JP4598140B2 - 部品内蔵配線板、部品内蔵配線板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気／電子部品を絶縁層中に埋め込み有する部品内蔵配線板およびその製造方法に係り、特に、生産性向上に適する部品内蔵配線板およびその製造方法に関する。

電気部品を絶縁層中に埋め込み有する部品内蔵配線板として、例えば下記特許文献１に開示されたものがある。同文献図１に示されるその構造によると、電気部品の配線層への電気的接続には半田（または導電性組成物）が用いられ、電気部品を埋め込み有する絶縁層を貫通する層間接続体（配線層間の導電体）には貫通孔に充填された導電性組成物が用いられている。その製造方法は、あらかじめ、コアとなる配線板に半田（または導電性組成物）を用いて電気部品を電気的・機械的に接続する。またこれとは別の絶縁樹脂層に穴あけを行いこの穴に導電性組成物を充填し、先に部品実装したコア板と位置合わせ配置して積層・一体化する。

特開２００３−１９７８４９号公報

上記のような配線板では、部品実装に要する部材（半田または導電性組成物）と層間接続体とするための部材とは材料として別または別の組成に調製することが適切と考えられる。このため、複数の材料の調達や在庫管理など管理上の手間がかかる。また、部品実装工程で必要な生産設備と、配線板として積層・一体化するための必要な生産設備とはまったく別であり、設備投資上の負担が大きい。

本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、電気／電子部品を絶縁層中に埋め込み有する部品内蔵配線板およびその製造方法において、製造上の負担が小さい部品内蔵配線板およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の一態様である部品内蔵配線板は、電気／電子部品と、前記電気／電子部品の表面の一部に密着して該電気／電子部品の一部分を埋め込んだ、第１の板状絶縁層と、前記電気／電子部品の位置を避けて前記第１の板状絶縁層を貫通するように設けられた第１の導電体と、前記第１の導電体に電気的導通するように前記第１の板状絶縁層の上面上に設けられた第１の配線層と、前記第１の導電体に電気的導通するように前記第１の板状絶縁層の前記上面に対向する下面上に設けられた第２の配線層と、前記第１の板状絶縁層との間に前記第１の配線層を挟むように、前記第１の配線層上に積層位置する、前記電気／電子部品の位置に相当して開口を有する第２の板状絶縁層と、前記電気／電子部品の端子と前記第２の配線層とを電気的、機械的に接続し、かつ、前記第１の導電体と同じ組成材料からなる第２の導電体と、前記第１の板状絶縁層との間に前記第２の配線層を挟むように、前記第２の配線層上に積層位置する第３の板状絶縁層とを具備することを特徴とする。

この部品内蔵配線板では、電気／電子部品の端子が第２の導電体により第２の配線層に電気的・機械的に接続されている。第１の配線層と第２の配線層との間に板状絶縁層があり、この板状絶縁層を第１の導電体が貫通することにより第１の配線層と第２の配線層とが電気的導通可能な構成である。電気／電子部品は板状絶縁層に少なくともその一部が埋め込まれている。このような部品内蔵配線板で、第１の導電体（層間接続体）と第２の導電体（部品実装に要する部材）とは同じ組成材料からなっている。したがって、第１および第２の導電体を容易に同時に形成することが可能であり、材料調達や生産設備などの点で製造上の負担を軽くすることが可能である。

また、本発明の別の態様である部品内蔵配線板は、第１の金属配線パターンを有する第１の絶縁層の前記第１の金属配線パターン上に、第１の導電性バンプと、該第１の導電性バンプより高さが低くかつ該第１の導電性バンプと同じ材料からなる第２の導電性バンプとを形成する第１の工程と、前記形成された第２の導電性バンプを介するように、前記第１の絶縁層の前記第１の金属配線パターン上に電気／電子部品をマウントする第２の工程と、前記形成された第１の導電性バンプが貫通するように前記第１の絶縁層の前記第１の金属配線パターン上に、前記電気／電子部品の位置に相当して開口を有するプリプレグを積層する第３の工程と、前記プリプレグを貫通した前記第１の導電性バンプの頭部を変形させ、これと電気的導通を得るように前記積層されたプリプレグ上に、第２の金属配線パターンを有しかつ前記電気／電子部品の位置に相当して開口を有する第２の絶縁層を配置する第４の工程と、加熱で前記プリプレグに流動性を与えその後硬化させることにより、前記プリプレグを前記電気／電子部品に密着させ、該電気／電子部品を埋め込む状態で固定する第５の工程とを具備することを特徴とする。

この製造方法は、上記の部品内蔵配線板を製造するひとつの方法である。第１の導電性バンプと第２の導電性バンプとはひとつの工程として形成され、その後の工程で第１の導電性バンプは層間接続体となり、第２の導電性バンプは電気／電子部品の端子接続用の部材となる。よって製造上の負担が小さい。

