JP3145331B2 - 中継基板、その製造方法、基板と中継基板と取付基板とからなる構造体、基板と中継基板の接続体および中継基板と取付基板の接続体の製造方法 - Google Patents

中継基板、その製造方法、基板と中継基板と取付基板とからなる構造体、基板と中継基板の接続体および中継基板と取付基板の接続体の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、BGA型集積回路
パッケージ等の面接続端子を有する基板と、この面接続
端子に対応する位置に同様に面接続端子を備え、この基
板を取付けるためのマザーボード等の取付基板との間に
介在させる中継基板、その製造方法、および基板と中継
基板と取付基板とからなる構造体、基板と中継基板の接
続体および中継基板と取付基板の接続体の製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年の集積回路(IC)技術の進展によ
り、ICチップに設けられる入出力端子の数が増大し、
それに伴い、ICチップを搭載するIC搭載基板に形成
される入出力端子も増大している。しかし、入出力端子
を基板の周縁部に設ける場合には、端子の数に従って基
板サイズの増大を招き、IC搭載基板のコストアップや
歩留りの低下を生じ好ましくない。
【0003】そこで、IC搭載基板の主表面(平面)に
ピンを格子状または千鳥状に並べるいわゆるPGA(ピ
ングリッドアレイ)型基板が広く用いられている。しか
し、更に端子数を増加したり、サイズを小さくするに
は、基板表面にピンを取付けるPGA型基板では限界が
ある。
【0004】そこで、以下のような手法が行われてい
る。即ち、基板表面上にピンに代えてパッド(ランド)
を格子状または千鳥状に並べて形成し、このパッドに、
略球状(ボール状)の高温ハンダやCu、Ag等のハン
ダ濡れ性の良い金属からなる端子部材を予め共晶ハンダ
付けしたバンプを設けておく。一方、相手方のマザーボ
ードなどのプリント基板(PCB)にもIC搭載基板の
パッドと対応する位置にパッドを形成し、このパッド
に、共晶ハンダペーストを塗布しておく。その後、両者
を重ねて加熱し、ハンダペーストを溶融させてハンダ付
けによって端子部材を介して両者を接続することが行わ
れる。一般には、パッドのみ格子状に設けた基板はLG
A(ランドグリッドアレイ)型基板と、パッド上にボー
ル状の端子部材(接続端子)を備えた基板はBGA(ボ
ールグリッドアレイ)型基板と呼ばれる。
【0005】ところで、このようにしてIC搭載基板、
プリント基板の平面上に線状や格子状(千鳥状も含む)
にパッドやバンプなどの端子を形成し、IC搭載基板と
プリント基板を接続する場合(以下、このような接続を
面接続ともいう)には、IC搭載基板とプリント基板の
材質の違いにより熱膨張係数が異なるので、平面方向に
熱膨張差が発生する。即ち、端子部材から見ると、接続
しているIC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、端
子部材やパッドにはせん断応力が働くこととなる。
【0006】このせん断応力は、面接続される端子のう
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最外周の
対角上に位置する2つの端子間で最も大きな熱膨張差が
発生し、最も大きなせん断応力が掛かることとなる。特
に、LGA型やBGA型などの基板をプリント基板と接
続する場合には、端子間の間隔(ピッチ)が比較的大き
く、従って、最も離れた端子間の距離が大きくなりやす
い。特に、LGA型やBGA型基板にセラミック製基板
を用いた場合、一般にガラスエポキシ製のプリント基板
とは、熱膨張係数が大きく異なるので、発生するせん断
応力が大きくなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このようなせん断応力
が掛かると、IC搭載基板に形成したパッドとハンダと
の密着強度(接合強度)がそれほど大きくない場合には
両者間で接合が破壊する、即ち、パッドから端子部材と
共にハンダが外れることがあるので、密着強度を十分大
きくすることが望まれる。
【0008】しかし、このパッドとハンダの密着強度を
高くすると、次には、繰り返し熱応力によってパッドの
近傍のハンダにパッドに略平行なクラックが入り、つい
には破壊(破断)するので、いずれにしても高い接続信
頼性を得ることはできなかった。パッド近傍のハンダ
は、多くの場合上述のように共晶ハンダが用いられ、比
較的硬くて脆く、また熱や応力により経時変化を生じや
すいため繰り返し応力でクラックを生ずるからである。
【0009】この問題は、特に、比較的熱膨張係数の小
さいセラミック製LGA型基板(またはBGA型基板)
と比較的熱膨張係数の大きいガラスエポキシ等の樹脂製
プリント基板との間で生じやすい。なお、この場合に
は、クラックはセラミック基板側のパッド近傍の共晶ハ
ンダ部分で生ずることが多い。セラミックは硬く、応力
を吸収しがたいが、樹脂製プリント基板は比較的柔らか
く、また樹脂製プリント基板上に形成されたCu等から
なるパッドも柔らかいので応力を吸収するからである。
【0010】ところで、特開平8−55930号公報に
おいては、絶縁基体下面の凹部底面に形成されたパッド
に、所定の寸法関係を満たすボール状端子をロウ付けし
た半導体素子収納用パッケージが開示され、これによ
り、ボール状の端子を正確、且つ強固にロウ付固着でき
る旨が示されている。しかし、かかる発明においては、
絶縁基体(IC搭載基板)に凹部を設け、更にこの凹部
底面にパッドを設けなければならず、形状が複雑である
ので、製造が面倒であり、コストアップとなる。また、
このような凹部内にロウ材を設け、ボール状端子をロウ
付けするのは困難であった。
【0011】更に、LGA型基板をプリント基板に接続
するには、まずLGA型基板のランド(パッド)に、ボ
ール状の高温ハンダやCu球等の端子部材を、共晶ハン
ダ等の端子部材に比して低融点のハンダ(以下、低融点
ハンダともいう)ペースト等で仮固定した上で、リフロ
ーしてパッドに端子部材をハンダ付けしてBGA型基板
とする。ついで、プリント基板側パッドに低融点ハンダ
ペーストを塗布し、上記BGA型基板をプリント基板に
載置して、端子部材をプリント基板側パッドと位置合わ
せする。その後、再リフローしてプリント基板側パッド
と端子部材をハンダ付けするという面倒な手順によって
行われる。
【0012】さらに、ICチップメーカは、ICチップ
を載置するLGA型基板を購入し、ICチップをこの基
板に載置しフリップチップ接続した後に、この接続に使
用したハンダ(例えば高温ハンダ)よりも融点の低い低
融点ハンダ(例えば共晶ハンダ)によって基板のパッド
(ランド)に端子部材を接続する必要がある。したがっ
て、ICチップを基板にフリップチップ接続するための
設備のほかに、パッドにハンダペースト(例えば共晶ハ
ンダペースト)を塗布したり、端子部材をパッド上に載
置するなどのパッドに端子部材を接続するための設備、
即ち、LGA型基板をBGA型基板とするための設備が
必要となる。
【0013】一方、ICチップのユーザは、プリント基
板にBGA型基板を載置して、プリント基板全体をリフ
ロー炉に投入し、BGA型基板をプリント基板に接続す
る前に、プリント基板のパッドに低融点ハンダペースト
を塗布する設備が必要であった。
【0014】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであって、IC等を搭載する基板とこれを接続する
プリント基板等の取付基板との相互の接続を容易にし、
しかも、耐久性、信頼性の高い接続を可能とする中継基
板、およびその製造方法、さらには、基板と中継基板と
取付基板とからなる構造体の製造方法、基板と中継基板
との接続体や中継基板と取付基板の接続体の製造方法を
提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】しかして、前記目的を達
成するための請求項1に記載の発明は、面接続パッドを
有する基板と該面接続パッドと対応する位置に面接続取
付パッドを有する取付基板との間に介在させ、第1面側
で該面接続パッドと接続させ、第2面側で該面接続取付
パッドと接続させることにより該基板と該取付基板とを
接続させるための中継基板であって、第1面と第2面と
を有する略板形状をなし、該第1面と該第2面の間を貫
通する複数の貫通孔を有、貫通孔内壁面に金属層を有
る中継基板本体と、該貫通孔内に貫挿され、該金属層に
溶着し、該第1面より突出した第1突出部および第2面
より突出した第2突出部のうち少なくともいずれかを備
えた軟質金属体と、該第1面側の該軟質金属体の表面上
に配設され該軟質金属体よりも低い融点を持つ第1面側
ハンダ層と、該第2面側の該軟質金属体の表面上に配設
され該軟質金属体よりも低い融点を持つ第2面側ハンダ
層と、を有する中継基板を要旨とする。
【0016】ここで、基板としては、ICチップやその
他の電子部品などが実装されるIC搭載基板等の配線基
板が挙げられる。また、面接続パッドとは、取付基板と
の電気的接続のために基板上に設けられる端子であっ
て、面接続によって接続を行うためのパッドを指す。な
お、面接続とは、前述したようにチップや基板、マザー
ボードの平面上に線状や格子状(千鳥状も含む)にパッ
ドやバンプなどの端子を形成し、基板とマザーボードを
接続する場合の接続方法を指し、線状の配置の例として
は、例えば四角形の枠状配置が挙げられる。また、面接
続パッドを有する基板の例としては、パッド(ランド)
を格子状に配列したLGA型基板が挙げられるが、必ず
しもパッドが格子状に配列されていなくとも良い。
【0017】一方、取付基板は、前記基板を取付けるた
めの基板であって、マザーボード等のプリント基板が挙
げられる。この取付基板には、面接続によって基板を取
付けるための面接続取付パッドが形成されている。この
面接続取付パッドとは、基板との電気的接続のために取
付基板上に設けられる端子であって、面接続によって接
続を行うためのパッドを指す。面接続取付パッドを有す
る取付基板の例としては、パッドを格子状に配列したプ
リント基板が挙げられるが、必ずしもパッドが格子状に
配列されていなくとも良いし、複数の基板を取付けるた
めにそれぞれの基板に対応する面接続取付パッド群を複
数有していても良い。なお、本発明の中継基板は、基板
と取付基板の間に介在して、それぞれと接続するもので
あるので、便宜的に基板と接続する側を第1面側、取付
基板と接続する側を第2面側として両者を区別すること
とする。
【0018】さらに、貫通孔は、単一の孔で構成される
のが通常であるが、その他、互いに近接して設けられた
複数の小貫通孔の集まり(小貫通孔群)をも含む。この
場合には、小貫通孔それぞれに貫挿された軟質金属が全
体として1つの軟質金属体を構成する。
【0019】また、軟質金属体とは、熱膨張係数の違い
などによって、基板と取付基板間、あるいは、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からなるもので
あって、具体的な材質としては、鉛(Pb)やスズ(S
n)、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。なお、鉛、ズス等は再
結晶温度が常温にあるので、塑性変形をしても再結晶す
る。したがって、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)や銀(Ag)も柔らかいので用いることが
できる。
【0020】また、第1面側および第2面側ハンダ層
は、上記軟質金属体よりも相対的に融点が低いハンダ
(以下、低融点ハンダともいう)であれば良いが、両者
の融点に適度の差を持つように選択するのが好ましく、
例えば、軟質金属体としてPb90%−Sn10%の高
温ハンダ(融点301℃)を用いた場合には、Pb36
%−Sn64%共晶ハンダ(融点183℃)やその近傍
の組成(Pb20〜50%、Sn80〜50%程度)の
Pb−Sn合金などを用いればよい。また、その他の成
分として、In、Ag、Bi、Sb等を適当量添加した
ものを用いても良い。また、第1面側ハンダ層と第2面
側ハンダ層とは同じ材質(あるいは同融点)のハンダを
用いても良いが、融点の異なるハンダを使い分けても良
い。即ち、第1面側ハンダ層に比較的融点の高いハンダ
を用い、第2面側ハンダ層に比較的融点の低いハンダを
用いる。あるいはこの逆とすることもできる。
【0021】この請求項1に記載の発明は、第1面側で
基板と、第2面側で取付基板と面接続する中継基板に関
するものである。この手段によれば、中継基板本体に貫
挿された軟質金属体が、熱膨張係数の違いなどによって
