JP2001077290A - 三次元電子部品用モジュール、三次元電子部品モジュールおよびそれらの製造方法 - Google Patents
三次元電子部品用モジュール、三次元電子部品モジュールおよびそれらの製造方法Info
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Abstract
密度の三次元電子部品用モジュール、三次元電子部品モ
ジュールおよびそれらの製造方法を提供する。 【解決手段】 両面に、金属配線5がパターニングさ
れ、金属配線5を貫通する複数のバイアホールおよび/
またはスルーホール3が形成された複数の基板4、4
a、4bが積層されて、直方体をなし、側面に、金属配
線と接続された外部電極8が形成され、側面に形成され
た外部電極に半導体部品22、23、25が接続された
三次元電子部品モジュール20。
Description
モジュール、三次元電子部品モジュールおよびそれらの
製造方法に関するものであり、半導体部品の冷却効率を
損なうことのない高密度の三次元電子部品用モジュー
ル、三次元電子部品モジュールおよびそれらの製造方法
に関するものである。
板などの基板上に、抵抗、キャパシタなどの受動部品の
他に、半導体部品として、小型半導体パッケージや半導
体ベアチップ、FBGA(fine pitch ba
ll grid array)などの小型能動部品を実
装して、基板における部品の実装密度を向上させ、電子
装置の小型化、軽量化、薄型化を図った表面実装法が実
用化されている。
ために、半導体部品を三次元的に積み上げる三次元実装
法を用いた三次元電子部品モジュールも開発されてい
る。
いうものであり、後者は、表面実装法によっても配置し
きれない部品、とりわけ、部品サイズの大きい半導体部
品を立体的に配置し、あるいは、基板内部に入れ込ん
で、実装密度を高めようとするものである。
は、半導体チップと薄い配線フイルムの対を層構成ユニ
ットとして、複数の層構成ユニットと配線基板が、薄い
接着フイルムを間に挟んで、三次元的に構成され、配線
フイルムに形成されたバイアホールと接着フイルムに形
成されたバイアホールを接続することによって、層構成
ユニットの間および層構成ユニットと配線基板の間が接
続された三次元積層モジュールを開示している。
基板内部に、ICチップやチップ部品を埋め込み、コー
ト樹脂でICチップやチップ部品を保護するようにした
多層配線基板を開示している。
な電子部品モジュールの実装密度が高くなるにつれて、
半導体部品からの発熱量が増大するため、良好な放熱機
構を備えないと、半導体部品自らが発する熱によって、
半導体部品を壊してしまうという問題が生じて来てい
る。
品の冷却面積を大きくして、熱を効率的に外部に逃がす
ことが必要とされるが、特開平9−232503号公報
に開示された三次元積層モジュールにあっては、上下に
積層された半導体チップが近接しているため、熱が外部
に放出されにくく、また、特開平6−120671号公
報に開示されているICチップやチップ部品を埋め込ん
だ多層配線基板にあっては、熱伝導率が低い樹脂によっ
て、半導体部品が覆われているため、熱が基板内部に閉
じ込められ、放熱されにくいという問題があった。
構を設ければ、半導体部品モジュールを効率的に冷却す
ることは可能となるが、電子部品モジュールに大型の放
熱機構を取りつけることは、電子部品モジュールの高密
度化を妨げることになり、かかる方法によって、半導体
部品の発熱の問題を解決することはできなかった。
効率を損なうことのない高密度の三次元電子部品用モジ
ュール、三次元電子部品モジュールおよびそれらの製造
方法を提供することを目的とするものである。
両面に、金属配線がパターニングされ、前記金属配線を
貫通する複数のバイアホールおよび/またはスルーホー
ルが形成された複数の基板が積層されて、3以上の平坦
な外表面が形成された立体構造体をなし、前記外表面
に、前記金属配線と接続された外部電極が形成された三
次元電子部品用モジュールによって達成される。
ールは、3以上の平坦な外表面が形成された立体構造体
をなし、基板にパターニングされた金属配線と接続され
た外部電極が3以上の平坦な外表面に形成されているか
ら、半導体部品を各外表面に接続して、三次元電子部品
モジュールを構成することができ、したがって、半導体
部品を高密度に実装することができるとともに、半導体
部品は表面に露出し、したがって、半導体部品から生じ
た熱を効率的に放熱させることが可能になり、半導体部
品の冷却効率を損なうことのない高密度の三次元電子部
品用モジュールを提供することが可能となる。
記立体構造体が角柱構造をなしている。本発明の好まし
い実施態様によれば、断面をハニカム構造などとするこ
とによって、半導体部品の冷却効率を損なうことがな
く、実装密度が大幅に向上した三次元電子部品用モジュ
ールを提供することが可能となる。
は、前記立体構造体が六面体をなしている。
は、前記立体構造体が直方体をなしている。本発明のさ
らに好ましい実施態様によれば、半導体部品は、直方体
の6面に接続され得るから、電子部品の実装密度を大幅
に向上させることが可能になり、また、熱を発する半導
体部品は、互いに90度を隔てて配置されることになる
ため、発熱による相互の熱干渉を抑制することができ、
さらには、半導体部品は、三次元電子部品用モジュール
の各外面に実装されるから、半導体部品から発せられた
熱を、効率よく、放熱することが可能になる。
線がパターニングされ、前記金属配線を貫通する複数の
バイアホールおよび/またはスルーホールが形成された
複数の基板が積層されて、3以上の平坦な外表面が形成
された立体構造体をなし、前記外表面に、前記金属配線
と接続された外部電極が形成された三次元電子部品用モ
ジュールの前記外部電極に、半導体部品が接続された三
次元電子部品モジュールによって達成される。
ルは、3以上の平坦な外表面に形成された外部電極に接
続された半導体部品を備えているから、半導体部品を高
密度に実装することができるとともに、半導体部品は表
面に露出し、したがって、半導体部品から生じた熱を効
率的に放熱させることが可能になり、半導体部品の冷却
効率を損なうことのない高密度の三次元電子部品モジュ
ールを提供することが可能となる。
は、前記基板がガラス・セラミック基板によって構成さ
れている。本発明のさらに好ましい実施態様によれば、
ガラス・セラミック基板は、平坦性に優れ、熱膨張係数
の低いから、半導体部品を実装しても、応力を緩和する
ことが可能になる。
は、前記金属配線が、銀‐パラジウムおよび銀よりなる
群から選ばれた金属によって形成されている。本発明の
さらに好ましい実施態様においては、前記金属配線が、
銀によって形成されている。
は、前記金属端子が、銀‐パラジウムおよび銀よりなる
群から選ばれた金属によって形成されている。本発明の
さらに好ましい実施態様においては、前記金属端子が、
銀‐パラジウムによって形成されている。
は、前記バイアホールおよび/またはスルーホール内
に、銀ペースト、銀‐パラジウムペーストおよび金ペー
ストよりなる群から選ばれたペーストが充填されてい
る。本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記
バイアホールおよび/またはスルーホール内に、銀ペー
ストが充填されている。
いては、前記基板が有機基板により構成されている。本
発明のさらに好ましい実施態様によれば、基板が有機基
板により構成されているから、低コストで、半導体部品
の冷却効率を損なうことのない高密度の三次元電子部品
用モジュールおよび三次元電子部品モジュールを提供す
ることが可能となる。
は、前記有機基板が、ガラス基材エポキシ基板、ガラス
基材ビスマレイミドトリアジン基板、ガラス基材ポリイ
ミド基板、ガラス基材ポリフェニレンエーテル基板およ
びガラス基材フッ素基板よりなる群から選ばれた基板に
よって構成されている。
は、前記バイアホールおよび/またはスルーホールの内
面に金属めっきが施され、前記バイアホールおよび/ま
たはスルーホールの一部が縦に切断されて、前記外表面
に露出し、前記複数の金属端子を形成している。
は、前記金属めっきが、銅めっきによって構成されてい
る。
は、さらに、前記銅めっき上に、金めっき、銀めっきな
らびにニッケルめっきおよび金めっきとよりなる群から
選ばれた金属のめっきが施されている。本発明のさらに
好ましい実施態様によれば、電極の酸化を防止すること
が可能となる。
は、前記金属配線が、銅、アルミニウム、銀、金、白金
およびパラジウムから選ばれる金属により形成されてい
る。
は、前記半導体部品が、はんだによって、前記複数の金
属端子に接続されている。
は、前記半導体部品が、共晶クリームはんだによって、
前記複数の金属端子に接続されている。
は、前記半導体部品が、半導体ベアチップ、FBGAお
よび電子部品が実装された半導体基板よりなる群から選
ばれた半導体部品によって構成されている。
は、前記3以上の平坦な外表面の少なくとも一つの外表
面に形成された前記外部電極に、プリント配線基板が接
続されている。
各々に少なくとも1つのスルーホールを形成し、前記複
