JP2002289999A - 配線基板及びその製造方法 - Google Patents
配線基板及びその製造方法Info
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Abstract
性の高い配線基板を提供する。 【解決手段】 絶縁材料層2に電源/グランド層及び信
号層を含む導体層3が積層されてなる配線基板1に形成
された貫通孔4に、金属線材8の先端側より定量的に切
断された金属柱材5が打ち込まれて層間接続されてい
る。
Description
製造方法に関する。
いては、電源/グランド層や信号層間の層間接続を確保
するために、配線基板を貫通して形成されたスルーホー
ルにスルーホールめっきを行ったり、スルーホールへ導
電ペーストを埋め込むことにより層間の電気的接続を確
保していた。
基板面にレジスト膜を形成したり、めっき工程の繰り返
しなど製造工程が多工程にわたるため製造コストが嵩
む。また、例えば0.1mm以下の厚さが薄いフレキシ
ブルプリント配線基板の場合には、スルーホールめっき
や導電ペーストの埋め込みによっては層間の接続信頼性
が確保できない。
方法にかわって、パンチングによりスルーホールへ金属
材料を埋め込む方法がある。これは、絶縁樹脂層に導体
層が積層されて、配線パターンが形成されたプリント配
線基板に、予め貫通孔(スルーホール)をあけておく。
このプリント配線基板に金属シート(銅箔など)を重ね
てポンチを加工させると金属シートより打ち抜かれた柱
状の金属柱材がスルーホールに埋め込まれて層間の電気
的接続を確保するものである。
ンチングにより金属シートが打ち抜かれると、スルーホ
ールに対応する部分以外の金属シートは無駄になるた
め、歩留まりが低下する。また、パンチングの加工精度
のばらつきにより、打ち抜かれた金属柱材が基板面と面
一になる場合もあるが、基板面より突出する場合もあ
り、高さのばらつきが生じ易い。この金属柱材の高さの
ばらつきにより、配線基板どうしを多層形成する場合に
基板間の電気的接続信頼性が不安定になり易いという課
題もあった。
進み、半導体素子を封止する封止部から電極端子(イン
ナーリードの一部)が露出するタイプの半導体パッケー
ジが用いられるようになっている。この場合、半導体パ
ッケージを基板実装する場合、接続信頼性を確保するた
め、実装面側のランド部に端子接続部分を盛り上げて形
成したいという要請もある。また、RAMなどのメモリ
素子の場合、バスラインを共有可能であるため、半導体
パッケージを多段に積み重ねて配置することも可能であ
るが、この場合の基板間相互の機械的接続及び電気的接
続を精度良く行いしかも接続信頼性を確保したいという
要請もあった。この場合、パンチングによる金属柱材の
埋め込みでは、金属柱材の高さ精度が出し難く、他のパ
ッケージとの接続信頼性が確保できないという課題もあ
った。また、金属柱材の高さを稼ぐ場合には比較的厚い
金属シートを打ち抜く必要があるが、パンチによる打ち
抜きが困難になる上に、基板側の貫通孔径が小さくなれ
ばなるほどパンチがおれて打ち抜き加工できなくなると
いう課題もあった。実際には、金属柱材の直径の1.2
倍程度の長さに打ち抜くのが限度であった。
決し、配線基板の層間接続信頼性を向上させ、汎用性の
高い配線基板並びに生産工程が簡略で生産効率を向上さ
せた配線基板の製造方法を提供することにある。
め、本発明は次の構成を備える。即ち、絶縁材料層に電
源/グランド層及び信号層を含む導体層が積層されてな
る配線基板に形成された貫通孔に、金属線材の先端側よ
り定量的に切断された金属柱材が打ち込まれて層間接続
されていることを特徴とする。金属柱材は、基板面に略
面一にとなるように打ち込まれていても良く、一方側が
基板面より突出するように打ち込まれていても良く、基
板面の両側に突出するように打ち込まれていても良い。
また、金属線材は、金属芯線の周囲に絶縁材料層を介し
て金属層が同芯状に形成された金属複合線材であること
を特徴とする。この場合、金属複合線材は、金属芯線と
金属層とで融点が異なる金属材料が用いられていても良
く、異種金属材料が用いられていても良い。
属線材を定寸送りしてスライドダイのダイ孔に送り込む
工程と、スライドダイをスライドさせて金属線材を保持
したまま所定長さに切断する工程と、ダイに支持された
配線基板の貫通孔とスライドダイのダイ孔とを位置合わ
せして該ダイ孔に保持された金属柱材を前記配線基板の
貫通孔に打ち込む工程とを含むことを特徴とする。ま
た、配線基板をかしめて貫通孔に打ち込まれた金属柱材
の端面を露出させる工程を含むことを特徴とする。
