COMPONENT BUILT-IN SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME

　本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
　図１は、本実施形態に係る部品内蔵基板１０を示す断面図である。図２は、部品内蔵基板１０の枠状部７および開口部６を示す平面図である。以下、図１における上下位置に基づいて各構成の位置関係を説明することがある。

　図１に示すように、部品内蔵基板１０は、例えば電子部品２を内蔵した積層プリント配線板である。電子部品２を内蔵した両面配線板２Ａの一方および他方の面に、それぞれ片面配線板である配線板１Ａ、３Ａが積層されている。
　配線板１Ａ～３Ａは、例えばポリイミドなどからなる絶縁樹脂層３と、絶縁樹脂層３の一方または両方の面に形成され、銅などの導電体からなる導電層４とを備え、接着層５を介して互いに接着され、層間導通部１によって互いに電気的に接続されている。

　上層配線板１Ａ（第３の基板）では、絶縁樹脂層３（３ａ）（第３絶縁層）の第一面３ａ１（図１における上面）に導電層４（４ａ１）（第３導電層）が形成されている。絶縁樹脂層３（３ａ）には、絶縁樹脂層３を貫通して導電層４（４ａ１）に接続され第二面３ａ２（図１における下面）から突出する、層間導通部１（１ａ１）が形成されている。図１の例では、複数の層間導通部１（１ａ１）が形成されているが、少なくとも１つの層間導通部が形成されていればよい。
　層間導通部１（１ａ１）の下端は、両面配線板２Ａの第一面（上面）に形成された導電層４（４ｂ１）に達し、これによって、上層配線板１Ａの導電層４（４ａ１）と両面配線板２Ａの導電層４（４ｂ１）とが接続されている。
　上層配線板１Ａとしては、例えばポリイミドなどからなる絶縁樹脂層３と、絶縁樹脂層３の一方の面に設けられ、銅などの導電体からなる導電層４とを有する片面銅張積層板（ＣＣＬ）を使用できる。

　両面配線板２Ａ（第２の基板）では、絶縁樹脂層３（３ｂ）（第２絶縁層）の第一面３ｂ１（上面）に導電層４（４ｂ１）（第２導電層）が形成され、第二面３ｂ２（下面）に導電層４（４ｂ２）（第２導電層）が形成されている。
　絶縁樹脂層３（３ｂ）には、電子部品２を内蔵する位置に開口部６が形成されている。

　図１および図２に示すように、絶縁樹脂層３（３ｂ）の第一面３ｂ１（上面）に形成された導電層４（４ｂ１）は、平面視において枠状の枠状部７ｂ１（第一面の枠状部）を有する。
　枠状部７ｂ１は導電層４（４ｂ１）の一部であり、例えば銅などの導電体から形成される。導電層４（４ｂ１）の他の部分は導電回路１２（配線層）を構成する。
　枠状部７ｂ１の外形（平面視における形状）は特に限定されず、例えば矩形（正方形、長方形）、円形、不定形などであってよい。図示例の枠状部７ｂ１の外形は矩形（正方形）である。

　平面視における枠状部７ｂ１の内側領域８ｂ１の形状（枠状部７ｂ１の内周縁７ｂ１ａがなす形状）は、電子部品２の形状に応じて決定され、例えば矩形（正方形、長方形）、円形、不定形などであってよい。図示例の内側領域８ｂ１は矩形（正方形）である。枠状部７ｂ１は、たとえば、一定の幅を有する矩形の枠とすることができる。

　絶縁樹脂層３（３ｂ）では、枠状部７ｂ１の内側領域８ｂ１に、平面視において内側領域８ｂ１と同じ形状を有する開口部６が形成されている。開口部６は、内側領域８ｂ１全域において絶縁樹脂層３（３ｂ）をその厚さ方向に貫通するように形成されている。

　絶縁樹脂層３（３ｂ）の第二面３ｂ２（下面）に形成された導電層４（４ｂ２）は、平面視において枠状の枠状部７ｂ２（第二面の枠状部）を有する。
　枠状部７ｂ２は導電層４（４ｂ２）の一部であり、例えば銅などの導電体から形成される。導電層４（４ｂ２）の他の部分は導電回路１２（配線層）を構成する。
　枠状部７ｂ２の外形（平面視における形状）は特に限定されず、例えば矩形（正方形、長方形等）、円形、不定形などであってよい。図示例の枠状部７ｂ２の外形は矩形（正方形）である。平面視における枠状部７ｂ２の内側領域８ｂ２の形状（枠状部７ｂ２の内周縁７ｂ２ａがなす形状）は、例えば矩形（正方形、長方形）、円形、不定形などであってよい。図示例の内側領域８ｂ２は矩形（正方形）である。枠状部７ｂ２は、たとえば、一定の幅を有する矩形の枠とすることができる。

