WO2017030061A1 - 多層基板、電子機器および多層基板の製造方法 - Google Patents

多層基板、電子機器および多層基板の製造方法 Download PDF

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森田勇
用水邦明
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Definitions

  • the present invention relates to a multilayer board, and more particularly to a multilayer board having a base material on which a plurality of insulating base material layers are laminated and a metal member housed in the base material, and an electronic device including the same. Moreover, it is related with the manufacturing method of the multilayer substrate.
  • a conductor pattern formed on the main surface of the insulator layer is connected to an interlayer connection conductor extending in a direction perpendicular to the main surface of the insulator layer.
  • a three-dimensional conductor (circuit) is formed in the multilayer substrate.
  • Patent Document 1 discloses an antenna having a three-dimensional structure built in a laminate in which a plurality of wiring substrates are laminated.
  • the antenna is a conductor having a three-dimensional structure in which the feeding ends of the conductor pattern of the inverted F antenna formed on the main surface of each wiring board are connected by an interlayer connection conductor such as a through hole or a via conductor.
  • An object of the present invention is to provide a multilayer substrate having a desired shape and a conductor (circuit) having a three-dimensional structure capable of suppressing a conductor loss, and an electronic device including the multilayer substrate. There is. Moreover, it is providing the manufacturing method of the multilayer substrate.
  • the multilayer substrate of the present invention is A base material on which an insulating base material layer made of a plurality of thermoplastic resins is laminated; A conductor pattern formed on the insulating base layer; A metal member that is at least partially housed in the substrate and connected to the conductor pattern; With The metal member has a lamination direction component of the insulating base material layer and a planar direction component parallel to the main surface of the insulating base material layer through a bent portion, and at least a part of the metal member is in the planar direction. It is a series of members to be stretched, and constitutes at least a part of a circuit formed on the substrate.
  • an interlayer connection conductor such as a via conductor formed by solidifying a conductive paste
  • the resistance is higher.
  • a three-dimensional conductor (circuit) can be formed inside the base material without using such an interlayer connection conductor. Therefore, the conductor loss of the entire circuit can be reduced as compared with the case where a conductor (circuit) having a three-dimensional structure is formed in the base using a large number of interlayer connection conductors.
  • At least a part of the metal member housed in the base material conforms to the shape of the metal member configured in the plurality of stacked insulating base material layers.
  • the thickness of the said metal member in the lamination direction of the said insulating base material layer is larger than the thickness of the said conductor pattern in the lamination direction of the said insulating base material layer.
  • an interlayer connection conductor formed on the insulating base material layer, extending in the stacking direction of the insulating base material layer, and connected to the conductor pattern, It is preferable that the interlayer connection conductor and the conductor pattern are connected by solid phase diffusion bonding. In this configuration, the interlayer connection conductor and the conductor pattern are joined at the surfaces. Therefore, the electrical and mechanical connection reliability of the connection between the interlayer connection conductor and the conductor pattern is high.
  • the metal member is preferably made of the same material as the conductor pattern.
  • the conductive bonding material contains Sn and the metal member and the conductor pattern contain Cu, it is easy to form the same solid phase diffusion layer with Sn and Cu. Therefore, it is desirable to match the materials of the metal member and the conductor pattern.
  • a part of the metal member may extend beyond 0 ° and less than 90 ° with respect to the stacking direction of the insulating base material layer. preferable.
  • the insulating base layer is laminated. The length of the entire conductor can be shortened by having a portion extending at an acute angle with respect to the direction. Therefore, with this configuration, the conductor length of the entire metal member can be shortened, and further the conductor loss can be reduced.
  • the metal member may be at least a part of an antenna radiating element.
  • the conductor pattern includes a signal conductor, and the metal member is disposed so as to surround at least three directions of the signal conductor, and the metal member;
  • a transmission line including the signal conductor is preferably configured.
  • the planar metal members extending in the thickness direction and the longitudinal direction of the base material are also arranged in the width direction of the signal conductor. Therefore, compared to the structure in which the interlayer connection conductors are arranged in the width direction of the signal conductor. Thus, unnecessary radiation from the transmission line to the outside is suppressed.
  • the base material may have pores formed along the metal member.
  • the electronic apparatus of the present invention A housing, A multilayer substrate housed in the housing; With The multilayer substrate is A base material on which an insulating base material layer made of a plurality of thermoplastic resins is laminated; A conductor pattern formed on the insulating base layer; A metal member that is at least partially housed in the substrate and connected to the conductor pattern; Have The metal member has a lamination direction component of the insulating base material layer and a planar direction component parallel to the main surface of the insulating base material layer through a bent portion, and at least a part of the metal member is in the planar direction. It is a series of members to be stretched, and constitutes at least a part of a circuit formed on the substrate.
  • a mounting substrate housed in the housing may be provided, and the multilayer substrate may be mounted on the mounting substrate.
  • a method for producing a multilayer substrate of the present invention comprises: A base material on which an insulating base material layer made of a plurality of thermoplastic resins is laminated; A conductor pattern formed on the insulating base layer; A metal member housed inside the substrate and connected to the conductor pattern; A method for producing a multilayer substrate comprising: A first step of forming the conductor pattern on the plurality of insulating base layers; The metal member is a series of members having a lamination direction component of the insulating base layer and a plane direction component parallel to the main surface of the insulating base layer, and at least a part of which extends in the plane direction.
  • a second step of molding Openings constituting cavities along the shape of the metal member are formed in a predetermined plurality of insulating base layers among the plurality of insulating base layers within the stack of the plurality of insulating base layers stacked.
  • a third step to perform, A fourth step of laminating the plurality of insulating base layers after the first step, the second step and the third step, and storing the metal member in the cavity;
  • the insulating base layer further includes a sixth step of forming an interlayer connection conductor made of a conductive paste extending in the stacking direction of the insulating base layer,
  • the fourth step includes After the sixth step, including a step of interposing a conductive bonding material between the metal member and a part of the conductor pattern,
  • the interlayer connection conductor and the conductive bonding material are materials having a melting point lower than the temperature at the time of heating and pressing in the fifth step,
  • the metal member and a part of the conductor pattern are connected via the conductive bonding material, and the conductor pattern and the interlayer connection conductor formed on the insulating base layer different from each other It is preferable to be connected.
  • connection between a part of the metal member and the conductor pattern via the conductive bonding material, and the conductor pattern and the interlayer connection formed on different insulating base layers Connections between conductors can be made simultaneously. Therefore, the manufacturing process can be simplified.
  • the second step includes It is preferable to include a step of plastically deforming the metal member.
  • This manufacturing method makes it easy to form the metal member 21 having a desired three-dimensional structure.
  • the present invention with a simple configuration, it is possible to realize a multilayer substrate in which a conductor (circuit) having a desired shape and having a three-dimensional structure capable of suppressing conductor loss is housed, and an electronic apparatus including the multilayer substrate. .
  • FIG. 1 is an external perspective view of a multilayer substrate 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the multilayer substrate 101.
  • FIG. 3 is a plan view of the multilayer substrate 101.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the multilayer substrate 101.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view of the multilayer substrate 102 according to the second embodiment, and
  • FIG. 5B is an external perspective view of the metal member 22 housed inside the base material 10 of the multilayer substrate 102.
  • 6A is a cross-sectional view of a base material 10A that houses therein a metal member 23 that extends at an acute angle with respect to the thickness direction (Z-axis direction), and
  • FIG. 6B is a conductor as a comparative example.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view showing the main part of the multilayer substrate 103 according to the third embodiment
  • FIG. 7B is an exploded cross-sectional view showing the main part of the multilayer substrate 103.
  • FIG. 8 is a perspective view of the metal member 23 included in the multilayer substrate 103.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a main part of an electronic apparatus 201 according to the third embodiment.
  • FIG. 10A is an external perspective view of the main part of the multilayer substrate 104A according to the fourth embodiment, and FIG.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view of the main part of the multilayer substrate 104A.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of the main part of the multilayer substrate 104A.
  • FIG. 12A is an external perspective view of the main part of another multilayer substrate 104B according to the fourth embodiment, and
  • FIG. 12B is a cross-sectional view of the main part of the multilayer substrate 104B.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view sequentially illustrating manufacturing steps of the multilayer substrate 104B.
  • FIG. 14 is an external perspective view of the multilayer substrate 105 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 15 is an exploded perspective view of the multilayer substrate 105.
  • 16 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG.
  • FIG. 17A is a perspective view showing the main part of the electronic device 202 according to the sixth embodiment, and FIG. 17B is an exploded perspective view showing the main part of the electronic device 202.
  • 18A is an external perspective view of the multilayer substrate 107 according to the seventh embodiment
  • FIG. 18B is an external perspective view of the multilayer substrate 107 viewed from a different viewpoint from FIG. 18A. is there.
  • FIG. 19 is an exploded perspective view of the multilayer substrate 107.
  • 20A is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 18A
  • FIG. 20B is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 18A.
  • FIG. 21 is a sectional view taken along the line DD in FIG.
  • FIG. 22A is an external perspective view of the base material 10G
  • FIG. 22B is an exploded perspective view of the base material 10G
  • FIG. 23A is an external perspective view of the base material 10H
  • FIG. 23B is an exploded perspective view of the base material 10H.
  • FIG. 24 is a perspective view sequentially illustrating the manufacturing process of the base material 10G.
  • FIG. 25 is a perspective view sequentially illustrating the manufacturing process of the substrate 10H.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a multilayer substrate 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the multilayer substrate 101.
  • FIG. 3 is a plan view of the multilayer substrate 101.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the multilayer substrate 101.
  • the multilayer substrate 101 according to the present embodiment is a multilayer substrate having a structure in which a metal member functioning as a radiation element of an antenna is accommodated inside a substrate composed of a plurality of resin substrate layers.
  • the multilayer substrate 101 includes a base material 10 having a first main surface VS1 and a second main surface VS2 opposite to the first main surface VS1, a metal member 21, mounting components 31, 32, and A connector 51 is provided.
  • a metal member 21 is accommodated (embedded) inside the base material 10.
  • the mounting components 31 and 32 and the connector 51 are mounted on the first main surface VS1 of the substrate 10.
  • the base material 10 is a substantially long insulating flat plate whose longitudinal direction coincides with the lateral direction (X-axis direction in FIG. 1) and whose lateral direction coincides with the longitudinal direction (Y-axis direction).
  • the base material 10 is configured by laminating a plurality of insulating base material layers 11, 12, 13, 14, and 15 each made of a thermoplastic resin in the thickness direction (Z-axis direction in FIG. 1), and heating and pressing.
  • These lateral direction (X-axis direction) and vertical direction (Y-axis direction) correspond to the “plane direction parallel to the main surface of the insulating base layer” of the present invention, and the thickness direction (Z-axis direction) of “ This corresponds to the “stacking direction of the insulating base layer”.
  • the insulating base layer 11 is the uppermost layer and is a flat plate having a square planar shape.
  • the insulating base layer 12 is a flat plate having the same shape as the insulating base layer 11.
  • An opening AP ⁇ b> 1 is formed in the insulating base material layer 12.
  • the opening AP ⁇ b> 1 is a through-hole that has a U-shaped (c-shaped) planar shape and extends from the upper surface to the lower surface of the insulating base material layer 12.
  • the insulating base layer 13 is a flat plate having a rectangular planar shape. Electrodes 41, 42, 43, 44, 45 and three ground electrodes 46 are formed on the upper surface of the insulating base layer 13.
  • the electrodes 41, 42, 43, 44 are rectangular conductor patterns, and are sequentially arranged in the center of the insulating base material layer 13 and along the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base material layer 13.
  • the electrode 45 and the ground electrode 46 are rectangular conductor patterns, and are disposed near one end in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 13 (the right end of the insulating base layer 13 in FIG. 2).
  • interlayer connection conductors V1, V2, V3, V4, V5, and V6 are formed on the insulating base material layer 13.
  • the interlayer connection conductors V1, V2, V3, V4, V5, and V6 are conductors that extend in the thickness direction (Z-axis direction) of the insulating base layer 13.
  • the interlayer connection conductor V1 is connected to the electrode 41, and the interlayer connection conductor V2 is connected to the electrode.
  • the interlayer connection conductor V3 is connected to the electrode 43, and the interlayer connection conductor V4 is connected to the electrode 44.
  • the interlayer connection conductor V5 is connected to the electrode 45, and the interlayer connection conductor V6 is connected to the three ground electrodes 46, respectively.
  • the interlayer connection conductor is, for example, a via conductor formed by forming a via hole in an insulating base material layer and filling a conductive paste.
  • the interlayer connection conductor includes, for example, at least one of Sn, Cu, Ag, Ni, and Mo or an alloy thereof.
  • an opening AP2 is formed in the insulating base material layer 13.
  • the opening AP ⁇ b> 2 is a through-hole that has a straight line shape (I shape) and extends from the upper surface to the lower surface of the insulating base material layer 13.
  • the opening AP2 is disposed at a position closer to the other end (the left end of the insulating base layer 13 in FIG. 2) from the center in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 13.
  • the insulating base layer 14 is a flat plate having a rectangular planar shape.
  • Conductors 61, 62, 63 and three ground conductors 47 are formed on the upper surface of the insulating base layer 14.
  • the conductors 61, 62, and 63 are linear (I-shaped) conductor patterns, and are sequentially arranged in the longitudinal direction (Y-axis direction) center of the insulating base material layer 14 along the longitudinal direction (X-axis direction).
  • One end of the conductor 61 (the right end of the conductor 61 in FIG. 2) is connected to the electrode 41 via the interlayer connection conductor V1.
  • the other end of the conductor 62 (the left end of the conductor 62 in FIG.
  • the ground conductor 47 is a rectangular conductor pattern, and is disposed in the vicinity of one end of the insulating base material layer 14 in the longitudinal direction (X-axis direction).
  • the three ground conductors 47 are each connected to the ground electrode 46 via the interlayer connection conductor V6.
  • an interlayer connection conductor V7 is formed on the insulating base layer 14.
  • the interlayer connection conductor V7 is a conductor that extends in the thickness direction (Z-axis direction) of the insulating base layer 14.
  • the interlayer connection conductor V7 is connected to the three ground conductors 47, respectively.
  • the insulating base material layer 15 is the lowermost layer and is a flat plate having a rectangular planar shape.
  • a ground conductor 71 is formed on the upper surface of the insulating base material layer 15.
  • the ground conductor 71 is a rectangular conductor pattern.
  • the ground conductor 71 is connected to the ground electrode 46 through the interlayer connection conductor V7, the ground conductor 47, and the interlayer connection conductor V6.
  • the interlayer connection conductor is preferably configured to include the same material as the conductor pattern (electrodes 41, 42, 43, 44, 45, ground electrode 46, conductors 61, 62, 63, and ground conductors 47, 71). .
  • the base material 10 is configured by laminating a plurality of insulating base material layers 11, 12, 13, 14, and 15 and heating and pressing. At this time, by stacking the insulating base layers 12 and 13 in which the openings AP1 and AP2 are formed and the insulating base layers 11 and 14 in which the openings are not formed, a plurality of stacked insulating base layers 11 and 12, Cavities are formed inside 13, 14 and 15.
  • the cavity has a thickness direction (Z-axis direction) and a plane direction (X-axis direction or Y-axis direction) parallel to the main surface of the insulating base material layers 11, 12, 13, 14, 15 along the shape of the metal member 21. ).
  • the metal member 21 is stored (embedded) in this cavity.
  • the insulating base layers 11, 12, 13, 14, and 15 are each made of a thermoplastic resin, and the resin wraps around the cavity during heating and pressurization, so that almost no gap remains in the base 10 after the heating and pressurization. Absent.
  • the metal member 21 constitutes at least a part of a circuit formed on the base material 10 and has a thickness direction (Z-axis direction) component and a plane direction (X-axis direction or Y-axis direction) component through a bent portion. It has a three-dimensional structure. Specifically, the metal member 21 includes a U-shaped (c-shaped) portion extending in the plane direction (X-axis direction and Y-axis direction), a portion extending in the thickness direction (Z-axis direction), It is a series of wire-like members integrated with a portion extending in the plane direction (Y-axis direction). In the present invention, a portion extending in the plane direction (X-axis direction or Y-axis direction) is essential.
  • the metal member 21 is connected to the other end of the conductor 61 (the left end of the conductor 61 in FIG. 2) via the conductive bonding material 1.
  • the conductive bonding material 1 includes, for example, at least one of Sn, Cu, Ag, Ni, and Mo or an alloy thereof.
  • the metal member 21 is, for example, a cylindrical copper wire, and is obtained by cutting a copper wire having a circular cross section in a predetermined length unit and molding it by plastic deformation (forging).
  • the metal member 21 may be formed into a three-dimensional structure by casting. Moreover, the cross-sectional shape of the metal member 21 does not necessarily need to be circular as will be described in detail later.
  • the metal member 21 is not necessarily limited to copper, and may be Cu-Zn, Al, for example.
  • the thickness of the metal member 21 in the Z-axis direction is such that the conductor pattern in the Z-axis direction (electrodes 41, 42, 43, 44, 45, ground electrode 46, conductors 61, 62, 63, It is larger than the thickness of the ground conductors 47 and 71).
  • the metal member 21 of the present embodiment functions as a radiating element of a UHF band antenna, for example. Therefore, as shown in FIGS. 3 and 4, the multilayer substrate 101 includes an antenna unit AN in which the metal member 21 is housed (embedded) inside the base material 10.
  • the electrodes 41, 42, 43, 44, 45 and the ground electrode 46 are exposed on the first main surface VS1 of the base material 10.
  • the mounting components 31 and 32 and the connector 51 are mounted on the first main surface VS ⁇ b> 1 of the base material 10.
  • the mounting component 31 is electrically connected (joined) between the electrode 41 and the electrode 42
  • the mounting component 32 is electrically connected (joined) between the electrode 43 and the electrode 44.
  • the connector 51 is electrically connected (joined) to the electrode 45 and the three ground electrodes 46, respectively.
  • This connection (bonding) can be performed by using, for example, solder or a conductive bonding material.
  • the mounting components 31 and 32 are, for example, reactance elements for impedance matching of the metal member 21 functioning as the antenna section AN, and the connector 51 is a connection section for connecting to a receptacle mounted on another circuit board, for example. As will be described in detail later, the mounting components 31 and 32 and the connector 51 are not essential.
  • the base 10 of the multilayer substrate 101 is formed with a circuit including the antenna portion AN (metal member 21) and the impedance matching reactance elements (mounting components 31, 32) connected in series. Is done.
  • the multilayer substrate 101 according to this embodiment has the following effects.
  • the multilayer substrate 101 has a structure in which a metal member 21 previously molded into a three-dimensional structure is embedded in the base material 10.
  • the interlayer connection conductor is provided, for example, by filling a via hole formed in the insulating base material layer with a conductive paste and curing (metallizing) it by heating and pressing. Since the solvent contained in the conductive paste volatilizes during this heating and pressurization, the filling rate of the conductor particles is low. Therefore, generally, the volume resistivity of an interlayer connection conductor such as a via conductor formed by solidifying a conductive paste is higher than that of a single metal.
  • the multilayer substrate 101 can form a three-dimensional conductor (circuit) inside the base material 10 without using an interlayer connection conductor made of a conductive paste. Therefore, the conductor loss of the entire circuit can be reduced as compared with the case where a conductor (circuit) having a three-dimensional structure is formed inside the base material 10 using a large number of interlayer connection conductors.
  • the multilayer substrate 101 of the present embodiment has a structure in which the metal member 21 previously formed into a three-dimensional structure is accommodated (embedded) inside the base material 10. Therefore, the metal member 21 having a desired three-dimensional structure can be easily formed. Moreover, in this embodiment, the cavity along the shape of the metal member 21 is comprised in the laminated
  • the thickness of the metal member 21 in the Z-axis direction is such that the conductor pattern in the Z-axis direction (electrodes 41, 42, 43, 44, 45, ground electrode 46, conductors 61, 62, 63, ground It is larger than the thickness of the conductors 47 and 71).
  • the DCR direct current resistance
  • the strength of the metal member 21 can be increased, and deformation of the metal member 21 due to heating and pressurization or external force can be further suppressed.
  • the metal member 21 includes conductor patterns (electrodes 41, 42, 43, 44, 45, ground electrodes 46, conductors 61, 62, 63, ground conductors 47, 71). Consists of the same material. With this configuration, for example, when the conductive bonding material contains Sn and the metal member and the conductor pattern contain Cu, it is easy to form the same solid phase diffusion layer with Sn and Cu. Therefore, it is desirable to match the materials of the metal member and the conductor pattern.
  • interlayer connection conductors V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7 and conductor patterns are connected by solid phase diffusion bonding. Due to heat at the time of thermocompression bonding, for example, a solid phase diffusion layer such as Cu 6 Sn 5 is formed at the interface between Sn contained in the paste of the interlayer connection conductor and Cu contained in the conductor pattern, for example.
  • a solid phase diffusion layer such as Cu 6 Sn 5 is formed at the interface between Sn contained in the paste of the interlayer connection conductor and Cu contained in the conductor pattern, for example.
