(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線基板に電子部品を実装する第１の工程と、
所定間隔を隔てて積層した各前記配線基板を流動性の絶縁性樹脂材の硬化により一体化する第２の工程と、
前記絶縁性樹脂材の分子間結合を解離可能な波長を有する光を前記積層された複数の配線基板の側端面に照射して前記絶縁性樹脂材の側端面に溝部を形成する第３の工程と、
前記溝部に導電材を充填した後、硬化させて基板間接続用の導電部材を形成する第４の工程と、
を備えることを特徴とする電子回路装置の製造方法。
【請求項２】
前記第３の工程は、前記溝部形成用の複数の光透過部を所定ピッチで有するマスクを通じて前記光を前記絶縁性樹脂材の側端面に照射する工程からなることを特徴とする請求項１記載の電子回路装置の製造方法。
【請求項３】
複数の配線基板に電子部品を実装する第１の工程と、
所定間隔を隔てて積層した各前記配線基板間に流動性の絶縁性樹脂材を介在させるとともに、複数の凸部が所定ピッチで形成された型を前記絶縁性樹脂材の側端面に押し当てつつ前記絶縁性樹脂材を硬化させて前記絶縁性樹脂材の側端面に溝部を形成する第２の工程と、
前記溝部に導電材を充填した後、硬化させて基板間接続用の導電部材を形成する第３の工程と、
を備えることを特徴とする電子回路装置の製造方法。
【請求項４】
前記第２の工程の後で前記第３の工程の前に、前記絶縁性樹脂材の分子間結合を解離可能な波長を有する光を前記溝部に照射する第４の工程を有することを特徴とする請求項３記載の電子回路装置の製造方法。
【請求項５】
前記基板間接続用の導電部材の表面を研磨乃至研削して前記硬化した絶縁性樹脂材の側端面に互いに電気絶縁可能に所定ピッチで複数の基板間接続用の導電部材を形成する工程を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電子回路装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品が実装された配線基板をその厚み方向に積層する従来技術として、例えば特開平８−２７９５８８号公報は、ICチップが実装された基板をその厚み方向へ複数枚積層し、樹脂モールドした後、バンプが形成されたフレキシブル多層配線基板を外側に巻き付け、このフレキシブル基板を通じて基板間の電気的接続をすることを開示している。この技術においては、各基板の側端面とフレキシブル基板との電気的接続を得るため、基板の側端面となる位置にあらかじめスルーホール電極を形成しておき、スルーホールのある位置で基板を切断することで凹んだ端面電極を形成している、また、フレキシブル基板側には、この端面電極と接続する部分にバンプを形成しておき、バンプを端面電極の凹みにはめ込む構造としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記記載の基板積層技術においては、基板間の配線接続をするために基板端面にスルーホールを形成しておき、その部分で切断することで端面電極を得ている。従って、基板間を接続する配線本数分の多数のスルーホールを形成する必要がある。また、フレキシブル多層基板の配線基板との接続部にはバンプを形成しており、バンプは基板間接続配線の両端すなわち配線本数の2倍の個数形成する必要がある。これらの工程は高コストの原因となり、また、この方法では配線本数に比例して高コストになる。
【０００４】
また、基板間の配線接続にはフレキシブル多層配線基板を使用しているが、これを折り曲げて巻き付けると位置誤差がでやすく、またフレキシブル多層配線基板表面にバンプを形成しているが、バンプ形成も位置誤差発生の要因となる。従って、この方法では狭ピッチでの基板間接続は困難である。
そこで、本発明においては、構造、製造工程の簡素化及び配線の狭ピッチ化を実現した積層型の配線基板の基板間接続技術を提供することを解決すべき課題とする。
【０００８】
本発明は、複数の配線基板に電子部品を実装する第１の工程と、所定間隔を隔てて積層した各前記配線基板を流動性の絶縁性樹脂材の硬化により一体化する第２の工程と、前記絶縁性樹脂材の分子間結合を解離可能な波長を有する光を前記積層された複数の配線基板の側端面に照射して前記絶縁性樹脂材の側端面に溝部を形成する第３の工程と、前記溝部に導電材を充填した後、硬化させて基板間接続用の導電部材を形成する第４の工程とを備えることを特徴としている。
本発明の製造方法によれば、積層型の配線基板装置における溝部の形成に、光と絶縁保持部材としての絶縁性樹脂材との光化学（解離）反応（アブレーション効果）を用い、基板間接続用の導電部材を導電性樹脂材の充填、硬化により作製した点にある。すなわち、本構成によれば、絶縁保持部材をなす絶縁性樹脂材として光によりアブレーション効果が生じる素材を用い、このアブレーション効果による絶縁性樹脂材の分解により溝部を形成する。
