(57)【要約】【課題】従来の部品内蔵配線基板では、能動部品及び受動部品を実装する基材が半硬化状態であり、ガラスクロスを含まない為に製造時のハンドリング性が悪く、製品の信頼性にも悪影響を及ぼす問題がある。また、電子部品の周囲が樹脂により覆われているため、能動部品の熱制御が困難となり部品の動作において信頼性が損なわれる問題がある。【解決手段】絶縁層と配線層からなる多層プリント配線板において、第一の絶縁層の一方の面に第一の導電層を、他方の面に配線パターンを形成した第二の導電層を具備し、配線パターン上に電子部品が形成され、第一の絶縁層は第一の導電層の一部が露出するように開口した開口部を具備し、第一の導電層の露出部と電子部品の形成された第二の配線パターンとが開口部で電気的に接続され、他方の面に形成された第二の絶縁層によって電子部品が埋設されていることを特徴とするプリント配線版。【選択図】図2
2008288298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と配線層からなる多層プリント配線板において、第一の絶縁層の一方の面に第一の導電層を、他方の面に配線パターンを形成した第二の導電層を具備し、配線パターン上に電子部品が形成され、第一の絶縁層は第一の導電層の一部が露出するように開口した開口部を具備し、第一の導電層の露出部と電子部品の形成された第二の配線パターンとが開口部で電気的に接続され、他方の面に形成された第二の絶縁層によって電子部品が埋設されていることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
開口部にサーマルビアが形成され、電子部品のパッドのパターンと第一の導電層とを電気的に接続したことを特徴とする請求項1のプリント配線基板。
【請求項３】
第一の導電層が金属膜で形成されており、フィルム状あるいは液体の接着剤によって接着されていることを特徴とする請求項１または2に記載のプリント配線板。
【請求項４】
電子部品が能動素子であるICチップやICチップを内蔵したパッケージ基板であることを特徴とする請求項１〜３いずれか1項記載のプリント配線板。
【請求項５】
電子部品が積層セラミックコンデンサ、チップ抵抗、チップインダクタのいずれかの受動素子を含むパッケージ基板であることを特徴とする請求項１〜４いずれか1項記載のプリント配線板。
【請求項６】
電子部品である能動素子と受動素子の双方を少なくとも1つ以上内蔵したパッケージ基板において、能動素子と受動素子が異なる配線層に接続されることを特徴とした請求項１のプリント配線板。
【請求項７】
前記絶縁層、前記配線層を貫通するスルーホールを有することを特徴とする請求項１のプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、能動素子および受動素子を含む電子部品を内蔵したプリント配線板の製造方法に関し、特に半導体デバイスの高周波数化、高密度化、小型化、薄型化に対応したプリント配線板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、薄型化、高機能化の動向にともないプリント配線板の配線密度向上の要求が高まっている。それらの要求に伴い、半導体などの能動素子や、チップコンデンサなどの受動部品を内蔵する部品内蔵プリント配線板の開発が盛んに行われている。部品内蔵プリント配線板は実装面積や電気配線を短くすることにより高周波特性の向上が期待できる。
【０００３】
以下、従来の部品内蔵プリント配線板の構造や製造方法の例を、図１（ａ）〜（ｆ）を用いて説明する。
【０００４】
まず、図１（ａ）に示すように、無機フィラーと半硬化の熱硬化性樹脂との混合物を一定厚みのシート状に加工して、シート１００を形成する。次いでこのシートに炭酸ガスレーザーなどでビアホール用の穴１０１ａを形成した後、この穴に導電性ペーストを充填してビアホール１０１を形成する。導電性ペーストには銅粒子など導電性粒子が添加されたペーストが使用され、充填はスクリーン印刷法が採用される。
【０００５】
次に図１（ｂ）に示すように、厚さ７０μｍの銅箔からなる離型キャリア１０２を用意し、このキャリアの上面に電解銅めっき法により金属膜を形成した後、この金属膜をフォトリソによりエッチングし、配線パターン１０３を形成する。その後、この離型キャリア上に電子部品をはんだ接合により実装する。
