CN103141164A - 元器件内置基板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够抑制在进行热压接时发生在通孔或布线导体的区域中的树脂流动，并且能够减少通孔或布线导体发生不良的情况的元器件内置基板。在该元器件内置基板中，通过用框形电极来包围内置元器件的周围，在进行热压接时，抑制框形电极外侧的树脂流动。由此，能够减少配置在框形电极外侧的通孔或布线导体发生不良的情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种内置有电子元器件的元器件内置基板及其制造方法。
背景技术
现有的元器件内置基板已知有例如专利文献1中所揭示的基板。下面，参照图8，对专利文献1中所揭示的元器件内置基板进行说明。图8是示出了元器件内置基板的截面图。
元器件内置基板101是对由热塑性树脂构成的多个绝缘层102进行层叠、热压接而构成的。一部分的绝缘层102上形成有由铜箔等构成的布线导体103，布线导体103通过通孔104与形成在元器件内置基板的主面及与主面相反的面上的焊盘105进行电连接。在元器件内置基板101的内部内置有电子元器件106。电子元器件106的电极106a通过所述通孔104与所述布线导体103、以及所述焊盘105进行电连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2007-305674号公报
发明内容
发明所要解决的问题
由此构成的元器件内置基板在对构成基板的多个树脂片材进行热压接时，由于树脂片材的树脂会在平面方向或者厚度方向上流动，有可能导致布线导体和通孔发生偏移，由此引起断路不良或短路不良的情况。特别地，最新发现随着对内置元器件周围的布线进一步的微细化、高密度化，更容易引发上述问题。由于在内置元器件的周围的树脂会填埋元器件之间的间隙，因此，该树脂流动在内置元器件周围的流动变得尤为显著。
本发明正是鉴于上述问题而完成的，提供一种元器件内置基板，在该元器件内置基板中，通过在内置元器件的周围设置框形电极，由此，在进行热压接时能够抑制框形电极外侧的树脂流动，其结果是，对布线导体和通孔发生的不良状况能够抑制。
解决上述问题的手段
本发明所涉及的元器件内置基板具有：绝缘基材，该绝缘基材由热塑性树脂构成，且包括一对主面；芯片状的电子元器件，该电子元器件埋入绝缘基材的内部；布线导体，该布线导体形成于绝缘基材的内部，与主面延伸的方向平行地延伸，以及通孔导体，该通孔导体形成在绝缘基材的内部，当从与绝缘基材的主面延伸的方向垂直的方向观察绝缘基材时，元器件内置基板至少具有一个框形电极，该框形电极以包围电子元器件的方式形成于绝缘基材的内部。
通过在内置元器件的周围设置框形电极，在进行热压接时，能够抑制框形电极外侧的树脂流动。其结果是，能够抑制布线导体或通孔发生不良的情况。
另外，本发明所涉及的元器件内置基板优选为当从绝缘基材的主面延伸的方向观察绝缘基材时，将框形电极形成在不与电子元器件重合的位置上。
在这种情况下，通过在内置元器件的周围设置框形电极，在进行热压接时，能够抑制框形电极外侧的树脂流动。其结果是，能够抑制布线导体或通孔发生不良的情况。
另外，本发明所涉及的元器件内置基板优选为当从绝缘基材的主面延伸的方向观察绝缘基材时，将框形电极形成在至少局部与电子元器件重合的位置上。
在这种情况下，通过在内置元器件的周围设置框形电极，在进行热压接时，能够抑制框形电极外侧的树脂流动。其结果是，能够抑制布线导体或通孔发生不良的情况。
另外，本发明所涉及的元器件内置基板优选为当从与绝缘基材的主面延伸的方向垂直的方向观察绝缘基材时，布线导体及通孔导体设置在被框形电极包围的区域外侧的区域中。
在这种情况下，通过将布线导体及通孔导体设置在框形电极的外侧，在进行热压接时，能够抑制设置有布线导体及通孔导体的部分的树脂流动。其结果是，能够抑制布线导体或通孔发生不良的情况。
另外，本发明所涉及的元器件内置基板优选为使所述框形电极与接地电极连接。
在这种情况下，框形电极通过与接地电极连接而起到接地的作用。其结果是，能够使框形电极具有电磁屏蔽的作用。
