(57)【要約】【課題】部品を内蔵する基板の耐熱信頼性を向上させることができる内蔵部品の接続方法及び部品内蔵基板の提供。【解決手段】実装部品がコア材に内蔵された基板を形成し、次いで当該内蔵された実装部品の電極を露出せしめた後、当該露出した電極と外層の銅箔とを金属めっきで接続する内蔵部品の接続方法；実装部品がコア材に内蔵されていると共に、当該内蔵された実装部品の電極が外層の銅箔と金属めっきで接続されている部品内蔵基板。【選択図】図２
2007234703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装部品がコア材に内蔵された基板を形成し、次いで当該内蔵された実装部品の電極を露出せしめた後、当該露出した電極と外層の銅箔とを金属めっきで接続することを特徴とする内蔵部品の接続方法。
【請求項２】
銅箔に挟着されたコア材を用意する第１工程と、
前記コア材における部品埋め込み部の銅箔を除去する第２工程と、
前記コア材に、内蔵される実装部品が挿入可能な貫通穴を開ける第３工程と、
前記貫通穴に、前記実装部品を挿入する第４工程と、
前記部品挿入後のコア材に、半硬化状態の絶縁樹脂と銅箔を積層し、当該半硬化状態の絶縁樹脂を前記貫通穴内に入り込ませて前記実装部品を前記貫通穴内に固定させる第５工程と、
前記実装部品の電極の位置に対応する前記絶縁樹脂と銅箔部に穴加工を行なって当該電極を露出させる第６工程と、
前記露出させた電極と外層の銅箔を銅めっきで接続させる第７工程と、
外層パターンを形成して前記実装部品を導通させる第８工程と、
外層のソルダーレジストを形成する第９工程と、
を有することを特徴とする請求項１記載の内蔵部品の接続方法。
【請求項３】
前記第５工程における絶縁樹脂と銅箔の積層を、前記コア材の両側から挟みこんで積層プレスして行なうことを特徴とする請求項２記載の内蔵部品の接続方法。
【請求項４】
前記コア材が、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする請求項２又は３記載の内蔵部品の接続方法。
【請求項５】
実装部品がコア材に内蔵されていると共に、当該内蔵された実装部品の電極が外層の銅箔と金属めっきで接続されていることを特徴とする部品内蔵基板。
【請求項６】
銅箔に挟着されたコア材と、該コア材に穿設された貫通穴と、該貫通穴に挿入された実装部品と、該コア材に積層された樹脂がそれぞれ付着している銅箔と、実装部品の電極と外層の銅箔をそれぞれ接続させる金属めっきと、外層の銅箔によって形成された外層パターンと、外層のソルダーレジストとを有することを特徴とする請求項５記載の部品内蔵基板。
【請求項７】
前記コア材の厚みと前記内蔵部品の縦寸法が略同一であることを特徴とする請求項５又は６記載の部品内蔵基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内蔵部品の接続方法及びそれを用いた部品内蔵基板に係わり、特に、部品を内蔵する基板の耐熱信頼性を向上させることができる内蔵部品接続方法及びその方法を用いた部品内蔵基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
内蔵部品を基板に接続する際、従来は、はんだによる接合方法で実装が行なわれていた。また、このような実装技術を用いて、部品内蔵基板の作製も多く行なわれていた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、はんだによる接合方法の場合には、ソルダーレジスト形成、はんだ印刷、リフロー、積層前の洗浄などの工程が避けられない必須の工程となっていた。また、内層にソルダーレジストが形成されていると、内層の密着性が低下して耐熱性が悪くなるという問題があった。更に、完成した基板の内層に、はんだ接合した部品が存在する構造となっているため、完成した基板の外層へ部品実装する為のはんだリフロー等の工程において、はんだ溶融温度まで加熱することで内蔵部品のはんだ接合が再溶融し、はんだリークや層間剥離などが発生して、熱による信頼性が不十分になるという問題もあった。
【特許文献１】特開２０００−２０８９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、部品を内蔵する基板の耐熱信頼性を向上させることができる内蔵部品接続方法及び部品内蔵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】
【０００５】
