(57)【要約】【課題】本発明は部品内蔵基板の表面の平坦性を維持しつつ低背化が可能となる部品内蔵基板の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る部品内蔵基板の製造方法は、接着層、第２プリント配線基材集合体、絶縁スペーサ集合体及び絶縁スペーサ集合体の複数の開口部内のそれぞれに電子部品を位置決めして積層する一次積層工程Ｓ１３０と、一次積層された一次積層体を熱圧着する一次熱圧着工程Ｓ１３２と、一次熱圧着することで各開口部内に固定された複数の電子部品を研削する工程Ｓ１３４と、第１プリント配線基材集合体を研削された複数の電子部品側から積層する最終積層工程Ｓ１３６と、最終積層された積層集合体を熱圧着する最終熱圧着工程Ｓ１３８と、最終加熱圧着された圧着積層集合体を所定位置で切断する工程Ｓ１４０とを備えることを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基材に複数の第１回路パターンが形成された第１プリント配線基材集合体を準備する工程と、
絶縁基材に複数の第２回路パターンが形成された第２プリント配線基材集合体を準備する工程と、絶縁基材に複数の開口部が形成された絶縁スペーサ集合体を準備する工程と、
接着層、前記第２プリント配線基材集合体、前記絶縁スペーサ集合体及び前記絶縁スペーサ集合体の前記複数の開口部内のそれぞれに電子部品を位置決めして積層する一次積層工程と、
前記一次積層された一次積層体を熱圧着する一次熱圧着工程と、前記一次熱圧着することで前記各開口部内に固定された前記複数の電子部品を研削する工程と、
前記第１プリント配線基材集合体を前記研削された複数の電子部品側から積層する最終積層工程と、
前記最終積層された積層集合体を熱圧着する最終熱圧着工程と、
前記最終加熱圧着された圧着積層集合体を所定位置で切断する工程と、を備えることを特徴とする部品内蔵基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が内蔵された部品内蔵基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の小型精密電子機器を中心とした更なる小型化や高性能化の要求に対応するために、基板に搭載される半導体デバイスについても小型化や高集積化が求められている。このような要求に対してＣｏＣ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｃｈｉｐ）、ＰｏＰ（Ｐａｃｋａｇｅ  ｏｎ  Ｐａｃｋａｇｅ）等の三次元パッケージ技術や部品内蔵基板技術により、半導体デバイスの小型化を進めつつ高集積化に対応する必要性が増している。
【０００３】
部品内蔵基板技術を用いたものとして、下記特許文献１に開示された積層配線基板が知られている。この積層配線基板は、絶縁基板に配線層が形成されたプリント配線板に、開口部（キャビティ）が形成された絶縁スペーサを接着材を介して積層し、このキャビティに電子部品として半導体素子を載置し、更に他のプリント配線板を接着剤を介して積層して一括加熱圧着することで製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４６９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に開示されたような従来技術の部品内蔵基板を製造する場合、キャビティ内に半導体素子を載置するときのハンドリング性を考慮すると、その厚さは一般的に８５μｍ以上は必要となる。これよりも薄くなると載置するときに半導体素子が欠けたり割れたりする問題がある。
【０００６】
また、プリント配線板の絶縁層として用いられるポリイミド基材は、厚さ２５μｍのフィルムが多く市販されており、特許文献１の実施形態においても絶縁層には２５μｍのポリイミドフィルムが使用されている。
【０００７】
しかしながら、キャビティが形成された絶縁スペーサに２５μｍのポリイミドフィルムを用いると半導体素子との厚さの違いからこの上にプリント配線板を積層すると、半導体素子と絶縁スペーサとの厚さの違いだけ半導体素子に対応する部分が膨らんでしまい、部品内蔵基板表面の平坦性が確保できなくなる。
【０００８】
このため、絶縁スペーサに同様に市販されている５０μｍのポリイミドフィルムを使用することで、半導体素子との厚さの違いが少なくなり、部品内蔵基板表面の平坦性は改善されるものの、部品内蔵基板の低背化には限界がある。
【０００９】