数のシートの両面に金属のパターンを形成し、さらに、
2つのシートの各々に少なくとも1つのスルーホールを
形成し、前記2つのシートの一方の面に両面に金属のパ
ターンを形成し、前記複数のシートおよび前記2つのシ
ートを、前記2つのシートの一方が最上に位置し、前記
金属のパターンが形成された面が下側を向き、前記2つ
のシートの他方が最下に位置し、前記金属のパターンが
形成された面が上側を向くように、積層して、積層シー
トを形成し、前記2つのシートの一方の上面および他方
の下面に、前記金属のパターンと接続されるように、外
部電極を形成し、前記積層シートの少なくとも1つの側
面を研磨して、平坦化させるとともに、前記金属のパタ
ーンと接続された複数の金属端子を露出させ、さらに、
前記金属のパターンと接続されるように、外部電極を形
成することを特徴とする三次元電子部品用モジュールの
製造方法によって達成される。
用モジュールは、最上に位置したシートの上面、最下に
位置したシートの下面および少なくとも1つの側面のシ
ートに形成された金属のパターンと接続された外部電極
に、半導体部品を接続して、三次元電子部品モジュール
を構成することができ、半導体部品を高密度に実装する
ことができるとともに、半導体部品は外表面に露出し、
したがって、半導体部品から生じた熱を効率的に放熱さ
せることが可能になり、半導体部品の冷却効率を損なう
ことのない高密度の三次元電子部品用モジュールを提供
することが可能となる。
記積層シートの側面を研磨して、平坦化させるととも
に、複数の金属端子を露出させ、角柱構造の積層シート
を形成するように構成されている。
をハニカム構造などとすることによって、半導体部品の
冷却効率を損なうことがなく、実装密度が大幅に向上し
た三次元電子部品用モジュールを提供することが可能と
なる。
は、前記積層シートの側面を研磨して、平坦化させると
ともに、複数の金属端子を露出させ、六面体構造の積層
シートを形成するように構成されている。
は、前記積層シートの側面を研磨して、平坦化させると
ともに、複数の金属端子を露出させ、直方体構造の積層
シートを形成するように構成されている。
ば、半導体部品は、直方体の6面に接続され得るから、
電子部品の実装密度を大幅に向上させることが可能にな
り、また、熱を発する半導体部品は、互いに90度を隔
てて配置されることになるため、発熱による相互の熱干
渉を抑制することができ、さらには、半導体部品は、三
次元電子部品用モジュールの各外面に実装されるから、
半導体部品から発せられた熱を、効率よく、放熱するこ
とが可能になる。
は、前記シートが、アルミナ粉、ガラス粉および有機バ
インダを含んだグリーンシートにより構成されている。
ば、平坦性に優れ、熱膨張係数の低いガラス・セラミッ
ク基板を備えた三次元電子部品用モジュールを得ること
ができるから、半導体部品を実装しても、応力を緩和す
ることが可能になる。
記グリーンシートを積層して、加圧し、さらに、焼成し
て、ガラス・セラミック化し、前記積層シートを形成す
るように構成されている。
は、前記金属のパターンを、銀‐パラジウムおよび銀よ
りなる群から選ばれた金属を、前記グリーンシート上
に、印刷、スパッタリング、めっきおよびエッチングよ
りなる群から選ばれた手段によって形成するように構成
されている。
は、前記金属のパターンを、銀‐パラジウムおよび銀よ
りなる群から選ばれた金属を前記グリーンシート上に印
刷することによって形成するように構成されている。本
発明のさらに好ましい実施態様によれば、低コストで、
三次元電子部品用モジュールを製造することが可能にな
る。
は、前記金属のパターンを、銀を前記グリーンシート上
に、印刷、スパッタリング、めっきおよびエッチングよ
りなる群から選ばれた手段によって形成するように構成
されている。
は、前記金属のパターンを、銀を前記グリーンシート上
に印刷することによって形成するように構成されてい
る。本発明のさらに好ましい実施態様によれば、低コス
トで、三次元電子部品用モジュールを製造することが可
能になる。
は、前記外部電極を、銀‐パラジウムおよび銀よりなる
群から選ばれた金属を、前記2つのグリーンシートの一
方の上面および他方の下面ならびに前記積層シートの前
記少なくとも1つの研磨された側面上に、印刷、スパッ
タリング、めっきおよびエッチングよりなる群から選ば
れた手段によって形成するように構成されている。
は、前記外部電極を、銀‐パラジウムおよび銀よりなる
群から選ばれた金属を、前記2つのグリーンシートの一
方の上面および他方の下面ならびに前記積層シートの前
記少なくとも1つの研磨された側面上に印刷することに
よって形成するように構成されている。本発明のさらに
好ましい実施態様によれば、低コストで、三次元電子部
品用モジュールを製造することが可能になる。
は、前記外部電極を、銀‐パラジウムを、前記2つのグ
リーンシートの一方の上面および他方の下面ならびに前
記積層シートの前記少なくとも1つの研磨された側面上
に、印刷、スパッタリング、めっきおよびエッチングよ
りなる群から選ばれた手段によって形成するように構成
されている。
は、前記外部電極を、銀‐パラジウムを、前記2つのグ
リーンシートの一方の上面および他方の下面ならびに前
記積層シートの前記少なくとも1つの研磨された側面上
に印刷することによって形成するように構成されてい
る。本発明のさらに好ましい実施態様によれば、低コス
トで、三次元電子部品用モジュールを製造することが可
能になる。
は、前記スルーホール内に、銀ペースト、銀‐パラジウ
ムおよび金ペーストよりなる群から選ばれたペーストを
充填するように構成されている。
は、前記スルーホール内に、銀ペーストを充填するよう
に構成されている。
いては、前記シートが有機基板によって構成されてい
る。本発明のさらに別の好ましい実施態様によれば、低
コストで、三次元電子部品用モジュールを製造すること
が可能になる。
は、前記有機基板が、ガラス基材エポキシ基板、ガラス
基材ビスマレイミドトリアジン基板、ガラス基材ポリイ
ミド基板、ガラス基材ポリフェニレンエーテル基板およ
びガラス基材フッ素基板よりなる群から選ばれた基板に
よって構成されている。
は、前記有機基板が、プリプレグ樹脂によって、接着さ
れて、前記積層シートを形成するように構成されてい
る。
は、前記スルーホールの内面に金属めっきを施し、前記
積層シートの少なくとも1つの側面を研磨して、前記ス
ルーホールを縦に切断し、前記スルーホールの内面を前
記少なくとも1つの側面上に露出させて、前記外部電極
を形成するように構成されている。
ば、低融点のため、銀‐パラジウムや銀などを印刷し
て、外部電極を形成できない有機基板の場合にも、少な
くとも1ちの側面に、所望のように、外部電極を形成す
ることが可能になる。
は、前記少なくとも1つの側面上に露出させた前記スル
ーホール内を共晶はんだによって充填するように構成さ
れている。
は、前記金属めっきが、銅めっきによって形成されてい
る。
は、さらに、前記銅めっき上に、金めっき、銀めっきな
らびにニッケルめっきおよび金めっきとよりなる群から
選ばれた金属のめっきが施される。本発明のさらに好ま
しい実施態様によれば、電極の酸化を防止することが可
能となる。
は、前記金属配線を、銅、アルミニウム、銀、金、白金
およびパラジウムから選ばれる金属により形成するよう
に構成されている。
は、前記金属配線を、銅をめっきすることによって形成
するように構成されている。
よって製造された前記三次元電子部品用モジュールの前
記外部電極に、半導体部品を接続することを特徴とする
三次元電子部品モジュールの製造方法によって達成され
る。
モジュールは、最上に位置したシートの上面、最下に位
置したシートの下面および少なくとも1つの側面のシー
トに形成された金属のパターンと接続された外部電極に
半導体部品を接続されているから、半導体部品を高密度
に実装することができるとともに、半導体部品は外表面
に露出し、したがって、半導体部品から生じた熱を効率
的に放熱させることが可能になり、半導体部品の冷却効
率を損なうことのない高密度の三次元電子部品モジュー
ルを提供することが可能となる。
記三次元電子部品用モジュールの研磨され、平坦化さて
た前記積層シートの少なくとも1つの側面に、共晶クリ
ームはんだをスクリーン印刷し、半導体部品をマウント
して、リフロー炉内で、前記共晶クリームはんだを溶融
し、前記半導体部品と前記少なくとも1つの側面に形成
された外部電極とを接続し、焼成炉内で、焼成すること
によって、三次元電子部品モジュールが製造される。
は、前記三次元電子部品用モジュールの研磨され、平坦
化さてた前記積層シートの少なくとも1つの側面の前記
外部電極に対応する位置に、フラックスを、スクリーン
印刷し、前記外部電極に対応する位置に、はんだボール
を転写し、前記半導体部品を転写した前記はんだボール
上にマウントして、リフロー炉内で、加熱して、前記は
んだボールを溶融し、前記半導体部品と前記少なくとも
1つの側面に形成された外部電極とを接続し、焼成炉内
で、焼成することによって、三次元電子部品モジュール
が製造される。
いては、前記三次元電子部品用モジュールの研磨され、
平坦化さてた前記積層シートの少なくとも1つの側面の
