JP2011071560A - 部品内蔵配線板の製造方法 - Google Patents
部品内蔵配線板の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011071560A JP2011071560A JP2011003312A JP2011003312A JP2011071560A JP 2011071560 A JP2011071560 A JP 2011071560A JP 2011003312 A JP2011003312 A JP 2011003312A JP 2011003312 A JP2011003312 A JP 2011003312A JP 2011071560 A JP2011071560 A JP 2011071560A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wiring board
- wiring
- solder
- tin
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
【課題】内蔵部品接続用の半田が再溶融して配線板としての信頼性が低下することのない部品内蔵配線板の製造方法を提供すること。
【解決手段】エポキシ系樹脂の第1の絶縁板の配線パターン上であって電気/電子部品が実装されるべき位置に、すずを含む半田の粒とすずよりも高融点の金属の粒とがフラックス中に分散されたクリーム半田を適用する工程と、クリーム半田を介して配線パターン上に電気/電子部品を載置する工程と、クリーム半田を加熱しリフローさせて、電気/電子部品を配線パターンに固定するように、すずとすずよりも高融点の前記金属とからなる化合物により表面が覆われた金属の粒を含有する半田の接続部を形成する工程と、エポキシ系樹脂の第2の絶縁板中に、配線パターンに固定された電気/電子部品を埋め込むように、第1の絶縁板に積層状に第2の絶縁板を一体化する工程とを具備する。
【選択図】図5
【解決手段】エポキシ系樹脂の第1の絶縁板の配線パターン上であって電気/電子部品が実装されるべき位置に、すずを含む半田の粒とすずよりも高融点の金属の粒とがフラックス中に分散されたクリーム半田を適用する工程と、クリーム半田を介して配線パターン上に電気/電子部品を載置する工程と、クリーム半田を加熱しリフローさせて、電気/電子部品を配線パターンに固定するように、すずとすずよりも高融点の前記金属とからなる化合物により表面が覆われた金属の粒を含有する半田の接続部を形成する工程と、エポキシ系樹脂の第2の絶縁板中に、配線パターンに固定された電気/電子部品を埋め込むように、第1の絶縁板に積層状に第2の絶縁板を一体化する工程とを具備する。
【選択図】図5
Description
本発明は、絶縁板中に電気/電子部品を埋設して有する部品内蔵配線板を製造する方法に係り、特に、部品内蔵によって配線板としての信頼性が低下することを防止するのに好適な部品内蔵配線板の製造方法に関する。
部品内蔵配線板の従来技術として下記特許文献1に開示されたものがある。同文献図1に示されるその構造によると、電気部品の配線層への電気的接続には半田(または導電性接着剤)が用いられている。その製造方法は、あらかじめ、コアとなる配線板に半田(または導電性接着剤)を用いて電気部品を電気的・機械的に接続する。またこれとは別の絶縁樹脂層に穴あけを行いこの穴に導電性組成物を充填し、先に部品実装したコア板と位置合わせ配置して積層・一体化する。
部品内蔵配線板では、この配線板上に別の部品が外部実装されるときや部品内蔵配線板自体が別の配線板に実装されるとき(両者、2次実装ともいう)に、内蔵部品の接続信頼性が損なわれないことが重要である。具体的には、例えば、内蔵部品の接続材料として半田が使用される場合、その半田の再溶融による接続不良や短絡が発生しないようにする必要がある。
同文献には、このような再溶融を防ぐため融点の高い高温半田を用いることの記述がある(同文献段落0034)。ただし半田の具体的成分は明らかではない。一般的には、高温半田として、Sn−Pb系のPbリッチ材が知られており、Pb−5Sn(融点314℃から310℃)、Pb−10Sn(融点302℃から275℃)の半田があるが、半田づけ温度として300℃以上の高温を必要とする。このような高温では、配線板の絶縁板材料として一般的なエポキシ系の樹脂では耐熱性が不足し適用が困難である。
本発明は、絶縁板中に電気/電子部品を埋設して有する部品内蔵配線板を製造する方法において、内蔵部品接続用の半田が再溶融して配線板としての信頼性が低下することのない部品内蔵配線板の製造方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明の一態様である部品内蔵配線板の製造方法は、配線パターンを少なくとも片面に備えた、エポキシ系樹脂の第1の絶縁板の前記配線パターン上であって電気/電子部品が実装されるべき位置に、すずを含む半田の粒とすずよりも高融点の金属の粒とがフラックス中に分散されたクリーム半田を適用する工程と、前記クリーム半田を介して前記配線パターン上に前記電気/電子部品を載置する工程と、前記クリーム半田を加熱しリフローさせて、前記電気/電子部品を前記配線パターンに固定するように、前記クリーム半田から、すずとすずよりも高融点の前記金属とからなる化合物により表面が覆われた前記金属の粒を含有する半田の接続部を形成する工程と、前記第1の絶縁板とは異なる、エポキシ系樹脂の第2の絶縁板中に、前記配線パターンに固定された前記電気/電子部品を埋め込むように、前記第1の絶縁板に積層状に前記第2の絶縁板を一体化する工程とを具備することを特徴とする。
すなわち、内蔵の電気/電子部品を配線パターンに接続する接続部を、ある種の金属の粒を含有する半田で形成するようにする。その金属粒は、すずとすずよりも高融点の金属とからなる化合物により表面が覆われた該金属の粒である。このような構成の接続部の半田は、クリーム半田(フラックス中に半田粒が分散させてある)中に、すずを含む半田の粒とすずよりも高融点の金属の粒とを分散させておきこれをリフローさせると化学反応が生じて得られる。
この接続部の半田は、金属の粒の表面がすずとすずよりも高融点の金属とからなる化合物で覆われているため、半田中のすずがこの化合物に取り込まれて化合物ではないすず部分の割合として減少している。また、この化合物自体が一般的にすずに比べて相当に高融点である。したがって、再溶融自体が生じにくくなっており、再溶融したとしてもすず部分の割合が減少しているので体積変化が小さく周りへの影響が抑制されている。よって配線板としての信頼性が低下しにくい。
