JP3745514B2 - 中継基板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一主平面上に複数の接続端子を有するＢＧＡ型やＬＧＡ型集積回路用基板等の基板と、この接続端子に対応する位置に同様に接続端子（取付端子）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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一方の基板の一主平面に形成された端子と、熱膨張係数の異なる他方の基板の一主平面に形成された端子とを接続する場合に、この２つの基板の間に、中継基板を介在させ、熱膨張係数の差によって生じる応力を緩和するものが知られている。
【０００３】
例えば、特公平２−４５３５７号に開示されている基板の接続構造においては、図１４(a)に示すような中継基板２１５が開示されている。この中継基板２１５は、アルミナからなる中継基板本体２１０に穿孔したスルーホール内に、メッキにより銅導体２１９を形成し、さらにＰｂ−５ｗｔ％Ｓｎの高温ハンダからなるハンダ電極２１２形成して、両者からなるスルーホール電極２１４を形成してなるものである。
この中継基板１５を、図１４(b) に示すように、シリコン基板（シリコンチップ）２１１とガラスエポキシ製のプリント基板２１８との間に介在させて、シリコンとプリント基板の熱膨張係数の違いによる接続部の破壊を防止するのである。
【０００４】
このような中継基板は、シリコンチップと樹脂製のプリント基板とを接続する場合に用いられるだけでなく、例えば、特開昭６１−３４９７号公報に開示されているように、セラミック製基板と有機プリント板等との間に介在させる例もある。
即ち、特開昭６１−３４９７号公報には、図１５に示すように、セラミック基板２２２と有機プリント板２２１との間に、ポリウレタン樹脂等からなる接合フレーム（中継基板）２２５を介在させ、セラミック基板２２２のパッド２２９と有機プリント基板２２１のパッド２２６との間をＩｎ−Ｐｂ等の低融点金属２２７で接続するものが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の技術の進歩により、集積回路チップ（以下、チップともいう）は、益々その集積度が大きくなり、入出力端子数も増大し、チップサイズも大きくなってきている。一方、チップを搭載する集積回路用基板等は、入出力端子数は同様に増大させながら、省スペースや信号伝達速度向上のため、小さなサイズを要求されている。
このような状況のため、チップを搭載する集積回路用基板においては、基板のうち、マザーボード等の他の基板と接続するための端子を形成する接続面には、端子（例えばパッド）が略全面にわたって格子状あるいは千鳥状に形成されることが多くなっている。それに伴い、中継基板も略全面に端子（上記従来例における、ハンダ電極２１２や低融点金属２２７等）を形成することが多くなる。
【０００６】
ところが、上記したような中継基板（図１４、図１５参照）の上下面において、略全面に端子を形成した場合には、中継基板を所定位置に移動させる等のハンドリングにおいて、治工具で中継基板を吸着、引っかけ、把持等するためのエリアが確保し難くなる。例えば、基板表面の平坦面を吸着パッド等を用いた吸着治具で吸引し、基板をハンドリングすることは、しばしば行われている。しかし、上記したように上下面の略全面に端子を形成した場合には、吸着パッドで吸引するエリアが確保できなくなる。
また、吸着等のためのエリアを確保できたとしても、ハンドリングのための治工具と中継基板の端子との距離（間隔）を大きく確保できないため、ハンドリング等において、治工具が端子に接触した場合、端子が柔らかい金属で形成されているときには、抉られたり曲げられたりして変形し、接続の信頼性が低下する危険性がある。また、治工具の接触した部分では、汚れが付着する等の原因により、基板の端子との接続性（半田付け性等）が不安定になる危険性もある。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、ハンドリングが容易な中継基板を提供することにある。また、他の目的は、中継基板のハンドリング後に、不要部を除去できる中継基板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び効果】
まず、請求項１に記載の解決手段は、一主平面に接続端子を有する基板と、一主平面のうち該接続端子に対応する位置に取付端子を有する取付基板と、の間に介在させ、第１面側で上記接続端子と接続させ、第２面側で上記取付端子と接続させることにより上記基板と上記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面とを有する板形状をなす本体部および該本体部の側方に延在してなる膨出部を有する中継基板本体と、上記第１面側に形成された第１面側端子と、上記第２面側のうち上記第１面側端子と対応する位置に、該第１面側端子と電気的に接続して形成された第２面側端子と、を有する中継基板である。
【０００９】