生ずる基板と取付基板あるいは基板と中継基板、中継基
板と取付基板の間に生じる応力を変形(例えば塑性変
形)によって吸収する。したがって、軟質金属体が破断
することもなく、また、基板の面接続パッドや取付基板
の面接続取付パッド(以下、これらを単にパッドともい
う)自身あるいはその近傍のハンダ(第1面側、第2面
側ハンダ)や軟質金属体が応力によって破壊あるいは破
断することがなくなる。しかも、中継基板本体が軟質金
属体から受ける応力は、中継基板本体の貫通孔壁面に対
して垂直方向から受けるので、中継基板本体自身が破壊
し難い。
【0022】さらに、軟質金属体は第1面側と第2面側
の少なくともいずれかにおいて、突出部を備えるので、
基板または取付基板と中継基板の間に生ずる応力を、こ
の突出部でより多く吸収できる。突出部は中継基板本体
の貫通孔に拘束されずに変形できるので、より多くの変
形が可能であり、容易に変形して応力を開放するからで
ある。また、中継基板本体の貫通孔に貫挿された軟質金
属体の一部を突出部としているので、軟質金属体のうち
中継基板本体の第1または第2面と交差する部分近傍
(即ち、突出部の根元部)に掛かる応力は軟質金属の変
形で緩和されるため、クラック等を生じ破断することが
ない。
【0023】さらに、軟質金属体は第1面側ハンダ層と
第2面側ハンダ層とを備えるので、面接続パッドを有す
る基板(例えばLGA型基板)と面接続取付パッドを備
える取付基板(例えばマザーボード基板)との間に介在
させ、三者を重ねてこのハンダ層を溶融すれば、一挙に
これらを接続することができる。即ち、基板と中継基板
と取付基板とからなる構造体を安価、容易に製造するこ
とができ、基板への端子取付や取付基板へのハンダペー
スト塗布などの工程が不要である。
【0024】その他、例えば、LGA型基板のパッド
(ランド)に単にこの中継基板を取付けることで、従来
のようにパッドにハンダペーストを塗布したり、ボール
状端子を載置したりする工程を経ずに、容易にLGA型
基板にBGA型基板のような端子を持たせることができ
る。即ち、ペースト印刷や端子部材載置のための設備が
不要となる。
【0025】また、中継基板と取付基板との接続におい
ても、中継基板のハンダ層を溶融して取付基板の面接続
取付パッドとを接続すれば足り、従来にように、面接続
取付パッド上にハンダペーストを塗布する必要がない。
【0026】また、貫通孔内壁面の金属層と軟質金属体
を溶着させると、金属層を介して中継基板本体を一体化
させることができる。したがって、貫通孔内に貫挿され
た軟質金属体が貫通孔から抜け落ちたり、貫通孔の軸方
向に位置ズレを起こしたりすることがない。
【0027】貫通孔内に形成する金属層の材質や形成方
法は、中継基板本体の材質、貫通孔の寸法、溶着する軟
質金属体の材質等を考慮して適宜選択すればよい。特
に、中継基板本体がセラミック製である場合には、未焼
成セラミック板に貫通孔を穿孔した後、金属ペーストを
貫通孔内に塗布して同時焼成したり、セラミック板を焼
成した後に貫通孔内に金属ペースト塗布して焼き付けて
形成する手法が使用でき、例えば、W、Mo、Mo−M
n、Ag、Ag−Pd、Cu等で形成することができ
る。また、軟質金属との溶着性の改善や酸化防止等のた
め、更に、NiメッキやAuメッキを施すことも可能で
ある。その他、蒸着やスパッタリングによって金属層を
形成しても良く、この上に更にNiやAuメッキを施し
ても良い。また、無電解メッキによって直接貫通孔内面
に金属層を析出させる手法によっても良く、例えば、C
u、Niメッキなどが挙げられる。またこれらの上にA
uメッキを施しても良い。
【0028】さらに、前記目的を達成するための請求項
2に記載の発明は、前記軟質金属体の前記第1面側の表
面積S1と第2面側の表面積S2とが異なり、前記第1
面側ハンダ層のハンダ量V1と第2面側ハンダ層のハン
ダ量V2とを比較したときに、表面積の多い側に配設さ
れるハンダ量が多くされている請求項1に記載の中継基
板を要旨とする。したがって、不等号を用いて表すと、
軟質金属体の第1及び第2面側の表面積S1,S2およ
び第1及び第2面側ハンダ量V1,V2の関係につい
て、S1>S2の場合に、V1>V2とし、S1<S2
の場合に、V1<V2とするものである。
【0029】ここで、第1面側の表面積S1とは、軟質
金属体のうち中継基板本体の第1面側に露出する部分が
有する表面積をいい、同様に第2面側の表面積S2とは
軟質金属体のうち中継基板本体の第2面側に露出する部
分が有する表面積をいう。また、ハンダ量V1とは、軟
質金属体の第1面側に配設された第1面側ハンダ層の占
める体積をいい、同様に、ハンダ量V2とは、軟質金属
体の第2面側に配設された第2面側ハンダ層の占める体
積をいう。
【0030】表面積が多いと、この上に配設されたハン
ダ層が拡がり、同量のハンダを配設しても相対的にハン
ダ層の厚みが薄くなり、パッド(面接続パッドや面接続
取付パッド)との接続において接続に寄与するハンダ量
が不足する。このようなハンダ量不足は、不導通や接続
強度不足を招きやすい。また逆に、表面積が少ないと、
この上に配設されたハンダ層が拡がる部分が狭く、同量
のハンダを配設しても相対的にハンダ層の厚みが厚くな
り、パッド(面接続パッドや面接続取付パッド)との接
続において接続に寄与するハンダ量が過多となる。この
ようなハンダ量過多は、隣接する端子(パッド)間で短
絡を生じたり、接続強度不足を招きやすい。
【0031】この手段によれば、表面積の多い側には多
い量のハンダ配設され、表面積の少ない側には少ない量
のハンダが配設されているので、中継基板を基板及び取
付基板と接続したときに、第1面側と面接続パッド、第
2面側と面接続取付パッドのハンダ接続において、適量
のハンダ量(V1,V2)を有しており、ハンダ量不足
やハンダ量過多による接続不良が生じ難く、信頼性の高
い接続が可能となる。
【0032】さらに、前記目的を達成するための請求項
3に記載の発明は、前記軟質金属体が第1突出高さZ1
と第2突出高さZ2とが異なり、前記第1面側ハンダ層
のハンダ量V1と第2面側ハンダ層のハンダ量V2とを
比較したときに、高さの高い突出部に配設されるハンダ
量が多くされている請求項1に記載の中継基板を要旨と
する。したがって、不等号を用いて表すと、第1及び第
2突出部の頂部までの高さZ1、Z2および第1及び第
2面側ハンダ量V1、V2の関係について、Z1>Z2
の場合に、V1>V2とし、Z1<Z2の場合に、V1
<V2とするものである。
【0033】ここで、突出高さZとは、中継基板本体表
面から突出している軟質金属体の頂部までの高さをい
い、表面と軟質金属体とが面一の場合や表面より窪んで
いるばあいには、突出高さはゼロである。即ち、第1突
出高さZ1とは、中継基板本体第1面からこの第1面側
に突出する軟質金属体の頂部までの高さをいい、第2突
出高さZ2とは、中継基板本体第2面からこの第2面側
に突出する軟質金属体の頂部までの高さをいう。
【0034】突出高さZが高いと、この上に配設された
ハンダ層が突出部の頂部以外の側面部分にも拡がり、同
量のハンダを配設しても相対的に頂部におけるハンダ層
の厚みが薄くなり、パッド(面接続パッドや面接続取付
パッド)との接続において接続に寄与するハンダ量が不
足しやすい。このようなハンダ量不足は、不導通や接続
強度不足を招きやすい。また逆に、突出高さZが低い
と、この上に配設されたハンダ層が拡がる側面部分が狭
く、同量のハンダを配設しても相対的に頂部におけるハ
ンダ層の厚みが厚くなり、パッド(面接続パッドや面接
続取付パッド)との接続において接続に寄与するハンダ
量が過多となりやすい。このようなハンダ量過多は、隣
接する端子(パッド)間で短絡を生じたり、接続強度不
足を招きやすい。
【0035】この手段によれば、突出高さの高い突出部
には多い量のハンダが配設され、突出高さの低い突出部
には少ない量のハンダが配設されているので、中継基板
を基板及び取付基板と接続したときに、第1突出部と面
接続パッド、第2突出部と面接続取付パッドのハンダ接
続において、適量のハンダ量(V1,V2)を有してお
り、ハンダ量不足やハンダ量過多による接続不良や接続
強度不足が生じ難く、信頼性の高い接続が可能となる。
【0036】さらに、前記目的を達成するための請求項
4に記載の発明は、面接続パッドを有する基板と、該面
接続パッドと対応する位置に面接続取付パッドを有する
取付基板との間に介在させ、第1面側で該面接続パッド
と接続させ、第2面側で該面接続取付パッドと接続させ
ることにより該基板と該取付基板とを接続させるための
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、該第1面と該第2面の間を貫通する複数の貫通
孔を有し、貫通孔内壁面に金属層を有する中継基板本体
と、該貫通孔内に貫挿され、該金属層に溶着し、該第1
面より突出した第1突出部および第2面より突出した第
2突出部のうち少なくともいずれかを備えた軟質金属体
と、該第1面側の該軟質金属体の表面上に配設され該軟
質金属体よりも低い融点を持つ第1面側ハンダ層と、を
有する中継基板を要旨とする。
【0037】この手段によれば、中継基板本体に貫挿さ
れた軟質金属体が、熱膨張係数の違いなどによって生ず
る基板と取付基板あるいは基板と中継基板、中継基板と
取付基板の間に生じる応力を変形によって吸収する。し
たがって、軟質金属体が破断することもなく、また、基
板の面接続パッドや取付基板の面接続取付パッド自身あ
るいはその近傍のハンダや軟質金属体が応力によって破
壊あるいは破断することがなくなる。
【0038】さらに、軟質金属体は第1面側と第2面側
の少なくともいずれかにおいて、突出部を備えるので、
基板または取付基板と中継基板の間に生ずる応力を、こ
の突出部でより多く吸収できる。突出部は中継基板本体
の貫通孔に拘束されずに変形できるので、より多くの変
形が可能であり、容易に変形して応力を開放するからで
ある。また、中継基板本体の貫通孔に貫挿された軟質金
属体の一部を突出部としているので、軟質金属体のうち
の中継基板本体の第1または第2面と交差する部分近傍
(即ち、突出部の根元部)に掛かる応力は軟質金属の変
形で緩和されるため、クラック等を生じ破断することが
ない。
【0039】さらに、軟質金属体は第1面側ハンダ層を
備えるので、面接続パッドを有する基板(例えばLGA
型基板)とこの中継基板とを、面接続パッドと対応する
第1面側ハンダ層と接触するように重ねて、この第1面
側ハンダ層を溶融すれば、一挙にこれらを接続すること
ができる。即ち、例えば、LGA型基板のパッド(ラン
ド)に単にこの中継基板を重ねて加熱するだけで足り、
従来のようにLGA型基板のパッドにハンダペーストを
塗布したり、ボール状端子を載置したりする工程を経ず
に、容易にLGA型基板にBGA型基板のような端子を
持たせることができる。したがって、ペースト印刷や端
子部材載置のための設備が不要となる。さらに、中継基
板の第2面側で取付基板と接続すれば、基板と取付基板
とを接続できたこととなる。
【0040】また、貫通孔内壁面の金属層と軟質金属体
を溶着させると、金属層を介して中継基板本体を一体化
させることができる。したがって、貫通孔内に貫挿され
た軟質金属体が貫通孔から抜け落ちたり、貫通孔の軸方
向に位置ズレを起こしたりすることがない。
【0041】さらに、前記目的を達成するための請求項
5に記載の発明は、面接続パッドを有する基板と該面接
続パッドと対応する位置に面接続取付パッドを有する取
付基板との間に介在させ、第1面側で該面接続パッドと
接続させ、第2面側で該面接続取付パッドと接続させる
ことにより該基板と該取付基板とを接続させるための中
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、該第1面と該第2面の間を貫通する複数の貫通孔
を有し、貫通孔内壁面に金属層を有する中継基板本体
と、該貫通孔内に貫挿され、該金属層に溶着し、該第2
面より突出した第2突出部を備えた軟質金属体と、該第
1面側の該軟質金属体の表面上に配設され該軟質金属体
よりも低い融点を持つ第1面側ハンダ層と、を有する中
継基板を要旨とする。
【0042】この手段によれば、中継基板本体に貫挿さ
れた軟質金属体が、熱膨張係数の違いなどによって生ず
る基板と取付基板あるいは基板と中継基板、中継基板と
取付基板の間に生じる応力を変形によって吸収する。し
たがって、軟質金属体が破断することもなく、また、基
板の面接続パッドや取付基板の面接続取付パッド自身あ
るいはその近傍のハンダや軟質金属体が応力によって破
壊あるいは破断することがなくなる。
【0043】さらに、軟質金属体は第2面側において、
第2突出部を備えるので、基板または取付基板と中継基
板の間に生ずる応力を、この第2突出部でより多く吸収
できる。第2突出部は中継基板本体の貫通孔に拘束され
