JP2000100999A

JP2000100999A - 中継基板

Info

Publication number: JP2000100999A
Application number: JP26982698A
Authority: JP
Inventors: Hajime Saiki; 一斉木
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1998-09-24
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 2000-04-07

Abstract

(57)【要約】【目的】基板と取付基板との間に介在させて両者を接続
させる中継基板において、基板の接続端子やパッドにか
かるせん断応力を抑制、吸収して、基板に形成したパッ
ドとハンダと接続部近傍のハンダ部の破壊を防ぎ、高い
接続信頼性を得ることが可能となる。【構成】中継基板本体に、基板の接続端子やパッドにか
かるせん断応力を緩和する為の構造、スリット、切り込
み又は溝を形成することにより、発生するせん断応力を
抑制、吸収して、高い接続信頼性を得ることができる。
また、中継基板がより大型化して、基板の接続端子やパ
ッドにかかるせん断応力がより大きくなるときには、本
発明によって、大型化した中継基板が、複数の小さなサ
イズの中継基板の集合体のような形状になり、基板の接
続端子やパッドにかかるせん断応力を抑制、吸収して、
基板に形成したパッドとハンダと接続部近傍のハンダ部
の破壊を防ぎ、高い接続信頼性を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一方の主平面上に
接続端子を有する基板と、この接続端子に対応する位置
に接続端子を備えた上記基板を取付けるための取付基板
との間に介在させ、両者を接続する中継基板に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年の集積回路（ＩＣ）技術の進歩によ
り、ＩＣチップに設けられる出入力端子の数が増大し、
高集積化されてきた。それに伴い、ＩＣチップを搭載す
るＩＣチップ搭載基板に形成される出入力端子の数も増
大している。

【０００３】このため、従来から、パッド（ランド）を
ＩＣチップ搭載基板の主平面に格子状または千鳥状に並
べるいわゆるLGA（ランドグリッドアレイ）型基板や、
パッド上にボール状の接続端子を備えたいわゆるＢＧＡ
（ボールグリッドアレイ）型基板が広く用いられてい
る。

【０００４】このように、ＩＣチップ搭載基板とプリン
ト基板（マザーボード基板）の平面上に格子状または千
鳥状にパッドやバンプなどの接続端子を形成し、ＩＣチ
ップ搭載基板とプリント基板を接続する場合には、ＩＣ
チップ搭載基板とプリント基板の材質による熱膨張係数
がそれぞれ異なるので、平面方向に熱膨張差が発生す
る。つまり、接続端子から見ると、接続しているＩＣチ
ップ搭載基板およびプリント基板が平面方向についてそ
れぞれ逆方向に寸法変化しようとするので、接続端子や
パッドには、せん断応力が働くこととなる。

【０００５】このようなせん断応力を抑制し吸収するた
めに、従来から、ＩＣチップ搭載基板とマザーボード基
板（取付基板）との接続に中継基板を介在させる技術が
実用に供されている。例えば、特開平９−２１４０８８
公報では、ＢＧＡ型のセラミック基板とプリント配線基
板を中継基板を介在して接続するものが公開されてい
る。図１０に示すように中継基板本体３０は、せん断応
力を緩和する為の構造を有していない。図１０に於い
て、２８はＩＣチップ３１を搭載するためのセラミック
製ＩＣチップ搭載基板、２９はプリント配線基板であ
り、両者は中継基板３０を介して電気的に接続されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年のさらな
るＩＣチップの高集積化により、ＩＣチップ搭載基板の
パッド数が増大し、それに伴いＩＣチップ搭載基板のサ
イズが大きくなる傾向にある。通常、中継基板のサイズ
は、ＩＣチップ搭載基板のサイズと同等かそれ以上であ
るため、ＩＣチップ搭載基板が大きくなれば、それに伴
い中継基板も大きくなる。

【０００７】また、ＩＣチップの大きさにかかわらず、
複数のＩＣチップを搭載する場合にも、ＩＣチップ搭載
基板のサイズが大きくなる。さらに、ＩＣチップ搭載基
板の大きさにかかわらず、複数のＩＣチップ搭載基板を
一つの中継基板に搭載する場合にも、中継基板のサイズ
が大きくなる。

【０００８】一般的に、基板の接続端子やパッドにかか
るせん断応力は、面接続（面実装）される端子のうち、
最も離れた２つの端子間で最大となる。即ち、例えば端
子が格子状にかつ最外周の端子が正方形をなすように形
成されている場合、それぞれこの正方形の対角上に位置
する２つの端子間で基板等の熱膨張差が最も大きく影響
し、最も大きいせん断応力が掛かることとなる。

