JP4848676B2

JP4848676B2 - 部品内蔵基板、この部品内蔵基板を用いた部品内蔵モジュール、および部品内蔵基板の製造方法

Info

Publication number: JP4848676B2
Application number: JP2005170343A
Authority: JP
Inventors: 宏樹河端
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-06-10
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2025-06-10
Also published as: JP2006344847A

Description

本発明は、高周波回路モジュールのような部品内蔵モジュールおよびその構成要素である部品内蔵基板に関するものである。

従来、無線通信用モジュールなどの高周波回路モジュールとして、部品内蔵基板を備えた部品内蔵モジュールが提案されている。部品内蔵基板は、配線が形成された層（導電配線層）の上に回路部品を接続し、その後で回路部品の周囲を樹脂で固めることで、樹脂層の中に回路部品を埋設したものである。この部品内蔵基板単体、あるいはそれを厚み方向に複数個積層したり、平面方向に複数個組み合わせることで、部品内蔵モジュールが構成されている。

部品内蔵基板には、内蔵される回路部品に高価な部品が含まれることがあるため、コスト低減の面からみて歩留り向上が非常に重要である。特に、複数の部品内蔵基板を組み合わせて構成する部品内蔵モジュールを構成する場合、その中の１つの部品内蔵基板に不良があれば、部品内蔵モジュール全体が不良品になってしまう。

特許文献１には、検査用端子を備えた部品内蔵モジュールが開示されている。この部品内蔵モジュールは、図８，図９に示すように、周辺部に検査用端子４１が設けられた配線板４０を備えており、その上に回路部品４２が搭載されている。配線板４０の上に絶縁層４３が積層され、この絶縁層４３の中に回路部品４２が埋め込まれている。絶縁層４３の周縁部には、検査用端子４１と導通するビアホール４４が規則的に設けられている。この部品内蔵モジュールでは、配線板４０に回路部品４２を搭載した状態で検査用端子４１を利用して検査を実施できるとともに、モジュールを完成した後でもビアホール４４を利用して検査を実施できるので、歩留り向上を達成できる。

しかし、上記構造の部品内蔵モジュールでは、配線板４０の周辺部に検査用端子４１が設けられ、これら検査用端子４１にビアホール４４が接続されるため、配線板４０の周辺部領域には回路部品４２を配置することができない。そのため、配線板４０の周辺部に検査用端子４１を配置するための領域が別に必要となり、結果的に部品内蔵モジュールの面積が拡大してしまうという欠点がある。
特開２００５−５６９２号公報

そこで、本発明の目的は、基板の面積を増大させずに検査用端子を配置でき、歩留り向上と小型化とを実現できる部品内蔵基板を提供することにある。
他の目的は、部品内蔵基板を無駄に廃棄せずにすむ部品内蔵基板の製造方法を提供することにある。

上記目的は請求項１に係る部品内蔵基板および請求項８に記載の部品内蔵基板の製造方法により達成される。
請求項１に係る発明は、少なくとも表裏主面に導電配線が設けられた配線基板と、前記配線基板の表主面の導電配線に搭載された回路部品と、前記回路部品を覆うように前記配線基板の上に形成され、内部に前記回路部品が埋め込まれた絶縁樹脂層と、を具備する部品内蔵基板であって、前記絶縁樹脂層は、未硬化状態の樹脂層を前記配線基板の上に圧着積層することにより形成されたものであり、前記配線基板の側面に、前記導電配線と接続され、検査用プローブを接触させることで前記回路部品を含む前記配線基板の電気的特性を測定可能とされた複数の検査用端子が設けられていることを特徴とする部品内蔵基板である。

請求項８に係る発明は、少なくとも表裏主面に導電配線が設けられ、側面に前記導電配線と接続された複数の検査用端子が設けられた配線基板を準備する工程と、前記配線基板の表主面の導電配線に回路部品を搭載する工程と、前記回路部品が搭載された前記配線基板の検査用端子に検査用プローブを接触させ、前記回路部品を含む前記配線基板の電気的特性を測定する工程と、前記配線基板の上に前記回路部品を覆うように未硬化の絶縁樹脂層を圧着積層し、前記絶縁樹脂層の中に前記回路部品を埋め込む工程と、前記絶縁樹脂層が形成された前記配線基板の検査用端子に検査用プローブを接触させ、前記回路部品を含む前記配線基板の電気的特性を測定する工程と、を含む部品内蔵基板の製造方法である。

