電子回路装置とこれを用いた電子機器、およびその製造方法
【課題】層間接続を簡易かつ高信頼性化が可能な電子回路装置の提供。
【解決手段】本発明の電子回路装置は、第１配線層１０１と、前記第１配線層１０１の上面に実装された電子部品１０５と、前記第１配線層１０１の上に配置されて前記第１配線層１０１にバンプ１１８を介して電気的に接続された第２配線層１０４と、前記第１配線層１０１と前記第２配線層１０４との間であって前記電子部品１０５の周囲に配置されて前記バンプ１１８によって貫通された絶縁性樹脂からなる接着層１０８とを備え、前記第２配線層１０４と前記バンプ１１８は、導電性接着剤１２５によって接続された構成である。
【解決手段】本発明の電子回路装置は、第１配線層１０１と、前記第１配線層１０１の上面に実装された電子部品１０５と、前記第１配線層１０１の上に配置されて前記第１配線層１０１にバンプ１１８を介して電気的に接続された第２配線層１０４と、前記第１配線層１０１と前記第２配線層１０４との間であって前記電子部品１０５の周囲に配置されて前記バンプ１１８によって貫通された絶縁性樹脂からなる接着層１０８とを備え、前記第２配線層１０４と前記バンプ１１８は、導電性接着剤１２５によって接続された構成である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路装置とこれを用いた電子機器、およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の電子回路装置について、図８を用いて説明する。図８は、従来の電子回路装置の断面図である。
【０００３】
図８において、従来の電子回路装置は、第１配線層２０１と、第１配線層の上面に実装された電子部品２０５と、第１配線層２０１の上に配置されて第１配線層２０１にバンプ２１８を介して電気的に接続された第２配線層２０４と、第１配線層２０１と第２配線層２０４との間であって電子部品２０５の周囲に配置されてバンプ２１８によって貫通された絶縁性樹脂からなる接着層２０８とを有する。
【０００４】
なお、この技術の先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００１−７４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来の電子回路装置を例えば電子機器のマザーボード（図示せず）に実装すべくリフロー炉に入れて加熱する際、電子回路装置が膨張する。このとき、第２配線層２０４とバンプ２１８とは単に圧接されているだけなので、この電子回路装置の膨張により、第２配線層２０４とバンプ２１８との接続信頼性が劣化するという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、電子回路装置内部のバンプと配線層との接続信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の電子回路装置は、第２配線層とバンプは、導電性接着剤によって接着された構成である。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成により、電子回路装置を例えば電子機器のマザーボード（図示せず）に実装すべくリフロー炉に入れて加熱する際、電子回路装置が膨張しても、第２配線層とバンプとは導電性接着剤によって接着されているので、接続信頼性が劣化することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施の形態１）
以下に、本発明の電子回路装置とこれを用いた電子機器、およびその製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施の形態１による電子回路装置の断面図である。
【００１１】
実施の形態１の電子回路装置１００は、図１（ａ）に示すように、第１配線層１０１と、この第１配線層１０１上に設けられた第２配線層１０４および電子部品１０５とを備える。第１配線層１０１の上面には第１導電性パターン１０２及び第２導電性パターン１０６が設けられている。この第１配線層１０１は、絶縁層が熱硬化性樹脂からなる多層配線基板である。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂またはＢＴレジン（ビスマレイミド・トリアジン樹脂）を用いることができる。エポキシ樹脂は耐熱性が高いために特に好ましい。第１導電性パターン１０２や第２導電性パターン１０６は電気導電性を有する物質から成り、例えば、Ｃｕ箔や導電性樹脂組成物から成る。本発明においては、第１導電性パターン１０２や第２導電性パターン１０６として、Ｃｕ箔を用いている。また、第１配線層１０１に含まれるインナービア１１３は、例えば、Ｃｕめっきによる金属材料や、金属粒子と熱硬化性樹脂とを混合した導電性樹脂組成物などの熱硬化性の導電性物質から成る。導電性物質中の金属粒子としては、Ａｕ、ＡｇまたはＣｕなどを用いることができる。Ａｕ、ＡｇまたはＣｕは導電性が高いために好ましく、Ｃｕは導電性が高くマイグレーションも少なく、また、低コストであるため特に好ましい。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂を用いることができる。エポキシ樹脂は耐熱性が高いために特に好ましい。
【００１２】
第１配線層１０１の上面にある第１導電性パターン１０２上にはＡｕめっき膜を形成している。このＡｕめっき膜の形成方法は、例えば、下地金属に無電解めっき法によってＮｉめっきを行い、Ｎｉめっき上に同じく無電解めっき法によってＡｕめっき膜を形成する方法である。なお、Ａｕめっき膜形成方法については、上述した方法に限らず種々の方法によって実現することが可能であるが、後に電子部品１０５を実装した際の電気的導通を安定化するためには、第１導電性パターン１０２の最表層にはＡｕめっき膜が形成されていることが重要である。
【００１３】
このＡｕめっき膜が形成された第１導電性パターン１０２上に、電子部品１０５が実装されている。電子部品１０５としては、ＬＣＲ等のチップ部品からなる受動部品や半導体部品を用いることができる。半導体部品としては、例えばバンプ１１０が形成された半導体ベアチップＩＣがフリップ・チップ実装されたものである。バンプ１１０の材料としては、Ａｕ線によるＡｕスタッドバンプ、めっきによるＡｕまたははんだバンプ、導電性ペーストによるＡｇバンプ等簡易な方法で形成可能なバンプを用いることができる。なお上述した方法に限らず種々の方法でバンプ１１０を形成しても良い。半導体ベアチップＩＣのフリップ・チップ実装方法については、実装時に補助材料を用いないＡｕ−Ａｕ直接接続方式やはんだバンプによるはんだ接続方式を用いることができるが、上記した方法に限らず半導体ベアチップＩＣをフェイスダウンで実装するフリップ・チップ実装方式であるならいずれの方法も使用可能である。また、実装補助材１１１として、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ；異方性導電フィルム）やＮＣＦ（Ｎｏｎ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ；絶縁性フィルム）を用いるＡｕバンプによる圧接接続方式や、フリップ・チップ実装後に半導体ベアチップＩＣと第１配線層１０１の間にアンダーフィルを充填する方式を用いることができる。なお、上記した方法に限らず、実装補助材１１１を用いて半導体ベアチップＩＣをフェイスダウンで実装するフリップ・チップ実装方式であるならいずれの方法も使用可能である。
【００１４】
なお、電子部品１０５としてチップ部品を使用した場合には、実装材料としては、はんだや導電性接着剤を用いることができる。はんだとしては、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ａｕ−Ｚｎ系などの材料が使用可能であるが、これらの材料に限らず電子部品１０５を実装できる材料であるならいずれの材料も使用可能である。ただし、はんだは、環境汚染物質であるＰｂを含有しない材料であることが重要である。また、導電性接着剤としては、Ａｕ、ＡｇまたはＣｕなどの金属粒子とエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂などの熱硬化性樹脂とを混合した材料を使用することができる。その中でもＡｇとエポキシ樹脂の組み合わせは、導電性が高いと共に耐熱性が高いため特に好ましい。
【００１５】
第１配線層１０１上には、接着層１０８を介して第２配線層１０４が積層されている。接着層１０８としては、ガラス織布に熱硬化性のエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシプリプレグ、ガラス織布に熱硬化性のビスマレイミド・トリアジン樹脂を含浸させたＢＴレジンプリプレグ、アラミド不織布に熱硬化性のエポキシ樹脂を含浸させたアラミドプリプレグ等を使用することが可能であるが、織布または不織布に熱硬化性樹脂を含浸させた構造であれば、様々な材料を使用することが可能である。また、接着層１０８として、織布または不織布に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグ以外にも、二酸化珪素やアルミナ等の無機フィラーと熱硬化性樹脂との混合物を用いる事も可能である。
