JP2006210870A - 部品内蔵モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 インナービアの接続信頼性を高めた部品内蔵モジュールを提供する。
【解決手段】 部品内蔵モジュール１００は、無機フィラー及び熱硬化性樹脂を含む混合物からなる電気絶縁層４と、電気絶縁層４の上下面をそれぞれ覆う一対の配線基板５、６とを備え、一対の配線基板５、６の少なくとも一方には電気絶縁層４に埋め込まれた回路部品３が接合され、電気絶縁層４の熱硬化性樹脂よりも低温で硬化したインナービア２が両配線基板５、６を電気的に接続して電気絶縁層４に設けられ、このインナービア２に対して回路部品３の反対側に電気絶縁層４の熱硬化性樹脂よりも低温で硬化したダミービア１を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体等の能動部品、コンデンサ等の受動部品を電気絶縁層に内蔵した部品内蔵モジュール及びその製造方法に関する。

近年、電子機器に対する高性能化および小型化の要求に伴って、電子機器に用いられる回路基板もまた小型高密度のものが望まれている。このような要求に対して、従来のスルホール構造を有するガラス・エポキシ基板では高密度実装化への対応ができなくなりつつある。このため、高密度実装を実現する手段として、ＬＳＩ間や部品間を最短距離で接続できるインナービア接続法を採用した高密度実装基板の開発が進められている。

このようなインナービア接続法を採用した高密度実装基板として、樹脂基板およびセラミック基板が一般的である。樹脂基板は樹脂系材料によって構成されるため、熱伝導性が低い。このため、回路部品実装がより高密度になればなるほど部品から発生する熱を放熱させることは困難となる。一方、セラミック基板は、熱伝導性が高いため放熱性には優れているがコスト高となる。

こうしたことから、最近、注目されているのが、無機質フィラーと熱硬化性樹脂との混合物を基板材料にした高密度実装基板である（例えば特許文献１参照）。

この高密度実装基板は、前述した樹脂基板およびセラミック基板と同様にインナービア接続ができ、高密度配線が可能であるばかりでなく、基板材料に熱伝導性の高い無機質フィラーが含まれているので、樹脂基板よりも放熱性に優れている。しかもセラミック基板のように１０００℃以上の高温における製造プロセスが不要であるため、設備コストがかからない。さらに半導体等の能動部品やコンデンサ等の受動部品を基板に内蔵することができるので、より高密度、高性能化が期待できる。

以下図面を参照しながら、このような無機質フィラーと熱硬化性樹脂を基板材料にした高密度実装基板の構成および製造方法を説明する。

図７は、従来の部品内蔵モジュール９０の構成を示す断面図である。部品内蔵モジュール９０は、無機フィラー及び熱硬化性樹脂を含む混合物からなる電気絶縁層９４を備える。この電気絶縁層９４の上下面をそれぞれ覆う２層構成の配線基板９５及び９６が設けられる。両配線基板９５及び９６のそれぞれの両面には配線パターン９７が形成され、電気絶縁層９４側の面にはビアランド８２が形成される。

配線基板９５の配線パターン９７には電気絶縁層９４に埋め込まれた回路部品９３が接合される。電気絶縁層９４の熱硬化性樹脂よりも低温で硬化したインナービア９２が両配線基板９５、９６をビアランド８２により電気的に接続して電気絶縁層９４に設けられる。配線基板９６の表面の配線パターン９７に回路部品８３が接合される。

このように構成された部品内蔵モジュール９０は、以下のようにして製造される。図８（ａ）〜（ｃ）及び図９は従来の部品内蔵モジュール９０の製造方法を示す断面図である。図８（ａ）を参照すると、まずインナービア９２を形成した未硬化の電気絶縁層８０を準備する。この電気絶縁層８０は、未硬化のエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂とアルミナなどの無機質フィラーとを混合したシート状の材料で構成される。インナービア９２は、レーザまたはパンチャーなどの装置によって電気絶縁層８０に貫通穴を形成し、電気絶縁層
８０の熱硬化性樹脂よりも低温で硬化する低温熱硬化性樹脂と銀等の導電性金属粉とを含む導電性ペーストを貫通穴に充填して形成する。

