JP7435043B2 - Circuit board with built-in electronic components and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は電子部品内蔵回路基板及びその製造方法に関し、特に、厚みの異なる複数の電子部品を内蔵可能な電子部品内蔵回路基板及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a circuit board with a built-in electronic component and a method of manufacturing the same, and more particularly to a circuit board with a built-in electronic component that can embed a plurality of electronic components having different thicknesses, and a method of manufacturing the same.
半導体ICなどの電子部品が埋め込まれた回路基板としては、特許文献1に記載された回路基板が知られている。特許文献1に記載された回路基板は、研磨などにより薄型化された半導体ICが絶縁層に埋め込まれた構造を有している。
As a circuit board in which electronic components such as semiconductor ICs are embedded, a circuit board described in
しかしながら、厚みの異なる複数の電子部品を同じ絶縁層に内蔵すると、絶縁層の厚みを大きくする必要があることから、電子部品内蔵回路基板の全体の厚みが大幅に増加するという問題があった。 However, when a plurality of electronic components having different thicknesses are built into the same insulating layer, the thickness of the insulating layer needs to be increased, resulting in a problem in that the overall thickness of the electronic component built-in circuit board increases significantly.
したがって、本発明は、厚みの異なる複数の電子部品を内蔵可能な電子部品内蔵回路基板及びその製造方法において、基板全体の厚みの大幅を抑えることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to significantly reduce the thickness of the entire board in a circuit board with a built-in electronic component capable of incorporating a plurality of electronic components having different thicknesses, and a method for manufacturing the same.
本発明による電子部品内蔵回路基板は、第1の絶縁層と、第1の絶縁層に埋め込まれた第1の電子部品と、第1の絶縁層の一方の表面に設けられた第1の配線パターンと、第1の絶縁層の他方の表面を覆う第2の絶縁層と、第2の絶縁層の第1の絶縁層とは反対側の表面に設けられた第2の配線パターンとを備え、第1及び第2の絶縁層はキャビティを有し、キャビティの底面に第1の配線パターンが露出しており、第2の配線パターンは、キャビティの開口部の周囲において第2の絶縁層が露出しないよう、キャビティの開口部を取り囲むように設けられていることを特徴とする。 A circuit board with a built-in electronic component according to the present invention includes a first insulating layer, a first electronic component embedded in the first insulating layer, and a first wiring provided on one surface of the first insulating layer. a second insulating layer covering the other surface of the first insulating layer; and a second wiring pattern provided on a surface of the second insulating layer opposite to the first insulating layer. , the first and second insulating layers have a cavity, the first wiring pattern is exposed at the bottom of the cavity, and the second wiring pattern has a second insulating layer around the opening of the cavity. It is characterized by being provided so as to surround the opening of the cavity so as not to be exposed.
本発明によれば、第1及び第2の絶縁層にキャビティが設けられていることから、別の電子部品をキャビティに収容することができる。これにより、別の電子部品が第1の電子部品よりも厚い場合であっても、全体の厚みの増加を抑えることが可能となる。また、キャビティの底面には第1の配線パターンが露出していることから、キャビティに収容した電子部品の放熱性も高められる。しかも、第2の配線パターンがキャビティの開口部を取り囲むように設けられていることから、第2の絶縁層に含まれるフィラーや芯材の脱落も防止される。 According to the present invention, since the cavity is provided in the first and second insulating layers, another electronic component can be housed in the cavity. Thereby, even if another electronic component is thicker than the first electronic component, it is possible to suppress an increase in the overall thickness. Furthermore, since the first wiring pattern is exposed on the bottom surface of the cavity, the heat dissipation of the electronic components housed in the cavity is also improved. Furthermore, since the second wiring pattern is provided so as to surround the opening of the cavity, the filler and core material contained in the second insulating layer are also prevented from falling off.
本発明において、第1の絶縁層は、第2の絶縁層よりも熱膨張係数が大きくても構わないし、厚み方向に対するガラスクロスの比率が第2の絶縁層よりも少ない、或いは、樹脂に含まれるフィラーの充填率が第2の絶縁層よりも少なくても構わない。これによれば、キャビティの内壁をより垂直に近い形状に加工しやすくなるため、電子部品内蔵回路基板の平面サイズを小型化することが可能となる。 In the present invention, the first insulating layer may have a larger coefficient of thermal expansion than the second insulating layer, or the ratio of glass cloth to the thickness direction may be smaller than that of the second insulating layer, or the first insulating layer may have a glass cloth included in the resin. The filling rate of the filler may be lower than that of the second insulating layer. According to this, it becomes easier to process the inner wall of the cavity into a shape that is more nearly vertical, so that the planar size of the circuit board with built-in electronic components can be reduced.
本発明において、第1の配線パターンの外周部は、キャビティの底面に露出することなく第1の絶縁層で覆われていても構わない。これによれば、第1の配線パターンの外周部が第1の絶縁層に固定される。 In the present invention, the outer periphery of the first wiring pattern may be covered with the first insulating layer without being exposed to the bottom surface of the cavity. According to this, the outer peripheral portion of the first wiring pattern is fixed to the first insulating layer.