另外，本发明所涉及的元器件内置基板的制造方法中，该元器件内置基板具有：绝缘基材，该绝缘基材由热塑性树脂构成，且包括一对主面；芯片状的电子元器件，该电子元器件埋入绝缘基材的内部；布线导体，该布线导体形成于绝缘基材的内部，与主面延伸的方向平行地延伸；以及通孔导体，该通孔导体形成在绝缘基材的内部，所述元器件内置基板的制造方法包括：准备一块以上的第1树脂片材、以及多块第2树脂片材的树脂片材准备工序；在第1树脂片材及第2树脂片材中的规定树脂片材上形成布线导体、通孔导体的导体形成工序；在第1树脂片材和绝缘基材内部的第2树脂片材的至少一方上，形成至少一个框形电极的框形电极形成工序；在第1树脂片材中形成用于收纳电子元器件的贯通孔的贯通孔形成工序；将电子元器件收纳在宽统括的内部，以在从第1树脂片材及第2树脂片材的层叠方向进行观察时，框形电极包围电子元器件，并且，对第1树脂片材及第2树脂片材进行层叠，以使贯通孔的2个开口面被第2树脂片材覆盖的树脂片材层叠工序；以及通过对第1树脂片材及第2树脂片材进行热压接，由此得到树脂片材的层叠体即绝缘基材的热压接工序。
在这种情况下，通过在内置元器件的周围设置框形电极，在进行热压接时，能够抑制框形电极外侧的树脂流动。其结果是，能够抑制布线导体或通孔发生不良的情况。
另外，本发明所涉及的元器件内置基板的制造方法优选为框形电极包括设置在第2树脂片材的不与第1树脂片材相接的面上的部分。
在这种情况下，通过在内置元器件的周围设置框形电极，在进行热压接时，能够抑制框形电极外侧的树脂流动。其结果是，能够抑制布线导体或通孔发生不良的情况。
另外，本发明所涉及的元器件内置基板的制造方法优选为框形电极包括以与第1树脂片材相接的方式设置的部分。
在这种情况下，通过在内置元器件的周围设置框形电极，在进行热压接时，能够抑制框形电极外侧的树脂流动。其结果是，能够抑制布线导体或通孔发生不良的情况。
另外，本发明所涉及的元器件内置基板的制造方法优选为当从与绝缘基材的主面延伸的方向垂直的方向观察绝缘基材时，布线导体及通孔导体设置在被框形电极包围的区域外侧的区域中。
在这种情况下，通过将布线导体及通孔导体设置在框形电极的外侧，在进行热压接时，能够抑制设置有布线导体及通孔导体的部分的树脂流动。其结果是，能够抑制布线导体或通孔发生不良的情况。
另外，本发明所涉及的元器件内置基板的制造方法优选为使导体形成工序和框形电极形成工序在同一工序中进行。
在这种情况下，通过将导体形成工序和框形电极形成工序合并起来进行，由此提高了生产率。
发明的效果
根据本发明，通过在内置元器件的周围设置框形电极，在进行热压接时，能够抑制框形电极外侧的树脂流动。其结果是，能够抑制布线导体或通孔发生不良的情况。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的元器件内置基板的纵向截面状态的概要图。
图2是表示本发明的实施方式的元器件内置基板的横向截面状态的概要图。
图3是表示本发明的实施方式的元器件内置基板的制造工序的截面图。
图4是表示接着图3之后的制造工序的截面图。
图5是表示接着图4之后的制造工序的截面图。
图6是表示本发明的第2实施方式的元器件内置基板的纵向截面状态的概要图。
图7是表示本发明的第3实施方式的元器件内置基板的纵向截面状态的概要图。
图8是表示现有的元器件内置基板的结构的截面图。
具体实施方式
(第1实施方式)
下面，参照图1～图2对本发明的第1实施方式所涉及的元器件内置基板进行说明。
元器件内置基板20具有：绝缘基材12，该绝缘基材12由热塑性树脂构成，在其内部包括通孔5、布线导体7、电子元器件9、框形电极3；外部电极10和接地电极13，该外部电极10和接地电极13形成在绝缘基材12的一个主面即底面上；电极11，该电极11形成在绝缘基材12的另一个主面即上表面上，所述上表面位于绝缘基材12的底面的相反侧。
电子元器件9例如是通过在由内部电极和陶瓷生片层叠而成的层叠体的两端形成端子电极而得到的层叠型芯片电容器等的芯片状的电子元器件。
通过对规定数量的由热塑性树脂构成的树脂片材进行层叠，并使它们互相粘接，由此构成绝缘基材12。在绝缘基材12的内部形成空腔8，在该空腔8的内部埋入所述电子元器件9(图1)。
