JP5394560B2 - Composite multilayer substrate and module using the same - Google Patents

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    • H01L2224/18High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto

Description

本発明は、電子部品の高密度実装を可能とする複合多層基板およびそれを用いたモジュールに関する。   The present invention relates to a composite multilayer substrate that enables high-density mounting of electronic components and a module using the same.

従来より、電子部品の高密度実装への取り組みとして、パッケージの小型化が精力的に行われてきた。たとえば、最近では、チップサイズパッケージ(CSP)や、パッケージそのものを不要にした究極のベアチップ実装も実現しつつある。しかし、これらはいずれも複数の電子部品を二次元的(平面的)に並べて実装(平面実装方式)することを前提とするものであり、単純計算で、それぞれの電子部品の面積を足し合わせたサイズ以下に実装面積を削減できないという原理上の限界を抱えている。   Conventionally, downsizing of packages has been vigorously performed as an approach to high-density mounting of electronic components. For example, recently, a chip size package (CSP) and an ultimate bare chip mounting that does not require the package itself are being realized. However, these are based on the premise that a plurality of electronic components are mounted two-dimensionally (planarly) and mounted (planar mounting method), and the areas of each electronic component are added by simple calculation. There is a theoretical limit that the mounting area cannot be reduced below the size.

そこで、電子部品の基板内への埋め込み実装、すなわち、基板の表面のみならず、基板の内部も利用した実装方法が注目されている。   In view of this, attention has been focused on embedded mounting of electronic components in a substrate, that is, a mounting method using not only the surface of the substrate but also the inside of the substrate.

以下、埋め込み実装の公知技術と、その欠点について概説する。
<第1の公知例〜第4の公知例>
有機系基板を用いた電子部品埋め込み構造としては、コアとなる有機系基板(以下「コア基板」)の表面に電子部品を実装し、それを多層化するときにプリプレグの樹脂により電子部品を封止する構造が知られている(以下「第1の公知例」)。また、有機系基板に溝を形成し、そこに電子部品を埋め込む構造が知られている(以下「第2の公知例」)。
さらに、コア基板の表面に電子部品を実装するとともに、プリプレグに電子部品の大きさに対応した穴を開け、多層化するときにプリプレグの穴に電子部品をはめ込み埋め込む構造(以下「第3の公知例」)や、焼結部品を転写により有機樹脂内に埋め込んだ構造(以下「第4の公知例」)なども知られている。
The following is an overview of known techniques for embedded mounting and their drawbacks.
<First known example to fourth known example>
As an electronic component embedding structure using an organic substrate, an electronic component is mounted on the surface of a core organic substrate (hereinafter referred to as “core substrate”), and the electronic component is sealed with a prepreg resin when it is multilayered. A structure for stopping is known (hereinafter referred to as “first known example”). Further, a structure in which a groove is formed in an organic substrate and an electronic component is embedded therein is known (hereinafter referred to as “second known example”).
Further, an electronic component is mounted on the surface of the core substrate, a hole corresponding to the size of the electronic component is formed in the prepreg, and the electronic component is embedded in the hole of the prepreg when multilayered (hereinafter referred to as “third known”). Examples ") and structures in which sintered parts are embedded in an organic resin by transfer (hereinafter," fourth known example ") are also known.

しかし、第1の公知例や第4の公知例は、基板の薄型化に不利であるという欠点があり、また、第2の公知例や第3の公知例は、溝や穴の加工コストが必要であると言う欠点がある。さらに、いずれの公知例(第1〜第4公知例)も、電子部品の放熱対策が考慮されていないため、とりわけ、発熱の大きい半導体チップなどの電子部品実装に不都合を来すという欠点がある。   However, the first known example and the fourth known example have a disadvantage that they are disadvantageous for making the substrate thinner, and the second known example and the third known example have a processing cost of grooves and holes. There is a disadvantage that it is necessary. Further, any of the known examples (first to fourth known examples) does not take into consideration heat dissipation measures for electronic components, and thus has a disadvantage that it is particularly inconvenient for mounting electronic components such as semiconductor chips that generate large amounts of heat. .

<第5の公知例>
特許文献1には、小型、薄型で堅固な電子時計の回路を提供するため、プリント基板の片面にパターンを形成するとともに、裏面に金属板を固着し、パターンまたは金属板のいずれか一方もしくは両方に「孔」を設け、その孔に半導体チップを実装することにより、プリント基板と半導体チップとをほぼ同等の厚さとしたものが記載されている。しかし、この公知例では、半導体チップを樹脂封止しており、多層化する場合に、盛り上がった樹脂を研削するなどの作業が必要で、製造コストをアップさせるという欠点がある。さらに、五面電極などの多面電極を有する電子部品の孔内実装については、まったく考慮されていない構造のため、実装可能な電子部品の種類に制限があるという欠点がある。
<Fifth known example>
In Patent Document 1, in order to provide a small, thin, and robust electronic timepiece circuit, a pattern is formed on one side of a printed circuit board, and a metal plate is fixed to the back side, and either one or both of the pattern and the metal plate are used. A printed circuit board and a semiconductor chip are described as having substantially the same thickness by providing a “hole” in the substrate and mounting a semiconductor chip in the hole. However, in this known example, the semiconductor chip is resin-sealed, and in the case of multi-layering, an operation such as grinding the raised resin is necessary, and there is a disadvantage that the manufacturing cost is increased. In addition, the in-hole mounting of an electronic component having a multi-surface electrode such as a five-sided electrode has a drawback in that there are limitations on the types of electronic components that can be mounted because of a structure that is not considered at all.

<第6の公知例>
特許文献2には、電子部品の放熱性を向上させた電子素子用チップキャリアを提供するため、メタルコアベースのプリント配線基板のメタルコア表面に絶縁樹脂を積層し、その絶縁樹脂にメタルコアに到達する「凹部」を形成するとともに、電子部品の裏面をメタルコアに接触させるようにして凹部内に実装することにより、メタルコアを放熱板として使用するようにしたものが記載されている。さらに、この公知例では、メタルコア裏面(電子部品の搭載面の反対面)に積層された絶縁樹脂にもメタルコアに到達するように凹部を形成して放熱性を向上させている。しかし、この公知例では、電子部品の厚さを吸収するような配慮が足りなく、基板の薄型化には不利になるものと思われる。
<Sixth known example>
In Patent Document 2, in order to provide an electronic element chip carrier with improved heat dissipation of electronic components, an insulating resin is laminated on the surface of a metal core of a printed wiring board based on a metal core, and the insulating resin reaches the metal core. In addition to forming a “recess”, the electronic component is mounted in the recess so that the back surface of the electronic component is in contact with the metal core, thereby using the metal core as a heat sink. Further, in this known example, a recess is formed in the insulating resin laminated on the back surface of the metal core (the surface opposite to the mounting surface of the electronic component) so as to reach the metal core to improve heat dissipation. However, in this known example, there is not enough consideration to absorb the thickness of the electronic component, which is disadvantageous for making the substrate thinner.

<第7の公知例>
特許文献3には、より近接した位置から半導体チップの放熱を可能にすることと、放熱用の金属板等との接着不良の発生のない半導体チップ搭載用多層基板を提供するため、金属箔あるいは金属シートに半導体チップ搭載用の「孔」を形成し、プリプレグおよび銅箔を重ねてなる片面あるいは両面銅貼金属基材積層板に、上記の孔を含む配線網を形成したプリント配線板を用いることが記載されている。しかし、この公知例では、半導体チップ搭載用の孔の側壁における金属箔あるいは金属シートの高さと半導体チップの厚さとの関係が明確になっておらず、しかも、半導体チップの放熱を考慮した構成が明確になっていない。そして、半導体チップの厚さと半導体チップ搭載用の孔との深さ関係が明確でないことから、薄型化への考慮が足りないものと考えられ、また、プリント配線板に半導体チップ搭載用の孔を形成する際に、ガラスクロス(後述)も除去しなければならないことから、製造コストのアップが容易に予想される。
<Seventh known example>
In Patent Document 3, in order to provide a multilayer chip substrate for mounting a semiconductor chip that enables heat dissipation of a semiconductor chip from a closer position and does not cause poor adhesion with a metal plate for heat dissipation, Use a printed wiring board in which a “hole” for mounting a semiconductor chip is formed in a metal sheet, and a wiring network including the above holes is formed on a single-sided or double-sided copper-clad metal base laminate laminated with a prepreg and a copper foil. It is described. However, in this known example, the relationship between the height of the metal foil or metal sheet on the side wall of the hole for mounting the semiconductor chip and the thickness of the semiconductor chip is not clear, and the configuration considering the heat dissipation of the semiconductor chip is not provided. It is not clear. Since the depth relationship between the thickness of the semiconductor chip and the hole for mounting the semiconductor chip is not clear, it is considered that the consideration for thinning is not sufficient, and the hole for mounting the semiconductor chip is provided on the printed wiring board. Since glass cloth (described later) must also be removed when forming, an increase in manufacturing cost can be easily expected.

<第8の公知例>
特許文献4には、厚みが0.1〜1.0mm、好ましくは0.2〜0.5mmで、熱膨張率が9×10-6cm/cm/℃以下の金属シートを用い、適宣に表面処理をして接着性を改良させることが記載されているが、これも第7の公知例と同様の不具合(薄型化への考慮が足りない、製造コストのアップ)が考えられる。
<Eighth known example>
In Patent Document 4, a metal sheet having a thickness of 0.1 to 1.0 mm, preferably 0.2 to 0.5 mm, and a thermal expansion coefficient of 9 × 10 −6 cm / cm / ° C. or less is appropriately used. Although it is described that the surface treatment is used to improve the adhesiveness, the same problems as in the seventh known example (think of insufficient thinning and an increase in manufacturing cost) can be considered.

<第9の公知例>
特許文献5には、大電流を流すことができ、しかも小型高密度実装を可能とする混成集積回路を提供するため、熱可塑性樹脂板に、半導体チップ実装用の「開口部」を形成し、さらに半導体チップと略同一厚さの金属板からなる配線パターンを半導体チップの両サイドに配置するものが記載されている。そして、熱可塑性樹脂板には、配線層が多層に形成されている熱可塑性樹脂板が熱圧着により一体化されており、半導体チップのリード端子は配線層が多層に形成されている可塑性樹脂板に設けられた開口部に挿入され、配線層と電気的に接続するようになっている。しかし、この公知例では、半導体チップの放熱対策が明確になっていないことと、開口部を形成した熱可塑性樹脂板と、配線層が多層に形成されている熱可塑性樹脂板との熱圧着により、半導体チップ周りの樹脂封止が困難であり、熱可塑性樹脂板を溶融する状態で熱圧着した場合に、配線層が多層に形成されている部分の層間厚の変動が予想され、電気的な仕様制御が困難になるものと推定できる。
<Ninth known example>
In Patent Document 5, in order to provide a hybrid integrated circuit capable of flowing a large current and enabling small and high-density mounting, an “opening” for mounting a semiconductor chip is formed on a thermoplastic resin plate, Further, there is a description in which a wiring pattern made of a metal plate having substantially the same thickness as a semiconductor chip is arranged on both sides of the semiconductor chip. The thermoplastic resin plate is integrated with a thermoplastic resin plate having a multilayer wiring layer formed by thermocompression bonding, and the lead terminal of the semiconductor chip is a plastic resin plate having a multilayer wiring layer formed. Is inserted into the opening provided in the wiring, and is electrically connected to the wiring layer. However, in this known example, the heat dissipation measures of the semiconductor chip are not clear, and the thermocompression bonding between the thermoplastic resin plate having the opening and the thermoplastic resin plate having the wiring layer formed in multiple layers. It is difficult to encapsulate the resin around the semiconductor chip, and when the thermo-compression bonding is performed in a state where the thermoplastic resin plate is melted, the variation in the interlayer thickness of the portion where the wiring layer is formed in multiple layers is expected. It can be estimated that specification control becomes difficult.

