(57)【要約】【課題】  半田ボールを使わずに回路部品モジュールを回路基板に実装することができ、また回路部品モジュールを製造する際に回路部品の破損を防止することが可能な回路基板構造及び回路基板構造の製造方法を提供する。【解決手段】  接続端子１０ｈを備えた回路基板１０と、回路基板１０上に実装された回路部品モジュール１４とからなり、回路部品モジュール１４は、回路基板１０の接続端子１０ｈ上に積層される誘電体樹脂層１１と、誘電体樹脂層１１に埋め込まれた回路部品７と、誘電体樹脂層１１の回路基板１０側と反対側の面に積層されて回路部品７に接続される配線パターン４とから構成され、配線パターン４が、誘電体樹脂層１１に設けられたスルーホール１１ｆを介して接続端子１０ｈに接続されていることを特徴とする回路基板構造１５を採用する。【選択図】        図１３
2007012780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続端子を備えた回路基板と、前記回路基板上に実装された回路部品モジュールとからなり、
前記回路部品モジュールは、前記回路基板の前記接続端子上に積層される誘電体樹脂層と、前記誘電体樹脂層に埋め込まれた回路部品と、前記誘電体樹脂層の前記回路基板側と反対側の面に積層されて前記回路部品に接続される配線パターンとから構成され、
前記配線パターンが、前記誘電体層に設けられたスルーホールを介して前記接続端子に接続されていることを特徴とする回路基板構造。
【請求項２】
前記誘電体樹脂層が、同じ厚みの複数の誘電体樹脂膜を積層させてなるものであることを特徴とする請求項１に記載の回路基板構造。
【請求項３】
前記配線パターンと前記回路部品とがクリーム半田によって接続されるとともに、前記配線パターンのうち前記回路部品が接続されない部分にはクリーム半田流出防止のためのマスク樹脂層が積層されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回路基板構造。
【請求項４】
版基板上に配線パターンを形成するとともに前記配線パターン上に回路部品を実装することにより、回路部品付き版基板を形成する工程と、
スルーホールが備えられているとともに貫通孔または凹部が設けられてなる誘電体樹脂層の一面側に、前記回路部品付き版基板を配置する一方、前記誘電体樹脂層の他面側には接続端子を備えた回路基板を配置し、前記回路部品付き版基板と前記回路基板によって前記誘電体樹脂層を熱プレスして、前記貫通孔または前記凹部に前記回路部品を挿入させるとともに前記スルーホールを介して前記配線パターンと前記接続端子とを接続する工程と、
前記版基板を剥離する工程と、を具備してなることを特徴とする回路基板構造の製造方法。
【請求項５】
前記誘電体樹脂層が、同じ厚みの複数の誘電体樹脂膜を積層させてなるものであることを特徴とする請求項４に記載の回路基板構造の製造方法。
【請求項６】
前記の回路部品付き版基板を形成するに際し、
前記版基板上にシード層を積層してから前記配線パターンを形成し、前記配線パターンのうち前記回路部品が接続されない部分に未硬化状態のマスク樹脂層を塗布し、前記マスク樹脂層に光照射して半硬化してから前記マスク樹脂層を加熱して完全に硬化し、前記マスク樹脂層の形成領域以外にクリーム半田を塗布し、前記クリーム半田上に前記回路部品を載置、加熱することにより前記配線パターンに前記回路部品を実装することを特徴とする請求項４に記載の回路基板構造の製造方法。
【請求項７】
前記マスク樹脂層がエポキシ変成アクリル樹脂から構成されることを特徴とする請求項６に記載の回路基板構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板構造及び回路基板構造の製造方法に関するものであり、特に、回路基板上に各種の回路部品モジュールを実装する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半田ボールを介して、ＩＣパッケージモジュール等の回路部品モジュールを回路基板の一部に実装する技術が知られている。ここで、回路基板の一部に回路部品モジュールを実装する利点や背景を簡単に説明すると、最近の回路基板には、センサ、アクチュエータ、モールドＩＣ等の様々な素子が既に実装されており、このような回路基板に対して、新たな機能を備えた回路部品モジュールをその一部に実装することで省スペース化を図れるという利点がある。また、回路部品モジュールに相当する機能をあらかじめ回路基板に備えさせようとすると、センサ等の素子の形成部分に配線や誘電体層等を追加する必要が生じて素子性能が低下するおそれがあるので、これを防止したいという要請がある。
【０００３】
しかし、半田ボールを用いた上記の実装技術においては、半田ボールの電気抵抗が比較的高いため、回路部品モジュールと回路基板との間の接続の信頼性が低いという問題がある。また、半田ボールの小型化には限界があるので、微細配線の接続が難しく、また接続スペースを広く確保する必要もある。