  • the material of the interlayer connection conductor and the conductor pattern may be a combination that connects by solid phase diffusion bonding.
  • the interlayer connection conductor and the conductor pattern are not limited to the configuration in which the connection is made by solid phase diffusion bonding.
  • the manufacturing method of the multilayer substrate 101 is as follows.
  • the insulating base material layers 11, 12, 13, 14, and 15 in the aggregate substrate state are prepared.
  • a thermoplastic resin base material such as a liquid crystal polymer is used.
  • the interlayer connection conductors V1, V2, V3, V4, V5, V6, and V7 are formed on the insulating base material layers 13 and 14 in the aggregate substrate state.
  • This step of forming the interlayer connection conductors V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7 extending in the thickness direction (Z-axis direction) on the insulating base layers 13 and 14 is the “sixth step” of the present invention. It is an example.
  • Interlayer connection conductors V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7 are conductive materials including one or more of Cu, Ag, Sn, Ni, Mo, etc., or an alloy thereof after providing a through hole with a laser or the like. It is provided by disposing an adhesive paste and curing it by subsequent heating and pressing (the “fifth step” of the present invention). Therefore, the interlayer connection conductors V1, V2, V3, V4, V5, V6, and V7 are made of materials having a melting point lower than the temperature at the time of subsequent heating and pressurization.
  • the metal member 21 has a thickness direction (Z-axis direction) component and a plane direction (X-axis direction or Y-axis direction) component, and at least a part of the metal member 21 is a plane direction (X-axis direction or Y-axis direction). ) To form a series of shapes extending.
  • the metal member 21 is, for example, a copper wire, but may be Cu—Zn, Al, or the like. This step of forming the metal member 21 into a three-dimensional structure is an example of the “second step” in the present invention.
  • the metal member 21 can obtain a three-dimensional structure by cutting a copper wire having a circular cross section, for example, by a predetermined length unit and forming it by plastic deformation (forging), but is not limited to this method. .
  • the metal member 21 may be formed into a three-dimensional structure by casting.
  • openings AP ⁇ b> 1 and AP ⁇ b> 2 constituting cavities are formed in the insulating base material layers 12 and 13 inside the plurality of laminated insulating base material layers 11, 12, 13, 14, and 15.
  • the insulating base layers 12 and 13 in which the openings AP1 and AP2 are formed correspond to the “predetermined insulating base layer” in the present invention.
  • This step of forming the openings AP1 and AP2 in the insulating base material layers 12 and 13 is an example of the “third step” in the present invention.
  • the conductive bonding material 1 may be interpose between the metal member 21 and a part of the conductor 61 (conductor pattern) formed on the insulating base layer 14.
  • the conductive bonding material 1 may be formed on one end of the metal member 21, or may be formed on a part of the conductor 61 (conductor pattern) formed on the insulating base material layer 14.
  • the metal member 21 and a part of the conductor 61 are connected via the conductive bonding material 1 by melting the conductive bonding material 1 in the subsequent heating and pressing step (the “fifth step” of the present invention).
  • the conductive bonding material 1 is made of a material having a melting point lower than the temperature at the time of subsequent heating and pressurization, similarly to the interlayer connection conductors V1, V2, V3, V4, V5, V6, and V7.
  • the conductive bonding material 1 includes, for example, at least one of Sn, Cu, Ag, Ni, and Mo or an alloy thereof.
  • the base material 10 is formed by heating and pressurizing the laminated insulating base material layers 11, 12, 13, 14, and 15. By heating and pressurizing the laminated insulating base material layers 11, 12, 13, 14, 15, the base material 10 is formed, and the conductor 61 (conductor pattern) formed on the metal member 21 and the insulating base material layer 14.
  • This process in which a part of the process is connected is an example of the “fifth process” in the present invention.
  • one end of the metal member 21 housed in the base material 10 is connected to the other end of the conductor 61 formed on the insulating base material layer 14 via the conductive bonding material 1.
  • conductor patterns and interlayer connection conductors (conductor 61 and interlayer connection conductor V1, conductor 62 and interlayer connection conductors V2 and V3, conductor 63 and interlayer connection conductor V4, formed on different insulating base layers 13, 14, and 15).
  • V5, ground conductors 47 and V6, ground conductor 71 and interlayer connection conductor V7) are connected. Therefore, it is desirable that the conductive bonding material 1 is the same as the metal material constituting the interlayer connection conductors V1, V2, V3, V4, V5, V6, and V7.
  • the mounting components 31 and 32 and the connector 51 are mounted on the first main surface VS1 of the base material 10. Specifically, the mounting component 31 is electrically connected (joined) between the electrode 41 and the electrode 42, and the mounting component 32 is electrically connected (joined) between the electrode 43 and the electrode 44. Further, the connector 51 is electrically connected (joined) to the electrode 45 and the three ground electrodes 46, respectively.
  • This connection (bonding) can be performed by using, for example, solder or a conductive bonding material.
  • the interlayer connection conductors V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7 and the conductive bonding material 1 are materials having a melting point lower than the temperature at the time of heating and pressing in the above (7). . Therefore, at the time of heating and pressing in the above (7), the connection between the metal member 21 and a part of the conductor 61 via the conductive bonding material 1 and the conductor pattern (electrode 41 formed on different insulating base layers). , 42, 43, 44, 45, ground electrode 46, conductors 61, 62, 63, ground conductors 47, 71) and connections between interlayer connection conductors V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7 simultaneously. It can be carried out. Therefore, the manufacturing process can be simplified.
  • the metal member 21 is molded by plastic deformation to obtain a three-dimensional structure.
  • the metal member 21 having a desired three-dimensional structure can be easily formed.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view of the multilayer substrate 102 according to the second embodiment
  • FIG. 5B is an external perspective view of the metal member 22 housed inside the base material 10 of the multilayer substrate 102.
  • the multilayer substrate 102 according to the second embodiment is different from the multilayer substrate 101 according to the first embodiment in the shape of the metal member 22 housed inside the base material 10. Other configurations are the same as those of the multilayer substrate 101. Hereinafter, parts different from the multilayer substrate 101 according to the first embodiment will be described.
  • the metal member 22 includes a U-shaped (c-shaped) portion that extends in a planar direction (X-axis direction and Y-axis direction) through a bent portion, a thickness direction (Z-axis direction), and a lateral direction (X-axis).
  • Direction) and a portion extending in the plane direction (Y-axis direction) are a series of members.
  • the metal member 22 has a portion extending at an acute angle (greater than 0 ° and less than 90 °) with respect to the thickness direction (Z-axis direction).
  • the metal member 22 does not have a portion extending in the thickness direction (Z-axis direction), but has a portion extending in an oblique direction with respect to the plane direction (X-axis direction and Y-axis direction).
  • FIG. 6A is a cross-sectional view of a base material 10A that houses therein a metal member 22A that extends at an acute angle with respect to the thickness direction (Z-axis direction), and FIG. 6B shows a conductor as a comparative example. It is sectional drawing of the base material 10B which accommodates 61, 62, 63 and interlayer connection conductor V11, V12, V13, V14 inside.
  • Each of the base materials 10A and 10B shown in FIGS. 6A and 6B is formed by laminating a plurality of insulating base material layers 11a, 12a, 13a, and 14a made of a thermoplastic resin in the thickness direction (Z-axis direction). It is configured by heating and pressing.
  • An electrode P1 is formed on the upper surfaces of the base materials 10A and 10B, and an electrode P2 is formed on the lower surfaces of the base materials 10A and 10B.
  • the electrode P1 is located near one side surface of the base materials 10A and 10B (the left side surface of the base materials 10A and 10B in FIGS. 6A and 6B), and the electrode P2 is the other side of the base materials 10A and 10B.
  • the base materials 10A and 10B have different conductors housed (embedded) therein, and other configurations are substantially the same.
  • the metal member 22A is accommodated (embedded) inside the base material 10A. As shown in FIG. 6A, the metal member 22A has a linear shape that extends at an acute angle (greater than 0 ° and less than 90 °) with respect to the thickness direction (Z-axis direction) through a bent portion. It is a member. One end of the metal member 22A is connected to the electrode P1, and the other end of the metal member 22A is connected to the electrode P2. That is, the electrode P1 and the electrode P2 are connected via the metal member 22A.
  • conductors 61, 62, 63 and interlayer connection conductors V11, V12, V13, V14 are accommodated (embedded) inside the base material 10B.
  • the electrodes P1 and P2 are connected via conductors 61, 62, 63 and interlayer connection conductors V11, V12, V13, V14.
  • a three-dimensional structure is formed by combining a portion extending in the thickness direction (Z-axis direction) and a portion extending in the plane direction (X-axis direction or Y-axis direction).
  • the length of the entire conductor can be shortened by having a portion extending at an acute angle (more than 0 ° and less than 90 °) with respect to the thickness direction (Z-axis direction). Therefore, with this configuration, the conductor length of the entire metal member can be shortened, and further the conductor loss can be reduced.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view showing the main part of the multilayer substrate 103 according to the third embodiment
  • FIG. 7B is an exploded cross-sectional view showing the main part of the multilayer substrate 103
  • FIG. 8 is a perspective view of the metal member 23 included in the multilayer substrate 103.
  • the multilayer substrate 103 according to the third embodiment is different from the multilayer substrate 101 according to the first embodiment in that a part of the metal member is exposed from the base material.
  • the multilayer substrate 103 is different from the multilayer substrate 101 in that the conductors 64 and 65 are provided. Other configurations are substantially the same as those of the multilayer substrate 101.
  • parts different from the multilayer substrate 101 according to the first embodiment will be described.
  • the multilayer substrate 103 includes a base material 10C, a metal member 23, and the like.
  • a conductor 65 is formed on the first main surface VS1 of the base material 10C, and a conductor 64, an interlayer connection conductor V15, and a ground conductor 71 are formed inside the base material 10C.
  • the metal member 23 is a flat plate bent in an L-shape, and a portion extending in the plane direction (X-axis direction) and a portion extending in the thickness direction (Z-axis direction) are integrated through the bent portion.
  • a series of three-dimensional structures As shown in FIG. 7A, a part of the metal member 23 is housed inside the base material 10C, and the other part of the metal member 23 is exposed to the outside of the base material 10C.
  • One end of the metal member 23 is connected to the ground conductor 71 via the interlayer connection conductor V15. In the vicinity of the other end of the metal member 23, a through hole H1 is formed.
  • the base material 10C is formed by laminating a plurality of insulating base material layers 11c, 12c, 13c, 14c, and 15c in the thickness direction (Z-axis direction) and heating and pressing.
  • the insulating base material layer 11c is the uppermost layer
  • the insulating base material layer 15c is the lowermost layer.
  • a conductor 65 is formed on the upper surface of the insulating base layer 11c.
  • An opening AP3 is formed in the insulating base material layer 11c.
  • the opening AP3 is a through hole reaching from the upper surface to the lower surface of the insulating base material layer 11c.
  • a conductor 64 is formed on the lower surface of the insulating base layer 12c. Further, an opening AP4 is formed in the insulating base material layer 12c. The opening AP4 is a through hole reaching from the upper surface to the lower surface of the insulating base material layer 12c. The other end of the metal member 23 is inserted into an opening AP4 formed in the insulating base material layer 12c, and one end of the metal member 23 is attached to the lower surface of the insulating base material layer 12c.
  • Opening AP5 is formed in the insulating base material layer 13c.
  • the opening AP5 is a through hole reaching from the upper surface to the lower surface of the insulating base material layer 13c.
  • a ground conductor 71 is formed on the lower surface of the insulating base layer 14c.
  • An interlayer connection conductor V15 is formed on the insulating base layer 14c.
  • the base material 10C is configured by laminating a plurality of insulating base material layers 11c, 12c, 13c, 14c, and 15c, and heating and pressing. At this time, a plurality of laminated insulating base material layers 11c, 11c, 12c, 13c in which the openings AP3, AP4, AP5 are formed and the insulating base material layer 15c in which the openings are not formed are stacked. Cavities are formed inside 12c, 13c, 14c, and 15c. This cavity extends in the thickness direction (Z-axis direction) and the planar direction (X-axis direction or Y-axis direction) so as to follow a part of the shape of the metal member 23.
  • the insulating base layers 11c, 12c, 13c, 14c, and 15c are each made of a thermoplastic resin, and the resin wraps around the cavity during heating and pressurization.
  • the metal member may be configured such that a part of the metal member is accommodated inside the base material and the other part is exposed from the base material.
  • the portion of the metal member housed inside the base material is the thickness direction (Z-axis direction) component.
  • a plane direction (X-axis direction or Y-axis direction) component, and a series of members that at least partially extend in the plane direction may be used.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the main part of the electronic apparatus 201 according to the third embodiment.
  • the electronic apparatus 201 includes a metal casing 81, a multilayer substrate 103 accommodated in the metal casing 81, the coupling member 2, and the like.
  • the coupling member 2 is inserted through the through hole H1 formed in the vicinity of the other end of the metal member 23.
  • the other end of the metal member 23 included in the multilayer substrate 103 is fixed to the metal casing 81 via the coupling member 2.
  • the coupling member 2 is, for example, a metal screw.
  • the conductor formed on the surface of the base material is interposed with a conductive bonding material such as solder.
  • a metal member is firmly fixed to a base material. Therefore, detachment of the metal member 23 from the multilayer substrate 103 can be prevented by the stress generated in the metal member 23 when the multilayer substrate 103 is fixed to the metal casing 81, and the mechanical strength and electrical reliability are increased.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the coupling member 2 may be a clip or the like, and the multilayer substrate may be fixed to the metal casing by sandwiching a metal member exposed from the base material.
  • the multilayer board may be connected to a mounting board or the like housed in the metal casing 81 of the electronic device 201.
  • FIG. 10A is an external perspective view of the main part of the multilayer substrate 104A according to the fourth embodiment
  • FIG. 10B is a cross-sectional view of the main part of the multilayer substrate 104A
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of the main part of the multilayer substrate 104A.
  • the multilayer substrate 104A according to the fourth embodiment is different from the multilayer substrate 101 according to the first embodiment in the shape of the metal member.
  • the multilayer substrate 104A is different from the multilayer substrate 101 in that the conductor 66 is provided.
  • Other configurations are substantially the same as those of the multilayer substrate 101.
  • parts different from the multilayer substrate 101 according to the first embodiment will be described.
  • FIG. 10A is an external perspective view of the main part of the multilayer substrate 104A according to the fourth embodiment
  • FIG. 10B is a cross-sectional view of the main part of the multilayer substrate 104A
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of the main part of the multilayer substrate 104A.
  • the multilayer substrate 104A includes a base material 10D, a metal member 24, and the like.
  • a conductor 66, a plurality of interlayer connection conductors V16, a ground conductor 71, and the like are formed inside the base material 10D.
  • the metal member 24 is U-shaped when viewed from the thickness direction (Z-axis direction), and a portion extending in the plane direction (X-axis direction and Y-axis direction) through the bent portion and the thickness direction (Z-axis direction) It is a three-dimensional structure in which the part extending in the direction is integrated.
  • the metal member 24 has an opening CP1. As shown in FIG. 10B, the metal member 24 is accommodated inside the base material 10D. One end of the metal member 24 is connected to the ground conductor 71 via a plurality of interlayer connection conductors V16.
  • the base material 10D is configured by laminating a plurality of insulating base material layers 11d, 12d, 13d, 14d, and 15d in the thickness direction (Z-axis direction), and heating and pressing.
  • the insulating base material layer 11d is the uppermost layer
  • the insulating base material layer 15d is the lowermost layer.
  • the opening AP6 is formed in the insulating base material layer 12d.
  • the opening AP6 is a through-hole that has a U shape in plan and extends from the upper surface to the lower surface of the insulating base layer 12d.
  • An L-shaped conductor 66 is formed on the upper surface of the insulating base layer 13d.
  • An opening AP7 is formed in the insulating base material layer 13d.
  • the opening AP ⁇ b> 7 is a through hole that has a U shape in plan and extends from the upper surface to the lower surface of the insulating base material layer 13.
  • the five interlayer connection conductors V16 are formed on the insulating base layer 14d.
  • the five interlayer connection conductors V16 are arranged in a U shape when the insulating base layer 14d is viewed in plan (viewed from the Z-axis direction).
  • a ground conductor 71 is formed on the upper surface of the insulating base layer 15d.
  • the base material 10D is configured by laminating a plurality of insulating base material layers 11d, 12d, 13d, 14d, and 15d, and heating and pressing. At this time, by stacking the insulating base layers 12d and 13d in which the openings AP6 and AP7 are formed and the insulating base layers 11d and 14d in which the openings are not formed, a plurality of stacked insulating base layers 11d, 12d, Cavities are formed inside 13d, 14d, and 15d. This cavity extends in the thickness direction (Z-axis direction) and the planar direction (X-axis direction or Y-axis direction) so as to follow the shape of the metal member 24. The metal member 24 is accommodated (embedded) in this cavity.
  • FIG. 12A is an external perspective view of the main part of another multilayer substrate 104B according to the fourth embodiment
  • FIG. 12B is a cross-sectional view of the main part of the multilayer substrate 104B.
  • the metal member 24 is shown as a dot pattern in order to make the structure easy to understand.
  • the multilayer substrate 104B includes a base material 10E, a metal member 24, and the like.
  • the multilayer substrate 104B is different from the substrate 10D of the multilayer substrate 104A in that it has a hole SP1 formed from the surface (first main surface VS1) of the substrate 10E toward the inside.
  • Other configurations are the same as those of the multilayer substrate 104A.
  • the hole SP1 is a hole extending in the thickness direction (Z-axis direction) from the first main surface VS1 toward the inside of the base material 10E and reaching the ground conductor 71 formed inside the base material 10E. Therefore, the ground conductor 71 is exposed from the base material 10E. Further, the hole SP1 is an opening CP1 of the metal member 24 as viewed from the Z-axis direction (a portion in which three directions ( ⁇ X direction, + Y direction, and ⁇ Y direction) in FIG. 11 are surrounded by the metal member 24). It is arranged at the matching position. Therefore, the hole SP1 is formed along the opening CP1 of the metal member 24, and the inner part of the opening CP1 of the metal member 24 is exposed from the base material 10E.
  • the multilayer substrate 104B according to the present embodiment is manufactured by, for example, the following process.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view sequentially illustrating manufacturing steps of the multilayer substrate 104B.
  • a multilayer substrate 104A is prepared.
  • a hole SP1 extending in the thickness direction (Z-axis direction) from the first main surface VS1 side toward the inside of the base material 10D to reach the ground conductor 71 is formed, and the multilayer substrate 104B (base material 10E) is formed. obtain.
  • the hole SP1 is formed by the laser beam LR irradiated toward the thickness (Z-axis direction) with respect to the position of the opening CP1 of the metal member 24 housed in the base material 10D. .
  • the laser beam LR is blocked by a ground conductor 71 formed inside the base material 10D.
  • the present invention is not limited to this.
  • the hole SP1 may not reach the ground conductor from the surface of the base material.
  • hole SP1 may be formed in the 2nd main surface VS2 and side surface of a base material.
  • the hole SP1 is arranged at the position coincident with the opening CP1 of the metal member 24 when viewed from the Z-axis direction, but the present invention is not limited to this.
  • the hole SP1 may be disposed at a position other than the opening CP1 of the metal member 24.
  • the metal member 24 is a U-shaped three-dimensional structure as viewed from the thickness direction (Z-axis direction)
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the shape (three-dimensional structure) of the metal member can be changed as appropriate within the range where the effects and advantages of the present invention are achieved. It may be a flat plate bent into a substantially U shape, a substantially L shape, a substantially I shape, a substantially T shape, a substantially Y shape or the like as viewed from the axial direction.
  • FIG. 14 is an external perspective view of the multilayer substrate 105 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 15 is an exploded perspective view of the multilayer substrate 105.
  • 16 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • the multilayer substrate 105 includes a base material 10F having a first main surface VS1 and a second main surface VS2 facing the first main surface VS1, a metal member 25, connectors 51, 52, and the like.
  • a metal member 25 is accommodated (embedded) in the base material 10F.
  • the connectors 51 and 52 are mounted on the second main surface VS2 of the base material 10F.
  • the multilayer substrate 105 includes a line portion SL and connection portions CN1 and CN2.
  • the base material 10F is a substantially long insulating flat plate whose longitudinal direction coincides with the lateral direction (X-axis direction in FIG. 14) and whose lateral direction coincides with the longitudinal direction (Y-axis direction).
  • the base material 10F is configured by laminating a plurality of insulating base material layers 11f, 12f, 13f, and 14f each made of a thermoplastic resin in the thickness direction (Z-axis direction in FIG. 15), and heating and pressing.
  • the plurality of insulating base layers 11f, 12f, 13f, and 14f are flat plates having a rectangular planar shape.
  • the insulating base layer 11f is the uppermost layer.
  • a ground conductor 71f is formed on the upper surface of the insulating base material layer 11f.