本発明によれば、絶縁板中に電気/電子部品を埋設して有する部品内蔵配線板を製造する方法において、内蔵部品接続用の半田が再溶融して配線板としての信頼性が低下することのない部品内蔵配線板の製造方法を提供することができる。
本発明の実施態様として、前記クリーム半田の前記金属の粒が銅粒である、とすることができる。すずよりも融点の高い金属の例であるが、ほかに、銀、金、アルミニウム、銅−すず合金などの粒とすることもできる。このようなほかの例でもすずとの反応化合物が金属粒表面に形成され同様の効果がある。
また、実施態様として、前記クリーム半田の前記半田の粒が、鉛フリーの半田の粒である、とすることができる。有害とされている物質を積極的に排除したものである。
ここで、例えば、前記クリーム半田の前記半田の粒が、すず、銀、銅を有する合金の粒である、とすることができる。半田の粒の部分の具体的な態様例である。
本発明の実施態様である製造方法は、次のような各構造の部品内蔵配線板を作るときに適用できる。
すなわち、前記第2の絶縁板が、少なくとも2つの絶縁層の積層であり、前記少なくとも2つの絶縁層の間に挟まれて設けられた第2の配線パターンと、前記第2の絶縁板の積層方向一部を貫通して前記配線パターンの面と前記第2の配線パターンの面との間に挟設され、かつ導電性組成物からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状である層間接続体とを有する構造である。この層間接続体は、電気/電子部品を埋め込んでいる第2の絶縁板の積層方向一部を貫通する層間接続体の一例であり、例えば導電性組成物のスクリーン印刷により形成された導電性バンプを由来とする層間接続体である。
また、前記第2の絶縁板が、少なくとも2つの絶縁層の積層であり、前記少なくとも2つの絶縁層の間に挟まれて設けられた第2の配線パターンと、前記第2の絶縁板の積層方向一部を貫通して前記配線パターンの面と前記第2の配線パターンの面との間に挟設され、かつ金属からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状である層間接続体とを有する構造である。この層間接続体は、電気/電子部品を埋め込んでいる第2の絶縁板の積層方向一部を貫通する層間接続体の別の例であり、例えば金属板をエッチングすることにより形成された導体バンプを由来とする層間接続体である。
また、前記第1の絶縁板の前記配線パターンが位置する側とは反対側に設けられた第2の配線パターンと、前記第1の絶縁板を貫通して前記配線パターンの面と前記第2の配線パターンの面との間に挟設され、かつ導電性組成物からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状である層間接続体とを有する構造である。この層間接続体は、電気/電子部品を埋め込んでいる第2の絶縁板とは別の第1の絶縁板を貫通する層間接続体の一例であり、例えば導電性組成物のスクリーン印刷により形成された導電性バンプを由来とする層間接続体である。
また、前記第1の絶縁板の前記配線パターンが位置する側とは反対側に設けられた第2の配線パターンと、前記第1の絶縁板を貫通して前記配線パターンの面と前記第2の配線パターンの面との間に挟設され、かつ金属からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状である層間接続体とを有する構造である。この層間接続体は、電気/電子部品を埋め込んでいる第2の絶縁板とは別の第1の絶縁板を貫通する層間接続体の別の例であり、例えば金属板をエッチングすることにより形成された導体バンプを由来とする層間接続体である。
また、前記第1の絶縁板の前記配線パターンが位置する側とは反対側に設けられた第2の配線パターンと、前記第1の絶縁板を貫通して前記配線パターンの面と前記第2の配線パターンの面との間に挟設され、かつ導電性組成物からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化していない形状である層間接続体とを有する構造である。この層間接続体は、電気/電子部品を埋め込んでいる第2の絶縁板とは別の第1の絶縁板を貫通する層間接続体のさらに別の例であり、例えば第1の絶縁板を貫通する穴に導電性組成物を充填して形成される層間接続体である。
また、前記第1の絶縁板の前記配線パターンが位置する側とは反対側に設けられた第2の配線パターンと、前記第1の絶縁板を貫通して前記配線パターンの面と前記第2の配線パターンの面との間に挟設され、かつ金属からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化していない形状である層間接続体とを有する構造である。この層間接続体は、電気/電子部品を埋め込んでいる第2の絶縁板とは別の第1の絶縁板を貫通する層間接続体のさらに別の例であり、例えば金属めっきにより形成された導体バンプを由来とする層間接続体である。
また、前記接続部により前記電気/電子部品が前記配線パターンに接続される該電気/電子部品の側とは反対の側の該電気/電子部品の表面が、表出している構造である。部品内蔵配線板として厚みをできるだけ抑えた構成である。
また、前記接続部により前記電気/電子部品が前記配線パターンに接続される該電気/電子部品の側とは反対の側の該電気/電子部品の表面が、前記第2の絶縁板により隠されている構造である。部品内蔵配線板として内蔵部品を内部に完全に閉じ込めた構成である。
以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る製造方法による部品内蔵配線板の構成を模式的に示す断面図である。図1に示すように、この部品内蔵配線板は、絶縁層11(第1の絶縁板)、同12、同13、同14(12、13、14で第2の絶縁板)、同15、配線層21(第2の配線パターン)、同22(配線パターン)、同23(もうひとつの第2の配線パターン)、同24、同25、同26(=合計6層)、層間接続体31、同32、同34、同35、スルーホール導電体33、チップ部品41(電気/電子部品)、接続部51(半田部)を有する。
チップ部品41は、ここでは例えばチップコンデンサであり、その平面的な大きさは例えば0.6mm×0.3mmである。両端に端子(電極)を有し、その下側が配線層22による内蔵部品実装用ランドに対向位置している。チップ部品41の端子と実装用ランドとは接続部51により電気的・機械的に接続されている。
