JP2021168349A - Component built-in wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は部品内蔵配線基板に関する。 The present invention relates to a wiring board with built-in components.
特許文献1には、絶縁層に設けられたキャビティ内に配置された電子部品を含む電子部品内蔵配線板が開示されている。キャビティ内の電子部品の周囲の空間は、ポリマーからなる接着層、及び樹脂からなる絶縁体で充填されている。これら接着層及び絶縁体は、キャビティの開口部において、絶縁層の上に形成された導体パターンに覆われている。 Patent Document 1 discloses a wiring board with a built-in electronic component including an electronic component arranged in a cavity provided in an insulating layer. The space around the electronic component in the cavity is filled with an adhesive layer made of polymer and an insulator made of resin. These adhesive layers and insulators are covered with a conductor pattern formed on the insulating layer at the opening of the cavity.
特許文献1に開示されている電子部品内蔵配線板では、接着層や絶縁体としてキャビティの内部を満たすポリマーや樹脂、並びにキャビティの内壁からガスが発生することがある。このようにキャビティの内部で発生するガスは、配線板の品質を低下させることがある。 In the wiring board with built-in electronic components disclosed in Patent Document 1, gas may be generated from the polymer or resin that fills the inside of the cavity as an adhesive layer or an insulator, and the inner wall of the cavity. The gas generated inside the cavity in this way may deteriorate the quality of the wiring board.
本発明の部品内蔵配線基板は、貫通孔を有するコア基板と、前記貫通孔内に配置されている電子部品と、前記貫通孔の内壁と前記電子部品との空間を満たす樹脂体と、前記コア基板の表面上及び前記電子部品の表面上に積層されている第1絶縁層と、前記第1絶縁層の前記コア基板とは反対側の表面上に形成されている第1導体層と、前記第1絶縁層とは別の絶縁層を介して前記第1絶縁層及び前記第1導体層の上に形成されている第2導体層と、を含んでいる。そして、平面視で前記貫通孔と重なる領域における前記第1導体層の残銅率は、平面視で前記貫通孔と重なる領域における前記第2導体層の残銅率よりも小さい。 The component-embedded wiring board of the present invention includes a core substrate having a through hole, an electronic component arranged in the through hole, a resin body that fills the space between the inner wall of the through hole and the electronic component, and the core. The first insulating layer laminated on the surface of the substrate and the surface of the electronic component, the first conductor layer formed on the surface of the first insulating layer opposite to the core substrate, and the above. It includes the first insulating layer and a second conductor layer formed on the first conductor layer via an insulating layer different from the first insulating layer. The residual copper ratio of the first conductor layer in the region overlapping the through hole in the plan view is smaller than the residual copper ratio of the second conductor layer in the region overlapping the through hole in the plan view.
本発明の実施形態によれば、電子部品の周囲で生じるガスによる部品内蔵配線基板の品質の低下を抑制できることがある。 According to the embodiment of the present invention, it may be possible to suppress the deterioration of the quality of the component-embedded wiring board due to the gas generated around the electronic component.
本発明の一実施形態の部品内蔵配線基板が図面を参照しながら説明される。図1には一実施形態の部品内蔵配線基板の一例である部品内蔵配線基板100(以下、単に「配線基板100」とも称される)の断面が示されている。また、図2A及び図2Bには、一実施形態の部品内蔵配線基板における貫通孔60の周辺部分の導体パターンの一例が示されている。図2Aは第1導体層1の導体パターンの一例を示し、図2Bは、第2導体層2の導体パターンの一例を示している。
