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JP4977464B2 - 電子モジュールの製造方法及び電子モジュール - Google Patents

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JP4977464B2
JP4977464B2 JP2006526649A JP2006526649A JP4977464B2 JP 4977464 B2 JP4977464 B2 JP 4977464B2 JP 2006526649 A JP2006526649 A JP 2006526649A JP 2006526649 A JP2006526649 A JP 2006526649A JP 4977464 B2 JP4977464 B2 JP 4977464B2
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conductive
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insulating material
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イイホラ アンティ
ヨケラ ティーモ
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イムベラ エレクトロニクス オサケユキチュア
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Description

本発明は、電子モジュールの製造方法に関する。
特に本発明は、１つ以上のコンポーネントを取り付け基部内に埋め込む電子モジュールに関する。製造する電子モジュールは、その内部に作成した導電構体により互いに電気的に接続される幾つかのコンポーネントを含む回路基板のようなモジュールとすることができる。本発明は特に、幾つかの接点端子を接続する超小形回路を含む電子モジュールに関する。取り付け基部内には、超小形回路に加えて、又はその代わりに、他のコンポーネント、例えば、受動コンポーネントを埋め込むこともできることは勿論である。従って、意図することは、典型的には非パッケージ形態にて回路基板（回路基板の表面）に取り付けられるようなコンポーネントを電子モジュールに埋め込むことにある。他の重要グループのコンポーネントは、一般に回路基板に接続するためにパッケージされるコンポーネントである。本発明が関連する電子モジュールは、他のタイプのコンポーネントも含むことができることは勿論である。
取り付け基部は、電気的なコンポーネントに対する取り付け基部として電気業界にて一般に用いられている基部に似たタイプのものとすることができる。基部の仕事は、コンポーネントを基部に機械的に取り付け、且つ基部上にあるコンポーネントと基部の外部にあるコンポーネントとの双方に必要な電気接続を行なうことにある。取り付け基部は回路基板とすることができ、この場合、本発明が関連する構成及び方法は、回路基板の製造技術に密に関係する。取り付け基部は他の基部、例えば、１個又は複数のコンポーネントをパッケージするのに用いられるような基部、又は機能モジュール全体に対する基部とすることもできる。
回路基板用に用いられる製造技法は超小形回路用に用いられる技法とは異なり、とりわけ、超小形回路の製造技法にて用いられる絶縁基部、即ち基板は半導体材料製であるのに対し、回路基板用の絶縁基部の材料は何等かの形態の絶縁材料である。超小形回路に対する製造技法は一般に、回路基板に対する製造技法に比べてかなり高価でもある。
コンポーネント、特に半導体コンポーネントのケース及びパッケージに対する構成及び製造技法は、回路基板の構成及び製造技法とは異なり、コンポーネントのパッケージングは、主としてコンポーネントの周りにケーシングを形成して、コンポーネントを機械的に保護し、コンポーネントを取り扱い易くすることにある。コンポーネントの表面上にはコネクタ部、典型的には突起部があり、これらは、パッケージしたコンポーネントを回路基板上の正しい位置に設定し易くし、且つ回路基板への所望な接続も容易にする。さらに、コンポーネントのケースの内側には導体があり、これらの導体はケース外部のコネクタ部を実際のコンポーネントの表面における接続領域に接続し、また、必要に応じてこれらの導体によりコンポーネントをその周りのものに接続することもできる。
しかしながら、従来の技法を用いて製造されるコンポーネントのケースはかなりの量のスペースを要する。電子デバイスは小さめに成長させるので、スペースを占め、本来必ずしも必要でなく、しかも余計なコストがかかるコンポーネントのケースは除去する傾向になっている。こうした問題を解決するために、コンポーネントを回路基板構体の内部に配置する様々な構成及び方法が開発されている。
米国特許第４，２４６，５９５号には、コンポーネント用の絶縁基部内に凹所を形成する一つの解決策が開示されている。凹所の底部は２層化絶縁層によって画成され、この絶縁層に、コンポーネントを接続するための孔を形成している。絶縁層の、コンポーネントとは反対側に位置する層は接着剤で形成する。この後に、コンポーネントの接続領域を凹所の底部に向けてコンポーネントを凹所内に埋め込み、絶縁層における孔を経てコンポーネントへの電気的な接続部を形成する。機械的に丈夫な構成に作りたい場合には、コンポーネントを取り付け基部にも取り付けなければならないため、その製造方法が極めて複雑となる。安価な製品を製造するのに、幾つかの異なる材料及び処理工程段を要する複雑な方法を用いることは極めて厄介なことである。
