專利名稱：印制線路板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印制線路板及其制造方法，特別涉及內(nèi)置有電容功能的多層印制線路板及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著電子設(shè)備的高性能化，印制線路板上搭載的部件數(shù)目在不斷增加。另一方面，由于電子設(shè)備的小型化而期望印制線路板進(jìn)一步的小型化，從而可以搭載部件的面積越來越小。
為此，在部件小型化進(jìn)步的同時(shí)，因印制線路板的導(dǎo)體圖案的細(xì)微化而導(dǎo)致的表面安裝的高密度化不斷進(jìn)展。
安裝部件的多端子化、窄間隔化以及伴隨安裝部件數(shù)目的增加而引起的印制線路板的高多層化和配線精細(xì)化的配線電阻的增加、串?dāng)_噪聲所導(dǎo)致的信號(hào)延遲、發(fā)熱及伴隨它們的設(shè)備的誤動(dòng)作將成為問題。
為了解決這些問題就需要縮短部件的配線長(zhǎng)度。具體而言，以下方法得以提案使部件的搭載部位不僅僅限于印制線路板的表面并在印制線路板的內(nèi)部進(jìn)行埋設(shè)的方法，以及使用介電常數(shù)高的板材或涂漿(paste)材料將與部件同等的功能做入印制線路板內(nèi)部的方法。作為這種技術(shù)，例如公知有在日本專利公開特開2002-100875號(hào)公報(bào)，以及特開平6-69663號(hào)公報(bào)中所披露的技術(shù)。
依據(jù)上述的現(xiàn)有技術(shù)，有如下提案，在印制線路板上形成凹部后內(nèi)置小型化進(jìn)步后的芯片部件。但是，在希望印制線路板薄型化的現(xiàn)狀下，雖說芯片部件小型化向前進(jìn)步卻不能說其厚度足夠薄，從而成為印制線路板的薄板化的弊病。
另外，由于芯片的小型化而使得電容的容量變小，所以就難以適應(yīng)大容量的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上述的課題，以提供一種薄且內(nèi)置有大容量的電容功能的印制線路板及其制造方法。
本發(fā)明通過在芯基板上所形成的凹部埋設(shè)未樹脂模制的電容來構(gòu)成，就能夠使大容量的電容內(nèi)置于薄的印制線路板。
另外，本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案提供一種印制線路板的制造方法，包括以下工序在芯基板上形成內(nèi)層導(dǎo)體電路的工序；在芯基板上形成凹部的工序；將未樹脂模制的電容元件收容在凹部中的工序；在收容了電容元件的芯基板上形成絕緣層和導(dǎo)體層而形成多層板的工序；形成用于使外部導(dǎo)體層和電容元件的電極進(jìn)行電連接的通路孔并在其中形成導(dǎo)體層的工序；以及在多層板的表面形成外層導(dǎo)體電路的工序。
優(yōu)選的例子是，電容元件形成平板狀，在共通側(cè)的面上形成陽極和陰極電極。
這樣一來，通過使凹部的尺寸調(diào)整得只是比未進(jìn)行樹脂模制的電容的尺寸稍微大一些，就可以得到高的部件位置精度，可使工序得以消減而不必在凹部中填充用于固定部件的樹脂。
另外，優(yōu)選的技術(shù)方案是，在所埋設(shè)的電容部件中使用未進(jìn)行模制的厚度在30μm以下的未封裝的電容元件的印制線路板。由于未封裝的電容元件與經(jīng)過模制的芯片部件相比還要薄，所以在埋設(shè)相同容量的芯片部件的情況下，就可以實(shí)現(xiàn)印制線路板的薄型化，若是同一厚度的印制線路板則可以內(nèi)藏大容量的電容。
