WO2018150724A1 - 回路モジュールおよび回路モジュールの製造方法 - Google Patents

回路モジュールおよび回路モジュールの製造方法 Download PDF

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columnar conductor
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和茂 佐藤
淳 頭島
雄也 江下
伸充 天知
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a circuit module comprising a substrate, an electronic component connected to the substrate to form an electronic circuit, an external connection terminal, a connection conductor connecting the electronic circuit and the external connection terminal, and a resin layer. .
  • a circuit module including a substrate, an electronic component connected to the substrate to form an electronic circuit, a metal column connected to the substrate, and a resin layer is already known.
  • a circuit module described in International Publication No. WO2013 / 035714 Patent Document 1 (corresponding to Japanese Patent No. 5768888).
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the circuit module 300 described in Patent Document 1.
  • the circuit module 300 includes a substrate 301, electronic components 303 to 305 constituting an electronic circuit, metal pillars 308, and a resin layer 309.
  • the metal column 308 includes a shaft portion 308a and a plate-like portion 308b connected to one end of the shaft portion 308a and integrated with the shaft portion 308a.
  • the other ends of the electronic components 303 to 305 and the shaft portion 308 a are connected to one main surface of the substrate 301.
  • the electronic components 303 to 305 and the metal pillar 308 are embedded in the resin layer 309.
  • the surface of the plate-like portion 308b facing the side connected to the shaft portion 308a is wider than the area of the cross section perpendicular to the extending direction of the shaft portion 308a and is flush with the outer surface of the resin layer 309.
  • the resin layer 309 is exposed. That is, the plate-like portion 308 b serves as an external connection terminal in the circuit module 300.
  • the shaft portion 308a serves as a connection conductor that connects the electronic circuit and the external connection terminal.
  • the circuit module 300 described in Patent Document 1 the circuit module 300 is reduced in size by improving the arrangement density of electronic components on the substrate 301, and the connection reliability when the electronic device is connected to the mother substrate is improved. It is supposed to be possible.
  • the metal column 308 in the circuit module 300 is a so-called metal pin in which a shaft portion 308a and a plate-like portion 308b are integrally manufactured from the beginning. Therefore, the position of the external connection terminal of the circuit module 300 is limited to the position of the metal pillar 308 on the substrate 301. That is, the degree of freedom in layout of the external connection terminals is low.
  • the metal column 308 is transferred onto the substrate 301 after being pasted once so that the metal column 308 stands upright on a support (not shown). It is done by. That is, the shaft portion 308a must be thick enough to withstand the load application during transfer. Furthermore, in order to reliably transfer the thin shaft portion 308a to a predetermined position, an extremely high positional accuracy is required for the apparatus system that performs the transfer. From the above requirements, it is difficult to reduce the size of the circuit module 300 described in Patent Document 1.
  • an object of the present invention is to provide a circuit module that has a high degree of freedom in layout of external connection terminals and can be miniaturized.
  • the external connection terminal and the shape of the connection conductor for connecting the electronic circuit and the external connection terminal can be improved.
  • the present invention is first directed to a circuit module.
  • the circuit module according to the present invention includes a substrate, an electronic component, a plurality of connection conductors, a plurality of external connection terminals, and a resin layer.
  • a first wiring pattern is provided on one main surface of the substrate.
  • the electronic component includes a first electronic component.
  • the first electronic component is connected to the first wiring pattern, and constitutes a first electronic circuit together with the first wiring pattern.
  • Each of the plurality of connection conductors connects the first electronic circuit and one of the plurality of external connection terminals.
  • At least one of the plurality of connection conductors includes a first columnar conductor extending in a normal direction of one main surface of the substrate and a plate-shaped conductor extending in a direction parallel to the one main surface of the substrate. Yes.
  • One end of the first columnar conductor is connected to the first wiring pattern or the first electronic component, and the other end of the first columnar conductor is connected to the plate conductor.
  • At least one of the plurality of external connection terminals is a second columnar conductor extending in the normal direction of the one main surface of the substrate.
  • the resin layer includes a first resin layer provided on one main surface of the substrate and a second resin layer provided on the first resin layer.
  • the first electronic component and the first columnar conductor are embedded in the first resin layer.
  • the plate-like conductor and the second columnar conductor are embedded in the second resin layer.
  • the cross-sectional area of the first columnar conductor perpendicular to the normal direction of the one main surface of the substrate is smaller than the cross-sectional area of the second columnar conductor orthogonal to the normal direction of the one main surface of the substrate.
  • the cross-sectional area of the first columnar conductor is smaller than the cross-sectional area of the second columnar conductor. Therefore, the arrangement density of the first electronic components and the first columnar conductors on the one main surface of the substrate is high. That is, the circuit module is reduced in size.
  • the cross-sectional area of the second columnar conductor is larger than the cross-sectional area of the first columnar conductor, connection reliability is improved when the electronic device is connected to the mother board.
  • connection conductors reaching the second columnar conductor which is an external connection terminal includes a first columnar conductor extending in a normal direction of one main surface of the substrate, and the substrate And a plate-like conductor extending in a direction parallel to the one main surface. Therefore, when one end of the second columnar conductor is connected to the plate-shaped conductor at a position where the first columnar conductor and the second columnar conductor do not share the same axis, freedom in layout of the external connection terminals The degree is getting higher.
  • the layout of the external connection terminals can be freely changed according to the length, extending direction and shape of the plate-like conductor, and the connection position of the second columnar conductor with respect to the plate-like conductor.
  • the method of forming the first columnar conductor for example, a method of sintering after forming a molded body by an ink jet method is exemplified, but the method is not limited thereto.
  • the circuit module according to the present invention preferably has the following features. That is, the plate-like conductor and the second columnar conductor are made of the same material and are formed as an integral member.
  • the plate-like conductor and the second columnar conductor are formed as an integral member without generating an interface by joining different materials. Therefore, both are firmly connected and there is no increase in electrical resistance due to the generation of the interface.
  • a method of forming the plate-like conductor and the second columnar conductor as an integral member as described above, for example, a method of forming a molded body by an ink-jet method and then sintering it may be mentioned. I can't.
  • the preferred embodiment of the circuit module according to the present invention preferably has the following features. That is, the first columnar conductor, the plate-shaped conductor, and the second columnar conductor are made of the same material and formed as an integral member. The first columnar conductor is directly connected to the first wiring pattern or the first electronic component.
  • the first columnar conductor, the plate-shaped conductor, and the second columnar conductor are formed as an integral member without generating an interface due to joining of different materials. Further, the first columnar conductor is directly formed on the first wiring pattern or the first electronic component without using a solder or a conductive adhesive. That is, the first wiring pattern or the first electronic component, the first columnar conductor, the plate-shaped conductor, and the second columnar conductor are firmly connected.
  • the above-described constituent elements are formed as an integral member and directly connected to the first wiring pattern or the first electronic component by sintering after forming a molded body by the ink jet method as described above. There is a method, but it is not limited to this.
  • the circuit module according to the present invention and preferred embodiments thereof preferably have the following features.
  • the substrate is provided with the second wiring pattern on the other main surface.
  • the electronic component further includes a second electronic component.
  • the second electronic component is connected to the second wiring pattern and constitutes a second electronic circuit together with the second wiring pattern.
  • the resin layer further includes a third resin layer provided on the other main surface of the substrate. The second electronic component is embedded in the third resin layer.
  • the second electronic circuit is configured on the other main surface side of the substrate, so that higher performance is achieved.
  • the present invention is also directed to a method for manufacturing a circuit module.
  • the circuit module manufacturing method according to the present invention is a circuit module manufacturing method including a substrate, an electronic component, a plurality of connection conductors, a plurality of external connection terminals, and a resin layer.
  • a first wiring pattern is provided on one main surface of the substrate.
  • the electronic component includes a first electronic component.
  • At least one of the plurality of connection conductors includes a first columnar conductor extending in a normal direction of one main surface of the substrate and a plate-shaped conductor extending in a direction parallel to the one main surface of the substrate. Yes. At least one of the plurality of external connection terminals is a second columnar conductor extending in the normal direction of the one main surface of the substrate.
  • the cross-sectional area of the first columnar conductor perpendicular to the normal direction of the one main surface of the substrate is smaller than the cross-sectional area of the second columnar conductor orthogonal to the normal direction of the one main surface of the substrate.
  • the resin layer includes a first resin layer and a second resin layer.
  • the circuit module manufacturing method according to the present invention includes the following first to seventh steps.
  • the first step is a step in which an electronic component including the substrate and the first electronic component is prepared or manufactured.
  • the second step is a step in which the first electronic component is connected to the first wiring pattern so as to constitute the first electronic circuit together with the first wiring pattern.
  • the third step is a step in which the first columnar conductor is formed.
  • the first columnar conductor is formed by firing a molded body produced by an ink jet method using a conductive ink containing metal nanoparticles. At that time, one end of the first columnar conductor is directly connected to the first wiring pattern or the first electronic component.
  • the fourth step is a step in which the first wiring pattern, the first electronic component, and the first columnar conductor are embedded in the first resin layer.
  • the first resin layer is formed on one main surface of the substrate. At that time, the other end of the first columnar conductor is exposed from the surface of the first resin layer.
  • embedding means not only the state in which the object is entirely covered with the resin layer, but also the majority of the object is in the resin layer as described above, and a part is exposed from the resin layer. It is a concept that includes states.
