(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電子部品が搭載される配線板であって、
該第１の電子部品が実装される実装面から延在する第１のスルーホールと、
該第１のスルーホールの延長線に沿って該実装面の反対側の裏面から延在する第２のスルーホールと、
前記第１のスルーホールと前記第２のスルーホールとの間に配置され、長手方向の両端部に第１の電極と第２の電極をそれぞれ有する第２の電子部品と
を有し、
前記第２の電子部品の長手方向は前記第１及び第２のスルーホールの延長線に一致しており、前記第１のスルーホールと前記第２のスルーホールとは前記第２の電子部品を介して互いに電気的に導通し、
前記第２の電子部品の該第１の電極は導電性接合材により前記第１のスルーホールに接合され、前記第２の電子部品の該第２の電極は導電性接合材により前記第２のスルーホールに接合され、
前記第１のスルーホールに前記第１の電極を接合する前記導電性接合材と前記第２のスルーホールに前記第２の電極を接合する前記導電性接合材との間に絶縁樹脂層が介在し、
前記第１のスルーホール及び前記第２のスルーホールの内径より大きな外形を有する空間内に前記導電性接合材が形成され、前記空間内で前記第１の電極及び前記第２の電極は前記導電性接合材と接合する
ことを特徴とする配線板。
【請求項２】
請求項１記載の配線板を具備することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は配線板に係り、特に電子部品を内蔵した配線板、及び電子部品を内蔵した配線板を備えた装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置が搭載される配線板には、半導体装置に付随した電子部品が搭載されることが多い。電子部品は半導体装置の周囲の配線板上に搭載できるが、半導体装置の周囲の領域は限られている。したがって、数多くの電子部品を配線板に搭載するために、電子部品を配線板内に埋め込むことが提案されている。
【０００３】
図１は電子部品が搭載された従来のプリント配線板の一部の断面図である。図１に示すプリント配線板１は多層基板であり、表面にＢＧＡ型の半導体装置２が搭載されている。半導体装置２の外部接続電極であるはんだボール２ａは、プリント配線板１を貫通して形成されたスルーホール（ビアホール）１ａに接続され、当該スルーホール１ａを介して、プリント配線板１の裏面の電極パッド１ｂに接続されている。
【０００４】
プリント配線板１の裏面の電極パッド１ｂには、チップ抵抗やチップコンデンサ等の電子部品３の電極３ａが接続されている。チップ抵抗やチップコンデンサ等の電子部品３は半導体装置２の各電極に対応して設けられることが多く、そのような電子部品を２電極部品と称することもある。図１に示すプリント配線板１は、内部に埋め込まれた電子部品４も有している。電子部品４はプリント配線板１内部の絶縁層内に埋め込まれており、電子部品４の一端の電極４ａは、インタースティシャルビアホール（ＩＨＶ）１ｃを介して半導体装置２の電極（はんだボール２ａ）に接続されている。
【０００５】
ここで、配線板中の接着層であるプリプレグ層に形成した抜き部に電子部品を嵌め込むことで、図１に示す電子部品４のように電子部品を配線板中に埋め込む技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
チップ抵抗やチップコンデンサ等の電子部品３，４は一般的に細長い形状を有しており、長手方向の両端に電極が設けられている。図１に示す例では、電子部品３，４はその長手方向がプリント配線板１の表面に平行な状態で配置されている。このため、電子部品３，４はプリント配線板１の表面あるいは内部の絶縁層内での占有面積（フットプリント）が大きく、プリント配線板１に搭載あるいは内蔵できる電子部品３，４の数が限られてしまう。
【０００７】
そこで、配線用のスルーホールとは異なる貫通孔を多層配線基板に設け、貫通孔内に電子部品を挿入することが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この技術では、多層配線板の厚さ方向に電子部品の長手方向が整列するため、電子部品の占有面積が小さくすることができる。
