JP2010153438A - 部品内蔵基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性接合材の濡れ広がりによるショートを防止し、信頼性の高い部品内蔵基板の製造方法を提供する。
【解決手段】一定の厚みを有する金属板１の一方主面上に、ランド領域１ａに対応する部位を覆うエッチングレジスト層２を形成し、金属板１を所定厚みを残してエッチングすると共に、エッチングされた凹部底面にはんだ濡れ性が悪い濡れ防止領域１ｄを形成する。エッチングレジスト層を除去してランド領域を露出させた後、ランド領域に回路部品６をはんだ５ａを用いて接続し、金属板上に未硬化の樹脂シートを重ねて圧着し、回路部品が埋設された樹脂層７を形成する。その後、金属板１の他方主面側を加工して配線パターンを形成する。濡れ防止領域１ｄは、ランド領域１ａよりはんだの濡れ性が悪くなるよう金属板の一方主面を粗化又は酸化した領域、あるいははんだ濡れ性の悪い被膜よりなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は内部に回路部品が埋設された樹脂層を有する部品内蔵基板の製造方法に関するものである。

近年、電子機器の小型化に伴い、チップコンデンサ等の回路部品を実装するための回路基板の小型化が求められている。これを受けて、回路基板内部に回路部品を埋設してモジュールを作製することにより、回路部品の実装面積を削減し、回路基板の小型化を図ることが行われている。中でも、樹脂基板の内部に回路部品が埋設された部品内蔵基板は、軽量であり、かつセラミック基板のように高温焼成を伴わないため、内蔵する回路部品に制約が少ないという利点がある。

特許文献１には、金属箔の上に導電性接着剤を介して回路部品を実装し、金属箔上に無機フィラーと熱硬化性樹脂からなる樹脂シートを重ねて圧着し、樹脂シートを熱硬化させることにより、回路部品を埋設した樹脂層を形成し、その後で金属箔を加工して配線パターンを形成した部品内蔵基板の製造方法が提案されている。

しかし、前記製造方法では、回路部品を実装したり樹脂シートを圧着する際に、導電性接着剤が金属箔の主面方向に広がるため、導電性接着剤同士が接触したり、導電性接着剤が隣接する配線パターンに跨がったりして、ショートが生じる可能性があった。前記と同様の問題は、導電性接着剤の代わりにはんだを用いる場合でも発生する。例えば、回路部品を実装するためにリフローはんだ付けを行う場合、溶融したはんだが金属箔の主面方向に広がるので、隣合うランド間でショートが生じる可能性があった。特に、部品内蔵基板を多層化すると、最初に実装した回路部品には複数回に亘ってリフロー時の熱が作用するため、はんだが再溶融してはんだフラッシュが発生する可能性があった。

特許文献２には、開口部を有する絶縁層（ソルダレジスト）を金属箔の一方主面上に形成することで、はんだや導電性接着剤等の導電性接合材の広がりを防止した部品内蔵基板の製造方法が提案されている。

図７は特許文献２に示された部品内蔵基板の製造方法の一例を示す。まず図７の（ａ）に示すように、金属箔５１の上に、金属箔５１の一部が露出する開口部５２ａを有する絶縁層５２を形成する。次に、図７の（ｂ）に示すように、開口部５２ａの内部にはんだ５３を充填する。次に、図７の（ｃ）に示すように、はんだ５３と回路部品５４の端子電極５４ａとが接触するように、絶縁層５２の上に回路部品５４を配置し、はんだ５３と端子電極５４ａとをはんだ付けする。次に、図７の（ｄ）に示すように、絶縁層５２及び回路部品５４上に、無機フィラーと熱硬化性樹脂からなる樹脂シート５５を重ねて圧着し、回路部品５４が埋設された樹脂層５５を形成する。なお、樹脂層５２の形成時に、同時に背面側の金属箔５６も接合される。最後に、表裏の金属箔５１，５６を加工することにより、配線パターン５１ａ，５６ａを形成する。

前記方法の場合、絶縁層５２の開口部５２ａがはんだ５３の広がりを防止する囲いとして機能する。しかしながら、開口部５２ａにはんだ５３又は導電性接着剤を充填する必要があるため、比較的多量のはんだ又は導電性接着剤が必要となる。特に、はんだを用いた場合には、はんだ量が多い分だけはんだフラッシュが発生する可能性が高くなるため、信頼性の点から問題がある。また、樹脂層５５と絶縁層５２とが異種材料である場合には、異種界面で密着強度が低下し、それに起因してはんだフラッシュが発生する可能性もある。近年、小型化、高密度化に伴い、部品内蔵基板に内蔵される部品を実装するランド間隔が非常に狭くなっており、高い耐はんだフラッシュ性能が求められている。
特開平１１−２２０２６２号公報 特開２００５−２６５７３号公報

