JP2014192224A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配線基板に内蔵される電子部品の故障の発生を抑制する
【解決手段】まず、支持基板２１を貫通する貫通孔７１を形成し、支持基板２１の下面Ｐ２の側で粘着テープ８０を貼り付ける。また、電子部品５が粘着テープ８０に貼り付いた状態で電子部品５を貫通孔７１内に収容する。また、シート状のガラス繊維９１１，９２１にレジンを含侵させたプリプレグに収容孔９１２を形成し、貫通孔７１と収容孔９１２の内部に電子部品５が収容されるようにプリプレグを、支持基板２１の上面Ｐ１上に積層する。そして、プリプレグを加熱および加圧すると、プリプレグ内のレジンが溶融して貫通孔７１と収容孔９１２の内部に流れ込み、貫通孔７１内と収容孔９１２内にレジンが充填される。これにより、支持層２を構成する支持基板２１およびプリプレグの内部に電子部品５を埋め込む。その後に、粘着テープ８０を剥離する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子部品が内部に埋め込まれる配線基板の製造方法に関する。

絶縁層と導体層とを交互に積層したビルドアップ層を支持層上に形成する配線基板において、支持層の内部に電子部品を埋め込む技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００７−１０３７８９号公報

上記特許文献１に記載の技術では、支持層の内部に形成された収容孔に電子部品を収容した後に収容孔と電子部品との隙間を樹脂で埋めるために、収容孔と電子部品の上方を覆うように樹脂フィルムを支持層上に積層し、樹脂フィルムを支持層に対して圧着する。

このため、支持層の内部に電子部品を埋め込む際に、電子部品上に形成された樹脂層により電子部品を押圧する力が掛かるため、配線基板に内蔵される電子部品の故障率が大きくなってしまうおそれがあった。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、配線基板に内蔵される電子部品の故障の発生を抑制する技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明は、少なくとも１層の絶縁層と少なくとも１層の導体層とを積層して構成されるビルドアップ層と、ビルドアップ層を支持する支持層と、支持層の内部に埋め込まれた電子部品とを備える配線基板の製造方法であって、支持層の一部を構成する支持基板を貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、支持基板の両面のうち一方の面を上面とするとともに他方の面を下面として、支持基板の下面の側で、粘着テープを貼り付けることにより、貫通孔の下面の側の開口部である下面側開口部を粘着テープで塞ぐ貼付工程と、貫通孔の上面の側の開口部から貫通孔内に電子部品を挿入し、電子部品を粘着テープ上に載置することにより、電子部品が粘着テープに貼り付いた状態で電子部品を貫通孔内に収容する収容工程と、シート状のガラス繊維に樹脂を含侵させた第１プリプレグに、電子部品を収容可能な収容孔を形成する収容孔形成工程と、貫通孔と収容孔の内部に電子部品が収容されるように、収容孔が形成された第１プリプレグを、支持基板の上面上に積層する第１積層工程と、貫通孔および収容孔の内部に電子部品が収容された後に、第１プリプレグを加熱および加圧することにより、支持層を構成する支持基板および第１プリプレグの内部に電子部品を埋め込む埋込工程と、埋込工程の後に、粘着テープを剥離する剥離工程とを有することを特徴とする配線基板の製造方法である。

このように構成された配線基板の製造方法では、まず貫通孔形成工程で、支持層の一部を構成する支持基板を貫通する貫通孔を形成し、貼付工程で、支持基板の下面の側で、粘着テープを貼り付けることにより、貫通孔の下面の側の開口部である下面側開口部を粘着テープで塞ぐ。また収容工程で、貫通孔の上面の側の開口部から貫通孔内に電子部品を挿入し、電子部品を粘着テープ上に載置することにより、電子部品が粘着テープに貼り付いた状態で電子部品を貫通孔内に収容する。また収容孔形成工程で、シート状のガラス繊維に樹脂を含侵させた第１プリプレグに、電子部品を収容可能な収容孔を形成し、第１積層工程で、貫通孔と収容孔の内部に電子部品が収容されるように、収容孔が形成された第１プリプレグを、支持基板の上面上に積層する。