本発明によれば、電気／電子部品を絶縁層中に埋め込み有する部品内蔵配線板およびその製造方法において、製造上の負担を小さくすることができる。

第１の参考例に係る部品内蔵配線板の構成を示す模式的断面図。 図１に示した部品内蔵配線板の製造過程を模式的断面で示す工程図。 第２の参考例に係る部品内蔵配線板の構成を示す模式的断面図。 図３に示した部品内蔵配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図。 図３に示した部品内蔵配線板の製造過程の別の一部を模式的断面で示す工程図。 図３に示した部品内蔵配線板の製造過程のさらに別の一部を模式的断面で示す工程図。 本発明の一実施形態に係る部品内蔵配線板の構成を示す模式的断面図。 本発明の別の実施形態に係る部品内蔵配線板の構成を示す模式的断面図。 本発明のさらに別の実施形態に係る部品内蔵配線板の構成を示す模式的断面図。 図９に示した部品内蔵配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図。 本発明のさらに別の実施形態に係る部品内蔵配線板の構成を示す模式的断面図。

本発明の実施態様として、前記電気／電子部品は、ベアチップ半導体であるとすることができる。電気／電子部品のひとつの例である。ここで、前記第２の導電体は、前記ベアチップ半導体を前記第１または第２の配線層にフリップチップ接続する導電体である、とすることができる。第１または第２の配線層とベアチップ半導体上の端子パッドとを第２の導電体で接続する態様である。

また、実施態様として、前記第１の導電体は、導電性組成物からなり、かつ、層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化している形状である、とすることができる。例えば第１の導電体を導電性組成物ペーストのスクリーン印刷によって形成した場合である。

また、実施態様として、前記第１の導電体は、金属からなり、かつ、層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化している形状である、とすることもできる。例えば第１の導電体を金属板のエッチングにより形成した場合である。

また、実施態様として、前記第１の導電体は、金属からなり、かつ、層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化していない形状である、とすることもできる。例えば第２の導電体を金属面上の選択的領域への金属めっきで形成した場合である。

また、実施態様として、前記第１および第２の導電体と、前記電気／電子部品が接続された前記第１または第２の配線層との間に前記第１の導電体とは異なる材料の層をさらに具備する、とすることができる。例えば、第１および第２の導電体を金属板のエッチングで形成した場合に、エッチングストッパの層が残存したものである。

また、実施態様として、前記第２の導電体の前記第１または第２の配線層に接する面積は、前記第１の導電体の該第１または第２の配線層に接する面積より小さい、とすることができる。第１の導電体および第２の導電体で、必要な高さに応じた底面積を持たせたものである。

また、製造方法としての実施態様として、前記第１の工程は、前記第１の導電性バンプと前記第２の導電性バンプとを同時形成する、とし得る。同時形成によりなお生産性を向上する。第１および第２の導電性バンプの材料が同じであることから同時形成が容易である。

ここで、前記第１の工程は、前記第１の導電性バンプと前記第２の導電性バンプとを導電性組成物のスクリーン印刷により同時形成する、とし得る。スクリーン印刷によればこのような同時形成は容易に行うことができる。

さらに、ここで、前記第１の工程は、前記スクリーン印刷のため径の異なる２種のピットを有するスクリーン板を用いてなされる、とすることができる。径の異なるピットを有するスクリーン板によればピット内容積の違いから容易に高さの異なる導電性バンプを同時に形成することができる。

また、ここで、前記第２の工程は、前記導電性組成物をスクリーン印刷することにより形成された前記第２の導電性バンプが硬化する前になされる、とすることができる。硬化する前に電気／電子部品をマウントすることにより導電性組成物の接着性を利用した部品実装ができる。

あるいは、ここで、前記第２の工程は、前記導電性組成物をスクリーン印刷することにより形成された前記第２の導電性バンプが硬化した後になされる、とすることもできる。硬化した後に電気／電子部品をマウントすることにより、部品の端子上に形成された酸化層などの接続阻害層を破って電気的導通を得ることが容易になり安定した接続が可能になる。

また、ここで、前記第１の工程は、前記第１の導電性バンプと前記第２の導電性バンプとを金属めっき工程により同時形成する、ともできる。金属めっきによってもこのような同時形成は容易に行うことができる。

また、ここで、前記第１の工程は、前記第１の導電性バンプと前記第２の導電性バンプとを金属板のエッチングにより同時形成する、ともできる。金属板のエッチングによってもこのような同時形成は容易に行うことができる。

以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。まず、参考例としての部品内蔵配線板を図１から図６を用いて説明し、そのあと、これらを適宜参照することによって、本発明の各実施形態を説明する。図１は、第１の参考例に係る部品内蔵配線板の構成を示す模式的断面図である。図１に示すように、この部品内蔵配線板は、絶縁層１１、配線層（金属配線パターン）１２、１３、導電性バンプ（第１の導電体）１４、導電性バンプ（第２の導電体）１５、抵抗チップ（電気／電子部品）１６を有する。

