(57)【要約】  部品内蔵基板（１）は、基板部（２）と、内蔵電子部品（３）と、樹脂部（５）と、を備える。基板部（２）は、内側主面（２Ａ）に設けられた内部電極（２Ｃ）を有する。内蔵電子部品（３）は、端子電極（３Ａ）を有し、端子電極（３Ａ）と内部電極（２Ｃ）とに付着するはんだフィレット（４）を介して基板部（２）に実装される。樹脂部（５）は、内蔵電子部品（３）が埋め込まれた状態で基板部（２）に積層される。樹脂部（５）は、フィラー非添加層（５Ａ）とフィラー添加層（５Ｂ）とを備える。フィラー非添加層（５Ａ）は、内側主面（２Ａ）から少なくともはんだフィレット（４）を覆う高さまで設けられる。フィラー添加層（５Ｂ）は、無機フィラーが添加されており、フィラー非添加層（５Ａ）との界面から少なくとも内蔵電子部品（３）を覆う高さまで設けられる。
2014007129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側主面と、前記内側主面に設けられた内部電極と、を有する基板部と、
端子電極を有し、前記端子電極と前記内側電極とに付着するはんだフィレットを介して前記基板部に実装されている内蔵電子部品と、
前記内蔵電子部品が埋め込まれた状態で前記基板部に積層されている樹脂部と、
を備える部品内蔵基板であって、
前記樹脂部は、
無機フィラーが添加されておらず、前記内側主面から少なくとも前記はんだフィレットを覆う高さまで設けられているフィラー非添加層と、
無機フィラーが添加されており、前記フィラー非添加層との界面から少なくとも前記内蔵電子部品を覆う高さまで設けられているフィラー添加層と、を備える、
部品内蔵基板。
【請求項２】
前記樹脂部を間に介して前記基板部と対向するように配置されている第２の基板部と、
前記樹脂部に埋め込まれた状態で、前記第２の基板部に実装されている第２の内蔵電子部品と、
を備える、請求項１に記載の部品内蔵基板。
【請求項３】
それぞれ内側主面と、前記内側主面に設けられた内部電極と、を有し、互いに前記内側主面が対向するように配置されている第１の基板部および第２の基板部と、
端子電極を有し、前記端子電極と前記内側電極とに付着する第１のはんだフィレットを介して前記第１の基板部に実装されている第１の内蔵電子部品と、
端子電極を有し、前記端子電極と前記内側電極とに付着する第２のはんだフィレットを介して前記第２の基板部に実装されている第２の内蔵電子部品と、
前記第１の内蔵電子部品および前記第２の内蔵電子部品が埋め込まれた状態で前記基板部に積層されている樹脂部と、
を備える部品内蔵基板であって、
前記樹脂部は、
無機フィラーが添加されておらず、前記第１の基板部の内側主面から少なくとも前記第１のはんだフィレットを覆う高さまで設けられている第１のフィラー非添加層と、
無機フィラーが添加されておらず、前記第２の基板部の内側主面から少なくとも前記第２のはんだフィレットを覆う高さまで設けられている第２のフィラー非添加層と、
無機フィラーが添加されており、前記第１のフィラー非添加層との界面から前記第２のフィラー非添加層との界面まで設けられているフィラー添加層と、を備える、
部品内蔵基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が埋め込まれた部品内蔵基板に関する。特には、埋め込まれた電子部品がはんだ実装されている部品内蔵基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の高密度実装のために、電子部品が埋め込まれた部品内蔵基板が利用されている。部品内蔵基板は、ＰＷＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｗｉｒｉｎｇ  Ｂｏａｒｄ）基板や、セラミック基板、支持板などに電子部品をはんだ実装し、熱硬化性樹脂などをラミネート、またはディスペンス、もしくは射出成型することで電子部品を埋め込み、熱硬化性樹脂を硬化させて構成される。【０００３】
部品内蔵基板では、部品内蔵基板の製造時に生じる樹脂層の硬化収縮により、基板の反りが発生することがある。そこで、樹脂層の硬化収縮を抑制するために、無機フィラーが熱硬化性樹脂に添加されることがある（例えば、特許文献１参照。）。【０００４】
図８は、特許文献１を参考にした部品内蔵基板の構成例を示す側面断面図である。【０００５】
部品内蔵基板１０１は、配線基板１１０，１２０と、受動電子部品１３０と、半導体ＩＣチップ１３１と、コンポジット材１４０と、樹脂材１５０と、を備えている。配線基板１１０，１２０は、コンポジット材１４０および樹脂材１５０を間に介して対向するように配置されている。コンポジット材１４０は、無機フィラーが添加された熱硬化性樹脂からなる。樹脂材１５０は、コンポジット材１４０の外側に配置されており、無機フィラーが添加されていない熱硬化性樹脂からなる。受動電子部品１３０はコンポジット材１４０に埋め込まれており、配線基板１１０の電極にはんだ付けして配線基板１１０に実装されている。半導体ＩＣチップ１３１は、配線基板１２０の外面の電極にはんだ付けして配線基板１２０に実装されている。【０００６】
この部品内蔵基板１０１では、受動電子部品１３０が埋め込まれているコンポジット材１４０に無機フィラーが添加されているので、熱硬化性樹脂の硬化収縮が抑制される。また、複数のモジュールが集成された状態から個別のモジュールを切り出す際に、無機フィラーが添加されているコンポジット材１４０が切断されると、ルータ等の切断刃の損耗が激しくなるため、無機フィラーが添加されていない樹脂材１５０が切断され、これにより切断刃の損耗が抑えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−７６５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
