(57)【要約】開口部（１８）を有する第１のプリント配線板（２２）と、開口部（１８）の下に、導電ペースト部（１９）を有する接着層（１７）を介して第１のプリント配線板（２２）に固定した第２のプリント配線板（２６）とからなる立体プリント配線板（１３）の、開口部（１８）内の第２のプリント配線板（２６）の第２の配線部（１４ｂ）に背の高い電子部品（１１ｂ）を設けることにより、第１のプリント配線板（２２）の第１配線部（１４ａ）に設けられた背の低い電子部品（１１ａ）と高さを揃えて、実装部品の低背化を図ることができる。
2009037833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する第１のプリント配線板と、前記開口部の下に、導電ペースト部を有する接着層を介して前記第１のプリント配線板に固定した第２のプリント配線板とからなる立体プリント配線板。
【請求項２】
前記第２のプリント配線板は、前記第１のプリント配線板より小さく、前記開口部より大きい請求項１記載の立体プリント配線板。
【請求項３】
前記第２のプリント配線板は、前記第１のプリント配線板より厚みが薄い請求項１記載の立体プリント配線板。
【請求項４】
前記第１のプリント配線板が表面に第１の配線部を有し、前記第２のプリント配線板が表面に第２の配線部を有し、前記接着層の導電ペースト部を介して前記第１の配線部と前記第２の配線部とが電気的に接続された請求項１記載の立体プリント配線板。
【請求項５】
前記接着層は、熱硬化性樹脂と無機フィラーとから構成されたシート状であって、３０ミクロン以上３００ミクロン以下の厚さを有する請求項１記載の立体プリント配線板。
【請求項６】
前記開口部の少なくとも一部を埋める保護部を有する請求項１記載の立体プリント配線板。
【請求項７】
第１のプリント配線板に開口部を形成するステップと、前記第１のプリント配線板の前記開口部に、導電ペーストを有する接着層を介して、前記開口部より大きく、前記第１のプリント配線板より小さい第２のプリント配線板を固定するステップとを備えた立体プリント配線板の製造方法。
【請求項８】
前記第１のプリント配線板が表面に第１の配線部を有し、前記第２のプリント配線板が表面に第２の配線部を有し、前記接着層の導電ペーストを介して前記第１の配線部と前記第２の配線部とを電気的に接続するステップをさらに備えた請求項７記載の立体プリント配線板の製造方法。
【請求項９】
前記開口部の少なくとも一部を保護部で埋めるステップをさらに備えた請求項７記載の立体プリント配線板の製造方法。
【請求項１０】
開口部を有する第１のプリント配線板、および前記開口部の下に、導電ペースト部を有する接着層を介して前記第１のプリント配線板に固定した第２のプリント配線板からなる立体プリント配線板と、
前記立体プリント配線板の前記開口部内の前記第２のプリント配線板に実装した電子部品とからなる電子部品モジュール。
【請求項１１】
前記第１のプリント配線板が表面に第１の配線部を有し、前記第２のプリント配線板が表面に第２の配線部を有し、前記接着層の導電ペースト部を介して前記第１の配線部と前記第２の配線部とが電気的に接続され、前記電子部品が前記第２配線部と電気的に接続された請求項１０記載の電子部品モジュール。
【請求項１２】
前記開口部の少なくとも一部を埋める保護部をさらに有する請求項１０記載の電子部品モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル、コンデンサ、半導体、コネクタ、スイッチ等の高さの異なる電子部品の高密度実装に対応できる立体プリント配線板とその製造方法とこれを用いた電子部品モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の小型化、高機能化に伴い、コイル、コンデンサ、半導体、コネクタ、スイッチ等の高さの異なる電子部品を低背化実装することが求められている。【０００３】
しかしこれら様々な電子部品を低背化実装するためには、一番背の高い電子部品が、低背化を難しくしてしまう。低背化の課題について、図８Ａ、図８Ｂを用いて説明する。【０００４】
図８Ａ、図８Ｂは、共に複数の電子部品をプリント配線板表面に実装する場合の低背化に関する課題を説明するためのプリント配線板の断面図である。以下の説明では、このように用いられる電子部品を表面実装部品（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）と呼び、このような実装の方法をＳＭＤ実装と呼ぶ。【０００５】
図８Ａ、図８Ｂにおいて、電子部品１ａ、１ｂは上述した表面実装部品である。電子部品１ａは背の低い電子部品、電子部品１ｂは安価で汎用性はあるが背の高い電子部品である。電子部品１ａ、１ｂを、それぞれ接続部２ａ、２ｂを介して、プリント配線板３にＳＭＤ実装する。【０００６】
プリント配線板３は、プリント配線板３の表裏面および内部に形成された、銅箔等からなる複数層の配線４と、ガラスエポキシ樹脂等からなる絶縁層５と、複数の配線４をプリント配線板３の内部で接続する層間接続部６とから構成されている。【０００７】
図８Ａは、プリント配線板３の上に、異なる高さの電子部品１ａ、１ｂを実装する前の状態を示す断面図である。【０００８】
図８Ｂは、プリント配線板３の上に、異なる高さの電子部品１ａ、１ｂを実装した後の状態を示す断面図である。図８Ｂに示すように、従来のプリント配線板３の上に、異なる高さの電子部品１ａ、１ｂを実装すると、電子部品１ａ、１ｂの背の高さの違いにより、高低差Ｈが生じる。【０００９】
このように、図８Ｂに示すようにＳＭＤ実装する場合、安価な汎用であるが背の高い電子部品１ｂが、低背化を難しくしていた。これに対し、安価な背の高い電子部品１ｂを、背の低い特殊な電子部品（図示していない）に置き換えることも考えられるが、この場合、製品等のコストに影響を与える可能性がある。【００１０】
一方、特許文献１〜３では、従来の平面的なプリント配線板の一部にキャビティ部あるいは凹部を形成し、ここに半導体等の高価な電子部品を埋め込める半導体パッケージが提案されている。【００１１】
しかし、多層プリント配線板の所定位置に階段状のキャビティ部や凹部をくりぬいて形成することは技術的に難しく、高価な半導体部品の実装には使えても、安価な汎用電子部品の実装に使うことは難しかった。【００１２】
すなわち、従来のプリント配線板では、図８Ｂで説明したように、異なる高さを有する電子部品１ａ、１ｂを表面実装する場合、一番背の高い電子部品があるために、低背化が難しくなっていた。
【特許文献１】特開平８−１４８６０２号公報
【特許文献２】特開平１０−１７８０３１号公報
【特許文献３】特開平１１−２７４７３６号公報
【発明の開示】
【００１３】
本発明は、異なる高さを有する電子部品を表面実装する場合、背の高い電子部品があっても低背化を可能とするものである。
【００１４】
本発明は、開口部を有する第１のプリント配線板と、開口部の下に、導電ペースト部を有する接着層を介して第１のプリント配線板に固定した第２のプリント配線板とから構成される。
【００１５】
