(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体上に、接続端子を有する抵抗素子をカーボンペーストパターンによって形成する工程と、
該抵抗素子を覆って前記支持体上に絶縁層を形成する工程と、
前記抵抗素子の前記接続端子が露出するように、前記絶縁層に開口部を形成する工程と、
該開口部内に前記接続端子に接続される接続部を有する配線パターンを前記絶縁層上に形成する工程とを含み、
前記絶縁層に開口部を形成する工程において、前記開口部の面積および位置を、前記抵抗素子の機能および特性に基づく回路定数または回路特性を実測して、該回路定数または回路特性に基づいて設定することを特徴とする電子部品内装配線板の製造方法。
【請求項２】
前記配線パターンを形成する工程は、前記絶縁層の前記開口部をメタライズ処理することによって前記接続部を形成することを含む請求項１に記載の電子部品内装配線板の製造方法。
【請求項３】
前記メタライズ処理によって、前記絶縁層の前記開口部内および該絶縁層上に導電体層を形成し、該導電体層をエッチングすることによって、前記接続部を有する前記配線パターンを形成する請求項２に記載の電子部品内装配線板の製造方法。
【請求項４】
前記絶縁層として感光性樹脂を用いて、光照射および現像を行うことによって該絶縁層に前記開口部を形成する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子部品内装配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器に使用される配線板に関し、特に、電子部品が内装された電子部品内装配線板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は、一般的な印刷配線板上に、電子部品が搭載された状態を示す断面図である。この電子部品１０４が搭載される印刷配線板１１０は、絶縁性樹脂からなる支持体１０１上に、導電体パターン１０２が形成されている。この導電体パターン１０２は、支持体１０１上に銅箔等の導電体層を積層してエッチングを行うことによって形成される。支持体１０１における、導電体パターン１０２が設けられていない部分には、ソルダレジスト１０３が形成されている。電子部品１０４は、印刷配線板１１０を構成する支持体上１０１に設けられたソルダレジスト１０３上に搭載されている。また、電子部品１０４の側部に設けられた端子１０５は、導電体パターン１０２の一部によって形成された電子部品実装用ランドに一部重なっており、半田１０６によって端子１０５と電子部品実装用ランドとが接続されている。なお、ここでは説明を簡単にするために、支持体１０１上に導電体層を１層設けて、支持体１０１の一方の表面にのみ導電体パターン１０２が形成された印刷配線板を使用しているが、導電体層を複数層設けて導電体パターンが多層に設けられた多層配線板も広く用いられている。
【０００３】
このように、印刷配線板１１０に電子部品１０４が搭載された構造において、印刷配線板１１０における電子部品１０４が搭載される部分以外の箇所にスペーサを貼り付け、そのスペーサ上に樹脂板を貼り付けることによって、電子部品にカバーを設けることにより、あるいは樹脂によって印刷配線板１１０を電子部品と共にモールドすることにより、電子部品内装配線板が作製される。
【０００４】
図１６は、特開２００１−５３４４７号公報に開示されている電子部品内装配線板の構成を説明するための断面図である。この電子部品内装配線板は、絶縁性樹脂板または多層印刷配線板等からなる支持体２０１に、電子部品１０４が収容される収容部２０２が設けられている。この収容部２０２は、電子部品１０４のサイズに合わせて支持体２０１の上部または支持体２０１の厚み方向の全体にわたって設けられており、収容部２０２内に電子部品１０４が収容されている。電子部品１０４の上面は、支持体２０１の表面と同一平面になっている。電子部品１０４の表面には、絶縁性樹脂層２０３が設けられており、絶縁性樹脂層２０３上に配線パターン２０４が設けられている。電子部品１０４の端子１０５と配線パターン２０４とは、ビルドアップ配線板の製造方法において実施されるレーザ法と同様の方法によって、絶縁性樹脂層２０３に設けられたスルーホールを介して電気的に接続されている。
【０００５】
図１７は、電子部品内装配線板の他の構成例を示す断面図である。この電子部品実装配線板は、図１５と同様に支持体１０１上に導電体パターン１０２およびソルダレジスト１０３が設けられた印刷配線板１１０において、導電体パターン１０２上に、導電性ペーストまたは誘電体ペースト等からなる電子部品３０１が印刷によって形成されている。印刷配線板１１０には、電子部品３０１を覆う絶縁性樹脂層３０２が全面にわたって印刷されている。絶縁性樹脂層３０２は、印刷形成された電子部品３０１を保護すると共に他の部分と電子部品３０１との短絡を防いでいる。
【０００６】
図１８は、金属コア基板と称される、放熱機能を有する配線板を使用した電子部品実装配線板を示す断面図である。この電子部品実装配線板は、金属コア基板４０１を有している。金属コア基板４０１の表面は、絶縁性樹脂層４０２によって覆われている。金属コア基板４０１の表面および裏面における絶縁性樹脂層４０２上には、導電体パターン上に電子部品実装用ランド１０２およびソルダレジスト１０３がそれぞれ設けられている。電子部品１０４は、支持体４０１の表面に設けられたソルダレジスト１０３上に搭載されており、電子部品１０４の端子は半田によって電子部品実装用ランドに接続されている。支持体４０１の表面および裏面それぞれに設けられた導電体パターン１０２は、スルーホール４０３を介して電気的に接続されている。
【０００７】
このような構成の電子部品実装配線板では、金属コア基板４０１に、大きな発熱が生じる電子部品１０４が搭載されている。このような金属コア基板４０１は、通常の方法では電子部品１０４の放熱が間に合わない場合、大きなヒートシンクを搭載するスペースが無い場合、重い電子部品を搭載するために樹脂基板では剛性が不足する場合等に用いられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
