JP2005191156A - Wiring plate containing electric component, and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、高密度に電子部品を内蔵した信頼性の高い電子部品内蔵配線板およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a highly reliable wiring board with built-in electronic components at a high density and a method for manufacturing the same.
近年、電子機器の小型化の要求に伴い、電子部品を高密度に実装することが必要になってきている。そのため、電子部品を内蔵した回路基板の開発が進められている。 In recent years, with the demand for downsizing of electronic devices, it has become necessary to mount electronic components at high density. Therefore, development of circuit boards with built-in electronic components is in progress.
従来、部品内蔵基板とその製造方法として、例えば特開2002−290051に示す技術があった(特許文献1参照)。 Conventionally, as a component-embedded substrate and a manufacturing method thereof, for example, there is a technique disclosed in JP-A-2002-290051 (see Patent Document 1).
特許文献1の図5に示す部品内蔵基板は、電気絶縁層と、配線パターンと、電子部品としての半導体と、ビアペーストからなるインナービアと、電子部品としての回路部品と、配線板を有している。半導体はバンプにより、回路部品は半田によりそれぞれ配線パターンと接続されている。 The component-embedded substrate shown in FIG. 5 of Patent Document 1 has an electrical insulating layer, a wiring pattern, a semiconductor as an electronic component, an inner via made of via paste, a circuit component as an electronic component, and a wiring board. ing. The semiconductor is connected to the wiring pattern by bumps, and the circuit component is connected to the wiring pattern by solder.
電気絶縁層はアルミナ等のフィラーと絶縁性樹脂との混合物を用いる。配線パターンは金属箔や導電性樹脂組成物、金属板を加工したリードフレームで構成される。配線パターンは転写、スクリーン印刷、エッチング等により形成される。半導体はトランジスタ、IC、LSIなどの半導体素子を用いる。半導体素子は半導体ベアチップも含む。半導体素子と配線パターンとの接続は、例えば導電性接着剤と異方性導電接着フィルム(ACF)を用いる。インナービアは異なる層の配線パターンを接続するためのもので、そのビアペーストは導電性粉末と樹脂の混合物で構成される。 The electrical insulating layer uses a mixture of a filler such as alumina and an insulating resin. The wiring pattern is composed of a metal foil, a conductive resin composition, or a lead frame processed from a metal plate. The wiring pattern is formed by transfer, screen printing, etching, or the like. As the semiconductor, a semiconductor element such as a transistor, IC, or LSI is used. The semiconductor element also includes a semiconductor bare chip. For example, a conductive adhesive and an anisotropic conductive adhesive film (ACF) are used for connection between the semiconductor element and the wiring pattern. The inner via is for connecting wiring patterns of different layers, and the via paste is composed of a mixture of conductive powder and resin.
上記部品内蔵基板の製造方法は、まず、フィラーと絶縁性樹脂を混合した絶縁性樹脂混合物をシート状に成形することにより電気絶縁層を形成する。次に、電気絶縁層を硬化温度以下の温度に加熱して乾燥させることにより、粘着性を低下させる。そして、半硬化状態の電気絶縁層にビア用の穴をレーザなどで形成する(特許文献1の図6A)。次に、ビアに導電性接着剤を印刷や注入によって充填する(同じく図6B)。樹脂フィルムなどのキャリア上に形成した配線パターンに、バンプを用いて半導体を実装する(同じく図6C)。回路部品を実装した配線パターンを備えるキャリアと、電気絶縁層と、電気絶縁材料と、配線板と、電気絶縁層と、半導体を実装した配線パターンを備えるキャリアとを位置合わせする(同じく図6D)。そして、加熱・加圧することにより、それらの部材が一体化され、表裏のキャリアを剥がすことにより部品内蔵モジュールを得る(同じく図6E)。 In the manufacturing method of the component-embedded substrate, first, an electrically insulating layer is formed by forming an insulating resin mixture obtained by mixing a filler and an insulating resin into a sheet shape. Next, the electrical insulating layer is heated to a temperature equal to or lower than the curing temperature and dried to reduce the adhesiveness. Then, a via hole is formed in the semi-cured electrical insulating layer with a laser or the like (FIG. 6A of Patent Document 1). Next, the via is filled with a conductive adhesive by printing or injection (also in FIG. 6B). A semiconductor is mounted on a wiring pattern formed on a carrier such as a resin film using bumps (also in FIG. 6C). A carrier having a wiring pattern on which circuit components are mounted, an electrical insulating layer, an electrical insulating material, a wiring board, an electrical insulating layer, and a carrier having a wiring pattern on which a semiconductor is mounted are aligned (same FIG. 6D). . Then, by heating and pressurizing, these members are integrated, and by removing the front and back carriers, a component built-in module is obtained (same FIG. 6E).
