(57)【要約】【課題】接続信頼性が高い配線基板を提供すること。【解決手段】本発明の配線基板１２は、フレキシブル基板５１及び略平板状のキャパシタ１３１を備える。キャパシタ１３１は、キャパシタ主面２３上にアレイ状に配置された複数の接続端子４１を有する。キャパシタ１３１のキャパシタ主面２３は、フレキシブル基板５１の基板第１主面５３側に接着される。フレキシブル基板５１は、基板第２主面５２においてキャパシタ１３１の存在部分に対応した領域に、複数の表面端子部５６を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板第１主面及び基板第２主面を有するフレキシブル基板と、
キャパシタ主面を有し、前記キャパシタ主面上にアレイ状に配置された複数の接続端子を有し、前記キャパシタ主面が前記基板第１主面側に接着された略平板状のキャパシタと
を備え、
前記フレキシブル基板は、前記基板第２主面において前記キャパシタの存在部分に対応した領域に、複数の表面端子部を有していることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記キャパシタ主面上に接着するシート第１主面と、前記フレキシブル基板の前記基板第１主面上に接着するシート第２主面と、前記シート第１主面及び前記シート第２主面間を導通する複数の導体柱とを有する接着シートを備え、
前記接着シートを介して前記キャパシタ及び前記フレキシブル基板が接着されるとともに、前記複数の接続端子の少なくとも一部と前記複数の表面端子部とが、前記接着シート内の複数の導体柱を介して互いに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記接着シートの前記シート第１主面にモジュール搭載部が設定され、前記モジュール搭載部上に機能モジュールが搭載され、前記フレキシブル基板の表面導体と、前記機能モジュールの接続用端子とが、前記接着シート内の導体柱を介して互いに電気的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記キャパシタは、キャパシタ裏面と、前記キャパシタ裏面上にアレイ状に配置された複数の接続端子と、前記キャパシタ主面上にある複数の接続端子及び前記キャパシタ裏面上にある複数の接続端子を導通させる複数のビア導体とを有するビアアレイタイプのキャパシタであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項５】
前記キャパシタはセラミックキャパシタであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項６】
基板第１主面及び基板第２主面を有するフレキシブル基板と、
キャパシタ主面を有し、前記キャパシタ主面上にアレイ状に配置された複数の接続端子を有し、前記キャパシタ主面が前記基板第１主面側に接着された略平板状のキャパシタと、
複数の端子を有する半導体回路素子と
を備え、
前記フレキシブル基板は、前記基板第２主面において前記キャパシタの存在部分に対応した領域に素子搭載領域を有し、その素子搭載領域内に複数の表面端子部を有しており、
前記素子搭載領域上に搭載された前記半導体回路素子の有する前記複数の端子は、前記複数の表面端子部に接続されていることを特徴とする半導体回路素子付き配線基板。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法であって、
前記キャパシタ及び前記フレキシブル基板を個別に作製する個別作製工程と、
前記フレキシブル基板の前記基板第１主面側に前記キャパシタを接着するととともに、その際に前記キャパシタの前記複数の接続端子と前記フレキシブル基板の前記複数の表面端子部とを互いに電気的に接続する接合工程と
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記個別作製工程では、前記キャパシタ及び前記フレキシブル基板を個別に作製することに加え、接着シート用基材を貫通する複数のビア孔の形成後に前記複数のビア孔内に複数の導体柱を設けることで接着シートを個別に作製し、
前記接合工程では、前記フレキシブル基板の前記基板第１主面上に前記接着シートを介して前記キャパシタを接着するととともに、その際に前記キャパシタの前記複数の接続端子と前記フレキシブル基板の前記複数の表面端子部とを、前記接着シート内の前記複数の導体柱を介して互いに電気的に接続する
ことを特徴とする請求項７に記載の配線基板の製造方法。
【請求項９】
前記接合工程では、非熱可塑性樹脂を主体として構成された前記フレキシブル基板の前記基板第１主面上に、熱可塑性樹脂を主体として構成された前記接着シートを介して、前記キャパシタを熱圧着することを特徴とする請求項８に記載の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、フレキシブル基板とキャパシタとを備える配線基板及びその製造方法、配線基板と半導体回路素子とを備えた半導体回路素子付き配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ、デジタル家電などの電気製品分野や、自動車分野などにおいては、製品の小型化、高機能化、高付加価値化が益々進んでいる。それに伴い、この種の製品における重要な電気的部品であるマザーボードの小型化や高密度化が望まれており、マザーボード上に実装される各種部品の小型化も同様に望まれている。各種部品の小型化を実現するものとしては、例えば、複数のＬＳＩを単一のパッケージに封止してシステム化した、いわゆるシステム・イン・パッケージ（ＳＩＰ）を挙げることができる。このようなパッケージにおいて、ＩＣチップ等の半導体回路素子は、例えば配線基板などに実装される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１２８４１８号公報（図１２，図１３など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年の製品の高周波化に伴い、配線基板を構成するフレキシブル基板１２１上には、ＩＣチップ１２０に加えて多数のチップコンデンサ１２２が実装される（図１３参照）。また、省スペース化等のため、それらのチップコンデンサ１２２は密集して配置される。
【０００４】
ところが、通常、各チップコンデンサ１２２は、フレキシブル基板１２１上において均等に配置されている訳ではなく、特定箇所に密集して配置されている場合が多い。このため、フレキシブル基板１２１の撓みにくさは、チップコンデンサ１２２の実装領域と非実装領域とで大きく異なってしまう。よって、フレキシブル基板１２１に何らかの応力が作用した際に、撓みやすい非実装領域に応力が集中しやすくなる。その結果、フレキシブル基板１２１が変形して凹凸を生じやすくなり、主面のコプラナリティが低くなる。ゆえに、チップコンデンサ搭載面とは反対側の面上にＩＣチップ１２０を実装したとしても、フレキシブル基板１２１とＩＣチップ１２０との間に接続不良が生じやすく、高い接続信頼性を得ることができない。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、接続信頼性が高い配線基板及び半導体回路素子付き配線基板を提供することにある。また、第２の目的は、不良品となる確率が低くて歩留まりが高い配線基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そして、上記課題を解決するための手段（手段１）としては、基板第１主面及び基板第２主面を有するフレキシブル基板と、キャパシタ主面を有し、前記キャパシタ主面上にアレイ状に配置された複数の接続端子を有し、前記キャパシタ主面が前記基板第１主面側に接着された略平板状のキャパシタとを備え、前記フレキシブル基板は、前記基板第２主面において前記キャパシタの存在部分に対応した領域に、複数の表面端子部を有していることを特徴とする配線基板がある。
【０００７】
従って、上記手段１の配線基板によれば、フレキシブル基板は、略平板状のキャパシタが接着されることによって補強される。しかも、複数の接続端子がキャパシタ主面上においてアレイ状に配置、即ちキャパシタ主面上において均等に分散して配置され、それらがフレキシブル基板の導体部に接続されることによっても補強される。これらのことにより、フレキシブル基板の強度が、キャパシタの存在部分に対応した領域において均一となる。よって、フレキシブル基板が変形して凹凸を生じにくくなるため、前記領域内のコプラナリティが高くなる。その結果、前記領域が有する表面端子部での接続不良が生じにくくなり、高い接続信頼性を得ることができる。
【０００８】
手段１にかかるフレキシブル基板は、１層のみ存在していてもよいし、２層以上（多層）存在していてもよい。フレキシブル基板が１層のみ存在する場合、表面端子部に接続されうる半導体回路素子がキャパシタによってより直接的に支持されるため、半導体回路素子がより確実に固定され接続信頼性がより高くなる。一方、フレキシブル基板が多層存在する場合、フレキシブル基板が多層ではない（１層しかない）場合に比べて、さらに多くの回路を内部に構成すること等が可能となり、付加価値を高めることができる。
