(57)【要約】【課題】加圧時に電子部品に印加される応力を低減する。【解決手段】最下層３０の上に複数のスペーサ層２０を積層し、スペーサ層２０の貫通孔２２により形成される部品搭載孔２０ａに電子部品４０を配置した後、最上層５０を積層し、加圧工程にて、電子部品４０が部品搭載孔２０ａ内に支持され、かつ、電子部品４０の周囲に加圧による電子部品への応力を緩和するための隙間６０が設けられた状態で、曲面形状の加圧面を有する金型９０ａ、９０ｂを用いて最下層３０、スペーサ層２０および最上層５０を積層方向の両側から加熱しながら加圧して曲面形状に加工する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のフィルム部材（３０）の上に、電子部品を配置するための貫通孔（２２）が形成された複数の第２のフィルム部材（２０）を積層する第１の積層工程と、
前記積層された第２のフィルム部材の貫通孔により形成された部品搭載孔（２０ａ）に前記電子部品（４０）を配置する配置工程と、
前記積層された第２のフィルム部材の上に、前記電子部品を覆うように第３のフィルム部材（５０）を積層する第２の積層工程と、
金型（９０ａ、９０ｂ）を用いて前記第１〜第３のフィルム部材を積層方向の両側から加熱しながら加圧することにより、前記第１〜第３のフィルム部材を密着させる加圧工程と、を有する電子部品を内蔵したプリント基板の製造方法であって、
前記金型の加圧面は曲面形状を有しており、
前記加圧工程では、前記電子部品が前記部品搭載孔内に支持され、かつ、前記電子部品の周囲に前記加圧による前記電子部品への応力を緩和するための隙間（６０）が設けられた状態で、前記曲面形状の加圧面を有する金型を用いて前記第１〜第３のフィルム部材を加熱しながら加圧して曲面形状に加工することを特徴とするプリント基板の製造方法。
【請求項２】
前記隙間（６０）は、前記電子部品（４０）の底面側または上面側に設けられており、
前記加圧工程では、前記電子部品の底面側または上面側に前記隙間が設けられた状態で、前記第１〜第３のフィルム部材を曲面形状に加工することを特徴とする請求項１に記載のプリント基板の製造方法。
【請求項３】
前記第２のフィルム部材（２０）に形成された前記電子部品を配置するための貫通孔（２２）は、前記金型の加圧面の曲率の大きな領域と接する部位を避けて配置されており、
前記配置工程では、前記金型の加圧面の曲率の大きな領域と接する部位を避けて配置された前記第２のフィルム部材の貫通孔により形成された部品搭載孔（２０ａ）に前記電子部品（４０）を配置することを特徴とする請求項１または２に記載のプリント基板の製造方法。
【請求項４】
積層された複数のフィルム部材（３０、２０、５０）を積層方向の両側から加熱しながら加圧して相互に密着するように曲面形状に加工された絶縁基材（８０）と、
前記絶縁基材の中空部に形成された部品搭載孔に配置された電子部品と、を備え、
前記電子部品は、曲面形状の絶縁基材における曲率の大きな領域を避けた部位に配置されていることを特徴とするプリント基板。
【請求項５】
第１のフィルム部材（３０）と第３のフィルム部材（５０）との間に積層して配置され、前記第１のフィルム部材と前記第２のフィルム部材の両側から加熱しながら加圧して前記第１、第３のフィルム部材と相互に密着するように形成されるプリント基板に用いられるフィルム部材であって、
前記プリント基板は、中空部に形成された部品搭載孔（２０ａ）に電子部品（４０）が配置されるようになっており、
前記電子部品を配置するための前記部品搭載孔を形成する貫通孔（２２）を有し、