また、半田ボールを使用することに伴って接続スペースを広く確保しようとすると、熱膨張係数の影響も問題になる。即ち、回路基板と回路部品モジュールとの熱膨張係数の差が大きいと、温度上昇の際に回路基板と回路部品モジュールとの間で膨張の差が大きくなり、これにより半田ボールに歪みが集中して半田ボールが破損し、回路部品モジュールが回路基板から脱落するおそれがある。従って、接続スペースは可能な限り小さくする必要があり、そのためには半田ボールを利用した実装を極力避ける必要がある。
【０００４】
また最近では、回路基板に実装する回路部品モジュールとして、ガラスエポキシ樹脂等からなる誘電体樹脂層に、ＩＣチップ等の回路部品を内蔵させたものが知られている。誘電体樹脂層の厚みは、内蔵する回路部品の高さに応じて調整するが、その場合、ガラスエポキシ樹脂からなる複数の誘電体樹脂フィルムを重ねることで厚みを調整することが普通に行われている。この際、誘電体樹脂フィルム同士の位置ずれを防ぐために、誘電体樹脂フィルムの使用枚数を少なくすることが多い。例えば、誘電体樹脂層の厚みを最終的に７０μｍに調整したい場合には、厚みが５０μｍと２０μｍの２枚の誘電体樹脂フィルムを熱プレスして重ね合わせている。
【０００５】
しかし、ガラスエポキシ樹脂からなる誘電体樹脂フィルムは、その厚みが異なることによって、ガラス繊維とエポキシ樹脂との配合割合が異なったり、ガラス繊維の繊維径自体が異なったりする場合がある。誘電体樹脂フィルム間において、ガラス繊維の配合割合や繊維径が異なると、誘電体樹脂フィルム同士の熱膨張係数が異なってくる。一方、誘電体樹脂フィルムには、回路部品を収納するための貫通孔または凹部があらかじめ設けられている。従って、上述のようにフィルム同士の熱膨張係数が異なってくると、フィルム同士を熱プレスして誘電体樹脂層に成形する際に、貫通孔または凹部の位置がフィルム毎にずれてしまう場合があり、これにより貫通孔または凹部の内面が凸凹になり、回路部品を挿入する際に回路部品が凸凹に引っ掛かって破損するおそれがあった。
また、５０μｍの厚みを有するガラスエポキシ樹脂に貫通孔を設けようとすると、貫通孔内部にガラス繊維の破片が残りやすくなり、この破片が回路部品と衝突して回路部品を破損させるおそれもあった。
【０００６】
また、回路部品モジュールの製造方法として、版基板上に金属Ｃｕからなるシード層を積層し、シード層の上に配線パターンを形成し、配線パターン上にクリーム半田を載せるとともにＩＣチップ等の電子部品を載置し、これを誘電体樹脂に埋め込むと同時に版基板及びシード層を取り除いて回路部品モジュールを製造という方法が知られている。
しかし上記の方法では、クリーム半田を配線パターンに載せる際にクリーム半田が所定の位置から流れ出してシード層に接触し、これによりクリーム半田を介してシード層と電子部品とが接合されてしまい、シード層が上手く剥がせなくなるおそれがあった。
【特許文献１】特許第２７０３８６１号公報
【特許文献２】特開２００１−１５８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、半田ボールを使わずに回路部品モジュールを回路基板に実装することができ、また回路部品モジュールを製造する際に回路部品の破損を防止することが可能となり、更にクリーム半田の流出による不具合の発生を防止することが可能な回路基板構造及び回路基板構造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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の回路基板構造は、接続端子を備えた回路基板と、前記回路基板上に実装された回路部品モジュールとからなり、
前記回路部品モジュールは、前記回路基板の前記接続端子上に積層される誘電体樹脂層と、前記誘電体樹脂層に埋め込まれた回路部品と、前記誘電体樹脂層の前記回路基板側と反対側の面に積層されて前記回路部品に接続される配線パターンとから構成され、前記配線パターンが、前記誘電体層に設けられたスルーホールを介して前記接続端子に接続されていることを特徴とする。
また本発明の回路基板構造においては、前記誘電体樹脂層が、同じ厚みの複数の誘電体樹脂膜を積層させてなるものであることが好ましい。
また本発明の回路基板構造においては、前記配線パターンと前記回路部品とがクリーム半田によって接続されるとともに、前記配線パターンのうち前記回路部品が接続されない部分にはクリーム半田流出防止のためのマスク樹脂層が積層されていることが好ましい。
【０００９】
