JP2016025096A

JP2016025096A - プリント配線板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2016025096A
Application number: JP2014145741A
Authority: JP
Inventors: 満広冨川; Mitsuhiro Tomikawa
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2016-02-08

Abstract

【課題】プリント配線板の薄型化と共に、樹脂絶縁層内に内蔵される電子部品と樹脂絶縁層との間に熱膨張率の差があっても反りを抑制し、表面を平坦化する。
【解決手段】芯材を有する樹脂絶縁層１１と、その樹脂絶縁層１１の第１面１１ａに一面が露出するように樹脂絶縁層１１に埋め込んで第１配線層１２が形成され、樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂの表面に第２配線層１４が突出して形成され、樹脂絶縁層１１内に少なくとも第２面１１ｂ側に電極２１、２２を有する電子部品２０が埋め込まれ、電子部品２０の電極２１、２２と第２配線層１４とを電気的に接続するように樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ側から第１ビア導体１５ｂが形成されている。また、樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ側から第１配線層１２と第２配線層１４とが、第２ビア導体１５ｂにより電気的に接続するように形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品が樹脂絶縁層内に埋め込まれるプリント配線板およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、電子部品が樹脂絶縁層内に埋め込まれても、熱による膨張収縮による応力が吸収されやすくすると共に、半導体素子が搭載される面を研磨することなく平坦面にされたプリント配線板およびその製造方法に関する。

近年、電子部品等の電極間のファインピッチ化に伴い、プリント配線板においても、導体パターンの各配線はその幅が狭くなり、各配線と樹脂絶縁層との密着性が低下している。さらに、プリント配線板においても薄型化が要求されている。

プリント配線板の薄型化の観点から、例えば図４に示されるように、簡単な電子部品２００は樹脂絶縁層１１０内に内蔵することが開示されている（例えば特許文献１参照）。すなわち、図４に示されるように、金属箔１２１の表面に接着剤１７０が塗布され、電極２１０を有する電子部品２００が接着された後に電子部品２００の周囲が樹脂絶縁層１１０により被覆される。そして、電極２１０と接続されたビア導体１５０と連続して形成された電気めっき膜１２２と金属箔１２１とにより導体パターン１２０が形成されている。

特表２００６−５２３３７５号公報

前述のように、金属箔１２１の上に接着剤１７０が塗布され、その接着剤１７０と電子部品２００が接着された後に樹脂絶縁層１１０により被覆され、金属箔１２１を利用して導体パターン１２０が形成される構造では、導体パターン１２０が樹脂絶縁層１１０の表面に突出して形成される。そのため、プリント配線板の厚さを薄くするという薄型化が十分に達成されないと共に、細くなる配線の樹脂絶縁層との接着性を向上させることができないという問題がある。さらに、樹脂絶縁層１１０内に内蔵される電子部品２００の電極２１０に接続されるビア導体が形成されると、表面に凸部が形成され、樹脂絶縁層内に配線層が埋め込まれて、樹脂絶縁層と配線層との表面が平坦化されてＩＣ等の搭載に不都合が生じないようにするためには、後から表面に研磨処理が施される必要があり、工数が多くなるという問題もある。

さらに、埋め込み配線側にビア導体を形成しない構造にした場合でも、埋め込まれる電子部品が、例えばチップコンデンサのように、周囲に電極が形成される電子部品では、埋め込み配線と電子部品との距離が近すぎると接触の危険性があると共に、樹脂絶縁層と電子部品との熱膨張率が異なるため、プリント配線板の反りが生じやすいという問題もある。

本発明の目的は、プリント配線板の薄型化が達成されながら、樹脂絶縁層内に内蔵される電子部品と樹脂絶縁層との間に熱膨張率の差があっても、プリント配線板の反りが生じないような構造のプリント配線板およびその製造方法を提供することである。

本発明の他の目的は、埋め込み配線の表面側には、ビア導体が形成されないことにより、研磨することなく樹脂絶縁層と埋め込み配線層の表面が平坦化された構造のプリント配線板、およびその製造方法を提供することである。

本発明のプリント配線板は、芯材を有する樹脂絶縁層と、該樹脂絶縁層の第１面に一面が露出するように前記樹脂絶縁層に埋め込んで形成される第１配線層と、前記樹脂絶縁層の第２面の表面に突出して形成される第２配線層と、前記樹脂絶縁層内に埋め込まれ、少なくとも前記第２面側に電極を有する電子部品と、前記樹脂絶縁層の前記第２面側から前記電子部品の電極と前記第２配線層とを電気的に接続するように形成される第１ビア導体と、前記樹脂絶縁層の前記第２面側から前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続するように形成される第２ビア導体と、を有している。

