專利名稱：線路板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如內(nèi)置電阻、電容器等電子部件的線路板及其制造方法。
背景技術(shù)：
在專利文獻1中公開了一種電子部件內(nèi)置線路板及其制造方法。在該制造方法 中，操作人員將電子部件嵌入到基板內(nèi)部，通過通路孔(Via Hole)將基板的導(dǎo)體圖案與電 子部件的端子電極(電極焊盤)電連接，由此制造電子部件內(nèi)置線路板。專利文獻1 日本專利公開2006-32887號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題然而，根據(jù)這種電子部件內(nèi)置線路板及其制造方法，在將例如由陶瓷與金屬的復(fù) 合體構(gòu)成的電子部件(例如貼片電容器(Chip Capacitor)等)內(nèi)置于例如由塑料構(gòu)成的 基板內(nèi)的情況下，擔(dān)心由于這些基板與電子部件之間的熱膨脹系數(shù)的差(例如CTE不匹配) 而產(chǎn)生熱應(yīng)力。并且，還擔(dān)心當(dāng)由這種熱應(yīng)力引起的應(yīng)力(例如剪切力)施加到通路孔等 布線的連接部(連接界面)時，會產(chǎn)生電連接的斷裂、所內(nèi)置的電子部件的性能劣化等。特別是在形成通路孔的絕緣層(例如由樹脂構(gòu)成的層)變厚、形成了縱橫比(高 度/直徑)較大的通路孔(層間連接部)的情況下，施加到該通路孔的熱應(yīng)力增大，上述問 題變得明顯。本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種能夠抑制由熱應(yīng)力引起的 性能劣化的線路板及其制造方法。用于解決問題的方案本發(fā)明的第一觀點所涉及的線路板具備基板，其形成有開口部；電子部件，其具 有電極，該電子部件被配置在上述開口部內(nèi)；絕緣構(gòu)件，其形成在上述開口部內(nèi)上述電子部 件的周圍；以及第一導(dǎo)體層，其形成在上述絕緣構(gòu)件上，包括第一導(dǎo)體圖案，其中，在上述絕 緣構(gòu)件上形成通路孔，上述電子部件的上述電極與上述第一導(dǎo)體圖案通過上述通路孔相連 接，上述通路孔的高度在5 15 μ m的范圍內(nèi)，上述通路孔的縱橫比在0. 07 0. 33的范圍 內(nèi)。此外，“配置在開口部內(nèi)”除了包括整個電子部件完全容納在開口部內(nèi)的情況以 外，還包括僅電子部件的一部分配置在開口部內(nèi)的情況等。本發(fā)明的第二觀點所涉及的線路板的制造方法包括以下工序準(zhǔn)備形成有開口部 的基板的工序；將具有電極的電子部件配置在上述開口部內(nèi)的工序；在上述開口部內(nèi)上述 電子部件的周圍填充絕緣材料的工序；在上述絕緣材料上形成包括第一導(dǎo)體圖案的第一導(dǎo) 體層的工序；在上述絕緣材料上形成高度在5 15 μ m的范圍內(nèi)、縱橫比在0. 07 0. 33的 范圍內(nèi)的通路孔的工序；以及通過上述通路孔連接上述電子部件的上述電極與上述第一導(dǎo) 體圖案的工序。該方法中的各工序，可以按照在該方法中出現(xiàn)的順序或其它順序來執(zhí)行。
此外，在“準(zhǔn)備”工序中除了包括購買材料、部件來親自制造的情況以外，還包括購 買成品來使用的情況等。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制由熱應(yīng)力弓丨起的性能劣化。


圖1是本發(fā)明的實施方式1所涉及的線路板的截面圖。圖2是內(nèi)置于線路板的電子部件的截面圖。圖3是表示電子部件的端子電極與通路孔之間的位置關(guān)系的圖。圖4A是內(nèi)置于線路板內(nèi)的電子部件的放大圖。圖4B是圖4A的一部分放大圖。圖5A是用于說明在電子部件中產(chǎn)生裂紋的情形的圖。圖5B是用于說明在電子部件中產(chǎn)生裂紋的情形的圖。圖6是表示在模擬中使用的試樣的圖。圖7是表示內(nèi)置于上述試樣中的電子部件的圖。圖8是表示在上述試樣中使用的材料的性質(zhì)的圖表。圖9是表示模擬結(jié)果的圖表。圖10是圖9的數(shù)據(jù)的曲線圖。圖11是從縱橫比較小的試樣開始按順序排列模擬結(jié)果的圖表。圖12是圖11的數(shù)據(jù)的第一圖表。圖13是圖11的數(shù)據(jù)的第二圖表。圖14A是用于說明本發(fā)明的實施方式1所涉及的線路板的結(jié)構(gòu)的圖。圖14B是表示包括粘結(jié)劑以外的層間絕緣層的線路板(比較例)的圖。圖15是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的線路板的制造方法的過程的流程圖。圖16A是用于說明將電子部件配置在載體上的工序的圖。圖16B是用于說明將電子部件配置在載體上的工序的圖。圖16C是用于說明將電子部件配置在載體上的工序的圖。圖16D是用于說明將電子部件配置在載體上的工序的圖。圖17A是用于說明將電子部件內(nèi)置于(嵌入)基板內(nèi)的工序的圖。圖17B是用于說明將電子部件內(nèi)置于基板內(nèi)的工序的圖。圖17C是用于說明將電子部件內(nèi)置于基板內(nèi)的工序的圖。圖18A是用于說明形成導(dǎo)體圖案的工序的圖。圖18B是用于說明形成導(dǎo)體圖案的工序的圖。圖18C是用于說明形成導(dǎo)體圖案的工序的圖。圖19A是本發(fā)明的實施方式2所涉及的線路板的截面圖。圖19B是內(nèi)置于線路板內(nèi)的電子部件的放大圖。圖20A是用于說明準(zhǔn)備基板的工序的圖。圖20B是用于說明在基板上形成用于內(nèi)置電子部件的空間的工序的圖。圖20C是用于說明將基板載置在載體上的工序的圖。
