JP2006313799A - 積層形ｍｃｍおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 積層形ＭＣＭ中に搭載される電子部品の信頼性検査を容易にし、また十分な機械的強度を確保できる積層形ＭＣＭの製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明の積層形ＭＣＭ23は、はんだボール11を電極端子とする第１のＭＣＭ基板17Aと、同じく第２のＭＣＭ基板17Bと、第１のＭＣＭ基板と第２のＭＣＭ基板とを接続する接続部材とを有し、このいずれかのＭＣＭ基板をマザーボード10に接合する製造方法であり、接続部材を両ＭＣＭ基板の電極端子の位置に対応した部位にパッド26を設けて支柱16とし、第１のＭＣＭ基板を１回のリフロー工程で作製し、第２のＭＣＭ基板を１回のリフロー工程で作製し、第１のＭＣＭ基板と第２のＭＣＭ基板との間に支柱を配置して積層形ＭＣＭを形成し、積層形ＭＣＭをマザーボード上に搭載し、１回のリフロー工程にて積層形ＭＣＭとマザーボードとを接合するものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、１枚の基板に複数の電子部品を搭載するマルチチップモジュール（以下ＭＣＭという）に関し、特に該ＭＣＭを多階層構成にしたＭＣＭ（以下積層形ＭＣＭという）およびその製造方法に関する。

従来の積層形ＭＣＭの製造工法では、ＭＣＭ基板（材質は、ガラスエポキシ、セラミック等）に電子部品を実装し、該ＭＣＭ基板を複数枚重ねて多階層構成にし、この状態ではんだリフローを行いＭＣＭ基板間の電気的接続をとり積層形ＭＣＭを製作する。この積層形ＭＣＭをマザーボードに搭載し、再度はんだリフローを行なうことで積層形ＭＣＭとマザーボードを電気的に接続していた（例えば、特許文献１参照）。
図４は従来の積層形ＭＣＭの構造を示す断面図である。図において、１はＭＣＭ基板
２〜９は電子部品、１０はマザーボード、１１ははんだボール、１５Ａ、１５Ｂは半導体装置パッケージ、２２は積層形ＭＣＭ、２５は封止樹脂、２６はパッド、４０は枠である。半導体装置パッケージ１５Ａは、ＭＣＭ基板１上に実装された電子部品２〜５と、枠４０と、枠４０に接続されたはんだボール１１にて構成される。また、半導体装置パッケージ１５Ｂは、ＭＣＭ基板２上に実装された電子部品６〜９と、枠４０と、枠４０に接続されたはんだボール１１にて構成される。
半導体パッケージ１５Ａと半導体パッケージ１５Ｂを２個積み重ね、リフロー加熱することではんだボール１１により電気的に接続し、積層形ＭＣＭ２２を製造する。
さらに積層形ＭＣＭ２２をマザーボード１０に搭載しリフロー加熱することではんだボール１１によりマザーボード側パッド２６と電気的に接続する。その結果プリント配線板へ電子部品を高密度に実装することが可能になる。
特開平７−１５３９０３（第７の実施例、図７）