本発明によれば、中継基板本体には、本体部の他に膨出部を有するので、中継基板のハンドリング、または、中継基板と基板とを接続した接続体のハンドリングにおいて、この膨出部を吸着したり把持したりして移動等させればよく、確実にハンドリングができる。また、第１、第２面側端子がハンドリングのための治具や工具に触れないため、端子の変形や汚染等を防止できる。さらに、この膨出部を基準として、例えば、膨出部の辺や角部を基準として、中継基板の位置や角度を算出し、基板や取付基板との接続等における位置合わせをすることもできる。
【００１０】
ここで、中継基板本体の材質は、基板等との接続時の熱に耐えることができ、基板と取付基板との間に介在させて熱膨張係数の違い等に起因する応力を緩和し、あるいは応力を受けても破壊しない材質から選択するとよい。基板や取付基板の材質等を考慮して、基板または取付基板の材質と同程度、あるいはこれらの中間の熱膨張係数を有する材質が適当であり、具体的には、アルミナ、ムライト、窒化アルミニウム等のセラミックや、エポキシ、ポリイミド、ＢＴ、ポリウレタン等の樹脂、あるいはこれらの樹脂とガラスやポリエチレン等の繊維との複合材等が挙げられる。
なお、基板と取付基板の材質について、特に限定はない。この両者の熱膨張係数の違いに起因する応力が発生する関係となっている場合に、本発明の中継基板を適用することが望ましいが、両者の熱膨張係数が略同一の場合に、本発明の中継基板の適用してもよい。基板の接続端子あるいは取付基板の取付端子を形成するのにあたって、パッド上にハンダボール等を配置して、パッドに接続するのは面倒であるので、本発明の中継基板によって一挙に接続したい場合などもあるからである。
【００１１】
また、第１面側端子は、中継基板本体の本体部（以下、単に本体部ともいう）の第１面側に形成された端子であって、基板の接続端子と接続するための端子を指す。なお、第１面側端子の具体的な形成場所として、本体部の第１面上に形成されているものが挙げられるが、これに限定されない。例えば、第１面より低位の凹部底面に形成されていても、また、このような凹部から盛り上がって形成されていてもよい。さらには、本体部に形成した貫通孔に貫挿して形成された導体の第１面側部分を第１面側端子としても良い。
同様に、第２面側端子は、本体部の第２面側に形成された端子であって、取付基板の取付端子と接続するための端子を指す。なお、第２面側端子の具体的な形成場所として、本体部の第２面上に形成されているものが挙げられるが、これに限定されない。例えば、第２面より低位の凹部底面に形成されていても、また、このような凹部から盛り上がって形成されていてもよい。さらには、本体部に形成した貫通孔に貫挿して形成された導体の第２面側部分を第２面側端子としても良い。
【００１２】
また、基板の接続端子および取付基板の取付端子は、接続のための端子であれば、いずれの形式であってもよく、例えばパッド（ランド）、バンプ、ピン等の形状が挙げられる。
さらに、第１及び第２面側端子は、接続の相手方となる基板の接続端子あるいは取付基板の取付端子と適合する端子であれば、いずれの形式であってもよく、例えばパッド（ランド）、バンプ、ピン等の形状が挙げられる。
【００１３】
膨出部は、中継基板をハンドリングするための治工具にあわせて、中継基板を吸着や把持等しやすい形状とすればよいが、例えば、吸着パッド等の吸着治具によって、吸着してハンドリングする場合には、膨出部に吸着に適する平面（吸着面）を形成しておくと良い。
即ち、請求項１に記載の中継基板であって、前記膨出部には、ハンドリングのための吸着に適する平面が形成されていることを特徴とすると良い。
この膨出部を吸着することで、中継基板をハンドリングすることができるようになるからである。
【００１４】
なお、この吸着面は、第１面あるいは第２面と一致しているのがよい。しかし、一致せずに、膨出部の吸着面が、第１面と第２面との間に位置するようにしても良い。このようにすると、膨出部の厚さが薄くなるので、膨出部を除去しやすくなる。
【００１５】
また、このように膨出部の吸着面が第１面と第２面の間に位置するようにする手法としては、中継基板本体を複数枚のセラミックグリーンシートを積層・焼成して形成する場合には、以下の方法が挙げられる。即ち、複数枚のセラミックグリーンシートを積層して中継基板本体を形成するときに、膨出部のみ、積層枚数を少なくして形成することで、膨出部の厚さが薄くなり、吸着面が第１面と第２面との間に形成される。
このようにして中継基板を形成すると、膨出部を形成しなかったセラミックグリーンシートについては、その分だけ面積が小さくなり、あるいはグリーンシートの打ち抜き間隔を密にできる。このため、同じ大きさの単位グリーンシートから多くの中継基板本体用グリーンシートを打ち抜くことができ、安価な中継基板にできる。
【００１６】
さらに、請求項２に記載の解決手段は、請求項１に記載の中継基板であって、前記中継基板本体の本体部のうち、前記第１面の全面にわたって前記第１面側端子が形成され、前記第２面の全面にわたって前記第２面側端子が形成されていることを特徴とする中継基板である。
【００１７】