【０００９】したがって、中継基板のサイズが大きくな
ればなるほど、大きいせん断応力が発生することにな
る。ＩＣチップ搭載基板のサイズが大きくなり大きなせ
ん断応力がかかると、従来のような中継基板では、該中
継基板を介在させてＩＣチップ搭載基板とマザーボード
基板（取付基板）との接続を行なうときに、高い接続信
頼性を得ることが出来なかった。

【００１０】本発明の目的は、中継基板を介在させてＩ
Ｃチップ搭載基板とマザーボード基板との接続を行なう
ときに、中継基板の接続端子やＩＣチップ搭載基板とマ
ザーボード基板のパッドにかかるせん断応力を効果的に
緩和、吸収して、基板に形成したパッドと中継基板の端
子との接続部近傍の破壊を防ぎ、高い接続信頼性を得る
ことである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下の手
段を講じることにより解決することが可能である。

【００１２】請求項１の発明は、一方の主平面上に接続
パッドを有する基板と、該基板側の主平面上の上記接続
パッドに対応する位置に取付パッドを有する取付基板と
の間に介在させる中継基板であって、第１面と第２面と
を有する略板形状をなす中継基板本体と、第１面側にお
いて上記接続パッドと接続する第1面側端子と、第２面
側において上記取付パッドと接続し、かつ上記第1面側
端子と電気的に接続された第2面側端子とを備え、上記
中継基板本体はせん断応力を緩和する為の構造を有して
いることを特徴とする中継基板を要旨とする。

【００１３】請求項１の発明によると、中継基板本体に
せん断応力を緩和する為の構造を設けることにより、中
継基板の接続端子やＩＣチップ搭載基板とマザーボード
基板（取付基板）のパッドにかかるせん断応力を効果的
に緩和、吸収して、高い接続信頼性を得ることができ
る。

【００１４】ここで、上記中継基板本体の材質は、ＩＣ
チップ搭載基板やマザーボード基板の材質を考慮した
り、製造の容易さや、熱伝導率、熱膨張係数の大きさを
考慮して適宜選択すれば良い。例えば、アルミナセラミ
ックス、窒化アルミニウム、ムライト等のセラミックス
や、ガラス−エポキシ樹脂複合材料、ガラス−ＢＴ樹脂
複合材料、ポリエステル−エポキシ樹脂複合材料等の無
機あるいは有機繊維と樹脂との複合材料、連続多孔質Ｐ
ＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）にエポキシ樹脂
を含浸させた複合材料などが挙げられる。

【００１５】また、中継基板の材料を選定する際には、
ＩＣチップ搭載基板本体やマザーボード基板本体のいず
れかの材質または熱膨張係数に等しい材料を選択しても
良いし、両者の中間の熱膨張係数を有する材料を選択し
てもよい。

【００１６】また、せん断応力を緩和する為の構造は、
例えば、アルミナセラミックスからなる中継基板本体に
形成された隙間に樹脂を注入した構造などが挙げられ
る。

【００１７】請求項２の発明は、一方の主平面上に接続
パッドを有する基板と、該基板側の主平面上の上記接続
パッドに対応する位置に取付パッドを有する取付基板と
の間に介在させる中継基板であって、第１面と第２面と
を有する略板形状をなす中継基板本体と、第１面側にお
いて上記接続パッドと接続する第1面側端子と、第２面
側において上記取付パッドと接続し、かつ上記第1面側
端子と電気的に接続された第2面側端子と、上記中継基
板本体に形成されたスリット、切り込み、又は溝と、を
備えることを特徴とする中継基板を要旨とする。

【００１８】請求項２の発明によると、中継基板にかか
るせん断応力を、中継基板本体にスリット、切り込み、
又は溝を形成することにより、中継基板が複数に分けら
れる。これにより、中継基板が大きくなっても、スリッ
ト、切り込み、又は溝が、応力を解放することができる
ので、中継基板の接続端子やＩＣチップ搭載基板とマザ
ーボード基板（取付基板）のパッドにかかるせん断応力
を効果的に緩和、吸収して、高い接続信頼性を得ること
ができる。なお、この効果はスリット、切り込み、又は
溝のうちでは、中継基板本体を貫通するスリットを設け
た場合が特に優れている。

