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1. (WO2019004266) MODULE DE COMPOSANT ÉLECTRONIQUE
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明 細 書

発明の名称 電子部品モジュール

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008  

発明の効果

0009  

図面の簡単な説明

0010  

発明を実施するための形態

0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116  

符号の説明

0117  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

図面

1   2   3   4   5   6   7  

明 細 書

発明の名称 : 電子部品モジュール

技術分野

[0001]
 本発明は、一般に電子部品モジュールに関し、より詳細には、電子部品と構造体とを備える電子部品モジュールに関する。

背景技術

[0002]
 従来、電子部品モジュールとして、半導体チップ(電子部品)、絶縁樹脂層(樹脂構造体)、導電ポスト(貫通配線)、接続端子、配線層及び表面層を含む半導体パッケージが知られている(例えば特許文献1参照)。
[0003]
 特許文献1に記載された半導体パッケージでは、半導体チップの上面に接続端子が設けられており、半導体チップの底面部を除く全体、半導体チップ上の接続端子、導電ポスト及び配線層は、絶縁樹脂層により覆われている。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2005-310954号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 特許文献1に記載された電子部品モジュールでは、上述したように、電子部品が絶縁樹脂層で覆われている。このため、電子部品で発生した熱が逃げにくく放熱性が不十分であるため、電子部品モジュールの特性が劣化してしまうことがあった。
[0006]
 本発明は上記の点に鑑みてなされた発明であり、本発明の目的は、貫通配線又は配線層と構造体との間の電気絶縁性を保ちながら、電子部品で発生した熱をより効率よく放熱することができる電子部品モジュールを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0007]
 本発明の一態様に係る電子部品モジュールは、電子部品と、構造体と、貫通配線と、絶縁体とを備える。前記構造体は、前記電子部品の少なくとも一部を覆い、導電性を有する。前記貫通配線は、前記構造体を貫通している。前記絶縁体は、少なくとも前記貫通配線と前記構造体との間に設けられている。
[0008]
 本発明の一態様に係る電子部品モジュールは、電子部品と、構造体と、貫通配線と、配線層と、絶縁体とを備える。前記構造体は、前記電子部品の少なくとも一部を覆い、導電性を有する。前記貫通配線は、前記構造体を貫通している。前記配線層は、前記電子部品と前記貫通配線とを電気的に接続している。前記絶縁体は、少なくとも前記配線層と前記構造体との間に設けられている。

発明の効果

[0009]
 本発明の上記態様に係る電子部品モジュールによれば、貫通配線又は配線層と構造体との間の電気絶縁性を保ちながら、電子部品で発生した熱をより効率よく放熱することができる。

図面の簡単な説明

[0010]
[図1] 図1は、本発明の実施形態1に係る電子部品モジュールの断面図である。
[図2] 図2は、同上の電子モジュールを備える通信モジュールの断面図である。
[図3] 図3A~図3Fは、同上の電子部品モジュールの製造方法を説明するための断面図である。
[図4] 図4A~図4Eは、同上の電子部品モジュールの製造方法を説明するための断面図である。
[図5] 図5は、本発明の実施形態2に係る電子部品モジュールの断面図である。
[図6] 図6A~図6Fは、同上の電子部品モジュールの製造方法を説明するための断面図である。
[図7] 図7A~図7Eは、同上の電子部品モジュールの製造方法を説明するための断面図である。

