(57)【要約】【課題】簡単な工程で配線基板内部に電子部品を内蔵させ且つ単純な工程で層間接続させる。【解決手段】第１基板２の一面に形成された層間接続用の電極パッド１ａ上及び電子部品実装用の電極パッド１ｂ，１ｃ上に、それぞれ半田ペーストを塗布し、層間接続用の電極パッド上に塗布された半田ペースト上に半田ボールを実装すると共に、電子部品実装用の電極パッド上に塗布された半田ペースト上に前記電子部品９を実装する。その後、リフローして半田バンプ１０を形成すると共に電子部品９の実装半田付けを行い、半田バンプ及び電子部品を覆って第１基板の一面上に層間絶縁シート１１を貼付する。そして、半田バンプ上の層間絶縁シートにレーザを照射して半田バンプ上部１０ａを露出させた後、層間絶縁シート上に第２基板１２を積層して、この第２基板に形成された層間接続用の電極パッド１３ａと半田バンプ上部１０ａとを接続する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層を挟んでその両側に積層された第１基板と第２基板との間に電子部品を内蔵すると共に、第１基板及び第２基板の対面する面に形成された層間接続用の電極パッド同士を半田バンプにて接続した部品内蔵プリント配線基板の製造方法において、
前記第１基板の一面に形成された電極パッドのうち、層間接続用の前記電極パッド上及び電子部品実装用の前記電極パッド上に、それぞれ半田ペーストを塗布する工程と、
前記層間接続用の電極パッド上に塗布された半田ペースト上に半田ボールを設けると共に、前記電子部品実装用の電極パッド上に塗布された半田ペースト上に前記電子部品を実装する工程と、
リフローして前記半田ボールを溶かし少なくとも前記電子部品よりも高さの高いあるいは同じ高さの半田バンプを形成すると共に電子部品の実装半田付けを行う工程と、
前記半田バンプ及び前記電子部品を覆って前記第１基板の一面上に層間絶縁シートを貼付する工程と、
前記半田バンプ上の前記層間絶縁シートにレーザを照射して半田バンプ上部を露出させる工程と、
前記層間絶縁シート上に前記第２基板を積層して、この第２基板に形成された層間接続用の電極パッドと前記半田バンプ上部とを接続する工程と、を備えた
ことを特徴とする部品内蔵プリント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、部品内蔵プリント配線基板の製造方法に関し、詳細には、プリント配線基板間に電子部品を内蔵させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプリント配線板における部品内蔵技術は、プリント配線板内部に電子部品を実装するために、基板表面に部品を実装した後、この部品を層間絶縁樹脂によって封止し、その層間絶縁樹脂の上に配線層を形成し、貫通スルーホールやブラインドビアを設けてめっきや導電ペースト等により層間の電気的接続を得るという方法である。
【０００３】
めっきにより層間の導通を図る方法は、スルーホール穴開け、めっき前処理、めっき処理等という多数の製造ステップを経るものであり、半田ペースト或いは導電性金属ペーストを配線の回路形成に用いるものは、一般的なプリント基板製造設備ではなく、特殊な工程や設備を用いる必要がある。
【０００４】
また、プリント配線板内部に電子部品を実装するには、回路層に穴開けしてキャビティーを形成し、そのキャビティーに電子部品を位置合わせして配置した後、その電子部品を覆ってキャビティー内に半田ペースト或いは導電性金属ペーストを印刷又は充填する工程をとっている。
【０００５】
これまでのスルーホール等による層間接続方法並びにキャビティー形成による電子部品の内蔵方法では、何れも多くの製造工程が必要で生産性の面で課題が残る。
【０００６】
そこで、絶縁樹脂シートに形成した貫通穴内に導電性ボールを保持させ、この絶縁樹脂シートを配線基板で挟み、はんだの融点以上に加熱してはんだの接合により両配線基板の導通を図るようにした方法が提案されている（例えば、特許文献１等に記載）。
【０００７】
また、配線基板上に実装された電子部品（半導体チップ）を覆って樹脂フィルムを貼着して埋込絶縁層を形成し、その埋込絶縁層の中に電子部品を埋設すると共に、その埋込絶縁層にレーザでビアホールを形成し導電性ボールを挿入してリフローすることで層間接続する方法が提案されている（例えば、特許文献２等に記載）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２４１７１９号公報
【特許文献２】特開２００７−３０５７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に記載の方法では、絶縁樹脂シートに導電性ボールを保持させるための貫通穴を形成する必要があるため、この導電性ボール保持用の貫通穴を有した絶縁樹脂シートを製造する工程が必要となる。また、特許文献２に記載の方法では、電子部品を埋設した埋込絶縁層にビアホールを形成し、そのビアホール内に導電性ボールを挿入しリフローして層間接続する工程を行うため、やはり製造工程が多く煩雑になるという課題が残る。
【００１０】
