JP2013102047A - 部品内蔵配線板、部品内蔵配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】両方の面上に実装された外付け実装部品のそれぞれとの関係として電気的特性を向上するような部品内蔵を実現すること。
【解決手段】内蔵部品を接続するための第１の接続領域を備えた第１の配線層と、第１の配線層の第１の接続領域に接続された第１の部品と、第１の部品を埋め込むように、第１の配線層上に積層して位置する板状絶縁層と、板状絶縁層が第１の部品を埋め込むため要している該板状絶縁層の空間領域を避けるように、該板状絶縁層の厚み内に内層配線層として設けられた、内蔵部品を接続するための第２の接続領域を備えた第２の配線層と、第２の配線層から見た方向が、第１の配線層から見た第１の部品の方向とは反対になるように、板状絶縁層に埋め込まれて、該第２の配線層の第２の接続領域に接続された第２の部品とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、板厚み内部に部品を位置させた部品内蔵配線板およびその製造方法に係り、特に、両側の面のそれぞれに部品実装がなされる形態に好適な部品内蔵配線板およびその製造方法に関する。

携帯型電子機器の小型化、高性能化、多機能化を進展させる基盤技術のひとつとして、受動素子部品を板厚み内部に位置させて部品の配置密度を向上させる部品内蔵配線板が利用されている。内部に位置させる部品としては、例えば、部品単体として流通している表面実装型の受動素子部品を用いることができる。このような部品を使うと、その実装を内層配線層となる配線パターン上に対して、例えばはんだで行うことが容易であり、生産性や効率の点で利点がある。

かかる配線板構造においては、内部の部品と配線パターンとの電気的接続は、直接的にはひとつの配線層に対して行われる。このような接続を板厚み方向の導電路設計という観点で見ると、部品から見て板厚み方向のうちの一方の方向には、配線パターンの面どうしの間に設けることができる公知の接続ビアなどを利用して、配線長の短い設計が可能である。しかしながら、板厚み方向のうちの他方の方向には、内蔵のその部品自体の位置を避けるため、実装されている配線層で横方向（板厚み方向に直交する方向）に引き出し、さらに縦方向（板厚み方向）に引き出すように導電路が必要である。

したがって、配線板の一方の面上に実装される外付けの部品との関係として、内部の部品は、配線長の短い電気的により好ましい状態での内蔵になるものの、配線板の他方の面上に実装される外付けの部品との関係としては、配線長の長い状態での内蔵にならざるを得ない。配線長の長い状態での内蔵は、電気的特性をさらに向上する上では適性を欠き、また、縦方向の導電路を多く配置させるため配線板の内部がそれだけ混雑することにもなる。

なお、板厚み内部に受動素子部品などの部品を位置させた部品内蔵配線板の公知例には、特開２００３−１９７８４９号公報記載のものがある。

特開２００３−１９７８４９号公報

本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、板厚み内部に部品を位置させた部品内蔵配線板およびその製造方法において、両側の面に実装された外付け実装部品のそれぞれとの関係として電気的特性を向上するように部品内蔵を実現できる部品内蔵配線板およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の一態様である部品内蔵配線板は、内蔵部品を接続するための第１の接続領域を備えた第１の配線層と、前記第１の配線層の前記第１の接続領域に接続された第１の部品と、前記第１の部品を埋め込むように、前記第１の配線層上に積層して位置する板状絶縁層と、前記板状絶縁層が前記第１の部品を埋め込むため要している該板状絶縁層の空間領域を避けるように、該板状絶縁層の厚み内に内層配線層として設けられた、内蔵部品を接続するための第２の接続領域を備えた第２の配線層と、前記第２の配線層から見た方向が、前記第１の配線層から見た前記第１の部品の方向とは反対になるように、前記板状絶縁層に埋め込まれて、該第２の配線層の前記第２の接続領域に接続された第２の部品とを具備することを特徴とする。

すなわち、この部品内蔵配線板は、第１の配線層に接続された内蔵の第１の部品と、第２の配線層に接続された内蔵の第２の部品との関係が以下のようである。つまり、第１の配線層から見た第１の部品の方向が、第２の配線層から見た第２の部品の方向と反対になっている。したがって、第１の配線層を挟んで第１の部品と反対の側に位置する外付け実装部品とは、この第１の部品との間で配線長を短くでき、第２の配線層を挟んで第２の部品と反対の側に位置する外付け実装部品とは、この第２の部品との間で配線長を短くできる。よって、両方の面上に実装された外付け実装部品のそれぞれとの関係として電気的特性を向上するように部品内蔵を実現できる。

なお、第２の配線層は、板状絶縁層が第１の部品を埋め込むため要しているこの板状絶縁層の空間領域を避けるように設けられた内層配線層であり、よって、厚み方向に見て、第１の配線層と第１の部品とで規定される高さ方向と入れ子の関係で、第２の配線層と第２の部品とが位置していることになっている。したがって、第１、第２の部品の接続の方向が逆であっても配線板として厚くはならず、薄型の配線板にできる。

また、別の態様である部品内蔵配線板の製造方法は、第１の配線層である第１の金属層上または第１の配線層とすべき第１の金属層上に第１の部品を電気的、機械的に接続する工程と、前記第１の金属層の前記第１の部品が位置する側の該第１の金属層上に板状絶縁層を、該板状絶縁層に前記第１の部品が埋め込まれるように積層してコア基板を形成する工程と、前記コア基板の前記第１の部品が設けられた領域を避けた位置に貫通開口部を形成する工程と、第２の配線層である第２の金属層上または第２の配線層とすべき第２の金属層上に第２の部品を電気的、機械的に接続する工程と、前記コア基板の前記貫通開口部内に前記第２の部品を位置させかつ該貫通開口部内を樹脂で充填するように、前記第２の金属層の前記第２の部品が位置する側の該第２の金属層上に前記コア基板を該コア基板の前記第１の金属層が位置する側を上側にして積層する工程とを具備することを特徴とする。

