(57)【要約】【課題】ビアホールと電子部品の外部電極とを高精度に位置合わせすることができる部品内蔵型基板の製造方法を提供する。【解決手段】本発明による部品内蔵型基板１の製造方法は、外部電極３ａを有するチップ抵抗器３をベース基板２上に搭載する工程と、このチップ抵抗器３を覆うように未硬化状態の樹脂層４を充填する工程と、未硬化の樹脂層４を硬化する工程と、硬化後の樹脂層４に埋設されたチップ抵抗器３の外部電極３ａに含まれる磁性体層１８を磁化する工程と、硬化後の樹脂層４の表面に磁性体７を近づけて磁化された磁性体層１８の位置を検出する工程と、検出された磁性体層１８の位置にビアホール８を形成する工程とを含んでおり、このビアホール８の内部に接続ビア５を形成することにより、樹脂層４の表面の導体パターン６とチップ抵抗器３の外部電極３ａ（２１）とを接続するようにした。【選択図】図３
2015056445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体層が形成された外部電極を有する電子部品をベース基板上に搭載する工程と、
前記ベース基板上に前記電子部品を覆うように未硬化状態の樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層を硬化する工程と、
硬化後の前記樹脂層に埋設された前記電子部品の前記磁性体層を磁化する工程と、
硬化後の前記樹脂層の表面に磁性体を近づけて磁化された前記磁性体層の位置を検出する工程と、
前記磁性体層の検出位置に基づいて前記外部電極と接続されるビアホールを形成する工程と、
を含むことを特徴とする部品内蔵型基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記ビアホールの形成後に前記磁性体層を消磁する工程をさらに備えていることを特徴とする部品内蔵型基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記電子部品がチップ抵抗器であって、このチップ抵抗器が、直方体形状の絶縁性基台と、この絶縁性基台の表面の長手方向両端部に設けられた一対の表面電極と、これら一対の表面電極に接続するように前記絶縁性基台の表面に設けられた抵抗体と、前記絶縁性基台の裏面の長手方向両端部に設けられた一対の裏面電極と、前記表面電極と前記裏面電極を橋絡するように前記絶縁性基台の両端面に跨がって設けられた一対の外部電極とを備えており、これら外部電極の内部に前記磁性体層がそれぞれ形成されていることを特徴とする部品内蔵型基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベース基板上に搭載された電子部品が樹脂層の内部に内蔵されている部品内蔵型基板の製造方法に係り、特に、樹脂層の硬化後に形成されるビアホールを電子部品の外部電極に対して精度良く位置合わせする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の部品内蔵型基板では、ベース基板上に搭載した電子部品を覆うように樹脂層を充填した後、この樹脂層にレーザ光を照射してビアホールを形成し、そのビアホールの内側に銅メッキ等からなる接続ビアを形成することにより、電子部品の外部電極と接続ビアとが接続されるようになっているが、一般的に樹脂層は不透明樹脂を硬化して形成されるため、硬化後の樹脂層を通して電子部品に設けられた外部電極の位置を目視することはできない。そして、ビアホールは硬化後の樹脂層に対して形成されるため、樹脂層の硬化時の収縮により、樹脂層形成前の電子部品の搭載位置に対してビアホールの形成位置がずれてしまうことがあり、その場合はビアホールと電子部品の外部電極とが正しく接続されなくなる。
【０００３】
