JP6756134B2 - 薄膜部品シート、電子部品内蔵基板、及び薄膜部品シートの製造方法 - Google Patents

薄膜部品シート、電子部品内蔵基板、及び薄膜部品シートの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、薄膜部品シート、薄膜部品シートを含む電子部品内蔵基板、及び薄膜部品シートの製造方法に関する。
電子部品内蔵基板に用いられる電子部品については、高い性能を維持しながら薄膜化に対する要求があり、種々の検討がなされている(例えば、特許文献1,2)。従来は、取り扱い性や位置決め精度等を考慮し、電子部品内蔵基板を製造する際の基板に対応した形状で電子部品が製造されていた。そして、電子部品を基板に対して取り付けられた後に、パターニング等により所望の形状に加工されていた。
特開2008−34417号公報 特開2008−34418号公報
しかしながら、上記の製造方法で製造される電子部品内蔵基板に用いられるシート状の電子部品は、面積が大きいことから歩留まりの向上が困難であると共に、電子部品としての機能が要求されていない部分にも電子部品の材料が用いられるため、コストが増大することが考えられる。一方、電子部品を個別に配置しようとすると位置決め精度に由来する歩留まりの低下が考えられる。
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、コストの増大を抑制しつつ取り扱い性の向上が図られた薄膜部品シート、薄膜部品シートを含む電子部品内蔵基板、及び薄膜部品シートの製造方法の提供を目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る薄膜部品シートは、導体による配線層と、前記配線層に対して積層された絶縁材料による絶縁層と、一対の電極層と、前記一対の電極層の間に設けられた誘電体層とを有し、前記絶縁層上に離間して配置される複数の薄膜電子部品と、を備える薄膜部品シートであって、一方側の主面に前記複数の薄膜電子部品における一方の電極層の主面が外部に露出した状態で、前記薄膜部品シートにおける当該主面の平坦面を形成していることを特徴とする。
上記の薄膜部品シートによれば、複数の薄膜電子部品が離間して配置されているため、従来用いられるシート状の電子部品と比較して、コストが抑制される。また、絶縁層上に薄膜電子部品をそれぞれ配置することにより、電子部品を個片毎に取り扱う場合と比較して、取り扱い性が向上する。また、薄膜部品シートの一方側の主面に複数の薄膜電子部品における一方の電極層の主面が露出した状態のシートは、比較的に単純な工程で製造することができることからも、製造コストを抑制することが可能となる。
ここで、前記薄膜部品シートの一方側の主面において、前記絶縁層と、前記複数の薄膜電子部品における一方の電極層の主面とにより平坦面が形成されている態様とすることができる。
上記の構成の場合、複数の薄膜電子部品の間が絶縁層により満たされる構成となる。したがって、薄膜電子部品及び導体配線層以外の部分を絶縁層で形成することができ、取り扱い性に優れた薄膜部品シートをより安価に製造することができる。
また、前記絶縁層上に配置されると共に前記複数の薄膜電子部品のうち隣接する薄膜電子部品間に形成された金属層をさらに備え、前記薄膜部品シートの一方側の主面において、前記金属層と、前記複数の薄膜電子部品における一方の電極層の主面とにより平坦面が形成されている態様とすることができる。
上記のように、隣接する薄膜電子部品の間が金属層によって満たされることで、従来は電極層及び誘電体層が設けられていた領域を金属層に置換することができるため、コストの低下が実現される。さらに、隣接する薄膜電子部品の間が金属層によって埋められた薄膜部品シートでは、剛性が高くなり、シートとしての取り扱い性が向上する。
また、前記薄膜電子部品は、厚さ方向に延びる貫通孔を有し、前記貫通孔内には前記絶縁層の前記絶縁材料が満たされている態様とすることができる。貫通孔内に絶縁材料が満たされている態様とすることで、薄膜電子部品と絶縁層との剥離を効果的に抑制でき、前記薄膜部品シートの取り扱い性がさらに向上する。
また、前記薄膜部品シートの一方側の主面において、前記貫通孔内の前記絶縁材料が突出した凸部を有する態様とすることができる。貫通孔内の絶縁材料が突出する態様とすることで、前記薄膜部品シートを電子部品内蔵基板に用いる場合の接着強度がさらに向上する。
厚さ方向に沿って前記薄膜電子部品を貫通しない位置において、前記絶縁層及び前記配線層を貫通すると共に厚さ方向に延びる第2の貫通孔をさらに有する態様とすることができる。第2の貫通孔をさらに有する態様とすることで、薄膜部品シートの位置決め及び固定がさらに容易になる。また、薄膜部品シートの取り扱い時に万が一歪みが生じても、第2の貫通孔によって歪みを吸収することができるため、薄膜部品シートの取り扱い性がさらに向上する。
また、本発明の一形態に係る電子部品内蔵基板は、上記の薄膜部品シートと、前記薄膜部品シートに対して積層された配線層と、を備えることを特徴とする。
上記の電子部品内蔵基板では、複数の薄膜電子部品が離間して配置された薄膜部品シートが用いられているため、従来用いられるシート状の電子部品と比較して、電子部品内蔵基板の製造コストが抑制される。また、絶縁層上に薄膜電子部品をそれぞれ配置することにより、電子部品を個片毎に取り扱う場合と比較して、取り扱い性が向上する。また、薄膜部品シートの一方側の主面に複数の薄膜電子部品における一方の電極層の主面が露出した状態のシートは、比較的に単純な工程で製造することができ、製造コストをさらに抑制することが可能となる。
また、本発明の一形態に係る薄膜部品シートの製造方法は、導体による配線層と、前記配線層に対して積層された絶縁材料による絶縁層と、一対の電極層と、前記一対の電極層の間に設けられた誘電体層とを有し、前記絶縁層上に離間して配置される複数の薄膜電子部品と、を備える薄膜部品シートの製造方法であって、前記複数の薄膜電子部品が貼り付けられたキャリアシートを準備する薄膜電子部品準備工程と、前記配線層と前記絶縁層とが積層された配線構造体の絶縁層に対して、前記薄膜電子部品が貼り付けられたキャリアシートを押し付けることで、前記電子部品を前記絶縁層に対して埋め込むと共に、前記薄膜部品シートの一方側の主面の平坦面を形成する薄膜電子部品埋め込み工程と、前記キャリアシートを除去し、前記薄膜部品シートの一方側の主面において、前記複数の薄膜電子部品における一方の電極層の主面を外部に露出されるシート除去工程と、を有することを特徴とする。
上記の薄膜部品シートの製造方法によれば、複数の薄膜電子部品が離間して配置されている薄膜部品シートを製造することができる。したがって、従来用いられるシート状の電子部品と比較して、製造に係るコストを抑制して薄膜部品シートを製造することができる。また、絶縁層上に薄膜電子部品をそれぞれ配置することにより、電子部品を個片毎に取り扱う場合と比較して、取り扱い性が向上した薄膜部品シートを製造することができる。さらに、薄膜部品シートの一方側の主面に複数の薄膜電子部品における一方の電極層の主面が露出した状態のシートは、上記のように比較的に単純な工程で製造することができることからも、製造コストを抑制することが可能となる。
ここで、前記薄膜電子部品埋め込み工程において、前記配線構造体に設けられた貫通孔と、前記キャリアシートに設けられた貫通孔とに対してピンを挿通することで、前記配線構造体と前記キャリアシートとの位置決めを行う態様とすることができる。
上記のように、ピンを利用して位置決めを行うことで、配線構造体とキャリアシートとの位置決めを簡便に行うことができ、製造コストをさらに抑制することができる。
前記薄膜電子部品準備工程において、前記薄膜電子部品に設けられた貫通孔と、前記キャリアシートに設けられた貫通孔とに対してピンを挿通することで、前記薄膜電子部品と前記キャリアシートとの位置決めを行う態様とすることができる。
上記のように、ピンを利用して位置決めを行うことで、薄膜電子部品とキャリアシートとの位置決めを簡便に行うことができ、製造コストをさらに抑制することができる。
前記薄膜電子部品準備工程において、前記複数の薄膜電子部品と、前記複数の薄膜電子部品の間に設けられた金属層と、が貼り付けられたキャリアシートを準備し、前記薄膜電子部品埋め込み工程において、前記配線層と前記絶縁層とが積層された配線構造体の絶縁層に対して、前記薄膜電子部品及び前記金属層が貼り付けられたキャリアシートを押し付けることで、前記電子部品を前記絶縁層に対して埋め込むと共に、前記薄膜部品シートの一方側の主面の平坦面を形成する態様とすることができる。
上記のように、隣接する薄膜電子部品の間に金属層を配置することで、従来は電極層及び誘電体層が設けられていた領域を金属層に置換した薄膜部品シートを製造することができるため、コストの低下が実現される。さらに、隣接する薄膜電子部品の間が金属層によって埋められた薄膜部品シートでは剛性が高くることから、より取り扱い性が向上した薄膜部品シートを製造することができる。