本発明のプリント配線板の製造方法は、ダミー基板上に回路パターンを形成した第１配線層を形成することと、前記ダミー基板および前記第１配線層上の電子部品を搭載する領域に接着層を介して電子部品を少なくとも電極が上部に向くように固着することと、前記第１配線層上に、前記電子部品が樹脂絶縁層により被覆されるように、樹脂絶縁層および金属箔を積層することと、前記ダミー基板を除去することと、前記金属箔側から、前記電子部品の電極を露出させる第１導通用孔、および前記第１配線層を露出させる第２導通用孔をそれぞれ形成することと、前記第１導通用孔内および前記第２導通用孔内に第１ビア導体および第２ビア導体をそれぞれ形成すると共に、前記樹脂絶縁層の前記金属箔側の表面に第２配線層を形成することと、を有している。

本発明では、樹脂絶縁層の第１面に第１配線層が埋め込まれ、樹脂絶縁層に埋め込まれる電子部品の電極との接続は、樹脂絶縁層の第２面に形成される第２配線層と第１ビア導体により行われているので、樹脂絶縁層の第１面側は平坦になる。

本発明の一実施形態のプリント配線板の断面説明図。図１に示されるプリント配線板の製造方法の各工程の断面説明図。図１に示されるプリント配線板の製造方法の各工程の断面説明図。図１に示されるプリント配線板の製造方法の各工程の断面説明図。図１に示されるプリント配線板の製造方法の各工程の断面説明図。図１に示されるプリント配線板の製造方法の各工程の断面説明図。図１に示されるプリント配線板の製造方法の各工程の断面説明図。図１に示されるプリント配線板の製造方法の各工程の断面説明図。図１に示されるプリント配線板の製造方法の各工程の断面説明図。図１に示されるプリント配線板の製造方法の各工程の断面説明図。図１に示されるプリント配線板の製造方法の各工程の断面説明図。図１に示されるプリント配線板の製造方法の各工程の断面説明図。図１に示されるプリント配線板の製造方法の他の実施形態の各工程の断面説明図。図１に示されるプリント配線板の製造方法の他の実施形態の各工程の断面説明図。図１に示されるプリント配線板の製造方法の他の実施形態の各工程の断面説明図。図１に示されるプリント配線板の製造方法の他の実施形態の各工程の断面説明図。図１に示されるプリント配線板の製造方法の他の実施形態の各工程の断面説明図。従来の電子部品が埋め込まれたプリント配線板の断面説明図。

本発明の一実施形態のプリント配線板が、図面を参照して説明される。図１に示されるように、本実施形態のプリント配線板１は、芯材を有する樹脂絶縁層１１と、その樹脂絶縁層１１の第１面１１ａに一面が露出するように樹脂絶縁層１１に埋め込んで第１配線層１２が形成され、樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂの表面に第２配線層１４が突出して形成され、樹脂絶縁層１１内に少なくとも第２面１１ｂ側に電極２１、２２を有する電子部品２０が埋め込まれ、電子部品２０の電極２１、２２と第２配線層１４とを電気的に接続するように、第１ビア導体１５ａが樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ側から形成されている。また、樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ側から第１配線層１２と第２配線層１４とが、第２ビア導体１５ｂにより電気的に接続するように形成されている。

樹脂絶縁層１１は、第１面１１ａと、第１面１１ａの反対側の第２面１１ｂとを有する絶縁層である。樹脂絶縁層１１は、例えばガラス繊維のような図示しない芯材にフィラーを含む樹脂組成物が含浸されたものが用いられている。このような芯材入りの樹脂が用いられることにより、後述する電子部品２０が内蔵されても、電子部品と樹脂絶縁層との熱膨張差に基づく反りを防止する１つの要素とすることができる。また、１層であっても良く、複数の絶縁層から形成されていても良い。樹脂絶縁層１１が複数の絶縁層から形成されるならば、例えば熱膨張率、柔軟性、厚さが容易に調整され得る。樹脂としては、エポキシ樹脂等が例示される。樹脂に混ぜ合されるフィラーとしては、シリカ（ＳｉＯ₂）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化チタン（Ｔｉ₂Ｏ₃）等が例示される。樹脂絶縁層１１の厚さとしては、２５〜１００μｍが例示される。この樹脂絶縁層１１内に、少なくとも第１面１１ａ側に第１電極２１が向くように電子部品２０が埋め込まれている。この樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ側には後述する回路パターンが形成された第２配線層１４が設けられている。また、樹脂絶縁層１１の第１面１１ａ側には第１配線層１２が、一面だけが露出するように埋め込まれている。

