KR20120049144A - 전자부품을 가진 배선기판 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20120049144A
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마사히로 이노우에
하지메 사이키
아츠히코 스기모토
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니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 단자패드에 전자부품을 접합할 때의 접합 신뢰성을 높힘과 아울러 배선기판의 강도 부족이나 휨의 발생 방지, 또한 솔더의 재용융에 의한 쇼트를 방지할 수 있는 전자부품을 가진 배선기판 및 그 제조방법을 제공하는 것.
(해결수단) 적층기판(5) 상에 볼록형상으로 형성된 콘덴서용 단자패드(45)의 표면 전체가 솔더에 의해서 틈새없이 덮여져 있고, 상기 솔더가 콘덴서 단자(51)에도 접합되어 있다. 따라서, 콘덴서용 단자패드(45)와 솔더, 더 나아가서는 콘덴서용 단자패드(45)와 칩 콘덴서(9)가 확실하게 접합됨과 아울러 도통이 충분하게 확보되어 있다. 즉, 콘덴서용 단자패드(45)와 솔더의 접합 신뢰성, 더 나아가서는 콘덴서용 단자패드(45)와 칩 콘덴서(9)의 접합 신뢰성이 극히 높다.

Description

전자부품을 가진 배선기판 및 그 제조방법{WIRING BOARD WITH ELECTRONIC COMPONENT, AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 도체층과 수지 절연층이 교호로 적층된 코아리스기판 등의 적층기판의 단자패드에 솔더와 전기 절연재를 함유하는 접합재에 의해서 칩 콘덴서 등의 전자부품이 실장된 전자부품을 가진 배선기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래에는, 예를 들면 칩 콘덴서(CP)와 같은 전자부품을 예를 들면 반도체 패키지와 같은 배선기판에 실장하는 방법으로서, 배선기판에 형성된 단자패드에 전자부품에 형성된 단자나 범프를 솔더에 의해서 접합하는 방법이 널리 알려져 있다.
상기 솔더 접합에 의한 전자부품의 실장방법으로서는 열경화성 수지 내에 솔더 입자를 혼입한 접합재를 사용하는 방법이 알려져 있다. 이 방법에서는 전자부품의 탑재에 앞서서 단자패드에 미리 접합재를 공급해 두고, 전자부품의 탑재 후에 접합재를 가열함에 의해서 솔더 입자를 용융?고화시켜 솔더 접합부를 형성함과 아울러, 열경화성 수지를 연화?경화시켜 수지층을 형성하고 있다. 이것에 의해서, 전자부품의 단자나 범프를 솔더 접합에 의해서 배선기판의 단자패드와 도통시킴과 아울러, 경화된 열경화성 수지로 솔더 접합부를 덮어서 보강하고 있다(특허문헌 1,2 참조).
특허문헌 1 : 일본국 특개 2010-140924호 공보 특허문헌 2 : 일본국 특개 2010-161419호 공보
그러나, 상기한 종래 기술의 경우에서는 단자패드에 솔더를 접합할 때의 접합 신뢰성이 충분하지 않으며, 따라서 전자부품을 솔더에 의해서 단자패드에 접합할 때의 접합 신뢰성이 충분하지 않다는 문제가 있었다. 특히 단자패드가 배선기판의 표면 상에 볼록형상으로 돌출되어 있는 경우에 있어서의 솔더의 접합 신뢰성이나 전자부품의 접합 신뢰성에 대해서는 충분한 검토가 이루어지지 않은 것이 현상이다.
또한, 단자패드가 배선기판의 표면에서 돌출되어 있는 경우에는 배선기판과 전자부품과의 사이의 간격이 크기 때문에, 접합재를 용융하여 전자부품을 배선기판에 실장할 때에 전자부품과 배선기판과의 사이에 틈새가 생기기 쉽다는 문제도 있었다.
즉, 열경화성 수지가 상기 틈새 내로 충분히 비집고 들어가지 못할 경우에는 배선기판의 강도 부족이나 휨이 발생할 우려가 있고, 또 전자부품을 실장한 후에 재가열하는 공정이 있는 경우에는, 솔더가 재용융되어 상기 틈새 내로 들어가게 되면 쇼트가 발생할 우려가 있다.
본 발명은 상기한 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 단자패드에 전자부품을 접합할 때의 접합 신뢰성을 높힘과 아울러 배선기판의 강도 부족이나 휨의 발생 방지, 또한 솔더의 재용융에 의한 쇼트를 방지할 수 있는 전자부품을 가진 배선기판 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
(1) 본 발명은 청구항 1에 기재한 바와 같이, 도체층과 수지 절연층이 교호로 적층되어 이루어지는 적층기판 상의 단자패드에 솔더와 수지제의 전기 절연재를 함유하는 접합재에 의해서 전자부품이 실장된 전자부품을 가진 배선기판에 있어서, 상기 단자패드는 상기 적층기판의 표면에 볼록형상으로 형성되고, 상기 단자패드와 상기 전자부품의 단자가 상기 솔더에 의해서 접합됨과 아울러 상기 단자패드의 표면 전체가 상기 솔더로 덮여져 있고, 또한 상기 솔더의 표면이 상기 전기 절연재로 덮여져 있음과 아울러 상기 적층기판과 상기 전자부품과의 사이의 간극이 상기 전기 절연재에 의해서 충전되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 적층기판 상에 볼록형상으로 형성된 단자패드의 표면 전체{예를 들면, 층상(層狀)의 단자패드인 경우에는 측면과 상면}가 솔더에 의해서 틈새없이 덮여져 있고, 이 솔더가 전자부품의 단자에도 접합되어 있다. 따라서, 단자패드와 솔더, 더 나아가서는 단자패드와 전자부품이 확실하게 접합됨과 아울러 도통이 충분하게 확보되어 있다. 즉, 본 발명에서는 단자패드와 솔더의 접합 신뢰성, 더 나아가서는 단자패드와 전자부품의 접합 신뢰성이 극히 높다는 현저한 효과를 갖는다.
또한, 여기서 "접합 신뢰성"이란, 예를 들면 단자패드나 전자부품에 외력이 가해진 경우나 장기간에 걸쳐서 사용된 경우에서도 단자패드와 솔더의 접합면이 떨어지기 어렵고, 장기간에 걸쳐서 확실한 도전성 및 접합성을 확보할 수 있는 것을 말한다.
또, 본 발명에서는 솔더의 표면이 전기 절연재로 덮여져 있음과 아울러 적층기판과 전자부품과의 사이의 간극이 전기 절연재에 의해서 충전되어 있기 때문에, 즉 적층기판과 전자부품과의 사이에 틈새가 없도록 전기 절연재에 의해서 충전되어 있기 때문에, 배선기판의 강도가 높고, 또한 배선기판에 휨이 발생하기 어렵다는 효과가 있다.
