CN101730378B

CN101730378B - 部件内置配线基板以及部件内置配线基板的制造方法

Info

Publication number: CN101730378B
Application number: CN2009102041611A
Authority: CN
Inventors: 和田义之; 境忠彦
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2029-10-15
Also published as: JP4788754B2; US8499998B2; JP2010098021A; CN101730378A; US20100089628A1

Abstract

本发明提供一种部件内置配线基板和部件内置配线基板的制造方法，该部件内置配线基板具有：表面具有构成配线图案(3)的连接用的一对电极(3a)和形成在一对电极(3a)之间的抗蚀剂(4)的核心层(1)；具有一对连接用端子(7a)的电子部件(7)；将电极(3a)以及连接用端子(7a)之间接合的焊锡部(6aa)；填充电子部件(7)的下面和核心层(1)的表面之间的间隙，覆盖抗蚀剂(4)和焊锡部(6aa)的密封树脂部(6bb)，通过这样的结构，能够防止部件内置配线基板的不良情况。

Description

部件内置配线基板以及部件内置配线基板的制造方法

技术领域

本发明涉及层叠多个配线层而构成、在其中的内层即核心层安装电子部件的部件内置配线基板以及部件内置配线基板的制造方法。

背景技术

近年来，随着电子设备的高功能化和小型化的进展，对于安装有电子部件的安装基板，有要求安装密度的进一步高度化的倾向。因此，作为用于电子部件的安装的印制配线基板，使用在层叠多个的配线层的内层(核心层)安装电子部件的所谓部件内置型的结构(例如，参照专利文献1)。在该专利文献1中例示有在印制配线基板上设置的多层的配线层的内层安装芯片电容等芯片部件(带一对端子的电子部件)的例子。在此，在内层中在周围形成有阻焊剂的安装区焊锡接合芯片部件的端子，并在相邻的安装区之间设置阻焊剂非形成部。

但是，在专利文献1中，由于阻焊剂以显露状态形成的情况以及阻焊剂的形成范围，存在以下这样的不良情况。即，在层叠多个配线层的结构的部件内置配线基板的制造中，为了提高层间绝缘层和内层的密合性，需要对部件安装后的内层进行粗化处理。该粗化处理由于采用强酸或强碱等药液进行，所以在该粗化工序中不能避免对显露状态下的阻焊剂造成破坏。另外，在用于形成层间绝缘层的层叠加热工序中，容易出现树脂不完全进入存在于安装区之间的阻焊剂非形成部中的填充不良情况。并且，当存在该填充不良情况下直接进行用于向表层安装电子部件的再加热，则会产生接合端子的焊锡再次熔融、使端子间短路的桥的产生等不良情况。这样，由于阻焊剂的形成方式，会在以往内置芯片部件的部件内置配线基板上产生各种不良情况。

专利文献1：日本特开2007-214230号公报

发明内容

本发明提供一种能够防止内置有带连接用端子的电子部件的部件内置配线基板的不良情况的部件内置配线基板以及部件内置配线基板的制造方法。

本发明的部件内置配线基板具有这样的组成，即、具有：核心层，在表面形成配线图案，安装有具有一对连接用端子的电子部件；部件固定层，形成于核心层的表面，固定电子部件；配线层，形成其他配线图案，设于部件固定层的表面；层间配线部，连接核心层的配线图案和配线层的其他配线图案，核心层具有：构成配线图案的连接用的一对电极；将连接用的一对电极和一对连接用端子之间接合的焊锡部；形成在一对电极之间的抗蚀剂；填充所述核心层的表面与电子部件的下面之间的间隙，覆盖抗蚀剂和焊锡部的密封树脂部，部件固定层从周围固定电子部件和密封树脂部。