<第10の公知例>
特許文献6には、以下に詳述する「複合多層基板およびそれを用いたモジュール」が記載されている。
図12(a)は、公報記載の複合多層基板の断面図である。この複合多層基板1は、複数の層を積み重ねた多層構造を有しており、図示の例の場合は、樹脂材料からなる四つの層(以下「樹脂層」)2〜5を有している。これらの樹脂層2〜5は、いずれもその材料にエポキシ等の樹脂素材を用いる点で共通し、一の層(図では最上層)の樹脂層2だけは、図12(b)に示すように、ガラス繊維6をネット状に編み込んだもの(いわゆるガラスクロス7)を内部に含む点で相違する。ガラスクロス7は、複合多層基板1の物理的強度を高めるための補強材であり、以下、便宜的に、ガラスクロス7を“有する”樹脂層2のことを「ガラスクロス層2」と言うとともに、ガラスクロス7を“有さない”樹脂層3〜5のことを「ガラスクロスレス層3〜5」と言うこととする。
<Tenth known example>
Patent Document 6 describes “composite multilayer substrate and module using the same” described in detail below.
FIG. 12A is a cross-sectional view of the composite multilayer substrate described in the publication. The composite multilayer substrate 1 has a multilayer structure in which a plurality of layers are stacked. In the illustrated example, the composite multilayer substrate 1 has four layers (hereinafter “resin layers”) 2 to 5 made of a resin material. . These resin layers 2 to 5 are common in that a resin material such as epoxy is used as the material, and only the resin layer 2 of one layer (the uppermost layer in the figure) is as shown in FIG. The difference is that a glass fiber 6 knitted in a net shape (so-called glass cloth 7) is included therein. The glass cloth 7 is a reinforcing material for increasing the physical strength of the composite multilayer substrate 1, and hereinafter, for convenience, the resin layer 2 "having" the glass cloth 7 is referred to as "glass cloth layer 2". The resin layers 3 to 5 that do not have the glass cloth 7 are referred to as “glass cloth-less layers 3 to 5”.

また、この複合多層基板1は、実装面としての最下面(ガラスクロスレス層5の下面)に銅箔を貼り付け、その銅箔をエッチング等によりパターニングして所要形状の導体パターン8を形成しており、さらに、ガラスクロス層2の一部を削除して凹部(一般に開口を閉鎖した状態でキャビティと呼ばれる)9を形成し、その凹部9に電子部品(たとえば半導体チップ)10を実装している。   Further, the composite multilayer substrate 1 is formed by attaching a copper foil to the lowermost surface (the lower surface of the glass clothless layer 5) as a mounting surface, and patterning the copper foil by etching or the like to form a conductor pattern 8 having a required shape. Further, a part of the glass cloth layer 2 is deleted to form a recess (generally called a cavity with the opening closed), and an electronic component (for example, a semiconductor chip) 10 is mounted in the recess 9 Yes.

電子部品10は、複合多層基板1の内部を利用して“埋め込まれた”ものである。したがって、複合多層基板1の表面への他の部品実装と相まって、より密度の高い部品実装を行うことができる。   The electronic component 10 is “embedded” using the inside of the composite multilayer substrate 1. Therefore, in combination with other component mounting on the surface of the composite multilayer substrate 1, component mounting with higher density can be performed.

特開昭54−8871号公報JP 54-8871 A 特開昭61−287194号公報JP 61-287194 A 特開昭64−11400号公報JP-A 64-11400 特開昭64−12598号公報JP-A 64-12598 特開平2−122534号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-122534 特開2002−111226号公報JP 2002-111226 A

しかしながら、上記の公報に記載のもの(第10の公知例)は、複合多層基板1の物理的強度を高めるための補強材としてガラスクロス7を用いているため、
(1)ガラス繊維6の表面と樹脂(ガラスクロス層2の主材料)との界面に沿ってイオンマイグレーションが発生することがあり、電解の強度によっては、絶縁を破壊して電気的特性を悪化させるという問題点がある。
(2)また、キャビティのための凹部9を形成するには、樹脂層2の一部を物理的に取り除く必要があるが、その際に、樹脂層2の内部のガラス繊維6を切断しなければならず、かかる切断作業は一般にレーザなどの精密加工機を用いるものの、切断誤差を否めないし、相当の作業時間も必要であり、しかも、凹部9が複数必要な場合は、その数だけ作業時間が倍加し、製造コストのアップを招くという問題点がある。
However, since the thing (tenth known example) described in the above publication uses the glass cloth 7 as a reinforcing material for increasing the physical strength of the composite multilayer substrate 1,
(1) Ion migration may occur along the interface between the surface of the glass fiber 6 and the resin (the main material of the glass cloth layer 2), and depending on the strength of electrolysis, the insulation is broken and the electrical characteristics are deteriorated. There is a problem of making it.
(2) Further, in order to form the recess 9 for the cavity, it is necessary to physically remove a part of the resin layer 2, but at that time, the glass fiber 6 inside the resin layer 2 must be cut. In general, such a cutting operation uses a precision processing machine such as a laser. However, it does not deny a cutting error, requires a considerable work time, and if a plurality of recesses 9 are required, the work time is the same as that. However, there is a problem that the manufacturing cost is increased.

したがって、本発明は、ガラスクロスに代わる他の補強材を用いることにより、マイグレーションの発生に伴う電気的特性の悪化を回避し、且つ、製造コストの削減を図ることを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to avoid deterioration of electrical characteristics due to the occurrence of migration and reduce manufacturing cost by using another reinforcing material instead of glass cloth.

請求項1記載の発明は、金属製材料からなる平板状のコア部材と、前記コア部材の少なくとも表面と裏面を覆う表面側樹脂層および裏面側樹脂層と、前記コア部材の表裏を貫通して前記コア部材に形成された無底穴と、前記無底穴に実装された電子部品と、前記電子部品の真上または真下に位置すると共に前記コア部材の表裏面の垂直方向に延在して前記表面側樹脂層と前記裏面側樹脂層のいずれか一方または双方に形成された第1の小穴と、前記第1の小穴の内部に形成された第1の電極と、前記電子部品の真上と真下を除く前記コア部材の真上または真下に位置すると共に前記コア部材の表裏面の垂直方向に延在して前記表面側樹脂層と前記裏面側樹脂層のいずれか一方または双方に形成された第2の小穴と、前記第2の小穴の内部に形成された第2の電極と、を備え、前記電子部品に対する電気的接続を前記第1の電極を介して行うようにするとともに、前記コア部材に対する電気的接続を前記第2の電極を介して行うようにし、さらに、前記コア部材の表面を覆う前記表面側樹脂層の表面に対する水平面を高さ基準面としたとき、前記電子部品の片面にしか電極がない場合には当該電極がある面を上面とし、前記電子部品の両面に電極がある場合には当該電極がある面のいずれか一方を上面とした場合において、少なくとも前記電子部品の上面が前記コア部材の上面の高さを実質的に上方向に超えることがない一つの電子部品を含み、且つ、前記コア部材のすべての面が樹脂又は樹脂に相当する耐環境性素材で覆われていることを特徴とする複合多層基板である。
請求項2記載の発明は、前記第2の電極を介して行われる前記コア部材に対する電気的接続は、前記コア部材の無加工部に対して行われることを特徴とする請求項1に記載の複合多層基板である。
請求項3記載の発明は、前記コア部材の積層方向における前記電子部品の厚さが前記コア部材の厚さを超えることがない少なくとも一つの電子部品を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の複合多層基板である。
請求項4記載の発明は、前記第2の小穴が、前記電子部品を収容する前記無底穴に近接していることを特徴とする請求項1乃至いずれかに記載の複合多層基板である。
請求項5記載の発明は、金属製材料からなる平板状のコア部材と、前記コア部材の少なくとも表面と裏面を覆う表面側樹脂層および裏面側樹脂層と、前記コア部材の表裏を貫通して前記コア部材に形成された無底穴と、前記無底穴に実装された電子部品と、前記電子部品の真上または真下に位置すると共に前記コア部材の表裏面の垂直方向に延在して前記表面側樹脂層と前記裏面側樹脂層のいずれか一方または双方に形成された第1の小穴と、前記第1の小穴の内部に形成された第1の電極と、前記電子部品の真上と真下を除く前記コア部材の真上または真下に位置すると共に前記コア部材の表裏面の垂直方向に延在して前記表面側樹脂層と前記裏面側樹脂層のいずれか一方または双方に形成された第2の小穴と、前記第2の小穴の内部に形成された第2の電極と、を備え、前記電子部品に対する電気的接続を前記第1の電極を介して行うようにするとともに、前記コア部材に対する電気的接続を前記第2の電極を介して行うようにし、さらに、前記コア部材における前記無底穴の開口部が形成された面の位置に対して前記無底穴に実装された状態の電子部品の前記開口を臨む二つの面のうちの少なくとも一方の面の位置が前記無底穴の内部方向に入り込むようにした少なくとも一つの電子部品を含むことを特徴とする複合多層基板である。
請求項6記載の発明は、請求項1乃至5いずれかに記載の複合多層基板を用いて構成されたことを特徴とするモジュールである。
According to the first aspect of the present invention, the flat core member made of a metal material, the front surface side resin layer and the back surface side resin layer covering at least the front surface and the back surface of the core member, and the front and back surfaces of the core member are penetrated. A bottomless hole formed in the core member, an electronic component mounted in the bottomless hole, and positioned directly above or below the electronic component and extending in a vertical direction on the front and back surfaces of the core member A first small hole formed in one or both of the front surface side resin layer and the back surface side resin layer, a first electrode formed inside the first small hole, and directly above the electronic component And positioned directly above or directly below the core member excluding directly below and extending in the vertical direction of the front and back surfaces of the core member and formed on one or both of the front surface side resin layer and the back surface side resin layer. A second small hole and a shape inside the second small hole. An electrical connection to the electronic component via the first electrode, and an electrical connection to the core member via the second electrode. In addition, when the horizontal plane with respect to the surface of the surface-side resin layer covering the surface of the core member is a height reference surface, if there is an electrode only on one side of the electronic component, the surface with the electrode is In the case where electrodes are provided on both surfaces of the electronic component, when at least one of the surfaces having the electrodes is an upper surface, at least the upper surface of the electronic component is substantially higher than the height of the upper surface of the core member. look including one electronic component does not exceed a direction, and a composite multilayer substrate, characterized in that all surfaces of the core member is covered with environmentally resistant material that corresponds to a resin or resin.
The invention according to claim 2 is characterized in that the electrical connection to the core member made through the second electrode is made to an unprocessed portion of the core member. It is a composite multilayer substrate.
According to a third aspect of the invention, claim 1 or 2, wherein the thickness of the electronic component in the stacking direction of the core member is characterized in that it comprises at least one electronic component does not exceed the thickness of the core member The composite multilayer substrate described in 1. above.
The invention according to claim 4 is the composite multilayer substrate according to any one of claims 1 to 3 , wherein the second small hole is close to the bottomless hole that accommodates the electronic component. .
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a flat core member made of a metal material, a front surface side resin layer and a back surface side resin layer covering at least the front surface and the back surface of the core member, and the front and back surfaces of the core member. A bottomless hole formed in the core member, an electronic component mounted in the bottomless hole, and positioned directly above or below the electronic component and extending in a vertical direction on the front and back surfaces of the core member A first small hole formed in one or both of the front surface side resin layer and the back surface side resin layer, a first electrode formed inside the first small hole, and directly above the electronic component And positioned directly above or directly below the core member excluding directly below and extending in the vertical direction of the front and back surfaces of the core member and formed on one or both of the front surface side resin layer and the back surface side resin layer. A second small hole and a shape inside the second small hole. An electrical connection to the electronic component via the first electrode, and an electrical connection to the core member via the second electrode. Further, at least of two surfaces facing the opening of the electronic component mounted in the bottomless hole with respect to the position of the surface in which the opening of the bottomless hole is formed in the core member It is a composite multilayer substrate characterized by including at least one electronic component in which the position of one surface enters the inner direction of the bottomless hole.
A sixth aspect of the present invention is a module comprising the composite multilayer substrate according to any one of the first to fifth aspects.

