(57)【要約】  受動部品内蔵インターポーザは、両面に配線層(８)を有する両面配線基板（１）と、両面配線基板（１）の一方の面にある配線層(８)に実装された受動部品（２）と、両面配線基板（１）の受動部品（２）が実装されている上記一方の面に積層された織布または不織布または無機フィラーと熱硬化性樹脂とから成る第２の絶縁層（３）と、両面配線基板（１）の受動部品（２）が実装されていない他方の面に積層され、織布または不織布または無機フィラーと熱硬化性樹脂とから成る第１の絶縁層（４）と、第１および第２の絶縁層（３，４）に形成された第１および第２の配線層（５，６）と、両面配線基板（１）に具備された配線層(８)と第１および第２の配線層（５，６）とを電気的に接続するスルーホール（７）とを備え、半導体素子（９）を実装可能に第１の配線層（５）が形成されている。
2008066028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面に配線層を具備する樹脂基板と、
前記樹脂基板の一方の面にある前記配線層に１つ以上実装された受動部品と、
前記樹脂基板の前記受動部品が実装されていない他方の面に積層される織布または不織布と熱硬化性樹脂とから成る第１の絶縁層と、
前記樹脂基板の前記受動部品が実装されている前記一方の面に積層されるとともに前記受動部品の外形寸法より大きな空間が形成された織布または不織布と熱硬化性樹脂とから成る第２の絶縁層と、
前記第１の絶縁層の前記樹脂基板と当接していない面に形成された第１の配線層と、
前記第２の絶縁層の前記樹脂基板と当接していない面に形成された第２の配線層と、
前記樹脂基板の両面に具備された前記配線層と前記第１の配線層と前記第２の配線層とを電気的に接続するスルーホールとを備え、
前記第１の配線層が半導体素子を実装可能に形成されていることを特徴とする受動部品内蔵インターポーザ。
【請求項２】
両面に配線層を具備する樹脂基板と、
前記樹脂基板の一方の面にある前記配線層に１つ以上実装された受動部品と、
前記樹脂基板の前記受動部品が実装されていない他方の面に積層される無機フィラーと熱硬化性樹脂とから成る第１の絶縁層と、
前記樹脂基板の前記受動部品が実装されている前記一方の面に積層される無機フィラーと熱硬化性樹脂とから成る第２の絶縁層と、
前記第１の絶縁層の前記樹脂基板と当接していない面に形成された第１の配線層と、
前記第２の絶縁層の前記樹脂基板と当接していない面に形成された第２の配線層と、
前記樹脂基板の両面に具備された前記配線層と前記第１の配線層と前記第２の配線層とを電気的に接続するスルーホールとを備え、
前記第１の配線層が半導体素子を実装可能に形成されていることを特徴とする受動部品内蔵インターポーザ。
【請求項３】
前記受動部品が少なくともチップコンデンサであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の受動部品内蔵インターポーザ。
【請求項４】
前記受動部品がチップコンデンサとチップ抵抗であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の受動部品内蔵インターポーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受動部品を内蔵する部品内蔵基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高機能化に伴い、半導体素子において駆動周波数の高周波化が進んでいる。この高周波化が進むと、電源から離れた回路でスイッチングを行うと電源配線のコイル成分や抵抗成分で一時的に電圧が下がるという現象が発生しやすくなり、半導体素子の誤動作を引き起こす原因となっていた。そこで、半導体素子が実装される基板上の電源ラインとグランドラインの間にバイパスコンデンサをつなぐことにより、安定した電源電圧を確保し、半導体素子の正常な動作を実現していた。【０００３】
ところが、このコンデンサの効果を最大限に発揮させるためには、配線の抵抗成分やコイル成分の影響を受けないように、半導体素子にできるだけ近い位置に配置させる必要があった。このため、従来は半導体素子が実装された基板やそれが更に実装されるマザー基板にコンデンサを配置することで対応してきた。しかし、機器の小型化に対する要求が厳しくなり、このコンデンサが実装されている領域の削減が望まれるようになってきた。【０００４】
そこで特許文献１に示されるように、基板内にコンデンサ部品を埋設し、実装面積を削減することによって、機器の小型化を図るという試みがなされていた。【０００５】
図４に、従来の受動部品内蔵インターポーザの構造を示す。図４において、従来の受動部品内蔵インターポーザは、両面に配線層８を有する両面配線基板１と、両面配線基板１の一方の面に実装された受動部品２と、両面配線基板１の受動部品２が実装されている一方の面に積層された第２の絶縁層３と、両面配線基板１の受動部品２が実装されていない他方の面に積層された第１の絶縁層４と、第２の絶縁層３に積層された第２の配線層６と、第１の絶縁層４に積層された第１の配線層５と、配線層８と第１の配線層５と第２の配線層６とを電気的に接続するスルーホール７とからなり、第２の配線層６に半導体素子９が実装されている。【０００６】
