(57)【要約】  内蔵部品が樹脂層の積層方向に対して一方側に傾く不具合の発生等を抑えるために、部品内蔵基板は、熱可塑性材料からなる複数の樹脂層を所定方向に積層した積層体（２）と、積層体（２）に内蔵され、少なくとも一部が所定方向との対向面に形成された複数の端子電極（８ｃ〜８ｆ）を有する部品（８）と、積層体（２）内に形成され、複数の端子電極（８ｃ〜８ｆ）と接合する複数の接合導体（７）と、積層体（２）内に形成され、複数の接合導体（７）と電気的に接続された複数の配線導体（５）と、所定方向からの平面視で部品（８）の外縁に内包されており、積層体（２）に形成された少なくとも一つの補助部材（６）と、を備える。補助部材（６）は、複数の配線導体（５）のいずれからも電気的に絶縁され、積層体（２）に製造過程で圧力が加わった場合に、複数の端子電極（８ｃ〜８ｆ）に伝わる圧力をバランスさせる。
2014054387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性材料からなる複数の樹脂層を、所定方向に積層した積層体と、
前記積層体に内蔵され、少なくとも一部が前記所定方向との対向面に形成された複数の端子電極を有する部品と、
前記積層体内に形成され、前記複数の端子電極と接合する複数の接合導体と、
前記積層体内に形成され、前記複数の接合導体と電気的に接続された複数の配線導体と、
前記所定方向からの平面視で前記部品の外縁に内包されており、前記積層体内に形成された少なくとも一つの補助部材と、を備え、
前記補助部材は、前記複数の配線導体のいずれからも電気的に絶縁されており、前記積層体に製造過程で圧力が加わった場合に、前記複数の端子電極に伝わる圧力をバランスさせる、部品内蔵基板。
【請求項２】
前記補助部材は、前記所定方向からの平面視で、前記複数の端子電極の少なくとも一つにかかるように形成される、請求項１に記載の部品内蔵基板。
【請求項３】
前記複数の配線導体のいずれかは、前記所定方向からの平面視で前記部品の外縁内であって、前記複数の樹脂層のいずれかに形成されており、
前記補助部材は、前記所定方向からの平面視で前記部品の外縁内に形成された配線導体と同一の樹脂層に形成される、請求項１または２に記載の部品内蔵基板。
【請求項４】
前記補助部材は、前記複数の配線導体と同じ材料で形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の部品内蔵基板。
【請求項５】
前記補助部材は複数備わり、
前記複数の補助部材は、前記積層体内の異なる場所に形成される、請求項１〜４のいずれかに記載の部品内蔵基板。
【請求項６】
前記補助部材は複数備わり、
前記複数の補助部材は、互いに異なる複数の樹脂層に形成され、層間接続体により接続されている、請求項１〜５のいずれかに記載の部品内蔵基板。
【請求項７】
前記複数の樹脂層のそれぞれは液晶ポリマーからなる、請求項１〜６のいずれかに記載の部品内蔵基板。
【請求項８】
少なくとも一部が所定方向との対向面に形成された複数の端子電極を有する部品を内蔵した部品内蔵基板の製造方法であって、
熱可塑性材料からなる複数の樹脂層に、前記複数の端子電極と接合されるべき複数の接合導体と、該複数の接合導体と電気的に接続されるべき複数の配線導体と、前記所定方向からの平面視で前記部品の配置領域内に形成される少なくとも一つの補助部材と、を形成する工程と、
前記複数の樹脂層を前記所定方向に積層すると共に、該積層の過程で前記部品を内蔵して、積層体を形成する工程と、
前記積層体を加熱および加圧する工程と、を備え、
前記補助部材は、前記複数の配線導体のいずれからも電気的に絶縁されており、前記積層体を加熱および加圧する工程で、前記複数の端子電極に伝わる圧力をバランスさせる、部品内蔵基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層基板内に電子部品が埋め込まれた部品内蔵基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の部品内蔵基板の一例が、例えば下記の特許文献１に記載されている。この部品内蔵基板は、図７に示すように、絶縁基材６０１と、少なくとも一つの電子部品６０２と、複数の外部電極６０３と、複数の配線導体６０４と、複数の層間接続体６０５と、を備えている。【０００３】
絶縁基材６０１は、複数の樹脂層６０６（例えば、五つの樹脂層６０６ａ〜６０６ｅ）を所定方向Ｚに積層した後、接着することで構成される。各樹脂層６０６ａ〜６０６ｅは、熱可塑性樹脂からなる。より具体的には、最下層の樹脂層６０６ａが有する一方の主面に樹脂層６０６ｂが接着され、樹脂層６０６ｂの一方主面に樹脂層６０６ｃが接着される。同様に、樹脂層６０６ｃ，６０６ｄの一方主面に樹脂層６０６ｄ，６０６ｅが接着される。【０００４】
電子部品６０２は、上記のような絶縁基材６０１の内部に形成されたキャビティに埋め込まれる。電子部品６０２と外部電極６０３とを電気的に接続するために、必要な樹脂層６０６の主面上に配線導体６０４が形成される。また、積層方向に隣り合う樹脂層６０６に形成された二つの配線導体６０４を電気的に接続するために、それら配線導体６０４の間に介在する樹脂層６０６には、層間接続体６０５が形成される。【０００５】
上記部品内蔵基板は、大略的には、下記の工程により製造される。【０００６】
まず、熱可塑性樹脂からなる樹脂層６０６ａ〜６０６ｅの一方の主面に金属箔（例えば、銅箔）が貼り付けられる。その後、この金属箔に対しフォトリソグラフィとエッチングとが行われ、これによって、図８Ａに示すように、外部電極６０３や配線導体６０４が形成される。【０００７】
