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叠层基板制造方法及其制造装置

阅读:664发布:2022-09-15

专利汇可以提供叠层基板制造方法及其制造装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供实现携带用 电子 设备小型化的叠层 基板 的制造方法。预浸材料(141)使用在第1 温度 范围内为板状体,在第2温度范围内具有热流动性,并在第3温度范围内硬化的热硬化性的 树脂 。一体化工序(118)具有:在把预浸材料(141)加热到第2温度范围时,使含浸于预浸材料(141)内的树脂 软化 的软化(120),在预浸材料(141)变为第3温度范围之前压缩预浸材料(141),强制性地使树脂向在 半导体 元件(105)、 电阻 (106)与基板(101)之间形成的空间部分、间隙内流入的强制流入(122),和把预浸材料(141)加热到第3温度范围的硬化(123)。因此,即便不使用中间材料,也可以确实向在半导体元件(105)、电阻(106)与基板(101)间形成的空间部分、间隙内填充树脂。,下面是叠层基板制造方法及其制造装置专利的具体信息内容。

1.一种叠层基板的制造方法,其特征于,具备:准备基板的工序; 准备电子部件的工序;把上述电子部件装设到设置在上述基板的一个主面 上的导电部分上的工序;准备含浸有在第1温度范围内保持板状体,在比 上述第1温度高的第2温度范围内具有热流动性,在比上述第2温度范围 高的第3温度范围内则硬化的热硬化性树脂的片材的工序;准备为了在把 上述片材叠层到了上述电子部件上时在上述电子部件的周围形成空间部而 在上述片材上形成了孔的带孔片材的工序;把上述带孔片材叠层到上述电 子部件上的工序;把上述带孔片材加热到上述第2温度范围以使上述热硬 化性树脂软化的第1加热处理工序;在从上述第2温度范围到上述第3温 度范围内压缩上述带孔片材使上述热硬化性树脂流入、填充到上述电子部 件的周围的空间部内的树脂流入工序;以及把上述带孔片材加热到上述第 3温度使上述热硬化性树脂硬化的第2加热处理工序。
2.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,片材是 由织物或无纺布及含浸于该织物或无纺布内的树脂构成的板状体,在上述 片材的装设上述电子部件的上述电子部件的周围设置有空间部分。
3.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,上述树 脂流入工序,对片材和基板进行压缩,使含浸于上述片材内的热硬化性树 脂流入到空间部分内,并把加热上述片材的温度设定为比其最低粘度点温 度低的温度。
4.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在对归 因于向空间部分进行的树脂流入而发生的树脂的温度上升量进行预计后, 把树脂流入工序中的上述片材的温度,设定为至少比变成为该片材的最低 粘度时的温度低的温度。
5.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在上述 树脂流入工序中,使树脂向空间部分流入时的上述树脂的温度,设定为比 上述树脂的最低粘度点温度低的温度。
6.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,强制流 入中的片材的温度,设定为连接固定材料不熔融的温度。
7.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在对向 空间部分流入时的树脂的温度上升量进行预计后,把强制流入中的片材的 温度,设定为至少比连接固定材料的熔融点温度低。
8.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在强制 流入中,把向空间部分流入的树脂的温度设定得比连接固定材料的熔融点 温度低。
9.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在强制 流入中,在对由在上述树脂和电子部件或上述树脂与基板之间产生的摩擦 热所产生的温度上升量进行预计后,把使树脂向空间部分流入时的上述树 脂的速度,减小到上述树脂的粘度不上升的程度。
10.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在强制 流入中,在对由在上述树脂和电子部件或与基板之间产生的摩擦热所产生 的温度上升量进行预计后,把使树脂向空间部分流入时的速度,设定为使 得上述树脂的温度不超过连接固定材料的熔融点。
11.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,第2加 热工序中的片材的温度,设定为比连接固定材料的熔融点温度低。
12.根据权利要求11所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在第2 加热工序之后,具有加热到比连接固定材料的熔点高的温度的第3加热工 序,在上述第3加热工序中,在上述片材丧失了流动性之后,把上述片材 的温度加热到大于等于上述连接固定材料的熔点。
13.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,强制流 入,使树脂向空间部分流入,并借助于在使上述树脂向上述空间部分流入 时所产生的发热,减小上述树脂的粘度。
14.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在第1 加热工序中,片材至少以使得用于向上述片材供给热的加热装置和上述片 材接触的第1压压缩。
15.根据权利要求14所述的叠层基板的制造方法,其特征于,把在 强制流入中压缩片材的速度,设定为比在第1加热工序中压缩上述片材的 速度大。
16.根据权利要求14所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在第1 加热工序与强制流入工序之间,设置有树脂流动抑制工序,在该树脂流动 抑制工序中,加热片材,并用比第1压力小的第2压力压缩片材。
17.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在强制 流入与第2加热工序之间设置有压缩压力缓和工序,在该压缩压力缓和工 序中,使从在上述强制流入中供给的第1压力变化为比上述第1压力小的 第2压力。
18.根据权利要求17所述的叠层基板的制造方法,其特征于,把第2 压力设定为比树脂的丧失流动的温度与连接固定材料的熔点温度变成为基 本相等的情况下的压力小。
19.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在第1 加热工序与强制流动工序之间,设置有树脂流动抑制工序,在该树脂流动 抑制工序中,加热上述片材,并用不使含浸于上述片材内的树脂流动的压 力压缩上述片材。
20.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在第1 加热工序与强制流动工序之间,设置有树脂流动抑制工序,在该树脂流动 抑制工序中,加热上述片材,并用不使含浸于上述片材内的树脂向上述基 板的外侧流出的压力压缩上述片材。
21.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在第1 加热工序与强制流动工序之间,设置有树脂流动抑制工序,在该树脂流动 抑制工序中,加热上述片材,并用使上述片材与用来加热该片材的加热装 置接触的压力压缩上述片材。
22.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在第1 加热工序与强制流动工序之间,设置有树脂流动抑制工序,在该树脂流动 抑制工序中,加热上述片材,并与上述片材的粘度的降低相对应地减小上 述片材的压缩压力。
23.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在一体 化工序中在第1加热工序之前设置有真空化工序,抽出空间部分和间隙中 的至少一方的空气使之变成为基本真空,在树脂的温度处于上述树脂的软 化温度与第2温度范围的上限温度之间时解除上述真空。
24.根据权利要求23所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在比 树脂的粘度为最低粘度的温度低的温度下解除真空。
25.根据权利要求23所述的叠层基板的制造方法,其特征于,真空 的解除,定为与强制流入的开始基本同时。
26.一种叠层基板的制造方法,其特征于,具备:准备基板的工序; 准备电子部件的工序;把上述电子部件装设到设置在上述基板的一个主面 上的导电部分上的工序;准备含浸有在第1温度范围内保持板状体,在比 上述第1温度高的第2温度范围内具有热流动性,在比上述第2温度范围 高的第3温度范围内硬化的热硬化性树脂的片材的工序;准备为在把上述 片材叠层到了上述电子部件上时在上述电子部件的周围形成空间部而在上 述片材上形成了孔的带孔片材的工序;把上述带孔片材叠层到上述电子部 件上的工序;把上述带孔片材加热到上述第2温度范围使上述热硬化性树 脂软化的第1加热处理工序;在从上述第2温度范围到上述第3温度范围 内压缩上述带孔片材,边加热边压缩上述树脂的加热、压缩工序;在该加 热、压缩工序之后把上述片材加热到上述第3温度范围的第2加热工序, 上述加热、压缩工序,根据上述树脂的粘度改变加到上述片材上的压力。
27.一种叠层基板的制造方法,其特征于,具备:准备基板的工序; 准备电子部件的工序;把上述电子部件装设到设置在上述基板的一个主面 上的导电部分上的工序;准备含浸有在第1温度范围内保持板状体,在比 上述第1温度高的第2温度范围内具有热流动性,在比上述第2温度范围 高的第3温度范围内硬化的热硬化性树脂的片材的工序;准备为在把上述 片材叠层到了上述电子部件上时在上述电子部件的周围形成空间部而在上 述片材上形成了孔的带孔片材的工序;把上述带孔片材叠层到上述电子部 件上的工序;把上述带孔片材加热到上述第2温度范围使上述热硬化性树 脂软化的第1加热处理工序;在从上述第2温度范围到上述第3温度范围 内压缩上述带孔片材,边加热边压缩上述树脂的加热、压缩工序;以及在 该加热、压缩工序之后把上述片材加热到上述第3温度范围的第2加热工 序,上述加热、压缩工序,根据上述树脂的粘度改变压缩上述片材的速度。
28.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在第1 加热工序中,在加压力的同时,把片材的温度加热到在上述压力中上述树 脂变成为可流动的粘度的温度。
29.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,强制流 入中的树脂的温度,保持于基本恒定的温度。
30.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,把第1 加热工序中的片材的温度上升的斜度,设定得比强制流入中的上述片材的 温度斜度大。
31.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在叠层 工序之前,设置有悬空工序,使得对向地载置片材与上述电子部件,并把 上述片材与上述基板之中的任何一方保持为在上述电子部件与上述片材之 间设置有空间部分,同时,在叠层工序中,抽吸上述空间部分内的空气, 并把上述片材载置到上述电子部件上边。
32.根据权利要求31所述的叠层基板的制造方法,其特征于,把片 材做成为在常温下具有粘性的板状体。
33.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在叠层 工序之前设置有在预浸材料上加工孔的孔加工,并通过该孔加工,在上述 预浸材料中在与空间部分的体积比树脂量多的部位附近形成树脂流动抑制 孔,在强制流入中,用树脂埋设上述树脂流动抑制孔。
34.根据权利要求33所述的叠层基板的制造方法,其特征于,树脂 流动抑制孔设置在电子部件的附近。
35.根据权利要求33所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在电 子部件中,具有第1电子部件和与该第1电子部件相邻地配置的第2电子 部件,树脂流动抑制孔设置在上述第1电子部件的上述第2电子部件的相 反侧的侧面附近。
36.根据权利要求33所述的叠层基板的制造方法,其特征于,电子 部件,具有第1电子部件,和与该第1电子部件设置第1间隔地配置的第 2电子部件对该第2电子部件设置比上述第1间隔小的第2间隔地配置在 与上述第1电子部件相反侧的第3电子部件,树脂流动抑制孔至少设置在 与上述第1电子部件和上述第2电子部件之间对应的位置上。
37.根据权利要求33所述的叠层基板的制造方法,其特征于,树脂 流动抑制孔设置在片材的中央部分附近。
38.根据权利要求33所述的叠层基板的制造方法,其特征于,在第2 加热工序之后,具有至少切断树脂与基板之中的任何一方的切断工序,树 脂流动抑制孔,设置在被在上述切断工序中切断的切断部分围起来的区域 内。
39.根据权利要求1所述的叠层基板的制造方法,其特征在于,上述 电子部件是形成有半导体电路的半导体元件,该半导体元件具备已连接到 列设于外体的一个面一侧上的多个电极上的连接突点,上述连接突点,具 有:把多个上述连接突点排列为使得在相邻的连接突点间形成第1空间部 分的第1突点排列部分,和把多个上述连接突点排列为形成具有比上述第 1空间部分的开口面积大的开口面积的第2空间部分的第2突点排列部分。
