(57)【要約】【課題】この発明は、配線基板の小型化を実現できる配線基板、およびこの配線基板の製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】配線基板１０は、２枚のコア材１１、１２、および２枚のコア材１１、１２に挟まれた樹脂層２２を有する。一方のコア材１１の内面にある銅箔をエッチングしてパッド１５’を形成し、このパッド１５’上に電子部品２０を実装する。そして、樹脂層２２を介して他方のコア材１２を対向配置し、２枚のコア材１１、１２で電子部品２０を挟んで積層した配線基板１０を形成する。そして、コア材１１（１２）の外面側からパッド１５’（１６’）に向けて孔２４（２６）を形成し、この孔を介して配線を接続する。【選択図】      図１
2007019268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１パッドを有する第１基板と、
この第１パッドに接続された電子部品と、
この電子部品を挟んで上記第１基板に対向した第２基板と、
上記第１および第２基板間で上記電子部品を積層する樹脂層と、
を有することを特徴とする配線基板。
【請求項２】
上記第１基板の外面から上記第１パッドにつながる導通孔をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
上記導通孔を介して上記第１パッドに接続するように上記第１基板の外面に形成された第１配線をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
上記電子部品の電極と上記第１パッドを導電性接着剤を介して接続したことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項５】
上記樹脂層は、樹脂材料にシリカ粒子を混ぜて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項６】
上記シリカ粒子は、上記樹脂層と電子部品の熱膨張率が略同じになる比率で上記樹脂材料に混合されていることを特徴とする請求項５に記載の配線基板。
【請求項７】
上記第２基板の内面に第２パッドを形成し、この第２パッドに別の電子部品を接続したことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項８】
上記第２基板の外面から上記第２パッドにつながる導通孔を形成し、この導通孔を介して上記第２パッドにつながる第２配線を上記第２基板の外面に形成したことを特徴とする請求項７に記載の配線基板。
【請求項９】
両面に金属層を有する第１基板の内面に形成されている金属層をパターニングして該内面に第１パッドを形成する工程と、
この第１パッドに電子部品を接続して上記内面に該電子部品を実装する実装工程と、
樹脂層を介して上記第１基板の内面に第２基板を対向させて上記樹脂層を溶融させて積層する工程と、
上記第１基板の外面から上記第１パッドにつながる導通孔を形成する孔形成工程と、
を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項１０】
上記実装工程では、加熱溶融することでその表面張力の違いにより表面に現れる接着剤と金属材料とを混合して形成されている導電性接着剤を上記第１パッドと上記電子部品の電極との間に配置し、該導電性接着剤を加熱溶融させて上記第１パッドと電極を接続することを特徴とする請求項９に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１１】
上記導通孔を介して上記第１パッドにつながる第１配線を上記第１基板の外面に形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項９に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１２】
両面に金属層を有する第１基板の内面に形成されている金属層をパターニングして該内面に第１パッドを形成する工程と、
この第１パッドに電子部品を接続して上記内面に該電子部品を実装する実装工程と、
樹脂層を介して上記第１基板の内面に第２基板を対向させて上記樹脂層を溶融させて積層する工程と、
