JP2016033975A - 電子部品内蔵配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品の周囲を被覆する樹脂絶縁層の表面の凹みの発生を少なくすることによる電子部品内蔵配線板の回路パターンの断線の防止。
【解決手段】実施形態の電子部品内蔵配線板は、キャビティ２２を有する絶縁基板２０と、キャビティ２２に収容される電子部品４０と、キャビティ２２の壁面２３と電子部品４０の側面との隙間に充填される充填樹脂部と、絶縁基板２０上に形成され、電子部品４０の上面を覆う樹脂絶縁層と、樹脂絶縁層上に形成される導体層と、を有している。そして、充填樹脂部と樹脂絶縁層とが同じ樹脂で形成されており、電子部品４０の側面の一部分に凹部４２が形成され、キャビティ２２の壁面２３の電子部品４０の凹部４２に対向する位置に凸部２４が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品内蔵配線板、およびその製造方法に関する。

特許文献１には、貫通ホール９１が形成されたコア基板９２と、貫通ホール内に配置された電子部品（電子素子）９３と、貫通ホール９１の内壁と電子部品９３との隙間を充填すると共に電子部品９３およびコア基板９２の上下面を被覆する絶縁材９４と、絶縁材上に形成された回路パターン９５とを有する電子部品内蔵配線板が開示されている（図１０Ａおよび図１０Ｂ参照）。

特開２００８−１３１０３９号公報

特許文献１に示される電子部品内蔵配線板では、電子部品の側面に凹んだ部分があると、その部分の貫通ホールの内壁との隙間が大きくなり、絶縁材の表面に局所的に大きな凹みが形成され易い。絶縁材の表面に凹み、特に局所的に大きな凹みがあると、絶縁材の上に回路パターンを形成するときに積層されるドライフィルムレジストが追従しきれずに、適正な回路パターンの形成が阻害されることがある。また、回路パターンの形成後、温度変化などによる応力がその凹み部分に集中し易くなり、回路パターンが断線するおそれがある。

本発明の目的は、電子部品内蔵配線板において、電子部品の周囲を被覆する樹脂絶縁層の表面の凹みの発生を少なくし、回路パターンの断線を防ぐことである。

本発明の電子部品内蔵配線板は、キャビティを有する絶縁基板と、前記キャビティに収容される電子部品と、前記キャビティの壁面と前記電子部品の側面との隙間に充填される充填樹脂部と、前記絶縁基板上に形成され、前記電子部品の上面を覆う樹脂絶縁層と、前記樹脂絶縁層上に形成される導体層と、を有している。そして、前記充填樹脂部と前記樹脂絶縁層とが同じ樹脂で形成されており、前記電子部品の側面の一部分に凹部が形成され、前記キャビティの壁面の前記電子部品の凹部に対向する位置に凸部が形成されている。

また、本発明の電子部品内蔵配線板の製造方法は、絶縁基板内の一部を除去することにより、除去された部分に露出する壁面の少なくとも一部に凸部を形成すると共に、該壁面に囲まれるキャビティを形成することと、電極を有し側面に少なくとも１つの凹部を有する電子部品を、該凹部と前記凸部とが対向するように前記キャビティ内に配置することと、前記絶縁基板上に絶縁樹脂材からなる膜を積層し、加熱および加圧することにより前記壁面と前記電子部品との隙間に前記絶縁樹脂材の一部を流れ込ませて前記隙間を充填すると共に、前記キャビティの開口を覆う樹脂絶縁層を形成することと、を有する。

本発明によれば、電子部品の側面に凹部が形成されていても、この凹部に対向する位置のキャビティの壁面に凸部が形成されているので、電子部品とキャビティの壁面との間に大きな隙間が生じ難くなる。このため、樹脂絶縁層の表面に凹みが生じ難くなり、回路パターンの形成時に樹脂絶縁層上に積層されるドライフィルムレジストが追従し易くなるため、回路パターンの不良が少なくなる。また、温度変化などによる応力などによる回路パターンの断線などが生じ難くなる。

本発明の一実施形態の電子部品内蔵配線板の電子部品が内蔵されているキャビティの平面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 図１のＢ−Ｂ断面図。 図１のＣ−Ｃ断面図。 本発明の一実施形態の電子部品内蔵配線板に用いられる電子部品の一例の平面図。 本発明の一実施形態の電子部品内蔵配線板に用いられる電子部品の一例の正面図。 図１に示される電子部品内蔵配線板の凸部の拡大図。 図１に示される電子部品内蔵配線板の凸部の他の例の説明図。 図１に示される電子部品内蔵配線板の凸部の他の例の説明図。 図１に示される電子部品内蔵配線板の凸部の他の例の説明図。 本発明の一実施形態の電子部品内蔵配線板の変形例を示す平面図。 本発明の他の実施形態の電子部品内蔵配線板の電子部品が内蔵されているキャビティの平面図。 図１に示される電子部品内蔵配線板の製造方法の各工程の説明図。 図１に示される電子部品内蔵配線板の製造方法の各工程の説明図。 図１に示される電子部品内蔵配線板の製造方法の各工程の説明図。 図１に示される電子部品内蔵配線板の製造方法の各工程の説明図。 図１に示される電子部品内蔵配線板の製造方法の各工程の説明図。 図１に示される電子部品内蔵配線板の製造方法の各工程の説明図。 図１に示される電子部品内蔵配線板の製造方法の各工程の説明図。 図１に示される電子部品内蔵配線板の製造方法の各工程の説明図。 図１に示される電子部品内蔵配線板の製造方法の各工程の説明図。 図１に示される電子部品内蔵配線板の製造方法の各工程の説明図。 図１に示される電子部品内蔵配線板の製造方法の各工程の説明図。 従来の電子部品内蔵配線板を示す断面図。 従来の電子部品内蔵配線板の貫通ホールと電子部品の平面形状を示す図。