40.根据权利要求39所述的叠层基板的制造方法,在第1突点排列 部分中,具有第1电极和与该第1电极电独立的第2电极,在该第2电极 与上述第1电极之间,设置有阻止上述第1电极与上述第2电极之间的短 路的短路阻止装置。
41.根据权利要求39所述的叠层基板的制造方法,其特征在于,第2 突点排列部分,设置在半导体元件的外周部分附近。
42.根据权利要求39所述的叠层基板的制造方法,其特征在于,第2 突点排列部分的连接突点的熔点设定为比第1突点排列部分的连接突点的 熔点高。
43.根据权利要求39所述的叠层基板的制造方法,其特征在于,连 接突点的大小,随着从第1突点排列部分侧朝向第2突点排列部分一侧前 进,依次增大。
44.根据权利要求39所述的叠层基板的制造方法,其特征在于,第2 突点排列部分中的连接突点的间隔,形成得比第1突点排列部分中的连接 突点的间隔大。
45.一种把电子部件埋设到叠层基板内的叠层基板的制造装置,其特 征在于,具有:对于借助于连接固定材料把设置在其上表面上的结合区和 电子部件的电极连接固定起来的基板,在上述电子部件的外周上形成空间 部分地叠层片材的叠层装置,和设置在该叠层装置的下游,并把上述片材 与上述基板加热粘接起来以使之一体化的一体化装置;上述片材含浸有在 第1温度范围内保持板状体,在比上述第1温度高的第2温度范围内具有 热流动性,在比上述第2温度范围高的第3温度范围内硬化的热硬化性树 脂;上述一体化装置,具备被设置为把上述基板围起来并遮断外部气体的 密闭装置;连接到该密闭装置上并抽吸上述密闭装置内的空气使之基本真 空化的真空化装置;设置在已叠层上上述片材的上述基板的上下方向上, 并压缩上述片材的压缩装置;设置在该压缩装置上,把上述压缩装置加热 到上述第3温度范围的加热装置;和连接到上述压缩装置上的驱动装置; 上述叠层基板的制造设备,具有:设置在上述压缩装置上,并输出与上述 树脂的粘度对应的信号传感器,和插入到该传感器的输出与上述驱动装 置之间的驱动装置控制电路,上述驱动装置控制电路,在上述片材的温度 是上述第2温度范围内,使上述压缩装置压缩上述片材,并使上述树脂强 制性地向上述电子部件与上述基板之间的空间部分流入。
46.根据权利要求45所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,传 感器使用检测片材的温度的温度传感器,根据从该温度传感器输出的信号, 驱动装置控制电路,在上述片材的温度比上述片材的变成为最低粘度的温 度低的温度下强制性地使树脂流入。
47.根据权利要求45所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,传 感器使用检测片材的温度的温度传感器,驱动装置控制电路,在片材的温 度比连接固定材料的熔融温度低的温度下强制性地使树脂向空间部分内流 入。
48.根据权利要求45所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,传 感器使用检测片材的温度的温度传感器,根据从该温度传感器输出的信号, 驱动装置控制电路,在上述片材的温度对于连接固定材料的熔融温度,低 大于等于预先决定的因摩擦热而上升的温度的量的温度下,使上述树脂流 入。
49.根据权利要求45所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,上 述压缩装置的速度,减小到上述树脂的粘度不会因由在树脂与电子部件或 与基板之间产生的摩擦热而带来的温度上升而上升的程度。
50.根据权利要求45所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,压 缩装置以上述树脂的粘度因由在树脂与电子部件或与基板之间产生的摩擦 热而带来的温度上升而减小的速度压缩片材。
51.根据权利要求45所述叠层基板的制造装置,其特征在于传感器 使用检测片材的温度的温度传感器,并具有插入到该温度传感器的输出与 加热装置之间的加热装置控制电路,上述加热装置控制电路,根据从上述 温度传感器输出的信号,在第1片材丧失了流动性之后,把上述片材的温 度加热到大于等于上述连接固定材料的熔点的温度。
52.根据权利要求51所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,在 传感器中,至少具有检测片材的温度的温度传感器,在显示为来自该温度 传感器的输出在第1温度范围内的情况下,驱动装置控制电路,就以微小 的压力保持由压力装置产生的压缩压力。
53.根据权利要求45所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,在 传感器中,至少具有检测片材的温度的温度传感器,在驱动装置控制电路 根据该温度传感器的输出信号判定为是第2温度范围的情况下,在到压力 装置强制性地使树脂向空间部分流入为止的期间内,使上述压力装置的压 力变成为抑制上述树脂的流动的微小的压力。
54.根据权利要求45所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,在 传感器中,至少具有检测片材的温度的温度传感器,驱动装置控制电路根 据该温度传感器的输出信号,把在第2温度范围内的压缩装置的移动速度 设定为比第1温度范围的大。
55.根据权利要求45所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,在 传感器中,至少包括设置在压缩装置上的压力传感器,驱动装置控制电路, 在上述压力传感器的输出变成为预先决定的第1压力时,使压缩片材的压 力变化为比上述第1压力小的第2压力。
56.根据权利要求55所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,驱 动装置控制电路,在压力变成为第1压力时,使压力装置向间隔增大的方 向移动。
57.根据权利要求55所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,在 传感器中,至少包括温度传感器,驱动装置控制电路,在树脂的温度变成 为预先决定的温度为止的期间内,使压缩装置的压力保持为小于等于预先 决定的压力。
58.根据权利要求55所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,驱 动装置控制电路,在片材的温度是第2温度范围的情况下解除真空。
59.根据权利要求55所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,在 压缩装置中,根据树脂的粘度改变压缩上述片材的压力。
60.根据权利要求55所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,驱 动装置控制电路,根据来自传感器的信号改变压缩上述片材的压力。
61.根据权利要求55所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,驱 动装置控制电路,根据来自传感器的信号改变压缩片材的速度。
62.一种叠层基板的制造装置,其特征在于在压缩装置的上侧设置把 片材在上述电子部件的上方保持为使得与电子部件之间具有空间部分的悬 空装置,真空化装置至少抽吸上述空间部分的空气,使之变成为基本真空。
63.根据权利要求62所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,密 封装置至少由压缩装置,和竖立设置在该压缩装置上并被设置为把基板的 外周覆盖起来的引导部分构成,片材通过被载置为把上述引导部分的开口 部分堵塞起来而密封。
64.根据权利要求62所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,在 引导部分上设置有用来抽吸密封装置内的空气的孔,并把上述孔设置在上 述引导部分的下端部附近。
65.根据权利要求62所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,悬 空装置具有包围基板的侧面的引导部分,和设置在该引导部分的上端上并 具有朝向上方其宽度变宽的倾斜的保持部分。
66.根据权利要求62所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,悬 空装置,由与压缩装置对向设置的上侧压缩板,和设置在该上侧压缩板上 的保持爪构成。
67.根据权利要求66所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,保 持爪自由转动地设置在上侧压缩板上。
68.根据权利要求66所述的叠层基板的制造装置,其特征在于,保 持爪被设置为覆盖片材的全周。

说明书全文

技术领域

发明涉及在要求小型化的携带用电子设备等中使用的叠层基板的 制造方法和在该方法中使用的组件用半导体元件以及叠层基板的制造设 备。

背景技术

附图对现有的叠层基板的制造方法进行说明。从图34到图39示出 了现有的叠层基板的制造工序。图34是示出了现有的叠层基板的制造工序 的流程图。在图34中,现有的叠层基板的制造方法,具备向基板1上印刷 糊状焊剂2的糊状焊剂印刷3,和装配电子部件4的电子部件装设5。此外, 还具备回流焊6,和装设半导体元件7的装设8。此外,还具备注入中间材 料9的注入10、干燥11、叠层预浸材料12的预浸材料叠层13。此外,还 具备在预浸材料叠层13后加热、加压粘接14的各个制造工序。
图35是示出了在图34所示的叠层基板的制造工序的流程图中,在电 子部件装设5中的装设状态的剖面图。如图35所示,向在基板1的一个主 面1a上形成的连接图形21上边丝网印刷糊状焊剂2。然后,把电子部件4 装设到糊状焊剂2的上边,在图34所示的回流焊6中进行加热,把电子部 件4装设到基板1上。
图36是示出了在图34所示的装设8中的半导体元件7的装设状态的 剖面图。把半导体元件7装设到基板1的一个主面1a上。在半导体元件7 上形成有突点34,在基板1的上边形成有连接图形21a。在半导体元件7 与基板1之间存在间隙31。此外,中间存在着糊状焊剂2地把电子部件4 装设到基板1的一个主面1a上。
图37是示出了图34的注入10中的中间材料的注入状态的剖面图。 注入10为了把被半导体元件7与焊剂突点34围起来的间隙31埋起来,例 如用加注器(dispensex)32向半导体元件7与基板1之间注入中间材料 33。另外,有时候也要向电子部件4与基板1之间注入中间材料33,虽然 未画出来。在图34所示的干燥11中使这些中间材料33干燥,把在半导体 元件7上形成的突点34和连接图形21a电连起来。
图38示出了图34所示的预浸材料叠层13的剖面图。首先,在预浸 材料叠层13中,把热硬化性树脂的预浸材料41和箔42叠层到已装设上 半导体元件7的基板1的一个主面1a上。预浸材料41在与电子部件4对 应的位置和与半导体元件7对应的各自的位置上设置有孔43、44。在现有 的叠层基板的制造方法中,使压板45的温度慢慢增加,在175℃~180℃的 温度下保持约90~120分钟。在压板45的温度大体上稳定后,边给压板45 施加约2MPa的压边以预定的速度压缩预浸材料41。然后,在预浸材料 41变成为预定的厚度时停止压板45的移动。另外,本身为热硬化性树脂 的预浸材料41,在其温度到达85℃之前的期间内保持板状体的形状。此外, 在预浸材料41的温度在110℃~150℃的温度范围内,预浸材料41则处于 流动状态,在150℃以上的温度范围内则就要硬化。
图39是示出了在图34所示的预浸材料叠层13和加热、加压粘接14 中的叠层基板的叠层状态的剖面图。在预浸材料叠层13中,把热硬化性树 脂的预浸材料41和铜箔42叠层到在干燥11中已固定上半导体元件7的基 板1的一个主面1a上。在加热、加压粘接14的制造工序中,把基板1与 预浸材料41夹持在压板45的一方一侧与另一方一侧之间。然后,加热、 压缩预浸材料41。借助于此,预浸材料41软化、熔融,含于预浸材料41 内的树脂(未画出来)填充孔43、44。
另外,作为与本申请的发明关联的先有技术,例如,在日本特许公开、 特开2002-93957号公报、特开2003-289128号公报和特开2003-86949号公 报中进行了介绍。
在这样的现有的叠层基板的制造方法中,在把树脂片材叠层到基板上 边使树脂片材与基板一体化的工序之前,已经预先把中间材料等埋入到基 板与电子部件之间的间隙内。因此,存在着必须进行填充中间材料并使之 干燥的工序这样的问题。

发明内容

于是,本发明的目的在于提供与树脂片材与基板的一体化工序同时进 行向各种的电子部件与片材之间的间隙内流入树脂的工序而无须预先向基 板与电子部件之间的间隙内填充中间材料等,可以可靠地向间隙内填充含 浸于片材内的树脂而不会增加制造工序的叠层基板的制造方法。
本发明的叠层基板的制造方法,具备:准备基板的工序、准备电子部 件的工序、和把电子部件装设到设置在基板的一个主面上的导电部分上的 工序。此外,还具备准备含浸有在第1温度范围内保持板状体,在比第1 温度更高的第2温度范围内具有热流动性,在比第2温度范围高的第3温 度范围内则硬化的热硬化性树脂的片材的工序。此外,是一种还具备准备 为在把片材叠层到了电子部件上时在电子部件的周围形成空间而在片材上 形成了孔的带孔片材的工序,和把带孔片材叠层到电子部件上的工序。此 外,还具备把带孔片材加热到第2温度范围以使热硬化性树脂软化的第1 加热处理工序,在从第2温度范围到上述第3温度范围内压缩带孔片材使 上述热硬化性树脂流入并填充到电子部件的周围的空间部内的树脂流入工 序,和把带孔片材加热到第3温度以使热硬化性树脂硬化的第2加热处理 工序的叠层基板的制造方法。