前記貫通孔の内側に、電子部品を側方から支持するための凸形状の支持部（２０ｂ）が形成されていることを特徴とするプリント基板に用いられるフィルム部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の樹脂フィルムを積層方向の両側から加熱しながら加圧して電子部品を内蔵するプリント基板を製造するプリント基板の製造方法、プリント基板およびプリント基板に用いられるフィルム部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配線基板として、ヒートプレスによりベースとなる曲面状の曲面積層基板を製作し、次いでレーザ光により曲面状に内層パターンを形成しては片面銅張積層板をヒートプレスにより積み上げていく工程を複数回繰り返す積み上げ工程によって曲面多層化を行い、その後、スルーホールを形成する各層接続工程を行い、続いて、レーザ光により外層パターンを形成して製造される曲面状の曲面多層配線板がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、このような曲面多層配線板は、配線基板の表面または裏面に電子部品が搭載される構成を有しており、筐体に組み込む際に電子部品が損傷を受けたり欠落したりする可能性がある。また、電子部品の搭載面が曲面形状となっているため電子部品の搭載性が良くないと考えられる。
【０００４】
そこで、基板内に電子部品を内蔵した構成とすることにより、これらの問題を解決することが可能である。このような電子部品を内蔵した基板としては、積層した樹脂フィルムの内部空間に電子部品を配置しておき、積層方向の両側から加熱しながら加圧することにより各樹脂フィルムを密着させて、基板内に電子部品が内蔵して形成された電子部品内蔵基板がある。
【特許文献１】特許第２６２１７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した電子部品内蔵基板は、平面状の加圧面を有する金型を用いて一括熱プレス加工されるため平面状となっているが、曲面形状の加圧面を有する金型を用いて一括熱プレス加工することで、曲面形状の電子部品内蔵基板を形成することも可能である。
【０００６】
しかし、このように曲面形状の加圧面を有する金型を用いて一括熱プレス加工する場合、積層した樹脂フィルム全体に均一に加圧するのは困難であるため、加圧時に電子部品に過度の応力がかかり、電子部品に反りが生じたり、電子部品が損傷したりする等の不具合が生じる可能性がある。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みたもので、加圧時に電子部品に印加される応力を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の特徴は、第１のフィルム部材（３０）の上に、電子部品を配置するための貫通孔（２２）が形成された複数の第２のフィルム部材（２０）を積層する第１の積層工程と、積層された第２のフィルム部材の貫通孔により形成された部品搭載孔（２０ａ）に電子部品（４０）を配置する配置工程と、積層された第２のフィルム部材の上に、電子部品を覆うように第３のフィルム部材（５０）を積層する第２の積層工程と、金型（９０ａ、９０ｂ）を用いて第１〜第３のフィルム部材を積層方向の両側から加熱しながら加圧することにより、第１〜第３のフィルム部材を密着させる加圧工程と、を有する電子部品を内蔵したプリント基板の製造方法であって、金型の加圧面は曲面形状を有しており、加圧工程では、電子部品が部品搭載孔内に支持され、かつ、電子部品の周囲に加圧による電子部品への応力を緩和するための隙間（６０）が設けられた状態で、曲面形状の加圧面を有する金型を用いて第１〜第３のフィルム部材を加熱しながら加圧して曲面形状に加工することである。
【０００９】
このように、加圧工程にて、電子部品が部品搭載孔内に支持され、かつ、電子部品の周囲に加圧による電子部品への応力を緩和するための隙間（６０）が設けられた状態で、曲面形状の加圧面を有する金型を用いて第１〜第３のフィルム部材を加熱しながら加圧して曲面形状に加工されるので、加圧時に電子部品に印加される応力を低減することができる。
【００１０】
また、本発明の第２の特徴は、隙間（６０）は、電子部品（４０）の底面側または上面側に設けられており、加圧工程では、電子部品の底面側または上面側に隙間が設けられた状態で、第１〜第３のフィルム部材を曲面形状に加工することである。
