【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受動機能部を内蔵する配線板およびその製造方法、並びに、多層配線板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の高機能化並びに軽薄短小化の要求に伴い、電子部品の高密度集積化、さらには高密度実装化が進んできており、これらの電子機器に使用される半導体パッケージは、従来にも増して益々小型化かつ多ピン化が進んできている。
【０００３】
最近では、半導体パッケージ基板に、半導体チップや受動部品を内蔵するシステム・イン・パッケージが注目され始めている。特開２００２−５０８７４号公報には、厚いコア基板に半導体チップ（ＩＣチップ）を内蔵する多層プリント配線板とその製造方法が公開されている。また、特開２００２−４３７５４号公報には、厚いコア基板に受動部品（チップコンデンサ、チップ抵抗）を内蔵するプリント配線板とその製造方法が公開されている。これらの公報によると、厚いコア基板の上面に半導体チップや受動部品を内蔵するためのキャビティを形成して、半導体チップや受動部品の外部接続端子を上側に向けてキャビティ内に実装し、コア基板の上面または両面にビルドアップ層を形成することで、半導体チップや受動部品を内蔵した多層プリント配線板を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術においては、半導体チップや受動部品を内蔵するためのコア基板が厚いため、電子機器の軽薄短小化の要求に応えることが難しいという課題があった。また、多層配線板の一方の面に半導体チップを実装した場合、コア基板に受動部品を内蔵するため、受動部品と半導体チップとの距離がビルドアップ層の厚み分だけ離れているため、その距離に相当するインダクタンス成分が発生し、電気特性が劣るという課題があった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、半導体チップとの距離を小さくすることで、インダクタンス成分の小さい受動機能が内蔵でき、かつ、軽薄短小化が実現できる配線板およびその製造方法、並びに、多層配線板を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、
１． 一方の面を露出するように絶縁層中に埋め込まれた導体回路を有し、前記絶縁層中に受動機能部が形成されてなることを特徴とする配線板、
２． 前記導体回路上に絶縁層を貫通して導体ポストが形成されてなる第１項記載の配線板、
３． 前記絶縁層の導体回路が形成された裏面に第２の導体回路が形成され、前記導体回路と前記第２の導体回路が導体ポストまたはブラインドビアホールにより接続されてなる第１項記載の配線板、
４． 前記受動機能部が、機能体を、少なくとも２つの導体回路に接して形成されたものである第１項〜第３項のいずれかに記載の配線板、
５． 前記受動機能部が、導体回路の一方に接続され、機能体の少なくとも一部に接するように形成された電極を含んで形成されたものである第４項記載の配線板、
６． 前記機能体が、抵抗体または／および誘電体からなる第４項または第５項に記載の配線板、及び
７． 金属層上に導体回路を形成する工程と、前記金属層および導体回路上に機能体を形成する工程と、前記金属層の導体回路および機能体形成面に絶縁層を形成する工程と、前記金属層を除去する工程を含んでなることを特徴とする配線板の製造方法、
８． 前記導体回路および機能体の少なくとも一部を接するように電極を形成する工程を含んでなる第７項記載の配線板の製造方法、
９． 前記導体回路の一部が露出するように絶縁層にビアホールを形成する工程と、前記ビアホールに導体ポストを形成する工程を含んでなる第７項または第８項に記載の配線板の製造方法、
１０． 前記導体回路の一部が露出するように絶縁層にビアホールを形成する工程と、前記ビアホールにめっきによりブラインドビアホールまたは導体ポストを形成する工程と、前記金属層と接していない側の絶縁層表面に第２の導体回路を形成する工程を含んでなる第７項または第８項に記載の配線板の製造方法、
１１． 前記機能体が、抵抗体または／および誘電体からなる請求項７〜１０のいずれかに記載の配線板の製造方法、
１２． 第１項〜第６項のいずれかに記載の配線板、あるいは、請求項７〜１１のいずれかに記載の配線板の製造方法により得られる配線板を、複数枚積層して得られることを特徴とする多層配線板、
を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。
【０００８】
図１は、本発明の第１の実施形態である配線板の製造方法の一例を説明するための図で、図１（ｅ）は得られる配線板の構造を示す断面図である。
【０００９】
本発明の配線板１１０は、一方の面を露出するように絶縁層１０５中に埋め込まれた導体回路１０２を有するとともに、絶縁層１０５中に受動機能部１０３、１０４が内蔵された構造からなる。
【００１０】
受動機能部は、機能体を、少なくとも２つの導体回路に、通常は、隣り合う導体回路に、接して形成されるものであって、同一層に形成された１対の導体回路の間に機能体が形成された平面構造のものと、厚み方向に導体／機能体／導体の構成となる３層構造のものがある。機能体が抵抗の場合、受動機能部は抵抗機能を有し、誘電体の場合はコンデンサ機能を有するものとなる。抵抗機能を有する受動機能部を形成する場合には、形成プロセスが少ない平面構造とすることが好ましい。コンデンサ機能を有する受動機能部を形成する場合、高い静電容量値を得やすい３層構造とすることが好ましい。
【００１１】
受動機能部１０３は、抵抗体または誘電体からなる機能体１０３ａが導体回路１０２ａともう一方の導体回路と接続された電極１０３ｂで挟まれた３層構造からなる抵抗機能またはコンデンサ機能を示したものである。受動機能部１０３の電気特性は、機能体（抵抗体・誘電体）１０３ａの厚み・面積・形状、導体回路１０２ａと電極１０３ｂの間隔・面積・形状などにより決定され、それらを調整することで、受動機能部１０３の電気特性である抵抗（Ω）または静電容量（Ｆ）を調整することができる。また、機能体１０３ａが、抵抗体および誘電体の双方からなる場合には、抵抗およびコンデンサの機能が複合化された受動機能部１０３を得ることができる。例えば、機能体１０３ａが抵抗体と誘電体との２層構造からなる場合には、抵抗とコンデンサが直列に接続された電気特性を有する。また、機能体１０３ａが平面方向に分断された抵抗体と誘電体からなる場合には、抵抗とコンデンサが並列に接続された電気特性を有する。そのため、抵抗とコンデンサを個別に形成するよりも、占有面積を小さくすることができ、より小型化できる。