本発明では、検査用端子が部品内蔵基板の側面に形成されているので、回路部品を基板の周辺部に配置でき、部品内蔵基板を小型化できる。
また、請求項８のように、絶縁被覆層を形成する前の段階の配線基板の側面に検査用端子を設けてある場合には、配線基板の上に回路部品を搭載した時点で検査を実施できる。つまり、回路部品自体の不良や接続不良などを絶縁被覆層を形成する前に発見でき、部品内蔵基板の歩留りの向上を実現できる。一方、絶縁被覆層を形成した後で配線基板の側面に検査用端子を形成することも可能である。その場合には部品内蔵基板を完成して初めて検査を実施できるが、部品内蔵基板を複数個組み合わせて部品内蔵モジュールを作製する際、不良の部品内蔵基板を検査で除外できるので、部品内蔵モジュールの歩留り向上を実現できる。

検査用端子としては、例えば部品内蔵基板の側面に取り付けられた金属箔、側面に形成された薄膜あるいは厚膜電極、さらには部品内蔵基板の側面に埋め込まれた金属端子でもよい。検査用端子は、少なくとも配線基板の側面の一部に形成されておればよく、絶縁被覆層の側面まで延びていても良い。
本発明の部品内蔵基板は、それ単体で部品内蔵モジュールを構成してもよいし、複数の部品内蔵基板で部品内蔵モジュールを構成してもよい。

望ましい実施形態によれば、検査用端子は、配線基板の側面に一定間隔で規則的に形成されているものがよい。
この場合には、基板のサイズに関係なく検査器具を共用することができ、製造コストを低減できる。

他の望ましい実施形態によれば、検査用端子は配線基板の側面の厚み方向の全域に亘って形成されているのがよい。
すなわち、配線基板の表裏面だけでなく内層にも導電配線が形成されている場合、検査用端子を配線基板の側面の厚み方向の全域に亘って形成することで、これら全ての導電配線と検査用端子とを接続することが可能になる。したがって、全ての導電配線の検査を実施できる。

望ましい実施形態によれば、複数の部品内蔵基板を厚み方向に積層して形成した部品内蔵モジュールであって、複数の部品内蔵基板の中の少なくとも１つが上記検査用端子が設けられた部品内蔵基板であるものがよい。
複数の部品内蔵基板を厚み方向に積層して部品内蔵モジュールを形成することがあるが、その場合に、少なくとも１つの部品内蔵基板を本発明にかかる検査用端子付きの部品内蔵基板とすれば、検査用端子を利用して、部品内蔵基板単体での検査のほかに、積層途中の中間段階の部品内蔵基板に対しても検査を実施できる。
なお、積層される全ての部品内蔵基板が本発明にかかる検査用端子付きの部品内蔵基板であってもよいことは勿論である。

上記のように複数の部品内蔵基板を厚み方向に積層した部品内蔵モジュールの場合、検査用端子が設けられた部品内蔵基板を最下層以外の層に設けるのがよい。すなわち、最下層の部品内蔵基板には実装用電極が形成されるので、これら電極と検出用端子とが近接すると、ショートなどの不良が発生する恐れが生じるからである。

他の望ましい実施形態によれば、複数の部品内蔵基板を面方向に接続して形成した部品内蔵モジュールであって、複数の部品内蔵基板の中の少なくとも１つが上記検査用端子が設けられた部品内蔵基板であってもよい。
部品内蔵基板を面方向に連結して部品内蔵モジュールを構成する場合があるが、この場合にも本発明の検査用端子付きの部品内蔵基板を用いることができる。この場合も、部品内蔵基板単体だけでなく、接続途中の段階で検査を実施できるので、歩留り向上に寄与できる。