その後に埋込工程で、貫通孔および収容孔の内部に電子部品が収容された後に、第１プリプレグを加熱および加圧すると、第１プリプレグ内の樹脂が溶融して貫通孔と収容孔の内部に流れ込み、貫通孔内と収容孔内に樹脂が充填される。これにより、支持層を構成する支持基板および第１プリプレグの内部に電子部品を埋め込む。その後に剥離工程で、粘着テープを剥離する。

上記のように埋込工程では、第１プリプレグ内の樹脂が溶融して貫通孔と収容孔の内部に流れ込むことにより電子部品が支持層の内部に埋め込まれるため、支持層の内部に電子部品を埋め込む際に、第１プリプレグによって電子部品を押圧する力が電子部品に掛からない。これにより、配線基板に内蔵される電子部品の故障の発生を抑制することができる。

また、本発明の配線基板の製造方法では、剥離工程の後に、第２積層工程で、シート状のガラス繊維に樹脂を含侵させた第２プリプレグを支持基板の下面に接触した状態にして第２プリプレグを加熱および加圧することにより、第２プリプレグを支持基板の下面上に積層するようにしてもよい。

このように構成された配線基板の製造方法では、支持層を、支持基板の上面と下面のそれぞれに第１プリプレグと第２プリプレグを積層した構造とすることができ、さらに第２プリプレグは、配線基板の材料として一般的に用いられている樹脂より剛性が高いガラス繊維を含む。このため、支持層の剛性を向上させることができる。

なお上記のように、本発明の配線基板の製造方法では、貼付工程において支持基板の下面の側で粘着テープを貼り付け、支持基板の下面側開口部を粘着テープで塞いだ状態で、埋込工程において支持層の内部に電子部品を埋め込む。このため、本発明の配線基板の製造方法では、剥離工程で粘着テープを剥離した場合に、支持基板の下面を、下面側開口部の内側と下面側開口部の外側との間で段差が形成されていない平坦な面とすることができる。これにより、第２プリプレグを支持基板の下面上に積層した場合に、第２プリプレグの表面（すなわち、第２プリプレグの両面のうち、支持基板と接触していない側の面）を平坦にすることができる。

また、本発明の配線基板の製造方法では、第１プリプレグは、シート状のガラス繊維に樹脂を含侵させたプリプレグを複数枚積層して構成されているようにしてもよい。
このように構成された配線基板の製造方法では、支持層の厚さ及び支持層の剛性の少なくとも一方を、第１プリプレグを構成するプリプレグの枚数に応じて調整することができる。

多層配線基板１の概略構成を示す断面図である。 多層配線基板１の製造工程を示す第１の断面図である。 多層配線基板１の製造工程を示す第２の断面図である。 多層配線基板１の製造工程を示す第３の断面図である。 多層配線基板１の製造工程を示す第４の断面図である。 多層配線基板１の製造工程を示す第５の断面図である。 多層配線基板１の製造工程を示す第６の断面図である。 多層配線基板１の製造工程を示す第７の断面図である。

以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
本発明が適用された実施形態の多層配線基板１は、図１に示すように、支持層２とビルドアップ層３，４とを備え、支持層２の両面のそれぞれにビルドアップ層３とビルドアップ層４を積層方向ＳＤに沿って積層して構成される。

まず支持層２は、支持基板２１、プリプレグ２２，２３、導体層２４，２５およびビア導体２６，２７を備える。支持基板２１は、例えばガラス繊維２１１（図２を参照）にエポキシ樹脂を含侵させた板状部材であり、高い剛性を有する。プリプレグ２２，２３は、シート状のガラス繊維にレジンを含侵させた部材である。そして支持層２は、支持基板２１における一方の面Ｐ１（以下、上面Ｐ１という）上にプリプレグ２２と導体層２４が順次積層されるとともに、支持基板２１における他方の面Ｐ２（以下、下面Ｐ２という）上にプリプレグ２３と導体層２５が順次積層された構造を有する。

また支持層２内には、電子部品５（本実施形態では積層コンデンサ）が埋め込まれている。そして導体層２４，２５の一部はビア導体２６，２７を介して電子部品５と電気的に接続されている。