또한, 전자부품을 실장한 후에 가열에 의해서 솔더가 재용융된 경우에서도, 적층기판과 전자부품과의 사이에 틈새가 없도록 전기 절연재가 충전되어 있기 때문에, 틈새 내로 솔더가 유입되는 일이 없으며, 따라서 쇼트가 발생하기 어렵다는 이점이 있다.
또한, 적층기판과 전자부품과의 사이의 틈새에는 미세한 보이드가 포함되는 경우도 있다. 그러나, 적층기판과 전자부품과의 사이의 틈새 중 90% 이상의 체적이 전기 절연재로 충전되어 있으면, 쇼트의 발생을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 적층기판으로서는 코아기판을 제거한 코아리스기판을 채용할 수 있다. 상기 전자부품으로서는 칩 콘덴서(CP), 인덕터, 필터, 저항 등을 들 수 있다.
상기 도체층 및 상기 단자패드의 형성 재료로서는 구리, 구리 합금, 니켈, 니켈 합금, 주석, 주석 합금 등을 채용할 수 있다. 이 도체층 및 단자패드는 서브 트랙티브법, 세미 에디티브법, 풀 에디티브법 등의 공지 수법에 따라서 형성할 수 있다. 예를 들면, 동박의 에칭, 무전해 구리 도금 혹은 전해 구리 도금 등의 수법이 적용된다. 또한, 스퍼터나 CVD 등의 수법에 의해서 박막을 형성한 후에 에칭을 실시함에 의해서 도체층이나 단자패드를 형성하거나, 도전성 페이스트 등의 인쇄에 의해서 도체층이나 단자패드를 형성할 수도 있다.
상기 수지 절연층은 절연성, 내열성, 내습성 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 이 수지 절연층을 형성하기 위한 고분자 재료의 매우 적합한 예로서는 에폭시 수지, 페놀 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지 등의 열경화성 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리프로필렌 수지 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다. 그 외에도 이들 수지와 유리섬유(유리 직포나 유리 부직포)나 폴리아미드 섬유 등의 유기 섬유와의 복합재료, 혹은 연속 다공질 PTFE 등의 삼차원 그물망 형상 불소계 수지 기재에 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 함침시킨 수지-수지 복합재료 등을 사용하여도 좋다.
상기 접합재 중의 솔더의 재료로서는 90Pb-10Sn, 95Pb-5Sn, 40Pb-60Sn 등의 Pb-Sn계 솔더, Sn-Bi계 솔더, Sn-Sb계 솔더, Sn-Ag계 솔더, Sn-Ag-Cu계 솔더, Au-Ge계 솔더, Au-Sn계 솔더 등의 솔더를 들 수 있다.
상기 접합재 중의 전기 절연재로서는 열경화성 수지를 들 수 있다. 이 열경화성 수지로서는 에폭시 수지를 매우 적합하게 사용할 수 있으며, 에폭시 수지의 종류로서는 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 다관능형, 지환식형, 비페닐형 등을 채용할 수 있다. 또한, 열경화성 수지로서는 에폭시 수지 이외에도 아크릴 수지, 오키세탄 수지, 폴리이미드 수지, 이소시아네이트 수지 등을 사용하여도 좋다.
(2) 본 발명에서는 청구항 2에 기재한 바와 같이, 적층기판의 표면에 있어서, 적층기판의 강도를 높이는 판형상의 스티프너(보강판)를 전자부품의 외주측에 접합하는 것이 바람직하다. 이것에 의해서 배선기판의 강도가 높아진다는 효과가 있으며, 특히 배선기판이 코아리스기판인 경우에 매우 적합하다.
상기 스티프너는 적층기판을 구성하는 재료보다도 고강성인 것이 바람직하다. 그 이유는, 스티프너 자체에 높은 강성이 부여되어 있으면, 이것을 면(面)접합함에 의해서 배선기판에 높은 강성을 부여할 수 있어 외부로부터 가해지는 응력에 대해서 한층 더 강하게 되기 때문이다. 또, 높은 강성을 가지는 스티프너라면, 스티프너를 얇게 하더라도 배선기판에 충분히 높은 강성을 부여할 수 있어 스티프너를 가진 배선기판 전체의 박육화(薄肉化)를 저해하지 않기 때문이다.
상기 스티프너로서는 적층기판의 열팽창율이나 요구되는 강성을 감안하여 재질이나 치수를 결정하면 좋고, 예를 들면 강성이 높은 금속 재료나 세라믹 재료를 사용하여 형성하는 것이 바람직하고, 또 수지 재료나 수지 재료 내에 무기 재료를 함유시킨 복합재료에 의해서 형성하는 것이어도 좋다.
상기 스티프너를 구성하는 금속 재료로서는 철, 금, 은, 구리, 구리 합금, 철-니켈 합금, 규소, 갈륨비소 등이 있다. 또, 세라믹 재료로서는 예를 들면 알루미나, 유리 세라믹, 결정화 유리 등의 저온 소성 재료, 질화알루미늄, 탄화규소, 질화규소 등이 있다. 또한, 수지 재료로서는 에폭시 수지, 폴리부텐 수지, 폴리아미드 수지, 폴리부틸렌텔레프탈레이트 수지, 폴리페닐렌술파이드 수지, 폴리이미드 수지, 비스말레이미드 트리아진 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(ABS 수지) 등이 있다.
또, 스티프너는 적층기판의 주면(主面)에 접합되는데, 접합의 수법은 특히 한정되는 것이 아니며, 스티프너를 형성하고 있는 재료의 성질, 형상 등에 맞는 주지의 수법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 스티프너의 접합면을 적층기판의 주면에 대해서 접착제를 개재하여 접합하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 적층기판에 대해서 스티프너를 확실하게 또한 용이하게 접합할 수 있다. 또한, 접착제로서는 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제, 시아노아크릴레이트계 접착제, 고무계 접착제 등을 들 수 있다.
(3) 본 발명에서는 청구항 3에 기재한 바와 같이, 전기 절연재로서는 열경화성 수지로 이루어지며, 그 유리전이온도가 솔더의 융점 이하인 재료를 채용할 수 있다.
이것에 의해서, 가열에 의해서 솔더가 용융되기 전에 열경화성 수지를 연화시킬 수 있다. 따라서, 연화된 열경화성 수지 내에서 솔더를 용융시켜서 적층기판의 단자패드나 전자부품의 단자에 접합시킬 수 있다.
