專利名稱：復(fù)合多層基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合多層基板及其制造方法，更具體來說，涉及高可靠性的復(fù)合多層基板，該基板具有空穴(cavity)，電子部件以高精確性安裝在該空穴中，本發(fā)明還涉及制造該復(fù)合多層基板的方法。
背景技術(shù)：
迄今為止，這種復(fù)合多層基板可包括例如專利文獻(xiàn)1中所揭示的具有空穴的配線基板。這種配線基板由以下部分形成具有貫穿的孔的陶瓷芯基板，形成于該陶瓷芯基板的底面上、堵塞所述貫穿的孔以形成空穴的樹脂絕緣層，安裝在由所述樹脂絕緣層形成的空穴中的IC芯片，以及填充在所述IC芯片周圍、用來將芯片密封在所述空穴中的填充材料。
當(dāng)制造上述配線基板的時候，當(dāng)形成所述具有貫穿的孔的陶瓷芯基板之后，所述IC芯片在所述陶瓷芯基板的貫穿的孔內(nèi)對齊，然后將所述填充材料填入所述IC芯片和所述貫穿的孔之間的間隙中，使得IC芯片和所述陶瓷芯基板在所述貫穿的孔內(nèi)結(jié)合為一體。然后，通過常規(guī)的已知方法在所述陶瓷芯基板的背面上形成具有通孔的樹脂絕緣層。
專利文獻(xiàn)1日本未審查專利申請公開第2003-309213號發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明將解決的問題然而，對于專利文獻(xiàn)1所揭示的配線基板，由于為通過填充材料固定在陶瓷芯基板的貫穿的孔內(nèi)的IC芯片而形成了具有通孔的樹脂絕緣層，而在安裝的時候又無法利用IC芯片的自對準(zhǔn)功能，所以無法在不造成任何問題的前提下很容易地設(shè)置IC芯片的終端和所述樹脂絕緣層的通孔(電極)，也因此很難在所述IC芯片和形成于樹脂絕緣層中的電極之間實現(xiàn)電傳導(dǎo)。另外，由于近年來IC芯片已經(jīng)多功能化了，所以在用于倒裝芯片組件的IC中，減小了終端之間的節(jié)距，減小了凸起的尺寸，增加了管腳的數(shù)量；因此使得IC芯片與形成在樹脂絕緣層中的電極之間的電傳導(dǎo)越來越困難。
為了利用IC芯片的自對準(zhǔn)功能，需要如

圖11所示預(yù)先將具有電極2A的樹脂絕緣層2與具有貫穿的孔的陶瓷基板1熱壓接合起來，以形成空穴3。另外，隨著IC芯片中更窄的節(jié)距和更小的凸起造成的管腳數(shù)量的增加，必須在空穴3中以高精確度形成電極2A，以便將電極2A的移位減至盡可能小的程度。
但是，如圖11所示，當(dāng)通過熱壓接合將樹脂絕緣層2與陶瓷基板1接合起來的時候，所述樹脂絕緣層2在熱壓接合過程中流動，位于空穴3中的電極2A沿水平方向移動，因此難以高度精確地形成電極2A。隨著形成樹脂絕緣層2的膜的數(shù)量的增加，這種趨勢愈加明顯，因此在一些情況下將無法確保連接的可靠性。
本發(fā)明預(yù)期要解決上述的問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種復(fù)合多層基板及其制造方法，所述復(fù)合多層基板中提供在空穴底面中的端電極等的設(shè)置具有高精確度，而且能夠顯著提高與安裝的部件之間的連接的可靠性。
解決問題的方式根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案1，提供了一種用來制造復(fù)合多層基板的方法，該基板在由樹脂部分和陶瓷基板制成的層疊結(jié)構(gòu)中具有空穴，所述方法包括以下步驟形成具有凸起部(protrusion part)的樹脂部分和具有貫穿的孔的陶瓷基板；將所述樹脂部分與陶瓷基板接合起來，使得所述樹脂部分的凸起部與所述陶瓷基板的貫穿的孔的端部相配合，從而使所述陶瓷基板和樹脂部分合為一體，形成使用所述凸起部的上表面作為底面的空穴。
另外，在本發(fā)明的技術(shù)方案2中，制造復(fù)合多層基板的方法同本發(fā)明的技術(shù)方案1，其中所述樹脂部分和陶瓷基板是互相壓制結(jié)合的。
另外，在本發(fā)明的技術(shù)方案3中，制造復(fù)合多層基板的方法同本發(fā)明的技術(shù)方案1或2，該方法還包括將第一芯片型電子部件置于所述孔穴內(nèi)的步驟。
另外，在本發(fā)明的技術(shù)方案4中，制造復(fù)合多層基板的方法同本發(fā)明的技術(shù)方案3，該方法還包括使用樹脂對置于空穴中的第一芯片型電子部件進(jìn)行密封的步驟。
另外，在本發(fā)明的技術(shù)方案5中，制造復(fù)合多層基板的方法同本發(fā)明的技術(shù)方案1-4中的一項，其中所形成的陶瓷基板是由互相疊置的陶瓷層形成的陶瓷多層基板的形式，在所述陶瓷多層基板之內(nèi)和表面上形成了預(yù)定的導(dǎo)電圖案。
另外，在本發(fā)明的技術(shù)方案6中，制造復(fù)合多層基板的方法同本發(fā)明的技術(shù)方案5，其中所述陶瓷層是使用低溫?zé)Y(jié)陶瓷形成的，將主要由銀或銅組成的導(dǎo)電材料用于所述導(dǎo)電圖案。
另外，在本發(fā)明的技術(shù)方案7中，制造復(fù)合多層基板的方法同本發(fā)明的技術(shù)方案5或6，其中在所述樹脂部分的一個表面內(nèi)形成了端電極，該表面與樹脂部分同陶瓷多層基板相接合的面相背，該端電極通過形成在所述樹脂部分中的通路導(dǎo)體與形成的用于陶瓷多層基板的導(dǎo)電圖案相連。
