(57)【要約】【課題】電子部品素子とキャビティとの間に充填される絶縁材料と同じ物性の絶縁材料を、キャビティ内への電子素子の挿入前に、電子素子の表面にコーティング層を形成してコーティングされた電子素子を内蔵することによって、電子素子の表面と絶縁材との間にボイドの形成を抑制する。【解決手段】 部品内蔵印刷回路基板は、キャビティの設けられるコアと、前記キャビティに挿入され、外周面に接合コーティング層が設けられる電子部品と、前記コアの上下部に積層され、前記接合コーティング層と接触する絶縁層と、前記絶縁層上に設けられる回路パターンとを含む 。【選択図】図１
2014110424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティの設けられるコアと、
前記キャビティに挿入され、外周面に接合コーティング層が設けられる電子部品と、
前記コアの上下部に積層され、前記接合コーティング層と接触する絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられる回路パターン
とを含む部品内蔵印刷回路基板。
【請求項２】
前記電子部品は、両側部に設けられる外部電極及び前記外部電極間に設けられる本体を含むＭＬＣＣである、請求項１に記載の部品内蔵印刷回路基板。
【請求項３】
前記接合コーティング層は、前記外部電極及び前記本体に沿って全面に亘って設けられる請求項２に記載の部品内蔵印刷回路基板。
【請求項４】
前記接合コーティング層は、前記外部電極を除いた前記本体の表面に設けられる請求項２に記載の部品内蔵印刷回路基板。
【請求項５】
前記接合コーティング層は、異種の材質間に介在して接合力を強化するカップリング剤を含む請求項１に記載の部品内蔵印刷回路基板。
【請求項６】
前記カップリング剤は、シリコン（Ｓｉ）原子と有機官能基を含むシラン（Ｓｉｌａｎｅ）を含む請求項５に記載の部品内蔵印刷回路基板。
【請求項７】
前記シランは、アミノ（Ａｍｉｎｏ）系シラン、エポキシ（Ｅｐｏｘｙ）系シラン、ビニル（Ｖｉｎｙｌ）系シランよりなる群から選ばれる少なくとも一つを含む請求項６に記載の部品内蔵印刷回路基板。
【請求項８】
前記シランは、エタノールと混合されて使われる請求項５に記載の部品内蔵印刷回路基板。
【請求項９】
前記絶縁層内部には、前記回路パターン及び前記外部電極を電気的に接続するビアをさらに含む請求項１に記載の部品内蔵印刷回路基板。
【請求項１０】
前記絶縁層は、前記キャビティ及び前記電子部品問の空間を充填する請求項１に記載の部品内蔵印刷回路基板。
【請求項１１】
前記コアの上下面に、貫通孔を通じて電気的に接続される所定パターンの回路層が設けられる請求項２に記載の部品内蔵印刷回路基板。
【請求項１２】
コアに貫通孔状のキャビティを形成して前記コアの下面にキャリアを付着するステップと、
前記キャビティ内に接合コーティング層が外周面に設けられる電子部品を挿入するステップと、
前記電子部品が内蔵された前記コアの上部に上部絶縁層を形成するステップと、
前記コアの下面に付着されたキャリアを除去するステップと、
前記上部絶縁層が設けられるコアの反対面に下部絶縁層を形成するステップと、
前記上部絶縁層及び前記下部絶縁層上にビアを通じて前記電子部品と電気的に接続される回路パターンを形成するステップ
とを含む部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
【請求項１３】
前記キャビティ内に前記電子部品を挿入するステップの前に、
前記キャリアの上面に接着部材を塗布するステップをさらに含む請求項１２に記載の部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
【請求項１４】
前記キャビティ内に前記電子部品を挿入するステップの前に、
前記電子部品の外周面に前記接合コーティング層を形成するステップをさらに含む請求項１２に記載の部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
【請求項１５】
前記接合コーティング層は、
前記電子部品の両側部に設けられる外部電極間の本体の表面のみに形成される請求項１４に記載の部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
【請求項１６】
前記接合コーティング層は、
前記電子部品の両側部に設けられる外部電極と本体の表面を含んで外周面を取り囲んで形成される請求項１４に記載の部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