第１、第２面側端子が、本体部の略全面にわたって形成されている中継基板においては、中継基板のハンドリングの際に、本体部の第１または第２面の一部を吸着することができず、側面を把持してハンドリングすることも難しい。
本発明によれば、中継基板本体に形成された膨出部で基板を吸着等してハンドリングできるので、全面にわたって端子が形成されていても、容易にハンドリングすることができる。
【００１８】
さらに、請求項３に記載の解決手段は、請求項１または請求項２に記載の中継基板であって、前記第１面側端子および第２面側端子の少なくともいずれかが、前記第１面または第２面から盛り上がる軟質金属体で形成されていることを特徴とする中継基板である。
【００１９】
第１面側端子および第２面側端子の少なくともいずれかが、第１面または第２面から盛り上がった軟質金属体で形成されている中継基板では、この第１、第２面側端子が、ハンドリングのための治具や工具に接触すると、曲がったり抉れたりする変形を特に生じやすく、このような変形は接続信頼性の低下を生じさせる。本発明では、膨出部で吸着等してハンドリングするので、このような端子の変形を確実に防止することができ、ハンドリングの容易な、信頼性の高い中継基板とすることができる。
【００２０】
ここで、軟質金属体とは、柔らかい金属からなるものを指し、具体的な材質としては、鉛（Ｐｂ）やスズ（Ｓｎ）、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。また、低融点とするため、ＢｉやＩｎ等の金属を添加、あるいは主成分とするものであっても良い。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。
【００２１】
さらに、請求項４に記載の解決手段は、請求項１から請求項３に記載の中継基板であって、前記膨出部は、折り取り可能とされていることを特徴とする中継基板である。
【００２２】
本発明によれば、膨出部が折り取り可能とされているので、基板との接続のために中継基板をハンドリングした後、基板と中継基板とを接続して接続体とした後、あるいは、この接続体を取付基板との接続のためにハンドリングした後、さらには、基板と中継基板と取付基板とを接続した構造体とした後に、不要となった膨出部を除去することができる。
即ち、膨出部が折り取ることで、中継基板の外形寸法が小さくできるので、近年の小型化の要請に合致させ、他の部品等との高密度実装が可能となる。
【００２３】
ここで、折り取り可能とする手法としては、具体的には、膨出部と本体部との間にブレーク溝を形成しておく方法や、膨出部のうち本体部付近（根元部分）を細く、例えばくさび状に、形成しておく方法が挙げられる。
【００２４】
さらに、請求項５に記載の解決手段は、請求項４に記載の中継基板であって、前記中継基板本体の本体部と膨出部との間に、該膨出部を折り取り可能とするブレーク溝を有することを特徴とする中継基板である。
【００２５】
本発明によれば、膨出部は、本体部との間のブレーク溝によって折り取り可能とされている。ブレーク溝が形成されていると、このブレーク溝に沿って膨出部を容易に折り取ることができる。また、ブレーク溝に沿って折り取れるので、折り取り後の中継基板本体（本体部）の形状が一定の形状となる。また、破面形状がきれいな状態で折り取り処理することができる。
なお、ブレーク溝の形成方法としては、公知の方法によればよく、具体的には、例えば、中継基板本体をセラミックで形成する場合には、その焼成前に、未焼成のシートにブレードを押しつけて、あるいはレーザ光線によって、Ｖ字状溝を形成し、その後焼成する方法が挙げられる。また、セラミックの焼成後、あるいは樹脂の硬化または成形後に、レーザ光線やカッターにより溝を形成する方法も挙げられる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
つぎに、発明の実施の形態を、図と共に説明する。
図１は、本実施形態にかかる中継基板１０の正面図であり、図２は、この中継基板１０の部分拡大断面図である。
即ち、図１に示すように、中継基板１０は、厚さ０．３ｍｍ、一辺２５ｍｍの略正方形の平板形状の本体部１Ａと、その４つの角部のうち対向する２つの角部（図１において、右上角部と左下角部）に、本体部１Ａの側方にそれぞれ延在して形成された膨出部１Ｂ，１Ｃを有する中継基板本体１を有する。本体部１Ａおよび膨出部１Ｂ，１Ｃは、いずれも、アルミナを主成分（９０％）とするアルミナセラミックからなる。また、この膨出部１Ｂ，１Ｃは、いずれも１２×３ｍｍの矩形状とされている。
【００２７】
本体部１Ａは、図２に示すように、その上下面である第１面１ａと第２面１ｂとの間を貫通する複数の貫通孔Ｈ（内径０．８ｍｍ）を有する。この貫通孔Ｈは、１．２７ｍｍピッチで格子状に縦横各１９ヶ（合計３６１ヶ）穿孔されており、図１に示すように、本体部１Ａのほぼ全面に配置され、本体部１Ａの周縁部等には吸着等のためのエリアがほどんど無い状態とされている。
また、中継基板本体１の貫通穴Ｈの内周および貫通穴縁には、タングステン下地金属層２（厚さ約１０μｍ）およびその上に形成された無電解Ｎｉ−Ｂメッキ層３（厚さ約２μｍ）が形成され、このＮｉ−Ｂメッキ層３に軟質金属体６が溶着している。
