特許 6644743 回路基板及び半導体モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6644743

(24)【登録日】2020年1月10日

(45)【発行日】2020年2月12日

(54)【発明の名称】回路基板及び半導体モジュール

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20200130BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20200130BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20200130BHJP

【ＦＩ】

   H05K3/46 Q

   H01L23/12 F

   H01L23/12 N

   H05K3/46 L

   H05K1/02 B

   H05K1/02 D

【請求項の数】9

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-159303(P2017-159303)

(22)【出願日】2017年8月22日

(65)【公開番号】特開2019-40903(P2019-40903A)

(43)【公開日】2019年3月14日

【審査請求日】2018年6月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100196575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 満

(72)【発明者】

【氏名】杉山 裕一

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 政志

(72)【発明者】

【氏名】秦 豊

【審査官】 黒田 久美子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２１５０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０３４１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０８２９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０１−０６３１３６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ ３／４６

Ｈ０１Ｌ ２３／１２

Ｈ０５Ｋ １／０２

Ｈ０５Ｋ １／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

配線基材と、
前記配線基材に形成された開口部に埋設され第１主面と前記第１主面と反対側の第２主面とを有し、前記第１主面と前記第２主面との間を貫通する溝が形成された板状の補強部材と、前記第１主面及び前記第２主面に設けられ、絶縁層を含む配線層と、前記第１主面上に複数の半導体素子が直接的または間接的に搭載可能な素子搭載部とを有し、前記溝に前記絶縁層よりも熱膨張係数が小さく弾性率が高い第１絶縁材が設けられた補強部と
を具備する回路基板。

【請求項2】

請求項１に記載された回路基板であって、
前記補強部材及び前記素子搭載部のそれぞれを前記補強部の厚み方向に投影した場合、
前記素子搭載部は、前記補強部材の領域内に包含されている
回路基板。

【請求項3】

請求項１または２記載された回路基板であって、
前記補強部は、前記複数の半導体素子のそれぞれに電気的に接続されるボンディングパッドをさらに有し、
前記ボンディングパッドは、前記第１主面上の前記配線層に配置されている
回路基板。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１つに記載された回路基板であって、
前記配線基材は、前記開口部から延在する部分を有し、
前記部分は、可撓性を有する
回路基板。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１つに記載された回路基板であって、
前記配線層は、前記補強部材の前記第１主面を露出させる凹部を有し、
前記凹部内に前記複数の半導体素子が配置され得る
回路基板。

【請求項6】

請求項５に記載された回路基板であって、
前記凹部は、複数に分割され、分割された複数の凹部内に前記複数の半導体素子のそれぞれが個別に収容され得る
回路基板。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１つに記載された回路基板であって、
前記配線層に含まれる絶縁層よりも低い弾性率を有し、前記開口部と前記補強部材との間に設けられた第２絶縁材をさらに備えた
回路基板。

【請求項8】

配線基材と、前記配線基材に形成された開口部に埋設され第１主面と前記第１主面と反対側の第２主面とを有し、前記第１主面と前記第２主面との間を貫通する溝が形成された板状の補強部材と、前記第１主面及び前記第２主面に設けられ、絶縁層を含む配線層と、前記第１主面上に複数の素子が直接的または間接的に搭載可能な素子搭載部とを有し、前記溝に前記絶縁層よりも熱膨張係数が小さく弾性率が高い絶縁材が設けられた補強部とを有する回路基板と、
前記素子搭載部に搭載された複数の半導体素子と
を具備する半導体モジュール。

【請求項9】

請求項８に記載された半導体モジュールであって、
前記複数の半導体素子のそれぞれは、固体撮像素子である
半導体モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フレキシブル部とリジッド部とを有する回路基板、及び回路基板に半導体素子が搭載された半導体モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

カメラ機能等を備えたモバイル機器のモジュール基板は、部品の多機能化、薄型化を実現するために、より一層の薄型化が求められている。中でも、メイン基板とモジュールとの接続にフレキシブル基板等を用いる場合、コネクタを用いる手法や、モジュール基板とフレキシブル基板とを貼り合わせる手法が知られているが、実装面積の低下や、モジュール全体の厚みが増すことが課題となっている。そのため、フレキシブル基板にリジッド部を設けた複合回路基板（リジッド−フレキシブル基板）の採用が進んでいる。

【0003】

例えば、変形可能なフレキシブル部と、絶縁基材及び絶縁基材に形成された電気回路を含み、フレキシブル部が接続されたリジッド部と、絶縁基材の周縁部に形成され、絶縁基材に内部応力を加えると共に、絶縁基材よりも剛性の高い絶縁性樹脂から形成された補強部材とを備えた回路基板が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−１０８９２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、リジッド部に、固体撮像素子等の半導体素子が複数搭載された場合、素子が搭載される領域の平坦性が充分でないと、例えば、複数の固体撮像素子のそれぞれの光学的調整が難しくなり、複数の固体撮像素子を備えた回路基板の取り扱いが複雑になってしまう。