発明を実施するための形態

[0011]
 以下、実施形態1,2に係る電子部品モジュールについて、図面を参照して説明する。
[0012]
 以下の実施形態1,2に係る電子部品モジュールでは、導電性を有する構造体が、電子部品の側面の少なくとも一部を覆うように電子部品を保持している。
[0013]
 以下の実施形態等において参照する図1、図2、図3A~図3F、図4A~図4E、図5、図6A~図6F及び図7A~図7Eは、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
[0014]
 (実施形態1)
 (1)電子部品モジュールの全体構成
 以下、実施形態1に係る電子部品モジュール1について、図面を参照して説明する。
[0015]
 実施形態1に係る電子部品モジュール1は、図1に示すように、電子部品2と、構造体3と、複数(図示例では2つ)の貫通配線4と、複数(図示例では2つ)の配線層5と、絶縁体6とを備える。電子部品モジュール1では、構造体3が、電子部品2及び貫通配線4を保持している。電子部品モジュール1では、構造体3が、外部からの衝撃及び水分等から電子部品2を保護している。貫通配線4は、電子部品2の側方に位置し、構造体3の厚さ方向(所定方向)に構造体3を貫通している。配線層5は、電子部品2と貫通配線4とを電気的に接続している。
[0016]
 また、電子部品モジュール1は、複数(図示例では2つ)の電極7と、外部接続用配線層8と、複数のレジスト層9,90とを更に備える。電子部品モジュール1では、外部接続用の電極として複数の電極7が設けられている。外部接続用配線層8は、貫通配線4を回路基板10(図2参照)に電気的に接続させるために設けられている。レジスト層9は、配線層5上に形成されている。レジスト層90は、外部接続用配線層8上に形成されている。
[0017]
 電子部品モジュール1は、例えば、電子部品2とは別の電子部品20(図2参照)と回路基板10(図2参照)との間に介在させるインタポーザ(Interposer)として用いることができる。回路基板10は、例えばプリント配線板である。
[0018]
 (2)電子部品モジュールの各構成要素
 次に、電子部品モジュール1の各構成要素について、図面を参照して説明する。
[0019]
 (2.1)電子部品
 電子部品2は、図1に示すように、電子部品モジュール1の第1方向D1において互いに反対側にある表面21及び裏面22を有する。より詳細には、電子部品2は、板状に形成されており、その厚さ方向において互いに反対側にある表面21及び裏面22を有する。また、電子部品2は、側面23を有する。電子部品2の平面視形状(電子部品2をその厚さ方向から見たときの外周形状)は、長方形状であるが、長方形状に限らず、例えば正方形状であってもよい。
[0020]
 電子部品2は、例えばSAW(Surface Acoustic Wave)フィルタである。ただし、電子部品2は、SAWフィルタに限らず、例えば、BAW(Bulk Acoustic Wave)フィルタ、RF(Radio Frequency)スイッチ、半導体素子のような能動素子、又は、積層セラミックコンデンサ、薄膜コンデンサのような受動素子であってもよい。上述の別の電子部品20は、例えば、IC(Integrated Circuit)、インダクタ、SAWフィルタである。電子部品モジュール1を備える通信モジュール200(図2参照)では、SAWフィルタである電子部品2の表面21と上述の別の電子部品20との間に、間隙202(図2参照)が形成されている。また、電子部品モジュール1は、複数の導電性バンプ43により電子部品20と電気的に接続し、複数の導電性バンプ44により回路基板10と電気的に接続している。
[0021]
 電子部品2は、SAWフィルタの場合、例えば、厚さ方向において互いに反対側にある表面及び裏面を有する圧電基板と、圧電基板の表面上に形成された機能部とを含む。圧電基板は、例えばLiTaO 3基板又はLiNbO 3基板である。圧電基板の厚さは、例えば200μm程度である。機能部は、例えば、1又は複数のIDT(Interdigital Transducer)電極を含む。機能部は、外部接続用の端子電極を含んでいてもよい。端子電極の数は、1つであっても複数であってもよい。電子部品2がSAWフィルタである場合、電子部品2の表面21は、例えば、圧電基板の表面のうち露出した部位と、機能部において露出している面とを含む。電子部品2は、SAWフィルタの場合、バルク(Bulk)の圧電基板を備えた構成に限らず、例えば、シリコン基板とシリコン酸化膜と圧電薄膜とがこの順に積層された積層構造を有し、圧電薄膜上に機能部(IDT電極、端子電極等)が形成された構成であってもよい。圧電薄膜は、例えばLiTaO 3薄膜又はLiNbO 3薄膜である。圧電薄膜の厚さは、IDT電極の電極指周期で定まる弾性波の波長をλとしたときに、3.5λ以下が好ましい。圧電薄膜の厚さは、例えば0.5μm程度である。シリコン酸化膜の厚さは、2.0λ以下が好ましい。シリコン酸化膜の厚さは、例えば0.5μm程度である。積層構造の厚さは、例えば200μm程度である。
[0022]
 (2.2)構造体
 構造体3は、図1に示すように、電子部品2を保持するように構成されている。構造体3は、電子部品モジュール1の第1方向D1において互いに反対側にある第1面31及び第2面32を有する。より詳細には、構造体3は、板状に形成されており、その厚さ方向において互いに反対側にある第1面31及び第2面32を有する。構造体3の平面視形状(構造体3をその厚さ方向(第1方向D1)から見たときの外周形状)は、長方形状である。ただし、構造体3の平面視形状は、長方形状に限らず、例えば正方形状であってもよい。構造体3の平面サイズは、電子部品2の平面サイズよりも大きい。
[0023]
 構造体3は、電子部品2の側面23の一部及び裏面22を覆っている。つまり、電子部品2は、構造体3の内側に配置されている。構造体3は、電子部品2の表面21を露出させている状態で電子部品2を保持する。
[0024]
 構造体3は、例えば、導電性を有する金属若しくは合金、又はそれら(金属又は合金)を含む導電性樹脂によって形成されている導電性構造体である。より詳細には、構造体3は、例えばCuを含む導電材料により形成されている。また、構造体3は、ポーラス金属により形成されている。より詳細には、構造体3は、バルクのCuではなく、ポーラスを有するCu構造体により形成されている。構造体3の熱伝導率は、樹脂の構造体の熱伝導率に比べて大きい。さらに、構造体3は、Cuにより形成されているから、構造体3は、低透磁率を有する導体により形成されていることになる。なお、構造体3を構成する金属は、Cuには限定されず、例えば、比透磁率が1前後又は1以下である物質であればよい。このような物質として、例えばAl等が挙げられる。
[0025]
 また、構造体3は、電子部品2に接触している。つまり、構造体3は、電子部品2との間に他の部材を介さずに、電子部品2に接触している状態で電子部品2を保持している。
[0026]
 (2.3)貫通配線
 電子部品モジュール1では、図1に示すように、構造体3における電子部品2の側方に、複数(図示例では2つ)の貫通配線4が配置されている。第1方向D1と直交する第2方向D2において、複数の貫通配線4は、電子部品2から離れて位置している。複数の貫通配線4は、構造体3に保持されている。
