JP6456174B2

JP6456174B2 - 電子部品内蔵多層配線基板及びその製造方法

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Application number: JP2015020628A
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Inventors: 宏和南條
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Description

本発明は、電子部品を内蔵する電子部品内蔵多層配線基板及びその製造方法に関し、特に製造工程及び構成材料の簡略化を図ることができる電子部品内蔵多層配線基板及びその製造方法に関する。

電子部品を内蔵しモジュール化された電子部品内蔵多層配線基板として、例えば下記特許文献１に開示されたものが知られている。このような電子部品内蔵多層配線基板は、例えば中間層に当たるプリント配線基板に開口部を設けて電子部品を収容している。また、半田付け等で電子部品を実装した後、アンダーフィルや樹脂封止等のモールド工程が行われる。そして、その後に個片化等の加工工程が行われて製造される。従って、種々の工程や材料を組み合わせて製造されている。

特開２０１１−２１１０９９号公報

上述したような従来技術の電子部品内蔵多層配線基板では、例えば繰り返し与えられる熱履歴にも耐え得るべく、複数回のリフロー耐性が求められる。このため、基材と封止樹脂、電子部品と封止樹脂、電子部品とアンダーフィル材、及びアンダーフィル材と基材等のそれぞれの部材同士の親和性、すなわち熱膨張係数のマッチングや材料同士の密着性などの相性を高める必要がある。

このため、試行錯誤的に材料選定と製造工程の条件出し等の作業が必要となり、モールド工程を含む製造工程の簡略化や基板全体の構成材料の簡素化を図ることは難しかった。また、複数回の熱履歴を含む工程設計を行うと、基板全体の製造工程数が多くなり構成材料等が多岐にわたるため、基板の平坦性を高めると共に信頼性を向上させることは困難であった。

本発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、モールド工程を不要として製造工程の簡略化及び構成材料の簡素化を図りつつ、基板の平坦性及び信頼性を高めることができる電子部品内蔵多層配線基板及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る電子部品内蔵多層配線基板は、複数の第１のプリント配線基板を積層して構成される多層配線基板と、前記多層配線基板上に実装される第１の電子部品と、前記多層配線基板上に積層される複数の第２のプリント配線基板からなる積層体とを備え、前記積層体は、前記多層配線基板上に実装された第１の電子部品を内部に封止するように上方が閉じられた第１の開口部を備えていることを特徴とする。

本発明に係る電子部品内蔵多層配線基板によれば、多層配線基板上に積層される積層体が、多層配線基板上に実装された第１の電子部品を内部に封止するように上方が閉じられた第１の開口部を備えている。このため、別途第１の電子部品を封止するためのモールド工程が不要となるので、製造工程の大幅な簡略化を図ることができると共に熱履歴を少なくして信頼性を高めることが可能となる。

本発明の一実施形態においては、前記第１の開口部は、前記第１の電子部品の前記多層配線基板上の実装位置及び実装高さに合わせて形成されている。

本発明の他の実施形態においては、前記多層配線基板は、第２の開口部を備え、第２の電子部品を前記第２の開口部内に内蔵する。

本発明の更に他の実施形態においては、前記積層体は、前記多層配線基板と電気的に非接続な状態で積層されている。

本発明の更に他の実施形態においては、前記第１の電子部品は、前記多層配線基板と電気的に非接続なダミー部品を含む。これにより、基板の平坦性を高めることができる。

本発明の更に他の実施形態においては、前記第１及び第２のプリント配線基板は、その絶縁層、配線層及び接着層が同一種類又は同一特性の材料で形成されている。これにより、構成材料の簡素化を図ることができる

本発明に係る部品内蔵多層配線基板の製造方法は、複数の第１及び第２のプリント配線基板を作製する工程と、作製された複数の第１のプリント配線基板を積層して多層配線基板を作製する工程と、作製された複数の第２のプリント配線基板のうちの所定の第２のプリント配線基板に、第１の電子部品を封止可能な第１の開口部を形成する工程と、前記所定の第２のプリント配線基板を前記第１の開口部内に前記第１の電子部品が収容可能となるように積層すると共に、少なくとも一つの前記第２のプリント配線基板を前記第１の開口部を塞ぐように積層して積層体を作製する工程と、前記多層配線基板上に前記第１の電子部品を実装する工程と、前記第１の電子部品が実装された多層配線基板上に、前記第１の開口部内に前記第１の電子部品が収まるように前記積層体を配置する工程と、前記多層配線基板及び前記積層体を、前記第１の電子部品が前記第１の開口部の内部で封止されるように熱圧着により一括積層する工程とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る電子部品内蔵多層配線基板の製造方法によれば、上記本発明に係る電子部品内蔵多層配線基板の作用効果と同様の作用効果を奏することができる。

本発明の一実施形態においては、前記多層配線基板を作製する工程では、前記複数の第１のプリント配線基板のうちの所定の第１のプリント配線基板に、第２の電子部品を収容可能な第２の開口部を形成した上で、前記第２の開口部内に前記第２の電子部品を内蔵した状態で前記複数の第１のプリント配線基板を熱圧着により一括積層する。

本発明の他の実施形態においては、前記一括積層する工程では、前記積層体は前記多層配線基板と電気的に非接続な状態で熱圧着される。

本発明によれば、多層配線基板上に積層される積層体が、多層配線基板上に実装された第１の電子部品を内部に封止するように上方が閉じられた第１の開口部を備えているので、別途第１の電子部品を封止するためのモールド工程が不要となり、製造工程の簡略化を図り信頼性を高めることができる。

