内装电路器件组件及其制造方法 本发明涉及内装电路器件组件，尤其涉及例如将有源器件配置在电绝缘性衬底内部的内装电路器件组件。
近年来，伴随着电子设备的高性能化和小型化的需求，进一步要求电路器件的高密度、高功能化。因此，需要有与电路器件的高密度、高功能化对应的电路衬底。
作为使电路器件高密度化的方法，可以考虑使电路多层化的方法，但在现有的环氧玻璃衬底中，由于必须采用贯通孔结构等，因而很难进行高密度安装。因此，作为实现电路高密度化的最好方法，开发了能以最短距离连接LSI间或器件间的配线图案的内通路孔连接法，并在各方面都取得了进展。
在内通路孔连接法中，可以利用被称作内通路的连接部仅在必要的各层之间进行电气连接，并能以高密度安装电路器件(USP5481795、USP5484647、USP5652042)。
但是，现有的采用了内通路孔连接法的衬底，由于用树脂类的材料构成，所以存在着热传导系数低的问题。在内装电路器件组件中，电路器件的安装密度越高，则对由器件产生的热进行散热的要求越高，但在现有地衬底中不能进行充分的散热，因而存在着使内装电路器件组件的可靠性降低的问题。
本发明是为解决上述现有技术的问题而开发的，其目的是提供一种能以高密度进行电路器件的安装、且可靠性高的内装电路器件组件及其制造方法。
为达到上述目的，本发明的第1内装电路器件组件，包含：由含有70重量％～95重量％的无机填充物(相对于混合物)和热固性树脂的混合物构成的电绝缘性衬底；在上述电绝缘性衬底的至少主表面上形成的多个配线图案(一个配线图案由在同一平面上形成的一组电气配线构成)；配置在上述电绝缘性衬底内部并与上述配线图案电气连接的电路器件；及为与上述多个配线图案电气连接而在上述电绝缘性衬底内形成的内通路。
在上述第1内装电路器件组件中，由于利用在电绝缘性衬底内形成的内通路进行内通路孔连接，所以能以高密度安装电路器件。
另外，在上述第1内装电路器件组件中，通过将电路器件安装于在电绝缘性衬底内部形成的配线图案，能以更高的密度安装电路器件。
此外，在上述第1内装电路器件组件中，由电路器件产生的热可通过无机填充物迅速散热，所以可以得到可靠性高的内装电路器件组件。
另外，在上述第1内装电路器件组件中，可以通过选择无机填充物并根据内装电路器件改变电绝缘性衬底的热传导系数、线膨胀系数、介电常数、绝缘强度等。此外，在包含半导体器件和片状电容器的内装电路器件组件中，可以通过缩短半导体器件和片状电容器的距离而减低电信号的噪声。
在上述第1内装电路器件组件中，配线图案最好在电绝缘性衬底的主表面及内部形成。通过将电路器件安装于在电绝缘性衬底内部形成的配线图案，能以更高的密度安装电路器件。
在上述第1内装电路器件组件中，电路器件最好包含有源器件，内通路最好由导电性树脂组成物构成。通过使电路器件包含有源器件，可以形成具有所需功能的电路器件。而当内通路由导电性树脂组成物构成时，将使制造变得易于进行。
在上述第1内装电路器件组件中，最好由电绝缘性衬底将电路器件与外部空气隔断。这是因为通过将电路器件与外部空气隔断能够防止因湿度造成的电路器件的可靠性降低。
在上述第1内装电路器件组件中，热固性树脂最好包括从环氧树脂、酚醛树脂及氰酸盐(シァネ-ト)树脂中选择的至少一种热固性树脂。这是因为这些树脂具有优良的耐热性和电绝缘性。
在上述第1内装电路器件组件中，无机填充物最好包括从Al2O3、MgO、BN、AlN及SiO2中选择的至少一种无机填充物。通过使用这些无机填充物可以得到散热性优良的电绝缘性衬底。此外，当使用MgO作为无机填充物时，可以增大电绝缘性衬底的线膨胀系数。而当使用SiO2(尤其是非晶体SiO2)作为无机填充物时，可以减小电绝缘性衬底的介电常数。另外，当使用BN作为无机填充物时，可以减小线膨胀系数。
在上述第1内装电路器件组件中，无机填充物的平均粒子直径最好为0.1μm～100μm。
在上述第1内装电路器件组件中，配线图案最好包含从铜和导电性树脂组成物中选择的至少一种导电性物质。由于铜的电阻小，所以通过使用铜可以形成微细的配线图案。而通过使用导电性树脂组成物，则能够很容易地形成电气配线。
在上述第1内装电路器件组件中，配线图案最好由采用蚀刻法或冲切法形成的金属板引线骨架构成。这是因为金属板引线骨架的电阻低。通过采用蚀刻法可以形成图案微细的配线图案。通过采用冲切法可以用简易的设备形成配线图案。
在上述第1内装电路器件组件中，电路器件最好包括从片状电阻、片状电容及片状电感中选择的至少一种元件。这是因为如果是片状元件则易于埋设在电绝缘性衬底内。
在上述第1内装电路器件组件中，混合物最好包括从分散剂、着色剂、耦合剂或脱模剂中选择的至少一种添加剂。利用分散剂可以将热固性树脂中的无机填充物以良好的均匀性分散。由于利用着色剂可以对电绝缘性衬底进行着色，所以能改善内装电路器件组件的散热性。由于利用耦合剂可以提高热固性树脂与无机填充物的粘着强度，所以能使电绝缘性衬底的绝缘性提高。由于利用脱模剂可以提高金属模与混合物的脱模性，所以能提高生产率。
在上述第1内装电路器件组件中，电绝缘性衬底的线膨胀系数最好为8×10-6/℃～20×10-6/℃，且电绝缘性衬底的热传导系数最好为1w/mK～10w/mK。这是因为可以得到接近陶瓷衬底的热传导系数并得到散热性优良的衬底。
在上述第1内装电路器件组件中，有源器件最好包含半导体裸芯片，并且最好将半导体裸芯片以倒装接合的方式安装在配线图案上。通过将半导体裸芯片倒装接合在配线图案上，能以高密度安装半导体器件。
在上述第1内装电路器件组件中，在导电性树脂组合物内，作为导电性成分，最好包含由从金、银、铜及镍中选择的一种金属构成的金属粒子，作为树脂成分，最好包含环氧树脂。这是因为上述金属的电阻低，而环氧树脂具有优良的耐热性及电绝缘性。
