JP2003283138A

JP2003283138A - 三次元積層モジュール

Info

Publication number: JP2003283138A
Application number: JP2002080233A
Authority: JP
Inventors: Yukio Ono; 幸夫大野; Mitsuhiro Takayama; 光広高山; Tatsuro Saruwatari; 達郎猿渡; Narutoshi Murota; 考俊室田; Takuo Kodaira; 拓郎小平; Katsuhide Ishida; 克英石田
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2003-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】電子部品を埋め込む際の破損を防止できる適
切な構造を有する三次元積層モジュールを提供する。【解決手段】三次元積層モジュール１０は、樹脂絶縁
材料１２ｂ＿１、１２ｂ＿２の間に電子部品１６を入
れ、前記樹脂絶縁材料を加熱プレスして一体化すること
により、該樹脂絶縁材料の積層体の内部に前記電子部品
を埋設するが、前記電子部品よりも機械的強度が強く、
且つ、前記電子部品の高さを上回る高さを有するスペー
サ部材４２、４３を前記電子部品と共に入れたことを特
徴とする。加熱プレスの際の圧力が、もっぱら背丈の高
いスペーサ部材（またはスペーサ部材の代わりの電子部
品）によって受け止められるため、電子部品に加えられ
る圧力が弱められ、その結果、電子部品の破損を防止で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の高密度
実装が可能な三次元積層モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子部品の高密度実装への取
り組みとして、パッケージの小型化が精力的に行われて
きた。たとえば、最近では、チップサイズパッケージ
（ＣＳＰ）や、パッケージそのものを不要にした究極の
ベアチップ実装も実現しつつある。しかし、これらは、
いずれも複数の電子部品を二次元的（平面的）に並べて
実装（平面実装方式）することを前提とするものであ
り、単純計算で、それぞれの電子部品の面積を足し合わ
せたサイズ以下に、実装面積を削減できないという原理
上の限界がある。

【０００３】一方、上記の平面実装方式の限界を打破す
るものとして、三次元積層方式が注目されている。これ
は、電子部品を実装した層（平面実装層）を、あたかも
ビルディングのように積み重ねたものである。多層化す
ることによって上記の平面実装方式で無視されていた空
間の利用を図り、平面実装方式の限界を一気に越え、格
段の高密度化を実現するというものである。積層数をｎ
とするとき、単純計算で、平面実装方式と比べてｎ倍の
実装密度向上を図ることができる。

【０００４】三次元積層方式を適用したモジュール（以
下「三次元積層モジュール」という）は、たとえば、次
のようにして製作することができる。図８（ａ）は、三
次元積層モジュール１の構造図である。この図におい
て、２は樹脂絶縁材料の積層体である。この積層体２の
内部に所要の電子部品（図では便宜的に四つの電子部品
３〜６）が三次元的に埋め込まれ、さらに、特に必須で
はないが、積層体２の表面に電子部品７、８が外付けさ
れている。なお、“電子部品”とは、半導体チップ、抵
抗素子、容量素子、インダクタンス素子またはその他の
電気的部品の総称である。

【０００５】図示のとおり、この三次元積層モジュール
１にあっては、積層体２の内部に四つの電子部品３〜６
が多層（図示の例では２層）で埋め込まれているから、
たとえば、前述の平面実装方式と比べて、単純計算でｎ
倍（図では表面実装も数えてｎ＝３であるから、３倍）
の実装密度向上が得られる。

【０００６】ここに、電子部品３〜６を内部に有する樹
脂絶縁材料の積層体２は、以下のようにして製作され
る。図８（ｂ）、（ｃ）は、その製造工程図である。こ
の図において、２ａ及び２ｂは、それぞれ樹脂絶縁材料
である。これらの樹脂絶縁材料２ａ、２ｂは熱可塑性を
有する素材であり、熱プレスをかけることによって軟化
流動し、且つ、所定の冷却期間を経て硬化するという特
性を持っている。

【０００７】今、図示のとおりに、一の樹脂絶縁材料２
ａの上に電子部品５、６を載置し、その上に二の樹脂絶
縁材料２ｂを被せた状態で、プレス板９で二の樹脂絶縁
材料２ｂを上から所定の圧力Ｐａと温度で加熱プレスす
ると、二の樹脂絶縁材料２ｂが軟化流動し、電子部品
５、６を取り囲むように一の樹脂絶縁材料２ａと一体化
して、電子部品５、６を内部に有する積層体２′が製作
される。なお、この積層体２′は、図８（ａ）の積層体
２の下半分に相当する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
製造工程にあっては、二枚の樹脂絶縁材料２ａ、２ｂの
間に電子部品５、６を挟み込み、所定の圧力Ｐａをかけ
て積層体２′を製作しているが、上記圧力Ｐａにより、
電子部品３〜６が物理的損傷（たとえば角部の破損；図
８（ｄ）参照／または真っ二つに割れることもある）を
受けることがあるという問題点があった。

