(57)【要約】     【課題】ビア径の小径化及びビアピッチの狭ピッチ化が可能な部品内蔵基板の製造方法を提供する。    【解決手段】本発明の方法は、所定の電気部品６、７を実装した第１及び第２の両面配線基板１０、２０と、シート状の絶縁性基材１１の所定の部位に所定の金属からなる接続用ピン１２をインプラント法によってその両端が絶縁性基材１１の表面から突出するように貫通固定した接続用基板１１とを用意し、第１及び第２の両面配線基板１０、２０を電気部品６、７を実装した側を対向させて配置し、第１及び第２の両面配線基板１０、２０の間に接続用基板１３を配置し、異方導電性接着フィルム８を用いて第１及び第２の両面配線基板同士を接着するとともに、接続用基板１３の接続用ピン１２によって第１及び第２の両面配線基板１０、２０同士を電気的に接続する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の電気部品を実装した複数の両面配線基板と、シート状の絶縁性基材の所定の部位に所定の金属からなる接続用ピンをその両端が前記絶縁性基材の表面から突出するように貫通固定した接続用基板とを用意し、
前記複数の両面配線基板を前記電気部品を実装した側を対向させて配置し、
前記複数の両面配線基板の間に前記接続用基板を配置し、所定の接着剤を用いて当該両面配線基板同士を接着するとともに、当該接続用基板の接続用ピンによって当該両面配線基板同士を電気的に接続する工程を有する部品内蔵基板の製造方法。
【請求項２】
前記両面配線基板は、シート状の絶縁性接着基材の所定の部位に所定の金属からなる接続用ピンをその両端が前記絶縁性接着基材の表面から突出するように貫通固定し、所定の金属箔を前記絶縁性接着基材の両面側から押圧積層して当該金属箔と当該接続用ピンとを電気的に接続し、前記金属箔をパターン処理し、当該基板上に所定の電気部品を実装する工程を含む工程によって形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の部品内蔵基板の製造方法。
【請求項３】
前記接続用基板の絶縁性基材に、当該電気部品を収容するための収容切欠部が設けられている請求項１又は２のいずれか１項記載の両面配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記接続用基板の接続用ピンをインプラント法によって当該絶縁性基材に貫通固定させる請求項１乃至３のいずれか１項記載の両面配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記両面配線基板の接続用ピンをインプラント法によって当該絶縁性接着基材に貫通固定させることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項記載の部品内蔵基板の製造方法。
【請求項６】
前記両面配線基板の絶縁性接着基材がリジッド基板用の材料からなる請求項１乃至５のいずれか１項記載の両面配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記両面配線基板の絶縁性接着基材がフレキシブル基板用の材料からなる請求項１乃至６のいずれか１項記載の両面配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記接続用基板の絶縁性基材が硬化済みの材料からなる請求項１乃至７のいずれか１項記載の両面配線基板の製造方法。
【請求項９】
前記所定の接着剤が、絶縁性接着剤中に導電粒子を分散させた異方導電性接着フィルムである請求項１乃至８のいずれか１項記載の両面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、所定の部品を内蔵する部品内蔵型の多層配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の部品内蔵基板は、種々の方法によって作成されている。
例えば、Ｂ2ｉｔ法を用いた方法においては、両面配線基板を作成してこの両面配線基板上に所定の部品を実装する。
【０００３】
そして、この部品を実装した基板の両面側からＢ2ｉｔ基板を積層して各層の接続を行った後、外層の回路形成を行う。
さらに、外層の回路パターン上にソルダーレジスト層を形成した後、接続用の金めっき処理を行う。
【０００４】
一方、ビルドアップ法の場合は、Ｂ2ｉｔ法と同様、両面配線基板を作成してこの両面配線基板上に所定の部品を実装する。
そして、この基板の両側から樹脂付き銅箔を積層し、レーザーによる孔あけを行った後、ビアめっきを施す。
さらに、外層の回路形成を行い、その回路パターン上にソルダーレジスト層を形成した後、接続用の金めっき処理を行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した従来技術においては、種々の問題がある。
例えば、Ｂ2ｉｔ法の場合は、バンプの径が大きく狭ピッチ化への対応が困難である。