本发明的第1内装电路器件组件制造方法，包括以下工序：将含有70重量％～95重量％的无机填充物(相对于混合物)和未固化状态的热固性树脂的混合物加工成具有贯通孔的第1板状体；通过向上述贯通孔内充填热固性导电物质而形成在上述贯通孔内充填了热固性导电物质的第2板状体；将电路器件安装在第1薄膜的配线图案部分上；在对准位置后将上述第2板状体重叠于上述第1薄膜的安装了上述电路器件的一侧，进一步在其上重叠具有配线图案部分的第2薄膜并进行加压，从而形成埋设有上述电路器件的第3板状体；通过对上述第3板状体进行加热而形成使上述热固性树脂及导电性物质固化了的第4板状体。
按照上述第1制造方法，可以很容易地制造本发明的内装电路器件组件。
本发明的第2内装电路器件组件制造方法，是具有多层结构的内装电路器件组件的制造方法，其特征在于，包括以下工序：将含有70重量％～95重量％的无机填充物(相对于混合物)和未固化状态的热固性树脂的混合物加工成具有贯通孔的第1板状体；通过向上述贯通孔内充填热固性导电物质而形成在上述贯通孔内充填了热固性导电物质的第2板状体；在脱模薄膜的一主表面上形成配线图案，并将电路器件安装在上述配线图案上；在对准位置后将上述第2板状体重叠于上述脱模薄膜的上述一主表面侧，并通过加压而形成埋设有上述电路器件的第3板状体；通过将上述脱模薄膜从上述第3板状体上剥离而形成第4板状体；在对准位置后将多个上述第4板状体重叠，进一步在对准位置后重叠含有配线图案部分的薄膜并进行加压和加热，从而形成使上述热固性树脂及导电性物质固化了的具有多层结构的第5板状体。
按照上述第2制造方法，可以很容易地制造具有多层结构的本发明的内装电路器件组件。
在上述第1和第2制造方法中，电路器件最好包含有源器件，导电性物质最好由导电性树脂组成物构成。通过使电路器件包含有源器件，可以形成具有所需功能的电路器件。而当导电性物质由导电性树脂组成物构成时，由于对贯通孔的充填和固化都很容易，所以将使制造变得易于进行。
在上述第1和第2制造方法中，第1和第2薄膜最好由铜箔构成，在形成热固性树脂及导电性物质固化的板状体后，最好还包括将配线图案部分以外的铜箔除去从而形成配线图案的工序。通过该工序，可以很容易地在电绝缘性衬底的主表面上形成配线图案。
在上述第1和第2制造方法中，第1和第2薄膜最好由在一个主表面上形成有配线图案的脱模薄膜构成，在形成热固性树脂及导电性物质固化的板状体后，最好还包括将脱模薄膜从板状体剥离的工序。通过该工序，可以很容易地在电绝缘性衬底的主表面上形成配线图案。
在上述第1和第2制造方法中，在将电路器件安装在铜箔或配线图案上之后，最好还包括在铜箔或配线图案与电路器件之间注入密封树脂的工序。通过该工序，可以防止在电路器件与配线图案之间形成空间，并能牢固地进行电路器件与配线图案之间的连接。
在上述第1和第2制造方法中，对热固性树脂及导电性物质加热而使其固化时的温度，最好在150℃以上、260℃以下。通过在该温度范围内进行加热，可以使热固性树脂固化而不会对电路器件造成大的损坏。
在上述第1和第2制造方法中，在对热固性树脂及导电性物质加热而使其固化时，最好一面加热、一面以10kg/cm2～200kg/cm2的压力进行加压。通过一面加热一面加压，可以制得机械强度优良的内装电路器件组件。
在上述第1和第2制造方法中，在形成第1板状体的工序将混合物成型为板状后，最好还包括在比热固性树脂的固化温度低的温度(例如比固化开始温度低的温度)下对板状混合物进行热处理从而使板状混合物失去粘着性的工序。这是因为通过使板状混合物失去粘着性可以使其后面的工序容易进行。
在上述第1和第2制造方法中，最好使将电路器件埋设于第2板状体从而形成第3板状体的工序在比热固性树脂的固化温度低的温度下进行。通过在比热固性树脂的固化温度低的温度下进行该工序，由于不是使热固性树脂固化而是可以使其软化，所以很容易将电路器件埋设于第2板状体，并且，还能使内装电路器件组件的表面变得平滑。
在上述第1和第2制造方法中，将电路器件安装在配线图案上的工序，最好由利用软钎料在电路器件与配线图案之间进行电气和机械连接的工序构成。按照上述工序，在进行加热以使热固性树脂固化时，能够防止因加热而造成的电路器件与配线图案之间的连接不良。
在上述第1和第2制造方法中，在将有源器件安装在配线图案上时，最好利用导电性粘结剂将有源器件的金凸起与配线图案电气连接。通过利用导电性粘结剂，在后面的工序中进行加热时，可以防止发生连接不良或器件的位置错动。
图1是表示本发明的内装电路器件组件一实施形态的斜视断面图。
图2是表示本发明的内装电路器件组件制造方法一实施形态的工序图。
图3是表示本发明的内装电路器件组件制造方法的另一实施形态的工序图。
图4是表示本发明的内装电路器件组件另一实施形态的斜视断面图。
图5是表示本发明的内装电路器件组件制造方法的另一实施形态的工序图。
图6是表示本发明的内装电路器件组件制造方法的另一实施形态的工序图。
以下，参照附图说明本发明实施形态的一例。
(实施形态1)
本实施形态1是本发明的内装电路器件组件的一例，图1是本实施形态的内装电路器件组件100的斜视断面图。
参照图1可知，本实施形态的内装电路器件组件100，包含电绝缘性衬底101、在电绝缘性衬底101的一主表面和另一主表面上形成的配线图案102a和102b、与配线图案102b连接并配置于电绝缘性衬底101内部的电路器件103、及将配线图案102a和102b电气连接的内通路104。
电绝缘性衬底101，由含有无机填充物和热固性树脂的混合物构成。无机填充物，例如，可采用Al2O3、MgO、BN、AlN或SiO2等。无机填充物，相对于混合物最好为70重量％～95重量％。无机填充物的平均粒子直径最好为0.1μm～100μm以下。对于热固性树脂，例如最好是耐热性优良的环氧树脂、酚醛树脂或氰酸盐(シァネ-ト)树脂。环氧树脂因耐热性特别优良所以尤为理想。此外，混合物还可以包含分散剂、着色剂、耦合剂或脱模剂。
