JP2015130443A - 部品内蔵基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品及び配線の高密度化を図ることが可能な部品内蔵基板の製造方法を提供する。
【解決手段】剥離可能な第１の層１１が表面に設けられている所定部材に電子部品１３を搭載し、電子部品を埋める第２の層１５を第１の層に更に積層し、第１の層に第２の層を積層した積層体１７から、所定部材を剥離除去し、積層体の表面のうち、所定部材が除去された面から、第１の層を貫通して電子部品に導通するビア１８を形成する、部品内蔵基板１０の製造方法。
【選択図】図７

Description

本願は、部品内蔵基板の製造方法に関する。

電子機器は、小型化の一途を辿っている。電子機器を小型化する技術として、近年では、電子部品を内蔵した基板が提案されている（例えば、特許文献１−３を参照）。

特開２００７−１５０００２号公報 特開２００６−２６１２４５号公報 特開２００４−２９６５６２号公報

電子部品を内蔵する基板を製造する場合、部品が内蔵された基板の表面から基板内部の電子部品へ至る孔を基板に設け、当該孔を通じて基板表面の配線と電子部品とを電気的に接続することが行われる。部品が内蔵された基板は、例えば、基板の一部を構成する材料である板状の部材を用意し、当該板状の部材に電子部品やその他の材料を貼り付けて板状にすれば製作可能である。

ところで、電子部品を貼り付ける板状の部材には、少なくとも電子部品の貼り付けといった製造工程の取扱いに耐えられる強度を有することが求められる。よって、電子部品を貼り付けた板状の部材に、基板の表面から基板内部の電子部品へ至る孔を設けて電気的な接続を実現する場合、孔の小径化が当該板状の部材の厚みによって制限されることがある。部品が内蔵された基板の表面から基板内部の電子部品へ至る孔の小径化が制限されると、部品及び配線の高密度化が困難になる場合がある。

そこで、本願は、部品及び配線の高密度化を図ることが可能な部品内蔵基板の製造方法を提供することを課題とする。

本願は、次のような部品内蔵基板の製造方法を開示する。
剥離可能な第１の層が表面に設けられている所定部材に電子部品を搭載し、
前記電子部品を埋める第２の層を前記第１の層に更に積層し、
前記第１の層に前記第２の層を積層した積層体から前記所定部材を剥離除去し、
前記積層体の表面のうち前記所定部材が除去された面から、前記第１の層を貫通して前記電子部品に導通するビアを形成する、
部品内蔵基板の製造方法。

上記部品内蔵基板の製造方法は、部品及び配線の高密度化を図ることが可能である。

図１は、実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法の各工程を示したフローチャートの一例である。 図２は、第１の層を形成する工程を示した図の一例である。 図３は、電子部品を搭載する工程を示した図の一例である。 図４は、第２の層を形成する工程を示した図の一例である。 図５は、支持基板を剥離除去する工程を示した図の一例である。 図６は、ビアホールを形成する工程を示した図の一例である。 図７は、ビアを形成する工程を示した図の一例である。 図８は、比較例に係る部品内蔵基板の製造方法の各工程を示した図の一例である。 図９は、ビアの長さを比較した図の一例である。

以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、単なる例示であり、本開示の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。

図１は、実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法の各工程を示したフローチャートの一例である。以下、実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法の各工程について、図１に示すフローチャートに沿って説明する。

図２は、第１の層（本願でいう「絶縁性の層」の一例である）を形成する工程を示した図の一例である。本製造方法では、支持基板Ｓ（本願でいう「所定部材」の一例である）の表面に第１の層１１を設ける工程（Ｓ１０１）が実行される。第１の層１１は、本製造方法の製造物である部品内蔵基板の一部を構成するものであり、例えば、絶縁性の部材によって形成される。第１の層１１は、例えば、電気的な絶縁性を有する絶縁樹脂のフィルムＦ１１を支持基板Ｓの表面に貼り付けることにより、支持基板Ｓの表面に設けることができる。

