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JP2010114434A - 部品内蔵配線基板及びその製造方法 - Google Patents

部品内蔵配線基板及びその製造方法 Download PDF

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JP2010114434A JP2009232755A JP2009232755A JP2010114434A JP 2010114434 A JP2010114434 A JP 2010114434A JP 2009232755 A JP2009232755 A JP 2009232755A JP 2009232755 A JP2009232755 A JP 2009232755A JP 2010114434 A JP2010114434 A JP 2010114434A
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Shinya Suzuki
慎也 鈴木
Kenichi Saida
建一 齊田
Shinya Miyamoto
慎也 宮本
Shinji Yuri
伸治 由利
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NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

【課題】チップ部品の搭載領域でのうねりを抑えることができ、はんだバンプのショートを防止することができる部品内蔵配線基板を提供すること。
【解決手段】部品内蔵配線基板10のコア基板11には、セラミックコンデンサ101を収容するための収容穴部90が形成される。収容穴部90の内壁面91とセラミックコンデンサ101との隙間には樹脂充填部92が充填されている。配線基板10において、コア主面12及びコンデンサ主面102の上に、ビルドアップ層31が設けられる。ビルドアップ層31の最表層の搭載領域23内に複数のはんだバンプ45が配置される。樹脂充填部92のガラス転移温度以上の温度領域での熱膨張係数の値が、セラミックコンデンサ101の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも大きく、かつ、コア基板11の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも小さくなるように設定されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、セラミックコンデンサなどの板状部品を内蔵した部品内蔵配線基板、及びその製造方法に関するものである。
コンピュータのマイクロプロセッサ等として使用される半導体集積回路素子(ICチップ)は、近年ますます高速化、高機能化しており、これに付随して端子数が増え、端子間ピッチも狭くなる傾向にある。一般的にICチップの底面には多数の端子が密集してアレイ状に配置されており、このような端子群はマザーボード側の端子群に対してフリップチップの形態で接続される。ただし、ICチップ側の端子群とマザーボード側の端子群とでは端子間ピッチに大きな差があることから、ICチップをマザーボード上に直接的に接続することは困難である。そのため、通常はICチップをICチップ搭載用配線基板上に搭載してなるパッケージを作製し、そのパッケージをマザーボード上に搭載するという手法が採用される。この種のパッケージを構成するICチップ搭載用配線基板においては、ICチップのスイッチングノイズの低減や電源電圧の安定化を図るために、コンデンサ(「キャパシタ」とも言う)を設けることが提案されている。その一例として、高分子材料製のコア基板内に略矩形板状のセラミックコンデンサを埋め込むとともに、そのコア基板の表面及び裏面にビルドアップ層を形成した配線基板が従来提案されている(例えば、特許文献1参照)。
具体的には、特許文献1の配線基板では、樹脂製のコア基板に形成された収納穴部にセラミックコンデンサが収納され、収容穴部の内壁面とセラミックコンデンサとの隙間は、エポキシ樹脂等からなるモールド樹脂(樹脂充填部)によって埋められている。また、特許文献1の配線基板では、一方のビルドアップ層にICチップを接続するための端子パッドがアレイ状に形成され、他方のビルドアップ層にはマザーボードに接続するための端子パッドがアレイ状に形成されている。そして、配線基板において、ICチップの搭載面にある各端子パッド上にはんだバンプが設けられている。
特開2007−103789号公報(図1等)
ところで、上記配線基板を構成するコア基板、セラミックコンデンサ、及び樹脂充填部は熱膨張係数(CTE)が異なり、熱膨張係数のミスマッチによって配線基板の最表層にうねりが生じる場合がある。ICチップを搭載していない配線基板の場合、製造工程においてはんだ溶融温度まで加熱してうねりが発生したとしても、温度降下とともにうねりはなくなる。しかしながら、配線基板にICチップをはんだ実装する場合、うねりが収まる前にはんだの凝固が始まるため、その時点でうねりの形状が保持されてしまう。この場合、うねりの影響ではんだバンプ同士が密になりショートしてしまうといった問題が生じることがある。
上記構成の配線基板において、内蔵するセラミックコンデンサのサイズがICチップよりも大きく、樹脂充填部の上方に重なるようにICチップ搭載領域が設定されている場合(例えば、特許文献1の配線基板)では、基板の最表層のうねりは小さくなり、はんだバンプがショートする可能性は低い。これに対して、ICチップのサイズがセラミックコンデンサよりも大きく、樹脂充填部よりも面積が大きなICチップ搭載領域が設定される配線基板では、最表層のうねりが大きくなるため、はんだバンプがショートする可能性が高まってしまう。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、チップ部品の搭載領域でのうねりを抑えることができ、はんだバンプのショートを防止することができる部品内蔵配線基板を提供することにある。また、別の目的は、上記部品内蔵配線基板を製造するのに好適な部品内蔵配線基板の製造方法を提供することにある。
そして上記課題を解決するための手段(手段1)としては、コア主面及びコア裏面を有し、少なくとも前記コア主面側にて開口する収容穴部を有する樹脂製のコア基板と、部品主面及び部品裏面を有し、前記コア主面と前記部品主面とを同じ側に向けた状態で前記収容穴部に収容されたセラミック製の板状部品と、前記収容穴部の内壁面と前記板状部品との隙間に充填され、前記板状部品を前記コア基板に固定する樹脂充填部と、樹脂層間絶縁層及び導体層を前記コア主面及び前記部品主面の上にて交互に積層してなり、その最表層に設定されたチップ部品の搭載のための搭載領域内に複数のはんだバンプが配置された配線積層部とを備える部品内蔵配線基板において、前記コア主面側から見たときに、前記搭載領域の投影面積が前記板状部品及び前記樹脂充填部の投影面積よりも大きく、かつ、前記搭載領域の直下に前記板状部品及び前記樹脂充填部が位置しており、前記樹脂充填部のガラス転移温度以上の温度領域での熱膨張係数(CTE α2)の値が、前記板状部品の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも大きく、かつ、前記コア基板の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする部品内蔵配線基板がある。
