電子元件嵌入式印刷電路板的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2013年11月21日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2013-0142245號(hào)的 外國(guó)優(yōu)先權(quán)權(quán)益，通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于本申請(qǐng)中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及電子兀件嵌入式印刷電路板（electronic component embedded printed circuit board)及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 由于基板的尺寸有限，并且電子設(shè)備的多個(gè)功能需要包括移動(dòng)電話的IT電子設(shè) 備的微型化和薄型化，故需要在基板的有限的面積中安裝用于實(shí)現(xiàn)更多功能的電子元件。
[0005] 然而，由于基板的尺寸有限，因?yàn)椴荒艽_保電子元件足夠的安裝面積，存在著在基 板中插入類似諸如1C和半導(dǎo)體芯片的有源器件和無(wú)源器件的電子元件的技術(shù)的需求。最 近，通過(guò)堆疊有源器件和無(wú)源器件而將它們嵌入相同層中的技術(shù)或者將它們嵌入基板中的 技術(shù)已發(fā)展起來(lái)。
[0006] 典型地，用于制造電子元件嵌入式印刷電路板的方法在基板的芯中形成腔并且將 諸如各種器件、1C和半導(dǎo)體芯片的電子元件插入腔中。之后，在腔的內(nèi)部和其中插入電子 元件的芯上施加諸如預(yù)浸料（prepreg)的樹(shù)脂材料W形成絕緣層W及固定電子元件，在絕 緣層中形成過(guò)孔（via hole)或通孔（throu曲hole)并且通過(guò)電鍛形成電路W允許電子元 件與基板的外部導(dǎo)電。
[0007] 該時(shí)，通過(guò)電鍛在過(guò)孔或通孔內(nèi)部和上面形成電路圖案W被用作與嵌入于基板中 的電子元件的電連接設(shè)備，并且可通過(guò)在基板的上表面和下表面上依次層壓絕緣層來(lái)制造 其中嵌入了電子元件的多層印制電路板。
[000引在像該樣的傳統(tǒng)的電子元件嵌入式印刷電路板中，因?yàn)樵诿總€(gè)制造過(guò)程中重復(fù)焊 接和回流處理，故高溫?zé)崃勘皇┘佑趯訅后w，并且每當(dāng)W高溫加熱層壓體時(shí)，會(huì)出現(xiàn)基板的 翅曲（wa巧age)。該時(shí)，因?yàn)榍度牖逯械碾娮釉怯删哂信c接合至其外部的絕緣層不同 的熱膨脹系數(shù)（CTE)的材料制成，由于在每一次加熱過(guò)程中基板的重復(fù)翅曲，應(yīng)力被集中 于與絕緣層的接合界面上，并且隨著過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行，由于熱沖擊接合界面出現(xiàn)分層或掀起。 [000引[相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)]
[0010] [專利文獻(xiàn)]
[0011] 專利文獻(xiàn)1 ;韓國(guó)專利公開(kāi)第2012-0071938號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 為了克服上述問(wèn)題而發(fā)明了本發(fā)明，并且因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠改 善嵌入印刷電路板中的電子元件與覆蓋在電子元件上的絕緣層之間的機(jī)械特性和可靠性 的電子元件嵌入式印刷電路板。
[0013] 根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)該目的的本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電子元件嵌入式印刷電路 板，包括：具有腔的芯；插入腔中的電子元件；絕緣層，層壓在芯的頂部和底部上并且與偶 聯(lián)劑（coupling agent)混合W接合至電子元件的外周表面，該偶聯(lián)劑具有分別對(duì)有機(jī)材料 和無(wú)機(jī)材料起作用的官能團(tuán)；W及電路圖案，設(shè)置在絕緣層上。
