JP6708264B2 - 電子部品内蔵基板の製造方法、電子部品内蔵基板、電子部品装置及び通信モジュール - Google Patents

電子部品内蔵基板の製造方法、電子部品内蔵基板、電子部品装置及び通信モジュール Download PDF

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Description

本発明は、電子部品内蔵基板の製造方法、電子部品内蔵基板、電子部品装置及び通信モジュールに関する。
近年、電子部品が内蔵された電子部品装置において、面積の小型化が求められている。面積の小型化をするために、例えば、配線を立体的に配置する構造が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
このような構成の電子部品装置は、配線が平面的に配置された電子部品装置と比較して、面積を小さくすることができる。
特開２００５−３１０９５４号公報
しかし、配線を立体的に配置する場合、立体配線部分において配線同士が短絡しないように配線同士の間に絶縁層を設ける等、配線の製造工程が複雑になるという問題がある。また、複数の配線を絶縁層を介して立体的に配置する立体配線部分では、例えば、温度変化の大きい環境で用いられた場合に、熱応力等により、配線と絶縁層との密着性が悪く、配線が剥離しやすいという問題が生じている。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、配線の製造工程を簡略化し、かつ、配線が剥離しにくい電子部品内蔵基板、電子部品装置、通信モジュールおよび電子部品内蔵基板の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電子部品内蔵基板の製造方法は、電子部品を内蔵する電子部品内蔵基板の製造方法であって、基台上に給電層を形成する給電層形成工程と、前記給電層上に、前記給電層と接続する所定のパターンを有する電極を、電界めっき法により形成する電極形成工程と、前記給電層の前記電極が形成された面の上方に、前記電子部品を配置する電子部品配置工程と、前記電子部品を前記給電層の上に封止する封止工程と、前記基台を剥離し、前記給電層をパターニングして第１の配線を形成する第１の配線形成工程と、前記第１の配線の一部を覆うように絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記第１の配線の一部と前記絶縁層上で交差するように、少なくとも前記第１の配線の一部および前記絶縁層の一部の上に第２の配線を形成する第２の配線形成工程とを含む。
これにより、従来であれば給電金属層と第１の配線とを別々に設けるため、給電層を形成し除去した後、新しく第１の配線を形成する必要があるが、本製造方法では、給電層を第１の配線としてパターニング（再配線）するため、電子部品内蔵基板の配線の製造工程を簡略化することができる。また、給電層を用いて電界めっき工法により電極を形成するため、給電層と電極との接合を、高強度で低抵抗な接合とすることができる。したがって、給電層をパターニングして形成された第１の配線と電極とは剥離しにくく、かつ、良好な高周波伝送特性を得ることができる。これにより、配線が剥離しにくい電子部品内蔵基板を提供することができる。
また、前記第１の配線形成工程において、前記第１の配線をウェットエッチングによりパターニングしてもよい。
これにより、第１の配線は、第２の配線が配置される側の面における線幅が第２の配線が配置される側と反対側の面の線幅よりも大きい、いわゆる順テーパ状に形成される。これにより、第１の配線の上に形成される第２の配線は、第１の配線の順テーパ状の形状に沿って屈曲が鈍角になるように形成される。したがって、第２の配線において熱応力が分散されるので、第２の配線が断線するのを抑制することができる。これにより、配線が剥離しにくい電子部品内蔵基板を提供することができる。
また、上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電子部品装置は、電子部品と、前記電子部品の一方の主面が露出する状態で、前記電子部品を内蔵する樹脂構造体と、前記樹脂構造体の両面を貫通する貫通電極と、前記樹脂構造体の表面に形成され、前記貫通電極と接続された第１の配線と、前記第１の配線の一部を覆う位置に配置された絶縁層と、少なくとも前記第１の配線の一部と交差するように前記第１の配線および前記絶縁層の上方に形成された第２の配線と、を備え、前記第１の配線の前記絶縁層側の表面は、粗化されている。
これにより、第１の配線は、絶縁層との密着性がよくなるため、第１の配線と絶縁層とが剥離するのを抑制することができる。したがって、配線が剥離しにくい電子部品内蔵基板を提供することができる。
また、前記第２の配線は、前記第１の配線よりも高い延性を有してもよい。
これにより、第２の配線が延性材料で形成されていれば熱応力が繰り返し印加されても破断しづらいため、第２の配線と樹脂構造体および層間絶縁層との熱膨張係数の差により、第２の配線が樹脂構造体または層間絶縁層から剥離するのを抑制することができる。これにより、配線が剥離しにくい高い電子部品内蔵基板を提供することができる。
また、前記第１の配線の側面における、前記第１の配線と接触する前記樹脂構造体の表面に対する角度は、前記第１の配線の前記樹脂構造体側の面における線幅が、前記第１の配線の前記絶縁層側の面における線幅よりも大きくなる角度であってもよい。
これにより、第１の配線は、絶縁層と密着する面積が大きくなり、密着性がよくなるため、第１の配線と絶縁層とが剥離するのを抑制することができる。これにより、配線が剥離しにくい電子部品内蔵基板を提供することができる。
また、前記第１の配線と前記第２の配線とが交差する少なくとも１の位置において、前記第１の配線と前記第２の配線の線幅方向の断面形状は、前記第１の配線の厚さに対する、前記第１の配線における前記樹脂構造体側の面における線幅と前記絶縁層側の面における線幅の差の比が、前記第２の配線の厚さに対する、前記第２の配線の前記樹脂構造体側の面における線幅と前記絶縁層側の面における線幅の差の比よりも大きい形状であってもよい。
これにより、第２の配線において熱応力が分散されるので、第２の配線が断線するのを抑制することができる。これにより、配線が剥離しにくい電子部品内蔵基板を提供することができる。
また、前記第１の配線において、前記絶縁層側の表面は、前記樹脂構造体側の表面よりも粗化されていてもよい。
