(57)【要約】【課題】  歩留を向上でき、且つ、電気素子と導体パターンとの電気的な接続信頼性を向上できる多層基板及びその製造方法を提供すること。【解決手段】  熱可塑性樹脂１０中に電気素子３０が配置され、当該電気素子３０の電極３１が、ビアホール１３内に充填された接続材料１４を介して、熱可塑性樹脂１０に配置された導体パターン２０，２０ａと電気的に接続されてなる多層基板１００であって、熱可塑性樹脂１０を、予め電気素子３０が搭載されたベースフィルム１１と、樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃを積層して構成し、ベースフィルム１１のガラス転移点乃至融点（弾性率の低下する温度）が、樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃのガラス転移点乃至融点（弾性率の低下する温度）より高くなるように、ベースフィルム１１と樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃに異なる構成材料を適用した。【選択図】        図３
2006093439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂中に電気素子が配置され、当該電気素子の電極が、ビアホール内に充填された接続材料を介して、前記熱可塑性樹脂に配置された導体パターンと電気的に接続されてなる多層基板であって、
前記熱可塑性樹脂は、電極形成面を当接面として前記電気素子が搭載されたベースフィルムを含む複数の樹脂フィルムを積層して構成され、
前記ベースフィルムのガラス転移点乃至融点が、それ以外の前記樹脂フィルムのガラス転移点乃至融点よりも高いことを特徴とする多層基板。
【請求項２】
前記電気素子が、前記熱可塑性樹脂の内部に設けられた空間部に収納されてなることを特徴とする請求項１に記載の多層基板。
【請求項３】
前記ベースフィルムは、複数の熱可塑性樹脂フィルムを積層してなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多層基板。
【請求項４】
熱可塑性樹脂からなり、少なくとも片面に導体パターンが形成された樹脂フィルムを含む複数枚の樹脂フィルムを積層するとともに、前記樹脂フィルムの間に電気素子を配置して、積層体を形成する積層工程と、
前記積層体を熱プレス板によって上下両面から加圧しつつ加熱して、各樹脂フィルムを相互に接着する接着工程を備え、前記電気素子を内蔵する多層基板の製造方法であって、
前記樹脂フィルムは、前記電気素子の電極に対応して形成され、接続材料の充填されたビアホールを有するベースフィルムを含み、
前記積層工程の前に、前記電気素子を配置する位置に対応して、前記樹脂フィルムに前記電気素子の外形と略同一寸法の貫通孔、若しくは、溝部を形成する準備工程と、前記接続材料に対して前記電極が位置するように位置決めし、前記電気素子側から加圧しつつ加熱して前記電気素子を前記ベースフィルムに固定する前接着工程をさらに備え、
前記積層工程において、前記電気素子の固定された前記ベースフィルムを、それ以外の前記樹脂フィルムとともに積層することを特徴とする多層基板の製造方法。
【請求項５】
前記ベースフィルムのガラス転移点乃至融点が、それ以外の前記樹脂フィルムのガラス転移点乃至融点よりも高く、
前記接着工程における加熱温度が、それ以外の前記樹脂フィルムのガラス転移点乃至融点以上、前記ベースフィルムのガラス転移点乃至融点未満の範囲で設定されることを特徴とする請求項４に記載の多層基板の製造方法。
【請求項６】
前記ベースフィルムは、複数の熱可塑性樹脂フィルムを積層し、相互に接着してなることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の多層基板の製造方法。
【請求項７】
前記前接着工程の前に、複数の前記熱可塑性樹脂フィルムを積層し、熱プレス板によって前記熱可塑性樹脂フィルムのガラス転移点乃至融点以上の温度条件で加圧しつつ各熱可塑性樹脂フィルムを相互に接着し、その後、接着された各熱可塑性樹脂フィルムからなる積層体の表層に、前記電気素子の電極に対応して、接続材料の充填された前記ビアホールを形成することを特徴とする請求項６に記載の多層基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂中に電気素子が配置され、当該電気素子の電極が、ビアホール内に充填された接続材料を介して、熱可塑性樹脂に配置された導体パターンと電気的に接続されてなる多層基板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂中に電気素子が配置され、当該電気素子の電極が、ビアホール内に充填された接続材料を介して、熱可塑性樹脂に配置された導体パターンと電気的に接続されてなる多層基板及びその製造方法として、本出願人は例えば特許文献１を開示している。
【０００３】