本発明によれば、金属製材料からなるコア部材を備えるため、補強材としてガラスクロスを用いる必要がなく、したがって、ガラスクロスに付随する各種の不都合(マイグレーションの発生に伴う電気的特性の悪化やガラスクロスの切断加工に伴う製造コストのアップ)を回避できる。   According to the present invention, since a core member made of a metal material is provided, it is not necessary to use a glass cloth as a reinforcing material. Therefore, various inconveniences associated with the glass cloth (deterioration of electrical characteristics accompanying the occurrence of migration and It is possible to avoid an increase in manufacturing cost associated with glass cloth cutting.

実施の形態における複合多層基板の要部断面図および要部斜視図である。It is principal part sectional drawing and the principal part perspective view of the composite multilayer substrate in embodiment. コア部材21の無底穴24に電子部品25を実装したときの状態図である。6 is a state diagram when an electronic component 25 is mounted in a bottomless hole 24 of a core member 21. FIG. コア部材21の無底穴24に電子部品25を実装したときの状態図である。6 is a state diagram when an electronic component 25 is mounted in a bottomless hole 24 of a core member 21. FIG. コア部材21の他の部分における要部断面図および当該部分の外観斜視図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part in another part of the core member 21 and an external perspective view of the part. 本発明を適用したモジュール40の断面図である。It is sectional drawing of the module 40 to which this invention is applied. モジュール40の製造工程図(第一の工程〜第三の工程)である。It is a manufacturing-process figure (1st process-3rd process) of the module 40. FIG. 第三の工程後の外観図である。It is an external view after a 3rd process. モジュール40の製造工程図(第四の工程〜第六の工程)である。FIG. 10 is a manufacturing process diagram (fourth process to sixth process) of the module 40. 第五の工程後の外観図である。It is an external view after a 5th process. モジュール40の製造工程図(第七の工程〜第十の工程)である。It is a manufacturing-process figure (seventh process-tenth process) of the module 40. FIG. 第十の工程後の外観図である。It is an external view after a 10th process. 従来の複合多層基板の断面図およびガラスクロスの拡大平面図である。It is sectional drawing of the conventional composite multilayer substrate, and an enlarged plan view of a glass cloth.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
(第一の実施の形態)
図1(a)は、実施の形態における複合多層基板の要部断面図および要部斜視図である。この図において、複合多層基板20は、その断面が“多層構造”を有している。図示の例では、良好な電気伝導性、良好な熱伝導性および高い剛性を兼ね備えた材料からなる平板状のコア部材21と、そのコア部材21の表面(図面に向かって上側の面)を覆う樹脂層(以下「表面側樹脂層」)22と、そのコア部材21の裏面(図面に向かって下側の面)を覆う樹脂層(以下「裏面側樹脂層」)23とからなる三層構造を有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1A is a main part sectional view and a main part perspective view of a composite multilayer substrate in an embodiment. In this figure, the composite multilayer substrate 20 has a “multilayer structure” in cross section. In the illustrated example, a flat core member 21 made of a material having good electrical conductivity, good thermal conductivity, and high rigidity, and the surface of the core member 21 (the upper surface as viewed in the drawing) are covered. A three-layer structure comprising a resin layer (hereinafter referred to as “front surface side resin layer”) 22 and a resin layer (hereinafter referred to as “back surface side resin layer”) 23 covering the back surface (lower surface as viewed in the drawing) of the core member 21. have.

コア部材21に必要な物理的特性は、上記のとおり、良好な電気伝導性、良好な熱伝導性および高い剛性の三つである。“良好な電気伝導性”とは電気を通しやすい性質のこと(つまり、電気抵抗が低いこと)、“良好な熱伝導性”とは熱を伝えやすいこと(つまり、熱伝導率が高いこと)、“高い剛性”とは曲げや圧縮に対する応力変形が少ないことである。材質は限定されない。上記の物理的特性を兼ね備えたものであればよい。代表的には、メタル(金属)が好ましく、中でも、Cu(銅)、42アロイ、インバーなどのメタル(金属)が前記3つの物理的特性を同時に満足する上でより好ましい。   As described above, the physical properties necessary for the core member 21 are three: good electrical conductivity, good thermal conductivity, and high rigidity. “Good electrical conductivity” means that it is easy to conduct electricity (ie, low electrical resistance), and “good thermal conductivity” means that it is easy to conduct heat (ie, high thermal conductivity). “High rigidity” means that there is little stress deformation due to bending or compression. The material is not limited. Any material having the above physical characteristics may be used. Typically, metal (metal) is preferable, and among them, metal (metal) such as Cu (copper), 42 alloy, and Invar is more preferable in satisfying the three physical characteristics at the same time.

また、コア部材21の表裏を覆う樹脂層(表面側樹脂層22と裏面側樹脂層23)の材料としては、電気絶縁性と耐環境性(耐水性や耐酸性など)を有し、さらに必要であれば所要の誘電率を有する材料、たとえば、エポキシ系、ポリイミド系、シアネートエステル系またはテフロン(登録商標)系などの樹脂材料若しくはプリント配線基板に用いられる絶縁材料を使用することができる。   Moreover, as a material of the resin layer (the surface side resin layer 22 and the back surface side resin layer 23) which covers the front and back of the core member 21, it has electrical insulation and environmental resistance (water resistance, acid resistance, etc.), and is further necessary Therefore, a material having a required dielectric constant, for example, an epoxy material, a polyimide material, a cyanate ester material, a Teflon (registered trademark) resin material, or an insulating material used for a printed wiring board can be used.

コア部材21には、その表裏を貫通する所定開口形状の貫通穴(以下「無底穴」)24が形成されている(図1(a)および図1(b)参照)。この無底穴24は、電子部品25の実装穴として用いられるようになっており、これにより、電子部品25を複合多層基板20の内部に“埋め込み”実装して、実装密度の向上を達成できるようになっている。   The core member 21 is formed with a through hole (hereinafter referred to as “bottomless hole”) 24 having a predetermined opening shape penetrating the front and back surfaces thereof (see FIGS. 1A and 1B). The bottomless hole 24 is used as a mounting hole for the electronic component 25, whereby the electronic component 25 can be “embedded” in the composite multilayer substrate 20 to improve the mounting density. It is like that.

このような構造を有する複合多層基板20によれば、複合多層基板20の物理的強度(曲げ剛性など)をコア部材21の剛性で担保することができる。したがって、従来から用いられていた補強材(ガラスクロス7;図12参照)を不要にすることができ、ガラスクロスの使用に伴う様々な不都合を回避することができる。   According to the composite multilayer substrate 20 having such a structure, the physical strength (such as bending rigidity) of the composite multilayer substrate 20 can be secured by the rigidity of the core member 21. Therefore, the reinforcing material (glass cloth 7; see FIG. 12) used conventionally can be made unnecessary, and various inconveniences associated with the use of the glass cloth can be avoided.

すなわち、ガラスクロスに代わる他の補強材として、少なくとも「高い剛性」を有するコア部材21を用いるようにしたから、冒頭で説明したイオンマイグレーション問題『ガラス繊維6の表面と樹脂との界面に沿ってイオンマイグレーションが発生し、絶縁を破壊して電気的特性を悪化させる』と、製造コストのアップ問題『キャビティのための有底穴9を形成するには、樹脂層2の一部を物理的に取り除く必要があり、その際に、樹脂層2の内部のガラス繊維6を切断しなければならず、かかる切断作業は一般にレーザなどの精密加工機を用いるが、切断誤差を否めないし、相当の作業時間も必要で、しかも、有底穴9が複数必要な場合は、その数だけ作業時間が倍加し、製造コストのアップを招く』とを共に解決することができ、本発明の究極の目的(マイグレーションの発生に伴う電気的特性の悪化を回避し、且つ、製造コストの削減を図る)を達成することができるのである。   That is, since the core member 21 having at least “high rigidity” is used as another reinforcing material in place of the glass cloth, the ion migration problem described at the beginning “along the interface between the surface of the glass fiber 6 and the resin” “Ion migration occurs and the electrical characteristics are deteriorated by breaking the insulation”, and the problem of an increase in manufacturing cost “To form the bottomed hole 9 for the cavity, a part of the resin layer 2 is physically In this case, the glass fiber 6 inside the resin layer 2 must be cut, and such cutting work generally uses a precision processing machine such as a laser. If more than one bottomed hole 9 is required, the work time will be doubled and the manufacturing cost will be increased. ” (To avoid the deterioration of electrical characteristics due to occurrence of migration, and, achieving reduction in manufacturing cost) purposes Ultimate it is possible to achieve.

なお、以上の説明では、コア部材21に形成した無底穴24に電子部品25を実装する例を示したが、電子部品25の実装穴は、必ずしも“表裏を貫通”した穴(すなわち、無底穴)でなくてもよい。たとえば、図1(c)に示すように、コア部材21に凹部(以下「有底穴」)26を形成し、この有底穴26に電子部品25を実装してもよい。このようにすると、有底穴26の底面27などと電子部品25との間を直接または熱伝導接着剤等を介して接触させることにより、電子部品25で発生した熱をコア部材21に効率よく逃がすことができ、コア部材21を電子部品25の放熱経路として使用することができる。   In the above description, the example in which the electronic component 25 is mounted in the bottomless hole 24 formed in the core member 21 has been shown. However, the mounting hole of the electronic component 25 is not necessarily a hole “through the front and back” (that is, no Bottom hole). For example, as shown in FIG. 1C, a recess (hereinafter referred to as “bottom hole”) 26 may be formed in the core member 21, and the electronic component 25 may be mounted in the bottom hole 26. In this way, the heat generated in the electronic component 25 is efficiently applied to the core member 21 by bringing the bottom surface 27 of the bottomed hole 26 and the electronic component 25 into contact with each other directly or via a heat conductive adhesive. The core member 21 can be used as a heat dissipation path for the electronic component 25.

