JP2016111359A - 電子部品内蔵印刷回路基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品内蔵印刷回路基板の製造方法を提供する。【解決手段】コア基板にキャビティを加工するステップと、キャビティが加工されたコア基板の一面に支持台を付着するステップと、キャビティ内に電子部品１３０を挿入するステップと、電子部品を液状接着剤１４０を用いて上記キャビティの側壁に固定するステップと、支持台を除去するステップと、支持台が除去されたコア基板の両面に絶縁層１２０及び銅箔層１５０を同時に積層するステップと、を含むことができる。【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品内蔵印刷回路基板及びその製造方法に関する。

近年、電子産業の発達に伴って電子製品の軽薄短小化が行われつつあり、印刷回路基板の小型化及薄型化に対する要求がますます増加している。しかし、印刷回路基板の表面に電子部品を実装するので、基板の厚さを低減することは困難となっている。

これにより、従来の表面実装方式とは異なる方式の電子部品の実装方式が注目されている。新たな方式の電子部品実装方式としては、ＩＣのような能動素子、抵抗やキャパシタなどの受動素子を印刷回路基板の内部に実装する電子部品内蔵印刷回路基板がある。

しかし、電子部品内蔵印刷回路基板の製造方法において、よく使用されているキャビティ工法は、両方の積層材を同時に積層する従来の基板製作工程に比べて、工程時間が多く必要となる。このため、量産時間の増加、工程費の増加、人件費の増加等時間的、経済的損失が大きくなっている。

韓国公開特許第２０１２−００４２４２８号公報

本発明は、電子部品が印刷回路基板に内蔵された電子部品内蔵印刷回路基板を製造することにおいて、電子部品をキャビティ内に挿入した後、コア基板の両面に絶縁層及び銅箔層を同時に積層して製造する電子部品内蔵印刷回路基板及びその製造方法を提供することに目的がある。

本発明の上記目的は、コア基板にキャビティを加工し、上記キャビティが加工されたコア基板の一面に支持台を付着した後、上記キャビティ内に電子部品を挿入し、上記電子部品を液状接着剤を用いて上記キャビティの側壁に固定し、上記支持台を除去した後に、上記支持台が除去されたコア基板の両面に絶縁層及び銅箔層を同時に積層することにより達成することができる。

このとき、キャビティの加工は、二酸化炭素（ＣＯ_２）レーザ、ＹＡＧ（イットリウム、アルミニウム、柘榴石）レーザ、ガラスレーザなどを用いたレーザ加工により行われることができ、キャビティの大きさは電子部品の大きさよりも大きく形成することができる。

また、上記電子部品としては、ＭＬＣＣ、ＬＴＣＣ、チップ、抵抗体などの受動素子や、ＩＣ、半導体チップなどの能動素子ガある。

電子部品をキャビティの側壁に固定するために用いられる液状接着剤は、ＵＶ硬化型液状接着剤であって、微細ノズルを用いて噴射することができる。

上記コア基板の両面に絶縁層及び銅箔層を同時に積層する前に、コア基板の両面にプラズマ処理工程を行うことができ、絶縁層及び銅箔層の同時積層は、熱と圧力を同時に加える高温、高圧プレッシング方式を用いて行うことができる。

一方、本発明の目的は、キャビティが形成されたコア基板、上記キャビティに内蔵された電子部品及び上記電子部品を上記キャビティの側壁に固定する接着層を提供することによっても達成することができる。このとき、上記接着層は、液状接着剤が硬化して形成されることができる。

本発明の一実施形態に係る電子部品内蔵印刷回路基板を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る電子部品内蔵印刷回路基板の内層キャビティの加工ステップを示す図である。 本発明の一実施形態に係る電子部品内蔵印刷回路基板の電子部品を臨時固定するための支持台を付着するステップを示す図である。 本発明の一実施形態に係る電子部品内蔵印刷回路基板の電子部品を挿入するステップを示す図である。 本発明の一実施形態に係る電子部品内蔵印刷回路基板の電子部品を固定するための液状接着剤の塗布及び硬化ステップを示す図である。 本発明の一実施形態に係る電子部品内蔵印刷回路基板の支持台を除去するステップを示す図である。 本発明の一実施形態に係る電子部品内蔵印刷回路基板の両面を同時に積層するステップを示す図である。

本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付した図面とともに詳細に後述する実施形態を参照すれば明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されず、異なる様々な形態で実現することができる。本実施形態は、本発明の開示が完全になるようにするとともに、本発明の属する技術分野で通常の知識を有した者に発明の範疇を完全に伝達するために提供されることができる。

本明細書で用いられた用語は、実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。本明細書において、単数形は、文章で特に言及しない限り複数形も含む。明細書で用いられる「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び／または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、言及された構成要素、ステップ、動作及び／または電子部品は一つ以上の他の構成要素、ステップ、動作及び／または電子部品の存在または追加を排除しない。

