(57)【要約】【課題】寸法安定性及び接続信頼性が高い多層配線基板を提供すること。【解決手段】本発明の多層配線基板１１は、フレキシブル基板５１ａ〜５１ｃ及び接着シート６１ａ〜６１ｄを積層してなる積層部１２を備える。フレキシブル基板５１ａ〜５１ｃは、熱可塑性樹脂を主体とし、第１ビア導体５７及び導体パターン５４，５５を有する。接着シート６１ａ〜６１ｄは、熱可塑性樹脂を主体とし、第２ビア導体６２を有する。第２ビア導体６２は、第１ビア導体５７や導体パターン５４，５５に電気的に接続される。また、積層部１２には、素子２１を収容可能な収容部１３０が形成される。収容部１３０の内面には端子接続部５６が形成され、端子接続部５６には、素子２１の有する端子２２が接続可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ビア導体及び基板平面方向に延びる導体パターンを有し、非熱可塑性樹脂を主体とするフレキシブル基板と、
第２ビア導体を有し、熱可塑性樹脂を主体とする接着シートと
を積層してなる積層部を備える多層配線基板であって、
前記第２ビア導体が、前記第１ビア導体及び前記導体パターンのうちの少なくともいずれか一方に電気的に接続され、
前記積層部に、素子を収容可能な収容部が形成され、
前記収容部の内面に、前記素子の有する複数の端子が接続可能な複数の端子接続部が形成されている
ことを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】
前記フレキシブル基板及び前記接着シートは、交互に積層されていることを特徴とする請求項１に記載の多層配線基板。
【請求項３】
前記接着シートは、前記収容部の内面の一部を構成するとともに、前記フレキシブル基板同士を接着していることを特徴とする請求項１または２に記載の多層配線基板。
【請求項４】
前記フレキシブル基板は基板第１主面及び基板第２主面を有し、前記導体パターンは前記基板第１主面及び前記基板第２主面の両方に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の多層配線基板。
【請求項５】
前記積層部の内層に位置する前記フレキシブル基板は、前記積層部の側面から張り出した張出部を有しており、前記張出部に形成された前記導体パターンは、その一部に外部接続端子を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の多層配線基板。
【請求項６】
前記接着シートは、前記フレキシブル基板のカバーレイとしても機能することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の多層配線基板。
【請求項７】
第１ビア導体及び基板平面方向に延びる導体パターンを有し、非熱可塑性樹脂を主体とするフレキシブル基板と、
第２ビア導体を有し、熱可塑性樹脂を主体とする接着シートと
を積層してなる積層部を備える多層配線基板であって、
前記第２ビア導体が、前記第１ビア導体及び前記導体パターンのうちの少なくともいずれか一方に電気的に接続され、
前記積層部は、第１接合面を有する第１部材と、前記第１接合面に対して接合される第２接合面を有する第２部材とに分割可能であり、
前記第１部材及び前記第２部材のうちの少なくとも一方には、前記第１接合面及び前記第２接合面のうちの少なくとも一方にて開口し、素子を収容可能な収容部が形成され、
前記収容部の内面に、前記素子の有する複数の端子が接続可能な複数の端子接続部が形成されている
ことを特徴とする多層配線基板。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の多層配線基板の製造方法であって、
前記フレキシブル基板と前記接着シートとを個別に作製する個別作製工程と、
前記フレキシブル基板と前記接着シートとを積層して接合することにより積層部を形成するとともに、その際に前記第２ビア導体を前記第１ビア導体及び前記導体パターンのうちの少なくともいずれか一方に電気的に接続し、かつ、前記積層部に素子を収容可能な収容部を形成する接合工程と
を含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項９】
前記接合工程では、前記接着シートを介して、前記フレキシブル基板同士を熱圧着することを特徴とする請求項８に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項１０】
第１ビア導体及び基板平面方向に延びる導体パターンを有し、非熱可塑性樹脂を主体とするフレキシブル基板と、第２ビア導体を有し、熱可塑性樹脂を主体とする接着シートとを積層してなる積層部と、
前記積層部内に収容された素子と
を備えた多層配線基板構造体であって、
前記第２ビア導体が、前記第１ビア導体及び前記導体パターンのうちの少なくともいずれか一方に電気的に接続され、
前記積層部に形成された収容部に前記素子が収容され、
前記収容部の内面に形成された複数の端子接続部に、前記素子の有する複数の端子が接続されている
ことを特徴とする多層配線基板構造体。
【請求項１１】
請求項１０に記載の多層配線基板構造体の製造方法であって、
前記フレキシブル基板と前記接着シートとを個別に作製する個別作製工程と、
前記フレキシブル基板と前記接着シートとを積層して接合することにより積層部を形成するとともに、その際に前記第２ビア導体を前記第１ビア導体及び前記導体パターンのうちの少なくともいずれか一方に電気的に接続し、前記積層部にできる収容部内に前記素子を収容し、かつ、前記収容部の内面に形成された複数の端子接続部に前記素子の有する複数の端子を接続する接合工程と
を含むことを特徴とする多層配線基板構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル基板と接着シートとを積層してなる積層部を備える多層配線基板及びその製造方法、積層部と素子とを備えた多層配線基板構造体及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ、デジタル家電などの電気製品分野や、自動車分野などにおいては、製品の小型化、高機能化、高付加価値化が益々進んでいる。それに伴い、この種の製品における重要な電気的部品であるマザーボードの小型化や高密度化が望まれており、マザーボード上に実装される各種部品の小型化も同様に望まれている。各種部品の小型化を実現するものとしては、例えば、複数のＬＳＩを単一のパッケージに封止してシステム化した、いわゆるシステム・イン・パッケージ（ＳＩＰ）を挙げることができる。なお、このようなパッケージにおいて、ＩＣチップ等の素子は、例えば回路基板などの上に実装される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２２１５２５号公報（図４など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１記載の回路基板は、複数の積層部材を積層してそれらを互いに熱圧着することにより形成される。このため、各積層部材は、加熱時に軟化することで接着性を生じる材料であることが好ましく、例えば熱可塑性樹脂を主体とすることが好ましい。
【０００４】
しかしながら、熱可塑性樹脂を主体とする積層部材は、加熱した際に塑性変形するため、寸法安定性が低くなる可能性が高い。また、積層部材の塑性変形に伴い、積層部材上に形成される導体パターンが平面方向に位置ずれしやすくなるため、接続信頼性が低下する。よって、積層部材同士を接合した際に両基板間の導通を図ることが困難になる。その結果、完成した回路基板が不良品となる確率が高くなり、歩留まりの低下につながってしまう。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、寸法安定性及び接続信頼性が高い多層配線基板及び多層配線基板構造体を提供することにある。また、第２の目的は、不良品となる確率が低くて歩留まりが高い多層配線基板の製造方法、多層配線基板構造体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そして、上記課題を解決するための手段（手段１）としては、第１ビア導体及び基板平面方向に延びる導体パターンを有し、非熱可塑性樹脂を主体とするフレキシブル基板と、第２ビア導体を有し、熱可塑性樹脂を主体とする接着シートとを積層してなる積層部を備える多層配線基板であって、前記第２ビア導体が、前記第１ビア導体及び前記導体パターンのうちの少なくともいずれか一方に電気的に接続され、前記積層部に、素子を収容可能な収容部が形成され、前記収容部の内面に、前記素子の有する複数の端子が接続可能な複数の端子接続部が形成されていることを特徴とする多層配線基板がある。
【０００７】
また、上記課題を解決するための他の手段（手段２）としては、第１ビア導体及び基板平面方向に延びる導体パターンを有し、非熱可塑性樹脂を主体とするフレキシブル基板と、第２ビア導体を有し、熱可塑性樹脂を主体とする接着シートとを積層してなる積層部を備える多層配線基板であって、前記第２ビア導体が、前記第１ビア導体及び前記導体パターンのうちの少なくともいずれか一方に電気的に接続され、前記積層部は、第１接合面を有する第１部材と、前記第１接合面に対して接合される第２接合面を有する第２部材とに分割可能であり、前記第１部材及び前記第２部材のうちの少なくとも一方には、前記第１接合面及び前記第２接合面のうちの少なくとも一方にて開口し、素子を収容可能な収容部が形成され、前記収容部の内面に、前記素子の有する複数の端子が接続可能な複数の端子接続部が形成されていることを特徴とする多層配線基板がある。