絶縁層１１は、例えばガラスエポキシ樹脂のようなリジッドな絶縁樹脂からなる層あり、その厚さは例えば２００μｍである。配線層１２、１３は、絶縁層１１の上下面にそれぞれ設けられた金属（銅）配線パターンであり厚さは例えば１８μｍである。導電性バンプ１４は、導電性組成物（樹脂中に銀、金、銅などの微細金属粒やカーボンの微細粒を分散させ硬化させたもの）からなり、絶縁層１１を貫通して配線層１２、１３の面間に挟設され配線層１２、１３と電気的導通する。また、製造工程に依拠して軸方向（図示で上下の積層方向）に径が変化しており太い側（配線層１２側）でその直径は例えば３００μｍである。

導電性バンプ１５は、導電性バンプ１４と同じ組成材料からなり、絶縁層１１内に埋め込み設けられて、配線層１２と、内蔵された抵抗チップ１６の端子との間を電気的に接続する。その直径は、配線層１２に接する側で例えば１００μｍである。抵抗チップ１６は、絶縁層１１内に埋め込み設けられており、その端子が導電性バンプ１５を介して配線層１２に電気的に接続されている。抵抗チップ１６として、例えば０４０２（０．４ｍｍ×０．２ｍｍ）のサイズのものを用いることができる。その厚さは０．１ｍｍを若干上回る程度である。

このような構成の部品内蔵配線板では、層間接続である導電性バンプ１４と、部品（抵抗チップ１６）を配線層１２に電気的に接続するための部材である導電性バンプ１５とが製造上容易に同時形成できる。これは、それらがまったく同じ組成材料でありかつ形成される先が、配線層１２のもととなる同じ金属箔上だからである。以下、この工程を含めて一連の製造工程を説明する。

図２は、図１に示した部品内蔵配線板の製造過程を模式的断面で示す工程図であり、図１中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。まず、図２（ａ）に示すように、配線層１２とすべき厚さ例えば１８μｍの金属箔（電解銅箔）１２Ａを用意し、その所定位置に層間接続とする導電性バンプ１４と部品接続用の導電性バンプ１５とを例えば導電性組成物ペーストをスクリーン印刷することにより形成する。

スクリーン印刷に用いるスクリーン板（メタルマスク）には径の異なる２種のピット（貫通孔）が穿設されたものを用いる。これにより、そのピット内の容積の違いから、大きさ（円錐形状としての底面径および高さ）の異なる２種の導電性バンプ１４、１５を容易に同時形成できる。層間接続とする導電性バンプ１４は例えば底面径３００μｍ、高さ３００μｍ、部品接続用の導電性バンプ１５は、例えば底面径１００μｍ、高さ１００μｍである。

次に、図２（ｂ）に示すように、例えばマウンタを用いて０４０２サイズのチップ抵抗１６を、その両端子が導電性バンプ１５上に載るように金属箔１２Ａ上に載置する。この時点では印刷形成された導電性バンプ１５は硬化しておらず容易に変形してチップ抵抗１６の端子との十分な接触面積が確保できる。なお、マウンタによる部品載置に際して、金属箔１２Ａを真空吸着により位置固定できる平坦なステージを用いると好ましい。これにより、金属箔１２Ａにしわがよるなどの変形を回避でき、位置精度の高い部品載置が可能になる。マウンタによる部品載置が終了したら、導電性バンプ１４、１５を乾燥して硬化させ導電性バンプ１５を介してチップ抵抗１６を金属箔１２Ａ上に機械的に固定する。

次に、図２（ｃ）に示すように、絶縁層１１とすべき公称厚さ例えば２００μｍのＦＲ−４のプリプレグ１１Ａを金属箔１２Ａ上にプレス機を用い積層する。このとき、導電性バンプ１５の頭部がプリプレグ１１Ａを貫通するように、かつ加熱でプリプレグ１１Ａが流動性を得てチップ抵抗１６を覆いこれを埋め込むようにする。なお、図２（ｃ）における導電性バンプ１４の頭部の破線は、この段階で導電性バンプ１４の頭部を塑性変形させてつぶしておく場合と塑性変形させない場合の両者あり得ることを示す。

次に、積層されたプリプレグ１１Ａ上に、配線層１３とすべき厚さ例えば１８μｍの金属箔（電解銅箔）１３Ａを配置してプレス機で積層方向に加圧・加熱する。これにより、図２（ｄ）に示すように、プリプレグ１１Ａを完全に硬化させて（＝絶縁層１１）、全体を積層・一体化する。このとき金属箔１３Ａは導電性バンプ１４に電気的に接続される。最後に、絶縁層１１の両面をシールドする金属箔１２Ａ、１３Ａを周知のフォトリソグラフィを利用して所定にパターニングし、図１に示すような配線層１２、１３を有する部品内蔵配線板を得ることができる。なお、金属箔１２Ａのパターニングは、当然ながら、内蔵されたチップ抵抗１６の両端子に接続される配線層１２のパターンが分離するように行う。

