JP4740406B2 - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁性の基板または配線基板本体に電子部品を内蔵する配線基板、およびこの配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年における配線基板の小型化および配線基板内における配線の高密度化に対応するため、配線基板の第１主面上にＩＣチップなどの電子部品を搭載するだけでなく、コア基板の内部に電子部品を内蔵する配線基板が提案されている。
例えば、図７(Ａ)に示す配線基板１２０は、絶縁基板１２１に形成した貫通孔１２２にチップコンデンサ(電子部品)１２３を挿入し、その両端の電極１２４をハンダ１２８を介して、上記絶縁基板１２１と隣接する絶縁層１２６との間に形成したランド１２７と接続している。上記貫通孔１２２内に樹脂１２９を充填することで、コンデンサ１２３を固着して内臓する。かかるコンデンサ１２３内には内部電極１２５が内設されている。
【０００３】
また、図７(Ｂ)に示す配線基板１３０は、絶縁基板１３１に穿孔された貫通孔１３２の一方の開口部を、予め図示しない粘着性の仮固定膜により塞ぎ、この仮固定膜に内部電極１３５を有するチップコンデンサ(電子部品)１３３を貼り付けた状態で、貫通孔１３２内に樹脂１３９を充填し固化させた後、上記仮固定膜を除去したものである。該配線基板１３０は、上記コンデンサ１３３の両端に位置する電極１３４，１３４を、予め絶縁基板１３１とこれに隣接する絶縁層１３６との間に設けたランド１３７，１３７にハンダ１３８を介して接続している。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】
しかしながら、以上のような配線基板１２０，１３０では内臓するコンデンサ１２３，１３３などの電子部品とこれを固着する樹脂１２９，１３９との密着不良を生じ易く、これに起因してハンダ１２８，１３８が割れたり剥離して、電子部品と内部の配線層間の接続不良や断線などの不具合を招くことがある、という問題があった。
本発明は、以上に説明した従来の技術における問題点を解決し、内蔵される電子部品とこれを埋設する樹脂の密着性を高め、かかる電子部品と内部の配線層や第１主面上に搭載するＩＣチップ間の接続が確実で安定した配線基板、およびこの配線基板の製造方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、内蔵する電子部品の表面に予め有機系化合物（カップリング剤）の皮膜を被覆することに着想して成されたものである。
即ち、本発明の配線基板（請求項１）は、絶縁性の基板を有する配線基板において、かかる配線基板内に樹脂を介して内蔵され且つ表面に有機系化合物が予め被覆されている電子部品を含み、上記樹脂は、エポキシ樹脂を主成分とし且つ無機フィラを含有し、上記有機系化合物は、チタン系、アルミニウム系、シラン系の何れかからなる有機系化合物、またはこれら有機系化合物の混合物であり、上記電子部品は、ＢａＴｉＯ3を主成分とするセラミックの本体と、複数の電極とからなり、該電極を除いた電子部品の本体の表面は、上記有機系化合物および樹脂に被覆され、上記電子部品の電極の端面は、上記樹脂の表面に露出している、ことを特徴とする。
【０００６】
これによれば、前記無機フィラを含む樹脂と、前記セラミックからなる本体および電極を有する電子部品とは、後者の表面に被覆した前記チタン系などの有機系化合物と上記樹脂とのカップリング作用により、無機物である電子部品の表面とこれを埋設する有機物である上記樹脂との密着性が向上する。このため、上記電子部品から内部の配線層に接続するためのハンダ等が割れたり剥離せず、あるいは電子部品と配線層とを接続する配線も断線せず安定した導通となる。
従って、小型化し且つ配線が高密度する配線基板において、例えばその配線基板本体(コア基板や複数の絶縁層と配線層とを交互に積層した多層基板など)に内蔵する電子部品を安定して活用でき且つ耐久性に優れたものにできる。
尚、電子部品は、配線基板本体に内蔵する形態に限らず、その表裏面上に形成された絶縁層(絶縁性の基板)内に設けた貫通孔や凹部内に樹脂を介して固着した形態や、配線基板本体を有しない配線基板の絶縁層（絶縁性の基板）内に内蔵する形態においても、上述したのと同様な効果を奏することができる。
【０００７】
尚また、上記電子部品の電極と配線基板本体の上方に形成される配線層とをハンダよりも高融点の金属でメッキすることにて接続することが望ましい。これにより、第１主面上にＩＣチップをハンダ付けにて搭載する際でも、かかるハンダを溶融するための加熱により溶出して断線する事態を防ぐことが可能となる。上記メッキに用いる金属には、例えば銅、Ａｕ,Ｎｉやこれらの合金が用いられる。
【０００８】
更に、前記電子部品は、前記基板に形成した貫通孔または凹部内に前記樹脂を介して内蔵されている、配線基板（請求項２）も本発明に含まれる。
また、前記基板は、単一の絶縁層（コア基板）、または複数の絶縁層と配線層とを交互に積層した多層基板の何れかである、配線基板（請求項３）も本発明に含まれる。
これによれば単一の絶縁層からなるコア基板はもとより、上記の多層基板における複数の絶縁層に跨がるように設けた貫通孔や凹部内で、樹脂と電子部品との密着性を向上させ得る。特に、多層基板の形態では、電子部品の電極と第１主面に搭載するＩＣチップとの導通経路を、絶縁層の厚み分だけ短くできるため、かかる経路におけるループインダクタンス、スイッチングノイズ、クロストークノイズなどが低減でき、配線基板内の電気的特性を向上させることができる。また、多層基板の配線基板本体は、その内部の配線層と表・裏面の配線層との間がスルーホール導体で接続されるため、これら配線層間におけるビア導体の形成を省略でき、製造コストも低減可能となる。
【０００９】
尚、前記有機系化合物の混合物には、チタン系とアルミニウム系、チタン系とシラン系、アルミニウム系とシラン系、チタン系とアルミニウム系とシラン系、チタン系と別のチタン系、アルミニウム系と別のアルミニウム系、シラン系と別のシラン系、あるいはこれらの３種類以上の組合せによる混合物などが含まれる。
【００１０】
尚、前記有機系化合物は、厚さ約０．５μｍ以下(但し０は含まず)の皮膜にして被覆するのが望ましい。また、電子部品の表面の他、貫通孔または凹部の内面と共に、配線基板本体(コア基板または多層基板)の表・裏面にも被覆されていても良い。かかる被膜の厚さを０．５μｍ以下としたのは、これよりも厚くなると表面にゼリー状の固まりが生じ、有機系化合物による密着性や防水作用が低下するためである。更に望ましくは、前記有機系化合物は、厚さ約０．２μｍ以下(但し０は含まず)の皮膜にして被覆するのが望ましい。これにより、表面にゼリー状の固まりが生じにくくなり、より一層の密着性が得られるためである。
尚また、上記電子部品には、コンデンサ、インダクタ、フィルタ、抵抗、またはトランジスタなどが含まれ、且つこれらをチップ状にしたものや、かかるチップ状の電子部品を複数個セットした電子部品ユニットも含まれる。更に、ビルドアップ層は、絶縁層と所要パターンの配線層とを交互に積層する多層構造部分を指す。
【００１１】
更に、前記有機系化合物またはこれら有機系化合物の混合物のうち、親水基を有する有機系化合物が、５wt％以下である、配線基板（請求項４）も本発明に含まれる。
これによれば、有機系化合物の被膜にはポリイミドのような吸湿性の成分が少ないため、水分が前記樹脂に一層浸透しにくくなる。このため、かかる樹脂自体が加水分解してカルボン酸などに変質したり、これに起因する剥離およびクラックの発生を確実に予防することができる。しかも、被膜の吸水性が低い（防水性が高い）ため、電子部品の電極の溶出（マイグレーション）を防止し、且つ電極同士間における短絡を防ぐこともできる。
尚、親水基とは、例えばヒドロキシル基、エポキシ基、カルボキシル基、無水カルボン酸、アミノ基、スルホン基であり、これを有する化合物が５ｗｔ％を越えると、水分が配線基板本体（コア基板や多層基板）から前記樹脂へ浸透する可能性があるため、かかる範囲を除外したものである。
【００１２】
加えて、前記有機系化合物またはこれら有機系化合物の混合物のうち、疎水基を有する有機系化合物が、２０wt％以上である、配線基板（請求項５）も本発明に含まれる。
これによっても、水分が前記樹脂に一層浸透しにくくなるため、前記樹脂の変質やこれによる剥離およびクラックを確実に予防することができると共に、電子部品の電極の溶出（マイグレーション）を防止し、且つ電極同士間における短絡を防ぐこともできる。
尚、疎水基とは、例えばアルキル基やハロゲン化アルキル基であり、これを含む化合物が２０wt％未満になると、やはり水分がコア基板などから前記樹脂へ浸透する可能性があるため、かかる範囲を除外したものである。
【００１３】
付言すると、本発明は、絶縁性の基板を有する配線基板内に樹脂を介して内蔵される電子部品であって、当該電子部品の表面に有機系化合物が被覆されている、配線基板内蔵用電子部品とすることも可能である。これによる場合、電子部品を上記貫通孔または凹部内において樹脂で固着し且つ内蔵した際に、上記カップリング作用が働き、無機物たる電子部品の表面とこれを埋設する有機物たる上記樹脂との密着性が向上する。このため、上記電子部品を内部の配線層に接続するためのハンダ等に割れや剥離が生じず、あるいは電子部品と配線層とを接続する配線も断線せず、安定した導通を取ることが可能となる。
また、前記有機系化合物が、チタン系、アルミニウム系、シラン系の何れからなる化合物、あるいはこれら有機系化合物の混合物である、配線基板内蔵用電子部品とすることもできる。これによる場合、上記カップリング作用を一層確実に生じさせることが可能となる。
【００１４】
一方、本発明による第１の配線基板の製造方法（請求項６）は、予め有機系化合物を表面に被覆されている電子部品を、一対の樹脂シート間に挟み込み、または、樹脂封止することにより、絶縁性の基板を有する配線基板内に上記電子部品を内蔵する工程を含み、上記樹脂は、エポキシ樹脂を主成分とし且つ無機フィラを含有し、上記有機系化合物は、チタン系、アルミニウム系、シラン系の何れかからなる有機系化合物、またはこれら有機系化合物の混合物であり、上記電子部品は、ＢａＴｉＯ3を主成分とするセラミックの本体と、複数の電極とからなり、該電極の端面は、上記樹脂の表面に露出している、ことを特徴とする。
これによれば、絶縁性の基板を形成し且つ無機フィラを含有する一対の樹脂シート間に、または絶縁性の基板を形成し且つ無機フィラを含有するモールド樹脂中に、予め、前記チタン系などの有機系化合物を、前記電極を除いたセラミックの本体に被覆した電子部品を配置することにより、かかる電子部品と形成される絶縁性の基板との密着性を確実に得ることができる。
尚、上記絶縁性の基板には、単一の絶縁層（コア基板）、および複数の絶縁層と配線層とを交互に積層した多層基板とが含まれる。
【００１５】
また、本発明による第２の配線基板の製造方法（請求項７）は、絶縁性の基板を有する配線基板内に貫通孔または凹部を形成する工程と、この貫通孔または凹部内に予め電極を除いた表面に有機系化合物を被覆された電子部品を挿入する工程と、上記貫通孔または凹部内に樹脂を充填し且つ固化することにより上記電子部品を絶縁性の基板に内蔵する工程と、を含み、上記樹脂は、エポキシ樹脂を主成分とし且つ無機フィラを含有し、上記有機系化合物は、チタン系、アルミニウム系、シラン系の何れかからなる有機系化合物、またはこれら有機系化合物の混合物であり、上記電子部品は、ＢａＴｉＯ3を主成分とするセラミックの本体と、複数の電極とからなり、該電極の端面は、上記樹脂の表面に露出している、ことを特徴とする。
これによれば、電子部品を上記貫通孔または凹部内において無機フィラを含む樹脂で固着した際、上記カップリング作用が働いて、電子部品のセラミックからなる本体の表面と、これを埋設する上記樹脂との密着性が向上する。このため、上記電子部品を内部の配線層に接続するためのハンダ等に割れや剥離が生じず、あるいは電子部品と配線層とを接続する配線も断線せず安定した導通が得られる。従って、小型化し配線が高密度する配線基板において、絶縁性の基板、例えば配線基板本体（コア基板または多層基板）に内蔵した電子部品を安定して活用でき且つ耐久性にも優れた配線基板を確実且つ安定して提供することができる。
付言すると、前記有機系化合物が、チタン系、アルミニウム系、シラン系の何れからなる有機系化合物、あるいはこれら有機系化合物の混合物である、配線基板の製造方法とすることも可能である。これによる場合、前記カップリング作用を一層確実に生じせしめて、上記のような配線基板を一層確実に提供することができる。
【００１６】
