部品内蔵配線板、部品内蔵配線板の製造方法
【課題】内蔵部品の接続信頼性を向上することが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。
【解決手段】端子を有する電気／電子部品と、この電気／電子部品の表面の少なくとも一部に密着して該電気／電子部品の少なくとも一部分を埋め込んだ板状絶縁層と、この板状絶縁層の上面上に設けられた第１の配線パターンと、板状絶縁層の上面に対向する下面上に設けられた、電気／電子部品の実装用のランドを含む第２の配線パターンと、電気／電子部品の端子と第２の配線パターンのランドとを電気的、機械的に接続するはんだ接続部材と、を具備し、このはんだ接続部材が、すずとアンチモンとを含有する、溶融温度が２４０℃以上でかつ２６６℃以下のはんだ接続部材である。
【解決手段】端子を有する電気／電子部品と、この電気／電子部品の表面の少なくとも一部に密着して該電気／電子部品の少なくとも一部分を埋め込んだ板状絶縁層と、この板状絶縁層の上面上に設けられた第１の配線パターンと、板状絶縁層の上面に対向する下面上に設けられた、電気／電子部品の実装用のランドを含む第２の配線パターンと、電気／電子部品の端子と第２の配線パターンのランドとを電気的、機械的に接続するはんだ接続部材と、を具備し、このはんだ接続部材が、すずとアンチモンとを含有する、溶融温度が２４０℃以上でかつ２６６℃以下のはんだ接続部材である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁板中に部品が埋設で実装された部品内蔵配線板およびその製造方法に係り、特に、内蔵部品の接続信頼性向上に好適な部品内蔵配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品が埋設で実装された部品内蔵配線板の例として、特開２００３−１９７８４９号公報に記載されたものがある。同公報の図１に示されたその構造では、電気部品の配線層への電気的接続にははんだ（または導電性接着剤）が用いられている。その製造方法は、あらかじめ、コアとなる配線板にはんだ（または導電性接着剤）を用いて電気部品を電気的、機械的に接続する。またこれとは別の絶縁樹脂層に穴あけを行いこの穴に導電性組成物を充填し、先に部品実装したコア板と位置合わせ配置して積層、一体化する。
【０００３】
部品内蔵配線板では、この配線板上に別の部品が外部実装されるときや部品内蔵配線板自体が別の配線板に実装されるとき（両者、２次実装ともいう）に、内蔵部品の接続信頼性が損なわれないことが重要である。具体的には、例えば、内蔵部品の接続材料としてはんだ（例えばＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ；溶融温度２１７℃から２２１℃）が使用される場合、そのはんだの再溶融による接続不良や短絡が発生しないようにする必要がある。
【０００４】
同文献には、再溶融を防ぐため溶融温度の高い高温はんだを用いることの記述がある（同文献段落００３４）。ただしはんだの具体的組成は明らかではない。一般的には、高温はんだとして、Ｓｎ−Ｐｂ系のＰｂリッチ材が知られており、Ｐｂ−５Ｓｎ（溶融温度３１４℃から３１０℃）、Ｐｂ−１０Ｓｎ（溶融温度３０２℃から２７５℃）のはんだがあるが、はんだ付け温度として３００℃以上の高温を必要とする。このような高温では、配線板の絶縁板材料として一般的なエポキシ系の樹脂では耐熱性が不足し適用が困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９７８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した事情を考慮してなされたもので、絶縁板中に部品が埋設で実装された部品内蔵配線板およびその製造方法において、内蔵部品の接続信頼性を向上することが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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、端子を有する電気／電子部品と、前記電気／電子部品の表面の少なくとも一部に密着して該電気／電子部品の少なくとも一部分を埋め込んだ板状絶縁層と、前記板状絶縁層の上面上に設けられた第１の配線パターンと、前記板状絶縁層の前記上面に対向する下面上に設けられた、前記電気／電子部品の実装用のランドを含む第２の配線パターンと、前記電気／電子部品の前記端子と前記第２の配線パターンの前記ランドとを電気的、機械的に接続するはんだ接続部材と、を具備し、前記はんだ接続部材が、すずとアンチモンとを含有する、溶融温度が２４０℃以上でかつ２６６℃以下のはんだ接続部材であることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、この部品内蔵配線板では、板状絶縁層が、電気／電子部品の表面の少なくとも一部に密着してこの電気／電子部品を埋設している。板状絶縁層の下面上には電気／電子部品の端子との間ではんだ接続部材により接続がされたランドを含む配線パターン（第２の配線パターン）が設けられている。そして、このはんだ接続部材が、すずとアンチモンとを含有する、溶融温度が２４０℃以上でかつ２６６℃以下のはんだ接続部材となっている。
【０００９】
よって、このはんだ接続部材は、２次実装で一般的に使われるはんだである例えばＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕを良好にリフローさせるための温度（最大例えば２３５℃）では溶融しない。したがって、この部品内蔵配線板上に別の部品を実装するときや、この部品内蔵配線板自体を別の大きな配線板（例えばマザーボード）に実装するときにおいて、内部のはんだの再溶融による接続不良や短絡の発生を効果的に防止することでき、これにより内蔵部品の接続信頼性を向上することができる。
【００１０】
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、ダミー板上に、はんだ接続するための表面実装用ランドを含む配線パターンを形成する工程と、前記ダミー板の前記ランド上にＳｎ−１０Ｓｂのはんだ成分を含有のペースト状はんだ組成物を付着させる工程と、前記ペースト状はんだ組成物を介した前記ランド上に、表面実装用端子を有する電気／電子部品の前記表面実装用端子が位置するように、前記ダミー板上に前記電気／電子部品をマウントする工程と、前記ペースト状はんだ組成物をリフローさせ前記電気／電子部品を前記ランド上に固定する工程と、前記ランド上の前記電気／電子部品の表面に密着して該電気／電子部品を埋め込むように、前記ダミー板上に板状絶縁層を積層する工程と、前記板状絶縁層の側に前記配線パターンが残存するように、前記ダミー板、前記配線パターン、および前記板状絶縁層を有する積層物から前記ダミー板を取り去る工程とを具備することを特徴とする。
【００１１】
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。この方法で使用されるＳｎ−１０Ｓｂのはんだ成分は、溶融温度として、固相線で２４５℃、液相線で２６６℃であり、これを良好にリフローさせる場合、配線板の絶縁層材料として一般的なエポキシ系の樹脂が使用されていると、樹脂の耐熱性が不足する可能性が高い。よって、この製造方法では、はんだをリフローさせるとき、ダミー板上に配線パターンが形成され、その配線パターンのランド上にペースト状はんだ組成物を介して電気／電子部品がマウント（載置）された状態（板状絶縁層が介在しない状態）で、そのリフローが行われるようにしている。
【００１２】
また、本発明のさらに別の態様である部品内蔵配線板は、金属箔上に、はんだ接続するための表面実装用ランドとなるべき領域を位置設定する工程と、前記金属箔の前記領域上にＳｎ−１０Ｓｂのはんだ成分を含有のペースト状はんだ組成物を付着させる工程と、前記金属箔上の、前記ペースト状はんだ組成物を介した前記領域上に、表面実装用端子を有する電気／電子部品の前記表面実装用端子が位置するように、前記金属箔上に前記電気／電子部品をマウントする工程と、前記ペースト状はんだ組成物をリフローさせ前記電気／電子部品を前記金属箔上に固定する工程と、前記金属箔上の前記電気／電子部品の表面に密着して該電気／電子部品を埋め込むように、前記金属箔上に板状絶縁層を積層する工程と、前記板状絶縁層上の前記金属箔を、前記ランドとなるべき前記領域が導電パターンとして少なくとも残るようにパターニングする工程とを具備することを特徴とする。
【００１３】
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別のひとつの方法である。この方法で使用されるＳｎ−１０Ｓｂのはんだ成分は、上記のように、溶融温度として、固相線で２４５℃、液相線で２６６℃であり、これを良好にリフローさせる場合、配線板の絶縁層材料として一般的なエポキシ系の樹脂が使用されていると、樹脂の耐熱性が不足する可能性が高い。よって、この製造方法では、はんだをリフローさせるとき、金属箔上の所定領域上にペースト状はんだ組成物を介して電気／電子部品がマウントされている状態（板状絶縁層が介在しない状態）で、リフローが行われるようにしている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、絶縁板中に部品が埋設で実装された部品内蔵配線板およびその製造方法において、内蔵部品の接続信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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２】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３】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４】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。
【図５】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。
【図６】図５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７】図５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８】図５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。
【図９】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。
【図１０】図９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。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施態様として、前記はんだ接続部材が、Ｓｎ−５．０Ｓｂ、またはＳｎ−１０Ｓｂのはんだ接続部材である、とすることができる。Ｓｎ−５．０Ｓｂは、溶融温度として、固相線で２４０℃、液相線で２４３℃であり、一般的に使われるはんだである例えばＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕを良好にリフローさせるための温度（最大例えば２３５℃）では溶融しない。また、Ｓｎ−１０Ｓｂは、溶融温度として、固相線で２４５℃、液相線で２６６℃であり、やはり同じ性質を有している。
