(57)【要約】【課題】高密度に回路部品が実装され、ビアの電気的接続信頼性に優れた回路部品内蔵基板およびその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】熱硬化性樹脂を含む電気絶縁層１と、この電気絶縁層１の表裏面に形成された少なくとも１つ以上の配線２、３と、この配線２、３と前記電気絶縁層１とを貫通し前記熱硬化性樹脂が硬化した後に形成された貫通孔６と、この貫通孔６に設けられ前記配線２、３間を電気的に接続する導電体７、８と、前記電気絶縁層１の内部に配置され前記配線３に電気的に接続された回路部品４、５を備えた構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂を含む電気絶縁層と、この電気絶縁層の表裏面に形成された少なくとも１つ以上の配線と、この配線と前記電気絶縁層とを貫通し前記熱硬化性樹脂が硬化した後に形成された貫通孔と、この貫通孔に設けられ前記配線間を電気的に接続する導電体と、前記電気絶縁層の内部に配置され前記配線に電気的に接続された回路部品を備えた回路部品内蔵基板。
【請求項２】
導電体は金属層からなる請求項１に記載の回路部品内蔵基板。
【請求項３】
導電体は導電性ペーストからなる請求項１に記載の回路部品内蔵基板。
【請求項４】
少なくとも一方の表面にさらに電気絶縁層が１層以上形成され、配線が複数層形成されている請求項１に記載の回路部品内蔵基板。
【請求項５】
請求項１に記載の回路部品内蔵基板を複数層備えた回路部品内蔵基板。
【請求項６】
回路部品を内蔵しない電気絶縁層は配線にて貫通孔の端面が覆われると共に貫通孔に充填された導電性ペーストによって配線間が電気的に接続されるビアが形成されている構成とした請求項４または請求項５に記載の回路部品内蔵基板。
【請求項７】
回路部品を内蔵しない電気絶縁層は繊維と樹脂の複合基材を含む構成とした請求項６に記載の回路部品内蔵基板。
【請求項８】
回路部品を内蔵しない電気絶縁層は樹脂フィルムの両側に接着剤層が設けられた複合基材を含む構成とした請求項６に記載の回路部品内蔵基板。
【請求項９】
支持体上に配線が形成された配線転写基材上に回路部品を実装して実装基板を形成する工程と、前記実装基板と電気絶縁層と配線転写基材とを積層する積層工程と、加熱加圧によって前記電気絶縁層に前記回路部品を埋設すると共に前記電気絶縁層を硬化させ接着する工程と、前記配線と前記電気絶縁層を貫通する貫通孔を形成し前記貫通孔の壁面にめっきによって金属層を形成するビア形成工程と、前記配線転写基材の支持体を除去する工程からなる回路部品内蔵基板。
【請求項１０】
積層工程は配線転写基材に替えて配線転写基材に回路部品が実装された実装基板を用いる請求項９に記載の回路部品内蔵基板の製造方法。
【請求項１１】
配線転写基材には複数層の配線が形成され前記配線間が貫通孔に充填された導電性ペーストによって電気的に接続する請求項９に記載の回路部品内蔵基板の製造方法。
【請求項１２】
支持体は金属箔とする請求項９に記載の回路部品内蔵基板の製造方法。
【請求項１３】
ビア形成工程は金属層が形成された貫通孔にさらに導電性ペーストを充填する請求項９に記載の回路部品内蔵基板の製造方法。
【請求項１４】
請求項９〜請求項１３のいずれか１つに記載の製造方法によって形成された複数の回路部品内蔵基板を導電性ペーストが充填された貫通孔を備えた電気絶縁層を介して積層する工程と、加熱加圧によって前記複数の回路部品内蔵基板を一体化すると共に電気的に接続する工程を備えた回路部品内蔵基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回路部品内蔵基板に関し、特に例えば、回路部品が電気絶縁層の内部に配置される回路部品内蔵基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回路部品内蔵基板の製造方法を図８に示す。図８（ａ）〜（ｈ）は回路部品内蔵基板の製造工程を示す断面図である。まず図８（ａ）に示すように無機フィラと熱硬化性樹脂を含む混合物を加工することによって板状の電気絶縁層１０１を形成する。板状の電気絶縁層１０１は、無機フィラと未硬化状態の熱硬化性樹脂を混合してペースト状混練物とし、そのペースト状混練物を一定厚みに成形することによって形成している。
【０００３】
その後、図８（ｂ）に示すように電気絶縁層１０１の所望の位置に貫通孔１０２を形成する。次に、貫通孔１０２に熱硬化性樹脂と導電性粒子よりなる導電性ペースト１０３を充填しビアを形成すると図８（ｃ）に示した状態となる。図８（ａ）〜（ｃ）と平行して、図８（ｄ）に示すように支持体１０４上に配線１０５が設けられた配線転写基材１０６を形成する。次に、配線転写基材１０６上に回路部品１０７、回路部品１０８を実装すると図８（ｅ）に示す状態となる。
【０００４】
次に、図８（ｄ）に示した配線転写基材１０６と同じ構成の配線転写基材１０９と、図８（ｃ）に示した導電性ペースト１０３を充填しビアを形成した電気絶縁層１０１と、図８（ｅ）に示した回路部品１０７、１０８が実装された配線転写基材１０６を位置合わせし、積層すると図８（ｆ）に示した状態となる。
【０００５】
次に、加熱加圧によって電気絶縁層中の熱硬化性樹脂を硬化させ、回路部品ならびに配線が埋設した図８（ｇ）に示す状態を得る。加熱は電気絶縁層１０１の熱硬化性樹脂と導電性ペースト１０３の熱硬化性樹脂が共に硬化する温度で行い、この加熱加圧によって導電性ペースト１０３がビアを形成し、配線間が電気的に接続される。
