专利名称：元器件内置模块的制造方法及元器件内置模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种元器件内置模块的制造方法及元器件内置模块。所谓本发明中的 元器件内置模块，是指将芯板置于中间且在其正反面具有树脂层、而在两层树脂层之间内 置了至少一个电路元器件的模块。也可以在各树脂层中埋设有元器件。此外，也可以在正 反面的树脂层上进一步层叠树脂层。
背景技术：
近年来，随着电子设备的小型化，要求用于安装片状电容器等电路元器件的电路 基板实现小型化。据此，通过在电路基板内部埋设电路元器件来制作模块，从而削减电路元 器件的安装面积，力图实现电路基板的小型化。其中，在树脂层的内部埋设有电路元器件的 元器件内置基板有以下优点重量轻，而且，由于无需像陶瓷基板那样进行高温烧制，因此， 对内置的电路元器件的限制少。在专利文献1中，揭示了如下的元器件内置模块的制造方法在芯板上形成贯穿 孔，在该芯板的底面粘贴胶带，并且，在贯穿孔的底面所露出的胶带上附着电路元器件，利 用粘接剂固定电路元器件的周围与贯穿孔的内表面之间的间隙，之后，将胶带剥离，在芯板 的两面层叠树脂层。在该方法中，为了临时固定电路元器件而需要胶带，但由于在使用后将该胶带废 弃，因此，存在导致制造成本上升的问题。此外，需要在电路元器件与芯板的贯穿孔之间的 间隙中涂布粘接剂，但在狭窄空间内涂布粘接剂的操作需要时间和精度。此外，由于粘接剂 和层叠于芯板的两面的树脂层一般是不同种类的材料，因此，热膨胀系数不同，随着温度变 化，基板有可能产生翘曲。虽然为了抑制翘曲，优选仅在电路元器件与贯穿孔之间的间隙的 一部分中涂布粘接剂，但在该情况下，由于电路元器件的固定强度变低，因此，在将胶带从 芯板剥离时，电路元器件有可能因胶带的粘接力而从贯穿孔脱落。专利文献1 日本专利特开2008-131039号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种能解决上述那样的问题的元器件内置模块的制造方 法及元器件内置模块。为了达到上述目的，本发明所涉及的元器件内置模块的制造方法的特征在于，包 括工序A，该工序A将具有贯穿正反面方向的开口部的芯板层叠在未固化状态的第一树脂 层上；工序B，该工序B使第一电路元器件附着于在所述开口部内露出的未固化状态的所述 第一树脂层的露出部分；工序C，该工序C将未固化状态的第二树脂层层叠在所述芯板上， 并在所述开口部的内壁与所述第一电路元器件之间的间隙中填充第二树脂层；工序D，该 工序D使所述第一树脂层固化；以及工序E，该工序E使所述第二树脂层固化。此外，本发明所涉及的元器件内置模块的特征在于，包括第一树脂层；芯板，该 芯板层叠在所述第一树脂层上，并具有贯穿正反面方向的开口部；第一电路元器件，该第一电路元器件收纳于所述芯板的开口部，且底面附着在所述第一树脂层上；第二树脂层，该第 二树脂层层叠在所述芯板上，且填充到所述芯板的开口部与所述第一电路元器件之间的间 隙中；以及电极，该电极形成于所述第一树脂层，并且，与所述第一电路元器件进行电连接。在本发明中，将具有开口部的芯板层叠在未固化的第一树脂层上，并使第一电路 元器件附着于开口部内的第一树脂层露出的部分。所谓未固化，是指半固化状态(例如B 阶段)、或者比其更柔软的状态。由于未固化的第一树脂层具有粘接性，因此，芯板和第一 电路元器件能临时保持在第一树脂层上。即，能不使用胶带，而临时保持第一电路元器件。 在临时保持第一电路元器件的状态下，若将未固化的第二树脂层压接在芯板上，则第二树 脂层进行流动，填充到开口部的内壁与第一电路元器件之间的间隙中。即，芯板和第一电路 元器件埋设于第一树脂层与第二树脂层之间，形成一体化。之后，若使第一树脂层和第二树 脂层固化，则完成元器件内置模块。