本发明的一种部件内置配线基板的制造方法具有这样的组成，即、具有：对表面具有构成配线图案的连接用的一对电极和形成在一对电极之间的抗蚀剂的核心层的一对电极，供给使焊锡颗粒含于热固性树脂而成的焊锡接合材料的工序；之后，在一对电极上分别经由焊锡接合材料粘合具有一对连接用端子的电子部件的一对连接用端子，从而将电子部件搭载于核心层上的工序；之后，通过加热核心层，将焊锡颗粒熔融固化，形成将电极和连接用端子之间接合的焊锡部，将热固性树脂热固化，形成填充电子部件的下面和核心层的表面之间的间隙，覆盖抗蚀剂和焊锡部的密封树脂部的工序；之后，将固定电子部件的部件固定层形成在核心层的表面的工序；之后，将形成有其他配线图案的配线层设置在部件固定层的表面的工序；之后，形成连接核心层的配线图案和配线层的其他配线图案的层间配线部的工序。

根据这样的组成，设置有位于一对电极之间的抗蚀剂和覆盖抗蚀剂以及将电极和端子接合的焊锡部的密封树脂部。因此，能够防止以电子部件安装后的核心层为对象进行的粗化处理中对焊锡部和抗蚀剂的损伤、因向表层安装电子部件时进行再加热时焊锡部再熔化而成的熔融焊锡的流动引起的电极间的短路等部件内置配线基板的不良情况。

附图说明

图1A是说明本发明的一个实施方式的部件内置配线基板的核心层的结构的平面图。

图1B是说明本发明的一个实施方式的部件内置配线基板的核心层的结构的1B-1B线剖面图。

图2是说明本发明的一个实施方式的部件内置配线基板的核心层的部件安装部的剖面图。

图3是表示本发明的一个实施方式的部件内置配线基板的电极和抗蚀剂的平面图。

图4A是表示本发明的一个实施方式的部件内置配线基板的制造方法的工序说明图。

图4B是表示本发明的一个实施方式的部件内置配线基板的制造方法的工序说明图。

图4C是表示本发明的一个实施方式的部件内置配线基板的制造方法的工序说明图。

图4D是表示本发明的一个实施方式的部件内置配线基板的制造方法的工序说明图。

图5A是表示本发明的一个实施方式的部件内置配线基板的制造方法的其他工序说明图。

图5B是表示本发明的一个实施方式的部件内置配线基板的制造方法的其他工序说明图。

图5C是表示本发明的一个实施方式的部件内置配线基板的制造方法的其他工序说明图。

附图标记说明

1核心层

1a部件安装部

2树脂基板

2a上面

2b下面

3、5、14a配线图案

3a电极

3b引线部

3c、5a表面

4抗蚀剂

6焊锡接合材料

6a焊锡颗粒

6aa焊锡部

6b热固性树脂

6bb密封树脂部

7芯片部件

7a端子

10处理液

11、13预成型料

11a开口部

11b部件固定层

12配线层

13a绝缘层

14铜箔

15层叠体

16层间配线部

17部件内置配线基板

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式，但是本发明不限定于此。

图1A是说明本发明的一个实施方式的部件内置配线基板中的核心层的结构的平面图。图1B是图1A的1B-1B线剖面图。图2是说明本发明的一个实施方式的部件内置配线基板中的核心层的部件安装部的剖面图。图3是表示本发明的一个实施方式的部件内置配线基板的电极和抗蚀剂的平面图。

在本实施方式中，以层叠含有作为基底的核心层的多个配线层层叠而构成、在核心层上安装带一对连接用端子的电子部件(以下略称为“芯片部件”)的部件内置配线基板为对象。首先，参照图1A、图1B说明核心层1的结构。

关于图1A、图1B，核心层1为在绝缘性的树脂基板2的上面2a以及下面2b上分别形成配线图案3以及配线图案5的结构。树脂基板2的上面2a为安装内置于部件内置配线基板上的电子部件的内置部件安装面。在上面2a的整个面上形成有由铜箔等导电金属的薄膜构成的配线图案3。在配线图案3上设置有用于对核心层1安装芯片部件的部件安装部1a(参照1B-1B线剖面)。部件安装部1a通过对构成配线图案3的薄膜局部实施构图(patterning)而形成。