[0027]
 貫通配線4は、柱状(ここでは、円柱状)の形状であり、構造体3の厚さ方向に平行な方向において互いに反対側にある第1端面41及び第2端面42を有する。要するに、貫通配線4は、第1方向D1において互いに反対側にある第1端面41及び第2端面42を有する。貫通配線4の第1端面41には、配線層5の第2端52が積層されている。これにより、電子部品モジュール1では、貫通配線4と配線層5とが電気的に接続されている。
[0028]
 電子部品モジュール1では、電子部品2に対して、配線層5を介して、貫通配線4が電気的に接続されている。電子部品モジュール1では、貫通配線4の位置及び数は、特に限定されない。
[0029]
 貫通配線4の材料は、例えば金属又は合金である。実施形態1に係る電子部品モジュール1では、貫通配線4の材料は、例えばCuである。貫通配線4の材料は、Cuに限らず、例えばNiであってもよい。貫通配線4は、例えば電解めっきによって形成されている。
[0030]
 (2.4)配線層
 配線層5は、構造体3の第1面31側及び電子部品2の表面21側において、電子部品2と貫通配線4とを電気的に接続している。配線層5は、電子部品2の表面21(のうち端子部の表面)に接続されている第1端51と、貫通配線4に接続されている第2端52とを有する。配線層5は、電子部品2の表面21と貫通配線4の第1端面41と後述の絶縁体6の絶縁部63とに跨って配置されている。配線層5の厚さは、例えば5μm以上10μm以下である。
[0031]
 配線層5の材料は、例えば金属又は合金である。実施形態1に係る電子部品モジュール1では、一例として、配線層5の材料は、Cuである。要するに、配線層5は、Cu層である。配線層5は、単層構造に限らず、複数の層が積層された積層構造であってもよい。配線層5は、例えばスパッタ又はめっきにより形成されている。配線層5の形成方法は、スパッタ又はめっきに限らず、他の形成方法であってもよい。
[0032]
 電子部品モジュール1は、配線層5の他に、貫通配線4を回路基板10(図2参照)に電気的に接続させるための外部接続用配線層8を更に備える。外部接続用配線層8は、構造体3の第2面32側において、貫通配線4の第2端面42と後述の絶縁体6の絶縁部64とに跨って形成されている。外部接続用配線層8の厚さは、例えば5μm以上10μm以下である。
[0033]
 外部接続用配線層8の材料は、例えば金属又は合金である。実施形態1に係る電子部品モジュール1では、外部接続用配線層8の材料は、配線層5と同様、Cuである。配線層5と同様、外部接続用配線層8は、単層構造に限らず、複数の層が積層された積層構造であってもよい。外部接続用配線層8は、例えばスパッタ又はめっきにより形成されている。なお、外部接続用配線層8の形成方法は、スパッタ又はめっきに限らず、他の形成方法であってもよい。
[0034]
 また、電子部品モジュール1は、外部接続用配線層8上に形成されているレジスト層90を更に備える。レジスト層90は、外部接続用配線層8よりもはんだ濡れ性が低い材料により形成されている。レジスト層90は、例えばポリイミド層である。これにより、電子部品モジュール1では、外部接続用配線層8を回路基板10等とはんだにより接合する際に、外部接続用配線層8上にはんだが濡れ広がることを抑制できる。
[0035]
 (2.5)絶縁体
 絶縁体6は、複数の絶縁部61と、絶縁部63と、絶縁部64とを備える。各絶縁部61は、構造体3と貫通配線4との間において貫通配線4を囲むように設けられており、構造体3と貫通配線4との間を電気的に絶縁している。各絶縁部61は、円柱状の貫通配線4の第1端面41及び第2端面42を除く周面全体を覆うように設けられている。絶縁部63は、構造体3と配線層5との間において構造体3の第1面31に沿って設けられており、構造体3と配線層5との間を電気的に絶縁している。絶縁部64は、構造体3と外部接続用配線層8との間において構造体3の第2面32に沿って設けられており、構造体3と外部接続用配線層8との間を電気的に絶縁している。複数の絶縁部61と絶縁部63と絶縁部64とは、一体に形成されている。
[0036]
 絶縁体6は、無機絶縁材料により形成されている。絶縁体6に用いられる無機絶縁材料は、例えば酸化シリコン又は窒化シリコンである。絶縁体6は、例えば第1方向D1において貫通配線4の幅よりも薄い薄膜絶縁層である。薄膜絶縁層の膜厚は、例えば、0.1μm以上30μm以下である。
[0037]
 上記のような絶縁体6が構造体3に設けられているが、構造体3の第2面32のうち第1方向D1からの平面視で裏面22に重なる部分の一部は、絶縁体6に覆われずに露出している。
[0038]
 (2.6)電極
 電子部品モジュール1は、配線層5の第2端52上に形成された外部接続用の複数(図示例では2つ)の電極7を更に備える。また、電子部品モジュール1は、配線層5上に形成されているレジスト層9を更に備える。レジスト層9は、電極7及び配線層5よりもはんだ濡れ性が低い材料により形成されている。レジスト層9は、例えばポリイミド層である。これにより、電子部品モジュール1では、電極7を別の電子部品20等とはんだにより接合する際に、配線層5上にはんだが濡れ広がることを抑制できる。
[0039]
 電極7は、例えば、配線層5の第2端52上のTi膜と当該Ti膜上のAu膜との積層膜である。電極7の積層構造は、あくまで一例であり、この一例に限定されない。
[0040]
 (3)電子部品モジュールの製造方法
 次に、実施形態1に係る電子部品モジュール1の製造方法について、図3A~図3F及び図4A~図4Eを参照して説明する。
[0041]
 電子部品モジュール1の製造方法では、電子部品2を準備した後、第1工程~第10工程を順次行う。
[0042]
 第1工程では、図3Aに示すように、積層体112を準備する。積層体112は、平板状の支持体110と、支持体110の厚さ方向の一面に接着層113により粘着された導電層111とを含む。
[0043]
 第2工程では、図3Bに示すように、積層体112の導電層111上に、貫通配線4の元になる複数の導体ピラー400を形成する。この工程においては、まず、導電層111を覆うポジ型のフォトレジスト層を形成する。その後、フォトレジスト層において貫通配線4の形成予定位置にある部分を、フォトリソグラフィ技術を利用して除去する(貫通配線4の形成予定位置に開孔部を形成する)ことで、導電層111のうち貫通配線4の下地となる部位を露出させる。その後、電解めっきによって導体ピラー400を形成する。導体ピラー400の形成にあたっては、硫酸銅を含むめっき液を介してフォトレジスト層の表面に対向配置された陽極と、導電層111からなる陰極との間に通電して、導体ピラー400を導電層111の露出表面からフォトレジスト層の厚さ方向に沿って析出させる。その後、フォトレジスト層を除去する。
[0044]
 第3工程では、図3Cに示すように、導体ピラー400が形成された積層体112の導電層111上に電子部品2を仮固定する。より詳細には、まず、導電層111上に液状(ペースト状)の樹脂粘着層(図示せず)を形成する。続いて、電子部品2の表面21を樹脂粘着層に対向させ、電子部品2を樹脂粘着層に押し付ける。これにより、第3工程では、電子部品2を樹脂粘着層に仮固定する。樹脂粘着層は、感光性を有するポジ型のレジストにより形成されていることが好ましい。
