JP4136224B2 - 回路搭載用支持板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回路搭載用支持板の製造方法に係り、特にマルチチップモジュール（ＭＣＭ）やシングルチップパッケージ用回路基板に用いて好適な回路搭載用支持板の製造方法に関する。
【０００２】
近年の半導体チップの高集積化、多端子化に伴い、半導体チップを実装するための回路基板にも配線の微細化、多層化が求められている。そこで、従来のスルーホール基板に代わってインナービアホールを有する、いわゆるビルトアップ基板が特にＭＣＭの分野で普及しつつある。
また、最近ではシングルチップ部品においても端子数の多いボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）やピングリッドアレイ（ＰＧＡ）パッケージ用にビルトアップ基板が用いられるようになってきている。
【０００３】
【従来の技術】
従来より、ビルトアップ基板から外部接続端子を取り出す方法として、貫通ビアを有さない支持基板を用い配線層と同一の面から外部接続端子を取り出す方法、及び回路基板の支持基板に導体を貫通させ（この導体を貫通ビアという）、ビルトアップ配線層の反対側から外部接続端子を取り出す方法の２通りが知られている。
【０００４】
しかるに、前者の場合は、チップ外周部に外部端子用のスペースを確保する必要があるため、部品が大きくなり、またＬＳＩから端子までの配線長が長くなって遅延が大きくなるという問題がある。そこで、外部接続端子をビルトアップ配線層の反対側から外部接続端子を取り出す後者の方法が一般に用いられている。また、貫通ビアを有した支持基板としては、厚膜法で貫通ビアを形成したセラミックス板や、スルーホールにより貫通ビアを構成した樹脂基板（代表的にはガラスエポキ基板）等が使われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
貫通ビアが形成されるセラミックス基板としては、例えば窒化アルミ／タングステンやガラスセラミックス／銅が知られている。これらは、優れた強度や耐熱性等を有しているが、焼成時の収縮によるビアの位置ズレ、粉末焼成された導体内のボイドといった問題がある。また、厚膜法ではコストが高くなってしまうという問題がある。
【０００６】
一方、貫通ビアが形成される樹脂基板は、通常のプリント配線基板の技術を用いるためそれ自体は安価である利点がある。しかるに、この樹脂基板をビルトアップ基板の支持板に用いる場合、孔が形成されたままの状態ではビルトアップ基板を形成できないため、別途にスルーホールの中空部分を埋める必要がある。
また、外部接続用端子の密度を大きくすることが困難で、密度を大きくしようとすると、外部端子電極側にも配線引回しのための配線層が必要になるという問題があり、結局十分なコストメリットが得られないという問題点がある。
【０００７】
更に、高融点はんだを用いた場合には、樹脂基板が熱損傷を受ける可能性があるという問題点もある。具体的には、樹脂基板をＰＧＡに適用した場合、パッケージ側の電極にピンをはんだ付けする必要があるが、ピン立て用のはんだが溶けてはいけないので高融点のはんだ（通常はＳｎ−８０％Ａｕ融点２８０℃）をピン立てに使う必要がある。しかるに、樹脂基板では２４０℃以上のはんだ付け温度に耐えられない。そのため、従来ではＰＧＡでは高価なセラミックス基板を使用せざるをえなかった。
【０００８】
一方、今後進むことが予想される鉛フリー化を想定した場合、現在使用されているＳｎ−Ｐｂ共晶はんだ（融点１８３℃）に代えて、Ｓｎ−Ａｇ系はんだ（融点〜２１０℃）を使うことが考えられる。しかるに、上記のように樹脂基板の耐熱性が低いため、樹脂基板にＳｎ−Ａｇ系はんだを用いることはできず、鉛フリー化に対応することができないという問題点もある。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、安価でかつ高い耐熱性及び信頼性を有した回路搭載用支持板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
請求項１記載の発明は、
複数の貫通孔が形成された治具の該貫通孔に金属の線材を挿入させる線材挿入工程と、
前記線材の前記治具から露出した部分に、液状とされた絶縁材料を流し込んだ後に該絶縁材料を固化させ、前記線材が貫通された基板部を形成する基板形成工程とを有する回路搭載用支持板の製造方法であって、
前記線材挿入工程で、
前記治具上に前記貫通孔の数よりも多い線材を載置し、前記治具を振動させると共に前記貫通孔から真空吸引を行い、前記線材を前記貫通孔に挿入させることを特徴とするものである。
【００１４】
上記のように、治具を振動させると共に貫通孔から真空吸引を行なって線材を貫通孔に挿入させる構成とすることにより、線材を貫通孔に効率的かつ確実に挿入させることができる。
また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載の回路搭載用支持板の製造方法において、
前記治具として開口径の異なる複数の貫通孔が形成されたものを用い、
最も太い開口径を有する前記貫通孔に対応した前記線材から、順次前記貫通孔に挿入させることを特徴とするものである。
【００１５】
このように、開口径の異なる複数の貫通孔が形成された治具を用意し、最も太い線材片から順次貫通孔に厳合させることで、複数の種類の線材を有する回路搭載用支持板を製造することができる。これにより、例えば回路搭載用支持板を半導体装置に適用した場合には、多数の端子が必要な信号ライン用には細い線材を用い、大電流が必要な電源ライン用には太い線材を用いて低抵抗化を図ることも可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
図１は、本発明の第１実施例である回路搭載用支持板１０Ａ（以下、単に支持基板という）を示している。同図に示すように、本実施例に係る支持基板１０Ａは、基板部１１Ａと金属線材１２Ａとよりなる極めて簡単な構成とされている。また、本実施例では、金属線材１２Ａの上端部及び下端部は、いずれも基板部１１Ａの表面及び下面と同一面となるよう構成されている。
【００２１】
図２は、図１に示す支持基板１０Ａを電子部品に適用した例を示しており、具体的には半導体装置２０Ａに適用した例を示している。半導体装置２０ＡはＢＧＡ構造を有し、大略すると支持基板１０Ａ，ビルトアップ配線層２３，半導体チップ２４，及びはんだボール３０等により構成されている。
ビルトアップ配線層２３は、支持基板１０Ａの図中上面に絶縁層と配線層を交互に積み上げるように繰り返し形成することにより多層化された構成とさてれいる。このビルトアップ配線層２３の最下層の配線層は支持基板１０Ａを構成する金属線材１２Ａの上端部と電気的に接続されている。