以上説明のように、この参考例では、部品（チップ抵抗１６）を内蔵することによる工程の増加はわずかであり製造上の負担増が小さい部品内蔵配線板およびその製造方法を提供することができる。

次に、第２の参考例に係る部品内蔵配線板を図３を参照して説明する。図３は、第２の参考例に係る部品内蔵配線板の構成を示す模式的断面図である。この部品内蔵配線板では、上記参考例に比較してより大型の（厚さが厚い）電気／電子部品を内蔵することができる。

その構成として、この部品内蔵配線板は、図３に示すように、絶縁層３１、３２、３３、配線層３４、３５、３６、３７（＝合計４層）、導電性バンプ（第１の導電体）３８、３９、導電性バンプ（第２の導電体）４０、チップ部品（電気／電子部品）４１、スルーホール導電体４２を有する。

絶縁層３２およびその上下面に位置する配線層３５、３６の部分は、コア板の部分であり、このコア板は、スルーホール導電体４２により配線層３５、３６間の電気的導通が得られるように構成されている。また、内蔵されたチップ部品４１に相当する位置部分が開口部となっており、より厚さの厚いチップ部品４１を内蔵するための空間を提供する。絶縁層３２の厚さは例えば３００μｍであり、例えばガラスエポキシ樹脂のようなリジッドな素材である。配線層３５、３６は、厚さ例えば１８μｍの金属（銅）配線パターンである。

絶縁層３１、これを貫通する導電性バンプ３８、導電性バンプ３８に導通する下面の配線層３４、絶縁層３１内に埋め込み設けられた導電性バンプ４０、および、導電性バンプ４０により配線層３４に電気的導通するチップ部品４１の部分は、上記コア板に積層された下側のビルドアップ部分である。また、絶縁層３３、これを貫通する導電性バンプ３９、および、導電性バンプ３９に導通する上面の配線層３７の部分は、上記コア板に積層された上側のビルドアップ部分である。

絶縁層３１、３３は、内蔵されたチップ部品４１のための、絶縁層３２の開口部、および絶縁層３２のスルーホール導電体４２内部の空間を埋めるように変形進入しており内部に空隙となる空間は存在しない。絶縁層３１、３３は例えばガラスエポキシ樹脂のようなリジッドな絶縁樹脂からなり、その層としての厚さは例えばそれぞれ１００μｍである。配線層３４、３７は、厚さ例えば１８μｍの金属（銅）配線パターンである。

導電性バンプ３８、３９は、すでに説明したような導電性組成物からなり、絶縁層３１または絶縁層３３を貫通して配線層３４、３５間、または配線層３６、３７間に挟設され、配線層３４、３５、または配線層３６、３７と電気的導通する。また、製造工程に依拠して軸方向（図示で上下の積層方向）に径が変化しており太い側（配線層３４側または３７側）でその直径は例えば２００μｍである。

導電性バンプ４０は、導電性バンプ３８、３９と同じ組成材料からなり、絶縁層３１内に埋め込み設けられて、配線層３４と、内蔵されたチップ部品４１の端子との間を電気的に接続する。その直径は、配線層３４に接する側で例えば５０μｍである。チップ部品４１は、絶縁層３１、３３内に埋め込み設けられており、その端子が導電性バンプ４０を介して配線層３４に電気的に接続されている。チップ部品４１は、その厚さとして０．４ｍｍ程度のものまでは内蔵可能である。

このような構成の部品内蔵配線板でも、層間接続である導電性バンプ３８と、部品（チップ部品４１）を配線層３４に電気的に接続するための部材である導電性バンプ４０とは製造上容易に同時形成できる。これは、先の参考例と同様に、それらがまったく同じ組成材料でありかつ形成先が配線層３４のもととなる同じ金属箔上だからである。以下、この工程を含めて一連の製造工程を説明する。

図４、図５、図６は、それぞれ、図３に示した部品内蔵配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図、図３に示した部品内蔵配線板の製造過程の別の一部を模式的断面で示す工程図、図３に示した部品内蔵配線板の製造過程のさらに別の一部を模式的断面で示す工程図である。これらの図において、図３中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。

図４は、換言すると、コア板に積層される下側のビルドアップ部分の製造工程を示す図である。その思想としては、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）それぞれ、図２に示した先の実施形態の製造工程における（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と一部を除き同様である。

まず、図４（ａ）に示すように、配線層３４とすべき厚さ例えば１８μｍの金属箔（電解銅箔）３４Ａを用意し、その所定位置に層間接続とする導電性バンプ３８と部品接続用の導電性バンプ４０とを例えば導電性組成物ペーストをスクリーン印刷することにより形成する。スクリーン板（メタルマスク）には径の異なる２種のピットが穿設されたものを用いる。このようなスクリーン板を使用して、層間接続とする導電性バンプ３８は例えば底面径２００μｍ、高さ１６０μｍ、部品接続用の導電性バンプ４０は、例えば底面径５０μｍ、高さ３０μｍに形成する。

