JP2021052055A - 部品モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単に小型化すること。【解決手段】第１絶縁層と、前記第１絶縁層の上面に接合され下面に複数の電極を有する第１電子部品と、前記第１絶縁層の下面に設けられ、前記第１絶縁層を貫通する第１貫通孔を介し前記複数の電極に電気的に接続された第１金属層と、を備えるサブモジュールと、上面に前記サブモジュールが接合された第２絶縁層と、前記第１絶縁層を介さず前記第２絶縁層の上面に接合された第２電子部品と、前記サブモジュールおよび前記第２電子部品と前記第２絶縁層とを接合する接着剤と、前記第２絶縁層の下面に設けられ、前記第２絶縁層および前記接着剤を貫通する第２貫通孔を介し前記第１金属層および前記第２電子部品に電気的に接続された第２金属層と、を備える部品モジュール。【選択図】図4

Description

本発明は、部品モジュールおよびその製造方法に関し、例えば複数の電子部品を搭載する部品モジュールおよびその製造方法に関する。

パワー半導体素子を搭載する部品モジュールにおいて、絶縁層の上面に電子部品を、接着剤を用いて接合し、絶縁層および接着剤を貫通する貫通孔を介し絶縁層の下面から電子部品に接続する配線を設けることが知られている（例えば特許文献１、２）。

特開２０１３−４２１３５号公報 特開２０１４−２７２７２号公報

絶縁層に複数の電子部品を搭載する場合、一層の絶縁層および一層の金属層を用い部品モジュールを形成すると、部品モジュールが大型化する。複数の絶縁層および複数の金属層を交互に積層すると、再配線が可能となり部品モジュールを小型化できる。しかしながら、接着剤を用い複数の絶縁層を積層すると様々な問題が生じる。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、小型化可能でかつ絶縁層の積層数を少なくすることを目的とする。

本発明は、第１絶縁層と、前記第１絶縁層の上面に接合され下面に複数の電極を有する第１電子部品と、前記第１絶縁層の下面に設けられ、前記第１絶縁層を貫通する第１貫通孔を介し前記複数の電極に電気的に接続された第１金属層と、を備えるサブモジュールと、上面に前記サブモジュールが接合された第２絶縁層と、前記第１絶縁層を介さず前記第２絶縁層の上面に接合された第２電子部品と、前記サブモジュールおよび前記第２電子部品と前記第２絶縁層とを接合する接着剤と、前記第２絶縁層の下面に設けられ、前記第２絶縁層および前記接着剤を貫通する第２貫通孔を介し前記第１金属層および前記第２電子部品に電気的に接続された第２金属層と、を備える部品モジュールである。

上記構成において、前記第１金属層は、前記複数の電極のうち少なくとも２つの電極に接続され、前記第２金属層は、前記第１金属層と前記第２電子部品を接続する構成とすることができる。

上記構成において、前記接着剤は、前記サブモジュールと前記第２絶縁層とを接合する第１接着剤と、前記第２電子部品と前記第２絶縁層とを接合し、前記第１接着剤より薄い第２接着剤と、を含む構成とすることができる。

上記構成において、前記第１金属層は前記第２金属層より厚い構成とすることができる。

上記構成において、前記サブモジュールは、前記第１電子部品の上面に接合され、前記第２電子部品の少なくとも一部の上方に設けられた放熱部材を備える構成とすることができる。

上記構成において、前記第２電子部品は前記第１電子部品より厚い構成とすることができる。

上記構成において、前記サブモジュールは、前記第１電子部品と前記第１絶縁層とを接合する第３接着剤を備える構成とすることができる。

本発明は、第１絶縁層の上面に接合され下面に複数の電極を有する第１電子部品と、前記第１絶縁層の下面に設けられ、前記第１絶縁層を貫通する第１貫通孔を介し前記複数の電極に電気的に接続された第１金属層と、を備えるサブモジュールを準備する工程と、第２絶縁層の上面に、第１接着剤を介し前記サブモジュールを接合し、第２接着剤を介し第２電子部品を接続する工程と、前記第２絶縁層の下面に、前記第２絶縁層を貫通する第２貫通孔を介し前記第１金属層および前記第２電子部品に電気的に接続される第２金属層を形成する工程と、を含む部品モジュールの製造方法である。

