JP2006120736A - キャビティ型電子部品モジュール、その製造方法及びその実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ベース基板上の電子部品と外部回路基板との間における電気伝導率を増大させることができるキャビティ型電子部品モジュールを提供する。
【解決手段】外部回路基板に接合される嵩上げ基板１４は、ベース基板１０の一主面１０ａから突出した状態でベース基板１０に接合されており、ベース基板１０の一主面１０ａ上に電子部品チップ１２を実装するためのキャビティ部１６を形成している。嵩上げ基板１４の外周部には複数のキャスタレーション１８が間隔をおいて形成されており、このキャスタレーション１８の各々にはんだ２０が盛られていることで、嵩上げ基板１４とベース基板１０とが電気的かつ機械的に接合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベース基板の一主面上にキャビティ部が形成され、電子部品がキャビティ部の位置にてベース基板の一主面上に実装されたキャビティ型電子部品モジュール、その製造方法及びその実装方法に関する。

この種のキャビティ型電子部品モジュールの従来例が下記特許文献１に開示されている。特許文献１においては、電子部品を実装するためのベース基板と、外部回路基板への接続部及びキャビティ部を形成するための嵩上げ基板とを、異方導電性フィルムで電気的且つ機械的に接合している。この電子部品モジュールの製造工程においては、ベース基板には、嵩上げ基板との接合前に予め電子部品を実装する。これによって、キャビティ側に封止樹脂等を使用したりディスペンサ方式等の工数のかかる工程を採用することなく、電子部品の高密度実装、コスト低減、及び信頼性向上を図っている。

その他にも、特許文献２のキャビティ型電子部品モジュールが開示されている。

特開２００２−９３９３３号公報 特開２０００−１１４４３６号公報

特許文献１のキャビティ型電子部品モジュールにおいては、ベース基板と嵩上げ基板とを、異方導電性フィルムで電気的且つ機械的に接合している。異方導電性フィルムは電気伝導率が小さいため、特許文献１においては、ベース基板と嵩上げ基板との間における電気伝導率が低下してしまい、キャビティ型電子部品モジュールを外部回路基板に実装したときに、ベース基板上の電子部品と外部回路基板との間における電気伝導率が低下してしまうという問題点がある。

本発明は、ベース基板上の電子部品と外部回路基板との間における電気伝導率を増大させることができるキャビティ型電子部品モジュール、その製造方法及びその実装方法を提供することを目的とする。

本発明に係るキャビティ型電子部品モジュールは、ベース基板と、ベース基板の一主面から突出した状態でベース基板に接合されていることにより、ベース基板の一主面上にキャビティ部を形成する嵩上げ部品と、キャビティ部の位置にてベース基板の一主面上に実装された電子部品と、を有し、ベース基板の一主面を外部回路基板の実装面に対向させて、嵩上げ部品を外部回路基板に接合することにより、外部回路基板に実装可能なキャビティ型電子部品モジュールであって、嵩上げ部品とベース基板とが、はんだにより接合されていることを要旨とする。

本発明においては、嵩上げ部品とベース基板とが電気伝導率の高いはんだにより接合されていることで、嵩上げ部品とベース基板との間における電気伝導率を増大させることができる。その結果、キャビティ型電子部品モジュールを外部回路基板に実装したときに、ベース基板上の電子部品と外部回路基板との間における電気伝導率を増大させることができる。

本発明に係るキャビティ型電子部品モジュールにおいて、嵩上げ部品の外周部にキャスタレーションが形成されており、このキャスタレーションにはんだが盛られていることにより、嵩上げ部品とベース基板とが接合されているものとすることもできる。こうすれば、嵩上げ部品とベース基板との接合部のはんだフィレットを確認することが容易となるため、キャビティ型電子部品モジュールの信頼性を向上させることができる。

本発明に係るキャビティ型電子部品モジュールにおいて、嵩上げ部品は、ベース基板の一主面上に実装された電子部品の周囲を取り囲むものとすることもできる。

本発明に係るキャビティ型電子部品モジュールにおいて、ベース基板の一主面上に実装された電子部品は、はんだによりベース基板に接合されているものとすることもできる。こうすれば、嵩上げ部品をベース基板にはんだにより接合する工程と、電子部品をベース基板の一主面上にはんだにより接合する工程とを、同一の製造装置を用いて行うことができる。

本発明に係るキャビティ型電子部品モジュールを製造する方法において、嵩上げ部品をベース基板にはんだにより接合するとともに、電子部品をベース基板の一主面上にはんだにより接合するはんだ接合工程を含むものとすることもできる。こうすれば、キャビティ型電子部品モジュールの生産性を向上させることができる。

本発明に係るキャビティ型電子部品モジュールを外部回路基板に実装する方法において、ベース基板の一主面を外部回路基板の実装面に対向させて、嵩上げ部品をキャスタレーションの形成位置にて外部回路基板にはんだにより接合することで、キャビティ型電子部品モジュールを外部回路基板に実装するものとすることもできる。こうすれば、嵩上げ部品と外部回路基板との接合部のはんだフィレットを確認することが容易となるため、キャビティ型電子部品モジュールを外部回路基板に実装したときの信頼性を向上させることができる。