尚、前記チタン系の有機系化合物(カップリング剤)には、γ−アミノプロピルトリメトキシチタン、γ−アミノプロピルトリエトキシチタン、γ−アミノプロピルジメトキシメチルチタン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシチタン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシチタン、γ−グリシドキシプロピルジメトキシメチルチタンなどが含まれるが、これらに限るものではない。
また、前記アルミニウム系の有機系化合物(カップリング剤)には、γ−アミノプロピルトリメトキシアルミニウム、γ−アミノプロピルトリエトキシアルミニウム、γ−アミノプロピルジメトキシメチルアルミニウム、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシアルミニウム、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシアルミニウム、γ−グリシドキシプロピルジメトキシメチルアルミニウムなどが含まれるが、これらに限るものではない。
【００１７】
更に、前記シラン系の有機系化合物(カップリング剤)には、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジメトキシメチルシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルジメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、γ−クロロプロピロルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシランなどが含まれるが、これらに限るものではない。
【００１８】
加えて、以上の有機系化合物(カップリング剤)を用いる場合、これらに対し予め加水分解処理や更に進んで縮合反応を生じさせておくことが望ましい。これらの処理により、上記有機系化合物を、より短時間に反応させ得る。このため、樹脂との密着力を一層向上させることができる。また、上記有機系化合物が高分子量化あるいは３次元化するため、密着力の向上効果が長時間に渉って得られる。
尚、例えば上記有機系化合物を分散させための分散触媒には、水、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類を単独または混合して用いる。また、上記有機系化合物は、カップリング処理液中で、０．５〜１０wt％、望ましくは１〜５wt％の濃度とすることが良い。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下において本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明の一形態の配線基板４８における主要部の断面を示す。
配線基板４８は、絶縁性の基板でもある配線基板本体(コア基板)１と、その表・裏面２，３上に形成した複数の絶縁層２８，２９，３２，３３，３８，４０および配線層２４，２５，３０，３１，３６，３７とを有する。
上記絶縁層２８などの厚さは約３０μｍ程度であり、上記配線層２４などの厚さは約１５μｍ程度である。このうち、最外層の絶縁層３８，４０は、ソルダーレジスト層として用いられる。上記配線基板本体(絶縁性の基板または絶縁層、以下、コア基板という)１は、例えばガラス−エポキシ樹脂の複合材からなり平面視で矩形を呈する絶縁性の基板で、縦・横約４０ｍｍずつで厚さ０．５ｍｍ程度のサイズを有し、そのほぼ中央に平面視でほぼ正方形で表・裏面２，３間を貫通する貫通孔４を有する。この貫通孔４内には、箱形状の電子部品６がエポキシ樹脂を主成分とし、シリカフィラなどの無機フィラを含有する電子部品内蔵用の樹脂１０を介して埋設され内蔵されている。
【００２０】
上記電子部品６の表面には、チタン系、アルミニウム系、またはシラン系などの有機系化合物(カップリング剤)やこれら有機系化合物の混合物(カップリング剤)からなり、親水基を有する有機系化合物が５wt％以下で且つ疎水基を有する有機系化合物が２０wt％以上である防水性を有する有機系化合物の皮膜８が予め被覆されている。例えば、かかる有機系化合物にシラン系化合物の混合物を用いる場合、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとヘキシルトリメトキシシランとの混合物(重量比１：２０)を用いる。この場合、親水基を有する化合物は約５wt％で、疎水基を有する化合物は約９５wt％となる。このため、樹脂１０とのカップリング作用により、樹脂１０と電子部品６との密着性を高められると共に、電子部品６の次述する電極７，７間における短絡も防ぐことができる。
尚、電子部品６には、例えばＢａＴｉＯ３を主成分とする高誘電体セラミックからなる本体と、Ｃｕを主成分とする電極７とからなり、内部にＮｉからなる内部電極を多層で形成しているセラミックコンデンサが用いられる。
【００２１】
また、上記電子部品６の上面および底面には、複数の電極７が形成され、それらの上・下端には、上記配線層２４，２５内の配線が接続している。
図１に示すように、コア基板１の貫通孔４の両側には、直径約２５０μｍ程度のスルーホール２０がドリルまたはレーザ加工にて穿孔されると共に、その内部に円筒状のスルーホール導体２２および充填樹脂２１が形成されている。コア基板１の表・裏面２，３および樹脂１０の表・裏面上には、公知のサブトラクティブ法により所定パターンを有する銅製の配線層２４，２５が形成され、これらは前記電子部品６の各電極７の上・下端と接続されている。即ち、表・裏面２，３の全面に無電解および電解銅メッキを施して導体層を形成すると共に、かかる導体層の表面に所定パターンのエッチングレジストを形成し、このレジストに覆われていない部分をエッチングすることにより、配線層２４，２５が形成される。
【００２２】
更に、配線層２４，２５の上には、エポキシ樹脂にシリカフィラなどの無機フィラを含む絶縁材料からなる絶縁層２８，２９と、その上の配線層３０，３１とが形成される。且つ、上下の配線層２４，３０間や配線層２５，３１間を接続するビア導体(フィルドビア)２６，２７が、ハンダよりも高融点の銅メッキによって絶縁層２８，２９を貫通して形成されている。
同様にして、配線層３０，３１の上下には、絶縁層３２，３３、配線層３６，３７、およびビア導体(フィルドビア)３４，３５が形成されている。尚、配線層３０，３１，３６，３７やビア導体２６，２７，３４，３５はサブトラクティブ法のほか、セミアディテイブ法やフルアディテイブ法等により形成しても良い。また、ビア導体形成前のビアホールの穴明けは、絶縁層が感光性の材料である場合には、公知のフォトリソグラフィ技術により行い、非感光性の材料である場合にはレーザ(ＣＯ２，ＹＡＧ，エキシマなど)を照射することにより行う。
【００２３】
そして、絶縁層３２の上に形成したソルダーレジスト層(絶縁層)３８には、配線層３６上に位置し且つ上端が第１主面３９上に突出するハンダ(Ｓｎ−Ａｇ)製のフリップチップバンプ(接続端子)４２が複数貫通する。
各バンプ４２の上部には、第１主面３９上に搭載されるＩＣチップ(電子部品)４４の底面の接続端子(図示せず)が個別に接続される。また、絶縁層３３の下側には、ソルダーレジスト層(絶縁層)４０が形成され、第２主面４１に向けて開口した複数の開口部４３内には、上記配線層３７内の配線４６が露出する。かかる配線４６は、その表面に薄いＮｉおよびＡｕメッキが被覆され、図示しないマザーボードなどと接続する接続端子を形成している。
【００２４】
以上のような配線基板４８によれば、コア基板(絶縁性の基板、絶縁層)１の貫通孔４内に、樹脂１０を介して固着される電子部品６に、予めその表面に有機系化合物からなる皮膜８が被覆されているので、これと上記樹脂１０との間で生じるカップリング作用により、電子部品６と樹脂１０との密着性を高められる。このため、電子部品６の各電極７と配線層２４，２５との接続部分も断線しにくくなり、電子部品６と第１主面３９上に搭載したＩＣチップ４４との間も短い配線で安定した導通を得ることができる。しかも、防水(撥水)性の皮膜８を用いた場合には、電子部品６における電極７，７間の短絡も防止することができる。
【００２５】
上記防水性の皮膜８は、本明細書では防水仕様という。即ち、防水仕様とは不飽和型超加速度寿命(ＨＡＳＴ)試験において、電極７のマイグレーション(溶出)を生じない程度の仕様である。具体的には、配線基板４８に対し、ＨＡＳＴ試験(条件：温度１３１℃、相対湿度８５％、気圧２１３ｋＰａ＝２.１ａｔｍ、印加電圧１.８Ｖ、試験時間：１００時間)を行った場合、電極７付近における有機化合物の被膜８に水分が多く存在すると、かかる電極７がマイグレーションを生じるため、電極７，７間で短絡が生じる。しかし、本発明では、有機系化合物の被膜８が存在することにより、かかる短絡のおそれがなくなる。
ここで、電極７，７間の短絡とは、１個の電子部品６を樹脂１０でモールドする場合には、かかる１個の電子部品６内の電極７，７間の短絡を指す。また、後述するように、複数の電子部品を樹脂１０でモールドする場合には、１個の電子部品内の電極間または隣接する各電子部品の電極間の短絡を指す。
【００２６】
また、電子部品６と第２主面４１側の接続端子４６とも短い配線で安定した導通が得られ、且つ配線基板４８自体を搭載するマザーボードなどとの接続も確実となる。従って、小型化し且つ配線が高密度する配線基板４８において、そのコア基板１に内蔵する電子部品６を安定して活用することができ、且つかかる電子部品６の耐久性を向上させることができる。
尚、電子部品６には、複数のチップ状電子部品を用いても良く、それらの表面に有機系化合物の皮膜８を被覆したものを用いても良い。また、フィルドビア導体２６，２７，３４，３５を用い、これらを垂直方向に連続して接続する図１のスタックトビアとすることにより、電子部品６とＩＣチップ４４およびマザーボードを最短の配線で導通でき、電気的特性を良好にできる。
【００２７】
ここで、前記配線基板４８を得るため、本発明における第２の製造方法の主要な工程を図２により説明する。
図２(Ａ)は、平面視での縦横が約９ｍｍずつで厚さが約０.５ｍｍのサイズを有する前記電子部品６の表面に、各電極７を除いて例えばシラン系の有機系化合物からなる厚さ約０．１μｍの皮膜８を被覆した状態を示す。この皮膜８は、上記化合物がエタノールの溶媒に溶解する溶液中に電子部品６を浸漬することにより形成され、浸漬後に１００℃に約１時間に渉って加熱して乾燥することにより溶媒が除去される。その後、エタノールによって洗浄し、所望の厚みの有機系化合物を得る。更に、１２０℃に約１時間に渉って加熱することにより、上記化合物はキュアされ硬化する。尚、各電極７は厚さ数１０μｍで、その表面側にＡｕなどの薄いメッキ層を含んでおり、上記加熱・乾燥の後で各電極７上を覆っている皮膜８が剥離され、図２(Ａ)に示すように、露出される。
【００２８】
次に、図２(Ｂ)に示すように、かかる電子部品６を、厚さ約０.５ｍｍのコア基板(絶縁層)１のほぼ中央に形成した縦横が１２ｍｍずつの貫通孔４内に挿入する。この際、貫通孔４の裏面３側の開口部は、予め粘着面を上向きにしたテープ９で閉塞されており、電子部品６はその底面側の各電極７を介して所定の位置に接着される。また、電子部品６の上面側の各電極７は、コア基板１の表面２とほぼ同じ高さにあるため、図２(Ｂ)に示すように、貫通孔４内のほぼ中央付近に電子部品６が配置される。かかる状態で、貫通孔４内にコア基板１の表面２側から液体状の樹脂１０を注入してモールドした後、加熱するキュア処理を施す。
【００２９】
その結果、図２(Ｃ)に示すように、貫通孔４内には固化した樹脂１０が充填されると共に、かかる樹脂１０は電子部品６の表面に被覆された有機系化合物の被膜８との間でカップリング作用を生じる。このため、樹脂１０と電子部品６とは後者の表面において強力に密着するので、電子部品６を樹脂１０内において強固に密着させて埋設することができると共に、被膜８が防水仕様の場合には、電極７のマイグレーションを防止でき、電極７，７間を確実に絶縁できる。
次いで、前記テープ９を剥離した後、図２(Ｃ)中で示す樹脂１０の盛り上がった表面１０ａに対し、例えばベルトサンダによる研磨およびラップ研磨による仕上げ研磨を施すことより、コア基板１の表面２と同一平面になるように平坦に整面する。尚、貫通孔４内に内臓される電子部品６の各電極７上を覆っている被膜８を予め剥離せず、上記整面時の研磨により樹脂１０と共に上記被膜８を除去して各電極７の上端面を露出させても良い。
【００３０】
この結果、図２(Ｄ)に示すように、樹脂１０の新たに形成される表面１０ｃには、電子部品６の上面側に位置する各電極７の上端が露出する。また、樹脂１０の平坦な裏面１０ｂには、電子部品６の底面側に位置する各電極７の下端面が露出する。尚、裏面１０ｂも前記同様に整面する研磨により平坦化しても良い。
