JP5516069B2

JP5516069B2 - 部品内蔵配線板、部品内蔵配線板の製造方法

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Publication number: JP5516069B2
Application number: JP2010119329A
Authority: JP
Inventors: 賢司笹岡
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2010-05-25
Filing date: 2010-05-25
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-05-25
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Description

本発明は、絶縁板中に部品が埋設された部品内蔵配線板およびその製造方法に係り、特に、半導体素子などの電子部品が埋設された部品内蔵配線板およびその製造方法に関する。

半導体チップが埋設された部品内蔵配線板の例として、下記特開２００３−１９７８４９号公報に記載のものがある。半導体チップ（ベアチップ）を埋設するには、この開示にあるようにフリップ接続を用いることができる。

フリップ接続は、例えば、半導体チップ上に形成された端子パッド上にさらにＡｕバンプを形成し、これを接着剤（アンダーフィル樹脂）を介して配線板上に形成された配線パターンに圧接することでなすことができる。ここで考慮点は、Ａｕバンプと配線パターンとの低抵抗接続およびその接続信頼性の確保である。このため配線パターン表面には高い洗浄度が求められ、よく行われる方法として、配線パターンの表層にもＡｕめっき層（比較的薄い）を形成しておく。

または、フリップ接続は、表層にＡｕめっき層（上記のものより厚い）の形成された配線パターン上に、Ａｕバンプの形設された端子パッドを有する半導体チップを当接させ、さらに熱および超音波を加えてＡｕ−Ａｕの金属接合部位を形成するようにして行う方法もある。金属接合部位を形成することで機械的に堅牢な接続が可能である。

いずれの場合も、一般に、配線板の主面上に半導体チップをフリップ接続する場合には、あらかじめ配線パターンのうち接続に供する部位のみを残してはんだレジストのような保護層を形成し、そのあと、接続に供する部位にＡｕめっき層を形成している。これにより、安価とは言えないＡｕめっきを最小限の面積に留めて施すことができる。

半導体チップを配線板中に埋設する場合であって、これをフリップ接続する場合には、上記のような主面上への半導体チップのフリップ接続とはいくつか事情が異なってくる。まず、はんだレジストが内層の絶縁層の一部になってしまうことの影響である。一般的に、はんだレジストと配線板で使用される絶縁板材料との密着性は、絶縁板材料同士のそれほどには強くない。そこで、内層としてのはんだレジストを省略した構成を採用すると、Ａｕめっきを広い面積で施すことになってしまい製造コストに影響する。Ａｕめっき層と絶縁板材料との接着性も強いとは言えず、この点でも課題が残る。

特開２００３−１９７８４９号公報

本発明は、上記した事情を考慮してなされたもので、絶縁板中に半導体素子が埋設された部品内蔵配線板およびその製造方法において、半導体素子接続の信頼性および配線板としての機能性を保全した上で、低コストで製造が可能な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、第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層に対して積層状に位置する第２の絶縁層と、前記第２の絶縁層に埋設された、端子パッドを有する半導体素子と、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層とに接触して挟設された、銀粒子または金粒子の凝集により孔質膜化した銀皮膜または金皮膜で被覆されている部品接続用のランドを含みかつ該ランドの表層を除いては銀皮膜、金皮膜で被覆されていない第１の配線パターンと、前記半導体素子の前記端子パッドと前記第１の配線パターンの前記ランドとを電気的に導通させる接続部材と、前記接続部材をその内部に封止するように設けられた樹脂と、前記第１の絶縁層の前記第１の配線パターンが設けられた側の面とは反対の側の面上に設けられた第２の配線パターンと、前記第１の絶縁層を貫通して前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとを電気的に導通させる層間接続体とを具備することを特徴とする。

すなわち、半導体素子をその端子パッドおよび接続部材を介して配線板のランド上に信頼性高く接続するため、ランド表層には、銀粒子または金粒子が凝集して形成の銀皮膜または金皮膜が施され、かつ接続部材は樹脂により封止されている。銀皮膜または金皮膜は、ランド表層を除いては形成されていない。したがって、銀皮膜または金皮膜を広い面積に施す必要がなく低コストである。また、内層となるようなはんだレジストが設けられないので、絶縁層との密着性が問題となることもない。よって、半導体素子接続の信頼性および配線板としての機能性を保全した上で、低コストで製造が可能な部品内蔵配線板を提供できる。

