專利名稱:部件內(nèi)置模塊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及內(nèi)置多個電路部件的部件內(nèi)置模塊及其制造方法。
背景技術(shù):
現(xiàn)在,在手機、車載電話等的無線設備或其它各種通信設備中,應用 了使用在絕緣樹脂層中埋設電路部件的部件內(nèi)置基板的部件內(nèi)置模塊。作 為這種部件內(nèi)置模塊,在JP專利文獻1中,提出了一種模塊,其在由陶 瓷多層基板構(gòu)成的模塊基板上搭載多個電路部件,并以將電路部件包入模 塊基板的上表面整個面中的方式形成了絕緣樹脂層。
在模塊基板上所搭載的電路部件中,除了半導體集成電路那樣的集成 電路元件,還包括濾波器、電容那樣的周邊無源部件。濾波器等的無源部
件,由于端子數(shù)少,所以搭載它的基板的焊盤(land)或布線的尺寸精度 并不需要那么高的精度。另一方面,集成電路元件的輸入輸出端子數(shù)非常 多,由于以很狹窄的間距配置這些端子,所以為了與外部的電路連接,需 要在搭載集成電路的基板上以高精度形成多個焊盤或布線。
當在一張模塊基板上并列搭載了集成電路元件和無源部件的部件內(nèi) 置模塊時,在模塊基板上形成的焊盤或布線的尺寸精度要求與集成電路元 件相對應的高精度。因此,存在以下問題需要準備以高精度形成焊盤或 布線的模塊基板,從而成為成本提高的原因。
此外,在模塊基板上搭載BGA ( Ball Grid Array)或WLP ( Wafer Level Package)等多針腳(pin)、窄間距的集成電路元件時,有很多倒裝晶圓 安裝的情況。此時,存在以下問題難于確認安裝狀態(tài)(連接狀態(tài))是否 正常,在模塊完成后通過檢查而發(fā)現(xiàn)連接不良的可能性很高,從而成為成 品率降低的原因。 JP特開2003-188538號公報
發(fā)明內(nèi)容
在此,本發(fā)明優(yōu)選的實施方式,其目的在于,提供一種可降低成本、 可實現(xiàn)成品率提高、并且可靠性高的部件內(nèi)置模塊及其制造方法。
本發(fā)明優(yōu)選的實施方式的部件內(nèi)置模塊,具有模塊基板,其在上表 面以及下表面具有布線圖案,并從上述下表面的布線圖案至上表面形成過 孔導體或通孔導體;第一電路部件,其安裝于上述模塊基板的上表面的布 線圖案上;子模塊,其形成得比上述模塊基板面積小,且在下表面具有端 子電極,并配置于上述模塊基板上表面的未形成上述布線圖案的區(qū)域;第 二電路部件,其搭載于上述子模塊上及/或內(nèi)置于上述子模塊中;絕緣樹 脂層,其在上述模塊基板的上表面整個面中,以覆蓋上述第一電路部件以 及上述子模塊的至少一部分的方式形成,上述子模塊的端子電極與上述模 塊基板上所形成的上述過孔導體或通孔導體直接連接。
本發(fā)明優(yōu)選的第一實施方式的部件內(nèi)置模塊的制造方法,包括第一 工序,在支撐板上形成布線圖案;第二工序,在上述布線圖案上安裝第一 電路部件;第三工序,在上述支撐板上的未形成上述布線圖案的區(qū)域配置 子模塊,該子模塊在下表面具有端子電極且內(nèi)置及/或搭載了第二電路部 件;第四工序,以覆蓋上述第一電路部件和上述子模塊的至少一部分的方 式,在上述支撐板上形成絕緣樹脂層;第五工序,從上述布線圖案、上述 子模塊以及上述絕緣樹脂層剝離上述支撐板;第六工序,在上述布線圖案、 上述子模塊以及上述絕緣樹脂層,層疊模塊基板;和第七工序,在上述模 塊基板上,以與上述子模塊的端子電極相接的方式形成過孔導體或通孔導 體。
本發(fā)明優(yōu)選的第二實施方式的部件內(nèi)置模塊的制造方法,包括第一
工序,準備在上表面形成了布線圖案的固化狀態(tài)的模塊基板;第二工序, 在上述布線圖案上安裝第一電路部件;第三工序,在上述模塊基板上的未 形成上述布線圖案的區(qū)域配置子模塊,該子模塊形成得比上述模塊基板面 積小,且在下表面具有端子電極,并內(nèi)置及/或搭載了第二電路部件;第 四工序,以覆蓋上述第一電路部件和上述子模塊的至少一部分的方式,在 上述模塊基板上形成絕緣樹脂層;和第五工序,形成從上述模塊基板的下 表面至上述子模塊的下表面的端子電極的過孔導體或通孔導體。在此,針對本發(fā)明的實施方式的部件內(nèi)置模塊進行說明。在模塊基板 的上表面的布線圖案上安裝第一電路部件,并在模塊基板上表面的未形成 布線圖案的區(qū)域配置子模塊。所謂布線圖案,包括用于安裝電路部件的 焊盤;和用于將各焊盤相互連接,或?qū)⒑副P與其它電極連接的布線。在配 置了子模塊時,就不再需要電連接模塊基板與子模塊。子模塊比模塊基板 面積小,在下表面具有端子電極。在子模塊中,搭載或內(nèi)置了第二電路部 件?;蛘?,也可以將多個第二電路部件搭載于子模塊上,并且內(nèi)置于子模 塊中。在模塊基板的上表面整個面中,以覆蓋第一電路部件以及子模塊的 至少一部分的方式形成絕緣樹脂層,從而構(gòu)成部件內(nèi)置模塊。在模塊基板 上,形成從下表面的布線圖案至上表面的過孔導體或通孔導體,該過孔導 體或通孔導體的上端部與子模塊的端子電極相接。S卩,模塊基板的布線圖 案與子模塊的端子電極通過過孔導體或通孔導體被直接連接。
