CN108738233B - 印刷布线基板和开关稳压器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够实现电子设备的轻薄化的印刷布线基板和开关稳压器。印刷布线基板具有：片状的芯体基材，其含有磁性材料；线圈，其设置于芯体基材的内部；以及外部电路层，其设置于芯体基材的相互对置的第一面和第二面中的至少一个面。

Description

印刷布线基板和开关稳压器
技术领域
本发明涉及印刷布线基板和开关稳压器。
背景技术
近年来，由于电子设备的小型化、高功能化，要求减少在电子电路基板搭载的电子部件的部件数量。因此，对在电子电路基板内内置电感元件、电容元件等电子部件的技术的开发发展起来。
特别是，在向CPU等逻辑运算元件内组装电源管理电路的IVR(IntegratedVoltage Regulator：集成稳压器)中，出于提高效率的目的，而将开关稳压器电路内的LC纹波滤波器(LC Ripple Filter)配置于负载附近，因此上述技术被认为很重要。特别是，内置相对于电容器元件而言尺寸较大的电感器成为一大课题。
而且，以往，作为电子电路基板，有在日本特开2016-197624号公报(专利文献1)中记载的印刷布线基板。该印刷布线基板具有安装基板和埋入安装基板的孔的电感器部件。
专利文献1：日本特开2016-197624号公报
然而，在所述以往印刷布线基板中，安装基板吸收电感器部件的厚度偏差，因此需要使安装基板的厚度大于电感器部件的厚度。故而，印刷布线基板的厚度增大，无法实现轻薄化。
发明内容
因此，本发明的课题在于提供能够实现电子设备的轻薄化的印刷布线基板和开关稳压器。
为了解决所述课题，作为本发明的一个方式的印刷布线基板具备：
片状的芯体基材，其含有磁性材料；
线圈，其设置于所述芯体基材的内部；以及
外部电路层，其设置于所述芯体基材的相互对置的第一面和第二面中至少一个面。
这里，芯体基材是成为印刷布线基板的芯材的部分，与配置于其它芯材上的功能层或者配置于其它芯材的内部的部分相区别。另外，外部电路层是不仅实现所希望的电路，还形成有用于使电气元件的端子间连接的电路的层，例如，包括设置于芯体基材的外部的外部绝缘层、外部基板布线以及电子部件安装焊盘。特别是，外部电路层与将成为电子部件的端子的外部电极、成为电子部件的功能部的内部电极与外部电极连接起来的引出布线不同。
根据本发明的印刷布线基板，在芯体基材内置电感器功能。因此，在本发明的印刷布线基板中，无需安装或者内置电感器部件，能够超过如以往那样由电感器部件规定的范围，实现轻薄化。另外，芯体基材含有磁性材料，由此能够利用更薄更小的线圈获得所希望的电感，即使芯体基材为片状，也能够内置线圈。而且，由于是在具有电感器功能的芯体基材直接设置外部电路层，因此芯体基材也能够同时发挥以往的安装基板的作用。其结果是，无需如以往那样，单独准备安装基板的芯体基材和电感器部件的芯体，能够使电子设备的厚度变小。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，所述外部电路层包括与所述线圈不连接的外部基板布线。
根据所述实施方式，通过内置将所内置的线圈以外的电气元件彼此连接起来的布线，能够使电子设备更加轻薄化、小型化。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，所述芯体基材具有供由所述线圈产生的磁通环绕的闭磁路。
根据所述实施方式，能够以小型、薄型的方式实现高电感值。另外，能够减少由线圈产生的磁通向芯体基材外部泄漏，能够抑制噪声。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，所述线圈的形状是平面螺旋形状。此外，“平面螺旋形状”是形成为平面状的曲线(二维曲线)形状，既可以是匝数不足1圈的曲线形状，也可以包括部分直线形状。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，所述线圈的形状是立体螺旋形状。此外，“立体螺旋形状”实质上是一边保持相同的直径一边沿轴向行进的螺旋(三维螺旋)。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，所述线圈的形状为直线形状。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，所述外部电路层包括层叠于所述芯体基材的所述第一面或者所述第二面的外部绝缘层。
根据所述实施方式，芯体基材的第一面或者第二面被外部绝缘层覆盖，因此能够防止从外部电路层向芯体基材漏电。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，所述外部绝缘层含有玻璃布。
根据所述实施方式，外部绝缘层含有玻璃布，因此能够抑制印刷布线基板的强度提高、翘曲。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，所述芯体基材由金属磁性填料和树脂的混合材料构成。
这里，金属磁性填料例如，是Fe或者Fe系合金(FeSi、FeCo、FeAl系的合金等)，树脂例如是环氧树脂等树脂材料。
