JP4222351B2

JP4222351B2 - 凹凸多層回路板モジュールの製造方法

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Publication number: JP4222351B2
Application number: JP2005246805A
Authority: JP
Inventors: 大三馬場; 直仁福家; 博光高下
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2025-08-26
Also published as: JP2007059844A

Description

本発明は、表面が凹凸面として形成された立体回路基板などの凹凸多層回路板に、その凹部に部品を実装したり、その凸部に部品を内蔵したりして形成される凹凸多層回路板モジュールの製造方法に関するものである。

近年、配線基板の配線密度の向上により、基板の小型化、部品間の配線距離の短縮化が進み、電子機器の高機能化、小型薄型化が進展しているが、その反面、部品間のノイズによる機器の誤動作が多発しており、高周波ノイズ対策が急務である。また、回路板に部品を実装することにより、ある一定の機能を有する回路板モジュールを形成することが行われており、立体回路基板などの回路板においては部品を凹部に収めることにより、モジュール全体の高さを低くすることが行われている（特許文献１参照）。

具体的に低背化（高さを低くすること）を行うにあたって、回路板としてセラミック基板を用いる場合は、凹部を形成した焼成によりセラミック基板を形成することが行なわれており、その凹部に部品を収めて、モジュール全体の高さを低くしたり、その部品が発する高周波ノイズをその凹部に閉じ込めたりすることが一般的に行なわれている。その他に、特にＬＥＤ基板に使用されている回路板では、ＬＥＤを実装する部分をザグリ工法により１穴１穴明けて機械加工している場合がある。さらに、一般的な樹脂成形品では、金型を使用してモールド樹脂を熱溶融させ、その表面に回路をメッキにより形成している場合もある。

しかし、上記のようなセラミック基板では、打ち抜いて穴の開いたグリーンシートを何枚も重ねて焼結することにより、凹凸基板を作成するが、焼結でかなりの収縮が発生するために寸法精度及び回路の精度は非常に悪く、部品実装時には位置合せに非常に苦労していた。更に１穴１穴ザグリ加工により凹部を形成する方法では、加工に時間がかかりコストアップになってしまうと言う問題があった。大きな凹部を形成することは更に難しいものであった。樹脂成形品では、小さな個片なら強度的な問題はないが、そもそも金型による大きな板状体を加工することは出来ないが、少しでも平らな板状体を加工すれば、強度が不十分で使用に耐えないものであった。
特開平１１−５４９２５号公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、安価に加工することができ、また強度の高い立体成形体とすることができ、また凹部で使用される回路の精度が高く、さらに凸部に部品を内蔵させることも、凹部に部品を実装することもできて広い用途で使用することができる凹凸多層回路板モジュールの製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明の凹凸多層回路板モジュールの製造方法は、多層回路板１の少なくとも片面に樹脂シート１０と金属箔からなる金属層１１とを積層し、凹凸面を有する金型１２で樹脂シート１０及び金属層１１を多層回路板１に熱圧着成形して凸部２と凹部３を形成すると共に凹部３の底部で多層回路板１の表層の回路４を覆う樹脂層１３を形成し、凸部２の表面の金属層１１から形成される回路５と多層回路板１の回路４との導通を確保するための導通形成を行ない、樹脂層１３及びその表面の金属層１１を除去することにより多層回路板１の表層の回路４を凹部３内に露出させ、凹部３に部品６を実装することを特徴とするものである。

また、本発明の凹凸多層回路板モジュールの製造方法は、多層回路板１の少なくとも片面に樹脂シート１０を積層し、凹凸面を有する金型１２で樹脂シート１０を多層回路板１に熱圧着成形して凸部２と凹部３を形成すると共に凹部３の底部で多層回路板１の表層の回路４を覆う樹脂層１３を形成し、凸部２の表面にメッキにより金属層１１を形成し、金属層１１から形成される回路５と多層回路板１の回路４との導通を確保するための導通形成を行ない、樹脂層１３を除去することにより多層回路板１の表層の回路４を凹部３内に露出させ、凹部３に部品６を実装することを特徴とするものである。