前記外部電極に対応する位置に、フラックスをスクリー
ン印刷し、前記半導体部品の前記フラックスに対応する
位置に、はんだボールを転写し、前記半導体部品を、前
記少なくとも1つの側面に形成された前記外部電極の位
置に合致するように、前記外部電極上にマウントし、リ
フロー炉内で、加熱して、前記半導体部品と前記少なく
とも1つの側面に形成された外部電極とを接続し、焼成
炉内で、焼成することによって、三次元電子部品モジュ
ールが製造される。
いては、前記三次元電子部品用モジュールの研磨され、
平坦化さてた前記積層シートの少なくとも1つの側面の
前記外部電極に対応する位置に、フラックスをスクリー
ン印刷し、前記半導体部品が備えているはんだボールを
利用して、前記半導体部品を、前記少なくとも1つの側
面に形成された前記外部電極の位置に合致するように、
前記外部電極上にマウントし、リフロー炉内で、加熱し
て、前記半導体部品と前記少なくとも1つの側面に形成
された外部電極とを接続し、焼成炉内で、焼成すること
によって、三次元電子部品モジュールが製造される。
は、前記リフロー炉中において、リフローピーク温度2
00〜250℃で、30ないし90秒間にわたって、加
熱されるように構成されている。
は、前記半導体部品と前記少なくとも1つの側面に形成
された外部電極とを接続した後、さらに、エポキシ封止
樹脂を、前記半導体部品と前記少なくとも1つの側面に
形成された外部電極との間に充填し、硬化炉中で、加熱
して、前記エポキシ封止樹脂を硬化させ、前記半導体部
品と前記少なくとも1つの側面に形成された前記外部電
極とを固定することによって、三次元電子部品モジュー
ルが製造される。
ば、半導体部品の固定と接続の信頼性を向上させること
が可能になる。
は、前記エポキシ封止樹脂がフィラーを含んでいる。
ば、エポキシ封止樹脂の耐湿性を向上させることが可能
となるとともに、エポキシ封止樹脂の硬度を所望のよう
に調整することができる。
は、前記フィラーがシリカフィラーによって構成されて
いる。
は、前記硬化炉中で、130ないし180℃で、1ない
し4時間にわたって、前記エポキシ封止樹脂を硬化させ
るように構成されている。
は、前記焼成炉内で、550ないし650℃で、1.5
時間ないし3時間にわたり、加熱し、さらに、800な
いし880℃で、5ないし15分にわたって、焼成する
ように構成されている。
は、前記半導体部品が、半導体ベアチップ、FBGAお
よび電子部品が実装された半導体基板よりなる群から選
ばれた半導体部品によって構成されている。
は、前記外部電極に、プリント配線基板を接続するよう
に構成されている。
明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。
る三次元電子部品用モジュールの略分解斜視図であり、
図2は、その略斜視図である。
モジュール1は、両面に、銀配線2がパターニングさ
れ、銀配線2を貫通する複数のスルーホール3が形成さ
れた6枚のガラス・セラミック基板4が積層され、さら
に、その両側に、内面に銀配線2がパターニングされ、
銀配線2を貫通する複数のスルーホール3が形成された
最上ガラス・セラミック基板4aと最下ガラス・セラミ
ック基板4bが積層されて構成されており、全体とし
て、直方体構造をなしている。スルーホール3内には、
銀ペースト2aが充填されている。最上ガラス・セラミ
ック基板4aの上面には、スクリーン印刷によって、銀
‐パラジウム配線5よりなる外部電極6がパターニング
され、最下ガラス・セラミック基板4bの下面には、ス
クリーン印刷により、銀‐パラジウム配線5よりなる外
部電極7がパターニングされている。三次元電子部品用
モジュール1の頂面に形成された外部電極6は、バイア
ホール3を介して、内部のガラス・セラミック基板4に
形成された銀配線2と接続され、三次元電子部品用モジ
ュール1の底面に形成された外部電極7は、バイアホー
ル3を介して、内部のガラス・セラミック基板4に形成
された銀配線2と接続されている。
面は研磨され、図1および図2に示されるように、スク
リーン印刷によって、銀‐パラジウム配線5よりなる外
部電極8、8、8がパターニングされて、各ガラス・セ
ラミック基板4の両面にパターニングされた銀配線2、
最上ガラス・セラミック基板4aの下面にパターニング
された銀配線2および最下ガラス・セラミック基板4b
の上面にパターニングされた銀配線2の端部と接続され
ている。
プ、FBGAなどパッケージやプリント配線基板などを
接続する複数の端子を提供している。
ク基板4、4a、4b内が銀配線2によって配線され、
各ガラス・セラミック基板4、4a、4bに形成された
スルーホール3によって、複数のガラス・セラミック基
板4、4a、4bに形成された銀配線2が接続され、さ
らに、直方体の6面に形成された外部電極6、7、8
に、半導体ベアチップ、FBGAなどパッケージやプリ
ント配線基板などを接続することができるから、電子部
品の実装密度を大幅に向上させることが可能になる。ま
た、熱を発する半導体ベアチップ、FBGAなどパッケ
ージや半導体部品が実装されたプリント配線基板など
は、互いに90度を隔てて配置されることになるため、
発熱による相互の熱干渉を抑制することができ、さらに
は、半導体ベアチップ、FBGAなどパッケージや半導
体部品が実装されたプリント配線基板などは、三次元電
子部品用モジュール1の各外面に実装されるから、半導
体ベアチップ、FBGAなどパッケージや半導体部品が
実装されたプリント配線基板などから発せられた熱を、
効率よく、放熱することが可能になる。また、基板に、
ガラス・セラミック基板4、4a、4bを用いているか
ら、平坦性に優れ、熱膨張係数の低く、半導体ベアチッ
プ、FBGAなどパッケージや半導体部品が実装された
プリント配線基板などを実装しても、応力を緩和するこ
とが可能になる。したがって、本実施態様によれば、実
装密度を大幅に向上させつつ、放熱効率に優れた三次元
電子部品用モジュール1を提供することが可能になる。
かかる三次元電子部品用モジュールの略分解斜視図であ
る。
モジュール10は、両面に、銅配線11がパターニング
され、銅配線11を貫通する複数のスルーホール12が
形成された6枚のガラス基材エポキシ基板13が積層さ
れ、さらに、その両側に、内面に、銅配線11がパター
ニングされ、銅配線11を貫通する複数のスルーホール
3が形成された最上ガラス基材エポキシ基板13aと最
下ガラス基材エポキシ基板13bが積層され、プリプレ
グ樹脂14によって接着されて、構成されており、全体
として、直方体構造をなしている。最上ガラス基材エポ
キシ基板13aの上面には、銅配線11によって、外部
電極15がパターニングされ、最下ガラス基材エポキシ
基板13bの下面には、銅配線11によって、外部電極
16がパターニングされている。三次元電子部品用モジ
ュール10の頂面に形成された外部電極15は、バイア
ホール12を介して、内部のガラス基材エポキシ基板1
3、13a、13bに形成された銅配線11と接続さ
れ、三次元電子部品用モジュール1の底面に形成された
外部電極16は、バイアホール12を介して、内部のガ
ラス基材エポキシ基板13、13a、13bに形成され
た銅配線11と接続されている。
側面は、円柱状のバイアホール12を半分に切り取った
ような形状のバイアホール12が露出されるまで研磨さ
れ、図3に示されるように、銅めっきされたバイアホー
ル12内には共晶はんだ18が充填されて、外部電極1
7、17、17が形成されている。
極17、17、17を形成するバイアホール12を有す
るものと、バイアホール12を有していないものがあ
り、接続される電子部品の電極の間隔に、外部電極1
7、17、17の間隔が合致するように、外部電極1
7、17、17を形成するためのバイアホール12を有
していないガラス基材エポキシ基板13の厚み、銅配線
11の厚みおよびプリプレグ樹脂14の厚みが選択され
ている。
チップ、FBGAなどパッケージやプリント配線基板な
どを接続する複数の端子を提供している。
シ基板13、13a、13b内が銅配線11によって配
線され、各ガラス基材エポキシ基板13、13a、13
bに形成されたスルーホール12によって、複数のガラ
ス基材エポキシ基板13、13a、13bに形成された
銅配線11の間が接続され、さらに、六面体の6面に形
成された外部電極15、16、17に、半導体ベアチッ
プ、FBGAなどパッケージや半導体部品が実装された
プリント配線基板などを接続することができるから、電
子部品の実装密度を大幅に向上させることが可能にな
る。また、熱を発する半導体ベアチップ、FBGAなど
パッケージや半導体部品が実装されたプリント配線基板
などは、互いに90度を隔てて配置されることになるた
め、発熱による相互の熱干渉を抑制することができると
ともに、半導体ベアチップ、FBGAなどパッケージや
プリント配線基板などは、三次元電子部品用モジュール
10の各外面に実装されるから、半導体ベアチップ、F
BGAなどパッケージや半導体部品が実装されたプリン
ト配線基板などから発せられた熱を、効率よく、放熱す
ることが可能になる。また、基板として、ガラス基材エ
