(57)【要約】本発明は、電子モジュール及びその製造方法に関するものである。この電子モジュールは、絶縁材料層(1)内に埋め込まれた少なくとも１つの構成要素(6)を含み、この構成要素は第１接触面を有し、この第１接触面内に第１接点端子(7)が存在し、この第１接点端子から、前記構成要素(6)が電子モジュール内に含まれる導体構造に電気的に接続される。これに加えて、前記構成要素(6)は、前記第１接触面の反対側に第２接触面を有し、この第２接触面内に少なくとも１つの第２接点端子(7’)が存在し、この第２接点端子から、前記構成要素(6)が前記電子モジュール内に含まれる導体構造に電気的に接続される。本発明を用いれば、従来技術に比べて空間を節約する電子モジュール構成を達成することが可能である。
2007535157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する２つの面を有する絶縁材料層（１）を有する電子モジュールであって、前記電子モジュールは、第１接点端子（７）を有する少なくとも１つの埋め込み構成要素（６）を含み、前記構成要素（６）は、前記第１接点端子から前記電子モジュール内に含まれる導体構造に電気的に接続されている電子モジュールにおいて、
前記構成要素（６）は第１接触面の反対側に第２接触面を有し、前記第２接触面内に少なくとも１つの第２接点端子（７’）が存在し、前記構成要素（６）は、前記少なくとも１つの第２接点端子（７’）から前記電子モジュール内に含まれる導体構造に電気的に接続されていることを特徴とする電子モジュール。
【請求項２】
前記絶縁材料層（１）が一体化された層であり、本質的に同一材料から成ることを特徴とする請求項１に記載の電子モジュール。
【請求項３】
前記絶縁材料層は、硬化していないかあるいは事前に硬化させた少なくとも１つのポリマーを含む材料層を硬化させることによって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の電子モジュール。
【請求項４】
前記構成要素（６）の前記第１接点端子（７）は、前記絶縁材料層（１）の第１面上に配置された導体構造（１４）に電気的に接続され、前記少なくとも１つの第２接点端子（７’）は、前記絶縁材料層（１）の第２面上に配置された導体構造（１９）に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子モジュール。
【請求項５】
前記少なくとも１つの第２接点端子（７’）が、前記絶縁材料層（１）内に作製された接触ホール（１７）内に配置された導体を用いて、前記絶縁材料層（１）の前記第２面上に配置された前記導体構造（１９）に電気的に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の電子モジュール。
【請求項６】
前記絶縁材料層（１）の前記第２面に設けられた少なくとも１つのバイアが、例えば半導体材料である前記構成要素（６）の本体材料と前記絶縁材料層の前記第２面上の前記導体構造（１９）との間に電気接触を形成して、例えば接地接触を生成することを特徴とする請求項５に記載の電子モジュール。
【請求項７】
前記導体構造（１４、１９）が、バイア（２３）を通して電気的に相互に接続されて、全体としての動作を生成することを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の電子モジュール。
【請求項８】
前記第１面上の前記導体構造（１４）は、前記絶縁材料層（１）の前記第１面上に配置されパターン化された１つ以上の導体層（４）を含み、前記第２面の前記導体構造（１９）は、前記絶縁材料層（１）の前記第２面上に配置されパターン化された１つ以上の導体層（９）を含むことを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の電子モジュール。
【請求項９】
前記第１接点端子（７）の接触面から前記絶縁材料層（１）の前記第１面上に配置された前記導体構造（１４）までの距離、及び／または前記第２接点端子（７’）から前記絶縁材料層（１）の前記第２面上に配置されパターン化された前記導体構造（１９）までの距離が、前記接触ホール（１７）の径より小さく、一般に最大５０μｍ、好適には最大３０μｍ、特に約０μｍであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の電子モジュール。
【請求項１０】
前記第２接点端子（７‘）が少なくとも２個、好適には少なくとも４個存在することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の電子モジュール。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの第２接点端子（７’）が、接地面電位、信号電圧、または電源電圧を前記構成要素（６）に導くべく構成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の電子モジュール。
【請求項１２】
電子モジュールを製造する方法であって、第１接点端子（７）が存在する第１接触面を有する少なくとも１つの構成要素（６）が、対向する２つの面を具えた絶縁材料層（１）の内部に埋め込まれ、前記構成要素（６）を前記接点端子（７）から前記電子モジュール内に含まれる導体構造に電気的に接続する接触を形成する電子モジュールの製造方法において、
