、互いに高さが異なる部品３ａと部品３ｂとが存在する。実施の形態１で説明したのと同様に工程Ｓ１を行なって、同一の第１の樹脂シート２ａの上面に部品３ａと部品３ｂとが固定されている。部品３ａの方が部品３ｂよりも高さが大きくなっている。

　図１１に示すように、工程Ｓ２を行なう。工程Ｓ２の詳細は、実施の形態１で説明したのと同様であるが、下側の部分的積層体には、互いに深さの異なるキャビティ５ａ，５ｂが用意されている。部品３ａのためのキャビティ５ａは、貫通孔１４が３層分連なることによって形成されている。部品３ｂのためのキャビティ５ｂは、貫通孔１４が２層分連なることによって形成されている。このように、部品３の各々の高さに対応した深さのキャビティが形成されるように、貫通孔１４を設ける樹脂シートの数を適宜調整すればよい。図１１に示すように工程Ｓ２によって重ね合わせた後で、工程Ｓ３を行なう。こうして、図１２に示すような樹脂多層基板１０３を得ることができる。

　本実施の形態においても、実施の形態１で説明したのと同様の効果を得ることができる。

　なお、図１２に示す樹脂多層基板１０３を得るために、図１０～図１１に示した例では、内蔵すべき複数の部品３の全てを第１の樹脂シート２ａに固定していたが、たとえば図１３に示すようにしてもよい。すなわち、内蔵すべき複数の部品３のうちの一部を上側の第１の樹脂シートａに固定し、他の一部を下側の部分的積層体の上面に固定し、この状態で、工程Ｓ２を行なう。部品３ａは３層分の貫通孔１４の連なりに対して図中下側から挿入される。部品３ｂは、２層分の貫通孔１４の連なりによって形成されたキャビティ５ｂに対して上側から挿入される。

　図１３に示した例では、部品３ａと部品３ｂとの上面同士がたまたま同一平面上にあったが、そうでない場合も本発明は適用可能である。部品３が複数あって、部品３の上面同士も下面同士も位置が異なる場合、図１４のように工程Ｓ２を行なうことで、対処可能である。図１４に示した例では、部品３ａと部品３ｂとは上面の位置が異なる。中間部分の積層体に下向きに開口するキャビティ５ａと上向きに開口するキャビティ５ｂとが設けられている。部品３ａはキャビティ５ａに対して図中下側から挿入され、部品３ｂはキャビティ５ｂに対して図中上側から挿入される。こうして、図１５に示すような樹脂多層基板１０４を得ることができる。

　（実施の形態３）
　図１６～図２０を参照して、本発明に基づく実施の形態３における樹脂多層基板の製造方法について説明する。本実施の形態における樹脂多層基板の製造方法のフローチャートを図１６に示す。

　本実施の形態における樹脂多層基板の製造方法は、基本的には実施の形態１または２と同様であるが、以下の点で異なる。

　本実施の形態における樹脂多層基板の製造方法においては、前記第１の樹脂シートに前記部品を固定する工程Ｓ１は、表面に粘着面を有する粘着シートの前記粘着面に前記部品を配置することによって前記部品を仮固定する工程Ｓ１１と、前記部品が仮固定された前記粘着シートを、前記第１の樹脂シートに対して、前記部品が前記第１の樹脂シートに接する向きで、重ねる工程Ｓ１２と、前記第１の樹脂シートを加熱により軟化させ、前記粘着シートを前記第１の樹脂シートに対して押し当てる工程Ｓ１３と、前記部品を前記第１の樹脂シートの表面に残したまま前記粘着シートを引き剥がす工程Ｓ１４とを含む。

