部品内蔵印刷配線板及びその製造方法
【課題】チップ部品を確実に保持した、板厚の薄い部品内蔵印刷配線板を得る。
【解決手段】ガラス材入り有機樹脂コア基板の空孔に、平面視が矩形形状であるチップ部品が設置された部品内蔵印刷配線板であって、前記空孔の四隅が、前記チップ部品の４つの角から間隙を開けて形成され、前記空孔の四辺部が前記チップ部品の四辺と平行に密着し、前記空孔から削り取られたガラス材と樹脂の粒子の塊が前記空孔と前記チップ部品との間に集積して前記チップ部品の四辺を前記空孔に強固に保持させ、前記コア基板と前記チップ部品の両面がビルドアップ層で覆われ、前記ビルドアップ層の表面から前記チップ部品の電極端子に達して電気接続する部品電極接続バイアホールが金属めっきで形成された部品内蔵印刷配線板を製造する。
【解決手段】ガラス材入り有機樹脂コア基板の空孔に、平面視が矩形形状であるチップ部品が設置された部品内蔵印刷配線板であって、前記空孔の四隅が、前記チップ部品の４つの角から間隙を開けて形成され、前記空孔の四辺部が前記チップ部品の四辺と平行に密着し、前記空孔から削り取られたガラス材と樹脂の粒子の塊が前記空孔と前記チップ部品との間に集積して前記チップ部品の四辺を前記空孔に強固に保持させ、前記コア基板と前記チップ部品の両面がビルドアップ層で覆われ、前記ビルドアップ層の表面から前記チップ部品の電極端子に達して電気接続する部品電極接続バイアホールが金属めっきで形成された部品内蔵印刷配線板を製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層の配線層と、多層のチップ部品の設置層を有する部品内蔵印刷配線板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体実装技術の発展により半導体装置を実装する印刷配線板においては、高密度、高精度の配線層を有する多層の印刷配線板が要求されている。高密度を実現する一つの方法として、集積回路チップを内蔵した部品内蔵印刷配線板が開発されている。
【０００３】
（チップ部品を半田付けしたベースプレートを用いる工法）
従来技術における部品内蔵印刷配線板の製造方法は、特許文献１の技術では、銅張両面板に、所望の配線パターンとバイアホールを形成し、内蔵するチップ部品と電気接続する部品実装用パッドを有する回路基板（ベースプレートと称す）を得た。そして、ベースプレートに形成された部品実装用パッドに、所望のチップ部品の電極端子を半田付けする。内蔵部品実装パッドには、半田濡れ性向上のため銀めっきや錫めっきを施す場合もある。
【０００４】
次に、チップ部品を半田付けして実装したベースプレートと、予めチップ部品の設置位置にチップ部品のサイズより大きくくりぬいた空孔を形成した、プリプレグおよび内層基板を、その空孔にチップ部品を嵌め合わせて積層し、その内層基板とチップ部品の上に、プリプレグを積層して、加熱・加圧することにより、ベースプレートの部品実装用パッドに電極端子が半田接続されたチップ部品を内蔵した部品内蔵印刷配線板を製造していた。
【０００５】
（部品内蔵用ＡＢＦ樹脂適用工法）
特許文献２の技術では、バイアホールあるいはスルーホールで電気接続された多層の配線パターンを形成したコア基板を製造し、そのコア基板を貫通する空孔を形成し、その空孔にチップ部品を収納できるようにする。チップ部品を収納するための貫通した空孔を有するコア基板の片側に樹脂付き銅箔(RCC:Resin Coated Copper Foil)を、樹脂部分をコア基板に貼り付けて空孔の片側を塞ぐ。
【０００６】
次に、コア基板の樹脂付き銅箔の貼付け面とは反対側の面の空孔の開口部分からチップ部品を挿入して、空孔の底に露出した樹脂付き銅箔の樹脂部分に所望の電子部品を実装する。コア基板の片側に貼り付けて空孔の底に露出した樹脂付き銅箔の樹脂部分に接着性がある場合は、その接着力を用いてチップ部品を樹脂付き銅箔の樹脂部に仮接着する。樹脂付き銅箔の樹脂部に接着性が無い場合は、ダイボンド用樹脂ペーストをディスペンサー等で樹脂部に塗布をして、その接着剤でチップ部品を樹脂付き銅箔の樹脂部に仮接着する。
【０００７】
次に、チップ部品の実装後に、コア基板の樹脂付き銅箔の貼付け面とは反対側の面の、空孔の開口部分を有する面に、樹脂付き銅箔を貼り付ける。その樹脂付き銅箔は、十分な流動性を有し且つ部品埋め込みに十分な樹脂量を有する樹脂付き銅箔を用い、その樹脂部をコア基板側に向けて積層する。その積層した基板全体を加熱加圧することで、コア基板の両面に貼り付けた樹脂付き銅箔の樹脂を硬化させコア基板と一体化させる。
【０００８】
次に、加工用レーザー光を樹脂付き銅箔の面に照射してチップ部品の電極端子に達する部品電極接続バイアホール用穴を形成し、次に、その部品電極接続バイアホール用穴に銅めっきにより部品電極接続バイアホールを形成し、部品の電極端子を部品電極接続バイアホールに電気的に接続していた。
【０００９】
（挿入工法）
特許文献３の技術では、バイアホールあるいはスルーホールで電気接続された多層の配線パターンを形成したコア基板を製造し、次に、そのコア基板の所望の部分にチップ部品を挿入する空孔を形成する。この際、ドリルを用いて長穴を加工することで空孔を形成し、長穴の加工ピッチはドリル半径超〜ドリル直径未満とし、加工した孔間には孔壁部に突起ができるように孔を形成する。
【００１０】
次に、その空孔に部品を挿入する。この際に、加工した孔間の孔壁部の突起部分がチップ部品を保持する。
【００１１】
次に、チップ部品とコア基板の両面にプリプレグを積層してプリプレグでチップ部品とコア基板を挟み込み、加熱加圧することでプリプレグの樹脂を流動させて空孔を充填した上でプリプレグの樹脂を硬化させる。
【００１２】
次に、加工用レーザー光を基板に照射してチップ部品の電極端子に達する部品電極接続バイアホール用穴を形成し、次に、その部品電極接続バイアホール用穴に銅めっきにより部品電極接続バイアホールを形成し、部品の電極端子を部品電極接続バイアホールに電気的に接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−１４２１７８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７７７１３号公報
【特許文献３】特開２００３−１６８８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
（チップ部品を半田付けしたベースプレートを用いる工法の問題点）
特許文献１の部品内蔵印刷配線板の技術には以下の問題があった。
【００１５】
（問題点１）この部品内蔵印刷配線板に部品を半田付けする際の加熱により、内蔵したチップ部品を電気接続する半田が再溶融して接続信頼性を悪くする問題があった。また、チップ部品を設置したベースプレートとチップ部品の間に絶縁樹脂が充填されない空隙ができ、その空隙が部品内蔵印刷配線板に部品を半田付けする際の加熱により膨張して部品内蔵印刷配線板を破損させる問題があった。
【００１６】
（問題点２）ベースプレート上にチップ部品を設置するため、ベースプレートの板厚が必要であるため、部品内蔵印刷配線板の板厚を薄くするために限界がある問題があった。一方、部品内蔵印刷配線板の板厚を薄くするために板厚の薄いベースプレートを用いる。そのため、薄板で且つ大型のベースプレートの基板へ部品を半田付けする設備のコストが増し、また、薄いベースプレートの基板へチップ部品を半田付けすることにより、半田付けの成功率が低下し、部品内蔵印刷配線板の製造歩留まりが悪化する問題があった。
【００１７】
（問題点３）内蔵するチップ部品を半田付けしているため、半田で電気接続するベースプレートの銅の配線パターンで形成した部品実装用パッドの銅が半田へ拡散して溶解し部品実装用パッドが劣化する問題があった。
【００１８】
（部品内蔵用ＡＢＦ樹脂適用工法の問題点）
特許文献２の部品内蔵印刷配線板の技術には以下の問題があった。
【００１９】
（問題点１）コア基板の片側に樹脂付き銅箔を貼付けた上で、チップ部品をコア基板の空孔に露出した樹脂付き銅箔の樹脂に設置し、更に、コア基板の樹脂付き銅箔側の貼付け面とは反対側の面に樹脂付き銅箔を貼付けて、積層プレスで加熱・硬化させる。そのように、コア基板の両面の樹脂付き銅箔をチップ部品の設置の前後に分けて２度の工程でコア基板に貼り付けるので、製造工程が多くなり、製造コストを増す問題があった。
【００２０】