【００１６】
第２配線層１０４は、表裏面に第３導電性パターン１１５、第４導電性パターン１１６を有し、絶縁層が熱硬化性樹脂からなる配線基板である。第１配線層１０１と同様に、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂またはＢＴレジンを用いることができる。エポキシ樹脂は耐熱性が高いために熱硬化性樹脂として特に好ましい。第３導電性パターン１１５や第４導電性パターン１１６は電気導電性を有する物質から成り、例えば、Ｃｕ箔や導電性樹脂組成物から成る。本発明においてはＣｕ箔を用いている。なお、本発明において第２配線層１０４は２層構成としているが、２層構成に限らず多層配線基板を用いてもよい。また、第２配線層内の層間接続を行う方法としては、インナービア構造、スルーホール構造等一般的なプリント配線板の接続方法を用いることができる。なお、第１配線層１０１、接着層１０８、第２配線層１０４の材料選択は任意に行うことが可能であるが、同種の材料で構成する方が熱膨張係数の差が大きくならず、また、反り防止に対しても効果的に働き、高信頼性の保つ上で特に好ましい。
【００１７】
第１配線層１０１と第２配線層１０４間の電気的接続は、第２導電性パターン１０６と第３導電性パターン１１５間に形成したバンプ１１８および導電性接着剤１２５によって行われる。第２導電性パターン１０６および第３導電性パターン１１５は、バンプ１１８および導電性接着剤１２５との接続を良好に行うため表面にＡｕめっき膜を形成している。なお、Ａｕめっき膜の代わりにパターン表面を粗化する手法を用いてもよい。バンプ１１８としては、Ａｕ線によるＡｕスタッドバンプ、Ｃｕ線によるＣｕスタッドバンプ、Ａｌ線によるＡｌスタッドバンプなどの金属バンプまたは金属めっき膜で構成されている。Ａｕスタッドバンプは材質が軟らかく、接続安定性が高いため特に好ましい。導電性接着剤１２５としては、Ａｕ、ＡｇまたはＣｕなどの金属粒子とエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂などの熱硬化性樹脂とを混合した材料を使用することができる。その中でもＡｇとエポキシ樹脂の組み合わせは、導電性が高いと共に耐熱性が高いため特に好ましい。
【００１８】
バンプ１１８と導電性接着剤１２５の位置関係に関しては、例えば、図１（ａ）に示すように、第１配線層１０１側にバンプ１１８が形成され、第２配線層１０４側に導電性接着剤１２５が形成されている構成が挙げられる。本発明において重要なことは、第１配線層１０１と第２配線層１０４の間にバンプ１１８と導電性接着剤１２５の両方が同時に存在し、バンプ１１８および導電性接着剤１２５を介して第１配線層１０１と第２配線層１０４を電気的に接続を取ることである。
【００１９】
尚、図１においては、第２配線層１０４は第１配線層１０１上の電子部品１０５に位置する部分を開口した構造としている。更に、第２配線層１０４の開口部は電子部品１０５の形状より大きく設定し、第２配線層１０４と電子部品１０５は互いに接しないように配置していると共に、第１配線層１０１上に積層した第２配線層１０４の上面の第１配線層１０１からの高さは、第１配線層１０１上に実装した電子部品１０５の上面の第１配線層１０１からの高さより高く設定している。
【００２０】
図１（ａ）の構造完成後、図１（ｂ）に示すように、第１配線層１０１の電子部品１０５実装面の反対面に、ＬＣＲ等のチップ部品からなる受動部品や半導体部品からなる表層部品１２０および金属ケース１２１を実装して電子回路装置１００とすることができる。この電子回路装置１００は第４導電性パターン１１６によりマザーボード（図示せず）へ実装することが可能である。
【００２１】
以上の構成により、第２配線層１０４を第１配線層１０１に接続することで、第１配線層１０１の両面を電子部品１０５および表層部品１２０の実装面として使用することが可能となり、片面実装構造と比べて、電子回路装置１００の小型化を実現することができる。このとき、第１配線層１０１と第２配線層１０４を電気的に接続する手段として、バンプ１１８のみではなく、バンプ１１８の他に導電性接着剤１２５も使用することで、接続信頼性の高い電子回路装置１００とすることが可能となるものである。
【００２２】
次に本発明の電子回路装置の製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２３】
図２は、本発明の実施の形態１による電子回路装置の製造工程断面図である。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、多層配線基板からなる第１配線層１０１の上面に配置した第１導電性パターン１０２にはＡｕめっき膜が形成されている。その後、図２（ｂ）に示すように、電極上にバンプ１１０を形成した半導体ベアチップＩＣからなる電子部品１０５を第１導電性パターン１０２上へフリップ・チップ実装する。本発明においては、バンプ１１０の高さは２０μｍ、電子部品１０５の厚さは１５０μｍとしている。ただし、あくまでこれらのサイズは一例を示すものであって、このサイズに限定するものではない。
【００２５】
次に、図２（ｃ）に示すように、第１配線層１０１上の第２導電性パターン１０６上にバンプ１１８を形成する。バンプ１１８としては、Ａｕ線によるＡｕスタッドバンプ、Ｃｕ線によるＣｕスタッドバンプ、Ａｌ線によるＡｌスタッドバンプを用いることができる。Ａｕスタッドバンプは材質が軟らかく、接続安定性が高いため特に好ましい。なお、第２導電性パターン１０６の表面は、バンプ１１８の形成を容易に行うためにＡｕめっき膜を形成しておくことや、Ａｕめっき膜を形成する代わりにパターン表面をエッチング等により粗化する手法を用いてもよい。また、バンプ１１８としては、金属スタッドバンプ以外にも金属めっき膜からなるめっきバンプを使用することも可能である。なお、バンプ１１８にめっきバンプを用いる場合には、図２（ｂ）に示す第１配線層１０１上に電子部品１０５を実装する前に、予め第１配線層１０１上の第２導電性パターン１０６にバンプ１１８を形成しておき、その後電子部品１０５を第１配線層１０１上に実装する手順とする方が、電子部品１０５を実装した後にバンプ１１８を形成する手順とするより合理的となる。また、金属スタッドバンプを用いる場合であっても、バンプ１１８として金属スタッドバンプ形成後、電子部品１０５を実装する手順とすることも当然可能である。なお、本発明においては、第２導電性パターン１０６上に形成したバンプ１１８の高さを１００μｍとしている。ただし、あくまでサイズは一例を示すものであって、このサイズに限定するものではない。
【００２６】
次に、図２（ｄ）に示すように、２層基板からなり、表裏面に第３導電性パターン１１５および第４導電性パターン１１６を有すると共に開口部１３１を有する第２配線層１０４の第３導電性パターン１１５上に導電性接着剤１２５を塗布する。導電性接着剤１２５は、例えば、スクリーン印刷法、ディスペンス法、転写法等により所望の形状を形成する。ただし、例示した手法に限らず、様々な手法を用いることが可能である。なお、本発明においては、第２配線層１０４の厚みは、第３導電性パターン１１５および第４導電性パターン１１６の厚みを含んで総厚２００μｍとしているが、第２配線層１０４は２層基板に限定するものではなく、当然多層基板であっても構わない。ただし、あくまでこれらのサイズは一例を示すものであって、このサイズに限定するものではない。
【００２７】
また別の工程で、図２（ｅ）に示すように、未硬化状態の熱硬化性樹脂からなる絶縁性樹脂を含む接着層１０８を準備し、この接着層１０８について、後に第１配線層１０１と重ね合わせた際に電子部品１０５とバンプ１１８に対応する位置に、第１空隙１３４、第２空隙１３５を形成しておく。本発明においては、６０μｍ厚のガラス織布にエポキシ樹脂を含浸させた初期厚８０μｍのプリプレグを使用している。ただし、あくまでこれらの材料やサイズは一例を示すものであって、この材料やサイズに限定するものではない。なお、電子部品１０５に対応する第１空隙１３４は電子部品１０５のサイズより大きな空間としておくことが重要である。電子部品１０５のサイズより大きな空間とすることで、後の積層時に接着層１０８と電子部品１０５が直接接触して電子部品１０５を破壊するという問題を回避することができる。また、第２空隙１３５についてもバンプ１１８より大きな空間としておくことが重要であるが、更に、第２配線層１０４上に形成している導電性接着剤１２５のサイズより大きな空間としておくことが最も重要となる。何故なら、第２空隙１３５が導電性接着剤１２５のサイズより小さい場合、後の積層時に、導電性接着剤１２５のすべてが第２空隙１３５内に入りきらず、接着層１０８と第２配線層１０４間に挟まれることになり、その結果、隣接する電極間に導電性接着剤１２５が広がり、積層後にショート不良を引き起こす場合があるからである。従って、第２空隙１３５は積層時に導電性接着剤１２５が触れないように大きく設定しておかなければならない。ただし、第１空隙１３４、第２空隙１３５はそれぞれ個別に形成するだけでなく、複数個の第２空隙１３５を一つの空間にまとめたり、またはすべての第１空隙１３４、第２空隙１３５を一体化して電子部品１０５およびバンプ１１８のすべてを囲む大きな空間としても良い。複数個の第１空隙１３４を一つにまとめたり、第１空隙１３４および第２空隙１３５のすべてを囲む大きな空間とする利点は、空間を作製する工程を簡素化することができることである。