以下に、添付された図面に基づいて本発明の構成及び作用効果をさらに詳細に説明する。

電子部品内蔵印刷回路基板は、能動素子または受動素子が基板に内蔵されている基板であって、能動素子及び受動素子が基板の表面を共有している従来の印刷回路基板とは異なって、印刷回路基板の表面に余裕空間を確保できるという利点がある。また、従来の印刷回路基板に比べて配線密度を高めることができ、さらにコンパクトな電子機器の開発が可能となる。

図１は、本発明の一実施形態に係る電子部品内蔵印刷回路基板を示す断面図である。参照として、図面の構成要素は、必ずしも縮尺に応じて示されたものではなく、例えば、本発明の理解を容易にするために、図面の一部構成要素の大きさを他の構成要素に比べて誇張して示すことができる。

図１を参照すると、本発明の電子部品内蔵印刷回路基板１００は、第１絶縁層１１０と第２絶縁層１２０、第１絶縁層１１０に内蔵された電子部品１３０、電子部品１３０と第１絶縁層１１０の側壁とを接着させる接着層１４０、銅箔層１５０、及び内部回路層１６０で構成されることができる。

第１絶縁層１１０は、片面印刷回路基板や両面印刷回路基板または多層印刷回路基板などに含まれたコア層となることができる。

すなわち、図１の第１絶縁層１１０は、基板を構成する多数の絶縁層のうち、電子部品１３０が内蔵されるキャビティが形成された絶縁層のみを示したものであって、図１の第１絶縁層１１０は、それ自体が基板となることができ、またはその上部にビルドアップ層が積層されることもできる。

第１絶縁層１１０は、エポキシのような熱硬化性樹脂、ポリイミドのような熱可塑性樹脂、及び光硬化性樹脂のうちの少なくともいずれか１種を含むことができる。第１絶縁層１１０が基板のコア層となる場合、第１絶縁層１１０は、ガラス繊維や無機フィラーなどのような補強材が上記樹脂に含浸されたプリプレグであることができる。

第１絶縁層１１０に内蔵された電子部品１３０は、ＭＬＣＣ、ＬＴＣＣ、チップ、抵抗体などの受動素子、またはＩＣ、半導体チップなどの能動素子であることができる。

第２絶縁層１２０は、絶縁材の積層により形成され、絶縁材の加熱、圧着により硬化されることができる。絶縁材の加熱、圧着時に、第１絶縁層１１０のキャビティ２１０と電子部品１３０との間の空間に絶縁材の一部が流入されて硬化されるこよにより、電子部品１３０の位置を固定することができる。

一方、接着層１４０は、液状接着剤を用いて形成され、電子部品１３０を第１絶縁層１１０に形成されたキャビティ内に固定するために、電子部品１３０と第１絶縁層１１０の側壁との間に液状接着剤を塗布することにより形成されることができる。このとき、液状接着剤は、ＵＶに反応するＵＶ硬化型液状接着剤を用いることができるが、液状接着剤の種類がこれに限定されるものではない。

また、第１絶縁層１１０の両面に第２絶縁層１２０と銅箔層１５０とを同時に積層した後には、銅箔層１５０をエッチングして外部回路層を形成することができる。外部回路層は、２次元的にパターニングされた金属配線であって、その用途に応じて接地領域を形成する接地配線、電源供給の手段となる電源配線、そして信号伝達機能を果たす信号配線などに用いることができ、外部回路層の一部は、実装電子部品と電気的に接続するパッドとすることができる。

以下では、本発明の一実施形態に係る電子部品内蔵印刷回路基板の製造ステップを図２から図７を参照して具体的に説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係る電子部品内蔵印刷回路基板の内層キャビティの加工ステップを示す図である。

キャビティ２１０は、電子部品１３０（図４等参照）を基板の中に内蔵するために基板に形成する内部空間である。基板にキャビティ２１０を形成して電子部品を内蔵すると、製品の小型化及薄型化が可能となる。

図２を参照すると、キャビティ２１０は、コア基板２００にレーザ加工またはＣＮＣを用いたドリリング加工により形成することができる。本実施形態では、レーザ加工によりキャビティ２１０を形成することができ、これは、ドリリング加工によりキャビティ２１０を形成することに比べて高い精度でキャビティ２１０を形成することができる。

キャビティ２１０の形成に使用されるレーザは、二酸化炭素（ＣＯ_２）レーザ、ＹＡＧ（イットリウム、アルミニウム、柘榴石）レーザ、ガラスレーザのうちのいずれかであってもよいが、特にこれらに限定されるものではない。

