(57)【要約】【課題】モジュール積層数によって電子部品装着できない領域が発生する。【解決手段】回路基板１の一方面側において電子部品２ａを覆う樹脂層３９と、この樹脂層３９と回路基板１の他面側のいずれか一方に設けられた接続端子３４ａ、３４ｂと、モジュール３２の両面を接続するスルーホール４６とが予め形成された部品内蔵モジュールを用いるとともに、モジュール３３には、接続端子３４ａ、３４ｂと対応する位置に形成された接続端子３５ａ、３５ｂと、この接続端子３５ａ、３５ｂと電子部品２ｂとの間を接続するスルーホール４７とが予め形成されたモジュールを用い、導体層３４と導体層３５との間に設けられた絶縁層３６には、接続端子３４ａ、３４ｂと接続端子３５ａ、３５ｂ間を夫々接続する導電性接着剤３６とを設けたものである。これによりモジュール３３においてスルーホール４７や電子部品２ｃの位置は、スルーホール４６の位置による規制を受けない。【選択図】図１
2006324568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一と第二のモジュールの夫々は回路基板と、この回路基板の一方面側に装着された電子部品とを有し、前記第一のモジュールの上に前記第二のモジュールが積み重ねて接続された多層モジュールにおいて、前記第一のモジュールには、前記回路基板の一方面側において前記電子部品を覆うように形成された第一の樹脂層と、この第一の樹脂層と前記回路基板の他面側とのいずれか一方に形成された第一の導体層と、この第一の導体層に設けられた第一の接続端子と、前記第一の導体層の反対面に設けた第二の導体層と、この第二の導体層と前記第一の導体層とを接続するスルーホールとが予め形成された部品内蔵モジュールを用いるとともに、前記第二のモジュールには、前記第一の導体層に対向して配置された第三の導体層と、この第三の導体層に前記第一の接続端子と対応する位置に形成された第二の接続端子と、この第二の接続端子と第二のモジュールにおける電子部品との間を接続する接続導体とが予め形成されたモジュールを用い、前記第一と第三の導体層の間に設けられた絶縁層と、この絶縁層に設けられるとともに前記第一と第二の接続端子間を接続する接続部材とを設けるとともに、前記第一と第二のモジュールの外周部には夫々切断面を有し、前記第一と第二のモジュールの切断面は一直線上に並んで形成された多層モジュール。
【請求項２】
接続部材は、熱硬化性の導電性接着剤を用いた請求項１に記載の多層モジュール。
【請求項３】
絶縁層は、熱硬化性樹脂とした請求項１に記載の多層モジュール。
【請求項４】
第二のモジュールには発振回路と、この発振回路を構成するインダクタとを含み、第三の導体層側に前記インダクタのトリミングによる調整孔を設けた請求項３に記載の多層モジュール。
【請求項５】
第一の樹脂層は、電子部品を覆う樹脂埋設部と、この樹脂埋設部を覆って形成された基材入り樹脂部とから形成された請求項１に記載の多層モジュール。
【請求項６】
第一の樹脂層の外周部近傍は基材入りの樹脂部とし、この基材入りの樹脂部にスルーホールが形成された請求項１に記載の多層モジュール。
【請求項７】
スルーホールは半円状とするとともに、第一のモジュールの側面に形成された請求項１に記載の多層モジュール。
【請求項８】
第一と第二のモジュールとの外周端同士の間は絶縁部とした請求項１に記載の多層モジュール。
【請求項９】
絶縁層は、第一と第三の導体層上に形成されたソルダレジストとするとともに、接続部材はクリームはんだとした請求項１に記載の多層モジュール。
【請求項１０】
第一と第二のモジュールとは、前記第一と第二のモジュールのソリ方向が同じ方向となるように積み重ねられた請求項９に記載の多層モジュール。
【請求項１１】
第一と第二のモジュールとは、互いにソリ量が同じとした請求項９に記載の多層モジュール。
【請求項１２】
接続部材として使用されるクリームはんだの融点は、請求項９記載の多層モジュールがマザー基板に接続されるために使用されるはんだの融点より高くした請求項９に記載の多層モジュール。
【請求項１３】
第一と第二のモジュールのソリ方向は逆方向とした請求項１２に記載の多層モジュール。
【請求項１４】
第二のモジュールには、回路基板の一方面側において電子部品を覆うように形成された第二の樹脂層を有し、第三の導体層は前記樹脂層側と前記回路基板の他面側のいずれか一方に形成された請求項１に記載の多層モジュール。
【請求項１５】
第二のモジュールには、第一の導体層の反対面側に第四の導体層を設け、この第四の導体層上に第二の電子部品が装着された請求項１４に記載の多層モジュール。
【請求項１６】
第二のモジュールには、第一の導体層の反対面側に第四の導体層を設け、この第四の導体層はグランドとした請求項１４に記載の多層モジュール。
【請求項１７】
第一と第二のモジュールは、前記第一と第二のモジュールの樹脂層同士あるいは、回路基板同士が対向するように配置された請求項１４に記載の多層モジュール。
【請求項１８】
第一の樹脂層と第二の樹脂層との厚みは略等しくした請求項１７に記載の多層モジュール。
【請求項１９】
第一と第二のモジュールは、前記第一と第二のモジュールの回路基板同士が対向するように配置されるとともに、樹脂層は熱硬化性樹脂で充填された請求項１４に記載の多層モジュール。
【請求項２０】
第一と第二のモジュールとは、前記第一と第二のモジュールのソリ方向が互いに逆方向となるように配置された請求項１４に記載の多層モジュール。
【請求項２１】
絶縁層は、熱硬化性樹脂で充填された請求項１４に記載の多層モジュール。
【請求項２２】
絶縁層は、基材入り樹脂で充填された請求項１４に記載の多層モジュール。
【請求項２３】
回路基板と、この回路基板の一方に装着された電子部品と、前記回路基板の一方面に設けられて、前記電子部品を覆う樹脂層と、この樹脂層と前記回路基板の少なくともいずれか一方に設けられた導体層と、この導体層に設けられた接続端子とを夫々に有する複数のモジュールを備え、夫々のモジュールの接続端子同士が対向して配置されるように前記複数のモジュールが積層された多層モジュールにおいて、前記モジュールの導体層同士の間に設けられた絶縁層と、この絶縁層に設けられるとともに、対応するモジュールの前記接続端子同士を接続する接続部材とを設け、前記モジュールには、前記回路基板の上側に前記樹脂層が配置されるように積層された順方向モジュールと、この順方向モジュールに対し前記樹脂層が逆方向となるように積層された逆積層モジュールとを有した多層モジュール。