【００１２】
一方、受動機能部１０４は、導体回路１０２ｂと導体回路１０２ｃの間に、抵抗体または誘電体からなる機能体１０４ａが形成された、いわゆる、平面構造からなる抵抗機能またはコンデンサ機能を示したものである。受動機能部１０４の電気特性は、機能体（抵抗体・誘電体）１０４ａの厚み・面積・形状、導体回路１０２ｂと１０２ｃの間隔・面積・形状などにより決定され、それらを調整することで、受動機能部１０４の電気特性である抵抗（Ω）または静電容量（Ｆ）を調整することができる。機能体１０４ａが、抵抗体および誘電体の双方からなる場合、抵抗機能およびコンデンサ機能が複合化された受動機能部１０４を得ることができるのは、前記受動機能体１０３と同様である。ただし、機能体１０４ａが抵抗体と誘電体との２層構造からなる場合には、抵抗とコンデンサが「並列」に接続された電気特性を有する。また、機能体１０４ａが平面方向に分断された抵抗体と誘電体からなる場合には、抵抗とコンデンサが「直列」に接続された電気特性を有する。
【００１３】
内蔵する受動機能部の構造は、３層構造と平面構造のものがあるが、１枚の配線板中に両構造のものを内蔵しても構わないし、いずれか一方の構造を内蔵しても構わない。特に、受動機能部がコンデンサの場合には、３層構造を採用することで、平面構造と比較して大きい静電容量（Ｆ）を得ることができる。
【００１４】
図１（ｅ）に示す配線板１１０の用途としては、次に示す例が挙げられる。
（１）配線板１１０の一方の面（図では上面）に、半導体チップ（図示せず）をフリップチップ方式またはワイヤーボンディング方式により実装することで、受動機能部が内蔵された半導体パッケージを得る用途。これにより、半導体チップとの距離が実質的に小さい、すなわち、インダクタンス成分の小さい受動機能を得ることができる。
（２）導体回路１０２のパターン（デザイン）が異なる配線板１１０を複数枚用意し、それらを積層することで、受動機能部が内蔵された多層配線板を得る用途。多層配線板の層間接続には従来のスルーホールなどを用いれば良い。
【００１５】
続いて、配線板１１０の製造方法の一例を、図１を参考に説明する。まず、金属層１０１上に、パターンニングされた導体回路１０２を形成する（図１（ａ））。金属層１０１の材質は、この製造方法に適するものであれば、どのようなものでも良いが、特に、使用される薬液などに対して耐性を有するものであって、最終的にエッチングや剥離により除去可能であることが好ましい。そのような金属層１０１の材質としては、例えば、銅、銅合金、４２合金、ニッケル等が挙げられる。特に、銅箔、銅板、銅合金板は、電解めっき品・圧延品を選択できるだけでなく、様々な厚みのものを容易に入手できるため、金属層１０１として使用するのに好ましい。
【００１６】
導体回路１０２の材質としては、この製造方法に適するものであればどのようなものでも良いが、例えば、銅、ニッケル、金、錫、銀、パラジウム等が挙げられる。特に、導体回路１０２の材質を銅にすることで、低抵抗で安定した導体回路１０２が得られる。導体回路１０２の形成方法としては、金属層１０１を電極として電解めっきにより形成する方法、無電解めっきにより形成する方法、金属層１０１上に形成した導電層（図示せず）をエッチングする方法、導電性ペーストを印刷する方法が挙げられる。電解めっきや無電解めっきによる方法の場合、パターニングされためっきレジスト（図示せず）を形成した後に電解・無電解めっきを行い、めっきレジストを剥離することで、導体回路１０２を得ることができる。エッチングによる方法の場合、金属層１０１上にスパッタリングやめっきにより導電層を形成し、一般的なエッチング工程により、導体回路１０２を得ることができる。
【００１７】
次に、形成した導体回路１０２の少なくとも一部と接するように、機能体１０３ａ、１０４ａを形成する（図１（ｂ））。受動機能部１０４は平面構造からなるため、この工程により、受動機能部１０４としての機能を有することになる。
【００１８】
次に、形成した導体回路１０２と機能体１０３ａの少なくとも一部と接するように、電極１０３ｂを形成する（図１（ｃ））。受動機能部１０３は３層構造からなるため、この工程により、受動機能部１０３としての機能を有することになる。
【００１９】
機能体における抵抗体としては、カーボンなどのフィラーとエポキシ樹脂などを混ぜ込んだポリマーペーストタイプの組成物を印刷して熱硬化させて形成したもの、セラミックペーストを印刷して焼成させたもの、ニッケル（Ｎｉ）などで電解・無電解めっきにより形成したものなどが挙げられる。誘電体としては、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）などのフィラーとエポキシ樹脂などを混ぜ込んだポリマーペーストタイプの組成物を印刷して熱硬化させて形成したもの、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）などでスパッタリングにより形成したものなどが挙げられる。
【００２０】
電極１０３ｂの材質としては、この製造方法に適するものであればどのようなものでも良いが、例えば、銅、ニッケル、金、錫、銀、パラジウム等が挙げられる。特に、電極１０３ｂの材質を銅にすることで、低抵抗で安定した電極１０３ｂが得られる。電極１０３ｂの形成方法としては、無電解めっきにより形成する方法、導電性ペーストを印刷する方法、スパッタリングによる方法などが挙げられる。特に、無電解めっきやスパッタリングによる方法の場合、電極１０３ｂを薄く形成できるため、受動機能部１０３を薄型化できる。
【００２１】