【００１７】
また、実施態様として、前記第２の配線パターンが、前記板状絶縁層に接する面と対向する面上には多層化配線構造のない最外配線層のパターンである、とすることができる。これによれば、配線層数の増加が限られるが、より薄型の部品内蔵配線板を提供できる。
【００１８】
また、実施態様として、前記板状絶縁層との間に前記第２の配線パターンを挟むように、前記第２の配線パターン上に積層位置する第２の板状絶縁層と、前記第２の板状絶縁層の、前記第２の配線パターンが位置する側とは反対の側の面上に設けられた第３の配線パターンとをさらに具備する、とすることができる。これによれば、半導体素子部品が実装されている第２の配線パターンは内層配線層のパターンとなる。そして、第２の板状絶縁層の面上に第３の配線パターンが設けられることにより、配線パターンの形成密度を増加させ、パターン設計の自由度が高い部品内蔵配線板とすることができる。
【００１９】
また、実施態様として、前記第２の配線パターンが、前記板状絶縁層の厚み方向に落ち込まずに該板状絶縁層上に設けられている、とすることができる。これは、配線パターン化される前の金属箔を用いて部品実装を行い、その後の積層プロセスを経て金属箔のパターニングがなされ得られる特有の構造である。配線パターン化される前の金属箔を用いて部品実装を行うことで、製造全体として、より簡易なプロセスで済む。
【００２０】
また、実施態様として、前記第２の配線パターンが、前記板状絶縁層の厚み方向に落ち込んで該板状絶縁層上に設けられている、とすることができる。これは、第２の板状絶縁層上（またはダミー板上）に設けられた配線パターンを用いて部品実装を行い、その後の製造プロセスを経て得られる特有の構造である。第２の板状絶縁層上（またはダミー板上）に設けられた配線パターンを用いて部品実装を行うことで、部品実装は配線板における通常の部品マウントプロセスで済む。
【００２１】
また、実施態様として、前記第３の配線パターンと電気導通して該第３の配線パターンから前記第２の板状絶縁層を貫通して、前記第２の配線パターンに電気導通するように延設された、層間接続体たるビアホール内めっきビアをさらに具備する、とすることができる。このビアホール内めっきビアは、第２の板状絶縁層を貫通して設けられるべき層間接続体のひとつの態様である。同じ機能としてほかに、導電性組成物印刷による導電性バンプを由来とする層間接続体を採用することもできる。
【００２２】
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（板状絶縁層）１１、同１２、同１３、同１４、同１５、配線層（配線パターン、導電パターン）２１、同２２、同２３、同２４、同２５、同２６、層間接続体３１、同３２、同３４、同３５、スルーホール導電体３３、半導体素子部品（ウエハレベル・チップスケールパッケージによる電気／電子部品）４１、チップ抵抗４２（表面実装型受動素子部品である電気／電子部品）、はんだ接続部材５１、５２、はんだレジスト６１、６２を有する。
【００２３】
この部品内蔵配線板は、内蔵、埋設の部品として、半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２を有している。半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２には、それぞれ表面実装技術が適用されている。すなわち、半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２の端子４１ａ、４２ａは、はんだ接続部材５１、５２を介して、配線層２２が含むランドに電気的、機械的にそれぞれ接続されている。ここで、はんだ接続部材５１、５２が、すずとアンチモンとを含有する、溶融温度が２４０℃以上でかつ２６６℃以下のはんだ接続部材である点が特徴になっている。
【００２４】
これにより、はんだ接続部材５１、５２は、２次実装で一般的に使われるはんだである例えばＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ（溶融温度２１７℃から２２１℃）を良好にリフローさせるための温度（最大例えば２３５℃）では溶融しない。したがって、この部品内蔵配線板上に別の部品を実装するときや、この部品内蔵配線板自体を別の大きな配線板（例えばマザーボード）に実装するときにおいて、はんだ接続部材５１、５２の再溶融による接続不良や短絡の発生を効果的に防止することでき、これにより内蔵部品である半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２の接続信頼性を向上することができる。
【００２５】
すずとアンチモンとを含有する、溶融温度が２４０℃以上でかつ２６６℃以下のはんだとしては、例えば、千住金属工業（株）が供給するＭ１０またはＭ１４の品番のはんだ（状態としてクリームはんだ）を利用することができる。品番Ｍ１０は、Ｓｎ−５．０Ｓｂの合金組成であり、同社カタログによれば、溶融温度は、固相線で２４０℃、液相線で２４３℃である。品番Ｍ１４は、Ｓｎ−１０Ｓｂの合金組成であり、同社カタログによれば、溶融温度は、固相線で２４５℃、液相線で２６６℃である。
【００２６】
後者のはんだＭ１４は、これを良好にリフローさせるには、その温度として少なくとも２７０℃以上（例えばピーク温度２８５℃）であることが好ましく、その点で、配線板の絶縁層材料として一般的なエポキシ系の樹脂が使用される場合、樹脂の耐熱性が不足する可能性が高い。この耐熱性不足を回避するためになされる製造上の工夫については後述する。
【００２７】
以下では、図１に示した部品内蔵配線板について、はんだ接続部材５１、５２以外の構造等について補足する。
【００２８】
半導体素子部品４１は、ウエハレベル・チップスケールパッケージによる部品であり、半導体チップと、この半導体チップ上に形成されたグリッド状配列の表面実装用端子４１ａとを少なくとも備えている。表面実装用端子４１ａは、半導体チップがもともと有する端子パッドから再配線層を介して電気的に導通しつつその位置を再配置して設けられた端子である。このような再配置により、端子としての配置密度が半導体チップ上の端子パッドのそれより粗くなっていて、これにより、半導体素子部品４１は、表面実装技術により、配線層２２が含むランドにはんだ接続部材５１を介して実装することができる。
【００２９】
チップ抵抗４２は、表面実装型の受動素子部品（抵抗器）であり、その平面的な大きさは例えば０．６ｍｍ×０．３ｍｍである。両端に端子４２ａを有し、その下側が配線層２２が含むランドに対向位置している。チップ抵抗４２の端子４２ａとランドとははんだ接続部材５２により電気的、機械的に接続されている。チップ抵抗４２は、これに代えてチップキャパシタやチップインダクタであっても同様に内蔵、埋設され得る。
【００３０】
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（例えばＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕのはんだ）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。
【００３１】
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。
【００３２】
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部品４１およびチップ抵抗４２に相当する位置部分が開口部となっており、半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２を埋設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部品４１およびチップ抵抗４２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。
【００３３】
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を貫通する層間接続体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。
【００３４】
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。
【００３５】
次に、図１に示した部品内蔵配線板の製造工程を図２ないし図４を参照して説明する。図２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。
【００３６】
図２から説明する。図２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２（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。この導電性組成物は、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。
【００３７】
次に、図２（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している。）。続いて、図２（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。
【００３８】
次に、図２（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、実装用ランドを含む配線パターン２２に加工する。そして、加工により得られた実装用ランド上に、図２（ｅ）に示すように、ペースト状はんだ組成物（クリームはんだ）５１Ａ、５２Ａを例えばスクリーン印刷で適用、付着させる。スクリーン印刷によれば容易に効率的に所定パターンに印刷できる。図示するような大きさの異なるペースト状はんだ組成物５１Ａ、５２Ａの付着も、例えば、スクリーン板のピット径を変えることで容易に実現する。なおスクリーン印刷に代えてディスペンサで適用することもできる。
【００３９】
クリームはんだ５１Ａ、５２Ａは、すでに述べたように、ここでは例えば、千住金属工業（株）が供給するＭ１０の品番のはんだ組成物を用いる。すなわち、ペースト状はんだ組成物５１Ａ、５２Ａは、フラックス中にＳｎ−５．０Ｓｂの組成のはんだの微細粒を分散させたものである。なお、同社のＭ１４を使用するときには、これを良好にリフローさせることを考慮してリフロー温度を設定すると、絶縁層１１が一般的なエポキシ系の樹脂の場合、その耐熱性が不足する可能性が高い。この製造方法においては、Ｍ１０の品番のはんだ組成物の使用が向いている。
【００４０】
ペースト状はんだ組成物５１Ａ、５２Ａの印刷のあと、半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２をペースト状はんだ組成物５１Ａ、５２Ａを介して配線層２２の実装用ランド上に例えばマウンタで載置し、さらにその後ペースト状はんだ組成物５１Ａ、５２Ａを例えばリフロー炉でリフローさせる。リフロー温度は、例えば最大で２６０℃とする。この温度であれば、絶縁層１１の耐熱性の範囲である。以上により、図２（ｆ）に示すように、はんだ接続部材５１、５２を介して半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２が配線層２２の実装用ランド上に接続された状態の積層部材１が得られる。この積層部材１を用いる後の工程については図４で述べる。
