(57)【要約】  電気的に絶縁しおよび／または導体トラック構造を備えるいくつかの層（７、９、１０、１１）からなる積層スタックと、  積層スタックの表面積の部分領域においてだけ横方向に延び、かつ、インサート（１）上に取り付けられた少なくとも１つの受動的または能動的な電気部品（２）とその電気部品（２）に関連する再配線（４、５）とを有する、積層スタックの内部に存在する前記インサート（１）と、  を備える多層プリント回路基板構造であって、  インサート（１）が、インサートの両面を被覆する２つの全体領域電気的絶縁液状樹脂層または全体領域電気的絶縁プリプレグ層（７、９）間に埋め込まれ、インサートが、隙間を備えることなく、多層プリント回路基板構造を圧縮または貼り合わせるときに液化する樹脂材料によってすべての面を取り囲まれたことを特徴とする多層プリント回路基板構造である。
2008545260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−電気的に絶縁層および／または導電路構造を備えるいくつかの層（７、９、１０、１１）からなる積層スタックと、
−積層スタックの内部に存在し、積層スタックに延びる表面の部分領域においてだけ存在し、少なくとも１つの受動的または能動的な電気部品（２）と再配線（４、５）とが取り付けられたインサート（１）と、
からなる多層プリント回路基板構造であって、
−インサート（１）が、インサートを両側でカバーする電気的に絶縁する液体レジン層またはプリプレグ層（７、９）の二つの層の間に埋め込まれており、（その）インサートは、加圧でレジン材料化する層または構造の層でギャップなしに取り囲まれている、
ことを特徴とする。
【請求項２】
請求項１に規定される多層プリント回路基板構造は、二つの液体レジン層またはプリプレグ層の少なくとも１つ（の層）の中にカットアウト（９ａ）が存在することをさらに特徴とし、それはその中に少なくとも一つの部品がマウントされ、（且つ）出っ張っていること、をさらに特徴とする。
【請求項３】
請求項１または請求項２に規定される多層プリント回路基板構造は、二つの液体レジン層またはプリプレグ層の間に、少なくとも一つの液体レジンまたはプリプレグの中間層（２９）を備えることをさらに特徴とし、その中間層（２９）は、その中に窓（２９ａ）または少なくとも１つの部品がマウントされていること、をさらに特徴とする。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一つに規定される多層プリント回路基板構造は、インサートをカバーする二つの液体レジン層またはプリプレグ層の少なくとも１つ（の層を有すること）、および／または、液体レジンまたはプリプレグ層の中間層が堆積の多様な形で形成されること、をさらに特徴とする。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一つに規定される多層プリント回路基板構造は、インサートを覆っている二つの液体レジン層またはプリプレグ層（７、９）の間に位置されている、導電路構造をなしている少なくとも一層（３２）があること、また、インサートの領域にウインドー（３２ａ）を有し、あるいはその中に少なくとも一つの部品が装着され得ること、をさらに特徴とする。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一つに規定される多層プリント回路基板構造は、各電気部品（２）が、再配線基板（３）の部品装着位置に装着され、再配線もされること、をさらに特徴とする。
【請求項７】
請求項６に規定される多層プリント回路基板構造は、再配線（４、５）が、部品取付位置と同じ再配線基板（３）の面になされること、をさらに特徴とする。
【請求項８】
請求項６または請求項７のいずれか一つに規定される多層プリント回路基板構造は、インサート上に取り付けられた少なくとも１つの受動的または能動的な電気部品（２、２ａ、２ｂ、２ｃ）のそれぞれの場合において、再配線基板の両面に提供されること、をさらに特徴とする。
【請求項９】
請求項６ないし請求項８のいずれか一つに規定される多層プリント回路基板構造は、再配線基板が、フレキシブルプリント回路基板材料、とりわけ、液晶高分子材料またはポリイミド材料、から、また、セラミック材料、から形成され、かつ、少なくとも１つの電気部品を取り付けるための部品取付位置を中央領域に有し、再配線接点（４）を周辺領域に有し、そして、部品取付位置と再配線接点（４）との間に延びる再配線導電路（５）を有すること、をさらに特徴とする。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか一つに規定される多層プリント回路基板構造は、それぞれのバッファー層部分（２２ａ、２２ｂ）が、インサートと、インサートを被覆する２つの液体レジン層またはプリプレグ層（７、９）の少なくとも１つとの間に装着されること、をさらに特徴とする。
【請求項１１】
請求項６ないし請求項１０のいずれか一つに規定される多層プリント回路基板構造は、少なくとも１つの電気部品（２）の横方向に外側領域に存在する再配線基板（３）上の高さスペーサー構造（１８）を備え、その高さスペーサー構造（１８）が、積み重ねられる方向に少なくとも１つの電気部品（２）の高さにまで少なくとも延びること、をさらに特徴とする。
【請求項１２】
請求項６ないし請求項１１のいずれか一つに規定される多層プリント回路基板構造は、インサート（１）が、再配線基板（３）の全体領域上に、または、電気部品（１つかまたは複数）（２）の外側領域だけに延びるフィルおよび／または平坦化層（１９）を有すること、をさらに特徴とする。
【請求項１３】
請求項１２に規定される多層プリント回路基板構造は、フィルおよび／または平坦化層（１９）が、熱伝導性の電気的に絶縁する材料からなること、をさらに特徴とする。
【請求項１４】
請求項１３に規定される多層プリント回路基板構造は、インサートが、フィルおよび／または平坦化層（１９）上に熱伝導層（２７）を有すること、をさらに特徴とする。
【請求項１５】
請求項１２ないし請求項１４までのいずれかに規定される多層プリント回路基板構造は、インサート（１）が、材料および／または寸法の点において再配線基板（３）に類似する被覆層（２０）を、フィルおよび／または平坦化層（１９）上に、または、熱伝導層（２７）上に有すること、をさらに特徴とする。
【請求項１６】
請求項１４または請求項１５に規定される多層プリント回路基板構造は、熱伝導層（２７）が、１つかまたはそれ以上のバイアス（１７ａ、１７ｂ）を介して積層スタックの少なくとも１つの構造化されているかまたは領域全体にわたる熱伝導層（２８）に熱を伝導するような形で接続されていること、をさらに特徴とする。
【請求項１７】
請求項９ないし請求項１６のいずれか一つに規定される多層プリント回路基板構造は、再配線コンタクトパッド（４）の中の少なくとも１つが、１つかまたはそれ以上のバイアス（１７ａ、１７ｂ）を介して積層スタックの少なくとも１つの構造化されているかまたは領域全体にわたる熱伝導層（２８）に熱を伝導するような形で接続されること、をさらに特徴とする。
【請求項１８】
請求項１ないし請求項１７のいずれか一つに規定される多層プリント回路基板構造は、インサート（１）を被覆する液液体レジン層またはプリプレグ層（７、９）が、積み重ねられる方向において積層スタックのほぼ中間に配置されていること、をさらに特徴とする。
【請求項１９】
請求項１ないし請求項１８のいずれかに一つに規定される多層プリント回路基板構造を製造するための方法であって、以下のステップからなる。
−インサート（１）に電気部品（２）およびそれに関連する再配線（４、５）を提供するステップ、
−準備された積層スタックのベース層（７）上にインサート（１）を配置し、積層スタックの１つかまたはそれ以上のさらなる層をベース層（７）およびインサート（１）上に配置し、液体レジン層またはプリプレグ層が、それぞれ、ベース層（７）および反対側の面に存在するインサート（１）を被覆する層（９）のために配置されるステップ、
−このようにして準備された全部の構造をお互いに積層しおよび／またはプレスし、樹脂材料が、構造が貼り合わせられまたはプレスされるとき、インサートに隣接する液体レジン層領域またはプリプレグ層領域において液化し、そして、隙間を備えることなく、インサートのすべての面を取り囲むステップ。
【請求項２０】
請求項１９に規定される（多層プリント回路基板構造を製造するための）方法は、インサート（１）の再配線基板（３）上に電気部品（２）が取り付けられ、再配線基板（３）が積層スタックの孔（内腔）の中へ導入され、積層化／加圧プロセスによって周囲からのレジン材料で満たされ、続いて、それぞれのバイアスと再配線基板（３）の隣接する端部との間にレジン材料のリングが残される様な態様で孔（内腔）の径よりも小さいバイアス（１７ａ、１７ｂ）が材料で満たされた孔（内腔）内に供給される。