  • the fifth step is a step in which the plate-like conductor is formed on the surface of the first resin layer.
  • the plate-like conductor is formed by firing a molded body produced by an ink jet method using a conductive ink containing metal nanoparticles. At that time, the plate-like conductor is connected to the other end of the first columnar conductor.
  • the sixth step is a step in which the second columnar conductor is formed.
  • the second columnar conductor is formed by firing a molded body produced by an ink jet method using a conductive ink containing metal nanoparticles.
  • the seventh step is a step in which the plate-like conductor and the second columnar conductor are embedded in the second resin layer.
  • the second resin layer is formed on the surface of the first resin layer. At that time, the other end of the second columnar conductor is exposed from the surface of the second resin layer.
  • embedding refers to the aforementioned concept.
  • the first columnar conductor having a smaller sectional area than the second columnar conductor is formed by the ink jet method. That is, the arrangement density and the arrangement accuracy of the first electronic components and the first columnar conductors on the one main surface of the substrate can be increased. Therefore, the circuit module can be reduced in size.
  • the method for manufacturing a circuit module according to the present invention preferably has the following features. That is, a second wiring pattern is further provided on the other main surface of the substrate.
  • the electronic component further includes a second electronic component.
  • the resin layer further includes a third resin layer.
  • a first step is a step in which an electronic component including a substrate, a first electronic component, and a second electronic component is prepared or manufactured.
  • a manufacturing method of the circuit module which concerns on this invention is further provided with the following 8th and 9th processes.
  • the eighth step is a step in which the second electronic component is connected to the second wiring pattern so as to constitute the second electronic circuit together with the second wiring pattern.
  • the ninth step is a step in which the second wiring pattern and the second electronic component are embedded in the third resin layer.
  • the third resin layer is formed on the other main surface of the substrate.
  • the second electronic circuit is configured on the other main surface side of the substrate, and a circuit module with higher performance can be manufactured.
  • the arrangement of the second columnar conductors can be freely changed according to the length, the extending direction and the shape of the plate-shaped conductors. That is, the degree of freedom in layout of the external connection terminals is high. Further, the arrangement density of the first electronic components and the first columnar conductors on one main surface of the substrate is high. That is, the circuit module is reduced in size.
  • FIG. 1 is an external view (bottom view) of a circuit module 100 which is a first embodiment of a circuit module according to the present invention.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line IB-IB in FIG. 1A. It is sectional drawing of circuit module 100A which is a modification of 1st Embodiment of the circuit module which concerns on this invention. It is a figure for demonstrating an example of the manufacturing method of the circuit module 100, and is 1st sectional drawing for demonstrating a part of manufacturing process typically. It is a figure for demonstrating an example of the manufacturing method of the circuit module 100, and is a 2nd sectional view for demonstrating a part of manufacturing process typically.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line IVB-IVB in FIG. 4A.
  • FIG. 6 is a first cross-sectional view for explaining a part of the process of the example of the method for manufacturing the circuit module 200.
  • FIG. 11 is a second cross-sectional view for explaining a part of the process of the example of the method for manufacturing the circuit module 200.
  • FIG. 10 is a third cross-sectional view for explaining a part of the process of the example of the method for manufacturing the circuit module 200.
  • FIG. 11 is a fourth cross-sectional view for explaining a part of the process of the example of the method for manufacturing the circuit module 200. It is sectional drawing of the circuit module of background art.
  • circuit module to which the present invention is applied include, but are not limited to, a communication module such as a wireless LAN module, an antenna switch module, and a high-frequency circuit module such as a power supply module.
  • FIGS. 1A to 3B First embodiment of circuit module- A circuit module according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A to 3B. Note that the drawings show only the main parts, and the reference and illustration are omitted for the sake of simplicity except for the main parts. In the subsequent drawings, only the main parts are shown.
  • FIG. 1A is an external view (bottom view) viewed from the second resin layer 12 side in the normal direction of one main surface of the substrate 1.
  • 1B is a cross-sectional view taken along the line IB-IB in FIG. 1A.
  • the circuit module 100 includes a substrate 1, first electronic components 3 to 6, metal pins 7, a plurality of connection conductors 8, a first resin layer 9, a wiring conductor 10, and a plurality of A second columnar conductor 11 and a second resin layer 12 are provided.
  • the substrate 1 is, for example, a ceramic multilayer substrate whose insulating layer is a low-temperature sintered ceramic material.
  • the type of the substrate 1 is not limited to this, for example, a so-called glass epoxy substrate in which the insulating layer is a composite material including a woven or nonwoven fabric such as glass and an insulating resin such as an epoxy resin. May be.
  • a first wiring pattern 2 is provided on one main surface of the substrate 1.
  • the first wiring pattern 2 is formed using a metal material such as Cu, for example.
  • the material of the first wiring pattern 2 is arbitrary and is not limited to this.
  • the first electronic components 3 to 6 are electronic components such as multilayer capacitors, multilayer inductors, various filters, and various ICs.
  • the first electronic components 3 to 6 are connected to the first wiring pattern 2 using a bonding material S such as Sn—Ag—Cu-based Pb-free solder, and are not shown together with the first wiring pattern 2.
  • a first electronic circuit is configured.
  • the plurality of connection conductors 8 each connect the first electronic circuit and one of the second columnar conductors 11 that are external connection terminals.
  • the plurality of connection conductors and the second columnar conductor 11 are formed using a metal material selected from, for example, Cu, Cu alloy, Ag, and Ag alloy.
  • the metal pin 7 connects the first electronic circuit and the second columnar conductor 11 which is an external connection terminal.
  • the metal pins 7 are connected to the first wiring pattern 2 using a bonding material S such as Sn—Ag—Cu Pb-free solder.
  • S such as Sn—Ag—Cu Pb-free solder.
  • the metal pin 7 may not be used depending on the configuration of the circuit module.
  • the metal pin 7 is formed in advance using the same metal material as described above. However, the materials of the plurality of connection conductors 8, the metal pins 7, and the second columnar conductors 11 are arbitrary and are not limited thereto.
  • At least one of the plurality of connection conductors 8 includes a first columnar conductor 8a and a plate-like conductor 8b.
  • the first columnar conductor 8 a extends in the normal direction of the one main surface of the substrate 1.
  • the plate-like conductor 8 b extends in a direction parallel to the one main surface of the substrate 1.
  • the second columnar conductor 11 serves as an external connection terminal and extends in the normal direction of one main surface of the substrate 1.
  • the circuit module 100 includes the wiring conductor 10 described above.
  • the wiring conductor 10 is disposed on the same plane as the plate-like conductor 8 b and extends so as to be in a direction parallel to the one main surface of the substrate 1. However, the wiring conductor 10 may not be used depending on the configuration of the circuit module.
  • One end of the first columnar conductor 8a is connected to the first wiring pattern 2 or the first electronic components 4 and 6.
  • one end of the first columnar conductor 8a is connected to the electronic component body.
  • one end of the first columnar conductor 8a is connected to an external connection terminal.
  • the other end of the first columnar conductor 8a is connected to the plate-like conductor 8b.
  • the area of one end of the first columnar conductor 8a is larger than the area of the other end, and the first columnar conductor 8a has a shape like an elongated truncated cone.
  • the area of one end of the second columnar conductor 11 is larger than the area of the other end, and the second columnar conductor 11 is also shaped like a truncated cone.
  • the first columnar conductor 8a, the plate-shaped conductor 8b, and the second columnar conductor 11 are made of the same material and formed as an integral member.
  • the first columnar conductor 8a is directly connected to the first wiring pattern 2 or the first electronic components 4 and 6.
  • the first columnar conductor 8a and the first wiring pattern 2 or the first electronic components 4 and 6 are directly connected, as described above, using a bonding material such as solder or a conductive adhesive. It means that both are connected without using.
  • the first electronic components 3 to 6 and the first columnar conductor 8 a are embedded in the first resin layer 9.
  • the plate-like conductor 8b and the second columnar conductor 11 are embedded in the second resin layer 12.
  • the first resin layer 9 is provided on one main surface of the substrate 1.
  • the second resin layer 12 is provided on the first resin layer.
  • the first resin layer 9 and the second resin layer 12 are formed using a resin material in which a glass material, silica, or the like is dispersed as a filler. However, the first resin layer 9 and the second resin layer 12 may be formed of a single resin material.
  • the first resin layer 9 and the second resin layer 12 may be formed using either the same or different resin materials.
  • the cross-sectional area of the first columnar conductor 8a orthogonal to the normal direction of the one main surface of the substrate 1 is the cross-sectional area of the second columnar conductor 11 orthogonal to the normal direction of the one main surface of the substrate 1. It is getting smaller.
  • the arrangement density of the first electronic components 3 to 6 and the first columnar conductors 8a on one main surface of the substrate 1 is high, and the circuit module 100 is downsized.
  • the cross-sectional area of the second columnar conductor 11 is larger than the cross-sectional area of the first columnar conductor 8a, the connection reliability when the circuit module 100 is connected to the mother board of the electronic device is also improved. It is illustrated.
  • the circuit module 100 when one end of the second columnar conductor 11 is connected to the plate-shaped conductor at a position where the first columnar conductor 8a and the second columnar conductor 11 do not share the same axis.
