JP2008135483A - Substrate incorporating electronic component and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子部品を内蔵した電子部品内蔵基板およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an electronic component built-in substrate having an electronic component built therein and a method of manufacturing the same.
近年、電子機器の小型化、薄型化に対する要求が大きくなり、さらに電子機器の高機能化、高周波化(動作速度の高速化)が進んでいる。このような電子機器の動向に対応するため、小型高密度化や、高周波対応化を実現する様々な電子部品(回路部品)の実装構造、基板構造が提案されている。その中でも基板内に電子部品を内蔵する構造を有する電子部品内蔵基板は、三次元の部品配置により小型化でき、さらに電子部品間の配線距離を短縮できるという利点があることから、最も注目されている技術の一つである。 In recent years, there has been an increasing demand for downsizing and thinning of electronic devices, and higher functions and higher frequencies (higher operating speed) of electronic devices have been promoted. In order to respond to such trends in electronic devices, various electronic component (circuit component) mounting structures and substrate structures have been proposed that realize miniaturization and high frequency compatibility. Among them, the electronic component built-in substrate having a structure in which the electronic component is embedded in the substrate has the advantage that it can be miniaturized by the three-dimensional component arrangement and can further reduce the wiring distance between the electronic components. Is one of the technologies.
この種の電子部品内蔵基板としては、例えば、図5に示すように、電子部品101,102が一面側(図5における上面側)に実装された第1の配線板110と、第1の配線板110の前記一面に対向配置された第2の配線板120と、電子部品101,102配置用の開口部131を有し第1の配線板110と第2の配線板120との間に介在された内層配線板130と、第1の配線板110と第2の配線板120との間の空間内に充填される絶縁性樹脂からなる絶縁部140とを備えたものが提案されている(例えば、特許文献1)。
As this type of electronic component-embedded substrate, for example, as shown in FIG. 5, a
ここで、第1の配線板110の前記一面には第1の配線パターン111が、他面(図5における下面)には第1の外部電極112がそれぞれ形成され、第1の配線パターン111と第1の外部電極112とは第1の配線板110にその厚み方向(図5における上下方向)に貫設された第1のビア113により電気的に接続されている。
Here, a
第2の配線板120の一面(図5における上面)には第2の外部電極121が、他面(図5における下面)には第2の配線パターン122がそれぞれ形成され、第2の配線パターン122と第2の外部電極121とは第2の配線板120にその厚み方向に貫設された第2のビア123により電気的に接続されている。
A second
内層配線板130の一面(図5における上面)には第3の配線パターン132が、他面(図5における下面)には第4の配線パターン133がそれぞれ形成され、第3の配線パターン132と第4の配線パターン133とは内層配線板130にその厚み方向に貫設された第3のビア134により電気的に接続されている。
A
以上述べた図5に示す構成の電子部品内蔵基板では、電子部品101,102と、第2の配線板120の第2の配線パターン122とが、第1の配線パターン111と、第4の配線パターン133と、ビア134と、第3の配線パターン132とを介して電気的に接続されている。
In the electronic component built-in substrate having the configuration shown in FIG. 5 described above, the
一方、電子部品内蔵基板としては、電子部品101,102配置用の開口部131を有する内層配線板130を用いる代わりに、第1および第2の配線板110,120として電子部品を収容するための部品収容部が形成された多層配線板(多層の印刷配線基板)を用いるものが提案されている(例えば、特許文献2)。ここで、多層配線板は、厚み方向の両面に配線パターンが形成され電子部品が実装される外側配線板と、少なくとも厚み方向の一面に他の多層配線板との接続用の配線パターンが形成され厚み方向の他面が外側配線板に接合された内側配線板とを有している。内側配線板には、外側配線板に実装される電子部品を収容する凹状の部品収容部を形成するための開口部が厚み方向に貫設されるとともに、内側配線板の配線パターンと外側配線板に実装される電子部品とを電気的に接続するためのビアが厚み方向に貫設されている。
ところで、図5に示すような電子部品内蔵基板では、内層配線板130によって、第1の配線板110の第1の配線パターン111と第2の配線板120の第2の配線パターン122とを電気的に接続するとともに、第1の配線板110と第2の配線板120との間に電子部品101,102内蔵用の空間を形成している。
By the way, in the electronic component built-in substrate as shown in FIG. 5, the
そのため、内層配線板130には上述したような開口部131、およびビア134を形成するためのビアホールを設ける必要があり、多数の孔開け加工を行わなければならないから、製造工程が煩雑になるという問題があった。
Therefore, it is necessary to provide the above-described
さらに、ビア134を形成するにあたっては、開口部131の開口縁部にビア134を形成しようとすると、ビア134の形成時に内層配線板130が破損してしまうおそれがあるので、ビア134は開口部131よりある程度の距離を離した位置に設ける必要があるから、ビア134を設ける位置が制約され、結果として、対向する配線板110,120の配線パターン111,122間の電気接続の位置の自由度が低下する。また、このような制約の元では、ビア134と電子部品101,102との距離が離れているために、電子部品101,102とビア134とを電気的に接続しようとした際には、内層配線板130の第3および第4の配線パターン131,132における電子部品101,102とビア134との電路が長くなってしまう。
Furthermore, when forming the
また、電子部品の数が増えた際には、例えば電子部品全てを内部に配置できるように開口部131のサイズを大きくしたりする必要が生じるため、製造工程がさらに煩雑になる。また、同サイズであれば、第3および第4の配線パターン131,132及びビア134を形成するための面積が減少し、ビア134を形成する位置がさらに制約されてしまう。
Further, when the number of electronic components increases, for example, it is necessary to increase the size of the
一方、上述した特許文献2に開示されているような電子部品内蔵基板であっても、電子部品を収容する部品収容部用の開口部やビアを内側配線板に設ける必要があるので、特許文献1に開示されている電子部品内蔵基板と同様に、開口部やビアなどの孔開け加工を行う必要があるために製造工程が煩雑となり、またビアを設ける位置が制約されてしまうために、対向する多層配線板の配線パターン間の電気接続の位置の自由度が低くなるという問題がある。結局のところ、図5に示すような電子部品内蔵基板の問題点は、特許文献2に開示されているような電子部品内蔵基板においても依然として解決されていなかった。
On the other hand, even in the electronic component built-in substrate as disclosed in
本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、製造工程の煩雑さを低減できるとともに、対向する配線板の配線パターン間の電気接続の位置の自由度を向上できる電子部品内蔵基板およびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to reduce the complexity of the manufacturing process and to improve the degree of freedom of the electrical connection position between the wiring patterns of the opposing wiring boards. An object is to provide a built-in substrate and a manufacturing method thereof.
