JP2000252617A - 配線基板の製造方法 - Google Patents
配線基板の製造方法Info
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Abstract
状のハンダバンプを確実に形成することのできる配線基
板の製造方法を提供すること。 【解決手段】 本発明では、配線基板は、底面に接続パ
ッド5が露出する凹部9が上面2Aに複数形成された配
線基板本体2と、接続パッド5に溶着し、凹部9内から
上面2Aを越えて膨出するハンダバンプ11と、を備え
る。そして、その製造方法は、いずれの透孔22も、対
応する凹部9の開口9Aの一部がマスク21で隠れる形
状にされたマスク21を、配線基板本体2の上面2A上
に配置して、ハンダペースト11Pを印刷する印刷工程
と、印刷されたハンダペースト11Pをリフローして、
ハンダバンプ11を形成するリフロー工程と、を備え
る。このため、ハンダペースト11Pは、凹部9の開口
縁9Cの一部が露出するように配線基板本体2に印刷さ
れるので、凹部9内に空洞ができても、外部とつながっ
た状態にある。従って、ハンダバンプ11にボイドを内
包し難く、所定形状のハンダバンプ11を確実に形成す
ることができる。
Description
ンダバンプとを有する配線基板の製造方法に関し、特
に、ハンダバンプにボイドを内包し難く、確実にハンダ
バンプを形成することのできる配線基板の製造方法に関
する。
基板等に接続したりするために、主面上に多数のハンダ
バンプを形成した配線基板が知られている。このような
配線基板を製造するにあたり、ハンダバンプは、例え
ば、次のようにして製造される。即ち、図10(a)に
示すように、絶縁層103と配線層(図示しない)とが
複数層積層され、その表面に多数の接続パッド105が
形成され、更に接続パッド105の周縁に掛かるように
してソルダーレジスト層107が形成された配線基板本
体102を用意する。
に、接続パッド105とソルダーレジスト層107によ
り囲まれた凹部109にそれぞれ対応し、凹部109の
開口径109Rよりも径122Rの大きな透孔122が
多数形成されたマスク121を用意し、配線基板本体1
02の主面102A上に配置する。次に、スクリーン印
刷により、図11(a)に示すように、ハンダペースト
111Pをマスク121の透孔122内及び配線基板本
体102の凹部109内に押し込み、充填する。このと
き、ハンダペースト111Pは、凹部109の開口縁1
09C全体を覆うように凹部109に塗布されるが、通
常、凹部109内に完全に充填されることはなく、凹部
109内には空気が閉じ込められて、比較的大きな空洞
110ができる。
2から剥がすと、図11(b)に示すように、ハンダペ
ースト111Pが配線基板本体102に転写される。こ
こでも、ハンダペースト111Pにより塞がれた空洞1
10はそのまま残る。次に、印刷されたハンダペースト
111Pをリフローすると、図11(c)に示すよう
に、ハンダバンプ111が形成される。
スト111Pをリフローする際、凹部109内に閉じ込
められた空気が、完全に抜けずに、ハンダペースト中に
巻き込まれてしまい、図11(c)に示すように、ハン
ダバンプ111にボイドVDを内包することがある。ま
た、凹部109内に閉じ込められた空気が、リフローの
際に熱膨張して、印刷されたハンダペースト111Pを
吹き飛ばしてしまい、飛散したハンダによるショートが
発生したり、ハンダ量が不足するなど、所定規格に従っ
たハンダバンプ111が形成されない場合もある。
であって、ハンダバンプにボイドを内包し難く、所定形
状のハンダバンプを確実に形成することのできる配線基
板の製造方法を提供することを目的とする。
手段は、主面を有する略板形状をなし、少なくとも底面
に金属層が露出する凹部が上記主面に複数形成された配
線基板本体と、上記金属層に溶着し、上記凹部内から上
記主面を越えて膨出するハンダバンプと、を備える配線
基板の製造方法であって、上記配線基板本体の各凹部
に、少なくとも上記凹部の開口縁の一部を露出させてハ
ンダペーストを印刷する印刷工程と、上記配線基板本体
に印刷された上記ハンダペーストをリフローして、上記
ハンダバンプを形成するリフロー工程と、を備えること
を特徴とする配線基板の製造方法である。
ダペーストを配線基板本体に印刷すると、配線基板本体
の凹部の開口縁のうち、少なくとも一部は、ハンダペー
ストが掛からず露出した状態になる。即ち、従来のよう
に、ハンダペーストが、凹部の開口縁全体を覆うように
して開口全体を塞いで、凹部内に空気を閉じ込めること
はない。凹部内に空洞ができても、その空洞は外部につ
ながった状態となる。このため、その後のリフロー工程
において、印刷されたハンダペーストをリフローする
と、ハンダペーストが金属層に溶着する際に、凹部内の
空気を押し出すようにして濡れ拡がるので、ハンダペー
スト中に空気が巻き込まれることが少なく、従って、ハ
ンダバンプにボイドを内包し難い。また、従来のよう
に、ハンダペーストで塞がれた大きな空洞ができないた
め、凹部内の空気の熱膨張により、ハンダペーストが吹
き飛ばされることはない。従って、飛散したハンダによ
るショートが防止され、凹所内から主面を越えて膨出す
