JP6102157B2 - 部品内蔵配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話機器の分野や電子機器の分野において好適に用いることのできる部品内蔵配線基板及びその製造方法に関する。

近年の電子機器の高性能化・小型化の流れの中、回路部品の高密度、高機能化が一層求められている。かかる観点より、回路部品を搭載したモジュールにおいても、高密度、高機能化への対応が要求されている。このような要求に答えるべく、現在では配線基板中に部品を内蔵させた部品内蔵配線基板が盛んに開発されている。

部品内蔵配線基板の作製例としては、複数の配線層を互いに略平行となるようにして配置し、配線層間に絶縁部材を配し、半導体部品などの電子部品を配線層の少なくとも１つと電気的に接続するようにして絶縁部材中に埋設するとともに、絶縁部材間を厚さ方向に貫通した層間接続体（ビア）を形成し、複数の配線層を互いに電気的に接続するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の技術では、電子部品が実装された側の構造体と、電子部品の下側の構造体とが非対称であるために、得られる部品内蔵配線基板には反りが発生し易く、当該反りは部品内蔵配線基板が薄くなるにつれ、かつ内蔵する電子部品の数が増大するにつれて顕著になる傾向があった。また特許文献１に記載の技術では、電子部品が内蔵されている層は配線層を含んでおらず、配線層を含むコア基板を内蔵層に用いた場合と比較して剛性が小さく、その電子部品が内蔵されている層の上下にある配線層の影響を受けて反りやすくなる傾向にあった。

このような問題に鑑みて、特許文献２には、コア基板の両側に電子部品が対をなすようにして配設し、コア基板の一方の側の構造体とコア基板の他方の側の構造体とを対称とすることにより、得られる部品内蔵配線基板の反りを低減する技術が開示されている。

しかしながら、特許文献２に記載の技術では、コア基板を用いているため部品内蔵配線基板の薄型化が困難であった。また、電子部品と外部回路等との接続は部品内蔵配線基板を構成する配線基板の層間接続体を介して行う必要があるが、電子部品はコア基板に実装されているために、配線層の引回し等によって外部回路等と接続する配線の長さが増大し、その結果、寄生容量が増大してしまうという問題があった。このため、上記電子部品の動作を正常に行うことができないという問題が生じていた。

また、特許文献３には、第１の電子部品が実装された配線基板と、第２の電子部品が実装された配線基板とを、第１の電子部品及び第２の電子部品が対向するようにして樹脂部材で接合するとともに、当該樹脂部材中に第１の電子部品及び第２の電子部品を埋設させて部品内蔵配線基板を製造することが開示されており、また、このような積層後において樹脂部材を硬化させることによって、部品内蔵配線基板の反りを低減する技術が開示されている。

しかしながら、特許文献３に記載の技術では、２つの電子部品がそれぞれ異なる配線基板に実装されているので、これら電子部品と外部回路等との接続は部品内蔵配線基板を構成する配線基板の層間接続体を介して行う必要があるが、上述のように、これらの電子部品はそれぞれ異なる配線基板に実装されているために、配線層の引回し等によって外部回路等と接続する配線の長さが増大し、その結果、寄生容量が増大してしまうという問題があった。このため、上記電子部品の動作を正常に行うことができないという問題が生じていた。また、上記樹脂部材中に層間接続体を形成する場合、スルーホールによるビアや特殊なビア構造が必要となり、ビア径が大きくならざるを得ない。

したがって、ビア配線の狭ピッチ化が困難となるとともに、これに基いて配線層の狭ピッチ化も困難となり、部品内蔵配線基板の高密度化を妨げる原因となっていた。

特開２００３−１９７８４９号 特許２００８−２０５２９０号 特許２０１０−１４１０９８号

本発明は、配線基板中に部品を内蔵させた部品内蔵配線基板において、その製造歩留まりを劣化させることなく、配線層や層間接続体の精細化及び狭ピッチ化を図ることができ、当該部品内蔵配線基板の高密度化及び薄型化を図ることを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、
相対向して配置される２ｎ＋１個（ｎは自然数）の配線層と、
前記２ｎ＋１個の配線層間に配設され、当該２ｎ＋１個の配線層をそれぞれ電気的に絶縁する複数の絶縁層と、
前記２ｎ＋１個の配線層を電気的に接続するための層間接続体と、
前記２ｎ＋１個の配線層の積層方向中心に位置するｎ＋１番目の配線層の主面及び裏面に対向するようにして実装され、前記複数の絶縁層の内、前記ｎ＋１番目の配線層の前記主面及び前記裏面に隣接し、対向して存在する一対の絶縁層中に埋設された第１の電子部品及び第２の電子部品と、
前記ｎ＋１番目の配線層の前記主面及び前記裏面の少なくとも一方に実装され、前記ｎ＋１番目の配線層の前記主面及び前記裏面に隣接し、対向して存在する前記一対の絶縁層の少なくとも一方に埋設された第３の電子部品と、を具え、
前記第２の電子部品及び前記第３の電子部品の合計の体積と、前記第１の電子部品の体積と、の互いの差は、一方の体積の０〜８０％の範囲内に収まっている、
ことを特徴とする、部品内蔵配線基板に関する。

本発明によれば、２ｎ＋１個（ｎは自然数）、すなわち奇数個の配線層と、２ｎ＋１個の配線層間に配設され、これら配線層間を電気的に絶縁する複数の絶縁層と、上記２ｎ＋１個の配線層を電気的に接続する層間接続体とを有する多層配線基板において、これら配線層及び絶縁層に積層方向において中心に位置するｎ＋１番目の配線層の主面及び裏面に第１の電子部品及び第２の電子部品を相対向するようにして実装し、これら第１の電子部品及び第２の電子部品を、上記中心に位置する配線層と隣接し、対向して存在する一対の絶縁層中に埋設するようにして部品内蔵配線基板を製造している。

したがって、上記配線層等の番号付けを積層方向の上側から行う場合、上記部品内蔵配線基板は、上記積層方向の中心に位置するｎ＋１番目の配線層を中心として、積層方向上側及び積層方向下側の、上記配線層及び絶縁層からなる積層構造がほぼ対称となる。このため、部品内蔵配線基板の反りを低減することができる。