　本実施の形態における樹脂多層基板の製造方法に含まれる各工程について、以下に詳しく説明する。この製造方法では、工程Ｓ１の内訳が以下のとおりとなる。

　まず、工程Ｓ１１として、図１７に示すように、表面に粘着面３１ｕを有する粘着シート３１の粘着面３１ｕに部品３を配置することによって部品３を仮固定する。粘着シート３１は、樹脂層３１ｆと粘着剤層３１ｎとを含む。粘着剤層３１ｎの上面が粘着面３１ｕに相当する。樹脂層３１ｆは、たとえばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなるフィルムである。樹脂層３１ｆの材料としては、ＰＥＴの他に、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ポリエステル、ＰＰＳ（ポニフェニレンスルファイド）などであってもよい。粘着剤層３１ｎは、たとえばアクリル系の粘着剤の層である。アクリル系に代えてシリコーン系であってもよい。粘着剤層３１ｎは粘着性の弱いものであってよい。

　部品３を粘着シート３１に仮固定した状態を図１８に示す。
　次に、工程Ｓ１２として、図１９に示すように、第１の樹脂シート２ａを加熱により軟化させた状態で、部品３が仮固定された粘着シート３１を、第１の樹脂シート２ａに対して、部品３が第１の樹脂シート２ａに接する向きで、重ねる。図１９では、部品３が上面に仮固定された粘着シート３１は動かさずに、第１の樹脂シート２ａを上から重ねる様子を示しているが、このような方法であってもよい。逆に、第１の樹脂シート２ａを置いた状態で、部品３が仮固定された粘着シート３１を上側から裏返しに重ねてもよい。

　図１９に示したように粘着シート３１と第１の樹脂シート２ａとを重ねて貼り付けた結果、図２０に示すような状態になる。

　次に、工程Ｓ１３として、第１の樹脂シート２ａを加熱により軟化させ、粘着シート３１を第１の樹脂シート２ａに対して押し当てる。第１の樹脂シート２ａを加熱する際には、粘着シート３１も共に加熱されてもよい。部品３は軟化した状態の第１の樹脂シート２ａに付着する。粘着シート３１の粘着面３１ｕによる部品３に対する粘着力よりも、軟化した第１の樹脂シート２ａによる部品３に対する粘着力の方が強くなっている。

　次に、工程Ｓ１４として、部品３を第１の樹脂シート２ａの表面に残したまま粘着シート３１を引き剥がす。こうして、図３に示したのと同じものが得られる。すなわち、第１の樹脂シート２ａの表面に部品３が固定された状態である。

　粘着シート３１の粘着面３１ｕによる部品３に対する接着力よりも、軟化した第１の樹脂シート２ａによる部品３に対する接着力の方が強くなっているので、粘着シート３１を引き剥がした場合でも、部品３は、第１の樹脂シート２ａの表面に残すことができる。

　この後は工程Ｓ２，Ｓ３を行なう。工程Ｓ２，工程Ｓ３の詳細は、実施の形態１または２で説明したものと同様であるので、説明を繰り返さない。

　本実施の形態では、工程Ｓ１として第１の樹脂シートに部品を固定する際に、一旦、粘着シートに部品を仮固定してから第１の樹脂シートに部品を転写している。第１の樹脂シートへの部品の固定には樹脂を高温にして軟化させることが必要であるので、個別の部品を直接ハンドリングして第１の樹脂シートに固定しようとすれば、樹脂が軟化する程度の高温の状態の中で部品を位置決めして配置する作業をするか、あるいは、全ての部品を配置してから第１の樹脂シートを加熱するかしなければならないところである。前者の場合は、高温の中での部品配置作業を行なわなければならず、作業が困難となる。後者の場合は、第１の樹脂シートが軟化する前は、部品は第１の樹脂シートの表面に置かれているだけとなるので、振動、衝撃などによって部品が本来の位置からずれてしまうおそれがある。

　これに対して、粘着シートは高温にしなくても部品を仮固定することができる。したがって、粘着シートへの部品の仮固定の作業は行ないやすい。そして、部品が仮固定された粘着シートを第１の樹脂シートに重ねた状態としてからこれらを加熱して第１の樹脂シートの樹脂を軟化させることができる。部品は粘着シートによって仮固定されているので、加熱する間に部品がずれることも防止できる。