[0045]
 第4工程では、図4Dに示すように、絶縁体6の元になる絶縁層600を形成する。つまり、導電層111及び導体ピラー400の露出面上に絶縁層600を形成する。絶縁層600には、無機絶縁材料が用いられる。絶縁層600に用いられる無機絶縁膜としては、例えば酸化シリコン又は窒化シリコンがある。絶縁層600は、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)及びリソグラフィ技術により、導電層111及び導体ピラー400上に形成される。
[0046]
 第5工程では、図4Eに示すように、電子部品2と、導体ピラー400及び導電層111を覆う絶縁層600とを覆うように積層体112上に、構造体3の元になる金属構造層30を形成する。要するに、第5工程では、積層体112の導電層111上に絶縁層600を介して金属構造層30を形成する。ここで、金属構造層30は、その厚さ方向において互いに反対側にある第1面301及び第2面302を有する。金属構造層30の第1面301は、絶縁層600に接する面である。金属構造層30は、電子部品2の裏面22及び側面23を覆っている。さらに、金属構造層30は、絶縁層600を介して導体ピラー400の側面及び先端面を覆っている。したがって、金属構造層30は構造体3よりも厚く、金属構造層30の第2面302と導体ピラー400の先端面との間には金属構造層30の一部が介在している。
[0047]
 第5工程では、金属を主成分とする金属構造層30を溶射法によって形成する。溶射法を利用すると、金属構造層30として、ポーラスを有するCu構造体を形成することができる。なお、金属構造層30の形成法は、溶射法には限らない。
[0048]
 なお、構造体3が、金属又は合金を含む導電性樹脂によって形成されている導電性構造体である場合、第5工程では、上記導電性樹脂を形成する。
[0049]
 第6工程では、図3Fに示すように、金属構造層30を構造体3の厚さになるまで第1面301とは反対の第2面302側から研磨することによって構造体3を形成する。要するに、第6工程では、導体ピラー400の先端面が露出しかつ金属構造層30の第2面302が導体ピラー400の先端面と略面一となるように金属構造層30を研磨する。第6工程では、導体ピラー400の先端面を露出させることが必須であり、導体ピラー400の先端面と金属構造層30の第2面302とが面一となることは必須ではない。第6工程を行うことによって、構造体3と貫通配線4と絶縁体6の一部とが形成される。
[0050]
 さらに、第6工程では、絶縁体6の一部である絶縁部64を形成する。より詳細には、絶縁部64の元になる絶縁膜を貫通配線4の先端面と構造体3と絶縁体6の絶縁部61の露出面上に形成し、その後、エッチング技術を利用して上記絶縁膜のうち不要な部分を除去する。これにより、絶縁体6の絶縁部64が形成される。
[0051]
 第7工程では、図4Aに示すように、電子部品2と構造体3と貫通配線4と絶縁体6と積層体112と樹脂粘着層(図示せず)とを含む構造体から、積層体112及び樹脂粘着層を除去する。これにより、第7工程では、電子部品2の表面21、貫通配線4の両端面(第1端面41及び第2端面42)及び絶縁体6の一部を露出させることができる。第7工程では、例えば、導電層111と支持体110とを粘着している接着層113の粘着力を低下させ、積層体112における支持体110を除去する(剥離する)。接着層113は、紫外線、赤外線、熱のいずれかによって粘着力を低下させることが可能な接着剤によって形成されていることが好ましい。積層体112における導電層111は、例えばウェットエッチングにより除去することできる。また、第7工程では、樹脂粘着層を露光してから現像することにより樹脂粘着層を除去することができる。
[0052]
 第8工程では、図4Bに示すように、電子部品2と貫通配線4とを電気的に接続する複数の配線層5を形成する。第8工程では、例えば、スパッタ又はめっき、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を利用して各配線層5を形成する。
[0053]
 第9工程では、図4Cに示すように、複数の外部接続用配線層8を形成し、その後、レジスト層90を形成する。第9工程では、例えば、スパッタ又はめっき、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を利用して各外部接続用配線層8を形成する。また、第9工程では、例えば、スピンコート等の塗布技術と、フォトリソグラフィ技術とを利用してレジスト層90を形成する。
[0054]
 第10工程では、図4Dに示すように、複数の電極7を形成し、その後、レジスト層9を形成する。より詳細には、第10工程では、例えば、スパッタ等の薄膜形成技術と、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術とを利用して、電極7を形成する。その後、第10工程では、例えば、スピンコート等の塗布技術と、フォトリソグラフィ技術とを利用してレジスト層9を形成する。その後、第10工程では、導電性バンプ43,44を形成する。導電性バンプ43,44は、はんだバンプであるが、はんだバンプに限らず、例えば金バンプであってもよい。
[0055]
 第1工程において積層体112として複数の電子部品モジュール1の集合体を形成可能な大きさの積層体112を用いれば、第1工程から第10工程まで行うことによって、複数の電子部品モジュール1の集合体を形成することができる。この場合、例えば、複数の電子部品モジュール1の集合体を個々の電子部品モジュール1に分離するダイシングを行うことで複数の電子部品モジュール1を得ることができる。
[0056]
 電子部品モジュール1を含む通信モジュール200の製造にあたっては、第10工程の後で、以下の第11工程を行ってから、個々の通信モジュール200に分離することで複数の通信モジュール200を得るようにしてもよい。
[0057]
 第11工程では、図4Eに示すように、例えば、電子部品モジュール1の電子部品2とは別の電子部品20を、電子部品モジュール1に実装する。より詳細には、第11工程では、電子部品20の端子電極と電子部品モジュール1の電極7とを導電性バンプ43を介して電気的かつ機械的に接続する。その後、電子部品20を覆うカバー層201を形成する。カバー層201の材料としては、例えば、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、ポリベンゾオキサゾール、フェノール樹脂又はシリコーン樹脂を採用することができる。カバー層201は、電子部品モジュール1上の電子部品20を封止する封止層としての機能を有する。
[0058]
 (4)効果
