JP2015015311A - キャビティ付き基板の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】キャビティの横断面寸法及び深さにバラツキが生じ難く、しかも、内壁面及び底面に平滑性を確保できるキャビティ付き基板の製造方法を提供する。
【解決手段】ベース層１１に貫通孔１１ａを形成するステップと、貫通孔１１ａ内に金属製のダミー部品１３を挿入するステップと、貫通孔１１ａとダミー部品１３との間の環状隙間を埋める合成樹脂製の絶縁部１４を形成するステップと、ダミー部品１３の下面を覆う合成樹脂製の下側絶縁層１５及び１９を絶縁部１４と連続するようにベース層１１の下面に形成するステップと、ダミー部品１３の上面を覆う合成樹脂製の上側絶縁層１６及び２０を絶縁部１４と連続するようにベース層１１の上面に形成するステップと、上側絶縁層１６及び２０にダミー部品１３の上面を露出させるための露出孔２７をルーター加工によって形成するステップと、露出孔２７を通じて露出したダミー部品１３をエッチング加工によって除去してキャビティ２８を形成するステップを備える。
【選択図】図８

Description

本発明は、電子部品装着用のキャビティ（凹み）を有するキャビティ付き基板の製造方法に関する。
携帯電話やスマートフォン等のモバイル機器の薄型化に伴って電子部品が装着された後の基板の薄厚化が強く求められており、薄厚化を実現する１つの手法として基板にキャビティ（凹み）を設ける工夫が採用されている（例えば後記特許文献１を参照）。つまり、キャビティ内に電子部品を装着することで、電子部品が装着された後の基板の厚さを薄くする工夫である。
ところで、基板にキャビティを設ける手法としては、（Ｍ１）機械的な切削加工によってキャビティを形成する方法、（Ｍ２）化学的な蝕刻加工によってキャビティを形成する方法、（Ｍ３）貫通孔を予め形成した複数の層を基準層の上に接着剤を介して積み重ねて複数の貫通孔の連続物から成るキャビティを形成する方法、を挙げることができる。
前記（Ｍ１）は、加工対象が金属の場合と合成樹脂の場合の別を問わず加工が行える。しかしながら、底面下の厚さが極薄、例えば１００μｍ以下になるようなキャビティを形成すると、切削加工時の応力によって底面部分に亀裂等の損傷を生じる恐れがある。また、切削加工には少なくとも±数十μｍ以上の寸法公差が生じるため、キャビティの横断面寸法及び深さにバラツキを生じ易く、内側壁及び底面が平滑なキャビティを得ることも難しい。
前記（Ｍ２）は、前者（Ｍ１）に比べて高い加工精度（寸法公差が±数μｍ以下）が得られる。しかしながら、加工対象が金属の場合に比べて合成樹脂の場合の加工時間は概して長い。また、加工対象が合成樹脂の場合の蝕刻用液剤は基本的に合成樹脂の類によって異なるが、濃硫酸やクロム酸等の劇薬を用いなければならない類（例えばエポキシ樹脂）もあることから実用的とは言い難い。
前記（Ｍ３）は、前記（Ｍ１）及び前記（Ｍ２）のような加工が不要である。しかしながら、各層に形成された貫通孔の横断面寸法を完全に一致させることが難しく、しかも、各貫通孔が段差無く並ぶように各層を積み重ねることも難しいため、キャビティの横断面寸法にバラツキを生じ易く、内側壁が平滑なキャビティを得ることも難しい。また、各層の積み重ねに接着剤を用いると、積み重ね時にキャビティの底面に漏出した接着剤によって、キャビティの深さにバラツキを生じたり底面の平滑性を損なう恐れがある。
特開平１１−２２００８８号公報
本発明の目的は、キャビティの横断面寸法及び深さにバラツキが生じ難く、しかも、内壁面及び底面に平滑性を確保できるキャビティ付き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、電子部品装着用のキャビティを有するキャビティ付き基板の製造方法であって、ベース層に貫通孔を形成するステップと、前記貫通孔内に前記電子部品に対応した金属製のダミー部品を挿入するステップと、前記貫通孔の内側壁と前記ダミー部品の外側壁との間の環状隙間を埋める合成樹脂製の絶縁部を形成するステップと、前記ダミー部品の下面を覆う合成樹脂製の下側絶縁層を前記絶縁部と連続するように前記ベース層の下面に形成するステップと、前記ダミー部品の上面を覆う合成樹脂製の上側絶縁層を前記絶縁部と連続するように前記ベース層の上面に形成するステップと、前記上側絶縁層又は前記下側絶縁層に前記ダミー部品の上面又は下面を露出させるための露出孔を機械的な切削加工によって形成するステップと、前記露出孔を通じて露出したダミー部品を化学的な蝕刻加工によって除去して前記キャビティを形成するステップとを備える。
本発明によれば、キャビティの横断面寸法及び深さにバラツキが生じ難く、しかも、底面に平滑性を確保できるキャビティ付き基板の製造方法を提供することができる。