従って、手段1の部品内蔵配線基板によると、コア主面側から見たときに、搭載領域の投影面積が板状部品及び樹脂充填部の投影面積よりも大きく、かつ、搭載領域の直下に板状部品及び樹脂充填部が位置している。このため、従来技術のように、コア基板、板状部品及び樹脂充填部の熱膨張係数のミスマッチが大きくなると、搭載領域にてうねりが発生してしまう。これに対して、本発明では、樹脂充填部のガラス転移温度以上の温度領域での熱膨張係数が板状部品の熱膨張係数の値よりも大きく、かつ、コア基板の熱膨張係数の値よりも小さくなるように設定されているので、はんだバンプが溶融する温度領域において上記三者の熱膨張係数のミスマッチを抑えることができる。この結果、チップ部品を搭載すべく配線基板をはんだ溶融温度まで加熱したときでも、チップ部品の搭載領域のうねりを抑えることができ、はんだバンプのショート不良を防止することができる。なお、上記熱膨張係数(CTE α2)の値が、前記板状部品の当該温度領域での熱膨張係数の値を10%減じた値よりも大きく、かつ、前記コア基板の当該温度領域での熱膨張係数の値を10%増した値よりも小さくなるように設定してもよい。
前記樹脂充填部のガラス転移温度以上の温度領域での熱膨張係数(CTE α2)の値と、前記樹脂充填部のガラス転移温度未満の温度領域での熱膨張係数(CTE α1)の値との差の絶対値が、50ppm/℃以下であることが好ましい。この場合、ガラス転移温度よりも低い温度領域においても熱膨張係数のミスマッチを抑えることができ、チップ部品の搭載領域のうねりを確実に抑えることができる。
前記樹脂充填部のガラス転移温度以上の温度領域での熱膨張係数の値が、90ppm/℃以下であることが好ましく、60ppm/℃以下であることがより好ましい。このように、樹脂充填部の熱膨張係数の値を小さくすることにより、熱膨張係数のミスマッチをより低減することができるため、チップ部品の搭載領域のうねりを確実に抑えることができる。
前記樹脂充填部のヤング率は6.0GPa以上であることが好ましく、伸び率は3.5%以下であることが好ましい。このような物性を有する樹脂充填部を用いると、ガラス転移温度以上の温度領域での熱膨張係数の値を小さくすることができ、チップ部品の搭載領域のうねりを確実に抑えることができる。
前記樹脂充填部は樹脂中に無機フィラーを含むとともに、その無機フィラーの含有量が50重量%以上であることが好ましい。このように樹脂充填部を構成すれば、ガラス転移温度以上の温度領域での熱膨張係数の値を小さくすることができ、チップ部品の搭載領域のうねりを抑えることができる。
前記コア基板を形成する材料は特に限定されないが、好ましいコア基板は高分子材料を主体として形成される。コア基板を形成するための高分子材料の具体例としては、例えば、EP樹脂(エポキシ樹脂)、PI樹脂(ポリイミド樹脂)、BT樹脂(ビスマレイミド・トリアジン樹脂)、PPE樹脂(ポリフェニレンエーテル樹脂)などがある。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維(ガラス織布やガラス不織布)やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料を使用してもよい。
また、セラミック製の板状部品としては特に限定されないが、その好適例として、セラミックコンデンサを挙げることができる。セラミックコンデンサは、セラミック誘電体層を介して複数の内部電極層が積層配置された構造を有している。好適なセラミックコンデンサの例を挙げると、セラミック誘電体層を介して複数の内部電極層が積層配置された構造を有し、前記複数の内部電極層に接続される複数のコンデンサ内ビア導体と、前記複数のコンデンサ内ビア導体における少なくとも前記部品主面側の端部に接続された複数の表層電極とを備え、前記複数のコンデンサ内ビア導体が全体としてアレイ状に配置されたビアアレイタイプのセラミックコンデンサがある。このような構造であれば、コンデンサのインダクタンスの低減化が図られ、ノイズ吸収や電源変動平滑化のための高速電源供給が可能となる。また、コンデンサ全体の小型化が図りやすくなり、ひいては部品内蔵配線基板全体の小型化も図りやすくなる。しかも、小さい割りに高静電容量が達成しやすく、より安定した電源供給が可能となる。
前記セラミックコンデンサを構成する前記セラミック誘電体層としては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ほう素、炭化珪素、窒化珪素などといった高温焼成セラミックの焼結体が好適に使用されるほか、ホウケイ酸系ガラスやホウケイ酸鉛系ガラスにアルミナ等の無機セラミックフィラーを添加したガラスセラミックのような低温焼成セラミックの焼結体が好適に使用される。この場合、用途に応じて、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウムなどの誘電体セラミックの焼結体を使用することも好ましい。誘電体セラミックの焼結体を使用した場合、静電容量の大きなコンデンサを実現しやすくなる。
前記内部電極層、前記コンデンサ内ビア導体、前記表層電極としては特に限定されないが、例えば誘電体層がセラミック誘電体層である場合にはメタライズ導体であることが好ましい。なお、メタライズ導体は、金属粉末を含む導体ペーストを従来周知の手法、例えばメタライズ印刷法で塗布した後に焼成することにより、形成される。同時焼成法によってメタライズ導体及びセラミック誘電体層を形成する場合、メタライズ導体中の金属粉末は、セラミック誘電体層の焼成温度よりも高融点である必要がある。例えば、セラミック誘電体層がいわゆる高温焼成セラミック(例えばアルミナ等)からなる場合には、メタライズ導体中の金属粉末として、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、マンガン(Mn)等やそれらの合金が選択可能である。セラミック誘電体層がいわゆる低温焼成セラミック(例えばガラスセラミック等)からなる場合には、メタライズ導体中の金属粉末として、銅(Cu)または銀(Ag)等やそれらの合金が選択可能である。
前記樹脂層間絶縁層の形成材料の好適例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂等が挙げられる。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維(ガラス織布やガラス不織布)やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料、あるいは、連続多孔質PTFE等の三次元網目状フッ素系樹脂基材にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料等を使用してもよい。
前記導体層は、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、フルアディティブ法などといった公知の手法によって、樹脂層間絶縁層上にパターン形成される。前記導体層の形成に用いられる金属材料の例としては、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、スズ、スズ合金などが挙げられる。
また、上記課題を解決するための別の手段(手段2)としては、前記部品内蔵配線基板を製造する方法であって、前記コア基板の有する前記収容穴部内に前記板状部品を収容する収容工程と、前記樹脂充填部のガラス転移温度以上の温度領域での熱膨張係数(CTE α2)の値が、前記板状部品の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも大きく、かつ、前記コア基板の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも小さくなるように設定されたシート状樹脂材料を用意し、前記シート状樹脂材料を前記コア主面上及び前記部品主面の上に配置して加熱及び加圧することによりその一部を溶融させて、その溶融した樹脂材料により前記収容穴部の内壁面と前記板状部品との隙間を埋める樹脂充填工程と、前記樹脂充填工程後、前記溶融した樹脂材料を硬化させて樹脂充填部とすることにより、前記板状部品を前記コア基板に固定する固定工程とを含むことを特徴とする部品内蔵配線基板の製造方法がある。