この製造方法は、上記の部品内蔵配線板を製造するためのひとつの方法である。

また、さらに別の態様である部品内蔵配線板の製造方法は、第１の配線層である第１の金属層上または第１の配線層とすべき第１の金属層上に第１の部品を電気的、機械的に接続する工程と、前記第１の金属層の前記第１の部品が位置する側の該第１の金属層上に板状絶縁層を、該板状絶縁層に前記第１の部品が埋め込まれるように積層してコア基板を形成する工程と、前記コア基板の前記第１の部品が設けられた領域を避けた位置に貫通開口部を形成する工程と、第２の配線層とすべき第２の金属層上にプリプレグ層を積層する工程と、前記プリプレグ層の前記第２の金属層が位置する側とは反対の面上に第２の部品を載置する工程と、前記コア基板の前記貫通開口部内に前記第２の部品を位置させかつ該貫通開口部内に前記プリプレグ層を由来とする樹脂を入り込ませるようにして、前記プリプレグ層の前記第２の部品が位置する側の該プリプレグ層上に前記コア基板を該コア基板の前記第１の金属層が位置する側を上側にして積層する工程と、前記プリプレグ層を由来とする第２の板状絶縁層と前記第２の金属層とを貫通するように、前記第２の部品の端子電極に達するビアホールを形成する工程と、前記第２の金属層と電気導通して該第２の金属層から前記第２の部品の前記端子電極に達するめっきビアを前記ビアホール内に形成する工程とを具備することを特徴とする。

この製造方法は、上記の部品内蔵配線板を製造するためのもうひとつの方法である。

本発明によれば、板厚み内部に部品を位置させた部品内蔵配線板およびその製造方法において、両側の面に実装された外付け実装部品のそれぞれとの関係として電気的特性を向上するような部品内蔵を実現することができる。

本発明の一実施形態である部品内蔵配線板の構成を模式的に示す断面図。 図１に示した部品内蔵配線板を製造するための一工程を模式的に示す態様図。 図２に示した工程の後になされる、図１に示した部品内蔵配線板の製造するための別の一工程を模式的に示す態様図。 別の実施形態である部品内蔵配線板の構成を模式的に示す断面図。 図４に示した部品内蔵配線板を製造するための一工程を模式的に示す態様図。 さらに別の実施形態である部品内蔵配線板の構成を模式的に示す断面図。 図６に示した部品内蔵配線板を製造するための一工程を模式的に示す態様図。 図７に示した工程の後になされる、図６に示した部品内蔵配線板の製造するための別の一工程を模式的に示す態様図。

本発明の実施態様として、前記板状絶縁層の板厚み方向に見た前記第１の部品のサイズが、該板厚み方向に見た前記第２の部品のサイズより大きい、とすることができる。この態様は、第１、第２の部品に与えられる板状絶縁層内での空間領域を効率よく活かした内蔵態様である。すなわち、第１の部品が接続されている第１の配線層は、内層の第２の部品の空間領域の影響を受けずに位置させることができ、その意味で、第１の部品は第２の部品より板厚み方向のサイズを大とすることができる。

また、実施態様として、前記第１の部品と前記第１の配線層との接続が、はんだ、導電性組成物、またはビアホール内めっきビアでなされており、前記第２の部品と前記第２の配線層との接続が、前記第１の部品と前記第１の配線層との前記接続と同じ種の接続による、とすることができる。第１の部品と第１の配線層との接続には、はんだ、導電性組成物、ビアホール内めっきビアなど各種の接続方法を用いることができる。これらによりそれぞれその特長を活かすことができる。はんだは、第１の部品として表面実装型受動素子部品などを使用した場合に製造の効率化を図ることができる。導電性組成物は、再溶融の心配がない点で信頼性向上を図ることができる。ビアホール内めっきビアは、これに加えてより微細に形成でき高密度化に向く。第２の部品と第２の配線層との接続に、第１の部品と第１の配線層との接続と同じ種の接続を用いると、工程の複雑さを避け製造負担を減らすことができる。

また、実施態様として、前記第１の部品と前記第１の配線層との接続が、はんだ、導電性組成物、またはビアホール内めっきビアでなされており、前記第２の部品と前記第２の配線層との接続が、前記第１の部品と前記第１の配線層との前記接続と異なる種の接続による、とすることができる。第１の部品と第１の配線層との接続、および第２の部品と第２の配線層との接続には、部品の種などに応じて、はんだ、導電性組成物、ビアホール内めっきビアなど各種の接続方法を用いることができる。これらによりそれぞれその特長を活かすことができる。

また、実施態様として、前記板状絶縁層の厚み内に内層配線層として設けられた、前記第２の配線層とは異なる第３の配線層と、前記第１の配線層と前記第３の配線層とに挟まれて前記板状絶縁層の板厚み方向に設けられた層間接続体と、をさらに具備し、前記層間接続体が、導電性組成物でできた接続体であり、かつ、前記板状絶縁層の板厚み方向に見て径が変化していない形状を有するかまたは前記第３の配線層に接する側の径がより大径になるように前記板状絶縁層の前記板厚み方向に見て径が変化している形状を有する、とすることができる。このような層間接続体は、スルーホール導電体のような層間接続体より高密度に設けることが可能であり、配線板として高密度化に向いている。