【０００９】
このようにすれば、単に光を装置の側端面の溝部形成予定部位に照射するという簡単な手法で、配線基板及びその上の基板側電極になんら影響を与えることなく絶縁保持部材だけを選択穿設して、両端に基板側電極が露出する溝部を形成することができ、その後、簡単な導電性樹脂材の充填、硬化のみで、多数の基板間接続用の導電部材を一挙に完成することができる。
【００１０】
特に、本方法は、基板側電極表面の絶縁保持部材を除去してそれを良好に露出させ、その後に充填される基板間接続用の導電部材との電気的接続性を良好に確保するという格別の作用効果を有する。
請求項２記載の構成によれば請求項１記載の構成において更に、第３の工程は溝部形成用の複数の光透過部を所定ピッチで有するマスクを通じて光を絶縁性樹脂材の側端面に照射する工程からなる。
【００１１】
このようにすれば、多数回の照射や光走査をなすことなく多数の溝部を一挙に作製することができ、製造工程、時間を短縮することができる。
請求項３記載の製造方法は、請求項１記載の製造方法において光照射による溝部形成に代えて型による溝部形成手法を採用する。すなわち、本製造方法では配線基板同士の機械的結合は流動性の絶縁性樹脂材をそれらの間に充填して行うが、この絶縁性樹脂材はその充填直後においてはまだ流動性を保つ。したがって、絶縁性樹脂材が硬化するまで溝部形成用の凸部を有する型を配線基板間のギャップに面して配置しておけば自然に溝部を形成することができる。
【００１２】
このようにすれば、簡素な製造工程で溝部を形成することができる。
なお、絶縁性樹脂材としては熱硬化型、光（紫外線）硬化型あるいはその他のもののいずれも採用することができるが、光（紫外線）硬化型のものを採用する場合には、型として光透過性を有する素材を採用することが好ましい。
請求項４記載の製造方法は請求項１記載の製造方法において更に、型形成後に、少なくとも溝部に光照射してアブレーション効果により溝部を更に深化させる。
【００１３】
このようにすれば、型と基板側電極との間に侵入した絶縁性樹脂材を除去して基板側電極表面を良好に露出させることができる他、照射量を低減してそれによる絶縁性樹脂材（絶縁保持部材）への悪影響を軽減することもできる。
請求項５記載の製造方法によれば請求項１乃至４のいずれかに記載の製造方法において更に、形成された基板間接続用の導電部材の表面を研磨乃至研削して絶縁性樹脂材の側端面に互いに電気絶縁可能に所定ピッチで複数の基板間接続用の導電部材を形成する。
【００１４】
このようにすれば隣接する基板間接続用の導電部材間の電気的絶縁を簡素な工程で良好に確保することができる。
【００１７】
【発明を実施するための形態】
電子部品は、半導体集積回路、半導体素子、受動回路素子のいずれかからなることができる。電子部品は、異方導電性を有する熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂により配線基板に実装されることができる。  絶縁保持部材としては、初期において液状ないしペースト状を有し、熱や紫外線で硬化する樹脂たとえばエポキシ樹脂を採用することができる。
【００１８】
配線基板としては、セラミック基板、樹脂系基板、層間接続電極により接続された多層配線基板などを採用することができる。配線基板の最下段には、外部接続用電極（たとえばバンプやボールグリッドアレイ）を設けてもよい。
光としては、平行光の採用が好適であり特に紫外レーザー光の採用が好適である。
【００１９】
溝部に充填する導電材としては、導電性樹脂材の他、導電粒子を含有するペーストを採用することができる。
型は、絶縁保持部材を形成する絶縁性樹脂材の充填前に所定位置にセットしてもよく、充填と同時または充填後にセットしてもよい。充填前に型の一部または全部をセットする場合、型の凸部と基板側電極との間への絶縁性樹脂材の侵入を抑止することができる。
【００２０】
以下、実施例を用いて更に詳細に説明する。
【００２１】
【実施例１】
この実施例が適用される電子回路装置を図１に示す。
（装置の構造）
図１（ａ）は電子回路装置100の断面図、（ｂ）はそのＡ方向矢視側面図である。
【００２２】
電子回路装置100は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、厚さ方向に積層された３個の配線基板１および最下層の配線基板1'と、各配線基板１,1'の表面に実装された半導体チップ（電子部品）２、および各配線基板1，1'を互いに固定している絶縁性樹脂からなる絶縁保持部材３、各絶縁保持部材３の表面に形成された深溝（溝部）８、深溝８に充填されて熱硬化された導電性樹脂からなる基板間接続用の導電部材４から構成されている。また、最下段の配線基板１’には、ボールグリッドアレイ５が形成されている。