他方において、コア基板１の表・裏面２，３間を貫通する前記スルーホール導体２２が形成され、その内側に充填樹脂２１が穴埋めされる。
以降は、公知のビルドアップ工程によって、コア基板１の表面２上と裏面３下に絶縁層２８，２９，３２，３３，３８，４０、配線層２４，２５，３０，３１，３６，３７、およびビア導体２６，２７，３４，３５が形成される。更に、第１・第２主面３９，４１に前記バンプ４２や配線(接続端子)４６を形成することにより、前記図１に示した配線基板４８を得ることができる。
【００３１】
【実施例】
ここで、配線基板４８におけるコア基板１の貫通孔４内に樹脂１０を介して電子部品６を埋設した上記コア基板１についての具体的な実施例を、比較例と共に説明する。
縦横が９ｍｍずつで厚さが０.５ｍｍのサイズを有する前記電子部品６を、複数個用意した。これらのうち、アルミニウム系、シラン系の化合物の溶液中に浸漬し、表面に上記化合物からなる厚さ約０.１μｍの皮膜８を被覆したものを実施例１〜３とし、全く被覆しないものを比較例とした。上記アルミニウム系の化合物(日立化成社製商品名：ＰＩＱ−ＣＯＵＰＥＲ３)に浸漬したものを実施例１、シラン系の化合物(ジャパンエナジー社製商品名：ＩＳ−３０００)に浸漬したものを実施例２、別のシラン系の化合物(信越化学社製商品名：ＥＨ−３００ｉ)に浸漬したものを実施例３とした。
実施例１〜３の電子部品６は、浸漬後に１００℃乃至１２０℃に約１時間加熱して、表面の化合物の被膜８を乾燥させ後、各電極７上の皮膜８を剥離した。
【００３２】
次に、厚さ約０.５ｍｍのビスマレイミド・トリアジン(ＢＴ)樹脂からなる同じサイズのコア基板１を複数枚用意した。各コア基板１の中央には、一辺が１２ｍｍの正方形の貫通孔４が穿孔され、その中央に上記実施例１〜３および比較例の電子部品６を個別に挿入した。更に、各貫通孔４内にエポキシ樹脂を主成分とし固化後の熱膨張率(ＣＴＥ)が３２ｐｐｍ／℃の樹脂１０を注入して充填した後、同じ条件のキュア処理を施した。固化して整面した樹脂１０内に前記電子部品６を埋設したコア基板１を電子部品６と同じく実施例１〜３および比較例とし、且つ各例毎に４個ずつ形成した。
各例の電子部品６を内蔵したコア基板１に対し、＋１２５℃と−５５℃との間を１０００回(サイクル)ずつ加熱と冷却とを繰り返す信頼性テストを行った。
上記テストにおいて、各例の電子部品６の周囲で樹脂１０に剥離やクラックが生じたか否かをテスト前、５００回(サイクル)終了後、および１０００回(サイクル)終了後においてそれぞれ観察した。それらの結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
表１の結果によれば、比較例の電子部品６を埋設したコア基板１は、５００回までは剥離等が生じなかったが、１０００回までに４個全てが剥離やクラックを生じた。一方、実施例１〜３の電子部品６を埋設したコア基板１は、１０００回になっても全てが剥離やクラックを生じなかった。この結果から、実施例１〜３では、電子部品６の表面に予め被覆した前記アルミニウム系またはシラン系の化合物の皮膜８が、樹脂１０とのカップリング作用を生じたため、両者の界面において密着性が高まり、上記テストによっても何ら影響されないことが判明した。
従って、本発明の電子部品６を上記皮膜８を介して内蔵したコア基板１、およびこれを用いる配線基板４８の効果が裏付けられたことが容易に理解されよう。
【００３５】
図３は、第２の製造方法における異なる形態の主要な工程に関する。尚、以下において、前記形態と同様な部分や要素には共通する符号を用いるものとする。
図３(Ａ)は、上面に複数の電極７を、底面に電極と接続した複数の接続パット７ａを有する電子部品６に対し、その表面に前記有機系化合物からなる皮膜８を被覆した状態を示す。この皮膜８を加熱して乾燥した後、各電極７およびパット７ａ上の皮膜８を剥離しておく。図３(Ｂ)は、コア基板(絶縁性の基板、配線基板本体(絶縁層))１ａの表面２側に開口する凹部５内に、上記皮膜８を有する電子部品６を挿入した状態を示す。尚、凹部５を有するコア基板１ａは、貫通孔(５)を有する図示しない厚めの絶縁板と薄肉で平板の絶縁板とを、予め接着シートを介して積層し加熱および圧着することにより形成されている。また、凹部５は、単一の絶縁板をルータなどを用いて座ぐり加工により形成しても良い。
【００３６】
図３(Ｂ)に示すように、凹部５の底面とコア基板１ａの裏面３との間には、複数のスルーホール１３内に円筒形のスルーホール導体１４が貫通して形成され、それらの上端に接続パッド１１を形成している。凹部５内に挿入された上記電子部品６の底面における各接続パット７ａと上記接続パッド１１とを、例えばＳｎ−Ａｇ系の合金からなるロウ材(ハンダ)１２を介してそれぞれ個別に接続する。
次いで、被膜８を有する電子部品６と凹部５との間に、前記同様の樹脂１０を注入した後、キュア処理を施す。この結果、図３(Ｃ)に示すように、電子部品６は凹部５内に充填された樹脂１０に埋設されると共に、電子部品６の表面における被膜８とこれに接する樹脂１０との間でカップリング作用を生じるため、電子部品６は樹脂１０と強固に密着する。しかも、防水仕様の皮膜８を用いた場合には、電極７のマイグレーションを防止でき、電子部品６における電極７，７間の短絡も防止できる。更に、樹脂１０の盛り上がった表面１０ａはキュア処理後の研磨により、図３(Ｄ)に示すような平坦な表面１０ｃに整面される。その結果、樹脂１０の新たな表面１０ｃには、図３(Ｄ)に示すように、電子部品６の上面側に位置する各７電極の上端面が露出する。
【００３７】
以降は、前記同様にしてコア基板１ａの表面２上と裏面３下とに、前記図１で示した絶縁層２８，２９などや、配線層２４，２５など、およびビア導体２６，２７などが形成される。この際、各電極７は配線層２４と接続され、上記スルーホール導体１４は配線層２５と接続される。また、コア基板１ａには、これを貫通する前記スルーホール導体２２などが形成されると共に、第１・第２主面３９，４１に前記バンプ４２や配線(接続端子)４６が形成されることにより、凹部５に電子部品６を内蔵したコア基板１ａを有する配線基板を得ることができる。
【００３８】
図４は、第２の製造方法における更に異なる形態の主要な工程に関する。
図４(Ａ)は、上・下端に一対ずつの電極(図示せず)を有する複数のチップ状電子部品６ａを用意し、それらの表面に前記有機化合物からなる防水性の皮膜８を被覆し且つこの皮膜８を加熱して乾燥した後、各電子部品６ａの底面の皮膜８を剥離した状態を示す。各電子部品６ａは、それぞれの底面に位置する一対の電極(図示せず)を露出させている。図４(Ｂ)は、前記同様の貫通孔４を有するコア基板(絶縁性の基板、配線基板本体(絶縁層))１において、貫通孔４の裏面３側の開口部を、粘着面を貫通孔４内に向けたテープ９により閉塞した後、かかるテープ９の粘着面上に皮膜８を有する複数のチップ状電子部品６ａをチップマウンタにより挿入し、且つ皮膜８のない底面で接着して配置した状態を示す。
【００３９】
次に、図４(Ｃ)に示すように、貫通孔４内に表面２側から溶けた樹脂１０を注入し且つキュア処理する。この際、各チップ状電子部品６ａは、テープ９と接着した底面を除き、表面の被膜８がこれと接する樹脂１０との間でカップリング作用を生じるため、樹脂１０と強固に密着しつつ係る樹脂１０内に埋設される。しかも、防水性の被膜８を用いた場合には、電子部品６ａの上端における電極同士の短絡も防止できる。
更に、テープ９を剥離すると、固化した樹脂１０の裏面１０ｂには、電子部品６ａの底面における各電極が露出する。その後、図４(Ｃ)中で破線で示す盛り上がった樹脂１０の表面１０ａをバフ研磨等により平坦な表面１０ｃに整面する。
【００４０】
次いで、図４(Ｄ)に示すように、樹脂１０の表面１０ｃに対しレーザ(ＹＡＧ,エキシマ,ＣＯ２等)照射を行うことより、複数の透孔１６を穿設する。この際、樹脂１０と共に被膜８の所定部分が除去され透孔１６が形成される。この結果、各透孔１６の底部には、チップ状電子部品６ａの上端に位置する各電極の上端が個別に露出する。そして、透孔１６内にＰｄ触媒を塗布した後、無電解銅メッキおよび電解銅メッキを施すことにより、各透孔１６内に接続導体１８を形成する。各接続導体１８のうち表面１０ｃ上に突出する上端部は研磨により除去される。
【００４１】
以降は、前記同様にして、コア基板１の表・裏面２，３上に前記図１で示した絶縁層２８，２９などや、配線層２４，２５など、およびビア導体２６，２７などが形成される。この際、各電子部品６ａ上端の各接続導体１８は配線層２４と接続され、且つ各電子部品６ａ下端の各電極は配線層２５と接続される。更に、コア基板１を貫通するスルーホール導体２２が形成される、且つ第１・第２主面３９，４１側に前記バンプ４２や配線４６が形成されることにより、複数のチップ状電子部品６ａを内臓したコア基板１を有する配線基板を得ることができる。
尚、それぞれカップリング処理された複数のチップ状電子部品６ａ同士を予め互いの側面間で接着した電子部品集合ユニットとして、貫通孔４内に挿入して樹脂１０中に埋設しても良い。
【００４２】
図５(Ａ)，(Ｂ)は、前記配線基板４８を得るための本発明における第１の製造方法の主要な工程を示す。
図５(Ａ)は、複数のチップ状電子部品(チップコンデンサ)６ｂの上下に、これらを挟み込むようにして、ＢＴ樹脂からなりシリカフィラを含有する樹脂シート１ｂ，１ｃを配置した状態を示す。チップコンデンサ６ｂの表面には、予め前記有機化合物からなり防水仕様の皮膜８が被覆されている。また、樹脂シート１ｂ，１ｃは、各チップコンデンサ６ｂの高さの約半分の厚みを有する。
【００４３】
図５(Ａ)中の矢印で示すように、樹脂シート１ｂ，１ｃを加熱しつつ垂直方向に沿って互いに接近するように加圧する。その結果、図５(Ｂ)に示すように、樹脂シート１ｂ，１ｃは溶融し合うと共に、チップ状電子部品６ｂ，６ｂ間に入り込んで一体化したコア基板(絶縁性の基板、配線基板本体(絶縁層))１となる。この際、コア基板１の表・裏面２，３は、チップ状電子部品６ｂの上下端における各電極７の端面が露出する程度に、研磨され整面される。従って、図５(Ｂ)に示すように、各チップ状電子部品６ｂの表面とコア基板１との界面において、有機系化合物の皮膜８のカップリング作用により、両者が密着する。また、チップ状電子部品６ｂの電極７，７間の短絡も防ぐことができる。尚、これ以降は、前記同様の公知のビルドアップ工程(セミアディティブ法、フルアディティブ法、サブトラクティブ法、フォトリソグラフィ技術、レーザ加工によるビアホールの穿孔など)により、前記配線基板４８を製造することができる。
【００４４】
図５(Ｃ)，(Ｄ)は、前記配線基板４８を得るための第１の製造方法における異なる形態の主要な工程を示す。図５(Ｃ)に示すように、予め防水仕様の皮膜８が被覆された複数のチップ状電子部品(チップコンデンサ)６ｂを、先ず成形型Ｍ内に挿入する。次に、かかる成形型Ｍ内に液状の樹脂を注入し且つ固化する。その結果、図５(Ｄ)に示すように、複数のチップ状電子部品６ｂは固化した樹脂からなるコア基板(絶縁性の基板、配線基板本体(絶縁層))１中に封止される。この後、コア基板１の表・裏面２，３を、チップ状電子部品６ｂの上下端における各電極７の端面が露出する程度に研磨して整面することにより、前記図５(Ｂ)と同様の状態になる。この方法においても、各チップ状電子部品６ｂの表面とコア基板１とは、皮膜８のカップリング作用により密着し、且つチップ状電子部品６ｂの電極７，７間の短絡も防ぐことができる。尚、以降は、前記同様の公知のビルドアップ工程により、前記配線基板４８を製造することができる。
【００４５】
図６(Ａ)は、異なる形態の配線基板５０の主要部の断面を示す。
配線基板５０は、図６(Ａ)に示すように、多層基板の配線基板本体(絶縁性の基板)５１と、その表面５４ａ上と裏面５５ａ下とに形成した配線層６６，７２，６７，７３と、絶縁層６８，７４，６９，７５とを有する。
配線基板本体５１は、ガラス−エポキシ樹脂からなる絶縁層５２と、エポキシ樹脂からなる絶縁層５４，５５と、これらの間に形成した配線層６４，６５とからなる多層基板である。かかる配線基板本体５１を貫通するスルーホール５７には、スルーホール導体５８およびその内側の充填樹脂５９が形成されている。
尚、スルーホール導体５８の中間と配線層６４とが接続されると共に、スルーホール導体５８の上下端と配線層６６，６７とが接続されている。但し、スルーホール導体５８は、配線基板本体５１内の配線層６５とは接続せず、かかる配線層６５に明けた丸孔６５ａ内を貫通している。もちろん、この配線層６５をスルーホール導体５８の中間と接続しても良い。
【００４６】
また、配線基板本体５１には、その表・裏面５４ａ，５５ａ間を貫通孔５６が貫通している。この貫通孔５６には、複数のチップ状電子部品(チップコンデンサ)６０が(埋込)樹脂６３を介して内蔵されている。各電子部品６０は、上下端の電極６１，６２を除いて、その表面に予め有機化合物からなる防水仕様の被膜(カップリング剤)８が塗布されている。このため、各電子部品６０は、樹脂６３と強固に密着し、且つかかる樹脂６３を介して配線基板本体５１内に内蔵される。
