(57)【要約】【課題】電子部品の精度の高い実装と、短絡の防止と、放熱性能の向上。【解決手段】端子電極１０４ａを有する表面実装型の電気部品１０４を電気絶縁性基材１０１に実装する構造において、電気絶縁性基材１０１の表面に凹部１０１ａを設ける。凹部１０１ａに電気部品１０４に接続される配線パターン１０２を設ける。電気部品１０４の端子電極１０４ａを凹部１０１ａに対向させ部品実装面を基材表面に面着させた状態で、電気部品１０４を電気絶縁性基材１０１に搭載する。端子電極１０４を配線パターン１０２に電気接続する。【選択図】    図１
2005051204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子電極を有する電気部品と、前記電気部品が実装される電気絶縁性基材とを有し、
前記電気絶縁性基材の表面に凹部を設け、この凹部に前記電気部品に接続される配線パターンを設け、
前記電気部品を、前記端子電極を前記凹部に対向させるとともにその実装面を前記電気絶縁性基材の基材表面に面着させた状態で、前記電気絶縁性基材に搭載し、
前記凹部に導電材を設け、前記配線パターンと前記端子電極とを、この導電材を介して電気接続する、
ことを特徴とする電気部品実装モジュール。
【請求項２】
前記導電材は、熱硬化樹脂と導電性フィラとを含む導電性接着剤、または半田である、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気部品実装モジュール。
【請求項３】
前記電気部品は前記端子電極を複数有しており、前記電気絶縁性基材は前記端子電極それぞれに対応する凹部を有し、これら凹部を前記端子電極それぞれに対向する位置に設け、これら凹部それぞれに前記配線パターンを設ける、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気部品実装モジュール。
【請求項４】
前記凹部は、前記配線パターン表面と前記電気絶縁性基材表面との間が、前記端子電極が収納される深さを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気部品実装モジュール。
【請求項５】
前記凹部の深さ寸法を、３μｍ〜２０μｍにする、
ことを特徴とする請求項４に記載の電気部品実装モジュール。
【請求項６】
前記電気絶縁性基材は、無機フィラと熱硬化性樹脂とを含むものである、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気部品実装モジュール。
【請求項７】
前記電気絶縁性基材は、ガラス繊維の織布、ガラス繊維の不織布、耐熱有機繊維の織布および耐熱有機繊維の不織布から選択された少なくとも一つの補強材とその補強材に含浸された熱硬化性樹脂組成物とを含むものである、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気部品実装モジュール。
【請求項８】
前記電気部品は、フリップチップ実装された半導体チップもしくは、少なくとも電気接続部が樹脂封止された半導体パッケージである、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気部品実装モジュール。
【請求項９】
前記電気絶縁性基材の電気部品搭載面を封止する電気絶縁性材料を設け、
前記凹部に空隙を設ける、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装モジュール
【請求項１０】
前記空隙は、前記凹部において前記電子部品と前記導電材とにより封止されており、この状態で前記電気部品搭載面が前記電気絶縁性材料により封止されている、
ことを特徴とする請求項９に記載の電子部品実装モジュール。
【請求項１１】
前記電気絶縁性材料は、少なくとも熱硬化性樹脂を含むものである、
ことを特徴とする請求項９に記載の電気部品実装モジュール。
【請求項１２】
前記電気絶縁性材料は、前記電気絶縁性基材と同一の組成で構成されている、
ことを特徴とする請求項９に記載の電気部品実装モジュール。
【請求項１３】
端子電極を有する表面実装型の電気部品が実装される電気絶縁性基材であって、
基材表面に凹部を設け、この凹部に前記電気部品に接続される配線パターンを設ける、
ことを特徴とする電気絶縁性基材。
【請求項１４】
端子電極を有する表面実装型の電気部品と、前記電気部品が実装される電気絶縁性基材とを有する電気部品実装モジュールの製造方法であって、
ベース層の片面に配線パターンを有する配線パターン形成済ベース層を用意する工程と、
前記配線パターン形成済ベース層の配線パターン形成面を、配線パターン下方のベース板領域を残して前記ベース層の層途中まで取り去る工程と、
未硬化状態のプリプレグを用意し、このプリプレグに前記配線パターン形成済ベース層を、その配線パターン形成面が前記プリプレグに対向するように位置合せして積層する工程と、
積層した前記プリプレグと前記配線パターン形成済ベース層とを加熱加圧することで、前記プリプレグを電気絶縁性基材にするとともに、形成した電気絶縁性基材と前記配線パターン形成済ベース層とを、前記配線パターンを前記電気絶縁性基材の厚み方向の基材途中まで押し込んだ状態で一体化させる工程と、
前記電気絶縁性基材と一体化した前記配線パターン形成済ベース層から前記ベース層を取り去ることで、前記電気絶縁性基材表面に凹部を形成するとともにこの凹部に前記配線パターンを設ける工程と、
前記凹部に導電材を設ける工程と、
前記端子電極が前記凹部に対向するように、前記電気部品を前記電気絶縁性基材に搭載する工程と、
前記導電材を硬化させて前記電気部品を前記導電材を介して前記電気絶縁性基材上に固定するとともに、前記端子電極と前記配線パターンとを前記導電材を介して電気接続する工程と、
を含むことを特徴とする電気部品実装モジュールの製造方法。
【請求項１５】
端子電極を有する表面実装型の電子部品と、前記電気部品が実装される電気絶縁性基材とを有する電気部品実装モジュールの製造方法であって、
ベース層の片面に配線パターンを有する配線パターン形成済ベース層を用意する工程と、
前記配線パターン形成済ベース層の配線パターン形成面を、配線パターン下方のベース板領域を残して前記ベース層の層途中まで取り去る工程と、
未硬化状態のプリプレグを用意し、このプリプレグに前記配線パターン形成済ベース層を、その配線パターン形成面が前記プリプレグに対向するように位置合わせして積層する工程と、
積層した前記プリプレグと前記配線パターン形成済ベース層とを加熱加圧することで、前記プリプレグを電気絶縁性基材にするとともに、形成した電気絶縁性基材と前記配線パターン形成済ベース層とを、前記配線パターンを前記電気絶縁性基材の厚み方向の基材途中まで押し込んだ状態で一体化させる工程と、
前記電気絶縁性基材と一体化した前記配線パターン形成済ベース層から前記ベース層を取り去ることで、前記電気絶縁性基材表面に凹部を形成するとともにこの凹部に前記配線パターンを設ける工程と、
前記凹部に、当該凹部に空隙を設けた状態で導電材を設ける工程と、
前記端子電極が前記凹部に対向するように、前記電気部品を前記電気絶縁性基材に搭載する工程と、
前記空隙を維持した状態で前記導電材を硬化させて、前記電気部品を前記導電材を介して前記電気絶縁性基材上に固定するとともに、前記端子電極と前記配線パターンとを前記導電材を介して電気接続する工程と、
前記空隙を維持した状態で前記電気絶縁性基材の電気部品搭載面を絶縁性材料により封止する工程と、
を含むことを特徴とする電気部品実装モジュールの製造方法。
【請求項１６】
前記電気部品を前記電気絶縁性基材に搭載する工程において、前記端子電極を蓋にして前記空隙を外部から封止する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の電子部品実装モジュールの製造方法。
【請求項１７】
前記配線パターン形成済ベース層は、
ベース層の片面全面に金属層を有するシート状金属を設けたのち、
前記金属層における配線パターン形成部位を除いてこの金属層の他の部位を取り去ることで形成する、
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の電気部品実装モジュールの製造方法。
【請求項１８】
前記金属層における配線パターン形成部位を除いてこの金属層の他の部位を取り去る処理を、エッチングにより実施する、
ことを特徴とする請求項１７に記載の電気部品実装モジュールの製造方法。
【請求項１９】
前記エッチング処理として化学的エッチングを実施する、
ことを特徴とする請求項１８に記載の電気部品実装モジュールの製造方法。
【請求項２０】
前記シート状金属として、前記金属層と前記ベース層とが同種の金属から構成されものを用いる、
ことを特徴とする請求項１７に記載の電気部品実装モジュールの製造方法。
【請求項２１】
前記ベース層として電解銅箔を用いる、
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の電気部品実装モジュールの製造方法。
【請求項２２】
前記ベース層として、アルミ,銀,ニッケルから選ばれた層を用い、前記金属層として銅層を用いる、
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の電気部品実装モジュールの製造方法。
【請求項２３】
前記凹部を、３μｍ〜２０μｍの範囲の深さに形成する、
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の電気部品実装モジュールの製造方法。
【請求項２４】
端子電極を有する表面実装型の電気部品と、前記電気部品が実装される電気絶縁性基材とを有する電気部品実装モジュールの製造方法であって、
ベース層の片面に配線パターンが設けられた配線パターン形成済ベース層を用意する工程と、
未硬化状態のプリプレグを用意し、このプリプレグに前記配線パターン形成済ベース層を、その配線パターン形成面が前記プリプレグに対向するように位置合せして積層する工程と、
積層した前記プリプレグと前記配線パターン形成済ベース層とを加熱加圧することで、前記プリプレグを電気絶縁性基材にするとともに、形成した電気絶縁層基材と前記配線パターン形成済ベース層とを、前記配線パターンを前記電気絶縁性基材の厚み方向の基材途中まで押し込んだ状態で一体化させる工程と、
前記電気絶縁性基材に一体化した前記配線パターン形成済ベース層から前記ベース層を取り去ることで、パターン表面が外部に露出した状態で前記電気絶縁性基材に埋設された前記配線パターンを形成する工程と、
前記配線パターンの一部をパターン表面から除去することで、当該配線パターン上に前記電気絶縁性基材表面に連続する凹部を形成する工程と、