支持基板Ｓの表面に設けられる第１の層１１は、支持基板Ｓの表面に剥離可能な状態で設けられている。第１の層１１は、例えば、図２に示されるように、２枚の銅箔１２Ｂ１，１２Ｂ２を互いに剥離可能なように貼り合わせた剥離性の銅箔を板状のコア基板ＣＳに積層した支持基板Ｓの表面に設けられる。銅箔１２Ｂ１，１２Ｂ２が互いに接着剤で貼り合わされている場合、接着剤の接着力を弱める剥離剤を用いれば、第１の層１１と支持基板Ｓとを剥離可能である。また、銅箔１２Ｂ１，１２Ｂ２が互いに物理的な密着によって貼り合わされている場合、第１の層１１と支持基板Ｓとを離間させる方向の力を作用させれば、第１の層１１と支持基板Ｓとを剥離可能である。

なお、本製造方法は、第１の層１１を板状の支持基板Ｓの表面に設ける方法に限定されるものではない。本製造方法は、例えば、第１の層１１を非板状の部材の表面に設けてもよい。

また、本製造方法は、２枚の銅箔１２Ｂ１，１２Ｂ２を貼り合わせた剥離性銅箔を積層した支持基板Ｓの表面に第１の層１１を設けたものに限定されるものではない。本製造方法は、第１の層１１を設けた部材から第１の層１１を剥離可能であれば、如何なる部材に第１の層１１を設けてもよい。

図３は、電子部品を搭載する工程を示した図の一例である。本製造方法では、第１の層１１が形成された後、電子部品１３を搭載する工程（Ｓ１０２）が実行される。電子部品１３は、本製造方法の製造物である部品内蔵基板に内蔵される部品であり、例えば、抵抗やキャパシタ等の各種電子部品を適用可能である。第１の層１１は、本製造方法の製造物である部品内蔵基板の一部を構成することになる材料であるため、電子部品１３と接着されていることが好ましい。電子部品１３は、例えば、熱硬化性の接着剤を含んだ接着シート１４を電子部品１３と第１の層１１との間に挟んだ状態で加熱すれば、第１の層１１に
接着することが可能である。

なお、搭載される電子部品１３の数は、図３に示すように２つに限られるものでなく、例えば、１つ或いは３つ以上であってもよい。２つ以上の電子部品１３が搭載される場合、各電子部品１３は、形状や大きさが互いに相違していてもよいし同じであってもよい。

また、電子部品１３は、図３に示すように電子部品１３毎に用意された接着シート１４を使って接着されるものに限られるものでなく、例えば、第１の層１１を全面的に覆う接着シートを使って接着されてもよい。また、電子部品１３は、接着シート１４を使って接着されるものに限られるものでなく、例えば、第１の層１１或いは電子部品１３に塗布される液状の接着剤を使って接着されてもよい。

図４は、第２の層を形成する工程を示した図の一例である。本製造方法では、電子部品１３が搭載された後、第２の層１５を形成する工程（Ｓ１０３）が実行される。第２の層１５は、本製造方法の製造物である部品内蔵基板の一部を構成するものであり、例えば、絶縁性の部材によって形成される。第２の層１５は、例えば、電気的な絶縁性を有しており、電子部品１３に対応する部位を除去した板状の部材であるコア部材１６Ａと、コア部材１６Ａを全面的に覆う板状の部材であるコア部材１６Ｂとを積層し、隙間に未硬化の流動性樹脂を埋め込んで形成することができる。コア部材１６Ａには、第１の層１１より厚い部材を適用できる。よって、第１の層１１にコア部材１６Ａやコア部材１６Ｂを積層した積層体１７は、主にコア部材１６Ａによって構造的な強度が確保された状態になる。

なお、図４では、銅箔１２Ｕが表面に形成されたコア部材１６Ｂが図示されているが、コア部材１６Ｂには銅箔１２Ｕが形成されていなくてもよい。部品内蔵基板の配線を基板の片面にのみ形成する場合、コア部材１６Ｂから銅箔１２Ｕを省略してもよい。

