JP2003324260A

JP2003324260A - プリント配線板及びその製造方法

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Publication number: JP2003324260A
Application number: JP2002129637A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Michiwaki; 茂道脇; Shinji Suga; 慎司菅; Yoshiteru Matsubayashi; 芳輝松林
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2002-05-01
Filing date: 2002-05-01
Publication date: 2003-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】内部に回路部品３を埋め込んだ、片面若しく
は両面又は多層のプリント配線板及びその製造方法にお
いて、回路部品３の接続信頼性を高め、高密度化を可能
とする。【解決手段】回路部品３の電極３ａをＮｉ，Ｃｒ若しく
はＴｉの単体又はその合金とし、基板１に貫通孔２又は
座ぐり部９を形成して埋め込み部とし、その形状を回路
部品３が圧入となるように設定した。また、電極３ａ表
面を、基板１表面に対して１０μｍ以上５０μｍ以下の
凹部とし、電極３ａと、電極３ａに基板の厚さ方向にお
いて隣接して形成した銅層６Ａからなる配線パターン６
Ａ１とをその銅層６Ａで接続した。また、この銅層６Ａ
を、スルーホール４、ビアホール８又はインナービアホ
ール４Ａの表面に形成した銅層と同一の銅層とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内部に回路部品を
埋め込んで成る両面配線基板又は多層配線基板と、この
片面若しくは両面配線基板又は多層配線基板上に絶縁層
及びパターン層を積層して成るいわゆるビルドアップ基
板と、これらの製造方法に係り、特に回路部品の接続信
頼性向上と、高密度化に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化、多機能化、高
速化が進んでおり、これに対応するため、プリント配線
板やその製造方法に様々な高密度実装技術を盛り込むこ
とが要求されてきた。この要求を満たす方策として、従
来、プリント配線板の表面あるいは裏面上に実装してい
るチップ部品等を、プリント配線板の内部に埋め込む技
術が提案されている。この部品埋込技術を基板に採用す
ることで、基板の部品実装密度は大幅に向上し、配線長
の短縮化も図られることから基板自体の高信頼性化、信
号伝達の高速化が期待されている。

【０００３】そして、部品埋込型の多層配線板技術は、
特開平６−１２０６７１号公報（以下公報１）や、特開
２００１−５３４４７公報（以下公報２）に開示されて
いる。

【０００４】公報１には、配線板内層にチップ部品を埋
め込み、層間導通の確保及び埋め込んだ部品間の接続と
を、それぞれ融点の異なる半田材を使用して数工程に分
けて行う技術が開示されている。

【０００５】また、公報２には、配線内層にチップ部品
等を埋め込み、その上に絶縁層を形成し、レーザーやド
リル等で設けたビアホールを介してめっきすることによ
り、層間導通の確保及び埋め込んだ部品間の接続とを行
う技術が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、公報１
に開示された発明は、（イ）半田の接合個所に対応した複数回の半田付け工程
が必要である。（ロ）基板表裏面上への部品実装やマザーボード等の別
種基板への半田付けにおける接合条件が大きく制約され
る。（ハ）半田の溶融温度を安定化させるための半田の素材
管理が難しい。（ニ）半田付け部の周辺やその内部に半田フラックスが
残留していると、絶縁層を積層してビルドアップ化した
場合に膨れや破裂が起こる可能性が高い。（ホ）半田付けの厚さを薄くするのが困難で、厚さ５０
μm程度のビルドアップ絶縁層でこれを覆う場合にその
平坦性が確保できない。という問題があった。その内、
（ハ），（ニ），（ホ）は特に信頼性の低下に関わる問
題である。

【０００７】また、公報２に開示された発明は、接続方
式がめっきであり接合の信頼性は向上する反面、（ヘ）ビルドアップ絶縁層を介したビアホールを埋込部
品の電極上に形成する際に、埋込部品の電極位置の精度
を保つ配慮がされていないため、位置ずれによる接合不
良が発生する可能性がある。この位置のばらつきは通常
５０μｍ程度ある。（ト）ビアホールの形成を、通常の方法であるレーザー
又はドリルで行った場合、埋込部品の電極表面にはめっ
き性を阻害する絶縁樹脂の残さ成分が残留するためこれ
をデスミア液等により除去する必要があるが、この除去
液が埋込部品の電極にコートされている半田を劣化させ
る。

【０００８】（チ）ビアホールの形成を薬品によって行
った場合、この薬液によって電極にコートされている半
田を劣化させる。しかもこの薬液によるビアホール形成
方法は、ビアホール形状がストレートではなく薬液の回
り込みで逆テーパー形状に形成されるため、めっきの付
き廻り性が悪化し接続不良となる可能性が高い。（リ）電解めっきによる銅層形成時に基板を浸す電解液
中に、部品の電極にコートされた半田に含有する鉛ある
いは銀が漏出して電解液を変質劣化させる。

【０００９】（ヌ）埋込回路部品３０への接続を、一段
外層の配線パターン６０Ｂからビアホール８０で接続し
なければならず（図６参照）、長手方向両端に電極３０
ａを有する回路部品３０を、基板のコア部に貫通孔を設
けて縦方向に埋め込んだ場合、この部品を接続するため
には４層（コア部多層板の表裏２層及びビルドアップ層
の外側２層）が必要となる。

【００１０】また、座ぐり穴に部品を横向きに埋め込む
場合でも、２層（コア部多層板の片側１層及びそこに積
層したビルドアップ層の外側１層）のレイヤーが必要で
あり、高密度化に適さない。という問題があった。その
内、（ヘ），（ト），（チ），（リ）は特に信頼性の低
下に関する問題である。

