(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面側に電極端子が配設された配線基板と、
前記配線基板の前記主面と機能面とが相対向するようにして配設された半導体部品と、
前記配線基板の前記電極端子と前記半導体部品の前記機能面とを電気的に接続するはんだ部材とを具え、
前記はんだ部材は、前記半導体部品の前記機能面側に位置する、Ｓｎ−Ａｇ共晶系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ共晶系はんだ、Ｓｎ−Ｃｕ共晶系はんだ、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ及びＳｎ−Ｚｎ系はんだからなる群より選ばれる少なくとも一種からなる再溶融型はんだと、前記配線基板の前記電極端子側に位置する、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ａｇ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｏ−Ｓｎ合金及びＦｅからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属からなる粒子の種部と、前記金属及びＳｎからなる複数元素系相部とを含む融点上昇型はんだとの２層からなり、
前記融点上昇型はんだが前記再溶融型はんだの全体を覆っていることを特徴とする、部品実装配線基板。
【請求項２】
前記配線基板は、複数の配線層、及び前記複数の配線層間に配設された絶縁部材を有する多層配線基板であり、
前記半導体部品の前記機能面は、前記複数の配線層の少なくとも一つと、前記はんだ部材を介して電気的に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の部品実装配線基板。
【請求項３】
半導体部品の機能面において、Ｓｎ−Ａｇ共晶系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ共晶系はんだ、Ｓｎ−Ｃｕ共晶系はんだ、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ及びＳｎ−Ｚｎ系はんだからなる群より選ばれる少なくとも一種からなる再溶融型はんだをその接触角が９０度以下となるようにして塗布及び配設する工程と、
配線基板の主面側に位置する電極端子上に、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ａｇ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｏ−Ｓｎ合金及びＦｅからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属からなる粒子の種部と、前記金属及びＳｎからなる複数元素系相部とを含む融点上昇型はんだを、塗布後のはんだの高さが前記半導体部品の再溶融型はんだの高さの９０％以上、且つ、塗布後のはんだの直径が前記半導体部品の再溶融型はんだの直径以上となるようにして塗布及び配設する工程と、
前記配線基板の前記主面と前記半導体部品の前記機能面とを対向配置させた後、前記融点上昇型はんだが前記再溶融型はんだの全体を覆うように、前記配線基板と前記半導体部品とを互いに押圧する工程と、
を具えることを特徴とする、部品実装配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装配線基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の高性能化・小型化の流れの中、回路部品の高密度、高機能化が一層求められている。かかる観点より、回路部品を搭載したモジュールにおいても、高密度、高機能化への対応が要求されている。このような要求に答えるべく、現在では配線基板を多層化することが盛んに行われている。
【０００３】
このような多層化配線基板においては、複数の配線層を互いに略平行となるようにして配置し、配線層間に絶縁部材を配し、半導体部品などの電子部品を配線層の少なくとも１つと電気的に接続するようにして絶縁部材中に埋設するとともに、絶縁部材間を厚さ方向に貫通した層間接続体を形成し、複数の配線層を互いに電気的に接続するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような部品内蔵配線基板においては、その絶縁部材中に電子部品、特に半導体部品を埋設する際には、当該半導体部品の機能面に配設したはんだをリフローすることによって部品内蔵配線基板内の配線層に実装することになる。また、この部品内蔵配線基板を実用に供するためには、上記部品内蔵配線基板を、その機能面に配設したはんだを再リフローすることによって、例えばマザーボードなどの基板に実装する必要がある。
