CN105379437B - 部件一体型片的制造方法、内置有电子部件的树脂多层基板的制造方法、以及树脂多层基板 - Google Patents

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Abstract

本发明适用在内置有电子部件的树脂多层基板中，能够充分防止电子部件的位置偏移，并且抑制特性劣化的部件一体型片的制造方法、以及内置有电子部件的树脂多层基板的制造方法。本发明涉及一种部件一体型片的制造方法，所述部件一体型片通过使电子部件与包含热塑性树脂的热塑性的树脂片一体化而成，所述部件一体型片的制造方法包括：涂布工序，在所述电子部件的一个主面上的至少一部分、或者所述树脂片的一个主面上的与所述电子部件粘接的部分的至少一部分涂布包含热塑性树脂的糊剂，所述糊剂的热塑性树脂与所述树脂片中所含有的热塑性树脂相同；搭载工序，借助所述糊剂将所述电子部件搭载在所述树脂片上；以及干燥工序，使所述糊剂干燥。

Description

部件一体型片的制造方法、内置有电子部件的树脂多层基板 的制造方法、以及树脂多层基板
技术领域
本发明涉及一种部件一体型片的制造方法、内置有电子部件的树脂多层基板的制造方法、以及树脂多层基板。
背景技术
作为内置有电子部件的树脂多层基板的制造方法，已知如下方式：层叠一个以上的形成有用于收容电子部件的贯通孔的树脂片，通过真空吸引等公知技术将独立地保持的电子部件配置在由该贯通孔形成的腔内后，层叠树脂片，以覆盖在腔内配置的电子部件的露出部分。
这里，若俯视观察时的腔(贯通孔)的尺寸与电子部件的尺寸相同，则即使电子部件的位置仅稍微偏移，电子部件也无法进入腔，因此为了避免这样的情况，将腔(贯通孔)的尺寸制作得比电子部件的尺寸更大，从而允许偏移幅度的最大值的偏移。因此，在将电子部件配置在腔内的状态下，在电子部件的外周侧面与腔的内周侧面之间产生间隙。
在产生这样的间隙的情况下，在进行用于将多个树脂片一体化为树脂多层基板的热压接时，因树脂的流动而被埋没的区域变大。由于被该树脂的流动推动，因而存在容易产生电子部件的位置偏移的问题。另外，根据情况不同，有时产生电子部件周围的电路图案(例如由金属箔等构成的平面导体、由导电性糊剂形成的过孔导体)的形状也发生变化导致电特性发生变化、引起短路等问题。
在专利文献1(日本特开2006-73763号公报)中，公开了一种在这样的内置有电子部件的树脂多层基板的制造中，在树脂片的贯通孔的内壁设置多个突起的方法。在该方法中，在将芯片部件向腔内配置时，一边使这些突起的前端崩坏一边压入电子部件。这样，芯片部件通过突起而从侧方被固定，因此能够抑制因在向周围的凹部(腔)插入芯片部件时的振动、向之后的工序搬运时产生的振动等，导致芯片部件从规定的位置偏移这样的问题。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2006-73763号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如上所述，需要增大电子部件的外周侧面与腔的内周侧面之间的间隙，但在该间隙较大的情况下，因热压接时的树脂的流动而产生的电子部件的位置偏移成为问题。需要说明的是，即使在如专利文献2那样在贯通孔中设置突起的情况下，也不得不一定程度地将间隙确保为较大，即使能够防止因制造工序中的振动等而产生的电子部件的位置偏移，也难以充分防止因热压接时的树脂的流动而产生的电子部件的位置偏移。另外，在将电子部件向腔内配置时，该突起排斥电子部件，从而还存在电子部件的配置产生问题的可能性。