圖20D是用于說明將電子部件配置在載體上的工序的圖。圖21A是用于說明將電子部件內(nèi)置于(嵌入)基板內(nèi)的第一工序的圖。圖21B是用于說明將電子部件內(nèi)置于基板內(nèi)的第二工序的圖。圖22是用于說明形成通路孔的工序的圖。圖23A是表示使用了填充通路孔的線路板的第一例的圖。圖23B是表示使用了填充通路孔的線路板的第二例的圖。附圖標(biāo)記說明10、20 電子部件內(nèi)置線路板；100 基板；101、102 絕緣層；102a:樹脂(絕緣材 料)；110、120:布線層；110a:第一導(dǎo)體層(第一導(dǎo)體圖案)；110b 第二導(dǎo)體層(第二導(dǎo)體 圖案)；111、121 第一布線層(導(dǎo)體圖案)；112、122 第二布線層(導(dǎo)體圖案)；200 電子部 件(貼片電容器)；200a 粘結(jié)劑(絕緣材料)；201 電容器主體；201a、202a 通路孔；210、 220 端子電極(電極焊盤)；210a、220a 貫通孔；210b,220b 導(dǎo)體(層間連接部)；211 214、221 224 導(dǎo)體層；231 239 介電層；300 基板；300a,300b 布線層；310,320 布線 層；400 電子部件；400a 端子電極；410,420 絕緣層；410a、420a 通路孔；410b,420b 導(dǎo) 體；R11 開口部；R21 空間(空隙)。
具體實施例方式下面，參照附圖詳細(xì)說明將本發(fā)明具體化了的實施方式。(實施方式1)如圖1所示，本實施方式的電子部件內(nèi)置線路板10具備基板100、作為導(dǎo)體圖案的 布線層110和120以及電子部件200?；?00由方形的絕緣層101和102構(gòu)成，該絕緣層101和102例如由固化的預(yù) 浸料構(gòu)成。預(yù)浸料優(yōu)選例如通過樹脂浸漬處理而包含玻璃纖維、芳香族聚酰胺纖維等加強 材料。通過包含這種加強材料來緩和基板100的翹曲等。此外，加強材料是熱膨脹率小于 主材料(預(yù)浸料)的材料。在絕緣層101上形成與電子部件200的外形對應(yīng)的形狀的開口部R11。在本實施 方式中，開口部R11為基板100的凹部。此外，能夠根據(jù)用途等變更基板100的形狀、材料等。例如，也能夠使用將環(huán)氧樹 脂、雙馬來酰亞胺_三嗪樹脂(BT樹脂)、酰亞胺樹脂(聚酰亞胺樹脂)、烯丙基化聚苯醚樹 脂(A-PPE樹脂)等樹脂浸漬在玻璃纖維、芳香族聚酰胺纖維的基材中得到的材料作為預(yù)浸 料。另外，能夠使用液狀或薄膜狀的熱固化性樹脂、熱可塑性樹脂來代替預(yù)浸料。作為熱固 化性樹脂，例如能夠使用環(huán)氧樹脂、酰亞胺樹脂(聚酰亞胺樹脂)、BT樹脂、烯丙基化聚苯醚 樹脂、芳綸樹脂等。另外，作為熱可塑性樹脂，例如能夠使用液晶聚合物(LCP)、PEEK樹脂、 PTFE樹脂(氟樹脂)等。希望從絕緣性、介電特性、耐熱性、機械特性等觀點出發(fā)根據(jù)需要 選擇這些樹脂。另外，這些樹脂也能夠含有固化劑、穩(wěn)定劑、填料等作為添加劑。除此之外， 也可以代替預(yù)浸料而使用RCF(Resin Coated copper Foil 背膠銅箔)等。在基板100的表面(兩面)形成有布線層110和120。在基板100的下表面(箭 頭Y1側(cè)的面)形成有布線層110，并且在基板100的上表面(箭頭Y2側(cè)的面)形成有布線 層 120。
布線層110具有第一布線層111和第二布線層112。另外，布線層120由第一布線 層121和第二布線層122構(gòu)成。第一布線層111和121例如由銅箔構(gòu)成。第二布線層112 和122例如由銅鍍覆膜構(gòu)成。布線層110、120包括第一 布線層111、121(金屬箔)以及第 二布線層112、122(鍍覆膜)，由此第一布線層111、121與絕緣層101、102之間的密合性提 高，不容易發(fā)生分層。布線層110和120的厚度例如是15 40 ym。此外，能夠根據(jù)用途等 變更布線層110和120的材料、厚度等。在開口部R11內(nèi)配置具有與絕緣層101相同程度厚度的電子部件200。在電子部 件200與基板100的邊界部填充有用于固定電子部件200的粘結(jié)劑200a以及從絕緣層101 和102滲出的(流出的)色緣性的樹脂102a。樹脂102a完全覆蓋電子部件200的周圍。 由此，電子部件200被樹脂102a保護，并且被固定在規(guī)定的位置上。粘結(jié)劑200a例如由NCP (非導(dǎo)電性液狀聚合物)等絕緣材料構(gòu)成。在絕緣性的 粘結(jié)劑200a上形成有錐狀的通路孔201a和202a。詳細(xì)地說，在第一布線層111和粘結(jié)劑 200a上形成與電子部件200連接的錐狀的貫通孔210a、220a。通路孔201a、202a形成為貫 通孔210a、220a的一部分。另外，在貫通孔210a、220a的壁面以及底面形成與第二布線層 112連接的導(dǎo)體210b、220b。因而，在作為貫通孔210a、220a的一部分的通路孔201a、202a 的壁面以及底面也分別形成導(dǎo)體210b、220b。通路孔201a與導(dǎo)體210b、通路孔202a與導(dǎo) 體220b分別構(gòu)成保形通路孔(Conformal Via)。電子部件200與布線層110通過該保形通 路孔而電連接。在本實施方式中，粘結(jié)劑200a的彈性率低于樹脂102a的彈性率。