本発明の目的は、導電性接合材（はんだ，導電性接着剤など）の濡れ広がりによるショートを防止し、信頼性の高い部品内蔵基板の製造方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は以下の（ａ）〜（ｆ）の工程を含む部品内蔵基板の製造方法を提供する。すなわち、
（ａ）一定の厚みを有する金属板の一方主面上に、回路部品を接続すべきランド領域に対応する部位を覆うエッチングレジスト層を形成する工程、
（ｂ）前記エッチングレジスト層の被覆領域を除く前記金属板の表面を所定厚みを残してエッチングすると共に、エッチングされた金属板の領域の表面に、前記ランド領域より導電性接合材の濡れ性が悪い濡れ防止領域を形成する工程、
（ｃ）前記エッチングレジスト層を除去して、前記ランド領域を露出させる工程、
（ｄ）前記ランド領域に前記回路部品を前記導電性接合材を用いて電気的に接続する工程、
（ｅ）前記金属板及び回路部品上に樹脂シートを圧着し、前記回路部品が埋設された樹脂層を形成する工程、
（ｆ）前記金属板の他方主面側を加工して、配線パターンを形成する工程。

本発明の製造方法では、まず一定厚みの金属板を準備し、その一方主面上であって、回路部品を接続すべきランド領域に対応する部位をエッチングレジスト層で覆う。金属板は、例えば銅又は銅合金などのように導電性接合材（はんだ又は導電性接着剤）の濡れ性のよい材料で形成され、その表面が平滑で酸化されていないものがよい。ランド領域とは、導電性接合材によって回路部品と電気的に接続されるべき部位である。ランド領域は回路部品の端子電極の位置や数に対応して形成される。ランド領域は複数の端子電極間に跨がらないようにして形成されるのが好ましく、ランド領域と回路部品の端子電極とが一対一で対応するのが望ましい。なお、必要に応じてランド領域に細幅な配線領域を連結形成してもよい。

次に、エッチングレジスト層の被覆領域を除く金属板の表面を一定厚みを残してエッチングする。エッチングによってエッチングレジスト層の被覆領域を除く領域が、エッチングレジスト層の被覆領域より一段低くなる。エッチングと同時又はエッチング後に、エッチングされた金属板の領域の表面に濡れ防止領域を形成する。濡れ防止領域はランド領域の全周を取り囲んでもよいし、ランド領域に配線領域を連結形成した場合には、濡れ防止領域は配線領域が導出された部分を除くランド領域の周囲を取り囲んでもよい。濡れ防止領域は、ランド領域より導電性接合材の濡れ性が悪い領域であり、例えば金属表面を粗化したり（粗面）、酸化膜を形成してもよいし、金属板よりも相対的に導電性接合材の濡れ性が悪い無機被膜を形成してもよい。粗面の上に酸化膜や無機被膜を形成してもよい。濡れ性が悪い無機被膜は、例えばコバルト、ニッケル、タングステン、モリブデン、アルミニウム、クロム、鉄、亜鉛及びこれらの合金の内少なくとも一種をめっきにより析出させたもの、一種以上の酸化物（クロメート等）を析出させたもの、又は一種以上のリン酸塩（リン酸亜鉛など）を析出させたものとしてもよい。また、これらの組み合わせでもよい。

次に、エッチングレジスト層を除去して、ランド領域を露出させる。このとき、ランド領域は元の金属板の上面と同じ高さにあるため、各ランド領域の高さを均一にすることができる。次に、金属板のランド領域に回路部品を搭載し、回路部品とランド領域とを導電性接合材を用いて電気的に接続する。このとき、ランド領域の周囲は濡れ防止領域であるため、導電性接合材が濡れ防止領域へ濡れ広がるのを防止でき、ショートの発生リスクを低減できる。また、導電性接合材は、回路部品とランド領域とを接続するのに必要な最低限の量でよいので、その絶対量を減らすことができる。

次に、金属板及び回路部品上に樹脂シートを圧着し、回路部品が埋設された樹脂層を形成する。樹脂シートとしては、例えば熱硬化性樹脂のみからなる樹脂シートや、シリカ粉末やアルミナ粉末等の無機フィラーを混合した熱硬化性樹脂シートを用いてもよい。いずれの場合も、未硬化状態（例えばＢステージ）の樹脂シートを金属板及び回路部品の上に重ねて圧着することで、樹脂材料が金属板と回路部品との隙間や回路部品同士の隙間に入り込み、かつ金属板の表面にも密着する。特に、圧着する際に真空プレスを行うと、樹脂層内部に気泡が生じるのを防止できるとともに、回路部品と金属板との隙間に確実に樹脂を充填することができる。本発明では、金属板の上面にソルダレジスト等の絶縁層が形成されていないので、樹脂層との間で異種界面による密着強度の低下は発生しない。したがって、回路部品をはんだを用いて固定した場合にも、はんだフラッシュの発生リスクを低減できる。濡れ防止領域が粗面の場合や凹凸を有する酸化膜の場合には、その表面の微細な凹凸に樹脂材料が入り込んで金属板との結合力を高めることができる。そのため、はんだフラッシュ現象（はんだを使用した場合）をより確実に防止できる。