【０００８】
従って、上記手段１，２の多層配線基板によれば、熱可塑性樹脂を主体とする接着シートを用いて積層部が構成されているため、接着性を生じない非熱可塑性樹脂を主体とするフレキシブル基板が、接着シートを介して確実に接合される。しかも、フレキシブル基板は非熱可塑性樹脂を主体とするため、多層配線基板を形成する際などに熱が加わったとしても塑性変形しにくい。よって、寸法安定性の高い多層配線基板を得ることができる。また、フレキシブル基板の塑性変形に伴う導体パターンの平面方向への位置ずれを防止できるため、接続信頼性を維持することができる。よって、フレキシブル基板同士を接合した際に両基板間を確実に導通できるため、多層配線基板が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【０００９】
また、比較的薄いフレキシブル基板を用いて構成された多層配線基板であるため、リジッド基板を用いた場合に比べて厚み方向（Ｚ方向）に小型化することができる。
【００１０】
なお、積層部を構成するフレキシブル基板は、１層のみ存在していてもよいが、２層以上（多層）存在することが好ましい。このようにすれば、フレキシブル基板が多層ではない（１層しかない）場合に比べて、さらに多くの回路を内部に構成すること等が可能となり、付加価値を高めることができる。しかも、前記フレキシブル基板は基板第１主面及び基板第２主面を有し、前記導体パターンは前記基板第１主面及び前記基板第２主面の両方に形成されていることが好ましい。このようにすれば、導体パターンが基板第１主面及び基板第２主面のいずれか一方に形成されている場合に比べて、さらに多くの回路を内部に構成すること等が可能となり、付加価値を高めることができる。
【００１１】
また、熱圧着によって積層部を形成する場合、フレキシブル基板同士は、加熱により接着性を生じる接着シートを介して接着されることが好ましい。この際、フレキシブル基板間には、接着シートが１層のみ存在していてもよいし、２層以上（多層）存在していてもよいが、１層のみ存在することが好ましい。このようにすれば、接着シートが２層以上存在している場合に比べて、熱圧着の際に接着シートが塑性変形しにくいため、積層部の寸法安定性が低くなりにくい。ゆえに、前記フレキシブル基板及び前記接着シートは、交互に積層されていることが好ましい。なお、収容部に収容される素子が肉厚である場合、部分的に積層部が補強されて寸法安定性が高くなる。よって、積層方向において収容部に対応する部分は、接着シートのみを積層した構造であってもよい。このようにすれば、接着性が高くなる。また、導体パターンを有しない接着シートが多く用いられるため、低コストで積層部を形成できる。
【００１２】
また、フレキシブル基板を形成する樹脂材料は、コスト性、加工性、絶縁性、可撓性、機械的強度などを考慮して、非熱可塑性樹脂の中から適宜選択することができる。このような樹脂を用いた基板であれば、微細な配線層を比較的簡単にかつ正確に形成することができ、端子数の非常に多い素子を接続可能な端子接続部を容易に形成することができる。即ち、このような基板は素子実装用の基板として適している。
【００１３】
また、フレキシブル基板を形成する樹脂材料は耐熱性を有することが好ましい。具体的に言うと、樹脂材料は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が２２０℃以上であることが好ましい。また、樹脂材料は、耐熱性が例えば２６０℃，１０分のレベル以上であることが好ましく、特には耐熱性３００℃，３０分のレベル以上であることがより好ましい。さらに、樹脂材料は、はんだ耐熱性が２５０℃，２０秒のレベル以上であることが好ましく、特には、はんだ耐熱性２６０℃，１２０秒のレベル以上であることが好ましく、さらには、はんだ耐熱性３００℃，１８０秒のレベル以上であることがより好ましい。このようにすれば、例えば熱圧着によって積層部を形成する場合であっても、フレキシブル基板の変形を防止できるからである。
【００１４】
フレキシブル基板の絶縁部分を形成する非熱可塑性樹脂の好適例としては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂などがある。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料を使用してもよい。
【００１５】
なお、前記積層部の内層や外層に位置する前記フレキシブル基板は、前記積層部の側面から張り出した張出部を有していてもよく、さらにその張出部に形成された導体パターンは、その一部にコネクタ接続端子などの外部接続端子を有していてもよい。このような構造であれば、外部接続端子を介して容易に他基板との接続を図ることができる。また、張出部に形成された導体パターンに対して別の構造物を実装することもできる。加えて、張出部の途中で屈曲させて使用することもできるため、多層配線基板の小型化を図ることができる。ゆえに、多層配線基板が収容される空間が狭い場合であっても、フレキシブル基板を屈曲させることで上手く収容できる可能性が高くなる。
【００１６】
また、前記接着シートは、積層部の形成時にフレキシブル基板同士の熱圧着を可能とするために、熱可塑性樹脂からなる有機材料を主体として形成される。接着シートの絶縁部分を形成する熱可塑性樹脂としては、例えば液晶ポリマー、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトンなどが好適である。このような材料を使用すれば、高温での接続信頼性などに優れた多層配線基板を実現しやすくなるからである。さらに、前記接着シートは、前記フレキシブル基板のカバーレイとしても機能することが好ましい。ここでカバーレイとは、通常、導体パターンの一部を除いてフレキシブル基板の表面を絶縁被覆する絶縁被覆層（保護膜）のことをいう。このようにすれば、接着シートとは別々に、フレキシブル基板の保護膜を形成しなくても済む。その結果、多層配線基板を厚み方向（Ｚ方向）に小型化することができる。また、多層配線基板を構成する部品点数や工数が少なくなり、生産効率の向上及び製造コストの低減が達成しやすくなる。さらに、多層配線基板の構造を簡単にすることができる。なお、フレキシブル基板のカバーレイとしても機能する接着シートは、積層部の最外層に位置することが好ましい。このようにすれば、積層部において最も破損しやすい表面導体部分を保護することができる。
【００１７】
なお、前記フレキシブル基板の第１ビア導体及び導体パターン、前記接着シートの第２ビア導体は、例えば導電性金属により形成される。前記導電性金属としては特に限定されないが、例えば銅、金、銀、白金、パラジウム、ニッケル、スズ、鉛、チタン、タングステン、モリブデン、タンタル、ニオブなどから選択される１種または２種以上の金属を挙げることができる。２種以上の金属からなる導電性金属としては、例えば、スズ及び鉛の合金であるはんだ等を挙げることができる。２種以上の金属からなる導電性金属として、鉛フリーのはんだ（例えば、Ｓｎ−Ａｇ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだ等）を用いても勿論よい。
【００１８】
また、収容部としては、例えば、積層部の内部に形成され、素子全体が埋設された状態で素子を収容可能とする収容空間などが挙げられる。このように構成した場合、積層部によって素子を確実に保護することができる。これとは別の収容部としては、積層部の外面にて開口し、素子の一部分のみが露出した状態で素子を収容可能とする収容凹部などが挙げられる。このように構成した場合、素子から発生した熱を積層部の外部に放出しやすくなる。なお、収容凹部の開口部分を、フレキシブル基板や接着シートによって塞ぐように構成すれば、素子を埋設状態で収容することもできる。
【００１９】
また、前記積層部が、第１接合面を有する第１部材と、前記第１接合面に対して接合される第２接合面を有する第２部材とに分割可能である場合、収容部は、第１部材及び第２部材のいずれか一方のみに形成されていてもよいし、第１部材及び第２部材の両方に形成されていてもよい。
【００２０】
また、上記課題を解決するためのさらに別の手段（手段３）としては、第１ビア導体及び基板平面方向に延びる導体パターンを有し、非熱可塑性樹脂を主体とするフレキシブル基板と、第２ビア導体を有し、熱可塑性樹脂を主体とする接着シートとを積層してなる積層部と、前記積層部内に収容された素子とを備えた多層配線基板構造体であって、前記第２ビア導体が、前記第１ビア導体及び前記導体パターンのうちの少なくともいずれか一方に電気的に接続され、前記積層部に形成された収容部に前記素子が収容され、前記収容部の内面に形成された複数の端子接続部に、前記素子の有する複数の端子が接続されていることを特徴とする多層配線基板構造体がある。
【００２１】
従って、上記手段３の多層配線基板構造体によれば、熱可塑性樹脂を主体とする接着シートを用いて積層部が構成されているため、接着性を生じない非熱可塑性樹脂を主体とするフレキシブル基板が、接着シートを介して確実に接合されることができる。しかも、フレキシブル基板は非熱可塑性樹脂を主体とするため、多層配線基板を形成する際などに熱が加わったとしても塑性変形しにくい。よって、寸法安定性の高い多層配線基板を得ることができる。また、フレキシブル基板の塑性変形に伴う導体パターンの平面方向への位置ずれを防止できるため、接続信頼性を維持することができる。よって、フレキシブル基板同士を接合した際に両基板間を確実に導通できるため、多層配線基板が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【００２２】