这样，由于能不使用胶带和粘接剂，而临时保持第一电 路元器件，并能将用于保持第一电路元器件的第一树脂层照原样用作为层叠层，从而，能实 现制造工序简化、成本低廉的制造方法。此外，也没有在将胶带剥离时电路元器件脱落的问 题。虽然由于在芯板形成开口部，从而模块的机械强度有可能降低，但通过利用树脂(第二 树脂层)密封开口部和芯板的表面，能提高机械强度。作为将第一电路元器件与第一树脂层进行电连接的方法，也可以在附着第一电路 元器件之前的第一树脂层中，形成由贯穿第一树脂层的层间连接导体用孔、和填充到层间 连接导体用孔中的未固化的导电糊料构成的电极，在工序B中，将第一电路元器件以与电 极接触的方式附着于第一树脂层，在工序D中，在使第一树脂层固化的同时，使导电糊料固 化，将第一电路元器件和电极进行电连接。在该情况下，不是在第一树脂层固化之后安装第 一电路元器件，而是通过导电糊料在未固化的第一树脂层中形成未固化的电极，配置第一 电路元器件处于与电极相接触的状态，之后使第一树脂层和电极同时进行固化，从而，未固 化的导电糊料具有导电性，将第一电路元器件和电极进行电连接。在该情况下，能省略对第 一电路元器件和第一树脂层特别进行的安装操作。作为将第一电路元器件与第一树脂层进行电连接的其他方法，也可以在固化后的 第一树脂层中以到达第一电路元器件的方式形成层间连接导体用孔，并在该层间连接导体 用孔中形成层间连接导体，从而形成与第一电路元器件进行电连接的电极。即，在使第一树 脂层固化之后，形成贯穿第一树脂层的层间连接导体用孔(过孔)，并在该孔中形成层间连 接导体(通路)，从而能形成电极。在该情况下，由于能通过形成于层间连接导体用孔的内 表面的镀膜、或填充到层间连接导体用孔中的导电糊料来形成层间连接导体，因此，能实现 层间连接导体的低电阻化，提高连接可靠性。可以同时实施第一树脂层的固化和第二树脂层的固化，也可以在层叠第二树脂层 之前实施第一树脂层的固化。在使第一树脂层和第二树脂层同时进行固化的情况下，能减 少热处理次数，并且，第一树脂层的固化和第二树脂层的固化变成同时进行，能抑制因固化 收缩而引起的元器件内置模块的翘曲的产生。此外，由于能减少对电路元器件进行的热过 程次数，因此，能减小对电路元器件的损坏。优选第一电路元器件是比芯板的厚度要高的元器件。虽然电路元器件中也有片状 元器件之类的高度较低的元器件，但也有SAW元件之类的高度较高的元器件。通过将这样 较高的第一电路元器件收纳在芯板的开口部中，第一电路元器件在芯板的上表面只有一部分突出，能实现整体薄型的元器件内置模块。优选在工序C之前，包括将比第一电路元器件要低的第二电路元器件安装在芯板 上的工序，在工序C中，将第二电路元器件埋设在第二树脂层中。为了提高元器件内置模块 的安装密度，优选在芯板上也安装电路元器件。通过将比第一电路元器件要低的第二电路 元器件安装在芯板上，第一电路元器件的上表面和第二电路元器件的上表面变平均，能实 现整体薄型、且高安装密度的元器件内置模块。也可以在第一树脂层的背面形成面内导体(图案布线)。在该情况下，若将铜箔压 接于未固化的第一树脂层的背面，在使第一树脂层固化之后，将铜箔形成图案，则能容易形 成面内导体。同样地，也可以在第二树脂层的背面形成面内导体(图案布线)。在该情况 下，若将铜箔压接于未固化的第二树脂层的背面，在使第二树脂层固化之后，将铜箔形成图 案，则能容易形成面内导体。另外，面内导体的形成方法并不限于使用铜箔的方法，也可以 使用镀覆法或印刷导电糊料的方法等。优选第一树脂层和第二树脂层由相同材质形成。若是相同材质，则由于其热膨胀 系数也相等，因此，能抑制温度变化所带来的模块翘曲、变形。作为树脂层，例如可以由环氧 树脂等热固化性树脂、热固化性树脂和无机填料的混合物、使玻璃纤维浸渍热固化性树脂 的树脂组成物等构成。作为本发明中的芯板，可以使用树脂基板、玻璃环氧基板之类的印刷布线板，也可 以使用LTCC (低温烧成陶瓷基板)之类的陶瓷基板。如上所述，根据本发明，由于将具有开口部的芯板层叠在未固化的第一树脂层上， 将第一电路元器件附着于开口部内的第一树脂层露出的部分，并将未固化状态的第二树脂 层层叠在芯板上，在开口部的内壁与第一电路元器件之间的间隙中填充第二树脂层，之后 使第一树脂层及第二树脂层固化，因此，即使第一电路元器件是比芯板要高的元器件，也能 实现整体厚度较薄的元器件内置模块。此外，由于第一树脂层具有临时固定芯板及第一电 路元器件、和作为层叠层的功能，因此，能简化制造工序，降低制造成本。