【００２８】
この軟質金属体６は、高温ハンダ（Ｐｂ９０％−Ｓｎ１０％）からなり、貫通孔Ｈ内に貫挿され、第１、第２面より突出した第１及び第２突出部６ａ、６ｂを備え、第２突出部６ｂの先端（図中下端）は平坦面６ｓとされている。
さらに、第１突出部６ａの上部には共晶ハンダ（Ｐｂ３７％−Ｓｎ６３％）からなるハンダ層７（高さ０．０８ｍｍ）を備えている。
これにより、中継基板１０は、第１面１ａ側に、主として第１突出部６ａとハンダ層７とからなる第１面側端子８を、第２面１ｂ側に、主として第２突出部６ｂからなる第２面側端子９を備えることになる。
【００２９】
なお、ここで、第１突出部６ａの第１面１ａからの突出高さ（第１突出高さ）Ｚ１は０．０１２ｍｍであり、第２突出部６ｂの第２面１ｂからの突出高さ（第２突出高さ）Ｚ２は１．４５ｍｍとされている。即ち、突出高さＺ１とＺ２が異なるようにされており、更にいえば、突出高さはＺ１＜Ｚ２とされている。また、略柱状とされた第２突出部６ｂの径は、０．８８ｍｍとされている。
【００３０】
また、この膨出部１Ｂ，１Ｃと本体部１Ａとの間には、例えば、図３に示すように、厚さ方向に厚さの約２０〜７０％の深さで、Ｖ字状のブレーク溝ＢＲがそれぞれ形成されている。
【００３１】
次いで、この中継基板１０を、例えば以下のようにして基板および取付基板と接続する。
まず、中継基板１０と接続する基板として、図４(a) に示すような、厚さ１．０ｍｍ、一辺２５ｍｍの略正方形状のＬＧＡ型基板２０を用意した。このＬＧＡ型基板２０は、中継基板本体１と同様のアルミナセラミックからなり、図中上面２０ａにＩＣチップ（図示しない）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２１を備え、図中下面２０ｂに外部接続端子として接続パッド２２を備えている。この接続パッド２２は、直径０．８６ｍｍで、中継基板１０の軟質金属体６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、図示しない内部配線によって、フリップチップパッド２１と接続パッド２２とがそれぞれ接続している。
【００３２】
また、取付基板として、図４(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−エポキシ樹脂複合材料（ＪＩＳ：ＦＲ−４）からなり、主面４０ａには、ＬＧＡ型基板２０の接続パッド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、取付パッド４２が形成されている。この取付パッド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。
【００３３】
まず、中継基板１０とＬＧＡ型基板２０とを重ねて最高温度２２０℃のリフロー炉を通過させ、第１面側端子８のうち、共晶ハンダからなるハンダ層７を溶融させて、第１面側端子８と接続パッド２２とを接続し、図５(a) に示すように、接続体６０を形成する。
【００３４】
このとき、中継基板１０とＬＧＡ型基板２０とを治具Ｊに載せて、リフロー炉内を移動させるため、両者を治具Ｊ上にセットする必要がある。このため、中継基板１０も治具Ｊの所定セット位置に移動させる必要がある。
本実施形態においては、図５(b) に示すように、膨出部１Ｂ，１Ｃのうち、本体部１Ａの第１面１ａと同じ平面に属する吸着面（図中上面）１Ｂａ，１Ｃａを、先端に吸着パッドを有する吸着治具Ｋ１，Ｋ２で吸着することで、中継基板１０を持ち上げて、治具Ｊ上に移動させた。本実施形態では、膨出部１Ｂ，１Ｃを吸着して中継基板１０を保持したので、吸着治具Ｋ１，Ｋ２のための吸着エリアを確保することもでき、確実に吸着することができた。さらに、本体部１Ａよりも側方に延在して形成された膨出部１Ｂ，１Ｃで、吸着したので、吸着治具Ｋ１，Ｋ２が第１面側端子８に接触することもなく、第１面側端子８を変形させたり、汚染することがない。
【００３５】
また、ＬＧＡ型基板２０と中継基板１０とを、正しく位置決めして接続するには、中継基板１０の位置（膨出部の位置）を計測する必要がある。本実施形態においては、膨出部１Ｂ，１Ｃを、本体部１Ａの所定位置に所定の矩形状で形成したので、この膨出部１Ｂ，１Ｃを公知の画像認識技術で認識し、中継基板１０の位置や角度を算出して治具Ｊ上にセットし、さらに、膨出部１Ｂ，１Ｃを認識して、ＬＧＡ型基板２０を中継基板１０上にセットした。
中継基板１０（本体部１Ａ）とＬＧＡ型基板２０とは、その平面形状が同じ２５ｍｍ角であるため、中継基板１０にＬＧＡ型基板２０を重ねると、上方から見たときに、中継基板１０がＬＧＡ型基板２０に隠れてしまい、ＬＧＡ型基板２０の位置決めが不正確になりがちである。
しかし、本実施形態では、膨出部１Ｂ，１Ｃから中継基板１０の位置が割り出せるので、ＬＧＡ型基板２０に本体部１Ａが隠れてしまっても、容易に正しく位置決めすることができる。
【００３６】
その後、予め取付パッド４２上に低融点ハンダペースト（共晶ハンダペースト）Ｓを約２５０μｍの厚さに塗布したプリント基板４０と、接続体６０とを接続する。