另外，在本發(fā)明的技術(shù)方案8中，制造復(fù)合多層基板的方法同本發(fā)明的技術(shù)方案1-7中任一項，其中從作為中心的空穴的內(nèi)壁表面沿所有的方向延伸至距該中心150微米或更遠(yuǎn)的位置形成一個區(qū)域，在該區(qū)域中，在所述樹脂部分與陶瓷基板之間的界面以及在空穴的底面上未形成導(dǎo)電圖案。
另外，在本發(fā)明的技術(shù)方案9中，制造復(fù)合多層基板的方法同本發(fā)明的技術(shù)方案3-8中任一項，該方法還包括將第二芯片型電子部件置于所述樹脂部分中的步驟。
另外，在本發(fā)明的技術(shù)方案10中，提供了一種復(fù)合多層基板，該基板具有位于由樹脂部分和陶瓷基板制成的層疊結(jié)構(gòu)中的空穴，所述樹脂部分具有凸起部，所述陶瓷基板具有貫穿的孔，所述空穴由所述樹脂部分的凸起部的上表面與所述陶瓷基板的貫穿的孔的壁表面形成。
另外，在本發(fā)明的技術(shù)方案11中，復(fù)合多層基板同本發(fā)明的技術(shù)方案10，其中第一芯片型電子部件置于所述空穴中。
另外，在本發(fā)明的技術(shù)方案12中，復(fù)合多層基板同本發(fā)明的技術(shù)方案11，其中使用樹脂對所述置于空穴中的第一芯片型電子部件進(jìn)行密封。
另外，在本發(fā)明的技術(shù)方案13中，復(fù)合多層基板同本發(fā)明的技術(shù)方案10-12中的一項，其中所述陶瓷基板是由互相疊置的陶瓷層形成的陶瓷多層基板，在所述陶瓷多層基板內(nèi)和表面上形成預(yù)定的導(dǎo)電圖案。
另外，在本發(fā)明的技術(shù)方案14中，復(fù)合多層基板同本發(fā)明的技術(shù)方案13，其中所述陶瓷層各自使用低溫?zé)Y(jié)的陶瓷層形成，所述導(dǎo)電圖案使用主要由銀或銅組成的導(dǎo)電材料形成。
另外，在本發(fā)明的技術(shù)方案15中，復(fù)合多層基板同本發(fā)明的技術(shù)方案13或14，其中在所述樹脂部分的一個表面內(nèi)形成了端電極，該表面與樹脂部分同陶瓷多層基板相接合的面相背，該端電極通過形成在所述樹脂部分中的通路導(dǎo)體與形成的用于陶瓷多層基板的導(dǎo)電圖案相連。
另外，在本發(fā)明的技術(shù)方案16中，復(fù)合多層基板同本發(fā)明的技術(shù)方案13-15中的一項，其中從作為中心的空穴內(nèi)壁表面沿所有的方向延伸至距該中心150微米或更遠(yuǎn)的位置形成一個區(qū)域，在該區(qū)域中，在所述樹脂部分和陶瓷基板之間的界面和空穴的底面上未形成導(dǎo)電圖案。
優(yōu)點根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案1-16，可以提供一種復(fù)合多層基板及其制造方法，所述復(fù)合多層基板具有提供在空穴底面內(nèi)的高度精確設(shè)置的端電極等，能夠顯著提高與安裝的部件的連接的可靠性。
附圖簡述圖1(a)和圖1(b)顯示了根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合多層基板的一個實施方式；圖1(a)是整個基板的截面圖；圖1(b)是使用樹脂密封芯片型電子部件之前的狀態(tài)的截面圖。
圖2(a)和圖2(b)顯示了提供在形成于圖1所示的復(fù)合多層基板中的空穴底面內(nèi)的電極的設(shè)置結(jié)構(gòu)圖。
圖3(a)和圖3(b)顯示了將芯片型電子部件安裝在圖1所示的復(fù)合多層基板的陶瓷基板上的步驟。
圖4(a)至圖4(d)顯示了形成圖1所示的復(fù)合多層基板的樹脂部分的步驟。
圖5(a)和圖5(b)顯示了對圖1所示的復(fù)合多層基板的樹脂部分和陶瓷基板進(jìn)行熱壓接合的步驟。
圖6顯示了制造圖1所示的復(fù)合多層基板的另一步驟的重要部分。
圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合多層基板的另一個實施方式的截面圖。
圖8顯示了本發(fā)明復(fù)合多層基板的另一個實施方式的截面圖。
圖9顯示了本發(fā)明復(fù)合多層基板的另一個實施方式的截面圖。
圖10顯示了本發(fā)明復(fù)合多層基板的另一個實施方式的截面圖。
圖11顯示了具有空穴的常規(guī)多層基板在空穴中安裝芯片型電子部件之前的截面圖。
符號說明10，20，30，40，50 復(fù)合多層基板10A 空穴11，21，31，41，51 樹脂部分
11B 凸起部11C 外部端電極(端電極)11E 通路導(dǎo)體12，22，32，42，52 陶瓷多層基板(陶瓷基板)12A 陶瓷層12B 貫穿的孔12C 外部端電極(導(dǎo)電圖案)12D 外部端電極(導(dǎo)電圖案)12E 平面內(nèi)導(dǎo)體(導(dǎo)電圖案)12F 通路導(dǎo)體(導(dǎo)電圖案)13，23，33，43，53 第一芯片型電子部件14A，24A，34A，44A 第二芯片型電子部件14B，24B，34B，44B 第二芯片型電子部件15 密封樹脂部分(樹脂)本發(fā)明最佳實施方式下面將參照圖1-10所示的實施方式描述本發(fā)明。