借助于此,由于可迅速地使树脂流动并填充到在电子部件、片材与基 板之间的空间部分及间隙内,因此,可以提供可以确实地在树脂片材与基 板之间的一体化工序中同时向间隙内填充树脂而无须填充中间材料等的叠 层基板的制造方法。
此外,由于不需要用别的途径注入中间材料的工序,也不需要中间材 料,故可以实现价格低廉的叠层基板。
再有,由于具有树脂流入工序,故即便是在电子部件与基板之间的狭 窄的间隙内也可以确实地填充树脂。因此,可以实现可以抑制空腔的发生 的可靠性高的叠层基板。

附图说明

图1是本发明的实施形态1的叠层基板的制造方法的制造流程图,图 2是该叠层基板的剖面图,图3是焊剂涂敷工序中的叠层基板的剖面图, 图4是对应的糊状焊剂印刷工序中的叠层基板的剖面图,图5是对应电子 部件装设工序中的叠层基板的剖面图,图6是对应回流焊工序中的叠层基 板的剖面图,图7是对应预浸材料叠层工序中的叠层基板的剖面图,图8 是对应真空化工序中的叠层基板的剖面图,图9是对应真空化工序中的叠 层基板的剖面图,图10是对应软化工序中的叠层基板的剖面图,图11是 对应树脂流动抑制工序中的叠层基板的剖面图,图12是对应树脂流入工序 中的叠层基板的剖面图,图13是对应切断时的叠层基板的剖面图,图14 是对应环树脂的粘度特性与压板的压力特性图,图15是对应半导体元件 的间隙的放大图,图16A是对应一体化工序中的压力特性图,图16B示出 了同上一体化工序中的基板与预浸材料的合计厚度之间的关系,图16C是 对应一体化工序中的气压特性图,图17是实施形态4的叠层基板的制造的 流程图,图18是实施形态4的减压、叠层装置的剖面图,图19是实施形 态4的减压、叠层装置的剖面图,图20是实施形态4的树脂流入工序的叠 层基板的剖面图,图21是实施形态5的减压、叠层装置的剖面图,图22 是实施形态5的减压、叠层装置的剖面图,图23是实施形态5的树脂流入 工序中的叠层基板的剖面图,图24是实施形态6的叠层基板的制造方法的 制造流程图,图25是示出了预浸材料的悬空状态的剖面图,图26是同上 减压、叠层中的减压、叠层装置的剖面图,图27A是表示实施形态7的同 上减压、叠层状态的剖面图,图27B是对应的俯视图,图28是示出了实 施形态8的预浸材料的悬空状态的剖面图,图29是示出了实施形态9的预 浸材料的悬空状态的剖面图,图30是示出了实施形态8的回流焊的布线基 板的剖面图,图31是同上半导体元件的主要部分放大剖面图,图32是实 施形态11的半导体元件的底视图,图33A到图33C是实施形态12的加热、 压缩工序的特性图,图34是现有的叠层基板的制造流程图,图35是同上 电子部件装设工序中的叠层基板的剖面图,图36是同上半导体元件装设工 序中的叠层基板的剖面图,图37是同上中间材料注入工序中的叠层基板的 剖面图,图38是同上加热、加压粘接工序中的叠层基板的剖面图,图39 是同上叠层基板的剖面图。

具体实施方式

(实施形态1)
以下,用附图对本发明的实施形态1进行说明。图1是本发明的实施 形态1的叠层基板的制造方法的流程图。另外,图1所示的各个制造工序 借助于后述的图2及图2以后的说明会了解得更为明白。
参看图1,首先示出的是准备基板101、助焊剂112,进行助焊剂涂敷 111的工序。助焊剂涂敷111,例如是为了把半导体元件105装设到基板 101的一个主面101a上而用金属网板(未画出来)把助焊剂112印刷到基板 101的一个主面101a上边的导电部分(结合区图形)上的制造工序。
糊状焊剂印刷工序113是在助焊剂涂敷111之后,例如为了把电阻106 装设到基板101上而用网板向另一个结合区图形上印刷糊状焊剂2的工序。 网板例如使用不锈制的金属网板。在网板131的要涂敷助焊剂112的位 置上形成凹部。凹部在向结合区图形上印刷糊状焊剂2时,防止助焊剂112 向网板上的附着。
电子部件装设工序114,在糊状焊剂印刷工序113之后进行。用自动 装配机(未画出来)把半导体元件105、电阻106等的电子部件装设到基板 101的一个主面101a的预定的位置上。在半导体元件105的下表面一侧上 形成有多个焊剂突点。
回流焊工序115,以比其熔点温度还高的温度进行热处理使糊状焊剂 2熔融后,分别焊接固定半导体元件105的焊剂突点和结合区图形、电阻 106和结合区图形。结合区图形是在基板101的一个主面101a上形成的导 电部分。
另外,回流焊工序115要在本身为惰性气体气氛的例如氮气气氛中进 行。借助于此抑制基板101的表面的氧化。
在回流焊工序115之后施行未画出来的清洗处理。除去助焊剂112的 残渣,使装设到半导体元件105上的焊剂突点洁净化。另外,如果在清洗 处理时,进行氧气灰化处理或烷耦合处理,则是更为理想的。如果施行 所谓的表面改质处理则可以进一步提高基板101与预浸材料141之间的贴 紧性。
回流焊工序115是用来进行高品质焊接的焊接工序之一。此外,在回 流焊工序115中可以借助于自对准效果把半导体元件105和电阻106等的 电子部件装设到预先所决定的位置上。这无非是可以把这些电子部件粘接 固定到具有预先所决定的长度的图形线路的预定的位置上。因此,图形线 路的长度可以保持最初所决定的大小。这样做,特别在把图形线路用做电 感器的情况下是极其重要的要件。就是说,可以把电感器的电感的大小确 实地设定为预定的值。特别是在高频电路中是重要的要件。
预浸材料叠层工序116,把预浸材料141叠层到已装设到基板101的 上边的各电子部件上。设置有孔的预浸材料141,可用作为与预浸材料叠 层工序116不同的制造工序的孔加工工序117制造。在带孔的预浸材料141 上在要插入半导体元件105和电阻106的部位上已穿设有孔。
另外,预浸材料141是使玻璃无纺布含浸热硬化性树脂并使之干燥后 的坯料。热硬化性树脂除去环氧树脂之外,还可以使用树脂等。此外, 也可以使用玻璃织物或别的芳香族聚酰胺树脂等的树脂类纤维等的布而不 是玻璃无纺布。
一体化工序118,为了使基板101、预浸材料141和铜箔145一体化 要用焊剂突点不熔融的温度进行热压粘接。一体化工序118具备真空化、 软化工序120,流动抑制工序121,强制流入工序122、压缩压缓和工序122a、 硬化工序123和冷却工序124这些各个制造工序。
真空化工序119把在预浸材料叠层工序116中已叠层到基板101上边 的预浸材料141收纳于密封容器内。然后,用吸气器(未画出来)把密封容 器的内部抽成真空状态,抽吸存在于叠层基板内的空腔等。
软化工序120是使含浸于预浸材料141内的例如环氧树脂软化的制造 工序。就是说,进行降低预浸材料141的粘度以使环氧树脂进行流动那样 的加热处理。
流动抑制工序121进行缓和施加到预浸材料141上的压缩压力,使环 氧树脂不向基板101和密封容器的外部流出那样的控制。
强制流入工序122,具有所谓的树脂流入工序的功能,是强制性地使 含浸于预浸材料141内的环氧树脂向存在于预浸材料141与半导体元件 105、电阻106之间的间隙、空间部分内流入、填充的工序。另外,在以后 的说明中,狭义地把“间隙”用来指明电子部件的电极部分例如焊剂突点 与相邻的焊剂突点之间的小的空间部部。此外,“空间部分”用来指明电 子部件的外体与其周围之间的空间部分。这些广义地说可以定义为“空间 部分”。
压缩压缓和工序122a,与前工序的强制流入工序122大体上相同,是 解除已载置有预浸材料141的密封容器(未画出来)的真空状态的工序。在 预浸材料141受到压力时,含浸于其中的环氧树脂,就被置于更为易于向 存在于预浸材料141与半导体元件105、电阻106之间的间隙、空间部分 流入的状态。因此,可以把压缩压缓和工序122a看作是前工序的强制流入 工序122的一部分。
硬化工序123具有使预浸材料141的流动性丧失的加热处理和使之完 全硬化的加热处理这2个目的。
冷却工序124,在前工序的硬化工序123中,在预浸材料141硬化后 进行。冷却工序124为了抑制叠层基板的弯曲,此外,还为了防止在基板 101的上边形成的导电部分,就是说结合区图形(在后述中用标号104a、 104b表示)与环氧树脂(在后述中用标号108表示)之间的界面上的剥离而要 慢慢冷却。
切断工序125是切除流出到基板101的外侧的树脂的工序。此外,切 断工序125也是使叠层基板整体的尺寸整齐划一为预定的大小的工序。
图2示出了根据图1所示的叠层基板的制造工序所形成的叠层基板 100的剖面图。叠层基板100具备基板101。基板101由热硬化性的树脂基 板构成,其内部用多层构成,虽然未画出来。各层的上表面上敷设有铜箔 图形,分别形成预定的电子电路。各层的上表面和下表面,就是说层内, 已用内部通路(未画出来)电连起来。
在基板101的一个主面101a上形成结合区图形104a、104b。半导体 元件105通过焊剂突点102连接到结合区图形104a上。焊剂突点102已预 先装设到半导体元件105上。它们在连接到结合区图形104a上之前已经一 体化。在结合区图形104b的上边形成焊剂107。焊剂107使用或铜 系的无铅焊剂。之所以采用无铅焊剂107,是因为它们不含有有害的物质, 不会对人体、环境造成坏的影响。
另外,也可以不使用焊剂107而代之以使用具有热硬化性的导电性粘 接剂。导电性粘接剂的熔融温度比焊剂高。因此,即便是在使用该导电性 粘接剂的部位的附近进行别的焊剂连接而且暴露于高温环境下,也可以防 患于未然地防止半导体元件105、电阻106从基板101上脱落下来。
把半导体元件105和电阻106埋设到预浸材料141内,被预浸材料141 和含浸于其中的环氧树脂108包围起来,特别是焊剂突点102与别的焊剂 突点102之间的间隙(未画出来)以及焊剂107和别的焊剂107之间的间隙 (未图示)用环氧树脂108填充起来。
在预浸材料141的上方部分上形成有铜箔图形145。可以预先使铜箔 图形145具有目的为使得从外部进来的不希望的信号不会给叠层基板100 造成坏影响的屏蔽效果或者预先在铜箔图形145上形成预定的电路图形。
另外,图2所示的叠层基板100示出了用本发明的制造方法的一种方 法完成的一个例子。在以后的说明中将要示出叠层基板的若干种制造方法。 但是,应当把这些制造方法完成后的最终状态理解为都与图2所示的最终 状态并不相同。
(实施形态2)
在实施形态2中对图1所示的叠层基板的制造方法的主要的制造工序 进行说明。借助于实施形态2的说明,就会进一步弄明白图1所示的叠层 基板的制造工序。
图3示出了在图1所示的助焊剂涂敷111中的叠层基板的剖面图。在 基板101的一个主面101a上,为了装设半导体元件105和电阻106(参看图 2或图5),分别形成结合区图形104a、104b。用金属网板(未画出来)把助 焊剂112印刷到结合区图形104a的上边。
图4示出了在图1所示的助焊剂涂敷111之后进行的糊状焊剂印刷工 序113中的叠层基板的剖面图。在糊状焊剂印刷工序113中,用网板131 把糊状焊剂2印刷到用来装设电阻106的结合区图形104b上边。要使用在 网板131的要涂敷助焊剂112的位置上形成了凹部126的例如不锈钢制的 金属网板。凹部126是为了在印刷糊状焊剂2时防止助焊剂112附着到网 板131而设置的。另外,多余的糊状焊剂2可用加注器32除掉。
图5示出了图1所示的电子部件装设工序114中的叠层基板的剖面图。 在这里,所谓电子部件,例如除去半导体元件105和电阻106之外,还可 以举出电容器、线圈和变压器等。这些电子部件,可用自动装配机(未画出 来)装设(安装)到基板101的预定的位置上。
在半导体元件105的下表面105a,就是说,在距基板101最近的半导 体元件105的面一侧上预先已形成了多个焊剂突点102。然后把焊剂突点 102连接到结合区图形104a上。在电阻106的下表面106a一侧形成有未 画出来的电极,这些电极通过糊状焊剂2被连接到基板101的上边的结合 区图形104b上。
图6是图1所示的回流焊工序115中的叠层基板的剖面图。回流焊工 序115使糊状焊剂2熔融。借助于此,分别把电阻106与结合区图形104b 以及半导体元件105的焊剂突点102与结合区图形104a焊接固定起来。图 6所示的叠层基板结果就变成为与前工序的电子部件装设工序114大体上 相同的状态。不同之处是糊状焊剂2因熔融而扩展到了电阻106的侧部上。 此外,该图还示出了已装设到半导体元件105上的焊剂突点102也因熔融 而被形成为把结合区图形104a覆盖起来。另外,在图6中,对于那些与图 5相同的部位赋予同一标号。
另外,回流焊工序115,是为了高品质地形成优质焊接而进行的。该 回流焊工序115是焊接处理。可借助于自对准效果把回流焊焊接后的电子 部件固定到预定的位置上。因此,由于可以高精度地把电子部件固定到预 定的位置上,故连接到该部件上的图形线路的长度就将变成为恒定。即, 在要把图形线路用做电感器之类的情况下,电感值将变成为恒定,可以使 电特性收敛到所希望的范围内。该问题在高频电路中特别重要。
另外,在回流焊工序115之后用清洗工序(未画出来)进行清洗,使助 焊剂112的残渣或焊剂突点102等洁净化。然后,若再进行已施行了氧气 灰化处理或硅烷耦合处理等的所谓的表面改质处理则更好。这是因为可以 借助于这些表面改质处理进一步提高基板101与预浸材料141之间的贴紧 性。
图7是图1所示的预浸材料叠层工序116中的叠层基板200的剖面图。 预浸材料叠层工序116被设置在回流焊工序115的后边,是把带孔预浸材 料141(用做片材的一个例子)叠层到基板101上边的工序。该带孔预浸材料 141,已在孔加工工序117(参看图1)中,在预浸材料141上预先加工好了 要插入半导体元件105的孔146和将要插入电阻106的孔142。在孔加工 工序117的工序时所准备的预浸材料141是使热硬化性树脂含浸到玻璃无 纺布内,然后使之干燥的预浸材料。在实施形态2中,作为热硬化性树脂 使用的是环氧树脂。但是,也可以使用酚醛等别的热硬化性树脂。此外, 在实施形态2中,虽然使用的是玻璃无纺布,但是也可以使用玻璃织物或 别的芳香族聚酰胺树脂等的树脂系纤维等的布。
