JP2001160678A

JP2001160678A - 表裏導通基板の製造方法及び半導体実装基板の製造方法

Info

Publication number: JP2001160678A
Application number: JP34206099A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Maeda; 伸広前田; Kazuya Uchida; 一弥内田
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1999-12-01
Filing date: 1999-12-01
Publication date: 2001-06-12

Abstract

(57)【要約】【課題】導電部の導電性、空気封止性及び位置精度が
高く、平滑性や平面性に優れ、絶縁体として使用できる
材料の幅が広く、しかも製造の手間やコストを低減する
ことが可能な表裏導通基板の製造方法及びこの方法によ
り製造された表裏導通基板を用いた半導体実装基板の製
造方法を提供する。【解決手段】線状の導電体をその長手方向に沿い一端
より軟化状態の絶縁体に圧入し、この導電体が圧入され
た絶縁体を硬化することにより板状の絶縁体の内部に線
状の導電体が含まれ、この導電体により絶縁体の表裏面
が導通している表裏導通基板を製造する。また、このよ
うな方法により製造された表裏導通基板に半導体素子を
接合して半導体実装基板を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表裏導通基板の製造
方法及び半導体実装基板の製造方法に係り、特に、板状
の絶縁体の内部に線状の導電体が含まれ、この導電体に
より絶縁体の表裏面が導通している表裏導通基板の製造
方法及びこの方法により製造された表裏導通基板を用い
た半導体実装基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体素子を高密度に実装す
る配線用基板やディスプレイ用基板として、内部に導電
部が含まれ、この導電部により基板の表裏面が導通して
いる表裏導通基板が用いられている。このような表裏導
通基板としては、導電部の導電性や位置精度が高く、平
面性や平滑性に優れており、しかも用途によっては基板
の表裏で空気を封止できることが要求される。このよう
な基板を製造する方法としては、樹脂製又はガラス製の
基板に貫通孔を形成し、この貫通孔の内壁面に金属メッ
キを施して表裏面間に導通性を確保する方法や、セラミ
ックの基板材料に貫通孔を形成し、この貫通孔に金属ペ
ーストを埋め込んだ後、基板材料を焼成して基板を形成
すると伴に、貫通孔に導通性を持たせる方法が知られて
いる。

【０００３】しかし、このような方法では、基板又は基
板材料に貫通孔を形成する工程が必要となるため製造の
手間やコストが大きい。また、導電部が貫通孔の内面に
施されたメッキや金属ペーストで形成されるため、導電
性に対する信頼が低く、基板に形成された貫通孔を完全
に塞いで基板の表裏で空気を封止することが困難にな
る。そこで、特開平１０−１９０１９０号は、所定張力
で線状の導電体が張架された成形枠に溶融した絶縁材料
を流し込み、この絶縁材料を硬化して導電体が埋設され
たブロック体を形成する工程と、このブロック体を導電
体の切断面が表面に現れるように切断する工程とを含む
基板の製造方法を開示している。このような方法によれ
ば、導電体を絶縁材料中に埋設したものであるので、基
板に貫通孔を形成する手間を省くことが可能になると伴
に、基板の表裏の空気封止性や表裏導通の信頼性を向上
させることが可能になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の方法に
よれば、成形枠内に溶融状態の絶縁材料を流し込む際に
導電体が溶融状態の絶縁材料の流れを分断し、導電体の
下流側で溶融した絶縁材料が再合流する際に絶縁材料に
空気が閉じ込められて気泡が生じることがある。この気
泡が基板表面に露出すると、部分的な陥没部となって現
われ、基板の平滑性を損なう。

【０００５】また、導電体が埋設されたブロック体を切
断して基板形状に加工するのに大きな手間を要すると伴
に、導電体の張力維持に必要な長さに比べ製品になる長
さが少なく導電体材料の材料ロスが多いため、製造コス
トが高くなる。さらに、絶縁材料としてガラスのような
高温で流動性を帯びる材料を使用する場合、以下のよう
な問題もある。まず、ガラスが溶融状態から冷却硬化す
るまでの間に内部で温度差が生じ、ガラス内部に埋設し
た導電体の収縮量に差が生じる。このため、多数の導電
体に一括して同一の張力をかけた場合、各々の導電体の
収縮量の差によって導電体にたるみが生じ、導電体の直
線性を維持することが困難になり、基板における導電部
の位置精度を悪化させる場合がある。これを抑制するた
めには、各々の導電体の収縮量の差を考慮して、各々の
導電体に独立して張力をかけることが考えられるが、そ
のための複雑な装置が別途必要となるし、それでもガラ
スのブロック体の表面と内部の冷却速度差により個々の
導電体にできるたるみを完全になくすことはできない。