【００２８】
次に、図２（ｆ）に示すように、電子部品１０５およびバンプ１１８を形成した第１配線層１０１上に、第１空隙１３４、第２空隙１３５を形成した接着層１０８と、導電性接着剤１２５を形成した第２配線層１０４を、バンプ１１８と導電性接着剤１２５が対向するように順に重ね合わせる。なお、第１配線層１０１、接着層１０８、第２配線層１０４は積層後の基板の反りや変形を防止するために、同一組成の材料であることが望ましいが、異種材料を使用する場合には、熱膨張係数差の小さい材料を選択することが重要である。
【００２９】
次に、図２（ｇ）に示すように、重ね合わせたそれぞれの構成材料をプレス機（図示せず）により、例えば２００℃で加熱しながら４ＭＰａの圧力で加圧を行うことで、バンプ１１８を第２配線層１０４上の導電性接着剤１２５に押し当てて接触させる。この時、加熱・加圧することで接着層１０８に含まれる熱硬化性樹脂が押し流されながら硬化して第１配線層１０１と第２配線層１０４を固定するため、加熱・加圧工程完了後の接着層１０８の厚みは８０μｍからガラス織布の厚みの６０μｍまで薄くなる。従って、バンプ１１８は接着層１０８の厚みと略同等の６０μｍまで押し潰されながら第１配線層１０１と第２配線層１０４間に存在することとなる。この様に、バンプ１１８が押し潰されながら第２配線層１０４上の導電性接着剤１２５に接触し、導電性接着剤１２５が硬化されるため、安定した電気的導通を行うことができるのである。また、加熱・加圧工程によって接着層１０８を薄くしながら硬化させ、第２配線層１０４を第１配線層１０１上に固定するのであるが、加熱・加圧工程終了後に電子部品１０５の実装高さより第２配線層１０４の高さの方が高くなるようにそれぞれの材料の厚みを考慮して設計することが重要である。このことにより、電子部品１０５実装後の第１配線層１０１上へ、接着層１０８を用いて第２配線層１０４を積層する工程をプレス機による加熱・加圧工程により実現することができるものである。
【００３０】
その後、図２（ｈ）に示すように、第１配線層１０１の電子部品１０５実装面の反対面に、ＬＣＲ等のチップ部品からなる受動部品や半導体部品からなる表層部品１２０および金属ケース１２１を実装して電子回路装置１００とすることができる。この電子回路装置１００は第４導電性パターン１１６によりマザーボード（図示せず）へ実装することが可能である。
【００３１】
以下、実施の形態１に示す電子回路装置およびその製造方法の特徴について説明する。
【００３２】
本発明の電子回路装置およびその製造方法においては、独立した第１配線層１０１と第２配線層１０４間の接続をバンプ１１８を用いて行う際に、第１配線層１０１上の第２導電性パターン１０６とバンプ１１８の界面は、金属スタッドバンプであっても、めっきバンプであってもどちらも合金が形成されているため、非常に信頼性の高い電気的接続がなされているものである。しかし、一方のバンプ１１８の頂点と第２配線層１０４との接続は、加熱・加圧工程のみではその接続界面に合金を形成することは困難であるため、単なる圧接のみでは電気的接続が不安定になるという問題点に対し、バンプ１１８と第２配線層１０４間に導電性接着剤１２５を介在させることで、接続信頼性の高い電気的接続へと改善することが可能となるものである。更に、通常凹部を形成した配線基板を準備し、この凹部内に電子部品を実装して電子回路装置を作製する手法を用いることに対して、平坦な第１配線層１０１上に電子部品１０５を実装してから第２配線層１０４を積層することで、凹部内への電子部品の実装と比較して、電子部品１０５の実装を非常に容易に行うことが可能となると共に、第１配線層１０１の両面を有効に使って電子部品１０５や表層部品１２０を実装することが可能となるので、片面実装構造と比べて、電子回路装置１００の小型化を実現することができるものである。
【００３３】
以上に示すように、本実施の形態１によれば、電子回路装置１００を例えば電子機器のマザーボード（図示せず）に実装すべくリフロー炉に入れて加熱する際、電子回路装置１００が膨張しても、第２配線層１０４とバンプ１１８とは導電性接着剤１２５によって接着されているので、接続信頼性が劣化することを抑制することができる。
【００３４】
（実施の形態２）
以下、本発明に係る実施の形態２について図を用いて説明する。図３は本発明の実施の形態２による電子回路装置の製造工程断面図である。なお、特に説明しない限りは実施の形態１と同一の構造については、同一番号を付与して説明を省略する。
【００３５】
実施の形態２における実施の形態１との主な相違点は、図３（ｃ）に示すように、電子部品１０５を実装した第１配線層１０１上の第２導電性パターン１０６上に導電性接着剤１２５を形成し、図３（ｄ）に示すように、第２配線層１０４上の第３導電性パターン１１５側にバンプ１１８を形成しており、バンプ１１８と導電性接着剤１２５を形成する位置を逆転させている点である。この様にバンプ１１８と導電性接着剤１２５は第１配線層１０１と第２配線層１０４間に存在して第１配線層１０１と第２配線層１０４間の電気的接続を取るものであるが、両材料が共存して配置されていることが重要であって、配置の仕方は任意に設定することが可能である。なお、その他の構造については実施の形態１と同一の特性を有するものである。
【００３６】
（実施の形態３）
以下、本発明に係る実施の形態３について図を用いて説明する。図４は本発明の実施の形態３による電子回路装置の製造工程断面図である。なお、特に説明しない限りは実施の形態１および実施の形態２と同一の構造については、同一番号を付与して説明を省略する。
【００３７】
実施の形態３における実施の形態１および実施の形態２との主な相違点は、図４（ｄ）に示すように、第１配線層１０１上に形成したバンプ１１８の登頂部分に導電性接着剤１２５を塗布する工程とすることである。バンプ１１８の登頂部分への導電性接着剤１２５の塗布方法は、例えばスクリーン印刷法、ディスペンス法、転写法等を用いることができるが、上述した方法に限らず、様々な方法により導電性接着剤１２５を塗布することが可能である。本実施の形態に示すように、導電性接着剤１２５を予めバンプ１１８上に塗布しておくことで、導電性接着剤１２５のバンプ１１８に対する濡れ状態が増し、更に良好な電気的導通を実現することが可能となる。
【００３８】
（実施の形態４）
以下、本発明に係る実施の形態４について図を用いて説明する。図５は本発明の実施の形態４による電子回路装置の製造工程断面図である。なお、特に説明しない限りは実施の形態１〜３と同一の構造については、同一番号を付与して説明を省略する。
【００３９】
実施の形態４における実施の形態１〜３との主な相違点は、図５（ｄ）に示すように、第２配線層１０４上に形成したバンプ１１８の登頂部分に導電性接着剤１２５を塗布する工程とすることである。バンプ１１８の登頂部分への導電性接着剤１２５の塗布方法は、実施の形態１〜３と同様に、例えばスクリーン印刷法、ディスペンス法、転写法等を用いることができるが、上述した方法に限らず、様々な方法により導電性接着剤１２５を塗布することが可能である。本実施の形態に示すように、導電性接着剤１２５を予めバンプ１１８上に塗布しておくことで、導電性接着剤１２５のバンプ１１８に対する濡れ状態が増し、更に良好な電気的導通を実現することが可能となる。
【００４０】
（実施の形態５）
以下、本発明に係る実施の形態５について図を用いて説明する。図６は本発明の実施の形態５による電子回路装置２００の製造工程断面図である。なお、特に説明しない限りは実施の形態１〜４と同一の構造については、同一番号を付与して説明を省略する。
【００４１】
実施の形態５における実施の形態１〜４との主な相違点は、図６（ｄ）に示すように、開口部を有さない第２配線層１０４を使用し、この第２配線層１０４と第１配線層１０１との間に接着層１０８を介在させて、電子部品１０５を内蔵する構造としているところである。この時、図６（ｇ）に示すように、加熱・加圧工程により第１配線層１０１と接着層１０８と第２配線層１０４を一体化させる際に、接着層１０８から絶縁性樹脂１０３を流出させて電子部品１０５の周囲を絶縁性樹脂１０３で覆うと共に、接着層１０８に形成した空間１３４内に絶縁性樹脂１０３を充満している。従って、本実施の形態５によれば、電子部品内蔵基板を製造することも可能である。なお、本実施の形態５による電子部品内蔵基板構造において、図６（ｈ）に示す表層部品１２０や金属ケース１２１を第１配線層１０１側に形成するだけでなく、第２配線層１０４側に形成することも可能である。また、第１配線層１０１と第２配線層１０４間にあって両者の電気的接続を実現するバンプ１１８および導電性接着剤１２５の形成方法は、実施の形態１〜４に記載する電子回路装置の製造方法と同種の手法を用いることが可能である。即ち、図６に示すバンプ１１８と導電性接着剤１２５の位置関係はあくまで一例として図示しているものである。
