(57)【要約】【課題】マザー基板に半田付け搭載される際、電気絶縁性基板に埋設した回路部品が再溶融する半田によって、機能を害することを防止した信頼性に優れる回路部品内蔵モジュールを提供する。【解決手段】電気絶縁性基板２と、電気絶縁性基板２の少なくとも主面に形成された複数の配線パターン３と、電気絶縁性基板２の内部に配置され、前記配線パターンに半田７によって電気的および機械的に接続された回路部品４と、回路部品４を被覆するように電気絶縁性基板２内部に空間を設けたケース５と、複数の配線パターンを電気的に接続するように前記電気絶縁性基板２内にインナービア６を形成している。【選択図】　図１
2004039723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁性基板と、この電気絶縁性基板の少なくとも主面に形成された複数の配線パターンと、前記電気絶縁性基板の内部に配置され前記配線パターンに半田によって電気的および機械的に接続された回路部品と、この回路部品を被覆するように前記電気絶縁性基板の内部に空間を形成するように組み込まれたケースと、前記複数の配線パターンを電気的に接続するように前記電気絶縁性基板内に形成されたインナービアとからなる回路部品内蔵モジュール。
【請求項２】
電気絶縁性基板は無機フィラー７０重量％〜９５重量％と熱硬化性樹脂とを含む混合物からなる請求項１に記載の回路部品内蔵モジュール。
【請求項３】
配線パターンは前記電気絶縁性基板の主面および内部に形成されている請求項１に記載の回路部品内蔵モジュール。
【請求項４】
回路部品は能動部品を含み、インナービアは導電性樹脂組成物からなる請求項１に記載の回路部品内蔵モジュール。
【請求項５】
回路部品はチップ状の抵抗、チップ状のコンデンサおよびチップ状のインダクタから選ばれる少なくとも一つの部品を含む請求項１に記載の回路部品内蔵モジュール。
【請求項６】
ケースはエポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂から選ばれる少なくとも一つの熱硬化性樹脂から構成される請求項１に記載の回路部品内蔵モジュール。
【請求項７】
ケースはＡｌ，Ｆｅ，Ｎｉからなる少なくとも一つの金属から構成されている請求項１に記載の回路部品内蔵モジュール。
【請求項８】
ケースはケースの内部高さを回路部品の厚みより０．０１ｍｍ以上高くした請求項１に記載の回路部品内蔵モジュール。
【請求項９】
回路部品はケースによって電気絶縁性基板からモールドされないようにした請求項１に記載の回路部品内蔵モジュール。
【請求項１０】
熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂から選ばれる少なくとも一つの熱硬化性樹脂を含む請求項２に記載の回路部品内蔵モジュール。
【請求項１１】
無機フィラーがＡｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＢＮ，ＡｌＮ，ＳｉＯ２およびＢａＴｉＯ３から選ばれる少なくとも一つの無機フィラーを含む請求項２に記載の回路部品内蔵モジュール。
【請求項１２】
配線パターンが銅を含む請求項１に記載の回路部品内蔵モジュール。
【請求項１３】
導電性樹脂組成物が金、銀および銅から選ばれる一つの金属を含む金属粒子を導電性成分として含み、エポキシ樹脂を樹脂成分として含む請求項４に記載の回路部品内蔵モジュール。
【請求項１４】
無機フィラー７０重量％〜９５重量％と未硬化状態の熱硬化性樹脂とを含む混合物を貫通孔を有する第１の板状体に加工する第１工程と、前記貫通孔に熱硬化性の導電性樹脂物質を充填することによって熱硬化性の導電性物質が前記貫通孔に充填された第２の板状体を形成する第２工程と、第１の離型フィルムの一主面に配線パターンを形成しこの配線パターン上に回路部品を半田で実装する第３工程と、前記回路部品を被覆するようにケースを実装する第４工程と、第２の離型フィルムの一主面に配線パターンを形成する第５工程と、前記第１の離型フィルムと第２の板状体と第２の離型フィルムとを前記配線パターンが第２の板状体に向くようにこの順序で位置合わせして重ねて加圧することによって前記回路部品とケースが埋設された第３の板状体を形成する第６工程と、第３の板状体を加熱することによって前記熱硬化性樹脂および導電性物質を硬化させる第７工程と、前記第１および第２の離型フィルムを硬化した第３の板状体から剥離する第８工程からな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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回路部品内蔵モジュールに関し、特に、回路部品が電気絶縁性基板の内部に配置され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。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の高性能化の要求に伴い、配線基板に回路部品を半田によって実装された後、モールド樹脂によって被覆される回路部品内蔵モジュールが実用化されている。さらに、半田による回路部品実装法では、コスト的にも電気的にも機械的にも優れていることにより、様々な分野で広く利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、回路部品内蔵モジュールがマザーの配線基板に半田付け搭載される際に次のような問題点を生ずる。一般に、回路部品内蔵モジュールはプリント配線基板に半田付け搭載される。この際、内蔵した回路部品を固着した半田も再溶融する。再溶融した半田は体積膨張をする。しかしながらモールド樹脂によって被覆されているので、上部には体積膨張できない半田は、回路部品の下部にある隙間に入り、回路部品の端子電極間を電気的に短絡させ、回路部品内蔵モジュールの機能を害するものとなっていた。
