(57)【要約】【課題】内蔵する電子部品に印加される熱応力を小さいものとして、電子部品の特性が大きく劣化するのを有効に防止することが可能な部品内蔵配線基板を提供すること。【解決手段】電子部品３を収容するための貫通孔７を両主面間に有する第１の絶縁層１と、貫通孔７内における第１の絶縁層１の一方の主面と同じ高さから貫通孔７の途中の高さまでを充填する、ガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が２０〜８０ｐｐｍ／℃の第１の充填樹脂８と、第１の充填樹脂８中に埋入された状態で貫通孔７内に収容された電子部品３と、第１の絶縁層１の他方の主面に貫通孔７を塞ぐように積層されており、その一部が貫通孔７内の残余の部分を充填する、ガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が９０〜１００ｐｐｍ／℃の第２の充填樹脂２ａを形成する第２の絶縁層２と、を具備して成る配線基板である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を収容するための貫通孔を両主面間に有する第１の絶縁層と、前記貫通孔内における前記第１の絶縁層の一方の主面と同じ高さから前記貫通孔の途中の高さまでを充填する、ガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が２０〜８０ｐｐｍ／℃の第１の充填樹脂と、前記第１の充填樹脂中に埋入された状態で前記貫通孔内に収容された電子部品と、前記第１の絶縁層の他方の主面に前記貫通孔を塞ぐように積層されており、その一部が前記貫通孔内の残余の部分を充填する、ガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が９０〜１００ｐｐｍ／℃の第２の充填樹脂を形成する第２の絶縁層と、を具備して成ることを特徴とする部品内蔵配線基板。
【請求項２】
前記第１の充填樹脂のガラス転移温度以下の弾性率が１ＧＰａ以下であることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
電子部品を収容するための貫通孔を両主面間に有する第１の絶縁層を準備するとともに、該第１の絶縁層の一方の主面に前記貫通孔を塞ぐ仮付シートを仮付する工程と、前記貫通孔内の前記仮付シート上に硬化後のガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が２０〜８０ｐｐｍ／℃となるペースト状の第１の充填樹脂を付与する工程と、前記第１の充填樹脂中に電子部品を埋入して該電子部品と前記貫通孔内壁との隙間を前記一方の主面と同じ高さから前記貫通孔の途中の高さまで前記第１の充填樹脂により充填するように前記貫通孔内に前記電子部品を収容する工程と、前記第１の充填樹脂を硬化させた後に前記仮付シートを除去する工程と、前記第１の絶縁層の他方の主面に前記貫通孔を塞ぐとともにその一部が前記貫通孔内の残余の部分を充填する、ガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が９０〜１００ｐｐｍ／℃の第２の充填樹脂を形成する第２の絶縁層を積層する工程と、を行うことを特徴とする部品内蔵配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップコンデンサ等の電子部品を内蔵する部品内蔵配線基板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、チップコンデンサ等の電子部品を内蔵する部品内蔵配線基板は、電子部品を収容するための貫通孔を有する絶縁層を準備するとともに、この絶縁層の貫通孔内に電子部品を収容した後、貫通孔内部にペースト状の充填樹脂をその一部が絶縁層の表面から突出するように充填するとともに熱硬化させ、しかる後、硬化した充填樹脂のうち、絶縁層の表面から突出した部分を研磨して除去することにより電子部品が絶縁層内に収容され、この絶縁層の上下に別の絶縁層を積層することによって多層化が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２３７６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、充填樹脂は、その熱膨張係数を下げるため等の目的で熱硬化性樹脂中に酸化ケイ素粉末等の熱膨張係数の小さな絶縁フィラーが含有されている。この絶縁フィラーの含有量が多ければ多いほど、硬化した状態の充填樹脂の熱膨張係数は小さくなるものの、ペースト状態における流動性は低下する。貫通孔内に充填されるペースト状の充填樹脂は、電子部品と貫通孔内壁との狭い隙間を良好に充填するために流動性の高いものを用いる必要がある。