について添付図面と共に詳述する。図1(a)(b)
(c)は配線基板の製造工程を示す説明図、図2は配線
基板を例示する説明図、図3(a)(b)(c)は配線
基板に打ち込まれた金属柱材を例示する説明図である。
参照して説明する。1は配線基板であり、エポキシ系樹
脂、ポリイミド系樹脂などの絶縁材料層2に電源/グラ
ンド層及び信号層を含む導体層3が積層形成されてい
る。この配線基板1は両面銅張基板を用いて配線パター
ンが形成されたものであっても良く、或いは両面銅張基
板が多層に積層された多層配線基板であっても良い。
度の貫通孔(スルーホール)4が形成されており、該貫
通孔4には後述する方法で金属柱材5が打ち込まれて層
間が電気的に接続されている。金属柱材5は、図3
(a)に示すように銅線、はんだ線等の比較的低融点の
単一金属柱材5が用いられるが、図3(b)(c)に示
すように、同軸タイプの金属複合柱材6を用いても良
い。
6bが同芯状に形成された金属複合柱材6である。この
場合、金属芯線6aと金属層6bとで融点の異なる金属
材料を用いた金属複合柱材6を用いることができる。例
えば金属芯線6aに高融点はんだ又は高融点はんだ合金
を用い、金属層6bに低融点はんだ又は低融点はんだ合
金を用いた金属複合柱材6であっても良い。この場合、
外側の金属層6bにより層間接続を確保すると共に、は
んだボールを使用することなく金属芯線6aにより接続
端子部を形成できる。
材料層6bを介して金属層6cが同芯状に形成された金
属複合柱材6である。この場合、外層側の金属層6cに
より層間接続を行い、金属芯線6aにより基板間の電気
的接続を取ることができる。この金属複合柱材6を用い
た場合、外層側の金属層6cにより層間接続を確保でき
るうえに、金属芯線6aに対するシールド効果を高めて
インピーダンス特性を向上させることもできる。また、
金属芯線6aや金属層6cには銅、銅合金或いははん
だ、はんだ合金など単一の金属材料を用いても良いが、
例えば金属芯線6aに高融点はんだ又は高融点はんだ合
金、金属層6cに低融点はんだ又は低融点はんだ合金が
用いられた金属複合柱材6であっても良い。また、例え
ば金属芯線6aに銅或いは銅合金、金属層6cにはんだ
或いははんだ合金がそれぞれ用いられた異種金属材料の
組合わせによる金属複合柱材6でも良い。
板1に基板面1a、1bに略面一にとなるように打ち込
まれていても良く、一方側(1a、1bが基板面(1a
又は1b)より突出するように打ち込まれていても良
く、更には基板面1a及び1bの両側に突出するように
打ち込まれていても良い。金属柱材5の断面形状は円形
に限らず楕円状、角形状など様々な形状のものが採用で
きる。
(a)(b)(c)を参照して説明する。7は送り機構
であり、鉛直方向に往復移動する際に金属線材(金属複
合線材を含む)8の先端近傍を把持しては定量的に送り
出す。送り機構7の下方には水平方向に移動可能なスラ
イドダイ9が待機している。スライドダイ9にはダイ孔
10が形成されており、送り機構7が上位置で金属線材
8を把持して下動した際に、金属線材8の先端部がスラ
イドダイ9のダイ孔10に送り込まれる(図1(a)参
照)。送り機構7は、金属線材8を送り込んだ下位置で
切断動作後に、該金属線材8の把持状態を開放されて再
度上動して、次の送り動作に備える。
線材8が送り込まれたまま水平方向にスライドさせるこ
とにより金属線材8が所定長さ分(スライドダイ9の厚
みに相当する分)だけ定量的に切断される。スライドダ
イ9は切断された金属柱材5をダイ孔9に保持したまま
配線基板1上に移送する。配線基板1は両面に配線パタ
ーンが形成され、貫通孔4が穿孔されている。この配線
基板1はダイ11に支持されており、該配線基板1の貫
通孔4とスライドダイ9のダイ孔10とを位置合わせし
て支持されている(図1(b)参照)。
と、ダイ孔10と配線基板1の貫通孔4とを位置合わせ
した状態で、ダイ孔10上に待機したポンチ12を下動
させて、該ダイ孔10に保持された金属柱材5を配線基
板1の貫通孔4に打ち込む。これによって、図2に示す
ように、配線基板1の層間接続をすることができ、更に
は金属柱材5の一端5a若しくは5bを基板面1a若し
くは1bより突出するよう形成しチップ接続端子(バン
プ)とすることもできる。また、金属柱材5の両端5a
及び5bを基板面1a及び1bの両側に突出させて、配
線基板1どうしを多層に積み上げると共に、該金属柱材
5により、基板間の電気的接続を確保することもでき
る。
ば、送り機構7により供給される金属線材8の先端側を
スライドダイ9により定量的に切断された金属柱材5
が、配線基板1の貫通孔4に打ち込まれているので、従