これにより、第１の配線と絶縁層との密着性を向上するだけでなく、第１の配線と樹脂構造体との密着性も向上することができる。したがって、より配線が剥離しにくい電子部品内蔵基板を提供することができる。
また、上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電子部品装置は、実装基板と、前記実装基板上に実装された上述した特徴を有する電子部品内蔵基板と、前記電子部品内蔵基板上に実装された実装部品とを備える。
これにより、上述した特徴を有する電子部品内蔵基板を備えた、配線が剥離しにくい電子部品装置を提供することができる。
また、前記電子部品内蔵基板を複数有し、前記実装基板と前記実装部品との間に複数の前記電子部品内蔵基板が積層されていてもよい。
これにより、配線が剥離しにくく、電子部品内蔵基板が複数積層された電子部品装置を提供することができる。
また、上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る通信モジュールは、上述した特徴を有する電子部品装置を高周波素子として備える。
これにより、上述した特徴を有する電子部品装置を高周波素子として備えた、配線が剥離しにくい高周波通信モジュールを提供することができる。
本発明によれば、配線の製造工程を簡略化し、かつ、配線が剥離しにくい電子部品内蔵基板、電子部品装置、通信モジュールおよび電子部品内蔵基板の製造方法を提供することができる。
図１は、実施の形態１に係る電子部品装置の一例を示す断面図である。 図２Ａは、実施の形態１に係る電子部品内蔵基板の構成を示す平面図である。 図２Ｂは、図２Ａに示した電子部品内蔵基板のIIB−IIB線における断面図である。 図３Ａは、実施の形態１に係る電子部品内蔵基板の第１の配線の幅方向の断面形状を示す断面概略図である。 図３Ｂは、実施の形態１に係る電子部品内蔵基板の第２の配線の幅方向の断面形状を示す断面概略図である。 図４Ａは、実施の形態１に係る電子部品装置の製造工程を示す断面図である。 図４Ｂは、実施の形態１に係る電子部品装置の製造工程を示す断面図である。 図４Ｃは、実施の形態１に係る電子部品装置の製造工程を示す断面図である。 図４Ｄは、実施の形態１に係る電子部品装置の製造工程を示す断面図である。 図４Ｅは、実施の形態１に係る電子部品装置の製造工程を示す断面図である。 図４Ｆは、実施の形態１に係る電子部品装置の製造工程を示す断面図である。 図４Ｇは、実施の形態１に係る電子部品装置の製造工程を示す断面図である。 図４Ｈは、実施の形態１に係る電子部品装置の製造工程を示す断面図である。 図４Ｉは、実施の形態１に係る電子部品装置の製造工程を示す断面図である。 図４Ｊは、実施の形態１に係る電子部品装置の製造工程を示す断面図である。 図４Ｋは、実施の形態１に係る電子部品装置の製造工程を示す断面図である。 図４Ｌは、実施の形態１に係る電子部品装置の製造工程を示す断面図である。 図４Ｍは、実施の形態１に係る電子部品装置の製造工程を示す断面図である。 図４Ｎは、実施の形態１に係る電子部品装置の製造工程を示す断面図である。 図５は、実施の形態１に係る電子部品装置の他の例を示す断面図である。 図６は、実施の形態１の変形例に係る電子部品装置の第１の配線の幅方向の断面形状を示す断面概略図である。 図７は、実施の形態２に係る通信モジュールの一例を示す回路図である。
以下、本発明の実施の形態について、実施の形態およびその図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさまたは大きさの比は、必ずしも厳密ではない。
（実施の形態１）
本実施の形態に係る電子部品内蔵基板１および電子部品装置１００は、例えば高周波信号の送受信に用いられる通信モジュール等に設けられている。
［１．電子部品装置の構成］
はじめに、本実施の形態に係る電子部品装置１００の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る電子部品装置１００の構成を示す概略断面図である。
図１に示すように、電子部品装置１００は、電子部品内蔵基板１と実装部品２とを備えている。実装部品２は、電子部品内蔵基板１の表面に形成された第１の配線２２ａ、２２ｂ、２２ｃおよび第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅの少なくともいずれかとバンプ３を介して接続されている。また、実装部品２は、封止層４により、電子部品内蔵基板１上に封止されている。
電子部品内蔵基板１は、樹脂構造体１０の内部に電子部品１２および１４（図２Ａおよび図２Ｂ参照）を内蔵している基板である。また、電子部品内蔵基板１の第１の主面には、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃ、第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅ（図２Ａおよび図２Ｂ参照）が形成されている。第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃ、第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅは、例えば電子部品１２と１４とを電気的に接続する配線である。電子部品内蔵基板１の構成については、後に詳述する。
実装部品２は、例えばフィルタ等の高周波回路部品、インダクタ、コンデンサ等の電子部品である。より詳細には、高周波回路部品として、弾性波フィルタ、圧電共振子、積層コンデンサなどの電子部品を用いてもよい。また、実装部品２として、モジュール部品を用いてもよい。また、実装部品２は、実装基板であってもよい。
［２．電子部品内蔵基板の構成］
次に、電子部品内蔵基板１の構成について説明する。図２Ａは、本実施の形態に係る電子部品内蔵基板１の構成を示す平面図である。図２Ｂは、図２Ａに示した電子部品内蔵基板１のIIB−IIB線における断面図である。