電子部品２０は、特には限定されないが、例えばチップ型コンデンサ等の比較的電極端子の少ないものが挙げられる。この電子部品２０の少なくとも第１電極２１は、樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ側を向くように埋め込まれている。図１に示される例では、電子部品２０がチップ型コンデンサの例で、第１電極２１および第２電極２２は共に電子部品２０の周囲に亘って形成されているが、周囲に亘って電極が形成されない場合には、前述のように、第２面１１ｂ側に電極２１、２２が向くように配置される。一方、図１に示されるように、周囲に亘って電極２１、２２が形成されている場合には、第１配線層１２と接触しないように、後述する接着層１７が少なくとも１０μｍ、好ましくは２０〜４０μｍ程度に形成される。この接着層１７が厚くなると、電子部品２０と第２面１１ｂとの間の樹脂絶縁層１１との厚さがほぼ等しくなることが、前述の反りを防止する観点からは好ましい。この電子部品２０の第１および第２の電極２１、２２は後述するように、第２配線層１４と第１ビア導体１５ａを介して接続される。

この電子部品２０と、第１配線層１２との間には接着層１７が設けられている。この接着層１７としては、例えば熱硬化性接着剤等の電気絶縁性接着剤が用いられる。しかし、この例に限定されず、シリコーン樹脂等他の接着剤が用いられても良い。熱膨張率が樹脂絶縁層１１と近く、かつ、弾力性のある接着剤が用いられることにより、電子部品２０と樹脂絶縁層１１との間で熱膨張率の差があっても、両者間に生じる応力を吸収することができる。この接着層１７の第１面１１ａ側の表面は樹脂絶縁層１１の第１面１１ａと同一面になるように形成されている。そして、この樹脂絶縁層１１の第１面１１ａおよびその第１面１１ａと同一面に形成されている接着層１７の表面に、一面が露出するように埋め込まれて第１配線層１２が形成されている。この接着剤は、短時間で硬化することが好ましい。少なくとも一部を数秒で固着できる接着剤と併用することもできる。

図１に示される例では、前述のように、電子部品２０の、第２面１１ｂと対向する面に一対の第１電極２１および第２電極２２が形成され、その一対の電極２１、２２が電子部品２０の側面を介して反対側の面にもそれぞれ延びて、一対の電極２１、２２が形成されている。しかし、一方の面だけに一対の電極が形成されているだけでも良く、また、一方の面に形成される電極とは異なる電極が他方の面に形成されても良い。さらに、電極は一対である必要はなく、さらに異なる電極が一方の面に複数個形成されていても良い。この例では、配線層と接続される必要のある電極は、全て少なくとも樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂに面するように形成されている。

第１配線層１２は、樹脂絶縁層１１と接着層１７の表面に埋め込まれた形で形成されており、その一面だけが樹脂絶縁層１１および接着層１７から露出している。そのため、特に高密度化、ファインピッチ化に伴い配線パターンの幅が狭く、また、樹脂絶縁層１１の薄型化に伴って芯材入りの樹脂が用いられることによる密着性の低下の恐れがある場合でも、このように、第１配線層１２が樹脂絶縁層１１および接着層１７の内部に埋め込まれることにより、第１配線層１２と樹脂絶縁層１１等との密着性の向上に寄与する。なお、後述するように、この第１配線層１２側からは、ビア導体１５（第１ビア導体１５ａおよび第２ビア導体１５ｂ）の形成が行われないため、第１配線層１２と樹脂絶縁層１１とが研磨されることなく面一になっており、平坦面であるため、後述する第２電子部品２５がこの第１配線層１２と接続されるように搭載される場合でも、非常に安定して信頼性良く接続される。

さらに、このような第１配線層１２の下側に電子部品２０が埋め込まれているが、製造方法で後述されるように、第１配線層１２が形成された後に、その第１配線層１２上に接着層１７と電子部品２０とが位置合せされて載置され固着される。そのため、第１配線層１２と位置合せして形成される第２配線層１４と電子部品２０との位置関係も定まり、電子部品２０の第１電極２１および第２電極２２の場所に第１導通用孔１１ｅ（図２Ｈ参照）が形成され、その第１導通用孔１１ｅ内に、例えば電気めっき法により銅等の金属材料が埋め込まれることにより第１ビア導体１５ａが形成される。これにより、第２配線層１４と接続される。

この第１配線層１２と電子部品２０との間には、エポキシ樹脂等からなる接着層１７が１０μｍ以上の厚さで配置されているため、前述の例のように、電子部品の、樹脂絶縁層１１の第１面１１ａ側にも電極が形成されていても、その電極と第１配線層１２とが接触する恐れはないと共に、電子部品２０を挟んで第１面１１ａ側と第２面１１ｂ側とで絶縁層の厚さが非常に近くなること、さらに、樹脂絶縁層１１にガラス繊維等の芯材が入れられたものが用いられていることにより、この樹脂絶縁層１１の両面に配線層が形成される２層だけの薄いプリント配線板であっても、反りによる第２電子部品２５の搭載等にも不都合が生じることがない。さらに、前述のように、第１配線層１２の一面と樹脂絶縁層１１の第１面１１ａとが面一の平坦面に形成されているので、第２電子部品２５の搭載により一層好ましい状態に形成されている。