前記薄膜電子部品準備工程において、ジグ板上に貼り付け位置に対応して配置された薄膜電子部品を磁石により保持した状態で、前記薄膜電子部品に対してキャリアシートを貼り付ける態様とすることができる。
上記のように磁石を用いて薄膜電子部品とキャリアシートとの位置決めを行うことで、ピンを使わなくても位置決めを行うことができる工程が増し、例えば、位置決め用の貫通孔を用いずに位置決めを行うことも可能となる。この場合、よりコンパクトな薄膜電子部品を用いて薄膜部品シートを製造することが可能となる。
本発明によれば、コストの増大を抑制しつつ取り扱い性の向上が図られた薄膜部品シート、薄膜部品シートを含む電子部品内蔵基板、及び薄膜部品シートの製造方法が提供される。
本発明の一実施形態に係る電子部品内蔵基板を用いた基板実装構造の概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る薄膜部品シートの概略断面図である。 薄膜部品シートの製造方法(第1の方法)を説明する図である。 薄膜部品シートの製造方法(第2の方法)を説明する図である。 薄膜部品シートの製造方法(第2の方法)を説明する図である。 薄膜部品シートの製造方法(第3の方法)を説明する図である。 薄膜部品シートの製造方法(第4の方法)を説明する図である。 電子部品内蔵基板の製造方法の一部を説明する図である。
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
(基板実装構造)
図1は、本発明の実施形態に係る電子部品内蔵基板を含む基板実装構造を説明する概略構成図である。図1に示す基板実装構造は、通信端末、ヘルスケア機器等の電子機器に使用されるものである。
図1に示すように、基板実装構造1は、薄膜電子部品を内蔵する電子部品内蔵基板2と、電子部品内蔵基板2の主面上に実装された電子部品3と、を含む。電子部品内蔵基板2についての詳細は後述するが、薄膜電子部品及び配線層を有する基板である。また、電子部品3は、電子部品内蔵基板2に対して、導電材料を含むバンプ4を介してフリップチップ実装されている。電子部品3としては、例えばICチップ等の半導体チップを用いることができるが、特に限定されない。図1に示す基板実装構造1の場合には、電子部品3として能動部品を用い、電子部品内蔵基板2内の薄膜電子部品として受動部品を用いる構成とすることができる。
(電子部品内蔵基板及び薄膜部品シート)
電子部品内蔵基板2は、コア基板10と、コア基板10の一方側の主面上に積層された薄膜部品シート20と、薄膜部品シート20の主面上に形成された配線層30と、コア基板10の他方側の主面上に積層された配線層40と、配線層30,40を接続するスルーホールビア50を含んでいる。このうち、第1電子部品は、薄膜部品シート20に含まれる。
コア基板10としては、絶縁性の材料を適宜用いることができる。コア基板10として好適に用いられる材料としては、絶縁性を有し且つシート状又はフィルム状に成形可能なものであれば特に限定されず、例えばシリコン基板、ガラスエポキシ樹脂またはBT(ビスマレイミドトリアジン)樹脂等の有機基板等公知の材料を用いることができる。コア基板10は、例えば、RCC(Resin Coated Cupper)構造を有していてもよい。なお、コア基板10として、例えば銅箔等から構成された導体層を用いることもできる。
コア基板10と薄膜部品シート20との間には、接着層を設けてもよい。接着層としては、コア基板10に対して薄膜部品シート20を固定することが可能な構成であれば特に限定されないが、例えば、熱硬化前の樹脂(プリプレグ、フィラー含有複合材等)、粘着剤(接着剤付シート、金属粉入りペースト等)等を用いることができる。なお、コア基板10と薄膜部品シート20との間に別途導体層及び絶縁層により形成された配線層が設けられていてもよい。
薄膜部品シート20は、本実施形態ではコア基板10上に積層され、導体配線層21(配線層)と、絶縁層22と、薄膜電子部品23と、を有する。図1に示す薄膜部品シート20は、厚さが略均一のシート状を呈していて、一方の主面(コア基板10側の主面)に導体配線層21が露出していると共に、他方の主面(配線層30側の主面)に薄膜電子部品23の一方側の電極層(第1電極層231)が露出している。
薄膜部品シート20の導体配線層21は、導体をパターニングすることで形成することができる。導体の材料は特に限定されないが、主成分としてニッケル(Ni)や銅(Cu)を含有する合金等を用いることができる。なお、「主成分」であるとは、当該成分の占める割合が50質量%以上であることをいう。
薄膜部品シート20に設けられる薄膜電子部品23の構成及び機能は特に限定されないが、本実施形態では、薄膜電子部品23が一対の電極層(第1電極層231及び第2電極層232)と電極層間に設けられた誘電体層233とを有し、薄膜キャパシタとして機能する場合について説明する。
薄膜電子部品23が薄膜キャパシタとして機能する場合、第1電極層231及び第2電極層232の材料としては、主成分がニッケル(Ni)、銅(Cu)、白金(Pt)、これらの金属を含有する合金、又は金属間化合物である材料が好適に用いられる。ただし、第1電極層231及び第2電極層232の材料は、導電性材料であれば特に限定されない。本実施形態では、第1電極層231がニッケルを主成分とすると共に、第2電極層232が銅を主成分とする場合について説明する。なお、「主成分」であるとは、当該成分の占める割合が50質量%以上であることをいう。また、第1電極層231及び第2電極層232の態様としては、合金や金属間化合物を形成する場合のほか、二種以上からなる積層構造体である場合も含む。例えば、Ni薄膜上にCu薄膜を設けた二層構造として電極層を形成してもよい。また、第1電極層231及び/又は第2電極層232として純Niを使用する場合、そのNiの純度は99.99%以上が好ましい。さらに、Niを含有する合金の場合、Ni以外の金属として含まれる金属は、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、イリジウム(Ir)、ロジウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、オスミウム(Os)、レニウム(Re)、タングステン(W)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、銀(Ag)、銅(Cu)からなる群より選ばれる少なくとも一種とすれば好適である。
また、誘電体層233は、ペロブスカイト系の誘電体材料から構成される。ここで、本実施形態におけるペロブスカイト系の誘電体材料としては、BaTiO(チタン酸バリウム)、(Ba1−XSr)TiO(チタン酸バリウムストロンチウム)、(Ba1−XCa)TiO、PbTiO、Pb(ZrTi1−X)O等のペロブスカイト構造を持った(強)誘電体材料や、Pb(Mg1/3Nb2/3)O等に代表される複合ペロブスカイトリラクサー型強誘電体材料等が含まれる。ここで、上記のペロブスカイト構造、ペロブスカイトリラクサー型強誘電体材料において、AサイトとBサイト比は、通常整数比であるが、特性向上のために意図的に整数比からずらしても良い。なお、誘電体層233の特性制御のため、誘電体層233に適宜、副成分として添加物質が含有されていてもよい。
導体配線層21と薄膜電子部品23との間には絶縁層22が形成される。絶縁層の材料は絶縁材料であれば特に限定されないが、例えば、樹脂(ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂等)を主成分として用いることができる。絶縁層22の内部には絶縁性あるいは高電気抵抗のフィラーを混入させてもよい。これにより絶縁層22の機械的強度を高めることができる。絶縁層22は、導体配線層21と薄膜電子部品23との間だけでなく、隣接する2つの薄膜電子部品23の隙間を埋めるようにも配置される。
薄膜電子部品23は、一方側の第1電極層231が薄膜部品シート20の表面に露出すると共に薄膜部品シート20の一方側の主面に露出する他の材料と共に平坦面を形成する。図1に示す薄膜部品シート20の場合、第1電極層231の図示上方側の主面231aと、絶縁層22の図示上方側の端面22aとの高さ方向の位置が略同一となるように形成されている。この結果、薄膜部品シート20の図示上方側の主面201は平坦面となっている。
また、薄膜部品シート20においては、図示下方側の主面202には導体配線層21の一方側(図示下方側)の主面21bと、絶縁層22の図示下方側の端面22bとの高さ方向の位置が略同一となるように形成されている。この結果、薄膜部品シート20の図示上方側の主面202は平坦面となっている。