また、コア部材21の表面側と裏面側の樹脂層構造(材料の選択や層厚など)を略同一としておくことが望ましい。複合多層基板20を表裏対称構造とし、コア部材21の表面側と裏面側の樹脂層(表面側樹脂層22と裏面側樹脂層23)熱膨張差を少なくして、複合多層基板20の“反り”を抑制できるからである。   Moreover, it is desirable that the resin layer structures (material selection, layer thickness, etc.) on the front surface side and the back surface side of the core member 21 are substantially the same. The composite multilayer substrate 20 has a front-back symmetrical structure, and the difference in thermal expansion between the front and back resin layers (the front-side resin layer 22 and the back-side resin layer 23) of the core member 21 is reduced. This is because “can be suppressed.

既述のとおり、コア部材21の表面と裏面は、それぞれ表面側樹脂層22と裏面側樹脂層23で覆われているが、さらに、コア部材21の側面も樹脂等で覆うようにすると好ましい。つまり、コア部材21の“すべての面”を樹脂またはそれに相当する耐環境性素材で完全に包囲(封止もしくは被膜)することが望ましい。コア部材21の表面と裏面は、それぞれ表面側樹脂層22と裏面側樹脂層23で覆われており、空気に触れないため酸化の心配はないが、もし、コア部材21の側面が露出していた場合は、その面が徐々に酸化するおそれがあり、また、該露出面と隣接する実装部品との間で電気的にショート等が発生して、動作不良の原因になるからである。   As described above, the front surface and the back surface of the core member 21 are covered with the front surface side resin layer 22 and the back surface side resin layer 23, respectively. However, it is preferable that the side surface of the core member 21 is also covered with a resin or the like. That is, it is desirable to completely enclose (seal or coat) the “all surfaces” of the core member 21 with resin or an environmental resistant material corresponding thereto. The front surface and the back surface of the core member 21 are covered with the front surface side resin layer 22 and the back surface side resin layer 23, respectively, and there is no fear of oxidation because they do not touch the air, but the side surface of the core member 21 is exposed. In such a case, the surface may be gradually oxidized, and an electrical short circuit or the like may occur between the exposed surface and an adjacent mounting component, causing a malfunction.

(第二の実施の形態)
図2(a)は、コア部材21の無底穴24に電子部品25を実装したときの状態図である。この図において、コア部材21の上面高さ位置をLaとし、電子部品25の上面高さ位置をLbとしたとき、その高さの差d(d=La−Lb)は0または0以上の値(すなわちLa=LbまたはLa>Lbのいずれかの関係)にすることが望ましい。このようにすると、コア部材21の上面高さ位置Laが電子部品25の上面高さ位置Lbよりも常に高い位置になるから、複合多層基板20の製造時における電子部品25への荷重(表面側樹脂層22などを積層する際に加えられる荷重)をコア部材21で受け止めることができ、電子部品25の破損を回避することができる。
(Second embodiment)
FIG. 2A is a state diagram when the electronic component 25 is mounted in the bottomless hole 24 of the core member 21. In this figure, when the upper surface height position of the core member 21 is La and the upper surface height position of the electronic component 25 is Lb, the height difference d (d = La−Lb) is 0 or a value of 0 or more. (That is, La = Lb or La> Lb). In this way, the upper surface height position La of the core member 21 is always higher than the upper surface height position Lb of the electronic component 25, so that the load (front surface side) on the electronic component 25 during the production of the composite multilayer substrate 20 is increased. The load applied when laminating the resin layer 22 and the like) can be received by the core member 21, and damage to the electronic component 25 can be avoided.

また、図2(b)もコア部材21の無底穴24に電子部品25を実装したときの状態図である。図2(a)との相違は、電子部品25と裏面側樹脂層23との間に熱伝導性樹脂28を介在させると共に、この熱伝導性樹脂28の側端をコア部材21の無底穴の内壁面に接触させた点にある。このようにすると、電子部品25で発生した熱を熱伝導性樹脂28を介して無底穴の内壁面のコア部材21に効率よく逃がすことができる。   FIG. 2B is a state diagram when the electronic component 25 is mounted in the bottomless hole 24 of the core member 21. The difference from FIG. 2A is that a heat conductive resin 28 is interposed between the electronic component 25 and the back surface side resin layer 23, and a side end of the heat conductive resin 28 is connected to a bottomless hole of the core member 21. It is in the point made to contact the inner wall surface. If it does in this way, the heat which generate | occur | produced in the electronic component 25 can be efficiently escaped to the core member 21 of the inner wall face of a bottomless hole via the heat conductive resin 28. FIG.

また、図3(a)もコア部材21の無底穴24に電子部品25を実装したときの状態図である。図2(a)との相違は、裏面側樹脂層23にも無底穴29を開け、二つの無底穴24、29に熱伝導性のよい材料(たとえば、銅など)からなる高さ寸法調整部材30を装填した点にある。電子部品25はこの高さ寸法調整部材30の上に載置して実装する。   FIG. 3A is also a state diagram when the electronic component 25 is mounted in the bottomless hole 24 of the core member 21. The difference from FIG. 2A is that a bottomless hole 29 is also formed in the back side resin layer 23, and the two bottomless holes 24, 29 are made of a material having good thermal conductivity (for example, copper). The adjustment member 30 is loaded. The electronic component 25 is placed and mounted on the height dimension adjusting member 30.

ここで、コア部材の厚み寸法をHa、裏面側樹脂層23の厚み寸法をHb、電子部品25の高さ寸法をHc、高さ寸法調整部材30の高さ寸法をHdとするとき、コア部材21の上面高さ位置Laと電子部品25の上面高さ位置Lbとの高さの差dを所望値にするためには、
Ha+Hb=Hc+Hd+d ・・・・(1)
の関係を満たせばよく、Ha、HbおよびHbは固定値であるから、たとえば、d=0にするためには、
Ha+Hb=Hc+Hd ・・・・(2)
したがって、高さ寸法調整部材30の高さHdを、
Hd=Ha+Hb−Hc ・・・・(3)
とすればよい。
Here, when the thickness dimension of the core member is Ha, the thickness dimension of the back surface side resin layer 23 is Hb, the height dimension of the electronic component 25 is Hc, and the height dimension of the height dimension adjusting member 30 is Hd, the core member In order to set the height difference d between the upper surface height position La of 21 and the upper surface height position Lb of the electronic component 25 to a desired value,
Ha + Hb = Hc + Hd + d (1)
Since Ha, Hb and Hb are fixed values, for example, in order to set d = 0,
Ha + Hb = Hc + Hd (2)
Therefore, the height Hd of the height dimension adjusting member 30 is set to
Hd = Ha + Hb−Hc (3)
And it is sufficient.

これによれば、コア部材21の厚み寸法Haに比べて、電子部品25の高さ寸法Hcが極端に小さい場合であっても、上記の寸法差dを所望の値に容易に設定することができ、高さ寸法の異なる様々な電子部品を支障なく複合多層基板20に埋め込むことができる。また、高さ寸法調整部材30の材料に熱伝導性のよいものを使用すると、電子部品25で発生した熱を高さ寸法調整部材30から無底穴の内壁面を介してコア部材21へと逃がすことができる上、さらに、高さ寸法調整部材30の下面から外部にも逃がすことができ、より一層、電子部品25の放熱効果を高めることができる。   According to this, even when the height dimension Hc of the electronic component 25 is extremely smaller than the thickness dimension Ha of the core member 21, the above-described dimension difference d can be easily set to a desired value. In addition, various electronic components having different height dimensions can be embedded in the composite multilayer substrate 20 without any trouble. Further, when a material having good thermal conductivity is used as the material of the height dimension adjusting member 30, the heat generated in the electronic component 25 is transferred from the height dimension adjusting member 30 to the core member 21 through the inner wall surface of the bottomless hole. In addition to being able to escape, it can also escape from the lower surface of the height dimension adjusting member 30 to the outside, and the heat dissipation effect of the electronic component 25 can be further enhanced.

また、図3(b)もコア部材21の無底穴24に電子部品25を実装したときの状態図である。図3(a)との相違は、高さ寸法の大きい電子部品25に適用できるようにした点にある。図において、電子部品25の高さ寸法Hcは、コア部材21の厚み寸法Haを越えて(Ha<Hc)いる。この電子部品25は、コア部材21に形成された無底穴24と裏面側樹脂層23に形成された無底穴31との双方にわたって実装されており、電子部品25の下面と側面の一部は、熱伝導性樹脂32を介して二つの穴(無底穴24と無底穴31)に保持されている。   FIG. 3B is a state diagram when the electronic component 25 is mounted in the bottomless hole 24 of the core member 21. The difference from FIG. 3A is that it can be applied to the electronic component 25 having a large height. In the figure, the height dimension Hc of the electronic component 25 exceeds the thickness dimension Ha of the core member 21 (Ha <Hc). The electronic component 25 is mounted over both the bottomless hole 24 formed in the core member 21 and the bottomless hole 31 formed in the back surface side resin layer 23, and a part of the lower surface and side surface of the electronic component 25. Are held in two holes (the bottomless hole 24 and the bottomless hole 31) through the heat conductive resin 32.

このようにすることにより、高さ寸法の大きい電子部品25であっても、上記の寸法差dを所望の値に容易に設定することができる上、電子部品25で発生した熱を熱伝導性樹脂32から無底穴の内壁面を介してコア部材21へと逃がすことができ、さらに、熱伝導性樹脂32の下面から外部へも逃がすことができ、より一層、電子部品25の放熱効果を高めることができる。   In this way, even in the case of the electronic component 25 having a large height, the dimensional difference d can be easily set to a desired value, and the heat generated in the electronic component 25 is thermally conductive. The resin 32 can escape to the core member 21 through the inner wall surface of the bottomless hole, and can also escape from the lower surface of the heat conductive resin 32 to the outside. Can be increased.

(第三の実施の形態)
図4は、コア部材21の他の部分における要部断面図および当該部分の外観斜視図である。これらの図において、コア部材21の任意位置(図では無底穴24に隣接しているが、これに限定されない)に、柱状部33が設けられている。
(Third embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part in another part of the core member 21 and an external perspective view of the part. In these drawings, a columnar portion 33 is provided at an arbitrary position of the core member 21 (which is adjacent to the bottomless hole 24 in the drawing, but is not limited thereto).

この柱状部33は、元々、コア部材21の一部である。詳しくは、コア部材21の任意位置に円筒状の分割溝34を形成したことによって生じたコア部材21の“残存部分”である。この柱状部33は、次のようにして利用することができる。すなわち、柱状部33の一端側と他端側の双方において、表面側樹脂層22と裏面側樹脂層23の各々にバイアホール35、36を形成し、そのバイアホール35、36に電極37、38を形成すると、電極37、38は、柱状部33を介して電気的に接続し、しかも、各々の電極37、38の端面は複合多層基板20の表面と裏面に露出するから、これらの電極37、38および柱状部33を複合多層基板20の両面貫通配線として利用することができ、電気信号や電源電圧の伝達経路を確保することができる。   This columnar portion 33 is originally a part of the core member 21. Specifically, it is a “remaining portion” of the core member 21 generated by forming the cylindrical dividing groove 34 at an arbitrary position of the core member 21. This columnar portion 33 can be used as follows. That is, via holes 35 and 36 are formed in each of the front surface side resin layer 22 and the back surface side resin layer 23 on both the one end side and the other end side of the columnar portion 33, and the electrodes 37 and 38 are formed in the via holes 35 and 36. When the electrode 37 is formed, the electrodes 37 and 38 are electrically connected via the columnar portion 33, and the end surfaces of the respective electrodes 37 and 38 are exposed on the front surface and the back surface of the composite multilayer substrate 20. , 38 and the columnar portion 33 can be used as the double-sided through wiring of the composite multilayer substrate 20, and a transmission path for electrical signals and power supply voltages can be secured.