ここで、チップ部品41の端子と配線層22の実装用ランドとを接続する接続部51の微細な構造について図2を参照して説明する。図2は、図1に示す部品内蔵配線板における接続部51の構成およびその形成過程を模式的に示す拡大図である。接続部51は、図2右側に示すように、微細な構造として、すずを主成分とする半田部分501Aと、表面が銅−すず化合物で覆われた銅粒502Aとからなっている。このような微細構造には、接続部51の形成過程が関連している。
すなわち、接続部51はクリーム半田51Aのリフローにより形成されるが、このクリーム半田51Aは、図2左側に示すように、半田(成分は例えばSn−3Ag−0.5Cuの鉛フリー)粒501と銅粒502とをフラックス503中に分散させた構成をもともと有している。このようなクリーム半田51Aが加熱(例えば230℃から250℃)でリフローされると半田粒501が例えば217℃から221℃で溶融し銅粒502の表面を覆う。このとき銅粒502の表面を覆った半田のすず成分が銅との化合物Cu6Sn5を形成する。これにより半田部分501Aのすず成分は減少する。表面が銅−すず化合物で覆われた銅粒502Aは、化合物Cu6Sn5により一部互いに連結する場合もある。
このような接続部51によれば、この部品内蔵配線板が2次実装に供されるときに、再溶融による信頼性劣化を効果的に防止できる。すなわち、化合物Cu6Sn5は融点が600℃以上と高く、2次実装時に溶融することはない。さらに、半田部分501Aのすず成分は当初の半田粒501のそれに比べて減少しており、例え再溶融してもその体積変化が小さく周りへの影響が抑制されている。よって部品内蔵配線板として信頼性が低下しにくくなっている。
クリーム半田51A中の銅粒502は、他の金属、例えば銀、金、アルミニウム、銅−すず合金などの金属粒とすることも可能である。また、成分が例えばSn−3Ag−0.5Cuの半田粒501は、その粒径として例えば10μmないし20μmのもの用いることができる。さらに、接続部51における、表面が銅−すず化合物で覆われた銅粒502Aの粒径は、例えば3μmないし40μmとすることができる。また、接続部51における銅粒502Aの占める割合は、例えば5wt%ないし50wt%とすることができる。
部品内蔵配線板としてのほかの構造について述べると、外側の配線層21、26とは別の配線層22、23、24、25はそれぞれ内層の配線層であり、順に、配線層21と配線層22の間に絶縁層11が、配線層22と配線層23の間に絶縁層12が、配線層23と配線層24との間に絶縁層13が、配線層24と配線層25との間に絶縁層14が、配線層25と配線層26との間に絶縁層15が、それぞれ位置しこれらの配線層21〜26を隔てている。各配線層21〜26は、例えばそれぞれ厚さ18μmの金属(銅)箔からなっている。
なお、内層の配線層22〜25は、絶縁層12または絶縁層14の側に沈み込んで位置し、絶縁層11、13、15の側に配線層の沈み込みはない。これは製造工程に依拠してこのようになっており、配線層22、25については製造工程の違いでまた別の沈み込みの位置となる場合がある(後述する)。
各絶縁層11〜15は、絶縁層13を除き例えばそれぞれ厚さ100μm、絶縁層13のみ例えば厚さ300μmで、それぞれ例えばガラスエポキシ樹脂からなるリジッドな素材である。特に絶縁層13は、内蔵されたチップ部品41に相当する位置部分が開口部となっており、チップ部品41を内蔵するための空間を提供する。絶縁層12、14は、内蔵されたチップ部品41のための絶縁層13の上記開口部および絶縁層13のスルーホール導電体33内部の空間を埋めるように変形進入しており内部に空隙となる空間は存在しない。
配線層21と配線層22とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層11を貫通する層間接続体31により導通し得る。同様に、配線層22と配線層23とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層12を貫通する層間接続体32により導通し得る。配線層23と配線層24とは、絶縁層13を貫通して設けられたスルーホール導電体33により導通し得る。配線層24と配線層25とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層14を貫通する層間接続体34により導通し得る。配線層25と配線層26とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層15を貫通する層間接続体35により導通し得る。
層間接続体31、32、34、35は、それぞれ、導電性組成物のスクリーン印刷により形成される導電性バンプを由来とするものであり、その製造工程に依拠して軸方向(図1の図示で上下の積層方向)に径が変化している。その直径は、太い側で例えば200μmである。
以上のように、この部品内蔵配線板は、2次実装時に接続部51が再溶融することがあっても、その体積膨張はわずかなものに抑制され、絶縁層11、12、配線層22などにクラックやデラミネーションが発生することを効果的に防止できる。クラックやデラミネーションは過度の場合、配線パターン同士や配線パターンと部品間を接続不良またはショートさせることもあり、信頼性のほか製品歩留まりにも影響がある。したがって、信頼性向上および歩留まり向上が見込める。
また、接続部51が半田で構成でき導電性接着剤のような高価なものを必要としない利点がある。さらに、チップ部品41を内蔵接続するためのクリーム半田51Aとして高温半田を要せずよってその溶融に300℃を超えるような高温を要しないので、エポキシ系の樹脂を絶縁層11などの材料とする部品内蔵配線板に向いている。
次に、図1に示した部品内蔵配線板の製造工程を図3ないし図5を参照して説明する。図3ないし図5は、それぞれ、図1に示した部品内蔵配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図である。これらの図において図1中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
