JP2007013136A - 並列チップの内蔵された印刷回路基板とその製造方法 - Google Patents

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Jin-Yong Ahn
アン、ジン−ヨン
Chang-Sup Ryu
リュウ、チャン−スプ
Suk-Hyeon Cho
チョ、スク−ヒョン
Joon Sung Kim
キム、ジョーン−スン
Han Seo Cho
チョ、ハン−セオ
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Abstract

【課題】並列チップを内蔵した印刷回路基板200とその製造方法を提供する。
【解決手段】並列チップ内蔵印刷回路基板200の製造方法であって、(a)上面と下面に電極または電極と電気的に繋がれた部材が形成される複数の単位チップ10を伝導性部材20を用いて並列に連結して並列チップ1を形成する段階、(b)並列チップ1の一方の電極を第1基板30に結合する段階、および(c)並列チップ1の他方の電極を第2基板40に結合する段階を含む。複数の単位チップ10を内蔵することができる。また、機械的方式のドリルまたはルータで、キャビティ52、ヴィアホール32、42を穿孔できる。
【選択図】図6

Description

本発明は、並列チップ内蔵印刷回路基板およびその製造方法(Parallel−type chip embedded PCB and method of the same)に関する。より詳細には、並列チップ内蔵印刷回路基板およびその製造方法に関する。
電子回路が高密度化、高集積化になるにつれて基板に実装される受動部品の空間が不足になり、これを解決するために基板の中に内蔵する部品が増加されている。基板内部に受動素子を形成する方法としては、基板材料をそのまま利用しながら銅(Cu)配線を用いる方法、高分子シートを挿入する方法、薄膜の誘電体を形成する方法などがある。
受動部品を薄型に製造して基板の中に内蔵する方式がある。しかし、この内蔵方式によると、次のような問題点が発生する場合がある。
第1に、基板の内部に内蔵するためには受動部品を相当に薄くしなければならない。セラミック材質で形成された受動部品210の多くは、図1に(a)として示すように、薄くするとチップのチッピング(chipping)およびクラック発生の憂慮がある。
第2に、図1の(b)に示すように、外部電極212の塗布された受動部品210を基板220の内部に埋設した後、外部電極212と端子を連結するためにはレーザ(Laser)を利用してヴィアホール(via hole)230を形成しなければならない。このため費用が増加する。また、寸法の小さなチップを内蔵する場合には、レーザドリルの公差を脱してヴィアホール(via hole)230による連結ができなくなる。
第3に、図1の(c)に示すように、製造または取り扱い過程において基板220に反りが発生すると、基板220内部の受動部品210、例えばコンデンサに割れ213が生じる場合がある。
第4に、単一の内蔵用チップで具現できる容量値は100nF 以下なので、100nF以上の高容量チップを内蔵させることはできない。
第5に、ひとつのチップを基板に内蔵するためには、少なくともひとつのキャビティ(cavity)を形成しなければならない。また、多数のチップを挿入するためにはチップの数だけのキャビティ(cavity)を形成しなければならない。このために加工費用がかさむ。また、内蔵されたひとつのチップに対して二つのヴィアホール(via hall)が必要なので、例えば、ひとつのパネルに1000余個のモジュールがあり、ひとつのモジュールに60個のチップを内蔵する場合、総12万個のヴィアホール(via hall)を形成しなければならない。これは大変な加工費用および製造時間の増加をもたらすことになる。
第6に、チップの厚さ別の公差が大きい場合にはレーザヴィアホール(Laser via hall)が形成できなくなる。また、ヴィアホール(via hall)の幅と深さの割合が 1:1より大きい場合は、適切なメッキ層が形成なされない現象が発生する場合がある。
印刷回路基板にチップを内蔵する方式に関する上記のような技術の場合、内蔵されたチップ上のコンデンサと外部電極間の連結をレーザヴィアホール (Laser via hole)によるという点から、製造費用および時間増加などの問題点があった。また、二つ以上のキャパシタを並列に連結してひとつの素子を形成する過程で、並列に繋がれたチップを基板内部にエンベッディング(embedding)する具体的な技術は開示されていないという限界がある。
本発明の目的は、印刷回路基板に内蔵される薄型チップの機械的強度が向上され、高容量化が可能であり、内蔵チップと外部回路との位置公差を吸収することができ、ヴィアホールのメッキ不良が良好で、安価な加工で製造できる、並列チップを内蔵した印刷回路基板とその製造方法を提供することにある。
本発明のひとつの形態として、(a)上面と下面に電極または電極と電気的に繋がれた部材が形成される複数の単位チップを伝導性部材を用いて並列に連結して並列チップを形成する段階、(b)並列チップの一方の電極を第1基板に結合する段階、および(c)並列チップの他方の電極を第2基板に結合する段階を含む並列チップ内蔵印刷回路基板の製造方法が提供される。
