CN102907187A

CN102907187A - 元器件内置基板

Info

Publication number: CN102907187A
Application number: CN2011800256455A
Authority: CN
Inventors: 山本祐树
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2013-01-30
Also published as: JPWO2011148615A1; KR101383137B1; KR20120135318A; WO2011148615A1; US20130058055A1; JP5278608B2

Abstract

本发明提供一种使得在内置LW逆转型的芯片元器件等各种元器件时，无需使元器件下部的间隙在高度方向上扩大便可使树脂可靠地迂回进入所述间隙以进行填充的结构的元器件内置基板。该元器件内置基板包括埋设在树脂层（3）中的元器件（7）以及与元器件（7）的外部电极（71a，71b）接合的焊盘电极（元器件安装用电极）（4），在焊盘电极（4）中形成横截方向的凹槽（9a），树脂层（3）的固化前的树脂在该凹槽中流通，在将安装状态的元器件（7）埋入树脂层（3）时，树脂层（3）的固化前的树脂在凹槽（9a）中流通而充分地迂回进入元器件（7）的下侧，树脂良好地进行填充。

Description

元器件内置基板

技术领域

本发明涉及一种将所谓的LW逆转型的电容器这样的元器件（电子元器件）内置在树脂层中的元器件内置基板，详细而言涉及对元器件下的树脂填充的改善。

背景技术

以往，已知有将元器件安装到核心（core）基板的基础上埋设在树脂层中的结构，以作为元器件内置基板（也称为元器件内置模块）（例如参照专利文献1（第[0022]－[0026]段，图4等））。

这种结构的元器件内置基板的树脂层在大多数情况下由热固性树脂（或热塑性树脂）形成。

图9（a）～（c）是示出专利文献1所记载的元器件内置基板的制造例的剖视图，在该制造例的情况下，首先，准备图9（a）所示的半固化树脂片101。半固化树脂片101是例如含有无机填料的热固性的环氧树脂片，以形成所述树脂层，在其两个表面层叠有保护膜102。保护膜102是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚苯硫醚（PPS）等薄膜。再有，在半固化树脂片101的规定位置形成用于层间连接的过孔108，在过孔108内利用丝网印刷法等填充导电性糊料109。

接下来，如图9（b）所示出的那样，保护膜102被剥离并去除后，预先准备的电路基板110与例如半固化树脂片101的上下以形成在各电路基板110表面上的过孔连接用焊盘（基板电极）112和形成在半固化树脂片101上的过孔108的位置对准的状态进行接合。此处，下侧的电路基板110是核心基板，该核心基板上安装有元器件111。

然后，上下的电路基板110与半固化树脂片101加热至例如180°C并被冲压，此时，半固化树脂片101暂时软化，其树脂如图9（c）中的箭头线所示的那样进行扩展，元器件111埋设在半固化树脂片101中，之后，半固化树脂片101和导电性糊料109固化，得到元器件内置基板100。

此外，已知有省略了所述下侧的电路基板110那样的核心基板的无芯（coreless）基板的结构，以作为这种元器件内置基板。

另外，已知有电容器、线圈（电感器）、晶体管、集成电路等各种电子元器件，以作为内置在这种元器件内置基板的树脂层中的元器件111，特别是已知有在与安装面的两条长边相接的各个表面上形成有外部电极的LW逆转型的元器件，以作为芯片电容器这样的安装面为矩形的长方体状的芯片元器件（例如参照专利文献2（第[0007]－[0008]段等））。

图10（a）、（b）示出了通常的芯片电容器200的立体图、俯视图，矩形形状的芯片电容器200中，在安装面上的主体部201的两端（与安装面的两条短边相接的各个表面）形成有外部电极202。

而且，在芯片电容器200中，将形成有外部电极202的安装面的短边侧的两边的长度称为W尺寸，将与其垂直的长边侧（长边方向）的两边的长度称为L尺寸，将外部电极202的宽度称为e尺寸，将外部电极102之间的主体部201的长度称为g尺寸，在通常的芯片元器件的情况下，从图10（a）、（b）也可得知，L>W。

图11（a）、（b）示出了LW逆转型的芯片电容器300的立体图、俯视图，芯片电容器300中，在安装面上的主体部301的两端面（与安装面的两条长边相接的各个表面）形成有外部电极302。