日本の特開２００１−５３４４７号公報には、取り付け基部にコンポーネント用の凹所を形成する第２の解決策が開示されている。この場合には、コンポーネントの接点領域が取り付け基部の表面の方に向くようにコンポーネントを凹所内に入れる。次いで、取り付け基部の表面とコンポーネントの上に絶縁層を形成する。この絶縁層にはコンポーネント用の接点開口を開け、これらの接点開口を経てコンポーネントへの電気的な接続を行なう。この方法では、凹所の製造と凹所内へのコンポーネントの設定にかなりの精度を要するため、取り付け基部の幅及び厚さに対して、フィードスルーを首尾よく行なうためには、コンポーネントを正確に位置付けなければならない。
国際特許出願公開ＷＯ ０３/０６５７７８には、少なくとも１つの導電性のパターンを、半導体コンポーネント用の通し孔となるように、基部に形成する方法が開示されている。この後に、半導体コンポーネントを導電性のパターンにそれぞれ整列させて、孔内に入れる。半導体コンポーネントを基部構体に取り付け、そして、１つ以上の導電パターンを、少なくとも１つの導電パターンが半導体コンポーネントの表面上における接点領域と接触するようにして基部に製造する。
国際特許出願公開ＷＯ ０３/０６５７７９には、半導体コンポーネント用の基部に、通し孔が該基部の第１と第２の表面間に延在するようにその通し孔を形成する方法が開示されている。孔の製造後には、基部構体の第２の表面上に、ポリマー膜が基部構体の第２表面上の半導体コンポーネント用に形成した通し孔も覆うようにポリマー膜を塗布する。このポリマー膜が硬化する前か、又はその部分的な硬化後に、基部内に形成した孔内に半導体コンポーネントを基部の第１表面の方向から入れる。半導体コンポーネントをポリマー膜に押し当てて、これらのコンポーネントをポリマー膜に接着する。この後に、ポリマー膜の最終硬化を行なって、追加の導電性のパターン層を、少なくとも１つの導電パターンが半導体コンポーネントの表面上の接点領域と電気的に接触するように形成する。
本発明の目的は、低い製造コストで、取り付け基部内にコンポーネントを埋め込むための簡単で、信頼できる方法を提供することにある。
本発明は、絶縁基板から製造を開始し、その基板の少なくとも片側に導電層を設けるようにする。この後に、絶縁基板に凹所を形成し、この凹所を基板の一方の表面上に開放させるも、この凹所は基板の反対側の表面上にある導電層を貫通することはない。コンポーネントを凹所に取り付け、導電層とコンポーネントの接点領域又は接点突出部との間に電気接点を形成する。コンポーネントの取り付け後に、導電層から回路基板構体又は他の電子モジュールの一部となる導電性のパターンを形成する。
特に、本発明による方法は、請求項１に記載したことを特徴とする。
本発明によってかなりの利点が得られる。これは、本発明は低い製造コストで簡単、且つ信頼できる方法を策定するのに用いることができ、この方法は、埋め込みコンポーネントを含む電子モジュールを製造するのに用いることができるからである。基礎材料として用いられる導電的に表面処理する絶縁基板は、回路基板産業の基礎原料の１つであり、斯種の基板は安価に、しかも確実に入手することができる。本発明による方法では、原材料の使用は、導電的に表面処理した絶縁基板を活用して、電子モジュールの導電パターンを製作するので、極めて有効である。絶縁基板の内部に埋め込まれた回路をこの導電性のパターンに電気的に接続することさえもできる。
本発明は、製造プロセスに必要とされる処理工程段を比較的少なくて済ませる実施態様を有する。処理工程段を比較的少なくて済ませる実施態様はそれなりに処理設備も少なくて済む。さらに、このような実施態様では、多くの場合に、従来の複雑な製造プロセスに比べて、製造コストを低減させることもできる。
電子モジュールの導電パターン層の数も実施態様に従って選択することができる。例えば、導電パターン層は１つ又は２つとすることができる。さらに、これら導電パターン層の上に、回路基板産業にて既知の方法にて追加の導電パターン層を形成することもできる。従って、モジュールにおける導電パターン層の総数は、例えば３つ、４つ又は５つとすることができる。極めて簡単な実施態様では、導電パターン層を１つだけとし、実際上、これを任意の導電層とする。実施態様によっては、電子モジュール内に含まれる各導電層を利用して導電パターンを形成することができる。
本発明の実施態様には、導電性のパターンをコンポーネントの箇所に形成するものもある。このようにすれば、回路基板構体の配線能力が増し、これによりコンポーネントを互いに密に配置することができる。配線能力は、コンポーネントの幾つかを上下に、これらコンポーネントの能動表面が基板の両面に向くように配置することによっても改善することができる。
以下、本発明を、添付図面を参照して実施例につき説明する。
それぞれの実施例の方法では、少なくとも一方の表面上に導電層を有している絶縁材料製の取り付け基部を製作することにより製造を開始する。典型的には、両面１ａ，１ｂを導電層４で仕上げた絶縁材料製の市販のシート１を取り付け基部として選択する。絶縁材料１は、例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂（例えば、ＦＲ４）とすることができる。導電材料４はその一部を通常は銅としている。
取り付け基部は、典型的には絶縁材料層１の厚さが、取り付け基部に後に取り付けるコンポーネント６の厚さよりも大きくなるように選択するが、このことは必須事項ではない。凹所２の大きさは、これに取り付けるコンポーネント６の大きさに従って選択され、この凹所２は適当な方法で絶縁材料層１に形成する。凹所２は絶縁材料層１の表面上の導電層が凹所の一端又は他端を閉成するように形成する。これは、例えば、凹所２の周りの取り付け基部の第１表面上にある導電材料４を除去することによって達成される。導電材料４の除去と一緒に、この導電パターン層４に他のパターン、例えばいずれ形成する回路の導体パターンを形成することもできる。この後に、絶縁材料１には作用するも、導電層４には作用しない適当な選択法を用いて凹所２の形成を続行する。このようにして形成する凹所２は、絶縁材料層１の厚さ全体に延在するも、凹所２の他端における導電層４は無傷のまま残るようにする。凹所２は絶縁材料層の両面の方向から対応する方法で形成することができる。