前記凹部に導電材を設ける工程と、
前記端子電極が前記凹部に対向するように、前記電気部品を電気絶縁性基材に搭載する工程と、
前記導電材を硬化させて、前記電気部品を前記導電材を介して前記電気絶縁性基材上に固定するとともに、前記端子電極と前記配線パターンとを前記導電材を介して電気接続する工程と、
を含むことを特徴とする電気部品実装モジュールの製造方法。
【請求項２５】
端子電極を有する表面実装型の電気部品と、前記電気部品が実装される電気絶縁性基材とを有する電気部品実装モジュールの製造方法であって、
ベース層の片面に配線パターンが設けられた配線パターン形成済ベース層を用意する工程と、
未硬化状態のプリプレグを用意し、このプリプレグに前記配線パターン形成済ベース層を、その配線パターン形成面が前記プリプレグに対向するように位置合せして積層する工程と、
積層した前記プリプレグと前記配線パターン形成済ベース層とを加熱加圧することで、前記プリプレグを電気絶縁性基材にするとともに、形成した電気絶縁層基材と前記配線パターン形成済ベース層とを、前記配線パターンを前記電気絶縁性基材の厚み方向の基材途中まで押し込んだ状態で一体化させる工程と、
前記電気絶縁性基材に一体化した前記配線パターン形成済ベース層から前記ベース層を取り去ることで、パターン表面が外部に露出した状態で前記電気絶縁性基材に埋設された前記配線パターンを形成する工程と、
前記配線パターンの一部をパターン表面から除去することで、当該配線パターン上に前記電気絶縁性基材表面に連続する凹部を形成する工程と、
前記凹部に、当該凹部に空隙を設けた状態で導電材を設ける工程と、
前記端子電極が前記凹部に対向するように、前記電気部品を電気絶縁性基材に搭載する工程と、
前記空隙を維持した状態で前記導電材を硬化させて、前記電気部品を前記導電材を介して前記電気絶縁性基材に固定するとともに、前記端子電極と前記配線パターンとを前記導電材を介して電気接続する工程と、
前記空隙を維持した状態で前記電気絶縁性基材の電気部品搭載面を絶縁性材料により封止する工程と、
を含むことを特徴とする電気部品実装モジュールの製造方法。
【請求項２６】
前記電気部品を前記電気絶縁性基材に搭載する工程において、前記端子電極を蓋にして、前記空隙を外部から封止する、
ことを特徴とする請求項２５に記載の電子部品実装モジュールの製造方法。
【請求項２７】
前記ベース層として、樹脂フィルム材からなるベース層を用いる、
ことを特徴とする請求項２４または２５に記載の電気部品実装モジュールの製造方法。
【請求項２８】
前記配線パターンの表面をエッチングにより除去する、
ことを特徴とする請求項２４または２５に記載の電気部品実装モジュールの製造方法。
【請求項２９】
前記配線パターンの表面をエッチングする際の前処理として、前記配線パターン表面を除く前記電気絶縁性基材の配線パターン形成面にレジスト層を形成し、
前記配線パターン表面をエッチングした際の後処理として、前記レジスト層を除去する、
ことを特徴とする請求項２８に記載の電気部品実装モジュールの製造方法。
【請求項３０】
前記エッチング処理として化学的エッチングを実施する、
ことを特徴とする請求項２８または２９に記載の電気部品実装モジュールの製造方法。
【請求項３１】
端子電極を有する表面実装型の電気部品が実装される電気絶縁性基材の製造方法であって、
ベース層の片面に配線パターンを有する配線パターン形成済ベース層を用意する工程と、
前記配線パターン形成済ベース層の配線パターン形成面を、配線パターン下方のベース板領域を残して前記ベース層の層途中まで取り去る工程と、
未硬化状態のプリプレグを用意し、このプリプレグに前記配線パターン形成済ベース層を、その配線パターン形成面が前記プリプレグに対向するように位置合せして積層する工程と、
積層した前記プリプレグと前記配線パターン形成済ベース層とを加熱加圧することで、前記プリプレグを電気絶縁性基材にするとともに、形成した電気絶縁性基材と前記配線パターン形成済ベース層とを、前記配線パターンを前記電気絶縁性基材の厚み方向基材途中まで押し込んだ状態で一体化させる工程と、
前記電気絶縁性基材に一体化した前記配線パターン形成済ベース層から、基材厚みの途中位置に前記配線パターンを残存させた状態で前記ベース層を取り去ることで、前記電気絶縁性基材表面に凹部を形成するとともにこの凹部に前記配線パターンを設ける工程と、
を含むことを特徴とする電気絶縁性基材の製造方法。
【請求項３２】
端子電極を有する表面実装型の電気部品が実装される電気絶縁性基材の製造方法法であって、
ベース層の片面に配線パターンが設けられた配線パターン形成済ベース層を用意する工程と、
未硬化状態のプリプレグを用意し、このプリプレグに前記配線パターン形成済ベース層を、その配線パターン形成面が前記プリプレグに対向するように位置合せして積層する工程と、
積層した前記プリプレグと前記配線パターン形成済ベース層とを加熱加圧することで、前記プリプレグを電気絶縁性基材にするとともに、形成した電気絶縁層基材と前記配線パターン形成済ベース層とを、前記配線パターンを前記電気絶縁性基材の厚み方向の基材途中まで押し込んだ状態で一体化させる工程と、
前記電気絶縁性基材に一体化した前記配線パターン形成済ベース層から前記ベース層を取り去ることで、パターン表面が外部に露出した状態で前記電気絶縁性基材に埋設された前記配線パターンを形成する工程と、
前記配線パターンの一部をパターン表面から除去することで、当該配線パターン上に前記電気絶縁性基材表面に連続する凹部を形成する工程と
を含むことを特徴とする電気絶縁性基材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気部品を電気絶縁性基材からなるプリント配線基板上実装した電気部品実装モジュール、また、絶縁材料を用いてプリント配線上を封止した電気部品実装モジュール、それに用いる電気絶縁性基材、電気部品実装モジュールの製造実装方法、並びに電気絶縁性基材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、量産性が高く製造コストを低減できるサブトラクティブ法を用いて配線パターン形成したプリント配線基板上にチップ抵抗器・チップコンデンサ・チップＩＣ等の電気部品を実装する場合、一般に次の方法が採られる。すなわち、チップマウンタを用いて個々の電気部品の端子電極をプリント配線基板のランドパターンに位置合わせしたうえで各電気部品をプリント配線基板上に配置する。その後、リフロー工程により電気部品の端子電極をプリント配線基板上のランドパターンに半田付けする。
【０００３】
近年の電子機器の高性能化,小型化に伴い、さらなる高密度と高機能化とが半導体装置に要求される。このような要求を満たすため、半導体装置や電気部品を実装するプリント配線基板として小型で高密度なものが必要となる。
【０００４】
しかし、サブトラクティブ法により作製するプリント配線基板は、基板表面に配線パターンが突出する構造となる。このような構成の実装基板では、電気部品や半導体装置にバンプを形成したうえで、半田や導電性接着剤等を用いてこれらの部品をプリント配線基板に実装する場合、
・半田や導電性接着剤等をプリント配線基板に搭載し難い、
・バンプが配線パターン間に位置ずれして短絡を起こしやすい、
・電気部品（半導体装置を含む）においても位置ずれや半田流れ等が生じやすい、
という不都合がある。これらの不都合は、サブトラクティブ法によって形成する配線パターンは、構造的に基板表面から突出することを主たる原因にして生じる。
【０００５】
そこで、最近ではアディティブ法が採用される傾向にある。アディティブ法は、レジスト層を形成した基板表面に、レジスト層をマスクとしメッキすることで配線パターンを形成する方法である。この方法により３０μｍ程度の線幅である配線パターンを形成することができる。しかしながら、アディティブ法は、サブトラクティブ法に比べ、基板と配線パターンの密着強度が弱い等の問題がある。
【０００６】
そこで、微細な配線パターンを形成しパターン検査を行った後、良品の配線パターンだけを所望の基板に転写する方法が各種考案されている。第１の転写方法は、カーボン板表面に微細な配線パターンを印刷して焼成したのち、その配線パターンをセラミック基板等に転写する方法である。
【０００７】
第２の転写方法は、離型性支持板上に銅箔からなる配線パターンを形成したのち、その配線パターンをプリプレグに転写する方法である（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００８】
第３の転写方法は、銅箔を配線パターンとして用い粗化面および光沢面における接着度合いの違いを利用して、基板に転写する方法である（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
このような転写法を用いることにより転写される配線パターンは、基板表面から突出することなく埋め込まれる形状となる。そのため、この方法で得られる配線基板の表面は平坦な構造となり、前述のような配線パターンの突出による問題は起きにくくなる。
【００１０】
また、更なる高密度な実装を行う手段として絶縁材料を用いて、電気部品を実装した電気絶縁性基材表面をさらに封止し、その絶縁材料表面に配線パターンを形成することにより多層基材を作製することで高密度化を実現しようとする方法が検討されるようになってきている
【特許文献１】特開平１０−８４１８６号公報（第1−８頁）
【特許文献２】特開平１０−４１６１１号公報（第1−１３頁）
【特許文献３】特開平８−３３０７０９号公報（第1−６頁）
【特許文献４】特開２００１−２４４３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の構成には、さらなる小型化が進行している現状において電気部品と電気絶縁性基材の接合部との間に強度を十分に確保しつつ、より狭ピッチな実装において信頼性を確保することが困難であるという課題がある。
【００１２】
また、電気絶縁性基材に、電気部品,半導体装置を接続する際における初期接続不良が生じやすいという課題がある。具体的には、配線上に電気部品や半導体装置をマウントする際の実装部品の位置ずれに起因する初期接続不良や、実装時における導電接着剤の流れ出しやリフロー時における半田の流れ出しにより生じる配線パターン間の短絡などである。
【００１３】
このような不都合は、電気部品のさらなる小型化要求に応えるために、
・電気部品間の間隔がより狭くなる、
・フリップチップ実装する半導体チップもしくは、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）構造をもつ半導体パッケージの狭ピッチ化が進められている、
という現状において大きな課題となる。
【００１４】