しかしながら、従来の受動部品内蔵インターポーザの構造では、半導体素子９と基板内配線層との間に受動部品２が配置されるため、半導体素子９と受動部品２とを接続するための配線長が長くなり、例えば、受動部品２としてチップコンデンサ（図示せず）を実装しても、電源電圧安定化の効果が薄れることになる。また、これを回避するために、図５に示すように、両面配線基板１を２枚用いて半導体素子９と受動部品２とを接続するための配線長を短くすることも考えられるが、高価な両面配線基板１を２枚使うためにコストが高くなるといった課題があった。また、両面配線基板１を２枚用いて半導体素子９と受動部品２とを接続する構造では、あらかじめ配線されたパターンを位置決めしてからスルーホール７を形成する必要があるため、作業の工数が増え、量産面での課題があった。
【特許文献１】特開昭５４−１０４５６４号公報
【発明の開示】
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、電気的特性に優れ、且つ、低コストで量産性に優れる受動部品内蔵インターポーザを提供することを目的としている。
【０００８】
本発明の受動部品内蔵インターポーザは、両面に配線層を具備する樹脂基板と、樹脂基板の一方の面にある配線層に１つ以上実装された受動部品と、樹脂基板の受動部品が実装されていない他方の面に積層される織布または不織布と熱硬化性樹脂とから成る第１の絶縁層と、樹脂基板の受動部品が実装されている上記一方の面に積層されるとともに受動部品の外形寸法より大きな空間が形成された織布または不織布と熱硬化性樹脂とから成る第２の絶縁層と、第１の絶縁層の樹脂基板と当接していない面に形成された第１の配線層と、第２の絶縁層の樹脂基板と当接していない面に形成された第２の配線層と、樹脂基板の両面に具備された配線層と第１の配線層と第２の配線層とを電気的に接続するスルーホールとを備え、第１の配線層が半導体素子を実装可能に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明により、半導体素子と内蔵される受動部品とを電気的に接続するための配線長の短縮が可能になり、電源電圧を安定化させることができる。このため、半導体素子の駆動周波数が高くなっても、回路を正常に動作させることができ、且つ、低コストで量産性に優れた受動部品内蔵インターポーザを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１および実施の形態２における受動部品内蔵インターポーザの断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の実施の形態１における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の実施の形態１における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の実施の形態１における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明の実施の形態１における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、本発明の実施の形態１における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図である。
【図２Ｆ】図２Ｆは、本発明の実施の形態１における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施の形態２における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施の形態２における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の実施の形態２における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、本発明の実施の形態２における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、本発明の実施の形態２における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図である。
【図３Ｆ】図３Ｆは、本発明の実施の形態２における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図である。
【図４】図４は、従来の受動部品内蔵インターポーザの断面図である。
【図５】図５は、従来の受動部品内蔵インターポーザの断面図である。
【符号の説明】
【００１１】
１    両面配線基板
２    受動部品
３    第２の絶縁層
４    第１の絶縁層
５    第１の配線層
６    第２の配線層
７    スルーホール
８    配線層
９    半導体素子
１０，１１    絶縁層
１２    銅箔
１３    開口部
１４    貫通孔
１５    貫通孔内導通部
１６    コンポジットシート