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、電子部品内蔵基板１は、樹脂構造体１０と、電子部品１２および１４と、貫通電極２０と、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃと、第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅと、層間絶縁層２６と、を備えている。樹脂構造体１０は、電子部品１２および１４の一方の主面が露出する状態で、電子部品１２および１４を内蔵している。貫通電極２０は、樹脂構造体１０の両面を貫通している。第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃは、樹脂構造体１０の表面に形成され、貫通電極２０と接続されている。層間絶縁層２６は、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃの一部を覆う位置に配置されている。第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅは、少なくとも第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃの一部と交差するように第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃ、および、層間絶縁層２６の上方に形成されている。また、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃにおいて、層間絶縁層２６と接触する表面は、粗化されている。
詳細には、樹脂構造体１０は、例えば、合成樹脂等の樹脂材料で構成されている。合成樹脂としては、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などを用いてもよい。好ましくは、エポキシ樹脂などの合成樹脂に対し、シリカやアルミナなどの無機フィラーを添加したものであってもよい。このような無機フィラーが添加されていることにより、樹脂構造体１０による後述の電子部品１２および１４の封止性を高めることができる。また、樹脂構造体１０の剛性を高めることができる。さらに、樹脂構造体１０の硬化時の収縮が小さくなるため、封止の精度を高めることができる。
なお、樹脂構造体１０において、電子部品１２および１４が露出する面を第１の主面、第１の主面と反対側の面を第２の主面という。
また、樹脂構造体１０は、電子部品１２および１４を内蔵している。電子部品１２および１４は、例えばフィルタ等の高周波回路部品、インダクタ、コンデンサ等の電子部品である。より詳細には、高周波回路部品として、弾性波フィルタ、圧電共振子、積層コンデンサなどの電子部品を用いてもよい。例えば、電子部品１２および１４は、ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３などの圧電単結晶や圧電セラミックス上に複数のＩＤＴ電極が形成された弾性波フィルタ装置であってもよい。
なお、電子部品１２および１４において、樹脂構造体１０から露出する一方の主面を天面、天面と反対側の他方の主面を底面と呼ぶ。
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、電子部品１２および１４の天面は、樹脂構造体１０の第１の主面から露出し、電子部品１２および１４の底面と側面とは、樹脂構造体１０を構成する樹脂材料により封止されている。ここで、電子部品１２および１４の天面は、樹脂構造体１０の第１の主面と面一とされていてもよい。
また、電子部品１２および１４は、図２Ａに示したように、それぞれ外部と電気的に接続するための接続端子１３ａ〜１３ｄおよび１５ａ〜１５ｄを複数有している。電子部品１２および１４は、接続端子１３ａ〜１３ｄおよび１５ａ〜１５ｄを介して配線等により外部機器または他の電子部品等と接続されることにより、外部機器または他の電子部品等との間で信号の入出力を行う。
貫通電極２０は、樹脂構造体１０の両面を貫通するように、樹脂構造体１０の内部に形成されている。貫通電極２０は、金属もしくは合金により構成されている。例えば、貫通電極２０は、銅により構成されていてもよい。また、貫通電極２０は、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃと同一の材料により形成されていてもよい。貫通電極２０の一端は、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃと接続されている。
第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃは、例えば銅箔により樹脂構造体１０の第１の主面に形成されている。このとき、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃは、電子部品１２および１４とは接続されていない。また、第１の配線２２ａの上の少なくとも一部には、層間絶縁層２６が形成されている。
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、層間絶縁層２６は、第１の配線２２ａの一部を覆うように、第１の配線２２ａの上および樹脂構造体１０の上に形成されている。この部分は、後述するように、第１の配線２２ａと第２の配線２４ａとが立体的に交差する部分となる。なお、層間絶縁層２６は、第１の配線２２ａのみでなく、第１の配線２２ｂおよび２２ｃの一部を覆うように形成されていてもよい。層間絶縁層２６は、例えば、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、ポリベンゾオキサゾール、フェノール系、シリコーン系などの樹脂により構成されている。なお、層間絶縁層２６は、上述した樹脂に限らず、他の樹脂または絶縁性を有する材料で構成されていればよい。
また、樹脂構造体１０の上には、第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅが形成されている。第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅは、例えば、銅箔により構成されている。また、第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅは、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃよりも高い延性を有する材料で形成されていてもよい。延性材料で形成されていれば熱応力が繰り返し印加されても破断しづらいため、第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅと樹脂構造体１０および層間絶縁層２６との熱膨張係数の差により、第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅが樹脂構造体１０または層間絶縁層２６から剥離するのを抑制することができる。