【０００５】
しかしながら、部品内蔵配線基板をはんだペーストによってマザーボード等に実装（２次実装）する場合、部品内蔵基板内部の部品とすれば２度目のリフローとなるため、部品内蔵配線基板内に実装した半導体部品のはんだが溶融及び膨張するため、はんだ周辺の絶縁材が半導体部品や配線層から剥離する場合があった。当該剥離した箇所に形成された隙間には、溶融したはんだが流れ込むようになり、その結果、隣接するはんだ同士がショート（はんだフラッシュ）してしまうという現象が生じる場合があった。
【０００６】
このような問題を解決するために、部品内蔵配線基板内の半導体部品を実装する配線層側に、再溶融しないはんだペースト（融点上昇型はんだ）を配設することによってはんだフラッシュの危険性を小さくすることが試みられている。融点上昇型のはんだとは、例えば、はんだ合金とは別に融点の高い金属の微粒子を混ぜて構成した組成物であり、一度溶融するとはんだ合金と高融点金属の微粒子とが溶け合って大部分がはんだより融点が高い化合物に変化する性質をもつ。しかしながら、半導体部品の機能面側には依然として再溶融型のはんだが配設されているため、上記再リフロー操作による半導体部品側の再溶融型のはんだの溶解を避けることはできず、上記はんだフラッシュの危険性を完全に排除することはできないでいた。
【０００７】
また、上述のように、半導体部品側に再溶融型のはんだを配設し、配線層側に融点上昇型のはんだを配設してモジュールを形成すると、一般に融点上昇型のはんだは硬く、再溶融型のはんだは柔らかいため、当該モジュールに対して外部より熱が負荷されると、その際に熱変形は再溶融型のはんだが負うことになる。この結果、再溶融型のはんだに応力の集中が生じてクラック等が発生してしまい、上記モジュールの信頼性が低下してしまうという問題が生じていた。
【０００８】
また、これら上述した問題点は、ＩＣや各種受動部品等をはんだ実装し、且つそれら部品をモールド樹脂で覆ったモジュールに対しても同様に発生した。すなわち、複数部品がはんだ実装され、それらが樹脂で覆われたモジュールは、マザーボード等にはんだペーストをリフローすることで実装される際、モジュール内部のＩＣ端子にあるはんだは再度溶融するためである。
【０００９】
特許文献２には、半導体部品のＳｎめっきされた端子上にフラックスを塗布後、金属ボール（Ｃｕボール）をメタルマスクのガイドで位置決め固定した後、ウエハもしくはチップ上のどのボールも薄膜電極中央部に確実に接触するように、平坦なパルス電流の抵抗加熱体等で加圧溶融させてＣｕボールを端子に接触させ、接触した個所をＰｔ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｓｎとの化合物で連結し、次いで、ビルドアップ中継基板の電極端子上の複合ペーストに位置決め固着し、窒素を吹き付けて加圧溶融させ、半導体部品及び中継基板を電気的に接続するようにしている。すなわち、再溶融しないはんだの代わりにＣｕボールを用いることによって、半導体部品と中継基板とを電気的に接続するようにしている。
【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載の方法では、構造及びプロセスが複雑であるためにコスト増になるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−１９７８４９号
【特許文献２】特開２００２−２５４１９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、機能面側に再溶融型はんだが配設された市販の半導体部品を配線基板に実装する際に、はんだフラッシュを防止した状態で半導体部品と配線基板とを電気的に接続する構造体及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】
【００１３】
上記目的を達成すべく、本発明は、
主面側に電極端子が配設された配線基板と、
前記配線基板の前記主面と機能面とが相対向するようにして配設された半導体部品と、
前記配線基板の前記電極端子と前記半導体部品の前記機能面とを電気的に接続するはんだ部材とを具え、
前記はんだ部材は、前記半導体部品の前記機能面側に位置する、Ｓｎ−Ａｇ共晶系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ共晶系はんだ、Ｓｎ−Ｃｕ共晶系はんだ、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ及びＳｎ−Ｚｎ系はんだからなる群より選ばれる少なくとも一種からなる再溶融型はんだと、前記配線基板の前記電極端子側に位置する、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ａｇ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｏ−Ｓｎ合金及びＦｅからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属からなる粒子の種部と、前記金属及びＳｎからなる複数元素系相部とを含む融点上昇型はんだとの２層からなり、
