JP5786331B2 - 部品内蔵配線板 - 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に係り、特に、薄板化を目指した構成の部品内蔵配線板に関する。

部品内蔵配線板の例として、特開２００３−１９７８４９号公報に記載されたものがある。同文献に開示された配線板では、チップコンデンサ（チップキャパシタ）などの受動素子部品に加えて、半導体チップ（能動素子部品）が埋設の対象部品になっている。

上記のような半導体チップと受動素子部品とを混載で内蔵した配線板において、内蔵の部品厚さに着目すると、半導体チップの場合は通常０．５ｍｍ程度の厚さがあるものの、バックグラインドの手法で薄型化することが可能であり、例えば５０μｍ程度まで薄くしたものを使用できる。これに対して、受動素子部品の場合はそのサイズが規格化されており、例えば比較的小さい０６０３サイズや０４０２サイズの場合で、それぞれ、横０．６ｍｍ×縦０．３ｍｍ×厚さ０．３ｍｍ、横０．４ｍｍ×縦０．２ｍｍ×厚さ０．２ｍｍである。よって、薄型化した半導体チップとの比較では数倍程度の厚さになってしまう。

したがって、少なくとも受動素子部品を内蔵する部品内蔵配線板においては、受動素子部品の厚みに対応する厚さ方向の内蔵領域を用意することが必須になり、部品内蔵配線板の薄板化を制限するひとつの要因になっている。

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、絶縁板中に部品が埋設、実装された部品内蔵配線板において、薄板化が可能な部品内蔵配線板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、第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層に対して積層状に位置する第２の絶縁層と、板状の無機材料基材と；該無機材料基材の一方の面上に層状に形成された第１の受動素子であるキャパシタと；該無機材料基材の該一方の面上に銅のパターンで形成された、該第１の受動素子につながる第１のリード導電部と；該第１の受動素子および該第１のリード導電部を内部に収めるように該無機材料基材の該一方の面上に形成された、有機絶縁材料であるベンゾシクロブテンの第１の膜と；該第１の膜の面上に層状に形成された第２の受動素子である、チタンまたはクロムの抵抗膜を有する抵抗と；該第１の膜の面上に形成された、銅のパターンを有しかつ該銅のパターンと該第１の膜との間に前記抵抗膜が挟まれるように延設されている、該第２の受動素子につながる第２のリード導電部と；該第２の受動素子および該第２のリード導電部を内部に収めるように該第１の膜の面上に形成された、ベンゾシクロブテンの第２の膜と；前記第１および第２の受動素子に電気的につながるように設けられた複数の端子と；を有する、前記第２の絶縁層に埋設された受動素子部品と、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層とに挟まれて設けられた、前記受動素子部品用の接続ランドを含む配線パターンと、前記受動素子部品の前記複数の端子と前記配線パターンの前記接続ランドとを電気的に接続する接続部材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では、少なくとも、端子を有する受動素子部品が埋設で備えられているが、この受動素子部品が、板状の無機材料基材と、該無機材料基材の一方の面上に層状に形成された受動素子とを有している。そして、受動素子のリード部分が、銅のパターンで形成され、上記無機材料基材の一方の面上に、受動素子の少なくとも一部に接触して有機絶縁材料の膜が設けられている。すなわち、受動素子部品が、半導体チップと同様に板状の無機材料基材を有していて、受動素子がこの無機材料基材の一方の面上に層状に形成されている、という構成になっている。さらに、受動素子のリード部分が、銅のパターンで形成され、かつ、無機材料基材の一方の面上には、受動素子の少なくとも一部に接触して有機絶縁材料の膜が設けられている。

よって、内蔵の受動素子部品が、半導体チップを有する部品と同等に薄型化され得る態様であり、部品内蔵配線板として、受動素子部品の厚みに対応する厚さ方向の内蔵領域の用意が、薄いもので足りる。したがって、部品内蔵配線板として薄板化が達成できる。加えて、受動素子部品においては、受動素子のリード部分を銅のパターンで形成し、受動素子の少なくとも一部に接触して有機絶縁材料の膜を設けるようにしたので、例えば薄膜形成プロセスを用い、特性のよい受動素子が容易に作り込まれ得る。