複数の部品内蔵基板を面方向に接続して部品内蔵モジュールを構成する場合に、検査用端子が部品内蔵基板同士の接続面に設けられているのがよい。
この場合には、検査用端子を部品内蔵基板同士の接続端子として利用できる。

以上のように、本発明にかかる部品内蔵基板によれば、検査用端子が部品内蔵基板を構成する配線基板の側面に形成されているので、回路部品が配置されている領域以外に検査用端子を配置する領域が必要なく、部品内蔵基板の面積効率が向上し、部品内蔵基板の小型化を実現できる。
また、検査用端子を利用して製造途中の部品内蔵基板あるいは完成品の部品内蔵基板の不良を検出でき、部品内蔵モジュールを作製する場合に歩留り向上を実現できる。

以下に、本発明の実施の形態を、実施例を参照して説明する。

図１，図２は本発明にかかる部品内蔵基板の第１実施例を示す。
部品内蔵基板Ａは、それ単体で部品内蔵モジュールを構成するものであり、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂よりなる第１絶縁層（配線基板）１と第２絶縁層（絶縁被覆層）１０とを積層したものである。この実施例の第１絶縁層１は、複数の樹脂層を導電配線２を間にして積層したものであり、その表裏主面にも導電配線３，４がパターン形成されている。なお、第１絶縁層１は複数の樹脂層で構成されたものに限らず、単一の樹脂層で構成されたものでもよい。導電配線２〜４はビアホール５を介して相互に接続されている。第１絶縁層１の表主面の導電配線３には複数の回路部品６が搭載され、電気的に接続されている。

第１絶縁層１の外側面には、実装検査や特性検査などの検査を行うための複数の検査用端子７が一定間隔で規則的に設けられている。本実施例の検査用端子７は第１絶縁層１の厚み方向の全域に亘って延びており、検査用端子７は導電配線２〜４と必要に応じて個別に接続されている。すなわち、導電配線２〜４の端部は必要に応じて絶縁層１の側面まで延びており、検査用端子７と電気的に接続されている。本実施例では、検査用端子７が第１絶縁層１の４辺全周に設けられているが、いずれか１辺、２辺あるいは３辺のみでもよい。検査用端子７としては、金属箔やメッキ、蒸着電極、厚膜電極でもよいし、金属端子を埋め込んだものでもよい。
また、検査用端子７は、第１絶縁層１の厚み方向の全域に亘って延びている必要はなく、第１絶縁層１の厚み方向の一部のみでもよいし、さらには第１絶縁層１から第２絶縁層１０の側面に亘って連続的に形成されていてもよい。

第２絶縁層１０は、回路部品６を埋設するように第１絶縁層１の上に圧着・積層されたものである。第２絶縁層１０の表主面に導電配線１１がパターン形成され、この導電配線１１と第１絶縁層１の表主面の導電配線３とが、第２絶縁層１０に形成されたビアホール１２を介して相互に接続されている。
なお、第２絶縁層１０の導電配線１１の上に別の回路部品を接続してもよいことは勿論である。

次に、上記構成の部品内蔵モジュールＡの製造方法を図３に従って説明する。
まず工程（ａ）では、側面に検査用端子７を設けた第１絶縁層１を準備する。この絶縁層（配線基板）１は、公知の配線パターン形成技術および樹脂の積層技術を用いて容易に製造できる。
工程（ｂ）では、第１絶縁層１の表主面の導電配線３の上に回路部品６を半田付けや導電性接着剤を用いて電気的に接続する。
工程（ｃ）では、工程（ｂ）で回路部品６を搭載した第１絶縁層１の検査用端子７に検査用プローブ８を接触させて実装検査および特性検査などを実施する。検査の結果、不良が判明すれば、不良のある第１絶縁層１（回路部品付き）を除外する。なお、プローブ８は複数の検査用端子７に同時に接触させることが可能なように、複数本設けられているのがよい。
検査の結果、不良がないと判明すれば、工程（ｄ）のように第２絶縁層１０を積層し、回路部品６を絶縁層１０内に埋設する。この場合、プリプレグを第１絶縁層１に対して圧着し、回路部品６を埋設した後、プリプレグを硬化させれば、第２絶縁層１０を容易に形成できる。
最後に、工程（ｅ）では第２絶縁層１０に厚み方向に貫通するビアホール１２を形成するとともに、表主面に導電配線１１を形成する。以上のようにして部品内蔵基板Ａが完成する。
なお、完成された部品内蔵基板Ａの側面に検査用端子７が露出しているので、この検査用端子７に検査用プローブ８を接触させて検査を実施できる。そのため、第２絶縁層１０を積層することによって発生する不良を発見できる。