【００１９】請求項３の発明は、一方の主平面上に接続
パッドを有する複数の基板と、該基板側の主平面上の上
記接続パッドに対応する位置に取付パッドを有する取付
基板との間に介在させる中継基板であって、第１面と第
２面とを有する略板形状をなし、上記複数の基板を搭載
する基板搭載領域を有する中継基板本体と、上記基板搭
載領域内に形成され、上記第１面側においてそれぞれの
基板の接続パッドと接続する第1面側端子と、上記第２
面側において上記取付パッドと接続し、かつ上記第1面
側端子と電気的に接続された第2面側端子と、上記中継
基板本体に形成されたスリット、切り込み、又は溝とか
らなり、上記スリット、切り込み、又は溝は、少なくと
も上記基板搭載領域の間に形成されていることを特徴と
する中継基板を要旨とする。

【００２０】スリット、切り込み、又は溝の形成場所は
適宜選択すればよいが、一般に、端子の間隔は狭く、端
子間に形成することは困難な場合が多い。複数のＩＣチ
ップ搭載基板を中継基板に搭載する場合でも、中継基板
の端子（第１面側端子）はそれぞれのＩＣチップ搭載基
板を搭載する領域（基板搭載領域）内のほぼ全域に、例
えば格子状に狭ピッチで形成されている場合が多い。

【００２１】これに対し、請求項３の発明によれば、ス
リット、切り込み、又は溝を基板搭載領域内ではなく、
基板搭載領域の間（基板搭載領域外）に設けることによ
り、中継基板の端子（第１面側端子）相互間の間隔に束
縛されることなく、比較的自由に形成できる。また、以
上の理由により、スリット、切り込み、又は溝を比較的
大きく、また、場合によっては複数、形成することも可
能となり、せん断応力を緩和する効果がより大きくな
る。

【００２２】ここで、軟質金属体とは、熱膨張率の違い
などによってＩＣチップ搭載基板とマザーボード基板
（取付基板）との間、あるいは、ＩＣチップ搭載基板と
中継基板本体との間や中継基板本体とマザーボード基板
（取付基板）との間で発生する応力を変形によって吸収
する柔らかい金属からなるものである。材質は、例え
ば、鉛（Ｐｂ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）やこれら
を主体とする合金などが挙げられ、Ｐｂ−Ｓｎ系高温ハ
ンダ（例えば、Ｐｂ９０％−Ｓｎ１０％合金、Ｐｂ９５
％−Ｓｎ５％合金等）やホワイトメタルなどが挙げられ
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について
述べる。

【００２４】（実施形態１）図１は、本発明の第１の実
施例である中継基板１とＩＣチップ搭載基板２とマザー
ボード基板３とを電気的に接続した構造体１００の断面
図である。

【００２５】中継基板１は、第１面４ａおよび第２面４
ｂを有し、厚さ０．３ｍｍ、一辺２５ｍｍの略板形状の
中継基板本体４に複数の貫通孔５が格子状に形成されて
いる。また、中継基板本体４には、図２に示すように４
本のスリット６が貫通孔５の間に形成されている。

【００２６】この中継基板１は、ＩＣチップ３１を搭載
するＩＣチップ搭載基板２と、マザーボード基板３との
間に介在させ、ＩＣチップ搭載基板２の図中下面側に形
成された接続パッド１２とマザーボード基板３の図中上
面側に形成された取付パッド１３とをそれぞれ軟質金属
体１１によって接続している。

【００２７】中継基板本体４の材質は、アルミナを主成
分とするアルミナセラミックスを用いる。

【００２８】但し、中継基板本体４の材質はこれに限る
ことはなく、ＩＣチップ搭載基板やマザーボード基板の
材質を考慮したり、製造の容易さや、熱伝導率、熱膨張
係数の大きさを考慮して適宜選択すれば良い。例えば、
アルミナセラミックス、窒化アルミニウム、ムライト等
のセラミックスや、ガラス−エポキシ樹脂複合材料、ガ
ラス−ＢＴ樹脂複合材料、ポリエステル−エポキシ樹脂
複合材料等の無機あるいは有機繊維と樹脂との複合材
料、連続多孔質ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレ
ン）にエポキシ樹脂を含浸させた複合材料などが挙げら
れる。

【００２９】図３は、本発明の第１の実施例である中継
基板１の断面図の部分拡大図である。中継基板本体４に
はその上下面である第１面４ａと第２面４ｂとの間を貫
通する複数の貫通孔５（直径０．８ｍｍ）を有する。こ
の貫通孔５は、間隔Ｐ＝１．２７ｍｍの間隔で格子状に
縦横各１８ヶ（合計３２４ヶ）穿孔されており、各貫通
孔にはそれぞれ軟質金属体１１が固着されている。ま
た、図２に示すように中継基板本体４のほぼ全面にスリ
ット６（幅０．４ｍｍ）が形成されている。