例如,當?shù)谝浑娐凡考菫V波器或電容那樣的端子數(shù)少的單獨部件, 第二電路部件是端子數(shù)多的集成電路元件時,作為搭載及/或內(nèi)置第二電 路部件的子模塊可使用布線精度高的基板(例如多層基板等),而作為搭 載第一電路部件的模塊基板可使用布線精度比較低的基板即單價低的基 板。此時,子模塊的每單位面積的單價雖然比模塊基板高,但子模塊比模 塊基板小,所以與用布線精度高的基板形成模塊基板整體的情況相比可降 低成本。
雖然在子模塊的下表面設置了端子電極,但通過在子模塊的內(nèi)部進行 適當?shù)牟季€連接,從而能夠與搭載或內(nèi)置于子模塊中的集成電路元件的端 子數(shù)相比減少端子電極的個數(shù),或使端子電極的間隔比集成電路元件的端 子的間隔大。因此,能夠在布線精度比較低的模塊基板上,配置布線精度 高的子模塊。
搭載于子模塊的第二電路部件是被倒裝晶圓安裝的集成電路元件時, 由于是多端子,所以難于確認其搭載狀態(tài)(連接狀態(tài)),在模塊完成后, 有時通過檢査會發(fā)現(xiàn)不良品,而成為成品率降低的原因。相對于此,在本 發(fā)明中,由于在子模塊上搭載了第二電路部件,所以能夠在子模塊的階段 檢查第二電路部件的連接狀態(tài)。當發(fā)現(xiàn)連接不良時,可進行修復,能夠抑 制成品率降低。當?shù)谝浑娐凡考ū鹊诙娐凡考旧砀叨雀叩碾娐凡考r,本發(fā) 明是很有效的。近年來,在便攜設備等中所使用的半導體集成電路的封裝, 不再是以往的成模封裝,而是正不斷促進小型'薄型化的如下封裝對硅
晶圓直接沖壓(bumping)的倒裝晶片構(gòu)造,或再布線后安裝焊錫凸緣 (bump)的晶圓級封裝等。與這樣的集成電路元件相比,過濾器或電容 等的周邊無源部件本身高度更高的情況很多。在此,在子模塊中搭載及/ 或內(nèi)置本身高度低的第二電路部件,并通過在模塊基板上搭載本身高度高 的第一電路部件,從而能夠?qū)⒌谝浑娐凡考母叨扰c子模塊的高度平均 化,能夠?qū)崿F(xiàn)更進一步的模塊的薄型化。此外,模塊基板下表面的布線圖 案與子模塊的端子電極通過過孔導體或通孔導體被直接連接,所以不再需 要在模塊基板上表面形成子模塊安裝用焊盤(pad)。除此之外,由于不再 需要子模塊安裝用的接合部件,所以能夠降低模塊整體的高度。此外,在 子模塊的安裝中不使用焊錫,所以沒有了在回流焊(reflow)工序中產(chǎn)生 焊料燒化(flash)的擔憂。
作為絕緣樹脂層的形成方法,例如可以在模塊基板上使B階段(半 固化)狀態(tài)的絕緣樹脂層壓接并固化,也可以在模塊基板上成模液體狀態(tài) 的絕緣樹脂層,并使其固化。除此之外,絕緣樹脂層的形成方法是任意的。 通過形成絕緣樹脂層,就可靠地固定了模塊基板與子模塊,以及固定了模 塊基板與第一電路部件。
可通過粘結(jié)薄板將子模塊的下表面與模塊基板的上表面粘結(jié),且過孔 導體或通孔導體貫通粘結(jié)薄板。形成絕緣樹脂層時,為了防止子模塊錯位, 雖然希望在模塊基板上固定好子模塊,但若使用粘結(jié)薄板,就能夠?qū)⒆幽?塊均勻地面粘結(jié)于模塊基板上。作為粘結(jié)薄板,例如可使用熱固化性樹脂 薄板。
當由與上述絕緣樹脂層相同材料形成上述粘結(jié)薄板時,可使包圍子模 塊的周圍的材料全部為相同材質(zhì),熱膨脹系數(shù)相同,構(gòu)造以及特性穩(wěn)定。
而且,可由在上述模塊基板的上表面所形成的抗蝕圖案對上述子模塊 的外周進行定位。即,抗蝕圖案配合模塊的外形而形成,且子模塊的位置 由抗蝕圖案來固定即可。當由粘結(jié)薄板將子模塊粘結(jié)于模塊基板上時,若 對粘結(jié)薄板施加高溫則軟化,存在子模塊錯位的可能性。相對于此,由于抗蝕圖案基于高溫的變形很少,能夠穩(wěn)定地保持子模塊的外周,可防止錯 位??刮g圖案若施加應力則有錯位的可能性,但通過并用粘結(jié)薄板和抗蝕 圖案,能夠高精度并穩(wěn)定地固定子模塊。
作為在模塊基板上固定子模塊的方法,不局限于使用粘結(jié)薄板的方
法,也可使用Sn預涂安裝。g卩,是在未形成布線圖案的模塊基板的上表 面形成被Sn預涂的固定用焊盤,在子模塊的下表面形成從端子電極獨立 出的虛設電極,將該虛設電極對于固定焊盤進行預涂安裝的方法。固定用 焊盤不導通設置于模塊基板的過孔導體或通孔導體,虛設電極也是與端子 電極不導通的獨立電極。此方法,在模塊基板的布線圖案上將第一電路部 件進行Sn預涂安裝時,子模塊也可同時進行預涂安裝,所以能提高作業(yè) 效率。
可在上述絕緣樹脂層的上表面設置保護層,在上述子模塊的上表面或
上述模塊基板的上表面設置接地電極,在上述絕緣樹脂層上形成連接上述
保護層與上述接地電極的過孔導體。此時,由于保護層覆蓋模塊基板的上
表面整體,所以可屏蔽來自外部的電磁干擾,并且可防止從內(nèi)部產(chǎn)生的電
磁干擾向外部泄漏,可實現(xiàn)保護性出色的部件內(nèi)置模塊。
作為本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的制造方法之一,是在支撐板上形成布線
