JP6141705B2 - 部品内蔵配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、収容穴部に部品が収容されたコア基板の上に配線積層部を積層した構造の部品内蔵配線基板及びその製造方法に関するものである。

コンピュータのマイクロプロセッサ等として使用される半導体集積回路素子（ＩＣチップ）は、近年ますます高速化、高機能化しており、これに付随して端子数が増え、端子間ピッチも狭くなる傾向にある。一般的にＩＣチップの底面には多数の端子が密集してアレイ状に配置されており、このような端子群はマザーボード側の端子群に対してフリップチップの形態で接続される。但し、ＩＣチップ側の端子群とマザーボード側の端子群とでは端子間ピッチに大きな差があることから、ＩＣチップをマザーボード上に直接的に接続することは困難である。そのため、通常はＩＣチップをＩＣチップ搭載用配線基板上に搭載してなるパッケージを作製し、そのパッケージをマザーボード上に搭載するという手法が採用される。この種のパッケージを構成するＩＣチップ搭載用配線基板においては、ＩＣチップのスイッチングノイズの低減や電源電圧の安定化を図るために、コンデンサを設けることが提案されている。その一例として、コア基板に収容穴部を設け、その収容穴部内にコンデンサを埋め込むとともに、そのコア基板の表面及び裏面に配線積層部を形成した部品内蔵配線基板が従来提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような部品内蔵配線基板の製造方法の一例を以下に説明する。まず、コア主面にて開口するか、あるいはコア主面及びコア裏面の両方にて開口する収容穴部を有するコア基板を準備する（準備工程）。いわゆる多数個取り基板の場合、最終的に製品となる領域（製品領域）が基板中央部に配置される一方、基板外周部に非製品領域が配置されている。次に、コア基板の収容穴部内にコンデンサを収容して仮固定した後（収容工程）、収容穴部とコンデンサとの隙間を樹脂充填材で埋めてコンデンサを本固定する（部品固定工程）。そして、コア主面側にて絶縁層及び導体層を交互に積層することにより配線積層部を形成し（配線積層部形成工程）、さらに個片化工程を経て、所望とする部品内蔵配線基板が完成するようになっている。

ところで、部品固定工程において収容穴部とコンデンサとの隙間を樹脂充填材で埋める充填方法としては、例えばフィルム状絶縁材を用いる方法が従来から知られている。この充填方法では、コア基板上にて積層した絶縁材を加熱して流動性を付与するとともに、その絶縁材を加圧して流動させることにより、間隙を埋めるようにしている。

しかしながら、この充填方法は、作業性及び充填性に優れるという利点がある反面、樹脂充填材である絶縁材の流動性を制御しにくいという欠点がある。それゆえ、充填を要する収容穴部の近くに例えばガイド孔が存在すると、そのガイド孔に樹脂充填材が流れ込んでしまう場合がある。このため、ガイド孔に付着した樹脂充填剤を除去する工程が必要となり、作業性の低下を招いてしまう。そこで、このような問題を解消しうる部品内蔵配線基板の製造方法が従来提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２の従来技術では、あらかじめ基板外周部にガイドテープを貼り付けてガイド孔を塞いでおく閉塞工程を行い、その後で収容穴部内にコンデンサを収容し、収容穴部とコンデンサとの隙間を樹脂充填材で埋めるようにしている。そしてこの方法によると、ガイド孔のように意図しない部位への樹脂充填材の流入が未然に防止することができる。

特開２０１０−１７７７１３号公報 特開２０１１−１４６５４５号公報

しかしながら、ガイドテープを用いて閉塞工程を行う上記従来技術の場合、以下のような問題がある。即ち、ガイドテープの貼付作業及び剥離作業が必要となるため工数増となり、生産性が低下するおそれがある。また、ガイドテープの材料費が余分に必要になるため、コスト高になる可能性がある。さらに、ガイドテープを剥離した面に粘着剤の残渣が生じることがあり、この場合にはその後の諸工程を精度よく行うことができず、良品率が低下する原因となる。また、ガイドテープは、総厚が薄くて粘着力が高くテープ残渣が発生しないものを選定すべきであるが、このような条件を満たすガイドテープは必ずしも多くないため、その選定作業は困難である。なお、好適なガイドテープを選定できたとしても、作業者の貼り方が不適切であると、樹脂充填材の流入を完全には防げないことがある。よって、以上のようなガイドテープの使用に伴う不具合を解消しうる何らかの対策が従来必要とされている。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガイド孔を塞ぐガイドテープに依存することなく、ガイド孔への樹脂充填材の流入を未然に防止することができる部品内蔵配線基板及びその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するための手段（手段１）としては、コア主面及びコア裏面を有し、前記コア主面及び前記コア裏面間を貫通する複数のガイド孔を基板外周部に位置する非製品領域に有し、少なくとも前記コア主面側にて開口する複数の収容穴部を前記基板外周部よりも内側となる製品領域に有するとともに、前記製品領域における前記コア主面上にコア基板側配線層である第１金属層が設けられ、少なくとも前記非製品領域における前記コア主面上のうち前記ガイド孔よりも内側の位置に前記第１金属層よりも厚い第２金属層が設けられた板状のコア基板を準備する準備工程と、前記コア基板の前記収容穴部内に部品を収容する収容工程と、前記収容穴部と前記部品との隙間を樹脂充填材で埋めることにより前記部品を固定する部品固定工程と、前記コア主面側にて絶縁層及び導体層を交互に積層することにより配線積層部を形成する配線積層部形成工程とを含むことを特徴とする部品内蔵配線基板の製造方法がある。

従って、手段１に記載の発明によると、準備工程において板状のコア基板を準備するにあたり、コア基板側配線層である第１金属層を設けるとともに、少なくとも非製品領域におけるコア主面上のうちガイド孔よりも内側の位置に第１金属層よりも厚い第２金属層を設けておく。そしてこの状態で収容工程及び部品固定工程を行うと、第２金属層がいわゆるダムとして機能し、ガイド孔の手前で樹脂充填材の流動が食い止められる。よって、ガイド孔を塞ぐガイドテープに依存することなく、ガイド孔への樹脂充填材の流入を未然に防止することができる。