在部件安装部1a中，在局部除去构成配线图案3的薄膜而显露树脂基板2的上面2a的显露部上形成有一对电极3a。图2是表示搭载有芯片部件的核心层1的剖面图。在电极3a上接合芯片部件7的一对端子7a。从各个电极3a延伸出与其他配线图案连接的引线部3b。即、电极3a构成形成于核心层1的至少一个的面(上面2a)上的配线图案3。

在图2中，在电极3a和芯片部件7的端子7a之间熔融固化构成焊锡接合材料的焊锡颗粒6a，而形成焊锡部6aa。通过焊锡部6aa将电极3a和芯片部件7的端子7a接合。在芯片部件7的下面和核心层1的表面之间的间隙中以覆盖焊锡部6aa和抗蚀剂4的周围的方式通过热固化构成焊锡接合材料的热固性树脂6b而形成密封树脂部6bb。在本实施方式中，抗蚀剂4，包含侧面、上面，完全由密封树脂部6bb覆盖。

另外，在上面2a显露的显露部(参照图1A、图1B)中，在一对电极3a的中间形成有由绝缘性树脂构成的抗蚀剂4。抗蚀剂4俯视为如图1A所示形成为矩形的膜状，抗蚀剂4的形状尺寸如图3所示，由作为一对电极3a的相对方向的尺寸即长度尺寸a、与相对方向正交的方向的宽度尺寸b、厚度t形成。

抗蚀剂4，如后面所述具有这样的功能：在完成的部件内置配线基板17(参照图5A～图5C)上通过焊锡接合而表面安装电子部件时的再加热中，阻止用于对电极3a焊锡接合芯片部件而形成的焊锡部熔化而流动，防止产生成为一对电极3a短路的原因的焊锡桥(半田ブリツジ)。

因此，抗蚀剂4的宽度尺寸b设定为电极3a的宽度尺寸b1(参照图3)以上，以能够有效阻止从电极3a流动来的熔融焊锡。在本实施方式中，例举宽度尺寸b设定为与宽度尺寸b1相等。另外，关于厚度t，也被设定为能够确保用于阻止流动的熔融焊锡的充分的阻止高度的尺寸。即，抗蚀剂4位于核心层1中一对电极3a的中间，形成在与电极3a的宽度尺寸对应的范围内。

接着，参照图4A～图4D以及图5A～图5C说明使用核心层1构成的部件内置配线基板的制造方法。图4A～图4D是表示本发明的一个实施方式的部件内置配线基板的制造方法的工序说明图，为将芯片部件7搭载到核心层为止的工序说明书。图5A～图5C是表示本发明的一个实施方式的部件内置配线基板的制造方法的其他工序说明图，为再形成固定层和配线层的工序说明书。

如图4A所示，利用网板印刷或点涂机(dispenser)的涂敷等方法对构成形成于核心层1的至少一个的面(上面2a)上的配线图案3的连接用的电极3a上供给焊锡接合材料6(焊锡供给工序)。焊锡接合材料6为使除去焊锡的氧化膜的具有活性作用的热固性树脂6b含有焊锡颗粒6a的材料。在此，作为焊锡颗粒6a采用含有Ag3.0％、Cu0.5％的Sn类的焊锡的颗粒。作为热固性树脂6b采用双酚A型环氧树脂。在环氧树脂中添加有作为固化剂(活性剂)的鎓盐。

之后，如图4B所示，相对于对电极3a供给焊锡接合材料6的焊锡供给工序之后的核心层1，从箭头方向搭载两端部具有一对端子7a的芯片部件7，经由焊锡接合材料6在电极3a上载置端子7a(部件搭载工序)。接着，搭载有芯片部件7的核心层1被送给回流装置，如图4C所示，加热部件搭载后的核心层1，从而将芯片部件7的端子7a和电极3a焊锡接合(接合工序)。

