JP2015060947A - 金属ポストを有するプリント配線板及び金属ポストを有するプリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属ポストを介して第１プリント配線板上に搭載される第２プリント配線板とからなるプリント配線板において、金属ポスト間のピッチが狭くなると、金属ポスト間でショートが発生するおそれがある。
【解決手段】配線板と、前記配線板上に形成されていて、第２プリント配線板１１０を搭載するための金属ポスト７７とを有する第１プリント配線板１０であって、前記金属ポストは、前記配線板と接続するための下面と前記第２プリント配線板と接続するための上面と前記上面と前記下面との間の側面を有し、前記金属ポストの側面は湾曲している。
【選択図】図１

Description

本発明は、第２プリント配線板を搭載するための金属ポストを有する第１プリント配線板、金属ポストを有するプリント配線板、及び、第１プリント配線板と第２プリント配線板とからなるプリント配線板、及び、それらのプリント配線板の製造方法に関する。

特許文献１は、ベース基板上にメタルポストを形成することを開示している。

特開２０１２−２３３６４

本発明の目的は、第２プリント配線板を搭載するための金属ポスト間のピッチを狭くすることである。本発明の別の目的は、金属ポスト間のピッチが狭くても、金属ポスト間の絶縁信頼性を確保することである。金属ポストを有する第１プリント配線板と金属ポストを介して第１プリント配線板上に搭載される第２プリント配線板とからなるプリント配線板において、本発明のさらなる別の目的は、第１プリント配線板と第２プリント配線板間の接続信頼性を高くすることである。

本発明に係る第１プリント配線板は、配線板と、前記配線板上に形成されていて、第２プリント配線板を搭載するための金属ポストとを有する。そして、前記金属ポストは、前記配線板と接続するための下面と前記第２プリント配線板と接続するための上面と前記上面と前記下面との間の側面を有し、前記金属ポストの側面は湾曲している。
本発明に係るプリント配線板は、配線板と前記配線板上に形成されていて第２プリント配線板を搭載するための金属ポストとを有する第１プリント配線板と、前記金属ポスト上に形成されている第２接合部材と、前記第１プリント配線板上に搭載されている前記第２プリント配線板とを有する。そして、前記前記金属ポストは、前記配線板と接続するための下面と前記第２プリント配線板と接続するための上面と前記上面と前記下面との間の側面を有し、前記金属ポストの側面は湾曲して、前記第２接合部材は前記金属ポストの上面と前記金属ポストの側面に形成されていて、前記第２接合部材により前記金属ポストと前記第２プリント配線板は繋げられている。

本発明の第１の観点に係る第１プリント配線板の製造方法は、支持フィルム上に金属層を形成することと、前記金属層上にエッチング用マスクを形成することと、前記エッチング用マスクから露出する前記金属層をエッチングで除去することで湾曲している側面を有する金属ポストを形成することと、前記エッチング用マスクを前記金属ポストから除去することと、前記支持フィルムを除去することと、配線板を準備することと、前記配線板に前記金属ポストを搭載することと、を有する。
本発明の第２の観点に係る第１プリント配線板の製造方法は、配線板を準備することと、前記配線板上にシード層を形成することと、前記シード層上に電解めっき層を形成することと、前記電解めっき層上にエッチング用マスクを形成することと、前記エッチング用マスクから露出する前記電解めっき層をエッチングすることで、湾曲している側面を有する金属ポストを前記配線板上に形成することと、を有する。

本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の応用例の断面図。 第１実施形態の配線板の断面図。 第２プリント配線板の断面図。 図４（Ａ）は第１実施形態の第１プリント配線板の断面図である。図４（Ｂ）、（Ｃ）は金属ポストの例を示している。 図５（Ａ）は実装面の平面図である。図５（Ｂ）は金属ポストを有する実装面を示す。 第１実施形態に係る金属ポストの製造工程図。 第１プリント配線板の製造工程図。 第１実施形態に係るプリント配線板の応用例の断面図 本発明の第２実施形態に係るプリント配線板の応用例の断面図。 第２実施形態の配線板の断面図。 図１１（Ａ）は、第２実施形態の第１プリント配線板の断面図、図１１（Ｂ）は金属ポストの断面図。 第２実施形態に係る金属ポストの製造工程図。 第２実施形態に係る金属ポストの製造工程図。 第２実施形態に係る金属ポストの製造工程図。 金属ポストの模式図。

特許文献１は特許文献１の図７や図１４でメタルポストの形状を開示している。これらの図によれば、金属ポストの側面はストレートである。特許文献１の図７や図１４に示されているメタルポストを有する基板上に別の基板が搭載される場合、金属ポスト上に半田が形成されると考えられる。そして、半田を介してメタルポストを有する基板上に別の基板が搭載されると推察される。

プリント配線板に搭載されるＩＣチップ等の電子部品の高機能化に伴い、Ｉ／Ｏ数が増加している。そのため、金属ポスト間のピッチを狭くすることが求められている。金属ポストが円柱の場合、金属ポストの上面と側面に半田が形成されると、リフローで半田の形状は図１５（Ａ）に示されるような形状になると考えられる。その場合、金属ポスト間のピッチが狭くなると、金属ポスト上の半田により隣接する金属ポスト間でショートが発生すると予想される。