また、他の形態として、(d)伝導性部材が結合されている第1基板の伝導性部材の上に複数の単位チップを実装して並列チップを形成する段階、(e)複数の単位チップの位置に対応して貫通ホールの穿孔された第3基板を第1基板に積層する段階、および、(f)第2基板を第3基板に積層し、複数の単位チップを外部回路と電気的に連結する段階を含む並列チップ内蔵印刷回路基板の製造方法が提供される。
上記製造方法において、段階(a)または段階(b)は、並列チップの大きさに応じてキャビティ(cavity)の穿孔された第3基板を形成する段階をともに含んで、段階(b)と段階(c)の間にはキャビティ(cavity)に並列チップが挿入されるように第3基板を第1基板に積層する段階をさらに含むのが好ましい。
また、上記製造方法において、伝導性部材は、伝導性ペースト、伝導性ポリマーフィルム、伝導性高分子、異方伝導性テープ、伝導性エポキシの中のひとつ以上でありうる。第3基板は回路の形成された銅箔積層板(CCL)でありうる。第3基板に形成された回路は並列チップと電気的に繋がれるのが好ましい。キャビティ(cavity)は、ドリル(Mechanical Drill)またはルータ(Router)を用いて穿孔されるのが好ましい。
また、上記製造方法において、段階(a)乃至段階(c)の中のひとつは、第1基板または第2基板の並列チップが結合される部分にひとつ以上のヴィアホールを形成し、ヴィアホールに伝導性ペーストを充填する段階をさらに含むことができる。ヴィアホールは、複数の単位チップに対応する位置にそれぞれ形成されるのが好ましい。
また、上記製造方法において、段階(c)以後に、第1基板または第2基板を並列チップの方向に加圧して複数の単位チップと伝導性ペーストを電気的に連結する段階をさらに含むことができる。
また、上記製造方法において、段階(d)乃至段階(f)の中のひとつは、第1基板の伝導性部材の結合される部分、または、第2基板に対して複数の単位チップが結合される部分にひとつ以上のヴィアホールを形成し、ヴィアホールに伝導性ペーストを充填する段階をさらに含むことができる。
また、上記製造方法において、最後の段階よりも後に、第1基板または第2基板の外側に複数の突起が突き出されている銅箔板(Bumped copper foil)を付加し、銅箔板を複数の単位チップの方向に加圧して複数の単位チップと銅箔板を電気的に連結する段階をさらに含むことができる。複数の突起は複数の単位チップに対応する位置にそれぞれ形成されるのが好ましい。
更に、上記製造方法において、単位チップは左、右の両側に電極が形成され、電極とそれぞれ電気的に繋がれた部材が単位チップの上面と下面にそれぞれ結合されるのが好ましい。
また、本発明の他の形態として、上面と下面に電極または電極と電気的に繋がれた部材が形成される複数の単位チップと、複数の単位チップの上面を電気的に連結する第1伝導性部材と、複数の単位チップの下面を電気的に連結する第2伝導性部材を含む並列チップの内蔵された印刷回路基板が提供される。
また、上記印刷回路基板において、第1伝導性部材は第1基板に結合され、第2伝導性部材は第2基板に結合されるのが好ましい。また、第1基板と第2基板の間には並列チップの大きさに対応してキャビティ(cavity)の穿孔された第3基板が介在されるし、並列チップはキャビティ(cavity)に挿入されるのが好ましい。更に、第3基板は、回路の形成された銅箔積層板(CCL)であり、回路は並列チップと電気的に連結されることができる。
また、上記印刷回路基板において、第1基板または第2基板の並列チップが結合される部分にひとつ以上のヴィアホールが形成され、ヴィアホールには伝導性ペーストが充填されるのが好ましい。また、ヴィアホールは複数の単位チップに対応する位置にそれぞれ形成されるのが好ましい。
また、上記印刷回路基板において、第1基板または第2基板の外側に複数の突起が突き出されている銅箔板(Bumped copper foil)が結合され、複数の突起は第1基板または第2基板に挿入されるのが好ましい。複数の突起は複数の単位チップに対応する位置にそれぞれ形成されるのが好ましい。
更に、上記印刷回路基板において、第1伝導性部材および第2伝導性部材は、伝導性ペースト、伝導性ポリマーフィルム、伝導性高分子、異方伝導性テープおよび伝導性エポキシから選択されたひとつ以上であり得る。
上記のような製造方法によれば、複数の単位チップを一度に内蔵することができる。また、キャビティ(cavity)やヴィアホール(via hole)の穿孔をレーザドリルではなく機械的方式のドリルまたはルータによるので安価にてチップを印刷回路基板に内蔵できる。更に、多様な形態で内蔵できるので、複数の単位チップをそれぞれまたはひとつの並列チップとして用いることができ、応用性に優れる。
また、複数の単位チップは、伝導性部材を用いて並列に連結して用いられるので、公差によるチップ相互の厚さの違いを吸収できる。また、並列チップの機械的強度が向上される。更に、高容量化に限界のある薄型チップを並列に連結することにより高容量化(100nF以上)でき、これにより相対的にチップの厚さを更に薄型に製作して内蔵できる。
