(57)【要約】【課題】回路形成基板に形成されるべき回路を十分に小型化、高密度化にすることができる回路形成基板、および電子装置を提供する。【解決手段】貫通領域３を有する絶縁性基板２ａ〜２ｃと、貫通領域３に形成された貫通導体４とを備え、貫通導体４は、一端面の径が最小径、他端面の径が最大径となるように、テーパ状に形成された回路形成基板１であって、貫通導体４は、第１貫通導体と、第１貫通導体の近傍であって、かつ第１貫通導体と同じ向きに配置された第２貫通導体とを少なくとも含み、第１貫通導体の他端面における箇所Ｂと、第２貫通導体の他端面における箇所Ｂとが、絶縁性基板２ａ〜２ｃの厚み方向と垂直な方向から見て、互いに異なる位置に配置されている。【選択図】図１
2010153470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通領域を有する絶縁性基板と、前記貫通領域に形成された貫通導体とを備え、前記貫通導体は、一端面の径が最小径、他端面の径が最大径となるように、テーパ状に形成された回路形成基板であって、
前記貫通導体は、第１貫通導体と、前記第１貫通導体の近傍であって、かつ前記第１貫通導体と同じ向きに配置された第２貫通導体とを少なくとも含み、
前記第１貫通導体の他端面における箇所と、前記第２貫通導体の他端面における箇所とが、前記絶縁性基板の厚み方向と垂直な方向から見て、互いに異なる位置に配置されている、回路形成基板。
【請求項２】
前記第１貫通導体の最小径および最大径と、前記第２貫通導体の最小径および最大径とが、互いに略同一である、請求項１に記載の回路形成基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回路形成基板と、
前記回路形成基板に形成される電子部品を含む回路とを備える、電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫通領域を有する絶縁性基板と、貫通領域に形成された貫通導体とを備え、貫通導体は、一端面の径が最小径、他端面の径が最大径となるように、テーパ状に形成された回路形成基板、および電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣチップ、抵抗、コンデンサ等の表面実装用の電子部品の小型化に伴い、これらを実装するための回路形成基板も小型化、高密度化の要求が益々強くなってきている。このため、近年では、回路形成基板を多層に形成することが多い。回路形成基板を多層に形成した場合に、さらに回路形成基板を小型化、高密度化しようとすると、貫通導体間の距離を短くするか、あるいは、貫通導体の径を小さくする必要がある。なお、貫通導体とは、各層を電気的に接続するための導体のことである。ここで、貫通導体間の距離を短くすると、回路形成基板を作製する際、あるいは、回路形成基板に電流や電圧を印加した際に、貫通導体同士で、短絡が生じる恐れがある。また、貫通導体の径を小さくすると、貫通導体の体積が小さくなるため、貫通導体の抵抗が増加することになる。そのため、このような場合には、高周波信号に対応することができなくなってしまう。
【０００３】
そこで、回路形成基板を小型化、高密度化するために、図６に示すような回路形成基板が従来から提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。図６に示すように、回路形成基板１００は、第１絶縁性基板１０１ａと、第１絶縁性基板１０１ａ上に配置された第２絶縁性基板１０１ｂと、第２絶縁性基板１０１ｂ上に配置された第３絶縁性基板１０１ｃとを備えている。すなわち、回路形成基板１００は、３つの絶縁性基板１０１ａ〜１０１ｃから構成されている。また、回路形成基板１００は、絶縁性基板１０１ａ〜１０１ｃを貫通する貫通領域に形成された貫通導体１０２を備えている。ここで、貫通導体１０２は、一端面の径が最小径、他端面の径が最大径となるように、テーパ状に形成されている。なお、貫通導体１００は、絶縁性基板１０１ａ〜１０１ｃの厚み方向と垂直な方向（図６に示す矢印の方向）に、同じ向きに複数並列に配置されている。さらに、回路形成基板１００は、貫通導体１０２と電気的に接続するための電極１０３を複数備えている。
【０００４】