る所定形状のハンダバンプを確実に形成することができ
る。
トを配線基板本体に印刷する方法としては、マスクを用
いたスクリーン印刷(孔版印刷)や、グラビア印刷(凹
版印刷)などの他、シリンジ等で直接凹部に印刷するよ
うにしても良い。また、配線基板本体としては、絶縁層
と配線層とを備え、更に、少なくとも底面に金属層が露
出する凹部を複数備えていれば良く、例えば、コア基板
の片面又は両面に、あるいはコア基板なしで、絶縁層と
配線層とを交互に複数層積層した積層配線基板等が挙げ
られる。また、配線基板本体には、その主面上に入出力
端子としてのピンなどが立設されていても良い。
凹部としては、例えば、集積回路チップその他の電子部
品等を接続するための接続パッドや、配線基板を他の基
板に接続するための接続パッドなどの金属層の周囲を、
その周縁に若干掛かるように、あるいは周縁の一部又は
全周と若干隙間を開けて、ソルダーレジスト層で取り囲
んだものが挙げられる。また、配線基板本体の主面にす
り鉢状、椀状、筒状などに形成された低位部を有するビ
アや、このような低位部を有するビアの周囲に、更にソ
ルダーレジスト層を形成して取り囲んだものなども含ま
れる。
て、前記金属層は、前記凹部の底面内に低位部を有し、
前記印刷工程は、少なくとも前記凹部の開口縁の一部を
露出させるとともに、少なくとも上記低位部の開口縁の
一部を露出させて前記ハンダペーストを印刷することを
特徴とする配線基板の製造方法とすると好ましい。
囲に、更にソルダーレジスト層を形成して取り囲んだも
のからなる場合のように、凹部の底面内に更に低位部を
有し、複数段の階段状凹部からなる場合がある。このよ
うな凹部を有する配線基板では、凹部の開口縁のうち、
少なくとも一部を露出させるようにハンダペーストを印
刷すると、ハンダバンプ内へのボイドの内包やハンダペ
ーストが吹き飛ばされるおそれを抑制することができる
ものの、凹部の底面内にある低位部全体をハンダペース
トが塞ぐと、低位部内に空気が閉じ込められてしまうこ
とがある。低位部内に空気が閉じ込められると、リフロ
ーの際に、ハンダペースト内に空気が巻き込まれ、ハン
ダバンプにボイドを内包したり、この空気が熱膨張して
ハンダペーストを吹き飛ばして、所定形状のハンダバン
プが形成されない危険性が増える。
部の開口縁のうち、少なくとも一部をも露出させるよう
にハンダペーストを印刷すれば、ハンダペーストが、低
位部の開口縁全体を覆うようにして低位部全体を塞い
で、低位部内に空気を閉じ込めることはない。また、低
位部内に空洞ができても、その空洞は外部につながった
状態となる。従って、リフロー工程で、ハンダバンプに
ボイドを内包したり、ハンダペーストが吹き飛ばされる
ことなく、所定形状のハンダバンプをより確実に形成す
ることができる。
形状をなし、少なくとも底面に金属層が露出する凹部が
上記主面に複数形成された配線基板本体と、上記金属層
に溶着し、上記凹部内から上記主面を越えて膨出するハ
ンダバンプと、を備える配線基板の製造方法でおいて、
上記凹部にそれぞれ対応する複数の透孔を有するマスク
であって、いずれの透孔も、最も幅狭部分の寸法が対応
する上記凹部の開口径よりも小さい形状にされたマスク
を、上記配線基板本体の主面上に配置して、ハンダペー
ストを印刷する印刷工程と、上記配線基板本体に印刷さ
れた上記ハンダペーストをリフローして、上記ハンダバ
ンプを形成するリフロー工程と、を備えることを特徴と
する配線基板の製造方法である。
ダペーストは、マスクにより、配線基板本体にスクリー
ン印刷される。このようにマスクを利用すると、印刷精
度良く、また、容易に印刷することができる。そして、
このマスクに形成された透孔は、マスクを配線基板本体
の主面上に重ねたとき、凹部にそれぞれ対応し、また、
その形状は、最も幅狭部分の寸法が凹部の開口径よりも
小さくなっている。このため、ハンダペーストを配線基
板本体に印刷する際、ハンダペーストが凹部の開口縁全
体を覆って、開口全体を塞いでしまうことはなく、つま
り、配線基板本体の凹部の開口縁のうち少なくとも一部
は、ハンダペーストが掛からず、露出した状態になる。
従って、凹部内にハンダペーストで覆われた空洞ができ
たとしても、外部とつながった状態となり、空気が閉じ
込められることはない。
たハンダペーストをリフローすると、ハンダペーストが
金属層に溶着する際に、凹部内の空気を押し出すように
して濡れ拡がるので、ハンダペースト中に空気が巻き込
まれることが少なく、ハンダバンプにボイドを内包し難
い。また、凹部内の空気が熱膨張しても、外部と通じて
いるために、ハンダペーストを吹き飛ばすことがないの
で、ショートが防止され、また、所定形状のハンダバン
プを確実に形成することができる。
法とは、平行な2直線でその間の距離が最小となるよう
に、透孔の外周縁を挟んだときのこれら2直線間の距離
を指す。透孔の形状が円や楕円である場合のように、上
記の2直線間の距離の最小となるところが複数存在する
ときは、そのうちのいずれを最も幅狭部分としても良
い。ここで、マスクとしては、ステンレスやニッケルな
どの金属薄板からなるメタルマスクの他、シルク、ナイ
ロン、ポリエステルなどの繊維、あるいはステンレスワ
イヤなどを平織りにした金属繊維等からなるメッシュマ
スクなどが挙げられる。