また、上記部品内蔵配線基板では、第１の電子部品及び第２の電子部品を配線層上に積層しているので、コア基板上の積層した従来技術に比較して薄型化を図ることができる。

さらに第１の電子部品及び第２の電子部品と外部回路等との接続は部品内蔵配線基板を構成する配線基板の層間接続体を介して行う必要があるが、本発明では、第１の電子部品及び第２の電子部品を配線層上に直接実装しているので、配線の引回し等を行う必要がない。したがって、第１の電子部品及び第２の電子部品と外部回路等とを接続する配線の長さを低減することができ、寄生容量を低減することができる。このため、第１の電子部品及び第２の電子部品の動作を正常に行うことができる。

また、本発明では、第１の電子部品及び第２の電子部品を異なる絶縁層中に埋設しているので、従来のように、第１の電子部品及び第２の電子部品を同一の絶縁層中に埋設した場合に比較して、それら絶縁層の厚さを低減することができる。したがって、それら絶縁層中にスルーホールビアやバンプ等の層間接続体を形成する場合、これらの径を十分に小さくすることができる。このため、ビア配線の狭ピッチ化が可能となるとともに、これに基いて配線層の狭ピッチ化も可能となり、部品内蔵配線基板の高密度化を達成することができる。

本発明の一例においては、ｎ＋１番目の配線層の主面及び前記の少なくとも一方に実装され、ｎ＋１番目の配線層の主面及び裏面に隣接し、対向して存在する上記一対の絶縁層の少なくとも一方に埋設された第３の電子部品を有することができる。

本発明において、例えば第１の電子部品が第２の電子部品に比較して体積が約２倍程度大きいような場合、上述のような配置では、積層方向の中心に位置するｎ＋１番目の配線層を中心として、積層方向上側及び積層方向下側の、上記配線層及び絶縁層からなる積層構造の対称性が、上側積層構造及び下側積層構造の全体を概略的に見た場合、第１の電子部品及び第２の電子部品の対称性が低くなり、その結果、上側積層構造及び下側積層構造の対称性も低くなる。

しかしながら、本例に従って、ｎ＋１番目の配線層の裏面側に第２の電子部品と並行して、第２の電子部品と同等の体積を有する第３の電子部品を実装するようにすれば、積層方向の中心に位置するｎ＋１番目の配線層を中心とした電子部品間の対称性が増大し、上側積層構造及び下側積層構造の対称性も増大する。その結果、部品内蔵配線基板の反りをより効果的に抑制することができる。

また、内部実装できる電子部品の数が増大するので、部品実装配線基板の高密度化を図ることができる。

なお、部品実装配線基板の高密度化を中心として考えた場合、上述した第１の電子部品、第２の電子部品及び第３の電子部品の大きさは、ｎ＋１番目の配線層を中心として、反りが許容される範囲内に収まるような対称性を呈すればよい。

また、本発明は、
相対向して配置される２ｎ＋１個（ｎは自然数）の配線層と、
前記２ｎ＋１個の配線層間に配設され、当該２ｎ＋１個の配線層をそれぞれ電気的に絶縁する複数の絶縁層と、
前記２ｎ＋１個の配線層を電気的に接続するための層間接続体と、
前記２ｎ＋１個の配線層の積層方向中心に位置するｎ＋１番目の配線層の主面及び裏面に対向するようにして実装され、前記複数の絶縁層の内、前記ｎ＋１番目の配線層の前記主面及び前記裏面に隣接し、対向して存在する一対の絶縁層中に埋設された第１の電子部品及び第２の電子部品と、
ｎ＋１＋ｍ番目（ｍは自然数であり、ｎ≧ｍ）の配線層の主面及び裏面の少なくとも一方に実装され、前記複数の絶縁層の内、前記ｎ＋１＋ｍ番目の配線層の前記主面及び前記裏面の少なくとも一方に隣接し、対向して存在する一対の絶縁層の少なくとも一方に埋設された第４の電子部品と、を具え、
前記第２の電子部品及び前記第４の電子部品の合計の体積と、前記第１の電子部品の体積と、の互いの差は、一方の体積の０〜８０％の範囲内に収まっている、
ことを特徴とする、部品内蔵配線基板に関する。

本例においても、例えば第１の電子部品が第２の電子部品に比較して体積が約２倍程度大きいような場合、上述のような配置では、積層方向の中心に位置するｎ＋１番目の配線層を中心として、積層方向上側及び積層方向下側の、上記配線層及び絶縁層からなる積層構造の対称性が、上側積層構造及び下側積層構造の全体を概略的に見た場合、第１の電子部品及び第２の電子部品の対称性が低くなり、その結果、上側積層構造及び下側積層構造の対称性も低くなる。

しかしながら、本例に従って、ｎ＋１番目の配線層から積層方向下側に位置する積層構造体の、ｎ＋１＋ｍ番目の配線層の主面及び裏面の少なくとも一方に、第２の電子部品と同等の体積を有する第４の電子部品を実装するようにすれば、積層方向の中心に位置するｎ＋１番目の配線層を中心とした電子部品間の対称性が増大し、上側積層構造及び下側積層構造の対称性も増大する。その結果、部品内蔵配線基板の反りをより効果的に抑制することができる。

また、内部実装できる電子部品の数が増大するので、部品実装配線基板の高密度化を図ることができる。

なお、部品実装配線基板の高密度化を中心として考えた場合、上述した第１の電子部品、第２の電子部品及び第４の電子部品の大きさは、ｎ＋１番目の配線層を中心として、反りが許容される範囲内に収まるような対称性を呈するように設定すればよい。

同様に、ｎ＋１−ｍ番目（ｍは自然数であり、ｎ≧ｍ）の配線層の主面及び裏面の少なくとも一方に実装され、複数の絶縁層の内、ｎ＋１−ｍ番目の配線層の主面及び裏面の少なくとも一方に隣接し、対向して存在する一対の絶縁層の少なくとも一方に埋設された第５の電子部品を有することができる。

本例において、例えば第２の電子部品が第１の電子部品に比較して体積が約２倍程度大きいような場合、上述のような配置では、積層方向の中心に位置するｎ＋１番目の配線層を中心として、積層方向上側及び積層方向下側の、上記配線層及び絶縁層からなる積層構造の対称性が、上側積層構造及び下側積層構造の全体を概略的に見た場合、第１の電子部品及び第２の電子部品の対称性が低くなり、その結果、上側積層構造及び下側積層構造の対称性も低くなる。