電子部品内装配線板を製造するために、図１５に示すように電子部品１０４が搭載された通常の印刷配線板１１０に対して、樹脂板からなるカバーによって覆う方法、樹脂等によってモールドする方法等では、多数の電子部品１０４を高密度に実装する場合には、スペーサを設置する場所が無くなるおそれがある。また、樹脂等でモールドする場合には、電子部品の放熱性が悪くなるおそれもある。従って、樹脂によって電子部品を覆う構成では、配線板のハンドリング性を向上させること、回路をブラックボックス化すること、および耐衝撃性を強化すること等が主な目的となっている。
【０００９】
また、印刷配線板１１０に電子部品１０４が搭載された状態で、新たに電子部品１０４を印刷配線板１１０上に搭載するため、あるいは印刷配線板１１０に搭載された電子部品１０４を他の部品等と電気的に接続するために、半田付けを行う場合、半田リフロー等による再加熱によって電子部品１０４の端子とランドとを接続する半田１０６が再溶融して、電子部品１０４が印刷配線板１１０から離脱するおそれもある。さらに、重金属等からなる半田を用いているために、環境に悪影響を与えるという問題もある。
【００１０】
図１６に示す電子部品内装印刷配線板では、絶縁性樹脂板または多層印刷配線板によって構成された支持体２０１に、電子部品１０４のサイズに合わせて、収容部２０２を正確に形成する必要があり、その加工が容易ではない。特に、支持体２０１として印刷配線板を使用する場合には、成型等の方法によって収容部２０２を形成することができないため、１枚の印刷配線板毎に収容部２０２を加工する必要がある。印刷配線板１１０では、通常、数十から数百の電子部品１０４が搭載されるために、全ての電子部品１０４を収容するために収容部２０２を形成することは、事実上、不可能である。
【００１１】
また、電子部品１０４の高さは個々に異なり、さらに、同一の電子部品１０４でもサイズにばらつきがあるため、電子部品１０４の上面が支持体２０１の上面と同一平面となるように収容部２０２を加工することは、非常に困難である。
【００１２】
また、支持体２０１として印刷配線板を使用する場合には、電子部品１０４のサイズに対応した収容部２０２を形成すると、その部分に配線パターン２０４を形成することができなくなる。さらに、収容部２０２周辺において、絶縁性樹脂層２０３の絶縁性が低下することを考慮すると、配線パターン２０４を収容部２０２からある程度離す必要があるが、この場合には、配線パターンの密度が著しく低下することになる。近年の電子部品の実装密度では、電子部品の間隔は数ｍｍ程度以下とされることが多く、このような場合には収容部を加工すること自体が困難であり、収容部の間に配線パターン２０４を設けることは殆どできない。さらに、絶縁性樹脂層２０３を除去するためにはレーザー光、ドリル加工等が用いられるが、電子部品１０４の端子１０５が傷つけられないように絶縁性樹脂層２０３を除去するためには、高度な制御が必要である。
【００１３】
さらに、支持体２０１が印刷配線板によって構成されている場合には、電子部品１０４は通常、印刷配線板の厚さに等しいか、電子部品１０４の方が厚くなっている。このため、実際には、電子部品１０４は、印刷配線板２０１に内装されているというよりも、印刷配線板の収容部内を電子部品１０４が挿通した状態になり、電子部品の接続および実装の安定性に欠けるという問題がある。
【００１４】
従って、図１６に示す構成では、実際には特殊な目的、例えば印刷配線板に実装されているいくつかの電子部品の突出高さを低くしたい場合等に、配線密度の低下および特殊な形状の部品を作るためのコスト等の犠牲を払うことによって、実現される。
【００１５】
図１７に示す構成では、電子部品３０１を内装しても全体の総厚があまり増加せず、半田リフロー等の再加熱によっても電子部品３０１の接続が離れるおそれが無いという利点がある。しかしながら、搭載できる電子部品３０１が、印刷形成可能なものに限られるため、実際にはカーボン抵抗、ごく小容量のコンデンサ等に限られる。また、ペースト印刷によって電子部品を製造する場合には、同じサイズおよび同じ膜厚を設定して印刷を行ったとしても、製造される電子部品の定数値にはかなりのばらつきが生じ、さらに、電子部品を半田付けする際の熱等によって、さらにその定数値が変化してばらつきが大きくなるおそれがあり、実用性に乏しい。
【００１６】
図１８に示すように、支持体として金属コア基板４０１を使用した場合、金属コア基板が電気を通すため、金属コア基板の表面およびスルーホール４０３の内壁を完全に絶縁性樹脂層４０２によって被覆する必要がある。しかし、スルーホール４０３の内壁を完全に被覆して絶縁することは困難である。また、配線密度を向上させるために小径のスルーホールを形成するための加工および信号配線層の多層化を行うことは極めて困難である。さらに、信号配線層を多層化した場合には、その配線層は、電子部品１０４と金属コア基板４０１との間に設けられるため、放熱効率が大きく損なわれることになる。
【００１７】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、特殊な電子部品を作製することなく電子部品を配線板に内装することができ、配線パターンと電子部品とを少ない面積によって容易に安定して接続することができ、配線密度の低下および放熱効率の低下を防ぐことができる電子部品内装配線板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品内装配線板は、支持体上に搭載された電子部品と、該電子部品の少なくとも一部を覆って該支持体上に設けられた絶縁層と、該電子部品の接続端子が露出するように該絶縁層に設けられた開口部と、該電子部品の接続端子に電気的に接続されるように、該開口部内に設けられた接続部と、を具備し、そのことにより上記目的が達成される。
【００１９】
前記絶縁層の上面が、前記電子部品の上面と実用上同一平面と見なせるか、または、該絶縁層によって該電子部品が埋め込まれていてもよい。
【００２０】
前記絶縁層が、前記電子部品を含む支持体の一部に形成されていてもよい。
【００２１】
前記絶縁層の開口部の面積および位置が、所望される電子回路の機能および特性に応じて設定されていてもよい。
【００２２】
配線板と外部機器との接続端子以外の部分が金属層によって覆われていてもよい。