図６に示す回路形成基板１００によれば、貫通導体１０２がテーパ状に形成されているので、貫通導体１０２の体積をある程度確保し抵抗の増大を抑制しつつ、貫通導体１０２の一端面側の絶縁性基板１０１ｃの上面に形成されるべき回路をある程度小型化、高密度化にすることができる。
【特許文献１】特開平８−１１６１７４号公報
【特許文献２】特開２００４−３５６５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の回路形成基板１００においては、貫通導体１０２の他端面における箇所（最大径を有する箇所）Ｂが、絶縁性基板１０１ａ〜１０１ｃの厚み方向と垂直な方向から見て（図６に示す矢印の方向から見て）、互いに同じ位置に配置されているので、次のような問題があった。すなわち、貫通導体１０２の他端面における箇所Ｂにおいて、回路形成基板１００を作製する際、あるいは、回路形成基板１００に電流や電圧を印加した際に、貫通導体１０２同士が短絡しないように、貫通導体１０２間の距離Ｌをある程度確保しておく必要がある。このため、貫通導体がテーパ状に形成されていない態様と比較して、回路形成基板１００に形成されるべき回路をある程度小型化、高密度化にすることができるものの、十分に小型化、高密度化にすることはできなかった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路形成基板に形成されるべき回路を十分に小型化、高密度化にすることができる回路形成基板、および電子装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明における回路形成基板は、貫通領域を有する絶縁性基板と、前記貫通領域に形成された貫通導体とを備え、前記貫通導体は、一端面の径が最小径、他端面の径が最大径となるように、テーパ状に形成された回路形成基板であって、前記貫通導体は、第１貫通導体と、前記第１貫通導体の近傍であって、かつ前記第１貫通導体と同じ向きに配置された第２貫通導体とを少なくとも含み、前記第１貫通導体の他端面における箇所と、前記第２貫通導体の他端面における箇所とが、前記絶縁性基板の厚み方向と垂直な方向から見て、互いに異なる位置に配置されている。
【０００８】
本発明の回路形成基板によれば、第１貫通導体の他端面における箇所と、第２貫通導体の他端面における箇所とが、絶縁性基板の厚み方向と垂直な方向から見て、互いに異なる位置に配置されている。このため、第１貫通導体の他端面における箇所と、第２貫通導体の他端面における箇所とが、絶縁性基板の厚み方向と垂直な方向から見て、互いに同じ位置に配置されている態様と比較して、第１貫通導体と第２貫通導体との間の距離を短くすることができる。この結果、回路形成基板に形成されるべき回路を十分に小型化、高密度化にすることができる。
【０００９】
上記目的を達成するために本発明における電子装置は、本発明に係る回路形成基板と、前記回路形成基板に形成される電子部品を含む回路とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明の回路形成基板、および電子装置は、回路形成基板に形成されるべき回路を十分に小型化、高密度化にすることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
ただし、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る回路形成基板は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る回路形成基板１の一例を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る回路形成基板１は、第１絶縁性基板２ａと、第１絶縁性基板２ａ上に配置された第２絶縁性基板２ｂと、第２絶縁性基板２ｂ上に配置された第３絶縁性基板３ｃとを備えている。すなわち、本実施形態に係る回路形成基板１は、３つの絶縁性基板２ａ〜２ｃから構成されているが、これに限定されるものではなく、任意の数の絶縁性基板から構成されていてもよい。また、本実施形態に係る回路形成基板１は、１つの絶縁性基板から構成されていてもよい。
【００１４】
ここで、絶縁性基板２ａ〜２ｃには、絶縁性基板２ａ〜２ｃの厚み方向に、貫通領域３が形成されている。貫通領域３は、一端面の径が最小径、他端面の径が最大径となるように、テーパ状に形成されている。すなわち、貫通領域３は、絶縁性基板２ａ〜２ｃの厚み方向に、複数直列に形成されている。また、貫通領域３は、絶縁性基板２ａ〜２ｃの厚み方向と垂直な方向（図１に示す矢印の方向）に、複数並列に形成されている。