しかしながら、本例に従って、ｎ＋１番目の配線層から積層方向上側に位置する積層構造体の、ｎ＋１−ｍ番目の配線層の主面及び裏面の少なくとも一方に、第２の電子部品と同等の体積を有する第５の電子部品を実装するようにすれば、積層方向の中心に位置するｎ＋１番目の配線層を中心とした電子部品間の対称性が増大し、上側積層構造及び下側積層構造の対称性も増大する。その結果、部品内蔵配線基板の反りをより効果的に抑制することができる。

但し、上記対称性は、部品内蔵配線基板の総ての積層方向（断面）において要求されるものではなく、ある一方向から見た場合の断面においては、第１の電子部品の端部と第２の電子部品の端部とが重複するのみであるが、他の方向から見た場合の断面においては、積層方向上側の上側積層構造と、積層方向下側の下側積層構造とがほぼ対称となっていればよい。すなわち、任意の積層方向（断面）において、積層方向上側の上側積層構造と、積層方向下側の下側積層構造とがほぼ対称となっていれば、部品内蔵配線基板の反りを低減することができる。

また、内部実装できる電子部品の数が増大するので、部品実装配線基板の高密度化を図ることができる。

なお、この場合も、部品実装配線基板の高密度化を中心として考えた場合、上述した第１の電子部品、第２の電子部品及び第５の電子部品の大きさは、ｎ＋１番目の配線層を中心として、反りが許容される範囲内に収まるような対称性を呈するように設定すればよい。

また、上述したようにして第４の電子部品及び第５の電子部品を実装することにより、積層方向の中心に位置するｎ＋１番目の配線層を中心とした電子部品間の対称性が増大し、上側積層構造及び下側積層構造の対称性も増大する。その結果、部品内蔵配線基板の反りをより効果的に抑制することができる。

また、内部実装できる電子部品の数が増大するので、部品実装配線基板の高密度化を図ることができる。

なお、この場合も、部品実装配線基板の高密度化を中心として考えた場合、上述した第１の電子部品、第２の電子部品、第４の電子部品及び第５の電子部品の大きさは、ｎ＋１番目の配線層を中心として、反りが許容される範囲内に収まるような対称性を呈するように設定すればよい。

上記説明では、上記配線層等の番号付けを積層方向の上側から行う場合を基準にして説明したが、上記配線層等の番号付けを積層方向の下側から行う場合を基準にすると、上述した説明において、例えばｎ＋１＋ｍ番目の配線層が上側積層構造に属し、ｎ＋１−ｍ番目の配線層が下側積層構造に属するようになるが、本発明の部品内蔵配線基板に関する作用効果に変化はない。

また、本発明の部品内蔵配線基板は、
２ｎ＋１個（ｎは自然数）の配線層のうちの、ｎ＋１番目の配線層の第１の面上に実装された第１の電子部品と、
前記ｎ＋１番目の配線層における前記第１の面の背面側に位置する第２の面上に実装された第２の電子部品と、
前記２ｎ＋１個の配線層のうちの、前記第１の面側に配置されるｎ個の配線層と、前記ｎ個の配線層の間に積層されたｎ個の絶縁層と、前記ｎ個の配線層を電気的に接続する層間接続体と、第１の開口部とを有し、前記第１の電子部品が前記第１の開口部内に埋設される状態で前記ｎ＋１番目の配線層の前記第１の面側に積層された第１の配線基板と、
前記２ｎ＋１個の配線層のうちの、前記第２の面側に配置されるｎ個の配線層と、前記第２の面側に配置されるｎ個の配線層の間に積層されたｎ個の絶縁層と、前記第２の面側に配置されるｎ個の配線層を電気的に接続する層間接続体と、第２の開口部とを有し、前記第２の電子部品が前記第２の開口部内に埋設される状態で前記ｎ＋１番目の配線層の前記第２の面側に積層された第２の配線基板と、
を具えることを特徴とする。
上述した部品内蔵配線基板の製造方法は特に限定されるものではないが、例えば以下のような製造方法によって製造することができる。具体的には、
ｎ＋１番目の配線層を構成する金属箔上に第１の電子部品を実装する工程と、
ｎ個の配線層及びｎ個の絶縁層が順次に積層されるとともに、前記ｎ個の配線層を電気的に接続する層間接続体を有し、前記第１の電子部品を収納する第１の開口部が形成された第１の配線基板を準備する工程と、
前記金属箔と前記第１の配線基板とを、前記第１の電子部品が前記第１の開口部に収納するようにして積層する工程と、
前記金属箔をパターニングして前記ｎ＋１番目の配線層を形成した後、前記ｎ＋１番目の配線層の、前記第１の電子部品と対向する側に第２の電子部品を実装する工程と、
ｎ個の配線層及びｎ個の絶縁層が順次に積層されるとともに、前記ｎ個の配線層を電気的に接続する層間接続体を有し、前記第２の電子部品を収納する第２の開口部が形成された第２の配線基板を準備する工程と、
前記第２の配線基板を、前記第２の電子部品が前記第２の開口部に収納するようにして前記ｎ＋１番目の配線層を介して前記第１の配線基板と積層する工程と、
を具えることを特徴とする。

以上、本発明によれば、配線基板中に部品を内蔵させた部品内蔵配線基板において、その製造歩留まりを劣化させることなく、配線層や層間接続体の精細化及び狭ピッチ化を図ることができ、当該部品内蔵配線基板の高密度化及び薄型化を図ることができる。

第１の実施形態の部品内蔵配線基板の概略構成を示す平面図である。 図１に示す部品内蔵配線基板をＩ−Ｉ線に沿って切った場合の断面図である。 図１に示す部品内蔵配線基板をII-II線に沿って切った場合の断面図である。 第２の実施形態の部品内蔵配線基板の概略構成を示す断面図である。 第２の実施形態の部品内蔵配線基板における変形例の概略構成を示す断面図である。 第３の実施形態の部品内蔵配線基板の概略構成を示す断面図である。 第４の実施形態の部品内蔵配線基板の概略構成を示す断面図である。 第１の実施形態の部品内蔵配線基板の製造方法における工程図である。 第１の実施形態の部品内蔵配線基板の製造方法における工程図である。 第１の実施形態の部品内蔵配線基板の製造方法における工程図である。 第１の実施形態の部品内蔵配線基板の製造方法における工程図である。 第１の実施形態の部品内蔵配線基板の製造方法における工程図である。