【００２３】
前記電子部品の接続端子以外の部分上に、放熱機能を有する金属層が形成されていてもよい。
【００２４】
前記支持体が、配線板を構成する絶縁層および主な構成部材とは異なる物理的特性を有する材料からなり、または該材料層が積層されていてもよい。
【００２５】
本発明の請電子部品内装配線板の製造方法は、支持体上に電子部品を搭載する工程と、該電子部品の少なくとも一部を覆って該支持体上に絶縁層を形成する工程と、該電子部品の接続端子が露出するように、該絶縁層に開口部を形成する工程とを含み、そのことにより上記目的が達成される。
【００２６】
前記絶縁層の開口部を形成した後にメタライズ処理を行うことによって、該電子部品の接続端子に接続されるように、該絶縁層の開口部内に接続部を形成するか、または、該絶縁層に開口部を形成した後にメタライズ処理を行って、該絶縁層の開口部内および該絶縁層上に導電体層を形成し、該導電体層をエッチングすることによって、該絶縁層の開口部内に設けられた接続部を介して該電子部品の接続端子と電気的に接続された配線パターンを形成することができる。
【００２７】
前記絶縁層として感光性樹脂を用いて、光照射および現像を行うことによって該絶縁層に開口部を形成することができる。
【００２８】
以下に、本発明の作用について説明する。
【００２９】
本発明にあっては、電子部品の一部または全部を絶縁層で覆うことにより、電子部品を配線板内に内装し、耐衝撃性を向上させることができる。また、樹脂板、金属板、または印刷配線板等からなる支持体の上に搭載された電子部品と、配線層または他の電子部品とを、絶縁層の開口部において電気的に接続することができる。０
電子部品と配線層または他の電子部品とは、従来技術のようなペースト、半田等を用いた金属ロウ付けでなく、メッキ、スパッタリング等のメタライズ処理によって、絶縁膜の開口部内に接続部を設けて電気的に接続することができるので、耐熱性を含めた接続信頼性を向上させることができる。また、電子部品と配線層または他の電子部品との電気的接続を、環境負荷物質である半田を使用しないことで、環境問題および作業員の健康問題等に対しても有効である。また、他の従来技術のように、支持体に電子部品を配置するための穴・窪み等の収容部を設ける必要がないので、配線密度が低下することはない。さらに、他の従来技術のように、印刷によって形成される電子部品に限られず、通常の電子部品を含めて、あらゆる電子部品を配線板に内装することができる。
【００３０】
電子部品の接続部は、メタライズ処理によって絶縁層の上面まで達するように形成することにより、電子部品と配線層または他の電子部品との接続性を向上させることができる。また、配線層と電子部品との電気的接続を、電子部品上に形成された絶縁層上への配線パターンの形成と同一工程内で行うことにより、配線板の製造工程を大きく変更することなく、容易に接続性を向上させることができる。
【００３１】
感光性樹脂を用いて光照射および現像を行うことによって、絶縁層を選択的に除去して、容易に開口部を形成することができる。
【００３２】
絶縁層は、その上面が電子部品の上面と実質的に同一平面上に配置されるように形成することができる。また、絶縁層によって電子部品を埋め込んで、配線板の表面をほぼ平坦化することもできる。従って、従来技術のように配線板の穴に電子部品がぶら下がったような状態になることはなく、接続・実装の安定性を向上させることができる。絶縁層は、電子部品の全部を覆うように設けても良いが、一部だけを覆うように設けてもよい。例えば、コネクタケーブルの挿入部、トリマボリュームの調整つまみ等が露出している場合には、電子部品の上面またはその一部が絶縁層から露出される。また、感光性樹脂層が、基板全体ではなく、基板の一部に設けられるような場合には、それに伴って電子部品の一部が絶縁層から露出される。
【００３３】
絶縁層は、関連する電子部品を含む支持体の一部に限定して形成することによって、製造コストを削減し、剛性の向上を図ることができる。
【００３４】
また、電子部品と配線層との電気的接続部の面積および位置を、絶縁層の開口部を形成するために絶縁層を部分的に除去する工程において、除去部の面積および位置を変化させることによって制御することができるので、製造途中で電子回路の機能・特性を変更することができる。
【００３５】
さらに、支持体の物理特性および電子部品の搭載方法によって、放熱、温度制御、磁気回路形成といった、従来の配線板には備わっていない新たな機能を加えることができる。例えば、配線板上の外部接続用端子以外の部分を、メッキ等のメタライズ処理によって金属層で覆うことにより、シールド・アンテナ等の電気的機能を実現することができる。この金属層を回路ブロック毎に形成することにより、外部ノイズおよび各回路ブロックで発生するノイズの他の回路ブロックへの影響を最小限に抑えることができる。
【００３６】
また、電子部品の接続端子以外の部分上に、放熱機能を有する金属層を形成してもよい。この金属層は、配線層と同一工程で、配線パターンとは独立して、電子部品端子以外の部分と接触するように形成してもよい。また、電子部品と金属層との間に他の物質を介在させてもよい。
【００３７】
また、支持体として、配線板の絶縁層および主な部材として使われている材料とは異なる物理特性を有する材料またはそのような材料を積層した材料を用いてもよい。例えば、支持体として熱伝導性の高い材料を用いることによって、放熱効果を与えることができる。この場合、熱伝導体として金属板または表面を絶縁処理した金属板等を用いることができる。また、搭載された一部もしくは全ての電子部品と熱伝導体との間に他の物質を介在させることによって、複数の電子部品の温度を制御して電子部品間の温度差を少なくすることができる。
【００３８】
また、支持体として、金属板等、導電性を有するものを用いることによって、電源層、グランド層およびシールド層などの機能を与えることができる。また、支持体として、配線板の他の部分で使用されている材料よりも、剛性および強度等が高い材料、熱膨張係数および湿度係数等が低い材料など、物理的特性に優れた材料を用いることによって、配線板全体の強度、寸法安定性および耐熱性等の物理特性を改善することができる。さらに、支持体として強磁性体を用いることによって、配線層および搭載される電子部品と共に磁気回路を構成することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００４０】
