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)置半導(dǎo)體等的有源部件和電阻、電容器等無(wú)源部件的高密度安裝模塊。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著電子設(shè)備的高性能化、小型化的要求，更呼吁半導(dǎo)體的高密度、高性能化。據(jù)此，為了安裝它們，希望電路基板也為小型高密度的。針對(duì)這些要求，作為實(shí)現(xiàn)高密度安裝的措施，作為能夠用最短距離連接LSI間和部件間的電氣布線的基板的層間的電氣連接方式的內(nèi)通路孔連接法最大程度謀求電路的高密度布線，所以在各方面推進(jìn)了開發(fā)。
但是，即使采用這些方法，二維地高密度地安裝部件也正在接近極限。另外，這些內(nèi)通路結(jié)構(gòu)的高密度安裝基板由樹脂類材料構(gòu)成，因此，導(dǎo)熱系數(shù)低，從部件安裝越來(lái)越高密度的部件上產(chǎn)生的熱難于進(jìn)行散熱。近來(lái)，據(jù)說CPU的時(shí)鐘頻率達(dá)到1GHz左右，并且，與其性能的高度化相依，預(yù)計(jì)CPU的耗電達(dá)到每一個(gè)芯片為100～150W。而且，伴隨著高速化、高密度化，噪聲的影響正在避免、不能通過。因此，電路基板除了高密度、高性能，除了抗噪聲、散熱性，還期待著內(nèi)置部件的三維安裝形態(tài)的模塊的出現(xiàn)。
對(duì)于這樣的要求，在日本特開平2-121392號(hào)公報(bào)中提出了應(yīng)用多層陶瓷基板，在內(nèi)部形成電容器和電阻體的模塊。這樣的陶瓷多層基板是通過把能夠與基板材料同時(shí)焙燒的高介電體材料加工成片狀并夾在內(nèi)部進(jìn)行焙燒而得到的，但是，當(dāng)同時(shí)焙燒不同種類的材料時(shí)，由于燒結(jié)定時(shí)的偏差和燒結(jié)時(shí)的收縮率不同，在焙燒后，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生翹曲或者內(nèi)部布線產(chǎn)生剝離，需要精密的焙燒條件的控制。而且，由陶瓷基板所形成的部件內(nèi)置，按前面所示的那樣，基本是同時(shí)燒結(jié)的，因此，雖然電容器和電阻體等能夠形成，但是，同時(shí)焙燒耐熱性欠缺的硅等半導(dǎo)體是不可以的，不能內(nèi)置。
另一方面，提出了在低溫下內(nèi)置半導(dǎo)體等有源部件和電容器、電阻等無(wú)源部件的電路基板的方案。在特開平3-69191號(hào)公報(bào)、特開平11-103147號(hào)公報(bào)中記載了這樣的方法在印刷電路板材料上形成的銅布線上搭載電子部件，再在其上用樹脂覆蓋一面而形成埋入層，再用粘接劑進(jìn)行多層粘接。又，在特開平9-214092號(hào)公報(bào)中記載了這樣的方法在貫通的通孔內(nèi)埋設(shè)介電體等材料，形成表面電極，從而內(nèi)置電容器和電阻。在此基礎(chǔ)上，也有在印刷電路板本體上附加電容器等的功能的方法。在特開平5-7063號(hào)公報(bào)(專利第3019541號(hào))中，記載了在混合了介電體粉末和樹脂的介電體基板的兩面上形成電極的電容器內(nèi)置基板。又，在特開平11-220262號(hào)公報(bào)中記載了這樣的方法采用內(nèi)通路構(gòu)成來(lái)內(nèi)置半導(dǎo)體和電容器等。
這樣，具有以往的可高密度布線的內(nèi)通路結(jié)構(gòu)，并且內(nèi)置了部件的三維安裝模塊有應(yīng)用了散熱性和氣密性優(yōu)良的陶瓷基板的模塊和在低溫下能夠固化的印刷電路板形成的模塊。對(duì)于陶瓷基板而言，散熱性優(yōu)良、能夠內(nèi)置高介電常數(shù)的電容器的另一面是，難于同時(shí)焙燒不同種類的材料，而且，在不能內(nèi)置半導(dǎo)體和成本方面也仍有課題。另一方面，對(duì)于在低溫下能進(jìn)行固化的印刷電路板而言，存在能夠內(nèi)置半導(dǎo)體的可能性，在成本上也是有利的，但是，若為混合了介電體材料等和樹脂的復(fù)合材料，則難于得到高的介電常數(shù)。這種情況即使看上述的在通孔內(nèi)形成的電容器和混合了介電體粉末的印刷電路板的例子也可明白。另外，一般地，印刷電路板的導(dǎo)熱系數(shù)低，在散熱性上有難處。另外，對(duì)于用樹脂封裝在印刷電路板上安裝的半導(dǎo)體和電容器等并進(jìn)行多疊層內(nèi)置的方法，也能夠內(nèi)置單獨(dú)部件，相反的一面是為了埋設(shè)單獨(dú)部件，模塊本身的厚度變厚，則難于減小模塊體積。另外，對(duì)于由內(nèi)置部件與印刷電路板的熱膨脹系數(shù)差所產(chǎn)生的熱應(yīng)力，可采取在內(nèi)置部件與印刷電路板材料之間形成具有特定熱膨脹系數(shù)的緩沖層和使印刷電路板材料的熱膨脹系數(shù)一致等措施，但是半導(dǎo)體的熱膨脹系數(shù)一般較小，僅在印刷電路板材料上，在工作溫度區(qū)內(nèi)使熱膨脹系數(shù)一致是非常困難的。
發(fā)明概要本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有的問題，其一個(gè)特征是提供可以在熱固性樹脂內(nèi)高密度地填充無(wú)機(jī)質(zhì)填充物，而且采用簡(jiǎn)易的工藝使半導(dǎo)體等有源部件和片狀電阻、片狀電容器等無(wú)源部件埋設(shè)在內(nèi)部，并且，能夠簡(jiǎn)易地制造多層布線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱性部件內(nèi)置模塊。在本發(fā)明中，可提供通過選擇無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂，而可以制造具有所希望的性能的模塊，而且散熱性優(yōu)良、介電特性也優(yōu)良的具有超高密度的安裝形態(tài)的部件內(nèi)置模塊。
為了解決上述問題，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊是具備由電絕緣材料構(gòu)成的芯層和在上述芯層的至少一面上的電絕緣層和多個(gè)布線圖形的部件內(nèi)置模塊，其特征在于上述芯層的電絕緣材料由至少含有無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物所形成，在上述芯層的內(nèi)部至少內(nèi)置一個(gè)以上的有源部件和/或無(wú)源部件，上述芯層具有由多個(gè)布線圖形和導(dǎo)電性樹脂組成的多個(gè)內(nèi)通路，并且，上述芯層的由至少含有無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物構(gòu)成的電絕緣材料在室溫時(shí)的彈性模量在0.6～10GPa的范圍。
據(jù)此，能夠提供如下模塊能夠用簡(jiǎn)易的工藝把半導(dǎo)體等有源部件和片狀電阻、片狀電容器等無(wú)源部件埋設(shè)在內(nèi)部，通過選擇任意的無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂，而具有所希望的性能，并且對(duì)于熱沖擊等應(yīng)力也具有高可靠性。即，能夠使模塊的平面方向的熱膨脹系數(shù)與半導(dǎo)體相一致，又具有散熱性。而且，由于通過使電絕緣材料的室溫時(shí)的彈性模量為0.6～10GPa的范圍，能夠沒有應(yīng)力地內(nèi)置半導(dǎo)體等部件，因此能夠?qū)崿F(xiàn)具有超高密度的安裝形態(tài)的模塊。另外，由于能夠在內(nèi)置了部件的芯層的表面上形成可再次布線的多層高密度布線層，因此能夠?qū)崿F(xiàn)薄而極高密度的模塊。進(jìn)一步地，由于今后的高頻化的進(jìn)展所引起的噪聲的問題也能夠極力使半導(dǎo)體和片狀電容器的配置靠近，因此，也可期待噪聲降低的效果。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊，其上述芯層的由至少含有無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物構(gòu)成的電絕緣材料在室溫時(shí)的彈性模量在0.6～10GPa的范圍，且上述熱固性樹脂由多個(gè)具有玻璃轉(zhuǎn)變溫度的熱固性樹脂所構(gòu)成，據(jù)此，即使具有各種各樣的熱膨脹系數(shù)的部件被內(nèi)置，也可得到耐來(lái)自內(nèi)置部件熱沖擊的熱應(yīng)力的部件內(nèi)置模塊。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊，其特征在于上述芯層的由至少含有無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物構(gòu)成的電絕緣材料在室溫時(shí)的彈性模量在0.6～10GPa的范圍，且上述熱固性樹脂至少由具有-20℃～60℃范圍的玻璃轉(zhuǎn)變溫度的熱固性樹脂和具有70℃～170℃范圍的玻璃轉(zhuǎn)變溫度的熱固性樹脂構(gòu)成。據(jù)此，即使具有各種各樣的熱膨脹系數(shù)的部件被內(nèi)置，也可得到更耐來(lái)自內(nèi)置部件熱沖擊的熱應(yīng)力的部件內(nèi)置模塊。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊，形成貫通上述芯層、上述電絕緣層以及上述布線圖形的全部的通孔為好。
據(jù)此，在上述的基礎(chǔ)上，能夠照原樣地利用通常的印刷電路板制造工藝、設(shè)備，因此，能夠非常簡(jiǎn)易地實(shí)現(xiàn)部件內(nèi)置模塊。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊是具備由電絕緣材料構(gòu)成的芯層和在上述芯層的至少一面上的由含有無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物所形成的電絕緣材料構(gòu)成的電絕緣層、由銅箔構(gòu)成的多個(gè)的布線圖形的上述部件內(nèi)置模塊，上述芯層具有由多個(gè)銅箔構(gòu)成的布線圖形和由導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成的多個(gè)內(nèi)通路，上述布線圖形通過上述內(nèi)通路進(jìn)行電連接為宜。