  • the ground conductor 71f is a conductor pattern having a rectangular planar shape formed on substantially the entire surface of the insulating base layer 11f.
  • a signal conductor 61f and conductors 62f and 63f are formed on the upper surface of the insulating base layer 12f.
  • the signal conductor 61f is a straight (I-shaped) conductor pattern extending in the lateral direction (X-axis direction) of the insulating base material layer 12f, and is disposed at the center in the vertical direction (Y-axis direction) of the insulating base material layer 12f.
  • the conductor 62f is a C-shaped conductor pattern, and is disposed near one end in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 12f (the right end of the insulating base layer 12f in FIG. 15).
  • the conductor 62f is connected to the ground conductor 71f via three interlayer connection conductors V1f formed on the insulating base layer 11f.
  • the conductor 63f is a C-shaped conductor pattern, and is disposed near the other end (left end of the insulating base layer 12f) in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 12f.
  • the conductor 63f is connected to the ground conductor 71f via three interlayer connection conductors V2f formed on the insulating base layer 11f.
  • openings AP1f and AP2f are formed in the insulating base material layer 12f.
  • the opening AP1f is disposed near the first side of the insulating base layer 12f (the lower side of the insulating base layer 12f in FIG. 15), and the planar shape extending in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 12f is a straight line. It is a (I-shaped) through hole.
  • the opening AP2f is disposed closer to the second side (the upper side of the insulating base layer 12f) of the insulating base layer 12f, and the planar shape extending in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 12f is a straight line (I shape). ) -Shaped through-hole.
  • Conductors 64f and 65f, three conductors 66f, and three conductors 67f are formed on the upper surface of the insulating base layer 13f.
  • the conductors 64f, 65f, the three conductors 66f, and the three conductors 67f are conductor patterns having a rectangular planar shape.
  • the conductor 64f and the three conductors 66f are arranged near one end of the insulating base layer 13f (the right end of the insulating base layer 13f in FIG. 15).
  • the conductor 65f and the three conductors 67f are disposed near the other end of the insulating base layer 13f (the left end of the insulating base layer 13f).
  • the conductor 64f is connected to one end of the signal conductor 61f through an interlayer connection conductor V5f formed in the insulating base layer 12f.
  • the conductor 65f is connected to the other end of the signal conductor 61f through an interlayer connection conductor V6f formed in the insulating base layer 12f.
  • the three conductors 66f are respectively connected to the conductors 62f via interlayer connection conductors V7f formed on the insulating base material layer 12f.
  • the three conductors 67f are each connected to the conductor 63f via the interlayer connection conductor V8f formed in the insulating base material layer 12f.
  • an opening AP3f is formed in the insulating base material layer 13f.
  • the opening AP3f is a through-hole that is arranged in the center of the insulating base material layer 13f and has a rectangular planar shape that coincides with the horizontal direction (X-axis direction).
  • the insulating base layer 14f is the lowermost layer.
  • Signal electrodes 41f and 42f, three ground electrodes 43f, three ground electrodes 44f and five ground electrodes 45f are formed on the lower surface of the insulating base layer 14f.
  • the signal electrodes 41f and 42f, the three ground electrodes 43f, the three ground electrodes 44f, and the five ground electrodes 45f are conductor patterns having a rectangular planar shape.
  • the signal electrode 41f and the three ground electrodes 43f are arranged near one end of the insulating base layer 14f (the right end of the insulating base layer 14f in FIG. 15).
  • the signal electrode 42f and the three ground electrodes 44f are disposed near the other end of the insulating base layer 14f (the left end of the insulating base layer 14f).
  • the five ground electrodes 45f are arranged in the center of the insulating base material layer 14f in the vertical direction (Y-axis direction) and are arranged in the horizontal direction (X-axis direction).
  • the signal electrode 41f is connected to the conductor 64f through interlayer connection conductors V9f and V13f formed on the insulating base layers 13f and 14f.
  • the signal electrode 42f is connected to the conductor 65f through interlayer connection conductors V10f and V14f formed on the insulating base material layers 13f and 14f.
  • the three ground electrodes 43f are connected to the three conductors 66f via interlayer connection conductors V11f and V15f formed on the insulating base layers 13f and 14f, respectively.
  • the three ground electrodes 44f are connected to the three conductors 67f via interlayer connection conductors V12f and V16f formed on the insulating base layers 13f and 14f, respectively.
  • the base material 10F is configured by laminating a plurality of insulating base material layers 11f, 12f, 13f, and 14f, and heating and pressurizing them. At this time, a plurality of insulating base material layers 11f, 11f, 13f stacked by stacking insulating base layers 12f, 13f in which openings AP1f, AP2f, AP3f are formed and insulating base layers 11f, 14f in which openings are not formed. Cavities are formed inside 12f, 13f, and 14f. This cavity extends in the thickness direction (Z-axis direction) and the plane direction (X-axis direction or Y-axis direction) so as to follow the shape of the metal member 25. The metal member 25 is accommodated (embedded) in this cavity.
  • the metal member 25 is a three-dimensional structure having a thickness direction (Z-axis direction) component and a plane direction (X-axis direction or Y-axis direction) component via a bent portion. More specifically, the metal member 25 is a member having a C-shaped cross section extending in the lateral direction (X-axis direction), a portion extending in the thickness direction (Z-axis direction), and a planar direction (Y-axis direction). ) Is a series of members integrated with the extending portion.
  • the metal member 25 is obtained, for example, by forming a copper flat plate by plastic deformation (forging).
  • the metal member 25 may be formed into a three-dimensional structure by casting.
  • the thickness of the metal member 25 is a member that is larger than the thickness of the conductor pattern (electrodes and conductors formed on the insulating base material layer) and higher in rigidity than the base material 10F (hard).
  • the metal member 25 is connected to the ground conductor 71f via interlayer connection conductors V3f and V4f formed on the insulating base layer 11f. Further, the metal member 25 is connected to each of the five ground electrodes 45f via the interlayer connection conductor V17f formed on the insulating base material layer 14f. As shown in FIG. 16, the metal member 25 is disposed so as to surround three directions (+ Y direction, -Y direction, and -X direction) of the signal conductor 61f.
  • the signal electrodes 41f and 42f and the ground electrodes 43f, 44f and 45f are exposed on the second main surface VS2 of the base material 10F.
  • the connector 51 is electrically connected (joined) to the signal electrode 41f and the three ground electrodes 43f
  • the connector 52 is electrically connected (joined) to the signal electrode 42f and the three ground electrodes 44f, respectively.
  • a transmission line is configured including the signal conductor 61f, the metal member 25 arranged so as to surround the three directions of the signal conductor 61f, the ground conductor 71f, and the interlayer connection conductors V3f and V4f. Specifically, in the base material 10F of the multilayer substrate 105, the signal conductor 61f is surrounded by the ground (the metal member 25 and the ground conductor 71f) in four directions (+ Y direction, -Y direction, + X direction, and -X direction). A transmission line having a structure is formed. As shown in FIG.
  • the planar metal member 25 extending in the thickness direction (Z-axis direction) and the longitudinal direction (X-axis direction) of the base material 10 ⁇ / b> F is formed in the width direction (Y It is also arranged on both sides (in the axial direction). Therefore, unnecessary radiation from the transmission line to the outside is suppressed as compared with the structure in which the interlayer connection conductor is arranged on both sides in the width direction (Y-axis direction) of the signal conductor.
  • a metal member 25 having a higher rigidity (hard) than the base material 10F is embedded near the center in the longitudinal direction (X-axis direction) of the base material 10F. Therefore, the mechanical strength of the portion where the metal member 25 is embedded can be increased. That is, in this embodiment, the metal member 25 becomes a deformation preventing member having a function as a ground.
  • connection portions CN1, CN2 one end and the other end in the longitudinal direction (X-axis direction) of the base material 10F) in which the metal member 25 is not embedded, the connector 51, Connection (bonding) of 52 to a mounting substrate or the like is facilitated.
  • the multilayer substrate 105 having flexibility in the vicinity of the connection portions CN1 and CN2 (one end and the other end in the longitudinal direction (X-axis direction) of the base material 10F) in which the metal member 25 is not embedded.
  • An example is shown, but the present invention is not limited to this configuration. It is possible to appropriately change the flexible portion by arranging the metal member having higher rigidity than the base material 10F. Moreover, a highly rigid metal member may be embedded over the entire longitudinal direction (X-axis direction) of the substrate.
  • the metal member 25 is preferably made of the same material as the conductor pattern (signal electrode, signal conductor, conductor, ground conductor, ground electrode). With this configuration, the metal member 25 and the conductor pattern and the interlayer connection conductor are simultaneously joined by heat at the time of thermocompression bonding, so that the manufacturing process can be simplified.
  • FIG. 17A is a perspective view showing the main part of the electronic device 202 according to the sixth embodiment
  • FIG. 17B is an exploded perspective view showing the main part of the electronic device 202.
  • the electronic device 202 includes a mounting substrate 301, a multilayer substrate 106, mounting components 33, 34, 35, 36, 37, and the like.
  • the multilayer substrate 106 and the mounting substrate 301 are accommodated in a housing (not shown).
  • the multilayer substrate 106 is different from the multilayer substrate 105 according to the fifth embodiment in that it does not include a connector, and the other configuration is the same as that of the multilayer substrate 105.
  • the multilayer substrate 106 is mounted on the mounting substrate 301 via a conductive bonding material such as solder and connected to a circuit configured on the mounting substrate 301. Further, mounting components 33, 34, 35, 36, 37 and the like are also mounted on the mounting substrate 301.
  • the mounting substrate 301 is, for example, a printed wiring board.
  • the mounting components 33, 34, 35, 36, and 37 are, for example, chip components made of a ceramic material, a chip component of a chip capacitor, or the like.
  • the signal electrodes 41f and 42f of the multilayer substrate 106 are connected to electrodes P41 and P42 formed on the mounting substrate 301, respectively.
  • the three ground electrodes 43f of the multilayer substrate 106 are connected to the three ground electrodes P43 formed on the mounting substrate 301, respectively.
  • the three ground electrodes 44f of the multilayer substrate 106 are connected to the three ground electrodes P44 formed on the mounting substrate 301, respectively.
  • the five ground electrodes 45f of the multilayer substrate 106 are connected to the five ground electrodes P45 formed on the mounting substrate 301, respectively.
  • the multilayer board may be mounted on the mounting board.
  • this embodiment embeds a metal member having higher rigidity than the base material 10F in the base material 10F, warpage and unnecessary deformation of the multilayer substrate can be suppressed. Therefore, even if it is long like the multilayer substrate 106 according to the present embodiment, surface mounting on a mounting substrate or the like is easy, and mounting can be performed with a mounting machine as with other components. It can be simplified.
  • Seventh Embodiment an example of a multilayer substrate in which a transmission line having a structure different from that of the fifth embodiment is configured is shown.
  • FIG. 18A is an external perspective view of the multilayer substrate 107 according to the seventh embodiment
  • FIG. 18B is an external perspective view of the multilayer substrate 107 viewed from a different viewpoint from FIG. 18A. is there.
  • FIG. 19 is an exploded perspective view of the multilayer substrate 107.
  • 20A is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 18A
  • FIG. 20B is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 18A.
  • FIG. 21 is a sectional view taken along the line DD in FIG.
  • the metal members 27 ⁇ / b> A and 27 ⁇ / b> B are shown as dot patterns in order to make the structure easy to understand.
  • the multilayer substrate 107 includes a base 10J having a first main surface VS1 and a second main surface VS2 facing the first main surface VS1, a signal conductor 61J, and metal members 27A and 27B.
  • the signal conductor 61J and the metal members 27A, 27B and the like are accommodated (embedded) inside the base material 10J.
  • the base material 10J is a substantially long insulator whose longitudinal direction coincides with the lateral direction (X-axis direction in FIG. 18) and whose lateral direction coincides with the longitudinal direction (Y-axis direction).
  • a ground conductor 71h is formed on substantially the entire surface of the first main surface VS1 of the base material 10J.
  • signal electrodes 41g and 42g, three ground electrodes 43g and three ground electrodes 44g are formed on the second main surface VS2 of the substrate 10J.
  • the signal electrode 41g and the three ground electrodes 43g are arranged near one end of the base material 10J (the right end of the second main surface VS2 of the base material 10J in FIG. 18B).
  • the signal electrode 42g and the three ground electrodes 44g are disposed in the vicinity of the other end of the base 10J (the left end of the second main surface VS2 of the base 10J).
  • the base material 10J is configured by laminating the base material 10G and the base material 10H so that the first surface S1g of the base material 10G and the first surface S1h of the base material 10H are overlapped.
  • the signal conductor 61J is a straight (I-shaped) flat plate extending in the horizontal direction (X-axis direction). One end of the signal conductor 61J is connected to the interlayer connection conductor V1g exposed on the first surface S1g of the base material 10G. The other end of the signal conductor 61J is connected to the interlayer connection conductor V2g exposed on the first surface S1g of the base material 10G.
  • the signal conductor 61J is joined to the interlayer connection conductors V1g and V2g with, for example, solder or a conductive adhesive.
  • the three interlayer connection conductors V3g exposed on the first surface S1g of the base material 10G are respectively connected to the three interlayer connection conductors V1h exposed on the first surface S1h of the base material 10H.
  • the three interlayer connection conductors V4g exposed on the first surface S1g of the base material 10G are connected to the three interlayer connection conductors V2h exposed on the first surface S1h of the base material 10H, respectively.
  • one end of the signal conductor 61J is connected to the signal electrode 41g via the signal conductors 61g and 65g and the interlayer connection conductors V1g, V5g, and V9g.
  • the other end of the signal conductor 61J is connected to the signal electrode 42g through the signal conductors 62g and 66g and the interlayer connection conductors V2g, V6g, and V10g.
  • the three ground electrodes 43g and the three ground electrodes 44g are electrically connected to the ground conductor 71h through the plurality of ground conductors and the plurality of interlayer connection conductors, respectively.
  • the metal member 27A exposed on the first surface S1g of the base material 10G is connected to the metal member 27B exposed on the first surface S1h of the base material 10H.
  • the ground electrode 45g is electrically connected to the ground conductor 71h via the metal members 27A and 27B and the interlayer connection conductors V13g and V7h.
  • the signal conductor 61J and the metal member arranged so as to surround the four directions (+ Y direction, -Y direction, + Z direction, and -Z direction) of the signal conductor 61J. 27A and 27B are configured. Specifically, a transmission line in which the signal conductor 61J is surrounded by a ground (metal members 27A and 27B) is configured on the multilayer substrate 107. Moreover, between the signal conductor 61J and the ground (metal members 27A and 27B), holes SP1J and SP2J having no insulating base layer are formed as shown in FIG.
  • FIG. 22A is an external perspective view of the base material 10G
  • FIG. 22B is an exploded perspective view of the base material 10G.
  • the base material 10G is a substantially long insulating flat plate whose longitudinal direction coincides with the lateral direction (X-axis direction) and whose lateral direction coincides with the longitudinal direction (Y-axis direction).
  • a metal member 27A is accommodated in the base material 10G.
  • the metal member 27A is a member having a C-shaped cross section extending in the lateral direction (X-axis direction), a portion extending in the thickness direction (Z-axis direction), and a planar direction. This is a series of members integrated with a portion extending in the (Y-axis direction).
  • the metal member 27A is obtained, for example, by forming a copper flat plate by plastic deformation (forging).
  • the base material 10G has two holes SP1G and SP2G formed from the first surface S1g toward the inside.
  • the holes SP1G and SP2G are holes that extend in the thickness direction (Z-axis direction) from the first surface S1g toward the inside of the base material 10G and reach the metal member 27A accommodated in the base material 10G.
  • the holes SP1G and SP2G have a straight (I-shaped) planar shape extending in the horizontal direction (X-axis direction) and are arranged side by side in the vertical direction (Y-axis direction). As shown in FIG. 21A and the like, the holes SP1G and SP2G are formed along the metal member 27A.
  • the base material 10G is configured by laminating a plurality of insulating base material layers 11g, 12g, and 13g each made of a thermoplastic resin in the thickness direction (Z-axis direction), and applying heat and pressure.
  • the plurality of insulating base material layers 11g, 12g, and 13g are flat plates having a rectangular planar shape.
  • the insulating base layer 11g is the uppermost layer.
  • Signal conductors 61g and 62g and ground conductors 63g and 64g are formed on the lower surface of the insulating base material layer 11g.
  • the signal conductors 61g and 62g are rectangular conductor patterns, and the ground conductors 63g and 64g are C-shaped conductor patterns.
  • the signal conductor 61g and the ground conductor 63g are disposed in the vicinity of one end (the right end of the insulating base material layer 11g in FIG. 22B) in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base material layer 11g.
  • the signal conductor 62g and the ground conductor 64g are disposed near the other end (left end of the insulating base layer 11g) in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 11g.
  • interlayer connection conductors V1g and V2g In the insulating base material layer 11g, interlayer connection conductors V1g and V2g, three interlayer connection conductors V3g, and three interlayer connection conductors V4g are formed.
  • Interlayer connection conductor V1g is connected to signal conductor 61g
  • interlayer connection conductor V2g is connected to signal conductor 62g.
  • the three interlayer connection conductors V3g are connected to the ground conductor 63g
  • the three interlayer connection conductors V4g are connected to the ground conductor 64g.
  • openings AP1g and AP2g are formed in the insulating base material layer 11g.
  • the opening AP1g is disposed near the first side of the insulating base layer 11g (the upper side of the insulating base layer 11g in FIG. 22B) and extends in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 11g.
  • the shape is a straight (I-shaped) through-hole.
  • the opening AP2g is disposed closer to the second side (lower side of the insulating base layer 11g) of the insulating base layer 11g, and the planar shape extending in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 11g is a straight line (I-shaped). ) -Shaped through-hole.
  • the signal conductors 65g and 66g and the ground conductors 67g and 68g are formed on the lower surface of the insulating base layer 12g.
  • the signal conductors 65g and 66g are rectangular conductor patterns, and the ground conductors 67g and 68g are C-shaped conductor patterns.
  • the signal conductor 65g and the ground conductor 67g are arranged near one end (the right end of the insulating base layer 12g in FIG. 22B) in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 12g.
  • the signal conductor 66g and the ground conductor 68g are disposed near the other end (left end of the insulating base layer 12g) in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 12g.
  • the signal conductor 65g is connected to the signal conductor 61g via an interlayer connection conductor V5g formed on the insulating base layer 12g.
  • the signal conductor 66g is connected to the signal conductor 62g through an interlayer connection conductor V6g formed on the insulating base layer 12g.
  • the ground conductor 67g is connected to the ground conductor 63g via three interlayer connection conductors V7g formed on the insulating base layer 12g.
  • the ground conductor 68g is connected to the ground conductor 64g through three interlayer connection conductors V8g formed on the insulating base layer 12g.
  • the opening AP3g is formed in the insulating base material layer 12g.
  • the opening AP3g is a through-hole that is disposed in the center of the insulating base material layer 12g and has a rectangular planar shape that coincides with the horizontal direction (X-axis direction).
  • the insulating base layer 13g is the lowest layer. On the lower surface of the insulating base layer 13g, signal electrodes 41g and 42g, three ground electrodes 43g, three ground electrodes 44g and five ground electrodes 45g are formed.
  • the signal electrodes 41g and 42g and the ground electrodes 43g, 44g, and 45g are conductor patterns having a rectangular planar shape.
  • the signal electrode 41g and the three ground electrodes 43g are arranged near one end in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 13g (the right end of the insulating base layer 13g in FIG. 22B).
  • the signal electrode 42g and the three ground electrodes 44g are disposed near the other end (the left end of the insulating base layer 13g) in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 13g.
  • the five ground electrodes 45g are arranged in the center in the vertical direction (Y-axis direction) of the insulating base layer 13g, and are arranged in the horizontal direction (X-axis direction).
  • the signal electrode 41g is connected to the signal conductor 65g via an interlayer connection conductor V9g formed on the insulating base material layer 13g.
  • the signal electrode 42g is connected to the signal conductor 66g via an interlayer connection conductor V10g formed on the insulating base layer 13g.
  • the three ground electrodes 43g are respectively connected to the ground conductor 67g via three interlayer connection conductors V11g formed on the insulating base layer 13g.
  • the three ground electrodes 44g are connected to the ground conductor 68g through three interlayer connection conductors V12g formed on the insulating base layer 13g.
  • the five ground electrodes 45g are respectively connected to the metal member 27A via interlayer connection conductors V13g formed on the insulating base material layer 13g.
  • the base material 10G is configured by laminating a plurality of insulating base material layers 11g, 12g, and 13g, and heating and pressing. At this time, openings AP1 (opening AP1g described in detail later), AP2 (opening AP2g described in detail later), insulating base layers 11g and 12g formed with AP3g, and insulating base layer 13g formed with no opening are formed. Thus, a cavity is formed inside the plurality of laminated insulating base material layers 11g, 12g, and 13g.