本発明によれば、絶縁板中に部品が埋設、実装された部品内蔵配線板において、薄板化が可能になる。

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に内蔵の受動素子部品の構成例を模式的に示す断面図。 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。 図２に示した受動素子部品の変形例を模式的に示す断面図。 図６に示した受動素子部品を用いる場合の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６に示したものとは異なる、図２に示した受動素子部品の変形例を模式的に示す断面図。

本発明の態様として、前記受動素子部品の前記有機絶縁材料は、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）である。ＢＣＢの膜は、吸湿性が低くかつ誘電率も低いため、複数の受動素子の間に位置してこれらの間を絶縁する絶縁膜（層間絶縁膜）として非常に適している。

また、実施態様として、前記受動素子部品の前記無機材料基材が、シリコン、セラミック、およびガラスからなる群より選択された一種の半導体基材または非導電性基材である、とすることができる。受動素子部品に用いる無機材料基材として、これらの基材は適当である。ひとつは薄くても（例えば数十μｍ厚）部品として剛性を保ち得、入手性もよく、さらに、その面上に受動素子を層状に形成する技術が周知技術として数多く存在することによる。また、バックグラインドの手法により薄く加工することも比較的容易である。

無機材料基材がシリコンである場合は、例えば半導体製造プロセスで使用されるプロセスの流用で、これらの受動素子をこのシリコン板上に作り込むことができる。半導体製造プロセスの流用により、コスト低減、生産性向上など多くの利点が見込める。また、２種以上の受動素子を作り込めば受動回路網を形成することもでき、受動素子部品として付加価値が向上する。

また、実施態様として、前記受動素子部品の前記無機材料基材が、面上にシリコン酸化物の絶縁層が形成されているシリコンの基材であり、前記受動素子部品の前記第１の受動素子が、前記シリコンの基材の前記絶縁層上に設けられた下部電極層と、該下部電極層上に設けられた、タンタルオキサイドまたはベンゾシクロブテンの誘電体層と、該誘電体層上に設けられた上部電極層とを有し、該上部電極層上に前記第１の膜が接触して設けられており、前記第１のリード導電部が前記下部電極層から延設されている、とすることができる。

これは、受動素子部品が有する受動素子がキャパシタである場合の構造的な一例である。誘電体層としてタンタルオキサイドを用いた場合は静電容量の大きなキャパシタとすることができる。同じくＢＣＢを用いた場合は、有機絶縁材料の膜である層間絶縁膜もＢＣＢとすることで、廉価なプロセスとすることができる。

また、抵抗性の膜としてチタンまたはクロムの膜を用いれば、薄膜形成プロセスを用い、特性のよい抵抗を容易に作ることができる。そして、この抵抗膜が、抵抗のリード部分である銅のパターンの下側でかつ有機絶縁材料の膜の上にも設けられることにより、配線パターンを含めて抵抗を効率よく形成することができる。

また、実施態様として、前記受動素子部品の前記無機材料基材が、シリコンの基材であり、前記受動素子部品が、前記シリコンの基材を貫通して設けられた複数の銅製導電ビアをさらに有し、該受動素子部品の前記複数の端子が、前記複数の銅製導電ビアを介して前記第１および第２の受動素子に電気的につながるように前記無機材料基材の前記一方の面とは反対の側の面上に設けられている、とすることができる。これは、受動素子部品の複数の端子が、受動素子が形成された側の面とは反対の側の面上に設けられた態様である。これによれば、シリコンの基材を貫通するビアの形成が必要になるが、面内で端子の配置自由度が高く、特に端子の数が多い場合に向いていると考えられる。

また、実施態様として、接続部材が、はんだである、とすることができる。この場合、受動素子部品の実装に表面実装技術を用いることが可能であり、特に低コスト化することができる。