ポキシ基板13、13a、13bを用いているため、低
コストで、三次元電子部品用モジュール10を得ること
ができる。したがって、本実施態様によれば、実装密度
を大幅に向上させつつ、放熱効率に優れた三次元電子部
品用モジュール10を提供することが可能になる。ま
た、コネクタを介することなく、プリント配線基板と接
続させることが可能となる。
る三次元電子部品モジュールの略斜視図である。
実施態様にかかる三次元電子部品モジュール20は、直
方体をなした三次元電子部品用モジュール1の底面に形
成された外部電極7にプリント配線基板21が接続さ
れ、1つの側面に形成された外部電極8には、FBGA
22が、他の1つの側面に形成された外部電極8には、
半導体ベアチップ23が、頂面に形成された外部電極6
には、半導体部品24を実装した小型基板25が、それ
ぞれ、共晶はんだによって、接続されて、構成されてお
り、他の2つの側面に形成された外部電極8には、電子
部品は接続されていない。
ール20は直方体をなし、三次元電子部品用モジュール
1を構成する各基板4内が、銀‐パラジウム配線2によ
って配線され、各基板4に形成され、銀ペースト2aが
充填されたスルーホール3によって、複数の基板4の銀
‐パラジウム配線2が接続されており、さらに、六面体
の2つの側面に形成された外部電極8にFBGA22お
よび半導体ベアチップ23が接続され、頂面に形成され
た外部電極6に半導体部品24を実装した小型基板25
が接続され、底面に形成された外部電極7にはプリント
配線基板21が接続されているから、実装密度を大幅に
向上させることが可能になり、他方、熱を発するFBG
A22、半導体ベアチップ23、小型基板25および半
導体部品が実装されたプリント配線基板21は、互いに
90度を隔てて配置されているから、発熱による相互の
熱干渉を抑制することができるとともに、FBGA2
2、半導体ベアチップ23、半導体部品24を実装した
小型基板25は、三次元電子部品用モジュール1、10
の各外面に実装されているから、FBGA22、半導体
ベアチップ23、小型基板25および半導体部品が実装
されたプリント配線基板21から発せられた熱を、効率
よく、放熱することが可能になる。また、基板に、ガラ
ス・セラミック基板4、4a、4bを用いているから、
平坦性に優れ、熱膨張係数の低く、半導体ベアチップ、
FBGAなどパッケージや半導体部品が実装されたプリ
ント配線基板などを実装しても、応力を緩和することが
可能になる。さらに、本実施態様によれば、コネクタを
介することなく、プリント配線基板21と接続させるこ
とが可能となる。
かかる三次元電子部品モジュールの略斜視図である。図
5に示されるように、本発明の好ましい実施態様にかか
る三次元電子部品モジュール30は、直方体をなした三
次元電子部品用モジュール10の底面に形成された外部
電極16にプリント配線基板31が接続され、頂面に形
成された外部電極15および側面に形成された外部電極
17に、それぞれ、FBGA32が接続されて、構成さ
れている。
ール30は直方体をなし、三次元電子部品用モジュール
10を構成する各基板13内が、銅配線11によって配
線され、各基板13に形成され、銅めっきが施されたス
ルーホール12によって、複数の基板13の銅配線11
が接続されており、さらに、六面体の頂面に形成された
外部電極15および側面に形成された外部電極17には
FBGA32が接続され、底面に形成された外部電極1
6にはプリント配線基板31が接続されているから、実
装密度を大幅に向上させることが可能になり、他方、熱
を発する5つのFBGA32および半導体部品が実装さ
れたプリント配線基板31は互いに90度を隔てて配置
されているから、発熱による相互の熱干渉を抑制するこ
とができるとともに、FBGA32およびプリント配線
基板31は、三次元電子部品用モジュール1、10の各
外面に実装されているから、FBGA32および半導体
部品が実装されたプリント配線基板31から発せられた
熱を、効率よく、放熱することが可能になる。また、基
板として、ガラス基材エポキシ基板13、13a、13
bを用いているため、低コストで、三次元電子部品用モ
ジュール10を得ることができる。さらに、本実施態様
によれば、コネクタを介することなく、プリント配線基
板21と接続させることが可能となる。
電子部品モジュールを用いた電子部品の一例を示す略斜
視図である。
の三次元電子部品モジュール40、41、42(1つは
図示せず)を備え、4つの三次元電子部品モジュール4
0、41、42の頂面に形成された外部電極(図示せ
ず)および低部に形成された外部電極(図示せず)に
は、それぞれ、プリント配線基板43、44が接続され
ている。三次元電子部品モジュール40は4つの側面に
FBGA45を備え、三次元電子部品モジュール41、
42には、それぞれ、1つの側面にのみ、FBGA45
を備えている。
によれば、三次元電子部品モジュール40、41、42
に実装された半導体部品からの発熱量が多くて、自然冷
却によっては、十分に放熱させることができない場合に
おいても、プリント配線基板43、44の間に、4つの
三次元電子部品モジュール40、41、42が、間隔を
おいて、存在するため、ファン(図示せず)を用いて、
冷却エアを、プリント配線基板43、44の間に強制的
に供給して、三次元電子部品モジュール40、41、4
2に実装された半導体部品および半導体部品が実装され
たプリント配線基板43、44を所望のように冷却する
ことが可能となる。
電子部品モジュールを用いた電子部品の他の例を示す略
斜視図である。
ぞれの側面に形成された外部電極8、17によって互い
に接続された2つの三次元電子部品モジュール50、5
1を備え、2つの三次元電子部品モジュール50、51
の底面に形成された外部電極(図示せず)はプリント配
線基板52に接続されている。また、三次元電子部品モ
ジュール50の3つの側面および三次元電子部品モジュ
ール51の2つの側面に形成された外部電極(図示せ
ず)にはFBGA53が接続され、三次元電子部品モジ
ュール50、51の頂面に形成された外部電極(図示せ
ず)には、それぞれ、半導体部品54を実装した小型基
板55が接続されている。
の三次元電子部品モジュール50、51は側面に形成さ
れた外部電極(図示せず)によって互いに接続されてい
るので、高密度化を図ることができ、その一方で、熱を
発する5つのFBGA53、2つの小型基板55および
半導体部品(図示せず)が実装されたプリント配線基板
52は互いに90度を隔てて配置されているから、発熱
による相互の熱干渉を抑制することができるとともに、
FBGA53、小型基板55およびプリント配線基板5
2は、三次元電子部品用モジュール1、10の各外面に
実装されているから、FBGA32、小型基板55およ
び半導体部品が実装されたプリント配線基板31から発
せられた熱を、効率よく、放熱することが可能になる。
したがって、本発明によれば、冷却効率を損なうことな
く、電子部品の実装密度を向上させることができる。
る三次元電子部品モジュールの使用例を示す略斜視図で
ある。
実施態様にかかる三次元電子部品モジュール60は、そ
の側面に形成された外部電極8、17の1つにフレキシ
ブル配線板61が接続されている。このように、本発明
の好ましい実施態様にかかる三次元電子部品モジュール
60においては、各面に2つ、合計12の方向に、フレ
キシブル配線板61を延ばして、外部端子を引き出すこ
とができ、2つの方向にしか、フレキシブル配線板61
を延ばして、外部端子を引き出すことができない従来の
積層配線基板に比し、配線の自由度を大幅に向上させる
ことも可能になる。
る三次元電子部品モジュールの検査方法を示す略斜視図
である。図9に示されるように、三次元電子部品モジュ
ール65においては、底面に形成された外部電極(図示
せず)がプリント配線基板66に接続され、側面に形成
された外部電極(図示せず)の1つがFBGA67に、
2つが半導体ベアチップ68に、それぞれ、接続されて
いるが、頂面に形成された外部電極6、15には電子部
品は接続されていない。
検査用のプローブを電子部品に接続させるスペースを確
保することが困難となるが、本発明にかかる三次元電子
部品モジュールにおいては、図9に示されるように、三
次元電子部品モジュール65をプリント配線基板66に
実装した状態で、頂面に形成された外部電極6、15
に、テストプローブ69を接触させることによって、三
次元電子部品モジュール65だけでなく、プリント配線
基板66内の周辺回路の動作状態を、バウンダリースキ
ャンなどの方法を用いて、検査することが可能となる。
したがって、本発明にかかる三次元電子部品モジュール
によれば、電子部品の高密度な実装を可能としつつ、電
気検査用の端子を提供することができる。
電子部品用モジュール1は、従来のガラス・セラミック
積層基板と同様に、以下のようにして、製造することが
できる。
インダを含んだグリ−ンシートに、パンチングによっ
て、スルーホール3が形成される。次いで、グリ−ンシ
ート上に、銀ペーストを印刷して、銀配線2を形成する
とともに、スルーホール3内に、銀ペースト2aを充填
する。