そして配線パターン９７及びビアランド８２を形成した２層構成の配線基板９５を作製し、配線パターン９７に回路部品９３を接合するとともに、配線パターン９７及びビアランド８２を形成した２層構成の配線基板９６を作製する。配線基板９５及び９６は、前述した電気絶縁層８０と同等の熱硬化性樹脂と無機質フィラーとの混合材料、または既存のガラス・エポキシ基板やセラミック基板の材料で構成する。

次いで図８（ｃ）に示すように、下金型１３、配線基板９５、電気絶縁層８０、配線基板９６及び上金型１４をこの順番にプレス用治具にセットする。その後、熱プレス装置（図示せず）を用いて、電気絶縁層８０の熱硬化性樹脂の硬化温度よりも低くインナービア９２の硬化温度よりも高い温度で加熱した状態で両配線基板９５及び９６を電気絶縁層８０に向けて加圧して回路部品９３を電気絶縁層８０に埋め込む。その後、電気絶縁層８０の熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い温度で加熱して、熱硬化性樹脂を硬化させた図９に示す電気絶縁層９４を形成する。

そしてプレス用治具から取り出した後、配線基板９６の表面の配線パターン９７に回路部品８３を接合すると、前述した図７に示す構成の部品内蔵モジュール９０が得られる。
特開平１１−２２０２６２号公報

前述した従来の部品内蔵モジュール９０の構成では、回路部品９３を電気絶縁層９４に埋設する際に生じるいくつかの解決すべき課題がある。以下その理由を詳述する。

図８（ｃ）及び図９で前述したように、回路部品９３を未硬化の電気絶縁層８０内に埋め込む際に加熱、加圧すると、電気絶縁層８０が含有する未硬化の熱硬化性樹脂が軟化して流動し易くなるので回路部品９３を容易に埋め込むことができる。一方、電気絶縁層８０のインナービア９２は、両配線基板９５及び９６のビアランド８２で圧縮されることにより低抵抗なビア接続が得られる。

しかしながら、軟化した熱硬化性樹脂は、埋め込まれる回路部品９３により押されて電気絶縁層８０の外側に向かって放射状に流動する。そのため図９に示すように、回路部品９３の周りのインナービア９２が、流動する熱硬化性樹脂により圧迫されてビアランド８２との位置ずれを生じるおそれがある。それによって、インナービア９２とビアランド８２との接続が不十分になる。このため、インナービア９２の接続抵抗が高くなり、また信頼性に悪影響を及ぼすという問題が生じる。

また、このような部品内蔵モジュールに用いられる半導体素子は、今後益々高周波動作になっていくことから発生ノイズの外部への影響や外乱ノイズの影響を受けて誤動作する問題が予測される。

本発明の目的は、上記従来例の問題点を解決し得る部品内蔵モジュール及びその製造方法を提供することにある。

本発明に係る部品内蔵モジュールは、無機フィラー及び熱硬化性樹脂を含む混合物からなる電気絶縁層と、電気絶縁層上下面をそれぞれ覆う一対の配線基板とを備え、一対の配線基板の少なくとも一方には電気絶縁層に埋め込まれた回路部品が接合され、電気絶縁層の熱硬化性樹脂よりも低温で硬化したインナービアが両配線基板を電気的に接続して電気絶縁層に設けられ、このインナービアに対して回路部品の反対側に電気絶縁層の熱硬化性樹脂よりも低温で硬化したインナービア位置ずれ防止体を設けたことを特徴とする。

この構成によれば、電気絶縁層の熱硬化性樹脂よりも低温で硬化したインナービアに対して回路部品の反対側に電気絶縁層の熱硬化性樹脂よりも低温で硬化したインナービア位置ずれ防止体が設けられる。このため、回路部品を電気絶縁層に埋め込む際に回路部品に押されてインナービアへ向かう熱硬化性樹脂の流動をインナービア位置ずれ防止体により抑制することができる。その結果、熱硬化性樹脂の流動によるインナービアの位置ずれを防止することができる。また、インナービア位置ずれ防止体が導電性材料で構成されているため、シールド効果を得ることができノイズの影響を防止することができる。