（問題点２）特に、コア基板の空孔に樹脂を流動させる、十分な流動性を有し且つ部品埋め込みに十分な樹脂量を有する樹脂付き銅箔を用いる必要があるので、そのために用いる樹脂付き銅箔が限定され、その材料コストを増す問題があった。
【００２１】
（挿入工法の問題点）
特許文献３の部品内蔵印刷配線板の技術には以下の問題があった。
【００２２】
（問題点１）チップサイズが１００５サイズのチップ部品や０６０３サイズのチップ部品を挿入する空孔をドリル加工で長穴を形成することで形成した場合、孔をあけるドリルのキリ径がφ０．３５ｍｍ未満の小径ドリルを用いる必要がある。しかし、そのような小径のドリルは曲がり易く、そのドリルであける孔の形状精度や孔の位置精度が悪い問題があった。
【００２３】
（問題点２）そのドリル加工で製造した突起では、チップ部品を支える力が弱く、チップ部品が支えきれずに、チップ部品が空孔から脱落し易い問題があった。
【００２４】
（問題点３）チップ部品を空孔に挿入する際にチップ部品が、チップ部品を支えるべき突起を破壊し易く、その突起が破壊された空孔はチップ部品を保持できなくなってしまう問題があった。
【００２５】
本発明は上記問題に鑑み考案されたもので、製造コストを上昇させずに、優れた量産性を有し、且つ、内蔵部品を確実に保持し内蔵部品の電極を高い接続信頼性で配線パターンと電気接続させた、板厚の薄い部品内蔵印刷配線板を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明は、上記課題を解決するために、ガラス材入り有機樹脂コア基板の空孔に、平面視が矩形形状であるチップ部品が設置された部品内蔵印刷配線板であって、前記空孔の四隅が、前記チップ部品の４つの角から間隙を開けて形成され、前記空孔の四辺部が前記チップ部品の四辺と平行に密着し、前記空孔から削り取られたガラス材と樹脂の粒子の塊が前記空孔と前記チップ部品との間に集積して前記チップ部品の四辺を前記空孔に強固に保持させ、前記コア基板と前記チップ部品の両面がビルドアップ層で覆われ、前記ビルドアップ層の表面から前記チップ部品の電極端子に達して電気接続する部品電極接続バイアホールが金属めっきで形成されたことを特徴とする部品内蔵印刷配線板である。
【００２７】
また、本発明は、ガラス材入り有機樹脂コア基板に空孔を形成し、該空孔に平面視が矩形形状であるチップ部品を設置する部品内蔵印刷配線板の製造方法であって、前記空孔の四隅を前記チップ部品の４つの角から間隙を開けて形成し、該空孔の四辺部分を前記チップ部品の四辺と平行に形成し、該空孔の四辺部分の間隙を前記チップ部品の寸法よりも小さく形成する工程と、前記空孔に前記チップ部品を圧入し、該圧入の際に該チップ部品の四辺が前記空孔からガラス材と樹脂の粒子を削り取らせ、該粒子の塊を前記空孔と前記チップ部品との間に集積させて前記チップ部品の四辺を前記空孔に強固に保持させる工程と、前記コア基板と前記チップ部品の両面をビルドアップ層で覆う工程と、前記ビルドアップ層の表面から前記チップ部品の電極端子に達して電気接続する部品電極接続バイアホールを金属めっきで形成する工程を有することを特徴とする部品内蔵印刷配線板の製造方法である。
【００２８】
また、本発明は、上記の部品内蔵印刷配線板の製造方法であって、前記空孔の前記四隅を穴開け加工で形成し、前記空孔の四辺部分を金型による打ち抜き加工で形成することを特徴とする部品内蔵印刷配線板の製造方法である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の部品内蔵印刷配線板では、平面視が矩形形状であるチップ部品７０を、そのチップ部品７０の４つの角がガラス材入り有機樹脂コア基板３０の空孔３１の壁面に接触しないように、その空孔３１の四隅部分３１ａをチップ部品７０から間隙を開けて形成した上で、空孔３１の四辺部分３１ｂがチップ部品７０の四辺と平行に密着し、空孔３１の四辺部分３１ｂから削り取られたガラス材と樹脂の粒子の塊が空孔３１とチップ部品７０との間に集積しているので、チップ部品７０の四辺が空孔３１に強固に保持される効果がある。
【００３０】
また、そのようにチップ部品７０を強固に保持したガラス材入り有機樹脂コア基板３０とチップ部品７０の両面に、プリプレグ４０ａと薄銅箔４０ｂを積層して加熱・加圧することでプリプレグ４０ａを硬化させたビルドアップ層４０を形成することで、チップ部品７０の両面を硬化されたビルドアップ層４０で支えるとともに露出部分を塞いでチップ部品７０を部品内蔵印刷配線板１０に内蔵する。そして、レーザー光による穴あけ加工により、ビルドアップ層４０の表面からチップ部品７０の電極端子に達する部品電極接続バイアホール用穴４２ａを形成した上で金属めっきすることで、チップ部品７０の電極端子に達して電気接続する部品電極接続バイアホール４２を形成する。その部品電極接続バイアホール４２が、チップ部品７０の電極端子との電気接続を高い信頼性で構成できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板の平面の断面図である。（ｂ）本発明の第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板の側断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板の製造方法を説明する側断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板の製造方法を説明する側断面図である。
【図４】（ｊ）本発明の第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板に形成した空孔を示す平面図である。（ｋ）部品内蔵印刷配線板に形成した空孔の側断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板の製造方法を説明する側断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板の製造方法を説明する側断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板の製造方法を説明する側断面図である。
【図８】（ａ）本発明の第２の実施形態の部品内蔵印刷配線板に形成した空孔を示す平面図である。（ｂ）部品内蔵印刷配線板に形成した空孔の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１（ａ）に、本発明の第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板１０の平面の断面図を示し、図１（ｂ）に、その側面の断面図を示す。図２〜図７は、第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板１０の製造方法を説明する側断面図及び平面図である。
【００３３】
図１（ｂ）に示すように、第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板１０は、ガラス繊維又はガラスフィラー入りエポキシ樹脂、及び、ガラス繊維又はガラスフィラー入りポリイミド樹脂などから成るガラス材入り有機樹脂基板１を中心に持ち、その有機樹脂層中に電解銅めっきで形成したインナーバイアホール３を有する。
【００３４】
そのガラス材入り有機樹脂基板１の両面にガラス材入り有機樹脂の硬化樹脂層２１ａを積層して成るガラス材入り有機樹脂コア基板３０を、それが保持するチップ部品７０の厚さに合わせた厚さに形成して製造する。
【００３５】
そして、図１（ａ）の平面図のように、このガラス材入り有機樹脂コア基板３０の一部に空孔３１を形成し、空孔３１の外側にコア基板３０の配線基板部３２を残す。次に、その空孔３１に、平面視が矩形形状であるチップコンデンサやチップ抵抗、あるいは集積回路チップ等のチップ部品７０を圧入する。次に、そのガラス材入り有機樹脂コア基板の外側の面にビルドアップ層を積層して、部品内蔵印刷配線板１０を製造する。
【００３６】
（空孔の形状）
図１（ａ）に示すように、空孔３１の形状は、平面視が矩形形状であるチップ部品７０の４つの角が空孔３１の側壁に接触しないように、４つの四隅部分３１ａを、矩形形状のチップ部品７０の４つの角よりも１０μｍ以上大きく形成する。一方、空孔３１の四辺部分３１ｂは、チップ部品７０の四辺に平行に密着させる。
【００３７】