【００１１】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、前述（イ）〜（ヌ）の問題を解決して、（ａ）埋め込み回路部品の接続信頼性の飛躍的向上。（ｂ）回路部品の埋め込み位置の精度向上による高密度
化。（ｃ）埋め込み回路部品と配線パターンとの接続をより
少ない層で行うことによる高密度化。を可能とする、プ
リント配線板及びその製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本願発明は手段として次の構成及び方法を有す
る。即ち、請求項１は、基板１に貫通孔２又は座ぐり部
９を形成してなる埋め込み部と、前記埋め込み部に挿入
又は収納した回路部品３と、前記基板１の少なくとも一
面側に、めっきにより、単層又は絶縁層７との交互の複
層に形成した銅層６Ａ，６Ｂからなる配線パターン６Ａ
１，６Ｂ１とを有するプリント配線板において、前記電
極３ａと、前記電極３ａに前記基板１の厚さ方向におい
て隣接して形成した銅層６Ａからなる配線パターン６Ａ
１とを、前記隣接して形成した銅層６Ａで接続してある
ことを特徴とするプリント配線板である。

【００１３】請求項２は、前記電極３ａの表面材質を、
Ｎｉ，Ｃｒ若しくはＴｉの単体又はＮｉ，Ｃｒ若しくは
Ｔｉの合金としたことを特徴とする請求項１記載のプリ
ント配線板である。

【００１４】請求項３は、前記埋め込み部は、前記回路
部品３に対して圧入しろを有する形状としたことを特徴
とする請求項１又は請求項２記載のプリント配線板であ
る。

【００１５】請求項４は、前記圧入しろを、３μｍ以上
３０μｍ以下としたことを特徴とする請求項３記載のプ
リント配線板である。

【００１６】請求項５は、前記電極３ａの前記基板１の
厚さ方向端面を、前記隣接して形成した銅層６Ａからな
る配線パターン６Ａ１の基板１側面に対して、厚さ方向
距離で１０μｍ以上５０μｍ以下の凹部としたことを特
徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプリン
ト配線板である。

【００１７】請求項６は、前記基板１あるいは前記絶縁
層７に、表面にめっきによる銅層６Ａ，６Ｂを形成した
スルーホール４，インナービアホール、ビアホール８の
いずれかのホールを設け、前記ホールの表面に形成した
銅層６Ａと、前記隣接して形成した銅層６Ａとを同一の
銅層としてあることを特徴とする請求項１乃至５のいず
れか１項に記載のプリント配線板である。

【００１８】請求項７は、前記埋め込み部と前記回路部
品３との空隙に樹脂５を充填してあることを特徴とする
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のプリント配線板
である。

【００１９】さらに、請求項８は、少なくとも、基板１
に貫通孔２または座ぐりによる埋め込み部を設ける工程
と、前記埋め込み部に回路部品３を装着又は収納する埋
め込み工程と、前記基板１の少なくとも一面側に、配線
パターン６Ａ１とする銅層６Ａを、単層又は絶縁層７と
の交互の複層に形成するめっき工程とを含んでなるプリ
ント配線板の製造方法において、前記回路部品３の電極
３ａ面材質をＮｉ，Ｃｒ若しくはＴｉの単体又はＮｉ，
Ｃｒ若しくはＴｉの合金とし、前記めっき工程は、前記
電極３ａに前記基板１の厚さ方向において隣接する銅層
６Ａを、前記電極３ａと接続して形成する工程を含んで
なることを特徴とするプリント配線板の製造方法であ
る。

【００２０】請求項９は、前記めっき工程よりも前に、
前記埋め込み部と前記回路部品３との空隙に樹脂５を充
填した後、不要な前記樹脂５を除去する工程を有するこ
とを特徴とする請求項８記載のプリント配線板の製造方
法である。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、好ましい
実施例により図１乃至図５を用いて説明する。本発明の
プリント配線板に埋め込む回路部品としては、抵抗，コ
ンデンサー，コイル，ダイオード，トランジスター及び
集積回路のチップ部品等がある。そして、この回路部品
の電極表面が、従来の鉛や銀を含む半田コートではな
く、Ｎｉ，Ｃｒ若しくはＴｉの単体又はＮｉ，Ｃｒ若し
くはＴｉの合金で形成されている回路部品を使用するこ
とに特徴がある。この合金の好ましい例としては、Ｎｉ
Ｃｒ，ＴｉＮがある。

【００２２】Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉは、銅めっきとの密着性
に優れており、また、これらの単体あるいはこれらの合
金で形成された電極は、電極に付着した不要な樹脂成分
を除去するデスミア液等の除去液では劣化することはな
い。また、電解めっきによる銅層形成時に、基板を浸す
電解液を汚染して変質劣化させるものでもない。この特
徴により接続信頼性が飛躍的に向上する。環境負荷の観
点も含めて、中でもＮｉとするのが最も好ましい。

【００２３】これらの回路部品を埋め込むプリント配線
板としては、片面板，両面板及び多層積層板、並びに、
これらの面上に絶縁層や回路パターン層を交互に積層し
てビルドアップしたいわゆるビルドアップ基板がある。
回路部品の埋め込み形態として、（Ｉ）基板に貫通孔を
設けて埋め込む形態と、（ＩＩ）座ぐりを設けて埋め込
む形態と、（ＩＩＩ）貫通孔を設けて埋め込む応用形態
とがあり、まず貫通孔を設けて埋め込む形態から順次詳
述する。

【００２４】（Ｉ）貫通孔を設けて埋め込む形態貫通孔を設けて埋め込む形態とするのは、回路部品を配
線基板の銅貼り積層板の表と裏の両方に接続する場合で
ある。この場合、まず銅貼り積層板に貫通孔を形成し
て、そこに回路部品を埋め込む。また、ビルドアップ基
板において接続をビルドアップ層と行う場合には、貫通
孔をビルドアップ後に形成して、そこに回路部品を埋め
込むこともできる。

