JP2008147254A - 多層基板及び多層基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品の挿入による樹脂屑の発生が抑制された多層基板及び多層基板の製造方法を提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂からなる複数枚の樹脂フィルムとして、電子部品を挿入するための貫通孔が形成される樹脂フィルムを準備する際、貫通孔が形成される樹脂フィルムの少なくとも一枚に、対向する先端同士の間隔が電子部品の外形寸法より小さな突起部が複数個形成されるように貫通孔を形成する。また、樹脂フィルムを積層する際に、突起部を有する少なくとも一枚の樹脂フィルムとこの樹脂フィルムに対して電子部品の挿入方向側に隣接する樹脂フィルムとの間であって、貫通孔近傍の少なくとも突起部の根元部分に対応する部位に、スペーサを配置する。そして、スペーサを含む樹脂フィルムの積層体に対し、電子部品を貫通孔に圧入する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、絶縁基材中に電子部品が埋め込まれた多層基板及び多層基板の製造方法に関するものである。

従来、絶縁基材中に電子部品が埋め込まれた多層基板を製造する方法として、例えば特許文献１が開示されている。

特許文献１に示される多層基板の製造方法においては、電子部品を挿入するための貫通孔が形成される樹脂フィルム（第１樹脂フィルム）の少なくとも１枚に、貫通孔の周辺部位から貫通孔へ突起し、先端同士の間隔が電子部品（チップ部品）の外形寸法より小さな突起部（突起）を複数個形成する。そして、突起部の先端を潰しつつ、電子部品を貫通孔に圧入配置し、その後、電子部品が配置された樹脂フィルムの積層体を加圧しつつ加熱することで多層基板を形成する。

このように、貫通孔に挿入された電子部品は、貫通孔に突起部が形成された少なくとも一枚の樹脂フィルムによって固定されるので、周囲の凹部への電子部品の挿入時における振動や、次工程への搬送時に生じる振動等によって、電子部品が所定の位置からずれたり、積層された樹脂フィルムの層間にもぐり込んだり、凹部から飛び出したりする不具合が発生し難い。すなわち、製造段階で発生する電子部品の位置ずれが抑制された製造方法となっている。
特開２００６−７３７６３号公報

しかしながら、本発明者が確認したところ、特許文献１に示される製造方法においては、貫通孔への電子部品の挿入時に貫通孔と電子部品との位置関係にずれが生じると、電子部品が突起を削り取って樹脂屑が生じることもあることが明らかとなった。なお、樹脂屑が生じると、電子部品の電極と導体パターンとが接続不良となるなどの不具合を生じる恐れがある。また、貫通孔と電子部品との位置関係にずれが生じないように位置決めすることも考えられるが、電子部品の挿入配置に時間が掛かるため、特に複数個の電子部品を内蔵する多層基板には不向きである。

本発明は上記問題点に鑑み、電子部品の挿入による樹脂屑の発生が抑制された多層基板及び多層基板の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に、請求項１〜４に記載の発明は、絶縁基材中に電子部品が埋め込まれ、当該電子部品の電極が、絶縁基材に配置された導体パターンと電気的に接続された多層基板に関するものである。請求項１に記載の発明は、絶縁基材は熱可塑性樹脂からなる複数枚の樹脂フィルムを積層し、相互に接着してなり、複数枚の樹脂フィルムの一部に、電子部品を配置するための貫通孔が形成され、貫通孔の形成された少なくとも１枚の樹脂フィルムに、当該樹脂フィルムの一部として、貫通孔の開口周辺部位から貫通孔へ突起し、電子部品と接触された突起部が、対向して複数形成され、突起部の形成された樹脂フィルムと当該樹脂フィルムと隣接する樹脂フィルムとの間であって、貫通孔近傍の少なくとも突起部の根元部分に対応する部位に、スペーサが配置されていることを特徴とする。

このように本発明によれば、突起部を有する樹脂フィルムとこの樹脂フィルムに隣接する樹脂フィルムとの間であって、貫通孔近傍の少なくとも突起部の根元部分に対応する部位にスペーサが積層配置されている。したがって、電子部品を貫通孔内に挿入配置する際に、突起部が電子部品によって削り取られ難い構成となっており、電子部品の挿入による樹脂屑の発生が抑制された多層基板となっている。

請求項１に記載の発明においては、請求項２に記載のように、樹脂フィルムの積層方向におけるスペーサの厚さが、樹脂フィルムよりも薄くされた構成とすることが好ましい。このような構成とすると、樹脂フィルム間の空隙を低減することができる。

請求項１又は請求項２に記載の発明においては、請求項３に記載のように、スペーサが導体パターンである構成としても良いし、請求項４に記載のように、スペーサが樹脂フィルムと同一の熱可塑性樹脂からなる構成としても良い。請求項３に記載の構成とすると、別部材としてスペーサを準備しなくともよいので、構成を簡素化することができる。また、請求項４に記載の構成とすると、スペーサが樹脂フィルムと同一の熱可塑性樹脂からなるので、各樹脂フィルムを相互に接着して絶縁基材とする際にスペーサ自体も軟化するので、接続信頼性の点で有利である。また、樹脂フィルム間の空隙もより低減することができる。また、別部材としてスペーサを準備するものの、樹脂フィルムと同一の構成材料であるので、構成を簡素化することができる。