此外，優(yōu)選的技術(shù)方案是，在所埋設(shè)的電容元件中使用對(duì)電極部分實(shí)施了厚度為10～30μm，表面粗糙最適合于與樹脂粘接的鍍銅或者粘附了銅箔的印制線路板。由于電極部分的厚度是10～30μm，所以在用于連接電極與上層的導(dǎo)體圖案的通路孔形成上即便使用激光也能夠進(jìn)行通路孔形成而不會(huì)損傷電極。另外，由于電極表面的粗糙度最適合于與樹脂粘接，所以就不需要用于增強(qiáng)與樹脂粘結(jié)的處理，從激光加工直至電鍍都可以是在一般的印制線路板制造中所進(jìn)行的處理。
另外，優(yōu)選的技術(shù)方案是，所埋設(shè)的電容元件的電極與上層的導(dǎo)體圖案通過通路孔來進(jìn)行連接，上層的導(dǎo)體圖案是印制線路板的外層圖案的情況下，通路孔通過電解鍍銅和導(dǎo)電性涂漿來進(jìn)行填充后表面平坦。由于表面平坦所以在與印制線路板的表面上所安裝的部件的連接中所用的焊料內(nèi)部就沒有空隙等的發(fā)生，可進(jìn)行可靠性高的連接。
另外，本發(fā)明的另一技術(shù)方案提供一種電容元件，由在平板狀的金屬基體的至少一側(cè)所形成的電介質(zhì)層，在該電介質(zhì)層上所形成的陽極電極，以及在電介質(zhì)層之上中間隔著導(dǎo)電性膜而形成的陰極電極構(gòu)成，陽極電極和陰極電極面向共通一側(cè)形成平面構(gòu)造，且以未實(shí)施樹脂模制而得以構(gòu)成。這樣就能夠?qū)?gòu)造比較簡(jiǎn)單、適合于薄型化的電容元件容易地收容在芯基板的凹部中，以能夠?qū)崿F(xiàn)多層板的薄型化。
根據(jù)本發(fā)明，通過在芯基板上所形成的凹部中埋設(shè)未進(jìn)行樹脂模制的平板狀的電容元件，就可以得到更加薄型的印制線路板。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的印制線路板的構(gòu)成的截面圖。
圖2是表示一個(gè)實(shí)施例的電容元件的構(gòu)成截面圖。
圖3是表示一個(gè)實(shí)施例的印制線路板的制造工序圖。
圖4是表示一個(gè)實(shí)施例的印制線路板的制造工序圖。
圖5是表示一個(gè)實(shí)施例的印制線路板的制造工序圖。
圖6是表示一個(gè)實(shí)施例的印制線路板的制造工序圖。
圖7是表示一個(gè)實(shí)施例的印制線路板的制造工序圖。
圖8是表示一個(gè)實(shí)施例的印制線路板的制造工序圖。
圖9是表示一個(gè)實(shí)施例的印制線路板的制造工序圖。
圖10是表示根據(jù)其他實(shí)施例的電容元件的構(gòu)成的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖來說明本發(fā)明實(shí)施方式的印制線路板的構(gòu)成。圖1表示印制線路板的截面。
印制線路板由未封裝的電容元件20，收容(housing)該電容元件的芯基板(core substrate)30以及加高層(積層buildup layer)40A、40B構(gòu)成。芯基板30具有收容未封裝的電容元件20的凹部31，在其表面和內(nèi)部具有多個(gè)導(dǎo)體層32A、32B、32C、32D。在加高層40A上形成有通路孔(via hole)41A和導(dǎo)體電路42，中心層表面的導(dǎo)體電路32A及未封裝的電容元件20，與加高層的導(dǎo)體電路42A通過通路孔41A連接起來。另外，在加高層40B上還形成有通路孔41B和導(dǎo)體電路42B，中心層表面的導(dǎo)體電路32D與加高層的導(dǎo)體電路42B連接。
此外，雖然在本實(shí)施方式中，加高層40A、40B是由一層組成，但也能夠由多個(gè)加高層構(gòu)成。
如圖2所示，電容元件20是未進(jìn)行樹脂模制(樹脂模塑resinmold)的平板狀的電容，由在金屬基體23上中間隔著電介質(zhì)層24而形成的陽極電極(第1電極)21L、21R，以及在該電介質(zhì)層24上中間隔著導(dǎo)電性高分子膜25而形成的陰極電極(第2電極)22所構(gòu)成。