次に、金属層１０１の導体回路１０２と受動機能部１０３，１０４形成面に絶縁層１０５を形成する（図１（ｄ））。絶縁層１０５としては、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を使用することができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ、フェノール、ビスマレイミド、ビスマレイミド・トリアジン、トリアゾール、シアネート、イソシアネート、ベンゾシクロブテンなどの樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルフィド、ポリエーテルサルフォン、ポリキノリン、ポリノルボルネン、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾイミダゾール、ポリテトラフルオロエチレン、液晶ポリマーなどの樹脂が挙げられる。これらを一種または複数種混ぜ合わせて用いても良く、また、シリカフィラー等の無機フィラー、レベリング剤、カップリング剤、消泡剤、硬化触媒等を添加しても良い。または、ガラスエポキシ基材に代表されるようなガラスクロスやアラミド不織布などの補強繊維に樹脂を含浸させて硬化あるいは半硬化させたものを、絶縁層１０５として使用することもできる。
【００２２】
次に、金属層１０１を除去して、本発明の受動機能部を内蔵した配線板１１０を得る（図１（ｅ））。金属層１０１を除去する方法としては、エッチングや剥離などが挙げられる。エッチングにより除去する場合、導体回路１０２をエッチングせずに、金属層１０１のみをエッチングできる薬液を用いればよい。金属層１０１と導体回路１０２の材質が同じ場合には、金属層１０１をエッチングする薬液に対して耐性を有するバリア金属層（図示せず）を金属層１０１と導体回路１０２の間に形成しておくことで、導体回路１０２がエッチングされるのを防止することができる。剥離により除去する場合には、金属層１０１と、導体回路１０２および絶縁層１０５の界面で剥離ができるように、金属層１０１表面に予め離型処理などを施しておくことが好ましい。
【００２３】
配線板１１０の薄型化を実現するためには、絶縁層１０５の厚みを１００μｍ以下とすることが好ましく、さらには５０μｍ以下が好ましい。また、配線板１１０を複数枚積層して多層配線板とする場合には、絶縁層１０５の厚みを２５μｍ以下とすることが好ましく、１０μｍ以下にすることが、より一層好ましい。受動機能部１０３、１０４は、絶縁層１０５中に内蔵されているため、絶縁層１０５より薄くすることは必須であるが、コンデンサ機能の静電容量を高くするという目的のためにも薄型化は必須である。具体的には、機能体の厚みを１０μｍ以下とすることが好ましく、さらには１μｍ以下とすることが、より一層好ましい。
【００２４】
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。図２は、本発明の第２の実施形態である配線板の製造方法の一例を説明するための図で、図２（ｇ２）は得られる配線板の構造を示す断面図である。
【００２５】
本発明の配線板２１０が配線板１１０と異なるのは、絶縁層２０５を貫通して導体回路２０２まで達する導体ポスト２０７が形成されている点であり、それ以外は配線板１１０と同様の構造である。
【００２６】
図２（ｇ２）に示す配線板２１０の用途としては、次に示す例が挙げられる。
（１）配線板２１０の一方の面（図では上面）に、半導体チップ（図示せず）をフリップチップ方式またはワイヤーボンディング方式により実装し、導体ポスト表面に、半田ボール（図示せず）を搭載することで、受動機能部が内蔵された半導体パッケージを得る用途。導体ポスト２０７を有するため、半田ボールを搭載する機能を有することになる。
（２）導体回路２０２のパターン（デザイン）が異なる配線板２１０を複数枚用意し、それらを積層することで、受動機能部が内蔵された多層配線板を得る用途。導体ポスト２０７により多層配線板の層間接続を得る。
【００２７】
続いて、配線板２１０の製造方法の一例を、図２を参考に説明する。ただし、図１（ａ）〜（ｄ）までは同様の工程である。
【００２８】
金属層の導体回路と受動機能部形成面に絶縁層を形成した（図１（ｄ）参照）後に、絶縁層２０５にビアホール２０６を形成する（図２（ｅ２））。ビアホール２０６の形成方法は、この製造方法に適する方法であればどのような方法でも良く、レーザ、プラズマによるドライエッチング、ケミカルエッチング等が挙げられる。また、絶縁層２０５を感光性樹脂とした場合には、絶縁層２０５を選択的に感光し、現像することでビアホール２０６を形成することもできる。レーザによる開口では、絶縁層２０５が感光性・非感光性に関係なく、微細なビアホール２０６を容易に形成することができるので、有利である。レーザとしては、エキシマレーザ、ＵＶレーザ、炭酸ガスレーザなどが使用できる。
【００２９】
次に、ビアホール２０６に導電体を充填して、導体ポスト２０７を形成する（図２（ｆ２））。導体ポスト２０７の材質としては、この製造方法に適するものであればどのようなものでも良いが、例えば、銅、ニッケル、金、錫、銀、パラジウム等が挙げられる。特に、導体ポスト２０７の材質を銅にすることで、低抵抗で安定した導体ポスト２０７が得られる。導体ポスト２０７の形成方法としては、金属層２０１を電極として電解めっきにより形成する方法、無電解めっきにより形成する方法、導電性ペーストを印刷する方法が挙げられる。
【００３０】
次に、金属層２０１を除去して、本発明の受動機能部を内蔵し導体ポストを有する配線板２１０を得る（図２（ｇ２））。金属層２０１のエッチング工程は、図１（ｅ）と同様である。
【００３１】
続いて、本発明の第３の実施形態について説明する。図３は、本発明の第３の実施形態である配線板の製造方法の一例を説明するための図で、図３（ｇ３）は得られる配線板の構造を示す断面図である。
【００３２】
本発明の配線板３１０が配線板２１０と異なるのは、絶縁層３０５表面に第２の導体回路３０８が形成されている点であり、それ以外は配線板２１０と同様の構造である。
【００３３】
図３（ｇ３）に示す配線板３１０の用途としては、次に示す例が挙げられる。
（１）配線板３１０の一方の面（図では上面）に、半導体チップ（図示せず）をフリップチップ方式またはワイヤーボンディング方式により実装し、第２の導体回路３０８表面に、半田ボール（図示せず）を搭載することで、受動機能部が内蔵された半導体パッケージを得る用途。第２の導体回路３０８を有するため、半田ボールを搭載する機能を有するとともに、導体回路３０２だけでは引き回せない配線パターンを第２の導体回路３０８で引き回すことができるため、高密度配線化が実現できる。
