(57)【要約】      （修正有）【課題】超音波を利用して付着フィルム及び絶縁材を硬化することで、チップのシフトの発生をなくし、製造工程時間を短縮させる電子部品内蔵型プリント基板の製造方法を提供する。【解決手段】電子部品支持部１００の上部に、下面に付着フィルム５００が塗布された電子部品３００を配置し、電子部品３００及び電子部品支持部１００の上部に絶縁材９００を塗布した後、前記付着フィルム５００及び絶縁材９００を同時に超音波硬化し、前記電子部品３００を前記電子部品支持部１００に固定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）電子部品支持部の上部に、下面に付着フィルムが塗布された電子部品を配置する段階；及び
（Ｂ）前記付着フィルムを超音波硬化し、前記電子部品を前記電子部品支持部に固定する段階；
を含むことを特徴とする、電子部品内蔵型プリント基板の製造方法。
【請求項２】
前記（Ａ）段階及び前記（Ｂ）段階は、
電子部品ピックアップツールと超音波硬化器が結合された電子部品実装装置によって行われることを特徴とする、請求項１に記載の電子部品内蔵型プリント基板の製造方法。
【請求項３】
前記（Ａ）段階の後、
前記電子部品を取り囲むように、前記電子部品及び前記電子部品支持部の上部に絶縁材を塗布する段階をさらに含み、
前記（Ｂ）段階の前記電子部品を前記電子部品支持部に固定する段階は、前記絶縁材と前記付着フィルムを同時に超音波硬化することでなされることを特徴とする、請求項１に記載の電子部品内蔵型プリント基板の製造方法。
【請求項４】
前記付着フィルムはエポキシ系樹脂を含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の電子部品内蔵型プリント基板の製造方法。
【請求項５】
前記電子部品支持部はプリント基板のキャビティの底面に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の電子部品内蔵型プリント基板の製造方法。
【請求項６】
前記電子部品支持部はメタルシートであることを特徴とする、請求項１に記載の電子部品内蔵型プリント基板の製造方法。
【請求項７】
前記（Ｂ）段階の後、
（Ｉ）前記電子部品を取り囲むように、前記電子部品及び前記電子部品支持部の上部に絶縁材を塗布する段階；及び
（ＩＩ）前記絶縁材の上部に前記電子部品に形成された外部接続端子と接続するビア及び回路パターンを形成する段階；
をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の電子部品内蔵型プリント基板の製造方法。
【請求項８】
前記電子部品実装装置は、真空吸着器を含む前記ピックアップツールの一側に結合されたコンバータ、ブースター及び超音波ホーンを含む超音波硬化器を含んでなることを特徴とする、請求項２に記載の電子部品内蔵型プリント基板の製造方法。
【請求項９】
前記絶縁材はエポキシ系樹脂を含んでなることを特徴とする、請求項２に記載の電子部品内蔵型プリント基板の製造方法。
【請求項１０】
前記（Ｂ）段階の後、
前記絶縁材の上部に前記電子部品に形成された外部接続端子と接続するビア及び回路パターンを形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の電子部品内蔵型プリント基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子部品内蔵型プリント基板の製造方法に係り、より詳しくは電子部品ピックアップツールと超音波硬化器が結合した電子部品実装装置を使用して電子部品内蔵型プリント基板を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、次世代多機能性、小型パッケージ技術の一つとし、半導体チップ内蔵プリント基板の開発が注目されている。
【０００３】
半導体内蔵基板は、このような多機能性、小型化の利点とともに高機能化の利点も持っている。これは、フリップチップまたはＢＧＡ（ｂａｌｌ ｇｒｉｄ ａｒｒａｙ）に使用されるワイヤボンディングまたはソルダーボールを利用した半導体チップの電気的連結過程で発生し得る信頼性問題を改善することができる方便を提供するからである。
【０００４】
