JP2016207764A - 部品内蔵配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品を収容する貫通孔内の電子部品以外の空間が充填樹脂で良好に充填されており、貫通孔内に収容された電子部品の性能や寿命に劣化が起きにくい部品内蔵配線基板を提供すること。【解決手段】電子部品３を収容するための貫通孔７を有する絶縁板１と、貫通孔７内に収容された電子部品３と、貫通孔７内の電子部品３以外の空間を充填する充填樹脂８とを具備して成る部品内蔵配線基板１０であって、電子部品３は、その側面の上端から下端にかけて、貫通孔７内壁との間隔が他の部分よりも広い切欠き部Ｃを有する。【選択図】図２Ｂ

Description

本発明は、電子部品を内蔵する部品内蔵配線基板およびその製造方法に関するものである。

従来、電子部品を内蔵する部品内蔵配線基板は、電子部品を収容するための貫通孔を有する絶縁板を準備するとともに、この絶縁板の貫通孔内に電子部品を収容した後、貫通孔内部にペースト状の充填樹脂を充填するとともに熱硬化させることにより電子部品が絶縁板内に収容され、さらに絶縁板の上下にはみ出した充填樹脂を必要に応じて平坦に研磨した後、絶縁板の上下に絶縁層を積層することによって多層化が図られている。

特開２００３−３３２４８２号公報

ところで、このような部品内蔵配線基板においては、貫通孔内における電子部品の位置精度を高めるため、電子部品の側面と貫通孔内壁との隙間が極めて狭いものとなっている。そのため、電子部品と貫通孔内壁との狭い隙間を通して充填樹脂を良好に充填することができずに、貫通孔内の電子部品以外の空間にボイドが形成されやすい。このようなボイドは、電子部品が発生する熱を外部に良好に伝達する妨げになり、電子部品の性能や寿命を劣化させてしまう。本発明は、このような従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その課題は、貫通孔内の電子部品以外の空間が充填樹脂で良好に充填されて、電子部品の性能や寿命に劣化が起きにくい部品内蔵配線基板を提供することにある。

本発明の電子部品内蔵配線基板は、電子部品を収容するための貫通孔を有する絶縁板と、前記貫通孔内に収容された電子部品と、前記貫通孔内の前記電子部品以外の空間を充填する充填樹脂とを具備して成る部品内蔵配線基板であって、前記電子部品は、その側面の上端から下端にかけて、前記貫通孔内壁との間隔が他の部分よりも広い切欠き部を有することを特徴とするものである。

また、本発明の電子部品内蔵配線基板の製造方法は、電子部品を収容するための貫通孔をする絶縁板と、前記貫通孔内に収容された場合に、その側面の上端から下端にかけて、前記貫通孔内壁との間隔が他の部分よりも広い切欠き部を有する電子部品とを準備する工程と、前記貫通孔内に前記電子部品を収容する工程と、前記貫通孔内の前記電子部品以外の空間にペースト状の充填樹脂を充填するとともに該充填樹脂を硬化させる工程と、を行うことを特徴とするものである。

本発明の部品内蔵配線基板およびその製造方法によれば、絶縁板の貫通孔内に収容された電子部品は、その側面の上端から下端にかけて、貫通孔内壁との間隔が他の部分よりも広い切欠き部を有していることら、この切欠き部を介して貫通孔内の電子部品以外の空間が充填樹脂により良好に充填される。したがって、電子部品が発生する熱を充填樹脂を介して外部に良好に伝達させることができ、電子部品の性能や寿命に劣化が起きにくい部品内蔵配線基板を提供することができる。

図１は、本発明の部品内蔵配線基板の第１の実施形態例を示す概略断面図である。 図２Ａは、本発明の部品内蔵配線基板の第１の実施形態例に用いられる電子部品の斜視図である。 図２Ｂは、本発明の部品内蔵配線基板の第１の実施形態例の要部を示す部分平面図である。 図３は、本発明の部品内蔵基板の製造方法の実施形態例を示す工程毎の概略断面図である。 図４Ａは、本発明の部品内蔵配線基板の第２の実施形態例に用いられる電子部品の斜視図である。 図４Ｂは、本発明の部品内蔵配線基板の第２の実施形態例の要部を示す部分平面図である。 図５Ａは、本発明の部品内蔵配線基板の第３の実施形態例に用いられる電子部品の斜視図である。 図５Ｂは、本発明の部品内蔵配線基板の第３の実施形態例の要部を示す部分平面図である。 図６Ａは、本発明の部品内蔵配線基板の第４の実施形態例に用いられる電子部品の斜視図である。 図６Ｂは、本発明の部品内蔵配線基板の第４の実施形態例の要部を示す部分平面図である。

次に、本発明の部品内蔵配線基板の第１の実施形態例について図１を基に説明する。図１に示すように、本例の部品内蔵配線基板１０は、コア用の絶縁板１と、ビルドアップ用の絶縁層２と、電子部品３と、配線導体４と、ソルダーレジスト層５とを備えている。