内蔵されたチップと外部回路との電気的連結は、レーザヴィアホール(BVH)を形成してメッキする方法ではなく、機械的方式によってヴィアホールを穿孔して伝導性ペーストを充填するのでBVHの幅に比べて深みが深くなるほどメッキの一部がなされない不良を改善することができる。
以下、本発明による並列チップ内蔵印刷回路基板およびその製造方法の好ましい実施形態を添付図面を参照して詳しく説明するが、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、異なる図面において共通する構成要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
本発明によれば、薄型のチップを安価にて内蔵させることができる。
図2は、ひとつの実施形態による並列チップ1の構造を示し、(a)が断面図、(b)が分解斜視図である。同図には単位チップ10および伝導性部材20が図示される。この並列チップ1は、ひとつの大容量のチップを内蔵する野手はなく、複数の単位チップ10を伝導性部材20を用いて並列に連結して内蔵する。これにより、この並列チップ1を内蔵した基板に反りの応力が作用した場合も、チップのクラックまたは損傷が発生しない。
従来技術の場合は、内蔵されるチップのサイズが小さくなるとレーザドリルの公差を脱することになってヴィアホールによる電気的連結が難しくなる。しかし、この並列チップ1は、寸法の小さな単位チップ10を多数並列に連結してひとつの並列チップ1とする方式なので、単位チップ10の大きさにもかかわらず電気的連結が可能である。
上記のような並列チップ1は伝導性部材20を用いて形成するので、複数の単位チップ10相互の間の厚さの誤差を吸収できる。また、並列チップ1と外部回路との電気的連結のために形成するレーザヴィアホールの幅がその深さより充分に広く維持でき、良好にメッキできる。
図3は、ひとつの実施形態として、上下方式の電極が形成された単位チップ10を示す。図3において、(a)は斜視図、(b)は断面図である。同図には、単位チップ10、電極12およびヴィアホール13が図示されている。内蔵される単位チップ10の電極12は、左右方式ではなく上下方式となる。電極12を上下方式に配置するために、ヴィアホール13を通じて内部の電極層を互いに連結し、互いに違う極性の電極12を上下にそれぞれ配置する。
ただし、並列チップ10を構成する場合に使用される上下方式の電極を有する単位チップ10が、必ず上記のような方式によって形成されなければならないのではない。上面および下面にそれぞれ電極の形成される構造であれば、他の方式によって単位チップ10を形成することも本発明に含まれることは勿論である。
図3に示す単位チップ10を用いて、図2に示す並列チップ1を形成するためには、複数の単位チップ10の上下面において、電極12を電気的に相互に連結する。電極12の間の電気的接続は、伝導性部材20を用いる。導電性部材20としては、好ましくは伝導性ポリマーフィルム、伝導性高分子、異方伝導性テープ、伝導性エポキシなどを例示できるが、これらに限定されるわけではない。
このように整列した単位チップ10を伝導性部材20に配置し、切断して並列チップ1を形成した後に基板内220に埋設することにより、高容量の並列チップ1を基板220に内蔵させることができる。また、単位チップ10の上下面に伝導性部材20を結合することで、単位チップ10の相互の間の厚さの誤差を伝導性部材20に吸収させることができる。更に、上下面に結合された伝導性部材20によって、並列チップ1の機械的強度も向上される。
図4は、ひとつの実施形態において、第3基板50にキャビティ(cavity)52を形成する方法を示す概念図である(第1基板30および第2基板40については後述する)。同図には、第3基板50、キャビティ52およびドリル54が図示される。同図に示すように、複数の第3基板50がテーブル51上に積層され、並列チップ1が内蔵される部分に、ドリル54によりキャビティ(cavity)52が形成される。
上記のキャビティ(cavity)52は、ドリル(Mechanical drill)54またはルータを用いて形成できる。これにより、チップと外部回路との電気的連結のためにレーザを用いて加工していた費用が大幅に節減できる。
すなわち、数個または数十個の複数の単位チップ10を並列に連結して形成したひとつの並列チップ1を用いる場合、数個または数十個のレーザドリリングの代わりに、1回のドリリングで単位チップ1と外部回路を電気的に連結できる。また、ドリリング対象の寸法もひとつの単位チップの寸法の数倍または数十倍に該当するので、精密度のより低いドリリングでキャビティ(cavity)52を形成できる。
従って、レーザドリリングの代わりに、機械的方式のドリル54またはルータを用いて加工できるので、レーザ加工に要する費用を節減できる。また、図4に図示すように機械的方式のドリル54またはルータを用いて、一回に多数の第3基板50を加工できるので、この点でも費用節減の效果がさらに増大される。すなわち、内蔵するチップの数に相当する回数の加工を実施することなく複数の並列チップ1を内蔵させることができ、製造コストを低減できる。