孔146,在与半导体元件105之间具有空间部分143。因此,可以容 易地把带孔预浸材料141叠层到已装设上半导体元件105的基板101上。 此外,同样,由于孔142与电阻106的外周之间也设置有空间部分144, 故可以容易地把带孔预浸材料141叠层到已装设上电阻106的基板101上。
此外,由于可用回流焊焊接装设半导体元件105或电阻106等的电子 部件,故可以借助于糊状焊剂2的熔融而达到的自对准效果以高的精度进 行位置对准。借助于此,就可以确实地把电子部件装设到基板101的预定 的位置上,即,由于装设半导体元件105或电阻106的位置对准精度是良 好的,故可以减小空间部分143、144。因此,就易于使环氧树脂108向间 隙156、157内流入(填充)。另外,既是空间部分143又是半导体元件105 的上表面方向的空间部分143a的大小,约为0.4mm。空间部分144的电 阻106的上表面方向的空间部分144a的大小,约为0.2mm。得益于设置 空间部分143a、144a,即便是半导体元件105或电阻106的装设位置从预 定的装设位置偏移开来,也可以容易地叠层预浸材料141。
在基板101的一个主面101a上按照预浸材料141a~141f的顺序叠层6 片由各个0.2mm厚度的预浸材料141a~141f构成的预浸材料141。在基板 101的一个主面101a上按照顺序叠层从预浸材料141a到141d的4的片 材。此外,在这些片材上个别地形成有要插入半导体元件105和电阻106 的孔146、142。
此外,在叠层到预浸材料141d的上表面上的预浸材料141e上,设置 要插入电阻106的孔142,不设置要插入半导体元件105的孔146。就是说, 设置与半导体元件105、106等的电子部件的高度对应的孔。另外,可以在 半导体元件105及电阻106的上方一侧也预先设置有空间部分143a、144a。 这是因为要做成为使得半导体元件105及电阻106不会因在后述的一体化 工序118中预浸材料141所受到的压缩压力而破坏的缘故。即,这样做就 是为了在环氧树脂108软化前,防止给半导体元件105及电阻106等的电 子部件加上过分的压缩压力。
另外,在实施形态2中示出了把半导体元件105和电阻106这2种的 电子部件装设到了基板101的一个主面101a上的情况。因此,预浸材料 141的叠层块数例如采用的是6块。但是,在要装设更为多种、多样的电 子部件的情况下,结果就变成为也存在着多种的电子部件的高度。就必须 设定与这些各种各样的电子部件的高度对应的间隙的高度。因此,即便是 为了应对这样的情况,也可以使用厚度更薄的预浸材料、增加叠层块数。 例如可以使用厚度0.1mm的预浸材料将之叠层12块或把2种或2种以上 的厚度的预浸材料混合起来进行叠层。但是,在该情况下,由于结果变成 为增加预浸材料的叠层次数,故理想的是做成为使得在可以对应电子部件 的高度的差异的范围内尽可能地减少叠层块数。
然后,把未形成孔146、142中的任何一方的预浸材料141f载置到预 浸材料141e的上表面一侧上,再在该预浸材料141f的整个上表面上设置 铜箔145。
图8是示出了本身为图1所示的一体化工序118之一的真空化工序 119的初始的状态的剖面图。另外,一体化工序118,具备真空化工序119、 软化工序120、流动抑制工序121、强制流入工序122、压缩压缓和工序122a、 硬化工序123和冷却工序124的各个工序。
参看图8,作为压缩预浸材料141的一个装置准备压板151、152。压 板151、152用伸缩壁153进行连接,借助于此,构成密封容器154。在配 置在密封容器154的下部上的压板152上装载上图7所示的叠层基板200。 就是说,叠层基板200已被收纳于密封容器154的大体上的中央部分上。 在压板152的外周上,设置用来抽出密封容器154内的空气的孔155。从 孔155抽出密封容器154内的空气施行真空化处理。
加热器160作为加热预浸材料141的一种加热装置被埋入到压板151、 152内。作为精细而正确地驱动压板152的工作的一个驱动装置准备有伺 服电机162。此外,在伺服电机162与压板152之间还准备有减速机构163。 然后,在用该减速机构163把旋转运动变换为往复运动的同时,还使伺服 电机162的旋转减速。另外,在实施形态2的减速机构163中还使用球形 螺母轴承。因此,可以精细且正确地控制压板152的位置。
在压板151、152中,还设置有温度传感器压力传感器和位置传感 器(未画出来)。来自这些传感器的输出和存储器(未图示)已连接到控制 电路(未画出来,用作驱动装置控制电路以及加热装置控制电路的一个例子) 的输入上。然后,该控制电路的输出,连接到伺服电机162的输入、加热 器160的输入和真空化装置上,控制这些装置的工作。另外,在该控制电 路上连接有时钟定时器的输出,也进行一体化工序118的时间的管理。
此外,在实施形态2中,由于环氧树脂108的粘度取决于温度而变化, 故把该环氧树脂108的粘度转换成温度后进行管理。此外,在存储器中把 对一体化工序118中的传感器的输出的判定条件变成为数据存放起来,控 制电路比较、判定这些数据和来自各个传感器的输出,对加热器160或伺 服电机162或真空化工序119等进行控制。
然后,借助于吸气器(未画出来)从设置在压板152上的孔155把密封 容器154内的空气抽出来,使密封容器154内变成为大体上的真空状态。 这时使孔146、142内变成为大体上的真空是重要的。这是因为采用使孔 146、142内变成为真空的办法,确实地把后述的强制流入工序122中的预 浸材料141中的环氧树脂108填充到空间部143、144,基板101和半导体 元件105之间夹穿的间隙156,基板101与电阻106之间的狭窄的间隙157 等内的缘故。实施形态2的间隙156的大小为从约40微米到约350微米, 间隙157的间隙为大约10微米到大约40微米,就是说,与空间部分143 或空间部分144比是非常小的。
另外,在实施形态2中,为了便于说明,是用装设有1个半导体元件 105和2个电阻106的例子进行的说明,但是,实际上可以把更多的电子 部件装设到基板101上边。此外,若考虑叠层基板的生产性,则基板101 的尺寸大是理想的。因此,结果就变成为实际上在叠层基板上在更多的部 位上存在着空间部分143、144及间隙156、157。于是,在真空化工序119 中,抽出存在于这些为数众多的空间部分143、144及间隙156、157内的 空气是重要的。
实施形态2的预浸材料141,使用多块在常温下不具有粘性的预浸材 料。因此,就要做成为使得采用在软化工序120之前设置真空化工序119 的办法,在预浸材料141内不产生粘性,在预浸材料141彼此间或预浸材 料141与基板101之间不进行粘接。即,要在预浸材料141中产生粘性之 前结束真空化工序119。借助于此,就可以从各个预浸材料141彼此间及 预浸材料141与基板101之间的间隙等抽出空气,使空间部分143、144 及间隙156、157变成为大体上的真空。
图9示出了图1所示的真空化工序119的后半部分中的叠层基板的状 态。采用使密封容器154之内变成为真空化的办法,就被置于给预浸材料 141加上了约0.2Mpa的负压的状态。采用施行真空化的办法,就可以把基 板101,叠层起来的预浸材料141和铜箔145夹持在压板151与压板152 之间。另外,在图9中,对于与图8相同的部位赋予同一标号。
图10的剖面图示出了图1所示的软化工序120中的叠层基板状态。 软化工序120要在真空化119之后进行。具备在施行软化119的处理时, 采用加热加热器160的办法,使含浸于预浸材料141内的环氧树脂108软 化的第1加热工序。使环氧树脂108上升到约110℃,使粘度下降到约 2100ps。另外,该粘度是归因于在实施形态2的真空化工序119中进行的 真空化而产生的压力(0.2MPa)中环氧树脂108开始流动的粘度。
预浸材料141,由于可借助于压板151、152用0.2MPa这一比较小的 压力进行压缩,故可以使压板151贴紧到铜箔145的表面上。因此,可以 使加热器160的热确实地向预浸材料141传递,能效提高,可以实现加热 装置的节能化。
图11是图1所示的树脂的流动抑制工序121中的叠层基板的剖面图。 树脂的流动抑制工序121,设置在软化工序120之后。在这里,把加热器 160加热到达到环氧树脂108可以流动的粘度为止。这是因为在后述的强 制流入工序122中,树脂108的粘度尽可能小的一方易于向间隙156、157 流入的缘故。
为此,即便是因真空化工序119而发生的程度比较小的压力(0.2MPa), 也可以把环氧树脂108填充到基板101的外侧、空间部分143、144、间隙 156、157内。例如,当环氧树脂108向比基板101更往外流出时,在后述 的强制流入工序122中,结果就变成为环氧树脂108的量就相应地减少, 使得填充间隙156、157所充分的环氧树脂不足。
此外,在软化工序120中压板151、152,由于沿上下方向把基板101 及预浸材料141夹在中间进行加热,故在距设置在压板151、152内的加热 器160近的部位和远的部位之间就会产生温度差。通常,间隙156、157, 在从压板151、152离开距离的位置上形成。为此,间隙156、157的温度, 要比环氧树脂108的温度还低。因此,在施行强制流入工序122之前的阶 段中,如果环氧树脂108向间隙156、157流入,则环氧树脂108的温度 就要降低。其结果是流入到间隙156、157内的环氧树脂108的粘度变大, 在强制流入工序122中,不会向间隙内流入更多的环氧树脂108,成为空 腔等的发生的主要因素。
于是,在实施形态2中,就要在软化工序120与强制流入工序122之 间施行树脂的流动抑制工序121的处理。就是说,在树脂的流动抑制工序 121中,从环氧树脂108的流动开始,到强制性地流入环氧树脂108为止 的期间内,要做成为缓和由压板151、152产生的加往预浸材料141的压缩 压力,使得环氧树脂108不流动。借助于此,就可以抑制环氧树脂108向 外流出。此外,环氧树脂108还难于进入空间部分、间隙156、157内,在 强制流入工序122中,可以使环氧树脂确实地向间隙内填充。
另外,为了缓和压缩压力,也可以把已连接到压板152上的伺服电机 162用做压缩树脂流动抑制装置。即采用伺服电机162根据温度传感器的 信号,使压板152向图11所示的标号B方向移动的办法,缓和要加给环 氧树脂108的压缩压力。另外,由于环氧树脂108的粘度取决于温度而变 化,故该环氧树脂108的粘度要转换为温度后进行管理。
就如以前所说的那样,在压板151、152这一侧(未画出来)具备温度传 感器、压力传感器和位置传感器。此外,还具备驱动装置控制电路、加热 装置控制电路和存储器。在这里,在存储器内存储有环氧树脂108开始流 动的流动开始温度数据。此外,控制电路对用温度传感器所检测到的信号 和流动开始温度数据进行比较,在判定为已达到了环氧树脂108开始流动 温度的情况下,就驱动伺服电机162。然后,控制电路,采用接收来自压 力传感器的压力信号,控制伺服电机162的办法,进行使压板152的压力 变成为预定的压力那样的控制。
另外,为了抑制环氧树脂108的流动,理想的是使压板151、152与 基板101、预浸材料141接触,并以尽可能低的压力进行保持。在此,把 树脂的流动抑制工序121的压力,定为约0.1MPa。借助于此就可以抑制环 氧树脂108的流动,在后述的强制流入工序122中,就可以确实地向间隙 156、157内填充环氧树脂108。
图12是图1所示的强制流入工序122中的叠层基板的剖面图。强制 流入工序122,在树脂的流动抑制工序121之后施行。在强制流入工序122 中,预浸材料141被压缩、减小到最初的厚度的约2/3的大小。预浸材料 141中的含于玻璃无纺布内的环氧树脂108流出,填充空间部分143、144 及间隙156、157整体。即,使压板152高速地向图12所示的箭头C的方 向移动,以高速压缩预浸材料141。借助于此,一并地使软化后的环氧树 脂108流入空间部分143、143a、144、144a以及间隙156、157,填充这 些空间部分、间隙。采用加大压板152的压缩速度的办法,就可以用短的 时间对间隙156、157注入、填充环氧树脂。
间隙156、157的大小,与空间部分143、144的大小相比非常小。为 此,在环氧树脂108向该间隙156、157流入时就要发生大的压力损耗。此 外,由于环氧树脂108是粘性流体,故环氧树脂108在与基板101、半导 体元件105及电阻106之间的接触面上将产生摩擦。
由于半导体元件105具有焊剂突点102,故环氧树脂108流动的通路 的宽度归因于焊剂突点102反复进行缩小、扩大。因此,特别是该间隙156 中的环氧树脂108的压力损耗会增大。于是,重要的是要做成为采用增大 该环氧树脂108的流速的办法,使得到对于间隙156、157填充完毕之前的 期间内环氧树脂108的流动不会归因于压力损耗及摩擦力而停止。
此外,即便是在正在进行强制流入工序122的期间内,也要用加热器 160继续进行加热。因此,可以使环氧树脂108对空间部分143、143a、144、 144a以及间隙156、157的填充在短时间内结束。这是因为由于预浸材料 141是热硬化性树脂,故可以借助于来自加热器160的加热,使含浸于预 浸材料141内的环氧树脂108的温度上升、防止硬化的缘故。
另外,压板152,以约大于等于300mm/秒的高速进行压缩。借助于 此,使环氧树脂108自身产生流动,一并对空间部分143、143a、144、144a 以及间隙156、157注入、填充环氧树脂108。此外,为了迅速而且正确地 驱动压板152而使用响应性良好的伺服电机162,故可以对压板152提供 急剧的加速度。然后,采用与制动机构161接触的办法使压板152的移动 静止下来。