絶縁板１は、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成る。絶縁板１の厚みは、１００〜８００μｍである。絶縁板１は、その上面から下面にかけて貫通する複数のスルーホール６と電子部品３を収容するための貫通孔７とを有している。スルーホール６の直径は５０〜２００μｍ程度である。貫通孔７の大きさは、電子部品３と貫通孔７の内壁との間に１０〜５００μｍ程度の隙間ができる大きさとなっている。

絶縁板１の上下面およびスルーホール６内には、配線導体４の一部が被着されている。なお、配線導体４が被着されたスルーホール６の内部は、孔埋め樹脂で充填されている。

また、貫通孔７の内部には電子部品３が収容されている。電子部品３は、例えばエポキシ樹脂等のモールド樹脂で封止された樹脂モールド半導体素子や樹脂モールド電子部品モジュールである。電子部品３は、幅および長さがそれぞれ１〜５０ｍｍ、高さが０．２〜４ｍｍ程度の概ね直方体形状であり、その上面に端子３ａを有している。端子３ａを含む電子部品３の高さは、絶縁板１の厚みよりも０．０３ｍｍ以上小さい。

さらに、貫通孔７内の電子部品３以外の空間は、充填樹脂８により充填されている。充填樹脂８は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂にシリカ等の無機絶縁物フィラーを含有させた電気絶縁材料から成る。充填樹脂８は、貫通孔７内の電子部品３以外の空間にペースト状の充填樹脂を充填するとともに熱硬化させることにより形成される。

絶縁層２は、絶縁板１と同様にガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成る。絶縁層２の厚みは、１０〜５０μｍ程度である。絶縁層２には、各絶縁層２を貫通する複数のビアホール９が形成されている。絶縁層２の表面およびビアホール９の内部には、配線導体４の一部が被着されている。

配線導体４は、銅箔や銅めっき等の良導電性材料からなる。配線導体４の厚みは５〜５０μｍ程度である。上面側の最表層の配線導体４の一部は、半導体素子Ｓの電極Ｔと接続するための半導体素子接続パッド４ａを形成している。また、下面側の最表層の配線導体４の一部は、外部の電気回路基板に接続するための外部接続パッド４ｂを形成している。これらの半導体素子接続パッド４ａと外部接続パッド４ｂとの間は、ビアホール９およびスルーホール６を介して所定のもの同士が電気的に接続されている。

さらに、配線導体４の一部は、電子部品３の端子３ａの直上に設けられたビアホール９を介して電子部品３の端子３ａに接続されている。これにより電子部品３の端子３ａが所定の半導体素子接続パッド４ａおよび外部接続パッド４ｂに電気的に接続されている。なお、端子３ａの直上に設けられたビアホール９は、絶縁層２のみならず充填樹脂８も貫通して端子３ａに達している。

ソルダーレジスト層５は、アクリル変性エポキシ樹脂等の感光性の熱硬化性樹脂にシリカ等の無機絶縁物フィラーを含有させた電気絶縁材料から成る。ソルダーレジスト層５の厚みは、１０〜３０μｍ程度である。

ところで、本例の部品内蔵配線基板１０においては、電子部品３は、図２Ａに示すように、その側面の上端から下端にかけて切欠き部Ｃを有している。切欠き部Ｃは、電子部品３のモールド樹脂部に形成されている。切欠き部Ｃは、幅が０．１〜５ｍｍ、奥行きが０．２〜２ｍｍである。電子部品３は、このような切欠き部Ｃを有していることで、図２Ｂに示すように、絶縁板１の貫通孔７内に収容された場合に、その側面と貫通孔７内壁との間隔が切欠き部Ｃにおいて他の部分よりも広いものとなる。そのため、この切欠き部Ｃを介して貫通孔７内の電子部品３以外の空間が充填樹脂８により良好に充填される。また、切欠き部Ｃはモールド樹脂部に設けられているため、切欠き部Ｃの表面と充填樹脂８とが同じ樹脂同士で強固に密着する。したがって、本例の部品内蔵配線基板１０によれば、電子部品３が発生する熱を充填樹脂８を介して外部に良好に伝達させることができ、電子部品３の性能や寿命に劣化が起きにくい部品内蔵配線基板１０を提供することができる。

次に、本発明の部品内蔵配線基板の製造方法の一実施形態例について図３を基に説明する。なお、上述の部品内蔵配線基板１０の説明において説明した部位と同一の部位には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

まず、図３（ａ）に示すように、貫通孔７を有する絶縁板１を準備するとともに、絶縁板１の下面に貫通孔７を塞ぐようにして仮付シート１１を仮付する。仮付シート１１としては、絶縁板１側に微粘着剤を塗布した粘着性を有する樹脂から成るシートを用いる。仮付シート１１の厚みは１０〜３００μｍ程度が好ましい。なお、この例では、絶縁板１にスルーホール６が形成されているとともに上下面およびスルーホール６内に配線導体４の一部が被着されているが、スルーホール６および配線導体４は、後で形成しても良い。

