(57)【要約】【課題】ハンダの再溶融による不良を低減することが可能な回路部品内蔵モジュールを提供すること。【解決手段】多数の微小孔が形成された樹脂部材を有する電気絶縁性基板１０１と、樹脂部材の内部に直接配置され、ハンダ付けされたチップ部品１１０と、電気絶縁性基板１０１の下面１２１に形成された第１の配線パターン１０２と、電気絶縁性基板１０１の上面１２０に形成された第２の配線パターン１０３と、第２の配線パターン１０３と第１の配線パターン１０２を電気的に接続する、電気絶縁性基板１０１に形成されたインナービア１０４とを備え、チップ部品１１０は、第１の配線パターン１０２とハンダ付けによって電気的に接続されている、回路部品内蔵モジュールである。【選択図】図１
2010205934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の微小孔が形成された樹脂部材を有する電気絶縁性基板と、
前記樹脂部材の内部に配置され、ハンダ付けされた回路部品とを備えた、回路部品内蔵モジュール。
【請求項２】
前記回路部品のハンダと前記樹脂部材とは直接接触している、請求項１記載の回路部品内蔵モジュール。
【請求項３】
加熱により前記ハンダが再溶融し、膨張した時に、前記回路部品が短絡する隙間が出来ない程度の前記微小孔が設けられている、請求項１又は２記載の回路部品内蔵モジュール。
【請求項４】
前記多数の微小孔は、その平均径が０．１〜１００ミクロンである、請求項１〜３のいずれかに記載の回路部品内蔵モジュール。
【請求項５】
前記電気絶縁性基板は、その空孔率が５％以上である、請求項１〜４のいずれかに記載の回路部品内蔵モジュール。
【請求項６】
前記電気絶縁性基板の一方の主面に形成された第１の配線パターンと、
前記電気絶縁性基板の他方の主面に形成された第２の配線パターンと、
前記第２の配線パターンと前記第１の配線パターンを電気的に接続する、前記電気絶縁性基板に形成されたインナービアとを備え、
前記回路部品は、前記第１の配線パターンと前記ハンダ付けによって電気的に接続されている、請求項１〜５のいずれかに記載の回路部内蔵モジュール。
【請求項７】
前記電気絶縁性基板の主面に隣接した、一層又は多層の基板を更に備え、
前記第１の配線パターン及び前記第２の配線パターンのうち、少なくとも前記基板に隣接する主面側に設けられている配線パターンは、その表面が前記主面と同一面上に位置するように設けられている、請求項６記載の回路部品内蔵モジュール。
【請求項８】
前記電気絶縁性基板に隣接した層は、セラミックを用いて形成されている、請求項７記載の回路部品内蔵モジュール。
【請求項９】
多数の微小孔が形成された樹脂部材を有する電気絶縁性基板の素材の両方の主面に剥離フィルムを貼り付ける貼付工程と、
前記剥離フィルムが貼り付いた前記電気絶縁性基板の素材に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔に、熱硬化樹脂及び導電材料を含む導電性樹脂組成物を充填する充填工程と、
前記剥離フィルムを剥離する剥離工程と、
第１の支持体上に形成された第１の配線パターンに、ハンダを用いて回路部品を実装する実装工程と、
前記電気絶縁性基板の素材を挟むように、前記第１の支持体と、第２の配線パターンが形成された第２の支持体とを位置合わせし、重ねて加圧及び加熱を行う加熱加圧工程とを備え、
前記加熱加圧工程では、前記第１の支持体を、前記回路部品が前記電気絶縁性基板の素材に向いた状態とし、前記第２の支持体を、前記第２の配線パターンが前記電気絶縁性基板の素材に向いた状態として前記位置合わせが行われる、回路部品内蔵モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が配線基板内に内蔵された回路部品内蔵モジュールに関し、特に、基板内部にハンダを用いて回路部品が実装されている回路部品内蔵モジュールおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のエレクトロニクス機器の小型化・薄型化、高機能化に伴って、プリント基板に実装される電子部品の高密度実装化、および、電子部品が実装された回路基板の高機能化への要求が益々強くなっている。このような状況の中、電子部品を基板中に埋め込んだ回路部品内蔵基板が開発されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
回路部品内蔵基板では、通常、プリント基板の表面に実装されている能動部品（例えば、半導体素子）や受動部品（例えば、コンデンサ）が基板の中に埋め込まれているので、基板の面積を削減することができる。また、表面実装の場合と比較して、電子部品を配置する自由度が高まるため、電子部品間の配線の最適化によって高周波特性の改善なども見込むことができる。
【０００４】
今日、既にセラミック基板の分野では、電子部品を内蔵したＬＴＣＣ（low temperature cofired ceramics）基板が実用化されているものの、この基板は重く割れやすいため大型の基板に適用することが難しく、しかも、高温処理が必要なためＬＳＩのような半導体素子を内蔵できないなど制約が大きい。
【０００５】
そこで、最近注目されているのは、樹脂を用いたプリント基板に回路部品を内蔵した回路部品内蔵基板であり、これは、ＬＴＣＣ基板とは異なり、基板の大きさに対する制約が少なく、ＬＳＩの内蔵も可能であるという利点も有している。
【０００６】
次に、図１０を参照しながら、特許文献１に開示された回路部品内蔵基板（回路部品内蔵モジュール）について説明する。図１０に示した回路部品内蔵モジュール４０００は、絶縁性基板４００１ａ、４００１ｂおよび４００１ｃを積層した基板４００１と、基板４００１の主面および内部に形成された配線パターン４００２ａ、４００２ｂ、４００２ｃおよび４００２ｄと、基板４００１の内部に配置され配線パターンに接続された回路部品４００３とから構成されている。