本発明の第１の実施形態に係る電子部品内蔵多層配線基板の構造を示す断面図である。同電子部品内蔵多層配線基板の製造工程を示すフローチャートである。同電子部品内蔵多層配線基板における電子部品内蔵モジュール基板の製造工程を示すフローチャートである。同電子部品内蔵多層配線基板における積層体の製造工程を示すフローチャートである。同電子部品内蔵多層配線基板における電子部品内蔵モジュール基板の製造工程を示す断面図である。同電子部品内蔵多層配線基板における積層体の製造工程を示す断面図である。同電子部品内蔵多層配線基板における積層体の分解斜視図である。同電子部品内蔵多層配線基板の製造工程を示す断面図である。本発明の第２の実施形態に係る部品内蔵多層配線基板の製造工程を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係る部品内蔵多層配線基板の構造を示す断面図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態に係る電子部品内蔵多層配線基板及びその製造方法を詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の一実施形態に係る電子部品内蔵多層配線基板１の構造を示す断面図、図２は電子部品内蔵多層配線基板１の製造工程を示すフローチャートである。また、図３は、電子部品内蔵多層配線基板１における電子部品内蔵モジュール基板１００の製造工程を示すフローチャート、図４は電子部品内蔵多層配線基板１における積層体２００の製造工程を示すフローチャートである。

また、図５は、電子部品内蔵多層配線基板１における電子部品内蔵モジュール基板１００の製造工程を示す断面図、図６は電子部品内蔵多層配線基板１における積層体２００の製造工程を示す断面図である。更に、図７は、電子部品内蔵多層配線基板１における積層体２００の分解斜視図、図８は電子部品内蔵多層配線基板１の製造工程を示す断面図である。

図１に示すように、第１の実施形態に係る電子部品内蔵多層配線基板１は、多層配線基板としての電子部品内蔵モジュール基板１００と、この電子部品内蔵モジュール基板１００上に積層された積層体２００とを備えている。電子部品内蔵多層配線基板１は、電子部品内蔵モジュール基板１００と積層体２００とを、例えば熱圧着により一括積層した構造を備えている。

図１及び図５に示すように、電子部品内蔵モジュール基板１００は、例えば第１層プリント配線基板１０、第２層プリント配線基板２０、第３層プリント配線基板３０及び第４層プリント配線基板４０からなる。電子部品内蔵モジュール基板１００を構成するプリント配線基板の数は、これに限定されるものではない。また、電子部品内蔵モジュール基板１００は、例えば第３層プリント配線基板３０に形成された第２の開口部２９０内に、第２の電子部品としての内蔵部品２１０を内蔵してなる。第２の開口部２９０は、内部に内蔵部品２１０を収容して封止可能な大きさ（高さ及び開口径）となるように形成されている。

一方、図１及び図６に示すように、積層体２００は、例えば第５層プリント配線基板５０、第６層プリント配線基板６０、第７層プリント配線基板７０、第８層プリント配線基板８０及び第９層プリント配線基板９０からなる。積層体２０を構成するプリント配線基板の数は、これに限定されるものではない。積層体２００は、電子部品内蔵モジュール基板１００上に実装された第１の電子部品としての実装部品１０５Ａ、実装部品１０５Ｂ及びダミー部品１０６を、電子部品内蔵モジュール基板１００と共に封止する第１の開口部としての封止用開口部１１０Ａ、封止用開口部１１０Ｂ、封止用開口部１１０Ｃを有する。

なお、電子部品内蔵モジュール基板１００の第１層〜第４層プリント配線基板１０〜４０は、本発明における第１のプリント配線基板として機能する。また、積層体２００の第５層〜第９層プリント配線基板５０〜９０は、本発明における第２のプリント配線基板として機能する。これら第１層〜第９層プリント配線基板は、一例としてＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）により構成されている。また、第５層〜第９層プリント配線基板５０〜９０の絶縁層、配線層及び接着層は、第１層〜第４層プリント配線基板１０〜４０の絶縁層、配線層及び接着層と同一種類又は同一特性の材料で形成されている。

図１及び図５に示すように、電子部品内蔵モジュール基板１００の第１層プリント配線基板１０、第２層プリント配線基板２０及び第４層プリント配線基板４０は、例えば片面ＣＣＬ（片面配線基板）からなる。そして、第３層プリント配線基板３０は、例えば両面ＣＣＬ（両面配線基板）からなる。また、積層体２００の第５層〜第９層プリント配線基板５０〜９０は、例えば片面ＣＣＬからなる。これら第１層〜第９層プリント配線基板１０〜９０は、回路設計によって適宜片面ＣＣＬ及び両面ＣＣＬを選択し得る。

第１層〜第４層プリント配線基板１０〜４０は、それぞれ絶縁層である第１樹脂基材１１、第２樹脂基材２１、第３樹脂基材３１及び第４樹脂基材４１を備える。第１層プリント配線基板１０、第２層プリント配線基板２０及び第４層プリント配線基板４０は、第１樹脂基材１１、第２樹脂基材２１及び第４樹脂基材４１の一方の面（片面）に形成された配線パターン等の配線回路１２、配線回路２２、配線回路４２を備える。これら配線回路１２、配線回路２２及び配線回路４２は、配線層として機能する。