手段2の部品内蔵配線基板の製造方法によると、収容工程にてコア基板の収容穴部内に板状部品が収容された後、樹脂充填工程が実施される。この樹脂充填工程では、ガラス転移温度以上の温度領域での熱膨張係数の値が、板状部品の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも大きく、かつ、コア基板の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも小さくなるように設定されたシート状樹脂材料(いわゆるビルドアップ材)が用意される。そして、シート状樹脂材料がコア主面上及び部品主面の上に配置され加熱及び加圧される。この結果、シート状樹脂材料の一部が溶融され、その溶融された樹脂材料により収容穴部の内壁面と板状部品との隙間が埋められる。本発明で使用される樹脂材料は、一般的に使用される樹脂材料と比較して、無機フィラーの含有量を多くすることにより熱膨張係数の値を小さく設定している。このため、樹脂材料の流動性は低下する。この場合、例えばディスペンサ装置を用いてその樹脂材料を充填すると、収容穴部の内壁面と板状部品との隙間に樹脂材料を確実に埋めることが困難となる。これに対して、本発明のようにシート状樹脂材料を加熱及び加圧することにより、収容穴部の内壁面と板状部品との隙間に樹脂材料を確実に埋めることができる。そして、固定工程において、溶融した樹脂材料を硬化させて樹脂充填部が形成される。この樹脂充填部は、収容穴部内において隙間なく形成され、クラックの発生を防止できることから、板状部品をコア基板に確実に固定することができる。なお、樹脂充填工程において、熱膨張係数(CTE α2)の値が、前記板状部品の当該温度領域での熱膨張係数の値を10%減じた値よりも大きく、かつ、前記コア基板の当該温度領域での熱膨張係数の値を10%増した値よりも小さくなるように設定されたシート状樹脂材料を用いてもよい。
ところで、上述した手段1,2は樹脂充填部のガラス転移温度以上の温度領域、即ち高温領域での熱膨張係数(CTE α2)について規定したが、それよりも低い温度領域での熱膨張係数(CTE α1)について規定してもよい。部品内蔵配線基板は製造時に高温に晒されることがあっても、それ以降の使用時においてそのような高温になることはないが、ICチップの作動時には発熱によって温度が上昇するため、その温度上昇に伴い樹脂充填部の上部に膨らみが生じる。よって、低温領域においても熱膨張係数ミスマッチの影響を軽減しておくことが要求される。
そこで、上記課題を解決するための手段(手段3)としては、コア主面及びコア裏面を有し、少なくとも前記コア主面側にて開口する収容穴部を有する樹脂製のコア基板と、部品主面及び部品裏面を有し、前記コア主面と前記部品主面とを同じ側に向けた状態で前記収容穴部に収容されたセラミック製の板状部品と、前記収容穴部の内壁面と前記板状部品との隙間に充填され、前記板状部品を前記コア基板に固定する樹脂充填部と、樹脂層間絶縁層及び導体層を前記コア主面及び前記部品主面の上にて交互に積層してなり、その最表層に設定されたチップ部品の搭載のための搭載領域内に複数のはんだバンプが配置された配線積層部とを備える部品内蔵配線基板において、前記コア主面側から見たときに、前記搭載領域の投影面積が前記板状部品及び前記樹脂充填部の投影面積よりも大きく、かつ、前記搭載領域の直下に前記板状部品及び前記樹脂充填部が位置しており、前記樹脂充填部のガラス転移温度未満の温度領域での熱膨張係数(CTE α1)の値が、前記板状部品の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも大きく、かつ、前記コア基板の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする部品内蔵配線基板がある。なお、上記熱膨張係数(CTE α1)の値が、前記板状部品の当該温度領域での熱膨張係数の値を10%減じた値よりも大きく、かつ、前記コア基板の当該温度領域での熱膨張係数の値を10%増した値よりも小さくなるように設定されていてもよい。
本実施の形態の部品内蔵配線基板を示す概略断面図。 セラミックコンデンサを示す概略断面図。 セラミックコンデンサを示す平面図。 ICチップの搭載領域、樹脂充填部、及びセラミックコンデンサを示す説明図。 部品内蔵配線基板の製造方法の説明図。 部品内蔵配線基板の製造方法の説明図。 部品内蔵配線基板の製造方法の説明図。 部品内蔵配線基板の製造方法の説明図。 部品内蔵配線基板の製造方法の説明図。 部品内蔵配線基板の製造方法の説明図。 部品内蔵配線基板の製造方法の説明図。 部品内蔵配線基板の製造方法の説明図。 別の実施の形態の部品内蔵配線基板を示す概略断面図。
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図1に示されるように、本実施の形態の部品内蔵配線基板10は、樹脂製のコア基板11と、コア基板11のコア主面12(図1では上面)上に形成される第1ビルドアップ層31(配線積層部)と、コア基板11のコア裏面13(図1では下面)上に形成される第2ビルドアップ層32とからなる。
コア基板11は、縦25mm×横25mm×厚さ1.0mmの平面視略矩形板状である。このコア基板11における複数箇所にはスルーホール導体16が形成されている。かかるスルーホール導体16は、コア基板11のコア主面12側とコア裏面13側とを接続導通している。なお、スルーホール導体16の内部は、例えばエポキシ樹脂などの閉塞体17で埋められている。また、コア基板11のコア主面12及びコア裏面13には、銅からなる導体層41がパターン形成されており、各導体層41は、スルーホール導体16に電気的に接続されている。
コア基板11のコア主面12上に形成された第1ビルドアップ層31は、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂)からなる2層の樹脂層間絶縁層33,35と、銅からなる導体層42とを交互に積層した構造を有している。また、第2層の樹脂層間絶縁層35の表面上における複数箇所には、端子パッド44がアレイ状に形成されている。さらに、樹脂層間絶縁層35の表面は、ソルダーレジスト37によってほぼ全体的に覆われている。ソルダーレジスト37の所定箇所には、端子パッド44を露出させる開口部46が形成されている。端子パッド44の表面上には、複数のはんだバンプ45が配設されている。各はんだバンプ45は、矩形平板状をなすICチップ21(チップ部品)の面接続端子22に電気的に接続されている。なお、各端子パッド44及び各はんだバンプ45が形成されている領域は、ICチップ21の搭載のための搭載領域23である。ICチップ21の搭載領域23は、第1ビルドアップ層31の最表層に設定されている。また、樹脂層間絶縁層33,35内には、それぞれビア導体43,47が設けられている。これらのビア導体43,47は、導体層42及び端子パッド44を相互に電気的に接続している。