【０００９】したがって、本発明の目的は、電子部品を
埋め込む際の破損を防止できる適切な構造を有する三次
元積層モジュールを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る三次元積層
モジュールは、上記目的を達成するために、以下の構成
を備える。すなわち、樹脂絶縁材料の間に電子部品を入
れ、前記樹脂絶縁材料を加熱プレスして一体化すること
により、該樹脂絶縁材料の積層体の内部に前記電子部品
を埋設した三次元積層モジュールにおいて、前記電子部
品よりも機械的強度が強く、且つ、前記電子部品の高さ
を上回る高さを有するスペーサ部材を前記電子部品と共
に入れたことを特徴とするものである。

【００１１】また、上記発明の好ましい態様は、前記ス
ペーサ部材は、電子部品であることを特徴とし、また
は、前記スペーサ部材を複数個備えると共に、スペーサ
部材の間隔をプレス板の撓みを考慮して適切に設定した
ことを特徴とするものである。

【００１２】ここで、「“入れ”または“入れた”」と
は、前記の加熱プレスによって樹脂絶縁材料の積層体を
作る際に、結果として、その積層体の内部に電子部品と
スペーサ部材が一緒に埋め込まれるようにするための事
前準備行為を意味する。

【００１３】本発明では、加熱プレスの際の圧力が、も
っぱら背丈の高いスペーサ部材によって受け止められ
る。したがって、電子部品に加えられる圧力が弱めら
れ、その結果、電子部品の破損を防止できる適切な構造
を有する三次元積層モジュールを提供することができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明における
様々な細部の特定ないし実例および数値や文字列その他
の記号の例示は、本発明の思想を明瞭にするための、あ
くまでも参考であって、それらのすべてまたは一部によ
って本発明の思想が限定されないことは明らかである。
また、周知の手法、周知の手順、周知のアーキテクチャ
および周知の回路構成等（以下「周知事項」）について
はその細部にわたる説明を避けるが、これも説明を簡潔
にするためであって、これら周知事項のすべてまたは一
部を意図的に排除するものではない。かかる周知事項は
本発明の出願時点で当業者の知り得るところであるの
で、以下の説明に当然含まれている。

【００１５】図１は、本発明の思想を適用した三次元積
層モジュールの概念的構造図であり、この図は、完成状
態の三次元積層モジュールの断面を示している。

【００１６】ここに、“モジュール（英：ｍｏｄｕｌ
ｅ）”とは、一般に「規格化された構成単位」のことを
意味する。モジュールはユニットや部品の一種とも解さ
れるが、ユニットは通常、交換可能な構成要素として位
置づけられ、また、部品はそれ自体が最小の構成単位と
して位置づけられるのに対して、モジュールは、交換を
想定しないことが多く、さらに、特定の機能を持つもの
として設計製作されることが多い。

【００１７】しかしながら、厳密な区分が定められてい
ないことも事実であるから、本明細書においては、この
用語（“モジュール”）を以下のように定義して用いる
こととする。すなわち、モジュールとは、その内部に、
半導体チップ、抵抗素子、容量素子またはその他の電子
部品（これらを総称して「電子部品」という）を一つま
たは複数（異なる種類の電子部品の組み合わせを含む）
実装して所要の電子回路機能を実現したものであり、且
つ、市場において単独で流通可能なもののことをいう。
任意の電子機器に組み込んだ（実装した）後の交換容易
性は考慮しない。コネクタ等によって着脱可能な実装形
態であってもよいし、半田付け等によってほぼ固定状態
で実装される形態であってもよい。

【００１８】これから説明する本実施の形態の三次元積
層モジュール（以下、単に「モジュール」という）は、
たとえば、携帯電話機や無線通信機能付き携帯情報端末
におけるＲＦ（高周波）部の構成要素であるパワーアン
プモジュール、アンテナスイッチモジュール、または、
それらを一体化したＲＦモジュールなどとして機能する
ことができるものであり、それ自体を製品として市場に
流通させることができるものである。