通過在彈性率 相對較低的粘結(jié)劑200a上形成通路孔201a和202a來緩沖對通路孔201a、202a內(nèi)的導(dǎo)體 210b、220b施加的應(yīng)力(stress)。另外，在其以外的部分中，由彈性率相對較高的樹脂102a 覆蓋電子部件200，由此電子部件200對于來自外部的沖擊的強度提高。粘結(jié)劑200a的彈 性率優(yōu)選為1 9GPa。在本實施方式中，使用彈性率4GPa的粘結(jié)劑200a。樹脂102a的彈 性率優(yōu)選為5 22GPa。在本實施方式中使用彈性率7GPa的樹脂102a。電子部件200例如是貼片電容器。詳細(xì)地說，例如如圖2示出其截面結(jié)構(gòu)那樣，電 子部件200具備電容器主體201以及U字狀的端子電極210和220 (電極焊盤)。電容器 主體201例如交替層疊由陶瓷構(gòu)成的多個介電層231 239以及多個導(dǎo)體層211 214和 221 224而構(gòu)成。在電容器主體201的兩端部分別形成有端子電極210和220。這樣，電 容器主體201的兩端部、詳細(xì)地說是從下面到側(cè)面直至上表面被端子電極210和220覆蓋。 這樣，通過由端子電極210和220覆蓋電容器主體201的側(cè)面來提高發(fā)熱效率。另一方面， 電容器主體201的中央部露出。此外，電子部件200不限于貼片電容器，也能夠采用貼片電 阻等其它無源部件作為電子部件200。如圖1所示，在內(nèi)置于基板100內(nèi)的狀態(tài)下，電子部件200的端子電極210、220的 下表面分別通過通路孔201a和導(dǎo)體210b、通路孔202a和導(dǎo)體220b與布線層110相連接。 在此，第二布線層112以及導(dǎo)體210b和220b例如由銅鍍覆膜構(gòu)成。因此，電子部件200與 布線層110之間的連接部分的可靠性較高。另外，在電子部件200的端子電極210的表面 也形成鍍覆膜，由此能夠進一步提高電子部件200與布線層110之間的連接部分的可靠性。另一方面，電容器主體201 (圖2)的中央部由樹脂102a覆蓋。這樣，通過樹脂102a 覆蓋電容器主體201的比較脆弱的部分即陶瓷露出部分(中央部)，來利用該樹脂102a保護電容器主體201。例如如圖3所示，將通路孔201a、202a分別配置在電子部件200的端子電極210、 220的中央。在圖4A中放大示出電子部件200的一部分，圖4B進一步放大示出圖4A中的區(qū)域 R1。電子部件200具有例如1mm角的外形。并且，電子部件200的厚度d3例如是100 150 u m。在電子部件200的下表面(箭頭Y1側(cè)的面)連接通路孔201a、202a。端子電極210和220的表面為粗糙面。端子電極210與導(dǎo)體210b之間的連接面 210c為粗糙面，由此這些端子電極210與導(dǎo)體210b之間的密合性提高。此外，為了便于說明，在圖4A和圖4B中僅示出了端子電極210側(cè)，但是端子電極 220側(cè)也相同。端子電極210和220的厚度、特別是連接導(dǎo)體210b和220b的下面?zhèn)鹊暮穸萪l (圖 1)優(yōu)選為2 15 ii m、特別優(yōu)選為5 ii m。端子電極210或220越薄，強度越小。因而，當(dāng)端子電極210或220過薄時，在通 過激光等形成通路孔201a或202a時，擔(dān)心該開孔加工不會停止在端子電極210或220，而 導(dǎo)致在端子電極210或220上也開出孔。另一方面，當(dāng)端子電極210或220過厚時，擔(dān)心如圖5A或圖5B所示那樣，在電子 部件200的電極形成部與電極非形成部的邊界附近產(chǎn)生裂紋CK。此外，當(dāng)電子部件200不 斷小型化時，電子部件200容易彎曲成向下(圖5A)或向上(圖5B)突出。電子部件200 的彎曲量d4例如是5 15 ii m。另外，隨著端子電極210或220的厚膜化而電子部件內(nèi)置線路板10大型化，因此 在安裝空間等方面變得不利。關(guān)于這一點，如果端子電極210和220的厚度在上述范圍內(nèi)，則成為不論在強度方 面還是在裂紋等方面不利都較少的電子部件內(nèi)置線路板10。布線層110的厚度d2(圖1)優(yōu)選為15 40iim，特別優(yōu)選為30iim。當(dāng)布線層110過薄時，電阻變大，在能量效率等方面不佳。另一方面，當(dāng)布線層110過厚時，在形成上花費時間，在制造效率方面不佳。特別 是在通過電鍍形成布線層110的情況下，還具有鍍膜難以均勻或者難以形成以及去除抗鍍 層的不利。關(guān)于這一點，如果布線層110的厚度在上述范圍內(nèi)，則成為不論在能量效率等方 面還是在制造效率方面不利都較少的電子部件內(nèi)置線路板10。另外，關(guān)于端子電極210或220的厚度dl與布線層110的厚度d2的比率，優(yōu)選設(shè) 定成端子電極210或220的厚度小于布線層110的厚度，特別優(yōu)選設(shè)定成端子電極210或 220的厚度為布線層110的厚度的一半(1/2)以下。根據(jù)這種比率，通過使端子電極210或 220變薄，能夠抑制電子部件200的裂紋等。另外，另一方面，通過使布線層110相對地變 厚，能夠補償端子電極210或220變薄的部分來維持較高散熱性。通路孔201a和202a的直徑T11 (圖4B)優(yōu)選為30 70 ii m,特別優(yōu)選為50 60umo當(dāng)通路孔20la或202a的直徑過小時，連接可靠性下降。另一方面，當(dāng)通路孔201a 或202a的直徑過大時，電子部件200的端子電極210和220 (電極焊盤)的所需面積變大， 因此難以高密度地配置電子部件200。