従来のパッケージ基板の製造工程は、（ａ）基板を準備する段階、（ｂ）基板にダイ（ｄｉｅ ｏｒ ｃｈｉｐ）ボンディング（ｂｏｎｄｉｎｇ ｏｒ ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）を行う段階、（ｃ）高温熱圧着（ｈｅａｔ ｖａｃｕｕｍ ｐｒｅｓｓ）で積層（ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）する段階、及び（ｄ）回路及びビアを形成する段階から構成される。ここで、ダイボンディング工程は、基板あるいはピックアップツールを加熱するとともにウェハー（ｗａｆｅｒ）などに形成されているダイをピックアップして基板上に置き、ダイボンダーを基板に仮接着するために、一定時間圧力を加えてダイをボンディングする方法である。この際、液状の有機または無機接着剤またはフィルム型のダイアタッチフィルム（ｄｉｅ ａｔｔａｃｈ ｆｉｌｍ）を使用してダイを基板に接着するので、ダイボンディングの際、一定時間熱を加える工程が必要である。しかし、ダイを付着するために、一定時間基板全体にわたって熱を加える場合、最初に置いたダイと最後に置いたダイが熱を受ける時間が違うので、ダイシフト（ｓｈｉｆｔ）などを引き起こす問題点があった。
【０００５】
また、ダイの上部に絶縁材を高温熱圧着して積層する方法は、ガラス転移温度（Ｔｇ）より１５〜２０℃高い熱を加えることで、半硬化した樹脂を完全に硬化させる工程であって、これは数時間の熱硬化過程が必要なので、工業的見地で非経済的であるという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記のような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、超音波を利用して付着フィルム及び絶縁材を硬化することで、チップのシフトの発生をなくし、製造工程時間を短縮させることができる電子部品内蔵型プリント基板の製造方法を提供するすることにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による電子部品内蔵型プリント基板の製造方法は、（Ａ）電子部品支持部の上部に、下面に付着フィルムが塗布された電子部品を配置する段階；及び（Ｂ）前記付着フィルムを超音波硬化し、前記電子部品を前記電子部品支持部に固定する段階；を含む。
【０００８】
前記（Ａ）段階及び前記（Ｂ）段階は、電子部品ピックアップツールと超音波硬化器が結合された電子部品実装装置によって行われることができる。
【０００９】
前記（Ａ）段階の後、前記電子部品を取り囲むように、前記電子部品及び前記電子部品支持部の上部に絶縁材を塗布する段階をさらに含み、前記（Ｂ）段階の前記電子部品を前記電子部品支持部に固定する段階は、前記絶縁材と前記付着フィルムを同時に超音波硬化することでなされることができる。
【００１０】
前記付着フィルムはエポキシ系樹脂を含んでなることができる。
【００１１】
前記電子部品支持部はプリント基板のキャビティの底面に形成されることができる。
【００１２】
前記電子部品支持部はメタルシートであることができる。
【００１３】
前記（Ｂ）段階の後、（Ｉ）前記電子部品を取り囲むように、前記電子部品及び前記電子部品支持部の上部に絶縁材を塗布する段階；及び（ＩＩ）前記絶縁材の上部に前記電子部品に形成された外部接続端子と接続するビア及び回路パターンを形成する段階；をさらに含むことができる。
【００１４】
前記電子部品実装装置は、真空吸着器を含む前記ピックアップツールの一側に結合されたコンバータ、ブースター及び超音波ホーンを含む超音波硬化器を含んでなることができる。
【００１５】
前記絶縁材はエポキシ系樹脂を含んでなることができる。
【００１６】
前記（Ｂ）段階の後、前記絶縁材の上部に前記電子部品に形成された外部接続端子と接続するビア及び回路パターンを形成する段階をさらに含むことができる。
【００１７】
本発明の特徴及び利点は添付図面に基づく以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
【００１８】