據(jù)此，能夠用簡(jiǎn)易的工藝把半導(dǎo)體等有源部件和片狀電阻、片狀電容器等無(wú)源部件埋設(shè)在內(nèi)部，并且通過在表層布線層中也選擇任意的無(wú)機(jī)質(zhì)填充物，能夠?qū)崿F(xiàn)具有所希望的性能的模塊。即，能夠使模塊的平面方向的熱膨脹系數(shù)與半導(dǎo)體相一致，又具有散熱性。另外，由于能夠在內(nèi)置了部件的芯層的表面上以內(nèi)通路結(jié)構(gòu)來(lái)形成可再次布線的多層高密度布線層，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)薄而極高密度的模塊。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊，是具備由電絕緣材料構(gòu)成的芯層和在上述芯層的至少一面上的由熱固性樹脂所形成的電絕緣材料構(gòu)成的電絕緣層、由鍍銅構(gòu)成的多個(gè)布線圖形的上述部件內(nèi)置模塊，上述芯層具有由多個(gè)銅箔構(gòu)成的布線圖形和由導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成的多個(gè)內(nèi)通路，由上述鍍銅構(gòu)成的布線圖形通過上述內(nèi)通路進(jìn)行電連接為宜。
據(jù)此，在上述基礎(chǔ)上，能夠仍舊利用已有的電鍍技術(shù)，而且由于能夠較薄地形成表層布線和絕緣層，因此能夠?qū)崿F(xiàn)更薄的部件內(nèi)置高密度模塊。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊是具備由電絕緣材料構(gòu)成的芯層和在上述芯層的至少一面上的由在兩面上形成熱固性樹脂的有機(jī)薄膜構(gòu)成的電絕緣層、由銅箔構(gòu)成的多個(gè)布線圖形的上述部件內(nèi)置模塊，上述芯層具有由多個(gè)銅箔構(gòu)成的布線圖形和由導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成的多個(gè)內(nèi)通路，上述布線圖形通過上述內(nèi)通路進(jìn)行電連接為宜。
據(jù)此，不僅能夠高密度地形成薄的表層布線層，而且通過有機(jī)薄膜使表面平滑性極其優(yōu)良。另外，由于厚度精度一樣優(yōu)良，所以能夠非常高精度地進(jìn)行表層布線的內(nèi)通路控制，可實(shí)現(xiàn)適于高的頻帶的高頻用部件內(nèi)置模塊。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊，是把由電絕緣材料構(gòu)成的芯層與在上述芯層的至少一面上具有多個(gè)布線圖形和內(nèi)通路的陶瓷基板進(jìn)行粘接的上述部件內(nèi)置模塊，上述芯層具有由多個(gè)銅箔構(gòu)成的布線圖形和由導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成的多個(gè)內(nèi)通路為好。
據(jù)此，能夠得到部件被內(nèi)置且散熱性和氣密性優(yōu)良、內(nèi)置了高的介電常數(shù)的電容器的模塊。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊，是把由電絕緣材料構(gòu)成的芯層與在上述芯層的至少一面上具有多個(gè)布線圖形和內(nèi)通路的多個(gè)陶瓷基板進(jìn)行粘接的上述部件內(nèi)置模塊，上述芯層具有由多個(gè)銅箔構(gòu)成的布線圖形和由導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成的多個(gè)內(nèi)通路，上述多個(gè)陶瓷基板由不同介電常數(shù)的介電體材料所構(gòu)成為好。
據(jù)此，能夠容易地實(shí)現(xiàn)高介電常數(shù)的陶瓷電容器和適合于高速電路的介電常數(shù)低的陶瓷基板的不同種類層疊。特別是，能夠在高速布線層中利用傳輸損耗小的陶瓷層，在需要旁路電容器的部分能夠利用高介電常數(shù)的陶瓷層。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊，在形成于上述芯層的至少一面上的上述布線圖形之間配置膜狀無(wú)源部件為好。據(jù)此，能夠?qū)崿F(xiàn)更高密度地內(nèi)置部件的三維模塊。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊，上述膜狀無(wú)源部件是從由薄膜或無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物構(gòu)成的電阻、電容器及電感體組成的群中選出的至少一個(gè)為好。采用薄膜能夠得到優(yōu)良性能的無(wú)源部件。另外，由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂構(gòu)成的膜狀部件的制造容易，可靠性優(yōu)良。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊，希望上述膜狀無(wú)源部件是至少由鋁或鉭的氧化層和導(dǎo)電性高分子構(gòu)成的固體電解電容器。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的制造方法，其特征在于把至少由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物加工成片狀，在由上述無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的片狀物上形成通孔，向上述通孔中填充導(dǎo)電性樹脂，在銅箔上安裝有源部件和/或無(wú)源部件，使在上述通孔中填充了導(dǎo)電性樹脂的片狀物與上述部件安裝后的銅箔的部件安裝表面進(jìn)行位置配合及重疊，重疊銅箔，把上述有源部件和/或無(wú)源部件埋沒到上述片狀物中進(jìn)行加熱加壓，據(jù)此，使上述片狀物中的熱固性樹脂和導(dǎo)電性樹脂被固化，然后，加工上述最外層部的銅箔，形成布線圖形，來(lái)制作芯層，在由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物片或者在兩面上形成粘接層的有機(jī)薄膜上形成通孔，在上述芯層的至少一面上，使在上述通孔內(nèi)填充了導(dǎo)電性樹脂的混合物片或有機(jī)薄膜與上述銅箔進(jìn)行位置配合及重疊，通過加熱加壓而一體化，加工上述銅箔來(lái)形成布線圖形。
通過該方法，能夠用簡(jiǎn)易的工藝把半導(dǎo)體等有源部件和片狀電阻、片狀電容器等無(wú)源部件埋設(shè)在內(nèi)部，并且，在外層部還能安裝部件，因此，能夠非常高密度地實(shí)現(xiàn)小型的模塊。另外，在芯表層部也能形成布線圖形，因此，成為更高密度的模塊。由于還能夠選擇表層部的材料，所以能夠控制熱傳導(dǎo)和介電常數(shù)、熱膨脹等。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的制造方法，在上述芯層上進(jìn)行了位置配合并重疊的銅箔中，預(yù)先在上述銅箔上形成膜狀部件為好。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的制造方法，其特征在于把至少由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物加工成片狀，在由上述無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的片狀物上形成通孔，向上述通孔中填充導(dǎo)電性樹脂，在脫模載體的一面上形成布線圖形，在上述脫模載體的布線圖形上安裝有源部件和/或無(wú)源部件，使在上述通孔中填充了導(dǎo)電性樹脂的片狀物與上述部件安裝后的具有布線圖形的上述脫模載體的部件安裝表面進(jìn)行位置配合及重疊，把上述有源部件和/或無(wú)源部件埋沒到上述片狀物中使之一體化，再進(jìn)行加熱加壓，據(jù)此，使上述片狀物中的熱固性樹脂和導(dǎo)電性樹脂固化，然后，剝離上述最外層部的脫模載體，形成芯層，在由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物片或者在兩面上形成粘接層的有機(jī)薄膜上形成通孔，在上述芯層的至少一面上，使在上述通孔內(nèi)填充了導(dǎo)電性樹脂的混合物片或有機(jī)薄膜與在一面上形成布線圖形的脫模載體進(jìn)行位置配合及重疊，通過加熱加壓而一體化，剝離上述脫模載體。
通過該方法，能夠用簡(jiǎn)易的工藝把半導(dǎo)體等有源部件和片狀電阻、片狀電容器等無(wú)源部件埋設(shè)到內(nèi)部，并且，在外層部也能進(jìn)一步安裝部件，因此，能夠非常高密度地實(shí)現(xiàn)小型的模塊。進(jìn)一步地，由于通過復(fù)制可進(jìn)行表層部的布線圖形的形成，因此，在固化工序后，不需要腐蝕等處理，而成為工業(yè)上簡(jiǎn)易的方法。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的制造方法，在上述芯層上進(jìn)行了位置配合并重疊的形成布線圖形的上述脫模載體中，預(yù)先在形成于上述脫模載體上的布線圖形上形成膜狀部件為好。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的制造方法，上述膜狀部件是從由薄膜或無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物構(gòu)成的電阻、電容器及電感體組成的群中選出的至少一個(gè)，并且，上述膜狀部件采用蒸鍍法、MO-CVD法或厚膜印刷法中的任一種方法形成為好。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的制造方法，其特征在于把至少由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物加工成片狀，在由上述無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的片狀物上形成通孔，向上述通孔中填充導(dǎo)電性樹脂，在銅箔上安裝有源部件和/或無(wú)源部件，把在上述通孔中填充了導(dǎo)電性樹脂的片狀物與上述部件安裝后的銅箔的部件安裝表面進(jìn)行位置配合及重疊，再重疊銅箔，把上述有源部件和/或無(wú)源部件埋沒到上述片狀物中進(jìn)行加熱加壓，據(jù)此，使上述片狀物中的熱固性樹脂和導(dǎo)電性樹脂固化，然后，加工上述最外層部的銅箔，形成布線圖形，來(lái)制成芯層，在由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物片或者在兩面上形成粘接層的有機(jī)薄膜上形成通孔，在上述芯層的至少一面上，使在上述通孔內(nèi)填充了導(dǎo)電性樹脂的混合物片或有機(jī)薄膜和上述銅箔進(jìn)行位置配合及重疊，加熱加壓固化后，也包含芯層在內(nèi)而形成通孔，通過鍍銅而形成貫通通孔。
