(57)【要約】【課題】面内電極と層間接続導体との接続が十分確保された品質の高い部品内蔵基板を安価に製造する。【解決手段】コア基板１１に面内電極１２を形成する工程と、面内電極１２上に後工程で施されるレーザ光を反射するための光反射導体１６を形成する工程と、コア基板１１、面内電極１２及び光反射導体１６を覆うように樹脂層１５を形成する工程と、光反射導体１６上の樹脂層１５をレーザ光で除去することにより層間接続導体用孔１７を形成する工程と、を有する樹脂基板の層間接続導体用孔の形成方法である。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に面内電極を有する基材を用意する工程と、
前記面内電極上にレーザ光を反射するための光反射導体を形成する工程と、
前記面内電極及び前記光反射導体を覆うように、前記基材上に樹脂層を形成する工程と、
前記光反射導体上の樹脂層をレーザ光で除去することにより層間接続導体用孔を形成する工程と、を有する層間接続導体用孔の形成方法。
【請求項２】
上面に面内電極を有する基材を用意する第一の工程と、
前記面内電極上にレーザ光を反射するための光反射導体を形成する第二の工程と、
前記面内電極及び前記光反射導体を覆うように、前記基材上に樹脂層を形成する第三の工程と、
前記光反射導体上の樹脂層をレーザ光で除去することにより層間接続導体用孔を形成する第四の工程と、
前記層間接続導体用孔に導電材料を被覆又は充填することにより層間接続導体を形成する第五の工程と、を有する樹脂基板の製造方法。
【請求項３】
前記光反射導体は、前記レーザ光の照射方向に対し平滑面を有していることを特徴とする請求項２に記載の樹脂基板の製造方法。
【請求項４】
前記第二の工程において、前記面内電極上に半田ペーストを塗布した後、加熱溶融させることにより、前記光反射導体を形成することを特徴とする請求項２又は３に記載の樹脂基板の製造方法。
【請求項５】
前記第二の工程の前に、前記面内電極の表面を粗面化する工程をさらに備えることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の樹脂基板の製造方法。
【請求項６】
前記基材はセラミック基板であり、前記面内電極は前記セラミック基板と同時焼成されてなる焼結金属よりなることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の樹脂基板の製造方法。
【請求項７】
上面に面内電極を有する基材を用意する第一の工程と、
前記面内電極上にレーザ光を反射するための光反射導体を形成する第二の工程と、
前記面内電極上に実装部品を実装するための実装用導体を形成する第三の工程と、
前記実装用導体によって前記面内電極上に実装部品を実装する第四の工程と、
前記面内電極、前記光反射導体及び前記実装部品を覆うように、前記基材上に樹脂層を形成する第五の工程と、
前記光反射導体上の樹脂層をレーザ光で除去することにより層間接続導体用孔を形成する第六の工程と、
前記層間接続導体用孔に導電材料を被覆又は充填することにより層間接続導体を形成する第七の工程と、を有する部品内蔵基板の製造方法。
【請求項８】
前記光反射導体は、前記レーザ光の照射方向に対し平滑面を有していることを特徴とする請求項７に記載の部品内蔵基板の製造方法。
【請求項９】
前記第二の工程において、前記面内電極上に半田ペーストを塗布した後、加熱溶融させることにより、前記光反射導体を形成することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の部品内蔵基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第二〜第四の工程は、
半田ペーストを前記面内電極上の光反射導体形成領域及び実装用導体形成領域に同時に塗布する工程と、
前記実装用導体形成領域に塗布された半田ペースト上に実装部品を搭載する工程と、
前記光反射導体形成領域及び実装用導体形成領域上の半田ペーストを同時に加熱溶融させることで、光反射導体を形成すると同時に、実装部品を実装する工程と、によって実施されることを特徴とする請求項７ないし９に記載の部品内蔵基板の製造方法。
【請求項１１】
前記第二の工程の前に、前記面内電極の表面を粗面化する工程をさらに備えることを特徴とする請求項７ないし１０に記載の部品内蔵基板の製造方法。
【請求項１２】
前記基材はセラミック基板であり、前記面内電極は前記セラミック基板と同時焼成されてなる焼結金属であることを特徴とする請求項７ないし１１に記載の部品内蔵基板の製造方法。
【請求項１３】
上面に面内電極を有するコア基板と、
前記面内電極上に形成された平滑面を有する光反射導体と、
前記面内電極及び前記光反射導体を覆うように、前記コア基板上に形成された樹脂層と、
前記樹脂層の上面から前記光反射導体に至るようにレーザ加工により形成された層間接続導体用孔に、導電材料を被覆又は充填することにより形成された層間接続導体と、を備える樹脂基板。
【請求項１４】
下面に面内電極を有する樹脂層と、
前記面内電極上に形成され、上面が前記樹脂層で覆われた平滑面を有する光反射導体と、