本発明に係る他の部品内蔵モジュールは、無機フィラー及び熱硬化性樹脂を含む混合物からなる電気絶縁層と、電気絶縁層上下面をそれぞれ覆う一対の配線基板とを備え、一対の配線基板の少なくとも一方には電気絶縁層に埋め込まれた回路部品が接合され、光により硬化したインナービアが両配線基板を電気的に接続して電気絶縁層に設けられ、このインナービアに対して回路部品の反対側に光により硬化したインナービア位置ずれ防止体を設けたことを特徴とする。

この構成によれば、光により硬化したインナービアに対して回路部品の反対側に光により硬化したインナービア位置ずれ防止体が設けられる。回路部品を電気絶縁層に埋め込む際に回路部品に押されてインナービアへ向かう熱硬化性樹脂の流動をインナービア位置ずれ防止体により抑制することができる。その結果、熱硬化性樹脂の流動によるインナービアの位置ずれを防止することができる。

インナービアは回路部品を囲んで複数個配置され、インナービア位置ずれ防止体は電気絶縁層の外周部に複数個配置されることが好ましい。電気絶縁層が配線基板の外周部からはみ出して厚みむらが生じることを防止できる。

複数個のインナービア位置ずれ防止体は複数個のインナービアを囲むように配置されることが好ましい。インナービア位置ずれ防止体をインナービアに対して回路部品の反対側に配置するためである。

インナービア位置ずれ防止体はダミービアで構成されることが好ましい。インナービアと同じ工程でインナービア位置ずれ防止体を作製できるからである。

また、インナービア位置ずれ防止体はそれぞれが電気的に接続されていることが好ましい。インナービア位置ずれ防止体はアース接続されていることが好ましい。インナービアインナービア位置ずれ防止体のシールド効果によりモジュール内部、外部からのノイズを遮断することができるからである。

インナービア及びダミービアは、銀、銅、金及びニッケルから選ばれる少なくとも１つを含む金属粉体と、光硬化樹脂又は電気絶縁層の熱硬化樹脂よりも低温で硬化する低温熱硬化性樹脂とを含むことが好ましい。インナービアと同じ材料でインナービア位置ずれ防止体を作製できるからである。

電気絶縁層は、７０重量％以上９５重量％以下の無機フィラーと５重量％以上３０重量％以下の熱硬化性樹脂とを含むことが好ましい。電気絶縁層の線膨張係数、熱伝導度及び誘電率を容易に制御できるからである。

熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びシアネート樹脂から選ばれる少なくとも１つを含むことが好ましい。電気絶縁層の耐熱性を向上させるためである。

無機フィラーは、アルミナ、マグネシア、シリカ、窒化アルミニウム及び窒化珪素から選ばれる少なくとも１つを含むことが好ましい。アルミナ、窒化アルミニウムを用いると、従来のガラス・エポキシ基板よりも熱伝導度を高くすることができ、電気絶縁層に埋め込んだ回路部品からの発熱を容易に放熱することができる。特にアルミナはコストが安いという利点がある。シリカを用いると、電気絶縁層の線膨張係数がシリコン半導体に近くなり温度変化によるクラックの発生を防止できるため、半導体を直接実装するフリップチップ実装時に好ましい。またシリカを用いると、誘電率の低い電気絶縁層が得られ、比重
も軽くなるため、携帯電話等の高周波信号用基板に使用すると好ましい。窒化珪素を用いても誘電率の低い電気絶縁層が得られる。

回路部品は、ベアＩＣチップを含み、配線基板にフリップチップ実装されていることが好ましい。小型高密度な部品内蔵モジュールを構成できる。

回路部品は、抵抗、コンデンサ、及びインダクタから選ばれる少なくとも１つを含むことが好ましい。

本発明に係る部品内蔵モジュールの製造方法は、一対の配線基板の少なくとも一方に回路部品を接合し、上下面を各配線基板でそれぞれ覆って回路部品を埋め込むための電気絶縁層を無機フィラー及び未硬化状態の熱硬化性樹脂を含む混合物で形成し、熱硬化性樹脂よりも低温で硬化して両配線基板を電気的に接続するためのインナービアを電気絶縁層に形成し、熱硬化性樹脂よりも低温で硬化するインナービア位置ずれ防止体をインナービアに対して、埋め込まれた回路部品の反対側に位置するように電気絶縁層に形成し、両配線基板を電気絶縁層の上下側にそれぞれ配置し、電気絶縁層の熱硬化性樹脂の硬化温度よりも低くインナービア及びインナービア位置ずれ防止体の硬化温度よりも高い温度で加熱した状態で両配線基板を電気絶縁層に向けて加圧して回路部品を電気絶縁層に埋め込み、熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い温度で加熱することを特徴とする。