【０００６】
その後、支持体１０４を除去すると図８（ｈ）に示した回路部品内蔵基板が形成できる。
【０００７】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平１１−２２０２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記、従来の製造方法では、加熱加圧によって電気絶縁層１０１とビアを構成する貫通孔１０２に充填された導電性ペースト１０３を同時に熱硬化している。特に回路部品１０７、１０８を確実に電気絶縁層１０１内に埋め込むために電気絶縁層１０１の樹脂の流動性を十分に確保する必要がある。
【０００９】
しかし、電気絶縁層１０１に含まれる樹脂の流動によって貫通孔１０２の形状が保持できず、結果としてビアが流動しやすい状態となる。
【００１０】
このように製造工程中にビアが流動すると電気絶縁層１０１の両側に形成された配線１０５とビアの位置合わせ精度が悪化するために、ビアと合致する配線１０５をビアの流動性を加味して大きくする必要があり、結果として配線パターンの高密度化を妨げることとなる。
【００１１】
また、貫通孔１０２の形状保持ができないために、加熱加圧中に貫通孔１０２内の導電性ペースト１０３が貫通孔１０２よりはみ出し、隣接するビアや配線１０５と短絡する課題が発生する。このために、隣接するビアピッチを広げる必要があり、これについて配線パターンの高密度化を妨げる要因となる。
【００１２】
さらにビアでの電気的接続は導電性ペースト１０３の内部の導電性粒子が互いに接触することによって実現されている。加熱加圧工程の際にビアが流動することで、ビア内の導電性ペースト１０３に十分な圧縮が付与されず、導電性粒子間の接触を十分に確保することが困難となる。その結果、ビアでの抵抗値が上昇すると共に、ビアの機械的ストレスや温度変化に対する電気的接続信頼性を劣化させることとなるのである。
【００１３】
本発明は、上記した問題を解決し、高密度に回路部品が実装され、ビアの電気的接続信頼性に優れた回路部品内蔵基板およびそ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】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
【００１５】
本発明の請求項１に記載の発明は、特に、熱硬化性樹脂を含む電気絶縁層と、この電気絶縁層の表裏面に形成された少なくとも１つ以上の配線と、この配線と前記電気絶縁層とを貫通し前記熱硬化性樹脂が硬化した後に形成された貫通孔と、この貫通孔に設けられ前記配線間を電気的に接続する導電体と、前記電気絶縁層の内部に配置され前記配線に電気的に接続された回路部品を備えた回路部品内蔵基板であり、これにより、電気絶縁層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させた後にビアとなる貫通孔を形成するので、ビアが電気絶縁層を硬化する際に流動することがない。つまり、貫通孔内に形成される導電体が貫通孔よりはみ出し、隣接するビアや配線との短絡を誘発することがなく、高密度な配線が実現できる。
【００１６】
また、貫通孔の形成は、既に位置が固定されている基板表裏面の配線パターンをＸ線等で位置認識し、表裏配線パターン位置のずれ具合に応じて加工する座標位置を補正できるためビアと配線の合致精度に優れる、結果としてビアが合致する配線を小さくできるため、高密度な配線が実現されることとなるのである。
【００１７】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、導電体は金属層からなる請求項１に記載の回路部品内蔵基板であり、これにより、貫通孔の壁面に金属層を形成し金属結合によって基板表裏面に形成された配線を電気的に接続することで、ビアでの抵抗値を低抵抗安定化することができ、電気的接続信頼性に優れたビアを提供することができる。
【００１８】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、貫通孔に形成された導電体は、導電性ペーストを含む構成とした請求項１に記載の回路部品内蔵基板であり、これにより、電気絶縁層の熱硬化性樹脂を硬化させた後に貫通孔を形成し、導電性ペーストを充填することで、導電性ペーストが貫通孔からはみ出ることがなく、隣接するビアを狭ピッチ化することが可能になる。
【００１９】
また、貫通孔の壁面がその形状を保持することができるので導電性ペーストの導電性粒子として流動しやすい微細な金属粒子を用いることができる。つまり、導電性ペーストの導電性粒子として低温で焼結性を有するサブミクロンレベルの導電性粒子を用いることができ、結果として導電性ペーストによって形成されたビア内の金属粒子間の結合強度を高め、電気的接続信頼性に優れるビアを提供することができるのである。
【００２０】
また、貫通孔の壁面にめっき等によって金属層を形成し、さらに貫通孔の中央部に導電性ペーストを充填することで、ビアの強度を高めると共に、ビアでの電気的接続信頼性をさらに高めることができる。また、貫通孔が導電性ペーストで埋め込まれるため、貫通孔上に回路部品を実装することができ、より高密度な回路部品内蔵基板を提供することができる。