【０００７】
配線パターン４００２ａ、４００２ｂ、４００２ｃおよび４００２ｄは、インナービア４００４によって電気的に接続されており、絶縁性基板４００１ａ、４００１ｂおよび４００１ｃは、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物から構成されている。
【０００８】
このような特許文献１に示した回路部品内蔵モジュール４０００では、外側の配線パターン４００２ｄに回路部品を実装する際の熱によって、基板４００１内に埋め込まれている回路部品４００３ａ、４００３ｂと配線パターン４００２（４００２ａ、４００２ｂ、４００２ｃ）とを電気的に接続するハンダが再溶融し、ショート等の不具合が発生する場合がある。
【０００９】
このような不具合を低減させるための構成が、例えば特許文献２に開示されている。
【００１０】
この特許文献２には、ハンダの再溶融の際のショートの原因について次のように記載されている。
【００１１】
回路部品内蔵モジュールであるＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）パッケージに外部装置を接続する際のハンダ付け時の温度により、ＣＯＢパッケージ内部に配置されたハンダが急激に溶ける。このように固体から液体に変わる際、ハンダの体積が膨張するが、ＣＯＢパッケージの製品はレジンに覆われているため溶けたハンダが圧縮される。この時レジンと電子部品間に微小な隙間ができ、ここを伝わって一瞬にしてハンダ薄膜が形成され、電極間のショートが発生する。
【００１２】
このショートの発生を低減するために、特許文献２では、ハンダが再溶融した場合に発生する膨張応力を緩和するための構成が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１３】
図１１は、特許文献２の構成を示す斜視図である。
【００１４】
図１１には、例えば、コンデンサのプラス電極１０１１と、マイナス電極１０１１´が示されており、プラス電極１０１１とマイナス電極１０１１´の間には、コンデンサの素子である絶縁体１０１３が設けられている。そして、絶縁体１０１３の下側に、ハンダ１０１２が再溶融した時、余分なハンダを吸収するとともにハンダのよる膨張応力を緩和するためのハンダ応力吸収体１０１３Ａがハンダ１０１２と接触するように設けられている。また、プラス電極１０１１とマイナス電極１０１１´の下部には、ハンダ応力吸収体１０１３Ａと連結した微小孔の応力緩和用空洞１０１４が設けられている。この応力緩和用空洞１０１４を、膨張によって生じた余分なハンダ１０１２が伝わって、ハンダ応力吸収体１０１３Ａに吸収される。
【特許文献１】特開平１１―２２０２６２号公報
【特許文献２】特開２００３−８６９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記構成では、応力緩和用空洞１０１４近傍のハンダはハンダ応力吸収体１０１３Ａへと流れ込むものの、例えば、プラス電極１０１１及びマイナス電極１０１１´の上部のハンダは、応力緩和用空洞１０１４に流れ込み難いため、膨張が発生し、絶縁体１０１３の表面（コンデンサの素子表面）にハンダの薄膜が形成され、ショートが生じるおそれがあった。
【００１６】
一方、本願発明者らは、ハンダ自身の熱膨張だけではなく、従来技術におけるハンダを覆っているＣＯＢパッケージ製品のレジンも熱により膨張し、その熱膨張もハンダに加わる圧縮応力に作用していることを見出した。
【００１７】
この樹脂自身も熱膨張するという観点については、特許文献２において見過ごされており、従来の回路部品内蔵モジュールのショートへの対策は不十分なものであった。
【００１８】
本発明は、従来の回路部品内蔵モジュールの課題を考慮し、ハンダの再溶融による不良を低減することが可能な回路部品内蔵モジュール、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、第１の本発明は、
多数の微小孔が形成された樹脂部材を有する電気絶縁性基板と、
前記樹脂部材の内部に配置され、ハンダ付けされた回路部品とを備えた、回路部品内蔵モジュールである。
【００２０】
又、第２の本発明は、
前記回路部品のハンダと前記樹脂部材とは直接接触している、第１の本発明の回路部品内蔵モジュールである。
【００２１】
又、第３の本発明は、
加熱により前記ハンダが再溶融し、膨張した時に、前記回路部品が短絡する隙間が出来ない程度の前記微小孔が設けられている、第１又は２の本発明の回路部品内蔵モジュールである。
【００２２】
又、第４の本発明は、
前記多数の微小孔は、その平均径が０．１〜１００ミクロンである、第１〜３のいずれかの本発明の回路部品内蔵モジュールである。
【００２３】
又、第５の本発明は、
前記電気絶縁性基板は、その空孔率が５％以上である、第１〜４のいずれかの本発明の回路部品内蔵モジュールである。
【００２４】
又、第６の本発明は、
前記電気絶縁性基板の一方の主面に形成された第１の配線パターンと、
前記電気絶縁性基板の他方の主面に形成された第２の配線パターンと、
前記第２の配線パターンと前記第１の配線パターンを電気的に接続する、前記電気絶縁性基板に形成されたインナービアとを備え、
前記回路部品は、前記第１の配線パターンと前記ハンダ付けによって電気的に接続されている、第１〜５のいずれかの本発明の回路部内蔵モジュールである。
【００２５】
又、第７の本発明は、
前記電気絶縁性基板に隣接した、一層又は多層の基板を更に備え、