そこで、本発明は部品内蔵基板の表面の平坦性を維持しつつ低背化が可能となる部品内蔵基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る部品内蔵基板の製造方法は、絶縁基材に複数の第１回路パターンが形成された第１プリント配線基材集合体を準備する工程と、絶縁基材に複数の第２回路パターンが形成された第２プリント配線基材集合体を準備する工程と、絶縁基材に複数の開口部が形成された絶縁スペーサ集合体を準備する工程と、接着層、前記第２プリント配線基材集合体、前記絶縁スペーサ集合体及び前記絶縁スペーサ集合体の前記複数の開口部内のそれぞれに電子部品を位置決めして積層する一次積層工程と、前記一次積層された一次積層体を熱圧着する一次熱圧着工程と、前記一次熱圧着することで前記各開口部内に固定された前記複数の電子部品を研削する工程と、前記第１プリント配線基材集合体を前記研削された複数の電子部品側から積層する最終積層工程と、
前記最終積層された積層集合体を熱圧着する最終熱圧着工程と、前記最終加熱圧着された圧着積層集合体を所定位置で切断する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る部品内蔵基板の製造方法によれば、絶縁スペーサ集合体に形成された開口部内に電子部品が固定された状態で電子部品を研削する。このため、例えばハンドリングが困難であった８５μｍよりも厚さ寸法が大きい状態で容易に電子部品を載置して固定できる。そして、部品内蔵基板の半製品に実装した状態で電子部品の厚さ寸法を小さくすることができるため、従来ハンドリングが困難とされている８５μｍよりも電子部品の厚さ寸法を小さくできる。したがって、絶縁スペーサ集合体の絶縁層に例えば２５μｍの比較的薄い絶縁基材を用いることができる。また、電子部品を研磨して平坦化した後に、第１プリント配線基材集合体を積層するので、部品内蔵基板の表面の平坦性を確保することができる。その結果、部品内蔵基板の表面の平坦性を維持しつつ低背化が可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、部品内蔵基板の表面の平坦性を維持しつつ低背化が可能となる部品内蔵基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る製造方法により製造された部品内蔵基板の構造を示す断面図である。
【図２】同部品内蔵基板の製造工程を示すフローチャートである。
【図３】同部品内蔵基板の製造工程を示すフローチャートである。
【図４】同部品内蔵基板の製造工程を示すフローチャートである。
【図５】同部品内蔵基板の製造工程を示すフローチャートである。
【図６】同部品内蔵基板を製造工程毎に示す断面図である。
【図７】同部品内蔵基板を製造工程毎に示す断面図である。
【図８】同部品内蔵基板を製造工程毎に示す断面図である。
【図９】同部品内蔵基板を製造工程毎に示す断面図である。
【図１０】同部品内蔵基板を製造工程毎に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態に係る部品内蔵基板の製造方法を詳細に説明する。
【００１５】
まず図１は、本発明の実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法により製造される部品内蔵基板の構造を示す断面図である。図１に示すように、この部品内蔵基板１は、第１プリント配線基材１０と、絶縁スペーサ２０と、第２プリント配線基材３０と、第３プリント配線基材４０とを熱圧着（接着層９ａ〜９ｄ）により積層した構造を備えている。接着層９ａは、第１プリント配線基材１０と絶縁スペーサ２０との間を接着する。接着層９ｃは、絶縁スペーサ２０と第２プリント配線基材３０との間を接着し、接着層９ｄは、第２プリント配線基材３０と第３プリント配線基材４０との間を接着する。接着層９ａ〜９ｄは、例えばエポキシ系やアクリル系の接着剤など、揮発成分が含まれた有機系接着剤などからなる。
【００１６】
また、部品内蔵基板１は、絶縁スペーサ２０の第２樹脂基材２１に形成された開口部２９内に、第１及び第２プリント配線基材１０，３０に挟まれた状態で内蔵された電子部品９０を備えている。接着層９ｂは、絶縁スペーサ２０の開口部２９内に電子部品を接着固定する。
【００１７】