【００２１】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、少なくとも一方の表面にさらに電気絶縁層が１層以上形成され、配線が複数層形成されている請求項１に記載の回路部品内蔵基板であり、これにより、回路部品内蔵基板の表面に複数の配線層を形成することで、電気絶縁層に多くの回路部品を狭ピッチで内蔵した場合や、接続端子の多い回路部品を内蔵した場合や、本発明の回路部品内蔵基板の表面に回路部品をさらに高密度に実装する場合に発生する複雑な配線パターンを基板内に収容することが可能となり、結果として高密度な回路部品内蔵基板を提供することが可能となる。
【００２２】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、請求項１に記載の回路部品内蔵基板を複数層備えた回路部品内蔵基板であり、これにより、基板内部に回路部品内蔵層を複数備えるために、基板内部により多くの回路部品を収容することができ、より高機能な回路を基板内部に形成することができる。また、電子機器を構成する回路における機能ブロックごとに、回路部品内蔵層をあらかじめ異なったものとしておくと、機能ブロックごとに動作確認した後に回路部品内蔵層を多層化できるので、歩留まり良く回路部品内蔵基板を製造することができるのである。
【００２３】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、回路部品内蔵層以外の電気絶縁層には、配線にて貫通孔の端面が覆われると共に貫通孔に充填された導電性ペーストによって配線間が電気的に接続されるビアが形成されている構成とした請求項４または請求項５に記載の回路部品内蔵基板であり、これにより、回路部品内蔵領域の上下には貫通孔を形成することができない等の設計上の制約が発生した場合、回路部品内蔵層以外の電気絶縁層には導電性ペーストのみで構成されるビアを設けることで、ビア位置の設計制約を緩和することができ結果として高密度な回路部品内蔵基板を形成することができる。
【００２４】
本発明の請求項７に記載の発明は、特に、回路部品を内蔵しない電気絶縁層は繊維と樹脂の複合基材を含む構成とした請求項６に記載の回路部品内蔵基板であり、これにより、電気絶縁層として導電性ペースト内の導電性粒子の流動を抑制する繊維と、接着性を発揮する熱硬化性樹脂の複合材料を用いることで、加熱加圧工程でのビア流動性を抑制することができ、結果として回路部品内蔵層以外の電気絶縁層において電気的接続性に優れたビアを形成することが可能となる。
【００２５】
本発明の請求項８に記載の発明は、特に、回路部品内蔵層以外の電気絶縁層は、樹脂フィルムの両側に接着剤層が設けられた複合基材を含む構成とした請求項６に記載の回路部品内蔵基板であり、これにより、樹脂フィルムが導電性粒子の流動を抑制し、表面に形成された接着層にて接着性を発揮することができ、結果として回路部品内蔵層以外の電気絶縁層において電気的接続性に優れたビアを形成することが可能となる。また、本構成の電気絶縁層によれば電気絶縁層を容易に薄くすることができ、５０ミクロン以下の電気絶縁層を形成することが可能となる。すなわち、より薄い回路部品内蔵基板を提供することができるのである。
【００２６】
本発明の請求項９に記載の発明は、特に、支持体上に配線が形成された配線転写基材上に回路部品を実装し実装基板を形成する工程と、前記実装基板と電気絶縁層と配線転写基材とを積層する積層工程と、加熱加圧によって前記電気絶縁層に前記回路部品を埋設すると共に前記電気絶縁層を硬化させ接着する工程と、前記配線と前記電気絶縁層を貫通する貫通孔を形成し前記貫通孔の壁面にめっきによって金属層を形成するビア形成工程と、前記配線転写基材の支持体を除去する工程を備えた回路部品内蔵基板の製造方法であり、これにより、電気絶縁層を硬化させた後に、貫通孔を加工しビアを形成するので、簡便な製造方法で高密度に回路部品が内蔵され、配線密度の高い回路部品内蔵基板を提供することができる。また、本製造方法によって提供される回路部品内蔵基板の表面の配線は電気絶縁層に埋設されているため基板表面の平坦性に優れる。基板の表面平坦性は半田、金属バンプ等を用いたベアチップ実装を行う際に特に必要な要件であり、本発明の回路部品内蔵基板はベアチップ実装性に優れたものとなっている。
【００２７】
本発明の請求項１０に記載の発明は、特に、積層工程が配線転写基材に替えて配線転写基材に回路部品が実装された実装基板を用いる請求項９に記載の回路部品内蔵基板の製造方法であり、これにより、配線転写基材に替えて回路部品が実装された実装基板を用いることで電気絶縁層の両面より回路部品を内蔵することが可能となり、簡便な製造方法でより多くの回路部品を基板内に内蔵することが可能となる。
【００２８】
本発明の請求項１１に記載の発明は、特に、配線転写基材には複数層の配線が形成され、前記配線間が貫通孔に充填された導電性ペーストによって電気的に接続する請求項９に記載の回路部品内蔵基板の製造方法であり、これにより、配線転写基材上にあらかじめ複数の配線を形成しておくことで、簡便な製造方法で複雑な配線パターンを基板内に収容することが可能となる。
【００２９】
本発明の請求項１２に記載の発明は、特に、配線転写基材を構成する支持体は金属箔とする請求項９に記載の回路部品内蔵基板の製造方法であり、これにより、配線転写基材として金属箔を用いることで、貫通孔の壁面への電解めっきの際に安定した給電が実現でき、結果として電解めっきのばらつきを抑制できる。また、金属箔として貫通孔に設ける導電体とは異なる金属材料を選択することで、薬液にて選択的に支持体を除去することが可能となり、機械的なストレスを加えることなく支持体が除去でき、結果として製造工程中でのビア接続信頼性劣化を抑制することができる。
【００３０】