前記融点上昇型はんだが前記再溶融型はんだの全体を覆っていることを特徴とする、部品実装配線基板に関する。
【００１４】
本発明によれば、配線基板（の電極端子）と半導体部品とを電気的に接続するはんだ部材を、汎用されている再溶融型はんだと融点上昇型はんだとの２層構造とし、再溶融型はんだの全体を融点上昇型はんだで覆うようにしている。
【００１５】
したがって、部品実装配線基板をリフローによってマザーボード等に２次実装する場合、そのリフローの工程によって、部品実装配線基板内の再溶融型はんだが溶融及び膨張したとしても、再溶融型はんだは、当該リフローの温度では溶解しない融点上昇型はんだで覆われているので、上記溶解した再溶融型はんだがはんだ部材の外部に漏れ出ることがない。このため、隣接するはんだ同士がショート（はんだフラッシュ）してしまうという現象を防止することができる。
【００１６】
また、どのような種類の再溶融型はんだを用いたとしても、この再溶融型はんだは融点上昇型はんだで覆われており、外部に漏れ出てはんだフラッシュを引き起こすことがない。したがって、再溶融型はんだの選択範囲が広がるようになる。
【００１７】
さらに、本発明の部品実装配線基板におけるはんだ部材は、再溶融型はんだ及び融点上昇型はんだの２層構造となっているが、従来と異なり、融点上昇型はんだで再溶融型はんだを覆うような構造となっており一体化している。したがって、本発明の部品実装配線基板に対して外部より熱が負荷されても、その際に生じる熱変形ははんだ材の全体が負うことになる。この結果、はんだ材全体の熱変形が低減されるとともに均一となり、従来のように、再溶融型のはんだに応力の集中が生じてクラック等が発生してしまうことを防止することができ、本発明の部品実装配線基板の信頼性を向上させることができる。
【００１８】
なお、本発明における“再溶融型はんだ”とは、市販されている半導体部品の機能面に予め配設されている一般的な鉛フリーはんだを意味するものであってＳｎ−Ａｇ共晶系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ共晶系、Ｓｎ−Ｃｕ共晶系などの、融点が２２０℃前後のはんだ材を意図するものである。また、再溶融型はんだとはこの限りでなく、融点が２２０℃以下の、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ材やＳｎ−Ｚｎ系はんだ等も意図する。
【００１９】
一方、本発明における“融点上昇型はんだ”とは、高融点金属の粒子の種部と、該種部を覆った、前記高融点金属とすずとの複数元素系相部とを含有したはんだを意図する。高融点金属とは、例えばＣｕ、ほかにＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ａｇ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｏ−Ｓｎ合金、Ｆｅなどの金属を指す。このはんだは、初回のリフロー時は通常の鉛フリーはんだの２２０℃前後が融点であるが、溶融状態で合金相が成長することで、再度リフロー工程を施しても２２０℃前後ではほとんど溶融しなくなる。すなわち、この融点上昇型はんだの融点は、初回のリフロー時は通常のはんだと同程度であるが、その後ははんだの化合物相が溶融する高温側、例えば３００℃以上に遷移する。この様なはんだは、例えば、千住金属工業株式会社製の「ＲＡＭペースト」等がある。
【００２０】
なお、上述した本発明の部品実装配線基板は、配線基板を、複数の配線層、及び前記複数の配線層間に配設された絶縁部材を有する多層配線基板とすることにより、半導体部品が、その機能面が、複数の配線層の少なくとも一つと、はんだ部材を介して電気的に接続されて実装された部品内蔵配線基板とすることができる。
【００２１】
また、上述した本発明の部品実装配線基板は、例えば以下に記載する製造方法によって製造することができるが、かかる方法に限定されるものではない。
【００２２】
すなわち、本発明の部品実装配線基板の製造方法は、
半導体部品の機能面において、Ｓｎ−Ａｇ共晶系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ共晶系はんだ、Ｓｎ−Ｃｕ共晶系はんだ、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ及びＳｎ−Ｚｎ系はんだからなる群より選ばれる少なくとも一種からなる再溶融型はんだをその接触角が９０度以下となるようにして塗布及び配設する工程と、