【００１９】また、以下の説明からも明らかになるが、
本実施の形態の究極のポイントは、当該モジュールに実
装する電子部品の機械的破損（製造時の加熱プレス応力
による破損）を防止するための専用部品（後述の「スペ
ーサ部材」）を、電子部品と一緒に実装した点にある。

【００２０】図において、モジュール１０は、基板１１
と、その基板１１の上に積層された樹脂絶縁材料積層体
１２とを有して構成されている。基板１１は樹脂絶縁材
料積層体１２を担持するための基体（ベース）であり、
絶縁性を有しかつ比較的頑丈な素材、たとえば、ガラス
エポキシ樹脂、アルミナ、低温焼成ガラス系セラミック
などである。なお、本発明の思想上、基板１１は必須の
構成要件ではない。基板なしのモジュール１０としても
かまわない。ただし、実用上の観点から、基板１１を構
成要件に加えることは何ら差し支えない。

【００２１】また、樹脂絶縁材料積層体１２は任意の電
子部品（図では便宜的に四つの電子部品１３〜１６）を
埋め込み状態で保持するための要素であり、絶縁性を有
すると共に、熱可塑性を有し、しかも、所定の冷却期間
後に硬化する性質がある素材、たとえば、ＰＥＥＫ（ポ
リエーテルエーテルケトン）、ＳＰＳ（シンジオタクチ
ックポリスチレン）、ＰＰＳ（ポリフェニルサルファイ
ド）、ＬＣＰ（リキッドクリスタルポリマー）、フッ素
系樹脂等である。または、熱硬化性を有する素材であっ
てもよい。たとえば、エポキシ、ポリイミド、シアネー
トエステル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）などは熱硬
化型の樹脂である。さらに、図示を略すが樹脂絶縁材料
積層体１２の表面（好ましくは側面も）を保護するため
のカバーを取り付けてもよい。カバーは比較的頑丈な素
材、たとえば、Ｃｕ材、ＳＵＳ材、Ａｌ材等の金属を用
いることができる。なお、モジュール１０が高周波を取
り扱う場合は、ＥＭＩ（ＥｌｅｃｔｒｏＭａｇｎｅｔ
ｉｃＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）対策のために、カバ
ーの素材として電磁遮蔽効果（シールド効果）を有する
ものを採用することが望ましい。

【００２２】樹脂絶縁材料積層体１２の内部には、上記
のとおり、電子部品１３〜１６が埋め込まれており、さ
らに、樹脂絶縁材料積層体１２の表面には電子部品１７
が外付けされている。これらの電子部品１３〜１７は、
たとえば、特に限定しないが、ＭＯＳ型集積回路やＧａ
ＡｓＦＥＴなどの能動素子部品、積層コンデンサ部品、
積層インダクタ部品、薄膜やセラミック等の抵抗部品、
ＳＡＷフィルタ等の圧電部品などの受動素子部品であっ
てもよい。

【００２３】樹脂絶縁材料積層体１２は、この例にあっ
ては、２層の積層部（第一積層部１２ａと第二積層部１
２ｂ）から構成されている。第一積層部１２ａの内部に
は三つの電子部品１３〜１５が埋め込まれ、第２積層部
１２ｂには一つの電子部品１６が埋め込まれている。さ
らに、第一積層部１２ａの表面（第一積層部１２ａと第
二積層部１２ｂの積層界面）には、埋設配線１８〜２２
が形成されており、埋設配線１８、１９と電子部品１３
の間がバイア電極２３、２４によって接続され、埋設配
線１９、２０と電子部品１４の間がバイア電極２５、２
６によって接続され、埋設配線２１、２２と電子部品１
５の間がバイア電極２７、２８によって接続されてい
る。また、第二積層部１２ｂの表面（樹脂絶縁材料積層
体１２の表面）には、露出配線２９〜３６が形成されて
おり、露出配線３０、３１と電子部品１６の間がバイア
電極３７、３８によって接続され、露出配線３０、３１
と電子部品１７の間が直接に接続されている。

【００２４】さて、第一積層部１２ａ及び第二積層部１
２ｂの内部には、電子部品１３〜１６と一緒にスペーサ
部材３９〜４３が埋め込まれている。すなわち、第一積
層部１２ａの内部には、電子部品１３〜１５と一緒に三
つのスペーサ部材３９〜４１が埋め込まれており、第二
積層部１２ｂの内部には、電子部品１６と一緒に二つの
スペーサ部材４２、４３が埋め込まれている。これらの
スペーサ部材３９〜４３は、同一層内に一緒に埋め込ま
れた電子部品１３〜１６の保護部材として機能する。