上記課題を解決すべく、請求項１に係る本発明の内蔵部品の接続方法は、実装部品がコア材に内蔵された基板を形成し、次いで当該内蔵された実装部品の電極を露出せしめた後、当該露出した電極と外層の銅箔とを金属めっきで接続することを特徴とするものである。
これにより、はんだ接合方法で必要であった内層のソルダーレジストが不要となり、内層の密着性が向上することで耐熱信頼性が向上する。また、内蔵部品の接続方法をはんだ接合から金属めっきに代えることで、はんだを用いた場合に起こるはんだ再融解によるはんだリークや層間剥離が発生せず、耐熱性を向上させることができる。
【０００６】
また、請求項２に係る本発明は、前記内蔵部品の接続方法において、銅箔に挟着されたコア材を用意する第１工程と、
前記コア材における部品埋め込み部の銅箔を除去する第２工程と、
前記コア材に、内蔵される実装部品が挿入可能な貫通穴を開ける第３工程と、
前記貫通穴に、前記実装部品を挿入する第４工程と、
前記部品挿入後のコア材に、半硬化状態の絶縁樹脂と銅箔を積層し、当該半硬化状態の絶縁樹脂を前記貫通穴内に入り込ませて前記実装部品を前記貫通穴内に固定させる第５工程と、
前記実装部品の電極の位置に対応する前記絶縁樹脂と銅箔部に穴加工を行なって当該電極を露出させる第６工程と、
前記露出させた電極と外層の銅箔を銅めっきで接続させる第７工程と、
外層パターンを形成して前記実装部品を導通させる第８工程と、
外層のソルダーレジストを形成する第９工程と、
を有することを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項３に係る本発明は、前記内蔵部品の接続方法において、前記第５工程における絶縁樹脂と銅箔の積層を、前記コア材の両側から挟みこんで積層プレスして行なうことを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項４に係る本発明は、前記内蔵部品の接続方法において、前記コア材が、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含むことを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記課題を解決すべく、請求項５に係る本発明の部品内蔵基板は、実装部品がコア材に内蔵されていると共に、当該内蔵された実装部品の電極が外層の銅箔と金属めっきで接続されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項６に係る本発明は、前記部品内蔵基板において、銅箔に挟着されたコア材と、該コア材に穿設された貫通穴と、該貫通穴に挿入された実装部品と、該コア材に積層された樹脂がそれぞれ付着している銅箔と、実装部品の電極と外層の銅箔をそれぞれ接続させる金属めっきと、外層の銅箔によって形成された外層パターンと、外層のソルダーレジストとを有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項７に係る本発明は、前記部品内蔵基板において、上記コア材の厚みと上記内蔵部品の縦寸法が略同一であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、実装部品を内蔵する基板の耐熱信頼性を向上させることができる。また、はんだではなく金属めっきを接合方法として用いることにより、はんだのようなリフロー時の再溶融は生じなくなる。このため、リフローなどの耐熱性を通常の基板と同等に扱うことができるという利点がある。
【００１３】
特に、本発明において、基板の貫通穴に実装部品を、その電極の位置が上下になるように挿入し、次いで絶縁樹脂と銅箔の積層を行なって当該実装部品を内蔵した後、当該内蔵部品の電極をレーザーで露出させ、金属めっきにより内蔵部品の導通経路を確保すれば、内蔵部品の配線経路が不要になり、外部からのアクセスが最短になるという利点がある。
【００１４】
更にまた、次の（１）〜（８）のような利点もある。即ち、
（１）実装部品の接合にめっきを用いているため、はんだを用いる場合に比して接合部の信頼性が向上する。
（２）非常に小さな電子部品であっても、通常の実装工程で容易に内蔵化したり配置したりすることができる。
（３）実装部品を貫通穴に挿入するような構成であるため、部品ランドが不要になる。
（４）内蔵部品のめっき接合は通常の基板試作時の金属めっき工程時に処理可能であり、改めて工程を追加しなくて良い。
（５）部品との接続用のブラインドバイアホール（Blind viahole。以下、「ＢＶＨ」と略す）をフィルドビアにすることで、内蔵部品の直上に表面実装部品や半導体を配置できる。