尚、各チップ状電子部品６０の上下端の電極６１，６２は、樹脂６３の表・裏面に露出し、且つ配線層６６，６７と接続されている。また、前記絶縁層５４，５５内に、配線層６４，６６間、または配線層６５，６７間を接続するビア導体(図示せず)を形成しても良い。
【００４７】
図６(Ａ)に示すように、絶縁層６８，６９には、配線層６６，７２間または配線層６７，７３間を接続するフィルドビア導体７０，７１が配置され、且つ配線層７２の上には、絶縁層(ソルダーレジスト層)７４を貫通し、第１主面７６よりも高く突出するハンダバンプ７８が形成されている。配線層７３において、絶縁層(ソルダーレジスト層)７５に設けた開口部７７から第２主面７５ａ側に露出する配線(接続端子)７９には、表面にＮｉおよびＡｕメッキが被覆されている。
以上のような配線基板５０によれば、チップコンデンサ６０の電極６１と第１主面７６に搭載するＩＣチップとの導通経路を、絶縁層５４の厚み分だけ短くできるため、かかる経路におけるループインダクタンス、スイッチングノイズ、クロストークノイズなどが低減でき、基板５０内の電気的特性を向上させることができる。また、配線基板本体５１内の配線層６４とその表・裏面５４ａ，５５ａの配線層６６，６７との間がスルーホール導体５８で接続されるため、これらの間に位置する絶縁層５４などにおけるビア導体の形成を省略でき、その製造コストを低減することも可能となる。
【００４８】
図６(Ｂ)は、更に異なる形態の配線基板８０の主要部の断面を示す。配線基板８０は、図６(Ｂ)に示すように、多層基板の配線基板本体(絶縁性の基板)８１と、その表面８４ａ上および裏面８５ａ下に形成した配線層９８，１０４，９９，１０５と、絶縁層１００，１０６，１０１，１０７とを有する。
配線基板本体８１も、ガラス−エポキシ樹脂からなる絶縁層８２，８４，８５と、これらの間に形成した配線層９４，９５とからなる多層基板である。かかる基板本体８１の表・裏面８４ａ，８５ａ間を貫通するスルーホール８７には、スルーホール導体８８およびその内側の充填樹脂８９が形成されている。また、スルーホール導体８８の中間と配線層９４とが接続されると共に、かかるスルーホール導体８８の上下端と配線層９８，９９とが接続されている。但し、スルーホール導体８８は、配線基板本体８１内の配線層９５とは接続せず、かかる配線層９５に明けた丸孔９５ａ内を貫通している。もちろん、この配線層９５をスルーホール導体８８の中間と接続しても良い。
【００４９】
また、図６(Ｂ)に示すように、配線基板本体８１には、その表面８４ａ側に開口する凹部８６がルータ加工などにより形成されている。かかる凹部８６は、配線基板本体８１のうち、絶縁層８２，８４をルータ加工するか、または予めこれらに貫通孔を穿孔した後、絶縁層８５と積層することにより形成される。
図６(Ｂ)に示すように、凹部８６中には(埋込)樹脂９３を介して、複数のチップ状電子部品(チップコンデンサ)９０が内蔵されている。かかる電子部品９０は、上下端の電極９１，９２を除いて、予めその表面に前記同様の防水仕様の被膜８が塗布されている。このため、各電子部品９０は、樹脂９３と強固に密着すると共に、かかる樹脂９３を介して配線基板本体８１に内蔵される。
また、電子部品９０の上端の電極９１は、樹脂９３の表面に露出して、配線層９８と接続される。更に、チップ状電子部品９０の下端の電極９２は、凹部８６の底面と配線基板本体８１の裏面８５ａとの間を貫通するスルーホール導体９６上端のパットと予め接続され、且つこれらを介して配線層９９と導通している。尚、スルーホール導体９６の内側には、充填樹脂９７が充填・形成されている。
【００５０】
図６(Ｂ)に示すように、絶縁層１００，１０１には、配線層９８，１０４間または配線層９９，１０５間を接続するフィルドビア導体１０２，１０３が配置され、配線層１０４の上には、絶縁層(ソルダーレジスト層)１０６を貫通し、第１主面１０８よりも高く突出するハンダバンプ１１０が形成されている。また、配線層１０５のうち、絶縁層(ソルダーレジスト層)１０７に設けた開口部１０９から第２主面１１３側に露出する配線１１１には、その表面にＮｉおよびＡｕメッキが被覆されている。尚、チップ状電子部品９０に替えて、上端のみに電極を有するチップ状電子部品を用いても良い。この場合には、凹部８６の底面と配線基板本体８１の裏面８５ａとの間を貫通するスルーホール導体９６を省略できる。
【００５１】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
前記配線基板本体(コア基板)１，１ａや配線基板本体(多層基板)５１，８１以外の絶縁層に、複数の貫通孔４，５６または凹部５，８６を形成したり、あるいは、貫通孔４，５６と凹部５，８６とを併設することも可能である。
【００５２】
また、前記電子部品６，６ｂの電極７をハンダ付けにより、配線層２４，２５やこれに接続するランドに接続することも可能である。
更に、本発明の配線基板には、前記配線基板本体(コア基板)１，１ａや配線基板本体(多層基板)５１，８１の表・裏面２，３，５４ａ，５５ａ，８４ａ，８５ａ上のみに配線層２４，２５などを有する形態も含まれる。
また、配線基板本体(コア基板)１，１ａや配線基板本体(多層基板)５１，８１における絶縁層５２，８２などの材質は、前記ガラス−エポキシ樹脂系の複合材料の他、同様の耐熱性、機械強度、可撓性、加工容易性などを有するガラス織布や、ガラス織布などのガラス繊維とエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、またはＢＴ樹脂などの樹脂との複合材料であるガラス繊維−樹脂系の材料を用いても良い。あるいは、ポリイミド繊維などの有機繊維と樹脂との複合材料や、連続気孔を有するＰＴＦＥなどの３次元網目構造のフッ素系樹脂にエポキシ樹脂などの樹脂を含浸させた樹脂−樹脂系の複合材料などを用いることも可能である。
【００５３】
更に、絶縁層２８，２９などの材質は、前記エポキシ樹脂を主成分とするものの他、同様の耐熱性、パターン成形性などを有するポリイミド樹脂、ＢＴ樹脂、ＰＰＥ樹脂、あるいは、連続気孔を有するＰＴＦＥなどの３次元網目構造のフッ素系樹脂にエポキシ樹脂などの樹脂を含浸させた樹脂−樹脂系の複合材料などを用いることもできる。尚、絶縁層の形成には、絶縁性の樹脂フィルムを熱圧着する方法のほか、液状の樹脂をロールコータにより塗布する方法を用いても良い。
また、配線層２４，２５などの材質は、前記銅メッキの他、Ａｇ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ａｕ等にしても良く、あるいは、金属メッキを用いず、導電性樹脂を塗布するなどの方法によって形成することも可能である。
【００５４】
更に、ＩＣチップ４４との接続端子には、前記バンプ４２，７８，１１０の他、フリップチップパッド、ワイヤボンディングパッド、またはＴＡＢ接続用パッドを形成したものなどを用いても良い。且つ、これらバンプなどは、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系などのハンダを用いても良い。
また、前記電子部品６，６ｂ，６０，９０の電極７，６１，６２，９１，９２の材質は、Ｃｕを主成分としたが、電子部品６などとの適合性を有するＰｔ，Ａｇ，Ａｇ−Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｎｉなどを用いることができる。
加えて、電子部品６などのコンデンサは、高誘電体セラミックを主成分とする誘電体層やＡｇ−Ｐｄ等からなる電極層と、樹脂やＣｕメッキ、Ｎｉメッキ等からなるビア導体や配線層とを複合させたコンデンサとしたものとしても良い。
【００５５】
【発明の効果】
以上において説明した本発明の配線基板によれば、前記樹脂と電子部品の表面に被覆された有機系化合物からなる皮膜とのカップリング作用により、無機物である電子部品の表面とこれを埋設する有機物である上記樹脂との密着性が向上する。このため、上記電子部品から内部の配線層に接続するためのハンダが割れたり剥離せず、あるいは、電子部品と配線層を接続する配線も断線せず安定した導通となる。しかも、皮膜が防水仕様である場合には、電子部品の電極同士間の短絡を防ぐこともできる。従って、小型化し且つ配線が高密度する配線基板において、その絶縁性の基板や配線基板本体(コア基板、多層基板)や絶縁層に内蔵する電子部品を安定して活用でき且つ耐久性に優れたものとすることができる。
【００５６】
また、本発明における第１の配線基板の製造方法によれば、予め表面に有機系化合物が被覆された電子部品を樹脂シート間に挟み込むかまたは封止する際に、カップリング作用が働くため、かかる電子部品と得られる絶縁性の基板(配線基板本体(コア基板または多層基板))との密着性が確保される。
更に、本発明における第２の配線基板の製造方法によれば、予め表面に有機系化合物が被覆された前記電子部品を貫通孔または凹部内において樹脂で固着した際、上記カップリング作用が働き、電子部品の表面とこれを埋設する上記樹脂との密着性が向上する。このため、上記電子部品を内部の配線層に接続するハンダに割れや剥離が生じず、あるいは電子部品と配線層を接続する配線も断線せず安定した導通が得られる。また、防水仕様の皮膜を用いた場合、電子部品の電極同士間の短絡も予防できる。従って、小型化し配線が高密度する配線基板において、絶縁性の基板(配線基板本体(コア基板または多層基板))や絶縁層に内蔵した電子部品を安定して活用でき且つ耐久性にも優れた配線基板を確実且つ安定して提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態の配線基板における主要部を示す断面図。
【図２】 (Ａ)乃至(Ｄ)は、図１の配線基板を得るための本発明における第２の製造方法における主要な工程を示す概略図。
【図３】 (Ａ)乃至(Ｄ)は、本発明の第２の製造方法における異なる形態の主要な工程を示す概略図。
【図４】 (Ａ)乃至(Ｄ)は、本発明の第２の製造方法における更に異なる形態の主要な工程を示す概略図。
【図５】 (Ａ)，(Ｂ)および(Ｃ)，(Ｄ)は、図１の配線基板を得るための本発明における第１の製造方法において、それぞれ異なる形態の主要な工程を示す概略図。
【図６】 (Ａ)および(Ｂ)は異なる形態の配線基板の主要部を示す断面図。
【図７】 (Ａ)および(Ｂ)は従来の配線基板を示す概略図。
【符号の説明】
１，１ａ………………………………コア基板(絶縁性の基板、配線基板本体)
１ｂ，１ｃ……………………………樹脂シート
２，５４ａ，８４ａ…………………表面
３，５５ａ，８５ａ…………………裏面
４，５６………………………………貫通孔
５，８６………………………………凹部
６，６ａ，６ｂ，６０，９０………電子部品／チップ状電子部品
８………………………………………有機系化合物の皮膜
１０，６３，９３……………………樹脂
４８，５０，８０……………………配線基板
５１，８１……………………………配線基板本体(絶縁性の基板、多層基板)
５２,５４,５５，８２,８４,８５…絶縁層
６４，６５，９４，９５……………配線層
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁性の基板または配線基板本体に電子部品を内蔵する配線基板、およびこの配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年における配線基板の小型化および配線基板内における配線の高密度化に対応するため、配線基板の第１主面上にＩＣチップなどの電子部品を搭載するだけでなく、コア基板の内部に電子部品を内蔵する配線基板が提案されている。
例えば、図７(Ａ)に示す配線基板１２０は、絶縁基板１２１に形成した貫通孔１２２にチップコンデンサ(電子部品)１２３を挿入し、その両端の電極１２４をハンダ１２８を介して、上記絶縁基板１２１と隣接する絶縁層１２６との間に形成したランド１２７と接続している。上記貫通孔１２２内に樹脂１２９を充填することで、コンデンサ１２３を固着して内臓する。かかるコンデンサ１２３内には内部電極１２５が内設されている。
【０００３】
また、図７(Ｂ)に示す配線基板１３０は、絶縁基板１３１に穿孔された貫通孔１３２の一方の開口部を、予め図示しない粘着性の仮固定膜により塞ぎ、この仮固定膜に内部電極１３５を有するチップコンデンサ(電子部品)１３３を貼り付けた状態で、貫通孔１３２内に樹脂１３９を充填し固化させた後、上記仮固定膜を除去したものである。該配線基板１３０は、上記コンデンサ１３３の両端に位置する電極１３４，１３４を、予め絶縁基板１３１とこれに隣接する絶縁層１３６との間に設けたランド１３７，１３７にハンダ１３８を介して接続している。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】