以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。

図１，２は、本発明の実施形態に係るキャビティ型電子部品モジュールの構成の概略を示す図であり、図１（Ａ）は断面図を示し、図１（Ｂ）は下面図を示し、図２は斜視図を示す。本実施形態に係るキャビティ型電子部品モジュール３０は、ベース基板１０、電子部品チップ１２、及び嵩上げ基板１４を備えている。

嵩上げ基板１４は、ベース基板１０の一主面１０ａから突出した状態でベース基板１０に接合されていることにより、ベース基板１０の一主面１０ａ上にキャビティ部１６を形成している。そして、複数の電子部品チップ１２が、このキャビティ部１６の位置にて図示しない配線パターンが形成されたベース基板１０の一主面１０ａ上に実装されている。

ここでの嵩上げ基板１４の高さは、ベース基板１０の一主面１０ａ上に実装された電子部品チップ１２の高さより高く設定されている。そして、嵩上げ基板１４の形状の一例は、この電子部品チップ１２（キャビティ部１６）の周囲を取り囲む枠形状である。ただし、嵩上げ基板１４を複数に分割した状態でベース基板１０に接合することもできる。

なお、図１，２では図示を省略しているが、ベース基板１０の一主面１０ａの裏面１０ｂ上にも電子部品チップ１２を実装することで、本実施形態に係るキャビティ型電子部品モジュール３０を両面実装型の電子部品モジュールとして構成することができる。これによって、電子部品チップ１２の高密度実装を実現することができる。

本実施形態においては、嵩上げ基板１４の外周部に複数のキャスタレーション１８が間隔をおいて形成されており、このキャスタレーション１８の各々にはんだ２０が盛られている。これによって、嵩上げ基板１４とベース基板１０とがはんだ２０により電気的かつ機械的に接合されている。このように、嵩上げ基板１４とベース基板１０との電気的接合にはんだ２０を用いることで、嵩上げ基板１４とベース基板１０との間における電気伝導率を増大させる（電気抵抗を減少させる）ことができる。さらに、キャスタレーション１８の形成位置にてはんだ２０による接合を行うことで、嵩上げ基板１４とベース基板１０との接合部のはんだフィレットを目視で確認することが容易となる。

そして、本実施形態においては、電子部品チップ１２は、その一主面１２ａがベース基板１０の一主面１０ａと対向した状態で、はんだ（バンプ）２２によりフェイスダウンでベース基板１０の一主面１０ａに電気的かつ機械的に接合されている。これによって、電子部品チップ１２は、ベース基板１０の一主面１０ａ上にフリップチップ実装されている。ただし、電子部品チップ１２は、ベース基板１０の一主面１０ａ上に、はんだリフローにより実装されていてもよい。

次に、本実施形態に係るキャビティ型電子部品モジュール３０の製造方法について、図３の断面図を用いて説明する。

本実施形態に係るキャビティ型電子部品モジュール３０を製造するためには、図３（Ａ）から図３（Ｂ）に示すように、嵩上げ基板１４をベース基板１０に接合する工程と、電子部品チップ１２をベース基板１０上に実装する工程と、が必要になる。本実施形態においては、外周部にキャスタレーション１８が形成された嵩上げ基板１４をキャスタレーション１８の形成位置にてベース基板１０にはんだ２０により接合する工程と、電子部品チップ１２をベース基板１０の一主面１０ａ上にはんだ（バンプ）２２により接合する工程と、を同一のはんだ接合工程にて行う。これによって、嵩上げ基板１４をベース基板１０に接合する工程と、電子部品チップ１２をベース基板１０上に実装する工程とを、同一の製造装置を用いて行うことができるので、キャビティ型電子部品モジュール３０の生産性を向上させることができる。なお、図３では図示を省略しているが、ベース基板１０の裏面１０ｂ上にも電子部品チップ１２を実装する場合は、電子部品チップ１２をベース基板１０の裏面１０ｂ上にはんだ（バンプ）２２により接合する工程も同一のはんだ接合工程にて行う。

次に、本実施形態に係るキャビティ型電子部品モジュール３０を外部回路基板２４に実装する方法について、図４の斜視図及び図５の断面図を用いて説明する。

本実施形態に係るキャビティ型電子部品モジュール３０をマザーボード等の図示しない配線パターンが形成された外部回路基板２４に実装するときは、ベース基板１０の一主面１０ａを外部回路基板２４の実装面２４ａに対向させた状態で、嵩上げ基板１４を外部回路基板２４に接合する。その際に、嵩上げ基板１４をキャスタレーション１８の形成位置にて外部回路基板２４にはんだ２０により電気的かつ機械的に接合する。このように、嵩上げ基板１４と外部回路基板２４との電気的接合にはんだ２０を用いることで、ベース基板１０上の電子部品チップ１２と外部回路基板２４との間における電気伝導率を増大させる（電気抵抗を減少させる）ことができる。そして、キャスタレーション１８を嵩上げ基板１４と外部回路基板２４とのはんだ２０による接合部として利用することで、嵩上げ基板１４（キャビティ型電子部品モジュール３０）と外部回路基板２４との接合部のはんだフィレットを目視で確認することが容易となる。さらに、キャビティ型電子部品モジュール３０を外部回路基板２４へ実装するときに、ＢＧＡ等を必要としない。