コンポーネント６を整列させるために適当な整列マークも必要であり、これらのマークを作成するのには、幾つかの異なる方法を利用することができる。その１つの方法は、コンポーネント６の取り付けホール２の近くに小さな通し孔を形成するやり方である。
コンポーネント６は整列孔又は整列マークを用いて取り付けホール２内に整列させて、コンポーネントを導電層４に取り付ける。コンポーネント６は、導電層４とコンポーネントの接点領域との間を電気的に接触させる方法を用いて導電層４に取り付けることができる。このような方法には、例えば超音波接合法、熱圧着法及び導電性の接着剤での接着法がある。或いはまた、電気的な接点を導電層４とコンポーネントの接点領域との間に形成する方法を用いることもできる。このような方法は、例えば絶縁性の接着剤での接着である。次に、本発明による方法の処理手順を上述した取り付け法に関連して詳細に説明する。
超音波法とは、金属を含有している２つの材料を互いに押し付けて、取り付け箇所に超音波周波数で振動エネルギーを与える方法である。超音波と、取り付ける表面間に与えられる圧力とによって２つの材料は互いに冶金的に固着される。超音波接合（超音波ボンディング）用の方法及び装置は市販されている。超音波接合の利点は、接合するのに高温を必要としないことにある。
熱圧着法とは、金属を含有している２つの材料を互いに押し付けて、接合箇所に熱エネルギーを与える方法である。熱エネルギーと、取り付ける表面間に与えられる圧力とによって２つの材料は互いに冶金的に固着される。熱圧着接合（熱圧着ボンディング）用の方法及び装置も市販されている。
接着剤とは、コンポーネントを導電層に取り付けることのできる材料のことである。接着剤の１つの特性は、その接着剤を導電層及び/又はコンポーネントの表面に比較的流動的に、さもなければ表面形状に一致する形態で塗布できることにある。接着剤の他の特性は、塗布した後にその接着剤が硬化するか、又は少なくとも部分的に硬化されて、少なくともコンポーネントが他の何等かの方法で取り付け構体に固着されるまで、接着剤によってコンポーネントを（導電層に対して）所定位置に保持することができると云うことにある。接着剤の第３の特性は、その接着能力、即ち、接着する表面へのその粘着力にある。
接着とは、コンポーネントと導電層を接着剤により互いに取り付けることである。従って、接着に当たっては、コンポーネントと導電層との間に接着剤を設け、コンポーネントを導電層に対して適切な位置に配置して、接着剤によってコンポーネントと導電層を接触させ、接着剤がコンポーネントと導電層との間の空所を少なくとも部分的に満たすようにする。この後に、接着剤を（少なくとも部分的に）硬化させるか、又は接着剤を（少なくとも部分的に）積極的に硬化させて、コンポーネントが接着剤により導電層に貼り付くようにする。実施例によっては、接着時にコンポーネントの接点突出部が接着層を経て延在して、導電層に接触し得るようにする。
このように、コンポーネント６は導電性の接着剤を用いて導電層４の表面に取り付けることができる。この目的に好適な導電性の接着剤としては一般に２つの基本タイプのもの、即ち、等方性の導電接着剤及び異方性の導電接着剤を利用することができる。等方性の導電接着剤はあらゆる方向に導通するのに対し、異方性の導電接着剤は、導通方向と、これとは直径的に反対では接着剤の導電性が極めて低くなる方向とを有する。異方性の導電性接着剤は、例えば絶縁性の接着剤に適当な導体粒子を混合させて形成することができる。異方性の導電性接着剤を用いる場合には、その接着剤を、接着するコンポーネントの表面全に塗ることができる。等方性の導電接着剤を用いる際には、その用量を領域によって限定し、接点領域間を短絡させないようにすべきである。
コンポーネントの取り付け後には、取り付け凹所２に残存する空所を典型的には充填剤８で満たす。この後に、導電層４をパターン化して、導電パターン１４を形成することができ、これらの導電パターンの少なくとも幾つかは、幾つかのコンポーネント６の接点領域に接続される。この後に、追加の導電パターン層を形成し、且つ必要な通し孔をあけることによって処理を継続することができる。
超音波法及び熱圧着法を活用する製造法については、本願の出願時点には未公開の本願人の出願に係るフィンランド特許出願ＦＩ２００３０２９２号に詳細に記載されている。
導電接着法を活用する製造法についても、本願の出願時点には未公開の本願人の出願に係るフィンランド特許出願ＦＩ２００３１２０１号に詳細に記載されている。
このように、電気接点を形成する取り付け法の代わりに、電気接点を形成しない方法を用いることもできる。このような接合は、例えば絶縁接着剤を用いてコンポーネント６を導電層４の表面に接着することによって行なうことができる。この接着後に取り付け凹所２を充填剤８で満たすことができ、そしてフィードスルーを形成し、これを介して、コンポーネント６の接点領域と導電層４との間に電気接点を形成することができる。フィードスルー用の孔１７をコンポーネント６の接点領域箇所における導電層４に形成する。孔１７は、これらの孔が接点領域又は接点突出部の頂部に残っている接着層も突破するように形成する。従って、孔１７はコンポーネント６の接点突出部又は接点領域の材料のところにまで延在する。孔１７は、例えばレーザデバイスでの穿孔又は他の何等かの適当な方法を用いて形成することができる。この後に、コンポーネント６と導電層４との間に電気接点を形成するように、孔１７に導電材料を設ける。