空孔３１の四辺部分３１ｂ、また、四辺部分３１ｂの周囲には、空孔３１から削り取られたガラス材と有機樹脂の粒子の塊が空孔３１とチップ部品７０との間に集積する。そのガラス材と有機樹脂の粒子の塊がチップ部品７０を空孔３１の側壁面に強く押し付ける支えとなって、チップ部品７０をガラス材入り有機樹脂コア基板３０に強く保持する効果がある。
【００３８】
そのように空孔３１の四辺部分３１ｂをチップ部品７０の四辺と平行に密着させ、かつ、空孔３１から削り取られたガラス材と有機樹脂の粒子の塊を空孔３１とチップ部品７０との間に集積させてチップ部品７０を強固に支える構造を得るために、チップ部品７０を設置する以前の空孔３１の形は、その四辺部分３１ｂを、チップ部品７０の四辺に平行に、間隙をチップ部品７０の寸法よりも小さく形成しておく。
【００３９】
そして、空孔３１に圧入されるチップ部品７０が、ガラス材入り有機樹脂コア基板３０の空孔３１の四辺部分３１ｂを削るようにする。そのように空孔３１に圧入されるチップ部品７０が四辺部分３１ｂのガラス材入り有機樹脂材料を削ることで、圧入されたチップ部品７０の圧入方向の先端部分の四辺部分３１ｂ及びその近傍とチップ部品７０の間に、四辺部分３１ｂから削り出されたガラス材と有機樹脂の粒子が充填される。
【００４０】
（製造方法）
以下で、図２から図７を参照して、本発明の実施形態の部品内蔵印刷配線板１０の製造方法を説明する。
【００４１】
（内層フレキシブル配線板の製造方法）
先ず、部品内蔵印刷配線板１０を構成するガラス材入り有機樹脂コア基板３０の製造方法を説明する。
【００４２】
（工程１）
図２（ａ）のように、空孔３１を形成する素材として、ガラス繊維あるいはガラスフィ
ラー入りのエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂等のガラス材入り有機樹脂基板１の両面に薄銅箔２ａを有する両面銅張基板２を準備する。
【００４３】
（工程２）
次に、図２（ｂ）のように、炭酸ガスレーザーやＹＡＧレーザなどのレーザー穴あけ装置を用いて穴あけ用レーザー光を照射することで、両面銅張基板２の一方の表面に、薄銅箔２ａを貫通してガラス材入り有機樹脂基板１に直径が８０μｍの開口をあけ、他方の側の表面の開口がそれより約３０μｍ程度小さい直径５０μｍの円錐台状の壁面を有するインナーバイアホール用貫通孔３ａを穿孔する。
【００４４】
（工程３）
次に、両面銅張基板２の全面に触媒核を付与し、更に、無電解銅めっき浴に浸漬することで、厚さ０．１μｍから数μｍの無電解銅めっき皮膜を形成する。次に、図２（ｃ）のように、平滑剤を添加した電解銅めっき液を用い、めっき浴をよく攪拌して、両面銅張基板２の両面における銅めっき浴の流動速度を速くして電解銅めっきする。それにより、平滑剤は、両面銅張基板２の両面への銅めっき層の成長を抑制する一方、インナーバイアホール用貫通孔３ａを埋める電解銅めっきの層の成長が抑制されない。そのため、インナーバイアホール用貫通孔３ａを電解銅めっきで充填したインナーバイアホール３が形成される一方、両面銅張基板２の第１の両面に形成される銅めっき層の厚さを、インナーバイアホール用貫通孔３ａの半径よりも薄く形成することができる。以上の処理により、インナーバイアホール用貫通孔３ａを銅めっきで埋め込んだインナーバイアホール３を形成し、両面銅張基板２の両面にインナーバイアホール用貫通孔３ａの半径の４割の厚さの約１６μｍの厚さの銅めっき層を形成する。
【００４５】
（工程４）
次に、図２（ｄ）のように、両面銅張基板２の銅めっき層をエッチングすることで、インナーバイアホール３の表側のランド３ｂと配線パターン（図示せず）を形成する。
【００４６】
（工程５）
次に、図２（ｅ）のように、その基板の両面に、ガラス繊維又はガラスフィラー入りの、半硬化エポキシ樹脂又はポリイミド樹脂などのプリプレグ２１と、その外側に薄銅箔２２を積層し、加熱・加圧してプリプレグ２１を硬化させて硬化樹脂層２１ａを形成し、図３（ｆ）のようなガラス材入り有機樹脂コア基板３０を製造する。
【００４７】
（工程６）
次に、図３（ｇ）のように、レーザー穴あけ装置を用いて穴あけ用レーザー光をそのガラス材入り有機樹脂コア基板３０の表面からインナーバイアホール３のランド３ｂにめがけて照射して、薄銅箔２２と、硬化樹脂層２１ａとを貫通してインナーバイアホール３のランド３ｂに達するバイアホール用穴２３ａを形成する。そのバイアホール用穴２３ａの直径は、５０〜１５０μｍ程度に形成する。
【００４８】
（工程７）
次に、その基板をデスミア液に浸漬することで、バイアホール用穴２３ａのデスミア処理を行った上で、無電解銅めっき液に基板を浸漬することで、そのバイアホール用穴２３ａの壁面に無電解銅めっき皮膜を形成する。
【００４９】
（工程８）
次に、図３（ｈ）のように、その基板の下地の薄銅箔２２に電解銅めっき装置の陰極を接続して、基板を電解銅めっき浴に浸漬し基板の全面に電解銅めっきするパネルめっき処理を行う。それにより、基板のバイアホール用穴２３ａを銅めっきで柱状に充填してブラ
インドバイアホール２３を形成する。
【００５０】
（工程９）
次に、図３（ｉ）のように、エッチングレジストパターンで基板の表面の銅めっき層を保護してエッチングし、エッチング後にエッチングレジストを剥離する。それにより、硬化樹脂層２１ａ中に柱状のブラインドバイアホール２３を有し、その表面に、ブラインドバイアホール２３の上に形成するランド２３ｂと配線パターン（図示せず）を形成する。
【００５１】
（工程１０）
次に、図４（ｊ）の平面図と図４（ｋ）の側面図のように、ガラス材入り有機樹脂コア基板３０を金型で加工することで空孔３１を形成する。ガラス材入り有機樹脂コア基板３０に形成する空孔３１の平面視の形状は、図４（ｊ）のように、空孔３１の４つの四隅部分３１ａを、空孔３１に挿入するチップ部品７０の４つの角から間隙を開けるように、チップ部品７０の外形よりも１０μｍ以上大きく形成する。好ましくは、四隅部分３１ａをチップ部品７０の外形よりも２０μｍ以上大きく形成する。
【００５２】
そして、図４（ｊ）に示す平面視のように、空孔３１の四辺部分３１ｂを空孔３１内へ、台形状又は円弧状に突出させて、四辺部分３１ｂの先端部分をチップ部品７０の四辺に平行に形成する。そして、空孔３１の四辺部分３１ｂの間隙を、その空孔３１に挿入するチップ部品７０の外形寸法より小さく形成する。例えば、空孔３１の四辺部分３１ｂの間の間隙をチップ部品７０の外形寸法より１μｍ〜５０μｍ小さく形成する。
【００５３】
（工程１１）
次に、図５（ｌ）のように、チップ部品７０を、ガラス材入り有機樹脂コア基板３０の上面側から空孔３１に圧入する。そのチップ部品７０の圧入により、チップ部品７０が、空孔３１内の、間隙がチップ部品７０の外形寸法より小さい四辺部分３１ｂの先端部分を削り取る。それにより、チップ部品７０の挿入の際にチップ部品７０によって削り取られた四辺部分３１ｂが、チップ部品７０と同じ寸法に形成され、四辺部分３１ｂがチップ部品７０の四辺に平行に密着する。そのため、チップ部品７０が挿入された空孔３１の形状がチップ部品７０の形状に合せられ、最終的に形成された空孔３１の四辺部分３１ｂが長い距離にわたってチップ部品７０の四辺と密着する効果がある。
【００５４】
更に、チップ部品７０の圧入により、空孔３１の四辺部分３１ｂから削り取られた樹脂とガラス繊維又はガラスフィラーの粒子が、チップ部品７０の圧入方向の先端部分の四辺部分３１ｂとチップ部品７０の間に、チップ部品７０の四辺に添った長い距離にわたって集積する。
【００５５】
それにより、図５（ｍ）のように、ガラス材入り有機樹脂コア基板３０の空孔３１に圧入されたチップ部品７０の圧入方向の先端部分の空孔３１の四辺部分３１ｂから削り取られた樹脂とガラス繊維又はガラスフィラーの粒子の塊が、チップ部品７０の四辺に平行な長い距離にわたってチップ部品７０に接して充填され、その樹脂とガラス繊維又はガラスフィラーの粒子の塊がチップ部品７０を強く保持する効果がある。
【００５６】
（工程１２）
次に、図５（ｎ）のように、チップ部品７０を空孔３１に保持したガラス材入り有機樹脂コア基板３０の両面に、回路パターン間への埋め込み性、及び積層後の表面平滑性に優れた溶融粘度が１０００ｐｏｉｓ（１００００Ｐａ・ｓ）以下のプリプレグ４０ａと薄銅箔４０ｂを組み合わせ、加熱加圧することによりプリプレグ４０ａを硬化させて、図６（ｏ）のようにビルドアップ層４０を形成する。
【００５７】