次に、上記目的を達成する為に、請求項５〜１１に記載の発明は、熱可塑性樹脂からなる複数枚の樹脂フィルムを相互に接着されて絶縁基材が形成され、絶縁基材中に電子部品が埋め込まれてなる多層基板の製造方法に関するものである。請求項５に記載の発明は、樹脂フィルムとして、電子部品を挿入するための貫通孔が形成された第１樹脂フィルムと、貫通孔が形成されていない第２樹脂フィルムとを準備する樹脂フィルム準備工程と、第１樹脂フィルムと第２樹脂フィルムとを積層する樹脂フィルム積層工程と、貫通孔内に電子部品を挿入配置する電子部品配置工程と、積層した樹脂フィルムの積層体を加圧しつつ加熱し、各樹脂フィルムを相互に接着して絶縁基材を形成すると共に、貫通孔内に挿入配置した電子部品を絶縁基材中に埋め込む加熱加圧工程とを備え、樹脂フィルム準備工程において、少なくとも一枚の第１樹脂フィルムに、貫通孔の開口周辺部位から貫通孔へ突起し、対向する先端同士の間隔が電子部品の外形寸法より小さな突起部を複数個形成し、樹脂フィルム積層工程において、少なくとも一枚の突起部を有する第１樹脂フィルムと当該第１樹脂フィルムに対し、電子部品の挿入方向側において隣接する樹脂フィルムとの間であって、貫通孔近傍の少なくとも突起部の根元部分に対応する部位に、スペーサを配置した状態で、第１樹脂フィルムと第２樹脂フィルムとを積層し、電子部品配置工程において、突起部の先端を潰しつつ、電子部品を貫通孔に圧入することを特徴とする。

このように本発明によれば、電子部品を貫通孔内に挿入配置する際に、電子部品に押された突起部が、貫通孔近傍の突起部の根元部分に配置されたスペーサを支点とし、大きいたわみ角をもって変形することができる。したがって、貫通孔と電子部品との位置関係にずれが生じても、突起部に破壊強度以上の応力が作用する前に、突起部からの反力によって電子部品を貫通孔の中央へ戻して貫通孔内に挿入配置することができる。すなわち、電子部品の挿入による樹脂屑の発生が抑制された多層基板の製造方法となっている。

また、貫通孔に挿入された電子部品を、貫通孔に突起部が形成された少なくとも一枚の第１樹脂フィルムによって固定するので、電子部品の挿入時における振動や、次工程への搬送時に生じる振動などによって、電子部品が積層された樹脂フィルムの層間にもぐりこむ等の不具合を生じ難くすることができる。すなわち、製造段階で生じる電子部品の位置ずれを抑制することができる。

また、電子部品の挿入による樹脂屑の発生を抑制することができるので、高速マウンターの使用が可能であり、複数の電子部品を短時間で挿入することができる。

請求項５に記載の発明においては、請求項６に記載のように、樹脂フィルム積層工程において、積層した樹脂フィルムの積層体を加圧しつつ加熱して、各樹脂フィルムを相互に仮接着する樹脂フィルム仮接着工程を備え、電子部品配置工程において、仮接着した樹脂フィルムの積層体における貫通孔に電子部品を配置し、加熱加圧工程において、仮接着した樹脂フィルムの積層体を加圧しつつ加熱するようにしても良い。

このように、樹脂フィルム積層工程の段階で各樹脂フィルムを相互に仮接着しておくと、電子部品の挿入時における振動や、次工程への搬送時に生じる振動などによって、電子部品が積層された樹脂フィルムの層間にもぐりこむ等の不具合がより生じ難くすることができる。

請求項５又は請求項６に記載の発明においては、請求項７に記載のように、樹脂フィルムの積層方向におけるスペーサの厚さを、樹脂フィルムよりも薄くすると良い。これによれば、スペーサの段差を加熱加圧工程において軟化した樹脂フィルムで埋めやすくなるので、多層基板が形成された時点で樹脂フィルム間に残る空隙を低減することができる。

請求項５〜７いずれか１項に記載の発明においては、請求項８に記載のように、積層体が、少なくとも一部が電子部品と電気的に接続される導体パターンを含むように、樹脂フィルム積層工程において、第１樹脂フィルム及び第２樹脂フィルムとともに導体パターンを積層し、導体パターンの一部をスペーサとしても良い。本発明の作用効果は、請求項３に記載の発明の作用効果と同様であるので、その記載の省略する。

また、請求項５〜７いずれか１項に記載の発明においては、請求項９に記載のように、スペーサとして、樹脂フィルムと同一の熱可塑性樹脂からなる部材を用い、樹脂フィルム積層工程において、第１樹脂フィルム及び第２樹脂フィルムとともに、スペーサを積層しても良い。本発明の作用効果は、請求項４に記載の発明の作用効果と同様であるので、その記載の省略する。

請求項５〜９いずれか１項に記載の発明においては、請求項１０に記載のように、樹脂フィルム準備工程において、樹脂フィルムの平面方向における突起部の形状を三角形とすると良い。突起部の平面形状は特に限定されるものではないが、平面三角形とすると、貫通孔の大きさと対向する先端同士の間隔が同じであれば、平面矩形とする場合よりも、貫通孔内に電子部品を挿入しやすくなる。