压缩压缓和工序122a(参看图1)是作为前工序的强制流入工序122的 后工序准备的。但是,实际上压缩压缓和工序122a与强制流入工序122 大体上同时进行。就是说,可以认为即便是与强制流入工序122大体上同 时解除真空,间隙156、157的真空也可以保持。在强制流入工序122中, 若变成为真空解除状态,则结果就变成为预浸材料141在向内侧进行压缩 的方向上也会受到压力。
于是,与强制流入工序122大体上同时解除真空状态,使密封容器 154(参看图8)的内部大体上恢复为大气压。借助于此,在强制流入工序122 中,由于在可借助于压板151、152沿上下方向进行压缩的同时从侧面方向 也施加压力,故使得环氧树脂108变得易于向间隙156、157内流入。就是 说,借助于强制流入工序122和压缩压缓和工序122a这2个工序,就可以 迅速而确实地向间隙156、157内注入填充环氧树脂108。
示出了硬化工序123(参看图1)的详细的图面,在图2及其以后也没有 充分地画出来。硬化工序123是出于使环氧树脂108硬化的目的而准备的。 该硬化工序123,具有:在焊剂突点102及焊剂107的液相线温度以下进 行加热,用来使预浸材料141的流动性丧失的第1加热工序,和在该加热 工序后,使预浸材料141完全硬化的第2加热工序。
在这里,重要的是要做成为使得在第1加热工序中,在比焊剂突点 102、焊剂107的液相线温度低的温度下,预浸材料141丧失流动性。由于 焊剂突点102、焊剂107使用的是熔点约217℃的无铅焊剂,故理想的是使 在第1加热工序中的使环氧树脂108丧失流动性的温度至少变成为约小于 等于200℃。于是,在温度约150℃下使环氧树脂108的流动性丧失。为此, 由于在温度150℃下的环氧树脂108的粘度为约24000ps,故使第2加热工 序中的压力定为约4MPa,使得大于等于该粘度就不流动。
借助于此,在第1加热工序中使环氧树脂108的流动性丧失,然后, 在第2加热工序中使环氧树脂108的温度上升到180℃,确实地使环氧树 脂108硬化。因此,在第1加热工序中,由于结果变成为环氧树脂108在 约150℃丧失流动性,故在半导体元件105与基板101之间及电阻106与 基板101之间的连接不会脱落。
当硬化工序123结束后,就要进入下一个工序的冷却工序124。冷却 工序124中的叠层基板的剖面图也与前工序的硬化工序123同样未画出来。 冷却工序124,以平缓的温度梯度冷却预浸材料141。为此,保持预浸材料 141被压板151、152挟持着的原状不变地边控制加热器160的温度边慢慢 冷却。另外,该冷却工序124要一直进行到变成为低于等于玻化点(用TMA 测定法为160℃)的温度为止。之后使压板151、152开放以进行自然冷却。 借助于此,就可以减小归因于与铜箔145或环氧树脂108之间的线膨胀系 数之差而产生的收缩量之差,可以减小叠层基板的弯曲。此外,还可以防 止在基板101上边的导电部分,就是说结合区图形104a、104b与环氧树脂 108之间的界面上产生的剥离等。
图13示出了作为图1所述的最终工序的切断工序125的状态。切断 工序125,是切除借助于强制流入工序122向基板101的外侧流出去的树 脂172的工序。在该切断工序125中,采用是使切片刀171旋转的办法, 切除多余的树脂172。另外,要切断基板101和树脂172的双方而不仅仅 切除多余的树脂172部分。这是因为要采用切断靠基板101的端部的内侧 的办法,使叠层基板的尺寸整齐划一为大体上恒定的尺寸的缘故。叠层基 板归因于热处理等不仅在厚度方向上在长度方向上也伸缩,在叠层基板的 大小上产生不均。于是,就要进行借助于切断工序125使叠层基板的尺寸 整齐划一为预定的大小的加工。
如上所述,在一体化工序118中,特别是借助于软化工序120加热到 可流动的温度。此外,借助于从软化工序120到压缩压缓和工序122a的加 热、压缩工序118a,根据环氧树脂108的粘度或温度等边对提供给预浸材 料141和基板101的温度、压板152的压力及速度进行控制边进行加热压 缩。通过采用具有这些特征的本发明的制造方法,使基板101与预浸材料 141一体化,形成上述的图2所述的叠层基板。
另外,对在图2中设置在最上层的铜箔145进行刻蚀,形成布线图形 110。因此,使用该图形110,就可以在最上层上形成电路或其布线以及端 子等。此外,若连接到地线上而不进行该铜箔145的刻蚀,则可以用做接 地平面或用做屏蔽。
(实施形态3)
其次,对在图1和图8~图12所述的一体化工序118中向间隙156、 157内注入环氧树脂108的机理进行说明。在这里,首先用附图对环氧树 脂108的温度与压力以及粘度特性之间的关系进行说明。
图14是环氧树脂108的特性图,横轴示出的是温度,左侧的纵轴示 出的是粘度,右侧的纵轴示出的是压缩压力。在图14中,标号204表示含 于预浸材料141中的环氧树脂108的粘度特性,标号205表示预浸材料从 压板151、152受到的压力。
环氧树脂108,如用粘度特性204所示,具有在常温下没有粘性,随 着温度上升而软化,粘度降低的特性。温度Ta1是环氧树脂108开始流动 的温度。这时的粘度用v1表示。到达温度Ta1之前预浸材料是板状体, 未形成流动状态。当从温度Ta1上升达到了流动温度Ta2后,就变成为最 低粘度v2。以该温度Ta2为边界粘度增加,促进硬化。在这里,Ta2约为 133℃。这时的最低粘度v2约为1150ps。
另外,在上述的一体化工序118中一直给环氧树脂108施加有压力。 即,环氧树脂108的流动,由施加给该环氧树脂108的压力和环氧树脂108 的粘度(温度)决定。
其次,观察压板151、152的压力特性可知,在图1所示的软化工序 120中施加压力P1,在硬化工序123中施加压力P2,在强制流入工序122 中施加大于等于压力P2的2倍的瞬间峰值压力Pmax。
其次,环氧树脂108在压力P1下就变成为在温度Ta1下开始流动的 流动开始粘度v1。即,环氧树脂108在从常温到温度Ta1的温度区域S1(第 1温度区域)中是板状体,尚未变成为流动状态。在压力P1是0.2MPa时, 流动开始粘度是2100ps,这时的温度Ta1约为110℃。
其次,当超过了该温度Ta1时,环氧树脂108的粘度,在温度Ta2 下将降低到最低粘度v2。然后,在温度Ta1与温度Ta2之间的温度区域 S2(第2温度范围)中进行强制流入工序122。
当强制流入工序122结束后,就用硬化工序123使环氧树脂108硬化。 在硬化工序123中给环氧树脂108施加压力P2。环氧树脂108,当变成为 大于等于温度Ta3的温度区域S3(第3温度范围)时就开始慢慢硬化,在压 力P2下在温度Ta3处变成为丧失流动性的粘度v3。另外,在压力P2为 4MPa时,温度Ta3为150℃,粘度v3为24000ps。
另外,在硬化工序123中,使环氧树脂108上升到约180℃的温度, 并保持该温度60分钟。然后,在保持用压板151、152夹持着预浸材料141(环 氧树脂108)的原状不变的状态下边调节加热器160的温度,边施行以约1 ℃/分的温度梯度进行缓慢冷却的冷却工序124。
借助于以上的方法,在温度Ta1(流动开始粘度v1)与温度Ta2(最低粘 度v2)之间设置强制流入工序122,用压板152加上压力Pmax。借助于此, 产生急剧的加速度,强制性地使环氧树脂108流动。另外,从该压板152 的移动开始到结束为止的时间在约1秒以内的短时间内结束。然后,当使 环氧树脂108的加热温度上升到大于等于变成为最小粘度v2的温度Ta2, 进一步加热时,就进行加成聚合反应,开始硬化。然后,当加热到大于等 于温度Ta3时,环氧树脂108就不再流动,变成为已硬化的状态。
图15的主要部分放大图示出了在图1所示的强制流入工序122中的 半导体元件105的状态。环氧树脂108,借助于压板152(参看图12)被压缩。 其前端部分108a流入到间隙156内。此时可以看作是与空间部143相比, 间隙156非常小,环氧树脂108a是在缩小管内通过的流体。因此,在半导 体元件105的上105b的附近发生旋涡261,发生压力损耗。
此外,环氧树脂108,在焊剂突点102附近,可以看作是在缩小管和 扩大管中通过的流体。因此,由于要在缩小管和扩大管内通过,故结果变 成为通过焊剂突点102的环氧树脂108(108a)也会发生大的压力损耗。
此外,强制流入工序122,在温度Ta1(流动开始粘度v1)与温度Ta2(最 低粘度v2)之间进行。这时,环氧树脂108的粘性,由于处于约 2100ps~1150ps之间,故可流入到间隙156、157(参看图11、图12)内的环 氧树脂108,就保持着粘性流体的状态。因此,在环氧树脂108a与半导体 元件105的下侧105a之间就要产生摩擦。于是,就要使得环氧树脂108a 的流动不会因该压力损耗或摩擦阻力而停止那样地给压板152施加压力 Pmax以使环氧树脂108高速流动。
此外,为了尽可能地加大环氧树脂108a的流速,理想的是环氧树脂 108的温度是尽可能地接近最低粘度v2(参看图14)的温度。但是,由压力 损耗或摩擦所产生的能量损耗量将因向热能的转换而发热。即,归因于该 发热环氧树脂108(108a)的温度将变得比强制流入工序122中的环氧树脂 108的温度高。在这里,环氧树脂108a,由于当超过温度Ta2时粘度将增 大,故要使环氧树脂108a在小于等于温度Ta2的温度下流入(填充)到间隙 156、157内。
如上所述在强制流入工序122中,为了防止环氧树脂108硬化,预浸 材料141的温度(粘度)要预先估计到由环氧树脂108a的发热所产生的温度 上升量地对开始硬化的温度Ta2(粘度v2)设定为低的温度(高的粘度)。
此外,随着环氧树脂108a的流入速度的增大发热也将增大。因此, 压板152的移动速度,要设定为因摩擦热而上升的环氧树脂108(108a)的流 入速度不会超过温度Ta2的速度。
在实施形态3中,为了简化说明,例示的是装设1个半导体元件105 和2个电阻的叠层基板。实际上可以装设多个多种多样的部件。在这样的 情况下,环氧树脂108(108a)向每一个电子部件的间隙内流入的时间的定时 都不同。这被认为是由于起因于空间部分143及空间部分144的大小或加 热器160的配置等发生的在预浸材料141内的温度不均造成的。
鉴于这样的情况,强制流入工序122,在加大压板152的速度的同时, 在对于温度Ta2(粘度v2)低约8℃的温度(高100ps的粘度)下进行。借助于 此,即便是在强制流入工序122中,即使向间隙156、157内流入的环氧树 脂108(108a)的温度归因于摩擦热等而上升,也可以抑制为小于等于温度 Ta2。因此,环氧树脂108(108a)就变得更易于向间隙156、157内流入。
此外,强制流入工序122,由于可在短时间内结束,故可以降低在强 制流入工序122开始时刻处的环氧树脂108的粘度。因此,可以使环氧树 脂108迅速而且确实地向间隙156、157内流入。
通过使用以上那样的叠层基板的制造方法,可以容易地使环氧树脂 108向半导体元件105、电阻106与基板101之间的间隙156、157内流入。 借助于此,即便是不使用中间材料等也没有必要向半导体元件105、电阻 106与基板101之间填充环氧树脂108。因此,就可以提供不需要预先向半 导体元件105及电阻106等与基板101之间的间隙156、157内填充中间材 料等,在预浸材料141与基板101之间的一体化工序118中,可以确实地 向间隙156、157内填充环氧树脂108的叠层基板的制造方法。
此外,由于可以去掉注入中间材料的工序,也不需要准备中间材料, 故可以实现价格低廉的叠层基板。
再有,在强制流入工序122中可以确实地向狭窄的间隙156、157内 填充环氧树脂108。因此,可以抑制易于在间隙内产生的空腔,可以实现 可靠性高的叠层基板。
图16A、图16B和图16C的定时图示出了叠层基板的制造设备相关 的一连串的控制。图16A是压板151、152的压力的定时图,图16B示出 了把基板与预浸材料合在一起的整体的厚度的变化,图16C是真空化装置 就是说气压的定时图。
在真空化工序119中,预浸材料141所受到的压力是0.2MPa。在保 持受到该压力的原状不变的状态下转移到下一工序的软化工序120。伴随 着温度上升粘度减小,在温度Ta1下达到进行流动的温度。树脂的流动抑 制工序121(参看图1)抑制环氧树脂108的流动。就是说,倘给预浸材料141 直接加上压力,则环氧树脂108就要流入到基板101的外侧或间隙156、 157内。在此,控制电路就要根据来自温度传感器的信号,检测环氧树脂 108达到了温度Ta1,并使压板152的压力暂时降到压力P1。这时控制电 路,接收来自压力传感器的信号,根据该信号检测压板152的压力达到了 P1,停止压板152的工作。借助于此,就可以缓和加往环氧树脂108的压 力,抑制环氧树脂108的流动。
另外,压力P1定为约0.15MPa。借助于此,在强制流入工序122中, 就可以增多环氧树脂108向空间部分143、144这一侧流入的量。此外,在 进行强制流入工序122之前,由于环氧树脂108难于向间隙156、157流入, 故环氧树脂108的温度可以保持均一的温度而不会降低。因此,在强制流 入工序122中,就可以确实地向间隙156、157填充环氧树脂108。
其次,对在强制流入工序122中的控制进行说明。在该强制流入工序 122中,以高速使压板152移动,强制性地使环氧树脂108向间隙156、157 流入。这时控制电路,根据来自位置传感器的输出和来自时钟定时器的信 号,判定压板152是否正在以预定速度进行移动。即,控制电路对在预定 时间时的压板152的位置和预先决定好了的位置信息进行比较,判定是否 为预定的移动速度。
