元器件內置基板的製造方法及使用該製造方法的元器件內置基板的製作方法
2023-05-08 17:31:51 4
元器件內置基板的製造方法及使用該製造方法的元器件內置基板的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種元器件內置基板的製造方法以及使用該製造方法的元器件內置基板，所述元器件內置基板的製造方法包括：在形成於支承板（11）上的金屬層（12）上形成粘接層（10）的粘接層形成工序；以及在所述粘接層（10）上搭載電氣或電子元器件（3）的元器件搭載工序，在上述元器件內置基板的製造方法中，所述元器件（3）由元器件主體（3a）以及向該元器件主體（3a）的所述粘接層（10）一側突出的突出部（3b）形成，在所述粘接層形成工序中形成的粘接層（10）至少由第一及第二粘接體（10a、10b）構成，所述第一粘接體（10a）僅形成在與所述突出部（3b）相對應的位置，第二粘接體（10b）在所述第一粘接體（10a）固化後形成在與所述元器件（3）的所述粘接層（10）一側的整個面相對應的位置，在所述元器件搭載工序中，將所述突出部（3b）與所述第一粘接體（10a）的位置對準來進行搭載。
【專利說明】元器件內置基板的製造方法及使用該製造方法的元器件內置基板
【技術領域】
[0001]本發明涉及元器件內置基板的製造方法及使用該製造方法的元器件內置基板。
【背景技術】
[0002]元器件內置基板的製造方法有很多種(例如參照專利文獻I)。該方法利用塗布機或印刷工藝在銅箔上形成粘接層，接著在該粘接層上搭載要內置的元器件，並對粘接層進行固化來固定元器件。然後，利用層疊加壓將元器件埋入絕緣基材中，並利用雷射加工形成從外側到達元器件端子的過孔。然後，對該過孔實施鍍敷加工使其作為導通過孔，實現與端子之間的電連接。
[0003]然而，上述方法可能會在粘接層內部產生空隙(空洞)。該空隙會在之後的回流工序中膨脹，或者導致剝離，或者引起短路。尤其是在元器件的與粘接層相接觸的面具有凹凸形狀的情況下，空隙的產生較為顯著。若這種空隙較多，則會影響導通過孔的形成性、連接可靠性、或者絕緣性。
現有技術文獻 專利文獻
[0004]專利文獻1:日本專利特開2010 - 27917號公報
【發明內容】
發明所要解決的技術問題
[0005]本發明考慮了上述現有技術，其目的在於提供一種元器件內置基板的製造方法以及使用該製造方法的元器件內置基板，這種製造方法能防止在粘接層上產生空隙，尤其是在要內置的元器件具有凹凸形狀的情況下也能可靠地防止空隙的產生。
解決技術問題所採用的技術方案
[0006]本發明提供一種元器件內置基板的製造方法，包括:在形成於支承板上的金屬層上形成粘接層的粘接層形成工序；以及在所述粘接層上搭載電氣或電子元器件的元器件搭載工序，該元器件內置基板的製造方法的特徵在於，所述元器件由元器件主體以及向該元器件主體的所述粘接層側突出的突出部形成，在所述粘接層形成工序中形成的粘接層至少由第一及第二粘接體構成，所述第一粘接體僅形成在與所述突出部相對應的位置，第二粘接體在所述第一粘接體固化後形成在與所述元器件的所述粘接層側的整個面相對應的位置，將所述粘接層中形成有所述第一粘接體的位置作為凸部，將僅形成所述第二粘接體的位置作為高度低於所述凸部的凹部，在所述元器件搭載工序中，將所述突出部與所述第一粘接體的位置對準來進行搭載。
[0007]優選為，所述第一粘接體與所述第二粘接體由相同材料形成。
優選為，所述第一粘接體與所述第二粘接體由不同材料形成。