最後に、金属板の他方主面側を加工して配線パターンを形成する。配線パターンを形成する工程としては、２種類の方法が考えられる。第１の方法は、工程（ａ）において、ランド領域と当該ランド領域に接続された配線領域とに対応する部位を覆うようにエッチングレジスト層を形成し、工程（ｆ）において、金属板の他方主面側からエッチング又は研磨によって所定厚み分（濡れ防止領域に相当する厚み）だけ除去することにより、ランド領域と配線領域とを持つ配線パターンを形成する方法である。この方法では、ランド領域と配線領域とが同一高さであるため、広がり方向は配線領域のみに制限され、その他の領域には広がらないので、ショート等のリスクを低減できる。

第２の方法は、工程（ａ）において、ランド領域に対応する部位を独立した島状に覆うようにエッチングレジスト層を形成し、工程（ｆ）において、金属板を他方主面側からパターンエッチングすることにより、ランド領域と当該ランド領域に接続された配線領域とを有する配線パターンを形成する方法である。この方法では、ランド領域と配線領域との間に段差が生じ、ランド領域以外はすべて低い位置にあるため、ランド領域上の導電性接合材が平面方向に濡れ広がる可能性をさらに低くできる。パターンエッチングの方法としては、例えばフォトリソグラフィとエッチングとを併用したサブトラクティブ法を用いてもよい。

本発明方法の場合、エッチングによってランド領域と濡れ防止領域との間に段差が生じるので、ランド領域上の導電性接合材が濡れ防止領域へ広がるのを、効果的に抑制できる。多少の導電性接合材が濡れ防止領域に濡れ広がっても、隣のランド領域に到達するまでの沿面距離が長くなるので、ショートの発生リスクを低減できる。また、ランド領域の周囲に凹状の濡れ防止領域が形成されるので、未硬化の樹脂を凹状の濡れ防止領域に充填することで、そのアンカー効果によって樹脂層と金属板との固着強度を高めることができる。回路部品をランドに実装した状態で回路部品とその下側の濡れ防止領域との間に所定の隙間を設けることができるため、未硬化の樹脂を圧着した際、部品の下側にも樹脂が回り込みやすく、部品の周囲を樹脂で包み込むことができる。そのため、後の工程で配線パターンを形成するために金属板をエッチング処理する際、エッチング液によって回路部品にダメージが加わることを防止できる。

工程（ｂ）としては、ランド領域にはんだペーストを塗布し、回路部品を載置した後、リフローはんだ付けを実施してもよいし、ランド領域にＰｂフリーはんだ材料であるＳｎ又はＳｎ合金めっきを行うことにより、プリコート層を形成し、回路部品をランド領域に対してプリコート実装してもよい。この場合には、プリコート層が薄膜であり、はんだ量が極めて少量で済むので、はんだフラッシュのリスクをさらに低減できる。

本発明によれば、金属板の一方主面上にランド領域と当該ランド領域を取り囲む濡れ防止領域とを形成し、ランド領域に回路部品を導電性接合材を用いて接続し、その上に樹脂層を形成するようにしたので、導電性接合材の濡れ広がりを濡れ防止領域によって制限でき、しかも従来の開口部を有する絶縁層（ソルダレジスト）を用いた方法に比べて、導電性接合材の絶対量を少なくできるので、はんだフラッシュやショートの発生リスクを低減できる。また、本発明では絶縁層を用いる必要がないので、絶縁層と樹脂層との異種界面での密着強度の低下といった不具合を解消できる。

〔実施形態１〕
以下に、本発明に係る部品内蔵基板の製造方法の第１実施形態について、図１を参照しながら説明する。説明を簡単にするため、図１では１個の回路部品を含む部品内蔵基板の一部の製造工程を示しているが、実際の部品内蔵基板は複数の回路部品を含んでいる。さらに、実際の製造工程では、親基板状態の部品内蔵基板が作製され、その後で子基板状態にカットされる。

図１の（ａ）は第１工程であり、一定厚みを有する金属板１の一方主面上に、回路部品の実装用ランド領域、ビア用ランド領域、又はそれらを繋ぐ配線領域（図示せず）に対応する部位を覆うようにエッチングレジスト層２をパターン形成する。金属板１は、後続の工程で加工され、部品内蔵基板の片面の配線パターンを構成するものである。金属板１の材料としては、例えばＣｕ、Ｎｉ、Ａｌなど任意に選択できるが、作業性、コスト、はんだ濡れ性を考慮すると、Ｃｕ又はＣｕ合金が好ましい。金属板１の厚みは、作業性、コストを考慮すると、５０〜１０００μｍが好ましい。エッチングレジスト層２の材料は、エッチング液によって溶解／剥離しない材料が使用される。エッチングレジスト層２は、例えばフィルム状レジストを金属板１にラミネートし、露光、現像処理を行うことにより、パターン形成することができる。その他、スクリーン印刷法などの他の方法でエッチングレジスト層２を形成してもよい。