即ち、図６(a) に示すように、中継基板１０の膨出部１Ｂ，１Ｃの吸着面１Ｂａ，１Ｃａを、吸着治具Ｋ１，Ｋ２で吸着することで、接続体６０を持ち上げて、プリント基板４０上に移動させる。その後、第２面側端子９（第２突出部６ｂ）を取付パッド４２と位置を合わせるようにして突き当てて、接続体６０をプリント基板４０上に載置する。ついで、これらを最高温度２２０℃のリフロー炉を通過させて加熱することにより、取付パッド４２上の低融点ハンダペーストＳを溶融させてハンダ層４３とし、図６(b)に示すように、基板２０−中継基板１０−プリント基板４０の三者を接続した構造体５０を形成した。
【００３７】
なお、第２面側端子９（第２突出部６ａ）の先端（図中下端）は、平坦面６ｓとされているので、リフロー時の振動等にって、第２面側端子９と取付パッド４２とが位置ずれして接続されるのが防止される。平坦面６ｓがペーストＳに密着するので、横ずれに対して抵抗となるからである。
【００３８】
本実施形態では、膨出部１Ｂ，１Ｃを吸着して接続体６０を保持したので、ＬＧＡ型基板２０の上面２０ａが吸着エリアを確保できる形状等にされているか否かに拘わらず、吸着治具Ｋ１，Ｋ２の吸着エリアを確保することができ、確実に吸着することができた。即ち、ＬＧＡ型基板２０の上面２０ａの形状等に拘わらず、膨出部１Ｂ，１Ｃを吸着することで、接続体６０を吸着治具Ｋ１，Ｋ２で吸着して、ハンドリングすることができる。
【００３９】
この構造体５０では、基板２０の下面２０ｂと中継基板本体１の第１面１ａとの間隔Ａ１は０．１０ｍｍとなり、一方、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Ａ２は１．４８ｍｍとなった。
なお、本例では、ハンダ層７とハンダ層４３（低融点ハンダペーストＳ）に同じ共晶ハンダを用いた例を示したが、例えば、ハンダ層７に融点の高いハンダを用いることにより、ハンダ層４３を形成するときに、ハンダ層７が溶融しないようにするなど、ハンダ層７の融点をハンダ層４３の融点より高くしてもよい。
【００４０】
その後、膨出部１Ｂ，１Ｃは不要となり、むしろプリント基板４０の上面４０ａへ、他の部品（基板、抵抗、コンデンサその他）を実装するのあたって、邪魔になるので、折り取って除去する。
この折り取りは、既に図３と共に説明したように、予め形成しておいたブレーク溝ＢＲを用いて行う。即ち、膨出部１Ｂ，１Ｃを折り曲げようとすると、ブレーク溝ＢＲに沿って本体部１Ａと膨出部１Ｂ，１Ｃとの間が破断し、膨出部１Ｂ，１Ｃを折り取ることができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、膨出部１Ｂ，１Ｃの折り取りを、構造体５０を形成した後に行った例を示したが、プリント基板４０に接続体４０を接続する前に、即ち、接続体６０を形成した後に、膨出部１Ｂ，１Ｃを折り取っても良い。ただし、このようにした場合には、接続体６０をプリント基板４０上に載置するにあたっては、別の方法、例えば、ＬＧＡ型基板２０の上面２０ａを吸着する等によって、接続体６０をハンドリングする必要がある。
【００４２】
ついで、本実施形態の中継基板の製造方法について説明する。
まず、中継基板本体１を次のようにして形成する。即ち、周知のセラミックグリーンシート形成技術によって、アルミナセラミックを主成分とするグリーンシートを用意する。ついで、図７に示すように、略正方形状のシート本体部Ｇ１Ａ，Ｇ２Ａ，Ｇ３Ａと、その対向する２つの角部に矩形状のシート膨出部Ｇ１Ｂ，Ｇ１Ｃ，Ｇ２Ｂ，Ｇ２Ｃ，Ｇ３Ｂ，Ｇ３Ｃとを、それぞれ有するシートＧ１，Ｇ２，Ｇ３を打ち抜き形成する。また、このシートＧ１，Ｇ２，Ｇ３には、それぞれ貫通孔Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が、各シートの打ち抜きと同時、あるいはその前または後に打ち抜かれて形成されている。この３枚のシートＧ１，Ｇ２，Ｇ３を重ねて圧着することで、貫通孔Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を積み重ねた貫通孔Ｈを有し、積層されたシートＧとする。
【００４３】
その後、図７に破線で示したように、Ｖ字状溝ＧＢＲをブレーク溝入れ用ブレードＢＢによって形成する。即ち、積層されたシート本体部Ｇ１Ａ，Ｇ２Ａ，Ｇ３Ａとシート膨出部Ｇ１Ｂ，Ｇ２Ｂ，Ｇ３ＢおよびＧ１Ｃ，Ｇ２Ｃ，Ｇ３Ｃとの間の部分に、全体の厚さの約２０〜７０％の深さのＶ字状溝ＧＢＲができるように、ブレードＢＢをシートＧに押しつける。
これにより、シートＧの焼成後に、Ｖ字状の溝が形成され、ブレーク溝ＢＲとなる。
なお、ブレーク溝ＢＲは、他の方法によって形成してもよく、例えば、中継基板本体１を焼成した後に、レーザ光線やカッターによって溝を形成しても良い。ただし、レーザ光線でブレーク溝を形成する場合には、溝が連続して形成されていなくともよく、いわばミシン目状に点々と形成されていても良い。
また、ブレードＢＢによってＶ字状溝ＧＢＲを形成するのを、次述するタングステンペーストＰの塗布後に行っても良い。
【００４４】
次いで、図８(a)に示すように、貫通孔Ｈの内周面及び貫通孔周縁ＨＰに、タングステンペーストＰを塗布する。