然后,根据这些位置信息,在强制流入工序122中,变更供往伺服电 机162(图12)的脉冲信号的宽度,控制压板152的压缩速度,增大其移动 速度,一口气地压缩预浸材料141。这时,如图16B所示,预浸材料141 的厚度W141,在该强制流入工序122中一下从厚度Wmax减小到厚度 Wmin。另外,在实施形态3的强制流入工序122中,预浸材料141的厚 度减少约0.4mm。
也向控制电路输入从压力传感器输出的压力信息信号。于是控制电路 监视压板152的压力,使得该压力多余变成为大于等于预定的大小。就是 说,环氧树脂108a,从间隙156、157的周围流入,在间隙156、157的大 体上的中心处进行冲突。这时,环氧树脂108的流速就要与压板152的压 力特性P152相对应地增大,在间隙156、157处的冲突时的力增大。由该 冲突产生的力,施加到要把半导体元件105或电阻106从基板101上剥离 下来的方向上。于是,为了防止因该冲突所产生的力对把半导体元件105 和基板101连接起来的焊剂突点102、把电阻106和基板101连接起来的 焊剂2等的破坏,控制电路监视压板152的压力。然后,该控制电路使得 压力变成为小于等于预先决定好了的上限压力Pmax那样地使伺服电机 162停止。
在这里,由于该强制流入工序122的时间非常短,故从由压力传感器 输出压力信息信号到伺服电机162进行驱动为止的期间的响应时间是重要 的。特别是球形螺母轴承部分的响应性慢(惯性力矩大)是最大因素。即, 要是在控制电路判定为已达到了上限压力Pmax之后,已停止伺服电机162 的情况下,则归因于轴承的惯性力,压板152的压力会超过上限压力Pmax, 所以会产生问题。因此,控制电路,要根据定时时钟的信号和压力信息信 号这两者的信号,计算压力特性P152的增加斜率,预测压板152的压力 达到上限压力Pmax的时间T2,在比该时间T2恰好提前一个到控制系统 作出响应为止所需要的响应时间T3的时间T1处使伺服电机162停止。
借助于此,控制电路,基于来自压力传感器的压力信息信号,对压板 152进行控制。因此,就难于发生焊剂突点102或焊剂2等的断裂,就可 以得到可靠性良好的叠层基板。此外,还可以提供可以实现简便且小型化 以及低价格化的叠层基板的制造装置。
在实施形态3中,如图1所示,设置有压力缓和工序122a的工序。 这是为了缓和加往半导体元件105及电阻106的由冲突产生的力,而设置 在达到了上限压力Pmax后,使压缩压力下降到压力P2的压力缓和工序 122a(如图1所示)。在该压力缓和工序122a中,控制电路,当检测到来 自压力传感器的压力信号已变成为上限压力Pmax的情况后,就使伺服电 机162向反方向旋转。借助于该伺服电机162的反方向旋转,使压板152 向打开的方向移动,减小压力。
此外,在实施形态3中,与强制流入工序122大体上同时解除真空状 态。借助于此,结果就变成为环氧树脂108在受到用压板152进行的沿上 下方向进行的压缩同时,归因于由真空化解除所产生的增压来自侧面方向 的压力也将增加,环氧树脂108就变得易于向间隙156、157等内流入填充。
此外,在真空化工序119中,在含于预浸材料141内的空腔未完全去 除,在一部分的部位上残留下空腔的情况下,空腔就要借助于在软化工序 120中的软化进行膨胀,保持低压的原状地发生空腔。于是,采用与强制 流入工序122大体上同时地进行真空解除,缩小空腔的办法,就防止了空 腔的发生。
另外,该真空解除理想的是在小于等于树脂108的硬化开始温度 Ta2(参看图14)下进行。这是因为即便是归因于真空解除给树脂108加上了 与大气压相等的气压,在树脂108的硬化后也不会发生空腔的收缩的缘故。 于是,与强制流入工序122同时进行真空解除。
如果在半导体元件105的焊剂突点102中发生了该空腔,则就会产生 这样的问题:归因于在回流焊工序115的时候进行的焊接时的加热使得焊 剂突点102熔融,熔融后的焊剂突点102被空腔吸取,在半导体元件105 与结合区图形104a之间的正常的电连接就不能实现。此外,当归因于环氧 树脂108等的吸湿而使得滴侵入到空腔内时,由于该水滴,也会产生在 回流焊工序115中进行的焊接等中电连接脱落的缺憾。
因此,采用与强制流入工序122大体上同时进行真空解除的办法,防 止了空腔的发生。借助于此,就可以抑制在空间部分143、143a、144、144a 及间隙156、157内空腔的发生,就可以防患于未然地防止在回流焊工序 115等中的焊剂突点连接的脱落或电短路等的发生,可以实现可靠性高的 叠层基板。
如上所述在实施形态3中,采用对压板151、152的压缩压力及移动 速度及温度进行管理控制的办法,就可以控制环氧树脂108的流动,即便 是向小的间隙156、157内也可以填充环氧树脂108。借助于此,就可以抑 制在间隙156、157中的空腔的发生,可以实现可靠性高的叠层基板。
另外,由于在本发明中使用的预浸材料141是热硬化性树脂,故一旦 热硬化后,即便是再次加热也不会再返回到可塑状态。因此,一旦用环氧 树脂108密封起来,半导体元件105的固定就可以保持。此外,环氧树脂 108到大体上150℃的温度为止粘度慢慢下降。因此,环氧树脂108因如上 所述粘度变小,流动性增加而使得即便是向狭窄的间隙内也可以充分地填 充。此外,由于在玻璃无纺布中含浸有环氧树脂,故在软化工序120、强 制流入工序122中,即便是使环氧树脂108流动,由于也可以保持作为基 板的本来的形状,故可以实现尺寸精度良好的叠层基板。
此外,理想的是在该加热粘接中预先使焊剂107的气氛温度变成为小 于等于焊剂107的熔融点。因此,焊剂107可以使用熔融点比硬化工序123 的温度更高的焊剂。
此外,由于在预浸材料141中设置有在半导体元件105与电阻106之 间具有空间部分143的孔146、142,故即便是要装设从基板101突出出来 的电子部件也可以容易地进行有间隙的插入,扩展组装的自由度
此外,由于该强制流入的温度,为了连接固定半导体元件105及电阻 106,要在低到焊剂2不熔融的那种程度的温度(150℃)下进行一体化,故 半导体元件105和电阻106可以保持牢固的连接固定而不会因该一体化而 破坏连接固定。
此外,在加热粘接时的软化中,也可以向狭窄的间隙156、157内填 充树脂108。此外,由于使用的是热硬化性的预浸材料141,故在热硬化后 即便是加热也不会再次返回到可塑状态,因而可以保持密封后的半导体元 件105与电阻106的稳定的固定状态。
再有,由于半导体元件105和电阻106装设到基板101上,故可以以 该基板101的状态进行检查,提高叠层基板完成后的合格率。
另外,在实施形态1、2和3中,虽然使用的是6块预浸材料141,但 是,如后所述,也可以用1块厚度厚的预浸材料。在该情况下,由于可以 用短的时间进行叠层工序116,故可以得到低价格的叠层基板。
此外,在实施形态1、2和3中,虽然在强制流入工序122中解除了 真空状态,但是,只要这是在使环氧树脂108的粘度变大,各个预浸材料 141间消除了间隙的温度或其以上的温度,而且在小于使环氧树脂108的 流动性丧失的温度之间即可。这是因为由于即便是在该温度范围内解除了 真空,空气也不会进入到空间部分143、144及间隙156、157内,故在强 制流入工序122中得以保持这些的真空的缘故。借助于此,在强制流入工 序122中,就可以确实地使环氧树脂108流入到间隙156、157内。
(实施形态4)
用图17到图20对本发明的实施形态4进行说明。图17是叠层基板 的制造方法的流程图。另外,在图17到图20中,对那些与从图1到图16 相同的部分使用同一标号,省略其说明。
在实施形态1、2和3中所说明的叠层基板,虽然是把6块的预浸材 料141(141a~141f)叠层到基板101上边使用,但是,在实施形态4中,例 示的却是仅仅把1块厚度约1mm的预浸材料叠层到基板101上边的例子。
首先,在实施形态4中,如图17所示,与实施形态1、2和3同样, 把半导体元件105和电阻106装设到基板101上边。此外,在回流焊工序 115中进行焊接。悬空工序300被设置在回流焊工序115的后边,把预浸 坯悬空到基板101上边。在悬空工序300后边设置减压、叠层工序301。
用图18、19对该悬空工序300和减压、叠层工序301进行说明。图 18的剖面图示出了实施形态4的悬空状态,图19的剖面图示出了对应的 减压、叠层的状态。
在图18中,准备好了作为密闭装置的一个例子的密封容器311和作 为压缩装置的一个例子的压板152。此外,还构成为具有把基板101的侧 面围起来的引导部分312,和设置在该引导部分312的上端部上的倾斜部 分313,在该引导部分312的上方具有开口部分314。把基板101插入到像 这样地构成的密封容器311的引导部分312内。在这里,引导部分312与 基板101之间的间隙(t1),在单侧设为约0.5mm,基板101借助于该引导部 分312进行定位
然后,把预浸材料302载置为使之把该开口部分314覆盖起来。这时, 预浸材料302的宽度W1,要做成为比引导部分312的宽度W2大,比倾 斜部分313的开口尺寸W3小的尺寸。就是说,使之具有W2另外,预浸材料302采用的是含有在常温下具有粘性的环氧树脂317 的预浸材料。这是因为如果是像这样的环氧树脂317即便是加热量小也可 以迅速地降低粘性,故可以用少的能量制造叠层基板。含有这样的环氧树 脂317的预浸材料302的端部302a,贴紧到倾斜部分313上。借助于此, 结果就变成为半导体元件105和电阻106可借助于压板152、引导部分312、 倾斜部分313和预浸材料302进行密封。
即,在实施形态4中,预浸材料302本身起着密封容器311的盖的作 用,就是说起着进行密封的作用。
然后,真空化装置(未画出来),在通过预浸材料302盖上了盖的状态 下,从设置在引导部分312上的孔318抽出空气。借助于该减压处理密封 容器311之内变成为负压,预浸材料302沿着倾斜部分313和引导部分312 向下方移动。
孔318设置在引导部分312的下端部的附近。另外,孔318理想的是 预先设置在比借助于减压而下降的预浸材料302更往下侧。借助于此,由 于即便是从孔318抽出空气也不会吸引预浸材料302,故可以确实地使开 口部分314之中真空化。
图19的剖面图示出了图17所示的减压、叠层工序301的状态。上侧 压板321加热、压缩、冷却预浸材料302,在也向间隙156、157内填充环 氧树脂317的同时,还一并使基板101与预浸材料302一体化。预浸材料 302在接触到半导体元件105、电阻106的上表面侧的状态下停止。把预浸 材料302叠层到基板101上边。在该状态下,预浸材料302,在施加上由 真空化产生的负压的状态下进行保持。
为此,在半导体元件105、电阻106与预浸材料302之间就不会残存 下空腔。因此,可以提高预浸材料302与半导体元件105的上表面105c及 电阻106的上表面106a之间的贴紧性,可以得到可靠性高的叠层基板。
图20是一体化工序303中的一体化装置的剖面图。一体化工序303, 设置在减压、叠层工序301的后边。在一体化工序303中,上侧压板321 加热、压缩、冷却预浸材料302,也向间隙156、157内填充环氧树脂317, 同时,一并使基板101与预浸材料302一体化。
作为该一体化工序303的最初的制造工序的软化工序304,设置在减 压、叠层工序301的后边。在软化工序304中,加热设置在压板152与上 侧压板321内的加热器160,加热到使预浸材料302软化到可以流动的温 度。另外,预浸材料302由于在常温下具有流动性,故可以减少在软化工 序304中的热的供给。因此,可以实现节能化。
其次,在设置在软化工序304的后边的强制流入工序305中,以急剧 的压力(速度)使环氧树脂317流入。于是,就要使压板321进行移动, 以使得归因于由该流入所产生的摩擦热或由压力损耗等产生的温度上升而 向间隙156、157流入的环氧树脂317不会超过开始硬化的温度。
如上所述,由于在环氧树脂317的温度为约100℃的状态下,施加上 急剧的压力(速度),强制性地使之向间隙156、157流入,故不需要用别的 途径向间隙156、157注入中间材料。另外,环氧树脂317开始硬化的温度 的范围是从约110℃到150℃。另外,在本发明中,采用的是当在110℃到 150℃中保持约10分钟后,环氧树脂317开始附加荷重反应。
在上侧压板321上设置有位置传感器(未画出来)。控制电路,对来自 该位置传感器的信号和预先存储在存储器(未画出来)内的上侧压板321的 位置数据进行比较,在判定为上侧压板321已被收纳在预定的位置上时, 就对已连接到上侧压板321上的伺服电机发送意思为停止的指令信号。
另外,在实施形态4中,由于在预浸材料302上未设置孔,故在半导 体元件105或电阻106的周围形成的间隙331,就变得比在实施形态1、2 和3中形成的空间部分143、144大。于是,采用把强制流入工序305的温 度定为100℃的办法,就可以确实地向间隙331及间隙156、157填充环氧 树脂317。
硬化工序306设置在强制流入工序305的后边。采用把硬化工序306 中的温度设定为150℃左右的办法,就可以使环氧树脂317完全地硬化。 然后,在硬化工序306中完全地使之硬化后,在冷却工序124中慢慢冷却, 然后,在切断工序125中进行切断。
如上所述由于把减压、叠层工序301设置在一体化工序303之前,故 不会在半导体元件105、电阻106与预浸材料302之间残存下空腔。因此, 可以提高预浸材料302与半导体元件105的上表面105c及电阻106的上表 面106a之间的贴紧性,可以得到可靠性高的叠层基板。
此外,在实施形态4中,也可以在预浸材料302上不预先设置与半导 体元件105及电阻106对应的孔。为此,就不再需要孔加工工序117(参看 图1)。因此,可以得到低价格的叠层基板。