【００２２】
また、ビルトアップ配線層２３の最上層の配線層には、半導体チップ２４が搭載されている。半導体チップ２４は、その下面に複数のはんだバンプ２７が形成されており、ビルトアップ配線層２３に対しフェイスダウンボンディングされている。これにより、はんだバンプ２７はビルトアップ配線層２３の最上層の配線層と電気的に接続する。
【００２３】
また、支持基板１０Ａの図中下面には、ポリイミド層２９が配設されている。このポリイミド層２９は、支持基板１０Ａの金属線材１２Ａと対向する位置に上下に貫通した電極３１が形成されている。この電極３１の上端部は金属線材１２Ａと電気的に接続し、また電極３１の下端部にははんだボール３０が形成されている。よって、半導体チップ２４は、ビルトアップ配線層２３，支持基板１０Ａ，及びポリイミド層２９を介して、外部接続端子となるはんだボール３０と電気的に接続した構成となる。
【００２４】
続いて、上記構成とされた支持基板１０Ａの製造方法について説明する。
図３は、支持基板１０Ａを製造するのに用いる治具となる線材挿入板４０Ａを示している。また、図４は、図３に矢印Ａ１で示した部分を拡大して示したものである。即ち、図４は、線材挿入板４０Ａの線材挿入エリア４１Ａを拡大して示している。また、図５は、図４におけるＸ−Ｘ線に沿う断面を示している。
【００２５】
線材挿入板４０Ａは１５２mm（横）×１００mm（縦）×１．５mm（厚さ）の大きさを有したグラファイト板であり、後述する貫通孔４４Ａが形成された線材挿入エリア４１Ａと、貫通孔４４Ａが形成されていない非挿入エリア４２Ａとにより構成されている。
また、線材挿入エリア４１Ａには、１．２７mmのピッチで格子状に約４００個の貫通孔４４Ａが形成されている。この貫通孔４４Ａの直径寸法は、例えば２１０μｍとさてれいる。更に、貫通孔４４Ａの上端部には、後述する金属線材４４Ａの挿入時において挿入を容易にするため、テーパ部４５が形成されている。
【００２６】
上記構成とされた線材挿入板４０Ａは、吸引治具４３に装着される。図６は、線材挿入板４０Ａが吸引治具４３に装着された状態を示している。同図に示すように、線材挿入板４０Ａが吸引治具４３に装着された状態で、線材挿入板４０Ａと吸引治具４３との底板との間には下部空間部４６が形成されるよう構成されている。即ち、線材挿入板４０Ａは吸引治具４３の底面に対し浮いた状態で装着される。
【００２７】
また、この下部空間部４６には、図示しない真空吸引装置が接続されている。よって、この真空吸引装置が駆動することにより下部空間部４６は負圧となり、線材挿入板４０Ａに形成されている各貫通孔４４Ａは吸引孔としても機能することとなる。また、吸引治具４３には図示しない振動発生装置が取り付けられており、装着された線材挿入板４０Ａを振動させうる構成とされている。
【００２８】
上記のように線材挿入板４０Ａが吸引治具４３に装着されると、前記した真空吸引装置及び振動発生装置を駆動すると共に、線材挿入板４０Ａの上部に貫通孔４４Ａの形成数よりも多い本数の金属線材１２Ａをセットする。本実施例では、金属線材１２Ａとして太さ２００μｍ、長さ３ｍｍのタングステン線を用いている。
【００２９】
上記のようにセットされた金属線材１２Ａは、線材挿入板４０Ａが振動発生装置により振動することにより変位する。また、貫通孔４４Ａは真空吸引装置に接続されているため、変位した金属線材１２Ａは貫通孔４４Ａに真空吸引される。よって、最終的には線材挿入板４０Ａに形成された全ての貫通孔４４Ａに金属線材１２Ａは挿入される（図６は、貫通孔４４Ａに金属線材１２Ａが挿入される様子を示している）。
【００３０】
このように、線材挿入板４０Ａを振動させると共に貫通孔４４Ａから真空吸引を行なって金属線材１２Ａを貫通孔４４Ａに挿入させる構成とすることにより、多数（本実施例の場合には４０００本）の金属線材１２Ａを貫通孔４４Ａに効率的かつ確実に挿入させることができる（以上の処理を線材挿入工程という）。
上記した線材挿入工程が終了すると、続いて基板形成工程を実施する。図７は、基板形成工程を行なっている状態を示す図である。
【００３１】
基板形成工程では、金属線材１２Ａの線材挿入板４０Ａから露出した部分に液状とされた絶縁材料４９Ａを流し込み、その後にこの絶縁材料４９Ａを固化させることにより、金属線材１２Ａが貫通された基板部１１Ａを形成する処理を行なう。
具体的には、先ず、図６に示す状態の線材挿入板４０Ａの上面に平板４７Ａを載せてピンが脱落しないようにした後、この平板４７Ａを上下裏返して取り出す。これにより、線材挿入板４０Ａは平板４７Ａ上に載置された状態となる。また、金属線材１２Ａは線材挿入板４０Ａから上方に突出した状態となる（図７参照）。更に、線材挿入板４０Ａの外周位置に枠材４８を配設する。
【００３２】
続いて、線材挿入板４０Ａと枠材４８とが形成する空間内に、絶縁材料４９Ａとして９００℃の溶融したほうケイ酸ガラスを流し込む。そして、冷却することにより絶縁材料４９Ａを固化する。尚、この固化した絶縁材料４９Ａを基板部１１Ａという。
上記のように基板部１１Ａが形成されると、この基板部１１Ａは線材挿入板４０Ａから取り外される。図８は、線材挿入板４０Ａから取り外された基板部１１Ａを示している。この状態において、各金属線材１２Ａは基板部１１Ａに保持されており、かつ基板部１１Ａを上下に貫通した状態となっている。
【００３３】
続いて、図８に示す状態において、基板部１１Ａから突出している金属線材１２Ａを切断し、その後に図中一点鎖線で示す位置５０Ａ，５０Ｂまで基板部１１Ａの両面を研磨処理する。以上の処理を実施することにより、図１に示す支持基板１０Ａが製造される。
上述した製造方法によれば、ピン状の金属線材１２Ａを予め線材挿入板４０Ａに装着した上で液状の絶縁材料４９Ａを流し込み、これにより基板部１１Ａを形成するため、従来のセラミック基板で発生していたような貫通ビア（本実施例では、金属線材１２Ａがこれに相当する）の位置ずれは発生しない。即ち、製造時において、金属線材１２Ａの配設位置は線材挿入板４０Ａにより保持されている。よって、金属線材１２Ａの位置精度の高い支持基板１０Ａを実現できる。
【００３４】
また、前述したように従来のスルーホールを有したプリント配線基板では、その上部にビルトアップ配線層を形成する際、スルーホールの穴埋め処理が必要であった。しかるに、本実施例に係る支持基板１０Ａは、金属線材１２Ａを用いてるため穴は形成されていない。このため、図２に示したように支持基板１０Ａ上にビルトアップ配線層２３を形成する際、従来必要であった穴埋め処理がは不要であり、上記した従来構成に比べて製造コストの低減を図ることができる。
【００３５】
更に、基板形成工程で用いる絶縁材料４９Ａの材質は限定されないため、高い耐熱性を有した絶縁材料を選定することが可能となる。よって、支持基板１０Ａの耐熱性を向上させることができ、高融点はんだの使用及び鉛フリー化への対応が可能となる。