前記第１の配線パターン及び前記第２の配線パターンのうち、少なくとも前記基板に隣接する主面側に設けられている配線パターンは、その表面が前記主面と同一面上に位置するように設けられている第６の本発明の回路部品内蔵モジュールである。
【００２６】
又、第８の本発明は、
前記電気絶縁性基板に隣接した層は、セラミックを用いて形成されている、第７の本発明の回路部品内蔵モジュールである。
【００２７】
又、第９の本発明は、
多数の微小孔が形成された電気絶縁性基板の素材の両方の主面に剥離フィルムを貼り付ける貼付工程と、
前記剥離フィルムが貼り付いた前記電気絶縁性基板の素材に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔に、熱硬化樹脂及び導電材料を含む導電性樹脂組成物を充填する充填工程と、
前記剥離フィルムを剥離する剥離工程と、
第１の支持体上に形成された第１の配線パターンに、ハンダを用いて回路部品を実装する実装工程と、
前記電気絶縁性基板の素材を挟むように、前記第１の支持体と、第２の配線パターンが形成された第２の支持体とを位置合わせし、重ねて加圧及び加熱を行う加熱加圧工程とを備え、
前記加熱加圧工程では、前記第１の支持体を、前記回路部品が前記電気絶縁性基板の素材に向いた状態とし、前記第２の支持体を、前記第２の配線パターンが前記電気絶縁性基板の素材に向いた状態として前記位置合わせが行われる、回路部品内蔵モジュールの製造方法である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ハンダの再溶融による不良を低減することが可能な部品内蔵モジュール、およびその製造方法を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態に係る回路部品内蔵モジュール１００の断面構造を模式的に示した図である。
【００３１】
図１に示すように、本実施の形態１の回路部品内蔵モジュール１００は、多数の微小孔を有する樹脂部材１０によって形成された板状の電気絶縁性基板１０１と、電気絶縁性基板１０１の下面１２１に形成された第１の配線パターン１０２と、電気絶縁性基板１０１の上面１２０に形成された第２の配線パターン１０３が設けられている。この電気絶縁性基板１０１の内部には、半導体チップ１０５とチップ部品１１０が設けられており、第１の配線パターン１０２と電気的に接続されている。尚、上面１２０及び下面１２１が、本発明の主面の一例に相当する。
【００３２】
上記第１の配線パターン１０２は、その表面１０２Ｓが電気絶縁性基板１０１の下面１２１と同一平面上に位置し、且つ露出するように、電気絶縁性基板１０１に埋められている。同様に、第２の配線パターン１０３も、その表面１０３Ｓが電気絶縁性基板１０１の上面１２０と同一平面上に位置し、且つ露出するように、電気絶縁性基板１０１に埋められている。又、第１の配線パターン１０２と第２の配線パターン１０３を電気的に接続するインナービア１０４が、電気絶縁性基板１０１に形成されている。
【００３３】
上記半導体チップ１０５は、第１の配線パターン１０２の一部にダイボンディング剤１０６によって固着され、ワイヤー部１０８によって第１の配線パターン１０２に実装されている。この半導体チップ１０５及びワイヤー部１０８は、樹脂である封止剤１０９によって覆われている。
【００３４】
上記チップ部品１１０は、本発明の回路部品の一例に相当し、具体的には、コンデンサや、抵抗器などであり、第１の配線パターン１０２の一部にハンダ１１１によって実装されている。図２は回路部品内蔵モジュール１００に内蔵されたチップ部品１１０周辺の拡大図である。図２に示すように、チップ部品１１０は、第１の配線パターン１０２の配線部分１０２ａ、１０２ｂに実装されている。このチップ部品１１０が、本発明の樹脂部材の内部に直接配置された回路部品の一例に相当する。
【００３５】
なお、回路部品内蔵モジュール１００の上面１２０の第２の配線パターン１０３または下面１２１の第１の配線パターン１０２には、電子部品（不図示）やハンダボール（不図示）が必要に応じて設けられる。
【００３６】
次に、多数の微小孔１０ａを有する樹脂部材１０によって形成された電気絶縁性基板１０１について説明する。
【００３７】
図３（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態１に用いられる電気絶縁性基板１０１を構成する樹脂部材１０の拡大図である。図３（ａ）に示す樹脂部材１０は、スポンジ状の構造であり、微小孔１０ａが形成されている。図３（ｂ）に示す樹脂部材１０は、繊維状の構造であり、繊維と繊維の間が微小孔１０ａとして形成されている。
【００３８】
このような電気絶縁性基板１０１を構成する樹脂部材１０としては、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、液晶性ポリエステル系樹脂、芳香族ポリアミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、及びアクリル系樹脂から少なくとも一種類を選択して用いることが出来る。
【００３９】
次に、多数の微小孔１０ａを有する樹脂部材１０によって形成された電気絶縁性基板１０１を用いることによる効果について説明する。
【００４０】
以上のような構成の回路部品内蔵モジュール１００の上面１２０又は下面１２１に電子部品等が実装される際に、ハンダ１１１の溶融温度以上の温度がかかる場合がある。このとき、ハンダ１１１は液化し体積膨張することになる。
【００４１】
ここで、本実施の形態１のように、多数の微小孔１０ａを有する樹脂部材１０によって形成された電気絶縁性基板１０１を用いず、従来の樹脂部材を用いた場合、ハンダ１１１のまわりが従来の樹脂等によって覆われており、ハンダ１１１に圧縮応力が発生することになる。