そこで従来より、ビアホールの形成位置と電子部品の外部電極とが多少ずれても問題ないように、表面電極に比べて裏面電極の面積を大きく設定したチップ抵抗器（電子部品）を予め準備しておき、このチップ抵抗器を表面電極の形成面を下向きにしたフェースダウン実装でベース基板上に搭載した後、ベース基板に樹脂層を流し込んで硬化させてからビアホールを形成するようにした部品内蔵型基板の製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に開示された従来技術では、樹脂層に内蔵されるチップ抵抗器の裏面電極が大きな面積に形成されているため、樹脂層にレーザ光を照射してビアホールを形成する際に、ビアホールの形成位置が正規の位置に対して多少ずれたとしても、ビアホールと外部電極（裏面電極）を確実に接続することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１９９１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、部品内蔵型基板に用いられる電子部品の小型化は促進される傾向にあり、例えば０６０３サイズ（０．６ｍｍ×０．３ｍｍ）と小型のチップ抵抗器になると、外部電極となる裏面電極の面積を大きく形成することに限界があるため、特許文献１に開示された従来技術を採用しても十分な効果を期待することはできなくなる。特に、樹脂層として硬化時の収縮率が大きな絶縁性樹脂（例えばエポキシ系樹脂）を使用した場合、絶縁性樹脂の収縮に伴ってベース基板上における電子部品の搭載位置にずれが生じてしまうため、外部電極の大きさに限界のある小型の電子部品を用いると、ビアホールの僅かな位置ずれによって外部電極との接続が不完全になる虞がある。
【０００７】
また、特許文献１に開示された従来技術では、チップ抵抗器の限られたスペース内で一対の裏面電極の面積を大きく形成しており、それに伴って両裏面電極の間の距離が必然的に狭くなってしまうため、裏面電極の面積を大きくするほど短絡の危険性が高まるという難点があり、部品の製造コストが増大するという問題もあった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、ビアホールと電子部品の外部電極とを高精度に位置合わせすることができる部品内蔵型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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明による部品内蔵型基板の製造方法は、磁性体層が形成された外部電極を有する電子部品をベース基板上に搭載する工程と、前記ベース基板上に前記電子部品を覆うように未硬化状態の樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層を硬化する工程と、硬化後の前記樹脂層に埋設された前記電子部品の前記磁性体層を磁化する工程と、硬化後の前記樹脂層の表面に磁性体を近づけて磁化された前記磁性体層の位置を検出する工程と、前記磁性体層の検出位置に基づいて前記外部電極と接続されるビアホールを形成する工程と、を含むことを特徴としている。
【００１０】
このような工程によって製造された部品内蔵型基板では、チップ抵抗器のように磁性体層が形成された外部電極を有する電子部品をベース基板上に搭載し、この電子部品を覆うように未硬化状態の樹脂層を充填して硬化させた後、外部電極に含まれる磁性体層を着磁（磁化）させた状態で、樹脂層の表面に磁性体を近づけて磁性体層の位置を検出するようにしたので、樹脂層の硬化時の収縮に伴って電子部品の搭載位置がずれても、磁性体を用いて検出した磁性体層の位置（変動位置）に基づいてビアホールと電子部品の外部電極とを高精度に位置合わせすることができる。その際、電子部品の外部電極がＮｉメッキ等からなる磁性体層を含んでいれば、面積の小さな外部電極を有する小型の電子部品であっても、磁性体を用いて磁性体層の位置を正確に検出することができるため、短絡の危険性が少なく製造コストも安い電子部品を用いて部品内蔵型基板を製造することができる。
【００１１】
上記した部品内蔵型基板の製造方法において、外部電極に含まれる磁性体層を磁化した場合の磁力は永久磁石に比べると十分に小さいため、磁性体層を磁化された状態のままにしておいても特に問題はないが、ビアホールの形成後に磁性体層を消磁（脱磁）する工程を付加すると、製品状態で電子部品が磁性体層から磁力の影響を全く受けなくなって好ましい。