この構成によれば、第１のプリント配線板に形成した開口部の中に、背の高い電子部品を設けることで、電子部品の厚みを見かけ上、低背化することができる。その結果、安価で汎用の電子部品を用いて、簡単に装置の低背化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における立体プリント配線板の部品実装後の電子部品モジュールを示す断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、同立体プリント配線板への電子部品の実装方法を示す第１の断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、同立体プリント配線板への電子部品の実装方法を示す第２の断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本実施の形態における立体プリント配線板を示す斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａの３Ｂ−３Ｂ線断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本実施の形態における立体プリント配線板を構成する第１のプリント配線板の製造方法を示す第１の断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本実施の形態における立体プリント配線板を構成する第１のプリント配線板の製造方法を示す第２の断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本実施の形態における立体プリント配線板を構成する接着シートの製造方法を示す第１の断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本実施の形態における立体プリント配線板を構成する接着シートの製造方法を示す第２の断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本実施の形態における立体プリント配線板を構成する接着シートの製造方法を示す第３の断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、本実施の形態における立体プリント配線板を構成する接着シートの製造方法を示す第４の断面図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、本実施の形態における立体プリント配線板を構成する接着シートの製造方法を示す第５の断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本実施の形態における立体プリント配線板の製造方法を示す第１の断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本実施の形態における立体プリント配線板の製造方法を示す第２の断面図である。
【図７】図７は、本実施の形態における他の電子部品モジュールを示す断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、従来のＳＭＤ実装した電子部品モジュール示す第１の断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、従来のＳＭＤ実装した電子部品モジュール示す第２の断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１１ａ，１１ｂ    電子部品
１２ａ，１２ｂ    端子部
１３    立体プリント配線板
１４ａ，１４ｂ    配線部
１５ａ，１５ｂ    絶縁部
１６ａ，１６ｂ    層間接続部
１７    接着層
１８，１８ａ，１８ｂ    開口部
１９    導電性ペースト部
２０    保護部
２２    第１のプリント配線板
２３    接着シート
２４    フィルム
２５    導電性ペースト
２６    第２のプリント配線板
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお本発明の実施の形態に示された一部の製造ステップは、成形金型等を用いて行われる。但し説明するために必要な場合以外は、成形金型は図示していない。また、図面は模式図であり、各位置関係を寸法的に正しく示したものではない。【００１９】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における立体プリント配線板の部品実装後の電子部品モジュールを説明する断面図である。図１において、電子部品１１ａはチップ部品や半導体等の背の低い一般の電子部品である。電子部品１１ｂは、電解コンデンサやタンタルコンデンサ等の背の高い電子部品、あるいは機構系の例えばスイッチやコネクタ等の背の高い電子部品である。すなわち、電子部品１１ｂは、安価で汎用性はあるが、背の高い電子部品である。【００２０】
図１において、端子部１２ａは外部電極等の半田付け用の端子部であり、電子部品１１ａの端子部に相当する。端子部１２ｂは、同じく外部電極等の半田付け用の端子部であり、電子部品１１ｂの端子部に相当する。立体プリント配線板１３は、第１のプリント配線部２６と第２のプリント配線部２２とが、内部に導電ペースト部１９を有する接着層１７で接着されて一体化されている。第１のプリント配線部２６は、複数の配線部（第１の配線部）１４ａを有する絶縁部１５ａから構成される。第１のプリント配線部２６において、複数の配線部１４ａは絶縁部１５ａの表裏面および内部に形成されており、所定の配線部１４ａは層間接続部１６ａで接続されている。第２のプリント配線部２２は、複数の配線部（第２の配線部）１４ｂを有する絶縁部１５ｂから構成される。第２のプリント配線部２２において、複数の配線部１４ｂは絶縁部１５ｂの表面および内部に形成されており、所定の配線部１４ｂは層間接続部１６ｂで接続されている。絶縁部１５ａの裏面の表層に形成された配線部１４ａは、絶縁部１５ｂの表面の表層に形成された配線部１４ｂと、接着層１７を貫通するように内蔵する導電性ペースト部１９により電気的に接続されている。【００２１】
絶縁部１５ａには開口部１８が形成されており、開口部１８には絶縁部１５ｂ表面の配線部１４ｂの一部が露出している。すなわち、開口部１８の底は、導電性ペースト部１９を内蔵した接着層１７によって固定された絶縁部１５ｂによってふさがれている。電子部品１１ｂは端子部１２ｂにより、絶縁部１５ｂの表層に形成された配線部１４ｂと接続されている。開口部１８には、例えば、エポキシ系やシリコン系の樹脂、あるいはポッティング用の樹脂などを硬化させた保護部２０が埋設されている。なお、本実施の形態では、保護部２０を開口部１８内部全域に埋設させているが、底面部のみ、あるいは一方向部分（例えば、図１の右側部分）のみなど、開口部２０の少なくとも一部に埋設されていればよい。これによって、立体プリント配線板１３の機械的強度や剛性を高めることができる。【００２２】
このように、背の高い電子部品１１ｂを開口部１８内に設けたことによって、点線で示すように、背の低い電子部品１１ａとほぼ同じ高さを実現することができる。すなわち、背の高い電子部品１１ｂによってＳＭＤ実装の低背化を妨げられることはない。また、保護部２０を形成することによって、背の高い電子部品１１ｂの低背化に加えて、立体プリント配線板１３の機械的強度や剛性を高めることができる。【００２３】
なお、図１において、立体プリント配線板１３のソルダーレジスト部分や、半田付け部分等は図示していない。【００２４】
次に、図２Ａ、図２Ｂを用いて、立体プリント配線板１３への電子部品１１ａ、１１ｂの実装方法の一例を説明する。図２Ａ、図２Ｂは、それぞれ立体プリント配線板１３の断面図である。【００２５】