この構成によれば、熱硬化性樹脂よりも低温で硬化して両配線基板を電気的に接続するためのインナービアを電気絶縁層に形成し、熱硬化性樹脂よりも低温で硬化するインナービア位置ずれ防止体をインナービアに対して、埋め込まれた回路部品の反対側に位置するように電気絶縁層に形成して、そして、電気絶縁層の熱硬化性樹脂の硬化温度よりも低くインナービア及びインナービア位置ずれ防止体の硬化温度よりも高い温度で加熱した状態で両配線基板を電気絶縁層に向けて加圧して回路部品を電気絶縁層に埋め込む。このため、回路部品を電気絶縁層に埋め込む際に回路部品からインナービアへ向かう熱硬化性樹脂の流動をインナービア位置ずれ防止体により抑制することができる。その結果、熱硬化性樹脂の流動によるインナービアの位置ずれを防止することができる。また、インナービア位置ずれ防止体が導電性材料で構成されているため、シールド効果を得ることができノイズの影響を防止することができる。

本発明に係る他の部品内蔵モジュールの製造方法は、一対の配線基板の少なくとも一方に回路部品を接合し、上下面を各配線基板でそれぞれ覆って回路部品を埋め込むための電気絶縁層を無機フィラー及び未硬化状態の熱硬化性樹脂を含む混合物で形成し、光により硬化して両配線基板を電気的に接続するためのインナービアを電気絶縁層に形成し、光により硬化するインナービア位置ずれ防止体を、インナービアに対して、埋め込まれた回路部品の反対側に位置するように電気絶縁層に形成し、インナービア及びインナービア位置ずれ防止体に光を照射して硬化させ、両配線基板を電気絶縁層の上下側にそれぞれ配置し、両配線基板を電気絶縁層に向けて加圧して回路部品を電気絶縁層に埋め込み、熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い温度で加熱することを特徴とする。

この構成によれば、光により硬化して両配線基板を電気的に接続するためのインナービアを電気絶縁層に形成し、光により硬化するインナービア位置ずれ防止体を、インナービアに対して、埋め込まれた回路部品の反対側に位置するように電気絶縁層に形成し、インナービア及びインナービア位置ずれ防止体に光を照射して硬化させ、両配線基板を電気絶縁層に向けて加圧して回路部品を電気絶縁層に埋め込む。このため、回路部品を電気絶縁層に埋め込む際に回路部品からインナービアへ向かう熱硬化性樹脂の流動をインナービア位置ずれ防止体により抑制することができる。その結果、熱硬化性樹脂の流動によるインナービアの位置ずれを防止することができる。また、インナービア位置ずれ防止体が導電性材料で構成されているため、シールド効果を得ることができノイズの影響を防止することができる。

本発明によれば、インナービアの接続信頼性および耐ノイズ性を高めた部品内蔵モジュール及びその製造方法を提供することができる。

図１は本実施の形態に係る部品内蔵モジュール１００の断面図であり、図２は図１の断面ＡＡに沿った平面断面図である。部品内蔵モジュール１００は、電気絶縁層４を備える。電気絶縁層４は、７０重量％以上９５重量％以下の無機フィラー及び５重量％以上３０重量％以下の熱硬化性樹脂を含む混合物からなる。

この電気絶縁層４の上下面をそれぞれ覆う２層構成の配線基板５及び６が設けられる。両配線基板５及び６のそれぞれの両面には配線パターン７が形成され、電気絶縁層４側の面にはビアランド１２が形成される。

配線基板５の配線パターン７には電気絶縁層４に埋め込まれた半導体チップ３が接合される。電気絶縁層４の熱硬化性樹脂よりも低温で硬化したインナービア２が、両配線基板５及び６をビアランド１２により電気的に接続して電気絶縁層４に設けられる。このインナービア２は、半導体チップ３を囲んで複数個設けられる。