本発明の前記目的及び他の目的と、各目的に応じた特徴と効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。
図１は第１の製造方法の説明図である。 図２は第１の製造方法の説明図である。 図３は第１の製造方法の説明図である。 図４は第１の製造方法の説明図である。 図５は第１の製造方法の説明図である。 図６は第１の製造方法の説明図である。 図７は第１の製造方法の説明図である。 図８は第１の製造方法によって製造されたキャビティ付き基板の縦断面図である。 図９は第１の製造方法の第１変形例の説明図である。 図１０は第１の製造方法の第２変形例の説明図である。 図１１は第１の製造方法の第５変形例の説明図である。 図１２は第１の製造方法の第５変形例の説明図である。 図１３は第１の製造方法の第６変形例の説明図である。 図１４は第１の製造方法の第６変形例の説明図である。 図１５は第１の製造方法の第６変形例の説明図である。 図１６は第２の製造方法の説明図である。 図１７は第２の製造方法の説明図である。 図１８は第２の製造方法の説明図である。 図１９は第２の製造方法の説明図である。 図２０は第２の製造方法の説明図である。 図２１は第２の製造方法の説明図である。 図２２は第２の製造方法によって製造されたキャビティ付き基板の縦断面図である。 図２３は第２の製造方法の第１変形例の説明図である。 図２４は第２の製造方法の第２変形例の説明図である。 図２５は第２の製造方法の第５変形例の説明図である。 図２６は第２の製造方法の第５変形例の説明図である。 図２７は第２の製造方法の第６変形例の説明図である。 図２８は第２の製造方法の第６変形例の説明図である。 図２９は第２の製造方法の第６変形例の説明図である。
《第１の製造方法》
以下、図１〜図８を引用して、金属製のベース層１１を含むキャビティ付き基板（図８を参照）の製造方法について説明する。
まず、図１に示したように、金属製のベース層１１を用意する。ベース層１１は銅又は銅合金から成り、その厚さは１００〜４００μｍの範囲内にある。
続いて、図１に示したように、ベース層１１に横断面形が略矩形の貫通孔１１ａを形成する。貫通孔１１ａの形成は、銅又は銅合金エッチャント（例えば塩化第二鉄）を用いたフォトエッチング加工、或いは、ルーター（切削工具）を用いたルーター加工によって行う。
続いて、図２に示したように、ベース層１１の下面に粘着シート１２を密着させた後、ベース層１１の上面側から貫通孔１１ａ内に互いの中心線が一致するようにダミー部品１３を挿入して、ダミー部品１３の下面を粘着シート１２に密着させる。ダミー部品１３は銅又は銅合金から成り、その厚さはベース層１１の厚さと等しく、且つ、横断面形は貫通孔１１ａの横断面形よりも小さな略矩形である。因みに、ダミー部品１３は後記電子部品ＥＣ（図８を参照）に対応したものであり、その横断面形は電子部品ＥＣの横断面形と相似で僅かに大きい。
続いて、図２に示したように、貫通孔１１ａの内側壁とダミー部品１３の外側壁との間の環状隙間（符号無し）を埋める絶縁部１４を形成する。絶縁部１４は、エポキシ樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂、又はこれらに二酸化ケイ素等から成る補強フィラーを含有させたものから成り、その厚さは３０〜２００μｍの範囲内にある。絶縁部１４の材料は、後記の絶縁層１５と絶縁層１６と絶縁層１９と絶縁層２０と同じであっても良いし、これらと異なる材料であっても良い。絶縁部１４の形成は、絶縁部１４の硬化前材（プリプレグ）を貫通孔１１ａの内側壁とダミー部品１３の外側壁との間の環状隙間に押し込んで充填させた後、硬化前材を加熱処理によって硬化させることによって行う。
続いて、図３に示したように、粘着シート１２を剥離した後、ダミー部品１３の下面を覆い、且つ、絶縁部１４の下端と連続するようにベース層１１の下面に絶縁層１５を形成すると共に、ダミー部品１３の上面を覆い、且つ、絶縁部１４の上端と連続するようにベース層１１の上面に絶縁層１６を形成する。絶縁層１５と絶縁層１６は、エポキシ樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂、又はこれらに二酸化ケイ素等から成る補強フィラーを含有させたものから成り、その厚さは１０〜３０μｍの範囲内にある。絶縁層１５と絶縁層１６の材料は原則的に同じである。絶縁層１５と絶縁層１６の形成は、絶縁層１５と絶縁層１６の硬化前材（プリプレグ）から成るシート状物をベース層１１の下面と上面のそれぞれ密着させた後、各シート状物を加熱処理によって硬化させることによって行う。