図２Ａは、立体プリント配線板１３に形成した開口部１８に背の高い電子部品１１ｂを実装する状態を示している。図２Ａの矢印２１ａに示すように、開口部１８の下部に露出した絶縁部１５ｂや、絶縁部１５ｂの表層に形成した配線部１４ｂに、電子部品１１ｂの端子部１２ｂを半田等（半田等は図示していない）で実装する。同様に開口部１８以外の部分、例えば絶縁部１５ａの表面の表層に形成した配線部１４ａ等には、背の低い電子部品１１ａの端子部１２ａを実装する。こうして、図２Ｂに示すように、背の低い電子部品１１ａと略同じ高さとなるように、背の高い電子部品１１ｂを実装する。【００２６】
図２Ｂは、開口部１８に、保護部２０を形成する状態を示している。図２Ｂに示すように、上述した保護部２０を形成する部材、例えば、エポキシ系やシリコン系の樹脂、あるいはポッティング用の樹脂を、矢印２１ｂに示すように流し込み、その後熱などにより硬化させる。なお、必要に応じて、真空充填することで、界面等の気泡の発生を防止できるため、保護部２０と立体プリント配線板１３との密着性あるいは結着強度を高められる。【００２７】
このように、保護部２０を形成することによって、背の高い電子部品１１ｂの低背化に加えて、立体プリント配線板１３の機械的強度や剛性を高めることができる。【００２８】
図３Ａ、図３Ｂは、それぞれ、本発明の立体プリント配線板１３の一実施の形態を示す斜視図および断面図である。図３Ａは、立体プリント配線板１３の一部に、開口部１８を形成している様子を示している。図３Ｂは、図３Ａの３Ｂ−３Ｂ線による断面図である。なお、図３Ａで絶縁部１５ａ表面の配線部１４ａなどは省略している。【００２９】
図３Ｂに示すように、立体プリント配線板１３は、一部に開口部１８を有している。開口部１８の底には、配線部１４ｂを有した絶縁部１５ｂが、導電性ペースト部１９を有する接着層１７で固定している。【００３０】
次に、本実施の形態で説明した立体プリント配線板１３の製造方法の一例について説明する。【００３１】
本実施の形態では、図１〜図３Ｂに示す立体プリント配線板１３を、複数のプリント配線板を組み合わせて製造する方法について、図４Ａ〜図６Ｂを用いて説明する。【００３２】
図４Ａ、図４Ｂは、第１のプリント配線板２２に開口部１８を形成する方法を説明するための第１のプリント配線板２２の断面図である。【００３３】
図４Ａに示すように、第１のプリント配線板２２は、複数層の銅箔等からなる配線部１４ａと、配線部１４ａ間を接続する層間接続部１６ａと、複数層の配線部１４ａを絶縁する絶縁部１５ａからなる。なお絶縁部１５ａとしては、ガラスエポキシ樹脂等を用いることができる。また、層間接続部１６ａは、例えば銅めっき等によるビアに相当する。このような構成の第１のプリント配線板２２に、図４Ｂに示すように、金型やレーザなどを用いて開口部１８を形成する。これにより、開口部１８を有する第１のプリント配線板２２が得られる。【００３４】
図５Ａ〜図５Ｅは、導電性ペースト２５を内蔵する接着層１７を製造する方法を説明するための、接着シート２３の断面図である。【００３５】
まず、図５Ａに示すように、接着層１７の両面をフィルム２４で保護して接着シート２３を形成する。接着層１７の両面を保護することで、接着層１７への汚れ付着を防止し、接着シート２３の取り扱い性も改善する。【００３６】
次に、図５Ｂに示すように、接着シート２３の所定部分に開口部１８ａを形成する。開口部１８ａは、レーザ（例えば、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ）や金型で形成できる。なお、開口部１８ａの大きさは、３０ミクロン以上３００ミクロン以下が望ましい。３０ミクロン未満の場合、導電性ペースト２５を開口部１８ａへ十分に充填できないなどの充填性に影響を与える場合がある。また、３００ミクロンを超えると、後述する第２のプリント配線板２６（図６Ｂ参照）への電気接続部分の微細化に影響を与える場合がある。【００３７】
次に、図５Ｃに示すように、接着シート２３の開口部１８ａに、導電性ペースト２５を充填する。なお、導電性ペースト２５は、スキージ（例えば、ゴム製のヘラ状のもの）等を用いて、開口部１８に充填することができる。導電性ペースト２５が接着層１７の所定部分に充填され、図１や図２Ａ、図２Ｂに示す導電性ペースト部１９となる。【００３８】
次に、図５Ｄに示すように、導電性ペースト２５を充填した接着シート２３に、開口部１８ｂを形成する。開口部１８ｂは、金型やレーザ等を用いて形成できる。【００３９】
次に、図５Ｅに示すように、開口部１８ｂを形成した接着シート２３から、フィルム２４を剥離する。図５Ｅに示すように、フィルム２４を除去することで、接着層１７の表面に、フィルム２４の厚み分だけ導電性ペースト２５を盛り上げることができる。なお、この盛り上げによって、後述する第１のプリント配線板２２と第２のプリント配線板２６（図６参照）での互いの配線同士の電気接続性を高める効果が得られる。【００４０】
なお、図５Ｅにおいて、接着層１７からのフィルム２４の剥離は、一度に行う必要はない。例えば、接着層１７の片面のフィルム２４だけを剥離し、これを後述する第１のプリント配線板２２や第２のプリント配線板２６（図６参照）の表面に貼り付け、その後で残ったフィルム２４を剥離しても良い。このようにすることで、接着層１７の取り扱い性を高められ、貼り付け時の位置精度も高められる。【００４１】
図６Ａ、図６Ｂは、第１のプリント配線板２２と第２のプリント配線板２６とを接着層１７を介して固定し、図３Ａ、図３Ｂに示す立体プリント配線板１３を製造する方法を説明するための図である。【００４２】
図６Ａに示すように、第２のプリント配線板２６は、表面および内部にそれぞれ１層の配線部１４ｂを有する絶縁部１５ｂから構成されている。また、第２のプリント配線板２６の大きさは、第１のプリント配線板２２より小さく、開口部１８より大きい。また、第２のプリント配線板２６の厚さは、第１のプリント配線板２２より薄い。【００４３】
図６Ａの矢印２１ｃに示すように、プレスや金型（図示していない）を用いて、第１のプリント配線板２２と第２のプリント配線板２６とを、導電性ペースト２５を埋め込んだ接着層１７を介して互いに押し付ける。【００４４】
これにより、図６Ｂに示すように、第１のプリント配線板２２と第２のプリント配線板２６とが、導電性ペースト２５を埋め込んだ接着層１７を介して一体化される。図６Ｂに示す積層ステップにおいて、これら部材を加熱することで、接着層１７の成分である接着剤が軟化し、第１のプリント配線板２２や第２のプリント配線板２６の表面に密着し、その状態で硬化する。同時に接着層１７を貫通する導電性ペースト２５は、第１のプリント配線板２２の配線部１４ａと、第２のプリント配線板２６の配線部１４ｂとの間を電気的に接続した状態で硬化し、立体プリント配線板１３となる。【００４５】
これにより、開口部１８の内部に実装した電子部品１１ｂと、第１のプリント配線板２２の表層に形成した配線部１４ａと、第２のプリント配線板２６の表層に形成した配線部１４ｂとは、導電性ペースト部１９を介して電気的に接続される。したがって、背の高い電子部品１１ｂを開口部１８の内部の配線部１４ｂに実装することにより、第１のプリント配線板２６の配線部１４ａと第２のプリント配線板２２の配線部１４ｂと電子部品１１ｂとが電気的に接続される。【００４６】
なお、開口部１８の中に実装する電子部品１１ｂは、複数個としても良いし、背の低い電子部品１１ａが含まれていてもよい。【００４７】
また、第２のプリント配線板２６は、図６Ａ、図６Ｂに図示したような、表面および内部にそれぞれ１層の配線部１４ｂを片面のみに形成した状態に限定する必要は無い。例えば、図４Ａに示す第１プリント配線板２２と同様に、第２のプリント配線板２６を、ガラスエポキシ樹脂や層間接続部１６等からなる多層プリント配線板とすることで、配線パターンの設計自由度を高められる。【００４８】