コンポジット材１４０に無機フィラーが添加されていることにより、受動電子部品１３０や配線基板１１０，１２０とコンポジット材１４０との界面での密着性は、コンポジット材１４０に無機フィラーが添加されていない場合よりも低下する。すると、部品内蔵基板１０１を電子機器の回路基板にリフローなどによって実装する際に、受動電子部品１３０や配線基板１１０，１２０とコンポジット材１４０との界面に、受動電子部品１３０の実装用はんだが再溶融して入り込んで接続不良が発生することがある。また、熱履歴（ヒートサイクル）の作用で受動電子部品１３０や配線基板１１０，１２０とコンポジット材１４０との界面の破断（デラミネーション）が生じやすくなる。【０００９】
そこで本発明は、無機フィラーを利用して基板の反りを抑制しても、樹脂層の界面での密着性の低下を抑制することができる部品内蔵基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る部品内蔵基板は、基板部と、内蔵電子部品と、樹脂部と、を備えている。基板部は、内側主面と、内側主面に設けられた内部電極とを有している。内蔵電子部品は、端子電極を有し、端子電極と内部電極とに付着するはんだフィレットを介して基板部に実装されている。樹脂部は、内蔵電子部品が埋め込まれた状態で基板部に積層されている。そして、樹脂部は、フィラー非添加層とフィラー添加層とを備えている。フィラー非添加層は、無機フィラーが添加されておらず、内側主面から少なくともはんだフィレットを覆う高さまで設けられている。フィラー添加層は、無機フィラーが添加されており、フィラー非添加層との界面から少なくとも内蔵電子部品を覆う高さまで設けられている。【００１１】
この部品内蔵基板は、第２の基板部と第２の内蔵電子部品とをさらに備えると好適である。第２の基板部は、樹脂部を間に介して前記基板部と対向するように配置される。第２の内蔵電子部品は、樹脂部に埋め込まれた状態で、第２の基板部に実装される。【００１２】
本発明に係る部品内蔵基板は、第１の基板部と、第２の基板部と、第１の内蔵電子部品と、第２の内蔵電子部品と、樹脂部と、を備えている。第１の基板部および第２の基板部は、互いの内側主面が対向するように配置されており、それぞれ、内側主面に設けられた内部電極を有している。第１の内蔵電子部品は、端子電極を有し、端子電極と内部電極とに付着する第1のはんだフィレットを介して第1の基板部に実装されている。第２の内蔵電子部品は、端子電極を有し、端子電極と内部電極とに付着する第２のはんだフィレットを介して第２の基板部の内部電極に実装されている。樹脂部は、第１の基板部と第２の基板部との間に積層されており、第１の内蔵電子部品および第２の内蔵電子部品が埋め込まれている。そして、樹脂部は、第１のフィラー非添加層と第２のフィラー非添加層とフィラー添加層とを備えている。第１のフィラー非添加層は、無機フィラーが添加されておらず、第１の基板部の内側主面から少なくとも第１のはんだフィレットを覆う高さまで設けられている。第２のフィラー非添加層は、無機フィラーが添加されておらず、第２の基板部の内側主面から少なくとも第２のはんだフィレットを覆う高さまで設けられている。フィラー添加層は、無機フィラーが添加されており、第１のフィラー非添加層との界面から第２のフィラー非添加層との界面まで設けられている。【００１３】
これらの構成によれば、フィラー添加層が設けられることで、部品内蔵基板の反りが低減される。また、フィラー非添加層が内側主面からはんだフィレットを覆う高さまで設けられることで、基板部や電子部品と樹脂部との密着性が高いものになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、部品内蔵基板の反りが低減される上、部品内蔵基板をリフローなどによって電子機器の回路基板などに実装する際に、内蔵電子部品や基板部と樹脂部との界面に内蔵電子部品の実装用はんだが再溶融して入り込むことを防ぐことができる。また、熱履歴（ヒートサイクル）の作用で内蔵電子部品や基板部と樹脂部との界面が破断することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る部品内蔵基板の構成を説明する側面断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る部品内蔵基板における界面強度と不良発生数とについて説明する図である。
【図３】第１の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明する側面断面図である。
【図４】第２の実施形態に係る部品内蔵基板の構成を説明する側面断面図である。
【図５】第２の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法を説明する側面断面図である。
【図６】第３の実施形態に係る部品内蔵基板の構成を説明する側面断面図である。
【図７】第４の実施形態に係る部品内蔵基板の構成を説明する側面断面図である。
【図８】従来の部品内蔵基板の構成を説明する側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図１〜７を参照して説明する。各図では、導電性を持つ部材を実直線によるハッチングで示し、絶縁性を持つ部材を非実直線によるハッチングで示す。
