WO2010007969A1 - 部品内蔵モジュールの製造方法及び部品内蔵モジュール - Google Patents

部品内蔵モジュールの製造方法及び部品内蔵モジュール Download PDF

Info

Publication number
WO2010007969A1
WO2010007969A1 PCT/JP2009/062690 JP2009062690W WO2010007969A1 WO 2010007969 A1 WO2010007969 A1 WO 2010007969A1 JP 2009062690 W JP2009062690 W JP 2009062690W WO 2010007969 A1 WO2010007969 A1 WO 2010007969A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
insulating layer
electronic component
component
module
opening
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/062690
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
祐樹 山本
Original Assignee
株式会社 村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社 村田製作所 filed Critical 株式会社 村田製作所
Publication of WO2010007969A1 publication Critical patent/WO2010007969A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/284—Applying non-metallic protective coatings for encapsulating mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/182—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
    • H05K1/185—Components encapsulated in the insulating substrate of the printed circuit or incorporated in internal layers of a multilayer circuit
    • H05K1/188—Components encapsulated in the insulating substrate of the printed circuit or incorporated in internal layers of a multilayer circuit manufactured by mounting on or attaching to a structure having a conductive layer, e.g. a metal foil, such that the terminals of the component are connected to or adjacent to the conductive layer before embedding, and by using the conductive layer, which is patterned after embedding, at least partially for connecting the component
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/03—Conductive materials
    • H05K2201/0332—Structure of the conductor
    • H05K2201/0335—Layered conductors or foils
    • H05K2201/0355—Metal foils
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/03—Conductive materials
    • H05K2201/0332—Structure of the conductor
    • H05K2201/0364—Conductor shape
    • H05K2201/0382—Continuously deformed conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10621—Components characterised by their electrical contacts
    • H05K2201/10636—Leadless chip, e.g. chip capacitor or resistor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/14—Related to the order of processing steps
    • H05K2203/1461—Applying or finishing the circuit pattern after another process, e.g. after filling of vias with conductive paste, after making printed resistors
    • H05K2203/1469—Circuit made after mounting or encapsulation of the components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/06—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341—Surface mounted components
    • H05K3/3431—Leadless components
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a component built-in module and a component built-in module, and more particularly to a method for manufacturing a component built-in module capable of reducing a defect rate, and a component built-in module manufactured by this method.
  • a component built-in module in which mounting components are embedded in a resin substrate does not involve firing unlike a component built-in module in which mounting components are embedded in a ceramic substrate. Therefore, a wide range of uses is expected in the future.
  • the solder is reflowed to connect the mounting component to the metal foil, and the uncured thermosetting resin is cured to form an insulating layer.
  • a sheet-like prepreg containing an inorganic filler and a thermosetting resin is pressure-bonded onto the insulating layer and the mounting component, and the mounting component is embedded to form a resin layer.
  • the metal foil is processed into a predetermined wiring pattern.
  • Patent Document 1 the solder in the opening formed in the insulating layer on the metal foil is reflowed to connect the mounting component to the metal foil. In addition, it is possible to prevent a short circuit due to spreading of the solder.
  • Patent Document 2 a bonding member such as solder is applied without providing an opening in the insulating layer as in the component built-in module described in Patent Document 1.
  • Patent Document 3 discloses a technique for preventing the wetting and spreading of a bonding material such as solder by providing an opening in an insulating layer.
  • a bonding material such as solder
  • a circuit board specifically, a resin multilayer circuit board
  • a relay connection body is interposed between the semiconductor part and the circuit board, and a through hole formed in the relay connection body
  • a bonding material such as a conductive paste is filled therein, and the semiconductor electrode of the semiconductor portion and the substrate electrode of the circuit board are electrically connected through the bonding material.
  • This technology is a technology for mounting a semiconductor portion on a circuit board, not a technology for mounting a semiconductor portion on a metal foil.
  • the component built-in module of Patent Document 1 can be manufactured without short-circuiting between terminals of the mounted component when the mounted component is mounted on the metal foil.
  • the defect rate can be reduced.
  • the external terminal patterned from the metal foil of the component built-in module is connected to the terminal electrode of the mounting board through a bonding material such as solder.
  • a bonding material such as solder
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a component built-in module and a component built-in module that can reduce defective products due to solder flash or the like.
  • an opening 2A is formed on the metal foil 1 using an uncured thermosetting resin as schematically shown in FIG.
  • a bonding material 3 such as solder is applied in the opening 2A, the opening 2A is filled with the bonding material 3, and the upper surface of the bonding material 3 and the upper surface of the insulating layer 2 are made to coincide.
  • the terminal electrode 4A of the electronic component 4 is mounted on the bonding material 3 in accordance with the bonding material 3, and when the bonding material 3 is reflowed, the insulating layer 2 is cured by the heat at that time. When shrinking.
  • a wavy depression of the insulating layer 12 is formed as a gap ⁇ between the lower surface of the electronic component 4 and the insulating layer 2. If the electronic component 4 is embedded by pressing a prepreg made of an inorganic filler and an uncured thermosetting resin on the upper surface of the metal foil 1 as it is, uncured heat is formed in the gap ⁇ between the lower surface of the electronic component 4 and the insulating layer 2.
  • the curable resin does not circulate, and bubbles 5A are formed in the cured resin layer 5 as will be described later, as shown in FIG.
  • the electronic component 4 should be in close contact with the upper surface of the insulating layer 2, but due to the undulation of the metal foil 1 and the insulating layer 2 due to the shrinkage of the insulating layer 2, 5A remains. However, the undulation of the metal foil 1 is very slight, and since it does not notice the undulation, it is judged as a good product. Thereafter, after curing an uncured thermosetting resin as the resin layer 5 and forming a wiring pattern on the metal foil 1 by etching or the like, a component built-in module 6 shown in FIG. 6A is obtained. When the component built-in module 6 is mounted as a finished product on the terminal electrode 7A of the mounting board 7 as shown in FIG.
  • the solder 8 when the solder 8 is reflowed, the inside of the bubbles 5A in the component built-in module 6 is heated. It expands and a slit is formed between the lower surface of the electronic component 4 and the insulating layer 2. Then, as indicated by an arrow X in FIGS. 6A and 6B, the bonding material 3 remelted from the slit in the component built-in module 6 is transferred from the slit to the bubble 5A by the capillary phenomenon, and the electronic component. 4 may cause a so-called solder flash that short-circuits the left and right terminal electrodes 4A and 4A.
  • the manufacturing method of the component built-in module according to the present invention includes a first step of forming an insulating layer having an opening on a metal foil so as to have a predetermined film thickness, and an upper surface of the insulating layer in the opening.
  • An electronic component having a second step of applying a conductive material so as to form a conductor portion with a thickness protruding from the first main surface and a second main surface is prepared, and the second main surface
  • a fifth step of patterning the metal foil, and in the third step, the second main surface and the insulation over the entire second main surface of the electronic component Joining the electrode of the electronic component and the conductor so as to form a gap between the layers, and The fourth step, by flowing the uncured resin in the gap, the gap is characterized in that for forming the resin layer is filled with the uncured resin.
  • the conductive material it is preferable to apply the conductive material to the opening so as to fill the opening and cover the opening with an area larger than the opening when viewed in plan.
  • the amount of the conductive material applied is controlled so that the gap is formed over the entire surface between the electronic component and the insulating layer when the electronic component and the conductor are joined. It is preferable.
  • the resin layer made of the uncured resin preferably contains an inorganic filler, and the gap between the second main surface of the electronic component and the insulating layer is preferably larger than the maximum particle size of the inorganic filler.