形状をなし、少なくとも底面に金属層が露出する凹部が
上記主面に複数形成された配線基板本体と、上記金属層
に溶着し、上記凹部内から上記主面を越えて膨出するハ
ンダバンプと、を備える配線基板の製造方法において、
上記凹部にそれぞれ対応する複数の透孔を有するマスク
であって、いずれの透孔も、対応する上記凹部の開口の
一部が上記マスクで隠れる形状にされたマスクを、上記
配線基板本体の主面上に配置して、ハンダペーストを印
刷する印刷工程と、上記配線基板本体に印刷された上記
ハンダペーストをリフローして、上記ハンダバンプを形
成するリフロー工程と、を備えることを特徴とする配線
基板の製造方法である。
に形成された透孔は、マスクを配線基板本体の主面上に
重ねたとき、凹部にそれぞれ対応し、凹部の開口の一部
がマスクに隠れる形状とされている。このため、ハンダ
ペーストを配線基板本体に印刷する際、ハンダペースト
が凹部の開口全体を塞いでしまうことはなく、つまり、
配線基板本体の凹部の開口のうち少なくとも一部は、露
出した状態になる。従って、ハンダペーストと凹部との
間に空気が閉じ込められることはない。印刷後、リフロ
ー工程において、ハンダペーストは凹部内の空気を押し
出しながら濡れ拡がるので、ハンダペースト中に空気が
巻き込まれることが少なく、ハンダバンプにボイドを内
包し難い。また、凹部内の空気が熱膨張しても、外部と
通じているため、ハンダバンプを吹き飛ばすようなこと
はなく、ショートが防止され、所定形状のハンダバンプ
を確実に形成することができる。
て、前記マスクの透孔は、それぞれ前記凹部の開口面積
のうち25%以上が上記マスクで隠れる形状とされてい
ることを特徴とする配線基板の製造方法とすると良い。
クを配線基板本体の主面上に重ねたとき、凹部の開口の
うちマスクに隠れる部分の面積が25%以上である。こ
のため、ハンダペーストを配線基板本体に印刷すると、
凹部の開口面積のうち、概略25%以上の部分が、ハン
ダペーストが掛からずに露出しているから、ハンダペー
ストと凹部との間に空気が閉じ込められるのを確実に防
止することができる。従って、後のリフロー工程におい
て、ハンダバンプにボイドを内包し難く、また、所定形
状のハンダバンプを確実に形成することができる。
て、前記マスクの透孔は、それぞれ前記凹部の開口縁の
うち1ヶ所又は2ヶ所が上記マスクで隠れる形状とされ
ていることを特徴とする配線基板の製造方法とすると良
い。
の主面上に重ねたとき、配線基板本体の凹部の開口縁の
うちマスクに隠れる部分が、3ヶ所以上に分断される
と、マスクに隠れる各々の凹部の開口面積が微小とな
る。この場合、ハンダペーストを配線基板本体に印刷す
る際、ハンダペーストにわずかな流動性があるために、
マスクを剥がしたとき、ハンダペーストが流れて凹部全
体を塞いでしまうことがある。このようにハンダペース
トが凹部全体を塞いでしまうと、従来のように、凹部内
部に空気が閉じ込められて、リフローの際、ハンダバン
プにボイドを内包したり、あるいは、所定形状のハンダ
バンプが形成されなかったりする危険性が増える。
いて、マスクを配線基板本体の主面上に重ねたとき、配
線基板本体の凹部の開口縁のうちマスクに隠れる部分
が、1ヶ所又は2ヶ所としている。このため、ハンダペ
ーストを配線基板本体に印刷する際、ハンダペーストが
その流動性によって多少流れても、凹部全体を塞いでし
まうことはなく、凹部内部に空気が閉じ込められること
もない。従って、リフロー工程において、ハンダバンプ
にボイドを内包し難く、また、所定形状のハンダバンプ
を確実に形成することができる。
の実施の形態を、図を参照しつつ説明する。本実施形態
に係る配線基板の製造方法により製造される配線基板1
について、図1(a)に配線基板本体2の上面2A側か
ら見た平面図を、図1(b)に断面図を、図1(c)に
部分拡大断面図を示す。この配線基板1は、主面として
の上面2A及び下面2Bを有し、約30×30mmの略
正方形板状の配線基板本体2と、集積回路チップ(図示
しない)を搭載するために、配線基板本体2の上面2A
の略中央に、略格子状に形成された多数のハンダバンプ
11とを備える。
示しない)の両面に樹脂絶縁層が形成され、樹脂絶縁層
の間に配線層が形成されたものである。詳細には、図1
(c)に配線基板本体2の上面2A側を示すように、エ
ポキシ樹脂からなる樹脂絶縁層3A,3B,3Cと銅か
らなる配線層4A,4B,4Cとが交互に積層され、上
面2A側の表面の樹脂絶縁層3Aには、銅からなる多数
の接続パッド5(金属層)が形成されている。そして、
この接続パッド5の周縁に若干掛かるようにして、ソル
ダーレジスト層7(厚さ25μm)が形成され、各接続
パッド5とソルダーレジスト層7とにより、直径0.1
25mmの略円形状の開口を有する凹部9が、それぞれ
構成されている。ハンダバンプ11は、共晶ハンダ(3
7Pb−63Sn)からなり、各凹部9において、その
底面に露出する接続パッド5に溶着し、凹部9内から配
線基板本体2の上面2Aを越えて膨出している。一方、
配線基板本体2の下面2Bには、図1(b)に示すよう
に、この配線基板1を他の配線基板(図示しない)に接
続するための電極パッド10が多数形成されている。
法で用いるメタルマスクについて、図2を参照しつつ説