を重ねて、60ないし90℃で、3ないし15分間、好
ましくは、約70℃で約10分間にわたり、5ないし1
0Kg/平方センチメートルの圧力で加圧する。
650℃で、1.5ないし3時間、好ましくは、600
℃で、約120分間にわたり、積層されたグリーンシー
トを焼成して、グリ−ンシートおよび銀ペースト2、2
aに含まれたバインダを分解させ、その後、800ない
し880℃で、5ないし15分間、好ましくは、約85
0℃で約10分間にわたり、焼成して、グリーンシート
を燒結し、ほぼ直方体のセラミック構造体とする。
を、銀配線2が露出するまで、平坦になるように研磨す
る。次いで、セラミック構造体の一側面上の露出してい
る銀配線2の位置に、銀‐パラジウムペーストをスクリ
ーン印刷して、外部電極8を形成する。
15分間、好ましくは、約120℃で、約5分間にわた
り、乾燥する。次いで、セラミック構造体の別の面に、
銀‐パラジウムペーストをスクリーン印刷して、外部電
極6、7、8を形成して、上述の条件で、乾燥する。
6、7、8を形成するまで、銀‐パラジウムペーストの
スクリーン印刷および乾燥工程を繰り返し、最後に、焼
成炉中で、550ないし650℃で、1.5ないし3時
間、好ましくは、約600℃で、約2時間にわたり、セ
ラミック構造体を加熱して、バインダを分解させ、80
0ないし880℃で、5なし15分、好ましくは、87
5℃で10分間にわたって、焼成して、図1および図2
に示された三次元電子部品用モジュール1を得る。
ール1を用いることによって、以下のようにして、図4
に示された三次元電子部品モジュール20を製造するこ
とができる。
装される三次元電子部品用モジュール1の面に、共晶ク
リームはんだをスクリーン印刷する。
フロー炉内に入れ、リフローピーク温度200〜250
℃で、30ないし90秒間、好ましくは、リフローピー
ク温度210〜230℃で、30ないし60秒間にわた
って、加熱して、共晶クリームはんだ70を溶融し、F
BGA22と三次元電子部品用モジュール1の外部電極
8とを共晶クリームはんだによって接続する。
の信頼性を保証するため、シリカフィラーを含むエポキ
シ封止樹脂を、FBGA22と三次元電子部品用モジュ
ール1の外部電極8との間に充填して、硬化炉中で、1
30ないし180℃で、1ないし4時間、好ましくは、
約150℃で約2時間にわたり、加熱して、エポキシ封
止樹脂を硬化させ、FBGA22を三次元電子部品用モ
ジュール1の外部電極8に固定する。
止樹脂が用いられているのは、エポキシ封止樹脂にシリ
カフィラーを充填させることによって、エポキシ封止樹
脂の耐湿性を向上させるとともに、エポキシ封止樹脂の
硬度を所望のように調整するためである。
る半導体ベアチップ23が実装される三次元電子部品用
モジュール1の面に、共晶クリームはんだ70をスクリ
ーン印刷し、共晶クリームはんだを加熱溶融して、半導
体ベアチップ23と三次元電子部品用モジュール1の外
部電極8とを共晶クリームはんだによって接続し、シリ
カフィラーを含むエポキシ封止樹脂を、半導体ベアチッ
プ23と三次元電子部品用モジュール1の外部電極8と
の間に充填して、加熱によって、エポキシ封止樹脂を硬
化させ、半導体ベアチップ23を三次元電子部品用モジ
ュール1の外部電極8に固定する。
を実装した小型基板25が実装される三次元電子部品用
モジュール1の面に、共晶クリームはんだをスクリーン
印刷し、共晶クリームはんだを加熱溶融して、小型基板
25と三次元電子部品用モジュール1の外部電極6とを
共晶クリームはんだによって接続し、シリカフィラーを
含むエポキシ封止樹脂を、小型基板25と三次元電子部
品用モジュール1の外部電極6との間に充填して、加熱
によって、エポキシ封止樹脂を硬化させ、小型基板25
を三次元電子部品用モジュール1の外部電極8に固定す
る。
23および小型基板25が固定された三次元電子部品用
モジュール1を焼成炉に入れて、550ないし650℃
で、1.5時間ないし3時間、好ましくは、約600℃
で2時間にわたり、加熱し、バインダを分解させた後、
800ないし880℃で、5ないし15分、好ましく
は、875℃で10分間にわたり、焼成する。
プ23および半導体部品24を実装した小型基板25が
実装された三次元電子部品モジュール20が製造され
る。
子部品用モジュール1を用いて、以下のようにして、図
4に示された三次元電子部品モジュール20を製造する
こともできる。
部電極8に対応する位置に、フラックスを、スクリーン
印刷法によって、印刷する。
8に対応する位置に、共晶組成の錫‐鉛はんだボールを
転写する。その結果、外部電極8に対応する位置に、あ
らかじめ印刷されたフラックスに、はんだボールが接着
して、はんだボールが転写される。はんだボールとして
は、外部電極8のピッチにしたがって、適正なボール径
のものが選ばれる。たとえば、外部電極8のピッチが
0.5mmの場合には、ボール径が0.05ないし0.
35mmφのはんだボールを転写することが望ましい。
0.05mm以下のはんだボールは製造が難しく、0.
35mm以上のはんだボールを転写した場合は転写した
はんだボール同士にブリッジが発生しやすく、好ましく
ない。
ール上にマウントして、リフロー炉に入れて、リフロー
ピーク温度200〜250℃で、30ないし90秒間、
好ましくは、リフローピーク温度210〜230℃で、
30ないし60秒間にわたって、加熱して、はんだボー
ルを溶融し、FBGA22と三次元電子部品用モジュー
ル1の外部電極8とをはんだボールによって接続する。
して、シリカフィラーを含むエポキシ封止樹脂を、FB
GA22と三次元電子部品用モジュール1の外部電極8
との間に充填して、硬化炉中で、130ないし180℃
で、1ないし4時間、好ましくは、約150℃で約2時
間にわたり、加熱して、エポキシ封止樹脂を硬化させ、
FBGA22を三次元電子部品用モジュール1の外部電
極8に固定する。
導体ベアチップ23が実装される三次元電子部品用モジ
ュール1の外部電極8に対応する位置に、フラックスを
印刷し、フラックスに、はんだボールを接着させ、はん
だボールを転写させた後、半導体ベアチップ23を転写
したはんだボールの面にマウントして、リフロー炉に入
れて、加熱して、はんだボールを溶融し、半導体ベアチ
ップ23と三次元電子部品用モジュール1の外部電極8
とをはんだボールによって接続する。さらに、最初に示
された実施態様と同様にして、シリカフィラーを含むエ
ポキシ封止樹脂を、半導体ベアチップ23と三次元電子
部品用モジュール1の外部電極8との間に充填して、硬
化炉中で、130ないし180℃で、1ないし4時間、
好ましくは、約150℃で約2時間にわたって、加熱し
て、エポキシ封止樹脂を硬化させ、半導体ベアチップ2
3を三次元電子部品用モジュール1の外部電極8に固定
する。
ップ23を三次元電子部品用モジュール1の外部電極8
に固定したのと全く同様にして、半導体部品24を実装
した小型基板25を、三次元電子部品用モジュール1の
他の面に形成された外部電極8に固定する。
様にして、FBGA22、半導体ベアチップ23および
小型基板25が固定された三次元電子部品用モジュール
1を焼成炉に入れて、550ないし650℃で、1.5
時間ないし3時間、好ましくは、約600℃で2時間に
わたり、加熱し、バインダを分解させた後、800ない
し880℃で、5ないし15分、好ましくは、875℃
で10分間にわたり、焼成する。
プ23および半導体部品24を実装した小型基板25が
実装された三次元電子部品モジュール20が製造され
る。
電子部品用モジュール1を用いて、以下のようにして、
図4に示された三次元電子部品モジュール20を製造す
ることもできる。
ジュール1の外部電極8に対応する位置に、フラックス
をスクリーン印刷法によって印刷する。次いで、FBG
A22を外部電極の位置に合致するように、三次元電子
部品用モジュール1の外部電極8上にマウントし、FB
GA22に形成されたはんだボールをフラックスに接着
させる。
様にして、FBGA22がマウントされた三次元電子部
品用モジュール1を、リフロー炉内に入れ、リフローピ
ーク温度200〜250℃で、30ないし90秒間、好
ましくは、リフローピーク温度210〜230℃で、3
0ないし60秒間にわたって、加熱して、はんだボール
を溶融し、FBGA22と三次元電子部品用モジュール
1の外部電極8とをはんだボールによって接続する。
して、シリカフィラーを含むエポキシ封止樹脂を、FB
GA22と三次元電子部品用モジュール1の外部電極8
との間に充填して、硬化炉中で、130ないし180℃
で、1ないし4時間、好ましくは、約150℃で約2時
間にわたり、加熱して、エポキシ封止樹脂を硬化させ、
FBGA22を三次元電子部品用モジュール1の外部電
極8に固定する。
は、はんだボールを備えていないので、半導体ベアチッ
プ23を取り付けるべき三次元電子部品用モジュール1
の外部電極8に対応する位置に、フラックスをスクリー
ン印刷法によって印刷し、さらに、半導体ベアチップ2
3のフラックスに対応する位置に、はんだボールを転写
する。その後、半導体ベアチップ23を三次元電子部品
用モジュール1の外部電極8に対応する位置にマウント