また、実施態様として、前記板状絶縁層の厚み内に、前記第２の配線層から見て前記第２の部品が位置する方向と同じ方向に内層配線層として設けられた、前記第２の配線層とは異なる第３の配線層と、前記第２の配線層と前記第３の配線層とに挟まれて前記板状絶縁層の板厚み方向に設けられた層間接続体と、をさらに具備し、前記層間接続体が、導電性組成物でできた接続体であり、かつ、前記板状絶縁層の板厚み方向に見て径が変化していない形状を有するかまたは前記第３の配線層に接する側の径がより大径になるように前記板状絶縁層の前記板厚み方向に見て径が変化している形状を有する、とすることができる。このような層間接続体は、スルーホール導電体のような層間接続体より高密度に設けることが可能であり、配線板として高密度化に向いている。

以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態である部品内蔵配線板の構成を模式的に示す断面図である。図１に示すように、この部品内蔵配線板は、絶縁層（板状絶縁層）１１〜１９、配線層（配線パターン）２０〜２９（＝合計１０層配線）、層間接続体３１〜３９、部品（表面実装型受動素子部品）４１、４２、はんだ（接続部材）５１、５２、はんだレジスト６１、６２を有する。

この部品内蔵配線板は、配線層２１に接続された内蔵の部品４１と、配線層２７に接続された内蔵の部品４２との関係が以下のようである。つまり、配線層２１から見た部品４１の方向が、配線層２７から見た部品４２の方向と反対になっている。したがって、配線層２１を挟んで部品４１と反対の側（図示下側の面）に位置する外付け実装部品（不図示）とは、この部品４１との間で配線長を短くでき、配線層２７を挟んで部品４２と反対の側（図示上側の面）に位置する外付け実装部品（不図示）とは、この部品４２との間で配線長を短くできる。よって、両方の面上に実装された外付け実装部品のそれぞれとの関係として電気的特性を向上するように部品内蔵ができている。

ここで、配線層２７は、図示するように、部品４１を埋め込むため要している絶縁層の空間領域を避けるように設けられた内層配線層であり、よって、厚み方向に見て、配線層２１と部品４１とで規定される高さ方向と入れ子の関係で、配線層２７と部品４２とが位置していることになっている。したがって、部品４１、４２の接続を含めたその向きが互いに逆であっても配線板として厚くはならず、薄型の配線板にできる。

以下、この部品内蔵配線板の構成についてさらにより具体的に説明する。

部品４１、４２は、表面実装型受動素子部品（いわゆるチップ抵抗、チップキャパシタ、チップインダクタなど）であり、その形状は直方体状である。チップ抵抗、チップキャパシタの場合、平面的大きさは、例えば、０．６ｍｍ×０．３ｍｍ（０６０３型）、０．４ｍｍ×０．２ｍｍ（０４０２型）など小型のものが市販されており、部品内蔵の高密度化のためこれらを利用できる。

この部品内蔵配線板では、特に、部品４１に与えられる絶縁層内での領域が部品４２のそれより原理的に大きくなるので、部品４１としては、部品４２より高さ方向の大きな部品を使うことができる。すなわち、部品４１が接続されている配線層２１は、部品４２の空間領域の影響を受けずに位置させることができる一方、部品４２が接続されている配線層２７は、部品４１を内蔵させるため形成パターンに制限のある配線層であり、その意味で、部品４１は、部品４２より配線板の板厚み方向のサイズを大とすることができる。部品４１、４２には、表面実装型受動素子部品のほか、面配置（グリッド配置）の表面実装用端子を備えた半導体パッケージ品（例えば、チップスケールパッケージ品）を用いることも可能である。

部品４１、４２の端子電極は、市販品の場合、その表面に通常、すずのめっきが形成されている場合が多いが、はんだ５１、５２で接続可能という意味で、これに代えて銅のめっきが形成されているものも使用できる。また、はんだ５１、５２は、これらに代えて導電性組成物を用いることも可能であり、この場合には、部品４１、４２の端子電極の表層が銅である方が電気的接続の相性がよく、好ましい。

部品４１（４２）の両端の端子電極は、その下側面が、配線層２１（２７）が含む、埋め込みの部品実装用のランド（接続領域）に対向位置している。部品４１（４２）の端子とこのランドとは、少なくともすずを含むはんだ５１（５２）により電気的、機械的に接続されている。はんだ５１（５２）は、部品４１（４２）の端部面上に及ぶように端子電極周りに形成されたフィレットを含む形状で配線層２１（２７）のこのランド上に位置している。

配線層２０、２９は、配線板としての両主面上の配線層であり、その上に各種の部品が実装され得る。実装ではんだが載るべき配線層２０、２９のランド部分を除いて両主面上には、はんだ接続時に溶融したはんだをランド部分に留めかつその後は保護層として機能するはんだレジスト６１、６２が形成されている（厚さはそれぞれ例えば２０μｍ程度）。このランド部分の表層には、耐腐食性の高いＮｉ／Ａｕのめっき層（不図示）を形成するようにしてもよい。

配線層２１〜２８は、それぞれ内層の配線層である。両面の配線層２０、２９を含めて、これらは、順に、配線層２０と配線層２１の間に絶縁層１１が位置し、配線層２１と配線層２２の間に絶縁層１２が位置し、配線層２２と配線層２３の間に絶縁層１３が位置し、配線層２３と配線層２４との間に絶縁層１４が位置する、…というように積層され、最後に配線層２８と配線層２９との間に絶縁層１９が位置している。各配線層２０〜２９は、例えばそれぞれ厚さ１８μｍの金属（電解銅箔）層からなっている。このうち、配線層２１は、部品４１を電気的、機械的に接続するためのランド（接続領域）を有し、配線層２７は、部品４２を電気的、機械的に接続するためのランド（接続領域）を有している。