このインナービア２に対して半導体チップ３の反対側に、電気絶縁層４の熱硬化性樹脂よりも低温で硬化したダミービア１が、電気絶縁層４の外周部にインナービア２を囲むように複数個設けられる。

無機フィラー及び熱硬化性樹脂を選択することによって、電気絶縁層４の線膨張係数、熱伝導度、及び誘電率等を容易に制御することができる。

電気絶縁層４の無機フィラーとして例えば、アルミナ、マグネシア、窒化ホウ素、窒化アルミ、窒化珪素、テフロン（登録商標）及びシリカ等を用いることができる。アルミナ、窒化ホウ素及び窒化アルミを用いると、従来のガラス・エポキシ基板よりも熱伝導度の高い基板が製作可能となり、半導体チップ３の発熱を効果的に放熱させることができる。特にアルミナを用いるとコストが安いという利点も得られる。シリカを用いると、電気絶縁層４の線膨張係数がシリコン半導体に近づき、温度変化によるクラックの発生等を防止することができるため、半導体チップを直接実装するフリップチップ実装時に好ましい。またシリカは、誘電率の低い電気絶縁層が得られ、比重も軽いため、携帯電話等の高周波用基板として好ましい。窒化珪素やテフロン（登録商標）を用いても誘電率の低い電気絶縁層が得られる。また、窒化ホウ素を用いると線膨張係数を低減できる。

電気絶縁層４の熱硬化性樹脂として、耐熱性の高いエポキシ樹脂やフェノール樹脂、シアネート樹脂を用いると、電気絶縁層４の耐熱性が向上する。また、誘電正接の低いフッ素樹脂、ＰＴＦＥ樹脂（四フッ化エチレン樹脂）、ＰＰＯ樹脂（ポリフェニレンオキサイド）、ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル）を含む樹脂、もしくはそれらの樹脂を変性させた樹脂を用いると、電気絶縁層４の高周波特性が向上する。

電気絶縁層４は、分散剤、着色剤、カップリング剤または離型剤をさらに含んでもよい。分散剤により、熱硬化性樹脂中のフィラーを均一性よく分散させることができる。着色剤により、電気絶縁層４を着色することができるため、部品内蔵モジュールの放熱性が向上する。カップリング剤により、熱硬化性樹脂とフィラーとの接着強度を高くすることができるため、電気絶縁層４の電気絶縁性が高まる。離型剤により、金型と混合物との離型性が向上するため、生産性が向上する。

両配線基板５及び６の配線パターン７は、電気伝導性を有する物質からなり、例えば、
金属箔や導電性樹脂組成物、金属板を加工したリードフレームにより構成することができる。金属箔やリードフレームを用いると、エッチング等により微細な配線パターンを容易に形成できる。また、金属箔を用いると、離型フィルムを用いた転写等により配線パターンを形成できる。特に銅箔は値段も安く、電気伝導性も高いため好ましい。

また、配線パターン７を導電性樹脂組成物により構成する場合、金、銀、銅及びニッケル等の金属粉やカ―ボン粉を用いることにより、電気抵抗が低い配線パターンを形成できる。

さらに、これらの配線パターン７の表面にメッキ処理をする事により、耐食性や電気伝導性を向上させることができる。さらに、配線パターン７の電気絶縁層４との接触面を粗化することで、電気絶縁層４との接着性を高めることができる。

半導体チップ３は、例えばトランジスタ、ＩＣ及びＬＳＩ等の半導体素子により構成する。半導体素子は、半導体ベアーチップであってもよい。また、半導体チップ３もしくは半導体チップ３と配線パターン７との接続部の少なくとも一部を封止樹脂により封止しても良い。配線パターン７と半導体チップ３とは、例えば導電性接着剤、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を用いたフリップチップボンディングにより接続する。また、バンプ１５を形成して接続してもよい。また、電気絶縁層４によって半導体チップ３を外気から遮断することができるため、湿度による信頼性低下を防止することができる。また、電気絶縁層４の材料としてフィラーと熱効果性樹脂との混合物を用いると、セラミック基板と異なり、高温で焼成する必要がなく、半導体チップ３を内蔵することが容易である。

