(57)【要約】【課題】めっきによってキャビティが形成されたメタルコアを形成し、内部に電子部品を挿入し、該メタルコアと電子部品とが外部の金属パターン及びビアを通じて電気的に接続されることによって、内部の熱が効率よく排出されるような部品組込み型印刷回路基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】銅箔積層板（ＣＣＬ）１００を準備し、該銅箔積層板１００の上面にめっきによってキャビティ１２１が設けられたメタルコア１２０を形成し、該キャビティ１２１に電子部品１３０を挿入し、電子部品１３０の上面及びメタルコア１２０の上部に絶縁層１５０を形成し、絶縁層１５０の上部に金属層１６０を形成し、金属層１６０とメタルコア１２０の下面側に形成された銅箔層１０３とをパターニングしてパターン１８０を形成する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅箔積層板（ＣＣＬ）を準備するステップと、
銅箔積層板の上面にめっきによってキャビティが設けられたメタルコアを形成するステップと、
前記キャビティに電子部品を挿入するステップと、
前記電子部品の上面及び前記メタルコアの上部に絶縁層を形成するステップと、
前記絶縁層の上部に金属層を形成し、前記金属層と前記メタルコアの下面側に形成された銅箔層とをパターニングしてパターンを形成するステップと
を含む部品組込み型印刷回路基板の製造方法。
【請求項２】
前記メタルコアを形成するステップは、
前記銅箔積層板の上下面にドライフィルム（Ｄ／Ｆ）をラミネーションするステップと、
上部ドライフィルムを露光／現像してキャビティ形成領域以外の領域を除去するステップと、
前記キャビティ形成領域以外の領域にめっき層を成長させるステップと、
前記キャビティ形成領域のドライフィルムを除去して前記キャビティを形成するステップと
をさらに含む請求項１に記載の部品組込み型印刷回路基板の製造方法。
【請求項３】
前記ドライフィルムをラミネーションするステップにて、
前記ドライフィルムは、前記銅箔積層板の上面のみに形成される請求項２に記載の部品組込み型印刷回路基板の製造方法。
【請求項４】
前記キャビティ形成領域以外の領域にめっき層を成長させるステップにて、
前記めっき層は、電解めっきまたは無電解めっきによって形成される請求項２に記載の部品組込み型印刷回路基板の製造方法。
【請求項５】
前記銅箔積層板上に形成される前記めっき層は、銅材料で形成される請求項２に記載の部品組込み型印刷回路基板の製造方法。
【請求項６】
前記キャビティに電子部品を挿入するステップにて、
前記電子部品は、接着手段が介して前記キャビティの底面に固定される請求項１に記載の部品組込み型印刷回路基板の製造方法。
【請求項７】
前記接着手段は、接着剤または接着フィルムのうちのいずれか一つで構成された請求項６に記載の部品組込み型印刷回路基板の製造方法。
【請求項８】
前記接着剤は、熱伝導フィラーの含まれた伝導性ペーストで構成された請求項７に記載の部品組込み型印刷回路基板の製造方法。
【請求項９】
前記接着フィルムは、熱伝導性材料で構成される請求項７に記載の部品組込み型印刷回路基板の製造方法。
【請求項１０】
前記メタルコアの上部に絶縁層を形成するステップにて、
前記絶縁層は、前記電子部品の挿入される前記メタルコアの下面に形成された前記銅箔積層板を構成する絶縁材と同じ厚さで形成される請求項１に記載の部品組込み型印刷回路基板の製造方法。
【請求項１１】
キャビティを設けるメタルコアと、
前記キャビティ内の下面上に支持されるように組み込まれる電子部品と、
前記電子部品が覆われるように前記メタルコアの上面に積層される絶縁層と、
前記絶縁層上に形成されたパターンと、
前記メタルコアの下面に積層された絶縁材上に形成されたパターンと
を含む部品組込み型印刷回路基板。
【請求項１２】
前記メタルコアは、
前記電子部品が取り付けられ支持される銅箔層と、
前記銅箔層上のめっき層と
を含む請求項１１に記載の部品組込み型印刷回路基板。
【請求項１３】
前記メタルコアは、前記絶縁材上に形成された前記銅箔層の上面に前記めっき層の成長によって形成された請求項１１に記載の部品組込み型印刷回路基板。
【請求項１４】
前記メタルコアは、前記銅箔層上に前記キャビティの形成領域を除いた領域に前記めっき層の成長によって形成された請求項１３に記載の部品組込み型印刷回路基板。
【請求項１５】
前記めっき層は、銅材料で形成される請求項１３に記載の部品組込み型印刷回路基板。
【請求項１６】
前記メタルコアの前記めっき層の成長高さは、前記電子部品の上面の高さ以上である請求項１３に記載の部品組込み型印刷回路基板。
【請求項１７】