また、実施態様として、前記接続部材が、金である、とすることができる。この場合、受動素子部品の実装がフリップ接続でなされ得る。フリップ接続の場合、より狭ピッチの端子を有する受動素子部品を内蔵素子として用いることができ、これにより部品内蔵の高密度化を図ることができる。

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。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、配線層（配線パターン）２１、同２２、同２３、同２４（＝合計４層、このうち配線層２２、２３は内層配線層）、層間接続体３１、同３２、同３３、板状の受動素子部品４１、接続部材（はんだ）５１を有する。

すなわち、この配線板は、内蔵部品として、板状に構成された受動素子部品４１を有していて、この受動素子部品４１は、板状構成の一方の面上に端子４１ａを有し、端子４１ａが内層の配線層２２による接続用ランドに対向位置している。受動素子部品４１の端子４１ａと配線層２２の接続用ランドとは接続部材（はんだ）５１により電気的、機械的に接続されている。受動素子部品４１のより具体的な構成は、例えば以下、図２を参照して説明するごとくである。

図２は、図１に示した部品内蔵配線板に内蔵の受動素子部品の構成例を模式的に示す断面図である。図２に示すように、この受動素子部品４１は、端子４１ａ、板状の無機材料基材（シリコン板）４１ｂ、シリコン酸化物層４１ｂｂ、誘電体層４１ｃ、導電体層（電極層）４１ｄ、ビア（コンタクト）４１ｅ、層間絶縁膜４１ｆ、導電体層（電極層）４１ｇを有する。

この例の受動素子部品４１は、受動素子としてキャパシタを例えばひとつ備えるものであり（多数個を面方向に並べて備えることもできる）、シリコン板４１ｂを基材として、基材の全面上に形成の絶縁体であるシリコン酸化物層４１ｂｂを介し、キャパシタが層状に形成されている。すなわち、シリコン酸化物層４１ｂｂ上には、導電体層（電極層）４１ｇが形成され、その上には、所定面積、所定厚の誘電体層４１ｃが形成され、誘電体層４１ｃ上には誘電体層４１ｃ上の全領域を覆うように導電体層（電極層）４１ｄが形成されている。導電体層４１ｇは、電極層として機能する部分に加えて配線として機能する部分を含んでもよい。

導電体層４１ｄ上の全領域、および、導電体層４１ｇ、誘電体層４１ｃ、導電体層４１ｄの各側面には、これらに接触して覆うように有機絶縁材料の層間絶縁膜４１ｆが形成されている。そして、層間絶縁膜４１ｆを貫通して導電性のビア４１ｅ、同４１ｅが設けられ、その一方は導電体層４１ｄに接触、導通し、他方は導電体層４１ｇに接触、導通している。また、ビア４１ｅに接触してその上には端子４１ａ、同４１ａが設けられている。ビア４１ｅは、キャパシタのリード部分と見ることができる。

導電体層４１ｇ、導電体層４１ｄ、ビア４１ｅは、例えば、銅で形成することができる。誘電体層４１ｃは、例えば、タンタルオキサイドやベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）で形成することができる。層間絶縁膜４１ｆは、例えば、ＢＣＢやポリイミドで形成することができる。誘電体層４１ｃと層間絶縁膜４１ｆとを両者ともＢＣＢとする場合は、プロセスの簡略化によるコスト減を見込める。誘電体層４１ｃをタンタルオキサイドとする場合は、静電容量の比較的大きなキャパシタを形成できる。ＢＣＢの膜は、吸湿性が低くかつ誘電率も低いため、層間絶縁膜として適している。ＢＣＢほどではないが同様の性質を有するポリイミドを、ＢＣＢに代えて使用することができる。