【００４２】
図４（ａ）は、上述したような微小孔１０ａを有していない樹脂部材１０１０によって形成された基板２０１にチップ部品１１０が内蔵されている状態を示す断面図である。
【００４３】
本願発明者らが見出したように、ハンダ１１１に加わる圧縮応力はハンダ１１１自身の膨張によるものだけではなく、ハンダ１１１を覆っている樹脂部材１０１０等も熱により膨張しハンダ１１１に圧力を加える。さらに、この樹脂の熱膨張によってチップ部品１１０も圧縮され、チップ部品１１０もハンダ１１１に圧力を加えることになる。
【００４４】
これら樹脂部材１０１０、ハンダ１１１、及びチップ部品１１０の相互に作用する圧力によって樹脂部材１０１０とチップ部品１１０の間に微少な隙間が形成される場合がある。一方、液化したハンダ１１１には、樹脂部材１０１０及びチップ部品１１０によって圧縮応力がかけられているため、ハンダ１１１は、その隙間に流れ込む。そして、配線部分１０２ａ、１０２ｂ間が電気的に接続されることになり、ショートが発生する。例えば、図４（ｂ）に示すように、チップ部品１１０の下側に隙間Ｓが形成され、ハンダ１１１が流れ込んでショートが発生する。
【００４５】
しかしながら、本実施の形態１のように、ハンダ１１１及びチップ部品１１０を覆っている電気絶縁性基板１０１が微小孔１０ａを有する樹脂部材１０によって形成されている場合、樹脂部材１０自身の膨張によるハンダ１１１及びチップ部品１１０に対する圧縮応力が低減し、ハンダ１１１の熱膨張による樹脂部材１０に対する圧縮応力も吸収される。更に、ハンダ１１１のみならず内蔵されるチップ部品１１０にも多数の微小孔１０ａを有する樹脂部材１０が接触しているため、チップ部品１１０からのハンダ１１１に対する圧縮応力も低減する。
【００４６】
以上のように、本実施の形態では、ハンダの熱膨張だけを考慮した特許文献２とは異なり、樹脂部材及びチップ部品からハンダにかかる圧縮応力も考慮して、ハンダのみならずチップ部品まで微小孔を有する樹脂部材で覆うことにより、樹脂部材、ハンダ、及びチップ部品の相互間の圧縮応力を低減することが出来るため、隙間の発生を抑制し、ショートの発生を低減することが可能となる。
【００４７】
又、以上の点から、微小孔１０ａの数、形、大きさ、分布などは、ハンダ１１１が再溶融し、膨張した時、チップ部品１１０が短絡する隙間が出来ない程度に、樹脂部材１０が変形可能なように形成されている。
【００４８】
具体的には、本実施の形態の微小孔を有する樹脂部材１０によって形成された電気絶縁性基板１０１は、プレス機による加熱加圧工程（詳しくは図８において後述する）の前の空孔率が１０％〜３０％程度であり、加熱加圧工程を経て回路部品と一体化された時点での空孔率が５％以上であることが望ましい。初期の段階で空孔率が３０％以上を超えると、ビアホールに充填される導電性樹脂組成物を加熱加圧工程において形状を保持できなくなるためである。また、一体化した後に空孔率が５％以下になった場合、圧縮応力を吸収する機能を十分に果たせないためである。
【００４９】
本実施の形態の微小孔を有する電気絶縁性基板１０１は、一体化前の微小孔の平均径が０．１〜１００ミクロンであることが好ましく、さらには、０．１〜１０ミクロンである方がより好ましい。微小孔が大きい場合、加熱加圧工程においてビアホールに充填される導電性樹脂組成物の形状を保持できなくなってしまうためである。
【００５０】
次に、実施例及び比較例について説明する。
【００５１】
電気絶縁性基板として、種類の異なった材料のものを用いて、図１の１０４のようなインナービアホールをビア長さ０．５ｍｍ〜０．６ｍｍで形成し、そのビア抵抗及びビア形状を計測した。
【００５２】
ビア抵抗としては、２０ｍΩ以下を良好なものとした。
【００５３】
また、ビア形状としては、離心率０．３以下を良好「○」とした。ここで、図５（ａ）は、インナービア１０４と上下に設けられている第１の配線パターン１０２及び第２の配線パターン１０３の正面模式図である。又、図５（ｂ）は、図５（ａ）を上方からＸ線で観察した画像を示す図である。一方、図５（ｃ）は、図５（ａ）に対してビアが流れ、形状を保持できなくなった状態を示す正面模式図であり、図５（ｄ）は、図５（ｃ）の上方からＸ線で観察した画像を示す図である。図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、ビアが流れることにより、Ｘ線画像では、ビアが楕円形状となる。この楕円の判定として離心率を用い、離心率が０．３よりも大きいものは、ビアの屈曲が大きいため、不良として判断を行った。
【００５４】
また、図１のチップ部品１１０のような絶縁性のチップ部品をＮ＝５０内蔵した電気絶縁性基板にリフロー工程を行った後に、例えば図４（ａ）の１０２ａ、１０２ｂの電極間の抵抗を計測し、１つでも１．０ｅ＋８Ω以下のものが存在した場合、ショートが発生したとし、不良として判断した。
【００５５】
（実施例１）
空孔率１０〜１５％のアラミド不織布を材料として電気絶縁性基板を作成し、ビア抵抗、ビア形状、及びショートについて検討を行った。尚、アラミド不織布は、約１００μｍの厚みのシート状の材料を６枚積層して用いた。又、（実施例１）では、一体化後の空孔率は、５〜８％であった。又、一体化前の空孔径は、０．１〜５０μｍであり、一体化後の空孔径は、０．１〜１０μｍであった。
【００５６】
（実施例２）
空孔率２０〜３０％のＦＬＥＸＩＢＯＮＤ（登録商標）（ジャパンゴアテックス株式会社の電子部品用接着フィルム）を材料として電気絶縁性基板を作成し、ビア抵抗、ビア形状、及びショートについて検討を行った。尚、ＦＬＥＸＩＢＯＮＤは、約１００μｍの厚みのシート状の材料を６枚積層して用いた。又、（実施例２）では、一体化後の空孔率は、５〜８％であった。又、一体化前の空孔径は、０．１〜５０μｍであり、一体化後の空孔径は、０．１〜１０μｍであった。