상기 열경화성 수지로서는 에폭시 수지가 매우 적합하며, 그 이외에 아크릴 수지, 오키세탄 수지, 폴리이미드 수지, 이소시아네이트 수지 등을 채용할 수 있다.
상기 유리 전이점으로서는 80?220℃의 범위를 들 수 있고, 솔더의 융점으로서는 120?230℃의 범위를 들 수 있다.
(4) 본 발명에서는 청구항 4에 기재한 바와 같이, 도체층과 수지 절연층이 교호로 적층되어 이루어지는 적층기판 상의 단자패드에 솔더와 수지제의 전기 절연재를 함유하는 접합재를 사용하여 전자부품을 실장하는 전자부품을 가진 배선기판의 제조방법에 있어서, 상기 단자패드는 상기 적층기판의 표면에 볼록형상으로 형성된 것이고, 상기 단자패드와 상기 전자부품의 단자와의 사이에 상기 접합재를 배치하고, 가열함에 의해서 상기 솔더를 용융시킴과 아울러 상기 전기 절연재를 연화시키고, 상기 솔더에 의해서 상기 단자패드와 상기 전자부품의 단자를 접합함과 아울러 상기 단자패드의 표면 전체를 덮고, 또한 상기 전기 절연재에 의해서 상기 솔더의 표면을 덮음과 아울러 상기 적층기판과 상기 전자부품과의 사이의 간극을 충전하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 단자패드와 전자부품의 단자와의 사이에 예를 들면 페이스트 형상의 접합재를 배치하고, 상기 접합재를 가열함에 의해서 접합재 중의 솔더를 용융시키기 때문에(그 후 고화되기 때문에), 솔더에 의해서 단자패드와 전자부품의 단자를 접합함과 아울러 단자패드의 표면 전체를 덮을 수 있다. 또, 가열에 의해서 접합재 중의 전기 절연재를 연화시키기 때문에(그 후 경화되기 때문에), 솔더의 표면을 덮을 수 있다.
따라서, 상기 제조방법에 의해서 제조된 배선기판은 단자패드와 전자부품이 확실하게 접합됨과 아울러 도통이 충분하게 확보되어 있다. 즉, 접합 신뢰성이 높다는 효과가 있다. 또, 고화된 솔더의 표면이 전기 절연재로 덮여져 있기 때문에, 솔더의 외부와의 절연성이 높다는 이점이 있다.
또한, 본 발명에서는 접합재를 가열함에 의해서 접합재 중의 전기 절연재를 연화시키고, 이 전기 절연재에 의해서 솔더의 표면을 덮음과 아울러 적층기판과 전자부품과의 사이의 간극을 충전할 수 있다.
따라서, 상기 제조방법에 의해서 제조된 배선기판은 적층기판과 전자부품과의 사이에 틈새가 없도록 전기 절연재에 의해서 충전되어 있기 때문에, 배선기판의 강도가 높고, 또한 배선기판에 휨이 발생하기 어렵다는 효과가 있다. 또한, 전자부품을 실장한 후에 가열에 의해서 솔더가 재용융된 경우에서도 틈새 내로 솔더가 유입되는 일이 없으며, 따라서 쇼트가 발생하기 어렵다는 이점이 있다.
여기서, 상기 접합재로서는 열경화성 수지 등의 수지에 솔더(솔더 입자 등)를 함유시킨 페이스트 형상의 것을 채용할 수 있다. 또, 이 접합재 중에는 수지나 솔더 이외에 각종 성분을 함유하고 있어도 좋다. 예를 들면, 수지로서 열경화성 수지를 사용하는 경우에는 열경화성 수지 및 솔더 이외에 열경화성 수지의 경화제, 솔더의 산화막을 제거하는 활성작용을 부여하는 활성제, 페이스트의 칙소성을 조정하는 칙소제, 그 외의 첨가제가 첨가되어 있는 것을 채용할 수 있다. 이것들의 배합량은 접합재에 함유되는 솔더의 함유량, 솔더의 입경 및 접합 대상의 산화의 진행 정도 등에 따라서 적절하게 조정된다.
상기 열경화성 수지로서는 상기한 바와 같이 에폭시 수지가 매우 적합하게 사용되며, 에폭시 수지의 종류로서는 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 다관능형, 지환식형, 비페닐형 등을 채용할 수 있다.
상기 경화제로서는 사용되는 열경화성 수지에 대응한 종류의 것이 선정되며, 열경화성 수지가 에폭시 수지인 경우에는 이미다졸류, 산무수물류, 아민류, 히드라지드류, 마이크로 캡슐형 경화제 등이 선정된다. 상기 활성제로서는 무기 할라이드, 아민, 유기산 등 일반적인 크림 솔더에 사용되는 것을 채용할 수 있다. 상기 칙소제로서는 일반적으로 전자 재료용 접착제에 사용되는 무기계 미분말이 배합된다.
또한, 첨가제로서는 실란 커플링제, 유기용제, 가요재(可撓材), 안료, 촉매 등이 필요에 따라서 배합된다. 실란 커플링제는 밀착성을 향상시킬 목적으로 배합되고, 유기용제는 접합재의 점도를 조정하기 위해서 사용된다.
(5) 본 발명에서는 청구항 5에 기재한 바와 같이, 페이스트 형상의 접합재 중 가열 후의 냉각에 의해서 고체가 되는 성분으로서 솔더가 50?95중량%, 수지제의 전기 절연재가 5?50중량%인 구성을 채용할 수 있고, 더 바람직하게는 솔더가 80?90중량%, 수지제의 전기절연체가 10?20중량%인 구성을 채용할 수 있다.
이 구성에 의해서, 솔더에 의해서 용이하게 단자패드의 표면 전체를 덮음과 아울러 단자패드와 전자부품을 강고하게 접합할 수 있다. 또, 전기 절연재에 의해서 용이하게 솔더의 표면을 덮을 수 있음과 아울러 적층기판과 전자부품과의 사이의 간극을 충전할 수 있다.
(6) 본 발명에서는 청구항 6에 기재한 바와 같이, 접합재의 점도로서 25℃에서 50Pa?s 이상 500Pa?s 이하인 것을 채용할 수 있으며, 더 바람직하게는 25℃에서 200Pa?s 이상 250Pa?s 이하인 것을 채용할 수 있다.
이와 같은 점도이면, 접합재는 적당한 유동성 및 접합성을 가지기 때문에, 단자패드 상에 배치된 접합재 상에 전자부품을 얹어놓은 경우에, 접합재가 매우 적합하게 전자부품의 주위로 퍼지게 되고, 그 후의 가열시에 용융된 솔더나 연화된 전기 절연재가 매우 적합하게 유동한다는 이점이 있다.
