JP4657870B2 - 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、製造する負担の低減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／電子部品が埋め込まれた絶縁層が表層の絶縁層となっている部品内蔵配線板の従来例として、下記特許文献１に記載のものがある。この配線板の製造では、部品が埋め込まれている第１の絶縁層とこの絶縁層に積層位置する別の第２の絶縁層とは、部品内蔵の前にあらかじめ積層一体化されたものであり、積層のあと部品を内蔵するためのスペース（凹部）が第１の絶縁層に形成される。このため、特殊な材料（離型フィルム）を必要とし、また凹部形成の加工精度上、小面積の凹部を形成することに向いているとは考えにくい。さらに、凹部を形成した後になされる部品実装のための各工程が一点、一点ごとの処理でなされるため生産性を向上しにくい。
特開平８−３７３７８号公報

本発明は、上記した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、製造する負担の低減に適しかつ小型部品の埋め込みにも好適な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、本発明に係る部品内蔵配線板は、第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の一方の面側に設けられた第１の配線パターンと、前記第１の配線パターンに実装・接続された、電気部品であるかまたは電子部品である部品と、前記第１の絶縁層の前記第１の配線パターンの設けられた側に対向してかつ該第１の絶縁層から離間して位置する、前記部品の実装された位置に対応して層厚み方向に貫通する逃げ部が形成された第２の絶縁層と、前記第２の絶縁層の前記第１の絶縁層に対向する側とは反対の面上に設けられた、該第２の絶縁層に接する面と対向する面上には多層化構造のない最外の第２の配線パターンと、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との離間した隙間を埋めるように、かつ前記部品を囲んで前記第２の絶縁層の前記逃げ部をも埋めるように設けられた第３の絶縁層とを具備することを特徴とする。

すなわち、この部品内蔵配線板は、構造として、内蔵された電気／電子部品のための逃げ部が第２の絶縁層にあり、この電気／電子部品は第１の絶縁層上の配線パターンに実装・接続されている。また、第１の絶縁層と第２の絶縁層との隙間は第３の絶縁層が埋めており、この第３の絶縁層は、内蔵の電気／電子部品を囲んで第２の絶縁層の逃げ部をも埋めている。このように第３の絶縁層は非常に変形した形状を有している。これは、製造過程において、第１、第３、第２の絶縁層の積層一体化のとき、第３の絶縁層が流動性を得て変形しこのような所望の形状になったからである。

つまり、このような構造の部品内蔵配線板を得るために、第１の絶縁層ではその配線パターン上に電気／電子部品の実装を行うこと、第３の絶縁層では電気／電子部品のための逃げ部の形成を行うこと、がそれぞれ別個に効率的になし得る。ここで電気／電子部品が小型のものであっても実装、逃げ部形成とも特に難しい工程とはならず生産効率性を保てる。したがって、製造する負担の低減に適しかつ小型部品の埋め込みにも好適な部品内蔵配線板を提供できる。

また、本発明に係る部品内蔵配線板の製造方法は、第１の絶縁板の第１の配線パターンが形成された面上に、電気部品であるかまたは電子部品である部品を実装・接続する工程と、前記第１の配線板に実装・接続された前記部品の位置に対応して板厚み方向に貫通する逃げ部を有し、前記第１の配線板に対向する側とは反対の面上に第２の配線パターンを有する第２の絶縁板を、前記実装・接続された部品の位置に対応して板厚み方向に貫通する第２の逃げ部を有するプリプレグを介して、前記第１の絶縁板に対向する側とは反対側の面上には恒久的な積層絶縁物が生じない条件で、前記第１の絶縁板の前記部品が実装・接続された面上に積層し、一体化する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ためのひとつの例である。

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、製造する負担の低減に適しかつ小型部品の埋め込みにも好適な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。

本発明の実施態様として、前記第２の絶縁層と前記第３の絶縁層とに挟まれて設けられた第３の配線パターンと、前記第３の絶縁層を貫通して前記第１の配線パターンの面と前記第３の配線パターンの面との間に挟設され、かつ導電性組成物からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状である層間接続体とをさらに具備する、としてもよい。この層間接続体は、第３の絶縁層を貫通する層間接続体の一例であり、例えば導電性組成物のスクリーン印刷により形成された導電性バンプを由来とする層間接続体である。

また、実施態様として、前記第２の絶縁層と前記第３の絶縁層とに挟まれて設けられた第３の配線パターンと、前記第３の絶縁層を貫通して前記第１の配線パターンの面と前記第３の配線パターンの面との間に挟設され、かつ導電性組成物からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化していない形状である層間接続体とをさらに具備する、としてもよい。この層間接続体は、第３の絶縁層を貫通する層間接続体の別の例であり、例えば第３の絶縁層を貫通する穴に導電性組成物を充填して形成される層間接続体である。

