JP2008270777A - 部品内蔵配線基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】収容穴部と部品との隙間を確実に埋めることにより、信頼性に優れた部品内蔵配線基板を簡単かつ確実に製造することが可能な部品内蔵配線基板の製造方法を提供すること。
【解決手段】配線基板は、コア基板準備工程、部品準備工程、樹脂配置工程、収容工程及び固定工程を経て製造される。コア基板準備工程ではコア基板１１を準備し、部品準備工程ではセラミックコンデンサ１０１を準備する。樹脂配置工程では、コア基板１１の収容穴部９０内に部品固定用樹脂材９２を配置する。収容工程では、部品裏面１０３側を部品固定用樹脂材９２に載置した状態で、セラミックコンデンサ１０１を収容穴部９０内に収容する。固定工程では、部品固定用樹脂材９２を硬化させてセラミックコンデンサ１０１を固定する。
【選択図】図１０
【解決手段】配線基板は、コア基板準備工程、部品準備工程、樹脂配置工程、収容工程及び固定工程を経て製造される。コア基板準備工程ではコア基板１１を準備し、部品準備工程ではセラミックコンデンサ１０１を準備する。樹脂配置工程では、コア基板１１の収容穴部９０内に部品固定用樹脂材９２を配置する。収容工程では、部品裏面１０３側を部品固定用樹脂材９２に載置した状態で、セラミックコンデンサ１０１を収容穴部９０内に収容する。固定工程では、部品固定用樹脂材９２を硬化させてセラミックコンデンサ１０１を固定する。
【選択図】図１０
Description
本発明は、内部にコンデンサなどの部品が収容されている部品内蔵配線基板の製造方法に関するものである。
コンピュータのマイクロプロセッサ等として使用される半導体集積回路素子（ＩＣチップ）は、近年ますます高速化、高機能化しており、これに付随して端子数が増え、端子間ピッチも狭くなる傾向にある。一般的にＩＣチップの底面には多数の端子が密集してアレイ状に配置されており、このような端子群はマザーボード側の端子群に対してフリップチップの形態で接続される。ただし、ＩＣチップ側の端子群とマザーボード側の端子群とでは端子間ピッチに大きな差があることから、ＩＣチップをマザーボード上に直接的に接続することは困難である。そのため、通常はＩＣチップをＩＣチップ搭載用配線基板上に搭載してなるパッケージを作製し、そのパッケージをマザーボード上に搭載するという手法が採用される。この種のパッケージを構成するＩＣチップ搭載用配線基板においては、ＩＣチップのスイッチングノイズの低減や電源電圧の安定化を図るために、コンデンサ（「キャパシタ」とも言う）を設けることが提案されている。その一例として、高分子材料製のコア基板内にコンデンサを埋め込むとともに、そのコア基板の表面及び裏面にビルドアップ層を形成した配線基板が従来提案されている（例えば、特許文献１参照）。
上記従来の配線基板の製造方法の一例を以下に説明する。まず、コア主面２０１及びコア裏面２０２の両方にて開口する収容穴部２０３を有する高分子材料製のコア基板２０４を準備する（図２３参照）。併せて、コンデンサ主面２０５及びコンデンサ裏面２０６にそれぞれ複数の表層電極２０７を突設したコンデンサ２０８（図２４，図２５参照）を準備する。次に、コア裏面２０２側に粘着テープ２０９を貼り付けるテーピング工程を行い、収容穴部２０３のコア裏面２０２側の開口をあらかじめシールする。そして、収容穴部２０３内にコンデンサ２０８を収容する収容工程を行い、コンデンサ裏面２０６を粘着テープ２０９の粘着面に貼り付けて仮固定する（図２４参照）。次に、収容穴部２０３の内壁面とコンデンサ２０８の側面との隙間Ａ１を、コア主面２０１に接する樹脂層間絶縁層２１０の一部で埋める充填工程を行い、コンデンサ２０８を固定する（図２５参照）。この後、コア基板２０４のコア主面２０１及びコア裏面２０２に対して、高分子材料を主体とする樹脂層間絶縁層の形成及び導体層の形成を交互に行うことで、ビルドアップ層を形成する。その結果、所望の配線基板が得られる。
特開２００５−３９２４３号公報（図４など参照）
ところが、上記のように収容工程後に充填工程を行うと、収容工程が終了した時点で、収容穴部２０３内の殆どの領域がコンデンサ２０８で占められてしまう。よって、充填工程を行う際には、コア主面２０１上に樹脂層間絶縁層２１０を形成し、樹脂層間絶縁層２１０の一部を狭い隙間Ａ１に対して進入させなければならない。ゆえに、隙間Ａ１に樹脂層間絶縁層２１０の一部を進入させることが困難であり、ひいては、樹脂層間絶縁層２１０の一部で隙間Ａ１を収容穴部２０３の底部まで埋めることが困難になる。その結果、樹脂層間絶縁層２１０と収容穴部２０３の内面との間や、樹脂層間絶縁層２１０とコンデンサ２０８の側面との間にボイドが生じやすくなり、特に、樹脂層間絶縁層２１０と収容穴部２０３の底面との間にボイドが生じやすくなる。ゆえに、ボイドを起点として、コンデンサ２０８とコア基板２０４（またはビルドアップ層）との間などにクラックが発生しやすくなり、配線基板の信頼性が低下する可能性がある。
なお、隙間Ａ１を完全に埋め尽くすためには、樹脂層間絶縁層２１０を厚くする必要がある。ところで近年では、配線基板の肉薄化が要求されているが、樹脂層間絶縁層２１０を厚くすると配線基板の肉厚化につながるため好ましくない。また、ビルドアップ層の形成時において、樹脂層間絶縁層２１０には、同樹脂層間絶縁層２１０を貫通してコンデンサ主面２０５に突設された表層電極２０７を露出させるビア孔がレーザーによって形成される。しかし、上記のように樹脂層間絶縁層２１０を厚くすると、ビア孔を形成する際のレーザーの出力調整が困難になるため、表層電極２０７を露出させることができない可能性がある。この場合、ビア孔内にビア導体を形成したとしても、コンデンサ２０８とビルドアップ層とを電気的に接続できず、配線基板の信頼性が低下してしまう。
また、一般的な配線基板は、配線基板となるべき製品領域を平面方向に沿って縦横に複数配列した構造の多数個取り用配線基板を分割することによって得られるようになっている。しかし、多数個取り用配線基板によって得られる配線基板の数（取り数）が多くなると、収容穴部２０３の数も多くなるため、樹脂層間絶縁層２１０の一部で埋めるべき容積も増加する。しかも、取り数が多くなると、得られた配線基板ごとに、収容穴部２０３やコンデンサ２０８の寸法のバラツキが生じやすくなるため、隙間Ａ１の容積を一定にすることが困難になる。ゆえに、樹脂層間絶縁層２１０の一部でそれぞれの隙間Ａ１を埋めようとしても、完全に埋めることができない収容穴部２０３が生じる可能性があるため、ボイドが生じやすくなり、配線基板の信頼性が低下する可能性がある。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、収容穴部と部品との隙間を確実に埋めることにより、信頼性に優れた部品内蔵配線基板を簡単かつ確実に製造することが可能な部品内蔵配線基板の製造方法を提供することにある。
そして上記課題を解決するための手段としては、コア主面及びコア裏面を有し、少なくとも前記コア主面にて開口する収容穴部を有するコア基板を準備するコア基板準備工程と、部品主面及び部品裏面を有する部品を準備する部品準備工程と、前記コア基板準備工程後、前記収容穴部内に部品固定用樹脂材を配置する樹脂配置工程と、前記樹脂配置工程及び前記部品準備工程後、前記部品裏面側を前記部品固定用樹脂材に載置して、前記部品を前記収容穴部内に収容する収容工程と、前記収容工程後、前記部品固定用樹脂材を硬化させて前記部品を固定する固定工程とを含むことを特徴とする部品内蔵配線基板の製造方法がある。
従って、上記の部品内蔵配線基板の製造方法によると、収容穴部内に部品固定用樹脂材を配置する樹脂配置工程後に、部品を収容穴部内に収容する収容工程が行われるため、収容穴部と部品との隙間を部品固定用樹脂材で埋める工程が不要になる。ゆえに、収容穴部と部品との隙間を部品固定用樹脂材で無理なく埋めることができる。よって、部品固定用樹脂材とは別に上記の隙間に充填される充填材の充填量を低減させることができ、部品固定用樹脂材で上記の隙間を収容穴部の底部まで埋めることができるため、ボイド等の発生を防止することができる。ゆえに、信頼性に優れた部品内蔵配線基板を得ることができる。