【0006】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、素子が搭載される領域の平坦性を向上させた回路基板及び半導体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】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る回路基板は、配線基材と、補強部とを具備する。上記補強部は、上記配線基材の第１部分に埋設され第１主面と上記第１主面と反対側の第２主面とを有する板状の補強部材と、上記第１主面及び上記第２主面に設けられた配線層と、上記第１主面上に複数の半導体素子が直接的または間接的に搭載される素子搭載部とを有する。
このような回路基板であれば、配線基材に埋設された板状の補強部材上に、複数の半導体素子が直接的または間接的に搭載される素子搭載部が配置されるので、素子搭載部の平坦性が向上する。これにより、複数の半導体素子のそれぞれの段差が緩和される。この結果、素子搭載部に搭載された半導体素子の取り扱いが容易になる。さらに、板状の補強部材は、一体に構成されているので、補強部材による放熱効果が向上する。

【0008】

上記の回路基板においては、上記補強部材及び上記素子搭載部のそれぞれを上記補強部の厚み方向に投影した場合、上記素子搭載部は、上記補強部材の領域内に包含されてもよい。
このような回路基板であれば、補強部材及び素子搭載部のそれぞれを補強部の厚み方向に投影した場合、補強部材の主面内に素子搭載部が収まるので、素子搭載部の平坦性が向上する。さらに、素子搭載部を包含する補強部材は、一体に構成されているので、補強部材による放熱効果が向上する。

【0009】

上記の回路基板においては、上記補強部は、上記複数の半導体素子のそれぞれに電気的に接続されるボンディングパッドをさらに有してもよく、上記ボンディングパッドは、上記第１主面上の上記配線層に配置されてもよい。
このような回路基板であれば、複数のボンディングパッドが補強部材上に配置されるので、各ボンディングパッドの下地の強度が増加する。これにより、ボンディングパッドにボンディングワイヤを接合する際に、ボンディングパッドのずれが抑制される。

【0010】

上記の回路基板においては、上記配線基材は、上記第１部分から延在する第２部分を有してもよく、上記第２部分は、可撓性を有してもよい。
このような回路基板であれば、回路基板は、リジッド部のほか、可撓性を有するフレキシブル部を有することになる。

【0011】

上記の回路基板においては、上記素子搭載部は、上記第１主面上の上記配線層の表面に配置されてもよい。
このような回路基板であれば、配線基材に埋設された板状の補強部材上に、複数の半導体素子が間接的に搭載される素子搭載部が配置されるので、素子搭載部の平坦性が向上する。

【0012】

上記の回路基板においては、上記配線層は、上記補強部材の上記第１主面を露出させる凹部を有してもよく、上記凹部内に上記複数の半導体素子が配置されてもよい。
このような回路基板であれば、配線基材に埋設された板状の補強部材上に、複数の半導体素子が直接的に搭載される素子搭載部が配置されるので、素子搭載部の平坦性がさらに向上する。さらに、複数の半導体素子の放熱効果が向上する。

【0013】

上記の回路基板においては、上記凹部は、複数に分割され、分割された複数の凹部内に上記複数の半導体素子のそれぞれが個別に収容されてもよい。
このような回路基板であれば、分割された複数の凹部内に複数の半導体素子のそれぞれが個別に搭載されるので、複数の半導体素子間にもボンディングパッドを形成することができる。

【0014】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る半導体モジュールは、配線基材と、回路基板と、複数の半導体素子とを具備する。上記回路基板は、補強部を有し、上記補強部は、上記配線基材の第１部分に埋設され第１主面と上記第１主面と反対側の第２主面とを有する板状の補強部材と、上記第１主面及び上記第２主面に設けられた配線層と、上記第１主面上に複数の素子が直接的または間接的に搭載される素子搭載部とを有する。上記複数の半導体素子は、上記素子搭載部に搭載される。
このような半導体モジュールであれば、配線基材に埋設された板状の補強部材上に、複数の素子が直接的または間接的に搭載される素子搭載部が配置されるので、素子搭載部の平坦性が向上する。さらに、板状の補強部材は、一体に構成されているので、補強部材による放熱効果が向上する。

【0015】

上記の半導体モジュールにおいては、上記複数の半導体素子のそれぞれは、固体撮像素子であってもよい。
このような半導体モジュールであれば、素子搭載部に複数の固体撮像素子が実装されても、複数の固体撮像素子のそれぞれの光学的調整が容易になる。