도 1은 배선기판의 단면도(도 2의 A-A선 단면)
도 2는 배선기판의 제 1 주면 측을 나타내는 평면도
도 3은 적층기판의 제 1 주면 측을 나타내는 평면도
도 4는 스티프너를 나타내는 평면도
도 5는 적층기판의 제 2 주면 측을 나타내는 저면도
도 6은 적층기판의 종단면(제 1 주면에 수직한 단면)의 일부를 확대하여 나타내는 단면도
도 7은 칩 콘덴서 및 그 주위의 종단면을 나타내는 설명도
도 8(a)?8(e)는 배선기판의 제조방법의 순서를, 각 부재를 종방향으로 파단하여 나타내는 설명도
도 9(a)?9(c)는 배선기판의 제조방법의 순서를, 각 부재를 종방향으로 파단하여 나타내는 설명도
도 10(a) 및 10(b)는 배선기판의 제조방법의 순서를, 각 부재를 종방향으로 파단하여 나타내는 설명도
도 11(a) 및 11(b)는 배선기판의 제조방법의 순서를, 각 부재를 종방향으로 파단하여 나타내는 설명도
도 12(a)?12(e)는 칩 콘덴서를 접합할 때의 순서를 나타내는 설명도
도 13은 스티프너의 접합방법을 나타내는 설명도
이하, 본 발명이 적용된 실시예에 대해서 도면을 이용하여 설명한다.
《실시예》
여기서는 코아리스기판의 어느 한 쪽 주면(主面)에 칩 콘덴서를 실장함과 아울러 스티프너를 접합한 '전자부품을 가진 배선기판'(이하, 단순히 '배선기판'이라 한다)을 예로 들어 설명한다.
a) 우선, 본 실시예의 배선기판의 구성에 대해서 도 1?도 7에 의거하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 배선기판(1)은 IC칩(3)을 실장하기 위한 반도체 패키지이며, 이 배선기판(1)은 주로 코아기판을 포함하지 않고 형성된 적층기판(코아리스기판)(5)을 구비하고 있다. 상기 적층기판(5)의 어느 한 쪽 주면(제 1 주면, 도 1에서의 상측) 측에는, 즉 IC칩(3)이 실장되는 측에는 IC칩(3)의 실장영역(7)의 주위에 다수의 칩 콘덴서(CP)(9)가 실장됨과 아울러 스티프너(보강판)(11)가 접합되어 있다.
이하, 각 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 적층기판(5)의 제 1 주면 측에는 그 중앙에 대략 정사각형의 실장영역(7)이 형성되어 있으며, 이 실장영역(7)에는 IC칩(3)을 적층기판(5)에 접합하기 위한 솔더 범프(13)(도 1 참조)가 형성되는 IC칩용 단자패드(15)가 어레이 형상으로 복수 형성되어 있다.
또, 상기 제 1 주면 측에는 실장영역(7)의 주위(사방)에 각 가장자리를 따라서 다수의 칩 콘덴서(9)가 실장되어 있다.
또한, 상기 제 1 주면 측에는 IC칩(3)의 실장영역(7) 및 칩 콘덴서(9)의 직사각형상의 실장영역(17) 이외의 부분을 덮도록, 예를 들면 구리로 이루어지는 정사각형의 스티프너(11)가 접합되어 있다. 즉, 도 4에 나타낸 바와 같이, 스티프너(11)의 중앙에는 IC칩(3)의 실장영역(7)에 대응하는 정사각형의 제 1 개구부(19)가 형성되어 있음과 아울러, 이 제 1 개구부(19)의 주위에는 칩 콘덴서(9)의 실장영역(17)에 대응하는 복수의 직사각형의 제 2 개구부(21)가 형성되어 있다.
한편, 도 5에 나타낸 바와 같이, 적층기판(5)의 이면(제 2 주면) 측에는 도시하지 않은 마더보드(마더기판)를 접합하기 위한 LGA(랜드 그리드 어레이)가 형성되는 마더기판용 단자패드(23)가 어레이 형상으로 복수 형성되어 있다.
또, 도 6에 적층기판(5)의 종단면의 일부를 확대하여 나타낸 바와 같이, 상기 적층기판(5)은 같은 수지 절연재료(전기 절연재)를 주체로 한 복수 층(예를 들면 4층)의 수지 절연층(25,27,29,31)과 구리로 이루어지는 도체층(33)을 교호로 적층한 배선 적층부(35)를 가지고 있다.
상기 수지 절연층(25,27,29,31)은 광경화성을 부여하지 않은 수지 절연재료, 구체적으로는 열경화성 에폭시 수지의 경화체를 주체로 한 빌드업재를 사용하여 형성되어 있다. 이 수지 절연층(25,27,29,31)에는 각각 비아 홀(37) 및 비아 도체(39)가 형성되어 있다. 비아 도체(39)는 제 1 주면 측이 확대되는 형상을 가지며, 도체층(33), IC칩용 단자패드(15), 마더기판용 단자패드(23)를 서로 전기적으로 접속하고 있다.
배선 적층부(35)의 제 1 주면 측에 있어서, 최외층의 수지 절연층(31)에는 복수의 표면 개구부(41)가 형성됨과 아울러, 표면 개구부(41) 내에는 수지 절연층(31)의 외측 표면보다도 낮게 되도록 IC칩용 단자패드(15)가 형성되어 있다. 또한, IC칩용 단자패드(15)는 주체가 되는 구리층의 상면만을 구리 이외의 도금층(니켈-금 도금)(43)으로 덮은 구조를 가지고 있다.
또, 상기 적층기판(5)의 제 1 주면 측에는 칩 콘덴서(9)가 접합되는 콘덴서용 단자패드(45)가 형성되어 있으며, 이 콘덴서용 단자패드(45)는 구리층을 주체로 하여 구성되어 있고, 그 상면의 높이가 수지 절연층(31)의 표면보다 높게 되도록 볼록형상(판형상)으로 형성되어 있다.
상기 콘덴서용 단자패드(45)는 주체가 되는 구리층의 상면 및 측면을 구리 이외의 도금층(니켈-금 도금)(47)으로 덮은 구조를 가지고 있으며, 이 콘덴서용 단자패드(45)에는 도 7에 확대하여 나타낸 바와 같이 칩 콘덴서(9)가 접속되어 있다.
즉, 칩 콘덴서(9)는 그 중앙부(49)의 양단에 콘덴서 단자(51)를 구비한 것이고, 이 콘덴서 단자(51)와 콘덴서용 단자패드(45)가 솔더로 이루어지는 솔더 접합부(53)에 의해서 접합되어 있다.