前記構成要素（６）は、少なくとも１つの第２接点端子（７’）が存在する接触面を前記第１接触面の反対側に有し、前記構成要素（６）を前記少なくとも１つの第２接点端子（７’）から前記電子モジュール内に含まれる前記導体構造に電気的に接続する接触を形成することを特徴とする電子モジュールの製造方法。
【請求項１３】
前記絶縁材料層（１）の第１面上に第１導体層（４）を配置し、前記絶縁材料層（１）の第２面上に第２導体層（９）を配置することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記構成要素（６）の前記少なくとも１つの第２接点端子（７’）を、前記絶縁材料層の前記第２面に設けた接触ホール（１７）内に配置された導体材料を用いて、前記第２導体層（９）に電気的に接続することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記絶縁材料層（１）の前記第１面上に前記導体層（４）を配置する前に、接触ホール（２）及び／または位置合わせホール（３）を前記導体層（４）内に作製することを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記構成要素（６）の前記第１接触面を前記導体層（４）に接着することを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記構成要素（６）を接着した後に、前記絶縁材料層（１、１１）の少なくとも一部を前記電子モジュール上に配置することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記絶縁材料層（１、１１）が少なくとも２つの別個の材料のシートから成り、これらのシートを互いに圧着して一体化された単一の絶縁材料層（１）を形成することを特徴とする請求項１２〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
バイア（２３）を作製して前記導体層（４、９）を互いに電気的に接続することを特徴とする請求項１３〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記第２接点端子（７’）が少なくとも２個、好適には少なくとも４個存在することを特徴とする請求項１２〜１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも１つの前記第２接点端子（７’）を、接地面電位、信号電圧、または電源電圧を前記構成要素（６）に導くべく構成することを特徴とする請求項１２〜１９のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋め込み構成要素を含む電子モジュールに関するものである。
【０００２】
この種の電子モジュールは回路基板のようなモジュールとすることができ、この電子モジュールに含まれる構成要素は、電子モジュール内に作製された導体構造を通して電気的に互いに接続されている。本発明は特に、複数の接点端子が接続された微小回路を含む電子モジュールに関するものである。微小回路の代わりに、又はこれに加えて、受動素子のような他の構成要素も電子モジュールの実装ベース内に埋め込むことができる。
【０００３】
更に、本発明は、こうした電子モジュールを製造する方法に関するものである。
【０００４】
【特許文献１】国際特許出願公開ＷＯ０３／０６５７７８
【特許文献２】国際特許出願公開ＷＯ０３／０６５７７９
【特許文献３】米国特許ＵＳ６０３８１３３
【特許文献４】米国特許ＵＳ６４８９６８５
【特許文献５】米国特許ＵＳ６２９２３６６
【０００５】
ベースの作製中に構成要素を実装ベース内に埋め込む従来の方法は、国際特許出願公開ＷＯ０３／０６５７７８及びＷＯ０３／０６５７７９、並びに米国特許第６０３８１３３号及び米国特許第６４８９６８５号に開示されている。これらの特許出願に開示されている方法を用いて、その内部に例えばマイクロプロセッサ又はメモリ回路のような集積微小回路が埋め込まれた、例えば多層回路基板を製造することができる。構成要素は、バイアを用いて、実装ベースの表面内に作製された導体構造に電気的に接続される。米国特許第６２９２３６６号は、２枚のアルミニウムシートを順に重ねて作製した強固な層から成る回路基板を開示している。互いに隣接して配置された微小回路は、その接点端子が互いに逆に向くように強固な層に取り付けられる。この構造のおかげで、微小回路を２層に収め、実装ベースとして作用する金属シートの両側を直接接続することができる。
【０００６】
上記特許出願に開示されている技術では、１つの接触面を有する構成要素が使用され、即ちその接点端子は必然的に構成要素の片側に配置される。構成要素間、及びモジュール外に出る電気接続を形成する為に、これらの接点端子は導体構造及びベースの片面にある接触面のみに直接接続される。上記構成要素を電気的にベースの他方の面にも接続したい場合には、このことは独立したバイアを通して行わなければならない。これらのバイアは回路基板上で場所をとる、というのは、これらのバイアは構成要素を損傷させずに基板上の構成要素の位置に作製することができないからである。構成要素が２層内に収められている場合には、回路基板の表面積を最大限に利用する為に、電子モジュール構造は不利なほど厚くなり、製造が複雑になる。この理由で、埋め込み構成要素を含む回路基板は、電子製品の大きさを最小化することが目標である多くの応用において最適ではない。
【０００７】
従って、産業界は、以前よりも少ない空間内に構成要素を配置することによって、回路基板の大きさを低減することを大いに必要とする。
【０００８】
本発明は、従来技術より空間を節減する電子モジュール構成を作製可能にすることを意図する。