（２）導体回路３０２のパターン（デザイン）が異なる配線板３１０を複数枚用意し、それらを積層することで、受動機能部が内蔵された多層配線板を得る用途。多層配線板の層間接続には従来のスルーホールなどを用いれば良い。
【００３４】
続いて、配線板３１０の製造方法の一例を、図３を参考に説明する。ただし、図１（ａ）〜（ｄ）および図２（ｅ２）までは同様の工程である。
【００３５】
金属層の導体回路と受動機能部形成面に絶縁層を形成した（図１（ｄ）参照）後に、絶縁層３０５にビアホール３０６を形成する（図３（ｅ３））。ビアホール３０６の形成工程は、図２（ｅ２）と同様である。
【００３６】
次に、ビアホール３０６に導電体を充填して、導体ポスト３０７および第２の導体回路３０８を形成する（図３（ｆ３））。導体ポスト３０７の形成工程は図２（ｆ２）と同様である。第２の導体回路３０８を形成する工程としては、従来のセミアディティブ工法を利用することができる。すなわち、形成した導体ポスト３０７と絶縁層３０５表面に薄膜導電性膜を形成し、めっきレジスト形成、電解めっき、めっきレジスト剥離、薄膜導電性膜エッチングの工程により第２の導体回路３０８を得ることができる。また、導体ポスト３０７表面に半田や導電ペーストなどの接続材を形成しておき、銅箔などの金属箔を貼付けることにより、金属箔と導体ポスト３０７とを接続させた後、金属箔を所望の配線パターンにエッチングすることで、第２の導体回路を得ることもできる。その際、絶縁層３０５表面に接着剤を形成しておくか、絶縁層３０５そのものに接着機能を付与しておくことが好ましい。
【００３７】
次に、金属層３０１を除去して、本発明の受動機能部を内蔵し第２の導体回路を有する配線板３１０を得る（図３（ｇ３））。金属層３０１のエッチング工程は、図１（ｅ）と同様である。
【００３８】
続いて、本発明の第４の実施形態について説明する。図４は、本発明の第４の実施形態である配線板の製造方法の一例を説明するための図で、図４（ｇ４）は得られる配線板の構造を示す断面図である。
【００３９】
本発明の配線板４１０が配線板３１０と異なるのは、導体ポスト３０７の代わりにブラインドビアホール４０７形成されている点であり、それ以外は配線板３１０と同様の構造である。従って、配線板４１０の機能は、配線板３１０の機能と同様であり、製造方法も同様である。なお、ブライドビアホール４０７および第２の導体回路４０８は、公知のセミアディティブ工法により得ることができる。
【００４０】
続いて、本発明の第５の実施形態である多層配線板について説明する。本発明の受動機能部を内蔵した多層配線板（図示せず）を得るためには、パターンの異なる配線板１１０，２１０，３１０，４１０の中から適宜選ばれる配線板を複数枚用意し、積層すれば良い。積層する方法としては、真空プレスなどを用いて、加熱・加圧する方法などが挙げられる。なお、絶縁層１０５，２０５，３０５，４０５が接着性を発現しない場合には、積層する配線板１１０，２１０，３１０，４１０同士の間に接着剤層を挟み込めば良い。また、上側に位置する配線板の導体ポストと、下側に位置する配線板の導体回路との導通を得るためには、導体ポストの先端表面にはんだペーストを印刷したり、はんだ層をめっきにより形成するなどすれば良い。導体ポストが無い場合には、公知のスルーホールにより層間接続を行えば良い。
【００４１】
これまでに説明したように、本発明の配線基板には、半導体パッケージや多層配線板に利用するといった用途がある。そのような半導体パッケージや多層配線板においては、受動部品（いわゆるチップ部品）が表面に実装されているのではなく、機能体や電極から構成される受動機能部が内蔵されたものである。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、薄型化した受動機能部を配線板の絶縁層中に内蔵させることで、▲１▼受動機能部厚みの薄型化による配線板自体の薄型化、▲２▼実装面積の縮小による基板の小型化、▲３▼配線長の短縮による電気特性の向上（半導体チップと受動機能部との距離短縮によるインダクタンス成分の低減）、▲４▼接続点数の減少による接続信頼性の向上、▲５▼受動部品実装コストの削減を実現することができる配線板及び多層配線板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である配線板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態である配線板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態である配線板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態である配線板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１０１、２０１、３０１、４０１：金属層
１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、２０２、２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、３０２、３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、４０２、４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃ：導体回路
１０３、１０４、２０３、２０４、３０３、３０４、４０３、４０４：受動機能部
１０３ａ、１０４ａ、２０３ａ、２０４ａ、３０３ａ、３０４ａ、４０３ａ、４０４ａ：機能体（抵抗体、誘電体）
１０３ｂ、２０３ｂ、３０３ｂ、４０３ｂ：電極
１０５、２０５、３０５、４０５：絶縁層
２０６、３０６、４０６：ビアホール
２０７、３０７：導体ポスト
４０７：ブラインドビアホール
３０８、４０８：第２の導体回路
１１０、２１０、３１０、４１０：配線板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wiring board having a built-in passive functional unit, a method of manufacturing the same, and a multilayer wiring board.