【００２５】この形態によるプリント配線板の製造方法
を工程毎に図１（ａ）〜図１（ｌ）を用い、（１）〜
（１１）にて説明する。図１は、プリント配線板の概略
断面図である。（１）貫通孔の形成（図１（ｂ））プリント配線板の基板となる銅貼り積層板１の回路部品
３の埋め込み場所に貫通孔２を形成する。この貫通孔２
の径を、回路部品３の収納が圧入となる形状に設定する
ことに特徴がある。

【００２６】以下にその特徴を具体的に説明する。この
貫通孔２の形成において、直径が数ｍｍ程度の比較的大
きな開孔が必要な場合は、これを矩形の孔として加工す
ることも可能であるが、孔径が１ｍｍ以下の場合は、円
形の孔をドリルで加工するのが現実的である。回路部品
３は、通常直方体の長手方向両端部に電極を有する形態
であり、図４（ａ）に示すようにその電極面の対角線長
さをＬ１、貫通孔の孔径をφＡとすると、Ｌ１−φＡが
正の数の場合にその圧入しろを有し、これを３μｍ以上
３０μｍ以下と設定する。

【００２７】この寸法Ｌ１と孔径φＡの関係は、基板の
プリプレグやビルドアップした絶縁層の物性値、部品の
大きさによらず共通に設定することができる。これによ
り、従来、マージンをとり、大きく開孔していて５０μ
ｍ程度あった、貫通孔２に対する回路部品３の電極３ａ
の位置のばらつきをほとんど無くすことができる。この
ように、回路部品３の位置精度を確保することで、信頼
性の高い接合が可能となり、貫通孔２の加工マージン分
小さくできることによる高密度化が可能となる。また、
工程（１）においては、同時にスルーホール４も形成し
てある。

【００２８】（２）回路部品３の貫通孔２への挿入。
（図１（ｃ））（３）回路部品３と貫通孔２との空隙への樹脂５の充
填。（図１（ｄ））（４）不要な樹脂５の除去。（図１（ｅ））工程（２）において、回路部品３を貫通孔２に、その電
極３ａが基板の表裏に対応するような向きで挿入する。
この回路部品３の各電極３ａ間の外形寸法Ｄ１と、基板
の厚さｔ１との差を所定の値Δｔ１に設定し、基板表面
から回路部品３の電極面までがΔｔ１／２の凹部となる
ように圧入方向位置を設定することに特徴がある。

【００２９】具体的には、ｔ１−Ｄ１＝Δｔ１とした
ときの凹部深さ寸法Δｔ１／２を１０μｍ以上５０μｍ
以下に設定する。これは、後述するように、Δｔ１／２
を、不要な樹脂５をバフ研磨により除去しても部品電極
３ａが削れない１０μm以上であって、かつ、この電極
表面と凹部に残る樹脂をＹＡＧレーザー等で効率良く除
去できる５０μm以下とすることで、生産性を向上する
ことができることによる。

【００３０】工程（３）における樹脂５の充填により、
回路部品３の挿入後のめっき，スパッタあるいは蒸着等
による導体層の形成時に、この空隙に導体層が形成され
て層間でショートすることを防止できる。この層間のシ
ョート防止ができる最小限の樹脂量にて充填した場合で
も、余分な樹脂が作製中の基板上に付着する可能性があ
る。

【００３１】また、後工程において、真空装置内での処
理や熱処理がある場合、空隙に十分に樹脂を注入してボ
イドが無い状態とすることは、それらの処理を良好にす
るために極めて重要であって、この場合、基板上に余分
な樹脂が付着する可能性は高い。従って、工程（４）に
より余分な樹脂分を完全に除去する必要がある。

【００３２】この基板上の除去手段として、ブラスト処
理やバフ研磨が知られているが、除去後の表面の平坦性
が優れていることからバフ研磨が好ましい。また、回路
部品３の電極３ａ部分での除去は、前述のレーザー加工
によることが行われ、これにより接続の信頼性を確保す
ることができる。

【００３３】（５）めっきによる銅層６の形成（図１
（ｆ））無電解めっき及び電解めっきにより基板表裏面に銅層６
Ａを形成する。これにより、回路部品３の電極３ａと銅
層６Ａとが接続される。このように、絶縁層７を設けず
にめっきにより銅層６を直接積層するので、基板の表裏
２層のみで回路部品３の接続をすることができることに
特徴がある。

【００３４】（６）スルーホール４への樹脂５の充填
（図１（ｇ））（７）銅層６Ａへのパターン６Ａ１の形成（図１
（ｈ））以上により、貫通孔２を設けて埋め込む形態の両面配線
基板が完成する。

【００３５】さらに、ビルドアップ基板とする場合は、（８）絶縁層７の形成（図１（ｉ））（９）ビアホール８の形成（図１（ｊ））（１０）銅層６Ｂの形成（図１（ｋ））（１１）銅層６Ｂへのパターン６Ｂ１の形成（図１
（ｌ））の工程により作成することができる。この状態
で、スルーホール４は絶縁層に覆われ外部に露出しない
所謂インナービアホール４Ａである。

【００３６】プリント基板の構造によっては、（８）の
工程後に埋め込み部を設けて回路部品を埋め込み、ビア
ホール８への銅層６Ｂと同一層にて電極３ａと配線パタ
ーン６Ｂ１との接続をすることもできる。埋め込み部
は、貫通孔でも後述する座ぐり部でもよく、貫通孔の場
合について、図５（ａ）〜５図（ｃ）を用い、工程（１
１Ａ），（１１Ｂ）及び（１１Ｃ）にて説明する。

【００３７】（１１Ａ）絶縁層７の形成。（図５
（ａ））工程（８）（図１（ｉ））に対して、貫通孔２のない形
態である。（１１Ｂ）貫通孔２の形成と、回路部品３の圧入。（図
５（ｂ））圧入しろは前述と同様であり、絶縁層７を含んだ基板１
の厚さをｔ４とし、電極表面間の寸法をＤ４とすると、
Δｔ４＝ｔ４−Ｄ４であり、絶縁層７の表面に対して、
電極３ａ表面が（Δｔ４）／２あって、１０μｍ以上５
０μｍ以下の凹部となるように納める。（１１Ｃ）銅層６Ｂの形成。（図５（ｃ））めっきにより銅層６Ｂを形成する。このとき、銅層６Ｂ
と電極３ａが接続され、同時にビアホール表面にも同一
層で銅層が形成される。この後、銅層６Ｂに配線パター
ンが施される。