以下、部品内蔵配線基板の製造方法について説明する。
コア基板準備工程では、上記部品内蔵配線基板を構成するコア基板を、従来周知の手法により作製し、あらかじめ準備しておく。コア基板は、例えばコア主面及びその反対側に位置するコア裏面を有する板状に形成されており、部品を収容するための収容穴部を有している。この収容穴部は、コア主面側のみにて開口する非貫通穴であってもよく、あるいはコア主面側及びコア裏面側の両方にて開口する貫通穴であってもよい。
コア基板を形成する材料は特に限定されないが、好ましいコア基板は高分子材料を主体として形成される。コア基板を形成するための高分子材料の具体例としては、例えば、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド・トリアジン樹脂）、ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）などがある。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料を使用してもよい。
また、部品準備工程では、上記部品内蔵配線基板を構成する部品を、従来周知の手法により作製し、あらかじめ準備しておく。部品は、部品主面及び部品裏面を有している。部品の形状は、任意に設定することが可能であるが、例えば、部品主面の面積が部品の側面の面積よりも大きい板状であることが好ましい。このようにすれば、収容穴部内に部品を収容した際に、収容穴部の内壁面と部品の側面との距離が小さくなるため、収容穴部内に配置される部品固定用樹脂材の体積をそれ程大きくしなくても済む。また、部品の平面視での形状としては、複数の辺を有する平面視多角形状であることが好ましい。平面視多角形状としては、例えば、平面視略矩形状、平面視略三角形状、平面視略六角形状などを挙げることができるが、特には、一般的な形状である平面視略矩形状であることが好ましい。ここで、「平面視略矩形状」とは、平面視で完全な矩形状のみをいうのではなく、角部が面取りされた形状や、辺の一部が曲線となっている形状も含むものとする。
なお、好適な前記部品としては、コンデンサ、半導体集積回路素子（ＩＣチップ）、半導体製造プロセスで製造されたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子などを挙げることができる。ここで、「半導体集積回路素子」とは、主としてコンピュータのマイクロプロセッサ等として使用される素子をいう。
また、好適なコンデンサの例としては、チップコンデンサや、誘電体層を介して複数の内部電極層が積層配置された構造を有し、前記複数の内部電極層に接続される複数のコンデンサ内ビア導体と、前記複数のコンデンサ内ビア導体における少なくとも前記部品主面側の端部に接続された複数の表層電極とを備えるコンデンサなどを挙げることができる。なお、コンデンサは、前記複数のコンデンサ内ビア導体が全体としてアレイ状に配置されたビアアレイタイプのコンデンサであることが好ましい。このような構造であれば、コンデンサのインダクタンスの低減化が図られ、ノイズ吸収や電源変動平滑化のための高速電源供給が可能となる。また、コンデンサ全体の小型化が図りやすくなり、ひいては部品内蔵配線基板全体の小型化も図りやすくなる。しかも、小さい割りに高静電容量が達成しやすく、より安定した電源供給が可能となる。
コンデンサを構成する前記誘電体層としては、セラミック誘電体層、樹脂誘電体層、セラミック−樹脂複合材料からなる誘電体層などが挙げられる。前記セラミック誘電体層としては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ほう素、炭化珪素、窒化珪素などといった高温焼成セラミックの焼結体が好適に使用されるほか、ホウケイ酸系ガラスやホウケイ酸鉛系ガラスにアルミナ等の無機セラミックフィラーを添加したガラスセラミックのような低温焼成セラミックの焼結体が好適に使用される。この場合、用途に応じて、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウムなどの誘電体セラミックの焼結体を使用することも好ましい。誘電体セラミックの焼結体を使用した場合、静電容量の大きなコンデンサを実現しやすくなる。また、前記樹脂誘電体層としては、エポキシ樹脂、接着剤を含んだ四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）などの樹脂が好適に使用される。さらに、前記セラミック−樹脂複合材料からなる誘電体層としては、セラミックとして、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウムなどが好適に使用され、樹脂材料として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステルなどの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂、及び、ニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴムなどのラテックスが好適に使用される。
前記内部電極層、前記コンデンサ内ビア導体、前記表層電極としては特に限定されないが、例えば誘電体層がセラミック誘電体層である場合にはメタライズ導体であることが好ましい。なお、メタライズ導体は、金属粉末を含む導体ペーストを従来周知の手法、例えばメタライズ印刷法で塗布した後に焼成することにより、形成される。同時焼成法によってメタライズ導体及びセラミック誘電体層を形成する場合、メタライズ導体中の金属粉末は、セラミック誘電体層の焼成温度よりも高融点である必要がある。例えば、セラミック誘電体層がいわゆる高温焼成セラミック（例えばアルミナ等）からなる場合には、メタライズ導体中の金属粉末として、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）等やそれらの合金が選択可能である。セラミック誘電体層がいわゆる低温焼成セラミック（例えばガラスセラミック等）からなる場合には、メタライズ導体中の金属粉末として、銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）等やそれらの合金が選択可能である。
続く樹脂配置工程では、前記収容穴部内に部品固定用樹脂材を配置する。この部品固定用樹脂材は、前記収容穴部の底部または閉塞されたコア裏面側開口に配置される。ここで、コア裏面側開口を閉塞する手段としては、粘着面を有する粘着テープなどが挙げられる。また、部品固定用樹脂材を配置する方法としては、前記収容穴部の底部（または閉塞されたコア裏面側開口）の一部（例えば、収容穴部の底部と収容穴部の内壁面との接続部分など）に前記部品固定用樹脂材を配置する方法や、前記収容穴部の底部全体（または閉塞されたコア裏面側開口全体）に前記部品固定用樹脂材を配置する方法などが挙げられるが、前記収容穴部の底部全体（または閉塞されたコア裏面側開口全体）に前記部品固定用樹脂材を配置することが好ましい。このようにすれば、収容工程を行う際において、部品裏面全体に部品固定用樹脂材が接触するようになる。その結果、部品固定用樹脂材で部品の部品裏面側を十分に埋めることができるため、部品固定用樹脂材と収容穴部の底面との間でのボイドの発生を防止することができる。ゆえに、よりいっそう信頼性に優れた部品内蔵配線基板を得ることができる。
また、前記樹脂配置工程において前記収容穴部内に配置される部品固定用樹脂材は、未硬化状態であっても完全硬化状態であってもよいが、未硬化状態であることが好ましい。仮に、部品固定用樹脂材が完全硬化状態であると、部品固定用樹脂材を硬化させて部品を固定する際に、一旦部品固定用樹脂材を未硬化状態にする工程が必要となり、部品内蔵配線基板の製造工程を簡略化できなくなる。なお、未硬化状態としては、全く硬化していない状態や、半硬化状態（例えばＢステージ）などが挙げられる。