図４，図５は本発明にかかる部品内蔵モジュールの第２実施例を示す。
この実施例の部品内蔵モジュールＢは、第１実施例と同様な構造の部品内蔵基板を厚み方向に積層したものである。
図４のように、下層の部品内蔵基板２０Ａと、上層の部品内蔵基板２０Ｂと、中間層２１とを準備する。
部品内蔵基板２０Ａ，２０Ｂは、第１実施例と同様な構成よりなるため、第１実施例の部品内蔵基板Ａと同一符号を付して重複説明を省略する。
中間層２１は未硬化状態の樹脂すなわちプリプレグよりなり、中間層２１には適数のビアホール２２が形成されている。

次に、図５のように中間層２１を間にして部品内蔵基板２０Ａと２０Ｂとを積層し、その後、中間層２１を硬化させる。そのため、下層の部品内蔵基板２０Ａの上面の導電配線１１と上層の部品内蔵基板２０Ｂの下面の導電配線４とがビアホール２２を介して導通接続される。

本実施例の部品内蔵モジュールＢの場合、検査用端子７を利用して各部品内蔵基板２０Ａ，２０Ｂの特性を検査することができるので、積層前の段階で不良を発見することができる。したがって、不良のある部品内蔵基板を誤って積層することがなく、部品内蔵モジュールＢの歩留りを向上させることができる。
なお、図４では２個の部品内蔵基板２０Ａ，２０Ｂを積層した部品内蔵モジュールＢを示したが、３個以上の部品内蔵基板を積層してもよいことは勿論である。また、積層する全ての部品内蔵基板が検査用端子を備えている必要はない。

図６，図７は本発明にかかる部品内蔵モジュールの第３実施例を示す。
この実施例の部品内蔵モジュールＣは、第１実施例と同様な構造の複数の部品内蔵基板を面方向に接続して形成したものである。
本実施例では、全ての部品内蔵基板３０Ａ〜３０Ｄの側面に検査用端子７が形成されている。部品内蔵基板３０Ａ〜３０Ｄは、第１実施例と同様な構成よりなるため、第１実施例の部品内蔵基板Ａと同一符号を付して重複説明を省略する。

図６に示す各部品内蔵基板３０Ａ〜３０Ｄは、第１絶縁層１の上に回路部品６を搭載した状態（第２絶縁層を積層する前）であり、これら部品内蔵基板３０Ａ〜３０Ｄを図７のように検査用端子７が互いに導通するように平面方向に並べ、その上方あるいは下方から部品内蔵基板３０Ａ〜３０Ｄを全てカバーするようにプリプレグ状態の第２絶縁層（図示せず）を圧着積層することで、一体構造の部品内蔵モジュールＣを完成することができる。
なお、部品内蔵基板３０Ａ〜３０Ｄを面方向に接続した際、検査用端子７同士が絶縁されるように間に絶縁層（接着剤など）を介在させてもよい。

図６では、全ての部品内蔵基板３０Ａ〜３０Ｄが全周に検査用端子７を備えた例を示したが、例えば接続状態（図７参照）で外側に露出する側面にのみ検査用端子７を備えたものでもよいし、接続状態（図７参照）で部品内蔵基板同士が接する内側面にのみ検査用端子７を備えたものでもよい。その他、４個の部品内蔵基板３０Ａ〜３０Ｄのうち、いずれか１個ないし３個が検査用端子７を備えていてもよい。