【００１７】
≪第１の実施形態≫
以下、本発明の第１の実施形態に係る部品内蔵基板の構成と製造方法とを説明する。
【００１８】
図１は、第１の実施形態に係る部品内蔵基板の側面断面図である。
【００１９】
図１に示す部品内蔵基板１は、基板部２と、内蔵電子部品３と、はんだフィレット４と、樹脂部５と、を備えている。
【００２０】
部品内蔵基板１は、基板部２に内蔵電子部品３を搭載し、未硬化状態の樹脂部５に内蔵電子部品３を埋め込み、樹脂部５を硬化させて構成されている。基板部２としては、ＰＷＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｗｉｒｉｎｇ  Ｂｏａｒｄ）基板や、セラミック基板、支持板などを採用することができる。内蔵電子部品としては、コンデンサやコイル、抵抗チップなどの受動部品や、ＩＣチップなどの能動部品を採用することができる。樹脂部５としては、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂などを採用することができる。樹脂部５に内蔵電子部品３を埋め込むためには、ラミネート、ディスペンス、射出成型などの手法を採用することができる。
【００２１】
より具体的な部品内蔵基板１の構成を説明すると、基板部２は、ここではＰＷＢ基板からなり、互いに対向する内側主面２Ａと外側主面２Ｂとを有している。また、基板部２は、内側主面２Ａに２つの内部電極２Ｃが設けられ、外側主面２Ｂに２つの外部電極２Ｄが設けられ、内部に２つのビア電極２Ｅが設けられている。２つの内部電極２Ｃは、それぞれ平面形状が矩形であり、互いの間に間隔をあけて設けられている。２つの外部電極２Ｄは、それぞれ平面形状が矩形であり、互いの間に間隔をあけて設けられている。２つのビア電極２Ｅは、それぞれ１つの内部電極２Ｃと１つの外部電極２Ｄとに導通していて、互いの間に間隔をあけて設けられている。
【００２２】
内蔵電子部品３は、ここでは受動部品であり、直方体状の外面を有している。また、内蔵電子部品は、外面に２つの端子電極３Ａが設けられている。２つの端子電極３Ａは、それぞれ、内蔵電子部品３の対向する端面の全面と、その端面に交差する四側面における端面から一定距離の領域と、に設けられている。２つの端子電極３Ａは、互いの間に間隔をあけて設けられている。
【００２３】
内蔵電子部品３は、各端子電極３Ａを各内部電極２Ｃにはんだ付けすることで、基板部２の内側主面２Ａに実装されている。そのため、２つのはんだフィレット４が、各端子電極３Ａと各内部電極２Ｃとに付着して設けられている。各はんだフィレット４は、内部電極２Ｃに濡れ広がるとともに端子電極３Ａに濡れ広がり、内部電極２Ｃと端子電極３Ａとが近接する角付近に体積の大半が集まった状態で凝固している。ここでは、内部電極２Ｃの表面を基準にして内部電極２Ｃの表面から離れる方向に各はんだフィレット４が到達する距離（到達高さ）は、内部電極２Ｃの表面を基準にした内蔵電子部品３の高さ寸法よりも低くなっている。
【００２４】
樹脂部５は、内蔵電子部品３およびはんだフィレット４が埋め込まれた状態で基板部２の内側主面２Ａに積層されている。そして、樹脂部５は、フィラー非添加層５Ａとフィラー添加層５Ｂとを備えている。フィラー非添加層５Ａは、無機フィラーが添加されていない熱硬化性樹脂から構成されている。フィラー添加層５Ｂは、フィラー非添加層５Ａと同一の熱硬化性樹脂に、無機フィラーが添加されて構成されている。なお、フィラー非添加層５Ａとフィラー添加層５Ｂとは、異なる種類の熱硬化性樹脂から構成されていてもよい。フィラー添加層５Ｂにおける無機フィラーの含有量は、部品内蔵基板１の反りに応じて調整されると好適である。
【００２５】
フィラー非添加層５Ａは、基板部２の内側主面２Ａから少なくとも、内部電極２Ｃおよびはんだフィレット４を覆う高さまで略一様な厚みで設けられている。フィラー非添加層５Ａは、内蔵電子部品３と基板部２との間の、２つの内部電極２Ｃによって挟まれる空間にまで入り込んでいる。ここでは、前述のように、内部電極２Ｃの表面を基準にしたはんだフィレット４の到達高さが内蔵電子部品３の高さ寸法よりも低いため、フィラー非添加層５Ａは、内部電極２Ｃおよびはんだフィレット４の全体を覆うが内蔵電子部品３の一部は露出するように設けられている。即ち、フィラー非添加層５Ａは、内側主面２Ａからはんだフィレット４の到達高さを超え、内蔵電子部品３の高さ寸法を超えることの無い厚みで設けられている。
【００２６】
フィラー添加層５Ｂは、フィラー非添加層５Ａとの界面から少なくとも内蔵電子部品３の全体を覆う高さまで、略一様な厚みで設けられている。具体的には、フィラー添加層５Ｂは、内蔵電子部品３がフィラー非添加層５Ａから突出する高さよりも、一定寸法だけ厚く設けられていて、これにより、内蔵電子部品３がフィラー添加層５Ｂの表面から一定の深さ以上に埋め込まれるようにしている。
【００２７】
ここで、無機フィラーが添加されていない熱硬化性樹脂と、無機フィラーが添加されている熱硬化性樹脂とで行った密着性試験について説明する。図２（Ａ）は、密着性試験により得られた、各熱硬化性樹脂の基板界面での界面強度、および、部品界面での界面強度を示す図である。
【００２８】
密着性試験においては、無機フィラーが添加されていない熱硬化性樹脂、即ち、フィラー非添加層５Ａと同等な材料を基板や部品に塗布して硬化させた複数のサンプルと、無機フィラーが添加されている熱硬化性樹脂、即ち、フィラー添加層５Ｂと同等な材料を基板や部品に塗布して硬化させた複数のサンプルと、に対して、界面の破断が生じる荷重、即ち界面強度を測定し、界面強度の平均値とばらつきを計測した。