因此，在芯片电容器300中，形成有外部电极302的两个表面的长度（W尺寸）比与其垂直的两个侧面的长度（L尺寸）要长，从图11也可得知，L<W，L尺寸和W尺寸的关系与通常的芯片电容器200相反，g尺寸也比通常的芯片电容器200的要小。

而且，LW逆转型的芯片电容器300中，ESL（等效串联电感）较小，作为高速化和低驱动电压化不断发展的各种半导体电路的ESL（等效串联电感）的去耦用途的电容器是有用的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2004－342859号公报

专利文献2：日本专利特开2009－27148号公报

发明内容

本发明要解决的问题

在将所述LW逆转型的芯片电容器300作为元器件111内置于例如图9的元器件内置基板100中的情况下，芯片电容器300中，L<W，而且g尺寸较小，因此若安装到核心基板（下侧的电路基板110）上，则在下侧（核心基板侧）会形成被外部电极302夹住的细长的狭路状的间隙。因此，在对芯片电容器300进行基板安装之后，在将芯片电容器300埋入树脂层的过程中，即使对未固化（半固化）的树脂层的树脂进行加热、冲压以使其扩展，树脂也无法充分地迂回进入所述间隙，从而发生填充不佳，会产生因之后的回流焊处理引起的焊瘤（solderflash）等缺陷。

而且，不仅仅是芯片电容器300，在各种LW逆转型的芯片元器件中，都会伴随着所述树脂的填充不佳而产生缺陷。

图12（a）、（b）是示出上述缺陷的例子的元器件内置基板400的剖视图，是从其核心基板401的上表面观察到的芯片元器件402的树脂填充状态的底视图。在例如芯片电容器300这样的LW逆转型的芯片元器件402中，外部电极404通过焊料等接合材料405与核心基板401的上表面的各焊盘电极406接合，安装到核心基板401上。

核心基板的上表面的各焊盘电极406经由贯穿核心基板401的过孔导体407与核心基板401的下面电极408连接。

再有，虽然芯片元器件402埋设在图9的半固化树脂片101那样的树脂层409中而被内置，但是在芯片元器件402下侧的被所述两边的外部电极404夹住的细长的狭路状的间隙α的部分，即使进行所述加热和冲压，如图12(b)所示，树脂层409固化前的未固化（半固化）的树脂409a也无法完全迂回进入，从而发生填充不佳而产生缺陷。

此外，为了使得不产生该填充不佳的状况，在元器件安装时，考虑例如增加作为接合材料405的焊料的涂布量，利用其表面张力将芯片元器件402上推以使间隙α在高度方向上扩大。

图13是增加了作为接合材料405的焊料的涂布量而形成的元器件内置基板500的剖视图，从该元器件内置基板500与图12（a）的元器件内置基板400的比较可以得知，接合材料405将芯片元器件402上推使得间隙α在高度方向上扩大。因此，在元器件内置基板500中，树脂容易迂回进入芯片元器件402的下侧，可防止产生树脂的填充不佳的状况。

然而，元器件内置基板500的体积比元器件内置400的体积大。因此，增加作为接合材料405的焊料的涂布量、以使芯片元器件402的下侧的间隙α在高度方向上扩大无法满足降低高度（小型化）的要求，因而不实用。

而且，不仅仅是内置有LW逆转型的芯片元器件的元器件内置基板，在内置有L>W的通常的芯片元器件等的元器件内置基板中，在元器件下侧的安装面积较大时等也会伴随着所述树脂的填充不佳而产生缺陷。

再有，在元器件内置基板省略了核心基板的无芯基板的结构的情况下，也会伴随着所述树脂的填充不佳而产生缺陷。

本发明的目的在于，在这种元器件内置基板中，在内置LW逆转型的芯片元器件等各种元器件时，无需使元器件下侧的间隙在高度方向上扩大便可使树脂可靠地迂回进入所述间隙以进行填充。

用于解决问题的手段

为了达到上述目的，本发明的元器件内置基板的特征在于，包括：埋设在树脂层中的元器件；以及与所述元器件的外部电极接合的元器件安装用电极，在所述元器件安装用电极的横截方向上形成凹槽，所述树脂层的固化前的树脂在该凹槽中流通（权利要求1）。

另外，本发明的元器件内置基板的特征在于，在权利要求1所述的元器件内置基板中，所述元器件安装用电极是将多个分割电极排列成纵列而形成的，所述凹槽由所述各分割电极之间的间隙形成（权利要求2）。

