(57)【要約】【課題】安定した密着力を有する配線導体を備えた配線基板を提供することを課題とする。【解決手段】一方の主面側から他方の主面側に貫通するキャビティ６を有する絶縁板１を準備する工程と、キャビティ６内に電子部品Ｄを挿入して一方の主面およびキャビティ６を覆う未硬化の第１樹脂層２ａを電子部品Ｄに密着して被着する工程と、第１樹脂層２ａを硬化させて電子部品Ｄを固定する工程と、他方の主面およびキャビティ６を覆う未硬化の第２樹脂層３ａを被着するとともに、第１樹脂層２ａの外側主面に未硬化の第３樹脂層２ｂを被着する工程と、第２および第３樹脂層３ａ、２ｂを硬化させ、第１および第３樹脂層２ａ、２ｂから成る第１絶縁層２と、第２樹脂層３ａから成る第２絶縁層３とを形成する工程と、第１および第２絶縁層２、３の表面を粗化する工程と、第１および第２絶縁層２、３の表面に配線導体４を形成する工程とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の主面側から他方の主面側に貫通するキャビティを有する絶縁板を準備する工程と、
前記キャビティ内に電子部品を挿入するとともに、前記一方の主面に、該一方の主面および前記キャビティを覆う未硬化の第１樹脂層を、前記電子部品に密着して前記キャビティ内の隙間の一部を充填するように被着する工程と、
前記第１樹脂層を硬化させ、該硬化した第１樹脂層により前記電子部品を前記キャビティ内に固定する工程と、
前記他方の主面に、該他方の主面および前記キャビティを覆う未硬化の第２樹脂層を、前記キャビティ内の隙間の残部を充填するように被着するとともに、前記第１樹脂層の外側主面に、該外側主面を覆う未硬化の第３樹脂層を被着する工程と、
前記第２および第３樹脂層を硬化させ、前記一方の主面上に前記第１および第３樹脂層から成る第１絶縁層と、前記他方の主面上に前記第２樹脂層から成る第２絶縁層とを形成する工程と、
前記第１および第２絶縁層の表面を粗化する工程と、
粗化された前記第１および第２絶縁層の表面に配線導体を形成する工程と、
を含むことを特徴とする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、絶縁層に設けられたキャビティ内に電子部品が収容されて成る電子部品内蔵型の配線基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
まず、図４を基に、従来の製造方法により製造される配線基板Ｂの一例を説明する。
配線基板Ｂは、絶縁板２１と、第１絶縁層２２と、第２絶縁層２３と、配線導体２４と、ソルダーレジスト層２５と、電子部品Ｄとを具備する。
【０００３】
絶縁板２１には、電子部品Ｄを収容するキャビティ２６が形成されている。そして、キャビティ２６内に、電子部品Ｄが第１絶縁層２２および第２絶縁層２３により固着された状態で収容されている。
さらに絶縁板２１には、複数のスルーホール２７が形成されている。そして、絶縁板２１の表面およびスルーホール２７内には、配線導体２４が被着されている。絶縁板２１上下の配線導体２４同士は、スルーホール２７を介して電気的に接続される。
【０００４】
第１絶縁層２２は、絶縁板２１の上面に被着されている。第２絶縁層２３は、絶縁板２１の下面に被着されている。第１および第２絶縁層２２，２３には、複数のビアホール２８が形成されている。そして、第１および第２絶縁層２２，２３の表面およびビアホール２８内には、配線導体４が被着されている。第１絶縁層２２上面の配線導体２４の一部は、絶縁板２１上面の配線導体２４にビアホール２８を介して電気的に接続されている。また、第１絶縁層２２表面の配線導体２４の別の一部は、電子部品Ｄの電極Ｔにビアホール２８を介して電気的に接続されている。
さらに第１絶縁層２２の表面に形成された配線導体２４の一部は、ソルダーレジスト層２５に形成された第１開口部２５ａ内に露出して、半導体素子接続パッド２９を形成している。そして、この半導体素子接続パッド２９に、半導体素子Ｓの電極を半田バンプを介して接続することにより、配線基板Ｂの上面に半導体素子Ｓが搭載される。
【０００５】
第２絶縁層２３下面の配線導体２４の一部は、絶縁板２１下面の配線導体２４にビアホール２８を介して電気的に接続されている。また、第２絶縁層２３下面の配線導体２４の別の一部は、電子部品Ｄの電極Ｔにビアホール２８を介して電気的に接続されている。