　粘着シートの適当な位置、たとえば外周近傍部にピン孔を設けておき、金型ピンによって粘着シートの位置決めをすることとしてもよい。第１の樹脂シートにも同じ基準のピン孔を設けておけば、積み重ねる際に効率良く作業することができ、迅速に正確な位置決めをすることができる。

　（実施の形態４）
　図２１に示すように、部品３間の距離が長い箇所がある場合には、粘着シート３１から第１の樹脂シート２ａに部品３を転写しようとした際に、図２２に示すように第１の樹脂シート２ａがたわんで粘着シート３１に接触してしまう場合がある。このように第１の樹脂シート２ａの一部が粘着シート３１に接触した場合、第１の樹脂シート２ａと粘着シート３１とがくっついてしまい、ハンドリングが困難となる。また、粘着シート３１上での部品３の配置が正確に行なわれていても、部品３を粘着シート３１から第１の樹脂シート２ａに転写する際に、第１の樹脂シート２ａがたわんでいると、第１の樹脂シート２ａの表面の不正確な位置に転写されてしまうおそれがある。本発明に基づく実施の形態４では、このような問題を克服するための対処法を示す。

　図２３～図２８を参照して、本発明に基づく実施の形態４における樹脂多層基板の製造方法について説明する。

　本実施の形態における樹脂多層基板の製造方法は、基本的には実施の形態３と同様であるが、以下の点で異なる。

　本実施の形態における樹脂多層基板の製造方法においては、重ねる工程Ｓ１２の前に、前記粘着面のうち前記部品が配置される領域を避けて前記粘着面の少なくとも一部を覆うように、保護シートを配置する工程を含み、重ねる工程Ｓ１２は、前記保護シートを前記粘着シートと前記第１の樹脂シートとで挟み込むようにして行なわれる。

　より具体的に説明する。まず、部品３に対応する領域に予め開口部３５を設けた保護シート３２を用意し、図２３に示すように、粘着面３１ｕのうち部品３が配置される領域を避けて粘着面３１ｕの少なくとも一部を覆うように、保護シート３２を粘着シート３１の粘着面３１ｕに貼り付ける。保護シート３２は、粘着性がないシートであるか、あるいは、粘着シートよりも粘着性が低いシートである。保護シート３２としては、たとえばＰＥＴフィルムを用いることができる。保護シート３２には予め開口部３５が設けられている。開口部３５のサイズは部品３の平面的に見たサイズよりやや大きくなっている。保護シート３２を粘着シート３１の粘着面３１ｕに貼り付けた結果、図２４に示すような状態となる。次に、工程Ｓ１１として、図２５に示すように部品３を粘着面３１ｕに仮固定する。開口部３５を通じて粘着面３１ｕが露出している領域は、部品３のサイズよりやや大きい。次に、工程Ｓ１２として、図２６に示すように第１樹脂シート２ａを重ねる。このとき、粘着シート３１と第１の樹脂シート１ａとで保護シート３２を挟み込む形となる。

　図２４に示したように保護シート３２を配置するためには、他の方法も考えられる。たとえば図２７に示すように、粘着シート３１の粘着面３１ｕの全面を覆うように保護シート３２を貼り付け、その後で、部品３に対応する領域の外形線に沿うように、刃３６によって、保護シート３２を切断する程度の深さに切込み３８を入れることとしてもよい。このとき、切込み３８は部品３に対応する領域を取り囲むように入れられる。図２８に示すように保護シート３２の不要部３７を剥がして除去する。このようにしても、図２４に示した構造を得ることができる。この後、図２５に示したのと同様に、部品３を粘着面３１ｕに仮固定する。