【０００９】
本発明は、絶縁層内に構成要素を埋め込むという思想に基づき、この構成要素は第１接点端子を有する第１接触面、及び少なくとも１つの第２接点端子を有する第２接触面を具え、第２接触面は第１接触面の反対側にある。更に、構成要素はその接点端子から電子モジュール内に含まれる導体構造へ電気的に接続されている。
【００１０】
構成要素の第１接触面上の接点端子はベースの第１面の導体構造に直接接触し、構成要素の第２接触面上の接点端子はベースの第２面の導体構造に直接接触することが好ましい。
【００１１】
まず最初に、ベースの第１面を形成する第１導体層上に構成要素を置き、その後に、絶縁材料が構成要素を包囲するように、絶縁材料及びベースの第２面を形成する導体層をベースの第１面上に置くことができる。構成要素の接点端子の表面のレベルまで、絶縁層の両側に配置された導体層を貫くホール（孔）を作製することができ、そして追加的な絶縁体をこのホール内に置いて、構成要素を導体層に電気的に接続することができる。最終段階では、ベースの両側の導体層内に所望の回路パターンを作製することができる。
【００１２】
より詳細には、本発明による電子モジュールは請求項１の特徴部分に記載の事項を特徴とする。
【００１３】
本発明による電子モジュールの製造方法は、請求項１２に記載の事項を特徴とする。
【００１４】
本発明を用いて大きな利点が得られる。
例えばマイクロプロセッサ又はメモリ回路のような埋め込み構成要素は、例えば何十何百もの接点端子を具えることがあり、回路の大きさの意味で、接点端子を構成要素の両側に製造することが有利であることが多い。本発明による電子モジュールでは、モジュールが薄く構成要素及び電子モジュールの表面領域が共に有効利用可能な際には、こうした両面型構成要素を利用することができる。
【００１５】
１つの好適例によれば、構成要素を第１導体層に接着することができる。接着剤は絶縁性、あるいは等方性又は異方性の導電性のものとすることができる。
【００１６】
１つの好適例によれば、接触領域内に存在し得る接着剤中の粒子を利用して、構成要素と電子モジュールとの電気接触を形成し、この場合には、電気接触は一般に熱及び圧力を利用して形成される。常に用途に応じて、電気接触は導電性接着剤を用いて達成されるだけでなく、金属接合、例えば超音波接合又は熱圧縮、更にはハンダでの接合を用いても達成される。電気接触の形成後に、構成要素と導体層との間に可能な接着剤を入れることもできる。
【００１７】
一部の好適例によれば、構成要素の取り付け前に、ベースの第１面及び／又は第２面を形成する導体層内の、構成要素の接点端子の位置にバイアを形成する。両面型構成要素の両側にある接点端子の位置は非常に正確に分かるので、このことが可能である。このことは、構成要素の接点端子と導体層との間の、より信頼性のある接触を可能にする。
【００１８】
一部の好適例では、同様の接点パターンをベースの両面上に製造可能である間に、埋め込み構成要素の両面上に同様の接点端子パターンが存在する。こうした電子モジュールのいくつかはさらに、順に重ねて接続して、全体としての動作を生成し、効率的な電子設計の新たな機会をもたらす。これらのモジュールはもちろん、互いに重ねられる導体層の接触パターンどうしが異なる場合でも、順に重ねて接続することができる。
【００１９】
本発明の他の利点は、以下の種々の実施例のより詳細な説明で述べる。
【００２０】
以上及び以下では、「ホール」とは、構造を貫いて延びる孔だけではなく、例えば穿孔またはレーザーの効果によって作製された凹部も称し、対象とする構造（ベース又は他の層）貫通する必要はない。
【００２１】
構成要素の接点端子は、例えばバンプのような突起、あるいは構成要素の表面上の他の種類のもの、例えば平坦な接触領域とすることができる。他方では、構成要素の接触面とは、少なくとも１つの接点端子を含む構成要素の表面、あるいは少なくとも１つの接点端子が当該表面に向けて接近し、例えば本願に開示する方法を用いることによって電気接触を形成する構成要素の表面を称する。
【００２２】
上面とは、モジュール、モジュールブランク、又は構成要素の一方の表面を称し、下面とは、上面と反対側の表面を称する。「上」及び「下」とは一般に、図面上の向き、あるいは図面より明らかな向きを称する。以下では、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
【００２３】
段階Ａ（図１）：
段階Ａでは、適切な導体層４をプロセスのための出発材料として選択する。導体層４が支持ベース１２の表面上に配置された層状シートも出発材料として選択することができる。層状シートは例えば、処理に適した支持ベース１２を用意し、適切な導体膜をこの支持ベース１２の表面に取り付けて導体層４を作製することによって製造することができる。
【００２４】
支持ベース１２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）のような導電材料、あるいはポリマーのような絶縁材料とすることができる。導体層４は、例えば銅（Ｃｕ）から切り出した薄い金属箔を支持ベース１２の片面に取り付けることによって作製することができる。この金属箔は、例えば金属層の薄板をかぶせる前に、支持ベース１２又は金属箔の表面上に広がる接着層を用いることによって支持ベース１２に取り付けることができる。この段階では、金属箔にパターンが存在する必要はない。
【００２５】