【００５７】
（比較例１）
空孔率１％以下のガラス／エポキシ  プリプレグを材料として、電気絶縁性基板を作成し、ビア抵抗、ビア形状、及びショートについて検討を行った。尚、プリプレグは、約１００μｍの厚みのシート状の材料を６枚積層して用いた。又、（実施例２）では、一体化後の空孔率は、０．５％以下であった。又、一体化前の空孔径は、０．１〜１０μｍであり、一体化後の空孔径は、０．１〜１μｍであった。
【００５８】
（比較例２）
空孔率３〜５％以下のアラミド不織布を材料として、電気絶縁性基板を作成し、ビア抵抗、ビア形状、及びショートについて検討を行った。尚、プリプレグは、約１００μｍの厚みのシート状の材料を６枚積層して用いた。又、一体化前の空孔径は、０．１〜２０μｍであり、一体化後の空孔径は、０．１〜３μｍであった。
【００５９】
（比較例３）
空孔率４０〜５０％以下のポリイミド多孔膜を材料として、電気絶縁性基板を作成し、ビア抵抗、ビア形状、及びショートについて検討を行った。尚、プリプレグは、約１００μｍの厚みのシート状の材料を６枚積層して用いた。又、一体化前の空孔径は、１〜２００μｍであり、一体化後の空孔径は、０．１〜２０μｍであった。
【００６０】
上記実施例１、２及び比較例１〜３を表１に示す。
【００６１】
【表１】
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【００６２】
以上の結果から、一体化前の空孔率が５％以下である比較例１及び比較例２では、一体化後の空孔率も５％以下となっており、ショートが発生し、圧縮応力を吸収する機能を充分に果たせないことが分かる。
【００６３】
又、一体化前の空孔率が１０％〜３０％であり、一体化された後の空孔率が５〜８％である実施例１、２では、ビア抵抗、ビア形状、及びショートともに良好な結果が得られた。
【００６４】
又、一体化前の空孔率が３０％以上の比較例３では、ビア流れが生じることが分かる。
【００６５】
尚、図１の部分拡大図である図６（ａ）に示すように、上述した実施の形態では、微小孔１０ａを多数有する樹脂部材１０によって電気絶縁性基板１０１が形成されているが、チップ部品１１０を内包できればよいため、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように部分的に微小孔１０ａを多数有する樹脂部材１０を含んだ電気絶縁性基板５０１、６０１を用いても良い。図６（ｂ）の電気絶縁性基板５０１では、上面１２０側が、樹脂部材１０以外の樹脂部材１０１０で形成されている。この樹脂部材１０１０としては、樹脂部材１０のような多数の微小孔が形成されていない材料が用いられる。又、図６（ｃ）の電気絶縁性基板６０１では、下面１２１から上面１２０にかけて、樹脂部材１０、樹脂部材１０１０及び樹脂部材１０が順に配置されている。
【００６６】
微小孔を有する樹脂部材１０によって形成された電気絶縁性基板１０１は、その構造ゆえに熱伝導率が低くなる傾向にある。そのため、ハンダを用いて実装される部品を内包する部分にのみ樹脂部材１０を用い、その他の部分は熱伝導率の高い無機フィラーを含んだ樹脂部材１０１０を用いた方が、熱伝導性の観点からはより好ましい。この無機フィラーには、たとえば、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＢＮ、ＡｌＮまたはＳｉＯ２などを用いることができる。無機フィラーは、混合物に対して７０重量％から９５重量％であることが好ましい。無機フィラーの平均粒子径は、０．１μｍ〜１００μｍ以下であることが好ましい。熱硬化性樹脂には、たとえば、耐熱性が高いエポキシ樹脂、フェノール樹脂またはシアネート樹脂が好ましい。エポキシ樹脂は、耐熱性が特に高いため、より好ましい。
【００６７】
尚、本実施の形態１では、ハンダ１１１のみならずチップ部品１１０も、樹脂部材１０の内部に、樹脂部材１０と直接接触するように配置されているが、ハンダ１１１のみが樹脂部材１０の内部に、樹脂部材１０と直接接触するように配置され、チップ部品１１０が樹脂部材１０と直接接触するように配置されていなくてもよい。このような構成としては、例えば図２の構成において、チップ部品１１０が、封止剤１０９や上述した樹脂部材１０１０によって覆われた上で樹脂部材１０の内部に配置された構成が挙げられる。このときハンダ１１１が再溶融しても、チップ部品１１０は、従来のように膨張する樹脂によって覆われているため、液化したハンダ１１１に対するチップ部品１１０からの圧縮応力は低減されない。しかしながら、ハンダ１１１を覆っている樹脂の熱膨張からの圧縮応力を低減することは出来る。
【００６８】
更に、チップ部品１１０だけでなくハンダ１１１も、樹脂部材１０と直接接触するように配置されていなくてもよい。このような構成としては、例えば、図１に示す半導体チップ１０５のように、封止剤１０９で覆った状態のチップ部品１１０及びハンダ１１１が樹脂部材１０の内部に配置された構成が挙げられる。このとき、ハンダ１１１と樹脂部材１０とは直接接触していないため、ハンダ１１１が再溶融しても、直接接触している構造と同等の効果は得られない。しかしながら、ハンダ１１１を封止している封止剤１０９が樹脂部材１０によって覆われているため、封止剤１０９自身の熱膨張による圧縮応力を緩和することが出来、ハンダ１１１にかかる圧縮応力を緩和することが出来る。
【００６９】
又、半導体チップ１０５はワイヤーボンディングによって第１の配線パターン１０２に実装されておりハンダを用いていないため、本実施の形態１のような多数の微小孔１０ａを有していない封止剤１０９で覆っていても、上述したようなハンダの熱膨張による再溶融の問題は生じない。しかしながら、本実施の形態のように樹脂部材１０で形成された電気絶縁性基板１０１で封止剤１０９も覆った方が、封止剤１０９の熱膨張によるワイヤー部１０８及び半導体チップ１０５等への圧縮応力を低減することが出来るため、回路部品の保護の観点からより好ましい。