　他の工程については、これまでの実施の形態で説明したものと同様である。
　本実施の形態における樹脂多層基板の製造方法では、保護シートを用いて粘着面の少なくとも一部を覆った状態で、粘着シート３１と第１の樹脂シート１ａとで保護シート３２を挟み込むようにしているので、第１樹脂シート２ａを重ねる工程を行なう際に第１の樹脂シート２ａと粘着シート３１とがくっついてしまう事態を避けることができる。

　なお、保護シート３２の厚みは、部品３の厚みの５０％以上８０％以下であることが好ましい。保護シート３２の厚みが部品３の厚みより薄いことにより、部品３は開口部３５を通じて突出することとなる。このようになれば、第１の樹脂シート２ａおよび粘着シート３１をプレスすることで、部品３に押圧力の作用を集中させることができ、部品３を第１の樹脂シート２ａにより確実に固定することができる。保護シート３２の厚みが部品３の厚みに近ければこの効果が薄れるが、８０％以下であればこの効果を十分に奏することができるので好ましい。また、保護シート３２の厚みがあまりに薄すぎると、第１の樹脂シート２ａが粘着シート３１にくっつくことは防げても第１の樹脂シート２ａがたわんでしまい、部品３が第１の樹脂シート２ａの表面の不正確な位置に転写されてしまう可能性が高まる。したがって、保護シート３２の厚みは、部品３の厚みの５０％以上８０％以下であることが好ましい。

　なお、上述のいずれの実施の形態においてもいえることであるが、第１の樹脂シート２ａに部品３を固定する工程Ｓ１は、圧着する工程Ｓ３より低い温度で行なうことが好ましい。このように温度に差をつけることで、工程Ｓ１では、工程Ｓ３の本圧着に比べて簡易な状態で部品３を第１の樹脂シート２ａに仮圧着させることができる。また、熱による第１の樹脂シート２ａの不所望な変形が抑制される。

　また、本発明における「部品」とは、ＩＣチップのほか、チップコンデンサ、チップインダクタ、チップ抵抗などの受動部品、フェライトや低温焼結セラミックによる基板、プリント配線板などの基板部材、またはＳＵＳ板や銅板などといった金属板などの機能部材を全てを含む概念である。

　（実施の形態５）
　図２９に示すように、１つの樹脂多層基板１０５の内部の異なる複数通りの高さの位置に部品３を内蔵させる場合を考える。図２９に示した樹脂多層基板１０５は、２通りの高さの位置に部品３ｃ，３ｄを内蔵している。

　本発明に基づく実施の形態５そのものの説明に入る前に、このような樹脂多層基板１０５を得るためには、下層から順に組み立てていく場合の製造方法について、図３０～図３４を参照して説明する。

　まず、工程Ｓ１として、図３０に示すように、第１の樹脂シート２ａの上面に部品３ｃを載せて圧着させる。このとき第１回の加熱が行なわれる。次に、図３１に示すように、第２の樹脂シート２ｂと第３の樹脂シート２ｃとを含み、キャビティ５ｃを有する積層体を別途作製しておき、工程Ｓ２として、この積層体を、図３０に示した構造体に対して上側から被せる。こうすることによって、図３２に示す構造が得られる。この段階で図３２に示す構造を一体化させるために、工程Ｓ３として、第２回の加熱が行なわれる。

　さらに、図３３に示すように、上面に必要な樹脂シート２を重ね、部品３ｄを載せて圧着する。この工程は工程Ｓ１に相当する。このとき、第３回の加熱が行なわれる。さらに、工程Ｓ２として、図３４に示すように、所望の樹脂シート２を重ね合わせることによってキャビティ５ｄを有する積層体を別途作製しておき、この積層体を上側から被せる。こうして、図２９に示す構造となる。そして、工程Ｓ３として、全体を熱圧着によって一体化させる。このとき、第４回の加熱が行なわれる。