前記樹脂層の上面から前記光反射導体に至るようにレーザ加工により形成された層間接続導体用孔に、導電材料を被覆又は充填することにより形成された層間接続導体と、を備える樹脂基板。
【請求項１５】
上面に面内電極を有するコア基板と、
前記面内電極上に実装用導体によって実装された実装部品と、
前記面内電極上の前記実装部品の実装領域とは異なる領域に形成され、上面が前記樹脂層によって覆われた平滑面を有する光反射導体と、
前記実装用導体、前記実装部品及び前記光反射導体を覆うように、前記コア基板上に形成された樹脂層と、
前記樹脂層の上面から前記光反射導体に至るようにレーザ加工により形成された層間接続導体用孔に、導電材料を被覆又は充填することにより形成された層間接続導体と、を備える部品内蔵基板。
【請求項１６】
下面に面内電極を有する樹脂層と、
前記面内電極上に実装用導体によって実装され、周囲が前記樹脂層によって覆われた実装部品と、
前記面内電極上の前記実装部品の実装領域とは異なる領域に形成され、上面が前記樹脂層によって覆われた平滑面を有する光反射導体と、
前記樹脂層の上面から前記光反射導体に至る層間接続導体と、を備える部品内蔵基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、層間接続導体用孔の形成方法、樹脂基板及び部品内蔵基板の製造方法、並びに樹脂基板及び部品内蔵基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂層の内部に実装部品が埋設された部品内蔵基板は、軽量でありかつセラミック多層基板のように高温焼成を伴わないため内蔵する実装部品に制約が少ない。そのため、このような部品内蔵基板は今後幅広い用途に利用される可能性を有するが、一方で品質をいかに高くしコストを下げるかが課題となる。【０００３】
図７（ｃ）に従来の部品内蔵基板４０を示す。図７（ｃ）において、部品内蔵基板４０は、上面に面内電極４２が形成されたコア基板４１と、面内電極４２の上に接合材４３によって実装された実装部品４４と、コア基板４１の上面及び実装部品４４を覆うように形成された樹脂層４５とから形成されている。樹脂層４５には、面内電極４２を外部へ電気的に接続するための層間接続導体４８が形成されている。【０００４】
図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に、従来の部品内蔵基板４０の製造方法を示す。図７（ａ）が層間接続導体用孔を形成する前の状態、図７（ｂ）は樹脂層４５に層間接続導体用孔４７を形成した後の状態を示している。層間接続導体用孔４７はレーザ加工により面内電極４２上の樹脂層４５を除去することによって形成される。層間接続導体用孔４７に導電ペーストを充填することによって、図７（ｃ）に示す層間接続導体４８が形成される。【０００５】
ところが前記従来の製造方法では、レーザ加工で層間接続導体用孔４７を形成する際に下側の面内電極４２まで除去してしまう事態が発生していた。これは面内電極４２の表面粗さが関係していると推測される。レーザ加工で樹脂層４５を除去した後、レーザ光は面内電極４２の表面に到達するが、面内電極４２の表面粗さが粗いとレーザ光の反射率が小さくなり、反射されないレーザ光が面内電極４２までも除去してしまうと考えられる。また、面内電極４２の表面が比較的平滑であっても、面内電極４２自体が薄肉な電極である場合には、レーザ光によって損傷しやすくなる。面内電極４２に除去された損傷部があると、層間接続導体４８との接続が不十分となり、品質上の問題が発生する。【０００６】
一方、レーザ光が面内電極４２を損傷しないようにレーザエネルギーを小さめにして加工することも考えられる。しかし、レーザエネルギーを小さくすると、樹脂層４５を除去するための加工時間が長くなる。これは、多数の層間接続導体用孔４７を有する部品内蔵基板の場合、コスト増につながる。【０００７】
そこで、面内電極と層間接続導体との接続が十分確保された品質の高い部品内蔵基板を安価に製造する方法が望まれる。【０００８】
特許文献１には従来の別の例が示されている。特許文献１には、前記の問題をなくすため、あらかじめ穴（穿孔部）を有する樹脂層を積層することで、レーザ除去加工を施すことなく層間接続導体用孔を設ける方法が開示されている。【０００９】
しかし、この方法を部品内蔵基板の製造に適用した場合、樹脂層を積層するときに実装部品の体積に相当する樹脂流動が起きるため、層間接続導体用孔が変形してしまう。したがって、特許文献１に示された方法は、実装部品を内蔵する部品内蔵基板の製造には適さない。
【特許文献１】特開平６−３１４８８４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明の目的は、部品内蔵基板の製造に適した層間接続導体用孔の形成方法を提供すること、及び面内電極と層間接続導体の接続が十分確保された品質の高い樹脂基板及び部品内蔵基板を安価に製造することである。また、層間接続導体の変形のない樹脂基板及び部品内蔵基板を製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の実施形態は、上面に面内電極を有する基材を用意する工程と、前記面内電極上にレーザ光を反射するための光反射導体を形成する工程と、前記面内電極及び前記光反射導体を覆うように、前記基材上に樹脂層を形成する工程と、前記光反射導体上の樹脂層をレーザ光で除去することにより層間接続導体用孔を形成する工程と、を有する層間接続導体用孔の形成方法である。【００１２】