ずに変形できるので、より多くの変形が可能であり、容
易に変形して応力を開放するからである。また、中継基
板本体の貫通孔に貫挿された軟質金属体の一部を第2突
出部としているので、軟質金属体のうちの中継基板本体
の第2面と交差する部分近傍(即ち、第2突出部の根元
部)に掛かる応力は軟質金属の変形で緩和されるため、
クラック等を生じ破断することがない。
【0044】さらに、軟質金属体は第1面側ハンダ層を
備えるので、面接続パッドを有する基板(例えばLGA
型基板)とこの中継基板とを、面接続パッドと対応する
第1面側ハンダ層と接触するように重ねて、この第1面
側ハンダ層を溶融すれば、一挙にこれらを接続すること
ができる。即ち、例えば、LGA型基板のパッド(ラン
ド)に単にこの中継基板を重ねて加熱するだけで足り、
従来のようにLGA型基板のパッドにハンダペーストを
塗布したり、ボール状端子を載置したりする工程を経ず
に、容易にLGA型基板にBGA型基板のような端子を
持たせることができる。したがって、ペースト印刷や端
子部材載置のための設備が不要となる。さらに、中継基
板の第2面側で取付基板と接続すれば、基板と取付基板
とを接続できたこととなる。
【0045】さらに、前記目的を達成するための請求項
に記載の発明は、面接続パッドを有する基板と該面接
続パッドと対応する位置に面接続取付パッドを有する取
付基板との間に介在させ、第1面側で該面接続パッドと
接続させ、第2面側で該面接続取付パッドと接続させる
ことにより該基板と該取付基板とを接続させるための中
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、該第1面と該第2面の間を貫通する複数の貫通孔
を有、貫通孔内壁面に金属層を有する中継基板本体と、
該貫通孔内に貫挿され、該金属層に溶着し、該第1面よ
り突出した第1突出部および第2面より突出した第2突
出部のうち少なくともいずれかを備えた軟質金属体と、
該第2面側の該軟質金属体の表面上に配設され該軟質金
属体よりも低い融点を持つ第2面側ハンダ層と、を有す
る中継基板を要旨とする。
【0046】この手段によれば、中継基板本体に貫挿さ
れた軟質金属体が、熱膨張係数の違いなどによって生ず
る基板と取付基板あるいは基板と中継基板、中継基板と
取付基板の間に生じる応力を変形によって吸収する。し
たがって、軟質金属体が破断することもなく、また、基
板の面接続パッドや取付基板の面接続取付パッド自身あ
るいはその近傍のハンダや軟質金属体が応力によって破
壊あるいは破断することがなくなる。
【0047】さらに、軟質金属体は第1面側と第2面側
の少なくともいずれかにおいて、突出部を備えるので、
基板または取付基板と中継基板の間に生ずる応力を、こ
の突出部でより多く吸収できる。突出部は中継基板本体
の貫通孔に拘束されずに変形できるので、より多くの変
形が可能であり、容易に変形して応力を開放するからで
ある。また、中継基板本体の貫通孔に貫挿された軟質金
属体の一部を突出部としているので、軟質金属体のうち
中継基板本体の第1または第2面と交差する部分近傍
(即ち、突出部の根元部)に掛かる応力は軟質金属の変
形で緩和されるため、クラック等を生じ判断することが
ない。
【0048】さらに、軟質金属体は第2面側ハンダ層を
備えるので、この中継基板と面接続取付パッドを有する
取付基板(例えばプリント基板)とを、面接続取付パッ
ドと対応する第2面側ハンダ層と接触するように重ね
て、この第2面側ハンダ層を溶融すれば、一挙にこれら
を接続することができる。即ち、例えば、プリント基板
のパッドに単にこの中継基板を重ねて加熱するだけで足
り、従来のようにプリント基板のパッドにハンダペース
トを塗布する工程を経ずに、容易にプリント基板のパッ
ド上に端子を持たせることができる。したがって、ペー
スト印刷のための設備が不要となる。さらに、中継基板
の第1面側で基板と接続すれば、基板と取付基板とを接
続できたこととなる。
【0049】また、貫通孔内壁面の金属層と軟質金属体
を溶着させると、金属層を介して中継基板本体を一体化
させることができる。したがって、貫通孔内に貫挿され
た軟質金属体が貫通孔から抜け落ちたり、貫通孔の軸方
向に位置ズレを起こしたりすることがない。
【0050】さらに、前記目的を達成するための請求項
に記載の発明は、前記第1及び第2突出部のうち、少
なくとも突出高さの高い側の突出部は、その突出高さが
その突出部の最大径よりも高い略柱状にされている請求
項1〜に記載の中継基板を要旨とする。
【0051】突出部が略球状または略半球状である場合
には、基板あるいは取付基板との間隔を広くするために
突出高さと高くすると、同時に突出部の最大径も大きく
なるので、隣接する軟質金属体との間隔(ピッチ)によ
る制限が生じる。この手段によると、そのような制限が
なく、突出高さの高い側で基板あるいは取付基板との間
隔を広くできる。その上、突出部の径が相対的に細くな
って変形が容易になるのでより多くの応力を吸収でき
る。
【0052】さらに、前記目的を達成するための請求項
に記載の発明は、前記中継基板本体が、セラミックか
らなる請求項1〜のいずれかに記載の中継基板を要旨
とする。
【0053】このように中継基板本体をセラミックとす
ると、中継基板本体の強度が高く、さらには耐熱性が高
いので、高強度で、リワークなどによって繰り返し加熱
されても変形等を生じない。
【0054】なお、セラミックの材質としては、アルミ
ナセのほか、ムライト、窒化アルミ、ガラスセラミック
等、製造の容易さや熱伝導率、熱膨張係数の大きさ、接
続が予定されている基板や取付基板の材質等を考慮して
適宜選択すればよい。
【0055】なお、金属層を有さない中継基板としても
良い。このようにすると、金属層を形成する必要が無
く、コストを下げることができる。なお、この場合に
は、中継基板本体の貫通孔に軟質金属体が溶着していな
いので、軟質金属体が貫通孔から抜け落ちるのを防止す
るため、第1面側および第2面側の少なくともいずれか
で、貫通孔より径大の突出部としておくと良い。
【0056】さらに、前記目的を達成するための請求項
9に記載の発明は、前記軟質金属体が、鉛(Pb)やス
ズ(Sn)、亜鉛(Zn)やこれらを主体とする合金か
らなる請求項1〜8のいずれかに記載の中継基板を要旨
とする。
【0057】鉛(Pb)やスズ(Sn)、亜鉛(Zn)
やこれらを主体とする合金には、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。なお、鉛、ズス等は再結晶温度が常温にあるので、
塑性変形をしても再結晶する。したがって、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。
【0058】さらに、前記目的を達成するための請求項
10に記載の発明は、請求項1〜のいずれかに記載の
中継基板の製造方法であって、前記中継基板本体の前記
貫通孔に、前記第1面側または第2面側のいずれかから
溶融した軟質金属を注入して、前記貫通孔内壁面の金属
層に溶着する前記軟質金属体を形成する工程を有する中
継基板の製造方法を要旨とする。
【0059】この手段によれば、中継基板本体の貫通孔
に第1面側または第2面側のいずれかから溶融した軟質
金属を注入して、前記貫通孔内壁面の金属層に溶着する
軟質金属体を形成するので、容易に軟質金属体を形成で
きる。しかも、貫通孔内壁面の金属層と軟質金属体を溶
着させると、金属層を介して中継基板本体を一体化させ
ることができる。
【0060】さらに、前記目的を達成するための請求項
11に記載の発明は、請求項10に記載の中継基板の製
造方法であって、前記中継基板本体の下側に、溶融した
軟質金属に濡れない材質からなり、前記貫通孔に対応し
た位置にそれぞれ凹部を有する溶融軟質金属受け治具を
配置する工程と、前記貫通孔に注入された溶融軟質金属
を少なくとも該凹部および貫通孔内に保持し、その後、
溶融軟質金属を冷却し、凝固させる工程と、を有する中
継基板の製造方法を要旨とする。
【0061】この手段によれば、貫通孔内に注入された
軟質金属は、中継基板本体の下側の溶融軟質金属受け治
具の各凹部及び貫通孔内に保持され、その後の冷却して
凝固させることで、貫通孔に貫挿された突出部を有する
軟質金属体を有する中継基板が容易に形成される。
【0062】また、この手段によれば、各凹部の形状や
凹部の体積と注入される軟質金属の体積との違いなどに
より、突出部の形状等を任意に変化させることができ
る。即ち、例えば、軟質金属の体積が治具の凹部の体積
と中継基板本体の貫通孔の体積との和よりも多い場合に
は、溶融した軟質金属は貫通孔の上端面から溢れ、その
表面張力により略半球あるいは略球状の盛り上がりとな
り、凝固後もその形状の突出部となる。一方、凹部内の
軟質金属は、凝固後には略凹部の形状に倣った形状の突
出部となる。
【0063】また、軟質金属の体積と凹部の体積および
貫通孔の体積の和とがほぼ等しい場合には、溶融した軟
質金属は貫通孔の上端面と略面一の高さまで充填され、
貫通孔の上面側には突出部は形成されず、凹部内の軟質
金属は突出部を形成する。さらに、軟質金属の体積が凹
部の体積と貫通孔の体積との和より少ない場合には、軟
質金属が貫通孔内壁面の金属層に濡れる場合など軟質金
属が中継基板本体と一体となるようにしておけば、側面
は凹部の側壁の形状に倣い、下端即ち、突出部の頂部は
略半球状となった突出部が、凹部内で形成されることと
なる。
【0064】なお、溶融軟質金属受け治具の材質として
は、溶融した軟質金属に濡れない性質を有し、耐熱性の
ある材料から適宜選択すればよいが、例えば、カーボン
や窒化ホウ素などを用いれば、凹部などの工作も容易で
ある。また、耐熱性の高いアルミナ、ムライト、窒化珪
素等のセラミックを用いても良い。
【0065】さらに、前記目的を達成するための請求項
12に記載の発明は、請求項10または11に記載の中
継基板の製造方法であって、所定形状の軟質金属からな
る金属片を該貫通孔の前記第1面側または第2面側端部
に載置する工程と、その後加熱して該金属片を溶融し、
該貫通孔に溶融した軟質金属を流動させて注入せしめる
工程と、を有する中継基板の製造方法を要旨とする。
【0066】この手段によれば、貫通孔に軟質金属を注
入するにあたり、所定形状の軟質金属からなる金属片を
貫通孔の第1面側または第2面側端部に載置し、その後
加熱して金属片を溶融させ貫通孔に溶融した軟質金属を
流動させて注入する。したがって、載置した軟質金属を
加熱して溶融すればよいので、溶融した軟質金属を取り
扱う必要がない。また、加熱によって各貫通孔に溶融し
た軟質金属を一挙に注入することができるので、容易に
中継基板を形成できる。さらに、注入される軟質金属の
体積は、所定形状を有する金属片の体積となるので一定
となり、軟質金属体の寸法を容易に一定とすることがで
きる。したがって、突出部の高さや形状についても一定
となり、基板や取付基板との接続性の高い中継基板とす
ることができる。
【0067】ここで、所定形状の軟質金属からなる金属
片は、一定形状であり一定の体積を有する金属片を用い
れば良く、形状そのものは、球状、立方体状等いずれの
形状でも良い。金属片は溶融させるので、溶融前の形状
は問わないからである。
【0068】さらに、前記目的を達成するための請求項
13に記載の発明は、前記金属片は、球形状の軟質金属
である請求項12に記載の中継基板の製造方法を要旨と
する。
【0069】この手段によれば、所定形状の金属片とし
て球状の金属片を用いるので、その直径を管理して一定
の直径を有する球状の金属片を用いることで、その体積
が一定にできて好ましい。また、球状の金属片は入手も
容易である。さらに、この場合には、軟質金属球を貫通
孔の端部に載置するに場合にも、載置のしかたに方向性
がないので載置が容易にできる。また、複数の球状の軟
質金属(軟質金属球)を中継基板本体上にばらまいた後
に傾けるなどして適当に揺動させると、中継基板本体の
貫通孔にはまった軟質金属球は動かなくなり、貫通孔に
はまらなかった軟質金属球は中継基板本体を傾けること
で容易に除去できるので、軟質金属球の載置も容易とな
る。
【0070】さらに、前記目的を達成するための請求項
14に記載の発明は、請求項10〜13のいずれかに記
載の中継基板の製造方法であって、前記軟質金属体に対
応した位置にペースト充填孔を有する転写板の該ペース
ト充填孔に該軟質金属体よりも低い融点を有するハンダ
ペーストを充填する工程と、前記第1面および第2面側
の少なくともいずれかにおいて、軟質金属体の位置にペ
ースト充填孔を合わせつつ中継基板と転写板とを重ねる
工程と、該軟質金属体の融点よりも低い温度で該ハンダ
ペーストを溶融させ、該第1面および第2面側の少なく
ともいずれかの該軟質金属体の表面上に前記第1面側ハ
ンダ層および第2面側ハンダ層の少なくともいずれかを