また、従来の部品内蔵基板として、例えば特開2001−210955に示すものがあった(特許文献2参照)。 Further, as a conventional component-embedded substrate, for example, there is one disclosed in JP-A-2001-210955 (see Patent Document 2).
特許文献2の部品内蔵基板は、ガラスエポキシ樹脂、アラミドエポキシ樹脂等の合成樹脂よりなる複数の絶縁基板およびその内層配線と両面に形成された配線およびその配線群を電気的に接続するビアホール導体を主たる構成要素とする多層配線基板において、銀または銅ペースト等の導電体が充填されるビアホール以外に複数の貫通穴を設け、その内部にチップ抵抗、チップコンデンサ、チップコイルなどの電子部品が内蔵されている。また、ビアホール及び貫通孔内に導電性ペーストを充填し、その上に銅箔を配置したのち、両面から加熱、加圧してシート基材を圧縮する。 The component-embedded substrate of Patent Document 2 includes a plurality of insulating substrates made of a synthetic resin such as glass epoxy resin and aramid epoxy resin, inner layer wiring, wiring formed on both surfaces, and via-hole conductors that electrically connect the wiring group. In the multilayer wiring board as the main component, a plurality of through holes are provided in addition to via holes filled with a conductor such as silver or copper paste, and electronic components such as chip resistors, chip capacitors, and chip coils are incorporated in the through holes. ing. In addition, after filling the via hole and the through hole with the conductive paste and disposing the copper foil thereon, the sheet base material is compressed by heating and pressing from both sides.
従来の特許文献1の部品内蔵基板においては、絶縁樹脂層として絶縁樹脂中にアルミナまたはシリカなどの無機フィラー(粒子)を含有させたものを使用している。絶縁樹脂にフィラーを高濃度に含有させると、絶縁層が脆くなる。そのため、部品内蔵基板に曲げが加わった時に、絶縁樹脂層にクラックが発生し易く信頼性が低下する。また、線膨張係数が30から50×10−61/℃と大きいため、表面に搭載した電子部品とのはんだ接合部にかかるひずみが大きくなり、はんだ接合部の接合信頼性が低くなる問題がある。 In the conventional component-embedded substrate of Patent Document 1, an insulating resin layer containing an inorganic filler (particle) such as alumina or silica in an insulating resin is used. If the insulating resin contains a high concentration of filler, the insulating layer becomes brittle. For this reason, when the component-embedded substrate is bent, the insulating resin layer is easily cracked and the reliability is lowered. In addition, since the linear expansion coefficient is as large as 30 to 50 × 10 −6 1 / ° C., the strain applied to the solder joint with the electronic component mounted on the surface increases, and the joint reliability of the solder joint decreases. is there.
また、絶縁樹脂層は、絶縁樹脂に無機フィラーを含有させたものからなるため、剛性が低い。配線板の表面に、電子部品(半導体素子など)をはんだで接合する際には、温度が約240℃に達する。当該温度では、絶縁樹脂層を形成する樹脂のガラス転移温度を越え、樹脂のヤング率が室温状態の約1/100に大幅に低下するため、基板が大きくたわみ、電子部品の電極と基板電極とのはんだ接合部がはずれて、接合が困難になる問題が発生する。 Moreover, since the insulating resin layer is made of an insulating resin containing an inorganic filler, the rigidity is low. When an electronic component (semiconductor element or the like) is joined to the surface of the wiring board with solder, the temperature reaches about 240 ° C. At that temperature, the glass transition temperature of the resin forming the insulating resin layer is exceeded, and the Young's modulus of the resin is greatly reduced to about 1/100 of the room temperature state. This causes a problem that the solder joint part is detached and the joining becomes difficult.