ただし、キャビティ(cavity)の形成手段が機械的方式のドリル54またはルータを用いたることに限定されるわけではなく、要求される精密度の貫通ホールを形成することができる範囲内で他の方式の穿孔器具も用い得ることは勿論である。
図5は、ひとつの実施形態において、第1基板30および第2基板40にヴィアホール32を形成する方法を示す図であり、(a)〜(c)に各段階を示す。同図には、第1基板30、ヴィアホール32および伝導性ペースト34が図示される。
この方法では、並列チップ1と外部回路との電気的連結をレーザヴィアホールによらないので、製造費用を節減できる。第1基板30にヴィアホール32を穿孔した後は、伝導性ペースト34を充填して外部回路と内蔵チップ間の電気的連結通路を形成する。ヴィアホール32は、複数の単位チップ10の繋がれた並列チップ1との電気的連結通路であるので、レーザドリルではなく機械的方式のドリル(Mechanical drill)でも十分な精密度で穿孔できる。
また、ヴィアホール32は、図4に示したキャビティ(cavity)52を形成する場合と同様に、多数の第1基板30を積層して一度の加工で形成できる。このように機械的方式のドリル54を用いて一度に多くの枚数を加工できるので、費用が節減される。
図6は、ひとつの実施形態に係る並列チップ内蔵印刷回路基板200の製造方法を示すフローチャートである。また、図7はひとつの実施形態に係る並列チップ内蔵印刷回路基板200の製造過程を、段階毎に断面構造により示す図であり、(a)は組立前の状態を、(b)は組立後の状態をそれぞれ示す。図7には、並列チップ1、単位チップ10、伝導性部材20、第1基板30、第2基板40、ヴィアホール32、42、伝導性ペースト34、44、第3基板50およびキャビティが図示される。
図6に示す方法では、複数の単位チップ10を並列に連結して薄型の高容量の並列チップ1を形成した後、これを第1基板30と第2基板40の間に介在させて内蔵させる。こうして、並列チップ1を内蔵した印刷回路基板とすることにより、内蔵される並列チップ1の機械的強度および容量限界の問題点を解決する。また、レーザドリリングによって遂行された加工作業を機械的方式のドリルまたはルータなどを用いて安価にて遂行できるようにする。
すなわち、図6のステップ100に示すように、上面と下面に電極12の形成された上下方式の複数の単位チップ10を伝導性部材20により並列に連結することによりひとつの並列チップ1を形成する。ここで、伝導性部材20は、伝導性ポリマーフィルム、伝導性高分子、異方伝導性テープおよび伝導性エポキシの中のひとつまたはいくつかの組合せを用い得る。
伝導性部材20は、複数の単位チップ10を並列に連結する役目を果たすだけでなく、並列チップ1の機械的強度を増大させ、従来の内蔵技術に用いられた薄型チップの破れ現象などを解決する。また、複数の単位チップ10間の厚さの公差を吸収して、並列チップ1を容易に内蔵させる役目もある。
また、後述のように、ペースト内に伝導性物質の含有させた伝導性部材20を用いる場合は、加圧により電気的連結が形成されるので、ひとつの並列チップ1を内蔵された単位チップ10のそれぞれを外部回路に対して電気的に連結できる。
次に、図6に段階110として示す通り、複数の単位チップ10を連結して形成された並列チップ1の一方の電極を第1基板30に結合させる。また、図6に段階120として示す通り、他方の電極を第2基板40に結合させる。これにより、印刷回路基板の内部に、並列チップ1を内蔵させることができる。
上記の段階110、120において、更に、第1基板30および第2基板40の間には並列チップ1の高さに相当する厚さを有する第3基板50を介在させることが好ましい。第3基板50にはキャビティ(cavity)52が形成され、第1基板30と第2基板40の間に挟まれた状態で、そのキャビティに並列チップ1を収容する。
すなわち、図6に示す段階102において、並列チップ1を形成する段階または並列チップ1を第1基板30に結合する段階にて、並列チップ1の大きさに対応したキャビティ(cavity)52を穿孔された第3基板50を別途形成する。次に、並列チップ1を第1基板30に結合した後、図6に示す段階112において、第3基板50を積層して、更に、その上に第2基板40を積層することにより並列チップ1が埋設される。
第3基板50は、片面または両面に回路の形成された銅箔積層板(CCL)でありうる。この場合、必要に応じて第3基板50に形成されている回路と並列チップ1の電極間に電気的な連結または絶縁を形成できる。
第3基板50に形成されるキャビティ(cavity)52は、並列チップ1を収容できる空間を有する。一方、並列チップ1は複数の単位チップ10を連結して形成されるので、並列チップ1の寸法は、単位チップ10の数倍または数十倍以上になることもある。従って、キャビティ52は、レーザドリルではなく、機械的方式のドリル(Mechanical Drill)54またはルータ(Router)を用いて穿孔することが好ましい。このような加工方式の違いによって、製造の容易性および費用節減の效果が導出される。