  • the degree of freedom in layout of external connection terminals is high. That is, the layout of the external connection terminals can be freely changed according to the length, extending direction and shape of the plate-like conductor 8b and the connection position of the second columnar conductor 11 with respect to the plate-like conductor 8b.
  • the plate-like conductor 8b functions as a wiring parallel to one main surface of the substrate 1 as described above.
  • the first electronic component 5 is an IC, and it is conceivable that noise from the mother board of the electronic device is to be blocked.
  • one of the plate-like conductors 8b when viewed from the normal direction of the one main surface of the substrate 1, one of the plate-like conductors 8b is 1 is formed so as to cover one electronic component 4. In this way, one of the plate conductors 8b can function as a shield.
  • first columnar conductor 8a, the plate-shaped conductor 8b, and the second columnar conductor 11 are formed as an integral member, each is firmly connected.
  • first columnar conductor 8 a is connected to the first wiring pattern 2 or the first electronic component 6, from the first wiring pattern 2 or the first electronic component 6 to the second columnar conductor 11.
  • the electrical resistance is kept low.
  • the first electronic component 4 is an electronic component that generates a large amount of heat during operation, such as an IC
  • the first columnar conductor 8a connected to the electronic component body of the first electronic component 4 is: Serves as a thermal via.
  • first columnar conductor 8a, the plate-shaped conductor 8b, and the second columnar conductor 11 do not have to be formed of the same material and as an integral member as in the circuit module 100 described above.
  • the plate-like conductor 8b and the second columnar conductor 11 may be formed of the same material as an integral member.
  • the first columnar conductor 8a whose cross-sectional area is smaller than that of the second columnar conductor 11 and whose length is longer is formed using Ag having a lower electrical resistivity, and the second columnar conductor 11 is made of Cu. It may be formed using.
  • the long first columnar conductor 8a is formed using Cu having high strength so as not to be broken by the flow pressure of the resin when embedded in the first resin layer 9,
  • the short second columnar conductor 11 may be formed using Ag.
  • the first columnar conductor 8a, the plate-shaped conductor 8b, and the second columnar conductor 11 may all be formed of different materials.
  • the plate-like conductor 8b and the second columnar conductor 11 are formed as an integral member, they are firmly connected, and there is no increase in electrical resistance due to the generation of the interface. Moreover, the electrical resistance which concerns on the 1st columnar conductor 8a is smaller.
  • FIGS. 3A to 3B are diagrams for explaining an example of a manufacturing method of the circuit module 100 which is the first embodiment of the circuit module according to the present invention.
  • 2A to 2F and FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views schematically showing the main part of each step sequentially performed in an example of the method for manufacturing the circuit module 100.
  • FIG. 2A to 2F and FIGS. 3A to 3B correspond to cross-sectional views (see FIG. 1B) taken along the line IB-IB in FIG. 1A.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view showing a process (first process) in which an electronic component including the substrate 1 and the first electronic components 3 to 6 is manufactured or prepared.
  • first process in which an electronic component including the substrate 1 and the first electronic components 3 to 6 is manufactured or prepared.
  • each step is performed in a state where the substrate 1 is the collective substrate 1M.
  • Each process may be performed in the state of the substrate 1. That is, the cutting process described later is not an essential process in the present invention.
  • a first wiring pattern 2 is provided on one main surface of the collective substrate 1M. Further, since the circuit module 100 also includes the metal pin 7, the metal pin 7 is also produced or prepared in the first step.
  • FIG. 2B shows a process of connecting the first electronic components 3 to 6 and the metal pin 7 to the first wiring pattern 2 so as to form a first electronic circuit (not shown) together with the first wiring pattern 2 ( It is sectional drawing which shows a 2nd process.
  • the first electronic components 3 to 6 and one end of the metal pin 7 are formed on the first main surface of the collective substrate 1M by using the bonding material S described above so as to form a predetermined first electronic circuit. Connected to the wiring pattern 2.
  • FIG. 2C shows a step (third step) in which the first columnar conductor 8a is formed.
  • the first columnar conductor 8a is formed by sintering a molded body produced by an inkjet method using a conductive ink containing Cu nanoparticles at a temperature of about 150 ° C., for example. At that time, the first columnar conductor 8a is formed so as to extend in the normal direction of the one main surface of the aggregate substrate 1M.
  • first columnar conductor 8a is directly connected to the first wiring pattern 2 or the first electronic components 4 and 6.
  • the area of one end of the first columnar conductor 8a is larger than the area of the other end, and the first columnar conductor 8a has a shape like an elongated truncated cone.
  • the material of the first columnar conductor 8a may be a metal material other than Cu.
  • FIG. 2D shows a step in which the first wiring pattern 2, the first electronic components 3 to 6, the metal pin 7, and the first columnar conductor 8a are embedded in the first resin layer 9 (fourth step). ).
  • the fourth step in the method of manufacturing the circuit module 100 is performed by embedding the above-described components with the first aggregate resin layer 9M in a state where the substrate 1 is the aggregate substrate 1M.
  • the first aggregate resin layer 9M is formed by applying and curing the above-described resin material on one main surface of the aggregate substrate 1M.
  • the other end of the first columnar conductor 8a and the other end of the metal pin 7 are exposed from the surface of the first aggregate resin layer 9M.
  • the other end of the first columnar conductor 8a and the other end of the metal pin 7 are exposed by forming the first aggregate resin layer 9M on one main surface of the aggregate substrate 1M in accordance with their height positions. You may make it do.
  • the first aggregate resin layer 9M is exposed by polishing. Also good.
  • FIG. 2E shows a step (fifth step) in which the plate-like conductor 8b is formed on the surface of the first aggregated resin layer 9M.
  • the plate-like conductor 8b is formed by firing a molded body produced by an ink jet method using a conductive ink containing Cu nanoparticles. At that time, the plate-like conductor 8b is formed so as to extend in a direction parallel to one main surface of the collective substrate 1M.
  • the plate-like conductor 8b is connected to the other end of the first columnar conductor 8a.
  • the formation of the plate-like conductor 8b may be performed, for example, by screen printing or mask printing of a conductive paste containing Cu nanoparticles.
  • the material of the plate-like conductor 8b may be a metal material other than Cu.
  • FIG. 2F shows a step (sixth step) in which the second columnar conductor 11 is formed.
  • the second columnar conductor 11 is formed by firing a molded body produced by an ink jet method using a conductive ink containing Cu nanoparticles.
  • the area of one end of the second columnar conductor 11 is larger than the area of the other end, and the second columnar conductor 11 is also shaped like a truncated cone.
  • the formation of the second columnar conductor 11 may be performed by screen printing or mask printing of a conductive paste containing Cu nanoparticles, for example.
  • the material of the plate-like conductor 8b may be a metal material other than Cu.
  • FIG. 3A shows a step (seventh step) in which the plate-like conductor 8b and the second columnar conductor 11 are embedded in the second resin layer 12.
  • the seventh step in the method for manufacturing the circuit module 100 is performed by embedding the above-described components with the second aggregate resin layer 12M in a state where the substrate 1 is the aggregate substrate 1M.
  • the second aggregate resin layer 12M is formed by applying and curing the above-described resin material on the surface of the first aggregate resin layer 9M. At that time, the other end of the second columnar conductor 11 is exposed from the surface of the second aggregate resin layer 12M.
  • the method of exposing the other end of the second columnar conductor 11 is the same as in the fourth step.
  • the assembly 100M of the circuit modules 100 is manufactured up to this step.
  • the circuit module 100 is completed by this process. That is, the cutting process described later is not performed.
  • FIG. 3B shows a process (cutting process) in which the assembly 100M of the circuit modules 100 is cut and separated into circuit modules 100.
  • the assembly 100M is cut using, for example, a dicing saw.
  • the circuit module 100 is completed through this process.
  • the first columnar conductor 8a having a smaller cross-sectional area than the second columnar conductor 11 is formed by the ink jet method. That is, the arrangement density and the arrangement accuracy of the first electronic components 3 to 6 and the first columnar conductors 8a on the one main surface of the substrate 1 can be increased. Therefore, the circuit module 100 can be reduced in size.
  • circuit module- A second embodiment of the circuit module according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4A to 4B and FIGS. 5A to 5D.
  • FIG. 4A to 4B are diagrams illustrating the structure of a circuit module 200 which is a second embodiment of the circuit module according to the present invention.
  • FIG. 4A is an external view (bottom view) viewed from the second resin layer 12 side in the normal direction of the one main surface of the substrate 1.
  • 4B is a cross-sectional view taken along the line IVB-IVB in FIG. 4A.
  • the second electronic circuit is configured on the other main surface side of the substrate 1, and the components related to the second electronic circuit are embedded in the third resin layer. Is different. Since other components are the same as those of the circuit module 100, further description thereof is omitted here.
  • the circuit module 200 includes second electronic components 14 to 18 and a third resin layer 19 in addition to the components of the circuit module 100 described above.
  • the substrate 1 is a ceramic multilayer substrate or a glass epoxy substrate as described above.
  • a first wiring pattern 2 is provided on one main surface of the substrate 1, and a second wiring pattern 13 is provided on the other main surface. Similar to the first wiring pattern 2, the second wiring pattern 13 is formed using a metal material such as Cu. However, the material of the second wiring pattern 13 is arbitrary and is not limited to this.