図２は、エッチングレジスト層２のパターン形状の一例を示す。エッチングレジスト層２には、後述する部品実装用ランド領域１ａ及びビア用ランド領域１ｂとなるべき位置にそれぞれ被覆部２ａ，２ｂが形成され、ランド領域を繋ぐ配線領域となるべき位置に細幅な被覆部２ｃが形成されている。図１の（ａ）は図２の一部（図２にＡ部で示す）の切断端面図であり、配線領域となる被覆部２ｃを含まない断面を示している。ランド用被覆部２ａは、後述する回路部品６の各端子電極と対応する位置に形成されており、好ましくは回路部品６の端子電極と一対一で形成されるのがよい。図２ではビア用被覆部２ｂは大小２種類の円形に形成されているが、これはビア導体の直径によってランドの大きさも異なるからであり、被覆部２ｂの形状や大きさは任意に選択できる。配線用被覆部２ｃはランド用被覆部２ａ，２ｂの間、ランド用被覆部２ａ相互の間、又はランド用被覆部２ｂ相互の間を接続するように帯状に形成されているが、その形状は任意である。この例では、濡れ防止領域は部品実装用ランド領域、ビア用ランド領域及び配線領域を除く領域に形成される。

図３は、エッチングレジスト層２のパターン形状の他の例を示す。この例では、部品実装用ランド領域及びビア用ランド領域となるべき領域のみに被覆部２ａ，２ｂが独立した島状に形成され、配線領域と対応する部位には被覆部が形成されていない。そのため、この例では、濡れ防止領域が部品実装用ランド領域及びビア用ランド領域の全周を取り囲むことになる。

図１の（ｂ）は第２工程であり、エッチングレジスト層２の被覆領域を除く金属板１の表面を所定厚みを残してエッチングした状態を示す。エッチングによって、金属板１の表面には所定深さの凹部１ｃが形成される。金属板１が銅又は銅合金からなる場合、エッチング液としては、塩化第二鉄、塩化第二銅、過硫酸塩溶液、硫酸＋過酸化水素混合液など既存のエッチング液を使用することができる。エッチング深さは、金属板１の厚みにもよるが、金属板１の厚みの半分以下が望ましい。具体的には、５μｍ〜５０μｍ程度が望ましい。

図１の（ｃ）は第３工程であり、エッチングされた金属板１の凹部１ｃの底部表面を粗化し、粗面よりなる濡れ防止領域１ｄを形成した状態を示す。粗面１ｄの表面粗さは、後述するはんだの流動を防止できるものがよく、表面粗さＲａの好ましい範囲は０．３μｍ〜１．０μｍである。凹部１ｃの表面を粗化する方法としては、特に限定されることなく、エッチング等の化学的処理であってもよいし、研磨、ブラスト等の機械的処理であってもよい。エッチングによる化学的処理を用いる場合には、第２工程（ｂ）のエッチングと同時に粗化を実施することができる。

図１の（ｄ）は第４工程であり、エッチングレジスト層２を金属板１から除去した状態を示す。エッチングレジスト層２はＮａＯＨ溶液等の剥離液を用いることで、容易に除去できる。エッチングレジスト層２を除去することで、金属板１には、平滑な表面を持つ部品実装用ランド領域１ａ及びビア用ランド領域１ｂが形成され、その周囲を取り囲むように粗面よりなる濡れ防止領域１ｄが一段低く形成される。すなわち、ランド領域１ａ，１ｂは濡れ防止領域１ｄより高い位置に形成される。なお、図２のパターン形状を利用した場合には、ランド領域１ａ，１ｂと同じ高さで配線領域（図示せず）を形成することもできる。

図１の（ｅ）は第５工程であり、金属板１の部品実装用ランド領域１ａの上にはんだペースト５を塗布した状態を示す。はんだペースト５の塗布は、印刷法等の公知の方法で容易に実施できる。なお、はんだペースト５はビア用ランド領域１ｂや配線領域の上に形成する必要はない。はんだペースト５に代えて、Ｓｎ又はＳｎ合金よりなるプリコート層をランド領域１ａ上に形成してもよい。プリコート層をめっきにより形成する場合には、金属板１の上面に、ランド領域１ａと対応する開口部を持つめっきレジストを形成し、その上でめっき処理を行う必要がある。Ｓｎ合金としては、例えばＳｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ等がある。めっき方法は、電解めっき法、無電解めっき法などいずれの方法を用いてもよいが、はんだの絶対量を少なくするため、プリコート層の厚みはプリコート実装に必要な最低限の厚み（例えば０．１μｍ〜５μｍ程度）とするのがよい。