次に、図４（ｂ）に示すように、例えばマウンタを用いてチップ部品４１を、その両端子が導電性バンプ４０上に載るように金属箔３４Ａ上に載置する。マウンタによる部品載置が終了したら、導電性バンプ３８、４０を乾燥して硬化させ導電性バンプ４０を介してチップ部品４１を金属箔３４Ａ上に機械的に固定する。

次に、図４（ｃ）に示すように、絶縁層３１とすべき公称厚さ例えば１００μｍのＦＲ−４のプリプレグ３１Ａを金属箔３４Ａ上にプレス機を用い積層する。このとき、プリプレグ３１Ａとしてチップ部品４１の位置に相当する部分に開口が設けられたものを用い、また、プリプレグ３１Ａの上側にはチップ部品４１の厚さを吸収できるクッション材（不図示）を介在させて加圧・加熱する。これにより、より確実に、導電性バンプ３８の頭部がプリプレグ３１Ａを貫通するようになる。なお、図４（ｃ）における導電性バンプ３８の頭部の破線は、この段階で導電性バンプ３８の頭部を塑性変形させてつぶしておく場合と塑性変形させない場合の両者あり得ることを示す。以上により、図４（ｃ）に示すような、コア板に積層される下側のビルドアップ部分の配線板素材１が得られる。

図５は、言い換えるとコア板の部分の製造工程を示す図である。まず、図５（ａ）に示すように、両面に例えば厚さ１８μｍの金属箔（電解銅箔）３５Ａ、３６Ａが積層された例えば厚さ３００μｍのＦＲ−４の絶縁層３２を用意し、その所定位置にスルーホール導電体を形成するための貫通孔５２をあけ、かつ内蔵するチップ部品４１に相当する部分に開口部５１を形成する。

次に、無電解めっきおよび電解めっきを行い、図５（ｂ）に示すように、貫通孔５２の内壁にスルーホール導電体４２を形成する。このとき開口部５１の内壁にも導電体が形成される。さらに、図５（ｃ）に示すように、金属箔３５Ａ、３６Ａを周知のフォトリソグラフィを利用して所定にパターニングする（配線層３５、３６）。配線層３５、３６のパターニング形成により、開口部５１の内壁に形成された導電体も除去される。以上により、コア板の部分の配線板素材２を得ることができる。

図６は、換言すると、コア板部分の配線板素材２の上下両面に、上側のビルドアップ部分の配線板素材３と下側のビルドアップ部分の配線板素材１とを積層する配置関係を示す図である。ここで、上側の配線板素材３は、下側の配線板素材１と同様な工程を適用することで得られたものである。ただし、部品（チップ部品４１）を接続するために生じる部位（導電性バンプ４０、プリプレグ３３Ａの開口）のない構成である。そのほかは、金属箔（電解銅箔）３７Ａ、導電性バンプ３９、プリプレグ３３Ａとも、それぞれ配線板素材１の金属箔３４Ａ、導電性バンプ３８、プリプレグ３１Ａと同じである。

図６に示すような配置で各配線板素材１、２、３を積層配置してプレス機で加圧・加熱する。これにより、プリプレグ３１Ａ、３３Ａが完全に硬化し全体が積層・一体化する。このとき、加熱により得られるプリプレグ３１Ａ、３３Ａの流動性により、チップ部品４１の周りの空間にはプリプレグ３１Ａ、３３Ａが変形進入し空隙は発生しない。また、配線層３５、３６は、導電性バンプ３８、３９にそれぞれ電気的に接続される。この積層工程の後、上下両面の金属箔３４Ａ、３７Ａを周知のフォトリソグラフィを利用して所定にパターニングし、図３に示すような部品内蔵配線板を得ることができる。なお、金属箔３４Ａのパターニングは、当然ながら、内蔵されたチップ部品４１の両端子に接続される配線層３４のパターンが分離するように行う。

以上説明のように、この参考例でも、部品（チップ部品４１）を内蔵することによる工程の増加はわずかであり製造上の負担増が小さい部品内蔵配線板およびその製造方法を提供することができる。また、内蔵部品に提供される領域が厚さ方向により厚く、より多種の部品を内蔵することが可能である。コア板の部分のスルーホール導電体４２については、導電性バンプ３８、３９と同様な層間接続体とする構成も当然ながら製造可能である。

次に、本発明の一実施形態に係る部品内蔵配線板について図７を参照して説明する。図７は、本発明の一実施形態に係る部品内蔵配線板の構成を示す模式的断面図であり、すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部位については加える事項がない限り説明を省略する。

この部品内蔵配線板は、図３に示した部品内蔵配線板と構成として似ており、違いは、配線層３４に代わり、絶縁層７１およびその上下面の配線層７２、７３が設けられ、かつ配線層３７に代わり、絶縁層８１およびその上下面の配線層８２、８３が設けられていることである。これにより合計６層の配線層がある。また、絶縁層７１を貫通して導電性バンプ７４が存在し、絶縁層７１の上下面の配線層７２、７３が電気的導通可能な構成になっている。これは、絶縁層８１を貫通する導電性バンプ８４についても同様である。