第２の実施形態は、上面に面内電極を有する基材を用意する第一の工程と、前記面内電極上にレーザ光を反射するための光反射導体を形成する第二の工程と、前記面内電極及び前記光反射導体を覆うように、前記基材上に樹脂層を形成する第三の工程と、前記光反射導体上の樹脂層をレーザ光で除去することにより層間接続導体用孔を形成する第四の工程と、前記層間接続導体用孔に導電材料を被覆又は充填することにより層間接続導体を形成する第五の工程と、を有する樹脂基板の製造方法である。【００１３】
第３の実施形態は、上面に面内電極を有する基材を用意する第一の工程と、前記面内電極上にレーザ光を反射するための光反射導体を形成する第二の工程と、前記面内電極上に実装部品を実装するための実装用導体を形成する第三の工程と、前記実装用導体によって前記面内電極上に実装部品を実装する第四の工程と、前記面内電極、前記光反射導体及び前記実装部品を覆うように、前記基材上に樹脂層を形成する第五の工程と、前記光反射導体上の樹脂層をレーザ光で除去することにより層間接続導体用孔を形成する第六の工程と、前記層間接続導体用孔に導電材料を被覆又は充填することにより層間接続導体を形成する第七の工程と、を有する部品内蔵基板の製造方法である。【００１４】
前記基材とは、セラミック材料、樹脂材料又はこれらの複合材料からなるコア基板でもよいし、後で樹脂層から剥離するための転写板であってもよい。転写板を用いた場合には、樹脂基板又は部品内蔵基板の樹脂層の下面に面内電極が露出することになる。層間接続導体とはビア導体又はスルーホール導体と呼ばれるものであり、樹脂層を貫通し、樹脂層の下面側に位置する面内電極と、樹脂層の上面側に形成される導電部分との間を電気的に接続するものである。【００１５】
レーザ光によって樹脂層に層間接続導体用孔を加工する際、面内電極の表面が粗面であったり、面内電極が薄肉である場合、レーザ光によって面内電極が損傷を受ける可能性がある。本発明では、面内電極の上に光反射導体が形成されているので、レーザ光が光反射導体で反射し、面内電極の損傷を予防できる。比較的大きな出力のレーザ光を用いて層間接続導体用孔を加工すると、光反射導体の一部が損傷を受ける可能性はあるが、その場合でも面内電極の損傷を確実に防止できる。そのため、レーザ光の出力の許容範囲が広くなる。層間接続導体用孔を加工した後、この孔に導電材料を被覆又は充填して層間接続導体を形成した際、光反射導体が導電材料と面内電極との間を電気的に接続する役割を果たすため、電気的な信頼性を高めることができる。【００１６】
前記光反射導体を形成する工程の前に、前記面内電極の表面を粗面化する工程を設けてもよい。粗面化については、基材に面内電極をパターン形成してから粗面化する方法をとってもよいし、基材上に電極層を形成した後、電極層全体を粗面化し、その後エッチングにより面内電極を形成する方法でもよい。とにかく光反射導体の形成前であればよい。面内電極の表面を粗面化することによって、樹脂層との密着性が向上する。【００１７】
前記光反射導体は、レーザ光の照射方向に対し平滑面を有しているのが望ましい。ここでいう平滑とは、レーザ光の反射率が高くなる程度に表面が滑らかであることを意味し、表面が平らである必要はない。表面粗さでいうと、Ｒａ＝０．８μｍ以下に相当する。より好ましくは鏡面（Ｒａ＝０．４μｍ以下）であることが望ましい。【００１８】
前記光反射導体は、半田ペースト（クリーム半田）を面内導体上に塗布した後、加熱溶融させることにより形成することができる。半田ペーストには、半田粒子とフラックスとが含まれるため、塗布した状態では表面は平滑ではないが、これをリフロー等により加熱すると、フラックスが消失すると共に半田粒子が溶融して１つの塊となり、表面がレーザ光を反射できる程度に平滑になる。なお、半田ペーストを加熱溶融させる方法としては、リフロー以外にドライヤー等を用いてもよい。【００１９】
部品内蔵基板を製造する場合に、面内電極上に光反射導体を形成する第二の工程と、面内電極上に実装部品を実装するための実装用導体を形成する第三の工程と、実装用導体によって面内電極上に実装部品を実装する第四の工程とを、次のように実施するのが望ましい。すなわち、半田ペーストを面内電極上の光反射導体形成領域及び実装用導体形成領域に同時に塗布し、実装用導体形成領域に塗布された半田ペースト上に実装部品を搭載し、光反射導体形成領域及び実装用導体形成領域上の半田ペーストを同時に加熱溶融させることで、光反射導体を形成すると同時に、実装部品を実装する方法である。半田ペーストを塗布する方法としては、公知の印刷法を用いることができ、半田ペーストを加熱溶融させる方法としては、公知のリフロー処理を用いることができる。この場合には、半田ペーストを用いて、光反射導体の形成と実装部品の面内電極上への実装（実装用導体の形成）とを同時に実施できるので、製造工数を増加させずに済み、多数の層間接続導体を有する部品内蔵基板でも低コストで製造できる。