因此，本发明的目的在于提供一种在内置有电子部件的树脂多层基板中，能够充分防止电子部件的位置偏移，并且抑制特性劣化的部件一体型片的制造方法、以及内置有电子部件的树脂多层基板的制造方法。
用于解决课题的方案
本发明涉及一种部件一体型片的制造方法，所述部件一体型片通过使电子部件与包含热塑性树脂的热塑性的树脂片一体化而成，所述部件一体型片的制造方法包括：涂布工序，在所述电子部件的一个主面上的至少一部分、或者所述树脂片的一个主面上的与所述电子部件粘接的部分的至少一部分涂布包含热塑性树脂的糊剂，所述糊剂的热塑性树脂与所述树脂片中所含有的热塑性树脂相同；搭载工序，借助所述糊剂将所述电子部件搭载在所述树脂片上；以及干燥工序，使所述糊剂干燥。
优选所述糊剂包括由热塑性树脂构成的原纤化的粉末，所述糊剂的热塑性树脂与所述树脂片中所含有的热塑性树脂相同。优选所述树脂片中所含有的热塑性树脂包含液晶聚合物作为主要成分。
另外，本发明还涉及一种内置有电子部件的树脂多层基板的制造方法，其中，包括：层叠工序，对通过上述的制造方法制造出的部件一体型片、与具有用于收容所述电子部件的贯通孔的一个以上的热塑性树脂片进行层叠，从而将所述电子部件配置在由所述贯通孔形成的腔内；和热压接工序，对层叠的所述部件一体型片以及一个以上的所述热塑性树脂片进行热压接。
另外，本发明还涉及一种树脂多层基板，包括含有热塑性树脂的热塑性的树脂层和内置的电子部件，其中，在所述电子部件的一个主面上的至少一部分包含由热塑性树脂构成的粘接层，所述粘接层的热塑性树脂与所述树脂层中所含有的热塑性树脂相同。
发明效果
在本发明中，通过制作预先在树脂片的表面固定有电子部件的部件一体型片，能够充分防止内置有电子部件的树脂多层基板中的电子部件的位置偏移，并且通过使用与树脂片相同的材料将电子部件固定在树脂片上，能够抑制树脂多层基板的特性劣化。
附图说明
图1是用于对实施方式1的部件一体型片的制造工序(糊剂涂布工序)进行说明的剖面示意图。
图2是用于对实施方式1的部件一体型片的制造工序(搭载工序)进行说明的剖面示意图。
图3是用于对实施方式1的树脂多层基板的制造工序(层叠工序)进行说明的剖面示意图。
图4是用于对实施方式1的树脂多层基板的制造工序(热压接工序)进行说明的剖面示意图。
图5是用于对实施方式2的部件一体型片的制造工序(糊剂涂布工序)进行说明的剖面示意图。
具体实施方式
<部件一体型片的制造>
在本发明中，“部件一体型片”是指电子部件与包含热塑性树脂的热塑性的树脂片一体化而成的构件。
本发明的部件一体型片的制造方法至少包括糊剂涂布工序、电子部件的搭载工序、以及糊剂的干燥工序。
(糊剂涂布工序)
在糊剂涂布工序中，使用包含热塑性树脂的糊剂，该糊剂的热塑性树脂与树脂片中所含有的热塑性树脂相同。作为热塑性树脂，例如可以列举液晶聚合物(LCP)、聚乙烯(PE)、热塑性聚酰亚胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)。
通常，热塑性树脂以粉末的形态分散于糊剂中，糊剂包含用于使热塑性树脂的粉末分散的分散剂。分散剂优选为能够在热塑性树脂不熔融或分解的温度下去除的液体。作为这样的分散剂，例如能够使用乙醇、松油醇、丁内酯、异丙醇等。