【００１５】
また、貫通領域３には、貫通導体４が充填されている。すなわち、貫通導体４も、一端面の径が最小径、他端面の径が最大径となるように、テーパ状に形成されている。すなわち、貫通導体４は、貫通領域３と同様に、絶縁性基板２ａ〜２ｃの厚み方向に、複数直列に配置されている。また、貫通導体４は、貫通領域３と同様に、絶縁性基板２ａ〜２ｃの厚み方向と垂直な方向に、複数並列に配置されている。
【００１６】
また、第３絶縁性基板２ｃの上面には、貫通導体４と電気的に接続するための電極５が配置されている。さらに、第１絶縁性基板２ａの下面にも、貫通導体４と電気的に接続するための電極５が配置されている。これらの電極５には、図示しない電子部品を含む回路が接続される。
【００１７】
ここで、本実施形態においては、複数の貫通導体４のうち任意の一つの貫通導体を第１貫通導体、第１貫通導体の近傍であって、かつ第１貫通導体と同じ向きに配置された貫通導体４を第２貫通導体とするとき、次の構成としたことを特徴としている。すなわち、第１貫通導体の他端面における箇所（最大径を有する箇所）Ｂと、第２貫通導体の他端面における箇所（最大径を有する箇所）Ｂとが、絶縁性基板２ａ〜２ｃの厚み方向と垂直な方向から見て（図１に示す矢印の方向から見て）、互いに異なる位置に配置されている。このため、第１貫通導体の他端面における箇所Ｂと、第２貫通導体の他端面における箇所Ｂとが、絶縁性基板２ａ〜２ｃの厚み方向と垂直な方向から見て、互いに同じ位置に配置されている態様と比較して、第１貫通導体と第２貫通導体との間の距離を短くすることができる。この結果、回路形成基板１に形成されるべき回路を十分に小型化、高密度化にすることができる。
【００１８】
また、第１貫通導体の最小径および最大径と、第２貫通導体の最小径および最大径とが、互いに略同一であることが好ましい。このようにすると、第１貫通導体と第２貫通導体との間で短絡しない最小の距離が、他の貫通導体４同士でも同じ距離となるので、回路設計が極めて容易となる。
【００１９】
ここで、上記の回路形成基板１と、回路形成基板１に形成される電子部品を含む回路とを備えることにより、電子装置が形成される。このような電子装置は、パーソナルコンピュータ、携帯電話、家電機器等の情報処理装置に用いられる。
【００２０】
絶縁性基板２ａ〜２ｃは、セラミックス材料、シリコン材料、またはガラス材料等の絶縁性材料からなる。ここで、セラミックス材料は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化珪素質焼結体、またはガラスセラミックス焼結体等である。
【００２１】
なお、貫通導体４により伝送される電気信号の遅延を抑制したい場合には、絶縁性基板２ａ〜２ｃは、次の材料で形成されることが好ましい。すなわち、ポリイミドあるいはガラスエポキシ樹脂等の有機樹脂材料、セラミックスあるいはガラス等の無機粉末をエポキシ樹脂等の有機樹脂で結合してなる複合材、または、酸化アルミニウム−ホウ珪酸ガラス系あるいは酸化リチウム系等のガラスセラミックス焼結体等のような比誘電率が２〜８程度の材料である。
【００２２】
また、電極５に接続されるべき回路の発熱量が大きく、この熱の外部への放散性を良好なものとする場合には、絶縁性基板２ａ〜２ｃは、次の材料で形成されることが好ましい。すなわち、窒化アルミニウム質焼結体等のような熱伝導率が１５０〜３００Ｗ／ｍＫ程度の材料である。
【００２３】
さらに、第３絶縁性基板２ｃの上面、および第１絶縁性基板２ａの下面には、電子部品を内側に配置することが可能な凹部（キャビティ）が形成されていてもよい。凹部に電子部品を配置することにより、絶縁性基板２ａ〜２ｃに対する電子部品の高さを低く抑えることができる。これにより、回路形成基板１に形成されるべき回路の低背化を実現することができる。
【００２４】
貫通導体４は、銀、銅、金、パラジウム、タングステン、モリブデン、またはマンガン等の金属材料からなる。また、電極５も、銀、銅、金、パラジウム、タングステン、モリブデン、またはマンガン等の金属材料からなる。
【００２５】
次に、上記の構成に係る回路形成基板１の製造方法について、図２〜図４に基づいて説明する。
【００２６】