【０００６】
次に図１（ｃ）に示すように、半導体１０４及びチップ部品１０５を実装した離型キャリアと、別途準備した配線パターン１０６のみを有する離型キャリア１０７を前記シート１００に位置合わせして、両者の配線パターン１０３と１０６がシート１００側を向くようにしてシート１００を上下両側から挟み、積層して加熱加圧することにより、半導体１０４及びチップ部品１０５をシート内に埋設する。
【０００７】
次いで、図１（ｄ）に示すように、シート１００の表裏にある離型キャリアをシートから剥離することにより、部品が内蔵されたコア層１０８を形成する。
【０００８】
次に、半導体１０４及びチップ部品１０５を内蔵したコア層１０８を用いて更に多層配線層を形成するために、図１（ａ）に示す場合と同様に、ビアホール用の穴に導電性ペーストを充填しビアホール１０９ａを形成して作製したシート１０９を図１（ｅ）に示すように位置あわせして，コア層１０８の上下両面から重ね合わせ、加熱加圧することで一体化する。その後、このシートの外表面に銅などの金属膜１１１、１１２をそれぞれ形成し、この金属膜をフォトリソグラフィ法によりエッチングして図４（ｆ）に示すような配線パターン１１３、１１４を形成する。これにより、部品内蔵の配線基板が得られる。
【特許文献１】特開2002−261449号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のような従来の部品内蔵配線基板では、能動部品及び受動部品を実装する基材が半硬化状態であり、ガラスクロスを含まない為にハンドリングが悪く、製品の信頼性にも悪影響を及ぼす問題がある。また、電子部品の周囲が樹脂により覆われているため、特に作動時の発熱が問題となる能動部品の熱制御が困難となり部品の動作において信頼性が損なわれる問題がある。
【００１０】
また、上述の部品内蔵基板では、離型キャリアなどの特殊なフィルムを用いることにより、材料コストや製造工程の増加に伴う製造コストが増加する問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、製造時のハンドリング性が良く、埋設された電子部品の信頼性及び部品と導電層との接続信頼性も確保でき、かつ高密度配線が可能な小型で薄型の電子部品を内蔵した部品内蔵プリント配線板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の請求項１に係る発明は、絶縁層と配線層からなる多層プリント配線板において、第一の絶縁層の一方の面に第一の導電層を、他方の面に配線パターンを形成した第二の導電層を具備し、配線パターン上に電子部品が形成され、第一の絶縁層は第一の導電層の一部が露出するように開口した開口部を具備し、第一の導電層の露出部と電子部品の形成された第二の配線パターンとが開口部で電気的に接続され、他方の面に形成された第二の絶縁層によって電子部品が埋設されていることを特徴とするプリント配線版である。
【００１３】
このように、電子部品が実装される絶縁層の両面において開口部に導電層が形成されていないことにより、炭酸ガスレーザーを用いて良好な開口を形成することができる。さらに、前記絶縁層に配線パターンを形成したコア状の基材を用いることができるため、製造時のハンドリング性が良好になる。
【００１４】
本発明の請求項２に係る発明は、上記請求項１に係る発明において、開口部にサーマルビアが形成され、電子部品のパッドのパターンと第一の導電層とを電気的に接続したことを特徴とするプリント配線板である。
【００１５】
前記第一の絶縁層において、前記配線パターンにあらかじめ電子部品を設置するパッドをフォトリソグラフィ法などにより形成することにより、前記絶縁層上に配線パターンを形成した第二の導電層を具備しない側から炭酸ガスレーザーを用いて容易に穴を形成することができ、さらに前記穴に高熱伝導性のペースト等を充填することにより、パッド直下に放熱性に優れたサーマルビアを具備することができる。
【００１６】
本発明の請求項３に係る発明は、上記請求項１に係る発明において、前記第一の導電層が金属膜で形成されており、フィルム状あるいは液体の接着剤によって接着されていることを特徴とするプリント配線板である。
【００１７】
前記第一の絶縁層の配線パターンが形成されていない側にあらかじめフィルム状あるいは液体の接着剤を塗布することにより、銅箔等で形成された金属膜を特別な加熱加圧を施すことなく導電層として形成することができる。