  • the second electronic components 14 to 18 are also electronic components such as a multilayer capacitor, a multilayer inductor, various filters, and various ICs.
  • the second electronic components 14 to 18 are connected to the second wiring pattern 13 using, for example, a bonding material S such as Sn—Ag—Cu Pb-free solder, and are not shown together with the second wiring pattern 13.
  • a second electronic circuit is configured.
  • the second electronic components 14 to 18 are embedded in the third resin layer 19.
  • the third resin layer 19 is provided on the other main surface of the substrate 1. Similarly to the first resin layer 9 and the second resin layer 12, the third resin layer 19 is formed using a resin material in which a glass material, silica, or the like is dispersed as a filler. However, the third resin layer 19 may be formed of a resin material alone. The first resin layer 9, the second resin layer 12, and the third resin layer may be formed using any of the same or different resin materials.
  • the circuit module 200 has a higher performance by forming the second electronic circuit on the other main surface side of the substrate 1.
  • FIG. 5A to 5D are diagrams for explaining an example of a manufacturing method of a circuit module 200 which is the second embodiment of the circuit module according to the present invention.
  • FIG. 5A to FIG. 5D are cross-sectional views schematically showing the main steps of each step sequentially performed in an example of the method for manufacturing the circuit module 200 and different steps from the method for manufacturing the circuit module 100. Since other steps are the same as those in the method for manufacturing the circuit module 100, further description thereof will be omitted here.
  • FIGS. 5A to 5D corresponds to a cross-sectional view taken along line IVB-IVB in FIG. 4A (see FIG. 4B).
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing a process (first process) in which an electronic part including the substrate 1, the first electronic parts 3 to 6, the metal pin 7, and the second electronic parts 14 to 18 is manufactured or prepared. is there.
  • first process in which an electronic part including the substrate 1, the first electronic parts 3 to 6, the metal pin 7, and the second electronic parts 14 to 18 is manufactured or prepared. is there.
  • each process is performed in a state where the substrate 1 is the aggregate substrate 1M.
  • Each process may be performed in the state of the substrate 1 as in the method for manufacturing the circuit module 100.
  • the first wiring pattern 2 is provided on one main surface of the collective substrate 1M, and the second wiring pattern 13 is provided on the other main surface.
  • FIG. 5B shows a step of connecting the second electronic components 14 to 18 to the second wiring pattern 13 so as to constitute a second electronic circuit (not shown) together with the second wiring pattern 13 (eighth step).
  • FIG. One end of each of the second electronic components 14 to 18 is formed on the second wiring pattern 13 on the other main surface of the collective substrate 1M so as to form a predetermined second electronic circuit using the bonding material S described above. Connected.
  • FIG. 5C shows a step (the ninth step) in which the second wiring pattern 13 and the second electronic components 14 to 18 are embedded in the third resin layer 19.
  • the ninth step in the method of manufacturing the circuit module 200 is performed by embedding the above-described constituent elements with the third aggregate resin layer 19M while the substrate 1 is in the aggregate substrate 1M.
  • the third aggregate resin layer 19M is formed by applying and curing the above-described resin material on the other main surface of the aggregate substrate 1M.
  • the assembly 200M of the circuit modules 200 is manufactured up to this step.
  • the circuit module 200 is completed by this process. That is, the cutting process described later is not performed.
  • FIG. 5D shows a process (cutting process) in which the assembly 200M of the circuit modules 200 is cut and separated into circuit modules 200.
  • the assembly 200M is cut using, for example, a dicing saw.
  • the circuit module 200 is completed up to this step.
  • the second electronic circuit is configured on the other main surface side of the substrate 1, and the circuit module 200 with higher performance can be manufactured.

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Abstract