本明細書及び請求範囲に使用された用語または単語は通常的で辞書的な意味として解釈されてはならず、発明者が自分の発明を最良の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想に合う意味及び概念として解釈されなければならない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による電子部品内蔵型プリント基板の製造方法によれば、超音波を利用して絶縁層を硬化するため、分解温度（Ｔｄ）以下の温度で、厚さによって数秒ないし数十分に硬化時間を短縮させることができるので、工業的見地で経済的である。
【００２０】
また、ピックアップツールと超音波硬化器が結合された電子部品実装装置によって行われるので、製造工程時間が短縮される利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の好適な第１実施例による電子部品内蔵型プリント基板の製造方法を工程手順に示す図である。
【図２】本発明の好適な第１実施例による電子部品内蔵型プリント基板の製造方法を工程手順に示す図である。
【図３】本発明の好適な第１実施例による電子部品内蔵型プリント基板の製造方法を工程手順に示す図である。
【図４】本発明の好適な第１実施例による電子部品内蔵型プリント基板の製造方法を工程手順に示す図である。
【図５Ａ】本発明の好適な第１実施例による電子部品内蔵型プリント基板の製造方法を工程手順に示す図である。
【図５Ｂ】本発明の好適な第１実施例による電子部品内蔵型プリント基板の製造方法を工程手順に示す図である。
【図６】本発明の好適な第１実施例による電子部品内蔵型プリント基板の製造方法を工程手順に示す図である。
【図７】本発明の好適な第２実施例による電子部品内蔵型プリント基板の製造方法を工程手順に示す図である。
【図８】本発明の好適な第２実施例による電子部品内蔵型プリント基板の製造方法を工程手順に示す図である。
【図９】本発明の好適な第２実施例による電子部品内蔵型プリント基板の製造方法を工程手順に示す図である。
【図１０】本発明の好適な第２実施例による電子部品内蔵型プリント基板の製造方法を工程手順に示す図である。
【図１１】本発明の好適な第２実施例による電子部品内蔵型プリント基板の製造方法を工程手順に示す図である。
【図１２】図１に示す電子部品実装装置の超音波硬化器の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明による電子部品内蔵型プリント基板の製造方法の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。添付図面の全般にわたって、同一ないし対応する構成要素は同一の図面符号を付け、その重複した説明は省略する。本明細書において、上部、下部などの用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別するために使用するもので、構成要素が前記用語によって制限されるものではない。
【００２３】
図１〜図６は本発明の好適な第１実施例による電子部品内蔵型プリント基板の製造方法を工程手順に示す図である。
【００２４】
まず、電子部品支持部１００の上部に、下面に付着フィルム５００が塗布された電子部品３００を配置する段階である。
【００２５】
図１に示すように、電子部品ピックアップツール７００によって、電子部品３００が電子部品支持部１００の上部に移動する。
【００２６】
電子部品支持部１００は実装すべき電子部品３００を安定に支持する構成のもので、例えば両面銅張積層板（ＣＣＬ）、メタルシートなどであることができる。本発明における電子部品支持部１００は、後に形成されるプリント基板に電子部品３００を安定的に内蔵するようにプリント基板の製造工程で電子部品３００を支持する構成であれば充分である。すなわち、電子部品支持部１００は後に形成される電子部品内蔵型プリント基板の一部を構成することもでき、あるいは工程中に除去されてプリント基板に含まれない構成であることができる。本実施例においては、電子部品支持部１００として銅からなったメタルシートを使用する。
【００２７】
ついで、図２に示すように、下面付着フィルム５００が塗布された電子部品３００を電子部品支持部１００の上面に位置させる。ここで、付着フィルム５００はエポキシ系樹脂を含むダイアタッチフィルム（ｄｉｅ ａｔｔａｃｈ ｆｉｌｍ）であることが好ましい。
【００２８】