 以上説明したように、実施形態1に係る電子部品モジュール1では、電子部品2の少なくとも一部を覆っている構造体3を貫通配線4が貫通しているモジュール構造において、構造体3が導電性を有している。このような電子部品モジュール1では、電気絶縁性を有する構造体よりも、導電性を有する構造体3のほうが熱伝導率が高い。したがって、電子部品2で発生した熱をより効率よく放熱することができる。また、絶縁体6が貫通配線4と構造体3との間に設けられているので、導電性を有する構造体3と貫通配線4との間の電気絶縁性を高めることができる。さらに、絶縁体6が配線層5と構造体3との間に設けられているので、導電性を有する構造体3と配線層5との間の電気絶縁性を高めることができる。
[0059]
 特に、電子部品2が高発熱のIC、弾性波フィルタ又はパワーアンプのような発熱の大きなデバイスである場合に、効果が大きい。例えば電子部品2が高発熱のICである場合、電子部品モジュール1の放熱性を高めることにより、発熱による誤動作、特性低下等を抑制させることができる。また、電子部品2が弾性波フィルタである場合、電子部品モジュール1の放熱性を高めることにより、弾性波フィルタの動作時の周波数シフト量を小さくすることができる。
[0060]
 さらに、実施形態1に係る電子部品モジュール1では、放熱のための構造が別途不要であるから、サイズダウン及びコストダウンを図ることができる。
[0061]
 また、実施形態1に係る電子部品モジュール1では、導電性を有する構造体3が電子部品2に接触している状態で電子部品2を保持している。これにより、電子部品2から放射される熱が構造体3に伝達しやすいので、電子部品2で発生した熱を更に効率よく放熱することができる。
[0062]
 実施形態1に係る電子部品モジュール1では、構造体3がCuを含む導電材料により形成されている。熱伝導率の高いCuを構造体3に用いることにより、電子部品2で発生した熱を更に効率よく放熱することができる。
[0063]
 実施形態1に係る電子部品モジュール1では、ポーラス金属を含む導体により構造体3が形成されている。これにより、構造体3にポーラスが形成されるので、構造体3において、構造体が樹脂である場合に比べて、放熱性を高めつつ、構造体がバルク金属である場合に比べて、弾性を高めることができる。その結果、電子部品2への熱応力を低減させることができる。特に、電子部品2が弾性波デバイスである場合、弾性波デバイスでは圧電基板の線膨張率の面内異方性が大きいため、電子部品2への熱応力を低減することにより、電子部品2の高信頼性を保つことができる。
[0064]
 実施形態1に係る電子部品モジュール1では、低透磁率を有する導体により構造体3が形成されている。これにより、電子部品2における磁気的特性の劣化を抑制することができる。特に電子部品2が高周波デバイスである場合、磁気的特性の劣化の抑制効果が大きい。
[0065]
 (5)変形例
 実施形態1の変形例として、構造体3は、ポーラス金属と低弾性材とを含む導体により形成されていてもよい。より詳細には、構造体3は、ポーラスを有するCu構造体に低弾性材が含浸されている導体により形成されている。ポーラスを有するCu構造体に低弾性材を含浸させることで、Cu粒子ネッキング体の隙間に低弾性材が充填された構造体が形成される。
[0066]
 本変形例に係る電子部品モジュール1では、ポーラス金属と低弾性材とを含む導体により構造体3が形成されている。これにより、弾性率の低い低弾性材によって金属間の隙間を埋めることができるので、構造体がポーラスを有する金属である場合に比べて、電子部品2で発生した熱を更に効率よく放熱することができる。
[0067]
 実施形態1に係る電子部品モジュール1では、構造体3の第2面32が平面状であり、構造体3の第2面32から電子部品2の表面21までの最短距離が、第2面32から第1面31までの最短距離よりも長い。これにより、実施形態1に係る電子部品モジュール1では、低背化を図ることができる。
[0068]
 これに対して、実施形態1の変形例として、構造体3の第2面32が平面状であり、構造体3の第2面32から電子部品2の表面21までの距離が、構造体3の第2面32から構造体3の第1面31までの距離よりも短くてもよい。これにより、本変形例に係る電子部品モジュール1では、電子部品2の表面21に傷がつきにくくなる。
[0069]
 また、実施形態1の別の変形例として、構造体3の第2面32が平面状であり、構造体3の第2面32から電子部品2の表面21までの距離が、構造体3の第2面32から構造体3の第1面31までの距離よりも同じであってもよい。
[0070]
 要するに、構造体3は、電子部品2の側面23の少なくとも一部を覆っていればよい。「電子部品2の側面23の少なくとも一部及び裏面22を覆っている」とは、電子部品2の側面23に関して、少なくとも、電子部品2の側面23のうち表面21側の第1端よりも裏面22側の第2端側にずれた位置から側面23と裏面22との境界まで側面23を全周に亘って覆っていることを意味し、電子部品2の側面23の全部を覆っている場合を含む。
[0071]
 電子部品モジュール1は、図1の例では、1つの電子部品2に対して、電子部品2に直接接続された2つの配線層5を備えるが、配線層5の数は、2つには限らない。配線層5の数は、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
[0072]
 また、電子部品モジュール1は、図1の例では、1つの電子部品2を備えるが、電子部品2の数は1つに限らず、複数であってもよい。このとき、複数の電子部品2は、同じ種類の電子部品であってもよいし、互いに異なる電子部品であってもよいし、複数の電子部品2のうちの一部の電子部品2のみが同じ電子部品であってもよい。また、電子部品モジュール1が複数の電子部品2を備える場合、電子部品2ごとに、貫通配線4及び配線層5のレイアウトが相違してもよい。
[0073]
 上記の各変形例に係る電子部品モジュール1においても、実施形態1に係る電子部品モジュール1と同様の効果を奏する。
[0074]
 (実施形態2)
 実施形態2に係る電子部品モジュール1aは、図5に示すように、構造体3と貫通配線4との間だけではなく、構造体3と電子部品2との間にも絶縁体6aが設けられている点で、実施形態1に係る電子部品モジュール1(図1参照)と相違する。なお、実施形態1に係る電子部品モジュール1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
[0075]
 実施形態2に係る電子部品モジュール1aは、実施形態1の絶縁体6(図1参照)に代えて、図5に示すような絶縁体6aを備える。
[0076]
 絶縁体6aは、複数の第1絶縁部61aと、第2絶縁部62aと、第3絶縁部63aと、第4絶縁部64aとを備える。各第1絶縁部61aは、実施形態1の絶縁部61(図1参照)と同様、構造体3と貫通配線4との間に設けられており、構造体3と貫通配線4との間を電気的に絶縁している。第2絶縁部62aは、構造体3と電子部品2との間に設けられており、構造体3と電子部品2との間を電気的に絶縁している。より詳細には、第2絶縁部62aは、電子部品2の裏面22及び側面23を覆うように形成されており、構造体3と電子部品2のうち配線層5と電気的に接続する端子以外の部分との間を電気的に絶縁している。第3絶縁部63aは、実施形態1の絶縁部63(図1参照)と同様、構造体3と配線層5との間に沿って設けられており、構造体3と配線層5との間を電気的に絶縁している。第4絶縁部64aは、実施形態1の絶縁部64(図1参照)と同様、構造体3と外部接続用配線層8との間に設けられており、構造体3と外部接続用配線層8との間を電気的に絶縁している。なお、実施形態1の絶縁体6(図1参照)と同様の機能については説明を省略する。