前記樹脂配置工程において前記収容穴部内に収容される部品固定用樹脂材は、絶縁性、耐熱性、耐湿性等を考慮して適宜選択することができる。部品固定用樹脂材を形成するための高分子材料の好適例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂などが挙げられる。また、部品固定用樹脂材を形成するための高分子材料の別の好適例としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。さらに、部品固定用樹脂材を形成するための高分子材料として、上記の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂にガラスフィラーを添加した材料等を使用してもよい。
なお、部品固定用樹脂材が熱硬化性樹脂である場合、前記樹脂配置工程において前記収容穴部内に収容される部品固定用樹脂材は、液状の熱硬化性樹脂であることが好ましい。この場合、部品固定用樹脂材は未硬化状態であるため、特に穴あけ工程などを実施したりしなくても、収容穴部内に部品を容易に収容することができる。また、収容した部品に対して部品固定用樹脂材がよく追従するため、部品と部品固定用樹脂材との間に隙間が生じにくくなる。さらに、収容穴部の内面に対しても部品固定用樹脂材がよく追従するため、収容穴部と部品固定用樹脂材との間に隙間が生じにくくなる。また、加熱などによって部品固定用樹脂材を軟化させる工程を行わなくても、前記部品を部品固定用樹脂材に沈めることができるため、部品内蔵配線基板の製造が容易になる。
また、部品固定用樹脂材が熱可塑性樹脂である場合、前記樹脂配置工程において前記収容穴部内に収容される部品固定用樹脂材は、熱可塑性樹脂からなる樹脂シートであることが好ましい。このようにすれば、部品固定用樹脂材が液状である場合に比べて、部品固定用樹脂材を収容穴部内に配置する際の取り扱いが容易になる。
なお、前記部品内蔵配線基板が、樹脂層間絶縁層及び導体層を前記コア主面及び前記部品主面上にて積層した構造を有する配線積層部を備えている場合、前記部品固定用樹脂材は、前記樹脂層間絶縁層と同じ材料によって形成されていてもよいし、前記樹脂層間絶縁層とは異なる材料によって形成されていてもよいが、前記樹脂層間絶縁層と同じ材料によって形成されていることが好ましい。このようにすれば、部品固定用樹脂材の形成に際して樹脂層間絶縁層とは別の材料を準備しなくても済む。よって、配線基板の製造に必要な材料が少なくなるため、配線基板の低コスト化を図ることが可能となる。
なお、「前記樹脂層間絶縁層と同じ材料」とは、前記樹脂層間絶縁層を形成する高分子材料と同じ高分子材料であって、前記樹脂層間絶縁層と同じ熱膨張係数を有する材料をいう。よって、部品固定用樹脂材と樹脂層間絶縁層との間に熱膨張係数差が生じにくくなるため、両者の間でのデラミネーションの発生を防止できる。ゆえに、部品内蔵配線基板の信頼性がよりいっそう高くなる。
ここで、「熱膨張係数」とは、厚み方向（Ｚ方向）に対して垂直な方向（ＸＹ方向）の熱膨張係数のことを意味し、０℃〜１００℃の間のＴＭＡ（熱機械分析装置）にて測定した値のことをいう（以下、同じ）。「ＴＭＡ」とは、熱機械的分析をいい、例えばＪＰＣＡ−ＢＵ０１に規定されるものをいう。
また、前記配線積層部は、前記コア主面及び前記部品主面上にのみ形成されるが、さらに前記コア裏面及び前記部品裏面上にも配線積層部と同じ構造の積層部が形成されていてもよい。このように構成すれば、コア主面及び部品主面上に形成された配線積層部のみではなく、コア裏面及び部品裏面上に形成された積層部にも電気回路を形成できるため、部品内蔵配線基板のよりいっそうの高機能化を図ることができる。
前記樹脂層間絶縁層は、絶縁性、耐熱性、耐湿性等を考慮して適宜選択することができる。樹脂層間絶縁層を形成するための高分子材料の好適例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂等が挙げられる。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料、あるいは、連続多孔質ＰＴＦＥ等の三次元網目状フッ素系樹脂基材にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料等を使用してもよい。
また、前記樹脂配置工程において前記収容穴部内に配置される部品固定用樹脂材の体積は、前記収容穴部と前記部品との体積差以下であることが好ましい。仮に、前記収容穴部内に配置される部品固定用樹脂材の体積が前記収容穴部と前記部品との体積よりも大きいと、部品固定用樹脂材の一部が収容穴部の開口部から突出する。その結果、前記部品内蔵配線基板が上記の配線積層部を備えている場合、コア主面に接する樹脂層間絶縁層の表面を平坦にすることができなくなり、配線積層部の寸法精度が低下してしまう。なお、前記樹脂配置工程において前記収容穴部内に配置される部品固定用樹脂材の体積は、前記収容穴部と前記部品との体積差と等しいことがより好ましい。このようにすれば、収容穴部と部品との間に生じる隙間が部品固定用樹脂材によって完全に充填されるため、収容穴部と部品との間に部品固定用樹脂材とは別の充填材を充填しなくても済む。例えば、前記部品内蔵配線基板が上記の配線積層部を備えている場合、収容穴部と部品との間にコア主面に接する樹脂層間絶縁層の一部を充填しなくても済む。この場合、コア主面に接する樹脂層間絶縁層を薄くすることができる。
続く収容工程では、前記部品裏面側を前記部品固定用樹脂材に載置して、前記部品を前記収容穴部内に収容する。なお、部品は、完全に埋設された状態で収容穴部内に収容されてもよいし、一部分が収容穴部の開口部から突出した状態で収容穴部内に収容されてもよい。また、前記収容工程では、前記部品固定用樹脂材に載置した前記部品を前記部品固定用樹脂材に沈めるようにして、前記部品を前記収容穴部内に収容することが好ましい。このようにすれば、部品を部品固定用樹脂材に沈めるのに伴い、部品固定用樹脂材が部品の外周面（部品裏面など）に追従するため、部品固定用樹脂材と部品との間でのボイドの発生を防止できる。また、収容工程が終了した際に、収容穴部の開口部からの部品の突出を防止できる。よって、前記部品内蔵配線基板が上記の配線積層部を備えている場合、コア主面に接する樹脂層間絶縁層の表面を平坦にすることができ、配線積層部の寸法精度が向上する。さらに、前記収容工程では、前記部品をあおりながら、前記部品を前記部品固定用樹脂材に沈めることが好ましい。このようにすれば、部品固定用樹脂材の粘度が高い場合であっても、部品を効率良く部品固定用樹脂材に沈めることができるため、部品内蔵配線基板を効率良く製造できる。また、部品をあおることにより、部品固定用樹脂材内の気泡を外部に放出できるため、部品固定用樹脂材内でのボイドの発生を防止できる。なお、前記収容工程では、前記部品を前記部品固定用樹脂材に沈めるのに伴い、前記部品固定用樹脂材の少なくとも一部を前記部品の側面と前記収容穴部の内壁面とがなす隙間に沿って前記コア主面側に移動させることが好ましい。このようにすれば、部品を部品固定用樹脂材に沈めるのに伴い、部品固定用樹脂材が部品の側面に追従するため、部品固定用樹脂材と部品との間でのボイドの発生を防止できる。また、部品固定用樹脂材のコア主面側の端面を、前記コア主面と同じ高さに到達させて、コア主面及び部品主面と面一にすることができる。よって、前記部品内蔵配線基板が上記の配線積層部を備えている場合、コア主面に接する樹脂層間絶縁層の表面を平坦にすることができ、配線積層部の寸法精度が向上する。また、前記収容工程では、前記部品固定用樹脂材の加熱、及び、前記部品固定用樹脂材に対する前記部品の押圧を行いながら、前記収容穴部内に前記部品を収容することが好ましい。このようにすれば、部品を部品固定用樹脂材に沈める際に、部品固定用樹脂材が部品の外周面に追従しやすくなるため、部品固定用樹脂材と部品との間でのボイドの発生をより確実に防止できる。また、前記部品固定用樹脂材に載置した前記部品を効率良く前記部品固定用樹脂材に沈めることができ、部品内蔵配線基板を効率良く製造できる。
続く固定工程では、前記部品固定用樹脂材を硬化させて前記部品を固定する。なお、部品固定用樹脂材が熱硬化性樹脂である場合、部品固定用樹脂材を硬化させる工程としては、未硬化状態の部品固定用樹脂材を加熱することなどが挙げられる。また、部品固定用樹脂材が熱可塑性樹脂である場合、部品固定用樹脂材を硬化させる工程としては、前記収容工程において加熱された部品固定用樹脂材を冷却することなどが挙げられる。