本発明の請求項１３に記載の発明は、特に、ビア形成工程は金属層が形成された貫通孔にさらに導電性ペーストを充填する請求項９に記載の回路部品内蔵基板の製造方法であり、これにより、貫通孔の壁面にめっき等によって金属層を形成し、さらに貫通孔の中央部に導電性ペーストを充填することで、ビアの強度を高めると共に、ビアでの電気的接続信頼性をさらに高めることができる。また、貫通孔が導電性ペーストで埋め込まれるため、貫通孔上に回路部品を実装することができ、より高密度な回路部品内蔵基板を提供することができるのである。
【００３１】
本発明の請求項１４に記載の発明は、特に、請求項９〜請求項１３のいずれかに記載の製造方法によって形成された複数の回路部品内蔵基板を、導電性ペーストが充填された貫通孔を備えた電気絶縁層を介して積層する工程と、加熱加圧によって前記複数の回路部品内蔵基板を一体化すると共に電気的に接続する工程を備えた回路部品内蔵基板の製造方法であり、これにより、導電性ペーストが充填された貫通孔を備えた電気絶縁層を介して複数積層することで、簡便な製造方法で回路部品内蔵層を多層化できる。また、回路部品内蔵層以外の電気絶縁層に導電性ペーストによってのみ形成されるビアを形成することができるので、結果としてビアを形成する設計制約を緩和することができ、高密度な回路部品内蔵基板を形成することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の回路部品内蔵基板およびその製造方法は、電気絶縁層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させた後にビアとなる貫通孔を形成するので、ビアが電気絶縁層を硬化する際に流動することがない。つまり、貫通孔内に形成される導電体が貫通孔よりはみ出し、隣接するビア、配線との短絡を誘発することがなく、高密度な配線が実現できる。
【００３３】
また、貫通孔の形成は、既に位置が固定されている基板表裏面の配線パターンをＸ線等で位置認識し、表裏配線パターン位置のずれ具合に応じて加工する座標位置を補正できるためビアと配線の合致精度に優れる。
【００３４】
結果として、ビアが合致する配線部を小さくできるため、高密度に回路部品が実装されビアの電気的接続信頼性に優れた回路部品内蔵基板およびその製造方法を提供することができるという効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態に示す本発明の回路部品内蔵基板については、回路部品を内蔵する構成について特に説明しており、図では基板表面に回路部品を実装した状態を示していないが、回路部品内蔵基板の表裏面に回路部品を実装することができることは言うまでもない。
【００３６】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１を用いて説明する。図１に示すように、本実施の形態１にかかる回路部品内蔵基板は電気絶縁層１の表面に配線２、３が形成されており、回路部品４、５が配線３上に実装されると共に、電気絶縁層１に埋設されている。電気絶縁層１には配線２、３と電気絶縁層１を貫通する貫通孔６が形成されており、貫通孔６の壁面には導電体として金属層７が形成され基板表裏面の配線２、３を電気的に接続しビアを形成している。電気絶縁層１は熱硬化性樹脂を含み、熱硬化性樹脂の硬化後に貫通孔６が形成されている。
【００３７】
電気絶縁層１に放熱性、剛性等を付与する場合には、電気絶縁層１にさらに無機フィラを含有してもよく、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＢＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯ2等を用いることができ、７０〜９５ｗｔ％の混合比で電気絶縁層１に含有させると所望の機能を発揮する上で好ましい。さらに無機フィラの平均粒径は０．１μｍ〜１００μｍ以下が好ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド樹脂等を用いることができる。
【００３８】
図１ではビアの電気的接続性を高め、ビア上への回路部品実装性を高めた例として、貫通孔６に導電体としてさらに導電性ペースト８を充填した例を示している。導電性ペースト８としては、導電性粒子と熱硬化性樹脂を主成分とするものを用いることができ、導電性粒子としては、銅、金、銀、およびこれらの合金よりなる粒子を用いることができる。このような形態の導電性ペースト８を用いた場合には、熱硬化性樹脂が硬化収縮によって導電性粒子間の接触を保持し電気的接続を確保しており、柔軟性に優れたビアを形成することができる。
【００３９】
また、導電性ペースト８として、インジウム、半田等の低温で溶融する導電性粒子を含むこともできる。このような導電性粒子を用いた場合には、導電性粒子の溶融によって導電性粒子間を金属結合で強固に結合させることが可能であり、ビアの抵抗値を低抵抗安定化させることができる。
【００４０】
また、導電性ペースト８として、Ａｇ、Ｃｕ等のサブミクロン粒子を含有させて、導電性粒子を低温で焼結させても良い。一例として、平均粒径０．５μｍ以下のＡｇ粒子を用いた場合には１８０℃、１時間でＡｇ粒子間を焼結させることができ、強固な金属結合を実現することができた。前述の低温溶融金属にて導電性粒子間を金属結合させた場合には、基板上にさらに回路部品を実装する場合など、後の熱履歴によって金属結合部が再溶融する。つまり、材料設計上このことを考慮に入れて、基板信頼性を確保する必要があった。しかし、上記したように低温焼結によって金属結合を形成した場合には、金属結合部の熱履歴による再溶融を考慮することなく材料設計を行うことができ、基板信頼性を確保する上でより好ましい。
