(57)【要約】      （修正有）【課題】電子部品の電極幅が狭い場合に、電極とビアとの接続面積小さくなり、接続の信頼性が低下する。【解決手段】印刷配線板１０は、部品収容部１２を有する基板１１と、部品収容部１２に収容された電極１３ａを有する部品１３と、基板１１の上下面に積層された絶縁樹脂層１４と、絶縁樹脂層１４に形成され部品１３の電極１３ａに直接接続しているビア１５ａとを備える。ビア１５ａが、部品１３に近い側の端部から他方の端部に向けて細くなる形状を有している。【選択図】図１
2017212410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品収容部を有する基板と、
部品収容部に収容された、電極を有する部品と、
基板の上下面に積層された絶縁樹脂層と、
絶縁樹脂層に形成され、部品の電極に直接接続しているビアと、
を備え、
前記ビアが、前記部品に近い側の端部から他方の端部に向けて細くなる形状を有している印刷配線板。
【請求項２】
前記ビアが、両端部の径において１０μｍ以上の差を有する請求項１に記載の印刷配線板。
【請求項３】
前記部品の電極が、部品の少なくとも一方の端面および端面近傍に形成されており、前記ビアの一部が、前記部品の端面に形成された電極に接続している請求項１または２に記載の印刷配線板。
【請求項４】
部品収容部を有する基板に電極を有する部品を収容し、基板の上下面に絶縁樹脂層を積層し、絶縁樹脂層に部品の電極に直接接続するためのビア形成用の穴部を、レーザダイレクトストラクチャリングによって、部品に近い側の端部から他方の端部に向けて細くなる形状を有するように形成し、ビア形成用の穴部にビアを形成する印刷配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電子部品を内蔵した印刷配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品収容部に電子部品を収容し、その電子部品と部品収容部の内壁との隙間に合成樹脂を充填した印刷配線板が知られている。このような印刷配線板は、例えば特許文献１に記載されている。部品収容部に電子部品が収容された印刷配線板においては、例えば、電子部品の電極には、電極側の径が小さいビアが接続され、他の層の導体と電気的に接続されている。しかし、電子部品の電極幅が狭い場合に、電極とビアとの接続面積が小さくなり、接続信頼性が低下するという懸念がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３３０３０４
【発明の概要】
【０００４】
本開示の印刷配線板は、部品収容部を有する基板と、部品収容部に収容された電極を有する部品と、基板の上下面に積層された絶縁樹脂層と、絶縁樹脂層に形成され部品の電極に直接接続しているビアとを備え、ビアが、部品に近い側の端部から他方の端部に向けて細くなる形状を有している。
【０００５】
本開示に係る印刷配線板の製造方法は、部品収容部を有する基板に電極を有する部品を収容し、基板の上下面に絶縁樹脂層を積層し、絶縁樹脂層に部品の電極に直接接続するためのビア形成用の穴部を、レーザダイレクトストラクチャリングによって、部品に近い側の端部から他方の端部に向けて細くなる形状を有するように形成し、ビア形成用の穴部にビアを形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１（Ａ）は本開示に係る印刷配線板の一実施形態を示す断面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す領域Ｘの拡大斜視図である。
【図２】図２（Ａ）〜（Ｄ）は、本開示に係る印刷配線板の製造方法の一実施形態を示す工程説明図である。
【図３】図３（Ａ）は本開示に係る印刷配線板の他の実施形態を示す断面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す領域Ｙの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本開示に係る印刷配線板の一実施形態を、図１（Ａ）および（Ｂ）に基づいて説明する。図１（Ａ）に示す印刷配線板１０は、部品収容部１２を有する基板１１と、部品収容部１２に収容された電極１３ａを有する部品１３と、基板１１の上下面に積層された絶縁樹脂層１４と、絶縁樹脂層１４に形成された部品１３の電極１３ａに接続するためのビア１５ａとを備える。
【０００８】
基板１１は、コア層１１ａと絶縁層１１ｂとを含む。コア層１１ａは、絶縁性を有する素材で形成されていれば特に限定されない。絶縁性を有する素材としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などの有機樹脂などが挙げられる。これらの有機樹脂は２種以上を混合して用いてもよい。