本発明によれば、小型化可能でかつ絶縁層の積層数を少なくすることができる。

図１は、実施例１におけるサブモジュールの断面図である。 図２（ａ）から図２（ｃ）は、実施例１におけるサブモジュールの平面図である。 図３（ａ）から図３（ｅ）は、実施例１におけるサブモジュールの製造方法を示す断面図である。 図４は、実施例１に係る部品モジュールの断面図である。 図５は、実施例１に係る部品モジュールの平面図である。 図６は、実施例１に係る部品モジュールの平面図である。 図７（ａ）から図７（ｄ）は、実施例１における部品モジュールの製造方法を示す断面図（その１）である。 図８（ａ）および図８（ｂ）は、実施例１における部品モジュールの製造方法を示す断面図（その２）である。 図９（ａ）および図９（ｂ）は、実施例１に係る部品モジュールの製造方法の別の例を示す断面図である。 図１０は、比較例１に係る部品モジュールの断面図である。 図１１は、比較例１に係る部品モジュールの製造方法を示す断面図である。 図１２は、実施例１の変形例１に係る部品モジュールの平面図である。 図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、それぞれ実施例１の変形例２および３に係る部品モジュールの断面図である。

以下、図面を参照し本発明の実施例について説明する。

［サブモジュール］
図１は、実施例１におけるサブモジュールの断面図である。図１に示すように、サブモジュール２８では、絶縁層１０上に接着剤１２が塗布されている。絶縁層１０は、例えばポリイミド層等の樹脂層であり可撓性を有する。接着剤１２は例えばエポキシ樹脂等の樹脂接着剤である。絶縁層１０の厚さは例えば２５μｍであり、例えば７．５μｍから１２５μｍの厚さである。接着剤１２の厚さは例えば１５μｍであり、例えば５μｍから５０μｍである。接着剤１２は例えば絶縁層１０より薄い。

絶縁層１０（第１絶縁層）の上面に接着剤１２（第３接着剤）を介し電子部品２０（第１電子部品）が接合されている。電子部品２０には、その下面に電極２２が設けられている。電子部品２０は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、バイポーラトランジスタまたはパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）などのＦＥＴ等のトランジスタである。トランジスタには、Ｓｉ、ＧａＮまたはＳｉＣ等の半導体材料が用いられる。電子部品２０は、例えばベアチップまたはベアチップが封止実装されたパッケージである。ベアチップが実装されたパッケージは、ＷＬＰ（Wafer Level Package）またはＳＩＰ（Single Inline Package）等のパッケージである。実施例１では、電子部品２０はベアチップトランジスタであり、この電子部品２０の厚さは例えば２６５μｍであり、例えば１００μｍから５００μｍである。電極２２は、例えばソース電極、ゲート電極およびドレイン電極であり、Ｃｕ（銅）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ａｌ（アルミニウム）等を主材料とする金属層である。

絶縁層１０の下面に金属層１４（第１金属層）が設けられている。金属層１４は、絶縁層１０および接着剤１２を貫通する貫通孔１６（第１貫通孔）を介し電極２２に電気的に接続する。金属層１４は、例えば銅を主材料とする。金属層１４の厚さは例えば１００μｍであり、例えば１０μｍから１２５μｍであり、貫通孔１６が埋め込まれる厚さである。貫通孔１６の大きさは、例えば直径が３０μｍから５００μｍである。

電子部品２０の上面に放熱部材２６が接合されている。接合層２４は電子部品２０と放熱部材２６とを接合する。放熱部材２６は、例えば銅またはアルミニウムを主材料とする金属層、または、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムを主材料とする焼結セラミックスである。放熱部材２６の厚さは例えば１ｍｍであり、例えば０．５ｍｍから２ｍｍである。接合層２４は、樹脂ペーストに銅または銀等の金属粒子が含まれる、いわゆる導電性ペーストを焼結させた金属層である。接合層２４は半田等のロウ材でもよい。接合層２４の厚さは焼成後で例えば２０μｍであり例えば５μｍから５０μｍである。

絶縁層１０上に電子部品２０を封止するように樹脂層１８が設けられている。放熱部材２６の上面は樹脂層１８の上面から露出する。樹脂層１８は例えばエポキシ樹脂等の熱硬化型樹脂または熱可塑形樹脂である。樹脂層１８は無機フィラーを含んでもよい。サブモジュール２８の高さは例えば１．４２５ｍｍである。