また、逐次積層によって積層するので完成するまでに時間がかかり、また、最外層の金めっきやソルダーレジスト層に不良が発生した場合には、内蔵部品も含めて全ての部分が使用できなくなってしまう。
【０００６】
さらに、成形時の位置合わせの困難さ、またＰＰ材の硬化収縮によってビルドアップ層のビアホールの狭ピッチ化が困難である。
加えて、ペーストによってパターン間の接続を行うため導通抵抗が大きく、また熱伝導率も低いという問題がある。
さらにまた、実装部品に対する配線長が長いため、信号の高速化が困難である。
【０００７】
一方、ビルドアップ法の場合は、レーザー光によるビアホールのピッチが大きく狭ピッチ化への対応が困難である。
また、ビルドアップ法は、部品内蔵後にビアホール、デスミア、めっきを行わなければならず、Ｂ2ｉｔ法以上に工程数が多い。
【０００８】
さらに、樹脂付き銅箔は、部品上に積層した場合に部品の高さを吸収できないため、最外層の表面が平滑にならない。
さらにまた、Ｂ2ｉｔ法と同様に、部品実装と同時にシートサイズとなるため、以降の基板工程が困難であるとともに、実装部品に対する配線長が長いため、信号の高速化が困難である。
【０００９】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ビア径の小径化及びビアピッチの狭ピッチ化が可能な部品内蔵基板の製造方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、工程数が少なく効率良く短期間で製造でき、しかも最外層部の処理不良に対する損失の少ない部品内蔵基板の製造方法を提供することにある。
【００１１】
さらに、本発明の他の目的は、導通抵抗が小さく、かつ、熱伝導率の大きい部品内蔵基板の製造方法を提供することにある。
【００１２】
さらにまた、本発明の他の目的は、実装部品に対する配線長を短くして信号の高速化が可能な部品内蔵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】
【００１３】
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、所定の電気部品を実装した複数の両面配線基板と、シート状の絶縁性基材の所定の部位に所定の金属からなる接続用ピンをその両端が前記絶縁性基材の表面から突出するように貫通固定した接続用基板とを用意し、前記複数の両面配線基板を前記電気部品を実装した側を対向させて配置し、前記複数の両面配線基板の間に前記接続用基板を配置し、所定の接着剤を用いて当該両面配線基板同士を接着するとともに、当該接続用基板の接続用ピンによって当該両面配線基板同士を電気的に接続する工程を有する部品内蔵基板の製造方法である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記両面配線基板が、シート状の絶縁性接着基材の所定の部位に所定の金属からなる接続用ピンをその両端が前記絶縁性接着基材の表面から突出するように貫通固定し、所定の金属箔を前記絶縁性接着基材の両面側から押圧積層して当該金属箔と当該接続用ピンとを電気的に接続し、前記金属箔をパターン処理し、当該基板上に所定の電気部品を実装する工程を含む工程によって形成されたものである。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２のいずれか１項記載の発明において、前記接続用基板の絶縁性基材に、当該電気部品を収容するための収容切欠部が設けられているものである。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の発明において、前記接続用基板の接続用ピンをインプラント法によって当該絶縁性基材に貫通固定させるものである。
請求項５記載の発明は、請求項２乃至４のいずれか１項記載の発明において、前記両面配線基板の接続用ピンをインプラント法によって当該絶縁性接着基材に貫通固定させるものである。
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の発明において、前記両面配線基板の絶縁性接着基材がリジッド基板用の材料からなるものである。
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載の発明において、前記両面配線基板の絶縁性接着基材がフレキシブル基板用の材料からなるものである。
請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項記載の発明において、前記接続用基板の絶縁性基材が硬化済みの材料からなるものである。