【０００９】
なお、フレキシブル基板を形成する材料は、コスト性、加工性、絶縁性、可撓性、機械的強度などを考慮して、非熱可塑性樹脂などの中から適宜選択することができる。このような樹脂を用いた基板であれば、微細な配線層を比較的簡単にかつ正確に形成することができ、端子数の非常に多い素子を接続可能な表面端子部を容易に形成することができる。即ち、このような基板は半導体回路素子実装用の基板として適している。
【００１０】
また、フレキシブル基板を形成する材料は耐熱性を有することが好ましい。具体的に言うと、樹脂材料は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が２２０℃以上であることが好ましい。また、樹脂材料は、耐熱性が例えば２６０℃，１０分のレベル以上であることが好ましく、特には耐熱性３００℃，１０分のレベル以上であることがより好ましい。さらに、樹脂材料は、はんだ耐熱性が２５０℃，２０秒のレベル以上であることが好ましく、特には、はんだ耐熱性が２６０℃，１２０秒のレベル以上であることが好ましく、さらには、はんだ耐熱性３００℃，１８０秒のレベル以上であることがより好ましい。このようにすれば、例えば熱圧着によって配線基板を形成する場合であっても、フレキシブル基板の変形を防止できるからである。
【００１１】
フレキシブル基板の絶縁部分を形成する非熱可塑性樹脂の好適例としては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂などがある。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料を使用してもよい。
【００１２】
前記キャパシタは、フレキシブル基板の基板第２主面のコプラナリティを高くする機能を有し、フレキシブル基板よりも機械的強度が高い材料を主体とする部品である。このため、キャパシタのヤング率は、例えば０．１ＧＰａ以上に設定されることが好ましく、１ＧＰａ以上５００ＧＰａ以下に設定されることがより好ましい。また、キャパシタの平面方向における熱膨張係数は、フレキシブル基板の平面方向における熱膨張係数よりも低く設定されることが好ましく、例えば５ｐｐｍ／℃以上１３ｐｐｍ／℃以下に設定されることが好ましい。熱膨張係数が１３ｐｐｍ／℃以下であれば、キャパシタが熱により塑性変形しにくくなり、フレキシブル基板が撓みにくくなる。このため、基板第２主面においてキャパシタの存在部分に対応した領域のコプラナリティを維持することができる。さらに、表面端子部に接続されうる半導体回路素子がシリコン（熱膨張係数が３ｐｐｍ／℃前後）によって形成されている場合、キャパシタの平面方向における熱膨張係数と半導体回路素子の平面方向における熱膨張係数との差は、例えば３ｐｐｍ／℃以上８ｐｐｍ／℃以下に設定されることが好ましい。
【００１３】
また、前記キャパシタはセラミックキャパシタであることが好ましい。このようにすれば、キャパシタを放熱板として機能させることができる。また、セラミックは剛性に優れるため、キャパシタの機械的強度を高くすることができるとともに、フレキシブル基板を確実に補強できる。しかも、セラミック材料は一般的に金属や樹脂に比べて熱膨張係数が低いため、キャパシタの材料として好適である。前記セラミックの具体例としては、例えば、チタン酸バリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、ベリリア、ガラスセラミック、結晶化ガラス等の低温焼成材料などがあるが、これらに限ることはない。
【００１４】
また、前記キャパシタは、表面端子部に接続されうる半導体回路素子の動作性向上に関与する部品などであってもよく、例えば半導体回路素子に供給すべき電源を安定化させるための部品であることが好ましい。
【００１５】
なお、キャパシタにおけるキャパシタ主面の面積は、前記素子搭載領域（前記表面端子部が存在する領域）の面積と同一、または、素子搭載領域が存在する領域の面積よりもやや大きいことが好ましい。仮に、キャパシタ主面の面積が素子搭載領域の面積よりも小さいと、フレキシブル基板における素子搭載領域の部分を確実に補強しにくい。一方、キャパシタ主面の面積が素子搭載領域の面積に比べて大きすぎる（例えば１０倍以上）と、キャパシタの接着によってフレキシブル基板全体が補強されるため、フレキシブル基板のフレキシブル性が失われやすくなる。
【００１６】
また、キャパシタの厚さは、例えば５０μｍ以上２００μｍ以下に設定されることが好ましい。キャパシタの厚さを５０μｍ以上に設定することで、キャパシタの高い機械的強度を確保できるとともに、フレキシブル基板を確実に支持できる。一方、キャパシタの厚さを２００μｍ以下に設定することで、配線基板の厚み方向（Ｚ方向）への大型化を防止することができる。
【００１７】
キャパシタ主面上の複数の接続端子は、アレイ状（格子状）に配置、具体的には、キャパシタ主面が例えば矩形状をなす場合、キャパシタ主面の縦方向及び横方向に沿って等間隔に配置されている。複数の接続端子は、キャパシタ主面上の一部においてアレイ状に配置されていてよいし、キャパシタ主面上の全体に亘ってアレイ状に配置されていてもよいが、キャパシタ主面上の全体に亘って配置されることが好ましい。このようにすれば、フレキシブル基板が、キャパシタの存在部分に対応した領域だけでなく、領域外においても補強されるため、より広範囲に亘ってフレキシブル基板のコプラナリティを高くすることができる。
【００１８】
また、キャパシタ主面上の接続端子の数は、基本的にはキャパシタが有する複数のビア導体の数に依存し、例えば１００個以上、好ましくは５００個以上に設定される。接続端子の数を多くすれば、フレキシブル基板において接続端子に支持される領域の面積が広くなる。その結果、フレキシブル基板が凹凸を生じにくくなり、主面のコプラナリティが高くなる。複数の接続端子において、隣接する接続端子間の中心間距離（即ち接続端子ピッチ）は、基本的にはキャパシタが有する複数のビア導体のピッチに依存し、例えば４００μｍ以下（ただし、０μｍは除く。）、好ましくは３００μｍ以下に設定される。接続端子ピッチを小さくすれば、配置される接続端子の数が増加するため、フレキシブル基板において接続端子に支持される領域の面積が広くなる。その結果、フレキシブル基板が凹凸を生じにくくなり、主面のコプラナリティが高くなる。また、接続端子の最大径は、前記接続端子ピッチよりやや小さく設定されることがよく、具体的には３００μｍ以上（ただし、０μｍは除く。）、好ましくは２００μｍ以上である。仮に、接続端子の最大径を接続端子ピッチに比べて大きくすれば、隣接する接続端子間の隙間が小さくなるため、フレキシブル基板において接続端子に支持される領域の面積が広くなる。その結果、フレキシブル基板が凹凸を生じにくくなり、主面のコプラナリティが高くなる。
【００１９】
また、前記キャパシタは、キャパシタ裏面と、前記キャパシタ裏面上にアレイ状に配置された複数の接続端子と、前記キャパシタ主面上にある複数の接続端子及び前記キャパシタ裏面上にある複数の接続端子を導通させる複数のビア導体とを有するビアアレイタイプのキャパシタであることが好ましい。このようにすれば、キャパシタ主面のみに複数の接続端子を有する場合に比べ、配線の自由度が大きくなる。
【００２０】
また、熱圧着によって配線基板を形成する場合、フレキシブル基板及びキャパシタは、加熱により接着性を生じ、前記キャパシタ主面上に接着するシート第１主面と、前記フレキシブル基板の前記基板第１主面上に接着するシート第２主面と、前記シート第１主面及び前記シート第２主面間を導通する複数の導体柱とを有する接着シートを介して接着されることが好ましい。このようにすれば、キャパシタ主面が有する接続端子がシート第１主面に接触した際に、シート第１主面をキャパシタ主面側の凹凸形状に追従させることができるため、接着シートのシート第２主面に凹凸が生じにくくなる。よって、密着性が高くなるとともに、シート第２主面のコプラナリティが高くなる。ゆえに、フレキシブル基板の基板第２主面においてキャパシタの存在部分に対応した領域のコプラナリティがより高くなる。
【００２１】
さらに、前記接着シートを介して前記キャパシタ及び前記フレキシブル基板が接着される場合、前記複数の接続端子の少なくとも一部と前記複数の表面端子部とが、前記接着シート内の複数の導体柱を介して互いに電気的に接続されていることが好ましい。このようにすれば、キャパシタと表面端子部とを繋ぐ配線長が短縮されるため、キャパシタ−表面端子部間での信号の高速化を図ることができる。さらに、キャパシタ−表面端子部間での低インダクタンス化による電源の安定化を図ることができる。
【００２２】
なお、フレキシブル基板とキャパシタとの間には、接着シートが１層のみ存在していてもよいし、２層以上（多層）存在していてもよい。なお、前記フレキシブル基板が非熱可塑性樹脂を主体として構成され、前記接着シートが熱可塑性樹脂を主体として構成されている場合、接着シートは１層のみ存在することが好ましい。このようにすれば、接着シートが２層以上存在している場合に比べて、熱圧着の際に接着シートが塑性変形しにくいため、配線基板の寸法安定性が低くなりにくい。