【発明の効果】

【0016】

以上述べたように、本発明によれば、素子が搭載される領域の平坦性を向上させた回路基板及び半導体モジュールが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１実施形態に係る回路基板の構成を示す概略平面図である。

【図2】図（ａ）は、図１におけるＡ−Ａ線方向断面図である。図（ｂ）は、図１におけるＢ−Ｂ線方向断面図である。

【図3】回路基板の製造方法を説明する主な工程の概略断面図である。

【図4】回路基板の製造方法を説明する主な工程の概略断面図である。

【図5】第２実施形態に係る回路基板の構成を示す概略断面図である。

【図6】第３実施形態に係る回路基板の構成を示す概略断面図である。

【図7】第４実施形態に係る回路基板の構成を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。各図面には、ＸＹＺ軸座標が導入される場合がある。

【0019】

（第１実施形態）

【0020】

図１は、第１実施形態に係る回路基板の構成を示す概略平面図である。
図２（ａ）は、図１におけるＡ−Ａ線方向断面図である。図２（ｂ）は、図１におけるＢ−Ｂ線方向断面図である。
なお、各図においてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、相互に直交する３軸方向を示しており、Ｚ軸方向は、回路基板１の厚み方向に相当する。

【0021】

［回路基板］

【0022】

図１に示すように、本実施形態の回路基板１は、第１基板本体１０と、第２基板本体２０とを有する。回路基板１は、典型的には、制御基板３０と一体的に構成されるが、制御基板３０とは別部品として構成されてもよい。

【0023】

回路基板１の第２基板本体２０の表面には、２つの半導体素子２７１、２７２が搭載されている。半導体素子２７１、２７２は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）等の固体撮像素子（光学センサ）である。半導体素子２７１、２７２の各々の撮像面２７１ａ、２７２ａが相互に平行となるように、第２基板本体２０上に半導体素子２７１、２７２が搭載される。２つの半導体素子２７１、２７２の下方には、補強部材２３が配置されている。

【0024】

（第１基板本体）

【0025】

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、第１基板本体１０は、第２基板本体２０と制御基板３０との間を接続する。第１基板本体１０は、可撓性配線基材１１を含み、回路基板１におけるフレキシブル部を構成する。可撓性配線基材１１は、典型的には、Ｘ軸方向に長手方向、Ｙ軸方向に幅方向を有する。可撓性配線基材１１において、長手方向の第１部分（第１端部１１ａ側）は、第２基板本体２０に組み込まれ、第１部分から延在した第２部分（第２端部１１ｂ側）は、制御基板３０に接続される。

【0026】

可撓性配線基材１１は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、樹脂コア１１０と、樹脂コア１１０の両面に設けられた配線層１１１、１１２と、配線層１１１、１１２を被覆する絶縁層１１３、１１４とを有する積層体である。

【0027】

樹脂コア１１０は、例えば、ポリイミドやポリエチレンテレフタレート等の単層又は多層の可撓性プラスチックフィルムで構成される。配線層１１１、１１２は、典型的には、銅やアルミニウム等の金属材料で構成される。また、絶縁層１１３、１１４は、接着層を有するポリイミド等の可撓性プラスチックフィルムで構成される。

【0028】

配線層１１１は、樹脂コア１１０の適宜の位置に設けられたスルーホールあるいはビアを介して配線層１１２に電気的に接続される。可撓性配線基材１１の配線層は、図示する２層に限られず、１層又は３層以上であってもよい。

【0029】

（第２基板本体）

【0030】

第２基板本体２０は、配線層２８と、補強部材２３と、可撓性配線基材１１の第１端部１１ａとを有する。すなわち、可撓性配線基材１１の第１端部１１ａは、補強部材２３とともに第２基板本体２０の芯材（コア）を構成する。回路基板１においては、配線層２８と補強部材２３とによって補強部１２が構成される。補強部１２は、回路基板１におけるリジッド部である。また、本実施形態では、第２基板本体２０に組み込まれた第１端部１１ａの可撓性配線基材１１の部分を単に配線基材１１と呼ぶ場合がある。

【0031】

配線層２８は、絶縁層２１１、２１２と、配線２２１、２２２と、絶縁層２５１、２５２を含む。配線層２８は、第１端部１１ａの第１主面１１ｕ（上面）及び第２主面１１ｄ（下面）、及び補強部材２３の第１主面２３ｕ（上面）及び第２主面２３ｄ（下面）に設けられている。