しかしながら、以上のような配線基板１２０，１３０では内臓するコンデンサ１２３，１３３などの電子部品とこれを固着する樹脂１２９，１３９との密着不良を生じ易く、これに起因してハンダ１２８，１３８が割れたり剥離して、電子部品と内部の配線層間の接続不良や断線などの不具合を招くことがある、という問題があった。
本発明は、以上に説明した従来の技術における問題点を解決し、内蔵される電子部品とこれを埋設する樹脂の密着性を高め、かかる電子部品と内部の配線層や第１主面上に搭載するＩＣチップ間の接続が確実で安定した配線基板、およびこの配線基板の製造方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、内蔵する電子部品の表面に予め有機系化合物（カップリング剤）の皮膜を被覆することに着想して成されたものである。
即ち、本発明の配線基板（請求項１）は、絶縁性の基板を有する配線基板において、かかる配線基板内に樹脂を介して内蔵され且つ表面に有機系化合物が予め被覆されている電子部品を含み、上記樹脂は、エポキシ樹脂を主成分とし且つ無機フィラを含有し、上記有機系化合物は、チタン系、アルミニウム系、シラン系の何れかからなる有機系化合物、またはこれら有機系化合物の混合物であり、上記電子部品は、ＢａＴｉＯ3を主成分とするセラミックの本体と、複数の電極とからなり、該電極を除いた電子部品の本体の表面は、上記有機系化合物および樹脂に被覆され、上記電子部品の電極の端面は、上記樹脂の表面に露出している、ことを特徴とする。
【０００６】
これによれば、前記無機フィラを含む樹脂と、前記セラミックからなる本体および電極を有する電子部品とは、後者の表面に被覆した前記チタン系などの有機系化合物と上記樹脂とのカップリング作用により、無機物である電子部品の表面とこれを埋設する有機物である上記樹脂との密着性が向上する。このため、上記電子部品から内部の配線層に接続するためのハンダ等が割れたり剥離せず、あるいは電子部品と配線層とを接続する配線も断線せず安定した導通となる。
従って、小型化し且つ配線が高密度する配線基板において、例えばその配線基板本体(コア基板や複数の絶縁層と配線層とを交互に積層した多層基板など)に内蔵する電子部品を安定して活用でき且つ耐久性に優れたものにできる。
尚、電子部品は、配線基板本体に内蔵する形態に限らず、その表裏面上に形成された絶縁層(絶縁性の基板)内に設けた貫通孔や凹部内に樹脂を介して固着した形態や、配線基板本体を有しない配線基板の絶縁層（絶縁性の基板）内に内蔵する形態においても、上述したのと同様な効果を奏することができる。
【０００７】
尚また、上記電子部品の電極と配線基板本体の上方に形成される配線層とをハンダよりも高融点の金属でメッキすることにて接続することが望ましい。これにより、第１主面上にＩＣチップをハンダ付けにて搭載する際でも、かかるハンダを溶融するための加熱により溶出して断線する事態を防ぐことが可能となる。上記メッキに用いる金属には、例えば銅、Ａｕ,Ｎｉやこれらの合金が用いられる。
【０００８】
更に、前記電子部品は、前記基板に形成した貫通孔または凹部内に前記樹脂を介して内蔵されている、配線基板（請求項２）も本発明に含まれる。
また、前記基板は、単一の絶縁層（コア基板）、または複数の絶縁層と配線層とを交互に積層した多層基板の何れかである、配線基板（請求項３）も本発明に含まれる。
これによれば単一の絶縁層からなるコア基板はもとより、上記の多層基板における複数の絶縁層に跨がるように設けた貫通孔や凹部内で、樹脂と電子部品との密着性を向上させ得る。特に、多層基板の形態では、電子部品の電極と第１主面に搭載するＩＣチップとの導通経路を、絶縁層の厚み分だけ短くできるため、かかる経路におけるループインダクタンス、スイッチングノイズ、クロストークノイズなどが低減でき、配線基板内の電気的特性を向上させることができる。また、多層基板の配線基板本体は、その内部の配線層と表・裏面の配線層との間がスルーホール導体で接続されるため、これら配線層間におけるビア導体の形成を省略でき、製造コストも低減可能となる。
【０００９】
尚、前記有機系化合物の混合物には、チタン系とアルミニウム系、チタン系とシラン系、アルミニウム系とシラン系、チタン系とアルミニウム系とシラン系、チタン系と別のチタン系、アルミニウム系と別のアルミニウム系、シラン系と別のシラン系、あるいはこれらの３種類以上の組合せによる混合物などが含まれる。
【００１０】
尚、前記有機系化合物は、厚さ約０．５μｍ以下(但し０は含まず)の皮膜にして被覆するのが望ましい。また、電子部品の表面の他、貫通孔または凹部の内面と共に、配線基板本体(コア基板または多層基板)の表・裏面にも被覆されていても良い。かかる被膜の厚さを０．５μｍ以下としたのは、これよりも厚くなると表面にゼリー状の固まりが生じ、有機系化合物による密着性や防水作用が低下するためである。更に望ましくは、前記有機系化合物は、厚さ約０．２μｍ以下(但し０は含まず)の皮膜にして被覆するのが望ましい。これにより、表面にゼリー状の固まりが生じにくくなり、より一層の密着性が得られるためである。
尚また、上記電子部品には、コンデンサ、インダクタ、フィルタ、抵抗、またはトランジスタなどが含まれ、且つこれらをチップ状にしたものや、かかるチップ状の電子部品を複数個セットした電子部品ユニットも含まれる。更に、ビルドアップ層は、絶縁層と所要パターンの配線層とを交互に積層する多層構造部分を指す。
【００１１】
更に、前記有機系化合物またはこれら有機系化合物の混合物のうち、親水基を有する有機系化合物が、５wt％以下である、配線基板（請求項４）も本発明に含まれる。
これによれば、有機系化合物の被膜にはポリイミドのような吸湿性の成分が少ないため、水分が前記樹脂に一層浸透しにくくなる。このため、かかる樹脂自体が加水分解してカルボン酸などに変質したり、これに起因する剥離およびクラックの発生を確実に予防することができる。しかも、被膜の吸水性が低い（防水性が高い）ため、電子部品の電極の溶出（マイグレーション）を防止し、且つ電極同士間における短絡を防ぐこともできる。
尚、親水基とは、例えばヒドロキシル基、エポキシ基、カルボキシル基、無水カルボン酸、アミノ基、スルホン基であり、これを有する化合物が５ｗｔ％を越えると、水分が配線基板本体（コア基板や多層基板）から前記樹脂へ浸透する可能性があるため、かかる範囲を除外したものである。
【００１２】
加えて、前記有機系化合物またはこれら有機系化合物の混合物のうち、疎水基を有する有機系化合物が、２０wt％以上である、配線基板（請求項５）も本発明に含まれる。
これによっても、水分が前記樹脂に一層浸透しにくくなるため、前記樹脂の変質やこれによる剥離およびクラックを確実に予防することができると共に、電子部品の電極の溶出（マイグレーション）を防止し、且つ電極同士間における短絡を防ぐこともできる。
尚、疎水基とは、例えばアルキル基やハロゲン化アルキル基であり、これを含む化合物が２０wt％未満になると、やはり水分がコア基板などから前記樹脂へ浸透する可能性があるため、かかる範囲を除外したものである。
【００１３】
付言すると、本発明は、絶縁性の基板を有する配線基板内に樹脂を介して内蔵される電子部品であって、当該電子部品の表面に有機系化合物が被覆されている、配線基板内蔵用電子部品とすることも可能である。これによる場合、電子部品を上記貫通孔または凹部内において樹脂で固着し且つ内蔵した際に、上記カップリング作用が働き、無機物たる電子部品の表面とこれを埋設する有機物たる上記樹脂との密着性が向上する。このため、上記電子部品を内部の配線層に接続するためのハンダ等に割れや剥離が生じず、あるいは電子部品と配線層とを接続する配線も断線せず、安定した導通を取ることが可能となる。
また、前記有機系化合物が、チタン系、アルミニウム系、シラン系の何れからなる化合物、あるいはこれら有機系化合物の混合物である、配線基板内蔵用電子部品とすることもできる。これによる場合、上記カップリング作用を一層確実に生じさせることが可能となる。
【００１４】
一方、本発明による第１の配線基板の製造方法（請求項６）は、予め有機系化合物を表面に被覆されている電子部品を、一対の樹脂シート間に挟み込み、または、樹脂封止することにより、絶縁性の基板を有する配線基板内に上記電子部品を内蔵する工程を含み、上記樹脂は、エポキシ樹脂を主成分とし且つ無機フィラを含有し、上記有機系化合物は、チタン系、アルミニウム系、シラン系の何れかからなる有機系化合物、またはこれら有機系化合物の混合物であり、上記電子部品は、ＢａＴｉＯ3を主成分とするセラミックの本体と、複数の電極とからなり、該電極の端面は、上記樹脂の表面に露出している、ことを特徴とする。
これによれば、絶縁性の基板を形成し且つ無機フィラを含有する一対の樹脂シート間に、または絶縁性の基板を形成し且つ無機フィラを含有するモールド樹脂中に、予め、前記チタン系などの有機系化合物を、前記電極を除いたセラミックの本体に被覆した電子部品を配置することにより、かかる電子部品と形成される絶縁性の基板との密着性を確実に得ることができる。
尚、上記絶縁性の基板には、単一の絶縁層（コア基板）、および複数の絶縁層と配線層とを交互に積層した多層基板とが含まれる。
【００１５】
また、本発明による第２の配線基板の製造方法（請求項７）は、絶縁性の基板を有する配線基板内に貫通孔または凹部を形成する工程と、この貫通孔または凹部内に予め電極を除いた表面に有機系化合物を被覆された電子部品を挿入する工程と、上記貫通孔または凹部内に樹脂を充填し且つ固化することにより上記電子部品を絶縁性の基板に内蔵する工程と、を含み、上記樹脂は、エポキシ樹脂を主成分とし且つ無機フィラを含有し、上記有機系化合物は、チタン系、アルミニウム系、シラン系の何れかからなる有機系化合物、またはこれら有機系化合物の混合物であり、上記電子部品は、ＢａＴｉＯ3を主成分とするセラミックの本体と、複数の電極とからなり、該電極の端面は、上記樹脂の表面に露出している、ことを特徴とする。
これによれば、電子部品を上記貫通孔または凹部内において無機フィラを含む樹脂で固着した際、上記カップリング作用が働いて、電子部品のセラミックからなる本体の表面と、これを埋設する上記樹脂との密着性が向上する。このため、上記電子部品を内部の配線層に接続するためのハンダ等に割れや剥離が生じず、あるいは電子部品と配線層とを接続する配線も断線せず安定した導通が得られる。従って、小型化し配線が高密度する配線基板において、絶縁性の基板、例えば配線基板本体（コア基板または多層基板）に内蔵した電子部品を安定して活用でき且つ耐久性にも優れた配線基板を確実且つ安定して提供することができる。
付言すると、前記有機系化合物が、チタン系、アルミニウム系、シラン系の何れからなる有機系化合物、あるいはこれら有機系化合物の混合物である、配線基板の製造方法とすることも可能である。これによる場合、前記カップリング作用を一層確実に生じせしめて、上記のような配線基板を一層確実に提供することができる。
【００１６】
尚、前記チタン系の有機系化合物(カップリング剤)には、γ−アミノプロピルトリメトキシチタン、γ−アミノプロピルトリエトキシチタン、γ−アミノプロピルジメトキシメチルチタン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシチタン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシチタン、γ−グリシドキシプロピルジメトキシメチルチタンなどが含まれるが、これらに限るものではない。
また、前記アルミニウム系の有機系化合物(カップリング剤)には、γ−アミノプロピルトリメトキシアルミニウム、γ−アミノプロピルトリエトキシアルミニウム、γ−アミノプロピルジメトキシメチルアルミニウム、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシアルミニウム、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシアルミニウム、γ−グリシドキシプロピルジメトキシメチルアルミニウムなどが含まれるが、これらに限るものではない。
【００１７】
更に、前記シラン系の有機系化合物(カップリング剤)には、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジメトキシメチルシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルジメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、γ−クロロプロピロルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシランなどが含まれるが、これらに限るものではない。
