(57)【要約】【課題】口径が小さくストレート性が高い層間接続導体を形状し、小型化で信頼性の高い部品内蔵基板部品を製造する。【解決手段】第二層４に部品５を埋設した上でこれを硬化し、硬化した第二層４に上面から下面にかけて貫通する貫通孔の層間接続導体６を形成する。そして、下から順の面内導体２、異方性導電材料からなる未硬化の第一層３、第二層４を順に積層し、第一層３の硬化により、それらを一体化して部品内蔵基板１を製造する。【選択図】図１
2010040906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面内導体を形成する工程と、
異方性導電材料からなる未硬化状態の第一層を用意する工程と、
未硬化の樹脂からなる第二層に部品を埋設した上で、前記第二層を硬化する工程と、
前記硬化した第二層の上面から下面にかけて貫通する層間接続導体を形成する工程と、
前記面内導体、前記第一層および前記第二層を順次積層した後、前記第一層を硬化し、前記面内導体、前記第一層および前記第二層を一体化する工程と、を備え、
前記面内導体と前記層間接続導体とを、前記第一層の異方性導電材料を介して電気的に接続することを特徴とする部品内蔵基板の製造方法。
【請求項２】
面内導体を有し、異方性導電材料からなる未硬化状態の第一層を用意する工程と、
未硬化の樹脂からなる第二層に部品を埋設した上で、前記第二層を硬化する工程と、
前記硬化した第二層の上面から下面にかけて貫通する層間接続導体を形成する工程と、
前記第一層および前記第二層を順次積層した後、前記第一層を硬化し、前記第一層および前記第二層を一体化する工程と、を備え、
前記面内導体と前記層間接続導体とを、前記第一層の異方性導電材料を介して電気的に接続することを特徴とする部品内蔵基板の製造方法。
【請求項３】
前記面内導体は、前記第一層に対して突出していることを特徴とする請求項１または２に記載の部品内蔵基板の製造方法。
【請求項４】
前記第二層下面には前記部品および／または前記層間接続導体と接続された電極が形成されており、当該電極は前記第一層に対して突出していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の部品内蔵基板の製造方法。
【請求項５】
面内導体と、
前記面内導体上に配設され、異方性導電材料からなる第一層と、
前記第一層上に形成され、部品および層間接続導体を有する第二層と、
前記第二層の上面に、前記層間接続導体と電気的に接続された第二の面内導体と、
を備えたことを特徴とする部品内蔵基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂に部品を内蔵した部品内蔵基板の製造方法および部品内蔵基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、高性能化に伴い、コンデンサ、チップ抵抗、チップコイル、ＩＣなどの電子部品を高密度、高機能に内蔵した部品内蔵基板が種々提案されている。
【０００３】
この種の部品内蔵基板では、例えば多層構造基板（多層プリント配線板など）、若しくは配線済みの転写板等に部品（前記電子部品）を搭載し、それを樹脂にて埋め込んで一体化した部品内蔵層に、レーザー等で部品内蔵層の上下面に配置された面内導体を導通するための孔を形成し、その後前記孔に導通性を持たせるために、前記孔内にめっきを施すまたは導電性ペーストを充填して層間接続導体を形成し、この層間接続導体を介して前記上下面の面内導体を電気的に接続している。
【０００４】
そして、前記層間接続導体が形成される孔には、その形成過程の違いにより、「貫通孔」と「有底孔」と呼ばれるものがある。
【０００５】
貫通孔とは、部品内蔵層の上面及び下面に面内導体を配さない状態で、部品内蔵層に上方からレーザーを照射する等して形成するものをいう（例えば、特許文献１参照）。なお、特許文献１においては、貫通孔に導電性ペーストを充填した後、部品を内蔵した樹脂を硬化させて貫通孔が形成された部品内蔵層と面内導体とを一体化している。
【０００６】
また、有底孔とは、部品内蔵層の下面に面内導体を配した状態で、部品内蔵層に上方からレーザーを照射して形成するものをいう。そして、例えば未硬化の樹脂内に部品および面内導体を配置して部品内蔵層を形成し、樹脂が硬化した後、部品内蔵層に有底の孔を形成し、この有底の孔に導電性ペーストが充填される。