  • This cavity extends in the thickness direction (Z-axis direction) and the plane direction (X-axis direction or Y-axis direction) parallel to the main surfaces of the insulating base layers 11g, 12g, and 13g so as to follow the shape of the metal member 27A. ing.
  • the metal member 27A is accommodated (embedded) in this cavity.
  • FIG. 23A is an external perspective view of the base material 10H
  • FIG. 23B is an exploded perspective view of the base material 10H.
  • the base material 10H is a substantially long insulator whose longitudinal direction coincides with the lateral direction (X-axis direction) and whose transverse direction coincides with the longitudinal direction (Y-axis direction). It is a flat plate.
  • a metal member 27B is accommodated in the base material 10H.
  • the metal member 27B is a member having a C-shaped cross section extending in the lateral direction (X-axis direction), a portion extending in the thickness direction (Z-axis direction), and a planar direction. This is a series of members integrated with a portion extending in the (Y-axis direction).
  • the metal member 27B is obtained, for example, by forming a copper flat plate by plastic deformation (forging).
  • the base material 10H has two holes SP1H and SP2H formed from the first surface S1h toward the inside.
  • the holes SP1H and SP2H are holes that extend from the first surface S1h toward the inside of the base material 10H in the thickness direction (Z-axis direction) and reach the metal member 27B accommodated in the base material 10H.
  • the holes SP1H and SP2H have a straight (I-shaped) planar shape extending in the horizontal direction (X-axis direction) and are arranged side by side in the vertical direction (Y-axis direction). As shown in FIG. 23A, the holes SP1H and SP2H are formed along the metal member 27B.
  • the base material 10H is configured by laminating a plurality of insulating base material layers 11h, 12h, and 13h each made of a thermoplastic resin in the thickness direction (Z-axis direction) and heating and pressing.
  • the plurality of insulating base layers 11h, 12h, and 13h are flat plates having a rectangular planar shape.
  • the insulating base layer 11h is the uppermost layer.
  • a ground conductor 71h is formed on the upper surface of the insulating base layer 13h.
  • the ground conductor 71h is a conductor pattern having a rectangular planar shape formed on substantially the entire surface of the insulating base layer 11h.
  • the ground conductor 71h is connected to the metal member 27B via ten interlayer connection conductors V7h formed on the insulating base layer 11h.
  • Ground conductors 63h and 64h are formed on the upper surface of the insulating base layer 12h.
  • the ground conductors 63h and 64h are C-shaped conductor patterns.
  • the ground conductor 63h is disposed in the vicinity of one end (the right end of the insulating base layer 12h in FIG. 23B) in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 12h.
  • the ground conductor 64h is disposed in the vicinity of the other end (left end of the insulating base layer 12h) in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 12h.
  • the ground conductor 63h is connected to the ground conductor 71h via three interlayer connection conductors V5h formed on the insulating base layer 11h.
  • the ground conductor 64h is connected to the ground conductor 71h via three interlayer connection conductors V6h formed on the insulating base layer 11h.
  • an opening AP6h is formed in the insulating base material layer 12h.
  • the opening AP6h is a through-hole that is disposed in the center of the insulating base material layer 12h and has a rectangular planar shape that coincides with the horizontal direction (X-axis direction).
  • the insulating base layer 13h is the lowest layer.
  • Ground conductors 61h and 62h are formed on the upper surface of the insulating base layer 13h.
  • the ground conductors 61h and 62h are C-shaped conductor patterns.
  • the ground conductor 61h is disposed in the vicinity of one end (the right end of the insulating base layer 13h in FIG. 23B) in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 13h.
  • the ground conductor 62h is disposed in the vicinity of the other end (the left end of the insulating base layer 13h) in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 13h.
  • three interlayer connection conductors V1h and three interlayer connection conductors V2h are formed.
  • the three interlayer connection conductors V1h are connected to the ground conductor 61h, and the three interlayer connection conductors V2h are connected to the ground conductor 62h.
  • the ground conductor 61h is connected to the ground conductor 63h via an interlayer connection conductor V3h formed on the insulating base layer 12h.
  • the ground conductor 62h is connected to the ground conductor 64h via an interlayer connection conductor V4h formed on the insulating base layer 12h.
  • openings AP4 and AP5 are formed in the insulating base material layer 13h.
  • the opening AP4 is disposed near the first side of the insulating base layer 13h (the lower side of the insulating base layer 13h in FIG. 23B) and extends in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 13h.
  • the shape is a straight (I-shaped) through-hole.
  • the opening AP5 is disposed closer to the second side (the upper side of the insulating base layer 11h) of the insulating base layer 13h, and the planar shape extending in the longitudinal direction (X-axis direction) of the insulating base layer 13h is a straight line (I shape). ) -Shaped through-hole.
  • the base material 10H is configured by laminating a plurality of insulating base material layers 11h, 12h, and 13h, and heating and pressing. At this time, the insulating base material layer 11h in which no opening is formed, and the insulating base material layers 12h and 13h in which the opening AP4 (opening AP4h described in detail later), AP5 (opening AP5h described in detail later), AP6h are formed, Thus, a cavity is formed inside the plurality of laminated insulating base material layers 11h, 12h, and 13h.
  • This cavity extends in the thickness direction (Z-axis direction) and the plane direction (X-axis direction or Y-axis direction) parallel to the main surfaces of the insulating base layers 11h, 12h, 13h so as to follow the shape of the metal member 27B. ing.
  • the metal member 27B is accommodated (embedded) in this cavity.
  • the base material 10J (multilayer substrate 107) is configured by laminating the base material 10G and the base material 10H.
  • the base materials 10G and 10H are both thermoplastic resins, the base materials 10G and 10H can be laminated and bonded by thermocompression bonding.
  • holes SP1J and holes SP2J are formed inside the base material 10J.
  • the hole SP1J is a hole including a hole SP1G formed in the base material 10G and a hole SP1H formed in the base material 10H.
  • the hole SP2J is a hole including a hole SP2G formed in the base material 10G and a hole SP2H formed in the base material 10H.
  • the holes SP1J and SP2J are formed along the metal members 27A and 27B.
  • a transmission line in which the signal conductor 61J is surrounded by a ground (metal members 27A and 27B) is configured, and an empty space without an insulating base material layer is formed between the signal conductor 61J and the ground (metal members 27A and 27B). Holes SP1J and SP2J are formed.
  • the holes SP1J and SP2J without the insulating base layer are portions having a relatively low dielectric constant as compared with the insulating base layer. Therefore, with this configuration, the capacitance generated between the signal conductor 61J and the ground (metal members 27A and 27B) can be reduced. Also, with this configuration, dielectric loss when a high frequency signal is transmitted to the signal conductor 61J is suppressed.
  • the base material 10G according to the present embodiment is manufactured by, for example, the following process.
  • FIG. 24 is a perspective view sequentially illustrating the manufacturing process of the base material 10G.
  • the manufacturing process using individual pieces will be described. However, the actual manufacturing process of the base material is performed in a collective substrate state.
  • the regions LT1 and LT2 are indicated by dot patterns for easy understanding of the structure.
  • a metal foil for example, copper foil
  • the metal foil is patterned by photolithography.
  • conductor patterns signal conductors 61g, 62g, 65g, 66g, signal electrodes 41g, 42g, ground conductors 63g, 64g, 67g, 68g and ground electrodes 43g, 44g, 45g are formed on the insulating base material layers 11g, 12g, 13g, respectively.
  • a thermoplastic resin substrate such as a liquid crystal polymer is used.
  • interlayer connection conductors V1g, V2g, V3g, V4g, V5g, V6g, V7g, V8g, V9g, V10g, V11g, V12g, and V13g are formed on the insulating base material layers 11g, 12g, and 13g.
  • Interlayer connection conductors V1g, V2g, V3g, V4g, V5g, V6g, V7g, V8g, V9g, V10g, V11g, V12g, V13g are provided with through holes with a laser or the like, and then Cu, Ag, Sn, Ni, Mo, etc.
  • interlayer connection conductors V1g, V2g, V3g, V4g, V5g, V6g, V7g, V8g, V9g, V10g, V11g, V12g, and V13g are made of materials having a melting point lower than the temperature at the time of subsequent heating and pressurization.
  • openings AP1g, AP2g, AP3g constituting cavities are formed in the insulating base material layers 11g, 12g in the laminated insulating base material layers 11g, 12g, 13g.
  • the metal member 27A has a thickness direction (Z-axis direction) component and a planar direction (X-axis direction or Y-axis direction) component, and at least a part thereof is in the planar direction (X-axis direction or Y-axis direction) ) To form a series of shapes extending.
  • the metal member 27A can obtain a three-dimensional structure by forming a copper flat plate by plastic deformation (forging), for example.
  • the insulating base layers 11g, 12g, and 13g are stacked, the molded metal member 27A is accommodated in the cavity (openings AP1g, AP2g, AP3g), and the stacked insulating base layers 11g, 12g, and 13g are heated.
  • the substrate 10K is formed by pressing.
  • the hole SP1G is formed by the laser beam LR irradiated toward the thickness (Z-axis direction) with respect to the region LT1 of the first surface S1g of the substrate 10K.
  • the opening CP2G is formed by a laser beam LR that is irradiated toward the thickness direction (Z-axis direction) with respect to the region LT2 of the first surface S1g of the substrate 10K.
  • the laser beam LR is blocked by the metal member 27A housed inside the base material. Therefore, by using such a manufacturing method, the holes SP1G and SP2G along the metal member 27A (from the first surface S1g to the metal member 27A) can be easily formed.
  • the base material 10H according to the present embodiment is manufactured, for example, in the following process.
  • FIG. 25 is a perspective view sequentially showing the manufacturing process of the base material 10H.
  • the manufacturing process using individual pieces will be described. However, the actual manufacturing process of the base material is performed in a collective substrate state.
  • the regions LT1 and LT2 are indicated by dot patterns for easy understanding of the structure.
  • a metal foil for example, copper foil
  • the metal foil is patterned by photolithography.
  • conductor patterns ground conductors 61h, 62h, 63h, 64h, 71h
  • a thermoplastic resin base material such as a liquid crystal polymer is used.
  • interlayer connection conductors V1h, V2h, V3h, V4h, V5h, V6h, V7h are formed on the insulating base material layers 11h, 12h, 13h.
  • Interlayer connection conductors V1h, V2h, V3h, V4h, V5h, V6h, V7h are conductive materials including one or more of Cu, Ag, Sn, Ni, Mo, etc., or an alloy thereof after providing a through hole with a laser or the like. It is provided by disposing an adhesive paste and curing it in a subsequent heating and pressing step. Therefore, the interlayer connection conductors V1h, V2h, V3h, V4h, V5h, V6h, and V7h are made of materials having a melting point lower than the temperature at the time of subsequent heating and pressurization.
  • openings AP4h, AP5h, AP6h constituting cavities are formed in the insulating base material layers 12h, 13h inside the plurality of laminated insulating base material layers 11h, 12h, 13h.
  • the metal member 27B has a thickness direction (Z-axis direction) component and a plane direction (X-axis direction or Y-axis direction) component, and at least a part thereof is in the plane direction (X-axis direction or Y-axis direction). ) To form a series of shapes extending.
  • the metal member 27B can obtain a three-dimensional structure by forming, for example, a copper flat plate by plastic deformation (forging).
  • the insulating base layers 11h, 12h, and 13h are stacked, the molded metal member 27B is accommodated in the cavity (openings AP4h, AP5h, AP6h), and the stacked insulating base layers 11h, 12h, and 13h are heated.
  • the substrate 10L is formed by pressing.
  • the hole SP1H and the region LT3 of the first surface S1h of the base material 10L are formed by a laser beam LR irradiated toward the thickness (Z-axis direction). Further, the opening CP2H is formed by a laser beam LR that is irradiated toward the thickness direction (Z-axis direction) with respect to the region LT4 of the first surface S1h of the base material 10L.
  • the laser beam LR is blocked by the metal member 27B housed inside the base material. Therefore, by using such a manufacturing method, the holes SP1H and SP2H along the metal member 27B (from the first surface S1h to the metal member 27B) can be easily formed.
  • the base plate 10 is an approximately flat insulator plate in which the longitudinal direction coincides with the lateral direction (X-axis direction) and the short side direction coincides with the longitudinal direction (Y-axis direction).
  • the shape, structure, and the like of the base material 10 can be changed as appropriate within the range where the functions and effects of the present invention are exhibited.
  • the planar shape of the base material 10 can be changed as appropriate, for example, a square, a circle, an ellipse, an L shape, a Y shape, or the like.
  • a multilayer substrate including a base material in which the number of laminated insulating base material layers is 4 or 5 is shown, but the present invention is not limited to this configuration.
  • the number of layers of the base material (multilayer substrate) can be changed as appropriate within the range where the functions and effects of the present invention are exhibited.
  • the circuit configuration of the multilayer substrate is not limited to the configuration shown in the above embodiment.
  • the circuit configuration of the multilayer substrate can be changed as appropriate within the range where the functions and effects of the present invention are achieved. Accordingly, the shape, quantity, size, and the like of the conductor patterns and interlayer connection conductors formed on the plurality of insulating base layers can be appropriately changed depending on the circuit configuration of the multilayer substrate. Further, the types, the number, and the like of the mounting components 31 and 32 can be appropriately changed depending on the circuit configuration of the multilayer board. In the above-described embodiment, the mounting components 31 and 32 are shown mounted on the first main surface VS1 of the base material 10. However, the present invention is not limited to this.
  • the mounting components 31 and 32 may be mounted on the second main surface VS ⁇ b> 2 of the base material 10. Further, the mounting components 31 and 32 may be housed (embedded) inside the base material 10. In the multilayer substrate of the present invention, the mounting components 31 and 32 are not essential.
  • the type and number of connectors 51 can be changed as appropriate according to the circuit configuration of the multilayer board.
  • the example in which the connector 51 is mounted on the first main surface VS1 of the base material 10 is shown, but the present invention is not limited to this.
  • the connector 51 may be mounted on the second main surface VS2 of the base material 10.
  • the connector 51 is not essential. That is, the multilayer substrate may be configured to be connected to another circuit substrate via a conductive bonding material such as solder.
  • the shape (three-dimensional structure) of the metal member is not limited to the structure of the metal members 21, 22, 24 shown in the above-described embodiment. If it has a thickness direction (Z-axis direction) component and a plane direction (X-axis direction or Y-axis direction) component and constitutes at least a part of a circuit formed on the substrate, the shape of the metal member The (three-dimensional structure) can be changed as appropriate. Further, the cross-sectional shape of the metal member is not necessarily circular. The cross-sectional shape of the metal member can be changed as appropriate, for example, rectangular, square, polygonal, elliptical, L-shaped, T-shaped, U-shaped (c-shaped), and the like.
  • the metal members 21 and 22 are, for example, radiating elements of a UHF band antenna is shown, but the present invention is not limited to this configuration.
  • the metal member may constitute a part of the transmission line, a coil antenna, an inductor, or the like.
  • the example in which one end of the metal members 21 and 22 is connected to the conductor pattern (the other end of the conductor 61) through the conductive bonding material 1 is shown. It is not limited.
  • the conductive bonding material 1 is not essential, and may be connected by bringing one end of the metal member into contact with the conductor pattern (the other end of the conductor 61).
  • first main surface VS2 ... second main surface S1g, S1h ... first surface 1 ... conductive bonding material 2 ... coupling members 10, 10A, 10B, 10C , 10D, 10E, 10F, 10G, 10H, 10J ... base materials 11, 11a, 11c, 11d, 11f, 11g, 11h, 12, 12a, 12c, 12d, 12f, 12g, 12h, 13, 13a, 13c, 13d , 13f, 13g, 13h, 14, 14a, 14c, 14f, 15, 15c, 15d ... Insulating base material layers 21, 22, 22A, 23, 24, 25, 27A, 27B ... Metal members 31, 32, 33, 34 , 35, 36, 37 ...