つぎに、本発明の一実施形態の電子部品内蔵配線板が、図面を参照しながら説明される。本実施形態の電子部品内蔵配線板１０（以下、電子部品内蔵配線板は、単に「配線板」とも称される）は、図１〜３に示されるように、キャビティ２２を有する絶縁基板２０と、キャビティ２２に収容されている電子部品４０と、キャビティ２２の壁面２３と電子部品４０の側面との隙間に充填される充填樹脂部３２と、絶縁基板２０上に形成され、電子部品４０の上面を覆う樹脂絶縁層３０と、樹脂絶縁層３０上に形成されている導体層３５とを有している。そして、電子部品４０の側面の一部分に凹部４２が形成され、キャビティ２２の壁面２３の電子部品４０の凹部４２に対向する位置に凸部２４が形成されている。本実施形態では、後述のように、充填樹脂部３２は、樹脂絶縁層３０の形成時に、樹脂絶縁層３０の材料の一部が軟化して電子部品４０の周囲に流れ込み、硬化して形成されたものである。このため、充填樹脂部３２と樹脂絶縁層３０とは同じ樹脂で形成されている。なお、図１には、樹脂絶縁層３０が積層される前の状態が示されている。また、本実施形態では、キャビティ２２の壁面２３は、図２および図３に示されるようにテーパー面にされているので、図１などに示される平面図においても所定の幅で示され得るが、各平面図を明りょうなものにするために、図１、６Ａ〜６Ｃ、７および８では単一の描線で示されている。

一般に、電子部品内蔵配線板では、その製造工程において、コア基板などに形成された貫通ホール内に収容されている電子部品上に絶縁材が積層され、加熱および加圧されることにより溶解し、その一部が電子部品と貫通ホールの内壁との隙間に流れ込む。このため、この隙間部分の絶縁材の厚さは他の部分よりも厚くなる。また、絶縁材は硬化の際に収縮する傾向にあるため、電子部品の周囲の隙間部分が他の部分よりも厚さ方向に多く収縮し易く、その結果、電子部品の外周付近の絶縁材の表面上に凹みが生じ易い。また、凹み部分の幅および深さは、電子部品と貫通ホールの内壁との隙間が大きいほど大きく、かつ、深くなる。このため、電子部品の側面に凹んだ部分があると、その部分の貫通ホールの内壁との隙間が大きくなり、絶縁材の表面に局所的に大きな凹みが形成され易い。絶縁材の表面に凹み、特に局所的に大きな凹みがあると、絶縁材の上に回路パターンを形成するときに、絶縁材上の導体層の上に積層されるドライフィルムレジストが凹み部分の形状に追従しきれずに、凹み部分の導体層とドライフィルムレジストとの間にボイドが生じ、その結果、回路パターンが適正に形成できないことがある。また、回路パターンの形成後においても、例えば配線板の使用中の温度変化などによる応力がその凹み部分に集中し易くなり、その結果、回路パターンが断線するおそれがある。

本実施形態では、図１に示されるように、電子部品４０の側面の一部に形成されている凹部４２に対向する位置のキャビティ２２の壁面２３に凸部２４が形成されている。このため、電子部品４０の側面に凹部４２があるにも関わらず、凹部４２における電子部品４０とキャビティ２２の壁面２３との隙間が、電子部品４０の側面の凹部４２以外の部分とキャビティ２２の壁面２３との隙間と略同程度の大きさにされている。このため、電子部品４０とキャビティ２２の壁面２３との隙間部分の樹脂絶縁層３０の表面に、樹脂絶縁層３０の硬化時の収縮などによる凹みが生じ難くなる。この結果、導体パターンの形成時にドライフィルムレジストが追従できないということが起こり難くなり、パターン不良の発生などが抑制される。また、導体パターン形成後の温度変化などによる応力集中などが抑制され、導体パターンの断線が少なくされ得る。このように本実施形態によれば、電子部品４０の側面に凹部４２があっても、配線板１０の歩留まり低下が抑制されると共に、配線板１０の信頼性が向上し得る。

本実施形態の配線板１０は、たとえば、図４に例示される積層構造を有している。すなわち、絶縁基板２０の第１面Ｆ１上に内部導体層２５が形成され、内部導体層２５上、内部導体層２５が形成されていない部分の絶縁基板２０上および電子部品４０上に樹脂絶縁層３０が形成され、樹脂絶縁層３０上に導体層３５が形成され、さらに導体層３５上に、所定の部分に開口部を有するソルダーレジスト層５５が形成されている。また、絶縁基板２０の第１面Ｆ１と反対側の第２面Ｆ２上にも同様に内部導体層２６、樹脂絶縁層３１、導体層３６およびソルダーレジスト層５６が形成される。また、本実施形態では、導体層３５と電子部品４０の電極４５とを接続するビア導体５１および導体層３５と内部導体層２５とを接続するビア導体５２が樹脂絶縁層３０に形成され、導体層３６と電子部品４０の電極４５とを接続するビア導体５３、および導体層３６と内部導体層２６とを接続するビア導体５４が樹脂絶縁層３１に形成されている。また、内部導体層２５と内部導体層２６とを接続するスルーホール導体５０が絶縁基板２０に形成されてもよい。