图1是本发明所涉及的元器件内置模块的实施方式1的剖视图。图2是图1所示的元器件内置模块的制造方法的一个示例的工序图。图3是图1所示的元器件内置模块的制造方法的其他示例的工序图。图4是本发明所涉及的元器件内置模块的实施方式2的剖视图。图5是本发明所涉及的元器件内置模块的实施方式3的剖视图。图6是图5所示的元器件内置模块的制造方法的一个示例的工序图。
具体实施例方式[实施方式1]参照图1，说明本发明所涉及的元器件内置模块的实施方式1。在图1中，本实施方式的元器件内置模块A由芯板1、层叠于芯板1的下侧的第一 树脂层10、以及层叠于芯板1的上侧的第二树脂层20构成。芯板1除了树脂基板等印刷布 线板之外，还可以是LTCC这样的陶瓷基板。这里，虽然芯板1示出了多层基板的示例，但也可以是单层基板。第一树脂层10是比芯板1要薄的树脂层，可使用环氧树脂等热固化性树 脂、含有无机填料和热固化性树脂的材料、以及预浸料。希望第二树脂层20是与第一树脂 层10相同材质的树脂层，但也可以是其他材质。在芯板1上形成有贯通正反面的开口部2，利用树脂层10封闭开口部2的底面。 在开口部2中收纳有第一电路元器件3，该电路元器件3的端子电极3a与形成于树脂层10 的电极(层间连接导体)lla进行电连接。第一电路元器件3是例如SAW元件这样的、高度 比芯板1的厚度要高的较高元器件。利用形成于芯板1上的第二树脂层20覆盖第一电路 元器件3的上表面及周围。即，在开口部2的内壁与第一电路元器件3的周围之间的间隙 中也填充第二树脂层20。在芯板1的上表面及下表面形成有面内导体4、5的图案，在上表 面的面内导体4上安装有第二电路元器件6。第二电路元器件6例如是片状电容器或集成 电路元件之类的、高度比第一电路元器件3要低的较低元器件，利用形成于芯板1上的第二 树脂层20将其覆盖。芯板1的下表面的面内导体5与形成于树脂层10的层间连接导体lib进行电连 接。树脂层10的层间连接导体IlaUlb分别与在树脂层10的下表面形成图案的面内导体 12a、12b进行电连接。这样，由于将较高的第一电路元器件3配置于开口部2，将较低的第二电路元器件 6安装在芯板1上，因此，第一电路元器件3的上表面和第二电路元器件6的上表面变平均， 能实现整体薄型、且高安装密度的元器件内置模块A。此外，虽然具有开口部2的芯板1的 机械强度变低，但由于利用同一树脂(第二树脂层)20密封开口部2和芯板1的表面，因此， 能提高机械强度。一第一制造方法一这里，参照图2，对所述元器件内置模块A的制造方法的一个示例进行说明。另外， 虽然图2中对单一的元器件内置模块A的制造方法进行说明，但在实际的制造工序中，制作 母基板状态的元器件内置模块，之后切割成子基板状态。图2的(a)是第一工序，表示准备了芯板1和第一树脂层10的状态。芯板1是硬 质基板，形成有开口部2和面内导体4、5。虽然预先在上表面的面内导体4上安装有第二电 路元器件6，但也可以在将芯板1与第一树脂层10粘接之后安装第二电路元器件6。另一 方面，第一树脂层10是未固化的树脂片材，可利用例如含有无机填料和热固化性树脂的未 固化的片材、不含无机填料而由热固化性树脂形成的未固化的片材、以及预浸料等。在第一 树脂层10中，在与第一电路元器件3的端子电极3a及芯板1的面内导体5相对应的位置， 分别形成有层间连接导体lla、llb。