A component-embedded wiring board according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross section of a component-embedded wiring board 100 (hereinafter, also simply referred to as “
図1に示されるように、配線基板100は、その厚さ方向において対向する2つの表面(第1面6a及び第2面6b)を有するコア基板6と、電子部品5と、コア基板6の第1面6a及び第2面6bそれぞれの上に積層されている絶縁層(第1絶縁層41及び第2絶縁層42など)及び導体層(第1導体層1及び第2導体層2など)と、を含んでいる。絶縁層及び導体層は交互に積層されている。コア基板6は、その中核を構成する絶縁層61と、絶縁層61の両面それぞれに形成されている導体層(コア基板導体層)62とを含んでいる。コア基板6は、コア基板6を厚さ方向に貫通する貫通孔60を有している。電子部品5は貫通孔60の内部に配置されている。平面視において電子部品5の外形は、貫通孔60よりも小さいため、電子部品5と貫通孔60の内壁との間には隙間(空間)が存在している。配線基板100は、電子部品5と貫通孔60の内壁との間の空間を満たす樹脂体40を含んでいる。
As shown in FIG. 1, the
なお、上記及び下記の説明において「平面視」は、視線が部品内蔵配線基板100の厚さ方向に沿うように部品内蔵配線基板100を見ることを意味している。また、配線基板100の厚さ方向において絶縁層61から遠い側は「上側」若しくは「上方」、又は単に「上」とも称され、絶縁層61に近い側は「下側」若しくは「下方」、又は単に「下」とも称される。さらに、各導体層及び各絶縁層において、絶縁層61と反対側を向く表面は「上面」とも称され、絶縁層61側を向く表面は「下面」とも称される。さらに、配線基板100の厚さ方向は単に「Z方向」とも称される。
In the above and the following description, "planar view" means to see the component-embedded
コア基板6の表面(第1面6a)上、及び、電子部品5における第1面6a側の表面上に第1絶縁層41が積層されている。第1絶縁層41におけるコア基板6とは反対側の表面上には、第1導体層1が形成されている。さらに、第1絶縁層41及び第1導体層1の上には、第1絶縁層41とは別の絶縁層である第2絶縁層42を介して、第2導体層2が形成されている。第2絶縁層42は、第1絶縁層41上及び第1導体層1上に積層されている絶縁層である。なお、コア基板6の第1面6a及び第2面6bは、それぞれ、導体層62におけるZ方向に直交する表面、及び、絶縁層61におけるZ方向と直交する表面のうちの導体層62に覆われていない部分からなる。
The first
図1の配線基板100は、さらに、第2絶縁層42及び第2導体層2の上に積層された絶縁層43と、絶縁層43上に形成された導体層3とを含んでいる。導体層3には、導体パッド3aが設けられている。導体パッド3aは、例えば、外部の電子部品を配線基板100に実装するための搭載パッドとして用いられ得る。
The
本実施形態の配線基板100は、さらに、第1絶縁層41を貫通して第1導体層1と電子部品5の電極5aとを接続するビア導体(第1ビア導体)7を含んでいる。図1の配線基板100には、さらに、各絶縁層を貫通して、各絶縁層の上側に形成されている導体層と下側に形成されている導体層とを接続するビア導体71が設けられている。また、コア基板6は、第1面6a側の導体層62と第2面6b側の導体層62とを接続するスルーホール導体63を含んでいる。
The
図1の配線基板100は、コア基板6の第2面6b側にも、交互に積層された、それぞれ複数の絶縁層及び導体層を備えている。図1の配線基板100の第2面6b側には、導体層として第2面6b側から順に、導体層31、導体層32、及び導体層33が形成されている。これら各導体層同士の間、及び導体層31とコア基板6との間それぞれには、絶縁層44が介在している。導体層33は、導体パッド33aを含んでいる。導体パッド33aは、例えば、配線基板100と外部の配線基板とを接続するための接続パッドとして用いられる。
The
樹脂体40は、貫通孔60の内部、特に、貫通孔60の内部のうちの電子部品5に占有されていな空間を樹脂で満たすべく設けられている。樹脂体40によって、貫通孔60内における電子部品5と貫通孔60の内壁との間の隙間(空間)が満たされる。また、電子部品5が貫通孔60内の所定の位置に固定される。
The
図1の例では、樹脂体40は、第1絶縁層41と一体的に形成されている。換言すると、第1絶縁層41の一部によって、貫通孔60の内壁と電子部品5との間の空間が満たされている。樹脂体40の形成が容易であると共に、樹脂体40と第1絶縁層41との分離が生じ難いと考えられる。
In the example of FIG. 1, the
第1及び第2の絶縁層41、42、並びに、絶縁層43、44、61は、任意の絶縁性樹脂によって形成される。絶縁性樹脂としては、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂(BT樹脂)又はフェノール樹脂などが例示される。樹脂体40も、これらエポキシ樹脂やBT樹脂などの任意の樹脂によって構成される。図1の例では、絶縁層61は、ガラス繊維やアラミド繊維で形成される芯材(補強材)61aを含んでいる。第1及び第2の絶縁層41、42、絶縁層43、44、61、並びに樹脂体40は、さらに、無機フィラーを含んでいてもよい。各絶縁層及び樹脂体40に含まれる無機フィラーとしては、シリカ(SiO2)、アルミナ、又はムライトなどからなる微粒子が例示される。
The first and second insulating
第1及び第2の導体層1、2、導体層3、31〜33、62、ビア導体7、71、並びにスルーホール導体63は、銅又はニッケルなどの任意の金属を用いて形成される。これら各導体層、各ビア導体、及びスルーホール導体63は、複数の金属層を含み得る。例えば、各導体層、各ビア導体、及びスルーホール導体63は、無電解めっき膜又はスパッタリング膜からなる金属膜層と、その金属膜層を給電層として用いる電解めっきによって形成されるめっき膜層とを含み得る。各導体層、特に導体層62は、上記金属膜層の下に銅箔やニッケル箔などからなる金属箔層を備えていてもよい。
The first and second conductor layers 1 and 2, the conductor layers 3, 31 to 33, 62, the via
電子部品5は、一般的に配線基板に実装され得る任意の部品である。例えば、抵抗体やコンデンサなどの受動部品、トランジスタ、ダイオード、若しくは半導体集積回路装置などの能動部品、又は、配線基板100に適用される配線ルールよりも微細なルールで配置された配線を基材上に備える配線部品などが例示される。