また、実施態様として、前記第２の絶縁層と前記第３の絶縁層とに挟まれて設けられた第３の配線パターンと、前記第３の絶縁層を貫通して前記第１の配線パターンの面と前記第３の配線パターンの面との間に挟設され、かつ金属からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状である層間接続体とをさらに具備する、としてもよい。この層間接続体は、第３の絶縁層を貫通する層間接続体のさらに別の例であり、例えば金属板をエッチングすることにより形成された導体バンプを由来とする層間接続体である。

また、実施態様として、前記第１の絶縁層の前記第１の配線パターンが位置する側とは反対側に設けられた第３の配線パターンと、前記第１の絶縁層を貫通して前記第１の配線パターンの面と前記第３の配線パターンの面との間に挟設され、かつ導電性組成物からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状である層間接続体とをさらに具備する、としてもよい。この層間接続体は、第１の絶縁層を貫通する層間接続体の一例であり、例えば導電性組成物のスクリーン印刷により形成された導電性バンプを由来とする層間接続体である。

また、実施態様として、前記第１の絶縁層の前記第１の配線パターンが位置する側とは反対側に設けられた第３の配線パターンと、前記第１の絶縁層を貫通して前記第１の配線パターンの面と前記第３の配線パターンの面との間に挟設され、かつ金属からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状である層間接続体とをさらに具備する、としてもよい。この層間接続体は、第１の絶縁層を貫通する層間接続体の別の例であり、例えば金属板をエッチングすることにより形成された導体バンプを由来とする層間接続体である。

また、実施態様として、前記第１の絶縁層の前記第１の配線パターンが位置する側とは反対側に設けられた第３の配線パターンと、前記第１の絶縁層を貫通して前記第１の配線パターンの面と前記第３の配線パターンの面との間に挟設され、かつ導電性組成物からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化していない形状である層間接続体とをさらに具備する、としてもよい。この層間接続体は、第１の絶縁層を貫通する層間接続体のさらに別の例であり、例えば第１の絶縁層を貫通する穴に導電性組成物を充填して形成される層間接続体である。

また、実施態様として、前記第１の絶縁層の前記第１の配線パターンが位置する側とは反対側に設けられた第３の配線パターンと、前記第１の絶縁層を貫通して前記第１の配線パターンの面と前記第３の配線パターンの面との間に挟設され、かつ金属からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化していない形状である層間接続体とをさらに具備する、としてもよい。この層間接続体は、第１の絶縁層を貫通する層間接続体のさらに別の例であり、例えば金属めっきにより形成された導体バンプを由来とする層間接続体である。

また、実施態様として、前記第１の絶縁層、前記第３の絶縁層、および前記第２の絶縁層を貫通して、前記第２の配線パターンに電気導通するように設けられたスルーホール内壁導電層をさらに具備し、前記第２の配線パターンが、前記第２の絶縁層の前記逃げ部を埋めた前記第３の絶縁層には接して形成されていない、とすることができる。

これは、第１、第３、第２の絶縁層を貫通する層間接続体として、スルーホール内壁導電層を有する態様である。スルーホール内壁導電層は、通常、電気めっきで形成されるので、この過程で第２の絶縁層の逃げ部を埋めた第３の絶縁層上にも形成される。第２の絶縁層の逃げ部を埋めた第３の絶縁層はこの位置では非常に薄く絶縁層としては不全と考えられるので、この位置では配線パターンを形成しないようにしたものである。

また、実施態様として、前記第２の絶縁層の前記逃げ部が、平面形状としてほぼ円形である、とすることができる。第２の絶縁層に形成しておく逃げ部を円形とすると、その加工形成が周知の方法により容易になる。すなわち製造方法としても同様である。

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。図１は、本発明の一実施形態に係る部品内蔵配線板の構成を模式的に示す断面図である。図１に示すように、この部品内蔵配線板は、絶縁層１１（第１の絶縁層）、同１２（第３の絶縁層）、同１３（第２の絶縁層）、配線層２１（第３の配線パターン）、同２２（第１の配線パターン）、同２３（別の第３の配線パターン）、同２４（第２の配線パターン）（＝合計４層）、層間接続体３１、同３２、スルーホール内壁導電層３３、チップ部品４１（電気／電子部品）、接続部５１（半田部）を有する。絶縁層１３は、チップ部品４１の位置を逃げるための逃げ部１３ａを有している。