図6に示す段階122で、並列チップ1を第1基板30および第2基板40の間に介在させる過程において、第1基板30または第2基板40にはひとつ以上のヴィアホール32、42が形成される。また、ヴィアホール32、42には、伝導性ペースト34、44が充填される。ヴィアホール32、42は、外部回路および並列チップ1を電気的に連結させる通路の役目を果たす。従って、ヴィアホール32、43は、並列チップ1の結合される部分に形成される。また、ヴィアホール32、43を穿孔してそれを伝導性ペースト34、44で充填する作業は、並列チップ1を結合する前に実施することにより容易になる。
ただし、ヴィアホール32、42の穿孔および伝導性ペースト34、44の充填が、並列チップ1の結合の前になされるとは限らない。並列チップ1および第1基板30または第2基板40に形成されている外部回路とを電気的に連結できる範囲内であれば、並列チップ1を結合した後になすこともできる。
図8は、ひとつの実施形態に係る並列チップ内蔵印刷回路基板200の構造を示す断面図である。同図には、並列チップ1、単位チップ10、伝導性部材20、第1基板30、第2基板40、第3基板50、ヴィアホール32、42、内部回路36、46および外部回路38、48が図示される。
この並列チップ内蔵印刷回路基板200において、並列チップ1の形成のために用いられた複数の単位チップ10および外部回路38、48の個別的な電気的連結のために、第1基板30または第2基板40に複数のヴィアホール32、42が穿孔される。従って、複数のヴィアホール32、42は、複数の単位チップ10の位置に対応する部分に形成するのが好ましい。また、図8に示すように、複数のヴィアホール32、42の位置に対応して、外部回路38、48が形成される。
伝導性部材20は電気伝導性を有するが、図8のように形成するだけでは、単位チップ10の各々と外部回路38、48との個別的な電気的連結が形成されるとは限らない。上述したように伝導性物質を含有するペーストである伝導性部材20を用いた場合は、加圧によって電気的連結が確実に実現される。こうして、ひとつの並列チップ1を内蔵させた後、それぞれの単位チップ10が個別に外部回路38、48との電気的連結を形成される。
即ち、図8に示す構造の場合は、伝導性部材20は、並列チップ1および第1基板30または第2基板40と必ずしも導通していない。しかしながら、第1基板30または第2基板40を並列チップ1に向かって加圧すると、伝導性ペーストに圧力が加わって内部に含有された伝導性物質が圧迫され、有効な伝導性が得られる。
なお、図7に示した構造において、異方伝導性フィルムのように加圧により伝導性を発揮する伝導性部材20を用いる場合、単位チップ10ごとにそれに対応するヴィアホールが形成されていないので、図8に示した構造に比較すると、単位面積当たりに加わる圧力が小さく、加圧による電気的連結が完全には得られない場合がある。また、各単位チップ10がひとつのヴィアホール32、42を通じて外部の回路に電気的に結合されるので、加圧による電気的連結はあまり有効ではない場合がある。
そこで、各単位チップ10別に外部回路38および48との個別的な連結のためには、単位チップ10の各々に対応する位置にヴィアホール32、42を形成して、伝導性ペースト34、44を充填した後、図6の段階130に示すように、第1基板30または第2基板40を加圧することが好ましい。また、図8に図示すように、単位チップ10およびヴィアホール32、42の各々に対応して内部回路36、46および外部回路38、48を形成することも好ましい。
図9は、ひとつの実施形態に係る並列チップ内蔵印刷回路基板200の構造を示す断面図である。図9には、並列チップ1、単位チップ10、伝導性部材20、第1基板30、第2基板40、第3基板50、ヴィアホール32、42、内部回路36、36および外部回路38、48が図示される。
図8に示した構造のように、加圧によって伝導性が形成される伝導性部材20を用いる場合でも、単位チップ10および外部回路38、48の各々を連結することなしに、ひとつの並列チップ1と外部回路38、48を連結する場合がある。この場合には図7に示した構造のように、ひとつのヴィアホール32、42を形成する方法の他に、単位チップ10の各々に対応する位置にヴィアホール32、42を形成した上で、第1基板30または第2基板40を加圧することにより単位チップ10および外部回路38、48の間の電気的連結を形成できる。これにより、外部回路38、48は、各単位チップ10に対応せず、ひとつに形成できる。
この実施形態は、加圧する場合に単位チップ10毎に加わる力が図7に示した構造の場合よりも大きいので、良好な電気的連結が形成されやすくなる。
図10は、さらに他の実施形態に係る並列チップ内蔵印刷回路基板200を示す断面図である。図10には、並列チップ1、単位チップ10、伝導性部材20、第1基板30、第2基板40、第3基板50、銅箔板60および突起62が図示される。
この実施形態では、第1基板30と第2基板40の間に並列チップ1を内蔵させた後、図6に示す段階140において、第1基板30または第2基板40の外側に複数の突起62が突き出されている銅箔板(Bumped copper foil)60を並列チップ1に向かって加圧し、複数の単位チップ10の各々と電気的に連結させる。