配线图案102a和102b，由具有导电性的物质构成，例如，由铜箔或导电性树脂组成物构成。在将铜箔作为配线图案使用时，例如，可以使用通过电解电镀制作的厚18μm～35μm左右的铜箔。为提高与电绝缘性衬底101的粘着性，最好对铜箔的与电绝缘性衬底101接触的面进行粗化处理。此外，对铜箔来说，为提高粘着性和耐氧化性，可使用对铜箔表面进行了耦合处理的或在铜箔表面镀锡、锌或镍的铜箔。另外，对于配线图案102a和102b，也可以采用由蚀刻法或冲切法形成的金属板引线骨架。
电路器件103，例如包括有源器件103a和无源元件103b。作为有源器件103a，例如采用晶体管、IC、LSI等半导体器件。半导体器件也可以是半导体裸芯片。作为无源元件103b，采用片状电阻、片状电容及片状电感等。此外，电路器件103在某些情况下也可以不包含无源元件103b。
对于配线图案102b与有源器件103a的连接，例如，可采用倒装片接合方式。通过以倒装接合方式安装半导体裸芯片，能以高密度安装电路器件。
内通路104由导电性物质构成。作为内通路104，例如，可采用将金属粒子与热固性树脂混合的导电性树脂组成物。作为金属粒子，可采用金、银、铜或镍等。金、银、铜或镍，因导电性优良而适于选用，其中，铜不仅导电性优良而且晶界迁移量小，因而尤为理想。作为热固性树脂，例如，可采用环氧树脂、酚醛树脂或氰酸盐(シァネ-ト)树脂。环氧树脂因耐热性优良所以特别适用。
在本实施形态给出的内装电路器件组件100中，配线图案102a和配线图案102b，由电绝缘性衬底101的充填了贯通孔的内通路104连接。因此，在内装电路器件组件100中，能以高密度安装电路器件103。
另外，在内装电路器件组件100中，由电路器件产生的热可以通过电绝缘性衬底101所含有的无机填充物迅速传导。因此，可以制得可靠性高的内装电路器件组件。
另外，在内装电路器件组件100中，通过选择在电绝缘性衬底101中使用的无机填充物，可以很容易地控制电绝缘性衬底101的线膨胀系数、热传导系数、介电常数等。如使电绝缘性衬底101的线膨胀系数与半导体器件基本相等时，则由于能够防止因温度变化而产生的裂纹，所以可以制成可靠性高的内装电路器件组件。如使电绝缘性衬底101的热传导性提高，则即使是在以高密度安装电路器件的情况下，也能制成可靠性高的内装电路器件组件。通过降低电绝缘性衬底101的介电常数，可以制成介质损耗小的高频电路用组件。
另外，在内装电路器件组件100中，可以由电绝缘性衬底101将电路器件103与外部空气隔断，所以能够防止因湿度造成的可靠性降低。
另外，本发明的内装电路器件组件100，作为电绝缘性衬底101的材料，采用无机填充物和热固性树脂的混合物，所以，与陶瓷衬底不同，不需要在高温下烧成，因而容易进行制造。
在图1所示的内装电路器件组件100中，示出了没有将配线图案102a埋设在电绝缘性衬底101内的情况，但也可以将配线图案102a埋设在电绝缘性衬底101内(参照图3(h))。
另外，在图1所示的内装电路器件组件100中，示出了在配线图案102a上没有安装电路器件的情况，但也可以将电路器件安装在配线图案102a上，另外，也可以对内装电路器件组件进行树脂模制成型(在以下的实施形态中相同)。通过将电路器件安装在配线图案102a上，能以更高的密度安装电路器件。
(实施形态2)
在本实施形态2中，说明图1所示内装电路器件组件的制造方法的一实施形态。在实施形态2中采用的材料和电路器件，已在实施形态1中作过说明。
图2(a)～(h)是表示内装电路器件组件的制造工序的一实施形态的断面图。
首先，如图2(a)所示，通过对含有无机填充物和热固性树脂的混合物进行加工而形成板状混合物200。板状混合物200可以通过将无机填充物和未固化的热固性树脂混合而制成糊状的均匀混合物并将该糊状的均匀混合物按一定厚度成型后形成。
另外，也可以在比热固性树脂的固化温度低的温度下对板状混合物200进行热处理。通过进行热处理，可以在保持混合物200的挠曲性的同时，将粘着性除去，所以使其后的处理容易进行。此外，在用溶剂将热固性树脂溶解后的混合物中，通过进行热处理，可以将一部分溶剂除去。
然后，如图2(b)所示，通过在混合物200的所需位置形成贯通孔201，形成开有贯通孔201的板状体。贯通孔201，例如，通过激光加工、钻头加工或金属模加工形成。激光加工，由于能以微细的间距形成贯通孔201而且不产生切削碎屑，所以是理想的加工方式。在激光加工中，如采用二氧化碳气体激光器或受激准分子激光器，则很容易进行加工。此外，贯通孔201，也可以在对糊状的均匀混合物进行成型加工而形成板状混合物200时，同时形成。
在这之后，如图2(c)所示，通过向贯通孔201内充填导电性树脂组成物202而形成在贯通孔201内充填了导电性树脂组成物202的板状体。
如图2(d)所示，与图2(a)～(c)的工序并行地将电路器件204以倒装接合方式安装在铜箔203上。电路器件204通过导电性粘着剂205与铜箔203电气连接。对于导电性粘着剂205，例如可将金、银、铜、银一钯合金等均匀混合于热固性树脂后使用。此外，也可以代替导电性粘着剂205而在电路器件侧预先形成以金丝焊法制作的凸起或软钎料的凸起，并通过热处理将金或软钎料熔化而安装电路器件204。进一步，也可以将软钎料凸起和导电性粘着剂同时使用。
另外，还可以在安装于铜箔203的电路器件204与铜箔203之间注入密封树脂(在以下的实施形态中，同样可以在电路器件与铜箔之间或电路器件与配线图案之间注入密封树脂)。通过注入密封树脂，当在后面的工序中将半导体器件埋设于板状体时，能够防止在半导体器件与配线图案之间形成间隙。对于密封树脂，可采用通常在倒装片接合法中使用的填充(ァンダフィル)树脂。