第３層プリント配線基板３０は、第３樹脂基材３１の一方及び他方の面（両面）にそれぞれ形成された配線パターン等の配線回路３２を備える。また、第３層プリント配線基板３０は、第３樹脂基材３１にレーザ加工やドリル加工等により貫通形成された第２の開口部２９０を備える。

第１層プリント配線基板１０、第２層プリント配線基板２０及び第４層プリント配線基板４０は、図５に示すように、第１樹脂基材１１、第２樹脂基材２１及び第４樹脂基材４１の配線回路１２、配線回路２２及び配線回路４２側とは反対側に形成された接着層９ａ、接着層９ｂ及び接着層９ｃを備える。接着層９ａ、接着層９ｂ及び接着層９ｃは、例えばエポキシ系やアクリル系の接着剤など、揮発成分が含まれた有機系接着剤等からなる。

更に、第１層プリント配線基板１０、第２層プリント配線基板２０及び第４層プリント配線基板４０は、第１樹脂基材１１、第２樹脂基材２１並びに第４樹脂基材４１及び接着層９ａ、接着層９ｂ並びに接着層９ｃに形成された貫通孔内に導電性ペーストを充填して形成されたビア１３、ビア２３及びビア４３を備える。また、第３層プリント配線基板３０は、メッキのビア３３を備えている。このメッキのビア３３は、第３樹脂基材３１の一方の面側の配線回路３２を貫通させることなく、他方の配線回路３２側からレーザやドリル等を用いて形成した貫通孔内にメッキを施した構造を備える。

このビア３３は、例えば銅メッキにより形成されている。ビア３３が上記のようにメッキにより構成された場合、一方の配線回路３２上には図示しないメッキ層が形成される。その他、ビア３３は、図示は省略するが、第３樹脂基材３１に形成された貫通孔内に導電性ペーストを充填して形成されてもよい。

また、ビア３３は、各配線回路３２間を貫通するスルーホール（ＴＨ）内にメッキを施した構造のメッキスルーホールにより構成されてもよい。このように形成されたビア１３、ビア２３及びビア４３は第１層〜第４層プリント配線基板１０〜４０の各配線回路１２〜４２間を電気的に層間接続し、ビア３３は第３層プリント配線基板３０の両面側に形成された配線回路３２間を電気的に接続する。

内蔵部品２１０は、電極２１０ａが第２層プリント配線基板２０のビア２３と接続された状態で、第３層プリント配線基板３０の第２の開口部２９０内に収容されている。内蔵部品２１０は、第２の開口部２９０内において、例えば熱圧着時に流動して流れ込んだ後述する接着層９ｂ及び接着層９ｃにより封止されている。

なお、電子部品内蔵モジュール基板１００は、例えば図５（ｃ）に示すように、第４層プリント配線基板４０における第４樹脂基材４１の配線回路４２側に形成された接着層４９及びビア４８を更に備えている。接着層４９は、接着層９ａ、接着層９ｂ及び接着層９ｃと同様の材料からなり、ビア４８は部品実装用に形成されている。

一方、図１及び図６に示すように、積層体２００の第５層〜第８層プリント配線基板５０〜８０は、例えば両面ＣＣＬからなる。また、第９層プリント配線基板９０は、例えば片面ＣＣＬからなる。第５層〜第９層プリント配線基板５０〜９０は、それぞれ絶縁層である第５樹脂基材５１、第６樹脂基材６１、第７樹脂基材７１、第８樹脂基材８１及び第９樹脂基材９１を備える。

また、第５層〜第８層プリント配線基板５０〜８０は、第５〜第８樹脂基材５１〜８１の一方及び他方の面（両面）に形成された配線パターン等の配線回路５２、配線回路６２、配線回路７２及び配線回路８２を備える。更に、第９層プリント配線基板９０は、第９樹脂基材９１の一方の面（片面）に形成された配線パターン等の配線回路９２を備える。これら配線回路５２〜９２は、配線層として機能する。

なお、第１の実施形態における積層体２００の第９層プリント配線基板９０の配線回路９２は、例えば第９樹脂基材９１の片面を塗り潰すようなベタパターンで形成されている。そして、その他の第５層〜第８層プリント配線基板５０〜８０の配線回路５２〜８２は、例えば積層方向に互いに重なる位置にパターン形成されている。

積層体２００は、第１の実施形態においては電子部品内蔵モジュール基板１００上に、この電子部品内蔵モジュール基板１００と電気的に非接続な状態で積層されている。また、積層体２００における各配線回路５２〜９２は、互いに層間接続されていないダミー配線回路である。

第５層〜第８層プリント配線基板５０〜８０は、図６に示すように、それぞれ各樹脂基材５１〜８１の一方の面側に形成された接着層１９ａ、接着層１９ｂ、接着層１９ｃ及び接着層１９ｄを備える。第９層プリント配線基板９０は、樹脂基材９１の配線回路９２側とは反対側に形成された接着層９９を備える。これら接着層１９ａ〜１９ｄ及び接着層９９は、電子部品内蔵モジュール基板１００の接着層９ａ〜９ｃ及び接着層４９と同一種類又は同一特性の材料からなる。