【００２５】図２は、電子部品１３〜１６とスペーサ部
材３９〜４３の関係模式図である。この図において、Ｌ
ａは第一積層部１２ａに一緒に埋め込まれた電子部品１
３〜１５とスペーサ部材３９〜４１の共通底面レベルを
示す線である。また、Ｌｂは第二積層部１２ｂに一緒に
埋め込まれた電子部品１６とスペーサ部材４２、４３の
共通底面レベルを示す線である。今、このＬａ、Ｌｂを
基準にした電子部品１３〜１６とスペーサ部材３９〜４
３の高さを、それぞれの符号を添え字にして、Ｈ₃₉、Ｈ
₁₃、Ｈ₁₄、Ｈ₄₀、Ｈ₁₅、Ｈ₄₁、Ｈ₄₂、Ｈ₁₆、Ｈ₄₃で表す
ことにすると、これらの高さは、以下の全て（〜）
を満たす関係にある。

【００２６】Ｈ₃₉＞Ｈ₁₃ ・・・・Ｈ₄₀＞Ｈ₁₄ ・・・・Ｈ₄₀＞Ｈ₁₅ ・・・・Ｈ₄₁＞Ｈ₁₅ ・・・・Ｈ₄₂＞Ｈ₁₆ ・・・・Ｈ₄₃＞Ｈ₁₆ ・・・・これらの関係は、要するに、（イ）「任意の電子部品に
隣り合うスペース部材の高さが、その電子部品の高さを
上回る」というものである。図示の例では、分かりやす
くするために、電子部品１３〜１６の高さ（Ｈ₁₃〜
Ｈ₁₆）と、スペーサ部材３９〜４３の高さ（Ｈ₃₉〜
Ｈ₄₃）とを明確に異ならせている（高さの差を大きくし
ている）が、上記の関係（イ）を満たしている限り、見
た目にわからない程度（微小な高さの差）としてもよ
い。

【００２７】また、電子部品１３〜１６とスペーサ部材
３９〜４３の他の関係は、機械的強度の大小関係であ
り、少なくとも、（ロ）「任意の電子部品に隣り合うス
ペース部材の機械的強度が、その電子部品の機械的強度
を上回る」というものである。ここに、“機械的強度”
とは、ある物体に力を加えたときにその物体の全部また
は一部に物理的損傷が生じる限界の強度のことをいう。
たとえば、圧力Ａを越えると物理的損傷を起こす可能性
がある物体ａと、圧力Ｂを越えると物理的損傷を起こす
可能性がある物体ｂとを比較した場合、Ａ＞Ｂであるな
らば、物体ａの機械的強度は、物体ｂの機械的強度をＡ
−Ｂだけ上回っている。

【００２８】以上、説明した二つの関係（高さと機械的
強度の関係（イ）及び（ロ））を有する電子部品１３〜
１６とスペーサ部材３９〜４３を埋め込んで構成する本
実施の形態のモジュール１０は、以下の特徴的な作用効
果を奏することができる。

【００２９】図３は、その作用説明図である。なお、こ
の図は、図１の第二積層部１２ｂについて示している
が、第一積層部１２ａについても同様である。この図に
おいて、１２ｂ＿１、１２ｂ＿２は、それぞれ樹脂絶縁
材料である。一方の樹脂絶縁材料１２ｂ＿１の所定位置
に電子部品１６とスペーサ部材４２、４３とを載置した
状態で、その上から他方の樹脂絶縁材料１２ｂ＿２を被
せてサンドイッチ状態（発明の要旨に記載の「樹脂絶縁
材料の間に電子部品を入れ」た状態に相当する）にし、
それら二つの樹脂絶縁材料１２ｂ＿１、１２ｂ＿２にプ
レス板５０を用いて熱を加えながらプレス（加熱プレ
ス）する。その際の熱量やプレス圧（Ｐａ）は、樹脂絶
縁材料１２ｂ＿１、１２ｂ＿２の素材や厚さによって一
概に言えないが、たとえば、熱可塑性なら３００〜３５
０℃、熱硬化型なら８５℃〜１１０℃、Ｐａ＝１０気圧
程度である。