（実施形態１）
図１（ｇ）は、本発明の一実施形態である電子部品内装配線板の概略構成を示す断面図である。この電子部品内装配線板は、配線パターン２が設けられた平板状のコア（支持体）１上に各種の電子部品３が搭載されている。本実施形態では、高さの異なる一対の電子部品３がコア１上に搭載されている。各電子部品３は、配線パターン２のランド上等ではなく、コア１の表面上に搭載されている。
【００４１】
コア１には、電子部品３および配線パターン２を覆うように、コア１の全面にわたって絶縁層１５が設けられている。絶縁層１５は表面が平坦になっている。絶縁層１５には、電子部品３の接続端子４上および配線パターン２の所定領域上の部分が除去されて絶縁層の表面に開口する開口部１２がそれぞれ形成されている。絶縁層１５上には配線パターン１４が設けられており、配線パターン１４と電子部品３の接続端子４およびコア１上の配線パターン２とは、絶縁層１５に設けられた各開口部１２において、各開口部１２内に充填された導電体層１３によって電気的に接続されている。
【００４２】
以下に、この電子部品内装配線板の製造工程について、図１（ａ）〜図１（ｇ）を用いて説明する。なお、以下では、コア１の上面に電子部品３を搭載して絶縁層１５によって覆った後に、配線パターン１４を設ける図１（ｇ）の構成についてのみ説明を行うが、コア１の下面についても、必要に応じて、同じ手順によって電子部品を搭載して絶縁層１５によって覆った後に配線パターンを設けることができる。また、図１（ｇ）に示す電子部品内装配線板に対して、単純に、配線層をビルドアップ法によって追加することも可能である。図１（ｇ）の構成では、説明を簡単にするため、コア１に設けられる内層パターンを省略して、外層パターンである配線パターン２のみを示している。
【００４３】
まず、図１（ａ）に示すように、少なくとも一方の表面に外層パターンとしての配線パターン２が設けられたコア１を準備する。コア１は、通常の片面印刷配線板、多層印刷配線板、絶縁性樹脂板等によって構成されている。
【００４４】
次に、図１（ｂ）に示すように、配線パターン２が設けられたコア１の表面上に電子部品３を搭載する。電子部品３は、配線パターン２が設けられていないコア１の表面に、通常の電子部品と同様に位置を固定するために、接着剤によってコア１に貼り付ける。電子部品３の側部には接続端子４が設けられている。
【００４５】
本実施形態において、搭載される電子部品３は、直方体形状を有し、両端がメタライズされて接続端子４となっているチップ電子部品であるが、所謂、表面実装用電子部品であれば、特に制限は無く、いずれも用いることができる。また、適切なメタライズ前処理を施すことによって、例えばカーボンペーストのような表面が金属でないものでも、そのまま電子部品３として使用することもできる。
【００４６】
コア１に対して、電子部品３を搭載するための前処理は特に不要である。本実施形態では、コア１上に電子部品３を搭載し、その上に絶縁層１５を間に介して配線層を形成するため、ソルダレジスト層は特に設けていない。また、コア１の表面に配線パターン２を設けているが、絶縁層１５上に設けられる配線パターン１４と電気的に接続する必要がない場合には、特に設ける必要はない。
【００４７】
次に、図１（ｃ）に示すように、電子部品３が搭載されたコア１の全面に、電子部品３を覆うように、各信号配線層の層間絶縁層１５となる感光性樹脂５を塗布する。この感光性樹脂層５は、表面が平坦面となるように形成する。なお、感光性樹脂層５は、電子部品３を覆うようにコア１の全面に設けたが、電子部品３の表面が平坦化された感光性樹脂層５の表面から露出するように感光性樹脂層５を設けて、電子部品３の上面が絶縁層１５の上面と実用上同一平面になるように形成してもよい。例えば、図２に示すように、コア（基板）１上に搭載された電子部品３の上面が露出するように感光性樹脂層５を設けて、その上に配線パターン１４を形成することができる。この場合には、ケーブルなどを挿入するためのコネクタ４０を設けることによって、電子部品３と外部との電気的接続を、基板１およびランド２を介して行うようにすることができる。
【００４８】
本実施形態では、感光性樹脂５として、感光性を付与したエポキシベースの樹脂を用いており、感光性樹脂５に光を照射することによって光重合を起こして液体から固体に変化する。また、光が照射されなかった部分は液体状のままであり、現像処理によって洗い流すことができる。本実施形態では、エポキシペースの樹脂を用いたが、配線板に必要とされる電気特性および耐熱性等によっては、例えば感光性ポリイミド樹脂など、他の樹脂を用いることもできる。
【００４９】
次に、図１（ｄ）に示すように、フォトマスク６と称される写真フィルムを用いて、感光性樹脂５の露光および現像を行う。フォトマスク６は、感光性樹脂を硬化させたい部分が透明に、硬化させたくない部分が光を通さないように黒化されている。配線密度を確保するためには、感光性樹脂５を硬化させない部分のサイズは、電子部品３の接続端子４と同じサイズまたは接続端子４よりも小径のサイズとすることが望ましい。このフォトマスク６を、感光性樹脂５を塗布したコア１の上に、接続端子４の上部が黒化された部分となるようにセットして、上から光を照射する。これによって、光が透過した部分９の感光性樹脂５は硬化し、光が当たらなかった部分１０の感光性樹脂は硬化しない。その後、適切な溶剤を用いて全体を洗浄することにより、図１（ｅ）に示すように、電子部品３の接続端子４上、およびコア１の上に設けられた配線パターン２上の感光性樹脂５のみが選択的に除去され、接続端子４および配線パターン２の所定領域を各開口部１２を介して露出させる開口部１２を有する絶縁層１５が形成される。
【００５０】
なお、本実施形態では、感光性樹脂５として、光が当たると硬化するポジ型と称されるものを用いたが、ネガ型と称される感光性樹脂を用いてもよい。なお、ネガ型の感光性樹脂を用いる場合には、フォトマスク６の透光部と遮光部とを反転させる必要がある。また、本実施形態では、感光性樹脂５を用いてフォト法によって絶縁層１５を選択的に除去したが、通常のエポキシ樹脂等を用いて、電子部品３の接続端子４上の部分を、レーザー光、物理的なドリリングまたは研磨等の手法によって選択的に除去して開口部１２を形成することもできる。