【請求項２４】
順方向モジュールと逆方向モジュールとは夫々同じ個数だけ積層された請求項２３に記載の多層モジュール。
【請求項２５】
順方向モジュールにおける樹脂層の総厚みと、逆方向モジュールにおける樹脂層の総厚みとは略等しくした請求項２３に記載の多層モジュール。
【請求項２６】
請求項１に記載の多層モジュールの製造方法において、複数の第一のモジュールが連結された第一のシートモジュールに対して、前記第一のシート状モジュールにおける第一の接続端子上に接続部材を供給し、その後で複数の第二のモジュールが連結された第二のシートモジュールにおける第二の接続端子と前記接続部材とが対応するように積層し、この第一のモジュールと接続部材と第二のモジュールとの積層体を加熱・圧着して一体化し、その後で前記第一のモジュールと第二のモジュールとの連結部を共に切断する多層モジュールの製造方法。
【請求項２７】
第一のシートモジュールは、複数の回路基板が連結されるとともに予め両面に導体パターンが形成されたシート基板の一方の面に電子部品を装着し、その後で前記回路基板の電子部品装着面側に前記電子部品を覆うように第一の樹脂層を形成させるとともに、前記樹脂層の上に第二の接続端子を形成し、その後で第一の導体層と第二の導体層との間をスルーホールで接続する請求項１７に記載の多層モジュールの製造方法。
【請求項２８】
第一の樹脂層の形成は、電子部品が装着されたシート基板の電子部品装着面側に、前記電子部品に対応する位置に予め孔が形成された熱硬化性樹脂製の樹脂シートを積層し、その後で前記シート基板と樹脂シートとの積層体を加熱・圧着して一体化した請求項２７に記載の多層モジュール。
【請求項２９】
樹脂シートは、第一の温度範囲では板状体とし、前記第一の温度範囲より高い第二の温度範囲では熱流動性を有し、前記第二の温度範囲より高い第三の温度範囲では硬化する熱硬化性の樹脂を用い、シート基板と樹脂シートとの積層体の一体化は、前記樹脂の温度を第二の温度範囲にまで上昇させて前記樹脂を溶かし、その後で前記樹脂の温度が前記第三の温度範囲となる前に前記樹脂シートを圧縮して前記樹脂を前記孔に強制流入させて孔を埋設し、その後で前記第三の温度範囲へ温度を上昇させる請求項２８に記載の多層モジュールの製造方法。
【請求項３０】
第二の接続端子の形成は、シート基板と樹脂シートとの積層体の上に、予め前記第二の端子が形成された硬化済み基板を、前記第二の端子形成面が上側となるように積層し、その後で前記シート基板と前記樹脂シートと前記硬化済み基板との積層体を加熱・圧着して一体化した請求項２８に記載の多層モジュール。
【請求項３１】
第二のモジュールの上面に装着された第二の電子部品と、この第二の電子部品の上方を覆うように前記第二のモジュールに装着されたカバーとを有し、第一と第二のモジュールとが一体化されたのちに、前記第二モジュール上へ前記第二の電子部品を実装し、その後に前記第二のモジュールへ前記カバーを装着する請求項２７に記載の多層モジュールの製造方法。
【請求項３２】
第一あるいは第二のモジュールの一方は、発振器を含み、この発振器の発振用インダクタが回路基板に内層化された高周波モジュールとし、前記高周波モジュールは、樹脂層の形成後であって、該高周波モジュールが前記第一あるいは第二のモジュールと積層される前に、前記発振用インダクタをトリミングして前記発振器の発振周波数を調整する請求項２７に記載の多層モジュールの製造方法。
【請求項３３】
接続部材は、接続端子に対応した位置に設けられた孔に熱硬化性の導電性樹脂を埋めたプリプレグを第一のモジュール上に積層することにより供給する請求項２７に記載の多層モジュールの製造方法。
【請求項３４】
請求項１に記載の多層モジュールにおける第一のモジュールの下方に配置された部品内蔵モジュールを有し、部品内蔵モジュールと第一のモジュールとの間の接続と、前記第一のモジュールと第二のモジュールとの間の接続は同時とした多層モジュールの製造方法。
【請求項３５】
予め電子部品が内蔵された部品内蔵モジュールが複数個積層され、この部品内蔵モジュールの積層体の上にモジュールが積み重ねられた多層モジュールの製造方法において、前記部品内蔵モジュールの夫々の上面に接続部材を供給し、これらの前記部品内蔵モジュール間に前記接続部材が挟み込まれるように積層して部品内蔵モジュールの積層体を形成し、その後でこの積層体の最上部に前記モジュールを載置し、前記積層体と前記モジュールとを一括に加熱・圧着する多層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、複数個のモジュールが積み重ねられた多層モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の多層モジュールについて以下図面を用いて説明する。図１２は、従来の多層モジュールの断面図であり、図１３は同製造フローチャートである。図１２において、回路基板１は多層基板であり、この回路基板１の上面側１ａには、導体パターン４が形成され、この導体パターン４に半導体素子やチップ部品などの電子部品２ａが実装されている。そして回路基板１の下面側１ｂには導体パターン５が形成されている。
【０００３】
このような回路基板１の上面側１ａには、電子部品２ａの外周を覆うように樹脂層６が形成される。なお、樹脂層６の上面６ａには導体パターン７が形成される。なお、樹脂層６の上面６ａに形成された導体パターン７ａと回路基板１の下面側１ｂ側に形成された導体パターン５ａとは、回路基板１と樹脂層６とを貫通したスルーホール８によって接続されている。
【０００４】