The
図1の例の電子部品5は、電子部品5と外部回路との接続に用いられる電極5aを備えている。電極5aと、第1導体層1に設けられているビアパッド11aとが、ビア導体7によって接続されている。電極5aは、ビアパッド11aを介して、任意の導体層、例えば図1の例のように、導体層3の導体パッド3aと電気的に接続され得る。電極5aと導体パッド3aとが最短距離で接続され得る。また、電極5aが、後述するように電源やグランドとして機能し得る第2導体層2のベタパターン21bとも最短距離で接続され得る。
The
図1の配線基板100は、さらに、ソルダーレジスト8を含んでいる。ソルダーレジスト8は、配線基板100におけるコア基板6の第1面6a側及び第2面6b側それぞれにおける最表層の導体層及び絶縁層を覆っている。第1面6a側のソルダーレジスト8は、絶縁層43を覆うと共に、導体層3を部分的に覆っている。第2面6b側のソルダーレジスト8は、最も表層側の絶縁層44を覆うと共に、導体層33を部分的に覆っている。ソルダーレジスト8は、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの任意の絶縁性材料を用いて形成される。
The
第1面6a側のソルダーレジスト8には、導体パッド3aを露出させる開口が設けられている。また、第2面6b側のソルダーレジスト8には、導体パッド33aを露出させる開口が設けられている。ソルダーレジスト8の各開口内にはバンプ3bが設けられている。バンプ3bは、導体パッド3a、33aと、例えば外部の電子部品や配線基板などとの接続に用いられる。バンプ3bは、はんだ、銅、若しくは金などの金属、又は、金属粒子を含む導電性樹脂などによって形成され得る。
The solder resist 8 on the
図1に例示される配線基板100は、コア基板6の第1面6a側及び第2面6b側において、略同様の構造を有している。以下では、主に、第1面6a側の構造、及び、その構造によってもたらされる作用や効果が説明される。それら第1面6a側について説明される構造や特徴は、第2面6b側についても該当し得る。
The
第1導体層1及び第2導体層2などの各導体層それぞれには、任意の導体パターンが設けられる。各導体層に設けられる導体パターンとしては、各種信号を伝送する配線として機能する信号配線パターン、導体パッド3aなどのように外部要素との接続に用いられる実装パッド(接続パッド)、ビアパッド11aなどのように各ビア導体と各導体層との確実な接続のために設けられるビアパッドなどが例示される。さらに、各導体層には、電力供給のために電源又はグランドとしてそれぞれ機能する電源パターン及びグランドパターンが設けられ得る。
An arbitrary conductor pattern is provided for each of the conductor layers such as the first conductor layer 1 and the
これら各導体パターンは、適宜、所望の又は所定の大きさ(長さ及び幅など)並びに形状を有するように設けられる。特に、電源パターン及び/又はグランドパターンは、単に送電側と受電側とを所定の幅の導体で繋ぐだけでなく、所定の領域を占めるべく面状に広がるように、すなわちベタパターンを形成するように設けられることが、好ましいことがある。 Each of these conductor patterns is appropriately provided so as to have a desired or predetermined size (length and width, etc.) and shape. In particular, the power supply pattern and / or the ground pattern not only connects the power transmission side and the power reception side with a conductor having a predetermined width, but also spreads in a plane so as to occupy a predetermined area, that is, forms a solid pattern. It may be preferable to be provided in.
配線基板100では、図2Aに示されるように、平面視における貫通孔60及びその周辺部分の第1導体層1には、ビアパッド11a及び信号配線パターン11bだけが設けられている。一方、平面視における貫通孔60及びその周辺部分の第2導体層2には、図2Bに示されるように、ビアパッド21a及びベタパターン21bが設けられている。ベタパターン21bは、ビアパッド21a及び各ビアパッド21aの周囲のパターン間クリアランス(空隙部22)を除いて図2Bに示される領域全体に渡って設けられている。
In the
本実施形態では、図2A及び図2Bに示されるように、平面視で貫通孔60と重なる領域における第1導体層1の残銅率は、平面視で貫通孔60と重なる領域における第2導体層2の残銅率よりも小さい。配線基板100の第1導体層1及び第2導体層2それぞれにおいて「平面視で貫通孔60と重なる領域」(以下、単に「領域A」とも称される)は、図2A及び図2Bそれぞれに示されている貫通孔60を示す破線で囲まれる領域である。各導体層の「残銅率」は、特定の対象領域(例えば上記「平面視で貫通孔60と重なる領域」)の面積に対する、各導体層におけるその対象領域中の導体部分(導体パターン)の総面積の比率である。なお「残銅率」という用語は便宜的に用いられているに過ぎず、前述したように各導体層の材料は銅に限定されない。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 2A and 2B, the residual copper ratio of the first conductor layer 1 in the region overlapping the through
図2Aの例において、領域A内に設けられている第1導体層1の導体パターンは、4つのビアパッド11aだけである。一方、図2Bの例において、領域A内には、2つのビアパッド21aと、各ビアパッド21aを囲むベタパターン21bとが設けられている。ベタパターン21bは、2つのビアパッド21a及び空隙部22以外の領域A全体に設けられている。すなわち、第2導体層2において、領域Aの2つの空隙部22以外の部分には、導体パターンが形成されている。従って、配線基板100では、領域Aにおける第1導体層1の残銅率は、領域Aにおける第2導体層2の残銅率よりも小さい。
In the example of FIG. 2A, the conductor pattern of the first conductor layer 1 provided in the region A is only four via