  • the component built-in module of the present invention includes a wiring pattern formed by processing a metal foil into a predetermined pattern, an insulating layer having an opening formed in a predetermined pattern on the upper surface of the metal foil, A conductor portion formed at a height protruding from the insulating layer, and an electrode formed on the second main surface and having a first main surface and a second main surface are joined to the conductor portion. And at least one electronic component, and a resin layer formed on the wiring pattern and embedding the electronic component, the entire surface in the gap between the second main surface of the electronic component and the insulating layer The resin layer is formed over the entire surface.
  • the present invention it is possible to provide a method for manufacturing a component built-in module and a component built-in module that can reduce defective products due to solder flash or the like.
  • (A)-(e) is process drawing which shows one Embodiment of the manufacturing method of the component built-in module of this invention in order of a process. It is sectional drawing which shows the component built-in module manufactured by the last process following the process shown in FIG. (A)-(e) is process drawing which shows the process which changed partially the procedure of the process shown to (a)-(e) of FIG. 1, respectively. (A)-(e) is process drawing which shows other embodiment of the manufacturing method of the component built-in module of this invention in order of a process.
  • (A) to (e) are process diagrams showing an example of a conventional method of manufacturing a component built-in module in the order of processes.
  • (A) is sectional drawing of the component built-in module manufactured by the manufacturing method of the component built-in module shown in FIG. 5, (b) demonstrates the short circuit by reflow of the solder at the time of mounting the component built-in module shown in (a). For this reason, it is an enlarged view which expands and shows the part enclosed with the dashed-dotted line of (a).
  • FIGS. 1A to 1E are process diagrams showing an embodiment of a method for manufacturing a component built-in module according to the present invention in the order of steps, and FIG. 2 is the last step following the process shown in FIG.
  • FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views showing a component built-in module manufactured by the process, and FIGS. 3A to 3E show processes in which steps of the process shown in FIGS. 1A to 1E are partially changed.
  • FIGS. 4A to 4E are process diagrams corresponding to FIG. 1 showing another embodiment of the method for manufacturing a component built-in module according to the present invention in the order of processes.
  • an uncured insulating layer 12 ′ having an opening 12A is formed on the upper surface of the metal foil 11, for example, as shown in FIG. .
  • the uncured insulating layer 12 ′ is cured by heat treatment to form an insulating layer (solder resist layer) 12.
  • 1A to 1E show a case where one electronic component is mounted for convenience of explanation, the method for manufacturing a component built-in module according to the present invention usually includes a plurality of electronic components built-in. This is applied when manufacturing a component built-in module.
  • the thickness of the metal foil 11 is not particularly limited, but is preferably formed to a thickness of 10 to 20 ⁇ m, for example.
  • the bonding surface of the metal foil 11 is preferably subjected to a roughening treatment.
  • the metal material of the metal foil 11 is not particularly limited as long as it is a conductive metal. For example, copper, silver, gold, an alloy of silver and platinum, an alloy of silver and palladium, or the like is preferably used.
  • the material of the insulating layer 12 is not particularly limited.
  • a resin paste mainly composed of a thermosetting resin, a prepreg mainly composed of an inorganic filler and a thermosetting resin, or a photosensitive resin is used. It is preferable to use a photosensitive resin paste as a main component.
  • the thermosetting resin it is preferable to use a conventionally known thermosetting resin such as an epoxy resin, a phenol resin, or a cyanate resin.
  • the inorganic filler it is preferable to use conventionally known inorganic powders such as silica powder and alumina powder.
  • the insulating layer 12 is a solder resist layer and is preferably formed to have a thickness of 5 to 25 ⁇ m, for example, depending on the thickness of the product as the component built-in module 10.
  • the opening 12A of the insulating layer 12 has a function of preventing the wetting and spreading of a bonding material such as solder and conductive adhesive.
  • the insulating layer 12 is formed by thermosetting the uncured insulating layer 12 ′ formed on the metal foil 11 as described above. However, the uncured insulating layer 12 ′ is thermally shrunk during curing and causes the metal foil 11 to swell.
  • the resin paste When a resin paste is used as the insulating layer 12, the resin paste is applied onto the metal foil 11 by a printing method such as screen printing to form the uncured insulating layer 12 having a predetermined pattern of openings 12A. it can.
  • a prepreg is used as the insulating layer 12
  • a sheet-like prepreg having an opening 12 ⁇ / b> A is produced by a mold press or a laser, and the sheet-like prepreg is pasted on the metal foil 11 to uncured the insulating layer 12.
  • a photosensitive resin paste When a photosensitive resin paste is used as the insulating layer 12, the photosensitive resin paste is applied to the entire surface of the metal foil 11, and then exposed and developed through a photomask having a predetermined opening pattern, thereby opening 12A. Can be formed.
  • a resin paste is screen-printed on the metal foil 11, thereby forming an uncured insulating layer 12 'having an opening 12A on the metal foil 11, as shown in FIG.
  • a conductive material is applied in the opening 12A of the uncured insulating layer 12 'to form a conductor portion 13 in the opening 12A to prepare for mounting an electronic component.
  • the conductive material 13 is applied in the opening 12A while controlling the amount of the conductive material so that the conductor portion 13 has a thickness protruding from the upper surface of the insulating layer 12.
  • a gap ⁇ (see FIG. 1D) is formed over the entire surface between the lower surface of the electronic component and the upper surface of the insulating layer 12 in a state where the electronic component is bonded thereto. It is necessary to be formed in a certain thickness.
  • the amount of the conductive material required for the conductor portion 13 can be estimated and managed based on the space volume in the opening 12A of the insulating layer 12 and the desired height at which the conductor portion 13 protrudes from the insulating layer 12. .
  • the conductive material for example, solder or conductive adhesive can be used.
  • the conductive adhesive is a blend of metal powder and an organic binder.
  • the metal powder for example, gold powder, silver powder, copper powder or the like is preferably used.
  • the organic binder for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin or a polyimide resin is preferably used.
  • a method for applying the conductive material for example, a method of screen printing a solder paste or a method of applying a solder cream with a dispenser is preferable.
  • the conductor portion 13 in the opening 12A of the uncured insulating layer 12 ′ and the terminal electrode 14A of the electronic component 14 are aligned.
  • the electronic component 14 is mounted on the conductor portion 13 as shown in FIG.
  • the conductor portion 13 is reflowed to join the electronic component 14 and the conductor portion 13 and harden the uncured insulating layer 12 '. Since the uncured insulating layer 12 ′ is thermally contracted when cured, the metal foil 11 and the insulating layer 12 can be swelled as shown in FIG. As shown in FIG.
  • the conductor portion 13 at this time is not in contact with the lower surface of the electronic component 14 and the uppermost portion of the insulating layer 12 even when the metal foil 11 and the insulating layer 12 are wavy.
  • the applied amount of the conductive material is adjusted and managed so that a gap ⁇ is surely formed between them.
  • the insulating layer 12 is preferably as thin as possible, for example, 25 ⁇ m or less. It is preferable to be adjusted and managed so that Moreover, it is preferable that the dimension between the lower surface of the electronic component 14 after reflow (parts other than the terminal electrode 14A) and the uppermost part of the undulation of the insulating layer 12 is adjusted and managed to be at least 20 ⁇ m, for example.
  • the uncured thermosetting resin layer 15 ′ covering the electronic component 11 is made of metal as shown in FIG. It is formed on the upper surface side of the foil 11.
  • the uncured thermosetting resin layer 15 ′ is formed as a resin layer 15 by being cured by heat treatment.
  • the material of the resin layer 15 is not particularly limited.
  • a thermosetting resin, or a sheet-like thermosetting resin (prepreg) mainly composed of an inorganic filler and a thermosetting resin is used.
  • the thermosetting resin it is preferable to use a conventionally known thermosetting resin such as an epoxy resin, a phenol resin, or a cyanate resin.
  • the resin layer 15 containing an inorganic filler has high thermal conductivity of the resin layer 15 and can efficiently dissipate heat generated in the electronic component 11 to the outside.
  • limit especially as an inorganic filler For example, it is preferable to use conventionally well-known inorganic powders, such as a silica powder and an alumina powder.
  • the inorganic powder having a maximum particle size smaller than the size of the gap ⁇ formed between the lower surface of the electronic component 11 and the uppermost portion of the undulation of the insulating layer 12 is used. If the maximum particle size is larger than the dimension of the gap ⁇ , the content of the inorganic powder varies between the resin layer 15 in the gap ⁇ and the resin layer 15 in other portions, which is not preferable.