また、上記の凹凸多層回路板モジュールの製造方法において、凸部２に内蔵される部品７が実装された多層回路板１を用いることができる。

本発明にあっては、従来から多層プリント配線板として用いられている一般的な多層回路板をベースとして、凹凸多層回路板を大面積で一度に加工することができ、コスト的にも非常に安価に加工することができるものである。また大面積の凹凸多層回路板であっても使用されている多層回路板により非常に強度の高い立体成形体とすることができるものである。また凹部で使用される回路は既に多層回路基板に施された回路を使用するために精度を非常に高くすることができるものである。さらに凸部に部品を内蔵させることも、凹部に部品を実装することもできるので、非常に広い用途で使用することができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１に本発明で製造される凹凸多層回路板モジュールの一例を示す。この凹凸多層回路板モジュールは片面（上面）を凹凸面として形成したものであって、多層回路板１、凸部２及び凹部３、部品６などを備えて形成されている。

多層回路板１は従来から多層プリント配線板などとして用いられているものであって、絶縁基板の両面あるいは両面と内部に回路４を設けて形成されるものである。この多層回路板１は、例えば、リジットな両面銅張り積層板に回路形成工程を施したものを用いることができる。両面にある回路４、４同士あるいは両面と内部にある回路４、４同士はスルーホールやバイアホールなどの導通手段２０により電気的に接続されている。

凸部２は上記多層回路板１の片面に形成されるものであって、多層回路板１の片面に突出して部分的に設けることができる。凸部２は樹脂あるいは樹脂と無機フィラーを含む樹脂組成物の硬化物で形成することができ、多層回路板１の厚みと同等かあるいはこれよりも薄い厚みの層状に形成することができるが、これに限定するものではない。また、凸部２の表面には回路５が設けられており、この回路５はスルーホールやバイアホールなどの導通手段２０により多層回路板１の表層の回路４に電気的に接続されている。

凹部３は、凸部２を設けた側の多層回路板１の片面において、凸部２を設けていない部分で形成されるものであって、例えば、隣り合う凸部２、２の間の部分を凹部３とすることができる。また、凹部３の底面は多層回路板１の上面で形成することができると共に凹部３には多層回路板１の上面に設けた表層の回路４が露出して設けられている。

そして、本発明で製造される凹凸多層回路板モジュールは、上記のように多層回路板１の片面に凸部２と凹部３とを設けて形成される凹凸多層回路板１４に、チップ抵抗やチップコンデンサなどの部品（電子部品）６を実装することによって形成することができる。この場合、凹凸多層回路板１４の上面側（凹凸面側）においては、部品６は凹部３内に露出した回路４に直接接合した状態で凹部３内に納めるようにして実装する。また、凹凸多層回路板１４の下面側においては、部品６は多層回路板１の下面に露出した回路４に直接接合した状態で実装する。

図１に示す上記のような凹凸多層回路板モジュールを形成するあたって、以下のようにして行う。

まず、図２（ａ）に示すように、多層回路板１の上面に樹脂シート１０を積層すると共にこの樹脂シート１０の上面に金属層１１を積層し、さらに金属層１１の上に金型１２を載置する。多層回路板１としては例えば厚み４００μｍ程度のものを用いることができるが、これに限定するものではない。樹脂シート１０が載置される前に多層回路板１の上面には表層の回路４が形成されている。樹脂シート１０としてはフィラー高充填樹脂シート材料を用いることができ、例えば、厚み３００〜５００μｍ程度で、低線膨張率化のために、シリカやアルミナなどのフィラーを６０〜９５ｗｔ％程度含有した熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂など）シートを用いることができる。金属層１１としては金属箔を用いることができ、例えば、厚み１８μｍ程度の銅箔などを用いることができ、凹凸を吸収して良く延びる銅箔を選定するのが好ましい。金型１２としてはステンレスプレートなどを用いることができ、その下面に設けた凸成形部２２を樹脂シート１０側になるようにして積層する。