図3から説明する。図3は、図1中に示した各構成のうち絶縁層11を中心とした部分の製造工程を示している。まず、図3(a)に示すように、厚さ例えば18μmの金属箔(電解銅箔)22A上に例えばスクリーン印刷により、層間接続体31となるペースト状の導電性組成物をほぼ円錐形のバンプ状(底面径例えば200μm、高さ例えば160μm)に形成する。この導電性組成物は、ペースト状の樹脂中に銀、金、銅などの金属微細粒または炭素微細粒を分散させたものである。説明の都合で金属箔22Aの下面に印刷しているが上面でもよい(以下の各図も同じである)。層間接続体31の印刷後これを乾燥させて硬化させる。
次に、図3(b)に示すように、金属箔22A上に厚さ例えば公称100μmのFR−4のプリプレグ11Aを積層して層間接続体31を貫通させ、その頭部が露出するようにする。露出に際してあるいはその後その先端を塑性変形でつぶしてもよい(いずれにしても層間接続体31の形状は、積層方向に一致する軸を有しその軸方向に径が変化する形状である。)。続いて、図3(c)に示すように、プリプレグ31A上に金属箔(電解銅箔)21Aを積層配置して加圧・加熱し全体を一体化する。このとき、金属箔21Aは層間接続体31と電気的導通状態となり、プリプレグ11Aは完全に硬化して絶縁層11になる。
次に、図3(d)に示すように、片側の金属箔22Aに例えば周知のフォトリソグラフィによるパターニングを施し、これを、実装用ランドを含む配線パターン22に加工する。そして、加工により得られた実装用ランド上に、図3(e)に示すように、例えばスクリーン印刷により上記説明のクリーム半田51Aを印刷する。クリーム半田51Aは、スクリーン印刷を用いれば容易に所定パターンに印刷できる。スクリーン印刷に代えてディスペンサを使用することもできる。
次に、チップ部品41をクリーム半田51Aを介して実装用ランド上に例えばマウンタで載置し、さらにその後クリーム半田51Aを例えばリフロー炉でリフローさせる。これにより、図3(f)に示すように、接続部51を介してチップ部品41が配線層22の実装用ランド上に接続された状態の配線板素材1が得られる。この配線板素材1を用いる後の工程については図5で後述する。
次に、図4を参照して説明する。図4は、図1中に示した各構成のうち絶縁層13および同12を中心とした部分の製造工程を示している。まず、図4(a)に示すように、両面に例えば厚さ18μmの金属箔(電解銅箔)23A、24Aが積層された例えば厚さ300μmのFR−4の絶縁層13を用意し、その所定位置にスルーホール導電体を形成するための貫通孔62をあけ、かつ内蔵するチップ部品41に相当する部分に開口部61を形成する。
次に、無電解めっきおよび電解めっきを行い、図4(b)に示すように、貫通孔62の内壁にスルーホール導電体33を形成する。このとき開口部61の内壁にも導電体が形成される。さらに、図4(c)に示すように、金属箔23A、24Aを周知のフォトリソグラフィを利用して所定にパターニングして配線層23、24を形成する。配線層23、24のパターニング形成により、開口部61の内壁に形成された導電体も除去される。
次に、図4(d)に示すように、配線層23上の所定の位置に層間接続体32となる導電性バンプ(底面径例えば200μm、高さ例えば160μm)をペースト状導電性組成物のスクリーン印刷により形成する。続いて、図4(e)に示すように、絶縁層12とすべきFR−4のプリプレグ12A(公称厚さ例えば100μm)を配線層23側にプレス機を用い積層する。プリプレグ12Aには、絶縁層13と同様の、内蔵するチップ部品41に相当する部分の開口部をあらかじめ設けておく。
この積層工程では、層間接続体32の頭部をプリプレグ12Aに貫通させる。なお、図10(e)における層間接続体32の頭部の破線は、この段階でその頭部を塑性変形させてつぶしておく場合と塑性変形させない場合の両者あり得ることを示す。この工程により、配線層23はプリプレグ12A側に沈み込んで位置することになる。以上により得られた配線板素材を配線板素材2とする。
なお、以上の図4に示した工程は、以下のような手順とすることも可能である。図4(a)の段階では、貫通孔62のみ形成し内蔵部品用の開口部61を形成せずに続く図4(b)から図4(d)までの工程を行う。次に、図4(e)に相当する工程として、プリプレグ12A(開口のないもの)の積層を行う。そして、絶縁層13およびプリプレグ12Aに部品内蔵用の開口部を同時に形成する、という工程である。
次に、図5を参照して説明する。図5は、上記で得られた配線板素材1、2などを積層する配置関係を示す図である。ここで、図示上側の配線板素材3は、下側の配線板素材1と同様な工程を適用し、かつそのあと層間接続体34およびプリプレグ14Aを図示中間の配線板素材2における層間接続体32およびプリプレグ12Aと同様にして形成し得られたものである。ただし、部品(チップ部品41)およびこれを接続するための部位(実装用ランド)のない構成であり、さらにプリプレグ14Aにはチップ部品41用の開口部も設けない。そのほかは、金属箔(電解銅箔)26A、絶縁層15、層間接続体35、配線層25、プリプレグ14A、層間接続体34とも、それぞれ配線板素材1の金属箔21A、絶縁層11、層間接続体31、配線層22、配線板素材2のプリプレグ12A、層間接続体32と同じである。
図5に示すような配置で各配線板素材1、2、3を積層配置してプレス機で加圧・加熱する。これにより、プリプレグ12A、14Aが完全に硬化し全体が積層・一体化する。このとき、加熱により得られるプリプレグ12A、14Aの流動性により、チップ部品41の周りの空間およびスルーホール導電体33内部の空間にはプリプレグ12A、14Aが変形進入し空隙は発生しない。また、配線層22、24は、層間接続体32、34にそれぞれ電気的に接続される。この積層工程の後、上下両面の金属箔26A、21Aを周知のフォトリソグラフィを利用して所定にパターニングし、図1に示したような部品内蔵配線板を得ることができる。
変形例として、中間の絶縁層13に設けられたスルーホール導電体33については、層間接続体31や同32と同様なものとする構成も当然ながらあり得る。また、外側の配線層21、26は、最後の積層工程のあとにパターニングして得る以外に、各配線板素材1、3の段階で(例えば図3(d)の段階で)形成するようにしてもよい。
また、図5に示した積層工程において、配線板素材1、2については、プリプレグ12Aおよび層間接続体32の部分を配線板素材2の側ではなく配線板素材1の側に設けておくようにしてもよい。すなわち、層間接続体32の形成およびプリプレグ12Aの積層を、配線板素材1の配線層22上(絶縁層11上)であらかじめ行うようにする。この場合、実装されたチップ部品41が、一見、層間接続体32をスクリーン印刷で形成するときに干渉要因となるように見えるが、チップ部品41として十分薄い部品の場合は実際上干渉要因とはならない。プリプレグ12Aの積層工程のときには、チップ部品41の厚さを吸収できるクッション材を介在させて加圧・加熱すれば面内方向均一にプリプレグ12Aを積層できる。