続いて、図３に示したように、絶縁層１５の下面にシグナル配線１７ａ及びグランド配線１７ｂを形成すると共に、絶縁層１６の上面にシグナル配線１８ａ及びグランド配線１８ｂを形成する。シグナル配線１７ａ及びグランド配線１７ｂとシグナル配線１８ａ及びグランド配線１８ｂは、銅又は銅合金から成り、その厚さは５〜２５μｍの範囲内にある。各グランド配線１７ｂは絶縁層１５を貫通してベース層１１に導通するビア部（符号無し）を一体に有しており、各グランド配線１８ｂは絶縁層１６を貫通してベース層１１に導通するビア部（符号無し）を一体に有している。ビア部を有する配線母材の形成は、レーザ加工による穿孔と電解メッキによって行い、また、配線母材の２次元的パターニング（シグナル配線１７ａ及びグランド配線１７ｂの整形とシグナル配線１８ａ及びグランド配線１８ｂの整形）は、銅又は銅合金エッチャント（例えば塩化第二鉄）を用いたフォトエッチング加工によって行う。ここで用いられるエッチャントは絶縁層１５と絶縁層１６に反応することはないため、フォトエッチング加工時に絶縁層１５と絶縁層１６に変質や粗面化等は生じない。
続いて、図４に示したように、シグナル配線１７ａ及びグランド配線１７ｂを覆うように絶縁層１５の下面に絶縁層１９を形成すると共に、シグナル配線１８ａ及びグランド配線１８ｂを覆うように絶縁層１６の上面に絶縁層２０を形成する。絶縁層１９と絶縁層２０は、エポキシ樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂、又はこれらに二酸化ケイ素等から成る補強フィラーを含有させたものから成り、その厚さは１０〜３０μｍの範囲内にある。絶縁層１９と絶縁層２０の材料は原則的に同じで、絶縁層１５と絶縁層１６とも原則的に同じである。絶縁層１９と絶縁層２０の形成は、絶縁層１９と絶縁層２０の硬化前材（プリプレグ）から成るシート状物をそれぞれ密着させた後、各シート状物を加熱処理によって硬化させることによって行う。
続いて、図４に示したように、絶縁層１９の下面に接続パッド２１を形成すると共に、絶縁層２０の上面に接続パッド２２を形成する。接続パッド２１と接続パッド２２は、銅又は銅合金から成り、その厚さは５〜２５μｍの範囲内にある。各接続パッド２１は絶縁層１９を貫通してシグナル配線１７ａ又はグランド配線１７ｂに導通するビア部（符号無し）を一体に有しており、各接続パッド２２は絶縁層２０を貫通してシグナル配線１８ａ又はグランド配線１８ｂに導通するビア部（符号無し）を一体に有している。ビア部を有するパッド母材の形成は、レーザ加工による穿孔と電解メッキによって行い、また、パッド母材の２次元的パターニング（接続パッド２１の整形と接続パッド２２の整形）は、銅又は銅合金エッチャント（例えば塩化第二鉄）を用いたフォトエッチング加工によって行う。ここで用いられるエッチャントは絶縁層１９と絶縁層２０に反応することはないため、フォトエッチング加工時に絶縁層１９と絶縁層２０に変質や粗面化等は生じない。
続いて、図５に示したように、接続パッド２１を覆うように絶縁層１９の下面にソルダーレジスト層２３を形成すると共に、接続パッド２２を覆うように絶縁層２０の上面にソルダーレジスト層２４を形成する。ソルダーレジスト層２３とソルダーレジスト層２４は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂、又はこれらに二酸化ケイ素等から成る補強フィラーを含有させたものから成り、その厚さは５〜７０μｍの範囲内にある。ソルダーレジスト層２３は各接続パッド２１の下面中央を露出させるための孔（符号無し）を有しており、ソルダーレジスト層２４は各接続パッド２２の上面中央を露出させるための孔（符号無し）を有している。また、ソルダーレジスト層２４は貫通孔１１ａの横断面形と略等しい略矩形の孔２４ａを、貫通孔１１ａの上方に位置するように有している。ソルダーレジスト層２３とソルダーレジスト層２４の形成は、真空ラミネート加工、或いは、フォトエッチング加工によって行う。
続いて、図５に示したように、ソルダーレジスト層２３を覆うようにエッチングレジスト層２５を形成すると共に、ソルダーレジスト層２４を覆うようにエッチングレジスト層２６を形成する。エッチングレジスト層２５とエッチングレジスト層２６は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂、又はこれらに二酸化ケイ素等から成る補強フィラーを含有させたものから成り、その厚さは５〜７５μｍの範囲内にある。また、エッチングレジスト層２６はソルダーレジスト層２４の孔２４ａの横断面形よりも僅かに小さな略矩形の孔２６ａを、ソルダーレジスト層２４の孔２４ａの内側に有している。エッチングレジスト層２５とエッチングレジスト層２５の形成は、真空ラミネート加工、或いは、フォトエッチング加工によって行う。
続いて、図６に示したように、エッチングレジスト層２６の孔２６ａを通じて顕出している絶縁層２０の一部分並びにその下の絶縁層１６の一部分に、ダミー部品１３の上面を露出させるための露出孔２７を形成する。露出孔２７の形成は、ルーター（切削工具）を用いたルーター加工によって行う。ダミー部品１３の上面を完全に露出するには、露出孔２７をその下端がダミー部品１３に入り込むように形成することが望ましい（図６を参照）。