【請求項２１】
請求項１９または請求項２０のいずれかに規定される方法は、再配線導体トラックが再配線基板（３）の全領域に付加され、続いて、再配線層の主要な領域部分を残しながら個別の溝を形成することを通して、再配線層が平坦な導体トラックにスリットされること、をさらに特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載される多層プリント回路基板構造およびそれに関連する製造方法に関する。ここで、電気部品という用語は、電子部品も含む。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気的に絶縁しおよび／または導体トラック構造と少なくとも１つの受動的または能動的な電気部品とを積層スタック内部に備えるいくつかの層からなる積層スタックを備える多層プリント回路基板構造は、コンデンサおよび抵抗のような受動的電気部品および／または半導体チップのような能動的電気部品をいわゆる多層型のプリント回路基板の内部に組み込むために、重要性が増大している。多層構造は、例えばプリプレグ樹脂材料からなる次々に積み重ねられたいくつかの電気的絶縁層または誘電体層からなる積層スタックを備え、導体トラック構造を付加された適切な基板を含む電気的導体構造平面を挿入される。積層スタックは、例えば、誘電体プリプレグ層を使用して貼り合わせることによってあるいはプレスすることによって完成し、次々に積み重ねられた層の少なくともいくつかは、積層スタックを形成するためにそれらの層が次々に積み重ねられる前に、片面または両面上に、所望の電気的導体パターンとして構造化された電気的導電層を提供される。このために、エポキシ樹脂が、いわゆる内側プライ、すなわち、積層スタックの内部に配置されかつ導体トラック構造を備える層のための銅張を備える基板材料として頻繁に使用される。いわゆる外側プライ、すなわち、導体トラック構造を備える外側層を構造化するために、銅箔が、通常、誘電体プリプレグ層上に配置され、プレス処理によって、プリプレグ層にしっかりと結合される。
【０００３】
能動的および／または受動的な電気部品をプリント回路基板にそのような形で組み込むために、１つかまたはそれ以上のさらなる層を付加して積層スタックを完成させる前に、そのような部品を、導体トラックを備える電気的絶縁ベース層上の導体トラックのない領域に取り付けることが知られており、そして、全体構造が、お互いに貼り合わせられ、かつ、プレスされる。この場合、そのために、部品を備えるベース層を、全体領域設計である次の誘電体層または電気的部品の領域に窓領域またはカットアウト領域を備える次の誘電体層に接合することは一般的なことである。この文脈においては、窓は、関連する層を完全に貫通する開口と解釈され、カットアウトは、関連する層の片面だけにその層の厚さよりも浅い深さに形成された凹部と解釈される。電気部品の端子コンタクトパッドが、ベース層上の導体構造に、または、バイアスの助けによって積層スタックのその他の平面の導体構造にコンタクト接続され、また、それらのバイアスは、わかりやすいように、この文脈においては、コンタクトパッド上で終端するブラインドホールコンタクトと解釈される。あるいは、電気部品は、ベース層の電気的に接触する領域においてベース層上に取り付けられ、そこの導体構造に電気的に直接に接続される。これらの様々な種類の多層プリント回路基板構造は、例えば、特許出願公報第ＤＥ１９６−２７−５４３Ａ１号、特許公報第ＥＰ１−２３０−６８０Ｂ１号、および、学術論文であるW.Bauer and S.Purger, Integration aktiver und passiver Bauelemente in die Leiterplatte − Alles inklusive − “Integration of active and passive components in the printed
circuit board − including all − ”，EPP November 2003の第４８頁に記載されている。
【０００４】
ドイツ特許出願公報第ＤＥ３１−２５−５１８Ａ１号には、電気部品を外側回路に接続するための薄い配線構造が記載されており、その外側回路は、電気部品を保持するための基板と、基板上に配置されかつ有機材料からなる第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に構成されかつ電気部品に接続された配線と、第１の絶縁層上に配置されかつ有機材料からなる第２の絶縁層と、第１の絶縁層上に配置された端子とを備え、その端子は、第２の絶縁層に露出しており、かつ、配線に接続される。使用される基板は、カットアウトを有する金属またはセラミックの基板であり、電気部品が、そのカットアウト内に保持される。第１の絶縁層上に構成された配線は、電気部品の上面に提供された端子と接触する。米国特許第３，７６３，４０４号を参照して説明される実施形態においては、部品のための配線は、柔軟性のある配線基板の上面に形成され、その配線基板は、配線基板の平面の下に配置された電気部品と接触するための窓領域を備え、換言すれば、配線の端子構造は、窓領域を介して、部品の上面端子パッドに案内される。部品のこの接触は、同時に、部品を配線上に機械的に準備組み立てするために使用され、換言すれば、配線基板、配線、および、部品は、例えば、連続テープバンドプロセスによって事前に組み立てられる。
【０００５】
ドイツ特許第ＤＥ６９０−３１−３５０Ｔ２号には、多層セラミック基板を有する電子的多層パッケージが開示されており、その多層セラミック基板は、次々に積み重ねられた多数の絶縁層および信号／基準電圧層からなり、また、それの上面に、次々に配置される１つかまたはそれ以上の半導体チップを保持するための１つかまたはそれ以上のカットアウトを含む。それぞれのカットアウト内に配置されるチップ（１つかまたは複数）は、カットアウトの底部に形成されかつ例えば共晶金合金またはエポキシ材料またはポリイミド材料から形成されたバインダー層上に収容される。カットアウト内に配置されなければならないいくつかのチップの場合、それらのチップは、カットアウト内へ挿入されるチップ構造の一部を形成し、それに加えて、チップの上に、複数の配線／金属の相互接続およびそれらの間に挿入された絶縁プライからなる中間配線平面およびチップ内配線平面を含む。多数の絶縁層およびメタライゼーション層からなる多層薄膜構造が、挿入されたチップ（１つかまたは複数）を備える基板上面に付加され、メタライゼーション層は、バイアスによって、それぞれのチップの上面端子パッドに、または、チップ構造の中間配線平面およびチップ内配線平面に、電気的に接続される。
【０００６】
米国特許第５，４０１，６８８号には、導体トラック構造を備えるいくつかの層からなる積層スタックを備える多層プリント回路基板構造が開示されており、少なくとも１つの半導体チップが、これらの層の中の２つの間に埋め込まれる。積み重ねられた多層プリント回路基板構造の貼り合わせプロセスにおいて、電気的コンタクトが、チップのバンプ端子パッドとそれらに位置合わせされた隣接する層の導体構造との間に形成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
技術的問題として、本発明は、上述したような種類の多層プリント回路基板構造およびそれに関連する製造方法を提供することに基づくものであり、それらは、比較的に安いコストおよび高い機能的信頼性でもって、１つかまたはそれ以上の電気部品を多層構造の内部に組み込むのを可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、請求項１に記載の特徴を有する多層プリント回路基板構造および請求項１９に記載の特徴を有する製造方法を提供することによって、この問題を解決する。
【０００９】
本発明による多層プリント回路基板構造においては、積層スタックと比較してほんのわずかな表面積しか持たないインサートは、具体的には、２つの被覆プリプレグ層または液状樹脂層、すなわち、一方において、プリプレグベース層または液状樹脂ベース層、他方において、プリプレグ被覆プライ層または液状樹脂被覆プライ層によって、また、構造を圧縮または貼り合わせるときに液化してインサートに隣接するプリプレグ層領域または液状樹脂層領域となり、それによって、インサートと積層スタックの隣接する領域との間の隙間または間隙に満ちあるいはそれらを満たす樹脂材料によって、横方向の面を含めてすべての面を完全に埋め込まれる。それによって、インサートは、完全にかつ隙間を備えることなく、均質な樹脂環境段差内に埋め込まれることが可能である。
【００１０】
当業者にはよく知られているように、構造の圧縮または貼り合わせの後に、積層スタックに使用された液状樹脂層またはプリプレグ層は、適切に硬化した電気的絶縁層または誘電体層を形成することは言うまでもないことである。わかりやすいように、これらの層は、以下においても、それらの仕上げられた硬化した状態にあるこの文脈における液状樹脂層またはプリプレグ層によって表現される。