（６）例えばデカップリングコンデンサ等を半導体の直下に容易に配置できるなどのように、最短の配線接続経路にすることができる。
（７）繰り返しのビルドアップも通常のビルドアップ方法でできる。
（８）はんだ接続しないため、実装はんだのポストフラックス残渣の洗浄工程を省略することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の最良の実施形態について図を用いて詳細に説明する。なお、本発明は以下に詳述する実施形態により何ら制限されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００１６】
図１〜図２は本発明の内蔵部品の接続方法を示す概略断面工程説明図である。図中、１０１は熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含む絶縁基材からなるコア材；１０２ａ，１０２ｂは銅箔；１０３は貫通穴；１０４は内蔵される実装部品（例えばチップ部品）である。
【００１７】
また、１０５ａ，１０５ｂは実装部品１０４の電極；１０６は当該電極１０５ａと１０５ｂに挟着された部品本体；１０７ａ，１０７ｂは絶縁材としての樹脂；１０８ａ，１０８ｂは銅箔；１０９ａ，１０９ｂは銅めっき；１１０ａ〜１１０ｅ，１１１ａ〜１１１ｅは外層パターン；１１２ａ，１１２ｂは外層のソルダーレジスト（Solder Resist）である。
【００１８】
なお、本発明において、上記部品と外層銅箔を接合する銅めっき１０９ａ，１０９ｂは他の金属めっきでも良く、例えば、ニッケル銅めっき等であっても良い。また、絶縁材としての樹脂１０７ａ，１０７ｂとしては、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ、樹脂フィルムシート、樹脂付き銅箔、或いは、エポキシ樹脂などに無機フィラーが含浸されたビルドアップ材などが好適に用いられる。
【００１９】
また、上記コア材１０１の熱硬化性樹脂としては、例えばフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、メラミン樹脂あるいはシアネート樹脂などが挙げられ、熱可塑性樹脂としては、例えばフッ素樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂あるいはアクリル樹脂などが挙げられる。
【００２０】
また、本発明において、上記実装部品１０４の電極１０５ａ，１０５ｂは、銅箔１０８ａ，１０８ｂのレーザー加工時に耐えられる厚みを有していることが必要である。また、部品との接続を行なうＢＶＨはデスミア処理も行なうことで、露出させる部品の電極表面の樹脂残渣を取り除いて良好なめっき接続を実現する。
【００２１】
以下、図を参照しながら各工程順に詳しく説明する。
図１において、最初、銅箔１０２ａ，１０２ｂに挟着されたコア材１０１を用意する（図１（イ）参照）。ここで、コア材１０１は内蔵する実装部品と同じ寸法のものとし、例えば、実装部品１０４を縦長の状態で配置する場合にはコア材１０１の厚みを実装部品１０４の当該縦寸法と略同一とする。
【００２２】
このようにコア材１０１の厚みを内蔵する実装部品と略同じ寸法にすることにより、実装部品の上の面と同一の高さにする所謂”つらいち”を容易に達成することができる。
次に、コア材１０１における部品埋め込み部の銅箔を除去する（図１（ロ）参照）。即ち、銅箔１０２ａ，１０２ｂのうち上記実装部品を埋設する後述の貫通穴１０３の上下開口部周囲の銅箔を除去する。
【００２３】
なお、銅箔１０２ａ，１０２ｂのうち除去されなかった部分（又は層）に内層回路を形成することも可能である。この場合、内層回路と後述の貫通穴１０３に埋設（又は内蔵）された実装部品がショート（短絡）するのを防止するため、上記銅箔除去部分に若干のクリアランス（間隙）が設けられる。
【００２４】
その後、内蔵される実装部品を挿入できるサイズの貫通穴１０３を開ける（図１（ハ）参照）。この貫通穴１０３の大きさは上記実装部品を容易に挿入できるサイズとする。なお、上記実装部品は貫通穴１０３に挿入するだけでも良く、あるいは挿入後に接着剤で固定しても良い。
【００２５】
また、上記実装部品としては、例えばチップコンデンサ、チップ抵抗器、チップコイル等が挙げられるが、これらに限定されることなく、サイズと部品電極が合えばその他のものでも良い。
なお、貫通穴１０３の大きさを上記実装部品のサイズより若干小さくし、上記部品を破損しない程度の圧力で貫通穴１０３に封入するようにしても良い。
【００２６】