根据所述实施方式，芯体基材由金属磁性填料和树脂的混合材料构成，因此能够价廉地确保适当的电感。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，所述线圈由含Cu的材料构成。
根据所述实施方式，线圈由含Cu的材料构成，因此导电性优异。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，所述线圈具有：多个线圈图案部，它们沿所述第一面或者所述第二面呈线状延伸；和线圈导通孔部，其沿所述第一面和所述第二面对置的第一方向贯通所述多个线圈图案部间的所述芯体基材。
根据所述实施方式，线圈构成能够轻薄化、小型化的层叠电感器。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，还具有线圈引出布线，所述线圈引出布线从所述多个线圈图案部沿所述第一方向延伸，在所述第一面或者所述第二面暴露。
根据所述实施方式，通过将线圈引出布线沿第一方向延伸，能够缩短线圈引出布线的长度，能够减小电阻。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，所述线圈具有导电部和包裹所述导电部的绝缘膜。
根据所述实施方式，能够防止从线圈的导体部向芯体基材漏电。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，所述绝缘膜由绝缘非磁性填料和树脂的混合材料构成。
这里，绝缘非磁性填料例如是二氧化硅填料，树脂例如是环氧树脂等树脂材料。
根据所述实施方式，绝缘膜由绝缘非磁性填料和树脂的混合材料构成，因此能够价廉地确保绝缘性。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，所述线圈具有：多个线圈图案部，它们沿所述第一面或者所述第二面呈线状延伸；和线圈导通孔部，其沿所述第一面和所述第二面对置的第一方向贯通所述多个线圈图案部间的所述芯体基材。
根据所述实施方式，线圈构成能够轻薄化、小型化的层叠电感器。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，所述线圈的至少一端与所述外部电路层的局部电连接。
根据所述实施方式，线圈的至少一端与外部电路层的局部电连接，因此通过将从线圈引绕的基板布线的局部内置于印刷布线基板，由此能够使电子设备进一步轻薄化、小型化。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，还包括内部基板布线，所述内部基板布线设置于所述芯体基材的内侧，与所述线圈不连接。
根据所述实施方式，通过内置将所内置的线圈以外的电气元件彼此连接起来的布线，能够使电子设备更加轻薄化、小型化。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，所述内部基板布线具有：多个布线图案部，它们沿所述第一面或者所述第二面呈线状延伸；和布线导通孔部，其沿所述第一面和所述第二面对置的第一方向贯通所述多个布线图案部间的所述芯体基材。
根据所述实施方式，能够将内部基板布线制成能够轻薄化、小型化的印刷布线。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，所述内部基板布线具有从所述第一面至所述第二面沿所述第一方向导通的部分。
根据所述实施方式，内部基板布线具有沿第一方向呈直线状导通的路径，因此能够使基板布线低电阻化。
另外，在印刷布线基板的一个实施方式中，
所述外部电路层设置于所述芯体基材的所述第一面和所述第二面，
所述内部基板布线包括将设置于所述第一面的所述外部电路层与设置于所述第二面的所述外部电路层电连接的部分。
根据所述实施方式，若将一个外部电路层接地，则能够将内部基板布线作为磁屏蔽件使用。若将一个外部电路层作为散热板使用，则能够将在另一个外部电路层产生的热从一个外部电路层散热。
另外，在开关稳压器的一个实施方式中，具备：
所述印刷布线基板；以及
电容器和开关元件，它们经由所述外部电路层与所述印刷布线基板的所述线圈电连接。
根据所述实施方式，具有本发明的印刷布线基板，因此能够实现开关稳压器的轻薄化。
根据作为本发明的一个方式的印刷布线基板和开关稳压器，能够实现电子设备的轻薄化。
附图说明
图1是示出印刷布线基板的第一个实施方式的俯视图。
图2是图1的X-X剖视图。
图3是示出开关稳压器的俯视图。
图4A是说明印刷布线基板的第一个实施方式的制造方法的说明图。
图4B是说明印刷布线基板的第一个实施方式的制造方法的说明图。
图4C是说明印刷布线基板的第一个实施方式的制造方法的说明图。
图4D是说明印刷布线基板的第一个实施方式的制造方法的说明图。
图4E是说明印刷布线基板的第一个实施方式的制造方法的说明图。
图4F是说明印刷布线基板的第一个实施方式的制造方法的说明图。
图4G是说明印刷布线基板的第一个实施方式的制造方法的说明图。
图4H是说明印刷布线基板的第一个实施方式的制造方法的说明图。