【００１１】
請求項２に記載される本発明の発展形態においては、インサートを被覆する２つの液状樹脂層またはプリプレグ層の中の少なくとも１つは、インサートまたはそのインサート上に取り付けられた１つかまたはそれ以上の部品が空間を得ることのできる、すなわち、それらの高さ方向において少なくとも一部分を保持されることの可能なカットアウトを有する。これは、いくぶん大きな高さを有するインサートまたは部品を保持するのを助け、また、厚さが薄い傷つきやすいインサートまたは部品にとって、プレス処理／貼り合わせ処理中にこれらに加わる機械的圧力を除去するためには、まさに好都合である。
【００１２】
請求項３に記載される本発明のさらなる有益な発展形態においては、インサートまたはそのインサート上に取り付けられた少なくとも１つの部品の領域に窓を有する液状樹脂中間層またはプリプレグ中間層が、インサートを被覆する２つの液状樹脂層またはプリプレグ層間に提供される。また、本発明のこの変形実施形態は、とりわけ、比較的に高さが高いインサートおよびそのインサート上に取り付けられた電気部品にとって、例えば、その高さが積層スタックに含まれる個々の層の典型的な層の厚さ程度の高さであれば、有益であり、また、圧力に敏感な薄いインサートおよびそのインサート上に取り付けられた電気部品にとっても有益であるかもしれない。中間層は、比較的に高いインサートおよび／またはそのインサート上に取り付けられた電気部品の場合に、被覆液状樹脂層または被覆プリプレグ層が、比較的に大きく湾曲するのを防止し、圧力に敏感な薄いインサートおよび／またはそのインサート上に取り付けられた部品の場合に、構造を圧縮しているときに圧力を除去することを保証する。構造の圧縮または貼り合わせ中に液化した隣接する樹脂材料の中へ完全にかつ隙間を備えることなくインサートを埋め込むことが、保証され続け、この場合、前記樹脂材料は、また、中間層から少なくとも部分的に発生することが可能である。
【００１３】
請求項４に記載の本発明の発展形態においては、インサートを被覆する２つの液状樹脂層またはプリプレグ層、および／または、液状樹脂中間層またはプリプレグ中間層は、マルチプライの形で形成され、この場合、少なくとも２つの液状樹脂層プライまたはプリプレグ層プライを含む。場合によっては、ここでは、中間層は、インサートを被覆する２つの液状樹脂層またはプリプレグ層の中の一方の液状樹脂層プライまたはプリプレグ層プライを実現してもよい。マルチプライ構造の場合においては、例えば、関連する液状樹脂層またはプリプレグ層の側に存在するインサートに面する層プライの中の少なくとも１つが窓を備えるという事実によって、２つの液状樹脂層またはプリプレグ層の中の一方におけるカットアウトが、インサートの領域またはそのインサート上に取り付けられた部品の領域において実現されてもよい。そして、それに続く連続する層プライは、層が積み重ねられる方向において窓によって形成される保持空間を終結する。必要であれば、カットアウトが、随意的に、さらに付加的に、この被覆層プライに提供されてもよい。
【００１４】
請求項５に記載の本発明の発展形態においては、導体トラック構造すなわち内側プライを備え、かつ、インサートまたはそのインサート上に取り付けられた１つかまたはそれ以上の部品の領域に存在する窓を有する少なくとも１つの層が、インサートを被覆する２つの液状樹脂層またはプリプレグ層間に配置される。換言すれば、この例としての実施形態においては、インサートおよびそれに関連する部品のための保持空間は、内側プライを貫通して延び、また、その結果として、インサートおよびそのインサート上に取り付けられた比較的に高い高さを有する部品は、積層スタック内に好都合に組み込まれることが可能である。また、この例としての実施形態においては、隣接する液状樹脂層領域またはプリプレグ層領域からの樹脂材料内に存在する隙間を備えることなく埋め込むことができ、この場合、隣接する液状樹脂層領域またはプリプレグ層領域から流れ込む構造の圧縮または貼り合わせ中に液化した樹脂材料は、また、内側プライとインサートおよびそのインサート上に取り付けられた部品との間に存在するすべての横方向の隙間を完全に満たす。
【００１５】
請求項６に記載の発展形態においては、少なくとも１つの電気部品が、インサートの再配線基板の部品取付位置に取り付けられ、さらに、その再配線基板上には、再配線が、提供され、その再配線は、請求項７に記載のさらに洗練化された形態においては、この層の部品取付位置と同じ面に配置される。インサートは、積層スタックの内部に配置され、積層スタックの表面積の部分領域においてだけ横方向に延びる。換言すれば、この場合、電気部品は、積層スタックの内部に組み込まれかつ電気部品のための再配線機能を備える基板を含むインサートの構成要素である。洗練化された有益な形態においては、請求項８に基づいて、関連する再配線を備えるインサートの両面に部品を挿入してもよく、それぞれの場合において、バイアスが、２つの再配線の電気的な接触を保証する。
【００１６】
本発明は、電気部品の再配線基板上への有益な準備組立、および、積層スタック内に取り付ける前に、インサートの電気的な検査、すなわち、とりわけ電気部品およびそれの再配線の電気的な検査を可能にする。これは、インサートが有効な電気部品を備える場合にのみ搭載されること、および、部品を完璧に搭載されかつ適切に動作するインサートだけが多層構造内に挿入されることを保証する。再配線は、積層スタックの部品（１つかまたは複数）と導体構造とを接触させるためのまたは外部への端子構造の粗大化を可能にし、換言すれば、対応するコンタクト領域は、より大きなものであってもよく、および／または、それぞれが部品に直接に存在する端子コンタクトよりも大きな間隔でお互いに配置されてもよい。これは、形成されるべきブラインドホールコンタクトまたはバイアスの位置精度に関する要件を緩和する。再配線は、インサート上に実装されるので、それは、積層スタックの１つかまたはそれ以上の導体平面上に形成されなくてもよく、また、それぞれの電気部品は、そのような導体構造平面上の所定の位置に高い精度で配置されなくてもよく、そして、これは、製造コストを減少させ、かつ、機能的信頼性を増大させる。
【００１７】
多層プリント回路基板構造内に組み込まれるインサート上に、具体的には、再配線層のチップ取付面上に再配線を実装することは、多層構造の外側プライ（１つかまたは複数）上の必要空間を減少させることができるというさらなる利点を有する。なぜなら、対応するバイアスを多層構造の表面に案内するだけでよいからである。さらに、外側プライのルータ加工は、単純化される。なぜなら、再配線基板上の再配線コンタクトパッドの位置を選択することができ、それによって、外側プライへの関連するバイアスを、外側プライのルータ加工に適した位置に配置できるからである。
【００１８】
インサートまたはそのインサートの再配線基板は、積層スタックの横方向部分領域上だけに延びるので、例えば、隣接するベース層のプリプレグ材料に対するポリイミドからなる再配線基板の接着力が特に強くない場合でも、層間剥離問題が、回避される。
【００１９】
再配線基板は、例えば、インターポーザ機能を備える柔軟性のある薄い層として実現されてもよい。この方法は、熱膨張作用によって発生する小さな機械的応力を維持することに寄与する。このことは、動作中にまたはさらなる処理中に積層スタックにおいて大きな温度変化が発生する場合には特に重要である。
【００２０】
請求項９に記載される本発明の有益な発展形態においては、再配線基板は、液状結晶高分子材料（ＬＣＰ）またはポリイミド材料、または、セラミック材料のような柔軟性のあるプリント回路基板材料からなり、かつ、取り付けられるべき電気部品（１つかまたは複数）のための部品取付位置を中央領域に有し、関連する導体トラックを介して部品取付位置に電気的に接続される再配線コンタクトパッドを周辺領域に有する。再配線基板上の中央に部品（１つかまたは複数）を配置することは、同様に、熱膨張力を補償することに寄与する。なぜなら、横方向張力および圧縮力は、これによって、ほぼ大部分が相殺されるからである。中央の部品取付位置から周辺の基板領域への再配線は、さらに、部品の端子構造の粗大化をもたらす。なぜなら、コンタクトパッドのために利用できるより多くの空間が、周辺領域に存在するからである。
【００２１】
請求項１０に記載の本発明の発展形態においては、それぞれのバッファー層部分が、一方におけるインサートと、ベース層または被覆層としてそれぞれ機能しかつインサートを両面において被覆する２つの液状樹脂層またはプリプレグ層の中の少なくとも１つとの間に提供され、このバッファー層部分は、積層スタックの横方向部分領域上だけに延びるが、好ましくは、インサートよりも少なくとも大きく、材料および層厚に関しては、例えば、そのバッファー層部分が、インサートの再配線基板の熱膨張率とベース層または被覆層の熱膨張率とを調停するように選択されてもよく、および／または、機械的応力を吸収できるように選択されてもよく、および／または、ベース層または被覆層のインサートに向かい合った表面における導体構造をインサートから電気的に絶縁できるように選択されてもよい。