請求項９記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項記載の発明において、前記所定の接着剤が、絶縁性接着剤中に導電粒子を分散させた異方導電性接着フィルムであるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の場合、所定の電気部品を実装した複数の両面配線基板をその電気部品を実装した側を対向させて配置し、シート状の絶縁性基材の所定の部位に所定の金属からなる接続用ピンをその両端が絶縁性基材の表面から突出するように貫通固定した接続用基板を、複数の両面配線基板の間に前記接続用基板を配置し、所定の接着剤を用いて当該両面配線基板同士を接着するとともに、当該接続用基板の接続用ピンによって当該両面配線基板同士を電気的に接続するようにしたことから、当該電気部品の実装まで各層の配線パターンを並行して形成することができ、効率良く短期間で部品内蔵基板を製造することが可能になる。
【００１５】
また、本発明によれば、部品実装後の良品の両面配線基板のみを接着及び接続することにより、歩留まりを大幅に向上させることが可能になる。
【００１６】
さらに、本発明においては、接続用のペーストを使用していないので、導通抵抗を小さくすることができ、また熱伝導率を大きくすることができる。
【００１７】
さらにまた、本発明は、接続用ピンを絶縁性接着基材に貫通固定させるものであるから、工数が少なく、また特殊な材料を必要とせず、しかもリジッド基板、フレキシブル基板のいずれにも適用することができる。
【００１８】
加えて、本発明によれば、基板成形プロセスではなく、接着（ボンディング）によって多層化を行うことから、高精度の位置合わせを行うことができ、狭ビアピッチ化が可能になる。
【００１９】
さらにまた、本発明によれば、部品内蔵以降はシートサイズになるため、基板作成が容易であるという効果もある。
【００２０】
本発明において、両面配線基板が、シート状の絶縁性接着基材の所定の部位に所定の金属からなる接続用ピンをその両端が前記絶縁性接着基材の表面から突出するように貫通固定し、所定の金属箔を前記絶縁性接着基材の両面側から押圧積層して当該金属箔と当該接続用ピンとを電気的に接続し、前記金属箔をパターン処理し、当該基板上に所定の電気部品を実装する工程を含む工程によって形成されたものである場合には、従来技術のようなバンプの径やビアホールのピッチ等に依存することなく、ビア径及びビアピッチをより小さくすることができる。
【００２１】
また、本発明によれば、内蔵する電気部品の直下又は直上にビアを形成することができるので、配線長を短くして信号の高速化を図ることが可能になる。
【００２２】
一方、本発明において、接続用基板の絶縁性基材に、当該電気部品を収容するための収容切欠部が設けられている場合には、絶縁性基材の厚さを厚くすることによって、高さの高い電気部品を確実に内蔵することが可能になる。
【００２３】
また、本発明において、両面配線基板又は接続用基板の接続用ピンをインプラント法によって絶縁性接着基材に貫通固定させるようにすれば、精度良く確実に絶縁性接着基材の所定の部位に配置することが可能になる。
【００２４】
さらに、本発明において、接続用基板の絶縁性基材が硬化済みの材料からなる場合には、ボンディング時における硬化収縮がなく、更なる狭ビアピッチ化が可能になる。
【００２５】
さらにまた、本発明において、所定の接着剤として、絶縁性接着剤中に導電粒子を分散させた異方導電性接着フィルムを用いる場合には、両面配線基板の接続における低導通抵抗及び高接着信頼性を確保することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る部品内蔵基板の製造方法の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
本実施の形態においては、４層の配線パターンを有する部品内蔵基板を製造する場合を例にとって説明する。
【００２７】
図１（ａ）〜（ｇ）は、本実施の形態の第１層及び第２層に対応する第１の両面基板を作成する工程を示す断面図である。
ここでは、まず、図１（ａ）に示すように、シート状の絶縁性接着基材１を用意する。
【００２８】
本発明の場合、絶縁性接着基材１としては、リジッド基板用のプリプレグ又はフレキシブル基板用の樹脂基板のいずれも使用することができる。
【００２９】
この場合、フレキシブル基板としては、未硬化又は接着剤付き樹脂基板のいずれも使用することができ、例えば、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性液晶ポリエステル等からなるものを好適に使用することができる。
【００３０】
本発明の場合、絶縁性接着基材１の厚さは特に限定されることはないが、１０μｍ〜５ｍｍのものを用いることが好ましい。
【００３１】
次いで、図１（ｂ）に示すように、絶縁性接着基材１の所定の部位に金属製の接続用ピン２を配置固定して接続部材３を作成する。
【００３２】
この場合、公知のインプラント法（例えば、特開２００３−１９７６９２号公報参照）によって、円柱状の接続用ピン２を絶縁性接着基材１の厚さ方向に貫通させ、接続用ピン２の両端が絶縁性接着基材１の表面から突出するようにする。
【００３３】