【００４１】
なお、導電性ペースト８に替えて、絶縁性樹脂を充填しても回路部品内蔵基板としての機能を損ねることはなく、貫通孔６への充填材料は用途に応じて異なったものとしても構わない。より安価に簡便な製造方法にて回路部品内蔵基板を形成する場合には、貫通孔６への充填を実施せず、貫通孔６の壁面の金属層７が露出した状態でももちろん構わない。
【００４２】
図１では導電体としてめっき等による金属層７を形成した例を示しているが、導電体として導電性ペースト８のみを用いることもできる。この場合、導電性ペースト８としては導電性粒子として、前述のインジウム、半田等の低融点金属で、低温焼結可能な金属粒子を用いる。このような導電性粒子を用いることで、配線２、３との強固な結合が実現されるのである。
【００４３】
なお、図１では、配線２、３が電気絶縁層１に埋設された一例を示しており、基板表面平坦性が実装性に大きく影響を与えるベアチップ実装等において特に好ましい構造である。しかしながら、この構造は本発明の回路部品内蔵基板の構成を限定するものではなく、配線２、３が電気絶縁層１より突出した構造でも同様の効果を得られることは言うまでもない。後に示す回路部品内蔵基板の製造方法によれば配線が突出する構造となる。
【００４４】
また、上記した回路部品４、５は例えば能動素子としてトランジスタ、ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体素子を用いることができる。半導体素子はベアチップでも構わないし、ＱＦＰ、ＢＧＡ、ＣＳＰ等のパッケージの形態でも構わない。ベアチップ実装の形態としては、ワイヤーボンディング、半田、ＡＣＦ等の一般的な手法を用いることができるが、ワイヤーボンディングを用いる際には、ワイヤー保護のために実装後にワイヤー部分をモールディングすることが好ましい。
【００４５】
また、回路部品４、５として受動部品を用いることができる。受動部品としては、チップ状のコンデンサ、抵抗、インダクタが用いられる。回路部品４、５は回路部品内蔵基板で実現する回路に応じて選定されるものであり、能動部品のみ、受動部品のみ、能動部品と受動部品の両方を内蔵しても構わないが、基板に内蔵する回路部品の厚みに配慮した設計とし、内蔵する回路部品の高さを揃えることが、回路部品内蔵基板全体の厚みを薄くできる点でより好ましい。
【００４６】
受動部品の実装には半田を用いるのが一般的であるが、導電性ペースト８によって実装しても構わない。このように導電性ペースト８によって実装した場合には、後の工程での半田の再溶融が発生しないため、熱履歴に依存することなく回路部品内蔵基板の材料設計を行うことができ、基板信頼性を確保する上でより好ましいのは前述した例と同様である。
【００４７】
ここで、本回路部品内蔵基板の製造工程について、図２（ａ）〜（ｈ）を参照しながら説明する。まず、図２（ａ）に示したように支持体９上に配線１０が保持された配線転写基材１１を形成する。配線転写基材１１は、支持体９にＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＰＳ、フッ素系樹脂等の樹脂フィルムを用い、支持体９の上に配線材料となる銅箔等を接着したのちに配線材料をサブトラクト法によってパターニングして得ることができる。樹脂フィルムとしては、表面に離型処理が施されるか、離型性に優れた材料を選択するのが後に剥離する際に剥離しやすくより好ましい。
【００４８】
また、支持体９として配線材料と異なるアルミニウム、ステンレス等の金属箔を用い、この金属箔上に配線材料となる銅を形成し、この銅をサブトラクト法によってパターニングしても配線転写基材１１を形成することができる。
【００４９】
次に、配線転写基材１１上に回路部品１２、１３を実装すると図２（ｂ）に示す状態となる。回路部品実装の詳細に関しては既に図１を用いて説明したのでここでは省略する。
【００５０】
次に、図２（ｃ）に示すように配線転写基材１１、電気絶縁層１５、回路部品１２、１３が実装された配線転写基材１１を位置合わせし積層する。電気絶縁層１５は未硬化の熱硬化性樹脂を含み、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド樹脂等を用いることができる。また、放熱性、剛性等を付与する目的で無機フィラをさらに含有しても良いことについては既に述べた。なお、電気絶縁層１５には、回路部品１２、１３を埋め込み易くするように、回路部品配置に対応してキャビティや貫通孔１８を設けても構わない。
【００５１】
次に、加熱加圧によって電気絶縁層１５中の熱硬化性樹脂を硬化させ、配線転写基材１１と接着させると、回路部品１２、１３ならびに配線１０が埋設した図２（ｄ）に示す状態を得る。加熱加圧の条件については、電気絶縁層１５の硬化特性と流動性を鑑みて設定され、一例として高耐熱性のエポキシ樹脂を含有させた場合には、硬化は１５０℃〜２６０℃で行った。また、流動性を十分に確保するために、圧力としては１０ｋｇ／ｃｍ2〜２００ｋｇ／ｃｍ2を付与すると共に、昇温プロファイルとして熱硬化性樹脂の粘度が最低となる温度（一例として１２０℃）で３０分の温度キープを実施した。また、回路部品実装部におけるボイドを抑制するために、加熱加圧は真空雰囲気下で実施するのがより好ましい。
【００５２】