次に、樹脂層６０６ｃにキャビティを構成する貫通孔６０７が形成される。【０００８】
次に、樹脂層６０６ａ〜６０６ｅの所定位置には、各配線導体６０４で閉止されたビアホール６０８が形成される。このビアホール６０８内に、層間接続体６０５となるべき導電ペーストが充填される。【０００９】
上記工程の後、図８Ａに示すように、樹脂層６０６ａ〜６０６ｅが積層される。その過程で、電子部品６０２が樹脂層６０６ｂの所定位置に配置され、樹脂層６０６ｃの貫通孔６０７に挿入される。この樹脂層６０６ｃに樹脂層６０６ｄが積層される（積層工程）。【００１０】
その後、図８Ｂに示すように、樹脂層６０６ａ〜６０６ｅの積層体は、一対の熱プレス板６０９ａ，６０９ｂの間に置かれる。熱プレス板６０９ａ，６０９ｂは、この積層体の両面から加圧しつつ加熱する。これにより、樹脂層６０６ａ〜６０６ｅが軟化して、隣り合う樹脂層６０６同士が接着される。こうして、絶縁基材６０１が形成される（加熱・加圧工程）。【００１１】
また、加圧および加熱の過程で、軟化した樹脂層６０６ａ〜６０６ｅが流動し、その結果、電子部品６０２が絶縁基材６０１中に封止される。同時に、電子部品６０２の電極６１０が、樹脂層６０６ｂに形成された配線導体６０４または層間接続体６０５と接合される。さらに、導電ペーストが焼結および合金化し、配線導体６０４同士を電気的に接続する層間接続体６０５が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−１４１００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記の通り、加熱・加圧工程では、加熱により樹脂が流動化するとともに、流動化した樹脂に圧力が加わる。この時、樹脂層６０６ａ〜６０６ｅの積層体の両面に略均等な圧力が加えられたとしても、電子部品６０２の電極６０８と、層間接続体６０５との接合部分に不均一な圧力が加わることがある。その結果、電子部品６０２が樹脂層の積層方向に対して一方側に傾く不具合の発生や、内部配線である各配線導体６０４と層間接続体６０５との間等で接合不良が発生するという問題点があった。【００１４】
それゆえに、本発明は、内蔵される電子部品が樹脂層の積層方向に対して一方側に傾くことや接合不良が発生するなどの不具合が発生しにくい部品内蔵基板およびその製造方法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】
【００１５】
上記目的を達成するために、部品内蔵基板は、熱可塑性材料からなる複数の樹脂層を所定方向に積層した積層体と、積層体に内蔵され、少なくとも一部が所定方向との対向面に形成された複数の端子電極を有する部品と、積層体内に形成され、複数の端子電極と接合する複数の接合導体と、積層体内に形成され、複数の接合導体と電気的に接続された複数の配線導体と、所定方向からの平面視で部品の外縁に内包されており、積層体内に形成された少なくとも一つの補助部材と、を備えている。ここで、補助部材は、複数の配線導体のいずれからも電気的に絶縁されており、積層体に製造過程で圧力が加わった場合に、複数の端子電極に伝わる圧力をバランスさせる。【００１６】
また、上記目的を達成するために、部品内蔵基板の製造方法は、少なくとも一部が所定方向との対向面に形成された複数の端子電極を有する部品を内蔵した部品内蔵基板の製造方法であって、熱可塑性材料からなる複数の樹脂層に、複数の端子電極と接合されるべき複数の接合導体と、該複数の接合導体と電気的に接続されるべき複数の配線導体と、所定方向からの平面視で部品の配置領域内に形成される少なくとも一つの補助部材と、を形成する工程と、複数の樹脂層を所定方向に積層すると共に、該積層の過程で前記部品を内蔵して、積層体を形成する工程と、積層体を加熱および加圧する工程と、を備え、補助部材は、複数の配線導体のいずれからも電気的に絶縁されており、積層体を加熱および加圧する工程で、複数の端子電極に伝わる圧力をバランスさせる。
【発明の効果】
【００１７】
上記部品内蔵基板およびその製造方法によれば、内蔵電子部品の傾きや接合不良などの不具合が発生しにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る部品内蔵基板の縦断面図である。
【図２Ａ】図１の部品内蔵基板の上寄りに設けられた樹脂層の上面図である。
【図２Ｂ】図１の部品内蔵基板の下寄りに設けられた樹脂層の上面図である。
【図３Ａ】図１の部品内蔵基板の製法における最初の工程を示す模式図である。
【図３Ｂ】図３Ａの次工程を示す模式図である。
【図３Ｃ】図３Ｂの次工程を示す模式図である。
【図３Ｄ】図３Ｃの次工程を示す模式図である。
【図４】従来の部品内蔵基板の技術的課題を詳細に示す模式図である。
【図５】補助部材が配線導体と電気的に接続された場合の問題点を示す模式図である。
【図６Ａ】変形例に係る部品内蔵基板の上寄りに設けられた樹脂層の上面図である。
【図６Ｂ】変形例に係る部品内蔵基板の下寄りに設けられた樹脂層の上面図である。
【図７】従来の部品内蔵基板の縦断面を示す模式図である。
【図８Ａ】従来の部品内蔵基板の製造工程における積層工程を示す模式図である。
【図８Ｂ】従来の部品内蔵基板の製造工程における加熱・加圧工程を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態に係る部品内蔵基板およびその製造方法について、図面を参照しながら詳説する。
【００２０】
（はじめに）