なお、前記部品内蔵配線基板が、樹脂層間絶縁層及び導体層を前記コア主面及び前記部品主面上にて積層した構造を有する配線積層部を備えている場合、前記固定工程では、前記コア主面に接する樹脂層間絶縁層を硬化させると同時に、前記部品固定用樹脂材を硬化させ、前記部品を固定することが好ましい。このようにすれば、樹脂層間絶縁層の硬化と同時に、部品固定用樹脂材の硬化が行われる。これにより、部品内蔵配線基板の製造工程が簡略化されるため、部品内蔵配線基板を容易に製造できるとともに、低コスト化を図ることができる。また、部品固定用樹脂材及びコア主面に接する樹脂層間絶縁層は、固定工程を実施する前の時点では未硬化状態であるため、部品固定用樹脂材とコア主面に接する樹脂層間絶縁層とが互いに馴染んで接着されやすくなる。その後、配線積層部が形成されると、部品内蔵配線基板が完成する。
以下、本発明の部品内蔵配線基板を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１に示されるように、本実施形態の部品内蔵配線基板（以下「配線基板」という）１０は、ＩＣチップ搭載用の配線基板である。配線基板１０は、略矩形板状のコア基板１１と、コア基板１１のコア主面１２（図１では上面）上に形成される第１ビルドアップ層３１（配線積層部）と、コア基板１１のコア裏面１３（図１では下面）上に形成される第２ビルドアップ層３２とからなる。
コア基板１１のコア主面１２上に形成された第１ビルドアップ層３１は、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）からなる２層の樹脂層間絶縁層３３，３５と、銅からなる導体層４２とを交互に積層した構造を有している。本実施形態において、樹脂層間絶縁層３３，３５の熱膨張係数は、１０〜６０ｐｐｍ／℃程度（具体的には２０ｐｐｍ／℃程度）となっている。なお、樹脂層間絶縁層３３，３５の熱膨張係数は、３０℃〜ガラス転移温度（Ｔｇ）間の測定値の平均値をいう。また、第２層の樹脂層間絶縁層３５の表面上における複数箇所には、端子パッド４４がアレイ状に形成されている。さらに、樹脂層間絶縁層３５の表面は、ソルダーレジスト３７によってほぼ全体的に覆われている。ソルダーレジスト３７の所定箇所には、端子パッド４４を露出させる開口部４６が形成されている。端子パッド４４の表面上には、複数のはんだバンプ４５が配設されている。各はんだバンプ４５は、矩形平板状をなすＩＣチップ２１の面接続端子２２に電気的に接続されている。なお、各端子パッド４４及び各はんだバンプ４５からなる領域は、ＩＣチップ２１を搭載可能なＩＣチップ搭載領域２３である。ＩＣチップ搭載領域２３は、第１ビルドアップ層３１の表面３９に設定されている。また、樹脂層間絶縁層３３，３５内には、それぞれビア導体４３，４７が設けられている。これらのビア導体４３，４７は、導体層４２及び端子パッド４４を相互に電気的に接続している。
図１に示されるように、コア基板１１のコア裏面１３上に形成された第２ビルドアップ層３２は、上述した第１ビルドアップ層３１とほぼ同じ構造を有している。即ち、第２ビルドアップ層３２は、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）からなる２層の樹脂層間絶縁層３４，３６と、導体層４２とを交互に積層した構造を有しており、樹脂層間絶縁層３４，３６の熱膨張係数が１０〜６０ｐｐｍ／℃程度（具体的には２０ｐｐｍ／℃程度）となっている。第２層の樹脂層間絶縁層３６の下面上における複数箇所には、ビア導体４３を介して導体層４２に電気的に接続されるＢＧＡ用パッド４８が格子状に形成されている。また、樹脂層間絶縁層３６の下面は、ソルダーレジスト３８によってほぼ全体的に覆われている。ソルダーレジスト３８の所定箇所には、ＢＧＡ用パッド４８を露出させる開口部４０が形成されている。ＢＧＡ用パッド４８の表面上には、図示しないマザーボードとの電気的な接続を図るための複数のはんだバンプ４９が配設されている。そして、各はんだバンプ４９により、図１に示される配線基板１０は図示しないマザーボード上に実装される。
図１に示されるように、本実施形態のコア基板１１は、縦２５ｍｍ×横２５ｍｍ×厚さ１．０ｍｍの平面視略矩形板状である。コア基板１１は、平面方向（ＸＹ方向）における熱膨張係数が１０〜３０ｐｐｍ／℃程度（具体的には１８ｐｐｍ／℃）となっている。なお、コア基板１１の熱膨張係数は、０℃〜ガラス転移温度（Ｔｇ）間の測定値の平均値をいう。コア基板１１は、ガラスエポキシからなる基材１６１と、基材１６１の上面及び下面に形成され、シリカフィラーなどの無機フィラーを添加したエポキシ樹脂からなるサブ基材１６４と、同じく基材１６１の上面及び下面に形成され、銅からなる導体層１６３とによって構成されている。また、コア基板１１には、複数のスルーホール導体１６がコア主面１２、コア裏面１３及び導体層１６３を貫通するように形成されている。かかるスルーホール導体１６は、コア基板１１のコア主面１２側とコア裏面１３側とを接続導通するとともに、導体層１６３に電気的に接続している。なお、スルーホール導体１６の内部は、例えばエポキシ樹脂などの閉塞体１７で埋められている。スルーホール導体１６の上端は、樹脂層間絶縁層３３の表面上にある導体層４２の一部に電気的に接続されており、スルーホール導体１６の下端は、樹脂層間絶縁層３４の下面上にある導体層４２の一部に電気的に接続されている。また、コア基板１１のコア主面１２及びコア裏面１３には、銅からなる導体層４１がパターン形成されており、各導体層４１は、スルーホール導体１６に電気的に接続されている。さらに、コア基板１１は、コア主面１２の中央部及びコア裏面１３の中央部にて開口する平面視で矩形状の収容穴部９０を１つ有している。即ち、収容穴部９０は貫通穴である。
そして、収容穴部９０内には、図２〜図４等に示すセラミックコンデンサ１０１（部品）が、埋め込まれた状態で収容されている。なお、セラミックコンデンサ１０１は、コンデンサ主面１０２をコア基板１１のコア主面１２と同じ側に向け、かつ、収容穴部９０の内壁面９１とコンデンサ側面１０６とを対峙させた状態で収容されている。本実施形態のセラミックコンデンサ１０１は、縦１０．０ｍｍ×横１０．０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの平面視略矩形板状である。セラミックコンデンサ１０１は、コア基板１１においてＩＣチップ搭載領域２３の真下の領域に配置されている。なお、ＩＣチップ搭載領域２３の面積（ＩＣチップ２１において面接続端子２２が形成される面の面積）は、セラミックコンデンサ１０１のコンデンサ主面１０２の面積よりも小さくなるように設定されている。セラミックコンデンサ１０１の厚さ方向から見た場合、ＩＣチップ搭載領域２３は、セラミックコンデンサ１０１のコンデンサ主面１０２内に位置している。
図１〜図４等に示されるように、本実施形態のセラミックコンデンサ１０１は、いわゆるビアアレイタイプのコンデンサである。セラミックコンデンサ１０１を構成するセラミック焼結体１０４は、部品主面である１つのコンデンサ主面１０２（図１では上面）、部品裏面である１つのコンデンサ裏面１０３（図１では下面）、及び、４つのコンデンサ側面１０６を有する板状物である。本実施形態において、セラミック焼結体１０４の熱膨張係数は、１５ｐｐｍ／℃未満、具体的には１２〜１３ｐｐｍ／℃程度となっている。なお、セラミック焼結体１０４の熱膨張係数は、３０℃〜２５０℃間の測定値の平均値をいう。
セラミック焼結体１０４は、セラミック誘電体層１０５（誘電体層）を介して電源用内部電極層１４１（内部電極層）とグランド用内部電極層１４２（内部電極層）とを交互に積層配置した構造を有している。また、セラミック誘電体層１０５は、高誘電率セラミックの一種であるチタン酸バリウムの焼結体からなり、電源用内部電極層１４１及びグランド用内部電極層１４２間の誘電体（絶縁体）として機能する。電源用内部電極層１４１及びグランド用内部電極層１４２は、いずれもニッケルを主成分として形成された層であって、セラミック焼結体１０４の内部において一層おきに配置されている。