図１の例では、支持ベース１２及び導体層４を貫通するホール３が、構成要素６の実装及び接続中の構成要素の位置合わせ用に、ベース内に作製される。例えば、実装する構成要素６毎に２つのスルーホール（通し孔）を作製することができる。ホール３は、何らかの適切な方法、例えば粉砕（ミリング）、押圧（スタンピング）、穿孔（ドリリング）によって、あるいはレーザーを利用して機械的に作製される。しかし、スルーホール３を作製することは必須ではなく、代わりに他の適切な位置合わせ（アライメント）マークを用いて構成要素を位置合わせすることもできる。図１に示す実施例では、構成要素を位置合わせするために用いるスルーホール３は、支持ベース１２及び導体膜を共に貫いて延びる。このことには、実装ベースの両側における位置合わせに、同じ位置合わせマーク（スルーホール３）を用いることができるという利点を有する。
【００２６】
好適な実施例では、段階Ａにおいて、構成要素６用の接触ホール２を、導体層４内の、構成要素６の接点端子７の位置に作製する。ホール２は導体層４を貫いて延びることもでき、あるいは導体層の、後の段階で構成要素６を接着する側の凹部とすることもできる。この段階で既に接触ホールが導体層４内に作製されている場合には、穿孔により構成要素を損傷させる恐れはもはやない。例えばレーザー穿孔を用いる際には、一般的な穿孔深度では、穿孔に伴う許容度差は５μｍである。このように進めていく際には、接触ホールを作製することを完全に回避するか、あるいは少なくともベースのこの側への接触を行いやすくするかのいずれか可能である。
【００２７】
段階Ａは、自己支持導体層４を用い、従って支持層１２が全くない実施例でも同様に実行することができる。
【００２８】
段階Ｂ（図２）
段階Ｂでは、接着層５が、導電層４上の構成要素６が取り付けられる領域内に展開される。これらの領域を接続領域と称する。接着層５は、例えばスルーホール３を用いることによって位置合わせすることができる。接着層の厚さは、構成要素６を接着層５上に押圧する際に、接着剤が構成要素６と導体層４と間の空間を完全に満たすような厚さに選択する。構成要素６が接触突起７を有する場合には、構成要素６と導体層４との間の空間が良好に満たされるよう、接着層５の厚さを接触突起７の高さの例えば１．５〜１０倍にすべきである。構成要素６用に形成される接着層５の表面積は、構成要素６に相当する表面積より僅かに大きくすることもでき、これにより、不適切な充填の恐れを減らすことにも役立つ。
【００２９】
実施例で用いる接着剤は一般に熱硬化性エポキシ、例えばＮＣＡ（非導電性接着剤）である。接着剤の選択は、使用する接着剤が導体膜、回路基板及び構成要素に十分に粘着することを保障しなければならない。接着剤の好適な特性の一つは適切な熱膨張係数であり、即ちプロセス中に、接着剤の熱膨張が周囲材料の熱膨張と過度に異ならないようにする。選択する接着剤は、好適には最大２、３秒の短い硬化時間を有するべきである。この時間内に、接着剤は少なくとも部分的に硬化して、接着剤が構成要素を定位置に保持できるようにすべきである。最終的な硬化は明らかに、より長い時間を要し得る。実際に、最終的な硬化は、後のプロセス段階に関連して計画することができる。また接着剤は、製造プロセスにおいて使用する処理温度、例えば１００〜２６５℃までの２、３回の加熱、並びに他のストレス、例えば化学的及び機械的ストレスにも耐えるべきである。接着剤の電気的導伝導性は好ましくは絶縁体の伝導性と同じ位にする。
【００３０】
段階Ｂは、接着層５を、導体層４の接続領域内に展開する代わりに構成要素６の接続表上に展開する方法に変更することができる。このことは、例えば構成要素を電子モジュール上の定位置に組み立てる前に、接着剤中に浸漬させる方法で実行することができる。接着剤を導体層４の接続領域及び構成要素６の接続面に共に展開することによって進めることも可能である。
【００３１】
従って、使用する接着剤は電気絶縁体であり、このため接着層５自体の中では、構成要素６の接点端子どうしの電気接触は生じない。
【００３２】
段階Ｃ（図３）
段階Ｃでは、構成要素６を電子モジュールの定位置に配置する。このことは、例えば構成要素６を接着層５中に押し込む組立機械を用いることによって行うことができる。組み立て段階では、位置合わせ用に作製されたスルーホール３又は他の利用可能な位置合わせマークを用いて構成要素６を位置合わせする。
【００３３】
構成要素６は単独で、あるいは適切なグループにして接着することができる。この一般的な手順は、実装ベースの底部と称することのできる導体層を、組立機械に対する適切な位置に持って来て、その後に構成要素６を位置合わせして実装ベースの底部上に押圧するものであり、実装ベースは位置合わせ及び取り付け中に静止状態に保持される。
【００３４】
構成要素６は、その接点端子７の接触面が導体層４の構成要素６側の面（あるいは、導体層４内に作製されていることのあるホール２）へ近づくように、実装ベース上に組み立てられることが好ましい。特に好適な実施例によれば、接点端子７は本質的に、導体層４に直接接するように組み立てる。図３に示す実施例では、接点端子７と導体層４との間に薄い接着剤の層が残される。
【００３５】
段階Ｄ（図４）
図４では、構成要素６を導体層４に接着するための既製のホール２又は凹部が存在する絶縁材料層１が、導体層４上に配置される。絶縁材料層１は適切なポリマー基材から製造することができ、絶縁材料層１内のホール又は凹部は、構成要素６の大きさ及び位置に応じて選択し、何らかの適切な方法を用いて作製する。このポリマー基材は例えばプリプレグ基材とすることができ、プリプレグ基材は回路基板産業において知られ、広範に使用され、グラスファイバマット及び所謂ｂ−ステート・エポキシから作製される。段階Ｄは、接着層５が硬化しきるか、さもなければ絶縁材料層１が定位置に配置されている間に構成要素６が定位置に留まるよう十分固まった後に初めて実行することが最良である。