まず、図中のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸について説明する。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は互いに直交する。Ｚ軸、Ｘ軸およびＹ軸は、樹脂層の積層方向、樹脂層の左右方向、および樹脂層の前後方向を示す。便宜上、Ｚ軸、Ｘ軸およびＹ軸の正方向側を、上側、右側および奥行き方向とする。
【００２１】
（実施形態）
図１は、本部品内蔵基板の縦断面図である。図２Ａ，図２Ｂは、図１の部品内蔵基板を構成する各樹脂層の上面図である。なお、図１は、図２の各樹脂層のＹ軸方向中心を通過し、かつＺＸ平面に平行なＡ−Ａ’面で部品内蔵基板を切断した時の縦断面をＹ軸の負方向から正方向に見た時の図である。また、図１には、図示が煩雑になることを避けるために、要部のみが示されている。以下、各図を参照して、部品内蔵基板について詳説する。
【００２２】
部品内蔵基板１は、積層体２と、複数の外部電極３（図示は三個の外部電極３ａ〜３ｃ）と、複数の層間接続体４と、複数の配線導体５と、少なくとも一つの補助部材６と、複数の接合導体７と、積層体２に内蔵される少なくとも一つの部品８と、複数のランド電極９と、少なくとも一つの表面実装型の電子部品１０と、を備えている。
【００２３】
積層体２は、複数（図示は七つ）の樹脂層２１〜２７をＺ軸方向に積層して接着したものである。ここで、図１において、Ｚ軸方向に隣り合う樹脂層同士の境界は一点鎖線で仮想的に示されている。各樹脂層２１〜２７は、電気絶縁性を有する可撓性材料（例えば、ポリイミドや液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂）からなる。液晶ポリマーは、高周波特性に優れており、吸水性が低いことから、各樹脂層２１〜２７の材料として特に好ましい。各樹脂層２１〜２７は、上方からの平面視で互いに同じ矩形形状を有する。また、各樹脂層２１〜２７のＺ軸方向に沿う厚さは１０〜１００［μｍ］程度である。
【００２４】
最下の樹脂層２１は、Ｚ軸方向に互いに対向する二つの主面（具体的には、上面および下面）２１ａ，２１ｂを有する。主面２１ｂには、この部品内蔵基板１を他のプリント配線板（図示せず）などの外部回路要素に実装する際に使用される複数の外部電極３が形成される。これら外部電極３は銅等の導電性材料からなり、Ｚ軸方向に沿う厚さは５〜５０［μｍ］程度である。外部電極３の一例として、図２Ｂには、主面２１ｂの三隅に形成された外部電極３ａ〜３ｃが示されている。
【００２５】
また、樹脂層２１には、複数の層間接続体（ビア導体）４が形成される。各層間接続体４は、錫および銀の合金等の導電性材料からなる。樹脂層２１の各層間接続体４は、対応する外部電極３の真上に、樹脂層２１をＺ軸方向に貫通するように形成される。図２Ｂには、樹脂層２１の層間接続体４として、外部電極３ａ〜３ｃに対応して、層間接続体４ａ〜４ｃが示されている。
【００２６】
なお、図２Ａおよび図２Ｂの樹脂層２１の主面２１ａには、説明の便宜のために仮想的に、積層方向Ｚからの平面視した時の部品８の外縁が一点鎖線で示されている。樹脂層２２、２３、２５および２６にも同様に外縁が一点鎖線で示されている。以下、各樹脂層２１〜２３、２５および２６に示される、部品８の外縁に参照符号「α」を付ける。
【００２７】
樹脂層２２は、樹脂層２１と同様に、二つの主面２２ａ，２２ｂを有する。樹脂層２２は、主面２２ｂが主面２１ａと正対するように、樹脂層２１に積層される。主面２２ａには複数の配線導体５が形成されている。これら配線導体５は、外部電極３と同様に、銅等の導電性材料からなる。また、その厚さは５〜５０［μｍ］程度である。
【００２８】
ここで、樹脂層２２の配線導体５として、図２Ｂには配線導体５ａ〜５ｅが示されている。配線導体５ａは、外縁αの外側に形成されており、層間接続体４ｄを上方から覆っている。配線導体５ｂ〜５ｄは、積層方向Ｚからの平面視で、後述の部品８に備わる端子電極８ｄ〜８ｆと概ね同じ位置に形成される。また、配線導体５ｂおよび５ｃは、層間接続体４ｅおよび４ｆを上方から覆うように形成される。また、配線導体５ｅは、配線導体５ｂ，５ｄを電気的に接続する。
【００２９】
主面２２ａにはさらに、補助部材６の第一例として、図２Ｂに示すように補助部材６ａが形成される。この補助部材６ａは、積層方向Ｚからの平面視で、後述の部品８に備わる端子電極８ｃと概ね同じ位置に形成される。補助部材６は、部品内蔵基板１の製造コスト等の観点から、配線導体５等と同じ材料からなることが好ましい。この場合、補助部材６の厚さは、配線導体５と同様に５〜５０［μｍ］程度である。なお、補助部材６の材料等、詳細については後述する。
【００３０】
また、樹脂層２２にも、複数の層間接続体４が形成される。樹脂層２２の各層間接続体４は、対応する配線導体５の真下に、樹脂層２２をＺ軸方向に貫通するように形成される。図２Ｂには、樹脂層２２の層間接続体４として、配線導体５ａ〜５ｃに対応して、層間接続体４ｄ〜４ｆが示されている。層間接続体４ｄは配線導体５ａと層間接続体４ａとを、層間接続体４ｅは配線導体５ｂと層間接続体４ｂとを、また、層間接続体４ｆは配線導体５ｃと層間接続体４ｃとを電気的に接続する。
【００３１】
樹脂層２３は、積層方向Ｚに互いに対向する主面２３ａ，２３ｂを有しており、樹脂層２２に積層される。主面２３ａには、複数の配線導体５の例として、図２Ｂに示すように、配線導体５ｆ〜５ｈが形成されている。配線導体５ｆ，５ｇは、外縁αの外側に形成される。配線導体５ｆは、層間接続体４ｇを上方から覆っており、主面２３ａの左奥隅に形成されている。配線導体５ｇは、主面２３ａの右手前の隅に形成されている。配線導体５ｈの大部分は、外縁αの外側に形成されており、配線導体５ｇと接合導体７ａ（後述）を電気的に接続する。