また、本発明の別の態様である部品内蔵配線板の製造方法は、第１の面と第２の面とを有する第１の絶縁板と、前記第１の面上に積層された第１の金属箔と、前記第２の面上に積層された第２の金属箔と、前記第１の絶縁板を貫通して前記第１の金属箔と前記第２の金属箔とを電気的に導通させる層間接続体とを有する積層体を形成する工程と、前記積層体の前記第２の金属箔をパターニングし、部品接続用のランドの領域を含む第１の配線パターンを形成する工程と、前記ランドの領域上に、インクジェット方式にて、分散媒中に銀ナノ粒子または金ナノ粒子が分散されたペーストを付着させる工程と、前記ランドの領域上に付着された前記ペーストを焼成して前記ランドの表層として、前記銀ナノ粒子または金ナノ粒子の凝集により孔質膜化した銀被覆または金被覆の層を形成する工程と、前記銀被覆または金被覆がされた前記ランドを用いて、前記第１の絶縁板の前記第２の面上に半導体素子を導電部材で電気的に接続する工程と、前記導電部材を樹脂で封止する工程と、前記第１の絶縁板とは異なる第２の絶縁板上に積層された、第３の金属箔をパターニングし、第２の配線パターンを形成する工程と、前記第１、第２の絶縁板とは異なる第３の絶縁板を前記第２の絶縁板の前記第２の配線パターンのある側の面上に積層する工程と、前記第１ないし第３の絶縁板とは異なる第４の絶縁板中に前記半導体素子を埋め込むように、前記第１の絶縁板に積層状に前記第４、第３、第２の絶縁板を該積層位置順で一体化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。この方法では、半導体素子をその端子パッドおよび接続部材を介して配線板のランド上に信頼性高く接続するため、ランドの表層としてあらかじめ前記銀ナノ粒子または金ナノ粒子が凝集して形成の銀被覆または金被覆の層を形成する。この被覆の層は、ランド表層として以外には形成されず、したがって、広い面積に施す必要がなく低コストである。また、内層となるようなはんだレジストが設けるに及ばず、絶縁層との密着性が問題となることもない。よって、半導体素子接続の信頼性および配線板としての機能性を保全した上で、低コストで製造が可能な部品内蔵配線板を提供できる。

本発明によれば、絶縁板中に半導体素子が埋設された部品内蔵配線板およびその製造方法において、半導体素子接続の信頼性および配線板としての機能性を保全した上で、低コストで製造が可能な部品内蔵配線板およびその製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係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の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図。図２の続図であって、図１に示した部品内蔵配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図。図１に示した部品内蔵配線板の製造過程の別の一部を模式的断面で示す工程図。図１に示した部品内蔵配線板の製造過程のさらに別の一部を模式的断面で示す工程図。本発明の別の実施形態に係る部品内蔵配線板の構成を模式的に示す断面図。本発明のさらに別の実施形態に係る部品内蔵配線板の構成を模式的に示す断面図。本発明のさらに別の（第４の）実施形態に係る部品内蔵配線板の構成を模式的に示す断面図。

本発明の実施態様として、前記半導体素子が、前記第１の配線パターンの前記ランド上にフリップ接続されており、前記接続部材が、前記半導体素子の前記端子パッドと前記第１の配線パターンの前記ランドとの間に挟設された、該端子パッドと該ランドとを電気的、機械的に接続する導電性バンプであり、前記樹脂が、前記半導体素子と前記第１の絶縁層および前記第１の配線パターンとの間に設けられたアンダーフィル樹脂である、とすることができる。この態様は、半導体素子がフリップ接続により埋設、実装された部品内蔵配線板の構成例である。

また、実施態様として、前記半導体素子が、前記第１の絶縁層上に、前記端子パッドを有する側が前記第１の絶縁層とは反対の側に向けられるように設けられており、前記接続部材が、前記半導体素子の前記端子パッドと前記第１の配線パターンの前記ランドとの間を電気的につなげるように設けられたボンディングワイヤであり、前記樹脂が、前記半導体素子および前記ボンディングワイヤを封止している、とすることができる。この態様は、半導体素子がボンディングワイヤによる電気的接続を有して内蔵された配線板の構成例である。フリップ接続に比較すると、ボンディングワイヤによる接続は設備面で安価な製造が可能である。

ここで、上記実施態様両者で、前記第１の配線パターンが、前記ランド上を少なくとも除いて前記第２の絶縁層側の表面が粗化されている、とすることができる。このような表面の粗化により、第１の配線パターンと第２の絶縁層との密着性、接着性がより増し、構造的な信頼性の向上を図ることができる。