本実施形態は、このように、ガラス材入り有機樹脂コア基板３０の両面にプリプレグ４０ａと薄銅箔４０ｂを積層して一度の工程で加熱・硬化させてビルドアップ層４０を両面に形成するので、製造コストを低減できる効果がある。また、ガラス材入り有機樹脂コア基板３０の両面に積層するビルドアップ層４０の厚さは、ベースプレートを用いる従来技術におけるベースプレートの厚さより十分薄く形成できるので、板厚の薄い部品内臓印刷配線板１０を製造できる効果がある。
【００５８】
（工程１３）
次に、図６（ｐ）のように、レーザー穴あけ装置を用いて、ビルドアップ層４０の表面から、高調波ＹＡＧレーザーやエキシマレーザーなどの紫外線レーザーや、炭酸ガスレーザーなどの赤外線レーザー等の穴あけ用レーザー光で薄銅箔４０ｂと、硬化したプリプレグ４０ａとを貫通する穴あけ加工することで、バイアホール用穴４１ａと部品電極接続バイアホール用穴４２ａを形成する。すなわち、バイアホール用穴４１ａは、直径が４０μｍから２００μｍの穴で、バイアホール用ランド２３ｂの銅の面を露出させるバイアホール用穴４１ａを形成する。部品電極接続バイアホール用穴４２ａは、バイアホール用穴４１ａと同様に直径が４０μｍから２００μｍの穴で、チップ部品７０の電極端子を露出させる部品電極接続バイアホール用穴４２ａを形成する。
【００５９】
（工程１４）
次に、その基板をデスミア液に浸漬することで、バイアホール用穴４１ａと４２ａのデスミア処理を行った上で、無電解銅めっき液に基板を浸漬することで、そのバイアホール用穴４１ａ及び４２ａの壁面に無電解銅めっき皮膜を形成する。
【００６０】
（工程１５）
次に、図６（ｑ）のように、その基板の下地の薄銅箔４０ｂに電解銅めっき装置の陰極を接続して、基板を電解銅めっき浴に浸漬し基板の全面に電解銅めっきするパネルめっき処理を行う。それにより、基板のバイアホール用穴４１ａおよび４２ａを銅めっきで柱状に充填してブラインドバイアホール４１および部品電極接続バイアホール４２を形成する。
【００６１】
（工程１６）
次に、図６（ｒ）のように、エッチングレジストパターンで基板の表面の銅めっき層を保護してエッチングし、エッチング後にエッチングレジストを剥離する。それにより、ビルドアップ層４０中に、バイアホーール用ランド２３ｂに達して接続する柱状のブラインドバイアホール４１と、チップ部品７０の電極端子に達して接続する部品電極接続バイアホール４２と配線パターン４３を形成する。
【００６２】
ここで、部品電極接続バイアホール４２は、チップ部品７０の電極端子に達する部品電極接続バイアホール用穴４２ａに金属めっきして形成するため、金属めっきでチップ部品７０の電極端子と強固に電気接続させることができ、部品５０の電極端子との電気接続の信頼性を高くできる効果がある。
【００６３】
（工程１７）
次に、図７（ｓ）のように、工程１２から工程１６まの処理と同様な処理を繰り返すことで、基板の両面の内層側から外層側に、ビルドアップ層５０を形成する。そのビルドアップ層５０には、配線パターン４３に連結するブラインドバイアホール５１と、部品電極接続バイアホール４２に連結するブラインドバイアホール５２とを形成し、ビルドアップ層５０の表面側に配線パターン５３を形成する。
【００６４】
（工程１８）
次に、図７（ｔ）のように、ビルドアップ層５０の配線パターン５３の上にソルダーレジスト６０を印刷する。
【００６５】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、第１の実施形態の工程１０の製造方法を、以下の製造方法に置き換える。
【００６６】
（工程１０ａ）
図８（ａ）の平面図と図８（ｂ）の側面図のように、ガラス材入り有機樹脂コア基板３０に、空孔３１の４つの四隅部分３１ａを、レーザー穴開け加工、又はドリル穴開け加工で形成する。そして、空孔３１の４つの四隅部分３１ａを連結する四辺部分３１ｂを、金型による打ち抜き加工で形成する。その空孔３１において、金型による打ち抜き加工で形成された四辺部分３１ｂは、空孔３１内に台形状に突出し、空孔３１に挿入するチップ部品７０の四辺に平行な先端部分を有する。
【００６７】
その空孔３１の加工において、空孔３１の４つの四隅部分３１ａを、空孔３１に挿入するチップ部品７０の外形よりも１０μｍ以上大きく形成する。好ましくは、四隅部分３１ａをチップ部品７０の外形よりも２０μｍ以上大きく形成する。空孔３１の四辺部分３１ｂの先端部分間の間隙は、その空孔３１に挿入するチップ部品７０の外形寸法より小さく形成する。すなわち、空孔３１の四辺部分３１ｂの先端間の間隙は、チップ部品７０の外形寸法より１μｍ〜５０μｍ小さく形成する。
【００６８】
本実施形態では、空孔３１の四隅部分３１ａをレーザー穴開け加工、又はドリル穴開け加工などの、金型加工以外の方法で製造し、空孔３１の四辺部分３１ｂのみを金型による打ち抜き加工で形成するので、空孔３１の四辺部分３１ｂの位置精度を精度良く形成できる効果があるとともに、金型の形状は単純にして金型の製造コストを低減できる効果がある。
【００６９】
（工程１１ａ）
次に、第１の実施形態の工程１１と同様にして、図５（ｌ）のように、チップ部品７０を、ガラス材入り有機樹脂コア基板３０の上面側から空孔３１に圧入する。そのチップ部品７０の圧入により、チップ部品７０が、空孔３１内の、間隙がチップ部品７０の外形寸法より小さい四辺部分３１ｂの先端部分を削り取る。そして、その四辺部分３１ｂから削り取った樹脂とガラス繊維又はガラスフィラーの粒子を、チップ部品７０の圧入方向の先端部分の、空孔３１の四辺部分３１ｂとチップ部品７０の間に集積させる。
【００７０】
それにより、図５（ｍ）のように、空孔３１の四辺部分３１ｂのチップ部品７０の圧入方向の先端部分と圧入したチップ部品７０との間に集積した、四辺部分３１ｂから削り取った樹脂とガラス繊維又はガラスフィラーの粒子の塊が、チップ部品７０を強固にガラス材入り有機樹脂コア基板３０に保持する効果がある。
【符号の説明】
【００７１】
１・・・ガラス材入り有機樹脂基板
２・・・両面銅張基板
２ａ・・・薄銅箔
３・・・インナーバイアホール
３ａ・・・インナーバイアホール用貫通孔
３ｂ・・・ランド
１０・・・部品内蔵印刷配線板
２１・・・プリプレグ
２１ａ・・・硬化樹脂層
２２・・・薄銅箔
２３・・・・ブラインドバイアホール
２３ａ・・・バイアホール用穴
２３ｂ・・・バイアホール用ランド
３０・・・ガラス材入り有機樹脂コア基板
３１・・・空孔
３１ａ・・・四隅部分
３１ｂ・・・四辺部分
３２・・・配線基板部
４０・・・ビルドアップ層
４０ａ・・・プリプレグ
４０ｂ・・・薄銅箔
４１・・・ブラインドバイアホール
４２・・・部品電極接続バイアホール
４２ａ・・・部品電極接続バイアホール用穴
４３・・・配線パターン
５０・・・ビルドアップ層
５１、５２・・・ブラインドバイアホール
５３・・・配線パターン
６０・・・ソルダーレジスト
７０・・・チップ部品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層の配線層と、多層のチップ部品の設置層を有する部品内蔵印刷配線板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体実装技術の発展により半導体装置を実装する印刷配線板においては、高密度、高精度の配線層を有する多層の印刷配線板が要求されている。高密度を実現する一つの方法として、集積回路チップを内蔵した部品内蔵印刷配線板が開発されている。
【０００３】
（チップ部品を半田付けしたベースプレートを用いる工法）
従来技術における部品内蔵印刷配線板の製造方法は、特許文献１の技術では、銅張両面板に、所望の配線パターンとバイアホールを形成し、内蔵するチップ部品と電気接続する部品実装用パッドを有する回路基板（ベースプレートと称す）を得た。そして、ベースプレートに形成された部品実装用パッドに、所望のチップ部品の電極端子を半田付けする。内蔵部品実装パッドには、半田濡れ性向上のため銀めっきや錫めっきを施す場合もある。
【０００４】
次に、チップ部品を半田付けして実装したベースプレートと、予めチップ部品の設置位置にチップ部品のサイズより大きくくりぬいた空孔を形成した、プリプレグおよび内層基板を、その空孔にチップ部品を嵌め合わせて積層し、その内層基板とチップ部品の上に、プリプレグを積層して、加熱・加圧することにより、ベースプレートの部品実装用パッドに電極端子が半田接続されたチップ部品を内蔵した部品内蔵印刷配線板を製造していた。
【０００５】
（部品内蔵用ＡＢＦ樹脂適用工法）