【００３２】
また、主面２３ａには、複数の接合導体７が形成されている。各接合導体７は、配線導体５等と同様の材料からなり、５〜５０［μｍ］程度の厚さを有する。各接合導体７には、部品８の端子電極が接合される。複数の接合導体７として、図２Ｂには、接合導体７ａ〜７ｄが示される。接合導体７ａ〜７ｄは、積層方向Ｚからの平面視で端子電極８ｃ〜８ｆ（後述）と概ね同じ位置に形成される。また、接合導体７ｂ〜７ｄは、層間接続体４ｈ〜４ｊを上方から覆うように形成される。
【００３３】
樹脂層２３には、上記から明らかな通り、層間接続体４ｇ〜４ｊが形成される。層間接続体４ｇは配線導体５ｆ，５ａを電気的に接続する。また、層間接続体４ｈは接合導体７ｂと配線導体５ｂとを、層間接続体４ｉは接合導体７ｃと配線導体５ｃとを、また、層間接続体４ｊは接合導体７ｄと配線導体５ｄとを、電気的に接続する。
【００３４】
樹脂層２４は、積層方向Ｚに互いに対向する二つの主面２４ａ，２４ｂを有し、樹脂層２３に積層される。この中央部分には、積層方向Ｚに樹脂層２４を貫通孔が形成される。この貫通孔は、部品８を積層体２に内蔵するためのキャビティＣを構成しており、積層方向Ｚからの平面視で部品８の外縁よりも若干大きな開口を有し、積層方向Ｚに樹脂層２４を貫通する。
【００３５】
ここで、部品８について説明する。部品８は、典型的には、能動部品、受動部品、ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）部品である。この部品８は、二つの主面（上面，下面）８ａ，８ｂを有する。各主面８ａ，８ｂは、積層方向Ｚに互いに対向しており、積層方向Ｚからの平面視で矩形形状を有している。これら主面８ａ，８ｂの少なくとも一方に、複数の端子電極が行列状に形成される。その一例として、本実施形態では、四個の端子電極８ｃ〜８ｆが主面８ｂの各隅に設けられている。端子電極８ｃは、信号入力端子であり、端子電極８ｅは、信号出力端子であり、端子電極８ｄ，８ｆは、グランド端子である。
【００３６】
樹脂層２４の主面２４ａには、配線導体５ｉ，５ｊ（図２Ｂを参照）が形成される。配線導体５ｉ，５ｊは、層間接続体４ｋ，４ｌを上方から覆っており、層間接続体４ｋ，４ｌを介して配線導体５ｆ，５ｇと電気的に接続される。
【００３７】
樹脂層２５は、積層方向Ｚに対向する主面２５ａ，２５ｂを有し、樹脂層２４に積層される。主面２５ａには、配線導体５として、配線導体５ｋ〜５ｎが形成される。配線導体５ｋ，５ｌは、外縁αの外側に形成され、層間接続体４ｍ，４ｎによって配線導体５ｉ,５ｊと電気的に接続される。配線導体５ｍは、外縁αの内部に、より具体的には外縁αの左手前側の隅に形成される。また、配線導体５ｎは、例えばミアンダ形状のコイルである。この配線導体５ｎは、配線導体５ｌ，５ｍの間に形成される。
【００３８】
また、主面２５ａには、補助部材６の第二例として、図２Ａに示すように補助部材６ｂが示されている。補助部材６ｂは、外縁αの内側であって、その右奥の隅に形成される。
【００３９】
樹脂層２６は、積層方向に対向する主面２６ａ，２６ｂを有し、樹脂層２５に積層される。主面２６ａには、配線導体５として、配線導体５ｏ，５ｐが示されている。配線導体５ｏは、外縁αの外側であって、主面２６ａの左奥隅に形成され、層間接続体４ｏによって配線導体５ｋと接続される。また、配線導体５ｐは、外縁αの内側であって、その左手前の隅に形成され、層間接続体４ｑによって配線導体５ｍと電気的に接続される。
【００４０】
また、主面２６ａには、補助部材６の第三例として、補助部材６ｃが示されている。補助部材６ｃは、外縁αの内部において右手前から右奥にかけて、Ｙ軸と平行にかつ帯状に形成される。ここで、補助部材６ｃは、層間接続体４ｐを介して、補助部材６ｂと電気的に接続される。
【００４１】
樹脂層２７は、積層体２における最上層であり、樹脂層２６に積層される。樹脂層２７は、積層方向Ｚに対向し合う主面２７ａ，２７ｂを有する。主面２７ａには、図２Ａに示すようにランド電極９ａ，９ｂが形成される。ランド電極９ａ，９ｂは、層間接続体４ｒ，４ｓを介して配線導体５ｏ，５ｐと電気的に接続される。このランド電極９ａ，９ｂには、表面実装用電子部品１０がその下面に設けられた外部電極１０ａ，１０ｂとハンダ等により実装される。
【００４２】
以上の構成により、部品内蔵基板１には、外部電極３を入出力端とする電子回路が構成される。この電子回路は、補助部材６を除く、層間接続体４、配線導体５、接合導体７、部品８、ランド電極９および電子部品１０とからなる。
【００４３】
（部品内蔵基板の製造方法）
次に、上記部品内蔵基板１の製造方法について、図面を参照して詳説する。以下では、一つの部品内蔵基板１の製造過程を説明するが、実際には、大判の樹脂シートが積層及びカットされることにより、大量の部品内蔵基板１が同時に製造される。
【００４４】
まず、片面のほぼ全域にわたり銅箔が形成された大判の樹脂シートが必要な枚数だけ準備される。この大判の樹脂シートは、部品内蔵基板１の完成後、樹脂層２１〜２７のいずれかになる。したがって、樹脂層２１〜２７に対応して、図３Ａに示すように、樹脂シート１０１〜１０７が準備される。樹脂シート１０１〜１０７は、上記の通り液晶ポリマーであることが好ましい。なお、銅箔の表面は、防錆のために亜鉛等で鍍金され、平坦化されることが好ましい。
【００４５】
次に、フォトリソグラフィ工程により、図３Ａに示すように、樹脂シート１０１の一面（つまり、完成後に主面２１ｂになるべき面）に、複数の外部電極３が形成される。より具体的に説明すると、まず、この樹脂シート１０１の銅箔上に、外部電極３と同じ形状のレジストが印刷される。その後、銅箔に対しエッチング処理が施され、レジストで覆われていない露出部分の銅箔が除去される。その後、レジストが除去される。これにより、外部電極３が形成される。
