JP2005079318A - コネクタ内蔵モジュールとこれを用いた複合モジュール及び回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】外部への信号の接続のために、ノイズの発生の少ない高密度実装が可能なコネクタ内蔵モジュールとこれを用いた複合モジュール及び回路基板を提供する。
【解決手段】配線パターン(104)が設けられた電気絶縁層(101)と、１つ以上の能動部品及び受動部品から選ばれる少なくとも一つの電子部品(103)を電気絶縁層(101)に内蔵しているコネクタ内蔵モジュールであって、配線パターン(104)と電気接続し、かつ外部の電極に電気接続するための1つ以上のコネクタ(102)を内蔵している。コネクタ(102)には、外部配線挿入部(105)が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コネクタを内蔵した高密度実装モジュールであり、特に高密度実装モジュールの外部への信号の接続に適用して有効な技術に関する。

近年、電子機器の高性能化、小型化の要求に伴い、プリント配線基板もしくはモジュールもまた小型高密度なものが望まれている。また、２次元的に部品を高密度に実装することは限界に近づきつつある。従来、プリント配線基板間もしくは、モジュール間への電気接続方法として多くはプリント配線基板もしくはモジュール上に取り付けられたコネクタによる電気接続で行なわれている。前記プリント配線基板は、外部への信号の接続のために、プリント配線基板上に別部品としてコネクタを取り付ける必要があった。そのために、プリント配線基板上にコネクタを取り付けるスペースが必要となる。コネクタは、一般のチップ部品より実装面積がかなり大きく、高密度実装には適していない。そのため、プリント配線基板本体を加工してコネクタ挿入孔を形成し、外部配線と接続する外部配線用コネクタを挿入可能としたコネクタ機能内蔵プリント配線基板が提案されている（下記特許文献１）。
特開平11−288770号公報

しかし、プリント基板を加工しコネクタをプリント基板に挿入する方法では、プリント配線基板にコネクタ挿入部を形成するためのスペースが必要となり基板面積が拡大する。また、コネクタ取り付け位置が実装設計により制限され、配線パターンの引き回しが増大し基板面積の拡大と共に、ノイズの発生の原因にもなるという問題があった。また、高周波におけるプリント配線基板間もしくは、モジュール間接続では線路の特性インピーダンスの違いにより反射が起こり、信号がロスするという問題がある。これを解決するため、プリント配線基板上に受動部品を実装してインピーダンスを制御しているが、これにより基板面積の拡大と共に、配線パターンの引き回しが増大しノイズの発生の原因になるという問題があった。

本発明は、前記従来の問題を解決するため、外部への信号の接続のために、ノイズの発生の少ない高密度実装が可能なコネクタ内蔵モジュールとこれを用いた複合モジュール及び回路基板を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明のコネクタ内蔵モジュールは、配線パターンが設けられた電気絶縁層と、１つ以上の能動部品及び受動部品から選ばれる少なくとも一つの電子部品を前記電気絶縁層に内蔵しているコネクタ内蔵モジュールであって、前記配線パターンと電気接続し、かつ外部の電極に電気接続するための1つ以上のコネクタを内蔵していることを特徴とする。

本発明の複合モジュールは、前記のコネクタ内蔵モジュールが２つ以上外部配線によって電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明の回路基板は、前記のコネクタ内蔵モジュールが１つ以上電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明のコネクタ内蔵高密度実装モジュールは、部品をモジュール内とモジュール表層に実装可能な構造をしているため、高密度実装モジュールを達成できるためモジュールの小型化が実現される。また、内蔵するコネクタの位置に自由度があリ、実装設計上制限のある従来のコネクタへの配線の引き回しよリも、配線の引き回しを減少する設計が可能なので、配線の引き回しによるノイズの発生を防止することができるという効果がある。また、コネクタに近接して部品を内蔵し、インナービアで電気接続できる構造を有しているため、線路の特性インピーダンスの制御による高周波における基板接続のマッチング及び、配線長さがより短くなることで、ノイズの抑制が可能となる。また、内蔵したコネクタに外部配線を接続しコネクタ内蔵モジュール間を接続できるため、薄く極めて高密度なモジュール同士を電気的に接続することが実現でき、コネクタ内蔵モジュールを容易に取り替えることが可能となる。また、フレキシブル基板のような外部配線でコネクタ内蔵モジュールを接続できるため、基板にモジュールを配置する位置に自由度がある複合モジュールを得ることが実現できる。

本発明のコネクタ内蔵モジュールは、配線パターンと電気接続し、かつ外部の電極に電気接続するための1つ以上のコネクタを内蔵していることにより、簡易な工法で半導体などの能動部品やチップ抵抗、チップコンデンサなどの受動部品を内部に埋設でき、部品を内蔵できるので超高密度な実装形態を有するモジュールが実現できる。また高周波における基板接続で生じる線路の特性インピーダンスを、内蔵した部品で制御できるため基板接続のマッチングをとることが可能となる。さらに、高周波化によるノイズの問題もコネクタと部品の配置を極力近くできるので、ノイズ低減の効果も発揮できる。

本発明においては、複数の配線パターンが設けられた電気絶縁層と、前記配線パターンと電気接続されている少なくとも1つ以上のコネクタと、少なくとも１つ以上の能動部品及び／又は受動部品を前記電気絶縁層に内蔵し、かつ複数の前記配線パターンと前記配線パターン間を電気的に接続するビアを有していても良い。これにより、簡易な工法で半導体などの能動部品やチップ抵抗、チップコンデンサなどの受動部品を内部に埋設できる。またインナービア構成で形成できるので、薄く極めて高密度なモジュールが実現できる。さらに、高周波化の進展によるノイズの問題も、部品配置を極力近くできるので、ノイズ低減の効果も期待できる。