【００３６】
段階Ｅ（図５）
一実施例によれば、段階Ｅでは、パターン化されていない絶縁材料層１１が絶縁材料層１上に設定され、次に導体層９がその上に設定される。絶縁材料層１のように、絶縁材料層１１も例えば前述したプリプレグ基材のような適切なポリマー基材から作製することができる。導体層９は、例えば銅箔、あるいは目的に適う他の膜とすることができる。絶縁材料層１１は、接点端子７’と導体層９との間の距離が大きくならないよう薄くすることが好ましく、この場合には、後の段階における絶縁材料層９を貫くホール１７の作製及び導体層の配置が促進される。
【００３７】
接点端子７と導体層４との間、及び接点端子７’と導体層９の間に残る層の厚さは、これらの層内に作製されたホールの径よりも小さく、一般に５０μｍ未満、代表的には３０μｍ未満、更に２０μｍ未満であれば特に有利であることがわかる。ホールの深さがその径より十分大きければ、良品質のホール、従ってバイアを製造することがより困難になる。
【００３８】
１つの好適な実施例によれば、段階Ｅにおいて、構成要素６‘の接点端子７’が本質的に導体層９と接触し、これにより接点端子と導体層との間で良好な電気接触を行うことが更に促進される。
【００３９】
一部の実施例では、絶縁材料層１１を完全に省略することができる。
【００４０】
段階Ｆ（図６）
段階Ｆでは、層１及び９、並びにこれらの層間に残り得る層１１は、（層１及び１１内の）ポリマーが、一体化され強固で耐久性のある層を形成するように、熱及び圧力を用いて加圧され、この層は、導体層４と９との間にある構成要素６の周囲で構成要素６を良好に保護する。この手順は、第２導体層９を非常に均一かつ平坦にする。しかしながら、この方法は平坦でない電子モジュールの製造にも適用することができる。
【００４１】
段階Ｇ（図７）：
段階Ｇでは、支持ベース１２を構造から取り外すか、さもなければ除去される。この除去は、例えば機械的に、あるいはエッチングによって行うことができる。支持ベース１２を使用しない実施例では当然、段階Ｇを省略することができる。従って次の段階の始めには、ベースの両側は同じになる。
【００４２】
段階Ｈ（図８）：
段階Ｈでは、接触バイア用のホール１７を作製する。ホール１７はベースの両側に作製し、構成要素の接点端子７及び７’が露出するように、導体層４及び９、及び必要ならば接着剤層５を貫くように作製する。段階Ａにおいて接触ホール２が導体層４内に作製されており、接点端子７の導体材料がむき出しである場合には、ベースのこの側にはホール１７を作製することは必須ではない。ホール１７は、例えばレーザーを用いた穿孔によって作製することができる。ホール１７は、例えばホール３又は２を用いて位置合わせすることができる。
【００４３】
接触ホール２が前の段階で導体層４に作製されている場合には、この段階では接点端子７の接触面が露出するようにホールを開口させさえすればよい。この後には、図に示すようにホール２はホール１７に併合される。
【００４４】
導体層４と９とを互いに電気接触させる為に、段階Ｈでは、絶縁材料層１全体を貫いて延びるバイア用のホール２３を作製することも可能である。これらのバイアの１つ以上は、後の段階において実現される導体パターン化に常に応じて、ベース内の必要箇所に作製することができる。ホール２３は、レーザーを用いるか、あるいは機械的穿孔によって、ホール１７と同様に作製することが好ましい。
【００４５】
一部の実施例では、構成要素６によって所望の電気接続が行われ、バイア２３を作製する必要はない。この場合には、所望の電気接続とは、電気接触が存在せず、電子モジュールの「両側」が別個に動作することも意味し得る。このことは、例えば埋め込み微小回路６が、互いに接続されていない２つの半導体チップを有する場合であり得る。
【００４６】
次の段階では、位置合わせホール２及びホール１７に加えて、ホール２３も位置合わせマークとして使用することができる。このことは好都合である、というのは、ホール２３はベース構造全体を貫いて延びてベースの上面と下面の相対位置を規定し、ベースの下面でもベースの上面と全く同様に使用できるからである。
【００４７】
段階Ｉ（図９）：
段階Ｉでは、導体材料１８をホール１７内、及び段階Ｈにおいて作製され存在し得るホール２３中に成長させてバイアを作製する。この例のプロセスでは、ベース上の他の部分でも導体材料を同時に成長させ、このため導体層４及び９の厚さも増加する。
【００４８】
成長させる導体材料１８は、例えば銅、または他の何らかの十分な導電性の材料とすることができる。導体１８の選択は、この材料が構成要素６の接触突起７及び７’との電気接触を形成する能力を考慮に入れる。プロセスの一例では、導体１８は主に銅である。銅の金属化は、化学銅の薄い層をホール１７及び２３内に堆積させ、そして、電気化学的銅成長法を用いた銅メッキを継続することによって実行することができる。化学銅を用いるのは、例えば、接着剤上にも堆積物を形成し、電気化学的メッキにおける導電体として作用するからである。従って金属は、ウェットケミカル法を用いて成長させ、成長を安価にすることができる。
【００４９】
この例のプロセスでは、まず最初にバイア１７を、三段階デスミアプロセスを用いて洗浄する。この後に、まずポリマーに触媒反応を及ぼすＳｎＰｄコーティングを形成し、次に化学銅の薄い層（約０．５ミクロン）をその表面上に堆積させる方法で、バイアを金属化する。電気化学的堆積によって銅の厚さは増加する。
【００５０】