此外,在实施形态4中,由于没有必要设置与部件的高度对应的孔, 故仅仅准备1块预浸材料302即可。因此,由于只要叠层1块预浸材料302 即可,故可以得到低价格的叠层基板。
再有,预浸材料302由于仅仅载置到倾斜部分313的一部分上即可, 故可以非常容易地进行叠层作业。因此可以得到低价格的叠层基板。
除此之外,由于在引导部分312上设置有孔318,故可以减小基板101 与引导部分312之间的间隙。因此,在可以提高基板101的定位精度的同 时,引导部分312还可以防止预浸材料302向外侧飞出。借助于此,由于 环氧树脂317可向间隙331及间隙156、157流入,故可以抑制空腔的发生, 可以确实地向间隙156、157内填充环氧树脂317。
(实施形态5)
实施形态5,示出了实施形态4所示的减压、叠层装置的另一实施例。 实施形态5中的各个工序,与实施形态4是相同的。于是在实施形态5中, 对减压、叠层的减压、叠层装置进行说明。
图21、图22是实施形态5的减压、叠层的剖面图。图23是强制流入 工序305中的叠层基板的剖面图。另外,在图21、图22和图23中,那些 与从图18到图20相同的部分,表示为同一标号,简化其说明。
在图21中,借助于压板151、152和伸缩壁153,作为密封装置的一 个例子形成密封容器154。然后,把已预先回流焊焊接上半导体元件105 及电阻106等的电子部件的基板101,装载到压板152的预定位置上。
保持爪401自由旋转地连接到设置在压板151上的支轴402上。保持 爪401,借助于弹簧(未画出来)被推往开口部分314的内侧方向,把预浸材 料302夹在中间地进行保持。这时,保持爪401与压板151,把预浸材料 302保持为使之变成为与基板101相向的位置。然后,由压板151与保持 爪401构成的悬空装置,使得预浸材料302不与半导体元件105、电阻106 进行接触。借助于此,就可以在预浸材料302与半导体元件105及电阻106 之间形成间隙403。然后,借助于吸气器(未画出来)从孔155抽出空气,使 间隙403减压、真空化。借助于此,密封容器154内变成为负压,压板152 就朝向压板151侧不断上升。
图22是实施形态5的减压、叠层工序301的剖面图。如图22所示, 借助于真空化预浸材料302在与半导体元件105的上表面105a及电阻106 的上表面106a接连的状态下停止下来,并把预浸材料302叠层到基板101 上边。在该状态下,就可以在施加借助于真空化所产生的负压的状态下保 持预浸材料302。在该加上了负压的状态下,在半导体元件105及电阻106 与预浸材料302之间就不会残留下空腔。因此,可以提高预浸材料302与 半导体元件105的上表面105c及电阻106的上表面106a之间的贴紧性, 可以得到可靠性高的叠层基板。
图23是一体化工序303(参看图17)的剖面图。如图23所示,在一体 化工序303中,采用上侧压板321加热、压缩、冷却预浸材料302的办法, 在对于间隙156、157也填充环氧树脂317的同时,使基板101与预浸材料 302一体化。
另外,在该情况下保持爪401的前端401a在接触到压板152的位置 处停止下来。即,该保持爪401还起着作为实施形态1、2中的制动机构 161(参看图8、图9)的作用。
保持爪401被设置为把预浸材料302的整周都覆盖起来。借助于此, 在一体化工序303中,在环氧树脂317的流动时保持爪401就将阻止环氧 树脂317向外侧的流出。因此,由于环氧树脂317向间隙331及间隙156、 157流入,故可以抑制空腔的发生,可以确实地向间隙156、157内填充环 氧树脂317。此外,由于可以抑制环氧树脂317向预浸材料302的外侧流 出,故可以对应地使预浸材料减小。因此,由于事实上可以减少预浸材料 302的使用量,故可以得到低价格的叠层基板。
热硬化性树脂,一般地说一旦硬化之后就不能再利用。因此,削减预 浸材料302的使用量,从环境保护方面的观点看是非常重要的。
然后,当一体化工序303结束后,保持爪401就向用标号401y表示 的箭头方向转动,松开预浸材料302。借助于此,结果变成为压板152向 上方打开,可以取出基板101。
由于如上所述在一体化工序303之前实施减压、叠层工序301,故可 以抑制在半导体元件105、电阻106与预浸材料302之间产生的空腔的发 生。因此,可以提高预浸材料302与半导体元件105的上表面105c及电阻 106的上表面106a之间的贴紧性,可以得到可靠性高的叠层基板。
此外,由于在预浸材料302上也可以不预先设置与半导体元件105及 电阻106对应的孔,故例如可以不设置在实施形态1、2中必须准备的孔加 工工序117。因此,可以得到低价格的叠层基板。
再有,在实施形态5中,由于不需要与部件的高度对应的孔,故结果 就变成为用1块预浸材料302即可。因此,由于只要叠层1块预浸材料302 即可,故可以得到低价格的叠层基板。
除此之外,预浸材料302由于仅仅夹持在保持爪401内即可,故可以 容易地进行叠层作业。因此,可以实现低价格的叠层基板。
另外,在实施形态5中,把预浸材料302做成为悬空状态。但是,也 可以使基板101这一侧悬空。即便是在该情况下,也可以得到同样的效果。
(实施形态6)
实施形态6与实施形态1的预浸材料叠层116(参看图1)相关联,涉及 片材的叠层。与实施形态4或5同样,是采用悬空、叠层工序的一个实施 例。图24是实施形态6的布线基板的制造的流程图。图25是在悬空工序 中的剖面图,图26的剖面图示出了减压、叠层状态。在图24到图26中, 对于与图7、图8和从图21到图23相同的部位使用同一标号而简化其说 明。
在图24、图25中,在回流焊工序115之后,准备悬空工序300。在 悬空工序300中,在已经预先装设上了半导体元件105、电阻106的基板 101的上方设置间隙403,以悬空状态保持预浸材料141。预浸材料141, 已用孔加工对于预浸材料基材预先进行了要插入半导体元件105的孔146, 和要插入电阻106的孔142的加工。然后,要悬空为使得该孔146与半导 体元件105对应,孔142与电阻106对应。
另外,为了使之与预浸材料141的下表面接触,在保持爪401的前端 上设置有朝向预浸材料141一侧突出的突起501。借助于突起501把预浸 材料141夹在中间地以悬空状态保持预浸材料141。
在图24、图26中,在悬空工序300之后,设置减压、叠层工序301。 在该减压、叠层工序301中,抽出密封容器154内的空气,加大真空度。 然后,借助于该真空化处理,密封容器154内变成为负压,压板152朝向 压板151一侧移动,把预浸材料141叠层到基板101上边。
(实施形态7)
实施形态7的预浸材料,示出了从实施形态1到3所使用的预浸材料 的另一实施例。但是,在实施形态4、5和6的制造工序中也可以应用。
图27A是实施形态7的叠层工序中的叠层基板的剖面图,图27B是 同上叠层基板的顶视图。另外,在图27A、27B中,与图7相同的部分使 用同一标号而简化其说明。
在图27A、27B中,在预浸材料141上设置孔147。孔147具有抑制 树脂的流动的作用。孔147a与孔146独立地设置,该孔147被设置为与预 浸材料141a、141b贯通。此外,孔147b被形成为与孔142相连,被设置 为从预浸材料141a一直贯通到141e为止。这些孔147、147a和147b,可 用孔加工工序117(参看图1)与孔142、146同时形成。另外,在上述的实 施形态1、2和3中,在悬空工序300之前设置孔加工工序117,借助于该 孔加工对孔147、147a进行加工。
其次,对在实施形态7的强制流入工序122中的树脂流动抑制孔147、 147a和147b的作用进行说明。首先,对强制流入工序122中的树脂的流 动进行说明。在强制流入工序122中,沿其上下方向用压板151、152(示于 图8、图9)压缩已在软化工序120中变成为粘性流体状的预浸材料141。这 样一来,树脂108就向空间部分143、144和间隙156、157内流入。然后, 当这些空间部分143、144和间隙156、157被环氧树脂108填充满了时, 之后就要从预浸材料141的大体上的中央部分朝向外周方向流动。
这时,外周附近的环氧树脂108,向基板101的外周的外侧流出,压 板151、152的压力与环氧树脂108的内压变成为大体上相等。但是,预浸 材料的中央部分附近的环氧树脂108,由于在周围也存在着树脂,故流动 易于被阻止,中央部分的环氧树脂108的内压就易于增大到大于等于压板 151、152所施加的压力。
此外,从正面看图27B,半导体元件105及电阻106被配置为偏向基 板101的右侧。即,由于在其左侧未设置空间部分143、144及间隙156、 157,故与预浸材料141的部位相对应地在其树脂量上就会产生差。归因于 此,树脂就会多量地向在树脂量多的例如电子部件的装设密度小而配置在 孔146或孔142少的部位的附近的电子部件105的空间部分143内流入, 可以用短时间进行填充。另一方面,与空间部分143比较起来,由于在树 脂量少的例如电子部件密集,孔146或孔142多的部位的附近配置的电子 部件106的空间部分144内树脂的流入量少,故到达完全把空间部分144 填充起来为止的时间,比空间部分143的填充时间更短。
就是说,在已把多种多样的电子部件装设到了基板101上边的情况下, 在把空间部分143、144及间隙156、157完全填充起来为止的时间上就会 产生差。这时,重要的是对于所有的空间部分(143、144等)及所有的间隙 (156、157等)都确实地填充上环氧树脂108。为此,结果就变成为在强制 流入工序122中,在到进行填充最花费时间的间隙等完全地被填充为止的 期间,对于别的间隙等也继续进行填充。为此,结果就变成为对于填充完 毕的时间的可以短的所谓的填充已经完毕的间隙等要继续施加压力。
在已经装设到在要像这样地施加过度的压力的预浸材料141的中央部 分附近及电子部件的装配密度小的区域等上的电子部件的附近的预浸材料 141上,设置有树脂流动抑制孔147。借助于此,由于结果就变成为在环氧 树脂的强制流入工序122中,在预浸材料141的中央部分附近及电子部件 的装配密度小的区域的环氧树脂108,就要向树脂流动抑制孔147流入, 故可以缓和要施加到电子部件上的压力。
归因于使用以上那样的叠层基板的制造方法,就可以防止对半导体元 件105及电阻106等的电子部件加上过度的压力,可以使环氧树脂108容 易地流入到这些电子部件与基板101之间的间隙156、157内。借助于此, 就可以确实地向半导体元件105、电阻106与基板101之间填充环氧树脂 108而无须使用中间材料等。因此,可以提供可以实现把电子部件埋设到 环氧树脂108之中而无须预先向半导体元件105及电阻106等与基板101 之间的间隙156、157内填充中间材料等的叠层基板的制造方法。
此外,由于可以不准备用别途径注入中间材料的工序,此外不再需要 中间材料,故可以实现低价格的叠层基板。
再有,在强制流入工序122中,还可以对于狭窄的间隙156、157确 实地填充环氧树脂108。因此,可以实现抑制空腔的发生,可靠性高的叠 层基板。
另外,由于把半导体元件105配置在电阻106的左侧,故可以对于半 导体元件105和电阻106在离相邻的部件远的一侧分别设置孔147a和孔 147b。借助于此,可以减小到从半导体元件105或电阻106的左右流入填 充树脂为止的时间差。
再有,在实施形态7中对于1个布线基板进行了说明。但是,也可以 在把多个相同的布线基板连结起来的状态下进行。在这样的情况下,特别 是可以在把多个布线基板连结起来的母基板的中央部分附近设置孔147。
此外,在实施形态7中,对2种的电子部件进行了说明。但是,即便 是对于装载有更多的电子部件的基板也可以使用。在这样的情况下,对于 被夹持在2个电子部件之间的另外的电子部件来说,要在与相邻的电子部 件之间的间隔远的一侧设置孔147。借助于此,即便是对于被电子部件夹 持着的电子部件,也可以调整树脂的流入时间。
(实施形态8)
实施形态8涉及在实施形态4、5和6中所使用的预浸材料的另一个 实施例。图28是悬空工序300的剖面图。在图28中,对于与图18相同的 部分使用同一标号而简化其说明。
图28所示的实施例,是在预浸材料302的一部分上设置有树脂流动 抑制孔319a、319b的实施例。另外,这些孔319a、319b可借助于设置在 悬空工序300的工序之前的孔加工(图1,孔加工工序117)形成。在这里, 孔319a设置在预浸材料302的大体上的中央部分上,树脂流动抑制孔319b 则设置在电阻106的附近。
借助于此,就可以抑制起因于压力的半导体元件105、电阻106或者 用来连接这些电子部件和基板101之间的焊剂等的连接构件的破坏。特别 是在预浸材料302上,在与半导体元件105、电阻106对应的部位上未设 置开口部分。为此,结果就变成为在预浸材料302被压缩的同时,半导体 元件105、电阻106先接触预浸材料302,先开始流动。在此,在配置有电 阻106的部分上设置树脂流动抑制孔319b。借助于此,就可以预先使到达 间隙157被填充完毕为止的填充时间变慢,可以防止给电阻106或焊剂等 加上过度的压力。
此外,预浸材料302的中央部分由于压力易于变高,故在中央部分上 设置有树脂流动抑制孔319a。借助于此,就可以缓和从中央部分向外周部 分流的树脂的内压的上升,可以防患于未然地防止电子部件等的破坏。
(实施形态9)
实施形态9的叠层基板的制造方法,是把例如在实施形态8中所采用 的预浸材料应用于例如在实施形态5中的制造方法这样的制造方法。