本実施形態では、図１に示されるように、絶縁基板２０上に形成される内部導体層２５に開口部２５ａが設けられており、開口部２５ａ内の絶縁基板２０にキャビティ２２が設けられている。ここに、「キャビティ」には、絶縁基板２０の一方の表面から所定の深さまで絶縁基板の一部が除去されたような凹部の他、後述されるように、絶縁基板２０に貫通孔が形成され、貫通孔の一方の開口がキャリア６１（図９Ｆ参照）などで一時的に塞がれるものも含まれる。図１に示される例では、内部導体層２５の開口部２５ａは、矩形の形状にされている。しかしながら、これに限定されず、内層導体層２５は正方形、円形、楕円形など任意の形状の開口部２５ａを有するように形成され得る。

キャビティ２２は、後述されるように、たとえば、絶縁基板２０へのレーザー光の照射やドリル研削により形成され得る。このため、キャビティ２２内に配置される電子部品４０は、レーザー光やドリルなどによる切断面に周囲を囲まれている。電子部品４０は、このように周囲を切断面、すなわちキャビティ２２の壁面２３に囲まれているので位置ずれが抑制され得る。

キャビティ２２の壁面２３は、本実施形態では、図２〜４に示されるように、絶縁基板２０の第１面Ｆ１側から第２面Ｆ２側に向ってキャビティ２２の開口面積が小さくなるようなテーパー面にされている。壁面２３が図２〜４に示されるようなテーパー面にされると、配線板１０の製造時に、電子部品４０が正規の位置から少し位置ずれして絶縁基板２０に置かれた場合でも、電子部品４０の端部が壁面２３の上端（外周）よりも内周側にあれば、電子部品４０が壁面２３上を滑り落ち、キャビティ２２内に収容され得る。

本実施形態の配線板１０に用いられる電子部品４０の一例が図５Ａおよび図５Ｂに示されている。図５Ａおよび図５Ｂに例示される電子部品４０は、回路素子などが形成される本体部４６と本体部４６内の回路素子と外部回路とを電気的に接続する電極４５とを含み、全体として略矩形の平面形状に形成されている。本体部４６の長手方向の両端部、すなわち、対向する１組の端部４３それぞれに電極４５が形成されている。電極４５は、電子部品４０の端部４３の上面、側面（電子部品１０の矩形の平面形状の長手方向の端面および短手方向の端面）および下面を覆うように設けられている。そして、電極４５と本体部４６との段差による凹部４２が、１組の電極４５の間の電子部品４０の両側面、上面および下面それぞれに形成されている。凹部４２の深さは特に限定されないが、たとえば、１５〜３０μｍ程度にされ得る。電子部品１０の回路素子としての種別は特に限定されず、抵抗、コンデンサ、インダクタおよびサーミスタなどが例示される。しかしながら電子部品１０は、これらに限定されず、任意の回路素子であってよい。

また、電子部品４０は、図５Ａおよび図５Ｂに示される例と異なり、矩形の平面形状の短手方向の両端に電極が形成されていてもよい。そのように構成された電子部品４０ａを用いた本実施形態の配線板１０の変形例が図７に示されている。図７に示される例では、全体として矩形の平面形状に形成され、その矩形の外形の短手方向の両端に電極４５が形成されている電子部品４０ａが、キャビティ２２ａ内に配置されている。電子部品４０ａの２つの短辺それぞれの中央部分の側面には凹部４２が形成されている。キャビティ２２ａは、電子部品４０ａの外形に沿って全体として矩形の形状に形成されている。そして、キャビティ２２ａの２つの短辺それぞれの壁面２３の電子部品４０ａの凹部４２に対応する位置に凸部２４が形成されている。このため、図７に示されるように、電子部品４０ａとキャビティ２２ａの壁面２３との隙間が、凹部４２を含む電子部品４０ａの外周全体にわたって略同じ大きさにされている。このため、図７に例示される本実施形態の配線板１０においても、樹脂絶縁層３０の表面に凹みが生じ難くなり、導体層３５に形成される導体パターンの断線が少なくなり得る。電極４５が設けられる位置は、図１および図７に示されるものに限定されず、たとえば、短手方向および長手方向それぞれの対向する端部それぞれに、電極４５が形成されていてもよい。また、電子部品４０の全体形状は、図１および図７に示されるような矩形に限定されず、正方形など他の形状にされてもよい。なお、電子部品４０は、たとえば、図５Ｂに示される面が絶縁基板２０の第１面Ｆ１側に向くようにキャビティ２２内に実装されてもよく、この場合でも、側面となる図５Ｂ上、上側および下側の面（図５Ａ上、前面および背面）には、図５Ｂに示されるように、凹部４２が形成されている。

キャビティ２２の壁面２３に形成される凸部２４は、図１に示されるように、電子部品４０の凹部４２に対向する位置に形成され、壁面２３からキャビティ２２の内部に向って突出している。図６Ａに示されるように、凸部２４は、電子部品４０の凹部４２とキャビティ２２の壁面２３との隙間Ｇ２と、電子部品４０の側面の凹部４２以外の部分とキャビティ２２の壁面２３との隙間Ｇ１との差がなるべく小さくなるように、電子部品４０の凹部４２に向って突出している。従って、凸部２４は、電子部品４０の凹部４２の凹みの長さＤ１と同じ長さだけ突出していることが好ましい。従って、凸部２４の突出高さＨ１は、たとえば、前述のように、電子部品４０の凹部４２の凹みの長さとして例示される１５〜３０μｍ程度であることが好ましい。しかしながら、凸部２４の高さＨ１はこの範囲外の高さであってもよい。