導体パターン７上には、さらに半導体素子やチップ部品などに電子部品２ｂが実装される。そして、樹脂層６の上面６ａ側は、電子部品２ｂを覆うように樹脂層９が形成される。なお、樹脂層９の上面９ａには導体パターン１０が設けられている。そして、樹脂層９の上面９ａの導体パターン１０ａと樹脂層６の上面６ａの導体パターン７ｂとを接続するために、樹脂層６、９の双方を貫通するとともに、回路基板１の下面側１ｂで導体パターン５ｂと接続されるスルーホール１３が形成される。
【０００５】
このように形成された多層モジュール１２には、さらに回路基板１における下面側１ｂと、樹脂層９の上面９ａとの夫々の外周近傍に、導体パターン５ｃ、１０ｂが形成される。そしてこれらの導体パターン５ｃ、１０ｂとは、多層モジュール１２の側面に設けられたスルーホール１３で接続される。ここで、導体パターン５ｃとスルーホール１３とは多層モジュール１２をマザー基板へ装着する場合の接続端子として用いられている。
【０００６】
以上のように構成された従来の多層モジュールの製造方法について、以下図面を用いて説明する。図１３において、まず部品実装工程２１ａにおいて回路基板１が複数個連結された状態で、回路基板１の上面側１ａに半電子部品２ａやチップ部品３ａを装着する。樹脂層形成工程２２ａでは、部品実装工程２１ａで装着された半電子部品２ａやチップ部品３ａを覆うように、回路基板１の上面側１ａに樹脂を供給し、加熱することで樹脂を硬化させる工程である。
【０００７】
このようにして樹脂層形成工程２２ａで樹脂層６を形成した後に、導体層形成工程２３ａでは、樹脂層６の上面６ａに接着剤などによって銅箔を張り付ける。次に、端子・パターン形成工程２４ａでは、導箔をエッチングなどによって所定の形状の導体パターン７、７ａを形成するとともに、導体パターン７ａ、５ａとの間を接続するスルーホール８が形成されて、多層モジュール１２の第一層目が完成する。
【０００８】
そして、二層目以上の組み立ては、一層目と同様に部品実装工程２１ｂから端子・パターン形成工程２４ｂまでの工程が、樹脂層を積み重ねる回数だけ繰り返される。端子・パターン形成工程２４ｂで、多層モジュール１２としての配線を完了した後に、切断工程２５において回路基板１と樹脂層６、９とが切断されるものである。
【０００９】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２が知られている。
【特許文献１】特開２０００−１８３２８３号公報
【特許文献２】特開２００３−３１９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながらこのような従来の多層モジュールでは、導体パターン１０ａと導体パターン７ｂとを接続するスルーホール１３は、樹脂層６、９が回路基板１上の順次積み上げられた後に形成されるので、樹脂層６、９の双方を貫通して形成されることとなる。従って、スルーホール１３が形成された位置に、半電子部品２ａやチップ部品３ａを装着することはできない。そしてこれは、積み重ねる樹脂層の層数が多いほどスルーホールによる電子部品の装着不可能領域はさらに大きくなることを意味している。また、スルーホール８は樹脂層６を貫通して設けられているので、このスルーホール８上には、半電子部品２ａやチップ部品３ａが実装できない。このように従来の多層モジュールにおいては、層間を接続するために形成するスルーホール８、１３によって電子部品が装着できない領域が発生するので、多層モジュールが大型化してしまうという課題を有している。
【００１１】
そこで本発明は、この問題を解決したもので、樹脂層の層数にかかわらず小型な多層モジュールを提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するために第一のモジュールには、回路基板の一方面側において電子部品を覆う樹脂層と、この樹脂層と回路基板の他面側のいずれか一方に設けられた第一の接続端子と、第一のモジュールの両面を接続するスルーホールとが予め形成された部品内蔵モジュールを用いるとともに、第二のモジュールには、前記第一の接続端子と対応する位置に形成された第二の接続端子と、この第二の接続端子と第二のモジュールの電子部品との間を接続する接続導体とが予め形成されたモジュールを用い、前記第一と第二の導体層の間に設けられた絶縁層には、前記第一と第二の接続端子間を接続する接続部材とを設けたものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明によれば、第一と第二のモジュールの夫々は回路基板と、この回路基板の一方面側に装着された電子部品とを有し、前記第一のモジュールの上に前記第二のモジュールが積み重ねて接続された多層モジュールにおいて、前記第一のモジュールには、前記回路基板の一方面側において前記電子部品を覆うように形成された第一の樹脂層と、この第一の樹脂層と前記回路基板の他面側とのいずれか一方に形成された第一の導体層と、この第一の導体層に設けられた第一の接続端子と、前記第一の導体層の反対面に設けた第二の導体層と、この第二の導体層と前記第一の導体層とを接続するスルーホールとが予め形成された部品内蔵モジュールを用いるとともに、前記第二のモジュールには、前記第一の導体層に対向して配置された第三の導体層と、この第三の導体層に前記第一の接続端子と対応する位置に形成された第二の接続端子と、この第二の接続端子と前記電子部品との間を接続する接続導体とが予め形成されたモジュールを用い、前記第一と第三の導体層の間に設けられた絶縁層と、この絶縁層に設けられるとともに前記第一と第二の接続端子間を接続する接続部材とを設けるとともに、前記第一と第二のモジュールの外周部には夫々切断面を有し、前記第一と第二のモジュールの切断面は一直線上に並んで形成されたものである。
【００１４】
これにより、スルーホールは第一のモジュールのみを貫通するように形成されるとともに、第一と第三の導体層の間には絶縁層が形成され、第二のモジュールにおいて第三の導体層と電子部品とを接続する接続導体を設けているので、第二のモジュールにおいて第二の接続端子と電子部品との間を接続する接続導体や電子部品の位置は、第一のモジュールにおけるスルーホールの位置によって規制を受けない。従って積み重ねられるモジュールの層数にかかわらず、スルーホールによる電子部品の装着位置の規制領域を小さくでき、電子部品を高密度に実装可能となるので、多層モジュールを小型化できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施の形態１）
