JP2012216612A - Electronic component module and manufacturing method therefor - Google Patents
Electronic component module and manufacturing method therefor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012216612A JP2012216612A JP2011079835A JP2011079835A JP2012216612A JP 2012216612 A JP2012216612 A JP 2012216612A JP 2011079835 A JP2011079835 A JP 2011079835A JP 2011079835 A JP2011079835 A JP 2011079835A JP 2012216612 A JP2012216612 A JP 2012216612A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electronic component
- insulating layer
- thick copper
- metal
- wiring layer
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電子部品モジュール、及び電子部品モジュールの製造方法に関する。 The present invention relates to an electronic component module and a method for manufacturing the electronic component module.
従来から、配線パターンを付与した基板上に、半導体素子やコイルなどの電子部品を実装することが行われている。そして、電子部品を高密度実装するための基板の一種として、内部に半導体素子などの電子部品を内蔵した基板（電子部品モジュール）が提供されている（例えば特許文献１）。 Conventionally, an electronic component such as a semiconductor element or a coil is mounted on a substrate provided with a wiring pattern. A substrate (electronic component module) in which an electronic component such as a semiconductor element is incorporated is provided as a kind of substrate for mounting electronic components at high density (for example, Patent Document 1).
特許文献１では、ベース配線層に電子部品を配置するとともに、このベース配線層の両面に対して、熱硬化シートを介在させた状態で配線層を配設して加熱することにより、電子部品及びベース配線層を内蔵した部品内蔵基板としている。特許文献１の部品内蔵基板では、基板表面に他の電子部品を実装可能であり、基板における部品の集積化を図ることができる。 In Patent Document 1, an electronic component is disposed on a base wiring layer, and the wiring layer is disposed and heated on both sides of the base wiring layer with a thermosetting sheet interposed therebetween. A component-embedded board with a built-in base wiring layer. In the component-embedded substrate of Patent Document 1, other electronic components can be mounted on the substrate surface, and integration of components on the substrate can be achieved.
しかしながら、特許文献１では、熱硬化性樹脂と半田粒子を混合した接合材を加熱することにより半田粒子を溶融させ、電子部品とベース配線層を電気的に接合している。このため、特許文献１では、電子部品とベース配線層との接合部の内部において熱硬化性樹脂が残存することに伴って、前記接合部における比抵抗（電気抵抗率）が高くなり、発熱しやすくなる虞がある。 However, in Patent Document 1, a bonding material in which a thermosetting resin and solder particles are mixed is heated to melt the solder particles, and the electronic component and the base wiring layer are electrically bonded. For this reason, in Patent Document 1, as the thermosetting resin remains inside the joint between the electronic component and the base wiring layer, the specific resistance (electrical resistivity) at the joint increases and heat is generated. May be easier.
本発明は、上記従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、部品の集積化を図りつつ、配線層と内蔵する電子部品との接合部における比抵抗が高くなることを抑制できる電子部品モジュール、及び電子部品モジュールの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the problems existing in the above prior art, and its purpose is to increase the specific resistance at the junction between the wiring layer and the built-in electronic component while integrating the components. An object of the present invention is to provide an electronic component module and a method for manufacturing the electronic component module.
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、配線層と、前記配線層と電気的に接合された電子部品と、前記配線層の前記電子部品が接合された側に形成される絶縁層と、を備える電子部品モジュールにおいて、前記電子部品は前記絶縁層の内部に配置され、前記電子部品は、金属粒子同士が焼成された金属焼成体により前記配線層と接合されたことを要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is formed on a wiring layer, an electronic component electrically bonded to the wiring layer, and a side of the wiring layer where the electronic component is bonded. The electronic component is disposed inside the insulating layer, and the electronic component is joined to the wiring layer by a metal fired body in which metal particles are fired. The gist.
これによれば、絶縁層の内部に電子部品が配設されることで部品の集積化を図ることができる。そして、金属粒子同士を焼成した金属焼成体により、配線層と内蔵される電子部品とが電気的に接合される。したがって、電子部品と配線層を接合する接合部の内部に熱硬化性樹脂が残存する従来の構成と比較して、比抵抗が高くなることを抑制できる。 According to this, integration of components can be achieved by disposing electronic components inside the insulating layer. And a wiring layer and the electronic component incorporated are electrically joined by the metal baking body which baked metal particles. Therefore, it is possible to suppress an increase in specific resistance as compared with the conventional configuration in which the thermosetting resin remains in the joint portion that joins the electronic component and the wiring layer.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子部品モジュールにおいて、前記絶縁層は、熱硬化性樹脂からなり、前記電子部品及び前記金属焼成体は、前記熱硬化性樹脂に埋設されたことを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the electronic component module according to the first aspect, the insulating layer is made of a thermosetting resin, and the electronic component and the metal fired body are embedded in the thermosetting resin. This is the summary.
これによれば、絶縁層が熱硬化性樹脂からなるため、電子部品モジュールの全体の強度を向上できる。さらに、電子部品や、電子部品と配線層を電気的に接合する金属焼成体が硬化した熱硬化性樹脂に埋設される。したがって、機械的な衝撃によって電子部品や、金属焼成体（接合部）が破損することを抑制できる。 According to this, since the insulating layer is made of a thermosetting resin, the overall strength of the electronic component module can be improved. Furthermore, an electronic component or a metal fired body that electrically joins the electronic component and the wiring layer is embedded in a cured thermosetting resin. Therefore, it can suppress that an electronic component and a metal sintered body (joining part) are damaged by mechanical impact.
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の電子部品モジュールにおいて、前記電子部品は第１の電子部品であり、スズを含む半田により第２の電子部品が前記配線層に実装され、前記金属焼成体の融点は、前記半田の融点より高いことを要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the electronic component module according to the first or second aspect, the electronic component is a first electronic component, and the second electronic component is made of the wiring layer by solder containing tin. The melting point of the metal fired body is higher than the melting point of the solder.
これによれば、電子部品モジュールに対して第２の電子部品を実装する際に、スズを含む半田の種類を自由に選択することができる。したがって、実装における工程に自由度を与え、表面実装をし易くできる。 According to this, when mounting a 2nd electronic component with respect to an electronic component module, the kind of solder containing tin can be selected freely. Therefore, it is possible to give a degree of freedom to the mounting process and facilitate surface mounting.
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品モジュールにおいて、前記配線層は複数あり、前記配線層は前記絶縁層の両面に配置されたことを要旨とする。これによれば、絶縁層の両面に配線層を配置することで、さらに部品の集積化を図ることができる。 The invention according to claim 4 is the electronic component module according to any one of claims 1 to 3, wherein there are a plurality of the wiring layers, and the wiring layers are arranged on both surfaces of the insulating layer. And According to this, it is possible to further integrate components by arranging the wiring layers on both surfaces of the insulating layer.
請求項５に記載の発明は、電子部品モジュールの製造方法において、有機溶媒に金属粒子を混合した混合体を介在させて電子部品を配線層に配設する配設工程と、加熱により前記混合体に含まれる有機溶媒を除去するとともに前記金属粒子同士を焼成して金属焼成体とし、前記電子部品と前記配線層を電気的に接合させる接合工程と、前記電子部品の周囲に絶縁層を形成する絶縁工程と、を含むことを要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an electronic component module, an arranging step of arranging an electronic component on a wiring layer through a mixture of metal particles mixed in an organic solvent, and the mixture by heating In addition to removing the organic solvent contained in the substrate, the metal particles are fired to form a metal fired body, and a bonding step of electrically bonding the electronic component and the wiring layer is formed, and an insulating layer is formed around the electronic component. And including an insulating step.