本発明の場合、接続用ピン２の材料は特に限定されることはないが、導通信頼性確保の観点からは、後述する電解銅箔より軟らかい材料を用いることが好ましく、特に好ましい材料は、無酸素圧延銅（圧延によって加工した無酸素銅）からなるものである。
【００３４】
本明細書において、「無酸素銅」とは、ＪＩＳ  Ｃ１０１１、ＪＩＳ  Ｃ１０２０に規定するもの（ＯＦＣ、化学成分→Ｃｕ：９９．９９５ｗｔ％  Ｏ2：０．０００３ｗｔ％）のほか、ＪＩＳ  Ｃ１１００に規定するタフピッチ銅（ＴＰＣ、化学成分→Ｃｕ：９９．９５ｗｔ％  Ｏ2：０．０３５ｗｔ％）も含まれるものとする。
【００３５】
この場合、導通信頼性を向上させる観点からは、ＪＩＳ  Ｃ１０１１、ＪＩＳ  Ｃ１０２０に規定するものを使用することが好ましい。
【００３６】
また、接続用ピン２の両端が絶縁性接着基材１の表面から突出する高さについては特に限定されることはないが、導通信頼性確保の観点からは、後述する金属箔４の厚さより薄いことが好ましく、具体的には、３〜１０μｍとすることが好ましい。
【００３７】
そして、図１（ｃ）（ｄ）に示すように、金属箔４を接続部材３の絶縁性接着基材１の両面側から位置決めして積層し、所定の圧力及び温度で熱圧着を行うことによって、対向する金属箔４と接続用ピン２をそれぞれ電気的に接続する。
【００３８】
本発明の場合、金属箔４の種類は特に限定されることはないが、導通信頼性確保の観点からは、上述した無酸素銅以外の材料、例えば電解銅箔を用いることが好ましい。
【００３９】
また、金属箔４の厚さは特に限定されることはないが、導通信頼性確保の観点からは、８〜７０μｍのものを用いることが好ましい。
【００４０】
さらに、図１（ｅ）に示すように、公知のリソグラフィ法によって各金属箔４のパターン処理を行い、第１及び第２の配線（回路）パターン４１、４２を形成する。
【００４１】
その後、図１（ｆ）に示すように、所定のプロセスによってソルダーレジスト層を形成した後、外層となる第１の配線パターン４１の表面に金めっき処理を行う。
【００４２】
さらに、図１（ｇ）に示すように、第２の配線パターン４２の接続端子部に所定の電気部品６を実装する。これにより、目的とする第１の両面配線基板１０を得る。
【００４３】
図２（ａ）〜（ｇ）は、本実施の形態における第３層及び第４層に対応する第２の両面配線基板を作成する工程を示す断面図である。
【００４４】
図２（ａ）〜（ｇ）に示すように、本実施の形態においては、上記第１の両面配線基板と同様の材料を用い、同様の工程を行うことにより、所定の電気部品７を実装した第２の配線基板素片２０を得る。
【００４５】
図３（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態における接続用基板を作成する工程を示す断面図である。
図３（ａ）に示すように、まず、シート状の絶縁性基材１１を用意する。
本発明の場合、孔明け等における加工精度を確保する観点から、絶縁性基材１１として、硬化済みの基材を用いることが好ましい。
【００４６】
また、絶縁性基材１１の厚さは特に限定されることはないが、内蔵する電子部品の収容スペースを確保する観点からは、１００μｍ〜２ｍｍのものを用いることが好ましい。
【００４７】
そして、図３（ｂ）に示すように、上述のインプラント法によって、絶縁性接着基材１１の所定の部位に金属製の接続用ピン１２を配置固定して接続部材１３を作成する。
【００４８】
本発明の場合、接続用ピン１２の両端が絶縁性基材１の表面から突出する高さについては特に限定されることはないが、導通信頼性及び内蔵する電子部品の収容スペースを確保する観点からは、３〜１００μｍとすることが好ましい。
【００４９】
さらに、図３（ｃ）に示すように、絶縁性基材１１の例えば接続用ピン１２の間の部分を部分的に切り抜いて収容切欠部１１ａを形成し、これにより目的とする接続用基板１３を得る。
【００５０】
図４（ａ）（ｂ）は、本実施の形態の最終工程を示す断面図である。
図４（ａ）に示すように、本実施の形態においては、上記図１（ａ）〜（ｇ）に示す方法によって得られた第１の両面配線基板１０と、上記図２（ａ）〜（ｇ）に示す方法によって得られた第２の両面配線基板２０と、上記図３（ａ）〜（ｃ）によって得られた接続用基板１３と、絶縁性接着剤中に導電粒子を含有する異方導電性接着フィルム８を用意する。
【００５１】
そして、図４（ｂ）に示すように、第１の両面配線基板１０と接続用基板１３及び第２の両面配線基板２０と接続用基板１３の間にそれぞれ異方導電性接着フィルム８を挟んでこれらを積層し、所定の圧力及び温度で熱圧着を行うことによって、第１の両面配線基板１０の第２の配線パターン４２と、第２の両面配線基板２０の第３の配線パターン４３とを接着固定するとともに、接続用基板１３の接続用ピン２及び異方導電性接着フィルム８の導電粒子を介してそれぞれ電気的に接続する。これにより、目的とする部品内蔵基板５０を得る。
【００５２】