该层间连接导体IlaUlb是将未固化的导体糊料填充 到贯穿第一树脂层10的层间连接导体用孔中的部件。而且，铜箔12利用第一树脂层10的 粘接力粘贴在第一树脂层10的下表面的整个表面上。图2的(b)是第二工序，将芯板1压接在第一树脂层10上，并且，将第一电路元器 件3压接于开口部2内的第一树脂层10露出的部分。此时，芯板1的面内导体5与层间连 接导体lib相对应，且第一电路元器件3的端子电极3a与层间连接导体Ila相对应，以这 样的方式进行压接。由于未固化的第一树脂层10具有粘接性，因此，芯板1及第一电路元 器件3临时固定于第一树脂层10。此时，由于构成层间连接导体Ila的导电糊料也未固化， 因此，第一电路元器件3的端子电极3与层间连接导体Ila未进行电连接。
图2的(c)为第三工序，在芯板1上层叠未固化的第二树脂层20。由于第二树脂 层20未固化，因此，第二树脂层20进行流动，无间隙地填充到第二电路元器件6的周围，并 且，还填充到开口部2的内壁与第一电路元器件3之间的间隙中。通过在进行层叠压接的 同时进行加热，使第一树脂层10和第二树脂层20 —起固化。其结果是，将芯板1置于中 间，使第一树脂层10与第二树脂层20形成一体化。此时，由于层间连接导体IlaUlb也同 时固化，产生导电性，因此，层间连接导体Ila与第一电路元器件3的端子电极3a进行电连 接，并且，层间连接导体lib与芯板1的面内导体5进行电连接。图2的(d)为第四工序，通过对固化的第一树脂层10的铜箔12进行图案形成，形 成面内导体12a、12b，完成元器件内置模块A。铜箔12的图案形成可通过蚀刻等公知方法 来形成。另外，面内导体12a、12b除了通过将铜箔12粘贴在未固化的第一树脂层10上、在 第一树脂层10固化后进行蚀刻的方法来形成，还可通过镀覆法、导电糊料的印刷法等来形 成。虽然在图2所示的制造方法中，使第一树脂层10和第二树脂层20同时固化，但也 可以在工序(b)结束的阶段，先使第一树脂层10固化。但是，在第一树脂层10和第二树 脂层20是同种材料、且同时进行固化的情况下，由于两层树脂层的固化收缩成为相同的情 况，因此，具有能抑制产生翘曲的优点。一第二制造方法一图3表示所述元器件内置模块A的制造方法的其他示例。图3的(a)是第一工序， 表示准备了芯板1和未固化的第一树脂层10的状态。虽然芯板1与图2相同，但第一树脂 层10是没有形成层间连接导体的薄层的树脂片材。第一树脂层10也没有粘贴铜箔。图3的(b)是第二工序，将芯板1压接在第一树脂层10上，并且，将第一电路元器 件3压接于开口部2内的第一树脂层10露出的部分。由于在第一树脂层10中尚未形成层 间连接导体，因此，无需将芯板1及第一电路元器件3与第一树脂层10对准位置，粘接操作 变简单。图3的(c)为第三工序，在芯板1上层叠未固化的第二树脂层20。由于第二树脂 层20未固化，因此，第二树脂层20进行流动，无间隙地填充到第二电路元器件6的周围，并 且，还填充到开口部2的内壁与第一电路元器件3之间的间隙中。通过在进行层叠压接的 同时进行加热，使第一树脂层10和第二树脂层20 —起固化。图3的(d)是第四工序，在与芯板1的面内导体5及第一电路元器件3的端子电 极3a相对应的第一树脂层10的位置，通过激光加工形成层间连接导体用孔Ih1Ulb115通 过形成层间连接导体用孔Ih1Ulb1,露出面内导体5及端子电极3a。图3的(e)是第五工序，在层间连接导体用孔(过孔Ula1Ulb1中填充导电糊料， 使其固化，形成层间连接导体lla、llb，之后，在第一树脂层10的表面形成与层间连接导体 IlaUlb导通的面内导体12a、12b的图案。层间连接导体IlaUlb并不限于填充并固化导 电糊料，还可以通过镀覆法在层间连接导体用孔Ila1Ulb1的内表面形成导电膜，之后，在 层间连接导体用孔Ila1Ulb1中埋设树脂。作为面内导体12a、12b的形成方法，可选择镀覆 法、印刷导电糊料等任意方法。对于图3所示的制造方法的情况，由于在第一树脂层10固化之后，形成层间连接 导体用孔Ila1Ulb1,并通过导电糊料或镀覆形成层间连接导体lla、llb，因此，能将芯板1