第２絶縁層２３の下面に形成された配線導体２４の一部は、ソルダーレジスト層２５に形成された第２開口部２５ｂ内に露出して、外部の電気回路基板と接続するための外部接続パッド３０を形成している。そして、外部接続パッド３０と電気回路基板の電極とを接続することにより、半導体素子Ｓが外部の電気回路基板に電気的に接続され、半導体素子Ｓと外部の電気回路基板との間で配線導体２４および電子部品Ｄを介して信号を伝送することにより半導体素子Ｓが作動する。
電子部品Ｄとしては、例えば半導体素子Ｓへの電力の供給を安定化させるチップコンデンサー等が挙げられる。
【０００６】
次に、図５〜図６を基に、従来の配線基板Ｂの製造方法の一例を説明する。なお、図５〜図６においては、製造工程毎の要部を概略断面図で示す。なお、図４と同一の個所については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【０００７】
まず、図５（ａ）に示すように、スルーホール２７内および上下面に配線導体２４が形成された絶縁板２１を準備する。
【０００８】
次に、図５（ｂ）に示すように、絶縁板２１にキャビティ２６を形成する。
【０００９】
次に、図５（ｃ）に示すように、絶縁板２１を粘着シートＮ上に載置する。
【００１０】
次に、図５（ｄ）に示すように、キャビティ２６内に電子部品Ｄを挿入して、キャビティ２６内に露出する粘着シートＮ上に電子部品Ｄを載置する。
【００１１】
次に、図５（ｅ）に示すように、絶縁板２１の上側に未硬化の第１樹脂層２２ａを積層するとともに加熱処理して硬化することにより第１絶縁層２２を形成する。これにより電子部品Ｄがキャビティ２６内の所定の位置に固定される。
【００１２】
次に、図６（ｆ）に示すように、粘着シートＮを剥離する。
【００１３】
次に、図６（ｇ）に示すように、絶縁板２１の下側に未硬化の第２樹脂層２３ａを積層するとともに加熱処理して硬化することにより、第２絶縁層２３を形成する。
【００１４】
次に、図６（ｈ）に示すように、第１および第２絶縁層２２、２３に複数のビアホール２８を形成する。一部のビアホール２８は、電子部品Ｄの電極Ｔを底面としている。また、別のビアホール２８は、絶縁板２１上の配線導体２４を底面としている。ビアホール２８を形成した後は、第１および第２絶縁層２２、２３の表面を粗化処理する。
【００１５】
次に、図６（ｉ）に示すように、第１および第２絶縁層２２、２３の表面およびビアホール２８内に配線導体２４を被着させる。
なお、上述の粗化処理により、配線導体２４と第１および第２絶縁層２２、２３の表面との密着力が向上する。
【００１６】
最後に、図６（ｊ）に示すように、第１および第２絶縁層２２、２３の表面に形成された配線導体２４の一部を露出させる第１開口部２５ａおよび第２開口部２５ｂを有するソルダーレジスト層２５を、第１絶縁層２２の上面および第２絶縁層２３の下面に被着することで配線基板Ｂが形成される。
【００１７】
ところで、このような方法で配線基板Ｂを形成する場合には、第１樹脂層２２ａを硬化する１回目の加熱工程と、第２樹脂層２３ａを硬化する２回目の加熱工程とがある。
このため、第１絶縁層２２は、第２絶縁層２３よりも多くの加熱履歴を受けており、第２絶縁層２３よりも硬化度合が進んでいる。第１および第２絶縁層は、その硬化度合いが進むにしたがって粗化がされにくくなる。
したがって、第１絶縁層２２と、第２絶縁層２３との硬化度合が異なると、図６（ｈ）で説明した粗化処理において、第１絶縁層２２表面の粗化状態と、第２絶縁層２３表面の粗化状態とが異なってしまう。具体的には、第１絶縁層２２表面の粗化が小さいのに対して、第２絶縁層２３表面の粗化が大きくなる。そのため、第１絶縁層２２表面に形成される配線導体２４の密着力と、第２絶縁層２３表面に形成される配線導体２４の密着力とにバラツキが生じてしまい、安定した密着力を有する配線導体２４を形成できないという問題がある。
なお、第１および第２絶縁層の硬化度合の差を小さくするために、第２樹脂層２３ａを積層する時点では先に積層された第１樹脂層２２ａを半硬化状態にとどめておき、第２樹脂層２３ａの硬化時に第１樹脂層２２ａもあわせて完全に硬化することも考えられる。