与图2(a)～(c)的工序并行地形成铜箔206。
然后，如图2(f)所示，在对准位置后将安装了电路器件204的铜箔203、图2(c)的板状体及铜箔206重叠。
接着，如图2(g)所示，通过对上述对准位置后重叠的部分进行加压，形成埋设了电路器件204的板状体，然后进行加热，从而形成使混合物200及导电性树脂组合物202中的热固性树脂固化并埋设了电路器件204的板状体。加热过程可在使混合物200及导电性树脂组合物202中的热固性树脂固化的温度以上的温度(例如150℃～260℃)进行，混合物200变成电绝缘性衬底207，导电性树脂组合物变成内通路208。通过该工序，使铜箔203和206、电路器件204、电绝缘性衬底207牢固地机械粘合。此外，通过内通路208将铜箔203和206电气连接。而在通过加热使混合物200及导电性树脂组合物202中的热固性树脂固化时，如一面进行加热、一面以10kg/cm2～200kg/cm2的压力进行加压，则可以提高电路器件组件的机械强度(在以下的实施形态中相同)。
在这之后，如图2(h)所示，通过对铜箔203和206进行加工，形成配线图案209和210。
这样，就形成了在实施形态1中说明过的内装电路器件组件。如采用上述制造方法，则可以很容易地制造在实施形态1中说明过的内装电路器件组件。
另外，在实施形态2中，作为充填贯通孔201的导电性物质，采用了导电性树脂组合物202，但只要是热固性的导电性物质即可(在以下的实施形态中相同)。
(实施形态3)
在本实施形态3中，说明图1所示内装电路器件组件的制造方法的另一实施形态。在实施形态3中采用的材料和电路器件，已在实施形态1中作过说明。
图3(a)～(h)是表示实施形态3的内装电路器件组件制造工序的断面图。
首先，如图3(a)所示，通过对含有无机填充物和热固性树脂的混合物进行加工而形成板状混合物300。因该工序与图2(a)相同，故将重复的说明省略。
然后，如图3(b)所示，在混合物300的所需位置形成贯通孔301。因该工序与图2(b)相同，故将重复的说明省略。
在这之后，如图3(c)所示，通过向贯通孔301内充填导电性树脂组成物302而形成在贯通孔301内充填了导电性树脂组成物302的板状体。
如图3(d)所示，与图3(a)～(c)的工序并行地在脱模薄膜305上形成配线图案303，并将电路器件304安装在配线图案303上。安装电路器件304的方法，因与图2(d)中说明过的方法相同，故将重复的说明省略。对于脱模薄膜305，例如可采用聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚苯撑硫醚薄膜。配线图案303，例如可在将铜箔粘着于脱模薄膜305之后通过进行光刻工序和蚀刻工序形成。此外，配线图案303，也可以采用由蚀刻法或冲切法形成的金属板引线骨架。
如图3(e)所示，与图3(a)～(c)的工序并行地在脱模薄膜307上形成配线图案306。配线图案306可以按照与配线图案303相同的方法形成。
然后，如图3(f)所示，在对准位置后将脱模薄膜305、图3(c)的板状体及脱模薄膜307重叠，使配线图案303和306与导电性物质302在所需部分上连接。
接着，如图3(g)所示，通过对上述对准位置后重叠的部分进行加压和加热，使混合物300及导电性树脂组合物302中的热固性树脂固化，从而形成埋设了电路器件304及配线图案303和306的板状体。加热过程可在使混合物300及导电性树脂组合物302中的热固性树脂固化的温度以上的温度(例如150℃～260℃)进行，混合物300变成电绝缘性衬底308，导电性树脂组合物302变成内通路309。通过内通路309将配线图案303和306电气连接。
在这之后，如图3(h)所示，将脱模薄膜305和307从图3(g)的板状体剥离。
这样，就形成了在实施形态1中说明过的内装电路器件组件。如采用上述制造方法，则可以很容易地制造在实施形态1中说明过的内装电路器件组件。
另外，在本方法中，由于采用了预先形成有配线图案306的脱模薄膜307，所以，可以制成将配线图案306埋入电绝缘性衬底308而表面平坦的内装电路器件组件。由于表面平坦因而可以将器件以高密度安装在配线图案306上，因而能以更高的密度安装电路器件。
(实施形态4)
在本实施形态4中，说明本发明的具有多层结构的内装电路器件组件的一实施形态。图4是本实施形态4的内装电路器件组件400的斜视断面图。
参照图4可知，本实施形态的内装电路器件组件400，包含由层叠的电绝缘性衬底401a、401b和401c构成的电绝缘性衬底401、在电绝缘性衬底401的主表面和内部形成的配线图案402a、402b、402c和402d、配置在电绝缘性衬底401内部并与配线图案402a、402b或402c连接的电路器件403、及将配线图案402a、402b、402c和402d电气连接的内通路404。
电绝缘性衬底401a、401b和401c，由含有无机填充物和热固性树脂的混合物构成。无机填充物，例如，可采用Al2O3、MgO、BN、AlN或SiO2等。无机填充物，相对于混合物最好为70重量％～95重量％。无机填充物的平均粒子直径最好为O.1μm～100μm。对于热固性树脂，例如最好是耐热性好的环氧树脂、酚醛树脂或氰酸盐(シァネ-ト)树脂。环氧树脂因耐热性特别优良所以尤为理想。此外，混合物还可以包含分散剂、着色剂、耦合剂或脱模剂。
配线图案402a、402b、402c和402d，因与实施形态1中说明过的配线图案102a和102b相同，故将重复的说明省略。