상세하게는, 콘덴서용 단자패드(45)의 상면 및 측면(즉, 표면 전체)은 예를 들면 Sn-Bi계 솔더로 이루어지는 솔더 접합부(53)에 의해서 덮여져 있음과 아울러, 콘덴서 단자(51)의 저면 및 측면의 대부분도 솔더 접합부(53)에 의해서 덮여져 있다. 이것에 의해서, 콘덴서용 단자패드(45)와 칩 콘덴서(9)가 전기적으로 접속됨과 아울러 강고하게 일체로 접합되어 있다. 또한, 솔더 접합부(53)는 콘덴서 단자(51)의 측면에서부터 적층기판(5)의 표면에 이르도록, 즉 적층기판(5) 측으로 향하여 갈수록 면적이 넓어지게 되는 필렛 형상으로 되어 있다.
또, 솔더 접합부(53)의 표면 전체는 예를 들면 에폭시 수지 등의 열경화성 수지로 이루어지는 전기 절연재(55)에 의해서 덮여져 있음과 아울러, 전기 절연재(55)는 솔더 접합부(53)의 외주측의 적층기판(5)의 표면에도 접합되어 있다. 또한, 칩 콘덴서(9)의 저면과 적층기판(5)의 상면과의 사이에 있는 간극(57)에도 틈새없이 전기 절연재(55)가 충전되어 있다. 이것에 의해서, 적층기판(5)과 칩 콘덴서(9)가 강고하게 접합됨과 아울러 외부에 대해서 높은 절연성을 가지고 있다.
즉, 상기한 솔더 접합부(53)와 전기 절연재(55)의 구성{즉, 고화된 접합재(56)의 구성}에 의해서 콘덴서용 단자패드(45)와 칩 콘덴서(9)의 전기적 도통이 확보됨과 아울러 적층기판(5)과 칩 콘덴서(9)가 강고하게 접합되어 있다.
또한, 여기서는 열경화성 수지로서 그 유리전이온도가 솔더의 융점 이하가 되는 재료를 사용하고 있다. 예를 들면, 유리 전이점으로서는 80?220℃ 범위 중 예를 들면 95℃의 것을 사용하고, 솔더의 융점으로서는 120?230℃ 범위 중 예를 들면 139℃의 Sn-Bi계 솔더를 사용하고 있다.
상기한 도 6으로 되돌아 가서, 상기 배선 적층부(35)의 이면(제 2 주면) 측에 있어서, 최외층의 수지 절연층(25)에는 복수의 이면측 개구부(59)가 형성됨과 아울러, 이들 이면측 개구부(59)에 대응하여 마더기판용 단자패드(23)가 배치되어 있다. 구체적으로는, 마더기판용 단자패드(23)는 이면측 개구부(59) 내에 위치하는 하단 금속 도체부(61)와 이 하단 금속 도체부(61) 및 그 주위를 덮는 상단 금속 도체부(63)로 이루어지는 2단 구조를 가지고 있다. 또한, 마더기판용 단자패드(23)는 주체가 되는 구리층의 상면 및 측면을 구리 이외의 도금층(니켈-금 도금)(64)으로 덮은 구조를 가지고 있다.
b) 이어서, 본 실시예의 배선기판(1)의 제조방법을 도 8?도 13에 의거하여 설명한다.
《적층기판 제조공정》
우선 충분한 강도를 가지는 지지기판(유리 에폭시 기판 등)을 준비하고, 이 지지기판 상에 수지 절연층(25,27,29,31) 및 도체층(33)을 빌드업하여 배선 적층부(35)를 형성한다.
상세하게는, 도 8(a)에 나타낸 바와 같이, 지지기판(65) 상에 에폭시 수지로 이루어지는 시트형상의 절연 수지 기재를 붙여서 하지 수지 절연층(67)을 형성함에 의해서 기재(基材)(69)를 제작한다.
그 다음에, 도 8(b)에 나타낸 바와 같이, 기재(69)의 상면에 적층 금속 시트체(71)를 배치한다. 이 적층 금속 시트체(71)는 2장의 동박(73,75)을 박리 가능하게 밀착시킨 것이다.
그 다음에, 도 8(c)에 나타낸 바와 같이, 적층 금속 시트체(71)의 상면에 하단 금속 도체부(61)를 형성하기 위해서, 하단 금속 도체부(61)의 형상에 대응한 도금 레지스트(77)를 형성한다. 구체적으로는, 적층 금속 시트체(71)의 상면에 도금 레지스트(77) 형성용의 드라이 필름을 적층하고, 이 드라이 필름에 대해서 노광 및 현상을 실시함에 의해서 도금 레지스트(77)를 형성한다.
그 다음에, 도 8(d)에 나타낸 바와 같이, 도금 레지스트(77)를 형성한 상태에서 선택적으로 전해 구리 도금을 실시하여 적층 금속 시트체(71) 상에 하단 금속 도체부(61)를 형성한 후, 도금 레지스트(77)를 박리한다.
그 다음에, 도 8(e)에 나타낸 바와 같이, 하단 금속 도체부(61)가 형성된 적층 금속 시트체(71)를 덮어씌우도록 시트형상의 수지 절연층(25)을 배치하고, 이 수지 절연층(25)을 하단 금속 도체부(61) 및 적층 금속 시트체(71)에 밀착시킨다.
그 다음에, 도 9(a)에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 엑시머 레이저나 UV 레이저나 CO2 레이저 등을 사용한 레이저 가공에 의해서 수지 절연층(25)의 소정 위치{하단 금속 도체부(61)의 상부}에 비아 홀(37)을 형성한다. 그 다음에, 과망간산칼륨 용액 등의 에칭 용액이나 O2 플라즈마를 사용하여 비아 홀(37) 내의 스미어를 제거한다.
그 다음에, 도 9(b)에 나타낸 바와 같이, 종래의 공지 수법에 따라서 무전해 구리 도금 및 전해 구리 도금을 실시함에 의해서 각 비아 홀(37) 내에 비아 도체(39)를 형성한다. 또한, 종래의 공지 수법(예를 들면, 세미 에디티브법)에 따라서 에칭을 실시함에 의해서 수지 절연층(25) 상에 도체층(33)을 패턴 형성한다.
그 다음에, 도 9(c)에 나타낸 바와 같이, 다른 수지 절연층(27,29,31) 및 도체층(33)에 대해서도 상기한 수지 절연층(25) 및 도체층(33)과 같은 수법에 따라서 순차적으로 형성한다. 그리고, 최외층의 수지 절연층(31)에 대해서 레이저 가공에 의해서 복수의 표면 개구부(41)를 형성한다. 그 다음에, 과망간산칼륨 용액이나 O2 플라즈마를 사용하여 각 표면 개구부(41) 내의 스미어를 제거한다.