【００７０】
又、本発明の回路部品内蔵モジュールの一例として、本実施の形態１では、１層から構成されている回路部品内蔵モジュール１００について説明したが、例えば、図７に示すような多層から構成されている回路部品内蔵モジュール７００であってもよい。
【００７１】
図７に示す回路部品内蔵モジュール７００では、上述した回路部品内蔵モジュール１００の上面１２０に回路部品内蔵モジュール４００が配置されており、下面１２１に多層プリント配線板３００が配置されている。この多層プリント配線板３００として、セラミック多層基板を用いても良い。このように多層基板の構成とすることによって、配線収納性が高まる。又、回路部品内蔵モジュール４００は、第２の配線パターン１０３を有しておらず、その第１の配線パターン１０２は、回路部品内蔵モジュール１００の第２の配線パターン１０３とインナービア１０４を介して電気的に接続されている。また、多層プリント配線板３００は、その内部に回路部品内蔵モジュール１００の第１の配線パターン１０２と電気的に接続された配線パターン３０１を有している。
【００７２】
このような多層のモジュールであっても、上記と同様に外面に電子部品が実装されるときに内部のハンダが再溶融する場合があり、本実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００７３】
尚、回路部品内蔵モジュール４００と多層プリント配線板３００のどちらか一方のみが設けられていても良い。更に、例えば、回路部品内蔵モジュール４００のみが設けられている場合には、第１の配線パターン１０２は下面１２１から突出していても良い。同様に、多層プリント配線板３００のみが設けられている場合には、第２の配線パターン１０３は、上面１２０から突出していても良い。
【００７４】
又、多層プリント配線板３００として多層セラミック基板を用いる場合だけに限らず、回路部品内蔵モジュール１００の下面１２１に隣接する層３００ａのみがセラミックによって形成されていてもよい。更に、一層のセラミック基板のみが、回路部品内蔵モジュール１００に隣接して設けられていてもよい。
【００７５】
（実施の形態２）
以下に、本発明にかかる実施の形態２における回路部品内蔵モジュールの製造方法について図８（ａ）〜（ｊ）を参照しながら説明する。尚、この実施の形態２における製造方法は、実施の形態１の回路部品内蔵モジュール１００を製造する方法に相当する。
【００７６】
図８（ａ）〜（ｊ）は回路部品内蔵モジュール１００の製造方法の一実施の形態を示す断面模式図である。
【００７７】
まず、図８（ａ）において、微小孔が形成されたシートである電気絶縁性基板の素材１０１´が準備される。本実施の形態１においては、ジャパンゴアテックス株式会社の電子部品用接着フィルムＦＬＥＸＩＢＯＮＤが用いられた。厚さ約１００μｍのＦＬＥＸＩＢＯＮＤを６枚積層することにより、電気絶縁性基板の素材１０１´が準備された。
【００７８】
次に、図８（ｂ）に示すように、電気絶縁性基板１０１の両側に接着層（図示せず）を介して剥離フィルム４０３が貼り合わされる。この工程が、本発明の貼付工程の一例に相当する。
【００７９】
そして、この剥離フィルム４０３が貼り合わされた電気絶縁性基板の素材１０１´に、図８（ｃ）に示すように、貫通孔４０１（ビアホールともいう）が形成される。尚、貫通孔４０１の形成は、レーザー加工法や金型による加工、もしくはパンチング加工で行うことができる。特にレーザー加工法では、炭酸ガスレーザーやエキシマレーザーを用いることにより加工速度を早くすることが可能となるため有効である。この工程が、本発明の貫通孔形成工程の一例に相当する。
【００８０】
続いて、この貫通孔４０１に導電性樹脂組成物４０２が充填される。この工程が、本発明の充填工程の一例に相当する。そして、電気絶縁性基板の素材１０１´から剥離フィルム４０３が剥離される。この工程が、本発明の剥離工程の一例に相当する。この状態が図８（ｄ）に示されている。導電性樹脂組成物４０２としては、金や銀、銅の粉末を導電材料とし、熱硬化樹脂を混練したものが使用できる。特に銅は導電性が良好で、マイグレーションも少ないため有効である。また、熱硬化樹脂も液状のエポキシ樹脂が耐熱性の面で安定である。
【００８１】
この導電性樹脂組成物４０２の充填方法としては、ディスペンス法やスクリーン印刷法が好ましい。特にスクリーン印刷法は、すべての貫通孔に一括で充填できるため、生産性に優れる。その際に、剥離フィルム４０３がマスクの代わりとなり、貫通孔４０１にのみ導電性樹脂組成物４０２が充填される。導電性樹脂組成物４０２は硬化後には導電性を発現するため、貫通孔以外の部分に付着すると、ショート不良やマイグレーションの原因となる。そのため剥離フィルム４０３を用いることで、導電性樹脂組成物の貫通孔以外の部分への付着を防止できる。なお、剥離フィルム４０３は導電性樹脂組成物４０２が充填される面のみに貼り付けても良い。このように導電性樹脂組成物４０２を用いることによって容易に回路部品内蔵モジュールにおける層間接続を形成できる。
【００８２】
剥離フィルム４０３を剥離すると、図８（ｄ）に示したように、導電性樹脂組成物４０２が、電気絶縁性基板１０１の表面より剥離フィルム４０３分の厚み程度、飛び出した形状となる。こうすることで、図８（ｊ）に示す後の工程により一体化される場合において、導電性樹脂組成物４０２が、第１の配線パターン１０２及び第２の配線パターン１０３により押し込まれることで圧縮され、良好な導電性を発現することができる。
【００８３】