請求項５〜１０いずれか１項に記載の発明においては、請求項１１に記載のように、電子部品配置工程において、電子部品を貫通孔に圧入する圧入治具と電子部品との間の摩擦係数μと、圧入治具に押された突起部のたわみ角θとが、下記式の関係を満たすように、樹脂フィルム準備工程において突起部を設定することが好ましい。ｔａｎθ＞μ
詳細は後述するが、上記式の関係を満たすように突起部を設定すると、貫通孔と電子部品との位置関係にずれが生じても、突起部に破壊強度以上の応力が作用する前に、突起部からの反力によって電子部品を貫通孔の中央へ戻して貫通孔内に挿入配置することができる。

先ず、本発明の実施の形態について説明する前に、本発明者が本発明を創作するに至った経緯を説明する。図１は、従来の製造方法において、電子部品を積層された樹脂フィルムの貫通孔へ挿入する工程別斜視図である。図２（ａ），（ｂ）は、電子部品の挿入時における突起部のたわみと折損との関係を説明するための模式図である。図３は、突起部をモデル化した斜視図である。なお、図１〜図３において、後述する本発明の実施形態の構成要素と同一の構成要素については、同じ符号を付与するものとする。

本発明者は、上述した特許文献１（特開２００６−７３７６３号公報）に示される製造方法に基づいて、電子部品を内蔵する多層基板の製造を試みた。ところが、図１に示すように電子部品２を積層された樹脂フィルム１０の貫通孔１１へ挿入する際に、貫通孔１１と電子部品２との位置関係にずれが生じていると、電子部品２が樹脂フィルム１０から突起部１２を削り取って樹脂屑が生じることがあることが明らかとなった。この樹脂屑の発生（突起部１２の折損）は、以下に示すメカニズムで生じるものと考えられる。

図２（ａ）に示すように、電子部品２を貫通孔１１に圧入する圧入治具１１０と電子部品２との間の摩擦係数をμ、電子部品２を介して圧入治具１１０に押された突起部１２のたわみ角をθ１、電子部品２に押された突起部１２の反力をＦ１とする。なお、図２（ａ）に示すＶは、突起部１２のたわみ可能量である。図２（ａ）に示すように、反力Ｆ１の水平方向成分はＦ１・ｓｉｎθ１となり、反力Ｆ１の垂直方向成分はＦ１・ｃｏｓθ１となる。また、圧入治具１１０と電子部品２との間に生じる摩擦力は、μ・Ｆ１・ｃｏｓθ１となる。したがって、電子部品２に押された突起部１２の反力によって、電子部品２を貫通孔１１の中央（図２（ａ）の右側）へ戻すためには、次式の関係を見たせば良い。
（数１）Ｆ１・ｓｉｎθ１＞μ・Ｆ１・ｃｏｓθ１
数式１は次式に置き換えることができる。
（数２）ｔａｎθ１＞μ
したがって、たわみ角θ１が大きいほうが、電子部品２を貫通孔１１の中央へ戻すことができることが明らかである。摩擦係数μ＜１であるから、θ１≧４５°であれば、電子部品２を貫通孔１１の中央へ確実に戻すことができる。

ところが、数式２の関係を満たすことができないまま突起部１２の変形量がたわみ可能量Ｖに達し、それ以上たわめなくなった状態でさらに突起部１２を押しても、図２（ｂ）に示すように、このときのたわみ角θ２は突起部１２がたわみ可能な状態（図２（ａ）の状態）のたわみ角θ１よりも小さい。したがって、電子部品２を貫通孔１１の中央へ戻す反力が生じることなく、電子部品２を貫通孔１１内に無理やり入れるためには、破壊強度以上の応力を突起部１２に与えて突起部１２を削るしかない。このようにして、従来の突起部１２の折損が生じていたものと考えられる。

次に、本発明者は、貫通孔１１と電子部品２との位置関係にずれが生じても、突起部１２の反力を利用することで、突起部１２の折損が生じる前に電子部品２をセンタリングできる（貫通孔１１の中央へ戻すことのできる）構成について検討した。その際、図３に示すように、突起部１２を平面三角形の片持ちはりとしてモデル化し、検討をおこなった。なお、図３に突起部１２の先端（自由端）に荷重Ｆが作用したときの、ｘ点におけるたわみ（たわみ量）Ｖ（ｘ）とたわみ角ｄＶ（ｘ）／ｄｘ（＝θ）は、以下に示す式となる。

なお、ｈは突起部１２の厚さ、Ｌは突起部１２の長さ（支点から突起部１２先端までの長さ）、ｂ_０は突起部根元の幅、ｂｘはｘ点における幅、Ｅはヤング率である。ｘ＝０とすると、数式３，４は以下に示す式となる。