図２には、電子部品４０の電極４５を通る切断線で切断された断面（図１のＡ−Ａ断面）が模式的に示されており、また、図３には、電子部品４０の凹部４２を通る切断線で切断された断面（図１のＢ−Ｂ断面）が同様に示されている。図３に示される断面には図２に示される電子部品４０の電極４５は存在しないため、図３に示される電子部品２０の幅は図２に示される電極４５を含んだ電子部品２０の幅よりも小さくなっている。しかしながら、図３に示される断面には、キャビティの壁面２３の凸部２４が存在するため、キャビティの幅Ｗ２が、図２に示されるキャビティの幅Ｗ１よりも小さくされている。この結果、図３に示される電子部品４０（本体部４６）の側面とキャビティの壁面２３との隙間Ｇ２と、図２に示される電子部品４０（電極４５）の側面とキャビティ２２の壁面２３との隙間Ｇ１とが、略同じ大きさになっている。このように、電子部品４０の側面に凹部４２が形成されていても、凸部２４が形成されることにより電子部品４０の側面とキャビティの壁面２３との間に大きな隙間ができることが防止され得る。なお、電子部品４０の側面とキャビティの壁面２３との隙間Ｇ１、Ｇ２は４０μｍ程度であることが、電子部品２０の配置時に高度な位置合わせが必要とされず、かつ、樹脂絶縁層３０の表面に凹みが生じ難い点で好ましい。

キャビティ２２の壁面２３の凸部２４は、たとえば、後述されるように、レーザー光の照射やドリル研削によりキャビティ２２が形成されるときに、レーザー光の照射経路などを所望の凸部２４の形状に応じて設定することにより容易に形成され得る。この場合、凸部２４の先端面も、キャビティ２２の壁面２３の他の部分と同様に絶縁基板２０の切断面となる。このようにレーザー光の照射などにより形成される場合は、容易に種々の平面形状の凸部２４が形成され得る。

たとえば、凸部２４は、図６Ｂに示されるように、根元側で太く、先端側で細くなるようなテーパーを側面に有する形状に形成されてもよい。また、凸部２４は、図６Ｂに示される例の変形として、根元部の側面が内側に凸となるアール面に形成されてもよい。凸部２４がこのように根元部で幅が広くなるような形状に形成されると、凸部２４の根元部の機械的強度が向上し、たとえば電子部品４０との接触などによって凸部２４が根元部で破断することなどが少なくなる。しかしながら、凸部２４の平面形状は、図６Ａおよび図６Ｂに示されるものに限定されない。たとえば、凸部２４全体が、半円形もしくは弓形、台形、または三角形の平面形状に形成されていてもよい。また、凸部２４は、レーザー光の照射やドリル研削などによらず、絶縁基板２０と別体として形成され、その後、壁面２３に取り付けられてもよい。

凸部２４は、図６Ａおよび図６Ｂに示される例では、電子部品４０の凹部４２の内部にまで入り込んでいないが、図６Ｃに示されるように、先端部分が凹部４２の内部に入り込むように凸部２４が形成されてもよい。この場合、凸部２４により、電子部品４０の位置ずれが防止されることがある。電子部品４０の側面の凹部４２以外の部分とキャビティ２２の壁面２３との隙間の大きさ（長さ）よりも凹部４２の深さが深い（長い）場合は、前述のように、電子部品４０の凹部４２の深さ（長さ）と同じ長さだけキャビティ２２の壁面２３から突出するように凸部２４が形成され、その結果、図６Ｃに示されるように、凸部２４の先端部分が凹部４２の内部に入り込むような構造にされるのが特に好ましい。

また、キャビティ２２の開口形状に応じて、内部導体層２５の開口部２５ａが設けられてもよい。図６Ｄには、そのように形成された本実施形態の配線板１０の変形例が示されている。図６Ｄに示される例では、内部導体層２５の開口部２５ａは、キャビティ２２の壁面２３の凸部２４に対応する部分が、凸部２４の突出形状に沿って内側に凹んだ形状にされている。このような形状で設けられる開口部２５ａは、後述のように、キャビティ２２の形成工程において、加工領域の目安となり得るため好ましい。

樹脂絶縁層３０、３１は、図４に示されるように、電子部品４０上、内部導体層２５、２６の上、および、絶縁基板２０の導体層２５、２６が設けられていない部分上に形成さる。また、充填樹脂部３２が、図２および図３に示されるように、キャビティの壁面２３と電子部品４０との隙間に充填されている。また、充填樹脂部３２は、電子部品４０の下面（絶縁基板２０の第２面Ｆ２側の面）を被覆している。

充填樹脂部３２は、後述されるように、樹脂絶縁層３０が形成されるときに、その一部がキャビティ２２内に流入し、電子部品４０の周囲および下面側に流れ込んで硬化したものである。従って、充填樹脂部３２は、樹脂絶縁層３０と同じ樹脂で形成されている。樹脂絶縁層３０、３１および充填樹脂部３２は、好ましくは、芯材を含まない、無機フィラー入りのエポキシ樹脂で形成される。導体層３５、３６および内部導体層２５、２６との良好な密着性が得られるからである。しかしながら、樹脂絶縁層３０、３１および充填樹脂部３２の材料には、たとえば、エポキシ樹脂の他、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）、イミド樹脂（ポリイミド）などを用いることができる。また、樹脂絶縁層３０、３１および充填樹脂部３２の材料は、ガラスクロスなどの芯材を含んでいてもよい。