ここで、前記第１の配線パターンが、前記樹脂に接する表面において粗化されている、とすることができる。このような第１の配線パターンの表面粗化により、樹脂との密着性も向上し好ましい。または、前記第１の配線パターンが、前記樹脂に接する表面においては粗化されていない、とすることもできる。これは、製造途上において、半導体素子および樹脂を設けた後に第１の配線パターンの表面を粗化した場合に得られる態様である。この場合、粗化の処理が、第１の配線パターンと第２の絶縁層との積層直前になされ得るので、積層時において粗化状態が保持されやすく好ましい。

また、製造方法の実施態様として、前記ランドの表層として前記銀被覆または金被覆の層を形成する前記工程よりあとであって、前記第１の絶縁板に積層状に前記第４、第３、第２の絶縁板を該積層位置順で一体化する前記工程より前に、前記第１の配線パターン上を表面粗化する工程をさらに具備する、とすることができる。このような表面の粗化により、第１の配線パターンと第４の絶縁板との密着性、接着性がより増し、構造的な信頼性の向上を図ることができる。

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、本発明の一実施形態に係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１１（第１の絶縁層）、同１２、同１３、同１４、同１５（１２、１３、１４、１５で第２の絶縁層）、配線層２１（第２の配線パターン）、同２２（第１の配線パターン）、同２３、同２４、同２５（もうひとつの第２の配線パターン）、同２６（＝合計６層）、層間接続体３１、同３２、同３４、同３５、スルーホール導電体３３、半導体素子４１、導電性バンプ４２（接続部材）、アンダーフィル樹脂５１（樹脂）を有する。

半導体素子４１は、フリップ接続により導電性バンプ４２を介して内層の配線層２２に電気的、機械的に接続されている。この接続のため、半導体素子４１が有する端子パッド（不図示）上にあらかじめ導電性バンプ４２が形設され、この導電性バンプ４２に位置を合わせて配線層２２には、部品接続用のランドがパターン形成されている。導電性バンプ４２は、材質として例えば金（Ａｕ）であり、あらかじめ端子パッド上にスタッド状に形成されたものである。半導体素子４１と配線層２２および絶縁層１１との間には、フリップ接続部分の機械的および化学的な保護のためアンダーフィル樹脂５１が満たされている。

そして、配線層２２の上記ランドは、その表層が銀皮膜２２ｂになっている。銀皮膜２２ｂは、銀のナノ粒子（例えば１０ｎｍ程度の径）が凝集して形成された薄膜（厚さ例えば１μｍから２μｍ）である。その形成方法として、例えば、銀ナノ粒子が分散媒中に分散されたペーストをインクジェット方式で配線層２２のランド領域に上に付着させその後これを焼成させて形成することができる（詳細を後述する）。銀皮膜２２ｂは、ランド上を除いては形成されていない。したがって、銀皮膜を広い面積に形成しないので低コストである。半導体素子４１の端子パッド上に形成された導電性バンプ４２と配線層２２上の銀皮膜２２ｂとは、Ａｕ−Ａｇの接続になり、低抵抗でかつ接続の信頼性が向上している。

配線層２２の絶縁層１２に接触する表面は、表面粗さが適度に大きくなるように処理がされた粗化表面２２ａになっている。これは、配線層２２と絶縁層１２との接着性を改善するための構成である。粗化表面２２ａは、さらに、配線層２２と層間接続体３２との電気的接続の信頼性の向上にも貢献している。

部品内蔵配線板としてのほかの構造について述べると、配線層２１、２６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（不図示）が実装され得る。実装ではんだ（不図示）が載るべき配線層２１、２６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）。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。

また、配線層２２、２３、２４、２５は、それぞれ、内層の配線層であり、順に、配線層２１と配線層２２の間に絶縁層１１が、配線層２２と配線層２３の間に絶縁層１２が、配線層２３と配線層２４との間に絶縁層１３が、配線層２４と配線層２５との間に絶縁層１４が、配線層２５と配線層２６との間に絶縁層１５が、それぞれ位置しこれらの配線層２１〜２６を隔てている。各配線層２１〜２６は、例えばそれぞれ厚さ１８μｍの金属（銅）箔からなっている。

各絶縁層１１〜１５は、絶縁層１３を除き例えばそれぞれ厚さ１００μｍ、絶縁層１３のみ例えば厚さ３００μｍ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。特に絶縁層１３は、内蔵された半導体素子４１に相当する位置部分が開口部となっており、半導体素子４１を内蔵するための空間を提供する。絶縁層１２、１４は、内蔵された半導体素子４１のための絶縁層１３の上記開口部および絶縁層１３のスルーホール導電体３３内部の空間を埋めるように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２１と配線層２２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。同様に、配線層２２と配線層２３とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層１２を貫通する層間接続体３２により導通し得る。配線層２３と配線層２４とは、絶縁層１３を貫通して設けられたスルーホール導電体３３により導通し得る。配線層２４と配線層２５とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層１４を貫通する層間絶縁体３４により導通し得る。配線層２５と配線層２６とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層１５を貫通する層間接続体３５により導通し得る。