回路モジュール（１００）は、一方主面に第１の配線パターン（２）が設けられている基板（１）と、第１の配線パターン（２）と共に第１の電子回路を構成している第１の電子部品（３～６）と、複数の接続導体（８）と、複数の外部接続端子と、第１の樹脂層（９）と、第２の樹脂層（１２）とを備えている。複数の接続導体（８）のうちの少なくとも１つは、基板（１）の一方主面の法線方向に延伸する第１の柱状導体（８ａ）と、基板（１）の一方主面に平行な方向に延伸する板状導体（８ｂ）とを含んでいる。複数の外部接続端子のうちの少なくとも１つは、基板（１）の一方主面の法線方向に延伸する第２の柱状導体（１１）である。第１の柱状導体（８ａ）の、基板（１）の一方主面の法線方向に直交する断面積は、第２の柱状導体（１１）の、基板（１）の一方主面の法線方向に直交する断面積より小さい。

Description

回路モジュールおよび回路モジュールの製造方法
　この発明は、基板と、基板に接続され電子回路を構成している電子部品と、外部接続端子と、電子回路と外部接続端子とを接続する接続導体と、樹脂層とを備えた回路モジュールに関する。
　基板と、基板に接続され電子回路を構成している電子部品と、基板に接続された金属柱と、樹脂層とを備えた回路モジュールが既に知られている。そのような回路モジュールの一例として、国際公開第ＷＯ２０１３／０３５７１４号（特許文献１）（日本国特許第５７６８８８８号に対応）に記載された回路モジュールが挙げられる。
　図６は、特許文献１に記載の回路モジュール３００の断面図である。図６に示すように、回路モジュール３００は、基板３０１と、電子回路を構成している電子部品３０３ないし３０５と、金属柱３０８と、樹脂層３０９とを有する。金属柱３０８は、軸部３０８ａと、軸部３０８ａの一端に接続され、軸部３０８ａと一体となっている板状部３０８ｂとを備えている。電子部品３０３ないし３０５および軸部３０８ａの他端は、基板３０１の一方主面に接続されている。
　電子部品３０３ないし３０５と金属柱３０８とは、樹脂層３０９中に包埋されている。ただし、板状部３０８ｂの、軸部３０８ａと接続されている側と対向する表面は、軸部３０８ａの延伸方向に直交する断面の面積より広く、かつ樹脂層３０９の外表面と面一となるように樹脂層３０９から露出している。すなわち、板状部３０８ｂは、回路モジュール３００における外部接続端子の役割を果たしている。また、軸部３０８ａは、電子回路と外部接続端子とを接続する接続導体の役割を果たしている。
　特許文献１に記載の回路モジュール３００では、基板３０１上での電子部品の配置密度の向上による回路モジュール３００の小型化と、電子機器のマザー基板への接続時における接続信頼性の向上とを図ることができるとされている。
国際公開第ＷＯ２０１３／０３５７１４号
　しかしながら、回路モジュール３００における金属柱３０８は、いわゆる金属ピンとして軸部３０８ａと板状部３０８ｂとが最初から一体に製造されたものとなっている。そのため、回路モジュール３００の外部接続端子の位置は、基板３０１上における金属柱３０８の位置に制限される。すなわち、外部接続端子のレイアウトの自由度が低い。
　また、特許文献１における基板３０１上への金属柱３０８の接続は、不図示の支持体に金属柱３０８が立設するように一旦貼り付けてから、基板３０１上へ金属柱３０８を転写することにより行なわれる。すなわち、軸部３０８ａは、転写時の荷重印加に耐えられる程度には太くなければならない。さらに、細い軸部３０８ａを確実に所定の位置に転写するためには、転写を行なう装置系に極めて高い位置精度が要求される。上記の要求から、特許文献１に記載の回路モジュール３００の構造では、小型化が困難となっている。
　そこで、この発明の目的は、外部接続端子のレイアウトの自由度が高く、かつ小型化を進めることができる回路モジュールを提供することである。
　この発明では、外部接続端子および電子回路と外部接続端子とを接続する接続導体の形状についての改良が図られる。
　この発明は、まず回路モジュールに向けられる。
　この発明に係る回路モジュールは、基板と、電子部品と、複数の接続導体と、複数の外部接続端子と、樹脂層とを備えている。基板の一方主面には、第１の配線パターンが設けられている。電子部品は、第１の電子部品を含んでいる。第１の電子部品は、第１の配線パターンに接続され、第１の配線パターンと共に第１の電子回路を構成している。複数の接続導体は、各々第１の電子回路と複数の外部接続端子のうちの１つとを接続している。複数の接続導体のうちの少なくとも１つは、基板の一方主面の法線方向に延伸する第１の柱状導体と、基板の一方主面に平行な方向に延伸する板状導体とを含んでいる。
　第１の柱状導体の一端は、第１の配線パターンまたは第１の電子部品に接続され、第１の柱状導体の他端は、板状導体に接続されている。複数の外部接続端子のうちの少なくとも１つは、基板の一方主面の法線方向に延伸する第２の柱状導体である。
　樹脂層は、基板の一方主面上に設けられている第１の樹脂層と、第１の樹脂層上に設けられている第２の樹脂層とを含んでいる。第１の電子部品と第１の柱状導体とは、第１の樹脂層に包埋されている。板状導体と第２の柱状導体とは、第２の樹脂層に包埋されている。第１の柱状導体の、基板の一方主面の法線方向に直交する断面積は、第２の柱状導体の、基板の一方主面の法線方向に直交する断面積より小さい。
　上記の回路モジュールでは、第１の柱状導体の断面積は、第２の柱状導体の断面積より小さい。したがって、基板の一方主面上における第１の電子部品および第１の柱状導体の配置密度が高くなっている。すなわち、回路モジュールの小型化が図られている。加えて、第２の柱状導体の断面積は、第１の柱状導体の断面積より大きいため、電子機器のマザー基板への接続時における接続信頼性の向上も図られている。
　さらに、上記の回路モジュールでは、外部接続端子である第２の柱状導体に至る接続導体のうちの少なくとも１つは、基板の一方主面の法線方向に延伸する第１の柱状導体と、基板の一方主面に平行な方向に延伸する板状導体とを含んでいる。したがって、第２の柱状導体の一端が第１の柱状導体と第２の柱状導体とが同一の軸線を共有しないような位置で板状導体に接続されている場合、外部接続端子のレイアウトの自由度が高くなっている。外部接続端子のレイアウトは、板状導体の長さ、延伸方向および形状と、板状導体に対する第２の柱状導体の接続位置によって、自由に変更され得る。
　なお、第１の柱状導体を形成する方法としては、例えばインクジェット法により成形体を作製した後に、焼結させる方法が挙げられるが、これに限られない。
　この発明に係る回路モジュールは、以下の特徴を備えることが好ましい。すなわち、板状導体と第２の柱状導体とは、同一の材料で、一体の部材として形成されている。
　上記の回路モジュールでは、板状導体および第２の柱状導体が異種材料の接合による界面を生成することなく、一体の部材として形成されている。したがって、両者が強固に接続されており、界面の生成による電気抵抗の増加がない。なお、板状導体と第２の柱状導体とを一体の部材として形成する方法としては、前述のように例えばインクジェット法により成形体を作製した後に、焼結させる方法が挙げられるが、これに限られない。
　この発明に係る回路モジュールの好ましい実施形態は、以下の特徴を備えることが好ましい。すなわち、第１の柱状導体と板状導体と第２の柱状導体とは、同一の材料で、一体の部材として形成されている。そして、第１の柱状導体は、第１の配線パターンまたは第１の電子部品に直接接続されている。
　上記の回路モジュールでは、第１の柱状導体、板状導体および第２の柱状導体が異種材料の接合による界面を生成することなく、一体の部材として形成されている。また、第１の柱状導体が、第１の配線パターン上または第１の電子部品上に、はんだまたは導電性接着剤などを介さず直接形成されている。すなわち、第１の配線パターンまたは第１の電子部品、第１の柱状導体、板状導体および第２の柱状導体とが強固に接続されている。
　したがって、第１の配線パターンまたは第１の電子部品から第２の柱状導体までの電気抵抗が、低く抑えられている。なお、上記の各構成要素を一体の部材として形成し、第１の配線パターンまたは第１の電子部品に直接接続する方法は、前述のようにインクジェット法により成形体を作製した後に、焼結させる方法が挙げられるが、これに限られない。
　この発明に係る回路モジュールおよびその好ましい実施形態は、以下の特徴を備えることが好ましい。すなわち、基板は、他方主面に第２の配線パターンが設けられている。電子部品は、第２の電子部品をさらに含んでいる。第２の電子部品は、第２の配線パターンに接続され、第２の配線パターンと共に第２の電子回路を構成している。樹脂層は、基板の他方主面上に設けられている第３の樹脂層をさらに含んでいる。第２の電子部品は、第３の樹脂層に包埋されている。
　上記の回路モジュールでは、基板の他方主面側に第２の電子回路が構成されることで、より高性能化が図られている。
　また、この発明は、回路モジュールの製造方法にも向けられる。
　この発明に係る回路モジュールの製造方法は、基板と、電子部品と、複数の接続導体と、複数の外部接続端子と、樹脂層とを備えた回路モジュールの製造方法である。基板の一方主面には、第１の配線パターンが設けられている。電子部品は、第１の電子部品を含んでいる。
　複数の接続導体のうちの少なくとも１つは、基板の一方主面の法線方向に延伸する第１の柱状導体と、基板の一方主面に平行な方向に延伸する板状導体とを含んでいる。複数の外部接続端子のうちの少なくとも１つは、基板の一方主面の法線方向に延伸する第２の柱状導体である。第１の柱状導体の、基板の一方主面の法線方向に直交する断面積は、第２の柱状導体の、基板の一方主面の法線方向に直交する断面積より小さい。樹脂層は、第１の樹脂層と、第２の樹脂層とを含んでいる。そして、この発明に係る回路モジュールの製造方法は、以下の第１ないし第７の工程を備えている。
　第１の工程は、基板および第１の電子部品を含む電子部品が準備または作製される工程である。第２の工程は、第１の配線パターンと共に第１の電子回路を構成するように、第１の電子部品が第１の配線パターンに接続される工程である。第３の工程は、第１の柱状導体が形成される工程である。第１の柱状導体の形成は、金属ナノ粒子を含む導電性インクを用いたインクジェット法により作製された成形体が焼成されることにより行なわれる。その際、第１の柱状導体の一端は、第１の配線パターンまたは第１の電子部品に直接接続される。
　第４の工程は、第１の配線パターン、第１の電子部品および第１の柱状導体が第１の樹脂層中に包埋される工程である。第１の樹脂層は、基板の一方主面上に形成される。その際、第１の柱状導体の他端は、第１の樹脂層の表面から露出される。ここで、包埋とは、対象物が全て樹脂層によって被覆されている状態のみならず、上記のように対象物の大部分が樹脂層内にあり、一部が樹脂層から露出している状態も含む概念である。