【００４２】
（実施の形態６）
本実施の形態６では、図７に示すように、本発明の電子回路装置１００または２００を用い、アンテナ３０１と表示装置３０２をそれぞれ接続することによって、電子機器３００とすることができることを示している。なお、本発明の電子回路装置１００または２００は上述した構成に留まらず、様々な部品、装置と接続することによって各種電子機器とすることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明における電子回路装置とこれを用いた電子機器、およびその製造方法は、電子部品実装後の第１配線層上に、別の第２配線層を電気的導通を取りながら貼り付けることで３次元実装構造を容易に作製することが可能となるため、例えば、超小型の３次元実装モジュールの製造に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】（ａ）（ｂ）は、本発明の実施の形態１における電子回路装置の断面図
【図２】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の実施の形態１における電子回路装置の製造工程断面図
【図３】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の実施の形態２における電子回路装置の製造工程断面図
【図４】（ａ）〜（ｉ）は、本発明の実施の形態３における電子回路装置の製造工程断面図
【図５】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の実施の形態４における電子回路装置の製造工程断面図
【図６】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の実施の形態５における電子回路装置の製造工程断面図
【図７】本発明の電子回路装置を用いた電子機器の一例を示す図
【図８】従来の電子回路装置の断面図
【符号の説明】
【００４５】
１００ 電子回路装置
１０１ 第１配線層
１０２ 第１導電性パターン
１０４ 第２配線層
１０５ 電子部品
１０６ 第２導電性パターン
１０８ 接着層
１１０ バンプ
１１１ 実装補助材
１１３ インナービア
１１５ 第３導電性パターン
１１６ 第４導電性パターン
１１８ バンプ
１２０ 表層部品
１２１ 金属ケース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路装置とこれを用いた電子機器、およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の電子回路装置について、図８を用いて説明する。図８は、従来の電子回路装置の断面図である。
【０００３】
図８において、従来の電子回路装置は、第１配線層２０１と、第１配線層の上面に実装された電子部品２０５と、第１配線層２０１の上に配置されて第１配線層２０１にバンプ２１８を介して電気的に接続された第２配線層２０４と、第１配線層２０１と第２配線層２０４との間であって電子部品２０５の周囲に配置されてバンプ２１８によって貫通された絶縁性樹脂からなる接着層２０８とを有する。
【０００４】
なお、この技術の先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００１−７４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来の電子回路装置を例えば電子機器のマザーボード（図示せず）に実装すべくリフロー炉に入れて加熱する際、電子回路装置が膨張する。このとき、第２配線層２０４とバンプ２１８とは単に圧接されているだけなので、この電子回路装置の膨張により、第２配線層２０４とバンプ２１８との接続信頼性が劣化するという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、電子回路装置内部のバンプと配線層との接続信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の電子回路装置は、第２配線層とバンプは、導電性接着剤によって接着された構成である。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成により、電子回路装置を例えば電子機器のマザーボード（図示せず）に実装すべくリフロー炉に入れて加熱する際、電子回路装置が膨張しても、第２配線層とバンプとは導電性接着剤によって接着されているので、接続信頼性が劣化することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施の形態１）
以下に、本発明の電子回路装置とこれを用いた電子機器、およびその製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施の形態１による電子回路装置の断面図である。
【００１１】
実施の形態１の電子回路装置１００は、図１（ａ）に示すように、第１配線層１０１と、この第１配線層１０１上に設けられた第２配線層１０４および電子部品１０５とを備える。第１配線層１０１の上面には第１導電性パターン１０２及び第２導電性パターン１０６が設けられている。この第１配線層１０１は、絶縁層が熱硬化性樹脂からなる多層配線基板である。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂またはＢＴレジン（ビスマレイミド・トリアジン樹脂）を用いることができる。エポキシ樹脂は耐熱性が高いために特に好ましい。第１導電性パターン１０２や第２導電性パターン１０６は電気導電性を有する物質から成り、例えば、Ｃｕ箔や導電性樹脂組成物から成る。本発明においては、第１導電性パターン１０２や第２導電性パターン１０６として、Ｃｕ箔を用いている。また、第１配線層１０１に含まれるインナービア１１３は、例えば、Ｃｕめっきによる金属材料や、金属粒子と熱硬化性樹脂とを混合した導電性樹脂組成物などの熱硬化性の導電性物質から成る。導電性物質中の金属粒子としては、Ａｕ、ＡｇまたはＣｕなどを用いることができる。Ａｕ、ＡｇまたはＣｕは導電性が高いために好ましく、Ｃｕは導電性が高くマイグレーションも少なく、また、低コストであるため特に好ましい。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂を用いることができる。エポキシ樹脂は耐熱性が高いために特に好ましい。
【００１２】
第１配線層１０１の上面にある第１導電性パターン１０２上にはＡｕめっき膜を形成している。このＡｕめっき膜の形成方法は、例えば、下地金属に無電解めっき法によってＮｉめっきを行い、Ｎｉめっき上に同じく無電解めっき法によってＡｕめっき膜を形成する方法である。なお、Ａｕめっき膜形成方法については、上述した方法に限らず種々の方法によって実現することが可能であるが、後に電子部品１０５を実装した際の電気的導通を安定化するためには、第１導電性パターン１０２の最表層にはＡｕめっき膜が形成されていることが重要である。
【００１３】
このＡｕめっき膜が形成された第１導電性パターン１０２上に、電子部品１０５が実装されている。電子部品１０５としては、ＬＣＲ等のチップ部品からなる受動部品や半導体部品を用いることができる。半導体部品としては、例えばバンプ１１０が形成された半導体ベアチップＩＣがフリップ・チップ実装されたものである。バンプ１１０の材料としては、Ａｕ線によるＡｕスタッドバンプ、めっきによるＡｕまたははんだバンプ、導電性ペーストによるＡｇバンプ等簡易な方法で形成可能なバンプを用いることができる。なお上述した方法に限らず種々の方法でバンプ１１０を形成しても良い。半導体ベアチップＩＣのフリップ・チップ実装方法については、実装時に補助材料を用いないＡｕ−Ａｕ直接接続方式やはんだバンプによるはんだ接続方式を用いることができるが、上記した方法に限らず半導体ベアチップＩＣをフェイスダウンで実装するフリップ・チップ実装方式であるならいずれの方法も使用可能である。また、実装補助材１１１として、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ；異方性導電フィルム）やＮＣＦ（Ｎｏｎ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ；絶縁性フィルム）を用いるＡｕバンプによる圧接接続方式や、フリップ・チップ実装後に半導体ベアチップＩＣと第１配線層１０１の間にアンダーフィルを充填する方式を用いることができる。なお、上記した方法に限らず、実装補助材１１１を用いて半導体ベアチップＩＣをフェイスダウンで実装するフリップ・チップ実装方式であるならいずれの方法も使用可能である。