来のようにパンチングにより金属シートを打ち抜く際の
ような材料の無駄は無くなり、歩留まりが向上する。ま
た、金属柱材5はスライドダイ9のダイ孔10に保持さ
れたままポンチ12により貫通孔4に打ち込まれるの
で、該貫通孔4に打ち込まれた金属柱材5の突出量を精
度良く調整することができる。また、スライドダイ9の
厚さを変えるだけで、貫通孔4に打ち込まれる金属柱材
5の長さを適宜変えることができ、配線基板1の導体層
3の層間接続を確保するのみならず、基板面1a、1b
に突出させてチップ接続端子を形成したり、金属柱材5
どうしをつなぎ合わせて配線基板1を積層して基板間の
機械的、電気的接続を確保することもでき、汎用性が向
上する。
まれた場合には、配線基板1をかしめて貫通孔4に打ち
込まれた金属柱材5の端面5a及び5bを露出させるよ
うにして基板面1a、1bにチップ接続部やランド部を
形成するようにしても良い。
てきたが、本発明は上述した各実施例に限定されるのも
のではなく、例えば、配線基板1は短冊状の基板に限ら
ず、長尺状に連続する基板(テープ基板等)であっても
良い。また、金属柱材5を提供する金属線材8の材質
は、はんだやはんだ合金、銅や銅合金に限らず他の導電
材料であっても良い等、発明の精神を逸脱しない範囲で
多くの改変を施し得るのはもちろんである。
を用いれば、連続して供給される金属線材の先端側を定
量的に切断されてなる金属柱材が配線基板の貫通孔に打
ち込まれているので、従来のようにパンチングにより金
属シートを打ち抜く際のような材料の無駄は無くなり、
歩留まりが向上する。また、金属柱材はスライドダイの
ダイ孔に保持されたままポンチにより貫通孔に打ち込ま
れるので、該貫通孔に打ち込まれた金属柱材の突出量を
精度良く調整することができる。また、スライドダイの
厚さを変えるだけで、貫通孔に打ち込まれる金属柱材の
長さを適宜変えることができ、配線基板の導体層の層間
接続を確保するのみならず、基板面に突出させてチップ
接続端子を形成したり、金属柱材どうしをつなぎ合わせ
て配線基板を積層して基板間の機械的、電気的接続を確
保することもでき、汎用性が向上する。また、配線基板
への孔あけや金属柱材の打ち込み等孔あけやプレス工程
など機械的な生産工程により連続して行えるので生産工
程を簡略して生産効率を向上させることも可能である。
明図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 絶縁材料層に電源/グランド層及び信号
層を含む導体層が積層されてなる配線基板に形成された
貫通孔に、金属線材の先端側より定量的に切断された金
属柱材が打ち込まれて層間接続されていることを特徴と
する配線基板。 - 【請求項2】 前記金属柱材は、基板面に略面一にとな
るように打ち込まれていることを特徴とする請求項1記
載の配線基板。 - 【請求項3】 前記金属柱材は、一方側が基板面より突
出するように打ち込まれていることを特徴とする請求項
1記載の配線基板。 - 【請求項4】 前記金属柱材は、基板面の両側に突出す
るように打ち込まれていることを特徴とする請求項1記
載の配線基板。 - 【請求項5】 前記金属線材は、金属芯線の周囲に絶縁
材料層を介して金属層が同芯状に形成された金属複合線
材であることを請求項1記載の配線基板。 - 【請求項6】 前記金属複合線材は、金属芯線と金属層
とで融点が異なる金属材料が用いられていることを特徴
とする請求項5記載の配線基板。 - 【請求項7】 前記金属複合線材は、金属芯線と金属層
とで異種金属材料が用いられていることを特徴とする請
求項5記載の配線基板。 - 【請求項8】 連続した金属線材を定寸送りしてスライ
ドダイのダイ孔に送り込む工程と、 前記スライドダイをスライドさせて前記金属線材を保持
したまま先端側を所定長さの金属柱材に切断する工程
と、 ダイに支持された配線基板の貫通孔とスライドダイのダ
イ孔とを位置合わせして該ダイ孔に保持された金属柱材
を前記配線基板の貫通孔に打ち込む工程とを含むことを
特徴とする配線基板の製造方法。 - 【請求項9】 配線基板をかしめて貫通孔に打ち込まれ
た金属柱材の端面を露出させる工程を含むことを特徴と
する請求項8記載の配線基板の製造方法。
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2001
- 2001-03-27 JP JP2001089327A patent/JP3851513B2/ja not_active Expired - Fee Related
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