【００３０】樹脂絶縁材料１２ｂ＿１、１２ｂ＿２が熱
可塑性樹脂の場合、加熱プレスによって樹脂絶縁材料１
２ｂ＿１、１２ｂ＿２が軟化流動し、その後の所要の冷
却期間を経て硬化して、内部の所定位置に電子部品１６
とスペーサ部材４２、４３とを埋め込んだ状態の第二積
層部１２ｂが形作られる。

【００３１】さて、先にも述べたとおり、本実施の形態
の究極のポイントは、上記二つの関係（高さと機械的強
度の関係（イ）及び（ロ））を有する電子部品１３〜１
６とスペーサ部材３９〜４３とを埋め込んで構成した点
にある。すなわち、（イ）「任意の電子部品に隣り合う
スペース部材の高さが、その電子部品の高さを上回
る」、且つ、（ロ）「任意の電子部品に隣り合うスペー
ス部材の機械的強度が、その電子部品の機械的強度を上
回る」という二つの関係を満たすことにある。

【００３２】たとえば、図において、左側のスペーサ部
材４２の高さＨ₄₂は中央の電子部品１６の高さＨ₁₆より
も高く、さらに、右側のスペーサ部材４３の高さＨ₄₃は
同電子部品１６の高さＨ₁₆よりも高い関係（Ｈ₄₂＞
Ｈ₁₆、Ｈ₄₃＞Ｈ₁₆）にあり、且つ、二つのスペーサ部材
４２、４３の機械的強度は同電子部品１６の機械的強度
を上回る関係にある。

【００３３】図４は、本実施の形態におけるモジュール
１０の製造工程の一部（第二積層部１２ｂのスペーサ部
材４２、４３と電子部品１６の埋め込み工程）を示す図
である。この図において、まず、たとえば、ＳiＯ₂フィ
ラーを適量（例：２０vol％程度）分散させた半硬化状
態の２枚のフィルム状の樹脂絶縁材料１２ｂ＿１、１２
ｂ＿２を用意する。次いで、一方の樹脂絶縁材料１２ｂ
＿１を硬化させて単板を形成し、その単板の上の所定位
置にスペーサ部材４２、４３と電子部品１６を載置す
る。

【００３４】次いで、プレス板５０を用い、他方の樹脂
絶縁材料１２ｂ＿２でスペーサ部材４２、４３と電子部
品１６をラミネーションする。ここで、ラミネーション
は加熱を伴うプレスによって行い、その温度は、樹脂絶
縁材料１２ｂ＿２の軟化流動を促す程度の温度とする。
なお、ラミネーションはボイド等を作らないようにする
ため、真空中で行うことが望ましい。

【００３５】樹脂絶縁材料１２ｂ＿２が熱可塑性樹脂の
場合、ラミネーション後、所要の冷却期間を経て、樹脂
絶縁材料１２ｂ＿２を硬化させることにより、内部にス
ペーサ部材４２、４３と電子部品１６とを埋め込んだ第
二積層部１２ｂが生成される。

【００３６】ここで、図４（ａ）に示すように、ラミネ
ーション工程においては、プレス板５０からの圧力Ｐａ
により、樹脂絶縁材料１２ｂ＿２を介してスペーサ部材
４２、４３と電子部品１６に所要の力が加えられるが、
先の第一の関係（（イ）高さの関係）により、その力の
多くはスペーサ部材４２、４３で受け止められる。スペ
ーサ部材４２、４３の背丈（Ｈ₄₂、Ｈ₄₃）が、その間に
挟まれた電子部品１６の背丈（Ｈ₁₆）よりも高いからで
ある。このため、電子部品１６には小さな力しか加えら
れない。また、スペーサ部材４２、４３の機械的強度は
電子部品１６の機械的強度を上回っているため、上記の
力により、スペーサ部材４２、４３が座屈変形すること
もない。

【００３７】したがって、ラミネーション工程における
プレス圧力に起因する電子部品１６の物理的損傷問題
（図８（ｄ）参照）を効果的に回避することができ、製
造歩留まりを改善してコストダウンを図ることができる
という特有のメリットが得られる。

【００３８】なお、以上の説明では、埋設配線１８〜２
２、バイア電極２３〜２８、露出配線２９〜３６、バイ
ア電極３７、３８の製造方法に触れなかったが、これら
の構成要素は、たとえば、次のようにして作り込むこと
ができる。