なお、剥離フィルム４０３を剥離する際に、導電性樹脂組成物４０２が剥離フィルム４０３に付着して、上述した飛び出し形状が形成できない場合、剥離フィルム４０３を剥離する前に導電性樹脂組成物４０２を熱、光等で硬化させることで強度を上げ、剥離フィルム４０３への付着を防止することが好ましい。さらに、剥離フィルム４０３を熱、光等で軟化させ、導電性樹脂組成物４０２の剥離フィルム４０３への付着を防止することがより好ましい。
【００８４】
図８（ｅ）に示すように、支持体１１２上に形成された第１の配線パターン１０２に、ハンダ１１１によりチップ部品１１０が実装される。この工程が、本発明の実装工程の一例に相当する。第１の配線パターン１０２としては、例えば、電解メッキにより作製された１２μｍから３５μｍ程度の銅箔を使用することができる。特に電気絶縁性基板の素材１０１´との接着性を改善するため、電気絶縁性基板の素材１０１´との接着面を粗化した銅箔が望ましい。また、同様に接着性、酸化の防止のため、銅箔表面をカップリング処理したものや錫、亜鉛、ニッケルメッキしたものも使用できる。なお、ハンダ１１１以外にも電気的接続のために、金、銀、銅、銀−パラジウム合金、金―銅傾斜合金などを熱硬化樹脂で混練した導電性樹脂組成物も使用できる。
【００８５】
続いて、図８（ｆ）に示すように、第１の配線パターン１０２及び支持体１１２に半導体チップ１０５がダイボンディング剤１０６により固着され、第１の配線パターン１０２と半導体チップ１０５の電気的接続がワイヤー部１０８により行われ、第１の配線パターン１０２上に半導体チップ１０５が実装される。
【００８６】
そして、図８（ｇ）に示すように、実装された半導体チップ１０５が、封止剤１０９によりモールドされる。封止剤１０９の塗布方法としては、ディスペンス法やスクリーン印刷法が好ましい。トランスファーモールド工法は生産性には優れるが、金型との剥離性を高めるために封止剤１０９に剥離剤を添加するのが一般的である。封止剤１０９と電気絶縁性基板１０１との密着性が不十分だと、リフロー等の熱工程により封止剤１０９と電気絶縁性基板１０１との界面が剥離し、不具合が生じる場合がある。ディスペンス法やスクリーン印刷法を用いることで、前記剥離剤を添加せずに封止剤１０９とすることができ、信頼性に優れる。
【００８７】
封止剤１０９を塗布した後、熱風や赤外線により封止剤１０９を硬化させる。紫外線等の光を用いてもよい。このとき完全硬化させるのではなく、半硬化状態にするのが好ましい。その後の図８（ｊ）における加熱及び加圧工程において、電気絶縁性基板の素材１０１´と同時に硬化させることで電気絶縁性基板１０１との接着性を高めることが出来るためである。なお、半導体チップ１０５を実装した後に、チップ部品１１０を実装し、図８（ｇ）の封止工程を行なっても良いし、半導体チップ１０５を封止剤１０９で封止した後に、チップ部品１１０の実装を行なっても良い。
【００８８】
一方、図８（ｈ）に示すように、支持体１１３上に第２の配線パターン１０３が形成されたものが用意される。尚、支持体１１２、１１３としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどの剥離フィルムが使用できる。また、支持体として金属の剥離体を用いても良い。
【００８９】
そして、図８（ｉ）に示すように、電気絶縁性基板の素材１０１´を挟むように、支持体１１２と支持体１１３が位置合わせして重ねられる。このとき、支持体１１２は、半導体チップ１０５及びチップ部品１１０が電気絶縁性基板の素材１０１´側を向いた状態で、電気絶縁性基板の素材１０１´と位置合わせされ、支持体１１３は、第２の配線パターン１０３が形成された面が電気絶縁性基板の素材１０１´側を向いた状態で、電気絶縁性基板の素材１０１´と位置合わせされる。
【００９０】
次に、図８（ｊ）に示すように、位置合わせして重ねたものを、プレス装置の下プレス板５０ａと上プレス板５０ｂによって挟んで、加熱加圧することにより、半導体チップ１０５及びチップ部品１１０が電気絶縁性基板の素材１０１´に埋設され、一体化される。この時のチップ部品１１０及び半導体チップ１０５の埋設は、電気絶縁性基板の素材１０１´中の熱硬化樹脂が硬化する前の状態で行われ、さらに加熱して硬化させ、電気絶縁性基板１０１の熱硬化樹脂および導電性樹脂組成物４０２の熱硬化樹脂が完全に硬化される。この工程が、本発明の加熱加圧工程の一例に相当する。
【００９１】
これにより、図９に示すように、電気絶縁性基板１０１と半導体チップ１０５、第１の配線パターン１０２、及び第２の配線パターン１０３が機械的に強固に接着する。また、同様に導電性樹脂組成物４０２の硬化によりインナービア１０４が形成され、第１の配線パターン１０２と第２の配線パターン１０３の電気的接続が行われ固定される。
【００９２】
その後、図９の状態から支持体１１２及び１１３が除去されると、本実施の形態１の回路部品内蔵モジュール１００が得られる。
【００９３】
以上に示した製造方法により、本実施の形態１の回路部品内蔵モジュール１００を製造することが出来る。
【００９４】
又、特許文献２で開示されているような複雑な構成にすることなく、多数の微小孔を有する電気絶縁性基板を用いるという簡単な構成及び製造方法でハンダの再溶融による圧縮応力を緩和することが可能となる。
【００９５】
又、本実施の形態１の回路部品内蔵モジュール１００では、インナービア１０４を備えることで、電気絶縁性基板の層間の電気接続が可能となり、配線収納性を高めることが出来る。
【００９６】