如圖1(a)以示例的方式顯示，該實施方式的復(fù)合多層基板10具有位于層疊結(jié)構(gòu)內(nèi)的空穴10A，該層疊結(jié)構(gòu)由樹脂部分11和疊置于其上的陶瓷基板12組成，安裝在印刷電路板之類的安裝基板(未顯示)上，樹脂部分11介于它們之間。另外，當(dāng)將復(fù)合多層基板10安裝在陶瓷制基板上的時候，可以以將陶瓷基板12置于其間的形式進(jìn)行安裝。由于在許多的情況下，印刷電路板之類的安裝基板是由樹脂制成的，所述樹脂部分11優(yōu)選由具有以下特征的樹脂形成該樹脂的熱膨脹系數(shù)在陶瓷基板12和安裝基板的熱膨脹系數(shù)之間，例如這兩種熱膨脹系數(shù)中間的熱膨脹系數(shù)，或者接近該中間熱膨脹系數(shù)的熱膨脹系數(shù)。所述樹脂部分11位于陶瓷基板12和安裝基板之間，以減小復(fù)合多層基板10和安裝基板之間的熱膨脹差異，因此即使在高溫環(huán)境下，安裝在安裝基板上的復(fù)合多層基板10也不易從其上除去。所形成的樹脂部分11具有由如圖所示互相疊置的樹脂層11A組成的層疊結(jié)構(gòu)，所形成的陶瓷基板12具有包括互相重疊的陶瓷層12A的陶瓷多層基板結(jié)構(gòu)。因此，下文中將會把陶瓷基板12描述為陶瓷多層基板12。
然后如圖1(b)所示，在所述樹脂部分11的上表面的中部形成了具有平坦的正面的凸起部11B，在陶瓷多層基板12中形成了與樹脂部分11的凸起部11B對應(yīng)的貫穿的孔12B。另外，當(dāng)樹脂部分11的凸起部11B與陶瓷多層基板12的貫穿的孔12B的底端部相配合的時候，樹脂部分11和陶瓷多層基板12結(jié)合為一體，從而形成復(fù)合多層基板10的空穴10A。所述凸起部11B的高度可至少為10微米，更優(yōu)選等于或大于50微米。當(dāng)凸起部11B的高度大于500微米的時候，由于空穴10A的底面下的凸出區(qū)域是無用的區(qū)域，因此凸起部11B的高度優(yōu)選設(shè)定在等于或小于500微米。由于樹脂部分11的凸起部11B要與陶瓷多層基板12的貫穿的孔12B的底端部相配合，可以提高樹脂部分11和陶瓷多層基板12之間的結(jié)合強(qiáng)度，因此可以提高復(fù)合多層基板10的可靠性。
在空穴10A中，提供了第一芯片型電子部件13。另外，由于安裝在陶瓷基板12的底面上的第二芯片型電子部件14A和14B是嵌入樹脂部分11中的，樹脂部分11可以進(jìn)一步有效地用作第二芯片型電子部件14A和14B的安裝空間，因此可以提高復(fù)合多層基板10的功能，從而滿足增強(qiáng)多功能性的趨勢。
另外，將樹脂填入空穴10A中，使用這種樹脂密封第一芯片型電子部件13。所述樹脂部分(下文中稱為“密封樹脂部分”)15具有與所述陶瓷多層基板12的上表面齊平的上表面，從而形成平坦表面。如上所述，由于所述第一芯片型電子部件13和第二芯片型電子部件14A和14B是分別用樹脂密封的，因此可以保護(hù)所述第一芯片型電子部件13和第二芯片型電子部件14A和14B免受外部機(jī)械沖擊、水分侵蝕等。
下面將更詳細(xì)地描述復(fù)合多層基板10的單獨的組成元件。首先將描述樹脂部分11。如圖1(a)和1(b)所示，在樹脂部分11的底面中形成外部端電極11C，使其具有預(yù)定的圖案，通過外部端電極11C建立與安裝基板的電連接。在所述樹脂部分11的凸起部11B的上表面中形成了具有預(yù)定圖案的外部端電極11D，將其與置于空穴10A中的第一芯片型電子部件13相連。另外，在樹脂部分11中提供了通路導(dǎo)體11E，用來在陶瓷多層基板12的導(dǎo)電圖案和安裝基板的導(dǎo)電圖案之間進(jìn)行連接。位于樹脂部分11和陶瓷多層基板12之間的結(jié)合表面處的外部端電極不是形成于樹脂部分11側(cè)的(原因?qū)⒃谙挛闹羞M(jìn)行描述)，而是形成在陶瓷多層基板12側(cè)的。
所述樹脂層11A優(yōu)選由包含熱固性樹脂和無機(jī)填料的混合樹脂組合物形成?？墒褂美绛h(huán)氧樹脂、酚樹脂或氰酸酯樹脂之類的具有極佳耐熱性和防潮性的熱固性樹脂，可使用例如氧化鋁、氧化硅或氧化鈦作為所述無機(jī)填料。通過如上所述加入無機(jī)填料，可以調(diào)節(jié)樹脂部分11的熱膨脹系數(shù)，還可改進(jìn)其散熱性質(zhì)。另外，當(dāng)制造樹脂部分11的時候，可以適當(dāng)?shù)乜刂茦渲牧鲃有浴?br> 所述樹脂部分11的外部端電極11C和11D由銅箔之類的金屬箔形成。所述通路導(dǎo)體11E是通過在形成于樹脂部分11中的通路導(dǎo)電孔中填充導(dǎo)電性樹脂而形成的。所述導(dǎo)電性樹脂是由例如金屬微粒和熱固性樹脂形成的導(dǎo)電性樹脂組合物?？墒褂美缃稹y、銅或鎳之類的金屬作為金屬微粒，可將例如環(huán)氧樹脂、酚樹脂或氰酸酯樹脂之類用作所述熱固性樹脂。另外，如果需要，所述通路導(dǎo)體11E可以由例如化學(xué)鍍銅和電解鍍銅形成。
下面將描述陶瓷多層基板12。如圖1(a)和圖1(b)所示，在陶瓷多層基板12的底面上形成具有預(yù)定圖案的外部端電極12C，該陶瓷多層基板12通過外部端電極12C與樹脂部分11的通路導(dǎo)體11E相連。在陶瓷多層基板12的上表面中形成具有預(yù)定圖案的外部端電極12D，第三芯片型電極部件(未顯示)可以通過所述外部端電極12D安裝。另外，在所述陶瓷多層基板12的單獨的陶瓷層12A中形成了具有預(yù)定圖案的平面內(nèi)導(dǎo)體12E，沿上下方向相鄰的平面內(nèi)導(dǎo)體12E通過具有預(yù)定圖案的通路導(dǎo)體12F互相連接。所述外部端電極12C和12D、平面內(nèi)導(dǎo)體12E和通路導(dǎo)體12F互相連接，形成陶瓷多層基板12的導(dǎo)電圖案。