【００２３】
前記接着シートは、配線基板の形成時にフレキシブル基板とキャパシタとの熱圧着を可能とするために、熱可塑性樹脂からなる有機材料を主体として形成されることが好ましい。また、接着シートは、フレキシブル基板と同様にフレキシブルであることが好ましい。このようにすれば、前記キャパシタの存在部分に対応した領域以外の領域については、フレキシブル基板及び接着シートの可撓性を維持することができる。接着シートの絶縁部分を形成する熱可塑性樹脂としては、例えば液晶ポリマー、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトンなどが好適である。このような材料を使用すれば、高温での接続信頼性などに優れた配線基板を実現しやすくなるからである。さらに、前記接着シートは、前記フレキシブル基板のカバーレイとしても機能することが好ましい。ここでカバーレイとは、通常、フレキシブル基板の表面を絶縁被覆する絶縁被覆層（保護膜）のことをいう。このようにすれば、接着シートとは別々に、フレキシブル基板の保護膜を形成しなくても済む。その結果、配線基板を厚み方向（Ｚ方向）に小型化することができる。また、配線基板を構成する部品点数や工数が少なくなり、生産効率の向上及び製造コストの低減が達成しやすくなる。さらに、配線基板の構造を簡単にすることができる。
【００２４】
なお、前記フレキシブル基板の表面端子部、前記接着シートの導体柱は、例えば導電性金属により形成される。前記導電性金属としては特に限定されないが、例えば銅、金、銀、白金、パラジウム、ニッケル、スズ、鉛、チタン、タングステン、モリブデン、タンタル、ニオブなどから選択される１種または２種以上の金属を挙げることができる。２種以上の金属からなる導電性金属としては、例えば、スズ及び鉛の合金であるはんだ等を挙げることができる。２種以上の金属からなる導電性金属として、鉛フリーのはんだ（例えば、Ｓｎ−Ａｇ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだ等）を用いても勿論よい。
【００２５】
また、前記接着シートの前記シート第１主面にモジュール搭載部が設定され、前記モジュール搭載部上に機能モジュールが搭載され、前記フレキシブル基板の表面導体と、前記機能モジュールの接続用端子とが、前記接着シート内の導体柱を介して互いに電気的に接続されていることが好ましい。このようにすれば、機能モジュールが搭載されない場合に比べて、多機能化を図ることができる。ゆえに、１つのシステム化された半導体回路素子付き配線基板（いわゆるシステム・イン・パッケージ:ＳＩＰ）を実現しやすくなり、付加価値も高くなる。
【００２６】
なお、機能モジュールは、複数種類の電子部品を含んで構成された回路を有するモジュール配線基板であってもよく、ＭＥＭＳ等の機能部材を含むことも可能である。このようにすれば、配線層を有しない単なる基板である場合に比べて、内部に回路を構成すること等が可能となり、付加価値を高めることができる。機能モジュールの具体例としては、無線通信機能を有するＲＦモジュールや、電源電圧を制御する機能などを有する電源モジュールなどを挙げることができる。機能モジュールを構成する電子部品の具体例としては、チップトランジスタ、チップダイオード、チップ抵抗、チップキャパシタ、チップコイル、ＭＥＭＳ素子などがある。これらの電子部品は基本的に能動部品であっても受動部品であってもよく、モジュールが実現すべき機能の内容に応じて適宜選択される。
【００２７】
また、上記課題を解決するための他の手段（手段２）としては、基板第１主面及び基板第２主面を有するフレキシブル基板と、キャパシタ主面を有し、前記キャパシタ主面上にアレイ状に配置された複数の接続端子を有し、前記キャパシタ主面が前記基板第１主面側に接着された略平板状のキャパシタと、複数の端子を有する半導体回路素子とを備え、前記フレキシブル基板は、前記基板第２主面において前記キャパシタの存在部分に対応した領域に素子搭載領域を有し、その素子搭載領域内に複数の表面端子部を有しており、前記素子搭載領域上に搭載された前記半導体回路素子の有する前記複数の端子は、前記複数の表面端子部に接続されていることを特徴とする半導体回路素子付き配線基板がある。
【００２８】
従って、上記手段２の半導体回路素子付き配線基板によれば、フレキシブル基板は、略平板状のキャパシタが接着されることによって補強される。しかも、複数の接続端子がキャパシタ主面上においてアレイ状に配置、即ちキャパシタ主面上において均等に分散して配置され、それらがフレキシブル基板の導体部に接続されることによっても補強される。これらのことにより、フレキシブル基板の強度が、素子搭載領域において均一となる。よって、フレキシブル基板が変形して凹凸を生じにくくなるため、素子搭載領域内のコプラナリティが高くなる。その結果、半導体回路素子の有する端子と素子搭載領域の有する表面端子部との接続不良が生じにくくなり、高い接続信頼性を得ることができる。
【００２９】
また、半導体回路素子は、基板第２主面に設定された素子搭載領域上に搭載されているため、配線基板の外側に露出している。このため、半導体回路素子から生じた熱が配線基板の外部に放散されやすくなる。よって、熱の影響による配線基板の塑性変形が防止される。従って、寸法安定性の高い配線基板を得ることができる。
【００３０】
なお、このような素子搭載領域は、第２主面においてキャパシタの存在部分に対応した領域において１つのみ設定されていてもよいが、複数設定されていてもよい。
【００３１】
前記素子搭載領域上に搭載された半導体回路素子としては、半導体集積回路素子の他、半導体製造プロセスで製造されたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子等が挙げられる。半導体集積回路素子の例としては、シリコンからなる半導体集積回路チップ（ＩＣチップ）などを挙げることができる。また、ＭＥＭＳ素子とは、半導体ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術により製造される微細回路素子をいい、通常シリコンを主体とするものである。さらに、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術により製造されるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ及び制御回路を集積化した微細システムの総称である。なお、前記素子の大きさ及び形状は特に限定されないが、素子搭載領域の面積が、前記キャパシタのキャパシタ主面及びキャパシタ裏面の面積よりも小さく設定されることが好ましい。このようにすれば、フレキシブル基板における素子搭載領域の部分がキャパシタにより確実に補強されるため、半導体回路素子を確実に支持することができる。
【００３２】
手段１に記載の配線基板を比較的簡単にかつ確実に製造するための好ましい方法（手段３）としては、前記キャパシタ及び前記フレキシブル基板を個別に作製する個別作製工程と、前記フレキシブル基板の前記基板第１主面側に前記キャパシタを接着するととともに、その際に前記キャパシタの前記複数の接続端子と前記フレキシブル基板の前記複数の表面端子部とを互いに電気的に接続する接合工程とを含むことを特徴とする配線基板の製造方法がある。
【００３３】
従って、上記手段３によれば、配線基板を形成する前に、個別作製工程にてキャパシタとフレキシブル基板とを個別に作製するため、これらの電気検査を個別に行うことができる。よって、接合前に不良品を発見してそれを事前に除去できるため、電気検査に合格したキャパシタ及びフレキシブル基板のみを接合して配線基板を形成することができる。従って、配線基板が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【００３４】
また、フレキシブル基板は、略平板状のキャパシタが接着されることによって補強される。しかも、複数の接続端子がアレイ状に配置、即ち均等に分散して配置され、それらがフレキシブル基板の導体部に接続されることによっても補強される。これらのことにより、フレキシブル基板の強度が、キャパシタの存在部分に対応した領域において均一となる。よって、フレキシブル基板が変形して凹凸を生じにくくなるため、前記領域内のコプラナリティが高くなる。その結果、前記領域が有する表面端子部での接続不良が生じにくくなり、高い接続信頼性を得ることができる。
【００３５】
また、手段１に記載の配線基板を比較的簡単にかつ確実に製造するための他の好ましい方法（手段４）としては、前記個別作製工程では、前記キャパシタ及び前記フレキシブル基板を個別に作製することに加え、接着シート用基材を貫通する複数のビア孔の形成後に前記複数のビア孔内に複数の導体柱を設けることで接着シートを個別に作製し、前記接合工程では、前記フレキシブル基板の前記基板第１主面上に前記接着シートを介して前記キャパシタを接着するととともに、その際に前記キャパシタの前記複数の接続端子と前記フレキシブル基板の前記複数の表面端子部とを、前記接着シート内の前記複数の導体柱を介して互いに電気的に接続することを特徴とする配線基板の製造方法がある。
