JP2005101580A - 回路部品内蔵モジュール及びその製造方法 - Google Patents

回路部品内蔵モジュール及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2005101580A
JP2005101580A JP2004247087A JP2004247087A JP2005101580A JP 2005101580 A JP2005101580 A JP 2005101580A JP 2004247087 A JP2004247087 A JP 2004247087A JP 2004247087 A JP2004247087 A JP 2004247087A JP 2005101580 A JP2005101580 A JP 2005101580A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mixture
circuit component
filler
component built
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2004247087A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukihiro Ishimaru
幸宏 石丸
Yasuhiro Sugaya
康博 菅谷
Toshiyuki Asahi
俊行 朝日
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2004247087A priority Critical patent/JP2005101580A/ja
Publication of JP2005101580A publication Critical patent/JP2005101580A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01012Magnesium [Mg]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01019Potassium [K]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191Disposition
    • H01L2924/19101Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19105Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3025Electromagnetic shielding

Abstract

【課題】安価な実装工法であるワイヤーボンディング法を用いて、ワイヤーの破損や短絡の問題を解消できる回路部品内蔵モジュール及びその製造方法を提供する。
【解決手段】フィラーと熱硬化性樹脂とを含む第1の混合物からなる電気絶縁性基板101と、電気絶縁性基板101の少なくとも主面に形成された配線パターン102,103と、電気絶縁性基板101の内部に配置され配線パターン102,103に電気的に接続された回路部品105と、配線パターン102,103を電気的に接続するように形成されたビア104とを含む回路部品内蔵モジュール100であって、回路部品105の少なくとも一つはワイヤーにて実装され、前記ワイヤーの一部又は全部は、フィラーと樹脂からなる第2の混合物109によって封止されている。
【選択図】 図1

Description

本発明は半導体などの能動部品やコンデンサなどの受動部品を内蔵した回路部品内蔵モジュール及びその製造方法に関するものである。
近年、電子機器の高性能化、小型化の要求に伴い、半導体の高密度、高機能化が一層叫ばれている。また、そのため回路基板に対しても小型かつ高密度を実現するものが望まれている。そこで、内部に能動部品及び/又は受動部品を内蔵し、かつ配線パターンとそれとを電気的に接続するビアを有する回路部品内蔵モジュールが提案されている。さらに、回路部品を基板に内蔵した際に放熱性を高めたり、基板と内蔵する回路部品との熱膨張率を調整するために、前記基板の材料として無機フィラーと熱硬化性樹脂からなる部品内蔵モジュールが提案されている(下記特許文献1〜2)。
図38は、従来の回路部品内蔵モジュール(下記特許文献2)の構成を示す断面図である。図38において、701は無機フィラーと熱硬化樹脂の複合された電気絶縁性基板、702は配線パターン、703は半導体等の回路部品、704は前記配線パターン間を電気的につなぐビア、705は前記回路部品と前記電気絶縁性基板の接続部を封止している半導体接合部封止剤である。
特開平11−220262号公報 特開2001−244638号公報
しかし、従来の回路部品内蔵モジュールでは、半導体等の回路部品の端子を配線パターンに相対させて接続する、いわゆるフリップチップ実装法に適するが、ワイヤーボンディング法による実装では問題が生じる。これはフリップチップ実装法の場合、一般的に回路部品と配線パターンとの接合が20〜100μm程度の金属突起物を介してなされるため、その隙間は20〜150μm程度と狭い。異方性導電フィルムやペーストを用いる場合も多く、その隙間が接合時に封止される場合もある。一方でワイヤーボンディング法では接続にアルミニウムや金のワイヤーが用いられるが、その線径は20〜40μmであり長さは0.5〜3mmであるのが一般的である。フリップチップ実装法と比較してワイヤーボンディング法による接続では、接続を担うワイヤーが上記したような構造のため変形やたわみといった形状変化が発生しやすい構造である。そのため従来の回路部品内蔵モジュールの製造方法において、内蔵する回路部品を埋設する工程時に接続部及びワイヤー部を保護する封止剤を有しない構造では、その製造工程で回路部品を埋設する樹脂が流動することで前記ワイヤーに力がかかり、ワイヤーはずれやワイヤーが流れワイヤー間で電気的にショートを起こす、といった問題が生じるためである。回路部品内蔵モジュールの半導体の実装工法として、一般的に広く使われているワイヤーボンディング法で不具合が発生することは、安価な実装工法が利用できないという結果となる。
本発明は上記のような問題を解消するためになされたものであり、安価な実装工法であるワイヤーボンディング法を用いて、ワイヤーの破損や短絡の問題を解消できる回路部品内蔵モジュール及びその製造方法を提供する。
本発明の回路部品内蔵モジュールは、フィラーと熱硬化性樹脂とを含む第1の混合物からなる電気絶縁性基板と、前記電気絶縁性基板の少なくとも主面に形成された配線パターンと、前記電気絶縁性基板の内部に配置され前記配線パターンに電気的に接続された回路部品と、前記配線パターンを電気的に接続するように形成されたビアとを含む回路部品内蔵モジュールであって、前記回路部品の少なくとも一つはワイヤーで実装された電子部品であり、前記ワイヤーの一部又は全部は、フィラーと樹脂からなる第2の混合物によって封止されていることを特徴とする。
本発明の回路部品内蔵モジュールの製造方法は、支持体の一主面に形成された第1の配線パターン上に回路部品を配置し、そのうち少なくとも一つはワイヤーボンディング法で接続し、前記ワイヤーボンディング法によって形成されたワイヤーの一部又は全部は、フィラーと樹脂からなる第2の混合物によって封止する封止工程と、前記封止工程の後に、フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂とを含む第1の混合物に、前記回路部品が形成された主面を対向させて配置し、前記支持体を押圧し、前記回路部品を前記第1の混合物に埋設させて板状体を形成する板状体形成工程と、前記板状体を加熱することによって第1の混合物の熱硬化性樹脂を硬化させる工程とを含むことを特徴とする。