特許文献１に示される多層基板（プリント基板）の製造方法は、先ず熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムに、電気素子を配置する位置に対応して電気素子の外形と略同一寸法の貫通孔を形成し、この樹脂フィルムを含む複数枚の樹脂フィルムを積層するとともに、貫通孔内に電気素子を配置して積層体を形成する。そして、積層体を熱プレス板によって上下両面から加圧しつつ加熱することにより、相互に接着した樹脂フィルムによって電気素子が封止され、ビアホール内の接続材料を介して電気素子の電極と導体パターンが電気的に接続されてなる多層基板が形成される。
【特許文献１】特開２００３−８６９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示される多層基板の製造方法によると、電気素子の電気特性を電気素子単体で事前に確認できない構成（例えば電極が狭ピッチのベアチップ）の場合、多層基板の形成前に欠陥のある電気素子を除外することができないため、多層基板の製造歩留が低下する恐れがある。
【０００５】
また、貫通孔に電気素子を配置することにより、接続材料の充填されたビアホールに対して電極が位置決めされ、この位置決め状態で加圧・加熱することにより、電気素子が樹脂フィルムに固定される。従って、貫通孔の形状やクリアランスによっては、接続材料に対する電気素子の位置がずれ、電気素子と導体パターンとの電気的な接続信頼性が低下する恐れがある。
【０００６】
また、熱プレス板によって加圧しつつ加熱する際に、電気素子の電極と接続される接続材料の充填されたビアホールを有する樹脂フィルムも他の樹脂フィルム同様軟化されて流動する。従って、熱可塑性樹脂の流動とともに接続材料の位置がずれるので、電気素子と導体パターンとの電気的な接続信頼性が低下する恐れがある。特に、電気素子の電極ピッチが狭いものほどショート等が生じやすく、電気的な接続信頼性が低下しやすい。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑み、歩留を向上でき、且つ、電気素子と導体パターンとの電気的な接続信頼性を向上できる多層基板及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】
【０００８】
上記目的を達成する為に請求項１〜３に記載の発明は、熱可塑性樹脂中に電気素子が配置され、当該電気素子の電極が、ビアホール内に充填された接続材料を介して、熱可塑性樹脂に配置された導体パターンと電気的に接続されてなる多層基板に関するものである。
【０００９】
先ず、請求項１に記載のように、熱可塑性樹脂は、電極形成面を当接面として電気素子が搭載されたベースフィルムを含む複数の樹脂フィルムを積層して構成され、ベースフィルムのガラス転移点乃至融点が、それ以外の樹脂フィルムのガラス転移点乃至融点よりも高いことを特徴とする。
【００１０】
このように本発明によると、電気素子が搭載されたベースフィルムを含む複数の樹脂フィルムを積層して熱可塑性樹脂が構成されている。従って、電気素子単体で電気素子の電気特性を確認できない構成（例えば電極が狭ピッチのベアチップ）であっても、電気素子がベースフィルムに搭載された状態で電気特性を確認することできる。すなわち、本発明の構成であれば、予め欠陥のある電気素子は除外することができるので、歩留を向上することができる。
【００１１】
また、ベースフィルムのガラス転移点乃至融点（弾性率が低下する温度）がそれ以外の樹脂フィルムのガラス転移点乃至融点（弾性率が低下する温度）よりも高いと、電気素子が搭載されたベースフィルムを含む複数の樹脂フィルムを積層し、熱プレス板により加圧・加熱して多層基板を形成する際に、ベースフィルムの軟化による流動を、少なくともそれ以外の樹脂フィルムの軟化による流動よりも抑制することが可能となる。これにより、本発明の多層基板は、ベースフィルムの流動に伴う接続材料の位置ずれが抑制されており、従来よりも電気素子と導体パターンとの電気的な接続信頼性が向上されている。このような構成であると、電気素子の電極と接続材料が充填されたビアホールとの位置精度を向上できるので、電子部品の電極の狭ピッチ化に対応可能となる。
【００１２】
また、請求項２に記載のように、電気素子が、熱可塑性樹脂の内部に設けられた空間部に収納されると、電気素子を内蔵することによる多層基板の変形や、それに伴う導体パターンの断線等を防ぐことができる。
【００１３】
尚、電気素子は、空間部に収納される前に、ベースフィルムに搭載されている。すなわち、接続材料に対する電気素子の位置決めにおいて、空間部の形状やクリアランスの影響を受けないので、電気素子を空間部に収納する構成でありながら、電気素子と導体パターンとの電気的な接続信頼性を向上できる。
【００１４】
尚、電気素子の搭載されたベースフィルムは、１枚の熱可塑性樹脂フィルムにより構成されても良いし、請求項３に記載のように複数の熱可塑性樹脂フィルムを積層して構成されても良い。積層枚数は特に限定されるものではない。
【００１５】
次に、請求項４〜７に記載の発明は、熱可塑性樹脂からなり、少なくとも片面に導体パターンが形成された樹脂フィルムを含む複数枚の樹脂フィルムを積層するとともに、樹脂フィルムの間に電気素子を配置して、積層体を形成する積層工程と、積層体を熱プレス板によって上下両面から加圧しつつ加熱して、各樹脂フィルムを相互に接着する接着工程を備え、電気素子を内蔵する多層基板の製造方法に関するものである。
【００１６】