次に、本発明の別の実施形態に係る製造方法による部品内蔵配線板について図6を参照して説明する。図6は、本発明の別の実施形態に係る製造方法による部品内蔵配線板の構成を模式的に示す断面図であり、すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部位については加える事項がない限り説明を省略する。
この形態では、導電性組成物の印刷による層間接続体32、34に代わり、金属板エッチングにより形成された層間接続体72、74を有している。これらの層間接続体72、74の配線層22側または配線層25側には、図示するように、エッチングストッパ層が残存している。また、絶縁層11(15)の絶縁層12(14)との境界は、図1に示した実施形態と比較して配線層22(25)の厚さ分だけ深い方に移動している。以下、このような構成になっている理由を含めて製造工程を説明する。
図7は、図6に示した部品内蔵配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図であり、図6における絶縁層11、配線層21、22(実装用ランドを含む)、層間接続体31、72の部分の製造工程を示したものである。図6における絶縁層15、配線層25、26、層間接続体35、74の部分の製造工程もほぼ同様である。なお、図6中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
まず、例えば厚さ18μmの金属箔(電解銅箔)22Aにごく薄い厚さ例えば2μmの例えばニッケル合金からなる層(エッチングストッパ層ES)が積層された積層膜を用意し、このエッチングストッパ層ES側に厚さ例えば120μmの金属板(銅板)72Aを積層一体化して、図7(a)に示すように3層構造のクラッド材を得る。
次に、図7(b)に示すように、金属箔22Aを周知のフォトリソグラフィを利用し銅のみエッチング可能なエッチング液で所定にパターニングする。これにより配線層22を形成する。さらに、図7(c)に示すように、配線層22上の所定の位置に層間接続体31をペースト状の導電性組成物のスクリーン印刷により形成する。続いて、図7(d)に示すように、絶縁層11とすべきプリプレグ11Aを配線層22側にプレス機を用い積層する。このとき層間接続体31の頭部をプリプレグ11Aに貫通させる。この積層工程により、配線層22はプリプレグ11A側に沈み込んで位置することになる。なお、図7(d)における層間接続体31の頭部の破線は、この段階で層間接続体31の頭部を塑性変形させてつぶしておく場合と塑性変形させない場合の両者あり得ることを示す。
次に、積層されたプリプレグ11A上に、配線層21とすべき厚さ例えば18μmの金属箔(電解銅箔)21Aを配置してプレス機で積層方向に加圧・加熱する。これにより、図7(e)に示すように、プリプレグ11Aが完全に硬化して絶縁層11となり積層・一体化がされる。このとき金属箔21Aは層間接続体31に電気的に接続される。
次に、金属板72A上に所定位置のエッチングレジストを形成する。このエッチングレジストは、エッチングによる層間接続体72を形成すべきところに残存させる。そして銅のみをエッチング可能なエッチング液を用いてエッチング加工し、図7(f)に示すように、金属板のエッチング加工による層間接続体72を形成する。その形状は、エッチングレジストの形状や大きさ、エッチング加工時間によって変わり、一般には積層方向に一致する軸を有しこの軸の方向に径が変化する形状になる。
そして、形成された層間接続体72をマスクにエッチングストッパ層ESをエッチング除去することにより、図7(g)に示すような構成の配線板素材を得ることできる。以下の工程としては、図3(e)以下に示したチップ部品の実装、および図4(e)に示したプリプレグ12Aの積層(ただし、プリプレグ12Aは図7(g)における配線層22の側に積層する)を行う。得られた配線板素材は、図5に示した積層工程における下側の配線板素材1に代えて用いることができる。中間の配線板素材2に相当するものには、層間接続体32の形成およびプリプレグ12Aの積層のないものを使用する。以上により図6に示した部品内蔵配線板を得ることができる。
次に、本発明のさらに別の実施形態について図8を参照して説明する。図8は、本発明のさらに別の実施形態に係る製造方法による部品内蔵配線板の構成を模式的に示す断面図である。すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部位については加える事項がない限り説明を省略する。この形態は、図1に示した部品内蔵配線板の層間接続体31、35に代えて、金属からなり、積層方向に一致する軸を有しその軸方向に径が変化する形状の層間接続体81、85を用いたものである。
以下、図8に示した部品内蔵配線板の製造工程について図9を参照して説明する。図9は、図8に示した部品内蔵配線板の一部製造過程を模式的断面で示す工程図であり、配線層22(より厳密には配線層22に加工される金属箔22A)と層間接続体81とからなる部分の製造工程を示すものである。
まず、例えば厚さ18μmの金属箔(電解銅箔)22Aにごく薄い厚さ例えば2μmの例えばニッケル合金からなる層(エッチングストッパ層ES)が積層された積層膜を用意し、このエッチングストッパ層ES側に金属板(銅板)81Aを積層一体化して、図9(a)に示すような3層構造のクラッド材を得る。そして、金属板81A上の所定位置にエッチングマスク89を形成する。
次に、エッチングマスク89が形成された3層クラッド材の金属板81Aを、銅のみエッチング可能なエッチング液でエッチングする。これにより図9(b)に示すように、層間接続体81を得ることができる。そして形成された層間接続体81をマスクにエッチングストッパ層ESをエッチング除去する。これにより図9(c)に示す素材が得られる。以下の工程は、この図9(c)に示した素材を図3(a)に示す素材に代えて、図3(b)以下の工程を行えばよい。以上の説明は、配線層25と層間接続体85とからなる部分について同様である。