【0032】

絶縁層２１１は、補強部材２３の第１主面２３ｕ側に配置されと、絶縁層２１２は、補強部材２３の第２主面２３ｄ側に配置される。絶縁層２１１、２１２は、第２基板本体２０の外形を構成し、その平面形状は、典型的には、図１に示すようにＸ軸方向に長手の矩形状に形成される。絶縁層２１１、２１２の大きさは特に限定されず、例えば、長辺が１０〜３０ｍｍ、短辺が１０〜２０ｍｍ、厚みが０．２〜０．５ｍｍとされる。可撓性配線基材１１の第１端部１１ａは、図１に示すように、第２基板本体２０と同一の形状、大きさに形成されるが、これに限られず、第２基板本体２０よりも大きく、又は小さく形成されてもよい。

【0033】

絶縁層２１１、２１２は、合成樹脂材料によって構成される。合成樹脂材料としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ＢＴレジン等の汎用の熱硬化性樹脂材料が用いられる。これらの合成樹脂材料には、所望とする機械的強度を付与するために、例えば、ガラス繊維やガラスクロス、酸化物粒子等のフィラー（充填材）が含有されていてもよい。絶縁層２１１、２１２はそれぞれ同一の樹脂材料で構成されてもよいし、相互に異なる樹脂材料で構成されてもよい。

【0034】

配線２２１、２２２は、いわゆる導体パターンである。さらに、配線２２１と、配線２２２との間は、層間接続部２２３によって電気的に接続されている。配線２２１、２２２は、第１基板本体１０を構成する可撓性配線基材１１に電気的に接続される。

【0035】

配線２２１、２２２は、絶縁層２１１、２１２の表面に形成され、その一部は、絶縁層２１１、２１２の適宜の位置に形成されたビアを介して補強部材２３に電気的に接続される。補強部材２３は、配線２２１、２２２のいずれかの一部として構成されてもよく、例えば、接地用配線の一部として用いられてもよい。特に、補強部材２３が接地電位で構成されている場合、回路基板１内に補強部材２３を避けて接地用配線を引き回す手間が省け、さらに、補強部材２３によって回路基板１外または半導体素子２７１、２７２からの電磁波が遮蔽される。また、補強部材２３は、第２基板本体２０に搭載される半導体素子の放熱用部品として用いられてもよい。なお、Ｚ軸方向における補強部材２３と半導体素子２７１、２７２との間の距離は、例えば、１５μｍ〜１００μｍであるが、この数値に限らない。

【0036】

配線２２１、２２２は、典型的には、銅、アルミニウム等の金属材料あるいは金属ペーストの硬化物で構成される。配線２２１、２２２は、主として、第２基板本体２０の表面に実装された半導体素子２７１、２７２のボンディングパッド２６１に電気的に接続されたり、当該半導体素子を可撓性配線基材１１に電気的に接続する再配線層等を構成したりする配線２２１、２２２の表面には、絶縁層２５１、２５２が設けられる。絶縁層２５１、２５２のそれぞれは、適宜の位置に配線２２１、２２２の表面の一部が露出する開口部を有してもよい。

【0037】

配線２２１、２２２は、単層構造に限られず、多層構造であってもよい。また、配線２２１、２２２の双方が設けられる場合に限られず、いずれか一方のみが設けられてもよい。

【0038】

配線２２１、２２２は、絶縁層２５１、２５２によって被覆されている。ボンディングパッド２６１は、補強部材２３の第１主面２３ｕ上の配線層２８に配置されている。例えば、ボンディングパッド２６１は、絶縁層２５１上に配置されている。

【0039】

補強部材２３は、可撓性配線基材１１の第１端部１１ａに埋設されている。補強部材２３は、第１主面２３ｕと、第２主面２３ｕとを有する板状の補強部材である。補強部材２３は、第２基板本体２０に所望の強度を付与するためのものである。

【0040】

補強部材２３は、例えば、金属製、セラミック製等である。但し、回路基板１の電気的特性、放熱性の観点からは、補強部材２３は、金属製であることが好ましい。例えば、補強部材２３は、電気、熱の良導体で構成され、典型的には銅（Ｃｕ）で構成されるが、これ以外にも、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の他の金属材料で構成されてもよい。

【0041】

補強部材２３の平面形状は、特に限定されず、例えば、可撓性配線基材１１の第１端部１１ａの内部に収容可能な大きさの矩形状に形成される。補強部材２３の大きさは、特に限定されず、例えば、各辺の長さが５ｍｍ〜２０ｍｍ、厚みが０．１ｍｍ〜０．４ｍｍとされる。

【0042】

補強部材２３を可撓性配線基材１１の第１端部１１ａのほぼ全領域をカバーできる大きさで形成されることで、補強部材２３は第２基板本体２０の芯材としての機能を効果的に果たすことができる。また、補強部材２３の全体が第１端部１１ａの内部に収容されることで、補強部材２３が第１端部１１ａの周縁部から露出することを防ぎ、第２基板本体２０の周縁部の絶縁性を確保することができる。