【特許文献１】特開２００６−１９６７８５号公報
【特許文献２】特開２００１−２１０９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の特許文献２に開示された電子部品の埋め込み方法では、電子部品を埋め込むための貫通孔はスルーホールが配置されていない部分に設けられる。配線板に搭載する半導体装置の電極ピッチが狭い場合、隣接するスルーホールの間に貫通孔を設けるだけのスペースが無い場合が多い。そのような場合は、配線板中で貫通孔を設けることのできる部分が限られてしまい、配線板中に埋め込むことのできる電子部品の数が限られてしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、簡単な構成により埋め込むことのできる電子部品の数を増やすことのできる配線板、及びそのような配線板を備える装置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】
【００１０】
上述の目的を達成するために、本発明の一つの面によれば  第１の電子部品が搭載される配線板であって、該第１の電子部品が実装される実装面から延在する第１のスルーホールと、該第１のスルーホールの延長線に沿って該実装面の反対側の裏面から延在する第２のスルーホールと、前記第１のスルーホールと前記第２のスルーホールとの間に配置され、長手方向の両端部に第１の電極と第２の電極をそれぞれ有する第２の電子部品とを有し、前記第２の電子部品の長手方向は前記第１及び第２のスルーホールの延長線に一致しており、前記第１のスルーホールと前記第２のスルーホールとは前記第２の電子部品を介して互いに電気的に導通し、前記第２の電子部品の該第１の電極は導電性接合材により前記第１のスルーホールに接合され、前記第２の電子部品の該第２の電極は導電性接合材により前記第２のスルーホールに接合され、前記第１のスルーホールに前記第１の電極を接合する前記導電性接合材と前記第２のスルーホールに前記第２の電極を接合する前記導電性接合材との間に絶縁樹脂層が介在し、前記第１のスルーホール及び前記第２のスルーホールの内径より大きな外形を有する空間内に前記導電性接合材が形成され、前記空間内で前記第１の電極及び前記第２の電極は前記導電性接合材と接合することを特徴とする配線板が提供される。
【００１１】
また、本発明の他の面によれば、上述の配線板を備える装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
上述の発明によれば、配線板の第１のスルーホールと第２のスルーホールとの間に、第２の電子部品が設けられる。第２のスルーホールは第１のスルーホールの延長方向に整列しているため、第１のスルーホールと第２のスルーホールとで一つのスルーホールを形成している。第２の電子部品は第１のスルーホールと第２のスルーホールの間に埋め込まれた状態で配線板の内部に配置されるため、一つのスルーホールの途中に第２の電子部品が配置されたこととなる。したがって、スルーホールの一つ一つに対して第２の電子部品を設けることができるため、配線板に設けられる第２の電子部品の数を増やすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
まず、本発明の一実施形態による配線板について、図２を参照しながら説明する。図２は本発明の一実施形態による配線板の一部を示す断面図である。
【００１５】
本発明の一実施形態による配線板であるプリント配線板１１では、プリント配線板１１に第１の電子部品として半導体装置１２が搭載される点において図１に示す従来の配線板と同じであるが、プリント配線板１１中に第２の電子部品として電子部品１３を埋め込むための構造が異なっている。
【００１６】
図２に示すプリント配線板１１は多層基板であり、プリント配線板１１の実装面にＢＧＡ型の半導体装置１２が搭載されている。半導体装置１２の外部接続電極であるはんだボール１２ａは、プリント配線板１１に形成されたスルーホール（ビアホール）１１ａに接続され、当該スルーホール１１ａを介して、プリント配線板１１の裏面の電極パッド１１ｂに接続されている。