[0014] 電子元件可W是MLCC，該MLCC包括設(shè)置在兩側(cè)上的外部電極和設(shè)置在外部電極 之間的主體。
[0015] 混合在絕緣層中的偶聯(lián)劑可由至少兩個(gè)官能團(tuán)組成并且由W下化學(xué)式表示。
[0016] 化學(xué)式
[0017] 狂 0)n-Ti-(0Y)4-n
[0018] 該里，X是烷基，Y是有機(jī)官能團(tuán)并且n是包括1、2、3的自然數(shù)。
[0019] 有機(jī)鐵酸醋（organotitanates)可W是單烷氧基的（monoa化〇巧）、馨合物 (chelate)、配位物（coordinate)、季鹽（quat salt)、新烷氧基的（neoa化〇巧）、雜環(huán) kyclo heteroatom,環(huán)雜原子）中的一個(gè)。
[0020] 絕緣層可W用包含無(wú)機(jī)填料的熱固性樹(shù)脂組合物制成并且可W用包含基于混合 在熱固性樹(shù)脂組合物中的無(wú)機(jī)填料的重量的0.1 wt%至3. Owt%的有機(jī)鐵酸醋的預(yù)浸料 (PPG)制成。
[0021] 過(guò)孔可W進(jìn)一步被包括在絕緣層的內(nèi)部W電連接電路圖案和外部電極，并且預(yù)定 圖案的電路層可W形成在芯的上表面和下表面上W通過(guò)通孔電連接
[0022] 絕緣層可W被填充在腔與電子元件之間的空間中W包圍電子元件的整個(gè)外周表 面。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 通過(guò)下述結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施方式的描述，本發(fā)明的總體發(fā)明構(gòu)思的該些和/或其他 方面W及優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)并且更容易理解，在附圖中：
[0024] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的電子元件嵌入式印刷電路板的截面圖；
[00巧]圖2A至圖2E是制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的電子元件嵌入式印刷電路板的處理 的過(guò)程圖；
[0026] 圖3是用于評(píng)估電子元件與施加于根據(jù)本發(fā)明的電子元件嵌入式印刷電路板的 絕緣層（預(yù)浸料）之間的粘附力的設(shè)備的示意圖；
[0027] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的電子元件嵌入式印刷電路板的彎曲測(cè)試的示意圖擬及
[0028] 圖5是電子元件和絕緣層未被分層的正常產(chǎn)品與電子元件和絕緣層被分層的有 缺陷的產(chǎn)品的比較圖片。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 通過(guò)W下參考示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的附圖的詳細(xì)描述，將清晰地理解有關(guān) 包括用于根據(jù)本發(fā)明的電子元件嵌入式印刷電路板及其制造方法的目的的技術(shù)構(gòu)造的操 作效果的實(shí)質(zhì)。
[0030] 由子元件嵌入式印刷由路板
[0031] 首先，圖1是根據(jù)本發(fā)明的電子元件嵌入式印刷電路板的截面圖。
[0032] 如圖所示，在根據(jù)本發(fā)明的電子元件嵌入式印刷電路板100中，電子元件200可嵌 入在具有腔111的芯110中，并且絕緣層120可W被層壓在芯110的頂部和底部上。絕緣 層120可由包含有機(jī)鐵酸醋的熱固性樹(shù)脂組合物制成。
[0033] 在電子元件嵌入式印刷電路板100中，雖然示出了嵌入在芯110中的電子元件200 被嵌入在一個(gè)位置中，但不限于此。電子元件200可規(guī)則的間隔嵌入在每個(gè)單元的印 刷電路板中，并且可根據(jù)嵌入的電子元件的類型嵌入一個(gè)或多個(gè)電子元件200。
[0034] 腔111可通孔的形狀形成在芯110中，其被定位在電子元件嵌入式印刷電路 板100的中也，并且可通過(guò)利用CNC的激光處理或鉆孔來(lái)形成腔111。該時(shí)，優(yōu)選地將腔111 形成為具有等于或大于插入其中的電子元件200的寬度的寬度。