【００３８】次に、座ぐり部９を設けて埋め込む形態に
ついて詳述する。（ＩＩ）座ぐり部９を設けて埋め込む形態座ぐり部９を設けて埋め込む形態とするのは、回路部品
３を配線基板の銅貼り積層板（基板）の片面のみに接続
する場合である。この場合、まず基板に座ぐり部９を形
成して、そこに回路部品３を収納する。この形態による
プリント配線板の製造方法を工程毎に図２（ａ）〜図２
（ｇ）を用い、（１２）〜（２２）にて説明する。図２
も、プリント配線板の概略断面図である。

【００３９】（１２）座ぐり部９の形成（図２（ａ））基板の回路部品３の埋め込み場所に座ぐり部９を形成す
る。この座ぐり部９の形状を、回路部品３の収納が圧入
となる形状とすることに特徴がある。

【００４０】この特徴について具体的に説明する。座ぐ
り部９の開口形状は、ドリルにて円形状あるいは長円状
にて形成することができる。そこに埋め込む回路部品３
は、通常直方体でその長手方向両端部に電極３ａを有す
る形態であるから、座ぐり部９の開口形状は円形状より
長円状の方が必要な面積が少なく高密度化が可能となる
ので好ましい。

【００４１】図４（ｂ）に示すように、座ぐり部の開口
形状の長円の一方の円半径をＢ、その中心をＣとし、中
心Ｃから回路部品の角までの距離をＬｂとしたとき、
（Ｌｂ−Ｂ）×２が正の数の場合にその圧入しろを有
し、これを３μｍ以上３０μｍ以下に設定する。座ぐり
部９の開口形状が円形の場合は、図４（ｃ）に示すよう
に、その直径をφＡ２、回路部品３の対角長さをＬ２と
したとき、前述のようにＬ２−φＡ２が正の数の場合に
圧入しろを有し、これを３μｍ以上３０μｍ以下に設定
する。これらが圧入しろとなる。この寸法Ｌｂと径Ｂあ
るいはＬ２と径φＡ２の関係は、基板のプリプレグやビ
ルドアップした絶縁層の物性値、部品の大きさによらず
共通に設定することができる。

【００４２】これにより、従来、マージンをとり、大き
く開口していて５０μｍ程度あった、座ぐり部９に対す
る回路部品３の電極３ａの位置のばらつきをほとんど無
くすことができる。このように、回路部品３の位置精度
を確保することで、信頼性の高い接合が可能となり、座
ぐり部９の加工マージン分小さくできることによる高密
度化が可能となる。工程（１２）においては、同時にス
ルーホール４も形成する。

【００４３】（１３）回路部品３の座ぐり部９への収
納。（図２（ｂ））（１４）回路部品３と座ぐり部９との空隙への樹脂５の
充填（図２（ｃ））（１５）不要な樹脂５の除去（図２（ｄ））工程（１３）において、回路部品２を座ぐり部９に、そ
の電極３ａが基板の面方向に平行となる向きで収納す
る。この回路部品３における埋め込み方向の外形寸法Ｄ
２と、座ぐり深さｔ２との差を所定の値Δｔ２とし、基
板表面から回路部品の電極までがΔｔ２の凹となるよう
に設定したことに特徴がある。

【００４４】具体的には、ｔ２−Ｄ２＝Δｔ２とした
ときの凹寸法Δｔ２を１００〜５０μｍと設定する。こ
れは、後述するように、Δｔ２を、不要な樹脂をバフ研
磨により除去しても部品電極が削れない１０μm以上で
あって、かつ、この電極表面と凹部に残る樹脂をＹＡＧ
レーザー等で効良く除去できる５０μm以下とすること
で、生産性を向上することができることによる。

【００４５】工程（１４）における樹脂の充填により、
回路部品埋め込み後のめっき，スパッタあるいは蒸着等
による導体層の形成時に、この空隙に導体層が形成され
て層間でショートすることを防止できる。この層間のシ
ョート防止ができる最小限の樹脂量にて充填した場合で
も、余分な樹脂が作製中の基板上に付着する可能性があ
る。

【００４６】また、後工程において、真空装置内での処
理や熱処理がある場合、空隙に十分に樹脂を注入してボ
イドが無い状態とすることは、それらの処理を良好にす
るために極めて重要であって、この場合、基板上に余分
な樹脂が付着する可能性は高い。従って、工程（１５）
により余分な樹脂分を完全に除去する必要がある。

【００４７】この基板上の除去手段として、ブラスト処
理やバフ研磨が知られているが、除去後の表面の平坦性
が優れていることからバフ研磨が好ましい。また、回路
部品３の電極部分３ａでの除去は、前述のレーザー加工
によることが行われ、これにより接続の信頼性を確保す
ることができる。

【００４８】（１６）めっきによる銅層６Ａの形成（図
２（ｅ））無電解めっき及び電解めっきにより基板表裏面に銅層６
Ａを形成する。これにより、回路部品３の電極３ａと銅
層６Ａとが接続される。このように、絶縁層７を設けず
にめっきにより銅層６Ａを直接積層するので、基板表面
の１層のみで回路部品３の接続をすることができること
に特徴がある。

【００４９】（１７）スルーホール４への樹脂５ａの充
填（図２（ｆ））（１８）銅層６Ａへのパターン６Ａ１の形成（図２
（ｇ））以上により、座ぐり部９を設けて埋め込む形態の両面配
線基板が完成する。