【００３０】但し、スリットの数および形状は上記図２
の形状に限ることはなく、基板の接続端子やパッドにか
かるせん断応力を抑制、吸収して、高い接続信頼性を得
るという機能を果たす範囲で、適宜変更して適用でき
る。例えば、スリットを、中継基板本体を貫通しない切
り込み７（図４参照）、又は溝にかえてもよい。また、
例えば、アルミナセラミックスからなる中継基板本体に
形成された隙間に樹脂を注入したせん断応力を緩和する
為の構造などでもよい。これらのいずれの構造によって
も、スリットの場合と同様に基板の接続端子やパッドに
かかるせん断応力を抑制、吸収して、高い接続信頼性を
得ることができる。

【００３１】中継基板本体４の貫通孔５には、タングス
テン（Ｗ）層８およびその上に形成された無電解Ｎｉ−
Ｂメッキ層９からなる金属層１０が形成され、金属層１
０に軟質金属体１１が溶着されている（図３参照）。

【００３２】また、以下のように、接続パッド１２と接
続する第１面側端子と、取付パッド１３と接続する第２
面側端子が形成される。

【００３３】軟質金属体１１は貫通孔５内に挿通して配
置され、該中継基板本体４の第１面４ａより図中上方に
突出した第１突出部１１ａと、第２面４ｂより図中上方
に突出した第２突出部１１ｂを備え、その先端面（図中
上端面および下端面）１１ａｔ、１１ｂｔはいずれも中
継基板本体４（第１面４ａおよび第２面４ｂ）と略平行
な平坦面とされている。さらに、第１突出部１１ａの先
端面１１ａｔには、共晶ハンダ（Ｐｂ３７％−Ｓｎ６３
％）からなる第１面側ハンダ１４が略半球状に盛り上が
って溶着されている（図３参照）。

【００３４】この軟質金属体１１の第１突出部１１ａお
よび第２突出部１１ｂは、共に円錐台形でありその先端
面の径が小さくなっている。ここで、先端面１１ａｔお
よび先端面１１ｂｔの径は各突出部の根元部の径の６０
％以上９５％以下にするとよい。なぜなら、９５％以上
であると、軟質金属体１１を円錐台形状の凹部を有する
治具内で形成し、製造した後に治具から取り出しにく
い。一方、６０％未満であると搬送時に折れ曲がり、取
り扱いが困難となり、接続パッド１２および取付パッド
１３との接続強度が弱くなるからである。

【００３５】また、軟質金属体１１の材質は、高温ハン
ダ（Ｐｂ９０％−Ｓｎ１０％合金）を用いる。

【００３６】但し、軟質金属体１１の材質はこれに限る
ことはなく、熱膨張率の違いなどによってＩＣチップ搭
載基板とマザーボード基板（取付基板）間、あるいは、
ＩＣチップ搭載基板と中継基板本体間や中継基板本体と
取付基板間で発生するせん断応力を変形によって吸収す
る柔らかい金属で形成すればよい。例えば、鉛（Ｐ
ｂ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）やこれらを主体とす
る合金など、Ｐｂ−Ｓｎ系高温ハンダ（Ｐｂ９５％−Ｓ
ｎ５％合金）やホワイトメタルなどが挙げられる。な
お、鉛、スズ等は再結晶温度が常温であるので、塑性変
形しても再結晶するので、繰り返し応力がかかっても容
易に破断（破壊）に至らないので都合がよい。その他、
純度の高い銅（Ｃｕ）銀（Ａｇ）も柔らかいので用いる
ことができる。

【００３７】スリット６は、中継基板本体４がグリーン
シートの時点に、パンチングにより穴開けする。スリッ
トの代わりに中継基板本体４を貫通しない切り込み７を
形成する場合には、該中継基板本体がグリーンシートの
時点に、刃を備えた金型を押し当てて加工する。また、
溝を形成する場合には、中継基板本体４がグリーンシー
トの時点に、又は、焼結後にレーザーにより加工する。
図５はスリット６、図６は切り込み７、図７は溝２７の
拡大断面図である。

【００３８】なお、本実施例では切り込み７、溝２７は
中継基板本体４の片側（第１面側）にのみ形成したが、
反対側（第２面側）に形成してもよく、さらに両面に形
成してもよい。