图4I是说明印刷布线基板的第一个实施方式的制造方法的说明图。
图4J是说明印刷布线基板的第一个实施方式的制造方法的说明图。
图4K是说明印刷布线基板的第一个实施方式的制造方法的说明图。
图4L是说明印刷布线基板的第一个实施方式的制造方法的说明图。
图4M是说明印刷布线基板的第一个实施方式的制造方法的说明图。
图4N是说明印刷布线基板的第一个实施方式的制造方法的说明图。
图4O是说明印刷布线基板的第一个实施方式的制造方法的说明图。
图4P是说明印刷布线基板的第一个实施方式的制造方法的说明图。
图5是示出印刷布线基板的第二实施方式的剖视图。
图6是示出印刷布线基板的第三实施方式的剖视图。
图7是示出印刷布线基板的第四实施方式剖视图。
图8是示出印刷布线基板的第五实施方式的剖视图。
图9A是说明印刷布线基板的第五实施方式的制造方法的说明图。
图9B是说明印刷布线基板的第五实施方式的制造方法的说明图。
图9C是说明印刷布线基板的第五实施方式的制造方法的说明图。
图9D是说明印刷布线基板的第五实施方式的制造方法的说明图。
图9E是说明印刷布线基板的第五实施方式的制造方法的说明图。
图9F是说明印刷布线基板的第五实施方式的制造方法的说明图。
图9G是说明印刷布线基板的第五实施方式的制造方法的说明图。
图9H是说明印刷布线基板的第五实施方式的制造方法的说明图。
图9I是说明印刷布线基板的第五实施方式的制造方法的说明图。
图9J是说明印刷布线基板的第五实施方式的制造方法的说明图。
图9K是说明印刷布线基板的第五实施方式的制造方法的说明图。
附图标记说明
1、1A～1D…印刷布线基板；5…开关稳压器；6…集成电路；6a…开关元件；7A…第一电容器；10、10A～10D…芯体基材；10a…第一面；10b…第二面；11a…磁性体层；12、12A～12D…线圈；12a…线圈图案部；15…内部基板布线；15a…布线图案部；15b…布线导通孔部；16…线圈引出布线；17…线圈导通孔部；18…绝缘膜；20A…第一外部电路层；20B…第二外部电路层；23…外部绝缘层；25…第一外部基板布线；25a…连接焊盘；26…第二外部基板布线；26a…连接焊盘；27…线圈导通孔部；28…保护层；D1…第一方向。
具体实施方式
以下，根据图示的实施方式更加详细地说明本发明的一个方式。
(第一个实施方式)
(结构)
图1是示出印刷布线基板的第一个实施方式的俯视图。图2是图1的X-X剖视图。如图1和图2所示，印刷布线基板1具有芯体基材10、设置于芯体基材10的内部的线圈12以及设置于芯体基材10的第一外部电路层20A和第二外部电路层20B。印刷布线基板1例如搭载于个人计算机、DVD播放器、数码相机、TV、移动电话、汽车电子设备(AutomotiveElectronics)等电子设备。
芯体基材10是含有磁性材料的片状，具有相互对置的第一面10a和第二面10b。第一外部电路层20A设置于芯体基材10的第一面10a，第二外部电路层20B设置于芯体基材10的第二面10b。以下，将第一面10a与第二面10b的对置方向设定为第一方向D1。将第一面10a侧设为上侧、将第二面10b侧设为下侧地进行说明。
芯体基材10是印刷布线基板1的芯材，由多个磁性体层11a构成。多个磁性体层11a沿第一方向D1层叠。线圈12由一层线圈图案部12a构成。芯体基材10是印刷布线基板的芯材，因此具备能够实现要求印刷布线基板具有的强度、弹性、翘曲特性等物理特性。
线圈图案部12a沿第一面10a或者第二面10b呈线状延伸。如图1的虚线所示，线圈图案部12a(线圈12)的形状为平面状的平面螺旋形状。平面螺旋形状是呈平面状形成的曲线(二维曲线)形状，可以是匝数不足1圈的曲线形状，也可以包括部分直线形状。
芯体基材10具有供由线圈12产生的磁通环绕的闭磁路。如图2的虚线的箭头B所示，线圈12的磁通是闭磁路。因此，能够以小型、薄型方式实现高电感值。另外，能够减少由线圈12产生的磁通向芯体基材10的外部泄漏，能够抑制噪声。此外，在印刷布线基板1中，由于芯体基材10包括多个磁性体层11a，因此能够对芯体基材10的正反进行磁屏蔽。因此，芯体基材10也内置抑制电路间的噪声传播的磁屏蔽件功能，故而无需另行准备磁屏蔽部件，就能够实现电子设备的进一步的低矮化、小型化。
特别是，像印刷布线基板1那样，优选芯体基材10包含在其整个主面配置的磁性体层11a，由此，能够全面地对第一面10a侧和第二面10b侧进行磁屏蔽。此外，在该情况下，磁性体层11a只要实质上配置于芯体基材10的整个主面上即可，也可以利用后述的线圈导通孔部、布线导通孔部而在局部具有贯通孔。另外，无需所有磁性体层11a都配置于芯体基材10的整个主面，只要至少一个磁性体层11a配置于芯体基材10的整个主面上即可。
在芯体基材10的内侧设置有与线圈12不连接的内部基板布线15和与线圈12连接的线圈引出布线16。这样，通过内置将所内置的线圈12以外的电气元件彼此连接起来的内部基板布线15，并且内置与线圈12连接的线圈引出布线16，由此能够使电子设备更加轻薄化、小型化。
内部基板布线15具有：多个布线图案部15a，它们沿第一面10a或者第二面10b呈线状延伸；和布线导通孔部15b，其沿第一方向D1贯通多个布线图案部15a间的芯体基材10。这样，能够将内部基板布线15制成能够轻薄化、小型化的印刷布线。