即，在该接合工序中，焊锡接合材料6中的焊锡颗粒6a熔融固化，从而形成将电极3a和端子7a接合而电导通的焊锡部6aa。伴随该焊锡接合，进行因加热使焊锡接合材料6中的热固性树脂6b的粘度降低而导致的流动、和再继续加热而导致的热固化反应。通过该流动，热固性树脂6b填充进入核心层1的表面与芯片部件7的下面之间的间隙、即部件安装部1a中显露的树脂基板2的上面2a和芯片部件7的下面之间的间隙中，覆盖将电极3a和端子7a接合的焊锡部6aa以及抗蚀剂4。然后，热固性树脂6b热固化，从而在核心层1中填充其与芯片部件7的下面之间的间隙，形成覆盖抗蚀剂4和焊锡部6aa的密封树脂部6bb。

该密封树脂部6bb的形成中，抗蚀剂4位于一对电极3a之间而存在，从而得到提高热固性树脂6b填充核心层1和芯片部件7的下面之间的间隙时的填充率的效果。即，抗蚀剂4在该间隙中占有由前述的长度尺寸a、宽度尺寸b、厚度t规定的规定体积，所以具有即使供给电极3a上的焊锡接合材料6中的热固性树脂6b的量相对于填充对象的间隙容积不充分的情况下也能够补充该不充分的量的效果。因此，决定长度尺寸a、宽度尺寸b、厚度t时，推测能够供给电极3a上的热固性树脂6b的量，得到给予对不充分的量进行补充所需的充分的体积的尺寸的组合。例如，0603部件的情况下，采用a＝0.15mm、b＝0.3mm、t＝0.01mm。另外。例如1005部件的情况下，采用a＝0.3mm、b＝0.5mm、t＝0.01mm。

在本实施方式中，抗蚀剂4的宽度尺寸b若与电极3a的宽度尺寸b1对应，即、宽度尺寸b和宽度尺寸b1大致相等，则密封树脂部6bb能够完全覆盖抗蚀剂4。

之后，对焊锡接合工序后的核心层1进行粗化处理(粗化工序)。即、如图4D所示，通过将核心层1浸渍在强酸溶液等处理液10中，从而配线图案3的表面3c和配线图案5的表面5a被氧化而粗化，在这些表面上形成由微细的凹凸构成的锚纹(アンカ一パタ一ン，anchorpattern)。这时，焊锡部6aa和抗蚀剂4由形成于核心层1和芯片部件7的下面之间的间隙中的密封树脂部6bb完全覆盖保护，所以粗化处理的租用不会波及焊锡部6aa和抗蚀剂4，焊锡部6aa和抗蚀剂4保持健全的状态。

之后，在核心层1上层叠用于固定芯片部件7的部件固定层以及多个配线层。即，如图5A所示，将与芯片部件7的位置对应地设置有开口部11a的预成型料(プリプレグ，pre-preg)11和具有在预成型料13的上面侧粘贴铜箔14的结构的配线层12顺次叠合在核心层1的上面侧(芯片部件7侧)。即，在该工序中，在粗化处理工序后的核心层1中，将至少含有用于形成从周围包围芯片部件7而固定的部件固定层的预成型料11以及在部件固定层的表面上形成的配线层12的多个配线层与核心层1粘合层叠，形成层叠体15(层叠工序)。

接着，如图5B所示，将由核心层1、预成型料11以及配线层12构成的层叠体15通过冲压装置以30kg/cm²左右的压力(图5B的块箭头)加压，并同时以150℃～200℃左右的温度加热。由此，含浸在预成型料13、11的各层中的树脂软化，相接的界面相互熔接，并且预成型料11与配线图案3的表面3c密合。这时，在粗化处理工序中，在表面3c上形成微细的锚纹，所以确保良好的密合性。