【００４６】
また、上記同様のフォトリソグラフィ工程により、図３Ａに示すように、樹脂シート１０２の一方面（つまり、完成後に主面２２ａとなるべき面）に、配線導体５および補助部材６が形成される。同様にして、樹脂シート１０３〜１０７の一方面（つまり、完成後に主面２３ａ〜２７ａとなるべき面）に、配線導体５、補助部材６、接合導体７およびランド電極９のうちそれぞれに必要なものが形成される。
【００４７】
次に、図３Ｂに示すように、樹脂シート１０１における層間接続体４の形成位置に、銅箔が無い面側から、レーザービームが照射される。これによって、ビアホールが形成される。その後、完成後に層間接続体４となる導電性ペーストが各ビアホールに充填される。同様に、樹脂シート１０２〜１０７にもビアホールが形成され、それぞれに導電性ペーストが充填される。
【００４８】
次に、図３Ｃに示すように、樹脂シート１０３の接合導体７ａ〜７ｄ上に、部品８の端子電極８ｃ〜８ｆが位置決めされる。また、さらに、各樹脂シート１０４の所定位置に対し金型の打ち抜き加工がなされ、キャビティＣ用の貫通孔が形成される。
【００４９】
次に、図３Ｄに示すように、樹脂シート１０１〜１０７が、下から上へとこの順番に積み重ねられる。ここで、樹脂シート１０１は、外部電極３の形成面が下方を向いた状態で、また、他の樹脂シート１０２〜１０７は、配線導体５、補助部材６、接合導体７およびランド電極９の形成面側が上方を向いた状態で積層される。
【００５０】
その後、積み重ねられた樹脂シート１０１〜１０７に対し、熱プレス板１１１ａ，１１１ｂによって積層方向Ｚに沿って上下両方向から熱および圧力が加えられる。この加熱・加圧によって、樹脂シート１０１〜１０７を軟化させて圧着および一体化するとともに、各ビアホール内の導電性ペーストを固化させる。これによって、各層間接続体４が形成される。最後に、電子部品１０がランド電極９Ａ，９Ｂ上に実装された後、一体化された樹脂シート１０１〜１０７が所定サイズにカットされる。これによって、部品内蔵基板１が完成する。
【００５１】
（補助部材の構成および作用・効果）
ところで、本部品内蔵基板１は、内蔵される電子部品の積層方向Ｚの一方側に傾くことや接合不良が発生するという技術的課題を解決するものである。この技術的課題を、図４を参照してより詳細に説明する。図４は、従来の部品内蔵基板５０１を示す縦断面図である。図４に示すように、部品内蔵基板５０１の積層体５０２の内部には、複数の配線導体５０３が内蔵部品５０４の縦中心面Ｆｖに対し互いに非対称に配置される場合がある。
【００５２】
上記のような配線導体５０３を有する部品内蔵基板５０１の場合、製造過程の加熱・加圧時に、内蔵部品５０４が積層方向に対して一方側に傾くことや、内部配線である各配線導体５０３と層間接続体５０７との間等で接合不良などの不具合が発生しやすくなる。より具体的には、加熱・加圧時、積層体５０２の上面および下面には、実質的に均等な圧力が加えられる。しかしながら、非対称に設けられた配線導体５０３等の影響で、内蔵部品５０４に均等な圧力が加わらず、不均一な圧力が加わる。例えば、端子電極５０５ａと積層体５０２の上面および下面との間に介在する配線導体５０３や層間接続体５０７は相対的に少ない。それゆえ、端子電極５０５ａには相対的に大きな圧力Ｐ１が伝わる。それとは逆に、端子電極５０５ｂについては、多くの配線導体５０３等が介在するため、相対的に小さな圧力Ｐ２が加わる。このような圧力の不均一さによって内蔵部品５０４が積層方向Ｚに対し傾いたり、配線導体５０３と層間接続体５０７との接続や層間接続体５０７どうしの接続が外れたりし易くなる。つまり、部品内蔵基板５０１の内部で接合不良などの不具合が発生しやすくなる。
【００５３】
上記技術的課題を解決するために、本部品内蔵基板１は、図１、図２Ａおよび図２Ｂに示すように補助部材６を備えている。この補助部材６は、まず、部品内蔵基板１の積層方向Ｚからの平面視で、部品８の外縁αに内包される位置に設けられる。より好ましくは、補助部材６は、積層方向Ｚからの平面視で、端子電極８ｃと少なくとも一部が重なるような位置に設けられる。端子電極８ｄ〜８ｆについても同様に少なくとも一部が重なるように、補助部材６は設けられる。補助部材６を、積層方向Ｚからの平面視で端子電極８ｃ〜８ｆと少なくとも一部が重なるような位置に設けることにより、部品８の端子電極８ｃ〜８ｆにかかる圧力をバランスさせやすくすることができる。すなわち、比較的剛性の高い部品８と、加熱・加圧工程には剛性が低くなる積層体２とをプレスするにあたり、補助部材６を用いて、端子電極８ｃ〜８ｆを起点とする積層体２内の構造的なバランスをとることで、端子電極８ｃ〜８ｆにかかる圧力をバランスさせやすくなる。ここで、特に、端子電極８ｃ〜８ｆと、それと接する接合導体７ａ〜７ｄとの両方に積層方向Ｚからの平面視で重なるように補助部材６を設けることが、圧力バランスを最適化する観点から最も好ましい。
【００５４】
また、補助部材６は、これを備えない部品内蔵基板の加熱・加圧工程において、複数の端子電極それぞれに加わる圧力の差を小さくしている。これによって、加熱・加圧工程に、各端子電極に伝わる圧力を互いにバランスさせている。なお、本実施形態における「バランスさせる」という文言は、各端子電極に伝わる圧力の差をゼロにする、ゼロに近づける以外にも、その差を小さくするという意味も含む。
【００５５】