據(jù)此，把內(nèi)置了部件的芯層作為基礎(chǔ)，可原封不動(dòng)地利用現(xiàn)有的貫通通孔技術(shù)，因此，在工業(yè)上極其有效。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的制造方法，其特征在于把至少由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物加工成片狀，在由上述無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的片狀物上形成通孔，向上述通孔中填充導(dǎo)電性樹脂，在脫模載體的一面上形成布線圖形，在上述脫模載體的布線圖形上安裝有源部件和/或無(wú)源部件，把向上述通孔中填充了導(dǎo)電性樹脂的片狀物與上述部件安裝后的具有布線圖形的上述脫模載體的部件安裝表面進(jìn)行位置配合及重疊，把上述有源部件和/或無(wú)源部件埋沒到上述片狀物中使之一體化，再進(jìn)行加熱加壓，使上述片狀物中的熱固性樹脂和導(dǎo)電性樹脂固化，然后，剝離上述最外層部的脫模載體，形成芯層，在由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物片或者在兩面上形成粘接層的有機(jī)薄膜上形成通孔，在上述芯層的至少一面上，使在上述通孔內(nèi)填充了導(dǎo)電性樹脂的混合物片或有機(jī)薄膜與在一面上形成布線圖形的脫模載體進(jìn)行位置配合及重疊，加熱加壓固化后，也包含芯層在內(nèi)而形成通孔，通過鍍銅而形成貫通通孔。
據(jù)此，把內(nèi)置了部件的芯層作為基礎(chǔ)，能夠原封不動(dòng)地利用現(xiàn)有的貫通通孔技術(shù)，因此，在工業(yè)上極其有效。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的制造方法，其特征在于把至少由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物加工成片狀，在由上述無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的片狀物上形成通孔，向上述通孔中填充導(dǎo)電性樹脂，在脫模載體的一面上形成布線圖形，在上述脫模載體的布線圖形上安裝有源部件和/或無(wú)源部件，把向上述通孔中填充了導(dǎo)電性樹脂的片狀物與上述部件安裝后的具有布線圖形的上述脫模載體的部件安裝表面進(jìn)行位置配合及重疊，再重疊銅箔，在上述熱固性樹脂未固化的溫度區(qū)內(nèi)進(jìn)行加熱加壓，把上述有源部件和/或無(wú)源部件埋沒到上述片狀物中使之一體化，形成芯層，從上述芯層上剝離上述脫模載體，在上述剝離后的芯層的至少一面上重疊至少形成2層以上的內(nèi)通路和布線圖形的陶瓷基板，并進(jìn)行加壓，使上述芯層中的熱固性樹脂固化，從而與上述陶瓷基板粘接。
通過該方法，與上述相同，能夠非常高密度地實(shí)現(xiàn)小型的模塊。另外，能夠?qū)⒏鞣N性能優(yōu)良的陶瓷基板一體化，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)更高性能的模塊。
又，本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的制造方法，希望具有上述多個(gè)布線圖形和內(nèi)通路的陶瓷基板通過芯層和粘接層同時(shí)疊層多張。據(jù)此，能夠同時(shí)疊層不同種類的陶瓷基板，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)非常簡(jiǎn)易的制法。
附圖的簡(jiǎn)單說明

圖1是基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有多層結(jié)構(gòu)的部件內(nèi)置模塊的斷面圖；圖2是基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有多層結(jié)構(gòu)的部件內(nèi)置模塊的斷面圖；圖3是基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有多層結(jié)構(gòu)的部件內(nèi)置模塊的斷面圖；圖4是基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有多層結(jié)構(gòu)的部件內(nèi)置模塊的斷面圖；圖5是基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有多層結(jié)構(gòu)的部件內(nèi)置模塊的斷面圖；圖6A～圖6H是表示基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有多層結(jié)構(gòu)的部件內(nèi)置模塊的制造工序的斷面圖；圖7A～圖7I是表示基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有多層結(jié)構(gòu)的部件內(nèi)置模塊的制造工序的斷面圖；圖8A～圖8D是表示基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有多層結(jié)構(gòu)的部件內(nèi)置模塊的制造工序的斷面圖；圖9是表示部件內(nèi)置模塊的電絕緣材料的彈性模量的溫度特性的圖；圖10是表示作為本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的一個(gè)實(shí)施例的電絕緣材料的彈性模量E’和Tanδ的圖。
發(fā)明的詳細(xì)說明本發(fā)明作為其第一形態(tài)，提供如下一種部件內(nèi)置模塊，它是在由向未固化狀態(tài)的熱固性樹脂中高濃度地添加了無(wú)機(jī)質(zhì)填充物的混合物構(gòu)成的電絕緣性基板的內(nèi)部，內(nèi)置一個(gè)以上的有源部件和/或無(wú)源部件，在具有多個(gè)布線圖形和由將這些布線圖形之間進(jìn)行電連接的導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成的內(nèi)通路的芯層的至少一面上，形成多層電絕緣層和布線圖形的部件內(nèi)置模塊。本模塊內(nèi)置有源部件和無(wú)源部件，而且采用由導(dǎo)電性樹脂所形成的內(nèi)通路來(lái)連接布線圖形之間，并且，在內(nèi)置了部件的芯層上以多層結(jié)構(gòu)形成布線圖形，能夠?qū)崿F(xiàn)極其高密度的安裝形態(tài)。另外，通過無(wú)機(jī)質(zhì)填充物的選擇，平面方向的熱膨脹系數(shù)與半導(dǎo)體大致相同，而且，可賦予高導(dǎo)熱性。另外，本模塊通過使由內(nèi)置一個(gè)以上有源部件和/或無(wú)源部件的上述芯層的至少包含無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物構(gòu)成的電絕緣材料在室溫時(shí)的彈性模量定為0.6～10GPa的范圍，以及上述熱固性樹脂由多個(gè)具有玻璃轉(zhuǎn)變溫度的熱固性樹脂構(gòu)成，從而，即使內(nèi)置了具有各種熱膨脹系數(shù)的部件，也能夠得到耐來(lái)自內(nèi)置部件熱沖擊的應(yīng)力的部件內(nèi)置模塊。
本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊為在熱固性樹脂中添加了無(wú)機(jī)質(zhì)填充物的混合物，不需要象陶瓷基板那樣用高溫焙燒，通過在200℃的低溫下進(jìn)行加熱可得到。另外，與現(xiàn)有的樹脂基板相比，由于添加了無(wú)機(jī)質(zhì)填充物，所以具有能夠任意控制熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、介電常數(shù)等的特別效果。再者，可以作成貫通芯層和多層布線層的通孔結(jié)構(gòu)。據(jù)此，能夠形成層間連接電阻極低的部件內(nèi)置模塊，適合于內(nèi)置部件的超小型電源模塊。同樣，當(dāng)在形成于芯層上的多層狀的電絕緣層中使用無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物時(shí)，與芯層一樣，能夠控制熱膨脹率、導(dǎo)熱系數(shù)、介電常數(shù)。
又，本發(fā)明的第二形態(tài)是提供如下一種部件內(nèi)置模塊，其結(jié)構(gòu)為在由至少含有無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物組成的電絕緣材料中，至少內(nèi)置一個(gè)以上的有源部件和/或無(wú)源部件，并且，在具有由多個(gè)銅箔構(gòu)成的布線圖形和由多個(gè)導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成的內(nèi)通路的芯層的至少一面上粘接具有布線圖形和內(nèi)通路的陶瓷基板。據(jù)此，能夠高密度地內(nèi)置部件的同時(shí)，還可同時(shí)具有陶瓷基板具有的各種性能。即，陶瓷基板不僅可以高密度布線，還能夠得到在3至10000左右的大小范圍內(nèi)來(lái)控制介電常數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)也大的模塊。具有能夠原封不動(dòng)地利用這樣的性能的效果。進(jìn)一步地，通過使用上述特定的彈性模量、玻璃轉(zhuǎn)變溫度范圍的熱固性樹脂，可實(shí)現(xiàn)即使是具有不同性能、物理特性的陶瓷基板，也可以沒有應(yīng)力地進(jìn)行疊層，并且，即使面對(duì)熱沖擊等應(yīng)力也不產(chǎn)生裂紋的高可靠性的模塊。
又，本發(fā)明的第三形態(tài)是提供如下一種部件內(nèi)置模塊，其結(jié)構(gòu)為在由至少含有無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物組成的電絕緣材料中，至少內(nèi)置一個(gè)以上的有源部件和/或無(wú)源部件，并且，在具有多個(gè)布線圖形和由多個(gè)導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成的內(nèi)通路的芯層的至少一面上形成多層電絕緣層和布線圖形，并且，在形成于上述芯層上的上述布線圖形之間形成膜狀有源部件。據(jù)此，在高密度地內(nèi)置部件的同時(shí)，在形成于芯層上的布線層中也能形成膜狀的部件，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)安裝密度極高的部件內(nèi)置模塊。膜狀部件是取出芯層上形成的布線圖形而制成電極的電阻體、電容器、電感體，能夠在布線圖形上采用厚膜印刷法和蒸鍍法形成任意形狀的電阻體和電容器。