また、上記熱硬化条件では硬化率５０％以上、９０％以下で硬化されていることがより好ましい。ここで示した硬化率はＤＳＣ（Differential Scanning Calorimetry）による発熱量測定によって算出した。具体的には前述のように、未硬化の熱硬化性樹脂を完全硬化する際に発生する発熱量Ｑ０、熱処理後の熱硬化性樹脂に対して同様の測定条件による発熱量Ｑ１を用い、（Ｑ０−Ｑ１）／Ｑ０＊１００で算出する。硬化率が９０％以下の場合では、未反応の官能基が残存しているために、本発明の回路部品内蔵基板上にソルダーレジストを形成する場合や、ベアチップ実装の際のアンダーフィルム樹脂との密着性を向上させることができ、結果として基板表面への部品実装性に優れた回路部品内蔵基板を形成することができる。また、本回路部品内蔵基板を多数積層する際に用いる電気絶縁性基材との密着性を向上させることができ、電気絶縁性基材間の界面破壊強度を向上させ、信頼性に優れる回路部品内蔵基板の積層体を形成することができる。硬化率が５０％以下の場合には、後の熱工程で熱硬化性樹脂の流動が観察され、ビアに対するストレスが発生し電気的接続信頼性を劣化させることとなるのである。
【００５３】
次に図２（ｅ）に示すように、配線１０、電気絶縁層１５を貫通する貫通孔１８を形成する。この貫通孔１８の形成方法としては、レーザー加工、パンチ加工、ドリル加工を用いることができる。一例として貫通孔１８としては１００μｍ〜５００μｍの径で加工を行った。なお、配線転写基材１１と回路部品１２、１３が実装された配線転写基材１１は位置合わせして積層されるが、実際には電気絶縁層１５の硬化に伴う熱硬化性樹脂の流動によって積層の位置ずれが発生する。そこで、加熱加圧工程後にＸ線透視によって表裏面の配線転写基材１１上の配線位置を計測し、計測結果に基づいて貫通孔１８の位置設計データを補正し、貫通孔１８を合致する配線部から外れないように加工することがより好ましい。
【００５４】
次に貫通孔１８の壁面にめっきで金属層１９を形成すると、図２（ｆ）に示す状態となる。この貫通孔１８の壁面へのめっきは無電解めっきと電解銅めっきを組み合わせて行うことができる。無電解めっきとしては、Ｎｉ、Ｃｕめっきを用いることができる。一例として図２では支持体９として表面を撥水処理したアルミニウム箔を用いた例を示している。撥水処理については、フッ素系、炭化水素系、シリコーン系の処理を用いることができる。無電解めっきの際にめっき核を形成するために、パラジウムの触媒処理を施す必要があるが、支持体９の表面には撥水処理が施されているために、パラジウム核が付着しにくく結果として貫通孔１８の内部に無電解めっきによる金属層１９が形成されるのである。引き続き、電解銅めっきにより金属層１９を厚く形成することができるのである。この電解めっきの際に、アルミニウム箔表面にはアルミ酸化層が形成されるために、電解めっきで銅めっきが析出されにくく、結果として容易に貫通孔１８の壁面にのみ金属層１９が形成できるのである。
【００５５】
次に貫通孔１８に導電性ペースト１７を充填すると図２（ｇ）に示す状態となる。導電性ペースト１７の材料は、既に図１で導電性ペースト８として説明したものと同様である。その後、導電性ペースト１７を加熱し、導電性ペースト１７の導電性を確保する。加熱温度は導電性ペースト１７の材料によって異なり、導電性ペースト１７に熱硬化性樹脂を含む場合には熱硬化性樹脂の硬化温度以上で加熱し、導電性ペースト１７に低融点金属粒子を含む場合には金属粒子の融点以上で加熱する。また、導電性ペースト１７に低温焼結金属を含む場合には焼結温度以上で加熱するのが好ましい。
【００５６】
次に表裏面の支持体９を除去すると図２（ｈ）に示す状態となる。図２（ｈ）では支持体９を除去した後に、基板表面を平坦化するために研磨処理を施した例を示しているが、表面の平坦化が必要でない場合には、平坦化の研磨処理を施さなくても構わない。
【００５７】
支持体９の除去は支持体９の材料によって異なる方法が用いられ、支持体９として樹脂フィルムを用いた場合には、樹脂表面にめっきによって形成された金属層１９も合わせて機械的に剥離することによって容易に除去することができる。また、支持体９としてアルミニウム箔等の金属材料を用いた場合には酸・アルカリ等の薬液によって溶解除去することが可能となる。以上の工程によって、本発明の回路部品内蔵基板を形成することができる。
【００５８】
なお、図２では貫通孔１８への導電性ペースト１７の充填を支持体９の剥離前に行う例を示しているが、貫通孔１８への導電性ペースト１７の充填は、支持体９を剥離後に行っても構わない。
【００５９】
また、図２では導電体としてめっき等による金属層１９を形成する製造方法を示しているが、導電体として前述のように、導電性ペースト１７のみを用いることもできる。
【００６０】
なお、図１、図２では回路部品１２、１３の実装された配線転写基材１１を電気絶縁層１５の片側より埋設する例を示したが、図３に示すように、電気絶縁層１の両側から回路部品４、５の実装された配線転写基材１１を積層しても良い。図３に示した回路部品内蔵基板は、図２に示した製造方法と同様の簡便な製造方法で、より多くの回路部品を基板内に内蔵できる。
【００６１】
（実施の形態２）
本発明の他の実施の形態２について、図４を用いて説明する。なお、実施の形態１で示した例と重複する部分については、詳細を省略して説明する。
【００６２】