[第１実施形態]
本発明の第１実施形態に係るプリント配線板１０００の応用例が図１に示されている。プリント配線板１０００は第１プリント配線板（下基板）１０と第１プリント配線板上に搭載されている第２プリント配線板（上基板）１１０で形成されている。
第１プリント配線板１０は、ＩＣチップ等の電子部品９０を実装するためのパッド（第１パッド）７１０ＦＩと第２プリント配線板（上基板）１１０を搭載するためのパッド（第２パッド）７１０ＦＰを有する。第２プリント配線板にメモリなどの電子部品９００が実装される。複数のパッド７１０ＦＩでパッド群Ｃ４（図５（Ａ）参照）が形成され、パッド群Ｃ４は、プリント配線板１０の略中央に形成されている。パッド７１０ＦＰは、パッド群Ｃ４の周りの外周領域Ｐ４（図５（Ａ）参照）に形成されている。そして、パッド７１０ＦＰ上に上基板を搭載するための接合ポスト（金属ポスト）７７が形成されている。金属ポストは、図４（Ｂ）や図４（Ｃ）に示されるように、上面ＵＦと上面と反対側の下面ＢＦと上面と下面の間の側面ＳＦを有する。そして、側面は湾曲している。上面における金属ポストの太さは下面における金属ポストの太さより細いことが好ましい。図４（Ｂ）では、上面と下面との間に最も細い部分ＮＰが存在していて、最も細い部分の太さは上面における太さより細く、かつ、下面における太さより細い。図４（Ｃ）では、上面から下面に向かって金属ポストの太さは太くなっている。図４（Ｃ）では、最も細い部分ＮＰは金属ポストの上面に形成される。金属ポストの側面の形状がストレートでなく湾曲しているので、第１プリント配線板と第２プリント配線板間の物性の差に起因する応力が金属ポストで緩和される。物性として、熱膨張係数やヤング率などが挙げられる。図４（Ｂ）の金属ポストは図４（Ｃ）の金属ポストより応力緩和に適する。

金属ポスト７７は、第１プリント配線板１０と第２プリント配線板１１０を電気的に接続する機能を有する。また、隣接するパッド７１０ＦＰ間のピッチｐ１が０．３ｍｍ以下でも、金属ポスト７７により、第１プリント配線板（下基板）１０と第２プリント配線板（上基板）１１０との間の距離が確保される。パッド７１０ＦＰ間のピッチｐ１が０．２５ｍｍ以下でも、金属ポスト７７により、第１プリント配線板１０と第２プリント配線板（上基板）１１０との間の距離が一定に保たれる。隣接するパッド間で絶縁が確保される。ピッチｐ１は隣接するパッド７１０ＦＰの中心間の距離である。もしくは、ピッチｐ１は隣接するパッド７１０ＦＰの重心間の距離である（図４（Ａ）、図５（Ａ）参照）。隣接する金属ポスト間のピッチと隣接するパッド間のピッチは略同じである。

第１プリント配線板１０は、コア基板を有するプリント配線板であってもコアレス基板であっても良い。コア基板を有するプリント配線板やその製造方法は、例えば、ＪＰ２００７２２７５１２Ａに示されている。コアレス基板やその製造方法は、例えば、ＪＰ２００５２３６２４４Ａに示されている。コアレス基板は、交互に積層されている樹脂絶縁層と導体層を有し、全ての樹脂絶縁層の厚みが例えば６０μｍ以下である。

図４（Ａ）に示されるように、第１プリント配線板１０は、コア基板３０を有する。そのコア基板は第１面Ｆとその第１面と反対側の第２面Ｓとを有する絶縁基板２０ｚと絶縁基板の第１面Ｆ上に形成されている第１導体層３４Ｆと絶縁基板の第２面上に形成されている第２導体層３４Ｓを有する。コア基板はさらに、絶縁基板２０ｚに形成されているスルーホール導体用の貫通孔２８をめっき膜で充填しているスルーホール導体３６を有する。スルーホール導体３６は、第１導体層３４Ｆと第２導体層３４Ｓを接続している。コア基板の第１面と絶縁基板の第１面は同じ面であり、コア基板の第２面と絶縁基板の第２面は同じ面である。

コア基板３０の第１面Ｆ上に層間樹脂絶縁層（最上の層間樹脂絶縁層）５０Ｆが形成されている。層間樹脂絶縁層５０Ｆ上に導体層（最上の導体層）５８Ｆが形成されている。導体層５８Ｆと第１導体層３４Ｆやスルーホール導体は、層間樹脂絶縁層５０Ｆを貫通するビア導体（最上のビア導体）６０Ｆで接続されている。層間樹脂絶縁層５０Ｆと導体層５８Ｆとビア導体６０Ｆで上側のビルドアップ層５５Ｆが形成されている。第１実施形態では、上側のビルドアップ層は１層である。最上の導体層はパッド７１０ＦＩ、７１０ＦＰを有している。第１パッド７１０ＦＩと第２パッド７１０ＦＰは、最上の導体層に含まれる導体回路の上面や最上のビア導体の上面である。

コア基板３０の第２面Ｓに層間樹脂絶縁層（最下の層間樹脂絶縁層）５０Ｓが形成されている。層間樹脂絶縁層５０Ｓ上に導体層（最下の導体層）５８Ｓが形成されている。導体層５８Ｓと第２導体層３４Ｓやスルーホール導体は、層間樹脂絶縁層５０Ｓを貫通するビア導体（最下のビア導体）６０Ｓで接続されている。層間樹脂絶縁層５０Ｓと導体層５８Ｓとビア導体６０Ｓで下側のビルドアップ層５５Ｓが形成されている。第１実施形態では、下側のビルドアップ層は１層である。最下の導体層はマザーボードと接続するためのＢＧＡパッド７１ＳＰを有している。パッド７１ＳＰは、最下の導体層に含まれる導体回路の上面や最下のビア導体の上面である。