このように、たわみ量が一定であれば、たわみ角θを、突起部１２の長さＬのみの関数として表すことができる。したがって、突起部１２の先端と突起部１２が弾性変形する支点との距離Ｌを小さくすれば、突起部１２のたわみ角θが大きくなり、突起部１２の折損が生じる前に電子部品２をセンタリングできる（貫通孔１１の中央へ戻すことのできる）と考えられる。以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図４は、本発明の第１実施形態に係る多層基板の模式的な断面図である。なお、図４及び以下に示す図中の電子部品については、表面に形成された電極を明示するために、外観を図示している。

図４に示す多層基板１００は、絶縁基材１中に電子部品２が埋め込まれてなる多層基板である。絶縁基材１は、複数の樹脂フィルム１０（本実施形態においては、図中に点線で区別した熱可塑性樹脂からなる６枚の樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆ）が相互に接着されて形成されたものである。図４に示す多層基板１００では、絶縁基材１に導体パターン３が多層に形成され、異なる層にある導体パターン３同士が導電ペーストを焼結した導電部材４により互いに接続されている。また、電子部品２の電極２ａも、導電部材４を介して導体パターン３に接続されている。なお、６枚の樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆのうち、上下表層となる２枚の樹脂フィルム１０ａ，１０ｆを除く４枚の樹脂フィルム１０ｂ〜１０ｅに、電子部品２に対応して貫通孔１１が形成されている。そして、貫通孔１１の形成された各樹脂フィルム１０ｂ〜１０ｅに、樹脂フィルムの一部として、図中に破線で示した貫通孔１１の開口周辺部位から貫通孔１１へ突起する突起部１２が対向して複数形成され、各突起部１２は電子部品２と接触されている。なお、突起部１２も、絶縁基材１として一体化されている。

また、本実施形態においては、樹脂フィルム１０ｂと樹脂フィルム１０ｃとの間、樹脂フィルム１０ｃと樹脂フィルム１０ｄとの間、及び樹脂フィルム１０ｄと樹脂フィルム１０ｅとの間であって、それそれ貫通孔１１近傍の少なくとも突起部１２の根元部分に対応する部位に、図中に点線で示した所定厚さのスペーサ２０が配置されている。このスペーサ２０を含む点が多層基板１００の特徴点である。本実施形態において、スペーサ２０は、多層基板１００を構成する他の構成要素とは別部材として、線膨張係数は近いものの異なる材料を用いて構成されている。また、各樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆよりも薄い厚さとされている。

次に、図４に示す多層基板１００を例にして、本実施形態に係る多層基板の製造方法を説明する。図５〜図１１は、図４に示す多層基板１００の製造方法を示す工程別断面図である。図５（ａ）〜（ｄ）は、多層基板１００を構成する樹脂フィルム１０ｂの準備工程を示す工程別断面図である。図６は、図５（ａ）〜（ｄ）に示す準備工程で形成される樹脂フィルム１０ｂの平面図である。図７は、スペーサ２０の概略構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。図８は、積層状態における突起部１２とスペーサ２０との位置関係を示す平面図であり、便宜上、スペーサ２０を一点鎖線で示している。図９（ａ）〜（ｃ）は、樹脂フィルム積層工程と電子部品配置工程を示す工程別断面図である。図１０（ａ）〜（ｃ）は、電子部品配置工程の詳細を示す工程別断面図である。図１１は、加熱加圧工程を示す工程別断面図である。

先ず、図５（ａ）に示すように、熱可塑性樹脂である液晶ポリマーからなるフィルム１ａの一方の表面に金属箔を貼り付けた後、フォトリソグラフィとエッチングによりパターニングして、導体パターン３を形成する。熱可塑性樹脂からなるフィルム１ａの構成材料としては、上記液晶ポリマーの他に、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）／ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）混合物等が用いられる。熱可塑性樹脂からなるフィルム１ａは、最終的に相互に接着されて図４に示す絶縁基材１となる。導体パターン３を形成する金属箔は、高い導電率と強度を兼ね備える銅箔が好ましい。

次に、図５（ｂ）に示すように、レーザ加工により、フィルム１ａに貫通孔１１を形成する。貫通孔１１は、図４に示す電子部品２を挿入するための孔である。この貫通孔１１の形成においては、図６に示すように、図中に破線で示した貫通孔１１の開口周辺部位から、貫通孔１１へ突起する突起部１２が互いに対向して複数個形成されるように、貫通孔１１を形成する。本実施形態においては、対向する２組（計４個）の突起部１２を形成する。また、対向する突起部１２の先端同士の間隔Ｗ１が、図４に示す電子部品２の対応する外形寸法よりも小さくなるように、貫通孔１１（及び突起部１２）を形成する。なお、突起部１２の形状は特に限定されるものではない。本実施形態においては、図６に示すように平面三角形を採用している。このように、平面三角形とすると、貫通孔１１の大きさと対向する先端同士の間隔Ｗ１が同じであれば、平面矩形とする場合よりもばね定数が小さくなるので、貫通孔１１内に電子部品２を挿入しやすくすることができる。

貫通孔１１形成後、図５（ｃ）に示すように、導体パターン３を底とする有底孔１３を、レーザ加工により形成する。そして、図５（ｄ）に示すように、有底孔１３内に、導電ペースト４をスクリーン印刷法などを用いて充填する。有底孔１３内に充填された導電ペースト４は、最終的に焼結されて、図４に示す導電部材４となる。なお、有底孔１３及び導電ペースト４の充填においては、導電ペースト４によるフィルム１ａ表面の汚れや導体パターン３が傷つくのを防止するために、フィルム１ａの両面に保護フィルムを貼着した状態で両加工を実施し、導電ペースト４の充填後、保護フィルムを剥がすようにしても良い。以上により、樹脂フィルム１０ｂの加工が完了する。