コア基板11のコア裏面13上に形成された第2ビルドアップ層32は、上述した第1ビルドアップ層31と同様に、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂)からなる2層の樹脂層間絶縁層34,36と、導体層42とを交互に積層した構造を有している。第2層の樹脂層間絶縁層36の下面上における複数箇所には、ビア導体43を介して導体層42に電気的に接続されるBGA用パッド48がアレイ状に形成されている。また、樹脂層間絶縁層36の下面は、ソルダーレジスト38によってほぼ全体的に覆われている。ソルダーレジスト38の所定箇所には、BGA用パッド48を露出させる開口部40が形成されている。BGA用パッド48の表面上には、図示しないマザーボードとの電気的な接続を図るための複数のはんだバンプ49が配設されている。そして、各はんだバンプ49により、図1に示される部品内蔵配線基板10は図示しないマザーボード上に実装される。
コア基板11は、コア主面12の中央部及びコア裏面13の中央部にて開口する平面視で矩形状の収容穴部90を有している。即ち、収容穴部90は貫通穴部である。収容穴部90内には、セラミックコンデンサ101が、埋め込まれた状態で収容されている。本実施の形態のセラミックコンデンサ101は、縦10.0mm×横10.0mm×厚さ0.9mmの矩形平板状である。即ち、セラミックコンデンサ101はコア基板11よりも薄く形成されている。セラミックコンデンサ101は、コア基板11において前記搭載領域23の真下の領域に配置されている。
図1〜図3に示されるように、本実施の形態のセラミックコンデンサ101は、いわゆるビアアレイタイプのコンデンサである。セラミックコンデンサ101を構成するセラミック焼結体104は、部品主面である1つのコンデンサ主面102(図2では上面)、部品裏面である1つのコンデンサ裏面103(図2では下面)、及び、4つのコンデンサ側面106(図2では左面、右面)を有する板状部品である。
図2に示されるように、セラミック焼結体104は、セラミック誘電体層105を介して電源用内部電極層141(内部電極)とグランド用内部電極層142(内部電極)とを交互に積層配置した構造を有している。また、セラミック誘電体層105は、高誘電率セラミックの一種であるチタン酸バリウムの焼結体からなり、電源用内部電極層141及びグランド用内部電極層142間の誘電体(絶縁体)として機能する。電源用内部電極層141及びグランド用内部電極層142は、いずれもニッケルを主成分として形成された層であって、セラミック焼結体104の内部において一層おきに配置されている。
図1〜図3に示されるように、セラミック焼結体104には、多数のビアホール130が形成されている。これらのビアホール130は、セラミック焼結体104の厚さ方向に形成されるとともに、セラミック焼結体104の全面にわたって格子状(アレイ状)に配置されている。各ビアホール130内には、複数のコンデンサ内ビア導体131,132が、ニッケルを主材料として形成されている。なお本実施の形態において、ビアホール130の直径は約100μmに設定されているため、コンデンサ内ビア導体131,132の直径も約100μmに設定されている。各電源用コンデンサ内ビア導体131は、各電源用内部電極層141を貫通しており、それら同士を互いに電気的に接続している。各グランド用コンデンサ内ビア導体132は、各グランド用内部電極層142を貫通しており、それら同士を互いに電気的に接続している。各電源用コンデンサ内ビア導体131及び各グランド用コンデンサ内ビア導体132は、全体としてアレイ状に配置されている。本実施形態では、説明の便宜上、コンデンサ内ビア導体131,132を5列×5列で図示したが、実際にはさらに多くの列が存在している。
そして図2及び図3に示されるように、セラミック焼結体104のコンデンサ主面102上には、複数の主面側電源用外部電極111(表層電極)と複数の主面側グランド用外部電極112(表層電極)とが設けられている。主面側電源用外部電極111は、電源用コンデンサ内ビア導体131におけるコンデンサ主面102側の端面に対して直接接続されており、主面側グランド用外部電極112は、グランド用コンデンサ内ビア導体132におけるコンデンサ主面102側の端面に対して直接接続されている。
外部電極111,112は、ニッケルを主材料とするメタライズ層上に銅めっき層を形成した層構造を有している。銅めっき層は、メタライズ層を構成する金属よりも軟かい金属からなり、その表面は粗化されている。このため、外部電極111,112の表面は、セラミック焼結体104の上面102よりも粗くなっている。また、上面102に垂直な方向(部品厚さ方向)から見たときの外部電極111,112は略円形状をなしている。
図1に示されるように、セラミックコンデンサ101の外部電極111,112は、樹脂層間絶縁層33に形成されたビア導体47に接続されており、ビア導体47、導体層42、ビア導体43、端子パッド44、はんだバンプ45及びICチップ21の面接続端子22を介して、ICチップ21に電気的に接続されている。
前記収容穴部90の内壁面91と、セラミックコンデンサ101のコンデンサ側面106との隙間に、高分子材料からなる樹脂充填部92が充填されている。さらに、樹脂充填部92は、収容穴部90内においてセラミックコンデンサ101のコンデンサ裏面103を覆うように設けられている。この樹脂充填部92は、セラミックコンデンサ101をコア基板11に固定するとともに、セラミックコンデンサ101及びコア基板11の面方向や厚さ方向への変形を自身の弾性変形により吸収する機能を有している。図4に示されるように、部品内蔵配線基板10をコア主面側から見たときに、ICチップ21の搭載領域23の投影面積は、セラミックコンデンサ101及び樹脂充填部92の投影面積よりも大きくなるよう設定されている。そして、ICチップ21の搭載領域23の直下にセラミックコンデンサ101及び樹脂充填部92が位置している。
本実施の形態の樹脂充填部92は、エポキシ樹脂にシリカフィラー(無機フィラー)を含ませてなるモールド樹脂であって、熱膨張係数(CTE)が小さい樹脂材料が用いられている。具体的には、樹脂充填部92のエポキシ樹脂には68重量%のシリカフィラーが含有されている。この樹脂充填部92の熱膨張係数は、TMA(熱機械分析)にて測定した第1温度領域α1(ガラス転移温度よりも低い25℃〜155℃の温度領域)での値が21ppm/℃であり、第2温度領域α2(ガラス転移温度以上の155℃〜240℃の温度領域)での値が57ppm/℃である。また、樹脂充填部92のガラス転移温度(Tg)は、TMAにて測定した値が155℃であり、DMA(動的粘弾性分析)にて測定した値が184℃である。さらに、樹脂充填部92のヤング率は7.6GPa、引っ張り強度は90MPa、伸び率1.7%である。
因みに、ビルドアップ層31,32を構成する樹脂層間絶縁層33〜36は、エポキシ樹脂に対して38重量%のシリカフィラーが含有されており、樹脂層間絶縁層33〜36の熱膨張係数は、第1温度領域α1で39ppm/℃、第2温度領域α2で161ppm/℃となっている。また、樹脂層間絶縁層33〜36のガラス転移温度(Tg)は、TMAにて測定した値が156℃であり、DMAにて測定した値が177℃である。さらに、樹脂層間絶縁層33〜36のヤング率は3.5GPa、引っ張り強度は93MPa、伸び率5.0%である。
また、コア基板11の特性として、熱膨張係数は第1温度領域α1で27.3ppm/℃、第2温度領域α2で148ppm/℃となっており、ヤング率は22.2GPaとなっている。さらに、セラミックコンデンサ101の特性として、熱膨張係数は第1温度領域α1で4.6ppm/℃、第2温度領域α2で11.7ppm/℃となっており、ヤング率は120GPaとなっている。
なおここで、「TMA」とは、例えばJPCA−BU01に規定されるものをいい、「DMA」は、例えばJIS C 6481に規定されるものをいう。
次に、本実施の形態の部品内蔵配線基板10の製造方法について述べる。
