JP5279631B2 - 電子部品内蔵配線基板と電子部品内蔵配線基板の製造方法 - Google Patents
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Description
この電子部品内蔵配線基板200は、一方の配線基板110と他方の配線基板120間に電子部品130を搭載し、一方の配線基板110の上面に形成された接続パッド112Bと他方の配線基板120の下面に形成された接続パッド122Aとを、接続端子としての銅コア付きのはんだボール150を介して電気的に接続したものである。
これは、他方の配線基板120に形成された開口部124の近傍部分に、その部分を支承する部材が何等配設されておらず、オーバーハング状態になっていることが原因である。図17に示すように、他方の配線基板120の下方側へのたわみ変形が惹起された状態で上下の各配線基板110,120との間に封止樹脂160の充填を行うと、トランスファモールド金型172と開口部124との間に隙間部分が形成された状態になっているので、この隙間部分に封止樹脂160が侵入してしまうことがある。この結果、図18に示すように、他方の配線基板120の上面に形成した開口部124近傍位置の接続パッド122Bが、トランスファモールド金型172と他方の配線基板120との間に侵入した封止樹脂160により汚染されてしまい、電子部品内蔵配線基板200の製品歩留まりが低減してしまうという課題がある。
すなわち、電子部品内蔵配線基板の発明としては、接続端子を介して電気的に接続されて積層された一対の配線基板における一方の配線基板に電子部品が搭載され、他方の配線基板には、前記電子部品に対応する部分に、前記電子部品を収容可能な大きさの開口部が形成されている電子部品内蔵配線基板であって、前記電子部品と前記一方の配線基板との間に充填されたアンダーフィル樹脂の一部によって、前記電子部品の外周縁と前記開口部の内周縁との隙間を閉塞し、且つ前記開口部の内周縁を所要範囲にわたって支承する支承部が形成され、前記一対の配線基板間には、封止樹脂が充填されていることを特徴とする電子部品内蔵配線基板とすることができる。
以下、本発明にかかる電子部品内蔵配線基板の製造方法についての実施の形態を、図面に基づいて説明する。まず、図1に示すように、一方の配線基板10を準備する。この一方の配線基板10は、絶縁部材からなるコア基板11の上下面のそれぞれに、公知の方法で銅等の導体を用いて配線パターン12が形成されている。本実施形態においては、コア基板11の表面に複数層に配線パターン12が形成されている。
一方の配線基板10の板厚方向に隣接する配線パターン12間には、絶縁樹脂13が積層されていて、絶縁樹脂13に設けられたヴィアVにより板厚方向(上下方向)の配線パターン12が電気的に接続されている。
続いて、図3に示すように一方の配線基板10の半導体素子搭載位置に、アンダーフィル樹脂からなる樹脂フィルム40を配設する。樹脂フィルム40は、一方の配線基板10とここに搭載された半導体素子との間をアンダーフィル樹脂によって充填させるためのものである。このため樹脂フィルム40は、搭載する半導体素子の平面領域よりも広範囲を被覆することができる大きさである。先に形成したはんだバンプ12Cは、樹脂フィルム40により被覆された状態になる。
したがって、他方の配線基板20の開口部24の下面側内周縁が盛り上がり部42に食い込んだ状態で積層され、開口部24の内周縁とその周辺領域を所要範囲にわたって支承した構造となる。また、盛り上がり部42の一部によって開口部24の内周縁と半導体素子30の外周縁との隙間が閉塞された中間体55が得られることになる。このように、アンダーフィル樹脂として用いたフィルム樹脂40の一部により形成された盛り上がり部42は、支承部として機能している。
この後、上金型72と下金型74とから電子部品内蔵基板100を取り出す。この電子部品内蔵配線基板100は、本発明に係る電子部品内蔵配線基板の一実施例である。かかる電子部品内蔵配線基板100の断面図を図8に示す。