この第１配線層１２を形成する方法は、特に限定されない。好ましくは、電気めっきにより形成される電気めっき膜であっても良い。第１配線層１２が電気めっき膜であるならば、純粋な金属膜として形成されるという利点がある。第１配線層１２を構成する材料は、銅が例示される。銅は、電気めっきが容易でありながら、抵抗が小さく腐食の問題も生じにくい。この第１配線層１２の厚さは、３〜２０μｍが例示される。

第２配線層１４は、樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ上に形成されている。第２配線層１４を形成する方法も、特に限定されない。第２配線層１４を構成する材料は、銅が例示される。第２配線層１４の厚さは、３〜２０μｍが例示される。第２配線層１４は、図１では１層の例で示されているが、製造方法で後述されるように、例えば金属箔と無電解めっき膜を含むめっき膜により形成されても良い。このめっき膜により形成される場合、予め不要な部分にレジスト膜が形成されて電気めっきが行われるアディティブ法でも良いし、全面に電気めっき膜が形成された後に、不要部分がエッチングにより除去されるサブトラクト法で形成されても良い。しかし、ファインピッチの配線層を形成するには、パターニングの点で、アディティブ法の方が好ましい。いずれにしても所望の回路パターンが形成されることにより、第２配線層１４が形成される。

図１に示される例では、前述のように、電子部品２０の両面に亘って一対の電極２１、２２が形成されているが、本実施形態では、第２配線層１４と接続されるように、樹脂絶縁層１１に第１導通用孔１１ｅ（図２Ｈ参照）が形成され、第２配線層１４の形成と同時にその第１導通用孔１１ｅ内に金属が埋め込まれて第１ビア導体１５ａが形成されている。

第１ビア導体１５ａは、樹脂絶縁層１１の第２面から、電子部品２０の一対の第１および第２の電極２１、２２が露出するように第１導通用孔１１ｅが形成され、その第１導通用孔１１ｅ内に導体が埋め込まれることにより形成されている。第１ビア導体１５ａとしては、銅が例示され、例えば電気めっきにより形成される。電気めっき法により形成される場合、その前に無電解めっき法または蒸着法もしくはスパッタ法等によりシード層とする金属被膜１４ｂ（図２Ｋ参照）が形成される。また、この第１ビア導体１５ａの断面形状は特に限定されないが、図１に示されるように、その断面の幅が、樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ側よりも、電子部品２０の第１および第２の電極２１、２２側で小さく形成されていても良い。第１ビア導体１５ａが第１導通用孔１１ｅの奥まで完全に埋め込まれる必要があるので、第１導通用孔１１ｅの奥が小さい方が好ましいからである。この第１ビア導体１５ａが形成される第１導通用孔１１ｅは、樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ側から、レーザ光の照射により加工して形成されることにより、このような形状に形成され得る。

また、この第１ビア導体１５ａが形成されるのと同じ工程で、第１配線層１２と第２配線層１４とを接続する第２ビア導体１５ｂが形成される。この第２ビア導体１５ｂも、第１ビア導体１５ａと同様に、樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ側から、第２導通用孔１１ｇ（図２Ｈ参照）が形成され、電気めっき法などにより充填（フィルドめっき）され、第２ビア導体１５ｂが形成される。電気めっき法による場合は、前述の第１ビア導体１５ａの形成と同様に、予め無電解めっき法などにより、第２導通用孔１１ｇの内面にシード層とする金属被膜１４ｂが形成される必要がある。これにより樹脂絶縁層１１の表面にも電気めっき膜を形成することができる。この第２ビア導体１５ｂは、例えば電子部品２０の第１および第２の電極２１、２２に接続された第１ビア導体１５ａが第１配線層１２に接続されるのに利用されたりする。

樹脂絶縁層１１の両面には、第１配線層１２の第２電子部品２５が搭載される場所（実装パッド群１２ａ）が露出するように、および第２配線層１４の、他の電子部品または回路（これらを纏めて外部回路という）が接続される接続部を除いてソルダーレジストが塗布され、ソルダーレジスト層１６が形成されている。ソルダーレジスト層１６は、例えばエポキシ樹脂等が用いられても良い。このソルダーレジスト層１６は、樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ側に形成されるソルダーレジスト層１６が、第２配線層１４が樹脂絶縁層１１内に埋め込まれずに、表面に突出している分だけ、第１面１１ａ側に形成されるソルダーレジスト層１６よりも厚く形成されている。この第１面１１ａ側のソルダーレジスト層１６の厚さは、１０〜２０μｍ程度に形成され、第２面１１ｂ側のソルダーレジスト層１６は、２０〜３０μｍ程度に形成されている。このソルダーレジスト層１６の開口部は、第２電子部品２５等が搭載されるように形成されている。この開口部から露出する実装パッド群１２ａ等の表面には、ＯＳＰ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｓｎ等の表面処理が行われる。