【００１８】
加えて、以上の有機系化合物(カップリング剤)を用いる場合、これらに対し予め加水分解処理や更に進んで縮合反応を生じさせておくことが望ましい。これらの処理により、上記有機系化合物を、より短時間に反応させ得る。このため、樹脂との密着力を一層向上させることができる。また、上記有機系化合物が高分子量化あるいは３次元化するため、密着力の向上効果が長時間に渉って得られる。
尚、例えば上記有機系化合物を分散させための分散触媒には、水、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類を単独または混合して用いる。また、上記有機系化合物は、カップリング処理液中で、０．５〜１０wt％、望ましくは１〜５wt％の濃度とすることが良い。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下において本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明の一形態の配線基板４８における主要部の断面を示す。
配線基板４８は、絶縁性の基板でもある配線基板本体(コア基板)１と、その表・裏面２，３上に形成した複数の絶縁層２８，２９，３２，３３，３８，４０および配線層２４，２５，３０，３１，３６，３７とを有する。
上記絶縁層２８などの厚さは約３０μｍ程度であり、上記配線層２４などの厚さは約１５μｍ程度である。このうち、最外層の絶縁層３８，４０は、ソルダーレジスト層として用いられる。上記配線基板本体(絶縁性の基板または絶縁層、以下、コア基板という)１は、例えばガラス−エポキシ樹脂の複合材からなり平面視で矩形を呈する絶縁性の基板で、縦・横約４０ｍｍずつで厚さ０．５ｍｍ程度のサイズを有し、そのほぼ中央に平面視でほぼ正方形で表・裏面２，３間を貫通する貫通孔４を有する。この貫通孔４内には、箱形状の電子部品６がエポキシ樹脂を主成分とし、シリカフィラなどの無機フィラを含有する電子部品内蔵用の樹脂１０を介して埋設され内蔵されている。
【００２０】
上記電子部品６の表面には、チタン系、アルミニウム系、またはシラン系などの有機系化合物(カップリング剤)やこれら有機系化合物の混合物(カップリング剤)からなり、親水基を有する有機系化合物が５wt％以下で且つ疎水基を有する有機系化合物が２０wt％以上である防水性を有する有機系化合物の皮膜８が予め被覆されている。例えば、かかる有機系化合物にシラン系化合物の混合物を用いる場合、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとヘキシルトリメトキシシランとの混合物(重量比１：２０)を用いる。この場合、親水基を有する化合物は約５wt％で、疎水基を有する化合物は約９５wt％となる。このため、樹脂１０とのカップリング作用により、樹脂１０と電子部品６との密着性を高められると共に、電子部品６の次述する電極７，７間における短絡も防ぐことができる。
尚、電子部品６には、例えばＢａＴｉＯ３を主成分とする高誘電体セラミックからなる本体と、Ｃｕを主成分とする電極７とからなり、内部にＮｉからなる内部電極を多層で形成しているセラミックコンデンサが用いられる。
【００２１】
また、上記電子部品６の上面および底面には、複数の電極７が形成され、それらの上・下端には、上記配線層２４，２５内の配線が接続している。
図１に示すように、コア基板１の貫通孔４の両側には、直径約２５０μｍ程度のスルーホール２０がドリルまたはレーザ加工にて穿孔されると共に、その内部に円筒状のスルーホール導体２２および充填樹脂２１が形成されている。コア基板１の表・裏面２，３および樹脂１０の表・裏面上には、公知のサブトラクティブ法により所定パターンを有する銅製の配線層２４，２５が形成され、これらは前記電子部品６の各電極７の上・下端と接続されている。即ち、表・裏面２，３の全面に無電解および電解銅メッキを施して導体層を形成すると共に、かかる導体層の表面に所定パターンのエッチングレジストを形成し、このレジストに覆われていない部分をエッチングすることにより、配線層２４，２５が形成される。
【００２２】
更に、配線層２４，２５の上には、エポキシ樹脂にシリカフィラなどの無機フィラを含む絶縁材料からなる絶縁層２８，２９と、その上の配線層３０，３１とが形成される。且つ、上下の配線層２４，３０間や配線層２５，３１間を接続するビア導体(フィルドビア)２６，２７が、ハンダよりも高融点の銅メッキによって絶縁層２８，２９を貫通して形成されている。
同様にして、配線層３０，３１の上下には、絶縁層３２，３３、配線層３６，３７、およびビア導体(フィルドビア)３４，３５が形成されている。尚、配線層３０，３１，３６，３７やビア導体２６，２７，３４，３５はサブトラクティブ法のほか、セミアディテイブ法やフルアディテイブ法等により形成しても良い。また、ビア導体形成前のビアホールの穴明けは、絶縁層が感光性の材料である場合には、公知のフォトリソグラフィ技術により行い、非感光性の材料である場合にはレーザ(ＣＯ２，ＹＡＧ，エキシマなど)を照射することにより行う。
【００２３】
そして、絶縁層３２の上に形成したソルダーレジスト層(絶縁層)３８には、配線層３６上に位置し且つ上端が第１主面３９上に突出するハンダ(Ｓｎ−Ａｇ)製のフリップチップバンプ(接続端子)４２が複数貫通する。
各バンプ４２の上部には、第１主面３９上に搭載されるＩＣチップ(電子部品)４４の底面の接続端子(図示せず)が個別に接続される。また、絶縁層３３の下側には、ソルダーレジスト層(絶縁層)４０が形成され、第２主面４１に向けて開口した複数の開口部４３内には、上記配線層３７内の配線４６が露出する。かかる配線４６は、その表面に薄いＮｉおよびＡｕメッキが被覆され、図示しないマザーボードなどと接続する接続端子を形成している。
【００２４】
以上のような配線基板４８によれば、コア基板(絶縁性の基板、絶縁層)１の貫通孔４内に、樹脂１０を介して固着される電子部品６に、予めその表面に有機系化合物からなる皮膜８が被覆されているので、これと上記樹脂１０との間で生じるカップリング作用により、電子部品６と樹脂１０との密着性を高められる。このため、電子部品６の各電極７と配線層２４，２５との接続部分も断線しにくくなり、電子部品６と第１主面３９上に搭載したＩＣチップ４４との間も短い配線で安定した導通を得ることができる。しかも、防水(撥水)性の皮膜８を用いた場合には、電子部品６における電極７，７間の短絡も防止することができる。
【００２５】
上記防水性の皮膜８は、本明細書では防水仕様という。即ち、防水仕様とは不飽和型超加速度寿命(ＨＡＳＴ)試験において、電極７のマイグレーション(溶出)を生じない程度の仕様である。具体的には、配線基板４８に対し、ＨＡＳＴ試験(条件：温度１３１℃、相対湿度８５％、気圧２１３ｋＰａ＝２.１ａｔｍ、印加電圧１.８Ｖ、試験時間：１００時間)を行った場合、電極７付近における有機化合物の被膜８に水分が多く存在すると、かかる電極７がマイグレーションを生じるため、電極７，７間で短絡が生じる。しかし、本発明では、有機系化合物の被膜８が存在することにより、かかる短絡のおそれがなくなる。
ここで、電極７，７間の短絡とは、１個の電子部品６を樹脂１０でモールドする場合には、かかる１個の電子部品６内の電極７，７間の短絡を指す。また、後述するように、複数の電子部品を樹脂１０でモールドする場合には、１個の電子部品内の電極間または隣接する各電子部品の電極間の短絡を指す。
【００２６】
また、電子部品６と第２主面４１側の接続端子４６とも短い配線で安定した導通が得られ、且つ配線基板４８自体を搭載するマザーボードなどとの接続も確実となる。従って、小型化し且つ配線が高密度する配線基板４８において、そのコア基板１に内蔵する電子部品６を安定して活用することができ、且つかかる電子部品６の耐久性を向上させることができる。
尚、電子部品６には、複数のチップ状電子部品を用いても良く、それらの表面に有機系化合物の皮膜８を被覆したものを用いても良い。また、フィルドビア導体２６，２７，３４，３５を用い、これらを垂直方向に連続して接続する図１のスタックトビアとすることにより、電子部品６とＩＣチップ４４およびマザーボードを最短の配線で導通でき、電気的特性を良好にできる。
【００２７】
ここで、前記配線基板４８を得るため、本発明における第２の製造方法の主要な工程を図２により説明する。
図２(Ａ)は、平面視での縦横が約９ｍｍずつで厚さが約０.５ｍｍのサイズを有する前記電子部品６の表面に、各電極７を除いて例えばシラン系の有機系化合物からなる厚さ約０．１μｍの皮膜８を被覆した状態を示す。この皮膜８は、上記化合物がエタノールの溶媒に溶解する溶液中に電子部品６を浸漬することにより形成され、浸漬後に１００℃に約１時間に渉って加熱して乾燥することにより溶媒が除去される。その後、エタノールによって洗浄し、所望の厚みの有機系化合物を得る。更に、１２０℃に約１時間に渉って加熱することにより、上記化合物はキュアされ硬化する。尚、各電極７は厚さ数１０μｍで、その表面側にＡｕなどの薄いメッキ層を含んでおり、上記加熱・乾燥の後で各電極７上を覆っている皮膜８が剥離され、図２(Ａ)に示すように、露出される。
【００２８】
次に、図２(Ｂ)に示すように、かかる電子部品６を、厚さ約０.５ｍｍのコア基板(絶縁層)１のほぼ中央に形成した縦横が１２ｍｍずつの貫通孔４内に挿入する。この際、貫通孔４の裏面３側の開口部は、予め粘着面を上向きにしたテープ９で閉塞されており、電子部品６はその底面側の各電極７を介して所定の位置に接着される。また、電子部品６の上面側の各電極７は、コア基板１の表面２とほぼ同じ高さにあるため、図２(Ｂ)に示すように、貫通孔４内のほぼ中央付近に電子部品６が配置される。かかる状態で、貫通孔４内にコア基板１の表面２側から液体状の樹脂１０を注入してモールドした後、加熱するキュア処理を施す。
【００２９】
その結果、図２(Ｃ)に示すように、貫通孔４内には固化した樹脂１０が充填されると共に、かかる樹脂１０は電子部品６の表面に被覆された有機系化合物の被膜８との間でカップリング作用を生じる。このため、樹脂１０と電子部品６とは後者の表面において強力に密着するので、電子部品６を樹脂１０内において強固に密着させて埋設することができると共に、被膜８が防水仕様の場合には、電極７のマイグレーションを防止でき、電極７，７間を確実に絶縁できる。
次いで、前記テープ９を剥離した後、図２(Ｃ)中で示す樹脂１０の盛り上がった表面１０ａに対し、例えばベルトサンダによる研磨およびラップ研磨による仕上げ研磨を施すことより、コア基板１の表面２と同一平面になるように平坦に整面する。尚、貫通孔４内に内臓される電子部品６の各電極７上を覆っている被膜８を予め剥離せず、上記整面時の研磨により樹脂１０と共に上記被膜８を除去して各電極７の上端面を露出させても良い。
【００３０】
この結果、図２(Ｄ)に示すように、樹脂１０の新たに形成される表面１０ｃには、電子部品６の上面側に位置する各電極７の上端が露出する。また、樹脂１０の平坦な裏面１０ｂには、電子部品６の底面側に位置する各電極７の下端面が露出する。尚、裏面１０ｂも前記同様に整面する研磨により平坦化しても良い。
他方において、コア基板１の表・裏面２，３間を貫通する前記スルーホール導体２２が形成され、その内側に充填樹脂２１が穴埋めされる。
以降は、公知のビルドアップ工程によって、コア基板１の表面２上と裏面３下に絶縁層２８，２９，３２，３３，３８，４０、配線層２４，２５，３０，３１，３６，３７、およびビア導体２６，２７，３４，３５が形成される。更に、第１・第２主面３９，４１に前記バンプ４２や配線(接続端子)４６を形成することにより、前記図１に示した配線基板４８を得ることができる。
【００３１】
【実施例】
ここで、配線基板４８におけるコア基板１の貫通孔４内に樹脂１０を介して電子部品６を埋設した上記コア基板１についての具体的な実施例を、比較例と共に説明する。
縦横が９ｍｍずつで厚さが０.５ｍｍのサイズを有する前記電子部品６を、複数個用意した。これらのうち、アルミニウム系、シラン系の化合物の溶液中に浸漬し、表面に上記化合物からなる厚さ約０.１μｍの皮膜８を被覆したものを実施例１〜３とし、全く被覆しないものを比較例とした。上記アルミニウム系の化合物(日立化成社製商品名：ＰＩＱ−ＣＯＵＰＥＲ３)に浸漬したものを実施例１、シラン系の化合物(ジャパンエナジー社製商品名：ＩＳ−３０００)に浸漬したものを実施例２、別のシラン系の化合物(信越化学社製商品名：ＥＨ−３００ｉ)に浸漬したものを実施例３とした。
実施例１〜３の電子部品６は、浸漬後に１００℃乃至１２０℃に約１時間加熱して、表面の化合物の被膜８を乾燥させ後、各電極７上の皮膜８を剥離した。
【００３２】