그 다음에, 수지 절연층(31)의 상면에 무전해 구리 도금을 실시하여, 수지 절연층(31)의 표면 개구부(41) 내 및 각 수지 절연층(25,27,29,31)을 덮는 전면 도금층(도시생략)을 형성한다. 그리고, 배선 적층부(35)의 상면에, 콘덴서용 단자패드(45)의 대응 개소에 개구부를 가지는 상기한 바와 같은 도금 레지스트(도시생략)를 형성한다.
그 후, 도금 레지스트를 형성한 기판 표면에 선택적으로 패턴 도금을 실시함에 의해서, 도 10(a)에 나타낸 바와 같이 복수의 표면 개구부(41) 중 일부의 내부에 비아 도체(79)를 형성함과 아울러, 이 비아 도체(79)의 상부에 콘덴서용 단자패드(45)를 형성한다. 그 후, 세미 에디티브법으로 패터닝함에 의해서 비아 도체(79) 및 콘덴서용 단자패드(45)를 남기면서 상기 전면 도금층을 제거한다.
그 다음에, 배선 적층부(35)를 다이싱 장치(도시생략)로 화살표 부분에서 절단하여, 배선 적층부(35)의 주위 부분을 제거한다.
그 다음에, 도 10(b)에 나타낸 바와 같이, 적층 금속 시트체(71)의 1쌍의 동박(73,75)을 그 계면에서 박리함에 의해서, 배선 적층부(35)로부터 기재(69)를 제거하여 동박(73)을 노출시킨다.
그 다음에, 도 11(a)에 나타낸 바와 같이, 배선 적층부(35)의 이면(제 2 주면) 측에 있어서, 하단 금속 도체부(61)를 남기면서 동박(73)을 부분적으로 에칭 제거함에 의해서 상단 금속 도체부(63)를 형성한다.
그 다음에, 도 11(b)에 나타낸 바와 같이, IC칩용 단자패드(15), 콘덴서용 단자패드(45), 마더기판용 단자패드(23)의 표면에 대해서 무전해 니켈 도금, 무전해 금 도금을 순차적으로 실시함에 의해서 니켈-금 도금층(43,47,64)을 형성하여 적층기판(5)을 완성한다.
《칩 콘덴서 접합공정》
여기서는 적층기판(5) 상의 콘덴서용 단자패드(45)에 칩 콘덴서(9)를 접합하는 방법에 대해서 설명한다.
우선, 도 12(a)에 요부를 확대하여 나타낸 바와 같이, 상기한 제조방법에 의해서 제조된 적층기판(5) 상에 솔더 인쇄용 마스크(81)를 배치한다. 이 솔더 인쇄용 마스크(81)에는 콘덴서용 단자패드(45)에 대응하는 위치에 콘덴서용 단자패드(45)의 평면형상과 같은 형상의 개구부(83)가 형성되어 있다.
그 다음에, 도 12(b)에 나타낸 바와 같이, 솔더 인쇄용 마스크(81)와 인쇄용 재료인 접합용 페이스트(85){페이스트 형상의 접합재(85)}를 사용하여 주지의 인쇄를 실시함에 의해서, 접합용 페이스트(85)를 솔더 인쇄용 마스크(81)의 개구부(83)에 충전한다.
여기서, 접합용 페이스트(85)에 대하여 설명한다.
본 실시예에서 사용하는 접합용 페이스트(85)에는 솔더 및 열경화성 수지 이외에 페이스트화하기 위한 성분 등 각종 성분(예를 들면, 유기용제, 첨가제)이 함유되어 있다. 여기서는 접합용 페이스트(85)의 조성으로서, 예를 들면 Sn-Bi계 솔더 86중량%, 열경화성 수지인 에폭시 수지 11중량%, 그 외의 성분 3중량%를 채용할 수 있다.
그 중의 접합 후의 고체성분(즉, 솔더와 열경화성 수지)에 있어서, 솔더와 열경화성 수지의 비율은, 솔더가 50?95중량%의 범위 내의 예를 들면 86중량%, 열경화성 수지가 5?50중량%의 범위 내의 예를 들면 14중량%이다. 또, 접합용 페이스트(85)의 점도는 25℃에서 50Pa?s 이상 500Pa?s 이하의 범위 내의 예를 들면 250Pa?s이다.
그 다음에, 도 12(c)에 나타낸 바와 같이, 솔더 인쇄용 마스크(81)를 적층기판(5)에서 떼어낸다. 이것에 의해서, 콘덴서용 단자패드(45) 상에 접합용 페이스트(85)가 층상으로 배치된 상태가 된다.
그 다음에, 도 12(d)에 나타낸 바와 같이, 1쌍의 콘덴서용 단자패드(45) 상에 배치된 접합용 페이스트(85) 상에 칩 콘덴서(9)를 얹어놓고서 눌러 붙인다. 상세하게는, 칩 콘덴서(9)의 일측{도 12(d)에서의 좌측}의 콘덴서 단자(51)를 일측의 접합용 페이스트(85)에 얹어놓음과 동시에 타측{도 12(d)에서의 우측}의 콘덴서 단자(51)를 타측의 접합용 페이스트(85)에 얹어놓는다.
그 다음에, 도 12(e)에 나타낸 바와 같이, 접합용 페이스트(85) 상에 칩 콘덴서(9)를 얹어놓은 상태에서 상기 접합용 페이스트(85)를 가열함에 의해서 칩 콘덴서(9)를 콘덴서용 단자패드(45)에 접합한다.
상세하게는, 예를 들면 140?230℃ 범위의 가열온도, 5?300초 범위의 가열시간에 의거하여 설정된 가열 프로파일이 적용된다. 여기서는 예를 들면 180℃의 가열온도, 180초의 가열시간이 설정된다. 또한, 이 가열온도는 상기한 솔더의 용융온도 및 열경화성 수지의 유리전이온도보다도 높게 되도록 설정되어 있다.
따라서, 본 실시예에서는, 접합용 페이스트(85) 중의 에폭시 수지가 그 유리 전이점 이상의 온도(예를 들면, 120℃)로 가열됨에 의해서 연화(軟化)되고, 이 연화된 에폭시 수지는 칩 콘덴서(9)의 저면과 적층기판(5)의 상면과의 사이의 간극(57)의 90% 이상의 체적을 충전하도록 간극(57) 내로 비집고 들어간다.