8的面内导体5及第一电路元器件3的端子电极3a与层间连接导体IlaUlb可靠地进行电 连接。虽然在图3所示的制造方法中，使第一树脂层10和第二树脂层20同时固化，但也可 以在层叠第二树脂层20之前，使第一树脂层10固化。在该情况下，也可以在层叠第二树脂 层20之前，形成层间连接导体11a、lib。[实施方式2]图4表示元器件内置模块的实施方式2。在该实施方式的元器件内置模块B中，在 实施方式1的元器件内置模块A的第一树脂层10的下表面，进一步组合层叠了树脂层30。 该树脂层30是与第一树脂层10同样的薄树脂层，在其下表面形成有通过多个层间连接导 体31与第一树脂层10的面内导体1加、12b相连接的面内导体32。另外，当然也可以在树 脂层30的下表面进一步层叠树脂层。[实施方式3]图5表示元器件内置模块的实施方式3。为了提高安装密度，该实施方式的元器件 内置模块C通过在第一树脂层10的背面的面内导体12a、12b上安装第三电路元器件40，并 且，在第一树脂层10的背面层叠第三树脂层50，从而将第三电路元器件40埋设在第三树脂 层50中。第三电路元器件40可以是比第一电路元器件3要低的元器件。第三树脂层50 可以采用与第一、第二树脂层10、20相同的材料。在第二树脂层20中形成有与芯板1的面 内导体图案4相连接的多个层间连接导体21，在第二树脂层20的表面上形成有与层间连接 导体21相连接的面内导体图案22a。图6是表示元器件内置模块C的制造工序的一个示例。首先，由于图6的(a) (d)与图2的(a) (d)基本相同，因此省略其重复说明。但是，在图6(c)的阶段，在第二 树脂层20的表面配置铜箔22，在压接/固化时铜箔22固定于第二树脂层20的表面。此 外，在图6的(d)中，在第二树脂层20固化后，铜箔22进行图案形成而成为面内导体图案 22a，并且，对到达芯板1的上表面的面内导体4的层间连接导体用孔(过孔)进行激光加 工，在该层间连接导体用孔中填充导电糊料并使其固化，从而形成层间连接导体21。此外， 第二电路元器件6的一部分的形状与图2不同。在图6的(e)中，将通过图6的(d)得到的模块翻转，在第一树脂层10的背面的 面内导体12a、12b上安装第三电路元器件40。在图6的(f)中，通过将未固化的第三树脂 层50热压接在第一树脂层10上，利用第三树脂层50覆盖第三电路元器件40的周围，并且， 使第三树脂层50固化，从而完成元器件内置模块C。虽然在图6中，作为第一树脂层10，使用了预先形成层间连接导体IlaUlb且在下 表面的整个表面粘贴铜箔12的树脂片材，但也可以像图3所示的那样，使用没有层间连接 导体及铜箔的树脂片材，并在其固化后形成层间连接导体。虽然在上述实施例中，作为第一电路元器件3，示出使用了比芯板1要高的元器件 的示例，但也可以是与芯板1等高的元器件、或是比芯板1要低的元器件。此外，第一树脂 层10和第二树脂层20的固化处理不一定需要同时进行。即，也可以在将芯板1和第一电 路元器件3临时固定于第一树脂层10之后，使第一树脂层10固化，之后层叠第二树脂层20 并使其固化。但是，同时进行第一树脂层10和第二树脂层20的固化，在能减小固化收缩所 带来的模块翘曲这一点上是有利的。标号说明
A 'C元器件内置模块
1芯板
2开口部
3第一电路元器件
3a端子电极
4、5面内导体
6第二电路元器件
10第一树脂层
IlaUlb电极(层间连接导体)
12a、12b 面内导体
20第二树脂层
21层间连接导体
30层叠树脂层
40第三电路元器件
50第三树脂层
权利要求