第２の配線２４ａは、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、層間絶縁層２６の一部を覆うように樹脂構造体１０の表面に形成されている。具体的には、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、第２の配線２４ａは、平面視したときに電子部品１２の接続端子１３ａから層間絶縁層２６の上の一部を通って第１の配線２２ｂまで配置されている。これにより、第２の配線２４ａは、層間絶縁層２６と重畳している第１の配線２２ａの一部を覆っている。また、第２の配線２４ａは、電子部品１２の接続端子１３ａおよび第１の配線２２ｂと電気的に接続されている。したがって、電子部品１２は、接続端子１３ａと第２の配線２４ａとを介して第１の配線２２ｂに電気的に接続されている。
また、第２の配線２４ｂは、電子部品１４の接続端子１５ｂから樹脂構造体１０および第１の配線２２ｂに渡って形成されている。これにより、電子部品１４は、接続端子１５ｂおよび第２の配線２４ｂを介して第１の配線２２ｂと電気的に接続されている。
同様に、第２の配線２４ｃは、電子部品１２の接続端子１３ｃから樹脂構造体１０および第１の配線２２ｃに渡って形成されている。これにより、電子部品１２は、接続端子１３ｃおよび第２の配線２４ｃを介して第１の配線２２ｃと電気的に接続されている。なお、第１の配線２２ｃは、貫通電極２０に接続されている。
第２の配線２４ｄは、電子部品１２の接続端子１３ｄから樹脂構造体１０および第１の配線２２ａに渡って形成されている。これにより、電子部品１２は、接続端子１３ｄおよび第２の配線２４ｄを介して第１の配線２２ａと電気的に接続されている。
第２の配線２４ｅは、電子部品１４の接続端子１５ｃから樹脂構造体１０および第１の配線２２ａに渡って形成されている。これにより、電子部品１４は、接続端子１５ｃおよび第２の配線２４ｅを介して第１の配線２２ａと電気的に接続されている。
ここで、第１の配線２２ａと第２の配線２４ａとが立体的に交差する部分について説明する。第１の配線２２ａと第２の配線２４ａとが立体的に交差する部分では、図２Ａおよび図２Ｂに示したように、第１の配線２２ａと第２の配線２４ａとの間には、層間絶縁層２６が配置されている。これにより、第１の配線２２ａと第２の配線２４ａとは絶縁されているため、短絡することなく、それぞれ異なる電気信号を伝送することができる。
また、図３Ａは、第１の配線２２ａの幅方向の断面形状を示す断面概略図である。図３Ｂは、第２の配線２４ａの幅方向の断面形状を示す断面概略図である。
第１の配線２２ａにおいて、層間絶縁層２６と接触する表面は、粗化されている。なお、「粗化する」とは、配線または基板等の表面の算術平均粗さＲａを大きくすることをいう。第１の配線２２ａの表面を粗化することで、配線材料と層間絶縁層２６との接触表面積は増加し、かつ、アンカー効果により密着性がよくなるため、第１の配線２２ａは、層間絶縁層２６との密着性がよくなる。そのため、第１の配線２２ａと層間絶縁層２６とが剥離するのを抑制することができる。
また、第１の配線２２ａは、幅方向に切断したときの断面形状がテーパ状になるように形成されている。つまり、第１の配線２２ａの側面における、第１の配線２２ａと接触する樹脂構造体１０の表面に対する角度は、第１の配線２２ａの樹脂構造体１０側の面における線幅が、第１の配線２２ａの層間絶縁層２６側の面における線幅よりも大きくなる角度である。具体的には、図３Ａに示すように、第１の配線２２ａの側面は、第１の配線２２ａの樹脂構造体１０側の面における線幅が層間絶縁層２６側の面における線幅よりも大きくなるように、樹脂構造体１０に対して傾斜している。また、図３Ｂに示すように、第２の配線２４ａの側面は、樹脂構造体１０に対して略垂直となるように形成されている。
また、後述するように、第１の配線２２ａはウェットエッチング法で、第２の配線２４ａはセミアディティブ法（電気めっき法）で配線パターンを形成しているため、樹脂構造体１０の第１の主面に対する第１の配線２２ａの側面の角度は、樹脂構造体１０の第１の主面に対する第２の配線２４ａの側面の角度よりも大きく形成されている。
また、第１の配線２２ａと第２の配線２４ａとが交差する少なくとも１の位置において、第１の配線２２ａと第２の配線２４ａの断面形状は、第１の配線２２ａの厚さに対する、第１の配線２２ａにおける樹脂構造体１０側の線幅（幅方向の長さ）と層間絶縁層２６側の線幅の差の比が、第２の配線２４ａの厚さに対する、第２の配線２４ａの樹脂構造体１０側の線幅と層間絶縁層２６側の線幅の差の比よりも大きい形状となっている。すなわち、
Ｔ１＝（第１の配線の樹脂層側の線幅−第１の配線の絶縁層側の線幅）／（第１の配線の厚さ）
Ｔ２＝（第２の配線の樹脂層側の線幅−第２の配線の絶縁層側の線幅）／（第２の配線の厚さ）
とすると、Ｔ１＞Ｔ２を満たすように形成されている。
これにより、第１の配線２２ａは、層間絶縁層２６と密着する面積が大きくなり、密着性がよくなるため、第１の配線２２ａと層間絶縁層２６とが剥離するのを抑制することができる。
なお、第１の配線２２ｂおよび２２ｃの幅方向の断面形状についても、第１の配線２２ａと同様である。第２の配線２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅの幅方向の断面形状についても、第２の配線２４ａと同様である。
［３．電子部品内蔵基板および電子部品装置の製造方法］
次に、電子部品内蔵基板１および電子部品装置１００の製造方法について説明する。図４Ａ〜図４Ｎは、本実施の形態に係る電子部品内蔵基板１および電子部品装置１００の製造工程を示す断面図である。以下の製造方法では、複数の電子部品装置１００を同一の樹脂構造体１０に同時に作成し、その後個片化することにより個別の電子部品装置１００が完成するが、各製造工程の理解を容易にするために、図４Ａ〜図４Ｎでは１つの電子部品装置１００のみを表している。
はじめに、図４Ａに示すように、支持材を用意する。支持材は、図４Ａに示すように、基板３０と、基板３０の上に設けられた接着層３１とで構成されている。基板３０は、例えばガラスエポキシ材で構成されている。接着層３１は、例えばアクリル系粘着材で構成されている。なお、基板３０は、ガラスエポキシ材に限らず、ＳＵＳ、ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム、ポリイミドフィルムなどで構成されていてもよい。接着層３１は、アクリル系粘着材に限らず、ニッケル層などで構成されていてもよい。