【００２９】
この密着性試験によれば、フィラー非添加層５Ａと同等な材料における基板界面での界面強度の平均値は、約１０５Ｎ（ニュートン）であった。一方、フィラー添加層５Ｂと同等な材料における基板界面での界面強度の平均値は、約６１Ｎ（ニュートン）であった。即ち、熱硬化性樹脂に無機フィラーが添加されない場合には、無機フィラーが添加されている場合よりも、ＰＷＢ基板との界面強度が約１７０％高いものであった。
【００３０】
また、フィラー非添加層５Ａと同等な材料における部品界面での界面強度の平均値は、約１１４Ｎ（ニュートン）であった。一方、フィラー添加層５Ｂと同等な材料における部品界面での界面強度の平均値は、約７２Ｎ（ニュートン）であった。即ち、熱硬化性樹脂に無機フィラーが添加されない場合には、無機フィラーを含有する場合よりも、電子部品との界面強度が約１６０％高いものであった。
【００３１】
このことから、本実施形態の部品内蔵基板１では、フィラー非添加層５Ａの基板部２との密着性および内蔵電子部品３との密着性は、フィラー添加層５Ｂの基板部２との密着性および内蔵電子部品３との密着性よりも高いことが推認できる。このため、部品内蔵基板１のように、樹脂部５において、基板部２との界面近傍にフィラー非添加層５Ａを設けることで、基板部２や内蔵電子部品３と樹脂部５との密着性を高めることができ、熱履歴（ヒートサイクル）の作用で基板部２や内蔵電子部品３と樹脂部５との界面に破断が発生することが殆ど無くなる。
【００３２】
また、次に、樹脂部をフィラー非添加層とフィラー添加層とで構成した部品内蔵基板と、樹脂部をフィラー添加層のみで構成した部品内蔵基板とにより行った不良試験について説明する。図２（Ｂ）は、不良試験により得られた不良発生回数を示す図である。
【００３３】
不良試験としては、樹脂部をフィラー非添加層とフィラー添加層とで構成した部品内蔵基板の複数のサンプルと、樹脂部をフィラー添加層のみで構成した部品内蔵基板の複数のサンプルと、に対して、ＭＳＬ(Ｍｏｉｓｔｕｒｅ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ  Ｌｅｖｅｌ）試験を実施した。ＭＳＬ試験は、高湿環境下におかれたパッケージ部品の湿度感受性を測定する試験であり、ここでは、電子部品や基板部と樹脂部との界面に、電子部品の実装用はんだが再溶融して入り込んで接続不良が発生する回数を測定した。
【００３４】
まず、温度３０℃、湿度６０％ＲＨの環境下に１６８時間置かれた部品内蔵基板に対して、最高温度２６０℃でのリフロー処理を５回行った場合について説明する。この場合には、樹脂部をフィラー非添加層とフィラー添加層とで構成したサンプルでは、接続不良が発生することはなかった。しかしながら、樹脂部をフィラー非添加層のみで構成したサンプルでは、接続不良が発生することがあった。
【００３５】
次に、温度３０℃、湿度６０％ＲＨの環境下により長い期間、４週間置かれた部品内蔵基板に対して、最高温度２６０℃でのリフロー処理を５回行った場合について説明する。この場合にも、樹脂部をフィラー非添加層とフィラー添加層とで構成したサンプルでは、接続不良が発生することはなかったが、樹脂部をフィラー非添加層のみで構成したサンプルでは、接続不良が発生する回数が増加した。
【００３６】
このため、本実施形態の部品内蔵基板１においては、はんだフィレット４の近傍にフィラー非添加層５Ａを設けているために、部品内蔵基板１を電子機器の回路基板にリフローなどによって実装する際に、内蔵電子部品３や基板部２と樹脂部５との界面に、はんだフィレット４が再溶融して入り込んで接続不良が発生することが殆ど無いといえる。
【００３７】
なお、本実施形態においては、内部電極２Ｃの表面を基準にしたはんだフィレット４の到達高さが内蔵電子部品３の高さ寸法よりも低い例を示したが、内部電極２Ｃの表面を基準にしたはんだフィレット４の到達高さが内蔵電子部品３の高さ寸法を超えるようにしてもよい。その場合には、フィラー非添加層５Ａは、内部電極２Ｃ、はんだフィレット４、および、内蔵電子部品３の全体を覆う高さで設けるようにすると好適である。
【００３８】
また、ここでは、フィラー非添加層５Ａおよびフィラー添加層５Ｂが熱硬化性樹脂により構成されている例を示したが、フィラー非添加層５Ａおよびフィラー添加層５Ｂは光硬化性樹脂など、他の樹脂材により構成されていてもよい。
【００３９】
次に、部品内蔵基板１の製造方法の一例について説明する。
【００４０】
図３は、部品内蔵基板１の製造工程における側面断面図を示す図である。なお、一般に、部品内蔵基板１は、複数の部品内蔵基板１が一体に形成された母基板から切り出されて製造されるが、ここでは、母基板における１つの部品内蔵基板が形成される領域のみを図示する。
【００４１】
部品内蔵基板１の製造工程では、最初に、図３（Ｓ１）に示すはんだペースト塗布工程が実施される。はんだペースト塗布工程では、ＰＷＢ基板からなる基板部２が用意され、内部電極２Ｃにはんだペースト４Ａが印刷塗布される。はんだペースト４Ａは、２つの内部電極２Ｃそれぞれの表面に一様な厚みで塗布される。
【００４２】
次に、図３（Ｓ２）に示す電子部品配置工程が実施される。電子部品配置工程では、内蔵電子部品３の端子電極３Ａがはんだペースト４Ａに接触するように、２つの内部電極２Ｃおよびはんだペースト４Ａの上方に内蔵電子部品３が配置される。
【００４３】
次に、図３（Ｓ３）に示すリフロー工程が実施される。リフロー工程では、基板部２がリフロー炉で加熱され、はんだペースト４Ａが溶融して端子電極３Ａと内部電極２Ｃとに濡れ広がる。そして、基板部２が冷却されて、溶融したはんだペースト４Ａが凝固することによりはんだフィレット４が形成される。このようにして、内蔵電子部品３が基板部２にはんだ実装される。