【請求項１７】
前記接合コーティング層は、
シリコン原子と有機官能基を含むシランを含む請求項１２に記載の部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
【請求項１８】
前記電子部品は、
前記外部電極の形成前にシラン溶液にディッピングされ、前記本体の表面のみに前記接合コーティング層が形成される請求項１５に記載の部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
【請求項１９】
前記電子部品は、
前記外部電極を形成し、シラン溶液にディッピングして前記本体及び前記外部電極を含む外周面全体に前記接合コーティング層が形成される請求項１６に記載の部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
【請求項２０】
コアに貫通孔状のキャビティを形成し、前記コアの下面にキャリアを付着するステップと、
前記キャビティ内に電子部品を挿入するステップと、
前記キャビティ内に挿入された前記電子部品上に接合コーティング層を形成するステップと、
前記電子部品が前記キャビティに内蔵された前記コアの上部に上部絶縁層を形成するステップと、
前記コアの下面に付着されたキャリアを除去するステップと、
前記コアのキャビティ上で露出した前記電子部品における接合コーティング層の形成されない面に前記接合コーティング層を形成するステップと、
前記上部絶縁層が設けられるコアの反対面に下部絶縁層を形成するステップと、
前記上部絶縁層及び前記下部絶縁層上にビアを通じて前記電子部品と電気的に接続される回路パターンを形成するステップ
とを含む部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
【請求項２１】
前記電子部品上に前記接合コーティング層を形成するステップにて、
前記接合コーティング層は、スプレー、印刷またはディスベンシング方式のうちのいずれか一つを用いる液相塗布によって形成される請求項２０に記載の部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
【請求項２２】
前記接合コーティング層は、
シリコン原子と有機官能基を含むシランを含む請求項２０に記載の部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
【請求項２３】
前記電子部品上に前記接合コーティング層を形成するステップにて、
前記接合コーティング層は、シラン溶液の噴霧量の調節によって前記電子部品の本体の上面に塗布されるか、前記電子部品の本体の上面を含んで外部電極の上面及び側面まで塗布される請求項２１に記載の部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
【請求項２４】
前記電子部品における接合コーティング層の形成されない面に前記接合コーティング層を形成するステップにて、
前記接合コーティング層は、スプレー、印刷またはディスベンシング方式のうちのいずれか一つを用いる液相塗布によって形成される請求項２０に記載の部品内蔵印刷回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品内蔵印刷回路基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話を含めたＩＴ分野の電子機器は軽薄短小化され、基板の大きさが制限的になり、電子機器の多機能が要求されながら基板の制限面積により多い機能を具現するための電子部品の実装が必要になる。
【０００３】
しかし、基板のサイズの制限によって電子部品の実装面積を充分に確保することができないため、ＩＣ、半導体チップなどの能動素子及び受動素子などの電子部品が基板内に組み込まれるような技術が要求されている。最近には、能動素子と受動素子とを同じ層に内蔵するか相互積層されて基板内に内蔵される技術も開発されている。
【０００４】
通常、部品内蔵印刷回路基板の製造方法では、基板のコアにキャビティを形成し、該キャビティ内に各種素子と、ＩＣ及び半導体チップなどの電子部品を挿入する。その後、キャビティ内部と電子部品が挿入されたコア上にプリプレグなどの樹脂材を塗布して電子部品が固定されると共に絶縁層が形成される。また、絶縁層にビアホールまたは貫通孔を形成すると共にメッキによる回路の形成によって、電子部品が基板外部と電気的に導通するようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国公開特許第２０１２−００７１９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記ビアホールまたは貫通孔内部及びその上部には、メッキによる回路パターンが形成され、基板に内蔵された電子部品との電気的接続手段として利用され、絶縁層を基板の上下面に順次に積層して電子部品の内蔵された多層の印刷回路基板が製作される。