しかし、電子部品Ｄが第１樹脂層２２ａにより完全に固定されていないため、第２樹脂層２３ａ硬化時に、第１および第２樹脂層２２ａ、２３ａの熱伸縮により電子部品Ｄの位置が変動して所定の位置に内蔵できない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特許第４０５４２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、第１絶縁層表面の硬化度合と第２絶縁層表面の硬化度合との差を抑えて、第１絶縁層表面の粗化状態と第２絶縁層表面の粗化状態との差を小さくすることで、第１絶縁層表面に形成される配線導体の密着力と、第２絶縁層表面に形成される配線導体の密着力とのバラツキが小さい安定した密着力を有する配線導体を備えた配線基板を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の配線基板の製造方法は、一方の主面側から他方の主面側に貫通するキャビティを有する絶縁板を準備する工程と、キャビティ内に電子部品を挿入するとともに、一方の主面に、該一方の主面およびキャビティを覆う未硬化の第１樹脂層を、電子部品に密着してキャビティ内の隙間の一部を充填するように被着する工程と、第１樹脂層を硬化させ、硬化した第１樹脂層により電子部品をキャビティ内に固定する工程と、他方の主面に、他方の主面およびキャビティを覆う未硬化の第２樹脂層を、キャビティ内の隙間の残部を充填するように被着するとともに、第１樹脂層の外側主面に、外側主面を覆う未硬化の第３樹脂層を被着する工程と、第２および第３樹脂層を硬化させ、一方の主面上に第１および第３樹脂層から成る第１絶縁層と、他方の主面上に第２樹脂層から成る第２絶縁層とを形成する工程と、第１および第２絶縁層の表面を粗化する工程と、粗化された第１および第２絶縁層の表面に配線導体を形成する工程とを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁板に形成されたキャビティ内の電子部品を、電子部品に密着して絶縁板の一方の主面に被着された未硬化の第１樹脂層を硬化させることによりキャビティ内に固定する。そして、絶縁板の他方の主面に未硬化の第２樹脂層を被着するとともに、第１樹脂層の外側主面に未硬化の第３樹脂層を被着する。その後に、第２および第３樹脂層を硬化させて一方の主面上に第１および第３樹脂層から成る第１絶縁層と、他方の主面上に第２樹脂層から成る第２絶縁層とを形成する。このようにすることで、第１および第２絶縁層表面における硬化履歴が同じとなる。したがって、第１および第２絶縁層表面の硬化度合は略同一となる。これにより、第１絶縁層表面および第２絶縁層表面を粗化処理する際に、両表面の粗化状態は略同一となる。その結果、第１絶縁層表面に形成される配線導体の密着力と、第２絶縁層表面に形成される配線導体の密着力とのバラツキが小さい安定した密着力を有する配線導体を備えた配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の製造方法により製造される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（ａ）〜（ｅ）は、本発明の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の要部概略断面図である。
【図３】図３（ｆ）〜（ｊ）は、本発明の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の要部概略断面図である。
【図４】図４は、従来の製造方法により製造される配線基板の実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｅ）は、従来の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の要部概略断面図である。
【図６】図６（ｆ）〜（ｊ）は、従来の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の要部概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
まず、図１を基に、本発明の製造方法により製造される配線基板Ａの一例を説明する。
配線基板Ａは、絶縁板１と、第１絶縁層２と、第２絶縁層３と、配線導体４と、ソルダーレジスト層５と、電子部品Ｄとを具備する。
【００２４】
絶縁板１には、電子部品Ｄを収容するキャビティ６が形成されている。そして、キャビティ６内に、電子部品Ｄが第１絶縁層２および第２絶縁層３により固着された状態で収容されている。
また、絶縁板１には、複数のスルーホール７が形成されている。そして、絶縁板１の表面およびスルーホール７内に配線導体４が被着されており、絶縁板１上下の配線導体４同士がスルーホール７を介して電気的に接続される。
【００２５】