なお、本実施形態の配線基板100では、第1導体層1全体の残銅率が、第2導体層2全体の残銅率よりも小さくてもよい。第1導体層1及び第2導体層2それぞれの「全体の残銅率」は、各導体層が形成されている絶縁層のそれぞれの表面(第1導体層1を向く第1絶縁層41の表面及び第2導体層2を向く第2絶縁層42の表面)の全面が上記「対象領域」である場合の残銅率である。
In the
第1導体層1の残銅率が第2導体層2の残銅率よりも低いことの利点が、以下に説明される。コア基板6の貫通孔60を充填する樹脂体40、コア基板6の絶縁層61、及び電子部品5を覆う第1絶縁層41は、前述したように、例えばエポキシ樹脂などの任意の樹脂によって構成され得る。エポキシ樹脂などの樹脂は、配線基板100の製造段階や使用中に、例えば周囲温度の変化に伴ってガスを発生させることがある。また、貫通孔60の内部が樹脂体40によって隅々まで満たされず、その結果、貫通孔60内に気泡(ボイド)が存在することがある。電子部品5の表面においても、電子部品5の表面に存在し得る凹部などが第1絶縁層41によって完全に埋められず、その結果、電子部品5の表面上や第1絶縁層41の内部にボイドが生じることがある。
The advantage that the residual copper ratio of the first conductor layer 1 is lower than the residual copper ratio of the
貫通孔60の内部や第1絶縁層41で発生したガスは、配線基板100の外部に流出すべく、貫通孔60の内部や電子部品5の表面上から、第2絶縁層42へと向かうことがある。また、貫通孔60内の樹脂体40や第1絶縁層41の内部に存在するボイドは、例えば周囲温度の上昇に伴って膨張することがある。このようにガスが発生したりボイドが膨張したりすると、第1導体層1に当接するガスやボイドによって、第1導体層1を第2絶縁層42側へと押す力が加えられることがある。第1導体層1において貫通孔60と平面視で重なる領域に大きな導体パターンが設けられていると、その導体パターンには、このようなガスやボイドによる力が広範に渡って加わり易いと考えられる。その結果、第1絶縁層41の表面からの第1導体層1の剥離や、それに伴う導体パターンの断線などが生じることがある。
The gas generated inside the through
しかし本実施形態では、平面視で貫通孔60と重なる領域(領域A)における第1導体層1の残銅率は、領域Aにおける第2導体層2の残銅率よりも小さい。すなわち、第1及び第2の導体層1、2は、それぞれ、導体部及び導体部以外の空隙部12、22を含み、領域A内では、第2導体層2に設けられている空隙部22よりも大きな面積で第1導体層1に空隙部12が設けられている。そのため、前述したガスが第1絶縁層41から第2絶縁層42へと移動し易く、また、第1絶縁層41内で膨張するボイドが第2絶縁層42まで広がり易いと考えられる。
However, in the present embodiment, the residual copper ratio of the first conductor layer 1 in the region (region A) overlapping the through
換言すると、本実施形態の配線基板100では、第1導体層1の方が第2導体層2よりも残銅率が高い場合と比べて、第1導体層1の各導体パターンが、広範に渡ってガスやボイドによる力を受けることが少ないと考えられる。すなわち、本実施形態では、第1絶縁層41から剥離するほどの過大な力が第1導体層1の各導体パターンに加わり難いと考えられる。従って、本実施形態の配線基板100では、第1導体層1の導体パターンの剥離や断線が少なく、従来の部品内蔵配線基板に比べて品質が向上し得ると考えられる。
In other words, in the
なお、貫通孔60内などで発生したガスは、第1絶縁層41内及び第2絶縁層42内を移動して第2導体層2に達するときには、第1導体層1に達するときよりも、Z方向と直交する方向にも多く分散していると考えられる。従って、第2導体層2には、第1導体層1よりも、ガスによる大きな力が局所的に加わり難いと考えられる。従って、第2導体層2の残銅率が第1導体層1の残銅率よりも高くても、その逆の場合との比較において、配線基板100全体の導体パターンの剥離や断線が少ないと考えられる。
When the gas generated in the through
前述したように、図2Aに示される領域において、第1導体層1には、導体パターンとして、ビアパッド11a及び信号配線パターン11bだけが設けられている。加えて、第1導体層1は、貫通孔60と平面視で重なる領域(領域A)にベタパターンを含んでいない。第1導体層1の導体パターンが、貫通孔60内で生じ易いガスやボイドの影響を広範に渡って受け難いと考えられる。第1導体層1は、領域Aだけでなく、第1導体層1の全体においてベタパターンを全く含んでいなくてもよい。第1導体層1は、配線基板100において主に信号配線パターンが設けられる信号層であってもよい。
As described above, in the region shown in FIG. 2A, the first conductor layer 1 is provided with only the via
一方、前述したように、第2導体層2は、所定の領域を占めるべく設けられていて面状に広がる導体パターンであるベタパターン21bを含んでいる。ベタパターン21bは、電源又はグランドとして良好に機能し得る。第2導体層2は、配線基板100において主に電源パターンが設けられる電源層、又は、主にグランドパターンが設けられるグランド層であってもよい。従って、第2導体層2において、ベタパターン21bの面積は、ベタパターン21b以外の導体パターン(例えば、信号を伝送する配線として機能する導体パターン)の面積よりも大きくてもよい。第1導体層1が電源パターンやグランドパターンを多く含まない場合、電源やグランドとして機能するベタパターン21bを含む第2導体層2は、部品内蔵配線基板100の電気的特性を向上させることがある。図2Bに示される例では、第2導体層2のベタパターン21bは貫通孔60と平面視で重なっている。第1導体層1が領域Aにベタパターンを含まない場合、貫通孔60と平面視で重なるベタパターン21bを含む第2導体層2は、電子部品5の安定動作に関して特に好ましいと考えられる。
On the other hand, as described above, the