【００４４】
次に、図３（Ｓ４）に示す第１の樹脂層形成工程が実施される。第１の樹脂層形成工程では、無機フィラーが添加されていない熱硬化性樹脂ペーストが、ディスペンサを用いて基板部２の内側主面２Ａに塗布される。そして、リフロー炉などで加熱されることで熱硬化性樹脂ペーストが硬化され、樹脂部５のフィラー非添加層５Ａが形成される。この際、熱硬化性樹脂ペーストは、硬化収縮後にも、はんだフィレット４の全体が確実に覆われるような厚みで塗布される。
【００４５】
次に、図３（Ｓ５）に示す第２の樹脂層形成工程が実施される。第２の樹脂層形成工程では、無機フィラーが添加されている熱硬化性樹脂ペーストが、ディスペンサを用いてフィラー非添加層５Ａの表面に塗布される。そして、リフロー炉などで加熱されることで熱硬化性樹脂ペーストが硬化され、樹脂部５のフィラー添加層５Ｂが形成される。この際、熱硬化性樹脂ペーストは、内蔵電子部品３の全体が硬化収縮後にも覆われるような厚みで塗布される。
【００４６】
以上のような製造方法により、本実施形態に係る部品内蔵基板１は製造することができる。なお、ここでは、第１の樹脂層形成工程で熱硬化性樹脂ペーストを加熱硬化させてフィラー非添加層５Ａを形成する例を示したが、第１の樹脂層形成工程では熱硬化性樹脂ペーストを硬化させずに、第２の樹脂層形成工程において加熱硬化させて、フィラー非添加層５Ａとフィラー添加層５Ｂとを同時に形成するようにしてもよい。
【００４７】
また、ここではディスペンサを用いて熱硬化性樹脂ペーストを塗布する例を示したが、ラミネートや射出成型などの手法を用いて、熱硬化性樹脂ペーストを設けるようにしてもよい。ラミネートの手法を用いてフィラー非添加層５Ａを形成する場合には、半硬化状態の成型シートを基板部２に貼り付けるようにするとよい。また、フィラー非添加層５Ａについては、ディスペンサやラミネートの手法を用いて基板部２に塗布形成し、フィラー添加層５Ｂについてのみ射出成型の手法を用いて形成するようにしてもよい。
【００４８】
その他、部品内蔵基板１の具体的構成や各製造工程の詳細などは、適宜設計変更可能であり、実施形態に記載された作用及び効果は、本発明から生じる作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、実施形態の記載に限定されるものではない。
【００４９】
≪第２の実施形態≫
次に、本発明の第２の実施形態に係る部品内蔵基板の構成と製造方法とを説明する。
【００５０】
図４は、第２の実施形態に係る部品内蔵基板の側面断面図である。
【００５１】
図４に示す部品内蔵基板１１は、基板部１２と、内蔵電子部品１３と、はんだフィレット１４と、樹脂部１５と、外付電子部品１６と、外部接続電極１７と、を備えている。
【００５２】
基板部１２は、内側主面１２Ａと外側主面１２Ｂとを有している。また、基板部１２は、内側主面１２Ａに内部電極１２Ｃが設けられ、外側主面１２Ｂに外部電極１２Ｄが設けられ、内部にビア電極１２Ｅが設けられている。
【００５３】
外付電子部品１６は、外部電極１２Ｄ上にフリップチップ実装されている。この外付電子部品１６は、ここでは通信系の高周波モジュールに用いられるＩＣチップ（能動素子）である。内蔵電子部品１３は、内部電極１２Ｃ上にはんだ実装されている。内蔵電子部品１３は、外面に端子電極１３Ａが設けられている。はんだフィレット１４は、内蔵電子部品１３の端子電極１３Ａと、基板部１２の内部電極１２Ｃとに付着している。
【００５４】
樹脂部１５は、フィラー非添加層１５Ａとフィラー添加層１５Ｂとを備えている。フィラー非添加層１５Ａは、はんだフィレット１４の全体を覆うが、内蔵電子部品１３の一部が露出するように、基板部１２の内側主面１２Ａに積層して設けられている。フィラー添加層１５Ｂは、フィラー非添加層１５Ａの表面に積層されており、内蔵電子部品１３がフィラー非添加層１５Ａから突出する高さよりも、一定寸法だけ厚く設けられている。
【００５５】
外部接続電極１７は、樹脂部１５の内側主面１２Ａに対向する外面に形成されている。樹脂部１５は、フィラー非添加層１５Ａおよびフィラー添加層１５Ｂを貫通し、基板部１２の内部電極１２Ｃと外部接続電極１７とに導通するビア電極１５Ｃを備えている。
【００５６】
本実施形態に係る部品内蔵基板１１においても、基板部１２と樹脂部１５との界面近傍にフィラー非添加層１５Ａが設けられているので、基板部１２や内蔵電子部品１３と樹脂部１５との密着性を高めることができ、熱履歴（ヒートサイクル）の作用で基板部１２や内蔵電子部品１３と樹脂部１５との界面に破断が発生することが殆ど無くなる。また、部品内蔵基板１１を電子機器の回路基板にリフローなどによって実装する際に、内蔵電子部品１３や基板部１２と樹脂部１５との界面に、はんだフィレット１４が再溶融して入り込んで接続不良が発生することも殆ど無くなる。
【００５７】
次に、部品内蔵基板１１の製造方法の一例について説明する。
【００５８】
図５は、部品内蔵基板１１の製造工程における側面断面図を示す図である。
【００５９】
部品内蔵基板１１の製造工程では、最初に、図５（Ｓ１１）に示す積層体形成工程が実施される。積層体形成工程では、第１の実施形態において図３で示した手順と同様の手順で、基板部１２に内蔵電子部品１３がはんだ実装され、内蔵電子部品１３を埋め込んだ状態でフィラー非添加層１５Ａが形成され、フィラー非添加層１５Ａの表面に無機フィラーを添加した熱硬化性樹脂のペースト１５Ｃが塗布される。