【０００９】
絶縁性を有する素材として有機樹脂を使用する場合、有機樹脂に補強材を配合して使用するのが好ましい。補強材としては、例えば、ガラス繊維、ガラス不織布、アラミド不織布、アラミド繊維、ポリエステル繊維などの絶縁性布材が挙げられる。補強材は２種以上を併用してもよい。さらに、絶縁性を有する素材には、シリカ、硫酸バリウム、タルク、クレー、ガラス、炭酸カルシウム、酸化チタンなどの無機充填材が含まれていてもよい。
【００１０】
絶縁層１１ｂは、コア層１１ａの上下面に形成されている。絶縁層１１ｂも絶縁性を有する素材で形成されていれば特に限定されず、上記の絶縁性を有する素材が挙げられる。絶縁層１１ｂは、コア層１１ａと同じ素材であってもよく、異なる素材であってもよい。
【００１１】
コア層１１ａおよび絶縁層１１ｂの表面には、第１配線パターン１１１が形成されている。第１配線パターン１１１は、導電性材料で形成されていれば限定されない。導電性材料としては、金属、導電性樹脂などが挙げられる。これらの導電性材料の中でも、エッチングなどの加工性の点で銅が好ましい。第１配線パターン１１１は、例えば、化学銅めっき（無電解銅めっき）、電解銅めっきなどの銅めっき、銅箔、銅箔上に銅めっきによって形成される。さらに、コア層１１ａおよび絶縁層１１ｂにレーザ加工によって穴部を形成し、この穴部にめっき処理を施して第１配線パターン１１１を形成してもよい。
【００１２】
さらに、コア層１１ａには、基板１１の上下面を電気的に接続するために、スルーホール１１１ａが形成されている。スルーホール１１１ａは、コア層１１ａの上下面を貫通している。スルーホール１１１ａは、例えば、銅めっきなどの金属めっきからなる導体層１１１ａ’で形成されている。この導体層１１１ａ’は、コア層１１ａの表面に形成された第１配線パターン１１１に接続される。
【００１３】
基板１１には、部品収容部１２が形成されている。部品収容部１２は基板１１に形成された貫通孔であり、レーザ加工、金型加工などによって基板１１の一部を除去することにより得られる。部品収容部１２には、電極１３ａを有する部品１３が収容されている。
【００１４】
部品１３は、印刷配線板に一般的に表面実装ならびに内蔵される部品であれば特に限定されず、例えば、半導体素子、コンデンサ、抵抗器などの電子部品が挙げられる。特に、部品１３として、接続信頼性を確保するのが困難とされる電極幅の狭い微細な部品を用いる方が、接続信頼性の確保という効果が発揮されやすく、例えば、０４０２（０．４ｍｍ×０．２ｍｍ）サイズの部品、０６０３（０．６ｍｍ×０．３ｍｍ）サイズの部品などを用いてもよい。
【００１５】
部品収容部１２には、部品１３以外にも封止樹脂１２ａが充填されている。部品収容部１２に封止樹脂１２ａを充填することによって、部品１３が所望の位置で固定される。封止樹脂１２ａとしては特に限定されず、光硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂などが挙げられ、具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などが挙げられる。封止樹脂１２ａには、シリカ、硫酸バリウム、タルク、クレー、ガラス、炭酸カルシウム、酸化チタンなどの無機充填材が、さらに含まれていてもよい。
【００１６】
基板１１の上下面には絶縁樹脂層１４が形成されている。絶縁樹脂層１４は２層積層されており、部品１３が収容された部品収容部１２を被覆している。絶縁樹脂層１４は、絶縁性を有する素材で形成されていれば特に限定されない。絶縁性を有する素材としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂などの有機樹脂などが挙げられる。これらの有機樹脂は２種以上を混合して用いてもよい。
【００１７】
絶縁樹脂層１４の表面には、第２配線パターン１４１が形成されている。第２配線パターン１４１は、導電性材料で形成されていれば限定されない。第２配線パターン１４１は、第１配線パターン１１１と同様の手順で形成されるため、詳細な説明は省略する。
【００１８】
基板１１（コア層１１ａおよび絶縁層１１ｂ）および絶縁樹脂層１４には、層間を電気的に接続するためのビア１５が形成されている。ビア１５は、部品１３の電極１３ａに直接接続している第１ビア１５ａと、第１ビア１５ａ以外の第２ビア１５ｂとを含む。