[0008]本發明還在於，所述突出部為端子，所述元器件內置基板的製造方法還包括:層疊工序，該層疊工序在所述元器件搭載工序後進行，對所述元器件層疊要成為絕緣層的絕緣基材，從而將所述元器件埋設於所述絕緣基材內；過孔形成工序，在該過孔形成工序中去除所述支承板，形成貫通所述金屬層以及所述粘接層併到達所述端子的過孔；鍍敷工序，在該鍍敷工序中使所述金屬層表面以及所述過孔表面析出鍍層；以及圖案形成工序，在該圖案形成工序中形成包含所述金屬層的導體圖案。
[0009]優選為，所述粘接層形成工序中使用的所述支承板為鋁板，所述金屬層為粘貼在所述鋁板上的銅箔。
[0010]優選為，所述粘接層形成工序中使用的所述支承板為不鏽鋼，所述金屬層為在所述不鏽鋼上析出的鍍銅箔。
[0011]優選為，在所述元器件搭載工序中，搭載多個具有多個電極的半導體元器件或具有多個電極的無源兀器件的某一方或雙方。
[0012]優選為，在所述層疊工序中，除了所述絕緣層以外，還將電路基板配置在所述元器件的側面，所述電路基板具有導通電路或導通過孔或導通貫通孔中的任一個或它們的組合，在所述過孔形成工序中，形成用於電連接所述導電層與所述電路基板的連接過孔。
[0013]優選為，所述過孔形成工序中形成的所述連接過孔為填充過孔。
優選為，由所述過孔形成工序中形成的所述連接過孔構成的連接為任意層(any-layer)結構。
[0014]優選為，在所述過孔的形成工序中，所述連接過孔的直徑形成為與所述過孔的直徑相同或比所述過孔的直徑大。
[0015]本發明還提供一種元器件內置基板，其特徵在於，包括:所述絕緣基材固化後得到的所述絕緣層；埋設於所述絕緣層內、並經由所述粘接層與所述金屬層相粘接的所述元器件；形成在所述絕緣層表面的所述導體圖案；在與所述端子相對應的位置形成有所述第一粘接體的所述粘接層；以及導通過孔，該導通過孔用於電連接所述導體圖案與所述端子，並處於在貫通所述金屬層以及所述粘接層的所述過孔中析出有所述鍍層的狀態。
[0016]優選為，所述第一及第二粘接體由環氧類樹脂或聚醯亞胺類樹脂形成。
優選為，所述第一及第二粘接體的總厚度為10μ m?120μ m。
[0017]優選為，所述第一粘接體的玻璃化轉變溫度為40°C?200°C(TMA法)，所述第二粘接體的玻璃化轉變溫度在所述第一粘接部的玻璃化轉變溫度以上，且在40°C?200°C (TMA法)的範圍內。
[0018]優選為,所述第一粘接體的厚度為5 μ Π1?60μ m,所述第二粘接體的厚度為5 μm?60 μ mD
發明效果
[0019]根據本發明，在粘接層形成工序中預先在與元器件的突出部相對應的位置形成第一粘接體並使其固化，接著在元器件搭載工序中將元器件的突出部與第一粘接體的位置對準來搭載元器件，由此，通過使突出部與第一粘接體對準，使得在這兩者之間的第二粘接體被擠壓流動到元器件的突出部以外的部分。因此，第二粘接體遍及相對於元器件的突出部而凹陷的元器件主體的部分，其結果是能防止粘接層上產生空隙，尤其是在要內置的元器件具有凹凸形狀的情況下，也能可靠地防止空隙的產生。即，尤其能避免元器件主體的凹陷部分中內含空隙的情況較多的現狀，即使是凹陷部分，也能通過使粘接層遍及來抑制空隙的產生。此外，通過利用多個粘接體來形成粘接層，能減少每一次的粘接體塗布量，因此也有助於減少空隙。由此，由於塗布量較少，從而能形成穩定的粘接層，就粘接層整體而言，可穩定地形成精度較高的膜厚。由此，能提高絕緣性，在形成過孔的情況下能使過孔的形狀穩定，並能提高耐熱性，從而產品整體的可靠性得以提高。另外，也可以進一步利用第三粘接體等將粘接層形成為三層以上的結構。該粘接層的結構可以根據元器件的形狀、粘接體的塗布量通過適當設定粘接體的印刷、固化的次數來決定。