图29是实施形态9的悬空工序300的剖面图。对于与图21或图28 相同的部位使用同一标号而简化其说明。由于要采用图29所示的制造方 法,故即便是半导体元件105、电阻106或者用来连接这些电子部件和基 板101之间的焊剂等受到了压力,也可以防止破坏。特别是由于在预浸材 料302上,未设置与半导体元件105、电阻106对应的开口部分,故结果 就变成为如果预浸材料302被压缩,则半导体元件105、电阻106先接触 预浸材料302,先开始流动。于是,就要在配置有电阻106的部分上设置 树脂流动抑制孔319b。借助于此,就可以预先使到达间隙157被填充完毕 为止的填充时间变慢,可以防止给电阻106或焊剂等加上过度的压力。
此外,预浸材料302的中央部分由于压力易于变高,故在该中央部分 附近上设置有树脂流动抑制孔319a。借助于此,就可以缓和从预浸材料302 的中央部分向外周部分流的树脂的内压的上升,可以防患于未然地防止半 导体元件及电阻等的电子部件等的破坏。
(实施形态10)
实施形态10示出了采用与在实施形态1到9中所使用的半导体元件 不同的半导体元件的一个实施例。图30是图1所示的回流焊工序115中的 叠层基板的剖面图。图31是同上半导体元件的间隙的放大剖面图。
在图30、图31中,在基板101的一个主面101a上形成有结合区图形 104a、104b和104c。载置在基板101的一个主面101a上的半导体元件105 的电极(未画出来)分别通过焊剂突点102a、102b和102c个别地连接到结 合区图形104a、104b和104c上。
另一方面,在半导体元件105的外周边缘的附近具有突点102d。在这 里,结合区图形104a和104c是电独立的导电部分。此外,结合区图形104b, 被用做短路阻止装置之一,设置在结合区图形104a与104c之间。此外, 结合区图形102b与结合区图形104a一起被连接到地线上。
在实施形态10的电子部件装设工序114(参看图1)中,可借助于自动 装配机(未画出来)把半导体元件105及电阻106等装设到基板101的预定 位置上。另外,在该半导体元件105上把大体上同一大小的突点装设为使 得4×4列的16个的焊剂突点102a、102b、102c和102d的高度都变成为 大体上同一高度。
此外,图1所示的回流焊工序115的设定温度,高于等于焊剂突点102a 的熔点而且低于焊剂突点102d的熔点。即,采用使焊剂突点102d的熔点 比回流焊工序115的温度更高的办法,由于在回流焊工序115中焊剂突点 102d不熔融,仅仅突点102a熔化,故结果就变成为半导体元件105对于基 板101倾斜地进行装设。
在这里,间隙156a、156b和156c,由于与空间部分143a比非常小, 故当环氧树脂108向该间隙156流入时就要产生大的压力损耗。此外,由 于环氧树脂108是粘性流体,故环氧树脂108在与基板101及半导体元件 105之间的接触面上将产生摩擦。特别是由于半导体元件105具有多个焊 剂突点,故环氧树脂108流动的通路的宽度归因于焊剂突点102a~102d中 的每一者而反复进行缩小、扩大。因此,特别是间隙156中的环氧树脂108 的压力损耗会增大。
于是,在实施形态10中,就要对于基板101倾斜地装设半导体元件 105。借助于此,就可以使开口面积宽的突点102d,就是说,来自间隙156c 一侧的环氧树脂108的流入就变得容易起来,就可以减少压力损耗。在到 达环氧树脂108完全地填充到间隙156内为止的期间内可以使环氧树脂向 间隙156内填充不会因压力损耗或摩擦力而阻止环氧树脂的流动。
此外,在图1所示的强制流入工序122中,残留在环氧树脂108内的 空腔,有时候就要从间隙156c向156b、156a内流入。在这样的情况下, 一般地说,在从突点102d一侧流入进来的环氧树脂108a和从突点102a 一侧流入进来的环氧树脂108b冲突的冲突部分108c中易于产生空腔。
但是,在实施形态10中,由于倾斜地装设半导体元件105,由于来自 突点102d一侧这一方环氧树脂108易于流入,故在突点102a与突点102b 之间就会产生冲突部分108c。
于是,就要把作为短路阻止装置之一所准备的突点102b作为与突点 102a相同的地线端子,把结合区图形104b和结合区图形104a连接起来, 一起作为地线。借助于此,由于把突点102a、102b,结合区图形104a和 104b都作为地线,而且把冲突部分108c的位置设置在被突点102a、102b, 结合区图形104a和104b围起来的位置上,故结果就变成为即便是在冲突 部分108c上发生了空腔等,也不会发生电路间的短路。因此,在回流焊焊 接这样的组件的情况下等中,就可以防患于未然地防止空腔变成为原因的 在相邻的突点102a和102c中产生的电短路。
此外,由于把半导体元件105倾斜地装设到了基板101上,故环氧树 脂108中的空腔,就易于沿着斜坡从间隙156c向间隙156a内流入。借助 于此,就可以进一步抑制在间隙156a内空腔的发生。
此外,可以提供可以实现把半导体元件105埋设到环氧树脂108中而 无须预先向半导体元件105及电阻106等与基板101之间的间隙156a~156c 和157(参看图8、图9)中填充中间材料等的组件的组件制造方法。
此外,由于可以不准备用别的途径注入中间材料的制造工序,此外不 再需要中间材料,故可以实现低价格的组件。
再有,在图1所示的强制流入工序122中,还可以对于狭窄的间隙 156a~156c和157(参看图8、图9)确实地填充环氧树脂108。因此,可以实 现难于发生空腔,可靠性高的组件。
另外,在实施形态10中,示出了采用不使突点102d熔融的办法,使 半导体元件105倾斜的一个例子。但是,也可以采用预先把不同的大小的 突点装设到半导体元件105上而不是使突点102a~102d的熔点不同的办法 使半导体元件105倾斜。
此外,在实施形态10中,用强制流入使环氧树脂向间隙内流入。但 是,也可以与现有技术同样,采用用加注器等预先向间隙内流入树脂的方 法。在该情况下,环氧树脂可从具有大的开口部分的突点102d一侧流入。 这样一来,由于树脂108将容易地向间隙156c、156b、156a流入,故可以 抑制在半导体元件105与基板101之间的空腔的发生。
(实施形态11)
图32涉及实施形态11,示出了采用与在实施形态1到10中所使用的 半导体元件不同的再一种半导体元件的一个实施例。另外,在实施形态11 中说明的半导体元件也可以在从实施形态1到10中应用。
图32示出了已在其内部制作上了半导体电路的半导体元件251。在半 导体元件251的下表面一侧上设置有多个未画出来的已与半导体电路连接 起来的电极。在这些电极中的每一者上都焊接上了焊剂突点252。在半导 体元件251上,例如设置有69个焊剂突点252。然后,在半导体元件251 上,具有间隔W11地排列7列把9个焊剂突点252并行排列起来的第1 突点排列254,在该焊剂突点列254的邻近,具有间隔W12地排列1列把 5个焊剂突点252并行排列起来的焊剂突点列256。在焊剂突点256的邻近, 具有间隔W13地排列2列把3个焊剂突点252并行排列起来的第2突点排 列258。然后每一个的突点列254、256和258,具有间隔W14地排列起来。
然后,在半导体元件251上,在焊剂突点列254的第5、6列的中央 设置有既未形成电极,也未装设焊剂突点252的电极不形成部分260。
倘采用以上的构成,则焊剂突点列258这一侧的间隔W13,比焊剂突 点列254一侧的间隔W11大。借助于此,在焊剂突点列256、258中,在 焊剂突点252间形成的间隙265、266,比在焊剂突点列254中形成的间隙 267大。因此,如果用这样的半导体元件251,并在实施形态1、2或实施 形态7所示的组件中使用,则可以良好地从焊剂突点列258侧流入中间材 料或环氧树脂。
因此,如实施形态11所示,在形成了为数众多的焊剂突点252之类 的半导体元件251中,也可以向在半导体元件251与基板101(参看图3)等 之间形成的间隙内确实地填充树脂或中间材料。
然后,在把实施形态11的组件用半导体元件251应用于实施形态1、 2所示的基板(参看图2)的情况下,就会从焊剂突点列258一侧向组件用半 导体元件与基板101之间的间隙内流入多量的环氧树脂108。即,实施形 态11的冲突部分,变成为比半导体元件251的中央更偏右侧(图32,焊剂 突点252的相反的一侧)。
于是,在实施形态9中,把从焊剂突点列254的第2列到第4列的从 第3行到第5行的焊剂突点252a,都用做地线用的焊剂突点,用导体把已 焊接上这些焊剂突点252a的9个地线电极彼此间连接起来,把由地线电极 形成的岛261形成为用来进行短路阻止的一个装置。
此外,采用使用导体把已焊接上突点列第2列的第7、8行的焊剂突 点252b的电极彼此间连接起来的办法形成岛262,采用使用导体把已焊接 上突点列第4列的第7、8行的焊剂突点252c的电极彼此间连接起来的办 法形成岛263。然后,把这些岛262与岛263之间的焊剂突点264用做短 路阻止装置之一,把这些焊剂突点264当作与半导体元件251的任何电路 部分都不连接的电极进行配置。
即,在半导体元件251上设置岛261及焊剂突点264,并使岛261及 突点264的位置,与要形成环氧树脂的冲突部分的位置进行匹配。为此, 环氧树脂就会因扩大了已形成了这些岛261及突点264的一侧的相反的一 侧的焊剂突点列258和256的间隔W13、W12而变得易于流入。倘采用这 样的构成,即便是在冲突部分中发生了空腔,也可以防止在半导体元件251 上形成的半导体电路中的短路的发生。
(实施形态12)
实施形态12,示出了从实施形态1到11所示的加热、压缩工序118a(参 看图1)的另一实施例。图33A是实施形态12的加热、压缩工序的预浸材 料温度与粘度的特性图,图33B是同上加热、压缩工序的压力特性图,图 33C是同上加热、压缩工序的真空度的特性图。
另外,图33A~图33C所示的加热、压缩,在实施形态1~11中也可以 应用。以下用这些附图对实施形态12进行说明。
如图33B所示,在实施形态12的加热、压缩工序118a中,施加到预 浸材料141上的压力变成为恒定的值而不变化。在实施形态12中,例如, 给预浸材料141加上了每1平方厘米40kg的压力。此外,如图33C所示, 在加热、压缩工序118a的期间内,真空度也保持为恒定。其大小例如变成 为约40Torr。
在图33A中,横轴示出的是处理时间。当从正面看图33时,左侧的 纵轴示出的是预浸材料141的温度,右侧的纵轴示出的是预浸材料141的 粘度。此外,特性曲线604示出了加热、压缩工序18a中的预浸材料141 的温度,特性曲线605示出了预浸材料141的粘度。
在这里,含于预浸材料141内的环氧树脂,在温度高于等于T13的温 度下开始流动。这时的温度约为90℃。树脂开始硬化的粘度v13约为1500 Pa·S。在实施形态12中,加上了每1平方厘米40kg的压力。另一方面 在预浸材料141的温度变成为150℃的时刻处,预浸材料141的粘度就变 成为约24000Pa·S,变得不流动。
在实施形态12中,在加热工序608中,要把预浸材料加热到高于等 于树脂开始流动的温度T13。然后,在加热工序608中加热到温度T14之 后,在强制流入工序609中,采用把预浸材料141保持在温度T14的办法, 使预浸材料141的粘度下降到最低粘度v11。另外,实施形态12的最低粘 度v11定为1500Pa·S。此外,强制流入工序609的温度定为约110℃。
然后,在强制流入工序609中,结果就变成为采用保持加上了压力的 状态不变地保持预浸材料141的办法,借助于所施加的压力向空间部分143 及间隙156流入(填充)含于预浸材料141内的环氧树脂。然后,在强制流 入工序609中,在经过了预先决定好了的时间T20后使温度上升,转移到 加热工序613。在该加热工序613中,为了使预浸材料141完全硬化,要 使之上升到温度T15。温度T15,采用定为约200℃的办法,使预浸材料 141完全硬化。
如上所述,在实施形态12的强制流入工序609中,采用使压力及真 空度变成为恒定,对预浸材料141的温度进行控制的办法,强制性地使含 浸于预浸材料141内的环氧树脂流入、填充到间隙156及空间部分143内。 因此,由于不再需要压板的复杂的工作控制等,故设备等变得简便起来, 因而可以实现制造设备的低价格化。
另外,理想的是对于强制流入工序609的温度梯度α2把加热工序608 的温度梯度α1形成得大。因此,在该加热工序608中,就可以使预浸材 料141的温度上升到大于树脂流动开始的温度T13的温度T14。如上所述, 在加热工序608中,采用增大要提供给预浸材料141的温度的上升梯度, 使预浸材料141的温度上升到温度T14的办法,加速预浸材料141的粘度 的降低,在短的时间内达到最低粘度v11。
另一方面,如果减小强制流入工序609的温度梯度α2,则可以加长 预浸材料141为最低粘度v11的保持时间。借助于此,由于可以加长最低 粘度v11的时间,故即便是不进行压力或真空度等的控制,也可以使含于 预浸材料内的环氧树脂向间隙156、空间部分143(参看图27A)等内流入填 充。
如上所述,在实施形态12中,采用控制预浸材料141的温度的办法, 把树脂开始流动的时刻Tstart设定得早一点,加长到树脂开始硬化的时刻 Tend为止的时间间隔。借助于此,就可以应对多种多样的众多的电子部件, 即便是在环氧树脂进行流入的定时上产生了差,也可以对间隙156及空间 部分143流入环氧树脂。因此,就不再需要预先用加注器等流入树脂的工 序。
本发明的叠层基板的制造方法和在该方法制造中使用的组件用半导体 元件和叠层基板的制造设备,可以确实地向预浸材料片材与基板之间的一 体化工序中的间隙及空间部分内流入、填充树脂而无须预先向电子部件与 基板之间的间隙及空间部分内填充中间材料。此外,还可以实现叠层基板、 组件用半导体元件和制造设备的小型化。特别是由于当应用于需要小型化 的携带用电子设备等时是特别有用的,故其工业上的利用可能性高。
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