(57)【要約】【課題】複数の部品を回路基板に実装した機能モジュールにおいて、平面投影面積を拡大することなくフリップチップ実装の半導体ベアチップと半田実装部品を混載した高密度の機能モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】片面にのみ半導体ベアチップ２ａをフリップチップ実装した第１の基板１ａと、片面にのみ少なくとも半導体部品２ｂまたは受動部品１０を実装した第２の基板１ｂと、貫通孔１５が設けられ、この貫通孔１５に導電ペースト１６が充填された樹脂シート１４を介して接合して一体化した機能モジュールである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に半導体ベアチップをフリップチップ実装してもう一方の面に接続用電極を形成した第１の基板と、一方の面に少なくとも半導体部品または受動部品を実装してもう一方の面に接続用電極を形成した第２の基板と、導電ペーストが充填された貫通孔を設けた樹脂シートとからなり、第１の基板の接続用電極と第２の基板の接続用電極とが対向して挟持するように樹脂シートを間に設けて貫通孔の導電ペーストにより接続して一体化した構成とする機能モジュール。
【請求項２】
導電ペーストが充填された貫通孔を設けた樹脂シートを異方性導電シートとした請求項１に記載の機能モジュール。
【請求項３】
第１の基板の厚みＴ１、第２の基板の厚みＴ２、樹脂シートの厚みＴ３として、各厚みの関係がＴ１＞Ｔ２＞Ｔ３となるようにした請求項１に記載の機能モジュール。
【請求項４】
第１の基板の片面に半導体ベアチップをフリップチップ実装する工程と、第２の基板の片面に少なくとも半導体部品および受動部品を半田実装する工程と、プリプレグシートに貫通孔を穿孔し、この穿孔に導電性ペーストを充填する工程と、前記プリプレグシートを介して前記第１および第２の基板を熱プレスしてプリプレグシートを硬化させると同時に導電性ペーストにより前記第１および第２の基板間の電気的導通を得る工程とからなる機能モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体ベアチップや受動部品等を基板上に実装して形成した機能モジュールおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年電子機器には、携帯機器等に代表される薄型化、小型化の要求が高まっている。一方、携帯機器の部品構成において、回路基板上に個別部品を実装する構成に対し、小型基板に半導体素子やチップ部品を高密度に実装して一定の機能をまとめた、機能モジュールを使用する構成が拡大している。そのため、機能モジュールにおける小型化および高密度化が強く要望されている。
【０００３】
従来の機能モジュールとしては、図３（ａ）〜（ｃ）に示すものがある。
【０００４】
図３（ａ）〜（ｃ）は従来の機能モジュールの実装工程を示す断面図である。
【０００５】
フレキシブルフィルムからなる回路基板１に半導体部品２を実装した後、半田ペースト８の印刷を行う際に必要部分に開口７を有し半導体部品２の実装領域に対応する部分に凸状部を有するスクリーンマスク６をフレキシブルフィルムからなる回路基板１の上に搭載し、凸状部対応部分と他の本体部分とが独立して変形可能に形成されたスキージ９をスクリーンマスク６に当接させ、このスキージ９によりスクリーンマスク６の上に供給した半田ペースト８を掻き取る。その後表面実装タイプの受動部品１０を半田ペースト８の印刷の部分に搭載し、リフロー工程によって半田ペースト８を溶かして受動部品１０を実装する。
【０００６】
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が知られている。
【特許文献１】特開２００１−４４２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の機能モジュールにおいて、回路基板１の上に半導体ベアチップ２をフリップチップ実装した状態から後工程の半田実装に半導体ベアチップ２を避けて半田ペースト８を印刷するためエンボス加工の印刷メタルからなるスクリーンマスク６を使用する必要がある。このエンボス加工の凸部Ｓ１が影響して半導体ベアチップ２の周辺に半田が印刷できないため半導体ベアチップ２と受動部品１０との間隔は１．５ｍｍ程度必要となり両者を近接して配置できないという課題があった。
【０００８】
また、図示していないが先に半田実装を行い、後でフリップチップ実装を行う場合、接着剤シートを回路基板に配置し固定するための作業領域や接着剤シートが半導体ベアチップの端よりはみ出すためのスペースや半導体ベアチップの寸法より面積が大きい熱圧着ツールと周辺部品との接触を防止するため、半導体ベアチップと周辺部品との間に最低０．５ｍｍ程度の隙間が必要であり、機能モジュール全体を小型化して縮小することができない。