なお、図４に示す樹脂フィルム１０ｃ〜１０ｅは上述の樹脂フィルム１０ｂの製造工程と同様にして形成することができる。また、樹脂フィルム１０ａ，１０ｆは、樹脂フィルム１０ｂの製造工程に対し、図５（ｂ）に示す貫通孔１１の形成工程を省略して形成することができる。すなわち、樹脂フィルム１０ｂ〜１０ｅが特許請求の範囲に記載の第１樹脂フィルムに相当し、樹脂フィルム１０ａ，１０ｆが特許請求の範囲に記載の第２樹脂フィルムに相当する。

また、各樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの準備と並行して、各樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆとは別部材であるスペーサ２０を準備する。スペーサ２０は、突起部１２を有する少なくとも１枚の樹脂フィルムと電子部品２の挿入方向側において隣接する樹脂フィルムとの間であって、貫通孔１１近傍の少なくとも突起部１２の根元部分に対応する部位に配置されるものである。そして、後述する電子部品２の配置工程において、電子部品２からの圧力を受けて弾性変形する突起部１２の支点となる。したがって、突起部１２の近傍において、支点としての機能を果たすものであれば採用することができる。本実施形態においては、後述する加熱加圧工程において流動化しない樹脂からなるフィルムであって、フィルム１ａと線膨張係数が近いものを採用している。また、フィルム１ａよりも厚さ（各樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの積層方向の厚さ）の薄いものを採用している。そして、フィルムを打ち抜くことで、図７（ａ），（ｂ）及び図８に示すように、４つの突起部１２の根元部分に対応する矩形環状のスペーサ２０を準備する。

各樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆとスペーサ２０の準備後、準備した各樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆとスペーサ２０を積層するとともに、電子部品２を挿入配置する。先ず、図９（ａ）に示すように、樹脂フィルム１０ｂ〜１０ｆを、貫通孔１１が連なって電子部品２を挿入するための凹部が形成されるように、図に示す向きと配列で積層する。このとき、樹脂フィルム１０ｂと樹脂フィルム１０ｃとの間、樹脂フィルム１０ｃと樹脂フィルム１０ｄとの間、及び樹脂フィルム１０ｄと樹脂フィルム１０ｅとの間であって、貫通孔１１近傍に、スペーサ２０をそれぞれ積層配置する。すなわち、本実施形態においては、突起部１２が形成された４枚の樹脂フィルム１０ｂ〜１０ｅのうち、電子部品２が先に挿入される上側（樹脂フィルム１０ｆに対して最も遠い側）から３枚の樹脂フィルム１０ｂ〜１０ｄの突起部１２を、位置ずれ抑制（センタリング）に用いるようにしている。また、位置ずれ抑制に用いられない最下層の樹脂フィルム１０ｅの突起部１２も、樹脂フィルム１０ｂ〜１０ｄの突起部１２とともに、挿入後の電子部品２の固定と、加熱加圧後の電子部品２の被覆に用いるようにしている。

なお、本実施形態においては、貫通孔１１が形成された樹脂フィルム１０として、４枚の樹脂フィルム１０ｂ〜１０ｅを採用する例を示しているが、その積層枚数は電子部品２の高さに合わせて適宜設定されれば良い。また、スペーサ２０の積層数も、位置ずれ抑制に用いる突起部１２が形成された樹脂フィルムの枚数に応じて、適宜設定されれば良い。

次に、図９（ｂ）に示すように、４つの突起部１２の先端を潰しつつ（弾性変形させつつ）、電子部品２を突起部１２が形成された貫通孔１１に圧入する。ここで、本実施形態においては、図１０（ａ）に示すように、各樹脂フィルム１０ｂ〜１０ｅにおいて、対向する突起部１２の先端同士の間隔（Ｗ１）を、電子部品２の外形寸法（Ｗ２）より小さくしている。また、貫通孔１１近傍の突起部１２の根元部分に対応する部位に、スペーサ２０を積層配置している。したがって、圧入治具１１０により電子部品２を押して、貫通孔１１内に電子部品２を圧入する際に、電子部品２により押された突起部１２は、図１０（ｂ）に示すように、突起部１２近傍のスペーサ２０を支点とする大きなたわみ角θをもって、弾性変形する。これにより、例えば図１０（ａ）に示すように貫通孔１１と電子部品２との位置関係にずれが生じていても、破壊強度以上の応力が突起部１２に作用する前に、突起部１２からの反力（水平方向成分）によって、図１０（ｂ）に示すように電子部品２を貫通孔１１の中央側へ戻す（センタリングする）ことができる。そして、図１０（ｃ）に示すように、貫通孔１１内に電子部品２を挿入配置することができる。このように、電子部品２の挿入による突起部１２の折損（すなわち、樹脂屑の発生）を抑制することができる。