上述の課題を解決するために、請求項1の発明では、少なくとも厚み方向の一面に配線パターンが形成された複数の配線板が、前記厚み方向において互いに対向する配線板の配線パターンの少なくとも一部同士が重なる形で配置され、互いに対向する配線板間に内蔵される電子部品が少なくとも一方の配線板に実装され、前記対向する配線板間には絶縁性樹脂からなり前記電子部品を覆う絶縁部が介在されてなる電子部品内蔵基板であって、前記対向する配線板間には、配線板間の距離を前記電子部品の実装高さ寸法より大きく設定した規定距離に保つとともに、前記対向する配線板の配線パターンの前記一部同士を電気的に接続する金属ボールが介在されていることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, in the invention of
請求項1の発明によれば、金属ボールによって対向する配線板間の距離が電子部品の実装高さ寸法より大きく設定した規定距離に保つとともに、対向する配線板の配線パターン間を電気的に接続しているので、従来のように内側に電子部品を配置するための開口部や対向する配線板の配線パターン間を電気的に接続するビアなどを形成する必要がなくなって、これら開口部やビアのための孔明け加工を行わなくて済むから、製造工程の煩雑さを低減できるという効果を奏し、その上、孔開け加工が必要なビアとは異なり金属ボールは設ける位置の自由度が高いから、配線パターンの電気接続の位置の自由度を向上できるという効果を奏する。また、対向する配線板間の距離が、加圧時に径寸法が変動することがない金属ボールにより決定されるから、前記規定距離を所望の長さに設定できるという効果を奏する。 According to the first aspect of the present invention, the distance between the wiring boards facing each other by the metal balls is maintained at a specified distance set larger than the mounting height dimension of the electronic component, and the wiring patterns of the wiring boards facing each other are electrically connected. As a result, there is no need to form openings for placing electronic components inside and vias for electrically connecting the wiring patterns of opposing wiring boards as in the prior art. This eliminates the need for drilling holes, so that it is possible to reduce the complexity of the manufacturing process. In addition, unlike vias that require drilling, the metal balls have a high degree of freedom in the positions to be provided. There is an effect that the degree of freedom of the electrical connection position of the wiring pattern can be improved. In addition, since the distance between the facing wiring boards is determined by a metal ball whose diameter does not vary during pressurization, the prescribed distance can be set to a desired length.
請求項2の発明では、請求項1の発明において、金属ボールは、半田により配線パターンと固定されて電気的に接続されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the metal ball is fixed and electrically connected to the wiring pattern by solder.
請求項2の発明によれば、金属ボールと配線パターンとの接合信頼性を向上できる上に、半田と配線パターンとの接合によってさらなる接合信頼性の向上を図ることができて、金属ボールと配線パターンとの電気接続の信頼性を向上できるという効果を奏する。 According to the second aspect of the present invention, the bonding reliability between the metal ball and the wiring pattern can be improved, and further the bonding reliability can be improved by bonding the solder and the wiring pattern. There is an effect that the reliability of the electrical connection with the pattern can be improved.
請求項3の発明では、請求項2の発明において、各配線板は、配線パターンにおける金属ボールとの接触部位が、Auにより形成されてなることを特徴とする。
The invention of
請求項3の発明によれば、半田と配線パターンとの接合信頼性を向上できて、金属ボールと配線パターンとの電気接続の信頼性をさらに向上できるという効果を奏する。
According to the invention of
請求項4の発明では、請求項1〜3のうちいずれか1項の発明において、絶縁性樹脂は、フィラーを充填したエポキシ樹脂であることを特徴とする。
The invention of
請求項4の発明によれば、エポキシ樹脂は流動性が良好な絶縁性樹脂であるから、例えば、絶縁部の基礎となる絶縁性樹脂シートを対向する配線板間に配置して、絶縁性樹脂シートを軟化させた状態で加圧することによって配線板間に絶縁部を介在させる際に、絶縁部にボイドが発生することを防止できるという効果を奏し、しかもフィラーによって絶縁部の硬度を向上できるから、電子部品内蔵基板全体としての硬度を向上できるという効果を奏する。
According to the invention of
請求項5の発明では、請求項1〜4のうちいずれか1項の発明において、電子部品として少なくとも能動素子を有し、当該能動素子は前記対向する配線板の一方にフリップチップ実装されてなることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the electronic component has at least an active element, and the active element is flip-chip mounted on one of the opposing wiring boards. It is characterized by that.
請求項5の発明によれば、能動素子をフリップチップ実装することにより、ボンディングワイヤを用いて実装する場合などに比べて、実装面積を縮小できるとともに能動素子の実装高さ寸法を小さくできるから、小型化が図れるという効果を奏する。 According to the invention of claim 5, since the active element is flip-chip mounted, the mounting area can be reduced and the mounting height dimension of the active element can be reduced as compared with the case of mounting using a bonding wire. There is an effect that the size can be reduced.
請求項6の発明では、請求項1〜5のうちいずれか1項の発明において、各配線板は、ガラスエポキシ基板を用いて形成されてなり、絶縁性樹脂は、フィラーを充填したエポキシ樹脂であることを特徴とする。
In invention of
請求項6の発明によれば、配線板と絶縁部とがともにエポキシ樹脂を主とする材料により形成されているので、配線板と絶縁部の線膨張率差を小さくできるから、電子部品内蔵基板の反りを低減できるという効果を奏する。また、エポキシ樹脂は流動性が良好な絶縁性樹脂であるから、例えば、絶縁部の基礎となる絶縁性樹脂シートを対向する配線板間に配置して、絶縁性樹脂シートを軟化させた状態で加圧することによって配線板間に絶縁部を介在させる際に、絶縁部にボイドが発生することを防止できるという効果を奏し、しかもフィラーによって絶縁部の硬度を向上できるから、電子部品内蔵基板全体としての硬度を向上できるという効果を奏する。
According to the invention of
請求項7の発明では、請求項1〜6のうちいずれか1項記載の電子部品内蔵基板の製造方法であって、前記対向させる配線板間に内蔵させる電子部品を少なくとも一方の配線板に実装するとともに、前記金属ボールを前記対向させる配線板のうちいずれかの配線パターンの前記一部に実装する実装工程と、前記実装工程によって実装された前記電子部品および前記金属ボールを前記対向させる配線板間の空間に位置させるとともに配線パターンの少なくとも一部同士が重なるようにして前記対向させる配線板を前記絶縁部の基礎となる絶縁性樹脂シートを挟んで対向配置する積層工程と、前記積層工程により前記対向させた配線板間の空間に配置した絶縁性樹脂シートを加熱した状態で配線板を介して加圧して、前記絶縁部を介して前記対向する配線板を一体化するとともに前記金属ボールにより前記対向する配線板の配線パターンの前記一部同士を電気的に接続する一体化工程とを有していることを特徴とする。
The invention according to
請求項7の発明によれば、絶縁性樹脂シートの加圧時に、対向する配線板間への電子部品の内蔵と金属ボールによる配線パターン間の電気的接続とを同時に行えるから、製造工程を短縮化することができるという効果を奏する。
According to the invention of
請求項8の発明では、請求項7の発明において、前記対向する配線板間に内蔵される電子部品として能動素子と受動素子とを有し、前記実装工程にあっては、前記対向させる配線板の一方に能動素子を実装し、前記対向させる配線板の他方に受動素子を実装することを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect of the invention, an active element and a passive element are provided as electronic components built in between the facing wiring boards, and the wiring board to be opposed is provided in the mounting step. An active element is mounted on one of the two, and a passive element is mounted on the other of the facing wiring boards.