配線基板の主面側に位置する電極端子上に、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ａｇ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｏ−Ｓｎ合金及びＦｅからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属からなる粒子の種部と、前記金属及びＳｎからなる複数元素系相部とを含む融点上昇型はんだを、塗布後のはんだの高さが前記半導体部品の再溶融型はんだの高さの９０％以上、且つ、塗布後のはんだの直径が前記半導体部品の再溶融型はんだの直径以上となるようにして塗布及び配設する工程と、
前記配線基板の前記主面と前記半導体部品の前記機能面とを対向配置させた後、前記融点上昇型はんだが前記再溶融型はんだの全体を覆うように、前記配線基板と前記半導体部品とを互いに押圧する工程と、
を具えることを特徴とする。
【００２３】
融点上昇型はんだの印刷高さを前述した高さにすることで、リフロー工程で半導体部品のはんだ、及び、融点上昇型はんだが溶融し、融点上昇型はんだが再溶融型はんだを覆う構造となる。
【発明の効果】
【００２４】
以上、本発明によれば、機能面側に再溶融型はんだが配設された市販の半導体部品を配線基板に実装する際に、はんだフラッシュを防止した状態で半導体部品と配線基板とを電気的に接続する構造体及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施形態の部品実装配線基板の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す部品実装配線基板のはんだ部材近傍を拡大して示す断面図である。
【図３】第２の実施形態の部品実装配線基板の概略構成を示す断面図である。
【図４】第１の実施形態の部品実装配線基板の製造方法における工程図を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態の部品実装配線基板の製造方法における工程図を示す断面図である。
【図６】第１の実施形態の部品実装配線基板の製造方法における工程図を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の具体的特徴について、発明を実施するための形態に基づいて説明する。
【００２７】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の部品実装配線基板を示す断面構成図であり、図２は、図１に示す部品実装配線基板のはんだ部材近傍を拡大して示す断面図である。
【００２８】
図１に示す部品実装配線基板１０は、主面１１Ａ側に電極端子１２が配設された配線基板１１と、この配線基板１１の主面１１Ａと機能面１３Ａとが相対向するようにして配設された半導体部品１３とを含む。また、配線基板１１の電極端子１２と半導体部品１３の機能面１３Ａとを電気的に接続するはんだ部材１４を含んでいる。さらに、配線基板１１及び半導体部品１３の間であって、隣接するはんだ部材１４間にはアンダーフィル樹脂１６が充填されている。アンダーフィル樹脂１６は、はんだ実装した後に用いる補強用の樹脂、及び、モールド封止する際に充填されたモールド樹脂等の実装後の工程によって充填された樹脂等を指す。
【００２９】
なお、本実施形態において、半導体部品１３の機能面１３Ａにおける電極端子は省略しているが、実際には、半導体部品１３の機能面１３Ａ内に埋設されるようにして、あるいは機能面１３Ａ上に突出するようにして配設されている。
【００３０】
図２に示すように、はんだ部材１４は、半導体部品１３の機能面１３Ａ側に位置する再溶融型はんだ１４１と、配線基板１１の電極端子１２側に位置する融点上昇型はんだ１４２との２層からなっている。
【００３１】
再溶融型はんだ１４１が半導体部品１３の機能面１３Ａ側に位置するのは、主として、市販されている半導体部品１３の機能面１３Ａ側に予め再溶融型はんだ１４１が配設されていることに起因するものである。また、融点上昇型はんだ１４２が配線基板１１の機能面１１Ａ側に位置するのは、以下に示すような本実施形態における特徴的なはんだ構造を実現するためである。
【００３２】
すなわち、本実施形態では、はんだ部材１４は、再溶融型はんだ１４１及び融点上昇型はんだ１４２との２層構造となっているが、融点上昇型はんだ１４２が再溶融型はんだ１４１の全体を覆っている。
【００３３】