なお、本実施形態においては、圧入治具１１０と電子部品２との間の摩擦係数μと、圧入治具１１０に押された突起部１２のたわみ角θとが、上述した数式２の関係を満たすように、突起部１２が設定されている。したがって、貫通孔１１と電子部品２との位置関係にずれが生じていても、破壊強度以上の応力が突起部１２に作用する前に、突起部１２からの反力（水平方向成分）によって、電子部品２を貫通孔１１の中央側へセンタリングすることができる。

また、図９（ｂ）及び図１０（ｃ）に示すように、貫通孔１１が連なって形成された凹部に挿入された電子部品２は、貫通孔１１に突起部１２が形成された樹脂フィルム１０ｂ〜１０ｅによって固定される。このため、周囲の凹部（図示省略）への電子部品の挿入時における振動や、次工程への搬送時に生じる振動等によって、電子部品２が所定の位置からずれたり、積層された樹脂フィルム１０ｂ〜１０ｆの層間にもぐり込んだり、凹部から飛び出したりする不具合発生が抑制される。

電子部品２の配置後、図９（ｃ）に示すように、電子部品２が挿入配置された樹脂フィルム１０ｂ〜１０ｆの積層体を蓋するように、貫通孔１１の形成されていない樹脂フィルム１０ａを積層する。以上により、樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの積層が完了する。

次に、図１１に示すように、電子部品２及びスペーサ２０を含む樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの積層体を、ヒータが埋設された一対の熱プレス板１２０の間に挿入して、高い圧力と温度で積層体を両面から加圧しつつ加熱する。印加圧力は、４ＭＰａ程度が好適である。また、加熱温度は、熱可塑性樹脂のフィルム１ａが液晶ポリマーの場合、３００〜３５０℃が好適である。この加熱加圧により、フィルム１ａが軟化し、各樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆが相互に接着されて絶縁基材１が形成される。また、流動したフィルム１ａにより電子部品２の周りの隙間は完全に潰されて、電子部品２が絶縁基材１中に埋め込まれる。なお、この加熱加圧により、同時に導電ペースト４が焼結されて、導体パターン３同士を電気的に接続する導電部材４が形成される。以上により、図１に示す多層基板１００が製造される。

このように、本実施形態に係る多層基板１００の製造方法によれば、電子部品２の挿入による樹脂屑の発生（突起部１２の折損）を抑制することができる。したがって、この製造方法を用いて製造される多層基板１００は、樹脂屑の発生が抑制された多層基板１００となっており、電子部品２の電極２ａと導体パターン３との接続不良が生じにくい。なお、意図的に貫通孔１１と電子部品２の位置関係にずれを生じさせて本発明者が確認したところ、本実施形態に係る構成を採用することで、従来よりも樹脂屑の発生が抑制されることが明らかとなっている。

また、電子部品２が積層された樹脂フィルム１０ｂ〜１０ｆの層間にもぐりこむ等の不具合を生じ難くすることができる。すなわち、製造段階で生じる電子部品２の位置ずれを抑制することができる。

また、電子部品２の挿入による樹脂屑の発生を抑制することができるので、高速マウンターの使用が可能であり、複数の電子部品２を短時間で挿入することができる。

さらに、樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの積層方向におけるスペーサ２０の厚さを、樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆよりも薄くしているので、スペーサ２０の段差を加熱加圧工程において軟化したフィルム１ａで埋めやすく、多層基板１００が形成された時点で絶縁基材１内に残る空隙を低減乃至無くすことができる。

なお、本実施形態においては、貫通孔１１を有する全ての樹脂フィルム１０ｂ〜１０ｅが突起部１２を有し、樹脂フィルム１０ｂと樹脂フィルム１０ｃの間、樹脂フィルム１０ｃと樹脂フィルム１０ｄの間、及び樹脂フィルム１０ｄと樹脂フィルム１０ｅの間に、スペーサ２０がそれぞれ配置される例を示した。しかしながら、貫通孔１１を有する樹脂フィルム１０のうち、少なくとも１枚が突起部１２を有し、この突起部１２を有する樹脂フィルム１０と、電子部品２の挿入側において隣接する樹脂フィルム１０との間にスペーサ２０が配置されれば良い。例えば図１２に示すように、貫通孔１１を有する４枚の樹脂フィルム１０ｂ〜１０ｅのうち、樹脂フィルム１０ｂのみに突起部１２が設けられ、樹脂フィルム１０ｂと樹脂フィルム１０ｃの間にスペーサ２０が配置された構成としても良い。図１２は、積層体の変形例を示す工程別断面図であり、図９（ａ）に対応している。
また、本実施形態においては、スペーサ２０として、４つの突起部１２の根元部分に対応し、貫通孔１１を取り囲む矩形環状のものを採用する例を示した。しかしながら、スペーサ２０は、貫通孔１１近傍の少なくとも突起部１２の根元部分に対応する部位に配置され、突起部１２の支点となれば良い。したがって、例えば図１３に示すように、各突起部１２に対応して、それぞれスペーサ２０が独立して配置される構成としても良い。図１３は、スペーサ２０の変形例を示す平面図であり、図８に対応している。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図１４及び図１５に基づいて説明する。図１４は、第２実施形態に係る多層基板１００の製造工程のうち、積層工程を示す工程別断面図である。図１５は、第２実施形態に係る多層基板１００の概略構成を示す断面図である。