圖案,在該布線圖案上安裝第一電路部件,并在支撐板上的未形成布線圖 案的區(qū)域配置子模塊,以覆蓋第一電路部件與子模塊的至少一部分的方式 在支撐板上形成絕緣樹脂層的方法。并且,也可以采用使絕緣樹脂層固化 之后,從布線圖案、子模塊以及絕緣樹脂層剝離支撐板,在剝離支撐板后 的下表面一側(cè)對模塊基板進行層疊,在模塊基板上以與子模塊的端子電極 相接的方式形成過孔導體或通孔導體的方法。此時,在子模塊的周圍形成 絕緣樹脂層之后,對模塊基板進行層疊,之后形成過孔導體或通孔導體, 所以子模塊的下表面的端子電極能可靠地與過孔導體或通孔導體連接,沒 有由于絕緣樹脂層的固化收縮而產(chǎn)生的焊盤或接合部件的剝離的問題。
在剝離了支撐板后的布線圖案、子模塊以及絕緣樹脂層上對模塊基板 進行層疊時,可在模塊基板是半固化的狀態(tài)下進行粘結(jié)。此時,不使用粘 結(jié)劑等,而利用模塊基板的粘著性能夠容易地進行層疊。
當在支撐板上配置子模塊時,只簡單搭載子模塊,其位置是不穩(wěn)定的。
9在此,通過在支撐板上借助粘結(jié)薄板來粘結(jié)子模塊,能夠防止在形成絕緣 樹脂層之前的階段的子模塊的錯位。而且,在粘結(jié)薄板上對子模塊進行壓 接時,若使粘結(jié)薄板也繞入子模塊的側(cè)面一側(cè),則可更堅固地進行固定。 通過粘結(jié)薄板將子模塊的下表面整面與支撐板粘結(jié),從而可以不產(chǎn)生間 隙。
作為本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的制造方法的另一方法,是準備在上表面 形成了布線圖案的固化狀態(tài)的模塊基板,在布線圖案上安裝第一電路部 件,在模塊基板上的未形成布線圖案的區(qū)域配置子模塊,以覆蓋第一電路 部件與子模塊的至少一部分的方式在模塊基板上形成絕緣樹脂層的方法。 而且,在形成了絕緣樹脂層之后,可形成從模塊基板的下表面至子模塊的 下表面的端子電極的過孔導體或通孔導體。此時,因為使用固化狀態(tài)的模 塊基板,所以可減少工序數(shù)。
在上述制造方法中,為了薄型化雖然優(yōu)選盡量使用薄的模塊基板,但 模塊基板易于產(chǎn)生變形,難以確保精度。在此,通過在補強板上固定了模 塊基板的狀態(tài)下實施第一電路部件的安裝、子模塊的配置、絕緣樹脂層的 形成的各工序,從而能夠抑制變形。
如上所述,根據(jù)本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊,在模塊基板上搭載了第一電 路部件和子模塊,并在子模塊上以搭載及/或內(nèi)置了第二電路部件,所以 能夠?qū)⒌谝浑娐凡考偷诙娐凡考渲迷谂c各自的布線精度相應的最 適合的基板上。特別地,當作為第二電路部件而使用了集成電路元件時, 通過使用布線精度高的基板作為子模塊,從而可實現(xiàn)可靠性高的模塊,并 且與將模塊基板整體設為布線精度高的基板的情況相比,可謀求成本降 低。并且,由于能夠在子模塊上安裝第二電路部件的階段實施檢査,所以 與在模塊完成后實施檢査的情況相比,可改善成品率。
圖1是本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的第一實施例的剖視圖。
圖2是將圖1的部件內(nèi)置模塊的絕緣樹脂層除去后的俯視圖。 圖3是圖1所示的部件內(nèi)置模塊的子模塊的放大剖視圖。 圖4是圖1所示的部件內(nèi)置模塊的制造工序圖。圖5是圖4所示的制造工序中所使用的支撐板的俯視圖。 圖6是圖1所示的部件內(nèi)置模塊的另一制造工序圖。 圖7是本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的第二實施例的剖視圖。 圖8是圖7所示的部件內(nèi)置模塊的子模塊的放大剖視圖。 圖9是本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的第三實施例的剖視圖。 圖10是圖9所示的部件內(nèi)置模塊的子模塊的仰視圖。 圖11是圖9所示的部件內(nèi)置模塊的模塊基板的俯視圖。
圖中A、 B、 C一部件內(nèi)置模塊,l一模塊基板,2 —布線電極(布線 圖案),3 —過孔導體,4一保護電極,5 —布線電極(布線圖案),7 —第一 電路部件,IO —子模塊,ll一子模塊基板,12 —布線電極,13 —過孔導體, 14一端子電極,15 —第二電路部件,15a—集成電路元件,15b —各別無源 部件,16 —樹脂層,17 —保護電極,20 —絕緣樹脂層,21—保護層,22 一過孔導體,30 —支撐板,31 —抗蝕圖案,32—粘結(jié)薄板。
具體實施例方式
以下,參照實施例來說明本發(fā)明優(yōu)選的實施方式。 實施例1
圖1 圖3是表示本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的第一實施例。圖1是部件 內(nèi)置模塊的整體剖視圖,圖2是除去了絕緣樹脂層的俯視圖,圖3是子模 塊的放大剖視圖。