在绝缘基材12上，当从与绝缘基材12的主面延伸的方向垂直的方向观察该绝缘基材12时，在电子元件9与所述通孔5及所述布线导体7之间，并且在电子元器件9的周围，配置有框形电极3。框形电极3在不中断的情况下连续地形成。也就是说，电子元器件9完全被框形电极3所包围(图2)。
另外，当从绝缘基材12的主面延伸的方向观察绝缘基材12时，该框形电极3配置在与电子元器件9的厚度相当的区域，或者配置在该区域附近。即，当从绝缘基材12的主面延伸的方向观察绝缘基材12时，框形电极3位于与电子元器件9重合的位置，且形成在与电子元器件9相接的面上。
另外，虽然在图1中示出了2个框形电极3，但是，框形电极3也可以配置为1个、或者3个以上。
通过设置该框形电极3，在对多个树脂片材进行热压接时，能够抑制框形电极3外侧的树脂流入空腔8和电子元器件9周围的间隙内。因此，在框形电极3外侧的区域中，较难发生因树脂流动而引起的通孔5和布线导体7的位置偏移，其结果是，能够减少发生断路不良或短路不良的情况。
布线导体7通过通孔5与配置在绝缘基材12的上表面的电极11电连接，与形成在绝缘基材12的底面的外部电极10电连接。另外，电子元器件9也通过通孔5与外部电极10电连接。一个框形电极3通过通孔5与形成在绝缘基材12的底面的接地电极13电连接。通过使框形电极3与接地电极13连接，能够使框形电极3起到电磁屏蔽的作用(图1)。另外，接地电极13也可以设置在绝缘基材12的内部。
接着，参照图3～图5来说明本发明的实施方式所涉及的元器件内置基板的制造方法。
首先，准备由热塑性树脂即LCP(液晶聚合物)构成的树脂片材1a。作为树脂片材1a的结构材料，除了LCP以外，还可以使用PEEK（聚醚醚酮）、PEI（聚醚酰亚胺）、PPS（聚苯醚硫化物）、PI（聚酰亚胺）等。该树脂片材1a在单面具有由Cu构成的厚度为18μm的导体箔4。另外，导体箔4的材料除了Cu以外，还可以是Ag、Al、SUS、Ni、Au或其合金。另外，在该实施方式中，虽然使用了厚度为18μm的导体箔，但是，该导体箔4的厚度只要是3～40μm左右能够形成电路的厚度即可(图3(a))。
接着，对所述树脂片材1a的树脂片材一侧照射二氧化碳气体激光，以形成通孔用的孔5a。然后，去除残留在通孔用的孔5a中的树脂残渣(图3(b))。
接着，用通用的光刻法在所述树脂片材1a的导体箔4上形成与所希望的电路图案对应的抗蚀剂6(图3(c))。
然后，对所述导体箔4中未被所述抗蚀剂6覆盖的部分进行蚀刻。接着，除去抗蚀剂6以形成框形电极3及布线导体7。虽然该布线导体7简略地示出在图中，但是实际上该布线导体7是细微的布线，且以高密度来形成(图3(d))。
接着，利用丝网印刷等，向所述通孔用的孔5a中填充导电性糊剂，以形成通孔5。所填充的导电性糊剂以Cu为主要成分。对于该导电性糊剂，可以在热压接的温度下适量地加入用于与所述布线导体7的导体金属形成合金层的金属粉。因为该导电性糊剂以Cu作为主要成分，因此，作为该金属粉，可以加入Ag、Cu、Ni之中的至少一种以及Sn、Bi、Zn之中的至少一种(图4(e))。
接着，通过冲压加工，形成与后述的电子元器件9相同，或者比后述的电子元器件9的面积大的贯通孔8a。由此，树脂片材1a形成为第1树脂片材1(图4(f))。
另外，关于图4(g)所示的第2树脂片材2，是从上述的第1树脂片材1的制造工序中省略掉图4(f)所示的贯通孔8a的形成工序，由此形成第2树脂片材2。
然后，对规定数量的所述第1树脂片材1和所述第2树脂片材2进行层叠。首先，将第2树脂片材2的上下面颠倒来使用，从而将布线导体7配置在完成后的元器件内置基板的底面。由此，配置在完成后的元器件内置基板的底面的布线导体7成为外部电极10和接地电极13。然后，在第2树脂片材2之上，配置2块上下面颠倒的第1树脂片材1。在进行配置时，形成于第1树脂片材1的贯通孔8a相连而形成用于使后述的电子元器件9插入的凹部。之后，利用比后述的热压接温度低的温度(150～200℃)进行临时压接。由此，使第1树脂片材1的贯通孔8a相连而形成空腔8(图4(g))。
之后，将电子元器件9插入所述空腔8(图4(h))。