【０００７】
このような従来の部品内蔵印刷回路基板は、製造工程の進行時ごとに半田付けとリフロー工程とを繰り返しつつ積層体に高温が加えられ、該高温によって基板の捻りが発生することになる。この場合、基板に内蔵された電子部品は、その外部に接合された絶縁層と異なる熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する材質で構成されることによって、加熱工程時ごとに基板の捻りが繰り返して発生し、絶縁層との接合界面でストレスが集中し、工程が進行されるにつれ熱衝撃によって該接合界面における剥離や浮びが発生するという不都合がある。
【０００８】
本発明の目的は、機械的特性及び信頼性が向上した部品内蔵印刷回路基板を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、機械的特性及び信頼性が向上した部品内蔵印刷回路基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を解決するために、本発明によれば、キャビティの設けられるコアと、前記キャビティに挿入され、外周面に接合コーティング層が設けられる電子部品と、前記コアの上下部に積層され、前記接合コーティング層と接触する絶縁層と、前記絶縁層上に設けられる回路パターンと、を含む部品内蔵印刷回路基板が提供される。
【００１１】
前記電子部品は、両側部に設けられる外部電極及び前記外部電極間に設けられる本体を含み、前記接合コーティング層は、前記外部電極及び本体に沿って全面に亘って形成されてもよく、前記外部電極を除いた前記本体の表面に形成されてもよい。
【００１２】
また、前記接合コーティング層は、異種材質間に介在して接合力を強化するカップリング剤を含み、前記カップリング剤はシリコン（Ｓｉ）原子及び有機官能基を含むシラン（Ｓｉｌａｎｅ）を含む。前記シランは、アミノ（Ａｍｉｎｏ）系シラン、エポキシ（Ｅｐｏｘｙ）系シラン、ビニル（Ｖｉｎｙｌ）系シランよりなる群から選ばれる少なくとも一つを含む。
【００１３】
また、前記シランは、エタノールと混合して使われてもよい。
【００１４】
前記絶縁層の内部には、前記回路パターン及び前記外部電極を電気的に接続するビアをさらに含み、前記絶縁層は、前記キャビティ及び前記電子部品間の空間を充填し、前記コアの上下面に貫通孔を通じて電気的に接続される所定パターンの回路層が形成される。
【００１５】
また、上記の目的を解決するために、本発明の他の実施形態によれば、コアに貫通孔状のキャビティを形成し、前記コアの下面にキャリアを付着するステップと、前記キャビティ内に接合コーティング層が外周面に設けられる電子部品を挿入するステップと、前記電子部品が内蔵された前記コアの上部に上部絶縁層を形成するステップと、前記コアの下面に付着されたキャリアを除去し、前記コアを反転させるステップと、前記上部絶縁層が設けられるコアの反対面に下部絶縁層を形成するステップと、前記上部絶縁層及び前記下部絶縁層上にビアを通じて前記電子部品と電気的に接続される回路パターンを形成するステップと、を含む部品内蔵印刷回路基板の製造方法が提供される。
【００１６】
また、上記目的を解決するために、本発明のさらに他の実施形態によれば、コアに貫通孔状のキャビティを形成し、前記コアの下面にキャリアを付着するステップと、前記キャビティ内に電子部品を挿入するステップと、前記キャビティ内に挿入された前記電子部品上に接合コーティング層を形成するステップと、前記電子部品が前記キャビティに内蔵された前記コアの上部に上部絶縁層を形成するステップと、前記コアの下面に付着されたキャリアを除去し、前記コアを反転させるステップと、前記コアのキャビティ上で露出した前記電子部品における接合コーティング層の形成されない面に前記接合コーティング層を形成するステップと、前記上部絶縁層が設けられるコアの反対面に下部絶縁層を形成するステップと、前記上部絶縁層及び前記下部絶縁層上にビアを通じて前記電子部品と電気的に接続される回路パターンを形成するステップと、を含む部品内蔵印刷回路基板の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