部件內(nèi)置模塊A具有由樹脂基板等的絕緣性基板形成的模塊基板1。 在此,作為模塊基板1雖表示了單層構(gòu)造的基板,但也可使用多層基板。 如圖1所示,在模塊基板1的上表面的一部分形成了多個布線電極2,經(jīng) 由過孔(via)導體3與下表面的布線電極5連接。布線電極5的一部分 成為部件內(nèi)置模塊A的端子電極。過孔導體3,也形成于后述的安裝子模 塊10的區(qū)域,即不形成布線電極2的區(qū)域中。對模塊基板l的上表面的 布線電極2,安裝了如過濾器或電容那樣的端子數(shù)少的第一電路部件7。 第一電路部件7中,包括比后述的第二電路部件15本身高度高的部件7a 和本身高度低的部件7b。在不形成布線電極2的模塊基板1的區(qū)域上,粘結(jié)固定有圖3所示的
子模塊10。子模塊10,由通過比模塊基板1面積小的樹脂基板等形成的 子模塊基板ll、搭載于其上表面的第二電路部件15、以包圍第二電路部 件15的方式形成于子模塊基板11上的樹脂層16所構(gòu)成。g卩,此實施例 的子模塊10是由部件內(nèi)置基板所構(gòu)成。樹脂層16是例如由熱固化性樹脂 或由熱固化性樹脂與無機填充料的混合物形成的樹脂組成物所構(gòu)成。在子 模塊基板11的上表面,多個布線電極12被形成了圖案,在下表面獨立形 成了多個端子電極14。布線電極12經(jīng)由過孔導體13與端子電極14連接。 第二電路部件15由集成電路元件15a或單獨無源部件15b等構(gòu)成,集成 電路元件15a對布線電極12進行倒裝晶圓安裝,無源部件15b由預涂 (pre-coat)或焊錫、導電性粘結(jié)劑等被安裝在另一布線電極12上。在此, 雖然作為第二電路部件15除了集成電路元件15a還安裝了單獨無源部件 15b,但也可以只安裝集成電路元件15a。通過在子模塊基板11的內(nèi)部進 行適當?shù)牟季€連接,能夠使下表面的端子電極14比上表面的布線電極12 的焊盤部的個數(shù)少,或者擴大電極間隔。在樹脂層16的上表面形成了由 銅箔等形成的保護電極17,并通過過孔導體18、 13與該保護電極17、接 地用的布線電極12、以及接地用的端子電極14連接。
模塊基板1的上表面整個面形成了絕緣樹脂層20,在絕緣樹脂層20 中埋設了第一電路部件7及子模塊10。絕緣樹脂層20是例如熱固化性樹 脂或由熱固化性樹脂和無機填充物的混合物形成的樹脂組成物,具有提高 模塊基板1、子模塊10、模塊基板1和第一電路部件7的各自的固定強度 的功能。在絕緣樹脂層20的上表面形成了由銅箔等形成的保護(shield) 層21,該保護層21經(jīng)由過孔導體22與模塊基板1上的接地用的布線電 極2以及子模塊10的上表面的保護電極17連接。
如上所述,子模塊10的下表面與模塊基板1的未形成布線電極2的 區(qū)域粘結(jié)固定,子模塊10的下表面所形成的端子電極14上直接連接了形 成于模塊基板1的過孔導體3。即,在與子模塊10對置的模塊基板1的 上表面未形成安裝用的布線電極,并且也未設置用于安裝子模塊10的接 合部件。因此,可將子模塊10以貼緊狀態(tài)固定在模塊基板1上,從而能 薄型地構(gòu)成部件內(nèi)置模塊A。作為構(gòu)成子模塊10的子模塊基板11以及樹脂層16的材料、構(gòu)成模
塊基板l以及絕緣樹脂層20的材料,可使用同質(zhì)材料或熱膨脹系數(shù)相近 的材料。此外,作為構(gòu)成子模塊基板11以及樹脂層16的材料,可使用熱 膨脹系數(shù)與集成電路元件15a相近的材料,作為模塊基板l,可使用熱膨 脹系數(shù)處于要搭載子模塊10與部件內(nèi)置模塊A的主板的熱膨脹系數(shù)中間 的材料。此時,可使用模塊基板1和子模塊10來緩和集成電路元件15a 與主板的熱膨脹系數(shù)的不同,可消除伴隨溫度變化的電極(端子)的剝離 的問題。而且,絕緣樹脂層20也可以與模塊基板1同樣地使用具有中間 熱膨脹系數(shù)的材料。
由于在第一電路部件7中包含有比第二電路部件15本身高度高的部 件7a,所以可平均化第一電路部件7的高度和子模塊10的高度,從而作 為整體而薄型化。在圖1中,雖然表示了第一電路部件7比子模塊10的 厚度稍厚的示例,但也可以設定為子模塊10比第一電路部件7的厚度厚, 或設定為第一電路部件7與子模塊10的厚度相同。此外,也可省略絕緣 樹脂層20的上表面的保護層21及過孔導體22。
如上所述,當在子模塊IO上內(nèi)置了多端子、窄間隔的集成電路元件 15a,并在模塊基板1上搭載了單獨無源部件7時,子模塊10與模塊基板 1相比需要高的布線精度。即,作為子模塊10與模塊基板1相比需要根 據(jù)更嚴格的設計規(guī)則所制造出的基板。因此,子模塊10的每單位面積的 單價與模塊基板1相比要高,但由于比模塊基板1小,所以與以布線精度 高的基板來構(gòu)成模塊基板1整體的情況相比可降低成本。
集成電路元件15a在子模塊基板11上進行了倒裝晶圓安裝,但由于 難以從外觀上確認安裝狀態(tài)(連接狀態(tài)),所以需要進行電檢查。雖然可 在完成部件內(nèi)置模塊A之后進行檢查,但如果在發(fā)現(xiàn)不良的情況下,就 必須廢棄掉模塊A整體。相對于此,在該實施例中,由于在子模塊基板 11上安裝了集成電路元件15a,故可以在子模塊10的階段(形成樹脂層 16之前)檢查集成電路元件15a的連接狀態(tài)。具體而言,只要利用子模 塊10的端子電極14來對電特性進行測量即可。若在此階段發(fā)現(xiàn)不良,則 可以從子模塊基板11中取下集成電路元件15a,并再次重新安裝,從而 能夠提高成品率。在此,參照圖4對由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的部件內(nèi)置模塊A的制造方法的