また、逆に、第２のプリント配線板２６は、図７に示すように、表面にのみ配線部１４ｂが形成された絶縁部１５ｂで構成されていてもよい。簡素な配線パターンの場合や、電子部品１１ｂの背が高くて第１のプリント配線板２６を厚くしてその内部に多層の配線部１４ａを形成することができる場合などは、第２のプリント配線板２６を薄くできる。【００４９】
ところで、第２のプリント配線板２６の方が、開口部１８より小さい場合、開口部１８への電子部品１１の実装性に影響を与える場合がある。第２のプリント配線板２６が、第１のプリント配線板２２より大きくなった場合、コストに影響を与える可能性がある。第２のプリント配線板２６を、開口部１８より２ｍｍ以上（望ましくは、５ｍｍ以上）大きくすることで、第２のプリント配線板２６と第１のプリント配線板２２との電気的接続性を高められる。【００５０】
第１のプリント配線板２２と第２のプリント配線板２６の位置決めには、ピン（例えば、金属等の小さな突起状のもの）を用いることができる。また、第２のプリント配線板２６の一部に絶縁部１５ｂ等で突起（図示していない）を形成しておくことで、この突起と開口部１８との位置合わせを行っても良い。【００５１】
本実施の形態のように、第１のプリント配線板２２の厚みより、第２のプリント配線板２６の厚みを薄くすることが望ましい。これは第１のプリント配線板２２の厚みより、第２のプリント配線板２６の厚みが厚い場合、背の高い電子部品１１ｂを開口部１８に隠す意味がないからである。【００５２】
開口部１８の大きさは、２ｍｍ角以上３０ｍｍ角以下が望ましい。２ｍｍ角以下では、開口部１８の内部への電子部品１１の実装は難しい場合がある。また、３０ｍｍ角を超えると、開口部１８を第１のプリント配線板２２に形成することはコストに影響を与える可能性がある。【００５３】
導電性ペースト２５は、例えば導電粉（金や銀、銅のような金属粉等の導電性を有する粉）をエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に６０体積％以上９８体積％以下の割合で分散したものが望ましい。６０体積％未満の場合、導電性が低下する場合がある。９８体積％を超えた分散は技術的に難しい。なお導電性ペースト２５は、導電粉を樹脂で接着するもの以外に、低融点金属粉（例えば、３００℃以下の半田や低融点合金粉末）で構成しても良い。融点が３００℃より大きい材料を用いた場合、第１のプリント配線板２２や第２のプリント配線板２６、接着層１７等を構成する樹脂材料に熱変形などの影響を与える場合がある。ただし、融点が２００℃未満の材料はコストアップにつながる。なお、これら導電粉や低融点金属粉の粒径は０．１ミクロン以上３０ミクロン以下が望ましい。０．１ミクロン未満の場合、分散が難しい場合がある。また、３０ミクロンを超えると、接着層１７に形成する導電性ペースト部１９の微細化あるいは小径化に影響を与える場合がある。【００５４】
ところで、接着層１７としては、アルミナや酸化ケイ素等の無機フィラーを熱硬化性樹脂の中に分散してなるシート状のものとすることが望ましい。接着層１７をシート状とすることで、接着層１７の厚みバラツキを抑え、接着層１７にレーザ等で開口部１８ａを形成し、その中に導電性ペースト２５等の層間接続用の部材を充填しやすくできる。なお、接着層１７を構成する熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂を用いることで、立体プリント配線板１３としての信頼性を高められる。【００５５】
また、必要に応じて熱硬化性樹脂の中に所定の熱可塑性樹脂を添加することで、加熱時の流動性を抑制できる。例えば、加熱条件や加熱プロファイルによっては、熱可塑性樹脂が直ぐに軟化し、接着層１７から外に流れ出したり、滲み出したりする場合がある。こうした場合、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）や、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）等の熱可塑性樹脂を、熱硬化性樹脂に対して５重量％以上３０重量％以下の割合で添加することが望ましい。これは、５重量％未満の場合、添加効果が得られない場合があり、３０重量％を超えると、熱硬化性樹脂の割合が低下する分、接着力や信頼性に影響を与える可能性があるためである。【００５６】
接着層１７の厚みは、３０ミクロン以上３００ミクロン以下が望ましい。接着層１７の厚みが３０ミクロン未満の場合、第１のプリント配線板２２、第２のプリント配線板２６の表面の凹凸等の影響を受けやすく、充分な接着力が得られない場合がある。また、３００ミクロンより厚くなった場合、立体プリント配線板１３の薄層化（あるいは低背化）が図れない可能性がある。なお、無機フィラーの粒径は１ミクロン以上３０ミクロン未満が望ましい。１ミクロン未満の場合、無機フィラーの熱硬化性樹脂への分散が困難となる場合がある。また、粒径が３０ミクロンを超えると、接着層１７の薄層化が難しくなり、接着層１７へレーザ照射等により開口部１８ａを形成するのに悪影響を与える場合がある。【００５７】
接着層１７における無機フィラーの充填率は、３０体積％以上８０体積％以下が望ましい。３０体積％未満の場合、接着層１７の接着ステップにおいて熱硬化性樹脂が、電子部品１１ｂの実装部分等にはみ出したり、滲み出したりする可能性がある。また、８０体積％を超えると、接着層１７の接着力に影響を与える可能性がある。【００５８】
接着層１７の熱膨張係数は、そのガラス転移温度未満において、４ｐｐｍ／℃以上６５ｐｐｍ／℃以下が望ましい。熱膨張係数を４ｐｐｍ／℃より小さくするためには、特殊な無機フィラーを使う必要がある。６５ｐｐｍ／℃より大きくした場合、立体プリント配線板１３が歪んだり、反ったりする場合がある。なお、接着層１７の熱膨張係数は、第１のプリント配線板２２、第２のプリント配線板２６より小さいことが望ましい。第１のプリント配線板２２、第２のプリント配線板２６より、接着層１７の熱膨張係数を小さくすることで、出来上がった立体プリント配線板１３の反りやうねりを抑えられる。【００５９】
ガラス転移温度は、ＪＩＳ  Ｃ  ６４８１等に示すようなＴＭＡ（試験片を室温から１０℃／分の割合で昇温させ、熱分析装置にて厚さ方向の熱膨張係数を側定する方法）や、ＤＳＣ法（試験片を室温から２０℃／分の割合で昇温させ、示差操作熱量計にて発熱量を測定する方法）等によって測定可能である。【００６０】
このように接着層１７は、熱硬化性樹脂と、無機フィラーとから構成されたシート状のものであって、その厚みは３０ミクロン以上３００ミクロン以下である立体プリント配線板１３とすることで、接着層１７による第１のプリント配線板２２および第２のプリント配線板２６の接着性を高められる。【００６１】
また、接着層１７や、第１のプリント配線板２２、第２のプリント配線板２６等にＦＲ４やＦＲ５等の信頼性の高い部材を用いることで、立体プリント配線板１３の信頼性を高められる。【００６２】
以上のように、本実施の形態の立体プリント配線板１３は、開口部１８を有する第１のプリント配線板２２と、開口部１８の下に、導電性ペースト２５を層間接続部とする導電性ペースト部１９を有する接着層１７を介して固定した第２のプリント配線板２６とから構成される。これにより、背の高い部品であっても、それを開口部１８に実装することにより低背化実装することができ、携帯電話等の電子機器の低背化が可能となる。また、保護部２０を開口部１８に充填することで、第１のプリント配線板２２と第２のプリント配線板２６との接続強度を高めることができる。更に立体プリント配線板１３の機械的強度や剛性を高められる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、パソコン等のマザーボードに実装する電子部品の低背化実装が可能となり、各種電子機器の小型化、薄層化に有用である。