続いて、本発明の第２実施例について説明する。
【００３６】
図９は、本発明の第２実施例である支持基板１０Ｂ（回路搭載用支持板）を示している。尚、以下述べる各実施例の説明に用いる図９乃至図１９において、図１乃至図８に示した構成と同一構成については同一符合を付し、その説明を省略するものとする。
図９に示すように、本実施例に係る支持基板１０Ｂも、基板部１１Ｂと金属線材１２Ｂとよりなる極めて簡単な構成さていれる。また、本実施例では、金属線材１２Ｂの上端部（第１の端部）は基板部１１Ｂの上面と略同一面で露出し、かつ金属線材１２Ｂの下端部（第２の端部）は基板部１１Ｂの下面から突出した構成とされている。
【００３７】
図１０は、図９に示す支持基板１０Ｂを電子部品に適用した例を示しており、具体的には半導体装置２０Ｂに適用した例を示している。半導体装置２０ＢはＰＧＡ構造を有し、大略すると支持基板１０Ａ，ビルトアップ配線層２３，及び半導体チップ２４等により構成されている。
本実施例の半導体装置２０ＢはＰＧＡ構造あり、かつ支持基板１０Ｂを構成する金属線材１２Ｂの基板１１Ｂから突出した部分が、そのまま外部端子として機能する構成とされている。よって、図２に示した半導体装置２０Ａと異なり、ポリイミド層２９を設ける必要はなく、更に半導体装置２０Ｂの低コスト化を図ることができる。
【００３８】
続いて、上記構成とされた支持基板１０Ｂの製造方法について説明する。
図１１は、支持基板１０Ｂを製造するのに用いる治具となる線材挿入板４０こを示している。また、図１２は、図１１に矢印Ａ２で示した部分を拡大して示したものである。
線材挿入板４０Ｂは、図３に示した線材挿入板４０Ａと同様に１５２mm（横）×１００mm（縦）×１．５mm（厚さ）の大きさを有したグラファイト板である。しかるに、本実施例に係る線材挿入板４０Ｂは、６個（６セグメント）の線材挿入エリア４１Ｂと非挿入エリア４２Ｂを形成した構成としている。各線材挿入板４０Ｂは□３９ｍｍの大きさとされており、それぞれの領域に４００個の貫通孔４４Ａを形成した構成とされている。
【００３９】
また、各貫通孔４４Ａは、線材挿入エリア４１Ｂの周囲に１．２７mmピッチで４列の格子状に形成されている（図１２参照）。また、各貫通孔４４Ａの直径は２１０μｍとされている。更に、金属線材１２Ｂとしては、表面をＮｉ／Ａｕでめっきした銅線を用い、その太さは２００μｍ，長さは３．５mmとした。
上記構成とされた線材挿入板４０Ｂは、先に図６を用いて説明したと同様に、吸引治具４３に装着されて線材挿入工程が行なわれる。そして、線材挿入工程が終了することにより、線材挿入板４０Ｂに形成された全ての貫通孔４４Ｂに金属線材１２Ｂは挿入される。
【００４０】
線材挿入工程が終了すると、続いて基板形成工程を実施する。図１３は、基板形成工程を行なっている状態を示す図である。基板形成工程では、第１実施例と同様に線材挿入板４０Ｂの上面に平板４７Ａを載せてピンが脱落しないようにした後、この平板４７Ａを上下裏返して取り出す。これにより、線材挿入板４０Ｂは平板４７Ａ上に載置され、また金属線材１２Ｂは線材挿入板４０Ｂから上方に突出した状態となる（図１３参照）。更に、線材挿入板４０Ａの外周位置に枠材４８を配設する。
【００４１】
続いて、線材挿入板４０Ｂと枠材４８とが形成する空間内に、絶縁材料４９Ｂとしてシリカを充填したビスマレイミトトリアジン樹脂を流し込み、２５０℃で熱硬化させることにより絶縁材料４９Ｂを固化する。
尚、この固化した絶縁材料４９Ｂを基板部１１Ｂという。また、この状態における基板部１１Ｂは、前記した６個のセグメント単位で基板部１１Ｂに金属線材１２Ｂが貫通した構成となっている。
【００４２】
上記のように基板部１１Ｂが形成されると、この基板部１１Ｂは線材挿入板４０Ｂから取り外される。図１４は、線材挿入板４０Ｂから取り外された基板部１１Ｂを示している。この状態において、各金属線材１２Ｂは基板部１１Ｂに保持されており、かつ基板部１１Ｂを上下に貫通した状態となっている。
続いて、図１４に示す状態において、基板部１１Ｂから上方に突出している金属線材１２Ｂのみを切断し、その後に図中一点鎖線で示す位置５０Ａまで基板部１１Ｂの片面を研磨処理する。即ち、第１実施例では図８を用いて説明したように、基板部１１Ａに対して両面研磨処理を行なったが、本実施例では基板部１１Ｂに対し片面研磨のみを行なう。よって、基板部１１Ｂから図中下方に延出した金属線材１２Ｂは、そのまま残った構成となる。続いて、この基板部１１Ｂを前記した６セグメントに分割することで、図９に示す支持基板１０Ｂが６個製造される。
【００４３】
上述した製造方法によっても、先に説明した第１実施例に係る支持基板１０Ａの製造方法と同様の効果を実現することができる。更に、本実施例の製造方法によれば、ＰＧＡ構造において、従来のように高融点はんだを用いて別途にピンを基板にはんだ付けする必要はなくなる。このため、支持基板１０Ｂの製造工程の簡単化を図ることができ、これに伴い支持基板１０Ｂの低コスト化を図ることができる。
【００４４】
続いて、本発明の第３実施例について説明する。
図１５は、本発明の第３実施例である支持基板１０Ｃ（回路搭載用支持基板）を示している。同図に示すように、本実施例に係る支持基板１０Ａは、基板部１１Ｃ，金属線材１２Ｂ，及びガイドピン５１とよりなる極めて簡単な構成とさていれる。また、本実施例では、金属線材１２Ｂ及びガイドピン５１の上端部は基板部１１Ｃの上面と略同一面で露出し、かつ金属線材１２Ｂ及びガイドピン５１の下端部は基板部１１Ｃの下面から突出した構成とされている。
【００４５】
続いて、上記構成とされた支持基板１０Ｃの製造方法について説明する。
図１６は、支持基板１０Ｃを製造するのに用いる治具となる線材挿入板４０Ｃの要部を拡大して示している。同図に示すように、本実施例で用いる支持基板１０Ｃは、複数の貫通孔４４Ａに加え、この貫通孔４４Ａが形成されたコーナー部に貫通孔４４Ａよりも大径（例えば、直径０．５２mm）とされた大径貫通孔４４Ｂが形成されている。
【００４６】
上記構成とされた線材挿入板４０Ｃは、吸引治具４３に装着される。図１７は、線材挿入板４０Ｃが吸引治具４３に装着された状態を示している。このように線材挿入板４０Ｃが吸引治具４３に装着されると、前記した真空吸引装置及び振動発生装置を駆動すると共に、線材挿入板４０Ｃの上部に大径貫通孔４４Ｂの形成数よりも多い本数のガイドピン５１をセットする。本実施例では、ガイドピン５１として直径０．５ｍｍ、長さ５．５ｍｍの銅線を用いている。
【００４７】