図６及び図７に示すように、積層体２００の封止用開口部１１０Ａ、封止用開口部１１０Ｂ及び封止用開口部１１０Ｃは、例えば次のように構成されている。すなわち、封止用開口部１１０Ａは、第５層プリント配線基板５０に貫通形成された開口孔１１０Ａａと、第６層プリント配線基板６０に貫通形成された開口孔１１０Ａｂとを積層方向に組み合わせてなる。

また、封止用開口部１１０Ｂは、第５層〜第８層プリント配線基板５０〜８０に貫通形成された開口孔１１０Ｂａ、開口孔１１０Ｂｂ、開口孔１１０Ｂｃ及び開口孔１１０Ｂｄを積層方向に組み合わせてなる。更に、封止用開口部１１０Ｃは、第５層プリント配線基板５０に貫通形成された開口孔１１０Ｃａからなる。

すなわち、これら封止用開口部１１０Ａ、封止用開口部１１０Ｂ及び封止用開口部１１０Ｃは、例えば実装部品１０５Ａ並びに実装部品１０５Ｂ及びダミー部品１０６の電子部品内蔵モジュール基板１００上の実装位置及び実装高さに合わせて、それぞれ貫通形成された各開口孔１１０Ａａ〜１１０Ｃａを積層方向に組み合わせて構成されている。

そして、封止用開口部１１０Ａは、第５層プリント配線基板５０及び第６層プリント配線基板６０に貫通形成された開口孔１１０Ａａ及び開口孔１１０Ａｂが、第７層プリント配線基板７０により蓋をされることにより上方が閉じられた状態で形成されている。また、封止用開口部１１０Ｂは、第５層〜第８層プリント配線基板５０〜８０に貫通形成された開口孔１１０Ｂａ、開口孔１１０Ｂｂ、開口孔１１０Ｂｃ及び開口孔１１０Ｂｄが、第９層プリント配線基板９０により蓋をされることにより上方が閉じられた状態で形成されている。更に、封止用開口部１１０Ｃは、第５層プリント配線基板５０に貫通形成された開口孔１１０Ｃａが、第６層プリント配線基板６０により蓋をされることにより上方が閉じられた状態で形成されている。

そして、封止用開口部１１０Ａ内に収容された実装部品１０５Ａは、封止用開口部１１０Ａ内において、接着層４９、接着層１９ａ、接着層１９ｂ及び接着層１９ｃにより封止されている。また、封止用開口部１１０Ｂ内に収容された実装部品１０５Ｂは、接着層４９、接着層１９ａ、接着層１９ｂ、接着層１９ｃ、接着層１９ｄ及び接着層９９により封止されている。更に、封止用開口部１１０Ｃ内に収容されたダミー部品１０６は、接着層４９、接着層１９ａ及び接着層１９ｂにより封止されている。

電子部品内蔵モジュール基板１００の第１層〜第４層プリント配線基板１０〜４０及び積層体２００の第５層〜第９層プリント配線基板５０〜９０は、例えば次のように構成されている。すなわち、第１〜第９樹脂基材１１〜９１は、例えば樹脂フィルムにより構成されている。

樹脂フィルムとしては、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリオレフィン（ＰＯ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等からなる樹脂フィルムを用いることができる。また、その他の樹脂フィルムとしては、熱硬化性のエポキシ樹脂等からなる樹脂フィルムなどを用いることができる。

配線回路１２〜９２は、例えば銅箔などの導電材をパターン形成してなる。また、ビア１３、ビア２３、ビア４３及びビア４８（ビア３３が導電性ペーストからなる場合はビア３３を含む）を構成する導電性ペーストは、少なくとも１種類の低電気抵抗の金属粒子と、少なくとも１種類の低融点の金属粒子とを含む。

上述した低電気抵抗の金属粒子は、例えばニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）等から選択される。また、上述した低融点の金属粒子は、錫（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、鉛（Ｐｂ）等から選択される。

そして、導電性ペーストは、上述したこれらの金属粒子に、エポキシ、アクリル、ウレタン等を主成分とするバインダ成分を混合したペーストからなる。このような導電性ペーストは、含有された低融点の金属が例えば２００℃以下の温度で溶融し合金を形成することができる。この導電性ペーストは、特に、銅や銀などとは金属間化合物を形成することができる特性を備える。

すなわち、詳細な図示は省略するが、例えば第１プリント配線基板１０及び第２層プリント配線基板２０を例に挙げ、これらを熱圧着した場合には、導電性ペーストからなるビア１３の積層方向両端部と配線回路１２及び配線回路２２との接触部分（接続面）は、金属間化合物により合金化される。これにより、ビア１３と配線回路１２及び配線回路２２とは、強固且つ確実に電気的に接続される。

このように、ビア１３、ビア２３、ビア４３及びビア４８と配線回路１２、配線回路２２、配線回路３２及び配線回路４２との接触部分は、例えば一括積層の熱圧着時に金属間化合物により合金化される。また、同様に内蔵部品２１０の電極２１０ａとビア２３との接触部分は金属間化合物により合金化される。

更に、実装部品１０５Ａ及び実装部品１０５Ｂやダミー部品１０６を電子部品内蔵モジュール基板１００上に実装した後の熱圧着時には、一例としてダミー部品１０６の電極１０６ａとビア４８との接触部分は、同様に合金化される。