まず、図２（ａ）に示すように、平板状の第１絶縁体６を用意する。
【００２７】
ここで、例えば、第１絶縁体６が酸化アルミニウム質焼結体からなる場合、酸化アルミニウム、酸化珪素、または酸化カルシウム等の原料粉末を、有機樹脂およびバインダとともに混練してスラリーを得て、このスラリーをドクターブレード法、またはリップコータ法等によりシート状に形成することによって、平板状の第１絶縁体６を得ることができる。
【００２８】
そして、図２（ｂ）に示すように、第１絶縁体６の下面に、予め凹部が設けられた第２絶縁体７を形成する。これにより、第１絶縁体６と第２絶縁体７とからなる第３絶縁性基板２ｃが形成される。ここで、第１絶縁体６の下面に、第２絶縁体７を形成する方法として、例えば、第１絶縁体６および第２絶縁体７が酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、次のようにして形成される。すなわち、酸化アルミニウム、酸化珪素、または酸化カルシウム等の原料粉末を、有機樹脂およびバインダとともに混練してスラリーを得て、このスラリーを厚膜法等で第１絶縁体６に印刷する。これにより、第１絶縁体６の下面に、第２絶縁体７を形成することができる。なお、厚膜法の代わりに、ディスペンサやインクジェット等で直接塗布してもよい。また、第１絶縁体６を形成する材料と第２絶縁体７を形成する材料とは、互いに同じ材料であってもよいし、互いに異なる材料であってもよい。
【００２９】
そして、図２（ｃ）に示すように、第３絶縁性基板２ｃに、貫通領域３を複数形成する。具体的には、貫通領域３は、一端面の径が最小径、他端面の径が最大径となるように、テーパ状に形成される。本実施形態においては、第１絶縁体６の上面で最小径、第２絶縁体７の下面で最大径となるように、テーパ状に形成される。すなわち、本実施形態においては、貫通領域３は、絶縁性基板２ａ〜２ｃの厚み方向と垂直な方向から見て、同じ向きに複数並列に配置されているので、異なる向きに複数並列に配置されている態様と比較して、貫通領域３の形成が容易となる。ここで、第３絶縁性基板２ｃに、貫通領域３を複数形成する方法として、例えば、ＣＯ２やＵＶ−ＹＡＧレーザ等を用いて貫通領域３を形成する方法、または金属製のピンを打ち込むことにより貫通領域３を形成する方法等がある。
【００３０】
そして、第３絶縁性基板２ｃに複数形成された貫通領域３に導体ペーストを充填し、充填した導体ペーストを焼成することにより、図３（ａ）に示すように、貫通領域３に貫通導体４が形成される。ここで、導体ペーストは、金属粉末、有機樹脂、およびバインダを混連することで得られるペーストである。なお、金属粉末は、銀、銅、金、パラジウム、タングステン、モリブデン、またはマンガン等の粉末である。
【００３１】
ここで、導体ペーストに、ヒマシ油を添加することが好ましい。導体ペーストにヒマシ油を添加すると、粘度特性が改善され、導体ペーストが流動する際の粘度が低下し、導体ペーストが静止した際の粘度が上昇する。導体ペーストが流動する際の粘度が低下することから、貫通領域３に容易に導体ペーストを充填することができ、かつ導体ペーストが静止した際の粘度が上昇することから、貫通領域３に充填された導体ペーストの滲みを抑制することができる。また、導体ペースト内の溶剤が揮発すると、粘度が上昇し、充填不良が発生する場合がある。しかし、導体ペーストにヒマシ油を添加することによって、ヒマシ油の微細構造により導体ペースト内の溶剤が保持されることから、溶剤が揮発し難くなり、充填不良が発生し難くなる。なお、ヒマシ油の添加量としては、０．１〜１０質量部であることが好ましい。このようにすると、貫通領域３に充填された導体ペーストの滲みをより抑制することができ、かつ粘度上昇による充填不良を防ぐことができる。
【００３２】
ここで、導体ペーストを貫通領域３に形成する方法として、例えば、印刷用のマスクの開口部から導体ペーストを貫通領域３に塗布するスクリーン印刷法、インクジェットあるいはディスペンサ等で導体ペーストを貫通領域３に直接塗布する方法等がある。
【００３３】
そして、第１絶縁性基板２ａおよび第２絶縁性基板２ｂも、上記で説明した第３絶縁性基板２ｃと同様の方法にて、製造する。これにより、図３（ｂ）に示すように、第１絶縁性基板２ａ、第２絶縁性基板２ｂ、および第３絶縁性基板２ｃがそれぞれ製造される。
【００３４】