次に、本発明のさらに別の実施形態について図10を参照して説明する。図10は、本発明のさらに別の実施形態に係る製造方法による部品内蔵配線板の構成を模式的に示す断面図である。図10において、すでに説明した構成部分と同一または同一相当の部分には同一符号を付し、その説明は省略する。この形態は、図1に示した部品内蔵配線板の層間接続体31、35に代えて、導電性組成物からなり、積層方向に一致する軸を有しその軸方向に径が変化しない形状の層間接続体91、95を用いたものである。
以下、図10に示した部品内蔵配線板の製造工程について図11を参照して説明する。図11は、図10に示した部品内蔵配線板の一部製造過程を模式的断面で示す工程図であり、絶縁層11とその両面の配線層21、22、および絶縁層11を貫通する層間接続体91の部分の製造工程を示すものである。
まず、図11(a)に示すように、例えば厚さ公称100μmのプリプレグ11Aの所定位置に穴あけを行い、その穴内部を導電性組成物で充填し層間接続体91とする。次に、図11(b)に示すように、プリプレグ11Aの両面に厚さ例えば18μmの金属箔(電解銅箔)21A、22Aを積層し加圧・加熱して一体化する。この積層・一体化で各金属箔21A、22Aは層間接続体91との電気的導通状態を確立し、プリプレグ11Aは完全に硬化して絶縁層11となる。
次に、図11(c)に示すように、片側の金属箔22Aに例えば周知のフォトリソグラフィによるパターニングを施し、これを配線層22(実装用ランドを含む)に加工する。そして、この図11(c)に示す素材を図3(d)に示す素材の代わりに用い、その後の工程は図3(e)以下における説明と同様である。以上の説明は、絶縁層15とその両面の配線層25、26、および絶縁層15を貫通する層間接続体95の部分について同様である。
次に、本発明のさらに別の実施形態について図12を参照して説明する。図12は、本発明のさらに別の実施形態に係る製造方法による部品内蔵配線板の構成を模式的に示す断面図である。図12において、すでに説明した構成部分と同一または同一相当の部分には同一符号を付し、その説明は省略する。この形態は、図1に示した部品内蔵配線板の層間接続体31、35に代えて、金属からなり、積層方向に一致する軸を有しその軸方向に径が変化しない形状の層間接続体101、105を用いたものである。
以下、図12に示した部品内蔵配線板の製造工程について図13を参照して説明する。図13は、図12に示した部品内蔵配線板の一部製造過程を模式的断面で示す工程図であり、上記説明のうち、配線層22(より厳密には配線層22に加工される金属箔22A)と層間接続体101とからなる部分の製造工程を示すものである。
まず、図13(a)に示すように、例えば厚さ18μmの金属箔(電解銅箔)22A上に、所定位置にマスク除去部109Aを有するめっき阻止マスク109を形成する。マスク除去部109Aの形状は例えばほぼ円筒状である。次に、金属箔22Aを電気供給路としてそのめっき阻止マスク109側に電解めっき工程を施し、図13(b)に示すように、マスク除去部109A内に例えば銅のめっき層を成長させる。この成長させためっき層が層間接続体101になる。めっき層成長後、めっき阻止マスク109を除去すると図13(c)に示すような素材が得られる。以下の工程は、この図13(c)に示した素材を図3(a)に示す素材に代えて、図3(b)以下の工程を行えばよい。以上の説明は、配線層25と層間接続体104とからなる部分について同様である。
以上、図8ないし図13では、絶縁層11およびその両面の配線層21、22からなる両面配線板の部分と、絶縁層15およびその両面の配線層25、26からなる両面配線板の部分とについての諸例を、その層間接続体の構成という観点から示した。これらの説明以外の層間接続体を有する両面配線板を用いてもよいことは無論である。例えば、層間接続体として、周知の、穴あけおよびめっき工程によるスルーホール内壁導電体としてもよい。さらにその他様々な構成の層間接続体を有する両面配線板を用いることができる。
次に、本発明のさらに別の実施形態について図14を参照して説明する。図14は、本発明のさらに別の実施形態に係る製造方法による部品内蔵配線板の構成を模式的に示す断面図である。図14において、すでに説明した構成部分と同一または同一相当の部分には同一符号を付し、その説明は省略する。この形態は、図1に示した部品内蔵配線板において絶縁層14から上の部分(層間接続体34、配線層25、絶縁層15、層間接続体35、配線層26)がない構成のものであり、これによりチップ部品41の実装側と反対側が表出している。部品内蔵配線板として厚みをできるだけ抑えた構成である。
図15は、図14に示した部品内蔵配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図である。すでに示した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。図15は、図5に相当する積層工程を示し、図示するように、配線板素材1、2については図1ないし5により説明した実施形態と同じものを使用できる。
この積層工程において積層上側には離型シート141を用いる。これにより、上側面には、配線層24のようなわずかな突起を吸収して離型シート141が密着する。そして、積層時の加熱によりプリプレグ12Aが流動性を得て、チップ部品41の周りの空間およびスルーホール導電体33内部の空間にプリプレグ12Aが変形進入する。積層工程の後、離型シートは除去される。チップ部品41の高さは絶縁層13の上側に合わせされており、これによりチップ部品41の表面が表出することになる。
1…配線板素材、2…配線板素材、3…配線板素材、11…絶縁層、11A…プリプレグ、12…絶縁層、12A…プリプレグ、13…絶縁層、14…絶縁層、14A…プリプレグ、15…絶縁層、21…配線層(金属配線パターン)、21A…金属箔(銅箔)、22…配線層(金属配線パターン)、22A…金属箔(銅箔)、23…配線層(金属配線パターン)、23A…金属箔(銅箔)、24…配線層(金属配線パターン)、24A…金属箔(銅箔)、25…配線層(金属配線パターン)、26…配線層(金属配線パターン)、31…層間接続体(導電性組成物印刷による導電性バンプ)、32…層間接続体(導電性組成物印刷による導電性バンプ)、33…スルーホール導電体、34…層間接続体(導電性組成物印刷による導電性バンプ)、35…層間接続体(導電性組成物印刷による導電性バンプ)、41…チップ部品(電気/電子部品)、51…接続部(半田部)、51A…クリーム半田、61…開口部、62…貫通孔、72,74…層間接続体(金属板エッチングにより形成された金属バンプ)、72A…金属板(銅板)、81,85…層間接続体(金属板エッチングにより形成された金属バンプ)、81A…金属板(銅板)、89…エッチングマスク、91,95…層間接続体(導電性組成物充填)、101,105…層間接続体(めっきにより形成された導体バンプ)、109…めっき阻止マスク、109A…マスク除去部、141…離型シート、ES…エッチングストッパ、501…半田粒、502…銅粒、503…フラックス、501A…すずを主成分とする半田部分、502A…表面が銅−すず化合物で覆われた銅粒。