なお、図1に示す薄膜部品シート20と異なる構成を有する薄膜部品シート20Aを図2に示す。薄膜部品シート20Aは、導体配線層21、絶縁層22、及び薄膜電子部品23を有する点は薄膜部品シート20と同様であるが、導体配線層21が絶縁層22内に形成されている点が薄膜部品シート20と相違する。このように、導体配線層21の配置は適宜変更することができる。図2の薄膜部品シート20Aのように、導体配線層21が絶縁層22内に形成されている場合、薄膜部品シート20Aにおいて薄膜電子部品23が露出する側の主面201とは逆側の主面202は、絶縁層22によって形成される。
なお、薄膜部品シート20において薄膜電子部品23が露出する側の主面201には、絶縁層22ではなく他の層が露出する場合もある。他の層としては、例えば、金属層が用いられる場合がある。この点については後述する。いずれにしろ、一方側の主面には薄膜電子部品23の電極層が露出し、電極層の露出面が主面における平坦面の一部を形成している点は共通する。
図1に戻り、電子部品内蔵基板2の配線層30,40及びスルーホールビア50について説明する。配線層30は、薄膜部品シート20の図示上方に配置し、導電性材料から形成される複数の導体層31と、絶縁性材料から形成される複数の絶縁層32とが交互に積層されると共に、複数の導体層31間を電気的に接続するための導電性材料からなるビア33が複数形成されている。最上方のビア33の端部には導体層31と同様に導電性材料から形成された端子部34が配置され、端子部34上にバンプ4が形成される。
配線層40は、コア基板10の図示下方(薄膜部品シート20が積層される側とは逆側)に配置し、導電性材料から形成される複数の導体層41と、絶縁性材料から形成される複数の絶縁層42とが交互に積層されると共に、複数の導体層41間を電気的に接続するための導電性材料からなるビア43が複数形成されている。最上方のビア43の端部には導体層41と同様に導電性材料から形成された端子部44が配置される。
また、スルーホールビア50は、コア基板10及び薄膜部品シート20を貫通すると共に、上部の配線層30と下部の配線層40とを接続している。スルーホールビア50の一部は配線層30の絶縁層32の一部及び配線層40の絶縁層42の一部も貫通し、配線層30のビア33及び配線層40のビア43と電気的に接続している。
なお、配線層30及び配線層40の構造は、電子部品内蔵基板2に要求される仕様等に応じて適宜変更される。また、電子部品内蔵基板2に要求される仕様等に応じて、配線層30における導体層31及び絶縁層32の積層数、配線層40における導体層41及び絶縁層42の積層数も適宜変更される。
上記の電子部品内蔵基板2は、厚みが20μm〜1.5mm程度であり。また、コア基板10の厚みは特に限定されないが、例えば1μm〜1mm程度とすることができる。なお、コア基板10がRCC構造である場合、銅箔の厚みは5μm〜250μm程度であってもよい。コア基板10を導体層とする場合も、その厚みを5μm〜250μm程度とすることができる。また、コア基板10上の薄膜部品シート20の厚みは特に限定されないが、例えば5μm〜1mm程度とすることができる。また、薄膜部品シート20に搭載される薄膜電子部品23は、厚みが5μm〜200μm程度であり、第1電極層231、第2電極層232の厚みがそれぞれ2μm〜50μm程度であり、誘電体層233の厚みが1μm〜100μm程度とすることができる。
本実施形態の第2電極層232は図1及び図2に示すようにパターニングされているが、このようなパターニングは第1電極層231の側に行ってもよく、両方の電極層に行ってもよい。いずれの態様においても、パターニングにおける電極層の部分的な除去は、誘電体層233を介して反対側の電極層において電極層が除去されていない部分において行われることが好ましい。このような構造によって、薄膜電子部品23及び薄膜部品シート20の機械的強度を高め、取り回しをある程度は向上させられる。しかし、上記のように、薄膜部品シート20は、薄膜電子部品23の厚みが非常に薄く、所謂「薄膜電子部品」を取り扱うシートである。このような薄膜電子部品は、フレキシブル性を有し且つ折れ曲がりが可能ある一方、その薄さから取り扱い性に依然として課題がある。
従来は、電子部品内蔵基板2に薄膜電子部品を内蔵させる場合には、製造時の基板の大きさに対応した大きさを有するシート状の薄膜電子部品を製造し、これを基板に貼付した後、パターニング等によって電子部品として使用する領域を他の領域と区画することで電子部品として機能する領域を確定する方法を用いて製造していた。しかし、この方法を採用すると、電子部品として使用する領域以外にも電極層や誘電体層等の電子部品材料が用いられる。したがって、電子部品内蔵基板としてのコストが上昇することが考えられる。一方、電子部品として使用する領域に対応した電子部品の個片を予め準備することは可能であるものの、上記のように取り扱いが困難であるため、特に個片を基板上の決められた位置に対して正確に配置することが困難であった。電子部品を正確に配置できない場合、他の導体層等との電気的接続を確実に行うことができないため、歩留まりの低下が懸念される。したがって、個片化した電子部品を基板上の特定の位置に貼り付ける方法も現実的ではなかった。
これに対して、本実施形態に係る電子部品内蔵基板2に用いられる薄膜部品シート20は、上記の問題を解決するものであり、コストを抑制しつつ且つ取り扱い性にも優れる。また、薄膜部品シート20では、薄膜電子部品23が予め特定の位置に配置されているため、電子部品内蔵基板の製造時には、薄膜部品シート20単位での位置合わせをすればよく、電子部品を個別に位置決めすることが不要となる。したがって、電子部品の位置決めを適切に行うことができることから、歩留まりの低下を防ぐことができるシートである。
(薄膜部品シートの製造方法)
次に、薄膜部品シートの製造方法について、図3〜図7を参照しながら説明する。薄膜部品シートの製造方法は、概略、複数の薄膜電子部品が貼り付けられたキャリアシートを準備する薄膜電子部品準備工程と、配線層と絶縁層とが積層された配線構造体の絶縁層に対して、薄膜電子部品が貼り付けられたキャリアシートを押し付けることで、薄膜電子部品を絶縁層に対して埋め込むと共に、薄膜部品シートの一方側の主面の平坦面を形成する薄膜電子部品埋め込み工程と、キャリアシートを除去し、薄膜部品シートの一方側の主面において、複数の薄膜電子部品における一方の電極層の主面を外部に露出されるシート除去工程と、を含む。ただし、薄膜部品シートの製造方法は適宜変更することができる。また、製造方法が異なることにより、薄膜部品シートの構造も異なる部分が生じる。以下、薄膜部品シートの4つの製造方法について順に説明すると共に、それぞれの製造方法によって作成される薄膜部品シートの構造上の特徴についても説明する。
(薄膜部品シートの製造方法:第1の方法)
図3は薄膜部品シートに係る第1の製造方法を説明する図である。第1の製造方法では、キャリアシート、ジグ板及びピンを用いて電子部品の位置決めを行う特徴を有する。また、第1の製造方法では、ピンを用いて電子部品の位置決めを行うため、電子部品にはピンを利用した位置決めが可能な貫通孔がそれぞれ電子部品の厚さ方向に沿って設けられる。
まず、図3(A)に示すように、ジグ板51に対して固定されたキャリアシート52上に薄膜電子部品23をそれぞれ載置する。薄膜電子部品23の個片は予め準備される。すなわち、一対の第1電極層231及び第2電極層232の間に誘電体層233が設けられ、さらに、所望の大きさに切断された個片が準備されている。
キャリアシート52は、電子部品の位置決め及び貼付に用いられるシート状の材料であり、例えばPETフィルム等を用いることができる。また、キャリアシート52の表面には、仮貼り材としての発泡樹脂層53が予め設けられていて、薄膜電子部品23は、発泡樹脂層53に対して貼付される。この段階では、キャリアシート52と発泡樹脂層53とは互いに接合した状態である。なお、発泡樹脂層53に代えて、グルー層又は脂肪酸グリセリドの様なホットメルト接着材層等が設けられていてもよい。すなわち、キャリアシート52に対して薄膜電子部品23が接合可能でありつつ、熱等の何らかの刺激によって両者を分離が可能な構成であれば、発泡樹脂層53等を備えていなくてもよい。
ジグ板51、キャリアシート52及び発泡樹脂層53には、それぞれ厚さ方向に延びる貫通孔511,521,531及び貫通孔512,522,532が設けられていて、これらを貫通する複数のピン61,62が貫通孔に対して挿通されている。貫通孔511,521,531及び貫通孔512,522,532はそれぞれ連通している。ピン61は、ジグ板51、キャリアシート52(及びキャリアシート52に接合された発泡樹脂層53)の位置合わせを行うために用いられている。一方、ピン62は、ジグ板51、キャリアシート52(及びキャリアシート52に接合された発泡樹脂層53)の位置合わせだけでなく、発泡樹脂層53上に載置される薄膜電子部品23の位置決めを行うために用いられている。第1の製造方法に用いられる薄膜電子部品23には、第1電極層231、第2電極層232及び誘電体層233を貫通し厚さ方向に延びる貫通孔234が予め設けられている。薄膜電子部品23において貫通孔234を設ける位置はピン62の配置に応じて決められ、レーザ加工、メカニカルドリリング加工、又は、ウェットブラスト加工等によって所望の位置に形成される。