内部基板布线15具有从第一面10a至第二面10b沿第一方向D1导通的部分。这样，由于内部基板布线15具有沿第一方向D1呈直线状导通的路径，因此能够使内部基板布线15低电阻化。
内部基板布线15的靠第一面10a侧的上端部与第一外部电路层20A电连接，内部基板布线15的靠第二面10b侧的下端部与第二外部电路层20B电连接。因此，若使第一外部电路层20A、第二外部电路层20B中的一个外部电路层接地，则能够将多个内部基板布线15作为磁屏蔽件使用。另外，若将第一外部电路层20A、第二外部电路层20B中的一个外部电路层作为散热板使用，则能够使在第一外部电路层20A、第二外部电路层20B中的另一个外部电路层产生的热在多个内部基板布线15中传递，并能够从一个外部电路层散热。
线圈引出布线16从线圈图案部12a起沿第一方向D1延伸，在第一面10a或者第二面10b暴露。线圈引出布线16和线圈图案部12a借助线圈导通孔部17连接。这样，通过使线圈引出布线16沿第一方向D1延伸，能够缩小线圈引出布线16的长度，能够减小电阻。
第一外部电路层20A包括外部绝缘层23、第一外部基板布线25、第二外部基板布线26以及保护层28。
外部绝缘层23层叠于芯体基材10的第一面10a或者第二面10b。由此，能够防止从第一外部电路层20A向芯体基材10漏电。在外部绝缘层23，在与内部基板布线15、线圈引出布线16重叠的规定位置，设置有通孔。
第一外部基板布线25是与线圈12不连接的外部基板布线。即，第一外部基板布线25经由在外部绝缘层23的与内部基板布线15重叠的导通孔处设置的线圈导通孔部27，与内部基板布线15连接。这样，通过内置将所内置的线圈12以外的电气元件彼此连接起来的布线25，能够使电子设备更加轻薄化、小型化。
第二外部基板布线26是与线圈12连接的外部基板布线。即，第二外部基板布线26经由在外部绝缘层23的与线圈引出布线16重叠的导通孔处设置的线圈导通孔部27，与线圈引出布线16连接。
保护层28以第一外部基板布线25、第二外部基板布线26的规定局部暴露的方式，覆盖第一外部基板布线25、第二外部基板布线26。第一外部基板布线25、第二外部基板布线26的暴露部分构成为连接焊盘25a、26a。
与第一外部电路层20A相同，第二外部电路层20B也包括外部绝缘层23、第一外部基板布线25以及第二外部基板布线26。但是，第二外部电路层20B不包括保护层28。外部绝缘层23、第一外部基板布线25以及第二外部基板布线26的结构已在上述说明，故省略其说明。
线圈12的第一端与第一外部电路层20A、第二外部电路层20B的各自的第二外部基板布线26电连接，线圈12的第二端与第一电路层20A的第二外部基板布线26电连接。由此，第一外部电路层20A、第二外部电路层20B的局部与线圈12导通。
根据所述印刷布线基板1，在芯体基材10内置电感器功能。因此，在印刷布线基板1中，无需安装或者内置电感器部件，能够超过如以往那样由电感器部件规定的范围，实现轻薄化。另外，芯体基材10含有磁性材料，由此能够以更薄更小的线圈12获得所希望的电感，即使芯体基材10为片状，也能内置线圈12。而且，由于在具有电感器功能的芯体基材10直接设置外部电路层20A、20B，因此芯体基材10也能够同时发挥以往的安装基板的作用。其结果是，无需如以往那样，单独准备安装基板的芯体基材10和电感器部件的芯体，能够减小电子设备的厚度。例如，作为印刷布线基板1的尺寸，为边长是5mm的正方形，厚度能够设定为300～400μm。
此外，作为能够在印刷布线基板1实现的范围，例如，通过将线圈图案部的厚度设定为45μm，将线圈图案部上下的磁性层的厚度设定为各15μm，由此能够确认到，作为芯体基材能够实现75μm。在该情况下，若将外部电路层设为例如20μm左右的厚度，且仅将其形成于第一面、第二面中的任一个面，则能够构成内置有总厚度100μm以下的电感器功能的印刷布线基板，相对于以往技术，能够绝对性地实现轻薄化。
即，线圈12与芯体基材10一体形成，经由线圈引出布线16和线圈导通孔部17，与第一外部电路层20A、第二外部电路层20B连接，能够实现薄型的印刷布线基板1。
另外，第一外部电路层20A、第二外部电路层20B包括外部绝缘层、外部基板布线，与仅由电感器部件的外部电极构成的结构不同。即，印刷布线基板1与仅由电感器部件构成的结构不同。
图3是示出开关稳压器的俯视图。如图3所示，开关稳压器5具有印刷布线基板1、配置于印刷布线基板1的集成电路(Integrated Circuit：集成电路)6以及第一电容器7A、第二电容器7B。
集成电路6以及第一电容器7A、第二电容器7B配置于印刷布线基板1的第一外部电路层20A上，与第一外部电路层20A电连接。即，集成电路6以及第一电容器7A、第二电容器7B借助钎焊与第一外部电路层20A的第一外部基板布线25、第二外部基板布线26的连接焊盘25a、26a连接。
集成电路6包括开关元件6a。开关元件6a与线圈12电连接，例如，向线圈12输入具有输入电压和接地电压这两个值的矩形波即脉冲信号。