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。【００１３】
（実施の形態１）
図１に示すように、本発明の実施の形態１における受動部品内蔵インターポーザは、両面に配線層８を具備する両面配線基板１と、この両面配線基板１の一方の面にある配線層８に実装された受動部品２と、両面配線基板１の受動部品２が実装されていない他方の面に積層された第１の絶縁層４と、両面配線基板１の受動部品２が実装されている上記一方の面に積層されるとともに受動部品２の外形寸法より大きな空間が形成された第２の絶縁層３と、第１の絶縁層４の両面配線基板１と当接していない面に積層された第１の配線層５と、第２の絶縁層３の両面配線基板１と当接していない面に積層された第２の配線層６と、両面配線基板１の両面に具備された配線層８と第１および第２の配線層５，６とを電気的に接続するためのスルーホール７とを備え、第１の配線層５が半導体素子９を実装可能に形成されていることを特徴とする。【００１４】
このように、両面配線基板１の受動部品２が実装されていない上記他方の面側に設けられた第１の絶縁層４において、両面配線基板１と当接していない面に第１の配線層５を設け、第１の配線層５が半導体素子９を実装可能に形成されているため、チップコンデンサまたはチップ抵抗などの受動部品２の外形寸法が大きい場合であっても、受動部品２と半導体素子９とを電気的に接続するための配線長を短くすることが可能となり、電源配線における抵抗成分、コイル成分を小さくすることができる。このため、半導体素子９でスイッチング動作をするなど回路動作が行われたときの一時的な電圧降下の発生を抑えることができ、電源電圧を安定化させることができる。これにより、受動部品内蔵インターポーザにおいて、半導体素子９の駆動周波数が高くなっても、回路を正常に動作させることができる。【００１５】
両面配線基板１は基板の両面に配線層８を備え、チップコンデンサやチップ抵抗などの受動部品２を実装することができる。【００１６】
両面配線基板１および第１の絶縁層４は、織布あるいは不職布のガラス基材とエポキシ樹脂とからなる。また、第２の絶縁層３は、エポキシ樹脂と織布あるいは不職布のガラス基材入りエポキシ樹脂とからなり、受動部品２を覆っている。なお、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂は、フェノール樹脂でもよい。【００１７】
次に、図２Ａから図２Ｆまでを用いて、受動部品内蔵インターポーザの製造方法について説明する。【００１８】
まず、図２Ａに示すように、両面に配線層８を有する両面配線基板１の一方の面に受動部品２を実装する。通常、ワイヤーボンディングを用いて基板とＬＳＩを接続する樹脂ＢＧＡ基板（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）採用半導体パッケージ構造においては、インターポーザ基板厚みは、０．５６ｍｍ±０．０５ｍｍで規定されている。そのため、この厚み制約を遵守するための条件として、例えば、内蔵するチップコンデンサ厚みを０．２２ｍｍ以下にしている。【００１９】
具体的には、両面配線基板１の一方の面に実装する受動部品２として、例えば、１００５サイズ、０．１５ｍｍｔのチップコンデンサを用いる。これにより、レジスト形成の制約が少なく、実装が容易となる。なお、上記の条件を満たすものとして、０４０２サイズのチップコンデンサを使用してもよい。【００２０】
また、両面配線基板１の配線層８と受動部品２との接続には、一般的に半田が用いられるが、導電性樹脂接着剤や融点が接合後に高温側にシフトする融点変化半田ペーストでもよい。例えば、後者であれば、半田流れ等の現象を回避できるため、ＰＳＲ抜きでチップ部品を実装することができ、製造後のリフローを想定しても半田流れを防止することができる。これにより、寸法などの制約を受ける０４０２サイズの受動部品２を実装することができる。【００２１】
次に、図２Ｂに示すように、両面配線基板１の受動部品２が実装されている面に、受動部品２の配置に応じて開口部１３を有する絶縁層１０（未硬化状態）、開口部１３のない絶縁層１１および銅箔１２を積層し、同様に、両面配線基板１の受動部品２が実装されていない面に、開口部１３のない絶縁層１１（未硬化状態）と銅箔１２とを積層する。【００２２】
次に、これら両面配線基板１と絶縁層１０，１１と銅箔１２とを、重合状態で加熱しながら加圧する。【００２３】
まず、未硬化状態の開口部１３を有する絶縁層１０と開口部１３のない絶縁層１１とをエポキシ樹脂が軟化する１１０℃で約３０分間、加熱しながら加圧する。【００２４】
これにより、開口部１３を有する絶縁層１０と開口部１３のない絶縁層１１のエポキシ樹脂が図２Ｃのごとく開口部１３内に溶出し、これにより受動部品２および受動部品２の下面の接続電極部分を覆うことになる。【００２５】
その後、図２Ｃに示すように、加圧状態で２００℃にまで加熱、エポキシ樹脂を硬化させる。これにより、両面配線基板１の受動部品２が実装されている一方の面に第２の絶縁層３が形成され、両面配線基板１の受動部品２が実装されていない他方の面に第１の絶縁層４が形成される。【００２６】