ピン61,62によってジグ板51に対して位置決めされたキャリアシート52(及びキャリアシート52に接合された発泡樹脂層53)に対して、ピン62を利用して薄膜電子部品23の位置決めを行う。そして、薄膜電子部品23をキャリアシート52上の発泡樹脂層53に対して貼付することで、薄膜電子部品23、キャリアシート52及び発泡樹脂層53が一体となる。なお、この際には薄膜電子部品23は、薄膜部品シート20の主面を構成する側の第1電極層231が発泡樹脂層53に対して接合するように貼付される。
なお、複数の薄膜電子部品23は所定の間隔を設けて離間して配置されるが、薄膜電子部品23同士の間隔は、薄膜電子部品23の間で切断を行うか否かによって異なる。切断を行う場合は、薄膜電子部品23同士の間隔を80μm〜120μmとすることが好ましい。この間隔であれば薄膜電子部品23を損なうことなく切断を行うことができる。切断を行わない場合は、5μm〜8μm程度の間隔を設けるだけでよい。この程度の間隔を設けることにより、薄膜電子部品23の間の短絡を防止することができる。加工時の安全の観点から薄膜電子部品23同士の間隔を広げようとする場合も、薄膜部品シート20の厚みの2倍程度、すなわち最大でも2mm程度の間隔に抑えることが好ましい。薄膜部品シート20の厚みの2倍を超えた場合、薄膜部品シート20の取り回しが困難となる傾向がある。
次に、図3(B)に示すように、発泡樹脂層53を介して薄膜電子部品23が貼り付けられたキャリアシート52をジグ板51及びピン61,62から取り外し、上下方向を逆転する。ピン61,62を取り外した後のキャリアシート52及び発泡樹脂層53には、薄膜電子部品23の貫通孔234とは別にキャリアシート52及び発泡樹脂層53を連通する貫通孔521,531と、薄膜電子部品23の貫通孔234と連通する貫通孔522,532と、が形成されている。図3(B)に示すように、上下方向を逆転した後は、薄膜電子部品23の第2電極層232が下部で露出した状態となる。
次に、図3(C)に示すように、発泡樹脂層53を介して薄膜電子部品23が貼り付けられたキャリアシート52を導体配線層21及び絶縁層22から形成された配線構造体25に対して押し付けることで、薄膜電子部品23を絶縁層22に対して埋め込む。配線構造体25は、所謂ビルドアップフィルムであり、予め導体配線層21と絶縁層22とが一体化されたものであり、公知の方法により製造することができる。薄膜電子部品23の第1電極層231、第2電極層232の厚みがそれぞれ2μm〜50μm程度である場合、導体配線層21の厚みは5μm〜30μmであることが好ましい。導体配線層21の厚みを薄膜電子部品23の各電極層の厚みとほぼ同程度とすることで、電気特性を薄膜電子部品23の電極層とほぼ同等とすることができると同時に、薄膜部品シート20に十分な強度を与えることができる。なお、導体配線層21はパターニングして用いることができる。
配線構造体25には、貫通孔251(第2の貫通孔)が設けられている。また、薄膜電子部品23を絶縁層22に埋め込むために用いるプレス板54には、ピン63が取り付けられていて、ピン63に対してキャリアシート52及び発泡樹脂層53の貫通孔521,531が挿通されるように、キャリアシート52がプレス板54に対して取り付けられる。その状態で、ピン63が配線構造体25の貫通孔251に対して挿通されるように、キャリアシート52が取り付けられたプレス板54と、配線構造体25とを組み合わせる。このとき、薄膜電子部品23の第2電極層232が配線構造体25の絶縁層22と対面した状態で薄膜電子部品23は絶縁層22に埋め込まれる。そして、配線構造体25の厚さが薄膜部品シートの所望の厚さとなるまでプレス板54によりプレスすることで、薄膜電子部品23と配線構造体25とが一体化される。なお、プレス板54によるプレスの条件は、絶縁層22の材料や薄膜電子部品23の材料等によって適宜変更することができる。また、減圧又は加熱等を加えてもよい。
最後に、プレス板54及びピン63を取り除いた後、加熱等を利用して発泡樹脂層53を発泡させることで、キャリアシート52及び発泡樹脂層53から薄膜電子部品23を剥がす。その結果、図3(D)に示すような薄膜部品シート20Bが得られる。薄膜部品シート20Bでは、薄膜電子部品23の第2電極層232が内部に埋め込まれると共に、第1電極層231が外部に露出する。また、薄膜部品シート20Bでは、プレス板54によるプレスの結果、絶縁層22の上側の端面22aと薄膜電子部品23の第1電極層231の上側の主面231aとが連続した平坦面が形成される。
上記の第1の方法により製造される薄膜部品シート20Bは、以下の特徴を有する。すなわち、上述したように、ピン62を利用してキャリアシート52及び発泡樹脂層53と薄膜電子部品23との位置決めを行うため、薄膜電子部品23には貫通孔234が形成される。この貫通孔234は、配線構造体25と組み合わせる際には図3(C)に示すように絶縁層22と対向した状態で埋め込まれるため、貫通孔234内にも絶縁層22の絶縁材料が入り込み、さらに、貫通孔234よりも上方、すなわち、キャリアシート52の貫通孔522及び発泡樹脂層53の貫通孔532にも到達し得る。したがって、キャリアシート52及び発泡樹脂層53を取り外した後には、薄膜電子部品23に設けられた貫通孔234から絶縁材料が突出する凸部221が形成される場合がある。このように、貫通孔234内に絶縁材料が満たされている態様であると、薄膜電子部品23と絶縁層22との剥離を効果的に抑制でき、薄膜部品シート20Bとしての取り扱い性がさらに向上する。なお、凸部221は貫通孔234に形成されない場合もあるが、薄膜電子部品23を絶縁層22に対して埋め込む際には、貫通孔234内は絶縁層22の絶縁材料で満たされていることが好ましいことから、凸部221が併せて形成される可能性が高いと考えられる。このように、貫通孔234内の絶縁材料が突出した凸部221が形成されることによって、薄膜部品シート20Bを電子部品内蔵基板に用いる場合の接着強度がさらに向上する。
なお、薄膜電子部品23(第2電極層232)と導体配線層21との対向部分における絶縁層22の厚みは、5μm〜40μmとすることができる。このように絶縁層22の厚みを薄膜電子部品23の各電極層の厚みとほぼ同程度とすることで、薄膜部品シート20の取り回し時に絶縁層22に生じやすいせん断力を各電極層で吸収することがより容易になり、薄膜部品シート20に十分な強度を与えることができる。
また、第1の方法では、薄膜電子部品23を含むキャリアシート52と配線構造体25との一体化の際にもピン63を用いて位置決めが行われる。したがって、第1の方法により製造される薄膜部品シート20Bには、ピン63が挿通されていた貫通孔251(第2の貫通孔)が残存する。薄膜部品シート20Bが貫通孔251を有することによって、薄膜部品シート20Bの位置決め及び固定がさらに容易になる。また、薄膜部品シート20Bの取り扱い時に万が一歪みが生じても、貫通孔251によって歪みを吸収することができるため、薄膜部品シート20Bの取り扱い性がさらに向上する。
このように、第1の方法によれば、薄膜部品シートの製造の際の電子部品の位置決めをジグ板51及びプレス板54に設けられたピン61,62,63を利用して行うことができるため、位置決めを適切に且つ容易に行うことができる。また、第1の方法により製造された薄膜部品シート20Bでは、薄膜電子部品23及び導体配線層21以外の部分を絶縁層22で形成することができるため、電子部品に係る位置決め精度の高い薄膜部品シートをより安価に製造することができる。
(薄膜部品シートの製造方法:第2の方法)
図4及び図5は、薄膜部品シートに係る第2の製造方法を説明する図である。第2の製造方法では、個片化された電子部品を製造する方法が第1の製造方法と異なる。すなわち、第1の製造方法では、個片化された電子部品をキャリアシートに対して貼付していたが、第2の製造方法では、サポート板上で電子部品となる各層を積層した後に、サポート板ごと個片に分割することで、個片の電子部品を製造している。サポート板は、特に限定されないが、例えば、ガラス板や樹脂材料等を用いることができる。