【００５０】さらに、ビルドアップ基板とする場合は、（１９）絶縁層７の形成（図２（ｈ））（２０）ビアホール８の形成（図２（ｉ））（２１）銅層６Ｂの形成（図２（ｊ））（２２）銅層６Ｂへのパターン６Ｂ１の形成（図２
（ｋ））の工程により作成することができる。次に貫通孔２を設
けて埋め込む応用形態について詳述する。

【００５１】（ＩＩＩ）貫通孔２を設けて埋め込む応用
形態この応用形態は、前述した（Ｉ）貫通孔２を設けて埋め
込む形態において、回路部品３をその電極３ａが基板１
と平行になるように埋め込み、基板１の表と裏の両方に
接続する場合に用いる。この形態による基板板の作成方
法を、工程毎に図３（ａ）乃至図３（ｋ）を用いて（２
３）〜（３３）にて説明する。図３は、プリント配線板
の概略断面図である。

【００５２】（２３）貫通孔２の形成（図３（ａ））基板１の回路部品３の埋め込み場所に貫通孔２を形成す
る。この貫通孔２の形状を、回路部品の収納が圧入とな
る形状に設定することに特徴がある。

【００５３】この特徴について具体的に説明する。この
貫通孔２はドリルにて円形あるいは長円形にて形成する
ことができる。そこに埋め込む回路部品３は、通常、直
方体の長手方向両端部に電極３ａを有する形態であるか
ら、貫通孔２の開口部形状は、円形より長円形の方が占
める面積が少なく高密度化が可能となるので好ましい。

【００５４】前述のように、図４（ｂ）に示す、開口形
状の長円の一方の円半径をＢ、その中心をＣとし、中心
Ｃから回路部品の角までの距離をＬｂ、としたとき、
（Ｌｂ−Ｂ）×２が正の数の場合にその圧入しろを有
し、これを３μｍ以上３０μｍ以下に設定する。座ぐり
が円形の場合は、その直径をφＡ２、回路部品の対角長
さをＬ２としたとき、前述のようにＬ２−φＡ２が正の
数の場合にその圧入しろを有し、これを３μｍ以上３０
μｍ以下に設定する。

【００５５】この寸法Ｌｂと径ＢあるいはＬ２と径φＡ
２の関係は、基板のプリプレグやビルドアップした絶縁
層の物性値、部品の大きさによらず共通に設定すること
ができる。これにより、従来、マージンをとり、大きく
開孔していて５０μｍ程度あった、貫通孔２に対する回
路部品３の電極３ａの位置のばらつきをほとんど無くす
ことができる。

【００５６】このように、回路部品３の位置精度を確保
することで、信頼性の高い接合が可能となり、貫通孔２
の加工マージン分小さくできることによる高密度化が可
能となる。工程（２３）においては、同時にスルーホー
ル４も形成してある。

【００５７】（２４）回路部品３の貫通孔２への収納。
（図３（ｂ））（２５）回路部品３と貫通孔２との空隙への樹脂５の充
填。（図３（ｃ））（２６）不要な樹脂５の除去。（図３（ｄ））工程（２４）において、回路部品３を貫通孔２に、その
各電極３ａが基板１の表面方向に並ぶ向きで収納する。
この回路部品３の圧入方向の外形寸法Ｄ３と、基板の厚
さｔ３との差を所定の値Δｔ３に設定し、基板表面から
回路部品の電極までがΔｔ３／２の凹部深さとなるよう
に圧入位置を設定することに特徴がある。

【００５８】具体的には、ｔ３−Ｄ３＝Δｔ３とした
ときの凹部深さ寸法Δｔ３／２を１０〜５０μｍと設定
する。これは、後述するように、（Δｔ３）／２を、不
要な樹脂をバフ研磨により除去しても部品電極が削れな
い１０μｍ以上であって、かつ、この電極表面と凹部に
残る樹脂をＹＡＧレーザー等で効率良く除去できる５０
μｍ以下とすることで、生産性を向上することができる
ことによる。

【００５９】工程（２５）における樹脂５の充填によ
り、回路部品３埋め込み後のめっき，スパッタあるいは
蒸着等による導体層の形成時に、この空隙に導体層が形
成されて層間でショートすることを防止できる。この層
間のショート防止ができる最小限の樹脂量にて充填した
場合でも、余分な樹脂が作製中の基板上に付着する可能
性がある。

【００６０】また、後工程において、真空装置内での処
理や熱処理がある場合、空隙に十分に樹脂を注入してボ
イドが無い状態とすることは、それらの処理を良好にす
るために極めて重要であって、この場合、基板上に余分
な樹脂が付着する可能性は高い。従って、工程（２６）
により余分な樹脂分を完全に除去する必要がある。

【００６１】前述のように、この基板１上の除去手段と
して、ブラスト処理やバフ研磨が知られているが、除去
後の表面の平坦性が優れていることから、バフ研磨が好
ましい。また、回路部品３の電極３ａ部分での除去は、
前述のレーザー加工によることが行われ、これにより接
続の信頼性を確保することができる。

【００６２】（２７）めっきによる銅層６Ａの形成（図
３（ｅ））無電解めっき及び電解めっきにより基板表裏面に銅層６
Ａを形成する。これにより、回路部品３の電極３ａと銅
層６Ａとが接続される。このように、絶縁層７を設けず
にめっきにより銅層６Ａを電極３ａに直接積層するの
で、基板１の表裏２層のみで回路部品３の接続をするこ
とができることに特徴がある。

【００６３】（２８）スルーホール４への樹脂５ａの充
填（図３（ｆ））（２９）銅層６Ａへのパターン６Ａ１の形成（図３
（ｇ））以上により、貫通孔２を設けて埋め込む応用形態のプリ
ント配線板が完成する。

【００６４】さらに、前述と同様にこれをビルドアップ
基板とする場合は、（３０）絶縁層７の形成（図３
（ｈ））（３１）ビアホール８の形成（図３（ｉ））（３２）銅層６Ｂの形成（図３（ｊ））（３３）銅層６Ｂへのパターン６Ｂ１の形成（図３
（ｋ））の工程により作成することができる。