【発明の好ましい実施形態の効果】
【００２０】
本発明によれば、面内電極と層間接続導体の接続が十分確保された品質の高い部品内蔵基板を安価に製造できる。また、層間接続導体の変形のない部品内蔵基板を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。【００２２】
〔第１の実施形態〕
図１は、セラミック層や樹脂層を積層してなる部品内蔵モジュール１００の縦断面図である。部品内蔵モジュール１００の一部である部品内蔵基板１０は、コア基板１１の上にチップコンデンサなどの実装部品１４が実装され、コア基板１１の上面には実装部品１４を覆う樹脂層１５が形成されている。コア基板１１の上面には面内電極１２が形成され、樹脂層１５には層間接続導体（ビア導体又はスルーホール導体）１８が形成されている。部品内蔵基板１０の上面には、面内電極２２，２３，２４を介して別の樹脂層２０，２１が積層され、面内電極１２は層間接続導体１８を介して樹脂層１５の上面の面内電極２２と接続されている。なお、面内電極２２，２３，２４は層間接続導体２５，２６を介して相互に接続されている。【００２３】
この実施形態のコア基板１１は、セラミック材料、樹脂材料又はこれらの混合材料などからなる多層基板である。図１に示すように、コア基板１１の表裏面および内部には面内電極１２，３０，３１が形成され、これら面内電極が層間接続導体３２，３３によって相互に接続されている。なお、コア基板１１の構造は任意であり、単層構造の基板でもよい。【００２４】
図２および図３は、部品内蔵基板１０の製造方法を順に示した図である。はじめに、図２（ａ）のとおり面内電極１２の形成されたコア基板１１を準備する。コア基板１１上の特定の領域には面内電極１２が形成されている。面内電極１２は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｇ−Ｐｔ、Ａｇ−Ｐｄなどの材料からなり、フォトリソグラフィ法やスクリーン印刷法により形成される。また、コア基板１１がセラミック基板である場合、面内電極１２が導電ペーストをセラミック基板と一体焼成することにより得られた焼結金属であっても良い。【００２５】
図２（ｂ）は、面内電極１２上に実装用導体１３および光反射導体１６を塗布形成した図である。ここで塗布形成される実装用導体１３および光反射導体１６の材料は、Ｓｎ−ＡｇまたはＳｎ−Ｂｉなどからなるクリーム半田であり、スクリーン印刷法やディスペンス法により面内電極１２上に塗布形成される。【００２６】
実装用導体１３の塗布形成される領域は、後工程で搭載される実装部品１４に対応した面内電極１２上の領域である。光反射導体１６の塗布形成される領域は、後工程で形成される層間接続導体１８に対応した面内電極１２上の領域であり、実装用導体１３とは別の領域になる。【００２７】
これら実装用導体１３および光反射導体１６は、図２（ｂ）の工程において、一括して形成可能であるため効率的である。例えば、スクリーン印刷法では、１つの印刷マスクにて実装用導体１３および光反射導体１６を同時形成することができる。また、ディスペンス法においてもクリーム半田を順次塗布すればよいので、一連の動作で短時間に各電極を形成することができる。よって、光反射導体１６を設けたことによる作業上のコストアップはほとんどない。【００２８】
図２（ｃ）は、実装用導体１３上に実装部品１４を配置した図である。実装部品１４は自動実装機などにより搭載され、クリーム半田により仮固定されている。実装部品１４の例としてはチップコンデンサ、チップ抵抗、チップインダクタなどの表面実装部品が挙げられる。【００２９】
図２（ｄ）は、図２（ａ）〜図２（ｃ）の工程により作製された中間製品を熱処理した図である。熱処理温度は２４０℃前後であり、手段としてはリフロー、ドライヤーなどが挙げられる。この熱処理により、クリーム半田が溶融し、実装部品１４が面内電極１２に確実に固定され、かつ光反射導体１６の表面が平滑化される。【００３０】
ここで電極表面が平滑化されるプロセスについて述べる。図２（ｂ）にて塗布形成された光反射導体１６は、この時点では表面がまだ平滑化されていない。なぜならクリーム半田は半田粒子とフラックスを混合しただけであり、これを塗布することにより形成された電極は、半田粒子により表面凹凸を有するからである。これをリフローなどで熱処理すると、半田粒子が溶融し一つの塊となって表面凹凸が消失する。以上のプロセスを経ることにより電極表面が平滑化される。【００３１】
電極表面を平滑化させる理由は、後工程で施されるレーザ加工時のレーザ光を反射しやすくするためである。そのためここでいう平滑とは、レーザ光の反射率が高くなる程度に平滑であることを示す。表面粗さでいうと、Ｒａ＝０．８μｍ以下に相当する。より好ましくは鏡面（Ｒａ＝０．４μｍ以下）がよい。【００３２】
以上により形成された平滑面を有する光反射導体１６は、面内電極１２と後の工程で形成される層間接続導体１８とを電気的に接続するための接続導体としての役割を有する。【００３３】
図３（ａ）は、前記図２（ｄ）の工程により作製された中間製品に樹脂層１５を形成し、樹脂多層基板を作製した図である。樹脂層１５の形成は、コア基板１１、面内電極１２、実装用導体１３、実装部品１４、光反射導体１６を覆うように、コア基板１１の上層部に半硬化状態の樹脂層を圧着することにより行われる。【００３４】