請求項8の発明によれば、対向する配線板間に内蔵される電子部品として能動素子と受動素子とを有する際に、能動素子を実装する配線板と、受動素子を実装する配線板とを別々の配線板としているから、能動素子と受動素子とが一の配線板に混在する場合に比べて、配線板の仕様を簡略化できるという効果を奏し、また配線板に電子部品を実装する工程を簡略化できるという効果を奏する。 According to the eighth aspect of the present invention, when an active element and a passive element are provided as electronic components incorporated between opposing wiring boards, the wiring board for mounting the active element and the wiring board for mounting the passive element are provided. Because it is a separate wiring board, compared to the case where active elements and passive elements are mixed in one wiring board, it has the effect that the specifications of the wiring board can be simplified, and the process of mounting electronic components on the wiring board There is an effect that can be simplified.
本発明は、金属ボールによって対向する配線板間の距離が電子部品の実装高さ寸法より大きく設定した規定距離に保つとともに、対向する配線板の配線パターン間を電気的に接続しているので、製造工程の煩雑さを低減できるという効果を奏し、その上、配線パターンの電気接続の位置の自由度を向上できるという効果を奏し、また、規定距離を所望の長さに設定できるという効果を奏する。 The present invention keeps the distance between the wiring boards facing each other by the metal balls at a specified distance set larger than the mounting height dimension of the electronic component, and electrically connects the wiring patterns of the facing wiring boards. In addition to the effect that the complexity of the manufacturing process can be reduced, the effect that the degree of freedom of the electrical connection position of the wiring pattern can be improved, and the effect that the specified distance can be set to a desired length is achieved. .
(実施形態1)
本実施形態の電子部品内蔵基板は、図1(d)に示すように、厚み方向(図1(d)における上下方向)に対向配置される2枚の配線板1,2間に複数の電子部品50,51が内蔵されており、一方の配線板1の一面に形成された配線パターン10と、他方の配線板2の一面に形成された配線パターン20とが金属ボール7により電気的に接続されている。配線板1,2間の距離は、金属ボール7によって、電子部品50,51の実装高さ寸法より大きく設定した規定距離に保たれている。さらに、配線板1,2間には、電子部品50,51を覆うようにして絶縁部6が介在されている。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1 (d), the electronic component built-in substrate according to the present embodiment has a plurality of electronic components between two
一方の配線板(以下、「第1の配線板」と称する)1に実装された電子部品51は、ICなどの能動素子であって、例えば、厚みを薄くするためにベアチップを使用している。また、ベアチップとしてはウエハを研磨することによって厚みを500μmから100μm程度に薄く加工したものを用いている。他方の配線板(以下、「第2の配線板」と称する)2に実装された電子部品50は、抵抗、コンデンサ、インダクタなどの能動素子であって、例えば0603部品(チップサイズが0.6mm×0.3mm)などの表面実装用のチップ部品を使用している。
An
第1の配線板1および第2の配線板2は、図1(a)に示すように、それぞれ厚み方向の両面に銅箔が形成された厚みが0.1mm〜1.0mm程度のガラスエポキシ基板1a,2aを用いて形成されてなり、前記銅箔を適宜パターニングすることにより配線パターン10,11,20,21が形成されている。
As shown in FIG. 1A, the
第1の配線板1の厚み方向の一面(図1(a)における上面)に形成された配線パターン(以下、「第1の配線パターン」と称する)10には、第2の配線板2の厚み方向の一面(図1(a)における上面)の配線パターン(以下、「第3の配線パターン」と称する)20と電気的に接続するための金属ボール7が実装される接続部(以下、「第1の接続部」と称する)10aが複数(図示例では4つ)設けられている。この第1の配線パターン10と、第1の配線板1の厚み方向の他面(図1(a)における下面)に形成された配線パターン(以下、「第2の配線パターン」と称する)11とは、第1の配線板1にその厚み方向に貫設された貫通孔配線(以下、「第1の貫通孔配線」と称する)12により電気的に接続されている。
A wiring pattern (hereinafter referred to as “first wiring pattern”) 10 formed on one surface in the thickness direction of the first wiring board 1 (upper surface in FIG. 1A) is referred to as the
第2の配線板2の厚み方向の一面(図1(a)における上面)に形成された第3の配線パターン20には、各第1の接続部10aに実装された金属ボール7と接続される接続部(以下、「第2の接続部」)20aが複数(図示例では4つ)設けられている。この第3の配線パターン20と、第2の配線板2の厚み方向の他面(図1(a)における下面)に形成された配線パターン(以下、「第4の配線パターン」と称する)21とは、第2の配線板2にその厚み方向に貫設された貫通孔配線(以下、「第2の貫通孔配線」と称する)22により電気的に接続されている。
The
ところで、配線パターン10,20の表面には、Ni層(図示せず)およびAu層(図示せず)が当該Au層を最表面側としてメッキにより形成されている。なお、前記Ni層およびAu層は、必ずしも配線パターン10,20の全表面に設ける必要はなく、少なくとも配線パターン10,20における金属ボール7との接触部位である接続部10a,20aの表面に設けられていればよい。
Incidentally, a Ni layer (not shown) and an Au layer (not shown) are formed on the surfaces of the