層間接続体３１、３２、３４、３５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）に径が変化している。その直径は、太い側で例えば２００μｍである。

この実施形態に係る部品内蔵配線板は、半導体素子４１をその端子パッドおよび導電性バンプ４２を介して配線層２２のランド上に信頼性高く接続するため、ランド表層には銀皮膜２２ｂが形成され、かつ導電性バンプ４２はアンダーフィル樹脂５１により封止されている。銀皮膜２２ｂは、ランド上を除いては形成されていない。したがって、銀皮膜を広い面積に形成しないので低コストである。また、内層となるようなはんだレジストが設けられていないので、絶縁層１２との密着性、接着性が問題となることもない。よって、半導体素子４１の接続の信頼性および配線板としての機能性を保全した上で、低コストで製造が可能である。

次に、図１に示した部品内蔵配線板の製造工程を図２Ａないし図４を参照して説明する。図２Ａないし図４は、それぞれ、図１に示した部品内蔵配線板の製造過程の一部を模式的断面で示す工程図である。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２Ａおよび図２Ｂから説明する。図２Ａおよび図２Ｂは、図１中に示した各構成のうち絶縁層１１を中心とした部分の製造工程を示している。まず、図２Ａ（ａ）に示すように、厚さ例えば１８μｍの金属箔（電解銅箔）２２Ａ上に例えばスクリーン印刷により、層間接続体３１となるペースト状の導電性組成物をほぼ円錐形のバンプ状（底面径例えば２００μｍ、高さ例えば１６０μｍ）に形成する。

導電性組成物の導電性バンプをスクリーン印刷で形成することにより、ごく小さな領域内に収まる導電性バンプを生産性よく効率的に形成することができる。このような小さな領域に収まる導電性バンプは、配線板としてのパターンの高密度化に向いている。ここでの導電性組成物は、ペースト状の樹脂中に銀、金、銅などの金属微細粒または炭素微細粒を分散させたものである。説明の都合で金属箔２２Ａの下面に印刷しているが上面でもよい。層間接続体３１の印刷後これを乾燥させて硬化させる。

次に、図２Ａ（ｂ）に示すように、金属箔２２Ａ上に厚さ例えば公称１００μｍのＦＲ−４のプリプレグ１１Ａを積層して層間接続体３１を貫通させ、その頭部が露出するようにする。露出に際してあるいはその後その先端を塑性変形でつぶしてもよい（いずれにしても層間接続体３１の形状は、積層方向に一致する軸を有しその軸方向に径が変化する形状である。）。続いて、図２Ａ（ｃ）に示すように、プリプレグ１１Ａ上に金属箔（電解銅箔）２１Ａを積層配置して加圧、加熱し全体を一体化する。このとき、金属箔２１Ａは層間接続体３１と電気的導通状態となり、プリプレグ１１Ａは完全に硬化して絶縁層１１になる。

次に、図２Ａ（ｄ）に示すように、片側の金属箔２２Ａに例えば周知のフォトリソグラフィによるパターニングを施し、これを、部品接続用のランドの領域を含む配線層２２に加工する。続いて、図２Ａ（ｅ）に示すように、配線層２２が含むランドの領域上に銀皮膜２２ｂを形成する。銀皮膜２２ｂは、より具体的には、以下のように形成することができる。

まず、銀皮膜２２ｂを形成するための素材として、銀（Ａｇ）のナノ粒子が分散媒中に分散されたペーストを用意し、このペーストをインクジェット方式で配線層２２が含むランドの領域上に印刷する。このようなペーストの例として、ハリマ化成株式会社が供給するＮＰＳ−ＪＬの品番、またはＮＰＳ−Ｊの品番の「ナノペースト」を使用することができる。同社カタログによれば、ＮＰＳ−ＪＬは、銀の粒子径が５〜１２ｎｍ、焼成温度が１２０〜１５０℃であり、ＮＰＳ−Ｊは、銀の粒子径が８〜１５ｎｍ、焼成温度が２２０℃である。インクジェット方式の印刷によれば、付着領域の設定のためあらかじめレジストパターンを形成するなどの必要がなく、効率的な工程になる。