形成する工程と、を含む中継基板の製造方法を要旨とす
る。
【0071】この手段によれば、転写板を使用し、一
旦、転写板のペースト充填孔にハンダペーストを充填し
ておき、中継基板の第1面および第2面側の少なくとも
いずれかにおいて、この転写板をそれぞれ重ね、軟質金
属体の位置に合わせつつ中継基板に転写板を重ねる。つ
いで、軟質金属体の融点よりも低い温度でハンダペース
トを溶融させ、一挙にハンダ層を第1面および第2面側
の少なくともいずれかの軟質金属体の表面上に形成す
る。
【0072】一般に、凸部や凹部に確実に、しかも均一
厚さ(均一量)で、ペーストを塗布するのは困難であ
る。したがって、ハンダペーストを一旦転写板のペース
ト充填孔に充填し、その充填したペーストを溶融しつつ
軟質金属体に移せば、容易にハンダ層を軟質金属体表面
に一挙に形成することができる。この場合には、転写板
の厚さやペースト充填孔の大きさ(直径等)でペースト
充填量をコントロールできるので、所望のハンダ量を有
するハンダ層を容易に形成できる。したがって、ハンダ
層の高さを一定にすることができ、基板や取付基板との
良好な接続性を得ることができる。また、ハンダペース
トを充填した転写板を中継基板に重ね、加熱するだけで
足りるので、転写前には転写板と中継基板とを別々に取
り扱うことができ、取り扱いが容易である。
【0073】なお、転写板は、ハンダに濡れず、耐熱性
のある材料で形成すればよいが、例えば、ステンレスな
どの金属、カーボン、あるいは窒化ホウ素、アルミナ等
のセラミックなどで形成すればよい。
【0074】また、ペースト充填孔は、貫通孔としても
凹孔(めくら孔)としても良い。ペースト充填孔を貫通
孔とした場合には、転写板の構造が容易であり、例えば
打ち抜きやエッチング等で容易に製造できる。一方、凹
孔とすると、ペーストの保持が容易、確実にできる。ま
た、凹孔の深さを適切にすると、ハンダ層の頂部を平坦
にでき、基板等をの接続性をより良好にすることができ
る。なお、ハンダ層を形成する方法としては、その他
に、軟質金属体よりも低い融点を持つハンダを溶融させ
た溶融ハンダ槽にディップする方法などを採用できる。
【0075】さらに、前記目的を達成するための請求項
15に記載の発明は、請求項10〜13のいずれかに記
載の中継基板の製造方法であって、ハンダに濡れない材
質か らなり前記軟質金属体に対応した位置にそれぞれ透
孔を有するハンダ片位置規制板の該透孔を、前記第1面
および第2面側のいずれかの軟質金属体の位置に合わせ
つつ中継基板とハンダ片位置規制板とを重ねる工程と、
該ハンダ片位置規制板の透孔中にそれぞれハンダ片を配
置する工程と、該軟質金属体の融点よりも低い温度で該
ハンダ片を溶融させ、該第1面および第2面側のいずれ
かの該軟質金属体の表面上に前記第1面側ハンダ層およ
び第2面側ハンダ層のいずれかを形成する工程と、を有
する中継基板の製造方法を要旨とする。
【0076】一般に、凸部や凹部に確実に、しかも均一
量のハンダ層を形成するのは困難である。この手段によ
れば、透孔中にハンダ片を配置し、その後ハンダ片を溶
融させればハンダ層が一挙に形成できる。しかも、ハン
ダ片の寸法でハンダ量をコントロールできるので、所望
のハンダ量を有するハンダ層を容易に形成できる。した
がって、ハンダ層の高さを一定にすることができ、基板
や取付基板との良好な接続性を得ることができる。ここ
で、所定形状のハンダ片は、一定形状であり一定の体積
を有するハンダ片を用いれば良く、形状そのものは、球
状、立方体状等いずれの形状でも良い。ハンダ片は溶融
させるので、溶融前の形状は問わないからである。
【0077】但し、ハンダ片として球状のハンダ片を用
いるのがより好ましい。その直径を管理して一定の直径
を有する球状のハンダ片を用いることで、その体積が一
定にできるからである。さらに、この場合には、ハンダ
球を透孔内に配置するに場合にも、配置のしかたに方向
性がないので配置が容易にできる。また、複数のハンダ
球をハンダ片位置規制板上にばらまいて適当に揺動させ
ると、透孔内に落ち込んだハンダ球は動かなくなり、透
孔内に落ちなかったハンダ球はハンダ片位置規制板を傾
けることで容易に除去できるので、ハンダ片(ハンダ
球)の透孔内への配置も容易となる。
【0078】なお、ハンダ片位置規制板は、ハンダに濡
れず、耐熱性のある材料で形成すればよいが、例えば、
ステンレスなどの金属、カーボン、あるいは窒化ホウ
素、アルミナ等のセラミックなどで形成すればよい。
【0079】さらに、前記目的を達成するための請求項
16に記載の発明は、前記基板と請求項1〜3のいずれ
に記載の中継基板と前記取付基板とを重ねる工程と、
この三者を前記軟質金属体の融点より低い温度に加熱し
て前記第1および第2面側ハンダ層を溶融させ、該基板
の面接続パッドと対応する該中継基板の第1面側ハンダ
層とを接続させ、かつ該中継基板の第2面側ハンダ層と
対応する該取付基板の面接続取付パッドとを接続させる
工程と、を有する基板と中継基板と取付基板とからなる
構造体の製造方法を要旨とする。
【0080】この手段によれば、基板と中継基板と取付
基板とを重ね、この三者を加熱して第1、第2面側ハン
ダ層を溶融させることで、一挙に基板の面接続パッドと
対応する中継基板の第1面側ハンダ層とを接続させ、中
継基板の第2面側ハンダ層と対応する該取付基板の面接
続取付パッドとを接続させる。したがって、基板と取付
基板の間に、中継基板を介在させて加熱すれば、従来の
ように基板や取付基板のパッド上にハンダペーストを塗
布したり、1つずつボール状端子を載置したりする必要
はなく、一挙に三者を接続することができる。したがっ
て、例えばICチップメーカが、LGA型基板をBGA
型基板にするための設備を持つ必要はなく、またユーザ
はプリント基板にハンダペーストを塗布する設備や工程
を省略できる。
【0081】さらに、前記目的を達成するための請求項
17に記載の発明は、前記基板と請求項1〜のいずれ
かに記載の中継基板とを重ねる工程と、両者を加熱して
前記軟質金属体の融点より低い温度で前記第1面側ハン
ダ層を溶融させ、該基板の面接続パッドと対応する該中
継基板の第1面側ハンダ層とを接続させる工程と、を有
する基板と中継基板の接続体の製造方法を要旨とする。
【0082】この手段によれば、基板と中継基板とを重
ね、両者を加熱して第1面側ハンダ層を溶融させること
で、一挙に基板の面接続パッドと対応する中継基板の第
1面側ハンダ層とを接続させる。つまり、基板と中継基
板と重ねて加熱すれば、従来のように基板のパッド上に
ハンダペーストを塗布したり、1つずつボール状端子を
載置したりする必要はなく、一挙に基板と中継基板を接
続して基板に端子を形成したのと同様に取付け基板と接
続できるようにすることができる。したがって、例えば
ICチップメーカが、LGA型基板をBGA型基板にす
るための設備を持つ必要はなくなる。
【0083】なお、上記手段において、第1面側ハンダ
層を溶融させ、基板と中継基板とを接続させた工程の後
に、更に、第2面側の軟質金属体の表面上に第1面側ハ
ンダ層よりも低融点の第2面側ハンダ層を形成する工程
を設けても良い。このような第2面側ハンダ層が形成さ
れた基板と中継基板の接続体を用いれば、取付基板と接
続する際に、取付基板のパッド上にハンダペーストを塗
布する必要がなくなる上に、第1面側ハンダ層を溶融さ
せずに第2面側ハンダ層を溶融させて接続体と取付基板
を接続できる。
【0084】さらに、前記目的を達成するための請求項
18に記載の発明は、請求項1〜3、のいずれかに記
載の中継基板と前記取付基板とを重ねる工程と、両者を
加熱して前記軟質金属体の融点より低い温度で前記第2
面側ハンダ層を溶融させ、該中継基板の第2面側ハンダ
層と対応する該取付基板の面接続取付パッドとを接続さ
せる工程と、を有する中継基板と取付基板の接続体の製
造方法を要旨とする。
【0085】この手段によれば、中継基板と取付基板と
を重ね、両者を加熱して第2面側ハンダ層を溶融させる
ことで、一挙に中継基板の第2面側ハンダ層と対応する
該取付基板の面接続取付パッドとを接続させる。したが
って、中継基板と取付基板とを重ねて加熱すれば、従来
のように取付基板のパッド上にハンダペーストを塗布す
る必要はなく、一挙に中継基板と取付基板とを接続する
ことができる。したがって、ユーザはプリント基板にハ
ンダペーストを塗布する設備や工程を省略できる。
【0086】なお、上記手段において、第2面側ハンダ
層を溶融させ、中継基板と取付基板とを接続させた工程
の後に、更に、第1面側の軟質金属体の表面上に第2面
側ハンダ層よりも低融点の第1面側ハンダ層を形成する
工程を設けても良い。このような第1面側ハンダ層が形
成された中継基板と取付基板の接続体を用いれば、基板
と接続する際に、基板のパッド上にハンダペーストを塗
布する必要がなくなる上に、第2面側ハンダ層を溶融さ
せずに第1面側ハンダ層を溶融させて接続体と基板を接
続できる。
【0087】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
しつつ説明する。 (実施形態1) 以下では、まず中継基板の製造方法について図1〜5を
参照しつつ説明する。まず、周知のセラミックグリーン
シート形成技術によって、貫通孔Hを有するアルミナセ
ラミックグリーンシートGを用意する。このシートGの
貫通孔Hの内周面H1に、図1(a)に示すように、タン
グステンペーストPを塗布する。
【0088】次いで、このシートGを還元雰囲気中で最
高温度約1550℃にて焼成し、図1(b)に示すような
セラミック製中継基板本体1およびタングステンを主成
分とする下地金属層2を形成する。焼成後の中継基板本
体(以下、本体ともいう)1は、厚さ0.3mmで、一
辺25mmの略正方板形状を有し、第1面1aと第2面
1bとの間を貫通する貫通孔Hの内径はφ0.8mm
で、1.27mmのピッチで格子状に、縦横各19ヶ、
計361ヶ(=19×19)の貫通孔が形成されている。ま
た、下地金属層2の厚さは約10μmである。
【0089】さらに、この下地金属層2上に、図1(c)
に示すように、厚さ約2μmの無電解Ni−Bメッキ層
3を形成して、両者で後述するように軟質金属を溶着す
る金属層4を形成する。さらに、Ni−Bメッキ層3の
酸化防止のため、厚さ0.1μmの無電解金メッキ層5
を形成する。
【0090】次いで、図2(a)に示すように、それぞれ
の貫通孔Hの位置に対応させて半径0.45mmの半球
状の凹部J1が図中上面に形成してあり、カーボンから
なる溶融軟質金属受け治具(以下、受け治具ともいう)
Jを用意し、中継基板本体1の第2面1bと治具Jの上
面が対向し、貫通孔Hが凹部J1と一致するように本体
1を載置する。カーボンからなる溶融軟質金属受け治具
Jは、後述する高温ハンダなどの溶融金属に濡れにくい
性質を有するものである。なお、受け治具Jの凹部J1
の頂部(図中最下部)には、受け治具Jを下方に貫通す
る小径(φ0.2mm)のガス抜き孔J2がそれぞれ形
成されている。さらに、それぞれの貫通孔Hの第1面側
端部(図中上端)には、90%Pb−10%Snからな
り、直径0.9mmの高温ハンダボールBを載置する。
【0091】次いで、窒素雰囲気下で、最高温度360
℃、最高温度保持時間1分のリフロー炉にこれらを投入
し、高温ハンダボールを溶融させる。すると、溶融した
高温ハンダは、重力で図中下方に下がり、貫通孔Hに注
入され、金属層4(Ni−Bメッキ層3)に溶着する。
中継基板本体1の第2面1b側(図中下方)では、受け
治具Jの凹部J1があるため、高温ハンダはこの凹部J
1の形状に倣って半球状に盛り上がる。一方、中継基板
本体1の第1面1a側(図中上方)では、受け治具Jの
凹部J1と貫通孔Hとのなす体積よりも高温ハンダの体
積が多い分だけ、上方に盛り上がる。この上方への盛り
上がり形状は、高温ハンダの表面張力によって形成さ
れ、体積により略球状、半球状などの形状になる。本例
では、略半球状となった。
【0092】なお、金メッキ層5は、溶融した高温ハン
ダ中に拡散して消滅するので、高温ハンダとNi−Bメ
ッキ層3とは直接溶着し、高温ハンダからなる軟質金属
体6は、中継基板本体1に固着される。また、受け治具
Jのガス抜き孔J2は、溶融した高温ハンダが下方に移
動するときに、排除される空気を逃がす役割をするが、
受け治具Jがハンダに濡れず、ガス抜き孔J2が小径で
あるので、ハンダがガス抜き孔J2に浸入することはな
い。このようにすることで、貫通孔Hに高温ハンダから
なる軟質金属体6を形成した。
【0093】図3に示すように、この軟質金属体6は、
中継基板本体1の貫通孔Hに貫挿され、本体1に金属層
4を介して固着されている。また、第2面1b(図中下
面)側では、受け治具Jの凹部J1に倣って本体1から
の高さ(第2突出高さ)Z2が0.4mm、半径が0.