そして、図４（ａ）に示すように、第１絶縁性基板２ａ、第２絶縁性基板２ｂ、および第３絶縁性基板２ｃをそれぞれ貼り合わせる。ここで、絶縁性基板２ａ〜２ｃの硬度を所望の硬度に調整することにより、絶縁性基板２ａ〜２ｃを容易に貼り合わせることができる。また、絶縁性基板２ａ〜２ｃに溶融成分を添加しておくことが好ましい。このようにすると、絶縁性基板２ａ〜２ｃを貼り合わせる際に、絶縁性基板２ａ〜２ｃに温度を加えることによって、絶縁性基板２ａ〜２ｃがそれぞれ軟化する。絶縁性基板２ａ〜２ｃが軟化するので、絶縁性基板２ａ〜２ｃを容易に貼り合わせることができる。
【００３５】
最後に、図４（ｂ）に示すように、第３絶縁性基板２ｃの上面に、貫通導体４と電気的に接続するための電極５を配置する。また、第１絶縁性基板２ａの下面に、貫通導体４と電気的に接続するための電極５を配置する。ここで、第３絶縁性基板２ｃの上面、および第１絶縁性基板２ａの下面に、電極５を配置する方法として、例えば、印刷用のマスクの開口部から導体ペーストを絶縁性基板２ａ，２ｃに塗布するスクリーン印刷法、インクジェットあるいはディスペンサ等で導体ペーストを絶縁性基板２ａ，２ｃに直接塗布する方法等がある。
【００３６】
以上より、図１に示すように、本実施形態に係る回路形成基板１が製造される。
【００３７】
以上のように、本実施形態に係る回路形成基板１によれば、回路形成基板１に形成されるべき回路を十分に小型化、高密度化にすることができる。
【００３８】
なお、上記では、図２（ｂ）に示すように、第１絶縁体６の下面に、予め凹部が設けられた第２絶縁体７を形成する例について説明したが、これに限定されない。すなわち、平板状の第１絶縁体６の下面に、平板状の第２絶縁体７を形成するようにしてもよい。この場合、平板状の第１絶縁体６の下面に形成された平板状の第２絶縁体７に対して、レーザ等を照射し蒸発させることによって、図２（ｂ）に示すように、第２絶縁体７に凹部を設けることができる。
【００３９】
また、図１では、貫通導体４の他端面が、絶縁性基板２ａ〜２ｃの厚み方向と垂直な方向からなる面と平行である例について図示したが、これに限定されない。すなわち、図５に示すように、貫通導体４の他端面が、絶縁性基板２ａ〜２ｃの厚み方向と垂直な方向からなる面に対して、傾いていてもよい。具体的には、貫通導体４の他端面が、絶縁性基板２ａ〜２ｃの厚み方向と垂直な方向からなる面に対して、３０〜７５度の範囲内で傾いていることが好ましい。このようにすると、貫通導体４間の距離を確保しながら、回路形成基板１ａに形成されるべき回路をより小型化、高密度化にすることができる。
【００４０】
すなわち、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。つまり、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明は、回路形成基板に形成されるべき回路を十分に小型化、高密度化にすることができる回路形成基板、または電子装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る回路形成基板の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、上記回路形成基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図３】図３は、上記回路形成基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図４】図４は、上記回路形成基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図５】図５は、本発明の変更例に係る回路形成基板の一例を示す断面図である。
【図６】図６は、従来の回路形成基板の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１、１ａ  回路形成基板
２ａ〜２ｃ  絶縁性基板
３  貫通領域
４  貫通導体
【図１】
2010153470.tif 000003
【図２】
2010153470.tif 000004
【図３】
2010153470.tif 000005
【図４】
2010153470.tif 000006
【図５】
2010153470.tif 000007
【図６】
2010153470.tif 000008