【００６５】以上説明した構成と方法において、基板材
料及び絶縁層の厚みを限定するものではない。基板１の
プリプレグとしてはエポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，Ｂ
Ｔレジン又はこれらをガラスクロスに含浸させた材料が
使用できる。また、銅貼り積層板でなくてもよく、絶縁
樹脂からなる単なるコア基板でもよい。積層する絶縁材
料も制約することなく、エポキシ樹脂，ポリイミド樹
脂，オレフィン樹脂等が使用可能で、これらに、難燃特
性，粗化性，銅層との密着性，機械的特性及びレーザー
加工性を向上させる目的で、染料，顔料又はその他の添
加剤を添加した材料も使用できる。

【００６６】貫通孔２と回路部品３との空隙に充填する
樹脂５についても限定されない。空隙の充填に適し、プ
リント配線板の信頼性を損なわないものであれば良い。
さて、本発明の実施例は、上述した構成に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において例
えば下記のように変更が可能である。

【００６７】例えば、回路部品３の埋め込みにおいて、
座ぐり部９に埋め込んだ回路部品３の電極３ａが基板１
の表面側を向く様にする場合や、同様の場合でトランジ
スターや集積回路の様に電極３ａが３箇所以上あるもの
でも、回路部品３と座ぐり部９との圧入寸法を前述した
寸法に設定し、空隙への樹脂５の充填や余分な樹脂の除
去を行い、さらに回路部品３の電極３ａと基板面との凹
部深さを前述の所定の寸法Δｔ１／２，Δｔ２，Δｔ３
／２，Δｔ４／２とすることで、微細なパターンにより
回路部品３の各電極３ａの接続をすることができる。

【００６８】また、電極３ａが半田コートされた回路部
品３においては、その半田コートの下地がＮｉめっきで
あることから、半田を除去液で除去してニッケルめっき
電極の回路部品３ａとして用いることができる。

【００６９】この場合の半田除去液として、メタンスル
ホン酸液を使用することができ、具体的商品例として
は、メルテックス株式会社の「メルストリップＨＮ−９
８０Ｍ」がある。

【００７０】本発明者らは、各種回路部品を埋め込んだ
プリント配線板を、鋭意工夫しつつ研究する過程で多く
の試作を作成して評価してきた。その中の、実施例の一
つである抵抗チップ部品を埋め込んだ配線基板につい
て、比較例と合わせて評価した結果を詳述する。

【００７１】埋め込み回路部品３として抵抗チップ部品
を用意した。この回路部品３の抵抗値は１ｋΩ、外形寸
法は０．６００×０．３００×０．３００ｍｍの直方
体、その長手方向の両端に電極を有するものであり、外
形寸法の許容公差を１μｍとして選定した。そして、こ
の電極３ａ表面については、半田コート処理品とＮｉめ
っき品とを用意した。

【００７２】また、この回路部品３を埋め込む基板１と
して、そのコア材に、エポキシ樹脂を含浸したガラスク
ロスを用いた銅貼り両面基板を用意した。基板厚みは、
両面の銅層を含めて０．５００ｍｍのものを基準として
０．６１５ｍｍ，０．６２０ｍｍ，０．７００ｍｍ，
０．７２０ｍｍのものを用意した。そして、所定の位置
に埋め込み用の円形貫通孔２をドリルで形成した。（図
１（ｂ）参照）ドリルの刃の径及び回転数を調整し、孔径が０．３８８
ｍｍ，０．４０１ｍｍ，０．４２０ｍｍ，０．４２３ｍ
ｍのものを作製した。

【００７３】一方、座ぐり部９を形成した基板１も作製
した。（図２（ａ）参照）この座ぐり部９は、開口形状を円形状とし、直径が０．
６６９ｍｍ，０．６６７ｍｍ，０．６４３ｍｍ，０．６
３１ｍｍのものを作製した。座ぐり部９の深さについて
は、まずドリルで所定形状に形成し、その後、レーザー
によって、不要な樹脂の除去、座ぐり底面の平坦化を施
し、最終的に座ぐり部９の深さが０．３０５ｍｍ，０．
３１０ｍｍ，０．３５０ｍｍ，０．３７０ｍｍとなるの
ものそれぞれ作製した。

【００７４】ただし、基板１の厚みは電極３ａと基板表
面との凹部深さに関係しない為、基板厚み０．７００ｍ
ｍのものを用いた。これらを使用して、貫通孔２を形成
した基板１については前述の工程（２）〜（７）を、座
ぐり部９を形成した基板１については前述の工程（１
３）〜（１８）に準じた工程を経た後、絶縁層７として
エポキシ樹脂を５０μｍ塗布して両面配線基板の供試品
を完成させた。

【００７５】これらの基板１には、その所定の場所にパ
ターニングや絶縁層７の積層を行わない部分を設け、位
置測定用基準マークを設けた。ここで基板１の所定の場
所にパターニング、絶縁層７の積層を行わない部分を設
け、位置測定用基準マークを作製した。

【００７６】これら供試品の内容を整理し、表１に示
す。

【表１】これら供試品のうち、実施例１〜４、比較例１，３，５
〜８は貫通孔２に抵抗チップ部品を埋め込んだものであ
り、実施例５〜８、比較例２，４，９〜１２は座ぐり部
９に抵抗チップ部品を埋め込んだものである。

【００７７】（評価）これら試作品について、回路部
品３の位置精度，電極３ａの接続性，絶縁層７表面
の平坦性の評価を行ったのでその評価方法とを説明す
る。

【００７８】位置精度について各回路部品には、外部より見える部分の中央にレーザー
加工機によりマーキングをあらかじめ付与し、基板上の
部品を埋め込む所定の位置とのずれを測定した。このず
れが５μｍ以下のものを良好（○以下同様）とした。