上側のビルドアップ層上に上側のソルダーレジスト層７０Ｆが形成され、下側のビルドアップ層上に下側のソルダーレジスト層７０Ｓが形成されている。ソルダーレジスト層７０Ｆは、パッド７１０ＦＩを露出するための開口（第１開口）７１ＦＩとパッド７１０ＦＰを露出するための開口（第２開口）７１ＦＰを有する。ソルダーレジスト層７０Ｓは、ＢＧＡパッド７１ＳＰを露出する開口７１Ｓを有する。パッド７１０ＦＩやＢＧＡパッド７１ＳＰ上に電子部品やマザーボードと接続するための半田バンプやＳｎ膜などの接続部材７６Ｆ、７６Ｓが形成される。パッド７１０ＦＰ上に半田バンプ（第１接合部材）７６０Ｆが形成されている。パッド７１０ＦＰに第１接合部材（第１半田）を介して金属ポスト７７が搭載される。接続部材は無くてもよい。

図２は、接続部材７６Ｆ、７６Ｓを有する配線板１０１の断面図である。図５（Ａ）は、第１プリント配線板の実装面を示す。実装面は上側のソルダーレジスト層７０Ｆやパッド７１０ＦＩ、７１０ＦＰを有している。パッド７１０ＦＰ上に金属ポストが接続される。ｄ３はパッド７１０ＦＰの径を示している。図５（Ｂ）に金属ポスト７７の上面とソルダーレジスト層７０Ｆとパッド７１０ＦＩ、７１０ＦＰが示される。

金属ポスト７７は上面ＵＦと上面と反対側の下面ＢＦを有する。また、金属ポスト７７は上面と下面の間に側面ＳＦを有する。金属ポストの下面がパッド７１０ＦＰと対向する。図５（Ｂ）中のＸ２−Ｘ２間の第１プリント配線板１０の断面が図４（Ａ）に示されている。金属ポスト７７は、パッド７１０ＦＰ上に半田やＳｎ膜などの第１接合部材１６Ｐを介して形成されている。パッド７１０ＦＰと金属ポスト７７は第１接合部材１６Ｐで接合される。図４（Ｂ）や図１５（Ｂ）、図１５（Ｄ）に示されている金属ポスト７７は側面にくびれを有する。金属ポストの下面ＢＦの径ｄ２は、５０μｍ〜２００μｍである。上面の径ｄ１は、下面の径ｄ２と同じであってもよいが、下面の径より１０μｍ〜５０μｍ小さいことが望ましい。上面の径は３０μｍ〜１８０μｍである。最も細い部分ＮＰの径ｄ０は、上面の径よりも１０μｍ〜３０μｍ小さい。最も細い部分ＮＰの径ｄ０は２０μｍ〜１６０μｍである。

パッド７１０ＦＰの径ｄ３は５５μｍ〜２１０μｍである。パッドの径はソルダーレジスト層の開口により露出される導体（導体回路やビア導体）の径である。金属ポスト７７の径（金属ポストの下面の径）ｄ２は、径ｄ３より小さい。金属ポストの径ｄ２とパッドの径ｄ３の比（ｄ２／ｄ３）は、０．５から０．９であることが好ましい。パッド間のピッチを小さくすることができる。ピッチｐ１が０．３ｍｍ以下でも、下基板１０と上基板との間の接続信頼性が高い。また、金属ポスト間の絶縁信頼性が高い。隣接するパッド７１０ＦＰ間の距離（ピッチ）ｐ１は、１００μｍ〜３００μｍである。ピッチｐ１が１００μｍより小さいと、金属ポスト間の絶縁信頼性が低下しやすい。また、金属ポストの細い部分ＮＰが細くなるので、上基板と下基板１０間の接続信頼性が低下する。ピッチｐ１が３００μｍを越えると、プリント配線板１０のサイズが大きくなる。そのため、金属ポストに働く応力が大きくなるので、ヒートサイクルで金属ポストの細い部分ＮＰにクラックが入りやすい。

ピッチｐ１が０．３ｍｍ以下の場合、金属ポスト７７の高さ（上面から下面までの距離）ｈ１は７５μｍ〜２００μｍであって、金属ポストの径ｄ２は７５μｍ〜２００μｍであって、半田層などの第１接合部材１６Ｐの厚みｈ２は、１０〜３０μｍである。下基板と上基板間の接続信頼性や金属ポスト間の絶縁信頼性が向上する。
ピッチｐ１が０．２５ｍｍ以下の場合、金属ポスト７７の高さｈ１は７５μｍ〜１５０μｍであって、金属ポストの径ｄ２は５０μｍ〜１５０μｍであって、半田層などの第１接合部材１６Ｐの厚みｈ２は、１０〜２０μｍである。下基板と上基板間の接続信頼性や金属ポスト間の絶縁信頼性が向上する。

金属ポストのアスペクト比（高さｈ１／径ｄ０）Ｒ１は１以上であることが好ましい。金属ポストが細い部分ＮＰを有し、かつ、アスペクト比Ｒ１が１以上であると、金属ポストにより上基板と下基間の応力が緩和される。接続信頼性が高くなる。アスペクト比（ｈ１／ｄ０）Ｒ１は、１．５〜３であることが好ましい。上基板と下基板間の応力が緩和される。また、金属ポストが疲労で劣化しない。上基板と第１プリント配線板１０間の接続信頼性が高くなる。

金属ポストのアスペクト比（下面ＢＦの径ｄ２／最も細い部分ＮＰの径ｄ０）Ｒ２は１．２より大きいことが好ましい。細い部分ＮＰにより、上基板の物性値と下基板の物性値の差に起因する応力が緩和される。上基板と下基板間の接続信頼性が高くなる。アスペクト比Ｒ２は３．８より小さきことが好ましい。Ｒ２が３．８を超えると、最も細い部分がヒートサイクルで劣化しやすい。