これによれば、電子部品の周囲に絶縁層が形成されることに伴って絶縁層の内部に電子部品が配設されることにより、部品の集積化を図ることができる。そして、加熱により混合体に含まれる有機溶媒を除去するとともに、金属粒子同士を焼成して金属焼成体とし、電子部品と配線層を電気的に接合できる。このため、電子部品と配線層を接合する接合部の内部に熱硬化性樹脂が残存する従来の構成と比較して、比抵抗が高くなることを抑制できる。 According to this, as the insulating layer is formed around the electronic component, the electronic component is disposed inside the insulating layer, so that the components can be integrated. And while removing the organic solvent contained in a mixture by heating, metal particles can be baked into a metal baked body and an electronic component and a wiring layer can be electrically joined. For this reason, it can suppress that a specific resistance becomes high compared with the conventional structure with which thermosetting resin remains inside the junction part which joins an electronic component and a wiring layer.
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電子部品モジュールの製造方法において、前記絶縁工程では、前記配線層の前記電子部品が配設される側に硬化前の熱硬化性樹脂を配設し、加熱により前記熱硬化性樹脂を熱硬化させて前記絶縁層を形成するようになっており、前記接合工程における加熱と、前記絶縁工程における加熱とは、同時に行われることを要旨とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing an electronic component module according to the fifth aspect, in the insulating step, a thermosetting resin before curing is provided on a side of the wiring layer on which the electronic component is disposed. It is arranged that the insulating layer is formed by thermosetting the thermosetting resin by heating, and the heating in the joining step and the heating in the insulating step are performed simultaneously. To do.
これによれば、金属粒子同士を焼成して金属焼成体とするのと同時に、熱硬化性樹脂による絶縁層を形成できる。したがって、より簡便に電子部品モジュールを製造できる。 According to this, the insulating layer by a thermosetting resin can be formed simultaneously with baking metal particles to make a metal fired body. Therefore, an electronic component module can be manufactured more easily.
本発明によれば、部品の集積化を図りつつ、配線層と内蔵する電子部品との接合部における比抵抗が高くなることを抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that the specific resistance in the junction part of a wiring layer and the electronic component to incorporate becomes high, aiming at integration of components.
以下、本発明を具体化した実施形態について、図１〜図３にしたがって説明する。
図１（ａ）に示すように、本実施形態の電子部品モジュール及び電子機器としての部品内蔵基板１０は、絶縁性を有する絶縁材料からなる絶縁層１１を備えている。本実施形態において、絶縁層１１は、熱硬化性樹脂の一種であるエポキシ樹脂を熱硬化させて形成されているとともに、その全体が無垢の平板状をなしている。なお、熱硬化後のエポキシ樹脂の熱分解温度は、３００℃以上とされている。
Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1A, an electronic component module and a component-embedded substrate 10 as an electronic device according to this embodiment include an insulating layer 11 made of an insulating material having an insulating property. In the present embodiment, the insulating layer 11 is formed by thermally curing an epoxy resin which is a kind of thermosetting resin, and the whole thereof has a solid flat plate shape. In addition, the thermal decomposition temperature of the epoxy resin after thermosetting is set to 300 ° C. or higher.
絶縁層１１の両面には、厚さが０．１〜０．５ｍｍの厚銅箔を打ち抜き加工して形成した配線層（金属板）としての厚銅パターン１２，１３がそれぞれ形成（接合）されている。したがって、部品内蔵基板１０は、厚銅パターン１２，１３が絶縁層１１の両面に形成（配置）された両面基板とされている。換言すれば、部品内蔵基板１０は、複数の配線層（厚銅パターン１２，１３）が絶縁層１１を介して積層されていると把握することもできる。 Thick copper patterns 12 and 13 as wiring layers (metal plates) formed by stamping a thick copper foil having a thickness of 0.1 to 0.5 mm are formed (bonded) on both surfaces of the insulating layer 11, respectively. ing. Therefore, the component-embedded substrate 10 is a double-sided board in which the thick copper patterns 12 and 13 are formed (arranged) on both sides of the insulating layer 11. In other words, the component-embedded substrate 10 can also be understood that a plurality of wiring layers (thick copper patterns 12 and 13) are stacked via the insulating layer 11.
本実施形態において「積層」とは、部品内蔵基板１０の厚さ方向（矢印ｘに示す）に層状をなす厚銅パターン１２，１３や、絶縁層１１を積み重ねるように配置することを意味し、部品内蔵基板１０の平面視において必ずしも全体が重複する場合のみならず、平面視で一部又は全部が重複していない状態をも含むものとする。また、以下の説明では、便宜上、各厚銅パターン１２，１３において、絶縁層１１側の面を「裏面」と示し、その反対側の面を「表面」と示す。 In the present embodiment, “lamination” means that the thick copper patterns 12 and 13 forming a layer shape in the thickness direction (indicated by the arrow x) of the component-embedded substrate 10 and the insulating layer 11 are arranged to be stacked, This includes not only a case where the whole of the component-embedded substrate 10 overlaps in plan view, but also a state where a part or all of them do not overlap in plan view. In the following description, for the sake of convenience, in each of the thick copper patterns 12 and 13, the surface on the insulating layer 11 side is referred to as “rear surface” and the opposite surface is referred to as “front surface”.
厚銅パターン１２の裏面には、第１の電子部品としての電子部品１５の端子部１５ａが接合材１６によって電気的に接合されている。すなわち、電子部品１５は、厚銅パターン１２の裏面と接合材１６によって電気的に接合されている。電子部品１５には、例えば、半導体素子、コンデンサ、コイル、及び抵抗などが採用される。厚銅パターン１２の裏面に接合された電子部品１５は、絶縁層１１の内部に配置されており、接合材１６を含めその全体が絶縁層１１の内部に埋設されている。換言すれば、絶縁層１１は、厚銅パターン１２において電子部品１５が接合された側に形成されているといえる。 A terminal portion 15 a of an electronic component 15 as a first electronic component is electrically bonded to the back surface of the thick copper pattern 12 by a bonding material 16. That is, the electronic component 15 is electrically bonded to the back surface of the thick copper pattern 12 by the bonding material 16. As the electronic component 15, for example, a semiconductor element, a capacitor, a coil, a resistor, and the like are employed. The electronic component 15 bonded to the back surface of the thick copper pattern 12 is disposed inside the insulating layer 11, and the entirety including the bonding material 16 is embedded in the insulating layer 11. In other words, it can be said that the insulating layer 11 is formed on the thick copper pattern 12 on the side where the electronic component 15 is bonded.
また、本実施形態の接合材１６は、金属粒子同士が焼成された金属焼成体とされている。より具体的に言えば、本実施形態の接合材１６は、金属粒子同士を焼結により金属接合（金属結合）させた金属焼結体からなる。図１（ｂ）の走査型電子顕微鏡写真（加速電圧＝１０．０ｋＶ／倍率＝５万倍）に示すように、接合材１６は、粒子径（図１（ｂ）における横方向の長さ）が１０〜１０００ｎｍである微細な銀の微粒子からなる金属粒子としての銀ナノフィラーＮｆを焼結させた焼結体とされている。このため、接合材１６の表面には、空孔ｋが形成されている。なお、本実施の形態において空孔ｋの径は０．５μｍ以下且つ０μｍより大きい。 Moreover, the bonding material 16 of the present embodiment is a metal fired body in which metal particles are fired. More specifically, the bonding material 16 of the present embodiment is made of a sintered metal body obtained by metal bonding (metal bonding) of metal particles by sintering. As shown in the scanning electron micrograph of FIG. 1B (acceleration voltage = 10.0 kV / magnification = 50,000 times), the bonding material 16 has a particle diameter (the length in the horizontal direction in FIG. 1B). Is a sintered body obtained by sintering silver nanofiller Nf as metal particles composed of fine silver particles having a diameter of 10 to 1000 nm. For this reason, holes k are formed on the surface of the bonding material 16. In the present embodiment, the diameter of the hole k is 0.5 μm or less and larger than 0 μm.