[0020]此外，由於第二粘接體形成在包含第一粘接體的位置，且該第二粘接體形成在與元器件的粘接層側的整個面相對應的位置，因此，粘接層具有由第一粘接體形成的凸部。由此，粘接層具有凸部和凹部，且元器件的突出部與該凸部對接。因此，此時通過擠壓凸部與突出部，使得第二粘接體可靠地流動到凹部。由於凹部與元器件的突出部以外的凹陷部分相對應，因此能可靠地使第二粘接體在它們之間流動，從而能防止空隙的產生。即，本發明的要點在於將粘接層上固化後的第一粘接體形成在與元器件的突出部相對應的位置，由於該第一粘接體已固化，因此通過使該第一粘接體與突出部對接來擠壓第二粘接體，從而使第二粘接體流動。利用該流動，能可靠地防止空隙。因此，使粘接層的凸部與元器件的突出部對接，並且使粘接層的凹部與元器件的凹陷部分相對應。
[0021]此外，第一粘接體與第二粘接體既可以是相同材料也可以是不同材料。可以考慮成本、塗布性、粘接性、絕緣性等來對此進行適當選擇。此外，確認了即使使用相同的材料也能獲得減少空隙的效果。
[0022]此外，作為所述絕緣基材，優選使用熱膨脹係數與所述元器件相近的材料。由此，能使所述絕緣基材在高溫環境下的行為與元器件接近，能降低內部的應力等由熱引起的負荷，從而能更有效地提高連接可靠性。
[0023]此外，根據本發明的元器件內置基板，從元器件搭載面即粘接層開始形成導通過孔。即，能使所有從導體圖案到所述元器件為止的導通過孔的深度統一，而與所述元器件的高度無關。因此，用於形成過孔的加工變得容易，且每個過孔的形成性較為均勻，從而能得到穩定的連接可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是按順序表示本發明所涉及的元器件內置基板的製造方法的示意圖。
圖2是按順序表示本發明所涉及的元器件內置基板的製造方法的示意圖。
圖3是按順序表示本發明所涉及的元器件內置基板的製造方法的示意圖。
圖4是按順序表示本發明所涉及的元器件內置基板的製造方法的示意圖。
圖5是按順序表示本發明所涉及的元器件內置基板的製造方法的示意圖。
圖6是按順序表示本發明所涉及的元器件內置基板的製造方法的示意圖。
圖7是按順序表示本發明所涉及的元器件內置基板的製造方法的示意圖。
圖8是本發明所涉及的元器件內置基板的示意圖。
圖9是本發明所涉及的其它元器件內置基板的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]如圖1?圖3所示，本發明所涉及的元器件內置基板的製造方法首先進行粘接層形成工序。如圖1所示，在該工序中首先準備例如在支承板11上形成有金屬層12的構件。另外，支承板11具有工藝條件所需程度的剛性。支承板11由作為支承基材的具有剛性的SUS (不鏽鋼)板或鋁板等形成。在例如支承板11為SUS板的情況下，金屬層12是所析出的規定厚度的鍍銅箔。或者，當支承板11為鋁板時，金屬層12是粘貼在支承板11上的銅箔。
[0026]然後，如圖2所示，利用例如塗布機、印刷等在金屬層12上塗布第一粘接體10a。然後，在使第一粘接體IOa固化後，如圖3所示，塗布第二粘接體10b。該第二粘接體IOa也通過塗布機、印刷等來塗布。優選一次的塗布為大約5μ m?60μ m左右，但並不限定於此。即，第一及第二粘接部的厚度優選為5 μ m?60μ m，所形成的粘接層10的厚度優選為10 μ m?120 μ m左右，但並不限定於此。由此，能使各個粘接層10統一在一定高度，從而使得元器件3的與高度方向相關的位置較為準確。