本実施形態では、三個の補助部材６ａ〜６ｃが例示される。まず、補助部材６ａは、図２Ｂに示すように、主面２２ａに形成されている。この主面２２ａの外縁αの三隅には、配線導体５が設けられているが、残りの一隅には配線導体５が設けられていない。もし補助部材６ａが無い状態で加熱・加圧が実施されると、端子電極８ｃと接合導体７ａとの接合部分に加わる圧力が、他の接合部分のそれと比較して著しく不均一となり、その結果、接合不良が発生する可能性がある。この不均一さを解消するために、補助部材６ａは、主面２２ａ上であって端子電極８ａのほぼ真下の位置に設けられる。
【００５６】
また、補助部材６ｂ，６ｃは主面２５ａ，２６ａに形成される。図１および図２Ａから分かるように、端子電極８ｆの上方には、配線導体５が密に設けられ、これらは層間接続体４により接続されている。それに対し、端子電極８ｆの対角にある端子電極８ｄの上方には配線導体５が設けられておらず、粗になっている。これに起因する接合不良の発生を抑えるために、端子電極８ｄの上方であって、複数の樹脂層２５，２６に補助部材６ｂ，６ｃが設けられている。また、補助部材６ｂ，６ｃは層間接続体４ｐによって接続されている。このように、各接合部分の圧力をバランスさせるために、補助部材６ｂ，６ｃだけでなく層間接続体４ｐを補助部材として用いることも可能である。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態によれば、補助部材６は、積層方向Ｚから見た平面視で部品８の外縁内であって、積層体２における配線導体５が粗な部分に設けられる。この補助部材６によって、加熱・加圧工程において、複数の接合部分に加わる圧力差を低減させて、加熱・加圧工程における接合不良の発生を抑えることが可能となる。
【００５８】
次に、補助部材６の材料について説明する。補助部材６は、後述するように、導電性材料だけでなく、絶縁材料から構成することも可能である。ただし、補助部材６の材料には、樹脂層２１〜２７の材料の融点よりも高く、かつ加熱・加圧時に加わる温度よりも高い融点を有することが求められる。
【００５９】
また、補助部材６は、上記の通り、全ての配線導体５から電気的に絶縁される。本実施形態では、補助部材６は、配線導体５と同材料から構成される。それゆえ、各樹脂層２１〜２７は絶縁材料からなり、補助部材６は配線導体５から物理的に離隔され、さらに補助部材６は配線導体５と導体で接続されない。これによって、補助部材６は全ての配線導体５と絶縁される。このように絶縁するのは、図５に示すように、ある樹脂層１２１ａに形成されたいずれかの補助部材１２２が配線導体１２３ａと電気的に接続されると、補助部材１２２と他の樹脂層１２１ｂに設けられた配線導体１２３ｂとの間で不要な容量Ｃｐが生じたり、短絡が生じたりする可能性があるからである。
【００６０】
なお、本実施形態では、製造コストの観点から、補助部材６は配線導体５と同材料からなる。しかし、これに限らず、補助部材６は、他の材料から構成されても構わない。もし、補助部材６が絶縁性材料から構成されるのであれば、不要な容量の発生を考慮しなくとも良いため、補助部材６の形成位置の自由度が上がる。
【００６１】
また、補助部材６は、部品８の全ての端子電極８ｃ〜８ｆに対応して設けられていなくともよい。
【００６２】
また、樹脂層２４には、部品８の挿入容易性の観点から部品８の主面８ａよりも若干大きい貫通孔が形成される。したがって、加熱・加圧前には、部品８と樹脂層２４との間には若干の隙間が生じている。この隙間は、加熱・加圧工程において流動化した樹脂により埋められ、これによって部品８は積層体２に密着し封止される。この観点で、補助部材６は、積層方向Ｚからの平面視で、部品８の外縁αにかかっていないこと、つまり外縁αに内包される位置に形成されることが好ましい（例えば、図３Ｄを参照）。その理由は、もし補助部材６が外縁αにかかっていると、流動化した樹脂の隙間への流入を妨げてしまう可能性があるからである。
【００６３】
（変形例）
上記実施形態では、補助部材６の好ましい形成位置として、補助部材６は、積層方向Ｚからの平面視で、端子電極８ｃ〜８ｆと接合導体７との接合部分と重なるような位置に設けられる。しかし、これに限らず、補助部材６は、図６Ａ，図６Ｂに示す補助部材６ｄ〜６ｆのように、積層方向Ｚからの平面視で、外縁α内ではあるが、端子電極８ｃ〜８ｆと接合導体７との接合部分と重ならない位置に設けられても構わない。これによっても、補助部材６は、部品内蔵基板の製造時における加圧・加熱時に、複数の接合部分に加わる圧力差を小さくすることが可能となる。ただし、圧力差を極力小さくするため、補助部材６ｄ〜６ｆは、積層方向Ｚからの平面視で、少なくとも一部が端子電極８ｃ〜８ｆと重なるような位置に設けられることが好ましい。
【００６４】
なお、端子電極８ｃ〜８ｆと接合導体７ａ〜７ｄとがはんだ層やバンプを介して接続される場合、各はんだ層や各バンプに圧力が集中することから補助部材６がない場合には圧力差が顕著になる。その結果、より容易に、部品８が積層方向Ｚに対して一方側に傾いたり、内部配線である各配線導体５と層間接続体４との間や層間接続体４どうしの間で接合不良を起こしたりしてしまう。つまり、部品内蔵基板１内で不具合がさらに発生しやすくなる。したがって、本実施形態は、端子電極８ｃ〜８ｆと接合導体７ａ〜７ｄとがバンプ等を介して接続される場合に、さらに顕著な効果を得ることができる。
【００６５】
なお、本実施形態における複数の配線導体５のいずれかは、コイル導体のほか、キャパシタ導体またはグランド導体などの機能を有する配線導体として構成してもよい。
【００６６】