【００４１】
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８３をあけ、かつ内蔵する半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２に相当する部分に部品用開口部８１、８２を形成する。
【００４２】
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８３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８１、８２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８１、８２の内壁に形成された導電体も除去される。
【００４３】
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部品４１およびチップ抵抗４２に相当する部分の開口部をあらかじめ設けておく。
【００４４】
図３（ｅ）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。以上により得られた積層部材を積層部材２とする。
【００４５】
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８３のみ形成し内蔵部品用の開口部８１、８２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。
【００４６】
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。同図で、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。
【００４７】
ただし、積層部材３は、部品（半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２）およびこれを接続するための部位（実装用ランド）のない構成であり、さらにプリプレグ１４Ａには半導体素子部品４１用の開口部、チップ抵抗４２用の開口部を設けない。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。
【００４８】
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、半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２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。
【００４９】
また、配線層２２は、絶縁層１１の側ではなく絶縁層１２（プリプレグ１２Ａを由来）の厚み方向に落ち込んで位置することになり、配線層２４は、絶縁層１３の側ではなく絶縁層１４（プリプレグ１４Ａを由来）の厚み方向に落ち込んで位置することになる。さらに、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。
【００５０】
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。この実施形態は、半導体素子部品４１、チップ抵抗４２が実装されている配線パターン２２が内層配線層のパターンになる。この配線パターン２２とは別に、板状絶縁層１１の外側の面上に配線パターン２１が設けられるので、部品内蔵にもかかわらず、配線パターンの形成密度を増加させ、パターン設計の自由度の高い部品内蔵配線板とすることができる。
【００５１】
また、板状絶縁層１１上に設けられた配線パターン２２上に部品実装を行い、その後の製造プロセスを経て得られたものであるため、その部品実装においては、はんだ接続部材５１、５２の材質が通常の場合と異なることを除けば、配線板における通常の部品マウントプロセスを用いることができる。すなわち、設備的な負担増加が小さい。
【００５２】
次に、本発明の別の実施形態に係る部品内蔵配線板について図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。
【００５３】
この実施形態は、絶縁層１１、１５を貫通して設けられる層間接続体として、導電性組成物印刷によるバンプを由来の導電体に代えて、ビアホール内めっきビア３１Ｍ、３５Ｍを用いている点が、前述の実施形態（図１）の構成と異なる点である。部品４１、４２が実装されている内層の配線パターン２２は、絶縁層１１の側ではなく絶縁層１２の厚み方向に落ち込んで位置する。同様に、内層の配線パターン２５は、絶縁層１５の側ではなく絶縁層１４の厚み方向に落ち込んで位置する。この関係は、図１に示した実施形態と同じである。
【００５４】
この部品内蔵配線板の製造過程について以下説明する。図６は、図５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。図６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。
【００５５】
この実施形態では、図６に示すような積層工程を行うことにより、絶縁層１２（プリプレグ１２Ａを由来）、絶縁層１３、絶縁層１４（プリプレグ１４Ａを由来）を有する部材をまず、あらかじめ得る。図６中の積層部材１Ａは、例えばステンレス製のダミー板１００上に、配線パターン２２、はんだ接続部材５１、５２、および半導体素子部品４１、チップ抵抗４２が設けられた積層部材である。また、積層部材３Ａは、例えばステンレス製のダミー基板２００上に、配線パターン２５、層間接続体３４、プリプレグ１４Ａが設けられた積層部材である。ダミー板１００、２００は、図６に示す積層がされた後に例えば機械的に剥離して取り払われる。
【００５６】
積層部材１Ａ、３Ａを得る工程について多少補足すると、その配線パターン２２、２５は、ダミー板１００、２００上に当初積層されていた金属箔２２、２５を例えば周知のフォトリソグラフィ工程を用いてエッチングしパターニングすることで得ることができる。または、配線パターン２２、２５は、ダミー板１００、２００上に、パターン化がされたレジストマスクを形成し、レジストマスクの抜けた部分への電解めっき形成でアディティブに得ることもできる（厚さは例えば１５μｍ程度）。ダミー板１００、２００上に配線パターン２２、２５が設けられたあとについては、すでに説明した積層部材１、３（図４中に示した）を得るための同様の工程を適用することができる。
【００５７】
積層部材１Ａを得るための部品実装においては、はんだ接続部材５１、５２として、千住金属工業（株）が供給するＭ１０の品番のはんだを利用することに代えて、より溶融温度の高い同社のＭ１４のはんだを用いることもできる。この部品実装では、はんだをリフローさせるとき、ダミー板１００上に配線パターン２２が形成され、その配線パターン２２が含むランド上にＭ１４のペースト状はんだ組成物を介して部品４１、４２がマウントされた状態になっており、耐熱性不足の恐れがある絶縁層１１が介在しない状態になっているためである。
【００５８】
Ｍ１４を用いる場合、これを良好にリフローさせるには、その温度として少なくとも２７０℃以上（例えばピーク温度２８５℃）であることが好ましい。Ｍ１４を用いた部品内蔵配線板は、Ｍ１４がＭ１０より溶融温度が高いため、この部品内蔵配線板が２次実装時に供されるときに、その溶融する可能性がより低く抑えられる。すなわち、２次実装で用いられる例えばＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕのはんだを良好にリフローさせるための温度（最大例えば２３５℃）との違いが大きい分、２次実装時に余裕が生まれる。
【００５９】
図７は、図５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であり、図６に示した積層工程に続いて行われるさらなる積層工程を示している。図７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。
【００６０】
図７中の中間の積層部材２Ｃは、図６に示した積層工程により得られた部材である。図示するように、積層部材２Ｃは、図６に示した積層工程に依拠して、配線層２２が絶縁層１２の厚み方向に落ち込んで位置し、配線層２５は、絶縁層１４の厚み方向に落ち込んで位置する。図７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１１Ａ、１５Ａが完全に硬化し全体が積層、一体化する。
【００６１】
次に、図８は、図５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であり、図７に示した積層工程に続いて行われるビアホールの形成工程を示している。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。
【００６２】
ビアホールを形成するには、まず、図８に示すように、金属箔２１Ａ、２６Ａの露出面の側から、それぞれ、その必要な位置にビアホール３１ｈ、３５ｈを例えばレーザ加工で形成する。ビアホール３１ｈは、配線層２１となる金属箔２１Ａと配線層２２との層間接続が必要な位置に、金属箔２１Ａ、絶縁層１１を連通、貫通して配線層２２に達するように設ける。同様に、ビアホール３５ｈは、配線層２６となる金属箔２６Ａと配線層２５との層間接続が必要な位置に、金属箔２６Ａ、絶縁層１５を連通、貫通して配線層２５に達するように設ける。
【００６３】
ビアホール３１ｈ、３５ｈの形成は、レーザ加工で金属箔２１Ａおよび絶縁層１１（金属箔２６Ａおよび絶縁層１５）を連続して順次消失させるように穴加工する方法のほかに、まず、金属箔２１Ａ（２６Ａ）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箔２１Ａ（２６Ａ）をマスクにその後絶縁層１１（１５）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。金属箔２１Ａ（２６Ａ）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箔２１Ａ（２６Ａ）上に形成しておく。前者の方法は、効率的に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。
【００６４】
図８に示すようにビアホール３１ｈ、３５ｈの形成後、無電解めっきおよび電解めっきの工程を行い、金属箔２１Ａ（２６Ａ）と電気導通してこの金属箔２１Ａ（２６Ａ）から配線層２２（２５）に電気導通するように、ビアホール内めっきビア３１Ｍ（３５Ｍ）を形成する。めっき３１Ｍ、３５Ｍは、少なくともビアホール３１ｈ、３５ｈの内壁上に形成されることが必要であるが、ビアホール３１ｈ、３５ｈ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、金属箔２１Ａ（２６Ａ）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。
【００６５】
以上説明の工程の後、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５に示したような部品内蔵配線板を得ることができる。