本発明の別の回路部品内蔵モジュールの製造方法は、支持体の一主面に形成された第1の配線パターン上に回路部品を配置し、そのうち少なくとも一つはワイヤーボンディング法で接続する工程と、フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂とを含む第1の混合物に、前記回路部品の大きさに空隙を形成する工程と、前記空隙が形成された第1の混合物を前記回路部品が形成された主面を対向させて前記支持体に配置する工程と、前記ワイヤーボンディング法によって形成されたワイヤーの一部又は全部をフィラーと樹脂からなる第2の混合物によって封止する封止工程と、前記封止工程の後に、前記配置された第1の混合物と前記支持体を押圧し、前記回路部品を前記第1の混合物に埋設させて板状体を形成する板状体形成工程と、前記板状体を加熱することによって第1の混合物の熱硬化性樹脂を硬化させる工程とを含むことを特徴とする。
本発明の回路部品内蔵モジュールは、第2の混合物によりワイヤーボンディング法で実装された少なくともワイヤー部、好ましくは接合部及びワイヤー部が封止され保護されていることにより、従来例に比べて製造工程での樹脂の流動などによる不具合や製造後の信頼性を向上できる。
本発明は、第2の混合物によりワイヤーボンディング法で実装されたワイヤー部が封止され保護されることで、製造工程での樹脂の流動などによる不具合や製造後の信頼性を向上させることができる。なお、第1の混合物の熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びシアネート樹脂から選ばれる少なくともひとつの熱硬化性樹脂を含むことが好ましい。これらの樹脂は耐熱性や電気的絶縁性に優れるからである。
さらに、第1の混合物のフィラーは、Al23、MgO、BN、AlN及びSiO2から選ばれる少なくとも一つの無機フィラーを含むことが好ましい。前記フィラーの好ましい平均粒径は、0.1〜100μmの範囲である。これらの無機フィラーを用いることによって、放熱性の優れた電気絶縁性基板が得られる。また、無機フィラーとしてMgOを用いた場合は、電気絶縁性基板の線膨張係数を大きくすることができる。またSiO2を用いた場合は、電気絶縁性基板の誘電率を小さくすることができる。またBNを用いた場合は、線膨張係数を低くすることができる。前記フィラーの好ましい配合量は、70〜90wt%の範囲である。
上記回路部品内蔵モジュールでは、前記ビアの少なくともひとつが導電性樹脂組成物からなることが好ましい。これにより高密度に回路部品を実装することができる。
上記回路部品内蔵モジュールでは、前記第2の混合物のフィラー含有量が前記第1の混合物のフィラー含有量より多いことが好ましい。前記第2の混合物のフィラーの好ましい配合量は、80〜95wt%の範囲である。前記第1の混合物には電気的接合を行なうビアが形成され、さらに内蔵する回路部品を埋設するために樹脂の流れ性が要求されるため、フィラー含有量に制限を受ける。第2の混合物はワイヤーボンディング法で実装された接合部及びワイヤー部の保護が主目的であるため、前記制限が少ないためフィラー量を増やすことができ、さらに内蔵する回路部品と接しているため、前記回路部品から発生する熱を速やかに放熱することができる。
上記回路部品内蔵モジュールでは、前記電子部品の中央部を封止するフィラーと樹脂からなる第3の混合物をさらに含んでいてもよい。前記第3の混合物は前記した第1又は第2の混合物のような制限がないため、回路部品から発生する熱を速やかに放熱するフィラーや樹脂を選定することが可能であり、高い放熱性が得られる。
なお、前記した回路部品の周辺部及び中央部とは正確な位置でなくてよく、第2の混合物により接続部及びワイヤー部を封止し、第3の混合物が設けられれば同様の効果を示す。
上記回路部品内蔵モジュールでは、前記第1又は第3の混合物にサーマルビア形成が形成されていることが好ましい。サーマルビアを形成することで、より高い放熱性が得られる。
上記回路部品内蔵モジュールでは、前記第3の混合物のフィラーとして熱伝導性フィラーが含有されていることが好ましい。熱伝導性フィラーは熱伝導性が高いため、高い放熱性が得られる。また回路部品のグランド面と配線パターンのグランド端子を配置すれば、グランドを強化することができる。なお熱伝導性フィラーとして、Al23,BN,AlN等の粒子が好ましい。前記第3の混合物フィラーの好ましい配合量は、85〜95wt%の範囲である。また前記フィラーの好ましい平均粒径は、0.1〜50μmの範囲である。
上記回路部品内蔵モジュールでは、前記第1の混合物のフィラーの内部が中空であるフィラーが含まれることが好ましい場合がある。内部を中空とすることで誘電率を低くすることができる。また、内蔵工程を経て得られた回路部品内蔵モジュールにリフロー工程により部品を実装する、又は回路部品内蔵モジュールを基板に実装する際に、内部が中空であるフィラーは断熱性が高いため内蔵する回路部品に熱が伝わりにくく、内蔵された回路部品の熱による劣化を緩和したり、内蔵された回路部品の接合部のハンダが再溶融してショート等の不具合を発生するのを防止できる。中空フィラーとしては、例えばアクリル系樹脂を外壁として、空隙率を30〜50%程度形成したものがある。好ましい平均粒径として10〜50μmの範囲である。外壁がガラスであっても良い。
前記第2の混合物からなる封止剤と第1の混合物からなる封止剤との界面であって、前記第2の混合物からなる封止剤表面の少なくとも一部は粗面化又は易接着層が形成されていてもよい。第2の混合物からなる封止剤と第1の混合物からなる封止剤との界面の接着性を向上するためである。前記易接着層は、例えばカップリング剤を塗布することにより形成できる。
前記電子部品が半導体チップであり、前記半導体チップのワイヤーと対向する面にシールドが配置され、前記半導体チップの横に離してアンテナ回路を1層以上形成され、全体がカード筺体樹脂で覆われていてもよい。これにより、ノイズの影響はシールドによって防止できる。
上記本発明の製造方法によれば、本発明の回路部品内蔵モジュールを効率よく合理的に製造することができる。本発明の製造方法においては、ワイヤーボンディング法で接続された少なくともひとつ以上の前記回路部品の接続端子が周辺部に配置され、前記第2の混合物で封止する封止工程と、第1の混合物と前記支持体を押圧して板状体を形成する板状体形成工程との間に、前記回路部品の中央部をフィラーと樹脂とを含む第3の混合物で封止する封止工程を含むことが好ましい。この工程によって内蔵する回路部品の放熱性を高めることのできる第3の混合物を容易に形成することができる。
なお、ワイヤーボンディング法で接合される回路部品は半導体のみならず、チップ状の抵抗、コンデンサ、インダクタ、バリスタ、又はそれら等から構成されるモジュール部品等であってもよい。なお、前記第2又は第3の混合物の樹脂は、熱硬化性樹脂であることが好ましい。これは第1の混合物の熱硬化性樹脂を硬化させる工程で、同時に硬化することができるからである。しかし、第2の混合物としてワイヤーボンディング法で実装された接合部及びワイヤー部が保護でき、第3の混合物として所望の放熱性が得られるのであれば、熱可塑性樹脂等であっても良い。
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
本発明の第1の実施例について、図1から図5を用いて説明する。図1から図5は本実施例の回路部品内蔵モジュールの構成を示す断面図である。図1において、100は回路部品内蔵モジュールである。101はそのフィラーと熱硬化性樹脂(液状熱硬化樹脂としてのエポキシ樹脂は、液状エポキシ樹脂(日本レック(株)製商品名“EF−450”)15wt%、無機フィラーとしてアルミナ粉末(昭和電工製商品名“AS−40”、球状、平均粒子径12μm)85wt%)の複合されたコンポジット材料からなる第1の混合物で、102及び103は配線パターンである。104は配線パターン102、103を電気的に接続するビアである。105は、100の回路部品内蔵モジュールに内蔵された回路部品の半導体チップである。106は配線パターン102と半導体チップ105を接着するダイボンド剤(ヘンケルジャパン(株)製商品名“QMI527”)である。ダイボンド剤106により接着されるのは、図2にあるように半導体チップ105を配線パターン102と支持体112であってもよい。支持体112としては、プリント基板、回路部品実装モジュールや本実施例の回路部品内蔵モジュール等がある。108は、半導体チップ105と配線パターン102をワイヤーボンディング法で接続したワイヤー部である。109は、フィラーと樹脂からなる第2の混合物である。110は、100の回路部品内蔵モジュールに内蔵された回路部品のチップ部品であり、ハンダ111により配線パターン102に接続されている。
