(57)【要約】      （修正有）【課題】熱圧着の際に発生する基板の反りを抑制し、上面及び底面の平坦度に優れた樹脂封止型モジュールを提供する。【解決手段】基板２の上に配置された樹脂層９の上に、基板２と同等もしくは大きい熱膨張係数をもつ絶縁層１０を配置することにより、熱圧着の際に発生する基板２の反りを抑制する。前記樹脂封止型モジュール１の製造方法は、基盤２に外部電極４や配線導体を形成する工程と、前記基盤２の外部電極４が形成された面とは反対の面にＩＣ５および電子部品６を配置する工程と、前記ＩＣ５および電子部品６を覆うように樹脂層１０を配置し、樹脂層１０の上に絶縁シートを載置し、その絶縁シートの上からプレスする工程を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電極を備えた基板と、
前記基板上に配置された電子部品と、
前記基板上に配置され、前記電子部品が埋設された樹脂層であって、無機フィラーを含有した樹脂層と、
前記樹脂層上に配置された絶縁層であって、ガラス転移点以上における熱膨張係数が、前記基板のガラス転移点以上における熱膨張係数と同じもしくはそれ以上である絶縁層と、
を備えることを特徴とする樹脂封止型モジュール。
【請求項２】
前記絶縁層のガラス転移点未満における熱膨張係数が、前記基板のガラス転移点以下における熱膨張係数と同じもしくはそれ以上であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型モジュール。
【請求項３】
樹脂封止型モジュールの製造方法であって、
基板を用意する工程と、
前記基板に外部電極や配線導体を形成する工程と、
前記基板の外部電極が形成された面とは反対の面に電子部品を配置する工程と、
前記電子部品を覆うように樹脂層を配置する工程と、
前記樹脂層の上に絶縁シートを載置し、その絶縁シートの上からプレスする工程と、
を備えた樹脂封止型モジュールの製造方法。
【請求項４】
樹脂封止型モジュールの製造方法であって、
基板を用意する工程と、
前記基板の外部電極が形成された面とは反対の面に電子部品を配置する工程と、
液状樹脂の入った槽で、底に絶縁シートを配置した槽を用意する工程と、
前記基板の前記電子部品が配置された面を前記液状樹脂の入った槽に浸漬させる工程と、
前記液状樹脂を硬化させた後、前記槽から、前記電子部品が埋設された樹脂層とその樹脂層の基板とは反対の面に絶縁層が形成された前記基板を取りだす工程と、
を備えた樹脂封止型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、電子部品が樹脂で封止された樹脂封止型モジュールとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の樹脂封止型モジュールは、例えば特許文献１に記載のモジュールが知られている。以下に、図６を参照しながら、特許文献１に記載の樹脂封止型モジュールについて説明する。図６は樹脂封止型モジュールを示す断面図である。
【０００３】
樹脂封止型モジュール１００は、絶縁性基板１０１と、封止樹脂層１０３で構成されている。封止樹脂層１０３には、次のようにして絶縁性基板１０１に実装されたＩＣチップ１０４や電子部品１０５が埋設されている。絶縁性基板１０１には配線導体１０２が形成されており、ＩＣチップ１０４はバンプ１０６により配線導体１０２と電気的に接続されている。また、電子部品１０５は、電極端子１０７により、配線導体１０２と電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０４２８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような樹脂封止型モジュール１００は、熱圧着やリフローの際、基板１０１と封止樹脂１０３の熱膨張係数の差により、基板１０１に反りが生じる。特に、樹脂封止型モジュールの薄型化を進めて行くと上記問題が起こり易くなるという課題を新たに見出した。
【０００６】