製造工程としては、図４に示した導電性バンプ３８、４０の形成において、金属箔３４Ａに代えて、絶縁層７１の上下面に配線層７２、７３が設けられかつこれらに挟設されて導電性バンプ７４を有する両面配線板を用いればよい（絶縁層７１下側の配線層７２についてはパターニング前のものでもよい。）。金属箔３７Ａに代わる、絶縁層８１、導電性バンプ８４、および配線層８２、８３を有する両面配線板についても同様である（これも、絶縁層８１上側の配線層８２についてはパターニング前のものでもよい。）。代わりに使用するこれらの両面配線板は、図１、図２において説明した参考例の工程を参照して得ることができる。以降は図４ないし図６の工程を適用することにより、図７に示すような部品内蔵配線板を得ることができる。

この実施形態では、絶縁層７１（８１）、導電性バンプ７４（８３）、および配線層７２（８２）、７３（８３）からなる両面配線板の部分に、図１に示したような部品内蔵配線板を用いることもできる。これにより、さらに部品を高密度に内蔵した部品内蔵配線板を得ることができる。

次に、本発明の別の実施形態に係る部品内蔵配線板について図８を参照して説明する。図８は、本発明の別の実施形態に係る部品内蔵配線板の構成を示す模式的断面図であり、すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部位については加える事項がない限り説明を省略する。

この部品内蔵配線板は、内蔵部品としてベアチップ半導体９１を有するものである。ベアチップ半導体９１の導電性バンプ４０Ａとの接続面側にはアンダーフィル樹脂９２が充填されている。製造工程としては、図７に示した実施形態と似ているが多少異なる点もある。以下説明する。

すなわち、スクリーン印刷による導電性バンプ３８、４０Ａの形成に続き、まずこれらの導電性バンプ３８、４０Ａを乾燥させ硬化させる。そして、アンダーフィル樹脂９２を、硬化させた導電性バンプ４０Ａの領域に塗布する。さらに導電性バンプ４０Ａの位置に合わせてベアチップ半導体９１をフリップチップ接続する。このフリップチップ接続においては、硬化した導電性バンプ４０Ａがベアチップ半導体９１の接続パッド上の酸化膜などの接続阻害層を突き破りやすく安定した電気的接続が実現する。以下の工程は、図７に示した実施形態と同様である。このようにこの実施形態では、接続の信頼性高く、部品としてベアチップ半導体９１を内蔵することができる。

次に、本発明のさらに別の実施形態に係る部品内蔵配線板について図９を参照して説明する。図９は、本発明のさらに別の実施形態に係る部品内蔵配線板の構成を示す模式的断面図であり、すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部位については加える事項がない限り説明を省略する。

この実施形態では、導電性バンプ３８、４０Ａ、３９に代わり、金属板エッチングにより形成された金属バンプ１０８、１００、１０９を有している。これらの金属バンプ１０８、１００、１０９の配線層７３側または配線層８３側には、図示するように、エッチングストッパ層が残存している。また、絶縁層７１（８１）の絶縁層３１（３３）との境界は、図８に示した実施形態と比較して配線層７３（８３）の厚さ分だけ深い方に移動している。以下、このような構成になっている理由を含めて製造工程を説明する。

図１０は、図９に示した部品内蔵配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図であり、図９における絶縁層７１、配線層７２、７３、導電性バンプ７４、金属バンプ１０８、１００の部分の製造工程を示したものである。図９における絶縁層８１、配線層８２、８３、導電性バンプ８４、金属バンプ１０９の部分の製造工程もほぼ同様である。なお、図９中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。

まず、例えば厚さ１８μｍの金属箔（電解銅箔）７３Ａにごく薄い厚さ例えば２μｍの例えばニッケル合金からなる層（エッチングストッパ層ＥＳ）が積層された積層膜を用意し、このエッチングストッパ層ＥＳ側に厚さ例えば１２０μｍの金属板（銅板）１０８Ａを積層一体化して、図１０（ａ）に示すように３層構造のクラッド材を得る。

次に、図１０（ｂ）に示すように、金属箔７３Ａを周知のフォトリソグラフィを利用し銅のみエッチング可能なエッチング液で所定にパターニングする。これにより配線層７３を形成する。さらに、図３（ｃ）に示すように、配線層７３上の所定の位置に導電性バンプ７４を導電性塑性物ペーストのスクリーン印刷により形成する。続いて、図１０（ｄ）に示すように、絶縁層７１とすべきプリプレグ７１Ａを配線層７３側にプレス機を用い積層する。このとき導電性バンプ７４の頭部をプリプレグ７１Ａに貫通させる。この積層工程により、配線層７３はプリプレグ７１Ａ側に沈み込んで位置することになる。なお、図１０（ｄ）における導電性バンプ７４の頭部の破線は、この段階で導電性バンプ７４の頭部を塑性変形させてつぶしておく場合と塑性変形させない場合の両者あり得ることを示す。