本発明は上記実施例に限定されるものではない。
上記実施例では、第１絶縁層１の側面にのみ検査用端子７を設け、第２絶縁層１０の側面には検査用端子が設けられていない例を示したが、第２絶縁層１０の側面にも第１絶縁層１の側面と連続した検査用端子が設けられていてもよい。この場合、検査用端子７は第１絶縁層１の上に第２絶縁層１０を積層した後で形成することができる。
すなわち、マザー状態の第１絶縁層１を準備し、その上に回路部品６を搭載し、その上にマザー状態の第２絶縁層１０を積層した後、絶縁層１，１０を部品内蔵基板単位にカットし、その側面に検査用端子７を厚み方向に連続的に形成すればよい。この場合には、部品内蔵基板を量産性よく製造できる。但し、検査を実施できるのは部品内蔵基板を完成した後である。

本発明にかかる部品内蔵基板（モジュール）の第１実施例の断面図である。図１のII−II線断面図である。図１に示す部品内蔵基板の製造工程図である。本発明にかかる部品内蔵モジュールの第２実施例の接続前の断面図である。図４に示す部品内蔵モジュールの接続後の断面図である。本発明にかかる部品内蔵モジュールの第３実施例の接続前の平面図である。図６に示す部品内蔵モジュールの接続後の断面図である。従来の部品内蔵モジュールの断面図である。図８のIX−IX線断面図である。

符号の説明

Ａ，Ｂ，Ｃ部品内蔵モジュール（部品内蔵基板）
１第１絶縁層
２〜４導電配線
５ビアホール
６回路部品
７検査用端子
１０第２絶縁層
１１導電配線
１２ビアホール

Claims

少なくとも表裏主面に導電配線が設けられた配線基板と、前記配線基板の表主面の導電配線に搭載された回路部品と、前記回路部品を覆うように前記配線基板の上に形成され、内部に前記回路部品が埋め込まれた絶縁樹脂層と、を具備する部品内蔵基板であって、
前記絶縁樹脂層は、未硬化状態の樹脂層を前記配線基板の上に圧着積層することにより形成されたものであり、
前記配線基板の側面に、前記導電配線と接続され、検査用プローブを接触させることで前記回路部品を含む前記配線基板の電気的特性を測定可能とされた複数の検査用端子が設けられていることを特徴とする部品内蔵基板。
前記検査用端子は前記配線基板の側面に一定間隔で規則的に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の部品内蔵基板。
前記検査用端子は前記配線基板の側面の厚み方向の全域に亘って形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の部品内蔵基板。
複数の部品内蔵基板を厚み方向に積層して形成した部品内蔵モジュールであって、
複数の部品内蔵基板の中の少なくとも１つが請求項１ないし３のいずれかに記載の部品内蔵基板であることを特徴とする部品内蔵モジュール。
前記検査用端子が設けられた部品内蔵基板は、最下層以外の層に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の部品内蔵モジュール。
複数の部品内蔵基板を面方向に接続して形成した部品内蔵モジュールであって、
複数の部品内蔵基板の中の少なくとも１つが請求項１ないし３のいずれかに記載の部品内蔵基板であることを特徴とする部品内蔵モジュール。
前記検査用端子が部品内蔵基板同士の接続面に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の部品内蔵モジュール。
少なくとも表裏主面に導電配線が設けられ、側面に前記導電配線と接続された複数の検査用端子が設けられた配線基板を準備する工程と、
前記配線基板の表主面の導電配線に回路部品を搭載する工程と、
前記回路部品が搭載された前記配線基板の検査用端子に検査用プローブを接触させ、前記回路部品を含む前記配線基板の電気的特性を測定する工程と、
前記配線基板の上に前記回路部品を覆うように未硬化の絶縁樹脂層を圧着積層し、前記絶縁樹脂層の中に前記回路部品を埋め込む工程と、
前記絶縁樹脂層が形成された前記配線基板の検査用端子に検査用プローブを接触させ、前記回路部品を含む前記配線基板の電気的特性を測定する工程と、
を含む部品内蔵基板の製造方法。