半硬化状態の樹脂層１５は熱硬化性樹脂と無機フィラーとからなる。熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂などを用い、無機フィラーとしてはシリカ粉末、アルミナ粉末などの無機粉末を用いることができる。【００３５】
半硬化状態の樹脂層１５を圧着して封止する手段としては真空プレスが好ましい。これにより樹脂層内部に気泡が生じるのを防止することができる。また、圧着する際には加熱を行うのが望ましい。これにより半硬化状態の熱硬化性樹脂を硬化させ、樹脂層１５とコア基板１１、各電極との接合状態を良好にすることができる。以上により、コア基板１１に樹脂層１５を積層してなる樹脂多層基板を作製する。【００３６】
図３（ｂ）は、光反射導体１６上の樹脂層１５をレーザ加工することにより層間接続導体用孔１７を形成した図である。レーザの種類は、樹脂に対する吸収率の高いＣＯ2レーザを用いるのが好適である。本発明の特徴は、層間接続導体用孔を形成する際にレーザ光が光反射導体１６により反射され、光反射導体１６を含む下層の電極１２が損傷を受けない点にある。【００３７】
レーザ加工にて樹脂層１５を除去した直後、レーザ光は光反射導体１６に到達する。ところが本発明では、図２で示す工程により作製された光反射導体１６の表面が平滑なため、レーザ光の反射率が大きくなる。そのため光反射導体１６の熱吸収が小さく、レーザ光が光反射導体１６を除去し損傷することはない。従来では面内電極１２もしくはその下のコア基板１１までも除去してしまい、製品のクラック発生につながることもあったが、本発明のように平滑面を有する光反射導体１６を設けたことにより、そのような不具合は発生せず、品質の向上を図ることができる。この効果は、コア基板１１としてセラミック基板を用い、面内電極１２がセラミック基板と同時焼成された焼結金属である場合に、特に顕著に表れる。焼結金属は表面の平滑性が低く、レーザ光が反射しにくいため、レーザ光が面内電極１２を貫通し、コア基板１１を損傷する不具合が生じ易いからである。【００３８】
また、平滑面を有する光反射導体１６の存在によりレーザ光の反射率を大きくできるので、レーザエネルギーを大きくしても電極１２を貫通することなく層間接続導体用孔１７を加工できる。従来に比べてレーザエネルギーを大きく設定できるので、穴をあけるための加工時間を短くすることができる。【００３９】
また、光反射導体１６を設けることにより電極厚みが実質増えることになるので、電極の有する熱容量が向上してレーザ加工による温度上昇が抑えられ、電極の損傷を抑制することができる。【００４０】
また本発明は、樹脂層１５を形成した後に層間接続導体用孔１７を加工するので、従来技術に比べ層間接続導体用孔１７の変形がない。従来技術として、あらかじめ貫通穴の開いた樹脂層をコア基板に接合することにより層間接続導体用孔を設ける方法もあるが、その方法では樹脂層の圧着時の加圧により層間接続導体用孔が変形してしまう。特に部品内蔵基板においては、樹脂層の積層時に実装部品の体積に相当する量の樹脂を他の箇所へ移動させる必要があるため、樹脂流動が大きくなり層間接続導体の変形が顕著になる。本発明は、層間接続導体用孔１７の加工を樹脂層１５の形成後に行うので、そのような問題は起きない。【００４１】
なお、次工程で層間接続導体１８を形成する前には、層間接続導体用孔１７にデスミア処理を施すのが望ましい。このとき層間接続導体用孔１７の側面の樹脂部分は粗面化されるが、層間接続導体用孔１７の下面の光反射導体１６は粗面化されず、平滑性が維持される。【００４２】
図３（ｃ）は、層間接続導体用孔１７に導体を充填し層間接続導体１８を形成した図である。層間接続導体１８を形成する方法としては、導体を充填するほかに、層間接続導体用孔１７に導体を被覆する方法がとられる。具体的には、層間接続導体用孔１７内部をメッキする方法や層間接続導体用孔１７内部に熱硬化性樹脂を含有する導電性ペーストを充填する方法などが挙げられる。
以上、図２および図３に示した工程により部品内蔵基板１０を作製する。【００４３】
前記のような部品内蔵基板１０を用いて、図１に示す部品内蔵モジュール１００を作製するには、樹脂層１５の上面に層間接続導体１８と接続される面内電極２２を形成した後、その上に樹脂層２０，２１を積層すると共に、面内電極２３２４及び層間接続導体２５，２６を形成すればよい。樹脂層２０，２１としては、部品を内蔵しないものに限らず、樹脂層１５と同様に部品を内蔵してもよい。【００４４】
（第２の実施形態）
図４は、別の部品内蔵基板１０Ａを示す。この部品内蔵基板１０Ａは、コア基板１１の代わりに転写板を使用し、図２（ａ）〜（ｄ）及び図３の（ａ）〜（ｃ）の工程を経て樹脂層１５を形成した後に、転写板を樹脂層１５から剥離して、面内電極１２を樹脂層１５に転写したものである。転写板としては、ステンレス等の金属板を使用してもよいし、キャリアフィルムのような樹脂板を使用してもよい。転写板の上に金属箔を貼り付け、パターン化して面内電極を形成することができる。この場合には、部品内蔵基板１０Ａが樹脂層１５のみで構成されており、樹脂層１５の下面に面内電極１２が露出している。【００４５】