【０００６】また、ガラスの冷却時におけるブロック体
の内部応力を緩和するために、溶融状態から硬化するま
での冷却速度を大きくできず、製造に長時間を要する。
さらに、ガラスを溶融状態として使用するため、ガラス
の種類及び操作温度条件によっては失透や分相が生じる
場合があり、使用できる材料や製造条件が制約を受け
る。

【０００７】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、導電部の導電性、空気封止性及び
位置精度が高く、平滑性や平面性に優れ、絶縁体として
使用できる材料及び製造条件の幅が広く、しかも製造の
手間やコストを低減することが可能な表裏導通基板の製
造方法及びこの方法により製造された表裏導通基板を用
いた半導体実装基板の製造方法を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明は以下のような内容を有する。まず、請求項
１の発明は、板状の絶縁体の内部に線状の導電体が含ま
れ、この導電体により絶縁体の表裏面が導通している表
裏導通基板の製造方法であって、導電体をその長手方向
に沿い一端より軟化状態の絶縁体に圧入する圧入工程
と、導電体が圧入された絶縁体を硬化する硬化工程とを
含む表裏導通基板の製造方法である。

【０００９】以上のような本発明によれば、導電体の圧
入は絶縁体が軟化状態のときに行われ、線状の導電体は
断面積の小さな横断面方向から垂直に絶縁体に圧入され
るので、前述した長い導電体の側面で溶融した絶縁体の
流れを分断し、導電体の下流側で再合流する際に気泡を
巻き込み易い方法とは異なり、絶縁体内部に気泡が形成
されることがない。従って、平滑性に優れた基板を製造
することが可能になる。また、板状の絶縁体に直接導電
体が圧入されるので、絶縁体のブロックを基板形状に加
工する切断等の工程が必要なく、また導電体の材料ロス
が少なくてすむので、製造の手間及びコストを低減する
ことが可能になる。さらに、絶縁体としてガラスが用い
られる場合、ガラスは軟化状態まで加熱されるだけであ
り、溶融状態まで加熱されることがない。更に、容積に
対する表面積が大きい形状であることもあり、硬化に必
要な時間を短縮することができ、しかも液相温度近くで
長時間保持されることがないので、使用できるガラスの
種類や製造条件が緩和される。

【００１０】請求項２の発明は、圧入工程では、所望の
位置に互いに平行になるよう位置決めされた複数の導電
体をその長手方向に沿い一端より軟化状態の絶縁体に圧
入する請求項１記載の表裏導通基板の製造方法である。
本発明によれば、複数の導電体は互いに平行になるよう
位置決めされた状態で導電体に圧入されるので、所定パ
ターンに配列された複数の導電体を高い位置精度で圧入
することが可能になる。

【００１１】請求項３の発明は、板状部材に貫通孔を形
成して導電体を位置決めする位置決め部材を作成する工
程と、貫通孔に導電体を挿入して導電体を位置決めする
工程を含み、圧入工程では、位置決め部材の貫通孔が形
成されている一面が軟化状態の絶縁体と密着又は所定間
隙を配して対向するよう配置し、位置決め部材に位置決
めされている導電体の一端が軟化状態の絶縁体と接し、
他端が位置決め部材の貫通孔が形成されている他面側よ
り突出している状態で、導電体の他端及び絶縁体の少な
くとも一方を他方に向かって押圧して導電体を軟化状態
の絶縁体に圧入する請求項２記載の表裏導通基板の製造
方法である。本発明によれば、圧入工程において、軟化
状態の絶縁体と位置決め部材の貫通孔が形成された面が
密着しているか又は所定の間隙を配して対向しており、
この貫通孔から突出している導電体が絶縁体に圧入され
るため、圧入の過程で導電体が曲がってしまう可能性が
小さく、導電体の位置精度を更に高めることが可能にな
る。

【００１２】請求項４の発明は、板状部材に所定深さの
位置決め孔を形成して導電体を位置決めする位置決め部
材を作成する工程と、導電体を一端が位置決め部材の位
置決め孔が形成されている面より突出し、他端が位置決
め孔の底部に位置するように位置決め孔に挿入する工程
を含み、圧入工程では、位置決め孔が形成された面より
突出している前記導電体の一端が軟化状態の絶縁体に接
するように配置された状態で、位置決め部材及び軟化状
態の絶縁体の少なくとも一方を他方に向かって押圧して
導電体を軟化状態の絶縁体に圧入する請求項２記載の表
裏導通基板の製造方法である。本発明によれば、導電体
の圧入は位置決め部材を絶縁体に向かって押圧すること
により行うことができるので、導電体の圧入に特別の器
具を用いる必要がなく、圧入を容易に行うことが可能に
なる。