這里，金屬基體23是鋁、鉭、鈮等的金屬基體，在該基體23的表面形成閥作用金屬的電介質(zhì)氧化皮膜層24，在此氧化皮膜層24上，依次形成陽極電極21L，21R以及導(dǎo)電性高分子膜25，陰極電極22。陰極電極22由石墨層和銀涂漿層(silver paste layer)以及銅金屬板構(gòu)成，或者由石墨層和金屬電鍍層兩層構(gòu)成。另外也可以不用石墨層而只用金屬電鍍層來形成。
因?yàn)榈?電極21和第2電極22由厚度10～30μm、表面粗糙度最適合于與樹脂粘結(jié)的銅金屬形成，所以如圖1所示，在第1電極21、第2電極22上形成通路孔41A時(shí)的激光加工就容易，其連接性變高，且與加高層40A的連接特性也增高。
這里，第1電極21和第2電極22是平面構(gòu)造的電極，如圖1所示，對(duì)于這些電極21、22，可以容易的形成通路孔41A。
此外，雖然圖2所示的電容元件20是在平板狀的基底金屬(basemetal)23的兩側(cè)(上下面)形成著第1電極21和第2電極22，但由于與通路孔41A連接的只是上側(cè)面，所以如圖10所示，也可以只在電容元件的一側(cè)形成這些電極21、22。
雖然在圖1表示的實(shí)施方式中，通路孔連接至第1電極21L、21R，但在不要求高頻特性的情況下，也連接至其任意一方。
如圖1所示，由于加高層40A的通路孔41A是通過電解鍍銅及導(dǎo)電性涂漿進(jìn)行填充后表面平坦，所以在表面安裝的部件的連接中所用的焊料內(nèi)部就沒有空隙(void)的發(fā)生，表面安裝部件與印制線路板的連接可靠性就變高。
接著，參照?qǐng)D3～圖9來說明本實(shí)施方式的印制線路板的制造方法。各圖分別表示各個(gè)工序的狀態(tài)。
首先，在圖3中，形成作為中心層的印制線路板(稱之為芯基板30)。中心層的材料只要是用于印制線路板的材料則沒有特別限制。
其次在圖4中，在中心層30的表面形成導(dǎo)體電路32A以及32D。此時(shí)，對(duì)于用于收容未封裝的電容元件而進(jìn)行凹加工的面，在位于凹加工部的大致中央的凹加工基準(zhǔn)面測(cè)定部上形成導(dǎo)體33。這樣一來，就可進(jìn)行精度良好的凹部的加工。此外，雖然在本實(shí)施方式中，導(dǎo)體電路的形成是用減去法(subtractive method)來形成，但也可以用其他周知的方法來形成。
其次在圖5中，在用導(dǎo)體33進(jìn)行了凹加工的基準(zhǔn)面測(cè)定以后，結(jié)合未封裝的電容元件的厚度和大小進(jìn)行沉孔(锪孔)加工。如圖5的虛線所示，在中心層30上以電容元件的外形尺寸為+200μm以下，深度為+50μm以下形成收容該電容元件30的凹部31。
其次在圖6中，在凹部31中配置了電容元件20以后，在中心層的兩面疊層片狀的層間絕緣樹脂43和銅箔44。將借助于利用擠壓所產(chǎn)生的熱而軟化后的層間絕緣樹脂43通過真空加壓填充在凹部31中，且使經(jīng)過疊層后的印制線路板的表面平坦化。雖然在本實(shí)施方式中，對(duì)層間絕緣樹脂43是使用沒有金屬層的樹脂來進(jìn)行層積，但也可以使用帶樹脂的銅箔。
其次在圖7中，利用CO2激光，在加高層40A、40B上穿設(shè)直徑Φ0.08mm～Φ0.15mm的通路孔41A直至電容元件20的第1電極21L、21R和第2電極22，以及中心層表面的導(dǎo)體電路32A、32D。另外，利用絲錐對(duì)芯基板30和加高層40A、40B穿設(shè)穿孔用的Φ0.15～Ф1.0mm的通孔45。
之后，在圖8中，實(shí)施去污處理，除去在CO2激光加工中露出的電容元件20的第1電極21L、21R和第2電極22，以及中心層表面的導(dǎo)體電路32A、32D上的激光加工殘?jiān)?，緊接著進(jìn)行無電解鍍銅和電氣鍍銅，形成厚度20～30μm的銅被膜50。