【特許文献１】特開平１１−２２０２６２号公報（段落[００５６]−[００６４]、図２等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１のように前記貫通孔を形成する場合は、未硬化の樹脂に貫通孔を形成した後に部品を埋設するため、部品埋設時に孔形状が容易に変形し、また、その後の樹脂の硬化収縮により貫通孔のストレート性が容易に損なわれる。そのため、貫通孔と面内導体のランドとの位置ずれが生じる等の問題がある。
【０００８】
また、前記有底孔を形成する場合は、前記有底孔が面内導体のランドを底面として形成される。この場合、照射されたレーザーがランドで跳ね返って反射し、反射したレーザーによって孔上部が部分的に切削される。また、ランドを傷つけないようにするため弱いレーザーしか当てることができない。そのため、前記有底孔は孔の形状がテーパー状（断面台形状）になる。そして、形成された有底孔に部品内蔵層の上面からめっきを施したり導電性ペーストを充填する際にめっき層や導電性ペーストが有底孔の底面まで形成されるようにするため、前記有底孔は孔の上部の開口径を大きくする必要があり、そのため、狭ピッチのランド形成が困難になる。
【０００９】
すなわち、従来の樹脂層の層間接続導体は口径が大きく、ストレート性が損なわれるため、微細配線化の妨げになって部品内蔵基板の小型化が阻害されるとともに信頼性の向上を図ることができない。
【００１０】
本発明は、口径が小さく、ストレート性の高い層間接続導体を形成し、小型で信頼性の高い部品内蔵基板の製造方法およびその部品内蔵基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成するために、本発明における部品内蔵基板の製造方法は、面内導体を形成する工程と、異方性導電材料からなる未硬化状態の第一層を用意する工程と、未硬化の樹脂からなる第二層に部品を埋設した上で、前記第二層を硬化する工程と、前記硬化した第二層の上面から下面にかけて貫通する層間接続導体を形成する工程と、前記面内導体、前記第一層および前記第二層を順次積層した後、前記第一層を硬化し、前記面内導体、前記第一層および前記第二層を一体化する工程と、を備え、前記面内導体と前記層間接続導体とを、前記第一層の異方性導電材料を介して電気的に接続することを特徴としている（請求項１）。
【００１２】
また、本発明における部品内蔵基板の製造方法は、面内導体を有し、異方性導電材料からなる未硬化状態の第一層を用意する工程と、未硬化の樹脂からなる第二層に部品を埋設した上で、前記第二層を硬化する工程と、前記硬化した第二層の上面から下面にかけて貫通する層間接続導体を形成する工程と、前記第一層および前記第二層を順次積層した後、前記第一層を硬化し、前記第一層および前記第二層を一体化する工程と、を備え、前記面内導体と前記層間接続導体とを、前記第一層の異方性導電材料を介して電気的に接続することを特徴としている（請求項２）。
【００１３】
そして、前記面内導体は、前記第一層に対して突出していることが好ましい（請求項３）。また、前記第二層下面には前記部品および／または前記層間接続導体と接続された電極が形成されており、当該電極は前記第一層に対して突出していることが好ましい（請求項４）。
【００１４】
つぎに、本発明における部品内蔵基板は、面内導体と、前記面内導体上に配設され、異方性導電材料からなる第一層と、前記第一層上に形成され、部品および層間接続導体を有する第二層と、前記第二層の上面に、前記層間接続導体と電気的に接続された第二の面内導体と、を備えたことを特徴としている（請求項５）。
【発明の効果】
【００１５】
本発明において、第二層は部品が埋設されるため、第一層等のその他の層に比べて高さがある。そして、請求項１の本発明の製造方法によれば、第二層に部品を埋設した上でこれを硬化し、その後、硬化した第二層に上面から下面にかけて貫通する貫通孔の層間接続導体が形成される。この場合、部品埋設時には第二層に貫通孔が形状されておらず、貫通孔が変形するおそれはない。また、第二層の樹脂の硬化後に貫通孔を形成するので樹脂の硬化収縮によって貫通孔のストレート性が損なわれるおそれもない。さらに、層間接続導体の孔を有底孔ではなく貫通孔に形成することにより、レーザー反射がなく層間接続導体は小口径に形成することができる。
