TWI288592B - Printed circuit board and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

1288592 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明，是有關印刷配線板及其製造方法，特別是有 關內藏了電容器功能的多層印刷配線板及其製造方法。 【先前技術】 隨著電子機器的高性能化，搭載於印刷配線板的零件 點數也隨著增加。一方面，因電子機器的小型化而期望印 刷配線板的更小型化，所以零件的可搭載面積愈來愈窄。 因此，進行零件的小型化的同時，進行由印刷配線板 的導體圖案的微細化所產生的表面實裝的高密度化。 隨著實裝零件的多端子化、窄間距化、實裝零件點數 的增加所導致的印刷配線板的多層化或配線的微細化，會 產生配線阻力的增加、干擾雜訊所導致的訊號遲延、發熱 、及由其所導致的機器的誤動作的問題。 > 爲了解決這些問題需要縮短零件配線長度。具體上已 提案：將零件的搭載部位不只設在印刷配線板的表面也埋 設於印刷配線板的內部的方法，或使用感應率高的高感應 薄片材或膠材將與零件同等的功能植入印刷配線板內部的 ， 方法。這種技術是例如，日本特開2002- 1 008 75號公報， 或曰本特開平6-69663號公報。 依據上述的習知技術，在印刷配線板形成凹部並內藏 已小型化的晶圓零件。但是，對於要求印刷配線板的薄型 化的現況，雖已使晶圓零件小型化，但厚度還是不夠薄、’ -5- (2) 1288592 而成爲印刷配線板的薄板化的弊害。 且，因晶圓的小型化而使電容器的容量變小，所以欲 對應> 容量的要求是困難的。 A發明內容】 本赛明的目的，是爲了解決上述課題，提供一種內藏 了褢且大容^量的電容器功能的印刷配線板及其製造方法。 P 本發明，是在形成於芯基板的凹部，藉由埋設未被樹 €旨模塑的電容器，就可在薄的印刷配線板內藏大容量的電 容器。 且，本發明，是一種多層印刷配線板的製造方法，是 印刷配線板的製造方法，其是含有：在具有導體層的芯基 板的導體形成電路圖案的工程；及在該芯基板形成凹部的 工程；及將未被樹脂模塑的電容器元件，收容於該凹部的 工程；及在收容了該電容器元件的芯基板，形成絕緣層及 • 導體層而形成多層板的工程；及形成使該多層板的外部導 體層及該電容器元件的電極相互電連接用的通孔，在該通 孑L形成導電層的工程；及在該多層板的表面形成導體電路 圖案的工程。 其中’電容器元件是形成平板形狀且在共通側的面形 成陽極及陰極的電極較佳。 由此’將凹部的尺寸調整成比未被樹脂模塑的電容器 白勺尺寸稍大，就可獲得高的零件的位置精度，就不需要將 $ @定零件用的樹脂充塡於凹部，工程的削減成爲可能。 -6 - (3) 1288592 且，被埋設的電容器零件，是未被塑模的厚度爲300 /zm以下的未被包裝的電容器元件較佳。 未被包裝的電容器元件因爲與被塑模的晶圓零件相比 較薄，所以在埋設同容量的晶圓零件的情況中印刷配線板 的薄型化可能，若是同厚度的印刷配線板的話就可內藏大 容量的電容器。 且，被埋設的電容器元件，是在電極部分施加厚度爲 φ '10〜30//m且表面粗度是與樹脂的接合最適化的銅鍍或是 貼付銅箔較佳。電極部分的厚度因爲是1 0〜3 0 // m，所以 連接電極及上層的導體圖案用的通孔形成時即使使用雷射 也不會損瘍電極。且，電極表面的粗度因爲是與樹脂的接 合最適化，所以不需要提高樹脂的接合用的處理，就可進 行從雷射加工至鍍膜爲止的一般的印刷配線板製造的處理 〇 且，被埋設的電容器元件的電極及上層的導體圖案是 φ 由通孔連接較佳，上層的導體圖案是印刷配線板的外層圖 案的情況時，通孔是由電解銅鍍或導電性膠充塡使表面平 坦化。因爲表面平坦，實裝於印刷配線板的表面的零件的 連接時所使用的焊鍚內不會發生空洞等，可進行信賴性高 的連接。 且，本發明的電容器元件，是由：形成於平板狀的金 屬基體的至少一方側的介電質層、及形成於此介電質層上 的陽極電極、及隔著導電性膜形成於介電質層上的陰極電 極所構成，陽極電極及陰極電極是面對於共通側並形成平 -7- (4) 1288592 面構造，且未被樹脂模塑。