して、リフロー炉に入れて、加熱して、はんだボールを
溶融し、半導体ベアチップ23と三次元電子部品用モジ
ュール1の外部電極8とをはんだボールによって接続す
る。
て、半導体部品24を実装した小型基板25を、三次元
電子部品用モジュール1の他の面に形成された外部電極
8に固定する。
様にして、FBGA22、半導体ベアチップ23および
小型基板25が固定された三次元電子部品用モジュール
1を焼成炉に入れて、550ないし650℃で、1.5
時間ないし3時間、好ましくは、約600℃で2時間に
わたり、加熱し、バインダを分解させた後、800ない
し880℃で、5ないし15分、好ましくは、875℃
で10分間にわたり、焼成する。
プ23および半導体部品24を実装した小型基板25が
実装された三次元電子部品モジュール20が製造され
る。
次元電子部品用モジュール10は、従来の有機積層基板
と同様に、以下のようにして、製造することができる。
a、13bに、スルーホール12を形成し、スルーホー
ル12の内面に、銅めっき12aを施す。さらに、ガラ
ス基材エポキシ基板13の両面に、銅配線11をめっき
によって形成する。
13bの一方の面に、銅配線11をめっきによって形成
し、他方の面に、銅をめっきして、外部電極15、16
を形成する。
3と、ガラス基材エポキシ基板13a、13bとを、ガ
ラス基材エポキシ基板13aが最も上に、ガラス基材エ
ポキシ基板13bが最も下に、複数のガラス基材エポキ
シ基板13がその間に位置し、ガラス基材エポキシ基板
13bに形成された外部電極16が下向きに、かつ、ガ
ラス基材エポキシ基板13aに形成された外部電極15
が上向きになるように、プリプレグ樹脂14を挟んで、
積層し、加熱状態で、加圧して、ほぼ直方体状の積層基
板を形成する。
12が露出し、バイアホール12が半円柱状になるま
で、研磨する。複数のガラス基材エポキシ基板13は、
半円柱状に露出したバイアホール12を有するガラス基
材エポキシ基板13と、半円柱状に露出したバイアホー
ル12を有していないガラス基材エポキシ基板13とが
1枚おきに積層されている。
のバイアホール12内に、共晶はんだ18を充填して、
外部電極17を形成し、三次元電子部品用モジュール1
0を得る。
品の電極の間隔と、外部電極17の電極の間隔が合致す
るように、半円柱状に露出したバイアホール12を有し
ていないガラス基材エポキシ基板13の厚み、銅配線1
1の厚みおよびプリプレグ樹脂14の厚みが選択されて
いる。
となく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種
々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含
されるものであることがいうまでもない。
子部品用モジュール1、10は直方体をなし、したがっ
て、三次元電子部品モジュール20、30、40、4
1、42、50、51、60、65も直方体をなしてい
るが、これらが直方体形状をなしていることは必ずしも
必要がなく、ハニカム構造など、少なくとも、3以上の
平坦な外表面が形成された立体構造体であれば、その形
状は、とくに限定されるものではない。
は、三次元電子部品用モジュール1が用いられている
が、三次元電子部品用モジュール1に代えて、三次元電
子部品用モジュール10を用いてもよい。
は、三次元電子部品用モジュール10が用いられている
が、三次元電子部品用モジュール10に代えて、三次元
電子部品用モジュール1を用いてもよい。
様においては、各ガラス・セラミック基板4の両面およ
び最上ガラス・セラミック基板4aと最下ガラス・セラ
ミック基板4bの内面に、銀配線2がパターニングさ
れ、最上ガラス・セラミック基板4aの上面、最下ガラ
ス・セラミック基板4bの下面および三次元電子部品用
モジュール1の研磨された4つの側面に、銀‐パラジウ
ム配線2によって、外部電極6、7、8、8、8がパタ
ーニングされているが、各ガラス・セラミック基板4の
両面および最上ガラス・セラミック基板4aと最下ガラ
ス・セラミック基板4bの内面に、銀‐パラジウム配線
2をパターニングしてもよく、さらに、銀配線2によっ
て、外部電極6、7、8、8、8をパターニングするこ
とも可能である。
においては、銀配線2および銀‐パラジウム配線2を印
刷によって、パターニングしているが、印刷に代えて、
スパッタリング、めっき、エッチングなどによって、銀
配線2および銀‐パラジウム配線2をパターニングする
こともできる。
様においては、スルーホール3内に、銀ペースト2aを
充填しているが、銀ペースト2aに代えて、銀‐パラジ
ウムペーストや金ペーストと充填するようにしてもよ
い。
子部品モジュール20を製造するにあたって、FBGA
22,半導体ベアチップ23、半導体部品24を実装し
た小型基板25などの半導体部品を、共晶クリームはん
だ、はんだボールを用いて、三次元電子部品用モジュー
ル1の外部電極6、7、8に接続しているが、異方性導
電フィルムを用いて、半導体部品を、三次元電子部品用
モジュール1の外部電極6、7、8に接続することもで
きる。
は、ガラス基材エポキシ基板13、13a、13bを用
いているが、ガラス基材エポキシ基板に代えて、ガラス
基材ビスマレイミドトリアジン基板、ガラス基材ポリイ
ミド基板、ガラス基材ポリフェニレンエーテル基板、ガ
ラス基材フッ素基板などの有機基板を用いることもでき
る。
は、スルーホール12の内面に、銅めっき12aを施し
ているが、銅めっき12aに加えて、銅めっき12a上
に、金めっきまたは銀めっきを施してもよく、さらに
は、銅めっき12a上に、ニッケルめっきを施し、引き
続いて、金めっきを施すこともできる。
は、ガラス基材エポキシ基板13、13a、13b上
に、銅配線11をめっきによって形成しているが、ガラ
ス基材エポキシ基板13、13a、13b上に、銅配線
11を接着して、形成することもできる。
22,半導体ベアチップ23、半導体部品24を実装し
た小型基板25などの半導体部品と三次元電子部品用モ
ジュール1の側面に形成された外部電極8との間に、半
導体部品の固定と接続の信頼性を向上させるために、シ
リカフィラーを含んだエポキシ封止樹脂が充填され、硬
化炉中で、130ないし180℃で、1ないし4時間、
好ましくは、約150℃で約2時間にわたり、加熱し
て、エポキシ封止樹脂を硬化させて、FBGA22を三
次元電子部品用モジュール1の外部電極8に固定するよ
うに構成されているが、エポキシ封止樹脂を、半導体部
品と三次元電子部品用モジュール1の側面に形成された
外部電極8との間に充填して、硬化させることは必ずし
も必要でない。
A22,半導体ベアチップ23、半導体部品24を実装
した小型基板25などの半導体部品と三次元電子部品用
モジュール1の側面に形成された外部電極8との間に、
シリカフィラーを含んだエポキシ封止樹脂を充填してい
るが、エポキシ封止樹脂が、シリカフィラーを含んでい
ることは必ずしも必要がなく、シリカに代えて、熱伝導
性にすぐれた窒化アルミニウムを充填材として含んでい
てもよく、さらには、エポキシ封止樹脂の耐湿性を向上
させ、硬度を調整する必要がないときは、エポキシ封止
樹脂がフィラーを含んでいることも必ずしも必要でな
い。
造する第三の実施態様においては、FBGAに形成され
ているはんだボールを利用して、FBGAを三次元電子
部品用モジュール1の側面に形成された外部電極8に接
続しているが、三次元電子部品用モジュール1の側面の
フラックスに対応する位置に、はんだボールを転写し
て、FBGAを三次元電子部品用モジュール1の側面に
形成された外部電極8に接続するようにしてもよい。
を損なうことのない高密度の三次元電子部品用モジュー
ル、三次元電子部品モジュールおよびそれらの製造方法
を提供することが可能になる。
幅に向上させることのできる三次元電子部品用モジュー
ル、三次元電子部品モジュールおよびそれらの製造方法
を提供することが可能になる。
密度が高くなるほど、電気検査用のプローブを電子部品
に接続させるスペースを確保することが困難となるにも
かかわらず、電子部品の高密度な実装を可能としつつ、
電気検査用の端子を提供することのできる三次元電子部
品モジュールおよびその製造方法を提供することが可能
になる。
次元電子部品用モジュールの略分解斜視図である。
次元電子部品用モジュールの略斜視図である。
る三次元電子部品用モジュールの略分解斜視図である。
次元電子部品モジュールの略斜視図である。
る三次元電子部品モジュールの略斜視図である。
部品モジュールを用いた電子部品の一例を示す略斜視図
である。
部品モジュールを用いた電子部品の他の例を示す略斜視
図である。
部品モジュールの使用例を示す略斜視図である。
次元電子部品モジュールの検査方法を示す略斜視図であ
る。
Claims (61)
- 【請求項1】 両面に、金属配線がパターニングされ、
前記金属配線を貫通する複数のバイアホールおよび/ま
たはスルーホールが形成された複数の基板が積層され
て、3以上の平坦な外表面が形成された立体構造体をな
し、前記外表面に、前記金属配線と接続された外部電極
が形成されたことを特徴とする三次元電子部品用モジュ
ール。 - 【請求項2】 前記立体構造体が角柱構造をなしている