また、接合材１６は、その比抵抗が１０〜３０μΩ・ｃｍであり、密度が５．３〜１０．５ｇ／ｃｍ３とされている。また、接合材１６は、その断面を走査型電子顕微鏡写真で観察した場合、断面積の全体に占める銀ナノフィラーＮｆの断面積の割合が５０％以上であり、好ましくは８０％以上とされている。 The bonding material 16 has a specific resistance of 10 to 30 μΩ · cm and a density of 5.3 to 10.5 g / cm 3 . Further, when the cross section of the bonding material 16 is observed with a scanning electron micrograph, the ratio of the cross-sectional area of the silver nanofiller Nf to the entire cross-sectional area is 50% or more, preferably 80% or more. Yes.
次に、部品内蔵基板１０の製造方法について図２及び図３にしたがって説明する。
最初に、図２に示すように、有機溶媒（本実施形態では、テルピネオール及びエタノール）と銀ナノフィラーＮｆを混合した混合体としての銀ペースト１８（図３に示す）を得るペースト調製工程を行う（ステップＳ１）。ペースト調製工程では、増粘剤（バインダ）となるテルピネオールと、銀ナノフィラーＮｆを混合するとともに、さらに希釈剤（粘度調整剤）となるエタノールを加えつつ均一となるまで混合し、最終的に粘度を５０〜１００Ｐａ・ｓに、より好ましくは８０〜１００Ｐａ・ｓに調整する。
Next, a method for manufacturing the component-embedded substrate 10 will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 2, a paste preparation step is performed to obtain a silver paste 18 (shown in FIG. 3) as a mixture obtained by mixing an organic solvent (in this embodiment, terpineol and ethanol) and silver nanofiller Nf. (Step S1). In the paste preparation process, terpineol as a thickener (binder) and silver nanofiller Nf are mixed, and further mixed with ethanol as a diluent (viscosity modifier) until uniform, and finally the viscosity Is adjusted to 50 to 100 Pa · s, more preferably 80 to 100 Pa · s.
本実施形態において、銀ペースト１８は、８０〜９８重量％、より好ましくは９０〜９５重量％の銀ナノフィラーＮｆを含む。テルピネオールの沸点は、２１７〜２２０℃であるとともに、エタノールの沸点は、７８．３℃であり、何れも室温（１〜３０℃）よりも高い。 In this embodiment, the silver paste 18 contains 80 to 98% by weight, more preferably 90 to 95% by weight of silver nanofiller Nf. While the boiling point of terpineol is 217-220 ° C, the boiling point of ethanol is 78.3 ° C, both higher than room temperature (1-30 ° C).
また、本実施形態の銀ナノフィラーＮｆは、表面に酸化膜が形成されていないとともに、その表面の全体に有機分子（有機化合物）としてのカルボン酸（Ｒ−ＣＯＯＨ、但しＲ＝ＣｎＨ２ｎ＋１，１≦ｎ≦１２）からなる有機皮膜が形成され、被覆されている。このため、銀ナノフィラーＮｆの表面は、有機皮膜により酸化が抑制されている。 In addition, the silver nanofiller Nf of this embodiment has no oxide film formed on the surface, and carboxylic acid (R—COOH, where R = C n H 2n + 1 as an organic molecule (organic compound) is formed on the entire surface. , 1 ≦ n ≦ 12) is formed and covered. For this reason, oxidation of the surface of the silver nanofiller Nf is suppressed by the organic film.
次に、銀ペースト１８を介在させて電子部品１５を厚銅パターン１２の裏面に配設する配設工程を行う（ステップＳ２）。配設工程では、図３（ａ）に示すように、厚銅パターン１２の裏面において、電子部品１５を接合させる部分に銀ペースト１８を塗布するとともに、塗布した銀ペースト１８に対して端子部１５ａを整合させて電子部品１５を仮固定（配設）する。前述のように、銀ペースト１８は、その粘度を５０〜１００Ｐａ・ｓに調製されているため、厚銅パターン１２の裏面に仮固定された電子部品１５は、容易に移動しない。 Next, a disposing step of disposing the electronic component 15 on the back surface of the thick copper pattern 12 with the silver paste 18 interposed (step S2). In the disposing step, as shown in FIG. 3A, the silver paste 18 is applied to the portion where the electronic component 15 is bonded on the back surface of the thick copper pattern 12, and the terminal portion 15 a is applied to the applied silver paste 18. The electronic parts 15 are temporarily fixed (arranged) by aligning them. As described above, since the viscosity of the silver paste 18 is adjusted to 50 to 100 Pa · s, the electronic component 15 temporarily fixed to the back surface of the thick copper pattern 12 does not move easily.
次に、図２に示すように、厚銅パターン１２のうち電子部品１５の配設面（裏面）側に硬化前のエポキシ樹脂１１ａを積層（配設）するとともに、厚銅パターン１３を積層する積層工程を行う（ステップＳ３）。積層工程では、図３（ｂ）に示すように、厚銅パターン１２の裏面（電子部品１５の配設面）のうち、電子部品１５の配設領域を除いた領域に対して、硬化前（熱硬化前）のエポキシ樹脂１１ａを塗布により積層する。 Next, as shown in FIG. 2, the epoxy resin 11a before curing is laminated (arranged) on the arrangement surface (back surface) side of the electronic component 15 in the thick copper pattern 12, and the thick copper pattern 13 is laminated. A lamination process is performed (step S3). In the laminating step, as shown in FIG. 3 (b), on the back surface of the thick copper pattern 12 (the surface on which the electronic component 15 is disposed), the region excluding the region on which the electronic component 15 is disposed before curing ( The epoxy resin 11a before thermosetting is laminated by coating.
続けて、厚銅パターン１２とエポキシ樹脂１１ａの積層体に対し、さらにエポキシ樹脂１１ａ側に厚銅パターン１３を積層する。この際、厚銅パターン１２の裏面に仮固定された電子部品１５は、硬化前のエポキシ樹脂１１ａと厚銅パターン１３とに囲まれる空間Ｓ内に配置される。このため、銀ペースト１８を焼結して接合材１６とする以前に、エポキシ樹脂１１ａ及び厚銅パターン１３が電子部品１５に接触することで、電子部品１５が当初の仮固定（配設）位置から移動してしまうことが抑制される。 Subsequently, the thick copper pattern 13 is further laminated on the epoxy resin 11a side with respect to the laminated body of the thick copper pattern 12 and the epoxy resin 11a. Under the present circumstances, the electronic component 15 temporarily fixed to the back surface of the thick copper pattern 12 is arrange | positioned in the space S surrounded by the epoxy resin 11a and the thick copper pattern 13 before hardening. Therefore, before the silver paste 18 is sintered into the bonding material 16, the epoxy resin 11 a and the thick copper pattern 13 are brought into contact with the electronic component 15, so that the electronic component 15 is initially temporarily fixed (arranged). It is suppressed that it moves from.
次に、図２に示すように、加熱（加熱処理）により銀ペースト１８に含まれる有機溶媒（テルピネオール及びエタノール）を除去するとともに銀ナノフィラーＮｆ同士を焼結（焼成）して金属焼結体（金属焼成体）とし、電子部品１５と厚銅パターン１２を電気的に接合させる接合工程を行う（ステップＳ４）。本実施形態の接合工程では、加熱（加熱処理）により硬化前のエポキシ樹脂１１ａを熱硬化させて絶縁層１１を形成する工程を兼ねている。 Next, as shown in FIG. 2, the organic solvent (terpineol and ethanol) contained in the silver paste 18 is removed by heating (heat treatment), and the silver nanofillers Nf are sintered (fired) to form a sintered metal body. A joining process for electrically joining the electronic component 15 and the thick copper pattern 12 is performed (metal fired body) (step S4). In the bonding step of the present embodiment, the insulating layer 11 is formed by thermally curing the epoxy resin 11a before being cured by heating (heating treatment).