次に、積層されたプリプレグ７１Ａ上に、配線層７２とすべき厚さ例えば１８μｍの金属箔（電解銅箔）７２Ａを配置してプレス機で積層方向に加圧・加熱する。これにより、図１０（ｅ）に示すように、プリプレグ７１Ａが完全に硬化して絶縁層７１となり積層・一体化がされる。このとき金属箔７２Ａは導電性バンプ７４に電気的に接続される。

次に、金属板１０８Ａ上に所定位置のエッチングレジストを形成する。このエッチングレジストはエッチングによる金属バンプ１０８、１００を形成すべきところに残存させる。そして銅のみをエッチング可能なエッチング液を用いてエッチング加工し、図１０（ｆ）に示すように、金属板のエッチング加工による金属バンプ１０８、１００を形成する。その形状は、エッチングレジストの形状や大きさ、エッチング加工時間によって変わり、一般には積層方向に一致する軸を有しサイドエッチングによりこの軸の方向に径が変化する形状になる。金属バンプ１０８、１００の高さの違いはエッチングレジストの大きさの違いによる。

最後に、形成された金属バンプ１０８、１００をマスクにエッチングストッパ層ＥＳをエッチング除去することにより、図１０（ｇ）に示すような形態の配線板素材を得ることできる。以下は、図８に示した実施形態と同様の製造工程を適用することにより図９に示す部品内蔵配線板を得ることができる。このように層間接続の導電体と部品を接続する導電体とを金属板をエッチングすることにより同時形成することもできる。

次に、本発明のさらに別の実施形態に係る部品内蔵配線板について図１１を参照して説明する。図１１は、本発明のさらに別の実施形態に係る部品内蔵配線板の構成を示す模式的断面図であり、すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部位については加える事項がない限り説明を省略する。

この実施形態は、導電性バンプ３８、４０Ａ、３９（図８参照）に代わり、めっきにより形成された金属バンプ１１８、１１０、１１９を有している。このような金属バンプ１１８、１１０、１１９を有する部品内蔵配線板は、例えば次のようにして製造することができる。すなわち、導電性バンプ３８、４０（図４参照）の形成に代えて、めっきのためのパターン化されたレジストを配線層７３（８３）上に形成し、そのレジストの抜けた部分へのめっき成長でバンプを形成する。これ以外の工程は図８に示した部品内蔵配線板の場合と同様である。

なお、効率的にめっき成長させるため、配線層７３、８３の形成時にその一部として給電パターンを形成しておくのが好ましい。これにより電解めっき工程を適用して効率的な金属バンプ１１８、１１０、１１９の形成ができる。金属バンプ１１８、１００、１１９の形状は、めっきのためのレジストパターン形状に倣って、軸の方向が積層方向に一致する柱状または錐台状の形状（すなわち軸の方向に径が変化するかまたは変化していない形状）になる。金属バンプ１１８と同１１０との高さの違いは、例えばめっき工程を２段階に分け第１段階後に金属バンプ１１０の上部のみに新たなマスクを形成して第２段階のめっき工程を行うようにすれば実現する。

１…配線板素材、２…配線板素材（コア板）、３…配線板素材、１１…絶縁層、１１Ａ…プリプレグ、１２…配線層（金属配線パターン）、１２Ａ…金属箔（銅箔）、１３…配線層（金属配線パターン）、１３Ａ…金属箔（銅箔）、１４…導電性バンプ（第１の導電体）、１５…導電性バンプ（第２の導電体）、１６…抵抗チップ（電気／電子部品）、３１…絶縁層、３１Ａ…プリプレグ、３２…絶縁層、３３…絶縁層、３３Ａ…プリプレグ、３４…配線層（金属配線パターン）、３４Ａ…金属箔（銅箔）、３５…配線層（金属配線パターン）、３５Ａ…金属箔（銅箔）、３６…配線層（金属配線パターン）、３６Ａ…金属箔（銅箔）、３７…配線層（金属配線パターン）、３７Ａ…金属箔（銅箔）、３８…導電性バンプ（第１の導電体）、３９…導電性バンプ、４０，４０Ａ…導電性バンプ（第２の導電体）、４１…チップ部品（電気／電子部品）、４２…スルーホール導電体、５１…開口部、５２…貫通孔、７１…絶縁層、７１Ａ…プリプレグ、７２…配線層（金属配線パターン）、７２Ａ…金属箔（銅箔）、７３…配線層（金属配線パターン）、７３Ａ…金属箔（銅箔）、７４…導電性バンプ、８１…絶縁層、８２…配線層（金属配線パターン）、８３…配線層（金属配線パターン）、８４…導電性バンプ、９１…ベアチップ半導体、９２…アンダーフィル樹脂、１００…金属板エッチングにより形成された金属バンプ（第２の導電体）、１０８…金属板エッチングにより形成された金属バンプ（第１の導電体）、１０８Ａ…金属板（銅板）、１０９…金属板エッチングにより形成された金属バンプ、１１０…めっきにより形成された金属バンプ（第２の導電体）、１１８…めっきにより形成された金属バンプ（第１の導電体）、１１９…めっきにより形成された金属バンプ、ＥＳ…エッチングストッパ層。