【0043】

補強部材２３の厚みは、特に限定されず、本実施形態では可撓性配線基材１１と同等の厚みとされる。補強部材２３の両面は、絶縁層２１１、２１２で被覆されるため、第２基板本体２０の両面からの補強部材２３の露出が防止される。

【0044】

補強部材２３は、可撓性配線基材１１の第１端部１１ａの面内に形成された収容部２１３に内蔵される。収容部２１３は、補強部材２３を収容し得る大きさの有底又は無底の凹部からなり、本実施形態では、第１端部１１ａを貫通する矩形の開口部（無底の凹部）で構成される。

【0045】

補強部材２３には、その面内を貫通する溝２３１が設けられてよい。例えば、補強部材２３は、溝２３１の内部に充填された第１絶縁材２４１と、補強部材２３の外周面と収容部２１３の内周面との間に充填された第２絶縁材２４２とを介して、第１端部１１ａの内部に固定されている。

【0046】

また、補強部材２３には、その面内を貫通する単数又は複数の貫通孔２３２が設けられてよい。例えば、貫通孔２３２は、補強部材２３の面内の適宜の位置に形成され、補強部材２３の周縁部と溝２３１の形成領域との間に設けられる。貫通孔２３２は、層間接続部２２３を収容し得る大きさの丸孔で形成される。層間接続部２２３は、典型的には、貫通孔２３２の内周面に絶縁層を挟んで形成された銅メッキで構成される。上記絶縁層としては、例えば、第１絶縁材２４１で構成される。

【0047】

本実施形態において、第１絶縁材２４１は、絶縁層２１１、２１２を構成する樹脂材料よりも熱膨張係数が小さく、かつ、弾性率が高い樹脂材料で構成される。

【0048】

第１絶縁材２４１が絶縁層２１１、２１２よりも熱膨張係数が小さい樹脂材料で構成されることにより、収容部２１３と補強部材２３との間の密着性を確保でき、第２基板本体２０の反りを抑制することが可能となる。また、第１絶縁材２４１が、絶縁層２１１、２１２よりも弾性率が高い樹脂材料で構成されることにより、第１絶縁材２４１の剛性が高まり、第２基板本体２０の強度の向上を図ることができる。

【0049】

第１絶縁材２４１を構成する材料は、特に限定されず、例えば、絶縁層２１１、２１２を構成する樹脂材料と同種の材料であってもよい。この場合、絶縁層２１１、２１２よりもフィラーの含有量を高めることで、絶縁層２１１、２１２よりも熱膨張係数が小さく、かつ、弾性率が高い第１絶縁材２４１を構成することができる。

【0050】

一方、第２絶縁材２４２は、絶縁層２１１、２１２を構成する樹脂材料よりも弾性率が低い材料で構成される。これにより、第２基板本体２０の周縁部に加わる曲げ応力が第２絶縁材２４２で緩和されるため、収容部２１３に対する補強部材２３の剥離を抑えることが可能となる。また、第２絶縁材２４２は、絶縁層２１１、２１２よりも吸水率の低い材料で構成されてもよい。これにより、第２絶縁材２４２の吸水による体積膨張あるいは膨潤が抑えられる。

【0051】

第２絶縁材２４２を構成する材料は、特に限定されないが、可撓性配線基材１１との親和性が高い材料が好ましく、例えば、エポキシ、ポリイミド、液晶ポリマー、ＢＴレジン、ＰＰＳ等が挙げられる。

【0052】

第２絶縁材２４２は、補強部材２３の外周面と収容部２１３の内周面との間に充填される。第２絶縁材２４２は、補強部材２３の外周面の全周にわたって設けられる必要はなく、少なくとも可撓性配線基材１１の第２端部１１ｂ側に設けられてもよい。これにより、例えば、第１基板本体１０からの引張応力等を第２絶縁材２４２で吸収あるいは緩和でき、第２基板本体２０の破損や第１端部１１ａからの補強部１２の離脱を抑制することが可能となる。

【0053】

また、補強部材２３と収容部２１３との間における上記一端部の全領域が第２絶縁材２４２で充填される場合に限られず、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、第１絶縁材２４１と第２絶縁材２４２との積層部２４３が設けられてもよい。この場合、当該領域は、適度な剛性と適度な弾性とを合わせ持つことから、可撓性配線基材１１と補強部１２との間の接続信頼性を高めることが可能となる。

【0054】

なお、要求される特性や仕様等に応じて、第２絶縁材２４２は、省略されてもよく、第２絶縁材２４２に代えて第１絶縁材２４１が補強部材２３と収容部２１３との間に充填されてもよい。また、積層部２４３も必要に応じて省略されてもよく、上記一端部の全領域は第１絶縁材２４１又は第２絶縁材２４２で充填されてもよい。

