JP2004343021A - Method for manufacturing module with built-in component and manufacturing apparatus - Google Patents

Method for manufacturing module with built-in component and manufacturing apparatus Download PDF

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Masayoshi Koyama
雅義 小山
Yoshio Maruyama
義雄 丸山
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a module having built-in components and a manufacturing apparatus in which an electronic component is buried in the inside, a multilayer wiring structure can be produced and a high accurate electric connection is possible. <P>SOLUTION: A conductive resin is filled in a through hole of a sheet-type matter, and the sheet-type matter is positioned and overlapped on at least one surface of a first circuit board (100) formed with an inner via and a wiring pattern of at least two or more layers, to be heated, pressurized and pasted in a temperature region where a thermosetting resin is not hardened, to produce a core layer. A positive component (106) and/or a passive component (107) is mounted on the wiring pattern of a second circuit board (100), and the components and the sheet-type matter of the core layer are positioned and overlapped on a component mounting surface having the wiring pattern of the second circuit board, to be heated and pressurized, thereby burying the positive component and the passive component in a sheet-type matter (103) of the core layer. Next, the thermosetting resin and the conductive resin in the sheet-type matter are hardened as one body. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体などの能動部品や抵抗、コンデンサなどの受動部品を内蔵した部品内蔵モジュールの製造方法及び製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の高性能化、小型化の要求に伴い、半導体の高密度、高機能化が一層要求されている。それらを実装するため回路基板もまた小型高密度なものが望まれている。これらの要求に対し、高密度実装を実現する手段として、ＬＳＩ間や部品間の電気配線を最短距離で接続できる基板の層間の電気接続方式であるインナービアホール接続法が、回路の高密度配線化が図れることから各方面で開発が進められている。
【０００３】
しかしながら、これらの方法によっても２次元的に部品を高密度に実装することは限界に近づきつつある。また、高速化、高密度化に伴いノイズの影響も避けて通れなくなりつつある。従って、回路基板は高密度、高機能、対ノイズに加え、部品を内蔵した３次元実装形態のモジュールの出現が期待されている。
【０００４】
このような要求に対し、低温で半導体などの能動部品やコンデンサ、抵抗などの受動部品を内蔵させた回路基板の提案（例えば、特許文献１参照。）がなされている。具体的には、インナービア構成で半導体やコンデンサなどを内蔵したモジュールとその製造方法が提案されている。無機質フィラーと熱硬化性樹脂を含む混合物からなるシート状物に導電性樹脂からなるインナービアと能動部品及び／又は受動部品を埋設したコア層と少なくともコア層の片面には複数の配線パターンとインナービアを有する電気絶縁層あるいはセラミック基板を配した部品内蔵モジュールが示されている。さらに、無機質フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂を含む混合物からなるシート状物に導電性樹脂からなるインナービアを設け、さらに離型キャリアに形成した配線パターン上に実装された能動部品及び／又は受動部品を重ね合わせ加熱加圧することで埋没一体化させた後、離型キャリアを剥離し複数の配線パターンとインナービアを有する電気絶縁層あるいはセラミック基板とを一体化させることより成る部品内蔵モジュールの製造方法が提案されている。あるいは、離型キャリアの代わりに銅箔上に能動部品及び／又は受動部品を実装した物をシート状物に重ね合わせ、加熱加圧により埋没一体化後に銅箔をパターニングし複数の配線パターンとインナービアを有する電気絶縁層あるいはセラミック基板とを一体化させることより成る部品内蔵モジュールの製造方法が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２６１４４９号公報（第１０−１１頁、段落番号００５５−００６２、図６−８）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように熱硬化性樹脂に無機質フィラーを含む混合物から成るシート状物を用いて半導体などの能動部品やチップ抵抗、チップコンデンサなどの受動部品を内部に埋没させて多層配線構造を作製する部品内蔵モジュールは、低温での硬化が可能なことから半導体も内蔵できる特徴を有している。
【０００７】
しかしながら、製造方法においては導電性樹脂からなるインナービアを設けた無機質フィラーと未硬化状態又は半硬化の熱硬化性樹脂を含む混合物からなるシート状物と離型キャリアに形成した配線パターン上に実装された能動部品及び／又は受動部品を重ね合わせ加熱加圧することで埋没一体化させる際、能動部品及び／又は受動部品の体積に応じてシート状物が押しのけられ溶融流動することで部品が埋没するが、その溶融流動により導電性樹脂からなるインナービアが押し流されて配線パターンの正規位置よりずれてしまい電気接続が不安定になる品質上の課題と、埋没一体化した後に剥離した離型キャリアは再利用することができない製造上の課題がある。
【０００８】
そこで、本発明は前記従来の課題を解決するため、熱硬化性樹脂と無機質フィラーを含む混合物から成るシート状物に離型キャリアを使用しない工法で半導体などの能動部品やチップ抵抗、チップコンデンサなどの受動部品を内部に埋没させ、且つ多層配線構造を作製することができ、電気接続性が安定して得られる部品内蔵モジュールの製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の部品内蔵モジュールの製造方法は、無機質フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂を含む混合物からなるシート状物に貫通孔を形成し、前記貫通孔に導電性樹脂を充填し、インナービアと配線パターンを少なくとも２層以上形成した第１の回路基板の少なくとも片面に、前記貫通孔に導電性樹脂を充填したシート状物を位置合わせして重ね、前記熱硬化性樹脂が硬化しない温度域で加熱加圧することにより貼り合わされて成るコア層を作製し、インナービアと配線パターンを少なくとも２層以上形成した第２の回路基板の配線パターン上に能動部品及び／又は受動部品を実装し、前記第２の回路基板の配線パターンを有する部品実装面に前記コア層のシート状物とを位置合わせして重ね、加熱加圧することで前記第２の回路基板に実装済みの能動部品及び／又は受動部品を前記コア層のシート状物に埋没させ、さらに前記コア層のシート状物中の熱硬化性樹脂及び導電性樹脂を硬化させることで一体化することを特徴とする。
【００１０】
この方法により、離型キャリアを用いない工法で半導体などの能動部品、及び／又はチップ抵抗、チップコンデンサなどの受動部品を内部に埋没でき、且つ回路基板外層部にも部品を更に実装できるので、極めて高密度で小型のモジュールが実現できる。また、回路基板の材料を選択できるので熱伝導や誘電率、熱膨張などを制御できる。更に、外層部に既存の回路基板を用いているので、あらためて配線パターンをエッチングなどで形成する必要がなく、工業上有用な方法となる。
【００１１】
また、本発明の部品内蔵モジュールの製造方法は、前記２層以上の回路パターンを有する第１の回路基板の少なくとも片面において、予め前記回路パターンの上に膜状部品が形成されていることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の部品内蔵モジュールの製造方法は、前記膜状部品が、薄膜又は無機質フィラーと熱硬化性樹脂の混合物からなる抵抗、コンデンサ及びインダクタからなる群がら選ばれた少なくとも１つであり、且つ前記膜状部品が、蒸着法、ＭＯ−ＣＶＤ（ｍｅｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：有機金属化合物化学蒸着）法又は厚膜印刷法のいずれかの方法で形成されていることが好ましい。これによりさらに高密度で小型のモジュールが実現できる。
【００１３】
また、本発明の部品内蔵モジュールの製造方法は、前記無機質フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂の混合物からなるシート状物に前記第２の回路基板に実装済みの電子部品（以下「受動部品及び／又は能動部品」ともいう。）の配置された位置に対応して概ね前記受動部品及び／又は能動部品の体積と一致する空隙が形成されていることが好ましい。これにより、受動部品及び／又は能動部品の埋設による未硬化状態の熱硬化性樹脂の余分な流動を抑制できるので、シート状物に設けた貫通孔に導電性樹脂を充填して形成したインナービアが重ね合わせた配線パターン上の正規位置よりずれないため電気接続品質が安定する。更に、受動部品及び／又は能動部品を未硬化状態の熱硬化性樹脂の混合物からなるシート状物に応力を与えることなく埋没できるため、受動部品及び／又は能動部品の破損による不良を無くすることができる。
【００１４】
また、本発明の部品内蔵モジュールの製造方法は、前記第１の回路基板の少なくとも片面に前記コア層のシート状物を位置合わせして重ね、前記熱硬化性樹脂が硬化しない温度域で加熱加圧することにより概ね全面で貼付けされていることが好ましい。これにより、第１の回路基板とシート状物は全面で貼付けられているため、受動部品及び／又は能動部品が実装された第２の回路基板の配線パターンを有する部品実装面にコア層のシート状物とを位置合わせして重ね合わせた時、第１の回路基板よりシート状物が浮きやずれを生じないため導電性樹脂を充填して形成したインナービアが位置ずれしないことで製造品質が安定する。
【００１５】
また、本発明の部品内蔵モジュールの製造方法は、前記第１の回路基板の少なくとも片面に前記貫通孔に導電性樹脂を充填したシート状物を位置合わせして重ね、前記熱硬化性樹脂が硬化しない温度域は３０℃から１２０℃の範囲であることが好ましい。これにより、シート状物の熱硬化性樹脂は未硬化状態又は半硬化状態を保つので、受動部品及び／又は能動部品が実装された第２の回路基板の配線パターンを有する部品実装面にコア層のシート状物とを位置合わせして重ね合わせ、加熱加圧しての部品埋没が可能となる。
【００１６】
次に本発明の部品内蔵モジュールの製造装置は、無機質フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂の混合物からなるシート状物を位置決めして保持し、積層位置に供給するシート供給部と、第１の回路基板を位置決めして保持し、原点位置から移動軸上を移動して積層位置と仮止め位置に移動する第１の回路基板供給部と、位置合わせ用マークを認識する手段を備え、供給されたシート状物を保持して位置合わせ調整し、第１の回路基板に重ね合わせを行なう積層部と、前記シート状物と前記第１の回路基板とを押し付けて仮止めする仮止め部からなることを特徴とする。
【００１７】
この装置により、シート状物に設けた貫通孔に導電性樹脂を充填して形成したインナービアと配線パターンおよびインナービア同士が正規位置よりずれない様に積層できるため電気接続品質が安定する。
【００１８】
また、本発明の部品内蔵モジュールの製造装置は、前記シート供給部が、外周部に吸着溝を設けて前記吸着溝の内側を中空として前記シート状物を保持するシート保持台と移動機構で構成されていることが好ましい。これにより、シート状物に設けた貫通孔に導電性樹脂を充填して形成したインナービアが接触して擦れないので電気接続品質が安定する。
【００１９】
また、本発明の部品内蔵モジュールの製造装置は、前記積層部が少なくとも一対の顕微鏡を備え、前記シート状物を保持する多孔質の吸着部材Ａを具備し前記吸着部材ＡをＸＹθ方向に調整するステージと、前記ステージを昇降させる昇降台で構成されていることが好ましい。これにより、シート状物に形成したインナービアと配線パターンおよびインナービア同士の積層合致が高精度かつ簡便に実現できる。前記において、Ｘ方向とは一対の顕微鏡の中心を結ぶ線に対して平行な方向であり、Ｙ方向とは前記Ｘ線に対して直交する方向であり、θ方向とは前記Ｘ方向線の中点、又は一対の顕微鏡の中心を結ぶ線の中点を中心とする回転方向をいう。
【００２０】
また、本発明の部品内蔵モジュールの製造装置は、前記ステージが、位置合わせ用マークを認識する前記顕微鏡の位置に対応して貫通穴が形成されていることが好ましい。これにより、ステージに吸着保持されたシート状物に設けた位置合わせ用マークを、顕微鏡で認識することができる。
【００２１】
また、本発明の部品内蔵モジュールの製造装置は、前記第１の回路基板供給部が前記第１の回路基板を位置合わせする格納可能なピンを具備した多孔質の吸着部材Ｂからなる基板ステージと移動機構で構成されていることが好ましい。これにより、ピンが第１の回路基板の位置合わせ吸着後に格納されるので、シート状物を重ね合わせたときピンと吸着部材Ａが干渉することがない。
【００２２】
また、本発明の部品内蔵モジュールの製造装置は、前記仮止め部が加圧板と加圧駆動部の間に緩衝材を介存して構成されることが好ましい。これにより、加圧板を押し付けてシート状物と第１の回路基板を仮止めする際、緩衝材が撓むことで自動的にレベリングでき、均一な面加圧が可能となる。
【００２３】
また、本発明の部品内蔵モジュールの製造装置は、前記加圧板が電熱線やセラミックヒータなどの加熱手段を備えた構成とすることが好ましい。これにより、シート状物と第１の回路基板を熱圧着することが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の部品内蔵モジュールの製造方法の具体的な態様を図面に基づき説明する。