この後、導電層４をパターン化して、導電パターン１４を形成することができ、これらの導電パターンの幾つかはコンポーネント６の接点領域の幾つかに接続する。この後に、追加の導電パターン層を形成し、且つ必要な通し孔をあけることによって処理を継続することができる。
絶縁接着剤を活用する製作法については、本願の出願時点には未公開の本願人の出願に係るフィンランド特許出願ＦＩ２００３０４９３号に詳細に記載されている。
実施例による製造方法は、回路基板を製造する当業者に一般的に知られている製造方法を用いて実施することができる。
次に、図１〜１７に示した製造方法の各段階につき詳細に説明する。
段階Ａ（図１）
この段階Ａでは、電子モジュールの製造方法用に、取り付け基部の本体を形成する適当な絶縁材料製のシート１を選択する。単一の絶縁材料層を用いる実施例では、この絶縁材料層１の厚さを、これに取り付けるコンポーネントの厚さよりも厚くするのが好適である。この場合には、コンポーネントを取り付け基部の内部に完全に埋め込むことができ、電子モジュールの両側が平坦になる。背面が絶縁材料層１を超えて突出する厚めの特殊なコンポーネントを取り付け基部に埋め込むこともできることは勿論である。これは、特に、製造中に互いに接合する幾つかの絶縁材料層を用いるような例にとって好適な処置である。この場合、絶縁材料層の総厚が、コンポーネントの厚さ以上であれば、コンポーネントを電子モジュール構体内に完全に埋め込むことができる。電子モジュール構体の耐久性からして、完成電子モジュールにおけるコンポーネントは取り付け基部の内側に完全に位置させるのが好適である。
絶縁材料層１は、例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂ＦＲ４のシートのようなポリマー基材とすることができる。絶縁材料層１に好適な他の材料は、ＰＩ（ポリイミド）、ＦＲ５，アラミド、ポリテトラフルオロエチレン、テフロン（登録商標）ＬＣＰ（液晶ポリマー）及び予備硬化バインダー層、例えばプレプレグである。
プレプレグは、回路基板産業の基本材料の１つであり、これは一般に、Ｂ段階樹脂で飽和させたガラス繊維強化絶縁マットである。予備硬化バインダー層は、典型的には、多層回路基板を製造する際に、結合絶縁材料として用いられる。そのＢ段階樹脂を、温度及び例えば圧締又は積層による圧力を用いる制御法でクロス−ブリッジさせて、その樹脂が硬化して、Ｃ段階の状態になるようにする。制御硬化サイクルでは、温度の上昇中に樹脂は軟化し、その粘着性が低下する。圧力をかけることによって、流動樹脂がその境界面における孔及び開口を満たす。予備硬化バインダー層を用いる場合には、その特性を活用して、コンポーネントの周りに残っている空のスペースを満たすようにする。このように、コンポーネントに対する取り付け凹所を別個の充填剤で満たす必要がないので、実施例につき述べた電子モジュールの製造方法をさらに簡単にすることができる。
絶縁材料層１は、その両側１ａ，１ｂを導電層４、例えば金属層で表面仕上げする。電子モジュールの製造者は基本材料として表面処理し易い絶縁シートを選択することもできる。
段階Ｂ（図２）
この段階Ｂでは、何等かの適当な方法を用いて導電層４から導電パターン１４を形成する。導電材料の除去は、例えば、回路基板産業にて広く用いられ、よく知られているレーザでの蒸発又は選択エッチング法を用いて行なうことができる。導電パターン１４は、絶縁材料層１の表面がコンポーネント用に形成される取り付け凹所２の箇所又は絶縁材料層の上面１ａ，又は１ｂの側にて露出されるように形成する。同様に、絶縁材料層１の反対側の表面１ａ，１ｂ上の導電材料層４はそのままにする。
段階Ｃ（図３）
この段階Ｃでは、コンポーネントを埋め込むために、適当な大きさ及び形状の凹所２を絶縁材料層１に形成する。凹所２は、必要に応じて、例えば回路基板のメーカにて用いられている既知の方法を用いて形成することができる。凹所２は、例えばＣＯ２を用いて形成することができる。凹所２は第２表面１ｂの方向から形成し、絶縁材料層１の厚さ全体を経て、この層の反対側の表面における導電材料層１４の表面１ａにまで延在するようにする。
段階Ｄ（図４）
この段階Ｄでは、電子モジュールの素材板を反転させる。
段階Ｅ（図５）
この段階Ｅでは、絶縁材料層１の第１表面１ａの方向にコンポーネント用の追加の取り付け凹所２を形成する。さもなければ、これらの凹所２を段階Ｃにおけるのと同じやり方で形成することができる。
段階Ｆ（図６）
この段階Ｆでは、取り付け凹所２の底部における導電層１４の頂部に接着層５を塗布する。接着層５の厚さは、後にこの接着層５の上にコンポーネント６を押し付けた際に、コンポーネント６と導電層１４との間の空所をこの接着層が適当に満たすような厚さに選択する。コンポーネント６が接点突出部７を具えている場合には、接着層５の厚さを接点突出部の高さの、例えば1.5〜10倍大きくして、コンポーネント６と導電層４との間の空所が首尾よく満たされるようにするのが良い。コンポーネント６用に形成する接着層５の表面領域もコンポーネント６の対応する表面領域よりも僅かに大きくして、前記空所の不適切な充填を回避することもできる。
段階Ｆは、接着層５を、導電層１４へのコンポーネントの取り付け箇所の上でなく、コンポーネント６の取り付け表面の上に塗布するように変更することもできる。これは、例えばコンポーネントを電子モジュールの所定位置に設定する前に、コンポーネントを接着剤に浸すことによって行なことができる。導電層１４の取り付け領域の上と、コンポーネント６の取り付け表面の上との双方に接着剤を塗布することによって処理を進めることもできる。