【００７９】接続性について回路部品３埋め込み後、この基板１上にめっきによって
銅層６Ａを３０μｍ形成し、その後２００℃２時間のア
ニール処理後パターニングを行った。この段階で、配線
パターン６Ａ１によるチップ抵抗との接続をホットオイ
ル試験により評価した。ホットオイル試験は、供試品を
２６０℃のオイルに１０秒間浸した後、常温空気中に２
０秒放置する処理を１回として、これを１００回実施す
るものである。この試験実施後に接続を維持しているも
のを良好とした。

【００８０】平坦性について絶縁層７としてエポキシ樹脂を５０μｍ塗布した。ここ
で絶縁層７の平坦性を非接触３次元表面粗さ計で測定
し、段差が３０μｍ以内に収まっているものを良好とし
た。

【００８１】表２に、各供試品の評価結果を示す。

【表２】

【００８２】この評価結果から、本願発明に係る実施例
１〜８は、埋め込んだ回路部品３の位置精度、部品電極
３ａのパターニングによる接続、ビルドアップ後の絶縁
層７表面の平坦性がいずれも良好であった。これに対し
て、各比較例は以下に示すような不具合が発生した。

【００８３】比較例１，２の、回路部品の電極表面が半
田コートのものは、銅層めっき後のアニール処理でこの
めっき層が膨れる現象が発生し、プリント配線板として
使用できないものであった。

【００８４】比較例３，４の、回路部品と孔の空隙への
樹脂の充填と余分な樹脂の除去を行っていないものは、
同じく銅層めっき後のアニール処理でめっき層が膨れる
現象が発生し、プリント配線板として使用できないもの
であった。

【００８５】比較例５の、基板厚みが０．６１５ｍｍと
薄く、回路部品との凹部深さ寸法が７．５μｍと小さい
ものは、孔の空隙への樹脂充填後、余分な樹脂を削除す
るための研磨工程において、回路部品の電極部分が損傷
して接続性が悪かった。また、その損傷によって、積層
した絶縁層の平坦性にも悪影響を及ぼした。よって、プ
リント配線板として使用できないものであった。

【００８６】比較例６の、基板厚みが０．７２０ｍｍと
厚く、回路部品との凹部深さ寸法が６０μｍと大きいも
のは、孔の空隙への樹脂充填後、回路部品の電極上に多
くの樹脂が残り、バフ研磨後に行うレーザー光線による
樹脂の除去が非常に困難で、しかも完全には除去できな
かった。そのため、その後の銅めっきによる銅層と電極
との接続にも悪影響を与え、更に絶縁層の平坦性にも悪
影響を及ぼした。よって、プリント配線板として使用で
きないものであった。

【００８７】比較例７の、圧入しろが０μｍで圧入では
ないものは、回路部品の埋め込み位置の精度が悪く、プ
リント配線板として使用できないものであった。

【００８８】比較例８の、圧入しろが３５μｍと大きい
ものは、回路部品の圧入により基板の孔に大きな変形が
発生し、プリント配線板として使用できないものであっ
た。回路部品の埋め込み位置の精度が悪いのは、この変
形によるものと考えられた。

【００８９】比較例９の、座ぐり深さが０．３０５ｍｍ
と浅く、回路部品との凹部深さ寸法が５μｍと小さいも
のは、孔の空隙への樹脂充填後、余分な樹脂の除去を目
的とした研磨工程において、回路部品の電極が損傷して
接続性が悪かった。また、その損傷によって積層した絶
縁層の平坦性に悪影響を及ぼした。よって、プリント配
線板として使用できないものであった。

【００９０】比較例１０の、座ぐり深さが０．３７０ｍ
ｍと深く、回路部品との凹部深さ寸法が７０μｍと大き
いものは、孔の空隙に樹脂を充填後、回路部品の電極上
に多くの樹脂が残り、バフ研磨後に行うレーザー光線に
よる樹脂の除去が非常に困難で、しかも完全には除去で
きなかった。そのため、その後の銅めっきによる銅層と
電極との接続にも悪影響を与え、更に絶縁層の平坦性に
も悪影響を及ぼした。よって、プリント配線板として使
用できないものであった。

【００９１】比較例１１の、座ぐり部の圧入しろが２μ
ｍと小さいものは、埋め込み後の回路部品の位置精度が
悪く、プリント配線板として使用できないものであっ
た。

【００９２】比較例１２の、座ぐり部の圧入しろが４０
μｍと大きいものは、回路部品の圧入により、基板の穴
に大きな変形が発生し、プリント配線板として使用でき
ないものであった。回路部品の埋め込み位置の精度が悪
いのは、この変形によるものと考えられた。

【００９３】

【発明の効果】以上詳述したように、本願発明によれ
ば、埋め込み回路部品の接続を半田ではなくめっきで行
えるので、（イ）半田付けが複数回必要になることはない。（ロ）半田の接合条件が制約されることはない。（ハ）半田の素材管理が難しいという問題がない。また、絶縁層を積層してビルドアップ化した場合でも、（ニ）半田フラックスによる膨れや破裂が起こることは
ない。（ホ）めっき厚さが薄いので、ビルドアップ絶縁層の平
坦性が十分確保できる。従って、高い信頼性が得られる
という効果を有する。

【００９４】また、回路部品を埋め込み部に圧入して挿
入又は収容し、圧入しろを３〜３０μｍとしているの
で、（ヘ）電極の位置のばらつきはほとんど無く、埋め込み
部の形成マージンを少なくできるので高密度化が可能と
なり、また整合ズレによる接合不良は発生しないので高
い信頼性が得られる。さらに、電極の基板厚さ方向端面
を、電極に隣接して形成した銅層からなる配線パターン
の基板側面に対して厚さ方向距離で１０μｍ以上５０μ
ｍ以下の凹部としたので、余分な樹脂の除去を目的とし
た研磨工程においてこの電極が損傷して接続性が悪くな
ることがなく、高い信頼性が得られる。