先ず、コア基板準備工程において、収容穴部90を有するコア基板11を従来周知の手法により作製して準備する。コア基板11は以下のように作製される。即ち樹脂基材160の両面に銅箔161が貼付された銅張積層板162(図5参照)を用意する。そして、その銅張積層板162に対してドリル機を用いて孔あけ加工を行い、スルーホール導体16を形成するための貫通孔(図示略)を所定位置にあらかじめ形成しておく。
その後、従来公知の手法に従って無電解銅めっき及び電解銅めっきを行うことでスルーホール導体16を形成する。次に、スルーホール導体16の空洞部にエポキシ樹脂を主成分とするペーストを印刷した後、硬化させることにより閉塞体17を形成する。さらに、銅張積層板162の両面の銅箔161のエッチングを行って導体層41を例えばサブトラクティブ法によってパターニングする(図6参照)。具体的には、無電解銅めっきの後、この無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施す。さらにドライフィルムをラミネートし、同ドライフィルムに対して露光及び現像を行うことにより、ドライフィルムを所定パターンに形成する。この状態で、不要な電解銅めっき層、無電解銅めっき層及び銅箔161をエッチングで除去した後、ドライフィルムを剥離する。次いで、ルータを用いて穴加工工程を行い、収容穴部90を所定位置に形成し、コア基板11を得る(図7参照)。
また、部品準備工程では、セラミックコンデンサ101を従来周知の手法により作製し、あらかじめ準備しておく。
セラミックコンデンサ101は以下のように作製される。即ち、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体材料のグリーンシートを形成し、このグリーンシートに内部電極層用ニッケルペーストをスクリーン印刷して乾燥させる。これにより、後に電源用内部電極層141となる電源用内部電極部と、グランド用内部電極層142となるグランド用内部電極部とが形成される。次に、電源用内部電極部が形成されたグリーンシートとグランド用内部電極部が形成されたグリーンシートとを交互に積層し、シート積層方向に押圧力を付与することにより、各グリーンシートを一体化してグリーンシート積層体を形成する。
さらに、レーザー加工機を用いてグリーンシート積層体にビアホール130を多数個形成し、図示しないペースト圧入充填装置を用いて、ビア導体用ニッケルペーストを各ビアホール130内に充填する。次に、グリーンシート積層体の上面上に電極用ニッケルペーストを印刷し、グリーンシート積層体の上面側にて各導体部の上端面を覆うように外部電極111,112を形成する。
この後、グリーンシート積層体の乾燥を行い、各外部電極111,112をある程度固化させる。次に、グリーンシート積層体を脱脂し、さらに所定温度で所定時間焼成を行う。その結果、チタン酸バリウム及びペースト中のニッケルが同時焼結し、セラミック焼結体104となる。
次に、得られたセラミック焼結体104が有する各外部電極111,112に対して無電解銅めっき(厚さ10μm程度)を行う。その結果、各外部電極111,112の上に銅めっき層が形成される。なお、上記製造工程では、セラミックコンデンサ101となるべき製品領域を平面方向に沿って縦横に複数配列した多数個取り用の中間製品として製造される。そして、その多数個取り用の中間製品を分割すると、個々の製品であるセラミックコンデンサ101が多数個同時に得られる。
そして、収容工程では、マウント装置(ヤマハ発動機株式会社製)を用いて、コア主面12とコンデンサ主面102と同じ側(図8では下側)に向け、かつ、コア裏面13とコンデンサ裏面103とを同じ側(図8では上側)に向けた状態で収容穴部90内にセラミックコンデンサ101を収容する。収容穴部90のコア主面12側開口は、剥離可能な粘着テープ171でシールされている。この粘着テープ171は、支持台(図示略)によって支持されている。かかる粘着テープ171の粘着面には、セラミックコンデンサ101が貼り付けられて仮固定されている。また、セラミックコンデンサ101がコア基板11よりも薄いことから、コア裏面13とコンデンサ裏面103との間には段差が生じている。
続く樹脂充填工程では、コア裏面13上及びコンデンサ裏面103上に、未硬化状態のシート状のエポキシ樹脂フィルム173(味の素株式会社製のビルドアップ材、商品名ABF−TH3)をラミネートする(図9参照)。ここでは、エポキシ樹脂フィルム173は、周知の真空ラミネーション法により減圧雰囲気下で加熱及び加圧されることでコア裏面13上及びコンデンサ裏面103上に圧着される。このとき、エポキシ樹脂フィルム173の一部を溶融させて、その溶融した樹脂材料を落とし込むことで収容穴部90の内壁面91とコンデンサ側面106との隙間を埋める(図10参照)。続く固定工程では、加熱処理(キュアなど)を行ってエポキシ樹脂フィルムを硬化させ、セラミックコンデンサ101をコア基板11に固定する。
その後、例えば、ベルトサンダー装置を用いて、コア裏面13上及びコンデンサ裏面103上のエポキシ樹脂フィルム173を研磨して除去し、コア裏面13上に形成された導体層41の表面を露出させる。そして、この時点で、粘着テープ171を剥離する。なお、外部電極111,112の表面及びコア主面12側の導体層41の表面は、粘着テープ171に接触しているために、研磨しなくても同じ高さに位置している。また、収容穴部90の内壁面91とコンデンサ側面106との隙間に落とし込まれたエポキシ樹脂フィルム173の一部が樹脂充填部92となる。さらに、収容穴部90内において、セラミックコンデンサ101のコンデンサ裏面103とコア基板11のコア裏面13との段差部分を埋めるように樹脂充填部92が形成され、セラミックコンデンサ101のコンデンサ裏面103側は樹脂充填部92で被覆される。
次に、従来周知のビルドアップ法に基づいて、コア基板11の上面12の上にビルドアップ層31を形成するとともに、コア基板11の下面13の上にビルドアップ層32を形成する(図12参照)。なお、図12においては、図11のコア基板11及びセラミックコンデンサ101の上下面を反転させた状態(チップ搭載時の状態)で示している。
詳述すると、先ずコア基板11のコア主面12及びコア裏面13にエポキシ樹脂フィルム(味の素株式会社製のビルドアップ材、ABF−GX13)をラミネートし、レーザー加工機により、ビア導体47が形成されるべき位置に盲孔を有する第1層の樹脂層間絶縁層33,34を形成する。なお、エポキシ樹脂フィルムをラミネートする代わりに、液状の熱硬化性エポキシ樹脂を塗布することにより、樹脂層間絶縁層33,34を形成してもよい。次に、従来公知の手法(例えばセミアディティブ法)に従って電解銅めっきを行い、前記盲孔の内部にビア導体47を形成するとともに、樹脂層間絶縁層33,34上に導体層42を形成する。
そして、第1層の樹脂層間絶縁層33,34上にエポキシ樹脂フィルムをラミネートし、レーザー加工機により、ビア導体43が形成されるべき位置に盲孔を有する第2層の樹脂層間絶縁層35,36を形成する。なお、エポキシ樹脂フィルムをラミネートする代わりに、液状の熱硬化性エポキシ樹脂を塗布することにより、樹脂層間絶縁層35,36を形成してもよい。次に、従来公知の手法に従って電解銅めっきを行い、前記盲孔の内部にビア導体43を形成するとともに、樹脂層間絶縁層35上に端子パッド44を形成し、樹脂層間絶縁層36上にBGA用パッド48を形成する。
次に、第2層の樹脂層間絶縁層35,36上に感光性エポキシ樹脂を塗布して硬化させることにより、ソルダーレジスト37,38を形成する。その後、所定のマスクを配置した状態で露光及び現像を行い、ソルダーレジスト37,38に開口部46,40をパターニングする。その結果、コア基板11の上面12及び下面13にビルドアップ層31,32が形成される。