　図２に示すように、絶縁樹脂層３（３ｂ）の第二面３ｂ２（図１における下面）に形成された枠状部７ｂ２の内側領域８ｂ２の面積は、第一面３ｂ１（図１の上面）に形成された枠状部７ｂ１の内側領域８ｂ１の面積よりも大きく、かつ平面視において内側領域８ｂ２が内側領域８ｂ１を包含することが望ましい。
　枠状部７ｂ２の内周縁７ｂ２ａは、平面視において、全周にわたって枠状部７ｂ１の内周縁７ｂ１ａよりも外方に位置していることが好ましい。内周縁７ｂ２ａは、全周にわたって内周縁７ｂ１ａに対して一定の間隔をおいて外方に位置していることが望ましい。
　図示例では、内周縁７ｂ２ａの４つの辺は、それぞれ対応する内周縁７ｂ１ａの辺よりも例えば２０～５０μｍ外方に位置させることができる。内周縁７ｂ２ａの辺の長さは、対応する内周縁７ｂ１ａの辺よりも例えば３０～１５０μｍ長いことが好ましい。
　図２に示す例では、枠状部７ｂ２の内側領域８ｂ２の面積は、枠状部７ｂ１の内側領域８ｂ１の面積よりも大きく、かつ平面視において内側領域８ｂ２が内側領域８ｂ１を包含している。このため、枠状部７ｂ２の平面視における位置が枠状部７ｂ１に対してずれた場合でも開口部６の寸法に影響が及ばない。すなわち、枠状部７ｂ２が開口部６に突出して開口部６における実質的な開口面積が小さくなることを防止できる。このため、開口部６への電子部品２の内蔵および電子部品２と層間導通部との接続を確実に行うことができる。したがって、枠状部７ｂ２の突出により電子部品２の開口部６への収容が不完全となることによる製造歩留まりの低下を確実に防ぐことができる。
　両面配線板２Ａとしては、例えばポリイミドなどからなる絶縁樹脂層３と、絶縁樹脂層３の両面に設けられた導電層４とを有する両面銅張積層板（ＣＣＬ）を使用できる。

　図１に示すように、下層配線板３Ａ（第１の基板）では、絶縁樹脂層３（３ｃ）（第１絶縁層）の第二面３ｃ２（下面）に導電層４（４ｃ１）（第１導電層）が形成されている。絶縁樹脂層３（３ｃ）には、絶縁樹脂層３を貫通して導電層４（４ｃ１）に接続され第一面３ｃ１（上面）から突出する、層間導通部１（１ｃ１、１ｃ２）が形成されている。図１の例では、複数の層間導通部１（１ｃ１、１ｃ２）が形成されているが、少なくとも１つの層間導通部が形成されていればよい。
　図１の例では、一部の層間導通部１（１ｃ１）の上端は、両面配線板２Ａの第二面３ｂ２（下面）の導電層４（４ｂ２）に達し、これによって、両面配線板２Ａの導電層４（４ｂ２）と下層配線板３Ａの導電層４（４ｃ１）とが接続されている。
　その他の層間導通部１（１ｃ２）の上端は、電子部品２の導電層４（４ｄ１）に達し、これによって、電子部品２の導電層４（４ｄ１）と下層配線板３Ａの導電層４（４ｃ２）とが接続されている。

　電子部品２は、抵抗やコンデンサ等の受動部品であってもよいし、ＩＣ、ダイオード、トランジスタ等の能動部品であってもよい。また、電子部品２は、半導体素子を有する半導体（ベア）チップやＷＬＣＳＰであってもよい。
　電子部品２の第二面２ａ２（下面）には導電層４（４ｄ１）が形成されている。
　電子部品２は、両面配線板２Ａの開口部６内に配置されているため、上層配線板１Ａと下層配線板３Ａとの間に配置される。