本発明において、キャビティの内壁がメッキ膜で覆われていても構わない。これによれば、メッキ膜を介した放熱ルートが形成されることから、放熱性をより高めることが可能となる。 In the present invention, the inner wall of the cavity may be covered with a plating film. According to this, a heat dissipation route is formed through the plating film, so that it is possible to further improve heat dissipation performance.
本発明による電子部品内蔵回路基板は、第1の絶縁層と第2の絶縁層の間に設けられた第3の配線パターンをさらに備え、第3の配線パターンは、キャビティの内壁に露出していても構わない。これによれば、第3の配線パターンを介した放熱ルートが形成されることから、放熱性をより高めることが可能となる。 The electronic component built-in circuit board according to the present invention further includes a third wiring pattern provided between the first insulating layer and the second insulating layer, and the third wiring pattern is exposed on the inner wall of the cavity. I don't mind. According to this, a heat dissipation route via the third wiring pattern is formed, so that it is possible to further improve heat dissipation performance.
本発明による電子部品内蔵回路基板は、第1の絶縁層の一方の表面を覆う第3の絶縁層と、第3の絶縁層の第1の絶縁層とは反対側の表面に設けられた第4の配線パターンと、第3の絶縁層を貫通して設けられ、第1の配線パターンと第4の配線パターンを接続するビア導体とをさらに備え、ビア導体は、キャビティと重なる位置に設けられていても構わない。これによれば、キャビティに収容した電子部品からの熱がビア導体を介して効率よく外部に放熱される。このため、高い放熱効率を得ることが可能となる。 The electronic component built-in circuit board according to the present invention includes a third insulating layer covering one surface of the first insulating layer, and a third insulating layer provided on the surface of the third insulating layer opposite to the first insulating layer. 4 wiring pattern and a via conductor provided penetrating the third insulating layer and connecting the first wiring pattern and the fourth wiring pattern, the via conductor provided at a position overlapping with the cavity. It doesn't matter if you stay there. According to this, heat from the electronic components housed in the cavity is efficiently radiated to the outside via the via conductor. Therefore, it is possible to obtain high heat dissipation efficiency.
本発明による電子部品内蔵回路基板は、キャビティに収容され、第1の電子部品よりも厚い第2の電子部品をさらに備えていても構わない。これによれば、基板全体の厚みの増加を抑えつつ、厚みの異なる複数の電子部品を内蔵することが可能となる。 The electronic component built-in circuit board according to the present invention may further include a second electronic component that is housed in the cavity and is thicker than the first electronic component. According to this, it becomes possible to incorporate a plurality of electronic components having different thicknesses while suppressing an increase in the thickness of the entire board.
本発明による電子部品内蔵回路基板は、キャビティに収容され、第1の電子部品よりも厚い第2の電子部品と、キャビティの内壁と第2の電子部品の間に充填された導電性ペーストとをさらに備え、導電性ペーストは、キャビティの内壁に露出する第3の配線パターンと接していても構わない。これによれば、第2の電子部品からの熱をより効率よく放熱することが可能となる。 A circuit board with a built-in electronic component according to the present invention includes a second electronic component that is housed in a cavity and is thicker than the first electronic component, and a conductive paste that is filled between the inner wall of the cavity and the second electronic component. Furthermore, the conductive paste may be in contact with a third wiring pattern exposed on the inner wall of the cavity. According to this, it becomes possible to radiate heat from the second electronic component more efficiently.
本発明による電子部品内蔵回路基板の製造方法は、一方の表面に第1の配線パターンが形成された第1の絶縁層に第1の電子部品を埋め込む第1の工程と、第1の絶縁層の他方の表面に第2の絶縁層を形成する第2の工程と、第1及び第2の絶縁層を貫通するキャビティを形成することにより、キャビティの底面に第1の配線パターンを露出させる第3の工程とを備え、第2の絶縁層の第1の絶縁層とは反対側の表面に設けられた第2の配線パターンは、キャビティの開口部の周囲において第2の絶縁層が露出しないよう、キャビティの開口部を取り囲むように設けられていることを特徴とする。 A method for manufacturing a circuit board with a built-in electronic component according to the present invention includes a first step of embedding a first electronic component in a first insulating layer having a first wiring pattern formed on one surface thereof; a second step of forming a second insulating layer on the other surface of the second insulating layer; and a second step of exposing the first wiring pattern on the bottom surface of the cavity by forming a cavity penetrating the first and second insulating layers. In the second wiring pattern provided on the surface of the second insulating layer opposite to the first insulating layer, the second insulating layer is not exposed around the opening of the cavity. It is characterized in that it is provided so as to surround the opening of the cavity.
本発明によれば、第1及び第2の絶縁層にキャビティが設けられていることから、別の電子部品をキャビティに収容することができる。これにより、別の電子部品が第1の電子部品よりも厚い場合であっても、全体の厚みの増加を抑えることが可能となる。また、キャビティの底面には第1の配線パターンが露出していることから、キャビティに収容した電子部品の放熱性も高められる。しかも、第2の配線パターンがキャビティの開口部を取り囲むように設けられていることから、第2の絶縁層に含まれるフィラーや芯材の脱落も防止される。 According to the present invention, since the cavity is provided in the first and second insulating layers, another electronic component can be housed in the cavity. Thereby, even if another electronic component is thicker than the first electronic component, it is possible to suppress an increase in the overall thickness. Furthermore, since the first wiring pattern is exposed on the bottom surface of the cavity, the heat dissipation of the electronic components housed in the cavity is also improved. Furthermore, since the second wiring pattern is provided so as to surround the opening of the cavity, the filler and core material contained in the second insulating layer are also prevented from falling off.