【００６６】
この実施形態の変形例としては、その製造途上に得られる積層部材２Ｃ（図７参照）自体を、より薄型の部品内蔵配線板として供することができる（ただし製品とするためはんだレジストの層を両面に形成する）。このような変形例では、配線パターン２２は、その板状絶縁層１２に接する側の面と対向する面上には多層化配線構造のない最外配線層のパターンになる。これによれば、配線層数が限られるが、より薄型の部品内蔵配線板になる。
【００６７】
図５に示した構成の部品内蔵配線板をＭ１４のはんだを用いて製造しその信頼性を試験した結果について説明する。試験方法として、得られた部品内蔵配線板に３０℃、７０％ＲＨで１９２時間吸湿させ、その後２次実装に擬して２３５℃のリフローを５回行った。結果として、このように複数回のリフローを行っても、配線板内部の部品４１、４２の接続不良や短絡の発生は特になかった。
【００６８】
次に、本発明のさらに別の実施形態に係る部品内蔵配線板について図９を参照して説明する。図９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。
【００６９】
この実施形態は、上述の各実施形態とは異なり、部品４１、４２が実装されている内層の配線パターン２２は、絶縁層１２の側ではなく絶縁層１１の厚み方向に落ち込んで位置する。また、内層の配線パターン２５は、絶縁層１４の側ではなく絶縁層１５の厚み方向に落ち込んで位置する。
【００７０】
この構成上の違いが生じる理由の説明を兼ねて、この部品内蔵配線板の製造過程について以下説明する。図１０は、図９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。図１０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。
【００７１】
この積層工程は、すでに説明した図４における積層工程と類似する点があるが異なる点もある。類似する点として、中ほどの積層部材２については同じ構成のものを使用する。下側の積層部材１Ｂについては、図４中に示した積層部材１とは異なり、絶縁層１１、層間接続体３１、金属箔２１Ａのない構成であり、さらに、パターン化がされている配線層２２に代えてパターン化されていない金属箔２２Ａの状態のものが使用される。
【００７２】
上側の積層部材３Ｂについても、図４中に示した積層部材３とは異なり、絶縁層１５、層間接続体３５、金属箔２６Ａのない構成であり、さらに、パターン化がされている配線層２５に代えてパターン化されていない金属箔２５Ａの状態のものが使用される。この積層部材３Ｂの形成については、すでに説明した図２（ｂ）を参照できる。
【００７３】
積層部材１Ｂは、金属箔２２Ａ上に部品４１、４２を実装している点で、図４中に示した積層部材１とは異なる。このため、部品４１、４２の実装は、金属箔２２Ａ上の部品実装用ランドとなるべき領域への実装になる。このような状態での実装であることを考慮して、金属箔２２Ａ上においては、リフロー状態のはんだ接続部材５１、５２が、ランドとなるべき領域内に留まりその広がりが制御され得るようにあらかじめ対処しておくことが好ましい。
【００７４】
そのための対処のひとつとして、金属箔２２Ａ上のランドとなるべき領域に、あらかじめニッケルめっき層（不図示）、およびその上に金めっき層（不図示）を形成しておく方法を採用し得る。金が溶融はんだとの濡れ性が比較的良好であることを利用してその範囲に溶融はんだを留めようとするものである。金めっき層は、リフロー後、はんだ接続部材５１、５２が含むすずの中に取り込まれ消失する。
【００７５】
または、上記のめっき層を設ける方法に代えて、金属箔２２Ａ上に、溶融はんだを堰き止めるための樹脂パターン（不図示）を形成しておく方法を採用することもできる。このような樹脂パターンは、はんだ接続部材５１、５２の溶融時の広がりを制限するように、金属箔２２Ａ上に、ランドとなるべき領域に対応してそれを囲う例えば枠状に形成される。樹脂パターンの材質としては、例えばはんだレジストと同様の材質のものを使用できる。
【００７６】
なお、積層部材１Ｂを得るための部品実装においては、図６中に示した積層部材１Ａを得るための部品実装と同様に、はんだ接続部材５１、５２として、千住金属工業（株）が供給する、より溶融温度の高いＭ１４のはんだを用いることができる。この部品実装では、はんだをリフローさせるとき、金属箔２２Ａ上にＭ１４のペースト状はんだ組成物を介して部品４１、４２がマウントされた状態になっており、耐熱性不足の恐れがある絶縁層１１がやはり介在しない状態になっているためである。
【００７７】
図１０に示す積層工程の後、得られた積層体における上下両面の金属箔２５Ａ、２２Ａは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される。これにより得られた積層部材は、次の段階の積層工程として、図７に示した積層工程における積層部材２Ｃに代えて用いられる。したがって、その後については図７を参照することができる。これにより得られる構造においては、以上説明の製造工程に依拠して、図９に示したように、配線層２２が絶縁層１２の側ではなく絶縁層１１の厚み方向に落ち込んで位置し、配線層２５は、絶縁層１４の側ではなく絶縁層１５の厚み方向に落ち込んで位置することになる。
【００７８】
この実施形態の変形例としては、やはり、その製造途上に得られる、図１０に示した積層工程およびその後の配線層のパターニング形成による構造のもの自体を、より薄型の部品内蔵配線板として供することができる（ただし製品とするためはんだレジストの層を両面に形成する）。この実施形態は、このようは変形例の場合を含め、配線パターン化される前の金属箔を用いて部品実装を行うことで、製造全体として、より簡易なプロセスで済む利点がある。
【００７９】
図９に示した構成の部品内蔵配線板をＭ１４のはんだを用いて製造しその信頼性を試験した結果については以下である。試験方法として、図５に示した実施形態の場合と同様に、得られた部品内蔵配線板に３０℃、７０％ＲＨで１９２時間吸湿させ、その後２次実装に擬して２３５℃のリフローを５回行った。結果として、このように複数回のリフローを行っても、配線板内部の部品４１、４２の接続不良や短絡の発生は特になかった。
【符号の説明】
【００８０】
１，１Ａ，１Ｂ…積層部材、２，２Ｃ…積層部材、３，３Ａ，３Ｂ…積層部材、１１…絶縁層（板状絶縁層）、１１Ａ…プリプレグ、１２…絶縁層（板状絶縁層）、１２Ａ…プリプレグ、１３…絶縁層（板状絶縁層）、１４…絶縁層（板状絶縁層）、１４Ａ…プリプレグ、１５…絶縁層（板状絶縁層）、１５Ａ…プリプレグ、２１…配線層（配線パターン）、２１Ａ…金属箔（銅箔）、２２…配線層（配線パターン）、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（配線パターン）、２５Ａ…金属箔（銅箔）、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）、３１ｈ…ビアホール、３１Ｍ…ビアホール内めっきビア、３３…スルーホール導電体、３５Ｍ…ビアホール内めっきビア、３５ｈ…ビアホール、４１…半導体素子部品（ウエハレベル・チップスケールパッケージによる電気／電子部品）、４１ａ…表面実装用端子、４２…チップ抵抗（電気／電子部品）、４２ａ…端子、５１，５２…はんだ接続部材、５１Ａ，５２Ａ…ペースト状はんだ組成物、６１，６２…はんだレジスト、８１，８２…部品用開口部、８３…貫通孔、１００，２００…ダミー板（ステンレス板）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁板中に部品が埋設で実装された部品内蔵配線板およびその製造方法に係り、特に、内蔵部品の接続信頼性向上に好適な部品内蔵配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品が埋設で実装された部品内蔵配線板の例として、特開２００３−１９７８４９号公報に記載されたものがある。同公報の図１に示されたその構造では、電気部品の配線層への電気的接続にははんだ（または導電性接着剤）が用いられている。その製造方法は、あらかじめ、コアとなる配線板にはんだ（または導電性接着剤）を用いて電気部品を電気的、機械的に接続する。またこれとは別の絶縁樹脂層に穴あけを行いこの穴に導電性組成物を充填し、先に部品実装したコア板と位置合わせ配置して積層、一体化する。
【０００３】
部品内蔵配線板では、この配線板上に別の部品が外部実装されるときや部品内蔵配線板自体が別の配線板に実装されるとき（両者、２次実装ともいう）に、内蔵部品の接続信頼性が損なわれないことが重要である。具体的には、例えば、内蔵部品の接続材料としてはんだ（例えばＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ；溶融温度２１７℃から２２１℃）が使用される場合、そのはんだの再溶融による接続不良や短絡が発生しないようにする必要がある。
【０００４】
同文献には、再溶融を防ぐため溶融温度の高い高温はんだを用いることの記述がある（同文献段落００３４）。ただしはんだの具体的組成は明らかではない。一般的には、高温はんだとして、Ｓｎ−Ｐｂ系のＰｂリッチ材が知られており、Ｐｂ−５Ｓｎ（溶融温度３１４℃から３１０℃）、Ｐｂ−１０Ｓｎ（溶融温度３０２℃から２７５℃）のはんだがあるが、はんだ付け温度として３００℃以上の高温を必要とする。このような高温では、配線板の絶縁板材料として一般的なエポキシ系の樹脂では耐熱性が不足し適用が困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９７８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した事情を考慮してなされたもので、絶縁板中に部品が埋設で実装された部品内蔵配線板およびその製造方法において、内蔵部品の接続信頼性を向上することが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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、端子を有する電気／電子部品と、前記電気／電子部品の表面の少なくとも一部に密着して該電気／電子部品の少なくとも一部分を埋め込んだ板状絶縁層と、前記板状絶縁層の上面上に設けられた第１の配線パターンと、前記板状絶縁層の前記上面に対向する下面上に設けられた、前記電気／電子部品の実装用のランドを含む第２の配線パターンと、前記電気／電子部品の前記端子と前記第２の配線パターンの前記ランドとを電気的、機械的に接続するはんだ接続部材と、を具備し、前記はんだ接続部材が、すずとアンチモンとを含有する、溶融温度が２４０℃以上でかつ２６６℃以下のはんだ接続部材であることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、この部品内蔵配線板では、板状絶縁層が、電気／電子部品の表面の少なくとも一部に密着してこの電気／電子部品を埋設している。板状絶縁層の下面上には電気／電子部品の端子との間ではんだ接続部材により接続がされたランドを含む配線パターン（第２の配線パターン）が設けられている。そして、このはんだ接続部材が、すずとアンチモンとを含有する、溶融温度が２４０℃以上でかつ２６６℃以下のはんだ接続部材となっている。