以下、本実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施の形態における多層モジュールの断面図である。なお、図１において図１３と同じものは同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。
【００１６】
図１において本実施の形態における多層モジュール３１では、モジュール３２の上にモジュール３３が積み重ねられた構造である。そしてモジュール３２の上面３２ａに形成された導体パターン３４（導体層の一例として用いた）と、モジュール３３の下面３３ａに形成された導体パターン３５（導体層の一例として用いた）とが、絶縁層３６を挟んで配置される。なお、絶縁層３６は硬化性樹脂のエポキシ樹脂を用いている。また絶縁層３６には、基材としてその中心部にガラスクロスが入ったものを用い、多層モジュール３１の折り曲げ強度を向上させている。
【００１７】
ここで、導体パターン３４、３５の夫々には接続端子３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂ、とが設けられている。なおこれらモジュール３２と３３において対応する接続端子３４ａと３５ａ、３４ｂと３５ｂとが対向する位置に設けられ、これらの接続端子３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂ同士の間は、夫々導電性接着剤３７（接続部材の一例として用いた）によって接続される。なお、本実施の形態では接続部材として導電性樹脂を用いたが、これは熱硬化性の導電性ペーストなどを用いても良い。
【００１８】
次に、モジュール３２、３３の構成について説明する。モジュール３２、３３における回路基板１、３８は多層基板であり、これらの多層基板１、３８の上面側１ａ、３８ａ側と下面側１ｂ、３８ｂや、内層導体（図示せず）などの間は、夫々スルーホール（図示せず）や導電性接着剤（図示せず）などによって接続されている。
【００１９】
また、これらのモジュール３２、３３は、夫々の回路基板１、３８には、半導体素子やチップ部品などの電子部品２ａ、２ｂが装着されている。そして夫々の回路基板１、３８の電子部品２ａ、２ｂ実装面側には、これらの電子部品２ａ、２ｂを覆うように樹脂層３９、４０が設けられている。なお、この樹脂層３９、４０の夫々は、電子部品２ａ、２ｂを覆う樹脂流動埋設部４１、４２と、この樹脂流動埋設部４１、４２を覆う基材入り樹脂部４３、４４とから形成されている。なお、樹脂流動埋設部４１、４２は、エポキシ樹脂であり、基材入り樹脂部４３、４４は、エポキシ樹脂と基材であるガラスクロスとが交互に積層された構成である。このように樹脂層３９、４０は、電子部品を覆う樹脂流動埋設部４１、４２と基材入り樹脂部４３、４４とより構成される。
【００２０】
また、回路基板１、３８は、ガラスクロス基材とエポキシ樹脂による基板を用いる。これによって、モジュール３２、３３の上下は、基材が入った層により構成されることとなるので、モジュール３２、３３の曲げ強度を大きくできる。また、基材であるガラスクロスなどのような基材は、線膨張係数が小さいので、ソリなどの小さな多層モジュールが実現できる。
【００２１】
これら基材入り樹脂部４３、４４表面には、夫々導体パターン３４、３５が配線されている。一方回路基板１、３８の樹脂層３９、４０形成側の反対側には、夫々導体パターン５、４５（導体層の一例として用いた）が配線されている。そしてこれら導体パターン３４と導体パターン５との間はスルーホール４６によって接続され、導体パターン３５と導体パターン４５との間はスルーホール４７（接続導体の一例として用いた）によって接続されている。
【００２２】
なお、スルーホール４６、４７は共に基材入り樹脂部４３、４４に形成しておくことが望ましい。これは、ガラスクロスの線膨張係数はエポキシ樹脂に比べて小さいことによるものである。つまり、スルーホール４６、４７をガラスクロスの基材が入った基材入り樹脂部４３、４４に設けると、熱変動に対するスルーホール４６、４７の伸縮が小さくなり、スルーホール４６、４７が熱変動による亀裂などが発生し難くなる。従って信頼性の良好な多層モジュールを実現できる。
【００２３】
さらに、導体パターン４５には電子部品２ｃが実装され、これらの電子部品２ｃを覆うように金属製のカバー４８が装着されることで多層モジュール３１が完成する。このようにモジュール３３も、電子部品２ｂを内蔵することとなる。そして、このモジュール３３に対して、さらに電子部品２ｃを装着できるので、本実施の形態では三層構造とできるので、小型な多層モジュール３１を実現できる。
【００２４】
そして、以上のような構成により、スルーホール４６はモジュール３２のみを貫通するように形成される。そして、導体パターン３４と導体パターン３５とが対向するように配置され、これら導体パターン３４、３５の間に絶縁層３６が形成される。また、モジュール３３では、スルーホール４７が、導体パターン３５と電子部品２ｂとの間を接続する構成としている。これによりモジュール３３において、スルーホール４７の位置は、モジュール３３におけるスルーホール４６の位置によって規制を受けない。従って積み重ねられるモジュールの層数にかかわらず、スルーホール４６による電子部品２ｂの装着位置の規制領域を小さくでき、電子部品２ｂを高密度に実装可能となるので、多層モジュール３１を小型化できる。
【００２５】
なお、導電性接着剤３７や絶縁層３６は共に熱硬化性であるので、モジュール３１をマザー基板などへはんだ付け実装する場合の熱などで溶融することがなく、モジュール３２とモジュール３３とが剥がれるようなことはない。従ってモジュール３２、３３の各回路間の接続信頼性が高くなる。