第１接合部材１６Ｐの厚みｈ２が所定の値より小さいと、金属ポスト７７がパッド７１０ＦＰから取れてしまう。第１接合部材１６Ｐの厚みｈ２が所定の値より大きいと、金属ポスト間が接合部材でショートしやすい。

図４（Ｂ）や図４（Ｃ）、図１５（Ｂ）、図１５（Ｃ）、図１５（Ｄ）に示されているように金属ポストの側面は湾曲している。金属ポストの上面の径ｄ１が下面の径ｄ２より小さいことが好ましい。アライメントに関し、上基板と金属ポスト間の公差が大きくなる。金属ポストと上基板が確実に接続される。そのため、上基板と金属ポスト間の接続信頼性が高くなる。金属ポストが細い部分ＮＰを有するので、金属ポストが変形しやすくなる。そのため、上基板１１０と下基板１０との間の応力が緩和される。パッド７１０ＦＰ間のピッチｐ１が０．３ｍｍ以下でも、下基板と上基板間の接続信頼性が低下しない。

図４や図１５にＺ軸とＸ軸が示されている。Ｚ軸は図に示されているようにコア基板の第１面と垂直である。Ｘ軸は図に示されているようにコア基板の第１面と平行である。図１５に示されている金属ポストの断面図は、コア基板の第１面に垂直であって、金属ポストの軸を含む平面で金属ポストを切断することで得られる図である。また、金属ポストの軸は金属ポストの下面の重心または中心を通りコア基板の第１面に垂直な直線である。図４では、金属ポストの下面はコア基板の第１面に平行に搭載されている。

金属ポストと下基板や金属ポストと上基板が半田などの接合部材で接続される。リフローが一般的に用いられる。半田が溶融すると、半田は金属ポストの側面に濡れ拡がる。その時、図１５（Ａ）に示されるように、半田はＸ軸方向に膨らむ。図１５（Ａ）に示されている金属ポストの側面はストレートである。図１５（Ｂ）、図１５（Ｃ）、図１５（Ｄ）に示されている金属ポストの側面は湾曲している。図１５（Ｂ）と図１５（Ｄ）の金属ポストは上面と下面の間に最も細い部分ＮＰを有する。図１５（Ｃ）、図４（Ｃ）の金属ポストは上面から下面に向かって、金属ポストの太さが太くなっている。図１５（Ａ）と図１５（Ｂ）と図１５（Ｃ）と図１５（Ｄ）で金属ポスト間のピッチや金属ポストの下面の径や金属ポストの高さは同じである。また、金属ポストに形成されている半田の体積は同じである。

以下に半田（第２半田）などの第２接合部材の高さＨＳが図１５（Ａ）を参照して説明される。金属ポストと上基板が第２接合部材で繋げられる。図１５（Ａ）に示されているように、半田の高さＨＳは金属ポストの軸ＣＬと金属ポストの側面に形成されている第２接合部材の頂点との間の距離である。図１５（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）では、第２接合部材が省略されている。
図１５（Ｂ）と図１５（Ｃ）と図１５（Ｄ）の金属ポストの側面は湾曲しているので、図１５（Ｂ）と図１５（Ｃ）、図１５（Ｄ）の金属ポストの側面の長さは、図１５（Ａ）の金属ポストの側面の長さより長い。図１５（Ｂ）、図１５（Ｃ）、図１５（Ｄ）では、半田が拡がる長さが長い。そのため、図１５（Ｂ）と図１５（Ｃ）と図１５（Ｄ）では、Ｘ軸方向の半田の高さＨＳが小さくなる。

また、図１５（Ｂ）と図４（Ｂ）では、金属ポストの上面の径は下面の径より小さく、金属ポストの側面は内側に湾曲している。図１５（Ｂ）と図１５（Ｃ）と図１５（Ｄ）に示されている金属ポストの側面は、線ＵＢＬより凹んでいる。線ＵＢＬは、金属ポストの上面の外周と金属ポストの下面の外周を通る直線である。図１５（Ｂ）と図１５（Ｃ）の側面は、下端を除き、直線ＢＬより内側に位置している。直線ＢＬは金属ポストの下面の外周を通りコア基板の第１面に垂直な直線である。金属ポストの側面は、直線ＵＢＬと軸ＣＬの間に位置している。金属ポストの側面は直線ＢＬと軸ＣＬの間に位置している。従って、ピッチｐ１が同じでも、隣接する金属ポストにおいて、図１５（Ｂ）と図１５（Ｃ）と図１５（Ｄ）に示されている金属ポストの側面間の距離は、図１５（Ａ）に示されている金属ポストの側面間の距離より大きい。そのため、隣接する金属ポストにおいて、金属ポストの側面上に形成されている接合部材間の距離が長くなる。
従って、実施形態によれば、金属ポスト間の絶縁信頼性が高い。

図１５（Ｄ）に示される金属ポストでは、上面の太さと下面の太さが同じで、上面と下面の間に最も細い部分ＮＰを有する。図１５（Ｄ）に示される金属ポストは、図１５（Ｂ）に示されている金属ポストと同様な効果を有する。但し、半田は上面側に集まりやすいので、図１５（Ｂ）の金属ポストの側面上の接合部材の高さＨＳは、図１５（Ｄ）の金属ポストの側面上の接合部材の高さＨＳより、低くなりやすい。