先ず、請求項４に記載のように、樹脂フィルムは、電気素子の電極に対応して形成され、接続材料の充填されたビアホールを有するベースフィルムを含み、積層工程の前に、電気素子を配置する位置に対応して、樹脂フィルムに電気素子の外形と略同一寸法の貫通孔、若しくは、溝部を形成する準備工程と、接続材料に対して電極が位置するように位置決めし、電気素子側から加圧しつつ加熱して電気素子をベースフィルムに固定する前接着工程をさらに備え、積層工程において、電気素子の固定されたベースフィルムを、それ以外の樹脂フィルムとともに積層することを特徴とする。
【００１７】
このように本発明によると、電気素子の電極に対応して形成され、接続材料の充填されたビアホールを有するベースフィルムに電気素子を固定した後、当該ベースフィルムを含む複数枚の樹脂フィルムを積層し、加圧・加熱して多層基板を形成する。従って、電気素子単体で電気素子の電気特性を確認できない構成（例えば電極が狭ピッチのベアチップ）であっても、積層工程前に、電気素子がベースフィルムに固定された状態で電気特性を確認することできる。すなわち、本発明の製造方法によれば、予め欠陥のある電気素子は除外することができるので、多層基板の製造歩留を向上することができる。
【００１８】
また、電気素子は、樹脂フィルムに形成された貫通孔、若しくは、溝部に配置される前に、ベースフィルムに固定される。すなわち、接続材料に対する電気素子の電極位置決めにおいて、貫通孔、若しくは、溝部の形状やクリアランスの影響を受けないので、電気素子を貫通孔、若しくは、溝部に収納する構成でありながら、電気素子と導体パターンとの電気的な接続信頼性を向上できる。
【００１９】
請求項５に記載のように、ベースフィルムのガラス転移点乃至融点が、それ以外の樹脂フィルムのガラス転移点乃至融点よりも高く、接着工程における加熱温度が、それ以外の樹脂フィルムのガラス転移点乃至融点以上、ベースフィルムのガラス転移点乃至融点未満の範囲で設定されることが好ましい。
【００２０】
この場合、電気素子が搭載されたベースフィルムを含む複数の樹脂フィルムを積層し、熱プレス板により加圧・加熱して多層基板を形成する際に、ベースフィルムの軟化（流動）を抑制することができる。すなわち、ベースフィルムの流動に伴う接続材料の位置ずれを抑制できるので、従来よりも電気素子と導体パターンとの電気的な接続信頼性をより向上することができる。また、電気素子の電極と接続材料が充填されたビアホールとの位置精度を向上できるので、電極が狭ピッチの電子部品にも対応することができる。
【００２１】
電気素子の搭載されたベースフィルムは、１枚の熱可塑性樹脂フィルムにより構成されても良いし、請求項６に記載のように複数の熱可塑性樹脂フィルムを積層して構成されても良い。積層枚数は特に限定されるものではない。
【００２２】
ベースフィルムが複数の熱可塑性樹脂フィルムを積層して構成される場合、請求項７に記載のように、前接着工程の前に、複数の熱可塑性樹脂フィルムを積層し、熱プレス板によって熱可塑性樹脂フィルムのガラス転移点乃至融点以上の温度条件で加圧しつつ各フィル熱可塑性樹脂フィルムを相互に接着し、その後、接着された各熱可塑性樹脂フィルムからなる積層体の表層に、電気素子の電極に対応して、接続材料の充填されたビアホールを形成することが好ましい。このようにして電気素子が固定されるベースフィルムを形成すると、接続材料の位置ずれを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。尚、以下の実施形態に示す多層基板及びその製造方法については、本出願人が先に特開２００３−８６９４９号公報等に示した熱可塑性樹脂からなる多層基板（プリント基板、回路基板）、及び／又は、多層基板の製造方法と共通するところが多いので、以下共通部分については詳しい説明は省略し、特徴部分を重点的に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態における多層基板の概略構成を示す断面図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態における多層基板１００は、熱可塑性樹脂１０と、熱可塑性樹脂１０に多層に積層配置された導体パターン２０と、熱可塑性樹脂１０中に配置され、導体パターン２０と電気的に接続された、例えば抵抗体、コンデンサ、フィルタ、ＩＣ等の電気素子３０とにより構成される。
【００２５】
熱可塑性樹脂１０は、電気素子３０を搭載するベースフィルム１１を含む複数の樹脂フィルムを積層し、相互に接着して構成されている。本実施形態におけるベースフィルム１１は、片面に導体パターン２０が設けられた２枚の熱可塑性樹脂フィルムを積層接着して形成されている。そして、２枚の熱可塑性樹脂フィルムが積層接着された状態で、導体パターン２０を底部とするビアホール１３内に充填された接続材料１４を介して、導体パターン２０間、及び、導体パターン２０と電気素子３０の電極３１が電気的に接続されている。尚、図１中において、符号２０ａは、導体パターン２０のうち、多層基板１００の表層に配置された電極としてのランドであり、電気素子３０の電極３１は、接続材料１４を介してベースフィルム１１の表面に設けられたランド２０ａ（図１中においては電気素子搭載面の裏面側）と電気的に接続されている。
【００２６】