さらに、端子パッド44上にはんだバンプ45を形成し、かつ、BGA用パッド48上にはんだバンプ49を形成する。なお、この状態のものは、部品内蔵配線基板10となるべき製品領域を平面方向に沿って縦横に複数配列した多数個取り用配線基板であると把握することができる。さらに、多数個取り用配線基板を分割すると、個々の製品である部品内蔵配線基板10が多数個同時に得られる。
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
(1)本実施の形態の部品内蔵配線基板10の場合、樹脂充填部92は、ガラス転移温度以上の第2温度領域α2での熱膨張係数の値(=57ppm/℃)がセラミックコンデンサ101の熱膨張係数の値(=11.7ppm/℃)よりも大きく、かつ、コア基板11の熱膨張係数の値(=148ppm/℃)よりも小さくなるように設定されている。この場合、はんだバンプ45が溶融する温度領域において、コア基板11、セラミックコンデンサ101及び樹脂充填部92の熱膨張係数のミスマッチを抑えることができる。従って、ICチップ21の実装時において、はんだ溶融温度まで部品内蔵配線基板10を加熱したときでも、ICチップ21の搭載領域23のうねりを抑えることができ、はんだバンプ45のショート不良を防止することができる。この結果、部品内蔵配線基板10とICチップ21との電気的接続を確実に行うことができ、製品信頼性を高めることができる。
(2)本実施の形態の部品内蔵配線基板10の場合、樹脂充填部92は、ガラス転移温度以上の第2温度領域α2での熱膨張係数の値が57ppm/℃であり、ガラス転移温度未満の第1温度領域α1での熱膨張係数の値が21ppm/℃であり、その差の絶対値が50ppm/℃以下となっている。因みに、樹脂層間絶縁層33〜36は、第2温度領域α2での熱膨張係数の値が39ppm/℃であり、温度領域α1での熱膨張係数の値が161ppm/℃であり、その差の絶対値が50ppm/℃以上となっている。このように、樹脂充填部92の各温度領域α1,α2での熱膨張係数の差が小さい場合、ガラス転移温度よりも高い第2温度領域α2に加え、低い第1温度領域α1においても、熱膨張係数のミスマッチを抑えることができる。この場合、樹脂層間絶縁層33〜36と同じ樹脂材料を用いて樹脂充填部92を形成する場合と比較して、熱膨張係数のミスマッチを低減することができ、ICチップ21の搭載領域23のうねりを確実に抑えることができる。
(3)本実施の形態の部品内蔵配線基板10の場合、樹脂充填部92のヤング率=7.6GPa)は、樹脂層間絶縁層33〜36のヤング率(=3.5GPa)よりも大きい。また、樹脂充填部92の伸び率(=1.70)は、樹脂層間絶縁層33〜36の伸び率(=5.0%)よりも小さい。従って、樹脂層間絶縁層33〜36と同じ樹脂材料を用いて樹脂充填部92を形成する場合と比較して、ICチップ21の搭載領域23のうねりを確実に抑えることができる。
(4)本実施の形態の部品内蔵配線基板10の場合、樹脂充填部92は、エポキシ樹脂中に68重量%のシリカフィラーを含むので、樹脂充填部92の第2温度領域α2での熱膨張係数の値を小さくすることができ、ICチップ21の搭載領域23のうねりを抑えることができる。
(5)本実施の形態の場合、樹脂充填工程において、シート状のエポキシ樹脂フィルム173がコア主面12上及びコンデンサ主面102の上に配置され加熱及び加圧される。このエポキシ樹脂フィルム173は、ビルドアップ層31,32で使用される一般的な樹脂フィルムと比較して、シリカフィラーの含有量が多いためその流動性は低くなる。このため、本実施の形態のように樹脂フィルム173を加熱及び加圧することにより、収容穴部90の内壁面91とセラミックコンデンサ101との隙間に樹脂材料を確実に埋めて樹脂充填部92を形成することができる。この樹脂充填部92は、収容穴部90内において隙間なく形成され、クラックの発生を防止できることから、セラミックコンデンサ101をコア基板11に確実に固定することができる。
(6)本実施の形態のセラミックコンデンサ101では、複数のビア導体131,132が全体としてアレイ状に配置されているので、セラミックコンデンサ101のインダクタンスの低減化が図られ、ノイズ吸収や電源変動平滑化のための高速電源供給が可能となる。また、セラミックコンデンサ101全体の小型化が図りやすくなり、ひいては配線基板全体の小型化も図りやすくなる。しかも、小さい割りに高静電容量が達成しやすく、ICチップ21に対してより安定した電源供給が可能となる。
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態の部品内蔵配線基板10に内蔵されるセラミックコンデンサ101は、コンデンサ主面102側のみに外部電極111,112が形成されるものであったが、これに限定されるものではない。図13の部品内蔵配線基板10Aのように、コンデンサ主面102側の外部電極111,112に加えて、コンデンサ裏面103側に外部電極121,122が形成されたセラミックコンデンサ101Aを内蔵してもよい。このセラミックコンデンサ101Aにおいて、外部電極121は、電源用コンデンサ内ビア導体131におけるコンデンサ裏面103側の端面に対して直接接続されており、外部電極122は、複数のグランド用コンデンサ内ビア導体132におけるコンデンサ裏面103側の端面に対して直接接続されている。そして、コンデンサ裏面103側の外部電極121,122は、コンデンサ裏面103側を覆う樹脂充填部92と樹脂層間絶縁層34とに貫通形成されるビア導体47Aに接続されており、ビア導体47A、導体層42、ビア導体43、BGA用パッド48、及びはんだバンプ49を介して図示しないマザーボードに接続される。このように配線基板10Aを構成した場合でも、コア基板11、セラミックコンデンサ101A及び樹脂充填部92の熱膨張係数のミスマッチを低減することができ、ICチップ21の搭載領域23でのうねりを抑えることができる。
・上記実施の形態の部品内蔵配線基板10では、コア基板11においてコア主面12及びコア裏面13にて開口する収容穴部90(貫通穴)を形成し、その収容穴部90にセラミックコンデンサ101を収容するものであったがこれに限定されるものではない。例えば、コア基板11においてコア主面12にて開口する有底の収容穴部を形成してその収容穴部にセラミックコンデンサ101を収容してもよい。
・上記実施の形態では、樹脂充填部92を形成するために、エポキシ樹脂に68重量%のシリカフィラーが含有されたエポキシ樹脂フィルム173(味の素株式会社製、商品名ABF−TH3)を用いるものであったが、これ以外の樹脂材料を用いてもよい。具体的には、例えば、エポキシ樹脂及びシアネート樹脂からなる樹脂材料に55%のシリカフィラーが含有された樹脂フィルム(味の素製:ABF−GZ22)を用いてもよい。この樹脂フィルムの特性としては、熱膨張係数が第1温度領域α1(25℃〜150℃の温度領域)で31ppm/℃、第2温度領域α2(150℃〜240℃の温度領域)で88ppm/℃である。また、ガラス転移温度(Tg)は、TMAにて測定した値が166℃であり、DMAにて測定した値が192℃である。さらに、ヤング率は6.2GPa、引っ張り強度は117MPa、伸び率は3.4%である。このシート状の熱硬化性樹脂を用いた場合でも、はんだバンプ45が溶融する温度領域において、コア基板11、セラミックコンデンサ101及び樹脂充填部92の熱膨張係数のミスマッチを低減することができ、ICチップ21の搭載領域23でのうねりを抑えることができる。
次に、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