次に、上記のような積層状態で真空引きを行った後に、樹脂シート１０を熱溶融して熱圧着成形を行う。この時、金型１２の凸成形部２２が多層回路板１の表面近傍にまで達した状態で樹脂シート１０の硬化を完了させる。このようにして図２（ｂ）に示すように、樹脂シート１０を金型１２で成形しながら硬化させることにより凸部２と凹部３とを形成することができる。ここで凸部２の上面と側面及び凹部３の底面は金属層１１により覆われている。また、凹部３の底部は多層回路板１の表層の回路４を覆う樹脂層１３として形成されている。また、上記の熱圧着成形の条件は適宜設定可能であるが、例えば、圧力０．２〜５ＭＰａ、温度１００〜１５０℃、時間６０〜６００秒とすることができる。

次に、図２（ｃ）に示すように、硬化後の凸部２及び多層回路板１にスルホール加工やビア加工を行い、さらにスルーホールやビアホールにメッキを施すことにより、金属層１１と多層回路板１の回路４との導通処理を施す。

この後、図３（ａ）に示すように、金属層１１の凹部３内にある部分を除いて、金属層１１の表面及び多層回路板１の下面の金属層２９をエッチングレジスト（保護層）２５で被覆する。次に、図３（ｂ）に示すように、金属層１１の凹部３内にある部分のみをエッチング処理し、樹脂層１３を露出させる。次に、デスミア処理を行って、樹脂層１３の下側に存在する多層回路板１の表層の回路４が完全に露出する程度まで薄っすらと樹脂層１３を除去する。これにより、図３（ｃ）に示すように、多層回路板１の表層の回路４を凹部３の底面に露出させる。尚、デスミア処理は内層の多層回路板１の絶縁層が粗化処理されないように管理する必要があり、プラズマ洗浄による樹脂の除去も有効な手段である。

この後、図３（ｄ）に示すように、凹部３内に露出した回路４をエッチングレジスト２６で被覆して保護する。次に、図３（ｅ）に示すように、凸部２の表面において金属層１１にエッチング処理を施して回路５を形成する。また、多層回路板１の下面の金属層２９にもエッチング処理を施して回路４を形成する。次に、図３（ｆ）に示すように、エッチングレジスト２６を剥離して除去することによって、凹凸多層回路板１４を形成することができる。そして、凹凸多層回路板１４に部品６を実装することによって、図１に示すような凹凸多層回路板モジュールを形成することができる。尚、回路４に金メッキが施されている場合には、金メッキ表面を良く洗浄してから、部品６を搭載する必要がある。

また、図１に示すような凹凸多層回路板モジュールを形成するにあたって、図２（ａ）〜（ｃ）の工程を経た後、図４（ａ）〜（ｃ）の工程を行うようにすることもできる。すなわち、まず、図２（ａ）に示すように、多層回路板１の上面に樹脂シート１０を積層すると共にこの樹脂シート１０の上面に金属層１１を積層し、さらに金属層１１の上に金型１２を載置する。次に、上記のような積層状態で真空引きを行った後に樹脂シート１０を熱溶融して熱圧着成形を行うことによって、図２（ｂ）に示すように、樹脂シート１０を金型１２で成形しながら硬化させることにより凸部２と凹部３とを形成する。ここで凸部２の上面と側面及び凹部３の底面は金属層１１により覆われている。また、凹部３の底部は多層回路板１の表層の回路４を覆う樹脂層１３として形成されている。次に、図２（ｃ）に示すように、硬化後の凸部２及び多層回路板１にスルホール加工やビア加工を行い、さらにスルーホールやビアホールにメッキを施すことにより、金属層１１と多層回路板１の回路４との導通処理を施す。