図３（ｂ）に示すように、大気雰囲気（常圧）下で、厚銅パターン１２，１３及び硬化前のエポキシ樹脂１１ａの積層体に対し、厚銅パターン１２，１３の少なくとも一方側から冶具を用いて３〜８ＭＰａで加圧しつつ、毎分３〜５℃で昇温、２５０℃で１０分間、加熱する。ここで、２５０℃は、銀の融点である９６０℃より低く、且つ銀ペースト１８に含まれる有機溶媒（テルピネオール、及びエタノール）の沸点より高い温度である。 As shown in FIG.3 (b), it is a jig | tool from at least one side of the thick copper patterns 12 and 13 with respect to the laminated body of the thick copper patterns 12 and 13 and the epoxy resin 11a before hardening in an atmospheric condition (normal pressure). While pressurizing at 3 to 8 MPa using, heat up at 3 to 5 ° C. per minute and heat at 250 ° C. for 10 minutes. Here, 250 ° C. is a temperature lower than 960 ° C. that is the melting point of silver and higher than the boiling point of the organic solvent (terpineol and ethanol) contained in the silver paste 18.
接合工程では、２５０℃の加熱により、銀ペースト１８に含まれるテルピネオール、及びエタノールが蒸発（気化）されるとともに、銀ナノフィラーＮｆの表面から有機皮膜を構成するカルボン酸が離脱して蒸発（気化）する。そして、酸化皮膜が除去された銀ナノフィラーＮｆは、相互に金属接合され、図１（ｂ）に示すような金属焼結体が形成され、接合材１６となる。 In the joining step, terpineol and ethanol contained in the silver paste 18 are evaporated (vaporized) by heating at 250 ° C., and the carboxylic acid constituting the organic film is detached from the surface of the silver nanofiller Nf and evaporated (vaporized). ) Then, the silver nanofillers Nf from which the oxide film has been removed are metal-bonded to each other, and a metal sintered body as shown in FIG.
また、接合工程では、図３（ｂ）の矢印Ｙに示すように、硬化前のエポキシ樹脂１１ａが加熱による温度上昇に伴って熱硬化しつつ、冶具による加圧によって空間Ｓを埋めるように移動する。そして、図３（ｃ）に示すように、硬化前のエポキシ樹脂１１ａによって空間Ｓが隙間無く埋められることにより、電子部品１５及び接合材１６（銀ペースト１８）とエポキシ樹脂１１ａとが密着される。 Further, in the joining process, as indicated by an arrow Y in FIG. 3B, the epoxy resin 11a before curing moves so as to fill the space S by pressurization with a jig while thermosetting as the temperature rises due to heating. To do. And as shown in FIG.3 (c), the electronic component 15 and the joining material 16 (silver paste 18), and the epoxy resin 11a are closely_contact | adhered by the space S being completely filled with the epoxy resin 11a before hardening. .
なお、接合工程において、気化に伴って銀ペースト１８から放出される有機溶媒や有機皮膜は、エポキシ樹脂１１ａの移動とともに厚銅パターン１２の切れ目などから外部に放出される。また、接合工程では、加熱されたエポキシ樹脂１１ａによって焼結中の銀ペースト１８が加圧されることで、気化した有機溶媒や有機皮膜が銀ペースト１８から押し出され、より空孔ｋの少ない緻密な金属焼結体が形成される。一般に金属焼結体では、空孔ｋを完全になくすことが困難であるものの、本実施形態では、エポキシ樹脂１１ａによる加圧により空孔ｋの形成を極力、抑制している。 In the bonding process, the organic solvent and the organic film released from the silver paste 18 along with the vaporization are released to the outside through the cut of the thick copper pattern 12 along with the movement of the epoxy resin 11a. Further, in the joining process, the silver paste 18 being sintered is pressurized by the heated epoxy resin 11a, whereby the vaporized organic solvent or organic film is pushed out of the silver paste 18 and is dense with fewer voids k. A simple metal sintered body is formed. In general, it is difficult to completely eliminate the holes k in the metal sintered body, but in the present embodiment, formation of the holes k is suppressed as much as possible by pressurization with the epoxy resin 11a.
その後、エポキシ樹脂１１ａの熱硬化が完了し、電子部品１５が埋設された状態（内部に配設された状態）で絶縁層１１が形成されるとともに、厚銅パターン１２，１３が絶縁層１１に接合される。すなわち、電子部品１５の周囲に絶縁層１１が形成される。このように、本実施形態では、積層工程、及び接合工程により絶縁工程が構成されているとともに、絶縁層１１を形成するための加熱は、接合工程において銀ナノフィラーＮｆを焼結するための加熱と同時に行われる。 Thereafter, the thermosetting of the epoxy resin 11a is completed, and the insulating layer 11 is formed in a state where the electronic component 15 is embedded (a state in which the electronic component 15 is disposed), and the thick copper patterns 12, 13 are formed on the insulating layer 11. Be joined. That is, the insulating layer 11 is formed around the electronic component 15. Thus, in this embodiment, while the insulating process is comprised by the lamination | stacking process and the joining process, the heating for forming the insulating layer 11 is the heating for sintering the silver nanofiller Nf in a joining process. At the same time.
次に、上記のように構成した部品内蔵基板１０に対し、電子部品１５とは別の電子部品２０を、半田２０ａを用いて表面実装する際の作用を中心に図１（ａ）を参照して説明する。 Next, with reference to FIG. 1 (a), the electronic component 20 different from the electronic component 15 is mounted on the component-embedded substrate 10 having the above-described configuration by using the solder 20a. I will explain.
本実施形態において、電子部品１５と厚銅パターン１２を接合する接合材１６（金属焼結体）は、銀そのものの融点である９６０℃より低温において溶融することがなく、安定である。このため、図１（ａ）に示すように、本実施形態の部品内蔵基板１０に対して、部品内蔵基板１０の全体を加熱するリフロー方式により、電子部品２０を表面実装する場合には、金属焼結体（銀）の融点、及びエポキシ樹脂の熱分解温度より低い温度の融点をもつ各種の半田を半田２０ａとして自由に選択し、利用することができる。 In this embodiment, the bonding material 16 (metal sintered body) for bonding the electronic component 15 and the thick copper pattern 12 does not melt at a temperature lower than 960 ° C., which is the melting point of silver itself, and is stable. For this reason, as shown in FIG. 1A, when the electronic component 20 is surface-mounted by the reflow method for heating the entire component-embedded substrate 10 to the component-embedded substrate 10 of this embodiment, Various solders having a melting point of the sintered body (silver) and a melting point lower than the thermal decomposition temperature of the epoxy resin can be freely selected and used as the solder 20a.
一般に、例えば、スズ（錫）−鉛からなる半田の融点は、１８３℃であり、スズ−銀−銅からなる半田の融点は、２１８℃であり、スズ−ビスマス−銀からなる半田の融点は、１３８℃であり、スズ−亜鉛−アルミニウムからなる半田の融点は、１９９℃である。すなわち、本実施形態の接合材１６を構成する金属焼結体の融点は、スズを含む半田の融点より高い。したがって、本実施形態の部品内蔵基板１０では、これらスズを含む半田の何れを半田２０ａとして用いても、電子部品２０を部品内蔵基板１０に対して表面実装することが可能である。本実施形態では、電子部品２０が第２の電子部品となる。 In general, for example, the melting point of solder composed of tin (tin) -lead is 183 ° C., the melting point of solder composed of tin-silver-copper is 218 ° C., and the melting point of solder composed of tin-bismuth-silver is The melting point of the solder composed of tin-zinc-aluminum is 199 ° C. That is, the melting point of the sintered metal constituting the bonding material 16 of the present embodiment is higher than the melting point of the solder containing tin. Therefore, in the component built-in substrate 10 of the present embodiment, the electronic component 20 can be surface-mounted on the component built-in substrate 10 regardless of which of these solders containing tin is used as the solder 20a. In the present embodiment, the electronic component 20 is the second electronic component.
