JP5515210B2 - 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、絶縁板中に部品が埋設、実装された部品内蔵配線板およびその製造方法に係り、特に、端子が狭小ピッチで設けられた例えば半導体チップのような部品が埋設、実装された部品内蔵配線板およびその製造方法に関する。

半導体チップが埋設、実装された部品内蔵配線板の例として、下記特開２００３−１９７８４９号公報に記載のものがある。同公報にあるように半導体チップ（ベアチップ）を直接に配線板中に埋設、実装すれば、その内蔵構造はより単純にすることができる。

しかしながら、昨今の半導体チップにおける多端子化やその狭小化は目覚しく、このような最先端の半導体チップを直接多層配線板中に埋設、実装しようとすると、一般的なビルドアップ基板の配線ルールでは対応できない事態も発生している。例えば、半導体チップの端子ピッチが５０μｍ以下のケースもあり、一般的なビルドアップ基板におけるパターニング方法では最先端の技術でも７０μｍピッチ程度が限界である。

また、例え配線板の配線ルールが対応できるようになったとしても、実装装置が対応できるワークの大きさに限界が発生する。すなわち、一般的にプリント配線板の製造は、作業効率の向上のため、１枚のワークサイズをできるだけ大きくするのがよい。これにより１枚のワークの中に製品を多面配置して同時に製造する。例えばワークサイズは４００ｍｍ×５００ｍｍである。しかしながら、大きなワークでは、基板の寸法精度や位置精度、パターン仕上がり精度といった精度指標が悪化することから、配線板の配線ルールが狭小化するほど、実装装置は小さなワークサイズ対応にならざるを得なくなる。これにより、製造効率が悪化する。

さらに、半導体チップを直接に配線板中に埋設、実装する場合には、半導体チップのスクリーニングが単体では行えず、部品内蔵配線板として形成されたあとの工程でこれを行うことになる。よって、半導体チップの不良を原因として、配線板としての製造工程が無駄になることが少なからず発生し、コスト管理上の課題になる。
特開２００３−１９７８４９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、端子が狭小ピッチで設けられた例えば半導体チップのような部品が埋設、実装された部品内蔵配線板およびその製造方法において、製造効率を確保し、かつ内蔵部品の不良が原因で配線板としての製造工程が徒労に帰することを回避し得る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、絶縁板と；該絶縁板上に設けられた配線パターンと；を有する中間基板と、前記配線パターンを介して前記中間基板に実装された半導体チップと、前記中間基板および前記半導体チップを埋設する絶縁層と；該絶縁層中に設けられた内層の配線層である第１の内層配線層と；を有する多層配線板と、前記中間基板の前記配線パターンと前記多層配線板の前記第１の内層配線層とを電気的に導通するように、前記多層配線板の前記絶縁層の厚み方向一部を貫通して該配線パターンと該第１の内層配線層との間に挟設された第１の層間接続体と、前記第１の層間接続体を挟設する前記第１の内層配線層の、該第１の層間接続体が存在する側の隣の内層の配線層として前記多層配線板中に設けられた第２の内層配線層と、前記第１の内層配線層と前記第２の内層配線層とを電気的に導通するように、前記多層配線板の前記絶縁層の厚み一部を貫通して該第１の内層配線層と該第２の内層配線層との間に挟設された第２の層間接続体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、半導体チップが中間基板に実装され、この中間基板ごと絶縁層中に埋設されている。中間基板に設けられた配線パターンは多層配線板の内層配線層と電気的導通する。このような構成により、部品内蔵に関して、多層配線板の配線ルールに、中間基板の配線ルールが対応すればよいことになり、端子が狭小ピッチの部品でも容易に内蔵できる。すなわち、配線板として大きなワークサイズを使用して製造効率を確保できる。また、部品の不良検査には、中間基板に部品が実装された段階を利用できる。よって、内蔵部品の不良が原因で配線板としての製造工程が徒労に帰することを回避できる。