[0002]
[Prior art]
With the demand for higher functionality and lighter, thinner and shorter electronic devices in recent years, high-density integration of electronic components and further high-density mounting have been progressing. The size and the number of pins are increasing more and more.
[0003]
Recently, a system-in-package in which a semiconductor chip or a passive component is embedded in a semiconductor package substrate has been receiving attention. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-50874 discloses a multilayer printed wiring board having a semiconductor chip (IC chip) built in a thick core substrate and a method of manufacturing the same. JP-A-2002-43754 discloses a printed wiring board in which passive components (chip capacitors, chip resistors) are built in a thick core substrate and a method of manufacturing the same. According to these publications, a cavity for incorporating a semiconductor chip or a passive component is formed on an upper surface of a thick core substrate, and external connection terminals of the semiconductor chip or the passive component are mounted in the cavity with the upper side facing upward. By forming a build-up layer on the upper surface or both surfaces of the substrate, a multilayer printed wiring board having a built-in semiconductor chip and passive components can be obtained.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the prior art, there is a problem that it is difficult to meet the demand for lighter, thinner and smaller electronic devices because the core substrate for incorporating the semiconductor chip and the passive components is thick. Also, when a semiconductor chip is mounted on one surface of a multilayer wiring board, passive components are embedded in the core substrate, and the distance between the passive components and the semiconductor chip is equal to the thickness of the build-up layer. In addition, there is a problem that an inductance component corresponding to the above is generated, and electrical characteristics are inferior.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce the distance from a semiconductor chip so that a passive function with a small inductance component can be built in, and that the size and weight can be reduced. An object of the present invention is to provide a realizable wiring board, a method for manufacturing the same, and a multilayer wiring board.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention
1. A wiring board having a conductor circuit embedded in an insulating layer so as to expose one surface, wherein a passive functional portion is formed in the insulating layer,
2. 2. The wiring board according to claim 1, wherein a conductor post is formed on the conductor circuit through an insulating layer.
3. 2. The wiring board according to claim 1, wherein a second conductive circuit is formed on a back surface of the insulating layer on which the conductive circuit is formed, and the conductive circuit and the second conductive circuit are connected by a conductive post or a blind via hole.
4. The wiring board according to any one of claims 1 to 3, wherein the passive function portion is formed by contacting a functional body with at least two conductor circuits.
5. 5. The wiring board according to claim 4, wherein the passive function unit is connected to one of the conductor circuits and includes an electrode formed to be in contact with at least a part of the functional body.
6. 6. The wiring board according to item 4 or 5, wherein the functional body is made of a resistor or / and a dielectric. Forming a conductive circuit on the metal layer, forming a functional body on the metal layer and the conductive circuit, forming an insulating layer on the conductive circuit and functional body forming surface of the metal layer, A method for manufacturing a wiring board, comprising a step of removing a layer,
8. 8. The method for manufacturing a wiring board according to claim 7, comprising a step of forming an electrode so as to contact at least a part of the conductive circuit and the functional body.
9. 9. The method of manufacturing a wiring board according to claim 7, comprising a step of forming a via hole in an insulating layer so that a part of the conductor circuit is exposed, and a step of forming a conductor post in the via hole.
10. Forming a via hole in the insulating layer so that a part of the conductor circuit is exposed, forming a blind via hole or a conductor post by plating the via hole, and forming a via hole on the surface of the insulating layer that is not in contact with the metal layer. Item 9. The method of manufacturing a wiring board according to Item 7 or 8, comprising a step of forming a second conductive circuit;
11. The method for manufacturing a wiring board according to any one of claims 7 to 10, wherein the functional body comprises a resistor or / and a dielectric.
12. The wiring board according to any one of claims 1 to 6, or the wiring board obtained by the method for manufacturing a wiring board according to any one of claims 7 to 11. Characterized multilayer wiring board,
Is provided.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
[0008]
FIG. 1 is a view for explaining an example of a method for manufacturing a wiring board according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1E is a cross-sectional view showing a structure of the obtained wiring board.
[0009]
The wiring board 110 of the present invention has the conductor circuit 102 embedded in the insulating layer 105 so as to expose one surface, and has a structure in which the passive functional units 103 and 104 are built in the insulating layer 105.
[0010]
The passive functional unit is formed by contacting a functional body with at least two conductor circuits, usually with adjacent conductor circuits, and a functional body between a pair of conductor circuits formed on the same layer. There is a planar structure having a body formed thereon, and a three-layer structure having a conductor / functional body / conductor structure in the thickness direction. When the functional body is a resistor, the passive functional unit has a resistive function, and when the functional body is a dielectric, it has a capacitor function. In the case of forming a passive function portion having a resistance function, it is preferable to use a planar structure with a small number of forming processes. In the case of forming a passive function portion having a capacitor function, it is preferable to adopt a three-layer structure in which a high capacitance value is easily obtained.