上記第１基板の外面から上記第１パッドに向けてレーザ光を照射することにより該第１パッドにつながる導通孔を形成する孔形成工程と、
を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項１３】
上記孔形成工程は、上記レーザ光を照射する前に、上記第１基板の外面に形成されている金属層をパターニングしてレーザ照射位置の金属層を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の配線基板、およびこの配線基板を内蔵した筐体を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子部品を内蔵した配線基板、この配線基板を内蔵した電子機器、およびこの配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品を内蔵した配線基板として、コア基板の実装面に粘着材を介して電子部品を貼り付けて絶縁樹脂で封止し、コア基板の裏面側から電子部品の電極に向けて貫通した孔をレーザ加工によって形成し、この貫通孔を介して電子部品の電極に接続する回路パターンをコア基板の裏面に形成した配線基板が知られている（特許文献１参照。）。
【０００３】
この配線基板によると、コア基板に貼り付けた電子部品の電極に対して、コア基板の貫通孔を介して、回路パターンを直接接続するようにしたため、コア基板の実装面に配線が不要となり、製造工程を簡略化できる。
【０００４】
しかし、この配線基板の製造に際し、レーザ加工によってコア基板に貫通孔を形成するとき、電子部品の電極に向けてレーザを直接照射するため、電子部品にダメージを与えてしまう問題が生じる。
【特許文献１】特開２００４−２９６５６２号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の目的は、内蔵した電子部品に損傷を与えることがなく製品歩留まりを高めることができ、配線基板の小型化を実現できる配線基板、この配線基板を内蔵した電子機器、およびこの配線基板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】
上記目的を達成するため、この発明の配線基板は、第１パッドを有する第１基板と、この第１パッドに接続された電子部品と、この電子部品を挟んで上記第１基板に対向した第２基板と、上記第１および第２基板間で上記電子部品を積層する樹脂層と、を有する。
【０００７】
また、この発明の配線基板の製造方法は、両面に金属層を有する第１基板の内面に形成されている金属層をパターニングして該内面に第１パッドを形成する工程と、この第１パッドに電子部品を接続して上記内面に該電子部品を実装する実装工程と、樹脂層を介して上記第１基板の内面に第２基板を対向させて上記樹脂層を溶融させて積層する工程と、上記第１基板の外面から上記第１パッドにつながる導通孔を形成する孔形成工程と、を有する。
【０００８】
さらに、この発明の配線基板の製造方法は、両面に金属層を有する第１基板の内面に形成されている金属層をパターニングして該内面に第１パッドを形成する工程と、この第１パッドに電子部品を接続して上記内面に該電子部品を実装する実装工程と、樹脂層を介して上記第１基板の内面に第２基板を対向させて上記樹脂層を溶融させて積層する工程と、上記第１基板の外面から上記第１パッドに向けてレーザ光を照射することにより該第１パッドにつながる導通孔を形成する孔形成工程と、を有する。
【０００９】
上記発明によると、第１基板の外面側から第１配線を接続するための導通孔を形成する際、第１基板の外面側から第１パッドに向けてレーザを照射することになるため、電子部品の電極にレーザを直接照射することがなく、電子部品に損傷を与えることを防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によると、配線基板の小型化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。  