次にビルドアップ層３は、絶縁層３１、導体層３２およびビア導体３３を備える。ビルドアップ層３は、絶縁層３１と導体層３２とが積層方向ＳＤに沿って積層されて構成されている。そしてビア導体３３は、絶縁層３１内において積層方向ＳＤに延びて形成される。これにより、導体層３２が導体層２４と電気的に接続される。

またビルドアップ層４は、絶縁層４１、導体層４２およびビア導体４３を備える。ビルドアップ層４は、絶縁層４１と導体層４２とが積層方向ＳＤに沿って積層されて構成されている。そしてビア導体４３は、絶縁層４１内において積層方向ＳＤに延びて形成される。これにより、導体層４２が導体層２５と電気的に接続される。

次に、本発明が適用された多層配線基板１の製造方法を説明する。
図２に示すように、まず、支持基板２１を用意する。そして、上面Ｐ１側からドリルを支持基板２１内に挿入することにより、ドリルで支持基板２１を穿孔し、支持基板２１を貫通する貫通孔７１を形成する。

その後、支持基板２１の下面Ｐ２側に、剥離可能な粘着テープ８０を貼り付けることにより、貫通孔７１における下面Ｐ２側の開口部７１２を粘着テープ８０で塞ぐ。
そして、貫通孔７１における上面Ｐ１側の開口部７１１側から貫通孔７１内に電子部品５を挿入し、電子部品５を粘着テープ８０上に載置する。粘着テープ８０の粘着力により電子部品５は粘着テープ８０上に固定され、貫通孔７１内に電子部品５が収容される。

次に図３に示すように、シート状のガラス繊維９１１にレジンを含侵させたプリプレグ９１を用意する。さらにプリプレグ９１を、例えばドリル、パンチング、またはレーザ等で打ち抜くことによって、電子部品５が埋め込まれる所定の位置に、電子部品５を収容可能な収容孔９１２を形成する。

その後、収容孔９１２が形成されているプリプレグ９１を支持基板２１の上面Ｐ１上に積層する。これにより、プリプレグ９１の収容孔９１２内に電子部品５を収容する。
さらに、プリプレグ９１上に、表面に金属層６１（本実施形態では銅）が形成されたプリプレグ９２を積層する。プリプレグ９２は、シート状のガラス繊維９２１にレジンを含侵させた部材である。その後、金属層６１を介して加圧加熱する。これにより、プリプレグ９１，９２内のレジンが溶融して貫通孔７１および収容孔９１２内に流れ込み、貫通孔７１および収容孔９１２と電子部品５との間の隙間にレジンが充填された状態になり、図４に示すように、貫通孔７１および収容孔９１２内に電子部品５が埋め込まれる。

そして図５に示すように、粘着テープ８０を除去し、さらに図６に示すように、支持基板２１の下面Ｐ２上に、表面に金属層６２（本実施形態では銅）が形成されたプリプレグ９３を積層する。その後、金属層６２を介して加圧加熱する。これにより、プリプレグ９３が支持基板２１の下面Ｐ２に接着される。

その後、金属層６１の表面上における所定の位置にレーザを照射することにより、図７に示すように、金属層６１を貫通して電子部品５の接続端子５１に到るビアホール６６をプリプレグ９１，９２内に形成する。さらに、ビアホール６６の形成と同様の工程を用いることで、金属層６２を貫通して電子部品５の接続端子５１に到るビアホール６７をプリプレグ９３内に形成する。

そして、ビアホール６６，６７内に生成されたスミアを除去するデスミア処理を行う。その後、無電解メッキを行うことにより、ビアホール６６，６７の内周面上に無電解メッキ層（本実施形態では銅）を形成する。さらに、電気メッキを行うことにより、金属層６１，６２上にメッキ層（本実施形態では銅）が形成されるとともに、ビアホール６６，６７内にメッキ層が形成される。

その後、金属層６１，６２上のメッキ層上に、導体層２４，２５の配線パターンに対応する所定のレジストパターンを形成し、さらに、レジストに覆われていない領域の金属層６１，６２およびメッキ層をエッチングにより除去する。これにより、図８に示すように、所定の配線パターンを有する導体層２４，２５が形成されるとともに、ビアホール６６，６７内にビア導体２６，２７が形成される。