続いて、図７に示したように、露出孔２７を通じて露出したダミー部品１３を除去して、絶縁層１５の上面から絶縁層２０の上面に至る深さを有し、且つ、ダミー部品１３と同じ横断面形を有するキャビティ（凹み）２８を形成する。ダミー部品１３の除去は、銅又は銅合金エッチャント（例えば塩化第二鉄）を用いたエッチング加工によって行う。ここで用いられるエッチャントはエッチングレジスト層２５とエッチングレジスト層２６は勿論のこと、絶縁部１４と絶縁層１５と絶縁層１６と絶縁層２０に反応することはないため、エッチング加工時に絶縁部１４と絶縁層１５と絶縁層１６と絶縁層２０に変質や粗面化等は生じない。
続いて、図６に示したように、エッチングレジスト層２５とエッチングレジスト層２６を除去する。エッチングレジスト層２５とエッチングレジスト層２６の除去は、レジスト剥離液、例えば水酸化ナトリウムやアミン系溶液を用いた剥離処理によって行う。
以上により、図８に示したキャビティ付き基板が製造される。このキャビティ付き基板はＩＣチップや撮像素子等の電子部品ＥＣを装着するためのキャビティ２８を有しているため、キャビティ２８内に電子部品ＥＣを装着することによって、例えばキャビティ２８の底面又は電子部品ＥＣの下面に接着剤を塗布した後に電子部品ＥＣをキャビティ２８の底面に載置することによって、電子部品ＥＣが装着された後の基板の厚さを薄くすることができる。
先に述べた第１の製造方法によれば、上側絶縁層（絶縁層１６＋絶縁層２０）にダミー部品１３の上面を露出させるための露出孔２７をルーター加工、即ち、機械的な切削加工によって形成するものの、切削深さが浅く、しかも、露出孔２７下にダミー部品１３の略全部が残存することから、切削加工時の応力によって亀裂等の損傷を生じることはない。加えて、露出孔２７を通じて露出したダミー部品１３をエッチング加工、即ち、化学的な蝕刻加工によって除去してキャビティ２８を形成しているため、キャビティ２８の横断面寸法及び深さにバラツキが生じ難く、しかも、内側壁及び底面に平滑性を確実に確保できる。
つまり、電子部品ＥＣの挿入をスムースに行うことができ、且つ、電子部品ＥＣを底面に安定した姿勢で載置できるキャビティ２８を形成することができる。しかも、基板自体の厚さに拘わらず、最大限の深さを有するキャビティ２８を形成できるため、電子部品ＥＣが装着された後の基板の厚さを極力薄くすることができる。
また、第１の製造方法によれば、ダミー部品１３としてその横断面形が電子部品ＥＣの横断面形と相似で僅かに大きいものを用いているので、横断面形が電子部品ＥＣの横断面形と相似で僅かに大きなキャビティ２８を形成することができる。つまり、電子部品ＥＣの挿入をより一層スムースに行えるキャビティ２８を形成することができる。
《第１の製造方法の変形例》
以下、先に述べた第１の製造方法の変形例について説明する。
〈第１変形例〉第１の製造方法では、ベース層１１の下面に粘着シート１２を密着させるステップ（図２を参照）を採用したが、図９に示したように、粘着シート１２の代わりに、絶縁層１５の硬化前材から成るシート状物をベース層１１の下面に密着させ、貫通孔１１ａ内に挿入したダミー部品１３の下面をシート状物に密着させてから、シート状物を加熱処理によって硬化させるようにしても良い。このようにすれば、前記ステップを省略することができる。
〈第２変形例〉第１の製造方法では、絶縁部１４の硬化前材を貫通孔１１ａの内側壁とダミー部品１３の外側壁との環状隙間に押し込んで充填させるステップ（図２を参照）を採用したが、図１０に示したように、絶縁層１５の硬化前材から成るシート状物をベース層１１の下面に密着させ、貫通孔１１ａ内に挿入したダミー部品１３の下面をシート状物に密着させた後に、絶縁層１６の硬化前材から成るシート状物をベース層１１の上面に密着させ、両シート状物の少なくとも一方をベース層１１側に押圧してその一部を環状隙間に押し込んで充填させ、残部をベース層１１の下面と上面の少なくとも一方に層状に残すようにしても良い。このようにすれば、前記ステップを省略することができると共に絶縁層１５と絶縁層１６の形成も同時に行うことができる。
〈第３変形例〉第１の製造方法では、下側絶縁層（絶縁層１５＋絶縁層１９）の内部に配線（シグナル配線１７ａ及びグランド配線１７ｂ）を設けると共に上側絶縁層（絶縁層１６＋絶縁層２０）の内部に配線（シグナル配線１８ａ及びグランド配線１８ｂ）に設けたが、下側絶縁層と上側絶縁層の一方に配線を設けるようにしても良い。また、絶縁層形成ステップと配線形成ステップを追加することによって、配線が存する層を２層以上としても良い。
〈第４変形例〉第１の製造方法では、ダミー部品１３として銅又は銅合金から成るもの（図２を参照）を示したが、銅又は銅合金以外の金属、例えばニッケルやニッケル合金等から成るダミー部品１３を用いた場合でも、図７を用いて説明したダミー部品の除去で用いるエッチャントとして当該属に適合したものを用いれば、前記同様のダミー部品の除去を行うことができる。