【００６０】
次に、図５（Ｓ１２）に示す電極膜形成工程が実施される。電極膜形成工程では、未硬化状態のペースト１５Ｃの表面に銅箔１７Ａが張り付けられる。そして、リフロー炉などで加熱されることでペースト１５Ｃが硬化され、樹脂部１５のフィラー添加層１５Ｂが形成される。
【００６１】
次に、図５（Ｓ１３）に示す電極パターニング工程が実施される。電極パターニング工程では、サブトラクティブ法により、銅箔１７Ａがパターニングされ、外部接続電極１７が形成される。
【００６２】
次に、図５（Ｓ１４）に示すビア電極形成工程が実施される。ビア電極形成工程では、ＣＯ２レーザーにより、樹脂部１５に内部電極１２Ｃに到達するビア穴が形成され、ビア穴にＣｕやＳｎを主成分とするペーストが真空印刷で充填されてから硬化される。そして、外部接続電極１７上にレジストが形成され、ビア穴内の導体露出部分にＮｉメッキとＡｕメッキとが施される。これによりビア電極１５Ｃが形成される。
【００６３】
次に、図５（Ｓ１５）に示す外付電子部品実装工程が実施される。外付電子部品実装工程では、外付電子部品１６が、基板部１２の外部電極１２Ｄにフリップチップ実装される。
【００６４】
以上の工程により、本実施形態の部品内蔵基板１１は製造することができる。
【００６５】
≪第３の実施形態≫
次に、本発明の第３の実施形態に係る部品内蔵基板の構成を説明する。
【００６６】
図６は、第３の実施形態に係る部品内蔵基板の側面断面図である。
【００６７】
図６に示す部品内蔵基板２１は、第１の基板部２２と、第２の基板部３２と、第１の内蔵電子部品２３と、第２の内蔵電子部品３３と、第１のはんだフィレット２４と、第２のはんだフィレット３４と、樹脂部２５と、外付電子部品２６と、を備えている。
【００６８】
基板部２２は、内側主面２２Ａと外側主面２２Ｂとを有している。基板部２２は、内側主面２２Ａに内部電極２２Ｃが設けられ、外側主面２２Ｂに外部電極２２Ｄが設けられ、内部にビア電極２２Ｅが設けられている。
【００６９】
また、基板部３２とは、内側主面３２Ａと外側主面３２Ｂとを有している。基板部３２は、基板部２２の内側主面２２Ａに対して内側主面３２Ａが対向するように、向かい合わせに配置されている。また、基板部３２は、内側主面３２Ａに内部電極３２Ｃが設けられ、外側主面３２Ｂに外部電極３２Ｄが設けられ、内部にビア電極３２Ｅが設けられている。
【００７０】
外付電子部品２６は、基板部３２の外部電極３２Ｄ上にはんだ実装されている。内蔵電子部品２３は、基板部２２の内部電極２２Ｃ上にはんだ実装されている。内蔵電子部品３３は、基板部３２の内部電極３２Ｃ上にはんだ実装されている。内蔵電子部品２３，３３は、外面に端子電極２３Ａ，３３Ａが設けられている。はんだフィレット２４は、内蔵電子部品２３の端子電極２３Ａと、基板部２２の内部電極２２Ｃとに付着している。はんだフィレット３４は、内蔵電子部品３３の端子電極３３Ａと、基板部３２の内部電極３２Ｃとに付着している。
【００７１】
樹脂部２５は、フィラー非添加層２５Ａとフィラー添加層２５Ｂとを備えている。フィラー非添加層２５Ａは、基板部２２の内側主面２２Ａから内部電極２２Ｃ、はんだフィレット２４、および、内蔵電子部品２３を覆う厚みで設けられている。フィラー添加層２５Ｂは、基板部３２の内側主面３２Ａから内部電極３２Ｃ、はんだフィレット３４、および、内蔵電子部品３３を覆い、フィラー非添加層２５Ａの表面に到達する厚みで設けられている。
【００７２】
樹脂部２５は、フィラー非添加層２５Ａおよびフィラー添加層２５Ｂを貫通し、基板部２２の内部電極２２Ｃと基板部３２の内部電極３２Ｃとに導通するビア電極２５Ｃを備えている。基板部２２の外部電極２２Ｄは、外部接続電極として利用されるものである。
【００７３】
本実施形態に係る部品内蔵基板２１においては、第１の実施形態や第２の実施形態に係る部品内蔵基板１，１１よりも、さらに多くの内蔵電子部品の高密度実装が可能になる。
【００７４】
また、部品内蔵基板２１においては、基板部３２と樹脂部２５との界面近傍には、フィラー非添加層２５Ａではなく、フィラー添加層２５Ｂが設けられているため、樹脂部２５と基板部３２との界面における破断が発生することや、内蔵電子部品３３や基板部３２と樹脂部２５との界面にはんだフィレット３４が再溶融して入り込んで接続不良が発生する危険性がある。しかしながら、基板部２２と樹脂部２５との界面近傍にはフィラー非添加層２５Ａが設けられているので、少なくとも、樹脂部２５と基板部２２との界面における破断が発生することは殆ど無い。また、部品内蔵基板２１を電子機器の回路基板にリフローなどによって実装する際に、内蔵電子部品２３や基板部２２と樹脂部２５との界面に、はんだフィレット２４が再溶融して入り込んで接続不良が発生することも殆ど無い。
【００７５】
なお、部品内蔵基板２１は、基板部２２側の部材と基板部３２側の部材とを貼り合わせて製造することができる。例えば、基板部２２とフィラー非添加層２５Ａとを一体に形成した部材と、基板部３２とフィラー添加層２５Ｂとを一体に形成した部材とをそれぞれ形成しておき、両部材を導電性接着剤などで貼り合わせるようにして、部品内蔵基板２１を製造するようにしてもよい。また、基板部２２側の部材と基板部３２側の部材とを、フィラー非添加層２５Ａやフィラー添加層２５Ｂが未硬化の状態で貼り合わせて硬化させた後に、ビア電極２５Ｃを作り込むようにして、部品内蔵基板２１を製造するようにしてもよい。
【００７６】
また、本実施形態では、フィラー非添加層２５Ａを基板部２２の近傍に設ける例を示したが、フィラー非添加層２５Ａを基板部３２の近傍に設け、基板部２２の近傍にはフィラー添加層２５Ｂを設けるようにしてもよい。