接着層３１の上には、給電金属層２２が形成される（給電層形成工程）。給電金属層２２は、後の工程において、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃとして形成される金属層である。給電金属層２２の厚さは、例えば５〜２０μｍ程度である。給電金属層２２は、接着層３１により基板３０に接着される。
ここで、給電金属層２２の材料としては、延性が低く堅い圧延材を用いてもよい。これにより、給電金属層２２は、樹脂構造体１０からの熱応力による変形が小さくなるため、後に給電金属層２２を第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃとして形成したときに、第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅと交差する部分において、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃへ伝導する樹脂構造体１０からの熱応力を抑えることができる。
また、後の工程で第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃとしてパターニング形成される給電金属層２２は、基板３０側に配置される表面が粗化されている。給電金属層２２の基板３０側に配置される表面は、後の工程で層間絶縁層２６が形成される面である。つまり、給電金属層２２は、樹脂構造体１０側と反対側の表面が粗化されている。例えば、給電金属層２２の表面は、エッチング粗化剤で表面処理をすることにより粗化されている。第１の配線２２ａの表面を粗化することで、配線材料と層間絶縁層２６との接触表面積は増加し、かつ、アンカー効果により密着性を向上することができる。
なお、給電金属層２２は、表面粗さの大きい材料を用いてもよい。例えば、給電金属層２２として、両面の表面粗さが大きい箔状のＣｕを用いてもよい。より具体的には、給電金属層２２の基板３０側に配置される面の表面粗さを、基板３０側に配置される面と反対側の面の表面粗さよりも大きくしてもよい。
次に、図４Ｂに示すように、基板３０、接着層３１および給電金属層２２により構成された積層体上に、レジスト３２を配置する。また、レジスト３２の所望の位置に、貫通電極２０を形成するための開口部３２ａを形成する。
次に、給電金属層２２を給電膜として、レジスト３２の開口部３２ａの内部に貫通電極２０を形成する（電極形成工程）。貫通電極２０の形成は、例えば、給電金属層２２と貫通電極２０との界面抵抗を小さくするために、給電金属層２２を構成する金属材料と同種の材料を用いて電界めっき法により貫通電極２０を形成する。例えば、給電金属層２２として銅箔を用いた場合には、銅を用いて電界めっき法により貫通電極２０を形成してもよい。これにより、後の熱印加工程において給電金属層２２と貫通電極２０の界面で再結晶化が起こるので、給電金属層２２をパターニングして形成された第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃと貫通電極２０との接合を、高強度で低抵抗な接合とすることができる。したがって、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃと貫通電極２０とは剥離しにくく、かつ、良好な高周波伝送特性を得ることができる。
貫通電極２０を形成した後、レジスト３２を除去する。レジスト３２の除去は、例えば、化学溶剤によってレジスト３２を溶かすことにより行う。これにより、図４Ｃに示すように、給電金属層２２の上の一部に貫通電極２０が接合された構成となる。
次に、給電金属層２２の貫通電極２０が形成された面の上に、電子部品１２を給電金属層２２の上に仮固定するための仮固定材３３を配置する。仮固定材３３は、電子部品１２を配置する所望の位置に配置する。仮固定材３３は、例えば粘着シートである。
さらに、図４Ｄに示すように、仮固定材３３の上に電子部品１２を配置する（電子部品配置工程）。これにより、電子部品１２は、仮固定材３３を介して、給電金属層２２の貫通電極２０が形成された面の上方に仮固定される。
次に、図４Ｅに示すように、電子部品１２と貫通電極２０とを埋め込むように、樹脂構造体１０を構成する樹脂構造材を配置し、熱を印加して樹脂構造材を硬化させる（封止工程）。これにより、電子部品１２と貫通電極２０とが内蔵（封止）された樹脂構造体１０が形成される。このとき、樹脂構造材として、硬化後に電子部品１２に対して大きな接着力を発現する材料を選ぶとよい。例えば、エポキシ樹脂とシリカフィラーを混合させたものが主材の材料を用いる。
また、樹脂構造体１０と電子部品１２、貫通電極２０および給電金属層２２の接着力を向上するために、樹脂構造体１０を形成する前に、電子部品１２、貫通電極２０および給電金属層２２を清浄化する処理を行う。清浄化する処理としては、例えば、酸素プラズマアッシング処理を用いる。給電金属層２２の表面に凹凸が形成されている（表面粗さが大きい）場合には、給電金属層２２の表面に凹凸が形成されていない場合に比べて、アンカー効果によって給電金属層２２と樹脂構造体１０の密着力は高くなる。アンカー効果とは、材料表面の微細な凹凸に接着剤が木の根のように入り込んで硬化することで、材料表面と接着剤との密着力が向上する効果のことをいう。つまり、表面に凹凸がある給電金属層２２の場合、当該凹凸に樹脂構造体１０を構成する樹脂構造材が入り込んで硬化することにより、給電金属層２２と樹脂構造体１０の密着力が向上する。
次に、図４Ｆに示すように、給電金属層２２を残して、支持体すなわち基板３０および接着層３１を除去する。支持体の除去は、接着層３１および基板３０を給電金属層２２から剥離することにより除去する。
次に、給電金属層２２上に配線パターン用レジストを形成する。このとき、貫通電極２０と給電金属層２２との接続部分が第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃとして残るように、配線パターン用レジストを形成するとよい。続けて、図４Ｇに示すように、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃをパターニング形成する（第１の配線形成工程）。このとき、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃが順テーパ形状となるように給電金属層２２のエッチングを行う。エッチングの方法としては、例えばウェットエッチングを用いる。これにより、樹脂構造体１０の第１の主面に対する第１の配線２２ａの側面の角度を、樹脂構造体１０の第１の主面に対する第２の配線２４ａの側面の角度よりも大きく形成することができる。