【０００９】
よって、このはんだ接続部材は、２次実装で一般的に使われるはんだである例えばＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕを良好にリフローさせるための温度（最大例えば２３５℃）では溶融しない。したがって、この部品内蔵配線板上に別の部品を実装するときや、この部品内蔵配線板自体を別の大きな配線板（例えばマザーボード）に実装するときにおいて、内部のはんだの再溶融による接続不良や短絡の発生を効果的に防止することでき、これにより内蔵部品の接続信頼性を向上することができる。
【００１０】
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、ダミー板上に、はんだ接続するための表面実装用ランドを含む配線パターンを形成する工程と、前記ダミー板の前記ランド上にＳｎ−１０Ｓｂのはんだ成分を含有のペースト状はんだ組成物を付着させる工程と、前記ペースト状はんだ組成物を介した前記ランド上に、表面実装用端子を有する電気／電子部品の前記表面実装用端子が位置するように、前記ダミー板上に前記電気／電子部品をマウントする工程と、前記ペースト状はんだ組成物をリフローさせ前記電気／電子部品を前記ランド上に固定する工程と、前記ランド上の前記電気／電子部品の表面に密着して該電気／電子部品を埋め込むように、前記ダミー板上に板状絶縁層を積層する工程と、前記板状絶縁層の側に前記配線パターンが残存するように、前記ダミー板、前記配線パターン、および前記板状絶縁層を有する積層物から前記ダミー板を取り去る工程とを具備することを特徴とする。
【００１１】
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。この方法で使用されるＳｎ−１０Ｓｂのはんだ成分は、溶融温度として、固相線で２４５℃、液相線で２６６℃であり、これを良好にリフローさせる場合、配線板の絶縁層材料として一般的なエポキシ系の樹脂が使用されていると、樹脂の耐熱性が不足する可能性が高い。よって、この製造方法では、はんだをリフローさせるとき、ダミー板上に配線パターンが形成され、その配線パターンのランド上にペースト状はんだ組成物を介して電気／電子部品がマウント（載置）された状態（板状絶縁層が介在しない状態）で、そのリフローが行われるようにしている。
【００１２】
また、本発明のさらに別の態様である部品内蔵配線板は、金属箔上に、はんだ接続するための表面実装用ランドとなるべき領域を位置設定する工程と、前記金属箔の前記領域上にＳｎ−１０Ｓｂのはんだ成分を含有のペースト状はんだ組成物を付着させる工程と、前記金属箔上の、前記ペースト状はんだ組成物を介した前記領域上に、表面実装用端子を有する電気／電子部品の前記表面実装用端子が位置するように、前記金属箔上に前記電気／電子部品をマウントする工程と、前記ペースト状はんだ組成物をリフローさせ前記電気／電子部品を前記金属箔上に固定する工程と、前記金属箔上の前記電気／電子部品の表面に密着して該電気／電子部品を埋め込むように、前記金属箔上に板状絶縁層を積層する工程と、前記板状絶縁層上の前記金属箔を、前記ランドとなるべき前記領域が導電パターンとして少なくとも残るようにパターニングする工程とを具備することを特徴とする。
【００１３】
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別のひとつの方法である。この方法で使用されるＳｎ−１０Ｓｂのはんだ成分は、上記のように、溶融温度として、固相線で２４５℃、液相線で２６６℃であり、これを良好にリフローさせる場合、配線板の絶縁層材料として一般的なエポキシ系の樹脂が使用されていると、樹脂の耐熱性が不足する可能性が高い。よって、この製造方法では、はんだをリフローさせるとき、金属箔上の所定領域上にペースト状はんだ組成物を介して電気／電子部品がマウントされている状態（板状絶縁層が介在しない状態）で、リフローが行われるようにしている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、絶縁板中に部品が埋設で実装された部品内蔵配線板およびその製造方法において、内蔵部品の接続信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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２】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３】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４】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。
【図５】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。
【図６】図５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７】図５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８】図５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。
【図９】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。
【図１０】図９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。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施態様として、前記はんだ接続部材が、Ｓｎ−５．０Ｓｂ、またはＳｎ−１０Ｓｂのはんだ接続部材である、とすることができる。Ｓｎ−５．０Ｓｂは、溶融温度として、固相線で２４０℃、液相線で２４３℃であり、一般的に使われるはんだである例えばＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕを良好にリフローさせるための温度（最大例えば２３５℃）では溶融しない。また、Ｓｎ−１０Ｓｂは、溶融温度として、固相線で２４５℃、液相線で２６６℃であり、やはり同じ性質を有している。
【００１７】
また、実施態様として、前記第２の配線パターンが、前記板状絶縁層に接する面と対向する面上には多層化配線構造のない最外配線層のパターンである、とすることができる。これによれば、配線層数の増加が限られるが、より薄型の部品内蔵配線板を提供できる。
【００１８】
また、実施態様として、前記板状絶縁層との間に前記第２の配線パターンを挟むように、前記第２の配線パターン上に積層位置する第２の板状絶縁層と、前記第２の板状絶縁層の、前記第２の配線パターンが位置する側とは反対の側の面上に設けられた第３の配線パターンとをさらに具備する、とすることができる。これによれば、半導体素子部品が実装されている第２の配線パターンは内層配線層のパターンとなる。そして、第２の板状絶縁層の面上に第３の配線パターンが設けられることにより、配線パターンの形成密度を増加させ、パターン設計の自由度が高い部品内蔵配線板とすることができる。
【００１９】
また、実施態様として、前記第２の配線パターンが、前記板状絶縁層の厚み方向に落ち込まずに該板状絶縁層上に設けられている、とすることができる。これは、配線パターン化される前の金属箔を用いて部品実装を行い、その後の積層プロセスを経て金属箔のパターニングがなされ得られる特有の構造である。配線パターン化される前の金属箔を用いて部品実装を行うことで、製造全体として、より簡易なプロセスで済む。
【００２０】
また、実施態様として、前記第２の配線パターンが、前記板状絶縁層の厚み方向に落ち込んで該板状絶縁層上に設けられている、とすることができる。これは、第２の板状絶縁層上（またはダミー板上）に設けられた配線パターンを用いて部品実装を行い、その後の製造プロセスを経て得られる特有の構造である。第２の板状絶縁層上（またはダミー板上）に設けられた配線パターンを用いて部品実装を行うことで、部品実装は配線板における通常の部品マウントプロセスで済む。
【００２１】
また、実施態様として、前記第３の配線パターンと電気導通して該第３の配線パターンから前記第２の板状絶縁層を貫通して、前記第２の配線パターンに電気導通するように延設された、層間接続体たるビアホール内めっきビアをさらに具備する、とすることができる。このビアホール内めっきビアは、第２の板状絶縁層を貫通して設けられるべき層間接続体のひとつの態様である。同じ機能としてほかに、導電性組成物印刷による導電性バンプを由来とする層間接続体を採用することもできる。
【００２２】
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（板状絶縁層）１１、同１２、同１３、同１４、同１５、配線層（配線パターン、導電パターン）２１、同２２、同２３、同２４、同２５、同２６、層間接続体３１、同３２、同３４、同３５、スルーホール導電体３３、半導体素子部品（ウエハレベル・チップスケールパッケージによる電気／電子部品）４１、チップ抵抗４２（表面実装型受動素子部品である電気／電子部品）、はんだ接続部材５１、５２、はんだレジスト６１、６２を有する。
【００２３】
この部品内蔵配線板は、内蔵、埋設の部品として、半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２を有している。半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２には、それぞれ表面実装技術が適用されている。すなわち、半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２の端子４１ａ、４２ａは、はんだ接続部材５１、５２を介して、配線層２２が含むランドに電気的、機械的にそれぞれ接続されている。ここで、はんだ接続部材５１、５２が、すずとアンチモンとを含有する、溶融温度が２４０℃以上でかつ２６６℃以下のはんだ接続部材である点が特徴になっている。
【００２４】
これにより、はんだ接続部材５１、５２は、２次実装で一般的に使われるはんだである例えばＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ（溶融温度２１７℃から２２１℃）を良好にリフローさせるための温度（最大例えば２３５℃）では溶融しない。したがって、この部品内蔵配線板上に別の部品を実装するときや、この部品内蔵配線板自体を別の大きな配線板（例えばマザーボード）に実装するときにおいて、はんだ接続部材５１、５２の再溶融による接続不良や短絡の発生を効果的に防止することでき、これにより内蔵部品である半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２の接続信頼性を向上することができる。
【００２５】
すずとアンチモンとを含有する、溶融温度が２４０℃以上でかつ２６６℃以下のはんだとしては、例えば、千住金属工業（株）が供給するＭ１０またはＭ１４の品番のはんだ（状態としてクリームはんだ）を利用することができる。品番Ｍ１０は、Ｓｎ−５．０Ｓｂの合金組成であり、同社カタログによれば、溶融温度は、固相線で２４０℃、液相線で２４３℃である。品番Ｍ１４は、Ｓｎ−１０Ｓｂの合金組成であり、同社カタログによれば、溶融温度は、固相線で２４５℃、液相線で２６６℃である。