【００１４】
なお、電子部品１０５としてチップ部品を使用した場合には、実装材料としては、はんだや導電性接着剤を用いることができる。はんだとしては、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ａｕ−Ｚｎ系などの材料が使用可能であるが、これらの材料に限らず電子部品１０５を実装できる材料であるならいずれの材料も使用可能である。ただし、はんだは、環境汚染物質であるＰｂを含有しない材料であることが重要である。また、導電性接着剤としては、Ａｕ、ＡｇまたはＣｕなどの金属粒子とエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂などの熱硬化性樹脂とを混合した材料を使用することができる。その中でもＡｇとエポキシ樹脂の組み合わせは、導電性が高いと共に耐熱性が高いため特に好ましい。
【００１５】
第１配線層１０１上には、接着層１０８を介して第２配線層１０４が積層されている。接着層１０８としては、ガラス織布に熱硬化性のエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシプリプレグ、ガラス織布に熱硬化性のビスマレイミド・トリアジン樹脂を含浸させたＢＴレジンプリプレグ、アラミド不織布に熱硬化性のエポキシ樹脂を含浸させたアラミドプリプレグ等を使用することが可能であるが、織布または不織布に熱硬化性樹脂を含浸させた構造であれば、様々な材料を使用することが可能である。また、接着層１０８として、織布または不織布に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグ以外にも、二酸化珪素やアルミナ等の無機フィラーと熱硬化性樹脂との混合物を用いる事も可能である。
【００１６】
第２配線層１０４は、表裏面に第３導電性パターン１１５、第４導電性パターン１１６を有し、絶縁層が熱硬化性樹脂からなる配線基板である。第１配線層１０１と同様に、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂またはＢＴレジンを用いることができる。エポキシ樹脂は耐熱性が高いために熱硬化性樹脂として特に好ましい。第３導電性パターン１１５や第４導電性パターン１１６は電気導電性を有する物質から成り、例えば、Ｃｕ箔や導電性樹脂組成物から成る。本発明においてはＣｕ箔を用いている。なお、本発明において第２配線層１０４は２層構成としているが、２層構成に限らず多層配線基板を用いてもよい。また、第２配線層内の層間接続を行う方法としては、インナービア構造、スルーホール構造等一般的なプリント配線板の接続方法を用いることができる。なお、第１配線層１０１、接着層１０８、第２配線層１０４の材料選択は任意に行うことが可能であるが、同種の材料で構成する方が熱膨張係数の差が大きくならず、また、反り防止に対しても効果的に働き、高信頼性の保つ上で特に好ましい。
【００１７】
第１配線層１０１と第２配線層１０４間の電気的接続は、第２導電性パターン１０６と第３導電性パターン１１５間に形成したバンプ１１８および導電性接着剤１２５によって行われる。第２導電性パターン１０６および第３導電性パターン１１５は、バンプ１１８および導電性接着剤１２５との接続を良好に行うため表面にＡｕめっき膜を形成している。なお、Ａｕめっき膜の代わりにパターン表面を粗化する手法を用いてもよい。バンプ１１８としては、Ａｕ線によるＡｕスタッドバンプ、Ｃｕ線によるＣｕスタッドバンプ、Ａｌ線によるＡｌスタッドバンプなどの金属バンプまたは金属めっき膜で構成されている。Ａｕスタッドバンプは材質が軟らかく、接続安定性が高いため特に好ましい。導電性接着剤１２５としては、Ａｕ、ＡｇまたはＣｕなどの金属粒子とエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂などの熱硬化性樹脂とを混合した材料を使用することができる。その中でもＡｇとエポキシ樹脂の組み合わせは、導電性が高いと共に耐熱性が高いため特に好ましい。
【００１８】
バンプ１１８と導電性接着剤１２５の位置関係に関しては、例えば、図１（ａ）に示すように、第１配線層１０１側にバンプ１１８が形成され、第２配線層１０４側に導電性接着剤１２５が形成されている構成が挙げられる。本発明において重要なことは、第１配線層１０１と第２配線層１０４の間にバンプ１１８と導電性接着剤１２５の両方が同時に存在し、バンプ１１８および導電性接着剤１２５を介して第１配線層１０１と第２配線層１０４を電気的に接続を取ることである。
【００１９】
尚、図１においては、第２配線層１０４は第１配線層１０１上の電子部品１０５に位置する部分を開口した構造としている。更に、第２配線層１０４の開口部は電子部品１０５の形状より大きく設定し、第２配線層１０４と電子部品１０５は互いに接しないように配置していると共に、第１配線層１０１上に積層した第２配線層１０４の上面の第１配線層１０１からの高さは、第１配線層１０１上に実装した電子部品１０５の上面の第１配線層１０１からの高さより高く設定している。
【００２０】
図１（ａ）の構造完成後、図１（ｂ）に示すように、第１配線層１０１の電子部品１０５実装面の反対面に、ＬＣＲ等のチップ部品からなる受動部品や半導体部品からなる表層部品１２０および金属ケース１２１を実装して電子回路装置１００とすることができる。この電子回路装置１００は第４導電性パターン１１６によりマザーボード（図示せず）へ実装することが可能である。
【００２１】
以上の構成により、第２配線層１０４を第１配線層１０１に接続することで、第１配線層１０１の両面を電子部品１０５および表層部品１２０の実装面として使用することが可能となり、片面実装構造と比べて、電子回路装置１００の小型化を実現することができる。このとき、第１配線層１０１と第２配線層１０４を電気的に接続する手段として、バンプ１１８のみではなく、バンプ１１８の他に導電性接着剤１２５も使用することで、接続信頼性の高い電子回路装置１００とすることが可能となるものである。
【００２２】
次に本発明の電子回路装置の製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２３】
図２は、本発明の実施の形態１による電子回路装置の製造工程断面図である。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、多層配線基板からなる第１配線層１０１の上面に配置した第１導電性パターン１０２にはＡｕめっき膜が形成されている。その後、図２（ｂ）に示すように、電極上にバンプ１１０を形成した半導体ベアチップＩＣからなる電子部品１０５を第１導電性パターン１０２上へフリップ・チップ実装する。本発明においては、バンプ１１０の高さは２０μｍ、電子部品１０５の厚さは１５０μｍとしている。ただし、あくまでこれらのサイズは一例を示すものであって、このサイズに限定するものではない。
【００２５】
次に、図２（ｃ）に示すように、第１配線層１０１上の第２導電性パターン１０６上にバンプ１１８を形成する。バンプ１１８としては、Ａｕ線によるＡｕスタッドバンプ、Ｃｕ線によるＣｕスタッドバンプ、Ａｌ線によるＡｌスタッドバンプを用いることができる。Ａｕスタッドバンプは材質が軟らかく、接続安定性が高いため特に好ましい。なお、第２導電性パターン１０６の表面は、バンプ１１８の形成を容易に行うためにＡｕめっき膜を形成しておくことや、Ａｕめっき膜を形成する代わりにパターン表面をエッチング等により粗化する手法を用いてもよい。また、バンプ１１８としては、金属スタッドバンプ以外にも金属めっき膜からなるめっきバンプを使用することも可能である。なお、バンプ１１８にめっきバンプを用いる場合には、図２（ｂ）に示す第１配線層１０１上に電子部品１０５を実装する前に、予め第１配線層１０１上の第２導電性パターン１０６にバンプ１１８を形成しておき、その後電子部品１０５を第１配線層１０１上に実装する手順とする方が、電子部品１０５を実装した後にバンプ１１８を形成する手順とするより合理的となる。また、金属スタッドバンプを用いる場合であっても、バンプ１１８として金属スタッドバンプ形成後、電子部品１０５を実装する手順とすることも当然可能である。なお、本発明においては、第２導電性パターン１０６上に形成したバンプ１１８の高さを１００μｍとしている。ただし、あくまでサイズは一例を示すものであって、このサイズに限定するものではない。
【００２６】
次に、図２（ｄ）に示すように、２層基板からなり、表裏面に第３導電性パターン１１５および第４導電性パターン１１６を有すると共に開口部１３１を有する第２配線層１０４の第３導電性パターン１１５上に導電性接着剤１２５を塗布する。導電性接着剤１２５は、例えば、スクリーン印刷法、ディスペンス法、転写法等により所望の形状を形成する。ただし、例示した手法に限らず、様々な手法を用いることが可能である。なお、本発明においては、第２配線層１０４の厚みは、第３導電性パターン１１５および第４導電性パターン１１６の厚みを含んで総厚２００μｍとしているが、第２配線層１０４は２層基板に限定するものではなく、当然多層基板であっても構わない。ただし、あくまでこれらのサイズは一例を示すものであって、このサイズに限定するものではない。