43mmの略半球状の突出部(盛り上がり部)6bを備
え、第1面1a(図中上面)側では、表面張力により同
様に本体1からの高さ(第1突出高さ)Z1が0.2m
m、半径が0.43mmの略半球状の突出部(盛り上が
り部)6aを備える。なお、軟質金属体6の突出部6b
の突出高さZ2は勿論、突出部6aの突出高さZ1も一
定の高さとなった。一定体積の高温ハンダボールBを用
いたからである。また、ハンダボールBの直径したがっ
て体積を変化させると、突出部6aと6bの突出高さを
異なるものとすることができる。本例において、ハンダ
ボールBを直径の小さいものに代えると、突出部6aの
突出高さZ1を低くでき、直径の大きいものに代えると
突出部6aの突出高さZ1を高くできる。また、適当な
体積のハンダを注入すれば、突出部6aと6bの高さZ
1、Z2を等しくすることもできる。
【0094】次いで、中継基板本体1の貫通孔Hの位置
に合わせて貫通孔(充填孔)L1(直径0.86mm×
高さ0.17mm)を形成した板状カーボン治具(転写
板)Lを2枚用意し、この貫通孔L1にそれぞれ軟質金
属(本例ではPb90%−Sn10%の高温ハンダ)よ
りも融点の低い低融点ハンダペースト7(本例では、P
b−Sn共晶ハンダペースト)をスキージによって刷り
込み充填する。このようにすることで、貫通孔L1に充
填されたペースト7の量は容易に一定量となる。この転
写板Lの貫通孔L1の位置をそれぞれ軟質金属体6(貫
通孔H)の位置に合わせ、カーボン台座治具M上に、転
写板L、中継基板本体1、転写板Lの順に重ねてセット
する(図4(a)参照)。
【0095】その後、窒素雰囲気下で、最高温度220
℃、最高温度保持時間1分のリフロー炉にこれらを投入
し、低融点ハンダペースト7を溶融させる。なお、この
温度条件では軟質金属体6は溶融しない。溶融した低融
点ハンダは、軟質金属体6の上下の突出部6aおよび6
bに濡れて拡がり、それぞれハンダ層8a、8bとな
る。このハンダ層8a、8bは、ペースト7の量が一定
に規制されているので、各々一定量(体積)となり、高
さも各突出部において均一になる。なお、カーボン治具
(転写板)Lの厚さを厚くする代わりに貫通孔L1の直
径を適当に小さくすると、転写板Lがハンダに濡れない
ため、ハンダ層8a、8bが図中横方向に拡がってハン
ダ層の高さが低くなることを抑制することができ、同じ
ハンダ量で形成されるハンダ層の高さを稼ぐことができ
る。
【0096】このようにして、図5に示すような中継基
板10を完成した。即ち、この中継基板10は、アルミ
ナセラミックからなり、板形状をなし、第1面1aと第
2面1bとの間を貫通する複数の貫通孔Hを有する中継
基板本体1と、この貫通孔H内に貫挿され両面より突出
した突出部6a、6bを備えた軟質金属体6と、第1面
1a側の突出部6a上に配設された軟質金属体6よりも
低い融点を持つハンダ層8aと、第2面側の突出部6b
上に配設された軟質金属体6よりも低い融点を持つハン
ダ層8bとを有する。ここで、中継基板10は、図中下
面側では、軟質金属体6の突出部6bの表面に、本体1
からの高さ0.45mmの外形略半球状のハンダ層8b
を備え、図中上面側では、同様に表面張力により突出部
6aの表面に本体1からの高さ0.25mmの外形略半
球状のハンダ層8aを備える。
【0097】次いで、完成した中継基板10を以下のよ
うにして、基板および取付基板と接続した。まず、中継
基板10を接続する基板として、図6(a)に示すよう
な、厚さ2.5mm、一辺25mmの略正方形状のLG
A型基板20を用意した。このLGA型基板は、アルミ
ナセラミックからなる配線基板であり、図中上面20a
にICチップを載置するためのキャビティ21を備え、
図中下面20bに外部接続端子としてパッド(面接続パ
ッド)22を備えている。このパッド22は、直径0.
86mmで、中継基板の軟質金属体の位置に適合するよ
うに、ピッチ1.27mmの格子状に縦横各19ヶ配列
され、下地のタングステン層上に無電解Ni−Bメッキ
が施され、さらに酸化防止のために薄く無電解金メッキ
が施されている。また、図示しない内部配線によって、
このパッド22はキャビティ21に形成されたICチッ
プとの接続用ボンディングパッド(図示しない)と接続
している。
【0098】また、取付基板として、図6(b)に示すよ
うなプリント基板40を用意した。プリント基板40
は、厚さ1.6mm、一辺30mmの略正方形板状で、
ガラスエポキシ(JIS:FR−4)からなり、主面4
0aには、LGA型基板20のパッド22と、したがっ
て、中継基板10の軟質金属体6とも対応する位置に、
パッド(面接続取付パッド)42が形成されている。こ
のパッド42は、厚さ25μmの銅からなり、直径0.
72mmで、ピッチ1.27mmで格子状に縦横各19
ヶ、計361ヶ形成されている。
【0099】このプリント基板40を、図7(a)に示す
ように、パッド42のある主面40aが上になるように
置き、さらに上述の方法によって形成した中継基板10
を載置する。このとき、各パッド42と軟質金属体6上
の中継基板本体第2面(図中下面)1b側のハンダ層8
bとの位置を合わせるようにする。
【0100】さらに、基板20を、図7(b)に示すよう
に、パッド22のある面20bが下になるようにして中
継基板10上に載置する。このとき、各パッド22と軟
質金属体6上の中継基板本体第1面(図中上面)1a側
のハンダ層8aとの位置を合わせるようにする。
【0101】次いで、基板20と中継基板10と取付基
板40とを、窒素雰囲気下で、最高温度218℃、20
0℃以上保持時間2分のリフロー炉に投入し、低融点ハ
ンダからなるハンダ層8a、8bをそれぞれ溶融させ、
これらを介して一挙にパッド22およびパッド42と軟
質金属体6(突出部6a、6b)とをそれぞれ接続させ
る。
【0102】なお、このとき、高温ハンダからなる軟質
金属体6は溶融しない。これにより、図8に示すよう
に、中継基板10はLGA型基板20に接続され、同時
にプリント基板40にも接続され、基板、中継基板、取
付基板の三者が接続、結合した構造体50が完成する。
このようにすることで、基板20は、中継基板10を介
して、取付基板40に接続されたことになる。これによ
り、中継基板本体1の第1面1aとLGA型基板20の
下面20bとの間隔は0.44mm、また、中継基板本
体1の第2面1bとプリント基板40の上面40aとの
間隔は0.24mmとなった。軟質金属体6の上下の突
出部6a、6bの高さZ1とZ2が異なるからである。
【0103】なお、上記に如く三者を接続させるための
リフロー時にはフラックスを用いても良いが、パッド2
2および42が金メッキ層などによって酸化防止されて
いるときには、フラックスがなくても接続することがで
きる。
【0104】従来では、まず、LGA型基板20のパッ
ド22に低融点ハンダペーストを塗布し、高温ハンダ等
でできたボール状の端子部材を1つずつパッド22に載
置した後、リフローして端子を形成し、BGA型基板と
しなければならなかった。さらに、従来では、プリント
基板40のパッド42に低融点ハンダペーストを塗布
し、その後、BGA型基板を載置した後、リフローして
接続しなければならなかった。
【0105】しかし、上述のようにすれば、中継基板1
0と基板20をプリント基板40に順に重ねて加熱する
だけで、プリント基板40に基板20を容易に接続でき
るため、LGA型基板をいったんBGA型基板とする工
程が不要であり、さらに、プリント基板にハンダペース
トを塗布する工程が不要となる。さらに、上述のよう
に、リフロー時にフラックスを用いないで接続(ハンダ
付け)する場合には、ハンダペーストを用いた場合に要
する洗浄工程をも不要となる。
【0106】なお、上述の例では、プリント基板40と
中継基板10とLGA型基板20をこの順に重ね、リフ
ローして、基板20と中継基板10、および中継基板1
0とプリント基板40とを一挙に接続(ハンダ付け)し
た例を示したが、このように一挙に製作しない方法も採
ることができる。即ち、中継基板10を、いったんLG
A型基板20に取付けて中継基板付基板とした後に、さ
らにプリント基板40に接続しても良い。また、中継基
板10とプリント基板40とを先に接続しておいても良
い。いずれにしても、本例の中継基板10を使用すれ
ば、低融点ハンダペーストを塗布したり、端子部材をパ
ッド上に1つずつ載置する必要はなく、1回ないしは2
回の加熱(リフロー)によって、基板と取付基板とを中
継基板を介して接続することができる。したがって、I
Cチップメーカやユーザにおいて、面倒な工程や設備を
省略することができる。
【0107】なお、2回に分けて加熱する場合には、上
記ハンダ層8aと8bを融点の異なるハンダで形成して
おいても良い。即ち、基板20と中継基板10とを先に
接続させ、その後プリント基板40を接続させる場合に
は、ハンダ層8aにハンダ8bよりも融点の高いハンダ
を用いる。中継基板付基板とプリント基板とをハンダ層
8bを溶融させて接続する時に、ハンダ層8aが溶融し
ない温度とすることで、基板と中継基板とが位置ズレを
起こさないようにできるからである。逆に、プリント基
板40と中継基板10とを先に接続させ、その後基板2
0を接続させ場合には、ハンダ層8bにハンダ8aより
も融点の高いハンダを用いる。中継基板付取付基板と基
板とをハンダ層8aを溶融させて接続する時に、ハンダ
層8bが溶融しない温度とすることで、中継基板10と
プリント基板40とが位置ズレを起こさないようにでき
るからである。
【0108】(実施形態2) 上記例においては、軟質金属体6の突出部6a、6bの
いずれもが形成され、突出高さの差が比較的小さいもの
を示したが、突出高さの差が大きくなるように形成する
ようにしても良い。他の実施の形態として、一方の面に
大きく突出するようにした中継基板について説明する。
まず、上記第1実施形態において図1を参照して説明し
たのと同様にして、アルミナセラミックからなり、貫通
孔Hの内周に金属層4を有する中継基板本体を形成す
る。本例における中継基板本体1も第1実施形態例と同
様に、厚さ0.3mm、1辺25mmの略正方形状で、
貫通孔Hの内径はφ0.8mmで、1.27mmのピッ
チで格子状に縦横各19ケ、計361ヶの貫通孔が形成
されている。
【0109】次いで、図9(a)に示すように、中継基板
本体1の貫通孔Hの図中上端側に高温ハンダボールBを
載置するのであるが、これには、以下のようにすると容
易である。即ち、貫通孔Hに対応する位置にボールBの
直径よりもわずかに大きい透孔(貫通孔)SHを有する
ボール規制板Sを用意しておき、これを中継基板本体1
の図中上方に配置しておく。次いで、高温ハンダボール
Bをボール規制板S上に散播き、中継基板本体1と規制
板Sを保持しつつ揺動させると、ボールBは規制板S上
を転がって次々に透孔SH中に落ち込んで移動できなく
なる。その後、すべての透孔SH中にボールが落ち込ん
だら、規制板S上の不要なボールBを除去することで、
図9(a)のように、各貫通孔Hの上端にボールBが載置
できたことになる。本例では、直径0.9mmの高温ハ
ンダボール(90%Pb−10%Sn)Bを用い、規制
板の厚さは0.5mm、透孔SHの直径は1.0mmと
した。
【0110】次いで、図9(b)に示すように、規制板S
を取り外し、耐熱性を有し溶融した高温ハンダに濡れな
い材質であるアルミナセラミックからなり、上面Daが
平面である載置台D上に、上方に高温ハンダボールBが
載置された中継基板本体1を載せる。なお、載置台D上
に中継基板本体1を載せておき、その後上述した方法に
よってボールBを貫通孔H上端に載置しても良い。
【0111】次いで、窒素雰囲気下で、最高温度360
℃、最高温度保持時間1分のリフロー炉にこれらを投入
し、高温ハンダボールBを溶融させる。すると、溶融し
た高温ハンダは、重力で図中下方に下がり、貫通孔Hに
注入され、金属層4(Ni−Bメッキ層3)に溶着す
る。その後冷却することで、中継基板本体1の貫通孔H
に高温ハンダからなる軟質金属体206が貫挿されたも
のが出来上がる。
【0112】ただし、中継基板本体1の図中下面側には
載置台Dがあるため、溶融した高温ハンダは、この載置
台Dの上面Daの平面形状に倣う。したがって、図9
(c)に示すように、軟質金属体206は、中継基板本体
1の下面側では、ほぼ本体下面と面一となり、突出しな
いあるいはほとんど突出部のない形状となる。本例で
は、中継基板本体1の下面からの突出高さZyは0.0
3mmであった。一方、中継基板本体1の図中上面側で
は、概略、貫通孔Hの体積よりも高温ハンダの体積が多
い分だけ、上方に盛り上がり、突出部206xとなる。
この上方への盛り上がり形状は、高温ハンダの表面張力
によって形成され、体積により略球状、半球状などの形
状になる。本例では、最大径0.9mm、中継基板本体
上面からの突出高さZx0.7mmの略球状(3/4球
状)となった。
【0113】なお、第1実施形態と同様に、金メッキ層
5は、溶融した高温ハンダ中に溶食されて拡散してしま
うので、高温ハンダからなる軟質金属体206は、直接
Ni−Bメッキ層(金属層4)と溶着して、中継基板本
体1と固着される。また、高温ハンダ溶融時に中継基板
本体1と載置台Dの上面Daとの間に隙間があると、溶
融した高温ハンダがこの隙間を通じて図中横方向に拡が
って相互に繋がってしまうことがあるので、中継基板本
体1が載置台Dの上面Daに密着するように(浮き上が
らないように)、中継基板本体1に荷重を掛けたり、押
さえたりすると良い。
【0114】次いで、この軟質金属体206の上下に低
融点ハンダ層を、前記第1実施態様において説明した溶
融軟質金属受け治具Jと同様な構造の治具を用いて形成
する。即ち、図10に示すように、耐熱性があり溶融し
た低融点ハンダに濡れない材質であるカーボンからなる
ハンダ片保持治具Kの上面には、軟質金属体206に対
応した位置に、直径1.0mm、深さ0.95mmで、
先端が円錐状の凹部K1が形成されている。また、保持
治具Kの凹部K1の頂部(図中最下部)には、保持治具
Kを下方に貫通する小径(φ0.2mm)のガス抜き孔
K2がそれぞれ形成されている。
【0115】まず、この保持治具Kの各凹部K1に直径
0.6mmの低融点ハンダ(Pb−Sn共晶ハンダ)ボ
ールCxを投入しておく。ついで、中継基板本体1を図
9に示した状態とは上下逆向きとし、中継基板本体1の
下面がこのハンダ片保持保持治具Kの上面と対向し、軟
質金属体206の突出部206xが凹部K1内に挿入さ
れるように保持治具K上に載置する。このとき、凹部K
1内には、低融点ハンダボールCxがあるので、基板本
体1の下面と保持治具Kの上面とが接することはなく、
ボールCxと突出部206xの頂部とが接触する状態ま
で突出部206xが凹部K1内に没入する。
【0116】その後、基板本体1の図中上面側の軟質金