チップ部品４１は、ここでは例えばチップコンデンサであり、その平面的な大きさは例えば０．６ｍｍ×０．３ｍｍである。両端に端子（電極）を有し、その下側が配線層２２による内蔵部品実装用ランドに対向位置している。チップ部品４１の端子と実装用ランドとは接続部５１により電気的・機械的に接続（実装）されている。

外側の配線層２１、２４とは別の配線層２２、２３はそれぞれ内層の配線層であり、順に、配線層２１と配線層２２の間に絶縁層１１が、配線層２２と配線層２３の間に絶縁層１２が、配線層２３と配線層２４との間に絶縁層１３が、それぞれ位置しこれらの配線層２１〜２４を隔てている。各配線層２１〜２４は、例えばそれぞれ厚さ１８μｍの金属（銅）箔からなっている。なお、内層の配線層２２、２３は、絶縁層１２の側に沈み込んで位置し、絶縁層１１、１３の側に配線層の沈み込みはない。これは製造工程に依拠してこのようになっており、配線層２２については製造工程の違いでまた別の沈み込みの位置となる場合がある（後述する）。

絶縁層１１、１２は、それぞれ厚さ例えば１００μｍ、絶縁層１３は厚さ例えば３００μｍで、おのおの例えばガラスエポキシ樹脂からなるリジッドな素材である（図示はこれらの厚さに対応してないが飽くまで模式的な図示である）。特に絶縁層１３は、内蔵されたチップ部品４１に相当する位置部分が逃げ部１３ａとなっており、チップ部品４１を内蔵するための空間を提供する。中間の絶縁層１２は、内蔵されたチップ部品４１の周りの空間（絶縁層１３の逃げ部１３ａ内を含む）および絶縁層１３のスルーホール内壁導電層３３内部の空間をも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。

配線層２１と配線層２２とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層１１を貫通する層間接続体３１により導通し得る。同様に、配線層２２と配線層２３とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層１２を貫通する層間接続体３２により導通し得る。配線層２３と配線層２４とは、絶縁層１３を貫通して設けられたスルーホール内壁導電層３３により導通し得る。

層間接続体３１、３２は、それぞれ、導電性組成物のスクリーン印刷により形成される導電性バンプを由来とするものであり、その製造工程に依拠して軸方向（図１の図示で上下の積層方向）に径が変化している。その直径は、太い側で例えば２００μｍである。

図２は、図１に示した部品内蔵配線板の構成を模式的に示す上面図である。図２において、図１中に示したもの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２に示すように、内蔵されたチップ部品４１の位置に対応する絶縁層１３の逃げ部１３ａは、平面図としては例えばほぼ円形であり、このため、後述するように、微細な加工の容易性、形成位置の任意性などに優れている。

次に、図１、図２に示した部品内蔵配線板の製造工程を図３ないし図５を参照して説明する。図３ないし図５は、それぞれ、図１、図２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る。これらの図において図１、図２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３から説明する。図３は、図１中に示した各構成のうち絶縁層１１を中心とした部分の製造工程を示している。まず、図３（ａ）に示すように、厚さ例えば１８μｍの金属箔（電解銅箔）２２Ａ上に例えばスクリーン印刷により、層間接続体３１となるペースト状の導電性組成物をほぼ円錐形のバンプ状（底面径例えば２００μｍ、高さ例えば１６０μｍ）に形成する。この導電性組成物は、ペースト状の樹脂中に銀、金、銅などの金属微細粒または炭素微細粒を分散させたものである。説明の都合で金属箔２２Ａの下面に印刷しているが上面でもよい（以下の各図も同じである）。層間接続体３１の印刷後これを乾燥させて硬化させる。

次に、図３（ｂ）に示すように、金属箔２２Ａ上に厚さ例えば公称１００μｍのＦＲ−４のプリプレグ１１Ａを積層して層間接続体３１を貫通させ、その頭部が露出するようにする。露出に際してあるいはその後その先端を塑性変形でつぶしてもよい（いずれにしても層間接続体３１の形状は、積層方向に一致する軸を有しその軸方向に径が変化する形状である。）。続いて、図３（ｃ）に示すように、プリプレグ３１Ａ上に金属箔（電解銅箔）２１Ａを積層配置して加圧・加熱し全体を一体化する。このとき、金属箔２１Ａは層間接続体３１と電気的導通状態となり、プリプレグ１１Ａは完全に硬化して絶縁層１１（絶縁板）になる。