そこで、本発明は、簡単な工程で配線基板内部に電子部品を内蔵させ且つ単純な工程で層間接続させることのできる部品内蔵プリント配線基板の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、絶縁層を挟んでその両側に積層された第１基板と第２基板との間に電子部品を内蔵すると共に、第１基板及び第２基板の対面する面に形成された層間接続用の電極パッド同士を半田バンプにて接続した部品内蔵プリント配線基板の製造方法において、前記第１基板の一面に形成された電極パッドのうち、前記層間接続用の電極パッド上及び電子部品実装用の電極パッド上に、それぞれ半田ペーストを塗布する工程と、前記層間接続用の電極パッド上に塗布された半田ペースト上に半田ボールを実装すると共に、前記電子部品実装用の電極パッド上に塗布された半田ペースト上に前記電子部品を実装する工程と、リフローして前記半田ボールを溶かし少なくとも前記電子部品よりも高さの高いあるいは同じ高さの半田バンプを形成すると共に電子部品の実装半田付けを行う工程と、前記半田バンプ及び前記電子部品を覆って前記第１基板の一面上に層間絶縁シートを貼付する工程と、前記半田バンプ上の前記層間絶縁シートにレーザを照射して半田バンプ上部を露出させる工程と、前記層間絶縁シート上に前記第２基板を積層して、この第２基板に形成された層間接続用の電極パッドと前記半田バンプ上部とを接続する工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の部品内蔵プリント配線基板の製造方法によれば、第１基板と第２基板の間に設けた半田バンプにより層間接続を図るため、スルーホールめっき法のように基板にドリル又はレーザで穴開けを行いスルーホール或いはブラインドビアを形成し、電解又は無電解めっきでその穴内部に金属めっきを施して層間接続を行う方法とは異なり、簡単な工程で層間接続をとることができる。
【００１３】
また、本発明の部品内蔵プリント配線基板の製造方法によれば、第１基板の一面上に層間絶縁シートを電子部品を覆って貼付することで配線基板内部に電子部品を内蔵させることができるので、回路層に穴開けしたキャビティー内に電子部品を位置合わせして埋め込み、キャビティー内に半田ペースト或いは導電性金属ペーストを印刷又は充填する必要がなく、製造工程を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の部品内蔵プリント配線基板の製造方法を説明するための図であり、（Ａ）は半田ペーストのスクリーン印刷工程、（Ｂ）は印刷版の剥離工程を示す。
【図２】図２は本発明の部品内蔵プリント配線基板の製造方法を説明するための図であり、（Ａ）は半田ボール及び電子部品の実装前工程、（Ｂ）は半田ボール及び電子部品の実装工程、（Ｃ）は半田付け工程を示す。
【図３】図３は本発明の部品内蔵プリント配線基板の製造方法を説明するための図であり、（Ａ）は層間絶縁シートの貼付け前工程、（Ｂ）は層間絶縁シートの貼付工程、（Ｃ）は半田バンプ上部の露出工程を示す。
【図４】図４は本発明の部品内蔵プリント配線基板の製造方法を説明するための図であり、（Ａ）は第２基板の積層前工程、（Ｂ）は第２基板の積層工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
「部品内蔵プリント配線基板の製造工程説明」
部品内蔵プリント配線基板を製造するには、図１（Ａ）に示すように、電極パッド１（１ａ、１ｂ、１ｃ）が形成された第１基板２の一面２ａにスクリーン印刷用の印刷版３を配置する。前記第１基板２は、電子回路を形成した基板である。この第１基板２には、両方の面２ａ、２ｂにそれぞれ電子回路（図示は省略する）が形成されており、その電子回路の端子部に電極パッド１（１ａ〜１ｅ）が形成されているものとする。積層される側の一面２ａに設けられた３つの電極パッド１ａ、１ｂ、１ｃは、例えば図１（Ａ）の左から順に層間接続用の電極パッド１ａ、電子部品実装用の電極パッド１ｂ、１ｃとされている。
【００１７】
印刷版３には、層間接続用の電極パッド１ａと電子部品実装用の電極パッド１ｂ、１ｃに対応した位置に半田ペーストを印刷するための開口部４が形成されている。この印刷版３は、一般的なスクリーン印刷に使用されるメタルマスクに開口部４を形成したものである。スクリーン印刷は、印刷版３上に供給した半田ペースト５をスキージ６で刷掃することにより、前記開口部４内に半田ペースト５を充填させる。
【００１８】
次に、図１（Ｂ）に示すように、第１基板２から印刷版３を取り外す。その結果、各電極パッド１ａ、１ｂ、１ｃ上には、高さの低い半田ペーストからなる半田バンプ７が形成される。
【００１９】
次に、図２（Ａ）に示すように、層間接続用の半田ボール８と電子部品９を用意する。半田ボール８は、半田を球体形状としたものである。ここで使用する半田ボール８は、後述する絶縁層を挟んでその両側に積層された第１基板２と後述する第２基板１２の層間接続用の半田バンプとなるもので、通常の半田バンプに比べて背丈が高い。
【００２０】