第一电容器7A与线圈12电连接，例如，作为平滑电路发挥作用。第二电容器7B同与线圈12不连接的第一外部基板布线25连接。
因此，开关稳压器5具有上述印刷布线基板1，因此能够实现轻薄化。另外，印刷布线基板1的线圈12在芯体基材10内构成闭磁路，因此线圈12的磁通能够抑制电、磁的噪声向外部电路层20A、20B、印刷布线基板1上的集成电路6以及第一电容器7A、第二电容器7B传播。
特别是，在IVR中，能够通过印刷布线基板1的轻薄化，在负载附近配置开关稳压器电路内的LC纹波滤波器，能够减小布线电阻。进而，能够内置相对于电容器而言尺寸较大的电感器。
(材料)
芯体基材由金属磁性填料和树脂的混合材料构成。金属磁性填料例如是Fe或者Fe系合金(FeSi、FeCo、FeAl系合金等)，树脂例如是环氧树脂等树脂材料。因此，芯体基材由金属磁性填料和树脂的混合材料构成，故而能够价廉地确保适当的电感。
特别是，在将印刷布线基板用于IVR所使用的开关稳压器的情况下，由于认为线圈的直流叠加特性很重要，因此优选针对芯体基材，使用磁饱和特性优异的Fe或者FeSiCr等铁系合金作为金属磁性填料。
金属磁性填料的粒径对应于开关稳压器的开关动作频率地为从1μm至100μm左右的平均粒径。另外，为了提高金属磁性填料的含有率，可以混合具有不同的多种平均粒径的金属磁性填料。
另外，为了提高芯体基材的饱和特性，或者为了提高芯体基材的绝缘性，可以将金属磁性填料的一部分例如变更为SiO2、Al2O3等非磁性填料。
线圈由含Cu的材料构成，导电性优异。此外，也可以由含有Ag或者Au的材料构成线圈。另外，与线圈相同，内部基板布线、线圈引出布线、外部基板布线以及线圈导通孔部由含有Cu、Ag或者Au的材料构成。
在外部绝缘层含有玻璃布的情况下，能够提高印刷布线基板的强度，也能够抑制翘曲。例如，使用在玻璃布中含浸有环氧树脂而成的材料作为外部绝缘层。另外，也可以使用在环氧树脂等树脂中分撒有非磁性填料的材料作为外部绝缘层，特别是，在芯体基材中分散有Fe系金属填料的情况下，能够确保芯体基材的表面的绝缘性。此外，在外部绝缘层含有碳纤维的情况下，能够提高印刷布线基板的散热性。
保护层是阻焊膜(Solder Resist)，涂敷于印刷布线基板的非钎焊部分，能够防止因焊桥所致的短路。
(制造方法)
接下来，说明印刷布线基板1的制造方法。
如图4A所示，准备虚设芯体基板61。在虚设芯体基板61的两个面具有基板铜箔61a。在本实施方式中，虚设芯体基板61是玻璃环氧树脂基板。
进而，在基板铜箔61a的表面上粘合铜箔62。铜箔62粘合于基板铜箔61a的平滑面。因此，能够减小铜箔62与基板铜箔61a的粘合力，在后道工序中，能够容易地将虚设芯体基板61从铜箔62剥离。优选为，将粘合虚设芯体基板61和铜箔62的粘合剂设为低粘性粘着剂。另外，为了减小虚设芯体基板61与铜箔62的粘合力，优选将虚设芯体基板61与铜箔62的粘合面设为光泽面。
以下工序能够对虚设芯体基板61的两个面实施，但为了简化说明，而使用仅在上表面实施的例子进行说明。
如图4B所示，在使用层压装置等在铜箔62上形成了光致抗蚀层63之后，直接使用描图装置、光刻机(Mask Aligner)等进行感光。之后，使用喷涂显影机等进行显影处理，对光致抗蚀层63刻画图案，在光致抗蚀层63形成开口部63a。
进而，利用电镀等在开口部63a形成导体层64。此时，优选活用铜箔62作为电镀的供电层，在实施镀镍之后，实施镀铜，形成导体层64。这是为了在后道工序的去除铜箔62中，使镀镍作为蚀刻阻挡层发挥作用。
如图4C所示，使用有机剥离液，去除光致抗蚀层63。如图4D所示，在使用真空层压装置等对在环氧树脂等树脂内分散有具有磁性的填料(金属磁性填料)而成的半固化的膜材料进行层叠之后，使用干燥机等进行固化，由此获得磁性体层65。
如图4E所示，利用激光加工等，在磁性体层65设置贯通孔65a。贯通孔65a位于导体层64上。如图4F所示，利用化学镀加工等，在磁性体层65的表面和贯通孔65a内形成供电层66。
如图4G所示，在供电层66上形成光致抗蚀层63，对光致抗蚀层63刻画图案，形成开口部63a。进而，利用电镀等在开口部63a形成导体层67。如图4H所示，剥离光致抗蚀层63，对供电层66进行蚀刻，来获得导体层68。在本实施例中，通过使在导体层68形成的部分布线呈平面螺旋形状回旋，由此制成线圈图案部12a。
如图4I所示，通过反复使用图4D～图4H的制造方法，依次获得磁性体层71和导体层72。之后，在使用真空层压装置等将在环氧树脂等树脂内分散有具有磁性的填料(金属磁性填料)而成的半固化的膜材料进行层叠后，使用干燥机等进行固化，由此获得磁性体层73。
如图4J所示，将虚设芯体基板61在其与铜箔62间的界面剥下，去除。如图4K所示，通过蚀刻去除铜箔62。此时，使导体层64的镀镍作为蚀刻的限位器发挥作用，由此防止对导体层64的镀铜的损伤。如图4L所示，使用磨背机(Back Grinder)、抛光辊(Buff Roll)等对上下表面进行磨削、研磨加工，获得所希望的芯体基材10。