また、本実施形態における複数の接合導体７は必ずしも平面状の導体でなくても構わない。すなわち、層間接続体４（ビア導体）を接合導体として用いても構わない。この場合、各層間接続体４と各端子電極８ｃ〜８ｆは直接接合される。
【００６７】
また、本実施形態では、部品８として、その下面に端子電極８ｃ〜８ｆが形成されたものを例示した。しかし、これに限らず、その上面に端子電極８ｃ〜８ｆが形成された部品８が用いられても構わない。他にも、両端部に端子電極が設けられた部品８が用いられても構わない。この場合、部品８の端子電極の大部分は二側面を覆っているが、端子電極の残りの部分が部品８の上下面の両端部に形成される。
【００６８】
（参照による引用）
なお、本出願は、２０１２年１０月３日付けで提出された日本国特許出願２０１２−２２１６６４号に基づく優先権を主張しており、この特許出願２０１２−２２１６６４号に記載された全ての内容を参照により取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明に係る部品内蔵基板およびその製造方法は、接合不良の発生を抑えることが可能であり、携帯電話やスマートフォン等の通信端末装置等に好適である。
【符号の説明】
【００７０】
１  部品内蔵基板
２  積層体
２１〜２７  樹脂層
３  外部電極
４  層間接続体
５  配線導体
６  補助部材
７  接合導体
８  部品
８ｂ  対向面
８ｃ〜８ｆ  端子電極
９  ランド電極
１０  表面実装型部品
【図１】
2014054387.tif 000003
【図２Ａ】
2014054387.tif 000004
【図２Ｂ】
2014054387.tif 000005
【図３Ａ】
2014054387.tif 000006
【図３Ｂ】
2014054387.tif 000007
【図３Ｃ】
2014054387.tif 000008
【図３Ｄ】
2014054387.tif 000009
【図４】
2014054387.tif 000010
【図５】
2014054387.tif 000011
【図６Ａ】
2014054387.tif 000012
【図６Ｂ】
2014054387.tif 000013
【図７】
2014054387.tif 000014
【図８Ａ】
2014054387.tif 000015
【図８Ｂ】
2014054387.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月17日(2014.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
上記目的を達成するために、部品内蔵基板は、熱可塑性材料からなる複数の樹脂層を所定方向に積層した積層体と、積層体に内蔵され、少なくとも一部が所定方向との対向面に形成された複数の端子電極を有する部品と、積層体内に形成され、複数の端子電極と接合する複数の接合導体と、積層体内に形成され、複数の接合導体と電気的に接続された複数の配線導体と、所定方向からの平面視で部品の外縁に内包されており、所定方向において配線導体の密度が疎になっている領域において積層体内に形成された少なくとも一つの補助部材と、を備えている。ここで、補助部材は、複数の配線導体のいずれからも電気的に絶縁されており、積層体に製造過程で圧力が加わった場合に、複数の端子電極に伝わる圧力をバランスさせる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、上記目的を達成するために、部品内蔵基板の製造方法は、少なくとも一部が所定方向との対向面に形成された複数の端子電極を有する部品を内蔵した部品内蔵基板の製造方法であって、熱可塑性材料からなる複数の樹脂層に、複数の端子電極と接合されるべき複数の接合導体と、該複数の接合導体と電気的に接続されるべき複数の配線導体と、所定方向からの平面視で部品の配置領域内であって、所定方向において配線導体の密度が疎になっている領域に形成される少なくとも一つの補助部材と、を形成する工程と、複数の樹脂層を所定方向に積層すると共に、該積層の過程で前記部品を内蔵して、積層体を形成する工程と、積層体を加熱および加圧する工程と、を備え、補助部材は、複数の配線導体のいずれからも電気的に絶縁されており、積層体を加熱および加圧する工程で、複数の端子電極に伝わる圧力をバランスさせる。
【手続補正３】
【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】
熱可塑性材料からなる複数の樹脂層を、所定方向に積層した積層体と、
前記積層体に内蔵され、少なくとも一部が前記所定方向との対向面に形成された複数の端子電極を有する部品と、
前記積層体内に形成され、前記複数の端子電極と接合する複数の接合導体と、
前記積層体内に形成され、前記複数の接合導体と電気的に接続された複数の配線導体と、
前記所定方向からの平面視で前記部品の外縁に内包されており、前記所定方向において前記配線導体の密度が疎になっている領域において前記積層体内に形成された少なくとも一つの補助部材と、を備え、
前記補助部材は、前記複数の配線導体のいずれからも電気的に絶縁されており、前記積層体に製造過程で圧力が加わった場合に、前記複数の端子電極に伝わる圧力をバランスさせる、部品内蔵基板。
【請求項２】
前記補助部材は、前記所定方向からの平面視で、前記複数の端子電極の少なくとも一つにかかるように形成される、請求項１に記載の部品内蔵基板。
【請求項３】
前記複数の配線導体のいずれかは、前記所定方向からの平面視で前記部品の外縁内であって、前記複数の樹脂層のいずれかに形成されており、
前記補助部材は、前記所定方向からの平面視で前記部品の外縁内に形成された配線導体と同一の樹脂層に形成される、請求項１または２に記載の部品内蔵基板。