电路器件403，例如包括有源器件403a和无源元件403b。作为有源器件403a，例如采用晶体管、IC、LSI等半导体器件。半导体器件也可以是半导体裸芯片。作为无源元件403b，采用片状电阻、片状电容及片状电感等。此外，电路器件403在某些情况下也可以不包含无源元件103b。
对于配线图案402a、402b和402c与有源器件403a的连接，例如，采用倒装片接合方式。通过以倒装接合方式安装半导体裸芯片，能以高密度安装电路元件。
内通路404由导电性物质构成。作为内通路404，例如，可采用将金属粒子与热固性树脂混合后的导电性树脂组成物。作为金属粒子，可采用金、银、铜或镍等金属。金、银、铜或镍，因导电性优良而适于选用，其中，铜不仅导电性优良而且晶界迁移量小，因而尤为理想。而作为热固性树脂，例如，可采用环氧树脂、酚醛树脂或氰酸盐(シァネ-ト)树脂。环氧树脂因耐热性优良所以特别适用。
图4所示的内装电路器件组件400，示出了没有将配线图案402d埋设在电绝缘性衬底401c内的情况，但也可以将配线图案402d埋设在电绝缘性衬底401c内(参照图6(g))。
另外，在图4中示出了3层结构的内装电路器件组件400，但可以采用与设计对应的多层结构(在以下的实施形态中相同)。
(实施形态5)
在本实施形态5中，说明实施形态4所示内装电路器件组件的制造方法的一实施形态。在实施形态5中采用的材料和电路器件，已在实施形态4中作过说明。
参照图5说明实施形态4中示出的内装电路器件组件的制造方法的一例。图5(a)～(h)是表示本实施形态的内装电路器件组件制造工序的断面图。
首先，如图5(a)所示，通过对含有无机填充物和热固性树脂的混合物进行加工而形成板状混合物500，并通过向贯通孔内充填导电性树脂组成物501而形成在贯通孔内充填了导电性树脂组成物501的板状体。因该工序与在图2(a)～(c)中说明过的工序相同，故将重复的说明省略。
另一方面，在脱模薄膜503上形成配线图案506，并将有源器件504和无源元件505安装在配线图案506上。因该工序与在图3(d)中说明过的相同，故将重复的说明省略。
在这之后，如图5(b)所示，在对准位置后将图5(a)的板状体和脱模薄膜503重叠并进行加压，然后将脱模薄膜503剥离，从而形成埋设了配线图案506、有源器件504和无源元件505的板状体。
与图5(a)和(b)的工序并行地按照与图5(a)和(b)相同的工序形成多个埋设了配线图案506和电路器件的板状体(参照图5(c)和(d)、图5(e)和(f))。配线图案506和电路器件，根据设计每层各不相同。
然后，如图5(g)所示，在对准位置后将图5(b)、(d)和(f)的板状体重叠，并进一步将铜箔507重叠在图5(f)的板状体的没有形成配线图案的主表面上。
接着，如图5(h)所示，通过对在图5(g)中重叠的板状体和铜箔507进行加压和加热，形成具有多层结构的板状体。加热过程可在使混合物500及导电性树脂组合物501中的热固性树脂固化的温度以上的温度(例如150℃～260℃)进行，混合物500变成电绝缘性衬底508，导电性树脂组合物501变成内通路509。通过该工序，使电路器件504和505、铜箔507和电绝缘性衬底508牢固地机械接合。此外，通过内通路509将配线图案506和铜箔507电气连接。然后，通过对铜箔507进行加工而形成配线图案510。
这样，就可形成具有多层结构的内装电路器件组件。如采用上述制造方法，则可以很容易地制造具有多层结构的内装电路器件组件。
(实施形态6)
在本实施形态6中，说明在实施形态4中说明过的内装电路器件组件的制造方法的另一实施形态。在实施形态6中采用的材料和电路器件，已在实施形态4中作过说明。
参照图6说明本实施形态的内装电路器件组件的制造方法的一例。图6(a)～(g)是表示本实施形态的内装电路器件组件制造工序的断面图。
首先，如图6(a)所示，通过对含有无机填充物和热固性树脂的混合物进行加工而形成板状混合物600，并通过向贯通孔内充填导电性树脂组成物601而形成在贯通孔内充填了导电性树脂组成物601的板状体。因该工序与图2(a)～(c)中说明过的相同，故将重复的说明省略。另一方面，在脱模薄膜603上形成配线图案606，并将有源器件604和无源元件605安装在配线图案606上。因该工序与在图3(d)中说明过的相同，故将重复的说明省略。
在这之后，如图6(b)所示，在对准位置后将图6(a)的板状混合物600和脱模薄膜603重叠并进行加压，然后将脱模薄膜603剥离，从而形成埋设了配线图案606、有源器件604和无源元件605的板状体。
与图6(a)和(b)的工序并行地按照与图6(a)和(b)相同的工序形成埋设了配线图案606和电路器件的板状体(参照图6(c)和(d))。而配线图案606和电路器件，根据设计每层各不相同。
如图6(e)所示，与图6(a)和(b)的工序并行地在脱模薄膜603上形成配线图案607。
然后，如图6(f)所示，在对准位置后将图6(b)和(d)的板状体重叠，并进一步将图6(e)的脱模薄膜603重叠在图6(d)的板状体的没有形成配线图案606的主表面上，使配线图案607成为内侧。
接着，如图6(g)所示，通过对在图6(f)中重叠的板状体和脱模薄膜603进行加压和加热，形成具有多层结构的板状体。加热过程可在使混合物600及导电性树脂组合物601中的热固性树脂固化的温度以上的温度(例如150℃～260℃)进行，混合物600变成电绝缘性衬底608，导电性树脂组合物601变成内通路609。通过该工序，使有源器件604、无源元件605、配线图案606和607、及电绝缘性衬底608牢固地机械粘合。此外，通过内通路609将配线图案606和607电气连接。
然后，通过将脱模薄膜603从具有多层结构的板状体剥离，即可形成具有多层结构的内装电路器件组件。