糊剂中所含有的热塑性树脂的粉末并不特别限定，可以是由球状的粒子等构成的粉末，但优选为(由与树脂片中所含有的热塑性树脂相同的热塑性树脂构成的)包含原纤化的粒子的“原纤化的粉末”。“原纤化的粉末”(以下，有时简称为“原纤化粉末”)表示由具有多个原纤(例如，原纤状的纤维状的枝、由原纤构成的网状结构)的粒子构成的粉末，是指粒子整体实质上原纤化的粉末。
构成原纤化粉末的热塑性树脂是与固定有电子部件的树脂片中所含有的热塑性树脂相同的树脂，因此本发明中所使用热塑性树脂优选为能够进行原纤化的树脂。作为能够进行原纤化的热塑性树脂，例如可以列举液晶聚合物、聚乙烯、聚酰亚胺。其中，更优选的热塑性树脂为液晶聚合物。
原纤化粉末具有多个原纤，因此在表面附近具有多个空隙，体积密度低。干燥状态下的原纤化粉末整体的体积密度优选为0.01～0.2，更优选为0.03～0.08。因此，通过利用层叠体热压接时的压缩而使原纤化粉末崩坏，从而在含有热塑性树脂的糊剂的涂布部分抑制厚度过度增加。由此，树脂多层基板易于平坦化。
为了进一步提高构成原纤化粉末的粒子彼此之间的粘接性、原纤化粉末与树脂片之间的粘接性，可以对原纤化粉末的至少一部分实施通过照射紫外线(UV)或者等离子体而进行的表面处理。需要说明的是，与通过等离子体进行的表面处理相比，通过紫外线进行的表面处理的接合性提高效果更大，故而更加优选。
原纤化的粉末例如能够通过使用冻结粉碎法等将双轴取向的热塑性树脂膜粉碎，然后利用湿式高压破碎装置进行破碎的方法来制造。湿式高压破碎装置是指，使原料粒子的分散液在高压下通过狭小的喷嘴(腔)，并通过此时产生剪切力等将原料粒子粉碎的装置。需要说明的是，也可以是能够使分散液通过狭小的喷嘴，并且使分散液在高压下与任意对象物碰撞的装置。
作为湿式高压破碎装置，例如使用如日本特开2003-10663号公报、日本特开2001-29776号公报所公开那样的、能够对供给至原料供给口的原料进行加压向装置主体输送并且在该主体中将原料中的物质微粒化而取出的装置。这里，加压流体中的物质通过贯通孔、槽等中的汇合碰撞、分流扩张而微粒化成所希望的颗粒直径(由粒度分布确定)。另外，能够使用如日本特开2000-448号公报所公开那样的、用于通过使高压流体与硬质体碰撞而使流体中包含的物质微粒子化的流体碰撞装置。需要说明的是，作为市售的湿式高压破碎装置，例如能够列举Advanced Nano Technology株式会社制的“湿式Cavitation Mill”。
需要说明的是，在使用湿式高压破碎装置以外的方法中，仅产生粉末的变形，而几乎不产生原纤化粉末。例如，在日本特开2002-348487号公报中记载了一种如下的方法：将由与液晶聚合物(LCP)具有反应性的共聚物和LCP的混合物构成的双轴拉伸膜粉碎，得到由平板状的主干部与枝部构成的LCP填料。另外，在日本特开2004-043624号公报中记载了通过切断、粉碎、打浆等方法而使LCP膜碎片化的方法。但是，在这些方法中，均将膜状物作为初始材料，仅能得到平板状物、碎片状物，而无法得到具有多个原纤的原纤化粉末。
LCP粉末分散液通过湿式高压破碎装置的喷嘴时的压力优选为20MPa以上，更优选为50MPa以上。为了使LCP粉末分散液通过喷嘴时的压力处于这样的所希望的范围，只需适当调节喷嘴的直径、原料供给口处的加压的压力即可。
原纤化粉末包含具有多个原纤的(原纤化的)粒子，因此能够提高干燥工序后的原纤化粒子彼此之间的接合性，从而能够提高借助糊剂的树脂片与电子部件的接合性。