〈第５変形例〉第１の製造方法では、ダミー部品１３としてその全体が金属から成るもの（図２を参照）を示したが、図１１に示したダミー部品１３、即ち、各々がダミー部品と同じ役割を果たす２つの金属ブロック１３ａの間にエッチングレジスト層１３ｂ（エッチングレジスト層２５及び２６と同じ材料）が介在したダミー部品１３を代わりに用いても良い。図１１に示したダミー部品１３を用いれば、第１の製造方法と同じ手順で、図１２に示したキャビティ付き基板のように深さが浅いキャビティ２８を形成することができる。
〈第６変形例〉第１の製造方法では、ダミー部品１３としてその全体が金属から成るもの（図２を参照）を示したが、図１３に示したダミー部品１３、即ち、各々がダミー部品と同じ役割を果たす４つの金属ブロック１３ａの間にエッチングレジスト層１３ｂ（エッチングレジスト層２５と同じ材料）が介在したダミー部品１３を代わりに用いても良い。図１３に示したダミー部品１３を用いれば、第１の製造方法と同じ手順で、図１４に示したキャビティ付き基板のように深さが浅い２つのキャビティ２８ａ及び２８ｂを並べて形成することができる。また、図１３に示したダミー部品１３を用いれば、第１の製造方法の略同じ手順で、図１５に示したキャビティ付き基板のように深さが浅い２つのキャビティ２８ａ及び２８ｂを基板の上面と下面に形成することも可能である。
《第２の製造方法》
以下、図１６〜図２２を引用して、合成樹脂製のベース層３１を含むキャビティ付き基板（図２２を参照）の製造方法について説明する。
まず、図１６に示したように、合成樹脂製のベース層３１を用意する。ベース層３１はエポキシ樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂、又はこれらに二酸化ケイ素等から成る補強フィラーを含有させたものから成り、その厚さは１００〜４００μｍの範囲内にある。
図１６から分かるように、ベース層３１の下面と上面にはシグナル配線３２ａが設けられていると共に、ベース層３１を貫通するグランド用の筒状ビア３２ｂが設けられている。シグナル配線３２ａと筒状ビア３２ｂは銅又は銅合金から成り、その厚さは５〜２５μｍの範囲内にある。配線母材の形成は、レーザ加工による穿孔と電解メッキによって行い、また、配線母材の２次元的パターニング（シグナル配線３２の整形と筒状ビア３２ｂの鍔部の整形）は、銅又は銅合金エッチャント（例えば塩化第二鉄）を用いたフォトエッチング加工によって行う。ここで用いられるエッチャントはベース層３１に反応することはないため、フォトエッチング加工時にベース層３１に変質や粗面化等は生じない。
続いて、図１６に示したように、ベース層３１に横断面形が略矩形の貫通孔３１ａを形成する。貫通孔３１ａの形成は、ルーター（切削工具）を用いたルーター加工、或いは、銅又は銅合金エッチャント（例えば塩化第二鉄）を用いたフォトエッチング加工によって行う。
続いて、図１７に示したように、シグナル配線３２ａ及び筒状ビア３２ｂの下面に粘着シート３３を密着させた後、ベース層３１の上面側から貫通孔３１ａ内に互いの中心線が一致するようにダミー部品３４を挿入して、ダミー部品３４の下面を粘着シート３３に密着させる。ダミー部品３４は銅又は銅合金から成り、その厚さは下側のシグナル配線３２ａの下面と上側のシグナル配線３２ａの上面との距離と等しく、且つ、横断面形は貫通孔３１ａの横断面形よりも小さな略矩形である。因みに、ダミー部品３４の後記電子部品ＥＣ（図２２の参照）に対応したものであり、その横断面形は電子部品ＥＣの横断面形と相似で僅かに大きい。
続いて、図１７に示したように、ベース層３１の下面と上面に絶縁層３５を形成すると共に、貫通孔３１ａの内側壁とダミー部品３４の外側壁との間の環状隙間（符号無し）を埋める絶縁部３６を絶縁層３５と連続するように形成する。絶縁層３５と絶縁部３６は、エポキシ樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂、又はこれらに二酸化ケイ素等から成る補強フィラーを含有させたものから成り、絶縁層３５の厚さはシグナル配線３２ａ及び筒状ビア３２ｂの鍔部の厚さと等しく、絶縁部３６の厚さは３０〜２００μｍの範囲内にある。絶縁層３５と絶縁部３６の形成は、絶縁層３５と絶縁部３６の硬化前材（プリプレグ）から成るシート状物をベース層３１の上面に密着させた後、シート状物をベース層３１側に押圧してその一部を貫通孔３１ａの内側壁とダミー部品３４の外側壁との間の環状隙間と筒状ビア３２ｂの内孔に押し込んで充填させ、残部をベース層３１の下面と上面に層状に残して、硬化前材を加熱処理によって硬化させることによって行う。