本発明においては、複数の配線パターンが設けられた電気絶縁層と、前記配線パターンと電気接続されている少なくとも1つ以上のコネクタと、少なくとも１つ以上の能動部品及び／又は受動部品を前記電気絶縁層に内蔵し、複数の前記配線パターンと前記配線パターン間を電気的に接続するビアを有するコア層の少なくとも片面に多層配線板が形成されていても良い。これにより、簡易な工法で半導体などの能動部品やチップ抵抗、チップコンデンサなどの受動部品を内部に埋設でき、さらに内蔵部品をコネクタに近接して高密度に実装可能なため、配線長さがより短くなりノイズの発生を防止することができるという効果がある。また部品を内蔵したコア層の表面には再配線が可能な多層高密度配線層が形成できるので、薄く極めて高密度なモジュールが実現できる。

本発明においては、電気絶縁層と、前記電気絶縁層上下面にそれぞれ設けられた複数の配線パターンとそれぞれ電気接続されている少なくとも２つ以上のコネクタと、少なくとも１つ以上の能動部品及び／又は受動部品を前記電気絶縁層に内蔵し、内蔵されたコネクタ間が外部配線で電気的に接続されていても良い。これにより、外部配線として、平型電線、フレキシブルプリント配線、フレキシブルプリント配線板などを用いることができる。また、外部配線は屈曲性の高い配線が好ましい。例えば、フレキシブルプリント配線を用いると、必要なポイントで折り曲げが自由となる。これにより、モジュールの上部回路と底部回路を電気的に接続することができる。さらに、ビアを構成していないため、ビアの占める体積を考慮しなくてよいため極めて高密度なモジュールが達成される。

本発明においては、能動部品及び／又は受動部品が少なくとも1つ以上前記コネクタ内蔵モジュール上下表層面で複数の配線パターンと電気的に接続されていても良い。これによって、モジュール表層に部品を配置することができるため、さらに高密度なモジュールが実現できる。

本発明においては、内蔵するコネクタの厚みが電気絶縁性基板の厚みよりも小さくしてもよい。これによりコネクタが電気絶縁体層にコンパクトに内蔵できる。

前記コネクタは、外部配線挿入部を有し、前記外部配線挿入部が前記電気絶縁層の表面、裏面、側面の少なくともいずれか一面にあることが好ましい。これにより、内蔵されたコネクタと外部配線が接続される。

本発明においては、外部配線用コネクタの抜けを防止するための抜け防止機構が組み込まれてもよい。

前記受動部品は、チップ状の抵抗、コンデンサ、インダクタから選ばれルことが好ましい。前記構成において、前記膜状能動部品が、薄膜もしくは無機フィラーと熱硬化樹脂の混合物よりなるの抵抗、コンデンサ、インダクタから選ばれることが好ましい。薄膜では優れた性能の能動部品が得られ、内蔵する部品を新規に開発する必要が無く、モジュール自体の開発スピードが向上する。また、既存のディスクリート部品の信頼性、精度を利用することができ、モジュールの特性が向上する。また無機フィラーと熱硬化樹脂からなる膜状部品は製造が容易であり、信頼性にも優れる。

内蔵した前記受動部品で特性インピーダンスを制御し基板接続のマッチングをとるようにしても良い。これにより、高周波における基板接続で、線路の特性インピーダンスの違いにより生じる反射による信号ロスを制御し、信号ロスを無くすことが実現できる。

本発明の複合モジュールは、薄く極めて高密度なモジュール同士を電気的に接続することが実現できる。また、コネクタ内蔵モジュールを容易に取り替えることが可能となる。また、基板にコネクタ内蔵モジュールがそれぞれ実装されている場合でも外部配線でコネクタ内蔵モジュールを接続できるため、たとえば、携帯機器等のアプリケーションの筐体内で基板、及びモジュールを配置する位置に自由度がある。外部配線として、平型電線、フレキシブルプリント配線、フレキシブルプリント配線板などを用いることができる。また、外部配線は屈曲性に優れた配線が好ましい。例えば、フレキシブルプリント配線をもちいることで必要なポイントで折り曲げが自由となる。また、コネクタは１つ以上内蔵されていてもよく、２つ以上のコネクタ内蔵モジュールを接続してもよい。

本発明の回路基板は、外部への信号の接続のために、ノイズの発生の少ない回路基板とすることができる。

以下に、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
本発明によるコネクタ内蔵モジュールの第１の実施の形態を図１に示す。図１は本発明の第１の実施の形態のコネクタ内蔵モジュールの模式的断面図である。

図１において、コネクタ内蔵モジュールは、電気絶縁層１０１と、コネクタ１０２と、少なくとも１つ以上の能動部品及び／又は受動部品１０３と、複数の配線パターン１０４と、外部配線挿入部１０５を有している。