（第３の実施形態）
図５は、面内電極１２の表面を粗面化処理する方法を示した図である。この粗面化処理は第１実施形態の光反射導体１６の形成前に施される。図５の（ａ）のように、コア基板１１上にパターン化された面内電極１２を形成し、その後で図５の（ｂ）のように面内電極１２ａを粗面化処理する。粗面化処理は乾式もしくは湿式などの方法で行われ、処理後の表面粗さはＲａ＝１μｍ前後になる。【００４６】
粗面化処理後の工程は第１の実施形態と同じである。すなわち、図５の（ｂ）のように粗面化された面内電極１２ａを準備した後、第１実施形態で述べた光反射導体１６および実装用導体１３を形成する工程と、実装部品１４を搭載する工程と、樹脂層１５を形成する工程と、層間接続導体用孔１７を形成する工程と、層間接続導体１８を形成する工程とを実施する。【００４７】
本発明のように面内電極１２ａの表面を粗面化状態とすることにより、樹脂層１５との密着強度を上げることができる。ただし単純に粗面化処理しただけで本発明のように光反射導体を設けていないと、後工程の層間接続導体用孔形成時に面内電極１２ａ上のレーザ光の反射率が小さくなり、層間接続導体用孔１７の形成位置の面内電極１２ａまたはコア基板１１にダメージを与えてしまう。【００４８】
そこで、本発明のように粗面化された面内電極１２ａの上に光反射導体１６を形成し、その上にレーザ光を照射すれば、反射率が高くなり、レーザ光が面内電極１２ａに到達することはない。すなわち本発明により、面内電極１２ａと樹脂層１５の密着強度を上げる一方で、面内電極１２ａやコア基板１１にダメージを与えずに層間接続導体用孔１７を形成できるという両方の効果を達成することができる。【００４９】
（第４の実施形態）
図６は、コア基板１１上にパターン化されていない電極層１２ｂを形成し、その電極層１２全体を粗面化処理してから、エッチングにより面内電極１２ａをパターン形成することを示した図である。この粗面化処理および電極形成は、第１実施形態の光反射導体１６の形成前に施される。粗面化処理は乾式もしくは湿式などの方法で行われ、面内電極１２ａの表面粗さはＲａ＝１μｍ前後になる。【００５０】
面内電極１２ａの形成後の工程は第１の実施形態と同じである。すなわち、図６の（ｂ）のように粗面化された面内電極１２ａを準備した後、第１実施形態で述べた光反射導体１６および実装用導体１３を形成する工程と、実装部品１４を搭載する工程と、樹脂材料を積層封止する工程と、層間接続導体用孔１７を形成する工程と、層間接続導体１８を形成する工程とにより構成される。
【実施例】
【００５１】
（実施例１）
第１実施形態に基づいて部品内蔵基板を作製するときの実施例を説明する。まず、コア基板としてガラスを主成分とするセラミック系誘電体材料（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics）からなり、上面に面内電極を有する基板を準備した。面内電極は、Ｃｕを主成分とする導電ペーストをコア基板上に塗布した後、コア基板と一体焼成された焼結金属である。焼結金属よりなる面内電極の表面粗さはＲａ＝１．３８μｍであった。【００５２】
次に、面内電極の上にスクリーン印刷によりクリーム半田を塗布し、実装用導体と光反射導体を塗布形成した。クリーム半田の材料はＣｕ−Ａｇ−Ｓｎ（Ｐｂフリー半田）であり、塗布膜厚みは８０μｍとした。次に、実装用導体の上にチップコンデンサ（サイズ：０．６×０．３×０．３ｍｍ）を搭載し仮固定した。【００５３】
その後、チップコンデンサを搭載したコア基板（中間製品）をリフロー炉に入れ２４０℃で熱処理を行った。これによりクリーム半田が溶融し、面内電極と実装部品とを半田により接合するとともに、光反射導体の表面を平滑化した。このときの光反射導体の表面粗さはＲａ＝０．４μｍ以下であった。【００５４】
次に、シリカ粉末９０重量％と液状エポキシ樹脂１０％とを混合してなる厚さ４００μｍの樹脂層を準備し、真空プレス中で実装部品を搭載している側のコア基板面に圧着した。その後、１７０℃、１時間の条件下で樹脂層に含有されるエポキシ樹脂を硬化させた。【００５５】
次に、レーザ加工により層間接続導体用孔を形成した。レーザの種類はエポキシ樹脂に対する吸収率の高いＣＯ2レーザを用いた。このとき作製した層間接続導体用孔は直径２００μｍであった。層間接続導体用孔の底部を確認したところ、光反射導体に損傷はなく、光沢性を保ったままであった。【００５６】
なお、光反射導体によりレーザ光を意図的に反射させることができるので、従来に比べてレーザエネルギーを２〜３倍大きくすることができた。これにより、レーザ加工時間を短縮することができた。【００５７】
次に層間接続導体用孔をデスミア処理し、その後、スキージを使った押し込み印刷により層間接続導体用孔に導体ペーストを充填した。導体ペーストはＡｇペーストを用いた。以上により、部品内蔵基板を作製した。【００５８】
（実施例２）
第２実施形態に基づいて部品内蔵基板を作製するときの実施例を説明する。第２実施形態は、面内電極の表面を粗面化処理する点に特徴がある。この粗面化処理は第１実施形態の光反射導体の形成前に施される。なお、粗面化処理後の工程は実施例１と同じのため説明を省略する。【００５９】