その後、配線パターン用レジストを除去し、図４Ｇに示すように、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃのパターニングが完成する。
このように、給電金属層２２をパターニングして第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃを形成するため、電子部品内蔵基板１の製造工程を簡略化することができる。つまり、従来であれば給電金属層と第１の配線とを別々に設けるため、給電金属層を形成し剥離した後、新しく第１の配線を形成する必要があるが、本実施の形態にかかる製造方法では、給電金属層２２を第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃとしてパターニング（再配線）するため、電子部品内蔵基板１の製造工程を簡略化することができる。
次に、電子部品１２を支持体に仮固定するために用いられていた仮固定材３３を電子部品１２から剥離し、除去する。これにより、図４Ｈに示すように、電子部品１２の天面は、樹脂構造体１０の第１の主面から露出する。
次に、図４Ｉに示すように、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃの少なくとも一部を覆うように、樹脂構造体１０および第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃの上に層間絶縁層２６を形成する（絶縁層形成工程）。層間絶縁層２６を構成する材料としては、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、ポリベンゾオキサゾール、フェノール系、シリコーン系などの樹脂を用いてもよい。これらの材料を、後に形成する第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅと交差する部分の第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃを覆うように塗布し、硬化することにより、層間絶縁層２６を形成する。層間絶縁層２６の厚さは、例えば５μｍ程度である。
次に、図４Ｊに示すように、第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅを形成する（第２の配線形成工程）。第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅの形成方法としては、例えば、セミアディティブ法を用いる。これにより、第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅの側面の角度は、樹脂構造体１０の第１の主面に対する第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃの側面の角度よりも小さく形成される。第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅの厚さは、例えば５〜１０μｍ程度である。
セミアディティブ法で形成された第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅは、Ｌ／Ｓ＝１μｍ程度の微細配線であり、また、アスペクト比１０（例えば、線幅が１μｍ、厚みが１０μｍ）程度の高アスペクト配線である。このように、第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅは、微細かつ高アスペクトの配線であるため、微細配線でありながら電気抵抗が低いという特徴を有している。なお、第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅは、スパッタ等他の方法により形成されてもよい。
なお、第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅの下方に形成されている第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃの幅方向の断面形状が上述したように順テーパ状になっている場合、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃの上方に形成される第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅは、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃの順テーパ状の形状に沿って屈曲が鈍角になるように形成される。したがって、第２の配線において熱応力が分散されるので、第２の配線が断線するのを抑制することができる。
また、第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅを構成する材料は、延性が高い材料を用いてもよい。第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅが延性材料で形成されていれば繰り返し熱応力が印加されても破断しないため、第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅにおいて、屈曲された部分での熱応力による断線を抑制することができる。
次に、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃと第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅの上に、実装部品２をはんだ実装するときのはんだ実装用パッドを形成する。はんだ実装用パッドは、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃと第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅの上に、はんだ接合用のアンダーバンプメタル層であるＡｕ／Ｎｉ層（図示せず）を形成し、所定の形状にパターニングすることにより形成される。さらに、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃと第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅの上および樹脂構造体１０の上には、はんだの濡れ拡がりを防止する絶縁膜（図示せず）を形成してもよい。