また、比較的薄いフレキシブル基板を用いて構成された多層配線基板であるため、リジッド基板を用いた場合に比べて厚み方向（Ｚ方向）に小型化することができる。
【００２３】
収容部に収容された素子としては、キャパシタなどの受動素子や、半導体回路素子などの能動素子が挙げられる。半導体回路素子とは、半導体集積回路素子の他、半導体製造プロセスで製造されたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子等が挙げられる。半導体集積回路素子の例としては、シリコンからなる半導体集積回路チップ（ＩＣチップ）などを挙げることができる。また、ＭＥＭＳ素子とは、半導体ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術により製造される微細回路素子をいい、通常シリコンを主体とするものである。さらに、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術により製造されるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ及び制御回路を集積化した微細システムの総称である。
【００２４】
なお、前記素子の大きさは、収容部よりも小さければ特に限定されないが、収容部と略同じ大きさであることが好ましい。このようにすれば、素子が収容部の内面に接触して支持されるため、素子の位置が固定され接続信頼性を維持しやすくなる。また、前記素子は、前記複数の端子が配置された端子形成面を有し、その端子形成面は、前記接着シートに面接触することが好ましい。この場合、前記接着シートにおいて前記端子形成面に対向する部分には、前記複数の端子接続部が形成されていることが好ましい。また、前記素子は、前記複数の端子が配置された端子形成面の反対側に位置する端子非形成面を有し、その端子非形成面は、前記接着シートまたは前記フレキシブル基板に面接触することが好ましい。このようにすれば、素子の端子形成面が接着シートによって固定され、端子非形成面が接着シートまたはフレキシブル基板によって固定されるため、素子が端子接続部に対して安定的に接続される。よって、素子の接続信頼性を維持しやすくなる。さらに、複数の端子接続部が形成されている接着シートは、前記素子との接続と前記フレキシブル基板との接合とを同時に行うことが好ましい。このようにすれば、多層配線基板を構成する工数が少なくなり、生産効率の向上及び製造コストの低減が達成しやすくなる。また、前記素子は、端子形成面及び端子非形成面に直交する側面を有し、その側面が前記収容部の内面の一部を構成するフレキシブル基板及び接着シートに面接触することがより好ましい。このようにすれば、素子の側面がフレキシブル基板及び接着シートによって固定されるため、素子が端子接続部に対してより安定的に接続される。よって、素子の接続信頼性をよりいっそう維持しやすくなる。なお、素子は、収容部内に１つのみ収容されていてもよいし、収容部内に２つ以上収容されていてもよい。
【００２５】
手段１，２に記載の多層配線基板を比較的簡単にかつ確実に製造するための好ましい方法（手段４）としては、前記フレキシブル基板と前記接着シートとを個別に作製する個別作製工程と、前記フレキシブル基板と前記接着シートとを積層して接合することにより積層部を形成するとともに、その際に前記第２ビア導体を前記第１ビア導体及び前記導体パターンのうちの少なくともいずれか一方に電気的に接続し、かつ、前記積層部に素子を収容可能な収容部を形成する接合工程とを含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法がある。
【００２６】
従って、上記手段４によれば、積層部を形成する前に、個別作製工程にてフレキシブル基板と接着シートとを個別に作製するため、両者の電気検査を個別に行うことができる。よって、接合前に不良品を発見してそれを事前に除去できるため、電気検査に合格したフレキシブル基板及び接着シートのみを接合して積層部を形成することができる。従って、多層配線基板が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【００２７】
また、熱可塑性樹脂を主体とする接着シートを用いて積層部が形成されるため、接着性を生じない非熱可塑性樹脂を主体とするフレキシブル基板が、接着シートを介して確実に接合される。しかも、フレキシブル基板は非熱可塑性樹脂を主体とするため、多層配線基板を形成する際などに熱が加わったとしても塑性変形しにくい。よって、寸法安定性の高い多層配線基板を得ることができる。また、フレキシブル基板の塑性変形に伴う導体パターンの平面方向への位置ずれを防止できるため、接続信頼性を維持することができる。よって、フレキシブル基板同士を接合した際に両基板間を確実に導通できるため、多層配線基板が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【００２８】
また、接合工程を実施する際に、フレキシブル基板と接着シートとが接合され、それと同時に素子が収容可能な収容部が形成されるため、効率良く多層配線基板を製造することができる。
【００２９】
また、手段３に記載の多層配線基板構造体を比較的簡単にかつ確実に製造するための好ましい方法（手段５）としては、前記フレキシブル基板と前記接着シートとを個別に作製する個別作製工程と、前記フレキシブル基板と前記接着シートとを積層して接合することにより積層部を形成するとともに、その際に前記第２ビア導体を前記第１ビア導体及び前記導体パターンのうちの少なくともいずれか一方に電気的に接続し、前記積層部にできる収容部内に前記素子を収容し、かつ、前記収容部の内面に形成された複数の端子接続部に前記素子の有する複数の端子を接続する接合工程とを含むことを特徴とする多層配線基板構造体の製造方法がある。
【００３０】
従って、上記手段５によれば、積層部を形成する前に、個別作製工程にてフレキシブル基板と接着シートとを個別に作製するため、両者の電気検査を個別に行うことができる。よって、接合前に不良品を発見してそれを事前に除去できるため、電気検査に合格したフレキシブル基板及び接着シートのみを接合して積層部を形成することができる。従って、多層配線基板構造体が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【００３１】
また、熱可塑性樹脂を主体とする接着シートを用いて積層部が形成されるため、接着性を生じない非熱可塑性樹脂を主体とするフレキシブル基板が、接着シートを介して確実に接合される。しかも、フレキシブル基板は非熱可塑性樹脂を主体とするため、多層配線基板を形成する際などに熱が加わったとしても塑性変形しにくい。よって、寸法安定性の高い多層配線基板構造体を得ることができる。また、フレキシブル基板の塑性変形に伴う導体パターンの平面方向への位置ずれを防止できるため、接続信頼性を維持することができる。よって、フレキシブル基板同士を接合した際に両基板間を確実に導通できるため、多層配線基板が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【００３２】
また、接合工程を実施する際に、フレキシブル基板と接着シートとが接合され、それと同時に収容部が形成されるのに加えて収容部内に素子が収容される。このため、効率良く多層配線基板構造体を製造することができる。
【００３３】
以下、手段４に記載の多層配線基板の製造方法、及び、手段５に記載の多層配線基板構造体の製造方法について説明する。
【００３４】
まず、個別作製工程を実施して、フレキシブル基板と接着シートとを個別に作製する。
【００３５】
個別作製工程におけるフレキシブル基板の作製は、基本的には従来周知の手法に従って行われる。具体的にいうと、例えば、片面または両面に銅箔を有する銅張積層板を基材とし、その両面を貫通するビア孔を形成する。さらに、各ビア孔内に導電性金属ペーストの充填または銅めっき等の手法により第１ビア導体を形成した後、表面の銅箔をエッチングして導体パターンをパターニングする。
【００３６】
個別作製工程における接着シートの作製は、以下のように実施する。例えば、接着シートとなる接着シート用基材における所定位置に、接着シート用基材を連通するビア孔を形成する（ビア孔形成工程）。さらに、各ビア孔内に、導電性金属からなるペーストを充填して第２ビア導体を形成する（第２ビア導体形成工程）。そして、ペーストを加熱して溶剤等を蒸発させ、固形化させることにより、接着シートが完成する。なお、導電性金属からなるペーストの充填に代えて、例えばめっき等により第２ビア導体を形成してもよい。また、導体金属柱をビア孔内に埋め込んでもよい。
【００３７】
次に、接合工程を実施する。接合工程では、フレキシブル基板及び接着シートを積層配置し、この状態で例えば加熱を行いながら積層方向に押圧力を加える。具体的には、例えば、前記接着シートを介して、前記フレキシブル基板同士を熱圧着する。その結果、フレキシブル基板と接着シートとが接合されるとともに、その際に、フレキシブル基板の第１ビア導体及び接着シートの第２ビア導体が互いに電気的に接続される。なお、このときの加熱温度は、フレキシブル基板の材料の種類、使用する接着シートの種類、接着シートの硬化度などに応じて適宜設定される。また、加熱温度は、接合工程後に用いられるはんだの融点よりも高く設定されることがよい。さらに、フレキシブル基板及び接着シートのはんだ耐熱性も、上記はんだの融点よりも高い温度に設定されることがよい。このようにすれば、接合工程後にはんだを用いる際に、フレキシブル基板や接着シートの変形を防止できる。