这样，如采用上述制造方法，则可以很容易地制造具有多层结构的内装电路器件组件。
[实施例]
以下，说明本发明的具体实施例。
(实施例1)
首先，说明制作本发明的内装电路器件组件时制作由含有无机填充物和热固性树脂的混合物构成的电绝缘性衬底的方法的一例。
在本实施例中，按表1所示的配合比例制作了电绝缘性衬底。同时，以试样编号1示出比较例。
[表1]试料编号无机填充物 热硬化树脂其他添加物 (wt％)热传导系数(W/mK)线膨胀系数(ppm/℃)介电常数 1MHz介电损耗1MHz(％)绝缘强度(AC) KV/mm种类量(wt％) 种类量(wt％) 1 Al2O3 60液态环氧树脂WE-2025 39.8カ-ボソブラツク(0.2) 0.52 45 3.5 0.3 8.1 2 Al2O3 70 29.8 0.87 32 4.7 0.3 10.1 3 Al2O3 80 19.8 1.2 26 5.8 0.3 16.5 4 Al2O3 85 14.8 2.8 21 6.1 0.2 15.5 5 Al2O3 90 9.8 4.5 16 6.7 0.2 18.7 6 Al2O3 95 4.8 5.5 11 7.1 0.2 17.1 7 MgO 78液态环氧树脂WE-2025 21.8カ-ボソブラツク(0.2) 4.2 24 8.1 0.4 15.2 8 BN 77 22.8 5.5 10 6.8 0.3 17.4 9 AlN 85 14.8 5.8 18 7.3 0.3 19.3 10 SiO2 75 24.8 2.2 7 3.5 0.2 18.2 11 Al2O3 90酚醛树脂 9.8カ-ボソブラック(0.2) 4.1 31 7.7 0.5 13.2 12 Al2O3 90氰酸盐树脂 9.8分散剂(0.2) 3.8 15 6.7 0.2 14.5液态环氧树脂：日本ヘルノックス(株)制WE-2025 Al2O3：昭和电工(株)制SA-40酚醛树脂：大日本ィソキ(株)制フェノラィトVH-4150 SiO2：关东化学(株)试药1级氰酸盐树脂：旭チバ(株)制AroCyM-30 AlN：ダゥ社制碳黑：东洋カ-ボソ(株)制R-930 BN：电气化学工业(株)制分散剂：第1工业制药(株)制ブラィサ-フ S-208F MgO：关东化学(株)试药1级
在本实施例中，对于液态环氧树脂，采用了日本ペルノックス(股份公司)生产的环氧树脂(WE-2025，含酸酐系固化剂)。对于酚醛树脂，采用了大日本油墨(股份公司)生产的酚醛树脂(酚醛树脂，VH4150)。对于氰酸盐(シァネ-ト)树脂，采用了旭チバ(股份公司)生产的氰酸盐(シァネ-ト)树脂(AroCy M-30)。在本实施例中，作为添加物加入了炭黑或分散剂。
板状体的制作，首先，将按表1的组成混合好的糊状混合物仅以规定量滴落在脱模薄膜上。糊状混合物，用搅拌混合机将无机填充物和液态的热固性树脂混拌10分钟左右制成。所使用的搅拌混合机，将无机填充物和液态的热固性树脂投入规定容量的容器并一面使容器本身转动一面公转，所以，即使混合物的粘度比较高，也能得到充分的分散状态。对于脱模薄膜，采用厚75μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，在薄膜的表面用硅进行脱模处理。
然后，再将脱模薄膜重叠在脱模薄膜上的糊状混合物上，用加压压力机压到500μm的厚度，从而制得板状混合物。
接着，隔着各脱模薄膜对由脱模薄膜夹在中间的板状混合物进行加热，在将板状混合物的粘着性去掉的条件下进行了热处理。热处理在120℃的温度下保持15分钟。通过该热处理，使板状混合物失去粘着性，所以，使脱模薄膜很容易剥离。在本实施例中使用的液态环氧树脂，固化温度为130℃，所以在该热处理的条件下，为未固化状态(半熔阶段)。
然后，将脱模薄膜从板状混合物剥离，并用耐热型脱模薄膜(PPS：聚苯撑硫醚，厚75μm)将板状混合物夹在中间，一面以50kg/cm2的压力加压，一面在170℃温度下加热，从而使板状混合物固化。
下一步，将耐热型脱模薄膜从已固化的板状混合物剥离，从而制成电绝缘性衬底。
在将该电绝缘性衬底加工成规定尺寸后，测定了热传导系数、线膨胀系数、绝缘强度等。电绝缘性衬底的绝缘强度，是电绝缘性衬底的材料即无机填充物和热固性树脂的粘着性指标。就是说，如无机填充物和热固性树脂的粘着性差，则在其间将产生微小的间隙，因而使绝缘强度降低。这种微小的间隙将导致内装电路器件组件的可靠性降低。热传导系数，可以通过使切割成10mm四方形的试样表面与加热热源接触而进行加热并根据其相反一面的温度上升计算求得。线膨胀系数，可以测定当温度从室温上升到140℃时的电绝缘性衬底的尺寸变化并根据该尺寸变化的平均值求得。绝缘强度，可求出当在电绝缘性衬底的厚度方向施加AC电压时的绝缘强度，并计算出每单位厚度的绝缘强度。
如表1所示，当按上述方法制成的电绝缘性衬底采用了Al2O3作为无机填充物时，与现有的环氧玻璃衬底(热传导系数为0.2w/mK～0.3w/mK)相比，热传导系数约提高10倍以上。通过使Al2O3的量为85重量％以上，可以使热传导系数提高到2.8w/mK以上。Al2O3还具有成本低廉的优点。
此外，当采用了AlN、MgO作为无机填充物时，得到了不低于使用Al2O3时的热传导系数。
另外，当采用了非晶体SiO2作为无机填充物时，线膨胀系数更加接近硅半导体(线膨胀系数3×10-6/℃)。因此，将非晶体SiO2用作无机填充物的电绝缘性衬底，适合于作为直接安装半导体的倒装片用衬底。
而当采用了SiO2作为无机填充物时，得到了介电常数低的电绝缘性衬底。SiO2还具有比重轻的优点。采用了SiO2作为无机填充物的内装电路器件组件，适合于作为携带式电话机等的高频用组件。
另外，当采用了BN作为无机填充物时，得到了热传导系数高而线膨胀系数低的电绝缘性衬底。