本発明において、第3の工程は、第2の配線パターンをマスクとし、第1の配線パターンをストッパーとして、第1及び第2の絶縁層の一部を除去することによりキャビティを形成するものであっても構わない。これによれば、キャビティを高精度に形成することが可能となる。 In the present invention, the third step is to form a cavity by removing part of the first and second insulating layers using the second wiring pattern as a mask and the first wiring pattern as a stopper. It doesn't matter if there is. According to this, it becomes possible to form the cavity with high precision.
本発明による電子部品内蔵回路基板の製造方法は、キャビティに、第1の電子部品よりも厚い第2の電子部品を収容する第4の工程をさらに備えるものであっても構わない。これによれば、第2の電子部品による基板全体の厚みの増加を抑えることが可能となる。 The method for manufacturing a circuit board with a built-in electronic component according to the present invention may further include a fourth step of accommodating a second electronic component that is thicker than the first electronic component in the cavity. According to this, it becomes possible to suppress an increase in the thickness of the entire board due to the second electronic component.
このように、本発明によれば、厚みの異なる複数の電子部品を内蔵可能な電子部品内蔵回路基板及びその製造方法において、基板全体の厚みの大幅を抑えることが可能となる。 As described above, according to the present invention, in a circuit board with a built-in electronic component capable of incorporating a plurality of electronic components having different thicknesses and a method for manufacturing the same, it is possible to significantly reduce the thickness of the entire board.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態による電子部品内蔵回路基板1の構造を説明するための模式的な断面図である。また、図2は、電子部品内蔵回路基板1の略平面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a
図1に示すように、第1の実施形態による電子部品内蔵回路基板1は、絶縁層3~5と、絶縁層3~5の各表面に位置する導体層L1~L4を有している。特に限定されるものではないが、最下層に位置する絶縁層3及び最上層に位置する絶縁層5は、ガラスクロスなどの芯材にエポキシなどの樹脂材料を含浸させたコア層であっても構わない。これに対し、絶縁層4は、ガラスクロスなどの芯材を含まない無芯材樹脂層であっても構わない。絶縁層4は、絶縁層4a,4bからなる。特に、絶縁層3,5の熱膨張係数は、絶縁層4の熱膨張係数よりも小さいことが好ましい。このように、無芯材樹脂層である絶縁層4をコア層である絶縁層3,5で挟み込む構造とすれば、電子部品内蔵回路基板1の厚さが薄い場合であっても十分な機械的強度を得ることが可能となる。絶縁層3と絶縁層5の厚みは、互いに同じであっても構わない。
As shown in FIG. 1, the electronic component built-in
絶縁層4には、半導体ICなどの電子部品60が埋め込まれている。また、電子部品内蔵回路基板1には、電子部品60の近傍に絶縁層4,5を貫通して設けられたキャビティCが設けられており、キャビティCの内部に半導体ICなどの電子部品70が収容されている。電子部品60,70の種類については特に限定されないが、電子部品70についてはセンサーチップやLEDチップであっても構わないし、電子部品60については電子部品70を制御するコントローラチップであっても構わない。キャビティCを電子部品60の近傍に設ければ、電子部品60と電子部品70を接続する配線の配線長を短くすることができる。電子部品60は、絶縁層4に埋め込み可能な厚さ、例えば100μm以下に薄型化されている。これに対し、電子部品70は電子部品60よりも厚みが大きいが、キャビティCに収容することによって電子部品内蔵回路基板1の全体の厚みが抑制されている。電子部品70は、最上層に位置する絶縁層5の表面から突出していても構わない。キャビティCの内壁は、絶縁層3~5の主面に対して垂直であることが好ましいが、製造プロセスによってはキャビティCの内壁を完全な垂直とすることは困難であるため、キャビティCの内壁はテーパー状であっても構わない。
An
最上層に位置する絶縁層5及びその表面に形成された導体層L1の一部は、ソルダーレジストSR1によって覆われている。同様に、最下層に位置する絶縁層3及びその表面に形成された導体層L4の一部は、ソルダーレジストSR2によって覆われている。特に限定されるものではないが、ソルダーレジストSR1は電子部品内蔵回路基板1の上面1aを構成し、ソルダーレジストSR2は電子部品内蔵回路基板1の下面1bを構成する。図示しないが、電子部品内蔵回路基板1の上面1aには、キャパシタやインダクタなどの電子部品を搭載することができる。下面1bにはマザーボードと接続されるユーザー端子を形成することができる。
A part of the insulating
導体層L1は、配線パターン11~14を含んでいる。配線パターン11~14のうち、ソルダーレジストSR1で覆われていない部分は、AuなどからなるメッキPが施されていても構わない。配線パターン11は、ボンディングワイヤBW1を介して電子部品70のボンディングパッド71に接続される。同様に、配線パターン12は、ボンディングワイヤBW2を介して電子部品70のボンディングパッド72に接続される。一方、配線パターン13は、図2に示すように、キャビティCの開口部の周囲において絶縁層5が露出しないよう、キャビティCの開口部を取り囲むように設けられている。配線パターン13は、グランド電位が与えられるグランドパターンであることが好ましい。これによれば、配線パターン13によってシールド効果も得られる。