【0055】

また、本実施形態に係る回路基板１は、素子搭載部４０を有する。素子搭載部４０は、補強部材２３の第１主面２３ｕ上の配線層２８の表面に配置されている。すなわち、素子搭載部４０は、補強部材２３の第１主面２３ｕ上に位置している。補強部材２３上には、配線層２８を介して複数の半導体素子２７１、２７２が間接的に搭載される。半導体素子２７１、２７２は、例えば、固体撮像素子である。さらに、複数の半導体素子２７１、２７２のそれぞれは、ボンディングワイヤ２６５を介してボンディングパッド２６１に電気的に接続されている。回路基板１と複数の半導体素子２７１、２７２とを含めて、半導体モジュールとすることができる。

【0056】

素子搭載部４０の平面形状は、特に限定されず、補強部材２３の平面形状に応じて設定される。例えば、補強部材２３及び素子搭載部４０のそれぞれを補強部１２の厚み方向（Ｚ軸方向）に投影した場合、素子搭載部４０は、補強部材２３の領域内に包含されている。例えば、素子搭載部４０は、補強部材２３の内部に収容可能な大きさの矩形状に形成される。素子搭載部４０の大きさは、特に限定されず、例えば、各辺の長さが５ｍｍ〜２０ｍｍ以下に設定される。

【0057】

（制御基板）

【0058】

制御基板３０は、ＩＣ等の集積回路やその周辺部品等が搭載されるメイン基板に相当し、第１基板本体１０を介して第２基板本体２０と電気的に接続される。制御基板３０は、典型的には、第２基板本体２０よりも大面積の両面基板で構成される。

【0059】

制御基板３０は、可撓性配線基材１１の第２端部１１ｂと、その両面にそれぞれ設けられた多層配線部３１、３２との積層体で構成される。多層配線部３１、３２は、典型的には、ビルドアップ法によって作製される。多層配線部３１、３２を構成する層間絶縁膜は、ガラスエポキシ系のリジッド性を有する材料で構成されてもよく、この場合、制御基板３０はリジッド基板として構成される。

【0060】

［回路基板の製造方法］

【0061】

回路基板１の製造方法について説明する。

【0062】

図３（ａ）〜図４（ｄ）は、回路基板の製造方法を説明する主な工程の概略断面図である。

【0063】

まず、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第１基板本体１０を構成する可撓性配線基材１１の第１端部１１ａ側の所定領域に、補強部材２３を収容するための収容部２１３（凹部）が形成される。収容部２１３の形成方法は特に限定されず、打ち抜き、切削等の機械加工やレーザ加工等の適宜の手法が採用可能である。

【0064】

続いて図３（ｃ）に示すように、可撓性配線基材１１の一方の面（図中下面）に、収容部２１３を被覆する絶縁層２１２が形成される。絶縁層２１２の形成方法は特に限定されず、塗布法、転写法、ラミネート法等の適宜の手法が採用可能である。

【0065】

続いて図３（ｄ）に示すように、収容部２１３の内周面であって絶縁層２１２との境界部に第２絶縁材２４２を構成する材料が塗布される。その後、図４（ａ）に示すように、収容部２１３内の絶縁層２１２上に補強部材２３が配置されるとともに、補強部材２３の外周面部と収容部２１３の内周面との間に第２絶縁材２４２が所定の高さに充填される。なお、この場合、第２絶縁材２４２の一部が補強部材２３と絶縁層２１２との間に介在していても構わない。

【0066】

次いで図４（ｂ）に示すように、補強部材２３の溝２３１と貫通孔２３２に、第１絶縁材２４１を構成する材料が充填される。この際、補強部材２３の外周面と収容部２１３の内周面と第２絶縁材２４２との間の隙間にも第１絶縁材２４１が設けられることで、第１及び第２絶縁材２４１、２４２の積層構造からなる積層部２４３が形成される。

【0067】

その後、可撓性配線基材１１の他方の面（図中上面）に、補強部材２３を被覆する絶縁層２１１が形成される。絶縁層２１１の形成方法は特に限定されず、絶縁層２１２の形成方法と同様な手法が採用可能である。

【0068】

続いて図４（ｃ）に示すように、絶縁層２１１、２１２の表面に、配線２２１、２２２及び層間接続部２２３が形成される。配線２２１、２２２は、メッキ法、エッチング法等の適宜のパターン形成方法が採用可能であり、その一部は、絶縁層２１１、２１２に形成されたビアを介して補強部材２３に接続される。層間接続部２２３は、補強部材２３の貫通孔２３２に充填された第１絶縁材２４１に貫通孔を形成し、その内壁面に導体層をメッキ成長させたり、導体ペーストを充填したりすることによって形成される。