(第四の実施の形態)
図5は、以上の実施の形態(第一〜第三の実施の形態)の技術思想を適用して作られたモジュールの断面図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view of a module made by applying the technical idea of the above embodiment (first to third embodiments).

なお、“モジュール(英:module)”とは、一般に「規格化された構成単位」のことを意味する。モジュールはユニットや部品の一種とも解されるが、ユニットは通常、交換可能な構成要素として位置づけられ、また、部品はそれ自体が最小の構成単位として位置づけられるのに対して、モジュールは、交換を想定しないことが多く、さらに、特定の機能を持つものとして設計・製作されることが多い。しかしながら、厳密な区分が定められていないことも事実であるから、本明細書においては、この用語(“モジュール”)を以下のように定義して用いることとする。すなわち、モジュールとは、その内部に、半導体チップ、抵抗素子、容量素子またはその他の電子部品(これらを総称して「電子部品」という)を一つまたは複数(異なる種類の電子部品の組み合わせを含む)実装して所要の電子回路機能を実現したものであり、且つ、市場において単独で流通可能なもののことをいう。任意の電子機器に組み込んだ(実装した)後の交換容易性は特に考慮しない。コネクタ等によって着脱可能な実装形態であってもよいし、半田付け等によってほぼ固定状態で実装される形態であってもよい。   In addition, “module (English: module)” generally means “standardized structural unit”. A module is also considered a type of unit or part, but a unit is usually positioned as a replaceable component, and a part is itself positioned as a minimal unit, whereas a module is It is often not assumed, and is often designed and manufactured as having a specific function. However, since it is also true that no strict division is defined, this term (“module”) is defined and used in the present specification as follows. That is, a module includes one or a plurality of semiconductor chips, resistor elements, capacitor elements or other electronic components (collectively referred to as “electronic components”) (a combination of different types of electronic components). ) A device that has been mounted to realize a required electronic circuit function and that can be circulated independently in the market. The ease of replacement after being mounted (mounted) on any electronic device is not particularly considered. The mounting form may be detachable by a connector or the like, or may be a form that is mounted in a substantially fixed state by soldering or the like.

図5に示すモジュール40は、たとえば、携帯電話機や無線通信機能付き携帯情報端末におけるRF(高周波)部の構成要素であるパワーアンプモジュール、アンテナスイッチモジュール、または、それらを一体化したRFモジュールなどとして機能することができるものであり、それ自体を製品として市場に流通させることができるものである。   The module 40 shown in FIG. 5 is, for example, a power amplifier module, an antenna switch module, or an RF module that integrates them, which is a component of an RF (high frequency) unit in a mobile phone or a portable information terminal with a wireless communication function. It can function and can itself be distributed to the market as a product.

モジュール40は、前記の実施の形態(第一〜第三の実施の形態)の技術思想を適用した構造を有する複合多層基板の表面と内部に所要の電子部品を実装することによって、所望の回路機能(パワーアンプモジュール、アンテナスイッチモジュール、または、それらを一体化したRFモジュールなど)を実現したものである。   The module 40 has a desired circuit by mounting required electronic components on the surface and inside of a composite multilayer substrate having a structure to which the technical idea of the above-described embodiments (first to third embodiments) is applied. The functions (power amplifier module, antenna switch module, or RF module integrating them) are realized.

図示のモジュール40は、その構造を、「中間層A」と、中間層Aの上面に積層された「上位層B」と、中間層Aの下面に積層された「下位層C」とに大きく分けることができる。   The illustrated module 40 has a structure that is largely divided into “intermediate layer A”, “upper layer B” stacked on the upper surface of the intermediate layer A, and “lower layer C” stacked on the lower surface of the intermediate layer A. Can be divided.

中間層Aは、コア部材41の両面にそれぞれ表面側樹脂層42と裏面側樹脂層43を積層し、コア部材41に複数個(断面図では4個)の無底穴44〜47を形成すると共に、それぞれの無底穴44〜47に適当な電子部品48〜51を埋め込んだ構造を有している。   In the intermediate layer A, the front-side resin layer 42 and the back-side resin layer 43 are laminated on both surfaces of the core member 41, and a plurality of (four in cross-sectional view) bottomless holes 44 to 47 are formed in the core member 41. In addition, each of the bottomless holes 44 to 47 has a structure in which appropriate electronic components 48 to 51 are embedded.

今、説明の便宜上、左端の電子部品48を高さ寸法の小さい半導体チップとし、左から二番目の電子部品49をコンデンサ(高さ寸法はコア部材41の厚み寸法程度)とし、左から三番目の電子部品50を抵抗(高さ寸法はコア部材41の厚み寸法程度)、右端の電子部品51を高さ寸法の大きい半導体チップと仮定する。   For convenience of explanation, the leftmost electronic component 48 is a semiconductor chip having a small height, the second electronic component 49 from the left is a capacitor (the height is about the thickness of the core member 41), and the third from the left. It is assumed that the electronic component 50 is a resistor (height dimension is about the thickness dimension of the core member 41), and the electronic component 51 at the right end is a semiconductor chip having a large height dimension.

コア部材41の厚み寸法程度の高さ寸法を持つ電子部品49、50は、それらに対応した無底穴45、46に埋め込み実装される。上記のとおり、電子部品49、50はそれぞれコンデンサと抵抗であり、比較的発熱の少ない部品であるから、特段の熱対策を要求されない限りにおいては、それらの電子部品49、50の固着は、裏面側樹脂層43との間に充填された接着剤52、53によって行ってもよいが、当該部品の発熱が大きい場合は、それに対応した接着剤52、53に熱伝導性のよいものを使用する。   Electronic components 49 and 50 having a height dimension approximately equal to the thickness dimension of the core member 41 are embedded and mounted in the bottomless holes 45 and 46 corresponding thereto. As described above, the electronic components 49 and 50 are capacitors and resistors, respectively, and are components with relatively little heat generation. Therefore, unless special heat countermeasures are required, the electronic components 49 and 50 are fixed on the back surface. It may be performed by the adhesives 52 and 53 filled between the side resin layers 43, but when the heat generation of the part is large, the adhesives 52 and 53 corresponding to the parts should have good thermal conductivity. .

また、高さ寸法の小さい電子部品48にあっては、適切な高さの高さ寸法調整部材54を入れて高さ寸法を調整し、且つ、その電子部品48の発熱が大きい場合には、高さ寸法調整部材54の材料に熱伝導性のよいものを使用する。さらに、高さ寸法の大きい電子部品51にあっては、裏面側樹脂層43に達するように埋め込むことにより、高さ寸法の調整を行い、且つ、その電子部品51の発熱が大きい場合には、電子部品51の側面と下面を覆って熱伝導性樹脂55を被着する。いずれの場合も、高さ寸法調整部材54と熱伝導性樹脂55は、その一部分がコア部材41に接すると共に、その底面部分が中間層Aの下面から露出する。   In the case of the electronic component 48 having a small height dimension, the height dimension adjusting member 54 having an appropriate height is inserted to adjust the height dimension, and when the heat generation of the electronic component 48 is large, A material having good thermal conductivity is used as the material of the height dimension adjusting member 54. Further, in the case of the electronic component 51 having a large height dimension, the height dimension is adjusted by being embedded so as to reach the back surface side resin layer 43, and when the heat generation of the electronic component 51 is large, A heat conductive resin 55 is applied so as to cover the side and bottom surfaces of the electronic component 51. In any case, the height dimension adjusting member 54 and the heat conductive resin 55 are partially in contact with the core member 41 and the bottom surface portion is exposed from the lower surface of the intermediate layer A.

また、コア部材41の任意位置には柱状部56、57が設けられており、柱状部56、57は、その両端面に接するようにして設けられた電極58、59、60、61により、中間層Aの表裏を貫通する信号伝達経路または電源伝達経路を構成している。なお、中間層Aにおいて、62〜75は電極である。   Further, columnar portions 56 and 57 are provided at arbitrary positions of the core member 41, and the columnar portions 56 and 57 are intermediated by electrodes 58, 59, 60 and 61 provided so as to be in contact with both end faces thereof. A signal transmission path or a power transmission path that penetrates the front and back of the layer A is formed. In the intermediate layer A, 62 to 75 are electrodes.

下位層Cは、樹脂層76の両面に所要形状の電極パターン(詳細は後述)を形成し、また、上位層Bも、樹脂層77の両面に所要形状の電極パターン(詳細は後述)を形成すると共に、所定の電極パターンの上に電子部品78〜82を表面実装し、さらに、それらの電子部品78〜82を覆うカバー40a(EMI対策のために電磁遮蔽を兼ねるものであることが望ましい)を取り付けている。なお、特に限定しないが、電子部品78、79、81はコンデンサ、電子部品80、82は抵抗である。   The lower layer C forms electrode patterns (details will be described later) on both surfaces of the resin layer 76, and the upper layer B also forms electrode patterns (details will be described later) on both surfaces of the resin layer 77. In addition, the electronic components 78 to 82 are surface-mounted on a predetermined electrode pattern, and further, a cover 40a that covers the electronic components 78 to 82 (desirably serving as electromagnetic shielding for EMI countermeasures) Is attached. Although not particularly limited, the electronic components 78, 79, and 81 are capacitors, and the electronic components 80 and 82 are resistors.

このように、モジュール40は、良好な電気伝導性、良好な熱伝導性および高い剛性を兼ね備えた材料(Cu、42アロイ、インバー等)からなる平板状のコア部材41をベースとし、そのコア部材41の表面側と裏面側とを樹脂層76、77によりビルドアップされた構造となっている。ここで、二つの樹脂層76、77は、いずれも、たとえば、エポキシ系、ポリイミド系、シアネートエステル系またはテフロン(登録商標)系などの樹脂を主材料(所望により誘電体粉末や磁性体粉末などの機能粉末の混合してもよい)としたもの、若しくは、プリント配線基板に用いられる絶縁材料を主材料としたものであり、冒頭で説明したガラスクロス7(図12参照)を有さない点(すなわち、ガラスクロスレス層である点)に特徴がある。モジュール40の曲げ剛性は、もっぱら中間層Aのベースであるコア部材41によって確保されるからであり、補強材としてのガラスクロス7を敢えて必要としないからである。   As described above, the module 40 is based on the flat core member 41 made of a material (Cu, 42 alloy, Invar, etc.) having good electrical conductivity, good thermal conductivity and high rigidity. The front surface side and the back surface side of 41 are built up by resin layers 76 and 77. Here, each of the two resin layers 76 and 77 is made of, for example, an epoxy resin, a polyimide resin, a cyanate ester resin, or a Teflon (registered trademark) resin as a main material (dielectric powder, magnetic powder, etc., if desired). In which the functional powder may be mixed), or an insulating material used for a printed wiring board as a main material, and does not have the glass cloth 7 (see FIG. 12) described at the beginning. (In other words, it is a glass clothless layer). This is because the bending rigidity of the module 40 is ensured exclusively by the core member 41 which is the base of the intermediate layer A, and the glass cloth 7 as a reinforcing material is not required.