[0077]
 絶縁体6aは、無機絶縁材料により形成されている。絶縁体6aに用いられる無機絶縁材料は、例えば酸化シリコン又は窒化シリコンである。絶縁体6aは、例えば第1方向D1において貫通配線4の幅よりも非常に薄い薄膜絶縁層である。
[0078]
 次に、実施形態2に係る電子部品モジュール1aの製造方法について、図6A~図6F及び図7A~図7Eを参照して説明する。
[0079]
 電子部品モジュール1aの製造方法では、電子部品2を準備した後、第1工程~第10工程を順次行う。
[0080]
 実施形態2の第1工程~第3工程は、実施形態1の第1工程~第3工程と同様である。第1工程では、図6Aに示すように、積層体112を準備する。第2工程では、図6Bに示すように、積層体112の導電層111上に、貫通配線4の元になる複数の導体ピラー400を形成する。第3工程では、図6Cに示すように、導体ピラー400が形成された積層体112の導電層111上に電子部品2を仮固定する。
[0081]
 第4工程では、図6Dに示すように、絶縁体6aの元になる絶縁層600aを形成する。実施形態2の第4工程では、導電層111及び導体ピラー400の露出面上だけではなく、電子部品2の裏面22及び側面23上にも絶縁層600aを形成する。
[0082]
 第5工程では、図6Eに示すように、電子部品2と導体ピラー400と導電層111とを覆う絶縁層600aを覆うように積層体112上に、構造体3の元になる金属構造層30を形成する。要するに、第5工程では、積層体112の導電層111上に絶縁層600aを介して金属構造層30を形成する。
[0083]
 第5工程では、実施形態1の第5工程と同様、金属構造層30を溶射法によって形成している。溶射法を利用すると、金属構造層30として、ポーラスを有するCu構造体を作成することができる。なお、実施形態2においても、金属構造層30の形成法は、溶射法には限らない。
[0084]
 第6工程では、実施形態1の第6工程と同様、図6Fに示すように、金属構造層30を構造体3の厚さになるまで第2面302側から研磨することによって構造体3を形成する。さらに、第6工程では、絶縁体6aの一部である第4絶縁部64aを形成する。
[0085]
 実施形態2の第7工程~第10工程は、実施形態1の第7工程~第10工程と同様である。第7工程では、図7Aに示すように、電子部品2と構造体3と貫通配線4と絶縁体6aと積層体112と樹脂粘着層(図示せず)とを含む構造体から、積層体112及び樹脂粘着層を除去する。第8工程では、図7Bに示すように、電子部品2と貫通配線4とを電気的に接続する複数の配線層5を形成する。第9工程では、図7Cに示すように、複数の外部接続用配線層8及びレジスト層90を形成する。第10工程では、図7Dに示すように、複数の電極7及び複数の導電性バンプ43,44及びレジスト層9を形成する。
[0086]
 第11工程では、実施形態1の第11工程と同様、図7Eに示すように、電子部品20を電子部品モジュール1aに実装し、その後、電子部品20を覆うカバー層201を形成する。
[0087]
 以上説明したように、実施形態2に係る電子部品モジュール1aでは、構造体3と貫通配線4との間だけではなく、構造体3と電子部品2との間にも絶縁体6aが設けられている。導電性を有する構造体3と電子部品2の導電部分との間の電気絶縁性を高めることができる。
[0088]
 なお、実施形態2の絶縁体6aは、実施形態1に係る電子部品モジュール1だけではなく、実施形態1の各変形例に係る電子部品モジュール1にも適用することができる。
[0089]
 以上説明した実施形態1,2は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態1,2は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
[0090]
 (まとめ)
 以上説明した実施形態等から以下の態様が開示されていることは明らかである。
[0091]
 第1の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)は、電子部品(2)と、構造体(3)と、貫通配線(4)と、絶縁体(6;6a)とを備える。構造体(3)は、電子部品(2)の少なくとも一部を覆い、導電性を有する。貫通配線(4)は、構造体(3)を貫通している。絶縁体(6;6a)は、少なくとも貫通配線(4)と構造体(3)との間に設けられている。
[0092]
 第1の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)では、電子部品(2)の少なくとも一部を覆っている構造体(3)を貫通配線(4)が貫通しているモジュール構造において、構造体(3)が導電性を有している。このような電子部品モジュール(1;1a)では、電気絶縁性を有する構造体よりも、導電性を有する構造体(3)のほうが熱伝導率が高い。したがって、電子部品(2)で発生した熱をより効率よく放熱することができる。また、絶縁体(6;6a)が貫通配線(4)と構造体(3)との間に設けられているので、導電性を有する構造体(3)と貫通配線(4)との間の電気絶縁性を高めることができる。
[0093]
 第2の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)は、第1の態様において、配線層(5)を更に備える。配線層(5)は、電子部品(2)と貫通配線(4)とを電気的に接続している。
[0094]
 第3の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)は、電子部品(2)と、構造体(3)と、貫通配線(4)と、配線層(5)と、絶縁体(6;6a)とを備える。構造体(3)は、電子部品(2)の少なくとも一部を覆い、導電性を有する。貫通配線(4)は、構造体(3)を貫通している。配線層(5)は、電子部品(2)と貫通配線(4)とを電気的に接続している。絶縁体(6;6a)は、少なくとも配線層(5)と構造体(3)との間に設けられている。
[0095]
 第3の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)では、電子部品(2)の少なくとも一部を覆っている構造体(3)を貫通配線(4)が貫通しているモジュール構造において、構造体(3)が導電性を有している。このような電子部品モジュール(1;1a)では、電気絶縁性を有する構造体よりも、導電性を有する構造体(3)のほうが熱伝導率が高い。したがって、電子部品(2)で発生した熱をより効率よく放熱することができる。また、絶縁体(6;6a)が配線層(5)と構造体(3)との間に設けられているので、導電性を有する構造体(3)と配線層(5)との間の電気絶縁性を高めることができる。
[0096]