ベースフィルム１１以外の樹脂フィルムは、片面に導体パターン２０が設けられた３枚の樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃにより構成されている。３枚の樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃは相互に接着され、各導体パターン２０は、導体パターン２０を底部とするビアホール１３内に充填された接続材料１４を介して電気的に接続されている。尚、３枚の樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃのうち、２枚の樹脂フィルム１２ｂ，１２ｃには、電気素子３０の外形と略同一寸法の貫通孔が設けられており、電気素子３０は、３枚の樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃ及びベースフィルム１１の電気素子搭載面によって構成される空間部４０に収納され、熱可塑性樹脂１０によって封止されている。
【００２７】
このように、本実施形態における多層基板１００において、熱可塑性樹脂１０は電気素子３０が搭載されたベースフィルム１１を含む複数の樹脂フィルム１１，１２ａ〜１２ｃを積層して構成されている。そして、電気素子３０の電極３１は、ベースフィルム１１表面のランド２０ａと電気的に接続されている。従って、例えば電極が狭ピッチのベアチップのように、電気素子３０単体でその電気特性を確認できない構成であっても、多層基板１００を形成する前に、電気素子３０がベースフィルム１１に搭載された状態でランド２０ａを介して電気特性を確認することができる。すなわち、本実施形態の構成であれば、予め欠陥のある電気素子３０を除外することができるので、多層基板１００の歩留を向上することができる。その詳細は、製造方法において説明する。尚、ランド２０ａには、多層基板１００の状態で図示されない電子部品（抵抗、コンデンサ、ＩＣ等）が搭載されている。
【００２８】
また、電気素子３０は、予めベースフィルム１１に搭載されており、ベースフィルム１１に対する電気素子３０の位置決めの際に、空間部４０の形状やクリアランスの影響を受けないので、電気素子３０を空間部４０に収納する構成でありながら、電気素子３０と導体パターン２０との電気的な接続信頼性を向上できる。これについても、詳細を製造方法において説明する。
【００２９】
尚、熱可塑性樹脂１０を構成するベースフィルム１１及び樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃの構成材料は特に限定されるものでない。しかしながら、本実施形態においては、電気素子３０が搭載されたベースフィルム１１のガラス転移点乃至融点（弾性率の低下する温度）が、樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃのガラス転移点乃至融点（弾性率の低下する温度）より高くなるように、ベースフィルム１１と樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃが異なる構成材料により構成されている。
【００３０】
具体的には、ベースフィルム１１が液晶ポリマー（ＬＣＰ）のタイプ１型（融点３２０℃）により構成され、樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃがＬＣＰのタイプ１．５型（タイプ１型と２型の中間。例えば融点２８５℃）により構成されている。従って、電気素子３０が搭載されたベースフィルム１１と樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃを積層し、熱プレス板により加圧・加熱して多層基板１００を形成する際に、加熱温度を樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃのガラス転移点乃至融点以上、ベースフィルム１１のガラス転移点乃至融点未満とすることで、ベースフィルム１１の軟化による流動を、樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃの軟化による流動よりも抑制することができる。従って、電気素子３０と導体パターン２０との電気的な接続信頼性をより向上することができる。これについても、詳細を製造方法において説明する。
【００３１】
次に、本実施形態に示す多層基板１００の製造方法について、図２（ａ）〜（ｄ）及び図３（ａ）〜（ｃ）に基づき説明する。図２（ａ）〜（ｄ）は、電気素子３０が搭載されたベースフィルム１１の製造方法を示す工程別断面図であり、（ａ）は準備工程、（ｂ）は加圧・加熱工程、（ｃ）は電気素子３０接続用のビアホール形成工程、（ｄ）は電気素子３０を搭載する工程である。図３（ａ）〜（ｃ）は、形成された電気素子３０が搭載されたベースフィルム１１を用いて多層基板１００を形成する方法を示す工程別断面図であり、（ａ）は準備工程、（ｂ）は積層工程、（ｃ）は接着工程後を示している。
【００３２】