まず、図4(A)に示すように、サポート板55上に、発泡樹脂層53を介して、第1電極層231、誘電体層233、第2電極層232をこの順に積層する。ここでは、第1電極層231が発泡樹脂層53のすぐ上に積層され、最上位に第2電極層232が積層される。なお、第2の製造方法により薄膜部品シートを製造する場合には、第1電極層231及び第2電極層232の少なくとも一方は磁性体である必要がある。
次に、図4(B)に示すように、第2電極層232に対してパターニングを施すことで、第2電極層232上に所望のパターンを形成する。
次に、図4(C)に示すように、第2電極層232、誘電体層233、第1電極層231を貫通する貫通孔234、発泡樹脂層53の貫通孔533、及び、サポート板55の貫通孔553をレーザ加工、メカニカルドリリング加工、又は、ウェットブラスト加工等によって形成する。貫通孔234、533、553は連続する貫通孔である。貫通孔234、533、553を設ける位置は、薄膜部品シートにおける電子部品の位置に応じて設定される。
次に、図4(D)に示すように、サポート板55及び薄膜電子部品23を個片に分割する。個片に分割する方法は特に限定されないが、例えば、ダイシングを利用することができる。
この結果、図4(E)に示すように、個片の薄膜電子部品23がそれぞれ薄膜電子部品23に対応した形状を有するサポート板55及び発泡樹脂層53上に積層された、サポート板55付き薄膜電子部品23が形成される。上記の方法で製造されるサポート板55付き薄膜電子部品23は、薄膜電子部品23の個片を単体で取り扱う場合と比較して、サポート板55により剛性が保たれるため、取り扱い性に優れる。そのため、個片単位での操作が可能となる。
次に、図5(A)に示すように、サポート板55付き薄膜電子部品23を位置合わせ用ジグ板56に対して取り付ける。位置合わせ用ジグ板56は、電子部品内蔵基板に対応した広さを有すると共に、一方側の主面に、電子部品内蔵基板における薄膜電子部品23の取り付け位置に対応した位置に、薄膜電子部品23の高さに対応した深さの凹部561を有している。また、凹部561が設けられる側の主面とは逆側の主面には、凹部561と対向する位置に複数の凹部562が設けられる。
さらに、位置合わせ用ジグ板56の凹部561内には、位置合わせ用ジグ板56を貫通する貫通孔563が設けられて、位置合わせ用のピン64が挿入される。また、凹部561と異なる位置にも位置合わせ用の凹部564が設けられる。
上記の位置合わせ用ジグ板56に対して、サポート板55付き薄膜電子部品23が取り付けられる。具体的には、ピン64がサポート板55付き薄膜電子部品23の貫通孔234、533、553を貫通するように、サポート板55付き薄膜電子部品23の薄膜電子部品23が凹部561と対向する状態で取り付けられる。凹部561と薄膜電子部品23との間のクリアランスを考慮して、凹部561を薄膜電子部品23よりも多少大きくしたとしても、ピン64がサポート板55付き薄膜電子部品23の位置決めを行うので、位置合わせ用ジグ板56に対して薄膜電子部品23を所望の位置に精度よく配置することができる。
次に、図5(B)に示すように、逆側の面の凹部562に磁石65を取り付けた後、発泡樹脂層53の発泡を利用して、サポート板55及び発泡樹脂層53から薄膜電子部品23を取り外す。薄膜電子部品23の第1電極層231及び/又は第2電極層232と磁石65とが磁力により引き付けあった状態で、サポート板55及び発泡樹脂層53が取り外されるため、取り外しに伴って生じる薄膜電子部品23の位置ずれを防ぐことができる。このため、第1電極層231及び/又は第2電極層232と磁石65との引き付けあう力が大きくなるように各材料を選択することが好ましい。
その後、図5(C)に示すように、位置合わせ用ジグ板56からピン64を外す。ここでも、薄膜電子部品23の第1電極層231及び/又は第2電極層232と磁石65との間に磁力による引き付けの力が生じているため、ピン64を外しても薄膜電子部品23の位置を保持することができる。このように、磁石65を用いることで、薄膜電子部品23の位置を好適に保持することができる。
次に、図5(D)に示すように、薄膜電子部品23の上方に発泡樹脂層53及びキャリアシート52を積層する。このとき、位置合わせ用ジグ板56の凹部564に対してピン66を挿入した状態で、発泡樹脂層53の貫通孔531及びキャリアシート52の貫通孔521に対してピン66が挿通されるように発泡樹脂層53及びキャリアシート52を積層することで、薄膜電子部品23に対する発泡樹脂層53及びキャリアシート52の位置合わせを行うことができる。キャリアシート52と発泡樹脂層53との間、及び、発泡樹脂層53と薄膜電子部品23との間を互いに接合させることで、これらを一体化する。
次に、位置合わせ用ジグ板56及びピン66を取り外すことで、図5(E)に示すように、発泡樹脂層53を介して薄膜電子部品23が貼り付けられたキャリアシート52が得られる。このとき、薄膜電子部品23の第2電極層232が下部で露出した状態となる。
次に、図5(F)に示すように、発泡樹脂層53を介して薄膜電子部品23が貼り付けられたキャリアシート52を導体配線層21及び絶縁層22から形成された配線構造体25に対して押し付けることで、薄膜電子部品23を絶縁層22に対して埋め込む。この点は、第1の製造方法と同様である。すなわち、薄膜電子部品23を絶縁層22に埋め込むために用いるプレス板54に設けられたピン63に対して、キャリアシート52及び発泡樹脂層53の貫通孔521,531が挿通されるように、キャリアシート52がプレス板54に対して取り付けられる。その状態で、ピン63が配線構造体25の貫通孔251に対して挿通されるように、キャリアシート52が取り付けられたプレス板54と、配線構造体25とを組み合わせる。この結果、薄膜電子部品23の第2電極層232が配線構造体25の絶縁層22と対面した状態で薄膜電子部品23は絶縁層22に埋め込まれ、配線構造体25の厚さが薄膜部品シートの所望の厚さとなるまでプレス板54によりプレスすることで、薄膜電子部品23と配線構造体25とが一体化される。なお、プレス板54によるプレスの条件は、絶縁層22の材料や薄膜電子部品23の材料等によって適宜変更することができる。また、減圧又は加熱等を加えてもよい。
最後に、プレス板54及びピン63を取り除いた後、加熱等を利用して発泡樹脂層53を発泡させることで、キャリアシート52及び発泡樹脂層53から薄膜電子部品23を剥がす。その結果、図5(G)に示すような薄膜部品シート20Cが得られる。薄膜部品シート20Cでは、薄膜電子部品23の第2電極層232が内部に埋め込まれると共に、第1電極層231が外部に露出する。また、薄膜部品シート20Cでは、プレス板54によるプレスの結果、絶縁層22の上側の端面22aと薄膜電子部品23の第1電極層231の上側の主面231aとが連続した平坦面が形成される。
上記の第2の方法により製造される薄膜部品シート20Cは、以下の特徴を有する。すなわち、上述したように、ピン62を利用してキャリアシート52及び発泡樹脂層53と薄膜電子部品23との位置決めを行うため、薄膜電子部品23には貫通孔234が形成される。この貫通孔234は、配線構造体25と組み合わせる際には図5(F)に示すように絶縁層22と対向した状態で埋め込まれるため、貫通孔234内にも絶縁層22の絶縁材料が入り込む。ただし、薄膜部品シート20Bとは異なり、貫通孔234の端部は発泡樹脂層53により塞がれているため、貫通孔234よりも上方に絶縁材料が突出することはない。したがって、キャリアシート52及び発泡樹脂層53を取り外した後には、薄膜電子部品23に設けられた貫通孔234内の絶縁材料は、薄膜電子部品23の第1電極層231の上側の主面231aに対して連続した平坦面を形成する。
また、第2の方法においても、薄膜電子部品23を含むキャリアシート52と配線構造体25との一体化の際にもピン63を用いて位置決めが行われる。したがって、第2の方法により製造される薄膜部品シート20Cにも、ピン63が挿通されていた貫通孔251が残存する。
このように、第2の方法によれば、薄膜部品シートの製造の際の電子部品の位置決めを位置合わせ用ジグ板56及びプレス板54に設けられたピン63,64,66と、位置合わせ用ジグ板56に取り付けられる磁石65とを利用して行うことができるため、位置決めを適切に且つ容易に行うことができる。また、第2の方法により製造された薄膜部品シート20Cでは、薄膜電子部品23及び導体配線層21以外の部分を絶縁層22で形成することができるため、電子部品に係る位置決め精度の高い薄膜部品シートをより安価に製造することができる。さらに、第2の方法では、第1の方法と比較して、貫通孔234内の絶縁材料についても平坦に形成することができるという特徴を有する。
(薄膜部品シートの製造方法:第3の方法)