另外，包含原纤化粉末的糊剂与包含未原纤化的热塑性树脂粉末的糊剂相比粘度高，不易产生分散剂与粉末的分离，因此无需添加阻碍粘接性、或成为产生气体、电气特性劣化的原因的其他粘合剂树脂成分等。另外，也不存在产生用于电路基板材料时的吸湿导致的特性变化、吸湿导致的爆米花(popcorn)现象等问题的顾虑。
这样的糊剂涂布在(1)电子部件的一个主面上的至少一部分，或者(2)树脂片的一个主面上的与电子部件粘接的部分的至少一部分。需要说明的是，在(1)的情况下，优选电子部件的一个主面是电子部件的与形成有外部电极等的面相反一侧的主面(顶面)。
(搭载工序)
在搭载工序中，借助糊剂将电子部件搭载在树脂片的规定的位置上。电子部件的搭载例如能够使用通用的部件搭载机来实施。
(干燥工序)
在干燥工序中，使糊剂干燥。对于干燥而言，只要是将电子部件固定(临时固定)于树脂片这样的方法，则能够通过各种公知的方法来实施，可以进行加热，但并不需要一定进行加热。需要说明的是，进行加热时的温度优选为热塑性树脂不熔融或分解的温度。具体的干燥工序中的温度例如为100～200℃，优选为130～180℃。
加热例如能够使用烘箱(oven)、加热板(hot plate)来进行。另外，在上述搭载工序中的载置有树脂片以及电子部件的工作台具有加热机构的情况下，可以与搭载工序同时地实施干燥工序。
<内置有电子部件的树脂多层基板的制造>
本发明的内置有电子部件的树脂多层基板的制造方法至少包括：对部件一体型片与其他热塑性的树脂片进行层叠的层叠工序、和通过层叠工序得到的层叠体的热压接工序。
(层叠工序)
在层叠工序中，至少对如上述那样制造的部件一体型片、与具有用于收容电子部件的贯通孔的一个以上的热塑性的树脂片进行层叠。此时，以将电子部件配置在由贯通孔形成的腔内的方式进行层叠。
在层叠工序中，还可以以覆盖收容于腔内的电子部件的露出部分的方式层叠热塑性树脂片。在该情况下，在热压接工序中，包括该热塑性树脂片在内被热压接。
从制造效率、制造成本方面的观点出发，优选这样的层叠工序通过一系列的操作连续或者同时实施。
需要说明的是，通常，在构成树脂多层基板的树脂片的至少一个主面上形成有导体布线层。作为导体布线层的构成材料，能够使用布线基板所使用的各种公知的材质，优选为金属。作为金属，例如能够列举铜、银、铝、SUS、镍、金、它们的合金等，优选为铜或者铜合金。
(热压接工序)
在热压接工序中，通过利用热塑性的树脂片的软化开始温度以上的温度进行加热以及加压，至少对所层叠的部件一体型片以及具有贯通孔的一个以上的热塑性的树脂片进行热压接。需要说明的是，也可以同时还对用于覆盖收容于腔内的电子部件的露出部分的热塑性的树脂片等进行热压接。
热塑性的树脂片容易因热处理而导致树脂流动，因此优选热压接工序中的加热的温度是较低的温度。
对像这样层叠的树脂片统一进行热压接的树脂多层基板的制造方法与以往的增层法(build up process)等相比，生产性、层叠精度得到大幅改善。
以下，参照附图对部件一体型片的制造方法、以及内置有电子部件的树脂多层基板的制造方法的实施方式进行说明。需要说明的是，在附图中，相同的附图标记表示相同部分或者相当部分。另外，长度、宽度、厚度、深度等尺寸关系为了附图的明确化和简单化而适当地变更，并不表示实际的尺寸关系。
[实施方式1]
(部件一体型片的制造)