属体206上にも、直径0.4mmの低融点ハンダボー
ル(Pb−Sn共晶ハンダボール)Cyをそれぞれ載置
する。なお、このボールCyの載置には、1つずつ載置
しても良いが、図10に示すように、軟質金属体206
に対応する位置にボールCyの直径よりもわずかに大き
い透孔(貫通孔)RHを有するボール規制板Rを用いる
と容易である。即ち、ボール規制板Rを用意し、これを
中継基板本体1の図中上方に配置する。次いで、低融点
ハンダボールCyをボール規制板R上に散播き、中継基
板本体1と規制板Rを保持しつつ揺動させると、ボール
Cyは規制板R上を転がって次々に透孔RH中に落ち込
んで移動できなくなる。その後、すべての透孔RH中に
ボールが落ち込んだら、規制板R上の不要なボールCy
を除去することで、図10のように、各軟質金属体20
6の図中上面にボールCyが載置できたことになる。
【0117】本例では、ボール規制板Rの厚さは0.4
mm、透孔RHの直径は0.6mmとした。また、ボー
ル規制板Rは、後述するように低融点ハンダボールCy
を溶融させるリフロー工程においても使用するとボール
Cyが転がるのを防止できて更に都合がよいので、耐熱
性があり溶融した低融点ハンダに濡れない材質で形成す
るのが良く、本例では、ステンレス板を使用した。その
他、チタン等の金属、アルミナや窒化珪素等のセラミッ
クを用いても良い。なお、その他軟質金属体206の上
面にフラックスを塗布しておき、この粘着力によりボー
ルCyを固定しておく手法をとっても良い。
【0118】その後、窒素雰囲気下で、最高温度220
℃、最高温度保持時間1分のリフロー炉にこれらを投入
し、低融点ハンダボールCx、Cyを溶融させる。な
お、この温度条件では軟質金属体206は溶融しない。
図11に示すように、溶融した低融点ハンダは、軟質金
属体206の下方の突出部206xおよび図中上面に濡
れて拡がり、それぞれハンダ層208x、208yとな
る。なお、ハンダ層208xについては、溶融した低融
点ハンダが突出部206xに接触するため、突出部20
6xの表面上に濡れて拡がることで形成される。
【0119】このハンダ層208x、208yは、低融
点ハンダボールCx、Cyの体積が一定に規制されてい
るので、各々一定量(体積)となり、高さも均一にな
る。本例においては、基板本体1の図中下面からハンダ
層208xの頂部(図中最下端)までの高さが0.75
mm、また、基板本体の図中上面からハンダ層208y
の頂部(図中最上端)までの高さが0.1mmであっ
た。なお、保持治具Kのガス抜き孔K2は、低融点ハン
ダボールCxを溶融させるときに、凹部K1内に閉じこ
められた空気を逃がす役割をする。
【0120】このようにして、図11に示すように、図
中上下面の間を貫通する貫通孔Hを有する中継基板本体
1と、貫通孔H内に貫挿され図中下面より突出した突出
部206xを有する軟質金属体206と、図中上面側の
軟質金属体上に形成された軟質金属体206よりも低い
融点を有するハンダ層208yと、図中下面側の軟質金
属体上、即ち、突出部206xに形成された軟質金属体
206よりも低い融点を有するハンダ層208xと、を
有する中継基板210が形成できた。
【0121】なお、本例においては、低融点ハンダボー
ルCxとCyの直径、即ち、体積が異なったものを使用
した。その理由を以下に説明する。図12(a)に示すよ
うに、本例の軟質金属体206において、図中下面側の
表面積、即ち突出部206xの表面積Sxは、図中上面
側の表面積Syよりも大きい。このような場合に、同じ
体積(Vx’=Vy’)の、したがって同じ直径の低融
点ハンダボールを用いて上述と同様にハンダ層を形成す
ると、図12(b)に示すように、図中下面側では、軟質
金属体の表面積Sxが大きいので、低融点ハンダが拡が
りやすく、結果としてハンダ層208x’の厚さは薄く
なる。一方、図中上面側では、軟質金属体の表面積Sy
が小さいので、低融点ハンダが拡がる余地は少なく、結
果としてハンダ層208y’の厚さは厚くなる。
【0122】ところで、このような状態の中継基板21
0’を、後述するLGA型基板220やプリント基板2
40と接続すると、薄く拡がったハンダ層208x’
は、パッド222や242との接続に寄与するハンダの
量が少ないので、不導通や接続強度不足が発生する危険
がある。一方、厚いハンダ層208y’は、パッド22
2や242との接続に寄与するハンダの量が多すぎるの
で、ハンダ量過多となり、隣接するパッド間の絶縁距離
が小さくなったり、極端な場合には隣接するパッド間で
ハンダがブリッジして短絡する危険がある。また、ハン
ダ量の過多による接続強度不足となりやすい。
【0123】したがって、両者を同時に満足させるため
には、比較的大きい表面積を有する側、即ち、突出部2
06x側には、比較的体積の多い(直径の大きい)低融
点ハンダボールを使用してハンダ層208xのハンダ量
Vxを多くし、小さい表面積を有する側、即ち突出部の
ない図中上面側には、比較的体積の少ない(直径の小さ
い)低融点ハンダボールを使用してハンダ層208yの
ハンダ量Vyを少なくすれば、いずれの側においても適
正な量のハンダ層208x,208yを形成することが
できる。
【0124】しかして、このような中継基板210を第
1実施形態と同様にLGA型基板220やプリント基板
240と接続する。まず、中継基板210と接続する基
板として、図13(a)の上方に示すような、厚さ1.0
mm、一辺25mmの略正方形状のLGA型基板220
を用意した。このLGA型基板220は、アルミナセラ
ミックからなり、図中上面220aにICチップをフリ
ップチップ接続により載置するためのフリップチップパ
ッド221を備え、図中下面220bに外部接続端子と
してパッド(面接続パッド)222を備えている。この
パッド222は、直径0.86mmで、中継基板の軟質
金属体の位置に適合するように、ピッチ1.27mmの
格子状に縦横各19ヶ配列され、下地のモリブデン層上
に無電解Ni−Bメッキが施され、さらに酸化防止のた
めに薄く無電解金メッキが施されている。また、パッド
222は、図示しない内部配線によって、フリップチッ
プパッド221とそれぞれ接続している。
【0125】また、取付基板として、図13(a)の下方
に示すようなプリント基板240を用意した。プリント
基板240は、厚さ1.6mm、230×125mmの
矩形板状で、ガラスエポキシ(JIS:FR−4)から
なり、主面240aには、LGA型基板220のパッド
222と対応する位置に、したがって、中継基板210
の軟質金属体206とも対応する位置に、パッド242
が形成されている。このパッド242は、直径0.72
mm、厚さ25μmの銅からなり、ピッチ1.27mm
で格子状に縦横各19ヶ、計361ヶ形成されている。
なお、このプリント基板240は、このようなパッド2
42の群が縦2列、横4列の計8群形成されており、基
板220を同時に8ヶ接続できるようになっている。
【0126】このプリント基板240を、図13(a)に
示すように、パッド242のある主面240aが上にな
るように置き、さらに上述の方法によって形成した中継
基板210を載置する。このとき、各パッド242と軟
質金属体206上の図中中継基板本体下面側のハンダ層
208xとの位置を合わせるようにする。
【0127】さらに、基板220を、パッド222のあ
る面220bが下になるようにして中継基板210上に
載置する。このとき、各パッド222と軟質金属体20
6上の図中中継基板本体上面側のハンダ層208yとの
位置を合わせるようにする。
【0128】次いで、基板220と中継基板210と取
付基板240とを、窒素雰囲気下で、最高温度218
℃、200℃以上保持時間2分のリフロー炉に投入し、
低融点ハンダからなるハンダ層208x、208yをそ
れぞれ溶融させ、一挙にパッド222およびパッド24
2と軟質金属体206とをそれぞれ接続させる。
【0129】なお、このとき、高温ハンダからなる軟質
金属体206は溶融しない。これにより、図13(b)に
示すように、中継基板210はLGA型基板220に接
続され、同時にプリント基板240にも接続され、基
板、中継基板、取付基板の三者が接続、結合した構造体
250が完成する。このようにすることで、基板220
は、中継基板210を介して、取付基板240に接続さ
れたことになる。
【0130】これにより、中継基板本体1の上面(第1
面)とLGA型基板220の下面220bとの間隔は
0.05mm、また、中継基板本体1の下面(第2面)
とプリント基板240の上面240aとの間隔は0.7
2mmととなり、基板220と中継基板本体1との間隔
よりも中継基板本体1と取付基板240との間隔が大き
い(約14倍)構造体250を製作することができた。
軟質金属体206が、第1面側にはほとんど突出せず、
第2面側には突出部206xを有しているからである。
【0131】特に本例では、アルミナセラミックからな
るLGA型基板220とアルミナセラミックからなる中
継基板本体1との間隔が、中継基板本体1とガラスエポ
キシからなるプリント基板242との間隔に比較して非
常に小さくできる。このようにすると、この構造体25
0が加熱又は冷却されたときに、材質が同じであるLG
A型基板220と中継基板210(中継基板本体1)と
の間には、熱膨張差による応力はほとんど発生しない。
一方、中継基板210とプリント基板240との間に
は、熱膨張差が発生し、応力が発生する。
【0132】したがって、LGA型基板220が破壊す
ることはない。一方、中継基板210とプリント基板2
40との間の熱応力のうち中継基板側に掛かる応力は、
軟質金属体206に対し突出部(第2突出部)206x
の第2面近傍において第2面に沿う方向に掛かる。しか
し、この応力は軟質金属の変形により吸収され緩和され
てしまう。また、中継基板210とプリント基板240
との間の熱応力のうちプリント基板側に掛かる応力は、
パッド242に対し主面240a方向に掛かる。しか
し、パッド242は比較的強固にプリント基板に固着さ
れており、しかもCuからなるので変形して応力を吸収
しやすいため、容易には破壊しない。したがって、LG
A型基板220とプリント基板240を中継基板210
を介さないで従来のように接続した場合に比較して、両
者間の接続が破壊されることが無くなり、あるいは長寿
命となる。
【0133】なお、上述の例では、プリント基板240
と中継基板210とLGA型基板220をこの順に重
ね、リフローして、基板220と中継基板210、およ
び中継基板210とプリント基板240とを一挙に接続
(ハンダ付け)して三者からなる構造体250を形成し
た例を示した。しかし、第1実施形態例においても説明
したように、一挙に構造体250を製作しない方法も採
ることができる。即ち、中継基板210を、いったんL
GA型基板220に取付けて中継基板付基板(基板と中
継基板の接続体)とした後に、さらにプリント基板24
0に接続しても良い。また、中継基板210とプリント
基板240とを先に接続して中継基板付プリント基板
(中継基板と取付基板の接続体)としても良い。
【0134】上述の例では、軟質金属体206の上面及
び下面にハンダ層208x、208yを形成した。しか
し、例えば、基板220と中継基板とを先に接続して中
継基板付基板とすることを希望する場合には、図14
(a)に示すように、ハンダ層208yのみ形成し、ハン
ダ層208xは形成しない中継基板210’を製作し、
この中継基板210’と基板220とを重ねて両者を接
続し、中継基板付基板(基板と中継基板の接続体)26
0’としても良い。このようにすれば、基板220のパ
ッド222上にハンダペーストを塗布したり、ボール状
端子を形成する必要はなく、ボール状端子の代わりとな
る突出部206xが一挙に形成でき、プリント基板24
0と接続できるようになる。したがって、ICチップメ
ーカがLGA型基板をBGA型基板にするための設備を
省略でき、且つ容易にBGA型基板に相当する中継基板
付基板260’を形成することができる。
【0135】また逆に、中継基板とプリント基板240
とを先に接続して中継基板付プリント基板(中継基板と
取付基板の接続体)とすることを希望する場合には、図
14(b)に示すように、ハンダ層208xのみ形成し、
ハンダ層208yは形成しない中継基板210”を製作
し、この中継基板210”とプリント基板240とを重
ねて両者を接続し、中継基板付プリント基板(中継基板
とプリント基板の接続体)270”としても良い。この
ようにすれば、プリント基板240のパッド242上に
ハンダペーストを塗布する必要はなく、一挙に中継基板
210”とプリント基板240とが接続できる。したが
って、ユーザはプリント基板240にハンダペーストを
塗布する設備や工程を省略できる。
【0136】上記例では、軟質金属体206の突出部2
06xをプリント基板240側に向けて接続した、即
ち、突出部206xを取付基板240のパッド244と
接続する第2突出部として用いた場合を示した。しか
し、基板や取付基板の材質が異なる場合などには、この
逆に、図13に示す中継基板210とは上下逆向きにし
て、突出部206xを基板のパッドと接続する第1突出
部として用いることもできる。例えば、基板の材質がア
ルミナより熱膨張係数の小さい窒化アルミからなり、取
付基板が中継基板本体と略同材質のアルミナセラミック
からなる場合などでは、中継基板本体と取付基板との間
には熱膨張差はほとんど発生せず、その一方で、基板と
中継基板本体との間には熱膨張差が生じる。このような
場合、基板と中継基板本体との間隔を大きくし、突出部
206xで応力を吸収するようにすると良い。
【0137】また、このような配置は、例えば、アルミ
ナ等のセラミックからなる基板と、ガラスエポキシ等の
樹脂材料からなる取付基板との間に中継基板本体が樹脂
材料からなる中継基板を介在させる場合などにおいても
適用できる。そして、軟質金属体上にハンダ層を配設し
ておけば、上記例と同様にして、基板や取付基板と一挙
に接続することができる。
【0138】(実施形態3) 次に、軟質金属体の突出部形状を球状、半球状でなく、
柱状とした実施形態例について説明する。上記第1実施
形態において図1を参照して説明したのと同様にして、
アルミナセラミックからなり、貫通孔Hの内周に金属層
4を有する中継基板本体を用意しておく。本例における
中継基板本体1は、上記第1、2実施形態で使用したも
のと同様のものを使用した。
【0139】次いで、貫通孔H内に軟質金属体306を
貫挿する。本例では前記第1実施態様において説明した
溶融軟質金属受け治具Jと同様な構造の治具を用いて柱
状の軟質金属体306を形成する。即ち、図15(a)に
示すように、耐熱性があり溶融した高温ハンダに濡れな
い材質であるカーボンからなるハンダ片保持治具Nの上
面には、貫通孔Hにそれぞれ対応した位置に、直径0.