 第1~3の態様において、特に、電子部品(2)が高発熱のIC、弾性波フィルタ又はパワーアンプのような発熱の大きなデバイスである場合に、効果が大きい。例えば電子部品(2)が高発熱のICである場合、電子部品モジュール(1;1a)の放熱性を高めることにより、発熱による誤動作を低減させることができる。また、電子部品(2)が弾性波フィルタである場合、電子部品モジュール(1;1a)の放熱性を高めることにより、弾性波フィルタの動作時の周波数シフト量を小さくすることができる。
[0097]
 さらに、第1~3の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)では、放熱のための新たな構造が不要であるから、サイズダウン及びコストダウンを図ることができる。
[0098]
 第4の態様に係る電子部品モジュール(1)では、第1~3の態様のいずれか1つにおいて、構造体(3)は、電子部品(2)に接触している。
[0099]
 第4の態様に係る電子部品モジュール(1)では、導電性を有する構造体(3)が電子部品(2)に接触している状態で電子部品(2)を保持している。これにより、電子部品(2)から放射される熱が構造体(3)に伝達しやすいので、電子部品(2)で発生した熱を更に効率よく放熱することができる。
[0100]
 第5の態様に係る電子部品モジュール(1a)では、第1又は2の態様において、絶縁体(6a)は、第1絶縁部(61a)と、第2絶縁部(62a)とを含む。第1絶縁部(61a)は、構造体(3)と貫通配線(4)との間に設けられている。第2絶縁部(62a)は、構造体(3)と電子部品(2)との間に設けられている。
[0101]
 第5の態様に係る電子部品モジュール(1a)では、構造体(3)と貫通配線(4)との間だけではなく、構造体(3)と電子部品(2)との間にも絶縁体(6a)が設けられている。導電性を有する構造体(3)と電子部品(2)の導電部分との間の電気絶縁性を高めることができる。
[0102]
 第6の態様に係る電子部品モジュール(1a)では、第3の態様において、絶縁体(6a)は、第3絶縁部(63a)と、第2絶縁部(62a)とを含む。第3絶縁部(63a)は、構造体(3)と配線層(5)との間に設けられている。第2絶縁部(62a)は、構造体(3)と電子部品(2)との間に設けられている。
[0103]
 第6の態様に係る電子部品モジュール(1a)では、構造体(3)と配線層(5)との間だけではなく、構造体(3)と電子部品(2)との間にも絶縁体(6a)が設けられている。導電性を有する構造体(3)と電子部品(2)の導電部分との間の電気絶縁性を高めることができる。
[0104]
 第7の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)では、第1~6の態様のいずれか1つにおいて、構造体(3)は、Cuを含む導電材料により形成されている。
[0105]
 第7の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)では、構造体(3)がCuを含む導電材料により形成されている。熱伝導率の高いCuを構造体(3)に用いることにより、電子部品(2)で発生した熱を更に効率よく放熱することができる。
[0106]
 第8の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)では、第1~7の態様のいずれか1つにおいて、構造体(3)は、ポーラス金属を含む導体により形成されている。
[0107]
 第8の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)では、ポーラス金属を含む導体により構造体(3)が形成されている。これにより、構造体(3)にポーラスが形成されるので、構造体(3)において、構造体が樹脂である場合に比べて、放熱性を高めつつ、構造体がバルク金属である場合に比べて、弾性を高めることができる。その結果、電子部品(2)への熱応力を低減させることができる。特に、電子部品(2)が弾性波デバイスである場合、弾性波デバイスでは圧電基板の線膨張率の面内異方性が大きいため、電子部品(2)への熱応力を低減することにより、電子部品(2)の高信頼性を保つことができる。
[0108]
 第9の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)では、第8の態様において、構造体(3)は、ポーラス金属と低弾性材とを含む導体により形成されている。
[0109]
 第9の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)では、ポーラス金属と低弾性材とを含む導体により構造体(3)が形成されている。これにより、弾性率の低い低弾性材によって金属間の隙間を埋めることができるので、構造体ポーラスを有する金属である場合に比べて、電子部品(2)で発生した熱を更に効率よく放熱することができる。
[0110]
 第10の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)では、第1~9の態様のいずれか1つにおいて、構造体(3)は、低透磁率を有する導体により形成されている。
[0111]
 第10の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)では、低透磁率を有する導体により構造体(3)が形成されている。これにより、電子部品(2)における磁気的特性の劣化を抑制することができる。特に電子部品(2)が高周波デバイスである場合、磁気的特性の劣化の抑制効果が大きい。
[0112]
 第11の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)では、第1~10の態様のいずれか1つにおいて、絶縁体(6;6a)は、無機絶縁材料により形成されている。
[0113]
 第12の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)は、第2又は3の態様において、電極(7)と、レジスト層(9)とを更に備える。電極(7)は、配線層(5)上に形成されている。レジスト層(9)は、配線層(5)上に形成されている。レジスト層(9)は、電極(7)及び配線層(5)よりもはんだ濡れ性が低い材料により形成されている。
[0114]
 第12の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)では、電極(7)を別の電子部品(20)等とはんだにより接合する際に、配線層(5)上にはんだが濡れ広がることを抑制できる。
[0115]
 第13の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)は、第1,2又は5の態様において、外部接続用配線層(8)と、レジスト層(90)とを更に備える。外部接続用配線層(8)は、貫通配線(4)に電気的に接続されている。レジスト層(90)は、外部接続用配線層(8)上に形成されている。レジスト層(90)は、外部接続用配線層(8)よりもはんだ濡れ性が低い材料により形成されている。
[0116]
 第13の態様に係る電子部品モジュール(1;1a)では、外部接続用配線層(8)を回路基板(10)等とはんだにより接合する際に、外部接続用配線層(8)上にはんだが濡れ広がることを抑制できる。