【００３６】
従って、上記手段４によれば、配線基板を形成する前に、個別作製工程にてキャパシタとフレキシブル基板とを個別に作製することに加え、接着シートを個別に作製するため、これらの電気検査を個別に行うことができる。よって、接合前に不良品を発見してそれを事前に除去できるため、電気検査に合格したキャパシタ、フレキシブル基板及び接着シートのみを接合して配線基板を形成することができる。従って、配線基板が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【００３７】
以下、手段４に記載の配線基板の製造方法について説明する。
【００３８】
まず、個別作製工程を実施して、フレキシブル基板とキャパシタと接着シートとを個別に作製する。
【００３９】
個別作製工程におけるフレキシブル基板の作製は、基本的には従来周知の手法に従って行われる。具体的にいうと、例えば、片面または両面に銅箔を有する銅張積層板を基材とし、その両面を貫通するビア孔を形成する。さらに、各ビア孔内に導電性金属ペーストの充填または銅めっき等の手法によりビア導体を形成した後、表面の銅箔をエッチングして導体パターンをパターニングする。
【００４０】
また、前記キャパシタが、例えば、誘電体層と電極層とを有するセラミックキャパシタである場合、個別作製工程におけるキャパシタの作製も、基本的には従来周知の手法に従って行われる。例えば、誘電体グリーンシートを焼結させてセラミック誘電体層を形成し、その誘電体層上に金属材料を付着させて電極を形成する。また、誘電体グリーンシートに金属ペーストの塗布または金属シートの積層を行い、同時に焼結させる。
【００４１】
個別作製工程における接着シートの作製は、以下のように実施する。例えば、接着シートとなる接着シート用基材における所定位置に、接着シート用基材を連通するビア孔を形成する（ビア孔形成工程）。さらに、各ビア孔内に、導電性金属からなるペーストを充填して導体柱を形成する（導体柱形成工程）。そして、ペーストを加熱して溶剤等を蒸発させ、固形化させることにより、接着シートが完成する。なお、導電性金属からなるペーストの充填に代えて、例えばめっき等により導体柱を形成してもよい。また、導体金属柱をビア孔内に埋め込んでもよい。
【００４２】
次に、接合工程を実施する。接合工程では、フレキシブル基板、キャパシタ及び接着シートを積層配置し、この状態で例えば加熱を行いながら積層方向に押圧力を加える。具体的には、非熱可塑性樹脂を主体として構成された前記フレキシブル基板の前記基板第１主面上に、熱可塑性樹脂を主体として構成された前記接着シートを介して、前記キャパシタを熱圧着させる。その結果、フレキシブル基板上に接着シートを介してキャパシタが接着されるとともに、その際に、キャパシタの複数の接続端子とフレキシブル基板の複数の表面端子部とが、接着シート内の複数の導体柱を介して互いに電気的に接続される。なお、このときの加熱温度は、フレキシブル基板の材料の種類、使用する接着シートの種類、接着シートの硬化度などに応じて適宜設定される。また、加熱温度は、接合工程後に用いられるはんだの融点よりも高く設定されることがよい。さらに、フレキシブル基板及び接着シートのはんだ耐熱性も、上記はんだの融点よりも高い温度に設定されることがよい。このようにすれば、接合工程後にはんだを用いる際に、フレキシブル基板や接着シートの変形を防止できる。
【００４３】
その結果、フレキシブル基板、キャパシタ及び接着シートからなる配線基板が形成される。なお、複数の表面端子部に半導体回路素子の有する複数の端子を接続する作業は、接合工程を実施すると同時に行ってもよいし、接合工程の実施後に行ってもよいが、接合工程を実施すると同時に行うことが好ましい。このようにすれば、工数が少なくなるため、製造コストの低減を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図１１に基づき詳細に説明する。図１は、ＩＣチップ２１（半導体回路素子）を備える配線基板１２などからなる本実施形態のＩＣチップ付き配線基板１１（半導体回路素子付き配線基板）を示す概略断面図である。図２は、配線基板１２の拡大断面図である。図３，図４は、セラミックキャパシタ１３１（キャパシタ）の内層における接続を説明するための概略説明図である。図５は、フレキシブル配線基板５１（フレキシブル基板）、セラミックキャパシタ１３１及び接着シート６１からなる構造体の構成を示す分解断面図である。図６は、フレキシブル配線基板５１及び基板本体９５などからなる構造体の構成を示す分解断面図である。図７は、接着性有機材料シート６０（接着シート用基材）を示す概略断面図である。図８，図９は、接着シート６１を作製するときの状態を示す概略断面図である。図１０は、フレキシブル配線基板５１、セラミックキャパシタ１３１及び接着シート６１を接合するときの様子を示す概略断面図である。図１１は、フレキシブル配線基板５１及び基板本体９５を互いに接合するときの様子を示す概略断面図である。
【００４５】
フレキシブル配線基板５１は、耐熱性の非熱可塑性樹脂（本実施形態では非熱可塑性のポリイミド）からなる絶縁基材を主体として形成されている。なお、フレキシブル配線基板５１のガラス転移温度（Ｔｇ）は、２７０℃であって、配線基板１２を形成する際の加熱温度よりも高くなっている。また、耐熱性（長期耐熱性）は３００℃，３０分であって、はんだ耐熱性は３００℃，１８０秒である。
【００４６】
また、フレキシブル配線基板５１は、基板上面５２（基板第２主面）及び基板下面５３（基板第１主面）を有している。基板上面５２には、基板平面方向に延びる上面側配線層５４（導体パターン）が形成され、基板下面５３には、同じく基板平面方向に延びる下面側配線層５５（表面導体、導体パターン）が形成されている。また、フレキシブル配線基板５１には、基板上面５２及び基板下面５３を貫通する複数のビア導体５７が設けられている。各ビア導体５７の上端面は上面側配線層５４に電気的に接続され、各ビア導体５７の下端面は下面側配線層５５に電気的に接続されている。これにより、上面側配線層５４及び下面側配線層５５はビア導体５７と導通するようになっている。
【００４７】
図１，図２に示されるように、前記接着シート６１は、フレキシブル配線基板５１の基板下面５３側を覆っている。よって、接着シート６１は、下面側配線層５５を埃や水分から保護している。このため、接着シート６１は、フレキシブル配線基板５１のカバーレイとしても機能している。なお、接着シート６１は、フレキシブル配線基板５１とセラミックキャパシタ１３１とを接着する機能を有している。
【００４８】
図１，図２に示されるように、接着シート６１は、耐熱性の熱可塑性樹脂からなる絶縁基材を主体として形成されている。本実施形態において、かかる絶縁基材は、熱可塑性ポリイミド（三井化学株式会社製  ＡＵＲＵＭ）によって形成されている。また、接着シート６１は、上面側配線層５４や下面側配線層５５よりも肉厚に形成されており、厚さ１０〜３０μｍ程度に設定されている。なお、接着シート６１のガラス転移温度（Ｔｇ）は２５０℃であり、フレキシブル配線基板５１のガラス転移温度よりも低くなっている。接着シート６１を構成する接着シート本体６３は、シート上面６４（シート第２主面）及びシート下面６５（シート第１主面）を有している。シート上面６４は、フレキシブル配線基板５１の基板下面５３に接着し、シート下面６５は、セラミックキャパシタ１３１のキャパシタ上面２３に接着している。また、接着シート６１には、シート上面６４及びシート下面６５を導通する複数のビア孔６６（図７参照）が格子状に形成されている。そして、かかるビア孔６６内には、表面に銀をコートした銅粉を含む導電ペーストの充填により形成された導体柱６２が設けられている。なお、本実施形態の接着シート６１は、シート平面方向に延びる導体パターンを有していない。
【００４９】
図１，図２に示されるように、接着シート６１において、各導体柱６２の上端面は、フレキシブル配線基板５１の下面側配線層５５に電気的に接続されている。一方、各導体柱６２の下端面は、セラミックキャパシタ１３１の外部端子電極４１に電気的に接続されている。
【００５０】
図１，図２，図５に示されるセラミックキャパシタ１３１は、縦６．０ｍｍ×横６．０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍの略矩形平板状であり、いわゆるビアアレイタイプの積層セラミックキャパシタである。セラミックキャパシタ１３１は、キャパシタ上面２３（キャパシタ主面）及びキャパシタ下面２４（キャパシタ裏面）を有する板状物である。キャパシタ上面２３は、接着シート６１に面接触しており、接着シート６１を介して基板下面５３側に接着されている。即ち、セラミックキャパシタ１３１は、接着シート６１を介してフレキシブル配線基板５１に接着されている。セラミックキャパシタ１３１は、多数のセラミック誘電体層１３２と多数の内部電極層１４１，１４２とを交互に積層した構造を有している。セラミック誘電体層１３２は、高誘電率セラミックの一種であるチタン酸バリウムの焼結体からなり、内部電極層１４１，１４２間の誘電体（絶縁体）として機能する。セラミック誘電体層１３２の厚さは５μｍ程度に設定されている。セラミック誘電体層１３２の平面方向における熱膨張係数は８．３〜１１．６ｐｐｍ／℃であり、例えば、３０〜３００℃の熱膨張係数は１０．２ｐｐｍ／℃である。また、セラミック誘電体層１３２のヤング率は１０７．５ＧＰａである。よって、本実施形態のセラミックキャパシタ１３１は、比較的高い剛性を有している。また、内部電極層１４１，１４２は、いずれもニッケルを主成分として形成された厚さ１．５μｍ〜１．８μｍ程度の層であって、セラミックキャパシタ１３１の内部において一層おきに配置されている。なお、本実施形態において、寸法、ヤング率、熱膨張係数が異なるセラミックキャパシタ１３１を使用してもよい。例えば、寸法が縦１．０ｃｍ×横１．０ｃｍ×厚さ０．５ｍｍ、セラミック誘電体層１３２の平面方向における熱膨張係数が９．２〜１１．６ｐｐｍ／℃、ヤング率が１０７．０ＧＰａのセラミックキャパシタ１３１を使用してもよい。