段階Ｉは、構成要素６と導体層４及び／又は９との電気接触を意図し、できれば導体層４及び９との直接的な電気接触を意図したものである。従って、段階Ｉでは、導体層４及び９の厚さを増加させることは必須ではなく、代わりに段階Ｉにおいてホール１７及び２３のみが充填されるようにしても、同等に良好なプロセスを設計することができる。導体層１８は、例えばホール１７に導電性ペーストを充填することによって、あるいは他の適切なマイクロバイア金属化法を用いることによって製造することができる。
【００５１】
後の図では、導体層１８は導体層４及び９に併合して示す。
【００５２】
段階Ｊ（図１０）
段階Ｊでは、ベース表面上に所望の導体パターン１４及び１９を、導体層４及び９から作製する。導体パターン１４及び１９は、導体層４及び９の導体材料を導体パターンの外側から除去することによって作製することができる。この導体材料は、例えばエッチングのような、回路基板産業で広範に使用され周知であるパターン化及びエッチング法を用いて除去することができる。
【００５３】
段階Ｊの後には、電子モジュールは、１つまたは複数の構成要素、並びに導体パターン１４及び１９、及び場合によっては電気バイア２３を含む。導体パターン１４及び１９、及びバイア２３を用いて、構成要素６は外部回路に、あるいは互いに接続することができる。この際に、全体としての動作を生成するための前提条件が存在する。従ってプロセスは、段階Ｊの後に電子モジュールが出来上がるように設計することができ、図１０は実際には、２つの構成要素層から成る１つの可能な電子モジュールの例を示す。
【００５４】
所望すれば、例えば電子モジュールを保護剤でコーティングすることによって、あるいは電子モジュールの第１面及び／又は第２面上に追加的な導体パターン層を製造することによって、段階Ｊの後にもプロセスを継続することができる。例えば同一出願人が前に出願した国際公開ＷＯ０３／０６５７７８及びＷＯ０３／０６５７７９中に記載のように、こうした電子モジュールを積層させ、これにより、いくつかの層を有する電子モジュールを形成することもできる。多層電子モジュールのサブ（副）モジュール（構成要素６及び導体１４及び１９を有するベース１）は、例えば上述した電子モジュール製造方法の１つを用いて製造することができる。階層化構造に取り付けるべき一部又は全部のサブモジュールはもちろん、目的に適した他の何らかの方法を用いても全く同様に製造することができる。
【００５５】
１つの好適例によれば、本質的に同一の導体パターンをモジュールの両面に作製して、２つ以上のこうしたモジュールを、その導体パターンどうしが互いに隣接するように順に重ねることができる。接触パターンは、絶縁材料上に直接配置された導体構造１４及び１９で構成することができる。本実施例の利点は、この分野で知られているいくつかの方法を用いて、接触パターン間の電気接触を形成することができる、ということにある。上述した方法では、ベースの表面に対して直角方向に階層化することにより寸法を増加させることによって、動作を改善した電子モジュールを製造することが可能である。順に重ねて配置された電子モジュールどうしは、動作の非常に異なるものとすることができる。外部的には、これらの電子モジュールは完全に同じである必要はなく、代わりに、大きなベース内の特定点において、このベースの接触パターンと一致する接触パターンを有するより小さい構成要素ユニットの１つ以上を、より大きいベース上に接続することができる。
【００５６】
図１〜１０の例はいくつかの可能なプロセスを示し、これらのプロセスを用いれば本発明を利用することができる。しかしながら、本発明は上述したプロセスだけに限定されるものではなく、その代わりに、本発明は他の種々のプロセス、及びその最終製品もカバーし、請求項の全範囲及びその等価な解釈を考慮に入れる。また本発明は例によって示される構成及び方法のみに限定されるものではなく、その代わりに、本発明の種々の応用を用いて、上述した例とは大幅に異なる非常に多様な種類の電子モジュール及び回路基板を製造することができることは、当業者にとって明らかである。従って、図の構成要素及び回路は例示目的で示すものに過ぎない。従って、上述した例のプロセスには多くの変更を加えることができるが、これらは本発明による基本思想から外れるものではない。これらの変更は例えば、種々の段階で説明した製造技術に関するものとすることができ、あるいは処理段階の互いの順序に関するものとすることができる。
【００５７】
【特許文献６】国際特許出願公開ＷＯ０４／０８９０４８
【００５８】
本発明は、非常に多様な種類の既知の製造方法に関連して適用することもできる。例えば、国際特許出願公開ＷＯ０３／０６５７７８及びＷＯ０３／０６５７７９は、ベース内に構成要素を埋め込む方法を開示しており、構成要素を取り付ける前に、既にパターン化された導体層上に絶縁材料層を配置する。同様に、例えば国際特許出願公開ＷＯ０４／０８９０４８に開示されている方法の特徴は本発明に適用することができる。
【００５９】
これに加えて、本発明は、本願の出願時には未公開である、本願の出願人による国際特許出願に開示されている、方法及び電子モジュールに関連して適用することもできる。こうした方法の例は、本願の出願人による出願ＦＩ２００２１３４１に開示された方法であり、ここでは、少なくとも一方の側に導体層を表面加工した絶縁シートから製造を開始する。このシート内に凹部を作製し、この凹部はシートの片面は開口させるが、シートの反対側にある導体層は貫通しない。構成要素はこの凹部に取り付けられ、導体層と構成要素の接触領域または接触隆起との間に電気接触が形成される。
【００６０】