上記のようにセットされたガイドピン５１は、線材挿入板４０Ｃが振動発生装置により振動することにより変位し、また大径貫通孔４４Ｂは真空吸引装置に接続されているため、変位したガイドピン５１は大径貫通孔４４Ｂに真空吸引される。よって、最終的には線材挿入板４０Ｃに形成された全ての大径貫通孔４４Ｂにガイドピン５１は挿入される。しかるに、ガイドピン５１の直径は、貫通孔４４Ａの直径寸法より大きいため、ガイドピン５１が貫通孔４４Ａに挿入されることはない。
【００４８】
上記のガイドピン５１の挿入処理が終了すると、線材挿入板４０Ｃ上に残った余分なガイドピン５１を除去する。そして、真空吸引装置及び振動発生装置が駆動された状態の線材挿入板４０Ｃの上部に貫通孔４４Ａの形成数よりも多い本数の金属線材１２Ｂをセットする。尚、金属線材１２Ｂの材質は、第２実施例と同様である。
【００４９】
上記のようにセットされた金属線材１２Ｂは、線材挿入板４０Ｃが振動発生装置により振動することにより変位し、また貫通孔４４Ａは真空吸引装置に接続されているため、変位した金属線材１２Ｂは貫通孔４４Ａに真空吸引される。よって、最終的には線材挿入板４０Ｃに形成された全ての貫通孔４４Ａに金属線材１２Ｂは挿入される。しかるに、大径貫通孔４４Ｂは既にガイドピン５１が挿入されてるいため、大径貫通孔４４Ｂに金属線材１２Ｂが挿入されることはない。
（図１８は、貫通孔４４Ａに金属線材１２Ｂが挿入される様子を示している）。
【００５０】
このように、直径寸法（開口径）の異なる複数の貫通孔４４Ａ，４４Ｂが形成された線材挿入板４０Ｃを用意し、最も太い線材（ガイドピン５１）から順次貫通孔４４Ａ，４４Ｂに厳合させることで、複数の種類の線材（金属線材１２Ｂ，ガイドピン５１）を有する支持基板１０Ｃを容易かつ効率的に製造することができる。
【００５１】
上記した線材挿入工程が終了すると、続いて基板形成工程を実施する。図１９は、基板形成工程を行なっている状態を示す図である。同図に示すように基板形成工程では、前記した各実施例と同様に、線材挿入板４０Ａの上面に平板４７Ｂを載せてピンが脱落しないようにした後、この平板４７Ｂを上下裏返して取り出す。これにより、線材挿入板４０Ｃは平板４７Ｂ上に載置された状態となる。また、金属線材１２Ｂは線材挿入板４０Ｃから上方に突出した状態となる（図１９参照）。更に、線材挿入板４０Ｃの外周位置に枠材４８を配設する。
【００５２】
この際、本実施例で用いる平板４７Ｂは、ガイドピン５１の配設位置に対応する位置に凹部５２が形成されている。よって、ガイドピン５１は線材挿入板４０Ｃより下方に突出した状態となっている。
続いて、線材挿入板４０Ｃと枠材４８とが形成する空間内に、絶縁材料４９Ｃとしてシリカ粒子を充填したエポキシ樹脂を流し込み、その後に１５０℃で硬化後させることにより絶縁材料４９Ｃを固化した。尚、この固化した絶縁材料４９Ｃを基板部１１Ｃという。
【００５３】
その後、基板部１１Ｃを絶縁材料４９Ｃから取り外すと共に、図１４を用いて説明したと同様な片面研磨処理を行なうことにより、図１５に示す支持基板１０Ｃが製造される。
上述した製造方法によれば、第１及び第２実施例と同様の効果を実現することができる。更に、本実施例に係る支持基板１０Ｃは、金属線材１２Ｂの延出量よりも更に下方に延出し、かつ金属線材１２Ｂよりも径寸法が大きななガイドピン５１が設けられる。このため、このガイドピン５１を実装時における位置決め部材として用いることができ、実装信頼性の向上を図ることができる。
【００５４】
更に、このガイドピン５１を信号用端子として用いることも可能である。例えば支持基板１０Ｃを半導体装置に適用した場合には、多数の端子が必要な信号ライン用として細い金属線材１２Ｂを用い、大電流が必要な電源ライン用には太いガイドピン５１を用いて低抵抗化を図ることも可能となる。尚、この場合には、ガイドピン５１と金属線材１２Ｂの基板部１１Ｃからの延出量を等しくする必要がある。
【００５５】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。請求項１記載の発明によれば、従来のように高融点はんだを用いて別途にピンを基板にはんだ付けする必要はなくなる。このため、回路搭載用支持板の製造工程の簡単化を図ることができ、これに伴い回路搭載用支持板の低コスト化を図ることができる。
【００５６】
また、基板形成工程で用いる絶縁材料の材質は限定されないため、高い耐熱性を有した絶縁材料を選定することが可能となり、よって回路搭載用支持板の耐熱性を向上させることができ、高融点はんだの使用及び鉛フリー化への対応が可能となる。
また、線材を貫通孔に効率的かつ確実に挿入させることができる。
【００５７】
また、請求項２記載の発明によれば、複数の種類の線材を有する回路搭載用支持板を製造することが可能となり、例えば回路搭載用支持板を半導体装置に適用した場合には、多数の端子が必要な信号ライン用には細い線材を用い、大電流が必要な電源ライン用には太い線材を用いて低抵抗化を図ることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である支持基板を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施例である支持基板を用いた半導体装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施例である支持基板を製造する際に用いる線材挿入板の平面図である。
【図４】図３における矢印Ａ１で示す部分の拡大図である。
【図５】図４におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図６】本発明の第１実施例である支持基板の製造方法の内、線材挿入工程を説明するための図である。
【図７】本発明の第１実施例である支持基板の製造方法の内、基板形成工程を説明するための図である。
【図８】本発明の第１実施例である支持基板の製造方法の内、研磨工程を説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施例である支持基板を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２実施例である支持基板を用いた半導体装置を示す断面図である。
【図１１】本発明の第２実施例である支持基板を製造する際に用いる線材挿入板の平面図である。
【図１２】図１１における矢印Ａ２で示す部分の拡大図である。
【図１３】本発明の第２実施例である支持基板の製造方法の内、基板形成工程を説明するための図である。
【図１４】本発明の第２実施例である支持基板の製造方法の内、研磨工程を説明するための図である。
【図１５】本発明の第３実施例である支持基板を示す断面図である。
【図１６】本発明の第３実施例である支持基板を製造する際に用いる線材挿入板の部分拡大した平面図である。
【図１７】本発明の第３実施例である支持基板の製造方法の内、線材挿入工程を説明するための図である（その１）。