また、本実施形態の配線基板100では、第1導体層1において少なくとも一部が領域A内に配置される導体パターンの面積は、第2導体層2において少なくとも一部が領域A内に配置される導体パターンの面積よりも小さくてもよい(以下、各導体層において「少なくとも一部が領域A内に配置される導体パターン」は単に「領域内導体」とも称される)。第1導体層1の領域内導体であっても、比較的小さな面積の領域内導体は、貫通孔60の内部のガスやボイドによる力を広範に渡って受け難いと考えられる。従って、第1導体層1の導体パターンの剥離などの不具合が生じ難いと考えられる。また、第2導体層2の領域内導体に比べて第1導体層1の領域内導体の面積を小さくすることで、第1導体層1の領域Aにおいて、第2導体層2の領域Aにおける残銅率よりも小さな残銅率が実現されることがある。
Further, in the
なお、第1及び第2の導体層1、2それぞれにおいて、複数の領域内導体が設けられてもよい。その場合、第1導体層1における最も大きな領域内導体は、第2導体層2における最も大きな領域内導体よりも小さくてもよい。すなわち、第1導体層1において平面視で貫通孔60と少なくとも一部が重なる1以上の導体パターンそれぞれの面積は、第2導体層2において平面視で貫通孔60と少なくとも一部が重なる導体パターンのうちの最も大きな導体パターンの面積よりも小さくてもよい。第1導体層1の導体パターンの剥離などの不具合が生じ難いことがある。
In addition, a plurality of in-region conductors may be provided in each of the first and second conductor layers 1 and 2. In that case, the largest in-region conductor in the first conductor layer 1 may be smaller than the largest in-region conductor in the
図2A及び図2Bにおいて電子部品5の外縁と貫通孔60の内壁との間の空間64は、図1に示されるように樹脂体40で満たされている。樹脂体40は、Z方向においてコア基板6の厚さと略同じ長さを有している。そのため、Z方向に関して、例えば温度変化などによる樹脂体40の収縮量は、第1絶縁層41の収縮量よりも大きいことがある。そのため、第1絶縁層41の表面における空間64の真上の部分に凹部や凸部が生じ得ると考えられる。また、多くの樹脂を含む空間64には、前述したガスやボイドが生じ易いと考えられる。そのため、空間64と平面視で重なる領域に第1導体層1の導体パターンが設けられていると、その導体パターンは、前述したガスやボイドによる影響や、第1絶縁層1の表面の凹凸の影響を受け易いと考えられる。
In FIGS. 2A and 2B, the
この点に関し、図2Aに示される例では、第1導体層1の空隙部12が、平面視において空間64全体を包含している。すなわち、第1導体層1には、平面視で空間64と重なる領域に導体パターンは設けられていない。そのため、空間64と重なる領域において、第1導体層1の導体パターンに関する不具合は生じ得ない。なお、図3を参照して後述するように、空隙部12は、平面視において必ずしも空間64全体を包含していなくてもよい。
In this regard, in the example shown in FIG. 2A, the
一方、図2Bに例示される第2導体層2は、平面視において空間64と重なる導体パターン(ベタパターン21b)を含んでいる。第1導体層1において平面視で空間64と重なる領域に導体パターンが設けられていなくても、電子部品5への所望の電力や信号の供給を行うことができる。特に図2の例では、ベタパターン21bが、平面視において空間64の全体と重なっている。例えば、電子部品5に安定した電力を供給できることがある。
On the other hand, the
図3には、第1導体層1における貫通孔60の周辺部分の導体パターンの他の例が示されている。図3の例では、空隙部12は、平面視において空間64全体を包含せず、空間64を部分的に包含している。すなわち、図3の例の第1導体層1には、平面視で空間64と重なる信号配線パターン11cが設けられている。しかし図3の例においても、空間64は、その全体を第1導体層1の導体パターンに覆われていない。従って、例えば貫通孔60内や第1絶縁層41内で発生したガスは、信号配線パターン11cに覆われていない部分から、第2絶縁層42(図1参照)へと移動し得る。そのため、図3の例においても、第1導体層1の導体パターンによって空間64が完全に覆われている場合と比べて、第1導体層1の導体パターンの断線などが軽減されると考えられる。図3の例のように、第1導体層1の空隙部12は、空間64を平面視において少なくとも部分的に包含していてもよい。
FIG. 3 shows another example of the conductor pattern of the peripheral portion of the through
第1導体層1に図3の例のように信号配線パターン11cが設けられる場合でも、第2導体層2には、例えば図2Bの例のようにベタパターン21bが設けられてもよい。その場合、第2導体層2は、空間64のうち第1導体層1の空隙部12に平面視で包含されている領域と平面視で重なる導体パターン(ベタパターン21b)を含み得る。すなわち、第2導体層2は、平面視で第1導体層1に導体パターンが設けられていない領域にも導体パターン(ベタパターン21b)を有し得る。例えば、ベタパターン21bを介して電子部品5に安定した電力を供給できると考えられる。
Even when the
なお、図3の例では、信号配線パターン11cが、第1導体層1における最も大きな領域内導体である。図3の例の第1導体層1と図2Bの例の第2導体層2との組み合わせにおいても、第1導体層1における最も大きな領域内導体(信号配線パターン11c)は、第2導体層2における最も大きな領域内導体(ベタパターン21b)よりも小さい。
In the example of FIG. 3, the
また、図3の例では、第1導体層1は、平面視で領域Aの外側に、所定の領域を占めるべく設けられていて面状に広がるベタパターン11dを含んでいる。しかしベタパターン11dは領域Aと重なっていないので、第1導体層1においてベタパターン11dの剥離などは生じ難い。
Further, in the example of FIG. 3, the first conductor layer 1 includes a
図3の例のように第1導体層1がベタパターン11dを含む場合、ベタパターン11d及び第2導体層2のベタパターン21b(図2B参照)は、互いに異なる電位が印加される導体パターンであってもよい。例えば、ベタパターン11d及びベタパターン21bの一方は、配線基板100に印加される電位のうちの最高電位が印加されるべき導体パターンであってもよい。そしてそれらの他方は、配線基板100に印加される電位のうちの最低電位が印加されるべき導体パターンであってもよい。例えば、ベタパターン11d及びベタパターン21bの一方が電源プレーンとして機能する導体パターンであり、他方がグランドプレーンとして機能する導体パターンであってもよい。