まず、面内電極付のコア基板としてガラスを主成分とするセラミック系誘電体材料（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics）からなる基板を準備した。面内電極はＣｕを主成分とする焼結金属である。【００６０】
前記基板に対し、酸などによる薬液処理を施し粗面化処理を行った。処理後の表面粗さはＲａ＝１．３μｍになった。以上により表面粗さを意図的に粗くし、後工程で圧着される樹脂層との密着強度を上げることが可能となった。【００６１】
（実施例３）
第３実施形態に基づいて部品内蔵基板を作製するときの実施例を説明する。第３実施形態は、コア基板１１上に形成された電極層１２ａ全体を粗面化処理してから、エッチングにより面内電極１２を形成する点に特徴がある。この粗面化処理および電極形成は、第１実施形態の光反射導体の形成前に施される。なお、面内電極形成後の工程は実施例１と同じのため説明を省略する。【００６２】
まず、コア基板として樹脂材料（エポキシ樹脂）からなる基板を準備した。次にコア基板にＣｕ箔をプレスして圧着し、更に酸による薬液処理を施し、Ｃｕ箔全体を粗面化した。その後、エッチングによりＣｕ面内電極を形成した。このときのＣｕ面内電極の表面粗さはＲａ＝１．０μｍであった。以上により表面粗さを意図的に粗くし、後工程で圧着される樹脂層との密着強度を上げることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に関する部品内蔵モジュールの縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による部品内蔵基板の製造方法の前半を示した図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による部品内蔵基板の製造方法の後半を示した図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による部品内蔵基板の断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態による面内電極の形成方法を示した図である。
【図６】本発明の第４の実施形態による面内電極の形成方法を示した図である。
【図７】従来の部品内蔵基板の製造方法を示した図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０，１０Ａ      部品内蔵基板
１１              コア基板（基材）
１２              面内電極
１３              実装用導体
１４              実装部品
１５              樹脂層
１６              光反射導体
１７              層間接続導体用孔
１８              層間接続導体
１００            部品内蔵モジュール
【図１】
2009008217.tif 000003
【図２】
2009008217.tif 000004
【図３】
2009008217.tif 000005
【図４】
2009008217.tif 000006
【図５】
2009008217.tif 000007
【図６】
2009008217.tif 000008
【図７】
2009008217.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月22日(2009.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に面内電極を有する基材を用意する第一の工程と、
前記面内電極上にレーザ光を反射するための光反射導体を形成する工程であって、前記面内電極上に半田ペーストを塗布した後、加熱溶融させることにより、前記光反射導体を形成する第二の工程と、
前記面内電極及び前記光反射導体を覆うように、前記基材上に樹脂層を形成する第三の工程と、
前記光反射導体上の樹脂層をレーザ光で除去することにより層間接続導体用孔を形成する第四の工程と、
前記層間接続導体用孔に導電材料を被覆又は充填することにより層間接続導体を形成する第五の工程と、を有する樹脂基板の製造方法。
【請求項２】
前記基材はセラミック基板であり、前記面内電極は前記セラミック基板と同時焼成されてなる焼結金属よりなることを特徴とする請求項１に記載の樹脂基板の製造方法。
【請求項３】
上面に面内電極を有する基材を用意する第一の工程と、
前記面内電極上にレーザ光を反射するための光反射導体を形成する工程であって、前記面内電極上に半田ペーストを塗布した後、加熱溶融させることにより、前記光反射導体を形成する第二の工程と、
前記面内電極上に実装部品を実装するための実装用導体を形成する第三の工程と、
前記実装用導体によって前記面内電極上に実装部品を実装する第四の工程と、
前記面内電極、前記光反射導体及び前記実装部品を覆うように、前記基材上に樹脂層を形成する第五の工程と、
前記光反射導体上の樹脂層をレーザ光で除去することにより層間接続導体用孔を形成する第六の工程と、