【００２７】
また別の工程で、図２（ｅ）に示すように、未硬化状態の熱硬化性樹脂からなる絶縁性樹脂を含む接着層１０８を準備し、この接着層１０８について、後に第１配線層１０１と重ね合わせた際に電子部品１０５とバンプ１１８に対応する位置に、第１空隙１３４、第２空隙１３５を形成しておく。本発明においては、６０μｍ厚のガラス織布にエポキシ樹脂を含浸させた初期厚８０μｍのプリプレグを使用している。ただし、あくまでこれらの材料やサイズは一例を示すものであって、この材料やサイズに限定するものではない。なお、電子部品１０５に対応する第１空隙１３４は電子部品１０５のサイズより大きな空間としておくことが重要である。電子部品１０５のサイズより大きな空間とすることで、後の積層時に接着層１０８と電子部品１０５が直接接触して電子部品１０５を破壊するという問題を回避することができる。また、第２空隙１３５についてもバンプ１１８より大きな空間としておくことが重要であるが、更に、第２配線層１０４上に形成している導電性接着剤１２５のサイズより大きな空間としておくことが最も重要となる。何故なら、第２空隙１３５が導電性接着剤１２５のサイズより小さい場合、後の積層時に、導電性接着剤１２５のすべてが第２空隙１３５内に入りきらず、接着層１０８と第２配線層１０４間に挟まれることになり、その結果、隣接する電極間に導電性接着剤１２５が広がり、積層後にショート不良を引き起こす場合があるからである。従って、第２空隙１３５は積層時に導電性接着剤１２５が触れないように大きく設定しておかなければならない。ただし、第１空隙１３４、第２空隙１３５はそれぞれ個別に形成するだけでなく、複数個の第２空隙１３５を一つの空間にまとめたり、またはすべての第１空隙１３４、第２空隙１３５を一体化して電子部品１０５およびバンプ１１８のすべてを囲む大きな空間としても良い。複数個の第１空隙１３４を一つにまとめたり、第１空隙１３４および第２空隙１３５のすべてを囲む大きな空間とする利点は、空間を作製する工程を簡素化することができることである。
【００２８】
次に、図２（ｆ）に示すように、電子部品１０５およびバンプ１１８を形成した第１配線層１０１上に、第１空隙１３４、第２空隙１３５を形成した接着層１０８と、導電性接着剤１２５を形成した第２配線層１０４を、バンプ１１８と導電性接着剤１２５が対向するように順に重ね合わせる。なお、第１配線層１０１、接着層１０８、第２配線層１０４は積層後の基板の反りや変形を防止するために、同一組成の材料であることが望ましいが、異種材料を使用する場合には、熱膨張係数差の小さい材料を選択することが重要である。
【００２９】
次に、図２（ｇ）に示すように、重ね合わせたそれぞれの構成材料をプレス機（図示せず）により、例えば２００℃で加熱しながら４ＭＰａの圧力で加圧を行うことで、バンプ１１８を第２配線層１０４上の導電性接着剤１２５に押し当てて接触させる。この時、加熱・加圧することで接着層１０８に含まれる熱硬化性樹脂が押し流されながら硬化して第１配線層１０１と第２配線層１０４を固定するため、加熱・加圧工程完了後の接着層１０８の厚みは８０μｍからガラス織布の厚みの６０μｍまで薄くなる。従って、バンプ１１８は接着層１０８の厚みと略同等の６０μｍまで押し潰されながら第１配線層１０１と第２配線層１０４間に存在することとなる。この様に、バンプ１１８が押し潰されながら第２配線層１０４上の導電性接着剤１２５に接触し、導電性接着剤１２５が硬化されるため、安定した電気的導通を行うことができるのである。また、加熱・加圧工程によって接着層１０８を薄くしながら硬化させ、第２配線層１０４を第１配線層１０１上に固定するのであるが、加熱・加圧工程終了後に電子部品１０５の実装高さより第２配線層１０４の高さの方が高くなるようにそれぞれの材料の厚みを考慮して設計することが重要である。このことにより、電子部品１０５実装後の第１配線層１０１上へ、接着層１０８を用いて第２配線層１０４を積層する工程をプレス機による加熱・加圧工程により実現することができるものである。
【００３０】
その後、図２（ｈ）に示すように、第１配線層１０１の電子部品１０５実装面の反対面に、ＬＣＲ等のチップ部品からなる受動部品や半導体部品からなる表層部品１２０および金属ケース１２１を実装して電子回路装置１００とすることができる。この電子回路装置１００は第４導電性パターン１１６によりマザーボード（図示せず）へ実装することが可能である。
【００３１】
以下、実施の形態１に示す電子回路装置およびその製造方法の特徴について説明する。
【００３２】
本発明の電子回路装置およびその製造方法においては、独立した第１配線層１０１と第２配線層１０４間の接続をバンプ１１８を用いて行う際に、第１配線層１０１上の第２導電性パターン１０６とバンプ１１８の界面は、金属スタッドバンプであっても、めっきバンプであってもどちらも合金が形成されているため、非常に信頼性の高い電気的接続がなされているものである。しかし、一方のバンプ１１８の頂点と第２配線層１０４との接続は、加熱・加圧工程のみではその接続界面に合金を形成することは困難であるため、単なる圧接のみでは電気的接続が不安定になるという問題点に対し、バンプ１１８と第２配線層１０４間に導電性接着剤１２５を介在させることで、接続信頼性の高い電気的接続へと改善することが可能となるものである。更に、通常凹部を形成した配線基板を準備し、この凹部内に電子部品を実装して電子回路装置を作製する手法を用いることに対して、平坦な第１配線層１０１上に電子部品１０５を実装してから第２配線層１０４を積層することで、凹部内への電子部品の実装と比較して、電子部品１０５の実装を非常に容易に行うことが可能となると共に、第１配線層１０１の両面を有効に使って電子部品１０５や表層部品１２０を実装することが可能となるので、片面実装構造と比べて、電子回路装置１００の小型化を実現することができるものである。
【００３３】
以上に示すように、本実施の形態１によれば、電子回路装置１００を例えば電子機器のマザーボード（図示せず）に実装すべくリフロー炉に入れて加熱する際、電子回路装置１００が膨張しても、第２配線層１０４とバンプ１１８とは導電性接着剤１２５によって接着されているので、接続信頼性が劣化することを抑制することができる。
【００３４】
（実施の形態２）
以下、本発明に係る実施の形態２について図を用いて説明する。図３は本発明の実施の形態２による電子回路装置の製造工程断面図である。なお、特に説明しない限りは実施の形態１と同一の構造については、同一番号を付与して説明を省略する。
【００３５】
実施の形態２における実施の形態１との主な相違点は、図３（ｃ）に示すように、電子部品１０５を実装した第１配線層１０１上の第２導電性パターン１０６上に導電性接着剤１２５を形成し、図３（ｄ）に示すように、第２配線層１０４上の第３導電性パターン１１５側にバンプ１１８を形成しており、バンプ１１８と導電性接着剤１２５を形成する位置を逆転させている点である。この様にバンプ１１８と導電性接着剤１２５は第１配線層１０１と第２配線層１０４間に存在して第１配線層１０１と第２配線層１０４間の電気的接続を取るものであるが、両材料が共存して配置されていることが重要であって、配置の仕方は任意に設定することが可能である。なお、その他の構造については実施の形態１と同一の特性を有するものである。
【００３６】
（実施の形態３）
以下、本発明に係る実施の形態３について図を用いて説明する。図４は本発明の実施の形態３による電子回路装置の製造工程断面図である。なお、特に説明しない限りは実施の形態１および実施の形態２と同一の構造については、同一番号を付与して説明を省略する。
【００３７】
実施の形態３における実施の形態１および実施の形態２との主な相違点は、図４（ｄ）に示すように、第１配線層１０１上に形成したバンプ１１８の登頂部分に導電性接着剤１２５を塗布する工程とすることである。バンプ１１８の登頂部分への導電性接着剤１２５の塗布方法は、例えばスクリーン印刷法、ディスペンス法、転写法等を用いることができるが、上述した方法に限らず、様々な方法により導電性接着剤１２５を塗布することが可能である。本実施の形態に示すように、導電性接着剤１２５を予めバンプ１１８上に塗布しておくことで、導電性接着剤１２５のバンプ１１８に対する濡れ状態が増し、更に良好な電気的導通を実現することが可能となる。
【００３８】
（実施の形態４）
以下、本発明に係る実施の形態４について図を用いて説明する。図５は本発明の実施の形態４による電子回路装置の製造工程断面図である。なお、特に説明しない限りは実施の形態１〜３と同一の構造については、同一番号を付与して説明を省略する。
【００３９】