インナービア２は、両配線基板５及び６の配線パターン７間を接続する機能を有する導電性粉末と電気絶縁層４の熱硬化性樹脂よりも低温で硬化する低温熱硬化性樹脂との混合物で構成する。例えば、金、銀、銅又はニッケル等の金属粉末やカ―ボン粉末と低温熱硬化性樹脂との混合物を用いることができる。電気絶縁層４の熱硬化性樹脂よりも低温で硬化する低温熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂またはシアネート樹脂を用いることができる。エポキシ樹脂は、耐熱性が高いため特に好ましい。金属粉末は、金、銀、銅またはニッケルが導電性が高いため好ましく、銅は導電性が高いのみならずマイグレーションも少ないため特に好ましい。銅を銀で被覆した金属粉を用いても、マイグレーションの少なさと導電性の高さとの両方の特性を満たすことができる。

ダミービア１は、インナービア２と同じ材料で構成することが好ましい。このダミービア１は後述するように、半導体チップ３を電気絶縁層４に埋め込むために加熱、加圧する際に発生する電気絶縁層４の樹脂の流れによるインナービア２の位置ずれを防止する。このダミービア１の形状や大きさは、埋め込む半導体チップ３やインナービア２の配置等の種々の条件に応じて、適宜選択する。

また、ダミービア１はそれぞれが電気的に接続されており、アース接続されていることが好ましい。位置ずれ防止体のシールド効果によりモジュール内部、外部からのノイズを遮断することができるからである。

このように構成された部品内蔵モジュール１００は、以下のようにして製造する。図３（ａ）〜（ｃ）並びに図４（ａ）及び（ｂ）は本実施の形態に係る部品内蔵モジュール１００の製造方法を示す断面図である。

まず未硬化状態の電気絶縁層１０を作製する。未硬化状態の電気絶縁層１０の作製方法の一例は、以下の通りである。未硬化の熱硬化性樹脂や、フィラーと未硬化の熱硬化性樹脂との混合物により電気絶縁層１０を作製する。最初にフィラーと未硬化の熱硬化性樹脂とを混合して攪拌することにより、電気絶縁層１０をシート状に形成する。シート形状に成形する方法としては、例えばドクターブレード法等によって、フィラーと熱硬化性樹脂との混合物の層をフィルム上に作製する方法を用いることができる。電気絶縁層１０は、硬化温度以下で乾燥させることによって、粘着性を低下させることができる。この熱処理
によって、板状の電気絶縁層１０の粘着性が失われるため、フィルムとの剥離が容易になる。未硬化状態（Ｂステージ）にすることにより、電気絶縁層１０の取扱いが容易となる。

次に図３（ａ）に示すように、未硬化の電気絶縁層１０にインナービアを形成する為の貫通孔８及びダミービアを形成する為の貫通孔９を作製する。これらの貫通孔８及び９は、例えばパンチング加工やドリル加工、レーザー加工によって形成することができる。

次に図３（ｂ）に示すように、貫通孔８にビアペースト（導電性ペースト）を充填してインナービア２を形成する。同時に貫通孔９にビアペースト（導電性ペースト）を充填してダミービア１を形成する。貫通孔８及び９へのビアペーストの充填には、印刷や注入による方法を用いることができる。

次に図３（ｃ）に示すように、未硬化状態の電気絶縁層１０の上下面側に配線基板６及び５をそれぞれ位置合わせして重ねる。そして図４（ａ）に示すように、電気絶縁層１０の熱硬化性樹脂の硬化温度よりも低くインナービア２及びダミービア１の硬化温度よりも高い温度で加熱して、電気絶縁層１０は未硬化のままインナービア２及びダミービア１を硬化させた状態で、両配線基板６及び５を電気絶縁層１０に向けて加圧して半導体チップ３を電気絶縁層１０に埋め込む。

半導体チップ３を電気絶縁層１０に埋め込む際に半導体チップ３に押されてインナービア２へ向かう未硬化の熱硬化性樹脂の流動を、上下配線基板６及び５のビアランド１２により圧縮されるダミービア１が抑制する。

このように、加圧前に電気絶縁層１０の熱硬化性樹脂が硬化しない程度に加熱してペースト状のインナービア２及びダミービア１を硬化させておくことで、電気絶縁層１０の外周部に配置されて硬化したダミービア１が壁となり、加熱、加圧する際に発生する電気絶縁層１０の樹脂の流れを抑制する。このため、インナービア２がビアランド１２に対して位置ずれしにくくなり、インナービアの高い接続信頼性を確保することができる。