然后，在所述第1树脂片材1和电子元器件9之上，配置另一第2树脂片材2。该第2树脂片材2配置成使得在第2树脂片材2上形成的布线导体7位于完成后的元器件内置基板的下表面所形成的外部电极10一侧的相反侧、即元器件内置基板的上表面侧。接着，在该第2基板片材2之上，配置又一第2树脂片材2。该树脂片材2配置成使得在树脂片材上形成的布线导体7位于元器件内置基板的上表面。位于基板上表面的第2树脂片材2上形成的布线导体7成为用于安装其它IC元器件等的电极11(图5(i))。
然后，以250～300℃的温度，对所述第1树脂片材1、第2树脂片材2进行热压接。
通过进行热压接，使相邻的树脂片材相互粘接以形成绝缘基材12，并且，使电子元器件9和通孔5导通。在进行热压接时，框形电极3内侧的树脂会在所述空腔8和所述电子元器件9之间的间隙中流动，但是，由于设置有框形电极3，因此，框形电极3外侧的树脂不会受到框形电极3内侧的树脂流动的影响。即，因框形电极3而抑制了框形电极3外侧的树脂流动。因此，较难发生因树脂流动而引起的通孔5和布线导体7的位置偏移，其结果是，减少发生断路不良或短路不良的情况。
在进行热压接之后，对形成于元器件内置基板20的上表面及底面的外部电极10、接地电极13以及电极11的表面实施Ni或Au镀层处理(图3(j))。
在图3(j)中，如上所述，通过对第1树脂片材1、第2树脂片材2进行热压接以形成绝缘基材12，由此，所层叠的第1树脂片材1和第2树脂片材2之间实质上不存在层间界面。
在该实施方式中，虽然是层叠了2块第1树脂片材1，但是，为了形成能供内置的电子元器件9插入的空腔，可以对所使用的第1树脂片材1的数量进行适当的变更。另外，对于第2树脂片材2的数量也同样，能够根据所希望的基板而进行相应的变更。而且，第1树脂片材1、第2树脂片材2的层叠顺序能够根据所希望的基板而进行相应的变更。
(第2实施方式)
接着，参照图6对本发明的第2实施方式进行说明。另外，与第1实施方式相同的位置，标注相同的标号，并省略其说明。
第2实施方式所涉及的元器件内置基板30与第1实施方式所涉及的元器件内置基板20相同，也具有在绝缘基材12的内部形成的框形电极3A。当从绝缘基材12的主面延伸的方向观察绝缘基材12时，与元器件内置基板20一样，该框形电极3A配置在电子元器件9与通孔5及布线导体7之间，并且配置在电子元器件9的周围。
但是，当从绝缘基材12的主面延伸的方向进行观察时，框形电极3A形成在不与电子元器件9重合的位置上。也就是说，在绝缘基材12的层叠方向上，框形电极3A形成在位于电子元器件9的上部侧及下部侧的绝缘基材12中。在热压接之前的绝缘基材12中，框形电极3A设置在绝缘基材12的内部，即除了与电子元器件9相接的面以外的第2树脂片材上。
在制造元器件内置基板30时，当对多块树脂片材进行热压接时，对层叠方向施加的压力大于对平面方向施加的压力。由于其影响，层叠方向上树脂流动的速度大于平面方向上树脂流动的速度。因为在绝缘基材12的层叠方向上，形成在元器件内置基板30中的框形电极3A配置在电子元器件9的上部侧及下部侧，因此，能够进一步地抑制树脂在空腔8和电子元器件9之间的间隙中流动，从而使得通孔5和布线导体7较难产生位置偏移。其结果是，进一步减少了断路不良或短路不良的情况。
另外，此处示出了在绝缘基材12的层叠方向上，在电子元器件9的上部侧及下部侧分别设置一个框形电极3A的情况，但是也可以将该框形电极3A配置在上部侧或者下部侧之中的任一侧。另外，也可以将多个框形电极3A仅配置在上部侧，或者仅配置在下部侧。
(第3实施方式)
接着，参照图7对本发明的第3实施方式进行说明。另外，与第1、2实施方式相同的位置，标注相同的标号，并省略其说明。
第3实施方式所涉及的元器件内置基板40的框形电极3B不仅形成在与第1实施方式所涉及的框形电极3相当的位置上，还形成在绝缘基材12的内部且从绝缘基材12的主面延伸的方向进行观察时不与电子元器件9重合的位置上。也就是说，框形电极3B还包括在热压接之前的绝缘基材12中于绝缘基材12的内部且是除了与电子元器件9相接的面以外的第2树脂片材上所设置的部分。
在这种情况下，因为能够抑制层叠方向上的树脂流动，并且能够抑制平面方向上的树脂流动，因此，能够抑制通孔5和布线导体7发生位置偏移。其结果是，进一步减少了断路不良或短路不良的情况。