次に、図４Ｋに示すように、上述したはんだ実装用パッド上に実装部品２を実装する。実装部品２は、バンプ３を介して第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅに接続される。なお、実装部品２は、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃに接続されてもよい。
次に、図４Ｌに示すように、積層した実装部品２を封止する封止層４を形成する。封止層４を構成する材料としては、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、ポリベンゾオキサゾール、フェノール系、シリコーン系などの樹脂を用いてもよい。これらの材料により電子部品内蔵基板１上に実装部品２を封止することにより、電子部品装置１００が完成する。
次に、図４Ｍに示すように、貫通電極２０の上に、アンダーバンプメタル層（図示せず）、はんだボール５を形成する。
さらに、図４Ｎに示すように、同一の樹脂構造体１０に同時に形成された複数の電子部品装置１００を個片化し、はんだボール５を介して実装基板であるモジュール基板５０の上に実装する。
以上により、貫通電極２０、電子部品１２および１４、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃ、第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅを有する電子部品内蔵基板１と、その上に実装された実装部品２との積層構造体である電子部品装置１００を作成することができる。
［４．効果等］
以上、本実施の形態に係る電子部品内蔵基板１および電子部品装置１００、および、その製造方法によると、給電金属層２２を第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃとしてパターニング（再配線）するため、電子部品内蔵基板１における配線の製造工程を簡略化することができる。また、給電金属層２２を用いて電界めっき工法により貫通電極２０を形成するため、給電金属層２２と貫通電極２０との接合を、高強度で低抵抗な接合とすることができる。したがって、給電金属層２２をパターニングして形成された第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃと貫通電極２０とは剥離しにくく、かつ、良好な高周波伝送特性を得ることができるため、配線が剥離しにくい電子部品内蔵基板１および電子部品装置１００を提供することができる。
また、第１の配線２２ａの表面を粗化することで、配線材料と層間絶縁層２６との接触表面積は増加し、かつ、アンカー効果により密着性がよくなる。これにより、第１の配線２２ａは、層間絶縁層２６との密着性がよくなる。そのため、電子部品内蔵基板１において、第１の配線２２ａと層間絶縁層２６とが剥離するのを抑制することができる。
なお、電子部品装置１００は、図４Ｎに示した実装部品２とモジュール基板５０との間に、複数の電子部品内蔵基板１が積層された構成であってもよい。例えば、図５に示すように、実装部品２とモジュール基板５０との間に２つの電子部品内蔵基板１が積層され、はんだボール５を介して実装部品２、２つの電子部品内蔵基板１、モジュール基板５０が電気的に接続されていてもよい。
（変形例）
ここで、実施の形態の変形例について説明する。なお、第１の配線２２ａ、２２ｂおよび２２ｃは同一の構成であるため、以下では第１の配線２２ａを例として説明する。また、第２の配線２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄおよび２４ｅは同一の構成であるため、以下では、第２の配線２４ａを例として説明する。
第１の配線２２ａは、層間絶縁層２６との密着性を向上するためには、層間絶縁層２６側の表面を粗化しておくのがよい。また、第１の配線２２ａの高周波の伝送特性を確保するためには、表皮効果を考慮して、高周波の伝送特性への影響の大きい配線幅の広い樹脂構造体１０側の表面の粗さを小さくしておくとよい。したがって、上述した電子部品内蔵基板１における第１の配線２２ａは、層間絶縁層２６側の表面が、樹脂構造体１０側の表面よりも粗化されていてもよい。
図６に示すように、第１の配線２２ａは、図３Ｂに示した第２の配線２４ａの表面と比べて、粗化されている。例えば、第１の配線２２ａは、上述したように箔状の給電金属層２２をパターニングしたものである。したがって、給電金属層２２と樹脂構造体１０との密着性を向上するため、製造工程において、給電金属層２２を樹脂構造体１０の上に配置する前に、給電金属層２２の両面をあらかじめ粗化してもよい。これにより、第１の配線２２ａは、層間絶縁層２６との密着性が向上するだけでなく、樹脂構造体１０との密着性も向上する。したがって、より配線が剥離しにくい電子部品内蔵基板等を提供することができる。
なお、第１の配線２２ａにおいて、層間絶縁層２６と接触する表面または樹脂構造体１０と接触する表面は、粗化されていない構成としてもよい。この場合には、第１の配線２２ａを伝送する高周波伝送特性の劣化を抑制することができる。
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について、図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態に係る通信モジュール１０１の一例を示す回路図である。
上述した実施の形態１および変形例に示した電子部品内蔵基板１および電子部品装置１００は、通信モジュール１０１を構成する電子部品内蔵基板１および電子部品装置１００として使用してもよい。
図７に示すように、通信モジュール１０１では、アンテナＡＮＴにマルチプレクサ１０２が接続されている。マルチプレクサ１０２には、カプラー１０３、１０７および１１１が接続されている。カプラー１０３には、スイッチ１０４を介して、デュプレクサ１０５および１０６が接続されている。カプラー１０７には、スイッチ１０８を介してデュプレクサ１０９および１１０が接続されている。カプラー１１１には、スイッチ１１２を介してデュプレクサ１１３と、弾性表面波フィルタ１１４および１１５とが接続されている。
通信モジュール１０１は、例えば、携帯電話機等に用いられるＲＦモジュールである。このような多数のスイッチやデュプレクサ、及びフィルタなどを含む通信モジュールに、上述した電子部品装置１００を好適に用いることができる。
（その他の実施の形態など）