また、本発明の別の態様である部品内蔵配線板の製造方法は、第１の絶縁板と該第１の絶縁板上に設けられた第１の配線パターンとを有する中間基板と；前記第１の配線パターンを介して前記中間基板に実装された半導体チップと；を備えた中間実装基板を用意する工程と、前記第１の絶縁板とは別の絶縁板である第２の絶縁板上に前記中間実装基板が位置して該第２の絶縁板と前記第１、第２の絶縁板とは別の絶縁板である第３の絶縁板とにより前記中間実装基板が埋め込まれるように、かつ、前記第１の配線パターンが前記第２または第３の絶縁板に設けられた第２の配線パターンに前記第２または第３の絶縁板の厚み方向一部を貫通して設けられた第１の層間接続体を介して電気的に導通するように、かつ、該第２の配線パターンが前記第２または第３の絶縁板の前記厚み方向一部を貫通してさらに設けられた第２の層間接続体を介して該第２の配線パターンの隣の導電層となるべく前記第３または第２の絶縁板に設けられた第３の配線パターンに電気的に導通するように、前記第２の絶縁板に積層状に前記第３の絶縁板を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ひとつの例である。

本発明によれば、端子が狭小ピッチで設けられた例えば半導体チップのような部品が埋設、実装された部品内蔵配線板およびその製造方法において、製造効率を確保し、かつ内蔵部品の不良が原因で配線板としての製造工程が徒労に帰することを回避し得る。

本発明の実施態様として、前記第１の層間接続体が、前記半導体チップが実装されている前記配線パターンの面と同一の側の該配線パターンの面に接触して前記第１の内層配線層との間に挟設されている、とすることができる。これは、配線パターンの表面側を内層配線層との電気的導通に供する態様である。

また、前記第１の層間接続体が、前記半導体チップが実装されている前記配線パターンの面とは反対の側の該配線パターンの面に接触して前記第１の内層配線層との間に挟設されている、とすることもできる。これは、配線パターンの裏面側を内層配線層との電気的導通に供する態様である。

さらに、前記中間基板の前記配線パターンが、互いに電気的導通して前記絶縁板の一方の面および他方の面にそれぞれ設けられ、前記半導体チップが、前記配線パターンのうちの前記絶縁板の前記一方の面に設けられた配線パターンを介して前記中間基板に実装され、前記第１の層間接続体が、前記絶縁板の前記他方の面に設けられた前記配線パターンに接触して前記第１の内層配線層との間に挟設されている、とすることもできる。これは、配線パターンを中間基板の絶縁板の両面に設け、半導体チップをその片面のものに実装し、他面の配線パターンを内層配線層との電気的導通に供する態様である。

また、ここで、前記第１の層間接続体と前記第２の層間接続体とが同じ組成の材料でできている、とすることができる。これは、多層配線板で使用する層間接続体を中間基板の配線パターンとの電気的導通にも利用した態様であり、製造工程ではこの電気的導通のため新たな工程が発生せず、コスト低減に寄与する。

また、参考態様として、前記中間基板の前記配線パターンと前記多層配線板の前記第１の内層配線層との前記電気的導通が、前記配線パターンと前記第１の内層配線層との間に設けられたはんだまたは異方性導電性素材によりなされている、とすることができる。これによれば、中間基板の配線パターンと内層配線層との位置合わせの工程が新たに必要であるが、パターン同士の位置合わせであるのでより微細なパターン同士の接続が可能になるなどそれら間の接続が確実になる。

また、実施態様として、前記半導体チップが、前記中間基板に対してフリップ接続されている、とすることができる。フリップ接続の場合には高さ方向の寸法をより抑制できるので配線板中に内蔵するのに都合がよい。なお、中間基板にワイヤボンディングを介して半導体チップが実装されている場合でも内蔵は可能である。

また、実施態様として、前記中間基板の前記絶縁板の厚さが、前記多層配線板を構成する複数層の絶縁層のいずれよりも薄い、とすることができる。これによれば、中間基板が内蔵されることの影響が、多層配線板の複数の絶縁層のうちのより少ない層数に留まり、内層配線層におけるパターン形成の自由度があまり減少しない。

また、実施態様として、前記中間基板の前記絶縁板が、屈曲性のある素材である、とすることができる。絶縁板が屈曲性のある素材である中間基板の代表例として、ＴＣＰ（tape carrier package）構造が利用可能であり、これによればその多くの製造実績からより低コスト化を期待できる。

また、参考態様として、前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとの前記電気的導通は、該第１の配線パターンと該第２の配線パターンとの間にはんだまたは異方性導電性フィルムを設けることにより得られる、とすることもできる。これによれば、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの位置合わせの工程が新たに必要であるが、その分それら間の接続が確実になる。