【０００４】
本発明の目的は上記従来の問題を解決し、電気絶縁性基板に埋設した回路部品が再溶融する半田によって機能を害されることを防止した信頼性に優れる回路部品内蔵モジュールを提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、電気絶縁性基板と、この電気絶縁性基板の少なくとも主面に形成された複数の配線パターンと、前記電気絶縁性基板の内部に配置され前記配線パターンに半田によって電気的および機械的に接続された回路部品と、この回路部品を被覆するように前記電気絶縁性基板の内部に空間を形成するように組み込まれたケースと、前記複数の配線パターンを電気的に接続するように前記電気絶縁性基板内に形成されたインナービアとからなる回路部品内蔵モジュールであり、電気絶縁性基板内に形成されるインナービアによってインナービア接続が行われるため、高密度に回路部品を実装することができる。また、回路部品を被覆するようにケースによって電気絶縁性基板の内部に空間を設けることにより、半田再溶融時に回路部品は短絡しないようにすることができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、電気絶縁性基板は無機フィラー７０重量％〜９５重量％と熱硬化性樹脂とを含む混合物からなっている請求項１に記載の回路部品内蔵モジュールであり、回路部品から発生する熱が無機フィラーによって速やかに放熱することで、信頼性の高い回路部品内蔵モジュールが得られる。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、配線パターンは前記電気絶縁性基板の主面および内部に形成されている請求項１に記載の回路部品内蔵モジュールであり、配線パターンを多層構造とすることにより、さらに高密度に回路部品を実装することがでできる。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、回路部品は能動部品を含み、インナービアは導電性樹脂組成物からなる請求項１に記載の回路部品内蔵モジュールであり、回路部品が能動部品を含むことによって所望な機能を有した回路部品内蔵モジュールを形成することができる。また、インナービアが導電性樹脂組成物からなる場合、製造を容易にすることができる。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、回路部品はチップ状の抵抗、チップ状のコンデンサおよびチップ状のインダクタから選ばれる少なくとも一つの部品を含む請求項１に記載の回路部品内蔵モジュールであり、チップ状の部品を用いることによって、電気絶縁性基板に容易に埋設することができる。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、ケースはエポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂から選ばれる少なくとも一つの熱硬化性樹脂から構成される請求項１に記載の回路部品内蔵モジュールであり、回路部品を被覆するようにケースによって電気絶縁性基板の内部に空間を設けることができることにより、半田再溶融時に回路部品は短絡しないようにすることができる。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、ケースはＡｌ，Ｆｅ，Ｎｉからなる少なくとも一つの金属から構成されている請求項１に記載の回路部品内蔵モジュールであり、回路部品を被覆するようにケースによって電気絶縁性基板の内部に空間を設けることができることにより、半田再溶融時に回路部品は短絡しないようにすることができる。
【００１２】
請求項８に記載の発明は、ケースはケースの内部高さを回路部品の厚みより０．０１ｍｍ以上高くした請求項１に記載の回路部品内蔵モジュールであり、回路部品を被覆するようにケースによって電気絶縁性基板の内部に空間を設けることができることにより、半田再溶融時に回路部品は短絡しないようにすることができる。
【００１３】
請求項９に記載の発明は、回路部品はケースによって電気絶縁性基板からモールドされないようにした請求項１に記載の回路部品内蔵モジュールであり、モールドされないことにより、半田信頼性の優れた回路部品内蔵モジュールが容易にできる。
【００１４】
請求項１０に記載の発明は、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂から選ばれる少なくとも一つの熱硬化性樹脂を含む請求項２に記載の回路部品内蔵モジュールであり、耐熱性や電気絶縁性に優れたものとなる。
【００１５】