【００２３】
配線基板１には両面配線が施されており、配線基板１両面の周辺部に設けられた基板側電極７は貫通電極（スルーホール）６により接続されている。絶縁保持部材３を挟んで対向する一対の配線基板１，１または１，１’は、互いに接続されるべき基板側電極７の位置がほぼ一致するように位置合わせされた状態で絶縁保持部材３により固定されている。配線基板１、１’にはセラミック基板が用いられている。これは、後述する紫外線レーザー光によるアブレーション加工時において侵食を受けないようにするためである。
【００２４】
半導体チップ２は、異方導電性を有する熱硬化性樹脂９（例えば東芝ケミカル社製異方導電性ペースト）により、フリップチップ方式にて配線基板1，1'に実装されている。
各配線基板を互いに固定している絶縁保持部材３はエポキシ樹脂などの熱硬化性又は紫外線硬化樹脂からなる。また、絶縁保持部材３の側端面には、後述する紫外線レーザー光によるアブレーション加工により辺方向へ所定ピッチで多数の縞状の深溝８が形成され、各深溝８は厚さ方向に伸びて両側の配線基板1,1'表面の基板側電極７に達している。縞状の深溝８は、配線基板１両面の周縁部、並びに、配線基板１'の片面の周縁部に形成されている基板側電極７のピッチに対して２分の１未満の細かいピッチで形成されている。
【００２５】
基板間接続用の導電部材４は、樹脂中に粒子状又は繊維状の導電性フィラーが混入された熱硬化性樹脂であり、深溝８にペースト状態で充填されて熱硬化された後に、装置の側端面に基板間接続用の導電部材４が縞状に露出するまで研磨されて形成される。基板間接続用の導電部材４は各配線基板１の基板側電極７と電気的に接続されており、配線基板1,1'間を電気的に接続する役割を果している。
【００２６】
（製造方法）
次に、この電子回路装置１００の製造方法を図２〜図１０を用いて説明する。まず、配線基板１に、異方導電性樹脂９を使用して半導体チップ２をフリップチップ方式で実装する。配線基板1,1'側のチップ実装位置と半導体チップ２側の電極を位置合せするために光学的アライメント装置を用いる。光学的アライメント装置にて配線基板１と半導体チップ２電極の位置合せをした後、異方導電性樹脂９を実装位置に必要量塗布して、半導体チップ２の一電極あたり100g重程度の荷重で半導体チップ２を配線基板１に押し付けながら、異方導電性樹脂９の硬化温度である150℃程度で60秒程度加熱して、異方導電性樹脂９を硬化させる。各配線基板１について同様の工程で半導体チップ２を実装する（図２参照）。
【００２７】
次に、各配線基板1,1'の基板側電極７同士を向かい合わせて位置決めし、絶縁性の熱硬化性樹脂３にて配線基板1,1'同士を固定する。その手順を説明する。最下段の配線基板1'と、その直上の配線基板1をフリップチップ実装用の位置合わせ装置にて各基板側電極７同士の位置が主面方向において一致するように位置合せする。次に、最下段の配線基板１‘の表面に流動性を有する熱硬化性樹脂（便宜上、絶縁保持部材と同一符号とする）３を塗布した後、樹脂が流動する程度の荷重で押し付けながら、熱硬化性樹脂３の硬化温度である150℃程度で60秒程度加熱して熱硬化性樹脂３を硬化させて絶縁保持部材３とする。この時の熱硬化性樹脂３の塗布量はそれが配線基板１’、１の間から多少はみ出る程度とする。同様の手順で、一体化した配線基板１の上に順に残りの配線基板1を積層する。
【００２８】
次に、積層した基板の側端面を研磨してはみ出た熱硬化性樹脂３を除去して平坦化し、各配線基板１の周辺部の電極７を露出させる（図３参照）。
次に、図４に示すように、紫外線レーザ光（例えばエキシマレーザ光）をエキスパンダで拡張して平行光にした状態でフォトマスク１０を透過させて、一体化された装置の側端面に照射する。フォトマスク１０は縞状の光透過部１１をもつ。なお、絶縁保持部材３をなす熱硬化性樹脂には、この紫外線レーザ光によりアブレーション効果を生じる材料を用いる。これにより、絶縁保持部材３の側端面は溝部位置にて侵食され、削られて、予定位置に深溝８が形成される。
【００２９】
なお、配線基板１，１’はたとえばＡｌＮなどのセラミック材からなり、基板側電極７はアルミからなり、紫外線レーザー光によるアブレーション効果を受けない。従って、絶縁保持部材３の深溝８形成予定位置のみ彫り込み加工され、図５、図６に示すように多数の深溝８が形成される。また、このとき、絶縁保持部材３が彫り込み加工されて深溝８が形成され、同時に深溝８に基板側電極７が露出する。フォトマスク１０の光透過部１１のピッチは配線基板１の電極７のピッチに対して２分の１未満となっている。
【００３０】