電気絶縁層１０１は、例えば、絶縁性樹脂及び、フィラーと絶縁性樹脂の混合物等を用いることができる。電気絶縁層１０１として、フィラーと絶縁性樹脂の混合物を用いた場合、フィラー及び絶縁性樹脂を選択することによって、電気絶縁層１０１の線膨張係数、熱伝導度、誘電率などを容易に制御することができる。たとえば、フィラーとしてアルミナ、マグネシア、窒化ホウ素、窒化アルミ、窒化珪素、ポリテトラフロオロエチレン（ＰＴＦＥ）及び、シリカなどを用いることができる。アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミを用いることにより、従来のガラス−エポキシ基板より熱伝導度の高い基板が製作可能となり、能動部品及び／又は受動部品１０３の発熱を効果的に放熱させることができる。また、アルミナはコストが安いという利点もある。シリカを用いた場合、電気絶縁層の線膨張係数がシリコン半導体により近くなっており、温度変化によるクラックの発生等を防止することができるため、半導体を直接実装するフリップチップ時に好ましい。また、誘電率が低い電気絶縁層が得られ、高周波用基板として好ましい。窒化珪素やＰＴＦＥを用いても誘電率の低い電気絶縁層を形成できる。また、窒化ホウ素を用いることにより線膨張係数を低減できる。絶縁性樹脂としては、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂を用いることができ、耐熱性の高いエポキシ樹脂やフェノール樹脂、シアネート樹脂を用いることにより、電気絶縁層の耐熱性をあげることができる。また、誘電正接の低いフッ素樹脂とくにＰＴＦＥ、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂を含むもしくはそれらの樹脂を変性させた樹脂を用いることにより、電気絶縁層の高周波特性が向上する。さらに分散剤、着色剤、カップリング剤または離型剤を含んでいてもよい。分散剤によって、絶縁性樹脂中のフィラーを均一性よく分散させることができる。着色剤によって、電気絶縁層を着色することができるため、部品内蔵モジュールの放熱性をよくすることができる。カップリング剤によって、絶縁性樹脂とフィラーとの接着強度を高くすることができるため、電気絶縁層の絶縁性を向上できる。離型剤によって、金型と混合物との離型性を向上できるため、生産性を向上できる。

コネクタ１０２は、前記電気絶縁体層に内蔵されており、外部配線挿入部１０５を備え、外部配線と接続する外部配線コネクタの挿入固定時に外部配線用コネクタのコンタクト部と接続するように設けられた内蔵コネクタのコネクタ切片が前記コネクタ内蔵モジュールの配線パターン１０４と電気接続されている。内蔵するコネクタの厚みが電気絶縁性基板の厚みよりも小さいことでコネクタを電気絶縁層内に埋めることができる。また、コネクタの外部配線コネクタ挿入部が前記モジュールの表面、裏面、側面の少なくともいずれか一面に配置することで外部配線との接続が可能となる。また、外部配線用コネクタの抜けを防止するための抜け防止機構が組み込まれてもよい。またコネクタは２つ以上内蔵されていてもよい。

能動部品及び／又は受動部品１０３は例えば、コンデンサやインダクタ、抵抗などのチップ部品や、ダイオード、サーミスタ、スイッチ等を用いることができる。ディスクリート部品を内蔵することで、新たに内蔵部品を開発する必要がなくなる。また、精度や温度特性など用途に応じた部品を既存の部品を使用でき、信頼性の向上につながる。また、印刷抵抗や薄膜コンデンサ・インダクタ等を形成しても良い。内蔵した前記受動部品で外部への信号の接続で生じる線路の特性インピーダンスを制御し基板接続のマッチングをとることができるため、特性インピーダンスの違いにより生じる反射を抑制でき、信号のロスを無くす効果がある。また、前記部品を前記絶縁体層に内蔵することでコネクタ１０２に内蔵部品を近接して高密度に実装可能なため、配線長さがより短くなりノイズを抑制することができるという効果がある。また前記部品は２つ以上内蔵されていてもよい。また、１つ以上の能動部品及び／又は受動部品がモジュールの上下表面で複数の配線パターンと電気接続されてもよい。

配線パターン１０４は、電気伝導性を有する物質からなり、たとえば、金属箔や導電性樹脂組成物、金属板を加工したリードフレームを用いることができる。金属箔やリードフレームを用いることにより、エッチング等により微細な配線パターンの作成が容易となる。また、金属箔においては、離型フィルムを用いた転写等による配線パターンの形成も可能となる。特に銅箔はコストも安く、電気伝導性も高いため好ましい。また、離型フィルム上に配線パターンを形成することにより、配線パターンが取り扱いやすくなる。また、導電性樹脂組成物を用いることにより、スクリーン印刷等による、配線パターンの製作が可能となる。リードフレームを用いることにより、電気抵抗の低い、厚みのある金属を使用できる。また、エッチングによる微細パターン化や打ち抜き加工等の簡易な製造法が使える。また、これらの配線パターン１０４は表面にメッキ処理をする事により、耐食性や電気伝導性を向上させることができる。また、配線パターン１０４の電気絶縁層１０１との接触面を粗化することで、電気絶縁層１０１との接着性を向上させることができる。また、カプラーやフィルター等を配線パターンで形成することも可能である。配線パターン１０４は、表層側にも能動部品及び／又は受動部品を実装してもよい。

本実施の形態により、内蔵するコネクタの位置に選択の自由度があリ、実装設計上制限のある従来のコネクタへの配線の引き回しよリも、配線の引き回しを減少する設計が可能なので、配線の引き回しによるノイズの発生を防止することができるという効果がある。また、部品をモジュール内に実装可能な形態をしているため、高密度実装モジュールを達成できるためモジュールの小型化が実現される。また、コネクタに近接して部品を内蔵し、電気接続できる構造を有しているため、線路の特性インピーダンスの制御による高周波における基板接続のマッチング及び、配線長さがより短くなることで、ノイズの抑制が可能なモジュールを提供できる。

（実施の形態２）
本発明によるコネクタ内蔵モジュールの第２の実施の形態を図２に示す。図２は本発明の第２の実施の形態のコネクタ内蔵モジュールの模式的断面図である。

本実施の形態におけるコネクタ内蔵モジュールに関しては、ビア２０５に関する点以外は、上述した実施形態１と同様である。したがって、実施の形態２で用いられる材料は、特に説明のない限り実施形態１で説明したものである。