前記めっき層は、電解めっきまたは無電解めっきによって形成される請求項１３に記載の部品組込み型印刷回路基板。
【請求項１８】
前記電子部品は、接着手段が介して前記キャビティの底面の前記銅箔層上に固定される請求項１１に記載の部品組込み型印刷回路基板。
【請求項１９】
前記接着手段は、接着剤または接着フィルムのうちのいずれか一つで構成される請求項１８に記載の部品組込み型印刷回路基板。
【請求項２０】
前記接着剤は、熱伝導フィラーの含まれた伝導性ペーストで構成される請求項１９に記載の部品組込み型印刷回路基板。
【請求項２１】
前記接着フィルムは、熱伝導性材料で構成される請求項１９に記載の部品組込み型印刷回路基板。
【請求項２２】
前記絶縁層は、前記メタルコアの下面に設けられた前記絶縁材と同じ厚さで形成される請求項１１に記載の部品組込み型印刷回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品組込み型印刷回路基板及びその製造方法に関し、特に、防熱特性を向上すると共に反り現象を改善した、部品組込み型印刷回路基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話を始めたＩＴ分野における電子機器は多機能化及び軽薄短小化されている。これに応じて、ＩＣ、半導体チップまたは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。最近では、多様な方式で基板内に部品を組み込む技術が開発されている。
【０００３】
一般的な部品組込み型印刷回路基板は、通常、基板の絶縁層にキャビティを形成し、該キャビティ内に各種素子、ＩＣ及び半導体チップなどの電子部品を挿入する。その後、該キャビティ内部と電子部品の挿入された絶縁層上とにプリプレグなどの接着性樹脂を塗布し、電子部品が固定されると共に絶縁層を形成し、該絶縁層にビアホールまたは貫通ホールが形成され、電子部品が外部機器と導通するようにする。
【０００４】
ビアホールまたは貫通ホールの内部及び上部には、めっき層及び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る。絶縁層を基板の上下面に順次積層することによって、電子部品の内蔵された多層印刷回路基板が製作される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国公開特許第２００８-００７９３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような電子部品組込み型印刷回路基板は、電子部品の外部が主に絶縁層によって取り囲まれているため、電子部品で発生する熱を効果よく逃しにくいという不都合がある。
【０００７】
このような問題点を解決するために、電子部品の内蔵されるコアをメタル材料で形成しているが、通常、メタルコアを用いる場合、メタル材料のコア基板に貫通ホールを形成し、その内部に電子部品が挿入されるため、該貫通ホールに電子部品を挿入する時、電子部品を支持するための別途のキャリアが必要になり、該キャリアを用いる印刷回路基板の製作時に製作工程が難しく、工数が増加するという不都合がある。
【０００８】
本発明は上記の問題に鑑みて成されたものであって、めっきによってキャビティが形成されたメタルコアを形成し、内部に電子部品を挿入し、該メタルコアと電子部品とが外部の金属パターン及びビアを通じて電気的に接続されることによって、内部の熱が効率よく排出されるような部品組込み型印刷回路基板及びその製造方法を提供することに、その目的がある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、メタルコアの上下部に積層される絶縁層の厚さを同じくすることによって、印刷回路基板の製作工程時に反り現象を改善することができる、部品組込み型印刷回路基板及びそ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】
上記課題を解決するために、本発明によれば、銅箔積層板（ＣＣＬ）を準備するステップと、該銅箔積層板の上面にめっきによってキャビティが設けられたメタルコアを形成するステップと、前記キャビティに電子部品を挿入するステップと、前記電子部品の上面及び前記メタルコアの上部に絶縁層を形成するステップと、前記絶縁層の上部に金属層を形成し、前記金属層と前記メタルコアの下面側に形成された銅箔層をエッチングしてパターンを形成するステップと、を含む部品組込み型印刷回路基板の製造方法が提供される。
【００１１】