本実施形態によれば、第１配線層１２が樹脂絶縁層１１内に埋め込まれていながら、電子部品２０も樹脂絶縁層１１内に内蔵されている。そのため、非常に薄型のプリント配線板が得られる。さらに、電子部品２０の第１および第２の電極２１、２２は第２配線層１４と接続され、第１配線層１２と直接接続される構造にはなっていない。そのため、第１配線層１２の平坦性が非常に良く、しかも樹脂絶縁層１１には芯材が入っており、また、電子部品２０の第１面１１ａ側および第２面１１ｂ側の絶縁層の厚さを極力等しくすることにより（図では少々アンバランスになっているが均等にすることは可能）、反りの発生を抑えることができる。その結果、第２電子部品２５が搭載される場合などに、その接続の信頼性が大幅に向上する。

次に、図１に示されるプリント配線板の製造方法の一実施形態が、図２Ａ〜２Ｋを参照して説明される。

まず、図２Ａに示されるように、金属箔が両面に形成されたダミー基板（キャリア）１８が用意される。ダミー基板１８としては、例えばプリプレグ樹脂に銅箔が貼り付けられた銅張支持板が用いられるが、これに限定されない。このダミー基板１８の両面に金属膜１３が、接着剤等により貼り付けられる。このダミー基板１８および金属膜１３は、後で除去して廃棄されるもので、材料は特に限定されないが、金属膜１３としては、例えば銅、ニッケル等が用いられる。この金属膜１３とダミー基板１８とは、後で分離されるため、分離しやすい接着剤、例えば熱可塑性樹脂により全面が接着されても良い。このような接着剤で接着されることにより、後の工程で温度を上昇させて引き剥されることにより、金属膜１３とダミー基板１８とは容易に分離される。

または、例えば支持板の周囲だけで通常の接着剤により貼り付けられても良い。周囲が切断除去されることにより、容易に分離されるからである。以下に説明される実施形態では、前者の方法を採用している。このダミー基板１８と金属膜１３の両者間には、熱膨張率などの差が無いことが望ましいため、金属膜１３にニッケルが用いられるのであれば、ダミー基板１８の表面に設けられる金属箔もニッケルが望ましく、金属膜１３が銅であるなら、ダミー基板１８の表面も銅箔など、同じ材料であることが好ましい。しかし、これには制約されない。また、このダミー基板１８の金属膜１３が設けられる面には、適宜、剥離層が設けられても良い。

また、図２Ａに示される例では、ダミー基板１８の両面に金属膜１３が貼り付けられた図が示されている。このようにすることにより、両面にプリント配線板を同時に形成することができ、ダミー基板１８は除去されるものであるため、有効利用につながり、また、製造工程の短縮に寄与する。しかし、ダミー基板１８の片面のみに金属膜１３が貼り付けられても良い。ダミー基板１８の両面に金属膜１３が設けられても、図のダミー基板１８の上側と下側は全く同じ構造であり、以下の説明では、主として上側だけについての説明がなされ、図面の符号も下側の部分については適当に省略されている。

次に、図２Ｂに示されるように、第２電子部品２５（図１参照）が搭載される実装パッド群１２ａおよび他の配線群１２ｂを有する第１配線層１２が形成される。第１配線層１２を形成する方法は、所定のパターンを形成するためのレジストパターン（図示せず）が金属膜１３の表面に形成され、金属膜１３を一方の電極として電気めっき法により、金属膜１３が露出している部分に第１配線層１２が形成される。その後、レジストパターンが除去されることにより、図２Ｂに示されるような第１配線層１２が形成される。

次に、図２Ｃに示されるように、第１配線層１２上の、電子部品２０（図２Ｄ参照）が搭載される場所に接着剤１７ａが塗布される。接着剤１７ａとしては、例えば熱硬化性エポキシ樹脂等が用いられる。しかし、これに限定されるものではなく、電子部品２０を固着できるものであればよい。この接着剤１７ａとしては、前述のように、樹脂絶縁層１１と熱膨張率が近く、かつ、弾力性のある材料であることが、電子部品２０と樹脂絶縁層１１との熱膨張率差に基づく応力を吸収しやすいため好ましい。

次に、図２Ｄに示されるように、電子部品２０が接着剤１７ａの上に載置され、例えば１８０℃程度に上昇してキュアされることにより固着される。図２Ｃの接着剤１７ａの塗布、およびこの電子部品２０の固着は、片面ごとに行われ、片面の電子部品２０が固着された後に、他面側の接着剤１７ａの塗布およびキュアが行われる。接着剤１７ａがキュアされることにより、電子部品２０と第１配線層１２との間に固化した接着層１７が形成される。