【００１６】
そして、異方性導電材料からなる未硬化状態の第一層が用意され、下から順の面内導体、第一層、第二層が順次に積層された後、前記第一層が硬化してそれらが一体化されて部品内蔵基板が形成される。このとき、第一層の異方性導電材料の導電性を利用し、第一層にビア等の第二の層間接増導体等を形成することなく、第二層の層間接続導体が第一層を介してその下の面内導体に電気的に接続される。その結果、第一層の下面の面内導体が第一層、部品内蔵層である第二層の層間接続導体を介して第二層の上面の面内導体等に電気的に接続される。
【００１７】
したがって、請求項１の本発明の製造方法によれば、第二層（封止用の樹脂層）に口径が小さく、ストレート性の高い層間接続導体を形成し、その狭ピッチ化を可能にして小型化で信頼性の高い新規な部品内蔵基板の製造方法を提供することができる。
【００１８】
また、請求項２の本発明の製造方法によれば、予め第一層下面に面内導体が形成されているため、請求項１の製造方法より一層容易に同様の部品内蔵基板を製造することができる。
【００１９】
さらに、請求項３、４の本発明の製造方法によれば、第一層の異方性導電材料は圧力が加わるとより導電性が高まるという性質があり、この性質を利用して第一層およびその下の面内導体と、第二層の層間接続導体や部品との導電性を一層向上して信頼性を一層高めることができる。
【００２０】
そして、請求項５の本発明の部品内蔵基板は、下から順に面内導体、第一層、第二層を積層して形成され、第二層（封止用の樹脂層）に口径が小さく、ストレート性の高い層間接続導体が設けられるため、従来より極めて小型で信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
請求項１、３、５に対応する一実施形態について、図１ないし図７を参照して説明する。図１は部品内蔵基板の断面図、図２は図１の部品内蔵基板の異方性導電材料の導電性説明用の断面図である。図３ないし図７は図１の部品内蔵基板の製造方法の説明図である。なお、各図においては、断面を示す斜線等は適宜省略している。また、各図の同一の符号を付したものは、同一または相当するものを示す。
【００２２】
（部品内蔵基板の構成）
図１に示す部品内蔵基板１は、板状の基体１１の上面にランド等を形成する複数個の第一の面内導体２が形成され、これらの第一の面内導体２が本発明の面内導体である。面内導体２の上には異方性導電材料の粘着フィルム（またはシート）からなる第一層３が配設され、第一の面内導体２は第一層３に対して突出している。
【００２３】
第一層３の上には封止用の樹脂からなる第二層４が配設されている。第二層４は部品（電子部品）５が埋設されて部品内蔵層を形成する。また、第二層４には、硬化した第二層４の上面から下面にかけて貫通する層間接続導体６が形成されている。この層間接続導体６は貫通ビアまたはスルーホールである。
【００２４】
第二層４の上面には複数個の第二の面内導体７が形成され、第二の面内導体７の１つは層間接続導体６の上端を覆って層間接続導体６と電気的に接続されている。
【００２５】
なお、層間接続導体６および部品５を対応する第一の面内導体２それぞれに電気的に接続する本実施形態においては、第一層３の異方性導電材料の導電性をより高めるため、少なくとも第二層の下面に層間接続導体６の底面部および部品５の左右の電極部の底面それぞれに接続された破線の第三の面内導体８を第一の面内導体２に対向して設けてもよい。
【００２６】
なお、面内導体２が配設される基体１１は、樹脂基板、ガラスエポキシ基板、樹脂多層板などの配線基板またはＳＵＳ等の転写板である。
【００２７】
つぎに、部品内蔵層である第二層４を基体１１に接着する第一層３の異方性導電材料の接着フィルムは、図２に示すように例えば熱硬化性樹脂３１に微細な導電粒子（導電フィラー）３２が分散した両面接着フィルムであり、基体１１と第二層４とに挟まれて圧着されると、突出した面内導電体２、８により押された部分の導電粒子３２のみが接触して潰され、その部分に上下方向の導電経路を形成する。このとき、前記接着フィルムの他の部分は導電経路が形成されず、絶縁体として硬化する。
【００２８】
なお、異方性導電材料の接着フィルムは、一般に、押し付け力を高くすると、前記導通経路の導電性が高くなるため、面内導体２、８のような対向する凸部で上下から挟むようにして形成することが好ましいが、面内導体２、８のいずれか一方のみを設けても、良好な導電性の導通経路を確保できる。