前記層間接続導体用孔に導電材料を被覆又は充填することにより層間接続導体を形成する第七の工程と、を有する部品内蔵基板の製造方法。
【請求項４】
前記第二〜第四の工程は、
半田ペーストを前記面内電極上の光反射導体形成領域及び実装用導体形成領域に同時に塗布する工程と、
前記実装用導体形成領域に塗布された半田ペースト上に実装部品を搭載する工程と、
前記光反射導体形成領域及び実装用導体形成領域上の半田ペーストを同時に加熱溶融させることで、光反射導体を形成すると同時に、実装部品を実装する工程と、によって実施されることを特徴とする請求項３に記載の部品内蔵基板の製造方法。
【請求項５】
前記基材はセラミック基板であり、前記面内電極は前記セラミック基板と同時焼成されてなる焼結金属であることを特徴とする請求項３又は４に記載の部品内蔵基板の製造方法。
【請求項６】
上面に面内電極を有するコア基板と、
前記面内電極上に形成された平滑面を有する光反射導体であって、前記面内電極上に半田ペーストを塗布した後、加熱溶融させることにより形成された光反射導体と、
前記面内電極及び前記光反射導体を覆うように、前記コア基板上に形成された樹脂層と、
前記樹脂層の上面から前記光反射導体に至るようにレーザ加工により形成された層間接続導体用孔に、導電材料を被覆又は充填することにより形成された層間接続導体と、を備える樹脂基板。
【請求項７】
下面に面内電極を有する樹脂層と、
前記面内電極上に形成され、上面が前記樹脂層で覆われた平滑面を有する光反射導体であって、前記面内電極上に半田ペーストを塗布した後、加熱溶融させることにより形成された光反射導体と、
前記樹脂層の上面から前記光反射導体に至るようにレーザ加工により形成された層間接続導体用孔に、導電材料を被覆又は充填することにより形成された層間接続導体と、を備える樹脂基板。
【請求項８】
上面に面内電極を有するコア基板と、
前記面内電極上に実装用導体によって実装された実装部品と、
前記面内電極上の前記実装部品の実装領域とは異なる領域に形成され、上面が前記樹脂層によって覆われた平滑面を有する光反射導体であって、前記面内電極上に半田ペーストを塗布した後、加熱溶融させることにより形成された光反射導体と、
前記実装用導体、前記実装部品及び前記光反射導体を覆うように、前記コア基板上に形成された樹脂層と、
前記樹脂層の上面から前記光反射導体に至るようにレーザ加工により形成された層間接続導体用孔に、導電材料を被覆又は充填することにより形成された層間接続導体と、を備える部品内蔵基板。
【請求項９】
下面に面内電極を有する樹脂層と、
前記面内電極上に実装用導体によって実装され、周囲が前記樹脂層によって覆われた実装部品と、
前記面内電極上の前記実装部品の実装領域とは異なる領域に形成され、上面が前記樹脂層によって覆われた平滑面を有する光反射導体であって、前記面内電極上に半田ペーストを塗布した後、加熱溶融させることにより形成された光反射導体と、
前記樹脂層の上面から前記光反射導体に至る層間接続導体と、を備える部品内蔵基板。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
そこで、本発明の目的は、面内電極と層間接続導体の接続が十分確保された品質の高い樹脂基板及び部品内蔵基板を安価に製造することである。また、層間接続導体の変形のない樹脂基板及び部品内蔵基板を製造することを目的とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の第１の実施形態は、上面に面内電極を有する基材を用意する第一の工程と、前記面内電極上にレーザ光を反射するための光反射導体を形成する工程であって、前記面内電極上に半田ペーストを塗布した後、加熱溶融させることにより、前記光反射導体を形成する第二の工程と、前記面内電極及び前記光反射導体を覆うように、前記基材上に樹脂層を形成する第三の工程と、前記光反射導体上の樹脂層をレーザ光で除去することにより層間接続導体用孔を形成する第四の工程と、前記層間接続導体用孔に導電材料を被覆又は充填することにより層間接続導体を形成する第五の工程と、を有する樹脂基板の製造方法である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
第２の実施形態は、上面に面内電極を有する基材を用意する第一の工程と、前記面内電極上にレーザ光を反射するための光反射導体を形成する工程であって、前記面内電極上に半田ペーストを塗布した後、加熱溶融させることにより、前記光反射導体を形成する第二の工程と、前記面内電極上に実装部品を実装するための実装用導体を形成する第三の工程と、前記実装用導体によって前記面内電極上に実装部品を実装する第四の工程と、前記面内電極、前記光反射導体及び前記実装部品を覆うように、前記基材上に樹脂層を形成する第五の工程と、前記光反射導体上の樹脂層をレーザ光で除去することにより層間接続導体用孔を形成する第六の工程と、前記層間接続導体用孔に導電材料を被覆又は充填することにより層間接続導体を形成する第七の工程と、を有する部品内蔵基板の製造方法である。
【国際調査報告】
2009008217.tif 000010
2009008217.tif 000011
2009008217.tif 000012