【００３８】
その結果、フレキシブル基板及び接着シートからなる積層部が形成されると同時に、積層部に素子を収容可能な収容部が形成される。なお、収容部の内面に形成された複数の端子接続部に前記素子の有する複数の端子を接続する作業は、接合工程を実施すると同時に行ってもよいし、接合工程の実施後に行ってもよいが、接合工程を実施すると同時に行うことが好ましい。このようにすれば、工数が少なくなるため、製造コストの低減を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図１１に基づき詳細に説明する。図１は、積層部１２を備える多層配線基板１１などからなる本実施形態の多層配線基板構造体１０を示す概略断面図である。図２は、多層配線基板構造体１０の構成を示す分解断面図である。図３は、接着性有機材料シート６０を示す概略断面図である。図４，図５は、接着シート６１ｂを作製するときの状態を示す概略断面図である。図６，図７は、接着シート６１ｃを作製するときの状態を示す概略断面図である。図８は、フレキシブル配線基板（フレキシブル基板）５１ａ及び接着シート６１ａ，６１ｂを接合して第１部材１３を形成するときの様子を示す概略断面図である。図９は、フレキシブル配線基板５１ｂ，５１ｃ及び接着シート６１ｃ，６１ｄを接合して第２部材１４を形成するときの様子を示す概略断面図である。図１０は、フレキシブル配線基板５１ｃ及び基板本体９５を互いに接合するときの様子を示す概略断面図である。図１１は、第１部材１３及び第２部材１４を接合して積層部１２を形成するときの様子を示す概略断面図である。
【００４０】
図１，図２に示されるように、本実施形態の多層配線基板構造体１０は、積層部１２を備える多層配線基板１１を有している。積層部１２は、３枚のフレキシブル配線基板５１ａ，５１ｂ，５１ｃと４枚の接着シート６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄとを交互に積層した構造を有している。なお、図１，図１１に示されるように、積層部１２は、第１接合面１５を有する第１部材１３と、第１接合面１５に対して接合される第２接合面１６を有する第２部材１４とに分割可能となっている。第１部材１３は、フレキシブル配線基板５１ａ及び接着シート６１ａ，６１ｂによって構成されており、第２部材１４は、フレキシブル配線基板５１ｂ，５１ｃ及び接着シート６１ｃ，６１ｄによって構成されている。
【００４１】
フレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃは、耐熱性の非熱可塑性樹脂（本実施形態では非熱可塑性のポリイミド）からなる絶縁基材を主体として形成されている。なお、フレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃのガラス転移温度（Ｔｇ）は、２７０℃であって、積層部１２を形成する際の加熱温度よりも高くなっている。また、耐熱性（長期耐熱性）は３００℃，３０分であって、はんだ耐熱性は３００℃，１８０秒である。
【００４２】
また、フレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃは、基板上面５２（基板第１主面）及び基板下面５３（基板第２主面）を有している。基板上面５２には、基板平面方向に延びる上面側配線層５４（導体パターン）が形成され、基板下面５３には、同じく基板平面方向に延びる下面側配線層５５（導体パターン）が形成されている。また、フレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃには、基板上面５２及び基板下面５３を貫通する複数の第１ビア導体５７が設けられている。各第１ビア導体５７の上端面は上面側配線層５４に電気的に接続され、各第１ビア導体５７の下端面は下面側配線層５５に電気的に接続されている。これにより、上面側配線層５４及び下面側配線層５５は第１ビア導体５７と導通するようになっている。なお、積層部１２の最上層に位置するフレキシブル配線基板５１ｃは、前記収容空間１３０の上面を構成するとともに、積層部１２の内層に位置するフレキシブル配線基板５１ｂは、収容空間１３０の側面の一部を構成している。
【００４３】
図１，図２に示されるように、前記積層部１２の最上層に位置する前記接着シート６１ｄは、積層部１２の最上層に位置するフレキシブル配線基板５１ｃの基板上面５２側を覆っている。また、積層部１２の最下層に位置する接着シート６１ａは、積層部１２の最下層に位置するフレキシブル配線基板５１ａの基板下面５３側を覆っている。よって、最上層及び最下層に位置する接着シート６１ａ，６１ｄは、上面側配線層５４や下面側配線層５５を埃や水分から保護している。このため、積層部１２の最上層及び最下層に位置する接着シート６１ａ，６１ｄは、フレキシブル配線基板５１ａ，５１ｃのカバーレイとしても機能している。また、接着シート６１ａ〜６１ｄは、上面側配線層５４や下面側配線層５５の一部を露出させるためのビア孔６６を有している。なお、積層部１２の内層に位置する２枚の接着シート６１ｂ，６１ｃは、前記収容空間１３０の側面の一部を構成するとともに、収容空間１３０の底面を構成している。また、接着シート６１ｂは、フレキシブル配線基板５１ａ，５１ｂ同士を接着する機能を有しており、接着シート６１ｃは、フレキシブル配線基板５１ｂ，５１ｃ同士を接着する機能を有している。
【００４４】
図１，図２に示されるように、接着シート６１ａ〜６１ｄは、耐熱性の熱可塑性樹脂からなる絶縁基材を主体として形成されている。本実施形態において、かかる絶縁基材は、熱可塑性ポリイミド（三井化学株式会社製  ＡＵＲＵＭ）によって形成されている。また、接着シート６１ａ〜６１ｄは、上面側配線層５４や下面側配線層５５よりも肉厚に形成されており、厚さ１０〜３０μｍ程度に設定されている。なお、接着シート６１ａ〜６１ｄのガラス転移温度（Ｔｇ）は２５０℃であり、フレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃのガラス転移温度よりも低くなっている。接着シート６１ａ〜６１ｄを構成する接着シート本体６３は、上面６４及び下面６５を有している。また、接着シート６１ａ〜６１ｄには、上面６４及び下面６５を連通する複数のビア孔６６（図５参照）が格子状に形成されている。そして、かかるビア孔６６内には、表面に銀をコートした銅粉を含む導電ペーストの充填により形成された第２ビア導体６２が設けられている。なお、本実施形態の接着シート６１ａ〜６１ｄは、シート平面方向に延びる導体パターンを有していない。
【００４５】
図１，図２に示されるように、積層部１２の最上層に位置する接着シート６１ｄにおいて、各第２ビア導体６２の上端面は、ＩＣチップ３１の端子または前記基板本体９５の下面側パッド９９に電気的に接続されている。また、接着シート６１ｄにおいて、各第２ビア導体６２の下端面は、積層部１２の最上層に位置するフレキシブル配線基板５１ｃの上面側配線層５４に電気的に接続されている。積層部１２の内層に位置する接着シート６１ｃにおいて、各第２ビア導体６２の上端面は、フレキシブル配線基板５１ｃの下面側配線層５５に電気的に接続されている。また、接着シート６１ｃにおいて、各第２ビア導体６２の下端面は、積層部１２の内層に位置するフレキシブル配線基板５１ｂの上面側配線層５４に電気的に接続されている。積層部１２の内層に位置する接着シート６１ｂにおいて、各第２ビア導体６２の上端面は、フレキシブル配線基板５１ｂの下面側配線層５５や、前記ＩＣチップ２１の前記面接続端子２２に電気的に接続されている。また、接着シート６１ｂにおいて、各第２ビア導体６２の下端面は、積層部１２の最下層に位置するフレキシブル配線基板５１ａの上面側配線層５４に電気的に接続されている。積層部１２の最下層に位置する接着シート６１ａにおいて、各第２ビア導体６２の上端面は、フレキシブル配線基板５１ａの下面側配線層５５に電気的に接続されている。また、接着シート６１ａにおいて、各第２ビア導体６２の下端面には、マザーボード８１の複数の端子８２との電気的な接続を図るための複数のはんだバンプ４９が格子状に配設されている。はんだバンプ４９は、９０Ｐｂ／１０Ｓｎという組成の錫鉛はんだからなっている。
【００４６】
そして、各はんだバンプ４９により、図１に示される多層配線基板構造体１０はマザーボード８１上に実装される。なお、多層配線基板構造体１０は、積層部１２及びモジュール配線基板９１からなるＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）である。多層配線基板構造体１０の形態は、ＢＧＡのみに限定されず、例えばＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）やＰＧＡ（ピングリッドアレイ）等であってもよい。
【００４７】