上記ペーストを配線層が含むランドの領域上に印刷後、これを上記焼成温度で焼成する。焼成により、分散媒は揮発し銀ナノ粒子は凝集して、微細な孔質の銀皮膜２２ｂの層がランドの領域上に形成される。その焼成後の厚みが例えば１μｍ〜２μｍ程度になるように量を調節して、上記ペーストを配線層２２が含むランドの領域上にインクジェット方式で付着させておく。ペーストの焼成温度は絶縁層１１の耐熱性の範囲である。

なお、上記の銀ナノ粒子を有するペースト（ＮＰＳ−ＪＬ、ＮＰＳ−Ｊ）に代えて、同社が供給する、金（Ａｕ）のナノ粒子が分散媒中に分散されたペースト（品番ＮＰＧ−Ｊ）を使用することもできる。同社カタログによれば、ＮＰＧ−Ｊは、金の粒子径が５〜１２ｎｍ、焼成温度が２５０℃である。これを使用した場合は、銀皮膜２２ｂに相当して代わりに金皮膜が形成され、より高い導電性バンプ４２との接続信頼性の向上効果が得られる。以下では、銀皮膜２２ｂを形成したものとして説明を続ける。

銀皮膜２２ｂを形成したら、次に、図２Ｂ（ｆ）に示すように、銀皮膜２２ｂの形成された配線層２２上に、導電性バンプ４２を介して半導体素子４１をフリップ接続する。より具体的には、例えば、まず、導電性バンプ４２を伴った半導体素子４１を、配線層２２のランド（銀皮膜２２ｂ）に位置合わせし、導電性バンプ４２と銀皮膜２２ｂとを当接させてその状態で熱および超音波を加え、当接部位にＡｕ−Ａｇの金属接合部位を形成する。金属接合部位を形成することで機械的に堅牢な接続ができる。続いて、アンダーフィル樹脂５１とすべき液状の樹脂を半導体素子４１と絶縁層１１との間に例えばディスペンサを用いて注入し、その後加熱して液状樹脂を硬化させアンダーフィル樹脂５１を形成する。

配線層２２上に半導体素子４１をフリップ接続したら、次に、図２Ｂ（ｇ）に示すように、この時点で露出している配線層２２の表面を粗化処理して粗化表面２２ａにする。これには、具体的に、例えば、黒化還元処理やマイクロエッチング処理を採用することができる。マイクロエッチング処理としては、例えば、ＣＺ処理（メック社商品名）やボンドフィルム処理（アトテック社商品名）がある。この粗化処理は、配線層２２とこの上に積層される絶縁層１２（図１参照）との密着性、接着性を向上するため行われる。

以上により、導電性バンプ４２を介して半導体素子４１が配線層２２のランド（銀皮膜２２ｂ）上に接続され、かつ半導体素子４１と配線層２２および絶縁層１１との間にアンダーフィル樹脂５１が満たされた状態の積層部材１が得られる。この積層部材１を用いる、全体の積層工程については図４で後述する。この積層部材１は、配線層２２の粗化処理のあと、すぐに、全体の積層工程に供せられ得る。よって、全体積層工程における粗化状態の保持の点で好ましい。

なお、積層部材１には、変形例として、以下のような構成のものも採用可能である。以下のような構成では、層間接続体３１の形態が上記説明のものと異なることになる。すなわち、例えば、層間接続体３１として、金属板エッチングにより形成された金属バンプ、導電性組成物充填による接続体、またはめっきにより形成された導体バンプ（例えば、絶縁層１１に形成した穴内に成長させためっき体や、金属箔２２Ａ上に穴パターンのマスクを形成しその穴内に成長させためっき体）などを由来とするものなどとしてもよい。このような層間接続体を有する積層部材およびその製造工程自体は公知である。

次に、図３を参照して説明する。図３は、図１中に示した各構成のうち絶縁層１３および同１２を中心とした部分の製造工程を示している。まず、図３（ａ）に示すように、両面に例えば厚さ１８μｍの金属箔（電解銅箔）２３Ａ、２４Ａが積層された例えば厚さ３００μｍのＦＲ−４の絶縁層１３を用意し、その所定位置にスルーホール導電体を形成するための貫通孔７２をあけ、かつ内蔵する半導体素子４１に相当する部分に開口部７１を形成する。

次に、無電解めっきおよび電解めっきを行い、図３（ｂ）に示すように、貫通孔７２の内壁にスルーホール導電体３３を形成する。このとき開口部７１の内壁にも導電体が形成される。さらに、図３（ｃ）に示すように、金属箔２３Ａ、２４Ａ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て配線層２３、２４を形成する。配線層２３、２４のパターニング形成により、開口部７１の内壁に形成された導電体も除去される。