【００７７】
≪第４の実施形態≫
次に、本発明の第４の実施形態に係る部品内蔵基板の構成を説明する。
【００７８】
図７は、第４の実施形態に係る部品内蔵基板の側面断面図である。
【００７９】
図７に示す部品内蔵基板４１は、第１の基板部４２と、第２の基板部５２と、第１の内蔵電子部品４３と、第２の内蔵電子部品５３と、第１のはんだフィレット４４と、第２のはんだフィレット５４と、樹脂部４５と、外付電子部品４６と、を備えている。
【００８０】
基板部４２は、内側主面４２Ａと外側主面４２Ｂとを有している。基板部４２は、内側主面４２Ａに内部電極４２Ｃが設けられ、外側主面４２Ｂに外部電極４２Ｄが設けられ、内部にビア電極４２Ｅが設けられている。
【００８１】
また、基板部５２は、内側主面５２Ａと外側主面５２Ｂとを有している。基板部５２は、基板部４２の内側主面４２Ａに対して内側主面５２Ａが対向するように、向かい合わせに配置されている。また、基板部５２は、内側主面５２Ａに内部電極５２Ｃが設けられ、外側主面５２Ｂに外部電極５２Ｄが設けられ、内部にビア電極５２Ｅが設けられている。
【００８２】
外付電子部品４６は、基板部５２の外部電極５２Ｄ上にはんだ実装されている。内蔵電子部品４３は、基板部４２の内部電極４２Ｃ上にはんだ実装されている。内蔵電子部品５３は、基板部５２の内部電極５２Ｃ上にはんだ実装されている。内蔵電子部品４３，５３は、外面に端子電極４３Ａ，５３Ａが設けられている。はんだフィレット４４は、内蔵電子部品４３の端子電極４３Ａと、基板部４２の内部電極４２Ｃとに付着している。はんだフィレット５４は、内蔵電子部品５３の端子電極５３Ａと、基板部５２の内部電極５２Ｃとに付着している。
【００８３】
樹脂部４５は、第１のフィラー非添加層４５Ａとフィラー添加層４５Ｂと第２のフィラー非添加層４５Ｃとを備えている。フィラー非添加層４５Ａは、基板部４２の内側主面４２Ａから内部電極４２Ｃ、はんだフィレット４４、および、内蔵電子部品４３を覆う厚みで設けられている。フィラー非添加層４５Ｃは、基板部５２の内側主面５２Ａから内部電極５２Ｃ、はんだフィレット５４、および、内蔵電子部品５３を覆う厚みで設けられている。フィラー添加層４５Ｂは、フィラー非添加層４５Ａとフィラー非添加層４５Ｃとの間に設けられている。
【００８４】
樹脂部４５は、フィラー非添加層４５Ａ，４５Ｃおよびフィラー添加層４５Ｂを貫通し、基板部４２の内部電極４２Ｃと基板部５２の内部電極５２Ｃとに導通するビア電極４５Ｄを備えている。基板部４２の外部電極４２Ｂは、外部接続電極として用いられるものである。
【００８５】
本実施形態に係る部品内蔵基板４１においては、第１の実施形態や第２の実施形態に係る部品内蔵基板１，１１よりも、さらに多くの内蔵電子部品の高密度実装が可能になる。
【００８６】
また、部品内蔵基板４１においては、基板部４２と樹脂部４５との界面近傍にフィラー非添加層４５Ａが設けられているだけでなく、基板部５２と樹脂部４５との界面近傍にフィラー非添加層４５Ｃが設けられている。したがって、基板部４２や内蔵電子部品４３と樹脂部４５との密着性だけでなく、基板部５２や内蔵電子部品５３と樹脂部４５との密着性も高い。これにより、基板部４２，５２と樹脂部４５との界面は破断が発生することが殆ど無い。また、部品内蔵基板４１を電子機器の回路基板にリフローなどによって実装する際に、内蔵電子部品４３，５３や基板部４２，５２と樹脂部４５との界面に、はんだフィレット４４，５４が再溶融して入り込んで接続不良が発生することも殆ど無い。
【００８７】
なお、フィラー非添加層４５Ａ，４５Ｃは、それぞれ、内蔵電子部品４３，５３の一部が突出するような厚みで設けられていてもよい。また、部品内蔵基板４１は、基板部４２側の部材と基板部５２側の部材とを貼り合わせて製造することができる。例えば、基板部４２側の部材と、基板部５２側の部材とをそれぞれ形成しておき、両部材を導電性接着剤などで貼り合わせるようにして、部品内蔵基板４１を製造するようにしてもよい。また、基板部４２側の部材と基板部５２側の部材とを、フィラー添加層４５Ｂが未硬化の状態で貼り合わせて硬化させた後に、ビア電極４５Ｄを作り込むようにして、部品内蔵基板４１を製造するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１，１１，２１，４１…部品内蔵基板
２，１２，２２，３２，４２，５２…基板部
２Ａ，１２Ａ，２２Ａ，３２Ａ，４２Ａ，５２Ａ…内側主面
２Ｂ，１２Ｂ，２２Ｂ，３２Ｂ，４２Ｂ，５２Ｂ…外側主面
２Ｃ，１２Ｃ，２２Ｃ，３２Ｃ，４２Ｃ，５２Ｃ…内部電極
２Ｄ，１２Ｄ，２２Ｄ，３２Ｄ，４２Ｄ，５２Ｄ…外部電極
２Ｅ，１２Ｅ，２２Ｅ，３２Ｅ，４２Ｅ，５２Ｅ，１５Ｃ，２５Ｃ，４５Ｄ…ビア電極
３，１３，２３，３３，４３，５３…内蔵電子部品
３Ａ，１３Ａ，２３Ａ，３３Ａ，４３Ａ，５３Ａ…端子電極
４，１４，２４，３４，４４，５４…はんだフィレット
４Ａ…はんだペースト
５，１５，２５，４５…樹脂部
５Ａ，１５Ａ，２５Ａ，４５Ａ，４５Ｃ…フィラー非添加層
５Ｂ，１５Ｂ，２５Ｂ，４５Ｂ…フィラー添加層
１６，２６，４６…外付電子部品
１７…外部接続電極
１７Ａ…銅箔
【図１】
2014007129.tif 000003
【図２】
2014007129.tif 000004
【図３】
2014007129.tif 000005
【図４】
2014007129.tif 000006
【図５】
2014007129.tif 000007
【図６】
2014007129.tif 000008