【図１８】本発明の第３実施例である支持基板の製造方法の内、線材挿入工程を説明するための図である（その２）。
【図１９】本発明の第３実施例である支持基板の製造方法の内、基板形成工程を説明するための図である。
【符号の説明】
１０Ａ〜１０Ｃ 支持基板
１１Ａ〜１１Ｃ 基板部
１２Ａ，１２Ｂ 金属線材
２０Ａ，２０Ｂ 半導体装置
２３ ビルトアップ配線層
２４ 半導体チップ
３０ 半田ボール
４０Ａ〜４０Ｃ 線材挿入板
４１Ａ，４１Ｂ 線材挿入エリア
４２Ａ，４２Ｂ 非挿入エリア
４３ 吸引治具
４４Ａ 貫通孔
４４Ｂ 大径貫通孔
４７Ａ，４７Ｂ 平板
４９Ａ〜４９Ｃ 絶縁材料
５１ ガイドピン
【発明の属する技術分野】
本発明は回路搭載用支持板の製造方法に係り、特にマルチチップモジュール（ＭＣＭ）やシングルチップパッケージ用回路基板に用いて好適な回路搭載用支持板の製造方法に関する。
【０００２】
近年の半導体チップの高集積化、多端子化に伴い、半導体チップを実装するための回路基板にも配線の微細化、多層化が求められている。そこで、従来のスルーホール基板に代わってインナービアホールを有する、いわゆるビルトアップ基板が特にＭＣＭの分野で普及しつつある。
また、最近ではシングルチップ部品においても端子数の多いボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）やピングリッドアレイ（ＰＧＡ）パッケージ用にビルトアップ基板が用いられるようになってきている。
【０００３】
【従来の技術】
従来より、ビルトアップ基板から外部接続端子を取り出す方法として、貫通ビアを有さない支持基板を用い配線層と同一の面から外部接続端子を取り出す方法、及び回路基板の支持基板に導体を貫通させ（この導体を貫通ビアという）、ビルトアップ配線層の反対側から外部接続端子を取り出す方法の２通りが知られている。
【０００４】
しかるに、前者の場合は、チップ外周部に外部端子用のスペースを確保する必要があるため、部品が大きくなり、またＬＳＩから端子までの配線長が長くなって遅延が大きくなるという問題がある。そこで、外部接続端子をビルトアップ配線層の反対側から外部接続端子を取り出す後者の方法が一般に用いられている。また、貫通ビアを有した支持基板としては、厚膜法で貫通ビアを形成したセラミックス板や、スルーホールにより貫通ビアを構成した樹脂基板（代表的にはガラスエポキ基板）等が使われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
貫通ビアが形成されるセラミックス基板としては、例えば窒化アルミ／タングステンやガラスセラミックス／銅が知られている。これらは、優れた強度や耐熱性等を有しているが、焼成時の収縮によるビアの位置ズレ、粉末焼成された導体内のボイドといった問題がある。また、厚膜法ではコストが高くなってしまうという問題がある。
【０００６】
一方、貫通ビアが形成される樹脂基板は、通常のプリント配線基板の技術を用いるためそれ自体は安価である利点がある。しかるに、この樹脂基板をビルトアップ基板の支持板に用いる場合、孔が形成されたままの状態ではビルトアップ基板を形成できないため、別途にスルーホールの中空部分を埋める必要がある。
また、外部接続用端子の密度を大きくすることが困難で、密度を大きくしようとすると、外部端子電極側にも配線引回しのための配線層が必要になるという問題があり、結局十分なコストメリットが得られないという問題点がある。
【０００７】
更に、高融点はんだを用いた場合には、樹脂基板が熱損傷を受ける可能性があるという問題点もある。具体的には、樹脂基板をＰＧＡに適用した場合、パッケージ側の電極にピンをはんだ付けする必要があるが、ピン立て用のはんだが溶けてはいけないので高融点のはんだ（通常はＳｎ−８０％Ａｕ融点２８０℃）をピン立てに使う必要がある。しかるに、樹脂基板では２４０℃以上のはんだ付け温度に耐えられない。そのため、従来ではＰＧＡでは高価なセラミックス基板を使用せざるをえなかった。
【０００８】
一方、今後進むことが予想される鉛フリー化を想定した場合、現在使用されているＳｎ−Ｐｂ共晶はんだ（融点１８３℃）に代えて、Ｓｎ−Ａｇ系はんだ（融点〜２１０℃）を使うことが考えられる。しかるに、上記のように樹脂基板の耐熱性が低いため、樹脂基板にＳｎ−Ａｇ系はんだを用いることはできず、鉛フリー化に対応することができないという問題点もある。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、安価でかつ高い耐熱性及び信頼性を有した回路搭載用支持板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
請求項１記載の発明は、
複数の貫通孔が形成された治具の該貫通孔に金属の線材を挿入させる線材挿入工程と、
前記線材の前記治具から露出した部分に、液状とされた絶縁材料を流し込んだ後に該絶縁材料を固化させ、前記線材が貫通された基板部を形成する基板形成工程とを有する回路搭載用支持板の製造方法であって、
前記線材挿入工程で、
前記治具上に前記貫通孔の数よりも多い線材を載置し、前記治具を振動させると共に前記貫通孔から真空吸引を行い、前記線材を前記貫通孔に挿入させることを特徴とするものである。
【００１４】
上記のように、治具を振動させると共に貫通孔から真空吸引を行なって線材を貫通孔に挿入させる構成とすることにより、線材を貫通孔に効率的かつ確実に挿入させることができる。
また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載の回路搭載用支持板の製造方法において、
前記治具として開口径の異なる複数の貫通孔が形成されたものを用い、
最も太い開口径を有する前記貫通孔に対応した前記線材から、順次前記貫通孔に挿入させることを特徴とするものである。
【００１５】
このように、開口径の異なる複数の貫通孔が形成された治具を用意し、最も太い線材片から順次貫通孔に厳合させることで、複数の種類の線材を有する回路搭載用支持板を製造することができる。これにより、例えば回路搭載用支持板を半導体装置に適用した場合には、多数の端子が必要な信号ライン用には細い線材を用い、大電流が必要な電源ライン用には太い線材を用いて低抵抗化を図ることも可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
図１は、本発明の第１実施例である回路搭載用支持板１０Ａ（以下、単に支持基板という）を示している。同図に示すように、本実施例に係る支持基板１０Ａは、基板部１１Ａと金属線材１２Ａとよりなる極めて簡単な構成とされている。また、本実施例では、金属線材１２Ａの上端部及び下端部は、いずれも基板部１１Ａの表面及び下面と同一面となるよう構成されている。
【００２１】