【００２５】
（実施例１）
図１は、本発明に関する部品内蔵モジュールの構成を示す断面図である。図１において、１００ａ、１００ｂは第１の回路基板１００に形成された配線パターンであり、１００ｃは配線パターン１００ａと最外層の配線パターン１００ｂを電気的に接続するインナービアである。更に、配線パターン１００ａを取り出して電極とする膜状部品が形成されており、１０１は抵抗体を示す膜状部品、１０２はコンデンサを示す膜状部品である。１０３は無機質フィラーと熱硬化性樹脂の複合されたコンポジット材料からなる電気絶縁層である。１０４は回路基板１００と電気絶縁層１０３とで構成されるコア層である。１０５ａは第２の回路基板１０５に形成された配線パターンであり、１０６はその配線パターン１０５ａ上に実装された能動部品である半導体のベアチップである。また、１０７は同様に配線パターン１０５ａ上に実装された受動部品であるチップ部品であり、更に、１０５ｂは第２の回路基板１０５の最外層の配線パターンであり、１０５ｃは配線パターン１０５ａと最外層の配線パターン１０５ｂを電気的に接続するインナービアである。１０３ａは電気絶縁層１０３に形成されたインナービアで第１の回路基板１００の配線パターン１００ａと第２の回路基板１０５の配線パターン１０５ａの間を電気的に接続する。
【００２６】
図１のように、半導体１０６やチップ部品１０７を内蔵し、且つ最外層の配線パターン１００ｂの上には更に部品（図示しない）を実装し、配線パターン１０５ｂの上には半田ボール（図示しない）を形成した構成することなどが可能であるため、極めて高密度な実装モジュールとなる。
【００２７】
前記熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂及びシアネート樹脂を挙げることができる。このとき前記熱硬化性樹脂の室温に於ける弾性率、ガラス転移温度を制御する方法として、それぞれの樹脂組成に対して室温で低弾性率もしくはガラス転移温度が低い樹脂を添加する方法が挙げられる。また、前記無機質フィラーとしては、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＢＮ、ＡＩＮ、ＳｉＯ２等を挙げることができる。
【００２８】
図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）〜（ｃ）は、図１で説明した部品内蔵モジュールの製造工程を示す断面図である。
【００２９】
図２（ａ）において、１００ａは第１の回路基板１００に形成された配線パターンであり１００ｂは第１の回路基板１００の最外層となる配線パターンであり、１００ｃは配線パターン１００ａと最外層の配線パターン１００ｂを電気的に接続するインナービアである。更に、１００ｄは回路基板１００の外装面に配線パターン１００ａ、１００ｂと同様に形成された位置合わせ用マークであり、１００ｅは位置決め用の基準穴である。
【００３０】
次に、第１の回路基板１００を制作する方法を簡略に説明する。まず、アラミド不織布にエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグに炭酸ガスレーザにより穴径１５０μｍの貫通穴を加工した後、印刷スキージにて導電性樹脂を充填し、インナービアを形成し、プリプレグの両面に厚み３２μｍの両面粗化銅箔を重ね加熱加圧によりプリプレグを硬化一体化し、両面の銅箔をフォトリソ法による化学エッチングにより配線パターンを形成しコア基板を制作した。次に、コア基板の両面にインナービアを形成したプリプレグを重ね、更にプリプレグの両面に厚み１８μｍの片粗化銅箔と厚み３２μｍの両面粗化銅箔をそれぞれの粗化面がプリプレグに接するよう重ね合わせた後、加熱加圧によりプリプレグを硬化一体化し、両面に配した銅箔を化学エッチングにより厚み１８μｍの片面粗化銅箔を配線パターン１００ｂ、厚み３２μｍの両面粗化銅箔を配線パターン１００ａ、直径２００μｍの位置合わせ用マーク１００ｄを形成して配線パターン４層の樹脂多層基板（図は、簡略化して示している）とした。その後、はめあい精度Ｈ７で穴径３ｍｍの位置決め用基準穴１００ｅを所定位置に精度良く設けたものである。
【００３１】
図２（ｂ）において、１０１は抵抗体を示す膜状部品、１０２はコンデンサを示す膜状部品であり、配線パターン１００ａを取り出して電極とする膜状部品が第１の回路基板１００上に形成されている。形成は膜状部品をそれぞれ印刷により形成した。例えば、膜状部品１０１は、熱硬化性樹脂にカーボン粉末を混合した抵抗体ペーストである。印刷は、既存のスクリーン印刷法により行なった。
【００３２】
図２（ｃ）において、１０３は無機質フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂の混合物をシート状に加工したものに直径２００μｍの貫通孔を形成し、更に導電性ペーストを充填したインナービア１０３ａを所定位置に設けたシート状物である。更に、前記第１の回路基板１００に設けた位置合わせ用マーク１００ｄの位置に合致するように位置合わせ穴１０３ｂを、位置決め用基準穴１００ｅの位置に合致するように逃げ穴１０３ｃをそれぞれ設けた。
【００３３】
次に、顕微鏡を用いて第１の回路基板１００に設けた位置合わせ用マーク１００ｄに対し、位置合わせ穴１０３ｂの位置が精度良く一致するように合わせた後、シート状物１０３を第１の回路基板１００に重ね合わせ、内部に加熱源を有する平板熱プレスを用いて熱硬化性樹脂が硬化しない温度域で加熱加圧して回路基板１００とシート状物１０３を面全体が貼り付くようにした。面全体が貼り合わされたことにより回路基板１００に対してシート状物１０３は浮きや捲れを生じないため、配線パターン１００ａとインナービア１０３ａは位置ずれすることなく安定する。シート状物１０３は、無機質フィラーと液状の熱硬化一性樹脂を混合してペースト状混練物を作製するか、無機質フィラーに溶剤で低粘度化した熱硬化性樹脂を混合して同様にペースト状混練物を作製する。次に、ペースト状混練物を一定厚みに成型し、熱処理することでシート状物１０３を得る。熱処理は、液状樹脂を用いたものでは粘着性があるため、若干硬化を進めて未硬化状態で可撓性を維持しながら粘着性を除去するために行う。また、溶剤により樹脂を溶解させた混練物では、前述の溶剤を除去し、同様に未硬化の状態で可撓性を保持しながら粘着性を除去する。熱処理条件は、温度が１２０℃で１５分間保持である。これにより前記混合物は、粘着性のないシート状物となる。前記熱硬化性エポキシ樹脂は、硬化開始温度が１３０℃であるため、前記熱処理条件下では未硬化状態又は半硬化状態（未硬化状態又は半硬化状態を「Ｂステージ」ともいう。）であり、以降の工程で加熱により再度溶融させることができる。
【００３４】
このことから、回路基板１００とシート状物１０３の貼り合わせ温度は３０℃から１２０℃の範囲より選択できる。本実施例においては、加熱温度４０℃、加圧力０．１７Ｍｐａを３０秒間保持することにより貼り合わせした。
【００３５】
貫通孔は、レーザー加工法や金型による加工、又はパンチング加工で行なうことができる。特に、レーザー加工法では、炭酸ガスレーザーが加工速度の点で有効である。金型による加工、又はパンチング加工では、穴品質の点で有効である。本実施例においては、パンチング加工により行なった。
【００３６】
導電性ペーストは、金や銀、銅の粉末を導電材料とし、これにシート状物１０３と同様の熱硬化性樹脂を混練したものが使用できる。特に、銅は導電性が良好で、マイグレーションも少ないため有効である。また、熱硬化性樹脂も液状のエポキシ樹脂が耐熱性の面で安定である。本実施例においては、平均粒径２μｍの球形状の銅粒子８５質量％と、樹脂組成としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３質量％とグルシジルエステル系エポキシ樹脂９質量％と、硬化剤としてアミンアダクト硬化剤３質量％とを三本ロールにて混練したものを用いた。
【００３７】
図３（ａ）において、２０３はシート状物１０３と同様にして作製されたもので無機質フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂の混合物をシート状に加工したものに直径２００μｍの貫通孔を形成し、更に導電性ペーストを充填したインナービア２０３ａをシート状加工物１０３のインナービア１０３ａと合致する位置に設けたシート状物で、第１の回路基板１００に設けた位置合わせ用マーク１００ｄの位置に合致するように位置合わせ穴２０３ｂを、位置決め用基準穴１００ｅの位置に合致するように逃げ穴２０３ｃをそれぞれ設け、加えて図１に示す半導体ベアチップ１０６の高さに合わせた厚みとするとともに、半導体ベアチップ１０６及びチップ部品１０７の水平断面形状に合わせた空隙２０３ｄを部品実装位置と合致するよう設けている。これにより、空隙２０３ｄの体積は、半導体ベアチップ１０６及びチップ部品１０７の体積とそれぞれ概ね一致している。
【００３８】
次に、顕微鏡を用いて第１の回路基板１００に設けた位置合わせ用マーク１００ｄに対し、位置合わせ穴２０３ｂの位置が精度良く一致するように合わせた後、シート状物２０３をシート状物１０３上に重ね合わせ、内部に加熱源を有する平板熱プレスを用いて熱硬化性樹脂が硬化しない温度域で加熱加圧して、互いの重ね合わせた面全体が貼り付くようにした。面全体が貼り合わされたことによりシート状物１０３に対してシート状物２０３は浮きや捲れを生じないため、それぞれのインナービア１０３ａ、インナービア２０３ａは位置ずれすることなく安定する。
【００３９】
このようにして、第１の回路基板１００にシート状物１０３を、更にシート状物２０３を貼り合わせて作製したコア層１０４は、抵抗体１０１、コンデンサ１０２の膜状部品を内蔵するとともに、配線パターン１００ａに対しそれぞれのインナービア１０３ａ、２０３ａが精度良く合致したもので、互いの重ね合わせ面は面全体で貼り合わされており、位置ずれを生じない構造体である。更に、シート状物の熱硬化性樹脂が硬化しない温度域で加熱加圧して作製してあるため、未硬化状態（Ｂステージ）であり、以降の工程で加熱により再度溶融させることができる。
【００４０】
図３（ｂ）において、１０５は第１の回路基板１００と同様にして作製された樹脂多層の第２の回路基板であり、第１の回路基板１００に設けた位置決め用基準穴１００ｅの位置に合致するように位置決め用基準穴１０５ｄを設け、配線パターン１０５ａ上に能動部品である半導体ベアチップ１０６やチップ部品１０７が実装され、配線パターン１０５ａと１０５ｂの層間接続用のインナービア１０５ｃを設けている。半導体ベアチップ１０６は、導電性接着剤を介して配線パターン１０５ａと電気的に接続されている。半導体ベアチップ１０６の実装用導電性接着剤の代わりに半田によるバンプ、又は金ワイヤボンディング法で作製したバンプを半導体側にあらかじめ形成し、熱処理による半田の溶解を利用して半導体ベアチップ１０６を実装することも可能である。
【００４１】
次に、２０４は別途用意したプレス治具であり、第１の回路基板１００に設けた位置決め用基準穴１００ｅと合致する位置に基準ピン２０４ａが垂直に立てられている。半導体ベアチップ１０６、チップ部品１０７を実装した第２の回路基板１０５と、上記した方法で作製したコア層１０４を反転させ順に基準ピン２０４ａに位置決め用基準穴１０５ｄ、位置決め用基準穴１００ｅを挿入し位置合わせして、図３（ｂ）のように重ね合わせる。この時、第２の回路基板１０５に実装された半導体ベアチップ１０６、チップ部品１０７は製造上避けられない実装位置誤差を生じており、空隙２０３ｄはスムーズに勘合されないことが多々ある。
【００４２】
一般的に、第１の回路基板１００のようなリジットな平板と貼り合わせされたコア層構造を持たないシート状物を単独で重ね合わせた場合、シート状物は未硬化状態の軟化形態であることから容易に伸延して空隙部が、実装誤差を有する半導体ベアチップやチップ部品に案内されて挿入されてしまう。このことは、例えシート状物に位置決め用基準穴を設けていてもインナービアの位置がずれてしまうこととなる。しかしながら、既に説明したようにシート状物２０３はリジットな第１の回路基板１００にシート状物１０３とともに面全体で貼り合わせたコア層１０４の構造体であることから、容易に伸延して、空隙部が実装誤差を有する半導体ベアチップやチップ部品に案内されて挿入されることがない。言い換えれば、インナービアが位置ずれを生じない。
【００４３】
次に、位置合わせして重ねたものを熱プレスにより、加熱加圧して半導体ベアチップ１０６及びチップ部品１０７をコア層１０４のシート状物２０３に設けた空隙２０３ｄに埋設、一体化する工程を説明する。部品の埋設は、前記シート状物２０３の中の熱硬化性樹脂が硬化する前の軟化が進んだ状態で加圧することで行なう。この時、シート状物２０３には半導体ベアチップ１０６及びチップ部品１０７の体積に応じた空隙２０３ｄを設けているため、埋設による熱硬化性樹脂の余分な流動を抑制できるので、シート状物１０３，２０３に設けたインナービア１０３ａ、２０３ａが配線パターンやインナービアの正規位置よりずれることはない。更に、埋没時に半導体ベアチップ１０６及びチップ部品１０７に圧縮応力が作用しないため、実装部品の破損や接続外れなどの実装部分への悪影響がない。熱プレスを用いてプレス温度１２０℃、圧力０．９８ＭＰａで５分間加熱加圧する。これにより、前記シート状物１０３，２０３の中の熱硬化性樹脂が加熱により溶融軟化するため、半導体ベアチップ１０６及びチップ部品１０７がシート状物中に埋没する。更に、加熱温度を上昇させて１７５℃で６０分間保持し、前記シート状物１０３，２０３の熱硬化性樹脂及び導電性樹脂の熱硬化性樹脂を完全に硬化させる。これにより、コア層１０４と半導体ベアチップ１０６、チップ部品１０７、及び第２の回路基板１０５が機械的に強固に一体化する。また、同様にインナービア１０３ａ，２０３ａの熱硬化性樹脂の硬化により配線パターン１００ａ、１０５ａの間の電気的接続が行なわれる。
【００４４】
図３（ｃ）は、部品を埋没一体化した状態のものを前記プレス治具２０４より取り出し、周囲の位置決め用基準穴部分などを切断することで図１に示した構造の、部品を内蔵した部品内蔵モジュールとなる。
【００４５】
（実施例２）
図４は、本発明に関する別の部品内蔵モジュールの構成を示す断面図である。図４において、３００ａ、３００ｂは第１の回路基板３００の両面にそれぞれ形成された配線パターンであり、３００ｃは配線パターン３００ａと配線パターン３００ｂを電気的に接続するインナービアである。更に、配線パターン３００ａ、３００ｂを取り出して電極とする膜状部品が形成されている。３０１ａ及び３０１ｂは抵抗体を示す膜状部品、３０２ａ、３０２ｂはコンデンサを示す膜状部品でそれぞれ第１の回路基板３００の両面にそれぞれ形成されている。３０３は無機質フィラーと熱硬化性樹脂の複合されたコンポジット材料からなる電気絶縁層である。３０４は回路基板３００の両面に配した電気絶縁層３０３とで構成されるコア層である。３０５は一対の第２の回路基板であり前記コア層３０４の両面よりそれぞれ挟み込むもので、３０５ａは第２の回路基板３０５に形成された配線パターンであり、３０６はその配線パターン３０５ａ上に実装された能動部品である半導体のベアチップである。また、３０７は同様に配線パターン３０５ａ上に実装された受動部品であるチップ部品であり、更に、３０５ｂは第２の回路基板３０５の最外層の配線パターンであり、３０５ｃは配線パターン３０５ａと最外層の配線パターン３０５ｂを電気的に接続するインナービアである。３０３ａは電気絶縁層３０３に形成されたインナービアで第１の回路基板３００の配線パターン３００ａ、３００ｂとそれぞれの第２の回路基板３０５の配線パターン３０５ａの間を電気的に接続する。