第２実施形態に係る多層基板１００及びその製造方法は、第１実施形態に示した多層基板１００及びその製造方法と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。また、本実施形態においては、本実施形態の特徴部分以外、第１実施形態と同じ構成要素については同一の符号を付与するものとする。

第１実施形態においては、多層基板１００を構成する他の構成要素とは異なる材料を用いて構成されるスペーサ２０の例を示した。これに対し、本実施形態においては、スペーサが多層基板１００を構成する他の構成要素と同一の材料を用いて構成される点を相違点とする。

図１４に示すように、本実施形態においては、フィルム１ａと同一の熱可塑性樹脂（例えば液晶ポリマー）を用いてスペーサ２１が構成されている。なお、フィルム１ａと同一の熱可塑性樹脂からなり、フィルム１ａよりも薄いフィルムを打ち抜くことにより、第１実施形態と同一形状のスペーサ２１としている。

このように、フィルム１ａと同一の熱可塑性樹脂を用いてスペーサ２１を構成すると、加熱加圧工程において各樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆを相互に接着して絶縁基材１とする際に、スペーサ２１自体も軟化して隣接する樹脂フィルム１０と相互に接着するので、接続信頼性の点で有利である。

また、スペーサ２１自体も軟化して流動するので、図１５に示す多層基板１００が形成された時点で絶縁基材１内に残る空隙をより効果的に低減乃至無くすことができる。

また、樹脂フィルム１０とは別部材としてスペーサ２１を準備するものの、フィルム１ａと同一の構成材料であるので、構成を簡素化することができる。

なお、上述したように、加熱加圧工程においてスペーサ２１自体も軟化して流動し、フィルム１ａと相互に接着する。したがって、図１５に示す多層基板１００においては、スペーサ２１を一点鎖線で示している。

また、本実施形態においては、フィルム１ａと同一の構成材料からなるスペーサ２１を例示した。しかしながら、フィルム１ａ以外の構成要素と同一の材料を用いてスペーサを構成することもできる。例えば図１６においては、導体パターン３と同一の構成材料を用いてスペーサ２２を構成している。より詳しくは、樹脂フィルム１０ｃ〜１０ｅの一面上に、導体パターン３とともに、導体パターン３と接続されないダミーパターンとしてスペーサ２２を構成している。このようなスペーサ２２は、樹脂フィルム準備工程において、導体パターン３と同時に形成することができる。このような構成とすると、スペーサ２２を樹脂フィルム１０ｃ〜１０ｅに一体化するので、別部材としてスペーサを準備しなくとも良く、構成を簡素化することができる。図１６は積層体の変形例を示す工程別断面図である。なお、図１６においては、スペーサ２２をダミーパターンとしているが、導体パターン３の一部がスペーサ２２を兼ねる構成としても良い。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

本実施形態においては、樹脂フィルム１０ｂ〜１０ｆとスペーサ２０〜２２を積層した状態で、電子部品２を積層体の凹部に挿入配置する例を示した。しかしながら、樹脂フィルム１０ｂ〜１０ｆとスペーサ２０〜２２を仮接着した状態で、電子部品２を挿入しても良い。このように仮接着を行うと、電子部品２の挿入の際には、積層された樹脂フィルム１０ｂ〜１０ｆ同士が互いに仮接着されて固定されているので、電子部品２の挿入時における振動や、次工程への搬送時に生じる振動等によって、電子部品２が積層された樹脂フィルムの層間にもぐり込む不具合発生をより効果的に抑制することができる。なお、この仮接着は、上述した加熱加圧工程同様、ヒータが埋設された一対の熱プレス板１２０の間に積層体を挿入して、加熱加圧工程よりも低い圧力と温度で積層体を両面から加圧しつつ加熱することでなされる。例えば、印加圧力は、２ＭＰａ程度が好適である。また、加熱温度としては、フィルム１ａが液晶ポリマーの場合、２００℃以上、２５０℃以下が好適である。

従来の製造方法において、電子部品を積層された樹脂フィルムの貫通孔へ挿入する工程別斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、電子部品の挿入時における突起部のたわみと折損との関係を説明するための模式図である。 突起部をモデル化した斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る多層基板の模式的な断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、多層基板を構成する樹脂フィルムの準備工程を示す工程別断面図である。 図５（ａ）〜（ｄ）に示す準備工程で形成される樹脂フィルムの平面図である。 スペーサの概略構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。 積層状態における突起部とスペーサとの位置関係を示す平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、樹脂フィルム積層工程と電子部品配置工程を示す工程別断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、電子部品配置工程の詳細を示す工程別断面図である。 加熱加圧工程を示す工程別断面図である。 積層体の変形例を示す工程別断面図である。 スペーサの変形例を示す平面図である。 第２実施形態に係る多層基板の製造工程のうち、積層工程を示す工程別断面図である。 第２実施形態に係る多層基板の概略構成を示す断面図である。 積層体の変形例を示す工程別断面図である。

符号の説明

１・・・絶縁基材
１ａ・・・フィルム
２・・・電子部品
３・・・導体パターン
１０，１０ａ〜１０ｆ・・・樹脂フィルム
１１・・・貫通孔
１２・・・突起部
２０〜２２・・・スペーサ
１００・・・多層基板