【００３９】上記中継基板１は例えば以下のようにして
ＩＣチップ搭載基板２およびマザーボード基板３と接続
する。

【００４０】まず、中継基板１と接続するＩＣチップ搭
載基板として厚さ１．０ｍｍ、一辺２５ｍｍの略板形状
のＩＣチップ搭載基板２を用意した。このＩＣチップ搭
載基板２は、中継基板本体４と同様のアルミナセラミッ
クからなり、ＩＣチップ３１をフリップチップ接続によ
り搭載するためのフリップチップパッド１５を備え、図
中下面に外部接続用端子として接続パッド１２を備えて
いる（図１参照）。

【００４１】この接続パッド１２は、直径０．８６ｍｍ
で、中継基板１の軟質金属体１１の位置に対応するよう
に、１．７７ｍｍの間隔で格子状に縦横各１８ヶが中継
基板のスリット６を避けて配列され、下地のモリブデン
層上に無電解Ｎｉ−Ｂメッキが施され、さらに酸化防止
の為に薄く無電解Ａｕメッキが施されている。また、Ｉ
Ｃチップ搭載基板２の内部または外部に形成された図示
しない配線によって、フリップチップパッド１５と接続
パッド１２とがそれぞれ接続している。

【００４２】次に、マザーボード基板３（取付基板）を
用意した。このマザーボード基板３は、厚さ１．６ｍ
ｍ、一辺３０ｍｍの略板形状で、ガラス−エポキシ樹脂
複合材料（ＪＩＳ：ＦＲ−４）からなり、主平面（図１
上側）には、ＩＣチップ搭載基板２の接続パッド１２と
対応し、かつ、中継基板１の軟質金属体１１とも対応す
る位置に、取付パッド１３が形成されている。この取付
パッド１３は、厚さ２５μｍ、直径０．７２ｍｍの銅か
らなり、１．２７ｍｍ間隔で格子状に縦横各１８ヶが配
列されている。なお、取付パッド１３の表面には、ニッ
ケルメッキ及び金メッキが施され、その上に共晶ハンダ
ペーストが溶着されている。

【００４３】以下のように、ＩＣチップ搭載基板２とマ
ザーボード基板３とを、中継基板１を介在させて接続す
る。

【００４４】まず、中継基板１とＩＣチップ搭載基板２
とを、軟質金属体１１の第１突出部１１ａ上の第１面側
ハンダ１４が接続パッド１２とそれぞれ位置が合うよう
に重ねる。さらに、最高温度２２０℃のリフロー炉を通
過させ、共晶ハンダからなる第１面側ハンダ１４を溶融
させてハンダ層１６とする。軟質金属体１１の第１突出
部１１ａと接続パッド１２とが、このハンダ層１６を介
して接続され、中継基板１とＩＣチップ搭載基板２の接
続体ができる。

【００４５】その後、マザーボード基板３上に、この中
継基板１とＩＣチップ搭載基板２の接続体を重ね、予め
取付パッド１３上に塗布した共晶ハンダペーストを介し
て、第２突出部１１ｂの先端面１１ｂｔを取付パッド１
３とそれぞれ位置を合わせるようにして突き当て、これ
らを最高温度２２０℃のリフロー炉を通過させて加熱す
る。

【００４６】こうして、取付パッド１３上の共晶ハンダ
ペーストを溶融させてハンダ層１７とし、ＩＣチップ搭
載基板−中継基板−マザーボード基板の三者を電気的に
接続した構造体１００が形成される。

【００４７】なお、本例では、接続パッド上のハンダ層
１６と取付パッド上のハンダ層１７に同じ共晶ハンダを
用いた例を示したが、例えば、ハンダ層１６に、共晶ハ
ンダよりも融点の高いハンダを用いることにより、ハン
ダ層１７を形成する時に、ハンダ層１６が溶融しないよ
うにしてもよい。

【００４８】上記の例では、ＩＣチップ搭載基板２をい
ったん中継基板１に取付けて、ＩＣチップ搭載基板と中
継基板との接続体とした後に、さらにマザーボード基板
３に接続した例を示したが、一度に製作する方法を採る
こともできる。即ち、マザーボード基板３と中継基板１
とＩＣチップ搭載基板２とをこの順に重ね、リフローし
て、ＩＣチップ搭載基板２と中継基板１、および中継基
板１とマザーボード基板３とを一度に接続（ハンダ付
け）しても良い。また、中継基板とマザーボード基板と
を先に接続しておいても良い。