【００１３】請求項５の発明は、導電体を軟化状態の板
状部材の所定位置に貫通するように差し込んだ後、軟化
状態の板状部材を硬化させて導電体を位置決め保持する
位置決め部材を作成する工程を含み、圧入工程では、位
置決め部材の導電体が貫通している一面が軟化状態の絶
縁体と密着又は所定間隙を配して対向するよう配置し、
位置決め部材に位置決め保持されている導電体の一端が
軟化状態の絶縁体と接し、他端が位置決め部材の導電体
が貫通している他面側より突出している状態で、導電体
の他端及び軟化状態の絶縁体の少なくとも一方を他方に
向かって押圧して導電体を軟化状態の絶縁体に圧入する
請求項２記載の表裏導通基板の製造方法である。本発明
によれば、導電体を保持する位置決め部材は軟化状態の
板状部材上の所定の位置に導電体をその一部が貫通する
ように差し込んだ後、この絶縁体を硬化させることによ
り製造される。このため、位置決め部材を作成する工程
において貫通孔を形成する必要がなくなり、製造の手間
及びコストを低減することが可能になる。また、圧入工
程において、軟化状態の絶縁体と位置決め部材の導電体
が貫通している面が密着しているか又は所定の間隙を配
して対向しており、この面から突出している導電体が絶
縁体に圧入されるため、圧入の過程で導電体が曲がって
しまう可能性が小さく、導電体の位置精度を更に高める
ことが可能になる。

【００１４】請求項６の発明は、硬化工程で硬化された
絶縁体の導電体が圧入された面及びその裏面の少なくと
も一方を研削、研磨し、導電体が圧入された面及びその
裏面を導電体が露出する平滑面とする研削、研磨工程を
含む請求項１〜５のいずれか１項記載の表裏導通基板の
製造方法である。絶縁体内部に形成されている気泡が、
研削、研磨により絶縁体の表面に露出すると、その部分
は陥没部となって現れてしまうが、本発明によれば、絶
縁体内部に気泡が形成されることがないため、導電体が
露出する面を平滑に仕上ることが可能になる。

【００１５】請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれ
か1項記載の方法により製造された表裏導通基板に半導
体素子を接合して、表裏導通基板及び半導体素子を備え
た半導体実装基板を得る半導体実装基板の製造方法であ
る。本発明によれば、導電部の導電性、空気封止性及び
位置精度が高く、平滑性や平面性に優れ、しかも半導体
の接合に適した材料で形成された表裏導通基板に半導体
素子を実装することが可能になるため、接合状態の良好
な半導体実装基板を得ることが可能になる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は本発明の第１の実施
の形態を説明するための図である。図１に示されるよう
に、本発明に係る表裏導通基板の製造方法には、位置決
め部材１０を作成する工程と、位置決め部材１０により
線状の導電体１６を位置決めする工程と、導電体１６を
軟化状態にある板状の絶縁体２０にその厚さ方向に沿っ
て圧入する工程と、導電体１６が圧入された絶縁体２０
を硬化する工程と、硬化された絶縁体２０を研削、研磨
する工程が含まれる。

【００１７】位置決め部材１０を作成する工程では、線
状の導電体１６を絶縁体２０に対し位置決めするための
位置決め部材１０が作成される。この位置決め部材１０
は、図１（１）に示されるように、絶縁体２０に圧入さ
れる導電体１６のパターンと同一パターンで板状部材１
２に垂直な貫通孔１４を複数穿設することにより作成さ
れる。このような板状部材１２は、絶縁体２０が軟化す
る温度以上の温度条件で平坦性が損なわれず、しかも導
電体１６を絶縁体２０に圧入する際導電体１６が水平方
向に動かないように固定できる強度と耐熱性を有する物
質、例えば、黒鉛材、ガラス状カーボン材、セラミック
等で形成される。

【００１８】位置決め部材１０により線状の導電体１６
を位置決めする工程では、図１（２）に示されるよう
に、上述した位置決め部材１０の各々の貫通孔１４に外
径が貫通孔の内径よりやや小さな線状の導電体１６が挿
入され、互い平行になるよう位置決めされる。この導電
体１６は絶縁体２０と熱膨張特性が近く、圧入時にかか
る曲げの力に耐えられる剛性を有する材料で形成され
る。例えば、絶縁体２０としてガラスのような軟化状態
に達する温度の高い物質が用いられる場合、導電体１６
としてはモリブデン、タングステン等の高温強度の高い
金属材料で形成されたピンが用いられる。また、絶縁体
２０としてポリマーのような軟化状態になる温度の低い
物質が用いられる場合、導電体１６として耐熱性の低い
グラファイト等で形成されたピンを用いることも可能で
ある。本発明では基板表裏の導通性は上記の導電体１６
で形成されるので、導通性に対する信頼を向上させるこ
とが可能になる。