導電体層４１ｇ、導電体層４１ｄの形成には、例えば、半導体製造プロセス同様の薄膜形成技術（ＣＶＤ、スパッタリング、めっきなど）を利用することができる。層間絶縁膜４１ｆ、ビア４１ｅ、端子４１ａの形成には、例えば、ウエハレベル・チップスケールパッケージの半導体部品の製造技術と同様の、エリア配置（グリッド状配列）の表面実装用端子を形成する技術を利用することができる。誘電体層４１ｃの形成には、その材料に応じた薄膜形成技術を利用することができる。この受動素子部品４１では、端子４１ａの形成までを一方の面上で一連に行うことができ、効率的な部品形成が可能である。

この受動素子部品４１は、例えば、一般の厚さ（例えば０．５ｍｍ程度）を有するシリコンウエハの板を用意し以下のように製造することができる。すなわち、このシリコンウエハ板の片面上に例えば熱酸化でシリコン酸化物層４１ｂｂを形成し、続いて、導電体層４１ｇ、誘電体層４１ｃ、導電体層４１ｄ、層間絶縁膜４１ｆをそれらの総厚として、キャパシタとして機能させるのに問題のない、例えば数μｍの厚さで形成する。その後、そのシリコンウエハ板から切り出したチップを剛性確保に十分な厚さ、例えば７０μｍ程度の厚さにバックグラインドする。つまり受動素子部品４１Ａとしては、端子４１ａを含んで、厚くとも７５μｍ以下の厚さで構成することができる。

よって、受動素子部品４１は、一般的な表面実装型受動素子部品である０６０３サイズや０４０２サイズのものより大幅に薄く、半導体チップを有する部品と同等の薄型となっている。そこで、これを利用する図１に示す部品内蔵配線板として薄板化が達成される。薄板化の効果を換言すると、スクリーン印刷（後述）を由来とする層間接続体３２が導通させる層方向に互いに隣り合う配線層２２、２３の間に、内蔵の受動素子部品４１が位置できる点、すなわち、そのように隣り合う２つの配線層２２、２３の間に部品４１を内蔵できるという点を挙げることができる。

なお、図２に示すような、板状の無機材料基材としてシリコン板４１ｂを利用する形態は、その面上に素子を形成するプロセスが半導体製造で使用のプロセスを流用できるものであり、多種多様な受動素子を多数作り込むこと（後述する）や、さらにはこれらにより受動回路網を構成させることも容易である。半導体製造プロセスの利用により、コスト低減、生産性向上など多くの利点が見込める。

図２においては板状の無機材料基材４１ｂとして半導体基材であるシリコン板の場合を説明したが、これに代えて非導電性基材であるセラミックやガラスの板も利用できる。それらの場合も、薄くても（例えば数十μｍ厚）部品として剛性を保ち得、入手性もよく、さらに、その面上に受動素子を層状に形成する技術が周知技術として数多く存在する。

図１を参照する説明に戻り、部品内蔵配線板としてほかの構造については以下である。まず、配線層２１、２４は、配線板としての両主面上の配線層であり、その上に各種の部品（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、２４のランド部分を除いて両主面上には、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の層を形成することができる（厚さは例えば２０μｍ程度）。その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。

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、同１３が、配線層２３と配線層２４との間に絶縁層１４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９μｍ〜１８μｍ程度の厚さの金属（銅）箔からなっている。配線層２２によるランド上には、上記のように受動素子部品４１がはんだ５１を介して実装されている。

各絶縁層１１〜１４は、図示するように、それぞれリジッドな絶縁樹脂（例えばエポキシ樹脂）とこれを補強する補強材（例えばガラスクロス）とからなっている。ただし、絶縁層１２の補強材は、受動素子部品４１が埋設された領域には存在しない。これは、内蔵された受動素子部品４１に相当する位置部分がもともとは絶縁層１２の開口部になっており、受動素子部品４１を埋設するための空間を提供しているからである。その後、絶縁層１２、１３は、内蔵された受動素子部品４１のための上記開口部を埋めるように変形または進入し内部に空隙となる空間は存在しなくなる。各絶縁層１１〜１４に補強材を設けることにより、部品内蔵配線板として薄板化しているものの十分な剛性を得ることができる。