The conductor layer L1 includes wiring patterns 11-14. The portions of the
導体層L2は、配線パターン21~23を含んでいる。配線パターン21~23は、絶縁層5を貫通して設けられたビア導体50~52を介して、導体層L1の配線パターン11,12,14にそれぞれ接続されている。また、配線パターン22,23は、平面視で電子部品60と重なる位置に設けられたビア導体55,56を介して、電子部品60の端子電極61,62にそれぞれ接続されている。
The conductor layer L2 includes wiring patterns 21-23. The
導体層L3は、配線パターン31~33を含んでいる。配線パターン31は、キャビティCの底面に露出しており、ダイアタッチフィルム73を介して電子部品70に接着されている。配線パターン31の外周部は、絶縁層4aに覆われている。配線パターン32,33は、絶縁層4を貫通して設けられたビア導体53,54を介して、導体層L2の配線パターン21,23にそれぞれ接続されている。ビア導体53,54は、平面視で電子部品60と重ならない位置に配置されている。
The conductor layer L3 includes wiring patterns 31-33. The
導体層L4は、配線パターン41~43を含んでいる。配線パターン41~43は、絶縁層3を貫通して設けられたビア導体57~59を介して、導体層L3の配線パターン31~33にそれぞれ接続されている。特に、配線パターン31と配線パターン41を接続するビア導体57は複数個設けられ、且つ、複数のビア導体57の少なくとも一部は電子部品70と重なりを有している。これにより、電子部品70の動作によって生じる熱は、配線パターン31、ビア導体57及び配線パターン41を介して、効率よく外部に放出される。配線パターン41~43のうち、ソルダーレジストSR2で覆われていない部分は、AuなどからなるメッキPが施されていても構わない。
The conductor layer L4 includes wiring patterns 41-43. The
以上が第1の実施形態による電子部品内蔵回路基板1の構造である。このように、本実施形態による電子部品内蔵回路基板1は、厚みの薄い電子部品60を絶縁層4に埋め込むとともに、厚みの大きい電子部品70をキャビティCの内部に収容していることから、基板全体の厚みの増加を抑えることが可能となる。また、キャビティCの底面には配線パターン31が露出しており、配線パターン31上に電子部品70が載置されていることから、電子部品70の熱を効率よく外部に排出することが可能となる。しかも、キャビティCの開口部の周囲において絶縁層5が露出しないよう、配線パターン13がキャビティCの開口部を取り囲むように設けられていることから、絶縁層5に含まれるガラスクロスなどの芯材の脱落を防止することが可能となる。
The above is the structure of the electronic component built-in
図3は、本発明の第2の実施形態による電子部品内蔵回路基板2の構造を説明するための模式的な断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of the electronic component built-in
図3に示すように、第2の実施形態による電子部品内蔵回路基板3は、キャビティCの内壁と電子部品70の間に電子部品70を固定するための導電性ペースト74が充填されている点において、第1の実施形態による電子部品内蔵回路基板1と相違している。その他の基本的な構成は、第1の実施形態による電子部品内蔵回路基板1と同じであることから同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
As shown in FIG. 3, the electronic component built-in
本実施形態のように、キャビティCの内壁と電子部品70の間に導電性ペースト74を充填すれば、放熱効率をより高めることが可能となる。この場合、符号Aで示すように、導体層L2に位置する配線パターンの一部、例えば配線パターン21をキャビティCの内壁に露出させ、キャビティCの内壁に露出する配線パターン21と導電性ペースト74を接触させれば、放熱効率をよりいっそう高めることが可能となる。導電性ペースト74は、電子部品70の搭載時に電子部品70の底面から側面に回り込ませることにより、電子部品70の裏面及び側面に単一の工程で充填することができる。本実施形態においても導電性又は非導電性のダイアタッチフィルム73を使用しても構わない。この場合、放熱性の観点から、導電性のダイアタッチフィルム73を用いることが望ましい。また、導電性ペースト74の代わりに非導電性ペーストを用いても構わないが、放熱性の観点から、導電性ペースト74を用いることが望ましい。
If the
次に、電子部品内蔵回路基板1,2の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the electronic component built-in
図4~図20は、電子部品内蔵回路基板1,2の第1の製造方法を説明するための工程図である。
4 to 20 are process diagrams for explaining the first manufacturing method of the
まず、図4に示すように、ガラス繊維などの芯材を含む絶縁層3の両面にCu等の導体箔からなる導体層L3,L4aが貼合されてなる基材(ワークボード)、すなわち両面CCL(Copper Clad Laminate)を準備する。絶縁層3に含まれる芯材の厚みは、ハンドリングを容易にするための適度な剛性を確保するため、40μm以上であることが望ましい。なお、導体層L3,L4aの材質については特に制限されず、上述したCuの他、例えば、Au、Ag、Ni、Pd、Sn、Cr、Al、W、Fe、Ti、SUS材等の金属導電材料が挙げられ、これらの中でも、導電率やコストの観点からCuを用いることが好ましい。後述する他の導体層L1,L2についても同様である。また、導体層L3の表面L3aは、絶縁層4aに対する密着性を高めるために、粗化されていることが好ましい。
First, as shown in FIG. 4, a base material (workboard) is formed by laminating conductive layers L3 and L4a made of conductive foil such as Cu on both sides of an insulating