次に、図３（ｂ）に示すように、貫通孔７内の仮付シート１１上に電子部品３を載置する。このとき、電子部品３の端子３ａが絶縁板１の上面より０．１ｍｍ以上貫通孔７内に凹んで位置することが好ましい。

次に、図３（ｃ）に示すように、貫通孔７内の電子部品３以外の空間にペースト状の封止樹脂８を充填するとともに熱硬化させる。ペースト状の封止樹脂８は、未硬化のエポキシ樹脂組成物とシリカ等の無機絶縁物フィラーを含有し、貫通孔７内の電子部品３以外の空間を良好に充填可能な粘度を有している。

このとき、図２Ａおよび２Ｂに示したように、電子部品３は、その側面の上端から下端にかけて切欠き部Ｃを有しており、その側面と貫通孔７内壁との間隔が切欠き部Ｃにおいて他の部分よりも広いものとなる。そのため、この切欠き部Ｃを介して貫通孔７内の電子部品３以外の空間が充填樹脂８により良好に充填される。また、切欠き部Ｃはモールド樹脂部に設けられているため、切欠き部Ｃの表面と充填樹脂８とが同じ樹脂同士で強固に密着する。

次に、図３（ｄ）に示すように、絶縁板１の下面から仮付シート１１を剥ぎ取って除去する。なお、このとき絶縁板１の上下面からはみ出した充填樹脂８を研磨により除去するようにしても良い。このとき、電子部品３の端子３ａが絶縁板１の上面より１０μｍ以上貫通孔７内に凹んで位置させておくと、研磨により端子３ａが損傷を受けることを有効に防止することができ、端子３ａとビアホール９を介した配線導体４との接続を良好なものとすることができる。

次に、図３（ｅ）に示すように、絶縁板１の上下面に絶縁層２を積層する。絶縁層２は、ガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂の未硬化樹脂組成物を含浸させたプリプレグを絶縁板１の上下面に重ねてプレスするとともに加熱して熱硬化させることにより形成される。

次に、図３（ｆ）に示すように、絶縁層２にビアホール９を形成する。ビアホール９は絶縁層２で覆われた配線導体４や端子３ａを底面とする。ビアホール９の形成には、レーザ加工が用いられる。

次に、図３（ｇ）に示すように、絶縁層２の表面およびビアホール９内に配線導体４を形成する。これにより絶縁層２の表面およびビアホール９内の配線導体４と下層の配線導体４や端子３ａとが電気的に接続される。以下次層の絶縁層２および配線導体４の形成を必要層分繰り返した後、最後にソルダーレジスト層５を形成することによって図１に示した配線基板１０が完成する。

このように本例の部品内蔵配線基板の製造方法によれば、切欠き部Ｃを介して貫通孔７内の電子部品３以外の空間が充填樹脂８により良好に充填されるので、電子部品３が発生する熱を充填樹脂８を介して外部に良好に伝達させることができ、電子部品３の性能や寿命に劣化が起きにくい部品内蔵配線基板１０を提供することができる。

なお、本発明の部品内蔵配線基板およびその製造方法は、上述した実施形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば上述の実施形態例では、電子部品３の各辺の中央部に切欠き部Ｃが形成されていたが、図４Ａ，４Ｂに示すように、電子部品３の角部に切欠きＣが形成されていても良い。また、図５Ａ，５Ｂや図６Ａ，６Ｂに示すように、切欠き部Ｃが電子部品３の各辺に複数ずつ形成されていても良く、切欠き部Ｃの上面視の形状も半円形や三角形状等種々の形状を採用することができる。

１・・・絶縁板
２・・・絶縁層
３・・・電子部品
３ａ・・端子
７・・・貫通孔
８・・・充填樹脂

Claims (2)

1. 電子部品を収容するための貫通孔を有する絶縁板と、前記貫通孔内に収容された電子部品と、前記貫通孔内の前記電子部品以外の空間を充填する充填樹脂とを具備して成る部品内蔵配線基板であって、前記電子部品は、その側面の上端から下端にかけて、前記貫通孔内壁との間隔が他の部分よりも広い切欠き部を有することを特徴とする部品内蔵配線基板。
2. 電子部品を収容するための貫通孔をする絶縁板と、前記貫通孔内に収容された場合に、その側面の上端から下端にかけて、前記貫通孔内壁との間隔が他の部分よりも広い切欠き部を有する電子部品とを準備する工程と、前記貫通孔内に前記電子部品を収容する工程と、前記貫通孔内の前記電子部品以外の空間にペースト状の充填樹脂を充填するとともに該充填樹脂を硬化させる工程と、を行うことを特徴とする部品内蔵配線基板の製造方法。

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