第１プリント配線基材１０、絶縁スペーサ２０、第２プリント配線基材３０及び第３プリント配線基材４０は、それぞれ第１樹脂基材１１、第２樹脂基材２１、第３樹脂基材３１及び第４樹脂基材４１と、これら第１〜第４樹脂基材１１〜４１の少なくとも片面に形成された信号用配線１２，２２，３２，４２とを備える。また、第１〜第３プリント配線基材１０，３０，４０は、それぞれ第１、第３及び第４樹脂基材１１，３１，４１に形成されたビアホール内に充填形成された信号用ビア１４，３４，４４を備える。絶縁スペーサ２０は、第２樹脂基材２１に形成されたビアホール内に第２樹脂基材２１の両面を導通するように形成された信号用ビア２４とを備える。
【００１８】
第１プリント配線基材１０では、信号用配線１２と信号用ビア１４とでひとつの回路パターン（第１回路パターン）を形成しており、第２プリント配線基材３０では、信号用配線３２と信号用ビア３４とでひとつの回路パターン（第２回路パターン）を形成しており、さらに、第３プリント配線基材４０では、信号用配線４２と信号用ビア４４とでひとつの回路パターン（第３回路パターン）を形成している。絶縁スペーサ２０では、第２樹脂基材２１の両面に形成された信号用配線２２と信号用ビア２４とでひとつの回路パターンを形成している。
【００１９】
そして、信号用ビア１４は信号用配線１２，２２間を電気的に接続し、信号用ビア３４は信号用配線２２，３２間を電気的に接続し、信号用ビア４４は信号用配線３２，４２間を電気的に接続し、電子部品と電気的に接続することで、部品内蔵基板１の回路を形成している。
【００２０】
また、第１、第３プリント配線基材１０，４０は、それぞれ第１樹脂基材１１、第４樹脂基材４１上において、信号用配線１２，４２が形成されていない部分にソルダーレジスト１８，４８が形成されている。
【００２１】
上記の第１〜第３プリント配線基材１０，３０，４０及び絶縁スペーサ２０は、例えば片面銅張積層板（片面ＣＣＬ）や両面銅張積層板（両面ＣＣＬ）などを用いることができる。本例では、絶縁スペーサ２０が両面ＣＣＬに基づき形成され、それ以外が片面ＣＣＬに基づき形成されている。従って、絶縁スペーサ２０の信号用配線２２は第２樹脂基材２１の両面に形成され、信号用ビア２４は、これら両面の信号用配線２２を層間接続している。
【００２２】
第１〜第４樹脂基材１１〜４１は、それぞれ例えば厚さ２５μｍ程度の樹脂フィルムにより構成されている。ここで、樹脂フィルムとしては、例えば熱可塑性のポリイミド、ポリオレフィン、液晶ポリマーなどからなる樹脂フィルムや、熱硬化性のエポキシ樹脂からなる樹脂フィルムなどを用いることができる。
【００２３】
信号用配線１２，２２，３２，４２は、銅箔などの導電材をパターン形成してなる。信号用ビア１４，３４，４４は、ビアホール内にそれぞれ充填された導電ペーストからなり、信号用ビア２４は、めっきにより形成される。
【００２４】
導電ペーストは、例えばニッケル、金、銀、銅、アルミニウム、鉄などから選択される少なくとも１種類の低電気抵抗の金属粒子と、錫、ビスマス、インジウム、鉛などから選択される少なくとも１種類の低融点の金属粒子とを含み、エポキシ、アクリル、ウレタンなどを主成分とするバインダ成分を混合したペーストからなる。
【００２５】
このように構成された導電ペーストは、含有された低融点の金属が２００℃以下で溶融し合金を形成することができ、特に銅や銀などとは金属間化合物を形成することができる特性を備える。なお、導電ペーストは、例えば粒子径がナノレベルの金、銀、銅、ニッケル等のフィラーが、上記のようなバインダ成分に混合されたナノペーストで構成することもできる。
【００２６】
その他、導電ペーストは、上記ニッケル等の金属粒子が、上記のようなバインダ成分に混合されたペーストで構成することもできる。この場合、導電ペーストは、金属粒子同士が接触することで電気的接続が行われる特性となる。導電ペーストのビアホールへの充填方法としては、例えば印刷法、スピン塗布工法、スプレー塗布工法、ディスペンス工法、ラミネート工法、及びこれらを併用した工法などを用いることができる。
【００２７】
電子部品９０は、例えばＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｐａｃｋａｇｅ）により構成される。図１に示すように、電子部品９０の電極形成面９１ｂには複数の電極９１Ｂが設けられる。電子部品９０の電極形成面９１ｂの反対側の裏面９１ａと第１プリント配線基材１０に表面に設けられた接着層９ａとを対向させて、電子部品９０と第１プリント配線基材１０は圧着されている。
【００２８】