また、絶縁層3に用いる樹脂材料は、シート状又はフィルム状に成形可能なものであれば特に制限されず使用可能であり、ガラスエポキシの他、例えば、ビニルベンジル樹脂、ポリビニルベンジルエーテル化合物樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂(BTレジン)、ポリフェニレエーテル(ポリフェニレンエーテルオキサイド)樹脂(PPE,PPO)、シアネートエステル樹脂、エポキシ+活性エステル硬化樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂(ポリフェニレンオキサオド樹脂)、硬化性ポリオレフィン樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリイミド樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、芳香族液晶ポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、若しくはベンゾオキサジン樹脂の単体、又は、これらの樹脂に、シリカ、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ホウ酸アルミウイスカ、チタン酸カリウム繊維、アルミナ、ガラスフレーク、ガラス繊維、窒化タンタル、窒化アルミニウム等を添加した材料、さらに、これらの樹脂に、マグネシウム、ケイ素、チタン、亜鉛、カルシウム、ストロンチウム、ジルコニウム、錫、ネオジウム、サマリウム、アルミニウム、ビスマス、鉛、ランタン、リチウム及びタンタルのうち少なくとも1種の金属を含む金属酸化物粉末を添加した材料を用いることができ、電気特性、機械特性、吸水性、リフロー耐性等の観点から、適宜選択して用いることができる。さらに、絶縁層3に含まれる芯材としては、ガラス繊維、アラミド繊維等の樹脂繊維等を配合した材料を挙げることができる。後述する他の絶縁層4a,4b,5についても同様である。
Further, the resin material used for the insulating
次に、図5に示すように、例えばフォトリソグラフィー法など公知の手法を用いて導体層L3をパターニングすることにより、配線パターン31~33を形成する。次に、図6に示すように、導体層L3を埋め込むよう、絶縁層3の表面に例えば未硬化(Bステージ状態)の樹脂シート等を真空圧着等によって積層することにより、絶縁層4aを形成する。
Next, as shown in FIG. 5,
次に、図7に示すように、絶縁層4a上に電子部品60を載置する。電子部品60は、端子電極61,62が形成された主面が上側を向くよう、フェースアップ方式で搭載される。電子部品60が半導体ICである場合、シリコン基板が例えば200μm以下、より好ましくは50~100μm程度に薄型化されていても構わない。
Next, as shown in FIG. 7, an
次に、図8に示すように、電子部品60を覆うよう、絶縁層4b及び導体層L2aを形成する。絶縁層4bの形成は、例えば、未硬化又は半硬化状態の熱硬化性樹脂を塗布した後、未硬化樹脂の場合それを加熱して半硬化させ、さらに、プレス手段を用いて導体層L2aとともに硬化成形することが好ましい。絶縁層4bは、電子部品60の埋め込みを妨げる繊維が含まれない樹脂シートが望ましい。これにより、電子部品60が絶縁層4に埋め込まれる。
Next, as shown in FIG. 8, an insulating
次に、図9に示すように、例えばフォトリソグラフィー法など公知の手法を用いて導体層L2aの一部をエッチングにより除去することにより、絶縁層4を露出させる開口部53a~56aを形成する。このうち、開口部53a,54aはそれぞれ配線パターン32,33と重なる位置に形成され、開口部55a,56aはそれぞれ電子部品60の端子電極61,62と重なる位置に形成される。
Next, as shown in FIG. 9,
次に、図10に示すように、導体層L2aをマスクとしてレーザー加工又はブラスト加工を行うことにより、導体層L2aで覆われていない部分における絶縁層4を除去する。これにより、開口部53a~56aに対応する位置には、それぞれビア53b~56bが形成される。ビア53b~56bの底部においては、それぞれ配線パターン32,33及び端子電極61,62が露出する。
Next, as shown in FIG. 10, the portions of the insulating
次に、図11に示すように、無電解メッキ及び電解メッキを施すことにより、ビア53b~56bの内部にそれぞれビア導体53~56を形成する。無電解メッキ及び電解メッキを行う前に、導体層L2aを全て削除しても構わない。これにより、ビア導体53~56を介して、導体層L3の配線パターン32,33及び電子部品60の端子電極61,62が導体層L2に接続される。次に、図12に示すように、導体層L2をフォトリソグラフィー法など公知の手法によってパターニングすることにより、配線パターン21~23を形成する。
Next, as shown in FIG. 11, via electroless plating and electrolytic plating are performed to form via
次に、図13に示すように、導体層L2を埋め込むよう、絶縁層5と導体層L1aが積層されたシートを真空熱プレスする。次に、図14に示すように、例えばフォトリソグラフィー法など公知の手法を用いて導体層L1a,L4aの一部をエッチングにより除去することにより、導体層L1aに絶縁層5を露出させる開口部50a~52aを形成し、導体層L4aに絶縁層3を露出させる開口部57a~59aを形成する。このうち、開口部50a~52aはそれぞれ配線パターン21~23と重なる位置に形成され、開口部57a~59aはそれぞれ配線パターン31~33と重なる位置に形成される。
Next, as shown in FIG. 13, the sheet in which the insulating
次に、図15に示すように、導体層L1a,L4aをマスクとしてレーザー加工又はブラスト加工を行うことにより、導体層L1aで覆われていない部分における絶縁層5を除去するとともに、導体層L4aで覆われていない部分における絶縁層3を除去する。これにより、開口部50a~52a,57a~59aに対応する位置には、それぞれビア50b~52b,57b~59bが形成される。ビア50b~52b,57b~59bの底部においては、それぞれ配線パターン21~23,31~33が露出する。
Next, as shown in FIG. 15, by performing laser processing or blasting using the conductor layers L1a and L4a as masks, the insulating
次に、図16に示すように、無電解メッキ及び電解メッキを施すことにより、ビア50b~52b,57b~59bの内部にそれぞれビア導体50~52,57~59を形成する。無電解メッキ及び電解メッキを行う前に、導体層L1a,L4aを全て削除しても構わない。次に、図17に示すように、導体層L1,L4をフォトリソグラフィー法など公知の手法によってパターニングすることにより、導体層L1に配線パターン11~13を形成し、導体層L4に配線パターン41~43を形成する。次に、図18に示すように、所定の平面位置にソルダーレジストSR1,SR2を形成する。