準備工程にて準備される板状のコア基板は、コア主面及びコア裏面を有し、コア主面及びコア裏面間を貫通する複数のガイド孔を基板外周部に位置する非製品領域に有する。また、当該コア基板は、少なくともコア主面側にて開口する複数の収容穴部を基板外周部よりも内側となる製品領域に有する。このようなコア基板を形成する材料は特に限定されないが、好ましいコア基板は樹脂材料を主体として形成される。コア基板を形成するための樹脂材料の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などがある。

当該コア基板においては、製品領域におけるコア主面上にコア基板側配線層である第１金属層が設けられ、少なくとも非製品領域におけるコア主面上のうちガイド孔よりも内側の位置に第１金属層よりも厚い第２金属層が設けられる。即ち、第２金属層の上面は、第１金属層の上面よりも高い位置にあることが必要とされる。特に限定されるわけではないが、第２金属層は第１金属層よりも例えば１０μｍ以上厚く設けられることがよい。なお、第２金属層は第１金属層と連続して設けられていてもよいし、連続せず独立して設けられていてもよい。

第２金属層は、非製品領域におけるコア主面上のうち、ガイド孔よりも内側の位置に設けられるが、勿論ガイド孔よりも外側の位置にも設けられてもよく、さらにはガイド孔を包囲するように設けられてもよい。このような構成とすると、第１金属層よりも上面が高い位置にある第２金属層によりガイド孔が包囲されるため、ガイド孔への樹脂充填材の流入をより確実に防止することが可能となる。

また、第２金属層は、基板外周部の一部に設けられていてもよいが、全周にわたって設けられていてもよい。後者の構成の場合、ガイド孔への樹脂充填材の流入をより確実に防止できることに加え、後工程で配線積層部を安定的に形成しやすくなる。第２金属層は、非製品領域におけるコア主面上のみに形成されていてもよいが、製品領域におけるコア主面上にも設けられていてもよい。後者の構成の場合、ダムとして機能する部分の平面方向における長さが長くなるため、ガイド孔への樹脂充填材の流入をより確実に防止することができる。

製品領域におけるコア主面上にも第２金属層を設ける場合、第２金属層は収容穴部及び第１金属層を包囲するように設けられていてもよい。この構成であると、樹脂充填材を収容穴部内に確実に留まらせて第１金属層を完全に覆うことができ、結果的にガイド孔への樹脂充填材の流入をより確実に防止することができる。

また、第２金属層は、製品領域を分割する際の分割予定線を避けて設けられてもよい。このような構成であると、分割予定線に沿って金属層部分を分割する際に、加工すべき厚さが少なくて済むため、分割予定線上に第２金属層が存在する場合に比べて分割工程をより容易に行うことが可能となる。

準備工程において第２金属層を形成する方法としては特に限定されず、任意の方法を採用することができる。この場合、例えば、コア主面上にめっきレジストを設けた状態でめっきを行うことにより、第２金属層を形成するようにしてもよい。このようなアディティブ法によると、ダムとして好ましい断面形状（即ちエッジの効いた断面形状）の第２金属層を比較的容易に形成することができる。ちなみに、金属ペーストを用いて印刷法などにより形成されたものは、エッジの効いていない滑らか断面形状となる。よって、樹脂充填材を収容穴部内に確実に留まらせることが困難となる場合があり、好ましくない。なお、第２金属層を形成する他の方法として、コア基板上に設けられた金属の層をエッチングする方法（サブトラクティブ法）や、あらかじめ箔状あるいは板状に形成された金属部材を貼り付ける方法などが採用可能である。ここで「エッジの効いた断面形状」とは、例えば、第２金属層の断面形状においてコア主面側の底面を基準としたときの側面のなす角度が８０°以上であることを言う。

また、準備工程では、上記構造のコア基板を準備するほか、収容穴部内に収容されるべき部品を準備してもよい。ここで「部品」としては、コンデンサ、半導体集積回路素子（ＩＣチップ）、半導体製造プロセスで製造されたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子などを挙げることができる。例えばコンデンサの具体例としては、誘電体層を介して複数の内部電極層が積層配置された構造を有するチップ状のコンデンサなどがある。このようなコンデンサは、複数の内部電極層に接続される複数のビア導体をアレイ状に配置した構造の、いわゆるビアアレイタイプのコンデンサであってもよい。

収容工程にてコア基板の収容穴部内に部品を収容した後、部品固定工程では収容穴部と部品との隙間を樹脂充填材で埋めることにより部品を固定する。隙間を埋めるための樹脂充填材の好適例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂等が挙げられる。

この場合、例えばディスペンサを用いて隙間を樹脂充填材で埋めるようにしてもよいほか、配線積層部における最内層の絶縁層を構成する樹脂材料の一部を樹脂充填材とし、その樹脂材料で隙間を埋めるようにしてもよい。後者によれば、通常は加熱下で積層方向に圧力が加えられるので、隙間を効率よく確実に埋めることができ、各部材間に高い密着性を付与することができる。

配線積層部形成工程では、コア主面側にて絶縁層及び導体層を交互に積層することにより配線積層部を形成する。配線積層部は同様にコア裏面側にも形成されてもよい。このような構成にすれば、コア基板の両面に電気回路を形成できるため、部品内蔵配線基板のさらなる高機能化を図ることができる。配線積層部における絶縁層は、例えば熱硬化性樹脂を主体とするビルドアップ材を用いて形成されることが好ましい。絶縁層の形成材料の具体例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料、あるいは、連続多孔質ＰＴＦＥ等の三次元網目状フッ素系樹脂基材にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料等を使用してもよい。