従来の特許文献2の部品内蔵基板では、電子部品と配線パターンとの接続に導電性接着剤を使用するので、当該電気的接続が接触となり、接続信頼性がはんだなどの金属接合を伴ったものに比べて低くなる問題がある。また、電子部品をビアホールと同様に形成される貫通孔に内蔵するので、小型の電子部品しか配置できなかったり、また、貫通孔に電子部品を立てて配置すると基板自体が厚くなる問題が発生する。さらに、部品内蔵基板を製造した後でないとテストを行なうことができない。 In the conventional component-embedded substrate of Patent Document 2, a conductive adhesive is used to connect the electronic component and the wiring pattern, so that the electrical connection becomes a contact, and the connection reliability is accompanied by metal bonding such as solder. There is a problem that becomes lower than. In addition, since the electronic component is built in the through-hole formed in the same manner as the via hole, only a small electronic component can be arranged, or if the electronic component is placed upright in the through-hole, the substrate itself becomes thick. . Further, the test can be performed only after the component built-in board is manufactured.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、積層された配線板間の剛性を高め、電子部品と配線板間のはんだ接合部のひずみを小さくすることで接合信頼性を向上することができる電子部品内蔵配線板およびその製造方法を提供する。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and increases the rigidity between the laminated wiring boards, and reduces the distortion of the solder joint between the electronic component and the wiring board, thereby reducing the bonding reliability. An electronic component built-in wiring board and a method for manufacturing the same are provided.
この発明に係る電子部品内蔵配線板は、複数の配線板を積層するとともに当該配線板間に電子部品を収容させた電子部品内蔵配線板において、電子部品内蔵配線板の両面に配置された第1及び第3の配線板と、第1及び第3の配線板間の内層に配置された第2の配線板と、第2の配線板に形成された開口部に配置された電子部品を備え、各配線板の絶縁層はアラミド繊維またはガラス繊維に樹脂が含浸された材料で構成され、各配線板間の電極間の電気的接続をはんだ接合により実施し、積層された配線板間には樹脂接着剤が充填されていることを特徴とする。 The wiring board with a built-in electronic component according to the present invention is a wiring board with a built-in electronic component in which a plurality of wiring boards are stacked and the electronic component is accommodated between the wiring boards. And a third wiring board, a second wiring board arranged in an inner layer between the first and third wiring boards, and an electronic component arranged in an opening formed in the second wiring board, The insulating layer of each wiring board is made of a material in which aramid fiber or glass fiber is impregnated with resin, and electrical connection between electrodes between each wiring board is performed by solder bonding, and resin between the laminated wiring boards It is characterized by being filled with an adhesive.
この発明の電子部品内蔵配線板によれば、複数の配線板を積層し、内層の配線板に形成した開口部に電子部品を収容し、各配線板間の電気的接合をはんだで実施するとともに、積層された配線板間に樹脂接着剤を充填する。そして、各配線板の絶縁層を、ガラス繊維またはアラミド繊維にエポキシ樹脂等を含浸させた材料(線膨張係数は10〜18×10−61/℃、ヤング率は7〜30GPa)で構成しているため、絶縁層を樹脂で構成したものよりも低熱膨張で剛性を高めることができ、電子部品の接合信頼性が向上し、はんだ接合時の加熱で配線基板がたわんで電子部品の接合不良が生じることはなくなる効果がある。 According to the wiring board with a built-in electronic component of the present invention, a plurality of wiring boards are stacked, the electronic parts are accommodated in openings formed in the inner wiring board, and electrical connection between the wiring boards is performed with solder. The resin adhesive is filled between the laminated wiring boards. The insulating layer of each wiring board is made of a material in which glass fiber or aramid fiber is impregnated with epoxy resin or the like (linear expansion coefficient is 10 to 18 × 10 −6 1 / ° C., Young's modulus is 7 to 30 GPa). Therefore, it is possible to increase rigidity with lower thermal expansion than that made of an insulating layer made of resin, improving the bonding reliability of electronic components, and the wiring board bends due to heating during solder bonding, resulting in poor bonding of electronic components This has the effect of preventing the occurrence of.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による電子部品内蔵配線板を示す断面図である。図において、電子部品内蔵配線板10は、電子部品内蔵配線板10の裏面に配置される第1の配線板11と、電子部品内蔵配線板10の表面に配置される第3の配線板13と、電子部品内蔵配線板10の内層にあって開口部22を有する第2の配線板12と、第2の配線板12に設けた開口部22に配置される電子部品70と、上記各配線板11,12,13の電極間を電気的に接続するはんだ接合部42と、上記各配線板11,12,13を絶縁接合する樹脂接着剤50を主要構成要素としている。
Embodiment 1 FIG.