絶縁部6は、エポキシ樹脂にフィラー(例えばアルミナやシリカなどの無機フィラー)を充填してなる絶縁性樹脂を用いて形成されている。このような絶縁性樹脂は、フィラーの充填量によって線膨張率を調整することができ、その線膨張率は、第1の配線板1および第2の配線板2の基礎となるガラスエポキシ基板1a,2aの線膨張率との差が小さくなるような値とすることが好ましい。ところで、絶縁部6を第1の配線板1と第2の配線板2との間に介在させるにあたっては、図1(c)に示すように、絶縁部6の基礎となる絶縁性樹脂シート(有機シート)60を用いる。ここで、絶縁性樹脂シート60は、厚みが100μm程度に形成されるとともに、第1の配線板1および第2の配線板2と同サイズに形成されている。
The insulating
金属ボール7は、例えば、本実施形態の電子部品内蔵基板の製造工程において行われる熱処理(例えば、後述する実装工程や一体化工程における加熱処理)時の温度で溶融しない金属材料(好ましくは、Cu、Auなど)を用いて球状に形成され、その直径は、電子部品50,51の実装高さ寸法の両方(図示例では、各電子部品50,51の実装高さ寸法は略等しい)より大きく(本実施形態では、100μm〜500μm程度大きく)設定した規定距離と等しい長さに設定されている。ただし、金属ボール7の直径は、厳密な意味で前記規定寸法と等しいことまでは要求しない。なお、金属ボール7は、全体が金属材料で形成されているものに限定されるものではなく、例えば、導電性を有していない材料を用いて球状に形成されたコアボールの球表面の全面に所定の厚みの金属層を形成してなるものであってもよい。この場合、コアボールの材料および金属層の材料としては、本実施形態の電子部品内蔵基板の製造工程において行われる熱処理時の温度で溶融しないものを用いる。
The
ところで、金属ボール7の球表面には、配線パターン10,20との電気接続の信頼性を向上するために、厚みが20μm〜200μm程度(好ましくは25μm〜30μm)の半田層82が金属ボール7の球表面の全面を覆うようにして形成されている。半田層82は、例えば、Sn−Au系やSn−Zn系の半田を用いて形成されている。
Incidentally, a
次に本実施形態の電子部品内蔵基板の製造方法について図1に基づいて説明する。本実施形態の電子部品内蔵基板の製造方法では、まず、対向させる配線板1,2間に内蔵させる電子部品50を第2の配線板2に、電子部品51を第1の配線板1にそれぞれ実装する電子部品実装過程と、金属ボール7を第1の配線板1の第1の配線パターン10に実装する金属ボール実装過程とを行う。本実施形態では、電子部品実装過程と、金属ボール実装過程とで実装工程が構成されている。なお、電子部品実装過程と金属ボール実装過程はどちらを先に行ってもよいし、並行して行ってもよい。
Next, the manufacturing method of the electronic component built-in substrate of this embodiment will be described with reference to FIG. In the manufacturing method of the electronic component built-in substrate according to the present embodiment, first, the
電子部品実装過程は、図1(b)に示すように、リフロー半田付けなどにより電子部品51を第1の配線パターン10に固定して電気的に接続することによって第1の配線板1に実装する過程を有している。また、電子部品実装過程は、スタッドバンプまたはめっきバンプなどからなるバンプ(例えばAuバンプ)80により電子部品50を第3の配線パターン20に固定して電気的に接続することによって第2の配線板2にフリップチップ実装する過程を有している。また、電子部品50をフリップチップ実装するにあたっては、バンプ80の接合信頼性の向上(電子部品50に生じる応力の緩和、電子部品50の脱落防止)を図るために、電子部品50と第2の配線板2との間に、アンダーフィル材(例えば、エポキシ樹脂)を充填することによって、アンダーフィル層81を介在させている。
In the electronic component mounting process, as shown in FIG. 1B, the
金属ボール実装過程は、図1(b)に示すように、半田層82と同様の半田を用いて金属ボール7を第1の配線パターン10の第1の接続部10aそれぞれに固定して電気的に接続することによって第1の配線板1に実装する過程である(図示例では、金属ボール7の実装に用いた半田が半田層82と一体となった状態を示している)。本実施形態では、第1の配線パターン10の最表層はAu層からなるので、半田層82に含まれるSnがAu層に拡散し(金属結合が行われ)、これによって半田層82と第1の配線パターン10との接合信頼性が向上する。
In the metal ball mounting process, as shown in FIG. 1B, the
この後には、図1(c)に示すように、実装工程によって第2の配線板2に実装された電子部品50と、第1の配線板1に実装された電子部品51と、第1の配線板1に実装された金属ボール7とを配線板1,2間の空間に位置させるとともに、接続部10a,20a同士が厚み方向で重なるようにして、第1の配線板1と第2の配線板2とを絶縁性樹脂シート60を挟んで対向配置する積層工程を行う。ここで、絶縁性樹脂シート60は、厚み方向において電子部品50,51および金属ボール7と重なるようにして第1の配線板1と第2の配線板2との間の空間に配置される。ところで、絶縁性樹脂シート60は厚み方向に複数枚(図示例では5枚)重ねた状態で、第1の配線板1と第2の配線板2との間の空間に配置される。このときの絶縁性樹脂シート60の厚み寸法の合計値は、金属ボール7の直径寸法より大きくなる値とし、これにより第1の配線板1と第2の配線板2との間の空間を過不足なく埋めることができるようにしている。
Thereafter, as shown in FIG. 1C, the
続いて、積層工程により対向させた配線板1,2間の空間に配置した絶縁性樹脂シート60を加熱した状態で第1の配線板1を介して絶縁性樹脂シート60を加圧することで、絶縁部6によって配線板1,2を一体化するとともに、金属ボール7により配線板1,2の配線パターン10,20の接続部10a,20a同士を電気的に接続する一体化工程を行う。具体的に説明すると、一体化工程では、積層工程により積層された配線板1,2および絶縁性樹脂シート60を、真空雰囲気下で100〜150℃程度(絶縁性樹脂シート60を構成する絶縁性樹脂が軟化する温度)に加熱して絶縁性樹脂シート60を軟化(溶融)させる。この後に加熱した状態を保持しながら(絶縁性樹脂シート60を軟化させた状態を保持しながら)、第1の配線板1を第2に配線板2側に押圧することで軟化した絶縁性樹脂シート60を加圧していく。第1の配線板1の第2の配線板2側への押圧は、金属ボール7で軟化した絶縁性樹脂シート60を押しのけて各金属ボール7が第3の配線パターン20の各第2の接続部20aそれぞれに接触するまで行う。
Subsequently, by pressurizing the insulating
ここで、金属ボール7が第2の接続部20aに接触した際には、金属ボール7の球表面を覆っている半田層82は、その表面の酸化膜が破れて新しい半田を表面に出しながら金属ボール7と第2の接続部20aとの間で押し潰されて第2の接続部20aの表面に広がることになるから、半田層82と第2の接続部20aとの接触面積が増加して接合信頼性が向上する。したがって、半田層82の厚みが厚いほど金属ボール7と第2の接続部20aとの間で押しつぶされる半田の量が増えて接触面積が増え、接合信頼性の向上が図れる。ただし、半田層82の厚みが厚すぎると第2の接続部20aより半田層82の半田がはみ出して、同一平面上にある配線パターン20間などを短絡してしまうおそれがあるため、半田層82の厚みは、半田層82の半田によって同一平面上にある配線パターン20間などを短絡しない程度の厚みにしておく必要がある。
Here, when the
また、第3の配線パターン20の第2の接続部20aの最表層はAu層からなるので、半田層82の半田に含まれるSnがAu層に拡散し(金属結合が行われ)、これによって接合信頼性がさらに向上することになる。また、この一体化工程では、絶縁性樹脂シート60を軟化させるため、複数枚の絶縁性樹脂シート60は溶融して一体となる。