コア部材41の四つのキャビティ(無底穴44〜47によって形成されるもの)には、それぞれ、半導体チップ(電子部品48、51)やコンデンサ(電子部品49)および抵抗(電子部品50)が埋め込まれている。そして、それらの電子部品のうち発熱が大きいもの(電子部品48、51)については、各部品の底面と(要すれば)側面との一部をそれぞれ熱伝導性のよい材料(高さ寸法調整部材54、熱伝導性樹脂55)を介してコア部材41に接続すると共に、下位層Cの上面電極パターン82、83にも接続する。下位層Cの上面電極パターン82、83は、下位層Cの内部電極84、85を介して、下位層Cの下面電極パターン86に接続されており、結局、電子部品48、51で発生した熱は、無底穴の内壁面を介してコア部材41に逃がされると共に、さらに、下位層Cの下面電極パターン86を介して、当該モジュール40を実装する電子機器の基板にも逃がされることとなり、充分な放熱効果を得ることができる。   Semiconductor chips (electronic components 48 and 51), capacitors (electronic components 49), and resistors (electronic components 50) are embedded in the four cavities (formed by the bottomless holes 44 to 47) of the core member 41, respectively. It is. Of those electronic components that generate large amounts of heat (electronic components 48 and 51), a part of the bottom and side surfaces (if necessary) of each component is made of a material with good thermal conductivity (height adjustment). It connects to the core member 41 via the member 54 and the heat conductive resin 55), and also connects to the upper surface electrode patterns 82 and 83 of the lower layer C. The upper surface electrode patterns 82 and 83 of the lower layer C are connected to the lower surface electrode pattern 86 of the lower layer C via the internal electrodes 84 and 85 of the lower layer C, and eventually the heat generated in the electronic components 48 and 51 is obtained. Is released to the core member 41 through the inner wall surface of the bottomless hole, and is also released to the substrate of the electronic device on which the module 40 is mounted, via the lower surface electrode pattern 86 of the lower layer C. A sufficient heat dissipation effect can be obtained.

また、高さ寸法の小さい半導体チップ(電子部品48)については、下位層Cに作られたキャビティ(コア部41の無底穴44と同一位置の貫通穴によって形成されるもの)に入れられた高さ寸法調整部材54(独立した部材であってもよいし、あるいは、メッキを成長させたものであってもよい。良好な熱伝導性を持ち、且つ、電子部品48の高さ寸法調整をできるものであればよい。)により、実装高を所望の位置に嵩上げして、電子部品48の上面高さ位置とコア部材41の上面高さ位置との関係(図2のLaとLbの関係を参照)を適正に保つことができるようになっている。   In addition, a semiconductor chip (electronic component 48) having a small height was placed in a cavity (formed by a through hole at the same position as the bottomless hole 44 of the core portion 41) in the lower layer C. Height dimension adjusting member 54 (may be an independent member or may be a plated layer. It has good thermal conductivity and can adjust the height dimension of the electronic component 48. As long as the mounting height is raised to a desired position, the relationship between the upper surface height position of the electronic component 48 and the upper surface height position of the core member 41 (the relationship between La and Lb in FIG. 2). Can be kept appropriate.

また、高さ寸法の大きい半導体チップ(電子部品51)については、下位層Cに作られたキャビティ(コア部41の無底穴47と同一位置の貫通穴によって形成されるもの)に入れることによって、電子部品51の上面高さ位置とコア部材41の上面高さ位置との関係(図2のLaとLbの関係を参照)を適正に保つことができるようになっている。   In addition, a semiconductor chip (electronic component 51) having a large height dimension is placed in a cavity (formed by a through hole at the same position as the bottomless hole 47 of the core portion 41) formed in the lower layer C. The relationship between the upper surface height position of the electronic component 51 and the upper surface height position of the core member 41 (see the relationship between La and Lb in FIG. 2) can be maintained appropriately.

中間層Aのコア部材41のパターニング(無底穴44〜47や柱状部56、57の形成)は、コア部材41の下面に裏面側樹脂層43を張り合わせた状態で行うべきである。この状態でコア部材41をパターニングすると、特に、海島構造部における“島”の部分が脱落しないため、当該部分を柱状部56、57として利用できるからである。したがって、中間層Aの表裏を接続するための柱状構造(いわゆる「ポスト」:柱状部56、57とその両端に接続された電極58、59、60、61とにより形成されるもの)をコア部材41の物理的加工(たとえば、エッチング)によって容易に形成することができる。コア部材41を塩化第二鉄などの通常のエッチャントでエッチングする場合、コア部材41の素材は、樹脂物性との関係から、Cu、42アロイ、インバーなどとすることができる。ただし、42アロイやインバーを選択した場合は、イオンマイグレーションなどの防止の観点から、42アロイやインバーの表面にCuめっきを施しておくことが好ましい。   Patterning of the core member 41 of the intermediate layer A (formation of the bottomless holes 44 to 47 and the columnar portions 56 and 57) should be performed in a state where the back surface side resin layer 43 is bonded to the lower surface of the core member 41. This is because, when the core member 41 is patterned in this state, in particular, the “island” portion in the sea-island structure portion does not fall off, so that the portion can be used as the columnar portions 56 and 57. Therefore, a columnar structure (so-called “post”: formed by columnar portions 56 and 57 and electrodes 58, 59, 60, and 61 connected to both ends thereof) for connecting the front and back of the intermediate layer A is a core member. 41 can be easily formed by physical processing (for example, etching). When the core member 41 is etched with a normal etchant such as ferric chloride, the material of the core member 41 can be Cu, 42 alloy, Invar, or the like in view of the resin physical properties. However, when 42 alloy or invar is selected, it is preferable to perform Cu plating on the surface of 42 alloy or invar from the viewpoint of preventing ion migration or the like.

次に、上記モジュール40の製造工程について説明する。
(第一の工程:図6(a))
まず、良好な電気伝導性、良好な熱伝導性および高い剛性を兼ね備えた平板状のコア部材41、たとえば、Cu、42アロイまたはインバーなどのコア部材41の下面(上下は図面に正対したときの方向を指す)に樹脂層(裏面側樹脂層43)を張り合わせ、さらに、その裏面側樹脂層43の下面に、良好な導電性と良好な熱伝導性を有する薄膜90を張り合わせる。
Next, the manufacturing process of the module 40 will be described.
(First step: FIG. 6A)
First, a flat core member 41 having good electrical conductivity, good thermal conductivity, and high rigidity, for example, the lower surface of the core member 41 such as Cu, 42 alloy or Invar (when the upper and lower sides face the drawing) The resin layer (back surface side resin layer 43) is bonded to the lower surface of the resin layer 43, and a thin film 90 having good conductivity and good thermal conductivity is bonded to the lower surface of the back surface resin layer 43.

ここで、裏面側樹脂層43の材料としては、たとえば、エポキシ系、ポリイミド系、シアネートエステル系またはテフロン(登録商標)系などの樹脂材料若しくはプリント配線基板に用いられる絶縁材料を使用することができる。また、薄膜90としては、上記の特性を有するもの、典型的には、銅箔を使用することができる。   Here, as a material of the back surface side resin layer 43, for example, an epoxy-based, polyimide-based, cyanate ester-based, or Teflon (registered trademark) -based resin material or an insulating material used for a printed wiring board can be used. . Moreover, as the thin film 90, what has said characteristic, typically a copper foil can be used.

なお、裏面側樹脂層43と薄膜90とを一体化したものを使用してもよい。たとえば、樹脂付銅箔を使用してもよく、あるいは、ドライフィルムに銅箔を張り合わせたものを使用してもよい。   In addition, you may use what integrated the back surface side resin layer 43 and the thin film 90. FIG. For example, a copper foil with resin may be used, or a dry film in which a copper foil is laminated may be used.

(第二の工程:図6(b))
次に、コア部材41をパターニングし、無底穴44〜47と柱状部56、57を形成する。無底穴44〜47は、それぞれ、電子部品48〜51を埋め込むためのキャビティとなる。コア部材41のパターニングは、たとえば、サブトラクティブ法によって行うことができる。この場合、塩化第二鉄系や塩化第二銅系エッチャントなどの通常のプリント配線基板で使用しているエッチャントを使用することができる。
(Second step: FIG. 6B)
Next, the core member 41 is patterned to form bottomless holes 44 to 47 and columnar portions 56 and 57. The bottomless holes 44 to 47 become cavities for embedding the electronic components 48 to 51, respectively. The patterning of the core member 41 can be performed by, for example, a subtractive method. In this case, an etchant used in a normal printed wiring board such as ferric chloride or cupric chloride can be used.

(第三の工程:図6(c))
次に、発熱が大きい電子部品(電子部品48、51)に対応した無底穴44、47については、その下の裏面側樹脂層43を、無底穴44、47と同一の開口形状で除去(波線部分参照)して薄膜90を露出させる。裏面側樹脂層43の除去は、たとえば、レーザーアブレーションやプラズマエッチングなどによって行うことができる。
(Third step: FIG. 6C)
Next, with respect to the bottomless holes 44 and 47 corresponding to the electronic parts (electronic parts 48 and 51) that generate a large amount of heat, the bottom-side resin layer 43 below is removed with the same opening shape as the bottomless holes 44 and 47. The thin film 90 is exposed (see the wavy line). The removal of the back surface side resin layer 43 can be performed by, for example, laser ablation or plasma etching.

図7は、第三の工程後の外観図であり、(a)は上面側斜視図、(b)は下面側斜視図である。なお、図7と上記の工程図(図6)とは厳密に対応していない。図7で理解すべき点は、コア部材41に形成された“キャビティ”や“ポスト”である。すなわち、図7においては、コア部材41の下面に樹脂層91(図6の裏面側樹脂層43に相当)と銅箔92(図6の薄膜90に相当)が張り合わされており、コア部材41をパターニングしていくつかのキャビティ93〜95(図6の無底穴44〜47に相当)と、いくつかのポスト96〜103(図6の柱状部56、57に相当)が形成されている。   7A and 7B are external views after the third step, where FIG. 7A is a top perspective view and FIG. 7B is a bottom perspective view. 7 and FIG. 6 (FIG. 6) do not correspond exactly. The points to be understood in FIG. 7 are “cavities” and “posts” formed in the core member 41. That is, in FIG. 7, a resin layer 91 (corresponding to the back side resin layer 43 in FIG. 6) and a copper foil 92 (corresponding to the thin film 90 in FIG. 6) are bonded to the lower surface of the core member 41. Are patterned to form several cavities 93 to 95 (corresponding to the bottomless holes 44 to 47 in FIG. 6) and several posts 96 to 103 (corresponding to the columnar portions 56 and 57 in FIG. 6). .

(第四の工程:図8(a))
次に、左端の無底穴44に高さ寸法調整部材54を入れ込み、その高さ寸法調整部材54の上に熱導電性樹脂104を塗布する。また、左から2番目と3番目の無底穴45、46に接着剤52、53を塗布し、さらに、右端の無底穴47に熱伝導性樹脂55を塗布する。高さ寸法調整部材54は、独立した部材であってもよいし、あるいは、Cuなどのメッキを成長させたものであってもよい。良好な熱伝導性を持ち、且つ、電子部品48の高さ寸法を調整をできるものであればよい。熱導電性樹脂104、55は、その名のとおり、放熱作用の機能を有するとともに、埋め込まれた電子部品48、51を仮固定する機能も有する。接着剤52、53は、もっぱら埋め込まれた電子部品49、50を固定する機能を有していればよい。
(Fourth step: FIG. 8A)
Next, the height dimension adjusting member 54 is inserted into the bottomless hole 44 at the left end, and the heat conductive resin 104 is applied on the height dimension adjusting member 54. Adhesives 52 and 53 are applied to the second and third bottomless holes 45 and 46 from the left, and a heat conductive resin 55 is applied to the bottomless hole 47 at the right end. The height dimension adjusting member 54 may be an independent member, or may be one obtained by growing a plating such as Cu. Any material having good thermal conductivity and capable of adjusting the height of the electronic component 48 may be used. As the name suggests, the thermally conductive resins 104 and 55 have a function of radiating heat, and also have a function of temporarily fixing the embedded electronic components 48 and 51. The adhesives 52 and 53 need only have a function of fixing the embedded electronic components 49 and 50.