当業者に知られる銅箔板60は、複数の突起62が突き出されている。本実施形態は、内蔵されたチップと外部回路との電気的連結のために第1基板30または第2基板40にヴィアホール32、42を形成して伝導性ペースト34、44を充填する過程を省略することにより、迅速で低価格のチップの内蔵された印刷回路基板を製造できる。
上記の銅箔板60を外側から加圧することにより、銅箔板60から突き出されている複数の突起62が、第1基板30または第2基板40に挿入されて、伝導性部材20と結合する。なお、当業者の知る他の部材で、第1基板30または第2基板40に換えることができるものもある。
図8および図9を参照して説明したように、単位チップ10の各々および銅箔板60が電気的に繋がれるように、銅箔板60は加圧される。このは合い、銅箔板60から突き出さして形成された複数の突起62が、並列チップ1に含まれる複数の単位チップ10に対応した位置にそれぞれ形成されていることが好ましい。
一方、上記のような並列チップ内蔵印刷回路基板200の製造方法によって製造される印刷回路基板は、図7の(b)、図8、図9、図10の(b)に図示されるように、並列チップ1の内蔵された印刷回路基板である。ここで、並列チップ1は、上面および下面に電極を形成された複数の単位チップ10の上面電極を電気的に連結する第1伝導性部材20と、同じく複数の単位チップの下面電極を電気的に連結する第2伝導性部材20を含んで形成される。
図11は他の実施形態に係る並列チップ内蔵印刷回路基板200の構造を示す断面図である。また、図12はさらに他の実施形態に係る並列チップ内蔵印刷回路基板200の構造を示す断面図である。これらの図には、単位チップ10、伝導性ペースト22、第1基板30、第2基板40、第3基板50、ヴィアホール32、42、外部回路38、48、銅箔板60および突起62が示される。
図11および図12は、相互に異なる実施形態を示す。即ち、前述した実施形態のように、並列チップ1を形成した後これを基板内に埋設するのではなく、複数の単位チップ10を基板に実装する過程で並列チップ1が形成される。
図11および図12に示された並列チップ内蔵印刷回路基板200の製造においては、先ず、回路を形成されたCCL基板の第1基板30に伝導性部材20として伝導性ペースト22を塗布する。次に、伝導性ペースト22の塗布されている部位にSMT実装により複数の単位チップ10を装荷する。こうして、複数の単位チップ10が整列された並列チップ1が形成される。
次に、伝導性ペースト22を乾燥させた後に絶縁基板を積層するが、この作業は前述した実施形態と等しい。すなわち、複数の単位チップ10の位置に対応してキャビティ52が穿孔された第3基板50を第1基板30に積層し、更に、第2基板40を第3基板50に積層した後、複数の単位チップ10を外部回路と電気的に連結して印刷回路基板を形成する。
単位チップ10の各々と外部回路38、48との連結は、前述した実施形態と同様にヴィアホール32、42を穿孔して伝導性ペーストを充填するか、複数の突起62の形成された銅箔板60を加圧することにより形成される。
図11に示した実施形態では、第1基板30は伝導性ペースト22を塗布された部分に、また第2基板40は複数の単位チップ10と結合された部分に、それぞれヴィアホール32、42が穿孔される。ヴィアホール32、42は伝導性ペースト34で充填され、単位チップ10および外部回路38、48が電気的に連結される。
図12に示した実施形態では、第1基板30は伝導性ペースト22の塗布された部分に、また第2基板40は複数の単位チップ10と結合された部分に、それぞれひとつ以上の突起62が突き出されている銅箔板60が結合され、加圧される。これにより、複数の単位チップ10と外部回路である銅箔板60とが電気的に連結される。
図13は、更に他の実施形態に係る並列チップ内蔵印刷回路基板200の構造を示す断面図である。同図には、単位チップ11、電極14、連結部材15、16、伝導性部材20、第1基板30、ヴィアホール32、外部回路38、第2基板40、第3基板50、銅箔板60および突起62が示される。
この実施形態に係る製造方法では、伝導性ペースト22を塗布した図11および図12に示した実施形態とは異なり、伝導性部材20を第1基板30に結合させた状態で単位チップ11を実装して、並列チップ1を形成する。
すなわち、この実施形態においては、第1基板30であるCCL基板の上に、伝導性テープのような伝導性部材20を付着させておいて、図11および図12に示すように、SMT実装により、複数の単位チップ11を並列に整列して並列チップ1が形成される。
単位チップ11としては、上下面に電極の形成されたチップまたは左右側面に電極の形成されたチップをいずれも用いることができる。ただし、左右両側に電極14が形成されたチップを用いる場合は、電極14に連結部材15、16を結合し、その一部がチップの上下面に位置するようにして、上下面に電極の形成されたチップと同様に取り扱う。
連結部材15、16を用いて電極14がチップの上下面に形成された状態を実現するためには、連結部材15の一部分を伝導性のある物質で形成し、それ以外の部分を絶縁性物質で形成することができる。