Claims (11)

1. 絶縁基材中に電子部品が埋め込まれ、当該電子部品の電極が、前記絶縁基材に配置された導体パターンと電気的に接続された多層基板であって、
   前記絶縁基材は熱可塑性樹脂からなる複数枚の樹脂フィルムを積層し、相互に接着してなり、
   前記複数枚の樹脂フィルムの一部に、前記電子部品を配置するための貫通孔が形成され、
   前記貫通孔の形成された少なくとも１枚の前記樹脂フィルムに、当該樹脂フィルムの一部として、前記貫通孔の開口周辺部位から前記貫通孔へ突起し、前記電子部品と接触された突起部が、対向して複数形成され、
   前記突起部の形成された樹脂フィルムと、当該樹脂フィルムと隣接する樹脂フィルムとの間であって、前記貫通孔近傍の少なくとも前記突起部の根元部分に対応する部位に、スペーサが配置されていることを特徴とする多層基板。
2. 前記樹脂フィルムの積層方向における前記スペーサの厚さは、前記樹脂フィルムよりも薄いことを特徴とする請求項１に記載の多層基板。
3. 前記スペーサは、前記導体パターンであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多層基板。
4. 前記スペーサは、前記樹脂フィルムと同一の熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多層基板。
5. 熱可塑性樹脂からなる複数枚の樹脂フィルムを相互に接着されて絶縁基材が形成され、前記絶縁基材中に電子部品が埋め込まれてなる多層基板の製造方法であって、
   前記樹脂フィルムとして、前記電子部品を挿入するための貫通孔が形成された第１樹脂フィルムと、前記貫通孔が形成されていない第２樹脂フィルムとを準備する樹脂フィルム準備工程と、
   前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムとを積層する樹脂フィルム積層工程と、
   前記貫通孔内に前記電子部品を挿入配置する電子部品配置工程と、
   前記積層した樹脂フィルムの積層体を加圧しつつ加熱し、各樹脂フィルムを相互に接着して前記絶縁基材を形成すると共に、前記貫通孔内に挿入配置した前記電子部品を前記絶縁基材中に埋め込む加熱加圧工程とを備え、
   前記樹脂フィルム準備工程において、少なくとも一枚の前記第１樹脂フィルムに、前記貫通孔の開口周辺部位から前記貫通孔へ突起し、対向する先端同士の間隔が前記電子部品の外形寸法より小さな突起部を複数個形成し、
   前記樹脂フィルム積層工程において、少なくとも一枚の前記突起部を有する第１樹脂フィルムと、当該第１樹脂フィルムに対し、前記電子部品の挿入方向側において隣接する前記樹脂フィルムとの間であって、前記貫通孔近傍の少なくとも前記突起部の根元部分に対応する部位に、スペーサを配置した状態で、前記第１樹脂フィルムと第２樹脂フィルムとを積層し、
   前記電子部品配置工程において、前記突起部の先端を潰しつつ、前記電子部品を前記貫通孔に圧入することを特徴とする多層基板の製造方法。
6. 前記樹脂フィルム積層工程において、積層した前記樹脂フィルムの積層体を加圧しつつ加熱して、各樹脂フィルムを相互に仮接着する樹脂フィルム仮接着工程を備え、
   前記電子部品配置工程において、前記仮接着した樹脂フィルムの積層体における前記貫通孔に前記電子部品を配置し、
   前記加熱加圧工程において、前記仮接着した樹脂フィルムの積層体を加圧しつつ加熱することを特徴とする請求項５に記載の多層基板の製造方法。
7. 前記樹脂フィルムの積層方向における前記スペーサの厚さを、前記樹脂フィルムよりも薄くすることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の多層基板の製造方法。
8. 前記積層体が、少なくとも一部が前記電子部品と電気的に接続される導体パターンを含むように、前記樹脂フィルム積層工程において、前記第１樹脂フィルム及び前記第２樹脂フィルムとともに、前記導体パターンを積層し、
   前記導体パターンの一部を、前記スペーサとすることを特徴とする請求項５〜７いずれか１項に記載の多層基板の製造方法。
9. 前記スペーサとして、前記樹脂フィルムと同一の熱可塑性樹脂からなる部材を用い、
   前記樹脂フィルム積層工程において、前記第１樹脂フィルム及び前記第２樹脂フィルムとともに、前記スペーサを積層することを特徴とする請求項５〜７いずれか１項に記載の多層基板の製造方法。
10. 前記樹脂フィルム準備工程において、前記樹脂フィルムの平面方向における前記突起部の形状を三角形とすることを特徴とする請求項５〜９いずれか１項に記載の多層基板の製造方法。
11. 前記電子部品配置工程において、前記電子部品を前記貫通孔に圧入する圧入治具と前記電子部品との間の摩擦係数μと、前記圧入治具に押された前記突起部のたわみ角θとが、下記式の関係を満たすように、前記樹脂フィルム準備工程において前記突起部を設定することを特徴とする請求項５〜１０いずれか１項に記載の多層基板の製造方法。
    ｔａｎθ＞μ

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