特許文献２の技術では、バイアホールあるいはスルーホールで電気接続された多層の配線パターンを形成したコア基板を製造し、そのコア基板を貫通する空孔を形成し、その空孔にチップ部品を収納できるようにする。チップ部品を収納するための貫通した空孔を有するコア基板の片側に樹脂付き銅箔(RCC:Resin Coated Copper Foil)を、樹脂部分をコア基板に貼り付けて空孔の片側を塞ぐ。
【０００６】
次に、コア基板の樹脂付き銅箔の貼付け面とは反対側の面の空孔の開口部分からチップ部品を挿入して、空孔の底に露出した樹脂付き銅箔の樹脂部分に所望の電子部品を実装する。コア基板の片側に貼り付けて空孔の底に露出した樹脂付き銅箔の樹脂部分に接着性がある場合は、その接着力を用いてチップ部品を樹脂付き銅箔の樹脂部に仮接着する。樹脂付き銅箔の樹脂部に接着性が無い場合は、ダイボンド用樹脂ペーストをディスペンサー等で樹脂部に塗布をして、その接着剤でチップ部品を樹脂付き銅箔の樹脂部に仮接着する。
【０００７】
次に、チップ部品の実装後に、コア基板の樹脂付き銅箔の貼付け面とは反対側の面の、空孔の開口部分を有する面に、樹脂付き銅箔を貼り付ける。その樹脂付き銅箔は、十分な流動性を有し且つ部品埋め込みに十分な樹脂量を有する樹脂付き銅箔を用い、その樹脂部をコア基板側に向けて積層する。その積層した基板全体を加熱加圧することで、コア基板の両面に貼り付けた樹脂付き銅箔の樹脂を硬化させコア基板と一体化させる。
【０００８】
次に、加工用レーザー光を樹脂付き銅箔の面に照射してチップ部品の電極端子に達する部品電極接続バイアホール用穴を形成し、次に、その部品電極接続バイアホール用穴に銅めっきにより部品電極接続バイアホールを形成し、部品の電極端子を部品電極接続バイアホールに電気的に接続していた。
【０００９】
（挿入工法）
特許文献３の技術では、バイアホールあるいはスルーホールで電気接続された多層の配線パターンを形成したコア基板を製造し、次に、そのコア基板の所望の部分にチップ部品を挿入する空孔を形成する。この際、ドリルを用いて長穴を加工することで空孔を形成し、長穴の加工ピッチはドリル半径超〜ドリル直径未満とし、加工した孔間には孔壁部に突起ができるように孔を形成する。
【００１０】
次に、その空孔に部品を挿入する。この際に、加工した孔間の孔壁部の突起部分がチップ部品を保持する。
【００１１】
次に、チップ部品とコア基板の両面にプリプレグを積層してプリプレグでチップ部品とコア基板を挟み込み、加熱加圧することでプリプレグの樹脂を流動させて空孔を充填した上でプリプレグの樹脂を硬化させる。
【００１２】
次に、加工用レーザー光を基板に照射してチップ部品の電極端子に達する部品電極接続バイアホール用穴を形成し、次に、その部品電極接続バイアホール用穴に銅めっきにより部品電極接続バイアホールを形成し、部品の電極端子を部品電極接続バイアホールに電気的に接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−１４２１７８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７７７１３号公報
【特許文献３】特開２００３−１６８８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
（チップ部品を半田付けしたベースプレートを用いる工法の問題点）
特許文献１の部品内蔵印刷配線板の技術には以下の問題があった。
【００１５】
（問題点１）この部品内蔵印刷配線板に部品を半田付けする際の加熱により、内蔵したチップ部品を電気接続する半田が再溶融して接続信頼性を悪くする問題があった。また、チップ部品を設置したベースプレートとチップ部品の間に絶縁樹脂が充填されない空隙ができ、その空隙が部品内蔵印刷配線板に部品を半田付けする際の加熱により膨張して部品内蔵印刷配線板を破損させる問題があった。
【００１６】
（問題点２）ベースプレート上にチップ部品を設置するため、ベースプレートの板厚が必要であるため、部品内蔵印刷配線板の板厚を薄くするために限界がある問題があった。一方、部品内蔵印刷配線板の板厚を薄くするために板厚の薄いベースプレートを用いる。そのため、薄板で且つ大型のベースプレートの基板へ部品を半田付けする設備のコストが増し、また、薄いベースプレートの基板へチップ部品を半田付けすることにより、半田付けの成功率が低下し、部品内蔵印刷配線板の製造歩留まりが悪化する問題があった。
【００１７】
（問題点３）内蔵するチップ部品を半田付けしているため、半田で電気接続するベースプレートの銅の配線パターンで形成した部品実装用パッドの銅が半田へ拡散して溶解し部品実装用パッドが劣化する問題があった。
【００１８】
（部品内蔵用ＡＢＦ樹脂適用工法の問題点）
特許文献２の部品内蔵印刷配線板の技術には以下の問題があった。
【００１９】
（問題点１）コア基板の片側に樹脂付き銅箔を貼付けた上で、チップ部品をコア基板の空孔に露出した樹脂付き銅箔の樹脂に設置し、更に、コア基板の樹脂付き銅箔側の貼付け面とは反対側の面に樹脂付き銅箔を貼付けて、積層プレスで加熱・硬化させる。そのように、コア基板の両面の樹脂付き銅箔をチップ部品の設置の前後に分けて２度の工程でコア基板に貼り付けるので、製造工程が多くなり、製造コストを増す問題があった。
【００２０】
（問題点２）特に、コア基板の空孔に樹脂を流動させる、十分な流動性を有し且つ部品埋め込みに十分な樹脂量を有する樹脂付き銅箔を用いる必要があるので、そのために用いる樹脂付き銅箔が限定され、その材料コストを増す問題があった。
【００２１】
（挿入工法の問題点）
特許文献３の部品内蔵印刷配線板の技術には以下の問題があった。
【００２２】
（問題点１）チップサイズが１００５サイズのチップ部品や０６０３サイズのチップ部品を挿入する空孔をドリル加工で長穴を形成することで形成した場合、孔をあけるドリルのキリ径がφ０．３５ｍｍ未満の小径ドリルを用いる必要がある。しかし、そのような小径のドリルは曲がり易く、そのドリルであける孔の形状精度や孔の位置精度が悪い問題があった。
【００２３】
（問題点２）そのドリル加工で製造した突起では、チップ部品を支える力が弱く、チップ部品が支えきれずに、チップ部品が空孔から脱落し易い問題があった。
【００２４】
（問題点３）チップ部品を空孔に挿入する際にチップ部品が、チップ部品を支えるべき突起を破壊し易く、その突起が破壊された空孔はチップ部品を保持できなくなってしまう問題があった。
【００２５】
本発明は上記問題に鑑み考案されたもので、製造コストを上昇させずに、優れた量産性を有し、且つ、内蔵部品を確実に保持し内蔵部品の電極を高い接続信頼性で配線パターンと電気接続させた、板厚の薄い部品内蔵印刷配線板を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明は、上記課題を解決するために、ガラス材入り有機樹脂コア基板の空孔に、平面視が矩形形状であるチップ部品が設置された部品内蔵印刷配線板であって、前記空孔の四隅が、前記チップ部品の４つの角から間隙を開けて形成され、前記空孔の四辺部が前記チップ部品の四辺と平行に密着し、前記空孔から削り取られたガラス材と樹脂の粒子の塊が前記空孔と前記チップ部品との間に集積して前記チップ部品の四辺を前記空孔に強固に保持させ、前記コア基板と前記チップ部品の両面がビルドアップ層で覆われ、前記ビルドアップ層の表面から前記チップ部品の電極端子に達して電気接続する部品電極接続バイアホールが金属めっきで形成されたことを特徴とする部品内蔵印刷配線板である。
【００２７】
また、本発明は、ガラス材入り有機樹脂コア基板に空孔を形成し、該空孔に平面視が矩形形状であるチップ部品を設置する部品内蔵印刷配線板の製造方法であって、前記空孔の四隅を前記チップ部品の４つの角から間隙を開けて形成し、該空孔の四辺部分を前記チップ部品の四辺と平行に形成し、該空孔の四辺部分の間隙を前記チップ部品の寸法よりも小さく形成する工程と、前記空孔に前記チップ部品を圧入し、該圧入の際に該チップ部品の四辺が前記空孔からガラス材と樹脂の粒子を削り取らせ、該粒子の塊を前記空孔と前記チップ部品との間に集積させて前記チップ部品の四辺を前記空孔に強固に保持させる工程と、前記コア基板と前記チップ部品の両面をビルドアップ層で覆う工程と、前記ビルドアップ層の表面から前記チップ部品の電極端子に達して電気接続する部品電極接続バイアホールを金属めっきで形成する工程を有することを特徴とする部品内蔵印刷配線板の製造方法である。