【００１９】このような導電体１６は貫通孔１４内で長
手方向（垂直方向）に摺動可能な状態で水平方向に位置
決めされている。また、導電体１６は、位置決め部材の
厚さより大きな長さに形成されている。この導電体１６
は貫通孔１４内で保持されるようにしてもよい。

【００２０】導電体１６を板状の絶縁体２０に圧入する
工程では、図１（３）に示されるように、受け板２２上
に配置された軟化状態の絶縁体２０に位置決め部材１０
で位置決めされた導電体１６が圧入される。この受け板
２２としては、絶縁体２０が軟化する温度以上の温度で
絶縁体２０が融着しないか又は融着しにくく、絶縁体２
０の平坦性を損ねないよう十分な平坦性を維持し得る物
質、例えば、黒鉛材、ガラス状カーボン材、セラミック
等で形成された板状の部材が用いられる。この受け板２
２には、導電体１６の圧入時に位置決め部材１０が軟化
状態の絶縁体２０を押し潰して変形させることを防止す
るため、絶縁体２０の厚さと同一又はやや大きめの高さ
を有するスぺーサー２２ａが設けられており、絶縁体２
０はこのスペーサー２２ａの内側に配置される。

【００２１】絶縁体２０としては、絶縁性を有する材料
であって、物理的又は化学的方法により任意に軟化状態
と硬化状態を変化させることができる物質、例えば、ガ
ラス、樹脂、セラミック等が用いられる。特に、基板と
して要求される平坦性、平滑性の実現が容易であるこ
と、耐熱性が高いこと、場合によってはシリコン等の半
導体と広い温度範囲で熱膨張係数が近く陽極接合が可能
な特性を持ったものを選定できること等の理由によりガ
ラスを用いることが好ましい。このようなガラスとして
は、ケイ酸系、ホウ酸系、リン酸系、混合系等の公知の
ガラスから、製法上の条件や基板に要求される物性等を
考慮して選択される。例えば、シリコン等の半導体素子
を実装する基板を製造する場合には、広い温度範囲で半
導体素子と熱膨張率が近く、半導体と陽極接合可能なガ
ラス、例えば、ホウケイ酸塩系（Ｎａ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３
−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系）ガラスや特開平４−８３７３
３号に記載されているアルミノケイ酸塩系（ＳｉＯ_２−
Ａｌ_２Ｏ_３−Ｎａ_２Ｏ系）ガラスが用いられる。また、
配線基板を製造する場合には、例えば、特開平７−２４
７１３４号に記載されているアルカリ金属を含まない無
アルカリガラス（ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３系）が用いられ
る。また、絶縁体２０として樹脂を用いる場合、熱硬化
性樹脂や光硬化樹脂等の公知の樹脂から製法上の条件や
基板に要求される物性等を考慮して選択される。

【００２２】受け板２２に配置された絶縁体２０上に
は、導電体１６を位置決めする位置決め部材１０が、貫
通孔１４が形成されている面が絶縁体２０と密着する状
態又はこの面が絶縁体２０と所定間隙を配して対向して
いる状態で、水平に配置される。このとき、導電体１６
は下端部が絶縁体２０の表面と垂直に接し、上端部は位
置決め部材１０の上面より突出する状態で水平方向に位
置決めされている。このような方法によれば、絶縁体１
０と密着又は所定の間隙を配して対向する貫通孔１４か
ら突出している導電体１６が絶縁体に圧入されるので、
圧入の過程で導電体１６が曲がってしまう可能性が小さ
く、導電体１６の位置精度を高めることが可能になる。
導電体１６の圧入は、通常、位置決め部材１０の上面か
ら突出している導電体１６の上端部に圧入板２４を水平
に配置し、この圧入板２４を下方に押圧することにより
行われる。この圧入板２４は、絶縁体２０が軟化する温
度以上の温度でも平坦性が損なわれず、導電体１６を圧
入する際かかる力に対し導電体１６の上端面がくいこむ
ことがない程度の強度と耐熱性を有する材質、例えば、
黒鉛材、ガラス状カーボン、セラミックで形成される。

【００２３】導電体１６の押圧は、圧入板２４を一定量
のストロークで下方に押し込むことにより行われてもよ
く、また、圧入板２４上に所定の錘を置くことにより行
われてもよい。圧入板２４の押圧がストロークにより行
われる場合であって、ストローク量を制御できる場合
は、位置決め部材１０が溶融状態の絶縁体２０を押し潰
して変形させるおそれがないため、受け板２２にスペー
サー２２ａを設ける必要はない。このように、本発明に
よれば、導電体１６の圧入は絶縁体２０が軟化状態のと
きに行われ、絶縁体２０を溶融状態とすることがないの
で、絶縁体２０内部に気泡が形成されることがない。従
って、平滑性に優れた基板を製造することが可能にな
る。また、板状の絶縁体２０に直接導電体１６が圧入さ
れるので、絶縁体のブロックを基板形状に加工する切断
等の工程が必要なく、また導電体１６の材料ロスが少な
いので、製造の手間及びコストを低減することが可能に
なる。