そして、半導体素子30と一方の配線基板10との間に充填されたアンダーフィル樹脂からなるフィルム樹脂40の一部によって盛り上がり部42が形成されている。半導体素子30の外周縁と開口部24の内周縁との隙間は盛り上がり部42により閉塞された状態になっている。また、開口部24の内周縁が所要範囲にわたって盛り上がり部42により支承されている。
開口部24の平面領域内はもちろんのこと、他方の配線基板20の上面の開口部近傍位置に形成された接続パッド22Bは、トランスファモールドを行う前と同様に清浄な状態が維持されている。このように半導体素子30と封止樹脂60との直接的な接触がないため、無機物である半導体素子30と有機物である封止樹脂60の密着不良を回避することができる点においても好都合である。
そして、図10に示すように、一方の配線基板10(電子部品内蔵基板100)の下面側に形成されている接続パッド12Aに、外部接続端子として、はんだバンプ80を取り付けている。また、図示していないが、半導体素子30の上面に放熱板(放熱シート)として、グラファイト入りのシリコンシートを貼付すれば、半導体素子30の放熱効率が向上し、熱がこもりやすくなりがちな電子部品内蔵配線基板100においては特に好適である。はんだバンプ80の取り付けや、グラファイト入りのシリコンシートの貼付は省略する場合もある。
次に第2実施形態について説明する。図11は、本発明にかかる電子部品内蔵配線基板の第2実施形態における構成を示す横断面図である。本実施形態では、第1実施形態で説明した電子部品内蔵配線基板(半導体装置)100の半導体素子30の上面(他方の配線基板20の上面)にメモリ等のいわゆる表面実装部品35を搭載したものである。本実施形態における電子部品内蔵配線基板100においても、他方の配線基板20が開口部24近傍で下方にたわむ変形がない状態で封止樹脂60が充填されているので、電子部品内蔵配線基板100の上面の平坦性を高めることができる。これにより、表面実装部品35の外部接続端子36を極めて高い位置精度で他方の配線基板20の接続パッド22Bに取り付けすることができる。
次に第3実施形態について説明する。図12は、本発明にかかる電子部品内蔵配線基板の第3実施形態における構成を示す横断面図である。具体的には、第1実施形態で説明した電子部品内蔵配線基板(半導体装置)100の開口部24により形成された空間に合成樹脂65を充填して電子部品内蔵配線基板100の上面を平坦化した後、他の電子部品内蔵配線基板100を搭載した、いわゆるPoP(Package on Package)構造に形成したものである。下層側の電子部品内蔵配線基板100の合成樹脂65の充填にはトランスファモールド金型(ここでは図示せず)を用いることができる。
本実施形態においては、一方の配線基板10に半導体素子30を搭載する際に、従来技術と同様に、アンダーフィル樹脂45を充填した実施形態について説明する。
一方の配線基板10の接続パッド12Bにはんだバンプ12Cを形成した後、半導体素子30の電極端子32をはんだバンプ12Cに対向させて(フリップチップ方式で)接合させる。金製の電極端子32とはんだバンプ12Cとの金属間接合を保護するために、一方の配線基板10と半導体素子30との間に公知の方法でアンダーフィル樹脂45を充填する。ここまでの工程は公知の方法を適用することができるので図示は省略している。アンダーフィル樹脂45が硬化した後、図13に示すようにディスペンサDにより、半導体素子30の外周側面(アンダーフィル樹脂45のフィレット部)および上面にエポキシ樹脂等の熱硬化性の合成樹脂47を供給し、半導体素子30の外周縁に沿って盛り上がる盛り上がり部49を形成する。この盛り上がり部49の形状的特徴や機能的特徴は、第1実施形態におけるフィルム樹脂40の変形による盛り上がり部42と同様である。
ただし、本実施形態を採用した場合、第1実施形態における盛り上がり部42と同様の盛り上がり部49を形成することが可能ではあるものの、第1実施形態に比較して工程数が一工程増加する。
例えば、以上の実施形態においては、電子部品30として半導体素子を例に説明しているが、電子部品は半導体素子30に限定されるものではなく、他の電子部品を用いてもよい。