【００１２】
また、上記した部品内蔵型基板の製造方法において、樹脂層に内蔵される電子部品の種類や大きさは特に限定されないが、電子部品として用いられるチップ抵抗器が、直方体形状の絶縁性基台と、この絶縁性基台の表面の長手方向両端部に設けられた一対の表面電極と、これら一対の表面電極に接続するように前記絶縁性基台の表面に設けられた抵抗体と、絶縁性基台の裏面の長手方向両端部に設けられた一対の裏面電極と、表面電極と裏面電極を橋絡するように絶縁性基台の両端面に跨がって設けられた一対の外部電極とを備えており、これら外部電極の内部に磁性体層がそれぞれ形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による部品内蔵型基板の製造方法は、磁性体層が形成された外部電極を有する電子部品をベース基板上に搭載し、この電子部品を覆うように未硬化状態の樹脂層を充填して硬化させた後、外部電極に含まれる磁性体層を着磁（磁化）させた状態で、樹脂層の表面に磁性体を近づけて磁性体層の位置を検出するようにしたので、樹脂層の硬化時の収縮に伴って電子部品の搭載位置がずれても、磁性体を用いて検出した磁性体層の位置（変動位置）に基づいてビアホールと電子部品の外部電極とを高精度に位置合わせすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態例に係る部品内蔵型基板の断面図である。
【図２】図１の部品内蔵型基板に用いられるチップ抵抗器の断面図である。
【図３】図１の部品内蔵型基板の製造工程を示すフローチャートである。
【図４】図１の部品内蔵型基板の製造工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明の実施の形態を図面を参照しながら説明すると、図１に示すように、本発明による部品内蔵型基板１は、両面基板等のベース基板２と、ベース基板２上に搭載された電子部品３と、電子部品３を覆うようにベース基板２に設けられた樹脂層４と、樹脂層４の所定位置に設けられた接続ビア５と、樹脂層４の表面に設けられた導体パターン６とによって主に構成されている。
【００１６】
ベース基板２の上面には図示せぬ電極パッド部が設けられており、この電極パッド部に電子部品３の底面が接着固定されている。電子部品３は例えばチップ抵抗器であり、図２に示すように、このチップ抵抗器３は、直方体形状の絶縁性基台１０と、絶縁性基台１０の表面（図２では上面）の長手方向両端部に設けられた一対の第１電極１１と、絶縁性基台１０の裏面（図２では下面）の長手方向両端部に設けられた一対の裏面電極１２と、一対の第１電極１１に両端部を重ね合わせて絶縁性基台１０の表面に設けられた抵抗体１３と、抵抗体１３を被覆するアンダーコート１４と、アンダーコート１４を被覆するオーバーコート１５と、第１電極１１からオーバーコート１５の上面縁部に亘って設けられた第２電極１６と、第１および第２電極１１，１６と裏面電極１２を橋絡している一対の端面電極１７と、第２電極１６と裏面電極１２および端面電極１７を被覆する断面コ字状の磁性体層１８と、磁性体層１８を被覆するメッキ層１９とによって主に構成されている。
【００１７】
絶縁性基台１０はセラミック等からなり、この絶縁性基台１０は大判基板を縦横に延びる第１および第２分割溝に沿って分割して多数個取りされたものである。第１電極１１はＡｇ系（Ａｇ−Ｐｄ）ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものであり、裏面電極１２はＡｇペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものである。抵抗体１３は酸化ルテニウム等の抵抗体ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものであり、この抵抗体１３には抵抗値を調整するためにトリミング溝（図示せず）が形成されている。