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、同１２、同１３、同１４、同１５、配線層２１、同２２、同２３、同２４、同２５、同２６（＝合計６層、このうち配線層２２、２３、２４、２５は内層配線層）、層間接続体（縦方向導電体）３１、同３２、同３２ａ、同３４、同３５、スルーホール導電体（層間接続体３１等とは異種の縦方向導電体）３３、半導体チップ４１、導電性バンプ４２、アンダーフィル樹脂４３、中間基板５１（絶縁板５１ａと配線パターン５１ｂとを備える）、はんだレジスト６１、同６２を有する。

この配線板では、半導体チップ４１は、中間基板５１を介して内蔵されている。すなわち、半導体チップ４１は、あらかじめ中間基板５１に実装（フリップ接続）されて中間実装基板とされ、この中間実装基板が内蔵の対象部品になっている。このような中間実装基板としては、例えばＴＣＰと呼ばれる半導体パッケージの一態様を利用できる。ＴＣＰにおける中間基板５１は、通常、キャリア基板と呼ばれる。

中間基板５１には、絶縁板５１ａ上に、半導体チップ４１を実装するためのランドと、内層配線層２３との電気的導通のため層間接続体３２ａが突き当たるランドとを含む配線パターン５１ｂが形成されている。半導体チップ４１と配線パターン５１ｂとの電気的接続は、例えば、半導体チップ４１に設けられた端子パッド（不図示）上にＡｕ（金）のスタッド状のバンプ（導電性バンプ４２）を形設し、このバンプを配線パターン５１ｂの所定位置に圧接することによりなされている。半導体チップ４１と中間基板５１との間隙には、導電性バンプ４２によるこれらの実装部位を補強、保護するためアンダーフィル樹脂４３が満たされている。

部品内蔵配線板としてのほかの構造について述べると、配線層２１、２６はそれぞれ最外の配線層であり、配線層２２、２３、２４、２５はそれぞれすでに述べたように内層配線層である。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、配線層２４と配線層２５との間に絶縁層１４が、配線層２５と配線層２６との間に絶縁層１５が、それぞれ位置しこれらの配線層２１〜２６を隔てており、これらにより多層配線板が構成されている。各配線層２１〜２６は、例えばそれぞれ厚さ１８μｍの金属（銅）箔からなっている。

各絶縁層１１〜１５は、絶縁層１３を除き例えばそれぞれ厚さ１００μｍ、絶縁層１３のみ例えば厚さ３００μｍで、それぞれ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。特に絶縁層１３は、内蔵された半導体チップ４１に相当する位置部分が開口部となっており、半導体チップ４１を内蔵するための空間を提供する。絶縁層１２、１４は、内蔵された半導体チップ４１のための絶縁層１３の上記開口部および絶縁層１３のスルーホール導電体３３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。

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導電体３３により導通し得る。配線層２４と配線層２５とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層１４を貫通する層間接続体３４により導通し得る。配線層２５と配線層２６とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層１５を貫通する層間接続体３５により導通し得る。

配線層２１、２６上には、各種の部品（不図示）が実装され得る。実装ではんだ（不図示）が載るべき配線層２１、２６のランド部分を除いて、はんだ接続時に溶融したはんだをランド部分に留めかつその後は保護層として機能するはんだレジスト６１、６２が形成されている（厚さはそれぞれ例えば２０μｍ程度）。ランド部分の表層には、耐腐食性の高いＮｉ／Ａｕのめっき層（不図示）を形成するようにしてもよい。

層間接続体３１、３２、３２ａ、３４、３５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。なお、層間接続体３２ａは、内層の配線層２３と中間基板５１が備える配線パターン５１ｂの上面との間に挟設されかつ絶縁層１２を貫通して設けられている。このように、内蔵部品たる中間実装基板は層間接続体３２ａを介して内層の配線層２３に電気的導通する。

以上のような構成の部品内蔵配線板では、実用的な多層配線板の配線ルールと、内蔵される半導体チップ４１の端子パッドの配置密度との不適応を解消することができる。すなわち、半導体チップ４１の端子パッドの配置ピッチが部品内蔵配線板の配線ルールより狭小であっても、中間基板５１を設けることにより配線パターン５１ｂとして内層配線層２３との導通部分でパターンを粗にして対応できる。よって、中間実装基板を通常の（＝端子ピッチが狭小でない）内蔵部品と同様に扱うことが可能であり、製造過程においてワークサイズを小さくする必要はなく、コスト増を回避できる。