小型化,狭ピッチ化に対応するためには精密な工程の追加設定とそれに伴う設備の増加とを実施せざるを得ないという状況においては、上記初期接続不良はさらに生じやすくなり、このことが製造コストを増加させる要因となっている。
【００１５】
また、絶縁材料を用いて電気部品を実装した電気絶縁性基材表面を封止し、その絶縁材料表面に配線パターンを形成する電気部品内蔵型の多層基材を作製する方法では、電気部品を電気絶縁基材に接続する方法に半田を用いる場合に、電気部品の端子電極間が極端に短いものでは、封止後の半田が再溶融することで体積膨張し電気部品の下側ではんだブリッジが生じて、歩留まりの低下などの問題が発生し、高密度化のための狭ピッチ実装に限界がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、端子電極を有する電気部品と、前記電気部品が実装される電気絶縁性基材とを有する。前記電気絶縁性基材の表面に凹部を設ける。この凹部に前記電気部品に接続される配線パターンを設ける。前記電気部品を、前記端子電極を前記凹部に対向させるとともにその搭載面を前記電気絶縁性基材の基材表面に面着させた状態で、前記電気絶縁性基材に搭載する。前記凹部に導電材を設け、前記配線パターンと前記端子電極とを、この導電材を介して電気接続する。
【００１７】
本発明の構成により、電気部品の実装面と電気絶縁性基材の基材表面とが接することで電気部品を安定して配置することができて接続の補強がなされる。
【００１８】
電子部品を電気絶縁性基材に搭載する際に生じる電気部品の位置ズレや、導電材が電気部品の実装面下に入り込むことにより起こる導電材の接続不良・短絡を無くし、生産性の向上、歩留まりを減少させることができる。
【００１９】
電気部品の実装面と熱伝導性に優れた電気絶縁性基材とが確実に当接することで、モジュールで発生する熱をすばやく放熱することができて長期信頼性を得ることが可能となる。というのも、電気部品の実装面を前記電気絶縁基板材と接するように実装でき溶融した導電材が流れ出ることを防ぎ、電気部品下部で導電材の接触を防ぐことができ、初期接続不良や信頼性の向上が望めることができるからである。この場合、前記導電材を、熱硬化樹脂と導電性フィラとを含む導電性接着剤、または半田とすれば、この作用効果は絶大なものとなる。
【００２０】
また、本発明は、前記電気部品は前記端子電極を複数有しており、前記電気絶縁性基材は前記端子電極それぞれに対応する凹部を有し、これら凹部を前記端子電極それぞれに対向する位置に設け、これら凹部それぞれに前記配線パターンを設けるのが好ましい。複数の端子電極を有する電気部品においても、電気部品を電気絶縁性基材の表面に接するように実装することが可能となり、これにより上記作用効果を発揮できるからである。
【００２１】
また、本発明は、前記凹部は前記配線パターン表面と前記基材表面との間に、前記端子電極が収納される深さを有することが好ましい。さらには、この凹部の深さ寸法を、３μｍ〜２０μｍにするのが好ましい。この程度、凹部が深さを有することで導電材が外部に流れ出るのを抑えることが可能となり、電気部品間や配線パターン間の短絡を抑えることができるからである。このことは、各電気部品を高密度に実装するうえで絶大なる効果を発揮する。
【００２２】
また本発明は、電気絶縁性基材が無機フィラと熱硬化性樹脂からなることであることが好ましい。前記電気絶縁性基材を無機フィラ（Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＢＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯ２のいずれか）と熱硬化樹脂からなる混合物を使用することで熱伝導性に優れたプリプレグを作製することができ、部品・半導体から発生する熱を素早く放熱させることができる格別の効果を得ることができるからである。さらに、熱硬化樹脂組成の主成分をエポキシ樹脂、フェノール樹脂もしくはシアネート樹脂にすることで優れた耐熱性や電気絶縁性も得ることができるからである。
【００２３】
また、本発明は、電気絶縁性基材がガラス繊維の織布、ガラス繊維の不織布、耐熱有機繊維の織布および耐熱有機繊維の不織布から選択された少なくとも一つの補強材とその補強材に熱硬化性樹脂組成物を含浸したものであることが好ましい。前記電気絶縁性基材をガラス繊維の織布、ガラス繊維の不織布、耐熱有機繊維の織布および耐熱有機繊維の不織布から選択された少なくとも一つの補強材とその補強材に熱硬化性樹脂組成物を含浸したプリプレグを用いることで補強効果が高いものになり、生産・製造工程での取り扱いを容易にすることができるからである。
【００２４】
また、本発明は、導電材が熱硬化樹脂と導電性フィラとからなる混合物、または半田であることが好ましい。電気部品を電気絶縁性基材上にマウントした後リフロー工程で導電材を溶融させ再度導電材を硬化させることで電気的接続を得ることができるからである。さらに、導電性フィラは銀、銅及びニッケルから選ばれた少なくとも一つの金属粉であり、熱硬化樹脂および硬化剤を含むことで電気的接続を得ることができるからである。
【００２５】
また、本発明は、前記電気部品がフリップチップ実装された半導体チップもしくは、少なくとも電気接続部が樹脂封止された半導体パッケージであり、かつ前記半導体チップもしくは半導体パッケージの実装面が前記電気絶縁性基材からなる突起部分に接していることが好ましい。接続する前記配線パターンに凹部を形成して前記半導体チップ・前記半導体パッケージを実装することによって、実装時におこる導電材（半田等）の流出を抑えることができ、これにより短絡が起こる可能性が無くなりより狭ピッチの実装が可能になる。また、半導体チップ・半導体パッケージの実装面に接している電気絶縁基板を熱伝導性の優れた電気絶縁性基材にすることで、半導体で発生した熱をすばやく放熱する効果を得ることができる。さらに、製造の実装時に起こる位置ずれも前記電気絶縁基材上に設けた凹部を利用して半導体チップ・半導体パッケージに設けた凸部（バンプ）とにより抑制することできるようになり生産性の面でも効率化を図ることができるようになるからである。
【００２６】
本発明は、前記電気絶縁性基材と前記電子部品の面着している面と前記導電材との間に空隙を設ける形で、前記配線パターンと前記電子部品が前記導電材を介して電気接続し、絶縁性材料により、前記電気部品を接続した電気絶縁性基材の表面全体を封止するのが好ましい。
【００２７】
そうすれば、次の作用効果が得られる。電気部品が実装された電気絶縁性基材表面を絶縁材料で封止する工程や、その後に行う他の電気部品の実装、または、電気部品実装モジュールを他電気絶縁性基材に実装する工程においては、加熱処理が実施されることがある。そのような加熱処理が実施される場合、封止したモジュール内での導電材の再溶融による電気部品の実装面下への流れ込みが生じて、導電材の接続不良・短絡をが発生して接続不良を招くことが危惧される。これに対して、本発明の構成によって初期実装の段階で上記空隙を設ければ、上記再溶融導電材は、この空隙に収納されて流出が抑制されることになる。これにより、再溶融導電材に起因する導電材の接続不良・短絡が無くなってその分、接続精度がさらに高まる。
【００２８】
この場合、前記絶縁性材料は、少なくとも熱硬化性樹脂を含むものであることが好ましい。熱硬化樹脂組成の主成分をエポキシ樹脂、フェノール樹脂もしくはシアネート樹脂にすることで優れた耐熱性や電気絶縁性も得ることができるからである。
【００２９】
また、前記絶縁性材料は、前記電気絶縁性基材と同一の組成で構成されていることが好ましい。これは、線膨張係数や弾性係数等の物性値を合わせることで、高信頼性を確保することが可能となるためである。
【００３０】
本発明にかかる電気部品実装モジュールの製造方法は、
・ベース層の片面に配線パターンを有する配線パターン形成済ベース層を用意する工程と、
・前記配線パターン形成済ベース層の配線パターン形成面を、配線パターン下方のベース板領域を残して前記ベース層の層途中まで取り去る工程と、
・未硬化状態のプリプレグを用意し、このプリプレグに前記配線パターン形成済ベース層を、その配線パターン形成面が前記プリプレグに対向するように位置合せして積層する工程と、
・積層した前記プリプレグと前記配線パターン形成済ベース層とを加熱加圧することで、前記プリプレグを電気絶縁性基材にするとともに、形成した電気絶縁性基材と前記配線パターン形成済ベース層とを、前記配線パターンを前記電気絶縁性基材の厚み方向の基材途中まで押し込んだ状態で一体化させる工程と、
・前記電気絶縁性基材と一体化した前記配線パターン形成済ベース層から前記ベース層を取り去ることで、前記電気絶縁性基材表面に凹部を形成するとともにこの凹部に前記配線パターンを設ける工程と
・前記凹部に導電材を設ける工程と、
・前記端子電極が前記凹部に対向するように、前記電気部品を前記電気絶縁性基材に搭載する工程と、
・前記導電材を硬化させて前記電気部品を前記導電材を介して前記電気絶縁性基材上に固定するとともに、前記端子電極と前記配線パターンとを前記導電材を介して電気接続する工程と、
を含んでいる。
【００３１】
本発明の別の製造方法は、
・ベース層の片面に配線パターンが設けられた配線パターン形成済ベース層を用意する工程と、
・未硬化状態のプリプレグを用意し、このプリプレグに前記配線パターン形成済ベース層を、その配線パターン形成面が前記プリプレグに対向するように位置合せして積層する工程と、
・積層した前記プリプレグと前記配線パターン形成済ベース層とを加熱加圧することで、前記プリプレグを電気絶縁性基材にするとともに、形成した電気絶縁層基材と前記配線パターン形成済ベース層とを、前記配線パターンを前記電気絶縁性基材の厚み方向の基材途中まで押し込んだ状態で一体化させる工程と、
・前記電気絶縁性基材に一体化した前記配線パターン形成済ベース層から前記ベース層を取り去ることで、パターン表面が外部に露出した状態で前記電気絶縁性基材に埋設された前記配線パターンを形成する工程と、
・前記配線パターンの一部をパターン表面から除去することで、当該配線パターン上に前記電気絶縁性基材表面に連続する凹部を形成する工程と、
・前記凹部に導電材を設ける工程と、
・前記端子電極が前記凹部に対向するように、前記電気部品を電気絶縁性基材に搭載する工程と、
・前記導電材を硬化させて、前記電気部品を前記導電材を介して前記電気絶縁性基材上に固定するとともに、前記端子電極と前記配線パターンとを前記導電材を介して電気接続する工程と、
を含んでいる。
【００３２】