[0011]
The passive function unit 103 indicates a resistance function or a capacitor function having a three-layer structure in which a functional body 103a made of a resistor or a dielectric is sandwiched between a conductor circuit 102a and an electrode 103b connected to another conductor circuit. It is. The electrical characteristics of the passive functional unit 103 are determined by the thickness, area, and shape of the functional body (resistor / dielectric) 103a, the distance, area, and shape between the conductor circuit 102a and the electrode 103b, and by adjusting them, The resistance (Ω) or the capacitance (F), which is an electrical characteristic of the passive function unit 103, can be adjusted. When the functional body 103a is composed of both a resistor and a dielectric, the passive functional unit 103 in which the functions of the resistor and the capacitor are combined can be obtained. For example, when the functional body 103a has a two-layer structure of a resistor and a dielectric, the functional body 103a has electrical characteristics in which a resistor and a capacitor are connected in series. In the case where the functional body 103a is composed of a resistor and a dielectric that are divided in a plane direction, the functional body 103a has an electrical characteristic in which a resistor and a capacitor are connected in parallel. Therefore, the occupied area can be reduced and the size can be further reduced as compared with the case where the resistor and the capacitor are separately formed.
[0012]
On the other hand, the passive function unit 104 has a so-called planar resistance function or a capacitor function in which a functional body 104a made of a resistor or a dielectric is formed between the conductor circuit 102b and the conductor circuit 102c. is there. The electrical characteristics of the passive functional unit 104 are determined by the thickness, area, and shape of the functional body (resistor / dielectric) 104a, and the distance, area, and shape between the conductor circuits 102b and 102c. The resistance (Ω) or the capacitance (F), which is an electrical characteristic of the functional unit 104, can be adjusted. When the functional body 104a is composed of both a resistor and a dielectric, the passive functional unit 104 in which the resistance function and the capacitor function are combined can be obtained as in the case of the passive functional body 103. However, when the functional body 104a has a two-layer structure of a resistor and a dielectric, the functional body 104a has electrical characteristics in which a resistor and a capacitor are connected in “parallel”. In the case where the functional body 104a is made of a resistor and a dielectric which are divided in a plane direction, the resistor and the capacitor have electric characteristics connected in "series".
[0013]
The structure of the built-in passive function unit includes a three-layer structure and a planar structure. However, both structures may be built in one wiring board, or any one structure may be built. I do not care. In particular, when the passive function unit is a capacitor, by adopting a three-layer structure, a large capacitance (F) can be obtained as compared with a planar structure.
[0014]
As an application of the wiring board 110 shown in FIG.
(1) Use of mounting a semiconductor chip (not shown) on one surface (upper surface in the figure) of the wiring board 110 by a flip chip method or a wire bonding method to obtain a semiconductor package having a built-in passive function unit. . Thereby, a passive function having a substantially small distance from the semiconductor chip, that is, a small inductance component can be obtained.
(2) An application in which a plurality of wiring boards 110 having different patterns (designs) of the conductor circuits 102 are prepared and stacked to obtain a multilayer wiring board having a built-in passive functional unit. A conventional through hole or the like may be used for interlayer connection of the multilayer wiring board.
[0015]
Subsequently, an example of a method for manufacturing the wiring board 110 will be described with reference to FIG. First, a patterned conductor circuit 102 is formed on the metal layer 101 (FIG. 1A). The material of the metal layer 101 may be any material as long as it is suitable for this manufacturing method. In particular, the material has a resistance to a used chemical solution and the like, and is eventually etched or peeled. Preferably, it is removable. Examples of the material of such a metal layer 101 include copper, a copper alloy, a 42 alloy, and nickel. In particular, a copper foil, a copper plate, and a copper alloy plate are preferably used as the metal layer 101 because not only electrolytically plated products and rolled products can be selected, but also those having various thicknesses can be easily obtained.
[0016]
As the material of the conductive circuit 102, any material may be used as long as it is suitable for this manufacturing method, and examples thereof include copper, nickel, gold, tin, silver, and palladium. In particular, when the material of the conductor circuit 102 is copper, the conductor circuit 102 having low resistance and stability can be obtained. As a method for forming the conductive circuit 102, a method of forming the metal layer 101 as an electrode by electrolytic plating, a method of forming by electroless plating, a method of etching a conductive layer (not shown) formed on the metal layer 101, Printing a conductive paste. In the case of a method using electrolytic plating or electroless plating, a conductive circuit 102 can be obtained by forming a patterned plating resist (not shown), performing electrolytic / electroless plating, and stripping the plating resist. In the case of the method by etching, a conductive layer is formed on the metal layer 101 by sputtering or plating, and the conductive circuit 102 can be obtained by a general etching process.
[0017]
Next, the functional bodies 103a and 104a are formed so as to be in contact with at least a part of the formed conductor circuit 102 (FIG. 1B). Since the passive function unit 104 has a planar structure, this step has a function as the passive function unit 104.
[0018]
Next, an electrode 103b is formed so as to be in contact with the formed conductor circuit 102 and at least a part of the functional body 103a (FIG. 1C). Since the passive function unit 103 has a three-layer structure, this step has the function of the passive function unit 103.
[0019]
The resistor in the functional body is formed by printing and thermosetting a polymer paste type composition in which a filler such as carbon and an epoxy resin are mixed, printing a ceramic paste and firing it, nickel (Ni) or the like formed by electrolytic or electroless plating. As the dielectric, a polymer paste type composition in which a filler such as barium titanate (BaTiO 3 ) and an epoxy resin are mixed and printed and thermally cured, tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), etc. And those formed by sputtering.
[0020]
The material of the electrode 103b may be any material as long as it is suitable for this manufacturing method, and examples thereof include copper, nickel, gold, tin, silver, and palladium. In particular, when the material of the electrode 103b is copper, the electrode 103b with low resistance and stability can be obtained. Examples of the method for forming the electrode 103b include a method of forming by electroless plating, a method of printing a conductive paste, and a method of sputtering. In particular, in the case of a method using electroless plating or sputtering, the electrode 103b can be formed thin, so that the passive function portion 103 can be thinned.