上記の構成によれば、回路基板と、誘電体樹脂層を具備してなる回路部品モジュールとの接続が、誘電体樹脂層に内蔵されたスルーホールを介してなされるので、半田ボールを用いる必要がなく、回路基板と回路部品モジュールとの接続を確実に行うことが可能になる。また、半田ボールを用いないので、回路基板と回路部品モジュールとの接続が微細配線構造であったとしても、無理なく接続させることが可能となる。更に、半田ボールを使用しないことで、回路基板及び回路部品モジュールの熱膨張係数差によって発生しがちな回路部品モジュールの脱落も防止することが可能になる。
また、上記の構成によれば、同じ厚みの複数の誘電体樹脂膜を積層させて誘電体樹脂層を形成するので、誘電体樹脂膜の間で熱膨張係数の差がなくなり、これにより誘電体樹脂層に反りが発生することがなく、回路部品モジュールの脱落が防止される。また、誘電体樹脂層に反りが発生しないので、誘電体樹脂層に内蔵される回路部品が破損することがない。
更に、上記の構成によれば、クリーム半田流出防止のためのマスク樹脂層が積層されているので、クリーム半田が所定の位置から流れ出すことがなく、短絡を防止することが可能になる。
【００１０】
次に、本発明の回路基板構造の製造方法は、版基板上に配線パターンを形成するとともに前記配線パターン上に回路部品を実装することにより、回路部品付き版基板を形成する工程と、スルーホールが備えられているとともに貫通孔または凹部が設けられてなる誘電体樹脂層の一面側に、前記回路部品付き版基板を配置する一方、前記誘電体樹脂層の他面側には接続端子を備えた回路基板を配置し、前記回路部品付き版基板と前記回路基板によって前記誘電体樹脂層を熱プレスして、前記貫通孔または前記凹部に前記回路部品を挿入させるとともに前記スルーホールを介して前記配線パターンと前記接続端子とを接続する工程と、前記版基板を剥離する工程と、を具備してなることを特徴とする。
また本発明の回路基板構造の製造方法においては、前記誘電体樹脂層が、同じ厚みの複数の誘電体樹脂膜を積層させてなるものであることが好ましい。
また本発明の回路基板構造の製造方法においては、前記の回路部品付き版基板を形成するに際し、前記版基板上にシード層を積層してから前記配線パターンを形成し、前記配線パターンのうち前記回路部品が接続されない部分に未硬化状態のマスク樹脂層を塗布し、前記マスク樹脂層に光照射して半硬化してから前記マスク樹脂層を加熱して完全に硬化し、前記マスク樹脂層の形成領域以外にクリーム半田を塗布し、前記クリーム半田上に前記回路部品を載置、加熱することにより前記配線パターンに前記回路部品を実装することが好ましい。
また本発明の回路基板構造の製造方法においては、前記マスク樹脂層がエポキシ変成アクリル樹脂から構成されることが好ましい。
【００１１】
上記の構成によれば、回路基板と、誘電体樹脂層を具備してなる回路部品モジュールとの間の接続が、誘電体樹脂層に内蔵されたスルーホールを介してなされるので、半田ボールを用いる必要がなく、回路基板と回路部品モジュールとの接続を確実に行うことが可能になる。また、半田ボールを用いないので、回路基板と回路部品モジュールとの接続が微細配線構造であったとしても、無理なく接続させることが可能となる。更に、半田ボールを使用しないことで、回路基板及び回路部品モジュールの熱膨張係数差によって発生しがちな回路部品モジュールの脱落も防止することが可能になる。
また、上記の構成によれば、同じ厚みの複数の誘電体樹脂膜を積層させて誘電体樹脂層を形成するので、誘電体樹脂膜の間で熱膨張係数の差がなくなり、これにより誘電体樹脂層に設けられる貫通孔または凹部の内面に凸凹が生じるおそれがなく、貫通孔または凹部に回路部品を挿入する際に回路部品がスムーズに挿入され、回路部品を破損させるおそれがない。
更に上記の構成によれば、クリーム半田流出防止のためのマスク樹脂層が積層されているので、クリーム半田が剥離層まで流れ出すことがなく、版基板を剥離する際にスムーズに剥がすことが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の回路基板構造及び回路基板構造の製造方法によれば、半田ボールを使わずに回路部品モジュールを回路基板に実装することができ、また回路部品モジュールを製造する際に回路部品の破損を防止することができ、更にクリーム半田の流出による不具合の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
本実施形態の回路基板構造の製造方法は、回路部品付き版基板を形成する工程と、回路部品付き版基板と回路基板によって誘電体樹脂層を熱プレスする工程と、版基板を剥離する工程とから概略構成されている。以下、各工程について、図面を参照して説明する。図１ないし図１７には、本実施形態の回路基板構造の製造方法の工程図を示す。なお、これらの図は本実施形態の回路基板構造およびその製造方法を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の回路基板の寸法関係とは必ずしも一致するものではない。
【００１４】