この例にて用いる接着剤は電気絶縁性のものとし、接着層５そのものがコンポーネント６の接点領域間に電気接点を形成しないようにする。
段階Ｇ（図７）
この段階Ｇでは、第１表面１ａの方向から据え付けるコンポーネント６を電子モジュール内の所定位置に設定する。これは、例えば組立機によりコンポーネント６を接着層５に押し付けることによって行なうことができる。
段階Ｈ（図８）
この段階Ｈでは、電子モジュールの素材板を反転させる（段階Ｄ参照）。
段階Ｉ（図８）
この段階Ｉでは、第２表面１ｂ側に開口している取り付け凹所２の底部に接着層５を塗布する。段階Ｉは段階Ｆと同じようにして行なうが、この段階Ｉは電子モジュールの反対側の表面方向から行なう。
電子モジュールの反対側から行なう作業段階（例えば、段階ＦとＩ）は、使用する製造機器が二方向から作業をすることができる場合には、原理上、反転させることなく同時、又は連続して行なうこともできる。
段階Ｊ（図９）
この段階Ｊでは、第２表面１ｂの方向から据え付けるべきコンポーネント６を段階Ｇと同じようにして電子モジュールの所定位置に設定する。
段階Ｋ（図１０）
この段階Ｋでは、コンポーネント６と取り付け基部との間に残存する空所を、例えば適当なポリマーのような充填剤８で完全に充填する。絶縁材料１を予備硬化バインダー層（プレプレグ）とする場合には、この段階を省くことができる。
段階Ｌ（図１１）
この段階Ｌでは、コンポーネント６の電気接点用の孔１７を形成する。孔１７は、導電層１４と接着層５を経て、コンポーネント６の接点突出部又は対応する接点領域が露出するように形成する。孔１７は、例えばレーザでの穿孔によって形成することができる。コンポーネント６の接点箇所に十分な数の孔を形成する。製造段階にて、導電層１４だけでなく、他の導電層も経てコンポーネントに直の接点を形成しようとする場合には、孔１７は必ずしも斯様な接点に参画する接点領域に形成する必要はない。典型的には、コンポーネント６の接点領域と、例えば導電層１４との間に確実な接点を形成するために、孔２８を２つの部分に形成し；第１孔１７はコンポーネント６と導電層１４との間に形成し、次いで孔２７をこの頂部に直接形成する。
段階Ｍ（図１２）
この段階Ｍでは、モジュールにフィードスルー用の孔１１を形成する。これらの孔１１は、例えば穿孔によって機械的に開けることができる。
段階Ｎ（図１３）
この段階Ｎでは、段階Ｌにて形成した孔１７内及び段階Ｍにて形成した通し孔１１内に導電材料１５を成長させる。この例の製造段階では、導電材料１５を取り付け基部頂部以外の所にも成長させて、導電層１４の厚さも厚くする。
成長させる導電材料１５は、例えば銅、又は他の電気的に十分な導電性の材料とすることができる。導電材料１５の選択に当たっては、その材料がコンポーネント６の接点突出部７又は他の接点領域と電気接点を形成し得ることに注意を払う必要がある。一例では、導電材料１５を主として銅とする。孔１１及び１７を化学銅の薄層で表面仕上げすることによって銅を金属化することができ、その後、この表面仕上げを、電気化学銅成長法を用いて続行させることができる。化学銅を用いるのは、例えば、これを接着層の頂部表面にも設けて、電気化学表面処理にて電気的な導体として作用させるからである。従って、金属の成長は、その成長処理が安価で済む湿潤化学法を用いて行なうことができる。
段階Ｎは、コンポーネント６と導電層１４との間に電気接点を形成することを意図している。この段階Ｎでは、導電層１４の厚さを必ずしも厚くする必要はなく、その製造段階を段階Ｉにおけるプロセスと同じようにする代わりに、孔１７及び１１だけを適当な材料で充填する。導電層１５は、例えば孔１７を電気的に導電性のペーストで充填するか、又は超小型のフィードスルーに好適な他の金属化法を用いて形成することができる。
後の図では、導電層１４と融合させた導電層１５を示してある。
段階Ｏ（図１４）
この段階Ｏでは、シート１の両面上に導電パターン１４が形成さるように導電層１４をパターン化する。このパターン化は、例えば段階Ｂにて述べた方法にて行なうことができる。
段階Ｏの後に、電子モジュールは、１個又は数個のコンポーネント６、並びにこれらのコンポーネント６を外部回路又は互いに接続することのできる導電パターン１４を包含する。この場合、モジュールを総体的に機能させる前提条件が存在する。従って、このプロセスは、段階Ｏの後に電子モジュールを準備するように設計することができ、図１４は電子モジュールの一例を示す。必要に応じ、段階Ｏの後に、例えば電子モジュールを保護物質で覆うか、又は第１及び/又は第２表面上に追加の導電パターンを形成することによってプロセスを継続させることができる。
段階Ｐ（図１５）
この段階Ｐでは、シート１の両面上に絶縁材料層２１を形成し、この絶縁材料層２１の頂部に導電層２４を形成する。段階Ｐは、例えばシート１の両表面上に適当なＲＣＦ箔を押し当てることにより行なうことができる。この場合のＲＣＦ箔は絶縁材料層２１と、導電層２４とを含んでいる。ＲＣＦ箔を加熱と加圧とによりシート１に押し付けると、層２１のポリマーが導電層１４と２４との間に１つにまとまった堅固な絶縁材料層を形成する。この処置によって導電層２４の表面も非常に平坦で、滑らかになる。
段階Ｑ（図１６）
この段階Ｑでは、導電層１４と２４との間にフィードスルー形成用の孔２７を形成する。これらの孔は、例えば段階Ｌと同じように、レーザを用いて形成することができる。幾つかの実施例によっては、導電層２４とコンポーネント６の接点突出部又は接点領域との間に直のフィードスルーを形成する孔２８を形成することもできる。
段階Ｒ（図１７）
この段階Ｒでは、孔２７（及び穴２８）に導電材料１５を成長させ、またこれと同時に導電層２４の厚さを厚くすることもできる。段階Ｒは段階Ｎと同様にして行なうことができる。