(1)コア主面及びコア裏面を有し、少なくとも前記コア主面側にて開口する収容穴部を有する樹脂製のコア基板と、部品主面及び部品裏面を有し、前記コア主面と前記部品主面とを同じ側に向けた状態で前記収容穴部に収容されたセラミック製の板状部品と、前記収容穴部の内壁面と前記板状部品との隙間に充填され、前記板状部品を前記コア基板に固定する樹脂充填部と、樹脂層間絶縁層及び導体層を前記コア主面及び前記部品主面の上にて交互に積層してなり、その最表層に設定されたチップ部品の搭載のための搭載領域内に複数のはんだバンプが配置された配線積層部とを備える部品内蔵配線基板において、前記コア主面側から見たときに、前記搭載領域の投影面積が前記板状部品及び前記樹脂充填部の投影面積よりも大きく、かつ、前記搭載領域の直下に前記板状部品及び前記樹脂充填部が位置しており、前記樹脂充填部のガラス転移温度未満の温度領域での熱膨張係数(CTE α1)の値が、前記板状部品の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも大きく、かつ、前記コア基板の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする部品内蔵配線基板。
(2)前記樹脂充填部のガラス転移温度以上の温度領域での熱膨張係数(CTE α2)の値と、前記樹脂充填部のガラス転移温度未満の温度領域での熱膨張係数(CTE α1)の値との差の絶対値が、50ppm/℃以下であることを特徴とする技術的思想1に記載の部品内蔵配線基板。
(3)前記樹脂充填部のガラス転移温度未満の温度領域での熱膨張係数(CTE α1)の値が、90ppm/℃以下であることを特徴とする技術的思想2に記載の部品内蔵配線基板。
(4)前記樹脂充填部のガラス転移温度未満の温度領域での熱膨張係数(CTE α1)の値が、60ppm/℃以下であることを特徴とする技術的思想3に記載の部品内蔵配線基板。
(5)前記樹脂充填部のヤング率が、6.0GPa以上であることを特徴とする技術的思想1乃至4のいずれか1項に記載の部品内蔵配線基板。
(6)前記樹脂充填部の伸び率が、3.5%以下であることを特徴とする技術的思想1乃至5のいずれか1項に記載の部品内蔵配線基板。
(7)前記樹脂充填部は樹脂中に無機フィラーを含むとともに、その無機フィラーの含有量が50重量%以上であることを特徴とする技術的思想1乃至6のいずれか1項に記載の部品内蔵配線基板。
(8)前記板状部品は、セラミックコンデンサであることを特徴とする技術的思想1乃至7のいずれか1項に記載の部品内蔵配線基板。
(9)前記板状部品は、セラミック誘電体層を介して複数の内部電極層が積層配置された構造を有し、前記複数の内部電極層に接続される複数のコンデンサ内ビア導体と、前記複数のコンデンサ内ビア導体における少なくとも前記部品主面側の端部に接続された複数の表層電極とを備え、前記複数のコンデンサ内ビア導体が全体としてアレイ状に配置されたビアアレイタイプのセラミックコンデンサであることを特徴とする技術的思想1乃至8のいずれか1項に記載の部品内蔵配線基板。
(10)技術的思想1乃至9のいずれか1項に記載の部品内蔵配線基板を製造する方法であって、前記コア基板の有する前記収容穴部内に前記板状部品を収容する収容工程と、前記樹脂充填部のガラス転移温度未満の温度領域での熱膨張係数(CTE α1)の値が、前記板状部品の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも大きく、かつ、前記コア基板の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも小さくなるように設定されたシート状樹脂材料を用意し、前記シート状樹脂材料を前記コア主面上及び前記部品主面の上に配置して加熱及び加圧することによりその一部を溶融させて、その溶融した樹脂材料により前記収容穴部の内壁面と前記板状部品との隙間を埋める樹脂充填工程と、前記樹脂充填工程後、前記溶融した樹脂材料を硬化させて樹脂充填部とすることにより、前記板状部品を前記コア基板に固定する固定工程とを含むことを特徴とする部品内蔵配線基板の製造方法。
(11)コア主面及びコア裏面を有し、少なくとも前記コア主面側にて開口する収容穴部を有する樹脂製のコア基板と、部品主面及び部品裏面を有し、前記コア主面と前記部品主面とを同じ側に向けた状態で前記収容穴部に収容されたセラミック製の板状部品と、前記収容穴部の内壁面と前記板状部品との隙間に充填され、前記板状部品を前記コア基板に固定する樹脂充填部と、樹脂層間絶縁層及び導体層を前記コア主面及び前記部品主面の上にて交互に積層してなり、その最表層に設定されたチップ部品の搭載のための搭載領域内に複数のはんだバンプが配置された配線積層部とを備える部品内蔵配線基板において、前記コア主面側から見たときに、前記搭載領域の投影面積が前記板状部品及び前記樹脂充填部の投影面積よりも大きく、かつ、前記搭載領域の直下に前記板状部品及び前記樹脂充填部が位置しており、前記樹脂充填部のガラス転移温度未満の温度領域での熱膨張係数(CTE α1)の値が、前記板状部品の当該温度領域での熱膨張係数の値を10%減じた値よりも大きく、かつ、前記コア基板の当該温度領域での熱膨張係数の値を10%増した値よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする部品内蔵配線基板。
(12)技術的思想11に記載の部品内蔵配線基板を製造する方法であって、前記コア基板の有する前記収容穴部内に前記板状部品を収容する収容工程と、前記樹脂充填部のガラス転移温度未満の温度領域での熱膨張係数(CTE α1)の値が、前記板状部品の当該温度領域での熱膨張係数の値を10%減じた値よりも大きく、かつ、前記コア基板の当該温度領域での熱膨張係数の値を10%増した値よりも小さくなるように設定されたシート状樹脂材料を用意し、前記シート状樹脂材料を前記コア主面上及び前記部品主面の上に配置して加熱及び加圧することによりその一部を溶融させて、その溶融した樹脂材料により前記収容穴部の内壁面と前記板状部品との隙間を埋める樹脂充填工程と、前記樹脂充填工程後、前記溶融した樹脂材料を硬化させて樹脂充填部とすることにより、前記板状部品を前記コア基板に固定する固定工程とを含むことを特徴とする部品内蔵配線基板の製造方法。
(13)コア主面及びコア裏面を有し、少なくとも前記コア主面側にて開口する収容穴部を有する樹脂製のコア基板と、部品主面及び部品裏面を有し、前記コア主面と前記部品主面とを同じ側に向けた状態で前記収容穴部に収容されたセラミック製の板状部品と、前記収容穴部の内壁面と前記板状部品との隙間に充填され、前記板状部品を前記コア基板に固定する樹脂充填部と、樹脂層間絶縁層及び導体層を前記コア主面及び前記部品主面の上にて交互に積層してなり、その最表層に設定されたチップ部品の搭載のための搭載領域内に複数のはんだバンプが配置された配線積層部とを備える部品内蔵配線基板において、前記コア主面側から見たときに、前記搭載領域の投影面積が前記板状部品及び前記樹脂充填部の投影面積よりも大きく、かつ、前記搭載領域の直下に前記板状部品及び前記樹脂充填部が位置しており、前記樹脂充填部のガラス転移温度以上の温度領域での熱膨張係数(CTE α2)の値が、前記板状部品の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも大きく、かつ、前記コア基板の当該温度領域での熱膨張係数の値及び前記樹脂層間絶縁層の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする部品内蔵配線基板。
(14)技術的思想13において、前記樹脂充填部及び樹脂層間絶縁層は、エポキシ樹脂中にシリカフィラーを含み、前記樹脂充填部におけるシリカフィラーの含有量は50重量%以上であり、前記樹脂層間絶縁層におけるシリカフィラーの含有量は40重量%未満であることを特徴とする部品内蔵配線基板。
10,10A…部品内蔵配線基板
11…コア基板
12…コア主面
13…コア裏面
21…チップ部品としてのICチップ
23…搭載領域