「回路部品付き版基板の形成工程」
以下、回路部品付き版基板の形成工程について図１から図１０を参照して説明する。この工程では、まず図１に示すように版基板１を用意し、次に図２に示すように版基板１の少なくとも一面上１ａにシード層２を形成する。なお、シード層２は一面１ａのみならず、図２に示すように版基板１の表面全部に形成してもよい。版基板１の表面全部にシード層２を形成することで、版基板１と後述する配線パターンとの剥離性を向上できる。シード層２は例えば、膜厚５０ｎｍないし５００ｎｍの酸化亜鉛層と、酸化亜鉛層上に積層した膜厚２μｍ程度の金属銅層とからなる積層体を用いることができる。また、シード層２は、金属銅層の単層構造であっても良い。酸化亜鉛層は例えば、酸化亜鉛を含むメッキ浴に版基板１を投入してから無電解メッキ法で形成できる。更に金属銅層についても無電解メッキ法で形成できる。
【００１５】
また、版基板１は、全面が酸化シリコンで形成されているものが、シード層を構成する酸化亜鉛層との密着性を向上でき、かつ版基板を再利用できる点で好ましい。版基板１の具体例としては、例えば、酸化ケイ素を主成分として含むガラス板、全面を熱酸化法もしくは熱ＣＶＤ法により酸化ケイ素層を形成させたシリコン基板、スパッタリング法等で酸化ケイ素層を全面に被覆させた樹脂基板または誘電体基板、などを用いることができる。また、前記のシリコン基板としてＢ，Ｐ，Ａｓ等のドーパントを添加したものを用いることもできる。更に前記の樹脂基板として柔軟性を有するものでもよく、この場合は長尺の樹脂基板をロール状に巻き取ることができるので、連続的な製造に適しており、生産性を向上できる。更にシード層２として金属銅層を使用する場合には、版基板１としてステンレス板を用いても良い。版基板１の厚みは特に制限はないが、例えば３０μｍないし３ｍｍのものを使用できる。
【００１６】
次に図３に示すように、シード層２上に、複数のレジスト除去部３ａを有するパターン化レジスト層３（レジストパターン）を形成する。具体的には、シード層２に例えば１０μｍ程度の感光性樹脂膜またはドライフィルム（以下レジスト層と表記）を積層してから、マスクを重ねて露光、現像を行うことにより、マスクのパターンに対応するレジスト除去部３ａを形成する。このようにしてレジスト除去部３ａを有するパターン化レジスト層３が形成される。
【００１７】
なお、パターン化レジスト層３を形成した後のレジスト除去部３ａには、感光性樹脂膜またはドライフィルムの残渣が残存する場合がある。この残渣が残存すると、この後に形成する配線パターンが断線したり、配線パターンとシード層２との密着性が低下して後工程において不具合が生じる可能性ある。そこで残渣の完全除去を目的として、パターン化レジスト層３を形成した後に、レジスト除去部３ａにアルゴンプラズマを照射するか、あるいはレジスト除去部３ａに露出するシード層の表面を軽くエッチングすることにより、残渣を除去することが望ましい。アルゴンプラズマを照射する場合には、たとえば、プラズマパワー５００Ｗ程度，雰囲気圧力１０Ｐａ以下、アルゴン流量５０ｓｃｃｍ、照射時間３０秒とする条件で行うと良い。また、シード層の表面を軽くエッチングするには、１０％酢酸水溶液からなるエッチャントで３０秒間処理する条件で行うと良い。このような処理を行うことで、シード層２と配線パターンとの密着強度を３Ｎ／ｃｍ以上にすることができる。
【００１８】
次に図４に示すように、レジスト除去部３ａに配線パターン４を形成する。具体的には例えば、メッキ液をレジスト除去部３ａ内のシード層２に接触させてから、シード層２に直流電流を印加してメッキを成長させる。配線パターン４の厚みはパターン化レジスト層３の厚みよりも薄くすることが好ましく、例えば５μｍ〜７μｍ程度がよい。
また、配線パターン４は、Ｃｕメッキ膜の単層構成でも良く、Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕの積層構成でも良い。Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕの積層構成の場合には、例えば、Ｃｕメッキ膜の膜厚を５μｍとし、Ｎｉメッキ膜の膜厚を２μｍとし、Ａｕメッキ膜の膜厚を０．２μｍとするのが良い。
【００１９】
次に図５に示すように、剥離工程によりパターン化レジスト層３を除去する。このようにして、版基板１の一面１ａ上に、シード層２と配線パターン４とが形成される。
【００２０】
次に、図６に示すように、配線パターン４の一部に未硬化状態のマスク樹脂層５を塗布する。次に図７に示すように、未硬化状態のマスク樹脂層５に紫外光または可視光を照射して半硬化状態にし、次に図８に示すように１６０℃〜１８０℃程度加熱してマスク樹脂層５を完全に硬化させる。このようにして硬化状態のマスク樹脂層５を形成する。
【００２１】