絶縁基板２０は、好ましくは、ガラスクロスなどの芯材と、芯材に含浸されている樹脂材料、たとえばエポキシ樹脂とを含む絶縁性材料（ガラスエポキシ）からなる。しかしながら、絶縁基板２０の材料には、ガラスエポキシ以外のあらゆる絶縁性材料が用いられ得る。絶縁基板２０は、図２〜４に示される例では、配線板１０のコア基板を構成しているように示されているが、これに限定されず、ビルドアップ配線板のビルドアップ層の層間樹脂絶縁層であってもよい。

本実施形態では、図４に示されるように、ビア導体５１、５３が形成されているので、電子部品４０が、絶縁基板２０の第１面Ｆ１側に接続される外部回路（図示せず）および第２面Ｆ２側に接続される外部回路（図示せず）の両方と、内部導体層２５、２６を介さずに短い経路で電気的に接続され得る。また、ビア導体５１およびビア導体５３のいずれかが形成されていなくても、導体層３５、３６、ビア導体５２、５４およびスルーホール導体５０を介して第１および第２面Ｆ１、Ｆ２いずれの側の外部回路とでも電気的に接続され得る。しかしながら、他の手段により電子部品４０と、導体層３５、３６または外部回路とが電気的に接続され得る場合は、ビア導体５１〜５４およびスルーホール導体５０の一部または全部が設けられなくてもよい。ビア導体５１〜５４およびスルーホール導体５０は、好ましくは、めっき法により形成され、たとえば、無電解めっき膜および電気めっき膜のいずれか、または両方から構成され得る。ビア導体５１〜５４およびスルーホール導体５０の材料は特に限定されないが、好ましくは銅が用いられる。ビア導体５１〜５４およびスルーホール導体５０は、フィルド導体またはコンフォーマル導体であってよい。

導体層３５、３６は、図４に示されるように、好ましくは、無電解めっき膜３５１、３６１および電気めっき膜３５２、３６２により構成され得る。また、内部導体層２５、２６は、図示しない銅箔ならびに銅箔上に形成される無電解めっき膜および電気めっき膜（いずれも図示せず）により構成され得る。しかしながら、各導体層の構成はこれらに限定されない。たとえば、銅箔や電気めっき膜が含まれていなくともよく、無電解めっき膜に代えて、スパッタリング法により形成されるスパッタ膜が含まれていてもよい。また、各導体層の材料は、好ましくは銅が用いられる。しかしながら、他の導電性材料が各導体層の材料に用いられてもよい。

本実施形態の配線板１０は、図１や図７に示される例と異なり、２つ以上のキャビティを有し、それぞれのキャビティに電子部品４０が配置されても良い。また、図１や図７には１つのキャビティ２２、２２ａに電子部品４０が１つだけ配置される例が示されているが、１つのキャビティに複数の電子部品４０が配置されていても良い。

１つのキャビティに２つの電子部品が配置される他の実施形態が、図８を参照して説明される。なお、他の実施形態の配線板１０ｂは、１つのキャビティ内に２つの電子部品４０が配置される点以外は、図１などを参照して説明された一実施形態図の配線板１０と同様なので、断面構造など、共通の構造や共通の構成要素の説明は適宜省略される。図８に示されるように、他の実施形態の配線板１０ｂは、キャビティ２２ｂを有し、キャビティ２２ｂ内に２つの電子部品４０が配置されている。電子部品４０は、図５Ａおよび図５Ｂに示される電子部品４０と同様に、全体の平面形状が矩形の形状に形成され、その矩形の形状の長辺部の側面に凹部４２が形成されている。２つの電子部品４０は、互いの電極４５同士が対向するように矩形の形状の長手方向に並べて配置されている。そして、２つの電子部品４０の合計４つの凹部４２それぞれに対向する位置のキャビティ２２ｂの壁面２３に凸部２４が形成されている。凸部２４は、電子部品４０の凹部４２に向かって突出しており、２つの電子部品４０は、凸部２４の突出方向と直交する方向に並べて配置されている。図８に示されるように、２つの電子部品４０の対向している面を除く各電子部品４０の側面とキャビティ２２ｂの壁面２３との隙間は、２つの電子部品４０の外周全体にわたって略同じ大きさにされている。このため、他の実施形態の配線板１０ｂにおいても、樹脂絶縁層（図示せず）の表面に凹みが生じ難くなり、導体層（図示せず）に形成される導体パターンの断線が少なくなり得る。

また、図８に示されるように、本実施形態では、キャビティ２２ｂの凸部２４は、前述の図６Ｃに示される凸部２４と同様に、先端部分が電子部品４０の凹部４２内に入り込んでいる。２つの電子部品が１つのキャビティ内に配置されていると、一方または両方の電子部品の位置がずれて、電極同士がショートするおそれがあるが、本実施形態では、２つの電子部品４０の配列方向への各電子部品４０の位置ずれが、凸部２４により防止され得る。このため、２つの電子部品４０の対向している面に形成されている電極同士の接触が防止され得る。なお、他の実施形態の配線板１０ｂには、１つまたは複数の電子部品４０が配置されるキャビティ２２ｂが複数個形成されていてもよい。また、１つのキャビティ内に配置される複数の電子部品同士、および／または、異なるキャビティ内に配置される電子部品同士が同一の電子部品であってもよく、異なる種類の電子部品であってもよい。