另外，在上述实施例中，示出了框形电极3、3A、3B在不中断的情况下连续地形成的示例。但是，本麻烦并不仅限于此，也可以是局部地不连续。也就是说，只要是实质上形成为框形即可。
标号说明
1第1树脂片材
1a树脂片材
2第2树脂片材
3、3A、3B框形电极
4导体箔
5通孔
5a通孔用的孔
6抗蚀剂
7布线导体
8空腔
8a贯通孔
9电子元器件
10外部电极
11电极
12绝缘基材
13接地电极
20、30、40元器件内置基板
101元器件内置基板
102绝缘层
103布线导体
104通孔
105焊盘
106电子元器件
106a电极
Claims (10)
1.一种元器件内置基板，其特征在于，具有：
绝缘基材，该绝缘基材由热塑性树脂构成，且包括一对主面；
芯片状的电子元器件，该电子元器件埋入所述绝缘基材的内部；
布线导体，该布线导体形成于所述绝缘基材的内部，与所述主面延伸的方向平行地延伸；以及
通孔导体，该通孔导体形成在所述绝缘基材的内部，
当从与所述绝缘基材的主面延伸的方向垂直的方向观察所述绝缘基材时，所述元器件内置基板至少具有一个框形电极，该框形电极以包围所述电子元器件的方式形成于所述绝缘基材的内部。
2.如权利要求1中所述的元器件内置基板，其特征在于，
当从所述绝缘基材的主面延伸的方向观察所述绝缘基材时，所述框形电极包括形成在不与所述电子元器件重合的位置上的部分。
3.如权利要求1或2中所述的元器件内置基板，其特征在于，
当从所述绝缘基材的主面延伸的方向观察所述绝缘基材时，所述框形电极包括形成在至少局部与所述电子元器件重合的位置上的部分。
4.如权利要求1至3中任一项所述的元器件内置基板，其特征在于，
当从与所述绝缘基材的主面延伸的方向垂直的方向观察所述绝缘基材时，所述布线导体及所述通孔导体设置在被所述框形电极包围的区域外侧的区域中。
5.如权利要求1至4中任一项所述的元器件内置基板，其特征在于，
还具有接地电极，该接地电极形成在所述绝缘基材的内部、或者所述绝缘基材的一对主面的至少一个主面上，
所述框形电极与所述接地电极连接。
6.一种元器件内置基板的制造方法，该元器件内置基板具有：绝缘基材，该绝缘基材由热塑性树脂构成，且包括一对主面；芯片状的电子元器件，该电子元器件埋入所述绝缘基材的内部；布线导体，该布线导体形成于所述绝缘基材的内部，与所述主面延伸的方向平行地延伸；以及通孔导体，该通孔导体形成在所述绝缘基材的内部，所述元器件内置基板的制造方法的特征在于，包括：
准备一块以上的第1树脂片材、以及多块第2树脂片材的树脂片材准备工序；
在所述第1树脂片材及所述第2树脂片材中的规定树脂片材上形成所述布线导体、所述通孔导体的导体形成工序；
在所述第1树脂片材和所述绝缘基材内部的所述第2树脂片材的至少一方上，形成至少一个框形电极的框形电极形成工序；
在所述第1树脂片材中形成用于收纳所述电子元器件的贯通孔的贯通孔形成工序；
将所述电子元器件收纳在所述贯通孔的内部，以在从所述第1树脂片材及所述第2树脂片材的层叠方向进行观察时，所述框形电极包围所述电子元器件，并且，对所述第1树脂片材及所述第2树脂片材进行层叠，以使所述贯通孔的2个开口面被所述第2树脂片材覆盖的树脂片材层叠工序；以及
通过对所述第1树脂片材及所述第2树脂片材进行热压接，由此得到树脂片材的层叠体即所述绝缘基材的热压接工序。
7.如权利要求6中所述的元器件内置基板的制造方法，其特征在于，
所述框形电极包括设置在所述第2树脂片材的不与所述第1树脂片材相接的面上的部分。
8.如权利要求6或7中所述的元器件内置基板的制造方法，其特征在于，
所述框形电极包括以与所述第1树脂片材相接的方式设置的部分。
9.如权利要求6至8中任一项所述的元器件内置基板的制造方法，其特征在于，
当从与所述绝缘基材的主面延伸的方向垂直的方向观察所述绝缘基材时，所述布线导体及所述通孔导体设置在被所述框形电极包围的区域外侧的区域中。
10.如权利要求6至9中任一项所述的元器件内置基板的制造方法，其特征在于，
所述导体形成工序和所述框形电极形成工序在同一工序中进行。
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