Claims (4)
- 配線パターンを少なくとも片面に備えた、エポキシ系樹脂の第1の絶縁板の前記配線パターン上であって電気/電子部品が実装されるべき位置に、すずを含む半田の粒とすずよりも高融点の金属の粒とがフラックス中に分散されたクリーム半田を適用する工程と、
前記クリーム半田を介して前記配線パターン上に前記電気/電子部品を載置する工程と、
前記クリーム半田を加熱しリフローさせて、前記電気/電子部品を前記配線パターンに固定するように、前記クリーム半田から、すずとすずよりも高融点の前記金属とからなる化合物により表面が覆われた前記金属の粒を含有する半田の接続部を形成する工程と、
前記第1の絶縁板とは異なる、エポキシ系樹脂の第2の絶縁板中に、前記配線パターンに固定された前記電気/電子部品を埋め込むように、前記第1の絶縁板に積層状に前記第2の絶縁板を一体化する工程と
を具備することを特徴とする部品内蔵配線板の製造方法。 - 前記クリーム半田の前記金属の粒が銅粒であることを特徴とする請求項1記載の部品内蔵配線板の製造方法。
- 前記クリーム半田の前記半田の粒が、鉛フリーの半田の粒であることを特徴とする請求項1記載の部品内蔵配線板の製造方法。
- 前記クリーム半田の前記半田の粒が、すず、銀、銅を有する合金の粒であることを特徴とする請求項3記載の部品内蔵配線板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011003312A JP2011071560A (ja) | 2011-01-11 | 2011-01-11 | 部品内蔵配線板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011003312A JP2011071560A (ja) | 2011-01-11 | 2011-01-11 | 部品内蔵配線板の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005261813A Division JP4945974B2 (ja) | 2005-09-09 | 2005-09-09 | 部品内蔵配線板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011071560A true JP2011071560A (ja) | 2011-04-07 |
Family
ID=44016439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011003312A Pending JP2011071560A (ja) | 2011-01-11 | 2011-01-11 | 部品内蔵配線板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011071560A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012256804A (ja) * | 2011-06-10 | 2012-12-27 | Dainippon Printing Co Ltd | 部品内蔵配線板 |
WO2024023419A1 (fr) * | 2022-07-26 | 2024-02-01 | Safran Electronics & Defense | Procédé d'assemblage d'un composant électronique dans un circuit imprimé, procédé de fabrication d'un circuit imprimé multicouche et circuit imprimé obtenu par ce procédé |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10313170A (ja) * | 1997-05-09 | 1998-11-24 | Hitachi Aic Inc | 配線基板 |
JP2000079675A (ja) * | 1998-09-03 | 2000-03-21 | Ricoh Microelectronics Co Ltd | 印刷方法およびその装置、並びに印刷評価装置 |
JP2002094242A (ja) * | 2000-09-14 | 2002-03-29 | Denso Corp | プリント多層基板の層間接続用材料およびこれを用いたプリント多層基板の製造方法 |
JP2002198654A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-12 | Kyocera Corp | 電気素子内蔵配線基板およびその製造方法 |
JP2002314241A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-25 | Hitachi Ltd | 電子機器 |
JP2003234432A (ja) * | 2002-02-08 | 2003-08-22 | Ibiden Co Ltd | 半導体チップ実装回路基板および多層化回路基板 |
JP2003264366A (ja) * | 2002-03-08 | 2003-09-19 | Hitachi Ltd | 電子機器 |
JP2004063583A (ja) * | 2002-07-25 | 2004-02-26 | Dt Circuit Technology Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2005039094A (ja) * | 2003-07-16 | 2005-02-10 | Dt Circuit Technology Co Ltd | 半導体チップ内蔵配線板、半導体チップ内蔵配線板の製造方法 |
-
2011