次に、図２Ｄに示すように、所定の位置で貫通孔１４をあける。その後、この貫通孔１４内に、図２Ｅに示すように、めっきによる貫通孔内導通部１５を設け、図２Ｆのごとく、最外周部の銅箔をパターニングする。【００２７】
以上のステップによって、受動部品内蔵インターポーザを完成させることができる。【００２８】
このような受動部品内蔵インターポーザの構造によれば、図２Ｄに示すように、最外周部に積層された配線層が銅箔１２の状態であり、貫通孔１４を加工するときに両面配線基板１の配線層８のパターン形状のみを目標にドリル加工等を行うことができるので、位置あわせが容易になり、量産性に優れるという利点を有する。【００２９】
また、高価な両面配線基板１を２枚用いた構造（図５）に比べ、両面配線基板１を1枚使用して実現されるため、コストを抑えることができる。【００３０】
（実施の形態２）
図１に示すように、本発明の実施の形態２における受動部品内蔵インターポーザは、実施の形態１における受動部品内蔵インターポーザと同様な構成である。すなわち、両面に配線層８を有する両面配線基板１と、この両面配線基板１の一方の面にある配線層８に実装された受動部品２と、両面配線基板１の受動部品２が実装されていない他方の面に積層された第１の絶縁層４と、両面配線基板１の受動部品２が実装されている上記一方の面に積層された第２の絶縁層３と、第１の絶縁層４の両面配線基板１と当接していない面に積層された第１の配線層５と、第２の絶縁層３の両面配線基板１と当接していない面に積層された第２の配線層６と、両面配線基板１の両面に具備された配線層８と第１および第２の配線層５，６とを電気的に接続するスルーホール７とを備え、第１の配線層５が半導体素子９を実装可能に形成されていることを特徴とする。【００３１】
両面配線基板１は、ガラス基材とエポキシ樹脂とからなる。また、第１の絶縁層４および第２の絶縁層３は、無機フィラーとエポキシ樹脂とからなる。【００３２】
次に、図３Ａから図３Ｆまでを用いて、本実施の形態２における受動部品内蔵インターポーザの製造方法について説明する。【００３３】
まず、図３Ａに示すように、両面に配線層８を有する両面配線基板１の一方の面に受動部品２を実装する。本実施の形態においても、実施の形態１と同様、実装する受動部品としては、１００５サイズ、０．１５ｍｍｔのチップコンデンサを用いる。【００３４】
このときの両面配線基板１の配線層８と受動部品２との接続には、一般的に半田が用いられるが、導電性樹脂接着剤や融点が接合後に高温側にシフトする融点変化半田ペーストでもよい。例えば、後者であれば、半田流れ等の現象を回避できるため、ＰＳＲ抜きでチップ部品を実装することができる。これにより、寸法の制約を受ける０４０２サイズなどの受動部品２でも容易に実装することができる。【００３５】
次に、図３Ｂに示すように、受動部品２が実装された両面配線基板１の両面に、無機フィラーとエポキシ樹脂とからなるコンポジットシート１６と銅箔１２とを積層する。【００３６】
次に、これら両面配線基板１とコンポジットシート１６と銅箔１２とを、重合状態で加熱しながら加圧する。【００３７】
その後、図３Ｃに示すように、加圧状態で２００℃にまで加熱し、エポキシ樹脂を硬化させる。これにより、両面配線基板１の受動部品２が実装されている一方の面に第２の絶縁層３が形成され、両面配線基板１の受動部品２が実装されていない他方の面に第１の絶縁層４が形成される。【００３８】
次に、図３Ｄに示すように、所定の位置で貫通孔１４をあける。その後この貫通孔１４内に、図３Ｅに示すように、めっきによる貫通孔内導通部１５を設け、図３Ｆに示すように、最外周部の銅箔をパターニングする。【００３９】
以上のステップによって、受動部品内蔵インターポーザを完成させることができる。この実施の形態２では、実施の形態１の効果に加えて、あらかじめ絶縁層に空間を設ける必要がないため、品種対応性や絶縁層の位置決め不良がなくなる。これにより、受動部品内蔵インターポーザの製造において、更なる量産性の向上を図ることができる。【００４０】
なお、実施の形態１および実施の形態２では、図１に示すように、半導体素子９の実装方法としてワイヤーボンディング法を一例に説明したが、他の実装方法として、フリップチップ実装を使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上述べたように、本発明によれば、低コストで量産性に優れているため、実用化しやすく、半導体素子の駆動周波数の高周波化に対応できる受動部品内蔵インターポーザなどとして有用である。
【図１】
2008066028.tif 000003
【図２Ａ】
2008066028.tif 000004
【図２Ｂ】
2008066028.tif 000005
【図２Ｃ】
2008066028.tif 000006
【図２Ｄ】
2008066028.tif 000007
【図２Ｅ】
2008066028.tif 000008
【図２Ｆ】
2008066028.tif 000009
【図３Ａ】
2008066028.tif 000010
【図３Ｂ】
2008066028.tif 000011
【図３Ｃ】
2008066028.tif 000012
【図３Ｄ】
2008066028.tif 000013