【００２４】絶縁体２０を硬化させる工程では、導電体
１６が圧入された軟化状態の絶縁体２０が受け板上で硬
化される。これによって、図１（４）に示されるよう
な、導電体１６の一端が絶縁体２０の一面から突出し、
他端が絶縁体２０中に位置する基板が形成される。本発
明では、この絶縁体２０と導電体１６とは間隙なく密着
れているので、使用する絶縁体に適合した導電体を選定
すれば、導電部において表裏面の空気の封止性に優れた
基板を製造することが可能になる。尚、導電体１６の絶
縁体２０の一面より突出する部分は切断、除去されて、
研削、研磨工程に送られる。

【００２５】具体的に、絶縁体２０としてガラスが用い
られる場合、導電体１６の圧入は、受け板２２上に配置
された硬化状態のガラス板に対し、位置決め部材１０に
より位置決めされた導電体１６が圧入板２４により押圧
された状態で、ガラス板を加熱し、軟化状態とすること
により行われる。この場合、ガラス板の加熱は、軟化状
態の粘度が１０^５〜１０^７．５poise、望ましくは１０
^６〜１０^７poiseとなるように行われる。粘度が１０
^７．５poiseより高いと導電体１６の圧入に多大な時間
を要し、導電体１６とガラスとの密着性が悪く、基板の
表裏で空気を封止することが困難になる。また、粘度が
１０^５poise以下であると、基板の性質上の大きな問題
はないが、時間の経過とともにガラス板が形状を保持し
えなくなり、厚みが薄くなってしまうので、受け板上の
ガラス板が水平方向に流れ広がらないよう、ガラス板の
側面に壁を設ける等の必要がある。

【００２６】この場合、圧入板２４には、圧入する導電
体の断面積に対し、０．４Ｎ／ｍｍ ^２以上、好ましくは
１．５Ｎ／ｍｍ^２以上の圧力がかけられる。圧力がこれ
より小さいと、導電体１６を軟化状態のガラス板に圧入
することが困難になる。圧入板２４の押圧ストロークが
制御されている場合や、受け板２２のスペーサー２２ａ
の高さがガラス板の厚さより大きい場合、この圧力を大
きく設定しても何も問題はない。しかし、圧入板２４の
押圧ストロークを制御せず、しかも受け板２２にスペー
サー２２ａが設けられていない場合、位置決め部材１０
が絶縁体２０を押し潰して変形させることを防止するた
め、圧入板２４にかけられる圧力は制約を受ける。

【００２７】このような導電体１６の圧入は、導電体１
６や位置決め部材１０、その他の材料の酸化を防止する
ためアルゴン、窒素等の不活性ガス雰囲気中で行われ
る。導電体１６が軟化状態のガラス板に圧入された後、
ガラス板を室温まで除冷することにより、導電体１６の
一端がガラス板の一面から突出し、他端がガラス板中に
位置するガラス基板が形成される。このように、本発明
において絶縁体２０としてガラスを用いる場合、ガラス
は軟化状態まで加熱されるだけであり、溶融状態まで加
熱されることがない。従って、硬化に必要な時間を短縮
することができ、しかも使用できるガラスの種類や製造
条件が緩和される。

【００２８】また、絶縁体２０として樹脂又はセラミッ
クが用いられる場合、軟化状態の基板材料に導電体１６
の圧入が行われた後、軟化状態の基板材料を光照射、加
熱、冷却等で硬化させることにより同様の基板が形成さ
れる。

【００２９】導電体１６が圧入された絶縁体２０を研
削、研磨する工程では、上記工程で得られた基板の表裏
面が研削、研磨され、図１（５）に示されるような表裏
面に導電体１６の端部が露出した平坦面が形成される。
本発明によれば、絶縁体２０内部に気泡が形成されるこ
とがないため、導電体１６が露出する面を平滑に仕上る
ことが可能になる。

【００３０】以上のような工程により、図１（５）に示
されるように、板状の絶縁体２０の内部に線状の導電体
１６が含まれ、この導電体１６により絶縁体２０の表裏
面が導通している表裏導通基板３０が得られる。本発明
では、最終的な表裏導通基板３０は導電体１６の圧入工
程を経た基板を研削、研磨することにより得られるの
で、導電体１６が圧入される絶縁体２０としては、最終
的に得ようとする表裏導通基板３０の厚さに研削代、研
磨代を加えた厚さを有するものが用いられる。