【００１７】
本実施形態では、スルーホール１１ａの途中にスルーホール１１ａの内径より大きな内径の空間（空洞）が形成されており、その空間に電子部品１３が配置されている。電子部品１３は、例えばチップ抵抗やチップコンデンサ等の概ね細長い形状のチップ部品であり、その長手方向の両端に電極が設けられている。電子部品１３は、その長手方向がスルーホール１１ａの途中に形成された空間が延在する方向に一致した状態で配置される。
【００１８】
スルーホール１１ａは半導体装置２の電極（はんだボール１２ａ）に接続された配線として機能するので、電子部品１３はスルーホール１１ａが接続される半導体装置２の電極（はんだボール１２ａ）に対して直列に接続される。すなわち、スルーホール１１ａの途中に形成された空間において、電子部品１３の一端側の電極１３ａは、導電ペースト等の導電性接合材１５により、半導体装置１２の電極に接続されたスルーホール１１ａに電気的に接合され同時に当該空間内で固定される。同様に、電子部品１３の他端側の電極１３ｂは、導電ペースト等の導電性接合材１５により、プリント配線板１１の裏面の電極パッド１１ｂに接続されたスルーホール１１ａに電気的に接合され同時に当該空間内で固定される。なお、電子部品１３の両端を固定する導電性接合材１５同士が接触しないように、電子部品１３の中央付近には絶縁樹脂層１６が設けられている。
【００１９】
以上のような構成のプリント配線板１１には、スルーホール１１ａの各々に対して電子部品１３を設けることができる。すなわち、電子部品１３は各スルーホール１１ａの途中に埋め込まれた状態でプリント配線板１１の内部に配置されるため、スルーホール１１ａの一つ一つに対して電子部品１３を設けることができる。したがって、プリント配線板１１に設けられる電子部品１３の数を増やすことができる。また、スルーホール１１ａに直列に配置する電子部品１３をスルーホール１１ａの途中に挿入することができるため、その他の配線を設けるスペースを大きくとることができ、プリント配線板１１内の配線の自由度を高めることができる。
【００２０】
次に、図２に示すプリント配線板１１の製造方法について、図３を参照しながら説明する。図３はプリント配線板１１の製造工程を説明するための図である。
【００２１】
プリント配線板１１は、２枚の配線板部品１０Ａ，１０Ｂを接合して形成する。スルーホールを形成できる基板であれば、２枚の配線板部品１０Ａ，１０Ｂはどのような構成の基板でもよいが、例えば、ガラスエポキシ基板やポリイミド基板を用いることができる。また、２枚の配線板部品１０Ａ，１０Ｂは、適当な厚みを有する基板であれば、必ずしも多層基板である必要はなく、２層基板であってもよい。
【００２２】
まず、図３（ａ）に示すように、第１の配線板部品１０Ａ及び第２の配線板部品１０Ｂに第１及び第２のスルーホール１０ａ，１０ｂをそれぞれ形成する。便宜上、図３においては１枚の配線板部品１０Ｂのみが示されている。第１及び第２のスルーホール１０ａ，１０ｂは、プリント配線板１１に搭載される第１の電子部品である半導体装置１２の電極（はんだボール１２ａ）の間隔に等しい間隔（例えば、１ｍｍ）で形成される。
【００２３】
２枚の配線板部品１０Ａ，１０Ｂにスルーホール１０ａ，１０ｂを形成したら、次に、図３（ｂ）に示すように、配線板部品１０Ａ，１０Ｂの各々のスルーホール１０ａ，１０ｂの一端側に第１の孔２０ａ及び第２の孔２０ｂをそれぞれを形成する。第１及び第２の孔２０ａ，２０ｂは図２に示す電子部品１３を収容する空間（空洞）に相当する。２０ａ，２０ｂの内径はスルーホール１０ａ，１０ｂの内径より大きく、収容される電子部品１３の電極１３ａ，１３ｂが入る程度の大きさである。孔２０ａ，２０ｂの内径は収容される電子部品の大きさに依存するが、例えば、スルーホール１０ａ，１０ｂの内径が０．２ｍｍ〜０．５ｍｍであった場合、孔２０ａ，２０ｂの内径は０．５ｍｍ〜０．６ｍｍ程度である。
【００２４】
孔２０ａ，２０ｂは、スルーホール１０ａ，１０ｂの内径より僅かに大きな外形のドリルで加工することが好ましいが、ドリル加工に限定されるものではない。孔２０ａ，２０ｂの深さは、収容される電子部品１３の長さに基づいて決定する。