したがって、本実施形態の部品実装配線基板１０を、例えば当該部品実装配線基板１０の下面、すなわち配線基板１１の下面に配設したはんだの再リフローによってマザーボード等に実装する場合、その再リフローの操作によって、部品実装配線基板１０のはんだ部材１４を構成する再溶融型はんだ１４１が溶融及び膨張したとしても、再溶融型はんだ１４１は、当該再リフローの温度では溶解しない融点上昇型はんだ１４２で覆われているので、溶解した再溶融型はんだ１４１がはんだ部材の外部に漏れ出て、例えば配線基板１１とアンダーフィル樹脂１６との間を剥離して空隙を形成し、さらに当該空隙内に流入することによって、隣接するはんだ同士がショート（はんだフラッシュ）してしまうという現象を防止することができる。
【００３４】
また、どのような種類の再溶融型はんだ１４１を用いたとしても、この再溶融型はんだ１４１は融点上昇型はんだ１４２で覆われており、外部に漏れ出てはんだフラッシュを引き起こすことがない。したがって、再溶融型はんだ１４１の選択範囲が広がるようになる。
【００３５】
さらに、本発明の部品実装配線基板１０におけるはんだ部材１４は、再溶融型はんだ１４１及び融点上昇型はんだ１４２の２層構造となっているが、従来と異なり、融点上昇型はんだ１４２で再溶融型はんだ１４１を覆って一体となっている。したがって、本発明の部品実装配線基板１０に対して外部より熱が負荷されても、その際に生じる熱変形ははんだ材１４の全体が負うことになる。この結果、はんだ材１４全体の熱変形が低減されるとともに均一となり、従来のように、再溶融型のはんだ１４１に応力の集中が生じてクラック等が発生してしまうことを防止することができ、部品実装配線基板１０の信頼性を向上させることができる。
【００３６】
なお、本発明における“再溶融型はんだ”１４１とは、市販されている半導体部品の機能面に予め配設されている一般的な鉛フリーはんだを意味するものであってＳｎ−Ａｇ共晶系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ共晶系、Ｓｎ−Ｃｕ共晶系などの、融点が２２０℃前後のはんだ材を意図するものである。また、再溶融型はんだとはこの限りでなく、融点が２２０℃以下の、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ材やＳｎ−Ｚｎ系はんだ等も意図する。
【００３７】
一方、本発明における“融点上昇型はんだ”１４２とは、高融点金属の粒子の種部と、該種部を覆った、前記高融点金属とすずとの複数元素系相部とを含有したはんだを意図する。高融点金属とは、例えばＣｕ、ほかにＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ａｇ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｏ−Ｓｎ合金、Ｆｅなどの金属を指す。このはんだは、初回のリフロー時は通常の鉛フリーはんだの２２０℃前後が融点であるが、溶融状態で合金相が成長することで、再度リフロー工程を施しても２２０℃前後ではほとんど溶融しなくなる。すなわち、この融点上昇型はんだの融点は、初回のリフロー時は通常のはんだと同程度であるが、その後ははんだの化合物相が溶融する高温側、例えば３００℃以上に遷移する。
【００３８】
このような融点上昇型はんだ１４２の具体例としては、例えば特開２０１２−２５６８０４号公報、特許第３５５８０６３号公報あるいは国際特許公報ＷＯ２００６／１０９５７３号などに具体例が記載されている。
【００３９】
以上、説明したように、本実施形態によれば、機能面側に再溶融型はんだが配設された市販の半導体部品を配線基板に実装する際に、はんだフラッシュを防止した状態で半導体部品と配線基板とを電気的に接続する構造体、すなわち部品実装配線基板を提供することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
図３は、本実施形態の部品実装配線基板２０の概略構成を示す断面図である。なお、第１の実施形態における図１及び図２に部品実装配線基板１０と類似あるいは同一の構成要素に関しては同一の符号を用いている。
【００４１】
図３に示すように、本実施形態の部品実装配線基板２０は、互いに略平行な第１の配線層２１、第２の配線層２２、第３の配線層２３及び第４の配線層２４を有する。第１の配線層２１及び第２の配線層２２間には第１の絶縁層３１が配設されて電気的に絶縁されており、第２の配線層２２及び第３の配線層２３間には第２の絶縁層３２が配設されて電気的に絶縁されており、第３の配線層２３及びだい４の配線層２４間には第３の絶縁層３３が配設されて電気的に絶縁されている。
【００４２】