これらの本発明の製造方法によれば、凹部を有し、その凹部に配線パターンが設けられた電気絶縁基材を、既存の設備を使用して作製できる。また、電気部品と電気絶縁性基材を面着させることによって、接触面積を多くすることで電気部品を電気絶縁性基材に安定して実装することができて接続強度が高まる。また、リフロー時において液状化した導電材が配線パターン周囲にはみ出す等の現象により生じる短絡を防止することができる。これは、基板表面と電気部品の実装面とが接着していることで部品下への流れ込みが抑えられることと、導電材が凹部に設けられることにより過剰な導電材の流れ出しを防ぐことができることによっている。これより本発明の製造方法では、より小型な電気部品をマウント時の位置ズレや、再溶融した導電材の配線パターン間を短絡させる半田ブリッジなどの接続不良を防ぐことができる。
【００３３】
なお、本発明の製造方法では、フリップチップ実装による半導体チップまたは、ＢＧＡ構造を有する半導体パッケージなどにおいて、半導体チップ（半導体パッケージ）に設ける端子電極（バンプ等）を電気絶縁性基材に位置合わせする作業を、容易にかつ精度高く実施することができる。これは、セルフアライメント作用により端子電極が凹部に自然と入り込むことを利用した作用効果である。
【００３４】
前記凹部は、エッチング法、好適には化学エッチング法により形成するのが好ましい。凹部の深さをエッチング時間の制御により容易にしかも精度高く調整することが可能だからである。
【００３５】
また、前記構成において、前記配線パターン形成済ベース層を、前記金属層と前記ベース層とが同種の金属から構成されものを用いるのが好ましい。そうすれば、エッチング等の処理によって金属層とともに、ベース層の表層部に形成する配線パターンと同じ形状の凹部を形成することが可能となる。この場合、ベース層と金属層との間に熱膨張係数の差がないため、加熱時にパターン歪みが生じにくく、微細な配線パターンの転写に適するからである。
【００３６】
また、前記構成において、前記ベース層がアルミ,銀,ニッケルから選ばれたものであり、金属層が銅からなることが好ましい。その中でも銅箔とするのが好ましく、銅箔にすることにより導電性に優れたものにすることができ、とても安価に配線パターンが形成された電気絶縁性基材を製造することができる。特に好ましくは、電解銅箔である。なお、前記金属は、一種類でもよいし、二種類以上を併用してもよい。
【００３７】
また前記構成において、凹部の深さは３μｍ〜２０μｍの範囲であることが好ましい。この程度の凹みを有することで導電材流れを抑える効果を得ることができるからである。
また、本発明の製造方法では、ベース層が銅、アルミ、銀およびニッケルなどを用いた金属系、ＰＥＴ・ポリイミドなどを用いた樹脂系のフィルムを用いることもでき低コスト化を図ることが可能であり、工業的にも極めて有用である。
【００３８】
この場合、配線パターンの表面をエッチングにより除去するのが好ましく、そうすれば、配線パターンの表面を精度高く取り去ることができる。さらには、前記配線パターン表面をエッチングする際の前処理として、前記配線パターン表面を除く前記電気絶縁性基材の配線パターン形成面にレジスト層を形成し、前記配線パターン表面をエッチングした際の後処理として、前記レジスト層を除去するのが好ましい。そうすれば、レジスト層によって選択的に配線パターンをエッチングすることができ、導電材の塗布箇所のみを凹部に形成することで、他の配線パターン等に対して損傷を与えないことにより、より微細な配線パターンでの基板作製が実現できる。また、搭載する電気部品の実装面と、レジスト層により保護され凹んでいない配線パターンとを接するように実装することで、電気部品の放熱が速やかに行われ熱をより効率よく放熱させる効果を得ることができる。
【００３９】
さらにはこの場合に実施するエッチングは化学的エッチングであることが好ましい。そうすれば、狭ピッチに形成した他の配線パターンをエッチング工程により除去してしまうことがなくなり、接続性の向上と導電材流れを抑える効果を得ることができる。
【００４０】
これらの本発明の製造方法においてさらに、前記空隙を維持した状態で前記電気絶縁性基材の電気部品搭載面を絶縁性材料により封止する場合には、次のように構成するのが好ましい。すなわち、前記凹部に、当該凹部に空隙を設けた状態で導電材を設ける。そして、前記空隙を維持した状態で前記電気部品を前記導電材を介して前記電気絶縁性基材上に固定するとともに、前記端子電極と前記配線パターンとを前記導電材を介して電気接続する。さらには、前記空隙を維持した状態で前記電気絶縁性基材の電気部品搭載面を絶縁性材料により封止する。そうすれば、前記電気絶縁性基材の電気部品搭載面を絶縁性材料により封止する際に生じる熱やさらに後の工程等で生じる熱により導電材が再溶融したとしても、その再溶融導電材は凹部に残存する空隙に収納されて外側に流出しない。このような再溶融導電材の流出は接続精度の低下の原因となるが、本発明では、再溶融導電材は空隙により吸収されるため、その分でも電気接続精度は高まる。
【発明の効果】
【００４１】
以上説明してきたように、本発明の電気部品実装モジュールによれば、電気部品の実装面が電気絶縁性基材表面と面着するように実装することで接触面積を大きくして、搭載時の位置ズレを抑え基板に安定して実装する可能となる。これにより電気部品の電気接続強度を高めることができる。
【００４２】
また、リフロー時に液状化する導電材によって電気部品の端子電極が短絡する不具合を、電気絶縁性基材と電気部品とを面着させることと、凹部に導電材を収納することにより防止することができる。そのうえ、初期実装において導電材を電気絶縁性基材と電気部品の面着している面との間に空隙を設けるように形成することで、後工程での電気絶縁性基材に実装した電気部品を封止するための電気絶縁性基材の加熱硬化や、他の電気部品を実装するための再リフロー、電気部品実装モジュールを他の電気絶縁性基材へ実装するための再リフローなどの加熱工程により封止された電気絶縁性基材内の導電材が再溶融することで膨張し、行き場のない導電材が電気絶縁性基材と電気部品の面着している面に流れ込み配線パターンが短絡するという不具合も防止することができる。
【００４３】
さらに、電気部品・半導体の実装面と接着している電気絶縁性基材を無機フィラと熱硬化樹脂の混合物で構成することで、基材それ自身の熱伝導性が高くなり、電気部品（半導体装置を含む）から発生する熱を素早く放熱させることができるという格別の効果を得ることができる。
【００４４】
フリップチップ実装による半導体チップまたは、ＢＧＡ構造をもつ半導体パッケージからなる電気部品においては、マウント時の位置ズレを抑止することと、半導体チップ・半導体パッケージ下への導電材流れを防止することにより、より狭ピッチの実装を実施することが可能となる。これにより、近年の電子機器が求められている高性能化、小型化をより実現することができる。
【００４５】
また、本発明の電気部品実装モジュールの製造方法は従来の実装基板の製造工程に対して格段の変更点はなく、配線パターンを形成するための金属層に対するエッチング時間等の制御よって凹部を形成することが可能となる。従来の製造設備を使用し製造できることで設備コストへの負担を抑え、実装時の初期不良を抑え信頼性を向上させることで歩留まりを減少し生産性を向上させることができる。
【００４６】
以上のように本発明は、電気絶縁基材に凹部を設けて電気部品を実装することにより接続強度が高く接続不良を抑制し、電気部品と電気絶縁性基材の面着している面と導電材の間に空隙を設けることで導電材の再溶融による接続不良も抑制することができ、さらに、電気絶縁基材に機能を添加することで放熱性に優れた極めて高信頼性な電気部品実装モジュールを簡易な製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
本発明はその第1の電気部品実装モジュールの態様として、前記電気絶縁性基材の少なくとも表裏面に配線パターンを有する電気絶縁性基材であって、前記表裏面に形成された配線パターンの全てもしくは一部表面が、前記電気絶縁性基材の表面より凹んだ位置に配置されており、任意の場所の前記凹部に電気部品の外部端子と電気的に接続させるための導電材が形成され、かつ前記電気部品の実装面が前記電気絶縁性基材表面と接着していることを特徴とする電気部品実装モジュールを提供するものである。
【００４８】
以下、本発明の最良の実施形態に係る電気部品実装モジュールを、図面を参照して説明する。
【００４９】
（実施の形態１）
図１（ａ）,（ｂ）は、本発明の実施の形態１における電気部品実装モジュールの構成を示す断面図である。図1（ａ）において、１０１は電気絶縁性基材である。１０２は電気絶縁性基材１０１に形成された配線パターンである。１０４は配線パターン１０２上に実装された電気部品の一例としてのチップ部品である。チップ部品は、チップ抵抗やチップコンデンサを一例とすることができる。１０４ａはチップ部品１０４の端子電極である。
【００５０】
図1（ｂ）において、１０１は電気絶縁性基材である。１０２は電気絶縁性基材１０１に形成される配線パターンである。１０３は導電材である。導電材１０３は電気絶縁性基材１０１に形成された配線パターン１０２の間を電気的に接続する導電材であって、半田や導電性接着剤から構成される。１０５は配線パターン１０２上に実装される電気部品の一例としての半導体装置である。半導体装置１０５は半導体チップであっても、半導体パッケージであってもよい。１０６は半導体の実装面に形成される端子電極である。端子電極１０６は例えば金属バンプから構成される。
【００５１】
本実施の形態は、電気絶縁性基材１０１の表面に凹部１０１ａを設け、この凹部１０１ａの低部に配線パターン１０２を配置したことに特徴がある。凹部１０１ａは、各端子電極１０４ａ,１０６に対応して設けられている。各凹部１０１ａの離間間隔は、複数ある端子電極１０４ａ,１０６どうしの離間間隔と同間隔（同一形成ピッチ）に設定されている。各凹部１０１ａの開口の大きさ（図中奥行き寸法×幅ｗ１）は、端子電極１０４ａ,１０６の大きさ（図中奥行き寸法×幅ｗ２）と同等もしくはそれより大きくなっている。端子電極１０４ａ,１０６を凹部１０１ａに位置合わせした状態でチップ部品１０４や半導体装置１０５を電気絶縁性基材１０１に搭載すると、端子電極１０４ａ,１０６は各凹部１０１ａに収納されて、各配線パターン１０２に対向する。端子電極１０４ａ,１０６はチップ部品１０４や半導体装置１０５の実装面から突出して配置される。そのため、端子電極１０４ａ,１０６が凹部１０１ａに収納されると、チップ部品１０４や半導体装置１０５の実装面は、電気絶縁性基材１０１に確実に面着し、両者の間の熱伝導性が良くなる。
【００５２】