如此構造比較簡單，可將薄型 化的最佳的電容器元件，容易收容於芯基板的凹部，而可 以達成多層板的薄型化。 (發明之效果） 依據本發明，藉由在形成於芯基板的凹部，埋設未被 樹脂模塑的平板狀的電容器元件，就可以獲得更薄型的印 刷配線板。 的 板 線 配 刷 印 的 例。 施面 實剖 明板 發線 本配 明刷 說印 面示 圖顯 照是 3 參圖 式，1 方下第 施以 。 實構 [ 結 印刷配線板，是由：未被包裝的電容器元件20、及收 容此電容器元件的芯基板30、及強化層40A、40B所構成 。芯基板3 0是具有凹部31可收容未被包裝的電容器元件 φ 20，在其表面及內部具有複數導體層32A、32B、32C、 3 2D。在強化層40A中形成通孔41A及導體電路42並藉 由通孔41A，連接芯層表面的導體電路3 2A及未被包裝的 電容器元件20及強化層的導體電路42A。且，在強化層 40B也形成通孔41B及導體電路42B，連接芯層表面的導 體電路32D及強化層的導體電路42B。 然而，在本實施例中，強化層40A、40B雖只有1層 ，但是由複數強化層所構成也可以。 如第2圖所示，電容器元件20，是未被樹脂模塑的平 -8 - (5) 1288592 板狀的電容器，在金屬基體23上，由：隔著介電質層24 形成的陽極電極（第1電極）21L、21R、及在此介電質層24 隔著導電性高分子膜25形成的陰極電極（第2電極）22所 構成。 在此，金屬基體23，是鋁、鉅、鈮等的金屬基體，在 此基體23的表面，形成閥作用金屬的介電質氧化皮膜層 24，在此氧化皮膜層24上，依序形成：陽極電極21 L、 H 21R、及導電性高分子膜25、陰極電極22。陰極電極22 ，是由石墨層及銀膠層及銅金屬板所構成，或是由石墨層 及金屬鍍膜層的2層所構成。或是無石墨層而只由金屬鍍 膜層形成也可以。 第1電極21及第2電極22因爲形成厚度爲10〜30 //m且表面粗度是與樹脂的接合最適化的銅金屬，以如第 1圖所示，形成第1電極21、第2電極22上的通孔41A 時的雷射加工容易，其連接性變高，且與強化層4〇A的接 φ 合性也變高。 在此，第1電極21及第2電極22，是平面構造的電 極，如第1圖所示，可以容易對於這些的電極21、22形 成通孔4 1 A。 然而，第2圖所示的電容器元件20，雖是在平板狀的 底基金屬23的兩側（上下面），形成第1電極21及第2電 極22，但是連接於通孔4 1 A因爲只有上側’所以如第1 〇 圖所示，只有在電容器元件的一方側形成這些電極2 1、2 2 也可以。 -9- (6) 1288592 如第1圖所示的實施例中，雖朝第1電極21L、21R 通孔連接，但是未要求高頻特性的情況中，可以朝任何一 方連接。 如第1圖所示，強化層40A的通孔41A，因爲是藉由 電解銅鑛或導電性膠充塡使表面平坦，所以在使用於被表 面實裝的零件的連接的焊鍚內部不會發生空洞，表面實裝 零件及印刷配線板的連接信賴性可提高。 g 接著，參照第3圖〜第9圖說明本實施例的印刷配線 板的製造方法。各圖是分別顯示各工程的狀態。 首先，'在第3圖，形成成爲芯層的印刷配線板（芯基 板3 0)。芯層的材質是可使用於印刷配線板的話，無特別 限制。 接著在第4圖，在芯層30的表面形成導體電路3 2A 及3 2D °此時，對於進行供收容未被包裝的電容器元件用 的凹加工的面，是在凹加工部的幾乎中央的凹加工基準面 φ 測量部形成導體33。由此，精度佳的凹部的加工成爲可能 。且’在本實施例中，導體電路的形成雖由減去法形成， 但是由其他的周知的方法形成也可以。 接著在第5圖，由導體3 3進行凹加工的基準面測量 之後’配合未被包裝的電容器元件的厚度及尺寸進行 孔 加工。如第5圖的點線所示，在芯層3 〇，使收容此電容器 元件的凹部31爲電容器元件的外形尺寸+20 〇 μ m以下， 深度爲+ 50/zm以下。 接著在第6圖，將電容器元件20配置於凹部31後， -10- (7) 1288592 在芯層的雙面層積薄片狀的層間絕緣樹脂43及銅箔44。 藉由真空加壓將利用沖床所產生的加熱而軟化的層間絕緣 樹脂43充塡於凹部3 1，且使層積的印刷配線板的表面被 平坦化。