図２（ａ）から図２（ｃ）は、実施例１におけるサブモジュールの平面図である。図２（ａ）は、主に電子部品２０および放熱部材２６を示す平面図、図２（ｂ）は、主に貫通孔１６ａ〜１６ｃ、電子部品２０および電極２２ａ〜２２ｃを示す平面図、図２（ｃ）は、主に金属層１４ａ〜１４ｃ、貫通孔１６ａ〜１６ｃおよび電子部品２０を示す平面図である。図１は、図２（ａ）から図２（ｃ）のＡ−Ａ断面に相当する模式図である。絶縁層１０と樹脂層１８とはほぼ同じ大きさである。

図２（ａ）に示すように、放熱部材２６は電子部品２０より大きい。図２（ｂ）に示すように、電子部品２０の下面には、電極２２として電極２２ａ、複数の電極２２ｂおよび複数の電極２２ｃが設けられている。電極２２ａ、２２ｂおよび２２ｃは、例えばそれぞれゲート電極ＧＥ、ソース電極ＳＥおよびドレイン電極ＤＥである。電極２２ｂと２２ｃとは交互に設けられている。各電極２２ａ〜２２ｃにそれぞれ貫通孔１６ａ〜１６ｃが設けられている。

図２（ｃ）に示すように、絶縁層１０の下面には金属層１４として金属層１４ａ〜１４ｃが設けられている。金属層１４ａは貫通孔１６ａを介し電極２２ａ（ゲート電極ＧＥ）（図２（ｂ）参照）に接続されている。金属層１４ｂは複数の貫通孔１６ｂを介し複数の電極２２ｂ（ソース電極ＳＥ）（図２（ｂ）参照）に接続されている。金属層１４ｃは複数の貫通孔１６ｃを介し複数の電極２２ｃ（ドレイン電極ＤＥ）（図２（ｂ）参照）に接続されている。金属層１４ａ、１４ｂおよび１４ｃは、例えばゲート端子ＧＴ、ソース端子ＳＴおよびドレイン端子ＤＴとして機能する。

絶縁層１０の大きさは例えば３．７ｍｍ×２．８ｍｍであり、電子部品２０の大きさは例えば３ｍｍ×２ｍｍである。金属層１４ａの大きさは例えば０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍ、金属層１４ｂの大きさは例えば２．７ｍｍ×０．７５ｍｍ、金属層１４ｃの大きさは例えば３．５ｍｍ×０．７５ｍｍである。

サブモジュール２８では、単一の金属層１４ｂは複数の電極２２ｂを共通に接続し、単一の金属層１４ｃは複数の電極２２ｃを共通に接続する。このように、金属層１４は、電子部品２０の下面に設けられた複数の電極２２の再配線層（共通接続電極）として機能する。

［サブモジュールの製造方法］
図３（ａ）から図３（ｅ）は、実施例１におけるサブモジュールの製造方法を示す断面図である。

図３（ａ）に示すように、絶縁層１０上に接着剤１２を塗布する。接着剤１２の塗布には、例えばスピンコート法、スプレコート法、インクジェット法またはスクリーン印刷法を用いる。予め接着剤１２が形成された絶縁層１０を用意してもよい。

図３（ｂ）に示すように、接着剤１２上に電子部品２０を配置する。熱処理することにより、接着剤１２を硬化させ電子部品２０と絶縁層１０とを接合させる。熱処理は例えば１００℃から３００℃の温度で実施する。

図３（ｃ）に示すように、絶縁層１０および接着剤１２を貫通する貫通孔１６を形成する。貫通孔１６は、例えばレーザ光を照射することにより形成する。これにより、電極２２の下面が貫通孔１６から露出する。なお、図３（ａ）の後で、電子部品２０を絶縁層１０上に接合する前に絶縁層１０に貫通孔１６を形成してもよい。

図３（ｄ）に示すように、絶縁層１０の下面および貫通孔１６の内面に金属層１４を形成する。金属層１４の形成は例えば以下の方法により行う。絶縁層１０の下面および貫通孔１６の内面にシード層を形成する。シード層は、例えばスパッタリング法または無電解めっき法を用い形成する。シード層の下面に電解めっき法を用いめっき層を形成する。シード層およびめっき層により金属層１４が形成される。

図３（ｅ）に示すように、電子部品２０の上面と放熱部材２６の下面とを接合層２４を介し接触させる。例えば１５０℃以上３００℃以下の温度で熱処理することで、接合層２４を焼成する。これにより、電子部品２０と放熱部材２６とが接合される。その後、絶縁層１０上の電子部品２０および放熱部材２６を樹脂層１８により封止する。これにより、サブモジュール２８が製造される。