配線積層部における導体層は、主として銅からなり、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、フルアディティブ法などといった公知の手法によって形成される。具体的に言うと、例えば、銅箔のエッチング、無電解銅めっきあるいは電解銅めっきなどの手法が適用される。なお、スパッタやＣＶＤ等の手法により薄膜を形成した後にエッチングを行うことで導体層を形成したり、導電性ペースト等の印刷により導体層を形成したりすることも可能である。

コア主面側に形成された配線積層部の最外層には、チップ部品を搭載するための複数の電子部品搭載部が形成される。チップ部品の例としては、ＩＣチップやチップコンデンサ以外に、チップ抵抗やチップインダクタなどの電子部品を挙げることができる。また、ＩＣチップとしては、コンピュータのマイクロプロセッサとして使用されるＩＣチップ、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などのＩＣチップを挙げることができる。

上記課題を解決するための別の手段（手段２）としては、コア主面及びコア裏面を有し、少なくとも前記コア主面にて開口する収容穴部を有する板状のコア基板と、前記収容穴部内に収容された部品と、絶縁層及び導体層を前記コア主面側にて積層した構造を有する配線積層部とを備え、前記収容穴部と前記部品との隙間を樹脂充填材で埋めることで前記部品が固定されている部品内蔵配線基板において、前記コア主面上にコア基板側配線層である第１金属層が設けられるとともに、前記第１金属層よりも厚い第２金属層が前記第１金属層及び前記収容穴部を包囲するようにして設けられ、前記第１金属層が前記樹脂充填材で覆われるとともに、前記第２金属層の上面に、前記配線積層部における最内層の絶縁層の最内層表面が接触していることを特徴とする部品内蔵配線基板がある。

従って、手段２に記載の発明によると、第１金属層よりも厚い第２金属層の上面に最内層の絶縁層の最内層表面が接触することで配線積層部が支持されるため、第１金属層を覆う樹脂充填材の厚さばらつきが小さくなる。また、第２金属層が第１金属層及び収容穴部を包囲するようにして設けられているため、配線積層部側とコア基板側との界面の密着性が高くなり、当該界面にデラミネーションが起こりにくくなる。この場合、第１金属層及び第２金属層はめっき層を含んで構成され、第２金属層におけるめっき厚のほうが第１金属層におけるめっき厚よりも大きくなっていてもよい。また、最内層の絶縁層を構成する樹脂材料の一部を樹脂充填材とし、収容穴部と部品との隙間、並びに、最内層の絶縁層の下面と部品及びコア主面との隙間を樹脂材料で埋めることにより、部品が固定されていてもよい。

本発明を具体化した第１実施形態の部品内蔵配線基板を示す概略断面図。 上記部品内蔵配線基板の製造時に準備する連結コア基板を示す概略平面図。 上記連結コア基板を示す概略正面図。 セラミックコンデンサを示す概略断面図。 セラミックコンデンサの内層接続状態を説明するための概略説明図。 セラミックコンデンサの内層接続状態を説明するための概略説明図。 上記部品内蔵配線基板の製造方法（準備工程）を説明するための部分概略断面図。 上記部品内蔵配線基板の製造方法（準備工程）を説明するための部分概略断面図。 上記部品内蔵配線基板の製造方法（収容工程）を説明するための部分概略断面図。 上記部品内蔵配線基板の製造方法（収容工程）を説明するための部分概略断面図。 上記部品内蔵配線基板の製造方法（部品固定工程）を説明するための部分概略断面図。 上記部品内蔵配線基板の製造方法（部品固定工程）を説明するための部分概略断面図。 上記部品内蔵配線基板の製造方法（ビルドアップ工程）を説明するための部分概略断面図。 本発明を具体化した第２実施形態の部品内蔵配線基板を示す概略断面図。 上記部品内蔵配線基板の製造時に準備する連結コア基板を示す概略平面図。 上記連結コア基板を示す概略正面図。 上記部品内蔵配線基板の製造方法（部品固定工程）を説明するための部分概略断面図。

［第１の実施形態］

以下、本発明の部品内蔵配線基板を具体化した第1の実施形態を図１〜図１３に基づき詳細に説明する。

図１に示されるように、本実施形態の部品内蔵配線基板１０（以下「配線基板１０」という）は、ＩＣチップ搭載用の配線基板である。配線基板１０は、略矩形板状のコア基板１１Ａと、コア基板１１Ａのコア主面１２（図１では上面）上に形成される第１ビルドアップ層３１（配線積層部）と、コア基板１１Ａのコア裏面１３（図１では下面）上に形成される第２ビルドアップ層３２とからなる。

コア基板１１Ａのコア主面１２上に形成された第１ビルドアップ層３１は、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）からなる２層の絶縁層３３，３５と、銅からなる導体層４２とを交互に積層した構造を有している。第２層目の絶縁層３５の表面上における複数箇所には、端子パッド４４がアレイ状に形成されている。絶縁層３５の表面は、ソルダーレジスト層３７によってほぼ全体的に覆われている。ソルダーレジスト層３７の所定箇所には、端子パッド４４を露出させる開口部４６が形成されている。端子パッド４４の表面上には、複数のはんだバンプ４５が配設されている。各はんだバンプ４５は、矩形平板状をなすＩＣチップ２１の面接続端子２２に電気的に接続されている。なお、各端子パッド４４及び各はんだバンプ４５からなる領域は、ＩＣチップ２１を搭載可能なＩＣチップ搭載領域２３である。ＩＣチップ搭載領域２３は、第１ビルドアップ層３１の表面３９に設定されている。また、絶縁層３３，３５内には、それぞれビア導体４３，４７が設けられている。これらのビア導体４３，４７は、導体層４２及び端子パッド４４を相互に電気的に接続している。