各絶縁層１１〜１９は、例えばそれぞれ厚さ６０μｍで、それぞれ例えばガラスエポキシ樹脂からなるリジッドな素材である。このうち中間の絶縁層１３〜１８は、埋め込みの部品４１に相当する位置部分が開口部となっており、部品４１を埋め込むための空間を提供する。そして、その上下の絶縁層１２、１９は、部品４１の表面に密着するように絶縁層１３〜１８の上記開口部内の空間を埋めて変形進入しており内部に空隙となる空間は存在しない。

また、中間の絶縁層１３〜１８のさらに中間の絶縁層１４〜１６は、もうひとつの埋め込みの部品４２に相当する位置部分が開口部となっており、部品４２を埋め込むための空間を提供する。そして、その上下の絶縁層１３、１７は、部品４２の表面に密着するように絶縁層１４〜１６の上記開口部内の空間を埋めて変形進入しており内部に空隙となる空間は存在しない。

配線層２０と配線層２１とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層１１を貫通する層間接続体３１により導通し得る。配線層２１と配線層２２とは、絶縁層１２を貫通する層間接続体３２により導通し得る。以下同様に、図示の上層まで、配線層と層間接続体との関係が築かれ、最後に、配線層２８と配線層２９とが、絶縁層１９を貫通する層間接続体３９により導通し得るようになっている。

層間接続体３１〜３９は、それぞれ、導電性組成物のスクリーン印刷により形成される導電性バンプを由来とするものであり、その製造工程に依拠して軸方向（図１の図示で上下の積層方向、配線板の板厚み方向）に径が変化している。その直径は、太い側で例えば１００μｍである。

この実施形態は、接続部材５１、５２としてはんだを使用しており、製造途上で部品４１、４２の実装を行う際の生産性や効率の点で有利である。特に、部品４１、４２の端部面上にも及ぶようにはんだ５１、５２を位置させ良好な形状のはんだフィレットを形成しているので、実装の安定性、信頼性をより向上できる。

次に、図１に示した部品内蔵配線板の製造工程を図２、図３を参照して説明する。図２は、図１に示した部品内蔵配線板の製造するための一工程を模式的に示す態様図であり、図３は、図２に示した工程の後になされる、図１に示した部品内蔵配線板の製造するための別の一工程を模式的に示す態様図である。これらの図において図１中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。

図２は、具体的には、図１に示した部品内蔵配線板のうちのコア基板となる積層部材を得るための積層工程を示している。この積層工程では、積層部材１、２、３を使用する。各積層部材１、２、３の形成方法については公知技術に属するが、概略的に一応それぞれ説明する。

（積層部材１）
積層部材１は、各面に配線層２７、金属層２８Ａを備えた絶縁層１８の配線層２７（のランド）上に部品４２をはんだ５２を用いて実装したものである。このような実装は、はんだ５２とすべきクリームはんだを例えばスクリーン印刷により配線層２７のランド上へ付着させ、次に、部品４２を例えばマウンタによりクリームはんだ上へ載置し、次に、クリームはんだをリフローするという一連の工程でなされ得る。

各面に配線層２７、金属層２８Ａを備えた絶縁層１８は、あらかじめ、次のようにして形成できる。配線層２７とすべき、パターン形成されていない金属層上、所定の位置に層間接続体３８となる導電性バンプ（底面径例えば１００μｍ、高さ例えば１００μｍの円錐状）をペースト状導電性組成物（例えば銀粒をペースト状樹脂中に多量に分散させた銀ペースト）のスクリーン印刷により形成する。印刷の後、乾燥させてこれをある程度硬化させる（説明便宜上、以下この状態の導電性バンプも「層間接続体」と表現する）。

続いて、絶縁層１８とすべきＦＲ−４のプリプレグ層を、配線層２７とすべき金属層上にプレス機を用い積層する。この積層工程では、層間接続体３８の頭部をプリプレグ層に貫通させる（頭部は多少塑性変形して層間接続体３８は円錐台状になる）。次に、プリプレグ層上にさらに重ねて金属層２８Ａを位置させ、加熱、加圧してプリプレグ層を完全に硬化させて絶縁層１８とする。この加圧により、層間接続体３８として、その頭部が金属層２８Ａに接して固定され電気導通が確立した状態になる。続いて、配線層２７とすべき金属層を例えばフォトリソグラフィ工程により所定にパターン化し配線層２７を得ることで、部品４２を実装するための上記の部材が得られる。

（積層部材２）
積層部材２は、部品４２を位置させるための貫通開口部７１の形成された板状の部材である。このような開口部７１は、例えばドリルを用いて円形の貫通穴として形成できる。貫通開口部７１が形成される前の板部材は、あらかじめ、次のようにして形成できる。まず、配線層２３とすべき金属層、絶縁層１４、配線層２４、層間接続体３４を有する部材を、積層部材１における配線層２７、絶縁層１８、金属層２８Ａ、層間接続体３８を有する部材とほぼ同様の要領で得る（「ほぼ」は、パターン形成する金属層が逆側のためである）。また、配線層２６とすべき金属層、絶縁層１６、配線層２５、層間接続体３６を有する部材を得る。これも同様である。

次に、配線層２３とすべき金属層、絶縁層１４、配線層２４、層間接続体３４を有する部材の配線層２４上、所定位置に、層間接続体３８と同様の要領で層間接続体３５となる導電性バンプを印刷、形成する。さらに、絶縁層１５とすべきＦＲ−４のプリプレグ層を、配線層２４上にプレス機を用い積層する。この積層工程では、層間接続体３５の頭部をプリプレグ層に貫通させる。次に、プリプレグ層上にさらに重ねて、配線層２６とすべき金属層、絶縁層１６、配線層２５、層間接続体３６を有する部材（の配線層２５の側）を位置させ、加熱、加圧してプリプレグ層を完全に硬化させてこれを絶縁層１５とする。この加圧により、層間接続体３５として、その頭部が配線層２５に接して固定され電気導通が確立した状態になる。続いて、配線層２３とすべき金属層および配線層２６とすべき金属層を例えばフォトリソグラフィ工程により所定にパターン化して配線層２３、２６を得る。