図１〜図４に示されるように、セラミック焼結体１０４には、多数のビアホール１３０が形成されている。これらのビアホール１３０は、セラミック焼結体１０４をその厚さ方向に貫通するとともに、セラミック焼結体１０４の全面にわたって格子状（アレイ状）に配置されている。各ビアホール１３０内には、セラミック焼結体１０４のコンデンサ主面１０２及びコンデンサ裏面１０３間を連通する複数のコンデンサ内ビア導体１３１，１３２が、ニッケルを主材料として形成されている。各電源用コンデンサ内ビア導体１３１は、各電源用内部電極層１４１を貫通しており、それら同士を互いに電気的に接続している。各グランド用コンデンサ内ビア導体１３２は、各グランド用内部電極層１４２を貫通しており、それら同士を互いに電気的に接続している。各電源用コンデンサ内ビア導体１３１及び各グランド用コンデンサ内ビア導体１３２は、全体としてアレイ状に配置されている。本実施形態では、説明の便宜上、コンデンサ内ビア導体１３１，１３２を５列×５列で図示したが、実際にはさらに多くの列が存在している。
そして図２等に示されるように、セラミック焼結体１０４のコンデンサ主面１０２上には、複数の主面側電源用電極１１１（表層電極）と複数の主面側グランド用電極１１２（表層電極）とが突設されている。なお、各主面側グランド用電極１１２は、コンデンサ主面１０２上において個別に形成されているが、一体に形成されていてもよい。主面側電源用電極１１１は、複数の電源用コンデンサ内ビア導体１３１におけるコンデンサ主面１０２側の端面に対して直接接続されており、主面側グランド用電極１１２は、複数のグランド用コンデンサ内ビア導体１３２におけるコンデンサ主面１０２側の端面に対して直接接続されている。
また、セラミック焼結体１０４のコンデンサ裏面１０３上には、複数の裏面側電源用電極１２１（表層電極）と複数の裏面側グランド用電極１２２（表層電極）とが突設されている。なお、各裏面側グランド用電極１２２は、コンデンサ裏面１０３上において個別に形成されているが、一体に形成されていてもよい。裏面側電源用電極１２１は、複数の電源用コンデンサ内ビア導体１３１におけるコンデンサ裏面１０３側の端面に対して直接接続されており、裏面側グランド用電極１２２は、複数のグランド用コンデンサ内ビア導体１３２におけるコンデンサ裏面１０３側の端面に対して直接接続されている。よって、電源用電極１１１，１２１は電源用コンデンサ内ビア導体１３１及び電源用内部電極層１４１に導通しており、グランド用電極１１２，１２２はグランド用コンデンサ内ビア導体１３２及びグランド用内部電極層１４２に導通している。
そして図１に示されるように、コンデンサ主面１０２側にある電極１１１，１１２は、ビア導体４７、導体層４２、ビア導体４３、端子パッド４４、はんだバンプ４５及びＩＣチップ２１の面接続端子２２を介して、ＩＣチップ２１に電気的に接続される。一方、コンデンサ裏面１０３側にある電極１２１，１２２は、図示しないマザーボードが有する電極（接触子）に対して、ビア導体４７、導体層４２、ビア導体４３、ＢＧＡ用パッド４８及びはんだバンプ４９を介して電気的に接続される。
図２等に示されるように、電極１１１，１１２，１２１，１２２は、ニッケルを主材料として形成され、表面が図示しない銅めっき層によって全体的に被覆されている。これら電極１１１，１１２，１２１，１２２及びコンデンサ内ビア導体１３１，１３２は、ＩＣチップ２１の略中心部の直下に配置されている。なお本実施形態では、電極１１１，１１２，１２１，１２２の直径が約５００μｍに設定され、ピッチの最小長さが約５８０μｍに設定されている。
例えば、マザーボード側から電極１２１，１２２を介して通電を行い、電源用内部電極層１４１−グランド用内部電極層１４２間に電圧を加えると、電源用内部電極層１４１に例えばプラスの電荷が蓄積し、グランド用内部電極層１４２に例えばマイナスの電荷が蓄積する。その結果、セラミックコンデンサ１０１がコンデンサとして機能する。また、セラミックコンデンサ１０１では、電源用コンデンサ内ビア導体１３１及びグランド用コンデンサ内ビア導体１３２がそれぞれ交互に隣接して配置され、かつ、電源用コンデンサ内ビア導体１３１及びグランド用コンデンサ内ビア導体１３２を流れる電流の方向が互いに逆向きになるように設定されている。これにより、インダクタンス成分の低減化が図られている。
図１等に示されるように、前記収容穴部９０の内壁面９１と、セラミックコンデンサ１０１のコンデンサ側面１０６との隙間は、部品固定用樹脂材９２によって埋められている。この部品固定用樹脂材９２は、セラミックコンデンサ１０１を前記コア基板１１に固定する機能を有している。また、部品固定用樹脂材９２は、前記樹脂層間絶縁層３３〜３６と同じ材料（即ち、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂）によって形成されている。これにより、部品固定用樹脂材９２の完全硬化状態での熱膨張係数も、樹脂層間絶縁層３３〜３６の熱膨張係数と同じ値となっており、具体的には、１０〜６０ｐｐｍ／℃程度（具体的には２０ｐｐｍ／℃程度）に設定されている。即ち、部品固定用樹脂材９２の完全硬化状態での熱膨張係数は、コア基板１１の熱膨張係数（１８ｐｐｍ／℃）よりも大きい値に設定されるとともに、前記セラミック焼結体１０４の熱膨張係数（１２〜１３ｐｐｍ／℃程度）よりも大きい値に設定される。なお、セラミックコンデンサ１０１は、平面視略正方形状をなしており、四隅に面取り寸法０．５５ｍｍ以上（本実施形態では面取り寸法０．６ｍｍ）の面取り部を有している。これにより、温度変化に伴う部品固定用樹脂材９２の変形時において、セラミックコンデンサ１０１の角部への応力集中を緩和できるため、部品固定用樹脂材９２のクラックの発生を防止できる。
次に、本実施形態の配線基板１０の製造方法について述べる。
コア基板準備工程では、コア基板１１の中間製品を従来周知の手法により作製し、あらかじめ準備しておく。
コア基板１１の中間製品は以下のように作製される。まず、縦３５０ｍｍ×横３７５ｍｍ×厚み０．６ｍｍの基材１６１の両面に銅箔１６２が貼付された銅張積層板（図５参照）を準備する。次に、銅張積層板の両面の銅箔１６２のエッチングを行って導体層１６３を例えばサブトラクティブ法によってパターニングする（図６参照）。具体的には、無電解銅めっきの後、この無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施す。さらにドライフィルムをラミネートし、同ドライフィルムに対して露光及び現像を行うことにより、ドライフィルムを所定パターンに形成する。この状態で、不要な電解銅めっき層、無電解銅めっき層及び銅箔１６２をエッチングで除去する。その後、ドライフィルムを剥離する。次に、基材１６１の上面及び下面と導体層１６３とを粗化した後、基材１６１の上面及び下面に、無機フィラーが添加されたエポキシ樹脂フィルム（厚さ８０μｍ）を熱圧着により貼付し、サブ基材１６４を形成する（図７参照）。
次に、上側のサブ基材１６４の上面及び下側のサブ基材１６４の下面に、それぞれ導体層４１（例えば、５０μｍ）をパターン形成する。具体的には、上側のサブ基材１６４の上面及び下側のサブ基材１６４の下面に対する無電解銅めっきを行った後にエッチングレジストを形成し、次いで電解銅めっきを行う。さらに、エッチングレジストを除去してソフトエッチングを行う。次に、基材１６１及びサブ基材１６４からなる積層体に対してルータを用いて孔あけ加工を行い、収容穴部９０となる貫通孔を所定位置に形成し、コア基板１１の中間製品を得る（図８参照）。なお、コア基板１１の中間製品とは、コア基板１１となるべき領域を平面方向に沿って縦横に複数配列した構造の多数個取り用コア基板である。
また、部品準備工程（コンデンサ準備工程）では、セラミックコンデンサ１０１を従来周知の手法により作製し、あらかじめ準備しておく。
セラミックコンデンサ１０１は以下のように作製される。即ち、セラミックのグリーンシートを形成し、このグリーンシートに内部電極層用ニッケルペーストをスクリーン印刷して乾燥させる。これにより、後に電源用内部電極層１４１となる電源用内部電極部と、グランド用内部電極層１４２となるグランド用内部電極部とが形成される。次に、電源用内部電極部が形成されたグリーンシートとグランド用内部電極部が形成されたグリーンシートとを交互に積層し、シート積層方向に押圧力を付与することにより、各グリーンシートを一体化してグリーンシート積層体を形成する。