【００４９】（実施形態２）上記実施形態１は、ＩＣチ
ップ搭載基板が一つの場合であったが、以下複数個のＩ
Ｃチップ搭載基板を中継基板を介在してマザーボードに
取り付ける場合、とくに４つのＩＣチップ搭載基板を取
り付ける場合を示す。

【００５０】図８は、本発明の第２の実施例である中継
基板１８と４つのＩＣチップ搭載基板とマザーボード基
板１９とを電気的に接続した構造体１０００の断面図で
ある。

【００５１】中継基板１８は、厚さ０．３ｍｍ、一辺５
５ｍｍの略板形状の中継基板本体２０を有する。また、
中継基板本体２０には、４本のスリット２１が、図９に
示すように基板搭載領域３２の間に形成されている。

【００５２】ここで、基板搭載領域３２とはＩＣチップ
搭載基板が載置される領域を指し、基板搭載領域３２内
には、ほぼ全域にわたり軟質金属体２３が設置されてい
る（図９参照）。図９では、基板搭載領域３２とその外
側との間に境界線を示したが、これはあくまで仮想的な
線であり、実際の製品（中継基板１８）に示されている
わけではない。

【００５３】この中継基板１８は、ＩＣチップ３１を搭
載する４つのＩＣチップ搭載基板とマザーボード基板１
９との間に介在させ、ＩＣチップ搭載基板の図中下面側
に形成された接続パッド２５とマザーボード基板１９の
図中上面側に形成された取付パッド２６とをそれぞれ軟
質金属体２３によって接続している。

【００５４】中継基板本体２０の材質は、アルミナを主
成分とするアルミナセラミックスを用いる。但し、上記
中継基板本体２０の材質は、第１の実施例と同様にこれ
に限ることはない。

【００５５】第１の実施例と同様に、中継基板本体２０
にはその上下面である第１面と第２面との間を貫通する
複数の貫通孔２２（直径０．８ｍｍ）を有する。この貫
通孔２２は、各配線基板搭載領域につき間隔Ｐ＝１．２
７ｍｍの間隔で格子状に縦横各３６ヶ（合計１２９６
ヶ）穿孔されており各貫通孔２２にはそれぞれ軟質金属
体２３が固着されている。また、各配線基板搭載領域３
２にスリット２１（幅０．４ｍｍ）が形成されている。

【００５６】但し、スリットの数および形状は、第１の
実施例と同様に図９の形状に限ることはなく、基板の接
続端子やパッドにかかるせん断応力を抑制、吸収して、
高い接続信頼性を得るという機能を果たす範囲で、適宜
変更して適用できる。

【００５７】中継基板本体２０の貫通孔２２には、第１
の実施例と同様にタングステン（Ｗ）層およびその上に
形成された無電解Ｎｉ−Ｂメッキ層からなる金属層が形
成され、この金属層に軟質金属体２３が溶着されてい
る。

【００５８】軟質金属体２３は、第１の実施例と同様
に、貫通孔２２内に挿通して配置され、該中継基板本体
２０の第１面より図中上方に突出した第１突出部と、第
２面より図中上方に突出した第２突出部を備え、その先
端面（図中上端面および下端面）はいずれも中継基板本
体２０の第１面および第２面と略平行な平坦面とされて
いる。さらに、第１突出部の先端面には、共晶ハンダ
（Ｐｂ３７％−Ｓｎ６３％）からなる第１面側ハンダが
略半球状に盛り上がって溶着されている。

【００５９】また、この軟質金属体２３の材質は、高温
ハンダ（Ｐｂ９０％−Ｓｎ１０％合金）を用いる。

【００６０】但し、軟質金属体２３の材質は、第１の実
施例と同様にこれに限ることはなく、熱膨張率の違いな
どによってＩＣチップ搭載基板とマザーボード基板（取
付基板）間、あるいは、ＩＣチップ搭載基板と中継基板
本体間や中継基板本体と取付基板間で発生する応力を変
形によって吸収する柔らかい金属で形成すればよい。

【００６１】中継基板本体２０に形成されたスリット２
１は、第１の実施例と同様に加工、形成される。

【００６２】上記中継基板１８は、例えば以下のように
してＩＣチップ搭載基板およびマザーボード基板１９と
接続する。

【００６３】まず、中継基板１８と接続する基板として
厚さ１．０ｍｍ、一辺２５ｍｍの略板形状のＩＣチップ
搭載基板４つを用意した。これらのＩＣチップ搭載基板
は、中継基板本体１８と同様のアルミナセラミックから
なり、ＩＣチップ３１をフリップチップ接続により搭載
するためのフリップチップパッド２４を備え、図中下面
に外部接続用端子として接続パッド２５を備えている
（図８参照）。