【００５１】
絶縁層１５が形成されると、電解メッキ、無電解メッキまたはスパッタリング法等によって、図１（ｆ）に示すように、絶縁層１５上に配線パターン１４となる導電体層１３を形成する。本実施形態では、導電体層１３として銅を用いている。
【００５２】
この工程において、形成された導電体層１３は、絶縁層１５が選択的に除去されて形成された開口部１２にも入り込み、電子部品３の接続端子４と電気的に接続される。本実施形態では、電子部品３の接続端子４と導電体層１３との間で良好な電気的接続を得るために、導電体層１３を形成する前に、全体を酸性溶液によって洗浄し、接続端子４の表面活性を向上させる処理を行っているが、このような前処理は、対象となる接続端子４の性状によって適宜選択することができる。
【００５３】
次に、通常の配線板の製造方法と同様に、絶縁層１５上に設けられた導電体層１３上にエッチングレジストを形成してエッチングプロセスによって導電体層１３をパターニングし、図１（ｇ）に示すように、絶縁層１５上に配線パターン１４を形成する。以上のように、本実施形態では、高さが異なる一対の電子部品３、および各電子部品３が搭載されていない配線パターン（ランド）２に対しても、特殊な処理を追加すること無く、絶縁層１５上の配線パターン１４の形成と同時に配線パターン１４と電子部品３の接続端子４および配線パターン２とを接続することができる。
【００５４】
なお、配線パターン１４上に配線層を設けない場合には、この配線パターン１４上にソルダレジスト層を形成し、その他の必要な加工を施すことにより、電子部品が内装された配線板とすることができる。また、さらにその上に配線層等を設ける場合には、図１（ｃ）〜図１（ｇ）に示した工程、またはフォトビア方式のビルドアップ法として知られる工程を繰り返すことによって、配線層を重ねることができる。
【００５５】
なお、本実施形態および以下の実施形態において、感光性樹脂からなる絶縁層１５の開口部内、および開口部内に設けられた接続部を構成する金属層１４は、図３（ａ）に示すような形状としているが、絶縁層１５を感光性樹脂によって構成した場合には、開口部がテーパー状になるため、図３（ｂ）に示すような形状になる場合が多い。但し、開口部の径、メッキ液、メッキ法などによっては、図３（ａ）に示すような形状とすることも可能である。
【００５６】
（実施形態２）
図４は、実施形態２の電子部品内装配線板の構成を示す断面図である。上記実施形態１では、絶縁層１５をコア１の全面に一様に形成したが、本実施形態２では、電子部品３およびその他の必要なコア１上の部分にのみ、絶縁層１５を形成し、コア１上の他の部分には、樹脂板からなるスペーサ３０を貼り付ける。
【００５７】
このような構成によって、製造コストを削減することができると共に、電子部品内装配線板の剛性の向上を図ることができる。また、樹脂板からなるスペーサ３０を積層した部分を金型を用いて打ち抜くことによって、クラック等を発生させることなく外形を加工することができる。
【００５８】
（実施形態３）
図５は、実施形態３の電子部品内装配線板の構成を示す断面図である。上記実施形態１では、両端に接続端子４が設けられている電子部品３を用いたが、本実施形態３では、電子部品３の一表面に多数の接続端子４が設けられており、ＢＧＡパッケージにおいてバンプが設けられていない状態と同様の形状になっている。
【００５９】
この電子部品３がコア１上に搭載され、実施形態１と同様にして、絶縁層１５の開口部１２を介して接続端子４と配線パターン１４とが電気的に接続されている。本実施形態３では、電子部品３の接続端子４から配線パターン１４まで、接続部が複数層にわたって形成されている。
【００６０】
本実施形態において、電子部品３の接続端子４から配線パターン１４まで設けられる接続部は、電子部品３の接続端子４とほぼ同じ大きさであるか、またはそれよりも小さい径で良いため、ランド幅および配線パターン幅等を大きくすることができる。従って、近年のようにパッケージのピン数が非常に多くなっても、配線板をむやみに高精細化する必要がなく、製造コストの低廉価化および歩留まりの向上に貢献することができる。さらに、本実施形態のように、光重合を利用して絶縁層に開口部１２を設ける方法は、ドリリング等の物理的加工に比べて、小径の開口部を加工すること、開口部の深さを正確に制御すること、および深さの異なる開口部を一括して加工すること等に適している。
【００６１】
さらに、従来の方法によってＢＧＡパッケージ等を配線板に搭載する場合には、端子（半田ボール）が溶融したり、接触が不安定になることが多く、圧着、溶融、樹脂封止等というコントロールが必要な条件が多いため、信頼性を確保することが困難である。例えば、図６（ｂ）に示すように、基板４１上にＢＧＡパッケージ４２を配置して上から熱と圧力を加えて半田ボール４３を溶融させ、基板４１上のランドに接続する際に、格子状に数百個も並んだ半田ボール４３に均一に圧力と熱を加えて均一な接続を得ることは容易ではない。特に、図６（ａ）に示すようなＢＧＡパッケージにおいて、複数列並んでいる端子（半田バンプ）のうち、外側の端子は接続状態を確認することが比較的容易で、修正を行うことも比較的容易であるが、内側（図に○で囲んだ部分）の端子では確認および修正が困難である。これに対して、本実施形態では、メタライズ処理によって、容易に、全ての接続端子に対して安定して均一な状態での電気的接続を得ることができる。
【００６２】
（実施形態４）
図７（ａ）は、実施形態４の電子部品内装配線板の構成を示す断面図である。本実施形態４では、隣接する２層の配線パターンを互いに接続するため、その配線パターンに接続される電子部品３の接続端子４を利用している。
【００６３】
本実施形態において、電子部品３は、半田付け１６またはその他の適切な方法によって、配線パターン（ランド）２に接続されると共に、実施形態１と同様な工程によって、絶縁層１５上の配線パターン（ランド）１４と接続される。この構成では、事実上、電子部品３と同じ面積によって、配線パターン２と配線パターン１４とを接続することができる。
【００６４】