例えば、本願の出願人による出願ＦＩ２００４０５９２に開示されている方法も、埋め込み構成要素から熱を導き出すその種々の実施例と共に、本発明による電子モジュール構成及びその製造方法に容易かつ効果的に適用することができる。この解決法では、ベースの一方または他方の側の構成要素の付近に熱バイアを形成し、これらの熱バイアを通って熱が構成要素から導き出される。本発明の枠組内で、例えば接点端子７及び／又は７’どうしの間の領域内に、構成要素の近くまで、さらには構成要素上まで延びるように熱バイアを作製することができる。参照した出願には、こうした熱バイアを用いて、例えば構成要素と導体構造４または９との間に接地接触を形成する技術も記載されている。少なくとも１つの熱バイアを絶縁材料層内に配置し、この配置はベースのいずれの側とすることもでき、この熱バイアは、例えば半導体材料を有する構成要素の本体材料と導体構造の第１面または第２面との間に直接的な電気接触を形成して、例えば接地接触を形成することができる。この際に、構成要素の表面は１つの接点端子として作用する。しかし、接地接触を含む接触は一般に、構成要素における実際の接点端子を通して形成される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図２】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図３】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図４】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図５】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図６】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図７】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図８】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図９】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図１０】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図１１】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図１２】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年1月10日(2007.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する２つの面を有する絶縁材料層（１）を有する電子モジュールであって、前記電子モジュールは、第１接点端子（７）が存在する第１接触面を有する少なくとも１つの埋め込み構成要素（６）を含み、前記構成要素（６）は、前記第１接点端子から前記電子モジュール内に含まれる導体構造に電気的に接続され、前記構成要素（６）は、前記第１接触面の反対側に第２接触面を有し、前記第２接触面内に少なくとも１つの第２接点端子（７’）が存在し、前記構成要素（６）は、前記少なくとも１つの第２接点端子（７’）から前記電子モジュール内に含まれる導体構造に電気的に接続され、前記第１接点端子（７）は、前記絶縁材料層（１）の第１面上に配置された導体構造（１４）に電気的に接続され、前記少なくとも１つの第２接点端子は、前記絶縁材料層内に作製された接触ホール（１７）内に配置された導体材料を用いて、前記絶縁材料層（１）の第２面上に配置された導体構造（１９）に電気的に接続されている電子モジュールにおいて、
前記絶縁材料層（１）は、本質的に同一材料から成る一体化された層であり、前記第２接点端子（７‘）の接触面から前記絶縁材料層（１）の前記第２面上に配置された前記導体構造（１９）までの距離が、前記接触ホール（１７）の径より小さいことを特徴とする電子モジュール。
【請求項２】
前記絶縁材料層は、硬化していないかあるいは事前に硬化させた少なくとも１つのポリマーを含む材料層を硬化させることによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の電子モジュール。
【請求項３】
前記第２接点端子（７‘）から、前記絶縁材料層（１）の前記第２面上に配置されパターン化された前記導体構造（１９）までの距離が、一般に最大５０μｍ、好適には最大３０μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の電子モジュール。
【請求項４】
前記絶縁材料層（１）の前記第２面に設けられた少なくとも１つのバイアが、例えば半導体材料である前記構成要素（６）の本体材料と前記絶縁材料層の前記第２面上の前記導体構造（１９）との間に電気接触を形成して、例えば接地接触を生成することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子モジュール。
【請求項５】
前記導体構造（１４、１９）が、バイア（２３）を通して電気的に相互に接続されて、全体としての動作を生成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子モジュール。
【請求項６】
前記第１面上の前記導体構造（１４）は、前記絶縁材料層（１）の前記第１面上に配置されパターン化された１つ以上の導体層（４）を含み、前記第２面の前記導体構造（１９）は、前記絶縁材料層（１）の前記第２面上に配置されパターン化された１つ以上の導体層（９）を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子モジュール。