【００５１】
図１，図２，図５に示されるように、セラミックキャパシタ１３１には、内径が約１００μｍのビア孔１４３が多数形成されている。各ビア孔１４３内には、キャパシタ上面２３及びキャパシタ下面２４間を貫通する複数のビア導体１３４，１３７が、ニッケルを主材料として形成されている。これらのビア導体１３４，１３７は、キャパシタ上面２３及びキャパシタ下面２４の全面に亘って格子状（アレイ状）に配置されている。各ビア導体１３４は、各内部電極層１４１を貫通しており、それら同士を互いに電気的に接続している。一方、図４等に示されるように、各ビア導体１３４は、各内部電極層１４２に設けられたクリアランスホール１４４を貫通することにより、各内部電極層１４２とは電気的に絶縁されている。各ビア導体１３７は、各内部電極層１４２を貫通しており、それら同士を互いに電気的に接続している。一方、図３等に示されるように、各ビア導体１３７は、内部電極層１４１に設けられたクリアランスホール１４５を貫通することにより、内部電極層１４１とは電気的に絶縁されている。
【００５２】
また、各ビア導体１３４，１３７の上端面には、複数の外部端子電極４１（接続端子）がそれぞれ設けられている。各外部端子電極４１は、キャパシタ上面２３上の全体に亘ってアレイ状に配置されている。外部端子電極４１の数は、１９６個であり、ビア導体１３４，１３７の数と等しくなっている。隣接する外部端子電極４１間の中心間距離（ピッチ）は、約３００μｍに設定されており、隣接するビア導体１３４，１３７間のピッチと等しくなっている。なお、本実施形態において、外部端子電極４１間のピッチは、セラミックキャパシタ１３１の縦方向（図１では紙面厚さ方向）においても横方向（図１では左右方向）においても等しくなっている。また、外部端子電極４１の最大径は、外部端子電極４１間のピッチよりもやや小さく設定されており、具体的には約２００μｍに設定されている。外部端子電極４１は、フレキシブル配線基板５１が有する上面側配線層５４に対して、導体柱６２、下面側配線層５５及びビア導体５７を介して電気的に接続される。
【００５３】
一方、各ビア導体１３４，１３７の下端面には、マザーボード８１の端子８２との電気的な接続を図るための複数のはんだバンプ４９（接続端子）が格子状に配設されている。各はんだバンプ４９は、キャパシタ下面２４上の全体に亘ってアレイ状に配置されている。はんだバンプ４９の数は、６４個であり、ビア導体１３４，１３７の数及び外部端子電極４１の数よりも少なくなっている。隣接するはんだバンプ４９間の中心間距離（ピッチ）は、隣接するビア導体１３４，１３７間のピッチ及び隣接する外部端子電極４１間のピッチと等しくなっている。また、はんだバンプ４９の最大径は、はんだバンプ４９間のピッチよりも小さく設定されており、具体的には約２００μｍに設定されている。各はんだバンプ４９は、各ビア導体１３４，１３７を介して各外部端子電極４１と導通している。はんだバンプ４９は、９０Ｐｂ／１０Ｓｎという組成の錫鉛はんだからなっている。
【００５４】
そして、各はんだバンプ４９により、図１に示されるＩＣチップ付き配線基板１１はマザーボード８１上に実装される。なお、ＩＣチップ付き配線基板１１は、配線基板１２及びモジュール配線基板９１（機能モジュール）からなるＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）である。ＩＣチップ付き配線基板１１の形態は、ＢＧＡのみに限定されず、例えばＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）やＰＧＡ（ピングリッドアレイ）等であってもよい。
【００５５】
そして、マザーボード８１側からはんだバンプ４９を介して通電を行い、各内部電極層１４１−内部電極層１４２間に電圧を加えると、例えば内部電極層１４１にプラスの電荷が蓄積し、内部電極層１４２にマイナスの電荷が蓄積する。その結果、セラミックキャパシタ１３１がキャパシタとして機能する。本実施形態において、このセラミックキャパシタ１３１は、ノイズを除去してＩＣチップ２１に供給すべき電源を安定化させる機能を有しており、ＩＣチップ２１の動作性向上に関与している。
【００５６】
図１，図２に示されるように、フレキシブル配線基板５１の基板上面５２における所定領域（具体的にはセラミックキャパシタ１３１の真上の領域）には、素子搭載領域５０が設定されている。この素子搭載領域５０内には、フリップチップ接続パッドからなる複数の表面端子部５６が設定されている。各表面端子部５６は、上面側配線層５４の一部を構成している。各表面端子部５６は、基板上面５２においてセラミックキャパシタ１３１の存在部分に対応した領域に配置されている。各表面端子部５６の一部は、接着シート６１内の導体柱６２を介してセラミックキャパシタ１３１の外部端子電極４１に対して電気的に接続されている。各表面端子部５６は、ＭＰＵとしての機能を有するＩＣチップ２１に設けられたバンプ状の面接続端子２２と電気的に接続されている。本実施形態のＩＣチップ２１は、縦４．０ｍｍ×横４．０ｍｍ×厚さ０．７ｍｍの矩形平板状であって、シリコンからなる。即ち、ＩＣチップ２１（素子搭載領域５０）の面積は、セラミックキャパシタ１３１のキャパシタ上面２３の面積の４分の１程度の大きさに設定されている。かかるＩＣチップ２１の下面側表層には、図示しない回路素子が形成されている。また、ＩＣチップ２１の下面側には、複数の面接続端子２２（端子）が格子状に設けられている。
【００５７】
また、フレキシブル配線基板５１は、配線基板１２の平面方向に張り出した部分（張出部５８）を有している。この張出部５８の下面側において接着シート６１のシート下面６５に対応した領域には、下面側配線層５５の一部が配置されたモジュール搭載部９０が設定されている。このようなモジュール搭載部９０には、前記モジュール配線基板９１が接合されている。本実施形態において、モジュール配線基板９１は、電源電圧を制御する機能を有する電源モジュールとして成立している。この電源モジュールは、複数種類の電子部品９２を含んで構成された回路からなっている。詳述すると、モジュール配線基板９１は、上面９３及び下面９４を有する基板本体９５を有している。本実施形態においてこの基板本体９５は、エポキシ樹脂からなる樹脂製基板である。基板本体９５には、モジュール配線基板９１の厚さ方向に延びる複数のビア孔（貫通孔）が格子状に形成されており、それらビア孔内に銅めっきからなる導体柱９６が設けられている。下面９４において各々の導体柱９６の下端面がある位置には、下面側パッド９９が配置されている。各下面側パッド９９は、電子部品９２側に設けられたバンプ状の面接続端子９８に対して接続されている。なお、電子部品９２は、チップトランジスタやチップ抵抗などの部品である。一方、上面９３において各々の導体柱９６の上端面がある位置には、上面側パッド９７（接続用端子）が配置されている。
【００５８】
また、モジュール配線基板９１は、前記接着シート６１を介して前記フレキシブル配線基板５１の基板下面５３側に接合されている。なお、モジュール配線基板９１は、接着シート６１を介してフレキシブル配線基板５１の基板上面５２側に接合されていてもよい。図１に示されるように、基板本体９５の上面側パッド９７は、接着シート６１内の導体柱６２を介してフレキシブル配線基板５１の下面側配線層５５に電気的に接続されている。
【００５９】
その結果、下面側パッド９９〜導体柱９６〜上面側パッド９７〜導体柱６２という経路（またはこれと逆の経路）を経て電流が流れるようになっている。従って、このような構造のＩＣチップ付き配線基板１１では、基板本体９５の導体柱９６を介して、フレキシブル配線基板５１側と電子部品９２側とが電気的に接続される。ゆえに、モジュール配線基板９１を介して、フレキシブル配線基板５１−電子部品９２間で信号の入出力が行われるようになっている。
【００６０】
従って、このような構造のＩＣチップ付き配線基板１１では、素子搭載領域５０にＩＣチップ２１を実装した場合に、ＩＣチップ２１の面接続端子２２が、上面側配線層５４（フリップチップ接続パッド）を介して、フレキシブル配線基板５１のビア導体５７に電気的に接続される。ゆえに、配線基板１２−ＩＣチップ２１間で信号の入出力が行われるとともに、ＩＣチップ２１をＭＰＵとして動作させるための電源が供給されるようになっている。