これに対して、従来の方法では、図７（ｂ）に示すように、電子部品３の半田付け部１６よりも外側に絶縁層１５のスルーホール１８を形成して、下側の配線層のスルーホールランド１７と上側の配線層のスルホールランド１９とを接続する必要がある。このため、図７（ａ）に比べて非常に広い面積が必要となる。
【００６５】
（実施形態５）
図８（ａ）および図８（ｂ）は、実施形態５の電子部品内装配線板の構成を示す断面図である。この電子部品内装配線板は、コア１上に電子部品として、カーボンペーストパターンからなる抵抗素子２０が印刷形成されており、その上を覆うように絶縁層１５が設けられている。絶縁層１５の上には配線パターン１４ａ〜１４ｄが設けられており、絶縁層１５の除去部において抵抗素子２０と接続されている。
【００６６】
図８（ａ）と図８（ｂ）とは、配線パターン１４と電子部品（抵抗素子）２０との接続部の位置が異なっている。図８（ｂ）では、図８（ａ）に比べて、接続部間の距離が近いため、配線パターン１４ｃ−１４ｄ間の導通抵抗は、配線パターン１４ａ−１４ｂ間よりも小さくなる。
【００６７】
本実施形態では、信号配線と電子部品との接続位置および接続面積は、絶縁層１５の開口部の位置および面積によってのみ決まる。よって、信号配線と電子部品との接続位置および接続面積を変更するために、印刷形成される抵抗素子２０のサイズおよび膜厚を変える必要はなく、フォトマスクの黒い部分の位置、レーザー光の照射位置等によって、製造途上でも、信号配線と電子部品との接続位置および接続面積を容易に変更することができる。従って、製造過程で回路定数等の値を自由に変更・調整できる。
【００６８】
例えば、従来のような抵抗、コンデンサーなどといったディスクリート電子部品を用いる方法では、製造過程で回路定数等のような電子回路の機能・特性を変更するためには、半固定抵抗を挿入して適宜調整するか、または異なる定数の電子部品を用意しておいて必要に応じて交換する必要がある。これに対して、本実施形態によれば、配線板製造工程において、回路定数等の値、回路特性等を実測した後、フォトマスクを交換すること、レーザー照射位置を変更すること等によって、電子部品と配線パターンとの接続点を適切な位置および面積に設定することができるので、回路定数を調整しながら配線板を製造することができる。
【００６９】
（実施形態６）
図９は、実施形態６の電子部品内装配線板の構成を示す断面図である。この電子部品内装配線板は、シールド、アンテナ等が設けられている。
【００７０】
従来、シールド構造は、完成状態の配線板を、電子部品ごと金属ケースによって囲い、その金属ケースをグランドに接続して構成されている。これに対して、本実施形態では、配線パターンと同じ工程でシールド層を作製する。
【００７１】
この電子部品内装配線板の製造においては、実施形態1と同様に、コア１上に必要な配線パターンを形成して電子部品３を搭載し、絶縁層１５上に形成された配線パターン１４と電子部品３とを、電子部品３を覆う絶縁層の開口部において電気的に接続する。その上を覆うように絶縁層１５ａを形成し、外部機器との接続端子２３に繋がる部分（外部に取り出される信号線）２１とＧＮＤライン２２上の絶縁層１５ａを除去し、全面をメッキすることなどによって配線板全体を金属層で覆う。次に、外部接続端子２３をエッチングによって形成し、かつ、外部接続端子２３との間に間隔２５を開けて、その他の部分を残すことによって、ほぼ配線板全面を覆うシールド層２４を形成する。なお、この外層の金属層を、ＧＮＤライン２２でなく、アンテナライン（図示せず）に接続することによって、アンテナを形成することもできる。
【００７２】
（実施形態７）
図１０は、実施形態７の電子部品内装配線板の構成を示す断面図である。この電子部品内装配線板は、実施形態６に類似しているが、シールド層２４が回路ブロック毎に分けて形成されている。さらに、各回路ブロック間の信号の伝送を発光素子２６および受光素子２７間の光カップリングによって行うことにより、外部ノイズおよび各回路ブロックにて発生するノイズによる他の回路への影響を最小限とすることができる。
【００７３】
（実施形態８）
図１１は、実施形態８の電子部品内装配線板の構成を示す断面図である。この電子部品内装配線板は、基本的な構造は実施形態１と同様であるが、実施形態１ではコア１が通常の片面〜多層印刷配線板であったのに対して、本実施形態８では熱伝導性を有する材料によって構成されている。
【００７４】
本実施形態８では、金属板を用いているが、用途および仕様に応じて、熱伝導性の良い樹脂板、金属箔を積層した樹脂板、樹脂をコートした金属板などを用いることができる。これによって、電子部品３ａおよび３ｂから発生した熱は、直接、金属板からなるコア１に伝わって放散されるため、非常に効率の良い放熱機構を実現することができる。
【００７５】
通常のヒートシンク取り付け方法では、放熱特性を向上させるために大きなヒートシンクを取り付けようとした場合に、電子部品が密集されて搭載されているために、隣接する電子部品と干渉して取りつけることが困難である。また、ヒートシンクを取りつけようとする電子部品は集積回路パッケージである場合が多く、その場合には、周囲の電子部品に比べてよりも高さが低いことが多いため、周辺の電子部品とヒートシンクを共有しようとしても、高さが不揃いであるために１つのヒートシンクに取り付けることができない。また、ヒートシンクの大きさがある程度以上になると、電子部品の周辺に固定するための部品（ヒートシンクを引っ掛けて固定するための爪など）が必要となるが、このような部品を設置するための場所を設けることが困難である。これに対して、本実施形態８では、通常のヒートシンク取り付け方法では取り付けが困難であるような個々に高さの異なる電子部品３ａおよび３ｂ、多数の小型電子部品に対しても、１つの放熱板（コア１）に完全に密着した形で実装することができる。
【００７６】
また、本実施形態によれば、発熱している電子部品から単に放熱するのみならず、基板全体の温度の均一化、各電子部品の温度の均一化による回路動作の安定化を図ることができる。
【００７７】