本発明はこれらの状況を鑑み、封止樹脂の上部に基板と同じもしくはそれ以上の熱膨張係数を有する絶縁層を設けることで、熱圧着やリフロー時の基板の反りが低減された樹脂封止型モジュールを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る樹脂封止型モジュールは、外部電極を備えた基板と、前記基板上に配置された電子部品と、前記基板上に配置され、前記電子部品が埋設された樹脂層であって、無機フィラーを含有した樹脂層と、前記樹脂層上に配置された絶縁層であって、ガラス転移点以上における熱膨張係数が、前記基板のガラス転移点以上における熱膨張係数と同じもしくはそれ以上である絶縁層とを備えることを特徴としている。
【０００８】
ガラス転移点以上における熱膨張係数が基板のものと同じもしくはそれ以上の絶縁層を設けることで、熱圧着やリフローの際、樹脂封止型モジュールの上部と下部で熱膨張係数差による反りを打ち消し合い、その結果、基板の反りが低減される。
【０００９】
また、本発明に係る樹脂封止型モジュールは、好ましくは、前記絶縁層のガラス転移点未満における熱膨張係数が、前記基板のガラス転移点以下における熱膨張係数と同じもしくはそれ以上であることを特徴としている。
【００１０】
この場合、加熱しない状態での基板の反りを抑制できる。
【００１１】
また、本発明に係る樹脂封止型モジュールの製造方法は、基板を用意する工程と、前記基板に外部電極や配線導体を形成する工程と、前記基板の外部電極が形成された面とは反対の面に電子部品を配置する工程と、前記電子部品を覆うように樹脂層を配置する工程と、前記樹脂層の上に絶縁シートを載置し、その絶縁シートの上からプレスする工程とを備えるようにしたものである。
【００１２】
この場合、ガラス転移点以上における熱膨張係数が基板のものと同じもしくはそれ以上の絶縁層を設けることで、熱圧着やリフローの際、樹脂封止型モジュールの上部と下部で熱膨張係数差による反りを打ち消し合い、その結果、基板の反りが低減される。また、この絶縁層の上からプレスすることで、より簡単に樹脂封止型モジュールを製造することが可能となる。
【００１３】
また、本発明に係る樹脂封止型モジュールの製造方法は、基板を用意する工程と、前記基板の外部電極が形成された面とは反対の面に電子部品を配置する工程と、液状樹脂の入った槽で、底に絶縁シートを配置した槽を用意する工程と、前記基板の前記電子部品が配置された面を前記液状樹脂の入った槽に浸漬させる工程と、前記液状樹脂を硬化させた後、前記槽から、前記電子部品が埋設された樹脂層とその樹脂層の基板とは反対の面に絶縁層が形成された前記基板を取りだす工程とを備えるようにしたものである。
【００１４】
この場合、ガラス転移点以上における熱膨張係数が基板のものと同じもしくはそれ以上の絶縁層を設けることで、熱圧着やリフローの際、樹脂封止型モジュールの上部と下部で熱膨張係数差による反りを打ち消し合い、その結果、基板の反りが低減される。また、樹脂層形成時に絶縁層を載置することで、少ない工程での樹脂封止型モジュールの製造が可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ガラス転移点以上における熱膨張係数が基板のものと同じもしくはそれ以上の絶縁層を設けることで、熱圧着やリフローの際、樹脂封止型モジュールの上部と下部で熱膨張係数差による反りを打ち消し合い、その結果、基板の反りが低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態による樹脂封止型モジュールの断面状態を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態による樹脂封止型モジュールの第１の製造方法を示す断面図である。
【図３】図２に続く製造工程を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態による樹脂封止型モジュールの第２の製造方法を示す断面図である。
【図５】図４に続く製造工程を示す断面図である。
【図６】従来の樹脂封止型モジュールの構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施形態に係る樹脂封止型モジュールについて、図１〜５を参照して説明する。