【００１８】
本発明の請求項４に係る発明は、電子部品が能動素子であるICチップやICチップを内蔵したパッケージ基板であることを特徴とする請求項１〜３いずれか1項記載のプリント配線板である。
【００１９】
本発明の請求項5に係る発明は、電子部品が積層セラミックコンデンサ、チップ抵抗、
チップインダクタのいずれかの受動素子を含むパッケージ基板であることを特徴とする請求項１〜４いずれか1項記載のプリント配線板である。
【００２０】
本発明の請求項６に係る発明は、電子部品である能動素子と受動素子の双方を少なくとも1つ以上内蔵したパッケージ基板において、能動素子と受動素子が異なる配線層に接続されることを特徴とした請求項1記載のプリント配線板である。
【００２１】
能動素子と受動素子を異なる配線層に接続することにより、立体的な構造が可能となるため高さの異なる部品の配置において設計の自由度が増し、より基板自体の小型化、薄型化に寄与するだけでなく、電子部品の動作に対応する為の信号配線を最適化することができる。
【００２２】
本発明の請求項7に係る発明は、前記絶縁層、前記配線層を貫通するスルーホールを有することを特徴とする請求項1記載のプリント配線板である。
【００２３】
これにより、能動素子及び受動素子の接続において配線の引き回しの自由度が増すために、信号配線を最適化することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係るプリント配線板はこのような構成であるので、電子部品を埋設する第二の絶縁層と、第一の絶縁層を分離して製造でき、第一絶縁層を半硬化の状態にする必要がない。また、導電層の無い状態で第一の絶縁層に炭酸ガスレーザー等を用いて良好な開口部を形成できる。さらに、第一絶縁層に配線パターンを形成したコア状の基材を用いて製造できるため、ハンドリング性が良好となる。
【００２５】
さらに、発熱が問題となる電子部品のパッド直下に放熱性に優れたサーマルビアを形成することができるために、部品の動作信頼性が向上できる。さらに、電子部品を多層に配置することができるために基板自体の小型化、薄型化に寄与するだけでなく、電子部品の動作に対応する為の信号配線を最適化することができ、電気的特性の向上した部品内蔵基板を提供できる。これによりプリント配線板の小型化、高密度化が求められる近年において、表面実装部の省スペース化や高密度化に対応することに多大な効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明に係るプリント配線板の実施形態の一例を、図面（図２、図３）に基づいて以下に詳細に説明する。
【００２７】
まず、図２（ａ）に示すように、電気絶縁材からなる一定厚さを有する平板状のコア基材２００を用意し、この基材２００の片面に銅箔等の導電体を形成し、これをフォトリソグラフィ法などによりエッチングし、配線パターン２０１を形成する。
【００２８】
さらに、図２（ｂ）に示すように、配線パターンが形成されていない面に、片面が離型フィルムに２０３より保護されている接着フィルム２０２を基材２００に貼り合わせる。
【００２９】
次に、図２（ｃ）に示すように、基材２００面においてチップコンデンサを配置する箇所をドリル等により打ち抜き加工し、開口部２０４ａを形成する。また、ＬＳＩベアチップを配置するパッド下部に配線パターンが形成されていない面から炭酸ガスレーザーを用いてサーマルビア用の穴２０５ａを形成する。
【００３０】
次に、図２（ｄ）に示すように、この穴内にスクリーン印刷法を用いて導電性ペーストを充填し、サーマルビア２０５を形成する。次いで、離型フィルム２０３を剥がし、接着
フィルム面に銅箔等導電膜２０６を張り合わせる。次いで、開口部２０４ａが形成されることにより露出したチップコンデンサ接続部２０４表面に銀めっき２０４ｂを施す。
【００３１】
次に、図２（ｅ）に示すように、基材２００上の配線パターン２０１ａにダイボンドフィルム２０７ａを用いて加熱加圧によりＬＳＩベアチップチップ２０７を接続し、実装する。さらに、チップコンデンサ接続部２０４にＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）２０８ａを用いて加熱加圧することによりチップコンデンサ２０８を接続する。
【００３２】