図6は、薄膜部品シートに係る第3の製造方法を説明する図である。第3の製造方法では、第2の製造方法と同様にサポート板55付き薄膜電子部品23を用いて薄膜部品シートを製造する。ただし、薄膜部品シートの構成が一部異なるので、その点も含めて説明する。なお、サポート板55付き薄膜電子部品23の製造方法は、図4に記載の第2の方法と同様であるため、説明を省略する。なお、第3の製造方法により薄膜部品シートを製造する場合についても、第1電極層231及び第2電極層232の少なくとも一方は磁性体である必要がある。
まず、図6(A)、(B)に示すように、サポート板55付き薄膜電子部品23を位置合わせ用ジグ板57に対して取り付ける。位置合わせ用ジグ板57は、電子部品内蔵基板に対応した広さを有すると共に、一方側の主面に、電子部品内蔵基板における薄膜電子部品23の取り付け位置に対応した位置に、薄膜電子部品23の位置決めのためのピン67を取り付ける凹部571が設けられている。また、キャリアシートとの位置合わせを行うためのピン68を取り付けるための凹部572についても設けられている。位置合わせ用ジグ板57は、凹部571,572以外の領域は平坦面とされている。この点は第2の方法で用いた位置合わせ用ジグ板56と相違する。
上記の位置合わせ用ジグ板57に対して、まず、凹部571,572を除く全面にマグネットシート71を敷いた後に、サポート板55付き薄膜電子部品23が取り付けられる。具体的には、ピン67がサポート板55付き薄膜電子部品23の貫通孔234、533、553を貫通するように、薄膜電子部品23がマグネットシート71と対向する状態で取り付けられる。
また、隣接するサポート板55付き薄膜電子部品23の間は、薄膜電子部品23とは異なる磁性材料層26によって埋められる。磁性材料層26として、例えば、銅(Cu)が主成分である層を設けることができるが、磁性材料層26の材料は特に限定されない。ただし、磁性材料層26は磁性体である必要がある。また、隣接するサポート板55付き薄膜電子部品23の隙間に磁性材料層26を配置する方法は特に限定されないが、例えば、スパッタ等の方法を用いることができる。また、磁性材料層26の厚さは特に限定されないが、薄膜電子部品23の厚さ以下であることが好ましく、特に薄膜電子部品23の厚さと同等であることが好ましい。薄膜電子部品23の厚さよりも大きい場合、キャリアシート52への薄膜電子部品23の貼付の際に上面の高さ位置の差に由来した位置ずれ等が生じる可能性がある。磁性材料層26を設けることで、隣接する薄膜電子部品23の位置をより高い精度で保つことが可能となる。なお、位置合わせ用ジグ板57に対してピン68が取り付けられた状態で磁性材料層26が形成されるので、磁性材料層26には、ピン68が挿通された貫通孔261が形成される。薄膜電子部品23と磁性材料層26との間は、電気的に絶縁されていることが好ましい。静電気に起因する薄膜電子部品23の破壊を回避することが容易となる。例えば、磁性材料層26に高電気抵抗層をコーティングするなどの手段をとることができる。
次に、図6(C)に示すように、発泡樹脂層53の発泡を利用して、サポート板55及び発泡樹脂層53から薄膜電子部品23を取り外す。併せて、ピン67も位置合わせ用ジグ板57から取り外す。薄膜電子部品23の第1電極層231及び/又は第2電極層232とマグネットシート71とが磁力により引き付けあった状態で、サポート板55及び発泡樹脂層53が取り外されるため、取り外しに伴って生じる薄膜電子部品23の位置ずれを防ぐことができる。このため、第1電極層231及び/又は第2電極層232とマグネットシート71との引き付けあう力が大きくなるように各材料を選択することが好ましい。また、隣接する薄膜電子部品23の間には、同じくマグネットシート71と磁力により引き付けあった状態の磁性材料層26が設けられているため、取り外しに伴って生じる薄膜電子部品23の位置ずれをさらに好適に防ぐことができる。
次に、図6(D)に示すように、薄膜電子部品23及び磁性材料層26の上方に発泡樹脂層53及びキャリアシート52を積層する。このとき、位置合わせ用ジグ板57の凹部572に対してピン68を挿入した状態で、発泡樹脂層53の貫通孔531及びキャリアシート52の貫通孔521に対してピン68が挿通されるように発泡樹脂層53及びキャリアシート52を積層することで、薄膜電子部品23及び磁性材料層26に対する発泡樹脂層53及びキャリアシート52の位置合わせを行うことができる。キャリアシート52と発泡樹脂層53との間、及び、薄膜電子部品23又は磁性材料層26と発泡樹脂層53との間を互いに接合させることで、これらを一体化する。
次に、位置合わせ用ジグ板57、ピン68及びマグネットシート71を取り外すことで、図6(E)に示すように、発泡樹脂層53を介して薄膜電子部品23及び磁性材料層26が貼り付けられたキャリアシート52が得られる。このとき、薄膜電子部品23の第2電極層232及び磁性材料層26が下部で露出した状態となる。
次に、図6(F)に示すように、発泡樹脂層53を介して薄膜電子部品23及び磁性材料層26が貼り付けられたキャリアシート52を、導体配線層21及び絶縁層22から形成された配線構造体25に対して押し付けることで、薄膜電子部品23及び磁性材料層26を絶縁層22に対して埋め込む。第1及び第2の製造方法と同様に、薄膜電子部品23及び磁性材料層26を絶縁層22に埋め込むために用いるプレス板(図示せず)に設けられたピン63に対して、キャリアシート52及び発泡樹脂層53の貫通孔521,531と、磁性材料層26の貫通孔261と、が挿通されるように、キャリアシート52がプレス板に対して取り付けられる。その状態で、ピン63が配線構造体25の貫通孔251に対して挿通されるように、キャリアシート52が取り付けられたプレス板と、配線構造体25とを組み合わせる。この結果、薄膜電子部品23の第2電極層232が配線構造体25の絶縁層22と対面した状態で薄膜電子部品23及び磁性材料層26は絶縁層22に埋め込まれ、配線構造体25の厚さが薄膜部品シートの所望の厚さとなるまでプレス板によりプレスすることで、薄膜電子部品23及び磁性材料層26と配線構造体25とが一体化される。なお、プレス板によるプレスの条件は、絶縁層22の材料や薄膜電子部品23の材料等によって適宜変更することができる。また、減圧又は加熱等を加えてもよい。
最後に、プレス板及びピン63を取り除いた後、加熱等を利用して発泡樹脂層53を発泡させることで、キャリアシート52及び発泡樹脂層53から薄膜電子部品23及び磁性材料層26を剥がす。その結果、図6(G)に示すような薄膜部品シート20Dが得られる。薄膜部品シート20Dでは、薄膜電子部品23の第2電極層232が内部に埋め込まれると共に、第1電極層231が外部に露出する。また、薄膜部品シート20Dでは、プレス板によるプレスの結果、磁性材料層26の上側の端面26aと薄膜電子部品23の第1電極層231の上側の主面231aとが連続した平坦面が形成される。
上記の第3の方法により製造される薄膜部品シート20Dは、以下の特徴を有する。すなわち、上述したように、ピン67を利用してキャリアシート52及び発泡樹脂層53と薄膜電子部品23との位置決めを行うため、薄膜電子部品23には貫通孔234が形成される。この貫通孔234は、薄膜部品シート20Cと同様に、端部が発泡樹脂層53により塞がれているため、貫通孔234よりも上方に絶縁材料が突出することはない。したがって、キャリアシート52及び発泡樹脂層53を取り外した後には、薄膜電子部品23に設けられた貫通孔234内の絶縁材料は、薄膜電子部品23の第1電極層231の上側の主面231aに対して連続した平坦面を形成する。この点は薄膜部品シート20Cと同様である。
また、第3の方法においても、薄膜電子部品23を含むキャリアシート52と配線構造体25との一体化の際にもピン63を用いて位置決めが行われる。したがって、第3の方法により製造される薄膜部品シート20Dにも、ピン63が挿通されていた貫通孔251,261が残存する。
一方、第3の方法では、隣接する薄膜電子部品23の間が磁性材料層26によって埋められるため、薄膜部品シート20Dにおいて薄膜電子部品23が露出する側の主面の主要部は、薄膜電子部品23と磁性材料層26とによって構成される。この点は、薄膜部品シート20、20A〜20Cとは異なる点である。
このように、第3の方法によれば、薄膜部品シートの製造の際の電子部品の位置決めを位置合わせ用ジグ板57及びプレス板に設けられたピン63,67,68と、位置合わせ用ジグ板57に取り付けられるマグネットシート71とを利用して行うことができるため、位置決めを適切に且つ容易に行うことができる。
そして、第3の方法により製造された薄膜部品シート20Dでは、隣接する薄膜電子部品23の間が磁性材料層26によって埋められる。従来の電子部品シートでは、磁性材料層26に相当する位置にも電極層及び誘電体層が設けられていたが、この部分を磁性材料層26に置換することができるため、コストの低下が実現される。また、隣接する薄膜電子部品23の間が磁性材料層26によって埋められた薄膜部品シート20Dでは、磁性材料層26が設けられる位置に絶縁材料が設けられる他の構成と比較して剛性が高くなる。したがって、シートとしての取り扱い性が向上する。また、隣接する薄膜電子部品23の間に設けられる絶縁材料が樹脂である場合、加工時等の圧力や温度により樹脂が変形し、シートの平坦性が低下する可能性があるが、隣接する薄膜電子部品23が磁性材料層26である場合には、圧力や温度による変形が少ないため、歩留まりの向上が期待できる。