アンダーコート１４はガラスペーストをスクリーン印刷して焼成させたものであり、このアンダーコート１４はトリミング溝を形成する前に抵抗体１３を覆うように形成されている。オーバーコート１５はエポキシ系樹脂ペーストをスクリーン印刷して加熱硬化させたものであり、このオーバーコート１５は抵抗体１３にトリミング溝を形成した後に形成されている。第２電極１６もＡｇペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものであり、これら第２電極１６と第１電極１１によって２層構造の表面電極２０が構成されている。
【００１８】
端面電極１７は表面電極２０と絶縁性基台１０および裏面電極１２の端面を覆うようにスパッタリングによって形成されたものであり、この端面電極１７は絶縁性基台１０に対する密着性が良いニクロム（Ｎｉ／Ｃｒ）からなる。磁性体層１８は表面電極２０と裏面電極１２および端面電極１７を覆うように電解メッキによって形成されたものであり、この磁性体層１８はニッケル（Ｎｉ）−銅（Ｃｕ）や純鉄等の軟磁性材料からなる。メッキ層１９は鉛フリーのＳｎや銅（Ｃｕ）等からなり、端面電極１７と磁性体層１８およびメッキ層１９によって外部電極２１が構成されている。すなわち、このチップ抵抗器（電子部品）３の外部電極２１には磁性体層１８が含まれており、図１中には磁性体層１８の一部が外部電極３ａとしてハッチングで示されている。
【００１９】
図１に戻り、樹脂層４はエポキシ系樹脂等からなる熱硬化性樹脂であり、ベース基板２上の電子部品３は硬化状態の樹脂層４に内蔵されている。接続ビア５は電子部品３の外部電極３ａと樹脂層４の表面の導体パターン６とを接続する銅メッキ等からなる導体であり、後述するように、この接続ビア５は樹脂層４に形成された円錐台形状のビアホール８の内部に形成されている。
【００２０】
次に、上記の如く構成された部品内蔵型基板１の製造方法について、図３と図４を参照しながら説明する。
【００２１】
まず、図４（ａ）に示すように、ベース基板２上の所定位置に電子部品として前述したチップ抵抗器３をクランプや吸着機等を用いて接着固定する（図３の部品搭載工程）。次に、図４（ｂ）に示すように、チップ抵抗器３を覆うようにエポキシ系樹脂からなる樹脂ペーストをディスペンサ等によって充填し、ベース基板２上に未硬化状態の樹脂層４を形成した（図３の樹脂層形成工程）後、この樹脂層４を１５０℃〜１８０℃の温度で硬化する（図３の樹脂層硬化工程）。もしくは、プリプレグによって樹脂層４を積層する（図３の樹脂層形成工程と樹脂層硬化工程）。かかる樹脂の硬化によって樹脂層４が収縮するため、図４（ｃ）に示すように、樹脂層４に内蔵されたチップ抵抗器３の搭載位置が樹脂層４の形成前に対して位置ずれする。
【００２２】
次に、この状態のままベース基板２を着磁装置に搬入し、着磁装置で発生する磁界によってチップ抵抗器３の外部電極２１に含まれる磁性体層１８を磁化させる（図３の磁性体層着磁工程）。その際、磁性体層１８の磁性材料として保磁力の小さい軟磁性材料が用いられているため、磁化された磁性体層１８の磁力がチップ抵抗器３の動作に悪影響を及ぼす可能性は低く、特に、ニッケルよりもキューリ温度が高い純鉄は錆びない性質を持つため、磁性体層１８の磁性材料として純鉄を用いると好ましい。
【００２３】
次に、図４（ｄ）に示すように、樹脂層４の表面に磁性体７を近づけて外部電極２１の上面側に磁性体層１８に吸着させることにより、樹脂層４に内蔵されたチップ抵抗器３の外部電極３ａの位置を変動位置として検出する（図４の変動位置検出工程）。その際、磁性体７として永久磁石を使用して磁性体層１８に吸着させることも可能であるが、磁性スライム等と呼ばれる磁性流体（磁性コロイド溶液）を磁性体７として用い、この磁性流体（磁性体７）を樹脂層４の表面に供給して磁性体層１８に吸着させることが好ましい。
【００２４】