次に、図３（ｄ）に示すように、配線層２３上の所定の位置に層間接続体３２となる導電性バンプ（底面径例えば２００μｍ、高さ例えば１６０μｍ）をペースト状導電性組成物のスクリーン印刷により形成する。続いて、図３（ｅ）に示すように、絶縁層１２とすべきＦＲ−４のプリプレグ１２Ａ（公称厚さ例えば１００μｍ）を配線層２３側にプレス機を用い積層する。プリプレグ１２Ａには、絶縁層１３と同様の、内蔵する半導体素子４１に相当する部分の開口部をあらかじめ設けておく。

この積層工程では、層間接続体３２の頭部をプリプレグ１２Ａに貫通させる。なお、図３（ｅ）における層間接続体３２の頭部の破線は、この段階でその頭部を塑性変形させてつぶしておく場合と塑性変形させない場合の両者あり得ることを示す。この工程により、配線層２３はプリプレグ１２Ａ側に沈み込んで位置する。以上により得られた積層部材を積層部材２とする。

なお、以上の図３に示した工程は、以下のような手順とすることも可能である。図３（ａ）の段階では、貫通孔７２のみ形成し内蔵部品用の開口部７１を形成せずに続く図３（ｂ）から図３（ｄ）までの工程を行う。次に、図３（ｅ）に相当する工程として、プリプレグ１２Ａ（開口のないもの）の積層を行う。そして、絶縁層１３およびプリプレグ１２Ａに部品内蔵用の開口部を同時に形成する、という工程である。

次に、図４を参照して説明する。図４は、上記で得られた積層部材１、２などを積層する配置関係を示す図である。

図４において、図示上側の積層部材３は、下側の積層部材１と同様な工程を適用し、かつそのあと層間接続体３４およびプリプレグ１４Ａを図示中間の積層部材２における層間接続体３２およびプリプレグ１２Ａと同様にして形成し得られたものである。ただし、部品（半導体素子４１）およびこれを接続するための部位（ランド）のない構成であり、さらにプリプレグ１４Ａには半導体素子４１用の開口部も設けない。そのほかは、金属箔（電解銅箔）２６Ａ、絶縁層１５、層間接続体３５、配線層２５、プリプレグ１４Ａ、層間接続体３４とも、それぞれ積層部材１の金属箔２１Ａ、絶縁層１１、層間接続体３１、配線層２２、積層部材２のプリプレグ１２Ａ、層間接続体３２と同じである。

図４に示すような配置で各積層部材１、２、３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、１４Ａ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、１４Ａの流動性により、半導体素子４１の周りの空間およびスルーホール導電体３３内部の空間にはプリプレグ１２Ａ、１４Ａが変形進入し空隙は発生しない。また、配線層２２、２４は、層間接続体３２、３４にそれぞれ電気的に接続される。この積層工程では、配線層２２の表面に粗化表面２２ａが設けられていることにより、絶縁層１２と配線層２２の密着性、接着性が向上し、また層間接続体３２と配線層２２との電気的接続の信頼性が向上している。

図４に示す積層工程の後、上下両面の金属箔２６Ａ、２１Ａ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、さらにはんだレジスト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４に示す積層工程において、絶縁層１１は第１の絶縁板に、プリプレグ１２Ａおよび絶縁層１３は第４の絶縁板に、プリプレグ１４Ａは第３の絶縁板に、絶縁層１５は第２の絶縁板に、それぞれ相当する。

変形例として、中間の絶縁層１３に設けられたスルーホール導電体３３については、層間接続体３１や同３２と同様なものとする構成も当然ながらあり得る。また、外側の配線層２６は、最後の積層工程のあとにパターニングして得る以外に、積層部材３の段階で（例えば図２Ａ（ｄ）に相当する段階で）形成するようにしてもよい。

次に、本発明の別の実施形態について図５を参照して説明する。図５は、別の実施形態に係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５において、すでに説明した図中に登場の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。その説明は、加えて説明するべき事項がない限り省略する。

この実施形態は、配線層２２上に形成される粗化表面２２ａがアンダーフィル樹脂５１に接して埋もれた部位上を含めて形成されている。このような配線パターン２２表面の粗化により、配線パターン２２とアンダーフィル樹脂５１との密着性、接着性も向上し好ましい。そのほかの構成については図１に示した部品内蔵配線板と同様である。

この実施形態の部品内蔵配線板を製造するには、次のようにすればよい。すなわち、図２Ａ（ｅ）の状態が得られたらこれに続いて配線層２２の粗化処理を行い粗化表面２２ａを形成する。この粗化処理では、すでに銀皮膜２２ｂが形成された表面は粗化されない。そして、そのあとに、配線層２２のランド（銀皮膜２２ｂ）上に、導電性バンプ４２を介して半導体素子４１をフリップ接続する。そのほかの工程については、図２Ａないし図４において説明した要領で行えばよい。