接着，示出在芯体基材10形成外部电路层制作印刷布线基板的制造方法。如图4M所示，使用真空层压装置等在芯体基材10的正反面(第一面10a、第二面10b)构成绝缘层74。也可以针对绝缘层74，使用由环氧树脂和无机绝缘填料构成的积层片(Build-up Sheet)，还可以使用含玻璃布的半固化片、含碳纤维的半固化片。另外，在能够对芯体基材10确保足够的绝缘性的情况下，也可以省略本工序和下一道导通孔形成工序。
如图4N所示，利用激光加工等在绝缘层74形成通孔74a。导通孔74a以与同外部电路层电连接的规定的导体层64、72重叠的方式设置。
如图4O所示，利用SAP法(Semi-Additive Process：半加成法)、减成法，在绝缘层74形成布线层75。如图4P所示，在芯体基材10的第一面10a，以布线层75的局部暴露的方式设置保护层76。布线层75的暴露部分构成为连接焊盘。这样，在芯体基材10的第一面10a形成第一外部电路层20A，在芯体基材10的第二面10b形成第二外部电路层20B。
继而，如图1所示，制造印刷布线基板1。在本实施例中，为了简化说明，仅记载了将外部电路层设为一层的情况，但也可以反复使用本制造方法，使外部电路层多层化。
(第二实施方式)
图5是示出印刷布线基板的第二实施方式的剖视图。第二实施方式仅线圈的结构与第一个实施方式不同。以下仅说明该不同的结构。此外，在第二实施方式中，与第一个实施方式相同的附图标记是与第一个实施方式相同的结构，因此省略其说明。
如图5所示，在第二实施方式的印刷布线基板1A中，线圈12A具有双层线圈图案部12a和连接双层线圈图案部12a的线圈导通孔部17。双层线圈图案部12a分别沿第一面10a或者第二面10b呈线状延伸。线圈导通孔部17沿第一方向D1贯通双层线圈图案部12a间的芯体基材10。各层的线圈图案部12a的形状是平面状的平面螺旋形状。芯体基材10A具有供线圈12A的磁通如箭头B所示环绕的闭磁路。
在所述第二实施方式中，除了所述第一个实施方式的效果以外，还能够将线圈12A构成为能够轻薄化、小型化的层叠电感器。此外，线圈也可以由三层以上的线圈图案部构成。
(第三实施方式)
图6是示出印刷布线基板的第三实施方式的剖视图。第三实施方式仅线圈的结构与第一个实施方式不同。以下仅对该不同的结构进行说明。此外，在第三实施方式中，与第一个实施方式相同的附图标记是与第一个实施方式相同的结构，因此省略其说明。
如图6所示，在第三实施方式的印刷布线基板1B中，线圈12B的形状为立体螺旋形状。线圈12B的轴线与同第一方向D1正交的方向一致。“立体螺旋形状”是实质上一边保持相同的直径一边沿轴向行进的螺旋(三维螺旋)。具体而言，线圈12B由三层线圈图案部12a构成。三层线圈图案部12a沿第一方向D1层叠。三层线圈图案部12a经由线圈导通孔部17连接。芯体基材10B具有供线圈12B的磁通如箭头B所示环绕的闭磁路。
在所述第三实施方式中，除了所述第一个实施方式的效果以外，还能够将线圈12B构成为能够轻薄化、小型化的层叠电感器。此外，线圈还可以由4层以上的线圈图案部构成。
(第四实施方式)
图7是示出印刷布线基板的第四实施方式的剖视图。第四实施方式仅线圈的结构与第一个实施方式不同。以下仅对该不同的结构进行说明。此外，在第四实施方式中，与第一个实施方式相同的附图标记是与第一个实施方式相同的结构，因此省略其说明。
如图7所示，在第四实施方式的印刷布线基板1C中，线圈12C的形状是直线形状。线圈12C沿与第一方向D1正交的方向延伸。具体而言，线圈12C由一层线圈图案部12a构成。芯体基材10C具有供线圈12C的磁通如箭头B所示环绕的闭磁路。另外，即使线圈12C为直线形状，通过在具有磁性体层11a的芯体基材10C的内部形成线圈12C，也能够确保较大的电感。
在所述第四实施方式中，除了所述第一个实施方式的效果以外，还能够将线圈12C构成为能够轻薄化、小型化的层叠电感器。
(第五实施方式)
图8是示出印刷布线基板的第五实施方式的剖视图。第五实施方式仅线圈的结构与第二实施方式不同。以下仅对该不同的结构进行说明。此外，在第五实施方式中，与第二实施方式相同的附图标记为与第二实施方式相同的结构，因此省略其说明。
如图8所示，在第五实施方式的印刷布线基板1D中，线圈12D包括具有导电性的线圈图案部12a(导电部)和包裹线圈图案部12a的绝缘膜18。这样，在线圈12D中，线圈图案部12a被绝缘膜18包裹，因此能够防止从线圈12D向包含磁性体层11a的芯体基材10D漏电。进而，在印刷布线基板1D中，与线圈图案部12a同一层的内部基板布线15(布线图案部15a)也由绝缘膜18包裹。由此，能够防止从内部基板布线15向包含磁性体层11a的芯体基材10D漏电。
绝缘膜18例如由绝缘非磁性填料和树脂的混合材料构成。绝缘非磁性填料例如为二氧化硅填料，树脂例如为环氧树脂等树脂材料。由此，能够价廉地确保绝缘性。
在所述第五实施方式中，与所述第二实施方式相同，直接在芯体基材10D设置有外部电路层20A、20B，因此无需以往的安装基板，能够减小印刷布线基板1D的厚度。此外，线圈也可以由一层或者三层以上的线圈图案部构成，此时，线圈图案部被绝缘膜覆盖。
接下来，对印刷布线基板1D的制造方法进行说明。
如图9A所示，准备虚设芯体基板61。在虚设芯体基板61的两个面具有基板铜箔61a。在本实施方式中，虚设芯体基板61是玻璃环氧树脂基板。