なお、チップ部品110の接続には、上記のハンダ以外に導電性樹脂組成物(導電フィラには銀(80wt%で球状とフレーク状のものが1:1)を用い、樹脂としてエポキシ樹脂を硬化材にアミン系硬化剤を用いたもの)、ワイヤー、バンプ等の接続であってもよい。
封止剤109によりワイヤーボンディング法で実装された接合部及びワイヤー部が封止され保護されることで、製造工程での樹脂の流動などによる不具合や製造後の信頼性を向上させることができる。
なお、コンポジット材料101の混合物の熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びシアネート樹脂から選ばれる少なくともひとつの熱硬化性樹脂を含むことが好ましい。これらの樹脂は耐熱性や電気的絶縁性に優れるからである。なお、混合物には、さらに分散剤、着色剤、カップリング剤または離型剤を含んでいてもよい。さらに、第1の混合物のフィラーは、Al23、MgO、BN、AlN及びSiO2から選ばれる少なくとも一つの無機フィラーを用いることができる。
図3に示すように貫通穴を有するビア104であってもよいが、さらに図1にあるように貫通穴のないビア104であることが好ましい。貫通穴なしに電気的に接合させることができれば、高密度に回路部品を実装することができるからである。ビア104として貫通穴をメッキで埋めて形成することも可能であるが、導電性樹脂組成物(球状の銅粒子85wt%と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製商品名“エピコート828”)3wt%と、グルシジルエステル系エポキシ樹脂(東都化成社製商品名“YD−171”)9wt%と、アミンアダクト硬化剤(味の素社製商品名“MY−24”)3wt%とを混練して作製した。)で形成することが好ましい。第1の混合物の熱硬化性樹脂を硬化させる工程において、第1の混合物と導電性樹脂組成物を同時に硬化し形成できるため、生産性に優れる。硬化条件は、温度を上昇させて175℃で60分間加熱した。
また図4に示すように、メモリー等に見られるような半導体チップ105の中央部に接続端子がある構造であってもよい。
また図5に示すように、半導体チップ105と配線パターン103の間にサーマルビア113を配することで、半導体チップ105から発する熱を効率よく配線パターン103に伝えることができ、高い放熱性が得られて好ましい。サーマルビア113としては、導電性のフィラーと樹脂から構成される導電性樹脂組成物(球状の銅粒子85wt%と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製商品名“エピコート828”)3wt%と、グルシジルエステル系エポキシ樹脂(東都化成社製商品名“YD−171”)9wt%と、アミンアダクト硬化剤(味の素社製商品名“MY−24”)3wt%とを混練して作製した。)であることが好ましい。さらに導電性フィラーとして、金、銀、銅、ニッケル、鉛、錫及びアルミから選ばれる少なくとも1つ以上の金属を含む金属粒子、金属合金粒子又は傾斜合金粒子を用いるとさらに好ましい。これらの導電性フィラーは高い熱伝導性も持っているからである。
さらに、図1〜5にある封止剤109のフィラー含有量がコンポジット基材101のフィラー含有量より多いことが好ましい。本実施例では、コンポジット基材101にはアルミナ粉末を85wt%含有させ、封止剤109には同様のアルミナ粉末を87.5wt%含有させた。フィラー含有量を多くすることで製造工程での流れ性が抑制され、ワイヤー部108のワイヤー流れによりショートを抑制できる。さらにフィラー含有量を増やすことで熱伝導率を高めることができ、さらに封止剤109は半導体チップ105と接しているため、半導体チップ105から発生する熱を速やかに放熱することができる。
また封止剤109とコンポジット基材101との密着性が不十分だと、リフロー等の熱工程により封止剤109とコンポジット基材101との界面が剥離し、不具合が生じる場合があるため、封止剤109には離型剤(例えば、シリコーン離型剤)を添加しないのが好ましい。
なお、第2の混合物よる封止剤109については、図1の形態に代えて図32に示すように半導体チップ105の上面中央部は、第2の混合物よる封止剤109を存在させず、空隙部としてもよい。
また、ワイヤー部108については、図1の形態に代えて図33に示すように第2の混合物よる封止剤109をワイヤー部108の周囲の一部又は全部に塗布しても良い。これは、ワイヤー部108を固定し、第1の混合物からなるコンポジット基材101に押し込むときに耐えられる程度の強度を付与しておけばよく、最終的には第1の混合物からなるコンポジット基材101によって封止されるからである。
(実施例2)
発明の第2の実施例について、図6から図10を用いて説明する。図6から図10は本実施例の回路部品内蔵モジュールの構成を示す断面図である。図6において、図1と異なるのは封止剤109、半導体チップ105とコンポジット基材101との間に高放熱封止剤201(液状熱硬化樹脂としての液状エポキシ樹脂は10wt%、無機フィラーとしてアルミナ粉末が90wt%)が配置されていることである。また本実施例は、半導体チップ105の周辺部に接続端子がある例である。半導体チップ105の中央部に高放熱封止剤配されることで、効率よく半導体チップ105の熱を伝導することができる。
なお、前記した半導体チップ105の接続端子位置の周辺部及び中央部とは正確な位置でなくてよく、封止剤109により接続部及びワイヤー部108を封止し、高放熱封止剤201が設けられれば同様の効果を示すものである。
さらに図7に示されるように、高放熱封止剤201が配線パターン103に接する構造とすることで、効率よく放熱することができる。
さらに図8に示されるように、高放熱封止剤201が封止剤109の上部に広がり、大きな面積で配線パターン103と接する構造にすると、さらに高い放熱性が得られて好ましい。
また図9、10に示されるように、高放熱封止剤201にサーマルビア形成を形成することで、さらに高い放熱性が得られる。
さらに図6〜10に示される高放熱封止剤201として、熱伝導性フィラーが含有されていることが好ましい。熱伝導性フィラーは熱伝導性が高いため、高い放熱性が得られる。また回路部品のグランド面と配線パターンのグランド端子を配すれば、グランドを強化することができる。なお熱伝導性フィラーとして、Al23,BN,AlN等の粒子が好ましい。熱伝導性も高いためである。
また高放熱封止剤201とコンポジット基材101との密着性が不十分だと、リフロー等の熱工程により高放熱封止剤201とコンポジット基材101との界面が剥離し、不具合が生じる場合があるため、実施例1と同様、高放熱封止剤201には離型剤を添加しないのが好ましい。
(実施例3)
本発明の第3の実施例について、図11から図15を用いて説明する。図11は本実施例の回路部品内蔵モジュールを構成するコンポジット基材101に含まれるフィラーの形状を示す断面図である。302がフィラー内部の中空であり、303がフィラーを形成する樹脂外壁である。図12は、コンポジット基材101に中空フィラー301が分散された状態を示す。中空フィラーとして、アクリル系樹脂を外壁として、空隙率を約50%程度形成したもので、平均粒径は20μmのものを用いた。
図1のような回路部品内蔵モジュールにリフロー工程により部品を実装する、又は回路部品内蔵モジュールを基板に実装する際に、内蔵された半導体チップ105やチップ部品110が220〜250℃以上の温度で劣化したり、接合部のハンダ111が再溶融してショート等の不具合を発生する場合がある。図12のようにして得られたコンポジット基材101を用いることで、コンポジット基材101の熱伝導率を下げることができ、リフロー工程中の内蔵回路部品や接合部の温度を下げることができ、上記した不具合を抑制できる。例えば、通常の鉛フリー対応でのリフローで、内蔵された部品接合部にかかるピーク温度230℃が約10秒であるのに対して、本実施例ではピーク温度200℃、その時間が約5秒であった。
なお半導体チップ105がフリップチップ実装のようにワイヤーボンディング法以外の接続方法により実装されていても、またビア104がない場合でも、中空フィラー301を用いることで上記の不具合を抑制できる。