図６において、マスク樹脂層５を塗布する領域は、配線パターン４と後述する回路部品との接続部分を除いた領域とすることが望ましい。即ち、配線パターン４と回路部品との接続部分には、後工程においてクリーム半田が塗布されるので、このクリーム半田の流出を堰き止めるようにマスク樹脂層５を形成することが望ましい。なお、回路部品とは、後工程において配線パターン上に実装する回路部品であって、例えばＩＣチップ等である。
【００２２】
また、マスク樹脂層５は、未硬化の状態では液状またはペースト状を示し、紫外光または可視光を照射することにより半硬化し、更に熱を加えることで完全に硬化する樹脂からなる。このように２段階の工程を経て完全に硬化する樹脂としては、エポキシ変成アクリル樹脂を例示できる。エポキシ変成アクリル樹脂としては例えば、ダイセル株式会社製のエポキシアクリレートシリーズ Ｅｂｅｃｒｙ１６００を例示できる。
また、マスク樹脂層５を構成する樹脂には、熱膨張係数を調整するために、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｒＯ、ＢａＯ等の無機系フィラーを混合させておくことが望ましい。マスク樹脂層５における無機系フィラーの配合率は、１０質量％以上３０質量％以下の範囲が好ましく、例えば２０質量％程度がよい。無機系フィラーとしては例えば、アエロジル社製のＳｉＯ２フィラー（平均粒径１μｍ以下）を例示できる。
【００２３】
２段階の硬化工程を要する樹脂がマスク樹脂層５として好適な理由は、加熱による熱収縮を小さくできる点である。例えば、マスク樹脂層としてエポキシ樹脂等の熱硬化樹脂を用いると、硬化時の収縮応力によってシード層２が引っ張られて、版基板１とシード層２との間で剥がれが生じるおそれがある。これに対して、本実施形態のように２段階の硬化工程を要する樹脂を用いると、一段目の紫外光等の照射によってマスク樹脂層がある程度固まるので、その後の２段目の加熱による完全硬化がなされた場合の熱収縮量が小さくなる。よって、従来のエポキシ樹脂等の熱硬化樹脂と比較して、マスク樹脂層５の熱収縮量を少なくすることができ、版基板１とシード層２との剥がれを防止することができる。
【００２４】
次に図９に示すように、配線パターン４上であって、マスク樹脂層５が形成されていない領域に、クリーム半田６を塗布する。すなわち、クリーム半田６は、配線パターン４と回路部品との接続部分となる領域に塗布する。
そして、図１０に示すように、配線パターン４上に回路部品７を実装する。実装の際には、回路部品７の図示しない端子部をクリーム半田６の塗布領域に重ねるように配置し、次に、回路部品７を含む版基板１全体を１８０℃〜２００℃程度に加熱してクリーム半田６を溶融させることにより、回路部品７を配線パターン４に接合させる。更に図１０に示すように、回路部品７の周囲に封止樹脂８を塗布する。封止樹脂８には例えばエポキシ樹脂を用いればよい。
回路部品７としては前述したチップ型ＩＣの他に、チップ型抵抗素子、チップ型トランジスタ素子等の受動素子を用いても良い。
以上のようにして、回路部品付き版基板９を製造する。
【００２５】
「熱プレス工程」
以下、熱プレス工程について図１１〜図１２を参照して説明する。この工程では、まず図１１に示すように、先の工程で製造した回路部品付き版基板９と、回路基板１０と、誘電体樹脂層１１とを用意する。
【００２６】
回路基板１０は、例えばガラスエポキシ樹脂からなる複数の樹脂層１０ａが積層されてなる基板であり、各樹脂層１０ａの間にはそれぞれ配線パターン１０ｂが形成されており、配線パターン１０ｂ、１０ｂ同士は導電性ペーストからなるビア１０ｃによって相互に接続されている。また、回路基板１０の一面１０ｄには別の配線パターン１０ｅが形成されており、これら別の配線パターン１０ｅには絶縁樹脂材料からなる保護層１０ｆが積層されて保護されている。また、一面１０ｄには保護層１０ｆの非形成領域１０ｇが設けられており、この非形成領域１０ｇには配線パターン１０ｅの一部が露出されており、この露出された配線パターン１０ｅが回路基板１０の接続端子１０ｈとされている。
また、回路基板１０の他面１０ｉには更に別の配線パターン１０ｊが形成されており、これら配線パターン１０ｊには別の保護層１０ｋが積層されて保護されている。
【００２７】
次に、誘電体樹脂層１１は、同じ厚みの複数の誘電体樹脂膜１１ａが積層されて構成されている。誘電体樹脂膜１１ａにはそれぞれくり抜き孔１１ｂが設けられており、誘電体樹脂膜１１ａは各くり抜き孔１１ｂが連通するように積層される。このようにして誘電体樹脂層１１に貫通孔（孔）１１ｃが形成される。
また、誘電体樹脂層１１には別の貫通孔１１ｄが設けられており、この貫通孔１１ｄには導電性ペースト１１ｅが充填されている。この貫通孔１１ｄと導電性ペースト１１ｅとによって層間接続ビア１１ｆ（スルーホール）が構成されている。
【００２８】