以下、本発明のその他の特徴及び利点について、発明を実施するための形態に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の部品内蔵配線基板の概略構成を示す平面図であり、図２は、図１に示す部品内蔵配線基板をＩ−Ｉ線に沿って切った場合の断面図であり、図３は、図１に示す部品内蔵配線基板をII-II線に沿って切った場合の断面図である。なお、図１に示す平面図においては、本実施形態の部品内蔵配線基板の特徴が明確になるように、内蔵した電子部品に相当する箇所の配線層及び絶縁層を一部切欠いて示すものである。

図１〜３に示す部品内蔵配線基板１０は、上から順に、第１の配線層１１、第２の配線層１２、第３の配線層１３、第４の配線層１４、第５の配線層１５、第６の配線層１６及び第７の配線層１７の合計７個（２ｎ＋１：ｎ＝３）の配線層が相対向するようにして積層されている。

第１の配線層１１及び第２の配線層１２間には第１の絶縁層２１が存在し、これら配線層間を電気的に絶縁している。第２の配線層１２及び第３の配線層１３間には第２の絶層２２が存在し、これら配線層間を電気的に絶縁している。第３の配線層１３及び第４の配線層１４間には第３の絶縁部材２３が存在し、これら配線層間を電気的に絶縁している。さらに、第４の配線層１４及び第５の配線層１５間には第４の絶縁層２４が存在し、これら配線層間を電気的に絶縁している。第５の配線層１５及び第６の配線層１６間には第５の絶縁層２５が存在し、これら配線層間を電気的に絶縁している。第６の配線層１６及び第７の配線層１７間には第６の絶縁部材２６が存在し、これら配線層間を電気的に絶縁している。

また、第１の配線層１１及び第４の配線層１４間には第７の絶縁層２７が存在し、これら配線層間を電気的に絶縁している。同様に、第４の配線層１４及び第７の配線層１７間には第８の絶縁層２８が存在し、これら配線層間を電気的に絶縁している。

第１の配線層１１及び第２の配線層１２間は第１の層間接続体３１で電気的に接続されており、第２の配線層１２及び第３の配線層１３間は第２の層間接続体３２で電気的に接続されており、第３の配線層１３及び第４の配線層１４間は第３の層間接続体３３で電気的に接続されている。また、第４の配線層１４及び第５の配線層１５間は第４の層間接続体３４で電気的に接続されており、第５の配線層１５及び第６の配線層１６間は第５の層間接続体３５で電気的に接続されており、第６の配線層１６及び第７の配線層１７間は第６の層間接続体３６で電気的に接続されている。

これによって、第１の配線層１１〜１７、第１の絶縁層２１〜第８の絶縁層２８及び第１の層間接続体３１〜３６は多層配線基板を構成している。

なお、図１〜３において、第１の配線層１１〜第７の配線層１７は、必要に応じてパターン化した配線パターンとして構成することもできるし、ベタのパターンとして構成することもできる。

また、第１の層間接続体３１、第３の層間接続体３３、第４の層間接続体３４及び第６の層間接続体３６は銀や銅などからなるバンプとして構成され、第２の層間接続体３２及び第５の層間接続体３５はスルーホールビアとして構成されているが、それらの形態は配線層間を電気的に接続するものであれば特に限定されるものではない。

さらに、本実施形態においては、配線層の数を７、絶縁層の数を８、層間接続体の数を６としているが、これらの数は特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定することができる。但し、配線層の数は、２ｎ＋１個、すなわち奇数であることが必要である。

また、図１〜３に示す部品内蔵配線基板１０においては、上から４番目（ｎ＋１：ｎ＝３）の、配線層の積層方向において中心に位置する第４の配線層１４の主面１４Ａに、例えば受動部品（第１の電子部品）４１がはんだバンプ４１Ｂを介して実装されており、裏面１４Ｂに、例えば半導体チップ（第２の電子部品）４２が、その電極部４２Ａを介してはんだ４２Ｂによって実装されている。さらに、受動部品４１は第４の配線層１４の主面１４Ａに隣接する第７の絶縁層２７中に埋設され、半導体チップ（第２の電子部品）４２は第４の配線層１４の裏面１４Ｂに隣接する第８の絶縁層２８中に埋設されている。

なお、第１の電子部品４１を半導体チップとし、第２の電子部品４２を受動部品とすることもできるし、第１の電子部品４１及び第２の電子部品４２の双方を受動部品あるいは半導体チップとすることもできる。

したがって、部品内蔵配線基板１０は、図３に示すように、ある一方向から見た場合の断面においては、第１の電子部品４１の端部と第２の電子部品４２の端部とが重複するのみであるが、図２に示すように、他の方向から見た場合の断面においては、第１の配線層１１〜第７の配線層１７、すなわち部品内蔵配線基板１０の中心に位置する第４の配線層１４を中心として、積層方向上側の上側積層構造１０Ａと、積層方向下側の下側積層構造１０Ｂとがほぼ対称となる。このため、部品内蔵配線基板１０の反りを低減することができる。

また、MEMS等の機械的駆動が必要な電子部品を内蔵した場合は、反りによる駆動部への影響が小さくなりその性能が安定する。また、部品内蔵配線基板上に、カメラレンズを搭載してカメラモジュールとする場合は、モジュールの焦点距離が安定し、カメラの性能が向上する。更に反りにくい構造によって使用環境の温度変化に対する変形が小さくなり機械的な劣化が低下し、部品内蔵基板とその表面に実装した電子部品を含むモジュール全体の信頼性の向上が見込まれる。

部品内蔵配線基板１０では、第１の電子部品４１及び第２の電子部品４２を第４の配線層１４上に積層しているので、コア基板上の積層した従来技術に比較して薄型化を図ることができる。