前述のように、本発明による部品内蔵印刷回路基板及びその製造方法によれば、コア内に内蔵される電子部品の表面に接着コーティング層を形成して内蔵することによって、コアの上下部に積層される絶縁層と電子部品の表面の接合、密着性能を向上させると共に、絶縁層と電子部品との結合性能の向上に伴って絶縁層が電子部品から剥離するか浮ぶことを防止することによって、基板の不良を防止し、印刷回路基板の製品歩留まりを向上することができるという効果が奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態による部品内蔵印刷回路基板の断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態による部品内蔵印刷回路基板の断面図である。
【図３ａ】本発明の他の実施形態による部品内蔵印刷回路基板の製造工程を順に示す工程図である。
【図３ｂ】本発明の他の実施形態による部品内蔵印刷回路基板の製造工程を順に示す工程図である。
【図３ｃ】本発明の他の実施形態による部品内蔵印刷回路基板の製造工程を順に示す工程図である。
【図３ｄ】本発明の他の実施形態による部品内蔵印刷回路基板の製造工程を順に示す工程図である。
【図３ｅ】本発明の他の実施形態による部品内蔵印刷回路基板の製造工程を順に示す工程図である。
【図４ａ】本発明のさらに他の実施形態による部品内蔵印刷回路基板の製造工程を順に示す工程図である。
【図４ｂ】本発明のさらに他の実施形態による部品内蔵印刷回路基板の製造工程を順に示す工程図である。
【図４ｃ】本発明のさらに他の実施形態による部品内蔵印刷回路基板の製造工程を順に示す工程図である。
【図４ｄ】本発明のさらに他の実施形態による部品内蔵印刷回路基板の製造工程を順に示す工程図である。
【図４ｅ】本発明のさらに他の実施形態による部品内蔵印刷回路基板の製造工程を順に示す工程図である。
【図４ｆ】本発明のさらに他の実施形態による部品内蔵印刷回路基板の製造工程を順に示す工程図である。
【図４ｇ】本発明のさらに他の実施形態による部品内蔵印刷回路基板の製造工程を順に示す工程図である。
【図５】本発明による部品内蔵印刷回路基板に適用される電子部品と絶縁層（プリプレグ）の密着力を評価するグラフである。
【図６】本発明による部品内蔵印刷回路基板のベンディング評価試験の概略図である。
【図７】部品内蔵印刷回路基板のベンディング試験結果として電子部品と絶縁層とが剥離されない正常な製品と電子部品と絶縁層が剥離された不良製品の比較写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態は図面を参考にして詳細に説明する。次に示される各実施の形態は当業者にとって本発明の思想が十分に伝達されることができるようにするために例として挙げられるものである。従って、本発明は以下示している各実施の形態に限定されることなく他の形態で具体化されることができる。そして、図面において、装置の大きさ及び厚さなどは便宜上誇張して表現されることができる。明細書全体に渡って同一の参照符号は同一の構成要素を示している。
【００２０】
本明細書で使われた用語は、実施形態を説明するためのものであって、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は文句で特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使われる「含む」とは、言及された構成要素、ステップ、動作及び／又は素子は、一つ以上の他の構成要素、ステップ、動作及び／又は素子の存在または追加を排除しないことに理解されたい。
＜部品内蔵印刷回路基板＞
【００２１】
まず、図１は、本発明による部品内蔵印刷回路基板の断面図である。
【００２２】
図１に示すように、本発明による部品内蔵印刷回路基板１００は、キャビティ１１１が設けられるコア１１０の内部に電子部品２００が内蔵され、コア１１０の上下部に絶縁層１２０が積層される。前記電子部品２００の外周面には、接合コーティング層２１０が形成される。
【００２３】
前記部品内蔵印刷回路基板１００は、コア１１０に内蔵される電子部品２００が一個所に内蔵されているものとして示されているが、これに限定するものではない。例えば、単位ユニットの印刷回路基板ごとに一定な間隔をおいて内蔵されてもよく、内蔵部品の種類によって少なくとも一つの電子部品２００が内蔵されてもよい。
【００２４】