前記メタルコアを形成するステップは、前記銅箔積層板の上下面にドライフィルム（Ｄ／Ｆ）をラミネーションするステップと、上部ドライフィルムを露光／現像してキャビティ形成領域以外の領域を除去するステップと、前記キャビティ形成領域以外の領域にめっき層を成長させるステップと、前記キャビティ形成領域のドライフィルムを除去して前記キャビティを形成するステップと、をさらに含む。
【００１２】
前記ドライフィルムをラミネーションするステップにて、前記ドライフィルムは、前記銅箔積層板の上面のみに形成される。
【００１３】
前記キャビティに電子部品を挿入するステップにて、前記電子部品は、接着手段を介して前記キャビティの底面に固定される。該接着手段には、接着剤または接着フィルムが挙げられる。また、該接着手段は、熱伝導性フィラーが含まれた接着剤で構成されてもよく、熱伝導性材料の接着フィルムで構成されてもよい。
【００１４】
また、前記メタルコアの上部に絶縁層を形成するステップにて、前記絶縁層は、電子部品の挿入される前記メタルコアの下面に形成された前記銅箔積層板を構成する絶縁材と同じ厚さで形成される。
【発明の効果】
【００１５】
前述のように、本発明の部品組込み型印刷回路基板及びその製造方法によれば、電子部品の挿入されるコアがメタル材料で構成され、電子部品とメタル材料のコアとがビアなどを通じて電気的に接続されることによって、該電子部品の防熱特性をより一層向上することができるという効果を奏する。
【００１６】
また、本発明によれば、メタルコアの上下部に積層された絶縁層の厚さを同じく形成すると共にメタルコアを使うことによって、基板製作時に反り（ｗａｒｐａｇｅ）が発生することを防止することができるという効果を奏する。
【００１７】
また、本発明によれば、電子部品の内蔵された印刷回路基板の製作時に銅箔積層板（ＣＣＬ）の上部の銅箔層上にめっきによってメタルコアを形成することによって、該メタルコアに形成されたキャビティ内に電子部品を挿入する時、銅箔層上に電子部品が支持されるようにすることによって、電子部品を支持する別途のキャリアと該キャリアを用いる電子部品挿入工程及びキャリア除去工程を略することができるため、製造工程を縮め、生産性を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による印刷回路基板の製造工程における、銅箔積層板が用意されたステップを示す断面図である。
【図２】本発明による印刷回路基板の製造工程における、銅箔積層板にドライフィルムが積層されたステップを示す断面図である。
【図３】本発明による印刷回路基板の製造工程における、ドライフィルムの一部が除去されたステップを示す断面図である。
【図４】本発明による印刷回路基板の製造工程における、メタルコアを形成するステップを示す断面図である。
【図５】本発明による印刷回路基板の製造工程における、メタルコアに電子部品が挿入されるステップを示す断面図である。
【図６】本発明による印刷回路基板の製造工程における、メタルコアの上部にビルドアップするステップを示す断面図である。
【図７】本発明による印刷回路基板の製造工程における、絶縁層上にパターンを形成するステップを示す断面図である。
【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、本発明は以下に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。
【００２１】
本発明による部品組込み型印刷回路基板の製造方法は、両面に銅箔層が形成された銅箔積層板を用いて、該銅箔積層板上にめっきによって金属層を成長させてメタルコアを形成し、該メタルコア内に電子部品を挿入し、防熱特性が向上された部品組込み型印刷回路基板を製造する。
【００２２】
図１〜図７は各々、本発明による部品組込み型印刷回路基板の製造方法を示す工程図である。
【００２３】
まず、図１は、本発明による印刷回路基板の製造工程における、銅箔積層板が用意したステップを示す断面図である。同図の如く、本発明による部品組込み型印刷回路基板は、まず、絶縁材１０１の両面に銅箔層１０２，１０３が被覆された銅箔積層板１００（ＣＣＬ：Ｃｏｐｐｅｒ  Ｃｌａｄｄｅｄ  Ｌａｙｅｒ）を準備する。
【００２４】
図２は、本発明による印刷回路基板の製造工程における、銅箔積層板にドライフィルムを積層するステップを示す断面図である。同図の如く、銅箔積層板１００の上下面に所定の厚さでドライフィルム１１０をラミネーションする。該ドライフィルム１１０は、銅箔積層板１００の上面のみに積層されてもよい。ドライフィルム１００が銅箔積層板１００上のみに積層可能な理由は、ドライフィルム１１０を通じて後続工程で電子部品の内蔵されるキャビティが形成されたメタルコアが、銅箔積層板１００上でめっきによって形成されるからである。
【００２５】