【００６１】
次に、上記のＩＣチップ付き配線基板１１を製造する手順について説明する。
【００６２】
まず、個別作製工程を実施して、セラミックキャパシタ１３１、フレキシブル配線基板５１及び接着シート６１を個別に作製する。個別作製工程におけるセラミックキャパシタ１３１の作製は、基本的には従来周知の手法によって行われる。具体的には、積層体形成工程を実施して、内部電極が印刷された複数枚の誘電体グリーンシートを積層する。そして、従来周知のラミネート装置を用いて、所定温度条件下でシート積層方向に押圧力を付与することにより、各誘電体グリーンシートを圧着して一体化させる。その結果、厚さ１ｍｍ程度のグリーンシート積層体が得られる。本実施形態では、積層圧着時の温度を６０℃〜８０℃に設定し、押圧力を３００ｋｇ／ｃｍ２〜１０００ｋｇ／ｃｍ２に設定することとしている。また、積層数を１００層〜１２０層程度に設定している。積層数については、要求されるスペック等に応じて任意に変更可能である。
【００６３】
次に、レーザー加工機を用いてレーザービームを照射することにより、グリーンシート積層体に直径約１２０μｍのビア孔１４３を多数個貫通形成する。さらに、ペースト圧入充填装置を用いて、ビア孔１４３内にビア導体用ニッケルペーストを充填し、ビア導体１３４，１３７を形成する。
【００６４】
そして、グリーンシート積層体を脱脂し、さらに所定温度で所定時間焼成を行う。その結果、チタン酸バリウム及びペースト中のニッケルが同時焼結し、セラミック焼結体となる。そして、セラミック焼結体をブレークすれば、セラミックキャパシタ１３１を得ることができる。
【００６５】
また、個別作製工程におけるフレキシブル配線基板５１の作製も、基本的には従来周知の手法によって行われる。即ち、銅張積層板に対してメカニカルドリル、ＹＡＧレーザーまたは炭酸ガスレーザーを用いて孔あけ加工を行い、銅張積層板を貫通するビア孔（図示略）を所定位置にあらかじめ形成しておく。そして、従来公知の手法に従って無電解銅めっき及び電解銅めっきを行うことでビア孔内にビア導体５７を形成する。さらに、銅張積層板の両面のエッチングを行って上面側配線層５４及び下面側配線層５５を形成する。その結果、フレキシブル配線基板５１を得る。
【００６６】
さらに、個別作製工程において接着シート６１を作製する。具体的には、接着シート６１となる接着性有機材料シート６０（図７参照）に対してメカニカルドリル、ＹＡＧレーザー、ＣＯ２レーザー、パンチング装置等を用いて孔あけ加工を行い、接着性有機材料シート６０を貫通するビア孔６６（図８参照）を所定位置にあらかじめ形成しておく（ビア孔形成工程）。なお、ビア孔６６は、上側開口部の直径が約１１７μｍとなり、下側開口部の直径が約１１３μｍとなる。
【００６７】
次に、従来周知の印刷法により、導電ペーストをビア孔６６に充填し導体柱６２を形成する。具体的には、接着性有機材料シート６０を支持台（図示略）に載置する。次に、ビア孔６６に対応した位置に開口部を有する印刷マスクを用い、印圧を２ｋｇｆ／ｃｍ２、印刷スピードを５０ｍｍ／ｓｅｃに設定して、表面に銀をコートした銅粉を含む導電ペーストを印刷し、ペースト充填層を形成する。そして、印刷装置から取り外した後、導電ペーストを加熱して溶剤等を蒸発させ、固形化させる。次いで、１００℃程度の温度で約３０分間加熱して仮硬化を行う。これにより、導電ペーストからなる導体柱６２が少しだけ硬化し、接着シート６１が完成する。その結果、ビア孔６６内に導体柱６２が形成される（導体柱形成工程）。このとき、導体柱６２の先端部分が、接着性有機材料シート６０の上面から突出する（図９参照）。このような構造にすれば、接着シート６１及びフレキシブル配線基板５１を接合する際に、導体柱６２の上端部分とフレキシブル配線基板５１の下面側配線層５５とが圧接する。よって、例えば先端部分がフラットである場合に比べて他基板の導体部との接合強度が高くなり、接続信頼性の向上が図りやすくなる。
【００６８】
また、モジュール配線基板９１（基板本体９５）の作製も、基本的には従来周知の手法によって行われる。即ち、銅張積層板に対してメカニカルドリルを用いて孔あけ加工を行い、銅張積層板を貫通するビア孔（図示略）を所定位置にあらかじめ形成しておく。なお、銅張積層板に対してＹＡＧレーザーまたは炭酸ガスレーザーを用いてレーザー孔あけ加工を行うことで、ビア孔を形成してもよい。そして、従来公知の手法に従って無電解銅めっき及び電解銅めっきを行い、ビア孔内に導体柱９６を形成する。さらに、銅張積層板の両面の銅箔のエッチングを行って上面側パッド９７及び下面側パッド９９を例えばサブトラクティブ法によって形成する。具体的には、無電解銅めっきの後、この無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施す。さらにドライフィルムをラミネートし、同ドライフィルムに対して露光及び現像を行うことにより、ドライフィルムを所定パターンに形成する。この状態で、不要な電解銅めっき層、無電解銅めっき層及び銅箔をエッチングで除去する。その後、ドライフィルムを剥離することにより、基板本体９５を得る。なお、上面側パッド９７及び下面側パッド９９を、セミアディティブ法によって形成してもよい。具体的には、無電解銅めっきの後、露光及び現像を行って所定パターンのめっきレジストを形成する。この状態で無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施した後、まずレジストを溶解除去して、さらに不要な無電解銅めっき層及び銅箔をエッチングで除去する。その結果、基板本体９５を得る。
【００６９】
次に、電気検査工程（個別検査工程）を実施し、完成したセラミックキャパシタ１３１、フレキシブル配線基板５１及び接着シート６１に対する電気検査を個別に行う。それとともに、完成したモジュール配線基板９１に対する電気検査も行う。なお、本実施形態における電気検査とは、例えば、インサーキットテスタを用いて行う一般的なインサーキットテストを指す。さらに、完成したセラミックキャパシタ１３１、フレキシブル配線基板５１、接着シート６１及びモジュール配線基板９１に対し、この時点で併せて外観検査を個別に行ってもよい。このとき、不良品を発見した場合には、その不良品を事前に除去する。そして、電気検査や外観検査に合格したセラミックキャパシタ１３１、フレキシブル配線基板５１、接着シート６１及びモジュール配線基板９１のみを用いて位置決め工程（第１位置決め工程、第２位置決め工程）以降の工程を行う。従って、ＩＣチップ付き配線基板１１が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【００７０】
そして、第１位置決め工程では、まず、平板状の下治具１０１上に、フレキシブル配線基板５１、接着シート６１、セラミックキャパシタ１３１を順番に重ねる。そして、下治具１０１の上にスペーサ１０２を載置する。なお、スペーサ１０２の板厚の最大値は、フレキシブル配線基板５１とセラミックキャパシタ１３１と接着シート６１とからなる積層物の高さと略等しくなっている。また、スペーサ１０２には、下治具１０１に突設された複数の位置決めピン１０５が挿通される。このため、スペーサ１０２及び積層物の平面方向への位置ずれが防止される。その後、接着シート６１及びスペーサ１０２上に平板状の上治具１０４を載置する（図１０参照）。なお、下治具１０１は、同下治具１０１の下面側に、クッション材１０３を貼り付けた構造となっている。従って、フレキシブル配線基板５１から突出する上面側配線層５４は、弾性体であるクッション材１０３に接触するようになっている。このとき、クッション材１０３は弾性変形してフレキシブル配線基板５１側の凹凸形状に追従する。これにより、接着シート６１に対して均等に押圧力を付加することができる。なお、上記のような治具を用いて位置決めを行う代わりに、基板などの位置を検出する画像認識装置を有する、いわゆるダイマウンタ装置を用いて位置決めを行うことも可能である。
【００７１】
そして次に、下記の要領で第１接合工程（接合工程）を実施する。本実施形態において具体的には、２０Ｔｏｒｒ（≒２６６６Ｐａ）以下の真空下で２６０℃以上の温度となるように加熱を行いながら積層方向（接合方向）に押圧力（４ＭＰａ）を加える（真空熱プレス）。これに伴い、フレキシブル配線基板５１、セラミックキャパシタ１３１及び接着シート６１が積層方向に沿って押圧されるとともに、熱により接着シート６１の可塑性が大きくなる。そして、フレキシブル配線基板５１の基板下面５３上に、接着シート６１を介してセラミックキャパシタ１３１が接着（熱圧着）される。この際、フレキシブル配線基板５１の下面側配線層５５が接着シート６１の導体柱６２に圧接するとともに、セラミックキャパシタ１３１の外部端子電極４１が導体柱６２に圧接する。よって、セラミックキャパシタ１３１の外部端子電極４１とフレキシブル配線基板５１の表面端子部５６とが、接着シート６１内の導体柱６２を介して互いに電気的に接続され、配線基板１２が形成される。即ち、フレキシブル配線基板５１、セラミックキャパシタ１３１及び接着シート６１の接合は真空雰囲気下での接合となるため、エアの巻き込みによるボイドの発生を効果的に抑制できる。