この後、図４（ａ）に示すように、凸部２の表面において金属層１１にエッチング処理を施して回路５を形成する。また、多層回路板１の下面の金属層２９にもエッチング処理を施して回路４を形成する。さらに、金属層１１の凹部３内に位置する部分はエッチング処理にて除去し、樹脂層１３を露出させる。次に、凸部２の表面の回路５及び多層回路板１の下面の回路４をエッチングレジスト２５で被覆する。次に、デスミア処理を行って、樹脂層１３の下側に存在する多層回路板１の表層の回路４が完全に露出する程度まで薄っすらと樹脂層１３を除去する。これにより、図４（ｂ）に示すように、多層回路板１の表層の回路４を凹部３の底面に露出させる。この後、図４（ｃ）に示すように、エッチングレジスト２５を剥離して除去することによって、凹凸多層回路板１４を形成することができる。そして、凹凸多層回路板１４に部品６を実装することによって、図１に示すような凹凸多層回路板モジュールを形成することができる。

また、図１に示すような凹凸多層回路板モジュールを形成するにあたって、金属箔で金属層１１を形成せずに、メッキで金属層１１を形成する方法も考えられる。すなわち、まず、図５（ａ）に示すように、多層回路板１の上面に樹脂シート１０を積層すると共にこの樹脂シート１０の上面に離型フィルム２７を積層し、さらに離型フィルム２７の上に金型１２を載置する。多層回路板１、樹脂シート１０、金型１２は上記と同様のものを使用することができる。離型フィルム２７は凹凸形状に沿いやすいように厚み２０μｍ程度でＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））などで形成されるものである。次に、上記のような積層状態で真空引きを行った後に樹脂シート１０を熱溶融して熱圧着成形を行うことによって、図５（ｂ）に示すように、樹脂シート１０を金型１２で成形しながら硬化させることにより凸部２と凹部３とを形成する。このように成形した後、凸部２の上面と側面及び凹部３の底面から離型フィルム２７を剥離して除去する。また、凹部３の底部は多層回路板１の表層の回路４を覆う樹脂層１３として形成されている。次に、図５（ｃ）に示すように、硬化後の凸部２及び多層回路板１にドリルやレーザなどでスルホール加工やビア加工を行い、さらに樹脂シート１０の上面全面（凸部２の表面と凹部３の側面及び底面（樹脂層１３の表面））とスルーホールやビアホールに無電解銅メッキなどのメッキを施すことにより金属層１１を形成すると共にこの金属層１１と多層回路板１の回路４との導通処理を施す。

この後、図３（ａ）〜（ｆ）に示す工程又は図４（ａ）〜（ｃ）に示す工程を行うことにより、図１に示すような凹凸多層回路板モジュールを形成することができる。

また、本発明で製造される凹凸多層回路板モジュールとしては、凸部２に部品７を内蔵したものも例示することができ、この場合は、部品７を表面（片面又は両面）に実装した多層回路板１を用いるのである。すなわち、図６（ａ）に示すように、多層回路板１の上面に樹脂シート１０を積層すると共にこの樹脂シート１０の上面に金属層１１を積層し、さらに金属層１１の上に金型１２を載置する。多層回路板１としては例えば厚み４００μｍ程度のものを用いることができるが、これに限定されるものではない。また、樹脂シート１０が載置される前に多層回路板１の上面には表層の回路４が形成されている。また、多層回路板１の上面の凸部２が形成される位置にチップ抵抗やチップコンデンサなどの部品７が実装されている。この部品７は表層の回路４に直接接合されている。樹脂シート１０、金属層１１、金型１２は上記と同様のものを使用することができる。

次に、上記のような積層状態で真空引きを行った後に、樹脂シート１０を熱溶融して熱圧着成形を行う。この時、金型１２の凸成形部２２が多層回路板１の表面近傍にまで達した状態で樹脂シート１０の硬化を完了させる。このようにして図６（ｂ）に示すように、樹脂シート１０を金型１２で成形しながら硬化させることにより凸部２と凹部３とを形成することができる。ここで凸部２の上面と側面及び凹部３の底面は金属層１１により覆われている。また、凹部３の底部は多層回路板１の表層の回路４を覆う樹脂層１３として形成されている。さらに、凸部２には上記部品７が内蔵されている。また、熱圧着成形の条件は上記と同様に設定可能であるが、部品７の下への樹脂シート１０の樹脂の充填を確実にしなければ、半田ブリッジ等の問題が発生する場合がある。また、部品７の搭載部分に凸成形部２２が来ないように位置決めしてから積層する。