図１の（ｆ）は第６工程であり、はんだペースト５を塗布した部品実装用ランド領域１ａの上に回路部品６を配置し、リフロー等によって実装した状態を示す。このとき、回路部品６の端子電極６ａとランド領域１ａとがはんだ５ａによって電気的に接続される。はんだ５ａが溶融する際、表面張力によってはんだ５ａが端子電極６ａとランド領域１ａとの間を満たすと同時に、はんだ５ａの一部が端子電極６ａの側面にはい上がり、フィレットを形成する。はんだ５ａはその表面張力によってランド領域１ａに止まり易く、しかもランド領域１ａの周囲には粗面よりなる濡れ防止領域１ｄが形成されているので、はんだ５ａが外側の濡れ防止領域１ｄへ濡れ広がることがない。特に、ランド領域１ａは濡れ防止領域１ｄより高い位置に形成されているため、濡れ防止領域１ｄへの濡れ広がりを一層効果的に防止できる。さらに、ランド領域１ａが濡れ防止領域１ｄより高い位置に形成されていることで、回路部品６を実装したとき、回路部品６とその下方の濡れ防止領域１ｄとの間に、樹脂が容易に入り込むことができる所定の隙間δが形成される。この実施形態の回路部品６は２端子のチップ部品であるが、３端子のチップ部品あるいは集積回路のような多端子の電子部品であってもよい。

本実施形態では、回路部品６を部品実装用ランド領域１ａにはんだ５ａを用いて実装する例を示したが、はんだ５に代えて導電性接着剤を用いても同様に実装できる。但し、導電性接着剤を用いる場合には、それに含有される熱硬化性樹脂を硬化させるために、熱処理を行う必要がある。

図１の（ｇ）は第７工程であり、金属板１及び回路部品６の上に樹脂シート７及び金属箔８を重ねて圧着し、積層体を形成する。樹脂シート７は、例えば無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含有する未硬化（例えばＢステージ）状態のシートであり、その厚みは少なくとも回路部品６の高さより厚い。樹脂シート７を圧着すると、軟化した樹脂材料が金属板１と回路部品６との隙間δや回路部品６同士の隙間に入り込み、かつ金属板１の表面にも密着する。特に、回路部品６を実装した状態で、回路部品６とその下方の濡れ防止領域１ｄとの間に所定の隙間δが形成されるため、この隙間δに樹脂を確実に充填することができる。なお、圧着する際に真空プレスを行うと、樹脂シート７内部に気泡が生じるのを防止できるとともに、樹脂の充填がより容易となる。ランド領域１ａ，１ｂと粗面１ｄとの間には段差があるため、その段差によって樹脂のアンカー効果を発揮すると共に、粗面１ｄの微細な凹凸に樹脂材料が入り込んで金属板１と樹脂シート７との結合力を高めることができる。

樹脂シート７を圧着する際又は圧着後、加熱を行うのが望ましい。これにより、樹脂シート７に含まれる熱硬化性樹脂が硬化して樹脂層となり、樹脂層７と金属板１、金属箔８、回路部品６との接合状態を良好にすることができる。樹脂層７は、樹脂シートの圧着直後に硬化している必要はなく、例えば複数の樹脂シートを圧着して多層基板を構成する場合には、全ての樹脂シートを同時に熱硬化させてもよい。本実施形態では、樹脂層７を形成するために無機フィラーを含む樹脂シートを使用したが、無機フィラーを含まない熱硬化性樹脂シートを使用してもよい。

図１の（ｈ１）は第８工程の一例であり、金属板１の下面をエッチング又は研磨して配線パターンを形成すると共に、樹脂層７の上面の金属箔８をパターンエッチングして配線パターン８ａを形成した状態を示す。上面の配線パターン８ａはフォトリソグラフィ及びエッチングにより形成したものであるが、下面の配線パターンは、濡れ防止領域１ｄが除去されるまで全面に亘って金属板１の他方主面側をエッチング又は研磨することにより、ランド領域１ａ、１ｂ及び配線領域（図示せず）だけを残したものである。この例は、図２に示すパターンでランド領域と配線領域とを形成した場合に有効な手法である。

図１の（ｈ２）は第８工程の他の例であり、金属板１の下面側をフォトリソグラフィ及びエッチングによりパターン形成すると共に、樹脂層７の上面の金属箔８をパターンエッチングして配線パターン８ａを形成したものである。濡れ防止領域１ｄのうち一部のみを除去し、残部を配線領域１ｅとして用いている。この場合には、ランド領域１ａ，１ｂの厚みを図１の（ｈ１）に比べて厚くすることができる。この例は、図３に示すようにランド領域１ａ，１ｂを島状に形成した場合に有効な手法であり、濡れ防止領域１ｄの一部を利用して、ランド領域１ａ，１ｂを繋ぐ配線部分１ｅを形成することができる。

図１の（ｈ１）又は（ｈ２）のいずれの場合も、部品実装するためのランド領域１ａの高さが元の金属板１の表面と同一高さにあり、均一にすることができる。部品内蔵基板には低背化が求められるが、ランドの高さを均一にすることで、その上に実装される部品の高さも均一になり、低背化を図る上で有利である。また、一定厚みの金属板１から出発し、その金属板１をエッチングすることによって最終的な部品内蔵基板のパターン配線を形成するので、めっき法などの堆積法を用いたパターン形成が不要であり、工程が簡素化され、製造コストを低減できる。