【００２２】
請求項１１に記載の本発明の発展形態においては、高さスペーサー構造が、取り付けられた電気部品（１つかまたは複数）の横方向に外側の領域における再配線基板上に提供され、その高さスペーサー構造は、積み重ねられる方向に電気部品（１つかまたは複数）の高さにまで少なくとも延び、あるいは、その電気部品を越えて延びる。それによって、高さスペーサー構造は、取り付けられた電気部品（１つかまたは複数）から、多層構造の圧縮中に作用する圧力を除去する。
【００２３】
請求項１２に記載の本発明の発展形態においては、インサートは、さらに、再配線基板の全体領域上に、または、電気部品（１つかまたは複数）の外側領域だけに延びるフィルおよび／または平坦化層を含む。このフィルおよび／または平坦化層は、必要に応じて、付加された電気部品（１つかまたは複数）とインサートとの比較的に大きな高さの差を補償することができ、あるいは、横方向クリアランスを満たすことができる。とりわけ、高さスペーサー構造が、存在する場合、このフィルおよび／または平坦化層は、このスペーサー構造と取り付けられた電気部品（１つかまたは複数）との間のクリアランスを満たすこともできる。
【００２４】
この手段の洗練化された形態においては、請求項１３に記載のフィルおよび／または平坦化層は、熱伝導性の材料からなり、しかも、電気的に絶縁する材料からなる。これは、必要に応じて、電気部品（１つかまたは複数）から熱を放散するのを可能にする。
【００２５】
熱伝導性材料からなるフィルおよび／または平坦化層を提供する手段の請求項１４に記載のさらに洗練化された形態においては、インサートは、フィルおよび／または平坦化層上に熱伝導層を、そのフィルおよび／または平坦化層と熱的に接触した状態で備える。その結果として、例えば、取り付けられた電気部品（１つかまたは複数）から発生する熱は、フィルおよび／または平坦化層およびその上に存在する熱伝導層を介して、効率的に放散または分散されることが可能である。
【００２６】
請求項１５に記載のさらに洗練化された形態においては、インサートは、被覆層を、フィルおよび／または平坦化層上に、または、熱伝導層上に有し、この被覆層は、材料および／または寸法の点において、横方向および積み重ねられる方向において再配線基板と類似するように選択される。その結果として、インサートは、比較的に対称な層構造を備え、そして、これは、同様に、膨張作用による小さな機械的応力を維持すること、および、曲げ応力を最小限に抑制することに寄与する。
【００２７】
請求項１６または請求項１７に記載のさらに洗練化された形態においては、インサートの熱伝導層、および／または、再配線コンタクトパッドの中の少なくとも１つは、１つかまたはそれ以上のバイアスを介して積層スタックの少なくとも１つの構造化されているかまたは領域全体にわたる熱伝導層に熱を伝導するような形で接続され、それによって、熱は、インサートから積層スタック内へ分散され、また、適切であれば、外部へ放散されることが可能である。
【００２８】
請求項１８に記載の本発明の発展形態においては、インサートを被覆する２つの液状樹脂層またはプリプレグ層は、積み重ねられる方向において積層スタックのほぼ中間に配置され、それによって、インサートもまた、それに対応して、積み重ねられる方向において積層スタックのほぼ中間に存在する。
【００２９】
本発明による方法は、本発明による多層プリント回路基板構造を比較的に安いコストで加工するのを可能にし、インサートを樹脂材料内に完全にかつ隙間を備えることなく埋め込むことができる。
【００３０】
請求項２０に記載の発展させた方法においては、インサートの再配線基板を貫通して案内されるバイアスは、有利には、電気的なバイアス材料が再配線基板の材料と接触するのではなく中間樹脂材料と接触するように形成される。これは、バイアスの信頼性を向上させることができる。
【００３１】
有益な洗練化された形態においては、請求項２１に記載の再配線導体トラックは、インサートの再配線基板の全体領域に付加された電気的な導電再配線層を構造化する分離トレンチによって形成される。この方法によって、好ましくは金属である再配線層の領域全体のより大きな部分が、基板上に残り、そして、これは、同様に、熱膨張の問題を軽減することに寄与する。さらに、接着を比較的に容易に促進する物質が、例えば銅からなる再配線層に付加されてもよく、その場合には、全体的組立品内における、とりわけ、隣接するプリプレグ被覆層に対するインサートの接着を改善することができる。
【００３２】
本発明の好都合な実施形態が、図面に示され、かつ、以下で説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１および図２は、例えば、チップの形態を有する能動的電気部品２を多層プリント回路基板構造内に組み込むためのインサート１を示す。インサート１は、再配線基板３を含み、その再配線基板３は、それに付加された再配線を備え、また、再配線コンタクトパッド４と、その再配線コンタクトパッド４をそれぞれチップ２の１つの端子リード６すなわち端子パッドに電気的に接続するための再配線導体トラック５とを備える。再配線基板３は、例えば、２５μｍ〜５０μｍの厚さを備える、例えば、ＬＣＰ材料またはポリイミドフィルム材料、または、例えば、１００μｍの厚さを備えるＦＲ４材料のような、柔軟性のあるプリント回路基板材料からなる。あるいは、一般的なセラミック材料を使用することも可能である。一般的には、熱膨張率が隣接する層の材料に適した材料、および／または、インサート１に加わる機械的応力荷重をできるだけ小さい状態に維持するために機械的応力を吸収することのできる材料からなる再配線基板３を利用することは有益なことである。
【００３４】
図１の平面図からわかるように、チップ２は、再配線基板３すなわちインサート１の中央領域に存在する関連する部品取付位置に取り付けられる。あるいは、チップを中心からずれて再配線基板３上に取り付けることも可能であるが、図示されるように、インサートの横方向表面寸法に対して対称的に中央に配置することは、稼働中に機械的応力および／または熱膨張作用による荷重の力を最小限に抑制する点において、一般的には有益である。チップの取り付けは、例えば、図２に示されるようなフリップチップ取付技術のような何らかの望ましい一般的な技術によって実行されてもよく、そして、好ましくは、チップ２と再配置基板との間の隙間にアンダーフィル材料８を含む。チップ２は、この目的のためにそれ自体がよく知られている接続技術によって、例えば、チップ端子６における関連するボンディング位置によって表現される熱ボンディングによって、固定される。
【００３５】
同様に、図１の平面図からわかるように、再配線コンタクトパッド４は、再配線基板３上の周辺領域に配置される。中央部品取付位置と比較すれば相当に広い面積を有するこの周辺領域には、より多くの利用可能な空間が存在するので、再配線４および５は、同時に、端子を粗大化する機能を達成し、換言すれば、数がチップ端子リード６に対応する再配線コンタクトパッド４は、より大きなコンタクトパッド寸法を備えて配置されてもよく、および／または、お互いに、チップ端子リード６よりも大きな間隔で配置されてもよく、そして、これは、チップ２を再配線コンタクトパッド４を介して多層プリント回路基板構造のその他の導電構造および／または部品と接触させるのをさらに容易にし、および／または、それとは逆方向に接触させるのを容易にする。再配線コンタクトパッド４は、再配線導体トラック５とともに、それ自体がよく知られている方法で形成されてもよい。
【００３６】
別の実施形態においては、さらなる１つの能動的または受動的な電気部品またはいくつかの受動的および／または能動的な電気部品が適切に変更されたインサート再配線基板上の１つの関連する部品取付位置にそれぞれ提供されてもよいことは言うまでもないことである。ここで、部品取付位置という用語は、ただ単に、関連する電気部品がそこに配置されることを意味する。これは、部品を事前に別々に組み立て、その後に、それを部品取付位置に配置し、そして、それをそこに固定することによって実行されてもよく、あるいは、部品は、例えば、集積半導体部品構造として、および／または、スクリーン印刷プロセスまたはフォトリソグラフィープロセスによって、直接に部品取付位置において組み立てられてもよい。
【００３７】