次に、図２（ｆ）に示すように、最上層用及び内層用に表裏に配線パターン２０９ａ、２０９ｂを形成し、絶縁層の表裏を貫通スルーホール２０９ｃにより電気的に接続した基材２０９を用意する。このとき、配線パターン２０９ｂ上に熱硬化性樹脂にカーボン粉末を混合してなる抵抗体ペーストをスクリーン印刷し焼成することにより、予め抵抗素子２１０を形成しておく。
【００３３】
さらに、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた半硬化の基材２１１を用意し、この基材２１１及び内層パターンを形成した基材２０９において、チップコンデンサ２０８及びＬＳＩベアチップ２０７の配置箇所に対応した開口２１２ａ、２１２ｂを打抜き加工により形成し、基材２００上、電子部品実装面側に半硬化基材２１１とその上に基材２０９を積層する。このとき、最上層となる基材２０９層がチップコンデンサ２０８及びＬＳＩベアチップ２０７の上面より低くならないように半硬化基材２１１の枚数や厚さを調整する。さらに、打抜き加工のないガラスクロス無しの半硬化状のエポキシ樹脂２１３を基材２０９上に積層し、チップコンデンサ２０８及びＬＳＩベアチップ２０７が露出されないようにする。
【００３４】
その後、電子部品を実装した基材２００、及び２０９、２１１、２１３を上下両面から加熱加圧することにより、図２（ｈ）に示すように、抵抗素子２１０、ＬＳＩベアチップ２０７及びチップコンデンサ２０８が絶縁層２０９、２１１、２１３で封止された状態に埋設する。
【００３５】
次に、図２（ｉ）に示すように、炭酸ガスレーザーにより、ＬＳＩベアチップ２０７を封止する絶縁層２１３に、ＬＳＩベアチップ２０７の接続をとるビアホール用の穴２１４ａを形成し、この穴２１４ａの内壁に無電解銅めっきを施すことによりビアホール２１４を形成する。さらに、ドリルにより絶縁層２０９、２１１、２１３及び基材２００を積層方向に貫通するスルーホール用の穴２１５ａを形成し、無電解銅めっきを施すことによりスルーホール２１５を形成して各導電層の電気的接続を行うと同時に絶縁層２１３の外表面に銅などの銅めっき層（図示せず）を形成する。この銅めっき層と電子部品を実装した基材２００側に形成された導電膜２０６の両面をフォトリソグラフィ法などによりエッチングし、チップコンデンサ２０８の接続端子２０６ａを含む配線パターン２０６ｂを形成する。
【００３６】
次いで、配線パターンの外部接続端子２１７を残してソルダーレジスト層２１８を形成し、この外部接続端子２１７にニッケル金めっきを施す。これにより、図２（ｊ）に示すように、部品内蔵のプリント配線板２１９を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来の部品内蔵基板の製造工程の一例を示す模式断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態における部品内蔵基板の製造工程を示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１００、１０９、１１０・・・半硬化状シート
１０１、１０９ａ、１１０ａ・・・ビアホール
１０２、１０７・・・離型キャリア
１０３，１０６，１１３，１１４・・・ 導電層（配線パターン）
１０４・・・半導体チップ
１０５・・・チップ部品
１０８・・・部品が内蔵されたコア層
１１１，１１２・・・導体層
２００，２０９・・・絶縁層（コア基材）
２０１，２０６ａ、２０９ａ、２０９ｂ・・・導電層（配線パターン）
２０２・・・接着層
２０３・・・離型キャリア
２０４・・・開口部
２０４ａ、２１２ａ、２１２ｂ・・・開口
２０４ｂ・・・チップ部品接続部（銀めっき）
２０５，２１４・・・ビアホール
２０５ａ、２１４ａ・・・ビアホール用穴
２０６・・・導電層
２０７・・・半導体チップ（ＬＳＩベアチップ）
２０７ａ・・・ダイボンドフィルム（半導体接続用）
２０８・・・チップ部品（積層セラミックコンデンサ）
２０８ａ・・・ＡＣＦ（チップ部品接続用）
２１０・・・抵抗素子
２１１、２１３・・・半硬化状基材
２１５・・・スルーホール
２１５ａ・・・スルーホール用穴
２１７・・・外部接続端子
２１８・・・ソルダーレジスト層
２１９・・・部品内蔵基板
【図１】
2008288298.tif 000003
【図２】
2008288298.tif 000004