電子部品３００はプリント基板と電気的に連結されて特定の機能をする部品であって、例えばキャパシタ素子または半導体素子であることができ、電子部品３００の一面には、後に形成されるプリント基板と電気的に連結されることができる外部接続端子３１０が備えられる。本実施例においては、電子部品３００として内部に電子回路が集積した半導体チップを使用し、半導体の一面には電子部品３００に電気信号を伝達する外部接続端子３１０が形成されている。
【００２９】
ついで、図３に示すように、電子部品３００を取り囲むように、電子部品３００及び電子部品支持部１００の上部に絶縁材９００を塗布する。すなわち、電子部品支持部１００の上部に電子部品３００が配置されれば、好ましくはエポキシ系樹脂を含むプリプレグでなる絶縁材９００を塗布する。
【００３０】
ついで、図４に示すように、付着フィルム５００及び絶縁材９００を同時に硬化させる。付着フィルム５００及び絶縁材９００を同時に超音波硬化させることで、電子部品３００を電子部品支持部１００に固定する。
【００３１】
この際、電子部品３００の配置及び付着フィルム５００と絶縁材９００の硬化は、電子部品３００ピックアップツール７１０と超音波硬化器７３０が結合された電子部品３００用実装装置７００によって行われる。ここで、ピックアップツール７１０は電子部品３００を移すことができる真空吸着器７１１を含んで構成され、真空吸着器７１１の吸着力によって電子部品３００を持ち上げて所望の位置に配置させることができる。
【００３２】
超音波硬化器７３０は、超音波を縦方向または横方向に発生させる超音波ホーン７３５（図１２参照）を含む構成である。図１２は本実施例に使用される電子部品３００の実装装置７００に含まれた超音波硬化器７３０の概略的な構成図を開示し、これに基づいて超音波硬化器７３０を簡単に説明する。
【００３３】
図１２に示すように、超音波硬化器７３０は、大別して、電源及びアクチュエータ（図示せず）、コンバータ７３１、ブースター７３３、及び超音波ホーン７３５で構成される。コンバータ７３１は超音波装置の一部であって、アクチュエータに装着されている。コンバータ７３１（トランスデューサ）は電源から超音波電気エネルギーを受ける。高周波電気振動を電気振動と同一周波数の機械振動に変換させ、コンバータ７３１の核心部分は圧電セラミック素子でなっている。この要素に交流電圧を供給すれば、膨脹と収縮を繰り返し、結果的に電気的な周波数と９０％以上同一である機械的な周波数発振を行う機械的なエネルギーへの変換が可能になる。
【００３４】
ブースター７３３はホーン７３５を通じて材料に伝達される振幅を増減させる機械的変換器として利用できる。超音波組立体の性能は正確なホーン７３５の表面の振幅により、振幅はホーン７３５形態の関数であって、溶着材料のサイズ及び形態によって大きな影響を受ける。ブースター７３３はアルミニウムまたはチタン材の共鳴性半波長セクションでなり、超音波スタックの一部としてコンバータ７３１とホーン７３５の間に装着される。ブースター７３３は、一緒に使用されるコンバータ７３１と同一の周波数で共鳴するように設計される。
【００３５】
超音波ホーン７３５は典型的に半波長セクションに調律され、必要な力と振動を溶着材料に均一に作用させる構成である。超音波ホーン７３５は、コンバータ７３１から接合材料に振動を伝達する。超音波ホーン７３５は、用途によって、チタン合金、アルミニウム、または鋼鉄で製作できる。
【００３６】
さらに、図示されていないが、超音波硬化器７３０は、材料に作用する力を測定して超音波を稼働させ、接合条件を記録するロードセルをさらに含むことができる。
【００３７】
超音波硬化器７３０の作動に先立ち、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で硬化対象物のエンタルピーを測定し、超音波硬化器７３０を作動し、測定されたエンタルピーの熱量を加える方法で超音波の振幅を調節することにより、材料のガラス転移温度（Ｔｇ）以上でありながら分解温度以下の温度を印加する。これにより、超音波を利用してエポキシ分子の振動を引き起こし、材料自体の発熱反応によって硬化を進めることができる。
【００３８】