先ず電気素子３０が搭載されたベースフィルム１１の製造方法について説明する。図２（ａ）に示すように、熱可塑性樹脂からなり、片面に導体箔を備える樹脂フィルムを少なくとも１枚準備する（本例においては２枚の樹脂フィルム１１ａ，１１ｂを準備する）。そして、導体箔を所望のパターンにエッチングすることにより、導体パターン２０（電極としてのランド２０ａを含む）を形成する。本実施形態においては、電気素子３０として電極３１が狭ピッチ化されたＩＣチップを適用するので、ランド２０ａのピッチが、電気素子３０の電極ピッチよりも広くなるように、導体パターン２０（ランド２０ａを含む）を形成する。また、樹脂フィルム１１ａ，１１ｂの構成材料として厚さ５０μｍのタイプ１型ＬＣＰ（融点３２０℃）を用い、導体箔としてＣｕ箔を用いるものとする。尚、導体パターン２０は、導体箔のエッチング以外にも、印刷法やメッキ法を用いて形成することもできる。
【００３３】
導体パターン２０形成後、図２（ａ）に示すように、樹脂フィルム１１ｂに対してランド２０ａの裏面側から例えば炭酸ガスレーザを照射し、ランド２０ａを底面とする有底孔のビアホール１３を形成する。ビアホール１３の形成には、炭酸ガスレーザ以外にもＵＶ−ＹＡＧレーザやエキシマレーザ等を用いることが可能である。その他にもドリル加工等により機械的にビアホールを形成することも可能であるが、小径でかつランド２０ａを傷つけないように加工することが必要とされるため、レーザによる加工法を選択することが好ましい。
【００３４】
ビアホール１３の形成が完了すると、ビアホール１３内に接続材料１４である導電性ペーストを充填する。この導電性ペーストは、スズ粒子が略３５ｗｔ％を占めるようにスズ粒子と銀粒子とを混合し、有機溶剤（例えばテルピネオール）を加えてペースト化したものである。導電性ペーストの充填には、スクリーン印刷機やディスペンサ等を適用することができる。尚、スズ粒子、銀粒子として、平均粒径が０．５〜２０μｍ、比表面積が０．１〜１．５ｍ2／ｇの範囲にあるものを用いると、層間接続信頼性を向上できる。また、導電性ペーストは、ビアホール１３内に充填された後、所定時間加熱されて有機溶剤が乾燥される。
【００３５】
そして、樹脂フィルム１１ａの導体パターン形成面と樹脂フィルム１１ｂのランド形成面の裏面が相対するように２枚の樹脂フィルム１１ａ，１１ｂを積層し、積層体の上下両面から図示されない熱プレス機により加圧しつつ加熱する加圧・加熱工程が実施される。このとき加熱温度は、樹脂フィルム１１ａ，１１ｂの弾性率が低下する温度（ガラス転移点乃至融点）以上とする。本実施形態においては、１〜１０ＭＰａ圧力で加圧しつつ、数十秒間、３２０℃の温度で加熱した。
【００３６】
この結果、図２（ｂ）に示すように、各樹脂フィルム１１ａ，１１ｂは軟化されて互いに接着し、一体化したベースフィルム１１となる。また、ビアホール１３内の接続材料１４は、焼結して一体化した導電性組成物となるとともに、さらに隣接する導体パターン２０及びランド２０ａと拡散接合する。
【００３７】
より具体的には、接続材料１４としてビアホール１３内に充填され、乾燥された導電性ペーストは、スズ粒子と銀粒子とが混合された状態にある。この導電性ペーストが加熱されると、融点が２３２℃であるスズ粒子は融解し、融点が９６１℃である銀粒子の外周を被うように付着する。そして、さらに加熱が継続すると、融解したスズが銀粒子の表面から拡散を始め、スズと銀の合金（融点４８０℃）が形成される。このとき、導電性ペーストには、圧力が印加されているため、スズと銀の合金形成に伴い、ビアホール１３内には、接続材料１４として焼結により一体化した合金からなる導電性組成物が形成される。
【００３８】
さらに、この導電性組成物は導体パターン２０及びランド２０ａに圧接されているので、導電性組成物中のスズ成分と、導体パターン２０及びランド２０ａを構成する銅箔の銅成分とが相互に固相拡散し、導電性組成物と導体パターン２０及びランド２０ａとの界面に固相拡散層を形成して電気的に接続する。
【００３９】
次に、熱プレス後の冷却を経て、樹脂フィルム１１ａに対して、図２（ｃ）に示すように、電気素子３０の電極３１に対応する位置に導体パターン２０の裏面側から例えば炭酸ガスレーザを照射し、導体パターン２０を底面とする有底孔のビアホール１３を形成する。そして、ビアホール１３内に接続材料１４である導電性ペーストを充填する。尚、導電性ペーストの構成材料及び充填方法は、上記と同様である。
【００４０】
このように、本実施形態においては、２枚の樹脂フィルム１１ａ，１１ｂを熱プレスしてベースフィルム１１を形成した後に、電気素子３０の電極３１と接続する接続材料１４の充填されたビアホール１３を形成する。すなわち、電気素子３０の電極３１と接続する接続材料１４の充填されたビアホール１３が、加圧・加熱工程における樹脂フィルム１１ａの軟化による流動の影響を受けないので、電気素子３０の電極３１に対するビアホール１３の位置精度を向上できる。従って、後述する電気素子３０を搭載した際に、電気素子３０の電極３１とビアホール１３に充填された接続材料１４との電気的な接続信頼性を向上できる。
【００４１】
そして、図２（ｄ）に示すように、樹脂フィルム１１ａに形成されたビアホール１３に対して電気素子３０の電極３１が位置するように、電気素子３０がベースフィルム１１に対して位置決め載置され、この位置決め載置状態で電気素子３０側から加圧・加熱して、ベースフィルム１１に電気素子３０を搭載する。この搭載工程が、特許請求の範囲に示す前接着工程である。
【００４２】