第１絶縁層２は、絶縁板１の上面に被着されている。第２絶縁層３は、絶縁板１の下面に被着されている。これらの第１および第２絶縁層２、３には、複数のビアホール８が形成されている。そして、第１および第２の絶縁層２、３の表面およびビアホール８内には、配線導体４が被着されている。なお、この配線基板Ａにおいては、第１絶縁層２は、電子部品Ｄをキャビティ内に固定する第１樹脂層２ａと、この第１樹脂層２ａ上に積層された第３樹脂層２ｂとから成る。第１樹脂層２ａは単独で硬化され、第３樹脂層２ｂは第２絶縁層３と同時に硬化されている。
第１絶縁層２上面の配線導体４の一部は、絶縁板１上面の配線導体４にビアホール８を介して電気的に接続されている。また、第１絶縁層２表面の配線導体４の別の一部は、電子部品Ｄの電極Ｔにビアホール８を介して電気的に接続されている。
さらに第１絶縁層２の表面に形成された配線導体４の一部は、ソルダーレジスト層５に形成された第１開口部５ａ内に露出して、半導体素子接続パッド９を形成している。そして、この半導体素子接続パッド９に、半導体素子Ｓの電極を半田バンプを介して接続することにより、配線基板Ａの上面に半導体素子Ｓが搭載される。
【００２６】
第２絶縁層３下面の配線導体４の一部は、絶縁板１下面の配線導体４にビアホール８を介して電気的に接続されている。また、第２絶縁層３下面の配線導体４の別の一部は、電子部品Ｄの電極Ｔにビアホール８を介して電気的に接続されている。
また、第２絶縁層３の下面に形成された配線導体４の一部は、ソルダーレジスト層５に形成された第２開口部５ｂ内に露出して、外部の電気回路基板と接続するための外部接続パッド１０を形成している。そして、外部接続パッド１０と電気回路基板の電極とを接続することにより、半導体素子Ｓが外部の電気回路基板に電気的に接続され、半導体素子Ｓと外部の電気回路基板との間で配線導体４および電子部品Ｄを介して信号を伝送することにより半導体素子Ｓが作動する。
電子部品Ｄとしては、例えば半導体素子Ｓへの電力の供給を安定化させるチップコンデンサー等が挙げられる。
【００２７】
次に、図２〜図３を基に、本発明の配線基板の製造方法を説明する。なお、図２〜図３においては、製造工程毎の要部を概略断面図で示し、図１を基に説明した配線基板Ａと同一の箇所には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２８】
まず、図２（ａ）に示すように、スルーホール７および上下面に配線導体４が形成された絶縁板１を準備する。
絶縁板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る。絶縁板１の厚みは、およそ４０〜６００μｍ程度である。
配線導体４は、例えば周知のセミアディティブ法やサブトラクティブ法により、銅等の良導電性金属で形成される。
スルーホール７の直径は、例えば５０〜３００μｍ程度であり、例えばドリル加工やレーザー加工、あるいはブラスト加工により形成される。
【００２９】
次に、図２（ｂ）に示すように、絶縁板１にキャビティ６を形成する。キャビティ６は、例えばブラスト加工やレーザー加工により形成される。
【００３０】
次に、図２（ｃ）に示すように、絶縁板１を粘着シートＮ上に載置する。
【００３１】
次に、図２（ｄ）に示すように、キャビティ６内に電子部品Ｄを挿入して、キャビティ６内に露出する粘着シートＮ上に電子部品Ｄを載置する。
【００３２】
次に、図２（ｅ）に示すように、絶縁板１の上側に未硬化の第１樹脂層２ａを積層する。そして、未硬化の第１樹脂層２ａを加熱処理して硬化することで、電子部品Ｄをキャビティ６内の所定の位置に固定するとともにキャビティ６内の隙間の一部を充填する。このとき、電子部品Ｄが後工程の処理の際に動かないように未硬化の第１樹脂層２ａを完全に硬化しておくことが重要である。
第１樹脂層２ａは、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料から成り、厚みはおよそ５〜１５μｍ程度である。
【００３３】
次に、図３（ｆ）に示すように、粘着シートＮを剥離する。
【００３４】
次に、図３（ｇ）に示すように、絶縁板１の下側に未硬化の第２樹脂層３ａを積層するとともに、硬化された第１樹脂層２ａの上側に未硬化の第３樹脂層２ｂを積層する。そして、未硬化の第２樹脂層３ａおよび未硬化の第３樹脂層２ｂを加熱処理して硬化する。これにより、絶縁板１の上側に第１および第３樹脂層２ａ、２ｂから成る第１絶縁層２と、絶縁板１の下側に第２樹脂層３ａから成る第２絶縁層３とが形成される。また、キャビティ６内の隙間の残部は第２絶縁層３により充填される。