図１において、コネクタ内蔵モジュールは、電気絶縁層２０１と、コネクタ２０２と、少なくとも１つ以上の能動部品及び／又は受動部品２０３と、複数の配線パターン２０４と、ビア２０５と、外部配線挿入部２０６を有している。

ビア２０５は、配線パターン２０４間を接続する機能を有し、たとえば、熱硬化性の導電性物質からなる。熱硬化性の導電性物質としては、たとえば、金属粒子と熱硬化性樹脂とを混合した導電性樹脂組成物を用いることができる。金属粒子としては、金、銀、銅またはニッケルなどを用いることができる。金、銀、銅またはニッケルは導電性が高いため好ましく、銅は導電性が高くマイグレーションも少ないため特に好ましい。銅を銀で被覆した金属粒子を用いても、マイグレーションの少なさと導電性の高さ、両方の特性を満たすことができる。熱硬化性樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂またはシアネート樹脂を用いることができる。エポキシ樹脂は、耐熱性が高いため特に好ましい。また、ビア２０５は、ビアホール形成後、メッキすることによっても形成できる。また、金属と半田の組み合わせ等で形成してもよい。

これにより極めて層間の接続抵抗の低いコネクタ内蔵モジュールが形成できる。

本実施の形態により、インナービア構造で最短配線接続でき、コネクタに近接して部品を内蔵できる構造を有しているため、線路の特性インピーダンスの制御による高周波における基板接続のマッチング及び、配線長さがより短くなることで、ノイズの抑制が可能とるモジュールを提供できる。

（実施の形態３）
本発明によるコネクタ内蔵モジュールの第３の実施の形態を図３に示す。図３は本発明の第３の実施の形態のコネクタ内蔵モジュールの模式的断面図である。

本実施の形態におけるコネクタ内蔵モジュールに関しては、電気絶縁層３０７、ビア３０８と、最上層配線パターン３０９に関する点以外は、上述した実施形態１、２と同様である。したがって、実施の形態３で用いられる材料は、特に説明のない限り実施形態１、２で説明したものである。

図３において、コネクタ内蔵モジュールは、電気絶縁層３０１と、コネクタ３０２と、少なくとも１つ以上の能動部品及び／又は受動部品３０３と、複数の配線パターン３０４と、ビア３０５と、コア層３０６上に形成された電気絶縁層３０７と、電気絶縁層３０７層内に形成されたビア３０８と、電気絶縁層３０７の表層配線パターン３０９と、外部配線挿入部３１０を有している。図３のようにコネクタ３０２や能動部品及び／又は受動部品３０３を内蔵しかつ表面の配線パターン３０９上には、さらに部品を実装することが可能であるため、極めて高密度な実装モジュールとなる。

（実施の形態４）
本発明によるコネクタ内蔵モジュールの第４の実施の形態を図４に示す。図５は本発明の第４の実施の形態のコネクタ内蔵モジュールの模式的断面図である。

本実施の形態におけるコネクタ内蔵モジュールに関しては、絶縁層に内蔵されコネクタ４０２，４０６が外部配線４０７により電気的に接続されている点以外は、上述した実施形態１と同様である。したがって、実施の形態４で用いられる材料は、特に説明のない限り実施形態１で説明したものである。

図４において、コネクタ内蔵モジュールは電気絶縁層４０１と、コネクタ４０２、４０６と、少なくとも１つ以上の能動部品及び／又は受動部品４０３と、複数の配線パターン４０４、で形成されたコネクタ内蔵モジュール４０５と外部配線４０７を有している。外部配線４０７は例えば平型電線、フレキシブルプリント配線、フレキシブルプリント配線板を用いることができる。フレキシブルプリント配線板を用いた場合は、必要なポイントで折り曲げが自由となる。インナービア構造においては、配線パターン間を接続するためには、配線パターンにランドを形成しており、ランドの形状は、配線パターンのサイズからするとかなり大きい。例えばビルドアップ基板のような,通常の高密度実装基板、または、フレキシブル基板においては、ランド形状は直径φ３００μｍ程度の大きさである。配線パターンは２５μｍピッチ程度で形成できるため、ランドと同じ幅で５、６倍の配線が実現できる。従って上下の配線パターン間を、配線ピッチを小さくできる外部配線で接続することにより、より,小型化に適したモジュールを提供することができる。また、本実施の形態は、電気絶縁体層内部にビアを形成しない構造であるため、電気絶縁体層内部に部品を内蔵できる体積がより多くなるため極めて高密度な実装モジュールとなる。

（実施の形態５）
本発明によるコネクタ内蔵モジュールの第５の実施の形態を図５に示す。図５は本発明の第５の実施の形態のコネクタ内蔵モジュールの模式的断面図である。

本実施の形態におけるコネクタ内蔵モジュールに関しては、外部配線５１２に関する点以外は、上述した実施形態１〜４と同様である。したがって、実施の形態５で用いられる材料は、特に説明のない限り実施形態１〜４で説明したものである。

図５において、コネクタ内蔵モジュールは、電気絶縁層５０１と、コネクタ５０２と、少なくとも１つ以上の能動部品及び／又は受動部品５０３と、複数の配線パターン５０４と、ビア５０５と、コア層５０６上に形成された電気絶縁層５０７と、電気絶縁層５０７層内に形成されたビア５０８と、電気絶縁層５０７の表層配線パターン５０９と５０１から５０９で形成されたコネクタ内蔵モジュール５１０と５１１を電気的に接続する外部配線５１２を有している。外部配線５１２は外部配線コネクタのコンタクト部を会して内蔵コネクタ５０２の切片と電気的に接続される。