前記銅箔積層板１００上にライネーションされたドライフィルム１１０の上面には、パターン形状によって製作されるマスク１１１が積層される。このマスク１１１は、後続工程で形成されるべきキャビティ形成領域を指定する大きさ及び面積で設けられる。
【００２６】
図３は、本発明による印刷回路基板の製造工程における、ドライフィルムの一部を除去するステップを示す断面図である。同図の如く、銅箔積層板１００に積層されたドライフィルム１１０の一部を露光／現象によって除去する。ドライフィルム１１０は、マスク１１１が覆われた領域を除いた箇所が露光・現象工程によって除去される。マスク１１１が覆われて銅箔積層板１００上に残っているドライフィルム１１０の幅は、後に形成されるべきキャビティ及び該キャビティ内部に挿入される電子部品の大きさによって決まる。
【００２７】
図４は、本発明による印刷回路基板の製造工程における、メタルコアを形成するステップを示す断面図である。同図の如く、銅箔積層板１００のドライフィルム１１０が除去された領域にめっき工程を行ってメタルコア１２０を形成する。詳しくは、ドライフィルム１１０が除去された銅箔積層板１００の銅箔層１０２上にめっき層１０２ａを成長させ、該銅箔積層板１００の銅箔層１０２と一体を成すメタルコア１２０を形成する。
【００２８】
前記めっき層１０２ａは、望ましくは、ドライフィルム１１０の高さと同じ高さで形成される。望ましくは、めっき層１０２ａは、電子部品が内蔵され、且つ薄型の基板特性を満足するように３０〜４０μｍの厚さで形成される。
【００２９】
このようにドライフィルム１１０が露光／現象によって除去された領域にめっき工程によってメタルコア１２０を形成すると、該めっき工程によってめっき厚さを容易に制御することができるという長所がある。即ち、従来のメタルコアを含む部品組込み型印刷回路基板の場合には、その製作工程で通常３０〜４０μｍ厚さのメタルコアを用いる電子部品を挿入する時、該電子部品を支持する底面を有するようにメタルコアを加工することが難しい。そのため、メタルコアの一部分に貫通孔を形成し、該貫通孔を通じて電子部品を挿入し、該電子部品を別に支持するキャリアをメタルコアの下面に付着した状態で基板製造工程を行わなければならない。また、電子部品の挿入が完了すると、キャリアを除去する工程を経らなければならない。そのため、従来のメタルコアを用いる部品組込み型印刷回路基板は、その製造工程が複雑で、生産性が低下するという不都合がある。
【００３０】
しかし、本発明では、銅箔積層板１００の上面にめっきによって銅箔層１０２と一体を成すメタルコア１２０を形成することによって、銅箔積層板１００の銅箔層１０２が電子部品を支持する役割をして、別途のキャリアを具備しなくても良い。また、メタルコア１２０に挿入された電子部品の下面が銅箔層１０２に接触支持されることによって、防熱効率を向上させることができる。
【００３１】
前記銅箔積層板１００の銅箔層１０２に形成されためっき層１０２ａは、銅（Ｃｕ）材料で形成される。
【００３２】
前記銅箔積層板１００上にめっきが行われる工程は、電解めっきまたは無電解めっきによって行われてもよい。
【００３３】
このように、前記銅箔積層板１００上にめっきによるメタルコア１２０が形成されれば、銅箔積層板１００の上下面に形成されたドライフィルム１１０を除去し、銅箔積層板１００上にキャビティ１２１が形成されたメタルコア１２０が提供される。
【００３４】
一方、前記ドライフィルムを除去するステップと前記メタルコアを形成するステップとは、単位印刷回路基板がグループをなすパネル形態で行われる。即ち、パネル形態で提供される銅箔積層板の上下面に全体としてドライフィルムを積層し、一定間隔でキャビティが形成されるべき領域にマスクを設けて、ドライフィルムを露光／現像することによって、一部のドライフィルムを除去する。続いて、ドライフィルムの除去された領域に、めっき工程によって銅材料のめっき層１０２ａを満たすことによってパネルで製作する。その結果、工程処理に伴う加工費を節減し、パネル方式で製作後大量の単位印刷回路基板で製作可能になって、生産性が向上する。
【００３５】
図５は、本発明による印刷回路基板の製造工程における、メタルコアに電子部品を挿入するステップを示す断面図である。同図の如く、前記メタルコア１２０内のドライフィルム１１０を除去してキャビティ１２１を形成する。
【００３６】
また、前記キャビティ１２１内に電子部品１３０を挿入し、該電子部品１３０をキャビティ１２１内の底面、即ち銅箔積層板１００の上部銅箔層１０２上に密着結合して固定させることができる。電子部品１３０は、キャビティ１２１内の底面に接着手段１４０を介して固定される。
【００３７】
前記電子部品１３０は、ＩＣ、半導体チップ、受動素子及び能動素子を含む多様な形態のチップで構成されてもよい。