誘電体樹脂膜１１ａは、ガラスエポキシ樹脂からなるものが好ましい。各誘電体樹脂膜１１ａは、ガラス繊維とエポキシ樹脂の配合比がそれぞれ同一であり、かつ、厚みが３０μｍ〜９０μｍの範囲のものが好ましく、５０μｍ〜７０μｍの範囲のものがより好ましい。また、誘電体樹脂膜１１ａの積層枚数は、２枚〜５枚程度がよい。そして、誘電体樹脂膜１１ａが積層されてなる誘電体樹脂層１１全体の厚みは、回路部品７の高さより僅かに大きくすると良く、具体的には１５０μｍ〜４００μｍ程度がよい。
【００２９】
誘電体樹脂膜１１ａの厚みが３０μｍ未満になると、エポキシ樹脂の配合比が低下して誘電体樹脂膜１１ａがシート状になりにくくなり、歩留まりが低下するので好ましくない。また、厚みが３０μｍ未満になってエポキシ樹脂の配合比が低下すると、誘電体樹脂膜１１ａ同士の接着力が低下し、これにより例えば温度変化が激しい環境に置かれた場合に誘電体樹脂膜１１ａ同士が剥離してしまうので好ましくない。
また、誘電体樹脂膜１１ａの厚みが９０μｍを超えると、ガラス繊維の繊維径が太くなり、くり抜き孔１１ｂの形成時に大きなガラス片が発生し、このガラス片がくり抜き孔１１ｂ内部に残存して回路部品７の挿入時に回路部品を破損させてしまうので好ましくない。
【００３０】
誘電体樹脂膜１１ａの厚みの好ましい範囲は上述の通りだが、実際には可能な限り薄い膜を使用するのが好ましい。厚みが同じ誘電体樹脂膜１１ａ同士では熱膨張係数のバラツキが少ない傾向にあるが、完全にゼロではない。薄い膜を使用することによって、誘電体樹脂層１１における誘電体樹脂膜１１ａの使用枚数を多くし、これにより各誘電体樹脂膜１１ａの熱膨張係数のバラツキが平均化され、誘電体樹脂膜１１ａ同士の剥離を防止できる。
【００３１】
そして、図１１に示すように、回路基板１０の非形成領域１０ｇ上に、誘電体樹脂層１１と回路部品付き版基板９とを配置する。誘電体樹脂層１１の一面１１ｇ側に回路部品付き版基板９を配置し、他面１１ｈ側には回路基板１０を配置する。このとき、誘電体樹脂層１１の貫通孔１１ｃの形成位置に、回路部品７の位置が重なるように誘電体樹脂層１１と回路部品付き版基板９とを位置合わせする。また、回路基板１０の接続端子１０ｈの形成位置に、誘電体樹脂層の層間接続ビア１１ｆの位置が重なるように回路基板１０と誘電体樹脂層１１とを位置合わせする。
【００３２】
また、誘電体樹脂層１１と回路部品付き版基板９の周囲には、フッ素樹脂等からなる補助ブロック１２を配置する。補助ブロック１２は、熱プレス時のプレス圧の均一化のために配置する。すなわち、回路基板１０の非形成領域１０ｇのみに回路部品付き版基板９を積層するため、非形成領域１０ｇにプレス圧力による応力が集中し、それ以外の部分には応力が印加されず、回路基板１０においてプレス圧の不均一化が起こり、回路基板１０の内部構造が破損するおそれがある。これを防止するために非形成領域１０ｇ以外の部分に補助ブロック１２を配置し、補助ブロック１２を同時にプレスすることで応力集中を緩和させ、回路基板１０におけるプレス圧の均一化を図り、回路基板１０の破損を防ぐ。
補助ブロック１２の厚みは、熱プレスした際における回路部品付き版基板９と誘電体樹脂層１１との合計の厚みに対して、ほぼ同程度にすることが望ましい。
【００３３】
次に図１２に示すように、回路基板１０の非形成領域１０ｇに誘電体樹脂層１１と回路部品付き版基板９とを重ね合わせ、非形成領域１０ｇ以外の部分には補助ブロック１２を重ね合わせる。そして、これらを熱プレス機の上型１３ａ及び下型１３ｂで挟み込み、プレス温度１６０℃〜１８０℃、プレス圧力８Ｐａ〜２０Ｐａの条件で熱プレスする。
【００３４】
この熱プレスによって、回路基板１０の非形成領域１０ｇに誘電体樹脂層１１が積層される。また、誘電体樹脂層１１の貫通孔１１ｃには回路部品７が挿入され、貫通孔１１ｃと回路部品７の隙間には誘電体樹脂層１１からエポキシ樹脂が押し出されて回路部品７が誘電体樹脂層１１の内部に埋め込まれる。また、誘電体樹脂層１１に設けられた層間接続ビア１１ｆが回路基板１０の接続端子１０ｈに接合され、更に層間接続ビア１１ｆは回路部品付き版基板９の配線パターン４にも接続される。これにより、配線パターン４が層間接続ビア１１ｆを介して回路基板１０の接続端子１０ｈに接続される。
【００３５】
「剥離工程」
最後に、剥離工程について図１３を参照して説明する。図１３に示すように剥離工程では、補助ブロック１２を取り除き、更に回路部品付き版基板９を構成していた版基板１とシード層２とを配線パターン４から剥離する。これにより、誘電体樹脂層１１と、この誘電体樹脂層１１の内部に埋め込まれた回路部品７と、回路部品７に接続された配線パターン４とから概略構成されてなる回路部品モジュール１４が形成される。
このようにして、回路部品モジュール１４が回路基板１０上に実装されてなる回路基板構造１５が得られる。
【００３６】
「回路基板構造」