而且，在基板铜箔61a的表面上粘合铜箔62。铜箔62与基板铜箔61a的平滑面粘合。因此，能够减小铜箔62与基板铜箔61a的粘合力，在后道工序中，能够容易地将虚设芯体基板61从铜箔62剥离。优选为，将粘合虚设芯体基板61与铜箔62的粘合剂设为低粘性粘着剂。另外，为了减小虚设芯体基板61与铜箔62的粘合力，优选将虚设芯体基板61与铜箔62的粘合面设为光泽面。
以下的工序能够对虚设芯体基板61的两个面实施，但为了简化说明，使用仅在上表面实施的例子进行说明。
如图9B所示，使用层压装置等，在铜箔62上层压绝缘片之后，使之固化，形成成为绝缘膜的绝缘层81。如图9C所示，利用激光加工等在绝缘层81设置开口部81a。
如图9D所示，在整个面形成无电镀铜之后，利用光刻法(Photolitho Process)刻画图案，利用电镀等形成成为线圈、内部基板布线的导体层82。如图9E所示，与图9B相同，在图案上形成绝缘层83，设置与线圈、内部基板布线连接的连接导通孔83a和磁路用开口部83b。
如图9F所示，与图9C相同，在图案上形成导体层84。如图9G所示，与图9B相同，在图案上形成绝缘层85之后，利用激光等去除成为磁路的部位的绝缘层85。
如图9H所示，将虚设芯体基板61在其与铜箔6间2的界面剥下，去除。如图9I所示，利用蚀刻去除铜箔62。此时，也同时去除成为磁路的部位的导体层82、84。
如图9J所示，从两个面冲压磁性片，形成磁性体层86。如图9K所示，利用磨背机、抛光辊等对上下表面进行磨削、研磨加工，获得所希望的芯体基材10D。
之后，与从图4M至图4P相同，形成外部电路层20A、20B，制造图8所示的印刷布线基板1D。
此外，本发明并不局限于上述实施方式，能够在不脱离本发明的要旨的范围内变更设计。例如，也可以以各种方式组合从第一至第五实施方式的各自的特征。
在所述实施方式中，在芯体基材的第一面和第二面这两个面设置有外部电路层，但也可以在芯体基材的第一面和第二面中至少一个面设置外部电路层。
在所述实施方式中，外部电路层仅包括一层形成有外部基板布线的层，但外部电路层也可以包括多层形成有外部基板布线的层，还可以根据需要的电路结构，变更外部电路层的厚度。
在所述实施方式中，将线圈的两端与外部电路层电连接，但也可以将线圈的至少一端与外部电路层的局部电连接。
在所述实施方式中，线圈是由线圈图案部和线圈导通孔部构成的层叠电感器，但线圈也可以是铜线、带绝缘覆膜的铜线(线材)。
在所述实施方式中，使用印刷布线基板作为开关稳压器用电路基板，但也可以使用印刷布线基板作为其它电路用基板。另外，还可以使用印刷布线基板在集成电路封装内作为供集成电路芯片安装的基底、内插器(Interposer)。此时，由于能够将印刷布线基板制作得薄型，因此能够将集成电路封装小型化。另外，印刷布线基板包含含磁性材料的芯体基材，因此能够抑制电、磁噪声在内置线圈与其它电气元件间、夹持芯体基材的电气元件间传播，能够减少电路的误工作、磁损耗。

Claims (31)

1.一种印刷布线基板，其特征在于，具备：
片状的芯体基材，其含有磁性材料；
线圈，其设置于所述芯体基材的内部；以及
外部电路层，其设置于所述芯体基材的相互对置的第一面和第二面中至少一个面，
所述线圈的形状为直线形状。
2.根据权利要求1所述的印刷布线基板，其中，
所述外部电路层包括外部绝缘层，所述外部绝缘层层叠于所述芯体基材的所述第一面或者所述第二面。
3.根据权利要求1或2中所述的印刷布线基板，其中，
所述外部电路层包括与所述线圈不连接的外部基板布线。
4.根据权利要求1或2所述的印刷布线基板，其中，
还包括内部基板布线，所述内部基板布线设置于所述芯体基材的内侧，与所述线圈不连接。
5.根据权利要求2所述的印刷布线基板，其中，
所述外部绝缘层含有玻璃布。
6.根据权利要求1所述的印刷布线基板，其中，
所述芯体基材由金属磁性填料和树脂的混合材料构成。
7.根据权利要求4所述的印刷布线基板，其中，
所述内部基板布线具有：多个布线图案部，它们沿所述第一面或者所述第二面呈线状延伸；和布线导通孔部，其沿所述第一面和所述第二面对置的第一方向贯通所述多个布线图案部间的所述芯体基材。
8.根据权利要求7所述的印刷布线基板，其中，
所述内部基板布线具有从所述第一面到所述第二面沿所述第一方向导通的部分。
9.根据权利要求8所述的印刷布线基板，其中，
所述外部电路层设置于所述芯体基材的所述第一面和所述第二面，
所述内部基板布线包括将设置于所述第一面的所述外部电路层和设置于所述第二面的所述外部电路层电连接的部分。
10.一种印刷布线基板，其特征在于，具备：
片状的芯体基材，其含有磁性材料；
线圈，其设置于所述芯体基材的内部；
外部电路层，其设置于所述芯体基材的第一面和第二面中至少一个面；
与所述线圈不连接的第一外部基板布线；以及
与所述线圈连接的第二外部基板布线，
所述外部电路层包括外部绝缘层，所述外部绝缘层层叠于所述芯体基材的所述第一面或者所述第二面，
所述外部绝缘层含有玻璃布，
所述外部绝缘层位于所述第一外部基板布线和所述芯体基材之间以及所述第二外部布线和所述芯体基材之间，