另外，含浸在预成型料13、11中的树脂通过加压、加热而在开口部11a内填充与芯片部件7之间的间隙部分，形成从周围固定芯片部件7、密封树脂部6bb的部件固定层11b。即，在此，通过加热、加压在层叠工序中形成的层叠体15，从而形成从周围包围固定芯片部件7的部件固定层11b，并使核心层1和配线层12粘合(冲压工序)。通过该加热、加压，预成型料13在熔合状态下热固化，形成配线层12中的绝缘层13a(参照图5C)。

接着，如图5C所示，形成贯通层叠体15的通孔15a，在通孔15a的内面形成镀层，从而形成连接核心层1的配线图案3和配线层12的铜箔14的层间配线部16(层间配线工序)。另外，对配线层12的铜箔14实施构图，从而形成配线图案14(电路形成工序)。

由此，层叠含有核心层1的多个配线层(本实施方式中为核心层1和配线层12)而构成，完成在核心层1上安装芯片部件7的部件内置配线基板17。在该部件内置配线基板17中，芯片部件7的端子7a经由焊锡部6aa焊锡接合于构成形成于核心层1的至少一个的面上的配线图案3的连接用电极3a。另外，配线层12形成在预成型料13固化而成的绝缘层13a上形成配线图案14a的结构。

另外，部件内置配线基板17具有位于核心层1中一对电极3a的中间、形成在与电极3a的宽度尺寸b1对应的范围内的抗蚀剂4。另外，具有填充核心层1中与芯片部件7的下面之间的间隙并覆盖抗蚀剂4以及焊锡部6aa的密封树脂部6bb。另外，具有通过使层叠在核心层1的上面2a(一个的面)上的预成型料11固化而形成的、从周围固定芯片部件7以及密封树脂部6bb的部件固定层11b。另外，具有作为多个配线层之一、形成在部件固定层11b的表面的作为表面层的配线层12。另外，还具有连接核心层1的配线图案3和作为表面层的配线层12的配线图案14a的层间配线部16。

这样制造而成的部件内置配线基板17进而作为部件安装的对象，在表面层的配线层12上通过焊锡接合安装其他电子部件而完成安装基板。即，在配线层12的表面经由其他焊锡部接合其他电子部件。另外，配线层12的表面和其他电子部件的下面的间隙以覆盖其他焊锡部和抗蚀剂的方式形成其他密封树脂部。

在该安装基板的制造过程中，焊锡接合时将部件内置配线基板17整体再加热。通过该加热，在核心层1中将电极3a和端子7a焊锡接合的焊锡部6aa熔融。这时，芯片部件7的下面和核心层1之间的间隙由密封树脂部6bb填充，所以阻止焊锡部6aa熔化而成的熔融焊锡的流动。

这时，密封树脂部6bb的间隙的填充程度低，在芯片部件7的下面和核心层1之间的间隙存在未填充密封树脂部6bb的空隙的情况下，焊锡部6aa熔化而成的熔融焊锡有可能经由空隙向相对的电极3a的方向流动。但是，即使在这样的情况下，由于在本实施方式中，在一对电极3a的中间形成有抗蚀剂4，所以焊锡部6aa熔化而成的熔融焊锡向相对的电极3a的方向的流动被抗蚀剂4阻止。由此，能够可靠防止源于再加热中焊锡部6aa熔化而成的熔融焊锡在相对的电极3a间形成焊锡桥导致的短路的不良情况发生。

另外，在核心层1的背面的配线图案5上，与本实施方式同样地，也可以将再其他的电子部件与再其他的焊锡部接合。这种情况下，形成构成核心层1的背面的配线图案5的其他电极，在核心层1的背面和再其他的电子部件的下面的间隙中形成密封树脂部。