所述陶瓷層12A由陶瓷材料形成。盡管對所述陶瓷材料沒有特殊限制，但是可優(yōu)選使用例如低溫?zé)Y(jié)陶瓷(LTCC低溫共燒制陶瓷)材料。所述低溫?zé)Y(jié)的陶瓷是可以在等于或低于1050℃的溫度下燒制的陶瓷材料。所述低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料可包括例如包含粉末狀陶瓷的基于玻璃復(fù)合材料的LTCC材料，例如將氧化鋁、鎂橄欖石或堇青石和硼硅酸鹽玻璃與之混合；使用ZnO-MgO-Al2O3-SiO2-基晶體玻璃的基于晶體玻璃的LTCC材料；或者使用粉末狀BaO-Al2O3-SiO2基陶瓷、粉末狀A(yù)l2O3-CaO-SiO2-MgO-B2O3-基陶瓷等的非玻璃基LTCC材料。
當(dāng)將低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料用于陶瓷多層基板12的時候，可將具有低阻抗和低熔點的金屬(例如銀(Ag)、銅(Cu)或金(Au))用作外部端電極12C、12D等的導(dǎo)電材料，可以與陶瓷層12A同時低溫?zé)?，使其結(jié)合為一體。因此，所述外部端電極12C、12D等的導(dǎo)電圖案由燒結(jié)的金屬形成。另外，通過使用低溫?zé)Y(jié)金屬，可以將電容器或電感器之類的無源元件嵌入陶瓷多層基板12中，所述無源元件是由用作主體的陶瓷燒結(jié)體形成的，該陶瓷燒結(jié)體可以通過在高于低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料的溫度下燒制獲得。
由于所述陶瓷多層基板12由上文所述的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料形成，其表面糙度Rmax(數(shù)微米)約等于銅箔的表面糙度，所以與樹脂部分11的結(jié)合力不強(qiáng)。因此，在此實施方式中，連接在陶瓷多層基板12和樹脂部分11之間的外部端電極12C由上述燒結(jié)金屬形成。所述形成外部端電極12C的燒結(jié)金屬的表面糙度Rmax為數(shù)十微米，比銅箔的表面糙度Rmax(數(shù)微米)大一個數(shù)量級，因此可以通過燒結(jié)金屬的錨定作用增大與樹脂部分11的結(jié)合力。上述表面糙度之差是由以下原因造成的。銅箔是由鍍敷或輥軋銅片形成的，另一方面，所述燒結(jié)金屬是通過對包含10-40％(以體積比為基準(zhǔn)計)樹脂組分的導(dǎo)電性糊料進(jìn)行燒制而形成的；因此，所述樹脂組分被燒掉，在內(nèi)部或表面上形成空穴，結(jié)果造成表面糙度增大。
將第一芯片型電子部件13置于形成在樹脂部分11的凸起部11B上表面中的外部端電極11D上，并通過焊球16與之相連。由于樹脂部分11的凸起部11B與陶瓷多層基板12的貫穿的孔12B中相匹配，當(dāng)將樹脂部分11和陶瓷多層基板12熱加接合在一起的時候，凸起部11B被貫穿的孔12B所固定，從而防止或抑制了凸起部11B的樹脂的流動，結(jié)果可以防止凸起部11B上表面中形成的外部端電極11D的移位，或?qū)⒃撘莆粶p至盡可能小。因此，定位在安裝表面上的用于第一芯片型電子部件13的外部端電極11D可以幾乎完全按照設(shè)計高度精確地設(shè)置。所述第一芯片型電子部件13可以是例如有源芯片部件，如半導(dǎo)體芯片；或者是無源芯片部件，例如層疊電容器或?qū)盈B電感器。
另外，如圖2(a)所示，在所述樹脂部分11和陶瓷多層基板12之間的界面處以及空穴10A的底面上形成了一個區(qū)域，在此區(qū)域中未形成外部端電極11D的導(dǎo)電圖案，該區(qū)域從作為中心的空穴10A的內(nèi)壁表面沿所有方向延伸至距離中心150微米或更遠(yuǎn)的位置。如圖2(b)所示，當(dāng)假定在從作為中心的空穴110A的內(nèi)壁表面沿全部方向延伸至與中心相距150微米或更遠(yuǎn)的位置的區(qū)域內(nèi)，導(dǎo)電圖案是連續(xù)地形成的時候，在將樹脂部分111和陶瓷多層基板112熱加接合起來的時候，導(dǎo)電圖案111D會被切斷，或者會由于彎曲造成引線破壞，從而導(dǎo)致導(dǎo)電故障。另外，如圖2(a)所示，當(dāng)假定樹脂部分11的導(dǎo)電圖案11F位于樹脂部分11和陶瓷多層基板12之間的界面處時，由于樹脂部分11的導(dǎo)電圖案11F是由銅箔形成的，使得樹脂部分11和陶瓷多層基板12之間的結(jié)合力減小，另外，水分容易進(jìn)入并穿過部分11和基板12之間的界面；因此，在一些情況下，可靠性會減小。
另外，由于第二芯片型電子部件14A和14B嵌入無需燒制的樹脂部分11中，因此除了無源芯片部件以外，還可在樹脂部分11中提供有源芯片部件作為第二芯片型電子部件14A和14B，因此有助于提高多功能化。在此實施方式中，所述第二芯片型電子部件14A可包括例如無源芯片部件，例如層疊電容器或?qū)盈B電感器；所述第二芯片型電子部件14B可包括例如有源芯片部件，例如半導(dǎo)體芯片。
另外，對于樹脂部分11，用來形成密封樹脂部分15的樹脂優(yōu)選由包含熱固性樹脂和無機(jī)填料的混合樹脂組合物形成。
下面將參照圖3-6描述圖1所示的復(fù)合多層基板10的制造方法。首先將描述用來形成陶瓷多層基板11的方法。首先將包含例如低溫?zé)Y(jié)的陶瓷材料的漿液施涂在PET等制成的樹脂膜上，然后進(jìn)行干燥，形成預(yù)定數(shù)量的厚度約為10-200微米的陶瓷生料片。