請求項１１に記載の発明は、無機フィラーがＡｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＢＮ，ＡｌＮ，ＳｉＯ２およびＢａＴｉＯ３から選ばれる少なくとも一つの無機フィラーを含む請求項２に記載の回路部品内蔵モジュールであり、放熱性に優れた電気絶縁性基板が得られる。無機フィラーとして、ＳｉＯ２を用いた場合、電気絶縁性基板の誘電率を小さくすることができる。また、無機フィラーとして、ＢａＴｉＯ３を用いた場合、電気絶縁性基板の誘電率を大きくすることができる。
【００１６】
請求項１２に記載の発明は、配線パターンが銅を含む請求項１に記載の回路部品内蔵モジュールであり、電気抵抗が小さいため、微細な配線パターンを形成することができる。
【００１７】
請求項１３に記載の発明は、導電性樹脂組成物が金、銀および銅から選ばれる一つの金属を含む金属粒子を導電性成分として含み、エポキシ樹脂を樹脂成分として含む請求項４に記載の回路部品内蔵モジュールであり、上記金属は電気抵抗が小さく、また、エポキシ樹脂は耐熱性や電気絶縁性に優れたものとなる。
【００１８】
請求項１４に記載の発明は、無機フィラー７０重量％〜９５重量％と未硬化状態の熱硬化性樹脂とを含む混合物を貫通孔を有する第１の板状体に加工する第１工程と、前記貫通孔に熱硬化性の導電性樹脂物質を充填することによって熱硬化性の導電性物質が前記貫通孔に充填された第２の板状体を形成する第２工程と、第１の離型フィルムの一主面に配線パターンを形成しこの配線パターン上に回路部品を半田で実装する第３工程と、前記回路部品を被覆するようにケースを実装する第４工程と、第２の離型フィルムの一主面に配線パターンを形成する第５工程と、前記第１の離型フィルムと第２の板状体と第２の離型フィルムとを前記配線パターンが第２の板状体に向くようにこの順序で位置合わせして重ねて加圧することによって前記回路部品とケースが埋設された第３の板状体を形成する第６工程と、第３の板状体を加熱することによって前記熱硬化性樹脂および導電性物質を硬化させる第７工程と、前記第１および第２の離型フィルムを硬化した第３の板状体から剥離する第８工程からなる回路部品内蔵モジュールの製造方法であり、回路部品内蔵モジュールを容易に製造することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
この実施の形態１は、本発明の回路部品内蔵モジュールの一例であり、図１は、この実施の形態１の回路部品内蔵モジュール１の断面図である。
【００２１】
この実施の形態１の回路部品内蔵モジュール１は、電気絶縁性基板２と、電気絶縁性基板２の表面および内面に形成された配線パターン３ａおよび３ｂと、内面の配線パターン３ｂに接続された電気絶縁性基板２の内部に配置された回路部品４およびケース５と、配線パターン３ａおよび３ｂを電気的に接続するインナービア６とを含む。７は回路部品４を配線パターン３ｂに接続する半田である。
【００２２】
電気絶縁性基板２は、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物からなる。無機フィラーには、たとえば、Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＢＮ，ＡｌＮ，ＳｉＯ２およびＢａＴｉＯ３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。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、耐熱性が高いために特に好ましい。
【００２３】
配線パターン３ａおよび３ｂは、電気導電性を有する物質からなり、たとえば、銅箔や導電性樹脂組成物からなる。本発明において配線パターン３ａ，３ｂは銅箔を用いている。
【００２４】
回路部品４は、たとえば、能動部品４ａおよび受動部品４ｂを含む。能動部品４ａとしては、たとえば、トランジスタ、ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体素子が用いられる。受動部品４ｂとしては、チップ状の抵抗、チップ状のコンデンサまたはチップ状インダクタなどが用いられる。なお、回路部品４は、能動部品４ａまたは受動部品４ｂを含まない場合であってもよい。
【００２５】
ケース５は、たとえば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂の電気絶縁性物質を含む樹脂ケースや、Ａｌ，Ｆｅ，Ｎｉからなる少なくとも一つの金属を含む金属ケースが用いられる。樹脂ケースは、半田再溶融時に半田が電気絶縁性物質に固着しても、回路部品４は短絡しないので好ましい。金属ケースは、埋設された回路部品４から発する電気信号のノイズを低減できるので好ましい。
【００２６】
回路部品４を被覆するようにケース５によって電気絶縁性基板２の内部に空間８を設けることができることにより、半田７の再溶融時に半田７が体積膨張しても回路部品４は短絡しないようにすることができる。なお、電気絶縁性基板２の内部に空間８を設けても、ケース５自身が耐圧性を有しておりさらに電気絶縁性基板２との接着性が高く、電気絶縁性基板２の内部は、半田７の再溶融時においても空間８を維持することができ高い信頼性を有することができる。
【００２７】