さらに、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８(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の本体部１Ａ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（図１参照）。また、下地金属層２の厚さは約１０μｍである。
【００４５】
さらに、この下地金属層２上に、図８(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、Ｎｉ−Ｂメッキ層３上に厚さ０．１μｍの無電解金メッキ層（図示しない）を形成する。
【００４６】
次いで、貫通孔Ｈ内を貫くように軟質金属体６を形成する。本実施形態では溶融軟質金属受け治具Ｎを用いて柱状の軟質金属体６を形成する。即ち、図９(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。
【００４７】
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。
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。
【００４８】
その後、図９(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。
【００４９】
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。
すると、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Ｈの内周の金属層４と溶着する。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、高温ハンダ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形で一体化する。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。
【００５０】
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。ただし、受け治具Ｎがハンダに濡れず、ガス抜き孔Ｎ２が小径であるので、ハンダがガス抜き孔Ｎ２に浸入することはない。
【００５１】
その後、冷却して高温ハンダを凝固させると、図１０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、頂部は略半球状となった第２突出部６ｂ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６を有する中継基板１０が形成された。
【００５２】
なお、Ｎｉ−Ｂメッキ層３上の金メッキ層は、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とが直接溶着し、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。
【００５３】
ついで、図１１に示すように、第２突出部６ｂの頂部（図中下端部）をラップ研磨により除去し、その先端を軟質金属体６の軸線に略垂直な平坦面６ｓとした。
これにより、本例では、第２突出部６ｂ、即ち、第２面側端子９は、横断面の直径（最大径）０．８８ｍｍ、突出高さＺ２は１．４５ｍｍであり、その直径（最大径）よりも頂部までの高さの高い略円柱状となった。一方、図中上面側においては上面からの第１突出高さＺ１は０．０１２ｍｍであった。なお、研磨により各第２突出部６ｂの先端の平坦面６ｓが、いずれも略同一平面上に位置するようにしたので、第２面側端子９（第２突出部６ｂ）の先端のコプラナリティを小さくできる。
【００５４】
ついで、図１２に示すように、軟質金属体６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、軟質金属体の上方にボール規制板Ｒの透孔ＲＨが位置するようにセットし、この規制板Ｒ上にボールＥｙを散播いて揺動し、透孔ＲＨにボールＥｙを落とし込む方法によ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。
なお、本実施形態においては、図１２に示すように、第２突出部６ｂ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に第２突出部６ｂ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６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。
【００５５】
しかる後、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Ｅｙ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の図中上面に濡れて拡がり、ハンダ層７となり、第１突出部６ａとハンダ層７とからなる第１面側端子８を有する中継基板１０が完成する（図２参照）。