［部品モジュール］
図４は、実施例１に係る部品モジュールの断面図である。図４に示すように、電子部品４０ａ、４０ｂ（第２電子部品）およびサブモジュール２８は、絶縁層３０（第２絶縁層）の上面にそれぞれ接着剤３２ａ、３２ｂ（第１接着剤）および接着剤３２ｃ（第２接着剤）を介し接合されている。絶縁層３０は、例えばポリイミド層等の樹脂層であり可撓性を有する。接着剤３２ａ〜３２ｃは例えばエポキシ樹脂等の樹脂接着剤である。絶縁層３０の厚さは例えば２５μｍであり、例えば７．５μｍから１２５μｍの厚さである。接着剤３２ａ〜３２ｃの厚さは例えば１０μｍであり、例えば５μｍから５０μｍである。接着剤３２ｃは例えば接着剤３２ａおよび３２ｂより厚い。実施例１では、接着剤３２ｃと接着剤３２ａおよび３２ｂとの厚みが異なるため、接着剤３２ａ〜３２ｃを部分塗布としている。接着剤が絶縁層３０の全体に塗布されている場合、接着剤と絶縁層３０との線膨張係数の差により絶縁層３０が反ることがある。実施例１では、接着剤３２ａ〜３２ｃを部分塗布することにより、絶縁層３０の反りを抑制できる。

電子部品４０ａは、例えば集積回路であり、電子部品２０のコントローラである。電子部品４０ａの下面には電極４２ａが設けられている。電子部品４０ｂは例えばチップ抵抗、チップコンデンサおよびチップインダクタ等のディスクリート部品である。電子部品４０ｂには外部電極４２である電極４２ｂが設けられている。

絶縁層３０の下面に金属層３４（第２金属層）が設けられている。金属層３４は、絶縁層３０および接着剤３２ａ〜３２ｃを貫通する貫通孔３６（第２貫通孔）を介し電極４２ａ、４２ｂおよび金属層１４に電気的に接続する。金属層３４は、例えば銅を主材料とする。金属層１４の厚さは例えば５０μｍであり、例えば１０μｍから１２５μｍである。貫通孔３６の大きさは、例えば３０μｍから５００μｍである。

絶縁層３０の下面に樹脂層３５が設けられている。樹脂層３５は例えばエポキシ樹脂でありソルダーレジストである。樹脂層３５に設けられた開口から金属層３４の下面が露出する。露出した金属層３４は外部と接続するための端子として機能する。樹脂層３５の厚さは例えば６０μｍである。また、電子部品４０ａおよび／または４０ｂは絶縁層３０上に半田実装されていてもよい。例えば、絶縁層３０上に電極パッドを形成し、この電極パットの上に電子部品４０ａおよび／または電子部品４０ｂが半田によって接続されてもよい。電極パッドは貫通孔３６を介し金属層３４に接続される。

絶縁層３０上に電子部品４０ａ、４０ｂおよびサブモジュール２８を封止するように樹脂層３８が設けられている。放熱部材２６の上面は樹脂層３８の上面から露出する。樹脂層３８は例えばエポキシ樹脂等の熱硬化型樹脂または熱可塑形樹脂である。樹脂層３８は無機フィラーを含んでもよい。部品モジュールの高さは例えば１．６ｍｍである。

図５および図６は、実施例１に係る部品モジュールの平面図である。図５は、主に電子部品４０ａ、４０ｂおよびサブモジュール２８ａおよび２８ｂを示す平面図、図６は、主に金属層３４および貫通孔３６を示す平面図であり、絶縁層１０、金属層１４、電子部品４０ａ、４０ｂ、電極４２ａおよび４２ｂを点線で図示している。

図５に示すように、絶縁層３０上に電子部品４０ａ、４０ｂおよびサブモジュール２８ａおよび２８ｂが搭載されている。サブモジュール２８ａおよび２８ｂは図１から図２（ｃ）において説明したサブモジュール２８である。サブモジュール２８ａおよび２８ｂにはそれぞれ電子部品２０が搭載されている。電子部品２０は例えばパワートランジスタである。サブモジュール２８ａおよび２８ｂにそれぞれ放熱部材２６が設けられている。部品モジュールの上面には２個の放熱部材２６が露出する。