図１に示されるように、コア基板１１Ａのコア裏面１３上に形成された第２ビルドアップ層３２は、上述した第１ビルドアップ層３１とほぼ同じ構造を有している。即ち、第２ビルドアップ層３２は、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）からなる２層の絶縁層３４，３６と、導体層４２とを交互に積層した構造を有している。第２層目の絶縁層３６の下面上における複数箇所には、ＢＧＡ用パッド４８が格子状に形成されている。ＢＧＡ用パッド４８は、ビア導体４３を介して導体層４２に電気的に接続されている。絶縁層３６の下面は、ソルダーレジスト層３８によってほぼ全体的に覆われている。ソルダーレジスト層３８の所定箇所には、ＢＧＡ用パッド４８を露出させる開口部４０が形成されている。ＢＧＡ用パッド４８の表面上には、図示しないマザーボードとの電気的な接続を図るための複数のはんだバンプ４９が配設されている。そして、各はんだバンプ４９により、図１に示される配線基板１０は図示しないマザーボード上に実装される。

図１に示されるように、本実施形態のコア基板１１Ａは、縦２５ｍｍ×横２５ｍｍ×厚さ１．０ｍｍの平面視略矩形板状である。このコア基板１１Ａは、基材１６１とサブ基材１６４と導体層１６３とによって構成されている。基材１６１はガラスエポキシからなり、その上面及び下面にサブ基材１６４が形成されている。サブ基材１６４は、シリカフィラーなどの無機フィラーを添加したエポキシ樹脂からなる。導体層１６３は銅からなり、基材１６１の上面及び下面に形成されている。また、コア基板１１Ａには、複数のスルーホール導体１６がコア主面１２、コア裏面１３及び導体層１６３を貫通するように形成されている。これらのスルーホール導体１６は、コア基板１１Ａのコア主面１２側とコア裏面１３側とを導通させるとともに、導体層１６３に対して電気的に接続している。なお、スルーホール導体１６の内部は、例えばエポキシ樹脂などの閉塞体１７で埋められている。スルーホール導体１６の上端は、絶縁層３３の表面上にある導体層４２の一部に電気的に接続されている。スルーホール導体１６の下端は、絶縁層３４の下面上にある導体層４２の一部に電気的に接続されている。

コア基板１１Ａのコア主面１２上には銅からなるコア基板側配線層５１（第１金属層５１）がパターン形成され、コア裏面１３上には銅からなるコア基板側配線層４１がパターン形成されている。コア基板側配線層４１，５１同士は、スルーホール導体１６を介して電気的に接続されている。さらに、コア基板１１Ａは、コア主面１２の中央部及びコア裏面１３の中央部にて開口する平面視で矩形状の収容穴部９０を１つ有している。即ち、本実施形態の収容穴部９０はコア基板１１Ａを貫通している。

そして、収容穴部９０内には、図１、図４〜図６等に示すセラミックコンデンサ１０１（部品）が、埋め込まれた状態で収容されている。セラミックコンデンサ１０１は、コンデンサ主面１０２をコア基板１１Ａのコア主面１２と同じ側に向け、かつ、収容穴部９０の内壁面９１とコンデンサ側面１０６とを対峙させた状態で収容されている。本実施形態のセラミックコンデンサ１０１は、縦１０．０ｍｍ×横１０．０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの平面視略矩形板状である。セラミックコンデンサ１０１は、コア基板１１ＡにおいてＩＣチップ搭載領域２３の真下の領域に配置されている。

図４〜図６等に示されるように、本実施形態のセラミックコンデンサ１０１は、いわゆるビアアレイタイプのコンデンサである。セラミックコンデンサ１０１を構成するセラミック焼結体１０４は、部品主面である１つのコンデンサ主面１０２（図１では上面）、部品裏面である１つのコンデンサ裏面１０３（図１では下面）、及び、４つのコンデンサ側面１０６を有する板状物である。

セラミック焼結体１０４は、セラミック誘電体層１０５を介して電源用内部電極層１４１とグランド用内部電極層１４２とを交互に積層配置した構造を有している。また、セラミック誘電体層１０５は、高誘電率セラミックの一種であるチタン酸バリウムの焼結体からなり、電源用内部電極層１４１及びグランド用内部電極層１４２間の誘電体として機能する。電源用内部電極層１４１及びグランド用内部電極層１４２は、いずれもニッケルを主成分として形成された層であって、セラミック焼結体１０４の内部において一層おきに配置されている。

図４〜図６に示されるように、セラミック焼結体１０４には、多数のビアホール１３０が形成されている。これらのビアホール１３０は、セラミック焼結体１０４をその厚さ方向に貫通するとともに、セラミック焼結体１０４の全面にわたって格子状（アレイ状）に配置されている。各ビアホール１３０内には、セラミック焼結体１０４のコンデンサ主面１０２及びコンデンサ裏面１０３間を連通する複数のコンデンサ内ビア導体１３１，１３２が、ニッケルを主材料として形成されている。各電源用コンデンサ内ビア導体１３１は、各電源用内部電極層１４１を貫通しており、それら同士を互いに電気的に接続している。各グランド用コンデンサ内ビア導体１３２は、各グランド用内部電極層１４２を貫通しており、それら同士を互いに電気的に接続している。各電源用コンデンサ内ビア導体１３１及び各グランド用コンデンサ内ビア導体１３２は、全体としてアレイ状に配置されている。本実施形態では、説明の便宜上、コンデンサ内ビア導体１３１，１３２を５列×５列で図示したが、実際にはさらに多くの列が存在している。

そして図４等に示されるように、セラミック焼結体１０４のコンデンサ主面１０２上には、複数の主面側電源用電極１１１と複数の主面側グランド用電極１１２とが突設されている。なお、各主面側グランド用電極１１２は、コンデンサ主面１０２上において個別に形成されているが、一体に形成されていてもよい。主面側電源用電極１１１は、複数の電源用コンデンサ内ビア導体１３１におけるコンデンサ主面１０２側の端面に対して直接接続されており、主面側グランド用電極１１２は、複数のグランド用コンデンサ内ビア導体１３２におけるコンデンサ主面１０２側の端面に対して直接接続されている。