ことを特徴とする請求項1に記載の三次元電子部品用モ
ジュール。 - 【請求項3】 前記立体構造体が六面体をなしているこ
とを特徴とする請求項2に記載の三次元電子部品用モジ
ュール。 - 【請求項4】 前記立体構造体が直方体をなしているこ
とを特徴とする請求項3に記載の三次元電子部品用モジ
ュール。 - 【請求項5】 前記基板がガラス・セラミック基板によ
り構成されたことを特徴とする請求項1ないし4のいず
れか1項に記載の三次元電子部品用モジュール。 - 【請求項6】 前記金属配線が、銀‐パラジウムおよび
銀よりなる群から選ばれた金属によって形成されたこと
を特徴とする請求項5に記載の三次元電子部品用モジュ
ール。 - 【請求項7】 前記金属配線が、銀によって形成された
ことを特徴とする請求項6に記載の三次元電子部品用モ
ジュール。 - 【請求項8】 前記金属端子が、銀‐パラジウムおよび
銀よりなる群から選ばれた金属によって形成されたこと
を特徴とする請求項5に記載の三次元電子部品用モジュ
ール。 - 【請求項9】 前記金属端子が、銀‐パラジウムによっ
て形成されたことを特徴とする請求項8に記載の三次元
電子部品用モジュール。 - 【請求項10】 前記バイアホールおよび/またはスル
ーホール内に、銀ペースト、銀‐パラジウムペーストお
よび金ペーストよりなる群から選ばれたペーストが充填
されたことを特徴とする請求項5ないし9のいずれか1
項に記載の三次元電子部品用モジュール。 - 【請求項11】 前記バイアホールおよび/またはスル
ーホール内に、銀ペーストが充填されたことを特徴とす
る請求項10に記載の三次元電子部品用モジュール。 - 【請求項12】 前記基板が有機基板により構成された
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記
載の三次元電子部品用モジュール。 - 【請求項13】 前記有機基板が、ガラス基材エポキシ
基板、ガラス基材ビスマレイミドトリアジン基板、ガラ
ス基材ポリイミド基板、ガラス基材ポリフェニレンエー
テル基板およびガラス基材フッ素基板よりなる群から選
ばれた基板によって構成されたことを特徴とする請求項
12に記載の三次元電子部品用モジュール。 - 【請求項14】 前記バイアホールおよび/またはスル
ーホールの内面に金属めっきが施され、前記バイアホー
ルおよび/またはスルーホールの一部が縦に切断され
て、前記外表面に露出し、前記外部電極を形成している
ことを特徴とする請求項12または13に記載の三次元
電子部品用モジュール。 - 【請求項15】 前記金属めっきが、銅めっきであるこ
とを特徴とする請求項14に記載の三次元電子部品用モ
ジュール。 - 【請求項16】 さらに、前記銅めっき上に、金めっ
き、銀めっきならびにニッケルめっきおよび金めっきと
よりなる群から選ばれた金属のめっきが施されたことを
特徴とする請求項15に記載の三次元電子部品用モジュ
ール。 - 【請求項17】 前記金属配線が、銅、アルミニウム、
銀、金、白金およびパラジウムから選ばれる金属によっ
て形成されたことを特徴とする請求項12ないし16の
いずれか1項に記載の三次元電子部品用モジュール。 - 【請求項18】 前記金属配線が、銅をめっきすること
によって形成されたことを特徴とする請求項17に記載
の三次元電子部品用モジュール。 - 【請求項19】 請求項1ないし18に記載の三次元電
子部品用モジュールの前記外部電極に、半導体部品が接
続されたことを特徴とする三次元電子部品モジュール。 - 【請求項20】 前記半導体部品が、はんだによって、
前記外部電極に接続されたことを特徴とする請求項19
に記載の三次元電子部品モジュール。 - 【請求項21】 前記半導体部品が、共晶クリームはん
だによって、前記外部電極に接続されたことを特徴とす
る請求項20に記載の三次元電子部品モジュール。 - 【請求項22】 前記半導体部品が、半導体ベアチッ
プ、FBGAおよび電子部品が実装された半導体基板よ
りなる群から選ばれた半導体部品によって構成されたこ
とを特徴とする請求項19または21に記載の三次元電
子部品モジュール。 - 【請求項23】 前記3以上の平坦な外表面の少なくと
も一つの外表面に形成された外部電極にプリント配線基
板が接続されたことを特徴とする請求項19ないし22
のいずれか1項に記載の三次元電子部品モジュール。 - 【請求項24】 複数のシートの各々に少なくとも1つ
のスルーホールを形成し、前記複数のシートの両面に金
属のパターンを形成し、さらに、2つのシートの各々に
少なくとも1つのスルーホールを形成し、前記2つのシ
ートの一方の面に両面に金属のパターンを形成し、前記
複数のシートおよび前記2つのシートを、前記2つのシ
ートの一方が最上に位置し、前記金属のパターンが形成
された面が下側を向き、前記2つのシートの他方が最下
に位置し、前記金属のパターンが形成された面が上側を
向くように、積層して、積層シートを形成し、前記2つ
のシートの一方の上面および他方の下面に、前記金属の
パターンと接続されるように、外部電極を形成し、前記
積層シートの少なくとも1つの側面を研磨して、平坦化
させるとともに、前記金属のパターンと接続された複数
の金属端子を露出させ、さらに、前記金属のパターンと
接続されるように、外部電極を形成することを特徴とす
る三次元電子部品用モジュールの製造方法。 - 【請求項25】 前記積層シートの側面を研磨して、平
坦化させるとともに、複数の金属端子を露出させ、角柱
構造の積層シートを形成することを特徴とする請求項2
4に記載の三次元電子部品用モジュールの製造方法。 - 【請求項26】 前記積層シートの側面を研磨して、平
坦化させるとともに、複数の金属端子を露出させ、六面
体構造の積層シートを形成することを特徴とする請求項
25に記載の三次元電子部品用モジュールの製造方法。 - 【請求項27】 前記積層シートの側面を研磨して、平
坦化させるとともに、複数の金属端子を露出させ、直方
体構造の積層シートを形成することを特徴とする請求項
26に記載の三次元電子部品用モジュールの製造方法。 - 【請求項28】 前記シートが、アルミナ粉、ガラス粉
および有機バインダを含んだグリーンシートによって構
成されたことを特徴とする請求項24ないし27のいず
れか1項に記載の三次元電子部品用モジュールの製造方
法。 - 【請求項29】 前記グリーンシートを積層して、加圧
し、さらに、焼成して、ガラス・セラミック化し、前記
積層シートを形成することを特徴とする請求項28に記
載の三次元電子部品用モジュールの製造方法。 - 【請求項30】 前記金属のパターンを、銀‐パラジウ
ムおよび銀よりなる群から選ばれた金属を、前記グリー
ンシート上に、印刷、スパッタリング、めっきおよびエ
ッチングよりなる群から選ばれた手段によって形成する
ことを特徴とする請求項28または29に記載の三次元
電子部品用モジュールの製造方法。 - 【請求項31】 前記金属のパターンを、銀‐パラジウ
ムおよび銀よりなる群から選ばれた金属を前記グリーン
シート上に印刷することによって形成することを特徴と
する請求項30に記載の三次元電子部品用モジュールの
製造方法。 - 【請求項32】 前記金属のパターンを、銀を前記グリ
ーンシート上に、印刷、スパッタリング、めっきおよび
エッチングよりなる群から選ばれた手段によって形成す
ることを特徴とする請求項30に記載の三次元電子部品
用モジュールの製造方法。 - 【請求項33】 前記金属のパターンを、銀を前記グリ
ーンシート上に印刷することによって形成することを特
徴とする請求項32に記載の三次元電子部品用モジュー
ルの製造方法。 - 【請求項34】 前記外部電極を、銀‐パラジウムおよ
び銀よりなる群から選ばれた金属を、前記2つのグリー
ンシートの一方の上面および他方の下面ならびに前記積
層シートの前記少なくとも1つの研磨された側面上に、
印刷、スパッタリング、めっきおよびエッチングよりな
る群から選ばれた手段によって形成することを特徴とす
る請求項28ないし33のいずれか1項に記載の三次元
電子部品用モジュールの製造方法。 - 【請求項35】 前記外部電極を、銀‐パラジウムおよ
び銀よりなる群から選ばれた金属を、前記2つのグリー
ンシートの一方の上面および他方の下面ならびに前記積
層シートの前記少なくとも1つの研磨された側面上に印
刷することによって形成することを特徴とする請求項3
4に記載の三次元電子部品用モジュールの製造方法。 - 【請求項36】 前記外部電極を、銀‐パラジウムを、
前記2つのグリーンシートの一方の上面および他方の下
面ならびに前記積層シートの前記少なくとも1つの研磨
された側面上に、印刷、スパッタリング、めっきおよび
エッチングよりなる群から選ばれた手段によって形成す
る請求項33に記載の三次元電子部品用モジュールの製
造方法。 - 【請求項37】 前記外部電極を、銀‐パラジウムを、
前記2つのグリーンシートの一方の上面および他方の下
面ならびに前記積層シートの前記少なくとも1つの研磨
された側面上に印刷することによって形成することを特
徴とする請求項33に記載の三次元電子部品用モジュー
ルの製造方法。 - 【請求項38】 前記スルーホール内に、銀ペースト、