When the first conductor layer 1 includes the
図4には、第2導体層2における貫通孔60の周辺部分の導体パターンの他の例が示されている。図4の例において、第2導体層2のベタパターン21bには、ベタパターン21bを貫通する貫通部21cが設けられている。貫通部21cは、空隙部22と同様に導体部以外の部分であり、貫通部21cを介して、第2絶縁層42と絶縁層43(図1参照)とが接触し得る。しかし、貫通部21cは、ビアパッド21aの周囲の空隙部22と異なり、ビアパッド21aのような第2導体層2の導体パターンを内包していない。
FIG. 4 shows another example of the conductor pattern of the peripheral portion of the through
前述したように、第2導体層2が領域A及びその周辺部分にベタパターン21bを含んでいても、第1導体層1がベタパターンを含む場合と比べて、導体パターンの断線などは生じ難い。しかし、第2絶縁層42内で生じたガス、及び/又は、第1絶縁層41から第2絶縁層42内に移動したガスが、絶縁層43に容易に移動し得ると、第2導体層2において導体パターンの断線などが一層生じ難いと考えられる。第2導体層2のベタパターン21bに貫通部21cが設けられることによって、第2絶縁層42内のガスが貫通部21cを通って絶縁層43に移動し易くなると考えられる。従って、第2導体層2に関する不具合が一層生じ難く、配線基板100の品質がより向上すると考えられる。なお、図4の例の貫通部21cの形状、サイズ、及び配置密度などは一例に過ぎない。貫通部21cは、任意の形状、サイズ及び配置密度で設けられ得る。
As described above, even if the
次に、図1の配線基板100が製造される場合を例に用いて、一実施形態の部品内蔵配線基板を製造する方法の一例が、図5A〜図5Hを参照して説明される。
Next, an example of a method of manufacturing the component-embedded wiring board of one embodiment will be described with reference to FIGS. 5A to 5H, using the case where the
図5Aに示されるように、絶縁層61と、絶縁層61の両表面にそれぞれ積層された金属箔620とを含む出発基板600が用意される。例えば、補強材61aを含むガラスエポキシ基板の両面に銅箔が圧着された両面銅張積層板が出発基板600として用意される。
As shown in FIG. 5A, a starting
図5Bに示されるように、コア基板6が形成される。例えばドリル加工又は炭酸ガスレーザー光の照射によって、出発基板600におけるスルーホール導体63の形成位置に貫通孔が形成され、その貫通孔内及び金属箔620上に無電解めっき又はスパッタリングなどによって金属膜が形成される。そしてこの金属膜を給電層として用いる電解めっきによってめっき膜が形成される。その結果、導体層62及びスルーホール導体63が形成される。その後、サブトラクティブ法によって導体層62をパターニングすることによって所定の導体パターンを第1面6a及び第2面6bに備えるコア基板6が得られる。図5Bの例では、第1面6a側及び第2面6b側それぞれにおいて、後工程で貫通孔60が形成される領域及びその周囲の領域の導体層62が、パターニングによって徐去されている。
As shown in FIG. 5B, the
図5Cに示されるように、コア基板6に貫通孔60が形成される。例えば、形成されるべき貫通孔60の輪郭に沿って、絶縁層61に炭酸ガスレーザー若しくはYAGレーザーなどによるレーザー光が照射され、コア基板6から貫通孔60に対応する領域が除去される。その結果、貫通孔60が形成される。貫通孔60は、レーザー光の照射に限らず、例えばドリル加工などの任意の方法で形成され得る。
As shown in FIG. 5C, a through
続いて、図5Dに示されるように、電子部品5が、貫通孔60内に配置される。具体的には、たとえばPET(ポリエチレンテレフタレート)からなるキャリアCが、コア基板6の第2面6b側に設けられる。これにより、図5Dに示されるように、貫通孔60の第2面6b側の開口が塞がれる。キャリアCは、例えば少なくとも一方の面に粘着性を有する粘着シートからなり、この粘着性を有する面がコア基板6に接着される。そして、貫通孔60内に露出するキャリアCの一面上に、例えばチップマウンタを用いて電子部品5が載置される。
Subsequently, as shown in FIG. 5D, the
図5Eに示されるように、半硬化状態で膜状に形成された樹脂が、コア基板6の第1面6a上及び電子部品5の表面上に載置され、コア基板6に向けて加圧及び加熱される。その結果、第1面6a上に第1絶縁層41が形成される。また、この加圧及び加熱によって、膜状に形成された半硬化状態の樹脂が軟化すると共に、その一部が、貫通孔60の内部、具体的には、電子部品5と貫通孔60の内壁との隙間に流れ込む。電子部品5と貫通孔60の内壁との間が、第1絶縁層41を構成する樹脂で充填され、その樹脂からなる樹脂体40が形成される。また電子部品5が貫通孔60内の樹脂体40によって支持される。その後、キャリアCが除去される。
As shown in FIG. 5E, the resin formed into a film in a semi-cured state is placed on the
図5Fに示されるように、コア基板6の第2面6bに絶縁層44が形成される。例えば、第1絶縁層41の形成時と同様に、半硬化状態で膜状に形成された樹脂が第2面6b上に載置され、加熱及び加圧される。第2面6b上に載置された膜状の樹脂が硬化し、その樹脂からなる絶縁層44が形成される。その際、絶縁層44と樹脂体40とが融着されてもよい。なお、第1絶縁層41及び樹脂体40は、図5Eの状態では完全に硬化していなくてもよく、絶縁層44の形成時の加熱によって完全に硬化してもよい。
As shown in FIG. 5F, the insulating
図5Gに示されるように、第1絶縁層41上に第1導体層1が形成されると共に、ビア導体7及びビア導体71が形成される。例えば炭酸ガスレーザー光の照射により、第1絶縁層41にビア導体7、71を配置するためのビアホール70が形成される。続いて、例えば無電解めっき又はスパッタリングなどにより、第1絶縁層41上、及び、ビアホール70内に、例えば銅からなる金属膜が形成される。そして、この金属膜上に、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて、適切な開口を有するめっきレジスト(図示せず)が形成される。そして、めっきレジストの下の金属膜を給電層として用いる電解めっきによって、めっきレジストの開口内にめっき膜が形成される。ビアホール70内にビア導体7及びビア導体71が形成される。