さらに第１の電子部品４１及び第２の電子部品４２と外部回路等との接続は部品内蔵配線基板１０の層間接続体３１〜３６を介して行う必要があるが、本実施形態では、第１の電子部品４１及び第２の電子部品４２を第４の配線層１４上に直接実装しているので、配線の引回し等を行う必要がない。したがって、第１の電子部品４１及び第２の電子部品４２と外部回路等とを接続する配線の長さを低減することができ、寄生容量を低減することができる。このため、第１の電子部品４１及び第２の電子部品４２の動作を正常に行うことができる。

例えば第１の電子部品４１を半導体チップとし、第２の電子部品４２をコンデンサとした場合、半導体チップの安定動作に必要なコンデンサが最短配線で接続される。そのため能動部品とコンデンサ間の配線の寄生容量が低減され、より電気的な安定動作が可能となる。また図１では半導体チップとコンデンサを配置した例を挙げたが、この他の例として、半導体チップを対向させた場合は、チップ間の高速通信が可能となり、且つ、必要な配線が短くなることでその周囲にある他の電気配線の影響を受けにくくなるため、電気的な性能が向上する。

また、本実施形態では、第１の電子部品４１及び第２の電子部品４２をそれぞれ第７の絶縁層２７及び第８の絶縁層２８中に埋設しているので、従来のように、第１の電子部品及び第２の電子部品を同一の絶縁層中に埋設した場合に比較して、それら絶縁層の厚さを低減することができる。したがって、本実施形態では特に形成してはいないが、第７の絶縁層２７及び第８の絶縁層２８中にスルーホールビアやバンプ等の層間接続体を形成する場合、これらの径を十分に小さくすることができる。このため、ビア配線の狭ピッチ化が可能となるとともに、これに基いて配線層の狭ピッチ化も可能となり、部品内蔵配線基板１０の高密度化を達成することができる。

なお、本実施形態では、配線層、絶縁層及び層間接続体の番号付けを上側から行っているが、下側から行った場合においても、上側積層構造１０Ａ及び下側積層構造１０Ｂに含まれる配線層等の番号が代わるのみで、本実施形態の作用効果には何ら影響をもたらすものではない。

（第２の実施形態）
図４は、本実施形態の部品内蔵配線基板の概略構成を示す断面図である。
図４に示す本実施形態の部品内蔵配線基板２０は、第４の配線層１４の裏面１４Ｂ側に第３の電子部品４３が電極部４３Ａを介してはんだ４３Ｂで実装され、第８の絶縁層２８中に埋設されている点を除き、図１〜３に示す第１の実施形態の部品内蔵配線基板１０と同様の構成を採る。したがって、以下においては、当該相違点に着目して本実施形態の特徴について説明する。

本実施形態の部品内蔵配線基板２０においては、その中心に位置する第４の配線層１４の裏面１４Ｂに、第２の電子部品４２と並行に、第２の電子部品４２と同等の体積を有する第３の電子部品４３が実装され、第８の絶縁層２８中に埋設されている。

本実施形態において、例えば第１の電子部品４１が第２の電子部品４２に比較して体積が約２倍程度大きいような場合、図１の部品内蔵配線基板１０に示すような構成では、第４の配線層１４を中心とした上側積層構造１０Ａ及び下側積層構造１０Ｂの全体を概略的に見た場合、第１の電子部品４１及び第２の電子部品４２の対称性が低くなり、その結果、上側積層構造１０Ａ及び下側積層構造１０Ｂの対称性も低くなる。

しかしながら、本実施形態では、第４の配線層１４の裏面１４Ｂ側に第２の電子部品４２と並行して、第２の電子部品４２と同等の体積を有する第３の電子部品４３を実装するようにしている。したがって、第４の配線層１４を中心とした電子部品間の対称性が増大し、上側積層構造１０Ａ及び下側積層構造１０Ｂの対称性も増大する。その結果、部品内蔵配線基板２０の反りをより効果的に抑制することができる。

なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、図４に示す部品内蔵配線基板２０の断面図は、特定の一方向から見た場合の状態であればよい。すなわち、ある位置方向から見た場合の断面において、第４の配線層１４を中心とした電子部品間の対称性が増大し、上側積層構造１０Ａ及び下側積層構造１０Ｂの対称性も増大していればよい。

一例として、150×60×0.3mmの部品内蔵配線基板の場合、基板材料や配線パターンによっては、1mm以上の反りが発生しやすく、ルータ加工等で歩留まりが低下していた。したがって、上記反りを抑えるためには本発明（本実施形態）の構成を有する部品内蔵配線基板が有効であることが分かる。更に発明者が評価を進めることで、配線板の反りを抑えるには、配線板断面中心からみた上下の構造的な対象性を良くすること、特に、配線板の上下の電子部品の体積比を小さくすること、が効果的であることが分かった。

そのため、第１の電子部品４１と第２の電子部品４２及び第３の電子部品４３との体積差が小さい程構造的なバランスが良く、例えば0〜80％内に抑えることが好ましい。

また、本実施形態では、内部実装できる電子部品の数が増大するので、部品実装配線基板２０の高密度化を図ることができる。

なお、部品実装配線基板２０の高密度化を中心として考えた場合、上述した第１の電子部品４１、第２の電子部品４２及び第３の電子部品４３の大きさは、第４の配線層１４を中心として、反りが許容される範囲内に収まるような対称性を呈するように設定すればよい。

図５は、本実施形態の部品内蔵配線基板の変形例の概略構成を示す断面図である。
図４に示す部品内蔵配線基板２０においては、第４の配線層１４の裏面１４Ｂ側に第３の電子部品４３を実装したが、本実施形態の部品内蔵配線基板３０では、第４の配線層１４及び第７の配線層１７間に第９の絶縁層２９を配設し、同じく第４の配線層１４の裏面１４Ｂ側であって、第９の絶縁層２９に埋設されるようにして追加の第３の電子部品４３’を実装するようにしている。

本実施形態において、例えば第１の電子部品４１が第２の電子部品４２に比較して体積が約３倍程度大きいような場合、図４の部品内蔵配線基板２０に示すような構成では、第４の配線層１４を中心とした上側積層構造１０Ａ及び下側積層構造１０Ｂの全体を概略的に見た場合、第１の電子部品４１、第２の電子部品４２及び第３の電子部品４３の対称性が低くなり、その結果、上側積層構造１０Ａ及び下側積層構造１０Ｂの対称性も低くなる。