つぎに、図１〜４に示される一実施形態の配線板１０の製造方法が、図９Ａ〜９Ｋを参照して説明される。まず、図９Ａに示されるように、出発材料として、絶縁基板２０の第１面Ｆ１に銅箔２５０が設けられ、第２面Ｆ２に銅箔２６０が設けられている両面銅張積層板１５が準備される。絶縁基板２０の材料は特に限定されないが、絶縁基板２０は、好ましくは、完全に硬化した状態のガラスエポキシからなる。

絶縁基板２０には、図９Ｂに示されるように、内部導体層２５、２６が形成される。また、内部導体層２５、２６と同時にスルーホール導体５０が形成されてもよい。具体的には、たとえば、絶縁基板２０の第１面Ｆ１側および第２面Ｆ２側から両面銅張積層板１５の同じ位置に、たとえばＣＯ₂レーザーを用いてレーザー光が照射されることによりスルーホール５０ａが形成される。続いて、たとえばパターンめっき法により、銅箔２５０、２６０上およびスルーホール５０ａ内に、たとえば銅の金属膜２５１および電気めっき膜２５２が形成される。具体的には、まず無電解めっきやスパッタリングなどにより、スルーホール５０ａ内および銅箔２５０、２６０上に金属膜２５１が形成される。続けて、金属膜２５１上に、スルーホール５０ａ、および内部導体層２５、２６に形成される導体パターンに対応する部分に開口部を有するめっきレジスト（図示せず）が形成される。続けて、図示しないめっきレジストの開口部内の金属膜２５１上に、金属膜２５１をシード層として電気めっき膜２５２が形成され、その後、めっきレジストが除去される。これにより、図９Ｂに示されるように、スルーホール５０ａ内がめっき膜などの導電体で満たされ、スルーホール導体５０が形成される。また、銅箔２５０、金属膜２５１および電気めっき膜２５２からなる内部導体層２５、および、銅箔２６０、金属膜２５１および電気めっき膜２５２からなる内部導体層２６が形成される。なお、スルーホール導体５０が形成されない場合は、銅箔２５０、２６０それぞれと電気めっき膜２５２とで、内部導体層２５、２６が形成されてもよい。

続いて、図示しないめっきレジストの除去により露出する金属膜２５１、およびその下の銅箔２５０、２６０がエッチングにより除去される。この結果、図９Ｃおよび図９Ｄに示されるように、内部導体層２５が、開口部２５ａを含む所定のパターンにパターニングされ、同様に内部導体層２６も開口部２６ａを含む所定のパターンにパターニングされる。

なお、図９Ｂ〜９Ｄ、ならびに後述の図９Ｅおよび図９Ｆには、内部導体層２５の開口部２５ａの形状が、図６Ｄに示されるように、キャビティ２２の開口の輪郭に沿った形状にされる例が示されている。すなわち、後述の工程でキャビティ２２が形成される領域（図９Ｄにおいて、二点鎖線で囲まれている領域）２２０を含み、領域２２０の外周に開口部２５ａの外周が沿うように開口部２５ａが設けられている。このため、図９Ｃおよび図９Ｄに示されるように、開口部２５ａの、キャビティの壁面の凸部が形成される領域２４０に対向する部分が、開口部２５ａの内側に向かって凹んでいる。同様に、図示されていないが、開口部２６ａの、キャビティの壁面の凸部が形成される領域２４０に対向する部分が、開口部２６ａの内側に向かって凹んでいる。開口部２５ａが、このようにキャビティ２２の輪郭に沿うように設けられると、つぎのキャビティ２２の形成工程において、キャビティ２２を設けるための加工領域の目安となり、加工が容易になる点で好ましい。なお、金属膜２５１上に形成されるめっきレジストのパターンを調整することにより、開口部２５ａは、図１に例示されるような凹みのない単純な矩形の形状の他、任意の形状で設けられ得る。

続いて、絶縁基板２０の一部が除去されることにより、除去された部分に露出する壁面の少なくとも一部に凸部が形成されると共に、この壁面に囲まれるキャビティが形成される。具体的には、図９Ｄに二点鎖線で示されるキャビティが形成される領域２２０の輪郭に沿って、たとえば、第１面Ｆ１側から絶縁基板２０にレーザー光が照射され、絶縁基板２０からキャビティに対応する領域が切り抜かれる。この結果、図９Ｅに示されるように、絶縁基板２０にキャビティ２２が形成される。キャビティ２２は、平面図が省略されているが、図９Ｄに二点鎖線で示されるキャビティが形成される領域２２０の輪郭に沿って形成される。すなわち、キャビティ２２の壁面２３の一部に、キャビティ２２の内側に向かって突出する凸部２４が形成される。また、キャビティ２２がレーザー光により形成される場合は、絶縁基板２０においてレーザー光が照射される側（図９Ｅに示される例では第１面Ｆ１側）の方が、その反対側（図９Ｅに示される例では第２面Ｆ２側）よりもレーザー光のパワーが強いため、キャビティ２２の壁面２３は、図９Ｅに示されるようなテーパー面になり得る。なお、キャビティ２２の形成は、レーザー光の照射による方法に限定されず、たとえば、金型加工やドリル研削などにより形成されてもよい。また、絶縁基板２０が完全に切り抜かれるのではなく、絶縁基板２０の厚さ方向の一部（たとえば第２面Ｆ２側の所定の厚さの部分）が残されることにより底壁を有する凹部が、キャビティ２２として形成されてもよい。