次に、実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法について説明する。図２〜５は、部品内蔵基板の製造工程を示すフローチャートである。図６〜図１０は、部品内蔵基板を製造工程毎に示す断面図である。なお、図２及び図６は複数の同一回路パターンが形成された第２プリント配線基材集合体３００の製造工程を示し、図３及び図７は複数の開口部が形成された絶縁スペーサ集合体２００の製造工程を示す。図４及び図８は電子部品９０の製造工程を示し、図５、図９及び図１０は部品内蔵基板の製造工程の最終工程を示す。
＜プリント配線基材集合体準備工程＞
【００２９】
先ず、第２配線基材集合体３００の製造工程について説明する。なお、第１及び第３プリント配線基材集合体１００，４００は同様の工程で製造することができるので、ここでは図２及び図６を参照しながら代表して第２プリント配線基材集合体３００の製造工程について説明する。
【００３０】
なお、第１〜第３配線基材集合体は、積層、熱圧着後に切断して複数の部品内蔵基板を製造することから、それぞれに同一の回路パターン（すなわち、信号配線及び信号ビア）が複数形成されている。以下の説明では、主に一つの回路パターンを中心に説明し、他の同一の回路パターンについては省略する。
【００３１】
図６（ａ）に示すように、第３樹脂基材３１の一方の面に導体層８が形成された片面銅張積層板（片面ＣＣＬ）を準備する（ステップＳ１００）。次に、導体層８上にフォトリソグラフィによりエッチングレジストを形成した後にエッチングを行って、図６（ｂ）に示すように、信号用配線３２等の配線パターンを形成する（ステップＳ１０２）。
【００３２】
配線パターンを形成したら、図６（ｃ）に示すように、第３樹脂基材３１の信号用配線３２形成面側と反対側の面に、接着層９ｃを加熱圧着により貼り付ける（ステップＳ１０４）。そして、図６（ｄ）に示すように、信号用配線３２に向かって接着層９ｃ及び第３樹脂基材３１を貫通するビアホール６を所定箇所に形成し（ステップＳ１０６）、ビアホール６内にプラズマデスミア処理を施す。
【００３３】
最後に、図６（ｅ）に示すように、形成したビアホール６内に、例えばスクリーン印刷により導電ペーストを充填して信号用ビア３４を形成し（ステップＳ１０８）、第２回路パターン２Ｃとなる、信号用配線３２及び信号用ビア３４を形成する。これにより、接着層９ｃを備え、複数の第２回路パターンが形成された第２プリント配線基材集合体３００を準備する。このような処理を行って、複数の第１回路パターンが形成された第１及び複数の第３回路パターンが形成された第３プリント配線基材集合体１００，４００や、更に多層の場合はその他のプリント配線基材集合体を形成して準備しておく。なお、第１及び第３プリント配線基材集合体１００，４００には、接着層９ａ，９ｄが設けられる。
＜絶縁スペーサ集合体準備工程＞
【００３４】
次に、図３及び図７を参照しながら絶縁スペーサ集合体２００の製造工程について説明する。なお、既に説明した箇所には同一の符号を附して説明を割愛する場合があり、各ステップの具体的な処理内容については上述した内容を適用可能であるとする。まず、図７（ａ）に示すように、第２樹脂基材２１の両面に導体層８が形成された両面銅張積層板（両面ＣＣＬ）を準備し（ステップＳ１１０）、図７（ｂ）に示すように、所定箇所にビアホール６を形成して（ステップＳ１１２）、プラズマデスミア処理を行う。
【００３５】
次に、図７（ｃ）に示すように、第２樹脂基材２１の全面にパネルめっき処理を施して（ステップＳ１１４）、ビアホール６が形成された導体層８上及びビアホール６内にめっき層２３を形成する。なお、めっき層２３は後に信号用ビア２４として用いられ、第２樹脂基材２１の両面の各導体層８を電気的に導通している。
【００３６】
そして、図７（ｄ）に示すように、第２樹脂基材２１上のめっき層２３及び導体層８に対してエッチングを行って信号用配線２２や信号用ビア２４などの配線パターンを形成する（ステップＳ１１６）。最後に、図７（ｅ）に示すように、電子部品９０が内蔵される部分の第２樹脂基材２１をＵＶレーザなどにより除去し、開口部２９を形成して（ステップＳ１１８）、絶縁スペーサ集合体２００を形成し準備する。
＜電子部品準備工程＞
【００３７】
次に、図４及び図８を参照しながら電子部品９０の製造工程について説明する。先ず、図８（ａ）に示すように、ウェハ９４を準備し、ウェハ９４の一方の面に所定パターンの電極９１Ｂを形成する（ステップＳ１２０）。次に、図８（ｂ）に示すように、ダイシングにより個片化して電子部品９０を作製する（ステップＳ１２２）。ここで、電子部品を個片化する前に、電極９１Ｂ形成面とは反対側の裏面を研削する必要はないが、個片化後のハンドリング性を損なわない程度に研削して低背化しても良い。