【００３９】第一積層部１２ａの表面に、たとえば、Ｃ
Ｏ₂レーザ加工により開口部を形成する。開口部の位置
は、バイア電極２３〜２８の位置に対応する。次に、導
電材料（たとえば、銅）メッキを施し、導電材料メッキ
の必要な部分（埋設配線１８〜２２）だけを残してパタ
ーニングする。この時、レーザー加工により形成した開
口部もメッキされ、電気的な導通（バイア電極２３〜２
８）が確保される。次いで、第一積層部１２ａの上に第
二積層部１２ｂを形成し、たとえば、ＣＯ₂レーザ加工
により開口部を形成する。開口部の位置は、バイア電極
３７、３８の位置に対応する。その第二積層部１２ｂの
表面に導電材料（たとえば、銅）メッキを施し、導電材
料メッキの必要な部分（露出配線２９〜３６）だけを残
してパターニングする。この時、レーザー加工により形
成した開口部もメッキされ、電気的な導通（バイア電極
３７、３８）が確保される。これにより、樹脂絶縁材料
積層体１２の内部に埋設配線１８〜２２とバイア電極２
３〜２８を形成し、且つ、樹脂絶縁材料積層体１２の表
面に露出配線２９〜３６とバイア電極３７、３８を形成
することができる。

【００４０】また、スペーサ部材３９〜４３の間隔は、
次のようにして設定することが望ましい。図５は、任意
層（図では第二積層部１２ｂを示すが、第一積層部１２
ａも同様である）に埋め込まれたスペーサ部材４２、４
３の水平間隔Ｈを示す図である。この図において、５
０′は加熱プレスの際にプレス板５０が“撓む（しな
る）”最大の位置を示している。水平間隔Ｈを大きくと
った場合は、プレス板５０の“撓み”が大きくなり、電
子部品１６に過大な応力が加えられることとなるから、
電子部品１６の損傷防止の観点で好ましくない。一方、
水平間隔Ｈを狭くとった場合は、プレス板５０の“撓
み”が小さくなり、電子部品１６に過大な応力が加えら
れないため、電子部品１６の損傷防止の観点で好ましい
ものの、実装上の困難さが増すという不都合がある。適
切な水平間隔Ｈは、プレス板５０の撓みを考慮し、電子
部品１６に過剰な応力が加わらない程度の値を試行錯誤
的に設定すればよい。たとえば、以下の条件の場合、水
平間隔Ｈを２０ｍｍ以内とすればよい。

【００４１】プレス板５０の素材と厚さ：ステンレス、１．０ｍｍプレス圧：１ＭＰａスペーサ部材４２、４３の高さ（Ｈ₄₂、Ｈ₄₃）：０．１
５ｍｍ電子部品１６の高さ（Ｈ₁₆）：０．１０ｍｍ

【００４２】なお、本発明の技術思想は、上記の実施の
形態に限定されない。その思想の範囲内で様々な変形態
様をとり得ることはもちろんである。たとえば、上記の
実施の形態では、電子部品１３〜１６を保護するために
専用の部品（スペーサ部材３９〜４３）を実装している
が、これに限定されず、たとえば、前記のスペーサ部材
３９〜４３の代わりに「電子部品」を用いてもよい。

【００４３】図６は、本発明の思想を適用した三次元積
層モジュールの他の実施の形態を示す概念的構造図であ
り、この図は、完成状態の三次元積層モジュールの断面
を示している。図において、モジュール６０は、樹脂絶
縁材料積層体６１を有して構成されている。なお、樹脂
絶縁材料積層体６１は、不図示の基板（図１の基板１１
参照）の上に積層されたものであってもよい。

【００４４】樹脂絶縁材料積層体６１は任意の電子部品
（図では便宜的に九つの電子部品６２〜７０）を埋め込
み状態で保持するための要素であり、絶縁性を有すると
共に、熱可塑性（硬化前の熱硬化製樹脂でもよい。以
下、説明の便宜上、熱可塑性樹脂とする）を有し、しか
も、所定の冷却期間後に硬化する性質がある素材、たと
えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＳＰ
Ｓ（シンジオタクチックポリスチレン）、ＰＰＳ（ポリ
フェニルサルファイド）、ＬＣＰ（リキッドクリスタル
ポリマー）、フッ素系樹脂等である。さらに、図示を略
すが樹脂絶縁材料積層体６１の表面（好ましくは側面
も）を保護するためのカバーを取り付けてもよい。カバ
ーは比較的頑丈な素材、たとえば、銅材、ＳＵＳ材、Ａ
ｌ材等を用いることができる。なお、モジュール６０が
高周波を取り扱う場合は、ＥＭＩ対策のために、カバー
の素材として電磁遮蔽効果（シールド効果）を有するも
のを採用することが望ましい。