【００３１】以上のような工程により製造された表裏導
通基板３０は、半導体感圧チップ等の半導体素子を実装
する半導体実装用の基板や、各種の電子部品を実装する
配線基板等として用いられる。例えば、シリコン等の半
導体チップを実装する場合、絶縁体２０として、半導体
と熱膨張特性が近く、可動性キャリアイオンを含むガラ
スを用いて基板を製造する。そして、半導体チップを陽
極とし、絶縁体２０のガラスを陰極として、ガラスと半
導体素子との間に圧力をかけながら、３００〜６００℃
の温度で数百ボルトの直流電圧を印加することにより半
導体チップと基板が接合される（陽極接合法）。この接
合により、半導体素子の端子と表裏導通基板の導電体と
が接合された面で接続され、半導体実装基板の半導体素
子が接合されている面の反対側と半導体素子の導通を得
ることができる。本発明では、導電部の導電性、空気封
止性及び位置精度が高く、平滑性や平面性に優れ、半導
体の接合に適した材料で形成された表裏導通基板３０に
半導体素子を実装することができるため、良好な半導体
実装基板を得ることが可能になる。

【００３２】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。尚、以下の説明においては、上述した部材、工程
と同一のものについては同一の参照番号を付し、その詳
細な説明は省略する。図２は本発明の第２の実施の形態
を説明するための図である。本実施の形態において、位
置決め部材１０を作成する工程では、位置決め部材１０
は、図２（１）に示されるように、絶縁体２０に圧入さ
れる導電体１６のパターンと同一パターンで板状部材１
２に表裏が貫通していない所定深さの垂直な小孔１３を
複数穿設することにより作成される。位置決め部材１０
により線状の導電体１６を位置決めする工程では、図２
（２）に示されるように、外径が小孔の内径よりやや小
さな線状の導電体１６が、一端が位置決め部材１０の一
面から突出し、他端が小孔１３の底部に位置するように
各々の小孔１３内に互いに平行に挿入される。この導電
体１６は小孔１３に保持されるようにしてもよい。

【００３３】導電体１６を絶縁体２０に圧入する工程で
は、図２（３）に示されるように、受け板２２に配置さ
れた軟化状態の絶縁体２０上に、位置決め部材１０の一
面から突出する導電体１６が垂直に接するように位置決
め部材１０が水平に配置される。そして、導電体１６の
圧入は、導電体１６の挿入面の反対面から位置決め部材
１０を下方に押圧することにより行われる。このよう
に、本実施の形態によれば、導電体の圧入は位置決め部
材１０を直接押圧することにより行われるので、圧入板
を使用する必要がなく、圧入を容易に行うことが可能に
なる。

【００３４】図３は本発明の第３の実施の形態を説明す
るための図である。本実施の形態では、軟化状態の板状
部材１５に導電体１６を挿入する工程と、軟化状態の板
状部材１５を硬化させる工程により、導電体１６が位置
決め保持された位置決め部材１０が作成される。

【００３５】まず、軟化状態の板状部材１５に導電体１
６を挿入する工程では、図３（１Ａ）に示されるような
穿設されていない軟化状態の板状部材１５の硬化時の寸
法変化を見込んだ所定位置に、図３（１Ｂ）に示される
ように複数の導電体１６が互いに平行になるよう垂直に
差し込まれる。この差し込みは導電体１６の位置決め機
構を有する導電体挿入装置（図示せず）を用いて行われ
る。次いで、軟化状態の板状部材１５を硬化させる工程
において、導電体１６が差し込まれた板状部材１５が硬
化され、図３（２）に示されるような、線状の導電体１
６が位置決め保持された位置決め部材１０が作成され
る。このとき、導電体１６は絶縁体内で長手方向（垂直
方向）に摺動可能な状態で水平方向に位置決めされてい
る。

【００３６】このような板状部材１５は、軟化状態にお
いては穿設することなく線状の導電体１６を挿入するこ
とができ、硬化状態では絶縁体２０が軟化する温度以上
の温度でも平坦性が損なわれず、導電体１６を絶縁体２
０に圧入する際にかかる力に対し導電体１６を水平方向
に固定することができる強度と耐熱性を有する材質、例
えば、セラミック、セラミックファイバーボード等で形
成される。

【００３７】導電体１６を板状の絶縁体に圧入する工程
では、図３（３）に示されるように、受け板２２に配置
された軟化状態の絶縁体２０上に、導電体１６を位置決
め保持する位置決め部材１０が、導電体１６が貫通して
いる面が絶縁体２０と密着する状態又はこの面が絶縁体
２０と所定間隙を配している状態で、水平に配置され
る。このとき、導電体１６は下端部が絶縁体の表面と垂
直に接し、上端部は位置決め部材１０の上面より突出す
る状態で水平方向に位置決めされている。導電体１６の
圧入は、位置決め部材１０の上面から突出している導電
体１６の上端部に圧入板２４を水平に配置し、この圧入
板２４を下方に押圧することにより行われる。このよう
に、本実施の形態によれば、位置決め部材を作成する際
に板状部材を穿設する必要がないので、製造の手間、コ
ストを低減することが可能になる。