【0069】

続いて図４（ｄ）に示すように、絶縁層２１１、２１２を部分的に被覆する絶縁層２５１、２５２がそれぞれ形成され、さらに、第１基板本体１０の形成領域内にある絶縁層２１１、２１２が部分的に除去される。これにより、第１基板本体１０及び第２基板本体２０、及び制御基板３０を備えた回路基板１が作製される。

【0070】

この後、配線層２８上の素子搭載部４０に、ボンディングパッド２６１が形成され、素子搭載部４０に、半導体素子２７１、２７１が接着剤、両面テープ等（図示しない）を介して実装される（図２（ａ）、（ｂ））。さらに、ワイヤボンディングによって、半導体素子２７１、２７１と、ボンディングパッド２６１とがボンディングワイヤ２６５を介して電気的に接続される。

【0071】

以上のように構成される本実施形態の回路基板１において、第２基板本体２０は、可撓性配線基材１１の第１端部１１ａに埋設された板状の補強部材２３を有しているため、第２基板本体２０の強度が向上する。

【0072】

さらに、回路基板１によれば、一体構造の補強部材２３上に素子搭載部４０が配置されているので、素子搭載部４０の平坦性が向上する。

【0073】

例えば、補強部材が分割され、分割された補強部材のそれぞれに固体撮像素子が個別に搭載されると、複数の固体撮像素子のそれぞれにおける高さがずれる可能性がある。この場合、複数の固体撮像素子のそれぞれの光学的調整が難しくなり、複数の固体撮像素子を備えた回路基板の取り扱いが複雑になってしまう。

【0074】

これに対して、回路基板１によれば、板状で一体構造の補強部材２３上に素子搭載部４０を設け、この素子搭載部４０に複数の固体撮像素子を配置する。これにより、複数の固体撮像素子のそれぞれの高さがずれにくくなり、複数の固体撮像素子のそれぞれの撮像面が補強部材２３の第１主面２３ｕに対して平行に配置される。これにより、複数の固体撮像素子の光学的調整が容易になる。さらに、一体構造の補強部材２３を素子搭載部４０下に配置すれば、補強部材２３による放熱効果も向上し、複数の固体撮像素子の温度上昇が抑えられる。

【0075】

また、回路基板１においては、複数のボンディングパッド２６１が素子搭載部４０に配置されるので、ボンディングパッド２６１の下地の強度も強くなっている。これにより、ボンディングワイヤ２６５をボンディングパッド２６１に接合する際には、ボンディングワイヤ２６５と接触するボンディングパッド２６１がずれにくくなる。ここで、ボンディングパッド２６１のずれとは、例えば、ボンディングパッド２６１の沈み、横ずれ等である。

【0076】

（第２実施形態）

【0077】

図５は、第２実施形態に係る回路基板の構成を示す概略断面図である。図５は、図１におけるＢ−Ｂ線方向断面図に対応している。

【0078】

本実施形態の回路基板２は、第１基板本体１０と、第２基板本体２０とを有する点で第１実施形態と共通する。但し、回路基板２は、半導体素子２７１、２７２のそれぞれが配線層２８に埋設された点で、第１実施形態と異なる。

【0079】

本実施形態において、配線層２８は、補強部材２３の第１主面２３ｕが露出する凹部２８１を有する。素子搭載部４０は、凹部２８１を含む。本実施形態においては、凹部２８１の底部が素子搭載面となる。

【0080】

凹部２８１には、複数の半導体素子２７１、２７２のそれぞれが纏めて収容される。半導体素子２７１は、その底面からの少なくとも一部が凹部２８１内に収容されてもよく、完全に凹部２８１内に埋まるように収容されてもよい。同様に、半導体素子２７２は、その底面からの少なくとも一部が凹部２８１内に収容されてもよく、完全に凹部２８１内に埋まるように収容されてもよい。

【0081】

すなわち、回路基板２においては、複数の半導体素子２７１、２７２は、補強部材２３の第１主面２３ｕ上に直接的に搭載される。複数の半導体素子２７１、２７２と、補強部材２３との間には、接着剤、ハンダ層、金属ペースト等の接合材２７５が設けられてもよい。特に、半導体素子を構成する半導体基板と補強部材２３との直接的な電気的な接続を図るときは、接合材２７５としてハンダ層、金属ペーストを用いることが望ましい。なお、補強部材２３の第１主面２３ｕに、下層からＮｉ層／Ａｕ層、Ａｇ層／Ｐｄ層／Ａｕ層等の鍍金を施してもよい。