【００４６】
図４のように、半導体３０６やチップ部品３０７を二面に内蔵し、且つ最外層の配線パターン３０５ｂの上には更に部品（図示せず）の実装や、半田ボール（図示せず）を形成することなどが可能であるため、極めて高密度な実装モジュールとなる。
【００４７】
図５（ａ）〜（ｅ）及び図６（ａ）〜（ｂ）は、図４で説明した部品内蔵モジュールの製造工程を示す断面図である。図５（ａ）において、３００ａ、３００ｂは第１の回路基板３００に形成された配線パターンであり、３００ｃは配線パターン３００ａと配線パターン３００ｂを電気的に接続するインナービアである。更に、３００ｄは回路基板３００の両面に配線パターン３００ａ、３００ｂと同様に形成された位置合わせ用マークであり、３００ｅは位置決め用の基準穴である。
【００４８】
第１の回路基板３００を製作する方法は実施例１で説明したので詳細は省略するが、外層用の銅箔には厚み１８μｍの片粗化銅箔をそれぞれ用い、粗化面がプリプレグに接するよう重ね合わせた後、加熱加圧によりプリプレグを硬化一体化し、両面に配した銅箔を化学エッチングにより配線パターン３００ａ、３００ｂを形成すると共に直径２００μｍの位置合わせ用マーク３００ｄを両面に形成して配線パターン４層の樹脂多層基板（図は、簡略化して示している）とした。
【００４９】
図５（ｂ）において、３０１ａ、３０１ｂは抵抗体を示す膜状部品、３０２ａ、３０２ｂはコンデンサを示す膜状部品であり、配線パターン３００ａ、３００ｂをそれぞれ取り出して電極とする膜状部品が第１の回路基板３００上に形成されている。
【００５０】
図５（ｃ）において、３０３は無機質フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂の混合物をシート状に加工したものに直径２００μｍの貫通孔を形成し、更に導電性ペーストを充填したインナービア３０３ａを所定位置に設けたシート状物である。更に、前記第１の回路基板３００に設けた位置合わせ用マーク３００ｄの位置に合致するように位置合わせ穴３０３ｂを、位置決め用基準穴３００ｅの位置に合致するように逃げ穴３０３ｃをそれぞれ設けた。
【００５１】
次に、顕微鏡を用いて第１の回路基板３００に設けた位置合わせ用マーク３００ｄに対し、位置合わせ穴３０３ｂの位置が精度良く一致するように合わせた後、シート状物３０３を第１の回路基板３００に重ね合わせ、内部に加熱源を有する平板熱プレスを用いて熱硬化性樹脂が硬化しない温度域で加熱加圧して回路基板３００とシート状物３０３を面全体が貼り付くようにした。面全体が貼り合わされたことにより回路基板３００に対してシート状物３０３は浮きや捲れを生じな
いため、配線パターン３００ａとインナービア３０３ａは位置ずれすることなく安定する。
【００５２】
シート状物３０３は、実施例１の中で既に説明したのでここでは省略する。回路基板３００とシート状物３０３の貼り合わせ温度は３０℃から１２０℃の範囲より選択できる。本実施例においては、加熱温度４０℃、加圧力０．１７Ｍｐａを３０秒間保持することにより貼り合わせした。導電性ペーストは、実施例１で使用したものと同じ物を用いた。
【００５３】
図５（ｄ）において、４０３はシート状物３０３と同様にして作製されたもので無機質フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂の混合物をシート状に加工したものに直径２００μｍの貫通孔を形成し、更に導電性ペーストを充填したインナービア４０３ａをシート状加工物３０３のインナービア３０３ａと合致する位置に設けたシート状物で、第１の回路基板３００に設けた位置合わせ用マーク３００ｄの位置に合致するように位置合わせ穴４０３ｂを、位置決め用基準穴３００ｅの位置に合致するように逃げ穴４０３ｃをそれぞれ設け、加えて図３に示す半導体ベアチップ３０６の高さに合わせた厚みとするとともに、半導体ベアチップ３０６及びチップ部品３０７の水平断面形状に合わせた空隙４０３ｄを部品実装位置と合致するよう設けている。これにより、空隙４０３ｄの体積は、半導体ベアチップ３０６及びチップ部品３０７の体積とそれぞれ概ね一致している。
【００５４】
次に、顕微鏡を用いて第１の回路基板３００に設けた位置合わせ用マーク３００ｄに対し、位置合わせ穴４０３ｂの位置が精度良く一致するように合わせた後、シート状物４０３をシート状物３０３上に重ね合わせ、内部に加熱源を有する平板熱プレスを用いて熱硬化性樹脂が硬化しない温度域で加熱加圧して、互いの重ね合わせた面全体が貼り付くようにした。面全体が貼り合わされたことによりシート状物３０３に対してシート状物４０３は浮きや捲れを生じないため、それぞれのインナービア３０３ａ、インナービア４０３ａは位置ずれすることなく安定する。
【００５５】
図５（ｅ）において、３０４はコア層である。図５（ｄ）で第１の回路基板３００、シート状物３０３、４０３を貼り合わせしたものを反転し第１の回路基板３００上に設けた配線パターン３００ｂ面側を上向きにし、図５（ｄ）で説明した方法でシート状物３０３、４０３を貼り合わせすることでコア層３０４を構成した状態を示している。
【００５６】
このようにして、第１の回路基板３００の両面にシート状物３０３、４０３をそれぞれ貼り合わせて作製したコア層３０４は、抵抗体３０１ａ、３０１ｂ、コンデンサ３０２ａ、３０２ｂの膜状部品を内蔵するとともに、配線パターン３００ａ、３００ｂに対しそれぞれのインナービア３０３ａ、４０３ａが精度良く合致したもので、互いの重ね合わせ面は面全体で貼り合わされており、位置ずれを生じない構造体である。更に、シート状物の熱硬化性樹脂が硬化しない温度域で加熱加圧して作製してあるため、未硬化状態又は半硬化状態（Ｂステージ）であり、以降の工程で加熱により再度溶融させることができる。
【００５７】
図６（ａ）において、３０５は第１の回路基板３００と同様の方法にして作製された一対の第２の回路基板であり、第１の回路基板３００に設けた位置決め用基準穴３００ｅの位置に合致するように位置決め用基準穴３０５ｄを設け、配線パターン３０５ａ上に能動部品である半導体ベアチップ３０６やチップ部品３０７が実装され、配線パターン３０５ａと３０５ｂの層間接続用のインナービア３０５ｃを設けている。半導体ベアチップ３０６は、導電性接着剤を介して配線パターン３０５ａと電気的に接続されている。
【００５８】
次に、２０４は別途用意したプレス治具であり、第１の回路基板３００に設けた位置決め用基準穴３００ｅと合致する位置に基準ピン２０４ａが垂直に立てられている。半導体ベアチップ３０６、チップ部品３０７を実装した第２の回路基板３０５と、上記した方法で作製したコア層３０４更に、第２の回路基板３０５を順に基準ピン２０４ａに位置決め用基準穴３０５ｄ、位置決め用基準穴３００ｅ、位置決め用基準穴３０５ｄを挿入し位置合わせして、図のように重ね合わせる。
【００５９】
次に、位置合わせして重ねたものを熱プレスにより、加熱加圧して半導体ベアチップ３０６及びチップ部品３０７をコア層３０４のシート状物４０３に設けた空隙４０３ｄに埋設、一体化するため、熱プレスを用いてプレス温度１２０℃、圧力０．９８ＭＰａで５分間加熱加圧する。これにより、前記シート状物３０３，４０３の中の熱硬化性樹脂が加熱により溶融軟化するため、半導体ベアチップ３０６及びチップ部品３０７がシート状物中に埋没するｃ更に、加熱温度を上昇させて１７５℃で６０分間保持し、前記シート状物３０３，４０３の熱硬化性樹脂及び導電性樹脂の熱硬化性樹脂を完全に硬化させる。これにより、コア層３０４と半導体ベアチップ３０６、チップ部品３０７、及び一対の第２の回路基板３０５が機械的に強固に一体化する。また、同様にインナービア３０３ａ，４０３ａの熱硬化性樹脂の硬化により配線パターン３００ａ、３００ｂとそれぞれの配線パターン３０５ａ間の電気的接続が行なわれる。
【００６０】
図６（ｂ）は、部品を埋没一体化した状態のものを前記プレス治具２０４より取り出し、周囲の位置決め用基準穴部分などを切断することで図４に示した構造の部品内蔵モジュールとなる。
【００６１】
以上説明したとおり、実施例１及び実施例２で説明した部品内蔵モジュールの製造方法は、リジットな回路基板の片面もしくは両面に熱硬化性樹脂と無機質フィラーを含む混合物から成るシート状物を面全体で貼り合わせたコア層を作製し、半導体などの能動部品やチップ抵抗、チップコンデンサなどの受動部品を実装した回路基板で挟み込み、加熱加圧することでシート状物内に部品を埋没させ一体化することを特徴としている。本発明の製造方法によれば、実施例１及び実施例２で説明した構成の部品内蔵モジュール以外にも幅広く適応できる。例えば、図７に示す構成は、第２の回路基板５０１の両面には半導体などの能動部品５０１やチップ抵抗、チップコンデンサなどの受動部品５０３を両面実装されており、第１の回路基板５０４とシート状物５０５が全面で貼り合わされた一対のコア層５０６で挟み込まれ一体化しており、本発明の部品内蔵モジュールの製造方法が適用できる。
【００６２】
また、説明においては１個の部品内蔵モジュールを製造する場合で述べたが、多数個取り基板サイズで製作し個片に分断すれば、１度のプロセスで多くの部品内蔵モジュールを得られる。
【００６３】
（実施例３）
本発明の部品内蔵モジュールの製造装置は、図２（ｃ）および図３（ａ）で説明したシート状物に設けたインナービアと第１の回路基板の配線パターンおよびインナービア同士を精度良く重ね合わせて貼付けする工程についてなされたものであり、図８を用いて装置構成の概略を説明する。
【００６４】
図８において、７０１はシート供給部を示しており、無機質フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂の混合物からなるシート状物６０３を位置決めして保持するシート保持台７０１ａが、ガイドレール７０１ｂ上をエアシリンダ（図示せず）により駆動され、積層部７０２まで移動する。積層部７０２は、第１の回路基板６００に設けた位置合わせ用マーク位置６００ｄに対応して１対の顕微鏡７０２ａと、シート状物６０３を保持する多孔質の吸着部材Ａ７０２ｂをＸＹθ方向に調整可能なステージ７０２ｃと、ステージ７０２ｃを昇降させる昇降台７０２ｄで構成される。７０３は第１の回路基板供給部で、第１の回路基板６００を位置決めして保持する多孔質の吸着部材Ｂ７０３ａと、スライダ７０３ｂで構成され、スライダ７０３ｂは移動軸７０４上をボールネジ（図示せず）とサーボモータ（図示せず）により駆動され、原点位置Ｐ１から積層部７０２および仮止め部７０５の所定位置に移動する。仮止め部７０５は、加熱源を内蔵した加圧板７０５ａと、加圧板７０５ａを駆動する加圧駆動部７０５ｂの間に介存した弾性体からなる緩衝材７０５ｃを備えている。
【００６５】
次に、工程に従い各部の動作を詳細に説明する。
【００６６】
図９は、第１の回路基板６００に設けた位置決め用基準穴６００ｅを、第１の回路基板供給部７０３を構成する多孔質の吸着部材Ｂ７０３ａに設けた位置決めピン７０３ｃに挿入して、第１の回路基板６００を位置決めおよび、吸着保持している状態を示している。さらに、位置決めピン７０３ｃは第１の回路基板６００を位置決めして吸着保持した後、沈み込んでいる。
【００６７】
その動作は、まず、多孔質の吸着部材Ｂ７０３ａにはピンガイド７０３ｄが埋め込まれ、さらにピンガイド７０３ｄに勘合して位置決めピン７０３ｃがエアシリンダ（図示せず）により上下の駆動を可能にしており、位置決めピン７０３ｃが上昇位置では吸着部材Ｂ７０３ａの上面より約１ｍｍ突き出た状態であり、第１の回路基板６００に設けた位置決め用基準穴６００ｅを挿入して位置決めする。次に、多孔質の吸着部材Ｂ７０３ａは焼結金属からなるため内部は細かい空気の通路が無数に形成されており、第１の回路基板６００を載置・保持する面を除き、周囲を金属７０３ｅで囲っている。さらに、金属７０３ｅ側面には吸着部材Ｂ７０３ａに連通するように吸気口７０３ｆを設けてあり、吸気口７０３ｆに接続された排気手段（図示せず）より排気することで第１の回路基板６００を真空吸着するものである。図９においては、配線パターン６００ｂの厚みを誇張しているが３２μｍと薄いので真空吸着保持には全く支障は無いものである。その後、位置決めピン７０３ｃが下降して第１の回路基板６００の上面より沈み込むことで、位置決めと真空吸着保持の動作が完了する。これにより、シート状物を重ね合わせたとき積層部７０２の多孔質の吸着部材Ａ７０２ｂに位置決めピン７０３ｃが干渉することがない。
【００６８】
７０３ｂはスライダであり、金属７０３ｅとネジ固定されている。スライダ７０３ｂは移動軸７０４にクロスローラガイドで案内され、ボールネジ（図示せず）とサーボモータ（図示せず）により駆動され積層部７０２の所定位置に精度良く移動して位置決めされる。実施例においては、繰り返し位置決め精度は２μｍ以下であった。図８で説明した積層部７０２において、第１の回路基板６００にパターニングにより設けた１対の直径２００μｍの位置合わせ用マーク６００ｄは、１対の顕微鏡７０２ａの視野内に納まる。次に、顕微鏡７０２ａの基準カーソルを微調整して位置合わせ用マーク６００ｄの中心に合致させて固定する。その後、第１の回路基板供給部７０３は原点位置Ｐ１に復帰する。これにより、１対の顕微鏡７０２ａの基準カーソルに位置合わせ用マーク６００ｄの位置を置き換えたことになる。さらに、第１の回路基板供給部７０３を繰り返し積層部７０２に位置決めしても高精度に基準カーソルと位置合わせ用マーク６００ｄの合致が再現される。
【００６９】
図１０はシート保持台７０１ａ上にシート状物６０３がシート位置決めピン７０１ｃと０．１ｍｍの比較的大きめの隙間で位置決めされ、さらに、シート状物６０３の外形より内側に設けた真空吸着溝７０１ｄにより吸着保持されている。ここで、製造工程の説明では割愛したが、シート状物６０３の両面には１６μｍの厚みの保護フィルムがビア加工工程前にラミネートされており、保護フィルムもシート状物６０３と一括してビア加工、導電性ペーストの充填が成されている。シート保持台７０１ａにシート状物６０３を載置する際には第１の回路基板６００と重ね合わせる面６０３ｆの保護フィルムは事前に剥離されており、反対側の保護フィルム６０３ｅのみ残っている。これにより、インナービア６０３ａは既に剥離された保護フィルムの厚みに相当する１６μｍの高さ分だけインナービア６０３ａがシート状物６０３の面６０３ｆより飛び出た状態となっている。この飛び出た高さ分が後工程の熱プレス工程で圧縮されて所定の抵抗値を得るものである。その飛び出たインナービア６０３ａが接触や擦れによって欠損することを防止するために、シート保持台７０１ａのインナービア領域を中空７０１ｅにしている。
【００７０】
７０１ｆはスライダであり、シート保持台７０１ａとネジ固定されており、ガイドレール７０１ｂ上をエアシリンダ（図示せず）により駆動され、原点位置Ｐ２から積層部７０２の所定位置まで移動してシート状物６０３の受け渡しをする。
図１１、図１２、図１３を用いて、積層部７０２において、シート状物６０３と第１の回路基板６００を位置合わせして重ね合わせする動作を説明する。
【００７１】
図１１は、シート保持台７０１ａから受け渡しされたシート状物６０３が吸着部材Ａ７０２ｂに吸着保持されている状態である。受け渡しは昇降台７０２ｄが下降して、シート保持台７０１ａに吸着されているシート状物６０３に接した状態で、吸着部材Ａ７０２ｂに連通する排気口７０２ｅに接続された排気手段（図示せず）により排気して吸着可能状態にした後、シート保持台７０１ａの真空吸着溝７０１ｄの真空吸着を解除する。昇降台７０２ｄが上昇することでシート状物６０３は吸着部材Ａ７０２ｂに吸着保持され受け渡しが完了する。昇降台７０２ｄによりシート状物６０３を吸着保持した吸着部材Ａ７０２ｂが上昇する際、シート保持台７０１ａに設けた真空吸着溝７０１ｄに接続された別系統の圧空手段（図示せず）により、空気を吐出させることでシート状物６０３の離れをスムーズに行う。その後、シート保持台７０１ａは原点位置Ｐ２まで復帰する。