【００７２】
次に、下記の要領で第２位置決め工程及び第２接合工程を実施する。なお、第２位置決め工程及び第２接合工程は、第１位置決め工程及び第１接合工程の前に行ってもよい。また、第１位置決め工程及び第１接合工程と同時に行うようにすれば、工数が少なくなり、確実に低コスト化を達成することができる。
【００７３】
第２位置決め工程では、まず、平板状の下治具１５１上に、フレキシブル配線基板５１及び接着シート６１を載置する。このとき、接着シート６１が上側となるように載置する。この場合、フレキシブル配線基板５１の外周部分には、下治具１５１に突設された複数の位置決めピン１５５が挿通される。これにより、フレキシブル配線基板５１の平面方向への位置ずれが防止される。次に、フレキシブル配線基板５１上に基板本体９５を載置する。このとき、互いに対向したフレキシブル配線基板５１の上面側配線層５４と、基板本体９５の下面側パッド９９との間に、接着シート６１が位置するようになる。そして、下治具１５１の上にスペーサ１５２を載置する。なお、スペーサ１５２の板厚は、基板本体９５の高さと略等しくなっている。また、スペーサ１５２には複数の位置決めピン１５５が挿通されている。このため、基板本体９５の平面方向への位置ずれが防止される。その後、基板本体９５及びスペーサ１５２上に平板状の上治具１５４を載置する（図１１参照）。
【００７４】
そして次に、第２接合工程を実施する。本実施形態において具体的には、２０Ｔｏｒｒ（≒２６６６Ｐａ）以下の真空下で２６０℃以上の温度となるように加熱を行いながら積層方向に押圧力（４ＭＰａ）を加える（真空熱プレス）。これに伴い、基板本体９５がフレキシブル配線基板５１側に押圧されるとともに、熱により接着シート６１の可塑性が大きくなる。そして、このような状態の接着シート６１を介して、フレキシブル配線基板５１の基板下面５３側に対して基板本体９５が接合（熱圧着）される。この際、接着シート６１の導体柱６２と基板本体９５の上面側パッド９７とが圧接する。よって、基板本体９５の導体柱９６とフレキシブル配線基板５１の下面側配線層５５とが、接着シート６１内の導体柱６２を介して互いに電気的に接続される。即ち、フレキシブル配線基板５１に対する基板本体９５の接合は真空雰囲気下での接合となるため、エアの巻き込みによるボイドの発生を効果的に抑制できる。
【００７５】
なお、上記の上治具１５４は、同上治具１５４の下面側に、クッション材１５３を貼り付けた構造となっている。従って、基板本体９５の下面９４に突出する下面側パッド９９は、弾性体であるクッション材１５３に接触するようになっている。このとき、クッション材１５３は弾性変形して基板本体９５側の凹凸形状に追従する。これにより、基板本体９５に対して均等に押圧力を付加することができる。
【００７６】
次に、セラミックキャパシタ１３１のキャパシタ下面２４に対するはんだペースト印刷を行い、はんだバンプ４９を形成する。このようにすれば、第１接合工程を実施する際にはんだバンプ４９が邪魔にならなくて済む。また、前記第１接合工程後にはんだバンプ形成を行うと、前記第１接合工程前にはんだバンプ形成を行う場合とは異なり、はんだバンプ４９が２６０℃以上の高温に遭遇しにくくなる。従って、必ずしも高融点はんだを選択しなくてもよくなり、はんだ材料の選択の自由度が大きくなる。
【００７７】
もっとも、接着シート６１を作製する時点で、はんだバンプ４９を同時に形成し、その後で第１接合工程を実施するようにしてもよい。このようにすれば、電気検査工程にて接着シート６１を検査する際に、はんだバンプ４９も含めて検査できるため、はんだバンプ４９に不良が生じた状態でＩＣチップ付き配線基板１１が製造されることを防止できる。
【００７８】
また、基板本体９５の下面９４側に複数の電子部品９２を載置する。このとき、電子部品９２側の面接続端子９８と、基板本体９５側の下面側パッド９９とを位置合わせするようにする。そして、加熱して各面接続端子９８をリフローすることにより、面接続端子９８と下面側パッド９９とを接合する。
【００７９】
その後、フレキシブル配線基板５１の表面端子部５６にＩＣチップ２１を載置する。このとき、ＩＣチップ２１側の面接続端子２２と、フレキシブル配線基板５１側の上面側配線層５４とを位置合わせするようにする。そして、加熱して各面接続端子２２をリフローすることにより、面接続端子２２と上面側配線層５４とを接合する。するとこの段階で、複数の機能が集積してシステム化されたＩＣチップ付き配線基板１１（いわゆるシステム・イン・パッケージ:ＳＩＰ）が完成する。
【００８０】
さらに、セラミックキャパシタ１３１のはんだバンプ４９と、マザーボード８１側の端子８２とを位置合わせして、マザーボード８１上にＩＣチップ付き配線基板１１を載置する。そして、加熱して各はんだバンプ４９をリフローすることにより、はんだバンプ４９と端子８２とを接合する。これにより、ＩＣチップ付き配線基板１１がマザーボード８１上に搭載される。
【００８１】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００８２】
（１）本実施形態のＩＣチップ付き配線基板１１では、フレキシブル配線基板５１が、略矩形平板状のセラミックキャパシタ１３１が接着されることによって補強される。しかも、複数の外部端子電極４１がキャパシタ上面２３上においてアレイ状に配置、即ちキャパシタ上面２３上において均等に配置され、それらがフレキシブル配線基板５１の下面側配線層５５に接続されることによっても補強される。これらのことにより、フレキシブル配線基板５１の強度が、素子搭載領域５０において均一となる。よって、フレキシブル配線基板５１が変形して凹凸を生じにくくなるため、素子搭載領域５０内のコプラナリティが高くなる。その結果、ＩＣチップ２１の有する面接続端子２２と素子搭載領域５０の有する表面端子部５６との接続不良が生じにくくなり、高い接続信頼性を得ることができる。
【００８３】
また、ＩＣチップ２１は、基板上面５２に設定された素子搭載領域５０上に搭載されているため、配線基板１２の外側に露出している。このため、ＩＣチップ２１から生じた熱が配線基板１２の外部に放散されやすくなる。よって、熱の影響による配線基板１２の塑性変形が防止される。従って、寸法安定性の高い配線基板１２を得ることができる。
【００８４】
（２）本実施形態のセラミックキャパシタ１３１は、接着シート６１を介してフレキシブル配線基板５１に接合されており、外側に露出している。よって、例えばフレキシブル配線基板５１及び接着シート６１からなる積層体にセラミックキャパシタ１３１が埋設される場合に比べて、セラミックキャパシタ１３１を放熱板として機能させやすくなる。ゆえに、セラミックキャパシタ１３１からの熱の影響によるフレキシブル配線基板５１及び接着シート６１の塑性変形が防止される。このため、寸法安定性の高い配線基板１２を得ることができる。また、セラミックキャパシタ１３１が外側に露出しているため、セラミックキャパシタ１３１の大型化、高機能化などが容易になる。
【００８５】
（３）本実施形態のフレキシブル配線基板５１及びセラミックキャパシタ１３１は、接着シート６１を介して接着されている。このため、キャパシタ上面２３が有する外部端子電極４１がシート下面６５に接触した際に、シート下面６５をキャパシタ上面２３側の凹凸形状に追従させることができるため、接着シート６１のシート上面６４に凹凸が生じにくくなる。よって、密着性が高くなるとともに、シート上面６４のコプラナリティが高くなる。ゆえに、フレキシブル配線基板５１の素子搭載領域５０のコプラナリティがより高くなる。
【００８６】
（４）本実施形態のＩＣチップ付き配線基板１１は、配線基板１２に加えてモジュール配線基板９１を有するため、モジュール配線基板９１を有しない場合に比べて、多機能化を図ることができる。ゆえに、１つのシステム化されたＩＣチップ付き配線基板１１（いわゆるシステム・イン・パッケージ:ＳＩＰ）を実現しやすくなり、付加価値も高くなる。
【００８７】
（５）本実施形態のフレキシブル配線基板５１は、基板上面５２及び基板下面５３の両方に導体パターン（上面側配線層５４、下面側配線層５５）が形成されている。このため、導体パターンが何ら形成されていない接着シート６１を用いたとしても、多くの回路を内部に構成すること等が可能となり、付加価値を高めることができる。
【００８８】
（６）本実施形態の接着シート６１は、熱可塑性樹脂（熱可塑性ポリイミド）からなる絶縁基材を主体として形成されている。よって、例えば、フレキシブル配線基板５１及び接着シート６１が互いに位置ずれした状態で接合されたとしても、接着シート６１を再度加熱すれば、フレキシブル配線基板５１から接着シート６１を剥離できる。このため、フレキシブル配線基板５１及び接着シート６１を容易に接合し直すことが可能となる。同様に、セラミックキャパシタ１３１及び接着シート６１が互いに位置ずれした状態で接合されたとしても、接着シート６１を再度加熱すれば、フレキシブル配線基板５１から接着シート６１を剥離できる。このため、セラミックキャパシタ１３１及び接着シート６１を容易に接合し直すことが可能となる。さらに、フレキシブル配線基板５１に基板本体９５が位置ずれした状態で接合されたとしても、接着シート６１を再度加熱すれば、基板本体９５を接着シート６１から剥離できる。このため、フレキシブル配線基板５１に基板本体９５を容易に接合し直すことが可能となる。