凹部１０１ａ内の深さ寸法ｈは、３μｍ〜２０μｍの範囲に設定される。導電材１０３は凹部１０１ａ内にあって配線パターン１０２から端子電極１０４ａにわたって配置される。導電材１０３は、配線パターン１０２と端子電極１０４ａ,１０６とを電気接続する。チップ部品１０４や半導体装置１０５の実装面と電気絶縁性基材１０１の基材面（電子部品搭載面）とが面着しているため、導電材１０３は部品１０４,１０５と電気絶縁性基材１０１との間に入り込むことがない。したがって、部品と基板との間に導電材１０３が入り込むことに起因する短絡等の不具合は生じない。また、部品１０４,１０５を安定した状態で電気絶縁性基材１０１上に実装することができる。これにより、部品１０４,１０５の位置ズレを無くした状態で実装が可能となり、その分接続の補強が図れる。
【００５３】
本実施形態では、電気絶縁性基材１０１として、無機フィラと熱硬化樹脂の混合物で構成されたプリプレグの硬化物を使用する。プリプレグの硬化物はそれ自身熱伝導性に優れるため、部品実装時の発熱を素早く放熱させることができる。そのため、その分でも、本実施形態の電気部品実装モジュールは、極めて高信頼性となる。
【００５４】
前記熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂及びシアネート樹脂を挙げることができる。このとき熱硬化樹脂の室温に於ける弾性率、ガラス転移温度を制御する方法としてそれぞれの樹脂組成に対し、室温で低弾性率もしくはガラス転移温度が低い樹脂を添加することで得られる。また、前記無機質フィラとしては、Ａｌ２Ｏ３,ＭｇＯ,ＢＮ,ＡｌＮ,ＳｉＯ２等を挙げることができる。また、必要であれば、無機質フィラと熱硬化性樹脂の複合物に、更にカップリング剤,分散剤,着色剤,離型剤を添加することも可能である。半導体装置は、シリコン半導体であるパワー素子に限らず、バイポーラ素子や、ＭＯＳ素子など、さらには、機械的強度が弱いシリコンーゲルマニウム半導体,ガリウム砒素半導体なども利用できる。また配線パターン１０２は、銅箔が利用でき、更にその表面にニッケルや金めっきしたものであると半導体装置１０５上の端子電極（金属バンプ）１０６との安定な電気接続が得られる。端子電極１０６は、金バンプが利用でき、ワイヤーボンディング法で作製した２段突起バンプ、もしくは金めっきによるバンプが利用できる。
【００５５】
図２（ａ）〜図２（ｇ）は、本実施形態の電気部品実装モジュールの第１の製造方法を示す工程別断面図である。
【００５６】
図２（ａ）に示すように、キャリアとしてのベース層２０１の主面に剥離層２０２を介して金属層２０３'が積層されたシート状金属２０９を用意する。金属銅箔は、キャリアとしての搬送性、電気抵抗の良好な圧延銅箔とするのが好ましい。
【００５７】
図２（ｂ）に示すように、金属層２０３'に、最終的に配線パターン２０３として残す領域を規定するレジスト層２０７を形成した後、レジスト層２０７をマスクとして金属層２０３'の不要部分をエッチングにより取り去ることで、配線パターン２０３を形成する。その後レジスト層２０７を除去し、所望の配線パターン２０３をベース層２０１上に形成する。これにより、配線パターン形成済ベース層２１０が形成される。この時、レジスト層２０７をマスクとして金属層２０３'をエッチングして配線パターン２０３を形成した後、剥離層２０２をエッチングし、さらに配線パターン２０３の下方位置を除いたベース層２０１の表層部分を、引き続いてエッチング処理することで取り去る。これにより、ベース層２０１には、配線パターン２０３の下方位置に凸部２０８が形成される。この場合、エッチング時間を制御することにより、ベース層２０１の表層を所定深さまで取り去ることで、凸部２０８の高さ寸法を任意に設定することができる。
【００５８】
図２（ｃ）に示すように、未硬化状態のプリプレグ２０４'を用意し、このプリプレグ２０４'と配線パターン形成済ベース層２１０とを位置合わせして重ね合わせる。さらには、配線パターン形成済ベース層２１０の配線パターン形成部位をプリプレグ２０４'に埋没させて一体化させる。このとき、配線パターン２０３を、凸部２０８の高さ寸法ｈ１だけ、電気絶縁性基材プリプレグ２０４'の厚み方向基材途中まで押し込んだ状態で一体化させる。この状態で加熱加圧を加えることで、プリプレグ２０４'と配線パターン形成済ベース層２１０とを一体化させる。さらには、加熱加圧により、プリプレグ２０４'を硬化させて電気絶縁性基材２０４にする。
【００５９】
図２（ｄ）に示すように、電気絶縁性基材２０４と一体化した配線パターン形成済ベース層２１０から、ベース層２０１を剥離する。ベース層２０１は、剥離層２０２を設けることで容易に剥離できる。ベース層２０１を剥離することで、電気絶縁性基材２０４の表面に凹部２１１が形成され、配線パターン２０３は凹部２１１の底部に配置されて固定される。凹部２１１の深さ寸法ｈ２は、凸部２０８の高さ寸法ｈ２によって一義的に規定される。
【００６０】
図２（ｅ）に示すように、全てもしくは任意に選択した凹部２１１に導電材２０５を塗布する。導電材２０５は半田や金,銀,銅,銀−パラジウム合金などを熱硬化樹脂で混練した導電性接着剤が一例として挙げられる。また、半田と導電性接着剤との併用も可能であり、溶融した半田であっても良い。
【００６１】
図２（ｆ）に示すように、電気部品２０６の端子電極２０６ａが凹部２１１（配線パターン２０３）に対向してその内部に入り込むように位置合せする。この状態で、電気部品２０６の実装面が電気絶縁性基材２０４に面着するように、電気部品２０６を電気絶縁性基材２０４に搭載する。このとき、電気部品２０６は、端子電極２０６ａが凹部２１１に入り込むことで、精度高く、しかも、自然に位置合わせ（セルフアライメント）される。
【００６２】
この状態で導電材２０５に熱処理を施すことで導電材２０５が溶解し、これにより、電気部品２０６が電気絶縁性基材２０４上に接着するとともに、端子電極２０６ａが配線パターン２０３に電気接続する。
【００６３】
図３（ａ）〜（ｇ）は、本実施形態の前記電気部品実装モジュールの第２の製造方法を示す工程別断面図である。図中、３０１はベース層であり、３０２は剥離層であり、３０３は配線パターンであり、３０３'は金属層であり、３０４は電気絶縁性基材であり、３０４' はプリプレグであり、３０５は導電材であり、３０９はシート状金属であり、３１０は配線パターン形成済ベース層であり、３１１は凹部である。
【００６４】
図３（ａ）,図３（ｂ）に示す工程により、所望の配線パターン３０３がベース層３０１上に形成された配線パターン形成済ベース層３１０を形成する。これらの工程は、図２（ａ）,図２（ｂ）を参照して前述した工程と同様である。ただし、この製造方法では、ベース層３０１をエッチングにより除去せずに、その厚みを層全体にわたって当初のままに維持する。また、金属層３０３'の厚みは、最終的に形成される配線パターン３０３の厚みより、凹部３１１の深さ分だけ厚くする。
【００６５】
図３（ｃ）に示すように、未硬化状態のプリプレグ３０４'を用意し、このプリプレグ３０４'と配線パターン形成済ベース層３１０とを位置合わせして重ね合わせる。さらには、配線パターン形成済ベース層３１０の配線パターン形成部位により配線パターン形成済ベース層３１０を押し込むことで、配線パターン形成済ベース層３１０に凹部３１１を形成する。配線パターン３０３は、形成した凹部３１１に収納される形態でプリプレグ３０４'に埋没される。この状態で加熱加圧を加えることで、プリプレグ３０４'と配線パターン形成済ベース層３１０とを一体化させる。さらには、加熱加圧により、プリプレグ３０４'を硬化させて電気絶縁性基材３０４にする。
【００６６】
図３（ｄ）に示すように、電気絶縁性基材３０４と一体化した配線パターン形成済ベース層３１０からベース層３０１を剥離する。ベース層３０１を剥離することで、配線パターン３０３は電気絶縁性基材３０４の表面とはほぼ面一となった状態で固定される。
【００６７】
図３（ｅ）に示すように、配線パターン３０３の表面をエッチング工程により取り去る。これにより、電気絶縁性基材３０４の表面に凹部３１１を形成する。
【００６８】
図３（ｆ）に示すように、全てもしくは任意に選択した凹部３１１に導電材３０５を塗布する。導電材３０５は半田や金,銀,銅,銀−パラジウム合金などを熱硬化樹脂で混練した導電性接着剤が一例として挙げられる。また、半田と導電性接着剤との併用も可能であり、溶融した半田であっても良い。
【００６９】
図３（ｇ）に示すように、電気部品３０６の端子電極３０６ａが凹部３１１に対向してその内部に入り込むように位置合せする。そして、電気部品３０６の実装面が電気絶縁性基材３０４に面着するように、電気部品３０６を電気絶縁性基材３０４に実装する。この状態で導電材３０５に熱処理を施すことで、導電材３０５の溶解により、電気部品３０６を電気絶縁性基材３０４上に接着するとともに、端子電極３０６ａを配線パターン３０３に電気接続する。
【００７０】
図４（ａ）〜図４（ｉ）は、本実施形態の電気部品実装モジュールの第３の製造方法を示す工程別断面図である。図中、４０１はベース層であり、４０２は剥離層であり、４０３'は金属層であり、４０４は電気絶縁性基材であり、４０４'はプリプレグであり、４０５は導電材であり、４０９はシート状金属であり、４１０は配線パターン形成済ベース層であり、４１１は凹部である。
【００７１】
図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、
・所望の配線パターン４０３がベース層４０１上に形成された配線パターン形成済ベース層４１０を形成する、
・配線パターン形成済ベース層４１０とプリプレグ４０４'とを一体化してプリプレグ４０４'を加熱加圧により電気絶縁性基材４０４にする、
・電気絶縁性基材４０４からベース層４０１を取り除く、
という処理を実施する。
【００７２】
これらの処理は図３（ａ）〜図３（ｄ）に示す工程と同一である。
【００７３】
図４（ｅ）に示すように、電気絶縁性基材４０４の配線パターン形成面にレジスト層４０７を形成する。レジスト層４０７は、電子部品４０６に接続される配線パターン４０３の表面を選択的に露出させた状態で、電気絶縁性基材４０４の配線パターン形成面を被覆するように形成される。レジスト層４０７は、感光性樹脂を塗布あるいは感光性フィルムをラミネートしたうえで、露光・現像処理と不要部分の除去処理とを実施することで形成される。
【００７４】
図４（ｆ）に示すように、レジスト層４０７をマスクにして、配線パターン４０３の表面をエッチングすることで、底に配線パターン４０３が配置される凹部４１１を形成する。
【００７５】
図４（ｇ）に示すように、凹部４１１の形成に用いたレジスト層４０７を除去する。図４（ｈ）に示すように、凹部４１１に導電材４０５を塗布する。導電材４０５は第１,第２の製造方法における導電材２０５,３０５と同様のものとする。
【００７６】