明する。図2(a)はメタルマスク21の平面図を示
し、図2(b)はメタルマスク21に形成された透孔2
2の拡大図を示す。このメタルマスク21は、厚さ50
μmのステンレス板からなり、メタルマスク21を配線
基板本体2の上面2A上に重ねたとき、配線基板本体2
に形成された凹部9にそれぞれ対応する透孔22を多数
有する。この透孔22は、直径130〜150μm、内
周角270度の略扇形で、角部をR面取りした略豆形状
をなす。
て、図3及び図4を参照しつつ説明する。まず、図3
(a)に部分拡大断面図を示すように、公知の手法によ
り、上記の配線基板本体2を作製する。具体的には、コ
ア基板(図示しない)の両面に樹脂絶縁層3A等と配線
層4A等とを交互に複数層積層して、上面2A側(図中
上方)の樹脂絶縁層3Aには、集積回路チップを搭載す
るための接続パッド5を形成し、また、下面2B側の樹
脂絶縁層(図示しない)には、他の基板に接続するため
の電極パッド10を形成する(図1参照)。さらに、上
面2A側には、接続パッド5の周縁に若干掛かるように
して、ソルダーレジスト層7を形成する。
1Pをスクリーン印刷するために、予め上記のメタルマ
スク21を用意しておく。透孔22を有するメタルマス
ク21は、圧延されたステンレス板をエッチングして作
製する。
図3(c)に示すように、配線基板本体2の上面2A上
にメタルマスク21を位置合わせをして配置する。その
際、図3(c)に示すように、配線基板本体2の上面2
A側(図3(b)中上方)から見て、凹部9の開口9A
及び開口縁9Cの一部は、メタルマスク21で隠され
る。具体的には、凹部9の開口面積のうち、約25%の
部分がメタルマスク21に隠される。また、凹部9の開
口縁9Cのうち、1ヶ所だけがメタルマスク21に隠さ
れる。なお、メタルマスク21の透孔22のうち最も幅
狭部分の寸法22Rは、凹部9の開口径9Rよりも小さ
くされている。
ン印刷法により、メタルマスク21の上からスキージS
Kを当てて、2500ポイズの粘度をもつハンダペース
ト11Pを押し運び、メタルマスク21の透孔22内及
び配線基板本体2の凹部9内に、ハンダペースト11P
を押し込み、充填する。その際、ハンダペースト11P
は、メタルマスク21の透孔22内には、隙間なく充填
されるが、配線基板本体2の凹部9内には、完全に充填
されずに空洞ができることが多い。しかし、このときで
きる空洞は、外部とつながった状態にあるので、従来の
ように、ハンダペースト11Pと凹部9との間に空気が
閉じ込められてしまうことはない。
マスク21を配線基板本体2から剥がすと、ハンダペー
スト11Pは、配線基板本体2に転写される。この状態
においても、凹部9内の空洞は、外部とつながった状態
にある。
て、ハンダペースト11Pが凹部9全体を塞ぐことはな
く、凹部9の開口縁9Cのうち一部は、ハンダペースト
11Pが掛かることなく露出し、また、凹部9の開口面
積のうち、およそ25%の部分は、ハンダペースト11
Pが掛かることなく、露出している。このようにして、
ハンダペースト11Pが配線基板本体2上に印刷され
る。スクリーン印刷をすると、特に、メタルマスク21
を用いた場合には、印刷時に配線基板本体2に密着し、
配線基板本体2の所定の位置にハンダペースト11Pを
塗布するとともに、ハンダペースト11Pが横へ流れ出
すのを防止する効果が高いので、印刷精度が特に高い。
に示すように、印刷されたハンダペースト11Pを、1
83℃以上(最高215℃)で120秒間加熱して、ハ
ンダバンプ11を形成する。リフローされたハンダペー
スト11Pは、凹部9内の空気を押し出すようにして凹
部9内全体に濡れ拡がる。そして、ハンダペースト11
Pは、接続パッド5に溶着し、凹部9内から配線基板本
体2の上面2Aを越えて膨出して、ハンダバンプ11と
なる。このとき、上記のように、ハンダペースト11P
と凹部9によって塞がれた大きな空洞は存在しないの
で、ハンダバンプ11に多数のボイドを内包することは
ない。リフロー工程後、配線基板1を洗浄して、配線基
板1が完成する。
ては、メタルマスク21の透孔22の形状や、透孔22
内及び配線基板本体2の凹部9内に充填するハンダペー
スト11Pの量などを考慮して適宜調整する。粘度が低
すぎると、メタルマスク21を配線基板本体2から剥が
したときに、ハンダペースト11Pが流れて配線基板本
体2の上面2Aに濡れ拡がり、隣接する接続パッド5と
繋がってショートを起こすことがある。一方、粘度が高
すぎると、ハンダペースト11Pを透孔22及び凹部9
内に上手く充填することが難しくなり、所定量のハンダ
ペースト11Pが充填されなかったり、充填時に空気が
巻き込まれ易くなったりする。
で、メタルマスクの透孔の形状のみを変更した実施形態
1−2〜1−6について、図5(a)〜(e)を参照し
つつ説明する。上記実施形態1−1で用いたメタルマス
ク21の透孔22の形状以外に、例えば、図5に示す透
孔の形状が挙げられる。図5は、配線基板本体2の凹部
9にメタルマスクの透孔22A〜22Eを重ねたときの
状態を示し、破線部は、凹部9の開口縁9Cのうちメタ
ルマスクに隠れた部分を示す。なお、図5(a)は実施
形態1−2、図5(b)は実施形態1−3、図5(c)
は実施形態1−4、図5(d)は実施形態1−5、図5