所述芯体基材由金属磁性填料和树脂的混合材料构成，
所述印刷布线基板还包括内部基板布线，所述内部基板布线设置于所述芯体基材的内侧，与所述第一外部基板布线连接且与所述线圈不连接，
所述内部基板布线是镀敷布线。
11.一种印刷布线基板，其特征在于，具备：
片状的芯体基材，其含有磁性材料；
线圈，其设置于所述芯体基材的内部；
外部电路层，其设置于所述芯体基材的相互对置的第一面和第二面中至少一个面；
与所述线圈不连接的第一外部基板布线；以及
与所述线圈连接的第二外部基板布线，
所述外部电路层包括外部绝缘层，所述外部绝缘层层叠于所述芯体基材的所述第一面或者所述第二面，
所述外部绝缘层含有玻璃布，
所述外部绝缘层位于所述第一外部基板布线和所述芯体基材之间以及所述第二外部布线和所述芯体基材之间，
所述芯体基材由金属磁性填料和树脂的混合材料构成，
所述印刷布线基板还包括内部基板布线，所述内部基板布线设置于所述芯体基材的内侧，与所述第一外部基板布线连接且与所述线圈不连接，
所述内部基板布线具有从所述第一面到所述第二面沿所述第一面和所述第二面对置的第一方向贯通所述芯体基材。
12.根据权利要求10或11所述的印刷布线基板，其中，
所述外部电路层在与所述内部基板布线重叠的位置具有导通孔。
13.根据权利要求12所述的印刷布线基板，其中，
所述线圈由含有Cu的材料构成。
14.一种印刷布线基板，其特征在于，具备：
片状的芯体基材，其含有磁性材料；
线圈，其设置于所述芯体基材的内部；
外部电路层，其设置于所述芯体基材的相互对置的第一面和第二面中至少一个面；以及
与所述线圈连接的第二外部基板布线，
所述外部电路层包括外部绝缘层，所述外部绝缘层层叠于所述芯体基材的所述第一面或者所述第二面，
所述外部绝缘层含有玻璃布，
所述外部绝缘层位于所述第二外部布线和所述芯体基材之间，
所述芯体基材由金属磁性填料和树脂的混合材料构成，
所述印刷布线基板还具有线圈引出布线，所述线圈引出布线设置于所述芯体基材的内侧，与所述线圈连接，
所述线圈引出布线从所述第一面到所述第二面沿所述第一面和所述第二面对置的第一方向延伸，向所述第一面或所述第二面暴露。
15.根据权利要求1、2、10、11、14中任一项所述的印刷布线基板，其中，
所述芯体基材具有供由所述线圈产生的磁通环绕的闭磁路。
16.根据权利要求10、11、14中任一项所述的印刷布线基板，其中，
所述线圈的形状为平面螺旋形状。
17.根据权利要求10、11、14中任一项所述的印刷布线基板，其中，
所述线圈的形状为立体螺旋形状。
18.根据权利要求10、11、14中任一项所述的印刷布线基板，其中，
所述线圈的形状为直线形状。
19.根据权利要求14所述的印刷布线基板，其中，
所述外部电路层在与所述线圈引出布线重叠的位置具有导通孔。
20.根据权利要求2、5、19中任一项所述的印刷布线基板，其中，
所述线圈由含有Cu的材料构成。
21.根据权利要求1、6、10、11、14中任一项所述的印刷布线基板，其中，
所述线圈具有：多个线圈图案部，它们沿所述第一面或者所述第二面呈线状延伸；和线圈导通孔部，其沿所述第一面和所述第二面对置的第一方向贯通所述多个线圈图案部间的所述芯体基材。
22.根据权利要求21所述的印刷布线基板，其中，
还具有线圈引出布线，所述线圈引出布线从所述多个线圈图案部沿所述第一方向延伸，在所述第一面或者所述第二面暴露。
23.根据权利要求1、2、10、11、14中任一项所述的印刷布线基板，其中，
所述线圈具有导电部和包裹所述导电部的绝缘膜。
24.根据权利要求23所述的印刷布线基板，其中，
所述绝缘膜由绝缘非磁性填料和树脂的混合材料构成。
25.根据权利要求23所述的印刷布线基板，其中，
所述线圈具有：多个线圈图案部，它们沿所述第一面或者所述第二面呈线状延伸；和线圈导通孔部，其沿所述第一面和所述第二面对置的第一方向贯通所述多个线圈图案部间的所述芯体基材。
26.根据权利要求1、2、10、11、14中任一项所述的印刷布线基板，其中，
所述线圈的至少一端与所述外部电路层的局部电连接。
27.根据权利要求14所述的印刷布线基板，其中，
还包括内部基板布线，所述内部基板布线设置于所述芯体基材的内侧，与所述线圈不连接。
28.根据权利要求27所述的印刷布线基板，其中，
所述内部基板布线具有：多个布线图案部，它们沿所述第一面或者所述第二面呈线状延伸；和布线导通孔部，其沿所述第一面和所述第二面对置的第一方向贯通所述多个布线图案部间的所述芯体基材。
29.根据权利要求28所述的印刷布线基板，其中，
所述内部基板布线具有从所述第一面到所述第二面沿所述第一方向导通的部分。
30.根据权利要求29所述的印刷布线基板，其中，
所述外部电路层设置于所述芯体基材的所述第一面和所述第二面，
所述内部基板布线包括将设置于所述第一面的所述外部电路层和设置于所述第二面的所述外部电路层电连接的部分。
31.一种开关稳压器，其特征在于，具备：
权利要求1至30中任一项所述的印刷布线基板；以及
电容器和开关元件，它们经由所述外部电路层与所述印刷布线基板的所述线圈电连接。
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