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）絶縁層１１の内部に電子部品１５が配設されることにより、部品の集積化を図ることができる。そして、銀ナノフィラーＮｆ同士が焼結（金属接合）された金属焼結体からなる接合材１６により、厚銅パターン１２と内蔵される電子部品１５とが電気的に接合される。したがって、電子部品１５と厚銅パターン１２を接合する接合部の内部に熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂など）が残存する従来の構成と比較して、比抵抗（電気抵抗率）が高くなることを抑制できる。
Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) By disposing the electronic component 15 inside the insulating layer 11, the components can be integrated. And the thick copper pattern 12 and the electronic component 15 incorporated are electrically joined by the joining material 16 which consists of a metal sintered compact by which silver nano filler Nf was sintered (metal joining). Therefore, the specific resistance (electrical resistivity) is increased as compared with the conventional configuration in which the thermosetting resin (epoxy resin or the like) remains in the joint portion where the electronic component 15 and the thick copper pattern 12 are joined. Can be suppressed.
（２）絶縁層１１は、熱硬化させたエポキシ樹脂１１ａからなるため、部品内蔵基板１０の全体の強度を高めることができる。さらに、電子部品１５、及び接合材１６は、硬化したエポキシ樹脂１１ａ（絶縁層１１）に埋設される。したがって、機械的な衝撃によって電子部品１５や、接合材１６が破損することを抑制できる。 (2) Since the insulating layer 11 is made of the thermally cured epoxy resin 11a, the overall strength of the component-embedded substrate 10 can be increased. Furthermore, the electronic component 15 and the bonding material 16 are embedded in the cured epoxy resin 11a (insulating layer 11). Therefore, it is possible to suppress the electronic component 15 and the bonding material 16 from being damaged by a mechanical impact.
（３）一般に、電子部品１５の接合に何れかの半田を用いた場合には、その後に電子部品２０を実装（接合）する際、既に使用済みの半田２０ａよりも融点が低い半田を使用する必要がある。このため、半田２０ａの選択に制約が生じ、表面実装がし難くなる虞がある。これに対して、本実施形態の部品内蔵基板１０では、接合材１６（金属焼結体）の融点がスズを含む半田の融点より高いため、部品内蔵基板１０に電子部品１５とは別の電子部品２０を実装する際に、スズを含む半田の種類を自由に選択できる。したがって、表面実装における工程に自由度を与え、表面実装をし易くできる。 (3) Generally, when any of the solders is used for joining the electronic component 15, when the electronic component 20 is subsequently mounted (joined), a solder having a melting point lower than that of the already used solder 20a is used. There is a need. For this reason, there are restrictions on the selection of the solder 20a, which may make it difficult to perform surface mounting. On the other hand, in the component built-in substrate 10 of the present embodiment, the bonding material 16 (metal sintered body) has a melting point higher than that of the solder containing tin. When mounting the component 20, the type of solder containing tin can be freely selected. Therefore, it is possible to give a degree of freedom to the surface mounting process and to facilitate surface mounting.
（４）部品内蔵基板１０は、絶縁層１１の両面に厚銅パターン１２，１３を配置した構成とした。したがって、さらに部品の集積化を図ることができる。
（５）本実施形態では、ステップＳ２〜Ｓ４の工程を含む製造方法により部品内蔵基板１０が製造される。したがって、電子部品１５の周囲に絶縁層１１が形成されることに伴って絶縁層１１の内部に電子部品１５が配設されることにより、部品の集積化を図ることができる。そして、加熱により銀ペースト１８に含まれる有機溶媒を除去するとともに、銀ナノフィラーＮｆ同士を焼結して金属焼結体とし、厚銅パターン１２と電子部品１５とを電気的に接合できる。したがって、電子部品１５と厚銅パターン１２を接合する接合部の内部に熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂など）が残存する従来の構成と比較して、比抵抗（電気抵抗率）が高くなることを抑制できる。
(4) The component built-in substrate 10 has a configuration in which the thick copper patterns 12 and 13 are arranged on both surfaces of the insulating layer 11. Therefore, the parts can be further integrated.
(5) In the present embodiment, the component built-in substrate 10 is manufactured by a manufacturing method including steps S2 to S4. Therefore, as the insulating layer 11 is formed around the electronic component 15, the electronic component 15 is disposed inside the insulating layer 11, so that the components can be integrated. Then, the organic solvent contained in the silver paste 18 is removed by heating, and the silver nanofillers Nf are sintered together to form a metal sintered body, whereby the thick copper pattern 12 and the electronic component 15 can be electrically joined. Therefore, the specific resistance (electrical resistivity) is increased as compared with the conventional configuration in which the thermosetting resin (epoxy resin or the like) remains in the joint portion where the electronic component 15 and the thick copper pattern 12 are joined. Can be suppressed.
（６）絶縁層１１を形成するための加熱は、接合工程において銀ナノフィラーＮｆを焼結するための加熱と同時に行われる。したがって、銀ナノフィラーＮｆ同士を焼結して金属焼結体とするのと同時に、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂１１ａ）による絶縁層１１を形成できる。したがって、より簡便に部品内蔵基板１０を製造できる。 (6) The heating for forming the insulating layer 11 is performed simultaneously with the heating for sintering the silver nanofiller Nf in the bonding step. Therefore, the insulating layer 11 made of the thermosetting resin (epoxy resin 11a) can be formed simultaneously with the sintering of the silver nanofillers Nf to form a metal sintered body. Therefore, the component built-in substrate 10 can be manufactured more easily.
（７）接合工程（ステップＳ４）では、加熱されたエポキシ樹脂１１ａによって焼結中の銀ペースト１８を加圧することで、銀ペースト１８内で気化した有機溶媒や有機皮膜を押し出すことができる。このため、空孔ｋが少ないより緻密な金属焼結体を形成できるとともに、接合材１６の内部に有機溶媒や有機皮膜の残渣が残留することを効果的に抑制できる。したがって、比抵抗（電気抵抗率）が高くなることを抑制できる。 (7) In the joining step (step S4), the organic solvent or organic film vaporized in the silver paste 18 can be pushed out by pressurizing the silver paste 18 being sintered with the heated epoxy resin 11a. For this reason, it is possible to form a denser metal sintered body with fewer holes k and to effectively suppress the residue of the organic solvent or organic film from remaining inside the bonding material 16. Therefore, it can suppress that specific resistance (electrical resistivity) becomes high.
（８）有機溶媒（テルピネオール、及びエタノール）の沸点は、接合工程における加熱温度より低温である。このため、銀ナノフィラーＮｆを焼結する際に有機溶媒を気化（蒸発）させ、接合材１６内に有機溶媒が残留することを抑制できる。したがって、比抵抗が高くなることを抑制できる。 (8) The boiling point of the organic solvent (terpineol and ethanol) is lower than the heating temperature in the joining step. For this reason, when the silver nanofiller Nf is sintered, the organic solvent is vaporized (evaporated), and the organic solvent can be prevented from remaining in the bonding material 16. Therefore, it can suppress that specific resistance becomes high.
（９）銀ペースト１８の粘度を５０〜１００Ｐａ・ｓに設定した。このため、銀ペースト１８の取り扱いが容易になるとともに、厚銅パターン１２の裏面に電子部品１５を仮固定し易くできる。 (9) The viscosity of the silver paste 18 was set to 50 to 100 Pa · s. For this reason, handling of the silver paste 18 is facilitated, and the electronic component 15 can be easily temporarily fixed to the back surface of the thick copper pattern 12.