以降の工程は、前述した実施形態と同様に、第3基板50(絶縁基板)を積層した後複数の突起62を有する銅箔板60を加圧することにより、外部回路との電気的連結が形成される。
図11乃至図13に示された実施形態に係る製造方法では、伝導性部材20として伝導性フィルム、異方性伝導フィルムなどを使用せずに、CCL基板の上に伝導性ペースト22を塗布するか伝導性テープを附着した後、SMT実装により並列形態にチップを整列して並列チップを形成し、更に、第1基板30および第2基板40にヴィアホール32を穿孔した後に伝導性ペーストで充填するか、複数の突起62を形成された銅箔板60を加圧して電気的連結を形成する。
図14は、他の実施形態係る並列チップ内蔵印刷回路基板200の構造を示す断面図である。同図には、単位チップ11、電極14、連結部材15、16、伝導性部材20、第1基板30、第2基板40、第3基板50、銅箔板60および突起62が示される。
この実施形態では、左右両側に電極14が形成されたMLCCのような単位チップ11を用いて、並列チップ1が内蔵された印刷回路基板200が形成される。
左右両側に電極14が形成された単位チップ11の場合も、上下面に電極12が形成された単位チップ10の場合と類似している。即ち、電極11の位置が異なるので、電極14に連結部材15、16を結合することにより、上下面に形成された電極10を備える単位チップ10と同じように取り扱うことができる。
単位チップ11を内蔵させた後、外部回路との電気的連結は前述したように、第1基板30および第2基板40にヴィアホール32を穿孔し、伝導性ペーストで充填するか、あるいは、複数の突起62が形成された銅箔板60を加圧して電気的連結を形成する。
なお、この実施形態は、MLCCだけではなく、抵抗、インダクタなど多様な種類のチップを内蔵させる場合にも汎用的に用いることができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることは当業者に明らかである。また、そのような変更または改良を加えた形態が本発明の技術的範囲に含まれ得ることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。
受動回路210のチッピングを説明する斜視図である。 受動回路210が内蔵された基板220に形成されるヴィアホール230を説明する斜視図である。 基板220に内蔵される受動回路210に生じる割れ214を説明する斜視図である。 ひとつの実施形態に係る並列チップ内蔵回路基板の構造を示す断面図および分解斜視図である。 ひとつの実施形態に係る上下方式の電極が形成されたチップを示す概念図である。 第3基板50にキャビティ52を形成する方法を示す概念図である。 第1基板30または第2基板40にヴィアホール32、42を形成する方法を示す概念図である。 並列チップ内蔵印刷回路基板200の製造方法を示すフローチャートである。 並列チップ内蔵印刷回路基板200の製造過程を示す断面図である。 ひとつの実施形態に係る並列チップ内蔵印刷回路基板200の構造を示す断面図である。 他の実施形態に係る並列チップ内蔵印刷回路基板200の構造を示す断面図である。 他の実施形態に係る並列チップ内蔵印刷回路基板200の構造を示す断面図である。 他の実施形態に係る並列チップ内蔵印刷回路基板200の構造を示す断面図である。 他の実施形態に係る並列チップ内蔵印刷回路基板200の構造を示す断面図である。 他の実施形態に係る並列チップ内蔵印刷回路基板200の構造を示す断面図である。 他の実施形態に係る並列チップ内蔵印刷回路基板200の構造を示す断面図である。
符号の説明
1 並列チップ、
10、11 単位チップ、
12、14 電極、
13、32、42、230 ヴィアホール、
15、16 連結部材、
20 伝導性部材、
30 第1基板、
34、44 伝導性ペースト、
36、46 内部回路
38、48 外部回路、
40 第2基板、
50 第3基板、
51 テーブル、
52 キャビティ、
54 ドリル、
100、102、110、112、120、122、130、140 段階、
200 並列チップ内蔵印刷回路基板、
210 受動部品、
212 外部電極、
214 割れ、
220 基板

Claims (23)

  1. (a)電極または電極に対して電気的に連結された部材が上面および下面に形成される複数の単位チップを、伝導性部材を用いて並列に連結して並列チップを形成する段階、
    (b)前記並列チップの一方の電極を第1基板に結合する段階、および、
    (c)前記並列チップの他方の電極を第2基板に結合する段階
    を含む並列チップ内蔵印刷回路基板の製造方法。
  2. (d)伝導性部材が結合されている第1基板の前記伝導性部材の上に複数の単位チップを実装して並列チップを形成する段階、
    (e)前記複数の単位チップの位置に対応して貫通ホールの穿孔された第3基板を前記第1基板に積層する段階、および、
    (f)第2基板を前記第3基板に積層し、前記複数の単位チップを外部回路と電気的に連結する段階
    を含む並列チップ内蔵印刷回路基板の製造方法。