加圧・加熱条件としては、電気素子３０をベースフィルム１１上に固定でき、電極３１と導体パターン２０（ランド２０ａ）が、接続材料１４を介して電気的に接続されれば良い。具体的には、例えばパルスヒート方式の熱圧着ツール（図示せず）を用いて２５０〜３２０℃の温度に加熱し、数〜数十秒間、１〜１０ＭＰａの圧力で加圧して、電気素子３０をベースフィルム１１に押し付ける。この加圧・加熱によって、ベースフィルム１１の表面が軟化されて電気素子３０の電極３１が押し込まれ、電気素子３０の電極形成面がベースフィルム１１の表面（樹脂フィルム１１ａ）に接触した状態で、ビアホール１３内の接続材料１４に挿入配置される。また、電極３１が配置された状態で、ビアホール１３内の接続材料１４が焼結して一体化した導電性組成物となるとともに、ビアホール１３内に配置された電極３１及び隣接する導体パターン２０と拡散接合する。
【００４３】
さらに、加熱により軟化したベースフィルム１１の表面は、電気素子３０の表面にも接着し、電気素子３０の電極３１と接続材料１４との接合部は、ベースフィルム１１の構成材料である熱可塑性樹脂によって気密に封止されることとなる。従って、別途モールド樹脂により接合部を封止する必要がないので、工数を削減でき、製造コストを低減することができる。
【００４４】
尚、本実施形態においては、電気素子３０側からのみ加圧・加熱することにより、電気素子３０と接するベースフィルム１１の表面付近のみを弾性率が低下する温度（ガラス転移点乃至融点）で上昇（すなわち軟化）させ、電気素子３０を固定する。しかしながら、ベースフィルム１１のそれ以外の部位は、弾性率が低下する温度（ガラス転移点乃至融点）まで温度が上昇しないので、ベースフィルム１１の流動による接続材料１４の充填されたビアホール１３の位置ずれを抑制することができる。従って、電気素子３０の電極３１と導体パターン２０（ランド２０ａ）との電気的な接続信頼性を向上することができる。以上の工程により、電気素子３０が搭載されたベースフィルム１１を形成することができる。
【００４５】
このように、本実施形態においては、多層基板１００を形成するに当たり、先ず電気素子３０が搭載されたベースフィルム１１を形成する。従って、例えば電極３１が狭ピッチ化されたベアチップのように、電気素子３０単体でその電気特性を確認できない構成であっても、ベースフィルム１１のランド２０ａを介して電気素子３０の電気特性を確認することができる。すなわち、多層基板１００の形成前に、欠陥のある電気素子３０を確実に除外することができる。
【００４６】
次いで、形成された電気素子３０が搭載されたベースフィルム１１を用いて、多層基板１００を形成する方法について説明する。図３（ａ）に示すように、熱可塑性樹脂からなり、片面に導体箔を備える樹脂フィルムを少なくとも１枚準備する（本例においては３枚の樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃを準備する）。そして、導体箔を所望のパターンにエッチングすることにより、導体パターン２０（電極としてのランド２０ａを含む）を形成する。樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃの構成材料としては、ベースフィルム１１と同じ熱可塑性樹脂を適用することもできるが、本実施形態においては厚さ５０μｍのタイプ１．５型ＬＣＰ（融点２８５℃）を用い、導体箔としてＣｕ箔を用いるものとする。尚、導体パターン２０は、導体箔のエッチング以外にも、印刷法やメッキ法を用いて形成することもできる。
【００４７】
導体パターン２０形成後、図３（ａ）に示すように、樹脂フィルム１２ａ，１２ｂに対して導体パターン２０（ランド２０ａ）の裏面側から例えば炭酸ガスレーザを照射し、導体パターン２０（ランド２０ａ）を底面とする有底孔のビアホール１３を形成する。ビアホール１３の形成には、炭酸ガスレーザ以外にもＵＶ−ＹＡＧレーザやエキシマレーザ等を用いることが可能である。その他にもドリル加工等により機械的にビアホールを形成することも可能であるが、導体パターン２０（ランド２０ａ）を傷つけないように加工することが必要とされるため、レーザによる加工法を選択することが好ましい。
【００４８】
また、樹脂フィルム１２ｂ，１２ｃには、ビアホール１３の形成時に、後述する工程において内蔵される電気素子３０の配置位置に対応して、レーザ加工により電気素子３０の外形と略同一寸法の貫通孔１５を形成する。このように、ビアホール１３の形成と同一工程において貫通孔１５を形成すると、製造工程を簡素化することができる。しかしながら、貫通孔１５は、後述する積層工程までに形成されれば良く、ビアホール１３の形成時とは別に、パンチ加工やルータ加工等により貫通孔１５を形成することもできる。
【００４９】
ビアホール１３の形成が完了すると、ビアホール１３内に接続材料１４である導電性ペーストを充填する。この導電性ペーストは、スズ粒子が略３５ｗｔ％を占めるようにスズ粒子と銀粒子とを混合し、有機溶剤（例えばテルピネオール）を加えてペースト化したものである。導電性ペーストの充填には、スクリーン印刷機やディスペンサ等を適用することができる。尚、スズ粒子、銀粒子として、平均粒径が０．５〜２０μｍ、比表面積が０．１〜１．５ｍ2／ｇの範囲にあるものを用いると、層間接続信頼性を向上できる。また、導電性ペーストは、ビアホール１３内に充填された後、所定時間加熱されて有機溶剤が乾燥される。
【００５０】