(e)は実施形態1−6でそれぞれ用いるメタルマスク
の透孔22A〜22Eの形状を示す。
クの透孔22Aは、略半円の角部がR面取りされた形状
をなし、最も幅狭部分の寸法22ARは、凹部9の開口
径9Rよりも小さくされている。また、透孔22Aの形
状は、配線基板本体2の凹部9の開口9Aの一部、具体
的には開口面積のうち25%以上の部分が、メタルマス
クで隠れる形状とされている。また、凹部9の開口縁9
Cのうち、1ヶ所だけがメタルマスクに隠れる形状とさ
れている。
22Bは、略円形状をなし、略円形の開口縁9Cとその
中心がずれた位置になるよう配置される。また、配線基
板本体2の凹部9の開口9Aの一部、具体的には開口面
積のうち25%以上の部分が、メタルマスクで隠れる形
状とされている。また、凹部9の開口縁9Cのうち、1
ヶ所だけがメタルマスクに隠れる形状とされている。
22Cは、角部がR面取りされた2つの略半円の透孔が
弦側を所定間隔を開けて対向して配置された形状をな
す。また、配線基板本体2の凹部9の開口9Aの一部、
具体的には開口面積のうち25%以上の部分が、メタル
マスクで隠れる形状とされている。また、凹部9の開口
縁9Cのうち、2ヶ所だけがメタルマスクに隠れる形状
とされている。
22Dは、略長方形の角部がR面取りされた形状をな
し、最も幅狭部分の寸法22DRは、凹部9の開口径9
Rよりも小さくされている。また、透孔22Dの形状
は、配線基板本体2の凹部9の開口9Aの一部、具体的
には開口面積のうち25%以上の部分が、メタルマスク
で隠れる形状とされている。また、凹部9の開口縁9C
のうち、2ヶ所だけがメタルマスクに隠れる形状とされ
ている。
22Eは、略円の周縁のうち対向する2ヶ所の部分が内
側に膨出し、角部がR面取りされた略分銅形状をなし、
最も幅狭部分の寸法22ERは、凹部9の開口径9Rよ
りも小さくされている。また、透孔22Eの形状は、配
線基板本体2の凹部9の開口9Aの一部、具体的には開
口面積のうち25%以上の部分が、メタルマスクで隠れ
る形状とされている。また、凹部9の開口縁9Cのう
ち、2ヶ所だけがメタルマスクに隠れる形状とされてい
る。
スクを用いて、前述したようにして配線基板1を製造し
ても、上記実施形態1−1の場合と同様に、印刷工程に
おいて、凹部9内に空気を閉じ込めることなく、ハンダ
ペースト11Pを透孔22A〜22E内及び凹部9内に
印刷することができる。従って、リフロー工程におい
て、ハンダバンプ11にボイドを内包し難く、所定形状
のハンダバンプ11を確実に形成することができる。
態1−1〜1−6(図2及び図5参照)のように、角部
を有しないのが好ましい。角部が存在すると、印刷工程
において、所定量のハンダペースト11Pを透孔内及び
凹部9内に充填することができなかったり、メタルマス
クを配線基板本体2から剥がすときに、透孔内に充填さ
れたハンダペースト11Pが、配線基板本体2に所定量
転写されないことがあるからである。
ついて、凹部9の開口9Rのうちマスクで隠れる部分の
面積とハンダバンプ11の不良との関係について調査し
た。図3及び図5(d)に示す透孔22,22Dを有す
るメタルマスクを用いた実施形態1−1及び1−5で製
造した配線基板1について、それぞれハンダバンプ11
の不良数及び配線基板1の不良数を調査した。また、比
較形態として、従来のように、直径0.14mmの略円
形の透孔を有するメタルマスクを用いて、ハンダペース
ト11Pの印刷時に、ハンダペースト11Pが配線基板
本体2の凹部9全体を塞ぐように印刷して製造された配
線基板1についても同様に調査した。なお、比較形態に
用いた配線基板本体2は、本実施形態と同様であり、ま
た、ハンダペースト11Pの組成及びその充填量も本実
施形態と同様である。測定試料とした配線基板数は各1
0ヶであり、各配線基板当たり500ヶのハンダバンプ
11、従って、5000ヶのハンダバンプ11について
それぞれ調査し、各配線基板中1ヶでもハンダバンプ1
1の不良があった配線基板1は不良とした。その結果を
まとめて表1に示す。
及び1−5では、印刷工程において、配線基板本体2に
メタルマスクを重ねたとき、配線基板本体2に形成され
た凹部9の開口のうち25%がメタルマスクで隠され
る。これに対し、比較形態では、凹部9の開口9A全体
が透孔から露出している。いずれの実施形態1−1,5
も、ボイドを内包したり、所定の形状に形成されなかっ
たりしたハンダバンプ11の不良数は、測定数各500
0ヶ中、0ヶ又は3ヶとごく僅かである。また、配線基
板単位でみた不良数も、測定試料数10ヶ中、0ヶ又は
1ヶと僅かしかない。これに対し、比較形態では、ハン
ダバンプ11の不良数が135ヶ、配線基板単位でみる
と8ヶと不良数が極端に多い。
ハンダバンプ11及び配線基板1の不良数に大きな差異
が生じたのは、実施形態では、印刷工程の際に、ハンダ
ペースト11と凹部9の間に空気が閉じ込められないの
に対し、比較形態では、ハンダペースト11Pが凹部9
全体を覆うように塗布されて、ハンダペースト11Pと
凹部9の間に空気が閉じ込められてしまうことに起因す
る。そして、この閉じ込められた空気が、後のリフロー
工程で、ハンダペースト中に巻き込まれてボイドとなっ
たり、その熱膨張でハンダペーストを吹き飛ばすなどす
るものと考えられる。