段階Ｒの後に、導電層２４をパターン化し、場合によっては、電子モジュール表面のいずれかの面、又は両表面上に追加の導電層を形成するプロセスを続行させることができる。別個のコンポーネントを、慣例の回路基板技法にて電子モジュール表面上の導電層に接続することもできる。
次に、本発明による製造方法の変更例を図１８〜２７によって説明する。
段階Ａ２（図１８）
この段階Ａ２では、前記段階Ａと同様に、電子モジュールの製造プロセス用に、取り付け基部の本体を形成する適当な絶縁材料シート１を選択する。この例の製造段階では、絶縁材料層１を、その第１表面１ａに導電層４、例えば金属層を設けて表面仕上げする。
段階Ｂ２（図１９）
この段階Ｂ２では、前記段階Ｃと同様に、コンポーネントをシートに埋め込むために、適当な大きさ及び形状の凹所２を絶縁材料層１に形成する。凹所２は、第２表面１ｂの方向から形成し、絶縁材料層１の厚さ全体を経て、絶縁材料層の反対側の表面上にある導電材料層４の表面にまで延在する。
段階Ｃ２（図２０）
この段階Ｃ２では、第２表面１ｂの方向から凹所２内の所定位置にコンポーネント６を据え付けるべく設定し、コンポーネントを導電層４に接続する。この場合に、コンポーネントの接点突出部又は接点領域と導電層４との間に電気接点も形成する。コンポーネント６の接続は、例えば等方性又は異方性の電気的に導電性の粘着剤での接着によって行なうことができる。この取り付けは、例えば超音波、又は熱圧着法のような他の適用可能な方法を用いて行なうこともできる。
段階Ｄ２（図２０）
この段階Ｄ２では、コンポーネント６と絶縁基部との間に残存する空所を充填剤８、例えば何等かの適当なポリマーで完全に充填する。
段階Ｅ２（図２１）
この段階Ｅ２では、適当な方法を用いて導電層４から導電パターン１４を形成する。導電材料の除去は、例えばレーザでの蒸発によるか、又は回路基板産業で広く用いられており、しかもよく知られている選択エッチング法の１つを用いて行なうことができる。
段階Ｆ２（図２２）
この段階Ｆ２では、シート１の第２表面上に導電層９を形成する。この段階Ｆ２は、第２表面１ｂの上にＲＣＦ箔を積層することによって実施することができる。
段階Ｇ２（図２３）
この段階Ｇ２では、前記段階Ｂ２と同様に、絶縁材料層１にコンポーネント用の凹所２を形成する。この場合の凹所２は、第１表面１ａから導電材料層９の表面にまで延在するように形成する。
段階Ｈ２（図２４）
この段階Ｈ２では、第１表面１ａの方向から据え付けるコンポーネント６を導電層９に接続する。この段階は前記段階Ｃ２と同じようにして行なうことができる。
段階Ｉ２（図２０）
この段階Ｉ２では、コンポーネント６と絶縁基部との間に残存する空所を充填剤８、例えば何等かの適当なポリマーで完全に充填する。
段階Ｊ２（図２５）
この段階Ｊ２では、適当な方法を用いて導電層９から導電パターン１９を形成する。
段階Ｋ２（図２６）
この段階Ｋ２では、導電パターン層１４と１９との間にフィードスルー用の孔２７を形成する。
段階Ｌ２（図２７）
この段階Ｌ２では、ホール２７に導電材料を成長させる。この段階Ｌ２は前記段階Ｎにならって行なうことができる。
段階Ｌ２の後の電子モジュールは、２つの導電パターン層及びこれら導電パターン層に接続された埋め込みコンポーネントを具える。製造する電子モジュールにおける幾つかの導電層が不要な場合には、モジュールを、例えば段階Ｌ２の後に保護物質で保護することができる。段階Ｌ２の後には、必要に応じて、モジュールに追加の導電層を形成したり、それに表面組立のコンポーネントを接続したりすることもできる。モジュールを互いに接続して、多層構体を作ることもできる
上述した各実施例における絶縁材料層１は、例えばガラス繊維強化エポキシシート、又はプレプレグシートのような、単一の統一絶縁材料シートから形成したが、この絶縁材料層１は１つ以上の絶縁材料からも同等に首尾よく形成することもできる。この場合、絶縁材料層１を１つ以上の絶縁材料により形成するようにして処理することもできる。図２８〜３１はこのような２つの絶縁材料層を用いる例を示す。
図２８は、第１絶縁材料層１を具え、それに形成した凹所内に設定したコンポーネント６を有する要素を示し、この要素はさらに、絶縁材料層１の表面上に導電層４を具えている。第１絶縁材料層１の厚さはコンポーネント６の高さよりも大きくするのが好適である。この図に示したような要素は、例えばこれまでの図面で説明した処理工程段階を組み合わせることによって製造することができる。図面には上述した要素のほかに、第２の絶縁材料層１１も示してあり、これにはコンポーネント６用の凹所２並びに第２の導電層９も形成する。
上述した例における第２絶縁材料層１１はプレプレグとする。第１絶縁材料層１は、例えばガラス繊維強化エポキシシートのような他の絶縁材料とすることもできる。この後に、それぞれの絶縁材料層を互いに接合して、図２９に示すような要素を得る。図２８から明らかなように、プレプレグに含有される樹脂は、コンポーネント６とその周りのものとの間の空所を充填する。この後に、上述したようなサブの製造工程段によって電子モジュールの製造を続行させることができる。
図３０は第１と第２の要素を示し、これらの要素は双方共に第１絶縁材料層１と、それに形成した凹所２内のコンポーネント６とを具えている。さらにこれらの要素は絶縁材料層１の第１表面上の導電層４と、絶縁材料層１の第２表面上の導電層１９とを具えている。双方の要素における第１絶縁材料層の厚さはコンポーネント６の高さよりも大きくする。第２要素は、第１要素に対して反転させて、導電層１９が互いに対向し、且つコンポーネント６用の凹所２も形成する第２絶縁材料層１１をこれらの要素間に配置させるようにする。この後に、第２絶縁材料層１１と一緒に両要素を互いに押し付けて図３１に示すモジュール構体を得る。図３１のモジュール構体はコンパクトで、しかも薄く、この製造段階によるモジュールは４つの導電層（層４，４，１９，及び１９）を含んでいる。