【図１】
2009037833.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年11月24日(2009.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル、コンデンサ、半導体、コネクタ、スイッチ等の高さの異なる電子部品の高密度実装に対応できる立体プリント配線板とその製造方法とこれを用いた電子部品モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の小型化、高機能化に伴い、コイル、コンデンサ、半導体、コネクタ、スイッチ等の高さの異なる電子部品を低背化実装することが求められている。
【０００３】
しかしこれら様々な電子部品を低背化実装するためには、一番背の高い電子部品が、低背化を難しくしてしまう。低背化の課題について、図８Ａ、図８Ｂを用いて説明する。
【０００４】
図８Ａ、図８Ｂは、共に複数の電子部品をプリント配線板表面に実装する場合の低背化に関する課題を説明するためのプリント配線板の断面図である。以下の説明では、このように用いられる電子部品を表面実装部品（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）と呼び、このような実装の方法をＳＭＤ実装と呼ぶ。
【０００５】
図８Ａ、図８Ｂにおいて、電子部品１ａ、１ｂは上述した表面実装部品である。電子部品１ａは背の低い電子部品、電子部品１ｂは安価で汎用性はあるが背の高い電子部品である。電子部品１ａ、１ｂを、それぞれ接続部２ａ、２ｂを介して、プリント配線板３にＳＭＤ実装する。
【０００６】
プリント配線板３は、プリント配線板３の表裏面および内部に形成された、銅箔等からなる複数層の配線４と、ガラスエポキシ樹脂等からなる絶縁層５と、複数の配線４をプリント配線板３の内部で接続する層間接続部６とから構成されている。
【０００７】
図８Ａは、プリント配線板３の上に、異なる高さの電子部品１ａ、１ｂを実装する前の状態を示す断面図である。
【０００８】
図８Ｂは、プリント配線板３の上に、異なる高さの電子部品１ａ、１ｂを実装した後の状態を示す断面図である。図８Ｂに示すように、従来のプリント配線板３の上に、異なる高さの電子部品１ａ、１ｂを実装すると、電子部品１ａ、１ｂの背の高さの違いにより、高低差Ｈが生じる。
【０００９】
このように、図８Ｂに示すようにＳＭＤ実装する場合、安価な汎用であるが背の高い電子部品１ｂが、低背化を難しくしていた。これに対し、安価な背の高い電子部品１ｂを、背の低い特殊な電子部品（図示していない）に置き換えることも考えられるが、この場合、製品等のコストに影響を与える可能性がある。
【００１０】
一方、特許文献１〜３では、従来の平面的なプリント配線板の一部にキャビティ部あるいは凹部を形成し、ここに半導体等の高価な電子部品を埋め込める半導体パッケージが提案されている。
【００１１】
しかし、多層プリント配線板の所定位置に階段状のキャビティ部や凹部をくりぬいて形成することは技術的に難しく、高価な半導体部品の実装には使えても、安価な汎用電子部品の実装に使うことは難しかった。
【００１２】
すなわち、従来のプリント配線板では、図８Ｂで説明したように、異なる高さを有する電子部品１ａ、１ｂを表面実装する場合、一番背の高い電子部品があるために、低背化が難しくなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平８−１４８６０２号公報
【特許文献２】特開平１０−１７８０３１号公報
【特許文献３】特開平１１−２７４７３６号公報
【発明の概要】
【００１４】
本発明は、異なる高さを有する電子部品を表面実装する場合、背の高い電子部品があっても低背化を可能とするものである。
【００１５】
本発明は、開口部を有する第１のプリント配線板と、開口部の下に、導電ペースト部を有する接着層を介して第１のプリント配線板に固定した第２のプリント配線板とから構成される。
【００１６】
この構成によれば、第１のプリント配線板に形成した開口部の中に、背の高い電子部品を設けることで、電子部品の厚みを見かけ上、低背化することができる。その結果、安価で汎用の電子部品を用いて、簡単に装置の低背化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態における立体プリント配線板の部品実装後の電子部品モジュールを示す断面図
【図２Ａ】同立体プリント配線板への電子部品の実装方法を示す第１の断面図
【図２Ｂ】同立体プリント配線板への電子部品の実装方法を示す第２の断面図
【図３Ａ】本実施の形態における立体プリント配線板を示す斜視図
【図３Ｂ】図３Ａの３Ｂ−３Ｂ線断面図
【図４Ａ】本実施の形態における立体プリント配線板を構成する第１のプリント配線板の製造方法を示す第１の断面図
【図４Ｂ】本実施の形態における立体プリント配線板を構成する第１のプリント配線板の製造方法を示す第２の断面図
【図５Ａ】本実施の形態における立体プリント配線板を構成する接着シートの製造方法を示す第１の断面図
【図５Ｂ】本実施の形態における立体プリント配線板を構成する接着シートの製造方法を示す第２の断面図
【図５Ｃ】本実施の形態における立体プリント配線板を構成する接着シートの製造方法を示す第３の断面図
【図５Ｄ】本実施の形態における立体プリント配線板を構成する接着シートの製造方法を示す第４の断面図
【図５Ｅ】本実施の形態における立体プリント配線板を構成する接着シートの製造方法を示す第５の断面図
【図６Ａ】本実施の形態における立体プリント配線板の製造方法を示す第１の断面図
【図６Ｂ】本実施の形態における立体プリント配線板の製造方法を示す第２の断面図
【図７】本実施の形態における他の電子部品モジュールを示す断面図
【図８Ａ】従来のＳＭＤ実装した電子部品モジュール示す第１の断面図
【図８Ｂ】従来のＳＭＤ実装した電子部品モジュール示す第２の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお本発明の実施の形態に示された一部の製造ステップは、成形金型等を用いて行われる。但し説明するために必要な場合以外は、成形金型は図示していない。また、図面は模式図であり、各位置関係を寸法的に正しく示したものではない。
【００１９】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における立体プリント配線板の部品実装後の電子部品モジュールを説明する断面図である。図１において、電子部品１１ａはチップ部品や半導体等の背の低い一般の電子部品である。電子部品１１ｂは、電解コンデンサやタンタルコンデンサ等の背の高い電子部品、あるいは機構系の例えばスイッチやコネクタ等の背の高い電子部品である。すなわち、電子部品１１ｂは、安価で汎用性はあるが、背の高い電子部品である。
【００２０】