＜熱圧着・切断工程＞
【００３８】
以上のように第１〜第３プリント配線基材集合体１００，３００，４００、絶縁スペーサ集合体２００及び電子部品９０を作製したら、図５に示すステップＳ１３０，Ｓ１３２，Ｓ１３４，Ｓ１３６，Ｓ１３８，Ｓ１４０の製造工程を行う。
【００３９】
すなわち、先ず、図９（ａ）に示すように、接着層９ｂ、絶縁スペーサ集合体２００、第２プリント配線基材集合体３００、第３プリント配線基材集合体４００及び絶縁スペーサ集合体２００の複数の開口部２９内のそれぞれに電子部品９０を位置決めし、一次積層する（ステップＳ１３０）。このとき、接着層９ｂが最上層となり、その下層に絶縁スペーサ集合体２００と電子部品９０とが、配置されるように位置決めする。
【００４０】
次に、図９（ｂ）に示すように、例えば真空プレス機を用いて、１ｋＰａ以下の減圧雰囲気中にて加熱加圧することで熱圧着（一次熱圧着）により一括積層し（ステップＳ１３２）する。これにより、絶縁スペーサ集合体の各開口部２９内に電子部品９０が固定される。このとき、層間の各接着層９ｂ〜９ｄや各樹脂基材２１，３１等の硬化と同時に、ビアホール６に充填された導電ペーストの硬化及び合金化が行われる。
【００４１】
続いて、図９（ｃ）に示すように、例えばシリコンウェハ用のグラインダを用いて各開口部２９内に固定された電子部品９０を研削する（ステップＳ１３４）。このとき、複数の電子部品９０を同時に研削することになる。研削は、電子部品９０の電極９１Ｂ形成面とは反対側の裏面側から行う。この際、固定のために電子部品９０を覆う接着層９ｂも同時に研削し、電子部品９０の裏面と接着層９ｂとの研削面を同一の高さとなるようにする。本実施形態では、絶縁スペーサ（集合体）２００の信号用配線２２が露出するまで研削する。これにより、電子部品９０の裏面と接着層９ｂと信号用配線２２とが同一の高さとなっている。
【００４２】
次に、図１０（ａ）に示すように、第１プリント配線基材（集合体）１００と、一次熱圧着して研削した研削積層体５００とを位置決めし、最終積層する（ステップＳ１３６）。このとき、研削積層体５００の研削面側と、第１プリント配線基材（集合体）１００の接着層９ａが対向配置するように位置決めする。
【００４３】
そして、図１０（ｂ）に示すように、例えば真空プレス機を用いて、１ｋＰａ以下の減圧雰囲気中にて加熱加圧することで熱圧着（最終熱圧着）により一括積層する（ステップＳ１３８）。これにより、複数の部品内蔵基板が連結した圧着積層集合体６００が形成される。
【００４４】
最後に、図１０（ｃ）に示すように、ダイシングにより圧着積層集合体６００を個片化して部品内蔵基板１を作製する（ステップＳ１４０）。
【００４５】
この実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法によれば、絶縁スペーサ集合体２００に形成された開口部２９内に電子部品９０が固定された状態で電子部品９０を研削する。このため、例えばハンドリングが困難であった８５μｍよりも厚さ寸法が大きい状態で容易に電子部品を載置して固定できる。そして、部品内蔵基板の半製品に実装した状態で電子部品の厚さ寸法を小さくすることができるため、従来ハンドリングが困難とされている８５μｍよりも電子部品の厚さ寸法を小さくできる。したがって、絶縁スペーサ集合体２００の第２樹脂基材２１に例えば２５μｍの比較的薄い絶縁基材を用いることができる。また、電子部品を研磨して平坦化した後に、第１プリント配線基材集合体１００を積層するので、部品内蔵基板１の表面の平坦性を確保することができる。その結果、部品内蔵基板１の表面の平坦性を維持しつつ低背化が可能となる。
【符号の説明】
【００４６】
１…部品内蔵基板、６…ビアホール、８…導体層、９ａ〜９ｄ…接着層、１０…第１プリント配線基材、２０…絶縁スペーサ、３０…第２プリント配線基材、４０…第３プリント配線基材、１１，２１，３１，４１…第１〜第４樹脂基材、１２，２２，３２，４２…信号用配線、１４，３４，４４…信号用ビア、１８，４８…ソルダーレジスト、２９…開口部、９１Ｂ…電極、９４…ウェハ、１００…第１プリント配線基材集合体、２００…絶縁スペーサ集合体、３００…第２プリント配線基材集合体、４００…第３プリント配線基材集合体、５００…研削積層体、６００…圧着積層集合体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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