樹脂フィルム１２ａ，１２ｂのビアホール１３内への接続材料１４の充填、及び、樹脂フィルム１２ｂ，１２ｃへの貫通孔１５の形成が完了すると、図３（ｂ）に示すように、電気素子３０の搭載されたベースフィルム１１とともに、樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃを積層する。具体的には、樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃは、導体パターン２０（ランド２０ａを含む）が設けられた側を上側とし、樹脂フィルム１２ｃの導体パターン形成面の裏面とベースフィルム１１の電気素子搭載面が相対するように積層する。尚、図３（ｂ）においては、便宜上、ベースフィルム１１、及び各樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃ間を離間させて図示している。
【００５１】
このとき、貫通孔１５の形成された樹脂フィルム１２ｂ，１２ｃ、樹脂フィルム１２ａの導体パターン形成面の裏面、及びベースフィルム１１の電気素子搭載面からなる空間部４０に電気素子３０が収納される。本実施形態においては、積層工程の前に、電気素子３０がベースフィルム１１に固定され、接続材料１４の充填されたビアホール１３に対して電極３１が精度良く位置決めされている。従って、電気素子３０の位置決めに際して、空間部４０の形状やクリアランスの影響を受けることがないので、電気素子３０と導体パターン２０（ランド２０ａ）との電気的な接続信頼性を向上できる。
【００５２】
そして、積層工程後、積層体の上下両面から図示されない熱プレス機により加圧しつつ加熱する接着工程が実施される。
【００５３】
ここで、ベースフィルム１１の弾性率が低下する温度（ガラス転移点乃至融点）が、樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃの弾性率の低下する温度（ガラス転移点乃至融点）よりも高い場合には、接着工程における加熱温度が、樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃの弾性率の低下する温度（ガラス転移点乃至融点）以上、ベースフィルム１１の弾性率が低下する温度（ガラス転移点乃至融点）未満の範囲で設定されることが好ましい。本実施形態においては、ベースフィルム１１がタイプ１型ＬＣＰ（融点３２０℃）を適用し、樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃがタイプ１．５型ＬＣＰ（融点２８５℃）を適用しているので、加圧・加熱条件を、例えば３００℃、１〜１０ＭＰａ、数十秒間としている。
【００５４】
このように設定されると、加圧・加熱によって樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃが軟化して相互に接着するとともに、軟化された樹脂フィルム１２ｃがベースフィルム１１と接着する。従って、ベースフィルム１１及び樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃは一体化された熱可塑性樹脂１０となり、これにより電気素子３０が気密に封止される。また、樹脂フィルム１２ａ，１２ｂに設けられたビアホール１３内の接続材料１４としての導電性ペーストは、焼結して一体化した導電性組成物となるとともに、さらに隣接する導体パターン２０及びランド２０ａと拡散接合する。尚、その詳細は、ベースフィルム１１の製造方法において説明したものと同様であるので、ここでの記載を省略する。
【００５５】
尚、ベースフィルム１１の弾性率が低下する温度（ガラス転移点乃至融点）未満の温度条件で加熱されるので、ベースフィルム１１を構成する熱可塑性樹脂の流動を抑制することができる。すなわち、電気素子３０の電極３１と接続する接続材料１４の位置ずれを抑制できるので、電気素子３０と導体パターン２０（ランド２０ａ）との電気的な接続信頼性をより向上することができる。また、電気素子３０の電極３１と接続材料１４が充填されたビアホール１３との位置精度を向上できるので、電極３１が狭ピッチの電子部品３０にも対応することができる。
【００５６】
そして、熱プレス後の冷却工程を経て、図３（ｃ）に示すように、電気素子３０を内蔵する多層基板１００が形成される。この後、多層基板１００のランド２０ａには、電子部品（図示せず）が実装される。
【００５７】
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施する事ができる。
【００５８】
本実施の形態において、多層基板１００の熱可塑性樹脂１０が、２枚の樹脂フィルム１１ａ，１１ｂからなるベースフィルム１１と、樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃにより構成される例を示した。しかしながら、熱可塑性樹脂１０を構成する樹脂フィルムの枚数は、本実施形態に示す例に限定されるものではない。積層接着した状態で、その内部に電気素子３０を配置できれば良い。
【００５９】