続いて、図１８に示したように、粘着シート３３を剥離した後、ダミー部品３４の下面とシグナル配線３２ａ及び筒状ビア３２ｂの下面を覆うように下側の絶縁層３５の下面に絶縁層３７を形成すると共に、ダミー部品３４の上面とシグナル配線３２ａ及び筒状ビア３２ｂの上面を覆うように上側の絶縁層３５の上面に絶縁層３８を形成する。絶縁層３７と絶縁層３８は、エポキシ樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂、又はこれらに二酸化ケイ素等から成る補強フィラーを含有させたものから成り、その厚さは１０〜３０μｍの範囲内にある。絶縁層３７と絶縁層３８の材料は原則的に同じで、絶縁層３５とも原則的に同じである。絶縁層３７と絶縁層３８の形成は、絶縁３７と絶縁層３８の硬化前材（プリプレグ）から成るシート状物をそれぞれ密着させた後、各シート状物を加熱処理によって硬化させることによって行う。
続いて、図１８に示したように、絶縁層３７の下面に接続パッド３９を形成すると共に、絶縁層３８の上面に接続パッド４０を形成する。接続パッド３９と接続パッド４０は、銅又は銅合金から成り、その厚さは５〜２５μｍの範囲内にある。各接続パッド３９は絶縁層３７を貫通してシグナル配線３２ａ又は筒状ビア３２ｂに導通するビア部（符号無し）を一体に有しており、各接続パッド４０は絶縁層３９を貫通してシグナル配線３２ａ又は筒状ビア３２ｂに導通するビア部（符号無し）を一体に有している。ビア部を有するパッド母材の形成は、レーザ加工による穿孔と電解メッキによって行い、また、パッド母材の２次元的パターニング（接続パッド３９の整形と接続パッド４０の整形）は、銅又は銅合金エッチャント（例えば塩化第二鉄）を用いたフォトエッチング加工によって行う。ここで用いられるエッチャントは絶縁層３７と絶縁層３８に反応することはないため、フォトエッチング加工時に絶縁層３７と絶縁層３８に変質や粗面化等は生じない。
続いて、図１９に示したように、接続パッド３９を覆うように絶縁層３７の下面にソルダーレジスト層４１を形成すると共に、接続パッド４０を覆うように絶縁層３８の上面にソルダーレジスト層４２を形成する。ソルダーレジスト層４１とソルダーレジスト層４２は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂、又はこれらに二酸化ケイ素等から成る補強フィラーを含有させたものから成り、その厚さは５〜７０μｍの範囲内にある。ソルダーレジスト層４１は各接続パッド３９の下面中央を露出させるための孔（符号無し）を有しており、ソルダーレジスト層４２は各接続パッド４０の上面中央を露出させるための孔（符号無し）を有している。また、ソルダーレジスト層４２は貫通孔３１ａの横断面形と略等しい略矩形の孔４２ａを、貫通孔３１ａの上方に位置するように有している。ソルダーレジスト層４１とソルダーレジスト層４１の形成は、真空ラミネート加工、或いは、フォトエッチング加工によって行う。
続いて、図１９に示したように、ソルダーレジスト層４１を覆うようにエッチングレジスト層４３を形成すると共に、ソルダーレジスト層４２を覆うようにエッチングレジスト層４４を形成する。エッチングレジスト層４３とエッチングレジスト層４４は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂、又はこれらに二酸化ケイ素等から成る補強フィラーを含有させたものから成り、その厚さは５〜７５μｍの範囲内にある。また、エッチングレジスト層４４はソルダーレジスト層４２の孔４２ａの横断面形よりも僅かに小さな略矩形の孔４４ａを、ソルダーレジスト層４２の孔４２ａの内側に有している。エッチングレジスト層４３とエッチングレジスト層４４の形成は、真空ラミネート加工、或いは、フォトエッチング加工によって行う。
続いて、図２０に示したように、エッチングレジスト層４４の孔４４ａを通じて顕出している絶縁層３８の一部分に、ダミー部品３４の上面を露出させるための露出孔４５を形成する。露出孔４５の形成は、ルーター（切削工具）を用いたルーター加工によって行う。ダミー部品３４の上面を完全に露出するには、露出孔４５をその下端がダミー部品３４に入り込むように形成することが望ましい（図２０を参照）。
続いて、図２１に示したように、露出孔４５を通じて露出したダミー部品３４を除去して、絶縁層３７の上面から絶縁層３８の上面に至る深さを有し、且つ、ダミー部品３４と同じ横断面形を有するキャビティ（凹み）４６を形成する。ダミー部品３４の除去は、銅又は銅合金エッチャント（例えば塩化第二鉄）を用いたエッチング加工によって行う。ここで用いられるエッチャントはエッチングレジスト層４３とエッチングレジスト層４４は勿論のこと、絶縁部３６と絶縁層３５と絶縁層３７と絶縁層３８に反応することはないため、エッチング加工時に絶縁部３６と絶縁層３５と絶縁層３７と絶縁層３８に変質や粗面化等は生じない。