製造方法により配線基板1を製造すれば、ハンダペース
ト11Pは、凹部9の開口縁9Cの一部が露出するよう
にして、塗布されるので、凹部9内に空洞ができても、
外部とつながった状態になる。また、メタルマスクを用
いて、スクリーン印刷をしているので、印刷精度良く、
容易に印刷することができる。
1−1,2,5,6(図2、図5参照)では、メタルマ
スクの透孔22,22A,22D,22Eの形状は、最
も幅狭部分の寸法22R,22AR,22DR,22E
Rが、凹部9の開口径9Rよりも小さくなっているの
で、印刷工程において、ハンダペースト11Pが凹部9
全体を塞ぐことはない。また、いずれの実施形態1−1
〜1−6も、透孔22等の形状は、メタルマスクを配線
基板本体2の上面2A上に重ねたとき、凹部9の開口9
Aの一部がメタルマスクに隠れる形状とされているの
で、印刷工程において、ハンダペースト11Pが凹部9
全体を塞ぐことはない。さらに、凹部9の開口9Aのう
ちメタルマスクに隠れる部分の面積が25%以上である
ので、凹部9の開口面積のうち、概略25%以上の部分
はハンダペースト11Pが掛からずに露出している。ま
た、いずれの透孔22等の形状も、凹部9の開口縁9C
のうちメタルマスクに隠れる部分が、1ヶ所又は2ヶ所
とされているので、印刷工程において、ハンダペースト
11Pがその流動性によって多少流れても、凹部9全体
を塞ぐことはない。
ハンダペースト11P中に空気が巻き込まれてハンダバ
ンプ11にボイドを内包したり、あるいは、凹部9内の
空気が熱膨張してハンダペースト11Pを吹き飛ばし、
ショートを生じさせたりすることはなく、所定形状のハ
ンダバンプ11を確実に形成することができる。
て、図6及び図7を参照しつつ説明する。本実施形態で
製造する配線基板31(図7(c)参照)は、凹部39
が、配線基板本体32の上面32Aに形成されたすり鉢
状の低位部36を有するビア35(金属層)からなる点
が、上記実施形態1の配線基板1と異なる。従って、上
記実施形態1と同様な部分の説明は省略または簡略化す
る。
主面としての上面32A及び下面(図示しない)を有す
る略板形状の配線基板本体32と、多数のハンダバンプ
41とを備える。配線基板本体32のうち上面32A側
には、図6(a)にその部分拡大断面図を示すように、
樹脂絶縁層33A,33Bと配線層34Bとが交互に積
層され、上面32A側の表面の樹脂絶縁層33Aには、
すり鉢状の低位部36を有するビア35(金属層)が多
数形成されている。そして、この低位部36自体が配線
基板本体の凹部39となり、内面全面に金属層が露出す
る凹部39を構成している。一方、図7(c)に示すよ
うに、ハンダバンプ41は、配線基板本体32に形成さ
れたビア35全体に溶着し、凹部39内から配線基板本
体32の上面32Aを越えて膨出して形成される。
て説明する。本実施形態の配線基板31は、上記実施形
態1と同様にして製造される。即ち、まず、図6(a)
に示すように、公知の手法により、上記配線基板本体3
2を作製する。次に、印刷工程において、図6(b)に
示すように、配線基板本体32の上面32A上にメタル
マスク51を位置合わせをして配置する。このメタルマ
スク51は、図6(c)に示すように、配線基板本体3
2の凹部39に対応した多数の透孔52を有し、透孔5
2の形状は、図5(b)に示す上記実施形態1−3と同
様の形状である。また、メタルマスク51を配線基板本
体32に重ねると、凹部39の開口39A及び開口縁3
9Cの一部は、メタルマスク51で隠される。具体的に
は、凹部39の開口面積のうち、25%以上の部分がメ
タルマスク51に隠され、また、凹部39の開口縁39
Cのうち、1ヶ所だけがメタルマスク51に隠される。
ン印刷法により、メタルマスク51の透孔52内及び配
線基板本体32の凹部39内に、ハンダペースト41P
を押し込み、充填する。その後、図7(b)に示すよう
に、メタルマスク51を配線基板本体32から剥がす
と、ハンダペースト41Pは、配線基板本体32に転写
される。次に、リフロー工程において、図7(c)に示
すように、印刷されたハンダペースト41Pを、183
℃以上(最高215℃)で120秒間加熱して、ハンダ
バンプ41を形成する。リフロー工程後、配線基板31
を洗浄して、配線基板31が完成する。
同様に、印刷工程(図7(b)参照)では、配線基板本
体32の上面32A側から見て、凹部39の開口縁39
Cのうち一部は、ハンダペースト41Pが掛かることな
く露出し、また、凹部39の開口面積のうち、およそ2
5%以上の部分は、ハンダペースト41Pが掛かること
なく露出する。このとき、凹部39内に空気が閉じ込め
られることはない。
ハンダペースト41P中に空気を巻き込んで、ハンダバ
ンプ41にボイドを内包したり、あるいは、凹部39内
の空気が熱膨張してハンダペースト41Pを吹き飛ば
し、ショートを生じさせたりすることはなく、所定形状
のハンダバンプ41を確実に形成することができる。
て、図8及び図9を参照しつつ説明する。本実施形態で
製造する配線基板61(図9(c)参照)は、凹部69
が、配線基板本体62の上面62Aに形成されたすり鉢
状の低位部66を有するビア65(金属層)と、このビ
ア65の周縁に若干掛かるようにして形成されたソルダ