  • the number of sheet-like prepregs is appropriately set according to the thickness of the resin layer 15. Then, after aligning the prepreg on the metal foil 11, the prepreg is placed on the electronic component 11 on the metal foil 11, and pressure-bonded to the upper surface side of the metal foil 11 while heating (see (e) of FIG. 1).
  • uncured thermosetting resin containing inorganic powder flows into the gap ⁇ between the lower surface of the electronic component 11 and the upper surface of the insulating layer 12, and as shown in FIG. Even if the layer 12 has undulations, the uncured resin layer 15 ′ is formed without generating voids such as bubbles.
  • the uncured resin layer 15 ′ is cured to become the resin layer 15.
  • vacuum pressing using a vacuum press is preferable.
  • the resin layer 15 can be formed without generating bubbles in the uncured resin layer 15 ′ by vacuum pressing.
  • the vacuum pressure molding treatment and the heat treatment are performed simultaneously, but after the vacuum pressure molding, the uncured resin layer may be cured by heat treatment. Moreover, you may use for a prepreg what was coat
  • the metal foil 11 is processed using a lithography technique or an etching technique, and the wiring pattern 11A including the external terminals of the electronic component 14 as shown in FIG. Form. Further, when the upper surface of the resin layer 15 is covered with a metal foil, a wiring pattern can be formed also on the metal foil.
  • a via conductor can be formed by providing a through hole penetrating the insulating layer 12 and the resin layer 15 as necessary and filling the through hole with a conductive paste.
  • thermosetting treatment and the electronic of the uncured insulating layer 12 ′ are performed.
  • the uncured insulating layer 12 ′ is cured on the upper surface of the metal foil 11 as shown in steps (a) to (e) of FIG.
  • the conductor portion 13 may be provided. That is, in the steps shown in FIGS. 3A to 3E, an uncured insulating layer 12 ′ having an opening 12A is formed in the metal foil 11 as shown in FIG.
  • the insulating layer 12 ′ is thermally cured as shown in FIG. 5B, and a conductor portion 13 is provided in the opening 12A of the insulating layer 12 after the thermosetting, which has been swelled.
  • the electronic component 14 is mounted as shown in c), and the electronic component 14 is joined to the conductor portion 13 by reflowing the conductor portion 13 as shown in FIG. Next, the electronic component 14 is embedded in the resin layer 15 in the same manner as the step (e) in FIG. 1 (see FIG. 3 (e)).
  • the uncured insulating layer 12 ′ is thermally cured and contracted before the conductive material is applied.
  • the metal foil 11 and the insulating layer 12 are wavy.
  • the bottom surface of the electronic component 14 and the uppermost swell of the insulating layer 12 are formed as shown in FIG. It becomes easy to adjust and manage the conductive material so that it does not come into contact.
  • a third step of joining the formed terminal electrode 14A and the conductor 13 and a resin layer 15 ′ made of an uncured thermosetting resin so as to cover the electronic component 14 are formed on the metal foil 11;
  • the electronic component 14 There is a gap between the entire bottom surface and the insulating layer 12.
  • the electronic component 11 and the conductor portion 13 are joined so as to form ⁇ , and in the fourth step, an uncured thermosetting resin is caused to flow into the gap ⁇ , so that the gap ⁇ is uncured.
  • the resin layer 15 is formed without generating air gaps or the like between the lower surface of the electronic component 11 constituting the component built-in module 10 and the upper surface of the insulating layer 12. Even if reflow processing is performed when 10 is mounted on a mounting board or the like, solder flash does not occur in the component built-in module 10, and the defective product rate of the component built-in module 10 can be significantly reduced.
  • the gap ⁇ is formed between the electronic part 11 and the insulating layer 12.
  • a gap ⁇ is formed between the lower surface of the electronic component 14 and the upper surface of the insulating layer 12 so that uncured thermosetting resin can flow in reliably. Can do.
  • the resin layer made of uncured resin contains an inorganic filler
  • the gap ⁇ between the lower surface of the electronic component 14 and the insulating layer 12 is larger than the maximum particle size of the inorganic filler
  • the thermosetting resin containing the inorganic filler Can be uniformly distributed in the gap ⁇ , and the resin layer 15 can be formed in a place other than the gap ⁇ .
  • the conductor part 13 is inside this opening 12A of uncured insulating layer 12 'rather than this insulating layer 12'.
  • the conductor portion 13 that covers the opening 12A of the uncured insulating layer 12 ′ to a peripheral portion thereof with a predetermined thickness. It differs from the first embodiment in that it is formed. Others follow the manufacturing method of the component built-in module 10 shown in FIGS. Therefore, the same or corresponding parts as those in FIGS. 1 and 3 are denoted by the same reference numerals and the present embodiment will be described.
  • an uncured insulating layer 12 ′ having an opening 12 A is formed on the upper surface of the metal foil 11. Thereafter, as shown in FIG. 4B, a conductive material is applied in the opening 12A of the uncured insulating layer 12 'to form a conductor portion 13 in the opening 12A to prepare for mounting an electronic component.
  • the conductor portion 13 is a coating that covers the filling portion 13A that fills the opening 12A of the uncured insulating layer 12 ′ and the insulating layer 12 ′ that covers both the upper surface of the filling portion 13A and the peripheral portion of the opening 12A with a predetermined thickness.
  • the covering portion 13B protrudes from the uncured insulating layer 12 ′ by the thickness. As shown in FIG.
  • the conductor portion 13 is formed on the entire surface between the lower surface of the electronic component 14 and the upper surface of the insulating layer 12 in a state where the electronic component 14 is bonded to the upper surface of the conductor portion 13 after reflow. It protrudes from the uncured insulating layer 12 ′ by a height that forms a gap ⁇ .
  • the electronic component 14 is mounted as shown in FIG. 4C, and the uncured insulating layer 12 ′.
  • the conductor part 13 is reflowed simultaneously with thermosetting. Since the uncured insulating layer 12 ′ is thermally shrunk when cured, the metal foil 11 and the insulating layer 12 can be swelled as shown in FIG. At this time, the conductor portion 13 does not contact the lower surface of the electronic component 14 and the uppermost portion of the undulation of the insulating layer 12 even if the metal foil 11 and the insulating layer 12 are undulated, as shown in FIG. In addition, a gap ⁇ is reliably formed between the two. Thereafter, as shown in FIG.
  • thermosetting resin layer 15 ′ covering the electronic component 11 is formed on the upper surface side of the metal foil 11, and the thermosetting resin layer 15 ′ is thermally cured.
  • the resin layer 15 is formed, the component built-in module 10 similar to that of the first embodiment is obtained.
  • the same effect as that of the first embodiment can be expected. Also in this embodiment, the component built-in module 10 can be obtained in the same manner even when the conductor portion 13 is provided after the uncured insulating layer 12 'is thermally cured as shown in FIG.
  • a copper foil (thickness: 18 ⁇ m) is prepared as a metal foil, a solder resist is applied to the copper foil, and after prebaking at 80 ° C. for 30 minutes, an opening corresponding to a terminal electrode of an electronic component is formed. After exposure and development through a photomask, the solder resist was cured at 150 ° C. to form an insulating layer. The thickness of the insulating layer at this time was 8 ⁇ m.
  • the electronic component was mounted so that the terminal electrode of the electronic component was positioned on the solder paste (conductor portion). Thereafter, the copper foil on which the electronic component was mounted was passed through a reflow furnace in which the maximum temperature was set to 250 ° C., the conductor portion was reflowed, and the electronic component and the conductor portion were joined.
  • the dimension of the gap was 40 ⁇ m.
  • thermosetting resin layer containing the inorganic powder also wraps around the uppermost gap, and an uncured resin layer can be formed in which the gap between the lower surface of the electronic component 11 and the insulating layer is completely buried.
  • the maximum particle size of the inorganic powder contained in the prepreg used was 10 ⁇ m.
  • the copper foil was subjected to pattern etching to form a wiring pattern to obtain a component built-in module.
  • the gap between the bottom surface of the electronic component after reflow for mounting the electronic component and the uppermost portion of the insulating layer was 40 ⁇ m.
  • the cured thermosetting resin wraps around the gap and there are no voids such as bubbles. Therefore, the defective rate of the component built-in module due to the solder flash could be reduced.
  • one electronic component 14 is mounted on the metal foil 11, but normally, a plurality of electronic components are arranged in a predetermined pattern on the metal foil, and a plurality of electronic components are built in.
  • Manufacture module with built-in components it is described that one electronic component 14 is mounted on the metal foil 11, but normally, a plurality of electronic components are arranged in a predetermined pattern on the metal foil, and a plurality of electronic components are built in.
  • Manufacture module with built-in components is not limited to the above-described embodiment, and the design of each component can be appropriately changed as necessary.
  • the present invention can be suitably used when manufacturing a component built-in module used for an electronic device or the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