次に、検出された外部電極３ａの変動位置をレーザ加工機の加工条件に補正データとして取り込んだ後、着磁装置を用いて逆向きの磁界を印加して磁性体層１８を消磁（脱磁）させる（図３の磁性体層消磁工程）。なお、磁化された磁性体層１８の磁力は永久磁石に比べると十分に小さいため、磁性体層１８を磁化した状態のままにしておいても良く、その場合は磁性体層消磁工程を省略することができる。
【００２５】
次に、レーザ加工機に取り込まれた補正データに基づいて、外部電極３ａの変動位置にレーザ加工機からレーザ光を照射することにより、図４（ｅ）に示すように、樹脂層４の所定位置に円錐台形状のビアホール８を形成する（図３のビアホール形成工程）。その際、樹脂硬化時の収縮に伴ってずれた外部電極３ａの変動位置にビアホール８を形成するため、ビアホール８はチップ抵抗器３の外部電極３ａに対して高い位置精度で形成されることになる。
【００２６】
次に、無電解メッキと電解メッキを順に行ってビアホール８の内部と絶縁材５の表面に銅メッキを付着した後、絶縁材５表面の銅メッキ部をパターニングして回路形成することにより、図１に示すような接続ビア５と導体パターン６を有する部品内蔵型基板１が完成する。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態例に係る部品内蔵型基板１の製造方法では、外部電極３ａ（または２１）を有するチップ抵抗器３をベース基板２上に搭載し、このチップ抵抗器３を覆うように未硬化状態の樹脂層４を充填して硬化させた後、外部電極３ａに含まれる磁性体層１８を着磁（磁化）させた状態で、樹脂層４の表面に磁性体７を近づけて外部電極３ａ中の磁性体層１８の位置を検出するようにしたので、樹脂層４の硬化時の収縮に伴ってチップ抵抗器３の搭載位置がずれても、磁性体７を用いて検出した外部電極３ａの位置（変動位置）に基づいて、ビアホール８とチップ抵抗器３の外部電極３ａとを高精度に位置合わせすることができ、導通不良や短絡不良といった不具合の発生を防止することができる。
【００２８】
また、本実施形態例に係る部品内蔵型基板１の製造方法では、内蔵型の電子部品として用いられたチップ抵抗器３が、直方体形状の絶縁性基台１０と、この絶縁性基台１０の表面の長手方向両端部に設けられた一対の表面電極２０（第１および第２電極１１，１６）と、これら一対の表面電極２０に接続するように絶縁性基台１０の表面に設けられた抵抗体１３と、絶縁性基台１０の裏面の長手方向両端部に設けられた一対の裏面電極１２と、表面電極２０と裏面電極１２を橋絡するように絶縁性基台の両端面に跨がって設けられた一対の外部電極２１とを備えており、これら外部電極２１の内部に磁性体層１８がそれぞれ形成されているため、一般的に知られている手法によってチップ抵抗器３を製造することができ、部品の製造コストが増大することを抑止できる。
【００２９】
しかも、磁性体層１８の磁性材料として保磁力の小さな軟磁性材料が用いられているため、着磁工程で磁化された磁性体層１８の磁力がチップ抵抗器３の動作に悪影響を及ぼす可能性が低くなり、特に、ニッケルよりもキューリ温度が高い純鉄は錆びない性質を持つため、磁性体層１８の磁性材料として純鉄を用いた場合は、磁性体層１８の位置検出を簡単かつ確実に行うことができる。
【００３０】
なお、上記実施形態例では、樹脂層に内蔵する電子部品としてチップ抵抗器を例示して説明したが、チップコンデンサやＩＣチップ等の外部電極を有する他の電子部品を用いることも可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１  部品内蔵型基板
２  ベース基板
３  チップ抵抗器（電子部品）
３ａ  外部電極
４  樹脂層
５  接続ビア
６  導体パターン
７  磁性体
８  ビアホール
１０  絶縁性基台
１１  第１電極
１２  裏面電極
１３  抵抗体
１４  アンダーコート
１５  オーバーコート
１６  第２電極
１７  端面電極
１８  磁性体層
１９  メッキ層
２０  表面電極
２１  外部電極
【図１】
2015056445.tif 000003
【図２】
2015056445.tif 000004
【図３】
2015056445.tif 000005
【図４】
2015056445.tif 000006