さらには、アンダーフィル樹脂の形態はフィルム状に形成されたものに限定されない。他のアンダーフィル樹脂の供給形態としては、例えば、一方の配線基板10に電子部品である半導体素子30を搭載する前に、ディスペンサによって液状またはゲル状のアンダーフィル樹脂を供給する形態を採用してもよい。この場合、アンダーフィル樹脂の上から半導体素子30を搭載する際において、半導体素子30に押圧されたアンダーフィル樹脂が半導体素子30の外周側面に沿って這い上がる作用を利用して支承部となる盛り上がり部42を形成することができる。
さらには、以上に説明した実施形態を適宜組み合わせた実施形態であっても、本願発明の技術的範囲に含まれるのはもちろんである。
12,22 配線パターン
12A,12B,22A,22B 接続パッド
12C,80 はんだバンプ
13 絶縁樹脂
15 レジスト
20 他方の配線基板
24 開口部
30 電子部品(半導体素子)
32 電極端子
35 表面実装部品
36 外部接続端子
40 フィルム樹脂
42,49 盛り上がり部
47,65 合成樹脂
50 はんだボール
52 コア材
54 はんだペースト
55 中間体
60 封止樹脂
72 上金型
74 下金型
100 電子部品内蔵配線基板
Claims (7)
- 接続端子を介して電気的に接続されて積層された一対の配線基板における一方の配線基板に電子部品が搭載され、他方の配線基板には、前記電子部品に対応する部分に、前記電子部品を収容可能な大きさの開口部が形成されている電子部品内蔵配線基板であって、
前記電子部品と前記一方の配線基板との間に充填されたアンダーフィル樹脂の一部によって、前記電子部品の外周縁と前記開口部の内周縁との隙間を閉塞し、且つ前記開口部の内周縁を所要範囲にわたって支承する支承部が形成され、
前記一対の配線基板間には、封止樹脂が充填されていることを特徴とする電子部品内蔵配線基板。 - 前記支承部が、前記アンダーフィル樹脂の一部が前記電子部品の外周縁に沿って形成された盛り上がり部によって形成されていることを特徴とする請求項1記載の電子部品内蔵配線基板。
- 前記接続端子として、金属からなるコア材の外表面にはんだが被覆されたコア入りはんだボールが用いられていることを特徴とする請求項1または2記載の電子部品内蔵配線基板。
- 前記他方の配線基板の上面に、前記開口部の開口領域を覆って他の電子部品が搭載されていることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の電子部品内蔵配線基板。
- 接続端子を介して電気的に接続して積層した一対の配線基板の一方に電子部品を搭載し、他方の配線基板に前記電子部品に対応する部分に前記電子部品が収容可能な大きさに形成された開口部を有する電子部品内蔵配線基板を製造する際に、
前記電子部品と前記一方の配線基板の間をアンダーフィル樹脂によって充填しつつ、前記アンダーフィル樹脂の一部によって、前記電子部品の外周縁と前記開口部の内周縁との隙間を閉塞し、且つ前記開口部の内周縁を所要範囲にわたって支承する支承部を形成する工程と、
前記他の配線基板を、前記一方の配線基板の電子部品搭載面側に、前記接続端子を介して電気的に接続して積層する工程と、
前記一対の配線基板間に前記接続端子及び電子部品を封止する封止樹脂を充填する工程と、を有していることを特徴とする電子部品内蔵配線基板の製造方法。 - 前記支承部として、前記電子部品と前記一方の配線基板との間を充填する前記アンダーフィル樹脂の一部を、前記電子部品の外周縁に這い上がらせて、前記電子部品の外周縁に沿って盛り上がり部を形成することを特徴とする請求項5記載の電子部品内蔵配線基板の製造方法。
- 前記一方の配線基板に前記電子部品を搭載する前に、電子部品搭載位置にアンダーフィル樹脂からなるフィルムを配設することを特徴とする請求項5または6記載の電子部品内蔵配線基板の製造方法。
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