一個示例進行說明。這里,針對子基板狀態(tài)的部件內(nèi)置模塊A的制造方
法進行說明,但實際上是在將多個子基板進行集合后的集合基板狀態(tài)下所 制造的,其后被分割成子基板。
如圖4 (a)所示,對子模塊10和第一電路部件7進行準備,并準備 好支撐板30。支撐板30的上表面的一部分,如圖5所示,例如通過將金 屬箔進行構(gòu)圖而形成布線電極2,以包圍未形成布線電極2的區(qū)域S的方 式,形成了多個抗蝕圖案31。在該區(qū)域S中安裝子模塊10。子模塊10 的下表面,即在形成了端子電極14的面上,粘結(jié)了粘結(jié)薄板32。粘結(jié)薄 板32,例如是厚度為5(^m左右的淺肉色的熱固化性樹脂薄板。而且, 作為粘結(jié)薄板32,優(yōu)選使用與子模塊10的樹脂層16或模塊基板1的絕 緣樹脂層20相同材質(zhì)的材料。由此,可使包圍子模塊的材料全部為相同 材質(zhì),這是為了對于熱膨脹系數(shù)等沒有偏頗,構(gòu)造以及特性穩(wěn)定。粘結(jié)薄 板32不需要預先成型的薄板,例如可以是支撐板30上表面或子模塊10 的下表面通過印刷法等涂敷的未固化的粘結(jié)層。
圖4 (b)表示在支撐板30的區(qū)域S上,經(jīng)由粘結(jié)薄板32粘結(jié)子模 塊10,并且與子模塊10相鄰地在布線電極2上安裝了第一電路部件7的 狀態(tài)。在粘結(jié)子模塊10時,由抗蝕圖案31對子模塊10的外周進行定位。 配合子模塊10的外形來形成抗蝕圖案31。第一電路部件7的安裝方法, 可以是預涂安裝或進行回流焊接、使用了凸緣的倒裝晶圓安裝,還有也可 以是使用了導電性粘結(jié)劑的安裝。
當將子模塊10與支撐板30粘結(jié)時,可在對支撐板30進行了加熱的 狀態(tài)下將子模塊10壓接于支撐板30上,使粘結(jié)薄板32軟化并流動。由 此,粘結(jié)薄板32的厚度例如薄至20 30nm左右,并且使粘結(jié)薄板32可 繞入子模塊10的側(cè)面。因此,子模塊10的固定強度增加。此外,由于子 模塊10的下表面形成了端子電極14,所以雖然產(chǎn)生了微小的凹凸,但通 過加熱壓接,使粘結(jié)薄板32軟化,能夠可靠地填充由凹凸引起的子模塊 10與支撐板30的間隙。雖然由于軟化使子模塊10存在錯位的可能性, 但可通過由具有耐熱性的抗蝕圖案31對子模塊10的外周進行定位,來抑 制錯位。粘結(jié)之后,使粘結(jié)薄板32固化。
14圖4 (c)表示在支撐板30的上表面整個面中以包入子模塊10以及 第一電路部件7的方式形成了絕緣樹脂層20,并在其上表面形成了保護 層21的狀態(tài)。作為絕緣樹脂層20以及保護層21的形成方法,例如可以 在其上表面配置形成保護層21的銅箔而在支撐板30上使B階段(半固 化)狀態(tài)的絕緣樹脂層20壓接、固化,在支撐板30上使絕緣樹脂成模 (mold)并固化之后,可在絕緣樹脂層20的上表面通過無電解電鍍等形 成保護層21。除此之外,絕緣樹脂層20以及保護層21的形成方法是任 意的。而且,在此雖然表示了絕緣樹脂層20包入了子模塊10以及第一電 路部件7的整體的示例,但子模塊10或第一電路部件7的一部分也可以 從絕緣樹脂層20露出。
圖4的(d)表示絕緣樹脂層20的固化后,在絕緣樹脂層20中形成 到支撐板30的上表面的接地電極2以及子模塊10的上表面的保護電極 17的過孔,通過在其中填充導電性糊等的導體并使其固化,從而形成過 孔導體22,并與保護層21連接的狀態(tài)。過孔可通過以下公知的方法形成, 該方法是使在絕緣樹脂層20上表面想要形成銅箔的過孔處開口,并以通 過該開口的方式照射激光等。此外,優(yōu)選在過孔中填充并固化了導電性糊 等的導體之后,以覆蓋其露出部的方式進行覆蓋電鍍。而且,過孔導體 22不局限于在內(nèi)部填充導體,也可以是在過孔的內(nèi)面通過無電解電鍍等 形成了電極膜的通孔(throughhole)導體。
圖4的(e)表示絕緣樹脂層20的固化之后,剝離了支撐板30的狀 態(tài)。在剝離了支撐板30的下表面,布線電極2、絕緣樹脂層20以及子模 塊10的下表面(固化后的粘結(jié)薄板32)露出。
圖4的(f)表示在剝離了支撐板30的下表面,粘貼了薄層的模塊基 板1的狀態(tài)。在粘貼時模塊基板1是半固化狀態(tài)(B階段),通過對模塊 基板1進行壓接,模塊基板1與布線電極2、絕緣樹脂層20以及子模塊 IO貼緊。在此狀態(tài)下,使模塊基板l固化。