次に、図７、図８に示すように基板間接続用の導電部材４をなす導電性樹脂材（便宜上、絶縁保持部材と同一符号とする）４を装置の側端面全周に塗布し、その硬化温度である１５０℃にて６０秒程度加熱して熱硬化させる。このとき基板間接続用の導電部材４は深溝８に充填されるとともに、基板側電極７に接触する。
【００３１】
次に、深溝８内の基板間接続用の導電部材４が露出するまで装置の側端面を研磨して平坦化する。この工程により、深溝８に充填された部分を除いて導電部材４が除去され、各基板間接続用の導電部材４同士の電気的絶縁がなされる（図９、図１０参照）。また、基板間接続用の導電部材４のピッチは配線基板１の周辺部に形成されている基板側電極７のピッチの２分の１未満となっているため、辺方向に隣接する基板側電極７同士が短絡されることがない。
【００３２】
（実施例の作用効果）
本実施例の電子回路装置１００は、以上のように構成されているので、前述した作用効果を奏することができる。
次のような作用および効果を発揮する。
更に説明すると、この実施例の深溝８形成方法は、単に光照射するというきわめて簡素であるにもかかわらず微細加工が可能な方法であり、狭ピッチでの基板間接続が実現できる。
【００３３】
その他、従来技術においてはスルーホールにて端面電極を形成しているため、電極は基板の表裏で独立には使用できず、例えば、基板Ａ，Ｂ、Ｃが順に積層されており、基板Ａから基板Ｂへ接続する配線と、基板Ｂから基板Ｃへ接続される配線を形成するためには、基板Ｂには２個所の端面電極が必要であった。しかし、本実施例においては、配線基板１，１’の側端面ではなく、その主面に基板側電極７を設けることができるので、表裏が独立に使用でき、上記基板Ｂの端子は本実施例では表裏の同一個所に形成する事が可能である。従って、本実施例では、従来技術に対して最高で２分の１のスペースで同一本数の基板間接続配線を形成することが可能となる。
【００３４】
【実施例２】
この実施例は、上述した実施例１の製造方法におけるアブレーション効果による深溝８の形成の代わりに、この深溝８と同じ形状の凸部を有する型を硬化前の絶縁保持部材３の側端面に押し当て、その硬化後に型を取り外す手法により深溝８を形成したものである。
【００３５】
なお、脱型後、形成された深溝８の表面に紫外線レーザー光を照射してアブレーション効果により深溝８の深化を行ってもよい。これによりたとえ脱型後、基板側電極７の表面に絶縁保持部材７が残存していてもそれを簡単かつ良好に除去することができる。
（変形態様）
上記実施例では最下段の配線基板１’はボールグリッドアレイからなる外部との接続電極を有していたが、他の接続方法、例えばDIP、QFPを形成して、外部との接続をする事も可能である。
【００３６】
また、配線基板１，１’にはセラミックを用いていたが、他の基板、例えばガラスエポキシ基板を用いる事も可能である。ガラスエポキシ基板を用いる場合は、エキシマレーザの使用はできないため、上記型使用による深溝８の形成が好ましい。
また、上記実施例に於いては、絶縁保持部材３の側端面に形成する溝のピッチは、基板側電極７のピッチの2分の1未満としていたが、このピッチは、基板側電極７と同一のピッチでも良い、ただし、その場合、エキシマレーザで露光する際に使用するマスク１０の光透過部１１の位置を基板側電極７の位置に合せる必要がある。
【００３７】
また、上記実施例においては、異方導電性樹脂９、絶縁保持部材３、基板間接続用の導電部材４は全て熱硬化性を使用しているが、紫外線効果性樹脂の使用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は実施例に用いた装置の断面構造を示す断面図であり、（ｂ）はそのＡ方向矢視側面図である。
【図２】実施例の製造工程を示す断面図である。
【図３】実施例の製造工程を示す断面図である。
【図４】実施例の製造工程を示す斜視図である。
【図５】実施例の製造工程を示す斜視図である。
【図６】実施例の製造工程を示す部分断面図である。
【図７】実施例の製造工程を示す斜視図である。
【図８】実施例の製造工程を示す部分断面図である。
【図９】実施例の製造工程を示す斜視図である。
【図１０】実施例の製造工程を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１，１’は配線基板、２はＩＣチップ（電子部品）、３は絶縁保持部材、４は基板間接続用の導電部材、７は基板側電極、８は深溝（溝部）、９は異方導電性樹脂材、１０はフォトマスク、１１は光透過部
【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】
0004151142.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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