雖然在本實(shí)施方式中，通過在電氣鍍銅中使用孔洞填充(viafilling)用電鍍液借助于電氣鍍銅使通路孔表面平坦，但在進(jìn)行樹脂填充的情況下，還能夠在電鍍后通過進(jìn)行樹脂填充來使通路孔表面平坦。在此情況下，由于在通路孔上露出填充樹脂，所以在進(jìn)行焊料連接等情況下需要在樹脂填充后再次進(jìn)行電氣鍍銅。
其次在圖9中，在多層板的表面層壓感光性的干膜抗蝕(dry filmresist)劑，載置光掩膜(photomask)進(jìn)行曝光以后，通過進(jìn)行顯影、蝕刻形成外層導(dǎo)體電路42A、42B，同時(shí)除去不要部位的銅箔等導(dǎo)體。
通過以上處理，就可制造內(nèi)置了電容功能的印制線路板，所以就可以防止安裝部件的多端子化·窄間隔IC·伴隨安裝部件數(shù)目的增加而引起的精細(xì)圖案化·伴隨高多層化的配線電阻的增加·由串?dāng)_噪聲所導(dǎo)致的信號(hào)延遲·發(fā)熱·誤動(dòng)作·表面安裝面積不足等。另外，因?yàn)楸贿B接到印制線路板的表面的通路孔表面平坦，所以可以與被表面安裝的部件進(jìn)行可靠性高的連接。
另外，由于在所埋設(shè)的電容部件中使用未模制的厚度在300μm以下的未封裝的電容元件，所以印制線路板的薄型化就成為可能。另外，因?yàn)槟軌騼?nèi)置大容量的電容，所以可以消減部件的數(shù)目。
另外，所埋設(shè)的未封裝的電容元件的電極部分實(shí)施了厚度為10～30μm，表面粗糙度最適合于與樹脂粘結(jié)的鍍銅，陽極部分和陰極部分的厚度差在50μm以下，所以可容易且穩(wěn)定地進(jìn)行通路孔的形成，還可進(jìn)行可靠性高的連接，所埋設(shè)的未封裝的電容元件與絕緣樹脂的附著性也將變高。
權(quán)利要求
1.一種具有芯基板和形成在該芯基板上的加高層而成的印制線路板，如下構(gòu)成在該芯基板上所形成的凹部，埋設(shè)未進(jìn)行樹脂模制且在共通側(cè)形成有陽極和陰極電極的平面狀的電容元件，形成通路孔以與該電極進(jìn)行電連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的印制線路板，其特征在于埋設(shè)厚度小于等于300μm未進(jìn)行封裝的電容元件而成。
3.按照權(quán)利要求1所述的印制線路板，其特征在于埋設(shè)該陽極和陰極形成平面構(gòu)造的電容元件而成。
4.按照權(quán)利要求1所述的印制線路板，其特征在于埋設(shè)在該陽極和陰極上實(shí)施厚度10～30μm的鍍銅，且該陽極部分與陰極部分的厚度差小于等于50μm的電容元件而成。
5.按照權(quán)利要求1所述的印制線路板，其特征在于埋設(shè)在平板狀的該基體兩側(cè)的面上形成有該電介質(zhì)層、該陽極電極層以及使該導(dǎo)電性膜介于中間的該陰極電極的電容元件而成。
6.按照權(quán)利要求1所述的印制線路板，其特征在于在該形成為多層的印制線路板的表面具有經(jīng)由該通路孔與該電極導(dǎo)通的導(dǎo)體電路圖案。
7.一種多層印制線路板的制造方法，包括在具有導(dǎo)體層的芯基板的導(dǎo)體上形成電路圖案的工序；在該芯基板上形成凹部的工序；將未進(jìn)行樹脂模制的電容元件收容在該凹部中的工序；在收容了該電容元件的芯基板上，形成絕緣層和導(dǎo)體層而形成多層板的工序；形成用于使該多層板的外部導(dǎo)體層與該電容元件的電極進(jìn)行電連接的通路孔，并在該通路孔上形成導(dǎo)電層的工序；以及在該多層板的表面上形成導(dǎo)體電路圖案的工序。
8.按照權(quán)利要求7的多層印制線路板的制造方法，其特征在于該凹部中埋設(shè)形成平板狀并在共通側(cè)的面上形成有陽極和陰極電極的電容元件。
9.按照權(quán)利要求7所述的多層印制線路板的制造方法，其特征在于該凹部中埋設(shè)厚度小于等于300μm未進(jìn)行封裝的電容元件。