圖4的(g)表示在固化后的模塊基板1中,靠下表面?zhèn)仁褂眉す鈦?形成了過孔3a的狀態(tài)。此時,過孔3a,形成到達布線電極2的深度,并 貫通粘結(jié)于子模塊10的下表面的粘結(jié)薄板32而形成到達端子電極14的 深度。圖4的(h)表示通過在過孔3a中埋入導體、或在過孔3a的內(nèi)面進 行電鍍處理而形成了過孔導體3或通孔導體的狀態(tài)。形成過孔導體3之后, 通過在模塊基板1的下表面以覆蓋過孔導體3的方式將布線電極5形成圖 案,從而使布線電極5與布線電極2連接,并使布線電極5與端子電極 14連接。如上所述,部件內(nèi)置模塊A完成。
一其它制造方法一
圖6表示部件內(nèi)置模塊A的另一制造方法。與圖4相同部分賦予相 同符號而省略重復說明。
在此方法中,如圖6的(a)所示,從最初開始準備好固化狀態(tài)的模 塊基板l,在模塊基板l的上表面形成布線電極2。另一方面,在未形成 布線電極2的區(qū)域S中,以包圍它的方式形成抗蝕圖案31。在模塊基板 l是薄層基板的情況下,強度低,易于發(fā)生彎曲或撓曲。在此,可用平坦 度高且高強度的補強板35對模塊基板1的下表面進行支撐。此時,可使 用耐熱帶(tape)或隨溫度而改變粘結(jié)力的薄板來將模塊基板1粘貼于補 強板35上。而且,作為補強板35可使用具有通氣孔的板,通過真空處理
來支撐模塊基板1。
在圖6的(b)中,在布線電極2上安裝第一電路部件,并在區(qū)域S 上通過粘結(jié)薄板32將子模塊10進行粘結(jié)固定。此時,通過由抗蝕圖案 31對子模塊10的外周進行定位,從而防止子模塊10的錯位。通過粘結(jié) 時對粘結(jié)薄板32進行加熱壓接,從而使粘結(jié)薄板32軟化,能夠填充模塊 基板1與子模塊10的間隙并對子模塊10進行固定。
在圖6的(c)中,表示在模塊基板1上壓接絕緣樹脂層20,或者進 行成模(mold),在其上表面形成保護層21的狀態(tài)。通過形成絕緣樹脂 層20,在絕緣樹脂層20中埋設第一電路部件7和子模塊10。
圖6的(d)表示以下狀態(tài)絕緣樹脂層20的固化后,在絕緣樹脂層 20中形成到達模塊基板1上表面的接地電極2以及子模塊IO上表面的保 護電極17的過孔,并通過在其中填充導體并使其固化,而形成過孔導體 22,并與保護層21連接。
圖6的(e)表示將支撐模塊基板1的下表面的補強板35去除后的狀 態(tài)。當用耐熱帶粘貼了模塊基板1與補強板35時,實施帶剝離,當使用說明書第13/15頁
了隨溫度而改變粘著力的薄板時,設置到粘著力降低的溫度來去除補強板35。
圖6的(f)表示在模塊基板1上,靠下表面一側(cè)使用激光來形成過孔3a的狀態(tài)。此時,過孔3a,形成到達布線電極2以及子模塊10的下表面的端子電極14的深度。
圖6的(g)表示通過在過孔3a中埋入導體、或在過孔3a的內(nèi)面進行電鍍處理來形成過孔導體3或通孔導體,并且在模塊基板1的下表面將布線電極5形成圖案的狀態(tài)。由此,使布線電極5與布線電極2連接,并使布線電極5與端子電極14連接,部件內(nèi)置模塊A完成。
在該實施例中,由于使用已固化完畢的模塊基板l,所以與圖4所示的制造方法相比,可減少一次固化處理工序。此外,在圖4中一般將支撐板30使用完就扔掉,但在圖6中由于模塊基板1兼用作支撐板,所以不產(chǎn)生不要的基材。而且,在圖6的(a)中使用了在下表面不具有布線電極5的模塊基板1,但也可以使用在下表面預先將布線電極5形成了圖案的模塊基板1。此外,雖然為了抑制模塊基板1的變形而粘貼了補強板35,但只要是在后工序中能易于除去補強板35且能夠耐受在絕緣樹脂層20形成時的溫度或壓力的方法,任何支撐方法均可。
實施例2
圖7、圖8是表示部件內(nèi)置模塊的第二實施例。與第一實施例的對應部分賦予了相同符號而省略重復說明。
在該部件內(nèi)置模塊B中,作為子模塊IOA,使用了如圖8所示的多層結(jié)構(gòu)的子模塊基板IIA。通過在子模塊基板11A的內(nèi)部形成內(nèi)層電極19,可在內(nèi)部形成電容或電阻,可構(gòu)成多功能的子模塊IOA。作為此時的子模塊基板11A的材質(zhì),可使用樹脂組成物或陶瓷材料等。在子模塊基板11A的上表面,安裝了構(gòu)成第二電路部件15的集成電路元件15a和單獨無源部件15b,沒有樹脂層16 (參照圖3)。第二電路部件15與第一電路部件7相同被埋設于樹脂層20中。
在該部件內(nèi)置模塊B中,由于子模塊10A不具有樹脂層16,所以能夠使子模塊IOA薄出該部分。特別地,當?shù)谝浑娐凡考?的高度比較低時,可以使第一電路部件7與子模塊10A的高度相一致,能夠謀求模塊B的進一步薄型化。實施例3
圖9 圖11是表示部件內(nèi)置模塊的第三實施例。該實施例,表示用
于在模塊基板上固定子模塊的其它方法。與第一實施例的對應部分賦予了相同符號而省略重復說明。