（１０）銀ペースト１８は、８０重量％以上且つ９８重量％以下の銀ナノフィラーＮｆを含む。このため、接合工程（有機溶媒の除去及び銀ナノフィラーＮｆの焼結）の際に、接合材１６（銀ペースト１８）の体積が減少することを抑制できる。したがって、容易に製造できる。 (10) The silver paste 18 contains 80% by weight or more and 98% by weight or less of silver nanofiller Nf. For this reason, it can suppress that the volume of the joining material 16 (silver paste 18) reduces in the case of a joining process (removal of an organic solvent, and sintering of the silver nanofiller Nf). Therefore, it can be manufactured easily.
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 絶縁層１１の内部において、厚銅パターン１２，１３とは別の厚銅パターン（配線層）をさらに配設（埋設）するとともに、この厚銅パターンに電子部品１５を電気的に接合させた構成としてもよい。例えば、図４に示すように、絶縁層１１の内部に厚銅パターン２１を配置するとともに、接合材１６により厚銅パターン２１に電子部品１５を電気的に接合させる。これによれば、さらに部品の集積化を図ることができる。この場合、積層工程（ステップＳ３）において、厚銅パターン１２とエポキシ樹脂１１ａの積層体に対し、厚銅パターン１３に代えて部品内蔵基板１０を積層すればよい。また、ステップＳ３，Ｓ４の工程を繰り返すことで、絶縁層１１の内部において、厚銅パターン（配線層）を２層以上、配置（埋設）した構成としてもよい。さらに、絶縁層１１の内部に単層、又は複数層の厚銅パターン（配線層）を配置した構成とする場合には、厚銅パターン１２，１３を含め、部品内蔵基板１０に含まれる全ての厚銅パターンのうち少なくとも１つの厚銅パターンに対して、電子部品１５が絶縁層１１の内部に配置されるように接合されておればよい。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In the insulating layer 11, a thick copper pattern (wiring layer) different from the thick copper patterns 12, 13 is further disposed (embedded), and the electronic component 15 is electrically joined to the thick copper pattern. It is good also as a structure. For example, as shown in FIG. 4, the thick copper pattern 21 is disposed inside the insulating layer 11, and the electronic component 15 is electrically bonded to the thick copper pattern 21 by the bonding material 16. According to this, it is possible to further integrate components. In this case, in the laminating step (step S3), the component-embedded substrate 10 may be laminated on the laminated body of the thick copper pattern 12 and the epoxy resin 11a instead of the thick copper pattern 13. Further, two or more thick copper patterns (wiring layers) may be arranged (embedded) inside the insulating layer 11 by repeating the steps S3 and S4. Further, in the case where a single layer or a plurality of thick copper patterns (wiring layers) are arranged inside the insulating layer 11, all the components included in the component-embedded substrate 10 including the thick copper patterns 12 and 13 are included. The electronic component 15 may be bonded to at least one thick copper pattern among the thick copper patterns so as to be disposed inside the insulating layer 11.
○ 部品内蔵基板１０は、図１（ａ）に示すように、厚銅パターン１２に対して前述したスズを含む半田２０ａを用いて、電子部品１５とは別の電子部品２０を実装（表面実装）した構成としてもよい。同様に、電子部品２０は、スズを含む半田を用いて、厚銅パターン１３に対して実装してもよく、また両厚銅パターン１２，１３に実装してもよい。 ○ As shown in FIG. 1A, the component-embedded substrate 10 is mounted (surface mounted) on the thick copper pattern 12 by using the above-described solder 20 a containing tin, which is different from the electronic component 15. ). Similarly, the electronic component 20 may be mounted on the thick copper pattern 13 using solder containing tin, or may be mounted on both the thick copper patterns 12 and 13.
○ 部品内蔵基板１０において、電子部品１５の一方の端子部１５ａを厚銅パターン１２の裏面に接合し、他方の端子部１５ａを厚銅パターン１３の裏面に接合した構成としてもよい。すなわち、絶縁層１１の内部に配置される電子部品１５は、複数の配線層に対して接合された構成としてもよい。 In the component built-in substrate 10, one terminal portion 15 a of the electronic component 15 may be bonded to the back surface of the thick copper pattern 12, and the other terminal portion 15 a may be bonded to the back surface of the thick copper pattern 13. That is, the electronic component 15 disposed inside the insulating layer 11 may be configured to be bonded to a plurality of wiring layers.
○ エポキシ樹脂１１ａとは別の樹脂材料を用いて絶縁層１１を形成してもよい。
○ 部品内蔵基板１０において、電子部品１５は、全体のうち少なくとも一部が絶縁層１１の内部に配置（埋設）されておればよい。このように構成しても、部品の集積化を図ることができる。
The insulating layer 11 may be formed using a resin material different from the epoxy resin 11a.
In the component built-in substrate 10, at least a part of the electronic component 15 may be disposed (embedded) inside the insulating layer 11. Even if comprised in this way, integration of components can be achieved.
○ 部品内蔵基板１０において、厚銅パターン１３を省略した片面基板としてもよい。この場合、積層工程（ステップＳ３）から厚銅パターン１３を積層する作業を省略すればよい。 The component-embedded substrate 10 may be a single-sided substrate in which the thick copper pattern 13 is omitted. In this case, the operation of laminating the thick copper pattern 13 from the laminating step (step S3) may be omitted.
○ 部品内蔵基板１０において、厚銅パターン１３の裏面にも電子部品１５を接合するとともに、この電子部品１５を絶縁層１１の内部に配置した構成としてもよい。この場合、積層工程（ステップＳ３）において、裏面に銀ペースト１８で電子部品１５を仮固定した厚銅パターン１３を積層すればよい。 In the component built-in substrate 10, the electronic component 15 may be bonded to the back surface of the thick copper pattern 13, and the electronic component 15 may be disposed inside the insulating layer 11. In this case, the thick copper pattern 13 in which the electronic component 15 is temporarily fixed with the silver paste 18 may be stacked on the back surface in the stacking step (step S3).
○ 電子部品１５は、絶縁層１１との間に隙間がある状態で埋設されていてもよい。この場合、接合工程（ステップＳ４）において、エポキシ樹脂１１ａの硬化時に空間Ｓが残存するようにすればよい。ただし、接合材１６をより緻密な金属焼結体とする観点から、上記実施形態のように構成することが好ましい。 The electronic component 15 may be embedded with a gap between the electronic component 15 and the insulating layer 11. In this case, in the joining step (step S4), the space S may be left when the epoxy resin 11a is cured. However, from the viewpoint of making the bonding material 16 a denser metal sintered body, it is preferable to configure as in the above embodiment.
○ 絶縁層１１には、充填材としてガラス繊維を含んでもよく、さらにガラス繊維シートをエポキシ樹脂で固めた絶縁層１１としてもよい。この場合、積層工程（ステップＳ３）において、ガラス繊維を練りこんだエポキシ樹脂１１ａを積層したり、ガラス繊維シートの両面をエポキシ樹脂１１ａで覆ったシートを積層してもよい。 The insulating layer 11 may contain glass fiber as a filler, and may further be the insulating layer 11 in which a glass fiber sheet is hardened with an epoxy resin. In this case, in the laminating step (step S3), the epoxy resin 11a kneaded with glass fibers may be laminated, or a sheet in which both surfaces of the glass fiber sheet are covered with the epoxy resin 11a may be laminated.
○ 配設工程（ステップＳ２）において、電子部品１５の端子部１５ａに銀ペースト１８を塗布し、その銀ペースト１８を塗布した電子部品１５を厚銅パターン１２の裏面に仮固定（配設）してもよい。 In the arranging step (step S2), the silver paste 18 is applied to the terminal portion 15a of the electronic component 15, and the electronic component 15 coated with the silver paste 18 is temporarily fixed (arranged) on the back surface of the thick copper pattern 12. May be.