次に、貫通穴１０３に実装部品１０４を、その電極１０５ａ，１０５ｂの位置が上下になるように挿入し（図１（ニ）参照）、その後、両側から樹脂１０７ａ，１０７ｂ付き銅箔１０８ａ，１０８ｂで挟みこんで積層プレスを行なう（図１（ホ）参照）。ここで、コア材１０１の厚みと実装部品１０４の縦寸法は略同一である。即ち、図１上で、コア材１０１の縦方向の寸法と実装部品１０４の縦方向の寸法は略同一である。
【００２７】
このため、レイアップ（いわゆる積層編成）で実装部品１０４は定位置に積層配置されるようになる。
【００２８】
上記積層により樹脂付き銅箔の樹脂分が貫通穴１０３内に入り込み、実装部品１０４が貫通穴１０３内に固定される（図１（ヘ）参照）。
次いで、実装部品１０４の電極１０５ａ，１０５ｂの位置に対応する上記樹脂付き銅箔部にレーザーで穴加工を行ない、電極１０５ａ，１０５ｂを露出させる（図２（ト）参照）。
【００２９】
ここで、実装部品１０４の電極１０５ａ，１０５ｂは原則として銅めっき仕様となっているが、これに限定されるものではなく、例えば、銀めっきや金めっきの仕様であっても良い。また、実装部品１０４以外の上記内層回路でもＢＶＨが可能である。更に、上記内層回路のＢＶＨと上記実装部品１０４のＢＶＨを同時に処理することも可能である。
【００３０】
その後、露出させた電極１０５ａ，１０５ｂと外層の銅箔１０８ａ，１０８ｂを銅めっき１０９ａ，１０９ｂで接続させる（図２（チ）参照）。この場合、電極１０５ａ，１０５ｂを内層ランドとしてＢＶＨ接続の形態をとっている。また、ＢＶＨめっきはフィルドビアにすることにより、内蔵部品１０４の真上（すなわち直上）をランドにすることができる。更に、実装部品１０４と他の表面実装部品なども最短距離で接続できる上、通常のＢＶＨも同時に処理することができる。
【００３１】
次いで、外層パターン１１０ａ〜１１０ｅ，１１１ａ〜１１１ｅを形成して内蔵された実装部品１０４の導通を確保することができる（図２（リ）参照）。また、ビルドアップを繰り返して多層化することも可能である。
即ち、部品を埋めて部品ＢＶＨで接続し外層パターンを形したものをビルドアップした６層基板、或いは６層基板を更にビルドアップする等とすることもできる。
【００３２】
最後に、外層のソルダーレジスト１１２ａ，１１２ｂを形成する（図２（ヌ）参照）。このようにして、部品内蔵基板が完成する。
【００３３】
図３は本発明の部品内蔵基板の概略断面説明図であり、図中、図１及び図２と同一記号は同一意味を持たせて使用し、ここでの重複説明は省略する。なお、図３に示す部品内蔵基板は図１〜図２で詳述した接続方法を用いたものであるため、図３の構成は図２（ヌ）に示した構成と同一である。
【００３４】
即ち、この実施の形態に係る部品内蔵基板は、図３に示されている如く、銅箔１０２ａ，１０２ｂに挟着されたコア材１０１と、該コア材１０１に穿設された貫通穴と、該貫通穴に挿入された実装部品１０４と、樹脂１０７ａ，１０７ｂがそれぞれ付着された銅箔によって形成された外層パターン１１０ａ〜１１０ｅ，１１１ａ〜１１１ｅと、実装部品１０４の電極１０５ａ，１０５ｂと外層の銅箔をそれぞれ接続させる金属めっき１０９ａ，１０９ｂと、外層のソルダーレジスト１１２ａ，１１２ｂとから構成されている。
【００３５】
而して、この実施の形態に係る部品内蔵基板においては、内蔵部品が縦長の状態で配置されているため、基板の厚さは増加しているが基板の表面積は減少している。
例えば、横０．３mm、縦０．６mm、高さ０．３mm（所謂０６０３サイズ）の部品を通常実装（横配置）していたものを縦配置にすると、表面積が５０％減少するという効果がある。
【００３６】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であり、例えば、銅箔無しのコア材をビルドアップした２層基板としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の内蔵部品接続方法を示す概略断面工程説明図。
【図２】図１に引き続く概略断面工程説明図。
【図３】本発明の部品内蔵基板の概略断面説明図。
【符号の説明】
【００３８】
１０１：コア材
１０２ａ，１０２ｂ：銅箔
１０３：貫通穴
１０４：内蔵される実装部品
１０５ａ，１０５ｂ：電極
１０６：部品本体
１０７ａ，１０７ｂ：樹脂
１０８ａ，１０８ｂ：銅箔
１０９ａ，１０９ｂ：銅めっき
１１０ａ〜１１０ｅ，１１１ａ〜１１１ｅ：外層パターン
１１２ａ，１１２ｂ：ソルダーレジスト
【図１】
2007234703.tif 000003
【図２】
2007234703.tif 000004
【図３】
2007234703.tif 000005