図３０及び３１示す例でも、第２絶縁材料層１１としてプレプレグを用いることができる。双方の要素の第１絶縁材料層１は、例えばガラス繊維強化エポキシシートのような他の絶縁材料とすることもできる。プレプレグを用いることによって、要素間の空所は、例えば図２９の例で示すように極めて良好に充填される。図３０及び３１に示すモジュールは、例えば上述したようなサブプロセスによって形成することができる。電子モジュールの製造は、例えば図１０又は図２４に示した要素に対しての、選択接続技法、導電層４のパターン化要件及びプロセスの他の同様な特定の諸要件に対応する方法で継続させることもできる。
本発明は上述した例のみに限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載を逸脱することなく幾多の変更を加え得ることは勿論である。本発明は上述した例の方法及び構成に限定されるものでもなく、本発明の様々なアプリケーションは、上述した例とはかなり異なる極めて多種多様な電子モジュール及び回路基板を製造するのに用いることもできることは明らかである。従って、図示のコンポーネント及び接続構成は製造方法の模範例を示したに過ぎない。このため、上述した例の処理過程は本発明の基本思想を逸脱することなく大いに変更することができる。また、例えば、種々の処理段階にて述べた製造技法、又は処理段階の相互順序についても変更を加えることができる。
上述した処理過程では、例えばコンポーネントを取り付けるのに幾つかの技法を用い、例えば第１表面の方向から取り付けるべきコンポーネントを第１の技法を用いて取り付け、第２表面の方向から取り付けるべきコンポーネントを第１の技法とは異なる第２の技法を用いて取り付けるようにすることもできる。
上述した例では、第１及び第２方向からコンポーネントを埋め込んだ電子モジュールを製造したが、本発明の範囲内では、一方向のみからコンポーネントを埋め込む簡単な電子モジュールを製造することもできる。このような簡単なモジュールによって、２方向にて埋め込まれるコンポーネントを具えるモジュールとすることもできる。このようなモジュールは、例えば２つのモジュールを背中合わせに互いに積層して、サブモジュールに含まれる能動表面が、互いに積層したモジュールの反対側の面に向くようにして製造することができる。
本発明の第１実施例による製造方法の一製造段階における断面図である。 本発明の第１実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第１実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第１実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第１実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第１実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第１実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第１実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第１実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第１実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第１実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第１実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第１実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第１実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第１実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第１実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第１実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第２実施例による製造方法の一製造段階における断面図である。 本発明の第２実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第２実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第２実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第２実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第２実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第２実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第２実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第２実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第２実施例による製造方法の他の製造段階における断面図である。 本発明の第３実施例による製造方法で電子モジュールを製造する一製造段階における断面図である。 本発明の第３実施例による製造方法で電子モジュールを製造する他の製造段階における断面図である。 本発明の第４実施例による製造方法で電子モジュールを製造する一製造段階における断面図である。 本発明の第４実施例による製造方法で電子モジュールを製造する他の製造段階における断面図である。