次に、本発明の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に係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６において、すでに説明した図中に登場の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。その説明は、加えて説明するべき事項がない限り省略する。

この実施形態は、内蔵される半導体素子４１が、配線層２２にフリップ接続されるのではなく、接続部材であるボンディングワイヤ４３を介して、配線層２２上に形成された銀皮膜２２ｂと電気的に導通されている。そして、ボンディングワイヤ４３を含めて半導体素子４１の全体が配線板の絶縁材料とは異なる樹脂５２で封止された構造になっている。フリップ接続に比較すると、ボンディングワイヤ４３による接続は設備面で安価な製造が可能である。そのほかの構成については図１に示した部品内蔵配線板と同様である。

この実施形態の部品内蔵配線板を製造するには、次のようにすればよい。すなわち、まず図２Ａ（ｅ）の状態を得るまでは要領として同じである。ただし、配線層２２によるパターンおよび銀皮膜２２ｂの形成領域については、ボンディングワイヤ４３が接続されることに対応したパターンおよび領域とする。

そして、図２Ｂ（ｆ）に示した工程に代えて、半導体素子４１をその機能面が上向きとなるように絶縁層１１上に載置、固定し、続いて、半導体素子４１上の端子パッドと配線層２２のランド（銀皮膜２２ｂ）との間を例えば金のボンディングワイヤ４３を用いてボンディング接続する。さらにそのあと、ボンディングワイヤ４３および半導体素子４１の全体を封止するように樹脂５２を形成する。この樹脂５２は、例えば、周知のポッティング樹脂またはトランスファーモールド樹脂とすることができる。図２Ｂ（ｇ）の工程およびそのほかの工程については、図２Ａないし図４において説明した要領で行えばよい。

次に、本発明のさらに別の実施形態について図７を参照して説明する。図７は、さらに別の実施形態に係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７において、すでに説明した図中に登場の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。その説明は、加えて説明するべき事項がない限り省略する。

この実施形態は、図６に示した実施形態と異なり、配線層２２上に形成される粗化表面２２ａが樹脂５２に接して埋もれた部位上を含めて形成されている。このような配線パターン２２表面の粗化により、配線パターン２２と樹脂５２との密着性、接着性も向上し好ましい。そのほかの構成については図６に示した部品内蔵配線板と同様である。

この実施形態の部品内蔵配線板を製造するには、図６に示した部品内蔵配線板での製造工程を以下のように改変すればよい。すなわち、半導体素子４１の絶縁層１１上への載置、固定、ボンディングワイヤ４３による接続、樹脂５２の形成の一連の工程に先立って、まず、配線層２２に粗化処理を施し粗化表面２２ａを形成する。または、粗化処理を、半導体素子４１の絶縁層１１上への載置、固定のあと、または、さらにボンディングワイヤ４３による接続を行ったあとに行う。これらの場合の粗化処理では、すでに銀皮膜２２ｂが形成された表面は粗化されない。要は、粗化処理のあとに樹脂５２を形成することで、粗化表面２２ａは、樹脂５２に接して埋もれた部位上を含めて形成されていることになる。そのほかの工程については、図２Ａないし図４において説明した要領で行えばよい。

１…積層部材、２…積層部材、３…積層部材、１１…絶縁層、１１Ａ…プリプレグ、１２…絶縁層、１２Ａ…プリプレグ、１３…絶縁層、１４…絶縁層、１４Ａ…プリプレグ、１５…絶縁層、２１…配線層（第２の配線パターン）、２１Ａ…金属箔（銅箔）、２２…配線層（第１の配線パターン）、２２ａ…粗化表面、２２ｂ…銀皮膜（銀ナノ粒子の凝集を由来とする）、２２Ａ…金属箔（銅箔）、２３…配線層（配線パターン）、２３Ａ…金属箔（銅箔）、２４…配線層（配線パターン）、２４Ａ…金属箔（銅箔）、２５…配線層（もうひとつの第２の配線パターン）、２６…配線層（配線パターン）、２６Ａ…金属箔（銅箔）、３１，３２，３４，３５…層間接続体（導電性組成物印刷による導電性バンプを由来とする）、３３…スルーホール導電体、４１…半導体素子、４２…導電性バンプ（Ａｕスタッドバンプ；接続部材）、４３…ボンディングワイヤ（接続部材）、５１…アンダーフィル樹脂、５２…ポッティング樹脂またはトランスファーモールド樹脂、６１，６２…はんだレジスト、７１…部品用開口部、７２…貫通孔。