Claims

1.一种部件内置配线基板，其具有：

核心层，在表面形成配线图案，安装有具有一对连接用端子的电子部件；

部件固定层，形成于所述核心层的表面，固定所述电子部件；

配线层，形成有其他配线图案，设于所述部件固定层的表面；

层间配线部，连接所述核心层的配线图案和所述配线层的其他配线图案，

所述核心层具有：构成所述配线图案的连接用的一对电极；将所述连接用的一对电极和所述一对连接用端子之间接合的焊锡部；形成于所述一对电极之间的抗蚀剂；填充所述核心层的表面与所述电子部件的下面之间的间隙，覆盖所述抗蚀剂和所述焊锡部的密封树脂部，

所述部件固定层从周围固定所述电子部件和所述密封树脂部，

所述抗蚀剂与所述一对电极分开配置，所述抗蚀剂与所述一对电极之间的间隙被所述密封树脂部填充。

2.如权利要求1所述的部件内置配线基板，所述抗蚀剂形成在与所述一对电极的宽度尺寸对应的范围内。

3.如权利要求1所述的部件内置配线基板，所述密封树脂部完全覆盖所述抗蚀剂。

4.如权利要求1所述的部件内置配线基板，所述部件固定层通过使层叠在所述核心层的表面的预成型料固化而形成。

5.如权利要求1所述的部件内置配线基板，所述配线层通过在由预成型料固化而成的绝缘层上形成所述其他配线图案而形成。

6.如权利要求1所述的部件内置配线基板，在所述配线层的所述其他配线图案上通过其他焊锡部接合其他电子部件。

7.如权利要求1所述的部件内置配线基板，在所述核心层的背面形成再其他的配线图案，在所述再其他的配线图案上通过再其他的焊锡部接合再其他的电子部件。

8.一种部件内置配线基板的制造方法，其具有：

对核心层的一对电极供给使焊锡颗粒含于热固性树脂而成的焊锡接合材料的工序，其中，所述核心层的表面具有所述一对电极和形成在所述一对电极之间的抗蚀剂，所述一对电极是构成配线图案的连接用的一对电极，所述抗蚀剂与所述一对电极分开配置；

之后，在所述一对电极上分别经由所述焊锡接合材料粘合具有一对连接用端子的电子部件的所述一对连接用端子，从而将所述电子部件搭载于所述核心层的工序；

之后，通过加热所述核心层，将所述焊锡颗粒熔融固化，形成将所述电极和所述连接用端子之间接合的焊锡部，将所述热固性树脂热固化，形成填充所述电子部件的下面和所述核心层的表面之间的间隙，覆盖所述抗蚀剂和所述焊锡部的密封树脂部的工序，其中，利用所述密封树脂部填充所述抗蚀剂与所述一对电极之间的间隙；

之后，将固定所述电子部件的部件固定层形成在所述核心层的表面的工序；

之后，将形成有其他配线图案的配线层设置在所述部件固定层的表面的工序；

之后，形成连接所述核心层的配线图案和所述配线层的其他配线图案的层间配线部的工序。

9.如权利要求8所述的部件内置配线基板的制造方法，在形成所述密封树脂部的工序和将所述部件固定层形成在所述核心层的表面的工序之间，还具有粗化所述配线图案的工序。

10.如权利要求8所述的部件内置配线基板的制造方法，所述抗蚀剂形成在与所述一对电极的宽度尺寸对应的范围内。

11.如权利要求8所述的部件内置配线基板的制造方法，所述部件固定层通过在所述核心层的表面层叠预成型料后使所述预成型料固化而形成。

12.如权利要求8所述的部件内置配线基板的制造方法，所述配线层通过将其他预成型料固化而形成绝缘层后，在所述绝缘层形成所述其他配线图案而成。

13.如权利要求8所述的部件内置配线基板的制造方法，在所述配线层的所述其他配线图案上通过其他焊锡部接合其他电子部件。

14.如权利要求8所述的部件内置配线基板的制造方法，在所述核心层的背面形成再其他的配线图案，在所述再其他的配线图案通过再其他的焊锡部接合再其他的电子部件。