なお、導電性ペーストは、例えば粒子径がナノレベルの金、銀、銅、ニッケル等のフィラーが、上記のようなバインダ成分に混合されたナノペーストで構成することもできる。その他、導電性ペーストは、上記ニッケル等の金属粒子が、上記のようなバインダ成分に混合されたペーストで構成することもできる。

この場合、導電性ペーストは、金属粒子同士が接触することで電気的接続が行われる特性となる。このような導電性ペーストの貫通孔内への充填方法としては、例えば印刷工法、スピン塗布工法、スプレー塗布工法、ディスペンス工法、ラミネート工法、及びこれらを併用した各種工法などを用いることができる。

電子部品内蔵モジュール基板１００に内蔵される内蔵部品２１０は、例えばトランジスタ、集積回路（ＩＣ）、ダイオード等の半導体素子からなる。電子部品内蔵モジュール基板１００上に実装される実装部品１０５Ａ及び実装部品１０５Ｂは、例えば抵抗器、コンデンサ、リレー、圧電素子等からなる。

また、電子部品内蔵モジュール基板１００上に実装されるダミー部品１０６は、電子部品内蔵多層配線基板１の強度や平坦性、或いは可撓性を調整するために用いられる。このダミー部品１０６は、例えばその電極１０６ａが、第４層プリント配線基板４０の他の配線回路４２とは電気的に独立するように形成されたダミーの配線回路４２上のビア４８と接するように実装されている。従って、ダミー部品１０６は、電子部品内蔵モジュール基板１００と電気的に非接続な状態で実装されている。

電子部品内蔵多層配線基板１は、このように構成されることにより、樹脂封止やアンダーフィル等の工程を経ることなく、実装部品１０５Ａ及び実装部品１０５Ｂやダミー部品１０６を第５層〜第９層プリント配線基板５０〜９０を積層した積層体２００により内部に封止した状態で内蔵することができる。すなわち、電子部品内蔵モジュール基板１００上における実装高さの異なる実装部品１０５Ａ及び実装部品１０５Ｂやダミー部品１０６を、例えば別途金型を作製してモールド加工等することなく、熱圧着による一括積層で実装・封止・内蔵することができる。

このように、積層体２００を電子部品内蔵モジュール基板１００上のモールドの代替として機能させることができる。また、電子部品内蔵モジュール基板１００及び積層体２００の各部材の材料を同一種類や同一特性のものとすれば、部材間の熱膨張係数をマッチングさせたり材料費を削減したりすることができる。従って、電子部品内蔵多層配線基板１の製造工程の簡略化及び構成材料の簡素化を図ることが可能となる。

更に、各部材の熱膨張係数がマッチングされた上で、熱圧着による一括積層で電子部品内蔵多層配線基板１を製造することができるので、従来よりも熱履歴を少なくすることができる。これにより、電子部品内蔵多層配線基板１の全体の信頼性を向上させることが可能となる。

また、電子部品内蔵モジュール基板１００の配線回路１２〜４２の構成や、実装部品１０５Ａ及び実装部品１０５Ｂ或いはダミー部品１０６の実装位置や実装高さ等に合わせて積層体２００の構成を自在に選択することができる。すなわち、電子部品内蔵モジュール基板１００の平坦性や可撓性に則した積層体２００を構成して、モールドの代替として一括積層工程にて容易に実装することができる。このため、電子品内蔵多層配線基板１の全体の平坦性や可撓性を高めることが可能となる。

次に、第１の実施形態に係る電子部品内蔵多層配線基板１の製造方法について、図２〜図４のフローチャートを参照しながら説明する。
図２に示すように、まず、複数の第１及び第２のプリント配線基板として、第１層〜第９層プリント配線基板１０〜９０を作製する（ステップＳ１００）。なお、内蔵部品２１０や実装部品１０５Ａ及び実装部品１０５Ｂ或いはダミー部品１０６は、別途予め準備又は作製しておくとよい。

第３層プリント配線基板３０を除く第１層〜第９層プリント配線基板１０〜９０については、まず、第１〜第９樹脂基材１１〜９１の一方の面にベタ状態（ベタパターン）の銅箔等からなる導体層が形成された片面ＣＣＬを準備する。一方、第３層プリント配線基板３０については、第３樹脂基材の両面にベタ状態の銅箔等からなる導体層が形成された両面ＣＣＬを準備する。

次に、第９樹脂基材の導体層を除く第１〜第８樹脂基材１１〜８１の導体層上に、例えばフォトリソグラフィによりエッチングレジストを形成してからエッチングを行って、図１に示すような配線回路１２〜８２をパターン形成する。ここで、片面ＣＣＬは、例えば厚さ１２μｍ程度の銅箔等からなる導体層に、厚さ２０μｍ程度の樹脂基材を貼り合わせた構造からなる。

導体層が銅からなる場合は、片面ＣＣＬとしては、例えば公知のキャスティング法により、銅箔にポリイミドのワニスを塗布してそのワニスを硬化させて作製されたものを用いることができる。その他、片面ＣＣＬとしては、ポリイミドフィルム上にシード層をスパッタリングにより形成し、メッキにより銅を成長させて導体層を形成したものや、圧延或いは電解銅箔とポリイミドフィルムとを接着剤により貼り合わせて作製されたものなどを用いることができる。