図５は、支持基板Ｓを剥離除去する工程を示した図の一例である。本製造方法では、第２の層１５が形成された後、支持基板Ｓを剥離除去する工程（Ｓ１０４）が実行される。支持基板Ｓを剥離除去する際は、接着あるいは密着している銅箔１２Ｂ１と銅箔１２Ｂ２との間を剥離することにより、支持基板Ｓを除去する。例えば、銅箔１２Ｂ１，１２Ｂ２が互いに接着剤で貼り合わされている場合、接着剤の接着力を弱める剥離剤を用いて支持基板Ｓを除去する。また、銅箔１２Ｂ１，１２Ｂ２が互いに物理的な密着によって貼り合わされている場合、積層体１７と支持基板Ｓとを離間させる方向の力を作用させて支持基板Ｓを除去する。

支持基板Ｓを除去する際は、銅箔１２Ｂ１と銅箔１２Ｂ２との間を剥離しているため、支持基板Ｓを除去した積層体１７には導電性の銅箔１２Ｂ２（本願でいう「導電性の層」の一例である）が第１の層１１に隣接して形成されたままの状態になる。

積層体１７には、第１の層１１よりも厚いコア部材１６Ａ等が積層されており、構造的な強度が既に確保されている。従って、積層体１７から支持基板Ｓが除去されても、積層体１７は、内蔵する電子部品１３やその他の部材の自重で変形しない。

図６は、ビアホールを形成する工程を示した図の一例である。本製造方法では、支持基板Ｓが除去された後、積層体１７の表面のうち支持基板Ｓが除去された面から、第１の層１１を貫通し、電子部品１３に至るビアホールＨ１８（本願でいう「孔」の一例である）を形成する工程（Ｓ１０５）が実行される。ビアホールＨ１８は、例えば、レーザーを使って形成することができる。各電子部品１３は、何れも平坦な第１の層１１に搭載されたものであるため、積層体１７の表面から各電子部品１３までの深さは同一である。よって、各ビアホールＨ１８は、何れも同じ条件のレーザー加工で形成することができる。

図７は、ビアを形成する工程を示した図の一例である。本製造方法では、ビアホールＨ１８が形成された後、ビア１８を形成する工程（Ｓ１０６）が実行される。ビア１８は、例えば、ビアフィルめっきを行ってビアホールＨ１８を導電性の材料で埋めることにより、形成することができる。ビアフィルめっきの後に配線のパターニングを行うことにより、部品内蔵基板１０の完成に至る。

実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法の各工程については、以上の通りである。

第１の層１１の上に搭載される電子部品１３は、第１の層１１を介して支持基板Ｓに支持されている。よって、第１の層１１は、電子部品１３の貼り付けといった製造工程の取扱いに耐えられる強度を有しなくてよい。従って、第１の層１１は、支持基板Ｓを用いないで電子部品１３を貼り付け可能にする場合よりも薄くすることが可能であり、例えば、部品内蔵基板１０に要求される電気的な絶縁性能の確保のための最小限の厚さにすることも可能である。上記実施形態に係る製造方法であれば、第１の層１１の厚さを、支持基板Ｓを用いない製造方法を適用する場合よりも薄くすることが可能なため、部品内蔵基板１０の表面から基板内部の電子部品１３へ至る孔の小径化が、第１の層１１の厚みによって制限されにくくすることができる。

以下、支持基板Ｓを用いない製造方法の一例について説明する。

図８は、比較例に係る部品内蔵基板の製造方法の各工程を示した図の一例である。比較例に係る製造方法では、電気的な絶縁性を有する板状のコア部材１１６Ａに電子部品１１３を搭載する（図８（Ａ）を参照）。次に、電子部品１１３に対応する部位を除去した板状の部材であるコア部材１１６Ｂと、コア部材１１６Ｂを全面的に覆う板状の部材であるコア部材１１６Ｃとを用意する（図８（Ｂ）を参照）。次に、コア部材１１６Ｂ，１１６Ｃをコア部材１１６Ａに積層して隙間に未硬化の樹脂を埋め込み、積層体１１７を形成する（図８（Ｃ）を参照）。次に、積層体１１７の下面側から各電子部品１１３に至るビア１１８を形成するか（図８（Ｄ１）を参照）、或いは、積層体１１７の上面側および下面側の両側から各電子部品１１３に至るビア１１８を形成し（図８（Ｄ２）を参照）、部品内蔵基板１１０の完成に至る。