【００２６】
後者のはんだＭ１４は、これを良好にリフローさせるには、その温度として少なくとも２７０℃以上（例えばピーク温度２８５℃）であることが好ましく、その点で、配線板の絶縁層材料として一般的なエポキシ系の樹脂が使用される場合、樹脂の耐熱性が不足する可能性が高い。この耐熱性不足を回避するためになされる製造上の工夫については後述する。
【００２７】
以下では、図１に示した部品内蔵配線板について、はんだ接続部材５１、５２以外の構造等について補足する。
【００２８】
半導体素子部品４１は、ウエハレベル・チップスケールパッケージによる部品であり、半導体チップと、この半導体チップ上に形成されたグリッド状配列の表面実装用端子４１ａとを少なくとも備えている。表面実装用端子４１ａは、半導体チップがもともと有する端子パッドから再配線層を介して電気的に導通しつつその位置を再配置して設けられた端子である。このような再配置により、端子としての配置密度が半導体チップ上の端子パッドのそれより粗くなっていて、これにより、半導体素子部品４１は、表面実装技術により、配線層２２が含むランドにはんだ接続部材５１を介して実装することができる。
【００２９】
チップ抵抗４２は、表面実装型の受動素子部品（抵抗器）であり、その平面的な大きさは例えば０．６ｍｍ×０．３ｍｍである。両端に端子４２ａを有し、その下側が配線層２２が含むランドに対向位置している。チップ抵抗４２の端子４２ａとランドとははんだ接続部材５２により電気的、機械的に接続されている。チップ抵抗４２は、これに代えてチップキャパシタやチップインダクタであっても同様に内蔵、埋設され得る。
【００３０】
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（例えばＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕのはんだ）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。
【００３１】
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。
【００３２】
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部品４１およびチップ抵抗４２に相当する位置部分が開口部となっており、半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２を埋設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部品４１およびチップ抵抗４２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。
【００３３】
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を貫通する層間接続体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。
【００３４】
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。
【００３５】
次に、図１に示した部品内蔵配線板の製造工程を図２ないし図４を参照して説明する。図２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。
【００３６】
図２から説明する。図２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２（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。この導電性組成物は、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。
【００３７】
次に、図２（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している。）。続いて、図２（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。
【００３８】
次に、図２（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、実装用ランドを含む配線パターン２２に加工する。そして、加工により得られた実装用ランド上に、図２（ｅ）に示すように、ペースト状はんだ組成物（クリームはんだ）５１Ａ、５２Ａを例えばスクリーン印刷で適用、付着させる。スクリーン印刷によれば容易に効率的に所定パターンに印刷できる。図示するような大きさの異なるペースト状はんだ組成物５１Ａ、５２Ａの付着も、例えば、スクリーン板のピット径を変えることで容易に実現する。なおスクリーン印刷に代えてディスペンサで適用することもできる。
【００３９】
クリームはんだ５１Ａ、５２Ａは、すでに述べたように、ここでは例えば、千住金属工業（株）が供給するＭ１０の品番のはんだ組成物を用いる。すなわち、ペースト状はんだ組成物５１Ａ、５２Ａは、フラックス中にＳｎ−５．０Ｓｂの組成のはんだの微細粒を分散させたものである。なお、同社のＭ１４を使用するときには、これを良好にリフローさせることを考慮してリフロー温度を設定すると、絶縁層１１が一般的なエポキシ系の樹脂の場合、その耐熱性が不足する可能性が高い。この製造方法においては、Ｍ１０の品番のはんだ組成物の使用が向いている。
【００４０】
ペースト状はんだ組成物５１Ａ、５２Ａの印刷のあと、半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２をペースト状はんだ組成物５１Ａ、５２Ａを介して配線層２２の実装用ランド上に例えばマウンタで載置し、さらにその後ペースト状はんだ組成物５１Ａ、５２Ａを例えばリフロー炉でリフローさせる。リフロー温度は、例えば最大で２６０℃とする。この温度であれば、絶縁層１１の耐熱性の範囲である。以上により、図２（ｆ）に示すように、はんだ接続部材５１、５２を介して半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２が配線層２２の実装用ランド上に接続された状態の積層部材１が得られる。この積層部材１を用いる後の工程については図４で述べる。
【００４１】
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８３をあけ、かつ内蔵する半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２に相当する部分に部品用開口部８１、８２を形成する。
【００４２】
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８３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８１、８２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８１、８２の内壁に形成された導電体も除去される。
【００４３】
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部品４１およびチップ抵抗４２に相当する部分の開口部をあらかじめ設けておく。
【００４４】
図３（ｅ）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。以上により得られた積層部材を積層部材２とする。
【００４５】
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８３のみ形成し内蔵部品用の開口部８１、８２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。
【００４６】
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。同図で、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。
【００４７】
ただし、積層部材３は、部品（半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２）およびこれを接続するための部位（実装用ランド）のない構成であり、さらにプリプレグ１４Ａには半導体素子部品４１用の開口部、チップ抵抗４２用の開口部を設けない。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。
【００４８】
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、半導体素子部品４１およびチップ抵抗４２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。
【００４９】
また、配線層２２は、絶縁層１１の側ではなく絶縁層１２（プリプレグ１２Ａを由来）の厚み方向に落ち込んで位置することになり、配線層２４は、絶縁層１３の側ではなく絶縁層１４（プリプレグ１４Ａを由来）の厚み方向に落ち込んで位置することになる。さらに、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。
【００５０】
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。この実施形態は、半導体素子部品４１、チップ抵抗４２が実装されている配線パターン２２が内層配線層のパターンになる。この配線パターン２２とは別に、板状絶縁層１１の外側の面上に配線パターン２１が設けられるので、部品内蔵にもかかわらず、配線パターンの形成密度を増加させ、パターン設計の自由度の高い部品内蔵配線板とすることができる。
【００５１】
また、板状絶縁層１１上に設けられた配線パターン２２上に部品実装を行い、その後の製造プロセスを経て得られたものであるため、その部品実装においては、はんだ接続部材５１、５２の材質が通常の場合と異なることを除けば、配線板における通常の部品マウントプロセスを用いることができる。すなわち、設備的な負担増加が小さい。
【００５２】
次に、本発明の別の実施形態に係る部品内蔵配線板について図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。
【００５３】
この実施形態は、絶縁層１１、１５を貫通して設けられる層間接続体として、導電性組成物印刷によるバンプを由来の導電体に代えて、ビアホール内めっきビア３１Ｍ、３５Ｍを用いている点が、前述の実施形態（図１）の構成と異なる点である。部品４１、４２が実装されている内層の配線パターン２２は、絶縁層１１の側ではなく絶縁層１２の厚み方向に落ち込んで位置する。同様に、内層の配線パターン２５は、絶縁層１５の側ではなく絶縁層１４の厚み方向に落ち込んで位置する。この関係は、図１に示した実施形態と同じである。
【００５４】
この部品内蔵配線板の製造過程について以下説明する。図６は、図５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。図６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。
【００５５】