接下來，通過使用模子或激光，在所述陶瓷生料片中形成多個直徑約為0.1毫米的通路導(dǎo)電孔，使其具有預(yù)定的圖案。另外，例如通過將主要由Ag或Cu組成的金屬粉末、樹脂和有機(jī)溶劑混合起來制成的導(dǎo)電性糊料填入陶瓷生料片中的通路導(dǎo)電孔內(nèi)，然后進(jìn)行干燥，從而形成通路導(dǎo)電部分。通過絲網(wǎng)印刷法將與上述相同種類的導(dǎo)電性糊料印刷在所述陶瓷生料片上，形成預(yù)定的圖案，然后進(jìn)行干燥，從而形成用作表面電極和平面內(nèi)導(dǎo)體的平面導(dǎo)電部分。通過與上述相同的方式，在其它的陶瓷生料片中形成了通路導(dǎo)電部分和平面導(dǎo)電部分。使用模子或激光等在上述陶瓷生料片中形成了用于空穴12B的貫穿的孔。
接下來，在將預(yù)定數(shù)量的如上所述形成的陶瓷生料片互相層疊起來之后，在預(yù)定的壓力(例如0.1-1.5兆帕)和溫度(40-100℃)下進(jìn)行熱壓接合，以形成具有用于空穴10A的貫穿的孔的生料陶瓷多層基板。對該生料陶瓷多層基板進(jìn)行燒制，制得圖3(a)所示的具有貫穿的孔12B的陶瓷多層基板12。當(dāng)使用銀基導(dǎo)電糊料的時候，生料陶瓷多層基板在大約850℃的空氣中進(jìn)行燒制，當(dāng)使用銅基導(dǎo)電糊料的時候，生料陶瓷多層基板在氮氣中、在大約950℃下進(jìn)行燒制。制得陶瓷多層基板12之后，如果需要，例如通過在外部端電極12C和12D暴露于陶瓷多層基板12的頂面和底面的表面上濕鍍敷Ni/Sn、Ni/Au等而形成膜。通過上述系列步驟，制得了如圖3(a)所示的陶瓷多層基板12。
然后，在將陶瓷多層基板12上的外部端電極12C與第二芯片型電子部件14A和14B對準(zhǔn)之后，如圖3(b)所示，使用提供在它們之間的焊料之類的結(jié)合材料將第二芯片型電子部件14A和14B安裝在陶瓷多層基板12上。
另外，如圖4所示形成樹脂部分11。形成位于樹脂部分11的凸起部11B的外部端電極11D，該凸起部11B用作空穴10A的底面，形成位于樹脂部分11的底面處的外部端電極11C。對于該形成過程，在如圖4(a)所示將厚度約為10-40微米的銅箔之類的金屬箔與PET等制造的載體100相粘合之后，通過施涂光刻膠在銅箔上形成光刻膠層，然后按照預(yù)定的圖案曝光，再通過顯影除去不需要的光刻膠層。然后，在通過蝕刻處理除去不需要的銅箔部分之后，剝離掉光刻膠膜，使得如上圖所示，在載體100上形成具有預(yù)定圖案的外部端電極11D。所形成的外部端電極11D處于與樹脂部分11的凸起部11B的周邊相隔至少150微米的區(qū)域內(nèi)。另外，以與上述類似的方法，在由PET等制成的載體100A上形成所述外部端電極11C，使其具有如圖4(b)中所示的預(yù)定的圖案。
接下來，如圖4(c)所示，形成了預(yù)定數(shù)量的處于預(yù)浸漬態(tài)的樹脂片111A，所述樹脂片111A是通過將環(huán)氧樹脂之類的熱固性樹脂與氧化鋁之類的無機(jī)填料混合起來而制得的，另外還形成了將要形成凸起部11B的樹脂片111B。使用激光等在樹脂片111A中形成具有預(yù)定圖案的通路導(dǎo)電孔，將導(dǎo)電性樹脂填入這些通路導(dǎo)電孔中，從而形成通路導(dǎo)體11E。然后如圖4(c)所示，將具有外部端電極11C的載體110A、預(yù)定數(shù)量的具有通路導(dǎo)體11E的樹脂片111A、樹脂片111B和具有外部端電極11D的載體100按照所述次序疊置起來，同時保證它們之間對齊，然后在預(yù)定的壓力下進(jìn)行壓制結(jié)合，然后除去載體100。因此，如圖4(d)所示，載體100上的外部端電極11D被轉(zhuǎn)移到樹脂片111B上，從而制得具有凸起部11B的樹脂部分11。
然后如圖5(a)所示，當(dāng)陶瓷多層基板12的貫穿的孔12B與樹脂部分11的凸起部11B在提供在載體100A上的樹脂部分11的上側(cè)對準(zhǔn)，然后在樹脂的熱固化溫度進(jìn)行熱壓接合時，所述凸起部11B與貫穿的孔12B相匹配，另外，所述第二芯片型電子部件14A和14B嵌入樹脂部分11中。在此步驟中，由于凸起部11B被貫穿的孔12B固定，形成凸起部11B的樹脂基本不會流動，凸起部11B以外的樹脂發(fā)生流動，形成樹脂部分11。因此，所述凸起部11B的外部端電極11D基本不會在水平方向發(fā)生移位，因此可以幾乎完全按照設(shè)計形成平坦的圖案。在進(jìn)行熱壓接合的時候，優(yōu)選使用圖5(b)所示的真空層壓機(jī)等，其中撓性部件等對由樹脂部分11和陶瓷多層基板12形成的層疊體進(jìn)行與之形狀相一致的各向同性壓制。當(dāng)進(jìn)行各向同性壓制的時候，通過使用平坦部件(載體100A)(例如圖5(b)所示的金屬板)支承層疊體，可以制得具有優(yōu)良平坦性的由樹脂部分11和陶瓷多層基板12制成的復(fù)合多層基板10′。
另外，當(dāng)使用圖6所示的具有凸起部200A的壓制模200代替各向同性壓制的時候，如果當(dāng)凸起部200A與陶瓷多層基板12的貫穿的孔12B進(jìn)行配合的時候進(jìn)行壓制，則可將樹脂部分11和陶瓷多層基板12熱壓接合起來。在此步驟中，由于提供在樹脂部分11的凸起部11B的上表面內(nèi)的外部端電極11D是在與凸起部11B的周邊相距至少150微米的區(qū)域內(nèi)形成的，所以外部端電極11D等不會被破壞。另外，當(dāng)使用具有多個凸起臺階(step)的多級壓制模作為壓制模的時候，可以使形成的樹脂部分11的凸起部11B具有多個臺階。