Further, since the outermost layer of the
上述したように第1の配線板1を第2の配線板2側に押圧して、各金属ボール7を第3の配線パターン20の各第2の接続部20aそれぞれに接触させた後には、接触状態を維持したままで、少なくとも絶縁性樹脂シート60を150℃〜200℃程度(絶縁性樹脂シート60を構成する絶縁性樹脂が硬化する温度)まで加熱して硬化させる。上述したように絶縁性樹脂シート60を硬化させることによって絶縁部6が構成され、絶縁部6を介して配線板1,2が一体化される。これにより図1(d)に示すような電子部品内蔵基板が得られる。なお、絶縁性樹脂シート60を硬化させる際には、半田層82と第2の接続部20aの熱拡散によって金属結合(半田に含まれるSnとAuとの金属結合)が強化され、さらに接合信頼性が向上する。なお、一体化工程では、必要に応じてリフローなどの半田を溶融させる温度履歴を加えることで、半田層82の半田に含まれるSnの第2の接続部20aのAu層への拡散を促して、接合信頼性の向上を図るようにしてもよい。
As described above, after the
以上述べた工程により得られた本実施形態の電子部品内蔵基板では、図1(d)に示すように、2枚の配線板1,2が、それぞれの配線パターン10,20の接続部10a,20a同士が重なる形で対向配置されており、互いに対向する配線板1,2間には、配線板1,2間の距離を電子部品50,51の実装高さ寸法より大きく設定した規定距離に保つとともに、対向する配線板1,2の配線パターン10,20の接続部10a,20a同士を電気的に接続する金属ボール7が介在されている。
In the electronic component built-in substrate of the present embodiment obtained by the process described above, as shown in FIG. 1D, the two
したがって、本実施形態の電子部品内蔵基板によれば、金属ボール7によって対向する配線板1,2間の距離が電子部品(能動素子50、受動素子51)の実装高さ寸法より大きく設定した規定距離に保つとともに、対向する配線板1,2の配線パターン10,20間を電気的に接続しているので、従来のように内側に電子部品を配置するための開口部や対向する配線板の配線パターン間を電気的に接続するビアなどを形成する必要がなくなって、これら開口部やビアのための孔明け加工を行わなくて済むから、製造工程の煩雑さを低減でき、その上、孔開け加工が必要なビアとは異なり金属ボール7は設ける位置の自由度が高いから、配線パターン10,20の電気接続の位置の自由度を向上できる。また、対向する配線板1,2間の距離が、加圧時に径寸法が変動することがない金属ボール7により決定されるから、対向する配線板1,2間の距離を所望の距離に設定できる。
Therefore, according to the electronic component built-in substrate of the present embodiment, the distance between the
また、金属ボール7は、接続部10a,20aそれぞれに接触されるとともに、半田からなる半田層82により接続部10a,20aと固定されて電気的に接続されているから、金属ボール7と配線パターン10,20との接合信頼性を向上できる上に、半田層82と配線パターン10,20との接合によってさらなる接合信頼性の向上を図ることができて、金属ボール7と配線パターン10,20との電気接続の信頼性を向上できる。加えて、各配線板1,2は、配線パターン10,20における金属ボール7との接触部位が、Auにより形成されてなるから、半田層82と配線パターン10,20との接合信頼性を向上できて、金属ボール7と配線パターン10,20との電気接続の信頼性をさらに向上できる。
The
その上、各配線板1,2は、それぞれガラスエポキシ基板1a,2aを用いて形成されてなり、絶縁部6を構成する絶縁性樹脂は、フィラーを充填したエポキシ樹脂であり、配線板1,2と絶縁部6とがともにエポキシ樹脂を主とする材料により形成されているので、配線板1,2と絶縁部6の線膨張率差を小さくできるから、電子部品内蔵基板の反りを低減できる。
In addition, each of the
また、エポキシ樹脂は流動性が良好な絶縁性樹脂であるから、一体化工程において、絶縁部6の基礎となる絶縁性樹脂シート60を対向する配線板1,2間に配置して、絶縁性樹脂シート60を軟化させた状態で加圧することによって配線板1,2間に絶縁部6を介在させる際に、絶縁部6にボイドが発生することを防止でき、しかもフィラーによって絶縁部6の硬度を向上できるから、電子部品内蔵基板全体としての硬度を向上できる。
In addition, since the epoxy resin is an insulating resin having good fluidity, an insulating
加えて、電子部品50は対向する配線板の一方(本実施形態では、第2の配線板2)にフリップチップ実装されてなるから、ボンディングワイヤを用いて実装する場合などに比べて、実装面積を縮小できるとともに能動素子の実装高さ寸法を小さくできるから、小型化が図れる。
In addition, since the
一方、本実施形態の電子部品内蔵基板の製造方法によれば、一体化工程における加圧時に、電子部品50,51の配線板1,2間への内蔵と、金属ボール7による配線パターン10,20間の電気的接続とを同時に行えるから、製造工程を短縮化することができる。また、能動素子からなる電子部品50を第2の配線板2に実装するとともに、受動素子からなる電子部品51を第1の配線板1に実装することで、電子部品50と電子部品51とを異なる配線板1,2に実装しているから、例えば、実装方法などが異なる電子部品50と電子部品51とを第1の配線板1に実装する場合のように第1の配線板1の仕様を両電子部品子50,51に対応した構成にしなくて済み、その結果、各配線板1,2の仕様を簡略化でき、また一の配線板に両電子部品50,51を実装する場合に比べて電子部品を実装する工程を簡略化できる。
On the other hand, according to the manufacturing method of the electronic component built-in substrate of the present embodiment, the
(実施形態2)
本実施形態の電子部品内蔵基板は、第1の配線板1および第2の配線板2が、複数の基板を厚み方向に積層してなる多層印刷配線板(多層プリント配線板)である点で実施形態1と異なっている。なお、実施形態1と同様については同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
In the electronic component built-in substrate of this embodiment, the
本実施形態における配線板1,2は、例えば、厚み方向の両面それぞれに銅箔が形成された厚みが0.1mm〜1.0mm程度の3枚のガラスエポキシ基板1a〜1c,2a〜2cを厚み方向に積層してなり、前記銅箔を適宜パターニングすることによって配線パターン10,11,13,20,21,23が形成されている。
The
第1の配線板1の内層板となるガラスエポキシ基板1bの厚み方向の一面(図2(a)における下面)に第1の外層板となるガラスエポキシ基板1aが接合され、ガラスエポキシ基板1bの厚み方向の他面(図2(a)における上面)に第2の外層板となるガラスエポキシ基板1cが接合されている。また、ガラスエポキシ基板1aの厚み方向の一面には、第1の配線パターン10が形成され、ガラスエポキシ基板1cの厚み方向の他面には、第2の配線パターン11が形成されている。さらに、ガラスエポキシ基板1aの厚み方向の他面、ガラスエポキシ基板1bの厚み方向の両面、およびガラスエポキシ基板1cの厚み方向の一面それぞれには、内層配線パターン13が形成されている。加えて、ガラスエポキシ基板1a〜1cそれぞれには、第1の貫通孔配線12が貫設されており、この第1の貫通孔配線12および内層配線パターン13を介して、第1の配線パターン10と第2の配線パターン11とが電気的に接続されている。