したがって、十分な流動性を確保するために充填樹脂中には多量の絶縁フィラーを含有させることができない。そのため、硬化後の充填樹脂の熱膨張係数は、ガラス転移温度以下の温度で９０〜１００ｐｐｍ／℃程度と大きなものであった。このように硬化後の充填樹脂の熱膨張係数が９０〜１００ｐｐｍ／℃と大きい場合、熱膨張係数が２〜１０ｐｐｍ／℃と小さな電子部品との間に大きな熱応力が発生して電子部品の機能そのものへの悪影響を与え、電子部品の特性を大きく劣化させてしまうことがあった。また、上述した製造方法では、絶縁層の表面から突出した充填樹脂を研磨により除去する必要があり、その製造が煩雑であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の部品内蔵配線基板は、電子部品を収容するための貫通孔を両主面間に有する第１の絶縁層と、前記貫通孔内における前記第１の絶縁層の一方の主面と同じ高さから前記貫通孔の途中の高さまでを充填する、ガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が２０〜８０ｐｐｍ／℃の低い第１の充填樹脂と、前記第１の充填樹脂中に埋入された状態で前記貫通孔内に収容された電子部品と、前記第１の絶縁層の他方の主面に前記貫通孔を塞ぐように積層されており、その一部が前記貫通孔内の残余の部分を充填する、ガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が９０〜１００ｐｐｍ／℃の第２の充填樹脂を形成する第２の絶縁層と、を具備して成ることを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明の部品内蔵配線基板の製造方法は、電子部品を収容するための貫通孔を両主面間に有する第１の絶縁層を準備するとともに、該第１の絶縁層の一方の主面に前記貫通孔を塞ぐ仮付シートを仮付する工程と、前記貫通孔内の前記仮付シート上に硬化後のガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が２０〜８０ｐｐｍ／℃となるペースト状の第１の充填樹脂を付与する工程と、前記第１の充填樹脂中に電子部品を埋入して該電子部品と前記貫通孔内壁との隙間を前記一方の主面と同じ高さから前記貫通孔の途中の高さまで前記第１の充填樹脂により充填するように前記貫通孔内に前記電子部品を収容する工程と、前記第１の充填樹脂を硬化させた後に前記仮付シートを除去する工程と、前記第１の絶縁層の他方の主面に前記貫通孔を塞ぐとともにその一部が前記貫通孔内の残余の部分を充填する、ガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が９０〜１００ｐｐｍ／℃の第２の充填樹脂を形成する第２の絶縁層を積層する工程と、を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の部品内蔵配線基板によれば、電子部品を収容するための貫通孔内における第１の絶縁層の一方の主面から貫通孔の途中の高さまでを充填する、ガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が２０〜８０ｐｐｍ／℃の第１の充填樹脂中に電子部品が埋入された状態で貫通孔内に電子部品が収容されているとともに、貫通孔内の残余の部分をガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が９０〜１００ｐｐｍ／℃の第２の充填樹脂で充填していることから、電子部品が埋入された第１の充填樹脂と電子部品とのガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数の差を小さいものとすることができる。したがって、電子部品に印加される熱応力を小さいものとして、電子部品の特性が大きく劣化するのを有効に防止することができる。
【０００８】
また、本発明の部品内蔵配線基板の製造方法によれば、第１の絶縁シートの一方の主面に電子部品を収容するための貫通孔を塞ぐ仮付シートを仮付した後、貫通孔内の仮付シート上に硬化後のガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が２０〜８０ｐｐｍ／℃となるペースト状の第１の充填樹脂を付与し、次にこの第１の充填樹脂中に電子部品を埋入して電子部品と貫通孔内壁との隙間を第１の絶縁層の一方の主面の高さから貫通孔の途中の高さまで第１の充填樹脂により充填することから、たとえ第１の充填樹脂のガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数を２０〜８０ｐｐｍ／℃と低いものとするために第１の充填樹脂中に多量の絶縁フィラーを含有させてその流動性が悪いものであったとしても、第１の充填樹脂中に電子部品を埋入する際に、埋入の圧力により第１の充填樹脂が電子部品と貫通孔内壁との隙間に押し出されてこの隙間を良好に充填することができる。