図１に示されるように、積層部１２には、平面視で略矩形状の収容空間１３０（収容部）が形成されている。収容空間１３０内には、ＭＰＵとしての機能を有するＩＣチップ２１（素子）が収容されている。本実施形態のＩＣチップ２１は、縦１２．０ｍｍ×横１０．０ｍｍ×厚さ０．７ｍｍの矩形平板状であって、シリコンからなる。かかるＩＣチップ２１は、端子形成面２３と、同端子形成面２３の反対側に位置する端子非形成面２４とを有している。端子形成面２３は、収容空間１３０の底面を構成する接着シート６１ｂに面接触し、端子非形成面２４は、収容空間１３０の上面を構成するフレキシブル配線基板５１ｃに面接触している。また、ＩＣチップ２１の端子形成面２３には、図示しない回路素子が形成されている。さらに、ＩＣチップ２１の端子形成面２３には、複数の面接続端子２２（端子）が格子状に設けられている。
【００４８】
図１に示されるように、収容空間１３０の底面を構成する接着シート６１ｂにおいて端子形成面２３に対向する部分には、複数の端子接続部５６が設定されている。端子接続部５６は、フレキシブル配線基板５１ａが有する上面側配線層５４の一部と、接着シート６１ｂが有する第２ビア導体６２とによって構成されている。各端子接続部５６は、ＩＣチップ２１の面接続端子２２と電気的に接続されている。これにより、各面接続端子２２は、接着シート６１ｂを介してフレキシブル配線基板５１ａの上面側配線層５４に接続される。なお、フレキシブル配線基板５１ａにおいては、端子接続部５６を中心としてその周囲にファンアウトする複数の微細な上面側配線層５４がパターン形成されている。また、端子接続部５６には、メモリなどの電子部品がさらに実装されていてもよい。
【００４９】
図１に示されるように、積層部１２の内層に位置する前記フレキシブル配線基板５１ｂは、積層部１２の側面から平面方向に張り出した張出部５９を有している。この張出部５９に形成された上面側配線層５４は、その先端部にコネクタ接続端子７１（外部接続端子）を有している。
【００５０】
また、積層部１２の最上層に位置するフレキシブル配線基板５１ｃは、積層部１２の平面方向に張り出した部分（張出部５８）を有している。この張出部５８の上面側には、前記モジュール配線基板９１が接合されている。本実施形態において、モジュール配線基板９１は、電源電圧を制御する機能を有する電源モジュールとして成立している。この電源モジュールは、複数種類の電子部品９２を含んで構成された回路からなっている。詳述すると、モジュール配線基板９１は、上面９３及び下面９４を有する基板本体９５を有している。本実施形態においてこの基板本体９５は、エポキシ樹脂からなる樹脂製基板である。基板本体９５には、モジュール配線基板９１の厚さ方向に延びる複数のビア孔（貫通孔）が格子状に形成されており、それらビア孔内に銅めっきからなる導体柱９６が設けられている。上面９３において各々の導体柱９６の上端面がある位置には、上面側パッド９７が配置されている。各上面側パッド９７は、電子部品９２側に設けられたバンプ状の面接続端子９８に対して接続されている。なお、電子部品９２は、チップトランジスタやチップ抵抗などの部品である。一方、下面９４において各々の導体柱９６の下端面がある位置には、下面側パッド９９が配置されている。
【００５１】
また、モジュール配線基板９１は、前記接着シート６１ｄを介して前記フレキシブル配線基板５１ｃの基板上面５２側に接合されている。なお、モジュール配線基板９１は、前記接着シート６１ｃを介してフレキシブル配線基板５１ｃの基板下面５３側に接合されていてもよい。図１に示されるように、各第２ビア導体６２の上端面は基板本体９５の下面側パッド９９に電気的に接続され、各第２ビア導体６２の下端面はフレキシブル配線基板５１ｃの前記上面側配線層５４に電気的に接続されている。
【００５２】
その結果、上面側パッド９７〜導体柱９６〜下面側パッド９９〜第２ビア導体６２という経路（またはこれと逆の経路）を経て電流が流れるようになっている。従って、このような構造の多層配線基板構造体１０では、基板本体９５の導体柱９６を介して、フレキシブル配線基板５１ｃ側と電子部品９２側とが電気的に接続される。ゆえに、モジュール配線基板９１を介して、フレキシブル配線基板５１ｃ−電子部品９２間で信号の入出力が行われるようになっている。
【００５３】
従って、このような構造の多層配線基板構造体１０では、端子接続部５６にＩＣチップ２１を実装した場合に、ＩＣチップ２１の面接続端子２２が、上面側配線層５４（フリップチップ接続パッド）を介して、フレキシブル配線基板５１ａの第１ビア導体５７に電気的に接続される。ゆえに、積層部１２−ＩＣチップ２１間で信号の入出力が行われるとともに、ＩＣチップ２１をＭＰＵとして動作させるための電源が供給されるようになっている。
【００５４】
次に、上記の多層配線基板構造体１０を製造する手順について説明する。
【００５５】
まず、個別作製工程を実施して、フレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃ及び接着シート６１ａ〜６１ｄを個別に作製する。個別作製工程におけるフレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃの作製は、基本的には従来周知の手法によって行われる。即ち、銅張積層板に対してメカニカルドリル、ＹＡＧレーザーまたは炭酸ガスレーザーを用いて孔あけ加工を行い、銅張積層板を貫通するビア孔（図示略）を所定位置にあらかじめ形成しておく。また、銅張積層板の所定位置に、後に収容空間１３０となる貫通孔１３１（図２参照）をあらかじめ形成しておく。そして、従来公知の手法に従って無電解銅めっき及び電解銅めっきを行うことでビア孔内に第１ビア導体５７を形成する。さらに、銅張積層板の両面のエッチングを行って上面側配線層５４及び下面側配線層５５を形成する。その結果、フレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃを得る。
【００５６】
また、個別作製工程において接着シート６１ａ〜６１ｄを作製する。具体的には、接着シート６１ａ〜６１ｄとなる接着性有機材料シート６０（図３参照）に対してメカニカルドリル、ＹＡＧレーザー、ＣＯ２レーザー、パンチング装置等を用いて孔あけ加工を行い、接着性有機材料シート６０を貫通するビア孔６６（図４，図７参照）を所定位置にあらかじめ形成しておく（ビア孔形成工程）。また、図６に示されるように、接着性有機材料シート６０の所定位置に、後に収容空間１３０となる貫通孔１３２をあらかじめ形成しておく。なお、ビア孔６６は、上側開口部の直径が約１１７μｍとなり、下側開口部の直径が約１１３μｍとなる。
【００５７】
次に、従来周知の印刷法により、導電ペーストをビア孔６６に充填し第２ビア導体６２を形成する。具体的には、接着性有機材料シート６０を支持台（図示略）に載置する。次に、ビア孔６６に対応した位置に開口部を有する印刷マスクを用い、印圧を２ｋｇｆ／ｃｍ２、印刷スピードを５０ｍｍ／ｓｅｃに設定して、表面に銀をコートした銅粉を含む導電ペーストを印刷し、ペースト充填層を形成する。そして、印刷装置から取り外した後、導電ペーストを加熱して溶剤等を蒸発させ、固形化させる。次いで、１００℃程度の温度で約３０分間加熱して仮硬化を行う。これにより、導電ペーストからなる第２ビア導体６２が少しだけ硬化し、接着シート６１ａ〜６１ｄが完成する。その結果、ビア孔６６内に第２ビア導体６２が形成される（第２ビア導体形成工程）。このとき、第２ビア導体６２の先端部分が、接着性有機材料シート６０の上面から突出する（図５，図７参照）。このような構造にすれば、接着シート６１ａ〜６１ｃ及びフレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃを接合する際に、第２ビア導体６２の先端部分とフレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃの下面側配線層５５とが圧接し、フレキシブル配線基板５１ｃに基板本体９５を接合する際に、第２ビア導体６２の先端部分と基板本体９５の下面側パッド９９とが圧接する。よって、例えば先端部分がフラットである場合に比べて他基板の導体部との接合強度が高くなり、接続信頼性の向上が図りやすくなる。
【００５８】
さらに、モジュール配線基板９１（基板本体９５）の作製も、基本的には従来周知の手法によって行われる。即ち、銅張積層板に対してメカニカルドリルを用いて孔あけ加工を行い、銅張積層板を貫通するビア孔（図示略）を所定位置にあらかじめ形成しておく。なお、銅張積層板に対してＹＡＧレーザーまたは炭酸ガスレーザーを用いてレーザー孔あけ加工を行うことで、ビア孔を形成してもよい。そして、従来公知の手法に従って無電解銅めっき及び電解銅めっきを行い、ビア孔内に導体柱９６を形成する。さらに、銅張積層板の両面の銅箔のエッチングを行って上面側パッド９７及び下面側パッド９９を例えばサブトラクティブ法によって形成する。具体的には、無電解銅めっきの後、この無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施す。さらにドライフィルムをラミネートし、同ドライフィルムに対して露光及び現像を行うことにより、ドライフィルムを所定パターンに形成する。この状態で、不要な電解銅めっき層、無電解銅めっき層及び銅箔をエッチングで除去する。その後、ドライフィルムを剥離することにより、基板本体９５を得る。なお、上面側パッド９７及び下面側パッド９９を、セミアディティブ法によって形成してもよい。具体的には、無電解銅めっきの後、露光及び現像を行って所定パターンのめっきレジストを形成する。この状態で無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施した後、まずレジストを溶解除去して、さらに不要な無電解銅めっき層及び銅箔をエッチングで除去する。その結果、基板本体９５を得る。