【００７２】
次に、ステージ７０２ｃによる、顕微鏡７０２ａの基準カーソルとシート状物６０３に設けた位置合わせ用穴６０３ｂとの位置合わせを説明する。まず、吸着部材Ａ７０２ｂの構造は、図９で説明した吸着部材Ｂ７０３ａと同様であるので詳細は省略するが、一対の顕微鏡７０２ａの位置に対応した位置に、顕微鏡７０２ａの視野よりも大きい貫通穴７０２ｆをそれぞれ設けているので、位置合わせ用穴６０３ｂを直接顕微鏡７０２ａで観察できる。また、貫通穴７０２ｆの内壁を樹脂で被覆しているので、吸着時のリークがない。シート状物６０３に設けた位置合わせ用穴６０３ｂは、受け渡しされた時点では、それぞれ顕微鏡７０２ａの視野内にあるが基準カーソルとは一致していないため、ＸＹθ方向３軸の調整をステージ７０２ｃにより行い、位置合わせ用穴６０３ｂを顕微鏡７０２ａの基準カーソルにそれぞれ合致させる。
【００７３】
図１２は、顕微鏡７０２ａの基準カーソルとシート状物６０３に設けた位置合わせ用穴６０３ｂは合致しており、シート状物６０３が吸着部材Ａ７０２ｂに吸着保持されている。さらに、第１の回路基板供給部７０３が積層部７０２の所定位置に移動して静止しており、第１の回路基板６００の位置合わせ用マーク６００ｄは、１対の顕微鏡７０２ａの基準カーソルと再現よく合致している状態である。
【００７４】
図１３は、吸着部材Ａ７０２ｂに吸着保持されていたシート状物６０３が、吸着部材ｂ７０３ａに吸着保持されている第１の回路基板６００に重ね合わされた状態を示している。
【００７５】
その動作は、昇降台７０２ｄが真下に下降して、吸着部材Ａ７０２ｂに吸着保持されたシート状物６０３は、第１の回路基板６００に接触する。接触後、吸着部材Ａ７０２ｂに連通する排気口７０２ｅに接続された排気手段（図示せず）の排気を停止してシート状物６０３の吸着を解除する。吸着を解除して吸着部材Ａ７０２ｂが昇降台７０２ｄにより上昇する際、吸着部材Ａ７０２ｂに連通する排気口７０２ｅに接続された別系統の圧空手段（図示せず）により、空気を吸着部材Ａ７０２ｂより吐出させてシート状物６０３の離れをスムーズに行う。また、重ね合わせる際、事前に第１の回路基板６００の四角には仮固定用の粘着材、もしくは瞬間接着剤などを塗布しているので、シート状物６０３は第１の回路基板６００に重ね合わされた状態で容易に位置ずれを生じない。
【００７６】
図１４は仮止め部７０５において、吸着部材Ｂ７０３ａに吸着保持された第１の回路基板６００と、重ね合わせたシート状物６０３が積層部７０２より移動して静止した後、内蔵した加熱源７０５ｄにより所定温度に加熱された加圧板７０５ａが、加圧駆動部７０５ｂにより所定の圧力で押し付けている状態を示している。本実施例においては製造方法で既に述べた通り、加熱温度４０℃、加圧力０．１７Ｍｐａを３０秒間保持することにより貼り合わせした。
【００７７】
加圧板７０５ａは、内蔵した加熱源７０５ｄに棒状ヒータを複数本用いて、加圧板７０５ａ全体の温度が均一になる様にするとともに、加圧面７０５ｅの反対側に断熱板７０５ｆを配して緩衝材７０５ｃおよび、加圧駆動部７０５ｂ等への熱伝導を低減して加熱温度の安定化をはかっている。さらに、加圧駆動部７０５ｂとの間には、弾性体であるシリコンゴムの厚み０．５ｍｍよりなる緩衝材７０５ｃを介存させて、加圧時における加圧面７０５ｅとシート状物６０３上面との平行度の誤差を吸収して加圧面７０５ｅ全体での加圧を可能にしている。また、加圧面７０５ｅは平面研削加工仕上げで平面度１０μｍ以下の平滑面としているので、面内での加圧バラツキを生じない。
【００７８】
これにより、面全体が貼り合わされているので第１の回路基板６００に対してシート状物６０３は浮きや捲れを生じないため、配線パターン６００ａとインナービア６０３ａは位置ずれすることなく安定する。
【００７９】
その後、加圧駆動部７０５ｂにより加圧板７０５ａが上昇し、第１の回路基板供給部７０３は移動軸７０４上を移動して原点位置Ｐ１に復帰し、第１の回路基板６００とシート状物６０３の積層貼り合わせが完了する。
【００８０】
図３（ａ）に示す２０３はシート状物６０３と同様にして作製されたもので、半導体ベアチップの高さに合わせた厚みとするとともに、半導体ベアチップおよびチップ部品の水平断面形状に合わせた空隙を部品実装位置と合致するよう設けたものである。
【００８１】
シート状物２０３をシート状物６０３上に重ね合わせ、内部に加熱源を有する加圧板を用いて熱硬化性樹脂が硬化しない温度域で加熱加圧して、互いの重ね合わせた面全体が貼り付くようにする動作については、既に説明したシート状物６０３を第１の回路基板６００に面全体が貼り合わせる動作と同一であるため割愛する。
【００８２】
これによりシート状物６０３に対してシート状物２０３は浮きや捲れを生じないため、それぞれのインナービア同士は位置ずれすることなく安定する。
【００８３】
以上述べたように本発明の部品内蔵モジュールの製造装置を用いれば、第１の回路基板６００にシート状物６０３を、更にシート状物２０３を貼り合わせて作製したコア層は、抵抗体やコンデンサ等の膜状部品を内蔵するとともに、第１の回路基板６００の配線パターンに対しそれぞれのインナービアが精度良く合致したもので、互いの重ね合わせ面は面全体で貼り合わされており、位置ずれを生じない構造体となる。更に、シート状物の熱硬化性樹脂が硬化しない温度域で加熱加圧して作製してあるため、未硬化状態（Ｂステージ）であり、以降の工程で加熱により再度溶融させることができる。
【００８４】
本発明の製造装置によれば、実施例で説明した構成の部品内蔵モジュール以外にも幅広く適応できる。
【００８５】
（実施例４）
図１５および図１６は本発明に関する別の部品内蔵モジュールの構成を示す断面図である。図１５において、８００ａ、８００ｂは第１の回路基板８００の両面にそれぞれ形成された配線パターンであり、８００ｃは配線パターン８００ａと配線パターン８００ｂを電気的に接続するインナービアである。更に、配線パターン８００ａ、８００ｂを取り出して電極とする膜状部品が形成されている。８０１ａおよび８０１ｂは抵抗体を示す膜状部品、８０２ａ、８０２ｂはコンデンサを示す膜状部品でそれぞれ第１の回路基板８００の両面にそれぞれ形成されている。８０３は無機質フィラーと熱硬化性樹脂の複合されたコンポジット材料からなる電気絶縁層である。８０４は回路基板８００の両面に配した電気絶縁層８０３とで構成されるコア層である。８０５は一対の第２の回路基板であり前記コア層８０４の両面よりそれぞれ挟み込むもので、８０５ａは第２の回路基板８０５に形成された配線パターンであり、８０６はその配線パターン８０５ａ上に実装された能動部品である半導体のベアチップである。また、８０７は同様に配線パターン８０５ａ上に実装された受動部品であるチップ部品であり、更に、８０５ｂは第２の回路基板８０５の最外層の配線パターンであり、８０５ｃは配線パターン８０５ａと最外層の配線パターン８０５ｂを電気的に接続するインナービアである。８０３ａは電気絶縁層８０３に形成されたインナービアで第１の回路基板８００の配線パターン８００ａ、８００ｂとそれぞれの第２の回路基板８０５の配線パターン８０５ａの間を電気的に接続する。このように、半導体８０６やチップ部品８０７を二面に内蔵し、且つ最外層の配線パターン８０５ｂの上には更に部品（図示しない）の実装や、半田ボール（図示しない）を形成した構成することなどが可能であるため、極めて高密度な実装モジュールとなる。
【００８６】
本発明の部品内蔵モジュールの製造装置は既に説明した通り、第１の回路基板にシート状物を精度良く位置合わせして面全体での貼り合わせが可能で、同様な動作で第１の回路基板の両面にシート状物を位置合わせして面全体で貼り合わせてコア層を製作することができるので、コア層の両面から第２の回路基板８０５を挟み込んだ構成の部品内蔵モジュールの製造に対応できる。
【００８７】
図１６に示す構成は、第２の回路基板９０１の両面には半導体などの能動部品９０１やチップ抵抗、チップコンデンサなどの受動部品９０３を両面実装されており、第１の回路基板９０４とシート状物９０５が全面で貼り合わせられた一対のコア層９０６で挟み込まれ一体化している。
【００８８】
本発明の部品内蔵モジュールの製造装置は既に説明した通り、第１の回路基板にシート状物を精度良く位置合わせして面全体で貼り合わせてコア層を製作することができるので、第２の回路基板９０１を１対のコア層で挟み込んだ構成の部品内蔵モジュールの製造に対応できる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明した製造方法によれば、熱硬化性樹脂と無機質フィラーを含む混合物から成るシート状物に離型キャリアを使用しない工法で半導体などの能動部品やチップ抵抗、チップコンデンサなどの受動部品を内部に埋没させ、且つ多層配線構造を簡易に作製することができ、電気接続性が安定して得られる部品内蔵モジュールを作製できる。このように既存の回路基板を用いることで、基板作製時に化学エッチングなどの湿式工程が必要なくなり、簡易に微細な配線パターンが得られる。また、部品を内蔵する前にコア層内のインナービアの状態や実装性能を評価できるので、既存回路基板上で不良な部品を修理できるという効果もある。
【００９０】
さらに本発明の製造装置によれば、熱硬化性樹脂と無機質フィラーを含む混合物から成るシート状物のインナービア同士および、回路基板の配線パターンとインナービアを精度良く重ね合わせ面全体で貼り合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における部品内蔵モジュールの断面図。
【図２】本発明の実施例１における部品内蔵モジュールの製造工程を示す断面図であり、（ａ）は第１の回路基板を作製する工程を説明する断面図、（ｂ）は第１の回路基板に膜状部品を形成する工程を説明する断面図、（ｃ）は第１の回路基板にシート状物を貼り合わせる工程を説明する断面図である。
【図３】本発明の実施例１における部品内蔵モジュールの製造工程を示す断面図、（ａ）は第１の回路基板にシート状物を貼り合わせコア層を作製する工程を説明する断面図、（ｂ）は部品が実装された第２の回路基板とコア層を加熱加圧して部品を内蔵する工程を説明する断面図、（ｃ）は得られた部品内蔵モジュールを示す断面図である。
【図４】本発明の実施例２における部品内蔵モジュールの断面図である。
【図５】本発明の実施例２における部品内蔵モジュールの製造工程を示す断面図であり、（ａ）は第１の回路基板を作製する工程を説明する断面図、（ｂ）は第１の回路基板に膜状部品を形成する工程を説明する断面図、（ｃ）は第１の回路基板にシート状物を貼り合わせる工程を説明する断面図、（ｄ）は第１の回路基板にシート状物を貼り合わせる工程を説明する断面図、（ｅ）は第１の回路基板の両面にシート状物を貼り合わせコア層を作製する工程を説明する断面図である。
【図６】本発明の実施例２における部品内蔵モジュールの製造工程を示す断面図であり、（ａ）は部品が実装された第２の回路基板とコア層を加熱加圧して部品を内蔵する工程を説明する断面図、（ｂ）は得られた部品内蔵モジュールを示す断面図である。
【図７】本発明のさらに別の例の部品内蔵モジュールの断面図である。
【図８】本発明の実施例３における部品内蔵モジュールの製造装置の断面図。
【図９】本発明の実施例３における部品内蔵モジュールの製造装置の第１の回路基板供給部を説明する断面図。
【図１０】本発明の実施例３における部品内蔵モジュールの製造装置のシート状物供給部を説明する断面図。
【図１１】本発明の実施例３における部品内蔵モジュールの製造装置の積層部でのシート状物の受け渡し動作と位置合わせ動作を説明する断面図。
【図１２】本発明の実施例３における部品内蔵モジュールの製造装置の積層部での第１の回路基板を位置決めした状態を説明する断面図。
【図１３】本発明の実施例３における部品内蔵モジュールの製造装置の積層部での第１の回路基板とシート状物を重ね合わせる動作を説明する断面図。
【図１４】本発明の実施例３における部品内蔵モジュールの製造装置の仮止め部でのシート状物と第１の回路基板を貼り付ける動作を説明する断面図。
【図１５】本発明の実施例３における部品内蔵モジュールの構成を示す断面図である。
【図１６】同、別の部品内蔵モジュールの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１００ 第１の回路基板
１０１ 抵抗体を示す膜状部品
１０２ コンデンサーを示す膜状部品
１０３ シート状物
１０４ コア層
１０５ 第２の回路基板
１０６ 半導体ベアチップ
１０７ チップ部品
６００ 第１の回路基板
６０３ シート状物
７０１ シート供給部
７０２ 積層部
７０３ 第１の回路基板供給部
７０４ 移動軸
７０５ 仮止め部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a component built-in module incorporating active components such as semiconductors and passive components such as resistors and capacitors.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the demand for higher performance and smaller size of electronic devices, higher density and higher functionality of semiconductors have been further demanded. In order to mount them, a small and high-density circuit board is also desired. In response to these demands, as a means for realizing high-density mounting, an inner via-hole connection method, which is an electric connection method between layers of a substrate that can connect electric wiring between LSIs and components in the shortest distance, has been developed to achieve high-density circuit wiring. Is being developed in various fields.
[0003]
However, even with these methods, two-dimensionally mounting components at high density is approaching its limit. In addition, with the increase in speed and density, the influence of noise is also being avoided. Therefore, in addition to high density, high performance, and noise reduction, a circuit board is expected to have a three-dimensional mounting module incorporating components.