次に、プリプレグ９２と導体層２４の上にフィルム状の樹脂材料（例えばエポキシ樹脂）を配置し、真空下において加圧加熱することにより樹脂材料を硬化させて、図１に示すように、絶縁層３１を形成する。また、絶縁層３１の形成と同様にして、プリプレグ９３と導体層２５の上にフィルム状の樹脂材料を配置し、真空下において加圧加熱することにより樹脂材料を硬化させて絶縁層４１を形成する。

そして、絶縁層３１，４１の表面上における所定の位置にレーザを照射することにより、絶縁層３１，４１内に複数のビアホールを形成する。さらに、ビアホールの形成によりビアホール内に生成されたスミアを除去するための処理（デスミア処理）を行う。その後、無電解メッキを行うことにより、絶縁層３１，４１上に薄い無電解メッキ層（本実施形態では銅）を形成する。そして、無電解メッキ層上に、導体層３２，４２の配線パターンに対応する所定のレジストパターンを形成する。さらに、電気メッキを行うことにより、レジストに覆われていない領域にメッキ層（本実施形態では銅）を形成する。その後、不要な無電解メッキ層とレジストをエッチングにより除去する。これにより、ビアホール内にビア導体３３，４３が形成されるとともに、所定の配線パターンを有する導体層３２，４２が形成される。

このように構成された多層配線基板１の製造方法では、まず、支持基板２１を貫通する貫通孔７１を形成し、支持基板２１の下面Ｐ２の側で、剥離可能な粘着テープ８０を貼り付けることにより、貫通孔７１の下面Ｐ２側の開口部７１２を粘着テープ８０で塞ぐ。また、貫通孔の上面Ｐ１の側の開口部７１１から貫通孔７１内に電子部品５を挿入し、電子部品５を粘着テープ８０上に載置することにより、電子部品５が粘着テープ８０に貼り付いた状態で電子部品５を貫通孔７１内に収容する。

また、シート状のガラス繊維９１１，９２１にレジンを含侵させたプリプレグ２２に、電子部品５を収容可能な収容孔９１２を形成し、貫通孔７１と収容孔９１２の内部に電子部品５が収容されるように、収容孔９１２が形成されたプリプレグ２２を、支持基板２１の上面Ｐ１上に積層する。

そして、貫通孔７１および収容孔９１２の内部に電子部品５が収容された後に、プリプレグ２２を加熱および加圧すると、プリプレグ２２内のレジンが溶融して貫通孔７１と収容孔９１２の内部に流れ込み、貫通孔７１内と収容孔９１２内にレジンが充填される。これにより、支持層２を構成する支持基板２１およびプリプレグ２２の内部に電子部品５を埋め込む。その後に、粘着テープ８０を剥離する。

このように、プリプレグ２２内のレジンが溶融して貫通孔７１と収容孔９１２の内部に流れ込むことにより電子部品５が支持層２の内部に埋め込まれるため、支持層２の内部に電子部品５を埋め込む際に、プリプレグ２２によって電子部品５を押圧する力が電子部品５に掛からない。これにより、多層配線基板１に内蔵される電子部品５の故障の発生を抑制することができる。

また多層配線基板１の製造方法では、粘着テープ８０を剥離した後に、シート状のガラス繊維９３１に樹脂を含侵させたプリプレグ９３を支持基板２１の下面Ｐ２に接触した状態にしてプリプレグ９３を加熱および加圧することにより、プリプレグ９３を支持基板２１の下面Ｐ２上に積層する。これにより、支持層２を、支持基板２１の上面Ｐ１と下面Ｐ２のそれぞれにプリプレグ２２とプリプレグ２３を積層した構造とすることができ、さらにプリプレグ２３は、配線基板の材料として一般的に用いられている樹脂より剛性が高いガラス繊維を含む。このため、支持層２の剛性を向上させることができる。