また内部を中空とすることで誘電率を低くすることができ、回路として高い周波数を用いた場合、高い伝送性能を得ることができる。
また中空フィラー301を用いる場合、内蔵された半導体チップ105の動作時の放熱は妨げられるため、実施例2で示したような高放熱封止剤201を用いた構造にするのが好ましい。
なお図11、12では中空フィラー301が球状を示しているが、内部が中空構造であれば球状でなくても同様の効果を得ることができる。
なお図1〜10において半導体105は1個のみ内蔵されているが、図13のように複数の半導体105が平面状に内蔵された構造であってもよい。また、図14Aに示されるように複数の半導体チップ105がダイボンディング剤106により複数段にスタックされ、ワイヤー部108で接続され封止剤109で封止された構造でもよい。また、図14Bに示されるように複数の半導体チップ105がダイボンディング剤106により複数段にスタックされ、下段のほうが面積が小さく、上段のほうが面積が大きく、各半導体チップ105はワイヤー部108で接続され第2の混合物からなる封止剤109で封止された構造でもよい。この場合、第2の混合物からなる封止剤109による封止は、真空印刷法を採用するのが好ましい。複雑な構造の内部まで封止剤を充填できるからである。ここで真空印刷法とは、チャンバー内を減圧にしておき、ディスペンサーから塗布材料を充填する方法である。この真空印刷装置は、例えば東レ社製"VE500"(商品名)がある。この方法を用いると、上段の半導体チップを下段より大きくすることができるので、配線の収容率を高めることができ、全体としてコンパクトにすることができる。
また、図15に示すように複数段にスタックされたものの中で、フリップチップ実装例である半導体接合部304と配線パターン102が接し半導体接合部封止剤305で封止された構造と、ワイヤー部108によって接合されるものが混在した例であっても良い。また内蔵されるのは半導体チップ105のみのものやチップ部品111のみであっても、ワイヤーボンディング法で接続された構造であればよい。また配線パターン102、103の接合部以外の部分にレジストが形成されていても良い。
(実施例4)
第4の実施例では、実施例1及び3に示した回路部品内蔵モジュールの製造工程の一実施例を説明する。実施例4で用いられる材料及び回路部品は、実施例1〜3で説明したものである。図16A−Hは回路部品内蔵モジュールの製造工程の一実施例を示す断面図である。まず図16Aにおいて、コンポジット基材101はフィラーと未硬化状態の熱硬化樹脂の混合物(無機フィラーとしてAl23を90wt%(昭和電工(株)製商品名“AS−40”、球状、平均粒子径12μm)、熱硬化樹脂として液状エポキシ樹脂を9.5wt%(日本レック(株)社製商品名“EF−450”)、その他の添加物としてカーボンブラックを0.2wt%(東洋カーボン(株)社製)、カップリング剤を0.3wt%(味の素(株)製 チタネート系 46B)をシート状に加工したものである。シート状態の加工は、下記の2つの方法がある。
(1) フィラーと液状の熱硬化樹脂を混合してペースト状混練物を作製する。熱処理は、液状樹脂を用いたものでは粘着性があるため若干硬化を進め、未硬化状態で可撓性を維持しながら粘着性を除去するためである。
(2) フィラーに溶剤で低粘度化した熱硬化樹脂を混合して同様にペースト状混練物を作製する。次にペースト状混練物を所定量だけ離型フィルム上に滴下する。離型フィルムには厚み75μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを用い、フィルム表面にシリコーン樹脂による離型処理を施した。
次に、離型フィルム上のペースト状の混合物にさらに離型フィルムを重ね、加圧プレスで厚さ500μmになるようにプレスして、板状の混合物を得た。次に、離型フィルムで挟まれた板状の混合物を離型フィルムごと加熱し、板状の混合物の粘着性が無くなる条件下で熱処理した。また溶剤(例えばメチルエチルケトン(MEK)を加えて攪拌脱泡機(松尾産業(株)製)で1wt%混合した。MEKを添加することにより混合物の粘度が低下してスラリー状に加工することが可能になる。)により樹脂を溶解させた混練物では、前述の溶剤を除去し、同様に未硬化の状態で可撓性を保持しながら粘着性を除去するためである。この熱処理によって、板状の混合物の粘着性が失われるため、離型フィルムの剥離が容易になる。熱処理は、120℃の温度で15分間保持した。この実施例で用いた液状エポキシ樹脂は、硬化温度が130℃であるため、この熱処理条件下では、未硬化状態(Bステージ)である。この様にして作製された未硬化状態のコンポジット基材101に図16Bのように貫通孔411を形成する。貫通孔の形成は、レーザー加工法や金型による加工、もしくはパンチング加工で行うことができる。特にレーザー法では、炭酸ガスレーザーやエキシマレーザーが加工速度が早いので有効である。
図16Cは、コンポジット基材101に形成した貫通孔411に導電性樹脂組成物412を充填したものである。導電性樹脂組成物412は、金や銀、銅の粉末を導電材料とし、これにコンポジット基材101と同様の熱硬化樹脂を混練したものが使用できる。特に銅は導電性が良好で、マイグレーションも少ないため有効である。また、熱硬化樹脂も液状のエポキシ樹脂が耐熱性の面で安定である。
図16D1は、配線パターン102にチップ部品110がハンダ111により実装された状態を示している。配線パターン102は、電解メッキにより作製された12μmから35μm程度の銅箔が使用できる。特にコンポジット基材101との接着性を改善するため、コンポジット基材101との接触面を粗化した銅箔が望ましい。また、同様に接着性、酸化の防止のため、銅箔表面をカップリング処理したものや錫、亜鉛、ニッケルメッキしたものも使用できる。なおハンダ111以外にも電気的接続のために、金、銀、銅、銀−パラジウム合金、金―銅傾斜合金などを熱硬化樹脂で混練した導電性樹脂組成物も使用できる。
図16D2は、配線パターン102及び支持体112に半導体チップ105がダイボンディング剤106により固着され、配線パターン102と半導体チップ105の電気的接続がワイヤー部108により実装された状態を示している。
図16D3は、図16D2で実装された半導体チップ105を封止剤109によりモールドした状態を示している。封止剤109の塗布方法としては、ディスペンス法やスクリーン印刷法が好ましい。トランスファーモールド工法は生産性には優れるが、金型との離型性を高めるために封止剤109に離型剤を添加するのが一般的である。封止剤109とコンポジット基材101との密着性が不十分だと、リフロー等の熱工程により封止剤109とコンポジット基材101との界面が剥離し、不具合が生じる場合がある。ディスペンス法やスクリーン印刷法を用いることで、前記離型剤を添加せずに封止剤109とすることができ、信頼性に優れる。
封止剤109を塗布した後、熱風や赤外線により硬化させる。その条件は、例えば125℃で30分である。紫外線等の光を用いてもよい。このとき完全硬化させるのではなく、半硬化状態にするのが好ましい。その後の図16(h)により加熱加圧工程において、コンポジット基材101と同時に硬化させることでコンポジット基材101との接着性を高めるためである。
なお図16A−Hでは半導体チップ105のみ封止されているが、チップ部品110も封止されていてもよい。また図16D2の工程の後にチップ部品110を実装し、図16D3の封止工程を行なっても良いし、図16D2を経て図16D3となり、その後に図16D1でなされたチップ部品の実装を行なっても良い。
次に図16Eに示されるのは支持体401に形成された配線パターン103であり、図16Fは、上記した方法で作製したコンポジット基材101と半導体チップ105を実装した支持体112、及び支持体401を図のように位置合わせして重ねる状態を示している。