接下來將半導(dǎo)體芯片之類的第一芯片型電子部件13安裝在復(fù)合多層基板10′的空穴10A之內(nèi)。在此步驟中，由于所述第一芯片型電子部件13的安裝表面是由樹脂形成的，是平坦而沒有任何臺階的，另外，所述外部端電極11D未發(fā)生移位，所述第一芯片型電子部件13在空穴10A中的姿態(tài)穩(wěn)定，因此可以高度精確、可靠地安裝第一芯片型電子部件13，而不會造成任何連接故障等。另外，在進(jìn)行倒裝連接的時候，不會產(chǎn)生碎屑，當(dāng)進(jìn)行軟熔的時候，可以通過自對準(zhǔn)以高度精確地進(jìn)行安裝。
在安裝第一芯片型電子部件13之后，將樹脂填入形成在空穴10A中的間隙內(nèi)，在如圖1(a)所示對第一芯片型電子部件13進(jìn)行密封之后，進(jìn)行預(yù)定的熱處理，從而形成密封樹脂部分15。
如上所述，根據(jù)該實施方式，由于具有凸起部11B的樹脂部分11和具有貫穿的孔12B的陶瓷多層基板12形成了層疊結(jié)構(gòu)，而且所述復(fù)合多層基板10的空穴10A是通過將樹脂部分11的凸起部11B與陶瓷多層基板12的貫穿的孔12B的底端部分相配合而形成的，所以可以提高樹脂部分11和陶瓷多層基板12之間的結(jié)合力，另外所述空穴10A的底面中的外部端電極11D可以幾乎完全按照設(shè)計形成；因此，該復(fù)合多層基板10可以滿足第一芯片型電子部件13的尺寸減小和管腳數(shù)量增加的趨勢，可以提高復(fù)合多層基板10的可靠性。另外，由于所述第一芯片型電子部件13安裝在空穴10A中，可以進(jìn)行第一芯片型電子部件13的自對準(zhǔn)安裝。另外，由于空穴10A的底面被樹脂平面化，因此所述第一芯片型電子部件13在用作安裝表面的底面上的姿態(tài)是穩(wěn)定的，因此可以很容易地通過引線連接等方式進(jìn)行電連接。另外，在對第一芯片型電子部件13進(jìn)行倒裝連接的時候，大量連接端子本身可以很容易地到達(dá)凸起部11B內(nèi)的外部端電極11D，可以很容易地與之連接，因此在安裝時不會產(chǎn)生碎屑和/或倒裝組件連接故障等問題。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于第一芯片型電子部件13是置于空穴10A內(nèi)的，可以減小復(fù)合多層基板10的高度。另外，由于置于空穴10A內(nèi)的第一芯片型電子部件13是被密封樹脂部分15密封的，所述可以保護(hù)第一芯片型電子部件13免受外界機(jī)械沖擊、水分侵蝕等，因此可以提高可靠性。由于陶瓷多層基板12是由互相疊置的陶瓷層12A形成的，在所述陶瓷多層基板12內(nèi)部和表面上提供了由外部端電極12C和12D、平面內(nèi)導(dǎo)體12E和通路導(dǎo)體12F形成的導(dǎo)電圖案，因此，圍繞著所述第一芯片型電子部件13的區(qū)域可以有效地用作引線區(qū)域，從而有利于減小復(fù)合多層基板10的高度。
另外，由于所述樹脂部分11在與結(jié)合陶瓷多層基板12的表面相背的表面內(nèi)具有外部端電極11C，而且所述外部端電極11C通過形成于樹脂部分11中的通路導(dǎo)體11E與外部端電極12C相連，即形成于陶瓷多層基板12上的導(dǎo)電圖案相連，所述陶瓷多層基板12的導(dǎo)電圖案和安裝基板的導(dǎo)電圖案可以通過樹脂部分11的通路導(dǎo)體11E很容易地互相連接，因此第一芯片型電子部件13和第二芯片型電子部件14A和14B可以很容易地與安裝基板連接，從而可以實現(xiàn)基板的多官能性的提高。
另外，根據(jù)該實施方式，由于所述陶瓷多層基板12是由互相疊置的低溫?zé)Y(jié)陶瓷層12A形成的，而且其導(dǎo)電圖案是由主要由銀或銅組成的導(dǎo)電性材料形成的，所述陶瓷多層基板12和導(dǎo)電圖案可以在等于或低于1050℃的低溫下共燒制，因此即使通過低溫?zé)?，也可很容易地形成具有低電阻的?dǎo)電圖案。
另外，由于所形成的其中在樹脂部分11和陶瓷多層基板12之間的界面處以及在所述空穴10A的底面上沒有提供外部端電極11D的導(dǎo)電圖案等的區(qū)域是從作為中心的空穴10A內(nèi)壁表面沿所有方向延伸至與中心相距150微米或更遠(yuǎn)的位置的，所以可能不會發(fā)生水分侵蝕和連接缺陷，因此可以形成高度可靠的導(dǎo)電圖案。
另外，根據(jù)該實施方式，當(dāng)制造復(fù)合多層基板10的時候，提供了一些獨立的用來形成具有凸起部11B的樹脂部分11的步驟、用來形成具有貫穿的孔12B的陶瓷多層基板12的步驟、以及將樹脂部分11與陶瓷多層基板12相結(jié)合以使得樹脂部分11的凸起部11B與陶瓷多層基板12的貫穿的孔12B的端部相配合的步驟。因此，所述樹脂部分11和陶瓷多層基板12合為一體，形成空穴10A，其中凸起部11B的上表面用作底面。結(jié)果，可以很可靠地制造復(fù)合多層基板10。
下面將參照圖7-10描述根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合多層基板的其它實施方式。在以下描述中，在各個實施方式中用來表示特征部分的編號將會逐漸增加10。