また、図示するように、中間基板５１の絶縁板５１ａの厚さが、積層構造の絶縁層１１〜１５のいずれよりも薄く、これにより、中間基板５１が内蔵されることによる、内層配線層におけるパターン形成領域の制限は多くともその１層のみ（この実施形態では内層の配線層２２）で生じる。よって、内層配線層２２〜２５におけるパターン形成の自由度に影響が少なく好ましい。

さらに、半導体チップ４１が直接に配線板中に内蔵される構造の場合と異なり、半導体チップ４１のスクリーニング（不良検査）を中間実装基板の段階で行うことが可能になる。よって、多層配線基板として組み立てられてから半導体チップ４１を検査する必要がなく、内蔵部品の不良が原因で、高価な配線板および配線板製造プロセス等の付加価値を上乗せして処分するような無駄なコストが発生しない。

またさらに、中間基板５１と内層の配線層２３との電気的導通が層間接続体３２ａを介してなされており、この層間接続体３２ａは、配線層２３と配線層２２とを導通するための層間接続体３２と同工程で形成することが可能である（詳しくはさらに後述する）。したがって、部品内蔵のため増加する工程はわずかであり、この点でもコスト減が実現する。

ここで、中間実装基板についてその構成と製造工程例を図２を参照して述べる。図２は、図１中に示した中間実装基板の製造過程の例を模式的に断面で示す工程図である。図２において、図１中に示した構成要素と同じまたは対応するものには同一符号を付している。

まず、厚さ例えば４０μｍのポリイミドの絶縁板５１ａ上にＣｕ（銅）箔（厚さ例えば９μｍ）が積層された積層板を用意し、そのＣｕ箔を所定にパターン化し配線パターン５１ｂを形成する（図２（ａ））。配線パターン５１ｂは、すでに述べたように、半導体チップ４１を実装するためのランドおよび内層配線層２３との導通のため層間接続体３２ａの細い側が突き当たるランドを含む。なお、前述したＴＣＰでは、当初、Ｃｕ箔が積層されたポリイミドの絶縁板５１ａが多数連なってテープ状にされており、このテープ状のままＣｕ箔のパターン形成および以下の工程を行うことができる。ポリイミドは屈曲性がありテープ状にして扱うことに向いている。

次に、図２（ｂ）に示すように、半導体チップ４１が実装されるべき中間基板５１上の位置に例えばディスペンサを用いて硬化前のアンダーフィル樹脂４３Ａを適用する。続いて、図２（ｃ）に示すように、Ａｕの導電性バンプ４２を伴った半導体チップ４１（厚さは例えば１００μｍ）を例えばフリップチップボンダを用いて、配線パターン５１ｂのランドに位置合わせし圧接する。圧接の後、その接続強度の向上のため、およびアンダーフィル樹脂４３Ａを硬化するため、加熱工程を行う。以上により、半導体チップ４１が実装された中間実装基板を得ることができる。なお、アンダーフィル樹脂４３Ａは、半導体チップ４１を配線パターン５１ｂに圧接したのちに、それらの間隙に液状のアンダーフィル樹脂４３Ａを毛管現象を利用して注入し満たすようにしてもよい。

図１、図２においては、内蔵部品として中間基板５１に半導体チップ４１がフリップ接続されたものを取り挙げているが、これに限らず、例えば、中間基板５１に半導体チップ４１がフェースアップで載置、固定され、その端子パッドと中間基板５１の配線パターン５１ｂとの接続がボンディングワイヤでなされている態様のものも利用できる。この場合には、ボンディングワイヤの取り付けを行ったのち、半導体チップ４１のフェース上と配線パターン５１ｂ上のボンディングワイヤが接続された部位とを樹脂で覆い硬化してこれらの保護部材とする。

次に、図１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、これを配線層２２に加工する。このパターニングでは、次に説明する中間実装基板が位置すべき領域において金属箔２２Ａが除去される。ただし、これに限らず、同領域において金属箔２２Ａが残存するようにしてもよい。この場合でも同領域の金属箔２２Ａは、中間実装基板の絶縁板５１ａに接触するのみである。