【００１１】
このように、電子部品の底面側または上面側に隙間が設けられた状態で、第１〜第３のフィルム部材を曲面形状に加工することができる。
【００１２】
また、本発明の第３の特徴は、第２のフィルム部材（２０）に形成された電子部品を配置するための貫通孔（２２）は、金型の加圧面の曲率の大きな領域と接する部位を避けて配置されており、配置工程にて、金型の加圧面の曲率の大きな領域と接する部位を避けて配置された第２のフィルム部材の貫通孔により形成された部品搭載孔（２０ａ）に電子部品（４０）を配置することである。
【００１３】
このように、配置工程にて、金型の加圧面の曲率の大きな領域と接する部位を避けて配置された第２のフィルム部材の貫通孔により形成された部品搭載孔（２０ａ）に電子部品（４０）が配置されるので、加圧工程において、電子部品に印加される応力を軽減することが可能である。
【００１４】
また、本発明の第４の特徴は、積層された複数のフィルム部材（３０、２０、５０）を積層方向の両側から加熱しながら加圧して相互に密着するように曲面形状に加工された絶縁基材（８０）と、絶縁基材の中空部に形成された部品搭載孔に配置された電子部品と、を備え、電子部品は、曲面形状の絶縁基材における曲率の大きな領域を避けた部位に配置されていることである。
【００１５】
このような構成では、電子部品は、曲面形状の絶縁基材における曲率の大きな領域を避けた部位に配置されているので、加圧時に電子部品に印加される応力を軽減することが可能である。
【００１６】
また、本発明の第５の特徴は、第１のフィルム部材（３０）と第３のフィルム部材（５０）との間に積層して配置され、第１のフィルム部材と第３のフィルム部材の両側から加熱しながら加圧して第１、第３のフィルム部材と相互に密着するように形成されるプリント基板に用いられるフィルム部材であって、プリント基板は、中空部に形成された部品搭載孔（２０ａ）に電子部品（４０）が配置されるようになっており、電子部品を配置するための部品搭載孔を形成する貫通孔（２２）を有し、貫通孔の内側に、電子部品を側方から支持するための凸形状の支持部（２０ｂ）が形成されていることである。
【００１７】
このような構成では、電子部品を配置するための部品搭載孔を形成する貫通孔（２２）の内側に、電子部品を側方から支持するための凸形状の支持部（２０ｂ）が形成されているので、この支持部により電子部品が部品搭載孔内に支持され、電子部品の位置ずれを防止することができる。
【００１８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の一実施形態に係るプリント基板の製造工程別の概略断面図を図１に示す。この図に従って、電子部品を内蔵したプリント基板を製造する際の工程について説明する。
【００２０】
まず、図１（ａ）に示すような樹脂フィルム２１を用意する。この樹脂フィルム２１の片面には、銅箔体をエッチングによりパターン形成してなる導体パターン２１ａが形成されている。なお、本実施形態における樹脂フィルム２１には、５０〜１００μｍ程度の均一の厚みを有する熱可塑性樹脂フィルムが用いられている。
【００２１】
次に、図１（ｂ）に示すように、樹脂フィルム２１に炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ等のレーザ加工装置からレーザ光を照射して、後述するＩＣ４０を挿入するための貫通孔２２を形成する。
【００２２】
図２に、貫通孔２２を上側から図を示す。貫通孔２２は、挿入されるＩＣ４０の外形（図中、点線で示す）よりも若干大きな形状となっている。また、貫通孔２２の内側には、この貫通孔２２にＩＣ４０が挿入されたときに、このＩＣ４０を側方から支持するための凸形状の支持部２０ｂが対向するように形成されている。この凸形状の支持部２０ｂの先端は、ＩＣ４０の挿入時に欠けが生じないように円弧状をなしている。
【００２３】