次に図16Gは、位置合わせして重ねたものをプレスにより、加熱加圧(例えばプレス温度120℃、圧力10kg/cm2で5分間加熱加圧した。硬化温度より低い温度での加熱によって、コンポジット基材中の熱硬化性樹脂が軟化するため、回路部品がコンポジット基材中に容易に埋没する。)して半導体チップ105を前記コンポジット基材101に埋設、一体化した板状体を示している。この時の板状体形成工程では、前記コンポジット基材101中の熱硬化樹脂が硬化する前の状態で行われる。さらにプレス温度175℃、圧力50kg/cm2で60分間加熱加圧して硬化させ、前記コンポジット基材101の熱硬化樹脂及び導電性樹脂組成物412の熱硬化樹脂を完全に硬化させる。これにより、コンポジット基材101と半導体チップ105、及び配線パターン102、103が機械的に強固に接着する。また、同様に導電性樹脂組成物412の硬化によりビア104となり、配線パターン102、103との電気的接続が行われ固定される。
その後、支持体112及び401が除去されると本発明の回路部品内蔵モジュールが得られる。この場合、前記支持体はポリエチレンテレフタレートなどの離型フィルムが使用できる。また支持体として金属の離型体を用いても良い。
また支持体112及び401がプリント基板、回路部品実装モジュールや本実施例の回路部品内蔵モジュール等であってもよい。その一例を図17に示す。支持体401として本発明の回路部品内蔵モジュールを、支持体112として多層プリント配線板を用いている。
なお、ここまでは封止剤109を用いて半導体チップ105の中央部を封止したが、封止剤109を用いない構造であってもよい。図18A−Hを用いて説明する。
図18A、Bは、図16A、Bと同様である。図18Cとして、複数部に空隙を加工したコンポジット基材101を用いる。図18D1、D2、図18Eは、図16D2、D3、図16Eと同様である。その後、図16と同様にして図18Gにより板状体を得ることができる。
さらに、図18Cとして図19Aのようにコンポジット基材101にサーマルビア113を用意することで、図18Gの板状体として図19Bのサーマルビア113を有した板状体を得ることができる。
その後、配線パターン102、103や支持体401、112にハンダ等による部品実装を行えば、さらに高密度に回路部品を搭載できる。その一例を図20に示す。本発明の回路部品内蔵モジュールにチップ部品403や半導体チップ404が実装された構造である。
(実施例5)
第5の実施例では、実施例1及び3に示した回路部品内蔵モジュールの製造工程の一実施例を説明する。実施例5で用いられる材料及び回路部品は、実施例4と同様である。図21A−Hは回路部品内蔵モジュールの製造工程の一実施例を示す断面図である。
図21A、Bは実施例4の図16A、Bと同様である。
図21Cは、実施例4と同様にコンポジット基材101に形成した貫通孔に、導電性樹脂組成物412を充填したものであるが、同時に空隙501を形成する。
空隙501の形状の一例を図22A−Dに示す。内蔵する回路部品の形状に合わせ、図22Aのような部分的に空隙、図22Bのような貫通型の空隙、図22Cのような2段型の空隙、図22Dのような複数部の空隙、が適する。図21では半導体チップ105に合わせて空隙を設けているが、それ以外の回路部品を内蔵する場合、それらに対しても空隙を設けても良い。
なお空隙105は内蔵する回路部品や封止剤109と同サイズや同形状にする必要はなく、前記樹脂の流動性やビア104の位置により所望の形状にすればよい。
また空隙501の形成方法の一例を、図23A−B、図24A−Cに示す。図23Aのように導電性樹脂組成物412が充填され、空隙が設けられた複数のコンポジット基材101を重ねることで図23Bの空隙501を設けられる。また図24Aのように空隙が設けられた複数のコンポジット基材101を重ねて、図24Bのようにコンポジット基材101を所望の形状にした後、図24Cに示すような導電性樹脂組成物412を形成しても良い。貫通型の空隙の形成は、パンチ加工やレーザー加工により容易に形成できるため、図22A、Dのように一部の空隙を形成する場合、図23A−Bのように貫通型の空隙501を形成した後に重ねる工程により作製することが好ましい。
図21D1、D2、図21Eの工程は、実施例4と同様である。
図21Fは、上記した方法で作製した空隙を有するコンポジット基材101と図21D1、D2の工程を経た支持体112、図21Eを経た支持体401を図のように位置合わせして重ねる状態を示している。
図21Gは実施例4と同様に、位置合わせして重ねたものをプレスにより、加熱加圧して半導体チップ105を前記コンポジット基材101に埋設、一体化した板状体を示している。
空隙501を設けた後、板状体にすることで大型の部品を内蔵することができる。空隙を設けずに大型の回路部品を内蔵すると、コンポジット基材101の樹脂が大きく流動し、ビア104が前記流動により所望の位置よりずれるという不具合を生じる場合がある。
上記製造方法によれば、本発明の回路部品内蔵モジュールが得られる。
(実施例6)
第6の実施例では、実施例2及び3に示した回路部品内蔵モジュールの製造工程の一実施例を説明する。実施例6で用いられる材料及び回路部品は、実施例4と同様である。ただし内蔵する半導体チップ105の接続端子は、前記半導体チップ105の周辺部に配置されている。図25A−Hは回路部品内蔵モジュールの製造工程の一実施例を示す断面図である。
図25A、B、C2、D2は、実施例5の図21A、B、C2、D2と同様である。図25D2は、図25D1で実装された半導体チップ105を封止剤109によりモールドした状態を示している。このとき半導体チップ105の中央部には封止剤109を配しない。図25D3の工程により、前記半導体チップ105の中央部に高放熱封止剤201を設ける。高放熱封止剤の塗布方法としては、ディスペンス法やスクリーン印刷法が好ましい。高放熱封止剤201を塗布した後、熱風や赤外線により硬化させる。紫外線等の光を用いてもよい。また、封止剤109と高放熱封止剤201を同時に硬化させると生産性に優れる。このとき完全硬化させるのではなく、半硬化状態にするのが好ましい。その後の図25Gにより加熱加圧工程において、コンポジット基材101や封止剤109との接着性を高めるためである。
その後、実施例5と同様にして図25Gにより板状体を得ることができる。これにより図6に示される回路部品内蔵モジュールが得られる。
また図25Cの空隙の形状を、図22Cとすることで、図7に示される回路部品内蔵モジュールが得られる。
また同様に図25Cの空隙の形状を図22Bとし、高熱封止剤201を図26に示すように半導体チップ105の中央部だけでなく封止剤109の上部に配置する。実施例5と同様にして図25Gにより板状体を得ることができる。これにより図8に示される回路部品内蔵モジュールが得られる。さらに半導体チップ105の放熱性を高めるために図9、10のようなサーマルビアを設ける製造工程を説明する。
図25Cの空隙501の形状を、図22Cとし、図27Aに示すようにサーマルビア113を設けた高放熱封止剤201を用意し、図27Bに示すように半導体チップ105の中央部に高放熱封止剤210を配した支持体112を図25D2として用意する。実施例5と同様にして図25Gにより板状体を得ることができる。これにより図9に示されるサーマルビア113を有した回路部品内蔵モジュールが得られる。
また図25Cの空隙の形状を、図22Bとし、図27Cに示される支持体を図25D3として用意する。実施例5と同様にして図25Gにより板状体を得ることができる。これにより図10に示されるサーマルビア113を有した回路部品内蔵モジュールが得られる。
さらに、図25Cとして図28Aに示されるサーマルビア113を設けたコンポジット基材101を用意すれば、図28Bに示される回路部品内蔵モジュール100が得られる。
実施例6に示された回路部品内蔵モジュールにおいて、半導体チップの接続端子及び配線パターン、ワイヤー部は封止されているため、高放熱封止剤が導電物質であってもショート等の不具合を起こす回路構成になっていない。半導体チップの放熱性を高めるため、前記高放熱封止剤のフィラーとして導電性フィラーが含有されていることが好ましい。導電性フィラーは熱伝導性が高いため、高い放熱性が得られる。また回路部品のグランド面と配線パターンのグランド端子を配すれば、グランドを強化することができる。
なお導電性フィラーとして、金、銀、銅、ニッケル、鉛、錫及びアルミから選ばれる少なくとも1つ以上の金属を含む金属粒子、金属合金粒子又は傾斜合金粒子を用いるとさらに好ましい。上記金属は電気抵抗が低く、熱伝導性も高いためである。上記製造方法によれば、本発明の回路部品内蔵モジュールが得られる。