さらに、第１の充填樹脂を硬化させた後、第１の絶縁層の他方の主面に貫通孔を塞ぐとともにその一部が貫通孔内の残余の部分を充填する、ガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が９０〜１００ｐｐｍ／℃の第２の充填樹脂を形成する第２の絶縁層を積層することから、貫通孔内における残余の部分を第２の充填樹脂により良好に充填することができる。したがって、熱膨張係数α１が低い第１の充填樹脂中に埋設した状態で貫通孔内に電子部品を良好に収容することができる。その結果、電子部品に印加される熱応力を小さいものとして、電子部品の特性が大きく劣化するのを有効に防止することが可能な部品内蔵配線基板を提供することができる。さらに、第１および第２の充填樹脂を研磨する必要がなく、その製造を容易なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の部品内蔵配線基板の実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の部品内蔵基板の製造方法の実施形態の一例を示す工程毎の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の部品内蔵配線基板の実施形態の一例について図１を基に説明する。図１に示すように、本例の部品内蔵配線基板１０は、コア用の絶縁層１と、ビルドアップ用の絶縁層２と、電子部品３と、配線導体４と、ソルダーレジスト層５とを備えている。
【００１１】
絶縁層１は、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成り、ガラス転移温度以下の温度で例えば２０〜５０ｐｐｍ／℃程度の熱膨張係数を有している。絶縁層１の厚みは、１００〜８００μｍである。絶縁層１は、その上面から下面にかけて貫通する複数のスルーホール６と電子部品３を収容するための貫通孔７とを有している。スルーホール６の直径は５０〜２００μｍ程度である。貫通孔７の大きさは、電子部品３と貫通孔７の内壁との間に１０〜５００μｍ程度の隙間ができる大きさとなっている。
【００１２】
絶縁層１の上下面およびスルーホール６内には、配線導体４の一部が被着されている。なお、配線導体４が被着されたスルーホール６の内部は、孔埋め樹脂で充填されている。また、貫通孔７の内部には電子部品３が収容されている。電子部品３は、幅が０．２〜２ｍｍ、長さが０．４〜４ｍｍ、厚みが０．１〜０．６ｍｍ程度の概ね直方体形状である。電子部品３は、例えばセラミックから成るチップコンデンサやチップ抵抗であり、２〜２０ｐｐｍ／℃程度の熱膨張係数を有している。電子部品３の両端における上下面および側面にかけては、配線導体４と接続するための電極３ａが形成されている。この電子部品３は、貫通孔７内を絶縁層１の下面と同じ高さから貫通孔７の途中の高さまで充填する充填樹脂８により貫通孔７内に固定されている。
【００１３】
絶縁層２は、絶縁層１と同様にガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成り、ガラス転移温度以下の温度で２０〜５０ｐｐｍ／℃程度の熱膨張係数を有している。絶縁層２の厚みは、１０〜５０μｍ程度である。絶縁層２には、各絶縁層２を貫通する複数のビアホール９が形成されている。絶縁層２の表面およびビアホール９の内部には、配線導体４の一部が被着されている。なお、絶縁層１の上面に積層された絶縁層２を構成する樹脂の一部は、電子部品３が収容された貫通孔７のうち、充填樹脂８で充填されていない残余の部分を充填する充填樹脂２ａを形成している。
【００１４】
配線導体４は、銅箔や銅めっき等の良導電性材料からなる。配線導体４の厚みは５〜５０μｍ程度である。上面側の最表層の配線導体４の一部は、半導体素子Ｓの電極Ｔと接続するための半導体素子接続パッド４ａを形成している。また、下面側の最表層の配線導体４の一部は、外部の電気回路基板に接続するための外部接続パッド４ｂを形成している。これらの半導体素子接続パッド４ａと外部接続パッド４ｂとの間は、ビアホール９およびスルーホール６を介して所定のもの同士が電気的に接続されている。
【００１５】
さらに、配線導体４の一部は、電子部品３の電極３ａの直上および直下に設けられたビアホール９を介して電子部品３の電極３ａに接続されている。これにより電子部品３の電極３ａが所定の半導体素子接続パッド４ａおよび外部接続パッド４ｂに電気的に接続されている。なお、電極３ａの直下に設けられたビアホール９は、絶縁層２のみならず充填樹脂８も貫通して電極３ａに達している。
【００１６】