【００２６】
また、スルーホール４６はモジュール３２の側面に半円状の形状で形成されているので、回路基板１の中央部には電子部品２ａを効率よく配置して実装することができる。また、スルーホール４６を多層モジュール３１装着のための端子としても使用できるので、スペースを有効に利用することができ、多層モジュール３１を小型化できる。
【００２７】
次に多層モジュール３１の製造方法について図面を用いて説明する。図２は多層モジュール３１の製造フローチャートであり、図２において、シートモジュール製造工程６１は、モジュール３２あるいはモジュール３３が複数個連結されたシートモジュール８１（図４に示す）が製造される工程である。
【００２８】
ではこのシートモジュール製造工程６１の詳細について、シートモジュ−ル製造工程６１ａを代表として説明する。図３は、シートモジュール８１（図４に示す）の製造工程の製造フローチャートであり、図４は、同、一体化工程におけるシートモジュール８１の断面図である。図２、図３、図４において、シートモジュール製造工程６１ａでは、回路基板１が複数個連結されたシート基板６２上に電子部品２ａを実装する部品実装工程６４が行われる。ここで電子部品２ａは高融点のクリームはんだなどを用い、リフローはんだ付けされる。また、集積回路素子などは回路基板１に対してフェイスダウンでフリップチップ実装される。なおシート基板６２の下面６２ａには予め導体パターン５が形成されている。
【００２９】
次に、積層工程６５は部品実装工程６４の後に行われ、まず孔加工工程６６で予め電子部品２ａに対応する孔８２が形成されたプリプレグ６７（樹脂シートの一例として用いた）を、シート基板６２の電子部品２ａ装着面側に４枚積層する。そしてプリプレグ６７の上に、導体パターン３５が予め形成された回路基板６８（硬化済み）を、導体パターン３５が外側を向くように積層する。このように、ここで、プリプレグ６７を４枚積層した厚みは、電子部品２ａの高さよりも大きくなるようにしている。また、プリプレグ６７の積層を容易にするために、孔８２は電子部品２ａ外周よりも大きくしている。そしてこのようにすることによって、電子部品２ａの上方と側方とに隙間８３が形成される。
【００３０】
積層工程６５の後に樹脂強制流入工程６９が設けられる。この樹脂強制流入工程６９では、シート基板６２上にプリプレグ６７と回路基板６８とが積層された状態で、プラテン８４で上下が挟まれ、Ａ方向（図４）へと圧縮されるとともに、加熱もされる。
【００３１】
ここでプリプレグ６７に含侵された樹脂は、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂である。そして本実施の形態におけるエポキシ樹脂は、約９０℃まで（第一の温度範囲の一例として用いた）は、板状体である。ただし温度上昇に伴い粘度が小さくなり流動可能となる。本実施の形態におけるプラテン８４で加える圧力は約４０ｋｇ／ｃｍ2であり、この圧力においてエポキシ樹脂は、約９０℃から約１５０℃までの温度（第二の温度範囲の一例として用いた）で流動可能となる。そして、１５０℃以上の温度（第三の温度範囲の一例として用いた）を超えると硬化する。なおこれらエポキシ樹脂の粘度は、エポキシ樹脂の昇温条件などによっても変化する。また、流動が開始する温度はプラテン８４の圧力の値によっても変動するものであるので、樹脂強制流入工程６９や使用するエポキシ樹脂の特性などは、上記条件に限られたものではなく、使用する設備や使用する樹脂に応じて適した条件とすれば良い。
【００３２】
そして以上のように樹脂強制流入工程６９では、プリプレグ６７を４０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で圧縮することにより、温度が９０℃以上かつ１５０℃以下で流動可能となったエポキシ樹脂を、強制的に隙間８３へ流入させ、この流入が完全に完了した後に冷却することで、樹脂流動埋設部４１が形成され、電子部品を内蔵した樹脂層３９が完成する。これにより電子部品２ａと回路基板１との間の狭い隙間などへも樹脂を確りと充填することができる。これにより、電子部品２ａと回路基板１との間に予め中間材（アンダーフィル）などを入れる必要がない。
【００３３】
なお、冷却時に樹脂層３９には熱収縮が起こる。そこで、樹脂層３９を硬化済みの回路基板６８と回路基板１との間に挟まれるようにすることで、樹脂層３９の収縮によるソリを小さくできる。そこで回路基板６８と１との厚みを同じ厚みとすることが望ましいわけである。
【００３４】
スルーホール加工工程７０では、この樹脂強制流入工程６９の後で、導体パターン３４と導体パターン５との間を接続するためのスルーホール４６を加工する。そして以上のような工程によって、シートモジュール８１は完成する。ここではモジュール３２が複数個連結されたシートモジュール８１の製造工程について説明したが、これはモジュール３３が複数個連結されたシートモジュールに関しても、シートモジュール８１と同じ工程を経て形成される。以上のような工程によって、モジュール３２、３３は部品内蔵モジュールとして完成される。
【００３５】
次に、接続部材供給工程７１は、シートモジュール製造工程６１ａで作成されたシートモジュール８１の接続端子３４ａ、３４ｂ上に導電性接着剤３７を供給する工程である。ここでは、未硬化プリプレグに対して、接続端子３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂに対応する位置に予め孔を加工し、この孔に導体ペーストを埋め込んだものを予め準備する。そして、この未硬化プリプレグをモジュール３２の上面３２ａ上に積層することで、導電性接着剤３７が接続端子３４ａ、３４ｂ上に供給されると同時に、絶縁層３６を形成するための樹脂も供給されることとなる。なおこの未硬化プリプレグには、ガラス基材にエポキシ樹脂が含浸されたものを用いている。
【００３６】