次に、図６（ｃ）に示すように、硬化後の凸部２及び多層回路板１にスルホール加工やビア加工を行い、さらにスルーホールやビアホールにメッキを施すことにより、金属層１１と多層回路板１の回路４との導通処理を施す。

この後、図７（ａ）に示すように、金属層１１の凹部３内にある部分を除いて、金属層１１の表面及び多層回路板１の下面の金属層２９をエッチングレジスト（保護層）２５で被覆する。次に、図７（ｂ）に示すように、金属層１１の凹部３内にある部分のみをエッチング処理し、樹脂層１３を露出させる。次に、デスミア処理を行って、樹脂層１３の下側に存在する多層回路板１の表層の回路４が完全に露出する程度まで薄っすらと樹脂層１３を除去する。これにより、図７（ｃ）に示すように、多層回路板１の表層の回路４を凹部３の底面に露出させる。尚、デスミア処理は内層の多層回路板１の絶縁層が粗化処理されないように管理する必要があり、プラズマ洗浄による樹脂の除去も有効な手段である。

この後、図７（ｄ）に示すように、凹部３内に露出した回路４をエッチングレジスト２６で被覆して保護する。次に、図７（ｅ）に示すように、凸部２の表面において金属層１１にエッチング処理を施して回路５を形成する。また、多層回路板１の下面の金属層２９にもエッチング処理を施して回路４を形成する。次に、図７（ｆ）に示すように、エッチングレジスト２６を剥離して除去することによって、凹凸多層回路板１４を形成することができる。そして、凹凸多層回路板１４に部品６を実装することによって、部品７を凸部２に内蔵した凹凸多層回路板モジュールを形成することができる。

また、部品７を凸部２に内蔵した凹凸多層回路板モジュールを形成するにあたって、図６（ａ）〜（ｃ）の工程を経た後、図８（ａ）〜（ｃ）の工程を行うようにすることもできる。すなわち、まず、図６（ａ）に示すように、部品７を表面に実装した多層回路板１の上面に樹脂シート１０を積層すると共にこの樹脂シート１０の上面に金属層１１を積層し、さらに金属層１１の上に金型１２を載置する。次に、上記のような積層状態で真空引きを行った後に樹脂シート１０を熱溶融して熱圧着成形を行うことによって、図６（ｂ）に示すように、樹脂シート１０を金型１２で成形しながら硬化させることにより凸部２と凹部３とを形成する。ここで凸部２の上面と側面及び凹部３の底面は金属層１１により覆われている。また、凹部３の底部は多層回路板１の表層の回路４を覆う樹脂層１３として形成されている。次に、図６（ｃ）に示すように、硬化後の凸部２及び多層回路板１にスルホール加工やビア加工を行い、さらにスルーホールやビアホールにメッキを施すことにより、金属層１１と多層回路板１の回路４との導通処理を施す。

この後、図８（ａ）に示すように、凸部２の表面において金属層１１にエッチング処理を施して回路５を形成する。また、多層回路板１の下面の金属層２９にもエッチング処理を施して回路４を形成する。さらに、金属層１１の凹部３内に位置する部分はエッチング処理にて除去し、樹脂層１３を露出させる。次に、凸部２の表面の回路５及び多層回路板１の下面の回路４をエッチングレジスト２５で被覆する。次に、デスミア処理を行って、樹脂層１３の下側に存在する多層回路板１の表層の回路４が完全に露出する程度まで薄っすらと樹脂層１３を除去する。これにより、図８（ｂ）に示すように、多層回路板１の表層の回路４を凹部３の底面に露出させる。この後、図８（ｃ）に示すように、エッチングレジスト２５を剥離して除去することによって、凹凸多層回路板１４を形成することができる。そして、凹凸多層回路板１４に部品６を実装することによって、部品７を凸部２に内蔵した凹凸多層回路板モジュールを形成することができる。