[0004]
In response to such demands, there has been proposed a circuit board in which active components such as a semiconductor and passive components such as a capacitor and a resistor are incorporated at a low temperature (for example, see Patent Document 1). Specifically, a module incorporating a semiconductor, a capacitor, and the like in an inner via configuration and a method of manufacturing the module have been proposed. An inner via made of a conductive resin and a core layer in which an active component and / or a passive component are embedded in a sheet made of a mixture containing an inorganic filler and a thermosetting resin, and at least one surface of the core layer has a plurality of wiring patterns and an inner A component built-in module in which an electric insulating layer having a via or a ceramic substrate is arranged is shown. Further, an inner via made of a conductive resin is provided on a sheet made of a mixture containing an inorganic filler and an uncured thermosetting resin, and an active component and / or an active component mounted on a wiring pattern formed on a release carrier are further provided. Alternatively, a component built-in module is formed by stacking and integrating passive components by heating and pressurizing, then releasing the release carrier, and integrating a plurality of wiring patterns with an electric insulating layer or a ceramic substrate having inner vias. Has been proposed. Alternatively, instead of a release carrier, a product in which active components and / or passive components are mounted on a copper foil is overlaid on a sheet-like material. There has been proposed a method of manufacturing a component built-in module, which comprises integrating an electric insulating layer having vias or a ceramic substrate.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-261449 (pages 10-11, paragraphs 0055-0062, FIG. 6-8)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In this way, active parts such as semiconductors and passive parts such as chip resistors and chip capacitors are buried inside using a sheet-like material made of a mixture containing a thermosetting resin and an inorganic filler to create a multilayer wiring structure. The module has a feature that it can be cured at a low temperature and can also incorporate a semiconductor.
[0007]
However, in the manufacturing method, the sheet is made of a mixture containing an inorganic filler having an inner via made of a conductive resin and an uncured or semi-cured thermosetting resin, and is mounted on a wiring pattern formed on a release carrier. When the embedded active component and / or passive component are buried and integrated by overlapping and heating and pressing, the sheet-like material is displaced according to the volume of the active component and / or the passive component, and the component is buried by melting and flowing. However, due to the melt flow, the inner via made of conductive resin is pushed away and deviated from the proper position of the wiring pattern and the electrical connection becomes unstable. There are manufacturing challenges that cannot be reused.
[0008]
Therefore, the present invention solves the above-mentioned conventional problems, active parts such as semiconductors, chip resistors, chip capacitors, etc. by a method that does not use a release carrier for a sheet-like material made of a mixture containing a thermosetting resin and an inorganic filler. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for manufacturing a component built-in module in which passive components can be buried inside and a multilayer wiring structure can be manufactured, and the electrical connectivity can be stably obtained.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a module with a built-in component according to the present invention includes forming a through-hole in a sheet-like material made of a mixture containing an inorganic filler and a thermosetting resin in an uncured state, and forming a conductive hole in the through-hole. A resin-filled sheet-like material filled with conductive resin in the through-holes is positioned and overlapped on at least one surface of a first circuit board on which at least two layers of inner vias and wiring patterns are formed. A core layer formed by heating and pressing in a temperature range in which the conductive resin does not cure, and forming an active component and / or an active component on a wiring pattern of a second circuit board on which at least two layers of inner vias and wiring patterns are formed. Passive components are mounted, and the sheet-like material of the core layer is aligned and overlapped on the component mounting surface having the wiring pattern of the second circuit board, and heated and pressed. The active components and / or passive components mounted on the second circuit board are buried in the sheet material of the core layer, and the thermosetting resin and the conductive resin in the sheet material of the core layer are further cured. It is characterized by being integrated by doing.
[0010]
According to this method, active components such as semiconductors and / or passive components such as chip resistors and chip capacitors can be buried inside by a method without using a release carrier, and components can be further mounted on an outer layer portion of a circuit board. An extremely high density and small module can be realized. In addition, since the material of the circuit board can be selected, heat conduction, dielectric constant, thermal expansion, and the like can be controlled. Furthermore, since an existing circuit board is used for the outer layer, there is no need to form a wiring pattern by etching or the like, which is an industrially useful method.
[0011]
Further, in the method of manufacturing a component built-in module according to the present invention, it is preferable that a film component is previously formed on the circuit pattern on at least one surface of the first circuit board having the circuit pattern of two or more layers. .
[0012]
In the method for manufacturing a component-containing module according to the present invention, the film-shaped component is at least one selected from the group consisting of a resistor formed of a thin film or a mixture of an inorganic filler and a thermosetting resin, a capacitor and an inductor, and It is preferable that the film-shaped component is formed by any one of a vapor deposition method, an MO-CVD (metal organic chemical vapor deposition) method, and a thick film printing method. As a result, a higher-density and smaller module can be realized.
[0013]
Further, the method for manufacturing a component built-in module according to the present invention is a method for manufacturing an electronic component (hereinafter referred to as a “passive component”) mounted on the second circuit board on a sheet made of a mixture of the inorganic filler and an uncured thermosetting resin. And / or an active component) is preferably formed corresponding to the position of the passive component and / or the active component. As a result, the excess flow of the uncured thermosetting resin due to the burying of the passive component and / or the active component can be suppressed, so that the inner via formed by filling the through hole provided in the sheet-like material with the conductive resin is formed. Does not deviate from the normal position on the superposed wiring pattern, so that the electrical connection quality is stabilized. Furthermore, since the passive component and / or the active component can be buried without applying stress to a sheet made of a mixture of the thermosetting resin in an uncured state, failure due to breakage of the passive component and / or the active component is eliminated. Can be.
[0014]
Further, in the method of manufacturing a module with a built-in component according to the present invention, the sheet-like material of the core layer is aligned and overlapped on at least one surface of the first circuit board, and heated in a temperature range where the thermosetting resin is not cured. It is preferable that the adhesive be applied almost entirely by pressing. Thus, since the first circuit board and the sheet-like material are stuck on the entire surface, the sheet of the core layer is provided on the component mounting surface having the wiring pattern of the second circuit board on which the passive components and / or the active components are mounted. When the sheets are aligned and superimposed, the sheet-like objects do not float or shift from the first circuit board, so that the inner vias formed by filling the conductive resin do not shift, thereby lowering the manufacturing quality. Stabilize.
[0015]
Further, in the method of manufacturing a module with a built-in component according to the present invention, the thermosetting resin is cured by aligning and stacking a sheet-like material filled with a conductive resin in the through-hole on at least one surface of the first circuit board. It is preferable that the temperature range not to be changed is in the range of 30 ° C to 120 ° C. Thereby, the thermosetting resin of the sheet-like material maintains an uncured state or a semi-cured state, so that the core layer is provided on the component mounting surface having the wiring pattern of the second circuit board on which the passive components and / or the active components are mounted. It becomes possible to embed a part by aligning and superimposing the sheet-like material and applying heat and pressure.
[0016]
Next, the apparatus for manufacturing a module with a built-in component according to the present invention includes: a sheet supply unit that positions and holds a sheet-like material made of a mixture of an inorganic filler and an uncured thermosetting resin, and supplies the sheet-like material to a lamination position; A first circuit board supply unit for positioning and holding the circuit board of the first position, moving on the movement axis from the origin position to move to the stacking position and the temporary fixing position, and a unit for recognizing the alignment mark. A laminated portion that holds and adjusts the position of the sheet-like material and superimposes the sheet-like material on the first circuit board, and a temporary fixing portion that presses and temporarily fixes the sheet-like material and the first circuit board. It is characterized by becoming.
[0017]
With this device, the inner vias formed by filling the through-holes formed in the sheet material with the conductive resin, the wiring patterns, and the inner vias can be laminated so that they do not deviate from their normal positions, so that the electrical connection quality is stabilized.
[0018]
Also, in the apparatus for manufacturing a module with a built-in component according to the present invention, the sheet supply unit includes a sheet holding table that holds a sheet-like material by providing a suction groove in an outer peripheral portion and hollowing the inside of the suction groove to hold the sheet-like material. It is preferred that Accordingly, since the inner via formed by filling the through hole provided in the sheet-like material with the conductive resin does not contact and rub, the electrical connection quality is stabilized.
[0019]
Further, in the apparatus for manufacturing a component built-in module according to the present invention, the stacking unit includes at least a pair of microscopes, includes a porous suction member A that holds the sheet-like material, and adjusts the suction member A in the XYθ direction. It is preferable that a stage and an elevating table for elevating the stage be configured. This makes it possible to easily and accurately realize the lamination matching between the inner via formed on the sheet-like material, the wiring pattern, and the inner via. In the above, the X direction is a direction parallel to a line connecting the centers of the pair of microscopes, the Y direction is a direction orthogonal to the X-ray, and the θ direction is a line in the X-direction line. A rotation direction around a point or the midpoint of a line connecting the centers of a pair of microscopes.
[0020]
In the apparatus for manufacturing a module with a built-in component according to the present invention, it is preferable that the stage has a through hole corresponding to a position of the microscope for recognizing a positioning mark. Thereby, the alignment mark provided on the sheet-like object sucked and held on the stage can be recognized by the microscope.
[0021]
Also, the apparatus for manufacturing a module with a built-in component according to the present invention may be configured such that the first circuit board supply unit includes a porous suction member B having a stowable pin for positioning the first circuit board. It is preferable to be constituted by a moving mechanism. As a result, the pins are stored after the first circuit board is positioned and sucked, so that the pins and the sucking member A do not interfere with each other when the sheets are overlapped.
[0022]
Further, in the apparatus for manufacturing a module with a built-in component according to the present invention, it is preferable that the temporary fixing portion is configured with a buffer material interposed between a pressing plate and a pressing driving portion. Accordingly, when the sheet-shaped material is temporarily fixed to the first circuit board by pressing the pressing plate, the leveling can be automatically performed by bending the cushioning material, and uniform surface pressing can be performed.
[0023]
Further, in the apparatus for manufacturing a component built-in module according to the present invention, it is preferable that the pressure plate has a heating means such as a heating wire or a ceramic heater. Thereby, the sheet-like material and the first circuit board can be thermocompression-bonded.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A specific embodiment of the method for manufacturing a component built-in module according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
(Example 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a component built-in module according to the present invention. In FIG. 1, 100a and 100b are wiring patterns formed on the first circuit board 100, and 100c is an inner via that electrically connects the wiring pattern 100a and the outermost wiring pattern 100b. Further, a film-like component that takes out the wiring pattern 100a and is used as an electrode is formed, 101 is a film-like component showing a resistor, and 102 is a film-like component showing a capacitor. Reference numeral 103 denotes an electrical insulating layer made of a composite material in which an inorganic filler and a thermosetting resin are combined. A core layer 104 includes the circuit board 100 and the electric insulating layer 103. Reference numeral 105a denotes a wiring pattern formed on the second circuit board 105, and reference numeral 106 denotes a semiconductor bare chip which is an active component mounted on the wiring pattern 105a. Similarly, 107 is a chip component which is a passive component mounted on the wiring pattern 105a, 105b is an outermost wiring pattern of the second circuit board 105, and 105c is a wiring pattern of the wiring pattern 105a and the outermost layer. Is an inner via for electrically connecting the wiring pattern 105b. Reference numeral 103a denotes an inner via formed in the electric insulating layer 103 for electrically connecting the wiring pattern 100a of the first circuit board 100 and the wiring pattern 105a of the second circuit board 105.
[0026]
As shown in FIG. 1, the semiconductor 106 and the chip component 107 are built in, a component (not shown) is further mounted on the outermost wiring pattern 100b, and a solder ball (not shown) is mounted on the wiring pattern 105b. It is possible to form an extremely high-density mounting module.
[0027]
Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, a phenol resin, and a cyanate resin. At this time, as a method of controlling the elastic modulus at room temperature of the thermosetting resin and the glass transition temperature, there is a method of adding a resin having a low elastic modulus or a low glass transition temperature at room temperature to each resin composition. . Further, as the inorganic filler, Al 2 O 3 , MgO, BN, AIN, SiO 2 And the like.
[0028]
FIGS. 2A to 2C and 3A to 3C are cross-sectional views showing the steps of manufacturing the component built-in module described with reference to FIG.
[0029]
In FIG. 2A, 100a is a wiring pattern formed on the first circuit board 100, 100b is a wiring pattern to be the outermost layer of the first circuit board 100, and 100c is a wiring pattern of the wiring pattern 100a and the outermost layer. This is an inner via for electrically connecting the wiring pattern 100b. Further, 100d is a positioning mark formed on the exterior surface of the circuit board 100 in the same manner as the wiring patterns 100a and 100b, and 100e is a positioning reference hole.
[0030]
Next, a method of manufacturing the first circuit board 100 will be briefly described. First, a prepreg in which an aramid nonwoven fabric is impregnated with an epoxy resin is processed into a through hole having a hole diameter of 150 μm by a carbon dioxide gas laser, and then filled with a conductive resin with a printing squeegee to form an inner via, and a thickness of 32 μm is formed on both surfaces of the prepreg. The prepreg was cured and integrated by heating and pressing, and a wiring pattern was formed on the copper foil on both sides by chemical etching using a photolithography method to produce a core substrate. Next, a prepreg having inner vias formed on both surfaces of the core substrate is overlapped, and a 18 μm-thick single-sided roughened copper foil and a 32 μm-thick double-sided roughened copper foil are further formed on both surfaces of the prepreg such that each roughened surface is in contact with the prepreg. After overlapping, the prepreg is cured and integrated by heating and pressing, and the copper foil disposed on both sides is chemically etched to form a 18 μm thick single-sided roughened copper foil with a wiring pattern 100b, and a 32 μm thick double-sided roughened copper foil with a wiring pattern 100a. Then, a positioning mark 100d having a diameter of 200 μm was formed to obtain a resin multilayer substrate having four wiring patterns (the drawing is simplified). Thereafter, a positioning reference hole 100e having a hole diameter of 3 mm and a fitting accuracy H7 is accurately provided at a predetermined position.
[0031]
In FIG. 2B, reference numeral 101 denotes a film-like component representing a resistor, and reference numeral 102 denotes a film-like component representing a capacitor. A film-like component from which a wiring pattern 100a is taken out and used as an electrode is formed on the first circuit board 100. Have been. The film-shaped components were formed by printing. For example, the film-shaped component 101 is a resistor paste in which carbon powder is mixed with a thermosetting resin. Printing was performed by an existing screen printing method.
[0032]
In FIG. 2C, reference numeral 103 denotes an inner via 103a formed by processing a mixture of an inorganic filler and a thermosetting resin in an uncured state into a sheet, forming a through hole having a diameter of 200 μm, and further filling a conductive paste. It is a sheet-like object provided at a predetermined position. Further, a positioning hole 103b is provided so as to match the position of the positioning mark 100d provided on the first circuit board 100, and a relief hole 103c is provided so as to match the position of the positioning reference hole 100e.