【００９５】また、回路部品の電極表面をＮｉ，Ｃｒ若
しくはＴｉの単体又はＮｉ，Ｃｒ若しくはＴｉの合金で
形成したので、（ト）充填樹脂の残さ成分を除去する除去液で電極が劣
化させられることがない。（チ）ビアホール形成を薬品で行った場合でも、この薬
液によって電極が劣化させられることはない。（リ）電解めっきによる銅層形成時に、基板を浸す電解
液中に電極から鉛や銀が漏出することがないので、電解
液を変質あるいは劣化させることがない。（ヌ）銅層との密着性に優れる。従って高い信頼性が得られる。

【００９６】一方、（ル）回路部品の電極と、この電極と基板の厚さ方向に
おいて隣接して形成した銅層からなる配線パターンと
を、この隣接して形成した銅層でめっきにより接続して
あるので、貫通孔埋め込みの場合、配線基板の表裏２層
でその接続が可能である。従って一段外層からビアホー
ルで接続して４層（配線基板の表裏２層及びビルドアッ
プ層の外側２層）が必要となることがない。座ぐり埋め
込みの場合は、配線基板の片側１層のみで可能であり、
ビアホールで接続して２層が必要となることはない。こ
れにより高密度化が得られるという効果を有する。

【００９７】以上の（イ）〜（ル）により、（ａ）埋め込み回路部品の接続信頼性の飛躍的向上。（ｂ）回路部品の埋め込み位置の精度向上による高密度
化。（ｃ）埋め込み回路部品と配線パターンとの接続を少な
い層で行うことによる高密度化。という極めて優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリント配線板の一実施例の製造工程
を示す概略断面図である。

【図２】本発明のプリント配線板の他の実施例の製造工
程を示す概略断面図である。

【図３】本発明のプリント配線板の別の実施例の製造工
程を示す概略断面図である。

【図４】本発明のプリント配線板の一実施例の回路部品
と埋め込み部とを説明する平面図である。

【図５】本発明のプリント配線板のさらに別の実施例の
製造工程を示す概略断面図である。

【図６】従来のプリント配線板の一例を示す概略断面図
である。

【符号の説明】

１基板（同貼り配線板）２貫通孔３回路部品３ａ（回路部品の）電極４スルーホール４Ａインナービアホール５，５ａ樹脂６Ａ，６Ｂ銅層６Ａ１，６Ｂ１配線パターン７絶縁層８ビアホール９座ぐり部Ｌ１，Ｌｂ，Ｌ２長さｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４厚さ φＡ，φＡ２直径Ｂ半径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４（埋め込み方向の）寸法 Δｔ１，Δｔ２，Δｔ３，Δｔ４深さ

フロントページの続き (72)発明者松林芳輝神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番地日本ビクター株式会社内Ｆターム(参考） 5E319 AA01 CC70 CD13 GG15 5E336 AA07 AA08 BB01 BB02 BB03 BC02 BC15 CC31 CC36 CC52 CC53 CC56 CC57 CC58 EE20 GG30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に貫通孔又は座ぐり部を形成してなる
埋め込み部と、前記埋め込み部に挿入又は収納した、表面に電極を有す
る回路部品と、前記基板の少なくとも一面側に、めっきにより、単層又
は絶縁層との交互の複層に形成した銅層からなる配線パ
ターンとを有するプリント配線板において、前記電極と、前記電極に前記基板の厚さ方向において隣
接して形成した銅層からなる配線パターンとを、前記隣
接して形成した銅層で接続してあることを特徴とするプ
リント配線板。
【請求項２】前記電極の表面材質を、Ｎｉ，Ｃｒ若しく
はＴｉの単体又はＮｉ，Ｃｒ若しくはＴｉの合金とした
ことを特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
【請求項３】前記埋め込み部は、前記回路部品に対して
圧入しろを有する形状としたことを特徴とする請求項１
又は請求項２記載のプリント配線板。
【請求項４】前記圧入しろを、３μｍ以上３０μｍ以下
としたことを特徴とする請求項３記載のプリント配線
板。
【請求項５】前記電極の前記基板の厚さ方向端面を、前
記隣接して形成した銅層からなる配線パターンの基板側
面に対して、厚さ方向距離で１０μｍ以上５０μｍ以下
の凹部としたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
か１項に記載のプリント配線板。
【請求項６】前記基板あるいは前記絶縁層に、表面にめ
っきによる銅層を形成したスルーホール，インナービア
ホール、ビアホールのいずれかのホールを設け、前記ホールの表面に形成した銅層と、前記隣接して形成
した銅層とを同一の銅層としてあることを特徴とする請
求項１乃至５のいずれか１項に記載のプリント配線板。
【請求項７】前記埋め込み部と前記回路部品との空隙に
樹脂を充填してあることを特徴とする請求項１乃至６の
いずれか１項に記載のプリント配線板。
【請求項８】少なくとも、基板に貫通孔又は座ぐりによ
る埋め込み部を設ける工程と、前記埋め込み部に、表面に電極を有する回路部品を挿入
又は収納する埋め込み工程と、前記基板の少なくとも一面側に、配線パターンとする銅
層を単層又は絶縁層との交互の複層に形成するめっき工
程とを含んでなるプリント配線板の製造方法において、前記電極の表面材質をＮｉ，Ｃｒ若しくはＴｉの単体又
はＮｉ，Ｃｒ若しくはＴｉの合金とし、前記めっき工程は、前記電極に前記基板の厚さ方向にお
いて隣接する銅層を、前記電極と接続して形成する工程
を含んでなることを特徴とするプリント配線板の製造方
法。
【請求項９】前記めっき工程よりも前に、前記埋め込み
部と前記回路部品との空隙に樹脂を充填した後、不要な
前記樹脂を除去する工程を有することを特徴とする請求
項８記載のプリント配線板の製造方法。