【００２９】
つぎに、第二層４の封止用の樹脂は、硬化処理の容易さなどを考慮して、例えばエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂により形成されるが、紫外線により硬化する光硬化性樹脂等により形成してもよい。ただし、硬化による収縮率の低いものを選定することが好ましいのは勿論である。
【００３０】
また、第一層３および第二層４は同一材質に形成することが好ましい。これにより、部品内蔵基板１内で熱膨張係数等を均一化させることができ、信頼性向上に寄与する。
【００３１】
そして、本実施形態の場合、異方性導電材料の粘着フィルムの樹脂は、第二層４の樹脂と同様のエポキシ系の熱硬化性の樹脂である。
【００３２】
（製造方法）
つぎに、部品内蔵基板１の製造方法について、図３〜図７を参照して説明する。
【００３３】
図３は第一の面内導体２を形成する工程Ａの説明図である。この工程Ａにおいては、まず、同図（ａ）に示す板状の基体１１の上面全体に、同図（ｂ）に示すように銅箔層２１を形成し、その後、同図（ｃ）に示すように、例えばエッチングにより銅箔層２１をパターンに加工することにより、ランドを含む第一の面内導体２を形成する。
【００３４】
なお、第一の面内導体２は、基体１１の上面全面にめっきにより銅又は銅合金その他の導電性金属からなる導電層を形成し、この導電層をパターニングすることによっても形成し得る。
【００３５】
また、基体１１を上記したＳＵＳ等とする場合は、転写板上に第一の面内導体２を形成しておき、未硬化状態の第一層３を転写板に載置して加圧し、その後転写板を剥離して第一の面内導体２を第一層３の下面に転写する。
【００３６】
つぎに、図４に示す工程Ｂにより異方性導電材料の粘着フィルムからなる未硬化状態の第一層３を用意する。なお、異方性導電材料の粘着フィルムはエポキシ系の熱硬化性の樹脂である。そのため、第一層３の硬化温度は第二層４と同様、ほぼ１８０℃（６０分程度）である。
【００３７】
つぎに、図５の工程Ｃにより、未硬化のエポキシ系樹脂からなる第二層４に部品５を埋設した上で、第二層４を硬化する。
【００３８】
すなわち、図５（ａ）に示すように未硬化の第二層４を用意し、所定配置のチップコンデンサ、チップ抵抗、チップコイル、ＩＣ等の部品５に上から第二層４を押し付け、同図（ｂ）に示すよう部品５を第二層４に埋設する。その後、同図（ｃ）に示すように第二層４を硬化する。
【００３９】
つぎに、図６の工程Ｄにより、硬化した第二層４の上面から下面にかけて貫通する層間接続導体６を形成する。
【００４０】
すなわち、図６（ａ）に示すように、硬化した第二層４の所定の第一の面内導体２の上方位置に、その上方からレーザーを照射し、第二層４を上下方向に貫通する貫通孔６１を形成する。続いて、同図（ｂ）に示すように、貫通孔６１に導電性ペースト６２を充填して層間接続導体６を形成する。
【００４１】
なお、導電性ペースト６２を充填する代わりに、貫通孔６１の内周面にめっき加工を施して層間接続導体６を形成してもよい。また、めっき加工を施した貫通孔６１に、導電性ペースト又は非導電性ペーストを充填して層間接続導体６を形成してもよく、導電性ペーストを貫通孔６１の所定の高さまで充填した後、貫通孔６１の内周面にめっき加工を施して層間接続導体６を形成してもよい。
【００４２】
また、第二層４は、第一層３と同様、熱硬化性のエポキシ系樹脂を用いるのが好ましいが、その他の熱硬化性または光硬化性を有する樹脂を用いてもよいのはもちろんであり、その際、硬化による収縮率の低いものが望ましい。
【００４３】
そして、第二層４は部品５が埋設されるため、一定の高さ（厚み）を有するが、貫通孔６１は第二層４が硬化した後にレーザ照射で形成されるため、形成後にその形状が変形することがなく、しかも、ストレートな形状である。したがって、第二層４に口径が小さく、ストレート性の高い層間接続導体６を形成することができ、層間接続導体６等の狭ピッチ化が可能となる。
【００４４】
つぎに、図７の工程Ｅにより、第一の面内導体２、第一層３および第二層４を順次積層した後、第一層３を加熱して硬化し、第一の面内導体２、第一層３および第二層４を一体化する。このとき、所定の面内導体２は第一層３の該当する導通経路を介して層間接続導体６に電気的に接続され、残りの面内導体２は第一層３のそれぞれの導通経路を介して部品５の電極５１等に電気的に接続される。