　第４回の加熱を経て、図２９に示した樹脂多層基板１０５が得られるはずであるが、この樹脂多層基板１０５は、部位によって加熱回数が異なっている。すなわち、部位によって熱履歴が異なる状態となっている。特に、図３５に示す界面４０においては、第１回から第４回までの全ての加熱を経験しているので、樹脂多層基板１０５の全体の中で加熱回数が最も多くなっている。このようにして得られた樹脂多層基板１０５の中では、同一部位にかかる加熱回数の最大値は４である。一般的に、樹脂多層基板においては、多くの回数の加熱を経ている箇所は、材料物性が変化していたり、残留応力が生じていたりして、剥離を生じやすくなる場合がある。したがって、樹脂多層基板としては、このように多くの回数の加熱を経た箇所を含まないことが好ましい。

　このような考え方に基づけば、異なる複数通りの高さの位置に部品を内蔵する樹脂多層基板を作製しようとする場合、以下のような方法が好ましいといえる。樹脂多層基板の全体をいくつかの部分ごとの積層体として分割して作製する。ただし、各部分の積層体が部品を内蔵するように分割する。こうして、各積層体ごとに部品を内蔵させた状態で個別に圧着させておき、あとで、これらの積層体を組み合わせて圧着する。こうすることによって、１つの樹脂多層基板を得ることができる。このようにすれば、樹脂多層基板で、同一部位にかかる加熱回数の最大値を減らすことができる。

　先ほどと同様に、図２９に示した樹脂多層基板１０５を作製する例を前提に、本発明に基づく実施の形態５における樹脂多層基板の製造方法として、図３０～図３２および図３６～図３９を参照して具体的に説明する。

　図３０～図３２に示したように、工程Ｓ１～工程Ｓ３を行なって、図３２に示したような部分的な積層体を予め作製することは先ほどと同様である。こうして得られた積層体を、「下部積層体」と呼ぶこととする。下部積層体の中で最も多くの回数の加熱を経験している部位において、加熱回数は２回である。

　下部積層体とは別に、図３６に示すように、樹脂シート２の上面に部品３ｄを載せて圧着する。この工程は工程Ｓ１に相当する。この圧着の際に行なわれる加熱は、図３６に示す構造体にとっては第１回の加熱である。図３７に示すように、複数の樹脂シート２を組み合わせて、キャビティ５ｅを有する積層体を別途作製しておき、工程Ｓ２として、この積層体を、図３６に示した構造体に対して上側から被せる。こうして、図３８に示す構造となる。この段階で図３８に示す構造を一体化させるために、工程Ｓ３として、第２回の加熱が行なわれる。こうして得られた積層体を、「上部積層体」と呼ぶこととする。

　図３９に示すように、下部積層体の上側に上部積層体を重ねる。ここで示す例では、上部積層体は、図３８に示した姿勢に比べて上下反転させている。下部積層体と上部積層体とを熱圧着により一体化させるために、加熱が行なわれる。この加熱は、下部積層体と上部積層体とのいずれにとっても第３回の加熱となる。こうして、図２９に示した樹脂多層基板１０５が得られる。樹脂多層基板１０５の中で、同一部位にかかる加熱回数の最大値は３となる。先に説明した例では最大値が４であったのに比べると、同一部位にかかる加熱回数の最大値を１減らすことができている。

　ここで明らかとなったことを要約すると、異なる複数通りの高さの位置に部品を内蔵する樹脂多層基板を作製する場合、部品を個別に樹脂シートに内蔵した複数の部分的な積層体を作製してから、それらを多段積みとし、全体を再度加熱圧着することにより、部分的に熱履歴が多くかかってしまう事態を避けることができ、材料物性の変化や残留応力による剥離を生じにくくさせることができる。