另外，本发明的元器件内置基板的特征在于，在权利要求1所述的元器件内置基板中，所述元器件安装用电极成为长矩形形状，在与所述安装用电极的长边垂直的方向上形成所述凹槽（权利要求3）。

另外，本发明的元器件内置基板的特征在于，所述元器件是长方体形状，构成为在与矩形的安装面的两条长边相接的各个表面上形成所述外部电极（权利要求4）。

再有，本发明的元器件内置基板的特征在于，所述元器件是长方体形状的芯片电容器（权利要求5）。

发明的效果

根据权利要求1的发明，由于在元器件安装用电极中形成了横截方向的凹槽，因此在将以外部电极与元器件安装用电极接合的方式进行安装的元器件埋入树脂层时，树脂层的固化前的树脂在所述凹槽中流通而充分地迂回进入元器件下侧，从而无需使元器件下侧的间隙在高度方向上扩大得很大便可使树脂良好地填充到该间隙中。

因此，能够使得树脂可靠地迂回进入元器件下侧的所述间隙以进行填充，能够使树脂的填充状态良好，并防止产生之后的回流焊时的焊瘤等缺陷。

根据权利要求2的发明，通过用多个分割电极来形成元器件安装用电极，从而利用分割电极间的间隙容易形成所述凹槽，可得到权利要求1的发明的效果。

根据权利要求3的发明，通过在与长矩形形状的元器件安装用电极的长边垂直的方向上形成凹槽，从而能够使得固化前的树脂在凹槽中流通，可起到权利要求1的效果。

根据权利要求4的发明，虽然元器件下侧的外部电极之间的间隙为细长的狭路状，特别是树脂难以迂回进入，但是通过形成所述凹槽，从而树脂可在所述凹槽中流通而充分地迂回进入元器件下侧的间隙以进行填充，可起到权利要求1的发明的效果。

根据权利要求5的发明，在所述LW逆转型的芯片元器件是长方体形状的芯片电容器的情况下，可得到权利要求3的发明的效果。

附图说明

图1（a）、（b）是本发明的第1实施方式的具有核心基板的元器件内置基板的侧面和端面的剖视图。

图2（a）～（c）是图1的元器件内置基板的树脂的填充状态的说明图。

图3是本发明的第2实施方式的无芯基板结构的元器件内置基板的剖视图。

图4是图3的元器件内置基板的凹槽的说明图。

图5（a）～（e）是用于说明图3的元器件内置基板的制造工序的剖视图。

图6是本发明的第3实施方式的元器件内置基板的一部分的剖视图。

图7（a）、（b）分别是本发明的凹槽的其他例子的说明图。

图8是本发明的凹槽的另外的其他例子的说明图。

图9（a）～（c）是用于说明现有例的基板的制造工序的剖视图。

图10（a）、（b）是通常的芯片元器件的立体图和俯视图。

图11（a）、（b）是LW逆转型的芯片元器件的立体图和俯视图。

图12（a）、（b）是在现有例的基板中内置有LW逆转型的芯片元器件的情况下的剖视图及其树脂填充的说明图。

图13是将现有例的基板的间隙增大的情况下的剖视图。

具体实施方式

参照图1～图8，对于本发明的元器件内置基板的实施方式进行详细说明。

（第1实施方式）

参照图1、图2，对于具有核心基板的第1实施方式进行说明。

图1（a）、（b）示出了本实施方式的元器件内置基板1a，元器件内置基板1a是在成为核心基板的基板体2上层叠树脂层3而形成的。

基板体2是由例如作为多层/单层的布线板的一个例子的玻璃环氧基板形成的基体，在上表面以印刷等方式形成有作为本发明的元器件安装用电极的焊盘电极4，在下表面以印刷等方式形成有下面电极5。焊盘电极4和下面电极5经由基板体2中的贯穿型的过孔导体6进行连接。

在基板体2的上表面侧（安装面侧）安装有元器件7。元器件7虽然可以是内置在树脂层3中的各种电子元器件，但是在本实施方式中是长方体形状的LW逆转型的芯片元器件，更具体而言，是例如与图11（a）、（b）所示出的芯片电容器300相同的LW逆转型的芯片电容器（例如L尺寸为0.8mm，W尺寸为1.6mm，高为0.5mm）。