また、セラミック焼結体１０４のコンデンサ裏面１０３上には、複数の裏面側電源用電極１２１と複数の裏面側グランド用電極１２２とが突設されている。なお、各裏面側グランド用電極１２２は、コンデンサ裏面１０３上において個別に形成されているが、一体に形成されていてもよい。裏面側電源用電極１２１は、複数の電源用コンデンサ内ビア導体１３１におけるコンデンサ裏面１０３側の端面に対して直接接続されており、裏面側グランド用電極１２２は、複数のグランド用コンデンサ内ビア導体１３２におけるコンデンサ裏面１０３側の端面に対して直接接続されている。よって、電源用電極１１１，１２１は電源用コンデンサ内ビア導体１３１及び電源用内部電極層１４１に導通しており、グランド用電極１１２，１２２はグランド用コンデンサ内ビア導体１３２及びグランド用内部電極層１４２に導通している。

そして図１に示されるように、コンデンサ主面１０２側にある電極１１１，１１２は、ビア導体４７、導体層４２、ビア導体４３、端子パッド４４、はんだバンプ４５及びＩＣチップ２１の面接続端子２２を介して、ＩＣチップ２１に電気的に接続される。一方、コンデンサ裏面１０３側にある電極１２１，１２２は、図示しないマザーボードが有する電極（接触子）に対して、ビア導体４７、導体層４２、ビア導体４３、ＢＧＡ用パッド４８及びはんだバンプ４９を介して電気的に接続される。

図１等に示されるように、収容穴部９０の内壁面９１と、セラミックコンデンサ１０１のコンデンサ側面１０６との隙間は、部品固定用の樹脂充填材９２によって埋められている。この樹脂充填材９２は、セラミックコンデンサ１０１をコア基板１１Ａに固定させている。また、この樹脂充填材９２は、絶縁層３３〜３６と同じ材料（即ち、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂）によって形成されている。特に本実施形態の場合、最内層の絶縁層３３の一部が樹脂充填材９２として機能している。

次に、本実施形態の配線基板１０の製造方法について述べる。

準備工程では、コア基板１１Ａの中間製品を従来周知の手法により作製し、あらかじめ準備しておく。なお、セラミックコンデンサ１０１についても従来周知の手法により作製し、あらかじめ準備しておく。

コア基板１１Ａの中間製品（多数個取り用の連結コア基板１１）は、以下のように作製される。まず、縦３５０ｍｍ×横３７５ｍｍ×厚み０．６ｍｍの基材１６１の両面に銅箔が貼着された銅張積層板を準備し、銅箔のエッチングを行って導体層１６３をパターニングする。次に、基材１６１の上面及び下面にサブ基材１６４を貼着する。そして、図７に示されるように、上面側のサブ基材１６４上にコア基板側配線層５１（第１金属層５１）をパターン形成し、下面側のサブ基材１６４上にコア基板側配線層４１をパターン形成する。

コア基板側配線層５１（第１金属層５１）のパターン形成について具体的に説明すると、まず、上側のサブ基材１６４の上面に銅めっきを施すことにより、厚さ５０μｍ程度のめっき層Ｍ１をパターン形成する。このめっき層Ｍ１は、基板中央部に位置する製品領域Ｒ１におけるコア主面１２上に形成されるばかりでなく、基板外周部に位置する非製品領域Ｒ２におけるコア主面１２上にも形成される（図２，図３，図７参照）。なお、製品領域Ｒ１におけるめっき層Ｍ１は、そのままコア基板側配線層５１（第１金属層５１）として用いられる。ここで、基材１６１及びサブ基材１６４からなる積層体の製品領域Ｒ１に対してルータによる孔あけ加工を行い、収容穴部９０となる貫通孔を複数位置に形成する。ちなみに、本実施形態の製品領域Ｒ１からは複数個の製品個片が得られるため、各々の製品個片の中央部に対して収容穴部９０となるべき貫通孔が形成される。また、この積層体の非製品領域Ｒ２に対してドリル加工による孔あけ加工を行い、複数のガイド孔６１となる貫通孔を複数位置に形成する。本実施形態では連結コア基板１１の対向する２辺に沿って複数のガイド孔６１を形成したが、形成位置は任意に変更可能であり、例えば４辺に沿って形成してもよい。次に、コア主面１２上においては、製品領域Ｒ１のめっき層Ｍ1を覆い非製品領域Ｒ２のめっき層Ｍ１を露出させるめっきレジスト５５を設ける（図８参照）。また、コア裏面１３上においては、めっき層Ｍ1を全体的に覆うめっきレジスト５５を設ける。そして、この状態で露出しているめっき層Ｍ1に対して銅めっきを行い、厚さ１００μｍ〜２００μｍ程度の第２金属層５２を形成する。この後、めっきレジスト５５を除去し、被覆されていた第１金属層５１を露出させることにより、図２，図３に示す連結コア基板１１が得られる。なお、本実施形態では第２金属層５２の形成前に収容穴部９０やガイド孔６１の形成を行っているが、これを第２金属層５２の形成後に行ってもよい。

ここで、完成した連結コア基板１１について説明すると、図２，図３に示すように、基板外周部に位置する非製品領域Ｒ２には、複数のガイド孔６１と第２金属層５２とが形成されている。複数のガイド孔６１には後工程で位置決め用のガイドピンが挿抜されるようになっている。第２金属層５２は基板外周部の全周にわたって設けられており、複数のガイド孔６１のコア主面１２側の開口部はその第２金属層５２に包囲されている。本実施形態の第２金属層５２は、少なくともコア主面１２上のうちガイド孔６１よりも内側の位置Ｐ１に設けられるとともに（図３参照）、非製品領域Ｒ２と製品領域Ｒ１とを分割する際の分割予定線Ｂ１を避けて設けられている。一方、基板外周部よりも内側となる製品領域Ｒ１には複数の収容穴部９０が設けられ、収容穴部９０のコア主面１２側の開口縁には第１金属層５１が設けられている。そして、第１金属層５１の上面と第２金属層５２の上面とでは、数十μｍ以上の高低差が設けられている。