参照图1，首先，使部件搭载机的贴片机吸嘴(mounter nozzle)6吸附于电子部件4的外部电极41侧的表面，在该状态下，在电子部件的顶面涂布将原纤化的热塑性树脂分散于有机溶剂而成的糊剂(涂布工序)。作为该糊剂，例如能够使用由原纤化液晶聚合物粉末：5～20重量％、和余部：有机溶剂构成的糊剂。作为糊剂的涂布方法，能够列举打印、分配、转印等。需要说明的是，糊剂并不需要一定如图1那样涂布于电子部件4的整个表面，只需涂布在与树脂片1接触的部分的至少一部分即可。
接下来，参照图2，另外准备树脂片1，该树脂片1在单面设置以铜为主要成分的金属箔2，具有过孔(via hole)导体3且包含液晶聚合物作为主要成分。通过激光等在树脂片1上开设孔，对该孔供给例如包含银、铜、镍、锡的导电性糊剂，由此设置过孔导体3。该导电性糊剂通过之后的热压接工序中的热而金属化。接下来，在该树脂片1的规定的位置进行电子部件4的定位，借助上述糊剂5将电子部件4搭载在树脂片1上(搭载工序)。需要说明的是，在搭载电子部件4之前，可以通过蚀刻等对金属箔2实施图案形成(patterning)，从而预先形成电路图案。另外，也可以不必设置金属箔2、过孔导体3。
接下来，将搭载有该电子部件4的树脂片1保持为180℃以上的温度，使糊剂5干燥(干燥工序)。由此，糊剂5中的有机溶剂挥发，剩余的原纤化的热塑性树脂呈现出粘接性，从而能够借助糊剂5的干燥物将电子部件4固定在树脂片1上。这样，制作出固定有定位了的电子部件4的树脂片1(部件一体型片)。
(内置有电子部件的树脂多层基板的制造)
参照图3，按照规定顺序层叠如上述那样制成的部件一体型片、具有用于收纳电子部件4的开口部(贯通孔)的热塑性的树脂片11、具有与电子部件4的外部电极41电连接的接地过孔(land via)31的热塑性的树脂片12、以及热塑性的树脂片13，从而将电子部件4配置在由树脂片11的贯通孔形成的腔110内。多个树脂片11、12、13中的、金属箔2形成的电路图案、过孔导体3也通过与树脂片1相同的工艺而设置。需要说明的是，树脂片的个数在本实施方式中并不限定。
接下来，对层叠的多个树脂片(树脂层)1、11、12、13进行热压接(加热以及真空冲压)(热压接工序)。需要说明的是，如图4所示，通过热压接工序，电子部件4的外周侧面与腔110的内周侧面之间的间隙成为通过构成树脂片的热塑性树脂的流动而被填埋的状态。
并且，通过对热压接后的树脂多层基板进行冷却，从而制作出内置有电子部件4的树脂多层基板。需要说明的是，在此之后也可以根据需要，实施表面电极(未图示)的镀敷、其他电子部件(安装部件)的装载等。
需要说明的是，在用于将电子部件固定在树脂片上的粘接成分与树脂片不同的情况下，例如若假设通过公知的粘合剂对树脂片与电子部件进行粘接这样的情况，在对层叠后的树脂片进行热处理时，存在由粘接成分产生气体、因粘接成分膨胀引起特性劣化的顾虑，但在本发明中，由于粘接成分是与树脂片相同的成分(热塑性树脂)，因此这种特性劣化得到抑制。另外，由于不包含与树脂片不同的材料，因此树脂多层基板的特性不易变化。因此，能够容易地进行基板中的电路设计等。根据以上内容，最优选将使用如下粉末的糊剂用作糊剂5，所述粉末通过将与构成树脂多层基板的树脂片相同的树脂片粉碎而成。
另外，在本发明中，预先将电子部件固定在树脂片上，因此无需腔内的固定结构，能够防止电子部件的位置偏移。另外，将构成部件一体型片的树脂片作为面，将电子部件向腔侧按压，因此与通过搬运设备仅搬运电子部件而收纳于腔内的情况相比，抑制了电子部件被排斥的情况。因此，即使缩小腔也能够将电子部件稳定地配置在腔中。由此，即使不设置突起等构件也能够将电子部件稳定地保持在腔内。另外，由于能够缩小腔，因此能够抑制电子部件的位置偏移、电子部件周围的电路图案的形状的变化等。