次に、図３（ｄ）に示すように、片側の金属箔２２Ａに例えば周知のフォトリソグラフィによるパターニングを施し、これを、実装用ランドを含む配線パターン２２に加工する。そして、加工により得られた実装用ランド上に、図３（ｅ）に示すように、例えばスクリーン印刷によりクリーム半田５１Ａを印刷する。クリーム半田５１Ａは、スクリーン印刷を用いれば容易に所定パターンに印刷できる。スクリーン印刷に代えてディスペンサを使用することもできる。

次に、チップ部品４１をクリーム半田５１Ａを介して実装用ランド上に例えばマウンタで載置し、さらにその後クリーム半田５１Ａを例えばリフロー炉でリフローさせる。これにより、図３（ｆ）に示すように、接続部５１を介してチップ部品４１が配線層２２の実装用ランド上に接続された状態の配線板素材１が得られる。この配線板素材１を用いる後の工程については図５で後述する。

次に、図４を参照して説明する。図４は、図１中に示した各構成のうち絶縁層１３および同１２を中心とした部分の製造工程を示している。まず、図４（ａ）に示すように、両面に例えば厚さ１８μｍの金属箔（電解銅箔）２３Ａ、２４Ａが積層された例えば厚さ３００μｍのＦＲ−４の絶縁層１３（絶縁板）を用意し、その所定位置にスルーホール内壁導電層を形成するための貫通孔６２をあけ、かつ内蔵するチップ部品４１に相当する部分に逃げ部１３ａを形成する。逃げ部１３ａの形成には、周知のドリリングなどの貫通孔形成工程を用いることができ、内蔵する部品の大きさに応じて小さくも大きくも容易に形成し得る。

次に、無電解めっきおよび電解めっきの各工程を行い、図４（ｂ）に示すように、貫通孔６２の内壁にスルーホール内壁導電層３３を形成する。このとき逃げ部１３ａの内壁にも導電体が形成される。さらに、図４（ｃ）に示すように、金属箔２３Ａ、２４Ａ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て配線層２３、２４を形成する。配線層２３、２４のパターニング形成により、逃げ部１３ａの内壁に形成された導電層も除去される。

次に、図４（ｄ）に示すように、配線層２３上の所定の位置に層間接続体３２となる導電性バンプ（底面径例えば２００μｍ、高さ例えば１６０μｍ）をペースト状導電性組成物のスクリーン印刷により形成する。続いて、図４（ｅ）に示すように、絶縁層１２とすべきＦＲ−４のプリプレグ１２Ａ（公称厚さ例えば１００μｍ）を配線層２３側にプレス機を用い積層する。プリプレグ１２Ａには、絶縁層１３と同様の、内蔵するチップ部品４１に相当する部分の開口部をあらかじめ設けておく。

この積層工程では、層間接続体３２の頭部をプリプレグ１２Ａに貫通させる。なお、図４（ｅ）における層間接続体３２の頭部の破線は、この段階でそ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。この工程により、配線層２３はプリプレグ１２Ａ側に沈み込んで位置することになる。以上により得られた配線板素材を配線板素材２とする。

この図４と図３との対比でわかるように、図３に示す工程でのチップ部品４１のレイアウト位置は、配線層２２のパターン形成が許す限り自由に設定することができる。絶縁層１３に設ける逃げ部１３ａの形成位置や大きさはこれに従うのみであり、この形成位置や大きさからの制約をチップ部品４１のレイアウト位置が受けることはない。

なお、以上の図４に示した工程は、以下のような手順とすることも可能である。図４（ａ）の段階では、貫通孔６２のみ形成し内蔵部品用の逃げ部１３ａを形成せずに続く図４（ｂ）から図４（ｄ）までの工程を行う。次に、図４（ｅ）に相当する工程として、プリプレグ１２Ａ（開口のないもの）の積層を行う。そして、絶縁層１３およびプリプレグ１２Ａに部品内蔵用の逃げ部を同時に形成する、という工程である。

次に、図５を参照して説明する。図５は、上記で得られた配線板素材１、２を積層する配置関係を示す図である。図５において上側位置には離型シート１４１を位置させる。これにより、上側面には、配線層２４のようなわずかな突起を吸収して離型シート１４１が密着する。このような配置で各配線板素材１、２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１２Ａ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１２Ａの流動性により、チップ部品４１の周りの空間およびスルーホール内壁導電層３３内部の空間にはプリプレグ１２Ａが変形進入し空隙は発生しない。また、配線層２２は、層間接続体３２に電気的に接続される。この積層工程の後、下面の金属箔２１Ａ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に示したような部品内蔵配線板を得ることができる。