続く収容工程では、まず、粘着面を有する粘着テープ１７１を連結コア基板１１のコア裏面１３側全体に貼り付けることにより、各収容穴部９０のコア裏面１３側開口をあらかじめ閉塞し、底部を形成する（図９参照）。そして、従来周知のチップマウンタを用いてセラミックコンデンサ１０１を搬送し、各収容穴部９０内にセラミックコンデンサ１０１を収容する。このとき、各収容穴部９０の底部に存在する粘着テープ１７１の粘着面上に、セラミックコンデンサ１０１のコンデンサ裏面１０３側が仮固定される（図１０参照）。収容穴部９０の内壁面９１とコンデンサ側面１０６との間や、粘着テープ１７１の粘着面とコンデンサ裏面１０３との間には、この時点で隙間が生じる。

続いて、配線積層部形成工程を実施する。配線積層部形成工程では、従来周知の手法に基づいてコア主面１２の上に第１ビルドアップ層３１を形成するとともに、コア裏面１３の上に第２ビルドアップ層３２を形成することを行う。具体的にいうと、まず、第１ビルドアップ層３１における最内層の絶縁層３３を形成するために、コア主面１２及びコンデンサ主面１０２の上に、未硬化状態のエポキシ樹脂シート８１（シート状のビルドアップ材）を積層配置する（図１１参照）。このような積層配置状態では、第２金属層５２の上面に、エポキシ樹脂シート８１の裏面（即ち、第１ビルドアップ層３１における最内層の絶縁層３３の最内層表面３３ａ）が接触する。よって、エポキシ樹脂シート８１が第２金属層５２により支持された状態となり、エポキシ樹脂シート８１の裏面とコア主面１２との間には一定間隔の隙間が形成される。次に、周知の真空ラミネーション法により減圧雰囲気下でエポキシ樹脂シート８１を加熱及び加圧し、コア主面１２及びコンデンサ主面１０２の上に圧着する（図１２参照）。このとき、エポキシ樹脂シート８１を構成する樹脂材料を軟化させて、その軟化した樹脂材料の一部（即ち樹脂充填材９２）を収容穴部９０の内壁面９１とコンデンサ側面１０６との隙間に落とし込むようにする。その結果、樹脂充填材９２によって、収容穴部９０の内壁面９１とコンデンサ側面１０６との隙間や、粘着テープ１７１の粘着面とコンデンサ裏面１０３との隙間を埋める。また、エポキシ樹脂シート８１の圧着前に形成されていたエポキシ樹脂シート８１の裏面とコア主面１２との隙間も樹脂充填材９２で埋められるため、第１金属層５１は樹脂充填材９２により完全に覆われる。この後、加熱処理（キュアなど）を行ってエポキシ樹脂シート８１を硬化させ、セラミックコンデンサ１０１を連結コア基板１１に完全に固定する。つまり、第１ビルドアップ層３１における最内層の絶縁層３３を形成する工程は、本実施形態の場合、収容穴部９０とセラミックコンデンサ１０１との隙間を樹脂充填材９２で埋めてセラミックコンデンサ１０１を固定する部品固定工程を兼ねている。なお、このような部品固定工程の終了後、粘着テープ１７１を除去する。

次に、コア裏面１３及びコンデンサ裏面１０３に絶縁層３４を形成し、さらに絶縁層３３，３４にレーザー孔あけ加工を行ってビア孔１８１，１８２を形成する。この後、ドリル機を用いて孔あけ加工を行い、連結コア基板１１及び絶縁層３３，３４を貫通する貫通孔１９１を所定位置にあらかじめ形成しておく。そして、銅めっき、エッチング等を行うことにより、絶縁層３３，３４上に導体層４２をパターン形成する。これと同時に、貫通孔１９１内にスルーホール導体１６を形成し、各ビア孔１８１，１８２の内部にビア導体４７を形成する。この後、スルーホール導体１６の空洞部を絶縁樹脂材料で穴埋めし、閉塞体１７を形成する（図１３参照）。

次に、絶縁層３３，３４上にそれぞれ絶縁層３５，３６を形成した後、ビア孔１８３，１８４を形成し、さらにビア導体４３、端子パッド４４及びＢＧＡ用パッド４８を形成する。そして、絶縁層３５，３６上にソルダーレジスト層３７，３８を形成した後、はんだバンプ４５，４９を形成する。なお、この状態のものは、配線基板１０となるべき製品領域を平面方向に沿って縦横に複数配列した多数個取り用配線基板であると把握することができる。さらに、この多数個取り用配線基板を分割予定線Ｂ１に沿って分割する。その結果、製品個片である図1の配線基板１０を多数個同時に得ることができる。

従って、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。

（１）本実施形態の製造方法の場合、連結コア基板１１を準備するにあたり、コア基板側配線層である第１金属層５１を設けるとともに、少なくとも非製品領域Ｒ２におけるコア主面１２上のうちガイド孔６１よりも内側の位置に第１金属層５１よりも厚い第２金属層５２を設けておく。そしてこの状態で収容工程及び部品固定工程を行うと、第２金属層５２がいわゆるダムとして機能し、ガイド孔６１の手前で樹脂充填材９２の流動が食い止められる。よって、ガイド孔６１を塞ぐガイドテープに依存することなく、ガイド孔６１への樹脂充填材９２の流入を未然に防止することができる。

（２）また、本実施形態の製造方法によると、ガイド孔６１を閉塞するためのガイドテープの使用に伴う不具合を解消することができる。具体的にいうと、例えば、従来必須であったガイドテープの貼付作業及び剥離作業が不要になるため、工数増が回避され、それによる生産性の低下を防ぐことができる。また、ガイドテープが不要になる分だけ材料コストが低減され、コスト高が回避されるとともに、良品率が低下するリスクも少なくなる。

（３）本実施形態の製造方法によると、第１金属層５１よりも厚い第２金属層５２の上面に最内層の絶縁層３３の最内層表面３３ａが接触することで、エポキシ樹脂シート８１が支持される。そしてこの状態で部品固定工程が行われるため、各部の隙間を樹脂充填材９２で確実に埋めることができるとともに、第１金属層５１を覆う樹脂充填材９２の厚さばらつきも小さくすることができる。