[0033]
Next, after using a microscope to align the position of the alignment hole 103b with the alignment mark 100d provided on the first circuit board 100 with high accuracy, the sheet-like object 103 is placed in the first circuit board. The circuit board 100 and the sheet-like material 103 were adhered on the entire surface by applying heat and pressure in a temperature range where the thermosetting resin was not cured using a flat plate heat press having a heating source therein. Since the entire surface is bonded, the sheet-like material 103 does not float or turn with respect to the circuit board 100, so that the wiring pattern 100a and the inner via 103a are stabilized without displacement. The sheet-like material 103 is prepared by mixing an inorganic filler and a liquid thermosetting resin to form a paste-like kneaded material, or mixing the inorganic filler with a thermosetting resin reduced in viscosity with a solvent to form a paste-like kneaded product. Make a kneaded material. Next, the paste-like kneaded material is molded into a certain thickness, and heat-treated to obtain the sheet-like material 103. The heat treatment is performed in order to remove the tackiness while slightly curing and maintaining the flexibility in the uncured state, since the heat treatment using the liquid resin has tackiness. In a kneaded product in which a resin is dissolved by a solvent, the above-mentioned solvent is removed, and the tackiness is similarly removed while maintaining flexibility in an uncured state. The heat treatment is performed at a temperature of 120 ° C. for 15 minutes. As a result, the mixture becomes a sheet having no tackiness. Since the thermosetting epoxy resin has a curing start temperature of 130 ° C., it is in an uncured state or a semi-cured state (the uncured state or the semi-cured state is also referred to as “B stage”) under the heat treatment conditions. It can be melted again by heating in the subsequent steps.
[0034]
From this, the bonding temperature of the circuit board 100 and the sheet 103 can be selected from the range of 30 ° C. to 120 ° C. In the present embodiment, the bonding was performed by holding the heating temperature of 40 ° C. and the pressure of 0.17 Mpa for 30 seconds.
[0035]
The through holes can be formed by a laser processing method, processing by a mold, or punching processing. In particular, in the laser processing method, a carbon dioxide laser is effective in terms of processing speed. Die processing or punching is effective in terms of hole quality. In the present embodiment, punching was performed.
[0036]
As the conductive paste, a material obtained by using a powder of gold, silver, or copper as a conductive material and kneading the same thermosetting resin as the sheet-like material 103 can be used. In particular, copper is effective because it has good conductivity and little migration. In addition, as for the thermosetting resin, a liquid epoxy resin is stable in terms of heat resistance. In this example, 85% by mass of spherical copper particles having an average particle diameter of 2 μm, 3% by mass of a bisphenol A type epoxy resin and 9% by mass of a glycidyl ester epoxy resin as a resin composition, and amine adduct curing as a curing agent A mixture obtained by kneading 3% by mass of an agent with a three-roll mill was used.
[0037]
In FIG. 3A, reference numeral 203 denotes a through hole having a diameter of 200 μm formed by processing a mixture of an inorganic filler and an uncured thermosetting resin into a sheet in the same manner as the sheet 103. Further, a sheet-like material provided with an inner via 203a filled with a conductive paste at a position corresponding to the inner via 103a of the sheet-like workpiece 103, and the position of the alignment mark 100d provided on the first circuit board 100 In addition to the alignment holes 203b provided so as to match the positions of the positioning reference holes 100e, the escape holes 203c are provided, and the thickness is adjusted to the height of the semiconductor bare chip 106 shown in FIG. A gap 203d corresponding to the horizontal cross-sectional shape of the semiconductor bare chip 106 and the chip component 107 is provided so as to match the component mounting position. There. Thus, the volume of the void 203d is approximately equal to the volume of the semiconductor bare chip 106 and the volume of the chip component 107, respectively.
[0038]
Next, after using a microscope to align the position of the alignment hole 203b with the alignment mark 100d provided on the first circuit board 100 with high accuracy, the sheet-like object 203 is attached to the sheet-like object 103. The sheets were superimposed on each other and heated and pressed in a temperature range where the thermosetting resin did not cure using a flat plate heat press having a heating source inside, so that the entire superposed surfaces were stuck together. Since the sheet 203 does not float or turn over the sheet 103 due to the entire surface being bonded, the respective inner vias 103a and 203a are stabilized without displacement.
[0039]
In this manner, the core layer 104 produced by bonding the sheet-like material 103 and the sheet-like material 203 to the first circuit board 100 incorporates the film-like components of the resistor 101 and the capacitor 102, and also has the wiring The inner vias 103a and 203a are precisely aligned with the pattern 100a, and the overlapping surfaces of the inner vias 103a and 203a are bonded to each other over the entire surface, so that there is no displacement. Furthermore, since the sheet-shaped material is manufactured by heating and pressing in a temperature range where the thermosetting resin is not cured, it is in an uncured state (B stage) and can be melted again by heating in the subsequent steps.
[0040]
In FIG. 3B, reference numeral 105 denotes a resin multilayer second circuit board manufactured in the same manner as the first circuit board 100, and is located at the position of the positioning reference hole 100e provided in the first circuit board 100. A positioning reference hole 105d is provided so as to match, a semiconductor bare chip 106 or a chip component 107 as an active component is mounted on the wiring pattern 105a, and an inner via 105c for interlayer connection between the wiring patterns 105a and 105b is provided. The semiconductor bare chip 106 is electrically connected to the wiring pattern 105a via a conductive adhesive. A bump made of solder or a bump made by a gold wire bonding method is previously formed on the semiconductor side instead of the conductive adhesive for mounting the semiconductor bare chip 106, and the semiconductor bare chip 106 is mounted using melting of the solder by heat treatment. Is also possible.
[0041]
Next, reference numeral 204 denotes a separately prepared press jig, and a reference pin 204a is vertically set at a position corresponding to the positioning reference hole 100e provided in the first circuit board 100. The second circuit board 105 on which the semiconductor bare chip 106 and the chip component 107 are mounted, and the core layer 104 produced by the above-described method are inverted and the positioning reference holes 105d and the positioning reference holes 100e are inserted into the reference pins 204a in order. And superimposed as shown in FIG. At this time, the semiconductor bare chip 106 and the chip component 107 mounted on the second circuit board 105 have mounting position errors that cannot be avoided in manufacturing, and the gap 203d is often not fitted smoothly.
[0042]
In general, when a sheet having no core layer structure, which is bonded to a rigid flat plate such as the first circuit board 100, is laminated alone, the sheet is in an uncured softened state. Therefore, the gap is easily extended and the gap is guided and inserted into a semiconductor bare chip or chip component having a mounting error. This means that the position of the inner via is shifted even if the positioning reference hole is provided in the sheet-like material. However, as described above, since the sheet-like material 203 is a structure of the core layer 104 which is bonded to the rigid first circuit board 100 together with the sheet-like material 103 over the entire surface, the sheet-like material 203 easily extends and has a void. The part is not guided and inserted into a semiconductor bare chip or chip component having a mounting error. In other words, the inner via does not shift.
[0043]
Next, a description will be given of a process of burying and integrating the semiconductor bare chip 106 and the chip component 107 in the void 203d provided in the sheet-like material 203 of the core layer 104 by heating and pressing the aligned and stacked products by a hot press. . The embedding of the parts is performed by applying pressure in a state where the thermosetting resin in the sheet-like material 203 has been softened before being hardened. At this time, since the space 203d corresponding to the volume of the semiconductor bare chip 106 and the chip component 107 is provided in the sheet 203, the excess flow of the thermosetting resin due to burying can be suppressed. Of the inner vias 103a and 203a provided in the wiring patterns and the normal positions of the inner vias do not shift. Further, since no compressive stress acts on the semiconductor bare chip 106 and the chip component 107 during the burial, there is no adverse effect on the mounted portion such as breakage or disconnection of the mounted component. Using a hot press, heat and pressure are applied for 5 minutes at a press temperature of 120 ° C. and a pressure of 0.98 MPa. As a result, the thermosetting resin in the sheet materials 103 and 203 is melted and softened by heating, so that the semiconductor bare chip 106 and the chip component 107 are buried in the sheet material. Further, the heating temperature is increased and the temperature is maintained at 175 ° C. for 60 minutes to completely cure the thermosetting resin of the sheets 103 and 203 and the thermosetting resin of the conductive resin. Thereby, the core layer 104, the semiconductor bare chip 106, the chip component 107, and the second circuit board 105 are mechanically and firmly integrated. Similarly, electrical connection between the wiring patterns 100a and 105a is made by curing the thermosetting resin in the inner vias 103a and 203a.
[0044]
FIG. 3 (c) shows a state in which the component having the structure shown in FIG. 1 is incorporated by removing the component in which the component is embedded and integrated from the press jig 204 and cutting the surrounding positioning reference hole and the like. It becomes a component built-in module.
[0045]
(Example 2)
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the configuration of another component built-in module according to the present invention. 4, 300a and 300b are wiring patterns formed on both surfaces of the first circuit board 300, respectively, and 300c is an inner via that electrically connects the wiring pattern 300a and the wiring pattern 300b. Further, a film-like component that takes out the wiring patterns 300a and 300b and serves as an electrode is formed. Reference numerals 301a and 301b denote film-shaped components indicating resistors, and 302a and 302b denote film-shaped components indicating capacitors, which are formed on both surfaces of the first circuit board 300, respectively. Reference numeral 303 denotes an electric insulating layer made of a composite material in which an inorganic filler and a thermosetting resin are combined. Reference numeral 304 denotes a core layer including an electric insulating layer 303 disposed on both sides of the circuit board 300. Reference numeral 305 denotes a pair of second circuit boards which are sandwiched from both sides of the core layer 304, 305a denotes a wiring pattern formed on the second circuit board 305, and 306 denotes a wiring pattern mounted on the wiring pattern 305a. Semiconductor bare chip as an active component. 307 is a chip component which is a passive component similarly mounted on the wiring pattern 305a, 305b is a wiring pattern of the outermost layer of the second circuit board 305, and 305c is a wiring pattern of the wiring pattern 305a and the outermost layer. Is an inner via electrically connecting the wiring pattern 305b of FIG. Reference numeral 303a denotes an inner via formed in the electric insulating layer 303 for electrically connecting the wiring patterns 300a and 300b of the first circuit board 300 and the wiring patterns 305a of the respective second circuit boards 305.
[0046]
As shown in FIG. 4, the semiconductor 306 and the chip component 307 are built in on two sides, and a component (not shown) is further mounted and a solder ball (not shown) is formed on the outermost wiring pattern 305b. Therefore, the mounting module is extremely high in density.
[0047]
FIGS. 5A to 5E and FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views showing the steps of manufacturing the component built-in module described with reference to FIG. In FIG. 5A, 300a and 300b are wiring patterns formed on the first circuit board 300, and 300c is an inner via that electrically connects the wiring pattern 300a and the wiring pattern 300b. Further, 300d is a positioning mark formed on both sides of the circuit board 300 in the same manner as the wiring patterns 300a and 300b, and 300e is a positioning reference hole.
[0048]
Although the method of manufacturing the first circuit board 300 has been described in the first embodiment, the details are omitted. However, the roughened surface is in contact with the prepreg, using an 18 μm-thick partially roughened copper foil as the outer layer copper foil. After overlapping, the prepreg is hardened and integrated by heating and pressing, and the copper foils arranged on both sides are subjected to chemical etching to form wiring patterns 300a and 300b, and at the same time, to form a positioning mark 300d having a diameter of 200 μm on both sides for wiring. A resin multilayer substrate having four patterns was used (the drawing is simplified).
[0049]
In FIG. 5B, reference numerals 301a and 301b denote film-shaped components indicating resistors, reference numerals 302a and 302b denote film-shaped components indicating capacitors, and a film-shaped component which takes out the wiring patterns 300a and 300b and serves as an electrode is the first. Are formed on the circuit board 300 of FIG.
[0050]
In FIG. 5C, reference numeral 303 denotes a sheet obtained by processing a mixture of an inorganic filler and a thermosetting resin in an uncured state, forming a through hole having a diameter of 200 μm, and further forming an inner via 303a filled with a conductive paste. It is a sheet-like object provided at a predetermined position. Further, a positioning hole 303b is provided so as to match the position of the positioning mark 300d provided on the first circuit board 300, and a relief hole 303c is provided so as to match the position of the positioning reference hole 300e.
[0051]
Next, after using a microscope to align the position of the alignment hole 303b with the alignment mark 300d provided on the first circuit board 300 with high accuracy, the sheet-like object 303 is placed in the first circuit board. The circuit board 300 and the sheet 303 were adhered on the entire surface by heating and pressing in a temperature range where the thermosetting resin was not cured using a flat plate heat press having a heating source inside. Since the entire surface is bonded, the sheet-like material 303 does not float or turn with respect to the circuit board 300.
Therefore, the wiring pattern 300a and the inner via 303a are stable without displacement.
[0052]
Since the sheet 303 has already been described in the first embodiment, a description thereof will be omitted. The bonding temperature of the circuit board 300 and the sheet 303 can be selected from a range of 30 ° C to 120 ° C. In the present embodiment, the bonding was performed by holding the heating temperature of 40 ° C. and the pressure of 0.17 Mpa for 30 seconds. The same conductive paste as that used in Example 1 was used.
[0053]
In FIG. 5D, reference numeral 403 denotes a through hole having a diameter of 200 μm formed by processing a mixture of an inorganic filler and an uncured thermosetting resin into a sheet in the same manner as the sheet 303. Further, an inner via 403a filled with a conductive paste is provided at a position corresponding to the inner via 303a of the sheet workpiece 303, and the position of the alignment mark 300d provided on the first circuit board 300 is adjusted. And a clearance hole 403c is provided so as to match the position of the positioning reference hole 300e, and the thickness is adjusted to the height of the semiconductor bare chip 306 shown in FIG. A gap 403d corresponding to the horizontal cross-sectional shape of the semiconductor bare chip 306 and the chip component 307 is provided so as to match the component mounting position. There. As a result, the volume of the gap 403 d is approximately equal to the volume of the semiconductor bare chip 306 and the volume of the chip component 307.
[0054]
Next, after the position of the positioning hole 403b is accurately aligned with the position of the positioning mark 300d provided on the first circuit board 300 using a microscope, the sheet 403 is placed in the sheet 303. The sheets were superimposed on each other and heated and pressed in a temperature range where the thermosetting resin did not cure using a flat plate heat press having a heating source inside, so that the entire superposed surfaces were stuck together. Since the sheet-like material 403 does not float or turn over the sheet-like material 303 due to the entire surface being bonded, the respective inner vias 303a and 403a are stable without displacement.
[0055]
In FIG. 5E, reference numeral 304 denotes a core layer. In FIG. 5D, the first circuit board 300 and the sheet-like objects 303 and 403 are stuck and the wiring pattern 300b provided on the first circuit board 300 is turned upside down. 3) shows a state in which the sheet-like materials 303 and 403 are bonded together to form the core layer 304.
[0056]
In this way, the core layer 304 produced by bonding the sheet-like objects 303 and 403 to both surfaces of the first circuit board 300 respectively incorporates the film-like components of the resistors 301a and 301b and the capacitors 302a and 302b. The inner vias 303a and 403a precisely match the wiring patterns 300a and 300b, respectively, and the superposed surfaces are bonded together over the entire surface, so that there is no displacement. Furthermore, since it is manufactured by heating and pressing in a temperature range where the thermosetting resin of the sheet-shaped material is not cured, it is in an uncured state or a semi-cured state (B stage), and is to be melted again by heating in the subsequent steps. Can be.