金属ポストと下基板や金属ポストと上基板が半田などの接合部材で接続される場合、金属ポストの側面に金やＳｎなどの金属膜が形成されていることが好ましい。金属ポストと上基板を接続する接合部材は第２接合部材である。金属ポストの主成分は銅である。金属膜に対する半田の濡れ性は銅に対する半田の濡れ性より高い。そのため、金属ポストの側面に金属膜が形成されると、半田が金属ポストの側面に濡れ拡がる。従って、半田が特定の場所に集まらない。高さＨＳが低くなる。また、金属膜により金属ポストの酸化が抑えられる。金属ポストの耐久性が高くなる。

パッド７１０ＦＰの上面から金属ポストの上面までの距離Ｈとパッド７１０ＦＰの厚みｃ１の比（Ｈ／ｃ１）は５以上３０以下であることが好ましい。ソルダーレジスト層の開口から露出する導体に保護膜７２が形成されている時、パッドは保護膜７２を含む。従って、図４では、パッドの厚みｃ１は層間樹脂絶縁層５０Ｆの上面から保護膜７２の上面までの距離である。保護膜７２はパッドの酸化を防止するための膜である。保護膜の例として、Ｎｉ／ＡｕやＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｓｎ、ＯＳＰなどが挙げられる。金属ポストの側面に形成される金属膜として、保護膜と同じ材料が挙げられる。金属膜と保護膜が同じであると、金属ポストとパッド７１０ＦＰ間の接続信頼性が向上する。金属膜と保護膜が異なると、金属ポストとパッド７１０ＦＰを接続する接合部材内に金属膜や保護膜から様々な金属が拡散する。様々な合金が形成されるので、第１半田などの第１接合部材の耐久性が劣化する。
ピッチｐ１が０．３ｍｍ以下の場合、Ｈ／ｃ１の値は、７以上２５以下であることが好ましい。
パッド７１０ＦＰは金属ポストの土台であるので、（Ｈ／ｃ１）が大すぎると金属ポストがパッドから取れたり、金属ポストの信頼性が低下する。（Ｈ／ｃ１）が小さすぎると金属ポストで応力を緩和することが難しい。接続信頼性が低下する。

金属ポストは、金属箔をエッチングすることで製造される。第１面ＦＦと第１面と反対側の第２面ＳＳを有する支持フィルム１２が準備される（図６（Ａ））。支持フィルムの第１面に接着層が形成されている。接着層は図示されていない。支持フィルムの第１面に銅箔などの金属箔１４が接着される（図６（Ｂ））。そして、金属箔上にエッチングレジストなどのエッチング用マスク１８が形成される（図６（Ｃ））。その後、エッチングレジストで部分的に覆われている金属箔はエッチング液に浸漬される。エッチング液は、例えば、塩化第二銅エッチング液である。エッチングレジストから露出する金属箔が除去され、金属ポスト７７が形成される（図６（Ｅ））。この時、エッチングレジスト側から支持フィルムに向かってエッチングは進むので、金属ポストの側面は湾曲する。エッチングレジスト下の金属ポストの径は支持フィルム上の金属ポストの径より小さくなる。エッチングが浸漬により行われると、金属箔の内、エッチングレジストと接している部分のエッチングはエッチングレジストにより阻害される。そのため、金属ポストの上面ＵＦと下面ＢＦの間に最も細い部分ＮＰが形成される。エッチングレジストが除去される（図６（Ｆ））。これにより、支持フィルム上に上面ＵＦと上面ＵＦと反対側の下面ＢＦを有する金属ポスト７７が形成される。金属ポストの下面が支持フィルムに接着している。支持フィルムが除去される。図４（Ｂ）に示される形状を有する金属ポストが製造される。図４（Ｂ）に示される形状を有する金属ポストは、ＪＰ２００２２５６４５８Ａの従来技術に開示されているノズルでエッチング液を金属箔などの金属層にスプレーすることでも製造される。

別の金属ポストの製造方法が以下に示される。上述の方法と同様に、支持フィルム上に金属箔が接着される（図６（Ｂ））。そして、金属箔上にエッチングレジスト１８が形成される（図６（Ｃ））。その後、金属箔にエッチング液をスプレーすることで、エッチングレジストから露出する金属箔が除去される。例えば、エッチング液として、ＵＳ７３５７８７９Ｂ２に開示されているエッチング液が挙げられる。エッチング方法として、２流体ノズルを用いるエッチング方法が挙げられる。ＪＰ２００２２５６４５８Ａが２流体ノズルを用いるエッチング方法を開示している。その後、エッチングレジストが除去される。略円柱状の金属ポストが形成される（図６（Ｄ））。略円柱状の金属ポストは、エッチング液に浸漬される。エッチング液は、例えば、塩化第二銅エッチング液である。略円柱状の金属ポストの上面と側面がエッチングされる。略円柱状の金属ポストの上面は支持フィルムと反対側の面である。上面に近い側面は支持フィルムに近い側面よりエッチングされやすい。そのため、金属ポストの側面の形状は図４（Ｃ）に示される形状となる。支持フィルム上に上面ＵＦと上面ＵＦと反対側の下面ＢＦを有する金属ポスト７７が形成される。金属ポストの下面が支持フィルムに接着している。支持フィルムが除去される。図４（Ｃ）に示される形状を有する金属ポストが製造される。例えば、ＪＰ６０５７４５３Ａに開示されている方法で、図４（Ｃ）に示される形状を有する金属ポストが作られる。
その後、金属ポストの表面にバレルめっきで金属膜を形成することができる。