　半田フラッシュ等の不具合による不良品率を低減することができる部品内蔵モジュールを製造する方法を提供する。 　本発明の部品内蔵モジュールの製造方法は、電子部品１４を用意し、導体部１３と電子部品１４の下面に形成された端子電極１４Ａとを接合する工程では、電子部品１４の下面の全面に亘って絶縁層１２との間に隙間δを形成するように電子部品１１と導体部１３を接合し、且つ、電子部品１４を被覆する樹脂層１５を得る第４の工程では、隙間δに未硬化の熱硬化性樹脂を流入させて、隙間δを未硬化の熱硬化性樹脂で隈なく埋めて樹脂層１２を形成する。

Description

部品内蔵モジュールの製造方法及び部品内蔵モジュール
　本発明は、部品内蔵モジュールの製造方法及び部品内蔵モジュールに関し、更に詳しくは、不良率を低減することができる部品内蔵モジュールの製造方法、及びこの方法によって製造された部品内蔵モジュールに関するものである。
　近年の電子機器の小型化に伴い、チップコンデンサ等の実装部品を実装するための回路基板の小型化が要求されている。これを受けて、回路基板内に実装部品を埋設してモジュールを作製することにより、実装部品の実装面積を削減して回路基板の小型化を促進している。
　中でも、樹脂基板内に実装部品が埋設された部品内蔵モジュールは、セラミック基板内に実装部品を内蔵する部品内蔵モジュールのように焼成を伴わないため、内蔵される実装部品の制約が少なく、軽量でもあることから、今後幅広い用途が期待されている。
　従来のこの種の部品内蔵モジュールとしては、例えば本出願人が特許文献１において提案した部品内蔵モジュールや、特許文献２に記載の回路部品内蔵モジュールがある。特許文献１に記載の部品内蔵モジュールを製造する場合には、まず、金属箔１の一方の主面に、開口部を有する絶縁層を形成する。この絶縁層には例えば無機フィラーを含む未硬化の熱硬化性樹脂が用いられる。次いで、絶縁層の開口部内に半田を付与し、この半田を介して金属箔の一方の主面に実装部品を実装する。この際、実装部品が樹脂層と密着するように金属箔上に実装される。実装後には、半田をリフローさせて実装部品を金属箔に接続すると共に、未硬化の熱硬化性樹脂を硬化させて絶縁層を形成する。然る後、絶縁層及び実装部品の上に、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含有するシート状のプリプレグを圧着して、実装部品を埋設して樹脂層を形成する。その後、金属箔を所定の配線パターンに加工する。
　特許文献１の技術では、上述のように金属箔上の絶縁層に形成された開口部内の半田をリフローして実装部品を金属箔に接続するため、リフロー時に半田の濡れ広がりを開口部によって防止し、半田の濡れ広がりによる短絡を防止することができる。これに対して、特許文献２には特許文献１に記載の部品内蔵モジュールのように絶縁層に開口部を設けることなく半田等の接合部材を塗布している。
　絶縁層に開口部を設けて半田等の接合材の濡れ広がりを防止する技術は、例えば特許文献３に記載されている。この技術では、回路基板（具体的には、樹脂多層回路基板）上に半導体部を接続する際に、半導体部と回路基板間に中継接続体を介在させ、中継接続体に形成された貫通孔内に導電性ペースト等の接合材を充填し、この接合材を介して半導体部の半導体電極と回路基板の基板電極が電気的に接続している。この技術は回路基板上に半導体部を搭載する技術であって金属箔上に半導体部を実装する技術ではない。
　上述のように特許文献１の部品内蔵モジュールでは金属箔上に実装部品を実装する際に実装部品の端子間で短絡することなく部品内蔵モジュールを製造することができ、部品内蔵モジュールの製造時の不良率を低減することができる。
特開２００５－０２６５７３号公報 特開２００２－３０５３６４号公報 特開２００３－０１７５２９号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の部品内蔵モジュールを実装基板に実装する場合には、部品内蔵モジュールの金属箔からパターン化された外部端子を半田等の接合材を介して実装基板の端子電極に接続する際に半田等の接合材をリフローすると、その時の熱で部品内蔵モジュール内の実装部品と銅箔からなる外部端子を接続する半田等の接合材の半田フラッシュ等を発生し、不良品になることが判った。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、半田フラッシュ等による不良品を低減することができる部品内蔵モジュールの製造方法及び部品内蔵モジュールを提供することを目的としている。
　本発明者は、特許文献１に記載された部品内蔵モジュールの半田フラッシュについて詳細に検討した結果、以下の知見を得た。
　即ち、特許文献１に記載の部品内蔵モジュールを製造する場合には、図５の（ａ）に模式的に示すように未硬化の熱硬化性樹脂を用いて金属箔１上に開口部２Ａを有する絶縁層２を形成した後、開口部２Ａ内に半田等の接合材３を付与し、接合材３で開口部２Ａを埋め、接合材３の上面と絶縁層２の上面が一致させる。次いで、同図の（ｂ）に示すように電子部品４の端子電極４Ａを接合材３に合わせて接合材３上に搭載し、接合材３をリフローすると、その時の熱で絶縁層２が硬化する際に収縮する。絶縁層２の収縮に起因して同図の（ｃ）に模式的に示すように金属箔１にもうねりを生じ、うねりのある絶縁層２上で電子部品４を接合材３に接合すると、絶縁層１２のうねりの窪みが電子部品４の下面と絶縁層２の間に隙間δとなって形成される。このまま無機フィラーと未硬化の熱硬化性樹脂からなるプリプレグを金属箔１の上面に圧着して電子部品４を埋設すると、電子部品４の下面と絶縁層２の間の隙間δに未硬化の熱硬化性樹脂が回りこまず、後述のように硬化後の樹脂層５内で同図の（ｄ）に示すように気泡５Ａができる。
　本来ならば電子部品４は絶縁層２の上面に密着しているはずであるが、絶縁層２の収縮による金属箔１及び絶縁層２のうねりのため、樹脂層５内に上述のような気泡５Ａが残る。しかし、金属箔１のうねりは極めて僅かであり、見た目にはうねりに気づかないため、良品として判断する。その後、未硬化の熱硬化樹脂を樹脂層５として硬化させた後、金属箔１をエッチング等により配線パターンを形成すると図６の（ａ）に示す部品内蔵モジュール６が得られる。この部品内蔵モジュール６を完成品として同図の（ａ）に示すように実装基板７の端子電極７Ａに実装する際に、う半田８をリフローすると、部品内蔵モジュール６内の気泡５Ａ内が熱膨張し、電子部品４の下面と絶縁層２間に細隙ができる。そして、図６の（ａ）、（ｂ）に矢印Ｘで示すように、この細隙から部品内蔵モジュール６内で再溶融した接合材３が毛管現象により細隙から気泡５Ａへ伝わり、電子部品４の左右の端子電極４Ａ、４Ａを短絡させる、いわゆる半田フラッシュを発生することがある。
　本発明は、上記知見に基づいてなされたものである。