以上説明のように、この実施形態では、内蔵する部品４１に位置対応して絶縁層１３の逃げ部１３ａを容易に形成し得る。その加工精度も、ドリリングのような容易な工程の適用で高精度にできる。したがって、内蔵する部品４１のレイアウト位置に、絶縁層１３加工からの制約が発生しない。このため、部品４１の配置のため、余分な配線やレイアウトスペースの発生がない。また、部品４１を接続するクリーム半田５１Ａの塗布にはスクリーン印刷を用いてこれを効率化し、かつ、部品４１の配置には通常のマウンタを用いることができるなど、製造負担軽減、コスト低減にも寄与が大きい。これらの点は、絶縁層の積層後に内蔵する部品用の凹部を形成する方法では得られない大きな利点である。

なお、図１に示した実施形態の変形例として、中間の絶縁層１３に設けられたスルーホール内壁導電層３３については、層間接続体３１や同３２と同様なものとする構成も当然ながらあり得る。また、外側の配線層２１は、最後の積層工程のあとにパターニングして得る以外に、配線板素材１の段階で（例えば図３（ｄ）の段階で）形成するようにしてもよい。

また、図５に示した積層工程において、配線板素材１、２については、プリプレグ１２Ａおよび層間接続体３２の部分を配線板素材２の側ではなく配線板素材１の側に設けておくようにしてもよい。すなわち、層間接続体３２の形成およびプリプレグ１２Ａの積層を、配線板素材１の配線層２２上（絶縁層１１上）であらかじめ行うようにする。この場合、実装されたチップ部品４１が、一見、層間接続体３２をスクリーン印刷で形成するときに干渉要因となるように見えるが、チップ部品４１として十分薄い部品の場合は実際上干渉要因とはならない。プリプレグ１２Ａの積層工程のときには、チップ部品４１の厚さを吸収できるクッション材を介在させて加圧・加熱すれば面内方向均一にプリプレグ１２Ａを積層できる。

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６を参照して説明する。図６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模式的に示す断面図であり、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、導電性組成物の印刷による層間接続体３２に代わり、金属板エッチングにより形成された層間接続体７２を有している。これらの層間接続体７２の配線層２２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１１の絶縁層１２との境界は、図１に示した実施形態と比較して配線層２２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７は、図６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６における絶縁層１１、配線層２１、２２（実装用ランドを含む）、層間接続体３１、７２の部分の製造工程を示したものである。図６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）２２Ａ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）７２Ａを積層一体化して、図７（ａ）に示すように３層構造のクラッド材を得る。

次に、図７（ｂ）に示すように、金属箔２２Ａ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２２を形成する。さらに、図７（ｃ）に示すように、配線層２２上の所定の位置に層間接続体３１をペースト状の導電性組成物のスクリーン印刷により形成する。続いて、図７（ｄ）に示すように、絶縁層１１とすべきプリプレグ１１Ａを配線層２２側にプレス機を用い積層する。このとき層間接続体３１の頭部をプリプレグ１１Ａに貫通させる。この積層工程により、配線層２２はプリプレグ１１Ａ側に沈み込んで位置することになる。なお、図７（ｄ）における層間接続体３１の頭部の破線は、この段階で層間接続体３１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２１とすべき厚さ例えば１８μｍの金属箔（電解銅箔）２１Ａ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７（ｅ）に示すように、プリプレグ１１Ａが完全に硬化して絶縁層１１となり積層・一体化がされる。このとき金属箔２１Ａは層間接続体３１に電気的に接続される。

次に、金属板７２Ａ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、エッチングによる層間接続体７２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７（ｆ）に示すように、金属板のエッチング加工による層間接続体７２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この軸の方向に径が変化する形状になる。

そして、形成された層間接続体７２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７（ｇ）に示すような形態の配線板素材を得ることできる。以下の工程としては、図３（ｅ）以下に示したチップ部品の実装、および図４（ｅ）に示したプリプレグ１２Ａの積層（ただし、プリプレグ１２Ａは図７（ｇ）における配線層２２の側に積層する）を行う。得られた配線板素材は、図５に示した積層工程における下側の配線板素材１に代えて用いることができる。上側の配線板素材２に相当するものには、層間接続体３２の形成およびプリプレグ１２Ａの積層のないものを使用する。以上により図６に示した部品内蔵配線板を得ることができる。

次に、本発明のさらに別の実施形態について図８を参照して説明する。図８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模式的に示す断面図である。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、図１に示した部品内蔵配線板の層間接続体３２に代えて、同じ導電性組成物からなるが積層方向に一致する軸の方向には径が変化しない形状の層間接続体９２を用いたものである。