キャビティ２１０内に電子部品１３０（図４等参照）を挿入するためには、キャビティ２１０が電子部品１３０（図４等参照）の大きさよりも大きく形成される必要がある。しかし、キャビティ２１０が電子部品１３０（図４等参照）の大きさより大きすぎると、キャビティ２１０と電子部品１３０（図４等参照）との間にボイド（ｖｏｉｄ）が発生することがある。また、本実施形態のように、液状接着剤を用いて電子部品１３０（図４等参照）とキャビティ２１０の側壁とを接着させる場合、液状接着剤が流れ落ちるという問題が発生することがある。したがって、キャビティ２１０の大きさは、液状接着剤が粘度を保持しながら充填できる大きさに形成されることが好ましい。このときキャビティ２１０の幅は、電子部品１３０（図４等参照）の幅より１００〜１３０μｍ程度大きく形成することができる。

図３は、本発明の一実施形態に係る電子部品内蔵印刷回路基板において、電子部品を臨時固定するための支持台の付着ステップを示す図である。

図２及び図３を参照すると、コア基板２００の一面に、片面のみに接着性を有した支持台２２０を付着することができる。支持台２２０は、電子部品１３０（図４等参照）をキャビティ２１０内に挿入時、電子部品を臨時に固定するための部材である。また、後続工程が行われるまで電子部品１３０（図４等参照）がキャビティ２１０内で離脱しないようにすることができる。このとき、支持台２２０の種類は特に限定されないが、フィルム形態の接着テープまたはジグ状のＰＥＴ、ＰＥ、ＰＶＣなどの板状硬化樹脂を用いることができる。

図４は、本発明の一実施形態に係る電子部品内蔵印刷回路基板の電子部品を挿入するステップを示す図である。

図２及び図４を参照すると、電子部品１３０は、キャビティ２１０内に挿入され、支持台２２０の接着面に付着することができる。

電子部品１３０は、ＭＬＣＣ、ＬＴＣＣ、チップ、抵抗体などの受動素子、またはＩＣ、半導体チップなどの能動素子であることができる。

電子部品１３０が支持台２２０の接着面に付着すると、電子部品１３０は、その位置を離脱しないことになる。

図５は、本発明の一実施形態に係る電子部品内蔵印刷回路基板において、電子部品を固定するための液状接着剤の塗布及び硬化ステップを示す図である。

図２及び図５を参照すると、電子部品１３０をキャビティ２１０内に固定するために、電子部品１３０とキャビティ２１０の側壁との間に液状接着剤を塗布して接着層１４０を形成することができる。

液状接着剤としては、ＵＶに反応するＵＶ硬化型液状接着剤を用いることができ、熱硬化型液状接着剤を用いて電子部品１３０をキャビティ２１０の側壁に固定することもできる。液状接着剤の種類は、特にこれに限定されることはない。

接着層１４０は、液状接着剤を微細ノズルを用いて適量噴射し、液状接着剤が硬化して形成されることができる。接着層１４０は、支持台２２０が除去されてもキャビティ２１０内に電子部品１３０を固定させることができる。

本実施形態では、ＵＶ硬化型液状接着剤を用いて、ＵＶ硬化により接着層１４０を形成したが、これに限定されない。すなわち、熱硬化型液状接着剤を塗布した後、熱硬化により接着層１４０を形成することもできる。

図６は、本発明の一実施形態に係る電子部品内蔵印刷回路基板の支持台の除去ステップを示す図である。

図１、図２、図３及び図６を参照すると、コア基板２００から支持台２２０を除去する。液状接着剤の塗布及び硬化工程を介してキャビティ２１０と電子部品１３０との間には接着層１４０が形成されたので、支持台を除去しても電子部品１３０の位置が逸脱することはない。

また、支持台２２０が除去されることにより、第２絶縁層１２０及び銅箔層１５０をコア基板２００の両面に積層することができる。

図７は、本発明の一実施形態に係る電子部品内蔵印刷回路基板の両面に同時積層するステップを示す図である。

図２、図３及び図７を参照すると、電子部品１３０が接着層１４０によりキャビティ２１０内に固定されると、コア基板２００の上部、下部に第２絶縁層１２０及び銅箔層１５０を同時に積層することができる。

このとき、第２絶縁層１２０と銅箔層１５０とをコア基板２００に同時積層する前に、コア基板２００にプラズマ処理を行うことができる。プラズマ処理工程は、コア基板２００の表面に粗度を形成するために行われることができ、支持台２２０が付着されたコア基板２００の一面を清浄するための前処理工程として行うことができる。

接着層１４０により電子部品１３０をキャビティ２１０内に固定しない場合は、電子部品１３０が支持台２２０によりコア基板２００のキャビティ２１０内に固定された状態で第２絶縁層１２０及び銅箔層１５０を積層することになるので、まず支持台２２０の付着されていない裏面に第２絶縁層１２０及び銅箔層１５０を積層した後に、支持台２２０を除去し、残りの面に第２絶縁層１２０及び銅箔層１５０を積層することになる。