なお、電子部品内蔵多層配線基板１に用いられる樹脂基材は、必ずしもポリイミドからなるものである必要はない。従って、上記のような液晶ポリマー等のプラスチックフィルムからなるものであってもよい。また、エッチングは、塩化第二鉄や塩化第二銅などを主成分とするエッチャントを用いることができる。

配線回路１２〜８２を形成したら、第１樹脂基材１１、第２樹脂基材２１及び第４樹脂基材４１の他方の面に接着剤を貼り合わせて接着層９ａ、接着層９ｂ及び接着層９ｃを形成する。また、第５〜第９樹脂基材５１〜９１の一方の面に接着剤を貼り合わせて接着層１９ａ、接着層１９ｂ、接着層１９ｃ、接着層１９ｄ及び接着層９９を形成する。

そして、第１樹脂基材１１、第２樹脂基材２１及び第４樹脂基材４１については、接着層９ａ、接着層９ｂ並びに接着層９ｃ及び第１樹脂基材１１、第２樹脂基材２１及び第４樹脂基材１１４１をそれぞれ貫通して配線回路１２、配線回路２２及び配線回路４２に到達する貫通孔を所定箇所に形成して、形成した貫通孔内にデスミア処理を施す。接着層９ａ〜９ｃとしては、例えば厚さ２５μｍ程度のエポキシ系熱硬化性樹脂を半硬化状態とした接着剤を用いることができる。

接着層９ａ〜９ｃの貼り合わせの際の加熱圧着には、例えば真空ラミネータが用いられる。すなわち、減圧下の雰囲気中にて接着層９ａ〜９ｃが硬化しない温度でプレスして、第１樹脂基材１１、第２樹脂基材２１及び第４樹脂基材４１に接着層９ａ〜９ｃを貼り合わせる。なお、電子部品内多層配線基板１に用いられる各接着層９ａ〜９ｃ、接着層１９ａ〜１９ｄ、接着層４９及び接着層９９は、上記エポキシ系の熱硬化性樹脂のみならず、エポキシ系熱硬化性樹脂をガラス布等に塗布して半硬化状態としたプリプレグや、種々の樹脂等を用いることができる。

また、貫通孔は、例えばＵＶ−ＹＡＧレーザを用いて所定箇所に形成される。貫通孔は、その他、炭酸ガスレーザやエキシマレーザ等で形成してもよいし、ドリル加工や化学的なエッチング等により形成してもよい。デスミア処理は、プラズマデスミアの場合は、ＣＦ_４及びＯ_２（四フッ化メタン＋酸素）の混合ガスにより行うことができる。また、Ａｒ（アルゴン）等のその他の不活性ガスを用いることもできる。また、デスミア処理は、いわゆるドライ処理ではなく、薬液を用いたウェット処理としてもよい。

貫通孔を形成したら、貫通孔内に例えばスクリーン印刷等により上述したような導電性ペーストを充填してビア１３、ビア２３及びビア４３を形成する。これにより、図５（ａ）に示すような第１層プリント配線基板１０、第２層プリント配線基板２０及び第４層プリント配線基板４０を製造することができる。なお、第３層プリント配線基板３０及び第５層〜第９層プリント配線基板５０〜９０についても同様に製造して準備しておく。

ここで、内蔵部品２１０は、図示は省略するが、例えば次のように製造される。まず、無機絶縁層が形成されたダイシング前のウェハを準備する。そして、ウェハの表面に例えば再配線電極からなる電極２１０ａ等を形成し、絶縁層等を形成する。その後、検査を行ってから薄型化及びダイシングにより個片化することで、内蔵部品２１０を製造する。

次に、こうして第１層〜第４層プリント配線基板１０〜４０及び内蔵部品２１０を製造したら、電子部品内蔵モジュール基板１００を作製する（ステップＳ１０２）。ここで、電子部品内蔵モジュール基板１００は、例えば図３に示すように作製される。すなわち、図３に示すように、所定の第１のプリント配線基板として、例えば第３層プリント配線基板３０に第２の開口部２９０を形成する（ステップＳ２００）。

第２の開口部２９０は、貫通孔形成時と同様にＵＶ−ＹＡＧレーザ等を用いて、第２の電子部品である内蔵部品２１０が内蔵される部分の配線回路３２及び第３樹脂基材３１を除去することにより、第３層プリント配線基板３０に貫通形成される。そして、第１層〜第４層プリント配線基板１０〜４０及び内蔵部品２１０を図５（ａ）に示すように位置合わせして積層し（ステップＳ２０２）、熱圧着を行って（ステップＳ２０４）、図５（ｂ）に示すように一括積層する。これにより、内蔵部品２１０を内蔵した電子部品内蔵モジュール基板１００を作製することができる。

なお、上記ステップＳ２０４における熱圧着は、仮圧着程度のものであってもよい。また、第１の実施形態においては、こうして作製した電子部品内蔵モジュール基板１００の第４層プリント配線基板４０上に、図５（ｃ）に示すように接着層４９及びビア４８を上述したような方法で形成しておく。

こうして部品内蔵モジュール基板１００を作製したら、積層体２００を作製する（ステップＳ１０４）。ここで、積層体２００は、例えば図４に示すように作製される。まず、図６（ａ）及び図７に示すように、積層体２００を構成する第５層〜第９層プリント配線基板５０〜９０のうち、所定の第２のプリント配線基板である第５層〜第８層プリント配線基板５０〜８０に、第１の開口部である封止用開口部１１０Ａ、封止用開口部１１０Ｂ及び封止用開口部１１０Ｃを構成する開口孔１１０Ａａ、開口孔１１０Ａｂ、開口孔１１０Ｂａ、開口孔１１０Ｂｂ、開口孔１１０Ｂｃ、開口孔１１０Ｂｄ及び開口孔１１０Ｃａを貫通形成する（ステップＳ３００）。