以下、図８に示した部品内蔵配線板の製造工程について図９を参照して説明する。図９は、図８に示した部品内蔵配線板の一部製造過程を模式的断面で示す工程図であり、図１ないし図５に示した実施形態の説明においては図５の積層工程に対応するものである。図９に示すように、この実施形態では、絶縁層１３の側にあらかじめプリプレグ１２Ａを積層しない（図４（ｃ）に示した態様のものを配線板素材２Ａとして用いる）。その代わりにプリプレグ１２Ａには、あらかじめ所定位置の穴に導電性組成物を充填して層間接続体９２を形成しておく。プリプレグ１２Ａに設けておく部品４１用の貫通孔については図５の場合と同様である。

このような配置で各配線板素材１、２Ａ、およびプリプレグ１２Ａを積層配置してプレス機で加圧・加熱する。これにより、層間接続体９２は配線層２２および同２３と電気的に接続され、かつプリプレグ１２Ａ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１２Ａの流動性により、チップ部品４１の周りの空間およびスルーホール内壁導電層３３内部の空間にはプリプレグ１２Ａが変形進入し空隙は発生しない。この積層工程の後、下面の金属箔２１Ａ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８に示したような部品内蔵配線板を得ることができる。

次に、本発明のさらに別の実施形態について図１０を参照して説明する。図１０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模式的に示す断面図である。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、図１に示した部品内蔵配線板の層間接続体３１に代えて、金属からなり、積層方向に一致する軸を有しその軸方向に径が変化する形状の層間接続体８１を用いたものである。

以下、図１０に示した部品内蔵配線板の製造工程について図１１を参照して説明する。図１１は、図１０に示した部品内蔵配線板の一部製造過程を模式的断面で示す工程図であり、配線層２２（より厳密には配線層２２に加工される金属箔２２Ａ）と層間接続体８１とからなる部分の製造工程を示すものである。

まず、例えば厚さ１８μｍの金属箔（電解銅箔）２２Ａ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側に金属板（銅板）８１Ａを積層一体化して、図１１（ａ）に示すような３層構造のクラッド材を得る。そして、金属板８１Ａ上の所定位置にエッチングマスク８９を形成する。

次に、エッチングマスク８９が形成された３層クラッド材の金属板８１Ａを、銅のみエッチング可能なエッチング液でエッチングする。これにより図１１（ｂ）に示すように、層間接続体８１を得ることができる。そして形成された層間接続体８１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。これにより図１１（ｃ）に示す素材が得られる。以下の工程は、この図１１（ｃ）に示した素材を図３（ａ）に示す素材に代えて、図３（ｂ）以下の工程を行えばよい。

次に、本発明のさらに別の実施形態について図１２を参照して説明する。図１２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模式的に示す断面図である。図１２において、すでに説明した構成部分と同一または同一相当の部分には同一符号を付し、その説明は省略する。この実施形態は、図１に示した部品内蔵配線板の層間接続体３１に代えて、導電性組成物からなり、積層方向に一致する軸を有しその軸方向に径が変化しない形状の層間接続体９１を用いたものである。

以下、図１２に示した部品内蔵配線板の製造工程について図１３を参照して説明する。図１３は、図１２に示した部品内蔵配線板の一部製造過程を模式的断面で示す工程図であり、絶縁層１１とその両面の配線層２１、２２、および絶縁層１１を貫通する層間接続体９１の部分の製造工程を示すものである。

まず、図１３（ａ）に示すように、例えば厚さ公称１００μｍのプリプレグ１１Ａの所定位置に穴あけを行い、その穴内部を導電性組成物で充填し層間接続体９１とする。次に、図１３（ｂ）に示すように、プリプレグ１１Ａの両面に厚さ例えば１８μｍの金属箔（電解銅箔）２１Ａ、２２Ａを積層し加圧・加熱して一体化する。この積層・一体化で各金属箔２１Ａ、２２Ａは層間接続体９１との電気的導通状態を確立し、プリプレグ１１Ａは完全に硬化して絶縁層１１となる。

次に、図１３（ｃ）に示すように、片側の金属箔２２Ａに例えば周知のフォトリソグラフィによるパターニングを施し、これを配線層２２（実装用ランドを含む）に加工する。そして、この図１３（ｃ）に示す素材を図３（ｄ）に示す素材の代わりに用い、その後の工程は図３（ｅ）以下における説明と同様である。

次に、本発明のさらに別の実施形態について図１４を参照して説明する。図１４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模式的に示す断面図である。図１４において、すでに説明した構成部分と同一または同一相当の部分には同一符号を付し、その説明は省略する。この実施形態は、図１に示した部品内蔵配線板の層間接続体３１に代えて、金属からなり、積層方向に一致する軸を有しその軸方向に径が変化しない形状の層間接続体１０１を用いたものである。