又，本發(fā)明的第四形態(tài)涉及部件內(nèi)置模塊的制造方法。即，把無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂的混合物加工成片狀，制備形成通孔并填充了導(dǎo)電性樹脂的片狀物，把在銅箔上安裝了有源部件和無(wú)源部件的銅箔與上述片狀物進(jìn)行位置配合及重疊，再重疊銅箔，使上述無(wú)源部件和有源部件埋沒到上述片狀物中，并且，進(jìn)行固化而形成芯層，再加工上述最外層部的銅箔而形成布線圖形。接著，在由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物片或者兩面上形成粘接層的有機(jī)薄膜上形成通孔，把向上述通孔中填充了導(dǎo)電性樹脂的物體與上述芯層的銅箔進(jìn)行位置配合及重疊，通過加熱加壓而一體化，再加工銅箔而形成布線圖形。
又，本發(fā)明的第五形態(tài)涉及部件內(nèi)置模塊的制造方法。即，把由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物加工成片狀，在由上述無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的片狀物上形成通孔，向上述通孔中填充導(dǎo)電性樹脂。另一方面，在脫模載體的一面上形成布線圖形，在該布線圖形上安裝有源部件和/或無(wú)源部件。接著，把在上述通孔中填充了導(dǎo)電性樹脂的片狀物與上述已安裝了部件的具有布線圖形的上述脫模載體的部件安裝面進(jìn)行位置配合及重疊，再重疊銅箔，在上述熱固性樹脂未固化的溫度區(qū)內(nèi)進(jìn)行加熱加壓，把上述無(wú)源部件和/或有源部件埋沒到上述片狀物中使之一體化，形成芯層。再?gòu)纳鲜鲂緦由蟿冸x上述脫模載體，在上述剝離后的芯層的至少一面上重疊至少形成兩層以上的內(nèi)通路和布線圖形的陶瓷基板，并進(jìn)行加壓，使上述芯層中的熱固性樹脂固化，與上述陶瓷基板粘接起來(lái)。
在上述實(shí)施形態(tài)中，陶瓷基板可以是高介電常數(shù)的疊層電容器，也可以同時(shí)粘接形成由兩種陶瓷材料構(gòu)成的基板。通過把高介電常數(shù)的陶瓷電容器和低介電常數(shù)的高速電路用陶瓷基板粘接到內(nèi)置了部件的芯層上，能夠得到高頻用部件內(nèi)置模塊。
下面，根據(jù)附圖來(lái)說明本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊及其制造方法的更具體的形態(tài)。
圖1是表示本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的構(gòu)成的斷面圖。在圖1中，100是形成于芯層105中的布線圖形，101是安裝在該布線圖形100上的作為有源部件的半導(dǎo)體裸片。另外，104是同樣安裝在布線圖形100上的作為有源部件的片狀部件，102是由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂所復(fù)合的復(fù)合材料構(gòu)成的電絕緣層。103是將芯層105中所形成的布線圖形100之間進(jìn)行電連接的內(nèi)通路。又，106是形成于芯層105上的電絕緣層。108、107分別是最上層的布線圖形和內(nèi)通路。如圖1那樣，內(nèi)置半導(dǎo)體101和片狀部件104，并且，在表面的布線圖形108上還可以安裝部件，因此，成為極高密度的安裝模塊。
作為上述熱固性樹脂，例如可以列舉出環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和氰酸鹽樹脂。此時(shí)，作為控制上述熱固性樹脂在室溫時(shí)的彈性模量、玻璃轉(zhuǎn)變溫度的方法，可以舉出對(duì)各自的樹脂組成添加室溫下低彈性模量或玻璃轉(zhuǎn)變溫度低的樹脂的方法。作為上述無(wú)機(jī)質(zhì)填充物，可以列舉出Al2O3、MgO、BN、AlN、SiO2等。另外，如果需要，則也可以在無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的復(fù)合物中進(jìn)一步添加偶合劑、分散劑、著色劑、脫模劑。
圖2是表示本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的另一個(gè)構(gòu)成的斷面圖。在圖2中，209是貫通通孔，是在貫通芯層205和在芯層上所形成的布線層的情況下形成。通過貫通通孔209，能夠電氣連接芯層205和形成于芯層兩面上的布線圖形208。據(jù)此，能夠應(yīng)用于需要大電流的電源模塊等。再者，貫通通孔209通過沖孔機(jī)和激光加工來(lái)進(jìn)行開孔加工，通過電解鍍銅法，在通孔的壁面上形成導(dǎo)電層，進(jìn)一步地，采用光刻法和化學(xué)腐蝕法能夠形成布線圖形。
圖3是表示本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的另一個(gè)構(gòu)成的斷面圖。在圖3中，305是形成于芯層304上的電絕緣層，306是形成于該電絕緣層305上的布線圖形。電絕緣層305可以利用感光性的絕緣樹脂，層壓薄膜狀的樹脂或用涂料器等涂敷液體狀的感光性樹脂來(lái)形成。例如，通過光刻法加工內(nèi)通路307來(lái)使形成為膜狀的感光性樹脂開口，再通過無(wú)電解鍍銅、電解鍍銅來(lái)形成布線層，再用現(xiàn)有的光刻法形成布線圖形306，據(jù)此得到電絕緣層305。再者，通過重復(fù)進(jìn)行該工序，得到多層結(jié)構(gòu)的布線層，利用形成于電絕緣層305上的開口部，可以形成內(nèi)通路307。另外，在無(wú)電解鍍銅前，把上述電絕緣層粗糙化，據(jù)此，能夠增強(qiáng)銅的布線圖形306的粘接強(qiáng)度。
圖4是表示本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的另一個(gè)構(gòu)成的斷面圖。圖4與圖1一樣，具有在內(nèi)置了半導(dǎo)體401的芯層404上形成的布線圖形407和內(nèi)通路406、電絕緣層405。又，取出在芯層404上所形成的布線圖形407，形成作為電極的膜狀部件。409是表示電阻體的膜狀部件，408是表示電容器的膜狀部件。這樣，能夠制成在內(nèi)置了部件的芯層404上進(jìn)一步形成膜狀部件408、409的極高密度的部件內(nèi)置模塊。
圖5是表示本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的另一個(gè)構(gòu)成的斷面圖。圖5與圖1一樣，其構(gòu)成為用具有用于進(jìn)行電連接的內(nèi)通路511的片狀物510來(lái)粘接內(nèi)置了半導(dǎo)體501的芯層505、同時(shí)焙燒燒結(jié)型的內(nèi)通路508、布線圖形507和陶瓷材料層506而得到的多層陶瓷基板509。又，同樣具有形成于陶瓷基板509下部的具有內(nèi)通路513的片狀物512和布線圖形514。在上述布線圖形514上形成軟釬料球515，可得到高密度的部件內(nèi)置模塊。這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)高密度布線，通過與具有各種性能的陶瓷基板一體化，能夠得到更高性能的部件內(nèi)置模塊。
圖6A～6H是表示上述部件內(nèi)置模塊的制造工序的斷面圖。在圖6A中，602是如下片狀物把上述那樣的無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂的混合物加工成片狀，在片狀形成物上形成通孔，再向內(nèi)通路603中填充導(dǎo)電性膏。片狀物602的加工如下混合無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和液體狀的熱固性樹脂，制作膏狀混練物，或者，在無(wú)機(jī)質(zhì)填充物中混合用溶劑進(jìn)行低粘度化的熱固性樹脂，同樣制作膏狀混練物。接著，把膏狀混練物成型為一定厚度，通過熱處理，得到片狀物602。
當(dāng)使用液體狀樹脂時(shí)，由于具有粘附性，所以稍進(jìn)行固化，而在未固化狀態(tài)下邊維持撓性，一邊除去粘附性，為此進(jìn)行熱處理。另外，對(duì)于通過溶劑而使樹脂溶解的混練物而言，除去上述溶劑，同樣在未固化的狀態(tài)下一邊維持撓性，一邊除去粘附性。在這樣制作的未固化狀態(tài)的片狀物602上形成的通孔可以采用激光加工法、由金屬模具進(jìn)行的加工或者沖孔加工來(lái)進(jìn)行。特別是對(duì)于激光加工法，二氧化碳激光器和受激準(zhǔn)分子激光器在加工速度這點(diǎn)上是有效的，導(dǎo)電性膏可以使用如下的膏把金和銀、銅的粉末作為導(dǎo)電材料，在其中混練與片狀物602一樣的熱固性樹脂而制成的膏。特別是，銅的導(dǎo)電性良好，遷移較少，因此是有效的。另外，熱固性樹脂中，液體狀的環(huán)氧樹脂在耐熱性方面是穩(wěn)定的。
圖6B表示在銅箔600上安裝了作為有源部件的半導(dǎo)體601和片狀部件604的狀態(tài)。此時(shí)，半導(dǎo)體601通過導(dǎo)電性粘接劑與銅箔600電連接。銅箔600可以使用通過電解鍍所制作的18μm～35μm左右的厚度的銅箔。特別是為了改善與片狀物602的粘接性，希望使用把與片狀物602的接觸面進(jìn)行粗糙化的銅箔。另外，同樣地為了提高粘接性、防止氧化，也可以使用將銅箔進(jìn)行偶合處理的銅箔以及進(jìn)行鍍錫、鋅、鎳的銅箔。半導(dǎo)體601的倒裝式安裝用導(dǎo)電性粘接劑同樣可以使用用熱固性樹脂混練金、銀、銅、銀-鈀合金等而成的材料。另外，代替導(dǎo)電性粘接劑，可以在半導(dǎo)體側(cè)預(yù)先形成由軟釬料所形成的凸出物或者用金絲焊接法制作的凸出物，利用由熱處理所致的軟釬料的熔化，也可以安裝半導(dǎo)體601。另外，也還可以同時(shí)使用軟釬料凸出物和導(dǎo)電性粘接劑。
其次，在圖6C中，600是另行準(zhǔn)備的銅箔，表示象圖那樣使用上述方法制作的片狀物602與安裝了半導(dǎo)體601、片狀部件604的銅箔600進(jìn)行位置配合及重疊的狀態(tài)。