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

多層基板(101)は、それぞれ熱可塑性樹脂からなる複数の絶縁基材層(11,12,13,14,15)が積層された基材と、絶縁基材層(11,12,13,14,15)に形成される導体(41,42,43,44,45,61,62,63,71)(導体パターン)、グランド電極(46)およびグランド導体(47)(導体パターン)と、導体(61)に接続される金属部材(21)とを備える。金属部材(21)は基材の内部に収納され、絶縁基材層(11,12,13,14,15)の積層方向(Z軸方向)成分と絶縁基材層(11,12,13,14,15)の主面に平行な平面方向成分とを有し、且つ、少なくとも一部が前記平面方向(X軸方向またはY軸方向)に延伸する一連の部材であり、基材に形成される回路の少なくとも一部を構成する。

Description

多層基板、電子機器および多層基板の製造方法
 本発明は、多層基板に関し、特に例えば複数の絶縁基材層が積層された基材と、基材の内部に収納される金属部材とを有する多層基板およびそれを備える電子機器に関する。また、その多層基板の製造方法に関する。
 従来、複数の絶縁体層が積層された多層基板において、絶縁体層の主面に形成される導体パターンと、絶縁体層の主面に対し垂直方向に延伸する層間接続導体とを接続することにより、多層基板内に三次元構造の導体(回路)が形成される。
 例えば、特許文献1には、複数の配線基板が積層された積層体に内蔵される三次元構造のアンテナが開示されている。上記アンテナは、それぞれの配線基板の主面に形成される逆Fアンテナの導体パターンの給電端を、スルーホールやビア導体等の層間接続導体によって接続した三次元構造の導体である。
特開2007-124328号公報
 しかし、特許文献1に示される構成の三次元構造の導体では、次のような課題が生じる。
(a)それぞれの配線基板に形成される導体パターン同士をスルーホールやビア導体等の層間接続導体で接続するため、配線基板に貫通孔を形成し、導電性部材を充填する等の工程が必要となり、製造工程が複雑化する。
(b)配線基板の積みずれ(積層位置精度)を考慮する必要があり、導体パターンに無駄な部分が残るため、電気的特性にも影響を及ぼす。
(c)配線基板の積層数が多くなると、層間接続導体も多くなるため、三次元構造の導体全体の導体損は大きくなる。また、層間接続導体による接続箇所が増えることにより、導体間の電気的接続の信頼性は低くなる。
 本発明の目的は、簡素な構成により、所望の形状を有し、且つ、導体損を抑制できる三次元構造の導体(回路)を、内部に収納した多層基板およびそれを備える電子機器を提供することにある。また、その多層基板の製造方法を提供することにある。
(1)本発明の多層基板は、
 複数の熱可塑性樹脂からなる絶縁基材層が積層された基材と、
 前記絶縁基材層に形成される導体パターンと、
 少なくとも一部が前記基材の内部に収納され、前記導体パターンに接続される金属部材と、
 を備え、
 前記金属部材は、折れ曲がった部分を介して前記絶縁基材層の積層方向成分と前記絶縁基材層の主面に平行な平面方向成分とを有し、且つ、少なくとも一部が前記平面方向に延伸する一連の部材であり、前記基材に形成される回路の少なくとも一部を構成することを特徴とする。
 一般的に導電性ペーストを固化してなるビア導体等の層間接続導体の導電率は金属部材に比べて低く、抵抗は高くなる。一方、この構成では、そのような層間接続導体を用いることなく、基材の内部に三次元構造の導体(回路)を形成できる。そのため、多数の層間接続導体を用いて三次元構造の導体(回路)を基材の内部に形成した場合と比べて、回路全体の導体損失を低減できる。
 また、この構成では、三次元構造の導体(回路)を基材の内部に形成するために、導体パターンや層間接続導体を絶縁基材層に形成する必要がない。そのため、製造工程を簡略化できる。また、この構成では、予め三次元構造に成形した金属部材を用いるため、導体パターンと導電性ペーストを固化してなる層間接続導体とで三次元構造の導体(回路)を形成する場合と比べて、電気的な接続信頼性は高い。
(2)上記(1)において、前記基材の内部に収納される前記金属部材の少なくとも一部は、積層した複数の前記絶縁基材層の内部に構成される、前記金属部材の形状に沿うように前記積層方向と前記絶縁基材層の前記主面に平行な平面方向とに延伸するキャビティ内に収納されることが好ましい。この構成により、所望の三次元構造を有する金属部材を基材の内部に備える多層基板を容易に実現できる。
(3)上記(1)または(2)において、前記絶縁基材層の積層方向における前記金属部材の厚みは、前記絶縁基材層の積層方向における前記導体パターンの厚みよりも大きいことが好ましい。この構成により、金属部材のDCR(直流抵抗)が小さくなり、導体損失が低減できる。また、絶縁基材層の積層方向における金属部材の厚みを大きくすることにより、金属部材の強度を高めることができ、加熱加圧時や外力等による金属部材の変形をさらに抑制できる。
(4)上記(1)から(3)のいずれかにおいて、前記絶縁基材層に形成され、前記絶縁基材層の積層方向に延伸し、且つ、前記導体パターンに接続される層間接続導体、をさらに備え、前記層間接続導体と前記導体パターンとは、固相拡散接合により接続されることが好ましい。この構成では、層間接続導体と導体パターンとが面同士で接合している。そのため、層間接続導体と導体パターンとの間の接続の電気的・機械的な接続信頼性は高い。
(5)上記(1)から(4)のいずれかにおいて、前記金属部材は、前記導体パターンと同じ材料で構成されることが好ましい。この構成では、例えば導電性接合材がSnを含み、金属部材および導体パターンがCuを含んでいる場合に、SnとCuとで同じ固相拡散層を形成しやすい。したがって、金属部材および導体パターンの材料を合わせることが望ましい。
(6)上記(1)から(5)のいずれかにおいて、前記金属部材の一部は、前記絶縁基材層の積層方向に対して0°を超え、かつ、90°未満に延伸することが好ましい。絶縁基材層の積層方向に延伸する部分と絶縁基材層の主面に平行な平面方向に延伸する部分とを組み合わせて三次元構造の導体を形成する場合に比べ、絶縁基材層の積層方向に対して鋭角に延伸する部分を有する方が、導体全体の長さを短くできる。したがって、この構成により、金属部材全体の導体長を短くでき、さらに導体損失を低減できる。
(7)上記(1)から(6)のいずれかにおいて、前記金属部材は、アンテナの放射素子の少なくとも一部とすることができる。
(8)上記(1)から(7)のいずれかにおいて、前記導体パターンは信号導体を有し、前記金属部材は、前記信号導体の少なくとも三方向を囲むように配置され、前記金属部材と、前記信号導体と、を含む伝送線路が構成されることが好ましい。この構成では、基材の厚み方向および長手方向に延伸する面状の金属部材が、信号導体の幅方向にも配列されるため、層間接続導体が信号導体の幅方向に配列された構造に比べて、伝送線路から外部への不要輻射は抑制される。
(9)上記(1)から(8)のいずれかにおいて、前記基材は、前記金属部材に沿って形成される空孔を有していてもよい。金属部材と信号導体とを含んで伝送線路が構成される場合に、この構成により、信号導体に高周波信号を伝送したときの誘電体損失は抑制される。
(10)本発明の電子機器は、
 筐体と、
 前記筐体の内部に収納される多層基板と、
 を備え、
 前記多層基板は、
  複数の熱可塑性樹脂からなる絶縁基材層が積層された基材と、
  前記絶縁基材層に形成される導体パターンと、
  少なくとも一部が前記基材の内部に収納され、前記導体パターンに接続される金属部材と、
  を有し、
  前記金属部材は、折れ曲がった部分を介して前記絶縁基材層の積層方向成分と前記絶縁基材層の主面に平行な平面方向成分とを有し、且つ、少なくとも一部が前記平面方向に延伸する一連の部材であり、前記基材に形成される回路の少なくとも一部を構成することを特徴とする。
 この構成により、所望の形状を有し、且つ、導体損を抑制できる三次元構造の導体(回路)を、内部に収納した多層基板を備える電子機器を実現できる。
(11)上記(10)において、前記筐体の内部に収納される実装基板を備え、前記多層基板は、前記実装基板に実装されていてもよい。
(12)本発明の多層基板の製造方法は、
 複数の熱可塑性樹脂からなる絶縁基材層が積層された基材と、
 前記絶縁基材層に形成される導体パターンと、
 前記基材の内部に収納され、前記導体パターンに接続される金属部材と、
 を備える多層基板の製造方法であって、
 前記導体パターンを複数の前記絶縁基材層に形成する第1工程と、
 前記金属部材を、前記絶縁基材層の積層方向成分と前記絶縁基材層の主面に平行な平面方向成分とを有し、且つ、少なくとも一部が前記平面方向に延伸する一連の部材に成形する第2工程と、
 積層した前記複数の絶縁基材層の積層の内部に、前記金属部材の形状に沿ったキャビティを構成する開口を、前記複数の絶縁基材層のうち、所定の複数の絶縁基材層に形成する第3工程と、
 前記第1工程、第2工程および前記第3工程の後に、前記複数の絶縁基材層を積層し、前記キャビティ内に前記金属部材を収納する第4工程と、
 前記第4工程の後に、積層した前記複数の絶縁基材層を加熱加圧することにより、前記基材を形成し、且つ、前記金属部材および前記導体パターンの一部が接続される第5工程と、
 を有することを特徴とする。
 この製造方法により、簡素な構成により、所望の形状を有し、且つ、導体損を抑制できる三次元構造の導体(回路)を、内部に収納した多層基板を容易に製造できる。
(13)上記(12)において、
 前記絶縁基材層に、前記絶縁基材層の積層方向に延伸する導電性ペーストからなる層間接続導体を形成する第6工程をさらに有し、
 前記第4工程は、
 前記第6工程の後に、前記金属部材と前記導体パターンの一部との間に導電性接合材を介在させる工程を含み、
 前記層間接続導体および前記導電性接合材は、前記第5工程における加熱加圧時の温度よりも融点が低い材料であり、
 前記第5工程により、前記金属部材および前記導体パターンの一部が前記導電性接合材を介して接続され、且つ、互いに異なる前記絶縁基材層に形成された前記導体パターンおよび前記層間接続導体が接続されることが好ましい。
 この製造方法では、第5工程における加熱加圧時に、導電性接合材を介した金属部材および導体パターンの一部の間の接続と、互いに異なる絶縁基材層に形成された導体パターンおよび層間接続導体の間の接続とを同時に行うことができる。したがって、製造工程を簡略化できる。
(14)上記(12)または(13)において、
 前記第2工程は、
 前記金属部材を塑性変形する工程を含むことが好ましい。
 この製造方法により、所望の三次元構造を有する金属部材21の成形が容易となる。
 本発明によれば、簡素な構成により、所望の形状を有し、且つ、導体損を抑制できる三次元構造の導体(回路)を、内部に収納した多層基板およびそれを備える電子機器を実現できる。
図1は第1の実施形態に係る多層基板101の外観斜視図である。 図2は多層基板101の分解斜視図である。 図3は多層基板101の平面図である。 図4は多層基板101の断面図である。 図5(A)は第2の実施形態に係る多層基板102の断面図であり、図5(B)は多層基板102の基材10内部に収納される金属部材22の外観斜視図である。 図6(A)は、厚み方向(Z軸方向)に対して鋭角に延伸する金属部材23を、内部に収納する基材10Aの断面図であり、図6(B)は比較例として、導体61,62,63および層間接続導体V11,V12,V13,V14を、内部に収納する基材10Bの断面図である。 図7(A)は第3の実施形態に係る多層基板103の主要部分を示す断面図であり、図7(B)は多層基板103の主要部分を示す分解断面図である。 図8は、多層基板103が備える金属部材23の斜視図である。 図9は、第3の実施形態に係る電子機器201の主要部を示す断面図である。 図10(A)は第4の実施形態に係る多層基板104Aの主要部における外観斜視図であり、図10(B)は多層基板104Aの主要部における断面図である。 図11は多層基板104Aの主要部における分解斜視図である。 図12(A)は第4の実施形態に係る別の多層基板104Bの主要部分における外観斜視図であり、図12(B)は多層基板104Bの主要部分における断面図である。 図13は、多層基板104Bの製造工程を順に示す断面図である。 図14は、第5の実施形態に係る多層基板105の外観斜視図である。 図15は、多層基板105の分解斜視図である。 図16は、図14におけるA-A断面図である。 図17(A)は第6の実施形態に係る電子機器202の主要部分を示す斜視図であり、図17(B)は電子機器202の主要部分を示す分解斜視図である。 図18(A)は第7の実施形態に係る多層基板107の外観斜視図であり、図18(B)は図18(A)とは別の視点から視た多層基板107の外観斜視図である。 図19は多層基板107の分解斜視図である。 図20(A)は図18(A)におけるB-B断面図であり、図20(B)は図18(A)におけるC-C断面図である。 図21は図18(A)におけるD-D断面図である。 図22(A)は基材10Gの外観斜視図であり、図22(B)は基材10Gの分解斜視図である。 図23(A)は基材10Hの外観斜視図であり、図23(B)は基材10Hの分解斜視図である。 図24は基材10Gの製造工程を順に示す斜視図である。 図25は基材10Hの製造工程を順に示す斜視図である。
 以降、図を参照していくつかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。
 《第1の実施形態》
 図1は第1の実施形態に係る多層基板101の外観斜視図である。図2は多層基板101の分解斜視図である。図3は多層基板101の平面図である。図4は多層基板101の断面図である。本実施形態に係る多層基板101は複数の樹脂基材層からなる基材の内部に、アンテナの放射素子として機能する金属部材が収納された構造の多層基板である。
 図1および図2に示すように、多層基板101は、第1主面VS1と第1主面VS1に対向する第2主面VS2を有する基材10、金属部材21、実装部品31,32およびコネクタ51を備える。この基材10の内部には金属部材21が収納(埋設)される。実装部品31,32およびコネクタ51は、基材10の第1主面VS1に実装される。
 基材10は、長手方向が横方向(図1におけるX軸方向)に一致し、短手方向が縦方向(Y軸方向)に一致した略長尺状の絶縁体平板である。基材10は、それぞれ熱可塑性樹脂からなる複数の絶縁基材層11,12,13,14,15を厚み方向(図1におけるZ軸方向)に積層し、加熱加圧して構成される。これら横方向(X軸方向)および縦方向(Y軸方向)が本発明の「絶縁基材層の主面に平行な平面方向」に相当し、厚み方向(Z軸方向)が本発明の「絶縁基材層の積層方向」に相当する。
 絶縁基材層11は最上層であり、平面形状が正方形の平板である。絶縁基材層12は絶縁基材層11と同形状の平板である。絶縁基材層12には開口AP1が形成されている。開口AP1は平面形状がコの字(c字)形であり、絶縁基材層12の上面から下面にまで達する貫通孔である。
 絶縁基材層13は平面形状が矩形の平板である。絶縁基材層13の上面には、電極41,42,43,44,45および3つのグランド電極46が形成される。電極41,42,43,44は矩形の導体パターンであり、絶縁基材層13の中央に、且つ、絶縁基材層13の長手方向(X軸方向)に沿って順に配置される。電極45およびグランド電極46は矩形の導体パターンであり、絶縁基材層13の長手方向(X軸方向)の一端(図2における絶縁基材層13の右側端)付近に配置される。
 また、絶縁基材層13には層間接続導体V1,V2,V3,V4,V5,V6が形成される。層間接続導体V1,V2,V3,V4,V5,V6は絶縁基材層13の厚み方向(Z軸方向)に延伸する導体である。層間接続導体V1は電極41に接続され、層間接続導体V2は電極42に接続される。層間接続導体V3は電極43に接続され、層間接続導体V4は電極44に接続される。層間接続導体V5は電極45に接続され、層間接続導体V6は3つのグランド電極46にそれぞれ接続される。層間接続導体は例えば絶縁基材層にビアホールを形成し、導電性ペーストを充填してなるビア導体等である。層間接続導体は、例えばSn、Cu、Ag、Ni、Moの少なくとも1種もしくはこれらの合金を含む。
 また、絶縁基材層13には開口AP2が形成されている。開口AP2は平面形状が直線(I字)状であり、絶縁基材層13の上面から下面にまで達する貫通孔である。開口AP2は絶縁基材層13の長手方向(X軸方向)の中央から他端(図2における絶縁基材層13の左側端)寄りの位置に配置される。
 絶縁基材層14は平面形状が矩形の平板である。絶縁基材層14の上面には、導体61,62,63および3つのグランド導体47が形成される。導体61,62,63は直線(I字)状の導体パターンであり、絶縁基材層14の縦方向(Y軸方向)中央に長手方向(X軸方向)に沿って順に配置される。導体61の一端(図2における導体61の右側端)は層間接続導体V1を介して電極41に接続される。導体62の他端(図2における導体62の左側端)は層間接続導体V2を介して電極42に接続され、導体62の一端(図2における導体62の右側端)は層間接続導体V3を介して電極43に接続される。導体63の他端(図2における導体63の左側端)は層間接続導体V4を介して電極44に接続され、導体63の一端(図2における導体63の右側端)は層間接続導体V5を介して電極45に接続される。
 グランド導体47は矩形の導体パターンであり、絶縁基材層14の長手方向(X軸方向)の一端付近に配置される。3つのグランド導体47は、それぞれ層間接続導体V6を介してグランド電極46に接続される。また、絶縁基材層14には層間接続導体V7が形成される。層間接続導体V7は、絶縁基材層14の厚み方向(Z軸方向)に延伸する導体である。層間接続導体V7は3つのグランド導体47にそれぞれ接続される。
 絶縁基材層15は最下層であり、平面形状が矩形の平板である。絶縁基材層15の上面にはグランド導体71が形成される。グランド導体71は矩形の導体パターンである。グランド導体71は、層間接続導体V7、グランド導体47および層間接続導体V6を介してグランド電極46に接続される。
 なお、層間接続導体は、導体パターン(電極41,42,43,44,45、グランド電極46、導体61,62,63およびグランド導体47,71)と同じ材料を含んで構成されることが望ましい。
 基材10は複数の絶縁基材層11,12,13,14,15を積層し、加熱加圧して構成される。このとき、開口AP1,AP2が形成された絶縁基材層12,13と、開口が形成されていない絶縁基材層11,14との積層によって、積層した複数の絶縁基材層11,12,13,14,15の内部にキャビティが構成される。このキャビティは、金属部材21の形状に沿うように厚み方向(Z軸方向)および絶縁基材層11,12,13,14,15の主面に平行な平面方向(X軸方向またはY軸方向)に延伸している。金属部材21は、このキャビティ内に収納(埋設)される。絶縁基材層11,12,13,14、15はそれぞれ熱可塑性樹脂からなり、加熱加圧時に樹脂がこのキャビティ内に回り込むため、加熱加圧後は基材10の内部には隙間が殆ど残らない。
 金属部材21は、基材10に形成される回路の少なくとも一部を構成し、折れ曲がった部分を介して厚み方向(Z軸方向)成分と平面方向(X軸方向またはY軸方向)成分とを有する三次元構造体である。具体的に説明すると、金属部材21は、平面方向(X軸方向およびY軸方向)に延伸するコの字(c字)状の部分と、厚み方向(Z軸方向)に延伸する部分と、平面方向(Y軸方向)に延伸する部分とが一体となった一連のワイヤー状部材である。なお、本発明において平面方向(X軸方向またはY軸方向)に延伸する部分は必須とする。
 金属部材21の一端は、導電性接合材1を介して導体61の他端(図2における導体61の左側端)に接続される。導電性接合材1は例えばSn、Cu、Ag、Ni、Moの少なくとも1種もしくはこれらの合金を含む。
 金属部材21は例えば円柱状の銅製ワイヤーであり、断面円形の銅製ワイヤーを所定長単位で切断し、塑性変形(鍛造)により成形することで得られる。なお、金属部材21は、鋳造することにより三次元構造に成形してもよい。また、金属部材21の断面形状は、後に詳述するように、必ずしも円形である必要は無い。金属部材21は必ずしも銅製に限定されるものではなく、例えばCu-Zn,Al等でもよい。
 なお、図4に示すように、Z軸方向のおける金属部材21の厚みは、Z軸方向における導体パターン(電極41,42,43,44,45、グランド電極46、導体61,62,63、グランド導体47,71)の厚みよりも大きい。
 本実施形態の金属部材21は、例えばUHF帯アンテナの放射素子として機能する。そのため、多層基板101には、図3および図4に示すように、基材10の内部に金属部材21が収納(埋設)されたアンテナ部ANが構成される。
 基材10の第1主面VS1には、電極41,42,43,44,45およびグランド電極46が露出する。図4に示すように、実装部品31,32およびコネクタ51は、基材10の第1主面VS1に実装される。実装部品31は、電極41と電極42との間に電気的に接続(接合)され、実装部品32は電極43と電極44との間に電気的に接続(接合)される。また、コネクタ51は電極45および3つのグランド電極46にそれぞれ電気的に接続(接合)される。この接続(接合)は例えばはんだや導電性接合材等を用いることにより行うことができる。
 実装部品31,32は例えばアンテナ部ANとして機能する金属部材21のインピーダンス整合用のリアクタンス素子であり、コネクタ51は例えば他の回路基板に実装されたレセプタクルと接続するための接続部である。なお、後に詳述するように、実装部品31,32およびコネクタ51は必須ではない。
 このように、本実施形態に係る多層基板101の基材10には、直列に接続されたアンテナ部AN(金属部材21)およびインピーダンス整合用のリアクタンス素子(実装部品31,32)による回路が形成される。
 本実施形態に係る多層基板101によれば、次のような効果を奏する。
(a)多層基板101では、予め三次元構造に成形した金属部材21を基材10に埋設した構造である。層間接続導体は例えば絶縁基材層に形成したビアホールに導電性ペーストを充填し、加熱加圧によって硬化(金属化)させることによって設けられる。この加熱加圧時に導電性ペーストに含まれる溶剤は揮発するため、導体粒子の充填率が低い。そのため、一般的に導電性ペーストを固化してなるビア導体等の層間接続導体の体積抵抗率は単体金属に比べて高い。一方、本実施形態に係る多層基板101は、導電性ペーストからなる層間接続導体を用いることなく、基材10の内部に三次元構造の導体(回路)を形成できる。そのため、多数の層間接続導体を用いて三次元構造の導体(回路)を基材10の内部に形成した場合と比べて、回路全体の導体損失を低減できる。
(b)金属部材21は導体パターンに比べて剛性が高いため、加熱加圧時に金属部材21の変形が抑制される。また、金属部材21を基材10の内部に収納(埋設)することにより、基材10の金属部材21を埋設した部分(図3におけるアンテナ部AN)は、外力等による変形が抑制される。