31…配線積層部としての第1ビルドアップ層
33,35…樹脂層間絶縁層
42…導体層
90…収容穴部
91…収容穴部の内壁面
92…樹脂充填部
101,101A…板状部品としてのセラミックコンデンサ
102…部品主面としてのコンデンサ主面
103…部品裏面としてのコンデンサ裏面
105…セラミック誘電体層
111…表層電極としての主面側電源用外部電極
112…表層電極としての主面側グランド用外部電極
121,122…表層電極としての外部電極
131…コンデンサ内ビア導体としての電源用コンデンサ内ビア導体
132…コンデンサ内ビア導体としてのグランド用コンデンサ内ビア導体
141…内部電極層としての電源用内部電極層
142…内部電極層としてのグランド用内部電極層
173…シート状樹脂材料としてのエポキシ樹脂フィルム

Claims (12)

  1. コア主面及びコア裏面を有し、少なくとも前記コア主面側にて開口する収容穴部を有する樹脂製のコア基板と、
    部品主面及び部品裏面を有し、前記コア主面と前記部品主面とを同じ側に向けた状態で前記収容穴部に収容されたセラミック製の板状部品と、
    前記収容穴部の内壁面と前記板状部品との隙間に充填され、前記板状部品を前記コア基板に固定する樹脂充填部と、
    樹脂層間絶縁層及び導体層を前記コア主面及び前記部品主面の上にて交互に積層してなり、その最表層に設定されたチップ部品の搭載のための搭載領域内に複数のはんだバンプが配置された配線積層部と
    を備える部品内蔵配線基板において、
    前記コア主面側から見たときに、前記搭載領域の投影面積が前記板状部品及び前記樹脂充填部の投影面積よりも大きく、かつ、前記搭載領域の直下に前記板状部品及び前記樹脂充填部が位置しており、
    前記樹脂充填部のガラス転移温度以上の温度領域での熱膨張係数(CTE α2)の値が、前記板状部品の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも大きく、かつ、前記コア基板の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも小さくなるように設定されている
    ことを特徴とする部品内蔵配線基板。
  2. 前記樹脂充填部のガラス転移温度以上の温度領域での熱膨張係数(CTE α2)の値と、前記樹脂充填部のガラス転移温度未満の温度領域での熱膨張係数(CTE α1)の値との差の絶対値が、50ppm/℃以下であることを特徴とする請求項1に記載の部品内蔵配線基板。
  3. 前記樹脂充填部のガラス転移温度以上の温度領域での熱膨張係数(CTE α2)の値が、90ppm/℃以下であることを特徴とする請求項2に記載の部品内蔵配線基板。
  4. 前記樹脂充填部のガラス転移温度以上の温度領域での熱膨張係数(CTE α2)の値が、60ppm/℃以下であることを特徴とする請求項3に記載の部品内蔵配線基板。
  5. 前記樹脂充填部のヤング率が、6.0GPa以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の部品内蔵配線基板。
  6. 前記樹脂充填部の伸び率が、3.5%以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の部品内蔵配線基板。
  7. 前記樹脂充填部は樹脂中に無機フィラーを含むとともに、その無機フィラーの含有量が50重量%以上であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の部品内蔵配線基板。
  8. 前記板状部品は、セラミックコンデンサであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の部品内蔵配線基板。
  9. 前記板状部品は、
    セラミック誘電体層を介して複数の内部電極層が積層配置された構造を有し、
    前記複数の内部電極層に接続される複数のコンデンサ内ビア導体と、
    前記複数のコンデンサ内ビア導体における少なくとも前記部品主面側の端部に接続された複数の表層電極と
    を備え、前記複数のコンデンサ内ビア導体が全体としてアレイ状に配置されたビアアレイタイプのセラミックコンデンサである
    ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の部品内蔵配線基板。
  10. 請求項1乃至9のいずれか1項に記載の部品内蔵配線基板を製造する方法であって、
    前記コア基板の有する前記収容穴部内に前記板状部品を収容する収容工程と、
    前記樹脂充填部のガラス転移温度以上の温度領域での熱膨張係数(CTE α2)の値が、前記板状部品の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも大きく、かつ、前記コア基板の当該温度領域での熱膨張係数の値よりも小さくなるように設定されたシート状樹脂材料を用意し、前記シート状樹脂材料を前記コア主面上及び前記部品主面の上に配置して加熱及び加圧することによりその一部を溶融させて、その溶融した樹脂材料により前記収容穴部の内壁面と前記板状部品との隙間を埋める樹脂充填工程と、
    前記樹脂充填工程後、前記溶融した樹脂材料を硬化させて樹脂充填部とすることにより、前記板状部品を前記コア基板に固定する固定工程と
    を含むことを特徴とする部品内蔵配線基板の製造方法。
  11. コア主面及びコア裏面を有し、少なくとも前記コア主面側にて開口する収容穴部を有する樹脂製のコア基板と、
    部品主面及び部品裏面を有し、前記コア主面と前記部品主面とを同じ側に向けた状態で前記収容穴部に収容されたセラミック製の板状部品と、
    前記収容穴部の内壁面と前記板状部品との隙間に充填され、前記板状部品を前記コア基板に固定する樹脂充填部と、
    樹脂層間絶縁層及び導体層を前記コア主面及び前記部品主面の上にて交互に積層してなり、その最表層に設定されたチップ部品の搭載のための搭載領域内に複数のはんだバンプが配置された配線積層部と
    を備える部品内蔵配線基板において、
    前記コア主面側から見たときに、前記搭載領域の投影面積が前記板状部品及び前記樹脂充填部の投影面積よりも大きく、かつ、前記搭載領域の直下に前記板状部品及び前記樹脂充填部が位置しており、
    前記樹脂充填部のガラス転移温度以上の温度領域での熱膨張係数(CTE α2)の値が、前記板状部品の当該温度領域での熱膨張係数の値を10%減じた値よりも大きく、かつ、前記コア基板の当該温度領域での熱膨張係数の値を10%増した値よりも小さくなるように設定されている
    ことを特徴とする部品内蔵配線基板。
  12. 請求項11に記載の部品内蔵配線基板を製造する方法であって、
    前記コア基板の有する前記収容穴部内に前記板状部品を収容する収容工程と、
    前記樹脂充填部のガラス転移温度以上の温度領域での熱膨張係数(CTE α2)の値が、前記板状部品の当該温度領域での熱膨張係数の値を10%減じた値よりも大きく、かつ、前記コア基板の当該温度領域での熱膨張係数の値を10%増した値よりも小さくなるように設定されたシート状樹脂材料を用意し、前記シート状樹脂材料を前記コア主面上及び前記部品主面の上に配置して加熱及び加圧することによりその一部を溶融させて、その溶融した樹脂材料により前記収容穴部の内壁面と前記板状部品との隙間を埋める樹脂充填工程と、
    前記樹脂充填工程後、前記溶融した樹脂材料を硬化させて樹脂充填部とすることにより、前記板状部品を前記コア基板に固定する固定工程と
    を含むことを特徴とする部品内蔵配線基板の製造方法。
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