　第５の工程は、板状導体が第１の樹脂層の表面に形成される工程である。板状導体の形成は、金属ナノ粒子を含む導電性インクを用いたインクジェット法により作製された成形体が焼成されることにより行なわれる。その際、板状導体は、第１の柱状導体の他端に接続される。第６の工程は、第２の柱状導体が形成される工程である。第２の柱状導体の形成は、金属ナノ粒子を含む導電性インクを用いたインクジェット法により作製された成形体が焼成されることにより行なわれる。
　第７の工程は、板状導体および第２の柱状導体が第２の樹脂層中に包埋される工程である。第２の樹脂層は、第１の樹脂層の表面上に形成される。その際、第２の柱状導体の他端は、第２の樹脂層の表面から露出される。ここで、包埋とは、前述の概念を指す。
　上記の回路モジュールの製造方法では、断面積が第２の柱状導体より小さい第１の柱状導体がインクジェット法により形成される。すなわち、基板の一方主面上における第１の電子部品および第１の柱状導体の配置密度および配置精度を高くすることができる。したがって、回路モジュールの小型化を図ることができる。
　この発明に係る回路モジュールの製造方法は、以下の特徴を備えることが好ましい。すなわち、基板の他方主面には、第２の配線パターンがさらに設けられている。電子部品は、第２の電子部品をさらに含んでいる。樹脂層は、第３の樹脂層をさらに含んでいる。
　この発明に係る回路モジュールの製造方法の好ましい実施形態における第１の工程は、基板および第１の電子部品ならびに第２の電子部品を含む電子部品が準備または作製される工程である。そして、この発明に係る回路モジュールの製造方法の好ましい実施形態は、以下の第８および第９の工程をさらに備えている。
　第８の工程は、第２の配線パターンと共に第２の電子回路を構成するように、第２の電子部品が第２の配線パターンに接続される工程である。第９の工程は、第２の配線パターンおよび第２の電子部品が第３の樹脂層中に包埋される工程である。第３の樹脂層は、基板の他方主面上に形成される。ここで、包埋とは、前述の概念を指す。
　上記の回路モジュールの製造方法では、基板の他方主面側に第２の電子回路が構成され、より高性能化が図られた回路モジュールを製造することができる。
　この発明に係る回路モジュールでは、板状導体の長さ、延伸方向および形状によって、第２の柱状導体の配置が自由に変更され得る。すなわち、外部接続端子のレイアウトの自由度が高くなっている。また、基板の一方主面上における第１の電子部品および第１の柱状導体の配置密度が高くなっている。すなわち、回路モジュールの小型化が図られている。
この発明に係る回路モジュールの第１の実施形態である回路モジュール１００の外観図（底面図）である。 図１ＡにおけるＩＢ－ＩＢ線に関する矢視断面図である。 この発明に係る回路モジュールの第１の実施形態の変形例である回路モジュール１００Ａの断面図である。 回路モジュール１００の製造方法の一例を説明するための図で、製造工程の一部を模式的に説明するための第１の断面図である。 回路モジュール１００の製造方法の一例を説明するための図で、製造工程の一部を模式的に説明するための第２の断面図である。 回路モジュール１００の製造方法の一例を説明するための図で、製造工程の一部を模式的に説明するための第３の断面図である。 回路モジュール１００の製造方法の一例を説明するための図で、製造工程の一部を模式的に説明するための第４の断面図である。 回路モジュール１００の製造方法の一例を説明するための図で、製造工程の一部を模式的に説明するための第５の断面図である。 回路モジュール１００の製造方法の一例を説明するための図で、製造工程の一部を模式的に説明するための第６の断面図である。 回路モジュール１００の製造方法の一例を説明するための図で、製造工程の一部を模式的に説明するための第７の断面図である。 回路モジュール１００の製造方法の一例を説明するための図で、製造工程の一部を模式的に説明するための第８の断面図である。 この発明に係る回路モジュールの第２の実施形態である回路モジュール２００について、基板１の一方主面の法線方向で、第２の樹脂層１２側から見た外観図（底面図）である。 図４ＡにおけるＩＶＢ－ＩＶＢ線に関する矢視断面図である。 回路モジュール２００の製造方法の一例の、一部の工程を説明するための第１の断面図である。 回路モジュール２００の製造方法の一例の、一部の工程を説明するための第２の断面図である。 回路モジュール２００の製造方法の一例の、一部の工程を説明するための第３の断面図である。 回路モジュール２００の製造方法の一例の、一部の工程を説明するための第４の断面図である。 背景技術の回路モジュールの断面図である。
　以下にこの発明の実施形態を示して、この発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。この発明が適用される回路モジュールとしては、例えば無線ＬＡＮモジュールなどの通信モジュール、アンテナスイッチモジュール、および電源モジュールなどの高周波用回路モジュールが挙げられるが、これに限られるものではない。
　－　回路モジュールの第１の実施形態　－
　この発明に係る回路モジュールの第１の実施形態について、図１Ａないし図３Ｂを用いて説明する。なお、図面は、要部のみを示すものであり、要部以外については簡略化のため言及および図示を省略している。また、以後の図面についても、同様に要部のみを示す。
　また、図面において、回路モジュールおよび各構成要素の構成および形態は模式的なものである。すなわち、以後で用いる図面は、たとえ実際の回路モジュールの構成および形態と異なる部分があったとしても、本質的な面で実際の回路モジュールを表すものと言うことができる。
　＜回路モジュールの構造＞
　図１Ａ～図１Ｂは、この発明に係る回路モジュールの第１の実施形態である回路モジュール１００の構造について説明した図面である。図１Ａは、基板１の一方主面の法線方向で、第２の樹脂層１２側から見た外観図（底面図）である。図１Ｂは、図１ＡにおけるＩＢ－ＩＢ線に関する矢視断面図である。
　この発明に係る回路モジュール１００は、基板１と、第１の電子部品３～６と、金属ピン７と、複数の接続導体８と、第１の樹脂層９と、配線導体１０と、複数の第２の柱状導体１１と、第２の樹脂層１２とを備えている。
　基板１は、例えば絶縁層が低温焼結セラミック材料であるセラミック多層基板である。なお、基板１の種類はこれに限られず、例えば絶縁層がガラスなどの織布または不織布と、エポキシ樹脂などの絶縁性の樹脂とを含んでなる複合材料である、いわゆるガラスエポキシ基板などであってもよい。基板１の一方主面には、第１の配線パターン２が設けられている。第１の配線パターン２は、例えばＣｕなどの金属材料を用いて形成されている。ただし、第１の配線パターン２の材質は任意であり、これに限られない。
　第１の電子部品３～６は、例えば積層コンデンサ、積層インダクタ、各種フィルタおよび各種ＩＣのような電子部品である。第１の電子部品３～６は、例えばＳｎ－Ａｇ－Ｃｕ系のＰｂフリーはんだのような接合材料Ｓを用いて第１の配線パターン２に接続され、第１の配線パターン２と共に不図示の第１の電子回路を構成している。
　複数の接続導体８は、各々第１の電子回路と外部接続端子である第２の柱状導体１１のうちの１つとを接続している。複数の接続導体および第２の柱状導体１１は、例えばＣｕ、Ｃｕ合金、ＡｇおよびＡｇ合金などの中から選ばれる金属材料を用いて形成されている。
　金属ピン７も、同様に第１の電子回路と外部接続端子である第２の柱状導体１１とを接続している。金属ピン７は、例えばＳｎ－Ａｇ－Ｃｕ系のＰｂフリーはんだのような接合材料Ｓを用いて第１の配線パターン２に接続されている。なお、金属ピン７は、回路モジュールの構成によっては用いられない場合もある。金属ピン７は、上記と同様の金属材料を用いて予め形成されたものである。ただし、複数の接続導体８、金属ピン７および第２の柱状導体１１の材質は任意であり、これらに限られない。
　複数の接続導体８のうちの少なくとも１つは、第１の柱状導体８ａと板状導体８ｂとを含んでいる。第１の柱状導体８ａは、基板１の一方主面の法線方向に延伸している。板状導体８ｂは、基板１の一方主面に平行な方向に延伸している。第２の柱状導体１１は、外部接続端子となっており、基板１の一方主面の法線方向に延伸している。なお、回路モジュール１００には、前述の配線導体１０が含まれている。配線導体１０は、板状導体８ｂと同一平面上に配置されており、基板１の一方主面に平行な方向となるように延伸している。ただし、配線導体１０は、回路モジュールの構成によっては用いられない場合もある。
　第１の柱状導体８ａの一端は、第１の配線パターン２または第１の電子部品４および６に接続されている。第１の電子部品４においては、第１の柱状導体８ａの一端は、電子部品素体に接続されている。また、第１の電子部品６においては、第１の柱状導体８ａの一端は、外部接続端子に接続されている。そして、第１の柱状導体８ａの他端は、板状導体８ｂに接続されている。
　図１Ｂでは図示されていないが、第１の柱状導体８ａの一端の面積は、他端の面積より広くなっており、第１の柱状導体８ａは、細長い円錐台のような形状となっている。また、第２の柱状導体１１の一端の面積は、他端の面積より広くなっており、第２の柱状導体１１も、円錐台のような形状となっている。
　回路モジュール１００では、第１の柱状導体８ａと板状導体８ｂと第２の柱状導体１１とは、同一の材料で、一体の部材として形成されている。そして、第１の柱状導体８ａは、第１の配線パターン２または第１の電子部品４および６に直接接続されている。ここで、第１の柱状導体８ａと第１の配線パターン２または第１の電子部品４および６とが直接接続されているとは、前述したようにはんだまたは導電性接着剤などの接合材料を用いずに両者が接続されていることを指す。
　第１の電子部品３～６と第１の柱状導体８ａとは、第１の樹脂層９に包埋されている。板状導体８ｂと第２の柱状導体１１とは、第２の樹脂層１２に包埋されている。第１の樹脂層９は、基板１の一方主面上に設けられている。第２の樹脂層１２は、第１の樹脂層上に設けられている。第１の樹脂層９および第２の樹脂層１２は、フィラーとしてガラス材料やシリカなどを分散させた樹脂材料を用いて形成されている。ただし、樹脂材料単体で第１の樹脂層９および第２の樹脂層１２が形成されていてもよい。第１の樹脂層９と第２の樹脂層１２とは、同一の、または異なる樹脂材料のどちらを用いて形成されていてもよい。
　そして、第１の柱状導体８ａの、基板１の一方主面の法線方向に直交する断面積は、第２の柱状導体１１の、基板１の一方主面の法線方向に直交する断面積より小さくなっている。