部品内蔵印刷回路基板１００の中央部に位置するコア１１０に、貫通孔の形状でキャビティ１１１が形成される。このキャビティ１１１はレーザー加工またはＣＮＣを用いるドリルリング加工によって形成されてもよい。キャビティ１１１は、内部に挿入される電子部品２００の幅と同じまたは大きく形成されることが望ましい。
【００２５】
また、前記コア１１０は、上下面にそれぞれ回路層１１２が所定のパターンに形成される。各回路層１１２はコア１１０を貫くビアまたは貫通孔１１３を通じて電気的に接続される。コア１１０は、一般的に絶縁材質で構成されるが、基板の防熱効率を向上させるためにアルミニウムなどの金属材質で構成されてもよい。金属材質のコアに形成される場合、回路層の形成前にショートの防止のための絶縁層がさらに形成されなければならない。
【００２６】
一方、前記コア１１０のキャビティ１１１の内部には電子部品２００が挿入される。電子部品２００は、ＭＬＣＣ、ＬＴＣＣなどの受動素子他に、ＩＣ、半導体チップ、ＣＰＵなどの能動素子が利用されてもよい。電子部品の高さはコアの高さと等しく形成するのが望ましい。
【００２７】
前記電子部品２００について、図１に示すような形態のＭＬＣＣを挙げて説明する。電子部品２００は、内部電極が設けられる本体２０１と、本体２０１の両側部に陽極及び陰極の外部電極２０２が形成され、両側の外部電極２０２がそれぞれ外部回路と物理的、電気的に接続されることができる。
【００２８】
前記電子部品２００の外周面には、接合コーティング層２１０が形成される。接合コーティング層２１０は、シリコン（Ｓｉ）原子と有機官能基とを含む材料で構成され、代表として、シラン（Ｓｉｌａｎｅ）が使われる。接合コーティング層２１０は、電子部品２００の外周面とコア１１０両側面に形成される絶縁層１２０の異種の材質間に接合性能を向上させる化学的カップリング剤の役割をするもので、電子部品２００の外周面にて絶縁層１２０の密着力を強化させることによって印刷回路基板の加工工程の繰り返しに、捻りや熱衝撃が加えられても絶縁層の剥離や浮びを防止することができる。
【００２９】
前記接合コーティング層２１０は、電子部品２００、すなわちＭＬＣＣを構成する本体２０１の外部のみに形成されてもよく、その形成方法によって本体２０１の両側部に設けられる外部電極２０２の外周面を含む電子部品２００の外周面全体に形成されてもよい。
【００３０】
前記コア１１０のキャビティ１１１に内蔵する電子部品２００に接合コーティング層２１０を形成する方式では、多様な方式が挙げられるが、代表としてコア１１０に内蔵する前、電子部品２００をシラン溶液にディッピングして乾燥し、外周面に接合コーティング層２１０が形成されるようにしてもよい。また、コア１１０に電子部品２００を先に内蔵し、印刷、スプレーまたはディスペンシングなどによってシラン溶液が電子部品２００の表面に塗布されて乾燥され、接合コーティング層２１０が形成されるようにしてもよい。電子部品２００外周面にディッピングによって接合コーテイング層２１０を先に形成する時には、電子部品２００に外部電極２０２を形成した後、接合コーティング層２１０が形成されてもよく、外部電極２０２を形成する前に、本体２０１外周面に接合コーティング層２１０を形成して、外部電極２０２が構成されるようにしてもよい。従って、外部電極２０２の形成前に接合コーティング層２１０を形成する場合、図２に示すように、電子部品２００の外部電極２０２間の本体２０１の外部のみに接合コーティング層２１０ａが形成されてもよい。
【００３１】
前記電子部品２００が内蔵されたコア１１０の上下部には、それぞれ絶縁層１２０が形成される。絶縁層１２０は絶縁材質、すなわちプリプレグのような絶縁樹脂材が積層、硬化されて形成されてもよい。絶縁層１２０の積層及び硬化の際、電子部品２００の外周面と接触される部分が電子部品２００の外周面に薄膜または吸収された形態でなされる接合コーティング層２１０を通じて絶縁層１２０と互いに堅固に密着されることができる。電子部品２００の両側の外部電極２０２の表面まで接合コーテイング層２１０が設けられる場合には、電子部品２００の両側面まで絶縁層１２０と密着して結合されてもよい。
【００３２】
前記絶縁層１２０には多数のビア１２１が形成される。前記ビア１２１は、コア１１０に構成されたキャビティ１１１と同様にレーザー加工またはＣＮＣを用いるドリルリング加工によって形成される。ビア１２１を加工した後、該ビアを含む絶縁層１２０の上面にメッキ層を形成し、該メッキ層をエッチングして前記電子部品２００と電気的に接続される回路パターン１３０が形成される。
【００３３】