[0057]
In FIG. 6A, reference numeral 305 denotes a pair of second circuit boards manufactured by the same method as the first circuit board 300, and the position of the positioning reference hole 300e provided in the first circuit board 300. Is provided, a semiconductor bare chip 306 or a chip component 307 as an active component is mounted on the wiring pattern 305a, and an inner via 305c for interlayer connection between the wiring patterns 305a and 305b is provided. . The semiconductor bare chip 306 is electrically connected to the wiring pattern 305a via a conductive adhesive.
[0058]
Next, reference numeral 204 denotes a separately prepared press jig, and a reference pin 204a is vertically set at a position corresponding to a positioning reference hole 300e provided in the first circuit board 300. The second circuit board 305 on which the semiconductor bare chip 306 and the chip component 307 are mounted, the core layer 304 manufactured by the above-described method, and the second circuit board 305 are sequentially placed on the reference pins 204a with the positioning reference holes 305d and the positioning reference. The hole 300e and the positioning reference hole 305d are inserted and aligned, and are overlapped as shown in the figure.
[0059]
Next, the aligned and stacked products are heated and pressed by a hot press to bury and integrate the semiconductor bare chip 306 and the chip component 307 into the voids 403d provided in the sheet-like material 403 of the core layer 304 by a hot press. Is heated and pressed at a press temperature of 120 ° C. and a pressure of 0.98 MPa for 5 minutes. As a result, the thermosetting resin in the sheet materials 303 and 403 is melted and softened by heating, so that the semiconductor bare chip 306 and the chip component 307 are buried in the sheet material c. C. for 60 minutes to completely cure the thermosetting resin of the sheets 303 and 403 and the thermosetting resin of the conductive resin. Thereby, the core layer 304, the semiconductor bare chip 306, the chip component 307, and the pair of second circuit boards 305 are mechanically and firmly integrated. Similarly, the electrical connection between the wiring patterns 300a and 300b and the respective wiring patterns 305a is made by curing the thermosetting resin of the inner vias 303a and 403a.
[0060]
FIG. 6B shows a component built-in module having the structure shown in FIG. 4 by taking out the component embedded and integrated from the press jig 204 and cutting the surrounding positioning reference hole and the like. .
[0061]
As described above, the manufacturing method of the module with a built-in component described in Example 1 and Example 2 uses the entire surface of a rigid circuit board formed of a mixture containing a thermosetting resin and an inorganic filler on one or both surfaces. The core layer is bonded by using the above method, sandwiched between circuit boards on which active components such as semiconductors and passive components such as chip resistors and chip capacitors are mounted, and heated and pressurized to embed and integrate the components into a sheet. It is characterized by: According to the manufacturing method of the present invention, it can be widely applied to components other than the module with a built-in component described in the first and second embodiments. For example, in the configuration shown in FIG. 7, active components 501 such as a semiconductor and passive components 503 such as a chip resistor and a chip capacitor are mounted on both surfaces of the second circuit board 501 on both sides. The sheet-like material 505 is sandwiched and integrated by a pair of core layers 506 stuck together on the entire surface, and the method of manufacturing a component built-in module of the present invention can be applied.
[0062]
Also, in the description, the case where one component built-in module is manufactured has been described. However, if the module is manufactured in a multi-cavity board size and divided into pieces, many component built-in modules can be obtained in one process.
[0063]
(Example 3)
The apparatus for manufacturing a component built-in module according to the present invention accurately overlaps the inner via provided on the sheet-like object described with reference to FIGS. 2C and 3A with the wiring pattern and the inner via of the first circuit board. This is a step of sticking together, and an outline of the device configuration will be described with reference to FIG.
[0064]
In FIG. 8, reference numeral 701 denotes a sheet supply unit, and a sheet holding table 701a for positioning and holding a sheet-like material 603 made of a mixture of an inorganic filler and an uncured thermosetting resin moves on a guide rail 701b. It is driven by an air cylinder (not shown) and moves to the stacking unit 702. The stacking unit 702 can adjust the pair of microscopes 702a and the porous suction member A702b holding the sheet-like material 603 in the XYθ directions corresponding to the alignment mark positions 600d provided on the first circuit board 600. The stage 702c includes a simple stage 702c and an elevator 702d for elevating the stage 702c. A first circuit board supply unit 703 includes a porous suction member B 703a for positioning and holding the first circuit board 600 and a slider 703b. The slider 703b is a ball screw (not shown) on the moving shaft 704. ) And a servo motor (not shown) to move from the origin position P1 to predetermined positions of the stacking unit 702 and the temporary fixing unit 705. The temporary fixing portion 705 includes a pressure plate 705a having a built-in heating source, and a buffer member 705c made of an elastic body interposed between a pressure driving portion 705b for driving the pressure plate 705a.
[0065]
Next, the operation of each unit will be described in detail according to the steps.
[0066]
FIG. 9 shows that the positioning reference holes 600e provided in the first circuit board 600 are inserted into the positioning pins 703c provided in the porous suction member B 703a constituting the first circuit board supply section 703, and the first 3 shows a state in which the circuit board 600 is positioned and sucked and held. Further, the positioning pins 703c are sinking after positioning and holding the first circuit board 600 by suction.
[0067]
First, the pin guide 703d is embedded in the porous suction member B703a, and the positioning pin 703c is fitted into the pin guide 703d to be able to be driven up and down by an air cylinder (not shown). The positioning pin 703c is in a state of protruding about 1 mm from the upper surface of the suction member B 703a at the ascending position, and is positioned by inserting a positioning reference hole 600e provided in the first circuit board 600. Next, since the porous adsorption member B703a is made of sintered metal, the inside thereof has an infinite number of fine air passages formed therein. Except for the surface on which the first circuit board 600 is mounted and held, the periphery is made of metal 703e. Surrounded by Further, an intake port 703f is provided on a side surface of the metal 703e so as to communicate with the adsorption member B 703a, and the first circuit board 600 is evacuated by exhausting air from exhaust means (not shown) connected to the intake port 703f. Adsorbs. In FIG. 9, the thickness of the wiring pattern 600b is exaggerated, but since it is as thin as 32 μm, there is no problem in vacuum suction holding. After that, the positioning pins 703c descend and sink below the upper surface of the first circuit board 600, whereby the operation of positioning and vacuum suction holding is completed. This prevents the positioning pins 703c from interfering with the porous adsorption member A 702b of the laminated portion 702 when the sheet-like materials are overlapped.
[0068]
A slider 703b is fixed to the metal 703e by screws. The slider 703b is guided by a moving roller 704 by a cross roller guide, is driven by a ball screw (not shown) and a servomotor (not shown), and is accurately moved to a predetermined position of the laminated portion 702 and positioned there. In the example, the repeat positioning accuracy was 2 μm or less. In the stacked unit 702 described with reference to FIG. 8, a pair of alignment marks 600d having a diameter of 200 μm provided on the first circuit board 600 by patterning fit within the field of view of the pair of microscopes 702a. Next, the reference cursor of the microscope 702a is finely adjusted to be aligned with the center of the alignment mark 600d and fixed. Thereafter, the first circuit board supply unit 703 returns to the origin position P1. This means that the position of the alignment mark 600d has been replaced with the reference cursor of the pair of microscopes 702a. Furthermore, even if the first circuit board supply unit 703 is repeatedly positioned on the stacking unit 702, the match between the reference cursor and the alignment mark 600d is reproduced with high accuracy.
[0069]
FIG. 10 shows that the sheet-like material 603 is positioned on the sheet holding table 701a with a relatively large gap of 0.1 mm from the sheet positioning pin 701c, and furthermore, by the vacuum suction groove 701d provided inside the outer shape of the sheet-like material 603. Adsorbed and held. Here, although omitted in the description of the manufacturing process, a protective film having a thickness of 16 μm is laminated on both sides of the sheet-shaped material 603 before the via-forming process. The conductive paste is filled. When the sheet-like material 603 is placed on the sheet holding table 701a, the protective film on the surface 603f to be overlapped with the first circuit board 600 has been peeled off in advance, and only the opposite protective film 603e remains. As a result, the inner via 603a is in a state in which the inner via 603a protrudes from the surface 603f of the sheet-like material 603 by a height of 16 μm corresponding to the thickness of the protective film that has already been peeled. The protruding height is compressed in a subsequent hot pressing step to obtain a predetermined resistance value. In order to prevent the protruding inner via 603a from being damaged by contact or rubbing, the inner via region of the sheet holding table 701a is made hollow 701e.
[0070]
Reference numeral 701f denotes a slider, which is screw-fixed to the sheet holding base 701a, is driven by an air cylinder (not shown) on the guide rail 701b, and moves from the origin position P2 to a predetermined position of the stacking unit 702 to move the sheet-like material. 603 is delivered.
With reference to FIGS. 11, 12, and 13, an operation in which the sheet-shaped object 603 and the first circuit board 600 are aligned and overlapped in the stacked unit 702 will be described.
[0071]
FIG. 11 shows a state in which the sheet-like material 603 delivered from the sheet holding table 701a is suction-held by the suction member A 702b. The delivery is performed by exhaust means (not shown) connected to an exhaust port 702e communicating with the suction member A 702b in a state in which the elevating table 702d descends and is in contact with the sheet-like material 603 adsorbed on the sheet holding table 701a. After evacuating to a suction-enabled state, the vacuum suction of the vacuum suction groove 701d of the sheet holding table 701a is released. When the elevating table 702d rises, the sheet-like material 603 is sucked and held by the suction member A 702b, and the delivery is completed. When the suction member A 702b holding the sheet-like material 603 by the lifting / lowering table 702d is lifted, air is discharged by another system of pneumatic means (not shown) connected to the vacuum suction groove 701d provided in the sheet holding table 701a. By doing so, the separation of the sheet-like material 603 is performed smoothly. Thereafter, the sheet holding table 701a returns to the origin position P2.
[0072]
Next, the positioning of the reference cursor of the microscope 702a with the positioning hole 603b provided in the sheet-like object 603 by the stage 702c will be described. First, the structure of the suction member A 702b is the same as that of the suction member B 703a described with reference to FIG. 9, and thus details are omitted, but a through hole 702f larger than the field of view of the microscope 702a is provided at a position corresponding to the position of the pair of microscopes 702a. Are provided, the positioning hole 603b can be directly observed with the microscope 702a. In addition, since the inner wall of the through hole 702f is covered with the resin, there is no leak at the time of suction. The positioning holes 603b provided in the sheet-like object 603 are within the field of view of the microscope 702a at the time of delivery, but do not match the reference cursor. Therefore, the three axes in the XYθ directions are adjusted by the stage 702c. The alignment holes 603b are matched with the reference cursor of the microscope 702a.
[0073]
In FIG. 12, the reference cursor of the microscope 702a and the positioning hole 603b provided in the sheet-like object 603 match, and the sheet-like object 603 is suction-held by the suction member A 702b. Further, the first circuit board supply unit 703 moves to a predetermined position of the stacking unit 702 and stands still, and the alignment mark 600d of the first circuit board 600 is reproduced with the reference cursor of the pair of microscopes 702a. It is in a state of good agreement.
[0074]
FIG. 13 shows a state in which the sheet-like material 603 sucked and held by the suction member A 702b is overlaid on the first circuit board 600 sucked and held by the suction member b 703a.
[0075]
In this operation, the elevating table 702d descends directly below, and the sheet-like material 603 sucked and held by the suction member A 702b comes into contact with the first circuit board 600. After the contact, the exhaust of the exhaust means (not shown) connected to the exhaust port 702e communicating with the adsorption member A 702b is stopped to release the adsorption of the sheet-like material 603. When the suction is released and the suction member A 702b is lifted by the elevating table 702d, air is discharged from the suction member A 702b by another system of compressed air means (not shown) connected to the exhaust port 702e communicating with the suction member A 702b. The sheet 603 is smoothly separated. In addition, when the first circuit board 600 is overlapped, an adhesive material for temporary fixing or an instant adhesive is applied to the square of the first circuit board 600 in advance, so that the sheet-shaped object 603 is overlapped on the first circuit board 600. Misalignment does not easily occur in the state of being performed.
[0076]
FIG. 14 shows a state in which the first circuit board 600 held by the suction member B 703a and the stacked sheet-like material 603 are moved from the stacking portion 702 and stopped at the temporary fixing portion 705, and then the built-in heating source 705d is used. This shows a state in which the pressing plate 705a heated to a predetermined temperature is pressed with a predetermined pressure by the pressing driving unit 705b. In this example, as described in the manufacturing method, the bonding was performed by maintaining the heating temperature at 40 ° C. and the applied pressure of 0.17 Mpa for 30 seconds.
[0077]
The pressure plate 705a uses a plurality of rod-shaped heaters as a built-in heating source 705d so that the temperature of the entire pressure plate 705a becomes uniform, and a heat insulating plate 705f is arranged on the opposite side of the pressure surface 705e to cushion the material. Heat conduction to the pressure driving unit 705c and the pressure driving unit 705b is reduced to stabilize the heating temperature. Further, a cushioning material 705c having a thickness of 0.5 mm of silicon rubber, which is an elastic body, is interposed between the pressure driving unit 705b and the pressing surface 705e at the time of pressing and the upper surface of the sheet-like material 603. The pressure on the entire pressure surface 705e is made possible by absorbing the error of the parallelism. Further, since the pressing surface 705e is a smooth surface having a flatness of 10 μm or less by surface grinding processing, there is no pressure variation in the surface.
[0078]
Thus, since the entire surface is adhered, the sheet-shaped material 603 does not float or turn with respect to the first circuit board 600, so that the wiring pattern 600a and the inner via 603a are stabilized without displacement.
[0079]
Thereafter, the pressure plate 705a is raised by the pressure driving unit 705b, and the first circuit board supply unit 703 moves on the moving shaft 704 to return to the origin position P1, and the first circuit board 600 and the sheet-like object 603 are returned. Is completed.
[0080]
Reference numeral 203 shown in FIG. 3A is manufactured in the same manner as the sheet-like material 603, and has a thickness corresponding to the height of the semiconductor bare chip and a gap corresponding to the horizontal sectional shape of the semiconductor bare chip and the chip component. It is provided to match the component mounting position.
[0081]
The sheet 203 is superimposed on the sheet 603, and is heated and pressed using a pressure plate having a heating source in a temperature range where the thermosetting resin is not cured, so that the entire superimposed surfaces adhere to each other. The operation to be performed is the same as the operation of pasting the entire surface of the sheet-like object 603 to the first circuit board 600, and thus the description thereof is omitted.
[0082]
Accordingly, the sheet-like material 203 does not float or turn with respect to the sheet-like material 603, and the respective inner vias are stabilized without displacement.