しかしながら、従来の積層形ＭＣＭの製造方法では、半導体パッケージ１５Ａと半導体パッケージ１５Ｂを１回のリフローで接続するため、半導体パッケージ１５Ａと半導体パッケージ１５Ｂの狭ピッチ間に挟まれた電子部品４、５、６、７については、はんだ濡れ性、色調、シェア強度といった、信頼性検査ができないという問題点がある。
さらに半導体パッケージ１５Ａと半導体パッケージ１５Ｂの接続は、はんだボールのみであり、機械的強度にも問題がある。さらに３段以上の多段構成にした場合、本問題は顕著になる。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものでり、積層形ＭＣＭ中に搭載される電子部品の信頼性検査を容易にし、また十分な機械的強度を確保できる積層形ＭＣＭの製造方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、電子部品が搭載され、はんだボールを電極端子とする第１のＭＣＭ基板と、同じく電子部品が搭載され、はんだボールを電極端子とする第２のＭＣＭ基板と、前記第１のＭＣＭ基板と前記第２のＭＣＭ基板とを接続する接続部材とを有し、前記いずれかのＭＣＭ基板をマザーボードに接合する積層形ＭＣＭにおいて、前記接続部材は、前記両ＭＣＭ基板の電極端子の位置に対応した部位にパッドを設けた支柱としたものである。
請求項２に記載の発明は、前記支柱のパッドを、前記支柱の凹部の中に設けたものである。
請求項３に記載の発明は、前記支柱のパッドを、前記支柱の凸部に囲まれた中に設けたものである。
請求項４に記載の発明は、電子部品が搭載され、はんだボールを電極端子とする第１のＭＣＭ基板と、同じく電子部品が搭載され、はんだボールを電極端子とする第２のＭＣＭ基板と、前記第１のＭＣＭ基板と前記第２のＭＣＭ基板とを接続する接続部材とを有し、前記いずれかのＭＣＭ基板をマザーボードに接合する積層形ＭＣＭの製造方法において、 前記接続部材を前記両ＭＣＭ基板の電極端子の位置に対応した部位にパッドを設けて支柱とし、前記第１のＭＣＭ基板を１回のリフロー工程で作製し、前記第２のＭＣＭ基板を１回のリフロー工程で作製し、前記第１のＭＣＭ基板と前記第２のＭＣＭ基板との間に前記支柱を配置して積層形ＭＣＭを形成し、前記積層形ＭＣＭを前記マザーボード上に搭載し、１回のリフロー工程にて前記積層形ＭＣＭと前記マザーボードとを接合するものである
。

請求項１から４に記載の発明によると、第１のＭＣＭ基板を１回のリフロー工程で製造し、また第２のＭＣＭ基板を１回のリフロー工程で製造するため、第１のＭＣＭ基板と第２のＭＣＭ基板のハンドリングが容易となり、信頼性検査を容易に行なうことができる。また、第１のＭＣＭ基板と第２のＭＣＭ基板を所定の支柱を介して接続するため十分な機械的強度を得ることができる。

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

図１は本発明の第１の実施例を示す積層形ＭＣＭの断面図である。図において、１６は支柱、１７Ａは第１のＭＣＭ基板、１７Ｂは第２のＭＣＭ基板、２３は積層形ＭＣＭである。なお、その他の符号は従来と同じであるため、説明を省略する。
第１のＭＣＭ基板１７Ａ（材質は、ガラスエポキシ、セラミック等）は、電子部品６、７、８、９が接着材（図示しない）にて接合搭載される。第１のＭＣＭ基板１７Ａと外部の接続には、予めクリームはんだによりはんだボール１１が接続されている。第２のＭＣＭ基板（材質は、ガラスエポキシ、セラミック等）は、電子部品２、３、４、５が接着剤（図示しない）にて接合搭載される。第１のＭＣＭ基板と外部の接続には、はんだボール１１が搭載されている。支柱１６は、材質はガラスエポキシ、セラミック等で構成されており、第１のＭＣＭ基板１７Ａと第２のＭＣＭ基板１７Ｂのはんだボールが接続される個所にあらかじめパッドが準備されている。第１のＭＣＭ基板１７Ａをリフロー加熱することにより、電子部品６、７、８、９が電気的に接続される。また、第２のＭＣＭ基板１７Ｂをリフロー加熱することにより、電子部品２、３、４、５が電気的に接続される。この状態でマザーボード１０と第１のＭＣＭ基板１７Ａ、第２のＭＣＭ基板１７Ｂ、支柱１６を重ねリフロー加熱することで、マザーボード１０と第１のＭＣＭ基板１７Ａ、第２のＭＣＭ基板１７Ｂ、支柱１６を電気的に接続する。

第１のＭＣＭ基板１７Ａ、第２のＭＣＭ基板１７Ｂを独立にリフロー加熱するため、電子部品２、３、４、５及び電子部品６、７、８、９について、はんだ濡れ性、色調、シェア強度といった、信頼性検査が容易にできる。また、支柱１６を介して、第１のＭＣＭ基板１７Ａ、第２のＭＣＭ基板１７Ｂを接続するため、十分な機械的強度を得ることができる。

また、電子部品２、３、４、５及び電子部品６、７、８、９にかかるリフローの回数も電子部品の保証回数の２回を上回ることがなく、信頼性の高い積層形ＭＣＭを製造することができる。