A
第2の配線板2の内層板となるガラスエポキシ基板2bの厚み方向の一面(図2(a)における上面)に第1の外層板となるガラスエポキシ基板2aが接合され、ガラスエポキシ基板2bの厚み方向の他面(図2(a)における下面)に第2の外層板となるガラスエポキシ基板2cが接合されている。また、ガラスエポキシ基板2aの厚み方向の一面には、第3の配線パターン20が形成され、ガラスエポキシ基板2cの厚み方向の他面には、第4の配線パターン21が形成されている。さらに、ガラスエポキシ基板2aの厚み方向の他面、ガラスエポキシ基板2bの厚み方向の両面、およびガラスエポキシ基板2cの厚み方向の一面それぞれには、内層配線パターン23が形成されている。加えて、ガラスエポキシ基板2a〜2cそれぞれには、第2の貫通孔配線22が貫設されており、この第2の貫通孔配線22および内層配線パターン23を介して、第3の配線パターン20と第4の配線パターン21とが電気的に接続されている。
A
そして、図2(a)に示すような第1の配線板1および第2の配線板2を用いて、実施形態1と同様の実装工程、積層工程、および一体化工程を行うことにより図2(b)に示すような本実施形態の電子部品内蔵基板が得られる。
Then, by using the
以上述べた工程により得られた本実施形態の電子部品内蔵基板では、図2(b)に示すように、2枚の配線板1,2が、それぞれの配線パターン10,20の接続部10a,20a同士が重なる形で対向配置されており、互いに対向する配線板1,2間には、配線板1,2間の距離を能動素子50および受動素子51両方の実装高さ寸法より大きく設定した規定距離に保つとともに、対向する配線板1,2の配線パターン10,20の接続部10a,20a同士を電気的に接続する金属ボール7が介在されている。
In the electronic component built-in substrate of the present embodiment obtained by the process described above, as shown in FIG. 2B, the two
したがって、本実施形態の電子部品内蔵基板によれば、実施形態1と同様の効果が得られる。また、第1の配線板1および第2の配線板2が多層プリント配線板からなるので、電子部品内蔵基板の高密度化が図れる。
Therefore, according to the electronic component built-in substrate of the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In addition, since the
なお、本実施形態では、配線板1,2として、3枚のガラスエポキシ基板1a〜1c,2a〜2cを積層してなるものを採用しているが、積層するガラスエポキシ基板の枚数は、3枚に限らず、2枚であってもよいし、4枚以上であってもよいし、配線板1,2の一方だけを多層プリント配線板とするようにしてもよい。また、内層配線パターン13,23としては、抵抗パターンなどを含んでいてもよい。
In the present embodiment, the
(実施形態3)
本実施形態の電子部品内蔵基板は、図3(a),(b)に示すように、第1の配線板1および第2の配線板2に加えて、第3の配線板3および第4の配線板4を備えている点などが実施形態1と異なっている。なお、実施形態1と同様については同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 3)
As shown in FIGS. 3A and 3B, the electronic component built-in substrate according to the present embodiment includes the
配線板3,4は、図3(a)に示すように、配線板1,2と同様にそれぞれ厚み方向の両面それぞれに銅箔が形成された厚みが0.1mm〜1.0mm程度のガラスエポキシ基板3a,4aを用いて形成されてなり、前記銅箔を適宜パターニングすることによって配線パターン30,31,40,41が形成されている。
As shown in FIG. 3A, the
第3の配線板3の厚み方向の一面(図3(a)における下面)に形成された配線パターン(以下、「第5の配線パターン」と称する)30には、第1の配線板1の第3の配線パターン11と電気的に接続するための金属ボール7が実装される接続部(以下、「第5の接続部」と称する)30aが複数(図示例では2つ)設けられている。この第5の配線パターン30と、第3の配線板3の厚み方向の他面(図3(a)における上面)に形成された外側配線パターン31とは、第3の配線板3にその厚み方向に貫設された貫通孔配線32により電気的に接続されている。第4の配線板4の厚み方向の一面(図3(a)における上面)に形成された第6の配線パターン40には、第2の配線板2の第4の配線パターン21と電気的に接続するための金属ボール7が実装される接続部(以下、「第6の接続部」と称する)40aが複数(図示例では4つ)設けられている。この第6の配線パターン40と、第4の配線板4の厚み方向の他面(図3(a)における下面)に形成された外側配線パターン41とは、第4の配線板4にその厚み方向に貫設された貫通孔配線42により電気的に接続されている。
A wiring pattern (hereinafter referred to as “fifth wiring pattern”) 30 formed on one surface (the lower surface in FIG. 3A) in the thickness direction of the
以上述べた第3の配線板3の第5の配線パターン30には、対向する配線板1,3間に内蔵される電子部品52が実装され、第4の配線板4の第6の配線パターン40には、対向する配線板2,4間に内蔵される電子部品53が実装される。なお、電子部品52は、電子部品51と同様の受動素子であり、電子部品53は、電子部品50と同様の能動素子である。
On the
本実施形態における第1の配線板1は、第2の配線パターン11に、第5の接続部30aそれぞれに実装された金属ボール7と接続される接続部(以下、「第3の接続部」と称する)11aが複数(図示例では2つ)設けられている点で実施形態1と異なっている。
In the present embodiment, the
一方、本実施形態における第2の配線板2は、第4の配線パターン21に、第6の接続部40aそれぞれに実装された金属ボール7と接続される接続部(以下、「第4の接続部」と称する)21aが複数(図示例では4つ)設けられている点で実施形態1と異なっている。
On the other hand, the
なお、本実施形態では、配線パターン11,21,30,40の表面それぞれに、第1の配線パターン10と同様にして、Ni層およびAu層を形成している。
In the present embodiment, the Ni layer and the Au layer are formed on the surfaces of the
次に本実施形態の電子部品内蔵基板の製造方法について図3に基づいて説明する。本実施形態の電子部品内蔵基板の製造方法は、実装工程と、積層工程と、一体化工程とを有している。 Next, the manufacturing method of the electronic component built-in substrate according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The manufacturing method of the electronic component built-in substrate according to the present embodiment includes a mounting process, a stacking process, and an integration process.