1 is a cross-sectional view showing an electronic component built-in wiring board according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, the electronic component built-in
本実施の形態では、第1、第2および第3の配線板11,12,13の絶縁層20は、ガラス繊維にエポキシ樹脂等の樹脂を含浸させた基材やアラミド繊維にエポキシ樹脂等の樹脂を含浸させた基材を用いる。すなわち、当該絶縁層20は、線膨張係数が10〜18×10−61/℃と低熱膨張性で、ヤング率が7〜30GPaの剛性の高い材料で構成される。そのため、絶縁層が樹脂で構成されたものよりも低熱膨張であり、抵抗やコンデンサ等のチップ部品またはLSIパッケージ等の電子部品70の熱膨張に近くなる。その結果、電子部品70と配線板11との接合信頼性が向上し、はんだ接合時に配線板11,12,13がたわんで電子部品70の接合不良が発生することはない。
In the present embodiment, the
第1の配線板11の両面には電極30、31が形成されており、バイア(Via)21により電気的に接続されている。第3の配線板13の両面には電極33、35が形成されており、バイア21により電気的に接続されている。第1の配線板11と第3の配線板13は、厚さ0.1mmで表面に電極31と33を設けた配線板を使用したが、厚さは0.1mmに限定されるものでない。また、電極31、32、33、35は通常プリント配線板で形成されるのと同じ方法の写真製版とめっきで形成できる。
第2の配線板12は、上述のように電子部品70を収容するための開口部22を設けている。開口部22の形成はレーザ・金型による打ち抜き等で形成する。また、図1の例では、第2の配線板12として、厚さ0.1mmのプリプレグ(ガラスエポキシ基材の半硬化品)を4枚重ねたものにインナービア接続21を備えた多層基板を使用した。しかしながら、これに限定することなく電子部品70が収容できる厚さであればプリプレグ一枚の配線基板でも良い。
The
また、本実施の形態では、第1、第2、第3の配線板11,12,13の電極間を電気的に接続するために、配線板間接合部42をはんだによる接合で実現している。また、電子部品70の電極34と配線板11の電極31の電子部品・配線板間接合部44もはんだ接合により実現している。このため、上述の特許文献2と比較して、導電性接着剤を使用しないので、接続信頼性が高くなる。
Further, in the present embodiment, in order to electrically connect the electrodes of the first, second, and
さらに、本実施の形態では、電子部品70の周囲、はんだ接合部42および配線板11,12,13の周囲を樹脂接着剤50で充填する。その結果、はんだ接合部42のひずみを小さくすることができ、機械的な曲げおよび温度変化に伴う熱応力にも十分耐えることができる。樹脂接着剤50として、例えばエポキシ樹脂系接着剤を用いる。さらに、エポキシ樹脂に有機酸を含有した樹脂接着剤を用いると、はんだバンプの表面酸化膜を容易に除去し、はんだ接合が歩留りよく実現できる。
Furthermore, in this embodiment, the periphery of the
本実施の形態においては、電子部品70は第1の配線板11に接合されているが、第3の配線板13でもよいし、第1と第3の配線板11と13の両方に接続されていてもよい。電子部品70は抵抗、コンデンサ、インダクタンスなどの受動部品およびLSIなどの能動部品である。
In the present embodiment, the
さらに、図2に示すように、図1の電子部品内蔵配線板10を複数個用意して、第1の配線板11の表面に設けた電極30と、第3の配線板13の表面に設けた電極35を接合することにより、積層された電子部品内蔵配線板を製作してもよい。
Further, as shown in FIG. 2, a plurality of the electronic component built-in
以上のように、この発明の実施の形態1は、複数の配線板間に電子部品を収容させた電子部品内蔵配線板において、各配線板の絶縁層は、ガラス繊維またはアラミド繊維にエポキシ樹脂を含浸させた材料で構成されるため、電子部品と同等の低熱膨張と剛性が得られる。そのため、電子部品の接合信頼性が向上し、はんだ接合時の加熱で基板がたわんで電子部品の接合不良が生じることはなくなる効果がある。 As described above, according to Embodiment 1 of the present invention, in an electronic component built-in wiring board in which electronic components are accommodated between a plurality of wiring boards, the insulating layer of each wiring board is made of epoxy resin on glass fiber or aramid fiber. Since it is composed of the impregnated material, low thermal expansion and rigidity equivalent to those of electronic components can be obtained. Therefore, the bonding reliability of the electronic component is improved, and there is an effect that the substrate does not bend due to the heating at the time of soldering and the bonding failure of the electronic component does not occur.