しかしながら、本実施形態では、第４の配線層１４の裏面１４Ｂ側に第２の電子部品４２及び第３の電子部品４３と離隔した状態で、追加の第３の電子部品４３’を実装するようにしている。したがって、第４の配線層１４を中心とした電子部品間の対称性が増大し、上側積層構造１０Ａ及び下側積層構造１０Ｂの対称性も増大する。その結果、部品内蔵配線基板３０の反りをより効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、内部実装できる電子部品の数が増大するので、部品実装配線基板３０の高密度化を図ることができる。

なお、図５に示す部品内蔵配線基板３０では、別途第９の絶縁層２９を配設し、当該部分に追加の第３の電子部品４３’を実装しているが、第８の絶縁層２８の領域が十分に大きく、当該部分に第２の電子部品４２及び第３電子部品４３に加えて追加の電子部品４３’を埋設する領域を確保できる場合においては、第８の絶縁層２８内にこれら３つの電子部品４２，４３，４３’を埋設するようにして第４の配線層１４に実装してもよい。

（第３の実施形態）
図６は、本実施形態の部品内蔵配線基板の概略構成を示す断面図である。
図６に示す本実施形態の部品内蔵配線基板４０は、第７の配線層１７（ｎ＋１＋ｍ番目：ｎ＝３、ｍ＝３）の主面１７Ａにおいて第４の電子部品４４が、電極部４４Ａを介してはんだ４４Ｂで実装されており、第２の電子部品４２と同じ第８の絶縁層２８中に埋設されている点を除き、図１〜３に示す第１の実施形態の部品内蔵配線基板１０と同様の構成を採る。したがって、以下においては、当該相違点に着目して本実施形態の特徴について説明する。

本実施形態において、例えば第１の電子部品４１が第２の電子部品４２に比較して体積が約２倍程度大きいような場合、図１〜３の部品内蔵配線基板１０に示すような構成では、第４の配線層１４を中心とした上側積層構造１０Ａ及び下側積層構造１０Ｂの全体を概略的に見た場合、第１の電子部品４１及び第２の電子部品４２の対称性が低くなり、その結果、上側積層構造１０Ａ及び下側積層構造１０Ｂの対称性も低くなる。

しかしながら、本実施形態では、第７の配線層１７の主面１７Ａ側に第２の電子部品４２と同程度の体積を有する第４の電子部品４４を実装するようにすれば、第４の配線層１４を中心とした電子部品間の対称性が増大し、上側積層構造１０Ａ及び下側積層構造１０Ｂの対称性も増大する。その結果、部品内蔵配線基板４０の反りをより効果的に抑制することができる。

本実施形態においても、図６に示す部品内蔵配線基板４０の断面図は、特定の一方向から見た場合の状態であればよい。すなわち、ある位置方向から見た場合の断面において、第４の配線層１４を中心とした電子部品間の対称性が増大し、上側積層構造１０Ａ及び下側積層構造１０Ｂの対称性も増大していればよい。

また、表層の電子部品実装やルータ加工の歩留まりを低下させない様に、配線板の反りを抑えるためには、第１の電子部品４１と第２の電子部品４２及び第４の電子部品４４との体積差を、例えば0〜80％内に抑えることが好ましい。

また、本実施形態では、内部実装できる電子部品の数が増大するので、部品実装配線基板４０の高密度化を図ることができる。

なお、部品実装配線基板４０の高密度化を中心として考えた場合、上述した第１の電子部品４１、第２の電子部品４２及び第４の電子部品４４の大きさは、第４の配線層１４を中心として、反りが許容される範囲内に収まるような対称性を呈するように設定すればよい。

特に図示しないものの、例えば第２の電子部品４２が第１の電子部品４１に比較して体積が約２倍程度大きいような場合、図６に示す部品内蔵配線基板４０において、第１の配線層（ｎ＋１−ｍ番目：ｎ＝３、ｍ＝３）１１の裏面１１Ｂに第４の電子部品４４（特許請求の範囲における第５の電子部品）を実装し、第７の絶縁層２７中に埋設することができる。これによって、第４の配線層１４を中心とした電子部品間の対称性が増大し、上側積層構造１０Ａ及び下側積層構造１０Ｂの対称性も増大する。その結果、部品内蔵配線基板４０の反りをより効果的に抑制することができる。

なお、この場合においても、部品実装配線基板４０の高密度化を中心として考えた場合、上述した第１の電子部品４１、第２の電子部品４２及び第４の電子部品４４の大きさは、第４の配線層１４を中心として、反りが許容される範囲内に収まるような対称性を呈するように設定すればよい。

（第４の実施形態）
図７は、本実施形態の部品内蔵配線基板の概略構成を示す断面図である。
図７に示す本実施形態の部品内蔵配線基板５０は、第７の配線層１７（ｎ＋１＋ｍ番目：ｎ＝３、ｍ＝３）の主面１７Ａにおいて第４の電子部品４４が、電極部４４Ａを介してはんだ４４Ｂで実装されており、第２の電子部品４２と同じ第８の絶縁層２８中に埋設されている。また、第１の配線層１１（ｎ＋１−ｍ番目：ｎ＝３、ｍ＝３）の裏面１１Ｂにおいて第５の電子部品５１が、電極部５１Ａを介してはんだ５１Ｂで実装されており、第１の電子部品４１と同じ第７の絶縁層２７中に埋設されている。

本実施形態の部品内蔵配線基板５０では、第４の配線層１４の主面１４Ａに第１の電子部品４１が実装されており、これと対向するようにして第４の配線層１４の裏面１４Ｂに第２の電子部品４２が実装されている。また、第７の配線層１７の主面１７Ａにおいて第４の電子部品４４が第４の配線層１４側に向けて実装されており、第１の配線層１１の裏面１１Ｂにおいて第５の電子部品４５が第４の配線層１４側に向けて実装されている。また、第１の配線層１１及び第７の配線層１７は、第４の配線層１４からほぼ等間隔で離隔した位置に配設されている。