図１において、端子部１２ａは外部電極等の半田付け用の端子部であり、電子部品１１ａの端子部に相当する。端子部１２ｂは、同じく外部電極等の半田付け用の端子部であり、電子部品１１ｂの端子部に相当する。立体プリント配線板１３は、第１のプリント配線部２６と第２のプリント配線部２２とが、内部に導電ペースト部１９を有する接着層１７で接着されて一体化されている。第１のプリント配線部２６は、複数の配線部（第１の配線部）１４ａを有する絶縁部１５ａから構成される。第１のプリント配線部２６において、複数の配線部１４ａは絶縁部１５ａの表裏面および内部に形成されており、所定の配線部１４ａは層間接続部１６ａで接続されている。第２のプリント配線部２２は、複数の配線部（第２の配線部）１４ｂを有する絶縁部１５ｂから構成される。第２のプリント配線部２２において、複数の配線部１４ｂは絶縁部１５ｂの表面および内部に形成されており、所定の配線部１４ｂは層間接続部１６ｂで接続されている。絶縁部１５ａの裏面の表層に形成された配線部１４ａは、絶縁部１５ｂの表面の表層に形成された配線部１４ｂと、接着層１７を貫通するように内蔵する導電性ペースト部１９により電気的に接続されている。
【００２１】
絶縁部１５ａには開口部１８が形成されており、開口部１８には絶縁部１５ｂ表面の配線部１４ｂの一部が露出している。すなわち、開口部１８の底は、導電性ペースト部１９を内蔵した接着層１７によって固定された絶縁部１５ｂによってふさがれている。電子部品１１ｂは端子部１２ｂにより、絶縁部１５ｂの表層に形成された配線部１４ｂと接続されている。開口部１８には、例えば、エポキシ系やシリコン系の樹脂、あるいはポッティング用の樹脂などを硬化させた保護部２０が埋設されている。なお、本実施の形態では、保護部２０を開口部１８内部全域に埋設させているが、底面部のみ、あるいは一方向部分（例えば、図１の右側部分）のみなど、開口部２０の少なくとも一部に埋設されていればよい。これによって、立体プリント配線板１３の機械的強度や剛性を高めることができる。
【００２２】
このように、背の高い電子部品１１ｂを開口部１８内に設けたことによって、点線で示すように、背の低い電子部品１１ａとほぼ同じ高さを実現することができる。すなわち、背の高い電子部品１１ｂによってＳＭＤ実装の低背化を妨げられることはない。また、保護部２０を形成することによって、背の高い電子部品１１ｂの低背化に加えて、立体プリント配線板１３の機械的強度や剛性を高めることができる。
【００２３】
なお、図１において、立体プリント配線板１３のソルダーレジスト部分や、半田付け部分等は図示していない。
【００２４】
次に、図２Ａ、図２Ｂを用いて、立体プリント配線板１３への電子部品１１ａ、１１ｂの実装方法の一例を説明する。図２Ａ、図２Ｂは、それぞれ立体プリント配線板１３の断面図である。
【００２５】
図２Ａは、立体プリント配線板１３に形成した開口部１８に背の高い電子部品１１ｂを実装する状態を示している。図２Ａの矢印２１ａに示すように、開口部１８の下部に露出した絶縁部１５ｂや、絶縁部１５ｂの表層に形成した配線部１４ｂに、電子部品１１ｂの端子部１２ｂを半田等（半田等は図示していない）で実装する。同様に開口部１８以外の部分、例えば絶縁部１５ａの表面の表層に形成した配線部１４ａ等には、背の低い電子部品１１ａの端子部１２ａを実装する。こうして、図２Ｂに示すように、背の低い電子部品１１ａと略同じ高さとなるように、背の高い電子部品１１ｂを実装する。
【００２６】
図２Ｂは、開口部１８に、保護部２０を形成する状態を示している。図２Ｂに示すように、上述した保護部２０を形成する部材、例えば、エポキシ系やシリコン系の樹脂、あるいはポッティング用の樹脂を、矢印２１ｂに示すように流し込み、その後熱などにより硬化させる。なお、必要に応じて、真空充填することで、界面等の気泡の発生を防止できるため、保護部２０と立体プリント配線板１３との密着性あるいは結着強度を高められる。
【００２７】
このように、保護部２０を形成することによって、背の高い電子部品１１ｂの低背化に加えて、立体プリント配線板１３の機械的強度や剛性を高めることができる。
【００２８】
図３Ａ、図３Ｂは、それぞれ、本発明の立体プリント配線板１３の一実施の形態を示す斜視図および断面図である。図３Ａは、立体プリント配線板１３の一部に、開口部１８を形成している様子を示している。図３Ｂは、図３Ａの３Ｂ−３Ｂ線による断面図である。なお、図３Ａで絶縁部１５ａ表面の配線部１４ａなどは省略している。
【００２９】
図３Ｂに示すように、立体プリント配線板１３は、一部に開口部１８を有している。開口部１８の底には、配線部１４ｂを有した絶縁部１５ｂが、導電性ペースト部１９を有する接着層１７で固定している。
【００３０】
次に、本実施の形態で説明した立体プリント配線板１３の製造方法の一例について説明する。
【００３１】
本実施の形態では、図１〜図３Ｂに示す立体プリント配線板１３を、複数のプリント配線板を組み合わせて製造する方法について、図４Ａ〜図６Ｂを用いて説明する。
【００３２】
図４Ａ、図４Ｂは、第１のプリント配線板２２に開口部１８を形成する方法を説明するための第１のプリント配線板２２の断面図である。
【００３３】
図４Ａに示すように、第１のプリント配線板２２は、複数層の銅箔等からなる配線部１４ａと、配線部１４ａ間を接続する層間接続部１６ａと、複数層の配線部１４ａを絶縁する絶縁部１５ａからなる。なお絶縁部１５ａとしては、ガラスエポキシ樹脂等を用いることができる。また、層間接続部１６ａは、例えば銅めっき等によるビアに相当する。このような構成の第１のプリント配線板２２に、図４Ｂに示すように、金型やレーザなどを用いて開口部１８を形成する。これにより、開口部１８を有する第１のプリント配線板２２が得られる。
【００３４】
図５Ａ〜図５Ｅは、導電性ペースト２５を内蔵する接着層１７を製造する方法を説明するための、接着シート２３の断面図である。
【００３５】
まず、図５Ａに示すように、接着層１７の両面をフィルム２４で保護して接着シート２３を形成する。接着層１７の両面を保護することで、接着層１７への汚れ付着を防止し、接着シート２３の取り扱い性も改善する。
【００３６】
次に、図５Ｂに示すように、接着シート２３の所定部分に開口部１８ａを形成する。開口部１８ａは、レーザ（例えば、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ）や金型で形成できる。なお、開口部１８ａの大きさは、３０ミクロン以上３００ミクロン以下が望ましい。３０ミクロン未満の場合、導電性ペースト２５を開口部１８ａへ十分に充填できないなどの充填性に影響を与える場合がある。また、３００ミクロンを超えると、後述する第２のプリント配線板２６（図６Ｂ参照）への電気接続部分の微細化に影響を与える場合がある。
【００３７】
次に、図５Ｃに示すように、接着シート２３の開口部１８ａに、導電性ペースト２５を充填する。なお、導電性ペースト２５は、スキージ（例えば、ゴム製のヘラ状のもの）等を用いて、開口部１８に充填することができる。導電性ペースト２５が接着層１７の所定部分に充填され、図１や図２Ａ、図２Ｂに示す導電性ペースト部１９となる。
【００３８】
次に、図５Ｄに示すように、導電性ペースト２５を充填した接着シート２３に、開口部１８ｂを形成する。開口部１８ｂは、金型やレーザ等を用いて形成できる。
【００３９】
次に、図５Ｅに示すように、開口部１８ｂを形成した接着シート２３から、フィルム２４を剥離する。図５Ｅに示すように、フィルム２４を除去することで、接着層１７の表面に、フィルム２４の厚み分だけ導電性ペースト２５を盛り上げることができる。なお、この盛り上げによって、後述する第１のプリント配線板２２と第２のプリント配線板２６（図６参照）での互いの配線同士の電気接続性を高める効果が得られる。
【００４０】
なお、図５Ｅにおいて、接着層１７からのフィルム２４の剥離は、一度に行う必要はない。例えば、接着層１７の片面のフィルム２４だけを剥離し、これを後述する第１のプリント配線板２２や第２のプリント配線板２６（図６参照）の表面に貼り付け、その後で残ったフィルム２４を剥離しても良い。このようにすることで、接着層１７の取り扱い性を高められ、貼り付け時の位置精度も高められる。