さらに、隣接する薄膜電子部品23の間が磁性材料層26によって埋められた薄膜部品シート20Dを用いて電子部品内蔵基板を製造する場合、特に、スルーホールビア50(図1参照)のように厚さ方向に延びる貫通孔を設ける場合に、磁性材料層26の前後で繰り返しレーザ加工が行われる。この場合、貫通孔の厚さ方向の孔径の制御がしやすくなるため、工程数は増加するものの、寸法精度を高めることができる。
(薄膜部品シートの製造方法:第4の方法)
図7は、薄膜部品シートに係る第4の製造方法を説明する図である。第4の製造方法では、第1〜第3の製造方法と異なり、キャリアシート上での電子部品の位置決めを行った後に電子部品のパターニングを行う。また、電子部品の位置決めにピンを使用しないため、電子部品には貫通孔が設けられない点も他の製造方法と異なる。
まず、図7(A)に示すように、マグネットシート71に対してサポート基板58を積層したものを準備する。サポート基板58としては、例えば、ガラスエポキシ基板を用いることができるが、特に限定されない。また、サポート基板58上には、電子部品が配置される位置とは異なる位置に対して予め磁性材料層28を設けておく。磁性材料層28としては、例えば銅箔やキャリア付銅箔(ピーラブル銅箔)を用いることができるが、銅に限定されるものではない。ただし、磁性体であることが必要である。磁性材料層28は、後でサポート基板58と分離するため、ピーラブル銅箔を磁性材料層28として用いると操作が簡便となる。この磁性材料層28は、電子部品の位置決めのために用いられると共に、薄膜部品シートの一部となる。そして、磁性材料層28の隙間のサポート基板58上に、薄膜電子部品23として機能する薄膜電子部品層23Aを構成する第2電極層232、誘電体層233、及び第1電極層231をこの順に積層する。予め積層したものを磁性材料層28の隙間のサポート基板58上に取り付けてもよい。ただし、第2電極層232に係るパターニングはこの段階では行われない。なお、第4の製造方法により薄膜部品シートを製造する場合についても、第1電極層231及び第2電極層232の少なくとも一方は磁性体である必要がある。
次に、図7(B)に示すように、薄膜電子部品層23A及び磁性材料層28の上方に発泡樹脂層53及びキャリアシート52を積層する。このとき、サポート基板58の下面にマグネットシート71が設けられていることで、磁性材料層28及び薄膜電子部品層23Aに係る位置ずれを防いだ状態を保つことできる。キャリアシート52と発泡樹脂層53との間、及び、薄膜電子部品層23A及び磁性材料層28と発泡樹脂層53との間を互いに接合させることで、これらを一体化する。
次に、サポート基板58及びマグネットシート71を取り外すことで、図7(C)に示すように、発泡樹脂層53を介して薄膜電子部品23及び磁性材料層28が貼り付けられたキャリアシート52が得られる。このとき、薄膜電子部品23の第2電極層232及び磁性材料層28が下部で露出した状態となる。なお、磁性材料層28がキャリア付銅箔の場合、図7(C)に示すように磁性材料層28の一部がサポート基板58側に残存した状態で分離される。
次に、図7(D)に示すように、必要に応じて薄膜電子部品層23Aの第2電極層232及び磁性材料層28のパターニングを行う。これにより、薄膜電子部品23が形成される。
その後、図7(E)に示すように、レーザ加工等によって、発泡樹脂層53に対して貫通孔531を設けると共に、キャリアシート52に対して貫通孔521を設ける。さらに、磁性材料層28に対しても貫通孔281を設ける。貫通孔281,521,531は、配線構造体25との位置決めに用いられる。
次に、図7(F)に示すように、発泡樹脂層53を介して薄膜電子部品23及び磁性材料層28が貼り付けられたキャリアシート52を、導体配線層21及び絶縁層22から形成された配線構造体25に対して押し付けることで、薄膜電子部品23及び磁性材料層28を絶縁層22に対して埋め込む。第1〜第3の製造方法と同様に、薄膜電子部品23及び磁性材料層28を絶縁層22に埋め込むために用いるプレス板54に設けられたピン63に対して、キャリアシート52及び発泡樹脂層53の貫通孔521,531と、磁性材料層28の貫通孔281と、が挿通されるように、キャリアシート52がプレス板54に対して取り付けられる。その状態で、ピン63が配線構造体25の貫通孔251に対して挿通されるように、キャリアシート52が取り付けられたプレス板54と、配線構造体25とを組み合わせる。この結果、薄膜電子部品23の第2電極層232が配線構造体25の絶縁層22と対面した状態で薄膜電子部品23及び磁性材料層28は絶縁層22に埋め込まれ、配線構造体25の厚さが薄膜部品シートの所望の厚さとなるまでプレス板54によりプレスすることで、薄膜電子部品23及び磁性材料層28と配線構造体25とが一体化される。なお、プレス板54によるプレスの条件は、絶縁層22の材料や薄膜電子部品23の材料等によって適宜変更することができる。また、減圧又は加熱等を加えてもよい。
最後に、プレス板54及びピン63を取り除いた後、加熱等を利用して発泡樹脂層53を発泡させることで、キャリアシート52及び発泡樹脂層53から薄膜電子部品23及び磁性材料層28を剥がす。その結果、図7(G)に示すような薄膜部品シート20Eが得られる。薄膜部品シート20Eでは、薄膜電子部品23の第2電極層232が内部に埋め込まれると共に、第1電極層231が外部に露出する。また、薄膜部品シート20Eでは、プレス板54によるプレスの結果、磁性材料層28の上側の端面28aと薄膜電子部品23の第1電極層231の上側の主面231aとが連続した平坦面が形成される。
上記の第4の方法により製造される薄膜部品シート20Eは、以下の特徴を有する。すなわち、第1〜第3の方法と比較して、薄膜電子部品23の位置決めの際にピンを利用しないため、薄膜電子部品23には貫通孔が形成されない。この点は薄膜部品シートとの構成上の相違点である。
ただし、第4の方法においても、薄膜電子部品23を含むキャリアシート52と配線構造体25との一体化の際にもピン63を用いて位置決めが行われる。したがって、第3の方法により製造される薄膜部品シート20Eにも、ピン63が挿通されていた貫通孔251,281が残存する。
また、第4の方法では、隣接する薄膜電子部品23の間が磁性材料層28によって埋められるため、薄膜部品シート20Eにおいて薄膜電子部品23が露出する側の主面の主要部は、薄膜電子部品23と磁性材料層28とによって構成される。この点は、薄膜部品シート20Dと同様である。
このように、第4の方法によれば、薄膜部品シートの製造の際の電子部品の位置決めをサポート基板58上に形成した磁性材料層28、マグネットシート71、プレス板54に設けられたピン63を利用して行うことができるため、位置決めを適切に且つ容易に行うことができる。また、第4の方法により製造された薄膜部品シート20Eでは、電子部品の位置決めのために電子部品に貫通孔を設ける必要がない。したがって、所望の特性を実現する電子部品をよりコンパクトに製造することができる。
また、第4の方法により製造された薄膜部品シート20Eでは、隣接する薄膜電子部品23の間が磁性材料層28によって埋められる。従来の電子部品シートでは、磁性材料層28に相当する位置にも電極層及び誘電体層が設けられていたが、この部分を磁性材料層28に置換することができるため、コストの低下が実現される。さらに、隣接する薄膜電子部品23の間が磁性材料層28によって埋められた薄膜部品シート20Eでは、磁性材料層28が設けられる位置に絶縁材料が設けられる他の構成と比較して剛性が高くなる。したがって、シートとしての取り扱い性が向上する。また、隣接する薄膜電子部品23の間に設けられる絶縁材料が樹脂である場合、加工時等の圧力や温度により樹脂が変形し、シートの平坦性が低下する可能性があるが、隣接する薄膜電子部品23が磁性材料層28である場合には、圧力や温度による変形が少ないため、歩留まりの向上が期待できる。
(電子部品内蔵基板の製造方法)
次に、図8を参照しながら、薄膜部品シートを含む電子部品内蔵基板を製造する方法の一部について説明する。なお、本実施形態では、電子部品内蔵基板の製造方法の一例の一部について説明するが、電子部品内蔵基板の製造方法は、完成品に求められる配線等に応じて適宜変更することができる。また、図8に示す図は模式図であり、図1に示す電子部品内蔵基板とは構成が異なるものである。