【００２５】
図３に示す例ではスルーホール１０ａ，１０ｂの各々に対して孔２０ａ，２０ｂをそれぞれ設けているが、必ずしもスルーホール１０ａ，１０ｂの全てに孔２０ａ，２０ｂを設ける必要はない。すなわち、電子部品１３を必要とするスルーホール１０ａ，１０ｂにだけ孔２０ａ，２０ｂを設ければよい。
【００２６】
配線板部品１０Ａ，１０Ｂに孔２０ａ，２０ｂを設けたら、図３（ｃ）に示すように、導電性接合材１５として熱硬化性の導電ペーストを孔２０ａ，２０ｂに充填する。続いて、図１３（ｄ）に示すように、配線板部品１０Ｂ（配線板部品１０Ａ，１０Ｂの一方）の孔２０ｂ内の導電性接合材１５に電子部品１３の電極１３ｂを埋め込み、導電性接合材１５に熱を加えて半硬化状態とするプレキュアを行う。このとき、もう一方の配線板部品１０Ａの孔２０ａに充填した導電性接合材１５も同時にプレキュアして半硬化状態とする。
【００２７】
その後、図３（ｅ）に示すように、半硬化状態の絶縁樹脂材よりなるプリプレグ２１を配線板部品１０Ａと配線板部品１０Ｂの間に配置する。プリプレグ２１には、電子部品１３に対応する位置に貫通孔２１ａが設けられており、配線板部品１０Ａから突出している電子部品１３の端部はプリプレグ２１の貫通孔２１ａを貫通して配線板部品１０Ｂに向かって延在する。なお、本実施形態では、プリプレグ２１は熱硬化性の絶縁樹脂材である。
【００２８】
続いて、図３（ｆ）に示すように、プリプレグ２１を間に挟んだ状態で配線板部品１０Ａと配線板部品１０Ｂとを互いに押し付ける。これにより、電子部品１３の突出した部分は配線板部品１０Ｂの孔２０ｂに充填されている導電性接合材１５に埋め込まれると同時に、プリプレグ２１が押されて導電性接合材１５の間に入り込む。その後、導電性接合材１５及びプリプレグ２１を加熱して完全に硬化させることにより、図２に示すプリント配線板１１が完成する。なお、配線板部品１０Ａと配線板部品１０Ｂとの間に挟まれたプリプレグ２１は硬化した状態で絶縁樹脂層１６となる。また、スルーホール１０ａ及び１０ｂは互いの延長線上に整列しており、図２における一つのスルーホール１１ａに相当する。
【００２９】
以上のような工程で形成されたプリント配線板１１に、半導体装置１２や他の電子部品を実装し、図４に示すような配線板ユニット（パッケージと称する）３０を作成する。図４に示す例では、複数のパッケージ３０をコネクタを介してバックパネル３１に接続し、プラグインユニット３２が形成される。
【００３０】
プラグインユニット３２は、図５に示すようにサブラック３３に組み込まれ、サブラック３３が通信装置３５を構成するラックに組み込まれて通信装置の回路として機能する。本実施形態によるプリント配線板１１は、通信装置の用途に限られることなく、配線板を用いて配線板ユニットを形成するのであれば、どのような用途の装置にも用いることができる。
【００３１】
以上のように、本明細書は以下の発明を開示する。
（付記１）
第１の電子部品が搭載される配線板であって、
該第１の電子部品が実装される実装面から延在する第１のスルーホールと、
該第１のスルーホールの延長線に沿って該実装面の反対側の裏面から延在する第２のスルーホールと、
前記第１のスルーホールと前記第２のスルーホールとの間に配置された第２の電子部品と
を有し、
前記第２の電子部品の長手方向は前記第１及び第２のスルーホールの延長線に一致しており、前記第１のスルーホールと前記第２のスルーホールとは前記第２の電気部品を介して互いに電気的に導通していることを特徴とする配線板。
（付記２）
付記１記載の配線板であって、
前記第２の電気部品は長手方向の両端部に第１の電極と第２の電極をそれぞれ有し、
前記第２の電気部品の該第１の電極は導電性接合材により前記第１のスルーホールに接合され、前記第２の電気部品の該第２の電極は導電性接合材により前記第２のスルーホールに接合されていることを特徴とする配線板。
（付記３）
付記２記載の配線板であって、
前記第１のスルーホールに前記第１の電極を接合する前記導電性接合材と前記第２のスルーホールに前記第２の電極を接合する前記導電性接合材との間に絶縁樹脂層が介在していることを特徴とする配線板。