したがって、中心に位置する第４の配線層１４に対して、第１の電子部品４１及び第５の電子部品４５と第２の電子部品４２及び第４の電子部品４４とはほぼ対称な位置に実装されることになる。このため、積層方向上側の上側積層構造１０Ａと、積層方向下側の下側積層構造１０Ｂとがほぼ対称となるので、部品内蔵配線基板５０の反りを低減することができる。

また、部品内蔵配線基板５０では、第１の電子部品４１〜第４の電子部品４４を配線層１２、１４、１６上に実装しているので、コア基板上の積層した従来技術に比較して高密度実装の下薄型化を図ることができる。

さらに第１の電子部品４１〜第４の電子部品４４と外部回路等との接続は部品内蔵配線基板５０の層間接続体３１〜３６を介して行う必要があるが、本実施形態では、第１の電子部品４１〜第４の電子部品４４を配線層１２、１４、１６上に直接実装しているので、配線の引回し等を行う必要がない。したがって、第１の電子部品４１〜第４の電子部品４４と外部回路等とを接続する配線の長さを低減することができ、寄生容量を低減することができる。このため、第１の電子部品４１〜第４の電子部品４４の動作を正常に行うことができる。

なお、本実施形態においても、図７に示す部品内蔵配線基板５０の断面図は、特定の一方向から見た場合の状態であればよい。すなわち、ある位置方向から見た場合の断面において、第４の配線層１４を中心とした電子部品間の対称性が増大し、上側積層構造１０Ａ及び下側積層構造１０Ｂの対称性も増大していればよい。

（第５の実施形態）
図８〜図１２は、第１の実施形態に示す部品内蔵配線基板１０の製造工程を示す断面図である。

最初に、図８に示すように、第４の配線層１４となる銅箔等の金属箔１４Ｘの下面上に、第２の電子部品４４を、電極部４２Ａを介してはんだ４２Ｂで実装する。はんだ４２Ｂは、金属箔１４Ｘの下面上で濡れ広がらないように、濡れ性が小さくなる様に調整されたはんだ（例えば既存の鉛フリーはんだよりSn量を少なくし、CuやAgやInを含有させたはんだ）等を用いる。あるいははんだの代わりにAgペーストを用いる。あるいはソルダーレジストによるマスクキングを行い、当該マスクを介してはんだの塗布を行う。

次いで、図９に示すように、第６の配線層１６、第５の絶縁層２５、第５の配線層１５及び第４の絶縁層２４となるプリプレグ２４Ｘが順次に積層され、第５の配線層１５及び第６の配線層１６を電気的に接続する第５の層間接続体３５が形成されるとともに、第５の配線層１５上でプリプレグ２４Ｘを貫通するようにして形成された第４の層間接続体３４が形成された一対の中間配線基板１０ＢＸと、第７の配線層１７上に第６の絶縁層２６となるプリプレグ２６Ｘが積層され、さらに第６の絶縁層２６を貫通するようにして第６の層間接続体３６が配設された下部配線基板１０ＢＹを準備する。

次いで、下部配線基板１０ＢＹ上に、一対の中間配線基板１０ＢＸを離隔して配置し、さらに一対の中間配線基板１０ＢＸが離隔して配置されることによって形成された開口部内に第２の電子部品４２が収納されるようにして金属箔１４Ｘを積層する。なお、下部配線基板１０ＢＹ及び一対の中間配線基板１０ＢＸ（の積層体）は、本発明における第１の配線基板に相当する。

次いで、図１０に示すように、上述のようにして積層した金属箔１４Ｘ、一対の中間配線基板１０ＢＸ及び下部配線基板１０ＢＹを加熱下でプレスする。これによって、金属箔１４Ｘは第４の配線層１４となり、プリプレグ２４Ｘ及び２６Ｘは一部が溶解して第２の電子部品４２と上記開口部との隙間を埋めて第８の絶縁層２８を構成するとともに、残部は第４の絶縁層２４及び第６の絶縁層２６を構成する。この結果、第２の電子部品４２が第４の配線層１４の裏面１４Ｂに実装され、第８の絶縁層２８中に埋設された下側積層構造１０Ｂが形成される。

次いで、図１１に示すように、下部積層構造１０Ｂの第４の配線層１４の主面１４Ａ上に、上述のような融点変化型はんだ等を用いて第１の電子部品４１を実装する。

次いで、図１２に示すように、第３の絶縁層２３となるプリプレグ２３Ｘ、第３の配線層１３、第２の絶縁層２２、及び第２の配線層１２が順次に積層され、第２の配線層１２及び第３の配線層１３を電気的に接続する第２の層間接続体３２が形成されるとともに、プリプレグ２３Ｘを貫通するようにして形成された第３の層間接続体３３が形成された一対の中間配線基板１０ＡＸと、第１の配線層１１上に第１の絶縁層２１となるプリプレグ２１Ｘが積層され、さらにプリプレグ２１Ｘを貫通するようにして第１の層間接続体３１が配設された上部配線基板１０ＡＹを準備する。

次いで、下側積層構造１０Ｂに、第２の電子部品４２を収納するための開口部が形成されるようにして一対の中間配線基板１０ＡＸを離隔して配置し、積層するとともに、一対の中間配線基板１０ＡＸ上に上部配線基板１０ＡＹを積層する。なお、上部配線基板１０ＡＹ及び一対の中間配線基板１０ＡＸ（の積層体）は、本発明における第２の配線基板に相当する。

次いで、上述のようにして積層した上部配線基板１０ＡＹ及び一対の中間配線基板１０ＡＸとともに、下部積層構造１０Ｂを加熱下でプレスする。これによって、プリプレグ２１Ｘ及び２３Ｘは一部が溶解して第１の電子部品４１と上記開口部との隙間を埋めて第７の絶縁層２７を構成するとともに、残部は第１の絶縁層２１及び第３の絶縁層２３を構成する。この結果、第１の電子部品４１が第４の配線層１４の主面１４Ａに実装され、第７の絶縁層２７中に埋設された上側積層構造１０Ａが形成され、結果として、図１〜３に示すような部品内蔵配線基板１０を得る。