各絶縁層１１〜１４の厚さは、絶縁層１１が例えば３０μｍ〜７０μｍ程度、絶縁層１２が例えば７０μｍ〜１００μｍ程度、絶縁層１３が例えば４０μｍ〜５０μｍ程度、絶縁層１４が例えば３０μｍ〜７０μｍ程度とし得る。このような各絶縁層１１〜１４の厚さにより、受動素子部品４１を内蔵した部品内蔵配線板の総厚として２５０μｍ程度を実現することができる。

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、同１３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、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３３により導通し得る。

層間接続体３１、３２、３３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、層間接続体３１、３３で例えば１５０μｍ、層間接続体３２で例えば２２０μｍである。これらの層間接続体３１、３２、３３は、小さな領域に高密度に設けることができ、配線板としてのファイン化に資することができる。

この配線板は、上記説明のように、内蔵部品として、板状に構成された受動素子部品４１を有しているが、このような受動素子部品４１としては、あらかじめ特性検査し合格したものを使用できる。特性検査は、半導体チップを対象として行う検査を流用することができる。特性のよいものをあらかじめ選別しこれを配線板に内蔵する部品とすることで、完成された部品内蔵配線板として、歩留まりを向上することができる。

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９μｍ（〜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１５０μｍ、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。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７０μｍ（〜３０μｍ）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している。）。続いて、図３（ｃ）に示すように、プリプレグ１１Ａ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、接続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接続用ランド上に、例えばスクリーン印刷により、図３（ｅ）に示すように、クリームはんだ５１Ａを適用する。スクリーン印刷によれば容易に効率的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で適用することもできる。

続いて、端子４１ａを有する受動素子部品４１をクリームはんだ５１Ａを介して接続用ランド上に例えばマウンタで載置する。そして、例えばリフロー炉で加熱してクリームはんだ５１Ａをリフローする。このような受動素子部品４１の実装は、表面実装技術によるものであり、低コストである。以上により、図３（ｆ）に示すように、はんだ５１により受動素子部品４１が配線層２２の接続用ランド上に接続された状態の積層部材１が得られる。この積層部材１を用いる後の工程については図５で述べる。

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１２、１３、１４を中心とした部分の製造工程を示している。まず図４（ａ）に図示のものは、図３（ａ）から図３（ｄ）に示した工程と同様の工程により得られる部材である。すなわち、金属箔（電解銅箔）２４Ａ、絶縁層１４、層間接続体３３、配線層２３は、それぞれ、図３中における金属箔２１Ａ、絶縁層１１、層間接続体３１、配線層２２に相当する。

次に、図４（ｂ）に示すように、配線層２３上の所定位置に例えばスクリーン印刷により、層間接続体３２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２２０μｍ、高さ例えば２００μｍ）に形成する。この導電性組成物は、層間接続体３１で使用のものと同一のものでよい。層間接続体３２の印刷後これを乾燥させて硬化させる。

次に、図４（ｃ）に示すように、配線層２３上に厚さ例えば公称４０μｍ（〜５０μｍ）のＦＲ−４のプリプレグ１３Ａおよび公称７０μｍ（〜１００μｍ）のＦＲ−４のプリプレグ１２Ａを積層して層間接続体３２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３２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している。）。以上により得られた部材を積層部材２とする。

なお、図４（ｃ）に示すプリプレグ１３Ａ、１２Ａの積層前に、プリプレグ１２Ａについては、受動素子部品４１を収めるべき大きさの部品用開口部１２ｏをあらかじめ形成しておく。部品用開口部１２ｏの形成によりプリプレグ１２Ａが有する補強材も、図示するように、その開口部１２ｏの部分で除去される。このような補強材の除去は、内蔵される受動素子部品４１への積層時の当たりを回避し破壊に至るような応力発生を防止する上で好ましい。

次に、図５を参照して説明する。図５は、上記で得られた積層部材１、２を積層する配置関係を示す図である。図５に示すような配置で積層部材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、１３Ａ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、１３Ａの流動性により、受動素子部品４１周りの空間にはプリプレグ１２Ａ、１３Ａが変形または進入し空隙は発生しない。また、層間接続体３２は、配線層２２に電気的に接続される。