次に、図２（Ｃ）に示すように、リフローして半田バンプ１０を形成すると共に、電子部品９の実装半田付けを行う。リフローすると、半田ボール８が溶けて半田バンプ１０となる。また、電子部品９は、電極パッド１ｂ、１ｃ上に半田接続される。ここで形成される半田バンプ１０は、少なくとも電極パッド１ｂ、１ｃ上に半田接続された電子部品９の高さよりも高いあるいは同じ高さの半田バンプとなる。
【００２１】
次に、図３（Ａ）に示す層間絶縁シート１１を用意する。そして、図３（Ｂ）に示すように、層間絶縁シート１１を、半田バンプ１０及び電子部品９を覆って第１基板２の一面２ａ上に貼付する。層間絶縁シート１１は、例えば接着剤が両面に塗布されたシート状をなす絶縁材料からなる。この層間絶縁シート１１は、前記半田バンプ１０及び電子部品９を覆ってラミネートされる。その結果、半田バンプ１０及び電子部品９は、この層間絶縁シート１１により埋設され、該シートで保護されることになる。なお、層間絶縁シート１１には、例えばプリプレグあるいは接着材（エポキシ）が使用される。また、層間絶縁シート１１の厚みは、電子部品９に対して電子部品が埋まる程度厚くすることが望ましい。
【００２２】
次に、図３（Ｃ）に示すように、前記半田バンプ１０上の層間絶縁シート１１にレーザを照射して半田バンプ上部１０ａを露出させる。
【００２３】
次に、図４（Ａ）に示す第２基板１２を用意する。この第２基板１２の一面１２ａには、層間接続用の電極パッド１３ａが形成されている。また、第２基板１２の他面１２ｂには、別の電子回路部の電極パッド１３ｂ、１３ｃが形成されている。そして、図４（Ｂ）に示すように、第２基板１２を層間絶縁シート１１上に積層して、該第２基板１２に形成された層間接続用の電極パッド１３ａと前記半田バンプ上部１０ａとを接続する。第２基板１２を層間絶縁シート１１上に積層後は、熱プレス或いはリフローやＩＲ炉等で半田付け及び接着剤硬化させる。
【００２４】
その結果、絶縁層を挟んでその両側に積層された第１基板２と第２基板１２との間に電子部品９を内蔵し、第１基板２と第２基板１２の対面する面に形成された層間接続用の電極パッド１ａ、１３ａ同士を半田バンプ１０にて接続させた部品内蔵プリント配線基板が製造される。
【００２５】
「本実施形態の効果」
本実施形態では、第１基板２と第２基板１２の間に設けた半田バンプ１０により層間接続を図るため、スルーホールめっき法のように基板にドリル又はレーザで穴開けを行いスルーホール或いはブラインドビアを形成し、電解又は無電解めっきでその穴内部に金属めっきを施して層間接続を行う方法とは異なり、簡単な工程で層間接続を取ることができる。
【００２６】
また、本実施形態では、層間接続を半田バンプ１０にて行うため、スルーホール或いはブラインドビアへの金属めっきの充填不足の心配がなく、充填のための特殊な装置や工程を無くすことができ、従来の半田印刷設備が使用できる。
【００２７】
また、本実施形態では、層間接続を半田バンプ１０にて行うため、めっきの必要性がないことからめっき厚を考慮する必要がない。これに対して、スルーホールめっきにより積層基板の層間接続をとる方法では、スルーホールのみならず多層板に形成された回路にもめっきされるため、めっき後の回路導体厚を考慮した設計をしなければならない。
【００２８】
また、本実施形態では、層間接続を半田バンプ１０にて行うため、基板の平坦性を考慮したスルーホール内部への空隙封止工程を無くすことができる。これに対して、スルーホールめっきにより積層基板の層間接続をとる方法では、導電性ペースト等で空隙を封止する工程が必要となり、本実施形態に比べて工程数が増えてしまう。
【００２９】
また、本実施形態では、第１基板２の一面２ａ上に層間絶縁シート１１を電子部品９を覆って貼付することで配線基板内部に電子部品９を簡単に内蔵させることができるので、回路層に穴開けしたキャビティー内に電子部品を位置合わせして埋め込む必要が無くなる。また、本実施形態によれば、キャビティー内に半田ペースト或いは導電性金属ペーストを印刷又は充填する必要がないため、製造工程を簡略化することができる。
【００３０】
また、本発明方法により製造された部品内蔵プリント配線基板の上層部に回路形成するには、本発明の工程を繰り返して半田バンプ１０にて電気回路部を簡単に増やすことができる。これにより、ビルドアップ法等による逐次積層、回路形成の必要がなく、工程の簡略化、熱履歴や薬液工程の削減を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、基板間に電子部品を内蔵させ且つ半田バンプにより層間接続を図る部品内蔵プリント配線基板に利用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１（１ａ〜１ｅ）…電極パッド
２…第１基板
２ａ…第１基板の一面
３…印刷版
４…開口部
５…半田ペースト
８…半田ボール
９…電子部品
１０…半田バンプ
１１…層間絶縁シート
１２…第２基板
【図１】
2011003632.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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