符号の説明

[0117]
 1,1a 電子部品モジュール
 110 支持体
 111 導電層
 112 積層体
 113 接着層
 2 電子部品
 21 表面
 22 裏面
 23 側面
 3 構造体
 30 金属構造層
 301 第1面
 302 第2面
 31 第1面
 32 第2面
 4 貫通配線
 400 導体ピラー
 41 第1端面
 42 第2端面
 43,44 導電性バンプ
 5 配線層
 51 第1端
 52 第2端
 6,6a 絶縁体
 600,600a 絶縁層
 61 絶縁部
 63 絶縁部
 64 絶縁部
 61a 第1絶縁部
 62a 第2絶縁部
 63a 第3絶縁部
 64a 第4絶縁部
 7 電極
 8 外部接続用配線層
 9,90 レジスト層
 200 通信モジュール
 201 カバー層
 202 間隙
 10 回路基板
 20 電子部品
 D1 第1方向
 D2 第2方向

請求の範囲

[請求項1]
 電子部品と、
 前記電子部品の少なくとも一部を覆い、導電性を有する構造体と、
 前記構造体を貫通している貫通配線と、
 少なくとも前記貫通配線と前記構造体との間に設けられている絶縁体と、
 を備える
 ことを特徴とする電子部品モジュール。
[請求項2]
 前記電子部品と前記貫通配線とを電気的に接続している配線層を更に備える
 ことを特徴とする請求項1に記載の電子部品モジュール。
[請求項3]
 電子部品と、
 前記電子部品の少なくとも一部を覆い、導電性を有する構造体と、
 前記構造体を貫通している貫通配線と、
 前記電子部品と前記貫通配線とを電気的に接続している配線層と、
 少なくとも前記配線層と前記構造体との間に設けられている絶縁体と、
 を備える
 ことを特徴とする電子部品モジュール。
[請求項4]
 前記構造体は、前記電子部品に接触している
 ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の電子部品モジュール。
[請求項5]
 前記絶縁体は、
  前記構造体と前記貫通配線との間に設けられている第1絶縁部と、
  前記構造体と前記電子部品との間に設けられている第2絶縁部とを含む
 ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電子部品モジュール。
[請求項6]
 前記絶縁体は、
  前記構造体と前記配線層との間に設けられている第3絶縁部と、
  前記構造体と前記電子部品との間に設けられている第2絶縁部とを含む
 ことを特徴とする請求項3に記載の電子部品モジュール。
[請求項7]
 前記構造体は、Cuを含む導電材料により形成されている
 ことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の電子部品モジュール。
[請求項8]
 前記構造体は、ポーラス金属を含む導体により形成されている
 ことを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の電子部品モジュール。
[請求項9]
 前記構造体は、前記ポーラス金属と低弾性材とを含む導体により形成されている
 ことを特徴とする請求項8に記載の電子部品モジュール。
[請求項10]
 前記構造体は、低透磁率を有する導体により形成されている
 ことを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の電子部品モジュール。
[請求項11]
 前記絶縁体は、無機絶縁材料により形成されている
 ことを特徴とする請求項1~10のいずれか1項に記載の電子部品モジュール。
[請求項12]
 前記配線層上に形成されている電極と、
 前記配線層上において前記電極とは異なる位置に形成されているレジスト層とを更に備え、
 前記レジスト層は、前記電極及び前記配線層よりもはんだ濡れ性が低い材料により形成されている
 ことを特徴とする請求項2又は3に記載の電子部品モジュール。
[請求項13]
 前記貫通配線に電気的に接続されている外部接続用配線層と、
 前記外部接続用配線層上に形成されているレジスト層とを更に備え、
 前記レジスト層は、前記外部接続用配線層よりもはんだ濡れ性が低い材料により形成されている
 ことを特徴とする請求項1,2又は5に記載の電子部品モジュール。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]