図６に示すように、絶縁層３０の下面に金属層３４として金属層３４ａ〜３４ｅ、絶縁層３０を貫通する貫通孔３６として貫通孔３６ａ〜３６ｆが設けられている。金属層３４ａは貫通孔３６ａを介しサブモジュール２８ａの金属層１４ａ（ゲート端子ＧＴａ）に接続されている。金属層３４ｂは、貫通孔３６ｂを介しサブモジュール２８ａの金属層１４ｂ（ソース端子ＳＴａ）に接続され、貫通孔３６ｆを介しサブモジュール２８ｂの金属層１４ｃ（ドレイン端子ＤＴｂ）に接続されている。金属層３４ｃは貫通孔３６ｃを介しサブモジュール２８ａの金属層１４ｃ（ドレイン端子ＤＴａ）に接続されている。金属層３４ｄは貫通孔３６ｄを介しサブモジュール２８ｂの金属層１４ａ（ゲート端子ＧＴｂ）に接続されている。金属層３４ｅは貫通孔３６ｅを介しサブモジュール２８ｂの金属層１４ｂ（ソース端子ＳＴｂ）に接続されている。

金属層３４ａおよび３４ｄは電子部品４０ｂである抵抗を介し電子部品４０ａに接続されている。その他の金属層３４は、貫通孔３６を介し電子部品４０ａの電極４２ａおよび電子部品４０ｂの電極４２ｂに接続されている。以上により、サブモジュール２８ａおよび２８ｂに搭載された２つのトランジスタが金属層３４ｃと３４ｅとの間に直列に接続される。２つのトランジスタのゲート端子ＧＴａおよびＧＴｂは抵抗を介しコントローラである電子部品４０ａに接続される。部品モジュールの大きさは例えば８ｍｍ×７ｍｍである。

［部品モジュールの製造方法］
図７（ａ）から図８（ｂ）は、実施例１における部品モジュールの製造方法を示す断面図である。

図７（ａ）に示すように、絶縁層３０上に接着剤３２ａおよび３２ｂを塗布する。接着剤３２ａおよび３２ｂは、例えばスピンコート法、スプレコート法、ディスペンス法、インクジェット法またはスクリーン印刷法を用いる。接着剤３２ａおよび３２ｂは、複数の電子部品４０ａおよび４０ｂ毎に設けられ、互いに離れていてもよい。接着剤３２ａおよび３２ｂは、複数の電子部品４０ａおよび４０ｂの少なくとも一部の電子部品に共通に設けられていてもよい。

図７（ｂ）に示すように、接着剤３２ａおよび３２ｂ上に電子部品４０ａおよび４０ｂを配置する。

図７（ｃ）に示すように、サブモジュール２８の下面に接着剤３２ｃを形成する。例えばフィルム状の接着剤３２ｃをサブモジュール２８の下面に貼り付ける。サブモジュール２８を矢印５８のように絶縁層３０の上面に配置する。熱処理することにより、接着剤３２ａ〜３２ｃを硬化させ電子部品４０ａ、４０ｂおよびサブモジュール２８と絶縁層３０とを接合させる。熱処理は例えば１５０℃から３００℃の温度で実施する。

図７（ｄ）に示すように、絶縁層３０および接着剤３２ａ〜３２ｃを貫通する貫通孔３６を形成する。貫通孔３６は、例えばレーザ光を照射することにより形成する。これにより、電極４２ａ、４２ｂおよび金属層１４の下面が貫通孔３６から露出する。例えば、貫通孔３６はサブモジュール２８に形成された貫通孔１６から真下に真っすぐ繋がる直鋲貫通孔として形成される。これにより、電子部品２０において発生した熱は貫通孔１６および３６を介し最短距離で金属層３４に伝導するため、放熱性が向上する。

図８（ａ）に示すように、絶縁層３０の下面および貫通孔３６の内面に金属層３４を形成する。金属層３４の形成方法は金属層１４の形成方法と同じである。

図８（ｂ）に示すように、絶縁層３０の下面に、金属層３４を覆い、金属層３４の下面の一部を露出する開口を有するソルダーレジストである樹脂層３５を形成する。その後、絶縁層３０上の電子部品４０ａ、４０ｂおよびサブモジュール２８を樹脂層３８により封止する。これにより、部品モジュールが製造される。

図９（ａ）および図９（ｂ）は、実施例１に係る部品モジュールの製造方法の別の例を示す断面図である。図９（ａ）に示すように、絶縁層３０上に接着剤３２ａ〜３２ｃを形成する。例えば、薄い接着剤を形成した後、厚い接着剤を形成する。例えば、インクジェット法またはディスペンス法を用いれば、局所的に接着剤を塗布することができる。これにより、薄い接着剤３２ａおよび３２ｂと厚い接着剤３２ｃを形成する。