さらに、レーザー加工機を用いてグリーンシート積層体にビアホール１３０を多数個貫通形成し、図示しないペースト圧入充填装置を用いて、ビア導体用ニッケルペーストを各ビアホール１３０内に充填する。次に、グリーンシート積層体の上面上にペーストを印刷し、グリーンシート積層体の上面側にて各導体部の上端面を覆うように主面側電源用電極１１１及び主面側グランド用電極１１２を形成する。また、グリーンシート積層体の下面上にペーストを印刷し、グリーンシート積層体の下面側にて各導体部の下端面を覆うように裏面側電源用電極１２１及び裏面側グランド用電極１２２を形成する。
この後、グリーンシート積層体の乾燥を行い、各電極１１１，１１２，１２１，１２２をある程度固化させる。次に、グリーンシート積層体を脱脂し、さらに所定温度で所定時間焼成を行う。その結果、チタン酸バリウム及びペースト中のニッケルが同時焼結し、セラミック焼結体１０４となる。
次に、得られたセラミック焼結体１０４が有する各電極１１１，１１２，１２１，１２２に対して無電解銅めっき（厚さ１０μｍ程度）を行う。その結果、各電極１１１，１１２，１２１，１２２の上に銅めっき層が形成され、セラミックコンデンサ１０１が完成する。
続く樹脂配置工程では、まず、各収容穴部９０のコア裏面１３側開口を、粘着面を有する粘着テープ１７１でシール（閉塞）する。この粘着テープ１７１は、支持台（図示略）によって支持されている。そして、各収容穴部９０内に、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）からなる未硬化状態（本実施形態ではＢステージ）の部品固定用樹脂材９２を順番に配置する（図９参照）。具体的には、粘着テープ１７１において収容穴部９０内に露出した部分全体に対して、加熱した液状（本実施形態ではＡステージ）の部品固定用樹脂材９２をディスペンサ等で充填する。その結果、充填された部品固定用樹脂材９２がＢステージとなる。なお、各収容穴部９０内に液状（Ａステージ）の部品固定用樹脂材９２を充填した後で加熱することにより、部品固定用樹脂材９２をＢステージとしてもよい。ここで、液状の部品固定用樹脂材９２の粘度は、８００〜１０００ｍＰａ・ｓとなっている。なお、配置後の部品固定用樹脂材９２の体積は、収容穴部９０とセラミックコンデンサ１０１との体積差と等しくなり、部品固定用樹脂材９２の厚さは、コア基板１１の厚さの半分程度となる。換言すると、部品固定用樹脂材９２の体積は、後述する収容工程後に部品固定用樹脂材９２のコア主面１２側の端面がコア主面１２と同じ高さに到達する程度に設定される。
続く収容工程では、マウント装置（ヤマハ発動機株式会社製）を用いて、複数の収容穴部９０内にそれぞれセラミックコンデンサ１０１を収容する（図１０〜図１２参照）。詳述すると、マウント装置は、コンデンサ移載手段である真空チャック１５１を備えている。真空チャック１５１は、その下端面にて開口する真空引き路１５２を備えており、この真空引き路１５２を介して真空引きを行うことによりセラミックコンデンサ１０１が真空チャック１５１に吸着保持される。
そして、吸着保持状態の真空チャック１５１を収容穴部９０の直上位置まで移動させる（図１０参照）。次に、真空チャック１５１を下降させ、セラミックコンデンサ１０１のコンデンサ裏面１０３側を未硬化状態の部品固定用樹脂材９２に載置する。その後、真空チャック１５１（及び部品固定用樹脂材９２）を２００℃に加熱するとともに、部品固定用樹脂材９２に対してセラミックコンデンサ１０１を０．１ＭＰａで押圧することにより、セラミックコンデンサ１０１を未硬化状態の部品固定用樹脂材９２内に沈める。これに伴い、部品固定用樹脂材９２の一部９３が、セラミックコンデンサ１０１のコンデンサ側面１０６と収容穴部９０の内壁面９１とがなす隙間に沿ってコア主面１２側に移動する（図１１参照）。その結果、部品固定用樹脂材９２のコア主面１２側の端面がコア主面１２と同じ高さに到達するとともに、セラミックコンデンサ１０１のコンデンサ裏面１０３側が粘着テープ１７１の粘着面に貼り付けられて仮固定される（図１２参照）。このとき、収容穴部９０の内壁面９１とコンデンサ側面１０６との隙間や、粘着テープ１７１の粘着面とコンデンサ裏面１０３との隙間が、部品固定用樹脂材９２によって埋められた状態となる。なお、セラミックコンデンサ１０１を未硬化状態の部品固定用樹脂材９２上に載置した後、部品固定用樹脂材９２を２００℃に加熱して軟化させ、セラミックコンデンサ１０１が自重で未硬化状態の部品固定用樹脂材９２に沈むようにしてもよい。
次に、従来周知の手法に基づいてコア主面１２の上に第１ビルドアップ層３１を形成するとともに、コア裏面１３の上に第２ビルドアップ層３２を形成する。具体的には、まず固定工程を実施する。即ち、コア主面１２及びコンデンサ主面１０２を粗化した後、コア主面１２及びコンデンサ主面１０２に、感光性エポキシ樹脂を熱圧着により貼付する。詳述すると、１００℃に加熱した感光性エポキシ樹脂を、コア主面１２及びコンデンサ主面１０２に対して０．７５ＭＰａで１２０秒間押圧する。そして、感光性エポキシ樹脂に対して露光及び現像を行うことにより、樹脂層間絶縁層３３を形成する。なお、感光性エポキシ樹脂を被着する代わりに、絶縁樹脂や液晶ポリマー（ＬＣＰ：Liquid Crystalline Polymer）を被着してもよい。その後、１２０℃で加熱処理（仮キュア）を１５秒間行うと、コア主面１２に接する樹脂層間絶縁層３３が硬化すると同時に部品固定用樹脂材９２が硬化して、樹脂層間絶縁層３３と部品固定用樹脂材９２とが互いに馴染んで一体化し、セラミックコンデンサ１０１がコア基板１１に固定される（図１３参照）。そして、固定工程の終了後、粘着テープ１７１を除去する。
次に、コア裏面１３及びコンデンサ裏面１０３に感光性エポキシ樹脂を被着し、露光及び現像を行うことにより、樹脂層間絶縁層３４を形成する（図１４参照）。なお、感光性エポキシ樹脂を被着する代わりに、絶縁樹脂や液晶ポリマーを被着してもよい。さらに、ＹＡＧレーザーまたは炭酸ガスレーザーを用いてレーザー孔あけ加工を行い、ビア導体４７が形成されるべき位置にそれぞれビア孔１８１，１８２を形成する（図１５参照）。具体的には、樹脂層間絶縁層３３を貫通するビア孔１８１を形成し、主面側電源用電極１１１及び主面側グランド用電極１１２を露出させる。同様に、樹脂層間絶縁層３４を貫通するビア孔１８２を形成し、裏面側電源用電極１２１及び裏面側グランド用電極１２２を露出させる。
さらに、ドリル機を用いて孔あけ加工を行い、コア基板１１及び樹脂層間絶縁層３３，３４を貫通する貫通孔１９１を所定位置にあらかじめ形成しておく（図１６参照）。そして、樹脂層間絶縁層３３，３４、ビア孔１８１，１８２の内面、及び、貫通孔１９１の内面に対する無電解銅めっきを行った後にエッチングレジストを形成し、次いで電解銅めっきを行う。さらに、エッチングレジストを除去してソフトエッチングを行う。これにより、樹脂層間絶縁層３３上及び樹脂層間絶縁層３４上に導体層４２がパターン形成される（図１７参照）。これと同時に、貫通孔１９１内にスルーホール導体１６が形成されるとともに、各ビア孔１８１，１８２の内部にビア導体４７が形成される。
その後、穴埋め工程を実施する。具体的には、スルーホール導体１６の空洞部を絶縁樹脂材料（エポキシ樹脂）で穴埋めし、閉塞体１７を形成する（図１８参照）。
次に、樹脂層間絶縁層３３，３４上に感光性エポキシ樹脂を被着し、露光及び現像を行うことにより、ビア導体４３が形成されるべき位置にビア孔１８３，１８４を有する樹脂層間絶縁層３５，３６を形成する（図１８参照）。なお、感光性エポキシ樹脂を被着する代わりに、絶縁樹脂や液晶ポリマーを被着してもよい。この場合、レーザー加工機などにより、ビア導体４３が形成されるべき位置にビア孔１８３，１８４が形成される。次に、従来公知の手法に従って電解銅めっきを行い、前記ビア孔１８３，１８４の内部にビア導体４３を形成するとともに、樹脂層間絶縁層３５上に端子パッド４４を形成し、樹脂層間絶縁層３６上にＢＧＡ用パッド４８を形成する。