其次，圖6D表示通過壓力機(jī)將進(jìn)行了位置配合及重疊的結(jié)構(gòu)體進(jìn)行加熱加壓，把半導(dǎo)體601和片狀部件604埋設(shè)到上述片狀物602中，成為一體化的狀態(tài)。此時(shí)的部件的埋設(shè)是在上述片狀物602中的熱固性樹脂固化之前的狀態(tài)下進(jìn)行的，然后再進(jìn)行加熱而使之固化，使上述片狀物602的熱固性樹脂以及導(dǎo)電性樹脂的熱固性樹脂完全固化。據(jù)此，片狀物602和半導(dǎo)體601、片狀部件604及銅箔600機(jī)械地堅(jiān)固地粘接。另外，同樣地通過導(dǎo)電性膏的固化來(lái)進(jìn)行銅箔600之間的電連接。接著，如圖6E所示的那樣，熱固性樹脂固化，加工埋沒了半導(dǎo)體601而形成一體化的基板的表面的銅箔，制成布線圖形600，從而制作芯層605。圖6F是以制作的芯層605為基礎(chǔ)，在由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂的混合物構(gòu)成的片狀物606或兩面形成粘接層的有機(jī)薄膜上形成通孔，在上述通孔內(nèi)填充導(dǎo)電性膏，使其在芯層605的兩面上進(jìn)行位置配合及重疊，再重疊銅箔608而形成的結(jié)構(gòu)體。通過對(duì)所形成的結(jié)構(gòu)體進(jìn)行加熱加壓，如圖6G所示的那樣，能夠在芯層605的兩面上形成布線層。接著，如圖6H所示的那樣，可以用化學(xué)腐蝕法把粘接的銅箔608形成布線圖形609。據(jù)此，能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)置了部件的部件內(nèi)置模塊。然后，具有通過軟釬料所進(jìn)行的部件安裝和絕緣樹脂的填充等工序，但在此不是本質(zhì)性的，所以省略。
圖7A～7I是表示使用與圖6一樣地制作的片狀物704所制作的部件內(nèi)置模塊的制造方法的斷面圖。在圖7A中，在脫模載體700上形成布線圖形701和取出了布線圖形701而作為電極的膜狀部件711。脫模載體700是將布線圖形701和膜狀部件711復(fù)制之后，脫模而成的結(jié)構(gòu)體，可以使用聚乙烯和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯等有機(jī)薄膜和銅等金屬箔。布線圖形701可以通過粘接劑把銅箔等金屬箔粘接到脫模載體700上而形成或在金屬箔上進(jìn)一步通過電解鍍法等來(lái)形成?？梢岳没瘜W(xué)腐蝕法等現(xiàn)有的加工技術(shù)把這樣地形成為膜狀的金屬層形成布線圖形701。圖7B表示在形成于脫模載體700上的布線圖形701上安裝半導(dǎo)體702和片狀部件703的狀態(tài)。另外，圖7C表示象圖6那樣制作的片狀物704，圖7D表示了用與圖6相同的方法加工通孔并把導(dǎo)電性膏填充到內(nèi)通路705中的狀態(tài)。圖7E表示以形成這樣制作的填充了導(dǎo)電性膏的內(nèi)通路705的片狀物704作為中心，使形成布線圖形701的脫模載體700與具有同樣安裝在脫模載體700上的部件的脫模載體700進(jìn)行位置配合及重疊的狀態(tài)。圖7F表示把其加熱加壓，使上述片狀物704中的熱固性樹脂固化，剝離脫模載體700的狀態(tài)。通過該加熱加壓工序，把半導(dǎo)體702和片狀部件703埋設(shè)到上述片狀物704中，成為一體化的狀態(tài)。此時(shí)的半導(dǎo)體702和片狀部件703的埋設(shè)是在上述片狀物704中的熱固性樹脂固化前的狀態(tài)下進(jìn)行的，進(jìn)一步加熱使之固化，使上述片狀物704的熱固性樹脂和導(dǎo)電性膏的熱固性樹脂完全固化。據(jù)此，片狀物704和半導(dǎo)體702以及布線圖形701機(jī)械地堅(jiān)固地粘接起來(lái)。另外，同樣通過內(nèi)通路705的導(dǎo)電性膏的固化，來(lái)進(jìn)行布線圖形701的電連接。此時(shí)，預(yù)先根據(jù)脫模載體700上的布線圖形701的厚度，上述片狀物704被進(jìn)一步壓縮，布線圖形701也被埋設(shè)在片狀物704中。據(jù)此，能夠形成布線圖形和模塊表面為平滑狀態(tài)的部件內(nèi)置芯層706。
接著，圖7G表示以這樣制作的部件內(nèi)置芯層706作為中心，使象圖7D那樣制作的片狀物707與形成膜狀部件711的脫模載體710進(jìn)行位置配合及重疊，通過加熱加壓，能夠制作圖7H那樣的多層模塊。最后，象圖7I那樣，剝離脫模載體710，據(jù)此，完成本發(fā)明的多層模塊。這樣，通過使用內(nèi)置了半導(dǎo)體和片狀部件的芯層和形成布線圖形及膜狀部件的脫模載體，能夠得到更高密度內(nèi)置的各種功能的部件內(nèi)置模塊。
圖8A～8D是表示疊層為多層陶瓷基板而得到的部件內(nèi)置模塊的制造方法的斷面圖。圖8A表示內(nèi)置了圖6E所示的部件的芯層805。接著，圖8B表示使用該芯層805和多層陶瓷基板809，如圖那樣使形成內(nèi)通路811的片狀物810與同樣形成內(nèi)通路813的片狀物812進(jìn)行位置配合及重疊，并且，進(jìn)一步重疊銅箔814的狀態(tài)。接著，如圖8C所示的那樣，通過對(duì)該疊層體加熱加壓，上述片狀物810和812中的熱固性樹脂固化，芯層805和多層陶瓷基板809及銅箔814機(jī)械地堅(jiān)固地粘接起來(lái)。然后，如圖8D所示的那樣，最后加工銅箔814而制成布線圖形，通過設(shè)置軟釬料球815，多層陶瓷和部件內(nèi)置芯層被一體化的部件內(nèi)置模塊即完成了。再者，多層陶瓷布線基板使用由以玻璃和氧化鋁為主成分的低溫焙燒基板材料構(gòu)成的生片來(lái)制作。即，在由能夠在900℃左右焙燒的陶瓷材料所形成的生片上形成通孔，在該通孔內(nèi)填充由銅或銀等高導(dǎo)電性粉末構(gòu)成的導(dǎo)電性膏，再用同樣的導(dǎo)電性膏印刷形成布線圖形，將這樣制作的多個(gè)生片疊層，通過進(jìn)一步焙燒可得到。這樣制作的陶瓷基板材料可以根據(jù)目的使用以鈦酸鋇為主成分的高介電常數(shù)材料和以氮化鋁等為主成分的高導(dǎo)熱材料等，另外，可以形成陶瓷疊層體的最外層的布線圖形，也可以僅進(jìn)行內(nèi)通路形成而不形成布線圖形。另外，在圖8A～8D中，使用了一張?zhí)沾苫澹?，也可以用多張片狀物同時(shí)疊層由上述各種陶瓷材料構(gòu)成的基板而形成。
下面根據(jù)實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說明本發(fā)明。
實(shí)施例1在制作本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊時(shí)，首先，從由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂所形成的片狀物的制作方法進(jìn)行敘述。為了制作本實(shí)施例所使用的片狀物，首先，通過攪拌混合機(jī)混合無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和液體狀的熱固性樹脂。使用的攪拌混合機(jī)是在規(guī)定的容量的容器中投入無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂，并且根據(jù)需要投入用于調(diào)整粘度的溶劑，在使容器本身進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行公轉(zhuǎn)，據(jù)此，即使粘度較高，也能得到充分的分散狀態(tài)。表1和表2示出了實(shí)施的部件內(nèi)置模塊用片狀物的配合組成。
表1


表2


具體的制造方法是取以上述組成稱量·混合的膏狀混合物的規(guī)定量，滴下到脫模薄膜上?；旌蠗l件是把規(guī)定量的無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和上述環(huán)氧樹脂投入到容器，在本容器內(nèi)用混練機(jī)進(jìn)行混合?；炀殭C(jī)通過一邊使容器公轉(zhuǎn)一邊自轉(zhuǎn)的方法來(lái)進(jìn)行，在10分鐘左右的短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行混練。另外，作為脫模薄膜使用了在厚度75μm的表面上施行了硅脫模處理的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜。在滴下的脫模薄膜上的混合物上進(jìn)一步重疊脫模薄膜，通過加壓模壓而壓成一定厚度。接著，使一面的脫模薄膜剝離，在脫模薄膜上加熱混合物，除去溶劑，在粘接性變無(wú)的條件下進(jìn)行熱處理。熱處理?xiàng)l件是溫度為120℃，保持15分鐘。據(jù)此，上述混合物成為厚度為500μm的沒有粘接性的片狀物。上述熱固性環(huán)氧樹脂的固化起始溫度為130℃，因此，在上述熱處理?xiàng)l件下，為未固化狀態(tài)(B級(jí))，在以后的工序中，通過加熱可以再次使之熔融。
為了評(píng)價(jià)這樣制作的片狀物的物理性質(zhì)，進(jìn)行熱壓，來(lái)制作片狀混合物的固化物，測(cè)定固化物的彈性模量、玻璃轉(zhuǎn)變溫度。熱壓的條件是用脫模薄膜夾住制作的片狀物，在200℃下以4.9MPa的壓力進(jìn)行2小時(shí)的熱壓。表1和表2分別示出了固化物在室溫下的彈性模量和玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)(Tg)，圖9示出了彈性模量的溫度特性。固化物在室溫時(shí)的彈性模量如表1和表2所示的那樣，約從0.7GPa左右至約8GPa左右，作為比較例，也準(zhǔn)備了36.5GPa的環(huán)氧樹脂的固化物。另外，如例2那樣，對(duì)把玻璃轉(zhuǎn)變溫度不同的環(huán)氧樹脂進(jìn)行混合的情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。再者，玻璃轉(zhuǎn)變溫度如圖10所示的那樣，從基于彈性模量E’的溫度特性的彈性模量的粘性行為的Tanδ來(lái)求出。圖10是表示例2的彈性模量E’的溫度特性，從Tanδ的轉(zhuǎn)折點(diǎn)可以判明該混合物的玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)分別為50℃、130℃。