- 2011-01-11 JP JP2011003312A patent/JP2011071560A/ja active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10313170A (ja) * | 1997-05-09 | 1998-11-24 | Hitachi Aic Inc | 配線基板 |
JP2000079675A (ja) * | 1998-09-03 | 2000-03-21 | Ricoh Microelectronics Co Ltd | 印刷方法およびその装置、並びに印刷評価装置 |
JP2002094242A (ja) * | 2000-09-14 | 2002-03-29 | Denso Corp | プリント多層基板の層間接続用材料およびこれを用いたプリント多層基板の製造方法 |
JP2002198654A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-12 | Kyocera Corp | 電気素子内蔵配線基板およびその製造方法 |
JP2002314241A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-25 | Hitachi Ltd | 電子機器 |
JP2003234432A (ja) * | 2002-02-08 | 2003-08-22 | Ibiden Co Ltd | 半導体チップ実装回路基板および多層化回路基板 |
JP2003264366A (ja) * | 2002-03-08 | 2003-09-19 | Hitachi Ltd | 電子機器 |
JP2004063583A (ja) * | 2002-07-25 | 2004-02-26 | Dt Circuit Technology Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2005039094A (ja) * | 2003-07-16 | 2005-02-10 | Dt Circuit Technology Co Ltd | 半導体チップ内蔵配線板、半導体チップ内蔵配線板の製造方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012256804A (ja) * | 2011-06-10 | 2012-12-27 | Dainippon Printing Co Ltd | 部品内蔵配線板 |
WO2024023419A1 (fr) * | 2022-07-26 | 2024-02-01 | Safran Electronics & Defense | Procédé d'assemblage d'un composant électronique dans un circuit imprimé, procédé de fabrication d'un circuit imprimé multicouche et circuit imprimé obtenu par ce procédé |
FR3138594A1 (fr) * | 2022-07-26 | 2024-02-02 | Safran Electronics & Defense | Procédé d’assemblage d’un composant électronique dans un circuit imprimé, procédé de fabrication d’un circuit imprimé multicouche et circuit imprimé obtenu par ce procédé |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4945974B2 (ja) | 部品内蔵配線板 | |
JP5130661B2 (ja) | 部品内蔵配線板、部品内蔵配線板の製造方法。 | |
JP5100989B2 (ja) | 部品内蔵配線板 | |
JP5271627B2 (ja) | 多層プリント配線板 | |
JP5261756B1 (ja) | 多層配線基板 | |
JP2007273654A (ja) | フレキシブル回路基板、フレキシブル回路基板の製造方法および電子機器 | |
JP2006114621A (ja) | 部品内蔵配線板、部品内蔵配線板の製造方法 | |
JP2009147026A (ja) | 回路基板およびその製造方法 | |
JP5108253B2 (ja) | 部品実装モジュール | |
JP2013073989A (ja) | 表面実装型受動素子部品、部品キャリアテープ、部品内蔵配線板 | |
JP5130666B2 (ja) | 部品内蔵配線板 | |
JP2010272563A (ja) | 部品内蔵配線板、部品内蔵配線板の製造方法 | |
JP4657870B2 (ja) | 部品内蔵配線板、部品内蔵配線板の製造方法 | |
JP4788754B2 (ja) | 部品内蔵配線基板および部品内蔵配線基板の製造方法 | |
JP5287220B2 (ja) | 部品内蔵基板の製造方法 | |
JP2011071560A (ja) | 部品内蔵配線板の製造方法 | |
JP2011249457A (ja) | 部品内蔵配線板、部品内蔵配線板の製造方法 | |
JP2010258019A (ja) | 樹脂多層モジュール及び樹脂多層モジュールの製造方法 | |
JP2008016651A (ja) | 部品内蔵配線板、部品内蔵配線板の製造方法。 | |
JP5786472B2 (ja) | 部品内蔵配線板 | |
JP2009130095A (ja) | 部品内蔵配線板、部品内蔵配線板の製造方法 | |
JP5515210B2 (ja) | 部品内蔵配線板、部品内蔵配線板の製造方法 | |
JP5828203B2 (ja) | プリント配線板、プリント配線板の製造方法 | |
JP5359993B2 (ja) | 部品内蔵配線板、部品内蔵配線板の製造方法 | |
JP5779908B2 (ja) | 部品内蔵配線板 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120712 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120731 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130319 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131105 |