図４（ｉ）に示すように、電気部品４０６の端子電極４０６ａが凹部４１１に対向してその内部に入り込むように位置合せした後、電気部品４０６の実装面が電気絶縁性基材４０４に面着するように、電気部品４０６を電気絶縁性基材４０４に実装する。この状態で導電材４０５に熱処理を施すことで、導電材４０５を溶解させて、電気部品４０６を電気絶縁性基材４０４上に接着するとともに、端子電極４０６ａを配線パターン４０３に電気接続する。
【００７７】
上述した第１〜第３の製造方法は、チップ部品からなる電気部品２０６,３０６,４０６を搭載した電気部品実装モジュールの製造方法である。次に、半導体チップや半導体パッケージからなる電気部品を搭載した本実施形態の電気部品実装モジュールの製造方法を説明する。図中、５０１はベース層であり、５０２は剥離層であり、５０３'は金属層であり、５０３は配線パターンであり、５０４'はプリプレグであり、５０４は電気絶縁性基材であり、５０６は半導体チップもしくは半導体パッケージからなる電気部品であり、５０６ａは金属バンプからなる端子電極であり、５０７はレジスト層であり、５０８は凸部であり、５０９はシート状金属であり、５１０は配線パターン形成済ベース層であり、５１１は凹部である。
【００７８】
本製造方法は、基本的には、図２（ａ）〜図２（ｆ）に示す第１の製造方法と同様の方法である。特に、図５（ａ）〜図５（ｄ）は、図２（ａ）〜図２（ｄ）と全く同一である。
【００７９】
図５（ｅ）に示すように、電気絶縁性基材５０４の実装面に、フリップチップ実装する電気部品（半導体チップ,もしくは、ＢＧＡ構造をもつ半導体パッケージ）５０６を搭載する。電気部品５０６の端子電極（金属バンプ）５０６ａが凹部５１１（配線パターン５０３）に対向してその内部に入り込んで配線パターン５０３に当接するように位置合せする。そして、位置合わせした状態で、電気部品５０６の実装面が電気絶縁性基材５０４に面着するように、電気部品５０６を電気絶縁性基材５０４に搭載する。このとき、電気部品５０６は、端子電極５０６ａが凹部５１１に入り込むことで、精度高く、しかも、自然に位置合わせ（セルフアライメント）される。またこのとき、凹部５１１内の大きさ（特に深さ寸法）を端子電極５０５全てが入り込む大きさに設定することで、電気部品５０６の実装面を電気絶縁性基材５０４に面着させる。これにより、半導体装置等からなる電気部品５０６が生じさせる熱を、電気絶縁性基材５０４を介して効率高く放熱することが可能となる。
【００８０】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における電気部品実装モジュールの構成を示す断面図である。実施の形態２は実施の形態１の応用であり、本発明は前記電気絶縁性基材の少なくとも表裏面に配線パターンを有する電気絶縁性基材であって、
・前記表裏面に形成された配線パターンの全てもしくは一部表面が、電気絶縁性基材の表面より凹んだ位置に配置されている、
・任意の場所の凹部に電気部品の端子電極と電気的に接続させるための導電材が形成されている、
・電気部品の実装面が電気絶縁性基材表面と面着し、電気絶縁性基材と前記電気部品の面着している面と前記導電材の間に空隙を設ける形で導電材を硬化させ電気絶縁性基材に固定している、
という特徴を有する電気部品実装モジュールを提供するものである。
【００８１】
以下、本発明の最良の実施形態に係る電気部品実装モジュールを、図面を参照して説明する。
【００８２】
図６において、６０１は電気絶縁性基材である。６０２は電気絶縁性基材６０１に形成された配線パターンである。６０４は配線パターン６０２上に実装された電気部品の一例としてのチップ部品である。チップ部品６０４は、チップ抵抗やチップコンデンサを一例とすることができる。６０４ａはチップ部品６０４の端子電極である。６０３は導電材である。導電材６０３は電気絶縁性基材６０１に形成された配線パターン６０２の間を電気的に接続する導電材であって、半田や導電性接着剤から構成される。
【００８３】
本実施の形態は、実施の形態１と同様に電気絶縁性基材６０１の表面に凹部６０１ａを設け、この凹部６０１ａの底部に配線パターン６０２を配置したことに特徴がある。凹部６０１ａは、各端子電極６０４ａに対応して設けられている。各凹部６０１ａの離間間隔は、複数ある端子電極６０４ａどうしの離間間隔と同間隔（同一形成ピッチ）に設定されている。各凹部６０１ａの開口の大きさ（図中奥行き寸法×幅ｗ１）は、端子電極６０４ａの大きさ（図中奥行き寸法×幅ｗ２）と同等もしくはそれより大きく設定されている。端子電極６０４ａを凹部６０１ａに位置合わせした状態でチップ部品６０４を電気絶縁性基材６０１に搭載すると、端子電極６０４ａは各凹部６０１ａに収納されて、各配線パターン６０２に対向する。端子電極６０４ａはチップ部品６０４の実装面から突出して配置される。そのため、端子電極６０４ａが凹部６０１ａに収納されると、チップ部品６０４の実装面は、電気絶縁性基材６０１に確実に面着し、両者の間の熱伝導性が良くなる。
【００８４】
凹部６０１ａの深さ寸法ｈは、３μｍ〜２０μｍの範囲に設定される。導電材６０３は凹部６０１ａ内にあって、凹部６０１ａ内の幅ｗ３上に形成されており配線パターン６０２から端子電極６０４ａにわたって配置される。端子電極６０４ａと配線パターン６０２との間には空隙６０５が形成された状態で配線パターン６０２と端子電極６０４ａとは電気接続される。本実施形態では、空隙６０５を設けたことに最大の特徴がある。空隙６０５は凹部６０１ａ内において導電材６０３と端子電極６０４ａとチップ部品６０４表面とにより囲まれて封止されている。
【００８５】
さらに、本実施形態では、電気絶縁性基材６０１の電子部品搭載面６０１ａを電気絶縁性材料６１４により封止している。電気絶縁性材料としては、例えば、熱硬化性樹脂等の電気絶縁性樹脂から構成される。
【００８６】
本実施形態では、実施の形態１と同様にチップ部品６０４の実装面と電気絶縁性基材６０１の基材面との間は面着しているため、導電材６０３はチップ部品６０４と電気絶縁性基材６０１との間に入り込むことがない。さらに、この電気絶縁性基材６０１の電子部品搭載面６０１ｂを電気絶縁性基材６０６により封止した後の導電材６０３の熱膨張を空隙６０５が吸収する。これにより、熱膨張（再溶融）した導電材６０３がチップ部品６０４と基材６０１との間の界面に流れ込むことが防止される。したがって、部品と基板との間の凹部に導電材６０３が入り込むことに起因する短絡等の不具合をさらに精度高く防止することができる。
【００８７】
本実施形態の構成による効果をさらに詳細に説明する。電気絶縁性材料６１４により電子部品搭載面６０１ｂを封止する際には、電気絶縁性材料６１４に熱硬化処理等の加熱処理が施される。さらには、電気絶縁性基材６０１に他の電子部品を実装する際等においても、電気絶縁性材料６１４に加熱処理が施される。そのような加熱処理を実施する際には、その熱によって導電材６０３が再溶融する場合があり、そうすると、再溶融した導電材６０３が部品と基板との間の隙間に入り込んで短絡等の不具合を生じさせることもある。
【００８８】
このような不具合を解消するために、本実施形態では、凹部６０１ａに空隙６０５を設けている。これにより、再溶融した導電材６０３は、空隙６０５に収納されてここで保持されるために、空隙６０５の外部（部品と基板との間の隙間等）に流出することはない。このような理由により、本実施形態は、短絡等の不具合をさらに精度高く防止することができる。
【００８９】
図７（ａ）〜図７（ｈ）は、本実施の形態２の電気部品実装モジュールの第１の製造方法を示す工程別断面図である。これらの各図において、符号７０１はベース層であり、７０２は剥離層であり、７０３'は金属層であり、７０３は配線パターンであり、７０４'はプリプレグであり、７０４は電気絶縁性基材であり、７０５は導電材であり、７０６は電気部品（チップ部品）であり、７０６ａは端子電極であり、７０７はレジスト層であり、７０８は凸部であり、７０９はシート状金属であり、７１０は配線パターン形成済ベース層であり、７１１は凹部であり、７１３は空隙であり、７１４は電気絶縁性材料であり、７１５はキャビティ部である。
【００９０】
図７（ａ）〜図７（ｄ）は、図２（ａ）〜図２（ｄ）と全く同一である。また、この工程において、例として実施の形態１の第１の製造方法で示しているが、実施の形態１の第２の製造方法、実施の形態１の第３の製造方法を用いて製造することも、もちろん可能である。
【００９１】
図７（ｅ）に示すように、全てもしくは任意に選択した凹部７０１ａにおいて、導電材７０３と電子部品７０６の端子電極７０６ａとの間に空隙７１３が形成されるように塗布する。具体的には例えば次のようにして空隙７１３を形成する。
【００９２】
各電子部品７０６に対応して設けられた凹部７１１の組合わせそれぞれにおいて、凹部対向方向の内側に位置する凹部内端側７１１ａに端子電極７０６ａが入り込むように、各凹部７１１の位置を設定する。そうすると、端子電極７０６ａが凹部７１１に入り込んだ状態では、端子電極７０６ａと凹部７１１の底部との間には隙間が形成される。導電材７０３は、この隙間を避けて凹部対向方向の外側に位置する凹部外端側７１１ｂにだけ選択的に設けられる。これにより、凹部７１１の内端側７１１ａの底部に形成された隙間は、端子電極７０６ａを含む電子部品７０６により蓋をされて、外部から封止された空隙７１３となる。
【００９３】
導電材７０５は半田や金,銀,銅,銀−パラジウム合金などを熱硬化樹脂で混練した導電性接着剤が一例として挙げられる。また、半田と導電性接着剤との併用も可能であり、溶融した半田であっても良い。
【００９４】
図７（ｆ）に示すように、電気部品７０６の端子電極７０６ａが凹部７１１（配線パターン７０３）に対向してその内部に入り込むように位置合せする。この状態で、電気部品７０６の実装面が電気絶縁性基材７０４に面着するように、電気部品７０６を電気絶縁性基材７０４に搭載する。このとき、電気部品７０６は、端子電極７０６ａが凹部７１１に入り込むことで、精度高く、しかも、自然に位置合わせ（セルフアライメント）される。
【００９５】
この状態で、導電材７０５に熱処理を施すことで導電材７０５が溶融し、これにより、端子電極７０４ａと配線パターン７０２の間には空隙７１３を形成した形で電気部品７０６が電気絶縁性基材７０４上に接着し、さらに、端子電極７０６ａが配線パターン７０３に電気接続する。
【００９６】
図７（ｇ）に示すように、電気絶縁性基材７０４上に実装した電気部品７０６を覆うように絶縁性材料７１４で封止する。この絶縁性材料７１４は電気絶縁性基材７０４と同一の材料構成が望ましい。これは、線膨張係数や弾性係数等の物性値を合わせることで、高信頼性を確保することが可能となるためである。ただし、各種物性値等の調整により必ずしも同一材料に限定されるものではない。
【００９７】
また、絶縁性材料７１４は電子部品７０６を内蔵することを目的とするため、キャビティ部７１５を有している。また、絶縁性材料７１４の他方に配線パターンが形成されていて、インナービアが形成されている多層基板であってもよい。