本実施形態の回路基板構造１５は、図１３に示すように、接続端子１０ｈを備えた回路基板１０と、回路基板１０上に配置された回路部品モジュール１４とを具備して概略構成されている。回路部品モジュール１４は、回路基板１０の接続端子１０ｈを含む非形成領域１０ｇ上に積層された誘電体樹脂層１１と、誘電体樹脂層１１に埋め込まれた回路部品７と、誘電体樹脂層１１の回路基板１０側と反対側の面に積層されて回路部品７に接続される配線パターン４とから構成されている。また、配線パターン４は、誘電体樹脂層１１に設けられた層間接続ビア１１ｆ（スルーホール）を介して接続端子１０ｈに接続されている。
【００３７】
また、回路部品モジュール１４について更に詳細に説明すると、回路部品モジュール１４を構成する誘電体樹脂層１１は、同じ厚みを有する複数の誘電体樹脂膜１１ａが積層されて構成されている。誘電体樹脂層１１には、前述の層間接続ビア１１ｆが設けられており、この層間接続ビア１１ｆを介して配線パターン４が接続端子１０ｈに接続されている。また、誘電体樹脂層１１に埋め込まれた回路部品７は、クリーム半田６を介して配線パターン４に接続されている。クリーム半田６の周囲にはマスク樹脂層５が形成されており、このマスク樹脂層５によってクリーム半田６が高温時に流れ出ないようになっている。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態の回路部品構造の製造方法によれば、回路基板１０と回路部品モジュール１４との間の接続が、誘電体樹脂層１１に内蔵された層間接続ビア１１ｆを介してなされるので、半田ボールを用いる必要がなく、回路基板１０と回路部品モジュール１４との接続を確実に行うことができる。また、半田ボールを用いないので、回路基板１０と回路部品モジュール１４との接続が微細配線構造であったとしても、無理なく接続させることができる。更に、半田ボールを使用しないことで、回路基板１０と回路部品モジュール１４との間の接続スペースが少なくなり、熱膨張係数の差による回路部品モジュール１４の脱落も防止することができる。
【００３９】
また、同じ厚みの複数の誘電体樹脂膜１１ａを積層させて誘電体樹脂層１１を形成するので、誘電体樹脂膜１１ａの間で熱膨張係数の差がなくなり、これにより誘電体樹脂層１１に設けられる貫通孔１１ｃの内面に凸凹が生じるおそれがなく、貫通孔１１ｃに回路部品７を挿入する際に回路部品７がスムーズに挿入され、回路部品７を破損させるおそれがない。
更に、クリーム半田流出防止のためのマスク樹脂層５が積層されているので、クリーム半田６がシード層２まで流れ出すことがなく、版基板１を剥離する際にスムーズに剥がすことができる。
【００４０】
また、本実施形態の回路部品構造によれば、同じ厚みの複数の誘電体樹脂膜１１ａを積層させて誘電体樹脂層１１を形成するので、誘電体樹脂膜１１ａの間で熱膨張係数の差がなくなり、これにより誘電体樹脂層１１に反りが発生することがなく、回路部品モジュール１４の脱落を防ぐことができる。また、誘電体樹脂層１１に反りが発生しないので、誘電体樹脂層１１に内蔵される回路部品７が破損することがない。
更に、クリーム半田流出防止のためのマスク樹脂層５が積層されているので、クリーム半田６が所定の位置から流れ出すことがなく、回路部品７と配線パターン４との短絡を防止することができる。
【実施例】
【００４１】
上記の効果を具体的に説明する。例えば、本実施形態における層間接続ビア１１ｆの直径を１００μｍとすると、接続抵抗は、層間接続ビア１個当たり３±１ｍΩになる。一方、半田ボールを用いた場合は、直径５００μｍ程度の半田ボールを、回路基板１０の接続端子１０ｈと、誘電体樹脂層１１に設けた層間接続ビア１１ｆとの間に配置させた構成となり、その場合の接続抵抗は５±３ｍΩになる。
このように、本実施形態によれば、層間接続ビア１１ｆのみで回路部品モジュール１４と回路基板１０とを接続するので、半田ボールを使用した場合よりも接続抵抗を小さくすることができる。また、５００μｍの半田ボールに対して、直径１００μｍの層間接続ビア１１ｆで接続できるので、接続のためのスペースを大幅に縮小することができる。
【００４２】
また、厚みが５０μｍの誘電体樹脂膜１１ａを４枚積層することにより、厚み２００μｍの誘電体樹脂層１１を構成した場合、熱プレス工程における誘電体樹脂層１１の反りによる不良発生率は１％以下となる。また、この場合の回路部品の破損による不良率は０．３％となる。更に、回路基板構造の完成品に対して、−６０℃〜１２０℃の間を１０℃／分の速度で温度上昇及び温度降下を１０００回繰り返す温度サイクル試験を行ったところ、誘電体樹脂層１１の反りによる不良発生率は４．５％以下となる。
一方、厚みが２００μｍの誘電体樹脂層を一層で構成した場合は、熱プレス工程における誘電体樹脂層１１の反りによる不良発生率は３％となる。また、回路部品の破損による不良率は３％となる。更に、回路基板構造の完成品に対して、上記と同様に温度サイクル試験を行った場合の不良発生率は５％になる。