図１および図２に示される例においては、再配線導体トラック５は、再配線基板３上の狭い配線経路からなり、その配線経路は、このために現在使用されているプロセスの中の１つによって形成される。別の実施形態においては、チップ端子パッド６を再配線コンタクトパッド４に接続する導体トラックは、再配線基板３の領域全体に付加された導電層の広い平坦な領域に形成され、そして、分離トレンチプロセスによって、それぞれの分離トレンチによってお互いに分離された表面領域に分割される。分離トレンチの進路は、これらの表面領域のそれぞれがチップ端子パッド６およびそれに関連する再配線コンタクトパッド４の中の１つを備えるように選択され、それによって、それの関連する平坦な接続導体トラックを形成する。この設計の変形は、チップ側に存在する再配線基板３の上面全体が、チップ２の領域および分離トレンチの領域まで、例えば銅からなる再配線層によって被覆されたままであるという利点を有し、その結果として、第１に、再配線基板３の熱膨張作用を弱めることができ、第２に、必要に応じて、多層プリント回路基板構造のその後の層プライの接着力を改善し、かつ、インサート１の領域における層間剥離の可能性を除去するために、接着促進剤を再配線層に塗布することができる。狭い配線経路５または平坦な導体トラックの構造化は、例えば、現在使用されているフォトリソグラフィーまたはレーザー構造化による方法によって実行される。
【００３８】
導電再配線層のために銅のような熱の良導体である材料を選択することは有益なことである。なぜなら、良導体は、稼働中に、付加されたチップ２の領域における過熱を防止するために、熱放散機能および／または熱分散機能をさらに達成するからである。
【００３９】
図示されない実施形態においては、再配線層またはそれから形成された再配線４および５の電磁遮蔽が、前記再配線上（または、上方）に、および／または、前記再配線と電気的絶縁層からなる介在物を備える再配線基板３との間に遮蔽層を、例えば、領域全体に、好ましくは、金属接地電位層の形態で提供することによって、実施される。
【００４０】
そして、多層プリント回路基板構造内へ組み込むために、上述したように事前に組み立てられたインサート１が、まず最初に、それの再配線基板３の底面をベース層７上の所望の位置にｘｙ方向において正確な座標で取り付けられる。取り付けは、例えば、１つかまたはそれ以上の接着剤ドットまたは平坦な接着剤接続によって、または、再配線基板３自身を加熱し、および／または、前記再配線基板と接触することになるベース層７の領域を加熱することによって、実行されてもよい。ベース層７は、組み立てられるべき多層プリント回路基板構造の電気的絶縁誘電体層の領域全体を実現し、また、プリプレグ樹脂材料または液状樹脂材料からなる。そして、前記加熱は、取り付けられたインサート１の領域におけるプリプレグベース層７の部分的な溶融、接着、および、硬化をもたらし、その結果として、インサート１を固定する。
【００４１】
それぞれの用途に応じて、ベース層７は、それぞれの望ましい多層プリント回路基板構造をなすいくつかの層から形成されるべき積層スタックの外側層かまたは内側層であってもよい。内側層である場合、１つかまたはそれ以上のさらなる層プライが、インサート１を避けてベース層７の面上に配置され、ベース層７の上にインサート１を固定されたベース層７が、この１つかまたはそれ以上のさらなる層プライに取り付けられ、あるいは、その代わりに、まず最初に、ベース層７だけが、この１つかまたはそれ以上のさらなる層プライに取り付けられ、そして、インサート１が、その上に固定される。
【００４２】
多層プリント回路基板構造のさらなる組立は、全体領域被覆層を、取り付けられたインサート１を備えるベース層７の面に付加することを含み、インサート１が多層プリント回路基板構造の積層スタックの内部においてベース層７と被覆プライ層との間に存在するようにインサート１を被覆することを伴う。被覆プライ層が、多層プリント回路基板構造の外側層プライを形成しない場合、１つかまたはそれ以上のさらなる層プライが、前記被覆プライ層に取り付けられ、そして、積層スタックに提供されるすべての層プライが、次々に積み重ねられた後、積層スタックは、所望の多層プリント回路基板構造を形成するために、一般的な方法によって、層パケットとしてお互いに圧縮または貼り合わせられる。
【００４３】
１つかまたはそれ以上の能動的および／または受動的な電気部品を多層プリント回路基板構造の内部に搭載されるそのようなインサートおよびそれらに類似するインサートの新しい組み込み方法のいくつかの具体的な例が、図３〜図９を参照して、以下でより詳細に説明される。この場合、わかりやすいように、また、より良く理解できるように、様々な例としての実施形態における同一の構成要素だけでなく、等価な機能を有する構成要素も、図１〜図９に示されるそれぞれの場合において、同一の符号によって指示される。
【００４４】
図３−１は、内側プライを備えることなく２つの外側プライ７および９を備える基本的な２プライプリント回路基板構造を示し、この場合、図１および図２に示される構造から開始し、誘電体ベース層７は、第１の外側プライを形成し、ベース層７および挿入されたインサート１に付加された被覆層９は、第２の外側プライを形成する。ベース層７および被覆層９は、その外側に、それぞれ、一般的な種類の電気的導体構造平面１０および１１すなわち構造化電気的導体平面を備え、そして、好ましくは、プリプレグ樹脂材料からなる。インサート１の再配線基板３、インサート１上に取り付けられたチップ２、および、関連する再配線４および５を備えるインサート１が、隙間または空洞を備えることなく、ベース層７と被覆層９との間においてそれらの樹脂材料内に埋め込まれる。外側へ、チップ２は、再配線４および５およびブラインドホールコンタクト１２を介して、被覆層９上に存在する導体平面１１の構造的エレメントと接触し、バイアス１２は、それぞれ、再配線コンタクトパッド４の中の１つを、誘電体被覆層９を通って、導体平面１１の関連する構造的エレメントに接続する。
【００４５】
図１および図２に関して上述したように、図３の多層プリント回路基板構造を形成するために、インサート１は、まず最初に、事前に組み立てられ、そして、プリプレグ基板７上の所望の位置に固定される。その後に、プリプレグ被覆層９が、インサート１がその上に固定されたプリプレグ基板７に取り付けられる。２つの層７および９の場合、この構造のための開始材料として、例えば、導体構造平面１０および１１を形成するためにその後に構造化される取り付けられた銅箔を備えるプリプレグ層が、使用されてもよい。
【００４６】
その後に、形成された層パケットが、所望の多層プリント回路基板構造を仕上げることを目的として積層スタック全体組立品を形成するために、一般的な方法でお互いに圧縮および貼り合わせられる。インサート１は、それによって、隙間および空洞を備えることなく、絞り圧力のために溶融する樹脂材料内に埋め込まれ、あるいは、プリプレグ基板７とプリプレグ被覆プライ９との間に保持され、そのプリプレグ被覆プライ９は、適切にプレスされる。この例としての実施形態においては、インサート１上に取り付けられた部品２を含むインサート１の高さは、比較的に低いので、より詳細には、隣接する液状樹脂またはプリプレグ層７および９の層厚よりも相当に小さいので、インサートの埋め込みは、被覆液状樹脂またはプリプレグ層７および９の著しい湾曲を発生させることはない。あるいは、インサート１または部品２を保持するための対応する空間を形成するために、ベース層７および／または被覆層９内に、インサート１またはそのインサート１上に取り付けられる少なくとも部品２の領域に存在するカットアウトを提供することも可能である。外側導体平面１０および１１の構造化は、例えば、一般的なリソグラフィープロセスまたはレーザー構造化プロセスを用いて、このプレス処理／貼り合わせ処理を使用することによって実行される。
【００４７】
図３−２ａは、図３−１の例としての実施形態の変形を示し、この場合には、フリップチップ技術を用いて取り付けられたチップ２の背面フィリングまたは底面フィリングが提供され、それらのフィリングは、チップ端子パッド６の上方へ隆起し、かつ、再配線基板３の上方に収容される。アンダーフィル材料８ａが、チップ２と再配線基板３またはこの例においては再配線４および５との間の隙間に配置され、そのアンダーフィル材料８ａは、アンダーフィル開口８ｂを介して、下方から案内され、それに対応して、そのアンダーフィル開口８ｂは、インサート１の中へ案内される。これは、樹脂材料が、構造を圧縮または貼り合わせるときにベース層７内において液化し、そして、アンダーフィル開口８ｂを介して上方へ押し出され、そして、チップ２と、そのチップ２の下にある再配線基板３の一部分または再配線４および５との間の隙間を空洞を備えることなく満たすという利点を有する。その他の点においては、図３−２ａに示される例としての実施形態は、図３に対応している。とりわけ、アンダーフィリングは、層間剥離作用をもたらすかもしれない空気含有物の形成を防止する。
【００４８】