尚、本実施の形態１では、第１の配線パターン１０２及び第２の配線パターン１０３は、支持体１１２、１１３上に形成されているが、支持体１１２、１１３の代わりにプリント基板、回路部品実装モジュールや本発明の回路部品内蔵モジュール等の表面に形成されていてもよい。その一例としては実施の形態１で説明した図７の回路部品内蔵モジュール７００の構成が挙げられる。図７に示す回路部品内蔵モジュール７００を製造する際には、支持体１１３の代わりに、回路部品内蔵モジュール４００上に第２の配線パターン１０３が形成される。又、支持体１１２の代わりに多層プリント配線板３００上に第１の配線パターン１０２が形成されてチップ部品１１０等が実装される。そして、これら配線パターンが形成された回路部品内蔵モジュール４００及び多層プリント配線板３００が、電気絶縁性基板の素材１０１´を挟むように位置合わせされ、プレス装置によって一体化される。
【００９７】
特に、支持体１１２の代わりに多層プリント配線板３００として多層セラミック基板を用いる場合、微小孔１０ａを有していない樹脂部材によって形成された従来の電気絶縁性基板を用いた場合と比較してソリを緩和することが出来る。これは、セラミック基板と一般の樹脂では熱膨張率が大きく異なるために、貼り合わせた場合にソリが発生するが、本実施の形態１の多数の微小孔１０ａを有する電気絶縁性基板１０１を用いることによって、微小孔がソリを緩和するため、ソリの程度を小さく出来るためである。
【００９８】
更に、支持体１１２の代わりに多層プリント配線板３００として多層セラミック基板を用い、本実施の形態１と異なる従来の電気絶縁性基板を用いた場合、図８（ｊ）に示した加熱加圧工程において、セラミックスが割れるという問題が生じる場合があった。支持体１１２に代えてセラミック基板を用いた場合、加熱加圧工程においてセラミック基板が下プレス板５０ａと従来の電気絶縁性基板との間に挟み込まれる形状となる。セラミックは剛性が高いものの靭性が低いため、プレス板の圧力や上記ソリなどの影響により割れが発生する場合がある。
【００９９】
しかしながら、本実施の形態の微小孔を有する電気絶縁性基板１０１を用いることで、セラミック基板に加わるソリや圧力を電気絶縁性基板１０１が緩和することにより割れを抑制することができる。
【０１００】
上記実施の形態１、２において説明したような回路部品内蔵モジュールは、電子機器に搭載されて好適に使用される。特に、実装面積に厳しい制限がある携帯用電子機器（例えば、携帯電話、ＰＤＡなど）に好適に用いられるが、いわゆるデジタル家電（デジタルテレビなど）のような電子機器にも用いられる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明の回路部品内蔵モジュール及びその製造方法によれば、ハンダの再溶融による不良を低減することが可能な効果を有し、回路部品内蔵モジュール等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明にかかる実施の形態１における回路部品内蔵モジュール１００の構成を模式的に示す断面図
【図２】本発明にかかる実施の形態１における回路部品内蔵モジュール１００のチップ部品１１０近傍の構成を模式的に示す断面図
【図３】（ａ）（ｂ）本発明にかかる実施の形態１における回路部品内蔵モジュール１００に用いられる電気絶縁性基板１０１の微小孔１０ａを有する樹脂部材１０を示すための断面図
【図４】（ａ）本実施の形態１のような多数の微小孔が形成されていない基板２０１を用いた回路部品内蔵モジュールのチップ部品１１０近傍の構成を模式的に示す断面図、（ｂ）図４（ａ）に示す構成においてショートが発生した状態を模式的に示す断面図
【図５】（ａ）インナービアホールの正面模式図、（ｂ）図５（ａ）の上方からのＸ線画像を示す図、（ｃ）ビアが流れ、形状が保持出来ない状態のインナービアホールの正面模式図、（ｄ）図５（ｃ）の上方からのＸ線画像を示す図
【図６】（ａ）本発明にかかる実施の形態１における回路部品内蔵モジュール１００のチップ部品１１０近傍の構成を模式的に示す断面図、（ｂ）本発明にかかる実施の形態１の変形例における回路部品内蔵モジュールのチップ部品１１０近傍の構成を模式的に示す断面図、（ｃ）本発明にかかる実施の形態１の変形例における回路部品内蔵モジュールのチップ部品１１０近傍の構成を模式的に示す断面図
【図７】本発明にかかる実施の形態１における部品内蔵モジュール１００の変形例の構成を模式的に示す断面図
【図８】（ａ）〜（ｊ）本発明にかかる実施の形態２における回路部品内蔵モジュール１００の製造方法を説明するための工程断面図
【図９】本発明にかかる実施の形態２における回路部品内蔵モジュールの製造方法を説明するための断面図
【図１０】従来の回路部品内蔵モジュール４００の構成斜視図
【図１１】従来の回路部品内蔵モジュールの回路部品近傍の拡大斜視図
【符号の説明】
【０１０３】
１００  回路部品内蔵モジュール
１０１  電気絶縁性基板
１０１ａ  微小孔を有する電気絶縁性基板
１０１ｂ  微小孔を有しない電気絶縁性基板
１０２、１０３  配線パターン
１０４  インナービア
１０５  半導体チップ（回路部品）
１０６  ダイボンディング剤
１０８  ワイヤー部
１０９  封止剤
１１０  チップ部品（回路部品）
１１１  ハンダ
１１２、１１３  支持体
４０１  貫通孔
４０２  導電性樹脂組成物
４０３  剥離フィルム
【図１】
2010205934.tif 000004
【図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】
2010205934.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2010205934.tif 000012
【図１１】
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【図３】
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