（４）本実施形態の製造方法では、コア主面１２上にめっきレジスト５５を設けた状態で銅めっきを行った後、そのめっきレジスト５５を剥離することにより、第２金属層５２を形成している。そしてこの方法によると、ダムとして好ましい断面形状（即ちエッジの効いた断面形状）の第２金属層５２を比較的容易に形成することができる。よって、エポキシ樹脂シート８１を加熱及び加圧して樹脂充填材９２を充填する場合であっても、樹脂充填材９２の外部への流出を確実に防止できるという利点がある。

［第２の実施形態］

次に、本発明の部品内蔵配線基板を具体化した第２の実施形態を図１４〜図１７に基づき詳細に説明する。

図１４に示されるように、本実施形態の部品内蔵配線基板１０Ａ（以下「配線基板１０Ａ」という）は、ＩＣチップ搭載用の配線基板である。配線基板１０Ａは、略矩形板状のコア基板１１Ｂと、コア基板１１Ｂのコア主面１２（図１４では上面）上に形成される第１ビルドアップ層３１（配線積層部）と、コア基板１１Ｂのコア裏面１３（図１４では下面）上に形成される第２ビルドアップ層３２とからなる。なお、ここでは第１の実施形態の配線基板１０と共通する構成については共通の部材番号を付しており、その詳細な説明については省略する。

本実施形態の配線基板１０Ａでは、コア基板１１Ｂのコア主面１２上における外周部全周にわたり、第１金属層５１よりも厚い第２金属層５２Ｂの一部が残されている。従って、第２金属層５２Ｂは、第１金属層５１及び収容穴部９０を包囲している。そして、第２金属層５２Ｂの上面と、第１ビルドアップ層３１における最内層の絶縁層３３の最内層表面３３ａとが互いに接触し、かつ接合された状態となっている。

本実施形態の配線基板１０Ａの製造方法においては、図１５，図１６に示すような構造のコア基板１１Ｂの中間製品（多数個取り用の連結コア基板１１Ｃ）をあらかじめ準備しておく。この連結コア基板１１Ｃについて説明すると、基板外周部に位置する非製品領域Ｒ２には、複数のガイド孔６１と第２金属層５２Ａとが形成されている。第２金属層５２Ａは基板外周部の全周にわたって設けられており、複数のガイド孔６１のコア主面１２側の開口部はその第２金属層５２Ａに包囲されている。ただし、本実施形態のものの場合、非製品領域Ｒ２にあるべき第２金属層５２Ａの内縁が、分割予定線Ｂ１を越えて製品領域Ｒ１にまで及んでいる。また、製品領域Ｒ１におけるコア主面１２上においても、第２金属層５２Ｂが、分割予定線Ｂ１に沿って縦横格子状に、かつ分割予定線Ｂ１を覆うような線幅にて形成されている。その結果、製品個片ごとに、第２金属層５２Ｂが収容穴部９０及び第１金属層５１を包囲した状態となっている。

そして、このような構成の連結コア基板１１Ｃを用いて収容工程及び部品固定工程を行った場合においても、第２金属層５２Ａ，５２Ｂがいわゆるダムとして機能し、ガイド孔６１の手前で樹脂充填材９２の流動が食い止められる。よって、ガイド孔６１を塞ぐガイドテープに依存することなく、ガイド孔６１への樹脂充填材９２の流入を未然に防止することができる。しかも本実施形態では、第２金属層５２Ｂが製品領域Ｒ１におけるコア主面１２上にも設けられ、しかも収容穴部９０及び第１金属層５１を包囲している。そのため、ダムとして機能する部分の平面方向における長さを第１の実施形態のときよりも長くすることができる。また、樹脂充填材９２を収容穴部９０内に確実に留まらせて第１金属層５１を完全に覆うことができる。よって、結果的にガイド孔６１への樹脂充填材９２の流入をより確実に防止することができる。

また、本実施形態にて得られた配線基板１０Ａの場合、第１金属層５１よりも厚い第２金属層５２Ｂの上面に最内層の絶縁層３３の最内層表面３３ａが接触することで第１ビルドアップ層３１が支持される。このため、第１金属層５１を覆う樹脂充填材９２の厚さばらつきを小さくすることができる。そればかりでなく、この配線基板１０Ａでは、第２金属層５２Ｂが第１金属層５１及び収容穴部９０を包囲するようにして設けられている。よって、第１ビルドアップ層３１側とコア基板１１Ｂ側との界面の密着性が高くなり、当該界面にデラミネーションが起こりにくくなる。従って、第１実施形態のものに比べてさらに高い信頼性を付与することができる。また、この配線基板１０Ａの場合、樹脂充填材９２の厚さばらつきが低減される結果、ビア導体４７の深さがばらつきにくくなり、一定条件にてビア導体４７を精度よく形成できるという利点がある。

なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。

・上記実施形態では、準備工程において第２金属層５２，５２Ａ，５２Ｂを形成する方法として、コア主面１２上にめっきレジスト５５を設けた状態でめっきを行う方法を採用したが、これに限定されない。例えば、コア主面１２上にあらかじめ設けた厚めの金属層の一部を第２金属層５２，５２Ａ，５２Ｂとし、それ以外の部分をエッチングして第２金属層５２，５２Ａ，５２Ｂよりも高さの低い第１金属層５１とする方法を採用してもよい。また、あらかじめ箔状あるいは板状に形成された金属部材（例えばステンレス等からなるスティフナ）をコア主面１２上に貼り付けて第２金属層５２，５２Ａ，５２Ｂとする方法を採用してもよい。

・第２の実施形態では、縦横格子状の分割予定線Ｂ１に沿ってその分割予定線Ｂ１を覆うように、製品領域Ｒ１にも所定幅の第２金属層５２Ｂを設けた。この場合において、縦横格子状の分割予定線Ｂ１の直上を回避するようにして、前記所定幅の第２金属層５２Ｂを設けてもよい。