關(guān)于這一點，如果通路孔201a和202a的直徑在上述范圍內(nèi)，則成為在這些方面不利較少的電子部件內(nèi)置線路板10。此外，在錐狀的通路孔 201a和202a等中，在高度方向的直徑不固定的情況下，將其平均設(shè)為直徑T11。通路孔201a和202a的高度T12 (圖4B)優(yōu)選為5 15 ii m，特別優(yōu)選為10 ii m。當(dāng) 通路孔201a和202a的高度過小時，難以均勻地形成通路孔。另一方面，當(dāng)通路孔201a和 202a的高度過大時，在形成上花費時間，在制造效率方面變得不利。關(guān)于這一點，如果通路 孔201a和202a的高度在上述范圍內(nèi)，則成為在這些方面不利較少的電子部件內(nèi)置線路板 10。通路孔201a和202a的縱橫比(高度T12/直徑T11)優(yōu)選為0. 07 0. 33，特別優(yōu) 選為0. 07 0. 20。參照圖6 圖13說明與該縱橫比有關(guān)的電子部件內(nèi)置線路板10的模
擬結(jié)果。對具有如圖6所示的結(jié)構(gòu)的試樣1000執(zhí)行了模擬。試樣1000的寬度d5是 3600 u m。試樣1000具有以寬度d5的中心線為對稱軸而箭頭XI側(cè)與箭頭X2側(cè)相互對稱 的結(jié)構(gòu)。試樣1000基本上具有在電子部件內(nèi)置線路板10的兩面(上面和下面)層疊了絕 緣層11 13、21 23、導(dǎo)體層11a 13a、21a 23a以及阻焊層llb、21b的結(jié)構(gòu)。但是， 在試樣1000中，布線層110、120沒有被圖案化。布線層110被分離為與電子部件200連接 的部分以及與電子部件200分離的部分，兩部分在其邊界以距離d6( = 200i!m)相互分離。關(guān)于各層的厚度，基板100 (芯部)是200 ii m,絕緣層11 13、21 23是60 ii m， 布線層 110、120 是 30iim，導(dǎo)體層 11&、123、213、223是2511111，導(dǎo)體層 13a、23a 是 30 ii m，阻 焊層 llb、21b 是 20iim。參照圖7說明電子部件200的各部分的尺寸。電容器主體201的厚度T1是150 ii m， 電容器主體201的寬度T2是1000 u m,電子部件200的上面和下面的端子電極210、220的 X方向(箭頭X1、X2方向)的長度T3是300iim，電子部件200的側(cè)面的端子電極210、220 的厚度T4是10 ii m，端子電極210與端子電極220之間的間隔T5是720 u m。關(guān)于各層的材料，在基板100(芯部)以及絕緣層11、12、21、22中是預(yù)浸料 (R1551)，在絕緣層13、23中是RCF(MRG200)，在布線層110、120以及導(dǎo)體層11a 13a、 21a 23a中是銅，在阻焊層llb、21b中是P SR4000，在貼片電容器(C/C)中是BaTi03。另 外，粘結(jié)劑200a是NCP。在圖8中示出各材料的楊氏模量、泊松比(Poisson ratio)、CTE (熱 膨脹率)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg(TMA)用于參考。測量者在對這種試樣1000變更通路孔201a和202a的直徑T11以及高度T12的 同時執(zhí)行了模擬。具體地說，使用二維模型，在不存在外部應(yīng)力的狀態(tài)(無應(yīng)力)下，測量 使溫度從125°C變?yōu)開55°C時的等效應(yīng)力。關(guān)于通路孔201a和202a的直徑T11，模擬的范 圍是10 110 ii m，關(guān)于通路孔201a和202a的高度T12，模擬的范圍是5 15 y m。圖9 圖13示出模擬結(jié)果。能夠得到對試樣#1 #18進行了模擬的結(jié)果、如圖 9所示的結(jié)果。在圖10中將圖9的數(shù)據(jù)圖表化來進行表示。另外，在圖11中，從縱橫比較 小的試樣開始按順序示出圖9的數(shù)據(jù)及其對數(shù)表示數(shù)據(jù)。在圖12、圖13中分別將圖11的 數(shù)據(jù)圖表化來進行表示。此外，在各圖中，“標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)力”大致相當(dāng)于以能夠得到合格品的直 徑Til = 30i!m并且高度T12 = 5 y m的線路板(基準(zhǔn)線路板)的應(yīng)力為基準(zhǔn)(100% )的 情況下的各線路板的應(yīng)力與基準(zhǔn)線路板的應(yīng)力的比率。如圖9和圖10所示，作為大致的傾向，通過使通路孔201a和202a的直徑T11變大，等效應(yīng)力減小，并立即收斂。另外，通過使通路孔201a和202a的高度T12變低，等效應(yīng) 力變低。因而，通過使直徑T11變大、使高度T12變低，能夠期望等效應(yīng)力降低。此外，關(guān)于 該傾向，發(fā)明人推測為面積隨著直徑T11變大而增大，集中在通路孔201a和202a的中心附 近的應(yīng)力容易向端例分散，因此直徑T11越大，應(yīng)力越小。另外，推測為隨著高度T12變高， 通路孔201a和202a的端(角)的應(yīng)力向中央部集中而力矩增加，因此高度T12越高應(yīng)力 越大。如圖11和圖12所示，作為大致的傾向，通過使縱橫比變大而等效應(yīng)力增加并立即 收斂。另外，如圖11和圖13所示，縱橫比與等效應(yīng)力的對數(shù)表示數(shù)據(jù)的關(guān)系大致呈直線。 