図９（ｂ）に示すように、接着剤３２ａ〜３２ｃ上にそれぞれ電子部品４０ａ，４０ｂおよびサブモジュール２８を配置する。熱処理することにより、接着剤３２ａ〜３２ｃを硬化させ電子部品４０ａ、４０ｂおよびサブモジュール２８と絶縁層３０とを接合させる。熱処理は例えば１００℃から３００℃の温度で実施する。その後、図７（ｄ）から図８（ｂ）の工程を実施する。これにより、部品モジュールが製造される。

［比較例１］
１層の配線層を用い電子部品２０の電極２２ａ〜２２ｃの再配線を行わない場合、部品モジュールが大型化する。そこで、積層された２層の配線を用いることにより部品モジュールが小型化できる。比較例１は積層された２層の配線を用いる部品モジュールの例である。

図１０は、比較例１に係る部品モジュールの断面図である。図１０に示すように、電子部品４０ａ、４０ｂおよび２０は、絶縁層１０上に接着剤１２を介し接合されている。金属層１４は、絶縁層１０および接着剤１２を貫通する貫通孔１６を介し電極２２、４２ａおよび４２ｂに接続されている。絶縁層３０は絶縁層１０の下面に接着剤３２を介し接合されている。金属層３４は、絶縁層３０および接着剤３２を貫通する貫通孔３６を介し金属層１４に接続されている。絶縁層３０の下面に金属層３４の下面の一部が露出する開口を有する樹脂層３５が設けられている。絶縁層１０上に電子部品４０ａ、４０ｂおよび２０を封止する樹脂層３８が設けられている。放熱部材２６は電子部品２０の上面に接合層２４を介し接合されている。放熱部材２６の上面は樹脂層３８から露出する。

比較例１では、金属層１４を用い電極２２の再配線を行うことができる。これにより部品モジュールを小型化できる。また、金属層１４および３４と配線が２層となっているため、電子部品２０において発生した熱を熱容量の大きな金属層１４および３４に放出しやすい。しかし、複数の絶縁層１０および３０を、接着剤３２を用い接合しようとすると様々な問題が生じる。以下問題の一例を説明する。

図１１は、比較例１に係る部品モジュールの製造方法を示す断面図である。図１１は、絶縁層１０と３０とを接着剤３２を介し接合する工程を示している。プレス部５０の上面にスポンジ５４を配置する。スポンジ５４は例えばフッ素ゴムである。スポンジ５４上に電子部品４０ａ、４０ｂおよび２０が搭載されかつ金属層１４が設けられた絶縁層１０を配置する。絶縁層１０上に接着剤３２を塗布する。プレス部５２の下面に絶縁層３０を配置する。

プレス部５０および５２を加熱し、プレス部５０と５２とを互いに近づくように押圧する。これにより、接着剤３２により絶縁層１０と３０とが接合される。しかし、加熱により絶縁層１０が膨張すると、可撓性を有する絶縁層１０が撓んでしまう。この状態で絶縁層３０を絶縁層１０に接合すると絶縁層１０および３０の平坦性が劣化する。このように、接着剤３２を用い絶縁層１０と３０を積層するためには様々な問題がある。

また、トランジスタである電子部品２０、チップコンデンサである電子部品４０ｂ、および駆動ＩＣである電子部品４０ａは、互いにその厚みが異なる。このため、プレス部５０と電子部品２０、４０ａおよび４０ｂとの間にギャップが発生し、プレス部５０は、正しく押圧できない。また電極として機能する金属層１４は厚い。特に金属層１４がトランジスタの電極として機能する場合、金属層１４は厚くなり、金属層１４の間隔が広くなる。このため、接着剤３２表面は、波打つこととなる。これにより、絶縁層３０と接着剤３２とが押圧される際に、絶縁層３０と接着剤３２との間に気泡がトラップされることがある。

実施例１によれば、サブモジュール２８の金属層１４（第１金属層）は、複数の電極２２を再配線する。このように、金属層１４が再配線層として機能することで部品モジュールを小型化できる。また、電子部品４０ａおよび４０ｂ（第２電子部品）は絶縁層１０（第１絶縁層）を介さずに絶縁層３０（第２絶縁層）の上面に接合される。これにより、絶縁層１０と３０とを接着剤を用い接合することにより生じる様々な問題が生じ難くなる。例えば、図１１のような絶縁層１０および３０の撓みが抑制できる。このように、小型化可能でかつ絶縁層の積層数を少なくすることが可能となる。