一方、第１の絶縁層３１内を貫通するようにして第１の層間接続体４１が配設され、当該第１の層間接続体４１を介して第１の配線層２１及び第２の配線層２２の少なくとも一部同士が電気的に接続されている。また、第２の絶縁層３２内を貫通するようにして第２の層間接続体４２が配設され、当該第２の層間接続体４２を介して第２の配線層２２及び第３の配線層２３の少なくとも一部同士が電気的に接続されている。さらに、第３の絶縁層３３内を貫通するようにして第３の層間接続体４３が配設され、当該第１の層間接続体４３を介して第３の配線層２３及び第４の配線層２４の少なくとも一部同士が電気的に接続されている。
【００４３】
第１の配線層２１から第４の配線層２４は、例えば金、銀、銅などの電気的良導体から構成することができる。第１の絶縁層３１から第３の絶縁層３３は、例えば繊維強化樹脂板（たとえばガラス繊維強化エポキシ樹脂）等から構成することができる。第１の層間接続体４１から第３の層間接続体４３は、例えば、金、銀、銅などの電気的良導体、あるいはこれら金属中にエポキシ樹脂等が混入した樹脂複合体からなる層間接続ビアとして構成することができる。
【００４４】
第１の配線層２１から第４の配線層２４は、必要に応じて電源、及びグランド用のプレーン配線層とすることもできるし、信号層として使用することもできる。
【００４５】
また、本実施形態の部品実装配線基板２０では、半導体部品１３が第２の絶縁層３２内に埋設されているとともに、はんだ部材１４を介して第３の配線層２３に実装され、これによって部品内蔵配線基板を構成するようになっている。
【００４６】
本実施形態でも、はんだ部材１４は、図２に示すように、再溶融型はんだ１４１及び融点上昇型はんだ１４２との２層構造となっており、融点上昇型はんだ１４２が再溶融型はんだ１４１の全体を覆っている。
【００４７】
したがって、本実施形態の部品実装配線基板２０を、例えば当該部品実装配線基板２０の下面、すなわち第４の配線層２４の下面に配設したはんだの再リフローによってマザーボード等に実装する場合、その再リフローの操作によって、部品実装配線基板２０のはんだ部材１４を構成する再溶融型はんだ１４１が溶融及び膨張したとしても、再溶融型はんだ１４１は、当該再リフローの温度では溶解しない融点上昇型はんだ１４２で覆われているので、溶解した再溶融型はんだ１４１がはんだ部材の外部に漏れ出て、例えば第３の配線層２３と第２の絶縁層３２との間を剥離し、この間に形成された空隙内に流入することによって、隣接するはんだ同士がショート（はんだフラッシュ）してしまうという現象を防止することができる。
【００４８】
また、どのような種類の再溶融型はんだ１４１を用いたとしても、この再溶融型はんだ１４１は融点上昇型はんだ１４２で覆われており、外部に漏れ出てはんだフラッシュを引き起こすことがない。したがって、再溶融型はんだ１４１の選択範囲が広がるようになる。
【００４９】
さらに、本発明の部品実装配線基板２０におけるはんだ部材１４は、再溶融型はんだ１４１及び融点上昇型はんだ１４２の２層構造となっているが、従来と異なり、融点上昇型はんだ１４２で再溶融型はんだ１４１を覆って一体となっている。したがって、本発明の部品実装配線基板２０に対して外部より熱が負荷されても、その際に生じる熱変形ははんだ材１４の全体が負うことになる。この結果、はんだ材１４全体の熱変形が低減されるとともに均一となり、従来のように、再溶融型のはんだ１４１に応力の集中が生じてクラック等が発生してしまうことを防止することができ、部品実装配線基板２０の信頼性を向上させることができる。
【００５０】
なお、再溶融型はんだ１４１及び融点上昇型はんだ１４２に関する定義は、第１の実施形態で述べた通りである。
【００５１】
また、本実施形態では、半導体部品１３を直接第３の配線層２３に実装しているので、当該第３の配線層２３が電極端子として機能し、別途電極端子を設ける必要がない。この際、第３の配線層２３の下方に位置する第３の絶縁層３３及び第４の配線層２４が配線基板として機能する。
【００５２】
さらに、本実施形態では、配線層の数を４としたが、部品内蔵配線基板を構成するという観点から、配線層の数は２以上の任意の数とすることができる。
【００５３】
（第３の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態の部品実装配線基板１０の製造方法について説明する。図４〜図６は、本実施形態における部品実装配線基板１０の製造方法に関する工程図である。
【００５４】
最初に、図４に示すように、半導体部品１３の機能面１３Ａにおいて再溶融型はんだを、その接触角θが９０度以下となるようにして塗布され、その後、リフローによって半導体の端子と金属結合させ配設された部品を準備する。なお、このはんだはめっき工程によって配設してもよい。
【００５５】
次いで、図５に示すように、配線基板１１の主面１１Ａ側に位置する電極端子１２上に融点上昇型はんだ１４２を塗布して配設する。融点上昇型はんだ１４２の塗布量は、再溶融型はんだ１４１を覆うように十分な高さ及び直径、例えば再溶融型はんだ１４１の高さに対して９０％以上の高さ、且つ、再溶融型はんだ直径の１００％以上となるように設定する。