【００３８】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。実施例１本実施例では、第１の実施の形態として記載された方法
で表裏導通基板及び半導体実装基板を製造した。まず、
厚さ４ｍｍ、長さ及び幅が１００ｍｍのガラス状カーボ
ン製の板状部材の所定位置６０ヶ所に内径０．３５ｍｍ
の垂直な貫通孔を形成し、位置決め部材を作成した。そ
して、この位置決め部材の各々の貫通孔に導電体として
外径０．２５ｍｍ、長さ６ｍｍのタングステン線を摺動
可能な状態で挿入した。次いで、長さ及び幅が１５０ｍ
ｍの板状部材に高さ２．５ｍｍのスペーサーが設けられ
ているガラス状カーボン製の受け板に、絶縁体として陽
極接合用アルミノケイ酸ガラス（ホーヤ株式会社製ＳＤ
２）で形成された厚さ２．５ｍｍ、長さ及び幅が１００
ｍｍの硬化状態のガラス板を配置した。

【００３９】このガラス板上にタングステン線が挿入さ
れた位置決め部材を水平に配置した。これによって、タ
ングステン線は、下端部がガラス板の表面と垂直に接
し、上端部は位置決め部材の上面より突出した状態で、
水平方向に位置決めされた。そして、位置決め部材の上
面から突出しているタングステン線の上端部に表面が研
磨加工されたアルミナ製の圧入板を水平に配置し、この
圧入板に４．４２Ｎの力（１．５Ｎ／ｍｍ^２の圧力）を
加えた。このような状態で、ガラス板を窒素ガスで満た
した加熱炉内に入れ、室温から昇温し、ガラス板の粘度
が１０^６〜１０^７．５poiseとなるよう９５０〜１０５
０℃で１時間加熱した。加熱後、ガラス板を除冷し、室
温で取り出したところ、タングステン線の一端がガラス
板の一面から突出し、他端がガラス板中に位置するガラ
ス板が形成された。このタングステン線とガラスとは間
隙なく密着していた。

【００４０】タングステン線のガラス板から突出してい
る部分を切断した後、ガラス板の表裏両面を厚さ１ｍ
ｍ、最大表面粗さＲｍａｘ３０ｎｍとなるまで平坦に研
削、研磨したところ、ガラス板の内部にタングステン線
が含まれ、このタングステン線によりガラス板の表裏面
が導通している表裏導通基板が得られた。この表裏導通
基板には、基板内部の気泡や、基板表面の陥没部は形成
されていなかった。また、タングステン線の位置精度は
所望位置に対し全て±０．１ｍｍ以内であった。更に、
この基板を研磨した後、表面にシリコンの半導体素子を
陽極接合したところ、良好な接合状態の半導体実装基板
を得ることができた。

【００４１】実施例２本実施例では、第２の実施の形態として記載された方法
で表裏導通基板及び半導体実装基板を製造した。まず、
厚さ４ｍｍ、長さ及び幅が１００ｍｍのガラス状カーボ
ン製の板状部材の所定位置６０ヶ所に内径０．３ｍｍ、
深さ２．５ｍｍの垂直な小孔を形成し、位置決め部材を
作成した。そして、この位置決め部材の各々の小孔に導
電体として外径０．２５ｍｍ、長さ４．５ｍｍのタング
ステン線を一端が位置決め部材から突出し、他端が小孔
の底部に位置するように挿入した。次いで、突出したタ
ングステン線の上に、絶縁体として陽極接合用アルミノ
珪酸ガラス（ホーヤ株式会社製ＳＤ２）で形成された厚
さ２．５ｍｍ、長さ及び幅が１００ｍｍの硬化状態のガ
ラス板を配置し、更にその上に長さ及び幅が１５０ｍｍ
の板状部材に高さ２．５ｍｍのスペーサーが設けられて
いるガラス状カーボン製の受け板を上下逆向きにセット
した。

【００４２】これによって、タングステン線は、上端部
がガラス板の表面と垂直に接し、下端部は位置決め部材
の小孔の底部に位置した状態で、水平方向に位置決めさ
れた。これらのユニットを上下逆さ向きに１８０°反転
し、水平にセットした。そして、位置決め部材のタング
ステン線の挿入面の反対面に４．４２Ｎの力（１．５Ｎ
／ｍｍ^２の圧力）を加えた。以下、実施例１と同一条件
で同一工程を行ったところ、実施例１と同一規格の表裏
導通基板及び半導体実装基板が得られた。