特に、図７（ｃ）のように、電子部品２０は、サブモジュール２８内に樹脂封止されて用意されている。このため、サブモジュール２８を絶縁層３０に搭載する際に電子部品２０、４０ａおよび４０ｂは、絶縁層３０に個別に搭載できる。さらに、サブモジュール２８の金属層１４側は、接着剤３２ｃも含め、平坦で気泡がない。このため、接着剤３２ｃを、サブモジュール２８と絶縁層３０に隙間なく当接できる。よって、接着剤３２ｃ内に気泡もなくサブモジュール２８を絶縁層３０に接着できる。

図１０の比較例１では、絶縁層１０および３０を２層とし、金属層１４および３４を２層とすることで小型化が可能である。しかし、絶縁層３０全体を一度に押圧するとなると、どうしても電子部品２０、４０ａおよび４０ｂの厚さの違いから絶縁層３０と接着剤３２との間に気泡が形成される等の問題が生じる。

実施例１では、サブモジュール２８を用意することで、絶縁層３０は１層で済み、絶縁層３０全体を一度に押圧することがない。このため、接着剤３２の表面の波打ちによる気泡の形成を抑制できる。

金属層１４による再配線の例を説明する。図２（ｂ）および図２（ｃ）のように、金属層１４ｂ（単一の第１金属層）が複数の電極２２のうち少なくとも２つの電極２２ｂに接続される。また、金属層１４ｃが複数の電極２２のうち少なくとも２つの電極２２ｃに接続される。図６のように、サブモジュール２８ａの金属層１４ｂは金属層３４ｂ（単一の第２金属層）を介し電子部品４０ａと接続され、サブモジュール２８ｂの金属層１４ｂは金属層３４ｅを介し電子部品４０ａと接続される。このように、金属層１４ｂは複数の電極２２ｂの再配線として機能する。同様に、金属層１４ｃは複数の電極２２ｃの再配線として機能する。

比較例１では、図１０のように絶縁層１０下に金属層１４が設けられているため、接着剤３２が厚くなる。接着剤３２が厚くなると、接着剤３２が硬化するときの収縮により、絶縁層１０および３０とが反る。

実施例１では、図４のように、電子部品４０ａおよび４０ｂと絶縁層３０とを接合する接着剤３２ａおよび３２ｂ（第２接着剤）は、サブモジュール２８と絶縁層３０とを接合する接着剤３２ｃ（第１接着剤）より薄い。よって、接着剤３２ａ〜３２ｃの収縮による絶縁層３０の反りを抑制できる。また、接着剤３２ａ〜３２ｃを互いに離間させることにより、絶縁層３０の反りをより抑制できる。

比較例１では、図１０のように金属層１４を厚くすることで、電子部品２０の放熱性を向上できる。しかしながら、電子部品４０ａおよび４０ｂに接続する金属層１４が厚くなる。これにより、電子部品４０ａおよび４０ｂに接続する金属層１４の間隔および幅は広くなり、大型化する。また、金属層１４が厚くなると接着剤３２が厚くなり、接着剤３２の収縮に起因する絶縁層１０および３０の反りが大きくなる。金属層１４を薄くすると、電子部品４０ａおよび４０ｂに接続する金属層１４の間隔および幅を狭くでき、小型化できる。また、接着剤３２を薄くでき、接着剤３２の収縮に起因する絶縁層１０および３０の反りを小さくできる。しかし、電子部品２０の放熱性が悪くなる。

実施例１では、金属層１４（第１金属層）を金属層３４（第２金属層）より厚くできる。金属層１４が厚いため電子部品２０からの放熱性を向上できる。金属層３４が薄いため、電子部品４０ａおよび４０ｂに接続する金属層３４の間隔および幅を狭くでき、小型化できる。金属層１４の厚さは金属層３４の厚さの１．５倍以上が好ましい。金属層１４は金属層３４より薄くてもよい。

［実施例１の変形例１］
図１２は、実施例１の変形例１に係る部品モジュールの平面図であり、主に電子部品４０ａ、４０ｂおよびサブモジュール２８を示す。図１２に示すように、サブモジュール２８では、絶縁層１０上に２つの電子部品２０が搭載され、２つの電子部品２０上に１つの放熱部材２６が接合されている。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。実施例１の変形例１のように、サブモジュールは複数の電子部品２０を搭載していてもよい。

［実施例１の変形例２］
図１３（ａ）は、実施例１の変形例２に係る部品モジュールの断面図である。図１３（ａ）に示すように、サブモジュール２８の放熱部材２６は絶縁層１０より大きい。放熱部材２６は電子部品４０ａおよび４０ｂの上方に設けられている。放熱部材２６を大きくすることで、放熱性を向上できる。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