10.按照權(quán)利要求8所述的多層印制線路板的制造方法，其特征在于該凹部中埋設(shè)在該陽極和陰極的表面上實(shí)施厚度10～30μm的鍍銅，且該陽極與該陰極的厚度差小于等于50μm的電容元件。
11.按照權(quán)利要求8所述的多層印制線路板的制造方法，其特征在于連接外層電路圖案與所埋設(shè)的電容的電極的通路孔借助于鍍銅，或者鍍銅與導(dǎo)電性涂漿進(jìn)行填充從而表面平坦。
12.一種多層印制線路板的制造方法，包括在具有導(dǎo)體層的芯基板上形成凹部的工序；在該凹部中收容未進(jìn)行樹脂模制的平板狀的電容元件，該電容元件在共通側(cè)的面上形成有陽極和陰極電極的工序；在收容了該電容元件的該芯基板之上形成絕緣層的工序；在該絕緣層之上形成表面導(dǎo)體層的工序；形成用于使該表面導(dǎo)體層與該電容元件的該電極進(jìn)行電連接的通路孔的工序；以及在該通路孔上形成導(dǎo)電層以與該表面導(dǎo)體層進(jìn)行導(dǎo)通的工序。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多層印制線路板的制造方法，其特征在于，如下形成在收容了該電容元件的該芯基板之上，層疊具有層間絕緣樹脂和金屬膜的片狀部件，通過加熱使該層間絕緣樹脂軟化，并通過真空加壓把軟化后的該絕緣樹脂填充于該凹部，且使疊層后的印制線路板的表面平坦化。
14.一種由權(quán)利要求12所述的方法所制造的多層印制線路板。
15.一種電容元件，如下構(gòu)成具有平板狀的金屬基體；形成在該基體之上的電介質(zhì)層；形成在該電介質(zhì)層之上的陽極電極；以及在該電介質(zhì)層之上中間隔著導(dǎo)電性膜而形成的陰極電極，該陽極電極和陰極電極在共通側(cè)的平板狀的面上形成，且未實(shí)施樹脂模制。
16.按照權(quán)利要求15所述的電容元件，其特征在于該電容元件厚度小于等于300未進(jìn)行封裝。
17.按照權(quán)利要求16所述的電容元件，其特征在于該陽極和該陰極形成平面構(gòu)造。
18.按照權(quán)利要求17所述的電容元件，其特征在于在該陽極和該陰極上實(shí)施厚度10～30μm的鍍銅。
19.按照權(quán)利要求18所述的電容元件，其特征在于該陽極部分和該陰極部分的厚度差小于等于50μm。
20.按照權(quán)利要求17所述的電容元件，其特征在于在平板狀的該基體兩側(cè)的面上形成有該電介質(zhì)層、該陽極電極層以及使該導(dǎo)電性膜介于中間的該陰極電極。
全文摘要
本發(fā)明公開一種薄且內(nèi)置有大容量的電容功能的印制線路板及其制造方法。包括以下工序，在芯基板(30)上形成內(nèi)層導(dǎo)體電路(32A、32D)的工序；在芯基板(30)上形成凹部(31)的工序；未進(jìn)行樹脂模制、在共通的面上具有電極的平面狀的電容元件(20)收容在凹部(31)中的工序；把其夾持在絕緣樹脂(43)和導(dǎo)體金屬(44)中進(jìn)行加熱加壓以形成多層板的工序；形成用于將外層導(dǎo)體(42A)和電容元件(20)的電極(21、22)進(jìn)行電連接的通路孔(41A)并在其中形成導(dǎo)體層(50)的工序；以及在此多層板的表面形成外層導(dǎo)體電路(42A、42B)的工序。
文檔編號(hào)H05K1/00GK1678169SQ200510062498
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2005年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月30日
發(fā)明者野口節(jié)生, 高橋浩太郎, 松永英司, 齋木義彥, 荒井智次, 戶井田剛 申請(qǐng)人:Nec東金株式會(huì)社, 株式會(huì)社愛利斯