根據(jù)該關(guān)系，認(rèn)為在縱橫比與等效應(yīng)力之間存在相關(guān)關(guān)系。在試樣#1 #18中，當(dāng)應(yīng)力變大時，擔(dān)心發(fā)生裂紋等。另外，當(dāng)高度T12過高時， 與通路孔201a和202a的兩端相比，應(yīng)力集中于中央附近，因此連接可靠性降低。鑒于上述 的點，在圖9中示出對試樣#1 #18的各個試樣進行了質(zhì)量判斷的結(jié)果(◎非常好、〇 好、X 不好)。此外，直徑T11是90 iim、110 iim的試樣#5、#6、#11、#12、#17、#18雖然根 據(jù)模擬得到的應(yīng)力的值較小，但是電子部件200的端子電極210、220的所需面積增大，在高 密度地安裝電子部件200的方面不利，因此設(shè)為“ X ”。根據(jù)該判斷結(jié)果，在直徑T11是5 y m的情況下，優(yōu)選縱橫比是0. 07 0. 17。在 直徑T11是10 ii m的情況下，優(yōu)選縱橫比是0. 14 0. 33，特別優(yōu)選縱橫比是0. 14 0. 20。 另外，在直徑T11是15ii m的情況下，優(yōu)選縱橫比是0. 21 0. 30。因而，在直徑T11在30 70 ii m的范圍內(nèi)的情況下，優(yōu)選將縱橫比設(shè)為0. 07 0. 33，特別優(yōu)選設(shè)為0. 07 0. 20。如圖14A所示，在電子部件內(nèi)置線路板10中，作為布線層110的一部分，在粘結(jié)劑 200a上形成第一導(dǎo)體層110a，在基板100的下表面形成第二導(dǎo)體層110b。第一導(dǎo)體層110a 與第二導(dǎo)體層110b是同層的導(dǎo)體層。S卩，第一導(dǎo)體層110a與第二導(dǎo)體層110b相互形成在 同一面上。此外，“同一面”是指距芯部(成為層疊的基礎(chǔ)的基板)的距離、即層疊方向的高 度hi相等的面。電子部件200的端子電極210、220與第一導(dǎo)體層110a通過通路孔201a、202a相連 接。即，電子部件內(nèi)置線路板10不包括粘結(jié)劑200a以外的層間絕緣層、例如如圖14B(比 較例)所示那樣的層間絕緣層100a。由此，能夠?qū)⑼房?01a和202a的高度T12設(shè)為包 含在上述范圍內(nèi)那樣的較小的值。并且，其結(jié)果，縱橫比也能夠設(shè)為包含在上述范圍內(nèi)那樣 的較小的值。在制造電子部件內(nèi)置線路板10的情況下，例如操作人員執(zhí)行圖15所示的一系列處理。首先，在步驟S11中，操作人員確定通路孔201a、202a的各直徑T11和高度T12以 及縱橫比。詳細(xì)地說，將直徑Tl 1確定為30 70 y m的范圍內(nèi)的值，將高度T12確定為5 15 y m的范圍內(nèi)的值，將縱橫比確定為0. 07 0. 33的范圍內(nèi)的值(參照圖1)。接著，在步驟S12中，操作人員經(jīng)過例如圖16A 圖17C所示的工序等來嵌入電子 部件200。詳細(xì)地說，例如如圖16A所示，操作人員準(zhǔn)備一面具有導(dǎo)體膜1111的載體1110。 載體1110和導(dǎo)體膜1111例如由銅構(gòu)成。其中，載體1110比導(dǎo)體膜1111厚。
接著，如圖16B所示，操作人員例如通過UV激光等來開孔，該孔僅貫通導(dǎo)體膜 1111。由此，形成開口部201b、202b、lllla、llllb。使用開口部Illla和Illlb作為對準(zhǔn)目 標(biāo)。接著，如圖16C所示，操作人員例如通過NCP涂敷等在至少包括開口部201b和 202b的載體1110以及導(dǎo)體膜1111的中央部涂覆粘結(jié)劑200a。由此，在開口部201b和202b 中填充粘結(jié)劑200a。接著，如圖16D所示，操作人員在開口部201b和202b之上安裝電子部件200。具體地說，準(zhǔn)備具有端子電極210和220的電子部件200。端子電極210和220的 表面為粗糙面。在將該電子部件200載置在粘結(jié)劑200a上之后，例如通過加壓以及加熱來 將電子部件200固定在該位置上。此時，按壓電子部件200使得在電子部件200之下粘結(jié) 劑200a厚度均勻并且在內(nèi)部不殘留氣泡。這些在后面的工序中在確保通路孔201a和202a 的連接可靠性上很重要。此外，通常在形成電極時形成端子電極210和220的粗糙面。但 是，也可以根據(jù)需要在電極形成后例如利用化學(xué)藥品等將電極表面粗糙化。接著，例如如圖17A所示，在例如由銅構(gòu)成的載體1110以及導(dǎo)體膜1111之上與電 子部件200并列地配置例如由預(yù)浸料構(gòu)成的絕緣層101，并且在絕緣層101之上配置例如 由預(yù)浸料構(gòu)成的絕緣層102，然后配置例如由銅構(gòu)成的導(dǎo)體膜1211和載體1210。電子部件 200被配置在絕緣層101中央的開口部Rll內(nèi)。接著，例如如圖17B所示，操作人員對它們進行加壓(例如熱壓)。由此，從絕緣層 101和102中擠出樹脂102a。即，通過該加壓，樹脂102a從構(gòu)成絕緣層101和102的各預(yù) 浸料中滲出(流出)，填充到電子部件200與絕緣層101之間(邊界部)。之后，例如通過 熱處理等使絕緣層101和102固化。接著，例如如圖17C所示，操作人員去除載體1110和1210。由此，導(dǎo)體膜1111和 1211以及填充在開口部201b和202b中的粘結(jié)劑200a露出。這樣，將電子部件200嵌入到基板100內(nèi)。