【図３Ｅ】
2008066028.tif 000014
【図３Ｆ】
2008066028.tif 000015
【図４】
2008066028.tif 000016
【図５】
2008066028.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月6日(2008.3.6)
【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】
両面に配線層を具備する樹脂基板と、
前記樹脂基板の一方の面にある前記配線層に１つ以上実装された受動部品と、
前記樹脂基板の前記受動部品が実装されていない他方の面に積層される織布または不織布と熱硬化性樹脂とから成る第１の絶縁層と、
前記樹脂基板の前記受動部品が実装されている前記一方の面に積層されるとともに前記受動部品の外形寸法より大きな空間が形成された織布または不織布と熱硬化性樹脂とから成る第２の絶縁層と、
前記第１の絶縁層の前記樹脂基板と当接していない面に形成された第１の配線層と、
前記第２の絶縁層の前記樹脂基板と当接していない面に形成された第２の配線層と、
前記樹脂基板の両面に具備された前記配線層と前記第１の配線層と前記第２の配線層とを電気的に接続するスルーホールとを備え、
前記第１の配線層が半導体素子を実装可能に形成されていることを特徴とする受動部品内蔵インターポーザ。
【請求項２】
両面に配線層を具備する樹脂基板と、
前記樹脂基板の一方の面にある前記配線層に１つ以上実装された受動部品と、
前記樹脂基板の前記受動部品が実装されていない他方の面に積層される無機フィラーと熱硬化性樹脂とから成る第１の絶縁層と、
前記樹脂基板の前記受動部品が実装されている前記一方の面に積層される無機フィラーと熱硬化性樹脂とから成る第２の絶縁層と、
前記第１の絶縁層の前記樹脂基板と当接していない面に形成された第１の配線層と、
前記第２の絶縁層の前記樹脂基板と当接していない面に形成された第２の配線層と、
前記樹脂基板の両面に具備された前記配線層と前記第１の配線層と前記第２の配線層とを電気的に接続するスルーホールとを備え、
前記第１の配線層が半導体素子を実装可能に形成されていることを特徴とする受動部品内蔵インターポーザ。
【請求項３】
前記受動部品が少なくともチップコンデンサであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の受動部品内蔵インターポーザ。
【請求項４】
前記受動部品がチップコンデンサとチップ抵抗であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の受動部品内蔵インターポーザ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受動部品を内蔵する部品内蔵基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高機能化に伴い、半導体素子において駆動周波数の高周波化が進んでいる。この高周波化が進むと、電源から離れた回路でスイッチングを行うと電源配線のコイル成分や抵抗成分で一時的に電圧が下がるという現象が発生しやすくなり、半導体素子の誤動作を引き起こす原因となっていた。そこで、半導体素子が実装される基板上の電源ラインとグランドラインの間にバイパスコンデンサをつなぐことにより、安定した電源電圧を確保し、半導体素子の正常な動作を実現していた。
【０００３】
ところが、このコンデンサの効果を最大限に発揮させるためには、配線の抵抗成分やコイル成分の影響を受けないように、半導体素子にできるだけ近い位置に配置させる必要があった。このため、従来は半導体素子が実装された基板やそれが更に実装されるマザー基板にコンデンサを配置することで対応してきた。しかし、機器の小型化に対する要求が厳しくなり、このコンデンサが実装されている領域の削減が望まれるようになってきた。
【０００４】
そこで特許文献１に示されるように、基板内にコンデンサ部品を埋設し、実装面積を削減することによって、機器の小型化を図るという試みがなされていた。
【０００５】
図４に、従来の受動部品内蔵インターポーザの構造を示す。図４において、従来の受動部品内蔵インターポーザは、両面に配線層８を有する両面配線基板１と、両面配線基板１の一方の面に実装された受動部品２と、両面配線基板１の受動部品２が実装されている一方の面に積層された第２の絶縁層３と、両面配線基板１の受動部品２が実装されていない他方の面に積層された第１の絶縁層４と、第２の絶縁層３に積層された第２の配線層６と、第１の絶縁層４に積層された第１の配線層５と、配線層８と第１の配線層５と第２の配線層６とを電気的に接続するスルーホール７とからなり、第２の配線層６に半導体素子９が実装されている。
【０００６】