Claims (6)

  1. 電子モジュールの製造方法であって：
    第１表面及び第２表面を有し、且つ前記第１表面と前記第２表面との間に絶縁材料層を含むと共に、前記第１表面上に第１導電層を具えている第１シートを用立てるステップと；
    前記第１シートに、前記第２表面から前記絶縁材料層を経て、前記第１導電層にまで延在する少なくとも１つの第１凹所を形成するステップであって、前記第１導電層が前記第１表面の方向から前記第１凹所を覆っている当該第１凹所を形成するステップと；
    接点領域又は接点突出部を有する接点面を具えている第１コンポーネントを用立てるステップと；
    前記第１凹所内の前記第１導電層上に、前記絶縁材料層よりも薄い電気的に絶縁性の第１接着層を設けるステップと、
    前記第１凹所内で前記第１コンポーネントを、その接点面を第１表面に向けて、前記第１接着層によって前記第１導電層に取り付けるステップと；
    前記第１導電層から第１導電パターンを形成し、前記第１接着層に第１フィードスルー用の孔を形成し、前記第１フィードスルー用の前記孔に導電材料を設けることにより、前記第１コンポーネントと前記第１導電パターンとの間に、前記第１コンポーネントの接点領域又は接点突出部の少なくとも幾つかを前記第１導電パターンに電気的に接続する少なくとも幾つかの第１電気接点を形成するステップと；
    前記第１シートの前記第２表面上に第２導電層を形成するステップと；
    前記第１シートに、前記第１表面から前記絶縁材料層を経て前記第２導電層にまで延在する少なくとも１つの第２凹所を形成するステップとであって、前記第２導電層が前記第２表面の方向から前記第２凹所を覆っている当該第２凹所を形成するステップと；
    接点領域又は接点突出部を有する接点面を具えている第２コンポーネントを用立てるステップと；
    前記第２凹所内の前記第２導電層上に、前記絶縁材料層よりも薄い電気的に絶縁性の第２接着層を設けるステップと、
    前記第２凹所内で前記第２コンポーネントを、その接点面を前記第２表面に向けて、前記第２接着層によって前記第２導電層に取り付けるステップと；
    前記第２導電層から第２導電パターンを形成し、前記第２接着層に第２フィードスルー用の孔を形成し、前記第２フィードスルー用の前記孔に導電材料を設けることにより、前記第２コンポーネントと前記第２導電パターンとの間に、前記第２コンポーネントの接点領域又は接点突出部の少なくとも幾つかを前記第２導電パターンに電気的に接続する少なくとも幾つかの第２電気接点を形成するステップと、
    を含む電子モジュールの製造方法。
  2. 前記絶縁材料層の厚さを前記第１コンポーネントの厚さよりも薄くし、且つ、
    少なくとも１つの絶縁材料の第２シートを用立て；
    前記第１コンポーネント用の少なくとも１つの第３凹所を前記第２シートに形成し；且つ
    前記第２シートを前記第２表面の方向から前記絶縁材料層に取り付ける、請求項１に記載の方法。
  3. 前記絶縁材料層を第１絶縁材料製とし、且つ前記第２シートを第１絶縁材料とは異なる第２絶縁材料製とする、請求項２に記載の方法。
  4. 多層回路基板構体を生成するために、追加の絶縁層及び導電層を前記第１表面及び前記第２表面の少なくとも１つの表面上に形成する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 第１表面及び第２表面を有し、且つ前記第１表面と前記第２表面との間に絶縁材料層を含んでいるシートと、
    前記シートの前記第１表面上の第１導電パターン層と、
    前記第２表面及び前記絶縁材料層を経て前記第１導電パターン層まで延在する、前記シートにおける少なくとも１つの第１凹所と、
    接点領域又は接点突出部を有する第１接点面を具え、該第１接点面を前記第１表面に向けて前記第１凹所内に配置した第１コンポーネントと、
    前記第１コンポーネントと前記第１導電パターン層との間に設けられ、前記第１コンポーネントを前記シートの前記第１表面上の前記第１導電パターン層に取り付ける、電気的に絶縁性の第１接着層と、
    前記第１コンポーネントの接点領域又は接点突出部の少なくとも幾つかを、前記第１導電パターン層に、前記第１接着層に形成された第１フィードスルー用の孔に設けられた導電材料により、電気的に接続する第１電気接点と、
    前記シートの第２表面上の第２導電パターン層と、
    接点領域又は接点突出部を有する第２接点面を具え、該第２接点面を前記第２導電パターン層に向けて前記絶縁材料層内に配置した第２コンポーネントと、
    前記第２コンポーネントと前記第２導電パターン層との間に設けられ、前記第２コンポーネントを前記第２導電パターン層に取り付ける、電気的に絶縁性の第２接着層と、
    前記第２コンポーネントの接点領域又は接点突出部の少なくとも幾つかを、前記第２導電パターン層に、前記第２接着層に形成された第２フィードスルー用の孔に設けられた導電材料により、電気的に接続する第２電気接点と、
    を具えている電子モジュール。
  6. 前記シートの前記第１表面の上に、別の絶縁層及び別の導電層を具えている、請求項５に記載の電子モジュール。
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