在該部件內(nèi)置模塊C中,在子模塊10B的下表面形成如圖IO所示的矩陣狀的端子電極14,在這些端子電極14的間隙形成了適當個數(shù)(在此是4個)的虛設電極40。虛設電極40是與子模塊10B和模塊基板l的電連接無關(guān)的焊盤,且與端子電極14獨立而形成。若不對安裝性或子模塊的電特性產(chǎn)生壞影響,則虛設電極40的尺寸、位置、個數(shù)不特別限定。在與虛設電極40對應的模塊基板1上,形成有如圖11所示的子模塊固定用焊盤41 。該焊盤41是后面的工序中所形成的與過孔導體3不連接的焊盤。對子模塊固定用焊盤41,與用于安裝第一電路部件7 (7a, 7b)的布線電極2的焊盤部同樣地實施了 Sn電鍍。通過在模塊基板1上將子模塊10B與第一電路部件7 —起進行Sn預涂安裝,從而能夠?qū)⒆幽K10B固定在模塊基板l上。因此,不需要第一實施例那樣的粘結(jié)薄板。其后的方法,與圖6的(c) 圖6的(g)相同。而且,子模塊10B的端子電極14可以不是圖IO所示的矩陣狀,可以是peripheral (外圍配置)或隨機配置等。
在該實施例中,使用虛設電極40來將子模塊10B固定于模塊基板1之后,以覆蓋子模塊10B以及第一電路部件7的方式形成樹脂層20。與圖6不同,雖在子模塊10B和模塊基板1之間形成了狹小的空間,但在形成樹脂層20時,在該狹小的空間中也以填充樹脂的方式使樹脂流動。此后,進行與圖6的(d) 圖6的(g)相同的工序。在圖6的(f)中雖然過孔貫通模塊基板1和粘結(jié)薄板32而到達子模塊的端子電極,但在該實施例中,由于不存在粘結(jié)薄板32,因而以貫通子模塊10B的下側(cè)的樹脂層20而到達子模塊10B的端子電極14的方式來形成過孔。因此,過孔導體3貫通樹脂層,與端子電極14連接。
此方法時,可與第一電路部件7相同地采用Sn預涂方法在模塊基板1上固定子模塊10B。即,能夠同時安裝第一電路部件7與子模塊10B,能夠削減工序數(shù)。此外,由于采用Sn預涂,與通過對模塊基板焊接子模塊來安裝的情況相比,會大幅減少焊料量,提高耐焊料燒化(flash)性能。而且,當進行焊接安裝時,除了在子模塊固定用焊盤41上實施金屬掩模(metal mask),為了形成焊糊還需要80 100nm左右的厚度,但在Sn預涂安裝時,由于可在子模塊固定用焊盤41上只通過實施厚度lpm左右的Sn電鍍來進行安裝,所以能夠?qū)崿F(xiàn)部件內(nèi)置模塊整體的薄型化。
本發(fā)明不局限于上述實施例。在上述實施例中,雖然表示了在模塊基板上搭載了一個子模塊的示例,但在模塊基板上也可搭載多個子模塊。此時,可分開間隔來搭載多個子模塊,并在其中間位置搭載第一電路部件。此時,由于在第一電路部件的兩側(cè)配置子模塊,所以能夠改善針對模塊基板的彎曲和沖擊的強度。而且,在搭載了多個子模塊的情況下,不需要在全部的子模塊中搭載或內(nèi)置集成電路元件,也可以只搭載與第一電路部件相同的無源部件。
在上述實施例中,作為子模塊,雖然使用了在單層或多層結(jié)構(gòu)的子模塊基板上安裝了第二電路部件的模塊,或者在子模塊基板上安裝了第二電路部件之后在其上形成了樹脂層的模塊,但也可不具有子模塊基板,而只由樹脂層構(gòu)成子模塊。此時的子模塊的制造方法,可與圖4的(a) (e)同樣地進行。在上述實施例中,雖然表示了由部件內(nèi)置基板構(gòu)成子模塊的示例、以及在子模塊基板上搭載第二電路部件而構(gòu)成的示例,但也可由部件內(nèi)置基板構(gòu)成子模塊的子模塊基板,而且在其上表面搭載第二電路部件。
權(quán)利要求
1.一種部件內(nèi)置模塊,具有模塊基板,其在上表面以及下表面具有布線圖案,并從上述下表面的布線圖案至上表面形成過孔導體或通孔導體;第一電路部件,其安裝于上述模塊基板的上表面的布線圖案上;子模塊,其形成得比上述模塊基板面積小,且在下表面具有端子電極,并配置于上述模塊基板上表面的未形成上述布線圖案的區(qū)域;第二電路部件,其搭載于上述子模塊上及/或內(nèi)置于上述子模塊中;和絕緣樹脂層,其在上述模塊基板的上表面整個面中,以覆蓋上述第一電路部件以及上述子模塊的至少一部分的方式形成,上述子模塊的端子電極與上述模塊基板上所形成的上述過孔導體或通孔導體直接連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的部件內(nèi)置模塊,其特征在于,上述子模塊的下表面通過粘結(jié)薄板與上述模塊基板的上表面粘結(jié),上述過孔導體或通孔導體貫通上述粘結(jié)薄板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的部件內(nèi)置模塊,其特征在于,上述粘結(jié)薄板是由與上述絕緣樹脂層相同的材料所形成的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3的任一項所述的部件內(nèi)置模塊,其特征在于,所述子模塊,其外周是由形成于上述模塊基板的上表面的抗蝕圖案來進行定位的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的部件內(nèi)置模塊,其特征在于,在上述模塊基板上表面的未形成上述布線圖案的區(qū)域,形成被Sn預涂的固定用焊盤,在上述子模塊的下表面形成從上述端子電極獨立出的虛設電極,對上述固定焊盤進行預涂安裝而形成上述虛設電極。