[0083]
As described above, if the apparatus for manufacturing a module with a built-in component according to the present invention is used, the core layer formed by laminating the sheet-like material 603 and the sheet-like material 203 on the first circuit board 600 is a resistor or a capacitor. And the like, and the inner vias are precisely aligned with the wiring pattern of the first circuit board 600. The overlapping surfaces are bonded together over the entire surface, and the positional deviation is reduced. A structure that does not occur. Furthermore, since the sheet-shaped material is manufactured by heating and pressing in a temperature range where the thermosetting resin is not cured, it is in an uncured state (B stage) and can be melted again by heating in the subsequent steps.
[0084]
According to the manufacturing apparatus of the present invention, it can be widely applied to other than the component built-in module having the configuration described in the embodiment.
[0085]
(Example 4)
15 and 16 are cross-sectional views showing the configuration of another component built-in module according to the present invention. 15, 800a and 800b are wiring patterns formed on both surfaces of the first circuit board 800, respectively, and 800c is an inner via for electrically connecting the wiring pattern 800a and the wiring pattern 800b. Further, a film-like component which takes out the wiring patterns 800a and 800b and serves as an electrode is formed. Reference numerals 801a and 801b denote film-shaped components indicating resistors, and 802a and 802b denote film-shaped components indicating capacitors formed on both surfaces of the first circuit board 800, respectively. Reference numeral 803 denotes an electric insulating layer made of a composite material in which an inorganic filler and a thermosetting resin are combined. A core layer 804 includes an electric insulating layer 803 disposed on both sides of the circuit board 800. Reference numeral 805 denotes a pair of second circuit boards, which are sandwiched from both sides of the core layer 804, 805a denotes a wiring pattern formed on the second circuit board 805, and 806 is mounted on the wiring pattern 805a. Semiconductor bare chip as an active component. 807 is a chip component which is a passive component similarly mounted on the wiring pattern 805a, 805b is a wiring pattern of the outermost layer of the second circuit board 805, and 805c is a wiring pattern of the wiring pattern 805a and the outermost layer. Is an inner via for electrically connecting the wiring pattern 805b. Reference numeral 803a denotes an inner via formed in the electric insulating layer 803 to electrically connect the wiring patterns 800a and 800b of the first circuit board 800 and the wiring patterns 805a of the respective second circuit boards 805. As described above, the semiconductor 806 and the chip component 807 are built in on two sides, and a component (not shown) is mounted and a solder ball (not shown) is further formed on the outermost wiring pattern 805b. And so on, so that an extremely high-density mounting module is obtained.
[0086]
As described above, the apparatus for manufacturing a module with a built-in component according to the present invention can precisely position a sheet-like object on a first circuit board and bond the sheet-like object over the entire surface. Since the core layer can be manufactured by aligning the sheet-like material on both sides of the core layer and bonding the entire surface, it is possible to manufacture a component built-in module having a configuration in which the second circuit board 805 is sandwiched from both sides of the core layer. it can.
[0087]
In the configuration shown in FIG. 16, an active component 901 such as a semiconductor and passive components 903 such as a chip resistor and a chip capacitor are mounted on both sides of a second circuit board 901 on both sides. The object 905 is sandwiched and integrated by a pair of core layers 906 bonded on the entire surface.
[0088]
As described above, the manufacturing apparatus of the module with a built-in component of the present invention can precisely position the sheet-like material on the first circuit board and bond it over the entire surface to manufacture the core layer. It is possible to cope with the manufacture of a component built-in module in which the circuit board 901 is sandwiched between a pair of core layers.
[0089]
【The invention's effect】
According to the manufacturing method described above, active components such as semiconductors and passive components such as chip resistors and chip capacitors are internally formed by a method that does not use a release carrier on a sheet made of a mixture containing a thermosetting resin and an inorganic filler. And a multilayer wiring structure can be easily manufactured, and a component built-in module having stable electrical connectivity can be manufactured. By using an existing circuit board in this way, a wet process such as chemical etching is not required at the time of manufacturing the board, and a fine wiring pattern can be easily obtained. In addition, since the state of the inner via in the core layer and the mounting performance can be evaluated before the components are embedded, there is also an effect that a defective component can be repaired on the existing circuit board.
[0090]
Further, according to the production apparatus of the present invention, the inner vias of a sheet-like material made of a mixture containing a thermosetting resin and an inorganic filler, and the wiring pattern of the circuit board and the inner vias are accurately laminated on the entire surface to be laminated. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a component built-in module according to a first embodiment of the present invention.
2A and 2B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the module with a built-in component according to the first embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a first circuit board, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a step of forming a film-like component on a circuit board, and FIG. 4C is a cross-sectional view illustrating a step of bonding a sheet-like object to a first circuit board.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the module with a built-in component according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3A is a cross-sectional view illustrating a process of bonding a sheet to a first circuit board to form a core layer. (B) is a cross-sectional view illustrating a process of heating and pressing the second circuit board on which the component is mounted and the core layer to incorporate the component, and (c) is a cross-sectional view illustrating the obtained component-embedded module.
FIG. 4 is a sectional view of a component built-in module according to a second embodiment of the present invention.
5A and 5B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a module with a built-in component according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5A is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a first circuit board, and FIG. FIG. 4C is a cross-sectional view illustrating a step of forming a film-shaped component on a circuit board, FIG. 5C is a cross-sectional view illustrating a step of bonding a sheet-like object to a first circuit board, and FIG. FIG. 4E is a cross-sectional view illustrating a step of bonding the objects, and FIG. 4E is a cross-sectional view illustrating the step of manufacturing a core layer by bonding the sheets on both surfaces of the first circuit board.
6A and 6B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a module with a built-in component according to a second embodiment of the present invention. FIG. 6A illustrates a process of heating and pressing a second circuit board on which a component is mounted and a core layer to incorporate the component. FIG. 4B is a cross-sectional view illustrating a process, and FIG. 4B is a cross-sectional view illustrating the obtained component built-in module.
FIG. 7 is a sectional view of a component built-in module according to still another example of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view of an apparatus for manufacturing a module with a built-in component according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a first circuit board supply unit of the apparatus for manufacturing a component built-in module according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a sheet supply unit of the apparatus for manufacturing a component built-in module according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a sheet-like object transfer operation and a positioning operation in a stacking unit of the component-embedded module manufacturing apparatus according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a state where a first circuit board is positioned in a lamination part of a manufacturing apparatus for a module with a built-in component according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating an operation of superposing a sheet-like material on a first circuit board in a lamination part of a manufacturing apparatus for a component built-in module according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating an operation of attaching a sheet-like object and a first circuit board at a temporary fixing portion of the device for manufacturing a component built-in module according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a component built-in module according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing the configuration of another component built-in module.
[Explanation of symbols]
100 first circuit board
101 Film-shaped parts showing resistors
102 Membrane parts showing capacitors
103 sheet
104 core layer
105 Second circuit board
106 semiconductor bare chip
107 Chip parts
600 First circuit board
603 sheet
701 Sheet feeding unit
702 Lamination part
703 First circuit board supply unit
704 Moving axis
705 Temporary fixing part

Claims (13)

無機質フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂を含む混合物からなるシート状物に貫通孔を形成し、前記貫通孔に導電性樹脂を充填し、
インナービアと配線パターンを少なくとも２層以上形成した第１の回路基板の少なくとも片面に、前記貫通孔に導電性樹脂を充填したシート状物を位置合わせして重ね、
前記熱硬化性樹脂が硬化しない温度域で加熱加圧することにより貼り合わされて成るコア層を作製し、
インナービアと配線パターンを少なくとも２層以上形成した第２の回路基板の配線パターン上に能動部品及び／又は受動部品を実装し、
前記第２の回路基板の配線パターンを有する部品実装面に前記コア層のシート状物とを位置合わせして重ね、加熱加圧することで前記第２の回路基板に実装済みの能動部品及び／又は受動部品を前記コア層のシート状物に埋没させ、
さらに前記コア層のシート状物中の熱硬化性樹脂及び導電性樹脂を硬化させることで一体化することを特徴とする部品内蔵モジュールの製造方法。Forming a through-hole in a sheet-like material comprising a mixture containing an inorganic filler and a thermosetting resin in an uncured state, filling the through-hole with a conductive resin,
On at least one surface of a first circuit board on which at least two layers of inner vias and wiring patterns are formed, a sheet-like material filled with a conductive resin in the through hole is aligned and overlapped,
Producing a core layer bonded by heating and pressing in a temperature range where the thermosetting resin does not cure,
Mounting an active component and / or a passive component on the wiring pattern of the second circuit board on which at least two layers of the inner via and the wiring pattern are formed;
The active component already mounted on the second circuit board by positioning and superimposing the sheet material of the core layer on the component mounting surface having the wiring pattern of the second circuit board and applying heat and pressure. A passive component is buried in the sheet material of the core layer,
A method for manufacturing a module with a built-in component, wherein the thermosetting resin and the conductive resin in the sheet material of the core layer are cured to be integrated. 前記２層以上の回路パターンを有する第１の回路基板の少なくとも片面において、予め前記回路パターンの上に膜状部品が形成されている請求項１に記載の部品内蔵モジュールの製造方法。2. The method for manufacturing a component built-in module according to claim 1, wherein a film-like component is previously formed on the circuit pattern on at least one surface of the first circuit board having the circuit pattern of two or more layers. 前記膜状部品が、薄膜又は無機質フィラーと熱硬化性樹脂の混合物からなる抵抗、コンデンサ及びインダクタからなる群がら選ばれた少なくとも１つであり、且つ前記膜状部品が、蒸着法、ＭＯ−ＣＶＤ法又は厚膜印刷法のいずれかの方法で形成されている請求項２に記載の部品内蔵モジュールの製造方法。The film-shaped component is at least one selected from the group consisting of a resistor composed of a thin film or a mixture of an inorganic filler and a thermosetting resin, a capacitor and an inductor, and the film-shaped component is formed by a vapor deposition method or an MO-CVD method. 3. The method for manufacturing a component built-in module according to claim 2, wherein the component built-in module is formed by any one of a thick film printing method and a thick film printing method. 前記無機質フィラーと未硬化状態又は半硬化状態の熱硬化性樹脂の混合物からなるシート状物に、前記第２の回路基板に実装済みの能動部品及び／又は受動部品の配置された位置に対応して概ね前記能動部品及び／又は受動部品の体積と一致する空隙が形成されている請求項１に記載の部品内蔵モジュールの製造方法。A sheet-like material made of a mixture of the inorganic filler and a thermosetting resin in an uncured or semi-cured state corresponds to a position where active components and / or passive components mounted on the second circuit board are arranged. The method for manufacturing a module with a built-in component according to claim 1, wherein a void substantially corresponding to a volume of the active component and / or the passive component is formed. 前記第１の回路基板の少なくとも片面に前記コア層のシート状物を位置合わせして重ね、前記熱硬化性樹脂が硬化しない温度域で加熱加圧することにより、概ね全面で密着されている請求項１に記載の部品内蔵モジュールの製造方法。The sheet-like material of the core layer is aligned and overlapped on at least one surface of the first circuit board, and is heated and pressed in a temperature range where the thermosetting resin is not cured, so that the entire surface is closely adhered. 2. The method for manufacturing a component built-in module according to 1. 前記第１の回路基板の少なくとも片面に前記コア層のシート状物を位置合わせして重ね、前記熱硬化性樹脂が硬化しない温度域は３０℃以上１２０℃以下の範囲である請求項５に記載の部品内蔵モジュールの製造方法。The temperature range in which the sheet-like material of the core layer is positioned and overlapped on at least one surface of the first circuit board, and a temperature range in which the thermosetting resin is not cured is in a range of 30 ° C or more and 120 ° C or less. Manufacturing method of component built-in module. 無機質フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂の混合物からなるシート状物を位置決めして保持し、積層位置に供給するシート供給部と、
第１の回路基板を位置決めして保持し、原点位置から移動軸上を移動して積層位置と仮止め位置に移動する第１の回路基板供給部と、
位置合わせ用マークを認識する手段を備え、供給されたシート状物を保持して位置合わせ調整し、第１の回路基板に重ね合わせを行なう積層部と、
前記シート状物と前記第１の回路基板とを押し付けて仮止めする仮止め部からなる部品内蔵モジュールの製造装置。A sheet supply unit that positions and holds a sheet-shaped material made of a mixture of an inorganic filler and an uncured thermosetting resin, and supplies the sheet-shaped material to a lamination position,
A first circuit board supply unit that positions and holds the first circuit board, moves on a movement axis from an origin position, and moves to a stacking position and a temporary fixing position,
A stacking unit including means for recognizing the alignment mark, holding and adjusting the alignment by holding the supplied sheet-like material, and overlaying the first sheet on the first circuit board;
An apparatus for manufacturing a module with a built-in component, comprising a temporary fixing portion for pressing and temporarily fixing the sheet-like material and the first circuit board. 前記シート供給部は、外周部に吸着溝を設け前記吸着溝の内側を中空として前記シート状物を保持するシート保持台と移動機構で構成される請求項７に記載の部品内蔵モジュールの製造装置。The apparatus for manufacturing a module with a built-in component according to claim 7, wherein the sheet supply unit includes a sheet holding table that has a suction groove in an outer peripheral portion and holds the sheet-like material with the inside of the suction groove being hollow. . 前記積層部は少なくとも一対の顕微鏡を備え、前記シート状物を保持する多孔質の吸着部材Ａを具備し前記吸着部材ＡをＸＹθ方向に調整するステージと、前記ステージを昇降させる昇降台とで構成される請求項７に記載の部品内蔵モジュールの製造装置。The stacking unit includes at least a pair of microscopes, includes a porous suction member A that holds the sheet-like material, and includes a stage that adjusts the suction member A in the XYθ directions, and a lifting table that moves the stage up and down. The apparatus for manufacturing a module with a built-in component according to claim 7. 前記ステージは、位置合わせ用マークを認識する前記顕微鏡の位置に対応して貫通穴が形成されている請求項９に記載の部品内蔵モジュールの製造装置。The device for manufacturing a module with a built-in component according to claim 9, wherein the stage has a through-hole formed corresponding to a position of the microscope for recognizing an alignment mark. 前記第１の回路基板供給部は、前記第１の回路基板を位置合わせする格納可能なピンを具備した多孔質の吸着部材Ｂからなる基板ステージと移動機構で構成される請求項７に記載の部品内蔵モジュールの製造装置。The said 1st circuit board supply part is comprised with the board | substrate stage which consists of the porous adsorption | suction member B provided with the pin which can store the said 1st circuit board, and a moving mechanism, and the moving mechanism. Equipment for manufacturing components built-in modules. 前記仮止め部は、加圧板と加圧駆動部の間に緩衝材を介存して構成される請求項７に記載の部品内蔵モジュールの製造装置。The apparatus for manufacturing a module with a built-in component according to claim 7, wherein the temporary fixing portion is configured with a buffer material interposed between a pressing plate and a pressing driving portion. 前記加圧板は、加熱手段を備えている請求項１２に記載の部品内蔵モジュールの製造装置。The apparatus for manufacturing a module with a built-in component according to claim 12, wherein the pressing plate includes a heating unit.
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