次に、樹脂層間絶縁層３５，３６上に感光性エポキシ樹脂を塗布して硬化させることにより、ソルダーレジスト３７，３８を形成する。次に、所定のマスクを配置した状態で露光及び現像を行い、ソルダーレジスト３７，３８に開口部４０，４６をパターニングする。さらに、端子パッド４４上にはんだバンプ４５を形成し、かつ、ＢＧＡ用パッド４８上にはんだバンプ４９を形成する。なお、この状態のものは、配線基板１０となるべき製品領域を平面方向に沿って縦横に複数配列した多数個取り用配線基板であると把握することができる。さらに、多数個取り用配線基板を分割すると、個々の製品である配線基板１０が多数個同時に得られる。
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態の配線基板１０の製造方法によれば、収容穴部９０内に部品固定用樹脂材９２を配置する樹脂配置工程後に、セラミックコンデンサ１０１を収容穴部９０内に収容する収容工程が行われるため、収容穴部９０とセラミックコンデンサ１０１との隙間を部品固定用樹脂材９２で埋める工程が不要になる。ゆえに、収容穴部９０とセラミックコンデンサ１０１との隙間を部品固定用樹脂材９２で無理なく埋めることができる。よって、収容穴部９０とセラミックコンデンサ１０１との隙間に充填される樹脂層間絶縁層３３の充填量を０にすることができ、部品固定用樹脂材９２のみで上記の隙間を収容穴部９０の底部まで埋めることができるため、ボイド等の発生を防止することができる。ゆえに、信頼性に優れた配線基板１０を得ることができる。
また、収容穴部９０とセラミックコンデンサ１０１との隙間を埋めるためにコア主面１２に接する樹脂層間絶縁層３３を厚くしなくても済むため、樹脂層間絶縁層３３にレーザー孔あけ加工を行ってビア孔１８１を形成する際に、レーザーの出力調整がそれ程困難にはならない。よって、コンデンサ主面１０２上にある主面側電源用電極１１１及び主面側グランド用電極１１２を確実に露出させることができる。その結果、コンデンサ２０８と第１ビルドアップ層３１とを確実に電気的に接続できるため、配線基板１０の信頼性が向上する。
（２）本実施形態の配線基板１０は、多数個取り用配線基板を分割することによって得られる。しかし、多数個取り用配線基板によって得られる配線基板１０の数は多いため、得られた配線基板１０ごとに、収容穴部９０やセラミックコンデンサ１０１の寸法のバラツキが生じやすくなる。ゆえに、収容穴部９０とセラミックコンデンサ１０１との隙間の容積を一定にすることが困難になる。仮に、上記の隙間を樹脂層間絶縁層３３の一部で埋めようとすれば、十分に埋めることができない収容穴部９０が生じる可能性があるため、ボイドが生じやすくなり、配線基板１０の信頼性が低下する可能性がある。そこで本実施形態では、上記の隙間を、樹脂層間絶縁層３３とは別の部品固定用樹脂材９２で埋めている。ゆえに、隙間の容積のバラツキに関係なく、全ての収容穴部９０を完全に埋めることができるため、ボイドの発生を防止でき、配線基板１０の信頼性が向上する。
（３）本実施形態では、セラミックコンデンサ１０１がＩＣチップ搭載領域２３に搭載されたＩＣチップ２１の直下に配置されるため、セラミックコンデンサ１０１とＩＣチップ２１とをつなぐ配線が短くなり、配線のインダクタンス成分の増加が防止される。従って、セラミックコンデンサ１０１によるＩＣチップ２１のスイッチングノイズを確実に低減できるとともに、電源電圧の確実な安定化を図ることができる。また、ＩＣチップ２１とセラミックコンデンサ１０１との間で侵入するノイズを極めて小さく抑えることができるため、誤動作等の不具合を生じることもなく高い信頼性を得ることができる。
（４）本実施形態では、ＩＣチップ搭載領域２３がセラミックコンデンサ１０１の真上の領域内に位置しているため、ＩＣチップ搭載領域２３に搭載されるＩＣチップ２１は高剛性で熱膨張率が小さいセラミックコンデンサ１０１によって支持される。よって、上記ＩＣチップ搭載領域２３においては、第１ビルドアップ層３１が変形しにくくなるため、ＩＣチップ搭載領域２３に搭載されるＩＣチップ２１をより安定的に支持できる。従って、大きな熱応力に起因するＩＣチップ２１のクラックや接続不良を防止することができる。ゆえに、ＩＣチップ２１として、熱膨張差による応力（歪）が大きくなり熱応力の影響が大きく、かつ発熱量が大きく使用時の熱衝撃が厳しい１０ｍｍ角以上の大型のＩＣチップや、脆いとされるＬｏｗ−ｋ（低誘電率）のＩＣチップを用いることができる。
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態の樹脂配置工程では、閉塞されたコア裏面１３側開口（即ち、粘着テープ１７１において収容穴部９０内に露出した部分）に部品固定用樹脂材９２を配置していた。しかし、図１９に示されるように、上記実施移形態のコア基板１１を、コア主面１２のみにて開口する有底の収容穴部１９４（非貫通穴部）を有するコア基板１９５に変更し、収容穴部１９４の底部１９６全体に部品固定用樹脂材９２を配置してもよい。
・上記実施形態の樹脂配置工程では、収容穴部９０内に液状の部品固定用樹脂材９２を配置していたが、熱可塑性樹脂（アクリル樹脂など）からなるシート状の部品固定用樹脂材９２（樹脂シート）を配置してもよい。このようにすれば、部品固定用樹脂材９２が液状である場合に比べて、部品固定用樹脂材９２を収容穴部９０内に配置する際の取り扱いが容易になる。逆に、部品固定用樹脂材９２が液状であれば、セラミックコンデンサ１０１への部品固定用樹脂材９２の追従性が向上する。
・上記実施形態の配線基板１０は、コア基板１１内にセラミックコンデンサ１０１を収容するとともに、ＩＣチップ搭載領域２３上にＩＣチップ２１を搭載することにより構成されていた。しかし、図２０〜図２２に示されるように、コア基板１１内にＩＣチップ２１１を部品として収容するとともに、ＩＣチップ搭載領域２３上にセラミックコンデンサ２１２を搭載した配線基板２１３としてもよい。なお、ＩＣチップ２１１は、部品主面である１つのチップ主面２１５、部品裏面である１つのチップ裏面２１６、及び、４つのチップ側面２１７を有している。また、チップ側面２１７上の複数箇所には面接続端子２１８が突設されている。
なお、上記の配線基板２１３を製造する場合、収容工程では、ＩＣチップ２１１のチップ主面２１５側を未硬化状態の部品固定用樹脂材２１９に向けた状態で、真空チャック１５１を下降させる（図２１参照）。そして、ＩＣチップ２１１を矢印Ｆ１方向にあおりながら（揺さぶりながら）、部品固定用樹脂材２１９に対してＩＣチップ２１１を押圧する（図２２参照）。その結果、ＩＣチップ２１１が未硬化状態の部品固定用樹脂材２１９内に沈められる。ここで、ＩＣチップ２１１は、偏心モータなどを用いて真空チャック１５１を平面方向に沿って往復動（または回転運動）させることにより、矢印Ｆ１方向にあおられる。なお、図２２では、ＩＣチップ２１１を矢印Ｆ１方向にあおっているが、コア基板１１（及び部品固定用樹脂材２１９）側を矢印Ｆ１方向にあおるようにしてもよい。
・また、図２０に示される配線基板２１３は、ＩＣチップ２１１から第１ビルドアップ層３１の表面３９上に搭載される電子部品（図示略）に対して信号を送るためのシグナル配線２１４を有していてもよい。なお、シグナル配線２１４は、導体層４２、ビア導体４３，４７及び端子パッド４４からなる配線である。
次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
（１）コア主面及びコア裏面を有し、少なくとも前記コア主面にて開口する収容穴部を有するコア基板を準備するコア基板準備工程と、部品主面及び部品裏面を有する部品を準備する部品準備工程と、前記コア基板準備工程後、前記収容穴部内に部品固定用樹脂材を配置する樹脂配置工程と、前記樹脂配置工程及び前記部品準備工程後、前記部品裏面側を前記部品固定用樹脂材に載置して、前記部品を前記収容穴部内に収容する収容工程と、前記収容工程後、前記部品固定用樹脂材を硬化させて前記部品を固定する固定工程とを含み、前記樹脂配置工程において前記収容穴部内に配置される部品固定用樹脂材の体積は、前記収容穴部と前記部品との体積差以下であることを特徴とする部品内蔵配線基板の製造方法。