図５に示す積層工程の後、上下両面の金属箔２４Ａ、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、層間接続体３１、３２、３３について、説明した導電性組成物印刷による導電性バンプを由来とするもの以外に、例えば、金属板エッチングにより形成された金属バンプ、導電性組成物充填による接続体、めっきにより形成された導体バンプなどを由来とするものなどのうちから適宜選択、採用することもできる。また、外側の配線層２１、２４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、各積層部材１、２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。

以上、本発明の一実施形態についてひととおり説明したが、次に、内蔵させる受動素子部品４１についてその変形例を説明する。まず、図６は、図２に示した受動素子部品４１の変形例を模式的に示す断面図である。図６において、図２中に示したものと同一または同一相当のものには同一の符号を付してある。特に加えるべき事項がない限りその部分の説明は省略する。

図６に示す受動素子部品４１Ａは、表面実装用の端子４１ａに代えて、フリップ接続用のパッドである端子４１ａａを有するものである。フリップ接続については、半導体部品では一般に周知である。このフリップ接続のため、端子４１ａａ上にあらかじめ、接続部材となるべき突起電極５２が形設されている。突起電極５２は、材質として例えばＡｕ（金）であり、あらかじめパッド上にスタッド状に形成されたものである。フリップ接続の場合、より狭ピッチの端子４１ａａを有する受動素子部品４１Ａを内蔵素子として用いることができる。多数の受動素子が形成され、より狭ピッチの端子４１ａａを有する受動素子部品４１ａを用いることにより、部品内蔵の高密度化を図ることができる。

図７は、図６に示した受動素子部品４１Ａを用いる場合の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、すでに説明した図３（ｅ）の段階に相当する図示である。図７において、すでに説明した図中に示したものと同一または同一相当の構成要素には同一の符号を付してある。

配線層２２には、突起電極５２に位置を合わせてランドがパターン形成されている。ランドと突起電極５２との位置合わせを行い、受動素子部品４１ａを絶縁層１１上にフリップ実装する。受動素子部品４１Ａと配線層２２および絶縁層１１との間には、フリップ接続部分の機械的および化学的な保護のためアンダーフィル樹脂５５の層を充填するように形成する。以上より得られた積層部材１Ａを、図５における積層部材１に代えて用いることで、図１に示したものとは内蔵された受動素子部品の態様が異なる部品内蔵配線板を得ることができる。

次に、図８は、図６に示したものとは異なる、図２に示した受動素子部品４１の変形例を模式的に示す断面図である。図８において、すでに説明した図中に示したものと同一または同一相当のものには同一の符号を付してある。特に加えるべき事項がない限りその部分の説明は省略する。

この受動素子部品４１Ｂは、その有する受動素子として、キャパシタのほか、抵抗、インダクタがそれぞれ、層状に形成されているものである。また、基材としてシリコン板４１ｂを用いたことは図２、図６に示したものと同様であるが、受動素子部品４１Ｂとしての端子６ｂを、シリコン板４１ｂを貫通して形成された銅製導電ビア６ａを介して受動素子に電気的に連なるように、シリコン板４１ｂの反対側の面上に設けている。

シリコン板４１ｂを貫通して銅製導電ビア６ａを設けることは、半導体製造プロセスとして公知技術である。反対面の端子６ｂによれば、面内での配置自由度が高く、特に端子の数が多い場合に向いていると考えられる。なお、シリコン板４１ｂを貫通して銅製導電ビア６ａを設け、さらに反対面に端子６ｂを設ける構造では、これらとシリコン板４１ｂとの絶縁性を確保するため、シリコン板４１ｂの材料との界面に当たる部位に絶縁膜（不図示）を設けることが行われる。

この受動素子部品４１Ｂが有する受動素子は、配線層である３つの層、すなわち導電体層４１ｇ（下層）、同４ｃ（中層）、同５ｂ（上層）の各層に応じて、各種設けることできる。