(実施例7)
第7の実施例では、実施例1から3に示した回路部品内蔵モジュールの製造工程の一実施例を説明する。実施例7で用いられる材料及び回路部品は、実施例4と同様である。図29A−Hは回路部品内蔵モジュールの製造工程の一実施例を示す断面図である。
実施例7とこれまでの実施例4〜6と異なる点は、導電性樹脂組成物412及び空隙501を設けられたコンポジット基材101が、半導体チップ105を実装した支持体112に積層される工程(図29F)の後、封止剤109が塗布される工程(図29G)が施される点である。図29Fの工程の後に封止剤109を塗布することで、空隙501の内部に隙間なく封止剤109を塗布できる(図29H)。コンポジット基材101が加熱加圧された場合、コンポジット基材101は空隙501に流れ込む(図29H)。空隙が大きすぎると、隙間が生じる。このような隙間を防ぐために、空隙501(図29G)の高さは、0.3mmよりも狭いことが好ましい。
また、図29Gとして高放熱封止剤201を有しても良い。その際図30にあるように、コンポジット基材101と支持体112の間の厚みを第1の厚み601とし、高放熱封止剤201と支持体112の間の厚みを第2の厚み602とし、第2の厚み602が第1の厚み601より厚くすることが好ましい。板状体形成工程において高放熱封止剤201が先に押圧されることで横に広がる。コンポジット基材101の樹脂の流れ量がその分小さくなり、コンポジット基材101中に形成された導電性樹脂組成物412の変形を抑止できる。さらに、高放熱封止剤201が横に広がることで放熱性の高い高放熱封止剤201と支持体401及び配線パターン103基板との接触面積が広がり、内蔵する回路部品の放熱性を高める構造である図8の回路部品内蔵モジュールが得られる。上記製造方法によれば、本発明の回路部品内蔵モジュールが得られる。
なお、実施例1〜7において、支持体112及び401上に形成された配線パターン102及び103は、図31にあるように支持体の内部に埋設されていてもよい。
(実施例8)
図1に示す回路部品内蔵モジュールに代えて、第2の混合物からなる封止剤109と第1の混合物からなる封止剤101との界面の接着性を改善するための例を示す。図34に示すように、封止剤109の上面を粗面化する。粗面化は、バフ研磨又はサンドブラストにより物理的に粗しても良い。この場合、バフではワイヤーを傷つける場合があるので、サンドブラストを使用するのが好ましい。別の例としては、化学的に表面を粗すこともできる。さらに別の例としては、転写法を用いて、所定の表面粗さを有する金型の形状を転写する。この転写法は、ワイヤーに第2の混合物からなる封止剤109を塗布した後、第2の混合物からなる封止剤109の上面に加熱した金型を押し当て、金型表面の形状を転写した後、金型を取り去ることで行う。封止剤109の上面の粗さは、10点平均表面粗さ(Rz)で0.1μm以上4μm以下の範囲であることが好ましい。この範囲の粗さであれば、封止剤101とさらに強固な接続ができる。なお、10点平均表面粗さ(Rz)は、断面曲線から基準長さだけ抜き取った部分において、最高から5番目までの山頂の高さの平均値と、最深から5番目までの谷底の高さの平均値の差をμmで表したものである(日本工業規格JIS B 0601)。
さらに別の例としては、図35に示すように封止剤109の上面にカップリング剤を塗布しても良い。カップリング剤としては例えばシランカップリング剤、チタンカップリング剤などを使用できる。とくに、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤を塗布する。塗布量は任意とすることができる。
このようにして第2の混合物からなる封止剤109と第1の混合物からなる封止剤101との界面の接着性を改善できる。
(実施例9)
本実施例は、本発明の回路部品内蔵モジュールをICカード(SIMPACT CARD)に搭載した例を図36A−Bを用いて説明する。この例ではワイヤー部108がアンテナとして機能しないように、ワイヤー部108と対向する面にシールド117を設けている。ワイヤー部108がアンテナとして機能すると、ノイズになるおそれがある。アンテナ回路118は、半導体チップ105の横に離して2層形成してもよいし(図36A)、1層形成してもよい(図36B)。図36Bの例では一方向からのみ信号の受信・発信がてきる。このSIMPACT CARDでは、半導体を挟んで2層の回路を形成でき、かつ回路間をビアで電気的に接続できる。そして全体をカード筺体樹脂119で覆う。
参考までに従来のカードを図37に示す。半導体チップ105の横に離してアンテナ回路118が1層のみ配置され、全体がカード筺体樹脂119で覆われている。しかし、ワイヤー部108が信号のノイズを拾ってしまい、半導体105が誤作動する場合があった。またアンテナ回路118が1層で形成されるため、受信感度や発信強度に制限があった。
これに対して本実施例のカードは、ノイズの影響はシールド117によって防止し、受信感度や発信強度の制限される問題は、アンテナ回路118を2層とする図36Aの形態により改善できる。
以上説明したとおり、本発明は安価な実装工法であるワイヤーボンディング法を用いて、ワイヤーの破損や短絡の問題を解消できる回路部品内蔵モジュール及びその製造方法を提供できるほか、発熱するパワーモジュールなどの実装体にも有用である。
本発明の実施例1における回路部品内蔵モジュールの断面図である。 同、別の回路部品内蔵モジュールの断面図である。 同、別の回路部品内蔵モジュールの断面図である。 同、別の回路部品内蔵モジュールの断面図である。 同、別の回路部品内蔵モジュールの断面図である。 本発明の実施例2における回路部品内蔵モジュールの断面図である。 同、別の回路部品内蔵モジュールの断面図である。 同、別の回路部品内蔵モジュールの断面図である。 本発明の回路部品内蔵モジュールの第2の実施例を示す断面図である。 同、別の回路部品内蔵モジュールの断面図である。 本発明の実施例3における回路部品内蔵モジュールを構成するコンポジット基材に含まれるフィラーの形状を示す断面図である。 同、コンポジット基材に中空フィラーが分散された状態を示す。 本発明の実施例3における回路部品内蔵モジュールの断面図である。 Aは本発明の実施例3における別の回路部品内蔵モジュールの断面図、Bは同、さらに別の回路部品内蔵モジュールの断面図である。 本発明の実施例3におけるさらに別の回路部品内蔵モジュールの断面図である。 A−Gは本発明の実施例4における回路部品内蔵モジュールの製造工程を示す断面図である。 本発明の実施例4における回路部品内蔵モジュールの断面図である。 A−Gは本発明の実施例4における回路部品内蔵モジュールの製造工程を示す断面図である。 A−Bは同、別の製造工程を示す断面図である。 本発明の実施例4における別の回路部品内蔵モジュールの断面図である。 A−Gは本発明の実施例5における回路部品内蔵モジュールの製造工程を示す断面図である。 A−Dは同、別の製造工程を示す断面図である。 A−Bは同、別の製造工程を示す断面図である。 A−Cは同、別の製造工程を示す断面図である。 A−Gは本発明の実施例6における回路部品内蔵モジュールの製造工程を示す断面図である。 本発明の実施例6における回路部品内蔵モジュールの断面図である。 A−Cは同、別の製造工程を示す断面図である。 A−Bは同、別の製造工程を示す断面図である。 A−Hは本発明の実施例7における回路部品内蔵モジュールの製造工程を示す断面図である。 同、別の回路部品内蔵モジュールの製造工程を示す断面図である。 同、別の回路部品内蔵モジュールの製造工程を示す断面図である。 本発明の実施例1における別の回路部品内蔵モジュールの断面図である。 本発明の実施例1における別の回路部品内蔵モジュールの断面図である。 本発明の実施例8における回路部品内蔵モジュールの断面図である。 本発明の実施例8における別の回路部品内蔵モジュールの断面図である。 A−Bは本発明の実施例9における回路部品内蔵モジュールをICカードに応用した例の断面図である。 従来のICカードの断面図である。 従来の半導体内蔵モジュールの要部断面図である。
符号の説明
100 回路部品内蔵モジュール
101 第1の混合物(コンポジット基材)