與圖1所示的復(fù)合多層基板10相同，圖7所示的復(fù)合多層基板20具有樹脂部分21、陶瓷多層基板22以及第一芯片型電子部件23和第二芯片型電子部件24A、24B。另外，在此實施方式中，第二芯片型電子部件24C安裝在第一芯片型電子部件23下的樹脂部分21內(nèi)，使得第一芯片型電子部件23下的樹脂部分21的區(qū)域得以有效使用，另外，所述第二芯片型電子部件24A、24B和24C安裝在形成于樹脂部分21的底面內(nèi)的外部端電極21C上。除了上述兩點以外，所述復(fù)合多層基板20的結(jié)構(gòu)與圖1所示的復(fù)合多層基板10的結(jié)構(gòu)相類似。根據(jù)該實施方式，由于第一芯片型電子部件23下的樹脂部分21的區(qū)域可以有效用來安裝第二芯片型電子部件24C，所以其多官能性可以相對于圖1所示的復(fù)合多層基板10獲得提高。
與圖1所示的復(fù)合多層基板10相同，圖8所示的復(fù)合多層基板30具有樹脂部分31、陶瓷多層基板32以及第一芯片型電子部件33和第二芯片型電子部件34A、34B。另外，該實施方式的復(fù)合多層基板30具有通過外部端電極32D安裝在陶瓷多層基板32的上表面上的第三芯片型電子部件37A和37B，還具有密封所述第三芯片型電子部件37A和37B的第二密封樹脂部分38。除了上述幾點以外，所述復(fù)合多層基板30的結(jié)構(gòu)與圖1所示的復(fù)合多層基板10相類似。安裝的第三芯片型電子部件37A和37B可包括例如半導(dǎo)體芯片之類的有源芯片部件，以及層疊電容器或?qū)盈B電感器之類的無源芯片部件。
根據(jù)該實施方式，由于所述第三芯片型電子部件37A和37B是安裝在陶瓷多層基板32的表面(上表面)上的，與上面的實施方式相比，可以得到多功能性進(jìn)一步獲得提高的復(fù)合多層基板30。另外，由于用第二密封樹脂部分38覆蓋，可以很可靠地保護(hù)所述第三芯片類電子部件37A和37B免受外界水分侵蝕。
與圖1所示的復(fù)合多層基板10相同，圖9所示的復(fù)合多層基板40具有樹脂部分41、陶瓷多層基板42以及第一芯片型電子部件43和第二芯片型電子部件44A、44B。另外，該實施方式的復(fù)合多層基板40具有形成于樹脂部分41底面上的第二樹脂部分48以及位于該第二樹脂部分48內(nèi)的第三芯片型電子部件47A和47B，所述樹脂部分41和第二樹脂部分48形成了樹脂層疊體。除了提供有第三芯片型電子部件47A和47B以及第二樹脂部分48以外，所述復(fù)合多層基板40的結(jié)構(gòu)與圖1所示的復(fù)合多層基板10相類似。例如，所述樹脂部分41和第二樹脂部分48可包含相同的樹脂組分或可包含不同的樹脂組分。所述第三芯片型電子部件47A是例如與形成在第二樹脂部分48的上表面上的外部端電極48D相連的，所述第三芯片型電子部件47B是與例如形成在樹脂部分41底面上的外部端電極41C相連的。在此圖中，編號48E表示形成在第二樹脂部分48內(nèi)的通路導(dǎo)體，該通路導(dǎo)體48E在樹脂部分41的通路導(dǎo)體41E和安裝基板之間進(jìn)行連接。所述第三芯片型電子部件47A和47B包括例如半導(dǎo)體芯片之類的有源芯片部件，層疊電容器或?qū)盈B電感器之類的無源芯片部件。在此實施方式中，也可預(yù)期具有與圖8中所示的復(fù)合多層基板30相類似的效果和優(yōu)點。
另外，圖10所示的復(fù)合多層基板50包括樹脂部分51、陶瓷多層基板52和第一芯片型電子部件53，其結(jié)構(gòu)與圖1所示的復(fù)合多層基板10相類似，不同之處在于第一芯片型電子部件53是通過連接引線53A與陶瓷多層基板52的外部端電極52D′相連的。在此實施方式中，形成了空穴50A，使得沿高度方向從中部到內(nèi)壁表面頂部具有更大的開口，在頂部和底部之間的邊界部分形成了陶瓷多層基板52的平坦臺階50B。另外，所述外部端電極52D′形成在該臺階50B的上表面內(nèi)，所述外部端電極52D′通過連接引線53A與第一芯片型電子部件53相連。同樣地，在此實施方式中，由于空穴50A的底面是由樹脂部分51的凸起部51B形成的，是平坦的，因此第一芯片型電子部件53在空穴50A內(nèi)的姿態(tài)是穩(wěn)定的，所述第一芯片型電子部件53可以很容易地與陶瓷多層基板52的外部端電極52D′連接。在此實施方式中，也可預(yù)期具有與上面的實施方式中的復(fù)合多層基板類似的效果和優(yōu)點。
本發(fā)明不限于上述實施方式。例如，在上面的實施方式中，描述了將復(fù)合多層基板安裝在安裝基板上、在它們之間提供樹脂部分的情況；然而，在安裝的時候可以在它們之間使用陶瓷基板。例如，對于圖8所示的復(fù)合多層基板30，在需要的時候，可以將復(fù)合多層基板30的頂面或底面與安裝基板相連。也即是說，當(dāng)復(fù)合多層基板具有由樹脂部分和陶瓷基板制成的層疊結(jié)構(gòu)而且具有空穴的時候，所述樹脂部分具有凸起部，所述陶瓷基板具有貫穿的孔，所述空穴是通過將樹脂部分的凸起部與陶瓷基板的貫穿的孔的端部相配合而形成的，上述復(fù)合多層基板包括在本發(fā)明中。
工業(yè)實用性本發(fā)明可優(yōu)選地用于例如各種電子設(shè)備所用的復(fù)合多層基板。
權(quán)利要求