如表1的比较例(试样编号1)所示，除采用60重量％的Al2O3作为无机填充物的情况以外，电绝缘性衬底的绝缘强度，均在10kV/mm以上。一般说来，绝缘强度如在10kV/mm以上，则可以判断为无机填充物和热固性树脂的粘着性良好。因此，无机填充物的量最好在70重量％以上。
另外，当热固性树脂的含量低时，电绝缘性衬底的强度降低，所以热固性树脂最好在4.8重量％以上。
(实施例2)
实施例2是用在实施形态2中说明过的方法制作内装电路器件组件的一例。
在本实施例中使用的电绝缘性衬底的组成为：90重量％的Al2O3(昭和电工(股份公司)制、AS-40、球状、平均粒子直径12μm)、9.5重量％的液态环氧树脂(日本レック(股份公司)制、EF-450)、0.2重量％的炭黑(东洋カ-ボン(股份公司)制)、0.3重量％的耦合剂(味の素(股份公司)制、钛酸酯系、46B)。
按照与实施例1相同的条件对上述材料进行处理，从而制成板状体(厚500μm)。将上述板状体切割成规定的大小，并用二氧化碳气体激光器形成用于进行内通路孔连接的贯通孔(直径0.15mm)(参照图2(b))。
用丝网印刷法将导电性树脂组成物充填在该贯通孔内(参照图2(c))。导电性树脂组成物，可通过将85重量％的球状铜粒子、3重量％的双酚A型环氧树脂(油化シェルエボキシ制、エゼコ-ト828)、9重量％的环氧丙基酯(ゲルシジルエステル)系环氧树脂(东都化成制、YD-171)、3重量％的氨基加合物固化剂(味の素制，MY-24)均匀混合而形成。
然后，对厚35μm的铜箔的一个面进行粗化处理，并用倒装接合法以导电性粘结剂将半导体器件安装在粗化后的面上(参照图2(d))。
接着，在对准位置后将安装了半导体器件的铜箔、充填了导电性树脂组合物的板状体、及另外制作的铜箔(一个面进行粗化处理后的铜箔，厚35μm)重叠(参照图2(f))。这时，在重叠时使铜箔的粗化面成为板状体侧。
下一步，用热压机在温度120℃、压力10kg/cm2的条件下将其加热加压5分钟。由于在比固化温度低的温度下进行加热，板状体中的热固性树脂软化，所以很容易将半导体器件埋入板状体中。
接着，提高加热温度并在175℃下加热60分钟(参照图2(g))。通过该加热，使板状体中的环氧树脂及导电性树脂组成物中的环氧树脂固化，并将半导体器件及铜箔与板状体牢固地机械连接。此外，通过该加热，还将导电性树脂组成物与铜箔电气连接(内通路连接)并机械地连接。
然后，通过光刻工序和蚀刻工序对埋设了半导体器件的板状体表面的铜箔进行蚀刻，形成配线图案(参照图2(h))。按照如上方式，即可制成内装电路器件组件。
为了评价按照本实施例制成的内装电路器件组件的可靠性，进行了回流焊试验和温度循环试验。回流焊试验，用带式回流焊机在260℃的最高温度下按10秒的周期反复进行了10次。温度循环试验，将在125℃下保持30分钟、然后在-60℃下保持30分钟的工序反复循环200次。
在回流焊试验和温度循环试验的任何一种试验中，在本实施例的内装电路器件组件上都没有产生裂纹，即使用超声波探伤装置也没有检查出格外异常之处。从该试验可知，半导体器件与电绝缘性衬底的连接非常牢固。此外，由导电性树脂组成物构成的内通路连接的电阻值，在试验开始前后也几乎没有发生变化。
(实施例3)
实施例3是用在实施形态3中说明过的方法制作内装电路器件组件的一例。
首先，按照与实施例2相同的方法，制成在贯通孔内充填了导电性树脂组成物的板状体(厚500μm)(参照图3(c))。
然后，用粘结剂将在厚35μm的铜箔粘着在脱模薄膜(聚苯撑硫醚制，厚150μm)上。该铜箔，在一个面上进行粗化处理，并在粘结时使光泽面为粘结剂侧。
接着，通过光刻工序和蚀刻工序对脱模薄膜上的铜箔进行蚀刻，形成配线图案。进一步，以倒装接合方式用软钎料凸起将半导体器件安装在该配线图案上(参照图3(d))。
下一步，在已安装在配线图案上的半导体器件与配线图案之间的间隙内注入密封树脂。具体地说，使加热到70℃的加热板倾斜，并将具有已安装好半导体器件的配线图案的脱模薄膜设置在该加热板上，然后，用注射器将密封树脂慢慢地注入半导体器件与配线图案之间。在10秒左右即可将密封树脂注入半导体器件与配线图案之间。之所以用加热板加热，是因为可以使密封树脂的粘度减小并能在短时间内完成注入。此外，之所以使加热板倾斜，是为了便于注入。对于密封树脂，采用了テクノァルファ-(股份公司)生产的EL18B。EL18B是一种在液态环氧树脂内混入了SiO2粉末的树脂。
另一方面，与上述工序并行、并与上述工序同样地制成在一个面上形成了配线图案的脱模薄膜(聚苯撑硫醚制，厚150μm)(参照图3(e))。
然后，在对准位置后将接合了半导体器件的脱模薄膜、在贯通孔内充填了导电性树脂组成物的板状体、在一个面上形成了配线图案的脱模薄膜重叠在一起(参照图3(f))。
下一步，用热压机在温度120℃、压力10kg/cm2的条件下将其加热加压5分钟。由于在比固化温度低的温度下加热，板状体中的热固性树脂软化，所以很容易将半导体器件和配线图案埋入板状体中。
接着，提高加热温度并在175℃下加热60分钟(参照图3(g))。通过该加热，使板状体及导电性树脂组成物中的环氧树脂固化，所以将半导体器件和配线图案与板状体牢固地机械连接。此外，通过该加热，还将导电性树脂组成物与配线图案电气连接(内通路连接)并机械地连接。进一步，通过该加热，还使注入半导体器件与配线图案之间的密封树脂固化。
然后，将脱模薄膜从板状体剥离(参照图3(h))。聚苯撑硫醚制脱模薄膜，具有上述加热温度以上的耐热性。此外，使铜箔的粗化后的面与板状体及内通路粘着，并使铜箔的光泽面与脱模薄膜粘着。因此，板状体及内通路与铜箔的粘着强度要大于脱模薄膜与铜箔的粘着强度，所以，可以只将脱模薄膜剥离。按照如上方式，即可制成内装电路器件组件。