　即ち、本発明の部品内蔵モジュールの製造方法は、金属箔上に、所定の膜厚になるように開口を有する絶縁層を形成する第１の工程と、上記開口内に、上記絶縁層の上面から突出する厚さの導体部を形成するように導電材料を付与する第２の工程と、第１の主面と第２の主面とを有する電子部品を用意し、上記第２の主面に形成された電極と上記導体部を接合する第３の工程と、上記電子部品を被覆するように未硬化樹脂からなる樹脂層を上記金属箔上に形成し、上記樹脂層を硬化させる第４の工程と、上記金属箔をパターン化する第５の工程と、を備え、上記第３の工程では、上記電子部品の第２の主面の全面に亘って上記第２の主面と上記絶縁層との間に隙間を形成するように上記電子部品の上記電極と上記導体部を接合し、且つ、上記第４の工程では、上記隙間に上記未硬化樹脂を流入させて、上記隙間を上記未硬化樹脂で埋めて上記樹脂層を形成することを特徴とするものである。
　また、上記第２の工程では、平面視した時に、上記開口を満たし且つ上記開口より大きな面積で上記開口を被うように上記導電材料を上記開口に付与することが好ましい。
　また、上記第２の工程では、上記電子部品と上記導体部を接合した時に上記電子部品と上記絶縁層の間に全面に亘って上記隙間を形成するように上記導電材料の付与量を管理することが好ましい。
　また、上記未硬化樹脂からなる樹脂層は無機フィラーを含有し、上記電子部品の第２の主面と上記絶縁層との間の隙間が上記無機フィラーの最大粒径より大きいことが好ましい。
　また、上記金属箔上に複数の上記電子部品を所定のパターンで配列することが好ましい。
　また、本発明の部品内蔵モジュールは、金属箔を加工して所定のパターンに形成された配線パターンと、上記金属箔の上面に所定のパターンで形成された開口を有する絶縁層と、上記開口内に上記絶縁層から突出する高さに形成された導体部と、第１の主面と第２の主面を有し且つ上記第２の主面に形成された電極が上記導体部に接合された少なくとも一つの電子部品と、上記配線パターン上に形成され且つ上記電子部品を埋設する樹脂層と、を備え、上記電子部品の上記第２の主面と上記絶縁層との間の隙間に全面に亘って上記樹脂層が隈なく形成されていることを特徴とするものである。
　本発明によれば、半田フラッシュ等による不良品を低減することができる部品内蔵モジュールの製造方法及び部品内蔵モジュールを提供することができる。
（ａ）～（ｅ）はそれぞれ本発明の部品内蔵モジュールの製造方法の一実施形態を工程順に示す工程図である。 図１に示す工程に続く最後の工程によって製造された部品内蔵モジュールを示す断面図である。 （ａ）～（ｅ）はそれぞれ図１の（ａ）～（ｅ）に示す工程の手順を部分的に変更した工程を示す工程図である。 （ａ）～（ｅ）はそれぞれ本発明の部品内蔵モジュールの製造方法の他の実施形態を工程順に示す工程図である。 （ａ）～（ｅ）はそれぞれ従来の部品内蔵モジュールの製造方法の一例を工程順に示す工程図である。 （ａ）は図５に示す部品内蔵モジュールの製造方法によって製造された部品内蔵モジュールを断面図、（ｂ）は（ａ）に示す部品内蔵モジュールを実装する際の半田のリフローによる短絡を説明するために（ａ）の一点鎖線で囲む部分を拡大して示す拡大図である。
　１０　　部品内蔵モジュール
　１１　　金属箔
　１１Ａ　配線パターン
　１２　　絶縁層
　１２’　未硬化の絶縁層
　１３　　導電材料
　１４　　電子部品
　１５　　樹脂層
　１５’　未硬化の樹脂層
　以下、図１～図４に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、各図中、図１の（ａ）～（ｅ）はそれぞれ本発明の部品内蔵モジュールの製造方法の一実施形態を工程順に示す工程図、図２は図１に示す工程に続く最後の工程によって製造された部品内蔵モジュールを示す断面図、図３の（ａ）～（ｅ）はそれぞれ図１の（ａ）～（ｅ）に示す工程の手順を部分的に変更した工程を示す工程図、図４の（ａ）～（ｅ）はそれぞれ本発明の部品内蔵モジュールの製造方法の他の実施形態を工程順に示す図１に相当する工程図である。
第１の実施形態
　本実施形態の部品内蔵モジュールの製造方法では、まず、例えば図１の（ａ）に示すように金属箔１１の上面に開口１２Ａを有する未硬化の絶縁層１２’を形成する。ここで未硬化の絶縁層１２’は熱処理により硬化して絶縁層（ソルダレジスト層）１２として形成される。図１の（ａ）～（ｅ）には説明の便宜上一つの電子部品を実装する場合について示されているが、本発明の部品内蔵モジュールの製造方法は、通常、複数の電子部品を内蔵した部品内蔵モジュールを製造する場合に適用される。
　金属箔１１は、厚さは特に制限されるものではないが、例えば１０～２０μｍの厚さに形成されていることが好ましい。この金属箔１１と絶縁層１２の接合強度を高めるために、金属箔１１の接合面には粗面化処理が施されていることが好ましい。金属箔１１の金属材料としては、導電性金属であれば特に制限されるものではないが、例えば銅、銀、金、銀と白金の合金、銀とパラジウムの合金等を用いることが好ましい。
　絶縁層１２の材料としては、特に制限されるものではないが、例えば熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂ペースト、無機フィラー及び熱硬化性樹脂を主成分とするプリプレグ、あるいは光感光性樹脂を主成分とする感光性樹脂ペースト等を用いることが好ましい。熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂等の従来公知の熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。無機フィラーとしては、例えばシリカ粉末、アルミナ粉末等の従来公知の無機粉末を用いることが好ましい。
　絶縁層１２は、ソルダレジスト層となるもので、部品内蔵モジュール１０としての製品の厚さにもよるが、例えば５～２５μｍの厚さに形成されていることが好ましい。絶縁層１２の開口１２Ａは、半田、導電性接着剤等の接合材の濡れ広がりを防止する機能を有する。この絶縁層１２は、上述のように金属箔１１上に形成された未硬化の絶縁層１２’が熱硬化して形成される。しかし、未硬化の絶縁層１２’は、硬化の際に熱収縮し、金属箔１１にうねりを生じさせる原因になる。
　絶縁層１２として樹脂ペーストを用いる場合には、スクリーン印刷等の印刷方法により樹脂ペーストを金属箔１１上に塗布することにより所定のパターンの開口１２Ａを有する未硬化の絶縁層１２として形成することができる。絶縁層１２としてプリプレグを用いる場合には、金型プレスやレーザーにより開口１２Ａを有するシート状のプリプレグを作製し、このシート状のプリプレグを金属箔１１上に貼り付けることにより未硬化の絶縁層１２’として形成することができる。また、絶縁層１２として感光性樹脂ペーストを用いる場合には、感光性樹脂ペーストを金属箔１１の全面に塗布した後、所定の開口パターンを有するフォトマスクを介して露光、現像することにより開口１２Ａを形成することができる。