[0027]上述第一粘接體IOa和第二粘接體IOb均由環氧類、聚醯亞胺類樹脂形成。由此，利用第一粘接體IOa和第二粘接體IOb形成粘接層10。另外，第一粘接體IOa和第二粘接體IOb可以由相同材料形成，也可以由不同材料形成。可以考慮成本、塗布性、粘接性、絕緣性等來對此進行適當選擇。此外，確認了即使使用相同的材料也能獲得減少空隙的效果。
[0028]這裡，如圖3所示，為了應用本發明所涉及的元器件內置基板的製造方法而使用的電氣或電子元器件3具有元器件主體3a以及從該元器件主體3a突出的突出部3b(圖例中為端子4)(例如貼片電容器、電阻等貼片無源元器件)。即，要內置的元器件3具有向粘接層10 —側突出的部分。上述第一粘接體IOa僅形成在與突出部(端子4)相對應的位置。並且，上述第二粘接體IOb在第一粘接體IOa固化後形成在與元器件3的粘接層10 —側的整個面相對應的位置。
[0029]然後，如圖3和圖4所示，進行元器件搭載工序，將元器件3搭載到粘接層10上。該工序首先如圖3所示，使元器件3向箭頭D方向移動。然後如圖4所示，將突出部3b與第一粘接體IOa的位置對準，由此來搭載元器件3。
[0030]由此，在粘接層形成工序中，在與元器件的突出部3b相對應的位置預先形成第一粘接體IOa並使其固化，接著在元器件搭載工序中將元器件3的突出部3b與第一粘接體IOa的位置對準來進行元器件的搭載，由此，通過使突出部3b與第一粘接體IOa對接，使得這兩者之間的第二粘接體IOb被擠壓流動到元器件3的突出部以外的部分(元器件主體3a中、相對於突出部3b (端子4)凹陷的部分3c)。因此，通過使第二粘接體IOb遍及相對於元器件3的突出部3b而凹陷的部分3c，其結果是能防止粘接層10上產生空隙。尤其是在要內置的元器件3具有凹凸形狀的情況下，也能可靠地防止空隙的產生。
[0031]S卩，尤其能避免元器件主體的凹陷部分3c中內含空隙的情況較多的現狀，即使是凹陷部分3c，也能通過使粘接層10遍及來抑制空隙的產生。此外，通過利用多個粘接體10a、10b來形成粘接層10，能減少每一次的粘接體塗布量，因此也有助於減少空隙。由此，由於塗布量較少，從而能形成穩定的粘接層10，就粘接層10整體而言，可穩定地形成精度較高的膜厚。由此，能提高絕緣性，在形成過孔的情況下能使過孔的形狀穩定，並能提高耐熱性，從而產品整體的可靠性得以提高。另外，粘接層10也可以進一步利用第三粘接體等形成三層以上的結構。該粘接層10的結構可以根據元器件3的形狀、粘接體的塗布量通過適當設定粘接體的印刷、固化的次數來決定。[0032]特別地，若參照圖3，則在粘接層10中，形成有第一粘接體IOa的部分向上方突出從而形成為凸部5，僅由第二粘接體IOb形成的部分形成為凹部8。這是由於，第二粘接體IOb是利用塗布機、印刷等從固化後的第一粘接體IOa的上方進行塗布而得到。
[0033]粘接層10具有由第一粘接體IOa形成的凸部5。其結果是粘接層10具有凸部5和凹部8，元器件3的突出部3b與該凸部5對接。因此，此時，通過擠壓凸部5與突出部3b，使得第二粘接體IOb可靠地向凹部8流動。由於凹部8與元器件的突出部以外的凹陷部分3c相對應，因此能可靠地使第二粘接體IOb在它們之間流動，從而能防止空隙的產生。即，本發明的要點在於將粘接層10上固化後的第一粘接體IOa形成在與元器件3的突出部3b相對應的位置，由於該第一粘接體IOa已固化，因此通過使第一粘接體IOa與突出部3b對接來擠壓第二粘接體IOb,從而使第二粘接體IOb流動。利用該流動，能可靠地防止空隙。因此，使粘接層10的凸部5與元器件3的突出部3b對接，並使粘接層10的凹部8與元器件的凹陷部分3c相對應。另外，也可以搭載多個元器件3。此時，形成與元器件3的數量相對應的粘接層10。