次に、図３（ｅ）に示すように、絶縁層１１上の所定位置に、すでに説明した中間実装基板を例えばマウンタを用いて載置し、さらにその状態で中間実装基板を絶縁層１１上に固定する。この固定には、例えば、接着剤を絶縁層１１上または絶縁板５１ａ上にあらかじめ塗布しておくなどして対応できる。以上により、半導体チップ４１の実装された中間実装基板が所定位置に載置、固定された状態の配線板素材が得られる。この配線板素材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７２をあけ、かつ内蔵する半導体チップ４１に相当する部分に開口部７１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４（ｂ）に示すように、貫通孔７２の内壁にスルーホール導電体３３を形成する。このとき開口部７１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、開口部７１の内壁に形成された導電体も除去される。

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、３２ａ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、内蔵する半導体チップ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。以上により得られた配線板素材を配線板素材２とする。

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７２のみ形成し内蔵部品用の開口部７１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に部品内蔵用の開口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などを積層する配置関係を示す図である。図５において図示下側の配線板素材１は、図３に示した工程により得られたものである。

図５の図示上側の配線板素材３は、下側の配線板素材１と同様な工程を適用し、かつそのあと層間接続体３４およびプリプレグ１４Ａを図示中間の配線板素材２における層間接続体３２、３２ａおよびプリプレグ１２Ａと同様にして形成し得られたものである。ただし、半導体チップ４１を含む中間実装基板のない構成であり、さらにプリプレグ１４Ａには半導体チップ４１用の開口部も設けない。そのほかは、金属箔（電解銅箔）２６Ａ、絶縁層１５、層間接続体３５、配線層２５、プリプレグ１４Ａ、層間接続体３４とも、それぞれ配線板素材１の金属箔２１Ａ、絶縁層１１、層間接続体３１、配線層２２、配線板素材２のプリプレグ１２Ａ、層間接続体３２、３２ａと同じである。

図５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１２Ａ、１４Ａ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、１４Ａの流動性により、半導体チップ４１の周りの空間およびスルーホール導電体３３内部の空間にはプリプレグ１２Ａ、１４Ａが変形進入し空隙は発生しない。

また、積層により、配線層２２、２４は、層間接続体３２、３４の頭部に突き当てられてそれぞれ電気的に接続される。同時に、中間実装基板の配線パターン５１ｂは、層間接続体３２ａの頭部に突き当てられて電気的に接続される。このように、内蔵部品たる中間実装基板における配線パターン５１ｂは、多層配線板としての層間接続体３２と同時に形成された層間接続体３２ａにより内層配線層２３に電気的導通がされるので、この電気的導通のため新たな工程が発生しない。よって、コスト低減に寄与する。

図５に示す積層工程の後、上下両面の金属箔２６Ａ、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、さらにはんだレジスト６１、６２の層を形成することにより、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。

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導電体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、２６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、各配線板素材１、３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。

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、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。同図において、すでに説明した構成要素と同じまたは相当するものには同一符号を付し、加えることがない限りその説明を省略する。

この実施形態では、中間実装基板として、絶縁板５１ａ、配線パターン５１ｂ、裏面配線パターン５１ｃ、層間接続体５１ｄを備えた中間基板５１Ａに、導電性バンプ４２を介して半導体チップ４１が実装されたものを使用している。さらに、多層配線板内へのその内蔵の位置が、ほぼ、絶縁層１２と絶縁層１３との境付近になっている。また、中間実装基板と内層の配線層との電気的接続が、中間基板５１Ａの裏面配線パターン５１ｃに頭部が突き当てられた層間接続体３２ａＡを介してなされている。層間接続体３２ａＡは、図１に示した実施形態の場合と異なり図で上側が細い径である。この事情は、配線層２２と配線層２３との層間接続体３２Ａも同様である。

図７は、図６中に示した中間実装基板の構成を模式的に示す断面図である。図７において、すでに説明した図中に登場したものと同一の構成には同一符号を付している。中間基板５１Ａで使用の層間接続体５１ｄの形成方法としては、例えば、導電性組成物をＣｕ箔上にスクリーン印刷して得られる導電性バンプを利用する方法を採用することができる（絶縁材料が異なるが図３（ａ）〜（ｃ）に示す工程に類似する）。層間接続体５１ｄを貫通して備えた両面Ｃｕ箔の絶縁板５１ａにおいて、その両面Ｃｕ箔を所定にパターニングして配線パターン５１ｂ、５１ｃを得ることができる。