この貫通孔２２は、レーザ加工装置以外のパンチ加工装置やルータ加工装置等を用いて形成することも可能である。レーザ加工装置を用いると、樹脂フィルム２１に精度良く貫通孔２２を形成することが可能である。
【００２４】
次に、図１（ｃ）に示すように、樹脂フィルム２１の上下にそれぞれ保護ラミネート２３を貼付させる。
【００２５】
次に、図１（ｄ）に示すように、ビアホールを形成するための孔部２４を形成する。この孔部２４は、レーザ加工装置を用いて樹脂フィルム２１の下側に設けられた保護ラミネート２３側から樹脂フィルム２１へ向けてレーザ光を照射することにより形成される。
【００２６】
この孔部２４の形成においては、レーザ加工装置から照射するレーザ光の出力と、照射時間等を調整することで導体パターン２１ａに孔が開かないようになっている。
【００２７】
次に、この孔部２４に導電ペーストを充填した後、導電ペーストを乾燥させる。このようにして、図１（ｅ）に示すようなビアホール２５が形成される。なお、導電ペーストは、銀（Ａｇ）と錫（Ｓｎ）を混合してペースト状にしたものが用いられる。
【００２８】
次に、樹脂フィルム２１の上下に貼付された保護ラミネート２３を剥離し、図１（ｆ）に示すような第１のフィルム部材に相当するスペーサ層２０が完成する。
【００２９】
なお、上述した説明では、図１（ａ）〜（ｆ）の工程により１つのスペーサ層２０が形成されることになるが、実際には図３に示すように、同一平面に複数（図の例では、６つ）のスペーサ層２０が形成されており、図中の点線に沿ってカットすることにより、図１（ｆ）に示したようなスペーサ層２０が複数枚得られるようになっている。
【００３０】
また、上記した図１（ａ）〜（ｆ）と同様の工程により、図１（ｇ）に示される最下層（第１のフィルム部材に相当する）３０を形成する。この最下層３０は、樹脂フィルム３１、導体パターン３１ａおよびビアホール３５を有し、貫通孔は有していない。なお、最下層３０のビアホール３５には、隣接するスペーサ層２０のビアホール２５と電気的に接続されるものと、後述するＩＣ４０の電極と接触するためのものとがある。
【００３１】
そして、図１（ｇ）に示したように、最下層３０の上にＩＣ４０を配置するための貫通孔２２が形成された複数のスペーサ層２０を積層する。このように、複数のスペーサ層２０を積層して部品搭載孔２０ａが形成される。なお、最下層３０は導体パターン３１ａが樹脂フィルム３１の下側に位置するように配置され、スペーサ層２０はこの最下層３０の上方に導体パターン２１ａが樹脂フィルム２１の上側に位置するように積層される。
【００３２】
次に、図１（ｈ）に示すように、複数のスペーサ層２０の貫通孔２２により形成されるＩＣ４０の部品搭載孔２０ａにＩＣ４０を挿入する。本実施形態ではチップマウンターを用いてベアチップ実装用の半導体集積回路として構成されたＩＣ４０を挿入する。なお、ＩＣ４０の底面には複数の電極（図示せず）が形成されており、ＩＣ４０の挿入により、ＩＣ４０の底面に形成された電極と最下層３０のビアホール３５とが接触するようになっている。
【００３３】
また、ＩＣ４０は、部品搭載孔２０ａの対向する側面に形成された凸形状の支持部２０ｂの弾性により側方から仮押さえされる。
【００３４】
また、複数のスペーサ層２０を積層して形成されるＩＣ４０の部品搭載孔２０ａの高さは、ＩＣ４０の外形の高さよりも若干高くなるように、スペーサ層２０の積層数が定められている。
【００３５】
次に、図１（ｉ）に示すように、更に、複数のスペーサ層２０の上に、ＩＣ４０を覆うように第３のフィルム部材に相当する最上層５０を積層する。なお、この最上層５０は、スペーサ層２０と同様に、樹脂フィルム５１、導体パターン５１ａおよびビアホール５５を有している。
【００３６】
また、スペーサ層２０を積層して形成される部品搭載孔２０ａの高さは、ＩＣ４０の外形の高さよりも若干高くなっているため、ＩＣ４０の上面と最上層５０との間に隙間６０が設けられる。この隙間６０は、後述する一括熱プレス処理工程を実施する際に、ＩＣ４０に過度の応力がかかりＩＣ４０が変形するのを防止するために設けられる。
【００３７】