つぎに、電子部品４０が、キャビティ２２内に配置される。具体的には、まず、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などからなるキャリア６１が、絶縁基板２０のいずれかの側（たとえば、第２面Ｆ２側）に取り付けられる。これにより、図９Ｆに示されるように、キャビティ２２の一方の開口がキャリア６１で塞がれる。キャリア６１は一方の側に粘着性を有する粘着シート（たとえばテープ）であってよく、この粘着性を有する側が絶縁基板２０に接着されてよい。なお、前述のように、キャビティ２２として凹部が形成される場合は、キャリア６１の接着および後述のキャリア６１の除去工程が不要となり、配線板１０の製造工程が簡略化され得る。

続いて、キャビティ２２内に、たとえば部品実装機などにより電子部品４０が配置される。電子部品４０は、両端部に電極４５を有し、側面に凹部４２（図１参照）を有している。電子部品４０は、凹部４２とキャビティ２２の壁面２３の凸部２４とが対向するように、たとえば、部品実装機などにより位置を調整して配置される。

つぎに、キャビティ２２の壁面２３と電子部品４０との隙間に、絶縁性の樹脂材料を充填することにより充填樹脂部が形成されると共に、キャビティ２２の開口を覆う樹脂絶縁層が形成される。具体的には、絶縁基板２０の第１面Ｆ１側に、たとえば、絶縁樹脂材料からなる半硬化状態の膜状の絶縁材（図示せず）が積層され、加熱されると共に絶縁基板２０に向かってプレスされる。膜状の絶縁材は、加熱されるのに伴って軟化し、その一部が電子部品４０とキャビティ２２の壁面２３との間および電子部品４０の下面側に流れ込み、その後、再度、半硬化状態となる。これにより、図９Ｇに示されるように、キャビティの壁面２３と電子部品４０との間および電子部品４０の下面側が、前述の膜状の絶縁材から流出する樹脂により充填され、充填樹脂部３２が形成されると共に、絶縁基板２０の第１面Ｆ１側にキャビティの開口を覆う樹脂絶縁層３０が形成される。樹脂絶縁層３０および充填樹脂部３２は、電子部品４０を支持できる程度の接着性を有し得る。その後、キャリア６１が除去される。

つぎに、絶縁基板２０の第２面Ｆ２側に、樹脂絶縁層３０の形成時と同様に、半硬化状態の膜状の絶縁材（図示せず）が積層され、プレスされると共に加熱される。この結果、図９Ｈに示されるように、絶縁基板２０の第２面Ｆ２側に、電子部品４０を覆う樹脂絶縁層３１が形成される。その後、樹脂絶縁層３０、３１および充填樹脂部３２は、加熱されることにより、それぞれ完全に硬化する。

つぎに、樹脂絶縁層３０、３１にビア導体が形成され、樹脂絶縁層３０、３１上に導体層が形成される。具体的には、まず、図９Ｉに示されるように、たとえばレーザー光の照射により、樹脂絶縁層３０に電子部品４０の電極４５を露出する導通用孔５１ａおよび内部導体層２５を露出する導通用孔５２ａが形成され、樹脂絶縁層３１に電子部品４０の電極４５を露出する導通用孔５３ａおよび内部導体層２６を露出する導通用孔５４ａが形成される。その後、好ましくは、デスミアが行われる。

続いて、たとえば無電解めっきにより、樹脂絶縁層３０、３１上および導通用孔５１ａ〜５４ａ内に、たとえば銅の無電解めっき膜３５１、３６１が形成される。なお、無電解めっき膜３５１、３６１は、後述の電気めっき膜３５２、３６２（図９Ｊ参照）のシード層となるが、電気めっき膜３５２、３６２のシード層は無電解めっき膜に限られない。たとえば、スパッタ膜などがシード層として用いられてもよい。

続いて、無電解めっき膜３５１、３６１上の電気めっき膜３５２、３６２（図９Ｊ参照）が形成されない領域に図示しないめっきレジストが形成され、その後、図示しないめっきレジストにより覆われずに露出している無電解めっき膜３５１、３６１上に、たとえば銅の電気めっき膜３５２、３６２が形成される。これにより、図９Ｊに示されるように、無電解めっき膜３５１および電気めっき膜３５２からなる導体層３５、ならびに、無電解めっき膜３６１および電気めっき膜３６２からなる導体層３６が形成される。同時に、導通用孔５１ａ〜５４ａ内が電気めっき膜３５２または電気めっき膜３６２により充填され、この結果、導体層３５と電子部品４０の電極４５とを電気的に接続するビア導体５１、導体層３５と内部導体層２５とを接続するビア導体５２、導体層３６と電子部品４０の電極４５とを電気的に接続するビア導体５３、および導体層３６と内部導体層２６とを接続するビア導体５４がそれぞれ形成される。その後、図示しないめっきレジストが除去される。なお、電子部品４０の電極４５と配線板１０に接続される外部回路などとが、ビア導体以外の手段で電気的に接続され得る場合は、導通用孔５１ａ〜５４ａおよびビア導体５１〜５４の一部または全部の形成が省略されてもよい。

その後、図示しないめっきレジストにより覆われていた部分の無電解めっき膜３５１、３６１が除去され、図９Ｋに示されるように、所定の導体パターンを有する導体層３５、３６ができあがる。