　（実施の形態６）
　実施の形態５で説明した製造方法のさらなる変形例について、本発明に基づく実施の形態６として説明する。実施の形態５では下部積層体と上部積層体という大きく２つの積層体に分けて作製してから両者を組み合わせて圧着する例を示したが、実施の形態６では、図３０に示すように、樹脂シート２の一方の面に部品３ｃが圧着している構造体と、図３６に示すように、樹脂シート２の一方の面に部品３ｄが圧着している構造体とをそれぞれ作製しておき、これらとは別に、図４０に示すように樹脂シートを適宜組み合わせて積層したものを作製しておく。図４０に示す構造体を、「中間積層体」と呼ぶこととする。図４０に示した例では、中間積層体は、下面にキャビティ５ｃを有し、上面にキャビティ５ｅを有する。中間積層体は、内部にビア導体６を含んでいる。図３０に示した構造体も、図３６に示した構造体も、図４０に示した中間積層体も、それぞれ経験している加熱の回数はまだ１回である。次に、図４１に示すように、図３０に示した構造体の上に、図４０に示した中間積層体を被せ、さらにその上に、図３６に示した構造体を上下反転させて被せる。こうして、工程Ｓ３として全体を熱圧着により一体化させる。このとき行なわれる加熱は、図４１に示した３つの部分のいずれにとっても第２回の加熱となる。こうして、図２９に示した樹脂多層基板１０５が得られる。樹脂多層基板１０５の中で、同一部位にかかる加熱回数の最大値は２となる。実施の形態５では最大値が４または３であったのに比べると、本実施の形態では、同一部位にかかる加熱回数の最大値をさらに減らすことができている。

　このように、部分ごとに予め作製しておくこととすれば、適宜、加熱回数の最大値を減らすことができるので、樹脂多層基板における剥離を抑制することができる。

　なお、上述のいずれの実施の形態においてもいえることであるが、前記第１の樹脂シート２ａに部品３を固定する工程Ｓ１を開始する時点で、たとえば図４２に示すように、部品３の前記第１の側の表面は粗化処理済であることが好ましい。「前記第１の側の表面」とは、実施の形態１で説明したように、第１の樹脂シート２ａに接する側の表面である。図４２、図４３においては、部品３の表面のうち第１の樹脂シート２ａに接する側の面が粗い面であることを示すために表面の凹凸を誇張して表示している。この構成を採用することにより、第１の樹脂シート２ａの軟化した樹脂表面に対して、部品３の粗化処理された表面がアンカー効果をもたらして、より堅固な固定をすることができる。したがって、図４３に示すように、第１の樹脂シート２ａに部品３をより確実に固定することができる。「粗化処理」とは、表面粗さを増すための処理を意味し、公知技術によって適宜行なうことができる。

　樹脂多層基板に内蔵される部品は、底面に外部電極を有するＩＣ（Integrated　Circuit）に限らない。樹脂多層基板に内蔵される部品としては、たとえば側面に外部電極を有するセラミックチップ部品を用いることができる。

　本発明に基づく樹脂多層基板の製造方法では、図２～図３に示したように工程Ｓ１を行なう際には、概ね面を以て部品を固定する。すなわち、いわゆる面実装が行なわれる。実際、図２～図３に示した例では部品３の下面を介して樹脂シート２への固定が行なわれている。

　しかし、小型のセラミックチップ部品では、側面にはんだを付着させることによって実装されることを想定した構造となっているものが多い。このようなタイプの部品は、面実装を想定した部品に比べて、部品の外部電極の形状はあまり平坦ではない。特に、部品の上面および下面の平坦度があまり良くない。これは元々、ディップ工法などを用いて外部電極が形成されていることに加え、はんだ接合しやすくする目的で、ガラスが析出している部分を覆うためのＮｉメッキ、Ａｕメッキが施されていることに起因する。