図４は、上述のようにして形成された部品内蔵基板に対して更なる加工を施し、最終的な部品内蔵モジュールを形成する方法の一例を示す。図４の（ａ）は、図１の（ｈ１）の工程で形成された部品内蔵基板に対し、上方より樹脂層７及び配線パターン８ａを貫通してビア用ランド領域１ｂに達するビア導体用孔９を形成する。ビア導体用孔９の形成方法としては、レーザーやドリルなどを用いることができる。なお、本実施形態においては樹脂層７上に配線パターン８ａを形成した後でビア導体用孔９を形成したが、配線パターン８ａとなる金属箔８を配置する前の段階で樹脂層７にビア導体用孔９及びビア導体９ａを形成し、その後で配線パターン８ａを形成することも可能である。

次に、図４の（ｂ）に示すように、ビア導体用孔９内にビア導体９ａを形成する。ビア導体９ａは、ビア導体用孔９の内面にめっきを施し、その中に樹脂材料を充填してもよいし、ビア導体用孔９の内部に導電性ペーストを充填してもよい。ビア導体９ａを形成することによって、配線パターン８ａとビア用ランド領域１ｂとが電気的に導通する。なお、ビア導体用孔９及びビア導体９ａの形成方法は、上述のように樹脂層７を圧着した後に形成してもよいし、圧着前の樹脂層７に予め形成しておいてもよい。また、ビア導体用孔９及びビア導体９ａは必須の要素ではなく、必要に応じて形成すればよい。

その後、図４の（ｃ）に示すように、配線パターン８ａの上に更なる回路部品６を実装してもよいし、配線パターン８ａの上にさらなる樹脂層を積層して多層構造としてもよい。樹脂層の層数や回路部品の実装形態は任意である。図１では、樹脂層７の上面側に配線パターン８ａを形成したが、この配線パターン８ａを省略することもできる。また、金属箔８をパターン化せず、樹脂層７の上面全面を覆うシールド電極とすることもできる。これによって、内蔵部品を外部の電磁界から遮蔽することが可能になる。

本実施形態では、図１の（ｇ）の工程において、樹脂層７の上面に濡れ防止領域を持たない金属箔８を固着したが、この金属箔８に代えて、図１の（ｄ）の段階における金属板１と同様に、ランド領域と濡れ防止領域を持つ金属板を用いてもよい。この場合には、図１の（ｈ１）又は（ｈ２）の構造を持つ部品内蔵基板を多層構造に構成できる。

〔実施形態２〕
図５は、本発明に係る部品内蔵基板の製造方法の第２実施形態を示す。図５の（ａ）〜（ｈ２）は図１の（ａ）〜（ｈ２）とそれぞれ対応しているため、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。

この実施形態では、第３工程である図５の（ｃ）において、エッチングされた金属板１の凹部１ｃの底面を酸化処理し、濡れ防止領域としての酸化膜３を形成する。酸化膜３の形成方法としては、熱処理、化学処理等いずれの方法を用いてもよい。この例では、凹部１ｃの平滑な底面に酸化膜３を形成したが、図１の（ｃ）に示すような粗化した凹部１ｃの底面を酸化処理してもよい。

第６工程である図５の（ｆ）において、はんだペースト５を塗布した部品実装用ランド領域１ａの上に回路部品６を実装する。はんだ５ａが溶融する際、表面張力によってランド領域１ａに止まり、しかもランド領域１ａの周囲には酸化膜３が形成されているので、はんだ５ａが酸化膜３上へ濡れ広がることがない。特に、ランド領域１ａは酸化膜３より高い位置に形成されているため、酸化膜３への濡れ広がりを一層効果的に防止できる。

図５の（ｈ２）に示すように、酸化膜３の下方に位置する金属板１の部分を配線領域１ｅとして利用する場合、酸化膜３が残ることになるが、酸化膜３は金属板１の一部が変質したものであるから、従来技術の絶縁層のように樹脂層７との異質界面による問題は発生しない。

〔実施形態３〕
図６は、本発明に係る部品内蔵基板の製造方法の第３実施形態を示す。図６の（ａ）〜（ｈ２）は図１の（ａ）〜（ｈ２）とそれぞれ対応しているため、相違点のみ説明する。

この実施形態では、第３工程である図６の（ｃ）において、エッチングされた金属板１の凹部１ｃの底面に、金属板よりも相対的にはんだ濡れ性が悪い無機被膜４を形成したものである。濡れ性が悪い無機被膜４の形成方法としては、コバルト、ニッケル、タングステン、モリブデン、アルミニウム、クロム、鉄、亜鉛又はこれらの合金をめっきにより析出させる処理、少なくとも一種以上の酸化物（クロメート等）を析出させる処理、少なくとも一種以上のりん酸塩（リン酸亜鉛など）を析出させる処理などを用いることができる。このとき、エッチングレジスト層２はめっきレジストを兼ねるので、格別にめっきレジストを形成する必要がなく、工程数を削減できる。無機被膜４の厚み（めっき厚）は、凹部１ｃの深さより薄くするのがよく、０．５μ〜５μ（０．５〜１μ程度が最も好ましい）が有効である。