このようにして、最下層３０、スペーサ層２０および最上層５０が積層されると、次に、これらを２つの金型を用いて積層方向の両側から加熱しながら加圧する一括熱プレス処理工程を実施する。
【００３８】
なお、図１（ａ）〜（ｉ）では、ＩＣ４０のみが内蔵された構成となっているが、実際のプリント基板には、ＩＣ４０のような半導体集積回路の他に、チップ抵抗、チップコンデンサ等のチップ部品も内蔵される。
【００３９】
図４に、ＩＣ４０とチップ部品７０が内蔵された状態で、一括熱プレス処理工程を実施する際の概略断面構成を示す。図４（ａ）はプレス前の状態を示し、（ｂ）はプレス中の状態を示している。なお、図４（ａ）、（ｂ）では、ビアホール２５、導体パターン２１ａは省略されている。
【００４０】
なお、ＩＣ４０は、部品外形が比較的大きく一括熱プレス処理を実施する際に印加される応力も大きいため、ＩＣ４０の上面と最上層５０との間に隙間６０が設けられているが、チップ部品７０は、部品外形が比較的小さく一括熱プレス処理を実施する際に印加される応力も小さいため、チップ部品７０と最上層５０との間に隙間は設けられていない。ただし、チップ部品７０と最上層５０との間に隙間を設けてもよい。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、本実施形態で用いられる金型９０ａ、９０ｂは、中央部の曲率が最も大きく、中央部の曲がり具合が最もきつくなっている。ＩＣ４０、チップ部品７０等の内蔵される電子部品は、金型９０ａ、９０ｂの曲率の大きな中央部と接する部位を避けた位置に配置される。すなわち、樹脂フィルム２１に形成された電子部品を配置するための貫通孔２２は、金型９０ａ、９０ｂの加圧面の曲率の大きな領域と接する部位を避けて配置されている。このように、金型９０ａ、９０ｂの曲率の大きな部位を避けて電子部品を配置することにより、加圧時に電子部品にかかるストレスを低減するようにしている。
【００４２】
図４（ａ）に示すように、金型９０ａ、９０ｂを用いて積層方向の両側から一括熱プレス処理を実施し、曲面状の電子部品を内蔵したプリント基板を生成する。加熱温度は２５０〜３５０℃程度、加圧面の圧力は４メガパスカル（ＭＰａ）程度である。
【００４３】
この一括熱プレス処理により、最下層３０、スペーサ層２０および最上層５０の各樹脂フィルムが溶融して、図４（ｂ）に示すような相互に密着した絶縁基材８０が形成される。なお、図中では、層間を区別するための点線が示されているが、完成されたプリント基板では層間の区別はなくなる。
【００４４】
また、図１（ａ）〜（ｉ）に示した、プリント基板内のビアホール２５と導体パターン２１ａとの間、ビアホール２５と電子部品の電極との間は、拡散接合により接合される。このようにして、曲面形状の電子部品内蔵基板が完成する。
【００４５】
上記したように、加圧工程にて、電子部品４０が部品搭載孔２０ａ内に支持され、かつ、電子部品４０の周囲に加圧による電子部品４０への応力を緩和するための隙間６０が設けられた状態で、曲面形状の加圧面を有する金型９０ａ、９０ｂを用いて最下層３０、スペーサ層２０および最上層５０を加熱しながら加圧して曲面形状に加工されるので、加圧時に電子部品に印加される応力を低減することができる。
【００４６】
また、電子部品４０の底面側または上面側に隙間が設けられた状態で、最下層３０、スペーサ層２０および最上層５０を曲面形状に加工することができる。
【００４７】
また、配置工程にて、金型９０ａ、９０ｂの加圧面の曲率の大きな領域と接する部位を避けて配置されたスペーサ層２０の貫通孔２２により形成された部品搭載孔２０ａに電子部品４０が配置されるので、加圧工程において、電子部品４０に印加される応力を軽減することが可能である。
【００４８】
また、電子部品４０は、曲面形状の絶縁基材８０における曲率の大きな領域を避けた部位に配置されているので、加圧時に電子部品４０に印加される応力を軽減することが可能である。
【００４９】