[0034]在進行了上述那樣的元器件搭載工序後，進行層疊工序、過孔形成工序、鍍敷工序、以及圖案形成工序。
層疊工序用於對元器件3層疊要成為絕緣層2的絕緣基材，從而將元器件3埋設於絕緣基材內。在該工序中，對元器件3的配置有金屬層12的相反側塗布預浸潰體等絕緣基材，並在真空下對其進行加熱，同時進行加壓。該加壓例如使用真空加壓式衝壓機來進行。另夕卜，絕緣基材優選使用熱膨脹係數與元器件3相近的材料。層疊後，將支承板11去除。絕緣層2的一個面上層疊有金屬層12,另一個面上層疊有其它金屬層13。
[0035]之後進行過孔形成工序。在該工序中，首先如圖5所示，利用雷射等進行開孔，形成過孔13。具體而言，過孔13形成為從金屬層12通過粘接層10併到達端子4。此外，根據結構，也可以在該時刻形成用於電連接各層間或表面和背面的貫通導電過孔或其它導通過孔。形成過孔後，實施去汙處理，將形成過孔時殘留的樹脂去除。之後，如圖6所示，實施鍍敷處理(導通處理)，在過孔13內析出鍍層，形成導通過孔7。然後進行導電層形成工序。在該工序中，如圖7所示，利用刻蝕等在絕緣層2的兩面形成導體圖案6，由此形成導電層。
[0036]例如，若在上述過孔形成工序中在元器件3的兩側形成了通孔，則在鍍敷處理後，該通孔成為導通貫穿孔18。然後在規定部位形成阻焊劑14。由此，如圖8所示，製造成元器件內置基板I。
[0037]如圖7所示，經由上述工序得到的元器件內置基板I具備絕緣層2、元器件3、導體圖案6、粘接層10、以及導通過孔7。絕緣層2是由上述絕緣基材(預浸潰體等)固化後而得至IJ，元器件3經由粘接層10與金屬層12 (包含金屬層12的導體圖案6)相粘接。導體圖案6形成於絕緣層2的表面，粘接層10所包含的第一粘接體IOa形成在與元器件3的端子4相對應的位置。並且，導通過孔7與導體圖案以及端子4電連接。
[0038]若在上述層疊工序中，除絕緣層2以外，還將電路基板15配置在元器件3的側面，該電路基板15具有導通電路或導通過孔或導通貫通孔中的任一個或它們的組合，且在導通過孔形成工序中形成用於電連接導電層6與電路基板15的連接導通過孔16，則可形成圖9所示的基板17。基板17是所謂的四層基板。例如連接過孔16可以使用填充過孔。此夕卜，由連接過孔16構成的連接可以為任意層結構。 標號說明
[0039]I 元器件內置基板
2絕緣層
3元器件
3a元器件主體 3b突出部 3c凹陷部分
4端子
5凸部
6導體圖案
7導通過孔
8凹部 10粘接層 IOa第一粘接體 IOb第二粘接體 11支承板
12金屬層 13過孔 14阻焊劑 15電路基板 16連接過孔 17基板 18導通貫穿孔
【權利要求】
1.一種元器件內置基板的製造方法，包括:在形成於支承板上的金屬層上形成粘接層的粘接層形成工序；以及 在所述粘接層上搭載電氣或電子元器件的元器件搭載工序，所述元器件內置基板的製造方法的特徵在於，所述元器件由元器件主體以及向該元器件主體的所述粘接層側突出的突出部形成，在所述粘接層形成工序中形成的粘接層至少由第一及第二粘接體構成，所述第一粘接體僅形成在與所述突出部相對應的位置，第二粘接體在所述第一粘接體固化後形成在與所述元器件的所述粘接層側的整個面相對應的位置，所述粘接層將形成有所述第一粘接體的位置作為凸部，將僅形成所述第二粘接體的位置作為高度低於所述凸部的凹部， 在所述元器件搭載工序中，將所述突出部與所述第一粘接體的位置對準來進行搭載。