第１実施形態の下基板は、パッド７１０ＦＰ上にプリント配線板と別に製造されている金属ポスト７７を有する。金属ポストは実装機でパッド７１０ＦＰ上に搭載される。その後、リフロー等により金属ポストは第１接合部材１６Ｐでパッド７１０ＦＰに接合される。
第１実施形態では、金属ポストがプリント配線板１０と別に作られる。例えば、金属ポストは金属箔から形成される。金属箔から金属ポストが製造されるので、第１実施形態の金属ポストの高さのバラツキは小さい。従って、金属ポストを介して下基板１０に上基板を搭載する歩留りが高い。実装しやすい下基板１０を提供することができる。金属ポストの高さのバラツキが大きいと、特定の金属ポストに応力が集中しやすいので、接続信頼性が低い。しかしながら、第１実施形態では、金属ポストの高さのバラツキが小さいので、上基板と下基板との間の接続信頼性が高い。

プリント配線板と別に形成される金属ポストの径ｄ２はパッドの径ｄ３より小さい。そのため、ピッチｐ１が小さくなっても、隣接する金属ポスト間のスペースの距離を大きくすることができる。第１実施形態では、ピッチｐ１を小さくすることができる。隣接する金属ポスト間のスペースの距離が大きいので、ピッチｐ１が０．３ｍｍ以下でも、金属ポスト間の絶縁信頼性が高い。ピッチｐ１が０．２５ｍｍ以下になると、金属ポストが細くなる。接続信頼性を高くするため、金属ポストのアスペクト比（ｈ１／ｄ２）は１．５以上であることが好ましい。パッド７１０ＦＰの数が多くなると、プリント配線板のサイズが大きくなる。しかしながら、金属ポストのアスペクト比（ｈ１／ｄ２）が２以上であると、上基板の物性と下基板の物性の違いに起因する応力が金属ポストで緩和される。ｈ１／ｄ２が３．５を越えると金属ポストがヒートサイクルで劣化する。物性の例は熱膨張係数やヤング率である。図１５（Ｂ）や図１５（Ｄ）に示されるように、金属ポストがくびれを有すると応力緩和の効果は大きくなる。

図１に示されるように、下基板１０と上基板１１０は、高い剛性を有する金属ポスト７７と金属ポスト７７を挟む接合部材１６Ｐ、１１２で接続される。接合部材は半田が好ましい。接合部材の剛性は金属ポストの剛性より低い。上基板と下基板間の熱応力が接合部材で緩和される。金属ポストで上基板と下基板を有するプリント配線板の強度が保たれる。上基板の物性と下基板の物性の違いによるプリント配線板の反りが低減される。
第１実施形態では、金属ポストが金属箔から形成される。そして、リフローや超音波などで金属ポストがパッド上に搭載される。従って、製造方法が簡略化される。

図６に、エッチング法による金属ポストの製造方法が示される。
（１）支持フィルム１２が用意される（図６（Ａ））。支持フィルムは第１面ＦＦと第１面と反対側の第２面ＳＳを有するベースフィルムとベースフィルムの第１面上に形成されている接着層で形成されている。支持フィルムとして、例えば、住友スリーエム社製の高耐熱接着剤転写テープ9079を使用することが出来る。

（２）支持フィルム１２の接着層上に０．１ｍｍの金属箔（銅箔）などの金属層１４が積層される（図６（Ｂ））。金属ポスト７７の高さに応じて金属層の厚さは選定される。金属層は銅箔や銅合金箔であることが好ましい。第１実施形態では銅箔が用いられている。
（３）金属層１４上にエッチングレジスト１８が形成される（図６（Ｃ））。個々のめっきレジスト１８の形状は、円柱である。

（５）図６（Ｃ）に示される金属層がエッチング液に浸漬される。金属層が銅箔の場合、エッチング液は塩化第二銅エッチング液である。エッチングレジスト１８から露出する金属層１４が除去される（図６（Ｅ））。エッチング液の組成は、例えば、ＪＰ２００１２６２３７３Ａに示されている。エッチングレジスト下のエッチング液はよどむので、エッチングレジスト直下の金属層１４はエッチングされ難い。そのため、金属ポストの側面が湾曲する。金属ポストの上面ＵＦと下面ＢＦの間に最も細い部分ＮＰが形成される（図６（Ｅ））。エッチングレジストから露出する金属箔を除去することで金属ポストが形成されるので、金属ポストは上面と下面の間に細い部分を有する（図４（Ｂ））。金属ポストの側面が湾曲している。支持フィルムと対向している金属ポストの面が下面である。金属ポストの上面側からエッチングにより金属ポストが形成される。エッチングスピードを遅くすることで、金属ポストの上面の径（ｄ１）と下面の径（ｄ２）の差を大きくすることができる。また、最も細い部分の径が小さくなる。エッチングレジスト１８が除去される（図１６（Ｆ））。支持フィルムが除去される。金属ポスト７７Ｐが形成される（図４（Ｂ））。

金属ポストの上面と下面と側面にバレルめっきで金属膜が形成される。金属膜は、Ｓｎ膜やＮｉ／Ａｕ膜である。Ｎｉ／Ａｕ膜は金属ポスト上のＮｉ膜とＮｉ膜上のＡｎ膜で形成されている。

次に配線板１０１への金属ポスト７７の接合方法が示される。
図２に途中の下基板（配線板）１０１が示される。パッド７１０ＦＩに半田バンプ７６Ｆが形成されている。半田バンプ７６Ｆを介し、配線板にＩＣチップ等の電子部品が搭載される。パッド７１０ＦＰに半田バンプ７６０Ｆが形成されている。半田バンプ７６０Ｆは第１半田などの第１接合部材である。半田バンプ７６０Ｆを介し、配線板に金属ポスト７７Ｐが搭載される。第１接合部材の融点は第１パッド７１０ＦＩ上の半田バンプ７６Ｆの融点より高い。また、第１接合部材７６０Ｆの融点は、金属ポストと上基板を接続するための第２接合部材の融点より高い。これにより、金属ポストが熱により下基板から取れない。