【００４５】
そして、前記一体化後に第二層４の上面全体に銅、銅合金その他の導電性金属からなるめっきを施して薄い導電層を形成し、この導電層にエッチング等のパターン加工を施すことにより、第二層４の上面に図１の第二の面内導体７を形成して同図の部品内蔵基板１を製造する。
【００４６】
なお、第二の面内導体７は必ずしもパターン加工されていなくてもよく、例えば、部品内蔵基板１が多層基板の最上層を形成する場合には、第二の面内導体７がシールド電極となるよう、第二層４の上面全面を覆うように形成されていてもよい。
【００４７】
そして、前記実施形態の場合、第二層４に部品５を埋設した上でこれを硬化し、その後、硬化した第二層４に貫通孔６１を形成して層間接続導体６が形成されるため、部品５の埋設によって貫通孔６１が変形するおそれはなく、しかも、第二層４の硬化収縮によって貫通孔６１のストレート性が損なわれるおそれもない。さらに、貫通孔６１を形成する際のレーザー反射もない。そのため、層間接続導体６を小口径に形成することができる。
【００４８】
そして、異方性導電材料からなる未硬化状態の第一層３を用意し、第一の面内導体２、第一層３、第二層４を順次に積層した後、第一層３を硬化して部品内蔵基板１を形成することができる。
【００４９】
したがって、第二層４に口径が小さく、ストレート性の高い層間接続導体６を形成することができ、小型化で信頼性の高い新規な部品内蔵基板１およびその製造方法を提供することができる。
【００５０】
そして、第一層３の異方性導電材料の導電性を利用し、第一層３にビア等の層間接増導体等を形成することなく、第二層４の層間接続導体６が第一層３を介してその下の第一の面内導体２に電気的に接続され、その結果、第一の面内導体２が第一層３、層間接続導体６を介して第二層４の上面の第二の面内導体７等に電気的に接続され、極めて容易に部品内蔵基板１を製造することができる利点がある。
【００５１】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【００５２】
例えば、前記一実施形態の工程Ａ、Ｂに代えて、第一の面内導体２を有し、異方性導電材料からなる未硬化状態の第一層３を用意する工程を備え、部品内蔵基板１を製造してもよく（請求項２対応）、この場合は、予め第一層３下面に第一の面内導体２が形成されているので工程数が少なくなる利点がある。
【００５３】
また、例えば前記一実施形態の工程Ｃにより硬化した第二層４の下面に、第二の面内導体７の形成手法と同様の手法で図１に破線で示した第三の面内導体８を形成してもよく、この場合は、第一層３の各導通経路の導電性が一層向上する（請求項５対応）。そして、面内導体８は部品５、層間接続導体６の両方またはいずれか一方について形成してもよい。
【００５４】
つぎに、第一層３の異方性導電材料や第二層４の樹脂等は前記一実施形態と異なるものであってもよいのは勿論である。
【００５５】
そして、本発明は、種々の機能、特性の部品内蔵基板に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態の部品内蔵基板の断面図である。
【図２】図１の部品内蔵基板の異方性導電材料の導電性説明用の断面図である。
【図３】図１の部品内蔵基板の製造工程の一部の説明図である。
【図４】図３に続く製造工程の説明図である。
【図５】図４に続く製造工程の説明図である。
【図６】図５に続く製造工程の説明図である。
【図７】図６に続く製造工程の説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１    部品内蔵基板
２、７、８    面内導体
３    第一層
４    第二層
５    部品
６    層間接続導体
６１    貫通孔
【図１】
2010040906.tif 000003
【図２】
2010040906.tif 000004
【図３】
2010040906.tif 000005
【図４】
2010040906.tif 000006
【図５】
2010040906.tif 000007
【図６】
2010040906.tif 000008
【図７】
2010040906.tif 000009