図５のようにコネクタ内蔵モジュール５１０を外部配線５１２で電気的に接続する構造をしているため、コネクタ内蔵モジュール５１０，５１１を容易に他のコネクタ内蔵モジュールと取り替えることが可能となる。また、基板にコネクタ内蔵モジュール５１０と５１１がそれぞれ実装されている場合でも外部配線５１２でコネクタ内蔵モジュール５１０，５１１を接続できるため、例えば、携帯機器等のアプリケーションの筐体内で基板、及びモジュールを配置する位置に自由度がある。また、コネクタは１つ以上内蔵されていてもよく、２つ以上のコネクタ内蔵モジュールを接続してもよい。

（実施の形態６）
本発明によるコネクタ内蔵モジュールの第６の実施の形態を図６に示す。図６は本発明の第６の実施の形態のコネクタ内蔵モジュールの模式的断面図である。

本実施の形態におけるコネクタ内蔵モジュールに関しては、プリント配線基板６１０、プリント配線基板上に設けられた複数の配線パターン６１１に関する点以外は、上述した実施形態３と同様である。したがって、実施の形態６で用いられる材料は、特に説明のない限り実施形態３で説明したものである。

図６において、コネクタ内蔵モジュールは、電気絶縁層６０１と、コネクタ６０２と、少なくとも１つ以上の能動部品及び／又は受動部品６０３と、複数の配線パターン６０４と、ビア６０５と、コア層６０６上に形成された電気絶縁層６０７と、電気絶縁層６０７層内に形成されたビア６０８と、電気絶縁層６０７の表層配線パターン６０９と、６０１から６０９で形成されたコネクタ内蔵モジュール６１０とプリント配線基板６１１とプリント配線基板６１１上に設けられた複数の配線パターン６１２と、外部配線挿入部６１３を有している。コネクタ内蔵モジュール６１０はプリント配線基板６１０上に設けられた複数の配線パターンを通して電気的に接続されている。

以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。

（実施例１）
本発明の実施例について図１を参照して説明する。コネクタ内蔵モジュールの作製に際し、まず無機フィラーと熱硬化樹脂による電気絶縁層の作製方法から説明する。電気絶縁層１０１としては、絶縁性樹脂やフィラーと絶縁性樹脂との混合物等を用いることができる。本実施例に使用したシート状物の作製方法として、無機フィラーと液状の熱硬化樹脂を攪拌混合機により混合し、攪拌することによって、ペースト状の絶縁性樹脂混合物を作製した。絶縁性樹脂混合物には粘度を調整するためにメチルエチルケトンを添加した。シート状物の固形物の配合組成は、液状熱硬化樹脂としてのエポキシ樹脂１０重量％、無機フィラーとしてアルミナ粉末（球状、平均粒子径１２μm）９０重量％である。この絶縁性樹脂混合物をシート形状に成形することによって電気絶縁層１０１を形成した。シート形状に成形する方法としては、ドクターブレード法を用いることによって、フィルム上に作成した。電気絶縁層１０１は、硬化温度以下で乾燥させることによって、粘着性を低下させた。この熱処理によって、板状の電気絶縁層の粘着性が失われるため、フィルムとの剥離が容易になる。未硬化状態（Ｂステージ）にすることにより、取り扱いが容易となる。

キャリア上に銅配線パターン１０４を形成した。銅配線パターン１０４は、エッチング方法を用いて形成した。特にエッチングでは、フォトリソ工法など微細な配線パターンの形成法を利用できる。キャリアを用いることにより、配線パターン１０４の取り扱いが容易となる。また、配線パターン１０４キャリアの間に配線パターン１０４をはがしやすくするために剥離層を導入した。銅配線パターンに粗化処理を行なった。

配線パターン１０４にコネクタ１０２、電子部品１０３を実装する。これらを位置あわせして積層した。スルーホール充填用導電性ペーストとして、銅の球形状の金属粒子８５重量％と、樹脂組成としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３重量％とグルシジルエステル系エポキシ樹脂９重量％及び硬化剤としてアミンアダクト硬化剤３重量％を三本ロールにて混練したものを、スクリーン印刷法により充填した。キャリア上の配線パターン１０４にコネクタ１０２、電子部品１０３を実装する方法としては、半田実装（クリーム半田の印刷や半田ボール）を行なった。

熱プレスを用いてプレス温度１２０℃、圧力１０ｋｇ／ｃｍ²で５分間加熱加圧した。これにより、前記電気絶縁層中の熱硬化樹脂が加熱により溶融軟化するため、チップ部品１０３がシート状物中に埋没する。さらに加熱温度を上昇させ200℃で120分間保持した。これによりシート状物中のエポキシ樹脂及び、導電性樹脂組成物中のエポキシ樹脂が硬化し、電気絶縁層とコネクタ及び銅配線パターンが機械的に強固な接着が得られる。電気絶縁層１０１の硬化後、キャリアを剥離し、コネクタ１０２、電子部品１０３を内蔵した電気絶縁層１０１となり、コネクタ内蔵モジュールが形成できる。