実施の形態４における実施の形態１〜３との主な相違点は、図５（ｄ）に示すように、第２配線層１０４上に形成したバンプ１１８の登頂部分に導電性接着剤１２５を塗布する工程とすることである。バンプ１１８の登頂部分への導電性接着剤１２５の塗布方法は、実施の形態１〜３と同様に、例えばスクリーン印刷法、ディスペンス法、転写法等を用いることができるが、上述した方法に限らず、様々な方法により導電性接着剤１２５を塗布することが可能である。本実施の形態に示すように、導電性接着剤１２５を予めバンプ１１８上に塗布しておくことで、導電性接着剤１２５のバンプ１１８に対する濡れ状態が増し、更に良好な電気的導通を実現することが可能となる。
【００４０】
（実施の形態５）
以下、本発明に係る実施の形態５について図を用いて説明する。図６は本発明の実施の形態５による電子回路装置２００の製造工程断面図である。なお、特に説明しない限りは実施の形態１〜４と同一の構造については、同一番号を付与して説明を省略する。
【００４１】
実施の形態５における実施の形態１〜４との主な相違点は、図６（ｄ）に示すように、開口部を有さない第２配線層１０４を使用し、この第２配線層１０４と第１配線層１０１との間に接着層１０８を介在させて、電子部品１０５を内蔵する構造としているところである。この時、図６（ｇ）に示すように、加熱・加圧工程により第１配線層１０１と接着層１０８と第２配線層１０４を一体化させる際に、接着層１０８から絶縁性樹脂１０３を流出させて電子部品１０５の周囲を絶縁性樹脂１０３で覆うと共に、接着層１０８に形成した空間１３４内に絶縁性樹脂１０３を充満している。従って、本実施の形態５によれば、電子部品内蔵基板を製造することも可能である。なお、本実施の形態５による電子部品内蔵基板構造において、図６（ｈ）に示す表層部品１２０や金属ケース１２１を第１配線層１０１側に形成するだけでなく、第２配線層１０４側に形成することも可能である。また、第１配線層１０１と第２配線層１０４間にあって両者の電気的接続を実現するバンプ１１８および導電性接着剤１２５の形成方法は、実施の形態１〜４に記載する電子回路装置の製造方法と同種の手法を用いることが可能である。即ち、図６に示すバンプ１１８と導電性接着剤１２５の位置関係はあくまで一例として図示しているものである。
【００４２】
（実施の形態６）
本実施の形態６では、図７に示すように、本発明の電子回路装置１００または２００を用い、アンテナ３０１と表示装置３０２をそれぞれ接続することによって、電子機器３００とすることができることを示している。なお、本発明の電子回路装置１００または２００は上述した構成に留まらず、様々な部品、装置と接続することによって各種電子機器とすることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明における電子回路装置とこれを用いた電子機器、およびその製造方法は、電子部品実装後の第１配線層上に、別の第２配線層を電気的導通を取りながら貼り付けることで３次元実装構造を容易に作製することが可能となるため、例えば、超小型の３次元実装モジュールの製造に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】（ａ）（ｂ）は、本発明の実施の形態１における電子回路装置の断面図
【図２】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の実施の形態１における電子回路装置の製造工程断面図
【図３】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の実施の形態２における電子回路装置の製造工程断面図
【図４】（ａ）〜（ｉ）は、本発明の実施の形態３における電子回路装置の製造工程断面図
【図５】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の実施の形態４における電子回路装置の製造工程断面図
【図６】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の実施の形態５における電子回路装置の製造工程断面図
【図７】本発明の電子回路装置を用いた電子機器の一例を示す図
【図８】従来の電子回路装置の断面図
【符号の説明】
【００４５】
１００ 電子回路装置
１０１ 第１配線層
１０２ 第１導電性パターン
１０４ 第２配線層
１０５ 電子部品
１０６ 第２導電性パターン
１０８ 接着層
１１０ バンプ
１１１ 実装補助材
１１３ インナービア
１１５ 第３導電性パターン
１１６ 第４導電性パターン
１１８ バンプ
１２０ 表層部品
１２１ 金属ケース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１配線層と、
前記第１配線層の上面に実装された電子部品と、
前記第１配線層の上に配置されて前記第１配線層にバンプを介して電気的に接続された第２配線層と、
前記第１配線層と前記第２配線層との間であって前記電子部品の周囲に配置されて前記バンプによって貫通された絶縁性樹脂からなる接着層とを備え、
前記第２配線層と前記バンプは、導電性接着剤によって接続された電子回路装置。
【請求項２】
第１配線層と、
前記第１配線層の上面に実装された電子部品と、
前記第１配線層の上に配置されて前記第１配線層にバンプを介して電気的に接続された第２配線層と、
前記第１配線層と前記第２配線層との間であって前記電子部品の周囲に配置されて前記バンプによって貫通された絶縁性樹脂からなる接着層とを備え、
前記第１配線層と前記バンプは、導電性接着剤によって接続された電子回路装置。
【請求項３】
前記第２配線層は、前記電子部品の上面を露出させる開口部を有する請求項１または請求項２に記載の電子回路装置。
【請求項４】
前記第２配線層は、前記電子部品の上面を覆うように配置された請求項１または請求項２に記載の電子回路装置。
【請求項５】
前記バンプは金属線を用いた金属バンプまたは金属めっきによるめっきバンプからなる請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の電子回路装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の電子回路装置と、
この電子回路装置に接続された表示装置とが搭載された電子機器。
【請求項７】
第１配線層上に電子部品を実装する工程と、
前記第１配線層上にバンプを形成する工程と、
前記電子部品の実装エリアより大きな第１空隙と前記バンプの形状より大きな第２空隙を設けた未硬化状態の絶縁性樹脂を含む接着層を準備する工程と、
第２配線層上に導電性接着剤を塗布する工程と、
前記第１配線層上の所望の位置に前記接着層と前記第２配線層を前記バンプおよび前記導電性接着剤が前記第１配線層と前記第２配線層の内側になるように順に重ね合わせる工程と、
前記第１配線層と前記接着層と前記第２配線層とを加熱しながら加圧して前記接着層内の前記絶縁性樹脂を硬化して一体化すると共に前記第１配線層上の前記バンプと前記第２配線層上の前記導電性接着剤を直接接触させながら前記導電性接着剤を硬化して電気的に接続する工程とを備えた電子回路装置の製造方法。
【請求項８】
第１配線層上に電子部品を実装する工程と、
前記第１配線層上に導電性接着剤を塗布する工程と、
第２配線層上にバンプを形成する工程と、
前記電子部品の実装エリアより大きな第１空隙と前記バンプの形状より大きな第２空隙を設けた未硬化状態の絶縁性樹脂を含む接着層を準備する工程と、
前記第１配線層上の所望の位置に前記接着層と前記第２配線層を前記導電性接着剤および前記バンプが前記第１配線層と前記第２配線層の内側になるように順に重ね合わせる工程と、
前記第１配線層と前記接着層と前記第２配線層とを加熱しながら加圧して前記接着層内の前記絶縁性樹脂を硬化して一体化すると共に前記第１配線層上の前記導電性接着剤と前記第２配線層上の前記バンプを直接接触させながら前記導電性接着剤を硬化して電気的に接続する工程とを備えた電子回路装置の製造方法。
【請求項９】
第１配線層上に電子部品を実装する工程と、
前記第１配線層上にバンプを形成する工程と、
前記バンプ上に導電性接着剤を塗布する工程と、
前記電子部品の実装エリアより大きな第１空隙と前記バンプおよび前記導電性接着剤の形状より大きな第２空隙を設けた未硬化状態の絶縁性樹脂を含む接着層を準備する工程と、
前記第１配線層上の所望の位置に前記接着層と前記第２配線層を前記バンプおよび前記導電性接着剤が前記第１配線層と前記第２配線層の内側になるように順に重ね合わせる工程と、
前記第１配線層と前記接着層と前記第２配線層とを加熱しながら加圧して前記接着層内の前記絶縁性樹脂を硬化して一体化すると共に前記バンプ上の前記導電性接着剤を前記第２配線層に直接接触させながら前記導電性接着剤を硬化して前記バンプおよび前記導電性接着剤を介して前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続する工程とを備えた電子回路装置の製造方法。
【請求項１０】
第１配線層上に電子部品を実装する工程と、
第２配線層上にバンプを形成する工程と、
前記バンプ上に導電性接着剤を塗布する工程と、