前述した構成のピックアップツール７１０と超音波硬化器７３０を結合して一体化することにより、ピックアップツール７１０によって半導体チップが実装された位置に超音波硬化器７３０が配置されるので、装備の配置と硬化に必要な時間を短縮させることができる利点がある。ここで、本実施例の容易な理解のために、ピックアップツール７１０及び超音波硬化器７３０が電子部品３００及び絶縁材９００と付着する面積が非常に小さいものとして示されているが、ピックアップツール７１０の真空吸着器７１１は吸着対象物の電子部品３００に比べて面積が広いものが好ましく、超音波硬化器７３０の超音波ホーン７３５は硬化対象物の付着フィルム５００及び絶縁材９００の広さの約９０％の面積を持つことが好ましい。
【００３９】
一方、前述した工程では、絶縁材９００を積層した後、付着フィルム５００と絶縁材９００を同時に超音波硬化する工程についてだけ説明したが、図５Ａに示すように、絶縁材９００積層前に付着フィルム５００を超音波硬化してから、図５Ｂに示すように、絶縁材９００を積層することも可能である。この際、絶縁材９００は必ずしも超音波硬化しなければならないものではなく、熱硬化方式で硬化することができる。
【００４０】
ついで、図６に示すように、絶縁材９００の両面に電子部品３００に形成された外部接続端子３１０と電気的に接続するビア９１０及び回路パターン９３０を形成する。
【００４１】
付着フィルム５００及び絶縁材９００の硬化が完了すれば、ＹＡＧレーザーまたはＣＯ２レーザーを利用したレーザードリリングで絶縁材９００の一面に電子部品３００の外部接続端子３１０を露出するブラインドビアホールを形成し、通常のセミアディティブ法（ＳＡＰ）でビア９１０及び回路パターン９３０を形成することができる。この際、電子部品３００の下部には、メタルシートでなる支持部１００をエッチングして回路パターン９３０を形成することができ、図示されていないが、絶縁材９００の上下を電気的に連結するビアをさらに形成することができることはもちろんである。
【００４２】
本実施例においては、メタルシートを利用して回路パターン９３０を形成し、セミアディティブ法で電子部品３００と接続するビア及び回路パターン９３０を形成する工程についてだけ説明したが、本発明がこれに制限されるものではない。当該技術分野の当業者であれば、メタルシートでなる電子部品支持部１００の下部に更なる下部絶縁層を積層し、下部絶縁層に回路パターン９３０を形成するか、更なるビルドアップ層を形成する方式などによって電子部品内蔵型プリント基板を構成することができることが容易に理解することができる。
【００４３】
図７〜図１１は本発明の好適な第２実施例による電子部品内蔵型プリント基板の製造方法を工程手順に示す図である。以下、これら図を参照して第２実施例について説明し、第１実施例と重複する説明は省略する。
【００４４】
まず、プリント基板２００の電子部品３００形成用キャビティ２７０の底面に形成された電子部品支持部２１０に電子部品３００を位置させる段階である。
【００４５】
図７に示すように、電子部品支持部２１０を持つ両面プリント基板２００が提供される。本実施例の電子部品支持部２１０は、絶縁部材の両面に形成された回路パターン２３０、絶縁部材の両面を電気的に連結するビア２５０、及び絶縁材９００を貫通する電子部品３００実装キャビティ２７０を含むプリント基板２００のキャビティ２７０の底面に形成される。このような支持部２１０は、プリント基板２００に形成された金属パターンまたはプリント基板２００の下部に付着した支持テープであることができる。本実施例においては、両面プリント基板２００について例示的に図示及び説明するが、本発明がこれに限定されるものではなく、片面または多層プリント基板にも同様に本発明の技術的特徴を適用することができることはいうまでもない。プリント基板２００に形成されるキャビティ２７０はＣＮＣドリリングまたはレーザードリリングで加工することができ、プリント基板２００の製造は公知技術によってなされるので、ここではその詳細な説明は省略する。
【００４６】
電子部品支持部２１０が提供されれば、図８に示すように、下面付着フィルム５００が塗布された電子部品３００を電子部品支持部２１０の上面に位置させる。ここで、付着フィルム５００はエポキシ系の樹脂を含むダイアタッチフィルムであることが好ましい。
【００４７】
ついで、図９に示すように、電子部品３００を取り囲むように、電子部品３００及び電子部品支持部２１０の上部に絶縁材９００を塗布し、付着フィルム５００及び絶縁材９００を同時に硬化させる。
【００４８】