このハンダ層７は、低融点ハンダボールＥｙ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７の頂部（図中最上端）までの高さが０．０８ｍｍであった。
【００５６】
このようにして、図１および図２に示すように、図中第１、第２面１ａ，１ｂの間を貫通する貫通孔Ｈを有する本体部１Ａと、本体部１Ａの側方に形成された膨出部１Ｂ，１Ｃとを有する中継基板本体１と、第１面側端子８と、第２面側９と、を有する中継基板１０が形成できた。また、この中継基板１０には、図３に示すように、ブレーク溝ＢＲも形成できた。
なお、本実施形態においては、第２面側端子９（第２突出部６ｂ）を軟質金属体である高温ハンダで、円柱状に形成した。これは、軟質金属の塑性変形によって、中継基板本体１とプリント基板４０との熱膨張係数の違いに起因する熱応力を吸収して、両者間の接続信頼性を向上させるためである。また、さらに、第２突出部６ｂ自身が撓み変形によっても応力を吸収できるように、第２突出部６ｂの長さ（高さ）を高くしている。
【００５７】
上記実施形態においては、中継基板本体１に設けた膨出部は、２ヶ（２ヶ所）であったが、膨出部の位置や数、形状等は適宜選択できるものである。例えば、図１３に、膨出部の位置及び数を変更した例を示す。例えば、図１３(a) では、４つの膨出部１Ｂ〜１Ｅが、それぞれ本体部１Ａの角部に形成されている。また、図１３(b) では、２つの膨出部１Ｂ，１Ｃが、本体部１Ａの図中上辺及び下辺の中央部に形成されている。図１３(c) では、２つの膨出部１Ｂ，１Ｃが、本体部１Ａの対向する角部付近に、図中左右の辺より膨出部が突出しないようにして形成されている。また、図１３(d) では、３つの膨出部１Ｂ，１Ｃ，１Ｄが、上辺の２ヶ所と下辺の中央部に形成されている。
膨出部の数や大きさは、吸着や把持等する方法や使用する吸着パッドの大きさ等に応じて変えることができ、十分に中継基板を保持できるならば、１つ（１ヶ所）でも良い。
【００５８】
また、上記実施形態及び図１３に示す形状例では、膨出部の形状を矩形状（特に長方形）としたが、吸着治具の形状、製造のしやすさ等を考慮し、その他の形状としてもよく、例えば、略正方形、略半円形や略円形とすることが挙げられる。
【００５９】
なお、図１３(b)(c)(d) では、膨出部１Ｂ等と本体部１Ａとの間にブレーク溝ＢＲが、それぞれ形成されており、このブレーク溝ＢＲに沿って折り取るようにされている。このようにブレーク溝ＢＲを形成しておくと、破断する距離が長くとも、ブレーク溝に沿って破断させることができるため、折り取り後の形状を安定させることができる。
一方、図１３(a) では、本体部１Ａと膨出部１Ｂ〜１Ｅとのそれぞれの間は、くさび状に細く形成されており、容易に膨出部１Ｂ〜１Ｅが折り取れるようにされている。このようにするには、前記したように、グリーンシートを打ち抜くときに、抜き型の形状をくさび状にする。このように、本体部と膨出部との間を細くすることで、折り取りやすくする場合には、前記したブレーク溝ＢＲの形成のための工程が不要であるので、安価に形成できる利点がある。
【００６０】
さらに、本実施形態では、中継基板本体１に貫通孔Ｈを設け、軟質金属体を貫挿し、その両側を、それぞれ第１，第２面側端子とした。しかし、第１、第２面側端子としては、他の形態であっても良いことは明らかである。即ち、第１、第２面側端子は、その他に、パッド、バンプ、ピン、さらには、第１あるいは第２面より低位とした凹部の底面に形成したパッド、バンプ、ピンなどが挙げられる。また、第１面側端子と第２面側端子とを電気的に接続する手法としては、ビアやスルーホールによる手法が挙げられる。
【００６１】
さらに、本実施形態では、本体部１Ａも膨出部１Ｂ，１Ｃも、３枚のグリーンシートＧ１，Ｇ２，Ｇ３を積層して形成した。このため、本体部１Ａの第１面１ａと、膨出部１Ｂ，１Ｃの吸着面１Ｂａ，１Ｃａとは、略同一平面内に属していたが、第１面１ａと吸着面１Ｂａ，１Ｃａとが同一平面内にある必要はない。例えば、図７において、シートＧ１，Ｇ３には、シート膨出部Ｇ１Ｂ，Ｇ１Ｃ，Ｇ３Ｂ，Ｇ３Ｃを形成しないようにし、シートＧ２のみシート膨出部Ｇ２Ｂ，Ｇ２Ｃを有するようにする。このようにすると、焼成後の中継基板本体１のうち、膨出部１Ｂ，１Ｃの厚さが薄くなり、膨出部の吸着面１Ｂａ，１Ｃａは、第１面１ａとは異なる平面（第１面１ａと第２面１ｂとの間の平面）に属することとなる。
【００６２】
その他、シートＧ１のみに、あるいはＧ１とＧ２に、シート膨出部Ｇ１Ｂ等を形成するようにしても良い。この場合には、吸着面１Ｂａ，１Ｃａと第１面１ａとは、略同一平面に属することになるが、膨出部１Ｂ，１Ｃに厚さは薄くできる。
【００６３】