次に、厚さ約０.５ｍｍのビスマレイミド・トリアジン(ＢＴ)樹脂からなる同じサイズのコア基板１を複数枚用意した。各コア基板１の中央には、一辺が１２ｍｍの正方形の貫通孔４が穿孔され、その中央に上記実施例１〜３および比較例の電子部品６を個別に挿入した。更に、各貫通孔４内にエポキシ樹脂を主成分とし固化後の熱膨張率(ＣＴＥ)が３２ｐｐｍ／℃の樹脂１０を注入して充填した後、同じ条件のキュア処理を施した。固化して整面した樹脂１０内に前記電子部品６を埋設したコア基板１を電子部品６と同じく実施例１〜３および比較例とし、且つ各例毎に４個ずつ形成した。
各例の電子部品６を内蔵したコア基板１に対し、＋１２５℃と−５５℃との間を１０００回(サイクル)ずつ加熱と冷却とを繰り返す信頼性テストを行った。
上記テストにおいて、各例の電子部品６の周囲で樹脂１０に剥離やクラックが生じたか否かをテスト前、５００回(サイクル)終了後、および１０００回(サイクル)終了後においてそれぞれ観察した。それらの結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
表１の結果によれば、比較例の電子部品６を埋設したコア基板１は、５００回までは剥離等が生じなかったが、１０００回までに４個全てが剥離やクラックを生じた。一方、実施例１〜３の電子部品６を埋設したコア基板１は、１０００回になっても全てが剥離やクラックを生じなかった。この結果から、実施例１〜３では、電子部品６の表面に予め被覆した前記アルミニウム系またはシラン系の化合物の皮膜８が、樹脂１０とのカップリング作用を生じたため、両者の界面において密着性が高まり、上記テストによっても何ら影響されないことが判明した。
従って、本発明の電子部品６を上記皮膜８を介して内蔵したコア基板１、およびこれを用いる配線基板４８の効果が裏付けられたことが容易に理解されよう。
【００３５】
図３は、第２の製造方法における異なる形態の主要な工程に関する。尚、以下において、前記形態と同様な部分や要素には共通する符号を用いるものとする。
図３(Ａ)は、上面に複数の電極７を、底面に電極と接続した複数の接続パット７ａを有する電子部品６に対し、その表面に前記有機系化合物からなる皮膜８を被覆した状態を示す。この皮膜８を加熱して乾燥した後、各電極７およびパット７ａ上の皮膜８を剥離しておく。図３(Ｂ)は、コア基板(絶縁性の基板、配線基板本体(絶縁層))１ａの表面２側に開口する凹部５内に、上記皮膜８を有する電子部品６を挿入した状態を示す。尚、凹部５を有するコア基板１ａは、貫通孔(５)を有する図示しない厚めの絶縁板と薄肉で平板の絶縁板とを、予め接着シートを介して積層し加熱および圧着することにより形成されている。また、凹部５は、単一の絶縁板をルータなどを用いて座ぐり加工により形成しても良い。
【００３６】
図３(Ｂ)に示すように、凹部５の底面とコア基板１ａの裏面３との間には、複数のスルーホール１３内に円筒形のスルーホール導体１４が貫通して形成され、それらの上端に接続パッド１１を形成している。凹部５内に挿入された上記電子部品６の底面における各接続パット７ａと上記接続パッド１１とを、例えばＳｎ−Ａｇ系の合金からなるロウ材(ハンダ)１２を介してそれぞれ個別に接続する。
次いで、被膜８を有する電子部品６と凹部５との間に、前記同様の樹脂１０を注入した後、キュア処理を施す。この結果、図３(Ｃ)に示すように、電子部品６は凹部５内に充填された樹脂１０に埋設されると共に、電子部品６の表面における被膜８とこれに接する樹脂１０との間でカップリング作用を生じるため、電子部品６は樹脂１０と強固に密着する。しかも、防水仕様の皮膜８を用いた場合には、電極７のマイグレーションを防止でき、電子部品６における電極７，７間の短絡も防止できる。更に、樹脂１０の盛り上がった表面１０ａはキュア処理後の研磨により、図３(Ｄ)に示すような平坦な表面１０ｃに整面される。その結果、樹脂１０の新たな表面１０ｃには、図３(Ｄ)に示すように、電子部品６の上面側に位置する各７電極の上端面が露出する。
【００３７】
以降は、前記同様にしてコア基板１ａの表面２上と裏面３下とに、前記図１で示した絶縁層２８，２９などや、配線層２４，２５など、およびビア導体２６，２７などが形成される。この際、各電極７は配線層２４と接続され、上記スルーホール導体１４は配線層２５と接続される。また、コア基板１ａには、これを貫通する前記スルーホール導体２２などが形成されると共に、第１・第２主面３９，４１に前記バンプ４２や配線(接続端子)４６が形成されることにより、凹部５に電子部品６を内蔵したコア基板１ａを有する配線基板を得ることができる。
【００３８】
図４は、第２の製造方法における更に異なる形態の主要な工程に関する。
図４(Ａ)は、上・下端に一対ずつの電極(図示せず)を有する複数のチップ状電子部品６ａを用意し、それらの表面に前記有機化合物からなる防水性の皮膜８を被覆し且つこの皮膜８を加熱して乾燥した後、各電子部品６ａの底面の皮膜８を剥離した状態を示す。各電子部品６ａは、それぞれの底面に位置する一対の電極(図示せず)を露出させている。図４(Ｂ)は、前記同様の貫通孔４を有するコア基板(絶縁性の基板、配線基板本体(絶縁層))１において、貫通孔４の裏面３側の開口部を、粘着面を貫通孔４内に向けたテープ９により閉塞した後、かかるテープ９の粘着面上に皮膜８を有する複数のチップ状電子部品６ａをチップマウンタにより挿入し、且つ皮膜８のない底面で接着して配置した状態を示す。
【００３９】
次に、図４(Ｃ)に示すように、貫通孔４内に表面２側から溶けた樹脂１０を注入し且つキュア処理する。この際、各チップ状電子部品６ａは、テープ９と接着した底面を除き、表面の被膜８がこれと接する樹脂１０との間でカップリング作用を生じるため、樹脂１０と強固に密着しつつ係る樹脂１０内に埋設される。しかも、防水性の被膜８を用いた場合には、電子部品６ａの上端における電極同士の短絡も防止できる。
更に、テープ９を剥離すると、固化した樹脂１０の裏面１０ｂには、電子部品６ａの底面における各電極が露出する。その後、図４(Ｃ)中で破線で示す盛り上がった樹脂１０の表面１０ａをバフ研磨等により平坦な表面１０ｃに整面する。
【００４０】
次いで、図４(Ｄ)に示すように、樹脂１０の表面１０ｃに対しレーザ(ＹＡＧ,エキシマ,ＣＯ２等)照射を行うことより、複数の透孔１６を穿設する。この際、樹脂１０と共に被膜８の所定部分が除去され透孔１６が形成される。この結果、各透孔１６の底部には、チップ状電子部品６ａの上端に位置する各電極の上端が個別に露出する。そして、透孔１６内にＰｄ触媒を塗布した後、無電解銅メッキおよび電解銅メッキを施すことにより、各透孔１６内に接続導体１８を形成する。各接続導体１８のうち表面１０ｃ上に突出する上端部は研磨により除去される。
【００４１】
以降は、前記同様にして、コア基板１の表・裏面２，３上に前記図１で示した絶縁層２８，２９などや、配線層２４，２５など、およびビア導体２６，２７などが形成される。この際、各電子部品６ａ上端の各接続導体１８は配線層２４と接続され、且つ各電子部品６ａ下端の各電極は配線層２５と接続される。更に、コア基板１を貫通するスルーホール導体２２が形成される、且つ第１・第２主面３９，４１側に前記バンプ４２や配線４６が形成されることにより、複数のチップ状電子部品６ａを内臓したコア基板１を有する配線基板を得ることができる。
尚、それぞれカップリング処理された複数のチップ状電子部品６ａ同士を予め互いの側面間で接着した電子部品集合ユニットとして、貫通孔４内に挿入して樹脂１０中に埋設しても良い。
【００４２】
図５(Ａ)，(Ｂ)は、前記配線基板４８を得るための本発明における第１の製造方法の主要な工程を示す。
図５(Ａ)は、複数のチップ状電子部品(チップコンデンサ)６ｂの上下に、これらを挟み込むようにして、ＢＴ樹脂からなりシリカフィラを含有する樹脂シート１ｂ，１ｃを配置した状態を示す。チップコンデンサ６ｂの表面には、予め前記有機化合物からなり防水仕様の皮膜８が被覆されている。また、樹脂シート１ｂ，１ｃは、各チップコンデンサ６ｂの高さの約半分の厚みを有する。
【００４３】
図５(Ａ)中の矢印で示すように、樹脂シート１ｂ，１ｃを加熱しつつ垂直方向に沿って互いに接近するように加圧する。その結果、図５(Ｂ)に示すように、樹脂シート１ｂ，１ｃは溶融し合うと共に、チップ状電子部品６ｂ，６ｂ間に入り込んで一体化したコア基板(絶縁性の基板、配線基板本体(絶縁層))１となる。この際、コア基板１の表・裏面２，３は、チップ状電子部品６ｂの上下端における各電極７の端面が露出する程度に、研磨され整面される。従って、図５(Ｂ)に示すように、各チップ状電子部品６ｂの表面とコア基板１との界面において、有機系化合物の皮膜８のカップリング作用により、両者が密着する。また、チップ状電子部品６ｂの電極７，７間の短絡も防ぐことができる。尚、これ以降は、前記同様の公知のビルドアップ工程(セミアディティブ法、フルアディティブ法、サブトラクティブ法、フォトリソグラフィ技術、レーザ加工によるビアホールの穿孔など)により、前記配線基板４８を製造することができる。
【００４４】
図５(Ｃ)，(Ｄ)は、前記配線基板４８を得るための第１の製造方法における異なる形態の主要な工程を示す。図５(Ｃ)に示すように、予め防水仕様の皮膜８が被覆された複数のチップ状電子部品(チップコンデンサ)６ｂを、先ず成形型Ｍ内に挿入する。次に、かかる成形型Ｍ内に液状の樹脂を注入し且つ固化する。その結果、図５(Ｄ)に示すように、複数のチップ状電子部品６ｂは固化した樹脂からなるコア基板(絶縁性の基板、配線基板本体(絶縁層))１中に封止される。この後、コア基板１の表・裏面２，３を、チップ状電子部品６ｂの上下端における各電極７の端面が露出する程度に研磨して整面することにより、前記図５(Ｂ)と同様の状態になる。この方法においても、各チップ状電子部品６ｂの表面とコア基板１とは、皮膜８のカップリング作用により密着し、且つチップ状電子部品６ｂの電極７，７間の短絡も防ぐことができる。尚、以降は、前記同様の公知のビルドアップ工程により、前記配線基板４８を製造することができる。
【００４５】
図６(Ａ)は、異なる形態の配線基板５０の主要部の断面を示す。
配線基板５０は、図６(Ａ)に示すように、多層基板の配線基板本体(絶縁性の基板)５１と、その表面５４ａ上と裏面５５ａ下とに形成した配線層６６，７２，６７，７３と、絶縁層６８，７４，６９，７５とを有する。
配線基板本体５１は、ガラス−エポキシ樹脂からなる絶縁層５２と、エポキシ樹脂からなる絶縁層５４，５５と、これらの間に形成した配線層６４，６５とからなる多層基板である。かかる配線基板本体５１を貫通するスルーホール５７には、スルーホール導体５８およびその内側の充填樹脂５９が形成されている。
尚、スルーホール導体５８の中間と配線層６４とが接続されると共に、スルーホール導体５８の上下端と配線層６６，６７とが接続されている。但し、スルーホール導体５８は、配線基板本体５１内の配線層６５とは接続せず、かかる配線層６５に明けた丸孔６５ａ内を貫通している。もちろん、この配線層６５をスルーホール導体５８の中間と接続しても良い。
【００４６】
また、配線基板本体５１には、その表・裏面５４ａ，５５ａ間を貫通孔５６が貫通している。この貫通孔５６には、複数のチップ状電子部品(チップコンデンサ)６０が(埋込)樹脂６３を介して内蔵されている。各電子部品６０は、上下端の電極６１，６２を除いて、その表面に予め有機化合物からなる防水仕様の被膜(カップリング剤)８が塗布されている。このため、各電子部品６０は、樹脂６３と強固に密着し、且つかかる樹脂６３を介して配線基板本体５１内に内蔵される。
尚、各チップ状電子部品６０の上下端の電極６１，６２は、樹脂６３の表・裏面に露出し、且つ配線層６６，６７と接続されている。また、前記絶縁層５４，５５内に、配線層６４，６６間、または配線層６５，６７間を接続するビア導体(図示せず)を形成しても良い。
【００４７】
図６(Ａ)に示すように、絶縁層６８，６９には、配線層６６，７２間または配線層６７，７３間を接続するフィルドビア導体７０，７１が配置され、且つ配線層７２の上には、絶縁層(ソルダーレジスト層)７４を貫通し、第１主面７６よりも高く突出するハンダバンプ７８が形成されている。配線層７３において、絶縁層(ソルダーレジスト層)７５に設けた開口部７７から第２主面７５ａ側に露出する配線(接続端子)７９には、表面にＮｉおよびＡｕメッキが被覆されている。
以上のような配線基板５０によれば、チップコンデンサ６０の電極６１と第１主面７６に搭載するＩＣチップとの導通経路を、絶縁層５４の厚み分だけ短くできるため、かかる経路におけるループインダクタンス、スイッチングノイズ、クロストークノイズなどが低減でき、基板５０内の電気的特性を向上させることができる。また、配線基板本体５１内の配線層６４とその表・裏面５４ａ，５５ａの配線層６６，６７との間がスルーホール導体５８で接続されるため、これらの間に位置する絶縁層５４などにおけるビア導体の形成を省略でき、その製造コストを低減することも可能となる。