【請求項４】
前記補助部材は、前記複数の配線導体と同じ材料で形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の部品内蔵基板。
【請求項５】
前記補助部材は複数備わり、
前記複数の補助部材は、前記積層体内の異なる場所に形成される、請求項１〜４のいずれかに記載の部品内蔵基板。
【請求項６】
前記補助部材は複数備わり、
前記複数の補助部材は、互いに異なる複数の樹脂層に形成され、層間接続体により接続されている、請求項１〜５のいずれかに記載の部品内蔵基板。
【請求項７】
前記複数の樹脂層のそれぞれは液晶ポリマーからなる、請求項１〜６のいずれかに記載の部品内蔵基板。
【請求項８】
少なくとも一部が所定方向との対向面に形成された複数の端子電極を有する部品を内蔵した部品内蔵基板の製造方法であって、
熱可塑性材料からなる複数の樹脂層に、前記複数の端子電極と接合されるべき複数の接合導体と、該複数の接合導体と電気的に接続されるべき複数の配線導体と、前記所定方向からの平面視で前記部品の配置領域内であって、前記所定方向において前記配線導体の密度が疎になっている領域に形成される少なくとも一つの補助部材と、を形成する工程と、
前記複数の樹脂層を前記所定方向に積層すると共に、該積層の過程で前記部品を内蔵して、積層体を形成する工程と、
前記積層体を加熱および加圧する工程と、を備え、
前記補助部材は、前記複数の配線導体のいずれからも電気的に絶縁されており、前記積層体を加熱および加圧する工程で、前記複数の端子電極に伝わる圧力をバランスさせる、部品内蔵基板の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月29日(2015.6.29)
【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】
熱可塑性材料からなる複数の樹脂層を、所定方向に積層した積層体と、
前記積層体に内蔵され、少なくとも一部が前記所定方向との対向面に形成された複数の端子電極を有する部品と、
前記積層体内に形成され、前記複数の端子電極と接合する複数の接合導体と、
前記積層体内に形成され、前記複数の接合導体と電気的に接続された複数の配線導体と、
前記所定方向からの平面視で前記部品の外縁に内包されており、前記所定方向において前記配線導体の密度が疎になっている領域において前記積層体内に形成された少なくとも一つの補助部材と、を備え、
前記補助部材は、前記複数の配線導体のいずれからも電気的に絶縁されており、前記積層体に製造過程で圧力が加わった場合に、前記複数の端子電極に伝わる圧力をバランスさせる、部品内蔵基板。
【請求項２】
前記補助部材は、前記所定方向からの平面視で、前記複数の端子電極の少なくとも一つにかかるように形成される、請求項１に記載の部品内蔵基板。
【請求項３】
前記複数の配線導体のいずれかは、前記所定方向からの平面視で前記部品の外縁内であって、前記複数の樹脂層のいずれかに形成されており、
前記補助部材は、前記所定方向からの平面視で前記部品の外縁内に形成された配線導体と同一の樹脂層に形成される、請求項１または２に記載の部品内蔵基板。
【請求項４】
前記補助部材は、前記複数の配線導体と同じ材料で形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の部品内蔵基板。
【請求項５】
前記補助部材は複数備わり、
前記複数の補助部材は、前記積層体内の異なる場所に形成される、請求項１〜４のいずれかに記載の部品内蔵基板。
【請求項６】
前記部品内蔵基板は、複数の層間接続体をさらに備え、
前記複数の層間接続体は、前記補助部材として機能する層間接続体を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の部品内蔵基板。
【請求項７】
前記補助部材は複数備わり、
前記複数の補助部材は、互いに異なる複数の樹脂層に形成され、層間接続体により接続されている、請求項１〜５のいずれかに記載の部品内蔵基板。
【請求項８】
前記複数の樹脂層のそれぞれは液晶ポリマーからなる、請求項１〜７のいずれかに記載の部品内蔵基板。
【請求項９】
前記積層体にはさらに、前記所定方向からの平面視で前記領域とは別領域であって、前記所定方向において前記配線導体が密になっている別領域があり、
前記少なくとも一つの補助部材は、前記別領域ではなく、前記領域に形成されている、請求項１〜８に記載の部品内蔵基板。
【請求項１０】
少なくとも一部が所定方向との対向面に形成された複数の端子電極を有する部品を内蔵した部品内蔵基板の製造方法であって、
熱可塑性材料からなる複数の樹脂層に、前記複数の端子電極と接合されるべき複数の接合導体と、該複数の接合導体と電気的に接続されるべき複数の配線導体と、前記所定方向からの平面視で前記部品の配置領域内であって、前記所定方向において前記配線導体の密度が疎になっている領域に形成される少なくとも一つの補助部材と、を形成する工程と、
前記複数の樹脂層を前記所定方向に積層すると共に、該積層の過程で前記部品を内蔵して、積層体を形成する工程と、
前記積層体を加熱および加圧する工程と、を備え、
前記補助部材は、前記複数の配線導体のいずれからも電気的に絶縁されており、前記積層体を加熱および加圧する工程で、前記複数の端子電極に伝わる圧力をバランスさせる、部品内蔵基板の製造方法。
【国際調査報告】
2014054387.tif 000017
2014054387.tif 000018
2014054387.tif 000019
2014054387.tif 000020