なお、ここでは、特段の放熱対策を必要としない電子部品49、50を接着剤52、53で固定しているが、これに限定されない。たとえば、第一の工程(図6(a))において、コア部材41と樹脂層(裏面側樹脂層43)を積層・接着する際に、その樹脂層をフルキュアせずに未硬化部を残した状態で積層を完了させておき、第四の工程(図8(a))で電子部品49、50を実装する際に高温にして樹脂層の粘着力を若干回復させることにより、当該電子部品49、50を固定するようにしてもよい。このようにすると、接着剤52、53の塗布作業を不要にできる。   Here, the electronic components 49 and 50 that do not require special heat dissipation measures are fixed with adhesives 52 and 53, but the present invention is not limited to this. For example, in the first step (FIG. 6A), when the core member 41 and the resin layer (back side resin layer 43) are laminated and bonded, the resin layer is not fully cured, leaving an uncured portion. Lamination is completed in the state, and when the electronic components 49 and 50 are mounted in the fourth step (FIG. 8A), the adhesive strength of the resin layer is slightly recovered by raising the temperature to a high temperature. , 50 may be fixed. In this way, the application work of the adhesives 52 and 53 can be made unnecessary.

(第五の工程:図8(b))
次に、各々の無底穴44〜47にそれぞれ対応する電子部品48〜51を実装する。放熱が必要な一の電子部品48については、熱伝導性樹脂104と高さ寸法調整部材54を介してコア部材41と薄膜90にその熱を逃がすことができ、また、放熱が必要な二の電子部品51については、熱伝導性樹脂55を介してコア部材41と薄膜90にその熱を逃がすことができる。
(Fifth step: FIG. 8B)
Next, the electronic components 48 to 51 corresponding to the bottomless holes 44 to 47 are mounted. With respect to one electronic component 48 that requires heat dissipation, the heat can be released to the core member 41 and the thin film 90 through the heat conductive resin 104 and the height dimension adjusting member 54, With respect to the electronic component 51, the heat can be released to the core member 41 and the thin film 90 via the heat conductive resin 55.

(第六の工程:図8(c))
次に、電子部品48〜51を実装した後のコア部材41を樹脂で封止する。この封止により、前記第一〜第三の実施の形態における表面側樹脂層42が形成され、この表面側樹脂層42によって、コア部材41の表面、キャビティ(無底穴44〜47)およびビアポスト(柱状部56、57)の周りの隙間が完全にふさがれる。ここに、コア部材41の側端面(図8(c)の波線包囲部A、B参照)も完全に樹脂で封止することが望ましい。側端面を封止する樹脂としては、表面側樹脂層の一部で兼ねてもよいが、表面側樹脂層とは別体に側面側樹脂層を設けてもよい。そのようにすると、コア部材41のすべての面を環境雰囲気(大気)から遮断し、大気中の酸素や水分などによるコア部材41の酸化を防止でき、また、隣接する実装部品との間の電気的なショート等を防止して、動作不良を回避できるからである。
(Sixth step: FIG. 8C)
Next, the core member 41 after mounting the electronic components 48 to 51 is sealed with resin. By this sealing, the surface side resin layer 42 in the first to third embodiments is formed, and by this surface side resin layer 42, the surface of the core member 41, cavities (bottomless holes 44 to 47), and via posts. The gap around the (columnar portions 56, 57) is completely blocked. Here, it is desirable that the side end surface of the core member 41 (see the wavy line surrounding portions A and B in FIG. 8C) is also completely sealed with resin. The resin that seals the side end surface may serve as a part of the surface-side resin layer, but a side-side resin layer may be provided separately from the surface-side resin layer. By doing so, all surfaces of the core member 41 can be shielded from the environmental atmosphere (atmosphere), and oxidation of the core member 41 due to oxygen, moisture, etc. in the air can be prevented, and the electrical connection between adjacent mounting components can be prevented. This is because it is possible to prevent a short circuit and avoid malfunction.

ここで、表面側樹脂層42の材料としては、たとえば、エポキシ系、ポリイミド系、シアネートエステル系またはテフロン(登録商標)系などの樹脂材料若しくはプリント配線基板に用いられる絶縁材料を使用することができる。   Here, as the material of the surface-side resin layer 42, for example, an epoxy-based, polyimide-based, cyanate ester-based, or Teflon (registered trademark) -based resin material or an insulating material used for a printed wiring board can be used. .

図9は、第五の工程後の外観図(a)および第六の工程後の外観図(b)である。なお、図9と上記の工程図(図8)とは厳密に対応していない。図9で理解すべき点は、コア部材41に形成された“キャビティ”への電子部品の実装状態と、樹脂(表面側樹脂層42)による封止状態である。すなわち、図9においては、コア部材41に形成されたキャビティ93〜95にはそれぞれ対応する電子部品105〜107(図8の電子部品48〜51に相当)が実装されており、電子部品105〜107を実装した状態のコア部材41を樹脂108(図8の表面側樹脂層42に相当)で完全に封止している。なお、図9(b)では、樹脂108で封止した後のコア部材41の側面が露出しているが、これは図示の都合である。実際には側面も樹脂108で完全に覆われている。   FIG. 9 is an external view after the fifth step (a) and an external view after the sixth step (b). In addition, FIG. 9 and said process drawing (FIG. 8) do not respond | correspond strictly. The points to be understood in FIG. 9 are the mounting state of the electronic component in the “cavity” formed in the core member 41 and the sealing state by the resin (surface-side resin layer 42). That is, in FIG. 9, corresponding electronic components 105 to 107 (corresponding to the electronic components 48 to 51 in FIG. 8) are mounted in the cavities 93 to 95 formed in the core member 41, respectively. The core member 41 with the 107 mounted thereon is completely sealed with a resin 108 (corresponding to the front surface side resin layer 42 in FIG. 8). In FIG. 9B, the side surface of the core member 41 after being sealed with the resin 108 is exposed, but this is for convenience of illustration. Actually, the side surface is completely covered with the resin 108.

(第七の工程:図10(a))
次に、薄膜90をパターニングする。このパターニングにより、放熱対策を必要とする電子部品48、51のうち熱導電性樹脂55を介して薄膜90に直接熱を逃がすための放熱パターン83を形成する。すなわち、当該放熱パターン83だけを残すように薄膜90をエッチアウトする。
(Seventh step: FIG. 10A)
Next, the thin film 90 is patterned. By this patterning, a heat radiation pattern 83 for directly releasing heat is formed in the thin film 90 through the thermally conductive resin 55 among the electronic components 48 and 51 requiring heat radiation countermeasures. That is, the thin film 90 is etched out so as to leave only the heat radiation pattern 83.

(第八の工程:図10(b))
次に、表面側樹脂層42と裏面側樹脂層43のそれぞれに小穴109〜125をあける。たとえば、各層の樹脂をCO2ガスレーザー、UVレーザーまたはエキシマレーザーなどで部分的に除去した後、樹脂の残渣を過マンガン酸やプラズマアッシングなどで除去することにより、小穴109〜125を形成する。
(Eighth step: FIG. 10B)
Next, small holes 109 to 125 are formed in each of the front surface side resin layer 42 and the back surface side resin layer 43. For example, the resin in each layer is partially removed with a CO2 gas laser, UV laser, excimer laser, or the like, and then the resin residues are removed with permanganic acid or plasma ashing to form the small holes 109 to 125.

(第九の工程:図10(c))
次に、小穴109〜125に銅めっきやエッチングを施し、電子部品48〜49の端子との電気的な層間接続を行うための電極63、64、65、66、67、68、69、73や、コア部材41を介した層間接続を行うための電極58、59、60、61、62、70、71、72、74などを形成する。なお、樹脂とめっき銅との密着性を確保するために、必要に応じて、過マンガン酸等による樹脂表面の粗化を行い、表面積の増大処理を施してもよい。なお、126〜154は、表面側樹脂層42と裏面側樹脂層43の各露出面に形成された電極または配線パターンである。この第十の工程により、図5における中間層Aが作られる。
(Ninth step: FIG. 10C)
Next, copper plating or etching is performed on the small holes 109 to 125 to form electrodes 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 73 for electrical interlayer connection with the terminals of the electronic components 48 to 49. Electrodes 58, 59, 60, 61, 62, 70, 71, 72, 74 and the like for performing interlayer connection via the core member 41 are formed. In addition, in order to ensure the adhesiveness of resin and plated copper, the surface of the resin may be roughened by permanganic acid or the like as necessary to increase the surface area. Reference numerals 126 to 154 denote electrodes or wiring patterns formed on the exposed surfaces of the front surface side resin layer 42 and the rear surface side resin layer 43. By the tenth step, the intermediate layer A in FIG. 5 is formed.

(第十の工程:図10(d))
次に、表面側樹脂層42と裏面側樹脂層43にそれぞれ樹脂を貼り合せ、それらの樹脂の表裏に必要なソルダーレジストパターンを形成することにより、図5における上位層Bと下位層Cが作られる。
(Tenth step: FIG. 10D)
Next, the upper layer B and the lower layer C in FIG. 5 are formed by bonding the resin to the front surface side resin layer 42 and the back surface side resin layer 43 and forming the necessary solder resist patterns on the front and back surfaces of those resins. It is done.

図11は、第十の工程後の外観図であり、(a)は上面側斜視図、(b)は下面側斜視図である。なお、図11と上記の工程図(図10)とは厳密に対応していない。図11で理解すべき点は、中間層Aの上に上位層Bが積層されると共に、中間層Aの下に下位層Cが積層され、且つ、上位層Bや下位層Cの露出面に所要の導電パターン155〜170が形成されていることにある。これらの導電パターン155〜170のうち、たとえば、下位層Cの露出面に位置し、且つ、最大の面積を有するもの(導電パターン166)は、電子部品48、51の熱を逃がすための放熱パターンとして用いられる。   11A and 11B are external views after the tenth step, where FIG. 11A is a top perspective view and FIG. 11B is a bottom perspective view. In addition, FIG. 11 and said process drawing (FIG. 10) do not respond | correspond strictly. The points to be understood in FIG. 11 are that the upper layer B is laminated on the intermediate layer A, the lower layer C is laminated below the intermediate layer A, and on the exposed surfaces of the upper layer B and the lower layer C. The required conductive patterns 155 to 170 are formed. Among these conductive patterns 155 to 170, for example, one having the largest area (conductive pattern 166) located on the exposed surface of the lower layer C is a heat dissipation pattern for releasing heat of the electronic components 48 and 51. Used as

以上の工程を実行後、所要の表面実装部品(図5の電子部品78〜82)を取り付け、必要であればカバー40aを取り付けることにより、図5に示すモジュール40が完成する。   After performing the above steps, the required surface mount components (electronic components 78 to 82 in FIG. 5) are attached, and if necessary, the cover 40a is attached to complete the module 40 shown in FIG.