Next, as shown in FIG. 16, via
次に、図19に示すように、平面視で配線パターン13に囲まれた領域に位置する絶縁層4,5を除去することにより、キャビティCを形成する。キャビティCの形成は、レーザー加工又はブラスト加工により行うことができる。この場合、配線パターン13をマスクの一部とし、配線パターン31をストッパーとして加工を行うことにより、所望の形状を有するキャビティCを容易に形成することができる。また、キャビティCを形成すると、絶縁層5に含まれるガラスクロスなどの芯材がキャビティCの内部に突出することがある。このような場合であっても、配線パターン13がキャビティCの開口部を取り囲むように設けられ、これによりキャビティCの開口部の周囲が配線パターン13によって押さえられることから、ガラスクロスなどの芯材の脱落が生じにくい。
Next, as shown in FIG. 19, a cavity C is formed by removing the insulating
レーザー加工又はブラスト加工においては、被加工物の厚み方向に対するガラスクロスの比率が多いほど、また、被加工物である樹脂に含まれるフィラーの充填率が多いほど、単位時間当たりの加工量が少なくなる。このことは、一般に、被加工物の熱膨張係数が大きいほど単位時間当たりの加工量が多くなることを意味する。このため、絶縁層5よりも絶縁層4の熱膨張係数が大きい場合、絶縁層5を加工する第1段階、つまりアスペクト比が小さい段階においては、単位時間当たりの加工量が比較的小さい。これに対し、絶縁層4を加工する第2の段階、つまりアスペクト比が大きい段階においては、単位時間当たりの加工量が比較的大きくなる。これにより、アスペクト比の大きいキャビティを形成する場合に生じる内壁のテーパーが抑えられ、より垂直に近い内壁を有するキャビティCを形成することが可能となる。但し、キャビティCの形成方法がレーザー加工又はブラスト加工に限定されるものではなく、他の方法、例えばドリル加工を用いても構わない。
In laser processing or blasting, the higher the ratio of glass cloth to the thickness of the workpiece, and the higher the filling rate of filler contained in the resin that is the workpiece, the smaller the amount of processing per unit time. Become. This generally means that the larger the coefficient of thermal expansion of the workpiece, the greater the amount of processing per unit time. Therefore, when the thermal expansion coefficient of the insulating
そして、図20に示すように、ソルダーレジストSR1,SR2から露出する配線パターン11~13,41~43の表面にAuなどからなるメッキPを形成すれば、電子部品内蔵回路基板1又は2の前駆体が完成する。電子部品内蔵回路基板1又は2の前駆体は、キャビティCに電子部品70を収容する前の半完成品である。そして、電子部品内蔵回路基板1又は2の前駆体に電子部品70を収容し、ボンディングワイヤBW1,BW2を用いた電気的接続を行えば、電子部品内蔵回路基板1又は2が完成する。
Then, as shown in FIG. 20, if a plating P made of Au or the like is formed on the surfaces of the
このように、キャビティCをレーザー加工又はブラスト加工によって形成する場合であっても、下層に位置する絶縁層4の材料として、ガラスクロスを含まず、且つ、上層に位置する絶縁層5よりも樹脂に含まれるフィラーの充填率が少なく、これにより絶縁層5よりも熱膨張係数の大きい材料を用いれば、キャビティCの内壁をより垂直に加工することが可能となる。これにより、電子部品内蔵回路基板1又は2の平面サイズを小型化することが可能となる。しかも、配線パターン13をマスクとし、配線パターン31をストッパーとしてレーザー加工又はブラスト加工を行えば、所望の形状を有するキャビティCを容易に形成することが可能となる。さらに、配線パターン31の全部を露出させるのではなく、配線パターン31の外周部を絶縁層4aに埋め込むことにより、キャビティCに収容された電子部品70の固着強度が増し、信頼性を向上させることが可能となる。
In this way, even when the cavity C is formed by laser processing or blasting, the material of the lower insulating
図21~図23は、電子部品内蔵回路基板1,2の第2の製造方法を説明するための工程図である。
21 to 23 are process diagrams for explaining the second manufacturing method of the
まず、図4~図17に示した工程を行った後、図21に示すように、キャビティCを形成する。キャビティCの形成方法は上述の通りである。次に、図22に示すように、所定の平面位置にソルダーレジストSR1,SR2を形成した後、図23に示すように、ソルダーレジストSR1,SR2から露出する配線パターン11~13,41~43の表面にAuなどからなるメッキPを形成すれば、電子部品内蔵回路基板1又は2の前駆体が完成する。
First, after performing the steps shown in FIGS. 4 to 17, a cavity C is formed as shown in FIG. The method for forming the cavity C is as described above. Next, as shown in FIG. 22, after forming solder resists SR1 and SR2 at predetermined planar positions, as shown in FIG. By forming plating P made of Au or the like on the surface, a precursor of electronic component built-in
このように、キャビティCの形成は、ソルダーレジストSR1,SR2の形成よりも前に行っても構わない。 In this way, the cavity C may be formed before the solder resists SR1 and SR2 are formed.