【００４３】実施例３本実施例では、第３の実施の形態として記載された方法
で表裏導通基板及び半導体実装基板を製造した。まず、
厚さ６ｍｍ、長さ及び幅が１００ｍｍの軟化状態のガラ
スファイバーボード製板状部材の硬化時の寸法変化を見
込んだ所定位置６０ヶ所に、位置決め機構を有するピン
挿入装置を用い、導電体として外径０．２５ｍｍ、長さ
８ｍｍのタングステン線を貫通するように垂直に差し込
んだ。この板状部材を硬化処理して、タングステン線が
長手方向（垂直方向）摺動可能な状態で貫通し、水平方
向に位置決め保持されている位置決め部材を作成した。
この位置決め部材を用い、実施例１と同一条件で同一工
程を行ったところ、実施例１と同一規格の表裏導通基板
及び半導体実装基板が得られた。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、導電部の導電性、空気封止性及び位置精度が
高く、平滑性や平面性に優れ、絶縁体として使用できる
材料が広い表裏導通基板を低コストで製造することが可
能になる。また、このような表裏導通基板を用いること
により、半導体が良好な状態で接合された半導体実装基
板を製造することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を説明するための図
である。

【図２】本発明の第２の実施の形態を説明するための図
である。

【図３】本発明の第３の実施の形態を説明するための図
である。

【符号の説明】

１０位置決め部材１６導電体２０絶縁体２４圧入板３０表裏導通基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】板状の絶縁体の内部に線状の導電体が含
まれ、前記導電体により前記絶縁体の表裏面が導通して
いる表裏導通基板の製造方法であって、前記導電体をその長手方向に沿い一端より軟化状態の前
記絶縁体に圧入する圧入工程と、前記導電体が圧入された前記絶縁体を硬化する硬化工程
とを含む表裏導通基板の製造方法。
【請求項２】前記圧入工程では、所望の位置に互いに
平行になるよう位置決めされた複数の前記導電体をその
長手方向に沿い一端より軟化状態の前記絶縁体に圧入す
る請求項１記載の表裏導通基板の製造方法。
【請求項３】板状部材に貫通孔を形成して前記導電体
を位置決めする位置決め部材を作成する工程と、前記貫
通孔に前記導電体を挿入して前記導電体を位置決めする
工程を含み、前記圧入工程では、前記位置決め部材の前記貫通孔が形
成されている一面が前記軟化状態の絶縁体と密着又は所
定間隙を配して対向するよう配置し、前記位置決め部材
に位置決めされている前記導電体の一端が前記軟化状態
の絶縁体と接し、他端が前記位置決め部材の貫通孔が形
成されている他面側より突出している状態で、前記導電
体の他端及び前記絶縁体の少なくとも一方を他方に向か
って押圧して前記導電体を前記軟化状態の絶縁体に圧入
する請求項２記載の表裏導通基板の製造方法。
【請求項４】板状部材に所定深さの位置決め孔を形成
して前記導電体を位置決めする位置決め部材を作成する
工程と、前記導電体を一端が前記位置決め部材の位置決
め孔が形成されている面より突出し、他端が前記位置決
め孔の底部に位置するように前記位置決め孔に挿入する
工程を含み、前記圧入工程では、位置決め孔が形成された面より突出
している前記導電体の一端が前記軟化状態の絶縁体に接
するように配置された状態で、前記位置決め部材及び前
記軟化状態の絶縁体の少なくとも一方を他方に向かって
押圧して前記導電体を前記軟化状態の絶縁体に圧入する
請求項２記載の表裏導通基板の製造方法。
【請求項５】前記導電体を軟化状態の板状部材の所定
位置に貫通するように差し込んだ後、前記軟化状態の板
状部材を硬化させて前記導電体を位置決め保持する位置
決め部材を作成する工程を含み、前記圧入工程では、前記位置決め部材の前記導電体が貫
通している一面が前記軟化状態の絶縁体と密着又は所定
間隙を配して対向するよう配置し、前記位置決め部材に
位置決め保持されている前記導電体の一端が前記軟化状
態の絶縁体と接し、他端が前記位置決め部材の前記導電
体が貫通している他面側より突出している状態で、前記
導電体の他端及び前記軟化状態の絶縁体の少なくとも一
方を他方に向かって押圧して前記導電体を前記軟化状態
の絶縁体に圧入する請求項２記載の表裏導通基板の製造
方法。
【請求項６】前記硬化工程で硬化された前記絶縁体の
前記導電体が圧入された面及びその裏面の少なくとも一
方を研削、研磨し、前記導電体が圧入された面及びその
裏面を前記導電体が露出する平滑面とする研削、研磨工
程を含む請求項１〜５のいずれか１項記載の表裏導通基
板の製造方法。
【請求項７】請求項１〜６のいずれか1項記載の方法
により製造された表裏導通基板に半導体素子を接合し
て、前記表裏導通基板及び前記半導体素子を備えた半導
体実装基板を得る半導体実装基板の製造方法。