いずれにしても、膨出部１Ｂ，１Ｃを薄くすると、折り取り除去し易くなる。また、シート膨出部を形成しないシートについて見ると、シート膨出部Ｇ１Ｂ等の分だけ、面積の小さいシートで足りる。さらに言えば、ある単位の幅、または幅及び長さを有する単位グリーンシートから、一定の間隔を空けて打ち抜いて各シートＧ１等を形成するので、膨出部Ｇ１Ｂ、Ｇ１Ｃ等がある場合には、隣接して打ち抜くシートとの間隔を大きく取らなければならず、打ち抜き工程においてグリーンシートに無駄が生じやすい。従って、シート膨出部を形成するシートを少なくすると、同じ面積の単位グリーンシートから取れるシートＧ１等の数が増え、結果として安価な中継基板とすることができる。
【００６４】
さらに、本実施形態では、セラミック製の中継基板本体１を用いたが、中継基板本体の材質は、前記したように、セラミックに限定されない。即ち、例えば、エポキシ、ポリイミド、ＢＴ、ポリウレタン等の樹脂や、ガラス−エポキシ樹脂複合材料のようなこれらの樹脂とガラス繊維やポリマー繊維等との複合材料等を用いることが出来る。
なお、このような樹脂を含んだ中継基板本体を用いる場合には、樹脂の耐熱性を考慮して、軟質金属体６や第１、第２面側端子８，９に、本実施形態で用いた高温ハンダに代えて、Ｐｂ−Ｓｎ共晶ハンダやさらに融点の低いＢｉやＩｎ系のハンダを用いるのが好ましい。
【００６５】
また、以上では、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限り、適宜変更して適用することが出来ることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 中継基板の正面図である。
【図２】 中継基板の部分拡大断面図である。
【図３】 中継基板の本体部と膨出部の間に形成されたブレーク溝を説明するための説明図で、(a)は膨出部近傍の部分拡大正面図、(b) はそのＴＴ’断面図である
【図４】 (a)は、ＬＧＡ型基板の断面図、(b) は、プリント基板の断面図である。
【図５】 （a)は、接続体の断面図、(b) は、中継基板を吸着して移動させる様子を示す説明図である。
【図６】 (a)は、接続体を吸着して移動させる様子を示す説明図、(b) は、構造体の断面図である。
【図７】 中継基板の製造方法のうち、３枚のグリーンシートを積層する様子を示す説明図である。
【図８】 中継基板の製造工程のうち、中継基板本体の製造までを説明する説明図である。
【図９】 中継基板の製造工程のうち、高温ハンダボールを貫通穴に貫挿する工程を説明する説明図である。
【図１０】 中継基板の製造工程のうち、軟質金属体を中継基板本体の貫通穴に貫挿した状態を説明する説明図である。
【図１１】 第２突出部の先端を平坦化した状態を示す説明図である。
【図１２】 中継基板の第１面側に、ハンダ層を形成する工程を説明する説明図である。
【図１３】 中継基板の膨出部の位置や数を変えた場合の例を示す正面図である。
【図１４】 従来例の中継基板について、(a) は中継基板の構造を、(b) は２つの基板間に中継基板を介在させた状態を示す説明図である。
【図１５】 他の従来例の中継基板を、２つに基板間に介在させた状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０：中継基板
１：中継基板本体 １Ａ：本体部 １Ｂ，１Ｃ：膨出部
１ａ：第１面 １ｂ：第２面
Ｈ：貫通孔
２：下地金属層
３：Ｎｉ−Ｂメッキ層
６：軟質金属体 ６ａ：第１突出部 ６ｂ：第２突出部 ６ｓ：平坦面
７：ハンダ層
８：第１面側端子
９：第２面側端子
ＢＲ：ブレーク溝
２０：ＬＧＡ型基板
２２：接続パッド
４０：プリント基板
４２：取付パッド
６０：接続体
５０：構造体
Ｋ１，Ｋ２：吸着治具

Claims (5)

1. 一主平面に接続端子を有する基板と、一主平面のうち該接続端子に対応する位置に取付端子を有する取付基板と、の間に介在させ、第１面側で上記接続端子と接続させ、第２面側で上記取付端子と接続させることにより上記基板と上記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面とを有する板形状をなす本体部および該本体部の側方に延在してなる膨出部を有する中継基板本体と、
   上記第１面側に形成された第１面側端子と、
   上記第２面側のうち上記第１面側端子と対応する位置に、該第１面側端子と電気的に接続して形成された第２面側端子と、
   を有する中継基板。
2. 請求項１に記載の中継基板であって、
   前記中継基板本体の本体部のうち、前記第１面の全面にわたって前記第１面側端子が形成され、前記第２面の全面にわたって前記第２面側端子が形成されていることを特徴とする中継基板。
3. 請求項１または請求項２に記載の中継基板であって、
   前記第１面側端子および第２面側端子の少なくともいずれかが、前記第１面または第２面から盛り上がる軟質金属体で形成されていることを特徴とする中継基板。
4. 請求項１から請求項３に記載の中継基板であって、
   前記膨出部は、折り取り可能とされていることを特徴とする中継基板。
5. 請求項４に記載の中継基板であって、
   前記中継基板本体の本体部と膨出部との間に、該膨出部を折り取り可能とするブレーク溝を有することを特徴とする中継基板。

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