【０００９】
本発明は小型化および高密度化ができる機能モジュールおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、以下の構成を有するものである。
【００１１】
本発明の請求項１に記載の発明は、一方の面に半導体ベアチップをフリップチップ実装してもう一方の面に接続用電極を形成した第１の基板と、一方の面に少なくとも半導体部品または受動部品を実装してもう一方の面に接続用電極を形成した第２の基板と、導電ペーストが充填された貫通孔を均等になるように設けた樹脂シートとからなり、第１の基板の接続用電極と第２の基板の接続用電極とが対向して挟持するように樹脂シートを間に設けて貫通孔の導電ペーストにより接続して一体化した構成とする機能モジュールであり、実装方法の異なる部品を異なる基板に実装して一体化するため、小型化および高密度化が実現できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、導電ペーストが充填された貫通孔を均等になるように設けた樹脂シートを異方性導電シートとした請求項１に記載の機能モジュールであり、異なる基板の接続用電極間を簡易に接続することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、第１の基板の厚みＴ１、第２の基板の厚みＴ２、樹脂シートの厚みＴ３として、各厚みの関係がＴ１＞Ｔ２＞Ｔ３となるようにした請求項１に記載の機能モジュールであり、半導体ベアチップの実装した基板が反りなどの影響を受けなくすることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、第１の基板の片面に半導体ベアチップをフリップチップ実装する工程と、第２の基板の片面に少なくとも半導体部品および受動部品を半田実装する工程と、プリプレグシートに貫通孔を穿孔し、この穿孔に導電性ペーストを充填する工程と、前記プリプレグシートを介して前記第１および第２の基板を熱プレスしてプリプレグシートを硬化させると同時に導電性ペーストにより前記第１および第２の基板間の電気的導通を得る工程とからなる機能モジュールの製造方法であり、実装方法の異なる部品を異なる基板に実装して一体化するため、小型化および高密度化が実現できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明の機能モジュールは、一方の面に半導体ベアチップをフリップチップ実装してもう一方の面に接続用電極を形成した第１の基板と、一方の面に少なくとも半導体部品または受動部品を実装してもう一方の面に接続用電極を形成した第２の基板と、導電ペーストが充填された貫通孔を均等になるように設けた樹脂シートとからなり、第１の基板の接続用電極と第２の基板の接続用電極とが対向して挟持するように樹脂シートを間に設けて貫通孔の導電ペーストにより接続して一体化した構成とする機能モジュールであり、実装方法の異なる部品を異なる基板に実装して一体化するため、小型化および高密度化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の一実施の形態における機能モジュールについて、図を用いて説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施の形態における機能モジュールの構成を示す断面図、図２（ａ）〜（ｆ）は本発明の一実施の形態における機能モジュールの製造工程を示す断面図である。
【００１８】
図１に示すように、一方の面に設けたランド５に半導体ベアチップ２ａの金バンプ３を熱硬化性接着剤４を用いてフリップチップ実装し、もう一方の面に設けたランド５に接続用電極１１ａを形成した第１の基板１ａと、一方の面に少なくとも半導体部品２ｂまたは受動部品１０を半田１３、１２を用いて半田実装し、もう一方の面に接続用電極１１ｂを形成した第２の基板１ｂと、導電ペースト１６が充填された貫通孔１５を全面にほぼ均等になるように設けた樹脂シート１４とからなり、第１の基板１ａの接続用電極１１ａと第２の基板１ｂの接続用電極１１ｂとが対向して挟持するように樹脂シート１４を間に設けて貫通孔１５の導電ペースト１６により接続して一体化した構成とする機能モジュールである。
【００１９】