【0082】

このような回路基板２であれば、板状の補強部材２３の第１主面２３ｕ上に、複数の固体撮像素子が直接的に搭載されるので、複数の固体撮像素子のそれぞれの高さがよりずれにくく、複数の固体撮像素子のそれぞれの撮像面が補強部材２３の第１主面２３ｕに対してよりに平行に配置される。さらに、複数の固体撮像素子は、直接的に補強部材２３上に設けられるので、補強部材２３による放熱効果がさらに向上し、複数の固体撮像素子の温度上昇がより確実に抑えられる。

【0083】

また、回路基板２を用いれば、複数の半導体素子２７１、２７２のそれぞれの少なくとも一部が凹部２８１内に収容され、ボンディングワイヤ２６５の高さがより低くなることから、半導体モジュールの薄型化を図ることができる。

【0084】

また、回路基板２においては、半導体素子２７２、２７２の下に剛性の高い補強部材２３が存在するため、第２基板本体２０に作用する外力、温度変化に起因する変形から半導体素子２７１、２７２を確実に保護することができる。

【0085】

（第３実施形態）

【0086】

図６は、第３実施形態に係る回路基板の構成を示す概略断面図である。図６は、図１におけるＢ−Ｂ線方向断面図に対応している。

【0087】

本実施形態の回路基板３は、第１基板本体１０と、第２基板本体２０とを有する点で第１、２実施形態と共通し、複数の半導体素子２７１、２７２を収容する凹部２８１を有する点で第２実施形態と共通する。但し、回路基板３においては、凹部２８１が複数に分割さている点で、第１、２実施形態と異なる。

【0088】

回路基板３においては、凹部２８１が凹部２８１ａと、凹部２８１ｂとを有する。回路基板３においては、複数の凹部２８１ａ、２８１ｂのそれぞれに、複数の半導体素子２７１、２７２のそれぞれが個別に搭載される。

【0089】

このような回路基板であれば、凹部２８１が複数に分割されるので、凹部２８１ａ、２８１ｂ間に配線層２８が残存し、この配線層２８上にボンディングパッド２６１を形成することができる。すなわち、複数の半導体素子２７１、２７２間にもボンディングパッド２６１を配置することができる。これにより、ボンディングパッド２６１の配置の自由度が向上する。

【0090】

（第４実施形態）

【0091】

図７は、第４実施形態に係る回路基板の構成を示す概略断面図である。図７は、図１におけるＢ−Ｂ線方向断面図に対応している。

【0092】

回路基板４において、収容部２１３に補強部材２３が収容されている点で回路基板１と共通する。但し、回路基板４においては、補強部材２３の主面２３ｕ、２３ｄに、配線２２５、２２６が設けられている。例えば、収容部２１３において補強部材２３の第１主面２３ｕに絶縁層２１５が設けられ、第２主面２３ｄに絶縁層２１６が設けられている。さらに、絶縁層２１５には、配線２２５が設けられ、絶縁層２１６には、配線２２６が設けられている。配線２２５は、例えば、ビアを介して配線２２１に電気的に接続され、配線２２６は、例えば、ビアを介して配線２２２に電気的に接続されている。

【0093】

補強部材２３の両主面２３ｕ、２３ｄに配線２２５、２２６を配置した構成は、第２実施形態の回路基板２、第３実施形態の回路基板３に複合させてもよい。

【0094】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。各実施形態は、独立の形態とは限らず、技術的に可能な限り複合させることができる。

【0095】

例えば、以上の実施形態では、第２基板本体２０及び補強部材２３の平面形状がいずれも矩形状に形成されたが、これに限られず、矩形以外の多角形、円形その他の幾何学的形状に形成されてもよい。

【0096】

また、可撓性配線基材１１の第２端部１１ｂに制御基板３０が設けられたが、制御基板３０に代えて、コネクタ等のコンタクト部品が設けられてもよい。

【符号の説明】

【0097】

１、２、３、４…回路基板
１０…第１基板本体
１１…可撓性配線基材（配線基材）
１１０…樹脂コア
１１１、１１２…配線層
１１３…絶縁層
１１ａ…第１端部
１１ｂ…第２端部
１１ｕ…第１主面
１１ｄ…第２主面
１２…補強部
２０…第２基板本体
２１１、２１２、２１５、２１６…絶縁層
２１３…収容部
２２１、２２２、２２５、２２６…配線
２２３…層間接続部
２３…補強部材
２３ｕ…第１主面
２３ｄ…第２主面
２３１…溝
２３２…貫通孔
２４１…第１絶縁材
２４２…第２絶縁材
２４３…積層部
２５１、２５２…絶縁層
２６１…ボンディングパッド
２６５…ボンディングワイヤ
２７１、２７２…半導体素子
２７５…接合材
２８…配線層
２８１、２８１ａ、２８１ｂ…凹部
３０…制御基板
３１…多層配線部
４０…素子搭載部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】