しかし、本発明の実施形態によれば、接着層１４０により電子部品１３０をキャビティ２１０内に固定するので支持台２２０がなくても、電子部品１３０がコア基板２００のキャビティ２１０内に固定されることができる。したがって、第１絶縁層１１０の両面に第２絶縁層１２０及び銅箔層１５０を同時に積層することが可能となる。

このとき、第２絶縁層１２０及び銅箔層１５０の積層は、熱と圧力を同時に加える高温、高圧プレッシング方式を用いて行われることができる。

本発明の実施形態のように、コア基板２００の両面に第２絶縁層１２０及び銅箔層１５０を同時に積層すると、工程ステップ（ｓｔｅｐ）が減少し、工程リードタイムが短縮され、コストを低減することができる。

以上の詳細な説明は、本発明を例示するものである。また、上述した内容は本発明の好ましい実施形態を示すにすぎず、本発明は様々な異なる組み合わせ、変更及び環境にて用いることができる。すなわち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、記述した開示内容と均等な範囲及び／または当業界の技術または知識の範囲内で変更または修正することが可能である。上述した実施形態は、本発明を実施するに当たって最善の状態を説明するためのものであり、本発明のような他の発明を使用するに当たって、当業界に知られている他の状態への実施、そして発明の具体的な適用分野及び用途から要求される様々な変更も可能である。したがって、以上の発明の詳細な説明は、開示された実施状態により本発明を制限するものではない。また、添付された請求範囲は、他の実施状態も含むものとして解釈されるべきである。

１００ 電子部品内蔵印刷回路基板
１１０ 第１絶縁層
１２０ 第２絶縁層
１３０ 電子部品
１４０ 接着層
１５０ 銅箔層
１６０ 内部回路層
２００ コア基板
２１０ キャビティ
２２０ 支持台

Claims (14)

1. キャビティが形成されたコア基板と、
   前記キャビティに内蔵された電子部品と、
   前記電子部品を前記キャビティの側壁に固定する接着層と、
   を含む電子部品内蔵印刷回路基板。
2. 前記接着層は、液状接着剤が硬化して形成された請求項１に記載の電子部品内蔵印刷回路基板。
3. 前記液状接着剤は、ＵＶ硬化型液状接着剤である請求項２に記載の電子部品内蔵印刷回路基板。
4. 前記印刷回路基板は、前記コア基板の両面にそれぞれ積層される絶縁層と、前記絶縁層上に形成される外部回路層と、をさらに含む請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子部品内蔵印刷回路基板。
5. 前記電子部品は、ＭＬＣＣ、ＬＴＣＣ、チップ、抵抗体、ＩＣ、半導体チップのうちのいずれか１つである請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子部品内蔵印刷回路基板。
6. コア基板にキャビティを加工するステップと、
   前記キャビティが加工された前記コア基板の一面に支持台を付着するステップと、
   前記キャビティ内に電子部品を挿入するステップと、
   液状接着剤を用いて前記キャビティの側壁に前記電子部品を固定するステップと、
   前記支持台を除去するステップと、
   前記支持台が除去された前記コア基板の両面に絶縁層及び銅箔層を同時に積層するステップと、
   を含む電子部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
7. 前記キャビティを加工するステップは、二酸化炭素（ＣＯ_２） レーザ、ＹＡＧ（イットリウム、アルミニウム、柘榴石）レーザ、ガラスレーザのうちの少なくとも１つを用いる請求項６に記載の電子部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
8. 前記キャビティの大きさは、前記電子部品の大きさよりも１００〜１３０μｍ大きく形成される請求項６または請求項７に記載の電子部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
9. 前記電子部品は、ＭＬＣＣ、ＬＴＣＣ、チップ、抵抗体、ＩＣ、半導体チップのうちのいずれか１つである請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の電子部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
10. 前記液状接着剤は、ＵＶ硬化型液状接着剤である請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の電子部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
11. 前記液状接着剤を用いるステップにおいて、前記液状接着剤は、微細ノズルを用いて噴射される請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載の電子部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
12. 前記コア基板の両面に絶縁層及び銅箔層を同時に積層するステップの前に、前記コア基板の両面にプラズマ処理工程を行うステップをさらに含む請求項６から請求項１１のいずれか１項に記載の電子部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
13. 前記コア基板の両面に絶縁層及び銅箔層を同時に積層するステップは、熱と圧力を同時に加える高温、高圧プレッシング方式を用いる請求項６から請求項１２のいずれか１項に記載の電子部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
14. 前記支持台は、フィルム形態の接着テープまたはジグ状のＰＥＴ、ＰＥ、ＰＶＣなどの板状硬化樹脂のうちのいずれか１つである請求項６から請求項１３のいずれか１項に記載の電子部品内蔵印刷回路基板の製造方法。

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