【００１８】
樹脂封止型モジュール１は、底面に外部電極４が形成された基板２と、基板２の外部電極４とは反対の面に形成されたランド３と、バンプ７によってランド３に接続されたＩＣ５と、はんだ８によってランド３に接続された電子部品６と、ＩＣ５および電子部品６を封止した熱硬化性樹脂からなる樹脂層９と、樹脂層９の基板２とは反対側に配置された絶縁層１０によって構成されている。
【００１９】
前記ＩＣ５は、前記バンプ７により、前記基板２の前記外部電極４とは反対側に形成された前記ランド３と接続されている。図１では図示されていないが、ランド３は基板２の底面に形成された外部電極４と適宜接続されている。また、前記電子部品６は、前記はんだ８により前記ランド３と接続されている。ランド３は前述の通り、外部電極４と適宜接続されている。すなわち、ＩＣ５及び電子部品６は、外部電極４と電気的に接続されている。
【００２０】
前記基板２はガラスエポキシ樹脂で構成されており、ガラス転移点以上における熱膨張係数が１３０〜１８０ｐｐｍ／℃で、ガラス転移点以下における熱膨張係数が１５〜３０ｐｐｍ／℃である。
【００２１】
前記樹脂層９は熱硬化性エポキシ樹脂で構成されており、ガラス転移点以上における熱膨張係数が３０〜８０ｐｐｍ／℃で、ガラス転移点以下における熱膨張係数が１０〜３０ｐｐｍ／℃である。
【００２２】
前記絶縁層１０はガラスクロスプレプリグやカーボン繊維プレプリグで構成されており、ガラス転移点以上における熱膨張係数が１５０〜２５０ｐｐｍ／℃で、ガラス転移点以下における熱膨張係数が２０〜４０ｐｐｍ／℃である。
【００２３】
前述の通り、基板２のガラス転移点以上における熱膨張係数は、樹脂層９のガラス転移点以上における熱膨張係数より大きいため、熱圧着やリフローの際、基板２に反りが発生する方向に働く。一方、基板２と樹脂層９のガラス転移点以下における熱膨張係数差は、ガラス転移点以上における熱膨張係数差に比べて小さいものであるため、ガラス転移点以下における基板２の反りはガラス転移点以上における基板２の反りに比べて小さい。しかし、樹脂封止型モジュールの薄型化により、小さな基板の反りであっても樹脂封止型モジュールの平坦度に影響を及ぼす。
【００２４】
そこで、基板２と同じもしくはそれ以上の熱膨張係数を有する絶縁層１０を樹脂層９の上に配置する。つまり、樹脂層９より大きな熱膨張係数を有する基板２と絶縁層１０で樹脂層９を上下から挟み込む構成となっている。この構成により、樹脂封止型モジュールの上部と下部で、熱膨張係数差による基板２の反りを打ち消し合うことが可能となる。（図１）。
【００２５】
次に、本発明の実施形態に係る樹脂封止型モジュールの製造方法について、図２〜図５を参照して説明する。
（第１の製造方法）
図２および図３は、本発明の樹脂封止型モジュールの第１の製造方法の各製造工程を示す断面図である。
【００２６】
まず、Ｃｕの導体箔を有したガラスエポキシ樹脂からなる基板２を用意する。この基板２は厚さが０．２〜０．４ｍｍで、ガラス転移点以上における熱膨張係数は１３０〜１８０ｐｐｍ／℃、ガラス転移点以下における熱膨張係数は１５〜３０ｐｐｍ／℃である。次にＣｕ導体箔をエッチングして、所望のランド３及び外部電極４を形成する。（図２（ａ））。
【００２７】
次に、基板２に形成されたランド３のうち所定のランド上に、はんだペースト８を印刷する。はんだペースト８の上に電子部品６を載置し、リフローで実装する。次に、基板２に形成されたランド３のうち所定のランド上に、ＩＣ５をバンプ７で接合する。（図２（ｂ））。
【００２８】
次に、熱硬化性エポキシ樹脂からなる半硬化（例えばＢステージ）状態の樹脂シートを用意する。この樹脂シートは、ガラス転移点以上における熱膨張係数が３０〜８０ｐｐｍ／℃で、ガラス転移点以下における熱膨張係数が１０〜３０ｐｐｍ／℃である。この樹脂シートには、ＳｉＯ2からなる無機フィラーが、無機フィラーを含む樹脂シートの重量に対して５０重量％〜９０重量％含有されている。この樹脂シートを前記基板２の上に実装された前記ＩＣ５および前記電子部品６を覆うように配置する。これにより樹脂シートは樹脂層９となる。なお、樹脂シートの代わりに液状樹脂を使用し、スピンコート法等で塗布しても構わない。（図２（Ｃ））。