以上説明したように、本実施形態においては、嵩上げ基板１４とベース基板１０とが電気伝導率の高いはんだ２０により電気的かつ機械的に接合されていることで、嵩上げ基板１４とベース基板１０との間における電気伝導率を導電性フィルム等と比較して増大させることができる。したがって、本実施形態によれば、キャビティ型電子部品モジュール３０を外部回路基板２４に実装したときに、ベース基板１０上の電子部品チップ１２と外部回路基板２４との間における電気伝導率を増大させることができる。

そして、本実施形態においては、嵩上げ基板１４の外周部に形成されたキャスタレーション１８の位置にて嵩上げ基板１４とベース基板１０とがはんだ２０により接合されていることで、嵩上げ基板１４とベース基板１０との接合部のはんだフィレットを目視で確認することが容易となる。さらに、キャスタレーション１８の形成位置にて嵩上げ基板１４を外部回路基板２４にはんだ２０により接合することで、嵩上げ基板１４と外部回路基板２４との接合部のはんだフィレットを目視で確認することが容易となる。したがって、本実施形態によれば、キャビティ型電子部品モジュール３０の信頼性評価が容易となり、キャビティ型電子部品モジュール３０の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態においては、電子部品チップ１２をはんだ（バンプ）２２によりベース基板１０の一主面１０ａ上に接合することで、嵩上げ基板１４をベース基板１０にはんだ２０により接合する工程と、電子部品チップ１２をベース基板１０上にはんだ２２により接合する工程とを、同一の製造工程にて行うことができる。すなわち、嵩上げ基板１４をベース基板１０にはんだ２０により接合するとともに、電子部品チップ１２をベース基板１０の一主面１０ａ上にはんだ２２により接合することで、キャビティ型電子部品モジュール３０の生産性を向上させることができるとともにコスト削減を実現することができる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明の実施形態に係るキャビティ型電子部品モジュールの構成の概略を示す断面図及び下面図である。 本発明の実施形態に係るキャビティ型電子部品モジュールの構成の概略を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るキャビティ型電子部品モジュールの製造方法を説明する断面図である。 本発明の実施形態に係るキャビティ型電子部品モジュールを外部回路基板に実装する方法を説明する斜視図である。 本発明の実施形態に係るキャビティ型電子部品モジュールを外部回路基板に実装する方法を説明する断面図である。

符号の説明

１０ ベース基板、１２ 電子部品チップ、１４ 嵩上げ基板、１６ キャビティ部、１８ キャスタレーション、２０，２２ はんだ、２４ 外部回路基板、３０ キャビティ型電子部品モジュール。

Claims (6)

1. ベース基板と、
   ベース基板の一主面から突出した状態でベース基板に接合されていることにより、ベース基板の一主面上にキャビティ部を形成する嵩上げ部品と、
   キャビティ部の位置にてベース基板の一主面上に実装された電子部品と、
   を有し、
   ベース基板の一主面を外部回路基板の実装面に対向させて、嵩上げ部品を外部回路基板に接合することにより、外部回路基板に実装可能なキャビティ型電子部品モジュールであって、
   嵩上げ部品とベース基板とが、はんだにより接合されていることを特徴とするキャビティ型電子部品モジュール。
2. 請求項１に記載のキャビティ型電子部品モジュールであって、
   嵩上げ部品の外周部にキャスタレーションが形成されており、このキャスタレーションにはんだが盛られていることにより、嵩上げ部品とベース基板とが接合されていることを特徴とするキャビティ型電子部品モジュール。
3. 請求項１または２に記載のキャビティ型電子部品モジュールであって、
   嵩上げ部品は、ベース基板の一主面上に実装された電子部品の周囲を取り囲むことを特徴とするキャビティ型電子部品モジュール。
4. 請求項１〜３のいずれか１に記載のキャビティ型電子部品モジュールであって、
   ベース基板の一主面上に実装された電子部品は、はんだによりベース基板に接合されていることを特徴とするキャビティ型電子部品モジュール。
5. 請求項４に記載のキャビティ型電子部品モジュールを製造する方法であって、
   嵩上げ部品をベース基板にはんだにより接合するとともに、電子部品をベース基板の一主面上にはんだにより接合するはんだ接合工程を含むことを特徴とするキャビティ型電子部品モジュールの製造方法。
6. 請求項２に記載のキャビティ型電子部品モジュールを外部回路基板に実装する方法であって、
   ベース基板の一主面を外部回路基板の実装面に対向させて、嵩上げ部品をキャスタレーションの形成位置にて外部回路基板にはんだにより接合することで、キャビティ型電子部品モジュールを外部回路基板に実装することを特徴とするキャビティ型電子部品モジュールの実装方法。
   

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