【００４５】樹脂絶縁材料積層体６１の内部には、上記
のとおり、電子部品６２〜７０が埋め込まれており、さ
らに、樹脂絶縁材料積層体６１の表面には電子部品７１
が外付けされている。これらの電子部品６２〜７１は、
たとえば、特に限定しないが、ＭＯＳ型集積回路やＧａ
ＡｓＦＥＴなどの能動素子部品、積層コンデンサ部品、
積層インダクタ部品、薄膜やセラミック等の抵抗部品、
ＳＡＷフィルタ等の圧電部品などの受動素子部品であっ
てもよい。

【００４６】樹脂絶縁材料積層体６１は、この例にあっ
ては、２層の積層部（第一積層部６１ａと第二積層部６
１ｂ）から構成されている。第一積層部６１ａの内部に
は六つの電子部品６２〜６７が埋め込まれ、第２積層部
５１ｂには三つの電子部品６８〜７０が埋め込まれてい
る。さらに、第一積層部６１ａの表面（第一積層部６１
ａと第二積層部６１ｂの積層界面）には、埋設配線７２
〜７８が形成されており、埋設配線７２と電子部品６２
の間がバイア電極７９によって接続され、埋設配線７
３、７４と電子部品６３の間がバイア電極８０、８１に
よって接続され、埋設配線７４、７５と電子部品６４の
間がバイア電極８２、８３によって接続され、埋設配線
７６と電子部品６５の間がバイア電極８４によって接続
され、埋設配線７７、７８と電子部品６６の間がバイア
電極８５、８６によって接続され、埋設配線７８と電子
部品６７の間がバイア電極８７によって接続されてい
る。また、第二積層部６１ｂの表面（樹脂絶縁材料積層
体６１の表面）には、露出配線８８〜９１が形成されて
おり、露出配線８８と電子部品６８の間がバイア電極９
２によって接続され、露出配線８９、９０と電子部品６
９の間がバイア電極９３、９４によって接続され、露出
配線９０と電子部品７０の間がバイア電極９５によって
接続され、露出配線９０、９１と電子部品７１の間が直
接に接続されている。

【００４７】さて、この実施の形態では、第一積層部６
１ａ及び第二積層部６１ｂの内部には、電子部品６２〜
７０しか埋め込まれていない。言い換えれば、先の実施
の形態におけるスペーサ部材３９〜４３は埋め込まれて
いない。すなわち、第一積層部６１ａの内部には、六つ
の電子部品６２〜６７しか埋め込まれておらず、また、
第二積層部６１ｂの内部には、三つの電子部品６８〜７
０しか埋め込まれていない。先の実施の形態におけるス
ペーサ部材３９〜４３の代わりは、それらの電子部品６
２〜７０のうちの背丈の高いものが行う。

【００４８】すなわち、図面から認められるように、第
一積層部６１ａにあっては、左端の電子部品６２、左か
ら４番目の電子部品６５及び右端の電子部品６７の背丈
が高く描かれており、また、第二積層部６１ｂにあって
は、左端の電子部品６８及び右端の電子部品７０の背丈
が高く描かれているから、これら五つの電子部品６２、
６５、６７、６８、７０は、それ自体が、半導体チッ
プ、抵抗素子、容量素子またはその他の電子部品であっ
て、且つ、先の実施の形態におけるスペーサ部材３９〜
４３の条件、すなわち、（イ）「任意の電子部品に隣り
合うスペース部材の高さが、その電子部品の高さを上回
る」、及び、（ロ）「任意の電子部品に隣り合うスペー
ス部材の機械的強度が、その電子部品の機械的強度を上
回る」を満たすものである。

【００４９】このような構成においても、先の第一の関
係（（イ）高さの関係）により、ラミネーションの際の
力の多くは五つの電子部品６２、６５、６７、６８、７
０で受け止められるため、それらの電子部品６２、６
５、６７、６８、７０に保護された他の電子部品６３、
６４、６６、６９には小さな力しか加えられない。ま
た、五つの電子部品６２、６５、６７、６８、７０の機
械的強度は、他の電子部品６３、６４、６６、６９の機
械的強度を上回っているため、上記の力によって、五つ
の電子部品６２、６５、６７、６８、７０が座屈変形す
ることもない。

【００５０】したがって、前記の実施の形態と同様に、
ラミネーション工程（図３及び図４参照）におけるプレ
ス圧力に起因する電子部品６３、６４、６６、６９の物
理的損傷問題を効果的に回避することができ、製造歩留
まりを改善してコストダウンを図ることができるという
特有のメリットが得られる。