[00巧]此外，電路層112可預(yù)定圖案分別形成在芯110的上表面和下表面上，并且相 應(yīng)的電路層112可通過(guò)穿過(guò)芯110的過(guò)孔或通孔113電連接。
[003引 同時(shí)，電子元件200被插入芯110的腔111中。除了諸如MLCC或LTCC的無(wú)源器 件W外，電子元件200可W是諸如1C、半導(dǎo)體芯片或CPU的有源器件。該時(shí)，優(yōu)選地是電子 元件的高度等于芯的高度。
[0037] 該里，當(dāng)通過(guò)采用在附圖中示出的MLCC的情況描述電子元件200時(shí)，內(nèi)部電極可 W形成在主體201中，正極和負(fù)極外部電極202可W形成在主體201的兩側(cè)上，并且兩側(cè)上 的外部電極202可分別物理地且電連接至外部電路。
[0038] 絕緣層120可分別層壓在具有其中嵌入了電子元件200的芯110的頂部和底部 上。可通過(guò)層壓絕緣材料（即，諸如預(yù)浸料（PPG)的絕緣樹(shù)脂材料）并對(duì)該絕緣材料進(jìn)行 固化來(lái)形成絕緣層120。該時(shí)，絕緣層120可被壓制在電子元件200的頂部和底部上W與電 子元件200的外周表面直接接觸，并且絕緣層120可通過(guò)接合至電子元件200的外周表面 而相互禪接。
[0039] 此外，絕緣層120可由包含諸如二氧化娃的無(wú)機(jī)填料的熱固性樹(shù)脂組合物制成。 該時(shí)，有機(jī)鐵酸醋可被添加至絕緣層?？苫诒话ㄔ诮^緣層120中的無(wú)機(jī)填料的重 量的0.1 wt%至3. Owt%的量混合有機(jī)鐵酸醋。在施加絕緣層120之前，在制造預(yù)浸料時(shí)， 通過(guò)攬拌可將有機(jī)鐵酸醋與無(wú)機(jī)填料均勻地混合在一起。
[0040] 作為用于提高無(wú)機(jī)材料與有機(jī)材料之間的粘附力的偶聯(lián)劑的有機(jī)鐵酸醋是用于 提高各種類型的粉末與組成絕緣層的樹(shù)脂之間的粘附力的材料。
[0041] 此外，有機(jī)鐵酸醋通過(guò)兩個(gè)官能團(tuán)，即，與有機(jī)材料結(jié)合的官能團(tuán)-0Y，和與無(wú)機(jī)材 料結(jié)合的官能團(tuán)X0-，由W下化學(xué)式提高無(wú)機(jī)材料與有機(jī)材料之間的粘附力。
[004引[化學(xué)式]
[004引 狂 0)n-Ti-(0Y)4-n
[0044] 該里，X是烷基，Y是有機(jī)官能團(tuán)并且n是包括1、2、3的自然數(shù)。
[0045] 同時(shí)，通常，烷基可W是正丙基、異丙基、正下基、異辛基己基等，并且有機(jī)官能團(tuán) 可W是駿基、醋、磯醜氧基（phosphato,磯酸根）、焦磯醜氧基（pyrophosphato,焦磯酸根）、 賴醜氧基（sul化nato,賴酸根）等。另外，可W使用用于與極性或非極性熱塑性聚合物和熱 固性聚合物結(jié)合的各種類型的官能團(tuán)。
[0046] 該樣，盡管在印刷電路板的制造過(guò)程期間絕緣層反復(fù)翅曲并且向絕緣層施加熱沖 擊，通過(guò)由在絕緣層120中混合的有機(jī)鐵酸醋的官能團(tuán)的偶聯(lián)加強(qiáng)了電子元件200與絕緣 層120的接合界面上的相互的粘附力，故可W防止絕緣層與電子元件200的表面分離。
[0047] 該時(shí)，通常，作為混合在絕緣層120中的偶聯(lián)劑的有機(jī)鐵酸醋可W是單烷氧基的、 馨合物、配位物、季鹽、新烷氧基的、雜環(huán)等。
[0048] 當(dāng)W低于基于絕緣層中無(wú)機(jī)填料的重量的0.1 wt%的量在絕緣層120中混合有機(jī) 鐵酸醋時(shí)，在電子元件200與絕緣層120的接合界面上不能獲得足夠的粘合強(qiáng)度，并且當(dāng)超 過(guò)3. Owt%時(shí)，增大電子元件200和絕緣層120的接合界面上的粘附力的效果會(huì)下降。該 時(shí)，當(dāng)W大于3. Owt%的量包括有機(jī)鐵酸醋時(shí)，由于絕緣層中有機(jī)鐵酸醋的聚集，與電子元 件200的粘附力會(huì)減小并且可能難W移除通過(guò)與組成MLCC的陶瓷元件的反應(yīng)生成的酒精 副產(chǎn)品，MLCC是應(yīng)用于本實(shí)施方式的電子元件200。
[0049] 絕緣層120可W形成為層壓在包括電子元件200的芯110的頂部和底部上，并且 當(dāng)壓制W包圍電子元件200的整個(gè)外周表面時(shí)被部分地引入電