ーレジスト層67とによって構成される。即ち、凹部6
9は、凹部69の底面内に更に低位部66を有する階段
状凹部69である点が、上記各実施形態1,2の配線基
板1,31と異なる。従って、上記各実施形態1,2と
同様な部分の説明は省略または簡略化する。
主面としての上面62A及び下面(図示しない)を有す
る略板形状の配線基板本体62と、多数のハンダバンプ
71とを備える。配線基板本体62のうち上面62A側
には、図8(a)にその部分拡大断面図を示すように、
樹脂絶縁層63A,63Bと配線層64A,64Bとが
交互に積層され、上面62A側の表面の樹脂絶縁層63
Aには、開口が略円形状のすり鉢状の低位部66を有す
るビア65(金属層)が多数形成されている。そして、
この低位部66を有するビア65の周縁に若干掛かるよ
うにして、ソルダーレジスト層67が形成されている。
従って、配線基板本体62の凹部69は、略円形状の開
口69Aを有し、更にその底面内には開口が略円形状の
低位部66を有する階段状の凹部69となっている。一
方、図9(c)に示すように、ハンダバンプ71は、各
凹部69において、低位部66を有するビア65に溶着
し、凹部69内から配線基板本体62の上面62Aを越
えて膨出して形成される。
て説明する。本実施形態の配線基板61は、上記実施形
態1と同様にして製造される。即ち、まず、図8(a)
に示すように、公知の手法により、上記配線基板本体6
2を作製する。次に、印刷工程において、図8(b)に
示すように、配線基板本体62の上面62A上にメタル
マスク81を位置合わせをして配置する。このメタルマ
スク81は、図8(c)に示すように、配線基板本体6
2の凹部69に対応した多数の透孔82を有し、透孔8
2の形状は、図5(d)に示す上記実施形態1−5と同
様の形状である。透孔82のうち、最も幅狭部分の寸法
82Rは、凹部69の開口径69Rよりも小さく、更に
は、凹部69内の低位部66の開口径66Rよりも小さ
くされている。また、メタルマスク81を配線基板本体
62に重ねると、凹部69の開口69A及び開口縁69
Cの一部は、メタルマスク81で隠される。具体的に
は、凹部69の開口面積のうち、25%以上の部分がメ
タルマスク81に隠され、また、凹部69の開口縁69
Cのうち、2ヶ所だけがメタルマスク81に隠される。
さらに、凹部69内の低位部66の開口縁66Cの一部
も、2ヶ所だけメタルマスク81で隠される。
ン印刷法により、メタルマスク81の透孔82内及び配
線基板本体62の凹部69内に、ハンダペースト71P
を押し込み、充填する。その後、図9(b)に示すよう
に、メタルマスク81を配線基板本体62から剥がす
と、ハンダペースト71Pは、配線基板本体62に転写
される。次に、リフロー工程において、図9(c)に示
すように、印刷されたハンダペースト71Pを、183
℃以上(最高215℃)で120秒間加熱して、ハンダ
バンプ71を形成する。リフロー工程後、配線基板61
を洗浄して、配線基板61が完成する。
1,2と同様に、図9(b)に示すように、印刷工程で
は、配線基板本体62の上面62A側から見て、凹部6
9の開口縁69Cのうち一部、更には凹部69内にある
低位部66の開口縁66Cの一部も、ハンダペースト7
1Pが掛かることなく露出し、また、凹部69の開口面
積のうち、およそ25%以上の部分は、ハンダペースト
71Pが掛かることなく露出する。このとき、凹部69
内に空気が閉じ込められることはなく、また、凹部69
内の低位部66内にも空気が閉じ込められることはな
く、空洞ができても、外部に通じた状態にある。
ハンダペースト71P中に空気を巻き込んで、ハンダバ
ンプ71にボイドを内包したり、あるいは、凹部69内
の空気が熱膨張してハンダペースト71Pを吹き飛ば
し、ショートを生じさせたりすることはなく、所定形状
のハンダバンプ71を確実に形成することができる。
て説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して
適用できることはいうまでもない。例えば、上記各実施
形態では、凹部9,39,69の開口9A,39A,6
9Aの形状はいずれも略円形状とされているが、楕円形
状、矩形状など略円形状以外の形状としても良い。
A,32A,62A)に形成された凹部9,39,69
が、同一形状に統一された配線基板本体2,32,62
をそれぞれ示したが、形状の異なる複数種の凹部を備え
る配線基板本体を用いても良い。また、上記各実施形態
では、メタルマスク21,51,81等に形成された透
孔22,52,82等が、同一形状に統一されたものを
それぞれ示したが、配線基板本体の主面における凹部同
士の位置関係や凹部の形状等を考慮して、形状の異なる
複数種の透孔を備えるマスクを用いても良い。
(a)は上面から見た平面図を示し、(b)は断面図を
示し、(c)は上面側の部分拡大断面図を示す。
り、(a)は平面図を示し、(b)は透孔の拡大図を示
す。
であり、(a)は配線基板本体を示し、(b)は配線基
板本体にメタルマスクを配置した状態を示し、(c)は
メタルマスクを配置した状態で、配線基板本体の上面側
から見た図を示す。
であり、(a)はハンダペーストを充填した状態を示
し、(b)は配線基板本体にハンダペーストが転写され