ソルダーレジスト層５は、アクリル変性エポキシ樹脂等の感光性の熱硬化性樹脂に絶縁フィラーを含有させた電気絶縁材料から成る。ソルダーレジスト層５の厚みは、１０〜３０μｍ程度である。
【００１７】
ところで、本例の部品内蔵配線基板１０においては、貫通孔７内に電子部品３を固定する充填樹脂８として、ガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が２０〜８０ｐｐｍ／℃の樹脂を採用している。電子部品３は、この充填樹脂８中に埋設されている。充填樹脂８は、貫通孔７内における絶縁層１の下面と同じ高さから貫通孔７の途中の高さまでを充填しており、貫通孔７内の残余の部分は、絶縁層１の上面に積層された絶縁層２を構成する樹脂の一部から成る充填樹脂２ａにより充填されている。充填樹脂２ａとしては、ガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が９０〜１００ｐｐｍ／℃の樹脂を採用している。
【００１８】
このように、本例の部品内蔵配線基板１０によれば、電子部品３を収容するための貫通孔内７における絶縁層１の一方の主面から貫通孔７の途中の高さまでを充填する、ガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が２０〜８０ｐｐｍ／℃の充填樹脂８中に電子部品３が埋入された状態で貫通孔７内に電子部品３が収容されているとともに、貫通孔７内の残余の部分をガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が９０〜１００ｐｐｍ／℃の充填樹脂２ａで充填していることから、電子部品３が埋入された充填樹脂８と電子部品３との熱膨張係数α１の差を小さいものとすることができる。したがって、電子部品３に印加される熱応力を小さいものとして、電子部品３の特性が大きく劣化するのを有効に防止することができる。なお、充填樹脂８は、その弾性率を１ＧＰａ以下の低弾性としておくと、電子部品３に印加される熱応力を充填樹脂８によりきわめて良好に吸収緩和することができる。したがって、充填樹脂８は、その弾性率を１Ｇｐａ以下の低弾性としておくことが好ましい。
【００１９】
なお、充填樹脂８のガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数を２０〜８０ｐｐｍ／℃とするには、例えばガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が５０〜１００ｐｐｍ／℃であるエポキシ樹脂中に、熱膨張係数が３〜１０ｐｐｍ／℃である無機絶縁物粉末から成る平均粒径が５〜５０μｍ程度の絶縁フィラーを２０〜７０容量％含有させればよい。また、充填樹脂２ａのガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数を９０〜１００ｐｐｍ／℃とするには、例えば絶縁層２を構成する樹脂をガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が１００〜１２０ｐｐｍ／℃であるエポキシ樹脂とし、その中に、熱膨張係数が３〜１０ｐｐｍ／℃である無機絶縁物粉末から成る平均粒径が２〜３０μｍ程度の絶縁フィラーを１〜１５容量％含有させればよい。
【００２０】
次に、本発明の部品内蔵配線基板の製造方法の実施形態の一例について図２を基に説明する。なお、上述の部品内蔵配線基板１０の説明において説明した部位と同一の部位には図１と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２１】
まず、図２（ａ）に示すように、貫通孔７を有する絶縁層１を準備するとともに、絶縁層１の下面に貫通孔７を塞ぐようにして仮付シート１１を仮付する。仮付シート１１としては、絶縁層１側に微粘着剤を塗布した粘着性を有する樹脂から成るシートを用いる。仮付シート１１の厚みは１０〜３００μｍ程度が好ましい。なお、この例では、絶縁層１にスルーホール６が形成されているとともに上下面およびスルーホール６内に配線導体４の一部が被着されたものを準備したが、スルーホール６および配線導体４は、後で形成しても良い。
【００２２】
次に、図２（ｂ）に示すように、貫通孔７内の仮付シート１１上にペースト状の充填樹脂８Ｐを付与する。ペースト状の充填樹脂８Ｐとしては、硬化後のガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が５０〜１００ｐｐｍ／℃となる未硬化のエポキシ樹脂中に酸化ケイ素から成る離平均粒径が３〜３０μｍの絶縁フィラーを２０〜７０容量％含有させた樹脂ペーストを用いる。このような樹脂ペーストを用いることにより硬化後の充填樹脂８のガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数を２０〜８０ｐｐｍ／℃にすることができる。なお、ペースト状の充填樹脂８Ｐを付与するには、印刷法やノズルからの吐出法を用いることができる。付与するペースト状の充填樹脂８Ｐの量は、ペースト状の充填樹脂８Ｐ中に電子部品３を埋入させたときに、電子部品３と貫通孔７内壁との隙間を良好に埋めるとともに貫通孔７から充填樹脂８Ｐが突出しない量とする。