把具有以上物理性質(zhì)的未固化狀態(tài)的片狀物切割成規(guī)定的大小，使用二氧化碳?xì)怏w激光器，在間隔為0.2mm～2mm的等間隔位置上形成直徑0.15mm的通孔。通過絲網(wǎng)印刷法向該通孔中填充下述導(dǎo)電性膏，作為內(nèi)通路填充用導(dǎo)電性膏是用三輥機(jī)把下列材料進(jìn)行混練而形成的平均粒徑為2μm的球狀的銅粒子85重量％、作為樹脂組成的雙酚A型環(huán)氧樹脂(油化殼(油化シェル )環(huán)氧樹脂制“環(huán)氧樹脂828”)3質(zhì)量％和格路賽丁酯(グルシジルエステル)系環(huán)氧樹脂(東都化成制“YD-171”)9質(zhì)量％、作為固化劑的胺加合物固化劑(味之素(味の素)制“MY-24”)3質(zhì)量％(參照?qǐng)D6A)。接著，通過由銀粉和環(huán)氧樹脂構(gòu)成的導(dǎo)電性粘接劑在把35μm的一面進(jìn)行粗糙化的銅箔600上將半導(dǎo)體601和片狀部件604進(jìn)行倒裝式安裝。使這樣制作的安裝了半導(dǎo)體的銅箔600和另行準(zhǔn)備的單面粗糙化處理的厚35μm的銅箔600在片狀物上進(jìn)行位置配合并夾住。此時(shí)，銅箔的粗糙面配置在片狀物側(cè)。接著，使用熱壓機(jī)在壓制溫度120℃、壓力0.98MPa下進(jìn)行5分鐘的加熱加壓。據(jù)此，上述片狀物602中的熱固性樹脂通過加熱而熔融軟化，因此，半導(dǎo)體601、片狀部件604埋沒到片狀物中。進(jìn)一步地，使加熱溫度上升，在175℃中保持60分鐘。據(jù)此得到這樣的芯層605片狀物中的環(huán)氧樹脂和導(dǎo)電性樹脂中的環(huán)氧樹脂固化，片狀物和半導(dǎo)體及銅箔機(jī)械地堅(jiān)固地粘接，且導(dǎo)電性膏與上述銅箔電氣連接(內(nèi)通路連接)、機(jī)械粘接起來(lái)。通過腐蝕技術(shù)來(lái)腐蝕埋設(shè)了該半導(dǎo)體的芯層605的表面的銅箔，在內(nèi)通路孔上形成直徑0.2mm的電極圖形和布線圖形600。
使用這樣制作的芯層605進(jìn)行多層化。使用的片狀物是在厚25μm的芳香族聚酰胺薄膜(旭化成制“アラミカ”)的兩面上把作為粘接劑的環(huán)氧樹脂(日本レツク制“EF-450”)涂敷至5μm厚，對(duì)其使用二氧化碳?xì)怏w激光加工機(jī)進(jìn)行孔加工。加工的孔徑為100μm，在其中填充上述導(dǎo)電性膏(參照?qǐng)D6F)。使在這樣制作的有機(jī)薄膜上形成了粘接層的片狀物在上述芯層605的兩面進(jìn)行位置配合及重疊，再重疊單面粗糙化處理的厚度18μm的銅箔608并加熱加壓。然后，使最上層的銅箔608形成圖形，而得到部件內(nèi)置模塊。
作為通過本方法所制作的部件內(nèi)置模塊的可靠性評(píng)價(jià)，進(jìn)行吸濕逆流試驗(yàn)、熱沖擊試驗(yàn)(溫度循環(huán)試驗(yàn))。吸濕逆流試驗(yàn)這樣進(jìn)行把在溫度85℃、濕度85％的條件下保持了168小時(shí)的部件內(nèi)置模塊在最高溫度240℃下經(jīng)20秒通過帶式逆流試驗(yàn)機(jī)一次。另外，熱沖擊試驗(yàn)是在高溫側(cè)為125℃、低溫側(cè)為-40℃的溫度下各保持30分鐘，進(jìn)行1000次循環(huán)。
作為各個(gè)試驗(yàn)后的評(píng)價(jià)，如果在部件內(nèi)置芯內(nèi)形成的內(nèi)通路連接(串聯(lián)連接100個(gè)內(nèi)通路)的電阻值為±10％以內(nèi)，為良好品，存在斷線以及連接電阻上升10％以上的為不良品。另外，作為內(nèi)置部件的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，把不發(fā)生內(nèi)置的部件的接合面斷線以及部件性能劣化的樣品作為合格品，把內(nèi)置部件的電連接與內(nèi)通路一樣變化±10％以上的樣品或者部件性能發(fā)生變化的樣品作為不良品。此時(shí)，半導(dǎo)體模塊在形狀上也不產(chǎn)生裂紋，即使用超聲波探傷裝置也沒有發(fā)現(xiàn)異常。再者，作為內(nèi)置部件，使用片狀電阻(20個(gè))、片狀電容器(20個(gè))、試驗(yàn)用半導(dǎo)體(一片30個(gè)連接端子)。表3示出了其可靠性評(píng)價(jià)的結(jié)果。
表3


由表3可知，如果室溫時(shí)的彈性模量為0.6GPa以上～10GPa以下的范圍，則得到良好的可靠性。特別是對(duì)于比較例，由于室溫的彈性模量高，所以熱沖擊時(shí)的應(yīng)力導(dǎo)致內(nèi)通路連接和內(nèi)置部件的劣化顯著。可認(rèn)為其原因是對(duì)于由各自的熱膨脹系數(shù)之差而產(chǎn)生的應(yīng)力，當(dāng)彈性模量高時(shí)，則成為高應(yīng)力，應(yīng)力集中的部件連接部就斷線。另外，對(duì)于比較例而言，由于玻璃轉(zhuǎn)變溫度高，所以彈性模量在高溫下仍較高。與之相比，對(duì)于例1～例3而言，可得到比較高的可靠性。特別是對(duì)于使用了彈性模量不同的兩種環(huán)氧樹脂的例2，可認(rèn)為即使室溫的彈性模量不那么低，隨著溫度的上升，彈性模量大大降低(參照?qǐng)D10)，因此，能夠保持高的可靠性。另外，對(duì)于室溫彈性模量最低的例1的電絕緣材料而言，對(duì)于熱沖擊試驗(yàn)具有良好的性能，但在吸濕狀態(tài)下的逆流試驗(yàn)中，可靠性稍稍變差。這是在實(shí)際使用上沒有問題的可靠性，但彈性模量更低的因吸濕變大，所以在吸濕逆流試驗(yàn)中存在問題。所以，為了得到更好的可靠性，最好按例2那樣，使用多個(gè)具有彈性模量、玻璃轉(zhuǎn)變溫度的環(huán)氧樹脂。
據(jù)此可知，半導(dǎo)體與模塊可得到堅(jiān)固的粘接。另外，由導(dǎo)電性膏所產(chǎn)生的內(nèi)通路連接電阻也與芯層、布線層一起，與初始性能比幾乎沒有變化。
實(shí)施例2該實(shí)施例表示使用與實(shí)施例1的例2相同的片狀物來(lái)內(nèi)置半導(dǎo)體的模塊。
準(zhǔn)備在與實(shí)施例1相同的條件下制作的在通孔中填充了導(dǎo)電性膏的厚500μm的片狀物704(參照?qǐng)D7D)。接著，把厚度70μm的銅箔作為脫模載體，再用電解鍍銅法在脫模載體上形成9μm厚的銅。使用該脫模載體來(lái)形成布線圖形。通過光刻法來(lái)化學(xué)腐蝕形成了9μm厚的銅的脫模載體，形成圖7A所示的布線圖形701。在這樣制作的帶有布線圖形的脫模載體上通過軟釬料凸出物將半導(dǎo)體和片狀部件進(jìn)行倒裝式安裝。進(jìn)一步地，通過印刷在具有另一個(gè)布線圖形的脫模載體上形成膜狀部件。膜狀部件711是在熱固性樹脂中混合了碳粉末的電阻體膏。印刷是通過現(xiàn)有的絲網(wǎng)印刷法來(lái)進(jìn)行的。
使這樣制作的安裝了半導(dǎo)體的脫模載體和另外準(zhǔn)備的只具有布線圖形的脫模載體在填充了上述導(dǎo)電性膏的片狀物704上進(jìn)行位置配合并夾住。此時(shí)，布線圖形配置成處于片狀物側(cè)。使用熱壓機(jī)將其在壓制溫度120℃、壓力0.98MPa下加熱加壓5分鐘。據(jù)此，上述片狀物704中的熱固性樹脂通過加熱而熔融軟化，因此，半導(dǎo)體702和片狀部件703埋沒在片狀物中。進(jìn)一步使加熱溫度上升，在175℃下保持60分鐘。據(jù)此，片狀物中的環(huán)氧樹脂以及導(dǎo)電性膏中的環(huán)氧樹脂固化，片狀物和半導(dǎo)體以及布線圖形機(jī)械地堅(jiān)固粘接。進(jìn)一步地，導(dǎo)電性膏與上述布線圖形701進(jìn)行電連接(內(nèi)通路連接)、機(jī)械粘接。接著，剝離埋設(shè)了該半導(dǎo)體的固化物的表面的脫模載體。脫模載體具有光澤表面，且通過電解鍍形成布線層，因此，能僅剝離作為脫模載體的銅箔。在此狀態(tài)下可以形成內(nèi)置了部件的芯層706。接著，使用該芯層706進(jìn)一步形成布線層。在本方法中，由于使用了預(yù)先形成布線圖形的脫模載體，所以固化后的模塊成為布線圖形也埋入到模塊內(nèi)的平坦的芯層。據(jù)此，能夠在芯層表面上形成微細(xì)的多層布線。另外，同樣通過埋設(shè)布線圖形，僅在表面的布線圖形的厚度數(shù)內(nèi)壓縮片狀物。這樣，能夠得到可靠性良好的導(dǎo)電性膏的電連接。
接著，使用內(nèi)置了半導(dǎo)體和片狀部件的本芯層進(jìn)一步形成多層布線層。在上述芯層的兩面上使用按實(shí)施例1制作的填充了導(dǎo)電性膏的厚度100μm的片狀物，再使用形成膜狀部件711的具有布線圖形701的脫模載體700，象圖7G那樣夾入。在與上述相同的條件下對(duì)其進(jìn)行加熱加壓，使之固化，使芯層和脫模載體上的布線圖形701以及膜狀部件711一體化。而且，在固化后，剝離脫模載體710，得到本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊。通過這樣使用脫模載體，在基板制作時(shí)不需要化學(xué)腐蝕等的濕法工序，而能夠簡(jiǎn)易地得到微細(xì)的布線圖形。另外，對(duì)于使用了有機(jī)薄膜的脫模載體，在內(nèi)置部件前，能夠評(píng)價(jià)安裝性能，因此，也具有能夠在脫模載體上修理不良的部件的特別效果。
作為通過本方法所制作的部件內(nèi)置模塊的可靠性評(píng)價(jià)，進(jìn)行吸濕逆流試驗(yàn)、熱沖擊試驗(yàn)(溫度循環(huán)試驗(yàn))。吸濕逆流試驗(yàn)、熱沖擊試驗(yàn)在與實(shí)施例1相同的條件下進(jìn)行。此時(shí)，半導(dǎo)體模塊在形狀上不產(chǎn)生裂紋，即使用超聲波探傷裝置也沒有發(fā)現(xiàn)異常。據(jù)此，半導(dǎo)體和模塊可得到堅(jiān)固的粘接。另外，由導(dǎo)電性膏所產(chǎn)生的內(nèi)通路連接電阻、內(nèi)置部件連接以及部件性能與初始性能比幾乎沒有變化。
實(shí)施例3本實(shí)施例是表示了使用與實(shí)施例1的例2相同的片狀物來(lái)內(nèi)置半導(dǎo)體的芯層和使用多層陶瓷基板制作更高密度的模塊的實(shí)施例。
使用在與實(shí)施例1相同條件下制作的內(nèi)置了半導(dǎo)體802的芯層805(參照?qǐng)D8A)。芯層的厚度為300μm。接著，通過粘接層將多層陶瓷基板809和上述芯層805進(jìn)行疊層。再者，陶瓷多層布線基板使用由以玻璃和氧化鋁為主成分的低溫焙燒基板材料構(gòu)成的厚度220μm的生片(日本電氣玻璃制“MLS-1000”)來(lái)制作。即，多層布線基板這樣制作在本生片上通過穿孔機(jī)進(jìn)行直徑0.2mm的孔加工形成通孔，在該通孔中填充以平均粒徑2μm的銀粉體作為主成分并混合了乙基纖維素樹脂和萜品醇溶劑的導(dǎo)電性膏，再用相同的導(dǎo)電性膏通過印刷形成布線圖形，把這樣制作的多個(gè)生片在70℃的溫度下、以4.9MPa的壓力進(jìn)行疊層，再在900℃下焙燒1小時(shí)。