図24~図29は、電子部品内蔵回路基板1,2の第3の製造方法を説明するための工程図である。
FIGS. 24 to 29 are process diagrams for explaining the third manufacturing method of the
まず、図4~図13に示した工程を行った後、図24に示すように、例えばフォトリソグラフィー法など公知の手法を用いて導体層L1,L4の一部をエッチングにより除去することにより、導体層L1に絶縁層5を露出させる開口部50a~52a,Caを形成し、導体層L4に絶縁層3を露出させる開口部57a~59aを形成する。開口部Caは、配線パターン31と重なる位置に設けられる。次に、図25に示すように、導体層L1,L4をマスクとしてレーザー加工又はブラスト加工を行うことにより、導体層L1で覆われていない部分における絶縁層5を除去するとともに、導体層L4で覆われていない部分における絶縁層3を除去する。これにより、開口部50a~52a,57a~59aに対応する位置には、それぞれビア50b~52b,57b~59bが形成され、開口部Caに対応する位置にはキャビティCが形成される。開口部50a~52aの形成とキャビティCの形成は、同時に行っても構わないし、順次行っても構わない。
First, after performing the steps shown in FIGS. 4 to 13, as shown in FIG. 24, a part of the conductor layers L1 and L4 is removed by etching using a known method such as photolithography, for example.
次に、図26に示すように、無電解メッキ及び電解メッキを施すことにより、ビア50b~52b,57b~59bの内部にそれぞれビア導体50~52,57~59を形成する。この時、キャビティCの内壁にもメッキ膜80が形成される。このため、キャビティCの内壁に配線パターン21が露出している場合、メッキ膜80は配線パターン21に接続される。
Next, as shown in FIG. 26, via
次に、図27に示すように、導体層L1,L4をフォトリソグラフィー法など公知の手法によってパターニングすることにより、導体層L1に配線パターン11~13を形成し、導体層L4に配線パターン41~43を形成する。次に、図28に示すように、所定の平面位置にソルダーレジストSR1,SR2を形成した後、図29に示すように、ソルダーレジストSR1,SR2から露出する配線パターン11~13,41~43の表面にAuなどからなるメッキPを形成すれば、電子部品内蔵回路基板1又は2の前駆体が完成する。
Next, as shown in FIG. 27, the conductor layers L1 and L4 are patterned by a known method such as photolithography to form
このように、開口部50a~52aを形成する工程においてキャビティCを形成しても構わない。これによれば、キャビティCを形成する工程において、キャビティCを形成すべき表面以外の部分を覆うマスクを形成する必要がなくなる。また、キャビティCの内壁に配線パターン21が露出している場合、キャビティCの内壁を覆うメッキ膜80が配線パターン21に接続されることから、電子部品70の熱がメッキ膜80を介して配線パターン21に伝わる。このため、放熱性をより高めることが可能となる。
In this way, the cavity C may be formed in the step of forming the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Needless to say, it is included within the scope.