図３−２ｂは、図３−１の例としての実施形態の変形を示し、この場合には、樹脂材料内に空洞を備えることなくベース層７と被覆層９との間に埋め込まれたインサート１は、部品を両面に搭載される。上面に搭載されたチップ２とは別個に例として示される部品は、具体的には、例えば、底面に取り付けられたさらなるチップ２ａ、電気的抵抗２ｂ、および、コンデンサ素子２ｃまたはその他の能動的または受動的な電気的部品である。底面に取り付けられた電気的部品２ａ、２ｂ、および、２ｃは、コンタクトパッド４′および再配線導体トラック５ａを備える背面再配線に結合され、背面再配線４′および５ａは、インサート１を貫通して延びるバイアス１２ａを介して上面再配線４および５に電気的に接続される。その他の点においては、この変形は、同様に、図３−１の例としての実施形態に対応しており、そのために、これに関しては、上述したことが、参照されてもよい。
【００４９】
図４は、図３−１のプリント回路基板構造と比較すればさらなる内側プライ１２ａおよび１２ｂを有する多層プリント回路基板構造の内部にインサート１を組み込むさらなる変形を示す。具体的には、図３−１の場合と同様に、図４に示される例におけるインサート１は、ベース層７と被覆層９との間に埋め込まれるが、ここでは、これらの層は、多層プリント回路基板構造の内側誘電体層を形成する。これらの層を両面に接合するのは、それぞれの面において、事前に組み立てられた半製品プリント回路基板１２ａおよび１２ｂの形態を有する内側プライであり、また、それぞれの面において、関連する積層スタックを完成させるための２つのさらなるプリプレグ層プライ１３ａ、１３ｂ、および、１４ａ、１４ｂである。内側導体構造平面１５ａ〜１５ｄが、２つの半製品プリント回路基板１２ａおよび１２ｂのそれぞれの両面のそれぞれの面に形成され、隣接するプリプレグ層プライの樹脂材料内に埋め込まれる。２つの外側プリプレグ層プライ１４ａおよび１４ｂは、それぞれ、外側導体構造平面１６ａおよび１６ｂを外側に備える。例として、外側導体構造平面１６ａおよび１６ｂを形成するための一般的なアプローチは、銅張誘電体層材料を外側プライ１４ａおよび１４ｂに使用すること、そして、積層スタックを圧縮した後に、一般的な技術によって外側の領域全体の銅層プライを構造化することである。
【００５０】
図４に示される構造を形成するために、ベース層７を含めてベース層７までの下側層プライが、まず最初に、次々に積み重ねられ、そして、インサート１が、ベース層７上に固定される。そして、被覆層９が、取り付けられる。その後に、さらなる層プライが、対応する層パックを形成するために取り付けられ、そして、その層パックは、お互いに貼り合わせられまたは圧縮され、その結果として、インサート１は、プリプレグ基板７とプリプレグ被覆プライ９との間において樹脂配合物内にしっかりと埋め込まれる。
【００５１】
圧縮積層スタック全体組立品が形成された後、コンタクトが、一般的な方法で適切なバイアスを案内することによって、様々な導体構造平面１５ａ〜１６ｂとインサート１上のチップ２との間に形成される。例えば、図４の断面図は、２つのバイアス１７ａおよび１７ｂを示し、これらの２つのバイアス１７ａおよび１７ｂは、２つの外側導体構造平面１６ａおよび１６ｂの関連する構造的エレメント間に積層スタック全体を貫通して延び、それと同時に、関連する再配線コンタクトパッド４ａおよび４ｂと接触し、その結果として、例えば、電力を供給しあるいは接地する目的のために、チップ２の関連する端子を外部に電気的に接続する。一般的な技術を用いて、バイアス１７ａおよび１７ｂは、対応するバイアスホールを案内することによって、かつ、例えばめっきすることによって電気的導電材料をそのバイアスホールに案内することによって形成され、また、必要であれば、同じ処理において、外側導体構造１６ａおよび１６ｂの厚さを増加させることも可能である。あるいは、また、再配線コンタクトパッドを介してチップ２と外部とを接触させることが、再配線コンタクトパッドにまで到達するブラインドホールコンタクトを案内することによって、なされてもよい。
【００５２】
このように、図４は、ベース層７および被覆層９、したがって、また、これらの層の間に埋め込まれかつインサート１上に取り付けられたチップ２を有するインサート１が、積み重ねられる方向から見てプリント回路基板積層スタックの中間に配置される実施形態を示す。
【００５３】
図５は、図４の例としての実施形態の変更を示し、この場合には、ただ１つの大きな相違点は、さらなる液状樹脂またはプリプレグ中間層２９が、積層スタック構造内においてベース層７と被覆層９との間に提供されることである。図示されるように、インサート１上に取り付けられた電気部品２の領域において、この中間層２９は、窓領域２９ａを備え、部品２が、その窓領域２９ａの中へ突き出る。この構造を圧縮または貼り合わせると、液状樹脂またはプリプレグ中間層２９の樹脂材料が、同様に、液化され、そして、隙間を備えることなく、取り付けられた部品２とともにインサート１を完全に取り囲むことに寄与する。窓２９ａを備える中間層２９は、インサート１上に取り付けられるチップ２のための取付空間を確保し、それによって、この場合には、プリプレグ層９がインサート１の領域において大きく曲がることなく、インサートを２つの上側と下側の被覆液状樹脂層またはプリプレグ層７および９間に隙間を備えることなく均質に埋め込むのを助ける。さらに、中間層２９は、圧縮および／または貼り合わせ中に加わる機械的圧縮荷重をチップ２から除去することを保証し、これは、比較的に薄い、圧力に敏感なチップには、とりわけ有益なことである。
【００５４】
中間層２９は、また、被覆プライ９および中間層プライ２９からなるマルチプライ被覆層の層プライを実現してもよいことは言うまでもないことであり、この場合、インサート１に面するこのマルチプライ被覆層の面上に存在する少なくとも中間層２９は、窓２９ａをこのマルチプライ被覆層内に備える。あるいは、インサート１が、さらなる取付空間を全体的に必要とする場合、窓２９ａは、必要であれば、インサート１の領域全体に延びてもよい。
【００５５】
図６は、インサート１の構成に関する変更または変形を示す。図１〜図４の例から開始して、図５のインサート１は、さらに、取り付けられたチップ２の外側の領域において、かつ、チップ２からある程度の横方向間隔を置いて、再配線基板３および再配線４および５上に構造化された高さスペーサー層１８を有する。必要に応じて、高さスペーサー層１８は、インサート１をベース層７上に配置する前か後に付加されてもよい。高さスペーサー層１８は、再配線基板３または再配線４および５から取り付けられたチップ２の少なくとも上面まで延び、図示されるように、図５の例においては、その上面をいくぶん越えて延びる。高さスペーサー層１８は、このように、インサート１がその内部に組み込まれた準備された積層スタックの圧縮中に、チップ２から不均衡な圧縮荷重を除去することができる。例えば、エポキシ樹脂材料が、例えば、スクリーン印刷技術を用いて形成される構造化された高さスペーサー層１８の材料として使用されてもよい。随意的に、凹部が、コンタクトパッド４の領域において、高さスペーサー層１８に提供されてもよく、その凹部は、バイアスに関するその後の問題を防止するために、および／または、バイアス、例えば、銅バレルの耐久性を改善するために、それ自体がよく知られている方法で形成されてもよい。
【００５６】
図７は、図６に示される種類のインサートを多層プリント回路基板構造内に組み込むことを示し、その多層プリント回路基板構造は、その他の点においては図４の多層プリント回路基板構造に対応しており、そのために、図４の多層プリント回路基板構造に関する上の説明を参照することができる。被覆層９は、インサートをより容易に保持するための適切なカットアウト９ａを備え、そのカットアウト９ａは、この場合、いくぶんより厚いものである。その代わりに、または、それに加えて、対応するカットアウトをベース層７内に提供することも可能である。
【００５７】
図８は、図６に基づいたインサート１をさらなる変形設計構造内に組み込むことを示す。図６に基づいた構造から開始すると、図８の例においては、インサート１は、高さスペーサー層１８およびチップ２を越えて延びるフィル／平坦化層１９をさらに含み、それは、領域全体において、かつ、ほぼ平坦な上面を備えてなされ、そのプロセスにおいて、チップ２と構造化された高さスペーサー層１８との間の横方向クリアランスを満たす。必要であれば、チップ２の領域から熱を放散または分散できるように、熱伝導性材料をフィル／平坦化層１９に使用することは、有益なことであるかもしれない。
【００５８】
インサート被覆層２０が、フィル／平坦化層１９の領域全体に付加され、そのインサート被覆層２０は、材料および厚さが再配線基板３と同一であり、あるいは、いずれにしても、厚さおよび熱膨張率が再配線基板３とほぼ一致している。したがって、例えば、再配線基板３と同じように、インサート被覆層２０は、ポリイミド材料またはセラミック材料から構成されてもよい。インサート１を最上部において終結させ、インサート１を底部において終結させる再配線基板３と対をなす被覆層２０のこの設計は、比較的に対称的な層構造をもたらし、そして、これは、多層プリント回路基板構造のさらなる加工およびその後の処理における熱による荷重に関して、また、それによって発生する機械的応力荷重に関して、インサート１の機能的信頼性および頑健性を増大させることができる。