続いて、図２１に示したように、エッチングレジスト層４３とエッチングレジスト層４４を除去する。エッチングレジスト層４３とエッチングレジスト層４４の除去は、レジスト剥離液、例えば水酸化ナトリウムやアミン系溶液を用いた剥離処理によって行う。
以上により、図２２に示したキャビティ付き基板が製造される。このキャビティ付き基板はＩＣチップや撮像素子等の電子部品ＥＣを装着するためのキャビティ４６を有しているため、キャビティ４６内に電子部品ＥＣを装着することによって、例えばキャビティ４６の底面又は電子部品ＥＣの下面に接着剤を塗布した後に電子部品ＥＣをキャビティ４６の底面に載置することによって、電子部品ＥＣが装着された後の基板の厚さを薄くすることができる。
先に述べた第２の製造方法によれば、上側絶縁層（絶縁層３８）にダミー部品３４の上面を露出させるための露出孔４５をルーター加工、即ち、機械的な切削加工によって形成するものの、切削深さが浅く、しかも、露出孔４５下にダミー部品３４の略全部が残存することから、切削加工時の応力によって亀裂等の損傷を生じることはない。加えて、露出孔４５を通じて露出したダミー部品３４をエッチング加工、即ち、化学的な蝕刻加工によって除去してキャビティ４６を形成しているため、キャビティ４６の横断面寸法及び深さにバラツキが生じ難く、しかも、内側壁及び底面に平滑性を確実に確保できる。
つまり、電子部品ＥＣの挿入をスムースに行うことができ、且つ、電子部品ＥＣを底面に安定した姿勢で載置できるキャビティ４６を形成することができる。しかも、基板自体の厚さに拘わらず、最大限の深さを有するキャビティ４６を形成できるため、電子部品ＥＣが装着された後の基板の厚さを極力薄くすることができる。
また、第２の製造方法によれば、ダミー部品３４としてその横断面形が電子部品ＥＣの横断面形と相似で僅かに大きいものを用いているので、横断面形が電子部品ＥＣの横断面形と相似で僅かに大きいキャビティ４６を形成することができる。つまり、電子部品ＥＣの挿入をより一層スムースに行えるキャビティ４６を形成することができる。
《第２の製造方法の変形例》
以下、先に述べた第２の製造方法の変形例について説明する。
〈第１変形例〉第２の製造方法では、シグナル配線３２ａ及び筒状ビア３２ｂの下面に粘着シート３３を密着させるステップ（図１７を参照）を採用したが、図２３に示したように、粘着シート３３の代わりに、絶縁層３７の硬化前材から成るシート状物をシグナル配線３２ａ及び筒状ビア３２ｂの下面に密着させ、貫通孔３１ａ内に挿入したダミー部品３４の下面をシート状物に密着させてから、シート状物を加熱処理によって硬化させるようにしても良い。このようにすれば、前記ステップを省略することができる。
〈第２変形例〉第２の製造方法では、絶縁層３５と絶縁部３６の硬化前材から成るシート状物をベース層３１の上面に密着させた後、シート状物をベース層３１側に押圧してその一部を貫通孔３１ａの内側壁とダミー部品３４の外側壁との間の環状隙間と筒状ビア３２ｂの内孔に押し込んで充填させ、残部をベース層３１の下面と上面に層状に残すステップ（図１７を参照）を採用したが、図２４に示したように、絶縁層３７の硬化前材から成るシート状物をシグナル配線３２ａ及び筒状ビア３２ｂの下面に密着させ、貫通孔３１ａ内に挿入したダミー部品３４の下面をシート状物に密着させた後に、絶縁層３８の硬化前材から成るシート状物をシグナル配線３２ａ及び筒状ビア３２ｂの上面に密着させ、両シート状物の少なくとも一方をベース層３１側に押圧してその一部を環状隙間と内孔に押し込んで充填させ、残部をベース層３１の下面と上面に層状に残すようにしても良い。このようにすれば、前記ステップを省略することができると共に絶縁層３７と絶縁層３８（何れも絶縁層３５を兼用）の形成も同時に行うことができる。
〈第３変形例〉第２の製造方法では、下側絶縁層（下側の絶縁層３５＋絶縁層３７）の内部に配線（シグナル配線３２ａ及び筒状ビア３２ｂの鍔部）を設けると共に上側絶縁層（上側の絶縁層３５＋絶縁層３８）の内部に配線（シグナル配線３２ａ及び筒状ビア３２ｂの鍔部）を設けたが、下側絶縁層と上側絶縁層の一方の内部に配線を設けるようにしても良い。また、絶縁層形成ステップと配線形成ステップを追加することによって、配線が存する層を２層以上としても良い。
〈第４変形例〉第２の製造方法では、ダミー部品３４として銅又は銅合金から成るもの（図１７を参照）を示したが、銅又は銅合金以外の金属、例えばニッケルやニッケル合金等から成るダミー部品３４を用いた場合でも、図２１を用いて説明したダミー部品の除去で用いるエッチャントとして当該金属に適合したものを用いれば、前記同様のダミー部品の除去を行うことができる。
〈第５変形例〉第２の製造方法では、ダミー部品３４としてその全体が金属から成るもの（図１７を参照）を示したが、図２５に示したダミー部品３４、即ち、各々がダミー部品と同じ役割を果たす２つの金属ブロック３４ａの間にエッチングレジスト層３４ｂ（エッチングレジスト層４３及び４４と同じ材料）が介在したダミー部品３４を代わりに用いても良い。図２５に示したダミー部品３４を用いれば、第２の製造方法と同じ手順で、図２６に示したキャビティ付き基板のように深さが浅いキャビティ４６を形成することができる。