次に積層工程７２は、接続部材供給工程７１の後で、未硬化プリプレグの上にシート状態のモジュール３３を積層する。なおこのときモジュール３３は、モジュール３２とモジュール３３との樹脂層３９と樹脂層４０とが対向するように積層される。そして一体化工程７３では、積層工程７２の後で加熱することで、未硬化プリプレグを硬化させて、モジュール３２とモジュール３３との間に絶縁層３６を形成するとともに、シート状態のモジュール３２とシート状態のモジュール３３とを一体化している。また同時に導電性接着剤３７も硬化させることで接続端子３４ａ、３４ｂと接続端子３５ａ、３５ｂとを夫々接続している。
【００３７】
ここで、シートモジュール製造工程６１の冷却時に樹脂層３９が収縮するために、樹脂層３９形成側にソリが発生しやすい。そこで、本実施の形態では、このソリを矯正するために、モジュール３３を樹脂層３９と樹脂層４０とが対向するように積層している。つまり、モジュール３２とモジュール３３とのソリが反対方向となるように積層するものである。これにより、モジュール３２とモジュール３３のソリが反対方向となり、一体化された後には夫々のソリが打ち消しあわされることとなるので、シートモジュールのソリを小さくできる。
【００３８】
また、これに加えて、モジュール３２、３３の樹脂層３９、４０の厚みを等しくすることが望ましい。これは、モジュール３２、３３のソリ量は樹脂層の厚みに比例して増加するためであり、このように樹脂層３９と樹脂層４０との厚みを等しくすれば、モジュール３２とモジュール３３とのソリ量を等しくできる。これにより、一体化されたモジュールのソリが小さくなるので、このシートモジュール状態でさらに電子部品などを実装することが可能となる。従ってシート状態のままで電子部品の実装が可能となり生産性の良い多層モジュールが実現できる。
【００３９】
なお一体化工程７３では、樹脂強制流入工程６９と同じく、加熱と同時に圧力を供給している。これにより、さらに冷却時における樹脂層の熱収縮によって発生するシート状モジュールのソリを矯正することが可能となる。また、この加圧によりモジュール３２とモジュール３３との間は、エポキシ樹脂によって隙間なく充填されるので、モジュール３２とモジュール３３との接合強度は強くなる。
【００４０】
また、一体化工程７３で使用する設備は、樹脂強制流入工程６９に用いる設備を用いることが可能であるので、一体化工程７３専用として設備は不要となるので、設備投資が少なくなり低価格な多層モジュールを実現できるという効果もある。
【００４１】
さらに、未硬化プリプレグの中心には、約８０ミクロンメートルのガラスクロスを有したものを用いている。これにより一体化工程７３においてたとえ圧力が加えられても絶縁層３６は、ガラスクロスの厚み以下になることは少ない。従って、確実に絶縁層３６を形成させることが可能となる。
【００４２】
以上の工程により、シート状態のモジュール３２とシート状態のモジュール３３とが一体となった積層シートモジュール９１（図５に示す）が完成する。そしてこのようにして完成した積層シートモジュール９１の導体パターン４５上に、部品実装工程７４では、電子部品２ｃが実装される。なおこの電子部品２ｃを実装するためのはんだは、部品実装工程６４における高融点はんだに比べて融点の低いはんだを用いる。これは、この部品実装工程７４のリフロー熱によるモジュール３２、３３内はんだの再溶融で、樹脂層３９、４０内でショートなどを発生しないようにするためである。
【００４３】
次にカバー装着工程７５は、部品実装工程７４の後で、積層シートモジュール９１の電子部品２ｃ装着側にカバー４８が装着され、はんだ付けされる。
【００４４】
図５は、本実施の形態の切断工程におけるシートモジュールの断面図である。切断工程７６では積層シートモジュール９１の連結部９２を、予め連結部９２の間隔ごとに設けられたダイシング歯９３によって切断する。これによりモジュール３２、３３と絶縁層３６とが一括で切断されることとなる。これによって、モジュール３２とモジュール３３との切断面は一直線上となる。このようにモジュール３２、３３と絶縁層３６とは一括で切断できるので、生産性が良好であるとともに、外形寸法も安定することとなる。
【００４５】
ここで、切断工程７６は、カバー４８が装着された状態で連結部の切断が行われるので、ダイシング歯９３がカバー４８を傷つけないように、カバー４８の外形とダイシング歯９３との間には隙間９４を有するようにすることが必要である。従って、カバー４８の外形は切断面（図１に示す）の幅よりも小さくするわけである。
【００４６】
なお、導電性接着剤３７（図１に示す）は、この切断工程７６において切断されないようにしておくことが望ましい。つまり、モジュール３２、３３の外周端面の間には、絶縁層３６が形成されるように、接続端子３４ａ、３５ａ、３４ｂ、３５ｂは切断面４９に対して内側となるような位置に形成する。これにより、切断によるストレスで導電性接着剤３７が剥がれることを少なくできる。
【００４７】
以上のように、本実施の形態における多層モジュール３１の製造方法では、予めシートモジュール製造工程６１で複数のシートモジュールを作成する。そして接続部材供給工程７１の後で、モジュール３２とモジュール３３との間に絶縁層が介在するように積層し、この積層された状態でモジュール３２とモジュール３３とを一体化するものである。これにより、モジュール３３において、スルーホール４７の位置は、モジュール３２におけるスルーホール４６の位置によって規制を受けない。従って積み重ねられるモジュールの層数にかかわらず、スルーホール４６による電子部品２ｂの装着位置の規制領域を小さくでき、電子部品２ｂを高密度に実装可能となるので、多層モジュール３１を小型化できる。
【００４８】
また、予めシートモジュール製造工程６１で製造された複数のシート状態のモジュールが絶縁層を介して一体化され、その後で個片に分割するものであるので、樹脂層３９、４０を形成する工程は、各モジュール１回づつであり、これら個別に作成されたモジュール３２、３３を一括で一体化できる。これにより、モジュールを多層化する場合において、樹脂層３９、４０の熱収縮によるソリが累積されることがなく、従来の多層モジュールのように積層回数の増加に応じたソリの増加は小さくなる。
【００４９】