　回路モジュール１００では、基板１の一方主面上における第１の電子部品３～６、および第１の柱状導体８ａの配置密度が高くなっており、回路モジュール１００の小型化が図られている。加えて、第１の柱状導体８ａの断面積に比べて第２の柱状導体１１の断面積がより大きいため、回路モジュール１００の、電子機器のマザー基板への接続時における接続信頼性の向上も図られている。
　また、回路モジュール１００では、第２の柱状導体１１の一端が第１の柱状導体８ａと第２の柱状導体１１とが同一の軸線を共有しないような位置で板状導体に接続されている場合、外部接続端子のレイアウトの自由度が高くなっている。すなわち、外部接続端子のレイアウトは、板状導体８ｂの長さ、延伸方向および形状と、板状導体８ｂに対する第２の柱状導体１１の接続位置によって、自由に変更され得る。
　板状導体８ｂは、上記のように基板１の一方主面に平行な配線として機能している。一方、例えば第１の電子部品５がＩＣであり、電子機器のマザー基板からのノイズを遮断したい場合が考えられる。その場合、図１Ｃに示される第１の実施形態の変形例である回路モジュール１００Ａのように、基板１の一方主面の法線方向から見たときに、板状導体８ｂの１つが、第１の電子部品４を被覆するように形成される。このようにすることで、板状導体８ｂの１つをシールドとして機能させることができる。
　また、第１の柱状導体８ａ、板状導体８ｂおよび第２の柱状導体１１が一体の部材として形成されているため、それぞれが強固に接続されている。そして、第１の柱状導体８ａが第１の配線パターン２または第１の電子部品６に接続されている場合、第１の配線パターン２または第１の電子部品６から第２の柱状導体１１までの電気抵抗が低く抑えられている。また、第１の電子部品４がＩＣのような動作中の発熱量の大きい電子部品である場合、第１の電子部品４の電子部品素体に接続されている第１の柱状導体８ａは、サーマルビアとしての機能を果たしている。
　なお、第１の柱状導体８ａと板状導体８ｂと第２の柱状導体１１とは、上記の回路モジュール１００のように、同一の材料で、一体の部材として形成されていなくてもよい。例えば、板状導体８ｂと第２の柱状導体１１とが、同一の材料で、一体の部材として形成されていてもよい。例えば、断面積が第２の柱状導体１１より小さく、長さが長くなる第１の柱状導体８ａは、電気抵抗率のより低いＡｇを用いて形成され、第２の柱状導体１１は、Ｃｕを用いて形成されていてもよい。
　逆に、長さの長い第１の柱状導体８ａは、第１の樹脂層９に包埋される際に樹脂の流動圧力などによって破壊されないように、強度の高いＣｕを用いて形成され、長さの短い第２の柱状導体１１は、Ａｇを用いて形成されていてもよい。さらに、第１の柱状導体８ａと板状導体８ｂと第２の柱状導体１１とが、全て別の材料で形成されていてもよい。
　この場合、板状導体８ｂおよび第２の柱状導体１１が一体の部材として形成されていることで、両者が強固に接続されており、界面の生成による電気抵抗の増加がない。また、第１の柱状導体８ａに係る電気抵抗がより小さくなっている。
　＜回路モジュールの製造方法＞
　図２Ａ～図２Ｆおよび図３Ａ～図３Ｂは、この発明に係る回路モジュールの第１の実施形態である回路モジュール１００の製造方法の一例について説明した図面である。図２Ａ～図２Ｆ、ならびに図３Ａおよび図３Ｂは、回路モジュール１００の製造方法の一例において順次行われる各工程の要部をそれぞれ模式的に表す断面図である。なお、図２Ａ～図２Ｆおよび図３Ａ～図３Ｂの各図は、図１ＡにおけるＩＢ－ＩＢ線に関する矢視断面図（図１Ｂ参照）に相当する。
　図２Ａは、基板１および第１の電子部品３～６を含む電子部品が作製または準備される工程（第１の工程）を示す断面図である。この回路モジュール１００の製造方法においては、各工程は基板１が集合基板１Ｍの状態で行われる。なお、各工程が基板１の状態で行われていてもよい。すなわち、後述する切断工程は、この発明における必須の工程ではない。集合基板１Ｍの一方主面上には、第１の配線パターン２が設けられている。また、回路モジュール１００には、金属ピン７も含まれているため、第１の工程で金属ピン７も作製または準備される。
　図２Ｂは、第１の配線パターン２と共に不図示の第１の電子回路を構成するように、第１の電子部品３～６および金属ピン７が第１の配線パターン２に接続される工程（第２の工程）を示す断面図である。第１の電子部品３～６および金属ピン７の一端は、前述の接合材料Ｓを用いて、所定の第１の電子回路を構成するように、集合基板１Ｍの一方主面上の第１の配線パターン２に接続される。
　図２Ｃは、第１の柱状導体８ａが形成される工程（第３の工程）である。第１の柱状導体８ａの形成は、Ｃｕナノ粒子を含む導電性インクを用いたインクジェット法により作製された成形体を、例えば１５０℃程度の温度で焼結させることにより行なわれる。その際、第１の柱状導体８ａは、集合基板１Ｍの一方主面の法線方向に延伸するように形成される。
　また、第１の柱状導体８ａの一端は、第１の配線パターン２または第１の電子部品４および６に直接接続される。図２Ｃでは図示されていないが、第１の柱状導体８ａの一端の面積は、他端の面積より広くなっており、第１の柱状導体８ａは、細長い円錐台のような形状となっている。前述したように、第１の柱状導体８ａの材質は、Ｃｕ以外の金属材料でもよい。
　図２Ｄは、第１の配線パターン２、第１の電子部品３～６、金属ピン７および第１の柱状導体８ａが、第１の樹脂層９中に包埋される工程（第４の工程）である。この回路モジュール１００の製造方法における第４の工程は、基板１が集合基板１Ｍの状態で、第１の集合樹脂層９Ｍにより上記の構成要素を包埋することにより行われる。第１の集合樹脂層９Ｍは、前述の樹脂材料を集合基板１Ｍの一方主面上に塗工、硬化させることにより形成される。
　その際、第１の柱状導体８ａの他端および金属ピン７の他端は、第１の集合樹脂層９Ｍの表面から露出される。第１の柱状導体８ａの他端および金属ピン７の他端は、それらの高さ位置に合わせて第１の集合樹脂層９Ｍが集合基板１Ｍの一方主面上に形成されることで露出されるようにしてもよい。また、それらが被覆される程度に第１の集合樹脂層９Ｍが集合基板１Ｍの一方主面上に形成された後、第１の集合樹脂層９Ｍが研磨されることにより露出されるようにしてもよい。
　図２Ｅは、板状導体８ｂが第１の集合樹脂層９Ｍの表面に形成される工程（第５の工程）である。板状導体８ｂの形成は、Ｃｕナノ粒子を含む導電性インクを用いたインクジェット法により作製された成形体が焼成されることにより行なわれる。その際、板状導体８ｂは、集合基板１Ｍの一方主面に平行な方向に延伸するように形成される。また、板状導体８ｂは、第１の柱状導体８ａの他端に接続される。
　板状導体８ｂの形成は、例えばＣｕナノ粒子を含む導電性ペーストのスクリーン印刷またはマスク印刷により行なわれていもよい。前述したように、板状導体８ｂの材質は、Ｃｕ以外の金属材料でもよい。
　図２Ｆは、第２の柱状導体１１が形成される工程（第６の工程）である。第２の柱状導体１１の形成は、Ｃｕナノ粒子を含む導電性インクを用いたインクジェット法により作製された成形体が焼成されることにより行なわれる。図２Ｆでは図示されていないが、第２の柱状導体１１の一端の面積は、他端の面積より広くなっており、第２の柱状導体１１も、円錐台のような形状となっている。
　また、第２の柱状導体１１の形成は、例えばＣｕナノ粒子を含む導電性ペーストのスクリーン印刷またはマスク印刷により行なわれてもよい。前述したように、板状導体８ｂの材質は、Ｃｕ以外の金属材料でもよい。
　図３Ａは、板状導体８ｂおよび第２の柱状導体１１が第２の樹脂層１２中に包埋される工程（第７の工程）である。この回路モジュール１００の製造方法における第７の工程は、基板１が集合基板１Ｍの状態で、第２の集合樹脂層１２Ｍにより上記の構成要素を包埋することにより行われる。第２の集合樹脂層１２Ｍは、前述の樹脂材料を第１の集合樹脂層９Ｍの表面上に塗工、硬化させることにより形成される。その際、第２の柱状導体１１の他端は、第２の集合樹脂層１２Ｍの表面から露出される。第２の柱状導体１１の他端の露出の仕方は、第４の工程と同様である。
　この回路モジュール１００の製造方法では、この工程までで回路モジュール１００の集合体１００Ｍが製造される。なお、各工程が基板１の状態で行われている場合は、この工程までで回路モジュール１００が完成する。すなわち、後述する切断工程は行なわれない。
　図３Ｂは、回路モジュール１００の集合体１００Ｍが切断され、回路モジュール１００に個片化される工程（切断工程）である。集合体１００Ｍの切断は、例えばダイシングソーを用いて行なわれる。この回路モジュール１００の製造方法では、この工程までで回路モジュール１００が完成する。
　この回路モジュール１００の製造方法では、断面積が第２の柱状導体１１より小さい第１の柱状導体８ａがインクジェット法により形成される。すなわち、基板１の一方主面上における第１の電子部品３～６および第１の柱状導体８ａの配置密度および配置精度を高くすることができる。したがって、回路モジュール１００の小型化を図ることができる。
　－　回路モジュールの第２の実施形態　－
　この発明に係る回路モジュールの第２の実施形態について、図４Ａ～図４Ｂおよび図５Ａ～図５Ｄを用いて説明する。
　＜回路モジュールの構造＞
　図４Ａ～図４Ｂは、この発明に係る回路モジュールの第２の実施形態である回路モジュール２００の構造について説明した図面である。図４Ａは、基板１の一方主面の法線方向で、第２の樹脂層１２側から見た外観図（底面図）である。図４Ｂは、図４ＡにおけるＩＶＢ－ＩＶＢ線に関する矢視断面図である。
　回路モジュール２００は、基板１の他方主面側に第２の電子回路が構成され、第２の電子回路に係る構成要素が第３の樹脂層に包埋されていることが前述の回路モジュール１００と異なっている。それ以外の構成要素については、回路モジュール１００と同様であるため、ここではそれらについてのさらなる説明を省略する。
　この発明に係る回路モジュール２００は、前述の回路モジュール１００の構成要素に加えて、第２の電子部品１４～１８と、第３の樹脂層１９とを備えている。
　基板１は、前述したようにセラミック多層基板またはガラスエポキシ基板などである。基板１の一方主面には、第１の配線パターン２が設けられ、他方主面には第２の配線パターン１３が設けられている。第２の配線パターン１３は、第１の配線パターン２と同様に、例えばＣｕなどの金属材料を用いて形成されている。ただし、第２の配線パターン１３の材質は任意であり、これに限られない。