在本實施例中，在層間絕緣樹脂4 3中雖使用無 金屬層者進行層積，但是使用附有樹脂的銅箔也可以。 接著在第7圖，使用C02雷射，在強化層40A、40B 穿設形成：電容器元件20的第1電極21L、21R、及第2 | 電極22、及到達芯層表面的導體電路32A、32D的 0 0.08 mm〜0 0.15 mm的通孔41A。且，使用鑽頭對於芯 基板3〇及強化層40A、40B穿設形成0 〇·15〜0 1.0的通 孔45 〇 之後，在第8圖，施加除污斑處理，來除去因C02雷 射加工而露出的電容器元件20的第1電極21L、21R及第 2電極22上及芯層表面的導體電路32A、32D上的雷射加 工殘渣物，接著進行無電解銅鍍及電解銅鍍，形成厚度20 φ 〜30 μιη的銅被膜50。 在本實施例中，在電解銅鍍藉由使用塡空用鍍膜液就 可利用電解銅鍍使通孔表面平坦化，但是進行樹脂充塡的 情況時，是藉由在電鍍膜後進行樹脂充塡就可使通孔表面 平坦化。此情況，充塡樹脂因爲露出於通孔上，所以當進 行焊接連接等的情況時在樹脂充塡後需要再度進行電解銅 鑛。 接著在第9圖，在多層板的表面層積感光性的乾膜保 護層，載置光罩並曝光後，藉由進行顯像、蝕刻，就可形 -11 - (8) 1288592 成外層導體電路42A、42B的同時，除去不需要的部位的 銅箔等的導體。 如以上，內藏了電容器功能的印刷配線板的製造因爲 成爲可能，所以可防止：隨著實裝零件的多端子·窄間距 1C ·零件點數的增加所導致的精密圖案化·高多層化所造 成的配線阻力的增加·干擾雜訊所產生的訊號遲延·發熱 •誤動作·表面實裝面積的不足等。又，連接於印刷配線 g 板的表面的通孔表面因爲平坦，所以可與表面實裝零件進 行信賴性高的連接。 且，因爲在埋設了電容器零件使用未被塑模的厚度爲 3 00 // m以下的未被包裝的電容器元件，所以印刷配線板 的薄型化可能。又，因爲可內藏大容量的電容器，所以零 件點數的削減可能。 且，埋設了未被包裝的電容器元件的電極部分是施加 了厚度爲1〇〜30//m，表面粗度是與樹脂的接合最適化的 φ 銅鍍，所以陽極部分及陰極部分的厚度的差因是50/zm以 下，所以通孔的形成容易且穩定，可進行信賴性高的連接 ’埋設了未被包裝的電容器元件及絕緣樹脂的密合也提高 【圖式簡單說明】 [第1圖]本發明的一實施例的印刷配線板的結構的剖 面圖。 [第2圖]一實施例的電容器元件的結構的剖面圖。 -12 - 1288592 (9)第第第第第第第第 rL rL rL rL rL rL [ [ 3 4 5 6 7 8 9 圖圖圖圖圖圖圖 圖圖 AHM 程程 Η Η 造造 製 製 S 勺 ήρ 板板 線線 配配 rnu ,πυ 居 0W 印 印 的的 例例 施施 圖圖圖 的的的 程程程 工 Η Η 造造造 製製製 S 勺 勺 -ία 板板板 線線線 配配配 刷刷刷 印印印 勺 勺 勺 白 ^一 ήρ 例例例 施施施 圖圖 ΑΡ 程程 Η Η 造造 製製 勺 勺 板板 線線 配配 刷刷 印印 AO Ap 例例 施施 圖 面 剖 的 構 結 的 件 元 器 容 電 的 例 他 其 1J 圖 1 明 說 號 符 件 元 要 主 20 電 21 第 21L、21R 第 22 第 23 底 24 介 25 導 30 心 3 1 凹 32A 導 33 導 40A 強 40B 強 41 A 通 容器元件 1電極（陽極電極） 1電極（陽極電極） 2電極（陰極電極） 基金屬（金屬基體） 電質氧化皮膜層 電性高分子膜 基板（層） 部 體電路 體 化層 化層 孔 -13- (10) 1288592 41B 通 42 導 42A 導 42B 導 43 層 44 銅 45 通 50 銅

孔 體電路 體電路 體電路 間絕緣樹脂 箔（導體金屬箔） 孔 被膜（導體層）

Claims (1)