しかしながら、従来の受動部品内蔵インターポーザの構造では、半導体素子９と基板内配線層との間に受動部品２が配置されるため、半導体素子９と受動部品２とを接続するための配線長が長くなり、例えば、受動部品２としてチップコンデンサ（図示せず）を実装しても、電源電圧安定化の効果が薄れることになる。また、これを回避するために、図５に示すように、両面配線基板１を２枚用いて半導体素子９と受動部品２とを接続するための配線長を短くすることも考えられるが、高価な両面配線基板１を２枚使うためにコストが高くなるといった課題があった。また、両面配線基板１を２枚用いて半導体素子９と受動部品２とを接続する構造では、あらかじめ配線されたパターンを位置決めしてからスルーホール７を形成する必要があるため、作業の工数が増え、量産面での課題があった。
【特許文献１】特開昭５４−１０４５６４号公報
【発明の開示】
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、電気的特性に優れ、且つ、低コストで量産性に優れる受動部品内蔵インターポーザを提供することを目的としている。
【０００８】
本発明の受動部品内蔵インターポーザは、両面に配線層を具備する樹脂基板と、樹脂基板の一方の面にある配線層に１つ以上実装された受動部品と、樹脂基板の受動部品が実装されていない他方の面に積層される織布または不織布と熱硬化性樹脂とから成る第１の絶縁層と、樹脂基板の受動部品が実装されている上記一方の面に積層されるとともに受動部品の外形寸法より大きな空間が形成された織布または不織布と熱硬化性樹脂とから成る第２の絶縁層と、第１の絶縁層の樹脂基板と当接していない面に形成された第１の配線層と、第２の絶縁層の樹脂基板と当接していない面に形成された第２の配線層と、樹脂基板の両面に具備された配線層と第１の配線層と第２の配線層とを電気的に接続するスルーホールとを備え、第１の配線層が半導体素子を実装可能に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明により、半導体素子と内蔵される受動部品とを電気的に接続するための配線長の短縮が可能になり、電源電圧を安定化させることができる。このため、半導体素子の駆動周波数が高くなっても、回路を正常に動作させることができ、且つ、低コストで量産性に優れた受動部品内蔵インターポーザを提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１に示すように、本発明の実施の形態１における受動部品内蔵インターポーザは、両面に配線層８を具備する両面配線基板１と、この両面配線基板１の一方の面にある配線層８に実装された受動部品２と、両面配線基板１の受動部品２が実装されていない他方の面に積層された第１の絶縁層４と、両面配線基板１の受動部品２が実装されている上記一方の面に積層されるとともに受動部品２の外形寸法より大きな空間が形成された第２の絶縁層３と、第１の絶縁層４の両面配線基板１と当接していない面に積層された第１の配線層５と、第２の絶縁層３の両面配線基板１と当接していない面に積層された第２の配線層６と、両面配線基板１の両面に具備された配線層８と第１および第２の配線層５，６とを電気的に接続するためのスルーホール７とを備え、第１の配線層５が半導体素子９を実装可能に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
このように、両面配線基板１の受動部品２が実装されていない上記他方の面側に設けられた第１の絶縁層４において、両面配線基板１と当接していない面に第１の配線層５を設け、第１の配線層５が半導体素子９を実装可能に形成されているため、チップコンデンサまたはチップ抵抗などの受動部品２の外形寸法が大きい場合であっても、受動部品２と半導体素子９とを電気的に接続するための配線長を短くすることが可能となり、電源配線における抵抗成分、コイル成分を小さくすることができる。このため、半導体素子９でスイッチング動作をするなど回路動作が行われたときの一時的な電圧降下の発生を抑えることができ、電源電圧を安定化させることができる。これにより、受動部品内蔵インターポーザにおいて、半導体素子９の駆動周波数が高くなっても、回路を正常に動作させることができる。
【００１３】
両面配線基板１は基板の両面に配線層８を備え、チップコンデンサやチップ抵抗などの受動部品２を実装することができる。
【００１４】
両面配線基板１および第１の絶縁層４は、織布あるいは不職布のガラス基材とエポキシ樹脂とからなる。また、第２の絶縁層３は、エポキシ樹脂と織布あるいは不職布のガラス基材入りエポキシ樹脂とからなり、受動部品２を覆っている。なお、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂は、フェノール樹脂でもよい。
【００１５】
次に、図２Ａから図２Ｆまでを用いて、受動部品内蔵インターポーザの製造方法について説明する。
【００１６】
まず、図２Ａに示すように、両面に配線層８を有する両面配線基板１の一方の面に受動部品２を実装する。通常、ワイヤーボンディングを用いて基板とＬＳＩを接続する樹脂ＢＧＡ基板（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）採用半導体パッケージ構造においては、インターポーザ基板厚みは、０．５６ｍｍ±０．０５ｍｍで規定されている。そのため、この厚み制約を遵守するための条件として、例えば、内蔵するチップコンデンサ厚みを０．２２ｍｍ以下にしている。
【００１７】