【００３８】
前記接着手段１４０には、接着剤、接着フィルムなどが挙げられる。接着手段１４０として液相の接着剤を使う場合、伝導性ペーストが用いられてもよく、この他に熱伝導性の優秀な材料で形成されてもよい。また、前記伝導性ペースト内に熱伝導フィラーが含まれたペーストが適用されてもよい。
【００３９】
また、前記接着手段１４０として接着フィルムを使う場合、望ましくは、熱伝導性材料の接着フィルムが適用される。
【００４０】
前記接着手段１４０として熱伝導性材料または熱伝導フィラーの含まれるペーストを用いる理由は、電子部品１４０のキャビティ１２１内への固定時、メタルコア１２０の底面と電子部品１４０との接触面積を増やすと共に、電子部品で発生する熱を金属材料の底面及びメタルコア１２０を通じて防熱させる効果を高めるためである。
【００４１】
図６は、本発明による印刷回路基板の製造工程における、メタルコアの上部にビルドアップするステップを示す断面図である。同図の如く、電子部品１３０の挿入されたキャビティ１２１とメタルコア１２０の上面に絶縁層１５０を形成し、この絶縁層１５０の上部に金属層１６０をさらに形成する。この金属層１６０は、銅箔積層板１００の下面に形成された銅箔層１０３と同じ銅材料で形成される。そして、前記絶縁層１５０は、メタルコア１２０の下面の銅箔積層板１００に形成された絶縁材１０１と同じ厚さで形成される。よって、前記メタルコア１２０の上下部に形成された絶縁材料の厚さを同じくすることによって、印刷回路基板の製作工程において反りの発生を抑制することができる。
【００４２】
前記絶縁層１５０は、キャビティ１２１の内部にも流れ込まれ、キャビティ１２１内に挿入された電子部品１３０の周辺部に満たされることによって、該キャビティ１２１内に挿入された電子部品１３０が固定されることができる。
【００４３】
図７は、本発明による印刷回路基板の製造工程における、絶縁層上に回路パターンを形成するステップを示す断面図である。同図の如く、メタルコア１２０の上下面に形成された絶縁層１５０及び絶縁材１０１を貫くビア１７０を形成する。このビア１７０を形成する方法は、多様な方式が適用されるが、代表的には、絶縁層１５０と絶縁材１０１とを貫いてビア１７０の底面を通じて電子部品１３０の電極及びメタルコア１２０の上面が露出するようなレーザー加工が用いられる。
【００４４】
また、ビア１７０の内部は、フィル（ｆｉｌｌ）めっきによってメタルコア１２０及び該メタルコア１２０の内部に挿入された電子部品１３０が、銅箔層１０３及び金属層１６０に電気的に接続され、層間接続が構成されることができる。
【００４５】
また、メタルコア１２０の上下面の絶縁層１５０及び絶縁材１０１に形成されたビア１７０に電気的に接続されるように、絶縁層１５０及び絶縁材１０１上に形成された金属層１６０及び銅箔層１０３を各々パターニングし、所定形態の回路パターン１８０を形成する。
【００４６】
前記金属層１６０及び銅箔層１０３の回路パターン１８０を形成する工程は、エッチングによるテンティング（ｔｅｎｔｉｎｇ）工程によって行われてもよく、薄い銅フォイル上に化学銅処理後にドライフィルムを通じてパターンが形成されるべき部分をオープンさせて電解めっきが行われるＭＳＡＰ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｓｅｍｉ-Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）工程によって行われてもよい。
【００４７】
また、他の工程として、絶縁層上に直接化学銅処理後にドライフィルムを通じてパターンが形成されるべき部分をオープンさせて電解めっきが行われるＳＡＰ（Ｓｅｍｉ-Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）工程によって行われてもよい。
【００４８】
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】
【００４９】
１００  銅箔積層板
１０１  絶縁材
１０２，１０３  銅箔層
１１０  ドライフィルム
１２０  メタルコア
１２１  キャビティ
１３０  電子部品
１４０  接着手段
１５０  絶縁層
１６０  金属層
１７０  ビア
１８０  回路パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
2013140955.tif 000005
【図４】
2013140955.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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