さらに、本実施の形態において絶縁層３６はプリプレグ１枚で形成しているので、絶縁層３６の厚みは、モジュール３２、３３の厚みに比べても薄い。従って一体化工程７３において未硬化プリプレグ硬化時の熱収縮によって生じる多層モジュール３１のソリを小さくできる。そして、これは後述するように例えば、３枚以上のモジュールを積み重ねた多層モジュールを形成する場合に対しても同様の効果がある。
【００５０】
なお、本実施の形態の多層モジュール３１は、２つのモジュールを重ねたが、これは３つ以上のモジュールを積層しても良い。図６は、３つモジュールを積層した場合の多層モジュール１００の断面図である。なお図６において図１と同じものは同じ番号を用い、その説明は簡略化している。図６において、多層モジュール１００は、モジュール３３ａの導体パターン４５にも接続端子４５ａ、４５ｂが形成され、この接続端子４５ａ、４５ｂは導電性接着剤３７を介してモジュール１０１の下面に形成された接続端子１０２ａ、１０２ｂに接続されている。また、モジュール１０１の下面の導体パターン１０２（導体層の一例として用いた）と導体パターン４５との間には絶縁層１０３が形成された状態で、モジュール３２、３３ａ、１０１とが一体化されている。
【００５１】
なおモジュール１０１もモジュール３２、３３ａと同じくシートモジュール製造工程６１により電子部品２ｃを内蔵したシート状の部品内蔵モジュールとして完成される。
【００５２】
そしてこの多層モジュール１００の製造方法において、多層モジュール３１の製造方法と異なるのは、まず、接続部材供給工程７１においてモジュール３３ａの上面にも未硬化プリプレグを積層することである。なおこの未硬化プリプレグには接続端子４５ａ、４５ｂ、１０２ａ、１０２ｂに対応する位置に孔を設け、この孔の中に導電性接着剤３７が埋め込まれたものである。
【００５３】
そして積層工程７２でこれら３つのモジュール３２、３３ａ、１０１とを積層し、一体化工程７３で一括に加熱・圧着する。
【００５４】
このように、３層以上のモジュールが積み重ねられた多層モジュールにおいても、各モジュールにおいて樹脂層を形成するための工程は各１回づつとなる。また、これら個別に作成されたモジュールは１回の加熱・圧着工程で同時に一体化できる。従って、３層以上の多層モジュールにおいても、樹脂層の熱収縮のソリが累積されることがなく、ソリを小さくできる。
【００５５】
特に、偶数個の部品内蔵モジュールを積層し多層モジュールを形成する場合には、それら部品内蔵モジュールの樹脂層が上方（以下順方向という）を向けて積層するモジュールと、下方（以下逆方向という）を向けて積層するモジュールとの個数を同じとすることが望ましい。これは、順方向に積層されたモジュールと逆方向に積層されたモジュールとではソリ方向が逆となる。従って一体化された後にソリの小さな多層モジュールを実現できることとなる。
【００５６】
また、順方向で積層されたモジュールの樹脂層の総厚みと逆方向に積層されたモジュールとの樹脂層の総厚みは、略等しくすることが望ましい。これは、一体化後での多層モジュール１００のソリを小さくするためである。そして、特に樹脂層３９、４０においてソリに対する要因となる樹脂流動埋設部４１、４２の厚みを等しくすることが重要となる。そこで例えば図６の多層モジュール１００においては、順方向のモジュール３２、１０１における樹脂流動埋設部４１と樹脂流動埋設部４２との合計厚みをモジュール１０１における樹脂流動埋設部１０５との厚みを等しくする。
【００５７】
さらに、図６に示す多層モジュールにおいては、最上層のモジュール１０１の上面にはグランドパターン１０４を形成している。そしてこのような多層モジュール１００を例えば高周波モジュールに対して用いた場合、最上層にグランドパターン１０４を設けているので、高周波信号をシールドすることができる。これによりカバー４８自体を無くすことと、カバー装着工程７５も不要となるので、低価格な高周波モジュールを実現できる。
【００５８】
本実施の形態では接続部材供給工程７１において接続部材として導電性樹脂をモジュール３２上へ供給したが、これは、クリームはんだを用いても良い。図７は、接続部材としてクリームはんだを用いた場合の多層モジュール１１０の断面図である。図７において、モジュール３２の接続端子３４ａ、３４ｂと部品が内蔵されたモジュール３３ｂの接続端子３５ａ、３５ｂとは、夫々クリームはんだ１１１によって接続されるものである。このようにクリームはんだ１１１を用いた場合においても、モジュール３３におけるスルーホール４７の位置は、モジュール３２におけるスルーホール４６の位置によって規制を受けない。従って積み重ねられるモジュールの層数にかかわらず、スルーホール４６による電子部品２ｂの装着位置の規制領域を小さくでき、電子部品２ｂを高密度に実装可能となるので、多層モジュール１１０を小型化できる。
【００５９】
なお、クリームはんだ１１１を用いてモジュール３２とモジュール３３ｂとを接続する場合、モジュール３３ｂの回路基板３８とモジュール３２の樹脂層３９とが対向するように配置すると良い。このように積層すれば、モジュール３２とモジュール３３ｂのソリ方向が同じ方向となるので、一体化工程７３においてプラテンなどに挟んで圧縮する必要はない。従って多層モジュール１１０の一体化工程７３において、一般的なリフロー炉などを用いて容易に一体化することが可能となる。
【００６０】
また、接続端子３４ａ、３４ｂ上への接続部材の供給は、スクリーン印刷などを用いることが可能となるので、孔を加工することや、孔に導電性接着剤３７を埋め込むなどの工程が不要となり、生産性の良好な多層モジュールを実現できる。
【００６１】
そして、モジュール３２とモジュール３３とが対向する側の表面には、夫々にソルダレジスト１１２（絶縁層の一例として用いた）を形成すれば容易な構成で絶縁が可能となる。
【００６２】
図８は、回路基板同士が対向するようにモジュールを積層した多層モジュールの断面図である。図１に示すように、モジュール３２、３３の樹脂層３９と樹脂層４０とが対向するように積層したが、図８に示すように、回路基板１と回路基板３８とが絶縁層３６を介して対向するように積層しても良い。この場合においてもモジュール３２とモジュール３３のソリが逆方向となるように積層されるので、一体化することで互いのソリが打ち消され、ソリの小さな多層モジュールを実現できる。