【００５１】なお、以上の説明では、スペーサ部材（図
１のスペーサ部材３９〜４３参照）によって電子部品を
取り囲む例を示したが、これに限らず、たとえば、任意
形状（円柱状や球体状など）のスペーサ部材を電子部品
の周囲の適当な位置に配置してもよい。あるいは、ラミ
ネーション工程後に、樹脂絶縁材料積層体の一部を切り
落とした（カットした）ものをモジュールの最終形態と
してもよい。図７は、そのカット状態図であり、前記の
図１に対応するものである。図１との相違は、ラミネー
ション工程後に、白抜き矢印で示す箇所から樹脂絶縁材
料積層体１２の一部（Ａ部）をカットして取り除く点に
ある。この例では、Ａ部を除く樹脂絶縁材料積層体１２
がモジュールの最終形態となる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、加熱プレスの際の圧力
が、もっぱら背丈の高いスペーサ部材（またはスペーサ
部材の代わりの電子部品）によって受け止められる。し
たがって、電子部品に加えられる圧力が弱められ、その
結果、電子部品の破損を防止できる適切な構造を有する
三次元積層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】本発明の思想を適用した三次元積層モジュール
の概念的構造図である。

【図２】電子部品１３〜１６とスペーサ部材３９〜４３
の関係模式図である。

【図３】実施の形態の作用説明図である。

【図４】本実施の形態におけるモジュール１０の製造工
程の一部を示す図である。

【図５】スペーサ部材４２、４３の水平間隔Ｈを示す図
である。

【図６】本発明の思想を適用した三次元積層モジュール
の他の実施の形態を示す概念的構造図である。

【図７】ラミネーション工程後に樹脂絶縁材料積層体の
一部を切り落とした（カットした）例の構造図である。

【図８】従来例の三次元積層モジュール１の構造図、そ
の製造工程図及び物理的損傷の概念図である。

【符号の説明】

１０モジュール（三次元積層モジュール）１２ｂ＿１樹脂絶縁材料１２ｂ＿２樹脂絶縁材料１３〜１６電子部品３９〜４３スペーサ部材５０プレス板６２〜７０電子部品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者猿渡達郎東京都台東区上野６丁目16番20号太陽誘電株式会社内 (72)発明者室田考俊東京都台東区上野６丁目16番20号太陽誘電株式会社内 (72)発明者小平拓郎東京都台東区上野６丁目16番20号太陽誘電株式会社内 (72)発明者石田克英東京都台東区上野６丁目16番20号太陽誘電株式会社内Ｆターム(参考） 5E346 AA12 AA13 AA36 CC04 CC09 CC17 CC18 CC21 DD02 DD07 EE08 EE12 EE18 EE20 FF45 GG07 GG08 GG15 GG22 GG28 HH07 HH33 HH40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂絶縁材料の間に電子部品を入れ、前記樹脂絶縁材料を加熱プレスして一体化することによ
り、該樹脂絶縁材料の積層体の内部に前記電子部品を埋設し
た三次元積層モジュールにおいて、前記電子部品よりも機械的強度が強く、且つ、前記電子
部品の高さを上回る高さを有するスペーサ部材を前記電
子部品と共に入れたことを特徴とする三次元積層モジュ
ール。
【請求項２】前記スペーサ部材は、電子部品であるこ
とを特徴とする請求項１記載の三次元積層モジュール。
【請求項３】前記スペーサ部材を複数個備えると共
に、スペーサ部材の間隔をプレス板の撓みを考慮して適
切に設定したことを特徴とする請求項１記載の三次元積
層モジュール。
【請求項４】樹脂絶縁材料を加熱プレスして一体化し
た樹脂絶縁材利用積層体の内部に、電子部品とスペーサ
部材とを埋設して構成した三次元積層モジュールにおい
て、前記電子部品の高さよりも前記スペーサ部材の高さが上
回り、且つ、前記電子部品の機械的強度よりも前記スペ
ーサ部材の機械的強度が上回っていることを特徴とする
三次元積層モジュール。
【請求項５】前記スペーサ部材は、電子部品であるこ
とを特徴とする請求項４記載の三次元積層モジュール。
【請求項６】前記スペーサ部材を複数個備えると共
に、スペーサ部材の間隔をプレス板の撓みを考慮して適
切に設定したことを特徴とする請求項４記載の三次元積
層モジュール。