図８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る。具体的には、配線板素材などを積層する配置関係を示す図であり、前述の実施形態における図５に示した工程に相当してなされるものである。図８において、すでに説明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いる。

図８に示すように、この実施形態では、配線板素材２Ａとして、プリプレグ１２Ａの積層、および層間接続体３２、３２ａの形成されていないものを使用する。ただし、中間基板５１Ａによる中間実装基板を、あらかじめ、所定の位置に図示するように取り付け固定しておく。この固定には接着剤を利用することができる。配線層２３は、中間基板５１Ａの配線パターン５１ｂとの接触がないようにあらかじめパターニングしておく。

また、配線板素材１Ａについては、プリプレグ１２Ａおよび層間接続体３２Ａ、３２ａＡを設けたものを用意する。すなわち、層間接続体３２Ａ、３２ａＡの形成およびプリプレグ１２Ａの積層を、中間実装基板のない配線板素材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。結果として配線板素材１Ａは、配線板素材３と同様の構成になる。

図８に示すような配置で各配線板素材１Ａ、２Ａ、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１２Ａ、１４Ａ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または同１４Ａの流動性により、半導体チップ４１の周りの空間およびスルーホール導電体３３内部の空間にはプリプレグ１２Ａ、１４Ａが変形進入し空隙は発生しない。

また、積層により、配線層２３、２４は、層間接続体３２Ａ、３４の頭部に突き当てられてそれぞれ電気的に接続される。同時に、中間実装基板の裏面配線パターン５１ｃは、層間接続体３２ａＡの頭部に突き当てられて電気的に接続される。このように、内蔵部品たる中間実装基板における配線パターン５１ｃは、多層配線板としての層間接続体３２Ａと同時に形成された層間接続体３２ａＡにより内層配線層２２に電気的導通がされるので、この電気的導通のため新たな工程が発生しない。よって、前述の実施形態と同様にコスト低減に寄与する。

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、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。同図において、すでに説明した構成要素と同じまたは相当するものには同一符号を付し、加えることがない限りその説明を省略する。

この実施形態では、中間実装基板として、絶縁板５１ａＡ、配線パターン５１ｂを備えた中間基板５１Ｂに、導電性バンプ４２を介して半導体チップ４１が実装されたものを使用している。さらに、多層配線板内へのその内蔵の位置が、図６に示した実施形態と同様に、ほぼ、絶縁層１２と絶縁層１３との境付近になっている。また、中間実装基板と内層の配線層との電気的接続が、中間基板５１Ｂの配線パターン５１ｂの裏面側（半導体チップ４１が実装されている側と反対の面）に頭部が突き当てられた層間接続体３２ａＡを介してなされている。この電気的接続ため、絶縁板５１ａＡは、層間接続体３２ａＡの頭部が突き当てられる部位において貫通している。

図１０は、図９中に示した中間実装基板の構成を模式的に示す断面図である。図１０において、すでに説明した図中に登場したものと同一の構成には同一符号を付している。中間基板５１Ｂにおける絶縁板５１ａＡの貫通部分の形成方法としては、配線パターン５１ｂのパターン形成後、絶縁板５１ａＡの裏面側からその所定部位を、例えばエッチング加工やレーザ加工する方法を採用することができる。

図１１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る。具体的には、配線板素材などを積層する配置関係を示す図であり、上記各実施形態における図５または図８に示した工程に相当してなされるものである。図１１において、すでに説明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いる。

図１１に示すように、この実施形態の積層工程は、図８に示したものと類似する。配線板素材２Ｂとして、図１０に示した、中間基板５１Ｂによる中間実装基板が所定の位置に取り付け固定されたものを使用する。この固定には接着剤を利用することができる。配線層２３は、中間基板５１Ｂの配線パターン５１ｂとの接触がないようにあらかじめパターニングしておく。

配線板素材１Ａについては、図８に示した実施形態と同様である。図１１に示すような配置で各配線板素材１Ａ、２Ｂ、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１２Ａ、１４Ａ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または同１４Ａの流動性により、半導体チップ４１の周りの空間およびスルーホール導電体３３内部の空間にはプリプレグ１２Ａ、１４Ａが変形進入し空隙は発生しない。