また、金属コア基板の製造においては、図１９に示すように、金属コア５１にスルーホール５４となる穴を開け、その穴の中も含めて金属コア５１全体に絶縁性樹脂層５２を形成し、全体をメッキして導体層５３を形成した後、エッチングすることによって配線パターンを形成する。従来の金属コア基板を用いた配線板において、両面よりもさらに多くの配線層を設ける場合には、スルーホール５４を適切に埋めて、上記処理を繰り返すか、またはビルドアップ法によって配線層を重ねることができる。この場合には、ある程度の厚み（例えば１ｍｍ以上）を有する金属コア基板５１に０．１ｍｍ〜０．５ｍｍという小径の穴を多数設ける必要があり、また、スルーホール５４が埋まらないように穴壁を含む表面に絶縁性樹脂層５２を形成する必要があり、さらに、その表面に均一にメッキを行う必要があるため、加工が非常に困難である。特に、絶縁性樹脂層５２は、液状の材料を金属コア基板５１に塗布して硬化させるため、穴が埋まったり、穴に樹脂が入らなかったり、穴の角の部分が薄くなったりする。これに対して、本実施形態８では、通常の金属コア基板を用いた場合には困難であるような配線層の多層化を感光性樹脂からなる絶縁層１５によって容易に行うことができ、かつ、配線層を多層化しても放熱効率の低下が起こらない。
【００７８】
さらに、この構造によれば、金属板等をコアとして有するため、寸法安定性および剛性等の面でも、通常の配線板に比べて優れている。例えば、液晶表示パネル、プラズマディスプレイパネル等という表示パネルを駆動するために用いられる回路基板では、０．１ｍｍ程度の非常に細かいピッチで数百から数千本の配線パターンが一直線に並んでおり、端子の端から端までのトータル寸法、ピッチ精度等といった寸法精度が高いことが非常に重要であるが、エポキシベースの樹脂等を支持体として用いた従来の配線板では、このような寸法精度を維持することが困難である。また、表示パネルと回路基板とは、加熱圧着により接続されるが、表示パネルを構成するガラス材料に比べて、配線板の支持体を構成する材料の線膨張係数が大きいため、接続が不良になったり、接続後に応力が残るなどといった問題が生じる。従って、本実施形態のように、線膨張率、温度係数等が小さい支持体を用いることによって、生産性を向上させると共に、電子機器の信頼性を向上させることができる。
【００７９】
耐熱性においても、従来の配線板では、一般に、支持体の材料＝配線パターンの絶縁層であり、電気的特性等が優先されているため、耐熱性、寸法安定性等といった観点から材料を選択する余地が少なく、絶縁性、耐候性等の総合的な性能によって材料が選ばれており、半田付けの際の反り、加熱時の導体の剥離強度、鉛が含まれていない半田に対応するための高い耐熱性等、個々の性能を実現する上で材料による制約があった。これに対して、本実施形態では、支持体と配線パターンの絶縁層とを、互いに異なる材料を用いて構成することができるので、強度・耐熱性を要する材料と絶縁性を要する材料とを、それぞれ適した箇所に選択して用いることができる。
【００８０】
また、コア１としてアルミ、銅、鉄等といった導電性を有する材料を用いて、電源、ＧＮＤ等と接続することによって、電源層、グランド層、シールド層等として機能させることができる。
【００８１】
また、例えば図１２に示すように、コア１として強磁性を示す材料を用いて絶縁層６２で覆い、その上に配線パターン１４、絶縁層１５および電子部品３を設けると共に、コイルパターン６３および回転子６４を設けることによって磁気回路を構成することができる。また、コイルパターンを２組、向かい合わせて配置することによって、トランスを構成することもできる。さらに、強磁性を示すコア１の上にコイルパターンを形成した場合、通常のプリント配線板上に同様のコイルパターンを形成した場合に比べて、より大きなインダクタンスを得ることができる。
【００８２】
以上のことは、金属コアを用いた従来の配線板についても同様であるが、従来の配線板では電子部品を搭載すること、多層の信号配線層を配置すること等が困難であり、回路部分は他の基板に設けられて電子部品が搭載された配線板と組み合わせて用いられることが多かったのに対して、本実施形態では、電子部品を搭載すること、多層の信号配線層を高密度に配置することが容易であるため、回路部分を電子部品と同じ支持体上に搭載することが可能となる。
【００８３】
（実施形態９）
図１３は、実施形態９の電子部品内装配線板の構成を示す断面図である。この電子部品内装配線板は、実施形態７に類似しているが、電子部品３ａおよび３ｂの放熱板（コア）１への搭載方法が異なっている。電子部品３ａはコア１に直接接着されているのに対して、電子部品３ｂは樹脂からなる熱伝導制御用ブロック２８を間に介して接着されている。このように、熱伝導率の差を積極的に利用することによって、各電子部品の動作時の温度を制御して、回路動作の安定性を確保することができる。
【００８４】
（実施形態１０）
図１４は、実施形態１０の電子部品内装配線板の構成を示す断面図である。この電子部品内装配線板は、製造方法および基本構造は実施形態１とほぼ同様であるが、電子部品の放熱が上記実施形態とは別の方法によって実現されている。
【００８５】
この電子部品内装配線板は、電子部品３の接続端子４に接続される配線パターン１４を形成する際に、同時に、電子部品３の上面において電気的接続が行われない場所にも導電体パターン（放熱用金属層２９）が設けられており、これが放熱機構として機能する。
【００８６】
なお、放熱用金属層を形成する前に、必要に応じて、導電体の形成・密着を促進すること、電子部品３の表面を絶縁すること、導電体形成時の加工により電子部品３の汚染・損傷等が生じるのを回避すること等を目的として、電子部品３の上面に表面処理などを行ってもよい。
【００８７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、電子部品の一部または全部を絶縁層で覆うことによって、配線板内に電子部品を内装することができる。電子部品および配線を内装化することによって、回路をブラックボックス化することができると共に、電子部品を内装化または電子部品周囲を絶縁層で覆うことによって、耐衝撃性を向上することができる。
【００８８】
また、絶縁層の開口部内にメタライズ法にて接続部を形成して、電子部品と配線層または他の電子部品とを電気的に接続することによって、半田リフロー等による再加熱を行う場合に比べて、電子部品の接続信頼性を向上させることができる。また、電子部品の電気的接続に環境負荷物質である使用しないこと、またはその使用量を削減することによって、環境に与える悪影響を低減することができる。