【００４８】
図６(Ｂ)は、更に異なる形態の配線基板８０の主要部の断面を示す。配線基板８０は、図６(Ｂ)に示すように、多層基板の配線基板本体(絶縁性の基板)８１と、その表面８４ａ上および裏面８５ａ下に形成した配線層９８，１０４，９９，１０５と、絶縁層１００，１０６，１０１，１０７とを有する。
配線基板本体８１も、ガラス−エポキシ樹脂からなる絶縁層８２，８４，８５と、これらの間に形成した配線層９４，９５とからなる多層基板である。かかる基板本体８１の表・裏面８４ａ，８５ａ間を貫通するスルーホール８７には、スルーホール導体８８およびその内側の充填樹脂８９が形成されている。また、スルーホール導体８８の中間と配線層９４とが接続されると共に、かかるスルーホール導体８８の上下端と配線層９８，９９とが接続されている。但し、スルーホール導体８８は、配線基板本体８１内の配線層９５とは接続せず、かかる配線層９５に明けた丸孔９５ａ内を貫通している。もちろん、この配線層９５をスルーホール導体８８の中間と接続しても良い。
【００４９】
また、図６(Ｂ)に示すように、配線基板本体８１には、その表面８４ａ側に開口する凹部８６がルータ加工などにより形成されている。かかる凹部８６は、配線基板本体８１のうち、絶縁層８２，８４をルータ加工するか、または予めこれらに貫通孔を穿孔した後、絶縁層８５と積層することにより形成される。
図６(Ｂ)に示すように、凹部８６中には(埋込)樹脂９３を介して、複数のチップ状電子部品(チップコンデンサ)９０が内蔵されている。かかる電子部品９０は、上下端の電極９１，９２を除いて、予めその表面に前記同様の防水仕様の被膜８が塗布されている。このため、各電子部品９０は、樹脂９３と強固に密着すると共に、かかる樹脂９３を介して配線基板本体８１に内蔵される。
また、電子部品９０の上端の電極９１は、樹脂９３の表面に露出して、配線層９８と接続される。更に、チップ状電子部品９０の下端の電極９２は、凹部８６の底面と配線基板本体８１の裏面８５ａとの間を貫通するスルーホール導体９６上端のパットと予め接続され、且つこれらを介して配線層９９と導通している。尚、スルーホール導体９６の内側には、充填樹脂９７が充填・形成されている。
【００５０】
図６(Ｂ)に示すように、絶縁層１００，１０１には、配線層９８，１０４間または配線層９９，１０５間を接続するフィルドビア導体１０２，１０３が配置され、配線層１０４の上には、絶縁層(ソルダーレジスト層)１０６を貫通し、第１主面１０８よりも高く突出するハンダバンプ１１０が形成されている。また、配線層１０５のうち、絶縁層(ソルダーレジスト層)１０７に設けた開口部１０９から第２主面１１３側に露出する配線１１１には、その表面にＮｉおよびＡｕメッキが被覆されている。尚、チップ状電子部品９０に替えて、上端のみに電極を有するチップ状電子部品を用いても良い。この場合には、凹部８６の底面と配線基板本体８１の裏面８５ａとの間を貫通するスルーホール導体９６を省略できる。
【００５１】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
前記配線基板本体(コア基板)１，１ａや配線基板本体(多層基板)５１，８１以外の絶縁層に、複数の貫通孔４，５６または凹部５，８６を形成したり、あるいは、貫通孔４，５６と凹部５，８６とを併設することも可能である。
【００５２】
また、前記電子部品６，６ｂの電極７をハンダ付けにより、配線層２４，２５やこれに接続するランドに接続することも可能である。
更に、本発明の配線基板には、前記配線基板本体(コア基板)１，１ａや配線基板本体(多層基板)５１，８１の表・裏面２，３，５４ａ，５５ａ，８４ａ，８５ａ上のみに配線層２４，２５などを有する形態も含まれる。
また、配線基板本体(コア基板)１，１ａや配線基板本体(多層基板)５１，８１における絶縁層５２，８２などの材質は、前記ガラス−エポキシ樹脂系の複合材料の他、同様の耐熱性、機械強度、可撓性、加工容易性などを有するガラス織布や、ガラス織布などのガラス繊維とエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、またはＢＴ樹脂などの樹脂との複合材料であるガラス繊維−樹脂系の材料を用いても良い。あるいは、ポリイミド繊維などの有機繊維と樹脂との複合材料や、連続気孔を有するＰＴＦＥなどの３次元網目構造のフッ素系樹脂にエポキシ樹脂などの樹脂を含浸させた樹脂−樹脂系の複合材料などを用いることも可能である。
【００５３】
更に、絶縁層２８，２９などの材質は、前記エポキシ樹脂を主成分とするものの他、同様の耐熱性、パターン成形性などを有するポリイミド樹脂、ＢＴ樹脂、ＰＰＥ樹脂、あるいは、連続気孔を有するＰＴＦＥなどの３次元網目構造のフッ素系樹脂にエポキシ樹脂などの樹脂を含浸させた樹脂−樹脂系の複合材料などを用いることもできる。尚、絶縁層の形成には、絶縁性の樹脂フィルムを熱圧着する方法のほか、液状の樹脂をロールコータにより塗布する方法を用いても良い。
また、配線層２４，２５などの材質は、前記銅メッキの他、Ａｇ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ａｕ等にしても良く、あるいは、金属メッキを用いず、導電性樹脂を塗布するなどの方法によって形成することも可能である。
【００５４】
更に、ＩＣチップ４４との接続端子には、前記バンプ４２，７８，１１０の他、フリップチップパッド、ワイヤボンディングパッド、またはＴＡＢ接続用パッドを形成したものなどを用いても良い。且つ、これらバンプなどは、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系などのハンダを用いても良い。
また、前記電子部品６，６ｂ，６０，９０の電極７，６１，６２，９１，９２の材質は、Ｃｕを主成分としたが、電子部品６などとの適合性を有するＰｔ，Ａｇ，Ａｇ−Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｎｉなどを用いることができる。
加えて、電子部品６などのコンデンサは、高誘電体セラミックを主成分とする誘電体層やＡｇ−Ｐｄ等からなる電極層と、樹脂やＣｕメッキ、Ｎｉメッキ等からなるビア導体や配線層とを複合させたコンデンサとしたものとしても良い。
【００５５】
【発明の効果】
以上において説明した本発明の配線基板によれば、前記樹脂と電子部品の表面に被覆された有機系化合物からなる皮膜とのカップリング作用により、無機物である電子部品の表面とこれを埋設する有機物である上記樹脂との密着性が向上する。このため、上記電子部品から内部の配線層に接続するためのハンダが割れたり剥離せず、あるいは、電子部品と配線層を接続する配線も断線せず安定した導通となる。しかも、皮膜が防水仕様である場合には、電子部品の電極同士間の短絡を防ぐこともできる。従って、小型化し且つ配線が高密度する配線基板において、その絶縁性の基板や配線基板本体(コア基板、多層基板)や絶縁層に内蔵する電子部品を安定して活用でき且つ耐久性に優れたものとすることができる。
【００５６】
また、本発明における第１の配線基板の製造方法によれば、予め表面に有機系化合物が被覆された電子部品を樹脂シート間に挟み込むかまたは封止する際に、カップリング作用が働くため、かかる電子部品と得られる絶縁性の基板(配線基板本体(コア基板または多層基板))との密着性が確保される。
更に、本発明における第２の配線基板の製造方法によれば、予め表面に有機系化合物が被覆された前記電子部品を貫通孔または凹部内において樹脂で固着した際、上記カップリング作用が働き、電子部品の表面とこれを埋設する上記樹脂との密着性が向上する。このため、上記電子部品を内部の配線層に接続するハンダに割れや剥離が生じず、あるいは電子部品と配線層を接続する配線も断線せず安定した導通が得られる。また、防水仕様の皮膜を用いた場合、電子部品の電極同士間の短絡も予防できる。従って、小型化し配線が高密度する配線基板において、絶縁性の基板(配線基板本体(コア基板または多層基板))や絶縁層に内蔵した電子部品を安定して活用でき且つ耐久性にも優れた配線基板を確実且つ安定して提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態の配線基板における主要部を示す断面図。
【図２】 (Ａ)乃至(Ｄ)は、図１の配線基板を得るための本発明における第２の製造方法における主要な工程を示す概略図。
【図３】 (Ａ)乃至(Ｄ)は、本発明の第２の製造方法における異なる形態の主要な工程を示す概略図。
【図４】 (Ａ)乃至(Ｄ)は、本発明の第２の製造方法における更に異なる形態の主要な工程を示す概略図。
【図５】 (Ａ)，(Ｂ)および(Ｃ)，(Ｄ)は、図１の配線基板を得るための本発明における第１の製造方法において、それぞれ異なる形態の主要な工程を示す概略図。
【図６】 (Ａ)および(Ｂ)は異なる形態の配線基板の主要部を示す断面図。
【図７】 (Ａ)および(Ｂ)は従来の配線基板を示す概略図。
【符号の説明】
１，１ａ………………………………コア基板(絶縁性の基板、配線基板本体)
１ｂ，１ｃ……………………………樹脂シート
２，５４ａ，８４ａ…………………表面
３，５５ａ，８５ａ…………………裏面
４，５６………………………………貫通孔
５，８６………………………………凹部
６，６ａ，６ｂ，６０，９０………電子部品／チップ状電子部品
８………………………………………有機系化合物の皮膜
１０，６３，９３……………………樹脂
４８，５０，８０……………………配線基板
５１，８１……………………………配線基板本体(絶縁性の基板、多層基板)
５２,５４,５５，８２,８４,８５…絶縁層
６４，６５，９４，９５……………配線層
Claims (7)
- 絶縁性の基板を有する配線基板において、かかる配線基板内に樹脂を介して内蔵され且つ表面に有機系化合物が予め被覆されている電子部品を含み、
上記樹脂は、エポキシ樹脂を主成分とし且つ無機フィラを含有し、
上記有機系化合物は、チタン系、アルミニウム系、シラン系の何れかからなる有機系化合物、またはこれら有機系化合物の混合物であり、
上記電子部品は、ＢａＴｉＯ3を主成分とするセラミックの本体と、複数の電極とからなり、
上記電極を除いた電子部品の本体の表面は、上記有機系化合物および樹脂に被覆され、
上記電子部品の電極の端面は、上記樹脂の表面に露出している、
ことを特徴とする配線基板。 - 、
前記電子部品は、前記基板に形成した貫通孔または凹部内に前記樹脂を介して内蔵されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。 - 前記基板は、単一の絶縁層、または複数の絶縁層と配線層とを交互に積層した多層基板の何れかである、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板。 - 前記有機系化合物またはこれら有機系化合物の混合物のうち、親水基を有する有機系化合物が、５wt％以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の配線基板。 - 前記有機系化合物またはこれら有機系化合物の混合物のうち、疎水基を有する有機系化合物が、２０wt％以上である、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の配線基板。 - 予め有機系化合物を表面に被覆されている電子部品を、一対の樹脂シート間に挟み込み、または、樹脂封止することにより、絶縁性の基板を有する配線基板内に上記電子部品を内蔵する工程を含み、
上記樹脂は、エポキシ樹脂を主成分とし且つ無機フィラを含有し、
上記有機系化合物は、チタン系、アルミニウム系、シラン系の何れかからなる有機系化合物、またはこれら有機系化合物の混合物であり、
上記電子部品は、ＢａＴｉＯ3を主成分とするセラミックの本体と、複数の電極とからなり、該電極の端面は、上記樹脂の表面に露出している、
ことを特徴とする配線基板の製造方法。 - 絶縁性の基板を有する配線基板内に貫通孔または凹部を形成する工程と、
上記貫通孔または凹部内に予め電極を除いた表面に有機系化合物を被覆された電子部品を挿入する工程と、
上記貫通孔または凹部内に樹脂を充填し且つ固化することにより上記電子部品を絶縁性の基板に内蔵する工程と、を含み、
上記樹脂は、エポキシ樹脂を主成分とし且つ無機フィラを含有し、
上記有機系化合物は、チタン系、アルミニウム系、シラン系の何れかからなる有機系化合物、またはこれら有機系化合物の混合物であり、
上記電子部品は、ＢａＴｉＯ3を主成分とするセラミックの本体と、複数の電極とからなり、該電極の端面は、上記樹脂の表面に露出している、
ことを特徴とする配線基板の製造方法。
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