配線パターン３ｂと回路部品４との接続には半田７が用いられる。インナービア６は、たとえば、熱硬化性の導電性物質からなる。熱硬化性の導電性物質としては、たとえば、金属粒子と熱硬化性樹脂とを混合した導電性樹脂組成物を用いることができる。金属粒子としては、金、銀または銅などを用いることができる。金、銀または銅は導電性が高いために好ましく、銅は導電性が高くマイグレーションも少ないために特に好ましい。熱硬化性樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂またはシアネート樹脂を用いることができる。エポキシ樹脂は耐熱性が高いために特に好ましい。
【００２８】
この実施の形態１に示した回路部品内蔵モジュール１では、配線パターン３ａと配線パターン３ｂとが、電気絶縁性基板２の貫通孔に充填されたインナービア６によって接続される。したがって、回路部品内蔵モジュール１では、高密度に回路部品４を実装することができる。
【００２９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２を図２により、回路部品内蔵モジュールの製造方法を説明する。
【００３０】
図２（ａ）〜（ｉ）は回路部品内蔵モジュールの製造工程の実施の形態を示す断面図である。
【００３１】
まず、図２（ａ）に示すように、無機フィラーと熱硬化性樹脂を含む混合物を加工することによって膜状の混合物１０を形成する。膜状の混合物１０は、無機フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂とを混合してスラリー化し、そのスラリーを一定厚みに成膜することによって形成できる。
【００３２】
その後、図２（ｂ）に示すように、膜状の混合物１０の所望な位置に貫通孔１１を形成することによって、貫通孔１１が形成された第１の板状体を形成する。貫通孔１１は、たとえば、パンチング法、レーザ法、ドリル加工法がある。
【００３３】
その後、図２（ｃ）に示すように、貫通孔１１に導電性樹脂組成物１２を充填することによって、貫通孔１１に導電性樹脂組成物１２が充填された第２の板状体を形成する。
【００３４】
その後、図２（ｄ）に示すように、配線パターン３ｂを形成した転写形成材１４と配線パターン３ａを形成した転写形成材１４を前記図２（ｃ）で形成した第２の板状体に位置合わせして重ねる。なお、配線パターン３ｂおよび配線パターン３ａは、転写形成材１４に銅箔を貼り付けたものにエッチング法を用いることによって、配線パターン３ｂおよび配線パターン３ａを形成することができる。転写形成材は、銅板およびＰＥＴフィルム等を用いることができる。
【００３５】
その後、図２（ｅ）に示すように、位置合わせして重ねたものを加熱・加圧することによって、膜状の混合物１０および導電性樹脂組成物１２を硬化した板状体を形成する。加熱は、膜状の混合物１０と、導電性樹脂組成物１２中に含まれる熱硬化性樹脂が硬化する温度以上の温度（たとえば、１３０〜２００℃）で行い、膜状の混合物１０は電気絶縁性基板２となり、導電性樹脂組成物１２は、インナービア６となる。この工程でインナービア６によって配線パターン３ｂおよび配線パターン３ａが電気的に接続される。
【００３６】
その後、図２（ｆ）に示すように、転写形成材１４を板状体から剥離する。その後、図２（ｇ）に示すように配線パターン３ｂ上に半田７を印刷し、さらにその上に回路部品４を実装する。加熱・冷却することによって、半田７が固着する。この工程において、配線パターン３ｂと回路部品４が電気的に接続された板状体を形成する。
【００３７】
さらに、回路部品４を被覆するようにケース５を実装する。
【００３８】
その後、図２（ｈ）に示すように、転写形成材１４を位置合わせして重ねたものを加熱・加圧することによって、膜状の混合物１０と導電性樹脂組成物１２を硬化された第３の板状体を形成する。加熱は、膜状の混合物１０、導電性樹脂組成物１２中に含まれる熱硬化性樹脂が硬化する温度以上の温度（たとえば、１３０〜２００℃）で行い、膜状の混合物１０は電気絶縁性基板２となり、導電性樹脂組成物１２はインナービア６となる。この工程において、インナービア６によって、配線パターン３ａ，３ｂおよび配線パターン３ｂと回路部品４が電気的に接続される。
【００３９】
その後、図２（ｉ）に示すように、転写形成材１４を板状体から剥離する。このようにして、実施の形態１に説明した回路部品内蔵モジュール１を容易に製造することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電気絶縁性基板の内部に回路部品を被覆するような空間を形成するようにケースを組み込むことにより電気絶縁性基板に埋設した回路部品と電気絶縁性基板とを接続していた半田が再溶融で端子電極部のショートが発生しモジュールとしての機能を害することを防止でき信頼性に優れる回路部品内蔵モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による回路部品内蔵モジュールの断面図
【図２】（ａ）〜（ｉ）本発明による回路部品内蔵モジュールの製造方法の実施の形態を示す断面図
【符号の説明】
１　回路部品内蔵モジュール
２　電気絶縁性基板
３ａ，３ｂ　配線パターン
４　回路部品
４ａ　能動部品
４ｂ　受動部品
５　ケース
６　インナービア
７　半田
１０　膜状の混合物
１１　貫通孔
１２　導電性樹脂組成物
１４　転写形成材
【図１】
2004039723.tif 000003
【図２】
2004039723.tif 000004