而且，元器件7在与矩形的安装面（下表面）的两条长边相接的表面分别形成W尺寸的外部电极71a、71b，成为主体部72夹在外部电极71a与71b之间的形状。

外部电极71a、71b通过焊料等接合材料8与各自的焊盘电极4连接。

另外，元器件7的LW逆转型的芯片电容器如前所述的那样，L<W，W尺寸较大且g尺寸较小。因此，若利用分别沿着外部电极71a、71b的连续的铜箔图案等来形成外部电极71a、71b的焊盘电极4，则通过使外部电极71a，71b利用接合材料8与各自的焊盘电极4接合来安装元器件7，从而在元器件7的下侧形成被外部电极71a，71b夹住的细长的狭路状的间隙α，在形成树脂层3时，固化前的未固化（半固化）的树脂可能会无法充分地迂回进入间隙α。

因此，在本发明中，将多个分割电极41排列成纵列而形成外部电极71a，71b各自的焊盘电极4，由各分割电极41之间的间隙β1，来形成使树脂流通的横截方向的凹槽9a。

具体而言，在本实施方式的情况下，如图2（a）所示出的那样，由例如箔厚为18μm的铜箔所组成的2个分割电极41来分别形成焊盘电极4，在外部电极71a，71b各自的长边方向的中央部的下方形成凹槽9a。

在这种情况下，若外部电极71a，71b通过焊料等接合材料8而与各分割电极41接合来安装元器件7，则在元器件7的下侧形成与间隙α连通且使固化前的树脂31流通的凹槽9a的间隙β1。此外，各分割电极41例如通过过孔导体6与对置的下面电极5连接。

树脂层3是例如将含有无机填料的热固性的环氧树脂片通过真空环境下的热压接（加热和冲压）加热并冲压至例如前述的180°C而形成的。通过利用该加热和冲压使未固化（包含半固化）的树脂31向下方和左右方向扩展，从而元器件7埋设到树脂31中，在这种状态下树脂31固化而形成树脂层3。

然后，利用所述加热和冲压而扩展的固化前的树脂31如从元器件7的下表面侧看到的图2（b）的树脂填充中的状态所示出的那样，不仅从外部电极71a，71b的端面进入元器件7下部的间隙α，而且从间隙β1的凹槽9a进入元器件7下部的间隙α。因此，如从元器件7的下表面侧看到的图2（c）的填充结束后的状态所示出的那样，树脂31可靠地迂回进入间隙α以进行填充。

即，在本实施方式的情况下，通过由形成基板体2的焊盘电极4的分割电极41之间的间隙β1来形成横截方向的凹槽9a，从而在将所安装的LW逆转型的芯片电容器的元器件7埋入树脂层3时，无需使间隙α在高度方向上扩大而体积增大，便可使固化前的树脂31通过凹槽9a而充分地迂回进入元器件7下侧的细长的狭路状的间隙α，从而树脂可靠地填充到间隙α中。因此，能够提供不会产生回流焊时的焊瘤等缺陷的核心基板结构的元器件内置基板1a。

（第2实施方式）

参照图3～图5，对于不具有基板体2的无芯基板结构的第2实施方式进行说明。

图3示出了本实施方式的元器件内置基板1b，在该图中，与图1、图2相同的标号表示相同或相当的部分，元器件内置基板1b在元器件7的外部电极71a，71b的下侧，设有铜箔等金属板10作为基体，该金属板10通过表面处理将表面处理成润湿性较差的状态以使得焊料难以润湿扩展。在金属板10上通过例如镀铜的方式分别形成作为本发明的元器件安装用电极的焊盘电极11。然后，在焊盘电极11上经由焊料等接合材料8分别接合元器件7的外部电极71a，71b来安装元器件7。再有，以内置元器件7的方式在金属板10上层叠树脂层3来形成无芯基板结构的元器件内置基板1b。

然后，在元器件内置基板1b中，为了使得固化前的树脂层3的树脂迂回进入元器件7下部的间隙α，金属板10上的焊盘电极11如图4所示出的那样，也由各个纵列的多个（图中为2个）分割电极12形成，分割电极12之间的间隙β2形成横截方向的凹槽9b。

因此，在形成树脂层3时，固化前的树脂在凹槽9b中流通而进入外部电极71a，71b之间的间隙α，树脂可靠地填充到间隙α中，元器件内置基板1b起到与所述第1实施方式的元器件内置基板1a相同的效果。