このような構造を有するモジュール40は、以下の効果を有する。
(1)良好な電気伝導性、良好な熱伝導性および高い剛性を兼ね備えた材料(Cu、42アロイ、インバー等)からなる平板状のコア部材41をベースとして構成されているので、基板の曲げ応力をコア部材41の剛性で受け止めることができ、好ましくない基板変形を回避し、または抑制することができる。したがって、従来の補強材(ガラスクロス)を敢えて必要としないため、ガラスクロスにまつわる諸々の問題(イオンマイグレーションの問題や、キャビティ形成時のガラスクロス切断加工に伴う製造コストアップの問題)を生じないという格別の効果が得られる。
The module 40 having such a structure has the following effects.
(1) Since the plate-shaped core member 41 made of a material (Cu, 42 alloy, Invar, etc.) having good electrical conductivity, good thermal conductivity and high rigidity is used as a base, bending the substrate The stress can be received by the rigidity of the core member 41, and undesirable substrate deformation can be avoided or suppressed. Therefore, since the conventional reinforcing material (glass cloth) is not required, various problems related to the glass cloth (problems of ion migration and manufacturing cost increase associated with glass cloth cutting when forming the cavity) are not caused. A special effect is obtained.

(2)コア部材41の片面(実施の形態では裏面)に樹脂(裏面側樹脂層43)を貼り付けた状態で、所要部に“海島”を形成した場合、“島”の部分が脱落しないため、その部分を柱状部56、57として使用することができる。そして、その柱状部56、57を介して層間の電気信号伝達経路や電源伝達経路を簡単に構成することができ、モジュール設計の容易化を図ることができる。 (2) When “sea island” is formed in a required portion in a state where resin (back surface side resin layer 43) is attached to one surface (back surface in the embodiment) of the core member 41, the “island” portion does not fall off. Therefore, the portion can be used as the columnar portions 56 and 57. Further, the electric signal transmission path and the power transmission path between the layers can be easily configured via the columnar portions 56 and 57, and the module design can be facilitated.

(3)コア部材41にキャビティ(無底穴44〜47)を形成し、そのキャビティ内に電子部品48〜51を容易に埋め込むことができ、表面実装と相まって基板の実装密度を向上することができる。 (3) A cavity (bottomless holes 44 to 47) is formed in the core member 41, and the electronic components 48 to 51 can be easily embedded in the cavity, and the mounting density of the substrate can be improved in combination with the surface mounting. it can.

(4)さらに、高さ寸法の大きいまたは高さ寸法の小さい電子部品を埋め込む場合は、高さ寸法調整部材54を入れたり、または、裏面側樹脂層43の穴を利用したりして、電子部品の高さ寸法を容易に調節することができ、コア部材41の上面高さ位置を電子部品の上面高さ位置が超えないように適正に設定することができる。このため、多層基板製造時における荷重をコア部材41で受け止めることができ、電子部品の破損を防止することができる。 (4) Furthermore, when embedding an electronic component having a large height dimension or a small height dimension, the height dimension adjusting member 54 is inserted, or a hole in the back surface side resin layer 43 is used to The height dimension of the component can be easily adjusted, and the upper surface height position of the core member 41 can be appropriately set so that the upper surface height position of the electronic component does not exceed. For this reason, the load at the time of manufacture of a multilayer substrate can be received with the core member 41, and damage to an electronic component can be prevented.

(5)また、電子部品の熱を逃がす場合は、コア部材41を放熱経路に利用したり、または、下位層Cの露出面に形成した放熱パターン(図11(b)の電極パターン166)を放熱経路に利用したりでき、とりわけ発熱の大きい電子部品48、51を埋め込んで構成されるモジュール40に用いて好適なものとすることができる。 (5) When releasing heat from the electronic component, the core member 41 is used as a heat dissipation path, or a heat dissipation pattern (electrode pattern 166 in FIG. 11B) formed on the exposed surface of the lower layer C is used. It can be used for a heat dissipation path, and can be particularly suitable for use in a module 40 configured by embedding electronic components 48 and 51 that generate large heat.

(6)また、中間層Aに対して、上位層Bと下位層Cをほぼ対称的な構造とすることにより、基板の反りを回避し、または抑制することができる。 (6) Further, by making the upper layer B and the lower layer C substantially symmetric with respect to the intermediate layer A, it is possible to avoid or suppress the warpage of the substrate.

20 複合多層基板
21 コア部材
22 表面側樹脂層
23 裏面側樹脂層
24 無底穴
25 電子部品
26 有底穴
40 モジュール
41 コア部材
42 表面側樹脂層
43 裏面側樹脂層
44〜47 無底穴
48〜51 電子部品
20 Composite Multilayer Substrate 21 Core Member 22 Front Side Resin Layer 23 Back Side Resin Layer 24 Bottomless Hole 25 Electronic Component 26 Bottomed Hole 40 Module 41 Core Member 42 Front Side Resin Layer 43 Back Side Resin Layer 44-47 Bottomless Hole 48 ~ 51 Electronic parts

Claims (6)

金属製材料からなる平板状のコア部材と、
前記コア部材の少なくとも表面と裏面を覆う表面側樹脂層および裏面側樹脂層と、
前記コア部材の表裏を貫通して前記コア部材に形成された無底穴と、
前記無底穴に実装された電子部品と、
前記電子部品の真上または真下に位置すると共に前記コア部材の表裏面の垂直方向に延在して前記表面側樹脂層と前記裏面側樹脂層のいずれか一方または双方に形成された第1の小穴と、
前記第1の小穴の内部に形成された第1の電極と、
前記電子部品の真上と真下を除く前記コア部材の真上または真下に位置すると共に前記コア部材の表裏面の垂直方向に延在して前記表面側樹脂層と前記裏面側樹脂層のいずれか一方または双方に形成された第2の小穴と、
前記第2の小穴の内部に形成された第2の電極と、を備え、
前記電子部品に対する電気的接続を前記第1の電極を介して行うようにするとともに、前記コア部材に対する電気的接続を前記第2の電極を介して行うようにし、
さらに、前記コア部材の表面を覆う前記表面側樹脂層の表面に対する水平面を高さ基準面としたとき、
前記電子部品の片面にしか電極がない場合には当該電極がある面を上面とし、
前記電子部品の両面に電極がある場合には当該電極がある面のいずれか一方を上面とした場合において、
少なくとも前記電子部品の上面が前記コア部材の上面の高さを実質的に上方向に超えることがない一つの電子部品を含み、且つ、前記コア部材のすべての面が樹脂又は樹脂に相当する耐環境性素材で覆われている
ことを特徴とする複合多層基板。
A flat core member made of a metal material;
A front surface side resin layer and a back surface side resin layer covering at least the front surface and the back surface of the core member;
A bottomless hole formed in the core member through the front and back of the core member;
An electronic component mounted in the bottomless hole;
A first position located directly above or below the electronic component and extending in a direction perpendicular to the front and back surfaces of the core member and formed on one or both of the front surface side resin layer and the back surface side resin layer. With a small hole,
A first electrode formed inside the first small hole;
Either of the front surface side resin layer and the rear surface side resin layer, which is located directly above or below the core member excluding directly above and directly below the electronic component and extends in a direction perpendicular to the front and back surfaces of the core member. A second eyelet formed in one or both;
A second electrode formed inside the second small hole,
The electrical connection to the electronic component is performed through the first electrode, and the electrical connection to the core member is performed through the second electrode,
Furthermore, when the horizontal plane for the surface of the surface-side resin layer covering the surface of the core member is a height reference plane,
If there is an electrode only on one side of the electronic component, the surface with the electrode is the top surface,
When there are electrodes on both sides of the electronic component, if any one of the surfaces with the electrodes is the top surface,
Look including at least the electronic component one upper surface of never substantially exceeds upward the height of the upper surface of the core member of the electronic component, and, all surfaces of the core member corresponds to the resin or resin A composite multilayer board characterized by being covered with an environmentally resistant material .
前記第2の電極を介して行われる前記コア部材に対する電気的接続は、前記コア部材の無加工部に対して行われることを特徴とする請求項1に記載の複合多層基板。   2. The composite multilayer substrate according to claim 1, wherein the electrical connection to the core member made through the second electrode is made to an unprocessed portion of the core member. 前記コア部材の積層方向における前記電子部品の厚さが前記コア部材の厚さを超えることがない少なくとも一つの電子部品を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の複合多層基板。 Composite multilayer substrate according to claim 1 or 2, wherein the thickness of the electronic component in the stacking direction of the core member is characterized in that it comprises at least one electronic component does not exceed the thickness of the core member. 前記第2の小穴が、前記電子部品を収容する前記無底穴に近接していることを特徴とする請求項1乃至いずれかに記載の複合多層基板。 The second small holes, composite multilayer substrate according to claim 1, wherein said proximate to a bottomless hole for accommodating the electronic component. 金属製材料からなる平板状のコア部材と、
前記コア部材の少なくとも表面と裏面を覆う表面側樹脂層および裏面側樹脂層と、
前記コア部材の表裏を貫通して前記コア部材に形成された無底穴と、
前記無底穴に実装された電子部品と、
前記電子部品の真上または真下に位置すると共に前記コア部材の表裏面の垂直方向に延在して前記表面側樹脂層と前記裏面側樹脂層のいずれか一方または双方に形成された第1の小穴と、
前記第1の小穴の内部に形成された第1の電極と、
前記電子部品の真上と真下を除く前記コア部材の真上または真下に位置すると共に前記コア部材の表裏面の垂直方向に延在して前記表面側樹脂層と前記裏面側樹脂層のいずれか一方または双方に形成された第2の小穴と、
前記第2の小穴の内部に形成された第2の電極と、を備え、
前記電子部品に対する電気的接続を前記第1の電極を介して行うようにするとともに、前記コア部材に対する電気的接続を前記第2の電極を介して行うようにし、
さらに、前記コア部材における前記無底穴の開口部が形成された面の位置に対して前記無底穴に実装された状態の電子部品の前記開口を臨む二つの面のうちの少なくとも一方の面の位置が前記無底穴の内部方向に入り込むようにした少なくとも一つの電子部品を含む
ことを特徴とする複合多層基板。
A flat core member made of a metal material;
A front surface side resin layer and a back surface side resin layer covering at least the front surface and the back surface of the core member;
A bottomless hole formed in the core member through the front and back of the core member;
An electronic component mounted in the bottomless hole;
A first position located directly above or below the electronic component and extending in a direction perpendicular to the front and back surfaces of the core member and formed on one or both of the front surface side resin layer and the back surface side resin layer. With a small hole,
A first electrode formed inside the first small hole;
Either of the front surface side resin layer and the rear surface side resin layer, which is located directly above or below the core member excluding directly above and directly below the electronic component and extends in a direction perpendicular to the front and back surfaces of the core member. A second eyelet formed in one or both;
A second electrode formed inside the second small hole,
The electrical connection to the electronic component is performed through the first electrode, and the electrical connection to the core member is performed through the second electrode,
Further, at least one of the two surfaces facing the opening of the electronic component mounted in the bottomless hole with respect to the position of the surface on which the opening of the bottomless hole is formed in the core member Including at least one electronic component that is positioned so as to enter the inner direction of the bottomless hole.
A composite multilayer substrate characterized by that .
請求項1乃至5いずれかに記載の複合多層基板を用いて構成されたことを特徴とするモジュール。
6. A module comprising the composite multilayer substrate according to claim 1.
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