接著，在象實(shí)施例1那樣制作的片狀物上形成通孔，再準(zhǔn)備填充了導(dǎo)電性膏的厚度100μm的片狀物810和812，象圖8B所示的那樣使上述芯層805和多層陶瓷基板809位置配合及重疊，進(jìn)行加熱加壓來(lái)制作一體化的模塊。此時(shí)，可以在最下層的片狀物上重疊銅箔814并進(jìn)行一體化，可以使用象圖7A那樣形成膜狀部件的脫模載體，復(fù)制布線圖形。再者，在這樣形成的模塊的布線圖形上安裝軟釬料球，可作為連接端子。
作為通過本方法所制作的部件內(nèi)置模塊的可靠性評(píng)價(jià)，進(jìn)行與實(shí)施例1一樣的吸濕逆流試驗(yàn)、熱沖擊試驗(yàn)(溫度循環(huán)試驗(yàn))。此時(shí)，半導(dǎo)體模塊盡管是與陶瓷基板疊層的復(fù)合模塊，但在形狀上也不產(chǎn)生裂紋，即使用超聲波探傷裝置也沒有發(fā)現(xiàn)特別異常。據(jù)此，半導(dǎo)體和模塊可得到堅(jiān)固的粘接。
另外，為了評(píng)價(jià)模塊的耐沖擊性，評(píng)價(jià)從1.8m的高度落下的落下強(qiáng)度。具體地說，把完成的模塊通過軟釬焊安裝到玻璃環(huán)氧樹脂基板上，設(shè)置于鋁制容器內(nèi)，落下到混凝土上，考察模塊是否破損。在作為比較例而制作的僅有上述陶瓷基板的情況下，半數(shù)產(chǎn)生裂紋，但在實(shí)施例3的模塊中，沒有發(fā)生裂紋?？梢?，用上述片狀物進(jìn)行粘接的樣品具有只用陶瓷基板所不能得到的應(yīng)力緩沖層的作用，可以說這是本發(fā)明的特殊效果。
另外，由導(dǎo)電性膏所產(chǎn)生的內(nèi)通路連接電阻與初始性能比幾乎沒有變化。
如上述說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊，通過使用熱固性絕緣樹脂和高濃度的無(wú)機(jī)質(zhì)填充物的混合物所形成的片狀物，能夠在內(nèi)部埋設(shè)有源部件和/或無(wú)源部件，而且至少在其一面上可同時(shí)形成由布線圖形和電絕緣層所形成的多層布線，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)極高密度的模塊。另外，通過選擇無(wú)機(jī)質(zhì)填充物，能夠控制導(dǎo)熱率、熱膨脹系數(shù)、介電常數(shù)。這能夠使平面方向上的熱膨脹系數(shù)與半導(dǎo)體大致相同，作為直接安裝半導(dǎo)體的基板也是有效的。而且，通過提高導(dǎo)熱系數(shù)，作為安裝需要散熱的半導(dǎo)體等的基板也是有效的。在此基礎(chǔ)上，也能夠降低介電常數(shù)，對(duì)于作為高頻電路用的低損耗的基板也是有效的。在此基礎(chǔ)上，通過使熱固性樹脂在室溫時(shí)的彈性模量、玻璃轉(zhuǎn)變溫度在特定的范圍內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)面對(duì)熱沖擊試驗(yàn)等的熱應(yīng)力具有高可靠性的部件內(nèi)置模塊。
另外，相據(jù)本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊的制造方法，把包含無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂的混合物加工成片狀物，形成通孔，準(zhǔn)備填充了導(dǎo)電性樹脂的片狀物，在脫模載體的一面上形成布線圖形，而且安裝有源部件和無(wú)源部件，使其與上述片狀物進(jìn)行位置配合及重疊，進(jìn)一步地，在另外制作的上述脫模載體上在內(nèi)側(cè)重疊具有布線圖形的脫模載體的布線圖形面，埋設(shè)到上述片狀物中進(jìn)行一體化，通過加熱加壓，使之固化，據(jù)此，得到本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊。進(jìn)一步地，取出此時(shí)形成于脫模載體上的布線圖形，也可同時(shí)形成作為電極的膜狀部件。據(jù)此，能夠用簡(jiǎn)易的方法實(shí)現(xiàn)內(nèi)置了有源部件和無(wú)源部件的極高密度的模塊，同時(shí)由于布線圖形埋設(shè)到上述片狀物中，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)表面平滑的模塊。據(jù)此，由于在本發(fā)明的模塊的表面上沒有布線圖形的臺(tái)階，所以能夠更高密度地安裝部件。
另外，本發(fā)明的具有多層結(jié)構(gòu)的部件內(nèi)置模塊的制造方法，不僅能夠內(nèi)置半導(dǎo)體等有源部件和片狀電阻等無(wú)源部件，而且多層陶瓷基板也能夠同時(shí)形成于內(nèi)層，因此能夠?qū)崿F(xiàn)極高密度的模塊。另外，能夠同時(shí)將多個(gè)具有種種性能的陶瓷基板疊層，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)極高性能的模塊。
如上述說明的那樣，本發(fā)明能夠把有源部件和無(wú)源部件內(nèi)置到模塊中，并且能夠用內(nèi)通路連接布線圖形之間，因此，能夠用簡(jiǎn)易的方法實(shí)現(xiàn)極高密度的模塊。
權(quán)利要求
1.一種部件內(nèi)置模塊，它是具備由電絕緣材料構(gòu)成的芯層、在上述芯層的至少一面上的電絕緣層和多個(gè)布線圖形的部件內(nèi)置模塊，其特征在于上述芯層的電絕緣材料由至少含有無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物所形成，在上述芯層的內(nèi)部?jī)?nèi)置至少一個(gè)以上的有源部件和/或無(wú)源部件，上述芯層具有由多個(gè)布線圖形和導(dǎo)電性樹脂組成的多個(gè)內(nèi)通路，并且，上述芯層的由至少包含無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物構(gòu)成的電絕緣材料在室溫時(shí)的彈性模量在0.6～10GPa的范圍。
2.一種部件內(nèi)置模塊，它是具備由電絕緣材料構(gòu)成的芯層、在上述芯層的至少一面上的電絕緣層和多個(gè)布線圖形的部件內(nèi)置模塊，其特征在于上述芯層的電絕緣材料由至少含有無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物所形成，在上述芯層的內(nèi)部?jī)?nèi)置至少一個(gè)以上的有源部件和/或無(wú)源部件，上述芯層具有由多個(gè)布線圖形和導(dǎo)電性樹脂組成的多個(gè)內(nèi)通路，并且，上述芯層的由至少包含無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物構(gòu)成的電絕緣材料在室溫時(shí)的彈性模量在0.6～10GPa的范圍，并且，上述熱固性樹脂由多個(gè)具有玻璃轉(zhuǎn)變溫度的熱固性樹脂所構(gòu)成。
3.一種部件內(nèi)置模塊，它是具備由電絕緣材料構(gòu)成的芯層、在上述芯層的至少一面上的電絕緣層和多個(gè)布線圖形的部件內(nèi)置模塊，其特征在于上述芯層的電絕緣材料由至少含有無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物所形成，在上述芯層的內(nèi)部?jī)?nèi)置至少一個(gè)以上的有源部件和/或無(wú)源部件，上述芯層具有由多個(gè)布線圖形和導(dǎo)電性樹脂組成的多個(gè)內(nèi)通路，并且，上述芯層的由至少包含無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物構(gòu)成的電絕緣材料在室溫時(shí)的彈性模量在0.6～10GPa的范圍，并且，上述熱固性樹脂至少由具有-20℃～60℃的范圍的玻璃轉(zhuǎn)變溫度的熱固性樹脂和具有70℃～170℃的范圍的玻璃轉(zhuǎn)變溫度的熱固性樹脂構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3的任何一項(xiàng)所述的部件內(nèi)置模塊，其特征在于形成貫通上述芯層、上述電絕緣層以及上述布線圖形的全部的通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～3的任何一項(xiàng)所述的部件內(nèi)置模塊，它是具備由電絕緣材料構(gòu)成的芯層、在上述芯層的至少一面上的由包含無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物所形成的電絕緣材料構(gòu)成的電絕緣層、由銅箔構(gòu)成的多個(gè)布線圖形的部件內(nèi)置模塊，其特征在于上述芯層具有由多個(gè)銅箔構(gòu)成的布線圖形和由導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成的多個(gè)內(nèi)通路，上述布線圖形通過上述內(nèi)通路進(jìn)行電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～3的任何一項(xiàng)所述的部件內(nèi)置模塊，它是具備由電絕緣材料構(gòu)成的芯層、在上述芯層的至少一面上的由熱固性樹脂所形成的電絕緣材料構(gòu)成的電絕緣層、由鍍銅構(gòu)成的多個(gè)布線圖形的部件內(nèi)置模塊，其特征在于上述芯層具有由多個(gè)銅箔構(gòu)成的布線圖形和由導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成的多個(gè)內(nèi)通路，上述由鍍銅構(gòu)成的布線圖形通過上述內(nèi)通路進(jìn)行電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～3的任何一項(xiàng)所述的部件內(nèi)置模塊，它是具備由電絕緣材料構(gòu)成的芯層、在上述芯層的至少一面上的由在兩面上形成熱固性樹脂的有機(jī)薄膜構(gòu)成的電絕緣層、由銅箔構(gòu)成的多個(gè)布線圖形的部件內(nèi)置模塊，其特征在于上述芯層具有由多個(gè)銅箔構(gòu)成的布線圖形和由導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成的多個(gè)內(nèi)通路，上述布線圖形通過上述內(nèi)通路進(jìn)行電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～3的任何一項(xiàng)所述的部件內(nèi)置模塊，它是粘接了具有由電絕緣材料構(gòu)成的芯層與在上述芯層的至少一面上的多個(gè)布線圖形和內(nèi)通路的陶瓷基板的部件內(nèi)置模塊，其特征在于上述芯層具有由多個(gè)銅