9mm、深さ1.95mmで、先端が円錐状の凹部N1
が形成されている。また、保持治具Nの凹部N1の頂部
(図中最下部)には、保持治具Nを下方に貫通する小径
(φ0.2mm)のガス抜き孔N2がそれぞれ形成され
ている。
【0140】まず、この保持治具Nの各凹部N1に直径
0.8mmの高温ハンダ(Pb90%−Sn10%ハン
ダ)ボールD1を投入しておく。本例では、各凹部にそ
れぞれ2ヶ投入した。次いで、凹部N1の端部(上端)
に直径1.0mmの高温ハンダ(Pb90%−Sn10
%ハンダ)ボールD2を載置する。なお、ボールD2を
保持治具Nの凹部N1に載置するのには、上記第2実施
形態例において高温ハンダボールBを貫通孔Hの端部に
載置するときに利用したボール規制板Sと同様なボール
規制板を利用する容易に載置できて都合がよい。
【0141】このとき、凹部N1内に既に投入されてい
るボールD1とボールD2とが接触しないで、かつ後述
する高温ハンダの溶融時には両者が接触するように、間
隔をわずかに空けておくのが好ましい。このようにする
とボールD2が凹部N1の上端縁にぴったりと接触して
動かなくなり(あるいは動き難くなり)、後述する中継
基板本体1を載せるときの位置合わせが容易になるから
である。
【0142】その後、図15(b)に示すように、ボール
D2の図中上方に中継基板本体1を載置する。このと
き、貫通孔HにボールD2がはまるように位置決めをす
る。さらに、中継基板本体1の上方、即ち、ボールD2
のある側とは反対側から、耐熱性があり溶融した高温ハ
ンダに濡れない材質であるステンレスからなる荷重治具
Qの平面(図中下面)Q1を本体1の上面に押し当てる
ようにして載せて、下方に圧縮する。
【0143】次いで、窒素雰囲気下で、最高温度360
℃、最高温度保持時間1分のリフロー炉にこれらを投入
し、高温ハンダボールD1、D2を溶融させる。これに
より、溶融した高温ハンダD2は、荷重治具Qにより図
中下方に押し下げられた本体1の貫通孔H内に貫挿され
るとともに、貫通孔4の内周の金属層4と溶着し、一
方、貫通孔Hの上端部では、荷重治具Qの平面Q1に倣
って平面状になる。また、高温ハンダD2は、保持治具
Nの凹部N1内にも注入される。すると、溶融した高温
ハンダD1と接触し、両者は表面張力により一体となろ
うとする。ところが、ハンダD2は、金属層4と溶着し
本体1と一体となっているので、本体1から離れて下方
に落下することができないため、重力に抗して高温ハン
ダD1を上方に引き上げるようにして一体化する。な
お、本体1は荷重治具Qにより保持治具Nの上面N3に
押し当てられた状態まで押し下げられる。また、ガス抜
き孔N2は、高温ハンダボールD1、D2を溶融させる
ときに、凹部N1内に閉じこめられた空気を逃がす役割
をする。
【0144】その後、冷却して高温ハンダを凝固させる
と、図16に示すように、中継基板本体1の図中下方側
には、側面は凹部N1の側壁の形状に倣い、図中下端即
ち、突出部の頂部は略半球状となった突出部306xを
有し、上方側にはほとんど突出しない形状の軟質金属体
306が貫挿されたものができた。本例では、突出部3
06xは、直径(最大径)0.88mm、突出高さZx
1.75mmであり、その直径(最大径)よりも突出高
さの高い柱状となった。一方、図中上面側においては上
面からの突出高さZyは0.01mmであった。
【0145】ついで、図17(a)に示すように、軟質金
属体306の上面に直径0.4mmの低融点ハンダボー
ル(Pb−Sn共晶ハンダボール)Eyを載置する。な
お、このボールEyを載置するには、上記第2実施形態
例においてボール規制板Rを用いてハンダボールCyを
載置したのと同様にして、ボール規制板R’を用いると
容易に載置できる。本例においては、規制板R’の厚み
は0.5mm、透孔RH’の直径は0.6mmである。
【0146】ところで、ハンダボールEyを載置するに
あたっては、保持治具Nの凹部N1に突出部306xが
はまりこんだ状態のまま、即ち、図16において、荷重
治具Qのみ除去した状態、あるいは、図17(a)に示す
ように、突出部306xの先端がそれぞれはまりこむ凹
部U1を有する軟質金属体保持治具Uを用い、この治具
Uの凹部U1に突出部306xの先端をそれぞれ嵌め込
んだ状態で行うと都合がよい。軟質金属体306は柔ら
かく変形しやすい高温ハンダから形成されているからで
ある。
【0147】しかる後、窒素雰囲気下で、最高温度22
0℃、最高温度保持時間1分のリフロー炉にこれらを投
入し、低融点ハンダボールEyを溶融させる。なお、こ
の温度条件では軟質金属体306は溶融しない。溶融し
た低融点ハンダは、軟質金属体306の図中上面に濡れ
て拡がり、ハンダ層308yとなる(図17(b)参
照)。このハンダ層308yは、低融点ハンダボールE
yの体積が一定に規制されているので、一定量(体積)
となり、高さも均一になる。本例においては、基板本体
1の図中上面からハンダ層308yの頂部(図中最上
端)までの高さが0.08mmであった。
【0148】このようにして、図17(b)に示すよう
に、図中上下面の間を貫通する貫通孔Hを有する中継基
板本体1と、貫通孔H内に貫挿され図中下面より突出し
た突出部306xを有する軟質金属体306と、図中上
面側の軟質金属体306上に形成され軟質金属体306
よりも低い融点を有するハンダ層308yと、を有する
中継基板310が形成できた。なお、本例においては、
軟質金属体306の上下両面にハンダ層を設けるのでは
なく、図中上方にのみハンダ層308yを設けたが、例
えば、第1、2実施態様で説明した手法を用いることに
より、上下両面に設けた中継基板310’を形成するこ
ともできる(図18(a)参照)。また、逆に下面、即
ち、突出部306xの頂部にのみハンダ層308xを形
成した中継基板310”とすることもできる(図18
(b)参照)。
【0149】なお、図18(a)に示すように、ハンダ層
308xと308yを設ける場合には、突出高さZの高
い側、即ち、突出部306x側に設けるハンダ層308
xのハンダ体積を、他方のハンダ層308yのハンダ体
積よりも多くすると良い。突出高さの高い突出部306
xでは、その側面部にも低融点ハンダが拡がるのでハン
ダ層308xの厚さが薄くなりやすく、後述する基板や
プリント基板のパッド322や342との接続に寄与す
るハンダ量がすくなくなるのを防ぐため、ハンダ量を増
やすのがよいからである。一方、突出高さの低い突出部
306yでは、その側面部に低融点ハンダが拡がる余地
が少ないのでハンダ層308yの厚さが厚くなりやす
く、パッド322や342との接続時にハンダ量過多と
なるのを防ぐため、ハンダ量を減らすほうが好ましいか
らである。
【0150】ここで、第2実施態様の場合と同様に、図
19に示すようにLGA型基板320およびプリント基
板340とを、突出部306xが本体1とプリント基板
340との間に位置するように中継基板310”を介在
させて接続した場合、基板320と中継基板310”と
の間隔(基板320と本体1の第1面1aとの間隔)は
0.03mmとなり、中継基板310”とプリント基板
340との間隔(本体1の第2面1bとプリント基板3
40との間隔)は1.78mmとなった。即ち、第1、
2実施形態の場合に比較して、本体1とプリント基板3
40の間隔が大きくできた。このようにすると、この間
隔が大きくなった分、両者間に生ずる応力を緩和するこ
とができる。また、突出部306xは、その径に比して
突出高さが高い柱状の形状となっているので、この形状
自体も変形が容易なようになっており、ここでも応力を
吸収できる。さらに、軟質金属体からできた突出部30
6xは、それ自身が変形容易で応力を吸収できる。
【0151】即ち、本例で示したような柱状の突出部
(本例では306x)を形成した場合には、突出部を半
球状にした場合に比較して、基板と中継基板本体、ある
いは中継基板本体と取付基板の間隔を大きくすることが
できる。したがって、両者の間に生ずる応力をより多く
緩和することができる。半球状の突出に比較して、同じ
高さの場合であれば、柱状の突出の方が細くなり、より
変形が容易となる。また、最大径が同じであれば、柱状
の方が高さが高くなって、やはり変形が容易となるから
である。
【0152】また、通常の場合、隣接する軟質金属体の
間隔(面接続パッド相互の間隔)は、所定の値にされて
いるので、突出部の最大径は、この間隔によって制限さ
れる。一方、突出部の高さについては、許容範囲の大き
い場合が多いと考えられる。したがって、突出部を柱状
とすると突出部の最大径の制限内で、高さの許容範囲ま
で高い突出を形成できるので、基板や取付基板と中継基
板本体との間隔をより大きく、しかも突出部を相対的に
細くできるので、より多くの応力緩和ができる。その
上、突出部が軟質金属体から形成されているので、突出
部自体が塑性変形等によって変形して応力を緩和でき
る。したがって、基板−中継基板間、あるいは中継基板
−取付基板間の接続信頼性を向上させ、接続部の寿命を
長くすることができる。
【0153】上記第1、2、3実施形態を例として本発
明を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て、適宜変更して用いることができる。
【0154】上記実施形態においては、中継基板本体1
の材質としてアルミナセラミックを使用した例を示した
が、これに限定されることはなく、窒化アルミ、窒化珪
素、炭化珪素、ムライトその他のセラミックを用いるこ
とができる。特に、中継基板本体1には、比較的高い応
力が掛かるので、破壊強度や靱性の高いものを適宜選択
すると良い。また、基板や取付基板の材質によっては、
ガラスエポキシ樹脂やガラスBTレジン、エポキシ樹脂
やBTレジン等の樹脂系材料を用いても良く、基板に樹
脂系材料製の基板を用いる場合には、熱膨張係数が近似
した値となるので、特に好ましい。
【0155】基板についても、上記したアルミナセラミ
ック製基板に限定されず、その他、窒化アルミ、窒化珪
素、ムライト、ガラスセラミック等のセラミック材料
を、適宜選択して用いることができる。さらに、ガラス
エポキシやBTレジン等の樹脂系材料を用いた基板でも
良い。また、基板は、集積回路チップを搭載したものに
特に限定はされない。即ち、集積回路チップのほか、ト
ランジスタ等の能動素子、抵抗やコンデンサ等の電子部
品を搭載したものでも良い。
【0156】さらに、取付基板についても、上記実施例
においては、ガラスエポキシ製のプリント基板を用いた
例を示したが、特に限定されることはない。即ち、その
他BTレジンやフェノール樹脂等を用いたもの、例え
ば、ガラスBTレジン樹脂や、紙フェノール樹脂でも良
く、アルミナ等のセラミックを用いた基板であっても良
い。また、取付基板としては、マザーボードを例示した
が、基板を単数取付けるものであっても、複数取付ける
ものであってもよい。
【0157】また、上記実施形態においては、溶融した
軟質金属やハンダをはじく性質を持つ治具として、カー
ボン(黒鉛)やステンレス等を用いた例を示したが、耐
熱性があり、使用する溶融金属に対して濡れ性のないも
のであれば良く、カーボンの他、窒化ホウ素、窒化珪
素、アルミナ等のセラミックや、ステンレス、チタン等
の金属であってもよい。特に、上述した転写板やハンダ
片保持治具、ボール規制板などは板状体であるため、ス
テンレス等の金属を用いると、割れ等が生じ難く都合が
よい。また、エッチングにより透孔を高精度かつ容易に
形成できる点でも都合がよい。一方、熱膨張係数を小さ
くしたり、熱による反り等を防止するには、セラミック
を用いるのが都合がよい。
【0158】なお、上述の第1実施形態では、透孔を形
成した転写板を使用したが、凹孔を形成したものでも良
い。特に凹孔の深さを調整すると、ハンダ層の頂部を平
坦にすることができる。この場合には、各々のハンダ層
の高さを均一に揃えることができるので、基板や取付基
板と中継基板を重ねたときに、ハンダ層がパッドと接し
あるいは十分に近接するようにでき、パッドとハンダ層
とを確実に接続できる。また、頂部が平坦であると、基
板等と重ねたときに位置ズレが起こり難く、より接続が
容易となる。なお、第1面側及び第2面側のハンダ層を
形成した後に平行平板で加圧したり、加圧しつつ加熱し
てハンダ層を溶融することでも頂部を平坦にすることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】中継基板本体を形成する工程を示す部分拡大断
面図である。(a)は焼成前の状態、(b)は焼成後の
状態、(c)はメッキを施した状態を示す。
【図2】第1実施形態にかかり、中継基板本体に軟質金
属体を注入する工程を示す部分拡大断面図である。
(a)は注入前の状態、(b)は注入後の状態を示す。