[0021]
Next, an insulating layer 105 is formed on the surface of the metal layer 101 on which the conductive circuit 102 and the passive functional units 103 and 104 are formed (FIG. 1D). As the insulating layer 105, a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used. Examples of the thermosetting resin include resins such as epoxy, phenol, bismaleimide, bismaleimide triazine, triazole, cyanate, isocyanate, and benzocyclobutene. As the thermoplastic resin, polyamide, polyimide, polyamide imide, polyether imide, polyester imide, polyether ether ketone, polyphenylene sulfide, polyether sulfone, polyquinoline, polynorbornene, polybenzoxazole, polybenzimidazole, polytetrafluoro Examples include resins such as ethylene and liquid crystal polymers. These may be used alone or in combination of two or more, and an inorganic filler such as a silica filler, a leveling agent, a coupling agent, an antifoaming agent, a curing catalyst, and the like may be added. Alternatively, a material obtained by impregnating a resin into a reinforcing fiber such as a glass cloth or an aramid nonwoven fabric typified by a glass epoxy substrate and curing or semi-curing the resin can also be used as the insulating layer 105.
[0022]
Next, the metal layer 101 is removed to obtain a wiring board 110 incorporating the passive functional unit of the present invention (FIG. 1E). Examples of a method for removing the metal layer 101 include etching and peeling. In the case of removing by etching, a chemical solution which can etch only the metal layer 101 without etching the conductor circuit 102 may be used. When the material of the metal layer 101 is the same as that of the conductor circuit 102, a barrier metal layer (not shown) having resistance to a chemical solution for etching the metal layer 101 is formed between the metal layer 101 and the conductor circuit 102. By doing so, the conductive circuit 102 can be prevented from being etched. When the metal layer 101 is removed by peeling, it is preferable that the surface of the metal layer 101 be subjected to a mold release treatment or the like in advance so that the metal layer 101 can be peeled off at the interface between the conductor circuit 102 and the insulating layer 105.
[0023]
In order to reduce the thickness of the wiring board 110, the thickness of the insulating layer 105 is preferably 100 μm or less, and more preferably 50 μm or less. When a plurality of wiring boards 110 are stacked to form a multilayer wiring board, the thickness of the insulating layer 105 is preferably 25 μm or less, and more preferably 10 μm or less. Since the passive function units 103 and 104 are built in the insulating layer 105, it is necessary to make the passive function units 103 and 104 thinner than the insulating layer 105. However, for the purpose of increasing the capacitance of the capacitor function, thinning is not necessary. Required. Specifically, the thickness of the functional body is preferably 10 μm or less, more preferably 1 μm or less.
[0024]
Subsequently, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a view for explaining an example of a method for manufacturing a wiring board according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 2 (g2) is a cross-sectional view showing the structure of the obtained wiring board.
[0025]
The wiring board 210 of the present invention is different from the wiring board 110 in that a conductor post 207 penetrating through the insulating layer 205 and reaching the conductor circuit 202 is formed. is there.
[0026]
As an application of the wiring board 210 shown in FIG. 2 (g2), the following example is given.
(1) A semiconductor chip (not shown) is mounted on one surface (upper surface in the drawing) of the wiring board 210 by a flip chip method or a wire bonding method, and a solder ball (not shown) is mounted on the surface of the conductor post. By doing so, it is used to obtain a semiconductor package with a built-in passive function unit. Since the conductor post 207 is provided, it has a function of mounting a solder ball.
(2) An application in which a plurality of wiring boards 210 having different patterns (designs) of the conductor circuits 202 are prepared and stacked to obtain a multilayer wiring board having a built-in passive functional unit. The interlayer connection of the multilayer wiring board is obtained by the conductor posts 207.
[0027]
Next, an example of a method for manufacturing the wiring board 210 will be described with reference to FIG. However, FIG. 1A to FIG. 1D are the same steps.
[0028]
After forming an insulating layer on the surface of the metal layer where the conductor circuit and the passive function section are formed (see FIG. 1D), a via hole 206 is formed in the insulating layer 205 (FIG. 2E2). The method of forming the via hole 206 may be any method as long as it is a method suitable for this manufacturing method, and examples thereof include dry etching using laser and plasma, and chemical etching. When the insulating layer 205 is made of a photosensitive resin, the via hole 206 can be formed by selectively exposing and developing the insulating layer 205. The opening by the laser is advantageous because the fine via hole 206 can be easily formed regardless of whether the insulating layer 205 is photosensitive or non-photosensitive. An excimer laser, a UV laser, a carbon dioxide laser, or the like can be used as the laser.
[0029]
Next, a conductor is filled into the via hole 206 to form a conductor post 207 (FIG. 2 (f2)). The material of the conductor post 207 may be any material as long as it is suitable for this manufacturing method, and examples thereof include copper, nickel, gold, tin, silver, and palladium. Particularly, when the material of the conductor post 207 is made of copper, the conductor post 207 having low resistance and stability can be obtained. Examples of the method of forming the conductor posts 207 include a method of forming the metal layer 201 as an electrode by electroplating, a method of forming by electroless plating, and a method of printing a conductive paste.
[0030]
Next, the metal layer 201 is removed to obtain a wiring board 210 having a built-in passive function portion and a conductor post (FIG. 2 (g2)). The etching process of the metal layer 201 is the same as that in FIG.
[0031]
Subsequently, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a view for explaining an example of a method for manufacturing a wiring board according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 3 (g3) is a cross-sectional view showing the structure of the obtained wiring board.