これにより、内蔵するコネクタの位置に自由度があリ、実装設計上制限のある従来のコネクタへの配線の引き回しよリも、配線の引き回しを減少する設計が可能なので、配線の引き回しによるノイズの発生を防止することができる。また、簡易な工法でコネクタ、半導体などの能動部品やチップ抵抗、チップコンデンサなどの受動部品を内部に埋設でき、部品を内蔵できるので超高密度な実装形態を有するモジュールが実現できる。また高周波における基板接続で生じる線路の特性インピーダンスを、内蔵した部品で制御できるため基板接続のマッチングをとることが可能となる。さらに、高周波化によるノイズの問題もコネクタと部品の配置を極力近くできるので、ノイズ低減もできる。

（実施例２）
本発明の実施例について図２を参照して説明する。コネクタ内蔵モジュールの作製に際し、まず無機フィラーと熱硬化樹脂による電気絶縁層の作製方法から説明する。電気絶縁層２０１としては、絶縁性樹脂やフィラーと絶縁性樹脂との混合物等を用いることができる。本実施例に使用したシート状物の作製方法として、無機フィラーと液状の熱硬化樹脂を攪拌混合機により混合し、攪拌することによって、ペースト状の絶縁性樹脂混合物を作製した。絶縁性樹脂混合物には粘度を調整するためにメチルエチルケトンを添加した。シート状物の配合組成は液状熱硬化樹脂としてのエポキシ樹脂１０重量％、無機フィラーとしてアルミナ粉末（球状、平均粒子径１２μm）９０重量％である。この絶縁性樹脂混合物をシート形状に成形することによって電気絶縁層２０１を形成した。シート形状に成形する方法としては、ドクターブレード法を用いることによって、フィルム上に作成した。電気絶縁層２０１は、硬化温度以下で乾燥させることによって、粘着性を低下させた。この熱処理によって、板状の電気絶縁層の粘着性が失われるため、フィルムとの剥離が容易になる。未硬化状態（Ｂステージ）にすることにより、取り扱いが容易となる。このようにして作製したシート状物を所定の大きさにカットし、パンチング加工を用いて未硬化の電気絶縁層２０１に直径０．１５ｍｍのスルーホールを形成した。

キャリア上に銅配線パターン２０４を形成した。銅配線パターン２０４は、エッチング方法を用いて形成した。特にエッチングでは、フォトリソ工法など微細な配線パターンの形成法を利用できる。キャリアを用いることにより、配線パターン２０４の取り扱いが容易となる。また、配線パターン２０４キャリアの間に配線パターン２０４をはがしやすくするために剥離層を導入した。銅配線パターンに粗化処理を行なった。

次に作成したスルーホールにビアペーストを充填し、ビア２０５を形成した。また配線パターン２０４にコネクタ２０２、電子部品２０３を実装した。これらを位置あわせして積層した。スルーホール充填用導電性ペーストとして、銅の球形状の金属粒子８５重量％と、樹脂組成としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３重量％とグルシジルエステル系エポキシ樹脂９重量％及び硬化剤としてアミンアダクト硬化剤３重量％を三本ロールにて混練したものを、スクリーン印刷法により充填した。キャリア上の配線パターン２０４にコネクタ２０２、電子部品２０３を実装する方法としては、半田実装（クリーム半田の印刷や半田ボール）を行なった。

熱プレスを用いてプレス温度１２０℃、圧力１０ｋｇ／ｃｍ²で５分間加熱加圧した。これにより、前記電気絶縁層中の熱硬化樹脂が加熱により溶融軟化するため、チップ部品２０３が電気絶縁層中に埋没する。さらに加熱温度を上昇させ200℃で120分間保持した。これによりシート状物中のエポキシ樹脂及び、導電性樹脂組成物中のエポキシ樹脂が硬化し、シート状物と半導体及び銅箔が機械的に強固な接着が得られる。かつ導電性ペーストが前記銅箔と電気的（インナービア接続）機械的に接着したコネクタ内蔵モジュールが得られる。電気絶縁層２０１の硬化後、キャリアを剥離し、電子部品２０３を内蔵した電気絶縁層２０１となり、コネクタ内蔵モジュールが形成できる。

これにより極めて層間の接続抵抗の低いコネクタ内蔵モジュールが形成できる。

本実施の形態により、インナービア構造で最短配線接続でき、コネクタに近接して部品を内蔵できる構造を有しているため、線路の特性インピーダンスの制御による高周波における基板接続のマッチング及び、配線長さがより短くなることで、ノイズの抑制が可能とるモジュールを提供できる。

（実施例３）
本発明の実施例について図３を参照して説明する。コネクタ内蔵モジュールの作製に際し、まず無機フィラーと熱硬化樹脂による電気絶縁層の作製方法から説明する。電気絶縁層３０１としては、絶縁性樹脂やフィラーと絶縁性樹脂との混合物等を用いることができる。本実施例に使用したシート状物の作製方法として、無機フィラーと液状の熱硬化樹脂を攪拌混合機により混合し、攪拌することによって、ペースト状の絶縁性樹脂混合物を作製した。絶縁性樹脂混合物には粘度を調整するためにメチルエチルケトンを添加した。シート状物の配合組成は液状熱硬化樹脂としてのエポキシ樹脂は１０重量％、無機フィラーとしてアルミナ粉末（球状、平均粒子径１２μm）９０重量％である。この絶縁性樹脂混合物をシート形状に成形することによって電気絶縁層３０１を形成した。シート形状に成形する方法としては、ドクターブレード法を用いることによって、フィルム上に作成した。電気絶縁層３０１は、硬化温度以下で乾燥させることによって、粘着性を低下させた。この熱処理によって、板状の電気絶縁層の粘着性が失われるため、フィルムとの剥離が容易になる。未硬化状態（Ｂステージ）にすることにより、取り扱いが容易となる。このようにして作製したシート状物を所定の大きさにカットし、パンチング加工を用いて未硬化の電気絶縁層２０１に直径０．１５ｍｍのスルーホールを形成した。