【００２９】
次に、硬化済みのガラスクロスプレプリグからなる絶縁シート１３を用意する。この絶縁シート１３は厚さが２０〜４０μｍで、ガラス転移点以上における熱膨張係数が１５０〜２５０ｐｐｍ／℃、ガラス転移点以下における熱膨張係数が２０〜４０ｐｐｍ／℃である。この絶縁シート１３を、前記樹脂層９の上に配置する。配置した後、絶縁シート１３の上から加熱しながら圧力を加える。これにより、絶縁シート１３は樹脂層９に埋め込まれ、絶縁層１０となる。この熱圧着により、樹脂層９も硬化し、樹脂封止型モジュール１が完成する。なお、絶縁層１０は樹脂層９に完全に埋め込まれず露出していても構わない。また、絶縁層１０は導電性材料によってシールドすることも可能である。なお、絶縁シート１３は
、ガラスクロスプレプリグの他にカーボン繊維プレプリグ等、熱膨張係数がこのガラスクロスプレプリグと同等の絶縁シートを使用することも可能である。
【００３０】
熱圧着の際、基板２と樹脂層９の熱膨張係数差により、基板２に反りが発生する方向に働く。そこで、基板２の反りを抑制するため、樹脂層９の上に、基板２の熱膨張係数と同じもしくはそれ以上の熱膨張係数を有する絶縁層１０を配置する。その結果、基板２の反りの低減が可能となる。
【００３１】
また、絶縁層１０の高さは熱圧着時や熱圧着後に研削して調整できる。つまり、樹脂封止型モジュール１の所望の高さに合わせて調整することが可能である。絶縁層１０を基板２よりも薄くする場合、絶縁層１０の熱膨張係数は基板２の熱膨張係数より大きくする必要がある。
（図３（ｄ））（図３（ｅ））。
（第２の製造方法）
図４および図５は、本発明の樹脂封止型モジュールの第２の製造方法の各製造工程を示す断面図である。
【００３２】
まず、Ｃｕの導体箔を有したガラスエポキシ樹脂からなる基板２を用意する。この基板２は厚さが０．２〜０．４ｍｍで、ガラス転移点以上における熱膨張係数は１３０〜１８０ｐｐｍ／℃、ガラス転移点以下における熱膨張係数は１５〜３０ｐｐｍ／℃である。次にＣｕ導体箔をエッチングして、所望のランド３及び外部電極４を形成する。（図４（ｆ））。
【００３３】
次に、前記基板２に形成された前記ランド３の上に、はんだペースト８を印刷する。はんだペースト８の上に電子部品６を載置し、リフローで実装する。次に、基板２に形成されたランド３に、ＩＣ５をバンプ７で接合する。（図４（ｇ））。
【００３４】
ここまでの工程は第１の製造方法と同様である。
【００３５】
次に、熱硬化性エポキシ樹脂からなる液状樹脂１１と、ガラスクロスプレプリグからなる絶縁シート１３の入った槽１２を用意する。絶縁シート１３は、槽１２の底に配置されている。次に、前記基板２に実装された前記ＩＣ５と電子部品６が下にくるよう基板２の向きを上下反対にする。そして、基板２に実装されたＩＣ５、電子部品６を液状樹脂１１に浸漬する。その状態で加熱・圧着することで、液状樹脂１１は硬化して樹脂層９となり、槽１２の底に配置されていた絶縁シート１３は樹脂層９に埋め込まれた状態で絶縁層１０となる。（図５（ｈ））。
【００３６】
次に、熱圧着により一体化した基板２と、基板２に実装されたＩＣ５や電子部品６と、それらを封止した状態で硬化した樹脂層９と、樹脂層９に埋め込まれた絶縁層１０を槽１２から取り出すと、樹脂封止型モジュール１となる。（図５（ｉ））。
【符号の説明】
【００３７】
１：樹脂封止型モジュール
２：基板
３：ランド
４：外部電極
５：ＩＣ
６：電子部品
７：バンプ
８：はんだ
９：樹脂層
１０：絶縁層
１１：液状樹脂
１２：槽
１３：絶縁シート
１００：樹脂封止型モジュール
１０１：絶縁性基板
１０２：配線導体
１０３：封止樹脂層
１０４：ＩＣチップ
１０５：電子部品
１０６：バンプ
１０７：電極端子
【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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