　ここでは例えば絶縁層１２として樹脂ペーストを用いる場合について説明する。まず、金属箔１１上に樹脂ペーストをスクリーン印刷することにより、図１の（ａ）に示すように金属箔１１上に開口１２Ａを有する未硬化の絶縁層１２’を形成する。その後、図１の（ｂ）に示すように未硬化の絶縁層１２’の開口１２Ａ内に導電材料を付与して開口１２Ａ内に導体部１３を形成して電子部品の搭載に備える。導電材料を付与する際には、導体部１３が絶縁層１２の上面から突出する厚さになるように導電材料の量を管理しながら開口１２Ａ内に付与する。この導体部１３の厚さは、これに電子部品を接合した状態で電子部品の下面と絶縁層１２の上面との間に全面に亘って隙間δ（図１の（ｄ）参照）が形成される厚さに形成されている必要がある。導体部１３に必要とされる導電材料の量は、絶縁層１２の開口１２Ａ内の空間容積と絶縁層１２から導体部１３を突出させる所望の高さに基づいて推定し、管理することができる。このように電子部品と絶縁層１２の間に隙間δを形成することにより後述のように隙間δへの樹脂の流入を容易にすることができる。
　導電材料としては、例えば半田や導電性接着剤等を用いることができる。導電性接着剤は、金属粉末と有機バインダの配合物である。金属粉末としては、例えば金粉末、銀粉末、銅粉末等を用いることが好ましく、有機バインダとしては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。導電材料を付与する方法としては、例えば半田ペーストをスクリーン印刷する方法や半田クリームをディスペンサによって付与する方法が好ましい。
　図１の（ｂ）に示すように導体部１３を半田ペーストのスクリーン印刷により塗布した後、未硬化の絶縁層１２’の開口１２Ａ内の導体部１３と電子部品１４の端子電極１４Ａの位置合わせを行い、同図の（ｃ）に示すように電子部品１４を導体部１３上に搭載する。その後、導体部１３をリフローして電子部品１４と導体部１３を接合すると共に未硬化の絶縁層１２’を硬化させる。未硬化の絶縁層１２’は硬化する際に熱収縮するため、図１の（ｄ）に示すように金属箔１１及び絶縁層１２にうねりができる。この時の導体部１３は、金属箔１１及び絶縁層１２にうねりができた状態でも電子部品１４の下面と絶縁層１２の最上部が接触することなく、図１の（ｄ）に示すように両者の間に確実に隙間δができるように、導電材料の付与量が調整、管理されている。
　このように電子部品１４の下面と絶縁層１２の上面の間に隙間δを確実に形成し、導電材料の使用量を少なくするためにも、絶縁層１２は極力薄い方が好ましく、例えば２５μｍ以下になるように調整、管理されていることが好ましい。また、リフロー後の電子部品１４（端子電極１４Ａ以外の部分）の下面と絶縁層１２のうねりの最上部の間の寸法は、例えば少なくとも２０μｍ以上に調整、管理されていることが好ましい。
　図１の（ｄ）に示すように電子部品１１を導体部１３に接合した後、同図の（ｅ）に示すように電子部品１１を被覆する未硬化の熱硬化性樹脂層１５’を金属箔１１の上面側に形成する。未硬化の熱硬化性樹脂層１５’は、熱処理により硬化して樹脂層１５として形成される。
　樹脂層１５の材料としては、特に制限されるものではないが、例えば熱硬化性樹脂や、無機フィラー及び熱硬化性樹脂を主成分とするシート状の熱硬化性樹脂（プリプレグ）等を用いることが好ましい。熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂等の従来公知の熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。無機フィラーを含む樹脂層１５は、樹脂層１５の熱伝導性が高く、電子部品１１における発生熱を外部へ効率よく放熱することができる。無機フィラーとしては、特に制限されるものではないが、例えばシリカ粉末、アルミナ粉末等の従来公知の無機粉末を用いることが好ましい。無機粉末は、その最大粒径が電子部品１１の下面と絶縁層１２のうねりの最上部の間に形成される隙間δの寸法より小さいものが用いられる。最大粒径が隙間δの寸法より大きいと、隙間δの樹脂層１５とその他の部分の樹脂層１５との間に無機粉末の含有量にバラツキが生じるため好ましくない。
　シート状のプリプレグを用いて樹脂層１５を形成する場合には、樹脂層１５の厚さに即してシート状のプリプレグの枚数を適宜設定する。そして、このプリプレグを金属箔１１上で位置合わせした後、プリプレグを金属箔１１上の電子部品１１に被せ、加熱しながら金属箔１１上面側に圧着する（図１の（ｅ）参照）。
　この際、無機粉末を含む未硬化の熱硬化性樹脂が電子部品１１の下面と絶縁層１２の上面の間の隙間δに流入し、図１の（ｅ）に示すように金属箔１１及び絶縁層１２にうねりがあっても気泡等の空隙を発生することなく未硬化の樹脂層１５’を形成する。この未硬化の樹脂層１５’が硬化して樹脂層１５になる。プリプレグを圧着する方法としては真空プレスを用いる真空加圧成形が好ましい。真空加圧成形により未硬化の樹脂層１５’内で気泡を生じることなく樹脂層１５を形成することができる。ここでは真空加圧成形処理と熱処理を同時に行っているが、真空加圧成形後、未硬化樹脂層を熱処理により硬化させても良い。また、プリプレグには必要に応じて片面が金属箔で被覆されたものを用いても良い。
　図１の（ｅ）に示すように樹脂層１５を形成した後、リソグラフィー技術やエッチング技術を用いて金属箔１１を加工し、図２に示すように電子部品１４の外部端子を含む配線パターン１１Ａを形成する。また、樹脂層１５の上面が金属箔で被覆されている場合には、この金属箔にも配線パターンを形成することができる。また、必要に応じて絶縁層１２、樹脂層１５を貫通する貫通孔を設け、貫通孔に導電ペーストを充填することによりビア導体を形成することができる。
　図１の（ａ）～（ｅ）では未硬化の絶縁層１２’の開口１２Ａに形成された導体部１３に電子部品１４を搭載した後、未硬化の絶縁層１２’の熱硬化処理と電子部品１４が搭載された導体部１３のリフロー処理を同時に行っているが、図３の（ａ）～（ｅ）の工程に示すように金属箔１１の上面に未硬化の絶縁層１２’を硬化させた後、導体部１３を設けるようにしても良い。即ち、図３の（ａ）～（ｅ）に示す工程では、同図の（ａ）に示すように金属箔１１に開口１２Ａを有する未硬化の絶縁層１２’を形成し、この未硬化の絶縁層１２’を同図の（ｂ）に示すように熱硬化させ、うねりができた熱硬化後の絶縁層１２の開口１２Ａ内に導体部１３を設け、この導体部１３に同図の（ｃ）に示すように電子部品１４を搭載し、同図に（ｄ）に示すように導体部１３をリフローすることによって電子部品１４を導体部１３に接合する。次いで、図１の（ｅ）の工程と同一の要領で電子部品１４を樹脂層１５内に埋設する（図３の（ｅ）参照）。
　図３の（ａ）～（ｅ）に示す工程では、導電材料を付与する前に未硬化の絶縁層１２’が熱硬化して収縮するため、電子部品１４を搭載する前に図３の（ｂ）に示すように金属箔１１及び絶縁層１２にうねりができる。このように金属箔１１及び絶縁層１２にうねりができた状態で導体部１３を形成するため、図３の（ｃ）に示すように電子部品１４の下面と絶縁層１２のうねりの最上部が接触することがないように導電材料を調整、管理することが容易になる。