図７（ｈ）に示すように、位置あわせを行い積層したあとに加熱加圧することで、電気部品７０６を封止した電子部品実装モジュールを製造することができる。
【００９８】
上述の製造方法を用いることにより、後工程で行う他の電気部品を実装するための再リフロー、電気部品実装モジュールを他の電気絶縁性基材へ実装するための再リフローなどの加熱工程を経ることで、封止された電気部品実装モジュール内の導電材７０５が再溶融し、導電材７０５が電気絶縁性基材７０４と電気部品７０６の面着している面に流れ込み配線パターンが短絡するという不具合を防止することができる。
【実施例】
【００９９】
以下に、本発明の具体的な実施例（製造方法）を説明する。ここでは、図７に示す実施の形態２の製造方法を例にして本発明の各実施例を説明するが、各実施例が実施の形態１における各製造方法においても同様に実施できるのはいうまでもない。
【０１００】
（実施例１）
本発明の電気部品実装モジュールの作製に際し、フォトリソグラフィ法により化学エッチングすることで、配線パターンが表面に形成された配線パターン形成済ベース層を作製する方法から述べる。
【０１０１】
配線パターン形成済ベース層７１０を構成するベース層７０１は、既存の回路基板用銅箔を利用できる。回路基板用銅箔の具体的な製法の一例は次の通りである。ドラム状メッキ電極を電解液中でゆっくりと回転させることで、ドラム状メッキ電極上に銅メッキ層を連続的に形成し、さらに形成した銅メッキ層を巻き取る方法により回路基板用銅箔を作製できる。その際、メッキ電流値,回転速度などから任意の厚みの銅箔が連続的に形成できる。本発明の実施例で用いたベース層（銅箔）は７０μｍ厚みである。
【０１０２】
次いで、ベース層（銅箔）７０１の表面に極めて薄い有機層を形成するか、もしくはニッケルや錫などの異種金属を同様に薄くメッキすることで、剥離層７０２を形成する。剥離層７０２は形成しなくとも転写できる。しかしながら、剥離層７０２を設けることで、
・配線パターン７０３をエッチング形成する際にそれ以上エッチングしないように止める働き、
・ベース層（銅箔）７０１を若干エッチングさせ、配線パターン７０３を転写時に埋め込むようにする働き、
を果たす。
【０１０３】
剥離層７０２上にさらに配線パターン７０３となる銅メッキを行い金属層７０３’とする。本実施例においては金属層７０３’をメッキ厚み９μmで形成する。
【０１０４】
次に、金属層７０３’をベース層７０１の表層までエッチングし、さらにベース層７０１をその厚みの途中までエッチングすることで金属層７０３’から配線パターン７０３を形成する。さらに、引き続いてベース層７０１をエッチングする。この場合、エッチング時間を制御することにより、ベース層７０１の表層を一定深さまでエッチングすることは容易である。本実施例では、ベース層７０１を１５μｍ削り取る。これにより、配線パターン形成済ベース層７１０を形成する。
【０１０５】
無機フィラと熱硬化樹脂との混合物からなる未硬化状態のプリプレグ７０４'を用意し、このプリプレグ７０４'と配線パターン形成済ベース層７１０とを積層する。積層したプリプレグ７０４'と配線パターン形成済ベース層７１０とを加熱加圧することで、配線パターン７０３をプリプレグ７０４'に埋設する。本実施例では、加熱加圧する条件を、２００℃に加熱した金型に配線パターン形成済ベース層７１０をセットし、さらにプリプレグ７０４'を配置して金型で１００Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加圧するという条件にする。加熱加圧時間は１５分間とする。
【０１０６】
本実施例に使用したプリプレグ７０４'は、無機フィラと液状の熱硬化樹脂とを、攪拌混合機を用いて混合することで作製する。攪拌混合機は、所定の容量の容器に無機フィラと液状の熱硬化樹脂を投入し、容器自身を回転させながら公転させるものであり、比較的粘度が高くても充分な分散状態が得られるものである。実施したプリプレグ７０４'の配合組成を以下に示す。
・無機フィラ：Ａｌ２Ｏ３（昭和電工（株）製ＡＳ−４０、球状１２μm）
９０重量％
・熱硬化樹脂：液状エポキシ樹脂（日本レック（株）製  ＥＦ−４５０）
９．５重量％
・カップリング剤：(味の素ファインテクノ（株）製 チタネート系 ＫＲ−４６Ｂ)
０．３重量％
上記組成で秤量・混合されたペースト状の混合物を作製する。上記混合物は、所定量の無機フィラと液状エポキシ樹脂を容器に投入し、本容器ごと混練機によって混合することで作製する。混練機を用いた混合作業は、容器を公転させながら、自転させる方法により行われる。１０分程度の短時間で混練が行われる。離型フィルムとしては、厚み７５μｍの表面にシリコンによる離型処理を施されたポリエチレンテレフタレートフィルムを用いる。
【０１０７】
上記混合物の所定量を取り、離型フィルム上に滴下させる。滴下させた離型フィルム上の混合物にさらに離型フィルムを重ね、加圧プレスで一定厚みになるようにプレスする。次に離型フィルムで挟持された混合物を離型フィルムごと加熱し、粘着性が無くなる条件下で熱処理する。熱処理条件は、温度（１２０℃）、処理時間（１５分間）とする。
【０１０８】
以上により、厚み５００μｍの粘着性のないプリプレグ７０４'ができる。
【０１０９】
熱硬化エポキシ樹脂は、硬化開始温度が１３０℃であるため、前記熱処理条件下では、未硬化状態（Ｂステージ）であり、以降の工程で加熱により再度溶融させることができる。
【０１１０】
このようにして得られたプリプレグ７０４'の両面に設けた離型フィルムを剥離し、再度耐熱性離型フィルム（ＰＰＳ：ポリフェニレンサルファイト７５μm厚み）で挟んで、温度１７０℃,圧力５０Ｋｇ／ｃｍ３で硬化させる。さらに、ＰＰＳ離型フィルムを剥離し、所定の寸法に加工してプリプレグ７０４'とする。
【０１１１】
作製したプリプレグ７０４'の熱伝導性を測定した。なお熱伝導性は、１０mm角に切断した試料の表面を加熱ヒータに接触加熱し、反対面の温度の伝わり方から計算で熱伝導度を求めた。その結果を表１に示す。
【０１１２】
【表１】
2005051204.tif 000003
表1に示すように、無機フィラとしてＡｌ２Ｏ３を用いた場合には、従来のガラス-エポキシ基板(０．２ｗ／ｍＫ〜０．３ｗ／ｍＫ)に比べて熱伝導度が約２０倍以上の熱伝導性が得られ、また同様にＡｌＮ,ＭｇＯを用いた場合でも、それ以上の熱伝導度が得られることがわかる。また、非晶質ＳｉＯ２を用いた場合では、熱膨張係数がシリコン半導体に近い熱膨張係数のものが得られる。これにより、本実施例のプリプレグ７０４'から作製した電気絶縁性基材７０４は半導体装置を直接実装するフリップチップ用基板としても有望である。即ちＡｌＮの良好な熱伝導性を利用すれば、セラミック基板に近い熱伝導性が得られる。またＢＮを添加した場合、表１に示すように高熱伝導でしかも低熱膨張性が得られる。特にアルミナを用いた系では、８５重量％以上で良好な熱伝導度が得られ、コストも安いことから高熱伝導モジュールとして有望である。
【０１１３】
以上製法を説明したプリプレグ７０４'と配線パターン形成済ベース層７１０とを積層して加熱加圧する。これにより、プリプレグ７０４'を電気絶縁性基材７０４にする。この時、ベース層７０１に１５μｍ程度エッチングを行っていることにより電気絶縁性基材７０４上には深さ１５μｍの凹部７１１が形成され、さらにその凹部７１１の底に配線パターン７０３が埋設状態で配置される。配線パターン７０３と基材表面との間には凹部７１１が形成される。
【０１１４】
電気絶縁性基材７０４と配線パターン形成済ベース層７１０との積層物からベース層（銅箔）７０１を剥離させる。次に、凹部７１１内に半田からなる導電材７０５を塗布充填する。この状態で電気部品７０６の端子電極７０６ａが凹部７１１（配線パターン７０３）に対向するように位置合わせする。これにより、電気部品７０６は、その実装面が基材表面に接するように電気絶縁性基材７０４に搭載される。電気部品７０６を搭載した電気絶縁性基材７０４をリフロー炉により加熱することで、導電材（半田）７０５を溶融させる。これにより電気部品７０６と電気絶縁性基材７０４とが表面実装された本発明の電気部品実装モジュールが得られる。
【０１１５】
以上のようにして製造する電気部品実装モジュールは、はじめの実装時から電気部品７０６の位置ズレによる接続不良や半田流れによる短絡も発生している箇所はなかった。さらに、半田リフロー試験、温度サイクル試験を行ったところ次のような結果が得られた。半田リフロー試験は、最高温度が２６０℃で１０秒のベルト式リフロー試験機を用いて１０回通すことで行った。また温度サイクル試験は、高温側が１２５℃、低温側が−６０℃の温度で各３０分間保持し、２００サイクル行った。温度サイクル試験の結果、電気部品実装モジュール上の電気部品は接続抵抗もほとんど初期性能と変化がなかった。
【０１１６】
（実施例２）
実施例２は実施の形態１の第３の製造方法で説明した方法で電気部品実装モジュールを作製した一例である。
【０１１７】
実施例1と同様の方法で作製した配線パターン形成済ベース層７１０とプリプレグ７０４'とを用い、実施の形態１の第３の製造方法で説明した方法で作製した電気部品実装モジュールの実施例を示す。配線パターン形成済ベース層（銅箔）７１０の厚みは７０μｍとし、剥離層７０２を介して配線パターン７０３を形成する。配線パターン７０３は銅メッキ９μm厚みで形成する。配線パターン形成済ベース層７１０は、エッチング時間を制御することにより、金属層７０３'と剥離層７０２のみエッチングした配線パターン７０３をベース層７０１上に形成したものを用いる。
【０１１８】
本実施例に使用したプリプレグ７０４'の組成を以下に示す。
・無機フィラ：Ａｌ２Ｏ３（昭和電工（株）製ＡＳ−４０、球状１２μm）
９０重量％
・熱硬化樹脂：液状エポキシ樹脂（日本レック（株）製  ＥＦ−４５０）
９．５重量％
・カップリング剤：(味の素ファインテクノ（株）製    チタネート系  ＫＲ−４６Ｂ)
０．３重量％  
積層して加熱加圧することにより、配線パターン７０３をプリプレグ７０４'に埋設した状態でプリプレグ７０４'と配線パターン形成済ベース層７１０とを一体化する。加熱加圧は次のように行う。２００℃に加熱した金型に配線パターン形成済ベース層７１０をセットし、さらにプリプレグ７０４'を配線パターン形成済ベース層７１０上に配置した状態で、その積層体を金型によって１００Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加圧する。保持時間は１５分間とする。
【０１１９】
加熱加圧した積層体からベース層７０１を剥離する。配線パターン７０３は電気絶縁性基材７０４に埋設されている形状になって基材表面と配線パターン７０３とは平坦になる。
【０１２０】