次に、パターン化され得られた配線層２６上、所定位置に、層間接続体３８と同様の要領で層間接続体３７となる導電性バンプを印刷、形成する。さらに、絶縁層１７とすべきＦＲ−４のプリプレグ層１７Ａを、配線層２６上にプレス機を用い積層する。この積層工程では、層間接続体３７の頭部をプリプレグ層１７Ａに貫通させる。以上により得られた部材に貫通開口部７１を形成することで、積層部材２が得られる。

（積層部材３）
積層部材３は、部品４２を内蔵するための蓋として位置する絶縁層１３とすべきプリプレグ層１３Ａを含む部材である。この部材の形成については、積層部材１の途中までの形成工程を参照すれば容易に理解できる。

以上説明した積層部材１、２、３を用い、図２に示すような配置でこれらを積層配置しプレス機で加圧、加熱する。これにより、プリプレグ層１３Ａ、１７Ａが完全に硬化し全体が積層、一体化する。このとき、加熱により得られるプリプレグ層１３Ａ、１７Ａの流動性により、部品４２の周りの空間にはプリプレグ層１３Ａ、１７Ａ（樹脂）が変形進入し空隙は発生しない。

また、層間接続体３３は、配線層２３に電気的に接続され、層間接続体３７は、配線層２７に電気的に接続される。この結果、層間接続体３３、層間接続体３７は、それぞれ、頭部が塑性変形で潰れた形状（すなわち、図１に示したように、配線板の板厚み方向に見て径が変化している形状）で固定される。

図２に示す積層工程は、積層部材１、２を図示のものとは構成を少し変えて行うことも可能である。すなわち、積層部材２においては、プリプレグ層１７Ａおよび層間接続体３７を絶縁層１６および配線層２６上に設けているが、プリプレグ層１７Ａおよび層間接続体３７については、これを積層部材２の側には設けず、代わりに積層部材１の側にそれらに相当する構成を設けるようにする方法である。このようにするため、積層部材１の側に層間接続体３７を印刷、形成する場合は、部品４２の実装工程との関係として互いに干渉を避けるような考慮が必要である。この方法によって製造される配線板には、積層後の形態として層間接続体３７の径の大小が図１に示したものとは反対になる。

図２に示す積層工程の後、上下両面の金属層２２Ａ、２８Ａを周知のフォトリソグラフィを利用して所定にパターニングする。これにより、図３中に示す中間の積層部材１２３の前段階の形態のものが得られる。そこで、次に、図３に示す積層工程を説明する。 図３は、具体的には、図１に示した部品内蔵配線板における最終段階の積層工程を示している。この積層工程では、積層部材４、１２３、５を使用する。このうち、積層部材４は、図２における積層部材３の説明と同様にして形成することができ、積層部材５は、図２における積層部材１の説明と同様にして形成することができる。

積層部材１２３の形成方法については以下である。すなわち、図２に示した積層工程、その後に行う配線層２２、２８の形成がなされた板部材に対して、まず、層間接続体３２の形成およびプリプレグ層１２Ａの積層を行う。これについては、図２に示した積層部材２での、層間接続体３７の形成およびプリプレグ層１７Ａの積層と同様である。そして、部品４１を位置させるための貫通開口部７２の形成を、部品４２が設けられた領域を避けた所定の位置に行う。開口部７２は、例えばドリルを用いて円形の貫通穴として形成できる。

以上説明した積層部材４、１２３、５を用い、図３に示す積層工程を行う。図３に示すような配置で積層部材４、１２３、５を積層配置しプレス機で加圧、加熱する。これにより、プリプレグ層１２Ａ、１９Ａが完全に硬化し全体が積層、一体化する。このとき、加熱により得られるプリプレグ層１２Ａ、１９Ａの流動性により、部品４１の周りの空間にはプリプレグ層１２Ａ、１９Ａ（樹脂）が変形進入し空隙は発生しない。

また、層間接続体３２は、配線層２１に電気的に接続され、層間接続体３９は、配線層２８に電気的に接続される。この結果、層間接続体３２、層間接続体３９は、それぞれ、頭部が塑性変形で潰れた形状（すなわち、図１に示したように、配線板の板厚み方向に見て径が変化している形状）で固定される。

図３に示す積層工程の後、上下両面の金属層２０Ａ、２９Ａを周知のフォトリソグラフィを利用して所定にパターニングし、続いてはんだレジスト６１、６２の層を形成することにより、図１に示したような部品内蔵配線板を得ることができる。

図３に示す積層工程についても、図２に示した工程と同じ考えで、積層部材１２３、５を図示のものとは構成を少し変えて行うことが可能である。すなわち、積層部材１２３においては、プリプレグ層１２Ａおよび層間接続体３２を絶縁層１３および配線層２３上に設けているが、プリプレグ層１２Ａおよび層間接続体３２については、これを積層部材１２３の側には設けず、代わりに積層部材５の側にそれらに相当する構成を設けるようにする方法である。この方法によって製造される場合には、積層後の形態として層間接続体３２の径の大小が図１に示したものとは反対になる。

次に、以上述べた実施形態とは別の実施形態について図４を参照して説明する。図４は、別の実施形態である部品内蔵配線板の構成を模式的に示す断面図であり、すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部位については加える事項がない限り説明を省略する。

この実施形態は、図１に示したものと比較して、層間接続体３２、３７の代わりに、これらとは形状の異なる層間接続体３２Ｌ、３７Ｌを設けた点に違いがある。層間接続体３２Ｌ、３７Ｌは、それぞれ円柱状の形状（すなわち、配線板の板厚み方向に見て径が変化していない形状）であり、この形状は、次に説明するように、それらの形成方法に由来している。