さらに、各配線板間には樹脂接着剤が充填されているため、はんだ接合のひずみを小さくすることができ、はんだ接合部の信頼性を向上することができる。 Furthermore, since the resin adhesive is filled between the wiring boards, the distortion of the solder joint can be reduced, and the reliability of the solder joint can be improved.
実施の形態2.
この発明の実施の形態2では、実施の形態1(図1)に示す電子部品内蔵配線板の製造方法について説明する。図3は本実施の形態による電子部品内蔵配線板の製造方法を示す断面図である。
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment of the present invention, a method of manufacturing the electronic component built-in wiring board shown in the first embodiment (FIG. 1) will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing an electronic component built-in wiring board according to the present embodiment.
図3(a)は、第1と第3の配線板11、13の電極31、33上に接合用のはんだバンプ41、43を形成すると共に電子部品70の電極34をはんだバンプ43を介して第1の配線板11に接合した状態を示す。その作製方法は第1と第3の配線板11,13の電極31、33上に、はんだペーストを印刷し、電子部品70を搭載した後、加熱してはんだを溶融し、冷却することによって実現できる。なお、ここで、電子部品70と第1配線板11の隙間を樹脂で埋めてもよい。
In FIG. 3A, solder bumps 41 and 43 for bonding are formed on the
図3(b)は、第1と第3の配線板11と13上に未硬化の樹脂接着剤50aを配置し、開口部22を設けた第2の配線板12を位置合わせした状態を示す。
FIG. 3B shows a state in which the uncured resin adhesive 50a is disposed on the first and
図3(c)は、第1、第2、第3の配線板11,12,13を加圧加熱した状態を示す。第1と第3の配線板11、13上のはんだバンプ41が溶融して第2の配線板12の電極32と接合する。その接合と同時に樹脂接着剤50aを硬化させて樹脂接着層50を形成する。加圧力は1.6〜3.0MPa、加熱温度は200〜250℃の範囲で実施した。第2の配線板12上の電極32の材料は、銅以上にはんだに濡れ易いものを使用する。例えば、金、はんだ、すず、などの金属を用いる。特に、金ははんだとの濡れがよいため、電極32上ではんだが広がり、接合力が向上する。また、第2の配線板12の電極32を第1と第3の配線板上のはんだバンプ41よりも大きくすることで、配線板11、12、13間の接合が容易になる。
FIG. 3C shows a state where the first, second and
さらに、第1、第2、第3の配線板11、12、13間に配置する樹脂接着剤50はエポキシ樹脂系を用いる。特に、エポキシ樹脂に有機酸を含有した樹脂接着剤を用いると、はんだバンプの表面酸化膜を容易に除去し、はんだ接合が歩留りよく実現できる。
Furthermore, the
実施の形態3.
図4はこの発明の実施の形態3による電子部品内蔵配線板の構造を示す断面図である。図4において、電子部品70の電極は、第2の配線板12上の電極にワイヤ60を用いて接続されている。また、電子部品70の裏面を第1の配線板11の放熱用電極に配設した高熱伝導部材36に接触させる。高熱伝導部材36は、熱伝導の大きな材料、銅、すず、アルミ、黄銅などの金属で構成される。はんだを使用する場合は、はんだペーストを放熱用電極38に印刷後焼成することで容易に実現できる。さらに簡易的には、樹脂に金属粒子を高密度(例えば80重量パーセント以上)に混入させた導電性接着剤を用いてもよい。
Embodiment 3 FIG.