以下、図１４に示した部品内蔵配線板の製造工程について図１５を参照して説明する。図１５は、図１４に示した部品内蔵配線板の一部製造過程を模式的断面で示す工程図であり、上記説明のうち、配線層２２（より厳密には配線層２２に加工される金属箔２２Ａ）と層間接続体１０１とからなる部分の製造工程を示すものである。

まず、図１５（ａ）に示すように、例えば厚さ１８μｍの金属箔（電解銅箔）２２Ａ上に、所定位置にマスク除去部１０９Ａを有するめっき阻止マスク１０９を形成する。マスク除去部１０９Ａの形状は例えばほぼ円筒状である。次に、金属箔２２Ａを電気供給路としてそのめっき阻止マスク１０９側に電解めっき工程を施し、図１５（ｂ）に示すように、マスク除去部１０９Ａ内に例えば銅のめっき層を成長させる。この成長させためっき層が層間接続体１０１になる。めっき層成長後、めっき阻止マスク１０９を除去すると図１５（ｃ）に示すような素材が得られる。以下の工程は、この図１５（ｃ）に示した素材を図３（ａ）に示す素材に代えて、図３（ｂ）以下の工程を行えばよい。

以上、図１０ないし図１５では、絶縁層１１およびその両面の配線層２１、２２からなる両面配線板の部分についての諸例を、その層間接続体の構成という観点から示した。これらの説明以外の層間接続体を有する両面配線板を用いてもよいことは無論である。例えば、層間接続体として、周知の、穴あけおよびめっき工程によるスルーホール内壁導電体としてもよい。さらにその他様々な構成の層間接続体を有する両面配線板を用いることができる。

次に、本発明のさらに別の実施形態について図１６を参照して説明する。図１６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模式的に示す断面図である。図１４において、すでに説明した構成部分と同一または同一相当の部分には同一符号を付してある。その部分の説明は加える事項がない限り省略する。この実施形態は、層間接続体３１、３２のような、絶縁層を貫通して配線パターンの面同士の間に挟まれ設けられた接続体を用いずに層間接続を行う構造である。層間接続体３１、３２を省略した構成にすること自体は、すでに説明した製造工程を参考すれば達成できる。

新たな構成要素であるスルーホール内壁導電層３４は、以下のように形成できる。すなわち、例えば図５に示したような積層工程が終了した後で、絶縁層１１、１２、１３を貫通する穴をそれら絶縁層の所定位置に例えばドリリングで形成する。そして無電解めっきおよび電解めっきの各工程を行い貫通孔の内壁に導電層３４を形成する。このめっき工程により、絶縁層１３の上面には全面のめっき層が形成される。

そこで、この上面について周知のフォトリソグラフィ工程を適用して再びパターニングを行い所定パターンの配線層２４とする。このパターニングでは、絶縁層１３の逃げ部１３ａに充填・進入している絶縁層１２の上に形成されためっき層はすべて除去するのが好ましい。この部位では内蔵された部品４１上で絶縁層１３が薄く部品４１との絶縁が保証されない場合があるからである。

本発明の一実施形態に係る部品内蔵配線板の構成を模式的に示す断面図。 図１に示した部品内蔵配線板の構成を模式的に示す上面図。 図１、図２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１、図２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１、図２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。 本発明の別の実施形態に係る部品内蔵配線板の構成を模式的に示す断面図。 図６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模式的に示す断面図。 図８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模式的に示す断面図。 図１０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模式的に示す断面図。 図１２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模式的に示す断面図。 図１４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模式的に示す断面図。

符号の説明

１…配線板素材、２，２Ａ…配線板素材、１１…絶縁層、１１Ａ…プリプレグ、１２…絶縁層、１２Ａ…プリプレグ、１３…絶縁層、１３ａ…電気／電子部品のための逃げ部、２１…配線層（金属配線パターン）、２１Ａ…金属箔（銅箔）、２２…配線層（金属配線パターン）、２２Ａ…金属箔（銅箔）、２３…配線層（金属配線パターン）、２３Ａ…金属箔（銅箔）、２４…配線層（金属配線パターン）、２４Ａ…金属箔（銅箔）、３１…層間接続体（導電性組成物印刷による導電性バンプ）、３２…層間接続体（導電性組成物印刷による導電性バンプ）、３３…スルーホール内壁導電層、３４…スルーホール内壁導電層、４１…チップ部品（電気／電子部品）、５１…半田、５１ａ…クリーム半田、６２…貫通孔、７２…層間接続体（金属板エッチングにより形成された金属バンプ）、７２Ａ…金属板（銅板）、８１…層間接続体（金属板エッチングにより形成された金属バンプ）、８１Ａ…金属板（銅板）、８９…エッチングマスク、９１，９２…層間接続体（導電性組成物充填）、１０１…層間接続体（めっきにより形成された導体バンプ）、１０９…めっき阻止マスク、１０９Ａ…マスク除去部、１４１…離型シート、ＥＳ…エッチングストッパ。