接着，参照图5（a）～（e）的端面的剖视图，对于元器件内置基板1b的制造例进行说明。

首先，通过图5（a）的表面处理工序，准备施加了焊料不会润湿扩展的表面处理的铜箔13。图中的·表示表面处理。

接着，通过图5（b）的镀覆工序，通过例如镀铜的方式（例如12μm厚）在铜箔13的处理面上形成纵列的分割电极12，该纵列的分割电极12形成焊盘电极11。

再有，通过图5（c）的安装工序，将LW逆转型的芯片电容器（L尺寸为0.8mm，W尺寸为1.6mm，高为0.5mm）作为元器件7通过焊料安装到分割电极12上。

接着，通过图5（d）的树脂层形成工序，将埋入用的树脂（热固性树脂）配置在所安装的元器件7的上表面，在真空环境下进行热压接（加热和冲压）。此时，固化前的树脂也从分割电极12之间的凹槽9b迂回进入元器件7下侧的间隙α从而良好地进行填充，形成树脂层3。

之后，通过图5（e）的蚀刻工序，将铜箔13蚀刻成金属板10来制造元器件内置基板1b，金属板10的尺寸例如比各分割电极12的长和宽各大0.1mm。

因此，在本实施方式的情况下，在制造有利于降低高度的无芯基板结构的元器件内置基板1b时，通过分割电极12之间的凹槽9b，使树脂良好地迂回进入元器件7的下部并可靠地进行填充，能够提供树脂良好地填充到元器件7下侧的元器件内置基板1b，能够防止产生之后的元器件内置基板1b的回流焊时的焊瘤等缺陷。

（第3实施方式）

接着，参照图6，对于作为第1和第2实施方式的变形例的第3实施方式进行说明。

在本实施方式的情况下，本发明的凹槽并非由如所述第1和第2实施方式那样的分割电极之间的间隙β1，β2来形成，而是以半蚀刻等方式使本发明的元器件安装用电极凹陷，由该凹坑来形成。

图6是适用于第1实施方式的焊盘电极4的情况下的剖视图，焊盘电极4在中央部以半蚀刻等方式形成凹坑γ，由该凹坑γ来形成凹槽9c。

在这样形成凹槽9c的情况下，也可得到与第1和第2实施方式的情况相同的效果。

然后，本发明并不限定于上述实施方式，只要不脱离其要点则可以进行上述以外的各种变更，例如，本发明的元器件安装用电极并不限于焊盘电极。另外，元器件安装用电极的凹槽的个数可根据电极的长度等适当地增加到2个，3个，……，图7（a）、（b）是例如由分割电极41分别形成2个、3个凹槽9d的情况下的说明图。

另外，凹槽9a～9d的形状和宽度可以为任意的，例如如图8的凹槽9e所示出的那样，优选形成为外侧的宽度比间隙α一侧（内侧）更宽，树脂更容易流入间隙α。

接着，树脂层3也可以由光固化树脂等形成。另外，元器件7也可以是芯片电容器以外的各种LW逆转型（L<W）的芯片元器件、通常（L>W）的通常芯片元器件、芯片元器件以外的电子元器件，再有，也可以是CPU（MPU）等模块元器件，例如，即使是通常的芯片元器件，本发明也优选为适用于安装面积大的元器件。

再有，本发明也能适用于例如将多个图1、图3的元器件内置基板1a、1b层叠而成的多层的元器件内置基板。

工业上的实用性

本发明能适用于各种用途的元器件内置基板。

标号说明

1a、1b 元器件内置基板

3 树脂层

4、11 焊盘电极

7 元器件

9a、9b、9c、9d、9e 凹槽

31 树脂

41 分割电极

71a，71b 外部电极

Claims

1.一种元器件内置基板，其特征在于，包括：

埋设在树脂层中的元器件；以及

与所述元器件的外部电极接合的元器件安装用电极，

在所述元器件安装用电极的横截方向上形成凹槽，所述树脂层的固化前的树脂在该凹槽中流通。

2.如权利要求1所述的元器件内置基板，其特征在于，

所述元器件安装用电极是将多个分割电极排列成纵列而形成的，

所述凹槽由所述各分割电极之间的间隙形成。

3.如权利要求1所述的元器件内置基板，其特征在于，

所述元器件安装用电极成为长矩形形状，

在与所述安装用电极的长边垂直的方向上形成所述凹槽。

4.如权利要求1至3的任一项所述的元器件内置基板，其特征在于，

所述元器件是长方体形状，构成为在与矩形的安装面的两条长边相接的各个表面上形成所述外部电极。

5.如权利要求4所述的元器件内置基板，其特征在于，

所述元器件是长方体形状的芯片电容器。