これら開口孔１１０Ａａ、開口孔１１０Ａｂ、開口孔１１０Ｂａ、開口孔１１０Ｂｂ、開口孔１１０Ｂｃ、開口孔１１０Ｂｄ及び開口孔１１０Ｃａについても、第２の開口部２９０と同様にＵＶ−ＹＡＧレーザ等を用いて形成することができる。なお、開口孔１１０Ａａ及び開口孔１１０Ａｂは互いに積層方向に一致する。また、開口孔１１０Ｂａ、開口孔１１０Ｂｂ、開口孔１１０Ｂｃ及び開口孔１１０Ｂｄも互いに積層方向に一致する。

こうして開口孔１１０Ａａ、開口孔１１０Ａｂ、開口孔１１０Ｂａ、開口孔１１０Ｂｂ、開口孔１１０Ｂｃ、開口孔１１０Ｂｄ及び開口孔１１０Ｃａを形成した後に、例えば第５層〜第９層プリント配線基板５０〜９０を仮圧着（ステップＳ３０２）して積層する。これにより、図６５（ｂ）に示すような封止用開口部１１０Ａ、封止用開口部１１０Ｂ及び封止用開口部１１０Ｃを有する積層体２００を作製することができる。

なお、封止用開口部１１０Ａ、封止用開口部１１０Ｂ及び封止用開口部１１０Ｃや第２の開口部２９０は、第１の実施形態においては矩形状の外形を有する実装部品１０５Ａ及び実装部品１０５Ｂやダミー部品１０６の形状に合わせて矩形状に形成されている。その他、封止用開口部１１０Ａ、封止用開口部１１０Ｂ及び封止用開口部１１０Ｃや第２の開口部２９０は、収容する部品の外形に合わせて円形や多角形等、種々の形状を採り得る。

次に、部品内蔵モジュール基板１００上に、第１の電子部品である実装部品１０５Ａ、実装部品１０５Ｂ及びダミー部品１０６を実装する（ステップＳ１０６）。このステップＳ１０６においては、図８（ａ）に示すように、実装部品１０５Ａ、実装部品１０５Ｂ及びダミー部品１０６を、図示しない実装マウンタ装置等を用いて電子部品内蔵モジュール基板１００上に位置合わせして実装する。なお、このステップＳ１０６における部品実装は、いわゆる仮実装程度のものであってもよい。

こうして実装部品１０５Ａ、実装部品１０５Ｂ及びダミー部品１０６を電子部品内蔵モジュール基板１００上に実装したら、図８（ｂ）に示すように、電子部品内蔵モジュール基板１００上に積層体２００を配置する（ステップＳ１０８）。このステップＳ１０８においては、積層体２００は、封止用開口部１１０Ａ、封止用開口部１１０Ｂ及び封止用開口部１１０Ｃ内に実装部品１０５Ａ、実装部品１０５Ｂ及びダミー部品１０６が確実に収まるように位置合わせして配置される。

最後に、電子部品内蔵モジュール基板１００及び積層体２００に熱圧着を施すことにより（ステップＳ１１０）、電子部品内蔵モジュール基板１００、実装部品１０５Ａ、実装部品１０５Ｂ、ダミー部品１０６、及び積層体２００を一括積層して、冷却硬化させ、図１に示すような第１の実施形態に係る電子部品内蔵多層配線基板１を製造する。なお、上述したステップＳ１０２及びステップＳ１０４の工程は、その順序を問わない。また、上述したステップＳ１０６の工程は、ステップＳ１０２の工程の後であれば、ステップＳ１０４の工程に先立って行われてもよい。

以上述べたように、第１の実施形態に係る電子部品内蔵多層配線基板１及びその製造方法によれば、製造工程の大幅な簡略化を図ることができると共に熱履歴を少なくして信頼性を高めることができる。また、基板の平坦性を高めることができると共に構成材料の簡略化を図ることができる。

［第２の実施形態］
図９は、本発明の第２の実施形態に係る部品内蔵多層配線基板１Ｂの製造工程を示す断面図である。なお、図９において、第１の実施形態と同一の構成要素に関しては同一の参照符号を付しているので、以下では重複する説明は省略する。

図９に示すように、第２の実施形態に係る部品内蔵多層配線基板１Ｂでは、その製造過程において、例えば上述したステップＳ１０８の工程で部品内蔵モジュール基板１００上に配置される積層体２００が、第５層〜第９層プリント配線基板５０〜９０が互いに離れた状態で配置される。この点が、上述した第１の実施形態に係る部品内蔵多層配線基板１では、第５層〜第９層プリント配線基板５０〜９０が互いに仮圧着された積層体２００となった状態で電子部品内蔵モジュール基板１００上に配置されるのとは相違している。
このように製造しても、実装部品１０５Ａ及び実装部品１０５Ｂやダミー部品１０６を積層体２００の封止用開口部１１０Ａ、封止用開口部１１０Ｂ及び封止用開口部１１０Ｃ内でモールドの代わりに封止するができるので、第１の実施形態における作用効果と同様の作用効果を奏することができる。