図１には、この発明の実施の形態に係る配線基板１０の断面を部分的に拡大した概略図を示してある。この配線基板１０は、例えば、ＴＶや携帯電話やノートパソコンなどの電子機器１００の筐体１０１に組み込まれる（図１３参照）。この配線基板１０は、コンデンサやチップ抵抗などの電子部品２０を２枚のコア材１１、１２の間に配置して樹脂層２２で挟み込んだ構造を有する。ここでは１つの電子部品２０の取り付け構造を代表して説明するが、２枚のコア材１１、１２の間には複数の電子部品を配置できる。
【００１２】
以下、図１２に示すフローチャートとともに図１乃至図１１を参照して、この配線基板１０の製造方法について説明する。  
まず、図２に部分的に拡大して示すようなコア材１１（第１基板）を用意する。コア材１１は、例えばガラス繊維を含む樹脂材料（プリプレグ）により形成された扁平な基板１３の両面に銅箔１５、１７（金属層）を積層して形成されている。基板１３の熱膨張率を銅箔１５、１７に合わせたり、反り捩れを抑えるため、基板１３にガラス繊維を混ぜてある。これにより、加熱によるコア材１１の反りを抑制できる。後述するコア材１２（第２基板）もコア材１１と同じ構造を有する。
【００１３】
この後、図３に示すように、用意したコア材１１の１面（内面）側に積層された銅箔１５をエッチングしてパターニングし、電子部品２０を接続するためのパッド１５’（第１パッド）を形成する（図１２、ステップ１）。このとき、銅箔１５の上に図示しないフォトレジスト層を形成し、露光、現像により図示しないマスクパターンを形成し、このマスクパターンを介して銅箔１５をエッチングすることによりパッド１５’を形成する。このパッド１５’は、電子部品２０の電極端子を電気的に接続するためのパッドとして機能する。
【００１４】
そして、図４に示すように、パッド１５’上の電子部品２０を接続する部位に導電ペースト２（導電性接着剤）を配置する。このとき、たとえば図示しないメタルマスクもしくはシリンジを利用して導電ペースト２をパッド１５’上に印刷により形成する。導電ペースト２は、数種類の金属材料４と接着剤６を混合して形成されており、加熱して溶融することで、図５に拡大して示すように接着剤６が金属材料４の表面に現れる性質を有する。つまり、金属材料４と接着剤６の溶融速度が異なり且つ表面張力が異なるため、接着剤６が金属材料４の表面に析出することになる。このような性質を有する導電ペースト２として、例えば、Ｓｎ−Ｂｉ＋エポキシ樹脂が知られている。
【００１５】
さらに、図６に示すように、この導電ペースト２を介して電子部品２０の電極端子をパッド１５’に接続し、電子部品２０をコア材１１の内面に実装する（ステップ２）。電子部品２０は、例えば０６０３、０４０２等のコンデンサ、抵抗、インダクタ等の小型の部品である。このとき、例えば、１５０℃〜２００℃程度の温度で３〜１０分程度、好ましくは１７０℃の温度で５分間、上述した導電ペースト２を加熱して溶融させ、接着剤６で表面を覆った金属材料４で電子部品２０の電極端子とパッド１５’を電気的に接続する。このときの加熱温度および加熱時間は、数種類の金属材料が合金化して接着剤６が表面に析出することのできる温度および時間に設定される。表面に析出した接着剤６は、後述する熱工程で溶融した金属材料４が外側に流れ出すことを防止するためのバリアとして機能する。
【００１６】
コア材１１の内面に電子部品２０を実装するときにコア材１１の外面に他の電子部品が実装されていないため、外面側の電子部品に干渉しないようにコア材１１を保持する必要がなく、装置構成を簡略化できる。
【００１７】
上記のように電子部品２０を実装した後、図７に示すように、樹脂層２２を介して電子部品２０を挟むようにコア材１１の内面に対向してもう一枚のコア材１２を配置する。コア材１２も、コア材１１と同じ構造を有し、プリプレグ基板１４の両面に銅箔１６、１８を積層して形成されている。なお、本実施の形態では、コア材１２がコア材１１に対向する内面側の銅箔もエッチングによりパターニングされてパッド１６’（第２パッド）が予め形成されている。ここでは図示していないが、コア材１２の内面側に形成したパッド１６’に別の電子部品を実装してコア材１１に実装した電子部品２０と入れ子状に配置しても良く、より狭いスペースに多数の電子部品を実装できる。
【００１８】
この状態で、図８に示すように、２枚のコア材１１、１２によって電子部品２０を挟んで加熱および加圧し、樹脂層２２を溶融させて電子部品２０を２枚のコア材１１、１２間に積層する（ステップ３）。樹脂層２２は、図９に示すように、樹脂材料２２ａにシリカ粒子２２ｂを比較的高い比率で混合して形成されており、加熱により溶融可能な状態でシート状に形成されている。