電子部件200被配置在基板100的凹 部(開口部Rll)內(nèi)。接著，在圖15的步驟S13中，操作人員經(jīng)過例如圖18A 圖18C所示的工序等來 形成導(dǎo)體圖案。詳細(xì)地說，例如如圖18A所示，操作人員去除導(dǎo)體膜1111表面的粘結(jié)劑200a。此外，如果不需要，去除該粘結(jié)劑200a的工序也可以省略。接著，例如如圖18B所示，操作人員例如通過激光等在導(dǎo)體膜1111以及粘結(jié)劑 200a上形成到達電子部件200的貫通孔210a、220a。由此，通路孔201a、202a形成為貫通 孔210a、220a的一部分。將通路孔201a、202a的各直徑Tll和高度T12以及縱橫比加工為 在步驟Sll中確定的值。之后，根據(jù)需要進行CO2激光清潔和去沾污(desmear)。接著，例如如圖18C所示，操作人員通過PN鍍(例如化學(xué)鍍銅以及電鍍銅)，在貫 通孔210a和220a以及包括開口部Illla和Illlb的導(dǎo)體膜1111和1211的表面形成導(dǎo)體 膜1121和1221 (銅鍍覆膜)。接著，操作人員在根據(jù)需要例如通過半蝕刻使導(dǎo)體膜1121和1221變薄直到規(guī)定 的厚度之后，經(jīng)過例如規(guī)定的光刻工序(前處理、層壓、曝光、顯影、蝕刻、剝膜、內(nèi)層檢查 等)，由此將導(dǎo)體膜1111、1121、1211以及1221圖案化為之前圖1所示那樣的形態(tài)。由此，形成第一布線層111和第二布線層112(布線層110)以及第一布線層121和第二布線層 122(布線層120)。也能夠使用在絕緣層101和102之上形成抗鍍層、通過鍍圖案(例如化 學(xué)鍍銅以及電鍍銅)來形成布線層110和120的所謂的半添加(SAP)法來代替利用這種 減去法的導(dǎo)體圖案的形成。另外，還能夠在形成導(dǎo)體圖案之前，事先設(shè)置貫通絕緣層101和 102的開口，在形成布線層110和120的同時對該開口部進行電鍍來設(shè)置通孔。另外，在圖 案化之前通過半蝕刻等調(diào)整導(dǎo)體膜1121和1221的厚度的工序不是必須的。也可以根據(jù)用 途等省略該工序。另外，操作人員根據(jù)需要例如通過化學(xué)鍍金等形成電極，并且進行外形加工、翹曲 修正、通電檢查、外觀檢查以及最終檢查。由此，完成之前圖1所示的電子部件內(nèi)置線路板 10。在本實施方式中，通路孔201a和202a的縱橫比在0. 07 0. 33的范圍內(nèi)。通過縱橫比低的通路孔201a和202a，例如在-25 140°C的熱循環(huán)中，施加到通 路孔201a和202a的應(yīng)力減小。因此，通路孔201a和202a的連接可靠性優(yōu)異。不增大通路孔201a和202a的直徑Tll而減小了高度T12。由此，能夠使內(nèi)置電子 部件200的基板100變薄。另外，通過使高度T12變小，能夠使電子部件200的上表面(圖1中的箭頭Y2側(cè) 的面)與基板100之間的間隙變大。并且，通過使該間隙變大，能夠在該間隙填充具有足夠 厚度的樹脂102a來抑制由于基板100中的加強材料與電子部件200的密合不良等引起的 樹脂102a的剝離。另外，通過使直徑Tll變小，能夠使電子部件200的端子電極210、220的面積變
小。其結(jié)果，能夠高密度地配置電子部件200。根據(jù)本實施方式的制造方法，能夠通過簡易的方法容易地制造具有上述結(jié)構(gòu)的電 子部件內(nèi)置線路板10。(實施方式2)如圖19A所示，本實施方式的電子部件內(nèi)置線路板20具備基板300、作為導(dǎo)體圖案 的布線層310和320以及電子部件400。電子部件內(nèi)置線路板20內(nèi)置電子部件400。電子 部件400是集成有規(guī)定的電路的IC芯片。電子部件400在一面具有多個端子電極400a (電 極焊盤)。端子電極400a的表面為粗糙面。此外，在此所說的IC芯片也包括在晶圓的狀態(tài) 下形成保護膜、端子等并且進行再布線等之后進行了單片化的所謂的晶圓級CSP。另外，電 子部件400例如也可以在兩面具有端子電極400a?；?00例如由環(huán)氧樹脂構(gòu)成。環(huán)氧樹脂優(yōu)選例如通過樹脂浸漬處理而包含玻璃 纖維、芳香族聚酰胺纖維等加強材料。加強材料是熱膨脹率小于主材料(環(huán)氧樹脂)的材 料?；?00的厚度例如是0. Imm0此外，能夠根據(jù)用途等變更基板300的形狀、厚度、材料等?；?00具有通孔301a。在通孔301a的內(nèi)壁上形成導(dǎo)體膜301b。并且，基板300 具有與電子部件400的外形對應(yīng)的形狀的空間(空隙)R21。在基板300的表面(兩面)分別形成有布線層300a、300b。布線層300a和布線層 300b通過形成在通孔301a內(nèi)的導(dǎo)體膜301b相互電連接。在基板300的下面(箭頭Yl側(cè)的面)按順序?qū)盈B有絕緣層410以及布線層310。另外，在基板300的上面(箭頭Y2側(cè)的面)按順序?qū)盈B有絕緣層420、布線層320。絕緣層410和420例如由固化的預(yù)浸料構(gòu)成。另外，布線層310和320例如由銅鍍覆膜構(gòu)成。電子部件400被配置在空間R21內(nèi)。在電子部件400與基板300之間的邊界部填 充有絕緣層420。絕緣層410形成為覆蓋電子部件400的下表面以及布線層300a。其中，在規(guī)定的 位置上形成與布線層300a連接的錐狀的通路孔410a。在通路孔410a的壁面以及底面形 成導(dǎo)體410b。