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1 5的任一項所述的部件內(nèi)置模塊,其特征在于,上述第二電路部件包括具有多個端子的集成電路元件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的部件內(nèi)置模塊,其特征在于,上述第一電路部件是比上述集成電路元件端子數(shù)少的單獨電路部件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1 7的任一項所述的部件內(nèi)置模塊,其特征在于,上述第一電路部件包括比上述第二電路部件本身高度高的電路部件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1 8的任一項所述的部件內(nèi)置模塊,其特征在于, 在上述絕緣樹脂層的上表面設置了保護層,在上述子模塊的上表面或上述模塊基板的上表面設置了接地電極,連接上述保護層與上述接地電極的過孔導體形成于上述絕緣樹脂層中。
10. —種部件內(nèi)置模塊的制造方法,包括 第一工序,在支撐板上形成布線圖案; 第二工序,在上述布線圖案上安裝第一電路部件;第三工序,在上述支撐板上的未形成上述布線圖案的區(qū)域配置子模 塊,該子模塊在下表面具有端子電極且內(nèi)置及/或搭載了第二電路部件;第四工序,以覆蓋上述第一電路部件和上述子模塊的至少一部分的方 式,在上述支撐板上形成絕緣樹脂層;第五工序,從上述布線圖案、上述子模塊以及上述絕緣樹脂層剝離上 述支撐板;第六工序,在上述布線圖案、上述子模塊以及上述絕緣樹脂層,層疊 模塊基板;和第七工序,在上述模塊基板上,以與上述子模塊的端子電極相接的方 式形成過孔導體或通孔導體。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的部件內(nèi)置模塊的制造方法,其特征在于, 在上述第六工序中,在半固化的狀態(tài)下對上述模塊基板進行層疊。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的部件內(nèi)置模塊的制造方法,其特征 在于,在上述第三工序中,在上述支撐板上通過粘結(jié)薄板粘結(jié)上述子模塊。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的部件內(nèi)置模塊的制造方法,其特征在于, 上述粘結(jié)薄板是由與上述絕緣樹脂層相同的材料所形成的樹脂薄板。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10 13的任一項所述的部件內(nèi)置模塊的制造方法, 其特征在于,在上述第三工序中,在上述支撐板上形成抗蝕圖案,并以該抗蝕圖案 為導引來配置上述子模塊,從而對上述子模塊的外周進行定位。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的部件內(nèi)置模塊的制造方法,其特征 在于,在上述支撐板上的未形成上述布線圖案的區(qū)域,形成被Sn預涂的固 定用焊盤,在上述子模塊的下表面形成從上述端子電極獨立出的虛設電 極,在上述布線圖案上預涂安裝第一電路部件,并且對上述固定焊盤進行 預涂安裝而形成上述虛設電極。
16. —種部件內(nèi)置模塊的制造方法,包括第一工序,準備在上表面形成了布線圖案的固化狀態(tài)的模塊基板;第二工序,在上述布線圖案上安裝第一電路部件;第三工序,在上述模塊基板上的未形成上述布線圖案的區(qū)域配置子模 塊,該子模塊形成得比上述模塊基板面積小,且在下表面具有端子電極, 并內(nèi)置及/或搭載了第二電路部件;第四工序,以覆蓋上述第一電路部件和上述子模塊的至少一部分的方 式,在上述模塊基板上形成絕緣樹脂層;和第五工序,形成從上述模塊基板的下表面至上述子模塊的下表面的端 子電極的過孔導體或通孔導體。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的部件內(nèi)置模塊的制造方法,其特征在于, 上述第二 第四工序是在補強板上固定上述模塊基板的狀態(tài)下進行的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可降低成本、能夠?qū)崿F(xiàn)成品率提高、且可靠性高的部件內(nèi)置模塊。部件內(nèi)置模塊(A),具有在上表面具有布線電極(2)的模塊基板(1)、安裝于該布線電極(2)上的第一電路部件(7)、配置于未形成布線電極(2)的區(qū)域的子模塊(10)、在模塊基板的上表面整個面中,以覆蓋第一電路部件以及子模塊的至少一部分的方式而形成的絕緣樹脂層(20)。在子模塊(10)中搭載或內(nèi)置了包含集成電路元件的第二電路部件(15)。在模塊基板(1)中,從下表面形成過孔導體(3),并與子模塊(10)下表面的端子電極(14)直接連接。作為子模塊(10),使用比模塊基板(1)布線精度高的基板,從而得到可靠性高的部件內(nèi)置模塊。
文檔編號H05K3/46GK101663926SQ20088001218
公開日2010年3月3日 申請日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月2日
發(fā)明者家木勉, 湯田和之 申請人:株式會社村田制作所