【請求項７】
前記第１接点端子（７）の接触面から前記絶縁材料層（１）の前記第１面上に配置された前記導体構造（１４）までの距離が、前記接触ホール（１７）の径より小さく、一般に最大５０μｍ、好適には最大３０μｍ、特に約０μｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電子モジュール。
【請求項８】
前記第２接点端子（７‘）が少なくとも２個、好適には少なくとも４個存在することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の電子モジュール。
【請求項９】
前記少なくとも１つの第２接点端子（７’）が、接地面電位、信号電圧、または電源電圧を前記構成要素（６）に導くべく構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の電子モジュール。
【請求項１０】
電子モジュールを製造する方法であって、第１接点端子（７）が存在する第１接触面を有する少なくとも１つの構成要素（６）が、対向する２つの面を具えた絶縁材料層（１）の内部に埋め込まれ、前記構成要素（６）を前記接点端子（７）から前記電子モジュール内に含まれる導体構造に電気的に接続する接触を形成し、前記構成要素（６）は、少なくとも１つの第２接点端子（７’）が存在する接触面を前記第１接触面の反対側に有し、前記構成要素（６）を前記第２接点端子（７’）から前記電子モジュール内に含まれる前記導体構造に電気的に接続する接触を形成し、前記絶縁材料層の第１面上に第１導体層（４）を配置し、前記絶縁材料層の第２面上に第２導体層（９）を配置し、前記構成要素（６）の前記少なくとも１つの第２接点端子（７‘）を、前記絶縁材料層の前記第２面に設けた接触ホール（１７）内に配置した導体材料を用いて、前記第２導体層（９）に電気的に接続する電子モジュールの製造方法において、
前記絶縁材料層（１）は、本質的に同一材料から成る一体化された層であり、前記第２接点端子（７‘）の接触面から前記絶縁材料層（１）の前記第２面上に配置されパターン化された前記導体構造（１９）までの距離が、前記接触ホール（１７）の径より小さいことを特徴とする電子モジュールの製造方法。
【請求項１１】
前記絶縁材料層（１）の前記第１面上に前記導体層（４）を配置する前に、接触ホール（２）及び／または位置合わせホール（３）を前記導体層（４）内に作製することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記構成要素（６）の前記第１接触面を前記導体層（４）に接着することを特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記構成要素（６）を接着した後に、前記絶縁材料層（１、１１）の少なくとも一部を前記電子モジュール上に配置することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記絶縁材料層（１、１１）が少なくとも２つの別個の材料のシートから成り、これらのシートを互いに圧着して一体化された単一の絶縁材料層（１）を形成することを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
バイア（２３）を作製して前記導体層（４、９）を互いに電気的に接続することを特徴とする請求項１０〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記第２接点端子（７’）が少なくとも２個、好適には少なくとも４個存在することを特徴とする請求項１０〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも１つの前記第２接点端子（７’）を、接地面電位、信号電圧、または電源電圧を前記構成要素（６）に導くべく構成することを特徴とする請求項１０〜１６のいずれかに記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
【図１】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図２】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図３】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図４】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図５】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図６】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図７】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図８】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図９】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【図１０】本発明による製造方法の適用例を段階順に示す断面図である。
【国際調査報告】
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