この実施形態では、図６に示すような積層工程を行うことにより、絶縁層１２（プリプレグ１２Ａを由来）、絶縁層１３、絶縁層１４（プリプレグ１４Ａを由来）を有する部材をまず、あらかじめ得る。図６中の積層部材１Ａは、例えばステンレス製のダミー板１００上に、配線パターン２２、はんだ接続部材５１、５２、および半導体素子部品４１、チップ抵抗４２が設けられた積層部材である。また、積層部材３Ａは、例えばステンレス製のダミー基板２００上に、配線パターン２５、層間接続体３４、プリプレグ１４Ａが設けられた積層部材である。ダミー板１００、２００は、図６に示す積層がされた後に例えば機械的に剥離して取り払われる。
【００５６】
積層部材１Ａ、３Ａを得る工程について多少補足すると、その配線パターン２２、２５は、ダミー板１００、２００上に当初積層されていた金属箔２２、２５を例えば周知のフォトリソグラフィ工程を用いてエッチングしパターニングすることで得ることができる。または、配線パターン２２、２５は、ダミー板１００、２００上に、パターン化がされたレジストマスクを形成し、レジストマスクの抜けた部分への電解めっき形成でアディティブに得ることもできる（厚さは例えば１５μｍ程度）。ダミー板１００、２００上に配線パターン２２、２５が設けられたあとについては、すでに説明した積層部材１、３（図４中に示した）を得るための同様の工程を適用することができる。
【００５７】
積層部材１Ａを得るための部品実装においては、はんだ接続部材５１、５２として、千住金属工業（株）が供給するＭ１０の品番のはんだを利用することに代えて、より溶融温度の高い同社のＭ１４のはんだを用いることもできる。この部品実装では、はんだをリフローさせるとき、ダミー板１００上に配線パターン２２が形成され、その配線パターン２２が含むランド上にＭ１４のペースト状はんだ組成物を介して部品４１、４２がマウントされた状態になっており、耐熱性不足の恐れがある絶縁層１１が介在しない状態になっているためである。
【００５８】
Ｍ１４を用いる場合、これを良好にリフローさせるには、その温度として少なくとも２７０℃以上（例えばピーク温度２８５℃）であることが好ましい。Ｍ１４を用いた部品内蔵配線板は、Ｍ１４がＭ１０より溶融温度が高いため、この部品内蔵配線板が２次実装時に供されるときに、その溶融する可能性がより低く抑えられる。すなわち、２次実装で用いられる例えばＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕのはんだを良好にリフローさせるための温度（最大例えば２３５℃）との違いが大きい分、２次実装時に余裕が生まれる。
【００５９】
図７は、図５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であり、図６に示した積層工程に続いて行われるさらなる積層工程を示している。図７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。
【００６０】
図７中の中間の積層部材２Ｃは、図６に示した積層工程により得られた部材である。図示するように、積層部材２Ｃは、図６に示した積層工程に依拠して、配線層２２が絶縁層１２の厚み方向に落ち込んで位置し、配線層２５は、絶縁層１４の厚み方向に落ち込んで位置する。図７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１１Ａ、１５Ａが完全に硬化し全体が積層、一体化する。
【００６１】
次に、図８は、図５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であり、図７に示した積層工程に続いて行われるビアホールの形成工程を示している。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。
【００６２】
ビアホールを形成するには、まず、図８に示すように、金属箔２１Ａ、２６Ａの露出面の側から、それぞれ、その必要な位置にビアホール３１ｈ、３５ｈを例えばレーザ加工で形成する。ビアホール３１ｈは、配線層２１となる金属箔２１Ａと配線層２２との層間接続が必要な位置に、金属箔２１Ａ、絶縁層１１を連通、貫通して配線層２２に達するように設ける。同様に、ビアホール３５ｈは、配線層２６となる金属箔２６Ａと配線層２５との層間接続が必要な位置に、金属箔２６Ａ、絶縁層１５を連通、貫通して配線層２５に達するように設ける。
【００６３】
ビアホール３１ｈ、３５ｈの形成は、レーザ加工で金属箔２１Ａおよび絶縁層１１（金属箔２６Ａおよび絶縁層１５）を連続して順次消失させるように穴加工する方法のほかに、まず、金属箔２１Ａ（２６Ａ）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箔２１Ａ（２６Ａ）をマスクにその後絶縁層１１（１５）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。金属箔２１Ａ（２６Ａ）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箔２１Ａ（２６Ａ）上に形成しておく。前者の方法は、効率的に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。
【００６４】
図８に示すようにビアホール３１ｈ、３５ｈの形成後、無電解めっきおよび電解めっきの工程を行い、金属箔２１Ａ（２６Ａ）と電気導通してこの金属箔２１Ａ（２６Ａ）から配線層２２（２５）に電気導通するように、ビアホール内めっきビア３１Ｍ（３５Ｍ）を形成する。めっき３１Ｍ、３５Ｍは、少なくともビアホール３１ｈ、３５ｈの内壁上に形成されることが必要であるが、ビアホール３１ｈ、３５ｈ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、金属箔２１Ａ（２６Ａ）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。
【００６５】
以上説明の工程の後、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５に示したような部品内蔵配線板を得ることができる。
【００６６】
この実施形態の変形例としては、その製造途上に得られる積層部材２Ｃ（図７参照）自体を、より薄型の部品内蔵配線板として供することができる（ただし製品とするためはんだレジストの層を両面に形成する）。このような変形例では、配線パターン２２は、その板状絶縁層１２に接する側の面と対向する面上には多層化配線構造のない最外配線層のパターンになる。これによれば、配線層数が限られるが、より薄型の部品内蔵配線板になる。
【００６７】
図５に示した構成の部品内蔵配線板をＭ１４のはんだを用いて製造しその信頼性を試験した結果について説明する。試験方法として、得られた部品内蔵配線板に３０℃、７０％ＲＨで１９２時間吸湿させ、その後２次実装に擬して２３５℃のリフローを５回行った。結果として、このように複数回のリフローを行っても、配線板内部の部品４１、４２の接続不良や短絡の発生は特になかった。
【００６８】
次に、本発明のさらに別の実施形態に係る部品内蔵配線板について図９を参照して説明する。図９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。
【００６９】
この実施形態は、上述の各実施形態とは異なり、部品４１、４２が実装されている内層の配線パターン２２は、絶縁層１２の側ではなく絶縁層１１の厚み方向に落ち込んで位置する。また、内層の配線パターン２５は、絶縁層１４の側ではなく絶縁層１５の厚み方向に落ち込んで位置する。
【００７０】
この構成上の違いが生じる理由の説明を兼ねて、この部品内蔵配線板の製造過程について以下説明する。図１０は、図９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。図１０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。
【００７１】
この積層工程は、すでに説明した図４における積層工程と類似する点があるが異なる点もある。類似する点として、中ほどの積層部材２については同じ構成のものを使用する。下側の積層部材１Ｂについては、図４中に示した積層部材１とは異なり、絶縁層１１、層間接続体３１、金属箔２１Ａのない構成であり、さらに、パターン化がされている配線層２２に代えてパターン化されていない金属箔２２Ａの状態のものが使用される。
【００７２】
上側の積層部材３Ｂについても、図４中に示した積層部材３とは異なり、絶縁層１５、層間接続体３５、金属箔２６Ａのない構成であり、さらに、パターン化がされている配線層２５に代えてパターン化されていない金属箔２５Ａの状態のものが使用される。この積層部材３Ｂの形成については、すでに説明した図２（ｂ）を参照できる。
【００７３】
積層部材１Ｂは、金属箔２２Ａ上に部品４１、４２を実装している点で、図４中に示した積層部材１とは異なる。このため、部品４１、４２の実装は、金属箔２２Ａ上の部品実装用ランドとなるべき領域への実装になる。このような状態での実装であることを考慮して、金属箔２２Ａ上においては、リフロー状態のはんだ接続部材５１、５２が、ランドとなるべき領域内に留まりその広がりが制御され得るようにあらかじめ対処しておくことが好ましい。
【００７４】
そのための対処のひとつとして、金属箔２２Ａ上のランドとなるべき領域に、あらかじめニッケルめっき層（不図示）、およびその上に金めっき層（不図示）を形成しておく方法を採用し得る。金が溶融はんだとの濡れ性が比較的良好であることを利用してその範囲に溶融はんだを留めようとするものである。金めっき層は、リフロー後、はんだ接続部材５１、５２が含むすずの中に取り込まれ消失する。
【００７５】
または、上記のめっき層を設ける方法に代えて、金属箔２２Ａ上に、溶融はんだを堰き止めるための樹脂パターン（不図示）を形成しておく方法を採用することもできる。このような樹脂パターンは、はんだ接続部材５１、５２の溶融時の広がりを制限するように、金属箔２２Ａ上に、ランドとなるべき領域に対応してそれを囲う例えば枠状に形成される。樹脂パターンの材質としては、例えばはんだレジストと同様の材質のものを使用できる。
【００７６】
なお、積層部材１Ｂを得るための部品実装においては、図６中に示した積層部材１Ａを得るための部品実装と同様に、はんだ接続部材５１、５２として、千住金属工業（株）が供給する、より溶融温度の高いＭ１４のはんだを用いることができる。この部品実装では、はんだをリフローさせるとき、金属箔２２Ａ上にＭ１４のペースト状はんだ組成物を介して部品４１、４２がマウントされた状態になっており、耐熱性不足の恐れがある絶縁層１１がやはり介在しない状態になっているためである。
【００７７】
図１０に示す積層工程の後、得られた積層体における上下両面の金属箔２５Ａ、２２Ａは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される。これにより得られた積層部材は、次の段階の積層工程として、図７に示した積層工程における積層部材２Ｃに代えて用いられる。したがって、その後については図７を参照することができる。これにより得られる構造においては、以上説明の製造工程に依拠して、図９に示したように、配線層２２が絶縁層１２の側ではなく絶縁層１１の厚み方向に落ち込んで位置し、配線層２５は、絶縁層１４の側ではなく絶縁層１５の厚み方向に落ち込んで位置することになる。