2.如權利要求1所述的元器件內置基板的製造方法，其特徵在於， 所述第一粘接體與所述第二粘接體由相同材料形成。
3.如權利要求1所述的元器件內置基板的製造方法，其特徵在於， 所述第一粘接體與所述第二粘接體由不同材料形成。
4.如權利要求1所述的元器件內置基板的製造方法，其特徵在於， 所述突出部為端子， 所述元器件內置基板的製造方法還包括:層疊工序，該層疊工序在所述元器件搭載工序後進行，對所述元器件層疊要成為絕緣層的絕緣基材，從而將所述元器件埋設於所述絕緣基材內；` 過孔形成工序，在該過孔形成工序中去除所述支承板，形成貫通所述金屬層以及所述粘接層併到達所述端子的過孔； 鍍敷工序，在該鍍敷工序中使所述金屬層表面以及所述過孔表面析出鍍層；以及 圖案形成工序，在該圖案形成工序中形成包含所述金屬層的導體圖案。
5.如權利要求1所述的製造方法，其特徵在於， 所述粘接層形成工序中使用的所述支承板為鋁板，所述金屬層為粘貼在所述鋁板上的銅箔。
6.如權利要求1所述的製造方法，其特徵在於， 所述粘接層形成工序中使用的所述支承板為不鏽鋼，所述金屬層為所述不鏽鋼上析出的鍍銅箔。
7.如權利要求1所述的製造方法，其特徵在於， 在所述元器件搭載工序中，搭載多個具有多個電極的半導體元器件或具有多個電極的無源元器件的某一方或雙方。
8.如權利要求4所述的製造方法，其特徵在於， 在所述層疊工序中，除了所述絕緣層以外，還將電路基板配置在所述元器件的側面，所述電路基板具有導通電路或導通過孔或導通貫通孔中的任一個或它們的組合， 在所述過孔形成工序中，形成用於電連接所述導電層與所述電路基板的連接過孔。
9.如權利要求8所述的用於製造元器件內置基板的製造方法，其特徵在於， 在所述過孔形成工序中，所述連接過孔為填充過孔。
10.如權利要求8所述的製造方法，其特徵在於，在所述過孔形成工序中，由所述連接過孔構成的連接為任意層結構。
11.如權利要求8所述的製造方法，其特徵在於， 在所述過孔的形成工序中，所述連接過孔的直徑形成為與所述過孔的直徑相同或比所述過孔的直徑大。
12.一種使用了權利要求4所述的元器件內置基板的製造方法的元器件內置基板，其特徵在於，包括: 所述絕緣基材固化後得到的所述絕緣層； 埋設於所述絕緣層內、並經由所述粘接層與所述金屬層相粘接的所述元器件； 形成在所述絕緣層表面的所述導體圖案； 在與所述端子相對應的位置形成有所述第一粘接體的所述粘接層；以及導通過孔，該導通過孔用於電連接所述導體圖案與所述端子，並處於在貫通所述金屬層以及所述粘接層的所述過孔中析出有所述鍍層的狀態。
13.如權利要求12所述的元器件內置基板，其特徵在於， 所述第一及第二粘接體由環氧類樹脂或聚醯亞胺類樹脂形成。
14.如權利要求12所述的元器件內置基板，其特徵在於， 所述第一及第二粘接體的總厚度為10μ m~120μ m。
15.如權利要求12所述的元器件內置基板，其特徵在於， 所述第一粘接體的玻璃化轉變`溫度為40°C~200°C (TMA法)， 所述第二粘接體的玻璃化轉變溫度在所述第一粘接部的玻璃化轉變溫度以上，且在40°C~200°C (TMA法)的範圍內。
16.如權利要求12所述的元器件內置基板，其特徵在於， 所述第一粘接體的厚度為5 μ Π?~60μ m,所述第二粘接體的厚度為5 μ Π1~60μm。
【文檔編號】H05K3/46GK103828493SQ201180073378
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2011年9月12日 優先權日:2011年9月12日
【發明者】松本徹, 戶田光昭, 今村圭男 申請人:名幸電子有限公司