As shown in FIG. 5G, the first conductor layer 1 is formed on the first insulating
その後、めっきレジストが除去され、その除去によって露出する金属膜が、例えばエッチングによって除去される。その結果、ビアパッド11aなどの所望の導体パターンを含む第1導体層1が形成される。第1導体層1は、後工程で形成される第2導体層2よりも、少なくとも貫通孔60と平面視で重なる領域において小さい残銅率を有するように形成される。
After that, the plating resist is removed, and the metal film exposed by the removal is removed by, for example, etching. As a result, the first conductor layer 1 including a desired conductor pattern such as the via
コア基板6の第2面6b側には、第1導体層1及び第1面6a側のビア導体71と同様の方法で、好ましくはそれらと同時に、導体層31及びビア導体71が形成される。
A
図5Hに示されるように、第2絶縁層42及び第2導体層2が形成され、さらに、絶縁層43及び導体層3が形成される。コア基板6の第2面6b側には、導体層31を覆う絶縁層44、及び導体層32が形成され、さらに、導体層32を覆う絶縁層44、及び導体層33が形成される。また、各導体層の形成と共に、各導体層の下層側の絶縁層を貫通するビア導体71が形成される。第2絶縁層42及び絶縁層43、44は、第1絶縁層41の形成時と同様に、膜状に形成された樹脂の熱圧着によって形成される。第2導体層2、導体層3、及び導体層31〜33は、第1導体層1と同様に、例えばセミアディティブ法によって形成される。
As shown in FIG. 5H, the second insulating
導体層3及び導体層33の形成後、ソルダーレジスト8が、導体層3及び絶縁層43の露出面上に形成される。同様に、第2面6b側においても、導体層33及び最表層の絶縁層44の露出面上に、ソルダーレジスト8が形成される。ソルダーレジスト8には、導体層3の導体パッド3a又は導体層33の導体パッド33aを露出させる開口が設けられる。ソルダーレジスト8及びその開口は、感光性のエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂などを含む樹脂層の形成と、適切な開口パターンを有するマスクを用いた露光及び現像とによって形成される。
After forming the
ソルダーレジスト8の開口に露出する導体パッド3a、33aには、バンプ3bが形成される。バンプ3bは、例えば、はんだボールの配置後のリフローによる加熱や、電解めっきによる任意の金属の析出により形成され得る。導体パッド3a、33aには、バンプ3bの代わりに、又はバンプ3bの形成前に、無電解めっき、半田レベラ、又はスプレーコーティングなどによって、Au、Ni/Au、Ni/Pd/Au、はんだ、又は耐熱性プリフラックスなどからなる表面保護膜(図示せず)が形成されてもよい。以上の工程を経る事によって図1の例の部品内蔵配線基板100が完成する。
実施形態の部品内蔵配線基板は、各図面に例示される構造、並びに、本明細書において例示される構造、形状、及び材料を備えるものに限定されない。例えば、領域Aにおける残銅率に関して前述した大小関係を有する第1導体層1及び第2導体層2は、コア基板6の第2面6b側にも設けられていてもよい。すなわち、図1の例において、導体層31の領域Aにおける残銅率が、導体層32の領域Aにおける残銅率よりも小さくてもよい。また、導体層31が信号層であってもよく、導体層32が電源層又はグランド層であってもよい。また、電子部品5の厚さは、コア基板6の絶縁層61の厚さと異なっていてもよい。その場合、電子部品5の表面と、コア基板6の第1面6a及び/又は第2面6bとの段差によって生じ得る凹部は、第1絶縁層41、又は第2面6b上の絶縁層44によって埋められる。また、樹脂体40は、第1絶縁層41と別個に形成されていてもよい。また、実施形態の部品内蔵配線基板は、少なくとも第1及び第2の導体層を含む2以上の任意の数の導体層を含み得る。さらに、実施形態の部品内蔵配線基板は、コア基板の両面において非対称の構造を有していてもよい。
The component-embedded wiring board of the embodiment is not limited to the structure exemplified in each drawing and the structure, shape, and material exemplified in this specification. For example, the first conductor layer 1 and the
100 配線基板
1 第1導体層
12、22 空隙部
2 第2導体層
21b ベタパターン
21c 貫通部
3、31〜33 導体層
40 樹脂体
41 第1絶縁層
42 第2絶縁層
43、44 絶縁層
5 電子部品
6 コア基板
60 貫通孔
64 空間
7、71 ビア導体
A 平面視で貫通孔と重なる領域
100 Wiring board 1
Claims (12)
前記貫通孔内に配置されている電子部品と、
前記貫通孔の内壁と前記電子部品との空間を満たす樹脂体と、
前記コア基板の表面上及び前記電子部品の表面上に積層されている第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の前記コア基板とは反対側の表面上に形成されている第1導体層と、
前記第1絶縁層とは別の絶縁層を介して前記第1絶縁層及び前記第1導体層の上に形成されている第2導体層と、を含む部品内蔵配線基板であって、
平面視で前記貫通孔と重なる領域における前記第1導体層の残銅率は、平面視で前記貫通孔と重なる領域における前記第2導体層の残銅率よりも小さい。 A core substrate with through holes and
Electronic components arranged in the through hole and
A resin body that fills the space between the inner wall of the through hole and the electronic component,