第６工程である図６の（ｆ）において、はんだペースト５を塗布した部品実装用ランド領域１ａの上に回路部品６を実装する。はんだ５ａが溶融する際、表面張力によってランド領域１ａに止まり、しかもランド領域１ａの周囲には濡れ性の悪い無機被膜４が形成されているので、はんだ５ａが無機被膜４上へ濡れ広がることがない。特に、ランド領域１ａは無機被膜４より高い位置に形成されているため、濡れ広がりを一層効果的に防止できる。

図６の（ｈ２）に示すように、無機被膜４の下方に位置する金属板１の部分を配線領域１ｅとして利用する場合、無機被膜４が樹脂層７と配線領域１ｅとの間に残ることになるが、無機被膜４は金属板１の表面に金属結合によって形成されたものであるから、従来技術の絶縁層のように樹脂層７との異質界面による剥離の問題は発生しない。

〔製法１〕
実施形態１に基づいて、以下のようにして部品内蔵基板のサンプルを作製した。
（１）金属板(100mm×100mm)として500 μｍ厚Ｃｕ板を用い、その表面に25μｍ厚フィルムレジスト（東京応化製) をラミネートした後、露光、現像処理を施すことにより、ランド領域（及び配線領域）を除く箇所にエッチングレジストを形成。
（２）塩化第二鉄溶液を用い、エッチング深さが20μｍとなるようにパターンエッチングを実施。
（３）金属板の露出部をカッパーボンド処理液（荏原ユージライト製）を用いて粗化。
（４）エッチングレジストを３％のＮａＯＨ溶液中で除去。
（５）金属板上にはんだペーストを印刷し、チップコンデンサを100 個実装。
（６）金属板及びチップコンデンサ上に500 μｍ厚のエポキシ系樹脂からなる樹脂シート、18μｍ厚のＣｕ箔を積層し、樹脂中に部品を埋設して基板形成。
（７）基板上面のＣｕ箔をフォトリソ・エッチングにより配線形成するとともに、下面Ｃｕ板をエッチングにより除去し、配線パターン形成。
（８）基板の下面にさらに500 μｍ厚のエポキシ系樹脂層を積層。

〔製法２〕
実施形態２に基づいて、以下のようにして部品内蔵基板のサンプルを作製した。
（１）金属板(100mm×100mm)として300 μｍ厚Ｃｕ板を用い、その表面に25μｍ厚フィルムレジスト（東京応化製) をラミネートした後、露光、現像処理を施すことにより、ランド領域（及び配線領域）を除く箇所にエッチングレジストを形成。
（２）塩化第二鉄溶液を用い、エッチング深さが20μｍとなるようにパターンエッチングを実施。
（３）大気雰囲気中で180 ℃、30分間の熱処理を実施することにより、金属板の露出部を酸化。
（４）エッチングレジストを３％のＮａＯＨ溶液中で除去。
（５）金属板上にはんだペーストを印刷し、チップコンデンサを100 個実装。
（６）金属板及びチップコンデンサ上に500 μｍ厚のエポキシ系樹脂からなる樹脂シート、18μｍ厚のＣｕ箔を積層し、樹脂中に部品を埋設して基板形成。
（７）基板上面のＣｕ箔をフォトリソ・エッチングにより配線形成するとともに、下面Ｃｕ板をエッチングにより除去し、配線パターン形成。
（８）基板の下面にさらに500 μｍ厚のエポキシ系樹脂層を積層。

〔製法３〕
実施形態３に基づいて、以下のようにして部品内蔵基板のサンプルを作製した。
（１）金属板(100mm×100mm)として100 μｍ厚Ｃｕ板を用い、その表面に25μｍ厚フィルムレジスト（東京応化製) をラミネートした後、露光、現像処理を施すことにより、ランド領域（及び配線領域）を除く箇所にエッチングレジストを形成。
（２）塩化第二鉄溶液を用い、エッチング深さが20μｍとなるようにパターンエッチングを実施。
（３）金属露出部に電解Ｚｎめっきを１μｍ施した後、クロメート処理を実施。
（４）エッチングレジストを３％のＮａＯＨ溶液中で除去。
（５）金属板上にはんだペーストを印刷し、チップコンデンサを100 個実装。
（６）金属板及びチップコンデンサ上に500 μｍ厚のエポキシ系樹脂、18μｍ厚のＣｕ箔を積層し、樹脂中に部品を埋設して基板形成。
（７）基板上面のＣｕ箔をフォトリソ・エッチングにより配線形成するとともに、下面Ｃｕ板を研磨により除去。
（８）基板の下面にさらに500 μｍのエポキシ系樹脂層を積層。