本発明において、従来から行われている一般的なプロセスである凹部になる部分の樹脂シートをあらかじめ打抜き等でくり抜いてから、凹部内の回路に樹脂がにじまないように低圧で樹脂の流動を押さえて成形するという方法を用いない理由は、特に部品を内蔵する場合には、部品下等に発生するボイドによる致命的な問題になる可能性があるからである。金型内で充分な圧力により樹脂を流動させた成形を行い、信頼性の高いモジュールを製造するために、凹部３の下部に樹脂が成形時に付着するが、これを凹部３内の回路４の保護用に使用することで、解決しようとしたものである。よって、凹部３内の回路４上の樹脂層１３はできるだけ薄くするのが望ましい。部品を内蔵させない場合においても、凹部３内の回路４との密着性確保の観点から適正な成形圧力で硬化成形することが信頼性の高いモジュール製造には不可欠である。凹部３内の回路４の表面を実装面として再利用するためには、樹脂の残渣は、あってはならないと考える。充分な樹脂除去を行うことが必要である。

また、上記では、多層回路板１の片面のみに凸部２や凹部３や部品６を具備したものを例示したが、これに限らず、図９に示すように、多層回路板１の両面に凸部２や凹部３や部品６を設けても良い。また、部品７を凸部２に内蔵させる場合でも多層回路板１の両面に形成した凸部２のそれぞれに部品７を内蔵させることができるものである。

以下本発明を実施例によって具体的に説明する。

（実施例１）
図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）〜（ｆ）の工程に従って凹凸多層回路板１４を形成した。すなわち、多層回路板１としての４層板（ＦＲ−４の厚み４００μｍ）に、シリカフィラーを８５ｗｔ％充填させたエポキシ樹脂シート（熱硬化性）で５００μｍの樹脂シート１０と、金属層１１として１８μｍの電解銅箔（品番：ＪＴＣ−１８、ジャパンエナジー製）を順に積層し、金型１２として凸形状に加工したステンレスプレート（凸成形部２２の高さが４７５μｍ、凸成形部２２の面積が５ｍｍ□、合計厚み１ｍｍ）を準備する。また、厚みが５００μｍの枠体を準備して、樹脂シート１０の樹脂が流出しないようにして成形した。次に、１００℃の真空成形機に投入し、真空引きを開始して１０分後に、実圧２．０ＭＰａ（２０ｋｇ／ｃｍ^２）で加圧成形する。加圧時の加圧スピードは、３ｍｍ／分とした。成形後に冷却を３０分間行ってから、取り出した。次に、ドリルで２００μｍφの穴を開けてから、メッキを行い、スルホール加工をしてから、凸部２の表層の回路５の形成を行った。次に凹部３以外に保護膜（エッチングレジスト２５）を形成してから、プラズマ処理により厚み２０μｍ程度付着していた樹脂層１３を取り除き、凹部３内に多層回路板１の回路４を露出させた。このようにして凹凸多層回路板１４を作製した。