【図７】
2014007129.tif 000009
【図８】
2014007129.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月4日(2014.9.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側主面と、前記内側主面に設けられた内部電極と、を有する基板部と、
端子電極を有し、前記端子電極と前記内部電極とに付着するはんだフィレットを介して前記基板部に実装されている内蔵電子部品と、
前記内蔵電子部品が埋め込まれた状態で前記基板部に積層されている樹脂部と、
を備える部品内蔵基板であって、
前記樹脂部は、
無機フィラーが添加されておらず、前記内側主面から少なくとも前記はんだフィレットを覆う高さまで設けられているフィラー非添加層と、
無機フィラーが添加されており、前記フィラー非添加層との界面から少なくとも前記内蔵電子部品を覆う高さまで設けられているフィラー添加層と、を備える、
部品内蔵基板。
【請求項２】
前記樹脂部を間に介して前記基板部と対向するように配置されている第２の基板部と、
前記樹脂部に埋め込まれた状態で、前記第２の基板部に実装されている第２の内蔵電子部品と、
を備える、請求項１に記載の部品内蔵基板。
【請求項３】
それぞれ内側主面と、前記内側主面に設けられた内部電極と、を有し、互いに前記内側主面が対向するように配置されている第１の基板部および第２の基板部と、
端子電極を有し、前記端子電極と、前記第１の基板部の前記内部電極と、に付着する第１のはんだフィレットを介して前記第１の基板部に実装されている第１の内蔵電子部品と、
端子電極を有し、前記端子電極と、前記第２の基板部の前記内部電極と、に付着する第２のはんだフィレットを介して前記第２の基板部に実装されている第２の内蔵電子部品と、
前記第１の内蔵電子部品および前記第２の内蔵電子部品が埋め込まれた状態で前記基板部に積層されている樹脂部と、
を備える部品内蔵基板であって、
前記樹脂部は、
無機フィラーが添加されておらず、前記第１の基板部の内側主面から少なくとも前記第１のはんだフィレットを覆う高さまで設けられている第１のフィラー非添加層と、
無機フィラーが添加されておらず、前記第２の基板部の内側主面から少なくとも前記第２のはんだフィレットを覆う高さまで設けられている第２のフィラー非添加層と、
無機フィラーが添加されており、前記第１のフィラー非添加層との界面から前記第２のフィラー非添加層との界面まで設けられているフィラー添加層と、を備える、
部品内蔵基板。
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月25日(2014.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側主面と、前記内側主面に設けられた内部電極と、を有する基板部と、
端子電極を有し、前記端子電極と前記内部電極とに付着するはんだフィレットを介して前記基板部に実装されている内蔵電子部品と、
前記内蔵電子部品が埋め込まれた状態で前記基板部に積層されている樹脂部と、
を備える部品内蔵基板であって、
前記樹脂部は、
無機フィラーが添加されておらず、前記内側主面の全面に対向するように、前記内側主面から少なくとも前記はんだフィレットを覆う高さまで設けられているフィラー非添加層と、
無機フィラーが添加されており、前記フィラー非添加層との界面から少なくとも前記内蔵電子部品を覆う高さまで設けられているフィラー添加層と、を備える、
部品内蔵基板。
【請求項２】
前記樹脂部を間に介して前記基板部と対向するように配置されている第２の基板部と、
前記樹脂部に埋め込まれた状態で、前記第２の基板部に実装されている第２の内蔵電子部品と、
を備える、請求項１に記載の部品内蔵基板。
【請求項３】
それぞれ内側主面と、前記内側主面に設けられた内部電極と、を有し、互いに前記内側主面が対向するように配置されている第１の基板部および第２の基板部と、
端子電極を有し、前記端子電極と、前記第１の基板部の前記内部電極と、に付着する第１のはんだフィレットを介して前記第１の基板部に実装されている第１の内蔵電子部品と、
端子電極を有し、前記端子電極と、前記第２の基板部の前記内部電極と、に付着する第２のはんだフィレットを介して前記第２の基板部に実装されている第２の内蔵電子部品と、
前記第１の内蔵電子部品および前記第２の内蔵電子部品が埋め込まれた状態で前記基板部に積層されている樹脂部と、
を備える部品内蔵基板であって、
前記樹脂部は、
無機フィラーが添加されておらず、前記前記第１の基板部の内側主面内側主面の全面に対向するように、前記第１の基板部の内側主面から少なくとも前記第１のはんだフィレットを覆う高さまで設けられている第１のフィラー非添加層と、
無機フィラーが添加されておらず、前記第２の基板部の内側主面の全面に対向するように、前記第２の基板部の内側主面から少なくとも前記第２のはんだフィレットを覆う高さまで設けられている第２のフィラー非添加層と、
無機フィラーが添加されており、前記第１のフィラー非添加層との界面から前記第２のフィラー非添加層との界面まで設けられているフィラー添加層と、を備える、
部品内蔵基板。
【請求項４】
前記内蔵電子部品は、前記端子電極が少なくとも、実装面に交差する側面に設けられており、前記ハンダフィレットは、前記内蔵電子部品の側面で前記端子電極に付着している、請求項１乃至３のいずれかに記載の部品内蔵基板。
【国際調査報告】
2014007129.tif 000011
2014007129.tif 000012