（付記４）
付記１乃至３のうちいずれか一項記載の配線板を具備することを特徴とする装置。
（付記５）
第１の配線板部品及び第２の配線板部品の対応した位置に第１のスルーホール及び第２のスルーホールをそれぞれ形成し、
前記第１のスルーホール及び前記第２のスルーホールの開口部に、前記第１のスルーホール及び前記第２のスルーホールの内径より大きい内径を有する第１の孔及び第２の孔をそれぞれ形成し、
前記第１の孔及び前記第２の孔に導電性接合材を充填し、
前記第２の孔に充填した導電性接合材に、電子部品の長手方向の一端に設けられた第２の電極を挿入し、
前記電子部品の位置に対応した位置に貫通孔を有する半硬化状態の絶縁樹脂材を挟んで、前記第１の配線板部品から突出している前記電子部品の第１の電極が前記第１の孔に充填された前記導電性接合材に挿入されるように、前記第１の配線板部品と前記第２の配線板部品とを接合する
ことを特徴とする配線板の製造方法。
（付記６）
付記５記載の配線板の製造方法であって、
前記第２の孔に充填した前記導電性接合材に前記電子部品を挿入してから、前記導電性接合材を加熱して半硬化状態とすることを特徴とする配線板の製造方法。
（付記７）
付記６記載の配線板の製造方法であって、
前記第１の孔に充填した前記導電性接合材を加熱して半硬化状態にすることを特徴とする配線板の製造方法。
（付記８）
付記７記載の配線板の製造方法であって、
半硬化状態の前記導電性接合材と半硬化状態の前記絶縁樹脂材を加熱することにより硬化させて前記第１の配線板部品と前記第２の配線板部材とを接合することを特徴とする配線板の製造方法。
（付記９）
付記５記載の配線板の製造方法であって、
前記第１の孔及び前記第２の孔をドリル加工により形成することを特徴とする配線板の製造方法。
（付記１０）
実装面と該実装面の反対側の裏面との間に延在する少なくとも一つのスルーホールと、
該スルーホールの途中に形成された空間内に配置された電子部品と
を有し、
前記電子部品の長手方向は前記スルーホールの延在方向に一致しており、前記スルーホールの両端は前記電気部品を介して電気的に導通していることを特徴とする配線板。
（付記１１）
付記１０記載の配線板であって、
前記電子部品は長手方向の両端に電極を有し、該電極は前記空間に充填された導電性接合材により前記スルーホールに電気的に接続され且つ前記空間内で固定されていることを特徴とする配線板。
（付記１２）
付記１１記載の配線板であって、前記導電性接合材の間に絶縁樹脂層が介在していることを特徴とする配線板。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】電子部品が搭載された従来のプリント配線板の一部の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による配線板の一部を示す断面図である。
【図３】図２に示すプリント配線板の製造工程を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態による配線板が用いられたプラグインユニットの斜視図である。
【図５】図４に示すプラグインユニットが組み込まれる通信装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０Ａ，１０Ｂ  配線板部品
１０ａ，１０ｂ  スルーホール
１１  プリント配線板
１１ａ  スルーホール
１１ｂ  電極パッド
１２  半導体装置
１２ａ  はんだボール
１３  電子部品
１３ａ，１３ｂ  電極
１５  導電性接合材
１６  絶縁樹脂層
２０ａ，２０ｂ  孔
２１  プリプレグ
２１ａ  貫通孔
３０  パッケージ
３１  バックパネル
３２  プラグインユニット
３３  サブラック
３４  ユニット
３５  通信装置
【図１】
0005076775.tif 000002
【図２】
0005076775.tif 000003
【図３】
0005076775.tif 000004
【図４】
0005076775.tif 000005
【図５】
0005076775.tif 000006