○ 配設工程（ステップＳ２）において、電子部品１５を厚銅パターン１２に仮固定した状態で、例えば２５０℃で１０分間加熱することにより、銀ナノフィラーＮｆを焼結させてから次の積層工程（ステップＳ３）を行ってもよい。但し、製造工程を簡略化する観点から、上記実施形態のように構成することが好ましい。 In the disposing step (step S2), the electronic component 15 is temporarily fixed to the thick copper pattern 12 and heated at 250 ° C. for 10 minutes, for example, to sinter the silver nanofiller Nf and then the next stacking step (Step S3) may be performed. However, from the viewpoint of simplifying the manufacturing process, it is preferable to configure as in the above embodiment.
○ 積層工程（ステップＳ３）において、軟質シート状に形成した硬化前のエポキシ樹脂（熱硬化性樹脂）１１ａを厚銅パターン１２の裏面に対して積層することにより、エポキシ樹脂を配設してもよい。 ○ In the laminating step (step S3), the epoxy resin (thermosetting resin) 11a formed in a soft sheet shape is laminated on the back surface of the thick copper pattern 12 by laminating the epoxy resin. Good.
○ 積層工程（ステップＳ３）において、硬化前のエポキシ樹脂１１ａを厚銅パターン１３に積層（塗布）した積層体を厚銅パターン１２の裏面に対して積層してもよい。
○ 銀ペースト１８に用いる希釈剤（粘度調整剤）は、エタノールに代えてメタノール、オクタノール、ヘキサン、又はトルエンなどを用いてもよい。すなわち、沸点が室温以上であり、且つ沸点が接合工程における加熱温度より低い有機溶媒であればよい。
In the laminating step (step S3), a laminate obtained by laminating (coating) the uncured epoxy resin 11a on the thick copper pattern 13 may be laminated on the back surface of the thick copper pattern 12.
○ Diluent (viscosity modifier) used for the silver paste 18 may be methanol, octanol, hexane, toluene or the like instead of ethanol. That is, any organic solvent having a boiling point of room temperature or higher and a boiling point lower than the heating temperature in the bonding step may be used.
○ 銀ペースト１８に用いる増粘剤（バインダ）は、テルピネオールに代えてグリコール酸などを用いてもよい。すなわち、沸点が室温以上であり、且つ沸点が接合工程における加熱温度より低い有機溶媒であればよい。 O The thickener (binder) used for the silver paste 18 may use glycolic acid or the like instead of terpineol. That is, any organic solvent having a boiling point of room temperature or higher and a boiling point lower than the heating temperature in the bonding step may be used.
○ 金属粒子（銀ナノフィラーＮｆ）の表面に形成する有機皮膜（カルボン酸）としては、例えばステアリン酸、オレイン酸、リノール酸など、異なる有機分子により構成してもよい。 The organic film (carboxylic acid) formed on the surface of the metal particles (silver nanofiller Nf) may be composed of different organic molecules such as stearic acid, oleic acid, and linoleic acid.
○ 金属粒子として、銀ナノフィラーＮｆに代えて、微細な銅の微粒子からなる銅ナノフィラーを用いてもよい。なお、銅の融点は１０８３℃である。また、スズやニッケルの微粒子からなるナノフィラーを用いてもよい。 As a metal particle, it may replace with silver nanofiller Nf and may use the copper nanofiller which consists of a fine copper fine particle. The melting point of copper is 1083 ° C. Moreover, you may use the nano filler which consists of tin and nickel fine particles.
○ 金属粒子（銀ナノフィラーＮｆ）の粒子径は、適宜変更してもよい。また、異なる粒子径の金属粒子を組み合わせて用いてもよい。
○ 接合工程（ステップＳ４）の温度は、例えば２６０℃など、金属粒子同士が金属接合されて金属焼結体となり、且つエポキシ樹脂１１ａが熱硬化する温度であれば、適宜変更してもよい。
○ The particle diameter of the metal particles (silver nanofiller Nf) may be changed as appropriate. Moreover, you may use combining the metal particle of a different particle diameter.
The temperature of the bonding step (step S4) may be changed as appropriate as long as the temperature is such that the metal particles are metal-bonded to form a metal sintered body and the epoxy resin 11a is thermoset, such as 260 ° C.
○ 接合工程（ステップＳ４）における加熱時間は、例えば３０分など、金属粒子同士が金属接合されて金属焼結体となり、且つエポキシ樹脂１１ａが熱硬化する時間であれば、適宜変更してもよい。 ○ The heating time in the bonding step (step S4) may be appropriately changed as long as it is a time for which metal particles are metal-bonded to form a metal sintered body and the epoxy resin 11a is thermally cured, such as 30 minutes. .
○ 厚銅パターン１２と、銀ナノフィラーＮｆ同士を焼結（金属接合）した金属焼結体により厚銅パターン１２と電気的に接合された電子部品１５と、を備えた電子機器としての基板としてもよい。すなわち、電子部品１５は、その全体が絶縁層１１の内部に配置されていない構成や、厚銅パターン１２の裏面に代えて厚銅パターン１２の表面に接合された構成としてもよい。この場合には、絶縁層１１上に形成された厚銅パターン１２に対して、銀ペースト１８を介在させた状態で電子部品１５を配置するとともに、加熱によって有機溶媒を除去しつつ銀ナノフィラーＮｆ同士を焼結（金属接合）して金属焼結体とし、電子部品１５と厚銅パターン１２とを電気的に接合させればよい。このように構成した場合には、接合材１６の内部に熱硬化性樹脂が残存する従来の構成と比較して、厚銅パターン１２と電子部品１５の接合部における比抵抗が高くなることを抑制できる。そして、本別例によれば、電子部品１５とは別の電子部品２０を接合する際に、半田２０ａの選択に自由度を与えることができる。 As a substrate as an electronic device comprising the thick copper pattern 12 and the electronic component 15 electrically joined to the thick copper pattern 12 by a metal sintered body obtained by sintering (metal joining) the silver nanofillers Nf. Also good. That is, the electronic component 15 may have a configuration in which the entire electronic component 15 is not disposed inside the insulating layer 11 or a configuration in which the electronic component 15 is bonded to the surface of the thick copper pattern 12 instead of the back surface of the thick copper pattern 12. In this case, the electronic component 15 is disposed with the silver paste 18 interposed in the thick copper pattern 12 formed on the insulating layer 11, and the silver nanofiller Nf is removed while removing the organic solvent by heating. The electronic components 15 and the thick copper pattern 12 may be electrically bonded by sintering them (metal bonding) to form a metal sintered body. When configured in this manner, the specific resistance at the junction between the thick copper pattern 12 and the electronic component 15 is suppressed from increasing compared to the conventional configuration in which the thermosetting resin remains in the bonding material 16. it can. And according to this example, when joining the electronic component 20 different from the electronic component 15, a freedom degree can be given to selection of the solder 20a.
次に、上記実施形態及び別例（変形例）から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）配線層と、金属粒子同士を焼結した金属焼結体により前記配線層と電気的に接合された電子部品と、を備えた電子機器。
Next, a technical idea that can be grasped from the above-described embodiment and another example (modification) will be additionally described below.
(A) An electronic device including a wiring layer and an electronic component electrically joined to the wiring layer by a metal sintered body obtained by sintering metal particles.
（ロ）単層又は複数層の配線層と、絶縁層の内部に配置されるとともに、金属粒子同士を金属接合させた金属焼結体により前記配線層のうち少なくとも１つの配線層と電気的に接合された電子部品と、を備えた電子部品モジュール。 (B) A single-layered or multiple-layered wiring layer and a metal sintered body in which metal particles are metal-bonded to each other and electrically connected to at least one of the wiring layers while being disposed inside the insulating layer. An electronic component module comprising a bonded electronic component.