【００６４】この接続パッド２５は、直径０．８６ｍｍ
で、中継基板１８の軟質金属体２３の位置に対応するよ
うに、１．７７ｍｍの間隔で格子状に縦横各３６ヶが中
継基板のスリット２１を避けて配列され、下地のモリブ
デン層上に無電解Ｎｉ−Ｂメッキが施され、さらに酸化
防止の為に薄く無電解Ａｕメッキが施されている。ま
た、ＩＣチップ搭載基板の内部または外部に形成された
図示しない配線によって、フリップチップパッド２４と
接続パッド２５とがそれぞれ接続している。

【００６５】次に、マザーボード基板１９を用意した。
このマザーボード基板１９は、厚さ１．６ｍｍ、一辺６
０ｍｍの略板形状で、ガラス−エポキシ樹脂複合材料
（ＪＩＳ：ＦＲ−４）からなり、主平面（図８上側）に
は、ＩＣチップ搭載基板の接続パッド２５と対応し、か
つ、中継基板１８の軟質金属体２３とも対応する位置
に、取付パッド２６が形成されている。この取付パッド
２６は、厚さ２５μｍ、直径０．７２ｍｍの銅からな
り、１．２７ｍｍ間隔で格子状に縦横各３６ヶが配列さ
れている。なお、取付パッド２６の表面には、ニッケル
メッキ及び金メッキが施され、その上に共晶ハンダペー
ストが溶着されている。

【００６６】以下第１の実施例と同様に、上記の４つの
ＩＣチップ搭載基板とマザーボード基板１９とを、中継
基板１８を介在させて接続する。

【００６７】まず、中継基板１８と４つのＩＣチップ搭
載基板とをＩＣチップ搭載基板が基板搭載領域３２内に
位置するようにし、軟質金属体２３の第１突出部上の第
１面側ハンダが接続パッド２５とそれぞれ位置が合うよ
うに重ねる。さらに、最高温度２２０℃のリフロー炉を
通過させ、共晶ハンダからなる第１面側ハンダを溶融さ
せてハンダ層とする。軟質金属体２３の第１突出部と接
続パッド２５とが、このハンダ層を介して接続され、中
継基板１８とＩＣチップ搭載基板の接続体ができる。

【００６８】その後、マザーボード基板１９上に、この
中継基板１８とＩＣチップ搭載基板の接続体を重ね、予
め取付パッド２６上に塗布した共晶ハンダペーストを介
して、第２突出部の先端面を取付パッド２６とそれぞれ
位置を合わせるようにして突き当て、これらを最高温度
２２０℃のリフロー炉を通過させて加熱する。

【００６９】これにより、取付パッド２６上の共晶ハン
ダペーストを溶融させてハンダ層とし、ＩＣチップ搭載
基板−中継基板−マザーボード基板の三者を電気的に接
続した構造体１０００が形成される。

【００７０】なお、本例では、接続パッド２５上のハン
ダ層と取付パッド２６上のハンダ層に同じ共晶ハンダを
用いた例を示したが、例えば、接続パッド２５上のハン
ダ層に、共晶ハンダよりも融点の高いハンダを用いるこ
とにより、取付パッド２６上のハンダ層を形成する時
に、接続パッド２５上のハンダ層が溶融しないようにし
てもよい。

【００７１】上記の例では、４つのＩＣチップ搭載基板
をいったん中継基板１８に取付けて、ＩＣチップ搭載基
板と中継基板との接続体とした後に、さらにマザーボー
ド基板１９に接続した例を示したが、一度に製作する方
法を採ることもできる。即ち、マザーボード基板１９と
中継基板１８とＩＣチップ搭載基板とをこの順に重ね、
リフローして、ＩＣチップ搭載基板と中継基板１８、お
よび中継基板１８とマザーボード基板１９とを一度に接
続（ハンダ付け）しても良い。また、中継基板１８とマ
ザーボード基板１９とを先に接続しておいても良い。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、本発明の中継基板によれ
ば、ＩＣチップ搭載基板とマザーボード基板を該中継基
板を介して接続する場合に、中継基板の接続端子やＩＣ
チップ搭載基板とマザーボード基板のパッドにかかるせ
ん断応力を抑制、吸収して、高い接続信頼性を得ること
ができる。