図９は、ビアの長さを比較した図の一例である。図９において符号Ａが示す寸法は、実施形態に係る製造方法で製造した部品内蔵基板１０のビア１８の長さを示す。また、図９において符号Ｂが示す寸法は、比較例に係る製造方法で製造した部品内蔵基板１１０のビア１１８の長さを示す。符号Ａが示す寸法と符号Ｂが示す寸法とを比較すると明らかなように、実施形態に係る製造方法で製造した部品内蔵基板１０のビア１８の長さは、比較例に係る製造方法で製造した部品内蔵基板１１０のビア１１８の長さよりも短い。よって、実施形態に係る製造方法であれば、比較例に係る製造方法に比べてビアの小径化を図ることが容易であり、部品及び配線の高密度化が容易である。

適用するレーザー装置の性能にもよるが、基板の製造に用いられる一般的なレーザー装置であれば、例えば、第１の層１１を形成する際のフィルムＦ１１として厚さ３０μｍ程度の絶縁樹脂のフィルムを用い、電子部品１３を接着する接着シート１４として厚さ１０μｍ程度の接着シートを用い、銅箔１２Ｂ２として厚さ５μｍ程度の銅箔を用いた場合に、直径約５０μｍのビア１８を形成可能である。

一方、比較例に係る製造方法で部品内蔵基板を製造する場合、ビアの小径化は困難である。例えば、強度を確保する目的で用いられるファイバーを混合した補強材入りの材料がコア部材１１６Ａとして用いられた場合、物性の異なる材料の混在がレーザー光へ与える
影響により、ビア１１８の小径化を更に困難にする。

上記実施形態に係る部品内蔵基板の製造方法であれば、電子部品１３が搭載される第１の層１１が支持基板Ｓに支持されているため、第１の層１１として補強材入りの高強度な材料を適用することを要しない。よって、第１の層１１を薄型化することにより、部品及び配線の高密度化を図ることが可能である。

１０，１１０・・部品内蔵基板；Ｓ・・支持基板；ＣＳ・・コア基板；１１・・第１の層；Ｆ１１・・フィルム；１２Ｂ１，１２Ｂ２・・銅箔；１３，１１３・・電子部品；１４・・接着シート；１５・・第２の層；１６Ａ，１６Ｂ，１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃ・・コア部材；１７，１１７・・積層体；Ｈ１８・・ビアホール；１８，１１８・・ビア

Claims (5)

1. 剥離可能な第１の層が表面に設けられている所定部材に電子部品を搭載し、
   前記電子部品を埋める第２の層を前記第１の層に更に積層し、
   前記第１の層に前記第２の層を積層した積層体から前記所定部材を剥離除去し、
   前記積層体の表面のうち前記所定部材が除去された面から、前記第１の層を貫通して前記電子部品に導通するビアを形成する、
   部品内蔵基板の製造方法。
2. 前記第２の層を積層する際は、前記電子部品に対応する部位を除去した板状の部材を前記所定部材に積層する、
   請求項１に記載の部品内蔵基板の製造方法。
3. 前記所定部材は、前記積層体を支持する板状の支持基板である、
   請求項１または２に記載の部品内蔵基板の製造方法。
4. 前記第１の層には、導電性の層が隣接して形成されており、
   前記ビアを形成する際は、前記積層体の表面のうち前記所定部材が除去された面から、前記第１の層を貫通して前記電子部品と前記導電性の層とを導通するビアを形成する、
   請求項１から３の何れか一項に記載の部品内蔵基板の製造方法。
5. 前記導電性の層に配線パターンを更に形成する、
   請求項４に記載の部品内蔵基板の製造方法。

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