前記電子部品の実装エリアより大きな第１空隙と前記バンプおよび前記導電性接着剤の形状より大きな第２空隙を設けた未硬化状態の絶縁性樹脂を含む接着層を準備する工程と、
前記第１配線層上の所望の位置に前記接着層と前記第２配線層を前記バンプおよび前記導電性接着剤が前記第１配線層と前記第２配線層の内側になるように順に重ね合わせる工程と、
前記第１配線層と前記接着層と前記第２配線層とを加熱しながら加圧して前記接着層内の前記絶縁性樹脂を硬化して一体化すると共に前記バンプ上の前記導電性接着剤を前記第１配線層に直接接触させながら前記導電性接着剤を硬化して前記バンプおよび前記導電性接着剤を介して前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続する工程とを備えた電子回路装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第２空隙は、前記導電性接着剤の塗布領域より大きな形状である請求項７または請求項８に記載の電子回路装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第２配線層は、前記電子部品の上面を露出させる開口部を有する請求項７から請求項１１のいずれか１つに記載の電子回路装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第２配線層は、前記電子部品の上面を覆うように配置された請求項７から請求項１１のいずれか１つに記載の電子回路装置の製造方法。
【請求項１４】
前記電子部品の周囲には前記接着層から流出して硬化形成された前記絶縁性樹脂が存在する請求項７から請求項１３のいずれか１つに記載の電子回路装置の製造方法。
【請求項１５】
前記バンプは金属線を用いた金属バンプまたは金属めっきによるめっきバンプからなる請求項７から請求項１４のいずれか１つに記載の電子回路装置の製造方法。
【請求項１】
第１配線層と、
前記第１配線層の上面に実装された電子部品と、
前記第１配線層の上に配置されて前記第１配線層にバンプを介して電気的に接続された第２配線層と、
前記第１配線層と前記第２配線層との間であって前記電子部品の周囲に配置されて前記バンプによって貫通された絶縁性樹脂からなる接着層とを備え、
前記第２配線層と前記バンプは、導電性接着剤によって接続された電子回路装置。
【請求項２】
第１配線層と、
前記第１配線層の上面に実装された電子部品と、
前記第１配線層の上に配置されて前記第１配線層にバンプを介して電気的に接続された第２配線層と、
前記第１配線層と前記第２配線層との間であって前記電子部品の周囲に配置されて前記バンプによって貫通された絶縁性樹脂からなる接着層とを備え、
前記第１配線層と前記バンプは、導電性接着剤によって接続された電子回路装置。
【請求項３】
前記第２配線層は、前記電子部品の上面を露出させる開口部を有する請求項１または請求項２に記載の電子回路装置。
【請求項４】
前記第２配線層は、前記電子部品の上面を覆うように配置された請求項１または請求項２に記載の電子回路装置。
【請求項５】
前記バンプは金属線を用いた金属バンプまたは金属めっきによるめっきバンプからなる請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の電子回路装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の電子回路装置と、
この電子回路装置に接続された表示装置とが搭載された電子機器。
【請求項７】
第１配線層上に電子部品を実装する工程と、
前記第１配線層上にバンプを形成する工程と、
前記電子部品の実装エリアより大きな第１空隙と前記バンプの形状より大きな第２空隙を設けた未硬化状態の絶縁性樹脂を含む接着層を準備する工程と、
第２配線層上に導電性接着剤を塗布する工程と、
前記第１配線層上の所望の位置に前記接着層と前記第２配線層を前記バンプおよび前記導電性接着剤が前記第１配線層と前記第２配線層の内側になるように順に重ね合わせる工程と、
前記第１配線層と前記接着層と前記第２配線層とを加熱しながら加圧して前記接着層内の前記絶縁性樹脂を硬化して一体化すると共に前記第１配線層上の前記バンプと前記第２配線層上の前記導電性接着剤を直接接触させながら前記導電性接着剤を硬化して電気的に接続する工程とを備えた電子回路装置の製造方法。
【請求項８】
第１配線層上に電子部品を実装する工程と、
前記第１配線層上に導電性接着剤を塗布する工程と、
第２配線層上にバンプを形成する工程と、
前記電子部品の実装エリアより大きな第１空隙と前記バンプの形状より大きな第２空隙を設けた未硬化状態の絶縁性樹脂を含む接着層を準備する工程と、
前記第１配線層上の所望の位置に前記接着層と前記第２配線層を前記導電性接着剤および前記バンプが前記第１配線層と前記第２配線層の内側になるように順に重ね合わせる工程と、
前記第１配線層と前記接着層と前記第２配線層とを加熱しながら加圧して前記接着層内の前記絶縁性樹脂を硬化して一体化すると共に前記第１配線層上の前記導電性接着剤と前記第２配線層上の前記バンプを直接接触させながら前記導電性接着剤を硬化して電気的に接続する工程とを備えた電子回路装置の製造方法。
【請求項９】
第１配線層上に電子部品を実装する工程と、
前記第１配線層上にバンプを形成する工程と、
前記バンプ上に導電性接着剤を塗布する工程と、
前記電子部品の実装エリアより大きな第１空隙と前記バンプおよび前記導電性接着剤の形状より大きな第２空隙を設けた未硬化状態の絶縁性樹脂を含む接着層を準備する工程と、
前記第１配線層上の所望の位置に前記接着層と前記第２配線層を前記バンプおよび前記導電性接着剤が前記第１配線層と前記第２配線層の内側になるように順に重ね合わせる工程と、
前記第１配線層と前記接着層と前記第２配線層とを加熱しながら加圧して前記接着層内の前記絶縁性樹脂を硬化して一体化すると共に前記バンプ上の前記導電性接着剤を前記第２配線層に直接接触させながら前記導電性接着剤を硬化して前記バンプおよび前記導電性接着剤を介して前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続する工程とを備えた電子回路装置の製造方法。
【請求項１０】
第１配線層上に電子部品を実装する工程と、
第２配線層上にバンプを形成する工程と、
前記バンプ上に導電性接着剤を塗布する工程と、
前記電子部品の実装エリアより大きな第１空隙と前記バンプおよび前記導電性接着剤の形状より大きな第２空隙を設けた未硬化状態の絶縁性樹脂を含む接着層を準備する工程と、
前記第１配線層上の所望の位置に前記接着層と前記第２配線層を前記バンプおよび前記導電性接着剤が前記第１配線層と前記第２配線層の内側になるように順に重ね合わせる工程と、
前記第１配線層と前記接着層と前記第２配線層とを加熱しながら加圧して前記接着層内の前記絶縁性樹脂を硬化して一体化すると共に前記バンプ上の前記導電性接着剤を前記第１配線層に直接接触させながら前記導電性接着剤を硬化して前記バンプおよび前記導電性接着剤を介して前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続する工程とを備えた電子回路装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第２空隙は、前記導電性接着剤の塗布領域より大きな形状である請求項７または請求項８に記載の電子回路装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第２配線層は、前記電子部品の上面を露出させる開口部を有する請求項７から請求項１１のいずれか１つに記載の電子回路装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第２配線層は、前記電子部品の上面を覆うように配置された請求項７から請求項１１のいずれか１つに記載の電子回路装置の製造方法。
【請求項１４】
前記電子部品の周囲には前記接着層から流出して硬化形成された前記絶縁性樹脂が存在する請求項７から請求項１３のいずれか１つに記載の電子回路装置の製造方法。
【請求項１５】
前記バンプは金属線を用いた金属バンプまたは金属めっきによるめっきバンプからなる請求項７から請求項１４のいずれか１つに記載の電子回路装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１６４１４（Ｐ２００９−１６４１４Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７３６７５（Ｐ２００７−１７３６７５）
【出願日】平成１９年７月２日（２００７．７．２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２日（２００７．７．２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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