【図3】中継基板本体に軟質金属体を貫挿した状態を示
す部分拡大断面図である。
【図4】軟質金属体に第1面側及び第2面側ハンダ層を
形成する工程を示す部分拡大断面図である。(a)は転
写板をセットした状態、(b)はリフロー後の状態の中
継基板を示す部分拡大断面図である。
【図5】完成した中継基板の状態を示す部分拡大断面図
である。
【図6】中継基板と接続する基板(a)およびプリント
基板(b)の断面図である。
【図7】中継基板を基板および取付基板と接続する工程
を示す断面図である。(a)は中継基板をプリント基板
に重ねた状態、(b)は更に基板を重ねた状態を示す。
【図8】基板と中継基板と取付基板とを接続した状態
(構造体)を示す断面図である。
【図9】第2実施形態にかかり、中継基板本体に軟質金
属体を注入、貫挿する工程を説明する部分拡大断面図で
ある。(a)は中継基板本体上に軟質金属ボールをセッ
トした状態、(b)はボールをセットした中継基板本体
を載置台に置いた状態、(c)は注入後の状態を示す。
【図10】軟質金属体の上面側及び下面側にハンダ層を
形成する工程を示す部分拡大断面図である。
【図11】軟質金属体の上下面にハンダ層を形成した状
態を示す部分拡大断面図である。
【図12】軟質金属体の上面側と下面側のハンダ層のハ
ンダ量についての説明図である。(a)は第1、第2面
側ハンダ層を設ける前の状態、(b)は両面に等量のハ
ンダ層を設けた場合の状態を示す。
【図13】中継基板を基板および取付基板と接続する工
程を示す断面図である。(a)は取付基板、中継基板、
の順に基板に重ねた状態、(b)は三者を接続した状態
(構造体)を示す。
【図14】中継基板を基板又は取付基板と接続する工程
を示す断面図である。(a)は基板と中継基板の接続、
(b)は中継基板と取付基板の接続を示す。
【図15】第3の実施形態にかかり、中継基板本体に軟
質金属体を注入、貫挿する工程を説明する部分拡大断面
図である。(a)は治具の凹部内及び上端部に軟質金属
ボールをセットした状態、(b)中継基板本体をセット
し荷重治具で押圧する状態を示す。
【図16】中継基板本体に軟質金属を注入、貫挿し、柱
状の突出部を形成した状態を説明する部分拡大断面図で
ある。
【図17】軟質金属体の上面側にハンダ層を形成する工
程を示す部分拡大断面図である。(a)は上面側に低融
点ハンダボールをセットした状態、(b)は上面側にハ
ンダ層を形成した状態を示す。
【図18】軟質金属体の上面側及び下面側(a)、また
は下面側(b)にハンダ層を形成した状態を示す部分拡
大断面図である。
【図19】柱状の突出部を有する中継基板を基板および
取付基板と接続した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1:中継基板本体 2:下地金属層 3:Ni−Bメッキ層 4:金属層 5:金メッキ層 6、206、306:軟質金属体 6a、6b、206x、306x:突出部 8a、8b、208x、208y、308x、308
y:ハンダ層 10、210、210’、210”、310、310’
310”:中継基板 20、220、320:LGA型基板 21:キャビティ 221、321:フリップチップパッド 22、222、322:パッド 40、240、340:プリント基板 42、242、342:パッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 1/14 H05K 1/03 610 H05K 1/18

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】面接続パッドを有する基板と該面接続パッ
    ドと対応する位置に面接続取付パッドを有する取付基板
    との間に介在させ、第1面側で該面接続パッドと接続さ
    せ、第2面側で該面接続取付パッドと接続させることに
    より該基板と該取付基板とを接続させるための中継基板
    であって、 第1面と第2面とを有する略板形状をなし、該第1面と
    該第2面の間を貫通する複数の貫通孔を有し、貫通孔内
    壁面に金属層を有する中継基板本体と、 該貫通孔内に貫挿され、該金属層に溶着し、該第1面よ
    り突出した第1突出部および第2面より突出した第2突
    出部のうち少なくともいずれかを備えた軟質金属体と、 該第1面側の該軟質金属体の表面上に配設され該軟質金
    属体よりも低い融点を持つ第1面側ハンダ層と、該第2
    面側の該軟質金属体の表面上に配設され該軟質金属体よ
    りも低い融点を持つ第2面側ハンダ層と、 を有する中継基板。
  2. 【請求項2】前記軟質金属体の前記第1面側の表面積S
    1と第2面側の表面積S2とが異なり、 前記第1面側ハンダ層のハンダ量V1と第2面側ハンダ
    層のハンダ量V2とを比較したときに、表面積の多い側
    に配設されるハンダ量が多くされている請求項1に記載
    の中継基板。
  3. 【請求項3】前記軟質金属体の第1突出高さZ1と第2
    突出高さZ2とが異なり、 前記第1面側ハンダ層のハンダ量V1と第2面側ハンダ
    層のハンダ量V2とを比較したときに、突出高さの高い
    側に配設されるハンダ量が多くされている請求項1に記
    載の中継基板。
  4. 【請求項4】面接続パッドを有する基板と該面接続パッ
    ドと対応する位置に面接続取付パッドを有する取付基板
    との間に介在させ、第1面側で該面接続パッドと接続さ
    せ、第2面側で該面接続取付パッドと接続させることに
    より該基板と該取付基板とを接続させるための中継基板
    であって、 第1面と第2面とを有する略板形状をなし、該第1面と
    該第2面の間を貫通する複数の貫通孔を有し、貫通孔内
    壁面に金属層を有する中継基板本体と、 該貫通孔内に貫挿され、該金属層に溶着し、該第1面よ
    り突出した第1突出部および第2面より突出した第2突
    出部のうち少なくともいずれかを備えた軟質金属体と、 該第1面側の該軟質金属体の表面上に配設され該軟質金
    属体よりも低い融点を持つ第1面側ハンダ層と、 を有する中継基板。
  5. 【請求項5】面接続パッドを有する基板と該面接続パッ
    ドと対応する位置に面接続取付パッドを有する取付基板
    との間に介在させ、第1面側で該面接続パッドと接続さ
    せ、第2面側で該面接続取付パッドと接続させることに
    より該基板と該取付基板とを接続させるための中継基板
    であって、 第1面と第2面とを有する略板形状をなし、該第1面と
    該第2面の間を貫通する複数の貫通孔を有し、貫通孔内
    壁面に金属層を有する中継基板本体と、 該貫通孔内に貫挿され、該金属層に溶着し、該第2面よ
    り突出した第2突出部を備えた軟質金属体と、 該第1面側の該軟質金属体の表面上に配設され該軟質金
    属体よりも低い融点を持つ第1面側ハンダ層と、 を有する中継基板。
  6. 【請求項6】面接続パッドを有する基板と該面接続パッ
    ドと対応する位置に面接続取付パッドを有する取付基板
    との間に介在させ、第1面側で該面接続パッドと接続さ
    せ、第2面側で該面接続取付パッドと接続させることに
    より該基板と該取付基板とを接続させるための中継基板
    であって、 第1面と第2面とを有する略板形状をなし、該第1面と
    該第2面の間を貫通する複数の貫通孔を有し、貫通孔内
    壁面に金属層を有する中継基板本体と、 該貫通孔内に貫挿され、該金属層に溶着し、該第1面よ
    り突出した第1突出部および第2面より突出した第2突
    出部のうち少なくともいずれかを備えた軟質金属体と、 該第2面側の該軟質金属体の表面上に配設され該軟質金
    属体よりも低い融点を持つ第2面側ハンダ層と、 を有する中継基板。
  7. 【請求項7】前記第1及び第2突出部のうち、少なくと
    も突出高さの高い側の突出部は、その突出高さがその突
    出部の最大径よりも高い略柱状にされている請求項1〜
    6のいずれかに記載の中継基板。
  8. 【請求項8】前記中継基板本体が、セラミックからなる
    請求項1〜のいずれかに記載の中継基板。
  9. 【請求項9】前記軟質金属体が、鉛(Pb)やスズ(S
    n)、亜鉛(Zn)やこれらを主体とする合金からなる
    請求項1〜8のいずれかに記載の中継基板。
  10. 【請求項10】請求項1〜のいずれかに記載の中継基
    板の製造方法であって、 前記中継基板本体の前記貫通孔に、前記第1面側または
    第2面側のいずれかから溶融した軟質金属を注入して
    前記貫通孔内壁面の金属層に溶着する前記軟質金属体を
    形成する工程を有する中継基板の製造方法。
  11. 【請求項11】請求項10に記載の中継基板の製造方法
    であって、 前記中継基板本体の下側に、溶融した軟質金属に濡れな
    い材質からなり、前記貫通孔に対応した位置にそれぞれ
    凹部を有する溶融軟質金属受け治具を配置する工程と、 前記貫通孔に注入された溶融軟質金属を少なくとも該凹
    部および貫通孔内に保持し、その後、溶融軟質金属を冷
    却し、凝固させる工程と、 を有する中継基板の製造方法。
  12. 【請求項12】請求項10または11に記載の中継基板
    の製造方法であって、 所定形状の軟質金属からなる金属片を該貫通孔の前記第
    1面側または第2面側端部に載置する工程と、 その後加熱して該金属片を溶融し、該貫通孔に溶融した
    軟質金属を流動させて注入せしめる工程と、 を有する中継基板の製造方法。
  13. 【請求項13】前記金属片は、球形状の軟質金属である
    請求項12に記載の中継基板の製造方法。
  14. 【請求項14】請求項10〜13のいずれかに記載の中
    継基板の製造方法であって、 前記軟質金属体に対応した位置にペースト充填孔を有す
    る転写板の該ペースト充填孔に該軟質金属体よりも低い
    融点を有するハンダペーストを充填する工程と、 前記第1面および第2面側の少なくともいずれかにおい
    て、軟質金属体の位置にペースト充填孔を合わせつつ中
    継基板と転写板とを重ねる工程と、 該軟質金属体の融点よりも低い温度で該ハンダペースト
    を溶融させ、該第1面および第2面側の少なくともいず
    れかの該軟質金属体の表面上に前記第1面側ハンダ層お
    よび第2面側ハンダ層の少なくともいずれかを形成する
    工程と、 を含む中継基板の製造方法。
  15. 【請求項15】請求項10〜13のいずれかに記載の中
    継基板の製造方法であって、 ハンダに濡れない材質からなり前記軟質金属体に対応し
    た位置にそれぞれ透孔 を有するハンダ片位置規制板の該
    透孔を、前記第1面および第2面側のいずれかの軟質金
    属体の位置に合わせつつ中継基板とハンダ片位置規制板
    とを重ねる工程と、 該ハンダ片位置規制板の透孔中にそれぞれハンダ片を配
    置する工程と、該軟質金属体の融点よりも低い温度で該
    ハンダ片を溶融させ、該第1面および第2面側のいずれ
    かの該軟質金属体の表面上に前記第1面側ハンダ層およ
    び第2面側ハンダ層のいずれかを形成する工程と、 を有する中継基板の製造方法。
  16. 【請求項16】前記基板と請求項1〜3のいずれかに記
    載の中継基板と前記取付基板とを重ねる工程と、 この三者を前記軟質金属体の融点より低い温度に加熱し
    て前記第1および第2面側ハンダ層を溶融させ、該基板
    の面接続パッドと対応する該中継基板の第1面側ハンダ
    層とを接続させ、かつ該中継基板の第2面側ハンダ層と
    対応する該取付基板の面接続取付パッドとを接続させる
    工程と、 を有する基板と中継基板と取付基板とからなる構造体の
    製造方法。
  17. 【請求項17】前記基板と請求項1〜のいずれかに記
    載の中継基板とを重ねる工程と、 両者を加熱して前記軟質金属体の融点より低い温度で前
    記第1面側ハンダ層を溶融させ、該基板の面接続パッド
    と対応する該中継基板の第1面側ハンダ層とを接続させ
    る工程と、 を有する基板と中継基板の接続体の製造方法。
  18. 【請求項18】請求項1〜3、のいずれかに記載の中
    継基板と前記取付基板とを重ねる工程と、 両者を加熱して前記軟質金属体の融点より低い温度で前
    記第2面側ハンダ層を溶融させ、該中継基板の第2面側
    ハンダ層と対応する該取付基板の面接続取付パッドとを
    接続させる工程と、 を有する中継基板と取付基板の接続体の製造方法。
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