このとき、第１および第２絶縁層２、３表面の硬化履歴は同じであるため、第１絶縁層２表面の硬化度合と、第２絶縁層３表面の硬化度合とは実質的に同じとなる。
第２樹脂層３ａは、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料から成り、厚みはおよそ３０〜４０μｍ程度である。また、第３樹脂層２ｂは、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料から成り、厚みはおよそ１５〜３５μｍ程度である。
【００３５】
次に、図３（ｈ）に示すように、第１絶縁層２および第２絶縁層３に複数のビアホール８を形成する。一部のビアホール８は、電子部品Ｄの電極Ｔを底面としている。また、別のビアホール８は、絶縁板１表面の配線導体４を底面としている。ビアホール８を形成した後は、第１絶縁層２および第２絶縁層３表面を、例えば過マンガン酸カリウム溶液により粗化処理する。
このとき、第１絶縁層２表面の硬化度合と、第２絶縁層３表面の硬化度合とは実質的に同じであることから、第１絶縁層２表面の粗化状態と、第２絶縁層３表面の粗化状態とが実質的に同じとなる。
なお、ビアホール８の直径は、２０〜１００μｍ程度であり、例えばレーザー加工により形成される。
【００３６】
次に、図３（ｉ）に示すように、第１絶縁層２および第２絶縁層３の表面およびビアホール８内に配線導体４を被着させる。配線導体４は、例えば周知のセミアディティブ法により、銅等の良導電性金属で形成される。
なお、上述のように、第１絶縁層２表面の粗化状態と、第２絶縁層３表面の粗化状態とが実質的に同じであることから、第１絶縁層２表面の配線導体４の密着力と、第２絶縁層３表面の配線導体４の密着力とのバラツキを抑えることができる。
【００３７】
最後に、図３（ｊ）に示すように、第１および第２絶縁層２、３表面に形成された配線導体４の一部を露出させる第１開口部５ａおよび第２開口部５ｂを有するソルダーレジスト層５を、第１絶縁層２の上面および第２絶縁層３の下面に被着することで配線基板Ａが形成される。
ソルダーレジスト層５は、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料から成る樹脂ペーストまたはフィルムを、第１および第２絶縁層２、３および配線導体４の上に塗布または貼着して熱硬化させることにより形成される。
【００３８】
ところで、本発明の配線基板の製造方法によると、絶縁板１に形成されたキャビティ６内の電子部品Ｄを、電子部品Ｄに密着して絶縁板１の一方の主面に被着された未硬化の第１樹脂層２ａを完全に硬化させることによりキャビティ６内に固定する。そして、絶縁板１の他方の主面に未硬化の第２樹脂層３ａを被着するとともに、第１樹脂層２ａの外側主面に未硬化の第３樹脂層２ｂを被着する。その後に、第２および第３樹脂層３ａ、２ｂを硬化させて一方の主面上に第１および第３樹脂層２ａ、２ｂから成る第１絶縁層２と、他方の主面上に第２樹脂層３ａから成る第２絶縁層３とを形成する。このようにすることで、第１および第２絶縁層２、３表面における硬化履歴が同じになる。したがって、第１及び第２絶縁層２、３表面の硬化度合は略同一となる。これにより、第１絶縁層２表面および第２絶縁層３表面を粗化処理する際に、両表面の粗化状態は略同一となる。その結果、第１絶縁層２表面に形成される配線導体４の密着力と、第２絶縁層３表面に形成される配線導体４の密着力とのバラツキが小さい安定した密着力を有する配線導体４を備えた配線基板Ａを提供することができる。
なお、本発明においては、未硬化の第１樹脂層２ａを完全に硬化して電子部品Ｄを固定した後に、第２および第３樹脂層３ａ、２ｂを被着して硬化する。このため、電子部品Ｄが両樹脂３ａ、２ｂの熱伸縮により変動することなく所定の位置に内蔵することもできる。
【符号の説明】
【００３９】
１            絶縁板
２            第１絶縁層
２ａ          第１樹脂層
２ｂ          第３樹脂層
３            第２絶縁層
３ａ          第２樹脂層
４            配線導体
６            キャビティ
Ａ            配線基板
【図１】
2015144151.tif 000003
【図２】
2015144151.tif 000004
【図３】
2015144151.tif 000005
【図４】
2015144151.tif 000006
【図５】
2015144151.tif 000007
【図６】
2015144151.tif 000008