図8(A)は、コア基板10上に薄膜部品シート20を積層した状態を示している。ここでは、図1で示した薄膜部品シート20を用いている。なお、図8(A)の薄膜部品シート20では、薄膜電子部品23の第1電極層231が上面全面に設けられているが、薄膜部品シート20構成に応じて適宜変更される。
次に、配線層30,40を接続するためのスルーホールビア50(図1参照)を形成した後、図8(B)に示すように、薄膜部品シート20における薄膜電子部品23の第1電極層231をパターニングし、貫通孔231bを設ける。その後、図8(C)に示すように、レーザ加工等により、導体配線層21との間を接続するビア用の貫通孔222を設ける。その後、図8(D)に示すように、貫通孔222を導体により埋めることで、第1電極層231と導体配線層21との間を接続するビア29を形成する。また、第1電極層231についてさらに加工が必要であれば、パターニングを行う。
その後、図8(E)に示すように、第1電極層231の上に配線層30に含まれる絶縁層32を積層した後、貫通孔321を形成する。次に、図8(F)に示すように、ビア29の上方にビア33及び導体層31を形成する。そして、ビア33を形成しながら、絶縁層32と導体層31とを交互に積層することで、配線層30が形成される。また、コア基板10の下方についても同様にビア43を形成しながら、絶縁層42と導体層41とを交互に積層することで、配線層40が形成される。
上記の方法を組み合わせることにより、電子部品内蔵基板2を製造することができる。その後、必要に応じて電子部品内蔵基板2を分割した後、バンプ4を介して電子部品3を実装することで、図1に示す基板実装構造1を得ることができる。
以上のように、本実施形態に係る薄膜部品シート、薄膜部品シートを含む電子内蔵基板、及び、薄膜部品シートの製造方法によれば、複数の薄膜電子部品23が離間して配置されていることから、従来用いられるシート状の電子部品と比較して、コストが抑制される。また、絶縁層22上に複数の薄膜電子部品23をそれぞれ配置したシートとして製造することにより、電子部品を個片毎に取り扱う場合と比較して、取り扱い性が向上する。また、上記実施形態で説明したように、一方側の主面に複数の薄膜電子部品23における一対の電極層のうちの一方の第1電極層231の主面が露出した状態のシートは、比較的に単純な工程で製造することができることからも、製造コストを抑制することが可能となる。
また、上記の従来のシート状の電子部品と比較して、電子部品として機能可能な領域が限られている分、薄膜電子部品の配置の精度を高めないと歩留まりが低下することが懸念される。この点については、上記実施形態で説明したように、複数の薄膜電子部品23が貼付されたキャリアシート52を準備した後に、薄膜電子部品23を配線構造体25の絶縁層22内に埋め込む工程とすることで、薄膜電子部品の配置の精度の向上を、キャリアシート52に薄膜電子部品23を貼り付ける際の貼り付け位置の精度の向上と、キャリアシート52と配線構造体25との位置合わせ精度の向上とにより実現するようにした。上記の第1〜第4の方法で説明したようにキャリアシート52に薄膜電子部品23を貼り付ける際の貼り付け位置の精度の向上及びキャリアシート52と配線構造体25との位置合わせ精度の向上は、いずれも実現可能である。したがって、本実施形態に係る薄膜電子部品シートによれば、電子部品内蔵基板の歩留まりが低下しないレベルで、薄膜電子部品を精度よく配置することが可能である。
また、薄膜部品シート20,20A〜20Cのように、複数の薄膜電子部品23の間が絶縁層22により満たされる構成の場合、薄膜電子部品23及び導体配線層21以外の部分を絶縁層22で形成することができ、取り扱い性に優れた薄膜部品シートをより安価に製造することができる。
一方、薄膜部品シート20D,20Eのように、隣接する薄膜電子部品の間が磁性材料層26,28によって満たされる構成の場合、従来のシートと比較してコストの低下が実現されることに加えて、隣接する薄膜電子部品23の間の磁性材料層26,28によってシートとしての剛性が高められ、取り扱い性が向上する。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、上記実施形態で説明した電子部品内蔵基板2の構造は上記実施形態に限定されず、適宜変更することができる。また、薄膜部品シート20の構造も上記実施形態に限定されず、適宜変更することができる。
1…基板実装構造、2…電子部品内蔵基板、3…電子部品、10…コア基板、20,20A〜20E…薄膜部品シート、21…導体配線層、22…絶縁層、23…薄膜電子部品、26,28…磁性材料層、30,40…配線層、231…第1電極層、232…第2電極層、233…誘電体層。

Claims (9)

  1. 導体による配線層と、
    前記配線層に対して積層された絶縁材料による絶縁層と、
    一対の電極層と、前記一対の電極層の間に設けられた誘電体層とを個別に有し、前記絶縁層上に互いに離間して配置される複数の薄膜電子部品と、
    を備える薄膜部品シートであって、
    一方側の主面に、前記絶縁層と、前記複数の薄膜電子部品のそれぞれにおける一方の電極層の主面と、が外部に露出した状態で、前記薄膜部品シートにおける当該主面の平坦面を形成し、
    前記薄膜電子部品は、厚さ方向に延びる貫通孔を有し、
    前記貫通孔内には前記絶縁層の前記絶縁材料が満たされている薄膜部品シート
  2. 前記絶縁層上に配置されると共に前記複数の薄膜電子部品のうち隣接する薄膜電子部品間に形成された金属層をさらに備え、
    前記薄膜部品シートの一方側の主面において、前記金属層と、前記複数の薄膜電子部品における一方の電極層の主面とにより平坦面が形成されている請求項1に記載の薄膜部品シート。
  3. 前記薄膜部品シートの一方側の主面のうち、前記平坦面が形成されている前記薄膜電子部品の領域に、前記貫通孔内の前記絶縁材料が突出した凸部を有する請求項に記載の薄膜部品シート。
  4. 厚さ方向に沿って前記薄膜電子部品を貫通しない位置において、前記絶縁層及び前記配線層を貫通すると共に厚さ方向に延びる第2の貫通孔をさらに有する請求項1〜のいずれか一項に記載の薄膜部品シート。
  5. 請求項1〜のいずれか一項に記載の薄膜部品シートと、
    前記薄膜部品シートに対して積層された配線層と、
    を備える電子部品内蔵基板。
  6. 導体による配線層と、前記配線層に対して積層された絶縁材料による絶縁層と、一対の電極層と、前記一対の電極層の間に設けられた誘電体層とを個別に有し、前記絶縁層上に互いに離間して配置される複数の薄膜電子部品と、を備える薄膜部品シートの製造方法であって、
    前記複数の薄膜電子部品が貼り付けられたキャリアシートを準備する薄膜電子部品準備工程と、
    前記配線層と前記絶縁層とが積層された配線構造体の絶縁層に対して、前記薄膜電子部品が貼り付けられたキャリアシートを押し付けることで、前記薄膜電子部品を前記絶縁層に対して埋め込むと共に、前記薄膜部品シートの一方側の主面の平坦面を形成する薄膜電子部品埋め込み工程と、
    前記キャリアシートを除去し、前記薄膜部品シートの一方側の主面において、前記絶縁層と、前記複数の薄膜電子部品のそれぞれにおける一方の電極層の主面と、を外部に露出させるシート除去工程と、
    を有し、
    前記薄膜電子部品準備工程において、前記薄膜電子部品に設けられた貫通孔と、前記キャリアシートに設けられた貫通孔とに対してピンを挿通することで、前記薄膜電子部品と前記キャリアシートとの位置決めを行い、
    前記薄膜電子部品埋め込み工程において、前記薄膜電子部品に設けられた貫通孔内に前記絶縁層の前記絶縁材料を満たす薄膜部品シートの製造方法。
  7. 前記薄膜電子部品埋め込み工程において、前記配線構造体に設けられた貫通孔と、前記キャリアシートに設けられた貫通孔とに対してピンを挿通することで、前記配線構造体と前記キャリアシートとの位置決めを行う請求項に記載の薄膜部品シートの製造方法。
  8. 前記薄膜電子部品準備工程において、前記複数の薄膜電子部品と、前記複数の薄膜電子部品の間に設けられた金属層と、が貼り付けられたキャリアシートを準備し、
    前記薄膜電子部品埋め込み工程において、前記配線層と前記絶縁層とが積層された配線構造体の絶縁層に対して、前記薄膜電子部品及び前記金属層が貼り付けられたキャリアシートを押し付けることで、前記電子部品を前記絶縁層に対して埋め込むと共に、前記薄膜部品シートの一方側の主面の平坦面を形成する請求項6または7に記載の薄膜部品シートの製造方法。
  9. 前記薄膜電子部品準備工程において、ジグ板上に貼り付け位置に対応して配置された薄膜電子部品を磁石により保持した状態で、前記薄膜電子部品に対してキャリアシートを貼り付ける請求項のいずれか一項に記載の薄膜部品シートの製造方法。
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