通路孔410a與導(dǎo)體410b構(gòu)成保形通路孔。并且，布線層300a與布線層310 通過該保形通路孔而電連接。另一方面，絕緣層420形成為覆蓋電子部件400的上表面、布線層300b以及端子 電極400a。其中，在規(guī)定的位置上形成與布線層300b、端子電極400a連接的錐狀的通路孔 420a。在通路孔420a的壁面以及底面形成導(dǎo)體420b。通路孔420a與導(dǎo)體420b構(gòu)成保形 通路孔。并且，布線層300b和端子電極400a與布線層320通過該保形通路孔而電連接。在 此，布線層320和導(dǎo)體420b例如由銅鍍覆膜構(gòu)成。因此，電子部件400與布線層320之間 的連接部分的可靠性較高。電子部件400的周圍被絕緣層410和420完全覆蓋。由此，電子部件400被絕緣 層410和420保護，并且被固定在規(guī)定的位置上。關(guān)于電子部件400的通路孔420a，也與上述的電子部件200的通路孔201a、201a 相同，例如圖19B (與圖4B對應(yīng)的圖)所示的直徑T21優(yōu)選為30 70 μ m,特別優(yōu)選為50 60 μ m。通路孔420a的高度T22優(yōu)選為5 15 μ m，特別優(yōu)選為10 μ m。通路孔420a的縱 橫比(高度T22/直徑T21)優(yōu)選為0. 07 0. 33 μ m,特別優(yōu)選為0. 07 0. 20。此外，為了便于說明，僅圖示一個端子電極400a并說明了其周邊結(jié)構(gòu)，但是其它 端子電極400a也相同。例如操作人員通過執(zhí)行之前圖15所示的一系列的處理也能夠制造電子部件內(nèi)置 線路板20。具體地說，首先，操作人員在步驟Sll中確定通路孔420a的直徑T21和高度T22 以及縱橫比(高度T22/直徑T21)。詳細(xì)地說，將直徑T21確定為30 70μπι的范圍內(nèi)的 值，將高度Τ22確定為5 15 μ m的范圍內(nèi)的值，將縱橫比確定為0. 07 0. 33的范圍內(nèi)的值。接著，在步驟S12中，操作人員經(jīng)過例如圖20A 圖2IB所示的工序等來嵌入電子 部件400。詳細(xì)地說，例如如圖20A所示，操作人員準(zhǔn)備具有通孔301a、導(dǎo)體膜301b以及布線 層300a和300b的基板300。該基板300相當(dāng)于電子部件內(nèi)置線路板20的芯部。接著，例如如圖20B所示，操作人員例如通過激光等進行中空加工，在基板300上 形成空間R21。接著，例如如圖20C所示，操作人員在基板300的一個面上設(shè)置例如由PET(聚對 苯二甲酸乙二醇酯)構(gòu)成的載體2110。例如通過層壓將載體2110粘接在基板300上。接著，如圖20D所示，操作人員例如在常溫下將電子部件400的端子電極400a朝 上(與載體2110相反側(cè))地將電子部件400載置在載體2110上(詳細(xì)地說是空間R21)。 端子電極400a的表面為粗糙面。此外，通常在形成電極時形成端子電極400a的粗糙面。但 是，也可以根據(jù)需要，在形成電極之后例如利用化學(xué)藥品等將電極表面粗糙化。
接著，如圖21A所示，操作人員例如通過真空層壓來形成絕緣層420以覆蓋電子部 件400和基板300。由此，端子電極400a被絕緣層420覆蓋。并且，通過加熱熔化絕緣層 420并填充到空間R21中。由此，電子部件400被固定在規(guī)定的位置上。接著，操作人員從基板300的下表面(與絕緣層420相反側(cè)的面)離并去除載體 2110。然后，例如如圖21B所示，在該基板300的下表面形成絕緣層410。由此，電子部件 400被嵌入到基板300內(nèi)。接著，在圖15的步驟S13中，操作人員例如通過半添加法在電子部件400上形成 導(dǎo)體圖案。詳細(xì)地說，首先，操作人員如圖22所示那樣，例如通過激光等在絕緣層410、420 上形成通路孔410a、420a。接著，操作人員例如利用 圖案化了的抗鍍層覆蓋電子部件400 的兩面，并選擇性地對沒有該抗蝕劑的部分進行電解鍍。由此，形成作為導(dǎo)體圖案的布線層 310和320以及導(dǎo)體410b和420b。此外，也可以利用減去法代替半添加法來形成布線層 310 和 320。之后，操作人員根據(jù)需要例如通過化學(xué)鍍金等形成電極，并且進行外形加工、翹曲 修正、通電檢查、外觀檢查以及最終檢查。由此，完成之前圖19A所示的電子部件內(nèi)置線路 板20。根據(jù)本實施方式的電子部件內(nèi)置線路板20及其制造方法，也能夠得到與上述實 施方式1的效果相當(dāng)?shù)男Ч?。以上說明了本發(fā)明的實施方式所涉及的線路板及其制造方法，但是本發(fā)明并不限 定于上述實施方式。例如也能夠如下那樣進行變形來實施。通路孔201a、202a、410a、420a不限于構(gòu)成保形通路孔，也可以如圖23A、圖23B所 示那樣，例如構(gòu)成填充有導(dǎo)體210b、220b、410b、420b的填充通路孔(Filled Via)。電子部件200的端子電極210和220的形狀不限定于U字形狀，也可以是由平板 狀的電極對夾住電容器主體201的形狀。電子部件200是任意的。例如除了采用電容器、電阻、線圈等無源部件之外，還能 夠采用IC電路等有源部件等任意的電子部件。在上述實施方式中，能夠任意地變更各層的材質(zhì)、尺寸、層數(shù)等。之前圖1所示的簡單結(jié)構(gòu)的電子部件內(nèi)置線路板10有利于例如削減制造成本等， 但是并不限定于此，例如為了實現(xiàn)高功能化，也可以在完成圖1所示的結(jié)構(gòu)之后還繼續(xù)層 疊而形成更多層(例如8層等)的電子部件內(nèi)置線路板。上述實施方式的工序在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)能夠任意地變更順序。另外， 根據(jù)用途等，也可以省略不需要的工序。以上說明了本發(fā)明的實施方式，但是應(yīng)該理解為根據(jù)設(shè)計上的方便、其它原因而 所需進行的各種修改、組合包含于“權(quán)利要求”所記載的發(fā)明、與“具體實施方式