A first insulating layer laminated on the surface of the core substrate and the surface of the electronic component,
A first conductor layer formed on the surface of the first insulating layer opposite to the core substrate, and
A component-embedded wiring board including the first insulating layer and the second conductor layer formed on the first conductor layer via an insulating layer different from the first insulating layer.
The residual copper ratio of the first conductor layer in the region overlapping the through hole in a plan view is smaller than the residual copper ratio of the second conductor layer in the region overlapping the through hole in a plan view.
前記第1導体層において平面視で前記貫通孔と少なくとも一部が重なる導体パターンのうちの最も大きな導体パターンの面積は、前記第2導体層において平面視で前記貫通孔と少なくとも一部が重なる導体パターンのうちの最も大きな導体パターンの面積よりも小さい。 The component-embedded wiring board according to claim 1.
The area of the largest conductor pattern among the conductor patterns that at least partially overlap the through hole in the first conductor layer in a plan view is the conductor that at least partially overlaps the through hole in the second conductor layer in a plan view. It is smaller than the area of the largest conductor pattern of the patterns.
前記第1導体層は、導体パターンからなる導体部と前記導体部以外の空隙部とを含み、
前記空隙部は、前記貫通孔の内壁と前記電子部品との間の前記空間を平面視において少なくとも部分的に包含している。 The component-embedded wiring board according to claim 1.
The first conductor layer includes a conductor portion formed of a conductor pattern and a void portion other than the conductor portion.
The gap portion at least partially includes the space between the inner wall of the through hole and the electronic component in a plan view.
前記第2導体層は、所定の領域を占めるべく設けられていて面状に広がる導体パターンであるベタパターンを含み、前記ベタパターンは、平面視において前記空間全体と重なっている。 The component-embedded wiring board according to claim 3 or 4.
The second conductor layer includes a solid pattern which is a conductor pattern which is provided so as to occupy a predetermined region and spreads in a plane shape, and the solid pattern overlaps the entire space in a plan view.
前記第1導体層は、前記貫通孔と平面視で重なる領域に、所定の領域を占めるべく設けられていて面状に広がる導体パターンを含まず、
前記第2導体層は、所定の領域を占めるべく設けられていて面状に広がる導体パターンであるベタパターンを含んでいる。 The component-embedded wiring board according to claim 1.
The first conductor layer does not include a conductor pattern that is provided so as to occupy a predetermined region in a region that overlaps the through hole in a plan view and spreads in a plane shape.
The second conductor layer includes a solid pattern which is a conductor pattern which is provided so as to occupy a predetermined region and spreads in a plane shape.
前記第1導体層は、所定の領域を占めるべく設けられていて面状に広がる導体パターンを含まず、
前記第2導体層の前記ベタパターンは前記貫通孔と平面視で重なっている。 The component-embedded wiring board according to claim 8.
The first conductor layer is provided so as to occupy a predetermined region and does not include a conductor pattern that spreads in a plane shape.
The solid pattern of the second conductor layer overlaps the through hole in a plan view.
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