1. (1) 1288592 十、申請專利範圍 1 · 一種印刷配線板，具有芯基板、及形成於該芯基板 上的強化層；其特徵爲構成：於形成於該芯基板的凹部， 埋設了沒有施以樹脂模塑、且形成於共通側的陽極及陰極 的電極之平面狀的軍容元件，以形成通孔並與該電極進行 電性連接。 2·如申請專利範圍第1項所記載之印刷配線基板，其 中：埋設了厚度爲300/zm以下的未被包裝的電容器元件。 3 ·如申請專利範圍第1項所記載之印刷配線基板，其 中：該腸極及該陰極，爲埋設了形成平面構造的電容器元 件。 、 4 ·如申請專利範圍第1項所記載之印刷配線基板，其 中：在該陽極及該陰極，埋設了電容器元件；該電容器元 件，被施加了厚度10〜30/zm的銅鍍、且該陽極部分與陰 極部分厚度差爲50//m以下。 5 ·如申請專利範圍第1項所記載之印刷配線基板，其 中··於平板狀的該基體的兩側的面，埋設了電容器元件； 該電容器元件是形成了，該介電質層、該陽極電極、及該 導電性膜之該陰極電極。 6.如申請專利範圍第1項所記載之印刷配線基板，其 中：於形成於該多層的印刷板的表面，具有導體電路圖案 ，可透過該通孔與該電極導通。 7·—種多層印刷配線板之製造方法；其特徵爲包含： 於具有導體層的芯基板的導體，形成電路圖案之工程；及 •15- (2) 1288592 在該芯基板形成凹部之工程；及將 容器元件，收容於該凹部之工程； 件的芯基板，形成絕緣層及導體層 及形成使該多層板的外部導體層與 互電性連接之通孔，於該通孔形成 多層板的表面形成導體電路圖案之 8·如申請專利範圍第7項所記 φ 製造方法，其中：將形成平板形狀 陽極及陰極的電極之該電容器元件 9·如申請專利範圍第7項所記 製造方法，其中：將厚度爲300/zm 器元件，埋設於該凹部。 10·如申請專利範圍第8項所 的製造方法，其中：於該陽極及該 爲1〇〜30// m的銅鍍，且將該陽極 φ 5〇e m以下的電容器元件，埋設於 11·如申請專利範圍第8項所 的製造方法，其中：連接外層電路 的電極之通孔，是由銅鍍、或是銅 而使表面平坦。 I2·—種多層印刷配線板的製達 於具有導體層的芯基板形成凹部之 模塑之平板狀、且於共通側的面形 電容器元件，收容於該凹部之工程 沒有施以樹脂模塑的電 及於收容了該電容器元 以形成多層板之工程； 該電容器元件的電極相 導電層之工程；及於該 工程。 ί載之多層印刷配線板的 、且在共通側的面形成 ，埋設於該凹部。 :載之多層印刷配線板的 以下的未被包裝的電容 記載之多層印刷配線板 陰極的表面，施加厚度 丨及該陰極的厚度的差爲 該凹部。 記載之多層印刷配線板 圖案、及埋設有電容器 鍍和導電性膠來充塡， ί方法；其特徵爲包含： 工程；將沒有施以樹脂 成陽極及陰極的電極之 ;及於收容了該電容器 -16- (3) 1288592 元件的該芯基板上形成絕緣層之工程；及於該絕緣層上形 成表面導體層之工程；及形成使該表面導體層與該電容器 元件的該電極電性連接之通孔之工程；及在該通孔形成導 電層、導通該表面導體層之工程。 13. 如申請專利範圍第12項所記載之多層印刷配線板 的製造方法，其中：於收容了該電容器元件的該芯基板上 ，層積具有層間絕緣樹脂與金屬膜之薄片構件，藉由加熱 p 軟化該層間絕緣樹脂，將藉由真空加壓而軟化的該絕緣樹 脂充塡於該凹部，且使已層積的印刷配線板的表面平坦化 〇 14. 一種多層印刷配線板；其特徵爲：以申請專利範圍 第1 2項的方法製造。 15. —種電容器元件；其特徵爲：具有平板狀的金屬基 體、形成於該基體上的介電質層、形成於該介電質層上的 陽極電極、及介電質層上隔著導電性膜形成的陰極電極； φ 該陽極電極及陰極電極，是形成於共通側的平板狀的面， 且沒有施以樹脂模塑。 16. 如申請專利範圍第15項所記載之電容器元件，其 中：該電容器元件的厚度爲3 00 //m以下，且未被包裝。 17. 如申請專利範圍第15項所記載之電容器元件，其 中：該陽極及該陰極成爲平面構造。 18. 如申請專利範圍第17項所記載之電容器元件，其 中：在該陽極及該陰極，施以厚度爲10〜30/zm的銅鍍。 1 9 .如申請專利範圍第1 8項所記載之電容器元件，其 -17- (4) 1288592 中：該陽極部分及陰極部分的厚度差爲50; 20.如申請專利範圍第17項所記載之 中：於平板狀的該基體的兩側的面，形成： 該陽極電極、及隔著該導電性膜之該陰極 z m以下° 電容器元件，其 該介電質層、 電極。 -18-