キャリア上に銅配線パターン３０４を形成した。銅配線パターン３０４は、エッチング方法を用いて形成した。特にエッチングでは、フォトリソ工法など微細な配線パターンの形成法を利用できる。キャリアを用いることにより、配線パターン３０４の取り扱いが容易となる。また、配線パターン２０４キャリアの間に配線パターン３０４をはがしやすくするために剥離層を導入した。銅配線パターンに粗化処理を行なった。

次に作成したスルーホールにビアペーストを充填し、ビア３０５を形成した。また配線パターン３０４にコネクタ３０２、電子部品３０３を実装する。これらを位置あわせして積層した。スルーホール充填用導電性ペーストとして、銅の球形状の金属粒子８５重量％と、樹脂組成としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３重量％とグルシジルエステル系エポキシ樹脂９重量％及び硬化剤としてアミンアダクト硬化剤３重量％を三本ロールにて混練したものを、スクリーン印刷法により充填した。キャリア上の配線パターン３０４にコネクタ３０２、電子部品３０３を実装する方法としては、半田実装（クリーム半田の印刷や半田ボール）を行なった。

熱プレスを用いてプレス温度１２０℃、圧力１０ｋｇ／ｃｍ²で５分間加熱加圧した。これにより、前記電気絶縁層中の熱硬化樹脂が加熱により溶融軟化するため、チップ部品３０３が電気絶縁層中に埋没する。さらに加熱温度を上昇させ200℃で120分間保持した。これによりシート状物中のエポキシ樹脂及び、導電性樹脂組成物中のエポキシ樹脂が硬化し、シート状物と半導体及び銅箔が機械的に強固な接着が得られる。かつ導電性ペーストが前記銅箔と電気的（インナービア接続）機械的に接着したモジュールが得られる。電気絶縁層３０１の硬化後、キャリアを剥離し、コネクタ３０２、電子部品２０３を内蔵したコア層３０６が得られる。

このようにして作製されたコア層３０６を用いて多層化を行う。使用したシート状物は、アラミドフィルム（旭化成社製商品名“アラミカ”：２５μｍ厚み）の両面に接着剤としてのエポキシ樹脂塗布したものに、炭酸ガスレーザ加工機を用いて穴加工を行った。加工した穴径は１００μｍで、これに上記導電性ペーストを充填したものを用いた。このようにして作製した有機フィルムに接着層を形成したシート状物を前記コア層３０６の両面に位置合わせして重ね、さらに銅箔（１８μｍ厚み片面粗化品）を重ねて加熱加圧した。そして最上層の銅箔３０９をパターン形成し、コネクタ内蔵モジュールを得た。

これにより、さらに部品を実装することが可能であるため、極めて高密度な実装モジュールとなる。

（実施例４）
本発明の実施例について図４を参照して説明する。コネクタ内蔵モジュールの作製に際し、まず無機フィラーと熱硬化樹脂による電気絶縁層の作製方法から説明する。電気絶縁層４０１としては、絶縁性樹脂やフィラーと絶縁性樹脂との混合物等を用いることができる。本実施例に使用したシート状物の作製方法として、無機フィラーと液状の熱硬化樹脂を攪拌混合機により混合し、攪拌することによって、ペースト状の絶縁性樹脂混合物を作製した。絶縁性樹脂混合物には粘度を調整するためにメチルエチルケトンを添加した。シート状物の配合組成は液状熱硬化樹脂としてのエポキシ樹脂は、日本レック社製（EF−４５０）１０重量％、無機フィラーとしてアルミナ粉末（昭和電工製ＡＳ−４０、球状、平均粒子径１２μm）９０重量％である。この絶縁性樹脂混合物をシート形状に成形することによって電気絶縁層４０１を形成した。シート形状に成形する方法としては、ドクターブレード法を用いることによって、フィルム上に作成した。電気絶縁層４０１は、硬化温度以下で乾燥させることによって、粘着性を低下させた。この熱処理によって、板状の電気絶縁層の粘着性が失われるため、フィルムとの剥離が容易になる。未硬化状態（Ｂステージ）にすることにより、取り扱いが容易となる。このようにして作製したシート状物を所定の大きさにカットした。

キャリア上に銅配線パターン４０４を形成した。銅配線パターン４０４は、エッチング方法を用いて形成した。特にエッチングでは、フォトリソ工法など微細な配線パターンの形成法を利用できる。キャリアとしては、ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）を用いた。キャリアを用いることにより、配線パターン４０４の取り扱いが容易となる。また、配線パターン４０４キャリアの間に配線パターン４０４をはがしやすくするために剥離層を導入した。銅配線パターンに粗化処理を行なった。

また配線パターン４０４にコネクタ４０２、４０６、電子部品４０３を実装する。これらを位置あわせして積層した。キャリア上の配線パターン４０４にコネクタ４０２、４０６、電子部品４０３を実装する方法としては、半田実装（クリーム半田の印刷や半田ボール）を行なった。

熱プレスを用いてプレス温度１２０℃、圧力１０ｋｇ／ｃｍ²で５分間加熱加圧した。これにより、前記電気絶縁層中の熱硬化樹脂が加熱により溶融軟化するため、コネクタ４０２、４０６、チップ部品４０３が電気絶縁層中に埋没する。さらに加熱温度を上昇させ200℃で120分間保持した。これによりシート状物中のエポキシ樹脂及び、導電性樹脂組成物中のエポキシ樹脂が硬化し、シート状物と半導体及び銅箔が機械的に強固な接着が得られる。電気絶縁層４０１の硬化後、キャリアを剥離し、コネクタ４０２、４０６、電子部品４０３を内蔵したコネクタ内蔵モジュール４０５が得られる。