金属ポストを搭載するための治具Ｇ１が準備される（図７（Ａ））。治具は、貫通孔Ｇ２を有している。各貫通孔Ｇ２と各パッド７１０ＦＰは、１：１で対応している。治具のアライメントマークＧ３と配線板のアライメントマークＧ４を用いることで、治具Ｇ１と配線板１０１が位置合わせされる（図７（Ｂ））。各パッド７１０ＦＰ上に各貫通孔Ｇ２が位置する。そして、マウンター等により、各貫通孔Ｇ２に金属ポスト７７が挿入される（図７（Ｃ））。各半田バンプ７６０Ｆ上に金属ポスト７７が置かれる。
配線板上に治具と金属ポスト７７が置かれている。その状態でリフローが行われる。リフローにより金属ポストが半田バンプ７６０Ｆに接合される。配線板に金属ポストが接合される。そして、治具が配線板から除去される。下基板（第１プリント配線板）１０が完成する（図４（Ａ））。

半田バンプ７６Ｆを介してＩＣチップ９０の電極９２が第１プリント配線板の第１パッド７１０ＦＩに接続される。ＩＣチップ９０がプリント配線板１０に実装される。

上基板１１０が準備される（図３）。上基板は金属ポスト７７と接続するためのパッド７７０ＦＰを有する。パッド７７０ＦＰ上に金属ポストと接合するための半田バンプ４６０Ｐが形成されている。下基板のパッド７１０ＦＰと上基板のパッド７７０ＦＰが位置合わせされ、下基板上に上基板が置かれる。下基板はパッド７１０ＦＰと同時に作られているアライメントマークＧ４を有し、上基板はパッド７７０ＦＰと同時に作られているアライメントマークＧ５を有する。これらのアライメントマークが位置合わせに用いられる。
その後、リフローにより、上基板１１０が半田バンプ４６０Ｐを介して金属ポスト７７に接合される。上基板が下基板１０に搭載される（図１）。プリント配線板１０００が完成する。図１はプリント配線板１０００の応用例を示している。応用例は下基板と下基板上のＩＣチップ９０と上基板と上基板上のメモリ９００で形成されている。第２基板に形成されている半田バンプ４６０Ｐから第２半田などの第２接合部材１１２が形成される。

リフローの際に、半田４６０Ｐが金属ポスト７７の側面に濡れ拡がる。しかしながら、実施形態では、金属ポストの側面が湾曲している。金属ポストの側面上の接合部材（半田）の高さＨＳが低くなる。金属ポストが最も細い部分ＮＰを有する場合、半田が金属ポストの最も細い部分ＮＰに集まりやすい。金属ポストの側面上の第２接合部材（第２半田）の高さＨＳが低くなる。
半田などの接合部材は金属ポストの上面から下面に向かって濡れ拡がる。従って、金属ポストの上面側に大半の半田が存在しやすい。例えば、図４（Ｃ）や図１５（Ｃ）に示されている金属ポストを下基板が有すると、金属ポストの上側の細い部分に大半の半田が存在する。従って、金属ポストの側面上の半田の高さＨＳが低くなる。
隣接する金属ポスト間の絶縁信頼性が高くなる。隣接する金属ポスト間で半田を介するショートが発生しない。

下基板１０と上基板１１０との間にモールド樹脂８０が充填される（図８）。

[第２実施形態]
金属ポストの別の製造方法が以下に説明される。第１実施形態では、金属ポストは下基板と別に製造されている。第２実施形態では、金属ポストは下基板上に形成される。第１実施形態と第２実施形態で金属ポストの製造方法が異なるが、それ以外の点は、第１実施形態と第２実施形態で同じである。

図１０、図１５〜図１９に、金属ポストの製造方法が示される。
図１０に示される配線板１０１が、第１実施形態と同様に準備される。配線板は、例えば、ＪＰ２００７２２７５１２Ａに示されている方法で製造される。配線板１０１は、最上の層間樹脂絶縁層５０Ｆと最上の層間樹脂絶縁層５０Ｆ上にＩＣチップ等の電子部品９０を実装するためのパッド（第１パッド）７１０ＦＩと上基板１１０を搭載するためのパッド（第２パッド）７１０ＦＰを有する。さらに、配線板１０１は、最上の層間樹脂絶縁層と第１パッドと第２パッド上に上側のソルダーレジスト層７０Ｆを有する。上側のソルダーレジスト層は第１パッドを露出する第１開口７１ＦＩと第２パッドを露出する第２開口７１ＦＰを有する。第１パッド上に保護膜７２が形成されている。保護膜はパッド上のＮｉ層とＮｉ層上のＡｕ層で形成されている。第２パッド上に同様な保護膜が形成されている。

下側のソルダーレジスト層７０Ｓとパッド７１ＳＰ上にＰＥＴフィルムが貼られる。ＰＥＴフィルムは図に描かれていない。配線板１０１の上側のソルダーレジスト層７０Ｆ上と第１開口ＦＩ内と第２開口７１ＦＰ内にシード層８４が形成される（図１２（Ａ））。シード層は無電解めっきやスパッタで形成される。ソルダーレジスト層とシード層との接着の観点から、シード層はスパッタで形成されることが好ましい。スパッタ膜として、ニッケルが好ましい。シード層がソルダーレジスト層から剥がれがたい。