下層配線層である導電体層４１ｇの層には、図示するように、キャパシタを設けることができる。このキャパシタの構造は、図２に示した受動素子部品４１が有するキャパシタと同様である（参照符号も同様である）。なお、この導電体層４１ｇの層には、導体パターンを渦巻きに形成することで、後述するインダクタを設けることも可能である。

中層配線層である導電体層４ｃの層（例えば銅の層）には、図示するように、抵抗を設けることができる。この抵抗は、例えばチタンまたはクロムの抵抗膜４ｂを抵抗性の本体としているが、抵抗膜４ｂは、この抵抗のリード部分である導電体層４ｃのパターンの下側を含め、導電体層４ｃ全領域の下側でかつ層間絶縁膜４１ｆ上の領域にも延設されている。抵抗性の膜としてチタンまたはクロムの膜を用いれば、薄膜形成プロセスを用い、特性のよい抵抗を容易に作ることができる。

抵抗膜４ｂが、導電体層４ｃ全領域の下側でかつ層間絶縁膜４１ｆの膜の上にも設けられることによっては、導電体層４ｃによる配線パターンを含めて抵抗を効率よく形成できる利点がある。なお、抵抗膜４ｂと導電体層４ｃとの積層構造においては、抵抗膜４ｂはその抵抗性が他に影響しない膜になる。横方向には、導電体膜４ｃが導電性を確保し、縦方向には、抵抗膜４ｂがごく薄く形成され得るためである。

抵抗膜４ｂ、導電体層４ｃの形成は、導電体層４１ｇと同様な薄膜形成プロセスを適用すれば可能である。導電体層４ｃおよび抵抗に接触してこれを覆う層間絶縁膜４ａは、層間絶縁膜４１ｆと同様な材質で同様に形成することができる。層間絶縁膜４ａを貫通するビア４ｄは、例えば銅のめっきで、ビア４１ｅと同様の方法で形成することができる。

中層配線層である導電体層４ｃの層には、抵抗のほか、２層構造の配線パターンを渦巻きに形成することでインダクタを形成することも可能である。このインダクタでは、その一方の端である渦巻きの中心に接触してビア４ｄを設け、ビア４ｄにより上層である導電体層５ｂのパターンに導通させている。また、他方の端である渦巻きの外周は、層間絶縁膜４１ｆを貫通して形成されたビア４１ｅにより、下層である導電体層４１ｇのパターンに導通させている。インダクタは、下層である導電体層４１ｇの層に、これを渦巻きに形成して設けることもできる。

中層配線層である導電体層４ｃの層には、さらには、上記した構造のキャパシタを形成することも可能である。キャパシタの下部電極層は、抵抗膜４ｂと導電体層４ｃとの積層構造になるが電気的には抵抗膜４ｂの抵抗性は他に影響しない。

上層配線層である導電体層５ｂの層（例えば銅の層）には、配線のほか、パターンを渦巻きに形成することで、インダクタを設けることもできる。導電体層５ｂの形成は、導電体層４１ｇと同様な薄膜形成プロセスの適用で可能である。導電体層５ｂに接触してこれを覆う絶縁膜５ａは、層間絶縁膜４１ｆと同様な材質で同様に形成することができる。

この受動素子部品４１Ｂは、抵抗を、中層配線層である導電体層４ｃの層に限って形成するようにしているが、他の配線層で抵抗膜を形成するように変更すれば、その配線層においても抵抗を形成できる。

この受動素子部品４１Ｂでは、受動素子を形成している層構造の部分が図２に示したものなどよりは厚くなるが、その程度はわずか数μｍ程度であり、配線板の内蔵部品として適用した場合、スクリーン印刷を由来とする層間接続体３２の高さに内包されるように受動素子部品４１Ｂを内蔵し得る点は変わらない。また、２種以上の受動素子を作り込んでいるので、受動回路網を形成することもでき、受動素子部品として付加価値が向上する。