【００２８】
また、本発明は、上記の部品内蔵印刷配線板の製造方法であって、前記空孔の前記四隅を穴開け加工で形成し、前記空孔の四辺部分を金型による打ち抜き加工で形成することを特徴とする部品内蔵印刷配線板の製造方法である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の部品内蔵印刷配線板では、平面視が矩形形状であるチップ部品７０を、そのチップ部品７０の４つの角がガラス材入り有機樹脂コア基板３０の空孔３１の壁面に接触しないように、その空孔３１の四隅部分３１ａをチップ部品７０から間隙を開けて形成した上で、空孔３１の四辺部分３１ｂがチップ部品７０の四辺と平行に密着し、空孔３１の四辺部分３１ｂから削り取られたガラス材と樹脂の粒子の塊が空孔３１とチップ部品７０との間に集積しているので、チップ部品７０の四辺が空孔３１に強固に保持される効果がある。
【００３０】
また、そのようにチップ部品７０を強固に保持したガラス材入り有機樹脂コア基板３０とチップ部品７０の両面に、プリプレグ４０ａと薄銅箔４０ｂを積層して加熱・加圧することでプリプレグ４０ａを硬化させたビルドアップ層４０を形成することで、チップ部品７０の両面を硬化されたビルドアップ層４０で支えるとともに露出部分を塞いでチップ部品７０を部品内蔵印刷配線板１０に内蔵する。そして、レーザー光による穴あけ加工により、ビルドアップ層４０の表面からチップ部品７０の電極端子に達する部品電極接続バイアホール用穴４２ａを形成した上で金属めっきすることで、チップ部品７０の電極端子に達して電気接続する部品電極接続バイアホール４２を形成する。その部品電極接続バイアホール４２が、チップ部品７０の電極端子との電気接続を高い信頼性で構成できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板の平面の断面図である。（ｂ）本発明の第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板の側断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板の製造方法を説明する側断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板の製造方法を説明する側断面図である。
【図４】（ｊ）本発明の第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板に形成した空孔を示す平面図である。（ｋ）部品内蔵印刷配線板に形成した空孔の側断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板の製造方法を説明する側断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板の製造方法を説明する側断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板の製造方法を説明する側断面図である。
【図８】（ａ）本発明の第２の実施形態の部品内蔵印刷配線板に形成した空孔を示す平面図である。（ｂ）部品内蔵印刷配線板に形成した空孔の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１（ａ）に、本発明の第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板１０の平面の断面図を示し、図１（ｂ）に、その側面の断面図を示す。図２〜図７は、第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板１０の製造方法を説明する側断面図及び平面図である。
【００３３】
図１（ｂ）に示すように、第１の実施形態の部品内蔵印刷配線板１０は、ガラス繊維又はガラスフィラー入りエポキシ樹脂、及び、ガラス繊維又はガラスフィラー入りポリイミド樹脂などから成るガラス材入り有機樹脂基板１を中心に持ち、その有機樹脂層中に電解銅めっきで形成したインナーバイアホール３を有する。
【００３４】
そのガラス材入り有機樹脂基板１の両面にガラス材入り有機樹脂の硬化樹脂層２１ａを積層して成るガラス材入り有機樹脂コア基板３０を、それが保持するチップ部品７０の厚さに合わせた厚さに形成して製造する。
【００３５】
そして、図１（ａ）の平面図のように、このガラス材入り有機樹脂コア基板３０の一部に空孔３１を形成し、空孔３１の外側にコア基板３０の配線基板部３２を残す。次に、その空孔３１に、平面視が矩形形状であるチップコンデンサやチップ抵抗、あるいは集積回路チップ等のチップ部品７０を圧入する。次に、そのガラス材入り有機樹脂コア基板の外側の面にビルドアップ層を積層して、部品内蔵印刷配線板１０を製造する。
【００３６】
（空孔の形状）
図１（ａ）に示すように、空孔３１の形状は、平面視が矩形形状であるチップ部品７０の４つの角が空孔３１の側壁に接触しないように、４つの四隅部分３１ａを、矩形形状のチップ部品７０の４つの角よりも１０μｍ以上大きく形成する。一方、空孔３１の四辺部分３１ｂは、チップ部品７０の四辺に平行に密着させる。
【００３７】
空孔３１の四辺部分３１ｂ、また、四辺部分３１ｂの周囲には、空孔３１から削り取られたガラス材と有機樹脂の粒子の塊が空孔３１とチップ部品７０との間に集積する。そのガラス材と有機樹脂の粒子の塊がチップ部品７０を空孔３１の側壁面に強く押し付ける支えとなって、チップ部品７０をガラス材入り有機樹脂コア基板３０に強く保持する効果がある。
【００３８】
そのように空孔３１の四辺部分３１ｂをチップ部品７０の四辺と平行に密着させ、かつ、空孔３１から削り取られたガラス材と有機樹脂の粒子の塊を空孔３１とチップ部品７０との間に集積させてチップ部品７０を強固に支える構造を得るために、チップ部品７０を設置する以前の空孔３１の形は、その四辺部分３１ｂを、チップ部品７０の四辺に平行に、間隙をチップ部品７０の寸法よりも小さく形成しておく。
【００３９】
そして、空孔３１に圧入されるチップ部品７０が、ガラス材入り有機樹脂コア基板３０の空孔３１の四辺部分３１ｂを削るようにする。そのように空孔３１に圧入されるチップ部品７０が四辺部分３１ｂのガラス材入り有機樹脂材料を削ることで、圧入されたチップ部品７０の圧入方向の先端部分の四辺部分３１ｂ及びその近傍とチップ部品７０の間に、四辺部分３１ｂから削り出されたガラス材と有機樹脂の粒子が充填される。
【００４０】
（製造方法）
以下で、図２から図７を参照して、本発明の実施形態の部品内蔵印刷配線板１０の製造方法を説明する。
【００４１】
（内層フレキシブル配線板の製造方法）
先ず、部品内蔵印刷配線板１０を構成するガラス材入り有機樹脂コア基板３０の製造方法を説明する。
【００４２】
（工程１）
図２（ａ）のように、空孔３１を形成する素材として、ガラス繊維あるいはガラスフィ
ラー入りのエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂等のガラス材入り有機樹脂基板１の両面に薄銅箔２ａを有する両面銅張基板２を準備する。
【００４３】
（工程２）
次に、図２（ｂ）のように、炭酸ガスレーザーやＹＡＧレーザなどのレーザー穴あけ装置を用いて穴あけ用レーザー光を照射することで、両面銅張基板２の一方の表面に、薄銅箔２ａを貫通してガラス材入り有機樹脂基板１に直径が８０μｍの開口をあけ、他方の側の表面の開口がそれより約３０μｍ程度小さい直径５０μｍの円錐台状の壁面を有するインナーバイアホール用貫通孔３ａを穿孔する。
【００４４】
（工程３）
次に、両面銅張基板２の全面に触媒核を付与し、更に、無電解銅めっき浴に浸漬することで、厚さ０．１μｍから数μｍの無電解銅めっき皮膜を形成する。次に、図２（ｃ）のように、平滑剤を添加した電解銅めっき液を用い、めっき浴をよく攪拌して、両面銅張基板２の両面における銅めっき浴の流動速度を速くして電解銅めっきする。それにより、平滑剤は、両面銅張基板２の両面への銅めっき層の成長を抑制する一方、インナーバイアホール用貫通孔３ａを埋める電解銅めっきの層の成長が抑制されない。そのため、インナーバイアホール用貫通孔３ａを電解銅めっきで充填したインナーバイアホール３が形成される一方、両面銅張基板２の第１の両面に形成される銅めっき層の厚さを、インナーバイアホール用貫通孔３ａの半径よりも薄く形成することができる。以上の処理により、インナーバイアホール用貫通孔３ａを銅めっきで埋め込んだインナーバイアホール３を形成し、両面銅張基板２の両面にインナーバイアホール用貫通孔３ａの半径の４割の厚さの約１６μｍの厚さの銅めっき層を形成する。