【００８９】
（７）本実施形態の製造方法では、配線基板１２を形成する前に、個別作製工程にてセラミックキャパシタ１３１とフレキシブル配線基板５１と接着シート６１を個別に作製するため、これらの電気検査を個別に行うことができる。よって、接合前に不良品を発見してそれを事前に除去できるため、電気検査に合格したセラミックキャパシタ１３１、フレキシブル配線基板５１及び接着シート６１のみを接合して配線基板１２を形成することができる。従って、配線基板１２が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【００９０】
（８）本実施形態の製造方法では、フレキシブル配線基板５１の素子搭載領域５０にＩＣチップ２１を実装する前の時点で第１接合工程を実施しているため、上治具１０４の荷重がＩＣチップ２１に加わることがない。ゆえに、ＩＣチップ２１のクラックの発生を確実に防止することができる。また、本実施形態では、基板本体９５の上面側パッド９７に電子部品９２を実装する前の時点で第２接合工程を実施しているため、上治具１５４の荷重が電子部品９２に加わることがない。ゆえに、電子部品９２のクラックの発生を確実に防止することができる。
【００９１】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００９２】
・上記実施形態では、セラミックキャパシタ１３１は、１枚のフレキシブル配線基板５１と１枚の接着シート６１とを介してＩＣチップ２１に対して電気的に接続されていた。しかし、セラミックキャパシタ１３１を、複数枚のフレキシブル配線基板５１と複数枚の接着シート６１を介してＩＣチップ２１に対して電気的に接続してもよい。例えば図１２に示されるように、セラミックキャパシタ１３１を、２枚のフレキシブル配線基板５１と２枚の接着シート６１とを介してＩＣチップ２１に接続してもよい。このようにすれば、フレキシブル配線基板５１が１層しかない場合に比べて、さらに多くの回路を内部に構成すること等が可能となり、付加価値を高めることができる。
【００９３】
また、図１２のフレキシブル配線基板５１及び接着シート６１を延長し、その延長部分を例えば下側に折り返してもよい。そして、その延長部分を、セラミックキャパシタ１３１のキャパシタ下面２４側に接着してもよい。このようにすれば、セラミックキャパシタ１３１が、２枚のフレキシブル配線基板５１及び２枚の接着シート６１からなる積層部に埋設される。
【００９４】
・上記実施形態では、外部端子電極４１がキャパシタ上面２３上の接続端子となっており、はんだバンプ４９がキャパシタ下面２４上の接続端子となっていた。しかし、例えば図１２に示されるように、ビア導体１３４，１３７の上端部分及び下端部分を、キャパシタ上面２３上及びキャパシタ下面２４上の接続端子としてもよい。
【００９５】
次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００９６】
（１）基板第１主面及び基板第２主面を有するフレキシブル基板と、キャパシタ主面を有し、前記キャパシタ主面上にアレイ状に配置された複数の接続端子を有し、前記キャパシタ主面が前記基板第１主面側に接着された略平板状のキャパシタとを備え、前記フレキシブル基板は、前記基板第２主面において前記キャパシタの存在部分に対応した領域に設定され、半導体回路素子が搭載可能な素子搭載領域と、前記素子搭載領域内に形成され、前記半導体回路素子の有する複数の端子が接続可能な複数の表面端子部とを有していることを特徴とする配線基板。
【００９７】
（２）基板第１主面及び基板第２主面を有するフレキシブル基板と、キャパシタ主面を有し、前記キャパシタ主面上にアレイ状に配置された複数の接続端子を有し、前記キャパシタ主面が前記基板第１主面側に接着された略平板状のキャパシタとを備え、前記フレキシブル基板は、前記基板第２主面において前記キャパシタの存在部分に対応した領域に、複数の表面端子部を有しており、前記複数の表面端子部は、基板平面方向に延びる導体パターンの一部を構成していることを特徴とする配線基板。
【００９８】
（３）基板第１主面及び基板第２主面を有する複数のフレキシブル基板と、キャパシタ主面を有し、前記キャパシタ主面上にアレイ状に配置された複数の接続端子を有し、前記キャパシタ主面が前記基板第１主面側に接着された略平板状のキャパシタと、シート第１主面と、シート第２主面と、前記シート第１主面及び前記シート第２主面間を導通する複数の導体柱とを有する複数の接着シートと
を備え、前記キャパシタが、前記複数のフレキシブル基板及び前記複数の接着シートからなる積層部に埋設され、最上層の前記フレキシブル基板は、前記基板第２主面において前記キャパシタの存在部分に対応した領域に、複数の表面端子部を有していることを特徴とする配線基板。
【００９９】
（４）基板第１主面及び基板第２主面を有するフレキシブル基板と、キャパシタ主面を有し、前記キャパシタ主面上にアレイ状に配置された複数の接続端子を有し、前記キャパシタ主面が前記基板第１主面側に接着された略平板状のキャパシタと、複数の端子を有する半導体回路素子とを備え、前記フレキシブル基板は、前記基板第２主面において前記キャパシタの存在部分に対応した領域に素子搭載領域を有し、その素子搭載領域内に複数の表面端子部を有しており、前記素子搭載領域上に搭載された前記半導体回路素子の有する前記複数の端子は、前記複数の表面端子部に接続されており、前記キャパシタ主面の面積が、前記素子搭載領域の面積の１倍以上５倍以下に設定されていることを特徴とする半導体回路素子付き配線基板。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本実施形態において、配線基板などからなるＩＣチップ付き配線基板を示す概略断面図。
【図２】配線基板を示す拡大断面図。
【図３】セラミックキャパシタの内層における接続を説明するための概略説明図。
【図４】セラミックキャパシタの内層における接続を説明するための概略説明図。
【図５】フレキシブル配線基板、セラミックコンデンサ及び接着シートからなる構造体の構成を示す分解断面図。
【図６】フレキシブル配線基板、接着シート及び基板本体からなる構造体の構成を示す分解断面図。
【図７】接着シートの作製過程において、接着性有機材料シートを示す概略断面図。
【図８】接着シートの作製過程において、接着性有機材料シートにビア孔を形成する工程を示す概略断面図。
【図９】接着シートの作製過程において、ビア孔内に導体柱を形成する工程を示す概略断面図。
【図１０】ＩＣチップ付き配線基板の製造過程において、フレキシブル配線基板、セラミックコンデンサ及び接着シートを接合するときの様子を示す概略断面図。
【図１１】ＩＣチップ付き配線基板の製造過程において、フレキシブル配線基板及び基板本体を互いに接合するときの様子を示す概略断面図。
【図１２】他の実施形態におけるＩＣチップ付き配線基板を示す概略断面図。
【図１３】従来技術における配線基板を示す概略断面図。
【符号の説明】
【０１０１】
１１…半導体回路素子付き配線基板としてのＩＣチップ付き配線基板
１２…配線基板
２１…半導体回路素子としてのＩＣチップ
２２…半導体回路素子の有する端子としての面接続端子
２３…キャパシタ主面としてのキャパシタ上面
２４…キャパシタ裏面としてのキャパシタ下面
４１…キャパシタ主面上にある接続端子としての外部端子電極
４９…キャパシタ裏面上にある接続端子としてのはんだバンプ
５０…素子搭載領域
５１…フレキシブル基板としてのフレキシブル配線基板
５２…基板第２主面としての基板上面
５３…基板第１主面としての基板下面
５５…フレキシブル基板の表面導体としての下面側配線層
５６…表面端子部
６０…接着シート用基材としての接着性有機材料シート
６１…接着シート
６２…導体柱
６４…シート第２主面としてのシート上面
６５…シート第１主面としてのシート下面
６６…ビア孔
９０…モジュール搭載部
９１…機能モジュールとしてのモジュール配線基板
９７…機能モジュールの接続用端子としての上面側パッド
１３１…キャパシタとしてのセラミックキャパシタ
１３４，１３７…ビア導体
【図１】
2006310543.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006310543.tif 000006
【図５】
2006310543.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006310543.tif 000009
【図８】
2006310543.tif 000010
【図９】
2006310543.tif 000011
【図１０】
2006310543.tif 000012
【図１１】
2006310543.tif 000013
【図１２】
2006310543.tif 000014
【図１３】
2006310543.tif 000015