102,103 配線パターン
104 接続ビア
105 半導体チップ
106 ダイボンド剤
108 ワイヤー部
109 第2の混合物(封止剤)
110 チップ部品
111 ハンダ
112 支持体
113 サーマルビア

Claims (23)

  1. フィラーと熱硬化性樹脂とを含む第1の混合物からなる電気絶縁性基板と、
    前記電気絶縁性基板の少なくとも主面に形成された配線パターンと、
    前記電気絶縁性基板の内部に配置され前記配線パターンに電気的に接続された回路部品と、
    前記配線パターンを電気的に接続するように形成されたビアとを含む回路部品内蔵モジュールであって、
    前記回路部品の少なくとも一つはワイヤーで実装された電子部品であり、
    前記ワイヤーの一部又は全部は、フィラーと樹脂からなる第2の混合物によって封止されていることを特徴とする回路部品内蔵モジュール。
  2. 前記ビアの少なくともひとつは、導電性フィラーと樹脂を含む組成物が充填されて形成されている請求項1に記載の回路部品内蔵モジュール。
  3. 前記第2の混合物のフィラー含有量は、前記第1の混合物のフィラー含有量より多い請求項1に記載の回路部品内蔵モジュール。
  4. 前記ワイヤーで実装された電子部品は、ワイヤーボンディングにて接続されている請求項1に記載の回路部品内蔵モジュール。
  5. 前記電子部品の中央部を封止するフィラーと樹脂からなる第3の混合物をさらに含む請求項1に記載の回路部品内蔵モジュール。
  6. 前記第1又は第3の混合物にサーマルビアが形成されている請求項5に記載の回路部品内蔵モジュール。
  7. 前記第3の混合物のフィラーとして熱伝導性フィラーが含有されている請求項5に記載の回路部品内蔵モジュール。
  8. 前記第1の混合物のフィラーとして内部が中空であるフィラーが含まれる請求項1に記載の回路部品内蔵モジュール。
  9. 前記第1の混合物の熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びシアネート樹脂から選ばれる少なくともひとつの熱硬化性樹脂を含む請求項1に記載の回路部品内蔵モジュール。
  10. 前記第1及び第2の混合物のフィラーは、Al23、MgO、BN、AlN及びSiO2から選ばれる少なくとも一つの無機フィラーを含む請求項1に記載の回路部品内蔵モジュール。
  11. 前記フィラーの平均粒径は、0.1〜100μmの範囲である請求項10に記載の回路部品内蔵モジュール。
  12. 前記第1の混合物のフィラーの含有量は、70wt%以上90wt%以下の範囲である請求項1に記載の回路部品内蔵モジュール。
  13. 前記第2の混合物のフィラーの含有量は、80wt%以上95wt%以下の範囲である請求項1に記載の回路部品内蔵モジュール。
  14. 前記第3の混合物フィラーの含有量は、85〜95wt%の範囲である請求項5に記載の回路部品内蔵モジュール。
  15. 前記第3の混合物フィラーの平均粒径は、0.1〜50μmの範囲である請求項5に記載の回路部品内蔵モジュール。
  16. 前記導電性フィラーは、金、銀、銅、ニッケル、鉛、錫及びアルミから選ばれる少なくとも1つの金属粒子、又はその金属合金粒子である請求項2に記載の回路部品内蔵モジュール。
  17. 前記ワイヤーとともに、さらに前記ワイヤーで接続された回路部品と配線パターンも第2の混合物によって封止されている請求項1に記載の回路部品内蔵モジュール。
  18. 前記第2の混合物からなる封止剤と第1の混合物からなる封止剤との界面であって、前記第2の混合物からなる封止剤表面の少なくとも一部は粗面化又は易接着層が形成されている請求項1に記載の回路部品内蔵モジュール。
  19. 前記電子部品が半導体チップであり、前記半導体チップのワイヤーと対向する面にシールドが配置され、前記半導体チップの横に離してアンテナ回路を1層以上形成され、全体がカード筺体樹脂で覆われている請求項1に記載の回路部品内蔵モジュール。
  20. 支持体の一主面に形成された第1の配線パターン上に回路部品を配置し、そのうち少なくとも一つはワイヤーボンディングにて接続し、前記ワイヤーボンディング法によって形成されたワイヤーの一部又は全部をフィラーと樹脂からなる第2の混合物によって封止する封止工程と、
    前記封止工程の後に、フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂とを含む第1の混合物に、前記回路部品が形成された主面を対向させて配置し、前記支持体を押圧し、前記回路部品を前記第1の混合物に埋設させて板状体を形成する板状体形成工程と、
    前記板状体を加熱することによって第1の混合物の熱硬化性樹脂を硬化させる工程とを含むことを特徴とする回路部品内蔵モジュールの製造方法。
  21. 前記ワイヤーボンディングにて接続された少なくともひとつ以上の前記回路部品の接続端子が周辺部に配置され、
    前記第2の混合物で封止する封止工程と、第1の混合物と前記支持体を押圧し板状体を形成する板状体形成工程の間に、
    さらに、前記回路部品の中央部をフィラーと樹脂とを含む第3の混合物で封止する封止工程を含む請求項20に記載の回路部品内蔵モジュールの製造方法。
  22. 支持体の一主面に形成された第1の配線パターン上に回路部品を配置し、そのうち少なくとも一つはワイヤーボンディングにて接続する工程と、
    フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂とを含む第1の混合物に、前記回路部品の大きさに空隙を形成する工程と、
    前記空隙が形成された第1の混合物を前記回路部品が形成された主面を対向させて前記支持体に配置する工程と、
    前記ワイヤーボンディング法によって形成されたワイヤーの一部又は全部をフィラーと樹脂からなる第2の混合物によって封止する封止工程と、
    前記封止工程の後に、前記配置された第1の混合物と前記支持体を押圧し、前記回路部品を前記第1の混合物に埋設させて板状体を形成する板状体形成工程と、
    前記板状体を加熱することによって第1の混合物の熱硬化性樹脂を硬化させる工程とを含むことを特徴とする回路部品内蔵モジュールの製造方法。
  23. 前記ワイヤーボンディングにて接続された少なくともひとつ以上の前記回路部品の接続端子が周辺部に配置され、
    前記第2の混合物で封止する封止工程と、第1の混合物と前記支持体を押圧し板状体を形成する板状体形成工程の間に、
    さらに、前記回路部品の中央部をフィラーと樹脂とを含む第3の混合物で封止する封止工程を含む請求項22に記載の回路部品内蔵モジュールの製造方法。
JP2004247087A 2003-08-28 2004-08-26 回路部品内蔵モジュール及びその製造方法 Withdrawn JP2005101580A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004247087A JP2005101580A (ja) 2003-08-28 2004-08-26 回路部品内蔵モジュール及びその製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003304974 2003-08-28
JP2004247087A JP2005101580A (ja) 2003-08-28 2004-08-26 回路部品内蔵モジュール及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005101580A true JP2005101580A (ja) 2005-04-14

Family

ID=34467315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004247087A Withdrawn JP2005101580A (ja) 2003-08-28 2004-08-26 回路部品内蔵モジュール及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005101580A (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006140194A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2006332327A (ja) * 2005-05-26 2006-12-07 Matsushita Electric Works Ltd 半導体装置およびその製造方法