1.一種用來制造復(fù)合多層基板的方法，所述復(fù)合多層基板在由樹脂部分和陶瓷基板制成的層疊結(jié)構(gòu)中具有空穴，該方法包括以下步驟形成具有凸起部的樹脂部分和具有貫穿的孔的陶瓷基板；將樹脂部分與陶瓷基板相接合，使得樹脂部分的凸起部與陶瓷基板的貫穿的孔的端部相配合，使得陶瓷基板和樹脂部分合為一體，形成空穴，該空穴使用凸起部的上表面作為底面。
2.如權(quán)利要求1所述的用來制造復(fù)合多層基板的方法，其特征在于，所述樹脂部分和陶瓷基板相互壓縮接合。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用來制造復(fù)合多層基板的方法，其特征在于，該方法還包括將第一芯片型電子部件置于空穴中的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的用來制造復(fù)合多層基板的方法，其特征在于，該方法還包括使用樹脂對置于空穴中的第一芯片型電子部件進(jìn)行密封的步驟。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的用來制造復(fù)合多層基板的方法，其特征在于，所形成的陶瓷基板是由互相疊置的陶瓷層組成的陶瓷多層基板，在所述陶瓷多層基板的內(nèi)部和表面上形成了預(yù)定的導(dǎo)電圖案。
6.如權(quán)利要求5所述的用來制造復(fù)合多層基板的方法，其特征在于，所述陶瓷層是使用低溫?zé)Y(jié)陶瓷形成的，將主要由銀或銅組成的導(dǎo)電材料用于所述導(dǎo)電圖案。
7.如權(quán)利要求5或6所述的用來制造復(fù)合多層基板的方法，其特征在于，在所述樹脂部分的表面內(nèi)形成了端電極，該表面同與陶瓷多層基板相接合的表面相背，所述端電極通過形成在樹脂部分內(nèi)的通路導(dǎo)體與形成的用于陶瓷多層基板的導(dǎo)電圖案相連。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項所述的用來制造復(fù)合多層基板的方法，其特征在于，形成了一個區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)，在所述樹脂部分和陶瓷基板之間的界面處以及空穴的底面上未形成導(dǎo)電圖案，所述區(qū)域從作為中心的空穴的內(nèi)壁表面沿著所有方向延伸至距該中心150微米或更遠(yuǎn)的位置。
9.如權(quán)利要求3-8中任一項所述的用來制造復(fù)合多層基板的方法，其特征在于，該方法還包括將第二芯片型電子部件置于樹脂部分中的步驟。
10.一種復(fù)合多層基板，該復(fù)合多層基板具有位于由樹脂部分和陶瓷基板制成的層疊結(jié)構(gòu)內(nèi)的空穴，所述樹脂部分具有凸起部，所述陶瓷基板具有貫穿的孔，所述空穴由樹脂部分的凸起部的上表面以及所述陶瓷基板的貫穿的孔的壁表面形成。
11.如權(quán)利要求10所述的復(fù)合多層基板，其特征在于，將第一芯片型電子部件置于空穴中。
12.如權(quán)利要求11所述的復(fù)合多層基板，其特征在于，使用樹脂對置于空穴中的第一芯片型電子部件進(jìn)行密封。
13.如權(quán)利要求10-12中任一項所述的復(fù)合多層基板，其特征在于，所述陶瓷基板是由互相疊置的陶瓷層組成的陶瓷多層基板，在所述陶瓷多層基板內(nèi)和表面上形成了預(yù)定的導(dǎo)電圖案。
14.如權(quán)利要求13所述的復(fù)合多層基板，其特征在于，所述陶瓷層各自使用低溫?zé)Y(jié)陶瓷層形成，所述導(dǎo)電圖案由主要由銀或銅組成的導(dǎo)電材料形成。
15.如權(quán)利要求13或14所述的復(fù)合多層基板，其特征在于，在所述樹脂部分的表面內(nèi)形成了端電極，該表面同與陶瓷多層基板相接合的表面相背，所述端電極通過形成在樹脂部分內(nèi)的通路導(dǎo)體與形成的用于陶瓷多層基板的導(dǎo)電圖案相連。
16.如權(quán)利要求13-15中任一項所述的復(fù)合多層基板，其特征在于，形成了一個區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)，在所述樹脂部分和陶瓷基板之間的界面處以及空穴的底面上未形成導(dǎo)電圖案，所述區(qū)域從作為中心的空穴內(nèi)壁表面沿著所有方向延伸至距該中心150微米或更遠(yuǎn)的位置。
全文摘要
一般來說，由于與專利文獻(xiàn)1中所揭示的引線連接基板相類似，具有通孔的樹脂絕緣層是層疊在用填料固定于陶瓷芯基板內(nèi)的貫穿的孔內(nèi)的IC芯片上的，所以在安裝IC芯片的時候，IC芯片的自對準(zhǔn)功能無法采用。因此，所述樹脂絕緣層中的通孔(電極)難以相對于IC芯片的端部排列，IC芯片和樹脂絕緣層的電極之間的電連接很困難。本發(fā)明的復(fù)合多層基板(10)具有樹脂部分(11)和陶瓷多層基板(12)的層疊結(jié)構(gòu)。在此層疊結(jié)構(gòu)中提供了空穴(10A)。所述樹脂部分(11)具有凸起部(11B)，所述陶瓷多層基板(12)具有貫穿的孔(12B)。通過使樹脂層(11)的凸起部(11B)配合入所述陶瓷多層基板(12)的貫穿的孔(12)的端部之內(nèi)，形成了空穴(10A)。
文檔編號H01L23/12GK101044805SQ20058003590
公開日2007年9月26日 申請日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月22日
發(fā)明者小川伸明, 西澤吉彥 申請人:株式會社村田制作所