4 is a cross-sectional view showing the structure of an electronic component built-in wiring board according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 4, the electrode of the
また、高熱伝導部材36は、銅、黄銅などのはんだよりも熱伝導のよい金属ブロックをはんだで固定した(図示せず)ものでもよい。
Moreover, the high heat
電子部品70に高熱伝導部材36を接触させることにより、電子部品70からの熱を効率よく放散することが可能になる効果がある。
By bringing the high
また、電子部品70の底面に金属膜を形成しておいて、高熱伝導部材36とはんだなどで接合すれば、熱の放散効率をさらに向上させることができる。電子部品70表面に形成される金属膜としては銅、ニッケル、金、すずがあげられる。
Further, if a metal film is formed on the bottom surface of the
以上のように、実施の形態3によれば、電子部品70の表面が、配線板に形成された高熱伝導部材36に接触または接合しているので、電子部品の熱を効率よく放散することができる。
As described above, according to the third embodiment, since the surface of the
実施の形態4.
図5はこの発明の実施の形態4による電子部品内蔵配線板の構造を示す断面図である。図5において、電子部品70の電極は、第2の配線板12上の電極にワイヤ60を用いて接続されている。そして、電子部品70と第1の配線板11との接合部である高熱伝導部材36および各配線板間の接合部42の周辺を第1の樹脂51で充填する。また、電子部品70と第2の配線板12の間および電子部品70と第2の配線板12の電気的接合部であるワイヤ60周辺を第2の樹脂52で充填する。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 5 is a sectional view showing the structure of an electronic component built-in wiring board according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 5, the electrode of the
第1の樹脂51は例えばエポキシ樹脂にシリカなどの無機フィラーを50〜80重量%充填したもので、ヤング率は4〜6GPa、線膨張係数は15〜30×10−61/℃である。配線板間の接合部42並びに電子部品70とその搭載配線板間の接合部36の周囲を第1の樹脂51で覆うことにより、当該接合部42及び36にかかる応力を低減することができ、接合の信頼性を大幅に向上することが可能になる。
The
また、電子部品70の周辺を第2の樹脂52、例えば、無機フィラーを含有しないか少量(30重量%以下が望ましい)含有したエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂を用いる。第2の樹脂52で電子部品70周辺を覆うことにより、機械的な変形および熱膨張により積層した配線板10と電子部品70間で発生する応力を小さくすることができ、電子部品70が破損することを防止することができる。また、第2の樹脂52は、第1の樹脂51よりも無機フィラーの含有量が少ないため、軟らかい。
Further, a
図5では、電子部品70の電極と第2の配線板12の電極とをワイヤ60を用いて接続し、ワイヤ60の周辺を第2の樹脂52で充填している例を示したが、電子部品70の電極と第2の配線板12の電極とをポリイミドフィルム上にリード電極を形成したTAB(Tape Automated Bonding)フィルムを用いて接続し、TABフィルムのリード電極周辺を第2の樹脂52で充填しても良い。
FIG. 5 shows an example in which the electrode of the
また、図9に示すように、電子部品70の電極と第1の配線板11の電極との間をワイヤ60を用いて接続し、電子部品70と第2の配線板12の間および電子部品70と第1の配線板11の電気的接合部であるワイヤ60の周辺を第2の樹脂52で充填しても良い。
Further, as shown in FIG. 9, the electrodes of the
以上のように、実施の形態4において、配線板間に充填された樹脂は2種類で構成され、配線板間の接合部に充填された第1の樹脂は、内層の第2の配線板開口部と電子部品間に充填された第2の樹脂よりも硬くする。すなわち、配線板間のはんだ接合部には硬い樹脂が充填されることで、はんだのひずみを小さくし、一方、電子部品と配線板間の樹脂を軟らかくすることで、高温と低温を繰り返す環境において、電子部品の破損を防止することができる。 As described above, in the fourth embodiment, the resin filled between the wiring boards is composed of two types, and the first resin filled in the joint between the wiring boards is the second wiring board opening in the inner layer. Harder than the second resin filled between the part and the electronic component. In other words, the solder joint between the wiring boards is filled with a hard resin to reduce solder distortion, while the resin between the electronic component and the wiring board is softened in an environment where high and low temperatures are repeated. Damage to electronic components can be prevented.