WO2007034629A1 (ja) * 2005-09-20 2007-03-29 Murata Manufacturing Co., Ltd. 部品内蔵モジュールの製造方法および部品内蔵モジュール
JP2007299870A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 中継用基板およびそれを用いた立体的電子回路構造体
JP2008034759A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Sanyo Electric Co Ltd 回路装置
JP2009239147A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Toshiba Corp 集積半導体装置及び集積3次元半導体装置
JP2010267845A (ja) * 2009-05-15 2010-11-25 Dainippon Printing Co Ltd 部品内蔵配線板、部品内蔵配線板の製造方法
JP2011035334A (ja) * 2009-08-06 2011-02-17 Panasonic Corp 半導体装置
JP2011146588A (ja) * 2010-01-15 2011-07-28 Dainippon Printing Co Ltd 電子部品内蔵配線板、電子部品内蔵配線板の製造方法
JPWO2013124940A1 (ja) * 2012-02-23 2015-05-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006140194A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2006332327A (ja) * 2005-05-26 2006-12-07 Matsushita Electric Works Ltd 半導体装置およびその製造方法
JP4766049B2 (ja) * 2005-09-20 2011-09-07 株式会社村田製作所 部品内蔵モジュールの製造方法および部品内蔵モジュール
WO2007034629A1 (ja) * 2005-09-20 2007-03-29 Murata Manufacturing Co., Ltd. 部品内蔵モジュールの製造方法および部品内蔵モジュール
JPWO2007034629A1 (ja) * 2005-09-20 2009-03-19 株式会社村田製作所 部品内蔵モジュールの製造方法および部品内蔵モジュール
KR100935139B1 (ko) * 2005-09-20 2010-01-06 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 부품 내장 모듈의 제조 방법 및 부품 내장 모듈
JP2007299870A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 中継用基板およびそれを用いた立体的電子回路構造体
JP2008034759A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Sanyo Electric Co Ltd 回路装置
JP2009239147A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Toshiba Corp 集積半導体装置及び集積3次元半導体装置
JP4538058B2 (ja) * 2008-03-28 2010-09-08 株式会社東芝 集積半導体装置及び集積3次元半導体装置
JP2010267845A (ja) * 2009-05-15 2010-11-25 Dainippon Printing Co Ltd 部品内蔵配線板、部品内蔵配線板の製造方法
JP2011035334A (ja) * 2009-08-06 2011-02-17 Panasonic Corp 半導体装置
JP2011146588A (ja) * 2010-01-15 2011-07-28 Dainippon Printing Co Ltd 電子部品内蔵配線板、電子部品内蔵配線板の製造方法
JPWO2013124940A1 (ja) * 2012-02-23 2015-05-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7180169B2 (en) Circuit component built-in module and method for manufacturing the same
JP3598060B2 (ja) 回路部品内蔵モジュール及びその製造方法並びに無線装置
JP4279893B2 (ja) 回路部品内蔵モジュールの製造方法
JP3375555B2 (ja) 回路部品内蔵モジュールおよびその製造方法
US6489685B2 (en) Component built-in module and method of manufacturing the same
EP0907205B1 (en) Semiconductor package and method for manufacturing the same
JP3051700B2 (ja) 素子内蔵多層配線基板の製造方法
US6784530B2 (en) Circuit component built-in module with embedded semiconductor chip and method of manufacturing
JP3236818B2 (ja) 素子内蔵多層配線基板の製造方法
US20070262470A1 (en) Module With Built-In Semiconductor And Method For Manufacturing The Module
JP2006120935A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2002290051A (ja) 部品内蔵モジュールとその製造方法
JP2002170921A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US20120111616A1 (en) Electronic-component-mounted wiring substrate and method of manufacturing the same
JP2003188340A (ja) 部品内蔵モジュールとその製造方法
JP4606685B2 (ja) 回路部品内蔵モジュール
US7038310B1 (en) Power module with improved heat dissipation
JP2004274035A (ja) 電子部品内蔵モジュールとその製造方法
JP2005101580A (ja) 回路部品内蔵モジュール及びその製造方法
JP2002246542A (ja) パワーモジュール及びその製造方法
JP5081267B2 (ja) 回路部品内蔵モジュールおよび回路部品内蔵モジュールの製造方法
US8168471B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method of a semiconductor device
JP2001057408A (ja) パワーモジュールとその製造方法
JP2004363566A (ja) 電子部品実装体及びその製造方法
CN115274464A (zh) 一种线路板制备方法以及线路板

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070611

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20080526