【００４５】
（工程４）
次に、図２（ｄ）のように、両面銅張基板２の銅めっき層をエッチングすることで、インナーバイアホール３の表側のランド３ｂと配線パターン（図示せず）を形成する。
【００４６】
（工程５）
次に、図２（ｅ）のように、その基板の両面に、ガラス繊維又はガラスフィラー入りの、半硬化エポキシ樹脂又はポリイミド樹脂などのプリプレグ２１と、その外側に薄銅箔２２を積層し、加熱・加圧してプリプレグ２１を硬化させて硬化樹脂層２１ａを形成し、図３（ｆ）のようなガラス材入り有機樹脂コア基板３０を製造する。
【００４７】
（工程６）
次に、図３（ｇ）のように、レーザー穴あけ装置を用いて穴あけ用レーザー光をそのガラス材入り有機樹脂コア基板３０の表面からインナーバイアホール３のランド３ｂにめがけて照射して、薄銅箔２２と、硬化樹脂層２１ａとを貫通してインナーバイアホール３のランド３ｂに達するバイアホール用穴２３ａを形成する。そのバイアホール用穴２３ａの直径は、５０〜１５０μｍ程度に形成する。
【００４８】
（工程７）
次に、その基板をデスミア液に浸漬することで、バイアホール用穴２３ａのデスミア処理を行った上で、無電解銅めっき液に基板を浸漬することで、そのバイアホール用穴２３ａの壁面に無電解銅めっき皮膜を形成する。
【００４９】
（工程８）
次に、図３（ｈ）のように、その基板の下地の薄銅箔２２に電解銅めっき装置の陰極を接続して、基板を電解銅めっき浴に浸漬し基板の全面に電解銅めっきするパネルめっき処理を行う。それにより、基板のバイアホール用穴２３ａを銅めっきで柱状に充填してブラ
インドバイアホール２３を形成する。
【００５０】
（工程９）
次に、図３（ｉ）のように、エッチングレジストパターンで基板の表面の銅めっき層を保護してエッチングし、エッチング後にエッチングレジストを剥離する。それにより、硬化樹脂層２１ａ中に柱状のブラインドバイアホール２３を有し、その表面に、ブラインドバイアホール２３の上に形成するランド２３ｂと配線パターン（図示せず）を形成する。
【００５１】
（工程１０）
次に、図４（ｊ）の平面図と図４（ｋ）の側面図のように、ガラス材入り有機樹脂コア基板３０を金型で加工することで空孔３１を形成する。ガラス材入り有機樹脂コア基板３０に形成する空孔３１の平面視の形状は、図４（ｊ）のように、空孔３１の４つの四隅部分３１ａを、空孔３１に挿入するチップ部品７０の４つの角から間隙を開けるように、チップ部品７０の外形よりも１０μｍ以上大きく形成する。好ましくは、四隅部分３１ａをチップ部品７０の外形よりも２０μｍ以上大きく形成する。
【００５２】
そして、図４（ｊ）に示す平面視のように、空孔３１の四辺部分３１ｂを空孔３１内へ、台形状又は円弧状に突出させて、四辺部分３１ｂの先端部分をチップ部品７０の四辺に平行に形成する。そして、空孔３１の四辺部分３１ｂの間隙を、その空孔３１に挿入するチップ部品７０の外形寸法より小さく形成する。例えば、空孔３１の四辺部分３１ｂの間の間隙をチップ部品７０の外形寸法より１μｍ〜５０μｍ小さく形成する。
【００５３】
（工程１１）
次に、図５（ｌ）のように、チップ部品７０を、ガラス材入り有機樹脂コア基板３０の上面側から空孔３１に圧入する。そのチップ部品７０の圧入により、チップ部品７０が、空孔３１内の、間隙がチップ部品７０の外形寸法より小さい四辺部分３１ｂの先端部分を削り取る。それにより、チップ部品７０の挿入の際にチップ部品７０によって削り取られた四辺部分３１ｂが、チップ部品７０と同じ寸法に形成され、四辺部分３１ｂがチップ部品７０の四辺に平行に密着する。そのため、チップ部品７０が挿入された空孔３１の形状がチップ部品７０の形状に合せられ、最終的に形成された空孔３１の四辺部分３１ｂが長い距離にわたってチップ部品７０の四辺と密着する効果がある。
【００５４】
更に、チップ部品７０の圧入により、空孔３１の四辺部分３１ｂから削り取られた樹脂とガラス繊維又はガラスフィラーの粒子が、チップ部品７０の圧入方向の先端部分の四辺部分３１ｂとチップ部品７０の間に、チップ部品７０の四辺に添った長い距離にわたって集積する。
【００５５】
それにより、図５（ｍ）のように、ガラス材入り有機樹脂コア基板３０の空孔３１に圧入されたチップ部品７０の圧入方向の先端部分の空孔３１の四辺部分３１ｂから削り取られた樹脂とガラス繊維又はガラスフィラーの粒子の塊が、チップ部品７０の四辺に平行な長い距離にわたってチップ部品７０に接して充填され、その樹脂とガラス繊維又はガラスフィラーの粒子の塊がチップ部品７０を強く保持する効果がある。
【００５６】
（工程１２）
次に、図５（ｎ）のように、チップ部品７０を空孔３１に保持したガラス材入り有機樹脂コア基板３０の両面に、回路パターン間への埋め込み性、及び積層後の表面平滑性に優れた溶融粘度が１０００ｐｏｉｓ（１００００Ｐａ・ｓ）以下のプリプレグ４０ａと薄銅箔４０ｂを組み合わせ、加熱加圧することによりプリプレグ４０ａを硬化させて、図６（ｏ）のようにビルドアップ層４０を形成する。
【００５７】
本実施形態は、このように、ガラス材入り有機樹脂コア基板３０の両面にプリプレグ４０ａと薄銅箔４０ｂを積層して一度の工程で加熱・硬化させてビルドアップ層４０を両面に形成するので、製造コストを低減できる効果がある。また、ガラス材入り有機樹脂コア基板３０の両面に積層するビルドアップ層４０の厚さは、ベースプレートを用いる従来技術におけるベースプレートの厚さより十分薄く形成できるので、板厚の薄い部品内臓印刷配線板１０を製造できる効果がある。
【００５８】
（工程１３）
次に、図６（ｐ）のように、レーザー穴あけ装置を用いて、ビルドアップ層４０の表面から、高調波ＹＡＧレーザーやエキシマレーザーなどの紫外線レーザーや、炭酸ガスレーザーなどの赤外線レーザー等の穴あけ用レーザー光で薄銅箔４０ｂと、硬化したプリプレグ４０ａとを貫通する穴あけ加工することで、バイアホール用穴４１ａと部品電極接続バイアホール用穴４２ａを形成する。すなわち、バイアホール用穴４１ａは、直径が４０μｍから２００μｍの穴で、バイアホール用ランド２３ｂの銅の面を露出させるバイアホール用穴４１ａを形成する。部品電極接続バイアホール用穴４２ａは、バイアホール用穴４１ａと同様に直径が４０μｍから２００μｍの穴で、チップ部品７０の電極端子を露出させる部品電極接続バイアホール用穴４２ａを形成する。
【００５９】
（工程１４）
次に、その基板をデスミア液に浸漬することで、バイアホール用穴４１ａと４２ａのデスミア処理を行った上で、無電解銅めっき液に基板を浸漬することで、そのバイアホール用穴４１ａ及び４２ａの壁面に無電解銅めっき皮膜を形成する。
【００６０】
（工程１５）
次に、図６（ｑ）のように、その基板の下地の薄銅箔４０ｂに電解銅めっき装置の陰極を接続して、基板を電解銅めっき浴に浸漬し基板の全面に電解銅めっきするパネルめっき処理を行う。それにより、基板のバイアホール用穴４１ａおよび４２ａを銅めっきで柱状に充填してブラインドバイアホール４１および部品電極接続バイアホール４２を形成する。
【００６１】
（工程１６）
次に、図６（ｒ）のように、エッチングレジストパターンで基板の表面の銅めっき層を保護してエッチングし、エッチング後にエッチングレジストを剥離する。それにより、ビルドアップ層４０中に、バイアホーール用ランド２３ｂに達して接続する柱状のブラインドバイアホール４１と、チップ部品７０の電極端子に達して接続する部品電極接続バイアホール４２と配線パターン４３を形成する。
【００６２】
ここで、部品電極接続バイアホール４２は、チップ部品７０の電極端子に達する部品電極接続バイアホール用穴４２ａに金属めっきして形成するため、金属めっきでチップ部品７０の電極端子と強固に電気接続させることができ、部品５０の電極端子との電気接続の信頼性を高くできる効果がある。
【００６３】
（工程１７）
次に、図７（ｓ）のように、工程１２から工程１６まの処理と同様な処理を繰り返すことで、基板の両面の内層側から外層側に、ビルドアップ層５０を形成する。そのビルドアップ層５０には、配線パターン４３に連結するブラインドバイアホール５１と、部品電極接続バイアホール４２に連結するブラインドバイアホール５２とを形成し、ビルドアップ層５０の表面側に配線パターン５３を形成する。
【００６４】
（工程１８）