（実施例２）
図５（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）〜（ｆ）の工程に従って凹凸多層回路板１４を形成した。すなわち、多層回路板１としての６層板（ＦＲ−４の厚み５００μｍ）に、アルミナフィラーを９０ｗｔ％充填させたエポキシ樹脂シート（熱硬化性）で３００μｍの樹脂シート１０を積層し、金型１２として凸形状に加工したステンレスプレート（凸成形部２２の高さが２７５μｍ、凸成形部２２の面積が１０ｍｍ□、合計厚み１ｍｍ）、離型フィルム（ＰＥＴ製で厚み２５μｍ）２７を準備する。また、厚みが３００μｍの枠体を準備して、樹脂シート１０の樹脂が流出しないようにして成形した。次に、１００℃の真空成形機に投入し、真空引きを開始して１０分後に、実圧２．０ＭＰａ（２０ｋｇ／ｃｍ^２）で加圧成形する。加圧時の加圧スピードは、３ｍｍ／分とした。成形後に冷却を３０分間行ってから、取り出した。次に、ドリルで１００μφの穴を開けてから、メッキを行い、スルホール加工をしてから、凸部２の表層の回路５の形成を行った。次に凹部３以外に保護膜（エッチングレジスト２５）を形成してから、凹部３のメッキ銅を除去して、樹脂層１３を露出させてから、一般的なデスミア処理により、厚み３０μｍ程度の樹脂層１３を除去し、表層の回路４を露出させた。次に凹部３をエッチングレジスト２５で保護してから、表層の回路４のパターニングを実施した。この後、アルカリ剥離によりレジストを剥離して凹凸多層回路板１４を作製した。

（実施例３）
図６（ａ）〜（ｃ）及び図７（ａ）〜（ｆ）の工程に従って凹凸多層回路板１４を形成した。すなわち、多層回路板１としての４層板（ＦＲ−４の厚み４００μｍ）に、部品７として０４０２チップ抵抗とチップコンデンサを任意の評価パターンを使用して実装した。シリカフィラーを８５ｗｔ％充填させたエポキシ樹脂シート（熱硬化性）で３００μｍの樹脂シート１０と、金属層１１として１８μｍの電解銅箔（品番：ＨＬＢ、日本電解製）を順に積層し、金型１２として凸形状に加工したステンレスプレート（凸成形部２２の高さが２７５μｍ、凸成形部２２の面積が３ｍｍ□、合計厚み１ｍｍ）を準備する。厚みが３００μｍの枠体を準備して、樹脂シート１０の樹脂が流出しないようにして成形した。次に、１００℃の真空成形機に投入し、真空引きを開始して１０分後に、実圧４．０ＭＰａ（４０ｋｇ／ｃｍ^２）で加圧成形する。加圧時の加圧スピードは、３ｍｍ／分とした。プレートの凹凸位置を正確に調整するためにピンラミネート成形を行った。成形後に冷却を３０分間行ってから、取り出した。次に、ドリルで２００μｍφの穴を開け、更に二酸化炭素レーザで３００μｍφのビアを開けた。そこへメッキを行い、スルホール加工、ビア加工をしてから、表層の回路５の形成を行った。次に、凹部３以外に保護膜（エッチングレジスト２５）を形成してから、プラズマ処理により厚み１０μｍ程度付着していた樹脂層１３を取り除き、凹部３内の回路４を露出させた。このようにして凹凸多層回路板１４を作製した。

（実施例４）
図６（ａ）〜（ｃ）及び図７（ａ）〜（ｆ）の工程に従って凹凸多層回路板１４を形成した。すなわち、多層回路板１としての４層板（ＦＲ−４の厚み３００μｍ）に０６０３チップ抵抗とチップコンデンサを任意の評価パターンを使用して実装した。シリカフィラーを８５ｗｔ％充填させたエポキシ樹脂シート（熱硬化性）で４００μｍの樹脂シート１０と、金属層１１として１８μｍの電解銅箔（品番：ＪＴＣ−１８、ジャパンエナジー製）を順に積層し、金型１２として凸形状に加工したステンレスプレート（凸成形部２２の高さが３７５μｍ、凸成形部２２の面積が３ｍｍ□、合計厚み１ｍｍ）を準備する。厚みが４００μｍの枠体を準備して、樹脂シート１０の樹脂が流出しないようにして成形した。１００℃の真空成形機に投入し、真空引きを開始して１０分後に、実圧２．０ＭＰａ（２０ｋｇ／ｃｍ^２）で加圧成形する。加圧時の加圧スピードは、３ｍｍ／分とした。プレートの凹凸位置を正確に調整するためにピンラミ成形を行った。成形後に冷却を３０分間行ってから、取り出した。次に、ドリルで２００μｍφの穴を開け、更に二酸化炭素レーザで３００μｍφのビアを開けた。そこへメッキを行い、スルホール加工、ビア加工をしてから、表層の回路５の形成を行った。次に凹部３以外に保護膜を形成してから、プラズマ処理により厚み２０μｍ程度付着していた樹脂層１３を取り除き、凹部３内の回路４を露出させた。このようにして凹凸多層回路板１４を作製した。