1.一种元器件内置模块的制造方法，其特征在于，包括工序A，该工序A将具有贯穿正反面方向的开口部的芯板层叠在未固化状态的第一树 脂层上；工序B，该工序B使第一电路元器件附着于在所述开口部内露出的未固化状态的所述 第一树脂层的露出部分；工序C，该工序C将未固化状态的第二树脂层层叠在所述芯板上，并在所述开口部的内 壁与所述第一电路元器件之间的间隙中填充第二树脂层； 工序D，该工序D使所述第一树脂层固化；以及 工序E，该工序E使所述第二树脂层固化。
2.如权利要求1所述的元器件内置模块的制造方法，其特征在于，在所述工序B之前的所述第一树脂层中形成电极，该电极由贯穿该第一树脂层的层间 连接导体用孔、和填充到该层间连接导体用孔中的未固化的导电糊料构成，在所述工序B中，将所述第一电路元器件以与所述电极接触的方式附着于所述第一树 脂层，在所述工序D中，在使所述第一树脂层固化的同时，使所述导电糊料固化，将所述第一 电路元器件和所述电极进行电连接。
3.如权利要求1所述的元器件内置模块的制造方法，其特征在于，在所述工序D之后，在所述第一树脂层中以到达所述第一电路元器件的方式形成层间 连接导体用孔，并在该层间连接导体用孔中形成层间连接导体，通过这样形成与所述第一 电路元器件进行电连接的电极。
4.如权利要求1至3的任一项所述的元器件内置模块的制造方法，其特征在于， 同时实施所述工序D和工序E。
5.如权利要求1至4的任一项所述的元器件内置模块的制造方法，其特征在于， 所述第一电路元器件是比所述芯板的厚度要高的元器件。
6.如权利要求1至5的任一项所述的元器件内置模块的制造方法，其特征在于，包括在所述工序C之前，将比所述第一电路元器件要低的第二电路元器件安装在所述 芯板上的工序，在所述工序C中，将所述第二电路元器件埋设在所述第二树脂层中。
7.如权利要求1至6的任一项所述的元器件内置模块的制造方法，其特征在于， 所述第一树脂层和所述第二树脂层由相同材质形成。
8.—种元器件内置模块，其特征在于，包括 第一树脂层；芯板，该芯板层叠在所述第一树脂层上，并具有贯穿正反面方向的开口部； 第一电路元器件，该第一电路元器件收纳在所述芯板的开口部内，且底面附着在所述 第一树脂层上；第二树脂层，该第二树脂层层叠在所述芯板上，且填充到所述芯板的开口部与所述第 一电路元器件之间的间隙中；以及电极，该电极形成于所述第一树脂层，并且与所述第一电路元器件进行电连接。
9.如权利要求8所述的元器件内置模块，其特征在于，所述电极是以到达所述第一电路元器件的方式形成于所述第一树脂层的层间连接导体。
10.如权利要求8或9所述的元器件内置模块，其特征在于， 所述第一电路元器件是比所述芯板的厚度要高的元器件。
11.如权利要求8至10的任一项所述的元器件内置模块，其特征在于，还包括比所述第一电路元器件要低的第二电路元器件，该第二电路元器件安装在所述 芯板上，且埋设在所述第二树脂层中。
12.如权利要求8至11的任一项所述的元器件内置模块，其特征在于， 所述第一树脂层和所述第二树脂层由相同材质形成。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种能不使用胶带和粘接剂、而简单制造的元器件内置模块的制造方法及元器件内置模块。将具有开口部(2)的芯板(1)层叠在未固化状态的第一树脂层(10)上，并使第一电路元器件(3)附着于开口部内的第一树脂层露出的部分。接下来，将未固化状态的第二树脂层(20)层叠在芯板(1)上，在开口部(2)的内壁与第一电路元器件(3)之间的间隙中填充第二树脂层，之后，使第一树脂层(10)及第二树脂层(20)固化。
文档编号H05K3/46GK102119588SQ20098013163
公开日2011年7月6日 申请日期2009年6月9日 优先权日2008年8月12日
发明者野村雅人 申请人:株式会社村田制作所