また、熱可塑性樹脂１０が片面に導体パターン２０（ランド２０ａ）を有する樹脂フィルム１１ａ，１１ｂ，１２ａ〜１２ｃにより構成される例を示した。しかしながら、熱可塑性樹脂１０を構成する樹脂フィルムとして、両面に導体パターン２０を有する樹脂フィルムや、導体パターン２０のない樹脂フィルムを含む構成としても良い。導体パターン２０（ランド２０ａを含む）の構成も本実施形態に示す例に限定されるものではない。
【００６０】
また、本実施形態において、電気素子３０が搭載されたベースフィルム１１のガラス転移点乃至融点（弾性率の低下する温度）が、樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃのガラス転移点乃至融点（弾性率の低下する温度）より高くなるように、ベースフィルム１１としてタイプ１型のＬＣＰを適用し、樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃとしてタイプ１．５型のＬＣＰを適用する例を示した。しかしながら、ベースフィルム１１及び樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃの構成材料は、本実施形態に示す例に限定されるものではない。フィルム同士の接着が可能であり、後工程であるはんだ付け等で必要な耐熱性を有する熱可塑性樹脂からなるフィルムの組み合わせであれば好適に用いることができる。ＬＣＰは結晶性樹脂であるが、結晶性樹脂及び非晶性樹脂に関係なく、例えばＬＣＰ以外にも、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ＰＥＥＫ６５〜３５％とＰＥＩ３５〜６５％とからなる熱可塑性樹脂フィルム、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、シンジオタクチック構造を有するスチレン樹脂（ＳＰＳ）等を単独、或いは適宜混合したものから選択して使用することができる。
【００６１】
また、ベースフィルム１１と樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃを、同じ熱可塑性樹脂により構成しても良い。しかしながら、多層基板１００を形成する接着工程において、ベースフィルム１１も軟化されるので、電気素子３０の電極３１と接続された接続材料１４に位置ずれが生じる恐れがある。本実施形態に示したように、ベースフィルム１１のガラス転移点乃至融点が、それ以外の樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃのガラス転移点乃至融点よりも高く、接着工程における加熱温度が、樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃのガラス転移点乃至融点以上、ベースフィルム１１のガラス転移点乃至融点未満の範囲で設定されることが好ましい。
【００６２】
また、本実施形態においては、電気素子３０を搭載するベースフィルム１１が、２枚の樹脂フィルム１１ａ，１１ｂにより構成される例を示した。しかしながら、ベースフィルム１１を構成する樹脂フィルムの枚数は本実施形態に示した例に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、１枚の樹脂フィルムによってベースフィルム１１を構成しても良い。図４は、変形例を示す断面図である。
【００６３】
また、本実施形態においては、ベースフィルム１１のランド形成面が多層基板１００の表面となる構成を示した。しかしながら、図４に示すように、ベースフィルム１１の電気素子搭載面の裏面に、樹脂フィルム１２ａ〜１２ｃと同一の構成材料からなる樹脂フィルム（図４においては樹脂フィルム１２ｄ，１２ｅ）を配置した構成とすることもできる。
【００６４】
また、本実施形態においては、電気素子３０の電極３１が、ベースフィルム１１の電気素子搭載面の裏面に設けられたランド２０ａと電気的に接続された構成例を示した。しかしながら、樹脂フィルム１２ａの表面に設けられたランド２０ａと電気的に接続される構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態における多層基板の概略構成を示す断面図である。
【図２】電気素子が搭載されたベースフィルムの製造方法を示す工程別断面図であり、（ａ）は準備工程、（ｂ）は加圧・加熱工程、（ｃ）は電気素子接続用のビアホール形成工程、（ｄ）は電気素子を搭載する工程を示している。
【図３】電気素子が搭載されたベースフィルムを用いて多層基板を形成する方法を示す工程別断面図であり、（ａ）は準備工程、（ｂ）は積層工程、（ｃ）は接着工程後を示している。
【図４】変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０・・・熱可塑性樹脂
１１・・・ベースフィルム
１１ａ，１１ｂ・・・（ベースフィルムを構成する）樹脂フィルム
１２ａ〜１２ｅ・・・（ベースフィルム以外の）樹脂フィルム
１３・・・ビアホール
１４・・・接続材料
１５・・・貫通孔
２０・・・導体パターン
２０ａ・・・ランド
３０・・・電気素子
３１・・・電極
４０・・・空間部
１００・・・多層基板
【図１】
2006093439.tif 000003
【図２】
2006093439.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006093439.tif 000006