実装工程は、第1の配線板1に電子部品51を、第2の配線板2に電子部品50を、第3の配線板3に電子部品52を、第4の配線板53に電子部品53をそれぞれ実装する電子部品実装過程と、配線板1,3,4それぞれに金属ボール7を実装する金属ボール実装過程とを有している。なお、電子部品実装過程と金属ボール実装過程はどちらを先に行ってもよいし、並行して行ってもよい。
In the mounting process, the
電子部品実装過程は、リフロー半田付けなどにより各電子部品51,52を各配線パターン10,30にそれぞれ固定して電気的に接続することによって各配線板1,3に実装する過程を有している。また、電子部品実装過程は、スタッドバンプまたはめっきバンプなどからなるバンプ(例えばAuバンプ)80により各電子部品50,53を各配線パターン20,40にそれぞれ固定して電気的に接続することによって各配線板2,4にフリップチップ実装する過程を有している。また、電子部品50,53をフリップチップ実装するにあたっては、電子部品50と第2の配線板2との間および電子部品53と第4の配線板4との間それぞれに、アンダーフィル層81を介在させている。
The electronic component mounting process includes a process of mounting each
金属ボール実装過程は、半田層82と同様の半田を用いて金属ボール7を、各接続部10a,30a,40aそれぞれに固定して電気的に接続することによって各配線板1,3,4それぞれに実装する過程である(図示例では、金属ボール7の実装に用いた半田が半田層82と一体となった状態を示している)。このとき、各配線パターン10,30,40の最表層はAu層からなるので、半田層82に含まれるSnがAu層に拡散し(金属結合が行われ)、これによって半田層82と各配線パターン10,30,40との接合信頼性が向上する。
In the metal ball mounting process, each of the
積層工程は、図3(a)に示すように、4枚の配線板1〜4を積層するとともに、対向する配線板1,2、1,3、2,4間それぞれに4枚1組の絶縁性樹脂シート60を介在させる工程である。
In the laminating process, as shown in FIG. 3A, four
以下に、積層工程についてさらに詳細に説明する。積層工程では、実装工程によって第2の配線板2に実装された電子部品50と、第1の配線板1に実装された電子部品51と、第1の配線板1に実装された金属ボール7とを配線板1,2間の空間に位置させるとともに、接続部10a,20a同士を厚み方向で重ならせるようにして第1の配線板1と第2の配線板2とを絶縁性樹脂シート60を挟んで対向配置する。さらに、実装工程によって第3の配線板3に実装された電子部品52および金属ボール7を配線板1,3間の空間に位置させるとともに、接続部11a,30a同士を厚み方向で重ならせるようにして第3の配線板3と第1の配線板1とを絶縁性樹脂シート60を挟んで対向配置する。加えて、実装工程によって第4の配線板4に実装された電子部品53および金属ボール7を配線板2,4間の空間に位置させるとともに、接続部21a,40a同士を厚み方向で重ならせるようにして第4の配線板4と第2の配線板2とを絶縁性樹脂シート60を挟んで対向配置する。絶縁性樹脂シート60は厚み方向に複数枚(図示例では4枚)重ねた状態で、対向する配線板1,2、1,3、2,4間それぞれに介在される。このときの絶縁性樹脂シート60の厚み寸法の合計値は、金属ボール7の直径寸法より大きくなる値とし、これにより対向する配線板1,2、1,3、2,4間の空間を過不足なく埋めることができるようにしている。
Below, it demonstrates still in detail about a lamination process. In the stacking process, the
一体化工程は、積層工程により対向させた配線板1,2、1,3、2,4間の空間それぞれに配置した絶縁性樹脂シート60を加熱した状態で第3の配線板3を介して加圧することで、各絶縁部6によって配線板1〜4を一体化するとともに、金属ボール7により接続部10a,20a、11a,30a、21a,40a同士をそれぞれ電気的に接続する工程である。具体的に説明すると、一体化工程では、積層工程により積層された配線板1〜4および各絶縁性樹脂シート60を、真空雰囲気下で100〜150℃程度に加熱して絶縁性樹脂シート60を軟化させる。この後に加熱した状態を保持しながら、第3の配線板3を第4に配線板4側に押圧することで軟化した絶縁性樹脂シート60を加圧していく。第3の配線板3の第4の配線板4側への押圧は、金属ボール7で軟化した絶縁性樹脂シート60を押しのけて第1の配線板1に実装された金属ボール7が第3の接続部11aに、第3の配線板3に実装された金属ボール7が第2の接続部20aに、第4の配線板4に実装された金属ボール7が第4の接続部21aにそれぞれ接触するまで行う。
In the integration step, the insulating
各金属ボール7が各接続部11a,20a,21aにそれぞれ接触した際には、各金属ボール7の表面を覆っている半田層82は、表面の酸化膜が破れて新しい半田を表面に出しながら金属ボール7と各接続部11a,20a,21aとの間で押しつぶされて各接続部11a,20a,21aの表面に広がることになる。このとき各接続部11a,20a,24aの最表層はAu層からなるので、半田層82の半田に含まれるSnがAuメッキに拡散して金属結合が行われてさらに接合信頼性が向上する。また、この一体化工程では、絶縁性樹脂シート60を軟化させるため、厚み方向に4枚重ねられた絶縁性樹脂シート60は溶融して一体となる。
When each
第3の配線板3を第4の配線板4側に押圧して、各金属ボール7が各接続部11a,20a,21aそれぞれに接触した後には、この接触状態を維持したままで、少なくとも絶縁性樹脂シート60を150℃〜200℃程度まで加熱して硬化させる。上述したように絶縁性樹脂シート60を硬化させることによって絶縁部6が構成され、絶縁部6を介して配線板1〜4が一体化される。これにより図3(b)に示すような電子部品内蔵基板が得られる。
After the
以上述べた工程により得られた本実施形態の電子部品内蔵基板では、図3(b)に示すように、4枚の配線板1〜4が、厚み方向において互いに対向する配線板1,2、1,3、2,4それぞれの接続部10a,20a、11a,30a、21a,40a同士が重なる形で配置されており、対向する配線板1,2、1,3、2,4間それぞれには、対向する配線板1,2、1,3、2,4間の距離を内蔵される電子部品50,51、52、53の実装高さ寸法より大きく設定した規定距離に保つとともに、対向する配線板1,2、1,3、2,4の接続部10a,20a、11a,30a、21a,40a同士を電気的に接続する金属ボール7が介在されている。
In the electronic component built-in substrate of the present embodiment obtained by the process described above, as shown in FIG. 3B, the four
したがって、本実施形態の電子部品内蔵基板によれば、実施形態1と同様の効果が得られる。また、対向する配線板1,2、1,3、1,4間それぞれに電子部品50,51、52、53が実装された電子部品内蔵基板(多層化された電子部品内蔵基板)が得られるから、電子部品を高密度に内蔵することができる。
Therefore, according to the electronic component built-in substrate of the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Also, an electronic component built-in substrate (multilayered electronic component built-in substrate) in which
一方、本実施形態の電子部品内蔵基板の製造方法では、対向する配線板1,2、1,3、2,4を一体化するとともに配線パターン10,20、11,30、21,40間を金属ボール7により電気的に接続する作業を、一括して行っているから、製造工程の簡略化が図れる。
On the other hand, in the manufacturing method of the electronic component built-in substrate according to the present embodiment, the opposing
(実施形態4)
本実施形態の電子部品内蔵基板は、図4(a)〜(d)に示すように、実施形態3で述べた第1の配線板1および第3の配線板3と、実施形態1で述べた第2の配線板2とを備えているものであって、その製造方法が実施形態1と異なっている。なお、実施形態1または3と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 4)
As shown in FIGS. 4A to 4D, the electronic component built-in substrate of the present embodiment is described in the
以下に、本実施形態の電子部品内蔵基板の製造方法について説明する。本実施形態の電子部品内蔵基板の製造方法は、実装工程と、実装工程の後に行われる第1の積層工程と、第1の積層工程の後に行われる第1の一体化工程と、第1の一体化工程の後に行われる第2の積層工程と、第2の積層工程の後に行われる第2の一体化工程とを有している。 Below, the manufacturing method of the electronic component built-in board | substrate of this embodiment is demonstrated. The manufacturing method of the electronic component built-in substrate according to the present embodiment includes a mounting step, a first stacking step performed after the mounting step, a first integration step performed after the first stacking step, It has the 2nd lamination process performed after an integration process, and the 2nd integration process performed after a 2nd lamination process.