〔比較例〕
前記製法１〜３に基づく部品内蔵基板と比較するため、特許文献２に基づいて次のように部品内蔵基板を作製した。
（１）基材(100ｍｍ×100 ｍｍ) として18μｍ厚Ｃｕ箔（日鉱金属製) を用い、その光沢面にランド領域のみを開口させた15μｍ厚のエポキシ系ソルダレジスト（太陽インキ製) を形成。
（２）部品実装用ランド領域上にはんだペーストを印刷し、チップコンデンサを100 個実装（部品実装用ランド領域の間隔：100 μｍ）。
（３）部品実装用ランド領域及びチップコンデンサ上に500 μｍ厚のエポキシ系樹脂、18μｍ厚のＣｕ箔を積層し、樹脂中に部品を埋設。
（４）樹脂層上面及び下面のＣｕ箔をフォトリソ・エッチングすることにより配線パターンを形成。
（５）基板の下面にさらに500 μｍのエポキシ系樹脂層を積層。

以上の方法で試作した部品内蔵基板を下記条件の試験に供した後、はんだフラッシュによるショートの有無を透過Ｘ線観察により確認した。
試験条件：60℃、60％RH×40h →リフロー(260℃ピーク) ×４回

○：ショート発生なし、×：ショート発生あり。

以上の試験結果から、製法１〜３では、ランド領域の周囲が濡れ性の悪い濡れ防止領域で囲まれ、かつ基板内に従来技術のような絶縁層／樹脂層の異種界面が生じないため、優れた耐はんだフラッシュ性が得られることが分かる。

本発明の第１実施形態の部品内蔵基板の製造工程図である。 エッチングレジスト層の一例のパターン図である。 エッチングレジスト層の他の例のパターン図である。 本発明の第１実施形態の部品内蔵基板を用いて部品内蔵モジュールを製造する製造工程図である。 本発明の第２実施形態の部品内蔵基板の製造工程図である。 本発明の第３実施形態の部品内蔵基板の製造工程図である。 従来の部品内蔵基板の製造工程図である。

符号の説明

１ 金属板
１ａ 部品実装用ランド領域
１ｂ ビア用ランド領域
１ｃ 凹部
１ｄ 粗面（濡れ防止領域）
１ｅ 配線領域
２ エッチングレジスト層
３ 酸化膜（濡れ防止領域）
４ 無機被膜（濡れ防止領域）
５ はんだペースト
５ａ はんだ（導電性接合材）
６ 回路部品
６ａ 端子電極
７ 樹脂層
８ 金属箔
８ａ 配線パターン

Claims (7)

1. （ａ）一定の厚みを有する金属板の一方主面上に、回路部品を接続すべきランド領域に対応する部位を覆うエッチングレジスト層を形成する工程、
   （ｂ）前記エッチングレジスト層の被覆領域を除く前記金属板の表面を所定厚みを残してエッチングすると共に、エッチングされた金属板の領域の表面に、前記ランド領域より導電性接合材の濡れ性が悪い濡れ防止領域を形成する工程、
   （ｃ）前記エッチングレジスト層を除去して、前記ランド領域を露出させる工程、
   （ｄ）前記ランド領域に前記回路部品を前記導電性接合材を用いて電気的に接続する工程、
   （ｅ）前記金属板及び回路部品上に樹脂シートを圧着し、前記回路部品が埋設された樹脂層を形成する工程、
   （ｆ）前記金属板の他方主面側を加工して、配線パターンを形成する工程、
   を含むことを特徴とする部品内蔵基板の製造方法。
2. 前記工程（ｂ）において、前記濡れ防止領域は、前記金属板の表面を粗化したものであることを特徴とする請求項１に記載の部品内蔵基板の製造方法。
3. 前記工程（ｂ）において、前記濡れ防止領域は、前記金属板の表面を酸化したものであることを特徴とする請求項１に記載の部品内蔵基板の製造方法。
4. 前記工程（ｂ）において、前記濡れ防止領域は、前記金属板よりも相対的に導電性接合材の濡れ性が悪い無機被膜を形成したものであることを特徴とする請求項１に記載の部品内蔵基板の製造方法。
5. 前記導電性接合材の濡れ性が悪い無機被膜は、コバルト、ニッケル、タングステン、モリブデン、アルミニウム、クロム、鉄、亜鉛及びこれらの合金の内少なくとも一種をめっきにより析出させたもの、一種以上の酸化物を析出させたもの、又は一種以上のリン酸塩を析出させたものの何れかよりなることを特徴とする請求項４に記載の部品内蔵基板の製造方法。
6. 前記工程（ａ）において、前記エッチングレジスト層は、前記ランド領域と当該ランド領域に接続された配線領域とに対応する部位を覆っており、
   前記工程（ｆ）において、前記金属板の他方主面側からエッチング又は研磨によって所定厚み分だけ除去することにより、前記ランド領域と前記配線領域とを持つ配線パターンを形成す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基板の製造方法。
7. 前記工程（ａ）において、前記エッチングレジスト層は、前記ランド領域に対応する部位を独立した島状に覆っており、
   前記工程（ｆ）において、前記金属板を他方主面側からパターンエッチングすることにより、前記ランド領域と当該ランド領域に接続された配線領域とを有する配線パターンを形成す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基板の製造方法。

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