銀‐パラジウムおよび金ペーストよりなる群から選ばれ
たペーストを充填することを特徴とする請求項28ない
し37のいずれか1項に記載の三次元電子部品用モジュ
ールの製造方法。 - 【請求項39】 前記スルーホール内に、銀ペーストを
充填することを特徴とする請求項38に記載の三次元電
子部品用モジュールの製造方法。 - 【請求項40】 前記シートが有機基板によって構成さ
れたことを特徴とする請求項24ないし27のいずれか
1項に記載の三次元電子部品用モジュールの製造方法。 - 【請求項41】 前記有機基板が、ガラス基材エポキシ
基板、ガラス基材ビスマレイミドトリアジン基板、ガラ
ス基材ポリイミド基板、ガラス基材ポリフェニレンエー
テル基板およびガラス基材フッ素基板よりなる群から選
ばれた基板によって構成されたことを特徴とする請求項
40に記載の三次元電子部品用モジュールの製造方法。 - 【請求項42】 前記有機基板が、プリプレグ樹脂によ
って、接着されて、前記積層シートを形成することを特
徴とする請求項40または41に記載の三次元電子部品
用モジュールの製造方法。 - 【請求項43】 前記スルーホールの内面に金属めっき
を施し、前記積層シートの少なくとも1つの側面を研磨
して、前記スルーホールを縦に切断し、前記スルーホー
ルの内面を前記少なくとも1つの側面上に露出させて、
前記外部電極を形成することを特徴とする請求項40な
いし42のいずれか1項に記載の三次元電子部品用モジ
ュールの製造方法。 - 【請求項44】 前記少なくとも1つの側面上に露出さ
せた前記スルーホール内を共晶はんだによって充填する
ことを特徴とする請求項43に記載の三次元電子部品用
モジュールの製造方法。 - 【請求項45】 前記金属めっきを、銅めっきによって
形成することを特徴とする請求項43または44に記載
の三次元電子部品用モジュールの製造方法。 - 【請求項46】 前記銅めっき上に、金めっき、銀めっ
きならびにニッケルめっきおよび金めっきとよりなる群
から選ばれた金属のめっきが施すことを特徴とする請求
項45に記載の三次元電子部品用モジュールの製造方
法。 - 【請求項47】 前記金属配線を、銅、アルミニウム、
銀、金、白金およびパラジウムから選ばれる金属により
形成することを特徴とする請求項40ないし46のいず
れか1項に記載の三次元電子部品用モジュールの製造方
法。 - 【請求項48】 前記金属配線を、銅をめっきすること
によって形成することを特徴とする請求項47に記載の
三次元電子部品用モジュールの製造方法。 - 【請求項49】 請求項24ないし48に記載された方
法によって製造された前記三次元電子部品用モジュール
の前記外部電極に、半導体部品を接続することを特徴と
する三次元電子部品モジュールの製造方法。 - 【請求項50】 前記三次元電子部品用モジュールの研
磨され、平坦化された前記積層シートの少なくとも1つ
の側面に、共晶クリームはんだをスクリーン印刷し、半
導体部品をマウントして、リフロー炉内で、前記共晶ク
リームはんだを溶融し、前記半導体部品と前記少なくと
も1つの側面に形成された外部電極とを接続し、焼成炉
内で、焼成することを特徴とする請求項49に記載の三
次元電子部品モジュールの製造方法。 - 【請求項51】 前記三次元電子部品用モジュールの研
磨され、平坦化さてた前記積層シートの少なくとも1つ
の側面の前記外部電極に対応する位置に、フラックス
を、スクリーン印刷し、前記外部電極に対応する位置
に、はんだボールを転写し、前記半導体部品を転写した
前記はんだボール上にマウントして、リフロー炉内で、
加熱して、前記はんだボールを溶融し、前記半導体部品
と前記少なくとも1つの側面に形成された外部電極とを
接続し、焼成炉内で、焼成することを特徴とする請求項
49に記載の三次元電子部品モジュールの製造方法。 - 【請求項52】 前記三次元電子部品用モジュールの研
磨され、平坦化さてた前記積層シートの少なくとも1つ
の側面の前記外部電極に対応する位置に、フラックスを
スクリーン印刷し、前記半導体部品の前記フラックスに
対応する位置に、はんだボールを転写し、前記半導体部
品を、前記少なくとも1つの側面に形成された前記外部
電極の位置に合致するように、前記外部電極上にマウン
トし、リフロー炉内で、加熱して、前記半導体部品と前
記少なくとも1つの側面に形成された外部電極とを接続
し、焼成炉内で、焼成することを特徴とする請求項49
に記載の三次元電子部品モジュールの製造方法。 - 【請求項53】 前記三次元電子部品用モジュールの研
磨され、平坦化さてた前記積層シートの少なくとも1つ
の側面の前記外部電極に対応する位置に、フラックスを
スクリーン印刷し、前記半導体部品が備えているはんだ
ボールを利用して、前記半導体部品を、前記少なくとも
1つの側面に形成された前記外部電極の位置に合致する
ように、前記外部電極上にマウントし、リフロー炉内
で、加熱して、前記半導体部品と前記少なくとも1つの
側面に形成された外部電極とを接続し、焼成炉内で、焼
成することを特徴とする請求項49に記載の三次元電子
部品モジュールの製造方法。 - 【請求項54】 前記リフロー炉中で、リフローピーク
温度200〜250℃で、30ないし90秒間にわたっ
て、加熱することを特徴とする請求項50ないし53の
いずれか1項に記載の三次元電子部品モジュールの製造
方法。 - 【請求項55】 前記半導体部品と前記少なくとも1つ
の側面に形成された外部電極とを接続した後、さらに、
エポキシ封止樹脂を、前記半導体部品と前記少なくとも
1つの側面に形成された外部電極との間に充填し、硬化
炉中で、加熱して、前記エポキシ封止樹脂を硬化させ、
前記半導体部品と前記少なくとも1つの側面に形成され
た前記外部電極とを固定することを特徴とする請求項5
0ないし54のいずれか1項に記載の三次元電子部品モ
ジュールの製造方法。 - 【請求項56】 前記エポキシ封止樹脂がフィラーを含
んだことを特徴とする請求項55に記載の三次元電子部
品モジュールの製造方法。 - 【請求項57】 前記フィラーがシリカフィラーである
ことを特徴とする請求項56に記載の三次元電子部品モ
ジュールの製造方法。 - 【請求項58】 前記硬化炉中で、130ないし180
℃で、1ないし4時間にわたって、前記エポキシ封止樹
脂を硬化させることを特徴とする請求項55ないし57
のいずれか1項に記載の三次元電子部品モジュールの製
造方法。 - 【請求項59】 前記焼成炉内で、550ないし650
℃で、1.5時間ないし3時間にわたり、加熱し、さら
に、800ないし880℃で、5ないし15分にわたっ
て、焼成することを特徴とする請求項50ないし58の
いずれか1項に記載の三次元電子部品モジュールの製造
方法。 - 【請求項60】 前記半導体部品が、半導体ベアチッ
プ、FBGAおよび電子部品が実装された半導体基板よ
りなる群から選ばれた半導体部品によって構成されたこ
とを特徴とする請求項49ないし59のいずれか1項に
記載の三次元電子部品モジュールの製造方法。 - 【請求項61】 前記外部電極に、プリント配線基板を
接続することを特徴とする請求項49ないし60のいず
れか1項に記載の三次元電子部品モジュールの製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25433099A JP2001077290A (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | 三次元電子部品用モジュール、三次元電子部品モジュールおよびそれらの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP25433099A JP2001077290A (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | 三次元電子部品用モジュール、三次元電子部品モジュールおよびそれらの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001077290A true JP2001077290A (ja) | 2001-03-23 |
Family
ID=17263516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25433099A Pending JP2001077290A (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | 三次元電子部品用モジュール、三次元電子部品モジュールおよびそれらの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001077290A (ja) |
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- 1999-09-08 JP JP25433099A patent/JP2001077290A/ja active Pending
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