为了评价按照实施例3制成的内装电路器件组件的可靠性，在与实施例2同样的条件下进行了回流焊试验和温度循环试验。
在回流焊试验和温度循环试验的任何一种试验中，在实施例3的内装电路器件组件上都没有产生裂纹，即使用超声波探伤装置也没有检查出格外异常之处。从该试验可知，半导体器件与电绝缘性衬底的连接非常牢固。此外，由导电性树脂组成物构成的内通路连接的电阻值，在试验开始前后也几乎没有发生变化。
(实施例4)
本实施例4是用在实施形态5中说明过的方法制作具有多层结构的内装电路器件组件的一例。
在本实施例4中，作为电路器件，采用了半导体器件和片状器件。
首先，按照与实施例2相同的方法，制成在贯通孔内充填了导电性树脂组成物的板状体。
然后，在对准位置后将充填了导电性树脂组成物的板状体与备有以倒装接合方式安装了电路器件的配线图案的脱模薄膜(聚苯撑硫醚制)重叠(参照图5(a))。
接着，用热压机在加压温度120℃、压力10kg/cm2的条件下将其加热加压5分钟。由于在比固化温度低的温度下加热，板状体中的热固性树脂软化，所以很容易将电路器件埋入板状体中。然后，通过将脱模薄膜从板状体剥离，形成埋入了电路器件的板状体(参照图5(b))。
制作多个这样的板状体，并在对准位置后将多个板状体与铜箔重叠(参照图5(g))。
下一步，用热压机在加压温度175℃、压力50kg/cm2的条件下将其加热加压60分钟。通过该加热加压处理，使埋入了电路器件的多个板状体与铜箔构成一体，形成一个板状体。通过该加热加压处理，使板状体及导电性树脂组成物中的环氧树脂固化，并将电路器件和配线图案与板状体牢固地机械连接。此外，通过该加热加压处理，还将铜箔和配线图案与导电性树脂组成物电气连接(内通路连接)并机械地连接。
然后，通过光刻工序和蚀刻工序对埋设了电路器件的板状体表面的铜箔进行蚀刻，形成配线图案(参照图5(h))。按照如上方式，即可制成具有多层结构的内装电路器件组件。
为了评价按照实施例4制成的内装电路器件组件的可靠性，在与实施例2同样的条件下进行了回流焊试验和温度循环试验。
在回流焊试验和温度循环试验的任何一种试验中，在实施例4的内装电路器件组件上都没有产生裂纹，即使用超声波探伤装置也没有检查出格外异常之处。从该试验可知，半导体器件与电绝缘性衬底的连接非常牢固。此外，由导电性树脂组成物构成的内通路连接的电阻值，在试验开始前后也几乎没有发生变化。
(实施例5)
本实施例5是用在实施形态6中说明过的方法制作具有多层结构的内装电路器件组件的一例。
首先，按照与实施例2相同的方法，制成在贯通孔内充填了导电性树脂组成物的板状体。然后，在对准位置后将在贯通孔中充填了导电性树脂组成物的板状体与备有以倒装接合方式安装了电路器件的配线图案的脱模薄膜(聚苯撑硫醚制)重叠(参照图6(a))。
然后，用热压机在加压温度120℃、压力10kg/cm2的条件下将其加热加压5分钟。由于在比固化温度低的温度下加热，板状体中的热固性树脂软化，所以很容易将电路器件埋入板状体中。接着，通过将脱模薄膜从板状体剥离而形成了板状体(参照图6(b))。以同样方式形成埋入了电路器件的板状体(参照图6(d))。
下一步，在脱模薄膜(聚苯撑硫醚制)的一个面上形成了配线图案(参照图6(e))。
接着，在对准位置后将埋入了电路器件的2个板状体与形成了配线图案的脱模薄膜重叠在一起(参照图6(f))。
然后，用热压机在加压温度175℃、压力50kg/cm2的条件下将其加热加压60分钟。通过该加热加压处理，使埋入了电路器件的多个板状体与脱模薄膜构成一体，形成一个板状体。通过该加热加压处理，使板状体中的环氧树脂固化，并将电路器件和配线图案与板状体牢固地机械连接。此外，通过该加热加压处理，还使导电性树脂组成物中的环氧树脂固化，并将配线图案与导电性树脂组成物电气连接(内通路连接)并机械地连接。
下一步，将脱模薄膜从构成一体的板状体剥离，从而形成具有多层结构的内装电路器件组件(参照图6(g))。
为了评价按照实施例5制成的内装电路器件组件的可靠性，在与实施例2同样的条件下进行了回流焊试验和温度循环试验。
在回流焊试验和温度循环试验的任何一种试验中，在实施例5的内装电路器件组件上都没有产生裂纹，即使用超声波探伤装置也没有检查出格外异常之处。从该试验可知，半导体器件与电绝缘性衬底的连接非常牢固。此外，由导电性树脂组成物构成的内通路连接的电阻值，在试验开始前后也几乎没有发生变化。
如上所述，在本发明的内装电路器件组件中，采用了由含有无机填充物和热固性树脂的混合物构成的电绝缘性衬底，同时采用了内通路孔连接法，所以，能以高密度安装电路器件，而且散热性也强。因此，对本发明的内装电路器件组件来说，可以得到能以高密度安装电路器件且可靠性高的内装电路器件组件。
另外，在本发明的内装电路器件组件中，由于采用多层结构，所以能以更高的密度安装电路器件。
在本发明的内装电路器件组件中，还可以通过选择无机填充物而对电绝缘性衬底的热传导系数、线膨胀系数、介电常数等进行控制。因此，在本发明的内装电路器件组件中，可以使电绝缘性衬底的线膨胀系数与半导体器件基本相同，所以适合于用作在内部装有半导体器件的内装电路器件组件。此外，由于可以提高电绝缘性衬底的热传导系数，所以适合于用作在内部装有必须散热的半导体器件等的内装电路器件组件。另外，由于可以减小电绝缘性衬底的介电常数，所以适合于用作高频电路用内装电路器件组件。
按照本发明的内装电路器件组件制造方法，可以很容易地制造上述内装电路器件组件。
另外，在本发明的内装电路器件组件制造方法中，通过采用形成有配线图案的脱模薄膜，可以将配线图案埋设在电绝缘性衬底内，所以，可以制成表面平滑的内装电路器件组件。因此，当在表面的配线图案上进一步安装电路器件时，能以高密度安装电路器件。