また、積層により、配線層２３、２４は、層間接続体３２Ａ、３４の頭部に突き当てられてそれぞれ電気的に接続される。同時に、中間実装基板における配線パターン５１ｂの裏面側は、層間接続体３２ａＡの頭部に突き当てられて電気的に接続される。このように、内蔵部品たる中間実装基板における配線パターン５１ｂは、多層配線板としての層間接続体３２Ａと同時に形成された層間接続体３２ａＡにより内層配線層２２に電気的導通がされるので、この電気的導通のため新たな工程が発生しない。よって、前述の各実施形態と同様にコスト低減に寄与する。

次に、本発明のさらに別の（第４の）実施形態に係る部品内蔵配線板について図１２を参照して説明する（この形態は、その記載にかかわらず参考例である）。図１２は、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。同図において、すでに説明した構成要素と同じまたは相当するものには同一符号を付し、加えることがない限りその説明を省略する。

この実施形態では、中間実装基板として、絶縁板５１ａ、配線パターン５１ｂを備えた中間基板５１に、導電性バンプ４２を介して半導体チップ４１が実装されたもの（すなわち図１に示した実施形態で使用のものと構成が同じもの）を使用している。さらに、多層配線板内へのその内蔵の位置は、図６、図９に示した実施形態と同様に、ほぼ、絶縁層１２と絶縁層１３との境付近になっている。また、中間実装基板と内層の配線層との電気的接続が、中間基板５１の配線パターン５１ｂと内層の配線層２３との間に設けられた異方性導電性フィルム５２を介してなされている。

図１３は、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である。具体的には、配線板素材などを積層する配置関係を示す図であり、上記各実施形態における図５、図８、図１１に示した工程に相当してなされるものである。図１３において、すでに説明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いる。

図１３に示すように、この実施形態の積層工程は、図８、図１１に示したものと類似する。配線板素材２Ｃとして、中間基板５１による中間実装基板が、異方性導電性フィルム５２を介して絶縁層１３上の配線層２３に電気的、機械的に取り付け固定されたものを使用する。この固定には、異方性導電性フィルム５２自体が有する硬化性樹脂を利用することができる。配線パターン５１ｂと配線層２３との位置合わせを要するため工程が増加するが、パターン同士の位置合わせであるのでより微細なパターン同士の接続が可能になるなど確実な接続を実現できる。なお、異方性導電性フィルム５２としては、異方性導電性素材一般（例えば異方性導電性樹脂）を使用可能である。また、異方性導電性フィルム５２に代えてはんだ（製造工程としてはクリームはんだ）を使用する態様もあり得る。

配線板素材１Ｂについては、中間基板５１の配線パターン５１ｂに突き当たるような層間接続体（層間接続体３２ａ、３２ａＡ）のないものを使用する。その余は図８、図１１に示した実施形態の配線板素材１Ａと同様である。図１３に示すような配置で各配線板素材１Ｂ、２Ｃ、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１２Ａ、１４Ａ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または同１４Ａの流動性により、半導体チップ４１の周りの空間およびスルーホール導電体３３内部の空間にはプリプレグ１２Ａ、１４Ａが変形進入し空隙は発生しない。また、積層により、配線層２３、２４は、層間接続体３２Ａ、３４の頭部に突き当てられてそれぞれ電気的に接続される。

図１２、図１３に示した実施形態の変形例としては、図６、図９に示した実施形態のように、（中間基板５１に代えて）中間基板５１Ａまたは５１Ｂを有する中間実装基板を使用し、層間接続体３２ａＡを設けこれをも中間実装基板との電気的接続に供するような形態も考えられる。すなわち、この場合、中間実装基板の裏面側では層間接続体３２ａＡを介して内層の配線層２２との電気的接続がなされ、中間実装基板の表面側では異方性導電性フィルム５２またははんだを介する内層の配線層２３との電気的接続がなされる。

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中に示した中間実装基板の製造過程の例を模式的に断面で示す工程図。 図１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中に示した中間実装基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９中に示した中間実装基板の構成を模式的に示す断面図。 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（第４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。