　以上説明したように本実施形態によれば、部品内蔵モジュール１０を製造する際に、金属箔１１上に、所定の膜厚になるように開口１２Ａを有する絶縁層１２を形成する第１の工程と、開口１２Ａ内に、絶縁層１２の上面から突出する厚さの導体部１３を形成するように導電材料を付与する第２の工程と、電子部品１４を用意し、電子部品１４の下面に形成された端子電極１４Ａと導体部１３とを接合する第３の工程と、電子部品１４を被覆するように未硬化の熱硬化性樹脂からなる樹脂層１５’を金属箔１１上に形成し、樹脂層１５’を硬化させて樹脂層１５を得る第４の工程と、金属箔１１をパターン化して配線パターン１１Ａを得る第５の工程と、を備え、第３の工程では、電子部品１４の下面の全面に亘って絶縁層１２との間に隙間δを形成するように電子部品１１と導体部１３を接合し、且つ、第４の工程では、隙間δに未硬化の熱硬化性樹脂を流入させて、隙間δを未硬化の熱硬化性樹脂で埋めて樹脂層１５を形成するため、部品内蔵モジュール１０を構成する電子部品１１の下面と絶縁層１２の上面の間に気泡等の空隙を生じることなく樹脂層１５が形成され、部品内蔵モジュール１０を実装基板等に実装する際にリフロー処理を行っても部品内蔵モジュール１０において半田フラッシュを発生せず、部品内蔵モジュール１０の不良品率を格段に低減することができる。
　また、本実施形態によれば、第２の工程では、導体部１３を加熱して電子部品１４と導体部１３を接合した時に電子部品１１と絶縁層１２の間に隙間δを形成する量となるように開口１２Ａ内に付与する導電材料を調整、管理するため、電子部品１４の下面と絶縁層１２の上面の間に未硬化の熱硬化性樹脂を確実に流入させる隙間δを形成することができる。また、未硬化樹脂からなる樹脂層は無機フィラーを含有し、電子部品１４の下面と絶縁層１２との間の隙間δが無機フィラーの最大粒径より大きいため、無機フィラーを含む熱硬化性樹脂を満遍なく隙間δ内に行き渡らせて隙間δ以外の場所と均質な樹脂層１５を形成することができる。
第２の実施形態
　上記実施形態では、図１の（ｂ）及び図３の（ｂ）に示すように導体部１３が未硬化の絶縁層１２’の開口１２Ａ内でこの絶縁層１２’よりも厚くなるように管理されているが、本実施形態では、図４の（ｂ）に示すように未硬化の絶縁層１２’の開口１２Ａをその周縁部まで所定の厚さで被覆する導体部１３を形成する点で第１の記実施形態と相違する。その他は、図１及び図３の示す部品内蔵モジュール１０の製造方法に倣っている。そこで、図１、図３と同一または相当部分には同一符号を付して本実施形態について説明する。
　本実施形態でも図４の（ａ）に示すように金属箔１１の上面に開口１２Ａを有する未硬化の絶縁層１２’を形成する。その後、図４の（ｂ）に示すように未硬化の絶縁層１２’の開口１２Ａ内に導電材料を付与して開口１２Ａ内に導体部１３を形成して電子部品の搭載に備える。
　本実施形態では、図４の（ｂ）に示すように未硬化の絶縁層１２’の開口１２Ａに導電材料を付与する際に、未硬化の絶縁層１２’を平面視した時に、未硬化の絶縁層１２’の開口１２Ａより大きな面積となるように導電材料を開口１２Ａに付与する点に特徴がある。即ち、同図の（ｂ）に示すように導電材料を未硬化の絶縁層１２’の開口１２Ａ内に充填して未硬化の絶縁層１２’と同一厚さに調整した充填部１３Ａを形成した後、この充填部１３Ａの上面及び開口１２Ａの周縁部の絶縁層１２’を所定の膜厚で被覆して、断面形状がほぼＴ字状の導体部１３として形成する。従って、導体部１３は、未硬化の絶縁層１２’の開口１２Ａを充填する充填部１３Ａと、充填部１３Ａの上面及び開口１２Ａ周縁部の絶縁層１２’の双方を所定の厚みで被覆する被覆部１３Ｂとからなり、被覆部１３Ｂがその厚み分だけ未硬化の絶縁層１２’から突出している。この導体部１３は、図４の（ｄ）に示すように、リフロー後に導体部１３の上面に電子部品１４を接合した状態で電子部品１４の下面と絶縁層１２の上面との間に全面に亘って隙間δを形成する高さだけ未硬化の絶縁層１２’から突出している。このように電子部品１４の下面と絶縁層１２のうねりの最上部との間に隙間δを形成することにより、第１の実施形態と同様に隙間δ内へ樹脂を容易に流入させることができる。
　未硬化の絶縁層１２’の開口に断面形状がＴ字状の導体部１３を設けた後は、図４の（ｃ）に示すように電子部品１４を搭載し、未硬化の絶縁層１２’を熱硬化させると同時に導体部１３をリフローする。未硬化の絶縁層１２’は硬化する際に熱収縮するため、同図の（ｄ）に示すように金属箔１１及び絶縁層１２にうねりができる。この時、導体部１３は、金属箔１１及び絶縁層１２にうねりができても電子部品１４の下面と絶縁層１２のうねりの最上部が接触することなく、同図の（ｄ）に示すように両者の間に確実に隙間δができる。その後、同図の（ｅ）に示すように電子部品１１を被覆する未硬化の熱硬化性樹脂層１５’を金属箔１１の上面側に形成し、熱硬化性樹脂層１５’を熱硬化させて樹脂層１５を形成すると第１の実施形態と同様の部品内蔵モジュール１０が得られる。
　本実施形態においても第１の実施形態と同様の作用効果を期することができる。尚、本実施形態においても図３の（ｃ）に示すように未硬化の絶縁層１２’を熱硬化させた後に導体部１３を設けても同様に部品内蔵モジュール１０を得ることができる。
　次いで、図３の（ａ）～（ｅ）に示す工程に従って部品内蔵モジュール１０を製造する実施例について説明する。
　本実施例では金属箔として銅箔（厚さ：１８μｍ）を準備し、この銅箔にソルダレジストを塗布し、８０℃で３０分間プリベークした後、電子部品の端子電極に対応する開口が形成されたフォトマスクを介して露光、現像した後、１５０℃でソルダレジストを硬化させて絶縁層を形成した。この時の絶縁層の厚さは８μｍであった。
　次いで、絶縁層１２の開口１２Ａ内に半田ペーストをスクリーン印刷により塗布した後、電子部品の端子電極が半田ペースト（導体部）上に位置するように電子部品を実装した。その後、この電子部品が実装された銅箔を最高温度が２５０℃に設定されたリフロー炉内に通し、導体部をリフローさせて、電子部品と導体部を接合した。この時の電子部品の端子電極間の下面と絶縁層の最上部の隙間を測定したところ、隙間の寸法は４０μｍであった。
　更に、所定枚数のプリプレグを電子部品の上方に配置した後、真空プレスを用いて１２０℃で真空加圧成形してプリプレグを銅箔の上面側に圧着することにより、電子部品の下面と絶縁層の最上部の隙間にも無機粉末を含む熱硬化性樹脂層が回り込み、電子部品１１の下面と絶縁層の間の隙間を隈なく埋設する未硬化の樹脂層を形成することができた。使用したプリプレグに含まれる無機粉末の最大粒径は１０μｍであった。
　最後に、未硬化の樹脂層を１８０～２００℃で熱硬化させた後、銅箔をパターンエッチングして配線パターンを形成して部品内蔵モジュールを得た。
　この部品内蔵モジュールは、電子部品を実装するためのリフロー後の電子部品の下面と絶縁層の最上部の隙間の寸法が４０μｍあったため、プリプレグによって樹脂層を形成する際に、無機フィラーを含む未硬化の熱硬化性樹脂が上記の隙間に回りこんで気泡等の空隙がなかった。そのため、半田フラッシュによる部品内蔵モジュールの不良率を低減することができた。
　尚、上記実施形態では金属箔１１に一つの電子部品１４を実装するように説明してあるが、通常は金属箔に複数の電子部品を所定のパターンで配列し、複数の電子部品を内蔵する部品内蔵モジュールを製造する。また、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではなく、必要に応じて各構成要素を適宜設計変更することができる。
　本発明は、電子機器などに使用される部品内蔵モジュールを製造する場合に好適に利用することができる。