図５は、図４に示した部品内蔵配線板の製造過程の一部を模式的に示す工程図であり、上記の実施形態における図３に示した積層段階に相当する段階の工程を示している。図５において、すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部位については加える事項がない限り説明を省略する。

図５に示すように、この積層工程では、プリプレグ層１２Ａおよび層間接続体３２Ｌを有する積層部材６が、積層部材１２３Ａとは別の積層部材として用いられる。積層部材１２３Ａには、積層部材１２３とは異なり、プリプレグ層１２Ａおよび層間接続体３２を設けない。プリプレグ層１２Ａには、層間接続体３２Ｌがこの時点より前に形成されている。

層間接続体３２Ｌを形成するには、まず、プリプレグ層１２Ａの所定位置に例えばドリルで貫通孔を形成し、この貫通孔内にペースト状の導電性組成物（例えば、図１中に示した層間接続体３１〜３９で使用のものと同一のもの）を充填、さらに乾燥させる。そして、プリプレグ層１２Ａに、積層部材１２３Ａが有する部品用貫通開口部７２Ａと同位置の、埋め込む部品４１用の開口部７２Ｂを、例えば層間接続体３２Ｌの形成後に設けておく。

図５に示すような配置で各積層部材を積層配置してプレス機で加圧、加熱する。これにより、プリプレグ層１２Ａ、１９Ａが完全に硬化し全体が積層、一体化する。このとき、加熱により得られるプリプレグ層１２Ａ、１９Ａの流動性により、部品４１の周りの空間にはプリプレグ層１２Ａ、１９Ａ（樹脂）が変形進入し空隙は発生しない。また、層間接続体３２Ｌは、配線層２１および配線層２２に電気的に接続され、層間接続体３９は、配線層２８に電気的に接続される。

図５に示す積層工程の後、上下両面の金属層２０Ａ、２９Ａを周知のフォトリソグラフィを利用して所定にパターニングし、続いてはんだレジスト６１、６２の層を形成することにより、図４に示したような部品内蔵配線板を得ることができる。なお、以上の説明では、層間接続体３７Ｌの形成に関して述べていないが、これについては層間接続体３２Ｌの形成と同様に行うことができる。すなわち、積層部材１２３Ａを得るための、図２に示した積層段階に相当する工程を考えれば容易に理解できる。

この実施形態では、層間接続体３２Ｌ、３７Ｌを、層間接続体３２、３７と同程度までに高精度、高密度に形成するには考慮が必要である。それらの形成方法が大きく異なるためである。また、図５に示した積層工程時に、その貫通しているプリプレグ層１２Ａの流動により、層間接続体３２Ｌの位置がずれやすい点での多少の難も存在する。層間接続体３７Ｌについても同様である。しかしながら、プリプレグ層１２Ａ（または絶縁層１７とすべきプリプレグ層１７Ａ）の厚みについて自由度が高く、内蔵する部品のための貫通開口部を埋めるのに必要な樹脂量によっては利点が得られる形態である。

次に、さらに別の実施形態について図６を参照して説明する。図６は、さらに別の実施形態である部品内蔵配線板の構成を模式的に示す断面図であり、すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部位については加える事項がない限り説明を省略する。

この形態は、図１に示した実施形態における層間接続体３２およびはんだ５１に変更を加えている。すなわち、図１に示したものと比較して、層間接続体３２の代わりに、これとは材質の異なる、ビアホール内めっきビアである層間接続体３２Ｍを設け、はんだ５１の代わりに、これとは材質の異なる、ビアホール内めっきビアである接続部材５１Ｍを設けている点に違いがある。また、図１に示したものには存在した絶縁層１１、層間接続体３１、および配線層２０のない構成である。

ビアホール内めっきビア３２Ｍは、配線層２１と電気導通してこの配線層２１から、配線層２２に電気導通するように延設されている。また、ビアホール内めっきビア５１Ｍは、配線層２１と電気導通してこの配線層２１から、部品４１の端子電極に電気導通するように延設されている。層間接続体３２Ｍ、接続部材５１Ｍは、それぞれ例えば円錐台状の形状（すなわち、図示に示すように配線板の板厚み方向に見て径が変化している形状）であり、この形状は、次に説明するように、それらの形成方法に由来している。

図７、図８は、図６に示した部品内蔵配線板の製造過程の一部を模式的に示す工程図であり、それぞれ、図３に示した積層工程に相当する段階の工程、およびその積層後に行う工程の一部を示している。図７、図８において、すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部位については加える事項がない限り説明を省略する。

図７に示す積層工程においては、積層部材４、１２３Ａ、６を用いる。このうち、積層部材４、１２３Ａは、すでに説明した図５中に示した構成である。積層部材６は、配線層２１とすべき金属層２１Ａ上に、絶縁層１２とすべきプリプレグ層１２Ａを積層し、そのあとに、プリプレグ層１２Ａの金属層２１Ａが位置する側とは反対の面上、所定位置に部品４１を載置して得た部材である。

図７に示すような配置で各積層部材４、１２３Ａ、６を積層配置してプレス機で加圧、加熱する。これにより、プリプレグ１２Ａ、１９Ａが完全に硬化し全体が積層、一体化する。このとき、加熱により得られるプリプレグ１２Ａ、１９Ａの流動性により、部品４１の周りの空間にはプリプレグ１２Ａ、１９Ａが変形して入り込み空隙は発生しない。この点は、図３などでの説明と同様である。

この積層のあと、図８に示す工程を行う。すなわち、図７に示した積層工程で得られた板部材に対して、ビアホール内めっきビア３２Ｍ、５１Ｍを形成するためのビアホール３２ｈ、５１ｈを加工形成する。

より具体的に、図８に示すように、金属層２１Ａの露出面の側から、その必要な位置にビアホール３２ｈ、５１ｈを例えばレーザ加工で形成する。ビアホール３２ｈは、配線層２１となる金属層２１Ａと配線層２２との層間接続が必要な位置に、金属層２１Ａ、絶縁層１２を連通、貫通して配線層２２に達するように設ける。ビアホール５１ｈは、部品４１の端子電極の位置に対応して、金属層２１Ａ、絶縁層１２を連通してその端子電極に達するように設ける。ビアホール３２ｈとビアホール５１ｈとは、同じ工程で同時期に形成することができ、生産効率向上の妨げにならない。

ビアホール３２ｈ、５１ｈの形成は、レーザ加工で金属層２１Ａおよび絶縁層１２を連続して消失させるように穴加工する方法のほかに、まず、金属層２１Ａのみをエッチング加工で貫通させその後に、そのエッチングされた金属層２１Ａをマスクにその後絶縁層１２をレーザ加工で消失させ穴加工するという２段階の工程とすることもできる。金属層２１Ａのみをエッチング加工する段階では、パターン化された、エッチング用のレジストマスクを金属層２１Ａ上に形成しておく。前者の方法は、効率的には好ましいと考えられ、後者の方法は、効率で劣るものの穴形状の制御性に優れていると考えられる。

ビアホール３２ｈの大きさは、直径としてそのより大きい側で例えば１００μｍ程度とすることができる。ビアホール５１ｈの大きさは、図示するように、部品４１の端子電極の大きさに応じてその直径を決めることができる。レーザ加工によるビアホール３２ｈ、５１ｈは、一般にその奥に至るほど多少その直径が小さい形状になる。これは、レーザ加工時のレーザスポットが、そのエネルギ密度としてスポットの縁で多少小さく出力されるためである。

図８に示すようにビアホール３２ｈ、５１ｈの形成後、無電解めっきおよび電解めっきの工程を行い、金属層２１Ａと電気導通してこの金属層２１Ａから、配線層２２、および部品４１の端子電極に電気導通するように、ビアホール内めっきビア３２Ｍ、５１Ｍを形成する。めっきビア３２Ｍ、５１Ｍは、少なくともビアホール３２ｈ、５１ｈの内壁上に形成されることが必要であるが、ビアホール３２ｈ、５１ｈ内をほとんど充填し埋めるように形成されてもよい。このようなビアとしての形状コントロールのためには、金属層２１Ａ上に、パターン化されたレジストマスクを形成した上で上記のめっき工程を行ってもよい。めっきビア３２Ｍ、５１Ｍは、同じ工程で同時期に形成することができ、生産効率向上の妨げにならない。

ビアホール内めっきビア３２Ｍ、５１Ｍは、それらの材質として、例えば銅を使用することができるが、これに対応して、部品４１の端子電極についても、この表面が銅のめっき層を有する方が、端子電極とビアホール内めっき５１Ｍとの対接の信頼性を効果的に向上させる上で好ましい。

以上の工程の後、上下両面の金属層２１Ａ、２９Ａを周知のフォトリソグラフィを利用して所定にパターニングし、続いてはんだレジスト６１、６２の層を形成することにより、図６に示したような部品内蔵配線板を得ることができる。なお当然ながら、部品４２についても、部品４１のようにビアホール内めっきビアで配線層２７に電気的に接続する形態もあり得る。この場合は、図７を参照すれば、絶縁層１８、層間接続体３８、および配線層２８のない構成になることは容易に理解できる。

以上、実施形態をいくつか説明したが、これらを参照すれば、さらなる変形例を容易に挙げることができる。まず、部品４１と配線層２１との接続は、はんだ、導電性組成物、またはビアホール内めっきビアのいずれかで行うことができることに対応して、部品４２と配線層２７との接続は、部品４１と配線層２１との接続と同じ種の接続で行うことができる。

はんだは、部品４１、４２として表面実装型受動素子部品などを使用した場合に製造の効率化を図ることができる。導電性組成物は、再溶融の心配がない点で信頼性向上を図ることができる。ビアホール内めっきビアは、これに加えて、より微細に形成でき高密度化に向く。部品４２と配線層２７との接続に、部品４１と配線層２２との接続と同じ種の接続を用いると、準備する工程の煩雑さを避け製造負担を減らすことができる。

また、部品４２と配線層２７との接続を、部品４１と配線層２１との接続と異なる種の接続で行うようにした形態も考えられる。これは、内蔵する部品の種などに応じて、はんだ、導電性組成物、ビアホール内めっきビアのうちから、その特長より活かすことを意図して採用できる。

また、例えば図３で、部品４１を配線層２１上に実装した積層部材５を使用しているが、これに代えて、金属層２０Ａ、絶縁層１１、および層間接続体３１が存在せず、かつ、配線層２１の代わりに配線層２１とすべき金属層を用い、この金属層上に部品４１を電気的、機械的に接続した積層部材を用いることも採用できる形態である。部品４１、４２のはんだ実装（または導電性組成物による実装）についてはいずれも同様である。この場合、部品４１についてこのような実装を採用することで配線層数（および絶縁層数）がひとつ減少した配線板になる。部品４２についてこのような実装を採用することでも配線層数（および絶縁層数）がひとつ減少した配線板になる。

１，２，３，４，５，６…積層部材、１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９…板状絶縁層、１２Ａ，１３Ａ，１７Ａ，１９Ａ…プリプレグ層、２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９…配線層（配線パターン）、２０Ａ，２１Ａ，２２Ａ，２８Ａ，２９Ａ…金属（電解銅箔）層、３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９…層間接続体（導電性組成物の印刷による導電性バンプ）、３２ｈ…ビアホール、３２Ｌ，３７Ｌ…層間接続体（導電性組成物の充填による導電性バンプ）、３２Ｍ…層間接続体（ビアホール内めっきビア）、４１，４２…表面実装型受動素子部品、５１，５２…はんだ（接続部材）、５１ｈ…ビアホール、５１Ｍ…ビアホール内めっきビア（接続部材）、６１，６２…はんだレジスト、７１，７２，７２Ａ，７２Ｂ…部品用貫通開口部、１２３，１２３Ａ…積層部材（コア基板）。

Claims (8)

1. 内蔵部品を接続するための第１の接続領域を備えた第１の配線層と、
   前記第１の配線層の前記第１の接続領域に接続された第１の部品と、
   前記第１の部品を埋め込むように、前記第１の配線層上に積層して位置する板状絶縁層と、
   前記板状絶縁層が前記第１の部品を埋め込むため要している該板状絶縁層の空間領域を避けるように、該板状絶縁層の厚み内に内層配線層として設けられた、内蔵部品を接続するための第２の接続領域を備えた第２の配線層と、
   前記第２の配線層から見た方向が、前記第１の配線層から見た前記第１の部品の方向とは反対になるように、前記板状絶縁層に埋め込まれて、該第２の配線層の前記第２の接続領域に接続された第２の部品と
   を具備することを特徴とする部品内蔵配線板。
2. 前記板状絶縁層の板厚み方向に見た前記第１の部品のサイズが、該板厚み方向に見た前記第２の部品のサイズより大きいことを特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
3. 前記第１の部品と前記第１の配線層との接続が、はんだ、導電性組成物、またはビアホール内めっきビアでなされており、
   前記第２の部品と前記第２の配線層との接続が、前記第１の部品と前記第１の配線層との前記接続と同じ種の接続によること
   を特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
4. 前記第１の部品と前記第１の配線層との接続が、はんだ、導電性組成物、またはビアホール内めっきビアでなされており、
   前記第２の部品と前記第２の配線層との接続が、前記第１の部品と前記第１の配線層との前記接続と異なる種の接続によること
   を特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
5. 前記板状絶縁層の厚み内に内層配線層として設けられた、前記第２の配線層とは異なる第３の配線層と、
   前記第１の配線層と前記第３の配線層とに挟まれて前記板状絶縁層の板厚み方向に設けられた層間接続体と、をさらに具備し、
   前記層間接続体が、導電性組成物でできた接続体であり、かつ、前記板状絶縁層の板厚み方向に見て径が変化していない形状を有するかまたは前記第３の配線層に接する側の径がより大径になるように前記板状絶縁層の前記板厚み方向に見て径が変化している形状を有すること
   を特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
6. 前記板状絶縁層の厚み内に、前記第２の配線層から見て前記第２の部品が位置する方向と同じ方向に内層配線層として設けられた、前記第２の配線層とは異なる第３の配線層と、
   前記第２の配線層と前記第３の配線層とに挟まれて前記板状絶縁層の板厚み方向に設けられた層間接続体と、をさらに具備し、
   前記層間接続体が、導電性組成物でできた接続体であり、かつ、前記板状絶縁層の板厚み方向に見て径が変化していない形状を有するかまたは前記第３の配線層に接する側の径がより大径になるように前記板状絶縁層の前記板厚み方向に見て径が変化している形状を有すること
   を特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
7. 第１の配線層である第１の金属層上または第１の配線層とすべき第１の金属層上に第１の部品を電気的、機械的に接続する工程と、
   前記第１の金属層の前記第１の部品が位置する側の該第１の金属層上に板状絶縁層を、該板状絶縁層に前記第１の部品が埋め込まれるように積層してコア基板を形成する工程と、
   前記コア基板の前記第１の部品が設けられた領域を避けた位置に貫通開口部を形成する工程と、
   第２の配線層である第２の金属層上または第２の配線層とすべき第２の金属層上に第２の部品を電気的、機械的に接続する工程と、
   前記コア基板の前記貫通開口部内に前記第２の部品を位置させかつ該貫通開口部内を樹脂で充填するように、前記第２の金属層の前記第２の部品が位置する側の該第２の金属層上に前記コア基板を該コア基板の前記第１の金属層が位置する側を上側にして積層する工程と
   を具備することを特徴とする部品内蔵配線板の製造方法。
8. 第１の配線層である第１の金属層上または第１の配線層とすべき第１の金属層上に第１の部品を電気的、機械的に接続する工程と、
   前記第１の金属層の前記第１の部品が位置する側の該第１の金属層上に板状絶縁層を、該板状絶縁層に前記第１の部品が埋め込まれるように積層してコア基板を形成する工程と、
   前記コア基板の前記第１の部品が設けられた領域を避けた位置に貫通開口部を形成する工程と、
   第２の配線層とすべき第２の金属層上にプリプレグ層を積層する工程と、
   前記プリプレグ層の前記第２の金属層が位置する側とは反対の面上に第２の部品を載置する工程と、
   前記コア基板の前記貫通開口部内に前記第２の部品を位置させかつ該貫通開口部内に前記プリプレグ層を由来とする樹脂を入り込ませるようにして、前記プリプレグ層の前記第２の部品が位置する側の該プリプレグ層上に前記コア基板を該コア基板の前記第１の金属層が位置する側を上側にして積層する工程と、
   前記プリプレグ層を由来とする第２の板状絶縁層と前記第２の金属層とを貫通するように、前記第２の部品の端子電極に達するビアホールを形成する工程と、
   前記第２の金属層と電気導通して該第２の金属層から前記第２の部品の前記端子電極に達するめっきビアを前記ビアホール内に形成する工程と
   を具備することを特徴とする部品内蔵内線板の製造方法。

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