具体的には、両面配線基板１の一方の面に実装する受動部品２として、例えば、１００５サイズ、０．１５ｍｍｔのチップコンデンサを用いる。これにより、レジスト形成の制約が少なく、実装が容易となる。なお、上記の条件を満たすものとして、０４０２サイズのチップコンデンサを使用してもよい。
【００１８】
また、両面配線基板１の配線層８と受動部品２との接続には、一般的に半田が用いられるが、導電性樹脂接着剤や融点が接合後に高温側にシフトする融点変化半田ペーストでもよい。例えば、後者であれば、半田流れ等の現象を回避できるため、ＰＳＲ抜きでチップ部品を実装することができ、製造後のリフローを想定しても半田流れを防止することができる。これにより、寸法などの制約を受ける０４０２サイズの受動部品２を実装することができる。
【００１９】
次に、図２Ｂに示すように、両面配線基板１の受動部品２が実装されている面に、受動部品２の配置に応じて開口部１３を有する絶縁層１０（未硬化状態）、開口部１３のない絶縁層１１および銅箔１２を積層し、同様に、両面配線基板１の受動部品２が実装されていない面に、開口部１３のない絶縁層１１（未硬化状態）と銅箔１２とを積層する。
【００２０】
次に、これら両面配線基板１と絶縁層１０，１１と銅箔１２とを、重合状態で加熱しながら加圧する。
【００２１】
まず、未硬化状態の開口部１３を有する絶縁層１０と開口部１３のない絶縁層１１とをエポキシ樹脂が軟化する１１０℃で約３０分間、加熱しながら加圧する。
【００２２】
これにより、開口部１３を有する絶縁層１０と開口部１３のない絶縁層１１のエポキシ樹脂が図２Ｃのごとく開口部１３内に溶出し、これにより受動部品２および受動部品２の下面の接続電極部分を覆うことになる。
【００２３】
その後、図２Ｃに示すように、加圧状態で２００℃にまで加熱、エポキシ樹脂を硬化させる。これにより、両面配線基板１の受動部品２が実装されている一方の面に第２の絶縁層３が形成され、両面配線基板１の受動部品２が実装されていない他方の面に第１の絶縁層４が形成される。
【００２４】
次に、図２Ｄに示すように、所定の位置で貫通孔１４をあける。その後、この貫通孔１４内に、図２Ｅに示すように、めっきによる貫通孔内導通部１５を設け、図２Ｆのごとく、最外周部の銅箔をパターニングする。
【００２５】
以上のステップによって、受動部品内蔵インターポーザを完成させることができる。
【００２６】
このような受動部品内蔵インターポーザの構造によれば、図２Ｄに示すように、最外周部に積層された配線層が銅箔１２の状態であり、貫通孔１４を加工するときに両面配線基板１の配線層８のパターン形状のみを目標にドリル加工等を行うことができるので、位置あわせが容易になり、量産性に優れるという利点を有する。
【００２７】
また、高価な両面配線基板１を２枚用いた構造（図５）に比べ、両面配線基板１を1枚使用して実現されるため、コストを抑えることができる。
【００２８】
（実施の形態２）
図１に示すように、本発明の実施の形態２における受動部品内蔵インターポーザは、実施の形態１における受動部品内蔵インターポーザと同様な構成である。すなわち、両面に配線層８を有する両面配線基板１と、この両面配線基板１の一方の面にある配線層８に実装された受動部品２と、両面配線基板１の受動部品２が実装されていない他方の面に積層された第１の絶縁層４と、両面配線基板１の受動部品２が実装されている上記一方の面に積層された第２の絶縁層３と、第１の絶縁層４の両面配線基板１と当接していない面に積層された第１の配線層５と、第２の絶縁層３の両面配線基板１と当接していない面に積層された第２の配線層６と、両面配線基板１の両面に具備された配線層８と第１および第２の配線層５，６とを電気的に接続するスルーホール７とを備え、第１の配線層５が半導体素子９を実装可能に形成されていることを特徴とする。
【００２９】
両面配線基板１は、ガラス基材とエポキシ樹脂とからなる。また、第１の絶縁層４および第２の絶縁層３は、無機フィラーとエポキシ樹脂とからなる。
【００３０】
次に、図３Ａから図３Ｆまでを用いて、本実施の形態２における受動部品内蔵インターポーザの製造方法について説明する。
【００３１】
まず、図３Ａに示すように、両面に配線層８を有する両面配線基板１の一方の面に受動部品２を実装する。本実施の形態においても、実施の形態１と同様、実装する受動部品としては、１００５サイズ、０．１５ｍｍｔのチップコンデンサを用いる。
【００３２】
このときの両面配線基板１の配線層８と受動部品２との接続には、一般的に半田が用いられるが、導電性樹脂接着剤や融点が接合後に高温側にシフトする融点変化半田ペーストでもよい。例えば、後者であれば、半田流れ等の現象を回避できるため、ＰＳＲ抜きでチップ部品を実装することができる。これにより、寸法の制約を受ける０４０２サイズなどの受動部品２でも容易に実装することができる。
【００３３】
次に、図３Ｂに示すように、受動部品２が実装された両面配線基板１の両面に、無機フィラーとエポキシ樹脂とからなるコンポジットシート１６と銅箔１２とを積層する。
【００３４】
次に、これら両面配線基板１とコンポジットシート１６と銅箔１２とを、重合状態で加熱しながら加圧する。
【００３５】