　たとえば図４４に示すように、部品３がディップ工法で形成された外部電極７を備え、外部電極７がメッキ層８を有している場合、外部電極７の存在によって平坦度が悪化することに加えて、さらにメッキ層８の厚みも平坦度の悪化に寄与する。このような部品３を樹脂シート２の表面に実装した場合、図４４に曲線の矢印で示すように、部品３の姿勢が一定せず、不正確なものとなりがちである。

　そこで、部品の樹脂シート表面への固定時の安定性を考慮すれば、本発明に基づく樹脂多層基板の製造方法で用いられる部品としては、上面／下面の平坦度が高い部品が好ましい。したがって、たとえば図４５に示すように、外部電極７にメッキ処理がされていない部品３を用いることが好ましい。

　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、部品を内蔵した樹脂多層基板の製造方法に利用することができる。

　２　樹脂シート、２ａ　第１の樹脂シート、２ｂ　第２の樹脂シート、２ｃ　第３の樹脂シート、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ　部品、４，１４　貫通孔、５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ　キャビティ、６　ビア導体、７　外部電極、８　メッキ層、３１　粘着シート、３１ｆ　樹脂層、３１ｎ　粘着剤層、３１ｕ　粘着面、３２　保護シート、３５　開口部、３６　刃、３７　不要部、３８　切込み、４０　界面、１０１，１０２，１０３，１０４，１０５　樹脂多層基板。

Claims

　熱可塑性の複数の樹脂シートを積層した積層体の内部に部品を内蔵したものである樹脂多層基板の製造方法であって、
　前記複数の樹脂シートのうち前記部品の厚み方向の第１の側に隣接すべきものである第１の樹脂シートを加熱により軟化させた状態で前記部品を前記第１の樹脂シートに押し当てることによって前記第１の樹脂シートに前記部品を固定する工程と、
　前記部品を固定した前記第１の樹脂シートを、前記複数の樹脂シートのうち前記部品を受け入れるべき貫通孔を有する第２の樹脂シート、および、前記複数の樹脂シートのうち前記部品の前記第１の側とは逆の第２の側に隣接すべきものである第３の樹脂シートに対して、前記部品が前記貫通孔に挿入されかつ前記部品の前記第２の側の面が前記第３の樹脂シートに対向するように、重ねる工程と、
　前記第１の樹脂シート、前記第２の樹脂シートおよび前記第３の樹脂シートを含む前記積層体を加熱および加圧することによって圧着させる工程とを含む、樹脂多層基板の製造方法。
　前記第１の樹脂シートに前記部品を固定する工程は、
　表面に粘着面を有する粘着シートの前記粘着面に前記部品を配置することによって前記部品を仮固定する工程と、
　前記部品が仮固定された前記粘着シートを、前記第１の樹脂シートに対して、前記部品が前記第１の樹脂シートに接する向きで、重ねる工程と、
　前記第１の樹脂シートを加熱により軟化させ、前記粘着シートを前記第１の樹脂シートに対して押し当てる工程と、
　前記部品を前記第１の樹脂シートの表面に残したまま前記粘着シートを引き剥がす工程とを含む、請求項１に記載の樹脂多層基板の製造方法。
　前記重ねる工程の前に、
　前記粘着面のうち前記部品が配置される領域を避けて前記粘着面の少なくとも一部を覆うように、保護シートを配置する工程を含み、
　前記重ねる工程は、前記保護シートを前記粘着シートと前記第１の樹脂シートとで挟み込むようにして行なわれる、請求項２に記載の樹脂多層基板の製造方法。
　前記保護シートの厚みは、前記部品の厚みの５０％以上８０％以下である、請求項３に記載の樹脂多層基板の製造方法。
　前記第１の樹脂シートに前記部品を固定する工程は、前記圧着する工程より低い温度で行なう、請求項１から４のいずれかに記載の樹脂多層基板の製造方法。
　前記第１の樹脂シートに前記部品を固定する工程を開始する時点で、前記部品の前記第１の側の表面は粗化処理済である、請求項１から５のいずれかに記載の樹脂多層基板の製造方法。