実施例１の変形例２によれば、放熱部材２６は、電子部品２０の上面に接合され、電子部品４０ａおよび４０ｂの少なくとも一部の上方に設けられている。これにより、放熱部材２６を大きくできるため電子部品２０において発生した熱の放熱性を向上できる。

電子部品４０ｂが電子部品２０より厚い場合、比較例１のように電子部品４０ｂと２０を絶縁層１０上に接合すると、放熱部材２６を電子部品４０ｂの上方に設けることが難しい。実施例１の変形例２では、電子部品２０をサブモジュール２８の絶縁層１０上に接合し、電子部品４０ｂを絶縁層３０上に接合する。これにより、電子部品４０ｂの上方に放熱部材２６を設けることができる。

［実施例１の変形例３］
図１３（ｂ）は、実施例１の変形例３に係る部品モジュールの断面図である。図１３（ｂ）に示すように、サブモジュール２８の絶縁層１０上に電子部品２０および４０ｂが接合されている。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

実施例１の変形例３のように、パワートランジスタ等の電子部品２０以外の電子部品４０ａおよび４０ｂの一部の１または複数の電子部品４０ｂがサブモジュール２８に搭載されていてもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０、３０ 絶縁層
１２、３２、３２ａ〜３２ｃ 接着剤
１４、１４ａ〜１４ｃ、３４、３４ａ〜３４ｄ 金属層
１６、１６ａ〜１６ｃ、３６、３６ａ〜３６ｆ 貫通孔
１８、３５、３８ 樹脂層
２０、４０ａ、４０ｂ 電子部品
２２、２２ａ〜２２ｃ、４２ａ、４２ｂ 電極
２４ 接合層
２６ 放熱部材
２８、２８ａ、２８ｂ サブモジュール

Claims (8)

1. 第１絶縁層と、
   前記第１絶縁層の上面に接合され下面に複数の電極を有する第１電子部品と、
   前記第１絶縁層の下面に設けられ、前記第１絶縁層を貫通する第１貫通孔を介し前記複数の電極に電気的に接続された第１金属層と、
   を備えるサブモジュールと、
   上面に前記サブモジュールが接合された第２絶縁層と、
   前記第１絶縁層を介さず前記第２絶縁層の上面に接合された第２電子部品と、
   前記サブモジュールおよび前記第２電子部品と前記第２絶縁層とを接合する接着剤と、
   前記第２絶縁層の下面に設けられ、前記第２絶縁層および前記接着剤を貫通する第２貫通孔を介し前記第１金属層および前記第２電子部品に電気的に接続された第２金属層と、
   を備える部品モジュール。
2. 前記第１金属層は、前記複数の電極のうち少なくとも２つの電極に接続され、
   前記第２金属層は、前記第１金属層と前記第２電子部品を接続する請求項１に記載の部品モジュール。
3. 前記接着剤は、前記サブモジュールと前記第２絶縁層とを接合する第１接着剤と、前記第２電子部品と前記第２絶縁層とを接合し、前記第１接着剤より薄い第２接着剤と、を含む請求項１または２に記載の部品モジュール。
4. 前記第１金属層は前記第２金属層より厚い請求項３に記載の部品モジュール。
5. 前記サブモジュールは、前記第１電子部品の上面に接合され、前記第２電子部品の少なくとも一部の上方に設けられた放熱部材を備える請求項１から４のいずれか一項に記載の部品モジュール。
6. 前記第２電子部品は前記第１電子部品より厚い請求項５に記載の部品モジュール。
7. 前記サブモジュールは、前記第１電子部品と前記第１絶縁層とを接合する第３接着剤を備える請求項１から６のいずれか一項に記載の部品モジュール。
8. 第１絶縁層の上面に接合され下面に複数の電極を有する第１電子部品と、前記第１絶縁層の下面に設けられ、前記第１絶縁層を貫通する第１貫通孔を介し前記複数の電極に電気的に接続された第１金属層と、を備えるサブモジュールを準備する工程と、
   第２絶縁層の上面に、第１接着剤を介し前記サブモジュールを接合し、第２接着剤を介し第２電子部品を接続する工程と、
   前記第２絶縁層の下面に、前記第２絶縁層を貫通する第２貫通孔を介し前記第１金属層および前記第２電子部品に電気的に接続される第２金属層を形成する工程と、
   を含む部品モジュールの製造方法。
   

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