実装工程は、第1の配線板1に電子部品51を、第2の配線板2に電子部品50を、第3の配線板3に電子部品52をそれぞれ実装する電子部品実装過程と、接続部10a,30aそれぞれに金属ボール7を実装する金属ボール実装過程とを有している。ここで、電子部品実装過程は、電子部品53を第4の配線板4に実装する作業を除いて実施形態3の電子部品実装過程と同様であるから説明を省略する。また、金属ボール実装過程は、金属ボール7を第4の配線板4に実装する作業を除いて実施形態3の金属ボール実装過程と同様であるから説明を省略する。なお、電子部品実装過程と金属ボール実装過程はどちらを先に行ってもよいし、並行して行ってもよい。
The mounting process includes an electronic component mounting process in which the
第1の積層工程は、実施形態1の積層工程と同様の工程であるから説明を省略する。この第1の積層工程により図4(a)に示すように、積層された第1の配線板1と、第2の配線板2と、絶縁性樹脂シート60とが得られる。
Since the first stacking step is the same as the stacking step of the first embodiment, description thereof is omitted. As shown in FIG. 4A, the
第1の一体化工程は、実施形態1の一体化工程と同様の工程であるから説明を省略する。この第1の一体化工程により図4(b)に示すように、絶縁部6を介して配線板1,2が一体化される。
Since the first integration process is the same as the integration process of the first embodiment, description thereof is omitted. In this first integration step, the
第2の積層工程は、第1の一体化工程によって第2の配線板2に電気的に接続された第1の配線板1に、第3の配線板3および絶縁性樹脂シート60を積層する工程であり、図4(c)に示すように、実装工程によって第3の配線板3に実装された電子部品52、および金属ボール7を配線板1,3間の空間に位置させるとともに、第2の接続部11aと第5の接続部30aとがそれぞれ厚み方向で重なる形で第1の配線板1と第3の配線板3とを絶縁性樹脂シート60を対向配置する工程である。なお、本実施形態においても絶縁性樹脂シート60の厚み寸法の合計値は、金属ボール7の直径寸法より大きくなる値としている。
In the second lamination step, the
第2の一体化工程は、第2の積層工程によって対向させた配線板1,3間の空間に配置した絶縁性樹脂シート60を加熱した状態で第3の配線板3を介して絶縁性樹脂シート60を加圧することで、絶縁部6によって配線板1,3を一体化するとともに、金属ボール7により対向する配線板1,3の配線パターン11,30の接続部11a,30a同士を電気的に接続する工程である。具体的に説明すると、第2の一体化工程では、積層工程により積層された配線板1,3および絶縁性樹脂シート60を、真空雰囲気下で100〜150℃程度に加熱して絶縁性樹脂シート60を軟化させる。この後に加熱した状態を保持しながら、第3の配線板3を第1に配線板1側に押圧することで軟化した絶縁性樹脂シート60を加圧していく。第3の配線板3の第1の配線板1側への押圧は、金属ボール7で軟化した絶縁性樹脂シート60を押しのけて各金属ボール7が第2の配線パターン11の各第2の接続部11aそれぞれに接触するまで行う。そして、第3の配線板3を第1の配線板1側に押圧して、各金属ボール7を各第2の接続部11aそれぞれに接触させた後には、この接触状態を維持したままで、少なくとも絶縁性樹脂シート60を150℃〜200℃程度まで加熱して硬化させる。上述したように絶縁性樹脂シート60を硬化させることによって絶縁部6が構成され、この絶縁部6を介して配線板1,3が一体化される。これにより図4(d)に示すような電子部品内蔵基板が得られる。なお、第1および第2の一体化工程では、必要に応じてリフローなどの半田を溶融させる温度履歴を加えることで、半田層82の半田に含まれるSnの接続部11a,20aのAu層への拡散を促して、接合信頼性の向上を図るようにしてもよい。
In the second integration step, the insulating
以上述べた工程により得られた本実施形態の電子部品内蔵基板では、図4(d)に示すように、3枚の配線板1〜3が、厚み方向において互いに対向する配線板1,2、1,3の配線パターン10,20、11,30の接続部10a,20a、11a,30a同士がそれぞれ重なる形で配置されており、互いに対向する配線板1,2、1,3間それぞれには、配線板1,2、1,3間それぞれの距離を電子部品50,51、52の実装高さ寸法より大きく設定した規定距離に保つとともに、対向する配線板1,2、1,3の接続部10a,20a、11a,30a同士を電気的に接続する金属ボール7が介在されている。
In the electronic component built-in substrate of the present embodiment obtained by the process described above, as shown in FIG. 4D, the three
したがって、本実施形態の電子部品内蔵基板によれば、実施形態1と同様の効果が得られる。また、対向する配線板1,2、1,3間それぞれに電子部品50,51、52が実装された電子部品内蔵基板(多層化された電子部品内蔵基板)が得られるから、電子部品を高密度に内蔵することができる。
Therefore, according to the electronic component built-in substrate of the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Further, since an electronic component built-in substrate (multilayered electronic component built-in substrate) in which
さらに、本実施形態の電子部品内蔵基板の製造方法では、対向させる配線板1,2間に電子部品50,51を内蔵する作業と、電子部品52を対向させる配線板1,3間に電子部品52を内蔵する作業とを別々に行っているので、これらの作業を一括して行う場合に比べて、絶縁性樹脂シート60の加圧時に各配線板1,2,3に偏りが生じないように圧力をかけることができるから、配線板1,2,3を一体化する際に生じる配線板1,2,3の反りを低減して各配線板1,2,3の平面度を小さくでき、その結果、各配線板1,2,3間に内蔵される電子部品50,51,52にかかる応力を低減できる。
Furthermore, in the manufacturing method of the electronic component built-in substrate according to the present embodiment, the operation of incorporating the
なお、本実施形態の電子部品内蔵基板は、3枚の配線板1〜3を備えているが、実施形態3のように、4枚の配線板1〜4を備えるものであってもよい。また、さらに多くの配線板を用いるようにしてもよく、要は、少なくとも厚み方向の一面に配線パターンが形成された複数の配線板が、前記厚み方向において互いに対向する配線板の配線パターンの少なくとも一部同士が重なる形で配置されているものであればよい。この点は、実施形態3においても同様である。
In addition, although the electronic component built-in board of this embodiment is provided with the three wiring boards 1-3, it may be provided with the four wiring boards 1-4 like
1,2,3,4 配線板
1a,2a,3a,4a ガラスエポキシ基板
6 絶縁部
7 金属ボール
10,11,20,21,30,40 配線パターン
10a,11a,20a,21a,30a,40a 接続部(配線パターンの一部)
50,51 電子部品
60 絶縁性樹脂シート
82 半田層
1, 2, 3, 4
50, 51
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