なお上記のように、多層配線基板１の製造方法では、支持基板２１の下面Ｐ２の側で粘着テープ８０を貼り付け、支持基板２１の開口部７１２を粘着テープ８０で塞いだ状態で、支持層２の内部に電子部品５を埋め込む。このため、多層配線基板１の製造方法では、粘着テープ８０を剥離した場合に、支持基板２１の下面Ｐ２を、開口部７１２の内側と開口部７１２の外側との間で段差が形成されていない平坦な面とすることができる。これにより、プリプレグ２３を支持基板２１の下面Ｐ２上に積層した場合に、プリプレグ２３の表面（すなわち、プリプレグ２３の両面のうち、支持基板２１と接触していない側の面）を平坦にすることができる。

また多層配線基板１の製造方法では、プリプレグ２２は、シート状のガラス繊維に樹脂を含侵させたプリプレグを複数枚積層（すなわち、２枚のプリプレグ９１、９２を積層）して構成されている。このように、プリプレグを複数枚積層することにより、支持層２の厚さ及び支持層２の剛性の少なくとも一方を、プリプレグ２２を構成するプリプレグの枚数に応じて調整することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
例えば上記実施形態では、電子部品５を貫通孔７１内に収容した後にプリプレグ９１，９２を積層するものを示した。しかし、収容孔９１２が形成されたプリプレグ９１を支持基板２１の上面Ｐ１上に積層した後に、貫通孔７１と収容孔９１２の内部に電子部品５を収容し、その後に、プリプレグ９２を積層するようにしてもよい。

また上記実施形態では、プリプレグ２２が２枚のプリプレグ９１，９２を積層して構成されているものを示したが、これに限定されるものではなく、プリプレグ２２は１枚のプリプレグまたは３枚以上のプリプレグで構成されていてもよい。

１…多層配線基板、２…支持層、３，４…ビルドアップ層、５…電子部品、２１…支持基板、２２，２３，９１，９２，９３…プリプレグ、２４，２５，３２，４２…導体層、２６，２７，３３，４３…ビア導体、３１，４１…絶縁層、５１…接続端子、６１，６２…金属層、７１…貫通孔、８０…粘着テープ、２１１，９１１，９２１，９３１…ガラス繊維、７１１，７１２…開口部、９１２…収容孔

Claims (3)

1. 少なくとも１層の絶縁層と少なくとも１層の導体層とを積層して構成されるビルドアップ層と、前記ビルドアップ層を支持する支持層と、前記支持層の内部に埋め込まれた電子部品とを備える配線基板の製造方法であって、
   前記支持層の一部を構成する支持基板を貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
   前記支持基板の両面のうち一方の面を上面とするとともに他方の面を下面として、前記支持基板の前記下面の側で、粘着テープを貼り付けることにより、前記貫通孔の前記下面の側の開口部である下面側開口部を前記粘着テープで塞ぐ貼付工程と、
   前記貫通孔の前記上面の側の開口部から前記貫通孔内に前記電子部品を挿入し、前記電子部品を前記粘着テープ上に載置することにより、前記電子部品が前記粘着テープに貼り付いた状態で前記電子部品を前記貫通孔内に収容する収容工程と、
   シート状のガラス繊維に樹脂を含侵させた第１プリプレグに、前記電子部品を収容可能な収容孔を形成する収容孔形成工程と、
   前記貫通孔と前記収容孔の内部に前記電子部品が収容されるように、前記収容孔が形成された前記第１プリプレグを、前記支持基板の前記上面上に積層する第１積層工程と、
   前記貫通孔および前記収容孔の内部に前記電子部品が収容された後に、前記第１プリプレグを加熱および加圧することにより、前記支持層を構成する前記支持基板および前記第１プリプレグの内部に前記電子部品を埋め込む埋込工程と、
   前記埋込工程の後に、前記粘着テープを剥離する剥離工程とを有する
   ことを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 前記剥離工程の後に、シート状のガラス繊維に樹脂を含侵させた第２プリプレグを前記支持基板の前記下面に接触した状態にして前記第２プリプレグを加熱および加圧することにより、前記第２プリプレグを前記支持基板の前記下面上に積層する第２積層工程を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。
3. 前記第１プリプレグは、シート状のガラス繊維に樹脂を含侵させたプリプレグを複数枚積層して構成されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板の製造方法。