Claims (6)

  1. 　金属箔上に、所定の膜厚になるように開口を有する絶縁層を形成する第１の工程と、
    　上記開口内に、上記絶縁層の上面から突出する厚さの導体部を形成するように導電材料を付与する第２の工程と、
    　第１の主面と第２の主面とを有する電子部品を用意し、上記第２の主面に形成された電極と上記導体部を接合する第３の工程と、
    　上記電子部品を被覆するように未硬化樹脂からなる樹脂層を上記金属箔上に形成し、上記樹脂層を硬化させる第４の工程と、
    　上記金属箔をパターン化する第５の工程と、を備え、
    　上記第３の工程では、上記電子部品の第２の主面の全面に亘って上記第２の主面と上記絶縁層との間に隙間を形成するように上記電子部品の上記電極と上記導体部を接合し、且つ、
    　上記第４の工程では、上記隙間に上記未硬化樹脂を流入させて、上記隙間を上記未硬化樹脂で埋めて上記樹脂層を形成する
    　ことを特徴とする部品内蔵モジュールの製造方法。
  2. 　上記第２の工程では、平面視した時に、上記開口を満たし且つ上記開口より大きな面積で上記開口を被うように上記導電材料を上記開口に付与することを特徴とする請求項１に記載の部品内蔵モジュールの製造方法。
  3. 　上記第２の工程では、上記電子部品と上記導体部を接合した時に上記電子部品と上記絶縁層の間に全面に亘って上記隙間を形成するように上記導電材料の付与量を管理することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の部品内蔵モジュールの製造方法。
  4. 　上記未硬化樹脂からなる樹脂層は無機フィラーを含有し、上記電子部品の第２の主面と上記絶縁層との間の隙間が上記無機フィラーの最大粒径より大きいことを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の部品内蔵モジュールの製造方法。
  5. 　上記金属箔上に複数の上記電子部品を所定のパターンで配列することを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の部品内蔵モジュールの製造方法。
  6. 　金属箔を加工して所定のパターンに形成された配線パターンと、上記金属箔の上面に所定のパターンで形成された開口を有する絶縁層と、上記開口内に上記絶縁層から突出する高さに形成された導体部と、第１の主面と第２の主面を有し且つ上記第２の主面に形成された電極が上記導体部に接合された少なくとも一つの電子部品と、上記配線パターン上に形成され且つ上記電子部品を埋設する樹脂層と、を備え、上記電子部品の上記第２の主面と上記絶縁層との間の隙間に全面に亘って上記樹脂層が隈なく形成されていることを特徴とする部品内蔵モジュール。
PCT/JP2009/062690 2008-07-18 2009-07-13 部品内蔵モジュールの製造方法及び部品内蔵モジュール WO2010007969A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008186782 2008-07-18
JP2008-186782 2008-07-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010007969A1 true WO2010007969A1 (ja) 2010-01-21

Family

ID=41550372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/062690 WO2010007969A1 (ja) 2008-07-18 2009-07-13 部品内蔵モジュールの製造方法及び部品内蔵モジュール

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2010007969A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53115064A (en) * 1977-03-18 1978-10-07 Mitsubishi Electric Corp Method of producing hyb ic
JPH0234986A (ja) * 1988-07-25 1990-02-05 Sony Chem Corp 透光表示部を有する配線回路基板の製造方法
JP2004103998A (ja) * 2002-09-12 2004-04-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回路部品内蔵モジュール
JP2004207352A (ja) * 2002-12-24 2004-07-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品内蔵モジュール
JP2005026573A (ja) * 2003-07-04 2005-01-27 Murata Mfg Co Ltd 部品内蔵モジュールの製造方法
JP2005183430A (ja) * 2003-12-16 2005-07-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品内蔵モジュール

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53115064A (en) * 1977-03-18 1978-10-07 Mitsubishi Electric Corp Method of producing hyb ic
JPH0234986A (ja) * 1988-07-25 1990-02-05 Sony Chem Corp 透光表示部を有する配線回路基板の製造方法
JP2004103998A (ja) * 2002-09-12 2004-04-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回路部品内蔵モジュール
JP2004207352A (ja) * 2002-12-24 2004-07-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品内蔵モジュール
JP2005026573A (ja) * 2003-07-04 2005-01-27 Murata Mfg Co Ltd 部品内蔵モジュールの製造方法
JP2005183430A (ja) * 2003-12-16 2005-07-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品内蔵モジュール

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100811034B1 (ko) 전자소자 내장 인쇄회로기판의 제조방법
US6818836B2 (en) Printed circuit board and its manufacturing method
US20080121416A1 (en) Multilayer Printed Wiring Board And Manufacturing Method For Same
US20090294160A1 (en) Method of making printed wiring board and electrically-conductive binder
JP2005039094A (ja) 半導体チップ内蔵配線板、半導体チップ内蔵配線板の製造方法
JP5163806B2 (ja) 部品内蔵モジュールの製造方法及び部品内蔵モジュール
JP2008159682A (ja) 多層プリント配線板およびその製造方法
JP2004274035A (ja) 電子部品内蔵モジュールとその製造方法
JP5354224B2 (ja) 部品内蔵モジュールの製造方法
JP2008300819A (ja) プリント基板およびその製造方法
JP5397012B2 (ja) 部品内蔵配線板、部品内蔵配線板の製造方法
JP3930222B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2005026573A (ja) 部品内蔵モジュールの製造方法
JP2004055967A (ja) 電子部品内蔵基板の製造方法
JP2007059588A (ja) 配線基板の製造方法および配線基板
JP4849926B2 (ja) 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP7425704B2 (ja) 半導体装置の製造方法および半導体装置
WO2010007969A1 (ja) 部品内蔵モジュールの製造方法及び部品内蔵モジュール
JP2004327743A (ja) 半田バンプ付き配線基板およびその製造方法
JP4905338B2 (ja) 部品内蔵プリント配線基板の製造方法
KR20090062590A (ko) 열압착용 패드 및 그를 이용하여 커버레이어를인쇄회로기판에 열압착하는 방법
JP2005223096A (ja) 回路部品内蔵モジュール及びその製造方法
JP5078451B2 (ja) 電子部品内蔵モジュール
JP6259054B2 (ja) 配線基板の製造方法
JP2004165328A (ja) 半田バンプ付き配線基板およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09797894

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09797894

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP