部件内置模块及其制造方法技术

本发明专利技术的部件内置模块为具备由电绝缘材料构成的芯层、在上述芯层的至少一面上的电绝缘层和多个布线图形的部件内置模块，其中，上述芯层的电绝缘材料由至少包含无机质填充物和热固性树脂的混合物所形成，在上述芯层的内部内置至少一个以上的有源部件和／或无源部件，上述芯层具有由多个布线图形和导电性树脂组成的多个内通路，并且，由上述芯层的至少包含无机质填充物和热固性树脂的混合物构成的电绝缘材料在室温时的弹性模量在０．６～１ＯＧＰａ的范围。据此，可提供：能够高浓度地填充无机质填充物，而且用简易的工艺使半导体等有源部件和片状电阻、片状电容器等无源部件埋设到内部，且能够简易地制作多层布线结构的导热性部件内置模块。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及内置半导体等的有源部件和电阻、电容器等无源部件的高密度安装模块。
技术介绍
近年来，随着电子设备的高性能化、小型化的要求，更呼吁半导体的高密度、高性能化。据此，为了安装它们，希望电路基板也为小型高密度的。针对这些要求，作为实现高密度安装的措施，作为能够用最短距离连接LSI间和部件间的电气布线的基板的层间的电气连接方式的内通路孔连接法最大程度谋求电路的高密度布线，所以在各方面推进了开发。但是，即使采用这些方法，二维地高密度地安装部件也正在接近极限。另外，这些内通路结构的高密度安装基板由树脂类材料构成，因此，导热系数低，从部件安装越来越高密度的部件上产生的热难于进行散热。近来，据说CPU的时钟频率达到1GHz左右，并且，与其性能的高度化相依，预计CPU的耗电达到每一个芯片为100～150W。而且，伴随着高速化、高密度化，噪声的影响正在避免、不能通过。因此，电路基板除了高密度、高性能，除了抗噪声、散热性，还期待着内置部件的三维安装形态的模块的出现。对于这样的要求，在日本特开平2-121392号公报中提出了应用多层陶瓷基板，在内部形成电容器和电阻体的模块。这样的陶瓷多层基板是通过把能够与基板材料同时焙烧的高介电体材料加工成片状并夹在内部进行焙烧而得到的，但是，当同时焙烧不同种类的材料时，由于烧结定时的偏差和烧结时的收缩率不同，在焙烧后，有时会产生翘曲或者内部布线产生剥离，需要精密的焙烧条件的控制。而且，由陶瓷基板所形成的部件内置，按前面所示的那样，基本是同时烧结的，因此，虽然电容器和电阻体等能够形成，但是，同时焙烧耐热性欠缺的硅等半导体是不可以的，不能内置。另一方面，提出了在低温下内置半导体等有源部件和电容器、电阻等无源部件的电路基板的方案。在特开平3-69191号公报、特开平11-103147号公报中记载了这样的方法在印刷电路板材料上形成的铜布线上搭载电子部件，再在其上用树脂覆盖一面而形成埋入层，再用粘接剂进行多层粘接。又，在特开平9-214092号公报中记载了这样的方法在贯通的通孔内埋设介电体等材料，形成表面电极，从而内置电容器和电阻。在此基础上，也有在印刷电路板本体上附加电容器等的功能的方法。在特开平5-7063号公报(专利第3019541号)中，记载了在混合了介电体粉末和树脂的介电体基板的两面上形成电极的电容器内置基板。又，在特开平11-220262号公报中记载了这样的方法采用内通路构成来内置半导体和电容器等。这样，具有以往的可高密度布线的内通路结构，并且内置了部件的三维安装模块有应用了散热性和气密性优良的陶瓷基板的模块和在低温下能够固化的印刷电路板形成的模块。对于陶瓷基板而言，散热性优良、能够内置高介电常数的电容器的另一面是，难于同时焙烧不同种类的材料，而且，在不能内置半导体和成本方面也仍有课题。另一方面，对于在低温下能进行固化的印刷电路板而言，存在能够内置半导体的可能性，在成本上也是有利的，但是，若为混合了介电体材料等和树脂的复合材料，则难于得到高的介电常数。这种情况即使看上述的在通孔内形成的电容器和混合了介电体粉末的印刷电路板的例子也可明白。另外，一般地，印刷电路板的导热系数低，在散热性上有难处。另外，对于用树脂封装在印刷电路板上安装的半导体和电容器等并进行多叠层内置的方法，也能够内置单独部件，相反的一面是为了埋设单独部件，模块本身的厚度变厚，则难于减小模块体积。另外，对于由内置部件与印刷电路板的热膨胀系数差所产生的热应力，可采取在内置部件与印刷电路板材料之间形成具有特定热膨胀系数的缓冲层和使印刷电路板材料的热膨胀系数一致等措施，但是半导体的热膨胀系数一般较小，仅在印刷电路板材料上，在工作温度区内使热膨胀系数一致是非常困难的。专利技术概要本专利技术为了解决上述现有的问题，其一个特征是提供可以在热固性树脂内高密度地填充无机质填充物，而且采用简易的工艺使半导体等有源部件和片状电阻、片状电容器等无源部件埋设在内部，并且，能够简易地制造多层布线结构的导热性部件内置模块。在本专利技术中，可提供通过选择无机质填充物和热固性树脂，而可以制造具有所希望的性能的模块，而且散热性优良、介电特性也优良的具有超高密度的安装形态的部件内置模块。为了解决上述问题，本专利技术的部件内置模块是具备由电绝缘材料构成的芯层和在上述芯层的至少一面上的电绝缘层和多个布线图形的部件内置模块，其特征在于上述芯层的电绝缘材料由至少含有无机质填充物和热固性树脂的混合物所形成，在上述芯层的内部至少内置一个以上的有源部件和/或无源部件，上述芯层具有由多个布线图形和导电性树脂组成的多个内通路，并且，上述芯层的由至少含有无机质填充物和热固性树脂的混合物构成的电绝缘材料在室温时的弹性模量在0.6～10GPa的范围。据此，能够提供如下模块能够用简易的工艺把半导体等有源部件和片状电阻、片状电容器等无源部件埋设在内部，通过选择任意的无机质填充物和热固性树脂，而具有所希望的性能，并且对于热冲击等应力也具有高可靠性。即，能够使模块的平面方向的热膨胀系数与半导体相一致，又具有散热性。而且，由于通过使电绝缘材料的室温时的弹性模量为0.6～10GPa的范围，能够没有应力地内置半导体等部件，因此能够实现具有超高密度的安装形态的模块。另外，由于能够在内置了部件的芯层的表面上形成可再次布线的多层高密度布线层，因此能够实现薄而极高密度的模块。进一步地，由于今后的高频化的进展所引起的噪声的问题也能够极力使半导体和片状电容器的配置靠近，因此，也可期待噪声降低的效果。又，本专利技术的部件内置模块，其上述芯层的由至少含有无机质填充物和热固性树脂的混合物构成的电绝缘材料在室温时的弹性模量在0.6～10GPa的范围，且上述热固性树脂由多个具有玻璃转变温度的热固性树脂所构成，据此，即使具有各种各样的热膨胀系数的部件被内置，也可得到耐来自内置部件热冲击的热应力的部件内置模块。又，本专利技术的部件内置模块，其特征在于上述芯层的由至少含有无机质填充物和热固性树脂的混合物构成的电绝缘材料在室温时的弹性模量在0.6～10GPa的范围，且上述热固性树脂至少由具有-20℃～60℃范围的玻璃转变温度的热固性树脂和具有70℃～170℃范围的玻璃转变温度的热固性树脂构成。据此，即使具有各种各样的热膨胀系数的部件被内置，也可得到更耐来自内置部件热冲击的热应力的部件内置模块。又，本专利技术的部件内置模块，形成贯通上述芯层、上述电绝缘层以及上述布线图形的全部的通孔为好。据此，在上述的基础上，能够照原样地利用通常的印刷电路板制造工艺、设备，因此，能够非常简易地实现部件内置模块。又，本专利技术的部件内置模块是具备由电绝缘材料构成的芯层和在上述芯层的至少一面上的由含有无机质填充物和热固性树脂的混合物所形成的电绝缘材料构成的电绝缘层、由铜箔构成的多个的布线图形的上述部件内置模块，上述芯层具有由多个铜箔构成的布线图形和由导电性树脂构成的多个内通路，上述布线图形通过上述内通路进行电连接为宜。据此，能够用简易的工艺把半导体等有源部件和片状电阻、片状电容器等无源部件埋设在内部，并且通过在表层布线层中也选择任意的无机质填充物，能够实现具有所希望的性能的模块。即，能够使模块的平面方向的热膨胀系数与半导体相一致，又具有散热性。另外，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种部件内置模块，它是具备由电绝缘材料构成的芯层、在上述芯层的至少一面上的电绝缘层和多个布线图形的部件内置模块，其特征在于：上述芯层的电绝缘材料由至少含有无机质填充物和热固性树脂的混合物所形成，在上述芯层的内部内置至少一个以上的有源部件和／或无源部件，上述芯层具有由多个布线图形和导电性树脂组成的多个内通路，并且，上述芯层的由至少包含无机质填充物和热固性树脂的混合物构成的电绝缘材料在室温时的弹性模量在０．６～１０ＧＰａ的范围。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中谷诚一，菅谷康博，朝日俊行，小松慎五，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]