図２は、本発明の第２の実施例を示す積層形ＭＣＭの断面図である。１８は支柱、２０は凹面加工部である。その他の符号は、実施例１と同じである。第２の実施例が第１の実施例と異なる点は、支柱１８の第１のＭＣＭ基板１７Ａ、第２のＭＣＭ基板１７Ｂのはんだボール接続部に凹面加工部２０を設け、この凹面加工部２０中にパッド２６を設けた点である。支柱１８に凹面加工部２０を設け、この中にはんだボール１１を配置し接合しているため、はんだ面のシェア強度が増加し、第１の実施例の効果に加えてさらに接合の機械的強度の向上が期待できる。

図３は、本発明の第３の実施例を示す積層形ＭＣＭの断面図である。図において、１９は支柱、２１は凸面加工部である。第３の実施例が第１の実施例と異なる点は、支柱１９の第１のＭＣＭ基板１７Ａ、第２のＭＣＭ基板１７Ｂのはんだボール接続部の周囲に凸面加工２１を施し、該凸面中にパッド２６を設けた点である。支柱１９に凸面加工部２１を設け、この凸面加工部２１に囲まれるようにはんだボール１１を配置し接合したので、はんだ面のシェア強度が増加し第１の実施例と同一の効果に加えてさらに接合の機械的強度の向上が期待できる。

本実施例では、２段積み重ねでの提案であるが、３段以上積み重ねることも可能である。

本発明の第１の実施例を示す積層形ＭＣＭの断面図である。 本発明の第２の実施例を示す積層形ＭＣＭの断面図である。 本発明の第３の実施例を示す積層形ＭＣＭの断面図である。 従来の積層形ＭＣＭの構造を示す断面図である。

符号の説明

１ ＭＣＭ基板
２、３、４、５、６、７、８、９ 電子部品
１０ マザーボード
１１ はんだボール
１５Ａ １５Ｂ 半導体装置パッケージ
１７Ａ 第１のＭＣＭ基板
１７Ｂ 第２のＭＣＭ基板
１６、１８、１９ 支柱
２０ 凹面加工部
２１ 凸面加工部
２２、２３ 積層形ＭＣＭ
２５ 封止樹脂
２６ パッド
４０ 枠

Claims (4)

1. 電子部品が搭載され、はんだボールを電極端子とする第１のＭＣＭ基板と、同じく電子部品が搭載され、はんだボールを電極端子とする第２のＭＣＭ基板と、前記第１のＭＣＭ基板と前記第２のＭＣＭ基板とを接続する接続部材とを有し、前記いずれかのＭＣＭ基板をマザーボードに接合する積層形ＭＣＭにおいて、
   前記接続部材は、前記両ＭＣＭ基板の電極端子の位置に対応した部位にパッドを設けた支柱としたことを特徴とする積層形ＭＣＭ。
2. 前記支柱のパッドは、前記支柱の凹部の中に設けられたことを特徴とする請求項１記載の積層形ＭＣＭ。
3. 前記支柱のパッドは、前記支柱の凸部に囲まれた中に設けられたことを特徴とする請求項１記載の積層形ＭＣＭ。
4. 電子部品が搭載され、はんだボールを電極端子とする第１のＭＣＭ基板と、同じく電子部品が搭載され、はんだボールを電極端子とする第２のＭＣＭ基板と、前記第１のＭＣＭ基板と前記第２のＭＣＭ基板とを接続する接続部材とを有し、前記いずれかのＭＣＭ基板をマザーボードに接合する積層形ＭＣＭの製造方法において、
   前記接続部材を前記両ＭＣＭ基板の電極端子の位置に対応した部位にパッドを設けて支柱とし、前記第１のＭＣＭ基板を１回のリフロー工程で作製し、前記第２のＭＣＭ基板を１回のリフロー工程で作製し、前記第１のＭＣＭ基板と前記第２のＭＣＭ基板との間に前記支柱を配置して積層形ＭＣＭを形成し、前記積層形ＭＣＭを前記マザーボード上に搭載し、１回のリフロー工程にて前記積層形ＭＣＭと前記マザーボードとを接合することを特徴とする積層形ＭＣＭの製造方法。

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