　接着層５には、プリント配線板の製造分野において公知の各種接着材を使用できる。例えばポリイミド系接着材、エポキシ系接着材などが好適である。
　層間導通部１は、例えばニッケル、銀、銅、錫、ビスマス、インジウム、鉛などの金属粒子を含む導電性ペーストを加熱、硬化させて形成することができる。

　次に、本実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法の一例を具体的に説明する。
　図３に示すように、両面に導電層４Ａが形成された絶縁樹脂層３（３ｂ）を用意する。図４に示すように、レーザ加工等により絶縁樹脂層３に貫通孔９を形成する。
　図５に示すように、貫通孔９の内面に、絶縁樹脂層３の両面に形成された導電層４を互いに接続するための導電層４（４ｂ３）を電解メッキなどにより形成する。
　図６に示すように、導電層４Ａにフォトリソグラフィーによるパターニングを施して導電層４を形成する。形成された導電層４は、枠状部７ｂ１、７ｂ２と導電回路１２とを含む。
　枠状部７ｂ１、７ｂ２は、導電回路１２と同様に導電層４の一部であり、導電回路１２と同時に形成される。このため、導電回路１２に対する開口部６の位置はずれない。このため、電子部品２の実装位置の精度向上が可能となる。

　次いで、図７に示すように、レーザ加工により枠状部７ｂ１の内側領域８ｂ１の絶縁樹脂層３（３ｂ）を除去することにより、内側領域８ｂ１と同形状（平面視における形状）を有する開口部６を形成する。
　以下、この開口部６の形成工程を、図９および図１０を参照して詳しく説明する。
　図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示すように、レーザ光Ｌ１を枠状部７ｂ１の内側領域８ｂ１に照射する。具体的には、レーザ光Ｌ１は少なくとも内側領域８ｂ１の周縁部８ｂ１ａ（図１０（Ａ）参照）及び内側領域８ｂ１に位置する絶縁樹脂層３（３ｂ）に照射される。この例では、レーザ光Ｌ１が、内周縁７ｂ１ａに沿って移動されつつ照射される。なお、レーザ光Ｌ１は内側領域８ｂ１の全域に一度に照射されてもよい。レーザ加工に用いるレーザには、炭酸ガスレーザやエキシマレーザなどを使用できる。

　図９（Ｂ）および図１０（Ａ）に示すように、レーザ光Ｌ１は、少なくとも枠状部７ｂ１の内周縁７ｂ１ａを含む領域にも照射することが好ましい。この例では、レーザ光Ｌ１の一部が内周縁７ｂ１ａを含む枠状部７ｂ１に照射され、その他は内側領域８ｂ１の周縁部８ｂ１ａを含む絶縁樹脂層３（３ｂ）に照射される。
　レーザ光Ｌ１を枠状部７ｂ１の内周縁７ｂ１ａを含む領域にも照射することによって、レーザ光Ｌ１を内側領域８ｂ１の周縁部８ｂ１ａに確実に照射し、内側領域８ｂ１と同じ形状を有する開口部６を確実に形成することができる。
　レーザ光Ｌ１の出力は、絶縁樹脂層３のみが除去され、枠状部７ｂ１が損傷を受けないように調整されることが好ましい。
　レーザ光Ｌ１を内周縁７ｂ１ａに沿って全周にわたって照射することによって、絶縁樹脂層３（３ｂ）に開口部６を形成することができる。

　図９（Ｃ）および図９（Ｄ）に示すように、内周縁７ｂ１ａに沿ってレーザ加工を行うことで切り出された絶縁樹脂層３の切出し部分１３を除去する。
　レーザ光Ｌ１は内側領域８ｂ１の周縁部８ｂ１ａを含む領域の絶縁樹脂層３（３ｂ）に照射されるため、図９（Ｄ）および図１０（Ｂ）に示すように、内側領域８ｂ１と同じ形状の開口部６を精度よく形成することができる。
　開口部６の形成は、個片化した後の絶縁樹脂層３に対して行ってもよいし、個片化される前の絶縁樹脂層３に対して行ってもよい（図１４および図１５を参照）。