・上記実施形態では、コア主面１２側及びコア裏面１３側の両方に開口する収容穴部９０を設け、さらにコア裏面１３側の開口を塞いだうえで収容工程及び部品固定工程を行ったが、これに限定されない。例えば、コア主面１２側にのみ開口する有底の収容穴部を設けたうえで収容工程及び部品固定工程を行ってもよい。

・上記実施形態では、複数のガイド孔６１は第２金属層５２，５２Ａが存在している箇所にて開口していたが、第２金属層５２，５２Ａが存在していない箇所にて開口していてもよい。換言すると、複数のガイド孔６１のある位置からある程度離間した位置に第２金属層５２，５２Ａが設けられていてもよい。

・上記実施形態では、多数個取り用の連結コア基板１１，１１Ｃを用いて複数の配線基板１０，１０Ａを製造する方法として本発明を具体化したが、これに限定されない。例えば、多数個取り用ではない非連結のコア基板を用いて、１個の配線基板１０，１０Ａを製造する方法として本発明を具体化してもよい。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した各実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）上記手段１において、前記複数のガイド孔は、前記第２金属層が存在している箇所にて開口していることを特徴とする部品内蔵配線基板の製造方法。

（２）上記手段２において、前記第１金属層及び前記第２金属層はめっき層を含んで構成され、前記第２金属層におけるめっき厚のほうが前記第１金属層におけるめっき厚よりも大きいことを特徴とする部品内蔵多層配線基板。

（３）上記手段２において、前記最内層の絶縁層を構成する樹脂材料の一部を前記樹脂充填材とし、前記収容穴部と前記部品との隙間、並びに、前記最内層の絶縁層の下面と前記部品及び前記コア主面との隙間を前記樹脂材料で埋めることにより、前記部品が固定されていることを特徴とする部品内蔵多層配線基板。

（４）手段２において、前記部品は、誘電体層を介して複数の内部電極層が積層配置され、前記複数の内部電極層に接続される複数のビア導体をアレイ状に配置した構造を有するビアアレイタイプのコンデンサであることを特徴とする部品内蔵多層配線基板。

１０，１０Ａ…部品内蔵配線基板
１１Ａ，１１Ｂ…コア基板
１１，１１Ｃ…連結コア基板
１２…コア主面
１３…コア裏面
３１…配線積層部としての第１ビルドアップ層
３２…配線積層部としての第２ビルドアップ層
３３…最内層の絶縁層
３３ａ…最内層表面
３４，３５，３６…絶縁層
４２…導体層
５１…第１金属層
５２，５２Ａ，５２Ｂ…第２金属層
５５…めっきレジスト
６１…ガイド孔
９０…収容穴部
９２…樹脂充填材
１０１…部品としてのセラミックコンデンサ
Ｂ１…分割予定線
Ｒ１…製品領域
Ｒ２…非製品領域

Claims (9)

1. コア主面及びコア裏面を有し、前記コア主面及び前記コア裏面間を貫通する複数のガイド孔を基板外周部に位置する非製品領域に有し、少なくとも前記コア主面側にて開口する複数の収容穴部を前記基板外周部よりも内側となる製品領域に有するとともに、前記製品領域における前記コア主面上にコア基板側配線層である第１金属層が設けられ、少なくとも前記非製品領域における前記コア主面上のうち前記ガイド孔よりも内側の位置に前記第１金属層よりも厚い第２金属層が設けられた板状のコア基板を準備する準備工程と、
   前記コア基板の前記収容穴部内に部品を収容する収容工程と、
   前記収容穴部と前記部品との隙間を樹脂充填材で埋めることにより前記部品を固定する部品固定工程と、
   前記コア主面側にて絶縁層及び導体層を交互に積層することにより配線積層部を形成する配線積層部形成工程と
   を含むことを特徴とする部品内蔵配線基板の製造方法。
2. 前記第２金属層は、前記ガイド孔を包囲するように設けられることを特徴とする請求項１に記載の部品内蔵配線基板の製造方法。
3. 前記第２金属層は、前記基板外周部の全周にわたって設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の部品内蔵配線基板の製造方法。
4. 前記第２金属層は、前記製品領域における前記コア主面上にも設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の部品内蔵配線基板の製造方法。
5. 前記第２金属層は、前記製品領域における前記コア主面上において前記収容穴部及び前記第１金属層を包囲するように設けられることを特徴とする請求項４に記載の部品内蔵配線基板の製造方法。
6. 前記第２金属層は、前記製品領域を分割する際の分割予定線を避けて設けられることを特徴とする請求項５に記載の部品内蔵配線基板の製造方法。
7. 前記準備工程では、前記コア主面上にめっきレジストを設けた状態でめっきを行うことにより、前記第２金属層を形成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の部品内蔵配線基板の製造方法。
8. 前記部品固定工程では、最内層の前記絶縁層を構成する樹脂材料の一部を前記樹脂充填材とし、前記樹脂材料で前記隙間を埋めることにより前記部品を固定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の部品内蔵配線基板の製造方法。
9. コア主面及びコア裏面を有し、少なくとも前記コア主面にて開口する収容穴部を有する板状のコア基板と、前記収容穴部内に収容された部品と、絶縁層及び導体層を前記コア主面側にて積層した構造を有する配線積層部とを備え、前記収容穴部と前記部品との隙間を樹脂充填材で埋めることで前記部品が固定されている部品内蔵配線基板において、
   前記コア主面上にコア基板側配線層である第１金属層が設けられるとともに、前記第１金属層よりも厚い第２金属層が前記第１金属層及び前記収容穴部を包囲するようにして設けられ、
   前記第１金属層が前記樹脂充填材で覆われるとともに、前記第２金属層の上面に、前記配線積層部における最内層の絶縁層の最内層表面が接触している
   ことを特徴とする部品内蔵配線基板。

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