〈第６変形例〉第２の製造方法では、ダミー部品３４としてその全体が金属から成るもの（図１７を参照）を示したが、図２７に示したダミー部品３４、即ち、各々がダミー部品と同じ役割を果たす４つの金属ブロック３４ａの間にエッチングレジスト層３４ｂ（エッチングレジスト層４３及び４４と同じ材料）が介在したダミー部品３４を代わりに用いても良い。図２７に示したダミー部品３４を用いれば、第２の製造方法と同じ手順で、図２８に示したキャビティ付き基板のように深さが浅い２つのキャビティ４６ａ及び４６ｂを並べて形成することができる。また、図２７に示したダミー部品３４を用いれば、第２の製造方法の略同じ手順で、図２９に示したキャビティ付き基板のように深さが浅い２つのキャビティ４６ａ及び４６ｂを基板の上面と下面に形成することも可能である。
１１…ベース層、１１ａ…貫通孔、１２…粘着シート、１３…ダミー部品、１３ａ…金属ブロック、１４…絶縁部、１５…絶縁層、１６…絶縁層、１７ａ…シグナル配線、１７ｂ…グランド配線、１８ａ…シグナル配線、１８ｂ…グランド配線、１９…絶縁層、２０…絶縁層、２１…接続パッド、２２…接続パッド、２３…ソルダーレジスト層、２４…ソルダーレジスト層、２４ａ…孔、２５…エッチングレジスト層、２６…エッチングレジスト層、２６ａ…孔、２７…露出孔、２８，２８ａ，２８ｂ…キャビティ（凹み）、３１…ベース層、３１ａ…貫通孔、３２ａ…シグナル配線、３２ｂ…筒状ビア、３３…粘着シート、３４…ダミー部品、３４ａ…金属ブロック、３５…絶縁層、３６…絶縁部、３７…絶縁層、３８…絶縁層、３９…接続パッド、４０…接続パッド、４１…ソルダーレジスト層、４２…ソルダーレジスト層、４２ａ…孔、４３…エッチングレジスト層、４４…エッチングレジスト層、４４ａ…孔、４５…露出孔、４６，４６ａ，４６ｂ…キャビティ（凹み）。
続いて、図７に示したように、エッチングレジスト層２５とエッチングレジスト層２６を除去する。エッチングレジスト層２５とエッチングレジスト層２６の除去は、レジスト剥離液、例えば水酸化ナトリウムやアミン系溶液を用いた剥離処理によって行う。
〈第４変形例〉第１の製造方法では、ダミー部品１３として銅又は銅合金から成るもの（図２を参照）を示したが、銅又は銅合金以外の金属、例えばニッケルやニッケル合金等から成るダミー部品１３を用いた場合でも、図７を用いて説明したダミー部品の除去で用いるエッチャントとして当該金属に適合したものを用いれば、前記同様のダミー部品の除去を行うことができる。
続いて、図１６に示したように、ベース層３１に横断面形が略矩形の貫通孔３１ａを形成する。貫通孔３１ａの形成は、ルーター（切削工具）を用いたルーター加工によって行う。

Claims (5)

  1. 電子部品装着用のキャビティを有するキャビティ付き基板の製造方法であって、
    ベース層に貫通孔を形成するステップと、
    前記貫通孔内に前記電子部品に対応した金属製のダミー部品を挿入するステップと、
    前記貫通孔の内側壁と前記ダミー部品の外側壁との間の環状隙間を埋める合成樹脂製の絶縁部を形成するステップと、
    前記ダミー部品の下面を覆う合成樹脂製の下側絶縁層を前記絶縁部と連続するように前記ベース層の下面に形成するステップと、
    前記ダミー部品の上面を覆う合成樹脂製の上側絶縁層を前記絶縁部と連続するように前記ベース層の上面に形成するステップと、
    前記上側絶縁層又は前記下側絶縁層に前記ダミー部品の上面又は下面を露出させるための露出孔を機械的な切削加工によって形成するステップと、
    前記露出孔を通じて露出したダミー部品を化学的な蝕刻加工によって除去して前記キャビティを形成するステップとを備える、
    ことを特徴とするキャビティ付き基板の製造方法。
  2. 前記ベース層は金属製である、
    ことを特徴とする請求項１に記載のキャビティ付き基板の製造方法。
  3. 前記ベース層は合成樹脂製である、
    ことを特徴とする請求項１に記載のキャビティ付き基板の製造方法。
  4. 前記ダミー部品の横断面形は、前記電子部品の横断面形よりも僅かに大きい、
    ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のキャビティ付き基板の製造方法。
  5. 前記上側絶縁層と前記上側配線層の少なくとも一方の内部に配線を形成するステップをさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のキャビティ付き基板の製造方法。
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