次に電気絶縁層１０の熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い温度で加熱すると、図４（ｂ）に示すように、熱硬化性樹脂が硬化した電気絶縁層４を形成できる。このようにして部品内蔵モジュール１００を完成させることができる。

図５は、第１変形例に係る部品内蔵モジュールの製造方法を示す断面図であり、前述した図３（ｃ）に対応する。図５に示すように、半導体チップ３を埋め込むためのキャビティ１１を未硬化の電気絶縁層１０Ａに形成してもよい。このキャビティ１１により、半導体チップ３を電気絶縁層１０Ａに埋め込む際の体積分に相当する樹脂の流れを抑制することができる。

図６（ａ）は第２変形例に係る部品内蔵モジュールの平面図であり、（ｂ）は第３変形例に係る部品内蔵モジュールの平面図である。部品内蔵モジュール１００を多面取りモジュール２００に多数個同時に作成する場合は、図６（ａ）に示すように各部品内蔵モジュール１００のそれぞれの外周部に沿ってダミービア１を設けてもよい。また、図６（ｂ）に示すように多面取りモジュール２００の外周部に沿ってダミービア１を設けてもよい。

なお本実施の形態ではダミービア１を設けた例を示したが、本発明はこれに限定されず、電気絶縁層の熱硬化性樹脂よりも低温で硬化するインナービア位置ずれ防止体を設ければよい。

また、インナービア２およびダミービア１が電気絶縁層の熱硬化性樹脂よりも低温で硬化する低温熱硬化性樹脂を有する例を示したが、本発明はこれに限定されず、インナービア２およびダミービア１は光硬化性樹脂を有してもよい。この場合は、インナービア２及びダミービア１に光を照射して硬化させた後、両配線基板６及び５を未硬化の電気絶縁層１０に向けて加圧して半導体チップ３を電気絶縁層１０に埋め込めば前述した効果と同様の効果を得ることができる。

さらに、半導体チップ３を電気絶縁層４に内蔵した例を示したが、抵抗、コンデンサ、及びインダクタから選ばれる少なくとも１つを内蔵してもよい。また、両者を内蔵してもよい。

本発明は、半導体等の能動部品、コンデンサ等の受動部品を電気絶縁層に内蔵した部品内蔵モジュール及びその製造方法に適用することができる。

本実施の形態に係る部品内蔵モジュールの断面図である。 図１の断面ＡＡに沿った平面断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は本実施の形態に係る部品内蔵モジュールの製造方法を示す断面図である。 （ａ）〜（ｂ）は本実施の形態に係る部品内蔵モジュールの製造方法を示す断面図である。 第１変形例に係る部品内蔵モジュールの製造方法を示す断面図である。 （ａ）は第２変形例に係る部品内蔵モジュールの平面図であり、（ｂ）は第３変形例に係る部品内蔵モジュールの平面図である。 従来の部品内蔵モジュールの構成を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は従来の部品内蔵モジュールの製造方法を示す断面図である。 従来の部品内蔵モジュールの製造方法を示す断面図である。

符号の説明

１ ダミービア
２ インナービア
３ 回路部品
４ 電気絶縁層
５、６配線基板
７ 配線パターン
８、９貫通孔
１０ 電気絶縁層
１１ キャビティ
１００ 部品内蔵モジュール
２００ 多面取りモジュール

Claims (15)