図２Ｃ〜２Ｄに示される例では、第１配線層１２上に絶縁性接着剤１７ａが塗布されてから電子部品２０が搭載されたが、電子部品２０の第１配線層１２に面する面に絶縁性接着剤１７ａが塗布されてから、電子部品２０が第１配線層１２に搭載されて固着されても良い。しかし、接着層１７をある程度厚く形成するには、第１配線層１２上に接着剤１７ａを塗布する方が好ましい。

次に、図２Ｅに示されるように、電子部品２０に対応する部分に、電子部品２０を埋設する（電子部品２０が通る）ための開口部が形成されたガラス繊維等の芯材入りの樹脂フィルム１１ｆが電子部品２０の高さを超える高さに重ねられ、さらにその上に、電子部品２０の上も覆う芯材入りの樹脂フィルム１１ｇと、第２配線層１４の一部となる金属箔１４ａとが積層される。なお、樹脂フィルム１１ｆは、図２Ｅに示されるように、厚さに応じて複数個重ねられてもよく、或いは、電子部品２０の上面の高さに対して十分な厚さを有する場合などは単独で用いられてもよい。要は、例えばモールド樹脂のような、樹脂を流し込んで電子部品２０を埋め込むのではなく、芯材入りのプリプレグを用いて、温度を上昇させることにより、その樹脂を隙間に流し込むことに特徴がある。その結果、電子部品を埋め込むのに、芯材入りの樹脂で行うことができる。また、モールド成形用の金型や設備を必要とすることなく、一般的なプリント配線板の製造設備およびプロセスで電子部品２０が埋め込まれ得る。

このように電子部品２０が固着された第１配線層１２上に、重ね合された樹脂フィルム１１ｆ、１１ｇおよび金属箔１４ａが重ねられた状態で、真空プレスによる加圧および加熱により貼り合せる方法が用いられる。その結果、図２Ｆに示されるように、樹脂絶縁層１１内に電子部品２０が内蔵されると共に、第１配線層１２の一面が樹脂絶縁層１１の一面と面一になるように、第１配線層１２が埋め込まれた積層体が得られる。

その後、図２Ｇに示されるように、金属箔１４ａ側（樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ側）から電子部品２０の第１電極２１および第２電極２２に導通するように、第１導通用孔１１ｅが形成される。さらに金属箔１４ａ側から第２ビア導体１５ｂ用の第２導通用孔１１ｇが形成される。この第１または第２の導通用孔１１ｅ、１１ｇを形成する方法は、導通用孔が形成される場所の金属箔１４ａ側から、その表面に黒化処理が施され、レーザ光が照射される方法が用いられる。すなわち、樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ側に設けられる金属箔１４ａの表面から、ＣＯ₂レーザ光等が照射されることにより加工される。金属箔１４ａ側（樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ側）から電子部品２０の第１電極２１および第２電極２２に導通するように、第１導通用孔１１ｅが形成される。また、第１配線層１２と第２配線層１４（図１参照）とを接続する場所に第２ビア導体１５ｂ（図１参照）用の第２導通用孔１１ｇが形成される。この第２導通用孔１１ｇは、一方向のみから形成されているため、一方向のみのテーパ状に形成されている。

その後、図２Ｈに示されるように、全面に無電解めっき法等により、金属被膜１４ｂが形成される。この金属被膜１４ｂは、次の電気めっきの際の通電用とするもので、真空蒸着またはＣＶＤ法などにより形成されても良い。

次に、図２Ｈに示されるように、樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ側に、第２配線層１４（図１参照）が形成される部分以外のところにレジスト膜３１が形成される。

次に、図２Ｉに示されるように、第１および第２の導通用孔１１ｅ、１１ｇ内および金属箔１４ａ上の金属被膜１４ｂ上で、レジスト膜３１から露出している部分に電気めっきが施され、第２面１１ｂ側の第１ビア導体１５ａ、第２導通用孔内の第２ビア導体１５ｂ並びに金属箔１４ａ上の金属被膜１４ｂ上で、レジスト膜３１が形成されていない部分に電気めっき膜１４ｃが形成される。その後、レジスト膜３１が除去される。その結果、金属箔１４ａと、金属被膜１４ｂと、電気めっき膜１４ｃとにより第２配線層１４が形成される（図２Ｉの状態では、金属箔１４ａがまだパターニングされていないため、完全なパターンは形成されていない）。