配線パターン７０３を形成した電気絶縁性基材７０４を感光性フィルムでラミネートしてレジスト層７０７を形成する。レジスト層７０７は、電気部品７０６に接続される配線パターン７０３の上方に選択的に開口を設けてその配線パターン７０３を外部に露出させたパターン形状とする。レジスト層７０７の厚みは６μｍとする。
【０１２１】
塩化第２鉄の水溶液を用いて電気絶縁性基材７０４の表面をエッチングする。これにより、レジスト層７０７において露出する配線パターン７０３のみがエッチングされて配線パターン７０３と基材表面との間に５μｍ程度の深さの凹部７１１が形成される。
【０１２２】
エッチング処理で除去されなかったレジスト層７０７を除去する。さらに、配線パターン７０３上の凹部７１１に導電材（半田）７０５を塗布する。
【０１２３】
電気部品７０６を、その端子電極７０６ａが配線パターン７０３に対向するように位置合わせした状態で電気部品７０６を、その実装面が電気絶縁性基材７０４に接するように電気絶縁性基材７０４に搭載する。電気部品７０６を搭載した電気絶縁性基材７０４を、リフロー炉により加熱する。これにより、導電材（半田）７０５を溶融させて電気部品７０６と電気絶縁性基材７０４とを電気接続させる。
【０１２４】
このようにして、本発明の実施の形態３で説明した方法で電気部品実装モジュールが得られる。
【０１２５】
実施例２により作製される電気部品実装モジュールの特性を測定した結果、はじめの実装時から電気部品の位置ズレによる接続不良や半田流れによる短絡が発生している箇所はなかった。さらに信頼性を評価するために、半田リフロー試験、温度サイクル試験を行った。半田リフロー試験は、最高温度が２６０℃で１０秒のベルト式リフロー試験機を用いて１０回通すことで行った。また温度サイクル試験は、高温側が１２５℃、低温側が−６０℃の温度で各３０分間保持する工程を２００サイクル行った。このとき電気部品実装モジュール上の電気部品は接続抵抗もほとんど初期性能と変化がなかった。
【０１２６】
（実施例３）
実施例３は半導体装置からなる電気部品を実装してなる電気部品実装モジュールを作製する一例である。
【０１２７】
実施例1と同様の方法で作製した配線パターン形成済ベース層７１０とプリプレグ７０４'とを用い、実施の形態１の第１の製造方法で説明した方法で作製した電気部品実装モジュールの実施例を示す。
【０１２８】
実施例1と同様の製造方法により電気絶縁性基材７０４上に凹部７１１を形成し、凹部７１１の底に配線パターン７０３を形成する。配線パターン７０３と電気絶縁性基材７０４表面との間に１５μｍ程度の凹部７１１を形成する。
【０１２９】
作製した電気絶縁性基材７０４の配線パターン７０３に半田バンプを用いて電気部品（半導体装置）７０６をフリップチップボンディングする。電気部品７０６に形成した端子電極（バンプ）７０６ａを電気絶縁性基材７０４に形成した凹部７１１に入り込ませることで、電気部品７０６を容易にしかも精度高く電気絶縁性基材７０４に搭載できる。加熱処理により電気部品７０６の端子電極（バンプ）７０６ａと配線パターン７０３とを電気接続することで、電気絶縁性基材７０４に電気部品（半導体装置）７０６を実装した電気部品実装モジュールが得られる。
【０１３０】
本実施例により作製された電気部品実装モジュールは、はじめの実装時から電気装置（半導体装置）７０６の位置ズレによる接続不良や半田流れによる短絡も発生している箇所はなかった。
【０１３１】
信頼性を評価するために、半田リフロー試験、温度サイクル試験を本実施例品に実施した。半田リフロー試験は、最高温度が２６０℃で１０秒のベルト式リフロー試験機を用いて１０回通すことで行った。また温度サイクル試験は、高温側が１２５℃、低温側が−６０℃の温度で各３０分間保持することを、２００サイクル行った。いずれの信頼性試験においても超音波探傷装置を用いても実装した半導体素子に異常は見つからなかった。接続抵抗においてもほとんど初期性能と変化がなかった。
【０１３２】
（実施例４）
実施例４は実施の形態２の第１の製造方法で説明した方法で電気部品実装モジュールを作製した一例である。
【０１３３】
実施例1と同様の方法で作製した配線パターン形成済ベース層７１０とプリプレグ７０４'とを用い、実施の形態２の第１の製造方法で説明した方法で作製した電気部品実装モジュールの実施例を示す。
実施例1と同様の製造方法により電気絶縁性基材７０４上に凹部７１１を形成し、凹部７１１の底に配線パターン７０３を形成する。配線パターン７０３と電気絶縁性基材７０４表面との間に１５μｍ程度の凹部７１１を形成する。
【０１３４】
さらに、配線パターン７０３上の凹部７１１に導電材（半田ペースト）７０５を印刷法により形成する。導電材７０５は電気絶縁性基材７０４と電気部品７０６とが面着する側と、その逆側とのそれぞれに形成する。導電材７０５は配線パターン７０３が有する電極パッドの面積の５０％の面積に塗布する。
【０１３５】
電気部品７０６を、その端子電極７０６ａが配線パターン７０３に対向するように位置合わせした状態でその実装面が電気絶縁性基材７０４に接するように搭載する。電気部品７０６を搭載した電気絶縁性基材７０４を、リフロー炉により加熱する。これにより、導電材（半田）７０５を溶融させて電気部品７０６と電気絶縁性基材７０４とを電気接続させる。
【０１３６】
さらに、電気絶縁性基材７０４として使用したプリプレグ７０４'と同一材料の層材からなる電気絶縁性材料７１４にキャビティ部７１５を形成したものを用意する。そして、キャビティ部７１５に電子部品７０６が相対するように電気絶縁性材料７１４と電気絶縁性基材７０４とを位置あわせして積層するする。その後、２００℃に加熱した金型にその積層物を配置して３MPaの圧力で加圧する。
【０１３７】
このようにして、本発明の実施の形態２で説明した方法で電気部品実装モジュールが得られる。
【０１３８】
実施例４により作製される電気部品実装モジュールの特性を測定した結果、初期実装、封止後においても電気部品の位置ズレによる接続不良や半田流れによる短絡が発生している箇所はなかった。さらに信頼性を評価するために、半田リフロー試験、温度サイクル試験を行った。半田リフロー試験は、最高温度が２６０℃で１０秒のベルト式リフロー試験機を用いて１０回通すことで行った。また温度サイクル試験は、高温側が１２５℃、低温側が−６０℃の温度で各３０分間保持する工程を２００サイクル行った。
【０１３９】
実施の形態１で作製したものを同一のプリプレグ７０４'により封止した電子部品実装モジュールにおいては、半田リフロー試験においてサンプル数１０個のうち、４個において再溶融した導電材（半田）７０５が電気絶縁性基材７０４と電気部品７０６との面着面において半田ブリッジが発生した。しかし、実施の形態２で作製したものは半田リフロー試験においてサンプル数１０個のうち、半田ブリッジが発生したものはなかった。そして、他の信頼性試験においても接続抵抗の上昇も無く、初期性能との変化は見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の実施の形態１を説明する電気部品実装モジュールの一部断面図であって、（ａ）はチップ部品を実装した電気部品実装モジュールであり、（ｂ）は、半導体装置を実装した電気部品実装モジュールである。
【図２】実施の形態１の電気部品実装モジュールの第１の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図３】実施の形態１の電気部品実装モジュールの第２の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図４】実施の形態１の電気部品実装モジュールの第３の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図５】実施の形態１の電気部品実装モジュールであって、電気部品として半導体装置を実装したモジュールの各製造工程を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２を説明する電気部品実装モジュールの一部断面図であって、チップ部品を実装した電気部品実装モジュールである。
【図７】実施の形態２の電気部品実装モジュールの製造方法の各工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１４１】
１０１電気絶縁性基材  １０１ａ凹部    
１０２配線パターン    １０３導電材
１０４チップ部品      １０４ａ端子電極
１０５半導体装置      １０６端子電極
２０１ベース層        ２０２剥離層
２０３'金属層         ２０３配線パターン
２０４'プリプレグ     ２０４電気絶縁性基材
２０５導電材         ２０６電気部品
２０６ａ端子電極      ２０７レジスト層
２０８凸部           ２０９シート状金属
２１０配線パターン形成済ベース層
２１１凹部           ３０１ベース層
３０２剥離層          ３０３配線パターン
３０３'金属層         ３０４電気絶縁性基材
３０４'プリプレグ     ３０５導電材
３０６電気部品        ３０６ａ端子電極
３０９シート状金属    ３１０配線パターン形成済ベース層
３１１凹部           ４０１ベース層
４０２剥離層         ４０３'金属層
４０４電気絶縁性基材  ４０４' プリプレグ
４０５導電材          ４０６電気部品
４０６ａ端子電極      ４０７レジスト層
４０９シート状金属    ４１０配線パターン形成済ベース層
４１１凹部           ５０１ベース層
５０２剥離層          ５０３配線パターン
５０３'金属層     ５０４電気絶縁性基材
５０４'プリプレグ     ５０５導電材
５０９シート状金属    ５１０配線パターン形成済ベース層
５１１凹部           ６０１電気絶縁性基材
６０１ａ凹部         ６０２配線パターン
６０３導電材          ６０４チップ部品
６０４ａ端子電極      ６０５空隙
７０１ベース層７０２剥離層
７０３'金属層     ７０３配線パターン
７０４'プリプレグ    ７０４電気絶縁性基材
７０５導電材         ７０６電気部品
７０６ａ端子電極      ７０７レジスト層
７０８凸部           ７０９シート状金属
７１０配線パターン形成済ベース層
７１１凹部           ７１３空隙
７１４絶縁性材料      ７１５キャビティ部
【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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