(c)本実施形態の多層基板101は、予め三次元構造に成形した金属部材21を、基材10の内部に収納(埋設)する構造である。そのため、所望の三次元構造を有する金属部材21の成形が容易となる。また、本実施形態では、加熱加圧前の積層した複数の絶縁基材層11,12,13,14,15の内部に、金属部材21の形状に沿ったキャビティが構成され、このキャビティ内に金属部材21が収納される。そのため、所望の三次元構造を有する金属部材21を基材10の内部に備える多層基板101を容易に実現できる。
(d)また、この構成では、三次元構造の導体(回路)を基材10の内部に形成するために、導体パターンや層間接続導体を絶縁基材層に形成する必要がない。そのため、製造工程を簡略化できる。また、この構成では、予め三次元構造に成形した金属部材21を用いるため、導体パターンと層間接続導体とで三次元構造の導体(回路)を形成する場合と比べて、電気的な接続信頼性は高い。
(e)多層基板101では、Z軸方向のおける金属部材21の厚みが、Z軸方向における導体パターン(電極41,42,43,44,45、グランド電極46、導体61,62,63、グランド導体47,71)の厚みよりも大きい。この構成により、金属部材21のDCR(直流抵抗)が小さくなり、導体損失が低減できる。また、Z軸方向における金属部材21の厚みを大きくすることにより、金属部材21の強度を高めることができ、加熱加圧時や外力等による金属部材21の変形をさらに抑制できる。
(f)本実施形態に係る多層基板101では、金属部材21が、導体パターン(電極41,42,43,44,45、グランド電極46、導体61,62,63、グランド導体47,71)と同じ材料で構成されている。この構成により、例えば導電性接合材がSnを含み、金属部材および導体パターンがCuを含んでいる場合に、SnとCuとで同じ固相拡散層を形成しやすい。したがって、金属部材および導体パターンの材料を合わせることが望ましい。
(h)多層基板101では、層間接続導体V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7と導体パターン(電極41,42,43,44,45、グランド電極46、導体61,62,63、グランド導体47,71)とが、固相拡散接合により接続される。熱圧着時の熱によって、例えば、層間接続導体のペーストに含まれるSnと、例えば、導体パターンに含まれるCuとの間でCuSnなどの固相拡散層が界面に形成される。この構成では、層間接続導体と導体パターンとが面同士で接合しているため、層間接続導体と導体パターンとの間の接続の電気的・機械的な接続信頼性は高い。なお、層間接続導体および導体パターンの材料は固相拡散接合により接続する組合せであればよい。なお、層間接続導体と導体パターンとは、固相拡散接合により接続される構成に限定されるものではない。
 上記多層基板101の製造方法は次のとおりである。
(1)まず集合基板状態の絶縁基材層11,12,13,14,15を用意する。絶縁基材層11,12,13,14,15には例えば液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂基材が用いられる。
(2)次に、集合基板状態の絶縁基材層13,14,15の片側主面に金属箔(例えば銅箔)をラミネートし、その金属箔をフォトリソグラフィでパターンニングすることで、導体パターン(電極41,42,43,44,45、グランド電極46、導体61,62,63およびグランド導体47,71)を形成する。導体パターン(電極41,42,43,44,45、グランド電極46、導体61,62,63およびグランド導体47,71)を絶縁基材層13,14,15に形成するこの工程が、本発明における「第1工程」の例である。
(3)次に、集合基板状態の絶縁基材層13,14に層間接続導体V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7を形成する。絶縁基材層13,14に厚み方向(Z軸方向)に延伸する層間接続導体V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7を形成するこの工程が、本発明の「第6工程」の例である。
 層間接続導体V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7は、レーザー等で貫通孔を設けた後、Cu、Ag、Sn、Ni、Mo等のうち1以上にもしくはそれらの合金を含む導電性ペーストを配設し、後の加熱加圧(本発明の「第5工程」)で硬化させることによって設けられる。そのため、層間接続導体V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7は、後の加熱加圧時の温度よりも融点が低い材料とする。
(4)金属部材21を、厚み方向(Z軸方向)成分と平面方向(X軸方向またはY軸方向)成分とを有し、且つ、少なくとも一部が平面方向(X軸方向またはY軸方向)に延伸する一連の形状となるように成形する。金属部材21は例えば銅製ワイヤーであるが、Cu-Zn、Al等であってもよい。金属部材21を三次元構造に成形するこの工程が、本発明における「第2工程」の例である。
 なお、金属部材21は、例えば断面円形の銅製ワイヤーを所定長単位で切断し、塑性変形(鍛造)により成形することで三次元構造を得ることができるが、この方法に限定されるものではない。金属部材21は、鋳造することにより三次元構造に成形してもよい。
(5)次に、積層した複数の絶縁基材層11,12,13,14,15の内部にキャビティを構成する開口AP1,AP2を、絶縁基材層12,13に形成する。なお、開口AP1,AP2が形成される絶縁基材層12,13が、本発明における「所定の絶縁基材層」に相当する。開口AP1,AP2を、絶縁基材層12,13に形成するこの工程が、本発明における「第3工程」の例である。
(6)上記(1)~(5)の後に、絶縁基材層11,12,13,14,15を積層し、キャビティ(開口AP1,AP2)内に、成形した金属部材21を収納する。絶縁基材層11,12,13,14,15を積層し、キャビティ(開口AP1,AP2)内に成形した金属部材21を収納するこの工程が、本発明における「第4工程」の例である。
 このとき、金属部材21と絶縁基材層14に形成された導体61(導体パターン)の一部との間に導電性接合材1を介在させることが好ましい。導電性接合材1は、金属部材21の一端に形成してもよく、絶縁基材層14に形成された導体61(導体パターン)の一部に形成してもよい。導電性接合材1を後の加熱加圧工程(本発明の「第5工程」)で融解させることにより、金属部材21および導体61の一部が導電性接合材1を介して接続される。そのため、導電性接合材1は、層間接続導体V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7と同様に、後の加熱加圧時の温度よりも融点が低い材料とする。導電性接合材1は例えばSn、Cu、Ag、Ni、Moの少なくとも1種もしくはこれらの合金を含む。
(7)上記(6)の後に、積層した絶縁基材層11,12,13,14,15を加熱加圧することにより、基材10を形成する。積層した絶縁基材層11,12,13,14,15を加熱加圧することにより、基材10を形成し、且つ、金属部材21と絶縁基材層14に形成された導体61(導体パターン)の一部とが接続されるこの工程が、本発明における「第5工程」の例である。
 このとき、基材10の内部に収納される金属部材21の一端は、絶縁基材層14に形成された導体61の他端に、導電性接合材1を介して接続される。また、互いに異なる絶縁基材層13,14,15に形成された導体パターンおよび層間接続導体(導体61と層間接続導体V1、導体62と層間接続導体V2,V3、導体63と層間接続導体V4,V5、グランド導体47とV6、グランド導体71と層間接続導体V7)が接続される。そのため、導電性接合材1は層間接続導体V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7を構成する金属材料と同じであることが望ましい。
(8)上記(7)の後に、基材10の第1主面VS1に実装部品31,32およびコネクタ51を実装する。具体的には、電極41と電極42との間に実装部品31を電気的に接続(接合)し、電極43と電極44との間に実装部品32を電気的に接続(接合)する。また、電極45および3つのグランド電極46にコネクタ51をそれぞれ電気的に接続(接合)する。この接続(接合)は例えばはんだや導電性接合材等を用いることにより行うことができる。
 上記製造方法によれば、簡素な構成により、所望の形状を有し、且つ、導体損を抑制できる三次元構造の導体(回路)を、内部に収納した多層基板を容易に製造できる。
 また、上記製造方法では、層間接続導体V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7および導電性接合材1が、上記(7)における加熱加圧時の温度よりも融点が低い材料である。そのため、上記(7)における加熱加圧時に、導電性接合材1を介した金属部材21および導体61の一部の間の接続と、互いに異なる絶縁基材層に形成された導体パターン(電極41,42,43,44,45、グランド電極46、導体61,62,63、グランド導体47,71)および層間接続導体V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7の間の接続とを同時に行うことができる。したがって、製造工程を簡略化できる。
 また、上記(4)において、金属部材21は、塑性変形により成形することで三次元構造を得る。この製造方法により、所望の三次元構造を有する金属部材21の成形が容易となる。
 なお、上記製造方法では、第1工程、第6工程、第2工程、第3工程、第4工程、第5工程の順で電子機器を製造する例を示したが、この構成に限定されるものではない。第1工程、第2工程、第3工程、第6工程の後に第4工程、第5工程の順で行われるのであれば、第1工程、第2工程、第3工程、第6工程の順序は適宜変更可能である。
 《第2の実施形態》
 図5(A)は第2の実施形態に係る多層基板102の断面図であり、図5(B)は多層基板102の基材10内部に収納される金属部材22の外観斜視図である。
 第2の実施形態に係る多層基板102は、基材10の内部に収納される金属部材22の形状が第1の実施形態に係る多層基板101と異なる。その他の構成は、多層基板101と同じである。以下、第1の実施形態に係る多層基板101と異なる部分について説明する。
 金属部材22は、折れ曲がった部分を介して平面方向(X軸方向およびY軸方向)に延伸するコの字(c字)状の部分と、厚み方向(Z軸方向)および横方向(X軸方向)に延伸する部分と、平面方向(Y軸方向)に延伸する部分とが一体となった一連の部材である。図5(A)に示すように、金属部材22は、厚み方向(Z軸方向)に対して鋭角(0°を超え、且つ、90°未満)に延伸する部分を有する。言い換えると、金属部材22は、厚み方向(Z軸方向)に延伸する部分を有しておらず、平面方向(X軸方向およびY軸方向)に対して、斜め方向に延伸する部分を有する。
 次に、金属部材が、厚み方向(Z軸方向)に対して鋭角(0°を超え、且つ、90°未満)に延伸する部分を有することの利点について、図を参照して説明する。図6(A)は、厚み方向(Z軸方向)に対して鋭角に延伸する金属部材22Aを、内部に収納する基材10Aの断面図であり、図6(B)は比較例として、導体61,62,63および層間接続導体V11,V12,V13,V14を、内部に収納する基材10Bの断面図である。
 図6(A)および図6(B)に示す基材10A,10Bは、それぞれ熱可塑性樹脂からなる複数の絶縁基材層11a,12a,13a,14aを厚み方向(Z軸方向)に積層し、加熱加圧して構成される。基材10A,10Bの上面には電極P1が形成され、基材10A,10Bの下面には電極P2が形成される。電極P1は、基材10A,10Bの一方側面(図6(A)および図6(B)における基材10A,10Bの左側面)付近に位置し、電極P2は、基材10A,10Bの他方側面(図6(A)および図6(B)における基材10A,10Bの右側面)付近に位置する。基材10A,10Bは、内部に収納(埋設)される導体が異なり、その他の構成は実質的に同じである。
 基材10Aの内部には金属部材22Aが収納(埋設)されている。図6(A)に示すように、金属部材22Aは、折れ曲がった部分を介して厚み方向(Z軸方向)に対して鋭角(0°を超え、且つ、90°未満)に延伸する直線状の部材である。金属部材22Aの一端は電極P1に接続され、金属部材22Aの他端は電極P2に接続される。すなわち、電極P1と電極P2との間は、金属部材22Aを介して接続される。
 一方、基材10Bの内部には、導体61,62,63および層間接続導体V11,V12,V13,V14が収納(埋設)されている。電極P1と電極P2との間は、導体61,62,63および層間接続導体V11,V12,V13,V14を介して接続される。
 図6(A)および図6(B)に示すように、厚み方向(Z軸方向)に延伸する部分と平面方向(X軸方向またはY軸方向)に延伸する部分とを組み合わせて三次元構造の導体を形成する場合に比べ、厚み方向(Z軸方向)に対して鋭角(0°を超え、且つ、90°未満)に延伸する部分を有する方が、導体全体の長さを短くできる。したがって、この構成により、金属部材全体の導体長を短くでき、さらに導体損失を低減できる。
 《第3の実施形態》
 第3の実施形態では、金属部材の一部が基材から露出した多層基板について示す。
 図7(A)は第3の実施形態に係る多層基板103の主要部分を示す断面図であり、図7(B)は多層基板103の主要部分を示す分解断面図である。図8は、多層基板103が備える金属部材23の斜視図である。
 第3の実施形態に係る多層基板103は、金属部材の一部が基材から露出している点で第1の実施形態に係る多層基板101と異なる。また、多層基板103は、導体64,65を備える点で多層基板101と異なる。その他の構成は、多層基板101と実質的に同じである。以下、第1の実施形態に係る多層基板101と異なる部分について説明する。
 図7(A)に示すように、多層基板103は、基材10Cおよび金属部材23等を備える。基材10Cの第1主面VS1には導体65が形成され、基材10Cの内部には導体64、層間接続導体V15およびグランド導体71が形成されている。
 金属部材23は、L字形に折り曲げられた平板であり、折れ曲がった部分を介して平面方向(X軸方向)に延伸する部分と厚み方向(Z軸方向)に延伸する部分とが一体となった一連の三次元構造体である。図7(A)に示すように、金属部材23の一部は基材10Cの内部に収納されており、金属部材23のその他の部分は基材10Cの外部に露出している。金属部材23の一端は、層間接続導体V15を介してグランド導体71に接続される。金属部材23の他端近傍には、貫通孔H1が形成されている。
 図7(B)に示すように、基材10Cは、複数の絶縁基材層11c,12c,13c,14c,15cを厚み方向(Z軸方向)に積層し、加熱加圧して構成される。絶縁基材層11cは最上層であり、絶縁基材層15cは最下層である。
 絶縁基材層11cの上面には導体65が形成される。また、絶縁基材層11cには開口AP3が形成されている。開口AP3は絶縁基材層11cの上面から下面にまで達する貫通孔である。
 絶縁基材層12cの下面には導体64が形成される。また、絶縁基材層12cには開口AP4が形成されている。開口AP4は絶縁基材層12cの上面から下面にまで達する貫通孔である。金属部材23の他端は、絶縁基材層12cに形成される開口AP4に挿通され、金属部材23の一端が絶縁基材層12cの下面に貼付されている。
 絶縁基材層13cには開口AP5が形成されている。開口AP5は絶縁基材層13cの上面から下面にまで達する貫通孔である。
 絶縁基材層14cの下面にはグランド導体71が形成される。また、絶縁基材層14cには層間接続導体V15が形成される。
 基材10Cは複数の絶縁基材層11c,12c,13c,14c,15cを積層し、加熱加圧して構成される。このとき、開口AP3,AP4,AP5が形成された絶縁基材層11c,12c,13cと、開口が形成されていない絶縁基材層15cとの積層によって、積層した複数の絶縁基材層11c,12c,13c,14c,15cの内部にキャビティが構成される。このキャビティは、金属部材23の一部の形状に沿うように厚み方向(Z軸方向)および平面方向(X軸方向またはY軸方向)に延伸している。金属部材23の一部はこのキャビティ内に収納(埋設)される。上述したように、絶縁基材層11c,12c,13c,14c,15cはそれぞれ熱可塑性樹脂からなり、加熱加圧時に樹脂がこのキャビティ内に回りこむ。
 本実施形態で示したように、金属部材は一部が基材の内部に収納され、その他の部分が基材から露出する構成であってもよい。本実施形態のように、金属部材の一部が基材の内部に収納されている場合には、金属部材のうち基材の内部に収納されている部分が、厚み方向(Z軸方向)成分と平面方向(X軸方向またはY軸方向)成分とを有し、少なくとも一部が平面方向に延伸する一連の部材であればよい。
 図9は、第3の実施形態に係る電子機器201の主要部を示す断面図である。
 本実施形態に係る電子機器201は、金属筐体81、金属筐体81に収納される多層基板103、結合部材2等を備える。金属部材23の他端近傍に形成される貫通孔H1には結合部材2が挿通される。多層基板103が備える金属部材23の他端は、結合部材2を介して金属筐体81に固定されている。結合部材2は例えば金属製のネジである。
 本実施形態に係る多層基板103では、金属部材23の一部が基材10Cの内部に収納されているため、基材の表面に形成される導体に、はんだ等の導電性接合材を介して金属部材を接合した場合に比べて、金属部材は基材に強固に固定される。そのため、金属筐体81に多層基板103を固定する際に金属部材23に生じる応力によって、多層基板103からの金属部材23の脱離を防止でき、機械的強度と電気的信頼性が高まる。
 なお、本実施形態では、多層基板を金属製のネジである結合部材2を介して金属筐体81に固定した例を示したが、この構成に限定されるものではない。結合部材2はクリップ等であってもよく、基材から露出する金属部材を挟み込むこと等によって、多層基板を金属筐体に固定してもよい。また、多層基板は、電子機器201の金属筐体81に収納される実装基板等に接続されていてもよい。
 《第4の実施形態》
 第4の実施形態では、上述の実施形態に係る金属部材とは形状が異なる例を示す。
 図10(A)は第4の実施形態に係る多層基板104Aの主要部における外観斜視図であり、図10(B)は多層基板104Aの主要部における断面図である。図11は多層基板104Aの主要部における分解斜視図である。
 第4の実施形態に係る多層基板104Aは、金属部材の形状が第1の実施形態に係る多層基板101と異なる。また、多層基板104Aは、導体66を備える点で多層基板101と異なる。その他の構成は、多層基板101と実質的に同じである。以下、第1の実施形態に係る多層基板101と異なる部分について説明する。
 図10(A)は第4の実施形態に係る多層基板104Aの主要部における外観斜視図であり、図10(B)は多層基板104Aの主要部における断面図である。図11は多層基板104Aの主要部における分解斜視図である。
 図10(B)に示すように、多層基板104Aは、基材10Dおよび金属部材24等を備える。基材10Dの内部には導体66、複数の層間接続導体V16およびグランド導体71等が形成されている。
 金属部材24は、厚み方向(Z軸方向)から視てU字状であり、折れ曲がった部分を介して平面方向(X軸方向およびY軸方向)に延伸する部分と厚み方向(Z軸方向)に延伸する部分とが一体となった三次元構造体である。金属部材24は開口部CP1を有する。図10(B)に示すように、金属部材24は基材10Dの内部に収納されている。金属部材24の一端は、複数の層間接続導体V16を介してグランド導体71に接続される。
 図11に示すように、基材10Dは、複数の絶縁基材層11d,12d,13d,14d,15dを厚み方向(Z軸方向)に積層し、加熱加圧して構成される。絶縁基材層11dは最上層であり、絶縁基材層15dは最下層である。
 絶縁基材層12dには開口AP6が形成されている。開口AP6は、平面形状がU字形であり、絶縁基材層12dの上面から下面にまで達する貫通孔である。
 絶縁基材層13dの上面には平面形状がL字形の導体66が形成される。また、絶縁基材層13dには開口AP7が形成されている。開口AP7は、平面形状がU字形であり、絶縁基材層13の上面から下面にまで達する貫通孔である。
 絶縁基材層14dには5つの層間接続導体V16が形成される。5つの層間接続導体V16は、絶縁基材層14dを平面視して(Z軸方向から視て)、U字状に配置されている。
 絶縁基材層15dの上面にはグランド導体71が形成される。
 基材10Dは複数の絶縁基材層11d,12d,13d,14d,15dを積層し、加熱加圧して構成される。このとき、開口AP6,AP7が形成された絶縁基材層12d,13dと、開口が形成されていない絶縁基材層11d,14dとの積層によって、積層した複数の絶縁基材層11d,12d,13d,14d,15dの内部に、キャビティが構成される。このキャビティは、金属部材24の形状に沿うように厚み方向(Z軸方向)および平面方向(X軸方向またはY軸方向)に延伸する。金属部材24はこのキャビティ内に収納(埋設)される。
 次に、本実施形態に係る別の多層基板について、図を参照して説明する。図12(A)は第4の実施形態に係る別の多層基板104Bの主要部分における外観斜視図であり、図12(B)は多層基板104Bの主要部分における断面図である。なお、図12(A)では、構造を解りやすくするため、金属部材24をドットパターンで示している。
 図12(A)および図12(B)に示すように、多層基板104Bは、基材10Eおよび金属部材24等を備える。多層基板104Bは、基材10Eの表面(第1主面VS1)から内部に向かって形成される空孔SP1を有する点で、多層基板104Aの基材10Dと異なる。その他の構成については、多層基板104Aと同じである。
 空孔SP1は、第1主面VS1から基材10Eの内部に向かって厚み方向(Z軸方向)に延伸し、基材10Eの内部に形成されるグランド導体71まで達する孔である。そのため、グランド導体71は、基材10Eから露出している。また、空孔SP1は、Z軸方向から視て、金属部材24の開口部CP1(図11において、三方向(-X方向、+Y方向および-Y方向)が金属部材24で囲まれる部分)と一致する位置に配置されている。そのため、空孔SP1は金属部材24の開口部CP1に沿って形成され、金属部材24の開口部CP1の内側部分は基材10Eから露出する。
 本実施形態に係る多層基板104Bは、例えば次の工程で製造される。図13は、多層基板104Bの製造工程を順に示す断面図である。
 まず、図13中の(1)に示すように、多層基板104Aを準備する。
 次に、第1主面VS1側から基材10Dの内側に向かって厚み方向(Z軸方向)に延伸してグランド導体71まで達する空孔SP1を形成し、多層基板104B(基材10E)を得る。