【００５６】
なお、融点上昇型はんだ１４２の塗布量の上限は、例えば１１０％以下の高さ及び直径とする。この厚みを超えて塗布量を設定しても、上述したような融点上昇型はんだ１４２で再溶融型はんだ１４１の全体を覆うことによる作用効果のさらなる向上を図ることはできない。またこの範囲に限定することで材料の無駄を防止でき、且つ、はんだが多すぎることによって引き起こされる隣合うはんだ間のショートを防止できる。また、はんだ高さが高すぎると、はんだを印刷によって塗布する工程において、印刷マスクの開口穴とはんだとの摩擦力が大きくなり、はんだの塗布ができなくなる。はんだの形状は、例えば、再溶融型はんだの直径が１５０μｍ、且つ高さが４５μｍの場合では、融点上昇型はんだの印刷マスクの厚みを３０μｍ、印刷マスクの開口径を１５０μｍにしてはんだ印刷することで、本発明の構造を作製できた。
【００５７】
なお、再溶融型はんだ１４１の接触角θが９０度を超えると、以下の工程を経た際に、再溶融型はんだ１４１を融点上昇型はんだ１４２で覆うことができなくなる。
【００５８】
次いで、図６に示すように、再溶融型はんだ１４１が配設された配線基板１０と、融点上昇型はんだ１４２が配設された半導体部品１３０とを、その主面１１Ａ及び機能面１３Ａが対向するようにして配置した後、配線基板１１と半導体部品１３とを互いに押圧し、再溶融型はんだ１４１が融点上昇型はんだペースト１４２内に埋入されて、融点上昇型はんだ１４２が再溶融型はんだ１４１の全体を覆うようにする。この際、融点上昇型はんだ１４２の高さを再溶融型はんだ１４１の高さの９０％以上にすることで、再溶融型はんだ１４１が融点上昇型はんだ１４２によって覆われる。融点上昇側はんだ１４２の高さが上述した高さ以上であれば再溶融型はんだ１４１が完全に覆われていなくても、後述するリフロー工程による融点上昇型はんだ１４２の溶融によって、再溶融型はんだ１４１が融点上昇型はんだ１４２によって覆われる。
【００５９】
その後、図６に示す構成のアセンブリに対して加熱処理を施し、再溶融型はんだ１４１及び融点上昇型はんだ１４２をリフローすることによって、これらはんだからなるはんだ部材１４を得る、さらに、配線基板１１及び半導体部品１３０間であって、隣接するはんだ部材１４間にアンダーフィル樹脂１６を充填することにより、部品内蔵配線基板１０を得る。
【００６０】
なお、第２の実施形態における部品実装配線基板（部品内蔵配線基板）２０を製造するには、本実施形態の製造方法において、電極端子１２付きの配線基板１１に代えて配線層２３を用い、上述のような工程を経て半導体部品１３０を配線層２３に実装した後は、通常のＢ２ｉｔ（ビースクエアイット）などの部品内蔵配線基板の製造方法の工程を経、これによって部品実装配線基板２０を得ることができる。この場合は、内蔵する半導体の実装部にアンダーフィルを充填しなくても、配線板の積層工程にて半導体の実装部に配線板の樹脂が入り込む。
【００６１】
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１０，２０  部品実装配線基板
１１  配線基板
１２  電極端子  １３  半導体部品
１４  はんだ部材
１４１  再溶融型はんだ
１４２  融点上昇型はんだ
１６  アンダーフィル樹脂
２１  第１の配線層
２２  第２の配線層
２３  第３の配線層
２４  第４の配線層
３１  第１の絶縁層
３２  第２の絶縁層
３３  だい３の絶縁層
４１  第１の層間接続体
４２  第２の層間接続体
４３  第３の層間接続体
【要約】
【課題】機能面側に再溶融型はんだが配設された市販の半導体部品を配線基板に実装する際に、はんだフラッシュを防止した状態で半導体部品と配線基板とを電気的に接続する構造体及びその製造方法を提供する。
【解決方法】主面側に電極端子が配設された配線基板と、前記配線基板の前記主面と機能面とが相対向するようにして配設された半導体部品と、前記配線基板の前記電極端子と前記半導体部品の前記機能面とを電気的に接続するはんだ部材とを具え、前記はんだ部材は、前記半導体部品の前記機能面側に位置する再溶融型はんだと、前記配線基板の前記電極端子側に位置する融点上昇型はんだとの２層からなり、前記融点上昇型はんだが前記再溶融型はんだの全体を覆うようにして部品実装配線基板を構成する。
【選択図】図２【図１】
0005817893.tif 000002
【図２】
0005817893.tif 000003
【図３】
0005817893.tif 000004
【図４】
0005817893.tif 000005
【図５】
0005817893.tif 000006
【図６】
0005817893.tif 000007