[0032]
The wiring board 310 of the present invention is different from the wiring board 210 in that a second conductive circuit 308 is formed on the surface of the insulating layer 305, and otherwise has the same structure as the wiring board 210.
[0033]
As an application of the wiring board 310 shown in FIG. 3 (g3), the following example is given.
(1) A semiconductor chip (not shown) is mounted on one surface (upper surface in the drawing) of the wiring board 310 by a flip chip method or a wire bonding method, and a solder ball (not shown) is formed on the surface of the second conductive circuit 308. (3) to obtain a semiconductor package with a built-in passive function part. Since the second conductor circuit 308 is provided, the second conductor circuit 308 has a function of mounting a solder ball, and a wiring pattern that cannot be routed by the conductor circuit 302 alone can be routed by the second conductor circuit 308, thereby realizing high-density wiring. it can.
(2) An application in which a plurality of wiring boards 310 having different patterns (designs) of the conductor circuits 302 are prepared and stacked to obtain a multilayer wiring board having a built-in passive functional unit. A conventional through hole or the like may be used for interlayer connection of the multilayer wiring board.
[0034]
Next, an example of a method for manufacturing the wiring board 310 will be described with reference to FIG. However, FIG. 1 (a) to FIG. 1 (d) and FIG.
[0035]
After forming an insulating layer on the conductive circuit and the passive function portion forming surface of the metal layer (see FIG. 1D), a via hole 306 is formed in the insulating layer 305 (FIG. 3E3). The step of forming the via hole 306 is the same as that in FIG.
[0036]
Next, the via hole 306 is filled with a conductor to form a conductor post 307 and a second conductor circuit 308 (FIG. 3 (f3)). The step of forming the conductor post 307 is the same as that shown in FIG. As a step of forming the second conductor circuit 308, a conventional semi-additive method can be used. That is, a thin conductive film is formed on the surface of the formed conductor posts 307 and the surface of the insulating layer 305, and the second conductive circuit 308 is obtained by the steps of plating resist formation, electrolytic plating, plating resist peeling, and thin film conductive film etching. it can. Further, a connecting material such as solder or conductive paste is formed on the surface of the conductor post 307, and a metal foil such as a copper foil is attached to connect the metal foil and the conductor post 307. The second conductor circuit can also be obtained by etching the wiring pattern described above. At this time, it is preferable to form an adhesive on the surface of the insulating layer 305 or to impart an adhesive function to the insulating layer 305 itself.
[0037]
Next, the metal layer 301 is removed to obtain a wiring board 310 incorporating the passive functional unit of the present invention and having the second conductive circuit (FIG. 3 (g3)). The etching step of the metal layer 301 is the same as that in FIG.
[0038]
Subsequently, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a view for explaining an example of a method for manufacturing a wiring board according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 4 (g4) is a cross-sectional view showing the structure of the obtained wiring board.
[0039]
The wiring board 410 of the present invention differs from the wiring board 310 in that a blind via hole 407 is formed instead of the conductor post 307, and the other structure is the same as that of the wiring board 310. Therefore, the function of wiring board 410 is the same as the function of wiring board 310, and the manufacturing method is also the same. The blind via hole 407 and the second conductor circuit 408 can be obtained by a known semi-additive method.
[0040]
Next, a multilayer wiring board according to a fifth embodiment of the present invention will be described. In order to obtain a multilayer wiring board (not shown) incorporating the passive functional unit of the present invention, a plurality of wiring boards appropriately selected from wiring boards 110, 210, 310, and 410 having different patterns are prepared and laminated. Just do it. As a method of laminating, a method of heating and pressurizing using a vacuum press or the like can be given. When the insulating layers 105, 205, 305, and 405 do not exhibit adhesiveness, an adhesive layer may be interposed between the wiring boards 110, 210, 310, and 410 to be stacked. In order to obtain continuity between the conductor post of the wiring board located on the upper side and the conductor circuit of the wiring board located on the lower side, solder paste is printed on the tip surface of the conductor post or the solder layer is plated by plating. It may be formed. When there is no conductor post, interlayer connection may be performed by a known through hole.
[0041]
As described above, the wiring board of the present invention has a use such as being used for a semiconductor package or a multilayer wiring board. In such a semiconductor package or a multilayer wiring board, passive components (so-called chip components) are not mounted on the surface, but have a passive function unit including a functional body and an electrode built therein.
[0042]
【The invention's effect】
According to the present invention, by incorporating the thinned passive function portion into the insulating layer of the wiring board, (1) the thickness of the wiring board itself is reduced by reducing the thickness of the passive function portion, and (2) the mounting area is reduced. (3) Improvement of electrical characteristics by shortening wiring length (reduction of inductance component by shortening distance between semiconductor chip and passive function part); (4) Improvement of connection reliability by reducing number of connection points; (5) It is possible to provide a wiring board and a multilayer wiring board capable of realizing a reduction in passive component mounting cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a wiring board according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a wiring board according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a wiring board according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a wiring board according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
101, 201, 301, 401: metal layers 102, 102a, 102b, 102c, 202, 202a, 202b, 202c, 302, 302a, 302b, 302c, 402, 402a, 402b, 402b, 402c: conductor circuits 103, 104, 203, 204, 303, 304, 403, 404: Passive functional units 103a, 104a, 203a, 204a, 303a, 304a, 403a, 404a: Functional bodies (resistors, dielectrics)
103b, 203b, 303b, 403b: electrodes 105, 205, 305, 405: insulating layers 206, 306, 406: via holes 207, 307: conductor posts 407: blind via holes 308, 408: second conductor circuits 110, 210, 310 , 410: Wiring board