”所記載的 具體例對應(yīng)的發(fā)明的范圍內(nèi)。本申請主張2009年3月6日申請的美國專利申請第61/158123號的優(yōu)先權(quán)。在本 說明書中取入了美國專利申請第61/158123號說明書、權(quán)利要求書以及附圖的全部內(nèi)容。本申請主張2009年7月7日申請的美國專利申請第12/498813號的優(yōu)先權(quán)。在本 說明書中取入了美國專利申請第12/498813號說明書、權(quán)利要求書以及附圖的全部內(nèi)容。產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的線路板適用于內(nèi)置的電子部件的電路的形成。另外，本發(fā)明的線路板的制造方法適用于線路板的制造。
權(quán)利要求
一種線路板，其特征在于，具備基板，其形成有開口部；電子部件，其具有電極，該電子部件被配置在上述開口部內(nèi)；絕緣構(gòu)件，其形成在上述開口部內(nèi)上述電子部件的周圍；以及第一導(dǎo)體層，其形成在上述絕緣構(gòu)件上，包括第一導(dǎo)體圖案，其中，在上述絕緣構(gòu)件內(nèi)形成有通路孔，上述電子部件的上述電極與上述第一導(dǎo)體圖案通過上述通路孔相連接，上述通路孔的高度在5～15μm的范圍內(nèi)，上述通路孔的縱橫比在0.07～0.33的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路板，其特征在于， 上述通路孔的縱橫比在0. 07 0. 20的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路板，其特征在于，上述通路孔的高度是5 μ m，縱橫比在0. 07 0. 17的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路板，其特征在于，上述通路孔的高度是10 μ m，縱橫比在0. 14 0. 33的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線路板，其特征在于，上述通路孔的高度是10 μ m，縱橫比在0. 14 0. 20的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路板，其特征在于，上述通路孔的高度是15 μ m，縱橫比在0.21 0. 30的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的線路板，其特征在于，具有第二導(dǎo)體層，該第二導(dǎo)體層形成在上述基板的至少一個面上，包括第二導(dǎo)體圖案， 上述第一導(dǎo)體層與上述第二導(dǎo)體層是同層的導(dǎo)體層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的線路板，其特征在于， 上述絕緣構(gòu)件包括具有互不相同的彈性率的兩種樹脂， 上述通路孔形成在該兩種樹脂之中具有更低彈性率的樹脂內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的線路板，其特征在于， 上述電子部件是貼片電容器或貼片電阻。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的線路板，其特征在于， 上述基板包含加強材料。
11.一種線路板的制造方法，其特征在于，包括以下工序 準(zhǔn)備形成有開口部的基板的工序；將具有電極的電子部件配置在上述開口部內(nèi)的工序； 在上述開口部內(nèi)上述電子部件的周圍填充絕緣材料的工序； 在上述絕緣材料上形成包括第一導(dǎo)體圖案的第一導(dǎo)體層的工序； 在上述絕緣構(gòu)件內(nèi)形成高度在5 15 μ m的范圍內(nèi)、縱橫比在0. 07 0. 33的范圍內(nèi) 的通路孔的工序；以及通過上述通路孔連接上述電子部件的上述電極與上述第一導(dǎo)體圖案的工序。
全文摘要
提供一種能夠抑制由熱應(yīng)力引起的性能劣化的線路板及其制造方法。電子部件內(nèi)置線路板(10)具備電子部件(200)，其被配置在基板(100)的開口部內(nèi)；粘結(jié)劑(200a)，其形成在基板(100)與電子部件(200)之間的間隙中；以及第一導(dǎo)體層(110a)，其形成在粘結(jié)劑(200a)上。電子部件(200)的端子電極(210、220)與包含在第一導(dǎo)體層(110a)中的導(dǎo)體圖案通過形成在粘結(jié)劑(200a)內(nèi)的通路孔(201a、202a)相連接。在此，通路孔(201a、202a)的高度在5～15μm的范圍內(nèi)，通路孔(201a、202a)的縱橫比在0.07～0.33的范圍內(nèi)。
文檔編號H05K1/11GK101827494SQ20091018013
公開日2010年9月8日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者北村陽兒, 川村洋一郎, 清水敬介 申請人:揖斐電株式會社