【００５９】
次に、電気検査工程（個別検査工程）を実施し、完成したフレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃ及び接着シート６１ａ〜６１ｄに対する電気検査を個別に行う。それとともに、完成したモジュール配線基板９１に対する電気検査も行う。なお、本実施形態における電気検査とは、例えば、インサーキットテスタを用いて行う一般的なインサーキットテストを指す。さらに、完成したフレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃ、接着シート６１ａ〜６１ｄ及びモジュール配線基板９１に対し、この時点で併せて外観検査を個別に行ってもよい。このとき、不良品を発見した場合には、その不良品を事前に除去する。そして、電気検査や外観検査に合格したフレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃ、接着シート６１ａ〜６１ｄ及びモジュール配線基板９１のみを用いて位置決め工程（第１位置決め工程、第２位置決め工程、第３位置決め工程）以降の工程を行う。従って、多層配線基板構造体１０が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【００６０】
そして、第１位置決め工程では、まず、平板状の下治具１０１上に、接着シート６１ａ、フレキシブル配線基板５１ａ、接着シート６１ｂを順番に重ねる。これにより、互いに対向した接着シート６１ａ，６１ｂ間に、フレキシブル配線基板５１ａが位置するようになる。そして、下治具１０１の上にスペーサ１０２を載置する。なお、スペーサ１０２の板厚は、１枚のフレキシブル配線基板５１ａと２枚の接着シート６１ａ，６１ｂとからなる積層物の高さと略等しくなっている。また、スペーサ１０２には、下治具１０１に突設された複数の位置決めピン１０５が挿通される。このため、スペーサ１０２及び積層物の平面方向への位置ずれが防止される。その後、接着シート６１ｂ及びスペーサ１０２上に平板状の上治具１０４を載置する（図８参照）。なお、上治具１０４は、同上治具１０４の下面側に、クッション材１０３を貼り付けた構造となっている。従って、接着シート６１ｂから突出する第２ビア導体６２は、弾性体であるクッション材１０３に接触するようになっている。このとき、クッション材１０３は弾性変形して接着シート６１ｂ側の凹凸形状に追従する。これにより、接着シート６１ｂに対して均等に押圧力を付加することができる。なお、上記のような治具を用いて位置決めを行う代わりに、基板などの位置を検出する画像認識装置を有する、いわゆるダイマウンタ装置を用いて位置決めを行うことも可能である。
【００６１】
そして次に、下記の要領で第１接合工程（接合工程）を実施する。本実施形態において具体的には、２０Ｔｏｒｒ（≒２６６６Ｐａ）以下の真空下で２６０℃以上の温度となるように加熱を行いながら積層方向（接合方向）に押圧力（４ＭＰａ）を加える（真空熱プレス）。これに伴い、フレキシブル配線基板５１ａ及び接着シート６１ａ，６１ｂが積層方向に沿って押圧されるとともに、熱により接着シート６１ａ，６１ｂの可塑性が大きくなる。そして、フレキシブル配線基板５１ａ及び接着シート６１ａ，６１ｂが接合（熱圧着）される。この際、フレキシブル配線基板５１ａの下面側配線層５５が最下層の接着シート６１ａの第２ビア導体６２に圧接するとともに、フレキシブル配線基板５１ａの上面側配線層５４が上層側の接着シート６１ｂの第２ビア導体６２に圧接する。よって、第２ビア導体６２、第１ビア導体５７、上面側配線層５４及び下面側配線層５５が互いに電気的に接続され、第１部材１３が形成される。即ち、フレキシブル配線基板５１ａ及び接着シート６１ａ，６１ｂの接合は真空雰囲気下での接合となるため、エアの巻き込みによるボイドの発生を効果的に抑制できる。
【００６２】
次に、下記の要領で第２位置決め工程及び第２接合工程を実施する。なお、第２位置決め工程及び第２接合工程は、第１位置決め工程及び第１接合工程の前に行ってもよい。また、第１位置決め工程及び第１接合工程と同時に行うようにすれば、工数が少なくなり、確実に低コスト化を達成することができる。
【００６３】
第２位置決め工程では、まず、平板状の下治具１１１上に、フレキシブル配線基板５１ｂを載置する。この場合、フレキシブル配線基板５１ｂの外周部分には、下治具１１１に突設された複数の位置決めピン１１５が挿通される。これにより、フレキシブル配線基板５１ｂの平面方向への位置ずれが防止される。そして、下治具１１１の上にスペーサ１１２を載置する。なお、スペーサ１１２の板厚は、２枚のフレキシブル配線基板５１ｂ，５１ｃと２枚の接着シート６１ｃ，６１ｄとからなる積層部の高さと略等しくなっている。また、スペーサ１１２には複数の位置決めピン１１５が挿通されている。このため、スペーサ１１２の平面方向への位置ずれが防止される。次に、フレキシブル配線基板５１ｂ上に、接着シート６１ｃ、フレキシブル配線基板５１ｃ、接着シート６１ｄを順番に重ねる。これにより、フレキシブル配線基板５１ｃと接着シート６１ｃ，６１ｄとが交互に位置するようになる。その後、接着シート６１ｄ及びスペーサ１１２上に平板状の上治具１１４を載置する（図９参照）。なお、上記の下治具１１１は、同下治具１１１の上面側に、クッション材１１３を貼り付けた構造となっており、上治具１１４は、同上治具１１４の下面側に、クッション材１１６を貼り付けた構造となっている。従って、接着シート６１ｄから突出する第２ビア導体６２は、弾性体であるクッション材１１６に接触し、フレキシブル配線基板５１ｂの下面側配線層５５は、クッション材１１３に接触するようになっている。このとき、クッション材１１６は弾性変形して接着シート６１ｄ側の凹凸形状に追従し、クッション材１１３は弾性変形してフレキシブル配線基板５１ｂ側の凹凸形状に追従する。これにより、接着シート６１ｄ及びフレキシブル配線基板５１ｂに対して均等に押圧力を付加することができる。なお、上記のような治具を用いて位置決めを行う代わりに、前記ダイマウンタ装置を用いて位置決めを行うことも可能である。
【００６４】
そして次に、第２接合工程（接合工程）を実施する。本実施形態において具体的には、２０Ｔｏｒｒ（≒２６６６Ｐａ）以下の真空下で２６０℃以上の温度となるように加熱を行いながら積層方向に押圧力（４ＭＰａ）を加える（真空熱プレス）。これに伴い、フレキシブル配線基板５１ｂ及び接着シート６１ｃ，６１ｄが積層方向に沿って押圧されるとともに、熱により接着シート６１ｃ，６１ｄの可塑性が大きくなる。そして、下層側に位置する接着シート６１ｃが、フレキシブル配線基板５１ｂ，５１ｃ同士を接合（熱圧着）する。これにより、第２ビア導体６２、第１ビア導体５７、上面側配線層５４及び下面側配線層５５が互いに電気的に接続され、第２部材１４が形成される。また、第２部材１４に、第２接合面１６にて開口し、ＩＣチップ２１を収容可能な収容空間１３０が形成される。
【００６５】
なお、第２接合工程を実施する際に、ＩＣチップ３１を、接着シート６１ｄを介して最上層に位置するフレキシブル配線基板５１ｃに接合するようにしてもよい。また、ＩＣチップ３１の接合は、第２接合工程の実施後に行われてもよい。
【００６６】
次に、下記の要領で第３位置決め工程及び第３接合工程を実施する。なお、第３位置決め工程及び第３接合工程は、第２位置決め工程及び第２接合工程の前に行ってもよい。また、第２位置決め工程及び第２接合工程と同時に行うようにすれば、工数が少なくなり、確実に低コスト化を達成することができる。
【００６７】
第３位置決め工程では、まず、平板状の下治具１５１上に、第２部材１４の最上層に位置するフレキシブル配線基板５１ｃ及び接着シート６１ｄを載置する。このとき、接着シート６１ｄが上側となるように載置する。この場合、フレキシブル配線基板５１ｃの外周部分には、下治具１５１に突設された複数の位置決めピン１５５が挿通される。これにより、フレキシブル配線基板５１ｃの平面方向への位置ずれが防止される。次に、フレキシブル配線基板５１ｃ上に基板本体９５を載置する。このとき、互いに対向したフレキシブル配線基板５１ｃの上面側配線層５４と、基板本体９５の下面側パッド９９との間に、接着シート６１ｄが位置するようになる。そして、下治具１５１の上にスペーサ１５２を載置する。なお、スペーサ１５２の板厚は、基板本体９５の高さと略等しくなっている。また、スペーサ１５２には複数の位置決めピン１５５が挿通されている。このため、基板本体９５の平面方向への位置ずれが防止される。その後、基板本体９５及びスペーサ１５２上に平板状の上治具１５４を載置する（図１０参照）。
【００６８】
そして次に、第３接合工程を実施する。本実施形態において具体的には、２０Ｔｏｒｒ（≒２６６６Ｐａ）以下の真空下で２６０℃以上の温度となるように加熱を行いながら積層方向に押圧力（４ＭＰａ）を加える（真空熱プレス）。これに伴い、基板本体９５がフレキシブル配線基板５１ｃ側に押圧されるとともに、熱により接着シート６１ｄの可塑性が大きくなる。そして、このような状態の接着シート６１ｄを介して、フレキシブル配線基板５１ｃの基板上面５２側に対して基板本体９５が接合（熱圧着）される。この際、接着シート６１ｄの第２ビア導体６２と基板本体９５の下面側パッド９９とが圧接するとともに、第２ビア導体６２とフレキシブル配線基板５１ｃの上面側配線層５４とが圧接する。よって、基板本体９５の導体柱９６とフレキシブル配線基板５１ｃの上面側配線層５４とが、接着シート６１ｄの第２ビア導体６２を介して互いに電気的に接続される。即ち、フレキシブル配線基板５１ｃに対する基板本体９５の接合は真空雰囲気下での接合となるため、エアの巻き込みによるボイドの発生を効果的に抑制できる。