（２）コア主面及びコア裏面を有し、少なくとも前記コア主面にて開口する収容穴部を有するコア基板を準備するコア基板準備工程と、部品主面及び部品裏面を有する部品を準備する部品準備工程と、前記コア基板準備工程後、前記収容穴部内に部品固定用樹脂材を配置する樹脂配置工程と、前記樹脂配置工程及び前記部品準備工程後、前記部品裏面側を前記部品固定用樹脂材に載置して、前記部品を前記収容穴部内に収容する収容工程と、前記収容工程後、前記部品固定用樹脂材を硬化させて前記部品を固定する固定工程とを含み、前記樹脂配置工程において前記収容穴部に配置される部品固定用樹脂材の体積は、前記収容工程後に部品固定用樹脂材の前記コア主面側の端面が前記コア主面と同じ高さに到達する程度に設定されていることを特徴とする部品内蔵配線基板の製造方法。
（３）コア主面及びコア裏面を有し、前記コア主面及び前記コア裏面の両方にて開口する収容穴部を有するコア基板を準備するコア基板準備工程と、部品主面及び部品裏面を有する部品を準備する部品準備工程と、前記コア基板準備工程後、前記収容穴部の前記コア裏面側開口を粘着面を有する粘着テープで塞いだ状態で、前記収容穴部内に部品固定用樹脂材を配置する樹脂配置工程と、前記樹脂配置工程及び前記部品準備工程後、前記部品裏面側を前記部品固定用樹脂材に載置して、前記部品を前記収容穴部内に収容する収容工程と、前記収容工程後、前記部品固定用樹脂材を硬化させて前記部品を固定する固定工程とを含み、前記固定工程後に前記粘着テープを除去することを特徴とする部品内蔵配線基板の製造方法。
１０，２１３…部品内蔵配線基板（配線基板）
１１，１９５…コア基板
１２…コア主面
１３…コア裏面
３１…配線積層部としての第１ビルドアップ層
３３，３５…樹脂層間絶縁層
４２…導体層
９０，１９４…収容穴部
９１…収容穴部の内壁面
９２，２１９…部品固定用樹脂材
９３…部品固定用樹脂材の一部
１０１…部品としてのセラミックコンデンサ
１０２…部品主面としてのコンデンサ主面
１０３…部品裏面としてのコンデンサ裏面
１０５…誘電体層としてのセラミック誘電体層
１０６…部品の側面としてのコンデンサ側面
１１１…表層電極としての主面側電源用電極
１１２…表層電極としての主面側グランド用電極
１２１…表層電極としての裏面側電源用電極
１２２…表層電極としての裏面側グランド用電極
１３１…コンデンサ内ビア導体としての電源用コンデンサ内ビア導体
１３２…コンデンサ内ビア導体としてのグランド用コンデンサ内ビア導体
１４１…内部電極層としての電源用内部電極層
１４２…内部電極層としてのグランド用内部電極層
１９６…収容穴部の底部
２１１…部品としてのＩＣチップ
２１５…部品主面としてのチップ主面
２１６…部品裏面としてのチップ裏面
２１７…部品の側面としてのチップ側面
１１，１９５…コア基板
１２…コア主面
１３…コア裏面
３１…配線積層部としての第１ビルドアップ層
３３，３５…樹脂層間絶縁層
４２…導体層
９０，１９４…収容穴部
９１…収容穴部の内壁面
９２，２１９…部品固定用樹脂材
９３…部品固定用樹脂材の一部
１０１…部品としてのセラミックコンデンサ
１０２…部品主面としてのコンデンサ主面
１０３…部品裏面としてのコンデンサ裏面
１０５…誘電体層としてのセラミック誘電体層
１０６…部品の側面としてのコンデンサ側面
１１１…表層電極としての主面側電源用電極
１１２…表層電極としての主面側グランド用電極
１２１…表層電極としての裏面側電源用電極
１２２…表層電極としての裏面側グランド用電極
１３１…コンデンサ内ビア導体としての電源用コンデンサ内ビア導体
１３２…コンデンサ内ビア導体としてのグランド用コンデンサ内ビア導体
１４１…内部電極層としての電源用内部電極層
１４２…内部電極層としてのグランド用内部電極層
１９６…収容穴部の底部
２１１…部品としてのＩＣチップ
２１５…部品主面としてのチップ主面
２１６…部品裏面としてのチップ裏面
２１７…部品の側面としてのチップ側面
Claims (12)
- コア主面及びコア裏面を有し、少なくとも前記コア主面にて開口する収容穴部を有するコア基板を準備するコア基板準備工程と、
部品主面及び部品裏面を有する部品を準備する部品準備工程と、
前記コア基板準備工程後、前記収容穴部内に部品固定用樹脂材を配置する樹脂配置工程と、
前記樹脂配置工程及び前記部品準備工程後、前記部品裏面側を前記部品固定用樹脂材に載置して、前記部品を前記収容穴部内に収容する収容工程と、
前記収容工程後、前記部品固定用樹脂材を硬化させて前記部品を固定する固定工程と
を含むことを特徴とする部品内蔵配線基板の製造方法。 - 前記収容工程では、前記部品固定用樹脂材に載置した前記部品を前記部品固定用樹脂材に沈めるようにして、前記部品を前記収容穴部内に収容することを特徴とする請求項１に記載の部品内蔵配線基板の製造方法。
- 前記樹脂配置工程では、前記収容穴部の底部または閉塞されたコア裏面側開口に前記部品固定用樹脂材を配置し、
前記収容工程では、前記部品を前記部品固定用樹脂材に沈めるのに伴い、前記部品固定用樹脂材の少なくとも一部を前記部品の側面と前記収容穴部の内壁面とがなす隙間に沿って前記コア主面側に移動させる
ことを特徴とする請求項２に記載の部品内蔵配線基板の製造方法。 - 前記収容工程では、前記部品をあおりながら、前記部品を前記部品固定用樹脂材に沈めることを特徴とする請求項２または３に記載の部品内蔵配線基板の製造方法。
- 前記樹脂配置工程では、前記収容穴部の底部全体に前記部品固定用樹脂材を配置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の部品内蔵配線基板の製造方法。
- 前記樹脂配置工程において前記収容穴部内に配置される部品固定用樹脂材は、未硬化状態であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の部品内蔵配線基板の製造方法。
- 前記樹脂配置工程において前記収容穴部内に配置される部品固定用樹脂材は、液状の熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の部品内蔵配線基板の製造方法。
- 前記樹脂配置工程において前記収容穴部内に配置される部品固定用樹脂材は、熱可塑性樹脂からなる樹脂シートであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の部品内蔵配線基板の製造方法。
- 前記収容工程では、前記部品固定用樹脂材の加熱、及び、前記部品固定用樹脂材に対する前記部品の押圧を行いながら、前記収容穴部内に前記部品を収容することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の部品内蔵配線基板の製造方法。
- 前記部品内蔵配線基板は、樹脂層間絶縁層及び導体層を前記コア主面及び前記部品主面上にて積層した構造を有する配線積層部を備えており、
前記固定工程では、前記コア主面に接する樹脂層間絶縁層を硬化させると同時に、前記部品固定用樹脂材を硬化させ、前記部品を固定する
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の部品内蔵配線基板の製造方法。 - 前記部品内蔵配線基板は、樹脂層間絶縁層及び導体層を前記コア主面及び前記部品主面上にて積層した構造を有する配線積層部を備えており、
前記部品固定用樹脂材は、前記樹脂層間絶縁層と同じ材料によって形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の部品内蔵配線基板の製造方法。 - 前記部品は、
誘電体層を介して複数の内部電極層が積層配置された構造を有し、
前記複数の内部電極層に接続される複数のコンデンサ内ビア導体と、
前記複数のコンデンサ内ビア導体における少なくとも前記部品主面側の端部に接続された複数の表層電極と
を備え、前記複数のコンデンサ内ビア導体が全体としてアレイ状に配置されたビアアレイタイプのコンデンサである
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の部品内蔵配線基板の製造方法。
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