以上、本発明の実施の形態に係る電子部品内蔵基板の製造方法、電子部品内蔵基板、電子部品装置及び通信モジュールについて、実施の形態を挙げて説明したが、本発明に係る電子部品内蔵基板の製造方法、電子部品内蔵基板、電子部品装置及び通信モジュールは、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、上記電子部品内蔵基板、電子部品装置及び通信モジュールを内蔵した各種機器、上記電子部品内蔵基板の製造方法を含む製造方法も本発明に含まれる。
例えば、上記実施の形態に係る部品内蔵基板において、電子部品は、フィルタ等の高周波回路部品、インダクタ、コンデンサ等の電子部品としてもよい。また、高周波回路部品として、弾性波フィルタ、圧電共振子、積層コンデンサなどの電子部品、モジュール部品を用いてもよい。
また、樹脂構造体は、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などの合成樹脂で構成されていてもよいし、エポキシ樹脂などの合成樹脂にシリカやアルミナなどの無機フィラーを添加したものであってもよい。
また、給電金属層、第１の配線、第２の配線および貫通電極は、銅などの金属、合金によって構成されていてもよい。第１の配線、第２の配線および貫通電極は、同一の材料で構成されていてもよいし、異なる材料で構成されていてもよい。また、第１の配線を構成する給電金属層は、箔状のものであってもよい。
また、層間絶縁層は、例えば、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、ポリベンゾオキサゾール、フェノール系、シリコーン系などの樹脂により構成されていてもよいし、これらの樹脂に限らず、他の樹脂または絶縁性を有する材料で構成されていればよい。
また、第１の配線の線幅方向の断面形状は、いわゆる順テーパ形状であれば、第１の配線の側面の樹脂構造体の表面に対する角度は、適宜変更してもよい。
本発明は、電子部品が内蔵されたスイッチ、デュプレクサ、及びフィルタなどを含む通信モジュール、例えば、携帯電話機等に用いられるＲＦモジュール等に利用できる。
１ 電子部品内蔵基板
２ 実装部品
３ バンプ
４ 封止層
５、６ はんだボール
１０ 樹脂構造体
１２、１４ 電子部品
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ 接続端子
２０ 貫通電極（電極）
２２ 給電金属層（給電層）
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 第１の配線
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ 第２の配線
２６ 層間絶縁層（絶縁層）
３０ 基板（基台）
３１ 接着層
３２ レジスト（マスク）
３３ 仮固定材
６０ モジュール基板
１００ 電子部品装置
１０１ 通信モジュール
１０２ マルチプレクサ
１０３、１０７、１１１ カプラー
１０４、１０８、１１２ スイッチ
１０５、１０６、１０９、１１０、１１３ デュプレクサ
１１４、１１５ 弾性表面波フィルタ

Claims (10)

  1. 電子部品を内蔵する電子部品内蔵基板の製造方法であって、
    基台上に給電層を形成する給電層形成工程と、
    前記給電層上に、前記給電層と接続する所定のパターンを有する電極を、電界めっき法により形成する電極形成工程と、
    前記給電層の前記電極が形成された面の上方に、前記電子部品を配置する電子部品配置工程と、
    前記電子部品を前記給電層の上に封止する封止工程と、
    前記基台を剥離し、前記給電層をパターニングして第１の配線を形成する第１の配線形成工程と、
    前記第１の配線の一部を覆うように絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
    前記第１の配線の一部と前記絶縁層上で交差するように、少なくとも前記第１の配線の一部および前記絶縁層の一部の上に第２の配線を形成する第２の配線形成工程とを含む、
    電子部品内蔵基板の製造方法。
  2. 前記第１の配線形成工程において、前記第１の配線をウェットエッチングによりパターニングする、
    請求項１に記載の電子部品内蔵基板の製造方法。
  3. 電子部品と、
    前記電子部品の一方の主面が露出する状態で、前記電子部品を内蔵する樹脂構造体と、
    前記樹脂構造体の両面を貫通する貫通電極と、
    前記樹脂構造体の表面に形成され、前記貫通電極と接続された第１の配線と、
    前記第１の配線の一部を覆う位置に配置された絶縁層と、
    少なくとも前記第１の配線の一部と交差するように前記第１の配線および前記絶縁層の上方に形成された第２の配線と、を備え、
    前記第１の配線の前記絶縁層側の表面は、粗化されている、
    電子部品内蔵基板。
  4. 前記第２の配線は、前記第１の配線よりも高い延性を有する、
    請求項３に記載の電子部品内蔵基板。
  5. 前記第１の配線の側面における、前記第１の配線と接触する前記樹脂構造体の表面に対する角度は、前記第１の配線の前記樹脂構造体側の面における線幅が、前記第１の配線の前記絶縁層側の面における線幅よりも大きくなる角度である、
    請求項３または４に記載の電子部品内蔵基板。
  6. 前記第１の配線と前記第２の配線とが交差する少なくとも１の位置において、前記第１の配線と前記第２の配線の線幅方向の断面形状は、
    前記第１の配線の厚さに対する、前記第１の配線における前記樹脂構造体側の面における線幅と前記絶縁層側の面における線幅の差の比が、前記第２の配線の厚さに対する、前記第２の配線の前記樹脂構造体側の面における線幅と前記絶縁層側の面における線幅の差の比よりも大きい形状である、
    請求項３〜５のいずれか１項に記載の電子部品内蔵基板。
  7. 前記第１の配線において、前記絶縁層側の表面は、前記樹脂構造体側の表面よりも粗化されている、
    請求項３〜６のいずれか１項に記載の電子部品内蔵基板。
  8. 実装基板と、
    前記実装基板上に実装された請求項３〜７のいずれか１項に記載の電子部品内蔵基板と、
    前記電子部品内蔵基板上に実装された実装部品とを備える、
    電子部品装置。
  9. 前記電子部品内蔵基板を複数有し、前記実装基板と前記実装部品との間に複数の前記電子部品内蔵基板が積層されている、
    請求項８に記載の電子部品装置。
  10. 請求項８または９に記載の電子部品装置を高周波素子として備える、
    通信モジュール。
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