コネクタ内蔵モジュール４０５に内蔵されたコネクタ４０２とコネクタ４０６を外部配線４０７で電気的に接続することにより上基板と下基板が電気的に接続される。外部配線４０７は、フレキシブルプリント配線板をた。フレキシブルプリント配線板を用いた場合は、必要なポイントで折り曲げが自由となる。

これにより上下の配線パターン間を、配線ピッチを小さくできる外部配線で接続することにより、より,小型化に適したモジュールを提供することができる。また、本実施の形態は、電気絶縁体層内部にビアを形成しない構造であるため、電気絶縁体層内部に部品を内蔵できる体積がより多くなるため極めて高密度な実装モジュールとなる。

（実施例５）
本発明の実施例について図５を参照して説明する。外部配線でコネクタ内蔵モジュール５１０とコネクタ内蔵モジュール５１１を接続することが可能である点以外は、上述した実施例３と同様である。外部配線にはフレキシブル配線を用いた。これにより、モジュールを配置する位置に自由度がある。

（実施例６）
本発明の実施例について図６を参照して説明する。プリント配線基板６１１、プリント配線基板上に設けられた複数の配線パターン６１２に関する点以外は、上述した実施形態３と同様である。プリント配線基板６１１上に設けられた複数の配線パターン６１２とコネクタ内蔵モジュール６１０の配線パターン６０９を半田実装で接続した。これにより、外部への信号の接続のために、線路の特性インピーダンスの制御ができ、高周波における基板接続のマッチングをとることが可能な回路基板が提供できる。

本発明によれば、外部信号との接続において、特性インピーダンスを制御する内蔵部品をコネクタに近接して高密度に実装可能なため、配線長さがより短くなりノイズの発生を防止することができる高密度実装モジュールを実現することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態及び実施例１におけるコネクタ内蔵モジュールの断面図である。 本発明の第２の実施の形態及び実施例２におけるコネクタ内蔵モジュールの断面図である。 本発明の第３の実施の形態及び実施例３におけるコネクタ内蔵モジュールの断面図である。 本発明の第４の実施の形態及び実施例４における部品内蔵モジュールの断面図である。 本発明の第５の実施の形態及び実施例５におけるコネクタ内蔵モジュールの断面図である。 本発明の第６の実施の形態及び実施例６におけるコネクタ内蔵モジュールの製造工程の断面図である。

符号の説明

101,201,301,307,401,406,501,601,607 電気絶縁層
102,202,302,402,406,502,602,702 コネクタ
103,203,303,403,503,603,703 能動部品及び／又は受動部品
104,204,304,309,404,504,509,604,609,704 配線パターン
205,305,308,505,508,605,608 ビア
306,405,506,606 コア層
510,511,611 コネクタ内蔵モジュール
407,512 外部配線
701 プリント配線基板
105,206,310,613 外部配線挿入部

Claims (12)

1. 配線パターンが設けられた電気絶縁層と、１つ以上の能動部品及び受動部品から選ばれる少なくとも一つの電子部品を前記電気絶縁層に内蔵しているコネクタ内蔵モジュールであって、
   前記配線パターンと電気接続し、かつ外部の電極に電気接続するための1つ以上のコネクタを内蔵していることを特徴とするコネクタ内蔵モジュール。
2. 前記配線パターンが、前記電気絶縁層の両主面に複数設けられ、前記配線パターン間を電気的に接続するビアをさらに含む請求項１に記載のコネクタ内蔵モジュール。
3. 前記配線パターンが、前記電気絶縁層の両主面に複数設けられ、前記配線パターン間を電気的に接続するビアを有するコア層の少なくとも片面にさらに多層配線板が形成されている請求項１に記載のコネクタ内蔵モジュール。
4. 前記複数の配線パターンとそれぞれ電気接続されている２つ以上のコネクタを前記電気絶縁層に内蔵し、前記コネクタ間が外部配線で電気的に接続されている請求項１に記載のコネクタ内蔵モジュール。
5. 前記電子部品の1つ以上が、前記コネクタ内蔵モジュール上下表層面で複数の配線パターンと電気的に接続されている請求項１〜４のいずれかに記載のコネクタ内蔵モジュール。
6. 前記内蔵するコネクタの厚みが電気絶縁性基板の厚みよりも小さい請求項１〜５のいずれかに記載のコネクタ内蔵モジュール。
7. 前記コネクタが、外部配線挿入部を有し、前記外部配線層入部が前記絶縁層の表面、裏面、側面の少なくともいずれか一面にある請求項１〜６のいずれかに記載のコネクタ内蔵モジュール。
8. 前記コネクタに外部配線の抜け防止機構が組み込まれている請求項１〜７のいずれかに記載のコネクタ内蔵モジュール。
9. 前記受動部品が、チップ状の抵抗、コンデンサ及びインダクタから選ばれる請求項１に記載のコネクタ内蔵モジュール。
10. 前記内蔵した前記受動部品で特性インピーダンスを制御し、基板接続のマッチングをとる請求項１または９のいずれかに記載のコネクタ内蔵モジュール。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載のコネクタ内蔵モジュールが２つ以上外部配線によって電気的に接続されていることを特徴とする複合モジュール。
12. 請求項１〜１１のいすせれかに記載のコネクタ内蔵モジュールが１つ以上電気的に接続されていることを特徴とする回路基板。

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