Claims (12)

1. 第１の絶縁層と、
   前記第１の絶縁層の一方の面側に設けられた第１の配線パターンと、
   前記第１の配線パターンに実装・接続された、電気部品であるかまたは電子部品である部品と、
   前記第１の絶縁層の前記第１の配線パターンの設けられた側に対向してかつ該第１の絶縁層から離間して位置する、前記部品の実装された位置に対応して層厚み方向に貫通する逃げ部が形成された第２の絶縁層と、
   前記第２の絶縁層の前記第１の絶縁層に対向する側とは反対の面上に設けられた、該第２の絶縁層に接する面と対向する面上には多層化構造のない最外の第２の配線パターンと、
   前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との離間した隙間を埋めるように、かつ前記部品を囲んで前記第２の絶縁層の前記逃げ部をも埋めるように設けられた第３の絶縁層と
   を具備することを特徴とする部品内蔵配線板。
2. 前記第２の絶縁層と前記第３の絶縁層とに挟まれて設けられた第３の配線パターンと、
   前記第３の絶縁層を貫通して前記第１の配線パターンの面と前記第３の配線パターンの面との間に挟設され、かつ導電性組成物からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状である層間接続体と
   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。
3. 前記第２の絶縁層と前記第３の絶縁層とに挟まれて設けられた第３の配線パターンと、
   前記第３の絶縁層を貫通して前記第１の配線パターンの面と前記第３の配線パターンの面との間に挟設され、かつ導電性組成物からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化していない形状である層間接続体と
   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。
4. 前記第２の絶縁層と前記第３の絶縁層とに挟まれて設けられた第３の配線パターンと、
   前記第３の絶縁層を貫通して前記第１の配線パターンの面と前記第３の配線パターンの面との間に挟設され、かつ金属からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状である層間接続体と
   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。
5. 前記第１の絶縁層の前記第１の配線パターンが位置する側とは反対側に設けられた第３の配線パターンと、
   前記第１の絶縁層を貫通して前記第１の配線パターンの面と前記第３の配線パターンの面との間に挟設され、かつ導電性組成物からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状である層間接続体と
   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。
6. 前記第１の絶縁層の前記第１の配線パターンが位置する側とは反対側に設けられた第３の配線パターンと、
   前記第１の絶縁層を貫通して前記第１の配線パターンの面と前記第３の配線パターンの面との間に挟設され、かつ金属からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状である層間接続体と
   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。
7. 前記第１の絶縁層の前記第１の配線パターンが位置する側とは反対側に設けられた第３の配線パターンと、
   前記第１の絶縁層を貫通して前記第１の配線パターンの面と前記第３の配線パターンの面との間に挟設され、かつ導電性組成物からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化していない形状である層間接続体と
   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１の絶縁層の前記第１の配線パターンが位置する側とは反対側に設けられた第３の配線パターンと、
   前記第１の絶縁層を貫通して前記第１の配線パターンの面と前記第３の配線パターンの面との間に挟設され、かつ金属からなり、かつ積層方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化していない形状である層間接続体と
   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。
9. 前記第１の絶縁層、前記第３の絶縁層、および前記第２の絶縁層を貫通して、前記第２の配線パターンに電気導通するように設けられたスルーホール内壁導電層をさらに具備し、
   前記第２の配線パターンが、前記第２の絶縁層の前記逃げ部を埋めた前記第３の絶縁層には接して形成されていないこと
   を特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
10. 前記第２の絶縁層の前記逃げ部が、平面形状としてほぼ円形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。
11. 第１の絶縁板の第１の配線パターンが形成された面上に、電気部品であるかまたは電子部品である部品を実装・接続する工程と、
    前記第１の配線板に実装・接続された前記部品の位置に対応して板厚み方向に貫通する逃げ部を有し、前記第１の配線板に対向する側とは反対の面上に第２の配線パターンを有する第２の絶縁板を、前記実装・接続された部品の位置に対応して板厚み方向に貫通する第２の逃げ部を有するプリプレグを介して、前記第１の絶縁板に対向する側とは反対側の面上には恒久的な積層絶縁物が生じない条件で、前記第１の絶縁板の前記部品が実装・接続された面上に積層し、一体化する工程と
    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。
12. 前記第２の絶縁板の前記逃げ部が、平面形状としてほぼ円形であ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。

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