【００１９】
このとき、樹脂層２２の加熱により、電子部品２０とパッド１５’を接続した導電ペースト２も加熱される。しかし、本実施の形態の導電ペースト２は、図５に示すように、接着剤６により金属材料４の表面を覆っているため、加熱により溶融した金属材料４が樹脂層２２へ流れ出すことがない。
【００２０】
以上のように、フィラーとしてシリカ粒子２２ｂを樹脂材料２２ａに混ぜた樹脂層２２を樹脂材として用いることで、プリプレグを用いた場合のようにガラス繊維があたって電子部品２０を傷つけることがない。つまり、樹脂層２２を溶融して電子部品２０を積層する際、フィラーが電子部品を避けるように樹脂材料の中で移動して電子部品２０を傷つけることがない。
【００２１】
なお、フィラー２２ｂの充填量は、樹脂層２２と電子部品２０の熱膨張率が略同じになる量に調整されている。これにより、熱膨張率の差に起因してクラックを生じることを防止できる。
【００２２】
上述したようにコア材１１（１２）に電子部品２０を実装して２枚のコア材１１、１２間に積層した後、図１０に示すように、レーザ加工によってパッド１５’につながる孔２４（導通孔）をコア材１１の外面側から形成し、パッド１６’につながる孔２６（導通孔）をコア材１２の外面側から形成する（ステップ４、５）。そして、必要に応じて２枚のコア材１１、１２、および樹脂層２２を貫通する孔２８をドリル加工によって形成する。
【００２３】
レーザ加工によってパッド１５’につながる孔２４を形成する場合、例えばコア材１１の外面側に積層されている銅箔１７を部分的に除去する必要がある（ステップ４）。レーザとしてＣＯ２レーザを用いる場合、コア材１１の基板１３に孔を開けることのできるレーザ強度で銅箔１７にレーザを照射すると、９５％程度のレーザが反射されてしまう。このため、レーザを照射する前に、レーザ照射位置の銅箔１７を部分的に除去する必要がある。この場合、レーザ照射位置は、電子部品２０を接続したパッド１５’に対向する位置、すなわち孔２４を形成する位置となる。
【００２４】
銅箔１７を部分的に除去する際には、銅箔１７の上にドライフィルムを貼り付けてパターニングし、レーザを照射する位置に孔の開いたマスクパターンを形成する。そして、このマスクパターンの孔を介して銅箔１７をエッチングしてレーザ照射位置に孔を開ける。同様にして、孔２６を形成する位置の銅箔１８も部分的に除去される。
【００２５】
そして、この銅箔１７の孔を介してコア材１１の外面側からパッド１５’に向けてレーザを照射し、パッド１５’につながる孔２４を形成する（ステップ５）。この場合、銅箔１７の孔をマスク代わりに使ってレーザを照射するコンフォーマルマスク法、銅箔１７の孔より小さいビーム径でレーザを照射するオープンウィンドウ法などがある。
【００２６】
いずれにしても、本実施の形態では、電子部品２０の電極端子に向けて直接レーザを当てるのではなく、パッド１５’にレーザを照射するため、レーザの照射によって電子部品２０に損傷を与えることがない。孔２６を形成する場合も同様に、コア材１２の外側からパッド１６’に向けてレーザを照射するため、電子部品２０の電極端子に損傷を与えることがない。
【００２７】
この他に、銅箔１７のレーザ照射位置に予め孔を開ける工程を省略した方法として、ダイレクトレーザ法がある。この方法では、はじめに銅箔１７に孔を開けることのできるレーザ強度でレーザを照射し、銅箔１７に孔が開いた後、パッド１５’を貫通しないレーザ強度まで下げて基板１３に孔を開ける（ステップ５）。このように、銅箔１７を貫通した後、はじめと違う低いエネルギーでレーザを照射することで、パッド１５’を貫通しなくなる。つまり、レーザ照射により電子部品２０に損傷を与えることがない。
【００２８】
この後、図１１に示すように、コア材１１、１２の外側表面全体に金属層３５をメッキにより形成し、最後に、エッチングにより、図１に示すように、各孔２４、２６、２８を被覆する金属層３２と配線３４を各コア材１１、１２の外面に形成する（ステップ６）。コア材１１の外面に形成される配線はこの発明の第１配線として機能し、コア材１２の外面に形成される配線はこの発明の第２配線として機能する。
【００２９】