実施の形態5.
実施の形態5では、実施の形態4(図5)に示す電子部品内蔵配線板の製造方法について説明する。図6は本実施の形態による電子部品内蔵配線板の製造方法を示す断面図である。
Embodiment 5 FIG.
In the fifth embodiment, a manufacturing method of the electronic component built-in wiring board shown in the fourth embodiment (FIG. 5) will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing an electronic component built-in wiring board according to the present embodiment.
図6(a)は、第1と第3の配線板11、13の電極31、33上に接合用のはんだバンプ41を形成した状態を示す。特に、電子部品70と接合するはんだバンプは突起状に大きく形成され、高熱伝導材料36により構成される。
FIG. 6A shows a state in which solder bumps 41 for bonding are formed on the
図6(b)では、第2の配線板12の開口部22に電子部品70を配置し、電子部品70の電極34と第2の配線板12上の電極32とをワイヤ60で接合する。そして、第2の樹脂材料52により電子部品70と第2の配線板12間およびワイヤ60の周辺を埋める。第2の樹脂材料52は、例えば無機フィラーを含有しないか少量(30重量%以下が望ましい)含有したエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂を用いる。
In FIG. 6B, the
図6(c)は、第1および第3の配線板11、13上に未硬化の第1の樹脂材料51aを配置し、各配線板の位置合わせを実施した状態を示す。第1の樹脂材料は、例えばエポキシ樹脂にシリカなどの無機フィラーを50〜80重量%充填したもので、ヤング率は4〜6GPa、線膨張係数は15〜30×10−61/℃である。ここで、第1の樹脂材料に、エポキシ樹脂に有機酸を含有した樹脂接着剤を用いると、はんだバンプの表面酸化膜を容易に除去し、はんだ接合が歩留まりよく実現できる。
FIG. 6C shows a state in which the uncured
図6(d)は、それぞれ配線板11,12,13を加圧・加熱した状態を示す。配線板上の電極31、32、33は、はんだで接合されると同時に未硬化の第1の樹脂材料51aを硬化させて第1の樹脂51を形成する。加圧力は1.6〜3.0MPa、加熱温度は200〜250℃の範囲で実施した。第2の配線板12上の電極32材料は、銅、はんだ、金、スズなどの金属を用いることができる。特に、金ははんだとの濡れがよいため、接合時にはんだバンプ41のはんだが電極32上にひろがり、はんだの接合力を大きくすることができる。また、第2の配線板12の電極32を第1と第3の配線板11と13上のはんだバンプ41径よりも大きくすることにより、接合時にはんだが広がり、接合の信頼性が向上する。
FIG. 6D shows a state in which the
実施の形態6.
図7はこの発明の実施の形態6による電子部品内蔵配線板の構造を示す断面図である。本実施の形態においては、第1と第2と第3の配線板11と12と13の接合側の面には絶縁樹脂層53が形成されている。絶縁樹脂層53の材料として、例えば、エポキシ樹脂、アクリル変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などを使用する。厚さは10〜50μmでヤング率は0.5GPaから3.0GPa、線膨張係数は50〜70×10−6 1/℃、が良い。
Embodiment 6 FIG.
7 is a sectional view showing the structure of an electronic component built-in wiring board according to Embodiment 6 of the present invention. In the present embodiment, an insulating
絶縁樹脂層53は第1の樹脂51との界面および配線板11,12,13との界面での応力緩和に用いる。絶縁樹脂層53は破断までのひずみが4から5%と第1の樹脂51よりは3倍以上と大きく、界面で剥離することを防止できるため、接着の信頼性は高くなる。
The insulating
以上のように、実施の形態6によれば、積層される各配線板の表面に絶縁樹脂層を形成し、絶縁樹脂層の材料を第1の樹脂よりも軟らかい材料としたので、配線板表面の軟らかい樹脂膜により配線板との接着強度を向上させることができる。 As described above, according to the sixth embodiment, the insulating resin layer is formed on the surface of each laminated wiring board, and the insulating resin layer is made of a material softer than the first resin. Adhesive strength with the wiring board can be improved by the soft resin film.