電子部品支持部２１０の上部に電子部品３００が配置されれば、好ましくはエポキシ系樹脂を含むプリプレグでなる絶縁材９００を塗布し、付着フィルム５００及び絶縁材９００を超音波硬化して電子部品３００を電子部品支持部２１０に固定する。絶縁材９００の塗布によってプリント基板２００のキャビティ２７０は絶縁材９００で充填される。
【００４９】
前述した電子部品３００の配置及び付着フィルム５００と絶縁材９００の硬化は、電子部品３００ピックアップツール７１０と超音波硬化器７３０が結合された電子部品３００実装装置７００によってなされる。
【００５０】
一方、前述した工程では、絶縁材９００を積層した後、付着フィルム５００と絶縁材９００を同時に超音波硬化する工程についてだけ説明したが、図１０に示すように、絶縁材９００の積層に先立ち、付着フィルム５００を超音波硬化した後、絶縁材９００を積層することも可能である。この際、絶縁材９００は必ずしも超音波硬化しなければならないものではなく、熱硬化方式で硬化することができる。
【００５１】
ついで、図１１に示すように、絶縁材９００の両面に電子部品３００に形成された外部接続端子３１０と電気的に接続するビア９１０及び回路パターンを形成する。
【００５２】
付着フィルム５００及び絶縁材９００の硬化が完了すれば、ＹＡＧレーザーまたはＣＯ２レーザーを利用したレーザードリリングで絶縁材９００の一面に電子部品３００の外部接続端子３１０及び両面プリント基板２００の回路層を露出するブラインドビアホールを形成し、無電解シード層を形成した後、メッキレジスト層を積層し、電解メッキを行う通常のセミアディティブ法でビア９１０及び回路層を形成することができる。
【００５３】
前述した実施例による電子部品内蔵型プリント基板の製造方法によれば、超音波を利用して絶縁層を硬化するので、分解温度（Ｔｄ）以下の温度に数分ないし数十分に硬化時間を短縮させることができるので、工業的見地で経済的である。
【００５４】
また、付着フィルム５００を先に超音波で硬化させる方式によれば、付着フィルム５００の硬化時間を１秒未満に減らすことができ、工程時間が短縮するだけでなく電子部品３００のシフトなどの誘発を防止することができる。
【００５５】
また、本実施例による電子部品内蔵型プリント基板の製造はピックアップツール７１０と超音波硬化器７３０が結合された電子部品３００実装装置７００によってなされるので、製造工程時間が短縮する利点がある。
【００５６】
一方、本発明は前記開示した実施例に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲を逸脱しない範囲内で多様に修正及び変形できることが当該技術分野で通常の知識を持った者に明らかであろう。よって、そのような変形例または修正例は本発明の特許請求範囲に属するものである。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、電子部品ピックアップツールと超音波硬化器が結合した電子部品実装装置を使用して電子部品内蔵型プリント基板を製造することに適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１００、２１０    電子部品支持部
２００    プリント基板
２１０    電子部品支持部
２３０    回路パターン
２５０    ビア
２７０    キャビティ
３００    電子部品
３１０    外部接続端子
５００    付着フィルム
７００    電子部品実装装置
７１０    ピックアップツール
７１１    真空吸着器
７３０    超音波硬化器
７３１    コンバータ
７３３    ブースター
７３５    超音波ホーン
９００    絶縁材
９１０    ビア
９３０    回路パターン
【図１】
2010129994.tif 000003
【図２】
2010129994.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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【図１０】
2010129994.tif 000013
【図１１】
2010129994.tif 000014
【図１２】
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