【００１９】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の領域Ｘの拡大斜視図を示している。図１（Ｂ）は、第１ビア１５ａの形状をより詳細に説明するための図であり、電極１３ａと第２配線パターン１４１との間に形成されている絶縁樹脂層１４は省略している。第１ビア１５ａは、部品１３の電極１３ａに直接接続しており、図１（Ｂ）に示すように、電極１３ａ側の端部から他方の端部に向けて細くなる形状を有している。すなわち、第１ビア１５ａは、部品１３に近い側の端部から他方の端部に向けて細くなる形状を有している。電極１３ａ側の端部の径Ｄ１と他方の端部の径Ｄ２との差は特に限定されず、例えば、接続信頼性をより向上させるためには１０μｍ以上であるのがよい。
【００２０】
第２ビア１５ｂは、第１ビア１５ａ以外のビアである。すなわち、部品１３の電極１３ａに直接接続していないビアである。第２ビア１５ｂは、第１ビア１５ａと異なり、部品１３に近い側の端部から他方の端部に向けて太くなる形状を有している。第２ビア１５ｂは、層間を電気的に接続するために形成されており、上記の第１配線パターン１１１および第２配線パターン１４１に接続されている。
【００２１】
ビア１５（第１ビア１５ａおよび第２ビア１５ｂ）は、導体で形成されている。このような導体としては、例えば銅、アルミニウム、金、銀などが挙げられる。さらに、これらの金属を主成分とした粉末を、合成樹脂に混合した導電ペーストであってもよい。
【００２２】
以上のように、本開示の印刷配線板は、部品の電極に直接接続している第１ビアが、電極側の端部から他方の端部に向けて細くなる形状を有している。そのため、部品の電極幅が狭かったり、レーザビア位置ズレまたは内蔵部品搭載ズレが生じたりしても、ビアと電極との接続面積を十分に確保できる。したがって、本開示の印刷配線板は、優れた接続信頼性を発揮することができる。
【００２３】
次に、本発明の一実施形態に係る印刷配線板の製造方法を、図２に基づいて説明する。上述の一実施形態の印刷配線板１０と同じ部材については同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【００２４】
図２（Ａ）に示すように、部品収容部１２が形成された基板１１を準備する。部品収容部１２は、上述のように、例えばレーザ加工、金型加工などによって基板１１の一部を除去することにより形成される。基板１１は、上述のようにコア層１１ａおよび絶縁層１１ｂを含む。
【００２５】
コア層１１ａにはスルーホール１１１ａが形成されている。スルーホール１１１ａは、例えば、次のようにして形成される。まず、コア層１１ａの上下面を貫通するように、スルーホール下孔をドリル加工または上述のレーザ加工により形成する。その後、スルーホール下孔の内壁面に、例えば、銅めっきなどの金属めっきからなる導体層１１１ａ’を析出させることによって、スルーホール１１１ａが得られる。
【００２６】
コア層１１ａの表面には第１配線パターン１１１が形成されている。第１配線パターン１１１は、例えば、次のようにして形成される。まず、表面に導体（銅箔）が形成された絶縁板に、エッチングレジストであるドライフィルム（図示せず）を公知の方法で貼付して露光および現像する。その後、エッチングを行い、ドライフィルムを剥離すると第１配線パターン１１１が表面に形成されたコア層１１ａが得られる。第１配線パターン１１１とスルーホール１１１ａとは接続されている。
【００２７】
絶縁層１１ｂには、第１配線パターン１１１と接続する第２ビア１５ｂが形成されている。第２ビア１５ｂについては上述のとおりであり、詳細な説明は省略する。第２ビア１５ｂは次のようにして形成される。まず、絶縁層１１ｂに、ＣＯ2レーザ、ＵＶ−ＹＡＧレーザなどによって第２ビア１５ｂ形成用の穴部を形成する。この第２ビア１５ｂ形成用の穴部に導体を充填することによって第２ビア１５ｂが得られる。導体については上述のとおりであり、詳細な説明は省略する。導体の充填はめっきなどによって行われる。
【００２８】
次いで、コア層１１ａの上下面に絶縁層１１ｂを形成する。絶縁層１１ｂは、例えばコア層１１ａの上下面にプリプレグを置き、熱プレスすることによって形成される。絶縁層１１ｂの表面にも第１配線パターン１１１が形成されている。第１配線パターン１１１の形成方法は特に限定されない。例えば、プリプレグの表面に導体（銅箔）を置いて熱プレスを行い、その後、上述の方法と同様に、ドライフィルムを公知の方法で貼付して露光および現像し、エッチングすればよい。
【００２９】
図２（Ｂ）に示すように、基板１１の下面に剥離フィルム１６を貼付する。剥離フィルム１６は、部品収容部１２に部品を収容した際に部品が落ちないように仮固定するための部材であり、部品との接触面が粘着性を有している。剥離フィルム１６は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに、粘着剤を塗布することによって得られる。ＰＥＴフィルムの代わりに、例えば、繰り返し使用できるＭａｇｉＣａｒｒｉｅｒ（（株）京写製）、ｆｌｅｘ  ｃａｒｒｉｅｒ（（株）ユー・エム・アイ製）などを使用してもよい。