例えば、上記実施形態においては、絶縁層4及び5にキャビティCを形成しているが、絶縁層3及び4に逆方向からキャビティCを形成しても構わない。この場合、導体層L3に位置する配線パターン31に相当する要素を導体層L2に形成すれば良い。
For example, in the above embodiment, the cavities C are formed in the insulating
1,2 電子部品内蔵回路基板
1a 電子部品内蔵回路基板の上面
1b 電子部品内蔵回路基板の下面
3~5,4a,4b 絶縁層
11~14,21~23,31~33,41~43 配線パターン
50~59 ビア導体
50a~59a 開口部
50b~59b ビア
60,70 電子部品
61,62 端子電極
71,72 ボンディングパッド
73 ダイアタッチフィルム
74 導電性ペースト
80 メッキ膜
BW1,BW2 ボンディングワイヤ
C キャビティ
Ca 開口部
L1~L4 導体層
L3a 導体層の表面
P メッキ
SR1,SR2 ソルダーレジスト
1, 2 Circuit board with built-in
Claims (10)
前記第1の絶縁層に埋め込まれた第1の電子部品と、
前記第1の絶縁層の一方の表面に設けられた第1の配線パターンと、
前記第1の絶縁層の他方の表面を覆う第2の絶縁層と、
前記第1の絶縁層の前記一方の表面を覆う第3の絶縁層と、
前記第2の絶縁層の前記第1の絶縁層とは反対側の表面に設けられた第2の配線パターンと、
前記第3の絶縁層の前記第1の絶縁層とは反対側の表面に設けられた第3の配線パターンと、を備え、
前記第1及び第2の絶縁層はキャビティを有し、前記キャビティの底面に前記第1の配線パターンの一部が露出しており、
前記キャビティの底面に露出する前記第1の配線パターンの前記一部は、前記第3の絶縁層を貫通し、前記キャビティと重なる位置に設けられたビア導体を介して前記第3の配線パターンに接続され、
前記第2の配線パターンは、前記キャビティの開口部の周囲において前記第2の絶縁層が露出しないよう、前記キャビティの前記開口部を取り囲むように設けられていることを特徴とする電子部品内蔵回路基板。 a first insulating layer;
a first electronic component embedded in the first insulating layer;
a first wiring pattern provided on one surface of the first insulating layer;
a second insulating layer covering the other surface of the first insulating layer;
a third insulating layer covering the one surface of the first insulating layer;
a second wiring pattern provided on a surface of the second insulating layer opposite to the first insulating layer;
a third wiring pattern provided on a surface of the third insulating layer opposite to the first insulating layer;
The first and second insulating layers have a cavity, and a part of the first wiring pattern is exposed at the bottom of the cavity,
The part of the first wiring pattern exposed on the bottom surface of the cavity penetrates the third insulating layer and connects to the third wiring pattern via a via conductor provided at a position overlapping with the cavity. connected,
The electronic component built-in circuit is characterized in that the second wiring pattern is provided so as to surround the opening of the cavity so that the second insulating layer is not exposed around the opening of the cavity. substrate.
前記第4の配線パターンは、前記キャビティの内壁に露出していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電子部品内蔵回路基板。 further comprising a fourth wiring pattern provided between the first insulating layer and the second insulating layer,
5. The circuit board with a built-in electronic component according to claim 1, wherein the fourth wiring pattern is exposed on an inner wall of the cavity.
前記キャビティの内壁と前記第2の電子部品の間に充填された導電性ペーストと、をさらに備え、
前記導電性ペーストは、前記キャビティの内壁に露出する前記第4の配線パターンと接していることを特徴とする請求項5に記載の電子部品内蔵回路基板。 a second electronic component housed in the cavity and thicker than the first electronic component;
further comprising a conductive paste filled between the inner wall of the cavity and the second electronic component,
6. The electronic component built-in circuit board according to claim 5, wherein the conductive paste is in contact with the fourth wiring pattern exposed on the inner wall of the cavity.
前記第1の工程を行った後、前記第1の絶縁層の他方の表面に第2の絶縁層を形成する第2の工程と、
前記第3の絶縁層にビアを形成することにより、前記ビアの底部に前記第1の配線パターンの一部を前記第3の絶縁層側から露出させた後、前記ビアをビア導体で埋めることにより、前記第1の配線パターンの前記一部と、前記第3の絶縁層の前記第1の絶縁層とは反対側の表面に設けられた第3の配線パターンを、前記ビア導体によって接続する第3の工程と、
前記第1及び第2の絶縁層を貫通するキャビティを形成することにより、前記キャビティの底面に前記第1の配線パターンの前記一部を前記第1の絶縁層側から露出させる第4の工程と、を備え、
前記第2の絶縁層の前記第1の絶縁層とは反対側の表面に設けられた第2の配線パターンは、前記キャビティの開口部の周囲において前記第2の絶縁層が露出しないよう、前記キャビティの前記開口部を取り囲むように設けられていることを特徴とする電子部品内蔵回路基板の製造方法。 a first step of embedding a first electronic component in a first insulating layer in which a first wiring pattern is formed on one surface and the one surface is covered with a third insulating layer;
After performing the first step, a second step of forming a second insulating layer on the other surface of the first insulating layer;
forming a via in the third insulating layer to expose a part of the first wiring pattern at the bottom of the via from the third insulating layer side, and then filling the via with a via conductor; The part of the first wiring pattern and the third wiring pattern provided on the surface of the third insulating layer opposite to the first insulating layer are connected by the via conductor. The third step,
a fourth step of exposing the part of the first wiring pattern from the first insulating layer side on the bottom surface of the cavity by forming a cavity penetrating the first and second insulating layers ; , comprising;
A second wiring pattern provided on the surface of the second insulating layer opposite to the first insulating layer is configured to prevent the second insulating layer from being exposed around the opening of the cavity. A method of manufacturing a circuit board with a built-in electronic component, characterized in that the circuit board is provided so as to surround the opening of the cavity.
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