図４に示すように、本実施の形態２にかかる回路部品内蔵基板は電気絶縁層１の表面に配線２、３が形成されており、回路部品４、５が配線３上に実装されると共に電気絶縁層１に埋設されている。さらに、電気絶縁層１上には、電気絶縁層２０と配線２１が形成されており複数の配線２、３、２１が積層されている。また、配線３と配線２１はビア２２によって電気的に接続される。ビア２２は導電性ペースト８にて電気的接続性を確保している。このビア２２は電気絶縁層１に埋設された回路部品４、５の位置の制約を受けることなく、任意の位置に形成されており、ビア２２を配置する設計上の制約を緩和することができ結果として高密度な回路部品内蔵基板を形成することができる。
【００６３】
また、電気絶縁層１、２０と配線２、２１とを貫通する貫通孔６がさらに形成されており、貫通孔６の壁面には導電体として金属層７が形成され、さらに導電性ペースト８により基板表裏面の配線２、２１を電気的に接続している。
【００６４】
このように、回路部品内蔵基板の表面に複数の配線２、３、２１を形成することで、電気絶縁層１に多くの回路部品を狭ピッチで内蔵した場合や、接続端子の多い回路部品を内蔵した場合や、本発明の回路部品内蔵基板表面に回路部品をさらに高密度に実装する場合に発生する複雑な配線パターンを基板内に収容することが可能となり、結果として高密度な回路部品内蔵基板を提供することが可能となるのである。
【００６５】
ここで、本実施の形態２にかかる回路部品内蔵基板の製造工程について、図５（ａ）〜（ｋ）を参照しながら説明する。なお、実施の形態１で既に述べた製造工程と重複する部分については、簡略化して説明する。まず、図５（ａ）に示したように支持体９上に配線２を形成する。これは、既に図２で述べた配線転写基材１１と同様の構成である。さらに、その上に導電体として導電性ペースト８が充填されたビア２２を備えた電気絶縁層２０、配線材料２３を積層すると図５（ｂ）に示す状態となる。
【００６６】
また、配線材料２３としては９μｍ〜３５μｍ厚みの銅箔を用いることができるが、５０μｍ幅以下の微細な配線を形成する場合は９μｍ〜１２μｍ厚みの銅箔を用いるのがより好ましい。
【００６７】
また、電気絶縁層２０としては、繊維と樹脂の複合基材を用いることができる。具体的な一例として、ガラス繊維に未硬化エポキシ樹脂が含浸されたガラスエポキシ基材、アラミド繊維に未硬化エポキシ樹脂が含浸されたアラミドエポキシ基材を用いることができる。電気絶縁層２０として導電性ペースト８内の導電性粒子の流動を抑制する繊維と、接着性を発揮する熱硬化性樹脂の複合材料を用いることで、後の加熱加圧工程でのビア２２の流動性を抑制することができ、結果として回路部品内蔵層以外の電気絶縁層２０において電気的接続性に優れたビアを形成することが可能となるのである。
【００６８】
また、電気絶縁層２０の他の具体的な一例としては、樹脂フィルムの両側に接着剤層が設けられた複合基材を用いることができる。樹脂フィルムが導電性粒子の流動を抑制し、表面に形成された接着層が接着性を発揮することができ、結果として回路部品内蔵層以外の電気絶縁層２０において電気的接続性に優れたビア２２を形成することが可能となる。
【００６９】
また、本構成の電気絶縁層２０の厚みを容易に薄くすることができ、５０ミクロン以下の電気絶縁層を形成することも可能で、より薄い回路部品内蔵基板を提供することができるのである。
【００７０】
次に、加熱加圧によって電気絶縁層２０に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させ、配線材料２３、支持体９、配線２１に接着させると、図５（ｃ）に示す状態となる。この加熱加圧の際に、ビア２２の形状が保持され、結果として導電性ペースト８内部の導電性粒子が高密度化され電気的な接続が確保されるのである。引き続き、配線材料２３をエッチングによってパターニングすると図５（ｄ）に示した配線３、２１を複数層備えた配線転写基材２４が形成される。
【００７１】
なお後に示す図５（ｅ）〜（ｋ）は実施の形態１で既に述べた回路部品内蔵基板の製造方法図２（ｂ）〜（ｈ）に対応しており、簡略化して説明する。
【００７２】
引き続き、配線転写基材２４上に回路部品４、５を実装すると図５（ｅ）に示す状態となる。次に配線転写基材１１、電気絶縁層１５、回路部品４、５が実装された配線転写基材２４を位置合わせし積層すると図５（ｆ）に示す状態となる。電気絶縁層１５は回路部品４、５を埋設するので、電気絶縁層２０とは異なる材料を用いることが好ましく、未硬化の熱硬化性樹脂を含み、放熱性・剛性等を付与する目的で無機フィラをさらに含有しても良いことについては既に述べた例と同様である。
【００７３】
次に、加熱加圧によって電気絶縁層１５を硬化させると、配線転写基材１１、２４と接着すると共に、回路部品４、５ならびに配線２が埋設された図５（ｇ）に示す状態を得る。その後、図５（ｈ）に示すように配線２、２１及び電気絶縁層１５、２０、支持体９を貫通する貫通孔６を形成する。次に貫通孔６の壁面にめっきにて金属層７を形成すると、図５（ｉ）に示す状態となる。さらに貫通孔６に導電性ペースト８を充填し、加熱によって導電性を確保すると、図５（ｊ）に示す状態が得られる。引き続き、表裏面の支持体９を除去し、平坦化処理を施すと図５（ｋ）に示すような、本実施の形態２の回路部品内蔵基板が形成できる。
【００７４】
このように支持体９の上にあらかじめ多層配線基板を形成することで、より薄い厚みの電気絶縁層を容易にハンドリングすることができ、結果として、厚みの薄い回路部品内蔵基板を形成することができるのである。
【００７５】
なお、上記した回路部品内蔵基板の製造方法は、本実施の形態２にかかる回路部品内蔵基板の製造方法の一例を示すもので製造方法を限定するものではなく、実施の形態１に示した他の製造方法を組み合わせても構わない。