箔構(gòu)成的布線圖形和由導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成的多個(gè)內(nèi)通路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～3的任何一項(xiàng)所述的部件內(nèi)置模塊，它是粘接了具有把由電絕緣材料構(gòu)成的芯層、在上述芯層的至少一面上的多個(gè)布線圖形和內(nèi)通路的多個(gè)陶瓷基板的部件內(nèi)置模塊，其特征在于上述芯層具有由多個(gè)銅箔構(gòu)成的布線圖形和由導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成的多個(gè)內(nèi)通路，上述多個(gè)陶瓷基板由不同介電常數(shù)的介電體材料所構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～3的任何一項(xiàng)所述的部件內(nèi)置模塊，其中，在形成于上述芯層的至少一面上的上述布線圖形之間配置了膜狀無(wú)源部件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的部件內(nèi)置模塊，其中，上述膜狀無(wú)源部件是選自由薄膜或無(wú)機(jī)質(zhì)填充物與熱固性樹脂的混合物構(gòu)成的電阻、電容器及電感體組成的群中的至少一個(gè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的部件內(nèi)置模塊，其中，上述膜狀無(wú)源部件是至少由鋁或鉭的氧化層和導(dǎo)電性高分子構(gòu)成的固體電解電容器。
13.一種部件內(nèi)置模塊的制造方法，其特征在于把至少由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物加工成片狀，在由上述無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的片狀物上形成通孔，向上述通孔中填充導(dǎo)電性樹脂，在銅箔上安裝有源部件和/或無(wú)源部件，使在上述通孔中填充了導(dǎo)電性樹脂的片狀物與上述部件安裝后的銅箔的部件安裝表面進(jìn)行位置配合及重疊，再重疊銅箔，使上述有源部件和/或無(wú)源部件埋沒到上述片狀物中通過加熱加壓，使上述片狀物中的熱固性樹脂和導(dǎo)電性樹脂固化，然后，加工上述最外層部的銅箔，形成布線圖形，制成芯層，在由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物片或者兩面上形成粘接層的有機(jī)薄膜上形成通孔，在上述芯層的至少一面上，使在上述通孔內(nèi)填充了導(dǎo)電性樹脂的混合物片或有機(jī)薄膜和上述銅箔進(jìn)行位置配合及重疊，通過加熱加壓成為一體化，加工上述銅箔來(lái)形成布線圖形。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的部件內(nèi)置模塊的制造方法，其特征在于在上述芯層上進(jìn)行了位置配合并重疊的銅箔中，預(yù)先在上述銅箔上形成膜狀部件。
15.一種部件內(nèi)置模塊的制造方法，其特征在于把至少由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物加工成片狀，在由上述無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的片狀物上形成通孔，向上述通孔中填充導(dǎo)電性樹脂，在脫模載體的一面上形成布線圖形，在上述脫模載體的布線圖形上安裝有源部件和/或無(wú)源部件，使在上述通孔中填充了導(dǎo)電性樹脂的片狀物在上述部件安裝后的具有布線圖形的上述脫模載體的部件安裝表面進(jìn)行位置配合及重疊，使上述有源部件和/或無(wú)源部件埋沒到上述片狀物中從而一體化，通過進(jìn)一步加熱加壓，使上述片狀物中的熱固性樹脂和導(dǎo)電性樹脂固化，然后，剝離上述最外層部的脫模載體，形成芯層，在由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物片或者兩面上形成粘接層的有機(jī)薄膜上形成通孔，在上述芯層的至少一面上，使在上述通孔內(nèi)填充了導(dǎo)電性樹脂的混合物片或有機(jī)薄膜和在一面上形成布線圖形的脫模載體進(jìn)行位置配合及重疊，通過加熱加壓形成一體化，剝離上述脫模載體。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的部件內(nèi)置模塊的制造方法，其特征在于在上述芯層上進(jìn)行了位置配合并重疊的形成布線圖形的上述脫模載體中，預(yù)先在形成于上述脫模載體上的布線圖形上形成膜狀部件。
17.根據(jù)權(quán)利要求14或16所述的部件內(nèi)置模塊的制造方法，其特征在于上述膜狀部件是選自由薄膜或無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物構(gòu)成的電阻、電容器及電感體組成的群中的至少一個(gè)，并且，上述膜狀部件采用MO-CVD法或厚膜印刷法中的任一種形成。
18.一種部件內(nèi)置模塊的制造方法，其特征在于把至少由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物加工成片狀，在由上述無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的片狀物上形成通孔，向上述通孔中填充導(dǎo)電性樹脂，在銅箔上安裝有源部件和/或無(wú)源部件，使在上述通孔中填充了導(dǎo)電性樹脂的片狀物與上述部件安裝后的銅箔的部件安裝表面進(jìn)行位置配合及重疊，再重疊銅箔，使上述有源部件和/或無(wú)源部件埋沒到上述片狀物中，通過加熱加壓，使上述片狀物中的熱固性樹脂和導(dǎo)電性樹脂固化，然后，加工上述最外層部的銅箔，形成布線圖形，制成芯層，在由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物片或者兩面上形成粘接層的有機(jī)薄膜上形成通孔，在上述芯層的至少一面上，使在上述通孔內(nèi)填充了導(dǎo)電性樹脂的混合物片或有機(jī)薄膜和上述銅箔進(jìn)行位置配合及重疊，加熱加壓固化后，也包含芯層在內(nèi)形成通孔，通過鍍銅而形成貫通通孔。
19.一種部件內(nèi)置模塊的制造方法，其特征在于把至少由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物加工成片狀，在由上述無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的片狀物上形成通孔，向上述通孔中填充導(dǎo)電性樹脂，在脫模載體的一面上形成布線圖形，在上述脫模載體的布線圖形上安裝有源部件和/或無(wú)源部件，使在上述通孔中填充了導(dǎo)電性樹脂的片狀物與上述部件安裝后的具有布線圖形的上述脫模載體的部件安裝表面進(jìn)行位置配合及重疊，使上述有源部件和/或無(wú)源部件埋沒到上述片狀物中從而一體化，通過進(jìn)一步加熱加壓，使上述片狀物中的熱固性樹脂和導(dǎo)電性樹脂固化，然后，剝離上述最外層部的脫模載體，形成芯層，在由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物片或者兩面上形成粘接層的有機(jī)薄膜上形成通孔，在上述芯層的至少一面上，使在上述通孔內(nèi)填充了導(dǎo)電性樹脂的混合物片或有機(jī)薄膜和在一面上形成布線圖形的脫模載體進(jìn)行位置配合及重疊，加熱加壓固化后，也包含芯層在內(nèi)形成通孔，通過鍍銅而形成貫通通孔。
20.一種部件內(nèi)置模塊的制造方法，其特征在于把至少由無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的混合物加工成片狀，在由上述無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和未固化狀態(tài)的熱固性樹脂構(gòu)成的片狀物上形成通孔，向上述通孔中填充導(dǎo)電性樹脂，在脫模載體的一面上形成布線圖形，在上述脫模載體的布線圖形上安裝有源部件和/或無(wú)源部件，使在上述通孔中填充了導(dǎo)電性樹脂的片狀物與上述部件安裝后的具有布線圖形的上述脫模載體的部件安裝表面進(jìn)行位置配合及重疊，再重疊銅箔，在上述熱固性樹脂未固化的溫度區(qū)內(nèi)進(jìn)行加熱加壓，使上述有源部件和/或無(wú)源部件埋沒到上述片狀物中從而一體化，形成芯層，從上述芯層上剝離上述脫模載體，在上述剝離后的芯層的至少一面上重疊至少形成2層以上的內(nèi)通路和布線圖形的陶瓷基板，并進(jìn)行加壓，使上述芯層中的熱固性樹脂固化，與上述陶瓷基板粘接。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的部件內(nèi)置模塊的制造方法，其特征在于具有上述多個(gè)布線圖形和內(nèi)通路的陶瓷基板通過芯層和粘接層同時(shí)疊層多張。
全文摘要
本發(fā)明的部件內(nèi)置模塊為具備由電絕緣材料構(gòu)成的芯層、在上述芯層的至少一面上的電絕緣層和多個(gè)布線圖形的部件內(nèi)置模塊,其中,上述芯層的電絕緣材料由至少包含無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物所形成,在上述芯層的內(nèi)部?jī)?nèi)置至少一個(gè)以上的有源部件和/或無(wú)源部件,上述芯層具有由多個(gè)布線圖形和導(dǎo)電性樹脂組成的多個(gè)內(nèi)通路,并且,由上述芯層的至少包含無(wú)機(jī)質(zhì)填充物和熱固性樹脂的混合物構(gòu)成的電絕緣材料在室溫時(shí)的彈性模量在0.6～1OGPa的范圍。據(jù)此,可提供:能夠高濃度地填充無(wú)機(jī)質(zhì)填充物,而且用簡(jiǎn)易的工藝使半導(dǎo)體等有源部件和片狀電阻、片狀電容器等無(wú)源部件埋設(shè)到內(nèi)部,且能夠簡(jiǎn)易地制作多層布線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱性部件內(nèi)置模塊。
文檔編號(hào)H01L23/48GK1366444SQ0114479
公開日2002年8月28日 申請(qǐng)日期2001年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月27日
發(fā)明者中谷誠(chéng)一, 菅谷康博, 朝日俊行, 小松慎五 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社