【００６９】
なお、上記の上治具１５４は、同上治具１５４の下面側に、クッション材１５３を貼り付けた構造となっている。従って、基板本体９５の上面９３に突出する上面側パッド９７は、弾性体であるクッション材１５３に接触するようになっている。このとき、クッション材１５３は弾性変形して基板本体９５側の凹凸形状に追従する。これにより、基板本体９５に対して均等に押圧力を付加することができる。
【００７０】
次に、第１部材１３の下面側に対するはんだペースト印刷を行い、はんだバンプ４９を形成する。このようにすれば、第１接合工程を実施する際にはんだバンプ４９が邪魔にならなくて済む。また、前記第１接合工程後にはんだバンプ形成を行うと、前記第１接合工程前にはんだバンプ形成を行う場合とは異なり、はんだバンプ４９が２６０℃以上の高温に遭遇しにくくなる。従って、必ずしも高融点はんだを選択しなくてもよくなり、はんだ材料の選択の自由度が大きくなる。
【００７１】
もっとも、接着シート６１ａを作製する時点で、はんだバンプ４９を同時に形成し、その後で第１接合工程を実施するようにしてもよい。このようにすれば、電気検査工程にて接着シート６１ａを検査する際に、はんだバンプ４９も含めて検査できるため、はんだバンプ４９に不良が生じた状態で多層配線基板構造体１０が製造されることを防止できる。
【００７２】
また、基板本体９５の上面９３側に複数の電子部品９２を載置する。このとき、電子部品９２側の面接続端子９８と、基板本体９５側の上面側パッド９７とを位置合わせするようにする。そして、加熱して各面接続端子９８をリフローすることにより、面接続端子９８と上面側パッド９７とを接合する（電子部品接合工程）。
【００７３】
その後、第１部材１３の端子接続部５６にＩＣチップ２１を載置する。このとき、ＩＣチップ２１側の面接続端子２２と、フレキシブル配線基板５１ａ側の上面側配線層５４とを位置合わせするようにする。そして、加熱して各面接続端子２２をリフローすることにより、面接続端子２２と上面側配線層５４とを接合する。さらに、第１部材１３と第２部材１４とを積層し、熱圧着させるなどして接合することにより、収容空間１３０の開口部分が塞がれるとともに、積層部１２が形成される。するとこの段階で、複数の機能が集積してシステム化された多層配線基板構造体１０（いわゆるシステム・イン・パッケージ:ＳＩＰ）が完成する。
【００７４】
さらに、積層部１２のはんだバンプ４９と、マザーボード８１側の端子８２とを位置合わせして、マザーボード８１上に多層配線基板構造体１０を載置する。そして、加熱して各はんだバンプ４９をリフローすることにより、はんだバンプ４９と端子８２とを接合する。これにより、多層配線基板構造体１０がマザーボード８１上に搭載される。
【００７５】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００７６】
（１）本実施形態の多層配線基板構造体１０では、熱可塑性樹脂を主体とする接着シート６１ａ〜６１ｄを用いて積層部１２が構成されている。このため、接着性を生じない非熱可塑性樹脂を主体とするフレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃが、接着シート６１ｂ，６１ｃを介して確実に接合される。しかも、フレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃは非熱可塑性樹脂を主体とするため、多層配線基板１１を形成する際などに熱が加わったとしても塑性変形しにくい。よって、寸法安定性の高い多層配線基板１１を得ることができる。また、フレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃの塑性変形に伴う上面側配線層５４及び下面側配線層５５の平面方向への位置ずれを防止できるため、接続信頼性を維持することができる。よって、フレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃを接合した際に各基板５１ａ〜５１ｃ間を確実に導通できるため、多層配線基板１１が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【００７７】
また、比較的薄いフレキシブル基板を用いて構成された多層配線基板１１であるため、リジッド基板を用いた場合に比べて厚み方向（Ｚ方向）に小型化することができる。
【００７８】
（２）本実施形態の多層配線基板構造体１０は、複数のフレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃを有するとともにモジュール配線基板９１を有するため、多機能化を図りやすくなる。ゆえに、１つのシステム化された多層配線基板構造体１０（いわゆるシステム・イン・パッケージ:ＳＩＰ）を実現しやすくなり、付加価値も高くなる。
【００７９】
（３）本実施形態のフレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃは、基板上面５２及び基板下面５３の両方に導体パターン（上面側配線層５４、下面側配線層５５）が形成されている。このため、導体パターンが何ら形成されていない接着シート６１ａ〜６１ｄを用いたとしても、多くの回路を内部に構成すること等が可能となり、付加価値を高めることができる。
【００８０】
（４）本実施形態の接着シート６１ａ〜６１ｄは、熱可塑性樹脂（熱可塑性ポリイミド）からなる絶縁基材を主体として形成されている。よって、例えば、フレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃ及び接着シート６１ａ〜６１ｄが互いに位置ずれした状態で接合されたとしても、接着シート６１ａ〜６１ｄを再度加熱すれば、フレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃから接着シート６１ａ〜６１ｄを剥離できる。このため、フレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃ及び接着シート６１ａ〜６１ｄを容易に接合し直すことが可能となる。同様に、フレキシブル配線基板５１ｃに基板本体９５が位置ずれした状態で接合されたとしても、接着シート６１ｄを再度加熱すれば、基板本体９５を接着シート６１ｄから剥離できる。このため、フレキシブル配線基板５１ｃに基板本体９５を容易に接合し直すことが可能となる。
【００８１】
（５）本実施形態の製造方法では、第１部材１３及び第２部材１４を形成する前に、個別作製工程にてフレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃ及び接着シート６１ａ〜６１ｄを個別に作製するため、これらの電気検査を個別に行うことができる。よって、接合前に不良品を発見してそれを事前に除去することができるため、電気検査に合格したフレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃ及び接着シート６１ａ〜６１ｄのみを接合して第１部材１３及び第２部材１４を形成し、積層部１２を形成することができる。従って、多層配線基板１１が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【００８２】
（６）本実施形態の製造方法では、接着シート６１ｂを介してフレキシブル配線基板５１ａ，５１ｂ同士が接合されるばかりでなく、第２ビア導体６２を介してフレキシブル配線基板５１ｂの下面側配線層５５とフレキシブル配線基板５１ａの上面側配線層５４とが電気的に接続される。また、接着シート６１ｃを介してフレキシブル配線基板５１ｂ，５１ｃ同士が接合されるばかりでなく、第２ビア導体６２を介してフレキシブル配線基板５１ｃの下面側配線層５５とフレキシブル配線基板５１ｂの上面側配線層５４とが電気的に接続される。このため、積層部１２全体を貫通するスルーホール導体を基板接合後に形成しなくてもよくなる。また、フレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃ及び接着シート６１ａ〜６１ｄをあらかじめ完成させた状態で接合することが可能となる。よって、基板接合前の段階で不良品を除去しやすくなり、不良品発生率が低くて歩留まりの高い多層配線基板構造体１０を得ることができる。
【００８３】
（７）本実施形態の製造方法では、フレキシブル配線基板５１ａの端子接続部５６にＩＣチップ２１を実装する前の時点で第１接合工程を実施しているため、上治具１０４の荷重がＩＣチップ２１に加わることがない。ゆえに、ＩＣチップ２１のクラックの発生を確実に防止することができる。また、本実施形態では、基板本体９５の上面側パッド９７に電子部品９２を実装する前の時点で第３接合工程を実施しているため、上治具１５４の荷重が電子部品９２に加わることがない。ゆえに、電子部品９２のクラックの発生を確実に防止することができる。
【００８４】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００８５】