１０…部品内蔵基板（電子部品モジュール、電子機器）、１１…絶縁層、１１ａ…エポキシ樹脂（熱硬化性樹脂）、１２…厚銅パターン（配線層）、１５…電子部品（第１の電子部品）、１６…接合材（金属焼成体）、２０…電子部品（第２の電子部品）、２０ａ…半田、Ｓ２…配設工程、Ｓ３…積層工程（絶縁工程）、Ｓ４…接合工程（絶縁工程）。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Component built-in board (electronic component module, electronic device), 11 ... Insulating layer, 11a ... Epoxy resin (thermosetting resin), 12 ... Thick copper pattern (wiring layer), 15 ... Electronic component (1st electronic component) ), 16 ... bonding material (metal fired body), 20 ... electronic component (second electronic component), 20a ... solder, S2 ... placement step, S3 ... lamination step (insulation step), S4 ... bonding step (insulation step) ).
Claims (6)
前記配線層と電気的に接合された電子部品と、
前記配線層の前記電子部品が接合された側に形成される絶縁層と、
を備える電子部品モジュールにおいて、
前記電子部品は前記絶縁層の内部に配置され、
前記電子部品は、金属粒子同士が焼成された金属焼成体により前記配線層と接合されたことを特徴とする電子部品モジュール。 A wiring layer;
An electronic component electrically joined to the wiring layer;
An insulating layer formed on a side of the wiring layer to which the electronic component is bonded;
In an electronic component module comprising:
The electronic component is disposed inside the insulating layer;
The electronic component module is characterized in that the electronic component is joined to the wiring layer by a metal fired body obtained by firing metal particles.
前記電子部品及び前記金属焼成体は、前記熱硬化性樹脂に埋設されたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品モジュール。 The insulating layer is made of a thermosetting resin,
The electronic component module according to claim 1, wherein the electronic component and the metal fired body are embedded in the thermosetting resin.
前記金属焼成体の融点は、前記半田の融点より高いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子部品モジュール。 The electronic component is a first electronic component, and a second electronic component is mounted on the wiring layer by solder containing tin,
The electronic component module according to claim 1, wherein a melting point of the metal fired body is higher than a melting point of the solder.
加熱により前記混合体に含まれる有機溶媒を除去するとともに前記金属粒子同士を焼成して金属焼成体とし、前記電子部品と前記配線層を電気的に接合させる接合工程と、
前記電子部品の周囲に絶縁層を形成する絶縁工程と、を含むことを特徴とする電子部品モジュールの製造方法。 A disposing step of disposing an electronic component on the wiring layer with a mixture of metal particles mixed in an organic solvent;
A step of removing the organic solvent contained in the mixture by heating and firing the metal particles to form a metal fired body, and electrically joining the electronic component and the wiring layer;
And an insulating step of forming an insulating layer around the electronic component.
前記接合工程における加熱と、前記絶縁工程における加熱とは、同時に行われることを特徴とする請求項５に記載の電子部品モジュールの製造方法。 In the insulating step, a thermosetting resin before curing is disposed on the wiring layer on the side where the electronic component is disposed, and the insulating layer is formed by thermosetting the thermosetting resin by heating. And
The method of manufacturing an electronic component module according to claim 5, wherein the heating in the joining step and the heating in the insulating step are performed simultaneously.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011079835A JP2012216612A (en) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | Electronic component module and manufacturing method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011079835A JP2012216612A (en) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | Electronic component module and manufacturing method therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012216612A true JP2012216612A (en) | 2012-11-08 |
Family
ID=47269149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011079835A Pending JP2012216612A (en) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | Electronic component module and manufacturing method therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2012216612A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109560062A (en) * | 2017-09-26 | 2019-04-02 | 京瓷株式会社 | Joint construction and semiconductor packages |
| JP2019062117A (en) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | 京セラ株式会社 | Bonding structure and semiconductor package |
| JP2019080018A (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-23 | 京セラ株式会社 | Junction structure and semiconductor package |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007067058A (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Nec Toppan Circuit Solutions Inc | Method of manufacturing electronic component aggregation and electronic component aggregation |
| WO2009098831A1 (en) * | 2008-02-07 | 2009-08-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method for manufacturing electronic component device |
| JP2010010671A (en) * | 2008-05-29 | 2010-01-14 | Dainippon Printing Co Ltd | Wiring board with built-in component, and method of manufacturing wiring board with built-in component |
| JP2010263013A (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Panasonic Corp | Substrate with built-in components and method of manufacturing the same |
-
2011
- 2011-03-31 JP JP2011079835A patent/JP2012216612A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007067058A (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Nec Toppan Circuit Solutions Inc | Method of manufacturing electronic component aggregation and electronic component aggregation |
| WO2009098831A1 (en) * | 2008-02-07 | 2009-08-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method for manufacturing electronic component device |
| JP2010010671A (en) * | 2008-05-29 | 2010-01-14 | Dainippon Printing Co Ltd | Wiring board with built-in component, and method of manufacturing wiring board with built-in component |
| JP2010263013A (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Panasonic Corp | Substrate with built-in components and method of manufacturing the same |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109560062A (en) * | 2017-09-26 | 2019-04-02 | 京瓷株式会社 | Joint construction and semiconductor packages |
| CN109560062B (en) * | 2017-09-26 | 2023-08-22 | 京瓷株式会社 | Bonding structure and semiconductor package |
| JP2019062117A (en) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | 京セラ株式会社 | Bonding structure and semiconductor package |
| JP2019080018A (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-23 | 京セラ株式会社 | Junction structure and semiconductor package |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4597585B2 (en) | Multilayer electronic component and manufacturing method thereof | |
| JPH1145955A (en) | Device built-in multilayered printed circuit board and its manufacture | |
| JP2014123707A (en) | Substrate-embedded multilayer ceramic electronic component, method of manufacturing the same, and printed board including substrate-embedded multilayer ceramic electronic component | |
| JP2016225611A (en) | Chip inductor | |
| JPWO2008047918A1 (en) | Electronic device package structure and package manufacturing method | |
| JP4706929B2 (en) | Composite wiring board and manufacturing method thereof | |
| JP2013125819A (en) | Laminated inductor element and method for manufacturing the same | |
| JP2017191869A (en) | Mounting structure of multilayer ceramic capacitor | |
| JP5273320B2 (en) | Multilayer flexible board | |
| JP2008004733A (en) | Manufacturing method of ceramic substrate | |
| JP2012216612A (en) | Electronic component module and manufacturing method therefor | |
| JP2006222182A (en) | Rigid flexible board | |
| WO2011135926A1 (en) | Substrate with built-in electronic component, and composite module | |
| JP5830864B2 (en) | Capacitor built-in wiring board and method for manufacturing capacitor built-in wiring board | |
| JP4497247B2 (en) | Manufacturing method of multilayer ceramic electronic component | |
| JP2012064600A (en) | Multilayer substrate and method of manufacturing the same | |
| JP2009147026A (en) | Circuit board and manufacturing method thereof | |
| JPWO2011040502A1 (en) | Circuit board and manufacturing method thereof | |
| WO2013035717A1 (en) | Module, and manufacturing method for module | |
| JP2009246144A (en) | Electronic component-incorporating substrate and method of manufacturing the same, and semiconductor device using the same | |
| KR101987314B1 (en) | Device Mounting of Printed Circuit Board | |
| JP2012209388A (en) | Method for forming coil, and coil | |
| TW201427505A (en) | Printed circuit board having buried component and method for manufacturing same | |
| JP5913535B1 (en) | Component built-in substrate and manufacturing method thereof | |
| JP2005294674A (en) | Manufacturing methods of multilayer substrate, semiconductor package, and module |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130517 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140121 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140212 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140407 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140624 |