【００３０】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、部品収容部１２に部品１３を収容する。部品１３は、電極１３ａを下にして、電極１３ａが剥離フィルム１６と接触するように収容される。部品１３を部品収容部１２に収容した後、部品１３を固定するために、封止樹脂１２ａが充填される。封止樹脂１２ａについては上述のとおりであり、説明は省略する。
【００３１】
図２（Ｄ）に示すように、剥離フィルム１６を除去し、基板１１の上下面に絶縁樹脂層１４を形成する。絶縁樹脂層１４は、基板１１の上下面にそれぞれ２層積層されている。絶縁樹脂層１４は、例えば基板１１の上下面にプリプレグを置き、熱プレスすることによって形成される。各絶縁樹脂層１４の表面には第２配線パターン１４１が形成されている。第２配線パターン１４１の形成方法は特に限定されず、第１配線パターン１１１と同様の方法で形成される。例えば、プリプレグの表面に導体（銅箔）を置いて熱プレスを行い、その後、上述の方法と同様に、ドライフィルムを公知の方法で貼付して露光および現像し、エッチングすればよい。
【００３２】
次いで、部品１３の電極１３ａと第２配線パターン１４１を電気的に接続するために、絶縁樹脂層１４に第１ビア１５ａを形成する。第１ビア１５ａは、上述のように電極１３ａ（部品１３）側の端部から他方の端部に向けて細くなる形状を有している。このような形状を有するビアを形成するために、部品１３の電極１３ａと接触している絶縁樹脂層１４に、レーザダイレクトストラクチャリング（ＬＤＳ）によって第１ビア１５ａ形成用の穴部を形成する。ＬＤＳ装置は、例えば、LPKF Laser & Electronics（株）より市販されている。この第１ビア１５ａ形成用の穴部に導体を充填することによって第１ビア１５ａが得られる。導体については上述のとおりであり、説明は省略する。導体の充填はめっきなどによって行われる。
【００３３】
さらに、第２配線パターン１４１同士、あるいは第１配線パターン１１１と第２配線パターン１４１とを接続するための第２ビア１５ｂを形成する。第２ビア１５ｂの形成方法については上述のとおりであり、詳細な説明は省略する。このようにして、図１（Ａ）に示す印刷配線板１０が得られる。
【００３４】
本開示の印刷配線板は、上述の実施形態に限定されない。例えば、上述の印刷配線板１０では、第１ビア１５ａは、部品１３の底面に形成された電極１３ａに接続されている。しかし、図３（Ａ）に示す印刷配線板２０のように、第１ビア１５ａ’は、部品１３の底面に形成された電極１３ａだけでなく、部品１３の端面に形成された電極１３ａに形成されていてもよい。すなわち、電極１３ａが部品１３の端面および端面近傍に形成されている場合、第１ビア１５ａ’の一部が端面に形成された電極１３ａに形成されていてもよい。
【００３５】
第１ビア１５ａ’のように、部品１３の端面および底面に形成された電極１３ａにビアが形成されると、部品の電極幅が狭かったり、レーザビア位置ズレまたは内蔵部品搭載ズレが生じたりしても、第１ビア１５ａ’と電極１３ａとの接続面積を十分に確保できる。したがって、より優れた接続信頼性が発揮される。
【００３６】
上述の図１（Ａ）に示す印刷配線板１０では、基板１１はコア層１１ａと絶縁層１１ｂとを含む。しかし、基板は、コア層のみで形成されていてもよく、絶縁層が２層以上積層されていてもよい。
【００３７】
上述の図１（Ａ）に示す印刷配線板１０では、絶縁樹脂層１４は２層積層されている。しかし、絶縁樹脂層は１層のみでもよく、３層以上積層されていてもよい。
【００３８】
さらに、上述の図１（Ａ）に示す印刷配線板１０では、第２ビア１５ｂは、第１ビア１５ａと異なり、部品１３に近い側の端部から他方の端部に向けて太くなる形状を有している。しかし、第２ビアも第１ビアと同様、部品に近い側の端部から他方の端部に向けて細くなる形状を有していてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０、２０  印刷配線板
１１    基板
１１ａ  コア層
１１１ａ  スルーホール
１１１ａ’  導体層
１１ｂ  絶縁層
１１１  第１配線パターン
１２    部品収容部
１２ａ  封止樹脂
１３    部品
１３ａ  電極
１４    絶縁樹脂層
１４１  第２配線パターン
１５    ビア
【図１】
2017212410.tif 000003
【図２】
2017212410.tif 000004
【図３】
2017212410.tif 000005