図２は、図１に示す支持基板１０Ａを電子部品に適用した例を示しており、具体的には半導体装置２０Ａに適用した例を示している。半導体装置２０ＡはＢＧＡ構造を有し、大略すると支持基板１０Ａ，ビルトアップ配線層２３，半導体チップ２４，及びはんだボール３０等により構成されている。
ビルトアップ配線層２３は、支持基板１０Ａの図中上面に絶縁層と配線層を交互に積み上げるように繰り返し形成することにより多層化された構成とさてれいる。このビルトアップ配線層２３の最下層の配線層は支持基板１０Ａを構成する金属線材１２Ａの上端部と電気的に接続されている。
【００２２】
また、ビルトアップ配線層２３の最上層の配線層には、半導体チップ２４が搭載されている。半導体チップ２４は、その下面に複数のはんだバンプ２７が形成されており、ビルトアップ配線層２３に対しフェイスダウンボンディングされている。これにより、はんだバンプ２７はビルトアップ配線層２３の最上層の配線層と電気的に接続する。
【００２３】
また、支持基板１０Ａの図中下面には、ポリイミド層２９が配設されている。このポリイミド層２９は、支持基板１０Ａの金属線材１２Ａと対向する位置に上下に貫通した電極３１が形成されている。この電極３１の上端部は金属線材１２Ａと電気的に接続し、また電極３１の下端部にははんだボール３０が形成されている。よって、半導体チップ２４は、ビルトアップ配線層２３，支持基板１０Ａ，及びポリイミド層２９を介して、外部接続端子となるはんだボール３０と電気的に接続した構成となる。
【００２４】
続いて、上記構成とされた支持基板１０Ａの製造方法について説明する。
図３は、支持基板１０Ａを製造するのに用いる治具となる線材挿入板４０Ａを示している。また、図４は、図３に矢印Ａ１で示した部分を拡大して示したものである。即ち、図４は、線材挿入板４０Ａの線材挿入エリア４１Ａを拡大して示している。また、図５は、図４におけるＸ−Ｘ線に沿う断面を示している。
【００２５】
線材挿入板４０Ａは１５２mm（横）×１００mm（縦）×１．５mm（厚さ）の大きさを有したグラファイト板であり、後述する貫通孔４４Ａが形成された線材挿入エリア４１Ａと、貫通孔４４Ａが形成されていない非挿入エリア４２Ａとにより構成されている。
また、線材挿入エリア４１Ａには、１．２７mmのピッチで格子状に約４００個の貫通孔４４Ａが形成されている。この貫通孔４４Ａの直径寸法は、例えば２１０μｍとさてれいる。更に、貫通孔４４Ａの上端部には、後述する金属線材４４Ａの挿入時において挿入を容易にするため、テーパ部４５が形成されている。
【００２６】
上記構成とされた線材挿入板４０Ａは、吸引治具４３に装着される。図６は、線材挿入板４０Ａが吸引治具４３に装着された状態を示している。同図に示すように、線材挿入板４０Ａが吸引治具４３に装着された状態で、線材挿入板４０Ａと吸引治具４３との底板との間には下部空間部４６が形成されるよう構成されている。即ち、線材挿入板４０Ａは吸引治具４３の底面に対し浮いた状態で装着される。
【００２７】
また、この下部空間部４６には、図示しない真空吸引装置が接続されている。よって、この真空吸引装置が駆動することにより下部空間部４６は負圧となり、線材挿入板４０Ａに形成されている各貫通孔４４Ａは吸引孔としても機能することとなる。また、吸引治具４３には図示しない振動発生装置が取り付けられており、装着された線材挿入板４０Ａを振動させうる構成とされている。
【００２８】
上記のように線材挿入板４０Ａが吸引治具４３に装着されると、前記した真空吸引装置及び振動発生装置を駆動すると共に、線材挿入板４０Ａの上部に貫通孔４４Ａの形成数よりも多い本数の金属線材１２Ａをセットする。本実施例では、金属線材１２Ａとして太さ２００μｍ、長さ３ｍｍのタングステン線を用いている。
【００２９】
上記のようにセットされた金属線材１２Ａは、線材挿入板４０Ａが振動発生装置により振動することにより変位する。また、貫通孔４４Ａは真空吸引装置に接続されているため、変位した金属線材１２Ａは貫通孔４４Ａに真空吸引される。よって、最終的には線材挿入板４０Ａに形成された全ての貫通孔４４Ａに金属線材１２Ａは挿入される（図６は、貫通孔４４Ａに金属線材１２Ａが挿入される様子を示している）。
【００３０】
このように、線材挿入板４０Ａを振動させると共に貫通孔４４Ａから真空吸引を行なって金属線材１２Ａを貫通孔４４Ａに挿入させる構成とすることにより、多数（本実施例の場合には４０００本）の金属線材１２Ａを貫通孔４４Ａに効率的かつ確実に挿入させることができる（以上の処理を線材挿入工程という）。
上記した線材挿入工程が終了すると、続いて基板形成工程を実施する。図７は、基板形成工程を行なっている状態を示す図である。
【００３１】
基板形成工程では、金属線材１２Ａの線材挿入板４０Ａから露出した部分に液状とされた絶縁材料４９Ａを流し込み、その後にこの絶縁材料４９Ａを固化させることにより、金属線材１２Ａが貫通された基板部１１Ａを形成する処理を行なう。
具体的には、先ず、図６に示す状態の線材挿入板４０Ａの上面に平板４７Ａを載せてピンが脱落しないようにした後、この平板４７Ａを上下裏返して取り出す。これにより、線材挿入板４０Ａは平板４７Ａ上に載置された状態となる。また、金属線材１２Ａは線材挿入板４０Ａから上方に突出した状態となる（図７参照）。更に、線材挿入板４０Ａの外周位置に枠材４８を配設する。
【００３２】
続いて、線材挿入板４０Ａと枠材４８とが形成する空間内に、絶縁材料４９Ａとして９００℃の溶融したほうケイ酸ガラスを流し込む。そして、冷却することにより絶縁材料４９Ａを固化する。尚、この固化した絶縁材料４９Ａを基板部１１Ａという。
上記のように基板部１１Ａが形成されると、この基板部１１Ａは線材挿入板４０Ａから取り外される。図８は、線材挿入板４０Ａから取り外された基板部１１Ａを示している。この状態において、各金属線材１２Ａは基板部１１Ａに保持されており、かつ基板部１１Ａを上下に貫通した状態となっている。
【００３３】
続いて、図８に示す状態において、基板部１１Ａから突出している金属線材１２Ａを切断し、その後に図中一点鎖線で示す位置５０Ａ，５０Ｂまで基板部１１Ａの両面を研磨処理する。以上の処理を実施することにより、図１に示す支持基板１０Ａが製造される。
上述した製造方法によれば、ピン状の金属線材１２Ａを予め線材挿入板４０Ａに装着した上で液状の絶縁材料４９Ａを流し込み、これにより基板部１１Ａを形成するため、従来のセラミック基板で発生していたような貫通ビア（本実施例では、金属線材１２Ａがこれに相当する）の位置ずれは発生しない。即ち、製造時において、金属線材１２Ａの配設位置は線材挿入板４０Ａにより保持されている。よって、金属線材１２Ａの位置精度の高い支持基板１０Ａを実現できる。
【００３４】