【００５９】
図８の例としての実施形態においては、インサート１は、とりわけ熱による荷重に基づく機械的応力を補償することのできる、および／または、バッファー層部分２２ａの上面に隣接するインサート１の再配線基板３と底面上において接合する電気的導電層との熱膨張率を調停することのできる材料から形成されたバッファー層部分２２ａ上に収容される。例えば、バッファー層部分は、エポキシ樹脂材料から構成されてもよい。この例としての実施形態においては、バッファー層部分２２ａは、ベース層７上に存在し、そのベース層７は、それの一部分が、導体トラック構造を両面に備える内側プライ３０上に存在する。バッファー層部分２２ａは、例えば、スクリーン印刷技術を使用することによって形成されてもよく、あるいは、対応する層材料から切り取られ、そして、ベース層７上の関連する位置に取り付けられかつ固定されてもよい。そして、図８の多層プリント回路基板構造の製造中に、インサート１は、上で簡単に説明された構造を備えて、バッファー層部分２２ａ上に固定される。さらにまた、図８の層構造は、ベース層７上に、窓領域２３ａを備える液状樹脂中間層またはプリプレグ中間層２３を含み、その窓領域２３ａ内に、インサート１が、バッファー層部分２２ａとともに保持される。この例においては、窓２３ａは、バッファー層部分２２ａの大きさまで切り取られあるいは機械切削され、そのバッファー層部分２２ａの横方向寸法は、インサートの横方向寸法に対応し、そして、インサート１に関する横方向の隙間は、その後の圧縮時に、溶融樹脂材料または流動性樹脂材料で満たされる。そして、これは、インサート１を均質に埋め込むのを可能にし、この場合に、そのインサート１は、積層スタック構造において、バッファー層部分２２ａとともに相当な高さを有し、それとともに、ベース層７ａ、被覆層９ａ、および、中間層２３からの樹脂材料によって隙間を備えることなく取り囲まれ、インサート１の領域におけるベース層７および被覆層９の望ましくない湾曲は存在しない。
【００６０】
バッファー層部分２２ａに関して上述したように、熱的および／または機械的な荷重を補償するために、図８に示されるように、インサート１と被覆層９との間に、対応するバッファー層部分２２ｂをインサート１の一部分として提供することは、有益なことであるかもしれない。さらにまた、下部バッファー層部分２２ａに関して上部バッファー層部分２２ｂを対称的に配置することによって、インサート１およびそれのチップ２に加わる荷重の力を最小限に抑制することにさらに寄与し、したがって、熱膨張率に関して同一であるかまたは類似する実質的に同一の層厚および材料を使用することは、好ましいことである。さらにまた、図６の多層プリント回路基板構造は、全体的に、スタック中間平面を対しておおむね対称である特徴を有し、また、チップ２を備えるインサート１は、積み重ねられる方向から見ると、多層構造の中間領域に存在する。
【００６１】
図５の中間層２９に類似するように、中間層２３はベース層７のマルチプライ実施形態または被覆層９のマルチプライ実施形態の一部を形成してもよいことは、明白なことである。さらに、この実施形態および図示および説明されるすべてのその他の例としての実施形態において、インサートの両面を被覆するために、および／または、層７および層９の間に存在する中間層すなわちこの例においては中間層２３を被覆するために、ベース層または被覆層の役割をなす同じように図示された液状樹脂層またはプリプレグ層すなわちこの例においては層７および層９のそれぞれは、それぞれ、少なくとも２つの液状樹脂層プライまたはプリプレグ層プライを備えるマルチプライの形で構成されてもよいことは、明白なことである。
【００６２】
下部内側プライまたは下部半製品プリント回路基板３０に加えて、図８に基づいた変形は、また、上部内側プライまたは上部半製品プリント回路基板３１を有し、導体構造平面２１ｄが、その上面に存在する。それらの半製品回路基板の上方および下方には、それぞれ、さらなるプリプレグプライ２４ａおよび２４ｂおよび外側誘電体層プライ２５ａおよび２５ｂが、続く。外側誘電体層プライ２５ａおよび２５ｂは、それらの外側に、それぞれ、外側導体構造平面２６ａおよび２６ｂを備え、そのために、それらは、プリプレグ材料および取り付けられた銅箔から構成されてもよい。層パックを圧縮することは、銅箔をプリプレグ材料にしっかりと接続し、それによって形成された銅層は、標準的なプロセスステップにおいて、対応する導体構造平面２６ａおよび２６ｂとして構造化される。
【００６３】
図８の変形の場合においては、改善された熱放散機能を提供するために、さらなる熱放散手段が、提供される。このために、インサート１は、例えば銅から製造された高い熱伝導性の層２７を、フィル／平坦化層１９とインサート被覆層２０との間に有する。さらに、上部半製品プリント回路基板３１の内側導体構造平面は、全体領域熱伝導層２８に取り替えられ、その全体領域熱伝導層２８は、構造化されていない状態のままであり、また、例えば、単純に、構造化されていない状態のままのこの半製品プリント回路基板９ａの銅コーティングであってもよい。
【００６４】
図４と図８を比較すればわかるように、非構造化熱伝導層２８および中間層２３に関する変更、さらには、インサート１の変更された構造および埋め込みを除けば、図８の積層スタックは、その構造が、図４の積層スタックに一致する。それらの図面からさらにわかるように、図８の多層プリント回路基板構造は、必要とされるバイアス、すなわち、例として示される図４の例に対応する２つのバイアス１７ａおよび１７ｂを案内することによって類似する方法で仕上げられる。
【００６５】
図８の例としての実施形態においては、これらのバイアス１７ａおよび１７ｂは、それらが熱の良導体である例えば銅のような材料から形成されるという点において、熱輸送機能をさらに達成する。重要なことは、関連する再配線コンタクトパッド、および、とりわけ、インサート１の熱伝導層２７が、バイアス１７ａおよび１７ｂを介して、熱を伝導するような形で積層スタックの全体領域熱伝導層２８に接続されることであり、それによって、チップ２の領域において発生する熱は、一方において、再配線４および５、他方においては、同様に、フィル／平坦化層１９およびインサート熱伝導層２７を介して、バイアス１７ａおよび１７ｂへきわめて効率的に導き、そして、これらのバイアス１７ａおよび１７ｂを介して、全体領域熱伝導層２８へ放散し、そして、その全体領域熱伝導層２８によって分散させることができる。この熱放散手段は、とりわけ、インサート１の部品から動作中に熱が著しく発生する場合に、埋め込まれたインサート１上に取り付けられたチップ２および残りのインサート部品の機能的信頼性を相当に増大させることができる。接地するためのまたは電力を供給するための一般的なバイアスのような同等の潜在能力を有するバイアスは、それぞれ、熱を伝導するような形で積層スタックの熱伝導層２８に接続するのに適していることは言うまでもないことである。
【００６６】
インサート熱伝導層２７は、例えば、ポリイミドまたはそれに類似するものから事前に組み立てられた形でインサート被覆層２０上にすでに存在している例えば銅からなる層であってもよい。この場合、インサート被覆層２０は、より大きな面積を有する層材料から熱伝導コーティング２７とともに切り取られ、そして、フィル／平坦化層１９上にコーティング２７とともに取り付けられてもよい。必要に応じて、これは、インサート１をベース層７の所定の位置に配置する前にまたは配置した後に実行されてもよい。
【００６７】
必要であれば、前記再配線基板の材料に接触することなく、例えばポリイミドからなる再配線基板３を貫通してバイアス１７ａおよび１７ｂを案内することが、提供されてもよい。このために、インサート１をベース層７と被覆層９との間に埋め込む前に、孔が、再配線基板３に形成され、それは、その後のバイアスよりも大きな径を備えてなされる。この積層スタックを圧縮するとき、これらの孔は、隣接する樹脂層プライから流れ込む樹脂材料で満たされる。そして、積層スタックを圧縮した後に積層スタックを貫通して形成されるより小さい径を有するバイアスホールは、樹脂フィリング内部において、再配線基板３の高さ全体に延びてもよく、それによって、絶縁樹脂材料リングが、挿入されたバイアス材料と再配線基板３の材料との間に残る。
【００６８】