그 후, 솔더가 용융되는 온도(예를 들면, 140℃)로 더 가열되면, 연화된 에폭시 수지 내에서 솔더가 용융되어 일체화되고, 이 솔더가 콘덴서용 단자패드(45)의 표면 전체를 덮어서 접촉함과 아울러 콘덴서 단자(51)의 저면 전체 및 측면의 절반 이상을 덮어서 접촉한다(또한, 냉각 후에는 이 접촉하고 있는 개소에서 접합된다). 이와 동시에, (냉각 후) 솔더 접합부(53)가 되는 솔더의 표면 전체가 전기 절연재(55)가 되는 에폭시 수지로 덮여진다. 그리고, 온도가 더 상승하면, 그 상태로 에폭시 수지가 경화된다.
그 후, 온도가 상온으로 내려가면, 상기 도 12(e)에 나타낸 바와 같이 솔더 접합부(53)의 주위가 전기 절연재(55)로 덮여진 것과 같은 칩 콘덴서(9)의 접합구조가 얻어진다.
《스티프너 접합공정》
여기서는 스티프너(11)를 적층기판(5)의 제 1 주면 측에 접합하는 방법에 대해서 설명한다.
예를 들면 구리로 이루어지는 두께 1mm 금속판을 펀칭 등에 의해서 도 4에 나타내는 형상으로 가공하여 스티프너(11)를 제작한다.
그리고, 도 13에 나타낸 바와 같이 상기 스티프너(11)를 적층기판(5)의 제 1 주면 측에 접합한다. 구체적으로는, 예를 들면 스티프너(11)의 이면 측{적층기판(5)에 접합되는 측}에 예를 들면 아크릴계 수지로 이루어지는 접착제를 도포하고, 이 접착제를 도포한 스티프너(11)를 적층기판(5)의 제 1 주면에 눌어 붙여서 접합한다.
이것에 의해서, 도 1에 나타낸 바와 같이 적층기판(5)의 제 1 주면 측에 칩 콘덴서(9)가 접합됨과 아울러, 스티프너(11)가 상기 칩 콘덴서(9)를 피해서 접착제층(91)에 의해서 접합된 배선기판(1)이 얻어진다.
c) 이와 같이, 본 실시예에서는 적층기판(5) 상에 볼록형상으로 형성된 콘덴서용 단자패드(45)의 표면 전체가 솔더에 의해서 틈새없이 덮여져 있고, 이 솔더가 콘덴서 단자(51)에도 접합되어 있다. 따라서, 콘덴서용 단자패드(45)와 솔더, 더 나아가서는 콘덴서용 단자패드(45)와 칩 콘덴서(9)가 확실하게 접합됨과 아울러 도통이 충분하게 확보되어 있다. 즉, 콘덴서용 단자패드(45)와 솔더의 접합 신뢰성, 더 나아가서는 콘덴서용 단자패드(45)와 칩 콘덴서(9)의 접합 신뢰성이 극히 높다는 현저한 효과를 갖는다.
또, 본 실시예에서는 솔더의 표면이 전기 절연성을 갖는 에폭시 수지로 덮여져 있음과 아울러, 적층기판(5)과 칩 콘덴서(9)와의 사이의 간극(57)이 에폭시 수지에 의해서 충전되어 있기 때문에, 즉 적층기판(5)과 칩 콘덴서(9)와의 사이에 틈새가 없도록 에폭시 수지에 의해서 충전되어 있기 때문에, 배선기판(1)의 강도가 높고, 또한 배선기판(1)에 휨이 발생하기 어렵다는 효과가 있다.
또한, 칩 콘덴서(9)를 실장한 후에 가열에 의해서 솔더가 재용융된 경우에서도, 적층기판(5)과 칩 콘덴서(9)와의 사이에 틈새가 없도록 에폭시 수지가 충전되어 있기 때문에, 틈새 내로 솔더가 유입되는 일이 없으며, 따라서 쇼트가 발생하기 어렵다는 이점이 있다.
또한, 본 실시예에서는 적층기판(5)의 표면에 있어서, 판형상의 스티프너(11)가 칩 콘덴서(9)의 외주측에 접합되어 있다. 이것에 의해서 배선기판(1)의 강도가 높아진다는 효과가 있으며, 특히 배선기판(1)이 코아리스기판인 경우에 매우 적합하다.
또한, 본 실시예에서는 접합용 페이스트(5)의 성분으로서 사용하는 에폭시 수지의 유리전이온도가 솔더의 융점 이하이다. 따라서, 가열에 의해서 솔더가 용융되기 전에 에폭시 수지를 연화시킬 수 있기 때문에, 연화된 에폭시 수지 내에서 솔더를 용융시켜서 적층기판(5)의 콘덴서용 단자패드(45)나 콘덴서 단자(51)에 접합시킬 수 있다.
또, 상기한 구성의 배선기판(1)을 제조할 때에는, 콘덴서용 단자패드(45)와 콘덴서 단자(51)와의 사이에 접합용 페이스트(85)를 배치하고, 상기 접합용 페이스트(85)를 가열함에 의해서 접합용 페이스트(85) 중의 솔더를 용융시키기 때문에(그 후 고화되기 때문에), 솔더에 의해서 콘덴서용 단자패드(45)와 콘덴서 단자(51)를 접합함과 아울러 콘덴서용 단자패드(45)의 표면 전체를 덮을 수 있다. 또, 가열에 의해서 접합용 페이스트(85) 중의 에폭시 수지를 연화시키기 때문에(그 후 경화되기 때문에), 솔더의 표면을 덮을 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 접합용 페이스트(85) 중 가열 후의 냉각에 의해서 고체가 되는 성분은 솔더가 50?95중량%, 수지제의 전기 절연재가 5?50중량%이다. 따라서, 솔더에 의해서 용이하게 콘덴서용 단자패드(45)의 표면 전체를 덮음과 아울러 콘덴서용 단자패드(45)와 칩 콘덴서(9)를 강고하게 접합할 수 있다. 또, 에폭시 수지에 의해서 용이하게 솔더의 표면을 덮을 수 있음과 아울러 적층기판(5)과 칩 콘덴서(9)와의 사이의 간극(57)을 충전할 수 있다.
또한, 상기 접합용 페이스트(85)의 점도는 25℃에서 50Pa?s 이상 500Pa?s 이하이기 때문에, 적당한 유동성 및 접합성을 가진다. 따라서, 콘덴서용 단자패드(45) 상에 배치한 접합용 페이스트(85) 상에 칩 콘덴서(9)를 얹어놓은 경우에, 접합용 페이스트(85)가 매우 적합하게 칩 콘덴서(9)의 주위로 퍼지게 되고, 그 후의 가열시에 용융된 솔더나 연화된 에폭시 수지가 매우 적합하게 유동한다는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시예에 하등 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 한 여러 가지 형태를 채용할 수 있다.