【００２３】
次に、図２（ｃ）に示すように、仮付シート１１上に付与したペースト状の封止樹脂８Ｐ中に電子部品３を押し込んで埋入させる。このとき、仮付シート１１上のペースト状の封止樹脂８Ｐが電子部品３を押し込んで埋入させる圧力により電子部品３の周囲に押し出されて電子部品３と貫通孔７内壁との隙間を絶縁層１の下面の高さから貫通孔７の途中の高さまで充填する。このように電子部品３を押し込んで埋入させる際の圧力で封止樹脂８Ｐを電子部品３と貫通孔７内壁との隙間に充填するので、たとえ硬化後の充填樹脂８のガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数を２０〜８０ｐｐｍ／℃と低いものとするためにペースト状の充填樹脂８Ｐ中に多量の絶縁フィラーを含有させてその流動性が悪いものであったとしても、ペースト状の充填樹脂８Ｐ中に電子部品３を埋入する際に、ペースト状の充填樹脂８Ｐが電子部品３と貫通孔７内壁との隙間に押し出されてこの隙間を良好に充填することができる。
【００２４】
次に、ペースト状の充填樹脂８Ｐを熱硬化させて硬化した充填樹脂８とした後、図２（ｄ）に示すように、絶縁層１の下面から仮付シート１１を剥ぎ取って除去する。このとき、仮付シート１１はエポキシ樹脂との接着性が極めて低い材料であることが好ましく、それにより硬化した充填樹脂８から容易に分離することができる。また、仮付シート１１は微粘着剤により絶縁層１の下面に仮付されていたことから、絶縁層１の下面に微粘着剤を残すことなく、容易かつ良好に剥ぎ取ることができる。
【００２５】
次に、図２（ｅ）に示すように、絶縁層２となるプリプレグ２Ｐを準備する。ブリプレグ２Ｐとしては、ガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂の未硬化樹脂を含浸させたものを用いる。なお、プリプレグ２Ｐの未硬化樹脂中に酸化ケイ素から成る平均粒径が３〜３０μｍの絶縁フィラーを１〜１５容量％含有させることにより硬化後の絶縁層２における熱硬化性樹脂部分のガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数を９０〜１００ｐｐｍ／℃にすることができる。
【００２６】
次に、図２（ｆ）に示すように、絶縁層１の上下面にプリプレグ２Ｐを重ねるとともに、熱を加えながら上下からプレスすることにより絶縁層１の上下面にブリプレグ２Ｐを密着させるとともに、上面側のプリプレグ２Ｐを構成する熱硬化性樹脂の一部を、貫通孔７における充填樹脂８で充填されていない残余の部分に未硬化の充填樹脂２Ｐａとして押し出すことにより、この残余の部分を未硬化の充填樹脂２Ｐａにより充填する。しかる後、プリプレグ２Ｐおよび充填樹脂２Ｐａを熱硬化させて硬化した絶縁層２および充填樹脂２ａを形成する。
【００２７】
このとき、絶縁層１の上面に貫通孔７を塞ぐとともにその一部が貫通孔７内の残余の部分を充填する、ガラス転移温度以下の温度の熱膨張係数が９０〜１００ｐｐｍ／℃の充填樹脂２ａを形成する絶縁層２を積層することから、貫通孔７内における残余の部分を充填樹脂２ａにより良好に充填することができる。したがって、熱膨張係数α１が低い充填樹脂８中に埋設した状態で貫通孔７内に電子部品３を良好に収容することができる。その結果、電子部品３に印加される熱応力を小さいものとして、電子部品３の特性が大きく劣化するのを有効に防止することが可能な部品内蔵配線基板１０を提供することができる。さらに、充填樹脂８および２ａを研磨する必要がなく、部品内蔵配線基板１０の製造を容易なものとすることができる。
【００２８】
次に、図２（ｇ）に示すように、絶縁層２にビアホール９を形成するとともに、図２（ｈ）に示すように、絶縁層２の表面およびビアホール９内に配線導体４を形成し、以下次層の絶縁層２および配線導体４の形成を必要層分繰り返した後、最後にソルダーレジスト層５を形成することによって図１に示した配線基板１０が完成する。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・第１の絶縁層
２・・・第２の絶縁層
２ａ・・第２の充填樹脂
３・・・電子部品
７・・・貫通孔
８・・・第１の充填樹脂
８Ｐ・・ペースト状の第１の充填樹脂
１１・・・仮付シート
【図１】
2014216584.tif 000003
【図２】
2014216584.tif 000004