その後、図２Ｊに示されるように、ダミー基板１８が除去される。なお、ダミー基板１８が除去されることにより２個の積層体が得られるが、図２Ｊにおいて、ダミー基板１８の上側の積層体のみが示されている。前述のように、ダミー基板１８（支持板の表面に設けられる銅箔）と金属膜１３とは、例えば温度を上昇させてずらすことにより剥離することができるような接着剤により接着されているだけであるため、温度を上昇させて力が加えられるだけで、ダミー基板１８は簡単に分離される。その結果、図２Ｊに示されるように、金属膜１３のダミー基板１８との接合面が露出する。なお、このダミー基板１８と金属膜１３とがその周囲で接着されている場合には、その接着されている部分の内側で切断されることにより、簡単に分離される。

その後、図２Ｋに示されるように、樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ側の露出している金属被膜１４ｂおよび金属箔１４ａがエッチングにより除去され、同時に第１配線層１２側の金属膜１３が除去される。その結果、第１配線層１２側は樹脂絶縁層１１の第１面１１ａとほぼ面一の平坦面が得られ、樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂに第２配線層１４のパターンが形成されると共に、第１配線層１２と第２配線層１４とが第２ビア導体１５ｂにより接続され、電子部品２０が埋め込まれたプリント配線板１が得られる。そして、図１に示されるように、この第１配線層１２の実装パッド１２ａに第２電子部品２５が搭載され得るプリント配線板１が得られる。

このように形成されることにより、第１配線層１２側の面には、接続用のビア導体が一切露出していないので、非常に平坦な面が得られ、図１に示されるように、第２電子部品２５が搭載される場合でも、作業も容易で、非常に安定した実装がされ得る。

前述の例では、第２ビア導体１５ｂの形成が、樹脂絶縁層の第２面１１ｂ側のみから第２導通用孔１１ｇが形成され、電気めっきが施されたが、第２ビア導体１５ｂは樹脂絶縁層１１の厚さ方向の全体に形成されるため、第２導通用孔１１ｇがＣＯ₂レーザ光などの照射により形成される場合は、第１配線層１２側に近いほど段々孔径が小さくなるし、電気めっきが行われる場合の時間も長くなりやすい。そのため、この第２導通用孔１１ｇを樹脂絶縁層１１の第１面１１ａからも開け、図３Ｂに示されるように、両端部が大径で、中心部が小径の砂時計形（鼓形）の形状の第２導通用孔にすることができる。その実施形態が図３Ａ〜３Ｅを参照して説明される。

前述の図２Ａ〜２Ｆまでは、前述の例と同様に製造され、その後、ダミー基板１８から分離されて２個得られる組立体の一方のみが図３Ａに示されている。このダミー基板１８の除去は、前述の図２Ｊの工程と同様に行われ得る。

その後、図３Ｂに示されるように、第１導通用孔１１ｅは電子部品２０の電極２１、２２に達するまで、第２導通用孔１１ｇは少なくとも樹脂絶縁層１１の中間部に達するまで、前述と同様の例えばレーザ光照射により形成される。その後、樹脂絶縁層１１の第１面１１ａ側から第２導通用孔１１ｇと連通するように第３導通用孔１１ｆが同様にレーザ光の照射により形成される。

その後、図３Ｃに示されるように、全面に無電解めっき法等により、金属被膜１４ｂが形成される。この金属被膜１４ｂは、次の電気めっきの際の通電用とするもので、真空蒸着またはＣＶＤ法などにより形成されても良い。

次に、樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ側では、第２配線層１４（図１参照）が形成される部分以外のところに、樹脂絶縁層１１の第１面１１ａ側では、第３導通用孔１１ｆの部分を除いたほぼ全面がカバーされるように、レジスト膜３１が形成される。

次に、図３Ｄに示されるように、第１〜第３の導通用孔１１ｅ、１１ｇ、１１ｆ内および金属箔１４ａ上の金属被膜１４ｂ上で、レジスト膜３１から露出している部分に電気めっきが施され、第２面１１ｂ側の第１ビア導体１５ａ、第２および第３の導通用孔内の第２ビア導体１５ｂ並びに金属箔１４ａ上の金属被膜１４ｂ上で、レジスト膜３１が形成されていない部分に電気めっき膜１４ｃが形成される。その後、レジスト膜３１が除去される。その結果、金属箔１４ａと、金属被膜１４ｂと、電気めっき膜１４ｃとにより第２配線層１４が形成される（図３Ｄの状態では、金属箔１４ａがまだパターニングされていないため、完全なパターンは形成されていない）。なお、第３の導通用孔１１ｆ内が埋め込まれて第２ビア導体１５ｂが形成される際に、第１表面１１ａ側に第２ビア導体１５ｂが出っ張る場合があるが、その場合には、研磨により出っ張り部分が除去されて、図３Ｄに示されるように平坦面にされる。