1 - 전자부품을 가진 배선기판 3 - IC칩
5 - 적층기판 11 - 스티프너
25,27,29,31 - 수지 절연층 33 - 도체층
45 - 콘덴서용 단자패드 53 - 솔더 접합부
55 - 전기 절연재 56 - 접합재
57 - 간극 85 - 접합용 페이스트

Claims (6)

  1. 도체층과 수지 절연층이 교호로 적층되어 이루어지는 적층기판 상의 단자패드에 솔더와 수지제의 전기 절연재를 함유하는 접합재에 의해서 전자부품이 실장된 전자부품을 가진 배선기판에 있어서,
    상기 단자패드는 상기 적층기판(5)의 표면에 볼록형상으로 형성되고, 상기 단자패드와 상기 전자부품의 단자가 상기 솔더에 의해서 접합됨과 아울러 상기 단자패드의 표면 전체가 상기 솔더로 덮여져 있고,
    또한 상기 솔더의 표면이 상기 전기 절연재로 덮여져 있음과 아울러 상기 적층기판과 상기 전자부품과의 사이의 간극이 상기 전기 절연재에 의해서 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 전자부품을 가진 배선기판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 적층기판의 표면에 있어서, 상기 적층기판의 강도를 높이는 판형상의 스티프너가 상기 전자부품의 외주측에 접합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자부품을 가진 배선기판.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 전기 절연재는 열경화성 수지로 이루어지며, 그 유리전이온도가 상기 솔더의 융점 이하인 것을 특징으로 하는 전자부품을 가진 배선기판.
  4. 도체층과 수지 절연층이 교호로 적층되어 이루어지는 적층기판 상의 단자패드에 솔더와 수지제의 전기 절연재를 함유하는 접합재를 사용하여 전자부품을 실장하는 전자부품을 가진 배선기판의 제조방법에 있어서,
    상기 단자패드는 상기 적층기판의 표면에 볼록형상으로 형성된 것이고,
    상기 단자패드와 상기 전자부품의 단자와의 사이에 상기 접합재를 배치하고, 가열함에 의해서 상기 솔더를 용융시킴과 아울러 상기 전기 절연재를 연화시키고,
    상기 솔더에 의해서 상기 단자패드와 상기 전자부품의 단자를 접합함과 아울러 상기 단자패드의 표면 전체를 덮고,
    또한 상기 전기 절연재에 의해서 상기 솔더의 표면을 덮음과 아울러 상기 적층기판과 상기 전자부품과의 사이의 간극을 충전하는 것을 특징으로 하는 전자부품을 가진 배선기판의 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 접합재는 페이스트 형상이고,
    상기 접합재 중 상기 가열 후의 냉각에 의해서 고체가 되는 성분은 상기 솔더가 50?95중량%, 상기 수지제의 전기 절연재가 5?50중량%인 것을 특징으로 하는 전자부품을 가진 배선기판의 제조방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 접합재의 점도는 25℃에서 50Pa?s 이상 500Pa?s 이하인 것을 특징으로 하는 전자부품을 가진 배선기판의 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170138943A (ko) * 2016-06-08 2017-12-18 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 전자장치, 및 전자장치의 제조 방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9414484B2 (en) * 2011-11-09 2016-08-09 Intel Corporation Thermal expansion compensators for controlling microelectronic package warpage
JP2013123035A (ja) * 2011-11-09 2013-06-20 Ngk Spark Plug Co Ltd 多層配線基板の製造方法
JP2013187255A (ja) * 2012-03-06 2013-09-19 Ngk Spark Plug Co Ltd 配線基板の製造方法
CN103071876B (zh) * 2013-01-05 2015-09-02 烟台睿创微纳技术有限公司 一种封装焊接方法和装置
JP6672871B2 (ja) * 2016-02-19 2020-03-25 Tdk株式会社 電子部品の実装構造
JP6903654B2 (ja) * 2016-06-06 2021-07-14 昭和電工マテリアルズ株式会社 多層配線板の製造方法
SG11201810482XA (en) * 2016-06-06 2018-12-28 Hitachi Chemical Co Ltd Method for manufacturing multilayer wiring board

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0451582A (ja) * 1990-06-20 1992-02-20 Nec Corp 混成集積回路装置
JPH05152459A (ja) * 1991-11-27 1993-06-18 Nec Corp 混成集積回路装置
JPH1013007A (ja) * 1996-03-29 1998-01-16 Ngk Spark Plug Co Ltd 半田バンプを有する配線基板及びその製造方法及び平坦化治具
JP3040979B1 (ja) * 1998-12-02 2000-05-15 日本特殊陶業株式会社 配線基板及び補強板
JP2000243869A (ja) * 1999-02-18 2000-09-08 Ngk Spark Plug Co Ltd 配線基板
JP3723483B2 (ja) * 2001-10-16 2005-12-07 日本電気株式会社 電子部品装置
JP3875077B2 (ja) * 2001-11-16 2007-01-31 富士通株式会社 電子デバイス及びデバイス接続方法
JP2003211289A (ja) * 2002-01-21 2003-07-29 Fujitsu Ltd 導電性接合材料、それを用いた接合方法及び電子機器
JP2004273853A (ja) * 2003-03-10 2004-09-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 樹脂層付チップ部品とそれを用いた部品内蔵モジュール及びそれらの製造方法
JP4194408B2 (ja) * 2003-04-03 2008-12-10 日本特殊陶業株式会社 補強材付き基板、半導体素子と補強材と基板とからなる配線基板
JP4203666B2 (ja) * 2004-12-27 2009-01-07 パナソニック株式会社 電子部品実装方法および電子部品実装構造
JP4509972B2 (ja) * 2005-09-01 2010-07-21 日本特殊陶業株式会社 配線基板、埋め込み用セラミックチップ
JP4322948B2 (ja) * 2005-09-20 2009-09-02 ニホンハンダ株式会社 ハンダ付け用フラックス、クリームハンダ、ハンダ付け方法、食品用容器および電子部品
JP4555211B2 (ja) * 2005-11-08 2010-09-29 アルプス電気株式会社 電子部品実装構造及びその製造方法
JP4676907B2 (ja) * 2006-03-10 2011-04-27 アルプス電気株式会社 半田接着剤および半田接着剤を用いた電子部品実装構造
JP5029587B2 (ja) * 2008-12-09 2012-09-19 パナソニック株式会社 電子部品実装構造および電子部品実装方法
JP5579996B2 (ja) * 2009-04-09 2014-08-27 パナソニック株式会社 はんだ接合方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170138943A (ko) * 2016-06-08 2017-12-18 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 전자장치, 및 전자장치의 제조 방법

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Publication number Publication date
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