た状態を示し、(c)はハンダバンプが形成された状態
を示す。
を示す図であり、(a)は実施形態1−2、(b)は実
施形態1−3、(c)は実施形態1−4、(d)は実施
形態1−5、(e)は実施形態1−6でそれぞれ用いる
メタルマスクの透孔の形状を示す。
であり、(a)は配線基板本体を示し、(b)は配線基
板本体にメタルマスクを配置した状態を示し、(c)は
メタルマスクを配置した状態で、配線基板本体の上面側
から見た図を示す。
であり、(a)はハンダペーストを充填した状態を示
し、(b)は配線基板本体にハンダペーストが転写され
た状態を示し、(c)はハンダバンプが形成された状態
を示す。
であり、(a)は配線基板本体を示し、(b)は配線基
板本体にメタルマスクを配置した状態を示し、(c)は
メタルマスクを配置した状態で、配線基板本体の上面側
から見た図を示す。
であり、(a)はハンダペーストを充填した状態を示
し、(b)は配線基板本体にハンダペーストが転写され
た状態を示し、(c)はハンダバンプが形成された状態
を示す。
であり、(a)は配線基板本体を示し、(b)は配線基
板本体にマスクを配置した状態を示し、(c)はハンダ
ペーストを充填した状態を示し、(c)はマスクを配置
した状態で、配線基板本体の上面側から見た図を示す。
であり、(a)はハンダペーストを充填した状態を示
し、(b)は配線基板本体にハンダペーストが転写され
た状態を示し、(c)はハンダバンプが形成された状態
を示す。
(主面) 5 接続パッド(金属層) 35,65 ビア(金属層) 9,39,69 凹部 9A,39A,69A (凹部の)開口 9C,39C,69C (凹部の)開口縁 9R,69R (凹部の)開口径 11P,41P,71P ハンダペースト 11,41,71 ハンダバンプ 21,51,81 メタルマスク 22,52,82 (メタルマスクの)透孔 22R,82R (透孔の)最も幅狭部分
の寸法
5)
形状をなし、少なくとも底面に金属層が露出する凹部が
上記主面に複数形成された配線基板本体と、上記金属層
に溶着し、上記凹部内から上記主面を越えて膨出するハ
ンダバンプと、を備える配線基板の製造方法において、
上記凹部にそれぞれ対応する複数の透孔を有するマスク
であって、いずれの透孔も、最も幅狭部分の寸法が対応
する上記凹部の開口径よりも小さい形状にされたマスク
を、上記配線基板本体の主面上に配置して、ハンダペー
ストを印刷する印刷工程と、上記配線基板本体に印刷さ
れた上記ハンダペーストをリフローして、上記ハンダバ
ンプを形成するリフロー工程と、を備えることを特徴と
する配線基板の製造方法である。
Claims (5)
- 【請求項1】主面を有する略板形状をなし、少なくとも
底面に金属層が露出する凹部が上記主面に複数形成され
た配線基板本体と、 上記金属層に溶着し、上記凹部内から上記主面を越えて
膨出するハンダバンプと、を備える配線基板の製造方法
であって、 上記配線基板本体の各凹部に、少なくとも上記凹部の開
口縁の一部を露出させてハンダペーストを印刷する印刷
工程と、 上記配線基板本体に印刷された上記ハンダペーストをリ
フローして、上記ハンダバンプを形成するリフロー工程
と、を備えることを特徴とする配線基板の製造方法。 - 【請求項2】主面を有する略板形状をなし、少なくとも
底面に金属層が露出する凹部が上記主面に複数形成され
た配線基板本体と、 上記金属層に溶着し、上記凹部内から上記主面を越えて
膨出するハンダバンプと、を備える配線基板の製造方法
でおいて、 上記凹部にそれぞれ対応する複数の透孔を有するマスク
であって、いずれの透孔も、最も幅狭部分の寸法が対応
する上記凹部の開口径よりも小さい形状にされたマスク
を、上記配線基板本体の主面上に配置して、ハンダペー
ストを印刷する印刷工程と、 上記配線基板本体に印刷された上記ハンダペーストをリ
フローして、上記ハンダバンプを形成するリフロー工程
と、を備えることを特徴とする配線基板の製造方法。 - 【請求項3】主面を有する略板形状をなし、少なくとも
底面に金属層が露出する凹部が上記主面に複数形成され
た配線基板本体と、 上記金属層に溶着し、上記凹部内から上記主面を越えて
膨出するハンダバンプと、を備える配線基板の製造方法
において、 上記凹部にそれぞれ対応する複数の透孔を有するマスク
であって、いずれの透孔も、対応する上記凹部の開口の
一部が上記マスクで隠れる形状にされたマスクを、上記
配線基板本体の主面上に配置して、ハンダペーストを印
刷する印刷工程と、 上記配線基板本体に印刷された上記ハンダペーストをリ
フローして、上記ハンダバンプを形成するリフロー工程
と、を備えることを特徴とする配線基板の製造方法。 - 【請求項4】請求項2又は請求項3に記載の配線基板の
製造方法であって、 前記マスクの透孔は、それぞれ前記凹部の開口面積のう
ち25%以上が上記マスクで隠れる形状とされているこ
とを特徴とする配線基板の製造方法。 - 【請求項5】請求項2〜請求項4に記載の配線基板の製
造方法であって、 前記マスクの透孔は、それぞれ前記凹部の開口縁のうち
1ヶ所又は2ヶ所が上記マスクで隠れる形状とされてい
ることを特徴とする配線基板の製造方法。
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