 具体的には、空孔SP1は、基材10Dの内部に収納された金属部材24の開口部CP1の位置に対し、厚み(Z軸方向)に向かって照射されるレーザー光LRによって形成される。レーザー光LRは、基材10Dの内部に形成されるグランド導体71で遮られる。このような製造方法を用いることで、第1主面VS1からグランド導体71にまで達する空孔SP1を容易に形成できる。また、この製造方法によれば、金属部材24に沿った空孔SP1を形成する際に不要な方向(例えば金属部材24に対する-X方向)に孔が広がらないようにできる。
 なお、本実施形態に係る多層基板104Bでは、第1主面VS1からグランド導体71にまで達する空孔SP1が形成される構成について示したが、これに限定されるものではない。空孔SP1は、基材の表面からグランド導体まで達していなくてもよい。また、空孔SP1が基材の第2主面VS2や側面に形成されていてもよい。
 また、多層基板104Bでは、空孔SP1が、Z軸方向から視て、金属部材24の開口部CP1と一致する位置に配置される構成例について示したが、これに限定されるものではない。金属部材24の開口部CP1以外の位置に、空孔SP1が配置されていてもよい。
 また、本実施形態では、金属部材24が、厚み方向(Z軸方向)から視てU字状の三次元構造体である例について示したが、この構成に限定されるものではない。後に詳述するように(「その他の実施形態」を参照。)、金属部材の形状(三次元構造)は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能であり、例えば厚み方向(Z軸方向)から視て略U字形、略L字形、略I字形、略T字形、略Y字形等に折り曲げられた平板であってもよい。
 《第5の実施形態》
 第5の実施形態では、上述の実施形態に係る金属部材とは形状が異なる例を示す。
 図14は、第5の実施形態に係る多層基板105の外観斜視図である。図15は、多層基板105の分解斜視図である。図16は、図14におけるA-A断面図である。
 多層基板105は、第1主面VS1と第1主面VS1に対向する第2主面VS2を有する基材10F、金属部材25、およびコネクタ51,52等を備える。この基材10Fの内部には金属部材25が収納(埋設)される。コネクタ51,52は、基材10Fの第2主面VS2に実装される。図14に示すように、多層基板105は、線路部SLおよび接続部CN1,CN2を有する。
 基材10Fは、長手方向が横方向(図14におけるX軸方向)に一致し、短手方向が縦方向(Y軸方向)に一致した略長尺状の絶縁体平板である。基材10Fは、それぞれ熱可塑性樹脂からなる複数の絶縁基材層11f,12f,13f,14fを厚み方向(図15におけるZ軸方向)に積層し、加熱加圧して構成される。複数の絶縁基材層11f,12f,13f,14fは、平面形状が矩形の平板である。
 絶縁基材層11fは最上層である。絶縁基材層11fの上面には、グランド導体71fが形成される。グランド導体71fは、絶縁基材層11fの略全面に形成される平面形状が矩形の導体パターンである。
 絶縁基材層12fの上面には、信号導体61fおよび導体62f,63fが形成される。信号導体61fは、絶縁基材層12fの横方向(X軸方向)に延伸する直線(I字)状の導体パターンであり、絶縁基材層12fの縦方向(Y軸方向)中央に配置される。導体62fは、C字形の導体パターンであり、絶縁基材層12fの長手方向(X軸方向)の一端(図15における絶縁基材層12fの右側端)付近に配置される。導体62fは、絶縁基材層11fに形成される3つの層間接続導体V1fを介して、グランド導体71fに接続される。導体63fは、C字形の導体パターンであり、絶縁基材層12fの長手方向(X軸方向)の他端(絶縁基材層12fの左側端)付近に配置される。導体63fは、絶縁基材層11fに形成される3つの層間接続導体V2fを介して、グランド導体71fに接続される。
 また、絶縁基材層12fには開口AP1f,AP2fが形成されている。開口AP1fは、絶縁基材層12fの第1辺(図15における絶縁基材層12fの下辺)寄りに配置され、絶縁基材層12fの長手方向(X軸方向)に延伸する平面形状が直線(I字)状の貫通孔である。開口AP2fは、絶縁基材層12fの第2辺(絶縁基材層12fの上辺)寄りに配置され、絶縁基材層12fの長手方向(X軸方向)に延伸する平面形状が直線(I字)状の貫通孔である。
 絶縁基材層13fの上面には、導体64f,65f、3つの導体66fおよび3つの導体67fが形成される。導体64f,65f、3つの導体66fおよび3つの導体67fは、平面形状が矩形の導体パターンである。導体64fおよび3つの導体66fは、絶縁基材層13fの一端(図15における絶縁基材層13fの右側端)付近に配置される。導体65fおよび3つの導体67fは、絶縁基材層13fの他端(絶縁基材層13fの左側端)付近に配置される。
 導体64fは、絶縁基材層12fに形成される層間接続導体V5fを介して、信号導体61fの一端に接続される。導体65fは、絶縁基材層12fに形成される層間接続導体V6fを介して、信号導体61fの他端に接続される。3つの導体66fは、絶縁基材層12fに形成される層間接続導体V7fを介して、それぞれ導体62fに接続される。3つの導体67fは、絶縁基材層12fに形成される層間接続導体V8fを介して、それぞれ導体63fに接続される。
 また、絶縁基材層13fには開口AP3fが形成される。開口AP3fは、絶縁基材層13fの中央に配置され、長手方向が横方向(X軸方向)に一致する平面形状が矩形の貫通孔である。
 絶縁基材層14fは最下層である。絶縁基材層14fの下面には、信号電極41f,42f、3つのグランド電極43f、3つのグランド電極44fおよび5つのグランド電極45fが形成される。信号電極41f,42f、3つのグランド電極43f、3つのグランド電極44fおよび5つのグランド電極45fは、平面形状が矩形の導体パターンである。信号電極41fおよび3つのグランド電極43fは、絶縁基材層14fの一端(図15における絶縁基材層14fの右側端)付近に配置される。信号電極42fおよび3つのグランド電極44fは、絶縁基材層14fの他端(絶縁基材層14fの左側端)付近に配置される。5つのグランド電極45fは、絶縁基材層14fの縦方向(Y軸方向)中央に配置され、横方向(X軸方向)に配列される。
 信号電極41fは、絶縁基材層13f,14fに形成される層間接続導体V9f,V13fを介して、導体64fに接続される。信号電極42fは、絶縁基材層13f,14fに形成される層間接続導体V10f,V14fを介して、導体65fに接続される。3つのグランド電極43fは、絶縁基材層13f,14fに形成される層間接続導体V11f,V15fを介して、3つの導体66fにそれぞれ接続される。3つのグランド電極44fは、絶縁基材層13f,14fに形成される層間接続導体V12f,V16fを介して、3つの導体67fにそれぞれ接続される。
 上述したように、基材10Fは複数の絶縁基材層11f,12f,13f,14fを積層し、加熱加圧して構成される。このとき、開口AP1f,AP2f,AP3fが形成された絶縁基材層12f,13fと、開口が形成されていない絶縁基材層11f,14fとの積層によって、積層した複数の絶縁基材層11f,12f,13f,14fの内部にキャビティが構成される。このキャビティは、金属部材25の形状に沿うように厚み方向(Z軸方向)および平面方向(X軸方向またはY軸方向)に延伸している。金属部材25は、このキャビティ内に収納(埋設)される。
 金属部材25は、折れ曲がった部分を介して厚み方向(Z軸方向)成分と平面方向(X軸方向またはY軸方向)成分とを有する三次元構造体である。具体的に説明すると、金属部材25は、横方向(X軸方向)に延伸する断面形状がC字形の部材であり、厚み方向(Z軸方向)に延伸する部分と、平面方向(Y軸方向)に延伸する部分とが一体となった一連の部材である。
 金属部材25は例えば銅製の平板を塑性変形(鍛造)により成形することで得られる。なお、金属部材25は、鋳造することにより三次元構造に成形してもよい。なお、金属部材25の厚みは、導体パターン(絶縁基材層に形成される電極および導体)の厚みよりも大きく、基材10Fよりも剛性の高い(硬質な)部材である。
 図15および図16に示すように、金属部材25は、絶縁基材層11fに形成される層間接続導体V3f,V4fを介して、グランド導体71fに接続される。また、金属部材25は、絶縁基材層14fに形成される層間接続導体V17fを介して、5つのグランド電極45fにそれぞれ接続される。図16に示すように、金属部材25は信号導体61fの三方向(+Y方向、-Y方向および-X方向)を囲むように配置されている。
 基材10Fの第2主面VS2には、信号電極41f,42fおよびグランド電極43f,44f,45fが露出する。コネクタ51は信号電極41fおよび3つのグランド電極43fにそれぞれ電気的に接続(接合)され、コネクタ52は信号電極42fおよび3つのグランド電極44fにそれぞれ電気的に接続(接合)される。
 このように、信号導体61fと、信号導体61fの三方向を囲むように配置される金属部材25と、グランド導体71fと、層間接続導体V3f,V4fと、を含んで伝送線路が構成される。具体的には、多層基板105の基材10Fでは、信号導体61fがグランド(金属部材25およびグランド導体71f)で四方向(+Y方向、-Y方向、+X方向および-X方向)が囲まれた構造の伝送線路が構成されている。図16に示すように、本実施形態では、基材10Fの厚み方向(Z軸方向)および長手方向(X軸方向)に延伸する面状の金属部材25が、信号導体61fの幅方向(Y軸方向)の両側にも配列されている。そのため、層間接続導体が信号導体の幅方向(Y軸方向)の両側に配列された構造に比べて、伝送線路から外部への不要輻射は抑制される。
 また、本実施形態では、図14に示すように、基材10Fよりも剛性の高い(硬質な)金属部材25が、基材10Fの長手方向(X軸方向)に中央付近に埋設されているため、金属部材25が埋設されている部分の機械的強度を高めることができる。すなわち、本実施形態では、金属部材25がグランドとしての機能を有する変形防止部材となる。
 また、本実施形態では、金属部材25が埋設されていない接続部CN1,CN2(基材10Fの長手方向(X軸方向)の一端および他端)近傍に可撓性を有するため、コネクタ51,52の実装基板等への接続(接合)が容易となる。
 なお、本実施形態では、金属部材25が埋設されていない接続部CN1,CN2(基材10Fの長手方向(X軸方向)の一端および他端)近傍に可撓性を有した多層基板105の例を示したが、この構成に限定されるものではない。基材10Fよりも剛性の高い金属部材の配置により、可撓性を有する部分を適宜変更することが可能である。また、基材の長手方向(X軸方向)全体に亘って剛性の高い金属部材が埋設されていてもよい。
 なお、上述したように、金属部材25は導体パターン(信号電極、信号導体、導体、グランド導体、グランド電極)と同じ材料で構成されることが望ましい。この構成により、金属部材25および導体パターンと層間接続導体とが、熱圧着時の熱によって同時に接合されるため、製造工程を簡略化できる。
 《第6の実施形態》
 第6の実施形態では、実装基板に多層基板が実装された電子機器の例について示す。
 図17(A)は第6の実施形態に係る電子機器202の主要部分を示す斜視図であり、図17(B)は電子機器202の主要部分を示す分解斜視図である。
 本実施形態に係る電子機器202は、実装基板301、多層基板106および実装部品33,34,35,36,37等を備える。多層基板106および実装基板301は図示しない筐体の内部に収納されている。多層基板106は、コネクタを備えていない点で第5の実施形態に係る多層基板105と異なり、その他の構成については多層基板105と同じである。
 本実施形態に係る多層基板106は、はんだ等の導電性接合材を介して実装基板301に実装され、実装基板301に構成される回路に接続される。また、実装基板301には実装部品33,34,35,36,37等も実装されている。実装基板301は例えばプリント配線板である。実装部品33,34,35,36,37は、例えばセラミック素材からなるチップ型インダクタやチップ型キャパシタのチップ部品等である。
 図17(B)に示すように、多層基板106の信号電極41f,42fは、実装基板301に形成される電極P41,P42にそれぞれ接続される。多層基板106の3つのグランド電極43fは、実装基板301に形成される3つのグランド電極P43にそれぞれ接続される。多層基板106の3つのグランド電極44fは、実装基板301に形成される3つのグランド電極P44にそれぞれ接続される。多層基板106の5つのグランド電極45fは、実装基板301に形成される5つのグランド電極P45にそれぞれ接続される。
 このように、多層基板は実装基板に実装されていてもよい。なお、本実施形態のように、基材10Fよりも剛性の高い金属部材を、基材10Fに埋設することにより、多層基板の反りや不要な変形を抑制できる。したがって、本実施形態に係る多層基板106のように長尺状であっても実装基板等への面実装が容易となり、他の部品と同様に実装機で実装が可能となるため、実装工程が簡素化できる。
 《第7の実施形態》
 第7の実施形態では、第5の実施形態とは異なる構造の伝送線路が構成された多層基板の例を示す。
 図18(A)は第7の実施形態に係る多層基板107の外観斜視図であり、図18(B)は図18(A)とは別の視点から視た多層基板107の外観斜視図である。図19は多層基板107の分解斜視図である。図20(A)は図18(A)におけるB-B断面図であり、図20(B)は図18(A)におけるC-C断面図である。図21は図18(A)におけるD-D断面図である。図19では、構造を解りやすくするため、金属部材27A,27Bをドットパターンで示している。
 多層基板107は、第1主面VS1と第1主面VS1に対向する第2主面VS2を有する基材10J、信号導体61Jおよび金属部材27A,27Bを備える。基材10Jの内部には、信号導体61Jおよび金属部材27A,27B等が収納(埋設)される。
 基材10Jは、長手方向が横方向(図18におけるX軸方向)に一致し、短手方向が縦方向(Y軸方向)に一致した略長尺状の絶縁体である。基材10Jの第1主面VS1には、略全面にグランド導体71hが形成されている。基材10Jの第2主面VS2には、信号電極41g,42g、3つのグランド電極43gおよび3つのグランド電極44gが形成されている。信号電極41gおよび3つのグランド電極43gは、基材10Jの一端(図18(B)における基材10Jの第2主面VS2の右側端)付近に配置される。信号電極42gおよび3つのグランド電極44gは、基材10Jの他端(基材10Jの第2主面VS2の左側端)付近に配置される。
 基材10Jは、図19に示すように、基材10Gの第1面S1gと基材10Hの第1面S1hとを重ね合わせるように、基材10Gと基材10Hとを積層して構成される。信号導体61Jは、横方向(X軸方向)に延伸する直線(I字)状の平板である。信号導体61Jの一端は、基材10Gの第1面S1gに露出する層間接続導体V1gに接続される。信号導体61Jの他端は、基材10Gの第1面S1gに露出する層間接続導体V2gに接続される。信号導体61Jは、例えばはんだや導電性接着剤等により層間接続導体V1g,V2gに接合される。
 また、図19に示すように、基材10Gの第1面S1gに露出する3つの層間接続導体V3gは、基材10Hの第1面S1hに露出する3つの層間接続導体V1hにそれぞれ接続される。基材10Gの第1面S1gに露出する3つの層間接続導体V4gは、基材10Hの第1面S1hに露出する3つの層間接続導体V2hにそれぞれ接続される。
 図20(A)に示すように、信号導体61Jの一端は、信号導体61g,65gおよび層間接続導体V1g,V5g,V9gを介して、信号電極41gに接続される。また、図21に示すように、信号導体61Jの他端は、信号導体62g,66gおよび層間接続導体V2g,V6g,V10gを介して、信号電極42gに接続される。また、3つのグランド電極43gおよび3つのグランド電極44gは、複数のグランド導体および複数の層間接続導体を介して、それぞれグランド導体71hに導通する。
 また、基材10Gと基材10Hとを積層することにより、基材10Gの第1面S1gに露出する金属部材27Aが、基材10Hの第1面S1hに露出する金属部材27Bに接続される。グランド電極45gは、図20(B)に示すように、金属部材27A,27Bおよび層間接続導体V13g,V7hを介して、グランド導体71hに導通する。
 図20(B)に示すように、本実施形態では、信号導体61Jと、信号導体61Jの四方向(+Y方向、-Y方向、+Z方向および-Z方向)を囲むように配置される金属部材27A,27Bと、を含んだ伝送線路が構成される。具体的には、多層基板107には、信号導体61Jがグランド(金属部材27A,27B)で囲まれた伝送線路が構成される。また、信号導体61Jとグランド(金属部材27A,27B)との間には、図20(B)に示すように、絶縁基材層の無い空孔SP1J,SP2Jが形成されている。
 次に、基材10Gの構造について図を参照して説明する。図22(A)は基材10Gの外観斜視図であり、図22(B)は基材10Gの分解斜視図である。
 基材10Gは、長手方向が横方向(X軸方向)に一致し、短手方向が縦方向(Y軸方向)に一致した略長尺状の絶縁体の平板である。基材10Gの内部には金属部材27Aが収納される。
 図22(B)に示すように、金属部材27Aは、横方向(X軸方向)に延伸する断面形状がC字形の部材であり、厚み方向(Z軸方向)に延伸する部分と、平面方向(Y軸方向)に延伸する部分とが一体となった一連の部材である。金属部材27Aは例えば銅製の平板を塑性変形(鍛造)により成形することで得られる。
 基材10Gは、第1面S1gから内部に向かって形成される2つの空孔SP1G,SP2Gを有する。空孔SP1G,SP2Gは、第1面S1gから基材10Gの内部に向かって厚み方向(Z軸方向)に延伸し、基材10Gの内部に収納される金属部材27Aまで達する孔である。空孔SP1G,SP2Gは、横方向(X軸方向)に延伸する平面形状が直線(I字)形であり、縦方向(Y軸方向)に並んで配列されている。図21(A)等に示すように、空孔SP1G,SP2Gは、金属部材27Aに沿って形成されている。
 基材10Gは、それぞれ熱可塑性樹脂からなる複数の絶縁基材層11g,12g,13gを厚み方向(Z軸方向)に積層し、加熱加圧して構成される。複数の絶縁基材層11g,12g,13gは、平面形状が矩形の平板である。
 絶縁基材層11gは最上層である。絶縁基材層11gの下面には、信号導体61g,62gおよびグランド導体63g,64gが形成される。信号導体61g,62gは平面形状が矩形の導体パターンであり、グランド導体63g,64gはC字形の導体パターンである。信号導体61gおよびグランド導体63gは、絶縁基材層11gの長手方向(X軸方向)の一端(図22(B)における絶縁基材層11gの右側端)付近に配置される。信号導体62gおよびグランド導体64gは、絶縁基材層11gの長手方向(X軸方向)の他端(絶縁基材層11gの左側端)付近に配置される。
 絶縁基材層11gには、層間接続導体V1g,V2g、3つの層間接続導体V3gおよび3つの層間接続導体V4gが形成される。層間接続導体V1gは信号導体61gに接続され、層間接続導体V2gは信号導体62gに接続される。3つの層間接続導体V3gはグランド導体63gに接続され、3つの層間接続導体V4gはグランド導体64gに接続される。
 また、絶縁基材層11gには開口AP1g,AP2gが形成されている。開口AP1gは、絶縁基材層11gの第1辺(図22(B)における絶縁基材層11gの上辺)寄りに配置され、絶縁基材層11gの長手方向(X軸方向)に延伸する平面形状が直線(I字)状の貫通孔である。開口AP2gは、絶縁基材層11gの第2辺(絶縁基材層11gの下辺)寄りに配置され、絶縁基材層11gの長手方向(X軸方向)に延伸する平面形状が直線(I字)状の貫通孔である。
 絶縁基材層12gの下面には、信号導体65g,66gおよびグランド導体67g,68gが形成される。信号導体65g,66gは平面形状が矩形の導体パターンであり、グランド導体67g,68gは平面形状がC字形の導体パターンである。信号導体65gおよびグランド導体67gは、絶縁基材層12gの長手方向(X軸方向)の一端(図22(B)における絶縁基材層12gの右側端)付近に配置される。信号導体66gおよびグランド導体68gは、絶縁基材層12gの長手方向(X軸方向)の他端(絶縁基材層12gの左側端)付近に配置される。
 信号導体65gは、絶縁基材層12gに形成される層間接続導体V5gを介して、信号導体61gに接続される。信号導体66gは、絶縁基材層12gに形成される層間接続導体V6gを介して、信号導体62gに接続される。グランド導体67gは、絶縁基材層12gに形成される3つの層間接続導体V7gを介して、グランド導体63gに接続される。グランド導体68gは、絶縁基材層12gに形成される3つの層間接続導体V8gを介して、グランド導体64gに接続される。
 また、絶縁基材層12gには開口AP3gが形成される。開口AP3gは、絶縁基材層12gの中央に配置され、長手方向が横方向(X軸方向)に一致する平面形状が矩形の貫通孔である。
 絶縁基材層13gは最下層である。絶縁基材層13gの下面には、信号電極41g,42g、3つのグランド電極43g、3つのグランド電極44gおよび5つのグランド電極45gが形成される。信号電極41g,42g、グランド電極43g,44g,45gは、平面形状が矩形の導体パターンである。信号電極41gおよび3つのグランド電極43gは、絶縁基材層13gの長手方向(X軸方向)の一端(図22(B)における絶縁基材層13gの右側端)付近に配置される。信号電極42gおよび3つのグランド電極44gは、絶縁基材層13gの長手方向(X軸方向)の他端(絶縁基材層13gの左側端)付近に配置される。5つのグランド電極45gは、絶縁基材層13gの縦方向(Y軸方向)中央に配置され、横方向(X軸方向)に配列される。
 信号電極41gは、絶縁基材層13gに形成される層間接続導体V9gを介して、信号導体65gに接続される。信号電極42gは、絶縁基材層13gに形成される層間接続導体V10gを介して、信号導体66gに接続される。3つのグランド電極43gは、絶縁基材層13gに形成される3つの層間接続導体V11gを介して、グランド導体67gにそれぞれ接続される。3つのグランド電極44gは、絶縁基材層13gに形成される3つの層間接続導体V12gを介して、グランド導体68gにそれぞれ接続される。5つのグランド電極45gは、絶縁基材層13gに形成される層間接続導体V13gを介して、それぞれ金属部材27Aに接続される。
 上述したように、基材10Gは複数の絶縁基材層11g,12g,13gを積層し、加熱加圧して構成される。このとき、開口AP1(後に詳述する開口AP1g),AP2(後に詳述する開口AP2g),AP3gが形成された絶縁基材層11g,12gと、開口が形成されていない絶縁基材層13gとの積層によって、積層した複数の絶縁基材層11g,12g,13gの内部にキャビティが構成される。このキャビティは、金属部材27Aの形状に沿うように厚み方向(Z軸方向)および絶縁基材層11g,12g,13gの主面に平行な平面方向(X軸方向またはY軸方向)に延伸している。金属部材27Aは、このキャビティ内に収納(埋設)される。