このように、本実施形態によれば、厚みが同じでしかも薄い複数の誘電体樹脂膜１１ａを積層させることで、貫通孔１１ｃの内面に凸凹が生じるおそれがなく、回路部品７の破損が激減し、回路部品の破損による不良率を十分の一まで低減させることができる。
また、同じ厚みの複数の誘電体樹脂膜１１ａを積層させることで、誘電体樹脂膜１１ａの間で熱膨張係数の差がなくなり、これにより誘電体樹脂層１１に反りが発生することがなく、熱プレス時の不良率や、温度サイクル試験時の不良率を低減させることができる。
【００４３】
更に、同じ厚みの誘電体樹脂膜を複数枚積層して厚さ１００μｍ〜４００μｍの誘電体樹脂層を形成した。そして、誘電体樹脂膜の厚み毎に、誘電体樹脂層の状態及び温度サイクル試験時の不具合の発生状況と、熱プレス時の回路部品の破損の発生状況とを調査した。結果を下記表１に示す。表１におけるカッコ内の数値は、誘電体樹脂層全体の厚みである。表１に示すように、誘電体樹脂膜の厚みが５０μｍ〜７０μｍの範囲で良好な結果が得られることが分かる。また、誘電体樹脂膜の厚みが３０μｍ及び９０μｍの場合には、若干不具合が多くなるが、それでも２０μｍまたは１００μｍの場合と比べると良好な結果であることが分かる。
【００４４】
【表１】
2007012780.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明の実施形態である回路部品構造の製造方法を説明する図であって、回路部品付き版基板の形成工程を示す工程図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態である回路部品構造の製造方法を説明する図であって、回路部品付き版基板の形成工程を示す工程図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態である回路部品構造の製造方法を説明する図であって、回路部品付き版基板の形成工程を示す工程図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態である回路部品構造の製造方法を説明する図であって、回路部品付き版基板の形成工程を示す工程図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態である回路部品構造の製造方法を説明する図であって、回路部品付き版基板の形成工程を示す工程図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態である回路部品構造の製造方法を説明する図であって、回路部品付き版基板の形成工程を示す工程図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態である回路部品構造の製造方法を説明する図であって、回路部品付き版基板の形成工程を示す工程図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態である回路部品構造の製造方法を説明する図であって、回路部品付き版基板の形成工程を示す工程図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態である回路部品構造の製造方法を説明する図であって、回路部品付き版基板の形成工程を示す工程図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態である回路部品構造の製造方法を説明する図であって、回路部品付き版基板の形成工程を示す工程図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態である回路部品構造の製造方法を説明する図であって、熱プレス工程を示す工程図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態である回路部品構造の製造方法を説明する図であって、熱プレス工程を示す工程図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施形態である回路部品構造の製造方法を説明する図であって、剥離工程を示す工程図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…版基板、２…シード層、４…配線パターン、５…マスク樹脂層、６…クリーム半田、７…回路部品、９…回路部品付き版基板、１０…回路基板、１０ｈ…接続端子、１１…誘電体樹脂層、１１ａ…誘電体樹脂膜、１１ｃ…貫通孔、１１ｆ…層間接続ビア（スルーホール）、１１ｇ…誘電体樹脂層の一面（回路基板側と反対側の面）、１１ｈ…誘電体樹脂層の他面、１４…回路部品モジュール、１５…回路基板構造
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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