１、１Ａ…積層部材、２…積層部材、４ａ…層間絶縁膜、４ｂ…抵抗膜、４ｃ…導電体（銅）層、４ｄ…ビア、５ａ…絶縁膜、５ｂ…導電体（銅）層、６ａ…銅製導電ビア、６ｂ…端子（表面実装用）、１１、１２、１３、１４…絶縁層、１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ…プリプレグ、１２ｏ…部品用開口部、２１、２２、２３、２４…配線層（配線パターン）、２１Ａ、２２Ａ、２４Ａ…金属箔（銅箔）、３１、３２、３３…層間接続体（導電性組成物印刷による導電性バンプ）、４１、４１Ｂ…受動素子部品（はんだ接続部品）、４１Ａ…受動素子部品（フリップ接続部品）、４１ａ…端子（表面実装用）、４１ａａ…端子（フリップ接続用パッド）、４１ｂ…板状の無機材料基材（シリコン板）、４１ｂｂ…シリコン酸化物層、４１ｃ…誘電体層、４１ｄ…導電体（銅）層（電極層）、４１ｅ…ビア（コンタクト）、４１ｆ…層間絶縁膜、４１ｇ…導電体（銅）層（電極層）、５１…接続部材（はんだ）、５１Ａ…クリームはんだ、５２…接続部材（突起電極（金スタッドバンプ））、５５…アンダーフィル樹脂。

Claims (6)

1. 第１の絶縁層と、
   前記第１の絶縁層に対して積層状に位置する第２の絶縁層と、
   板状の無機材料基材と；該無機材料基材の一方の面上に層状に形成された第１の受動素子であるキャパシタと；該無機材料基材の該一方の面上に銅のパターンで形成された、該第１の受動素子につながる第１のリード導電部と；該第１の受動素子および該第１のリード導電部を内部に収めるように該無機材料基材の該一方の面上に形成された、有機絶縁材料であるベンゾシクロブテンの第１の膜と；該第１の膜の面上に層状に形成された第２の受動素子である、チタンまたはクロムの抵抗膜を有する抵抗と；該第１の膜の面上に形成された、銅のパターンを有しかつ該銅のパターンと該第１の膜との間に前記抵抗膜が挟まれるように延設されている、該第２の受動素子につながる第２のリード導電部と；該第２の受動素子および該第２のリード導電部を内部に収めるように該第１の膜の面上に形成された、ベンゾシクロブテンの第２の膜と；前記第１および第２の受動素子に電気的につながるように設けられた複数の端子と；を有する、前記第２の絶縁層に埋設された受動素子部品と、
   前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層とに挟まれて設けられた、前記受動素子部品用の接続ランドを含む配線パターンと、
   前記受動素子部品の前記複数の端子と前記配線パターンの前記接続ランドとを電気的に接続する接続部材と
   を具備することを特徴とする部品内蔵配線板。
2. 前記受動素子部品の前記無機材料基材が、シリコン、セラミック、およびガラスからなる群より選択された一種の半導体基材または非導電性基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。
3. 前記受動素子部品の前記無機材料基材が、面上にシリコン酸化物の絶縁層が形成されているシリコンの基材であり、
   前記受動素子部品の前記第１の受動素子が、前記シリコンの基材の前記絶縁層上に設けられた下部電極層と、該下部電極層上に設けられた、タンタルオキサイドまたはベンゾシクロブテンの誘電体層と、該誘電体層上に設けられた上部電極層とを有し、該上部電極層上に前記第１の膜が接触して設けられており、前記第１のリード導電部が前記下部電極層から延設されていること
   を特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
4. 前記受動素子部品の前記無機材料基材が、シリコンの基材であり、前記受動素子部品が、前記シリコンの基材を貫通して設けられた複数の銅製導電ビアをさらに有し、該受動素子部品の前記複数の端子が、前記複数の銅製導電ビアを介して前記第１および第２の受動素子に電気的につながるように前記無機材料基材の前記一方の面とは反対の側の面上に設けら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. 前記接続部材が、はんだ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. 前記接続部材が、金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。

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