以上述べたように本実施の形態によれば、インプラント法によって作成した第１及び第２の両面配線基板１０、２０をその電気部品６、７を実装した側を対向させて配置し、これら第１及び第２の両面配線基板１０、２０の間にインプラント法によって作成した接続用基板１３を配置して異方導電性接着フィルム８を用いて接着するとともに電気的に接続するようにしたことから、従来技術のようなバンプの径やビアホールのピッチ等に依存することなく、ビア径及びビアピッチの小さな部品内蔵基板を提供することができる（ビア径６０μｍ程度、ビアピッチ２００μｍ程度）。
【００５３】
特に本実施の形態においては、基板成形プロセスではなく、接着（ボンディング）によって多層化を行うことから、高精度の位置合わせを行うことができ、狭ビアピッチ化が可能になる。
【００５４】
また、本実施の形態によれば、電気部品６、７の実装まで各層の配線パターン４１〜４４を並行して形成することができるので、効率良く短期間で部品内蔵基板５０を作成することができる。
【００５５】
また、本実施の形態によれば、部品実装後の良品の第１及び第２の両面配線基板１０、２０のみを接着及び接続することができるので、歩留まりを大幅に向上させることができる。
【００５６】
さらに、本実施の形態においては、接続用のペーストを使用していないので、導通抵抗を小さく、また熱伝導率が大きいものである。
【００５７】
さらにまた、本実施の形態によれば、部品内蔵以降はシートサイズになるため、基板作成が容易であるという効果もある。
【００５８】
また、本実施の形態によれば、内蔵する電気部品６、７の直下又は直上にビアを形成することができるので、配線長を短くして信号の高速化を図ることが可能になる。
【００５９】
一方、本実施の形態においては、接続用基板１３の絶縁性基材１１に収容切欠部１１ａが設けられていることから、絶縁性基材１１の厚さを厚くすることによって、高さの高い電気部品６、７であっても、確実に内蔵することができる。
【００６０】
さらに、本実施の形態において、接続用基板１３の絶縁性基材１１が硬化済みの材料からなる場合には、ボンディング時における硬化収縮がほとんどないので、位置合わせ精度が高く更なる狭ビアピッチ化が可能になる。
【００６１】
さらにまた、本実施の形態では、異方導電性接着フィルム８を用いて第１及び第２の両面配線基板１０、２０及び接続用基板１３を接続及び固定することから、第１及び第２の両面配線基板１０、２０の接続における低導通抵抗及び高接着信頼性を確保することができる。
【００６２】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上述の実施の形態においては２つの両面配線基板を用いて４層の部品内蔵基板を作成するようにしたが、本発明はこれに限られず、３つ以上の両面配線基板を用いて６層以上の部品内蔵基板を作成するすることも可能である。
この場合、各両面配線基板を一括して接続固定することも可能である。
【００６３】
また、上述の実施の形態においては、各両面配線基板に電気部品を実装するようにしたが、電気部品を実装しない両面配線基板が含まれていてもよい。
【００６４】
さらに、本発明は、リジッド基板又はフレキシブル基板のみならず、リジッド基板及びフレキシブル基板を混在させた多層配線基板にも適用することができる。
【００６５】
さらに、上述したインプラント法による両面配線基板の代わりに、通常のプロセスによる両面配線基板を用いることも可能である。
【００６６】
さらにまた、異方導電性接着フィルムの代わりに、ペースト状の異方導電性接着剤や、絶縁性接着剤中に導電粒子を含有しない絶縁性接着剤（フィルム）を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】（ａ）〜（ｇ）：本発明の実施の形態の第１層及び第２層に対応する第１の両面基板を作成する工程を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｇ）：同実施の形態における第３層及び第４層に対応する第２の両面配線基板を作成する工程を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）：同実施の形態における接続用基板を作成する工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）：同実施の形態の最終工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…絶縁性接着基材  ２…接続用ピン  ３…接続部材  ４…金属箔  ６、７  電気部品  ８…異方導電性接着フィルム  １０…第１の両面配線基板  １１…絶縁性基材  １２…接続用ピン  ２０…第２の両面配線基板  ４１、４２、４３、４４…配線パターン
【図１】
2005268378.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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