また、スペーサ層２０は、電子部品４０を配置するための部品搭載孔２０ａを形成する貫通孔２２を有し、この貫通孔２２の内側に、電子部品４０を側方から支持するための凸形状の支持部２０ｂが形成されているので、この支持部２０ｂにより電子部品４０が部品搭載孔２０ａ内に支持され、電子部品４０の位置ずれを防止することができる。
【００５０】
また、配線基板の表面または裏面に電子部品を搭載する構成では、筐体に組み込む際に電子部品が損傷を受けたり欠落したりする可能性があるが、電子部品を内蔵した構成となっているので、このような心配がない。また、配線基板の表面または裏面に電子部品を半田付けする構成では、半田クラック等による接続不良が生じる可能性があるが、電子部品の電極とビアホールとの間は拡散接合により電気的に接続されるので、半田クラック等による接続不良の心配もない。
【００５１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。
【００５２】
例えば、上記実施形態では、電子部品の上面側に隙間が設けられた状態で、最下層３０、スペーサ層２０および最上層５０を曲面形状に加工する例を示したが、例えば、電子部品の底面側に隙間が設けられた状態で、最下層３０、スペーサ層２０および最上層５０を曲面形状に加工してもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、均一の厚みを有する樹脂フィルムを積層してプリント基板を形成した例を示したが、例えば、加圧時の伸びを考慮して、曲率の大きな部位の樹脂フィルムの厚さを厚くしたり、曲率の大きな部位の樹脂フィルムの層数を増加させたりして、基板の厚さを調整してもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、ＩＣ４０の部品搭載孔２０ａへの挿入により、ＩＣ４０の底面に形成された複数の電極と、最下層３０のビアホール３５とが接触する例を示したが、例えば、ＩＣ４０の底面にバンプ（端子）を形成し、このバンプと最下層３０のビアホール３５とが接触する構成としてもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、曲面形状の加圧面を有する金型を用いてプリント基板を曲面形状に加工する例を示したが、例えば、曲面形状の加圧面を有する金型を用いてプリント基板が球面形状となるように加工してもよい。
【００５６】
上記実施形態に示した各層の層数は一例であり、図中に示した層数に限定されるものではない。
【００５７】
なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、図１（ｇ）に示した工程が第１の積層工程に相当し、図１（ｈ）に示した工程が配置工程に相当し、図１（ｉ）第２の積層工程に相当し、図４（ａ）、（ｂ）に示した工程が加圧工程に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリント基板の製造工程別の概略断面図を示す図である。
【図２】樹脂フィルムに形成された貫通孔を上側から見た図である。
【図３】スペーサ層の形成について説明するための図である。
【図４】（ａ）はプリント基板のプレス前の概略断面図を示す図、（ｂ）はプレス中の状態を示している。
【符号の説明】
【００５９】
２０…スペーサ層、３０…最下層、５０…最上層、２０ａ…部品搭載孔、
２０ｂ…支持部、２１、３１、５１…樹脂フィルム、
２１ａ、３１ａ、５１ａ…導体パターン、２２…貫通孔、２３…保護ラミネート、
２４…孔部、２５、３５、５５…ビアホール、４０…ＩＣ、７０…チップ部品、
８０…絶縁基材、９０ａ、９０ｂ…金型。
【図１】
2008311275.tif 000003
【図２】
2008311275.tif 000004
【図３】
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【図４】
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