【００６３】
（実施の形態２）
実施の形態２について、以下図面を用いて説明する。図９は、実施の形態２における多層モジュールの断面図であり、図１０は同、製造フローチャートである。図９、図１０において図１や図２と同じものは同じ番号を用いてその説明は、簡略化している。
【００６４】
図９、図１０において、実施の形態のモジュール３２、３３に対し、モジュール３２ｂを復調回路が内蔵された部品内蔵モジュールとし、モジュール３３ｄを発振回路を含む受信回路が内蔵された部品内蔵モジュールとしたものである。そして、モジュール３２ｂ上にモジュール３３ｄが積層されることにより、高周波モジュール１３０を形成する。
【００６５】
ここで、発振回路を構成するインダクタ１２１は、回路基板３８の内層パターンによって形成され、このインダクタ１２１と電子部品２ｂによって発振回路や受信回路などが構成される。なお電子部品２ａ、２ｂは夫々回路基板１、３８に実装された状態で樹脂層３９、４０に夫々内蔵されている。
【００６６】
このような高周波モジュール１３０の製造方法は、シートモジュール製造工程６１と接続部材供給工程７１との間にはトリミング工程１３１が挿入され、このトリミング工程１３１において、裏面側（導体パターン３５面側）からレーザビームなどによってトリミングされることで、インダクタ１２１のインダクタンス値を調整し、発振回路の発振周波数を規定の値となるようにする。
【００６７】
そして積層工程７２では、回路基板３８側が絶縁層３６側となるようにモジュール３３ｄが積層される。このようにすることにより、一体化工程７３において未硬化プリプレグに含侵されたエポキシ樹脂が溶融し、レーザトリミング孔１２２に流入し、レーザトリミング孔１２２がエポキシ樹脂で埋まることとなる。従って、レーザトリミング孔１２２がエポキシ樹脂で封止されるので、湿度などに対して長期間発振回路の発振周波数は変化し難くなる。
【００６８】
また、本実施の形態においてモジュール３３ｄの上側の導体パターン４５はグランドとしている。これにより別途カバー４８などを用いる必要が無いので、低価格な多層モジュールが実現できる。
【００６９】
（実施の形態３）
以下実施の形態３について図面を用いて説明する。図１１は本実施の形態３における多層モジュールのマザー基板実装状態での断面図である。図１１において、図１あるいは図７と同じものは同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。
【００７０】
図１１において、モジュール３２ｃとモジュール３３ｅとの間を接続する接続部材として、クリームはんだ１１１が使用される。また、多層モジュール１４１とマザー基板の導体パターン１４３との間の接続もクリームはんだ１４４で行われる。ここで、クリームはんだ１１１の融点は、クリームはんだ１４４の融点よりも高いものを用いることが重要である。これにより、多層モジュール１４１をマザー基板１４２へリフローはんだ付けするときの熱によっても、クリームはんだ１１１が溶融しない。従ってマザー基板１４２のリフロー工程においてクリームはんだ１１１に断線などが起こり難くなるので、信頼性の高い多層モジュールが実現できる。
【００７１】
そしてこのようにすることで、モジュール３２ｃとモジュール３３ｅとのソリが互いに反対方向となるように積層することができる。つまり、マザー基板１４２のリフロー工程において、クリームはんだ１１１が溶融すると、モジュール３２ｃ、３３ｅは、元のソリ方向へ戻ろうとする。しかしながら、クリームはんだ１１１が溶融しないので、接続部に断線が起こることがなくなる。また、多層モジュール１４１のソリも小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明にかかる多層モジュールは、複数の機能が複合されたモジュールを小型化できるという効果を有し、携帯用機器等に搭載されるモジュールとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施の形態における多層モジュールの断面図
【図２】同、製造フローチャート
【図３】同、シートモジュール製造工程の製造フローチャート
【図４】同、一体化工程におけるシートモジュールの断面図
【図５】同、切断工程におけるシートモジュールの断面図
【図６】同、３つモジュールを積層した場合の多層モジュールの断面図
【図７】同、接続部材としてクリームはんだを用いた場合の多層モジュールの断面図
【図８】同、回路基板同士が対向するようにモジュールを積層した多層モジュールの断面図
【図９】実施の形態２における多層モジュールの断面図
【図１０】同、製造フローチャート
【図１１】本実施の形態３における多層モジュールのマザー基板実装状態での断面図
【図１２】従来の多層モジュールの断面図
【図１３】同、製造フローチャート
【符号の説明】
【００７４】
１  回路基板
２ａ  電子部品
５  導体パターン
３２  モジュール
３３  モジュール
３４  導体パターン
３４ａ、３４ｂ  接続端子
３５  導体パターン
３５ａ、３５ｂ  接続端子
３６  絶縁層
３７  導電性接着剤
３８  回路基板
３９  樹脂層
４５  導体パターン
４６  スルーホール
４７  スルーホール
【図１】
2006324568.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006324568.tif 000008
【図７】
2006324568.tif 000009
【図８】
2006324568.tif 000010
【図９】
2006324568.tif 000011
【図１０】
2006324568.tif 000012
【図１１】
2006324568.tif 000013
【図１２】
2006324568.tif 000014
【図１３】
2006324568.tif 000015