【００４１】
図６Ａ、図６Ｂは、第１のプリント配線板２２と第２のプリント配線板２６とを接着層１７を介して固定し、図３Ａ、図３Ｂに示す立体プリント配線板１３を製造する方法を説明するための図である。
【００４２】
図６Ａに示すように、第２のプリント配線板２６は、表面および内部にそれぞれ１層の配線部１４ｂを有する絶縁部１５ｂから構成されている。また、第２のプリント配線板２６の大きさは、第１のプリント配線板２２より小さく、開口部１８より大きい。また、第２のプリント配線板２６の厚さは、第１のプリント配線板２２より薄い。
【００４３】
図６Ａの矢印２１ｃに示すように、プレスや金型（図示していない）を用いて、第１のプリント配線板２２と第２のプリント配線板２６とを、導電性ペースト２５を埋め込んだ接着層１７を介して互いに押し付ける。
【００４４】
これにより、図６Ｂに示すように、第１のプリント配線板２２と第２のプリント配線板２６とが、導電性ペースト２５を埋め込んだ接着層１７を介して一体化される。図６Ｂに示す積層ステップにおいて、これら部材を加熱することで、接着層１７の成分である接着剤が軟化し、第１のプリント配線板２２や第２のプリント配線板２６の表面に密着し、その状態で硬化する。同時に接着層１７を貫通する導電性ペースト２５は、第１のプリント配線板２２の配線部１４ａと、第２のプリント配線板２６の配線部１４ｂとの間を電気的に接続した状態で硬化し、立体プリント配線板１３となる。
【００４５】
これにより、開口部１８の内部に実装した電子部品１１ｂと、第１のプリント配線板２２の表層に形成した配線部１４ａと、第２のプリント配線板２６の表層に形成した配線部１４ｂとは、導電性ペースト部１９を介して電気的に接続される。したがって、背の高い電子部品１１ｂを開口部１８の内部の配線部１４ｂに実装することにより、第１のプリント配線板２６の配線部１４ａと第２のプリント配線板２２の配線部１４ｂと電子部品１１ｂとが電気的に接続される。
【００４６】
なお、開口部１８の中に実装する電子部品１１ｂは、複数個としても良いし、背の低い電子部品１１ａが含まれていてもよい。
【００４７】
また、第２のプリント配線板２６は、図６Ａ、図６Ｂに図示したような、表面および内部にそれぞれ１層の配線部１４ｂを片面のみに形成した状態に限定する必要は無い。例えば、図４Ａに示す第１プリント配線板２２と同様に、第２のプリント配線板２６を、ガラスエポキシ樹脂や層間接続部１６等からなる多層プリント配線板とすることで、配線パターンの設計自由度を高められる。
【００４８】
また、逆に、第２のプリント配線板２６は、図７に示すように、表面にのみ配線部１４ｂが形成された絶縁部１５ｂで構成されていてもよい。簡素な配線パターンの場合や、電子部品１１ｂの背が高くて第１のプリント配線板２６を厚くしてその内部に多層の配線部１４ａを形成することができる場合などは、第２のプリント配線板２６を薄くできる。
【００４９】
ところで、第２のプリント配線板２６の方が、開口部１８より小さい場合、開口部１８への電子部品１１の実装性に影響を与える場合がある。第２のプリント配線板２６が、第１のプリント配線板２２より大きくなった場合、コストに影響を与える可能性がある。第２のプリント配線板２６を、開口部１８より２ｍｍ以上（望ましくは、５ｍｍ以上）大きくすることで、第２のプリント配線板２６と第１のプリント配線板２２との電気的接続性を高められる。
【００５０】
第１のプリント配線板２２と第２のプリント配線板２６の位置決めには、ピン（例えば、金属等の小さな突起状のもの）を用いることができる。また、第２のプリント配線板２６の一部に絶縁部１５ｂ等で突起（図示していない）を形成しておくことで、この突起と開口部１８との位置合わせを行っても良い。
【００５１】
本実施の形態のように、第１のプリント配線板２２の厚みより、第２のプリント配線板２６の厚みを薄くすることが望ましい。これは第１のプリント配線板２２の厚みより、第２のプリント配線板２６の厚みが厚い場合、背の高い電子部品１１ｂを開口部１８に隠す意味がないからである。
【００５２】
開口部１８の大きさは、２ｍｍ角以上３０ｍｍ角以下が望ましい。２ｍｍ角以下では、開口部１８の内部への電子部品１１の実装は難しい場合がある。また、３０ｍｍ角を超えると、開口部１８を第１のプリント配線板２２に形成することはコストに影響を与える可能性がある。
【００５３】
導電性ペースト２５は、例えば導電粉（金や銀、銅のような金属粉等の導電性を有する粉）をエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に６０体積％以上９８体積％以下の割合で分散したものが望ましい。６０体積％未満の場合、導電性が低下する場合がある。９８体積％を超えた分散は技術的に難しい。なお導電性ペースト２５は、導電粉を樹脂で接着するもの以外に、低融点金属粉（例えば、３００℃以下の半田や低融点合金粉末）で構成しても良い。融点が３００℃より大きい材料を用いた場合、第１のプリント配線板２２や第２のプリント配線板２６、接着層１７等を構成する樹脂材料に熱変形などの影響を与える場合がある。ただし、融点が２００℃未満の材料はコストアップにつながる。なお、これら導電粉や低融点金属粉の粒径は０．１ミクロン以上３０ミクロン以下が望ましい。０．１ミクロン未満の場合、分散が難しい場合がある。また、３０ミクロンを超えると、接着層１７に形成する導電性ペースト部１９の微細化あるいは小径化に影響を与える場合がある。
【００５４】
ところで、接着層１７としては、アルミナや酸化ケイ素等の無機フィラーを熱硬化性樹脂の中に分散してなるシート状のものとすることが望ましい。接着層１７をシート状とすることで、接着層１７の厚みバラツキを抑え、接着層１７にレーザ等で開口部１８ａを形成し、その中に導電性ペースト２５等の層間接続用の部材を充填しやすくできる。なお、接着層１７を構成する熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂を用いることで、立体プリント配線板１３としての信頼性を高められる。
【００５５】
また、必要に応じて熱硬化性樹脂の中に所定の熱可塑性樹脂を添加することで、加熱時の流動性を抑制できる。例えば、加熱条件や加熱プロファイルによっては、熱可塑性樹脂が直ぐに軟化し、接着層１７から外に流れ出したり、滲み出したりする場合がある。こうした場合、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）や、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）等の熱可塑性樹脂を、熱硬化性樹脂に対して５重量％以上３０重量％以下の割合で添加することが望ましい。これは、５重量％未満の場合、添加効果が得られない場合があり、３０重量％を超えると、熱硬化性樹脂の割合が低下する分、接着力や信頼性に影響を与える可能性があるためである。
【００５６】
接着層１７の厚みは、３０ミクロン以上３００ミクロン以下が望ましい。接着層１７の厚みが３０ミクロン未満の場合、第１のプリント配線板２２、第２のプリント配線板２６の表面の凹凸等の影響を受けやすく、充分な接着力が得られない場合がある。また、３００ミクロンより厚くなった場合、立体プリント配線板１３の薄層化（あるいは低背化）が図れない可能性がある。なお、無機フィラーの粒径は１ミクロン以上３０ミクロン未満が望ましい。１ミクロン未満の場合、無機フィラーの熱硬化性樹脂への分散が困難となる場合がある。また、粒径が３０ミクロンを超えると、接着層１７の薄層化が難しくなり、接着層１７へレーザ照射等により開口部１８ａを形成するのに悪影響を与える場合がある。