シード層８４上に電解めっき膜８２が形成される（図１２（Ｂ））。電解めっき膜８２として、電解銅めっき膜が好ましい。

第２開口７１ＦＰを形成するためのアライメントマークを基準として、電解めっき膜８２上にエッチング用マスクとしてエッチングレジスト１８が形成される（図１３（Ａ））。第２開口７１ＦＰを形成するためのアライメントマークは第２パッドと同時に形成されている。エッチングレジスト１８は第２パッド上に形成されている。
エッチングレジストから露出する電解銅めっき膜８２が選択的エッチングで除去される（図１３（Ｂ））。第２パッド上の電解銅めっき膜以外の電解めっき膜８２が除去される。
エッチング液として、メック社製のＳＦ−５４２０等を使うことができる。

第１実施形態で採用されている金属ポストを製造するためのエッチング方法が、第２実施形態の金属ポストを製造するための方法に使われる。そのため、第２実施形態の金属ポストの形状は第１実施形態の金属ポストの形状と同様である。第２実施形態の金属ポストはめっきで形成されている。そして、第２実施形態の金属ポストの側面は、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）、図１５（Ｂ）、図１５（Ｃ）や図１５（Ｄ）に示される形状を有する。側面は湾曲している。従って、第２実施形態の金属ポストは第１実施形態と同様な効果を有する。
Ｎｉで形成されているシード層が露出する。電解めっき膜とシード層が同時に除去されないので、第１パッドがダメージを受けがたい。
エッチングレジスト１８が除去される（図１４（Ａ））。
次に、第２パッド上の電解めっき膜８２から露出するニッケルで形成されているシード層８４が選択的にエッチングで除去される（図１４（Ｂ））。エッチング液として、メック社製のＮＨ−１８６０を使うことができる。
但し、第１パッド上に、銅以外の金属を含む保護膜が形成されている場合、シード層は銅で形成されても良い。銅以外の金属の例は、ＡｕやＰｄやＡｇやＮｉである。これらの中の少なくとも１つの金属を含む保護膜が形成されている場合、シード層や電解めっき膜は銅で形成されていても良い。金属ポストの抵抗が低くなる。銅で形成されている電解めっき膜とシード層を選択的にエッチングすることで第１パッドがダメージを受けがたい。銅の選択エッチング液として、メック社製のメック社製のＳＦ−５４２０が挙げられる。電解めっき膜とシード層は同時に除去される。電解めっき膜とシード層は１つの工程で除去される。
第１パッド７１０ＦＩとパッド７１ＳＰ上に半田バンプ７６Ｆ、７６Ｓが形成される。
半田バンプ７６Ｆ、７１Ｓを有する下基板１０が完成する（図１１（Ａ））。
図１１（Ｂ）に第２実施例の金属ポスト７７の例が示されている。
その後、第１実施形態と同様に、上基板が準備され、上基板が下基板上に搭載される。上基板と下基板間にモールド樹脂が充填される。

１０００ プリント配線板
１２ 支持フィルム
１６Ｐ 第１接合部材
１１２ 第２接合部材
１８ エッチングレジスト
７０Ｆ、７０Ｓ ソルダーレジスト層
７１ＦＰ 第２開口
７１０ＦＰ 第２パッド
７２ 保護膜
７７ 金属ポスト
９０ ＩＣチップ
１１０ 第２プリント配線板

Claims (9)

1. 配線板と、
   前記配線板上に形成されていて、第２プリント配線板を搭載するための金属ポストとを有する第１プリント配線板であって、
   前記金属ポストは、前記配線板と接続するための下面と前記第２プリント配線板と接続するための上面と前記上面と前記下面との間の側面を有し、前記金属ポストの側面は湾曲している。
2. 請求項１の第１プリント配線板であって、
   前記金属ポストは、前記金属ポストの上面と下面の間に最も細い部分を有している。
3. 請求項１の第１プリント配線板であって、さらに、前記金属ポストと前記第２プリント配線板を繋ぐ第２接合部材を有し、前記第２接合部材は前記金属ポストの上面と前記金属ポストの側面に形成されている。
4. 請求項３の第１プリント配線板であって、さらに、前記金属ポストと前記配線板を繋ぐ第１接合部材を有し、前記第１接合部材は前記金属ポストの下面と前記配線板間に形成されていて、前記第１接合部材の材質と前記第２接合部材の材質は異なる。
5. 請求項３に記載の第１プリント配線板と、
   前記第１プリント配線板上に搭載されている前記第２プリント配線板とからなるプリント配線板。
6. 請求項１の第１プリント配線板であって、前記金属ポストは、めっきにより形成されている。
7. 請求項１の第１プリント配線板であって、前記上面における前記金属ポストの太さは前記下面における前記金属ポストの太さより細い。
8. 支持フィルム上に金属層を形成することと、
   前記金属層上にエッチング用マスクを形成することと、
   前記エッチング用マスクから露出する前記金属層をエッチングで除去することで湾曲している側面を有する金属ポストを形成することと、
   前記エッチング用マスクを前記金属ポストから除去することと、
   前記支持フィルムを除去することと、
   配線板を準備することと、
   前記配線板に前記金属ポストを搭載することと、を含む第１プリント配線板の製造方法。
9. 配線板を準備することと、
   前記配線板上にシード層を形成することと、
   前記シード層上に電解めっき層を形成することと、
   前記電解めっき層上にエッチング用マスクを形成することと、
   前記エッチング用マスクから露出する前記電解めっき層をエッチングすることで、湾曲している側面を有する金属ポストを前記配線板上に形成することと、を有する第１プリント配線板の製造方法。

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