また、前述したように従来のスルーホールを有したプリント配線基板では、その上部にビルトアップ配線層を形成する際、スルーホールの穴埋め処理が必要であった。しかるに、本実施例に係る支持基板１０Ａは、金属線材１２Ａを用いてるため穴は形成されていない。このため、図２に示したように支持基板１０Ａ上にビルトアップ配線層２３を形成する際、従来必要であった穴埋め処理がは不要であり、上記した従来構成に比べて製造コストの低減を図ることができる。
【００３５】
更に、基板形成工程で用いる絶縁材料４９Ａの材質は限定されないため、高い耐熱性を有した絶縁材料を選定することが可能となる。よって、支持基板１０Ａの耐熱性を向上させることができ、高融点はんだの使用及び鉛フリー化への対応が可能となる。
続いて、本発明の第２実施例について説明する。
【００３６】
図９は、本発明の第２実施例である支持基板１０Ｂ（回路搭載用支持板）を示している。尚、以下述べる各実施例の説明に用いる図９乃至図１９において、図１乃至図８に示した構成と同一構成については同一符合を付し、その説明を省略するものとする。
図９に示すように、本実施例に係る支持基板１０Ｂも、基板部１１Ｂと金属線材１２Ｂとよりなる極めて簡単な構成さていれる。また、本実施例では、金属線材１２Ｂの上端部（第１の端部）は基板部１１Ｂの上面と略同一面で露出し、かつ金属線材１２Ｂの下端部（第２の端部）は基板部１１Ｂの下面から突出した構成とされている。
【００３７】
図１０は、図９に示す支持基板１０Ｂを電子部品に適用した例を示しており、具体的には半導体装置２０Ｂに適用した例を示している。半導体装置２０ＢはＰＧＡ構造を有し、大略すると支持基板１０Ａ，ビルトアップ配線層２３，及び半導体チップ２４等により構成されている。
本実施例の半導体装置２０ＢはＰＧＡ構造あり、かつ支持基板１０Ｂを構成する金属線材１２Ｂの基板１１Ｂから突出した部分が、そのまま外部端子として機能する構成とされている。よって、図２に示した半導体装置２０Ａと異なり、ポリイミド層２９を設ける必要はなく、更に半導体装置２０Ｂの低コスト化を図ることができる。
【００３８】
続いて、上記構成とされた支持基板１０Ｂの製造方法について説明する。
図１１は、支持基板１０Ｂを製造するのに用いる治具となる線材挿入板４０こを示している。また、図１２は、図１１に矢印Ａ２で示した部分を拡大して示したものである。
線材挿入板４０Ｂは、図３に示した線材挿入板４０Ａと同様に１５２mm（横）×１００mm（縦）×１．５mm（厚さ）の大きさを有したグラファイト板である。しかるに、本実施例に係る線材挿入板４０Ｂは、６個（６セグメント）の線材挿入エリア４１Ｂと非挿入エリア４２Ｂを形成した構成としている。各線材挿入板４０Ｂは□３９ｍｍの大きさとされており、それぞれの領域に４００個の貫通孔４４Ａを形成した構成とされている。
【００３９】
また、各貫通孔４４Ａは、線材挿入エリア４１Ｂの周囲に１．２７mmピッチで４列の格子状に形成されている（図１２参照）。また、各貫通孔４４Ａの直径は２１０μｍとされている。更に、金属線材１２Ｂとしては、表面をＮｉ／Ａｕでめっきした銅線を用い、その太さは２００μｍ，長さは３．５mmとした。
上記構成とされた線材挿入板４０Ｂは、先に図６を用いて説明したと同様に、吸引治具４３に装着されて線材挿入工程が行なわれる。そして、線材挿入工程が終了することにより、線材挿入板４０Ｂに形成された全ての貫通孔４４Ｂに金属線材１２Ｂは挿入される。
【００４０】
線材挿入工程が終了すると、続いて基板形成工程を実施する。図１３は、基板形成工程を行なっている状態を示す図である。基板形成工程では、第１実施例と同様に線材挿入板４０Ｂの上面に平板４７Ａを載せてピンが脱落しないようにした後、この平板４７Ａを上下裏返して取り出す。これにより、線材挿入板４０Ｂは平板４７Ａ上に載置され、また金属線材１２Ｂは線材挿入板４０Ｂから上方に突出した状態となる（図１３参照）。更に、線材挿入板４０Ａの外周位置に枠材４８を配設する。
【００４１】
続いて、線材挿入板４０Ｂと枠材４８とが形成する空間内に、絶縁材料４９Ｂとしてシリカを充填したビスマレイミトトリアジン樹脂を流し込み、２５０℃で熱硬化させることにより絶縁材料４９Ｂを固化する。
尚、この固化した絶縁材料４９Ｂを基板部１１Ｂという。また、この状態における基板部１１Ｂは、前記した６個のセグメント単位で基板部１１Ｂに金属線材１２Ｂが貫通した構成となっている。
【００４２】
上記のように基板部１１Ｂが形成されると、この基板部１１Ｂは線材挿入板４０Ｂから取り外される。図１４は、線材挿入板４０Ｂから取り外された基板部１１Ｂを示している。この状態において、各金属線材１２Ｂは基板部１１Ｂに保持されており、かつ基板部１１Ｂを上下に貫通した状態となっている。
続いて、図１４に示す状態において、基板部１１Ｂから上方に突出している金属線材１２Ｂのみを切断し、その後に図中一点鎖線で示す位置５０Ａまで基板部１１Ｂの片面を研磨処理する。即ち、第１実施例では図８を用いて説明したように、基板部１１Ａに対して両面研磨処理を行なったが、本実施例では基板部１１Ｂに対し片面研磨のみを行なう。よって、基板部１１Ｂから図中下方に延出した金属線材１２Ｂは、そのまま残った構成となる。続いて、この基板部１１Ｂを前記した６セグメントに分割することで、図９に示す支持基板１０Ｂが６個製造される。
【００４３】
上述した製造方法によっても、先に説明した第１実施例に係る支持基板１０Ａの製造方法と同様の効果を実現することができる。更に、本実施例の製造方法によれば、ＰＧＡ構造において、従来のように高融点はんだを用いて別途にピンを基板にはんだ付けする必要はなくなる。このため、支持基板１０Ｂの製造工程の簡単化を図ることができ、これに伴い支持基板１０Ｂの低コスト化を図ることができる。
【００４４】
続いて、本発明の第３実施例について説明する。
図１５は、本発明の第３実施例である支持基板１０Ｃ（回路搭載用支持基板）を示している。同図に示すように、本実施例に係る支持基板１０Ａは、基板部１１Ｃ，金属線材１２Ｂ，及びガイドピン５１とよりなる極めて簡単な構成とさていれる。また、本実施例では、金属線材１２Ｂ及びガイドピン５１の上端部は基板部１１Ｃの上面と略同一面で露出し、かつ金属線材１２Ｂ及びガイドピン５１の下端部は基板部１１Ｃの下面から突出した構成とされている。
【００４５】
続いて、上記構成とされた支持基板１０Ｃの製造方法について説明する。
図１６は、支持基板１０Ｃを製造するのに用いる治具となる線材挿入板４０Ｃの要部を拡大して示している。同図に示すように、本実施例で用いる支持基板１０Ｃは、複数の貫通孔４４Ａに加え、この貫通孔４４Ａが形成されたコーナー部に貫通孔４４Ａよりも大径（例えば、直径０．５２mm）とされた大径貫通孔４４Ｂが形成されている。
【００４６】