【００７８】
この実施形態の変形例としては、やはり、その製造途上に得られる、図１０に示した積層工程およびその後の配線層のパターニング形成による構造のもの自体を、より薄型の部品内蔵配線板として供することができる（ただし製品とするためはんだレジストの層を両面に形成する）。この実施形態は、このようは変形例の場合を含め、配線パターン化される前の金属箔を用いて部品実装を行うことで、製造全体として、より簡易なプロセスで済む利点がある。
【００７９】
図９に示した構成の部品内蔵配線板をＭ１４のはんだを用いて製造しその信頼性を試験した結果については以下である。試験方法として、図５に示した実施形態の場合と同様に、得られた部品内蔵配線板に３０℃、７０％ＲＨで１９２時間吸湿させ、その後２次実装に擬して２３５℃のリフローを５回行った。結果として、このように複数回のリフローを行っても、配線板内部の部品４１、４２の接続不良や短絡の発生は特になかった。
【符号の説明】
【００８０】
１，１Ａ，１Ｂ…積層部材、２，２Ｃ…積層部材、３，３Ａ，３Ｂ…積層部材、１１…絶縁層（板状絶縁層）、１１Ａ…プリプレグ、１２…絶縁層（板状絶縁層）、１２Ａ…プリプレグ、１３…絶縁層（板状絶縁層）、１４…絶縁層（板状絶縁層）、１４Ａ…プリプレグ、１５…絶縁層（板状絶縁層）、１５Ａ…プリプレグ、２１…配線層（配線パターン）、２１Ａ…金属箔（銅箔）、２２…配線層（配線パターン）、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（配線パターン）、２５Ａ…金属箔（銅箔）、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）、３１ｈ…ビアホール、３１Ｍ…ビアホール内めっきビア、３３…スルーホール導電体、３５Ｍ…ビアホール内めっきビア、３５ｈ…ビアホール、４１…半導体素子部品（ウエハレベル・チップスケールパッケージによる電気／電子部品）、４１ａ…表面実装用端子、４２…チップ抵抗（電気／電子部品）、４２ａ…端子、５１，５２…はんだ接続部材、５１Ａ，５２Ａ…ペースト状はんだ組成物、６１，６２…はんだレジスト、８１，８２…部品用開口部、８３…貫通孔、１００，２００…ダミー板（ステンレス板）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子を有する電気／電子部品と、
前記電気／電子部品の表面の少なくとも一部に密着して該電気／電子部品の少なくとも一部分を埋め込んだ板状絶縁層と、
前記板状絶縁層の上面上に設けられた第１の配線パターンと、
前記板状絶縁層の前記上面に対向する下面上に設けられた、前記電気／電子部品の実装用のランドを含む第２の配線パターンと、
前記電気／電子部品の前記端子と前記第２の配線パターンの前記ランドとを電気的、機械的に接続するはんだ接続部材と、を具備し、
前記はんだ接続部材が、すずとアンチモンとを含有する、溶融温度が２４０℃以上でかつ２６６℃以下のはんだ接続部材であること
を特徴とする部品内蔵配線板。
【請求項２】
前記はんだ接続部材が、Ｓｎ−５．０Ｓｂ、またはＳｎ−１０Ｓｂのはんだ接続部材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。
【請求項３】
前記第２の配線パターンが、前記板状絶縁層に接する面と対向する面上には多層化配線構造のない最外配線層のパターン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。
【請求項４】
前記板状絶縁層との間に前記第２の配線パターンを挟むように、前記第２の配線パターン上に積層位置する第２の板状絶縁層と、
前記第２の板状絶縁層の、前記第２の配線パターンが位置する側とは反対の側の面上に設けられた第３の配線パターンと
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
【請求項５】
前記第２の配線パターンが、前記板状絶縁層の厚み方向に落ち込まずに該板状絶縁層上に設けられていることを特徴とする請求項３または４記載の部品内蔵配線板。
【請求項６】
前記第２の配線パターンが、前記板状絶縁層の厚み方向に落ち込んで該板状絶縁層上に設けられていることを特徴とする請求項３または４記載の部品内蔵配線板。
【請求項７】
前記第３の配線パターンと電気導通して該第３の配線パターンから前記第２の板状絶縁層を貫通して、前記第２の配線パターンに電気導通するように延設された、層間接続体たるビアホール内めっきビアをさらに具備することを特徴とする請求項４記載の部品内蔵配線板。
【請求項８】
ダミー板上に、はんだ接続するための表面実装用ランドを含む配線パターンを形成する工程と、
前記ダミー板の前記ランド上にＳｎ−１０Ｓｂのはんだ成分を含有のペースト状はんだ組成物を付着させる工程と、
前記ペースト状はんだ組成物を介した前記ランド上に、表面実装用端子を有する電気／電子部品の前記表面実装用端子が位置するように、前記ダミー板上に前記電気／電子部品をマウントする工程と、
前記ペースト状はんだ組成物をリフローさせ前記電気／電子部品を前記ランド上に固定する工程と、
前記ランド上の前記電気／電子部品の表面に密着して該電気／電子部品を埋め込むように、前記ダミー板上に板状絶縁層を積層する工程と、
前記板状絶縁層の側に前記配線パターンが残存するように、前記ダミー板、前記配線パターン、および前記板状絶縁層を有する積層物から前記ダミー板を取り去る工程と
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。
【請求項９】
金属箔上に、はんだ接続するための表面実装用ランドとなるべき領域を位置設定する工程と、
前記金属箔の前記領域上にＳｎ−１０Ｓｂのはんだ成分を含有のペースト状はんだ組成物を付着させる工程と、
前記金属箔上の、前記ペースト状はんだ組成物を介した前記領域上に、表面実装用端子を有する電気／電子部品の前記表面実装用端子が位置するように、前記金属箔上に前記電気／電子部品をマウントする工程と、
前記ペースト状はんだ組成物をリフローさせ前記電気／電子部品を前記金属箔上に固定する工程と、
前記金属箔上の前記電気／電子部品の表面に密着して該電気／電子部品を埋め込むように、前記金属箔上に板状絶縁層を積層する工程と、
前記板状絶縁層上の前記金属箔を、前記ランドとなるべき前記領域が導電パターンとして少なくとも残るようにパターニングする工程と
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。
【請求項１】
端子を有する電気／電子部品と、
前記電気／電子部品の表面の少なくとも一部に密着して該電気／電子部品の少なくとも一部分を埋め込んだ板状絶縁層と、
前記板状絶縁層の上面上に設けられた第１の配線パターンと、
前記板状絶縁層の前記上面に対向する下面上に設けられた、前記電気／電子部品の実装用のランドを含む第２の配線パターンと、
前記電気／電子部品の前記端子と前記第２の配線パターンの前記ランドとを電気的、機械的に接続するはんだ接続部材と、を具備し、
前記はんだ接続部材が、すずとアンチモンとを含有する、溶融温度が２４０℃以上でかつ２６６℃以下のはんだ接続部材であること
を特徴とする部品内蔵配線板。
【請求項２】
前記はんだ接続部材が、Ｓｎ−５．０Ｓｂ、またはＳｎ−１０Ｓｂのはんだ接続部材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。
【請求項３】
前記第２の配線パターンが、前記板状絶縁層に接する面と対向する面上には多層化配線構造のない最外配線層のパターン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。
【請求項４】
前記板状絶縁層との間に前記第２の配線パターンを挟むように、前記第２の配線パターン上に積層位置する第２の板状絶縁層と、
前記第２の板状絶縁層の、前記第２の配線パターンが位置する側とは反対の側の面上に設けられた第３の配線パターンと
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の部品内蔵配線板。
【請求項５】
前記第２の配線パターンが、前記板状絶縁層の厚み方向に落ち込まずに該板状絶縁層上に設けられていることを特徴とする請求項３または４記載の部品内蔵配線板。
【請求項６】
前記第２の配線パターンが、前記板状絶縁層の厚み方向に落ち込んで該板状絶縁層上に設けられていることを特徴とする請求項３または４記載の部品内蔵配線板。
【請求項７】
前記第３の配線パターンと電気導通して該第３の配線パターンから前記第２の板状絶縁層を貫通して、前記第２の配線パターンに電気導通するように延設された、層間接続体たるビアホール内めっきビアをさらに具備することを特徴とする請求項４記載の部品内蔵配線板。
【請求項８】
ダミー板上に、はんだ接続するための表面実装用ランドを含む配線パターンを形成する工程と、
前記ダミー板の前記ランド上にＳｎ−１０Ｓｂのはんだ成分を含有のペースト状はんだ組成物を付着させる工程と、
前記ペースト状はんだ組成物を介した前記ランド上に、表面実装用端子を有する電気／電子部品の前記表面実装用端子が位置するように、前記ダミー板上に前記電気／電子部品をマウントする工程と、
前記ペースト状はんだ組成物をリフローさせ前記電気／電子部品を前記ランド上に固定する工程と、
前記ランド上の前記電気／電子部品の表面に密着して該電気／電子部品を埋め込むように、前記ダミー板上に板状絶縁層を積層する工程と、
前記板状絶縁層の側に前記配線パターンが残存するように、前記ダミー板、前記配線パターン、および前記板状絶縁層を有する積層物から前記ダミー板を取り去る工程と
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。
【請求項９】
金属箔上に、はんだ接続するための表面実装用ランドとなるべき領域を位置設定する工程と、
前記金属箔の前記領域上にＳｎ−１０Ｓｂのはんだ成分を含有のペースト状はんだ組成物を付着させる工程と、
前記金属箔上の、前記ペースト状はんだ組成物を介した前記領域上に、表面実装用端子を有する電気／電子部品の前記表面実装用端子が位置するように、前記金属箔上に前記電気／電子部品をマウントする工程と、
前記ペースト状はんだ組成物をリフローさせ前記電気／電子部品を前記金属箔上に固定する工程と、
前記金属箔上の前記電気／電子部品の表面に密着して該電気／電子部品を埋め込むように、前記金属箔上に板状絶縁層を積層する工程と、
前記板状絶縁層上の前記金属箔を、前記ランドとなるべき前記領域が導電パターンとして少なくとも残るようにパターニングする工程と
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２４９４５７（Ｐ２０１１−２４９４５７Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１９３３０（Ｐ２０１０−１１９３３０）
【出願日】平成２２年５月２５日（２０１０．５．２５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２５日（２０１０．５．２５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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