  3. 前記段階(a)または前記段階(b)は前記並列チップの大きさに対応してキャビティ(cavity)の穿孔された第3基板を形成する段階をともに含み、
    前記段階(b)および前記段階(c)の間には前記キャビティ(cavity)に前記並列チップが挿入されるように前記第3基板を前記第1基板に積層する段階をさらに含む請求項1に記載の並列チップ内蔵印刷回路基板の製造方法。
  4. 前記伝導性部材は、伝導性ペースト、伝導性ポリマーフィルム、伝導性高分子、異方伝導性テープ、および伝導性エポキシから選択されたひとつ以上である請求項1または2に記載の並列チップ内蔵印刷回路基板の製造方法。
  5. 前記第3基板は、回路の形成された銅箔積層板(CCL)である請求項2または3に記載の並列チップ内蔵印刷回路基板の製造方法。
  6. 前記第3基板に形成された回路は、前記並列チップと電気的に繋がれる請求項5に記載の並列チップ内蔵印刷回路基板の製造方法。
  7. 前記キャビティ(cavity)は、ドリル(Mechanical Drill)またはルータ(Router)を用いて穿孔される請求項2または3に記載の並列チップ内蔵印刷回路基板の製造方法。
  8. 前記段階(a)乃至前記段階(c)の中のひとつは、前記第1基板または前記第2基板の前記並列チップの結合される部分にひとつ以上のヴィアホールを形成し、前記ヴィアホールに伝導性ペーストを充填する段階をさらに含む請求項1に記載の並列チップ内蔵印刷回路基板の製造方法。
  9. 前記ヴィアホールは、前記複数の単位チップに対応する位置にそれぞれ形成される請求項8に記載の並列チップ内蔵印刷回路基板の製造方法。
  10. 前記段階(c)よりも後に、前記第1基板または前記第2基板を前記並列チップの方向に加圧して前記複数の単位チップと前記伝導性ペーストを電気的に連結する段階をさらに含む請求項8または9に記載の並列チップ内蔵印刷回路基板の製造方法。
  11. 前記段階(d)乃至前記段階(f)の中のひとつは前記第1基板の前記伝導性部材の結合される部分、または前記第2基板の前記複数の単位チップの結合される部分にひとつ以上のヴィアホールを形成し、前記ヴィアホールに伝導性ペーストを充填する段階をさらに含む請求項2に記載の並列チップ内蔵印刷回路基板の製造方法。
  12. 最後の段階よりも後に、前記第1基板または前記第2基板の外側に複数の突起が突き出した銅箔板(Bumped copper foil)を付加し、前記銅箔板を前記複数の単位チップの方向に加圧して前記複数の単位チップと前記銅箔板を電気的に連結する段階をさらに含む請求項1または2に記載の並列チップ内蔵印刷回路基板の製造方法。
  13. 前記複数の突起は、前記複数の単位チップに対応する位置にそれぞれ形成される請求項12に記載の並列チップ内蔵印刷回路基板の製造方法。
  14. 前記単位チップは、左右両側に電極が形成され、前記電極とそれぞれ電気的に繋がれた部材が前記単位チップの上面と下面にそれぞれ結合される請求項1または2に記載の並列チップ内蔵印刷回路基板の製造方法。
  15. 上面と下面に電極または電極と電気的に繋がれた部材が形成される複数の単位チップと、
    前記複数の単位チップの上面を電気的に連結する第1伝導性部材と、
    前記複数の単位チップの下面を電気的に連結する第2伝導性部材と
    を含む並列チップの内蔵された印刷回路基板。
  16. 前記第1伝導性部材は第1基板に結合され、前記第2伝導性部材は第2基板に結合される請求項15に記載の並列チップの内蔵された印刷回路基板。
  17. 前記第1基板と前記第2基板の間には前記並列チップの大きさに対応してキャビティ(cavity)の穿孔された第3基板が介在されるし、前記並列チップは前記キャビティ(cavity)に挿入される請求項15に記載の並列チップの内蔵された印刷回路基板。
  18. 前記第3基板は回路の形成された銅箔積層版(CCL)であり、前記回路は前記並列チップと電気的に繋がれる請求項17に記載の並列チップの内蔵された印刷回路基板。
  19. 前記第1基板または前記第2基板の前記並列チップの結合される部分にひとつ以上のヴィアホールが形成されるし、前記ヴィアホールには伝導性ペーストが充填された請求項16に記載の並列チップの内蔵された印刷回路基板。
  20. 前記ヴィアホールは前記複数の単位チップに対応する位置にそれぞれ形成される請求項19に記載の並列チップの内蔵された印刷回路基板。
  21. 前記第1基板または前記第2基板の外側に複数の突起が突き出されている銅箔板(Bumped copper foil)が結合され、前記複数の突起は前記第1基板または前記第2基板に挿入される請求項16に記載の並列チップの内蔵された印刷回路基板。
  22. 前記複数の突起は前記複数の単位チップに対応する位置にそれぞれ形成される請求項21に記載の並列チップの内蔵された印刷回路基板。
  23. 前記第1伝導性部材および前記第2伝導性部材は、伝導性ポリマーフィルム、伝導性高分子、異方伝導性テープ、伝導性エポキシの中のひとつ以上の請求項15に記載の並列チップの内蔵された印刷回路基板。
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