・上記実施形態の積層部１２において、最上層及び最下層に位置する接着シート６１ａ，６１ｄはなくてもよい。この場合、フレキシブル配線基板５１ｃの上面側配線層５４と基板本体９５の下面側パッド９９との接続は、例えば、下面側パッド９９上にはんだバンプを設け、そのはんだバンプをリフローさせることなどによって行われる。また、多層配線基板構造体１０のマザーボード８１への搭載は、最下層に位置するフレキシブル配線基板５１ａの下面側配線層５５上にはんだバンプ４９を設け、そのはんだバンプ４９をリフローさせることなどによって行われる。
【００８６】
・上記実施形態では、フレキシブル配線基板５１ａ，５１ｂ同士が１枚の接着シート６１ｂを介して接合（熱圧着）され、フレキシブル配線基板５１ｂ，５１ｃ同士が１枚の接着シート６１ｄを介して接合（熱圧着）されていた（図９参照）。しかし、フレキシブル基板同士を２枚以上の接着シートを介して接合してもよい。例えば図１５に示されるように、フレキシブル配線基板５１ａ，５１ｂ同士を３枚の接着シート６１ｂを介して接合してもよい。
【００８７】
・上記実施形態では、積層部１２が第１部材１３と第２部材１４とに分割可能となっており、第２部材１４に、第２接合面１６にて開口する収容空間１３０が形成されていた。しかし、図１２に示されるように、第１部材１３に第１接合面１５にて開口する収容空間１３０を形成してもよい。また、図１３に示されるように、第１部材１３に第１接合面１５にて開口する収容凹部１３３を形成するとともに、第２部材１４に第２接合面１６にて開口する収容凹部１３４を形成し、第１部材１３及び第２部材１４を接合した際に両収容凹部１３３，１３４からなる空間を収容空間１３０としてもよい。
【００８８】
・図１４，図１６に示されるように、収容空間１３０を、積層部１２の上面にて開口するように形成してもよい。
【００８９】
・図１６に示されるように、積層部１２の最上層に位置するフレキシブル配線基板５１ｃ及び接着シート６１ｄを延長し、フレキシブル配線基板５１ｃ及び接着シート６１ｄの延長部分を上側に１８０°屈曲させてもよい。そして、図１７に示されるように、その延長部分を、積層部１２の最上層に位置する接着シート６１ｄの上面６４に貼付し、収容空間１３０の開口部分を塞いでもよい。このようにすれば、ＩＣチップ２１を埋設状態で収容することができる。また、延長部分を構成するフレキシブル配線基板５１ｃに対して、モジュール配線基板９１（基板本体９５）を接合することができる。また、基板本体９５が積層部１２によって支持されるため、基板本体９５の接続信頼性が高くなる。
【００９０】
・上記実施形態では、フレキシブル配線基板５１ａ及び接着シート６１ａ，６１ｂを積層した状態で接合することにより、第１部材１３を形成していた。また、フレキシブル配線基板５１ｂ，５１ｃ及び接着シート６１ｃ，６１ｄを積層した状態で接合することにより、第２部材１４を形成していた。そして、第１部材１３及び第２部材１４を積層した状態で接合することにより、積層部１２を形成していた。即ち、積層部１２は、２段階の接合工程を実施することにより形成されていた。
【００９１】
しかし、フレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃ及び接着シート６１ａ〜６１ｄを全て積層した状態で接合することにより、積層部１２を形成してもよい。このようにすれば、接合工程を１回実施するだけで積層部１２を形成することができる。よって、工数が少なくなり、生産効率の向上及び製造コストの低減が達成しやすくなる。また、フレキシブル配線基板５１ａ〜５１ｃ及び接着シート６１ａ〜６１ｄを１枚ずつ積層して接合する工程を繰り返すことにより、積層部１２を形成してもよい。
【００９２】
次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００９３】
（１）第１ビア導体及び基板平面方向に延びる導体パターンを有し、非熱可塑性樹脂を主体とするフレキシブル基板と、第２ビア導体を有し、熱可塑性樹脂を主体とする接着シートとを積層してなる積層部を備える多層配線基板であって、前記第２ビア導体が、前記第１ビア導体及び前記導体パターンのうちの少なくともいずれか一方に電気的に接続され、前記積層部に、半導体回路素子を埋設状態で収容可能な収容部が形成され、前記収容部の内面に、前記半導体回路素子の有する複数の端子が接続可能な複数の端子接続部が形成されていることを特徴とする多層配線基板。
【００９４】
（２）第１ビア導体及び基板平面方向に延びる導体パターンを有し、非熱可塑性樹脂を主体とするフレキシブル基板と、第２ビア導体を有し、熱可塑性樹脂を主体とする接着シートとを有し、前記接着シートと複数の前記フレキシブル基板とを積層してなる積層部を備える多層配線基板であって、前記第２ビア導体が、前記第１ビア導体及び前記導体パターンのうちの少なくともいずれか一方に電気的に接続され、前記積層部に、素子を収容可能な収容部が形成され、前記収容部の内面に、前記素子の有する複数の端子が接続可能な複数の端子接続部が形成されていることを特徴とする多層配線基板。
【００９５】
（３）第１ビア導体及び基板平面方向に延びる導体パターンを有し、非熱可塑性樹脂を主体とするフレキシブル基板と、熱可塑性樹脂を主体とするとともに、第２ビア導体を有し、シート平面方向に延びる導体パターンを有しない接着シートとを積層してなる積層部を備える多層配線基板であって、前記第２ビア導体が、前記第１ビア導体及び前記フレキシブル基板の導体パターンのうちの少なくともいずれか一方に電気的に接続され、前記積層部に、素子を収容可能な収容部が形成され、前記収容部の内面に、前記素子の有する複数の端子が接続可能な複数の端子接続部が形成されていることを特徴とする多層配線基板。
【００９６】
（４）第１ビア導体及び基板平面方向に延びる導体パターンを有し、非熱可塑性樹脂を主体とするフレキシブル基板と、第２ビア導体を有し、熱可塑性樹脂を主体とする接着シートとを積層してなる積層部を備える多層配線基板であって、前記第２ビア導体が、前記第１ビア導体及び前記導体パターンのうちの少なくともいずれか一方に電気的に接続され、前記積層部に、同積層部の外面にて開口し、素子を収容可能な収容部が形成され、前記収容部の内面に、前記素子の有する複数の端子が接続可能な複数の端子接続部が形成されており、前記積層部を構成する少なくとも１枚の前記フレキシブル基板は、平面方向に張り出す張出部を有しており、前記張出部を折り曲げて前記収容部の開口部を覆うことにより、前記素子が埋設可能となることを特徴とする多層配線基板。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本実施形態において、多層配線基板などからなる多層配線基板構造体を示す概略断面図。
【図２】多層配線基板構造体の構成を示す分解断面図。
【図３】接着シートの作製過程において、接着性有機材料シートを示す概略断面図。
【図４】接着シートの作製過程において、接着性有機材料シートにビア孔を形成する工程を示す概略断面図。
【図５】接着シートの作製過程において、ビア孔内に第２ビア導体を形成する工程を示す概略断面図。
【図６】接着シートの作製過程において、接着性有機材料シートにビア孔及び貫通孔を形成する工程を示す概略断面図。
【図７】接着シートの作製過程において、ビア孔内に導体柱を形成する工程を示す概略断面図。
【図８】多層配線基板構造体の製造過程において、フレキシブル配線基板及び接着シートを接合して第１部材を形成するときの様子を示す概略断面図。
【図９】多層配線基板構造体の製造過程において、フレキシブル配線基板及び接着シートを接合して第２部材を形成するときの様子を示す概略断面図。
【図１０】多層配線基板構造体の製造過程において、フレキシブル配線基板及び基板本体を互いに接合するときの様子を示す概略断面図。
【図１１】第１部材及び第２部材を接合して積層部を形成するときの様子を示す概略断面図。
【図１２】他の実施形態において、第１部材及び第２部材を接合して積層部を形成するときの様子を示す概略断面図。
【図１３】他の実施形態において、第１部材及び第２部材を接合して積層部を形成するときの様子を示す概略断面図。
【図１４】他の実施形態における積層部を示す概略断面図。
【図１５】他の実施形態における積層部を示す概略断面図。
【図１６】他の実施形態における多層配線基板構造体を示す概略断面図。
【図１７】他の実施形態における多層配線基板構造体を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００９８】
１０…多層配線基板構造体
１１…多層配線基板
１２…積層部
１３…第１部材
１４…第２部材
１５…第１接合面
１６…第２接合面
２１…素子としてのＩＣチップ
２２…素子の有する複数の端子としての面接続端子
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ…フレキシブル基板としてのフレキシブル配線基板
５２…基板第１主面としての基板上面
５３…基板第２主面としての基板下面
５４…導体パターンとしての上面側配線層
５５…導体パターンとしての下面側配線層
５６…端子接続部
５７…第１ビア導体
５９…張出部
６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ…接着シート
６２…第２ビア導体
１３０…収容部としての収容空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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