［第３の実施形態］
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る部品内蔵多層配線基板の構造を示す断面図である。なお、図１０において、第１の実施形態と同一の構成要素については同一の参照符号を付しているので、以下では重複する説明は省略する。

図１０に示すように、第３の実施形態に係る部品内蔵多層配線基板１Ｃでは、実装部品１０５Ａ及び実装部品１０５Ｂやダミー部品１０６が実装される多層配線基板が、内蔵部品２１０を備えない（内蔵しない）タイプの一般的な多層プリント配線基板１００Ａで構成されている。この点が、上述した第１の実施形態の電子部品内蔵多層配線基板１では、多層配線基板が内蔵部品２１０を内蔵する電子部品内蔵モジュール基板１００で構成されているのとは相違している。
このような構成であっても、実装部品１０５Ａ及び実装部品１０５Ｂやダミー部品１０６を積層体２００の封止用開口部１１０Ａ、封止用開口部１１０Ｂ及び封止用開口部１１０Ｃ内でモールドの代わりに封止することができるので、第１の実施形態における作用効果と同様の作用効果を奏することができる。

以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…電子部品内蔵多層配線基板、９ａ〜９ｃ，１９ａ〜１９ｄ，４９，９９…接着層、１０…第１層プリント配線基板、１１…第１樹脂基材、１２〜９２…配線回路、１３〜４３，４８…ビア、２０…第２層プリント配線基板、２１…第２樹脂基材、３０…第３層プリント配線基板、３１…第３樹脂基材、４０…第４層プリント配線基板、４１…第４樹脂基材、５０…第５層プリント配線基板、５１…第５樹脂基材、６０…第６層プリント配線基板、６１…第６樹脂基材、７０…第７層プリント配線基板、７１…第７樹脂基材、８０…第８層プリント配線基板、８１…第８樹脂基材、９０…第９層プリント配線基板、９１…第９樹脂基材、１００…電子部品内蔵モジュール基板、１００Ａ…多層プリント配線基板、１０５Ａ，１０５Ｂ…実装部品、１０６…ダミー部品、１０６ａ，２１０ａ…電極、１１０Ａａ〜１１０Ｃａ…開口孔、１１０Ａ〜１１０Ｃ…封止用開口部、２００…積層体、２１０…内蔵部品、２９０…第２の開口部

Claims

複数の第１のプリント配線基板を積層して構成される多層配線基板と、
前記多層配線基板上に実装される第１の電子部品と、
前記多層配線基板上に積層される複数の第２のプリント配線基板からなる積層体と
を備え、
前記積層体は、前記多層配線基板上に実装された第１の電子部品を内部に封止するように上方が閉じられた第１の開口部を備え、前記第１の電子部品と積層方向に重なる部分とその他の部分とで積層数が異なり、各層に互いに層間接続されていないダミー配線回路が形成され、前記多層配線基板と電気的に非接続な状態で積層されている
ことを特徴とする電子部品内蔵多層配線基板。
前記第１の開口部は、前記第１の電子部品の前記多層配線基板上の実装位置及び実装高さに合わせて形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の電子部品内蔵多層配線基板。
前記多層配線基板は、第２の開口部を備え、第２の電子部品を前記第２の開口部内に内蔵する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品内蔵多層配線基板。
前記第１の電子部品は、前記多層配線基板と電気的に非接続なダミー部品を含む
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の電子部品内蔵多層配線基板。
前記第１及び第２のプリント配線基板は、その絶縁層、配線層及び接着層が同一種類又は同一特性の材料で形成されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の電子部品内蔵多層配線基板。
複数の第１のプリント配線基板及びダミー配線回路を有する複数の第２のプリント配線基板を作製する工程と、
作製された複数の第１のプリント配線基板を積層して多層配線基板を作製する工程と、
作製された複数の第２のプリント配線基板のうちの所定の第２のプリント配線基板に、第１の電子部品を封止可能な第１の開口部を形成する工程と、
前記所定の第２のプリント配線基板を前記第１の開口部内に前記第１の電子部品が収容可能となるように積層すると共に、少なくとも一つの前記第２のプリント配線基板を前記第１の開口部を塞ぐように積層して、前記第１の電子部品と積層方向に重なる部分とその他の部分とで積層数が異なり、各層に互いに層間接続されていない前記ダミー配線回路が形成された積層体を作製する工程と、
前記多層配線基板上に前記第１の電子部品を実装する工程と、
前記第１の電子部品が実装された多層配線基板上に、前記第１の開口部内に前記第１の電子部品が収まるように前記積層体を配置する工程と、
前記多層配線基板及び前記積層体を、前記第１の電子部品が前記第１の開口部の内部で封止されると共に、電気的に非接続な状態で熱圧着により一括積層する工程と
を備えたことを特徴とする電子部品内蔵多層配線基板の製造方法。
前記多層配線基板を作製する工程では、
前記複数の第１のプリント配線基板のうちの所定の第１のプリント配線基板に、第２の電子部品を収容可能な第２の開口部を形成した上で、前記第２の開口部内に前記第２の電子部品を内蔵した状態で前記複数の第１のプリント配線基板を熱圧着により一括積層する
ことを特徴とする請求項６記載の電子部品内蔵多層配線基板の製造方法。