導体層３５、３６のパターニング後に、図９Ｋに示されるように、ソルダーレジスト層５５、５６が形成されてもよい。さらに、ソルダーレジスト層５５、５６に覆われない導体層３５、３６上に、電気めっきまたはスパッタリングなどにより、たとえばＮｉ／Ａｕ膜からなる保護膜（図示せず）が形成されてもよい。また、液状の有機材料内への浸漬や有機材料の吹付けなどにより有機保護膜が形成されてもよい。この結果、図１〜４に示される本実施形態の配線板１０が完成する。

本実施形態の配線板１０には、たとえば図９Ｋに示されるように、外部回路を構成する電子部品１００（たとえばＩＣチップ）が実装されてもよく、また、配線板１０が他の配線板２００（たとえばマザーボード）に実装されてもよい。

本実施形態では、配線板１０は、絶縁基板２０の第１面Ｆ１側と第２面Ｆ２側の両方に導体層および樹脂絶縁層が形成されているが、これに限定されず、たとえば、樹脂絶縁層および導体層が絶縁基板２０の片側だけに形成される片面配線板であってもよい。また、導体層３５および／または導体層３６上に、さらに一組またはそれ以上の組の導体層および樹脂絶縁層が形成されてもよい。

また、本実施形態の配線板１０の製造方法は、図９Ａ〜９Ｋを参照して説明された方法に限定されず、その条件や順序などは任意に変更され得る。また、特定の工程が省略されてもよく、別の工程が追加されてもよい。

１０、１０ｂ 電子部品内蔵配線板
２０ 絶縁基板
２２、２２ａ、２２ｂ キャビティ
２３ 壁面
２４ 凸部
２５、２６ 内部導体層
２５ａ、２６ａ 内部導体層の開口部
５１〜５４ ビア導体
５０ スルーホール導体
３０、３１ 樹脂絶縁層
３２ 充填樹脂部
３５、３６ 導体層
４０、４０ａ 電子部品
４２ 凹部
４５ 電極
５５、５６ ソルダーレジスト層
Ｆ１ 絶縁基板の第１面
Ｆ２ 絶縁基板の第２面
Ｇ１ 電子部品の側面の凹部以外の部分とキャビティの壁面との隙間
Ｇ２ 電子部品の側面の凹部とキャビティの壁面との隙間
Ｈ１ キャビティの壁面の凸部の突出高さ

Claims (12)

1. キャビティを有する絶縁基板と、
   前記キャビティに収容される電子部品と、
   前記キャビティの壁面と前記電子部品の側面との隙間に充填される充填樹脂部と、
   前記絶縁基板上に形成され、前記電子部品の上面を覆う樹脂絶縁層と、
   前記樹脂絶縁層上に形成される導体層と、
   を有する電子部品内蔵配線板であって、
   前記充填樹脂部と前記樹脂絶縁層とが同じ樹脂で形成されており、
   前記電子部品の側面の一部分に凹部が形成され、
   前記キャビティの壁面の前記電子部品の凹部に対向する位置に凸部が形成されている。
2. 請求項１記載の電子部品内蔵配線板であって、前記絶縁基板は、芯材と該芯材に含浸されている樹脂材料とを含む材料からなり、前記充填樹脂部は芯材を含んでいない材料からなる。
3. 請求項１または２記載の電子部品内蔵配線板であって、前記凸部は、前記電子部品の前記凹部の凹み長さと同じ長さだけ前記キャビティの前記壁面から突出している。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品内蔵配線板であって、前記凸部の先端面は、前記絶縁基板の切断面からなる。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子部品内蔵配線板であって、前記凸部は、根元側で太く、先端側で細くなるテーパーを有する形状に形成されている。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子部品内蔵配線板であって、前記電子部品は、前記絶縁基板の切断面によって囲まれる。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子部品内蔵配線板であって、前記電子部品は、全体として略矩形の平面形状に形成され、少なくとも１組の対向する端部それぞれに、上面と側面と下面とにわたって形成される電極を有しており、該電極同士の間に前記凹部が形成されている。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子部品内蔵配線板であって、前記樹脂絶縁層にビア導体が形成され、
   前記導体層と前記電子部品の電極とは、前記ビア導体を介して、互いに電気的に接続される。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子部品内蔵配線板であって、前記凸部の先端が前記電子部品の凹部内に入り込んでいる。
10. 請求項９記載の電子部品内蔵配線板であって、複数個の前記電子部品が、前記凸部の突出方向と直交する方向に並べて配置されている。
11. 絶縁基板内の一部を除去することにより、除去された部分に露出する壁面の少なくとも一部に凸部を形成すると共に、該壁面に囲まれるキャビティを形成することと、
    電極を有し側面に少なくとも１つの凹部を有する電子部品を、該凹部と前記凸部とが対向するように前記キャビティ内に配置することと、
    前記絶縁基板上に絶縁樹脂材からなる膜を積層し、加熱および加圧することにより前記壁面と前記電子部品との隙間に前記絶縁樹脂材の一部を流れ込ませて前記隙間を充填すると共に、前記キャビティの開口を覆う樹脂絶縁層を形成することと、
    を有する電子部品内蔵配線板の製造方法。
12. 請求項１１記載の電子部品内蔵配線板の製造方法であって、さらに、前記樹脂絶縁層に前記電子部品の前記電極が露出する導通用孔を形成することと、
    前記樹脂絶縁層上および前記導通用孔内に導体膜を形成することにより導体層を形成すると共に、該導体層と前記電子部品の前記電極とを電気的に接続するビア導体を形成することとを含んでいる。

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