Claims

第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層に対して積層状に位置する第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層に埋設された、端子パッドを有する半導体素子と、
前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層とに接触して挟設された、銀粒子または金粒子の凝集により孔質膜化した銀皮膜または金皮膜で被覆されている部品接続用のランドを含みかつ該ランドの表層を除いては銀皮膜、金皮膜で被覆されていない第１の配線パターンと、
前記半導体素子の前記端子パッドと前記第１の配線パターンの前記ランドとを電気的に導通させる接続部材と、
前記接続部材をその内部に封止するように設けられた樹脂と、
前記第１の絶縁層の前記第１の配線パターンが設けられた側の面とは反対の側の面上に設けられた第２の配線パターンと、
前記第１の絶縁層を貫通して前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとを電気的に導通させる層間接続体と
を具備することを特徴とする部品内蔵配線板。
前記半導体素子が、前記第１の配線パターンの前記ランド上にフリップ接続されており、
前記接続部材が、前記半導体素子の前記端子パッドと前記第１の配線パターンの前記ランドとの間に挟設された、該端子パッドと該ランドとを電気的、機械的に接続する導電性バンプであり、
前記樹脂が、前記半導体素子と前記第１の絶縁層および前記第１の配線パターンとの間に設けられたアンダーフィル樹脂であること
を特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
前記半導体素子が、前記第１の絶縁層上に、前記端子パッドを有する側が前記第１の絶縁層とは反対の側に向けられるように設けられており、
前記接続部材が、前記半導体素子の前記端子パッドと前記第１の配線パターンの前記ランドとの間を電気的につなげるように設けられたボンディングワイヤであり、
前記樹脂が、前記半導体素子および前記ボンディングワイヤを封止していること
を特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
前記第１の配線パターンが、前記ランド上を少なくとも除いて前記第２の絶縁層側の表面が粗化されていることを特徴とする請求項２記載の部品内蔵配線板。
前記第１の配線パターンが、前記ランド上を少なくとも除いて前記第２の絶縁層側の表面が粗化されていることを特徴とする請求項３記載の部品内蔵配線板。
前記第１の配線パターンが、前記樹脂に接する表面において粗化されていることを特徴とする請求項４記載の部品内蔵配線板。
前記第１の配線パターンが、前記樹脂に接する表面において粗化されていることを特徴とする請求項５記載の部品内蔵配線板。
前記第１の配線パターンが、前記樹脂に接する表面においては粗化されていないことを特徴とする請求項４記載の部品内蔵配線板。
前記第１の配線パターンが、前記樹脂に接する表面においては粗化されていないことを特徴とする請求項５記載の部品内蔵配線板。
第１の面と第２の面とを有する第１の絶縁板と、前記第１の面上に積層された第１の金属箔と、前記第２の面上に積層された第２の金属箔と、前記第１の絶縁板を貫通して前記第１の金属箔と前記第２の金属箔とを電気的に導通させる層間接続体とを有する積層体を形成する工程と、
前記積層体の前記第２の金属箔をパターニングし、部品接続用のランドの領域を含む第１の配線パターンを形成する工程と、
前記ランドの領域上に、インクジェット方式にて、分散媒中に銀ナノ粒子または金ナノ粒子が分散されたペーストを付着させる工程と、
前記ランドの領域上に付着された前記ペーストを焼成して前記ランドの表層として、前記銀ナノ粒子または金ナノ粒子の凝集により孔質膜化した銀被覆または金被覆の層を形成する工程と、
前記銀被覆または金被覆がされた前記ランドを用いて、前記第１の絶縁板の前記第２の面上に半導体素子を導電部材で電気的に接続する工程と、
前記導電部材を樹脂で封止する工程と、
前記第１の絶縁板とは異なる第２の絶縁板上に積層された、第３の金属箔をパターニングし、第２の配線パターンを形成する工程と、
前記第１、第２の絶縁板とは異なる第３の絶縁板を前記第２の絶縁板の前記第２の配線パターンのある側の面上に積層する工程と、
前記第１ないし第３の絶縁板とは異なる第４の絶縁板中に前記半導体素子を埋め込むように、前記第１の絶縁板に積層状に前記第４、第３、第２の絶縁板を該積層位置順で一体化する工程と
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。
前記ランドの表層として前記銀被覆または金被覆の層を形成する前記工程よりあとであって、前記第１の絶縁板に積層状に前記第４、第３、第２の絶縁板を該積層位置順で一体化する前記工程より前に、前記第１の配線パターン上を表面粗化する工程をさらに具備することを特徴とする請求項１０記載の部品内蔵配線板の製造方法。