次に、本発明の一実施の形態における機能モジュールの製造工程について説明する。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、電極としての接続用電極１１ａおよびランド５を形成した厚みＴ１とする第１の基板１ａの上のランド５を覆うように熱硬化性接着剤４を形成し、例えば金線ボールボンディング法にて金バンプ３を設けた半導体ベアチップ２ａをこのランド５と金バンプ３とを対向させ、位置合わせして半導体ベアチップ２ａを第１の基板１ａの上にフリップチップ実装する。ここでフリップチップ実装ではランド５に半導体ベアチップ２ａの金バンプ３が変形するまで加圧し、加熱して熱硬化性接着剤４を硬化させる。また金バンプ３はメッキ法によっても容易に形成することができる。
【００２１】
そして図２（ｂ）に示すように、電極としての接続用電極１１ｂおよびランド５を形成した厚みＴ１より薄くした厚みＴ２の第２の基板１ｂのランド５の上に半導体部品２ｂ、チップ抵抗、チップコンデンサやチップ抵抗などの受動部品１０を半田１３、１２を用いて半田実装する。ここで第２の基板１ｂの上に形成したランド５に半田ペーストをメタルマスク印刷法によって配置し、半導体部品２ｂ、受動部品１０を位置合わせしてマウントし、熱風炉などにより全体を加熱して半田融点以上に昇温させ、半田ペーストをリフローし、実装を行う。
【００２２】
次に、図２（ｃ）に示すように、厚みＴ２より薄くした厚みＴ３の樹脂シート１４としてプリプレグ材に貫通孔１５を形成する。このプリプレグ材は半硬化状態いわゆるＢステージ状態の熱硬化性樹脂をシート状に成形したものであり、必要な物性を得るために無機粉体などのフィラーを混合している。また貫通孔１５はレーザー加工法を用いると高速に形成できる。また機械的なパンチング法を用いても良い。
【００２３】
次に、図２（ｄ）に示すように、プリプレグ材の貫通孔１５に導電ペースト１６を充填する。この導電ペースト１６は樹脂基材に銅、銀などの良導電性金属粉を多量に混合したものでメタルマスク印刷法によりプリプレグ材の貫通孔１５に導電ペースト１６を充填する。ここで導電ペースト１６の充填はメタルマスク印刷法に限定するものではない。
【００２４】
そして、図２（ｅ）に示すように、半導体ベアチップ２ａを実装した第１の基板１ａと半導体部品２ｂ、受動部品１０を実装した第２の基板１ｂと、第１の基板１ａの接続用電極１１ａを形成した面と第２の基板１ｂの接続用電極１１ｂを形成した面とを対向させ、第１および第２の基板１ａ、１ｂ間に導電ペーストを充填したプリプレグ材を挟持するように第１の基板１ａの接続用電極１１ａと第２の基板１ｂの接続用電極１１ｂとプリプレグ材の導電ペースト１６を充填した貫通孔１５とを位置合わせして重ね合わせる。
【００２５】
次に、図２（ｆ）に示すように、金型１７ａ、１７ｂの間にプリプレグ材を挟んだ状態で第１および第２の基板１ａ、１ｂの間を加圧および加熱し、プリプレグ材を硬化させることにより、第１および第２の基板１ａ、１ｂの間の接続用ランド１１ａ、１１ｂがプリプレグ材に形成した導電ペースト１６によって電気的な導通が得られ、安定に保持された機能モジュールを得ることができる。
【００２６】
以上のように形成された機能モジュールは実装方法の異なる部品を異なる基板に実装して一体化するため、小型化および高密度化が実現できると共に厚みＴ１＞Ｔ２＞Ｔ３の異なる基板を用いることにより半導体ベアチップ２ａの実装した基板が反りなどの影響を受け難くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の機能モジュールは、一方の面に半導体ベアチップをフリップチップ実装してもう一方の面に接続用電極を形成した第１の基板と、一方の面に少なくとも半導体部品または受動部品を実装してもう一方の面に接続用電極を形成した第２の基板と、導電ペーストが充填された貫通孔を均等になるように設けた樹脂シートとからなり、第１の基板の接続用電極と第２の基板の接続用電極とが対向して挟持するように樹脂シートを間に設けて貫通孔の導電ペーストにより接続して一体化した構成とする機能モジュールであり、実装方法の異なる部品を異なる基板に実装して一体化するため、小型化および高密度化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態における機能モジュールの構造を示す断面図
【図２】（ａ）〜（ｆ）本発明の一実施の形態における機能モジュールの実装工程を示す断面図
【図３】（ａ）〜（ｃ）従来の機能モジュールの実装工程を示す断面図
【符号の説明】
【００２９】
１ａ  第１の基板
１ｂ  第２の基板
２ａ  半導体ベアチップ
２ｂ  半導体部品
３  金バンプ
４  熱硬化性接着剤
５  ランド
１０  受動部品
１１ａ  接続用電極
１１ｂ  接続用電極
１２  半田
１３  半田
１４  樹脂シート
１５  貫通孔
１６  導電ペースト
【図１】
2005051049.tif 000003
【図２】
2005051049.tif 000004
【図３】
2005051049.tif 000005