Claims (16)

1. 電気／電子部品と、
   前記電気／電子部品の表面の一部に密着して該電気／電子部品の一部分を埋め込んだ、第１の板状絶縁層と、
   前記電気／電子部品の位置を避けて前記第１の板状絶縁層を貫通するように設けられた第１の導電体と、
   前記第１の導電体に電気的導通するように前記第１の板状絶縁層の上面上に設けられた第１の配線層と、
   前記第１の導電体に電気的導通するように前記第１の板状絶縁層の前記上面に対向する下面上に設けられた第２の配線層と、
   前記第１の板状絶縁層との間に前記第１の配線層を挟むように、前記第１の配線層上に積層位置する、前記電気／電子部品の位置に相当して開口を有する第２の板状絶縁層と、
   前記電気／電子部品の端子と前記第２の配線層とを電気的、機械的に接続し、かつ、前記第１の導電体と同じ組成材料からなる第２の導電体と、
   前記第１の板状絶縁層との間に前記第２の配線層を挟むように、前記第２の配線層上に積層位置する第３の板状絶縁層と
   を具備することを特徴とする部品内蔵配線板。
2. 前記電気／電子部品が、ベアチップ半導体であることを特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
3. 前記第２の導電体が、前記ベアチップ半導体を前記第２の配線層にフリップチップ接続する導電体であることを特徴とする請求項２記載の部品内蔵配線板。
4. 前記第１の導電体が、導電性組成物からなり、かつ、層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化している形状であることを特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
5. 前記第１の導電体が、金属からなり、かつ、層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化している形状であることを特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
6. 前記第１の導電体が、金属からなり、かつ、層方向に一致する軸を有し前記軸の方向に径が変化していない形状であることを特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
7. 前記第１および第２の導電体と、前記電気／電子部品が接続された前記第２の配線層との間に前記第１の導電体とは異なる材料の層をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
8. 前記第２の導電体の前記第２の配線層に接する面積が、前記第１の導電体の該第２の配線層に接する面積より小さいことを特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
9. 第１の金属配線パターンを有する第１の絶縁層の前記第１の金属配線パターン上に、第１の導電性バンプと、該第１の導電性バンプより高さが低くかつ該第１の導電性バンプと同じ材料からなる第２の導電性バンプとを形成する第１の工程と、
   前記形成された第２の導電性バンプを介するように、前記第１の絶縁層の前記第１の金属配線パターン上に電気／電子部品をマウントする第２の工程と、
   前記形成された第１の導電性バンプが貫通するように前記第１の絶縁層の前記第１の金属配線パターン上に、前記電気／電子部品の位置に相当して開口を有するプリプレグを積層する第３の工程と、
   前記プリプレグを貫通した前記第１の導電性バンプの頭部を変形させ、これと電気的導通を得るように前記積層されたプリプレグ上に、第２の金属配線パターンを有しかつ前記電気／電子部品の位置に相当して開口を有する第２の絶縁層を配置する第４の工程と、
   加熱で前記プリプレグに流動性を与えその後硬化させることにより、前記プリプレグを前記電気／電子部品に密着させ、該電気／電子部品を埋め込む状態で固定する第５の工程と
   を具備することを特徴とする部品内蔵配線板の製造方法。
10. 前記第１の工程が、前記第１の導電性バンプと前記第２の導電性バンプとを同時形成することを特徴とする請求項９記載の部品内蔵配線板の製造方法。
11. 前記第１の工程が、前記第１の導電性バンプと前記第２の導電性バンプとを導電性組成物のスクリーン印刷により同時形成することを特徴とする請求項１０記載の部品内蔵配線板の製造方法。
12. 前記第１の工程が、前記スクリーン印刷のため径の異なる２種のピットを有するスクリーン板を用いてなされることを特徴とする請求項１１記載の部品内蔵配線板の製造方法。
13. 前記第２の工程が、前記導電性組成物をスクリーン印刷することにより形成された前記第２の導電性バンプが硬化する前になされることを特徴とする請求項１１記載の部品内蔵配線板の製造方法。
14. 前記第２の工程が、前記導電性組成物をスクリーン印刷することにより形成された前記第２の導電性バンプが硬化した後になされることを特徴とする請求項１１記載の部品内蔵配線板の製造方法。
15. 前記第１の工程が、前記第１の導電性バンプと前記第２の導電性バンプとを金属めっき工程により同時形成することを特徴とする請求項１０記載の部品内蔵配線板の製造方法。
16. 前記第１の工程が、前記第１の導電性バンプと前記第２の導電性バンプとを金属板のエッチングにより同時形成することを特徴とする請求項１０記載の部品内蔵配線板の製造方法。

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