【００５７】
接着層１７における無機フィラーの充填率は、３０体積％以上８０体積％以下が望ましい。３０体積％未満の場合、接着層１７の接着ステップにおいて熱硬化性樹脂が、電子部品１１ｂの実装部分等にはみ出したり、滲み出したりする可能性がある。また、８０体積％を超えると、接着層１７の接着力に影響を与える可能性がある。
【００５８】
接着層１７の熱膨張係数は、そのガラス転移温度未満において、４ｐｐｍ／℃以上６５ｐｐｍ／℃以下が望ましい。熱膨張係数を４ｐｐｍ／℃より小さくするためには、特殊な無機フィラーを使う必要がある。６５ｐｐｍ／℃より大きくした場合、立体プリント配線板１３が歪んだり、反ったりする場合がある。なお、接着層１７の熱膨張係数は、第１のプリント配線板２２、第２のプリント配線板２６より小さいことが望ましい。第１のプリント配線板２２、第２のプリント配線板２６より、接着層１７の熱膨張係数を小さくすることで、出来上がった立体プリント配線板１３の反りやうねりを抑えられる。
【００５９】
ガラス転移温度は、ＪＩＳ  Ｃ  ６４８１等に示すようなＴＭＡ（試験片を室温から１０℃／分の割合で昇温させ、熱分析装置にて厚さ方向の熱膨張係数を側定する方法）や、ＤＳＣ法（試験片を室温から２０℃／分の割合で昇温させ、示差操作熱量計にて発熱量を測定する方法）等によって測定可能である。
【００６０】
このように接着層１７は、熱硬化性樹脂と、無機フィラーとから構成されたシート状のものであって、その厚みは３０ミクロン以上３００ミクロン以下である立体プリント配線板１３とすることで、接着層１７による第１のプリント配線板２２および第２のプリント配線板２６の接着性を高められる。
【００６１】
また、接着層１７や、第１のプリント配線板２２、第２のプリント配線板２６等にＦＲ４やＦＲ５等の信頼性の高い部材を用いることで、立体プリント配線板１３の信頼性を高められる。
【００６２】
以上のように、本実施の形態の立体プリント配線板１３は、開口部１８を有する第１のプリント配線板２２と、開口部１８の下に、導電性ペースト２５を層間接続部とする導電性ペースト部１９を有する接着層１７を介して固定した第２のプリント配線板２６とから構成される。これにより、背の高い部品であっても、それを開口部１８に実装することにより低背化実装することができ、携帯電話等の電子機器の低背化が可能となる。また、保護部２０を開口部１８に充填することで、第１のプリント配線板２２と第２のプリント配線板２６との接続強度を高めることができる。更に立体プリント配線板１３の機械的強度や剛性を高められる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、パソコン等のマザーボードに実装する電子部品の低背化実装が可能となり、各種電子機器の小型化、薄層化に有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１１ａ，１１ｂ    電子部品
１２ａ，１２ｂ    端子部
１３    立体プリント配線板
１４ａ，１４ｂ    配線部
１５ａ，１５ｂ    絶縁部
１６ａ，１６ｂ    層間接続部
１７    接着層
１８，１８ａ，１８ｂ    開口部
１９    導電性ペースト部
２０    保護部
２２    第１のプリント配線板
２３    接着シート
２４    フィルム
２５    導電性ペースト
２６    第２のプリント配線板
【手続補正２】
【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】
開口部を有する第１のプリント配線板と、前記開口部の下に、導電ペースト部を有する接着層を介して前記第１のプリント配線板に固定した第２のプリント配線板とからなる立体プリント配線板。
【請求項２】
前記第２のプリント配線板は、前記第１のプリント配線板より小さく、前記開口部より大きい請求項１記載の立体プリント配線板。
【請求項３】
前記第２のプリント配線板は、前記第１のプリント配線板より厚みが薄い請求項１記載の立体プリント配線板。
【請求項４】
前記第１のプリント配線板が表面に第１の配線部を有し、前記第２のプリント配線板が表面に第２の配線部を有し、前記接着層の導電ペースト部を介して前記第１の配線部と前記第２の配線部とが電気的に接続された請求項１記載の立体プリント配線板。
【請求項５】
前記接着層は、熱硬化性樹脂と無機フィラーとから構成されたシート状であって、３０ミクロン以上３００ミクロン以下の厚さを有する請求項１記載の立体プリント配線板。
【請求項６】
前記開口部の少なくとも一部を埋める保護部を有する請求項１記載の立体プリント配線板。
【請求項７】
第１のプリント配線板に開口部を形成するステップと、前記第１のプリント配線板の前記開口部に、導電ペーストを有する接着層を介して、前記開口部より大きく、前記第１のプリント配線板より小さい第２のプリント配線板を固定するステップとを備えた立体プリント配線板の製造方法。
【請求項８】
前記第１のプリント配線板が表面に第１の配線部を有し、前記第２のプリント配線板が表面に第２の配線部を有し、前記接着層の導電ペーストを介して前記第１の配線部と前記第２の配線部とを電気的に接続するステップをさらに備えた請求項７記載の立体プリント配線板の製造方法。
【請求項９】
前記開口部の少なくとも一部を保護部で埋めるステップをさらに備えた請求項７記載の立体プリント配線板の製造方法。
【請求項１０】
開口部を有する第１のプリント配線板、および前記開口部の下に、導電ペースト部を有する接着層を介して前記第１のプリント配線板に固定した第２のプリント配線板からなる立体プリント配線板と、
前記立体プリント配線板の前記開口部内の前記第２のプリント配線板に実装した電子部品とからなる電子部品モジュール。
【請求項１１】
前記第１のプリント配線板が表面に第１の配線部を有し、前記第２のプリント配線板が表面に第２の配線部を有し、前記接着層の導電ペースト部を介して前記第１の配線部と前記第２の配線部とが電気的に接続され、前記電子部品が前記第２配線部と電気的に接続された請求項１０記載の電子部品モジュール。
【請求項１２】
前記開口部の少なくとも一部を埋める保護部をさらに有する請求項１０記載の電子部品モジュール。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009037833.tif 000020
【図２Ａ】
2009037833.tif 000021
【図２Ｂ】
2009037833.tif 000022
【図３Ａ】
2009037833.tif 000023
【図３Ｂ】
2009037833.tif 000024
【図４Ａ】
2009037833.tif 000025
【図４Ｂ】
2009037833.tif 000026
【図５Ａ】
2009037833.tif 000027
【図５Ｂ】
2009037833.tif 000028
【図５Ｃ】
2009037833.tif 000029
【図５Ｄ】
2009037833.tif 000030
【図５Ｅ】
2009037833.tif 000031
【図６Ａ】
2009037833.tif 000032
【図６Ｂ】
2009037833.tif 000033
【図７】
2009037833.tif 000034
【図８Ａ】
2009037833.tif 000035
【図８Ｂ】
2009037833.tif 000036
【国際調査報告】
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