另外，在不事先制作部件一体型片的情况下，需要首先层叠具有贯通孔的多个树脂片，在形成用于收容电子部件的腔后，将电子部件收容在该腔内，之后，进一步层叠用于覆盖电子部件的树脂片这一复杂的层叠工序，而通过如本发明那样预先制作部件一体型片，能够与其他树脂片同样地层叠该部件一体型片，因此在制造效率、制造成本方面有利。
[实施方式2]
本实施方式与实施方式1的不同之处在于，在部件一体型片的制造中，在糊剂涂布工序中，如图5所示，在树脂片1的一个主面上的与电子部件4粘接的部分涂布糊剂5。
除此以外的内容与实施方式1相同，制造部件一体型片，然后制造内置有电子部件的树脂多层基板。需要说明的是，在本实施方式中，也起到与实施方式1相同的效果。
需要说明的是，在任一实施方式中，在糊剂涂布工序中使用包含与树脂片中所含有的热塑性树脂相同的热塑性树脂的糊剂的情况下，得到在电子部件的一个主面上的至少一部分包含粘接层的树脂多层基板，该粘接层由与树脂片(树脂层)中所含有的热塑性树脂相同的热塑性树脂构成。该粘接层为与树脂片相同的材料，例如，通过确认多层树脂基板的剖面，能够确认包含粘接层。
另外，各实施方式中的配置在腔中的电子部件是指还包括IC芯片这种有源部件；芯片电容器、芯片电感器、芯片电阻等无源部件；或者铁氧体基板这种由与树脂多层基板不同的材料构成的不同种类的基板的概念。
应当认为此次公开的实施方式在所有方面仅为例示而不是限制性的内容。本发明的范围不是上述的说明，而由权利要求书示出，意味着包括与权利要求书等同的含义及范围内的所有变更。
附图标记说明
1、11、12、13 树脂片(树脂层)，110 腔，2 导体布线层(导体箔)，3 过孔导体，31接地过孔，4 电子部件，41 外部电极，5 糊剂，6 贴片机吸嘴。

Claims (4)

1.一种部件一体型片的制造方法，所述部件一体型片通过使电子部件与包含热塑性树脂的热塑性的树脂片一体化而成，其中，
所述部件一体型片的制造方法包括：
糊剂涂布工序，在所述电子部件的一个主面上的至少一部分、或者所述树脂片的一个主面上的与所述电子部件粘接的部分的至少一部分，涂布包含与所述树脂片中所含有的热塑性树脂相同的热塑性树脂的糊剂；
搭载工序，借助所述糊剂将所述电子部件搭载在所述树脂片上；以及
干燥工序，使所述糊剂干燥，
所述糊剂包括由与所述树脂片中所含有的热塑性树脂相同的热塑性树脂构成的原纤化的粉末。
2.根据权利要求1所述的部件一体型片的制造方法，其中，
所述树脂片中所含有的热塑性树脂包含液晶聚合物作为主要成分。
3.一种内置有电子部件的树脂多层基板的制造方法，其中，包括：
层叠工序，对通过权利要求1所述的部件一体型片的制造方法制造出的部件一体型片、与具有用于收容所述电子部件的贯通孔的一个以上的热塑性树脂片进行层叠，使得所述电子部件配置在由所述贯通孔形成的腔内；和
热压接工序，对层叠的所述部件一体型片以及一个以上的所述热塑性树脂片进行热压接。
4.一种树脂多层基板，包括含有热塑性树脂的热塑性的树脂层和内置的电子部件，其中，
在所述电子部件的一个主面上的至少一部分包含粘接层，所述粘接层是包含由与所述树脂层中所含有的热塑性树脂相同的热塑性树脂构成的原纤化的粒子彼此的接合物的热塑性树脂层。
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