　図８に示すように、上層配線板１Ａ、両面配線板２Ａ、下層配線板３Ａおよび電子部品２を互いに位置合わせして配置し、配線板１Ａ～３Ａおよび電子部品２を一括積層法により積層することによって、図１に示す部品内蔵基板１０が得られる。図８の例では、電子部品２の導電層４（４ｄ１）が下層配線板３Ａに対向するように電子部品２が両面配線板２Ａの開口部６に導入され、導電層４（４ｄ１）が下層配線板３Ａの層間導通部１（１ｃ２）に接続される。
　配線板１Ａ～３Ａおよび電子部品２を積層する際に、両面配線板２Ａにはその厚さ方向において大きな力が加えられる。しかしながら、枠状部７ｂ１、７ｂ２が補強部材として機能するため、接着層５の流動の影響による絶縁樹脂層３（３ｂ）の曲げ変形が生じることはなく、部品内蔵基板１０の平坦性を確保できる。

　部品内蔵基板１０では、開口部６が、導電層４（４ｂ１）の枠状部７ｂ１の内側領域８ｂ１に形成されているので、導電層４（４ｂ１，導電回路１２）に対する開口部６の位置はずれない。
　従って、開口部６の形成位置のずれを考慮して開口部６を大きく形成する必要がなく、部品内蔵基板１０の小型化を図ることができる。
　また、開口部６は、枠状部７ｂ１の内周縁７ｂ１ａに沿って形成されるため、開口部６の形状（例えば矩形の開口部６の角部の形状）は、開口部６の形成に用いられるレーザ光のスポット径やドリルの径などに依存しない。このため、スポット径が大きいレーザ光Ｌ１を用いることにより加工時間の短縮が可能となる。加工時間は、枠状部を形成しない場合に比べて例えば１／３～１／５程度とすることができる。
　また、レーザ光のスポット径やドリルの径などを考慮する必要がないことから、開口部６の大きさや形状について設計の自由度が高められ、部品内蔵基板１０の小型化を図る上で有利となる。

　上記製造方法ではレーザ加工によって開口部６を形成したが、開口部６は、他の方法によって形成することもできる。以下、ウェットエッチングによって開口部６を形成する方法の一例を説明する。
　図３～図６に示す工程図に従って、導電層４を有する絶縁樹脂層３（３ｂ）（以下、配線板２Ｂという）を作製する。
　図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示すように、枠状部７ｂ１、７ｂ２の内周縁７ｂ１ａ、７ｂ２ａを含む部分（内周部分１４ｂ１、１４ｂ２）および内側領域８ｂ１、８ｂ２を残して、絶縁樹脂層３（３ｂ）の第一面３ｂ１、第二面３ｂ２、及び導電層４（４ｂ１、４ｂ２）を保護用の被覆樹脂１１で覆う。
　図１１（Ｃ）に示すように、配線板２Ｂを、例えば水酸化カリウムなどを主成分とするエッチング液に接触させることによって、枠状部７ｂ１の内側領域８ｂ１の絶縁樹脂層３（３ｂ）を除去して開口部６を形成する。次いで、図１１（Ｄ）に示すように、被覆樹脂１１を除去する。
　エッチングによる開口部６の形成は、個片化される前の絶縁樹脂層３に対して行ってもよい（図１４および図１５を参照）。個片化の前の絶縁樹脂層３に対して開口部６を形成することによって、複数の開口部６を一度に形成することができ、製造効率を高めることができる。

　この方法では、エッチングによって、枠状部７ｂ１の内側の絶縁樹脂層３（３ｂ）を除去することによって開口部６を形成できるので、開口部６を容易に且つ精度よく形成することができる。

　次に、ウェットエッチングによって開口部６を形成する方法の他の例を、図１２を参照して説明する。
　図１２は、開口部６を形成する前の配線板２Ｂを示す図であり、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は平面図である。
　この方法では、導電層４Ａ（図５参照）にパターニングを施して導電層４を形成する際に、内側領域８ｂ１、８ｂ２の導電層を全て除去するのではなく、図１２に示すように、内側領域８ｂ１、８ｂ２の周縁部の導電層のみを除去する。すなわち、内側領域８ｂ１、８ｂ２の中央部分に導電層４Ｂ１、４Ｂ２を残す。その後、図１１（Ｂ）～図１１（Ｄ）に示す工程に従って、開口部６を形成する。
　この方法では、導電層４Ｂ１、４Ｂ２が補強部材として機能するため、絶縁樹脂層３（３ｂ）に変形が生じにくい。このため、開口部６を精度よく形成することができる。

　なお、図１等に示す部品内蔵基板１０では、配線板１Ａ～３Ａが積層されているが、本発明に係る部品内蔵基板は、これら以外の他の配線板を含んでいてもよい。