【００７６】
なお、図４と図５では回路部品の実装された配線転写基材２４を電気絶縁層１５の片側より積層する例を示したが、電気絶縁層１５の両側より回路部品の実装された配線転写基材２４を積層しても構わない。
【００７７】
なお、図４と図５では配線転写基材２４として配線が２層の例を示したが、配線層数はこれに限定されるものではなく、図５（ｂ）〜（ｄ）の工程を繰り返すことで容易に配線転写基材２４の配線の層数を増やすことができる。
【００７８】
（実施の形態３）
この実施の形態３では、実施の形態１〜２で述べた回路部品内蔵基板を多層積層した構造および製造方法について説明する。図６には本発明の回路部品内蔵基板を一例として３層積層した場合の断面図を示した。
【００７９】
図６に示すように、回路部品内蔵基板２５、２６、２７のそれぞれが、導電性ペーストによって形成されたビア３０、３１を備えた電気絶縁層２８、２９によって電気的に接続された構造となっている。図６に示した回路部品内蔵基板２５〜２７は実施の形態１で示した構造であるが、回路部品内蔵基板２５〜２７の構造はこれに限定されるものではなく、本発明にかかる回路部品内蔵基板から任意に選択することができる。
【００８０】
次に、回路部品内蔵基板を多層積層する製造方法について図７（ａ）〜（ｂ）を用いて説明する。まず、図７（ａ）に示すように、本発明の回路部品内蔵基板２５、２６、２７を積層配置し、それぞれの間に、導電性ペースト３０、３１が充填された貫通孔３２、３３を備えた電気絶縁層２８、２９を配置する。
【００８１】
また、電気絶縁層２８、２９として繊維と樹脂の複合基材、樹脂フィルムの両側に接着剤層が設けられた複合基材を用いることがより安定な電気的接続性を確保する点で好ましい。引き続き、加熱加圧によって回路部品内蔵基板２５〜２７を電気絶縁層２８、２９を介して接着させると共に、導電性ペースト３０、３１にて電気的に接続させると図７（ｂ）に示した多層体が簡便な製造方法で形成できるのである。
【００８２】
このような製造方法によれば、簡便な製造方法で回路部品内蔵基板を任意の位置で電気的に接続することができる。その結果ビア配置に関する設計制約を緩和し、高密度に回路部品、配線を収容した回路部品内蔵基板の積層体を形成することができる。なお、上記した例では、回路部品内蔵基板を３層積層する場合を用いて説明したが、同様の方法で、任意の数の回路部品内蔵基板を積層することができる。
【００８３】
なお、回路部品内蔵基板を電気的に接続する電気絶縁層の材料は繊維と樹脂の複合基材、樹脂フィルムの両側に接着剤層が設けられた複合基材だけでなく安定な電気的接続を確保できる材料であれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上のように本発明によれば、電気絶縁層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させた後にビアとなる貫通孔を形成するので、ビアが電気絶縁層を硬化する際に流動することがない。つまり、貫通孔内に形成される導電体が貫通孔よりはみ出し、隣接するビア、配線との短絡を誘発することがなく、高密度な配線が実現できる。
【００８５】
また、貫通孔の形成は、既に位置が固定されている基板表裏面の配線パターンをＸ線等で位置認識し、表裏配線パターン位置のずれ具合に応じて加工する座標位置を補正できるためビアと配線の合致精度に優れる、結果としてビアが合致する配線部を小さくできるため、高密度な配線が実現される。
【００８６】
以上の効果から、本発明は高密度に回路部品が実装され、ビアの電気的接続信頼性に優れた回路部品内蔵基板に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる回路部品内蔵基板構成の一例を示す断面図
【図２】（ａ）〜（ｈ）実施の形態１にかかる回路部品内蔵基板の製造方法を主要な工程毎に示す断面図
【図３】本発明の実施の形態１にかかる回路部品内蔵基板構成の一例を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態２にかかる回路部品内蔵基板構成を示す断面図
【図５】（ａ）〜（ｋ）実施の形態２にかかる回路部品内蔵基板の製造方法を主要な工程毎に示す断面図
【図６】本発明の実施の形態３にかかる回路部品内蔵基板の積層体構成を示す断面図
【図７】（ａ）〜（ｂ）実施の形態３にかかる回路部品内蔵基板の製造方法を主要な工程毎に示す断面図
【図８】（ａ）〜（ｈ）従来の回路部品内蔵基板の製造方法を主要な工程毎に示す断面図
【符号の説明】
【００８８】
１  電気絶縁層
２  配線
３  配線
４  回路部品
５  回路部品
６  貫通孔
７  金属層
８  導電性ペースト
９  支持体
１０  配線
１１  配線転写基材
１２  回路部品
１３  回路部品
１４  配線転写基材
１５  電気絶縁層
１６  配線
１７  導電性ペースト
１８  貫通孔
１９  金属層
２０  電気絶縁層
２１  配線
２２  ビア
２３  配線材料
２４  配線転写基材
２５  回路部品内蔵基板
２６  回路部品内蔵基板
２７  回路部品内蔵基板
２８  電気絶縁層
２９  電気絶縁層
３０  ビア
３１  ビア
【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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