本発明のさらなる例としての実施形態として、図９は、図５の例の変形を示し、この変形においては、さらに、インサート１を保持することに関するただ１つの大きな相違点である窓領域３２ａが、内側プライ３２内に提供され、その窓領域３２ａ内には、この例においては、比較的に厚い例えば内蔵チップ２、または、または別の理由から、比較的に厚い内蔵電気部品が、取り付けられる。具体的には、この内側プライ３２は、インサート１が載置されるベース層７と被覆プライ層９との間に存在するマルチプライ中間層の内部に配置される。中間層は、ここでは、液状樹脂中間層またはプリプレグ中間層２９を下部層プライとして含み、内側プライ３２を中央層として含み、上部液状樹脂層プライまたは上部プリプレグ層プライ２９ｂを含む。下部中間層２９の窓２９ａおよび内側プライ３２の窓３２ａは、一緒になって、取付空間を形成する。上部中間層プライ２９ｂは、チップ２を備えるインサート１が上を樹脂によって被覆されることを保証する。
【００６９】
図９の例としての実施形態においては、さらに、チップ２を備えるインサートは、隙間を備えることなく、樹脂材料で取り囲まれた状態ですべての面が埋め込まれ、それは、この場合には、ベース層７、下部中間層プライ２９、および、上部中間層プライ２９ｂから始まり、あらゆる隙間を満たし、とりわけ、比較的に厚いチップ２と、下部中間層プライ２９および内側プライ３２の横方向に隣接する窓端部との間を満たし、それは、樹脂材料がこの構造を圧縮または貼り合わせるときに液化して対応する隙間を満たすという事実によるものである。
【００７０】
図示された図９の例においては、窓２９ａおよび３２ａによって形成される取付空間は、ただ単にチップ２を取り付ける役割をなす。変形として、インサート１の配線基板３を備える部分を窓領域内に取り付けるために、その必要性があれば、残りのインサート１の横方向寸法、すなわち、より詳細には、チップ２の下に存在する配線基板３を備える層構造の横方向寸法に少なくともほぼ一致する横方向寸法を備える窓を提供することも可能であることは言うまでもないことである。これは、とりわけ、例えば、図８に示される種類のインサートの場合、具体的には、インサート層構造が例えば図９のチップ２のような比較的に厚い取付部品をさらに含む場合のような比較的に高いインサート層構造の場合に、都合の良いことである。
【００７１】
図示される例においては、取り付けられた電気部品をほとんどの場合に１つしか有していないインサートだけが、多層プリント回路基板構造の内部に組み込まれたが、別の実施形態においては、本発明は、同様に、インサート上に提供されたいくつかの能動的および／または受動的な電気部品を備える１つのインサートおよび／または１つかまたはそれ以上の電気部品をそれぞれが有するいくつかのインサートが積層スタック内に組み込まれた多層プリント回路基板構造を備えることは言うまでもないことである。いくつかのインサートは、例えば、同一スタック平面に所定の横方向間隔で次々に並べて所定の位置に配置されてもよい。それに加えて、または、それの代わりに、いくつかのインサートは、横方向にずれてまたは横方向にずれることなく、様々なスタック平面において積み重ねられる方向に次々に積み重ねられて所定の位置に配置されてもよい。
【００７２】
上述した例としての実施形態は、本発明は１つかまたはそれ以上の受動的および／または能動的な電気部品を再配線基板上にそれぞれが有する１つかまたはそれ以上のインサートを多層プリント回路基板構造の内部にきわめて好都合に組み込むのを可能にすることを明らかにするものであり、そのインサート、および、とりわけ、それの再配線基板は、例えばプリプレグ樹脂材料からなるベースプライと被覆プライとの間において樹脂材料内に完全にかつ隙間を備えることなく埋め込まれる。インサートの構造およびそのインサートの積層スタック内への取り付けは、必要に応じて、高い対称性を備えて実施されてもよく、これは、大きな温度変化に伴う熱膨張作用による大きな機械的応力荷重を防止する。インサートの再配線基板は、プリント回路基板積層スタックの埋め込まれた層プライよりも相当に小さい表面積を有するので、例えばポリイミドからなる連続的な再配線基板を挿入する場合にもしかすると危惧されるような層間剥離問題が、発生することはない。柔軟性のある薄い設計の再配線基板は、さらにまた、インターポーザ作用によって、関係する層材料の異なる熱膨張率に基づいて発生する張力および圧縮力荷重を補償することに寄与するかもしれない。インサートの再配線基板上に部品（１つかまたは複数）を実質的に中央におよび／または対称に配置することは、同様に、横方向張力および圧縮力加重を減少させることに寄与する。
【００７３】
本発明によれば、この新しい多層プリント回路基板構造は、比較的に容易に製造することができる。再配線基板およびその上に取り付けられる電気部品（１つかまたは複数）は、積層スタックを圧縮する前に、電気的に検査することができ、そして、これは、故障率を減少させ、かつ、歩留まりを改善する。電気的な機能部品だけが、配線基板上に取り付けられ、機能的に取り付けられたインサートだけが、多層プリント回路基板構造の積層スタック内に存在し、そして、多層プリント回路基板構造とともに圧縮される。さらに、多層プリント回路基板構造の実装密度は、インサートが誘電体ベース層と誘電体被覆層との間に配置された積層スタックの部分領域にだけ再配線をセグメント化して挿入することによって、全体的に増大させることが可能である。多層プリント回路基板構造の内部におけるこの新しい再配線によって、さらに、外側プライに必要とされる空間を減少させることが可能であり、また、外側プライのルータ加工が、簡単化される。なぜなら、対応するバイアスが、再配線コンタクトパッドから表面まで案内されることしか必要とされないからであり、また、再配線コンタクトパッドの位置は、外側プライへの関連するバイアスが外側プライのルータ加工に最適な位置に配置されるように選択されてもよいからである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】付加されたインサートを備える多層プリント回路基板構造におけるベース層の部分領域の概略平面図であり、そのインサートは、取り付けられた電気部品およびそれに関連する再配線を有する。
【図２】図１のII−IIに沿った断面図である。
【図３−１】図１および図２に示されるように組み込まれたインサートおよびブラインドホールバイアスを備える部分領域における多層プリント回路基板構造の縦方向断面図である。
【図３−２】（ａ）は、インサート上に取り付けられた電気部品の背面に実施されたアンダーフィリングを備える変形の図３−１に対応する縦方向断面図である。（ｂ）は、部品を両面に搭載されたインサートを備える変形の図３−１に対応する縦方向断面図である。
【図４】さらなる層および連続的なバイアスを備える変形の図３−１に類似する縦方向断面図である。
【図５】部品窓を備えるさらなる液状樹脂中間層またはプリプレグ中間層を備える変形の図４に対応する縦方向断面図である。
【図６】高さスペーサー構造を備える変形インサートの図２に類似する縦方向断面図である。
【図７】図６に示されるような組み込まれたインサートを備える変形の図４に対応する縦方向断面図である。
【図８】熱放散に関して変更されたインサートおよびさらなる液状樹脂中間層およびプリプレグ中間層を備える変形の図７に類似する縦方向断面図である。
【図９】組み込まれたインサートおよびそのインサート上に取り付けられかつ内側プライ窓に突き出た部品を備える部分領域における多層プリント回路基板構造の縦方向断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  インサート
２  チップ
２ａ、２ｂ、２ｃ  チップ
３  再配線基板
４  再配線コンタクトパッド
４′  コンタクトパッド
４ａ、４ｂ  再配線コンタクトパッド
５  再配線導体トラック
６  端子リード
７  ベース層
８  アンダーフィル材料
８ａ  アンダーフィル材料
８ｂ  アンダーフィル開口
９  被覆層
９ａ  カットアウト
１０、１１  導体構造平面
１２  バイアス
１２ａ、１２ｂ  内側プライ
１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ  プリプレグ層プライ
１５ａ〜１５ｄ  内側導体構造平面
１６ａ、１６ｂ  外側導体構造平面
１７ａ、１７ｂ  バイアス
１８  高さスペーサー
２０  インサート被覆層
２１ａ、２１ｄ  導体構造平面
２２ａ、２２ｂ  バッファー層部分
２３  プリプレグ中間層
２３ａ  窓領域
２４ａ、２４ｂ  プリプレグプライ
２５ａ、２５ｂ  外側誘電体層プライ
２８  熱伝導層
２９  プリプレグ中間層
２９ａ  窓領域
３０  下部半製品プリント回路基板
３１  上部半製品プリント回路基板
３２  内側プライ
３２ａ  窓領域
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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