以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。

１０、２０、３０、４０、５０ 部品内蔵配線基板
１０Ａ 上側積層構造
１０Ｂ 下側積層構造
１１ 第１の配線層
１２ 第２の配線層
１３ 第３の配線層
１４ 第４の配線層
１５ 第５の配線層
１６ 第６の配線層
１７ 第７の配線層
２１ 第１の絶縁層
２２ 第２の絶縁層
２３ 第３の絶縁層
２４ 第４の絶縁層
２５ 第５の絶縁層
２６ 第６の絶縁層
２７ 第７の絶縁層
２８ 第８の絶縁層
２９ 第９の絶縁層
３１ 第１の層間接続体
３２ 第２の層間接続体
３３ 第３の層間接続体
３４ 第４の層間接続体
３５ 第５の層間接続体
３６ 第６の層間接続体
４１ 第１の電子部品
４２ 第２の電子部品
４３ 第３の電子部品
４４ 第４の電子部品
４５ 第５の電子部品

Claims (5)

1. 相対向して配置される２ｎ＋１個（ｎは自然数）の配線層と、
   前記２ｎ＋１個の配線層間に配設され、当該２ｎ＋１個の配線層をそれぞれ電気的に絶縁する複数の絶縁層と、
   前記２ｎ＋１個の配線層を電気的に接続するための層間接続体と、
   前記２ｎ＋１個の配線層の積層方向中心に位置するｎ＋１番目の配線層の主面及び裏面に対向するようにして実装され、前記複数の絶縁層の内、前記ｎ＋１番目の配線層の前記主面及び前記裏面に隣接し、対向して存在する一対の絶縁層中に埋設された第１の電子部品及び第２の電子部品と、
   前記ｎ＋１番目の配線層の前記主面及び前記裏面の少なくとも一方に実装され、前記ｎ＋１番目の配線層の前記主面及び前記裏面に隣接し、対向して存在する前記一対の絶縁層の少なくとも一方に埋設された第３の電子部品と、を具え、
   前記第２の電子部品及び前記第３の電子部品の合計の体積と、前記第１の電子部品の体積と、の互いの差は、一方の体積の０〜８０％の範囲内に収まっている、
   ことを特徴とする、部品内蔵配線基板。
2. 相対向して配置される２ｎ＋１個（ｎは自然数）の配線層と、
   前記２ｎ＋１個の配線層間に配設され、当該２ｎ＋１個の配線層をそれぞれ電気的に絶縁する複数の絶縁層と、
   前記２ｎ＋１個の配線層を電気的に接続するための層間接続体と、
   前記２ｎ＋１個の配線層の積層方向中心に位置するｎ＋１番目の配線層の主面及び裏面に対向するようにして実装され、前記複数の絶縁層の内、前記ｎ＋１番目の配線層の前記主面及び前記裏面に隣接し、対向して存在する一対の絶縁層中に埋設された第１の電子部品及び第２の電子部品と、
   ｎ＋１＋ｍ番目（ｍは自然数であり、ｎ≧ｍ）の配線層の主面及び裏面の少なくとも一方に実装され、前記複数の絶縁層の内、前記ｎ＋１＋ｍ番目の配線層の前記主面及び前記裏面の少なくとも一方に隣接し、対向して存在する一対の絶縁層の少なくとも一方に埋設された第４の電子部品と、を具え、
   前記第２の電子部品及び前記第４の電子部品の合計の体積と、前記第１の電子部品の体積と、の互いの差は、一方の体積の０〜８０％の範囲内に収まっている、
   ことを特徴とする、部品内蔵配線基板。
3. ｎ＋１−ｍ番目の配線層の主面及び裏面の少なくとも一方に実装され、前記複数の絶縁層の内、前記ｎ＋１−ｍ番目の配線層の前記主面及び前記裏面の少なくとも一方に隣接し、対向して存在する一対の絶縁層の少なくとも一方に埋設された第５の電子部品を具えることを特徴とする、請求項２に記載の部品内蔵配線基板。
4. ２ｎ＋１個（ｎは自然数）の配線層のうちの、ｎ＋１番目の配線層の第１の面上に実装された第１の電子部品と、
   前記ｎ＋１番目の配線層における前記第１の面の背面側に位置する第２の面上に実装された第２の電子部品と、
   前記２ｎ＋１個の配線層のうちの、前記第１の面側に配置されるｎ個の配線層と、前記ｎ個の配線層の間に積層されたｎ個の絶縁層と、前記ｎ個の配線層を電気的に接続する層間接続体と、第１の開口部とを有し、前記第１の電子部品が前記第１の開口部内に埋設される状態で前記ｎ＋１番目の配線層の前記第１の面側に積層された第１の配線基板と、
   前記２ｎ＋１個の配線層のうちの、前記第２の面側に配置されるｎ個の配線層と、前記第２の面側に配置されるｎ個の配線層の間に積層されたｎ個の絶縁層と、前記第２の面側に配置されるｎ個の配線層を電気的に接続する層間接続体と、第２の開口部とを有し、前記第２の電子部品が前記第２の開口部内に埋設される状態で前記ｎ＋１番目の配線層の前記第２の面側に積層された第２の配線基板と、
   を具えることを特徴とする、部品内蔵配線基板。
5. ｎ＋１番目の配線層を構成する金属箔上に第１の電子部品を実装する工程と、
   ｎ個の配線層及びｎ個の絶縁層が順次に積層されるとともに、前記ｎ個の配線層を電気的に接続する層間接続体を有し、前記第１の電子部品を収納する第１の開口部が形成された第１の配線基板を準備する工程と、
   前記金属箔と前記第１の配線基板とを、前記第１の電子部品が前記第１の開口部に収納するようにして積層する工程と、
   前記金属箔をパターニングして前記ｎ＋１番目の配線層を形成した後、前記ｎ＋１番目の配線層の、前記第１の電子部品と対向する側に第２の電子部品を実装する工程と、
   ｎ個の配線層及びｎ個の絶縁層が順次に積層されるとともに、前記ｎ個の配線層を電気的に接続する層間接続体を有し、前記第２の電子部品を収納する第２の開口部が形成された第２の配線基板を準備する工程と、
   前記第２の配線基板を、前記第２の電子部品が前記第２の開口部に収納するようにして前記ｎ＋１番目の配線層を介して前記第１の配線基板と積層する工程と、
   を具えることを特徴とする、部品内蔵配線基板の製造方法。

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