このように、電子部品２０の電極端子を接続したパッド１５’にコア材１１の外面側から孔２４を介して直接配線３２、３４を形成することで、配線長を短くでき、設計の自由度を高めることができ、配線のスペースを確保でき、ノイズを少なくできる。
【００３０】
以上のように、本実施の形態によると、コア材１１（１２）の片面に電子部品２０を実装してコア材の外面側から配線を接続するようにしたため、コア材の両面に電子部品を実装する場合と比較して製造を容易にできる。また、２枚のコア材１１、１２間に電子部品２０を挟んで樹脂層２２により積層したため、コア材１１、１２の外面側に容易に配線を形成でき、設計の自由度を高めることができる。
【００３１】
また、本実施の形態によると、コア材１１、１２の外面側から配線のための孔２４、２６を形成する場合、コア材１１、１２それぞれの内面に形成されたパッド１５’およびパッド１６’に向けてレーザを照射するため、従来のように電子部品の電極に直接レーザを照射する場合と比較して、電子部品２０に損傷を与えることがなく、製品歩留まりを向上させることができる。
【００３２】
さらに、本実施の形態によると、２枚のコア材１１、１２の間に複数個の電子部品２０を配置できるため、コア材１１、１２の外面に電子部品２０を配置する必要がなくなり、その分、外面のスペースを小さくでき、結果的に配線基板の面積を小さくでき、配線基板の小型化を実現できる。なお、電子部品２０を２枚のコア材１１、１２の間に配置することで、配線基板の厚さが大きくなることが考えられるが、電子部品２０自体の高さを低くしたり、コア材１１に実装した電子部品とコア材１２に実装した電子部品を入れ子状に配置したりすることで、配線基板が厚くなることを抑制できる。
【００３３】
なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【００３４】
例えば、上述した実施の形態では、２枚のコア材１１、１２間に電子部品２０を積層した構造について説明したが、これに限らず、コア材１１、１２のさらに外側に電子部品を実装して樹脂層を介して別のコア材を積層しても良く、コア材の枚数は任意に設定できる。例えば、４枚のコア材を積層する場合、２層目と３層目のコア材に電子部品を実装できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の実施の形態に係る配線基板の要部の構造を部分的に拡大して示す部分拡大断面図。
【図２】図１の配線基板の製造方法を説明するための図。
【図３】図１の配線基板の製造方法を説明するための図。
【図４】図１の配線基板の製造方法を説明するための図。
【図５】図４の要部の構造を部分的に拡大して示す部分拡大断面図。
【図６】図１の配線基板の製造方法を説明するための図。
【図７】図１の配線基板の製造方法を説明するための図。
【図８】図１の配線基板の製造方法を説明するための図。
【図９】図７で２枚のコア材の間に配置される樹脂層の構造を説明するための図。
【図１０】図１の配線基板の製造方法を説明するための図。
【図１１】図１の配線基板の製造方法を説明するための図。
【図１２】図１の配線基板の製造方法を説明するためのフローチャート。
【図１３】図１の配線基板を内蔵した電子機器を示す概略図。
【符号の説明】
【００３６】
１１、１２…コア材、１３、１４…基板、１５、１６、１７、１８…銅箔、１５’…第１配線、１６’…第３配線、２０…電子部品、２２…樹脂層、２４、２６、２８…孔、３２…金属層、３４…配線、１００…電子機器。
【図１】
2007019268.tif 000003
【図２】
2007019268.tif 000004
【図３】
2007019268.tif 000005
【図４】
2007019268.tif 000006
【図５】
2007019268.tif 000007
【図６】
2007019268.tif 000008
【図７】
2007019268.tif 000009
【図８】
2007019268.tif 000010
【図９】
2007019268.tif 000011
【図１０】
2007019268.tif 000012
【図１１】
2007019268.tif 000013
【図１２】
2007019268.tif 000014
【図１３】
2007019268.tif 000015