その後、図３Ｃに示すように、加圧状態で２００℃にまで加熱し、エポキシ樹脂を硬化させる。これにより、両面配線基板１の受動部品２が実装されている一方の面に第２の絶縁層３が形成され、両面配線基板１の受動部品２が実装されていない他方の面に第１の絶縁層４が形成される。
【００３６】
次に、図３Ｄに示すように、所定の位置で貫通孔１４をあける。その後この貫通孔１４内に、図３Ｅに示すように、めっきによる貫通孔内導通部１５を設け、図３Ｆに示すように、最外周部の銅箔をパターニングする。
【００３７】
以上のステップによって、受動部品内蔵インターポーザを完成させることができる。この実施の形態２では、実施の形態１の効果に加えて、あらかじめ絶縁層に空間を設ける必要がないため、品種対応性や絶縁層の位置決め不良がなくなる。これにより、受動部品内蔵インターポーザの製造において、更なる量産性の向上を図ることができる。
【００３８】
なお、実施の形態１および実施の形態２では、図１に示すように、半導体素子９の実装方法としてワイヤーボンディング法を一例に説明したが、他の実装方法として、フリップチップ実装を使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上述べたように、本発明によれば、低コストで量産性に優れているため、実用化しやすく、半導体素子の駆動周波数の高周波化に対応できる受動部品内蔵インターポーザなどとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１および実施の形態２における受動部品内蔵インターポーザの断面図
【図２Ａ】本発明の実施の形態１における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図
【図２Ｂ】本発明の実施の形態１における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図
【図２Ｃ】本発明の実施の形態１における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図
【図２Ｄ】本発明の実施の形態１における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図
【図２Ｅ】本発明の実施の形態１における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図
【図２Ｆ】本発明の実施の形態１における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図
【図３Ａ】本発明の実施の形態２における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図
【図３Ｂ】本発明の実施の形態２における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図
【図３Ｃ】本発明の実施の形態２における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図
【図３Ｄ】本発明の実施の形態２における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図
【図３Ｅ】本発明の実施の形態２における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図
【図３Ｆ】本発明の実施の形態２における受動部品内蔵インターポーザの製造工程断面図
【図４】従来の受動部品内蔵インターポーザの断面図
【図５】従来の受動部品内蔵インターポーザの断面図
【符号の説明】
【００４１】
１    両面配線基板
２    受動部品
３    第２の絶縁層
４    第１の絶縁層
５    第１の配線層
６    第２の配線層
７    スルーホール
８    配線層
９    半導体素子
１０，１１    絶縁層
１２    銅箔
１３    開口部
１４    貫通孔
１５    貫通孔内導通部
１６    コンポジットシート
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008066028.tif 000018
【図２Ａ】
2008066028.tif 000019
【図２Ｂ】
2008066028.tif 000020
【図２Ｃ】
2008066028.tif 000021
【図２Ｄ】
2008066028.tif 000022
【図２Ｅ】
2008066028.tif 000023
【図２Ｆ】
2008066028.tif 000024
【図３Ａ】
2008066028.tif 000025
【図３Ｂ】
2008066028.tif 000026
【図３Ｃ】
2008066028.tif 000027
【図３Ｄ】
2008066028.tif 000028
【図３Ｅ】
2008066028.tif 000029
【図３Ｆ】
2008066028.tif 000030
【図４】
2008066028.tif 000031
【図５】
2008066028.tif 000032
【国際調査報告】
2008066028.tif 000033
2008066028.tif 000034