1. 無機フィラー及び熱硬化性樹脂を含む混合物からなる電気絶縁層と、電気絶縁層上下面をそれぞれ覆う一対の配線基板とを備え、一対の配線基板の少なくとも一方には電気絶縁層に埋め込まれた回路部品が接合され、電気絶縁層の熱硬化性樹脂よりも低温で硬化したインナービアが両配線基板を電気的に接続して電気絶縁層に設けられ、このインナービアに対して回路部品の反対側に電気絶縁層の熱硬化性樹脂よりも低温で硬化したインナービア位置ずれ防止体を設けたことを特徴とする部品内蔵モジュール。
2. 無機フィラー及び熱硬化性樹脂を含む混合物からなる電気絶縁層と、電気絶縁層上下面をそれぞれ覆う一対の配線基板とを備え、一対の配線基板の少なくとも一方には電気絶縁層に埋め込まれた回路部品が接合され、光により硬化したインナービアが両配線基板を電気的に接続して電気絶縁層に設けられ、このインナービアに対して回路部品の反対側に光により硬化したインナービア位置ずれ防止体を設けたことを特徴とする部品内蔵モジュール。
3. インナービアは回路部品を囲んで複数個配置され、インナービア位置ずれ防止体は電気絶縁層の外周部に複数個配置される請求項１又は２記載の部品内蔵モジュール。
4. 複数個のインナービア位置ずれ防止体は複数個のインナービアを囲むように配置される請求項３記載の部品内蔵モジュール。
5. インナービア位置ずれ防止体はダミービアで構成される請求項１乃至４の何れかに記載の部品内蔵モジュール。
6. インナービア位置ずれ防止体はそれぞれが電気的に接続されている請求項１乃至５記載の部品内蔵モジュール。
7. インナービア位置ずれ防止体はアース接続されている請求項１乃至６の何れかに記載の部品内蔵モジュール。
8. インナービア及びダミービアは、銀、銅、金及びニッケルから選ばれる少なくとも１つを含む金属粉体と、光硬化樹脂又は電気絶縁層の熱硬化樹脂よりも低温で硬化する低温熱硬化性樹脂とを含む請求項５乃至７の何れかに記載の部品内蔵モジュール。
9. 電気絶縁層は、７０重量％以上９５重量％以下の無機フィラーと５重量％以上３０重量％以下の熱硬化性樹脂とを含む請求項１乃至８の何れかに記載の部品内蔵モジュール。
10. 熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びシアネート樹脂から選ばれる少なくとも１つを含む請求項１乃至９の何れかに記載の部品内蔵モジュール。
11. 無機フィラーは、アルミナ、マグネシア、シリカ、窒化アルミニウム及び窒化珪素から選ばれる少なくとも１つを含む請求項１乃至１０の何れかに記載の部品内蔵モジュール。
12. 回路部品は、ベアＩＣチップを含み、配線基板にフリップチップ実装されている請求項１乃至１１の何れかに記載の部品内蔵モジュール。
13. 回路部品は、抵抗、コンデンサ、及びインダクタから選ばれる少なくとも１つを含む請求項１乃至１２の何れかに記載の部品内蔵モジュール。
14. 一対の配線基板の少なくとも一方に回路部品を接合し、上下面を各配線基板でそれぞれ覆って回路部品を埋め込むための電気絶縁層を無機フィラー及び未硬化状態の熱硬化性樹脂を含む混合物で形成し、熱硬化性樹脂よりも低温で硬化して両配線基板を電気的に接続するためのインナービアを電気絶縁層に形成し、熱硬化性樹脂よりも低温で硬化するインナービア位置ずれ防止体をインナービアに対して、埋め込まれた回路部品の反対側に位置するように電気絶縁層に形成し、両配線基板を電気絶縁層の上下側にそれぞれ配置し、電気
    絶縁層の熱硬化性樹脂の硬化温度よりも低くインナービア及びインナービア位置ずれ防止体の硬化温度よりも高い温度で加熱した状態で両配線基板を電気絶縁層に向けて加圧して回路部品を電気絶縁層に埋め込み、熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い温度で加熱することを特徴とする部品内蔵モジュールの製造方法。
15. 一対の配線基板の少なくとも一方に回路部品を接合し、上下面を各配線基板でそれぞれ覆って回路部品を埋め込むための電気絶縁層を無機フィラー及び未硬化状態の熱硬化性樹脂を含む混合物で形成し、光により硬化して両配線基板を電気的に接続するためのインナービアを電気絶縁層に形成し、光により硬化するインナービア位置ずれ防止体を、インナービアに対して、埋め込まれた回路部品の反対側に位置するように電気絶縁層に形成し、インナービア及びインナービア位置ずれ防止体に光を照射して硬化させ、両配線基板を電気絶縁層の上下側にそれぞれ配置し、両配線基板を電気絶縁層に向けて加圧して回路部品を電気絶縁層に埋め込み、熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い温度で加熱することを特徴とする部品内蔵モジュールの製造方法。

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