（比較例１）
実施例２で使用した材料を用いて、シリカフィラーを８５ｗｔ％充填させたエポキシ樹脂シートをプレートの凸部にあたる部分をあらかじめくり抜いてから、０．５ＭＰａ（５ｋｇ／ｃｍ^２）の圧力で、枠成形をせずに成形硬化させた。

そして、上記実施例１〜４及び比較例の凹凸多層回路板１４の凹部３に部品６を実装して半田リフロー炉で実装を行った。

（評価試験と結果）
硬化完了した凹凸多層回路板１４の断面観察を行い、凹凸部のボイドの有無を確認した。結果は、比較例１で試作したサンプルには部品下にボイドがあり、凹部３の周辺部には樹脂が滲み出しているが、凹部３の中央付近には樹脂の滲み出しはなかった。また、実施例１〜４と比較例１では上記のボイドの有無の観察及び樹脂の滲み出しに加えて、回路４、５の汚れや部品６の導通性を確認した。結果を表１に示す。実施例１〜４は全ての項目で良好な結果を示したが（表示「○」）、比較例１では全ての項目で問題となる結果となった（表示「×」）。

本発明の凹凸多層回路板モジュールの一例を示す概略の断面図である。同上の製造工程の一例を示し、（ａ）〜（ｃ）は概略の断面図である。同上の製造工程の一例を示し、（ａ）〜（ｆ）は概略の断面図である。同上の製造工程の一例を示し、（ａ）〜（ｃ）は概略の断面図である。同上の製造工程の一例を示し、（ａ）〜（ｃ）は概略の断面図である。同上の製造工程の一例を示し、（ａ）〜（ｃ）は概略の断面図である。同上の製造工程の一例を示し、（ａ）〜（ｆ）は概略の断面図である。同上の製造工程の一例を示し、（ａ）〜（ｃ）は概略の断面図である。同上の凹凸多層回路板モジュールの他例を示す概略の断面図である。

符号の説明

１多層回路板
２凸部
３凹部
４回路
５回路
６部品
７部品
１０樹脂シート
１１金属層
１２金型
１３樹脂層

Claims

多層回路板の少なくとも片面に樹脂シートと金属箔からなる金属層とを積層し、凹凸面を有する金型で樹脂シート及び金属層を多層回路板に熱圧着成形して凸部と凹部を形成すると共に凹部の底部で多層回路板の表層の回路を覆う樹脂層を形成し、凸部の表面の金属層から形成される回路と多層回路板の回路との導通を確保するための導通形成を行ない、樹脂層及びその表面の金属層を除去することにより多層回路板の表層の回路を凹部内に露出させ、凹部に部品を実装することを特徴とする凹凸多層回路板モジュールの製造方法。
多層回路板の少なくとも片面に樹脂シートを積層し、凹凸面を有する金型で樹脂シートを多層回路板に熱圧着成形して凸部と凹部を形成すると共に凹部の底部で多層回路板の表層の回路を覆う樹脂層を形成し、凸部の表面にメッキにより金属層を形成し、金属層から形成される回路と多層回路板の回路との導通を確保するための導通形成を行ない、樹脂層を除去することにより多層回路板の表層の回路を凹部内に露出させ、凹部に部品を実装することを特徴とする凹凸多層回路板モジュールの製造方法。
請求項１又は２に記載の凹凸多層回路板モジュールの製造方法において、凸部に内蔵される部品が実装された多層回路板を用いることを特徴とする凹凸多層回路板モジュールの製造方法。