その後、例えば図３Ｅに示されるように、樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ側の露出している金属被膜１４ｂおよび金属箔１４ａがエッチングにより除去され、同時に第１配線層１２側の金属膜１３が除去される。その結果、第１配線層１２側は樹脂絶縁層１１の第１面１１ａとほぼ面一の平坦面が得られ、樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂに第２配線層１４のパターンが形成されると共に、第１配線層１２と第２配線層１４とが第２ビア導体１５ｂにより接続され、電子部品２０が埋め込まれたプリント配線板１が得られる。そして、図１に示されるように、この第１配線層１２の実装パッド１２ａに第２電子部品２５が搭載され得るプリント配線板１が得られることは前述の例と同様である。

このような方法によれば、第３導通用孔１１ｆが埋め込まれた後に、その表面に出っ張り部分が形成される場合には、その研磨作業が必要となるが、第２導通用孔１１ｇの形成や第２ビア導体１５ｂの形成が容易になるため、工数の削減になることがある。

なお、上記２つのいずれの方法により製造する場合でも、電子部品２０の第１電極２１および第２電極２２への接続のための第１ビア導体１５ａは、樹脂絶縁層１１の第２面１１ｂ側のみから形成されるため、電子部品２０の第１面１１ａ側は、完全な平坦面が得られる。

１プリント配線板
１１樹脂絶縁層
１１ａ第１面
１１ｂ第２面
１１ｅ第１導通用孔
１１ｇ第２導通用孔
１２第１配線層
１２ａ実装パッド群
１２ｂ配線群
１３金属膜
１４第２配線層
１４ａ金属箔
１４ｂ金属被膜
１５ａ第１ビア導体
１５ｂ第２ビア導体
１６ソルダーレジスト層
１７接着層
１７ａ接着剤
１８ダミー基板
２０電子部品
２１第１電極
２２第２電極
２５第２電子部品
３１レジスト膜

Claims

電子部品内蔵型のプリント配線板であって、
芯材を有する樹脂絶縁層と、
該樹脂絶縁層の第１面に一面が露出するように前記樹脂絶縁層に埋め込んで形成される第１配線層と、
前記樹脂絶縁層の第２面の表面に突出して形成される第２配線層と、
前記樹脂絶縁層内に埋め込まれ、少なくとも前記第２面側に電極を有する電子部品と、
前記樹脂絶縁層の前記第２面側のみから前記電子部品の電極と前記第２配線層とを電気的に接続するように形成される第１ビア導体と、
前記樹脂絶縁層の前記第１面側および前記第２面側の少なくとも一方側から前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続するように形成される第２ビア導体と、
を有する。
請求項１記載のプリント配線板であって、
前記第２配線層には、前記第１ビア導体と前記第２ビア導体とを接続する配線が形成されている。
請求項１または２記載のプリント配線板であって、
前記第１配線層に半導体素子実装用パッドが形成されている。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のプリント配線板であって、
前記第２配線層には、第２基板に接続されるパッドが形成されている。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のプリント配線板であって、
前記電子部品がチップコンデンサである。
請求項１〜５のいずれか１項に記載のプリント配線板であって、
前記第１配線層と前記電子部品との間に電気的絶縁性の接着剤層が形成され、該接着剤層が少なくとも１０μｍの厚さを有している。
請求項１〜６のいずれか１項に記載のプリント配線板であって、
前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続する前記第２ビア導体が、前記樹脂絶縁層の前記第２面側のみから形成されている。
プリント配線板の製造方法であって、
ダミー基板上に回路パターンを形成した第１配線層を形成することと、
前記ダミー基板および前記第１配線層上の電子部品を搭載する領域に接着層を介して電子部品を少なくとも電極が上部に向くように固着することと、
前記第１配線層上に、前記電子部品が樹脂絶縁層により被覆されるように、樹脂絶縁層および金属箔を積層することと、
前記ダミー基板を除去することと、
前記金属箔側のみから、前記電子部品の電極を露出させる第１導通用孔を形成し、かつ、少なくとも前記金属箔側から前記第１配線層を露出させる第２導通用孔をそれぞれ形成することと、
前記第１導通用孔内および前記第２導通用孔内に第１ビア導体および第２ビア導体をそれぞれ形成すると共に、前記樹脂絶縁層の前記金属箔側の表面に第２配線層を形成することと、
を有している。
請求項８記載のプリント配線板の製造方法であって、前記電子部品を被覆する前記樹脂絶縁層および金属箔を積層する工程が、
前記電子部品に対応する部分に開口部を有するプリプレグ層を、前記電子部品の高さを超える高さに重ねることと、
前記電子部品の上をカバーするプリプレグおよび前記金属箔を積み重ねることと、
真空プレスによる熱圧着法により固着することと、
を有する。
請求項８または９記載のプリント配線板の製造方法であって、前記第１ビア導体および前記第２ビア導体を、同一のめっき工程で同時に形成する。