 次に、基材10Hの構造について説明する。図23(A)は基材10Hの外観斜視図であり、図23(B)は基材10Hの分解斜視図である。
 基材10Hは、図23(A)に示すように、長手方向が横方向(X軸方向)に一致し、短手方向が縦方向(Y軸方向)に一致した略長尺状の絶縁体の平板である。基材10Hの内部には金属部材27Bが収納される。
 図23(B)に示すように、金属部材27Bは、横方向(X軸方向)に延伸する断面形状がC字形の部材であり、厚み方向(Z軸方向)に延伸する部分と、平面方向(Y軸方向)に延伸する部分とが一体となった一連の部材である。金属部材27Bは例えば銅製の平板を塑性変形(鍛造)により成形することで得られる。
 基材10Hは、第1面S1hから内部に向かって形成される2つの空孔SP1H,SP2Hを有する。空孔SP1H,SP2Hは、第1面S1hから基材10Hの内部に向かって厚み方向(Z軸方向)に延伸し、基材10Hの内部に収納される金属部材27Bまで達する孔である。空孔SP1H,SP2Hは、横方向(X軸方向)に延伸する平面形状が直線(I字)形であり、縦方向(Y軸方向)に並んで配列されている。図23(A)に示すように、空孔SP1H,SP2Hは、金属部材27Bに沿って形成されている。
 基材10Hは、それぞれ熱可塑性樹脂からなる複数の絶縁基材層11h,12h,13hを厚み方向(Z軸方向)に積層し、加熱加圧して構成される。複数の絶縁基材層11h,12h,13hは、平面形状が矩形の平板である。
 絶縁基材層11hは最上層である。絶縁基材層13hの上面には、グランド導体71hが形成される。グランド導体71hは、絶縁基材層11hの略全面に形成される平面形状が矩形の導体パターンである。グランド導体71hは、絶縁基材層11hに形成される10つの層間接続導体V7hを介して、金属部材27Bに接続される。
 絶縁基材層12hの上面には、グランド導体63h,64hが形成される。グランド導体63h,64hはC字形の導体パターンである。グランド導体63hは、絶縁基材層12hの長手方向(X軸方向)の一端(図23(B)における絶縁基材層12hの右側端)付近に配置される。グランド導体64hは、絶縁基材層12hの長手方向(X軸方向)の他端(絶縁基材層12hの左側端)付近に配置される。
 グランド導体63hは、絶縁基材層11hに形成される3つの層間接続導体V5hを介して、グランド導体71hに接続される。グランド導体64hは、絶縁基材層11hに形成される3つの層間接続導体V6hを介して、グランド導体71hに接続される。
 また、絶縁基材層12hには開口AP6hが形成される。開口AP6hは、絶縁基材層12hの中央に配置され、長手方向が横方向(X軸方向)に一致する平面形状が矩形の貫通孔である。
 絶縁基材層13hは最下層である。絶縁基材層13hの上面には、グランド導体61h,62hが形成される。グランド導体61h,62hはC字形の導体パターンである。グランド導体61hは、絶縁基材層13hの長手方向(X軸方向)の一端(図23(B)における絶縁基材層13hの右側端)付近に配置される。グランド導体62hは、絶縁基材層13hの長手方向(X軸方向)の他端(絶縁基材層13hの左側端)付近に配置される。
 絶縁基材層13hには、3つの層間接続導体V1hおよび3つの層間接続導体V2hが形成される。3つの層間接続導体V1hはグランド導体61hに接続され、3つの層間接続導体V2hはグランド導体62hに接続される。また、グランド導体61hは、絶縁基材層12hに形成される層間接続導体V3hを介して、グランド導体63hに接続される。グランド導体62hは、絶縁基材層12hに形成される層間接続導体V4hを介してグランド導体64hに接続される。
 また、絶縁基材層13hには開口AP4,AP5が形成されている。開口AP4は、絶縁基材層13hの第1辺(図23(B)における絶縁基材層13hの下辺)寄りに配置され、絶縁基材層13hの長手方向(X軸方向)に延伸する平面形状が直線(I字)状の貫通孔である。開口AP5は、絶縁基材層13hの第2辺(絶縁基材層11hの上辺)寄りに配置され、絶縁基材層13hの長手方向(X軸方向)に延伸する平面形状が直線(I字)状の貫通孔である。
 上述したように、基材10Hは複数の絶縁基材層11h,12h,13hを積層し、加熱加圧して構成される。このとき、開口が形成されていない絶縁基材層11hと、開口AP4(後に詳述する開口AP4h),AP5(後に詳述する開口AP5h),AP6hが形成された絶縁基材層12h,13hとの積層によって、積層した複数の絶縁基材層11h,12h,13hの内部にキャビティが構成される。このキャビティは、金属部材27Bの形状に沿うように厚み方向(Z軸方向)および絶縁基材層11h,12h,13hの主面に平行な平面方向(X軸方向またはY軸方向)に延伸している。金属部材27Bは、このキャビティ内に収納(埋設)される。
 基材10Gと基材10Hとを積層することにより、基材10J(多層基板107)が構成される。本実施形態では、基材10G,10Hはともに熱可塑性樹脂であるため、基材10Gと基材10Hとを積層して加熱圧着することにより接合できる。なお、図20(B)に示すように、基材10Jの内部には、空孔SP1Jおよび空孔SP2Jが形成される。空孔SP1Jは、基材10Gに形成される空孔SP1Gと、基材10Hに形成される空孔SP1Hとで構成される孔である。空孔SP2Jは、基材10Gに形成される空孔SP2Gと、基材10Hに形成される空孔SP2Hとで構成される孔である。図20(B)に示すように、空孔SP1J,SP2Jは、金属部材27A,27Bに沿って形成されている。
 本実施形態では、信号導体61Jがグランド(金属部材27A,27B)で囲まれた伝送線路が構成され、信号導体61Jとグランド(金属部材27A,27B)との間に絶縁基材層の無い空孔SP1J,SP2Jが形成されている。絶縁基材層が無い空孔SP1J,SP2Jは、絶縁基材層に比べて相対的に誘電率が低い部分である。したがって、この構成により、信号導体61Jとグランド(金属部材27A,27B)との間に発生する容量を低減できる。また、この構成により、信号導体61Jに高周波信号を伝送したときの誘電体損失は抑制される。
 本実施形態に係る基材10Gは、例えば次の工程で製造される。
 図24は基材10Gの製造工程を順に示す斜視図である。なお、図24では、説明の都合上、個片での製造工程で説明するが、実際の基材の製造工程は集合基板状態で行われる。なお、図24では、構造を解りやすくするため、領域LT1,LT2をドットパターンで示している。
 まず、図24中の(1)に示すように、絶縁基材層11g,12g,13gの片側主面に金属箔(例えば銅箔)をラミネートし、その金属箔をフォトリソグラフィでパターンニングする。これにより、絶縁基材層11g,12g,13gにそれぞれ導体パターン(信号導体61g,62g,65g,66g、信号電極41g,42g、グランド導体63g,64g,67g,68gおよびグランド電極43g,44g,45g)を形成する。絶縁基材層11g,12g,13gには例えば液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂基材が用いられる。
 また、絶縁基材層11g,12g,13gに層間接続導体V1g,V2g,V3g,V4g,V5g,V6g,V7g,V8g,V9g,V10g,V11g,V12g,V13gを形成する。層間接続導体V1g,V2g,V3g,V4g,V5g,V6g,V7g,V8g,V9g,V10g,V11g,V12g,V13gは、レーザー等で貫通孔を設けた後、Cu、Ag、Sn、Ni、Mo等のうち1以上にもしくはそれらの合金を含む導電性ペーストを配設し、後の加熱加圧工程で硬化させることによって設けられる。そのため、層間接続導体V1g,V2g,V3g,V4g,V5g,V6g,V7g,V8g,V9g,V10g,V11g,V12g,V13gは、後の加熱加圧時の温度よりも融点が低い材料とする。
 また、積層した複数の絶縁基材層11g,12g,13gの内部にキャビティを構成する開口AP1g,AP2g,AP3gを、絶縁基材層11g,12gに形成する。
 次に、金属部材27Aを、厚み方向(Z軸方向)成分と平面方向(X軸方向またはY軸方向)成分とを有し、且つ、少なくとも一部が平面方向(X軸方向またはY軸方向)に延伸する一連の形状となるように成形する。金属部材27Aは例えば銅製の平板を塑性変形(鍛造)により成形することで三次元構造を得ることができる。
 その後、絶縁基材層11g,12g,13gを積層し、キャビティ(開口AP1g,AP2g,AP3g)内に、成形した金属部材27Aを収納し、積層した絶縁基材層11g,12g,13gを加熱加圧することにより、基材10Kを形成する。
 次に、図24中の(2)に示すように、第1面S1g側から基材10Kの内側に向かって厚み方向(Z軸方向)に延伸する空孔SP1G,SP2Gを形成し、図24中の(3)に示す基材10Gを得る。
 具体的には、空孔SP1Gは、基材10Kの第1面S1gの領域LT1に対し、厚み(Z軸方向)に向かって照射されるレーザー光LRによって形成される。また、開口部CP2Gは、基材10Kの第1面S1gの領域LT2に対し、厚み方向(Z軸方向)に向かって照射されるレーザー光LRによって形成される。レーザー光LRは、基材の内部に収納される金属部材27Aで遮られる。したがって、このような製造方法を用いることで、金属部材27Aに沿った(第1面S1gから金属部材27Aにまで達する)空孔SP1G,SP2Gを容易に形成できる。
 また、本実施形態に係る基材10Hは、例えば次の工程で製造される。
 図25は基材10Hの製造工程を順に示す斜視図である。なお、図25では、説明の都合上、個片での製造工程で説明するが、実際の基材の製造工程は集合基板状態で行われる。なお、図25では、構造を解りやすくするため、領域LT1,LT2をドットパターンで示している。
 まず、図25中の(1)に示すように、絶縁基材層11h,12h,13hの片側主面に金属箔(例えば銅箔)をラミネートし、その金属箔をフォトリソグラフィでパターンニングする。これにより、絶縁基材層11h,12h,13hにそれぞれ導体パターン(グランド導体61h,62h,63h,64h,71h)を形成する。絶縁基材層11h,12h,13hには例えば液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂基材が用いられる。
 また、絶縁基材層11h,12h,13hに層間接続導体V1h,V2h,V3h,V4h,V5h,V6h,V7hを形成する。層間接続導体V1h,V2h,V3h,V4h,V5h,V6h,V7hは、レーザー等で貫通孔を設けた後、Cu、Ag、Sn、Ni、Mo等のうち1以上にもしくはそれらの合金を含む導電性ペーストを配設し、後の加熱加圧工程で硬化させることによって設けられる。そのため、層間接続導体V1h,V2h,V3h,V4h,V5h,V6h,V7hは、後の加熱加圧時の温度よりも融点が低い材料とする。
 また、積層した複数の絶縁基材層11h,12h,13hの内部にキャビティを構成する開口AP4h,AP5h,AP6hを、絶縁基材層12h,13hに形成する。
 次に、金属部材27Bを、厚み方向(Z軸方向)成分と平面方向(X軸方向またはY軸方向)成分とを有し、且つ、少なくとも一部が平面方向(X軸方向またはY軸方向)に延伸する一連の形状となるように成形する。金属部材27Bは例えば銅製の平板を塑性変形(鍛造)により成形することで三次元構造を得ることができる。
 その後、絶縁基材層11h,12h,13hを積層し、キャビティ(開口AP4h,AP5h,AP6h)内に、成形した金属部材27Bを収納し、積層した絶縁基材層11h,12h,13hを加熱加圧することにより、基材10Lを形成する。
 次に、図25中の(2)に示すように、第1面S1h側から基材10Lの内側に向かって厚み方向(Z軸方向)に延伸する空孔SP1H,SP2Hを形成し、図25中の(3)に示す基材10Hを得る。
 具体的には、空孔SP1H、基材10Lの第1面S1hの領域LT3に対し、厚み(Z軸方向)に向かって照射されるレーザー光LRによって形成される。また、開口部CP2Hは、基材10Lの第1面S1hの領域LT4に対し、厚み方向(Z軸方向)に向かって照射されるレーザー光LRによって形成される。レーザー光LRは、基材の内部に収納される金属部材27Bで遮られる。したがって、このような製造方法を用いることで、金属部材27Bに沿った(第1面S1hから金属部材27Bにまで達する)空孔SP1H,SP2Hを容易に形成できる。
 《その他の実施形態》
 なお、上述の実施形態では、基材10の長手方向が横方向(X軸方向)に一致し、短手方向が縦方向(Y軸方向)に一致した略長尺状の絶縁体平板である例を示したが、この構成に限定されるものではない。基材10の形状・構造等は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。基材10の平面形状は、例えば正方形、円形、楕円形、L字形、Y字形等、適宜変更可能である。
 上述した第1から第6の実施形態では、絶縁基材層の積層数が4または5である基材を備える多層基板の例を示したが、この構成に限定されるものではない。基材(多層基板)の積層数は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。
 なお、多層基板が有する回路の構成は、上述の実施形態に示した構成のみに限定されるものではない。多層基板が有する回路構成は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。したがって、複数の絶縁基材層に形成される導体パターンおよび層間接続導体の形状、数量、大きさ等は多層基板が有する回路構成によって適宜変更可能である。また、実装部品31,32の種類、個数等も、多層基板が有する回路構成によって適宜変更可能である。なお、上述の実施形態では、実装部品31,32は、基材10の第1主面VS1に実装される例を示したが、これに限定されるものではない。実装部品31,32は、基材10の第2主面VS2に実装されていてもよい。また、実装部品31,32は基材10の内部に収納(埋設)されていてもよい。なお、本発明の多層基板において、実装部品31,32は必須ではない。
 また、コネクタ51の種類、個数等についても、多層基板が有する回路構成によって適宜変更可能である。なお、上述の実施形態では、コネクタ51が基材10の第1主面VS1に実装される例を示したが、これに限定されるものではない。コネクタ51は、基材10の第2主面VS2に実装されていてもよい。なお、本発明の多層基板において、コネクタ51は必須ではない。すなわち、多層基板は、はんだ等の導電性接合材を介して他の回路基板と接続する構成であってもよい。
 金属部材の形状(三次元構造)は、上述の実施形態で示した金属部材21,22,24の構造に限定されるものではない。厚み方向(Z軸方向)成分と平面方向(X軸方向またはY軸方向)成分とを有し、且つ、基材に形成される回路の少なくとも一部を構成するのであれば、金属部材の形状(三次元構造)は適宜変更可能である。また、金属部材の断面形状は必ずしも円形である必要はない。金属部材の断面形状は、例えば矩形、正方形、多角形、楕円形、L字形、T字形、コの字形(c字形)等、適宜変更可能である。
 上述(第1または第2)の実施形態では、金属部材21,22が例えばUHF帯アンテナの放射素子である例を示したが、この構成に限定されるものではない。金属部材が、伝送線路の一部、コイルアンテナ、インダクタ等を構成していてもよい。
 上述(第1または第2)の実施形態では、金属部材21,22の一端が導電性接合材1を介して導体パターン(導体61の他端)に接続される例を示したが、これに限定されるものではない。導電性接合材1は必須ではなく、金属部材の一端と導体パターン(導体61の他端)とを当接することにより接続してもよい。
AN…アンテナ部
SL…線路部
CN1,CN2…接続部
CP1,…開口部
SP1,SP1G,SP1H,SP1J,SP2G,SP2H,SP2J…空孔
AP1,AP1f,AP1g,AP2,AP2f,AP2g,AP3,AP3f,AP3g,AP4,AP4h,AP5,AP5h,AP6,AP6h,AP7…開口
H1…貫通孔
P1,P2…電極
V1,V1f,V1g,V1h,V2,V2f,V2g,V2h,V3,V3f,V3g,V3h,V4,V4f,V4g,V4h,V5,V5f,V5g,V5h,V6,V6f,V6g,V6h,V7,V7f,V7g,V7h,V8f,V8g,V9f,V9g,V10f,V10g,V11,V11f,V11g,V12,V12f,V12g,V13,V13f,V14,V14f,V15,V15f,V16,V16f,V17f…層間接続導体
VS1…第1主面
VS2…第2主面
S1g,S1h…第1面
1…導電性接合材
2…結合部材
10,10A,10B,10C,10D,10E,10F,10G,10H,10J…基材
11,11a,11c,11d,11f,11g,11h,12,12a,12c,12d,12f,12g,12h,13,13a,13c,13d,13f,13g,13h,14,14a,14c,14f,15,15c,15d…絶縁基材層
21,22,22A,23,24,25,27A,27B…金属部材
31,32,33,34,35,36,37…実装部品
41,42,43,44,45,P41,P42,P43…電極
61f,61g,61J,62g,65g,66g…信号導体
41f,41g,42f,42g…信号電極
43f,43g,44f,44g,45f,45g,46,P43,P44,P45…グランド電極
47,71,61h,62h,63g,63h,64g,64h,67g,68g,71f,71h…グランド導体
81…金属筐体
51,52…コネクタ
61,61f,62,62f,63,63f,64,64f,65,65f,66,66f,67f…導体
101,102,103,104A,104B,105,106,107…多層基板
201,202…電子機器
301…実装基板

Claims (14)

  1.  それぞれ熱可塑性樹脂からなる複数の絶縁基材層が積層された基材と、
     前記絶縁基材層に形成される導体パターンと、
     少なくとも一部が前記基材の内部に収納され、前記導体パターンに接続される金属部材と、
     を備え、
     前記金属部材は、折れ曲がった部分を介して前記絶縁基材層の積層方向成分と前記絶縁基材層の主面に平行な平面方向成分とを有し、且つ、少なくとも一部が前記平面方向に延伸する一連の部材であり、前記基材に形成される回路の少なくとも一部を構成することを特徴とする、多層基板。
  2.  前記基材の内部に収納される前記金属部材の少なくとも一部は、積層した複数の前記絶縁基材層の内部に構成される、前記金属部材の形状に沿うように前記積層方向と前記絶縁基材層の前記主面に平行な平面方向とに延伸するキャビティ内に収納される、請求項1に記載の多層基板。
  3.  前記絶縁基材層の積層方向における前記金属部材の厚みは、前記絶縁基材層の積層方向における前記導体パターンの厚みよりも大きい、請求項1または2に記載の多層基板。
  4.  前記絶縁基材層に形成され、前記絶縁基材層の積層方向に延伸し、且つ、前記導体パターンに接続される層間接続導体、をさらに備え、
     前記層間接続導体と前記導体パターンとは、固相拡散接合により接続される、請求項1から3のいずれかに記載の多層基板。
  5.  前記金属部材は、前記導体パターンと同じ材料で構成される、請求項1から4のいずれかに記載の多層基板。
  6.  前記金属部材の一部は、前記絶縁基材層の積層方向に対して0°を超え、かつ、90°未満に延伸する、請求項1から5のいずれかに記載の多層基板。
  7.  前記金属部材は、アンテナの放射素子の少なくとも一部である、請求項1から6のいずれかに記載の多層基板。
  8.  前記導体パターンは信号導体を有し、
     前記金属部材は、前記信号導体の少なくとも三方向を囲むように配置され、
     前記金属部材と、前記信号導体と、を含む伝送線路が構成される、請求項1から7のいずれかに記載の多層基板。
  9.  前記基材は、前記金属部材に沿って形成される空孔を有する、請求項1から8のいずれかに記載の多層基板。
  10.  筐体と、
     前記筐体の内部に収納される多層基板と、
     を備え、
     前記多層基板は、
      それぞれ熱可塑性樹脂からなる複数の絶縁基材層が積層された基材と、
      前記絶縁基材層に形成される導体パターンと、
      少なくとも一部が前記基材の内部に収納され、前記導体パターンに接続される金属部材と、
      を有し、
      前記金属部材は、折れ曲がった部分を介して前記絶縁基材層の積層方向成分と前記絶縁基材層の主面に平行な平面方向成分とを有し、且つ、少なくとも一部が前記平面方向に延伸する一連の部材であり、前記基材に形成される回路の少なくとも一部を構成する、
     電子機器。
  11.  前記筐体の内部に収納される実装基板を備え、
     前記多層基板は、前記実装基板に実装される、請求項10に記載の電子機器。
  12.  それぞれ熱可塑性樹脂からなる複数の絶縁基材層が積層された基材と、
     前記絶縁基材層に形成される導体パターンと、
     前記基材の内部に収納され、前記導体パターンに接続される金属部材と、
     を備える多層基板の製造方法であって、
     前記導体パターンを複数の前記絶縁基材層に形成する第1工程と、
     前記金属部材を、前記絶縁基材層の積層方向成分と前記絶縁基材層の主面に平行な平面方向成分とを有し、且つ、少なくとも一部が前記平面方向に延伸する一連の部材に成形する第2工程と、
     積層した前記複数の絶縁基材層の内部に、前記金属部材の形状に沿ったキャビティを構成する開口を、前記複数の絶縁基材層のうち、所定の複数の絶縁基材層に形成する第3工程と、
     前記第1工程、第2工程および前記第3工程の後に、前記複数の絶縁基材層を積層し、前記キャビティ内に前記金属部材を収納する第4工程と、
     前記第4工程の後に、積層した前記複数の絶縁基材層を加熱加圧することにより、前記基材を形成し、且つ、前記金属部材および前記導体パターンの一部が接続される第5工程と、
     を有する多層基板の製造方法。
  13.  前記絶縁基材層に、前記絶縁基材層の積層方向に延伸する導電性ペーストからなる層間接続導体を形成する第6工程をさらに有し、
     前記第4工程は、
     前記第6工程の後に、前記金属部材と前記導体パターンの一部との間に導電性接合材を介在させる工程を含み、
     前記層間接続導体および前記導電性接合材は、前記第5工程における加熱加圧時の温度よりも融点が低い材料であり、
     前記第5工程により、前記金属部材および前記導体パターンの一部が前記導電性接合材を介して接続され、且つ、互いに異なる前記絶縁基材層に形成された前記導体パターンおよび前記層間接続導体が接続される、
     請求項12に記載の多層基板の製造方法。
  14.  前記第2工程は、
     前記金属部材を塑性変形する工程を含む、
     請求項12または13に記載の多層基板の製造方法。
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