【００７３】また、複数個のＩＣチップ搭載基板を、中
継基板を介在させてマザーボードに取り付ける場合な
ど、該中継基板がより大型化して、基板の接続端子やパ
ッドにかかるせん断応力がより大きくなるときには、本
発明により大型化した中継基板が、複数の小さなサイズ
の中継基板の集合体のような形状になり、基板の接続端
子やパッドにかかるせん断応力を抑制、吸収して、基板
に形成したパッドとハンダと接続部近傍のハンダ部の破
壊を防ぎ、高い接続信頼性を得ることができる。

【００７４】また、ＩＣチップ搭載基板と中継基板を装
置を用いて接続する際にも、中継基板本体のスリット、
切り込み、又は溝などの構造のパターンが位置決めをす
るときの標識となり、装置が取付位置を正確に認識する
ことができ、正確に接続をすることができる効果もあ
る。これにより、製品の歩留まりを高めることができ
る。

【００７５】また、中継基板本体にスリット、切り込
み、溝を形成する場合には、その分中継基板の軽量化を
計ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である中継基板とＩＣチ
ップ搭載基板とマザーボード基板からなる構造体の断面
図である。

【図２】本発明の実施例である中継基板の平面図であ
る。

【図３】本発明の実施例である中継基板の拡大断面図で
ある。

【図４】本発明の実施例である中継基板の平面図であ
る。

【図５】本発明の実施例である中継基板本体に形成され
たスリットの拡大断面図である。

【図６】本発明の実施例である中継基板本体に形成され
た切り込みの拡大断面図である。

【図７】本発明の実施例である中継基板本体に形成され
た溝の拡大断面図である。

【図８】本発明の第２の実施例である中継基板とＩＣチ
ップ搭載基板とマザーボード基板からなる構造体の断面
図である。

【図９】本発明の実施例である中継基板の平面図であ
る。

【図１０】従来技術の中継基板を介した基板と取付基板
の構造体の断面図である。

【符号の説明】

１，１８・・中継基板２・・ＩＣチップ搭載基板３，１９・・マザーボード基板４，２０・・中継基板本体５，２２・・貫通孔６，２１・・スリット７・・切り込み８・・タングステン層９・・Ｎｉ−Ｂメッキ層１０・・金属層１１，２３・・軟質金属体１２，２５・・接続パッド１３，２６・・取付パッド１４・・第１面側ハンダ１５，２４・・フリップチップパッド１６・・接続パッド１２上のハンダ層１７・・取付パッド１３上のハンダ層２７・・溝２８・・セラミック基板２９・・プリント配線基板３０・・中継基板本体３１・・ＩＣチップ３２・・基板搭載領域

【整理番号】９９−００５４

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方の主平面上に接続パッドを有する基
板と、該基板側の主平面上の上記接続パッドに対応する
位置に取付パッドを有する取付基板との間に介在させる
中継基板であって、第１面と第２面とを有する略板形状をなす中継基板本体
と、第１面側において上記接続パッドと接続する第1面側端
子と、第２面側において上記取付パッドと接続し、かつ上記第
1面側端子と電気的に接続された第2面側端子とを備え、上記中継基板本体はせん断応力を緩和する為の構造を有
していることを特徴とする中継基板。
【請求項２】一方の主平面上に接続パッドを有する基板
と、該基板側の主平面上の上記接続パッドに対応する位
置に取付パッドを有する取付基板との間に介在させる中
継基板であって、第１面と第２面とを有する略板形状をなす中継基板本体
と、第１面側において上記接続パッドと接続する第1面側端
子と、第２面側において上記取付パッドと接続し、かつ上記第
1面側端子と電気的に接続された第2面側端子と、上記中継基板本体に形成されたスリット、切り込み、又
は溝と、を備えることを特徴とする中継基板。
【請求項３】一方の主平面上に接続パッドを有する複
数の基板と、該基板側の主平面上の上記接続パッドに対
応する位置に取付パッドを有する取付基板との間に介在
させる中継基板であって、第１面と第２面とを有する略板形状をなし、上記複数の
基板を搭載する基板搭載領域を有する中継基板本体と、上記基板搭載領域内に形成され、上記第１面側において
それぞれの基板の接続パッドと接続する第1面側端子
と、上記第２面側において上記取付パッドと接続し、かつ上
記第1面側端子と電気的に接続された第2面側端子と、上記中継基板本体に形成されたスリット、切り込み、又
は溝とからなり、上記スリット、切り込み、又は溝は、少なくとも上記基
板搭載領域の間に形成されていることを特徴とする中継
基板。