次に、図７（ｔ）のように、ビルドアップ層５０の配線パターン５３の上にソルダーレジスト６０を印刷する。
【００６５】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、第１の実施形態の工程１０の製造方法を、以下の製造方法に置き換える。
【００６６】
（工程１０ａ）
図８（ａ）の平面図と図８（ｂ）の側面図のように、ガラス材入り有機樹脂コア基板３０に、空孔３１の４つの四隅部分３１ａを、レーザー穴開け加工、又はドリル穴開け加工で形成する。そして、空孔３１の４つの四隅部分３１ａを連結する四辺部分３１ｂを、金型による打ち抜き加工で形成する。その空孔３１において、金型による打ち抜き加工で形成された四辺部分３１ｂは、空孔３１内に台形状に突出し、空孔３１に挿入するチップ部品７０の四辺に平行な先端部分を有する。
【００６７】
その空孔３１の加工において、空孔３１の４つの四隅部分３１ａを、空孔３１に挿入するチップ部品７０の外形よりも１０μｍ以上大きく形成する。好ましくは、四隅部分３１ａをチップ部品７０の外形よりも２０μｍ以上大きく形成する。空孔３１の四辺部分３１ｂの先端部分間の間隙は、その空孔３１に挿入するチップ部品７０の外形寸法より小さく形成する。すなわち、空孔３１の四辺部分３１ｂの先端間の間隙は、チップ部品７０の外形寸法より１μｍ〜５０μｍ小さく形成する。
【００６８】
本実施形態では、空孔３１の四隅部分３１ａをレーザー穴開け加工、又はドリル穴開け加工などの、金型加工以外の方法で製造し、空孔３１の四辺部分３１ｂのみを金型による打ち抜き加工で形成するので、空孔３１の四辺部分３１ｂの位置精度を精度良く形成できる効果があるとともに、金型の形状は単純にして金型の製造コストを低減できる効果がある。
【００６９】
（工程１１ａ）
次に、第１の実施形態の工程１１と同様にして、図５（ｌ）のように、チップ部品７０を、ガラス材入り有機樹脂コア基板３０の上面側から空孔３１に圧入する。そのチップ部品７０の圧入により、チップ部品７０が、空孔３１内の、間隙がチップ部品７０の外形寸法より小さい四辺部分３１ｂの先端部分を削り取る。そして、その四辺部分３１ｂから削り取った樹脂とガラス繊維又はガラスフィラーの粒子を、チップ部品７０の圧入方向の先端部分の、空孔３１の四辺部分３１ｂとチップ部品７０の間に集積させる。
【００７０】
それにより、図５（ｍ）のように、空孔３１の四辺部分３１ｂのチップ部品７０の圧入方向の先端部分と圧入したチップ部品７０との間に集積した、四辺部分３１ｂから削り取った樹脂とガラス繊維又はガラスフィラーの粒子の塊が、チップ部品７０を強固にガラス材入り有機樹脂コア基板３０に保持する効果がある。
【符号の説明】
【００７１】
１・・・ガラス材入り有機樹脂基板
２・・・両面銅張基板
２ａ・・・薄銅箔
３・・・インナーバイアホール
３ａ・・・インナーバイアホール用貫通孔
３ｂ・・・ランド
１０・・・部品内蔵印刷配線板
２１・・・プリプレグ
２１ａ・・・硬化樹脂層
２２・・・薄銅箔
２３・・・・ブラインドバイアホール
２３ａ・・・バイアホール用穴
２３ｂ・・・バイアホール用ランド
３０・・・ガラス材入り有機樹脂コア基板
３１・・・空孔
３１ａ・・・四隅部分
３１ｂ・・・四辺部分
３２・・・配線基板部
４０・・・ビルドアップ層
４０ａ・・・プリプレグ
４０ｂ・・・薄銅箔
４１・・・ブラインドバイアホール
４２・・・部品電極接続バイアホール
４２ａ・・・部品電極接続バイアホール用穴
４３・・・配線パターン
５０・・・ビルドアップ層
５１、５２・・・ブラインドバイアホール
５３・・・配線パターン
６０・・・ソルダーレジスト
７０・・・チップ部品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス材入り有機樹脂コア基板の空孔に、平面視が矩形形状であるチップ部品が設置された部品内蔵印刷配線板であって、前記空孔の四隅が、前記チップ部品の４つの角から間隙を開けて形成され、前記空孔の四辺部が前記チップ部品の四辺と平行に密着し、前記空孔から削り取られたガラス材と樹脂の粒子の塊が前記空孔と前記チップ部品との間に集積して前記チップ部品の四辺を前記空孔に強固に保持させ、前記コア基板と前記チップ部品の両面がビルドアップ層で覆われ、前記ビルドアップ層の表面から前記チップ部品の電極端子に達して電気接続する部品電極接続バイアホールが金属めっきで形成されたことを特徴とする部品内蔵印刷配線板。
【請求項２】
ガラス材入り有機樹脂コア基板に空孔を形成し、該空孔に平面視が矩形形状であるチップ部品を設置する部品内蔵印刷配線板の製造方法であって、前記空孔の四隅を前記チップ部品の４つの角から間隙を開けて形成し、該空孔の四辺部分を前記チップ部品の四辺と平行に形成し、該空孔の四辺部分の間隙を前記チップ部品の寸法よりも小さく形成する工程と、前記空孔に前記チップ部品を圧入し、該圧入の際に該チップ部品の四辺が前記空孔からガラス材と樹脂の粒子を削り取らせ、該粒子の塊を前記空孔と前記チップ部品との間に集積させて前記チップ部品の四辺を前記空孔に強固に保持させる工程と、前記コア基板と前記チップ部品の両面をビルドアップ層で覆う工程と、前記ビルドアップ層の表面から前記チップ部品の電極端子に達して電気接続する部品電極接続バイアホールを金属めっきで形成する工程を有することを特徴とする部品内蔵印刷配線板の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の部品内蔵印刷配線板の製造方法であって、前記空孔の前記四隅を穴開け加工で形成し、前記空孔の四辺部分を金型による打ち抜き加工で形成することを特徴とする部品内蔵印刷配線板の製造方法。
【請求項１】
ガラス材入り有機樹脂コア基板の空孔に、平面視が矩形形状であるチップ部品が設置された部品内蔵印刷配線板であって、前記空孔の四隅が、前記チップ部品の４つの角から間隙を開けて形成され、前記空孔の四辺部が前記チップ部品の四辺と平行に密着し、前記空孔から削り取られたガラス材と樹脂の粒子の塊が前記空孔と前記チップ部品との間に集積して前記チップ部品の四辺を前記空孔に強固に保持させ、前記コア基板と前記チップ部品の両面がビルドアップ層で覆われ、前記ビルドアップ層の表面から前記チップ部品の電極端子に達して電気接続する部品電極接続バイアホールが金属めっきで形成されたことを特徴とする部品内蔵印刷配線板。
【請求項２】
ガラス材入り有機樹脂コア基板に空孔を形成し、該空孔に平面視が矩形形状であるチップ部品を設置する部品内蔵印刷配線板の製造方法であって、前記空孔の四隅を前記チップ部品の４つの角から間隙を開けて形成し、該空孔の四辺部分を前記チップ部品の四辺と平行に形成し、該空孔の四辺部分の間隙を前記チップ部品の寸法よりも小さく形成する工程と、前記空孔に前記チップ部品を圧入し、該圧入の際に該チップ部品の四辺が前記空孔からガラス材と樹脂の粒子を削り取らせ、該粒子の塊を前記空孔と前記チップ部品との間に集積させて前記チップ部品の四辺を前記空孔に強固に保持させる工程と、前記コア基板と前記チップ部品の両面をビルドアップ層で覆う工程と、前記ビルドアップ層の表面から前記チップ部品の電極端子に達して電気接続する部品電極接続バイアホールを金属めっきで形成する工程を有することを特徴とする部品内蔵印刷配線板の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の部品内蔵印刷配線板の製造方法であって、前記空孔の前記四隅を穴開け加工で形成し、前記空孔の四辺部分を金型による打ち抜き加工で形成することを特徴とする部品内蔵印刷配線板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２１６５７５（Ｐ２０１２−２１６５７５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７９１１９（Ｐ２０１１−７９１１９）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００２３６９３１）株式会社トッパンＮＥＣサーキットソリューションズ (54)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００２３６９３１）株式会社トッパンＮＥＣサーキットソリューションズ (54)
【Ｆターム（参考）】
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