符号の説明

１、１Ａ…配線板素材、２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ…配線板素材、３…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、１４…絶縁層、１４Ａ…プリプレグ、１５…絶縁層、２１…配線層、２１Ａ…金属箔（銅箔）、２２…内層配線層、２２Ａ…金属箔（銅箔）、２３…内層配線層、２３Ａ…金属箔（銅箔）、２４…内層配線層、２４Ａ…金属箔（銅箔）、２５…内層配線層、２６…配線層、２６Ａ…金属箔（銅箔）、３１、３２、３２Ａ、３４、３５…層間接続体（導電性組成物印刷による導電性バンプ）、３２ａ、３２ａＡ…層間接続体（導電性組成物印刷による導電性バンプ）、３３…スルーホール導電体、４１…半導体チップ、４２…導電性バンプ（Ａｕスタッドバンプ）、４３…アンダーフィル樹脂、４３Ａ…アンダーフィル樹脂（硬化前）、５１、５１Ａ、５１Ｂ…中間基板（キャリア基板）、５１ａ、５１ａＡ…絶縁板、５１ｂ…配線パターン、５１ｃ…裏面配線パターン、５１ｄ…層間接続体、５２…異方性導電性フィルム、６１、６２…はんだレジスト、７１…部品用開口部、７２…貫通孔。

Claims (9)

1. 絶縁板と；該絶縁板上に設けられた配線パターンと；を有する中間基板と、
   前記配線パターンを介して前記中間基板に実装された半導体チップと、
   前記中間基板および前記半導体チップを埋設する絶縁層と；該絶縁層中に設けられた内層の配線層である第１の内層配線層と；を有する多層配線板と、
   前記中間基板の前記配線パターンと前記多層配線板の前記第１の内層配線層とを電気的に導通するように、前記多層配線板の前記絶縁層の厚み方向一部を貫通して該配線パターンと該第１の内層配線層との間に挟設された第１の層間接続体と、
   前記第１の層間接続体を挟設する前記第１の内層配線層の、該第１の層間接続体が存在する側の隣の内層の配線層として前記多層配線板中に設けられた第２の内層配線層と、
   前記第１の内層配線層と前記第２の内層配線層とを電気的に導通するように、前記多層配線板の前記絶縁層の厚み一部を貫通して該第１の内層配線層と該第２の内層配線層との間に挟設された第２の層間接続体と
   を具備することを特徴とする部品内蔵配線板。
2. 前記第１の層間接続体が、前記半導体チップが実装されている前記配線パターンの面と同一の側の該配線パターンの面に接触して前記第１の内層配線層との間に挟設されてい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１の層間接続体が、前記半導体チップが実装されている前記配線パターンの面とは反対の側の該配線パターンの面に接触して前記第１の内層配線層との間に挟設されていることを特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
4. 前記中間基板の前記配線パターンが、互いに電気的導通して前記絶縁板の一方の面および他方の面にそれぞれ設けられ、
   前記半導体チップが、前記配線パターンのうちの前記絶縁板の前記一方の面に設けられた配線パターンを介して前記中間基板に実装され、
   前記第１の層間接続体が、前記絶縁板の前記他方の面に設けられた前記配線パターンに接触して前記第１の内層配線層との間に挟設されていること
   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の層間接続体と前記第２の層間接続体とが同じ組成の材料でできていることを特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
6. 前記半導体チップが、前記中間基板に対してフリップ接続されていることを特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
7. 前記中間基板の前記絶縁板の厚さが、前記多層配線板を構成する複数層の絶縁層のいずれよりも薄いことを特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
8. 前記中間基板の前記絶縁板が、屈曲性のある素材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。
9. 第１の絶縁板と該第１の絶縁板上に設けられた第１の配線パターンとを有する中間基板と；前記第１の配線パターンを介して前記中間基板に実装された半導体チップと；を備えた中間実装基板を用意する工程と、
   前記第１の絶縁板とは別の絶縁板である第２の絶縁板上に前記中間実装基板が位置して該第２の絶縁板と前記第１、第２の絶縁板とは別の絶縁板である第３の絶縁板とにより前記中間実装基板が埋め込まれるように、かつ、前記第１の配線パターンが前記第２または第３の絶縁板に設けられた第２の配線パターンに前記第２または第３の絶縁板の厚み方向一部を貫通して設けられた第１の層間接続体を介して電気的に導通するように、かつ、該第２の配線パターンが前記第２または第３の絶縁板の前記厚み方向一部を貫通してさらに設けられた第２の層間接続体を介して該第２の配線パターンの隣の導電層となるべく前記第３または第２の絶縁板に設けられた第３の配線パターンに電気的に導通するように、前記第２の絶縁板に積層状に前記第３の絶縁板を一体化する工程と
   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。

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