　第２の電子部品１４～１８も、第１の電子部品３～６と同様に、例えば積層コンデンサ、積層インダクタ、各種フィルタおよび各種ＩＣのような電子部品である。第２の電子部品１４～１８は、例えばＳｎ－Ａｇ－Ｃｕ系のＰｂフリーはんだのような接合材料Ｓを用いて第２の配線パターン１３に接続され、第２の配線パターン１３と共に不図示の第２の電子回路を構成している。
　第２の電子部品１４～１８は、第３の樹脂層１９に包埋されている。第３の樹脂層１９は、基板１の他方主面上に設けられている。第３の樹脂層１９は、第１の樹脂層９および第２の樹脂層１２と同様に、フィラーとしてガラス材料やシリカなどを分散させた樹脂材料を用いて形成されている。ただし、樹脂材料単体で第３の樹脂層１９が形成されていてもよい。第１の樹脂層９と第２の樹脂層１２と第３の樹脂層とは、同一の、または異なる樹脂材料のどちらを用いて形成されていてもよい。
　回路モジュール２００は、基板１の他方主面側に第２の電子回路が構成されることで、より高性能化が図られている。
　＜回路モジュールの製造方法＞
　図５Ａ～図５Ｄは、この発明に係る回路モジュールの第２の実施形態である回路モジュール２００の製造方法の一例について説明した図面である。図５Ａ～図５Ｄは、回路モジュール２００の製造方法の一例において順次行われる各工程の要部で、回路モジュール１００の製造方法と異なる工程をそれぞれ模式的に表す断面図である。それ以外の工程については、回路モジュール１００の製造方法と同様であるため、ここではそれらについてのさらなる説明を省略する。
　なお、図５Ａ～図５Ｄの各図は、図４ＡにおけるＩＶＢ－ＩＶＢ線に関する矢視断面図（図４Ｂ参照）に相当する。
　図５Ａは、基板１、第１の電子部品３～６、金属ピン７および第２の電子部品１４～１８を含む電子部品が作製または準備される工程（第１の工程）を示す断面図である。この回路モジュール２００の製造方法においては、回路モジュール１００の製造方法と同様に、各工程は基板１が集合基板１Ｍの状態で行われる。各工程が基板１の状態で行われていてもよいことも、回路モジュール１００の製造方法と同様である。集合基板１Ｍの一方主面上には第１の配線パターン２が設けられており、他方主面上には第２の配線パターン１３が設けられている。
　図５Ｂは、第２の配線パターン１３と共に不図示の第２の電子回路を構成するように、第２の電子部品１４～１８が第２の配線パターン１３に接続される工程（第８の工程）を示す断面図である。第２の電子部品１４～１８の一端は、前述の接合材料Ｓを用いて、所定の第２の電子回路を構成するように、集合基板１Ｍの他方主面上の第２の配線パターン１３に接続される。
　図５Ｃは、第２の配線パターン１３および第２の電子部品１４～１８が、第３の樹脂層１９中に包埋される工程（第９の工程）である。この回路モジュール２００の製造方法における第９の工程は、基板１が集合基板１Ｍの状態で、第３の集合樹脂層１９Ｍにより上記の構成要素を包埋することにより行われる。第３の集合樹脂層１９Ｍは、前述の樹脂材料を集合基板１Ｍの他方主面上に塗工、硬化させることにより形成される。
　この回路モジュール２００の製造方法では、この工程までで回路モジュール２００の集合体２００Ｍが製造される。なお、各工程が基板１の状態で行われている場合は、この工程までで回路モジュール２００が完成する。すなわち、後述する切断工程は行なわれない。
　図５Ｄは、回路モジュール２００の集合体２００Ｍが切断され、回路モジュール２００に個片化される工程（切断工程）である。集合体２００Ｍの切断は、例えばダイシングソーを用いて行なわれる。この回路モジュール２００の製造方法では、この工程までで回路モジュール２００が完成する。
　この回路モジュール２００の製造方法では、基板１の他方主面側に第２の電子回路が構成され、より高性能化が図られた回路モジュール２００を製造することができる。
　なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることができる。また、この明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
　なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
　１　基板、２　第１の配線パターン、３～６　第１の電子部品、７　金属柱、８　接続導体、８ａ　第１の柱状導体、８ｂ，１０　板状導体、９　第１の樹脂層、１１　第２の柱状導体、１２　第２の樹脂層、１３　第２の配線パターン、１４～１８　第２の電子部品、１９　第３の樹脂層、１００，２００　回路モジュール、Ｓ　接合部材。

Claims (6)

  1. 　基板と、電子部品と、複数の接続導体と、複数の外部接続端子と、樹脂層とを備えた回路モジュールであって、
    　前記基板の一方主面には、第１の配線パターンが設けられており、
    　前記電子部品は、前記第１の配線パターンに接続され、前記第１の配線パターンと共に第１の電子回路を構成している第１の電子部品を含んでおり、
    　前記複数の接続導体は、各々前記第１の電子回路と前記複数の外部接続端子のうちの１つとを接続しており、
    　前記複数の接続導体のうちの少なくとも１つは、前記基板の一方主面の法線方向に延伸する第１の柱状導体と、前記基板の一方主面に平行な方向に延伸する板状導体とを含んでおり、
    　前記第１の柱状導体の一端は、前記第１の配線パターンまたは前記第１の電子部品に接続され、前記第１の柱状導体の他端は、前記板状導体に接続されており、
    　前記複数の外部接続端子のうちの少なくとも１つは、前記基板の一方主面の法線方向に延伸する第２の柱状導体であり、
    　前記樹脂層は、前記基板の一方主面上に設けられている第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層上に設けられている第２の樹脂層とを含んでおり、
    　前記第１の電子部品と前記第１の柱状導体とは、前記第１の樹脂層に包埋され、前記板状導体と前記第２の柱状導体とは、前記第２の樹脂層に包埋されており、
    　前記第１の柱状導体の、前記基板の一方主面の法線方向に直交する断面積は、前記第２の柱状導体の、前記基板の一方主面の法線方向に直交する断面積より小さいことを特徴とする、回路モジュール。
  2. 　前記板状導体と前記第２の柱状導体とは、同一の材料で、一体の部材として形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の回路モジュール。
  3. 　前記第１の柱状導体と前記板状導体と前記第２の柱状導体とは、同一の材料で、一体の部材として形成されており、前記第１の柱状導体は、前記第１の配線パターンまたは前記第１の電子部品に直接接続されていることを特徴とする、請求項２に記載の回路モジュール。
  4. 　前記基板は、他方主面に第２の配線パターンがさらに設けられており、
    　前記電子部品は、前記第２の配線パターンに接続され、前記第２の配線パターンと共に第２の電子回路を構成している第２の電子部品をさらに含んでおり、
    　前記樹脂層は、前記基板の他方主面上に設けられている第３の樹脂層をさらに含んでおり、
    　前記第２の電子部品は、前記第３の樹脂層に包埋されていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の回路モジュール。
  5. 　基板と、電子部品と、複数の接続導体と、複数の外部接続端子と、樹脂層とを備えた回路モジュールの製造方法であって、
    　前記基板の一方主面には、第１の配線パターンが設けられており、
    　前記電子部品は、第１の電子部品を含んでおり、
    　前記複数の接続導体のうちの少なくとも１つは、前記基板の一方主面の法線方向に延伸する第１の柱状導体と、前記基板の一方主面に平行な方向に延伸する板状導体とを含んでおり、
    　前記複数の外部接続端子のうちの少なくとも１つは、前記基板の一方主面の法線方向に延伸する第２の柱状導体であり、
    　前記第１の柱状導体の、前記基板の一方主面の法線方向に直交する断面積は、前記第２の柱状導体の、前記基板の一方主面の法線方向に直交する断面積より小さく、
    　前記樹脂層は、第１の樹脂層と、第２の樹脂層とを含んでおり、
    　前記基板および前記第１の電子部品を含む前記電子部品を準備または作製する第１の工程と、
    　前記第１の配線パターンと共に第１の電子回路を構成するように、前記第１の電子部品を前記第１の配線パターンに接続する第２の工程と、
    　金属ナノ粒子を含む導電性インクを用いたインクジェット法により作製された成形体を焼結させて、一端が前記第１の配線パターンまたは前記第１の電子部品に直接接続されるように、前記第１の柱状導体を形成する第３の工程と、
    　前記第１の樹脂層を前記基板の一方主面上に形成し、前記第１の柱状導体の他端が前記第１の樹脂層の表面から露出するようにして、前記第１の配線パターン、前記第１の電子部品および前記第１の柱状導体を前記第１の樹脂層中に包埋する第４の工程と、
    　金属ナノ粒子を含む導電性インクを用いたインクジェット法により作製された成形体を焼結させて、前記第１の柱状導体の他端に接続されるように、前記板状導体を前記第１の樹脂層の表面に形成する第５の工程と、
    　金属ナノ粒子を含む導電性インクを用いたインクジェット法により作製された成形体を焼結させて、前記第２の柱状導体を形成する第６の工程と、
    　前記第２の樹脂層を前記第１の樹脂層の表面上に形成し、前記第２の柱状導体の他端が前記第２の樹脂層の表面から露出するようにして、前記板状導体および前記第２の柱状導体を前記第２の樹脂層中に包埋する第７の工程とを備えることを特徴とする、回路モジュールの製造方法。
  6. 　前記基板の他方主面には、第２の配線パターンがさらに設けられており、
    　前記電子部品は、第２の電子部品をさらに含んでおり、
    　前記樹脂層は、前記基板の他方主面上に設けられている第３の樹脂層をさらに含んでおり、
    　前記第１の工程は、前記基板および前記第１の電子部品ならびに前記第２の電子部品を含む前記電子部品を準備または作製する工程であり、
    　前記第２の配線パターンと共に第２の電子回路を構成するように、前記第２の電子部品を前記第２の配線パターンに接続する第８の工程と、
    　前記第３の樹脂層を前記基板の他方主面上に形成し、前記第２の配線パターンおよび前記第２の電子部品を前記第３の樹脂層中に包埋する第９の工程をさらに備えることを特徴とする、請求項５に記載の回路モジュールの製造方法。
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