このように構成された部品内蔵印刷回路基板１００は、コア１１０の内部に内蔵された電子部品２００の表面とコア１１０の上下部に形成される絶縁層１２０との接触界面に接合コーティング層２１０が介在することによって、電子部品２００の外周面と絶縁層１２０との間の接合性能が向上されることができる。
＜部品内蔵印刷回路基板の製造方法の一実施形態＞
【００３４】
前述のように構成された本発明の部品内蔵印刷回路基板に対する製造方法について詳記する。
【００３５】
図３は、本発明の一実施形態による部品内蔵印刷回路基板の製造工程を示す工程図である。
【００３６】
まず、図３ａに示すように、絶縁材質で構成されたコア１１０に貫通孔状のキャビティ１１１を形成する。キャビティ１１１はレーザー加工またはドリルリング加工によって形成される。キャビティ１１１は所定の大きさに形成され、内部に挿入される電子部品２００の幅と等しいか大きく形成されてもよい。
【００３７】
また、前記コア１１０の下面にキャリアＣが付着される。キャリアＣは、貫通孔で構成されたキャビティ１１１内への電子部品の挿入時に電子部品２００の位置を固定するための部材であって、電子部品２００がキャビティ１１１内から離脱しないようにする。また、上面に接着部材が塗布されて電子部品２００が仮固定されることができるようにできる。
【００３８】
また、コア１１０のキャビティ１１１内に電子部品２００を挿入してキャリアＣ上に位置させる。前記電子部品２００としては、コア１１０の厚さと等しい高さを有するものが望ましく、電子部品２００の高さがより高い場合、高さを等しくするためにコア１１０の厚さをより厚く構成する必要がある。
【００３９】
一方、前記コア１１０の内部に電子部品２００を挿入する前に前記電子部品２００の外周面に接合コーティング層２１０を塗布して硬化させる。接合コーティング層２１０は、電子部品２００の外周面全体または一部に形成されてもよい。すなわち、図１〜図３に示すように、接合コーティング層２１０は誘電体からなる電子部品の本体２０１の表面のみに形成されてもよく、本体２０１及び外部電極２０２を含んで電子部品２００の外部を取り囲んで外周面全体に形成されてもよい。
【００４０】
接合コーティング層２１０は、異種材質である有機物と無機物とを化学的にカップリングする材料であって、主にシリコン原子及びこれに結合される有機官能基を含むシラン（Ｓｉｌａｎｅ）を含む。シランは単量体としてＳｉ−Ｏに結合されている有機基によってさまざまな形態の製品が挙げられ、多様なパウダー処理及び樹脂の接着性を増進するための目的に主に使われている。特に、本実施形態に適用される電子部品においてパウダーを焼結したＭＬＣＣの表面にシランで接合コーティング層２１０を形成することによって電子部品２００の表面と無機物との接着性、撥水性及びレジン流れ性（ｒｅｓｉｎ  ｆｌｏｗ）などを向上させることができる。
【００４１】
電子部品２００の表面に形成される接合コーティング層２１０の形成時、電子部品２００の本体２０１の表面のみに接合コーティング層２１０が形成されるようにする場合、電子部品２００の本体２０１の外局面に外部電極２０２を形成する前に、内部電極が設けられる誘電体が積層された状態でシラン溶液にディッピングして本体２０１の外周面に接合コーティング層２１０を形成する。また、接合コーティング層２１０が設けられる本体２０１の両側部に外部電極２０２を形成することによって、図２に示すように、本体２０１の上下面の露出部位のみに接合コーティング層２１０が形成されるようにする。また、電子部品２００の外周面全体に接合コーティング層２１０を形成する場合、電子部品２００の本体の両側部に外部電極２０２を形成し、外部電極２０２が設けられる本体２０１をシラン溶液にディッピングして電子部品２００外周面全体に接合コーティング層２１０が形成されるようにする。前記シラン溶液として、シランとエタノールとが混合された溶液が挙げられる。接合コーティング層２１０はシラン溶液に電子部品を１０分間沈積後取り出して、オーブンで１００℃の温度で１０分間加熱することによって、シラン溶液を硬化させて電子部品２００の表面に形成されるようにできる。
【００４２】
次に、図３ｃに示すように、電子部品２００が内蔵されたコア１１０の上部に上部絶縁層１２０ａを形成する。上部絶縁層１２０ａは絶縁材の積層によって形成され、絶縁材の加熱、圧着によって硬化されることができる。絶縁材の加熱、圧着時、コア１１０のキャビティ１１１と電子部品２００との間の空間に絶縁材の一部が流入され、硬化されることによって、電子部品２００が固定される。これとは別に、上部絶縁層１２０ａの形成前に、電子部品２００とキャビティ１１１の側壁との間に別途の接着剤が供給され電子部品２００が固定されるようになる。
【００４３】
前記上部絶縁層１２０ａの積層が完了すると、コア１１０の下面に付着されたキャリアＣを除去する。続いて、図３ｄに示すように、コア１１０を覆して上部絶縁層１２０ａが設けられるコア１１０の反対面に下部絶縁層１２０ｂを上部絶縁層１２０ａと等しい方式で積層、加熱及び圧着によって硬化させて、図３ｄに示すように絶縁層１２０ａ、１２０ｂの形成を完了する。
【００４４】
最後に、図３ｅに示すように、上下部絶縁層１２０ｂ上にビアホール１２１を形成し、該ビアホール１２１の内部と絶縁層１２０ａ、１２０ｂ上にメッキ層を形成し、該メッキ層のエッチングによる回路パターン１３０を形成することによって、部品内蔵印刷回路基板の製作を完了する。
＜部品内蔵印刷回路基板の製造方法の他の実施形態＞
【００４５】
図４は、本発明の他の実施形態による部品内蔵印刷回路基板の製造工程を示す工程図である。
【００４６】
図４に示すように、まず、絶縁材質で構成されたコア１１０に貫通孔状のキャビティ１１１を形成する。キャビティ１１１の形成条件や大きさは、図３に示す一実施形態のコア加工条件と同じ、重複する説明は省略することにする。
【００４７】
続いて、前記コア１１０の下面にキャリアＣを付着し、コア１１０に設けられるキャリアＣの内部に電子部品２００を挿入してキャリアＣ上に電子部品２００を固定する。ここで、コア１１０のキャビティ１１１内に挿入される電子部品２００は、本体２０１の両側部に外部電極２０２だけが形成され、外周面に接合コーティング層２１０が形成されない状態の電子部品２００が挿入される。
【００４８】
前記電子部品２００の挿入後に、スプレー、印刷またはディスベンシングなどの方式によって電子部品２００上にシラン溶液を塗布する。図４ｃにはシラン溶液の塗布方式でスプレー方式を代表して示したが、シラン溶液の塗布方式はこれに限定するものではない。また、シラン溶液については、図３の実施形態の説明において説明されているので、重複する説明は省略することにする。電子部品２００上に塗布されたシラン溶液は、そのスプレー量の調節によって電子部品２００の本体２０１の上面に塗布されてもよく、本体２０１の上面を含んで外部電極２０２の上面及び側面まで流れるように塗布されることによって、電子部品２００の一部表面に接合コーティング層２１０を形成する。
【００４９】
次に、図４ｄに示すように、電子部品２００が内蔵されたコア１１０の上部に上部絶縁層１２０ａを形成する。上部絶縁層１２０ａは、絶縁材の積層によって形成され、絶縁材の加熱、圧着によって硬化される。絶縁材の加熱、圧着の時、コア１１０のキャビティ１１１と電子部品２００との間の空間に絶縁材の一部が流入され硬化されることによって、電子部品２００が固定される。
【００５０】
その後、図４ｅに示すように、コア１１０に付着されたキャリアＣを除去し、コア１１０を反転させ、コア１１０の下面が露出するようにする。コア１１０のキャビティ１１１上で露出した電子部品２００における接合コーティング層の形成されない面に、シラン溶液をスプレーなどの方式によって塗布して接合コーティング層２１０を形成する。
【００５１】
上部絶縁層１２０ａが設けられるコア１１０の反対面に、下部絶縁層１２０ｂを上部絶縁層１２０ａと同様な方式で積層し、加熱圧着させて、図４ｆに示すような形状で上下部絶縁層１２０ａ、１２０ｂを形成する。
【００５２】
最後に、図４ｇに示すように、上下部絶縁層１２０ａ、１２０ｂ上にビアホール１２１を形成し、ビアホール１２１内部と絶縁層１２０ａ、１２０ｂ上にメッキ層を形成し、該メッキ層のエッチングによる回路パターン１３０を形成することによって、部品内蔵印刷回路基板の製作を完了する。
＜部品内蔵印刷回路基板の電子部品接合力の評価＞
【００５３】
前記のような製造プロセスによって、図１または図２に示すように製作された部品内蔵印刷回路基板の電子部品接合の信頼性を標準規格によって実験した。その結果、下記のように、電子部品の外周面に接合コーティング層を形成することなく、印刷回路基板を製作した場合より、電子部品の外周面に接合コーティング層を形成して印刷回路基板を製作した場合が絶縁層との密着力が強化されて接合信頼性が向上することを分かる。
電子部品と絶縁層との密着力評価
【００５４】
まず、本発明による部品内蔵印刷回路基板に内蔵される電子部品２００と密着される絶縁層１２０の代表的な材質として使われるプリプレグ（ＰＰＧ）と外周面に接合コーティング層２１０が設けられるＭＬＣＣ（電子部品）とを接合させ、該プリプレグを硬化させ、絶縁層とＭＬＣＣとが密着結合されるようにした後に、ＪＥＳＤ２２−Ｂ１１７の標準規格に従って剪断応力を加えて評価した。
【００５５】
このような規格による評価結果、図５のグラフに示すように、接合コーティング層２１０が形成されないＭＬＣＣが硬化されたプリプレグ上に接合された状態での剪断強さ（一側へ剪断応力を加えて接合部位が分離される時の力）は平均１２９３ｋｇｆで、アミノ系シラン溶液を利用して外周面に接合コーティング層２１０が設けられるＭＬＣＣが硬化されたプリプレグ上に接合された状態での剪断強さは平均１８２８ｋｇｆで、約４１％向上されたと評価される。
【００５６】
また、アミノ系シラン他に、エポキシ系シランやビニル系シランがエタノールと混合されたシラン溶液が塗布されて接合コーティング層２１０が設けられるＭＬＣＣも、約２０〜３０％の剪断強さが向上されたことを分かる。
【００５７】
図５は、本発明による部品内蔵印刷回路基板に適用される電子部品と絶縁層（プリプレグ）との密着力評価グラフである。密着力評価の時に使われたシラン溶液には、絶縁層を構成するプリプレグとエポキシなどの樹脂材との接合力の向上性能が報告されたアミノ系シラン、エポキシ系シラン、ビニル系シランがエタノールと一定な比率で混合されたシラン溶液が使われる。
印刷回路基板に内蔵された電子部品の接合信頼性の評価
【００５８】
本発明の製造方法によって製作された部品内蔵印刷回路基板において、基板に内蔵された電子部品と絶縁層との接合信頼性の評価は、印刷回路基板の製作を完了して、図６に示すようなＪＥＳＤ２２−Ｂ１１３標準規格のベンディング試験によって評価した。印刷回路基板のベンディング評価は、商用のベンディング評価試験機を用いて四つの地点に圧力をかけ２ｍｍの深みで加圧して捻りを発生させ、１Ｈｚの頻度で秒当たり１回ずつ２０，０００回のベンディングを繰り返して、その結果を評価した。
【００５９】
このような規格による評価結果、印刷回路基板の内部で接合コーティング層が設けられる電子部品２００と接合コーティング層２１０が形成されない電子部品２００とが内蔵された印刷回路基板を比較して、電子部品２００と絶縁層１２０との剥離（Delamination）の有無を超音波顕微鏡で確認した。図７は、部品内蔵印刷回路基板のベンディング試験結果、電子部品と絶縁層とが剥離されない正常製品と、電子部品と絶縁層とが剥離された不良製品との比較写真である。電子部品が絶縁層から剥離された場合、右側の写真のように、電子部品の剥離位置が黒色で確認され、これは印刷回路基板の断面分析によって実際で電子部品と絶縁層との間の剥離が発生されたことが認められた。
【００６０】
また、表１に示すように、電子部品に接合コーティング層を形成した場合、電子部品に接合コーティング層を形成しない場合及び電子部品に接合コーティング層をスプレー方式（他の実施形態、図４の工程に該当）で形成した場合のベンディング試験結果について詳記する。電子部品に接合コーティング層を形成した二つの場合が、電子部品に接合コーティング層を形成しない場合より接合信頼性が大きく向上されることが認められた。
【表１】
2014110424.tif 000003
【００６１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６２】
１１０  コア
１１１  キャビティ
１１２  回路層
１２０、１２０ａ  絶縁層
１２１  ビアホール
１３０  回路パターン
２００  電子部品
【図１】
2014110424.tif 000004
【図２】
2014110424.tif 000005
【図３ａ】
2014110424.tif 000006
【図３ｂ】
2014110424.tif 000007
【図３ｃ】
2014110424.tif 000008
【図３ｄ】
2014110424.tif 000009
【図３ｅ】
2014110424.tif 000010
【図４ａ】
2014110424.tif 000011
【図４ｂ】
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【図４ｃ】
2014110424.tif 000013
【図４ｄ】
2014110424.tif 000014
【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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【図４ｇ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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