【００８９】
また、電子部品の接続端子から配線層までの接続部は、接続端子とほぼ同じ大きさか、または小さな径とすることができるため、電子部品の電気的接続に必要な面積を削減することができる。また、端子数が多い電子部品であっても、電子部品を安定的して接続することができる。
【００９０】
また、製造工程において、配線層と電子部品との接続位置および面積等を変更することによって、回路定数等を調整して、電子回路の機能および特性を制御することができる。
【００９１】
また、支持体に収容部を設けて電子部品を搭載する従来技術と比べて、電子部品下の配線エリアを有効利用することができる。また、高さが異なる電子部品であっても、安定して電子部品を接続することができる。また、印刷によって電子部品を形成する従来技術と比べて、特別な電子部品に限られず、通常の電子部品を含めて、あらゆる電子部品を内装化することができる。 シールド構造・アンテナ等を容易に実現することができ、効率的な放熱機構を得ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｇ）は、実施形態１の電子部品内装配線板の製造工程について説明するための断面図である。
【図２】実施形態１の他の電子部品内装配線板の概略構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、感光性樹脂からなる絶縁層および接続部を構成する金属層の形状を示す断面図である。
【図４】実施形態２の電子部品内装配線板の概略構成を示す断面図である。
【図５】実施形態３の電子部品内装配線板の概略構成を示す断面図である。
【図６】（ａ）はＢＧＡパッケージの裏面図であり、（ｂ）はＢＧＡパッケージを基板上に実装する工程について説明するための断面図である。
【図７】（ａ）は実施形態４の電子部品内装配線板の概略構成を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）と同様の接続状態を従来の電子部品搭載配線板によって実現した例を示す断面図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、実施形態５の電子部品内装配線板の概略構成を示す断面図である。
【図９】実施形態６の電子部品内装配線板の概略構成を示す断面図である。
【図１０】実施形態７の電子部品内装配線板の概略構成を示す断面図である。
【図１１】実施形態８の電子部品内装配線板の概略構成を示す断面図である。
【図１２】実施形態８の他の電子部品内装配線板の概略構成を示す断面図である。
【図１３】実施形態９の電子部品内装配線板の概略構成を示す断面図である。
【図１４】実施形態１０の電子部品内装配線板の概略構成を示す断面図である。
【図１５】一般的な電子部品搭載配線板の概略構成を示す断面図である。
【図１６】従来の電子部品内装配線板の概略構成を示す断面図である。
【図１７】従来の他の電子部品内装配線板の概略構成を示す断面図である。
【図１８】一般的な金属コア基板を用いた電子部品搭載配線板の概略構成を示す断面図である。
【図１９】一般的な金属コア基板の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１  コア（支持体）
２  配線パターン（ランド）
３、３ａ、３ｂ  電子部品
４  電子部品の接続端子
５  感光性樹脂
６  フォトマスク
７  フォトマスクの透明な部分
８  フォトマスクの不透明な部分
９  露光により硬化する部分
１０  露光されず未硬化の部分
１１  硬化した樹脂
１２  絶縁層の開口部
１３  導電体層
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ  配線パターン
１５、１５ａ  絶縁層
１６  半田
１７  スルーホールランド
１８  スルーホール
１９  上部スルーホールランド
２０  抵抗素子
２１  外部に取り出す信号線（外部機器と接続される部分）
２２  グランド（ＧＮＤ）ライン
２３  外部接続用端子
２４  シールド層
２５  外部接続用端子とシールド層との間隔
２６  発光素子
２７  受光素子
２８  熱伝導制御用ブロック
２９  放熱用金属層
３０  スペーサ
４０  コネクタ
４１  基板
４２  ＢＧＡパッケージ
４３  半田ボール
５１  金属コア
５２  絶縁性樹脂層
５３  導体層
５４  スルーホール
６２  絶縁層
６３  コイルパターン
６４  回転子
１０１  絶縁性樹脂板（支持体）
１０２  導電体パターン
１０３  ソルダレジスト
１０４  電子部品
１０５  電子部品の接続端子
１０６  半田
１１０  印刷配線板
２０１  印刷配線板または絶縁性樹脂板
２０２  収容部
２０３  絶縁性樹脂層
２０４  配線パターン
３０１  印刷形成された電子部品
４０１  金属コア基板
４０２  絶縁性樹脂層
４０３  スルホール
【図１】
0003910045.tif 000002
【図２】
0003910045.tif 000003
【図３】
0003910045.tif 000004
【図４】
0003910045.tif 000005
【図５】
0003910045.tif 000006
【図６】
0003910045.tif 000007
【図７】
0003910045.tif 000008
【図８】
0003910045.tif 000009
【図９】
0003910045.tif 000010
【図１０】
0003910045.tif 000011
【図１１】
0003910045.tif 000012
【図１２】
0003910045.tif 000013
【図１３】
0003910045.tif 000014
【図１４】
0003910045.tif 000015
【図１５】
0003910045.tif 000016
【図１６】
0003910045.tif 000017
【図１７】
0003910045.tif 000018
【図１８】
0003910045.tif 000019
【図１９】
0003910045.tif 000020