実施の形態7.
実施の形態7では、実施の形態6(図7)に示す電子部品内蔵配線板の製造方法について説明する。図8は本実施の形態による電子部品内蔵配線板の製造方法を示す断面図である。
In the seventh embodiment, a manufacturing method of the electronic component built-in wiring board shown in the sixth embodiment (FIG. 7) will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing an electronic component built-in wiring board according to the present embodiment.
図8(a)において、第1と第3の配線板11、13の接合側の表面であって、電極31、33上以外の領域に絶縁樹脂層53を形成する。絶縁樹脂層53は、上述したように応力緩和のためのもので、例えば、エポキシ樹脂、アクリル変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などを使用する。厚さは10〜50μmでヤング率は0.5GPaから3.0GPa、線膨張係数は50〜70×10−6 1/℃、が良い。そして、第1と第3の配線板11、13の電極31、33上に接合用のはんだバンプ41、43を形成し、電子部品70の電極34をはんだバンプ43を介して第1の配線板11に接合する。
In FIG. 8A, an insulating
次に、図8(b)において、第1と第3の配線板11、13に形成した絶縁樹脂層53の上に未硬化の樹脂接着剤51aを配置する。この樹脂接着剤は、例えばエポキシ樹脂にシリカなどの無機フィラーを50〜80重量%充填したもので、ヤング率は4〜6GPa、線膨張係数は15〜30×10−61/℃である。そして、上記第1と第3の配線板11,13と、開口部22を有する第2の配線板12を位置合わせする。ここで、第2の配線板12の接合側の表面には、その電極32上以外の領域に上記絶縁樹脂層53が形成している。
Next, in FIG. 8B, an uncured resin adhesive 51 a is disposed on the insulating
次に、図8(c)において、第1、第2、第3の配線板11,12,13を加圧加熱した状態を示す。第1と第3の配線板11、13上のはんだバンプ41が溶融して第2の配線板12の電極32と接合する。その接合と同時に樹脂接着剤51aを硬化させて樹脂を形成する。加圧力は1.6〜3.0MPa、加熱温度は200〜250℃の範囲で実施した。第2の配線板12上の電極32の材料は、銅以上にはんだに濡れ易いものを使用する。例えば、金、はんだ、すず、などの金属を用いる。特に、金ははんだとの濡れがよいため、電極32上ではんだが広がり、接合力が向上する。また、第2の配線板12の電極32を第1と第3の配線板上のはんだバンプ41よりも大きくすることで、配線板11、12、13間の接合が容易になる。
Next, in FIG.8 (c), the state which pressurized and heated the 1st, 2nd,
なお、樹脂接着剤51として、エポキシ樹脂に有機酸を含有した樹脂接着剤を用いても良い。それによると、はんだバンプの表面酸化膜を容易に除去し、はんだ接合が歩留りよく実現できる。
As the
10 電子部品内蔵配線板、11 第1の配線板、12 第2の配線板、
13 第3の配線板、20 配線板の絶縁層、21 バイア、22 開口部、
30,31,32,33,34,35 電極、36 高熱伝導部材、
41 はんだバンプ、42 配線板間接合部、43 はんだバンプ、
44 電子部品・配線板間接合部、50 樹脂接着剤、51 第1の樹脂、
52 第2の樹脂、53 絶縁樹脂層、70 電子部品。
10 electronic component built-in wiring board, 11 first wiring board, 12 second wiring board,
13 Third wiring board, 20 Insulation layer of wiring board, 21 via, 22 opening,
30, 31, 32, 33, 34, 35 electrodes, 36 high thermal conductivity members,
41 Solder bump, 42 Junction between wiring boards, 43 Solder bump,
44 Electronic component / wiring board junction, 50 resin adhesive, 51 first resin,
52 second resin, 53 insulating resin layer, 70 electronic component.
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