上記構成とされた線材挿入板４０Ｃは、吸引治具４３に装着される。図１７は、線材挿入板４０Ｃが吸引治具４３に装着された状態を示している。このように線材挿入板４０Ｃが吸引治具４３に装着されると、前記した真空吸引装置及び振動発生装置を駆動すると共に、線材挿入板４０Ｃの上部に大径貫通孔４４Ｂの形成数よりも多い本数のガイドピン５１をセットする。本実施例では、ガイドピン５１として直径０．５ｍｍ、長さ５．５ｍｍの銅線を用いている。
【００４７】
上記のようにセットされたガイドピン５１は、線材挿入板４０Ｃが振動発生装置により振動することにより変位し、また大径貫通孔４４Ｂは真空吸引装置に接続されているため、変位したガイドピン５１は大径貫通孔４４Ｂに真空吸引される。よって、最終的には線材挿入板４０Ｃに形成された全ての大径貫通孔４４Ｂにガイドピン５１は挿入される。しかるに、ガイドピン５１の直径は、貫通孔４４Ａの直径寸法より大きいため、ガイドピン５１が貫通孔４４Ａに挿入されることはない。
【００４８】
上記のガイドピン５１の挿入処理が終了すると、線材挿入板４０Ｃ上に残った余分なガイドピン５１を除去する。そして、真空吸引装置及び振動発生装置が駆動された状態の線材挿入板４０Ｃの上部に貫通孔４４Ａの形成数よりも多い本数の金属線材１２Ｂをセットする。尚、金属線材１２Ｂの材質は、第２実施例と同様である。
【００４９】
上記のようにセットされた金属線材１２Ｂは、線材挿入板４０Ｃが振動発生装置により振動することにより変位し、また貫通孔４４Ａは真空吸引装置に接続されているため、変位した金属線材１２Ｂは貫通孔４４Ａに真空吸引される。よって、最終的には線材挿入板４０Ｃに形成された全ての貫通孔４４Ａに金属線材１２Ｂは挿入される。しかるに、大径貫通孔４４Ｂは既にガイドピン５１が挿入されてるいため、大径貫通孔４４Ｂに金属線材１２Ｂが挿入されることはない。
（図１８は、貫通孔４４Ａに金属線材１２Ｂが挿入される様子を示している）。
【００５０】
このように、直径寸法（開口径）の異なる複数の貫通孔４４Ａ，４４Ｂが形成された線材挿入板４０Ｃを用意し、最も太い線材（ガイドピン５１）から順次貫通孔４４Ａ，４４Ｂに厳合させることで、複数の種類の線材（金属線材１２Ｂ，ガイドピン５１）を有する支持基板１０Ｃを容易かつ効率的に製造することができる。
【００５１】
上記した線材挿入工程が終了すると、続いて基板形成工程を実施する。図１９は、基板形成工程を行なっている状態を示す図である。同図に示すように基板形成工程では、前記した各実施例と同様に、線材挿入板４０Ａの上面に平板４７Ｂを載せてピンが脱落しないようにした後、この平板４７Ｂを上下裏返して取り出す。これにより、線材挿入板４０Ｃは平板４７Ｂ上に載置された状態となる。また、金属線材１２Ｂは線材挿入板４０Ｃから上方に突出した状態となる（図１９参照）。更に、線材挿入板４０Ｃの外周位置に枠材４８を配設する。
【００５２】
この際、本実施例で用いる平板４７Ｂは、ガイドピン５１の配設位置に対応する位置に凹部５２が形成されている。よって、ガイドピン５１は線材挿入板４０Ｃより下方に突出した状態となっている。
続いて、線材挿入板４０Ｃと枠材４８とが形成する空間内に、絶縁材料４９Ｃとしてシリカ粒子を充填したエポキシ樹脂を流し込み、その後に１５０℃で硬化後させることにより絶縁材料４９Ｃを固化した。尚、この固化した絶縁材料４９Ｃを基板部１１Ｃという。
【００５３】
その後、基板部１１Ｃを絶縁材料４９Ｃから取り外すと共に、図１４を用いて説明したと同様な片面研磨処理を行なうことにより、図１５に示す支持基板１０Ｃが製造される。
上述した製造方法によれば、第１及び第２実施例と同様の効果を実現することができる。更に、本実施例に係る支持基板１０Ｃは、金属線材１２Ｂの延出量よりも更に下方に延出し、かつ金属線材１２Ｂよりも径寸法が大きななガイドピン５１が設けられる。このため、このガイドピン５１を実装時における位置決め部材として用いることができ、実装信頼性の向上を図ることができる。
【００５４】
更に、このガイドピン５１を信号用端子として用いることも可能である。例えば支持基板１０Ｃを半導体装置に適用した場合には、多数の端子が必要な信号ライン用として細い金属線材１２Ｂを用い、大電流が必要な電源ライン用には太いガイドピン５１を用いて低抵抗化を図ることも可能となる。尚、この場合には、ガイドピン５１と金属線材１２Ｂの基板部１１Ｃからの延出量を等しくする必要がある。
【００５５】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。請求項１記載の発明によれば、従来のように高融点はんだを用いて別途にピンを基板にはんだ付けする必要はなくなる。このため、回路搭載用支持板の製造工程の簡単化を図ることができ、これに伴い回路搭載用支持板の低コスト化を図ることができる。
【００５６】
また、基板形成工程で用いる絶縁材料の材質は限定されないため、高い耐熱性を有した絶縁材料を選定することが可能となり、よって回路搭載用支持板の耐熱性を向上させることができ、高融点はんだの使用及び鉛フリー化への対応が可能となる。
また、線材を貫通孔に効率的かつ確実に挿入させることができる。
【００５７】
また、請求項２記載の発明によれば、複数の種類の線材を有する回路搭載用支持板を製造することが可能となり、例えば回路搭載用支持板を半導体装置に適用した場合には、多数の端子が必要な信号ライン用には細い線材を用い、大電流が必要な電源ライン用には太い線材を用いて低抵抗化を図ることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である支持基板を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施例である支持基板を用いた半導体装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施例である支持基板を製造する際に用いる線材挿入板の平面図である。
【図４】図３における矢印Ａ１で示す部分の拡大図である。
【図５】図４におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図６】本発明の第１実施例である支持基板の製造方法の内、線材挿入工程を説明するための図である。
【図７】本発明の第１実施例である支持基板の製造方法の内、基板形成工程を説明するための図である。
【図８】本発明の第１実施例である支持基板の製造方法の内、研磨工程を説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施例である支持基板を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２実施例である支持基板を用いた半導体装置を示す断面図である。
【図１１】本発明の第２実施例である支持基板を製造する際に用いる線材挿入板の平面図である。
【図１２】図１１における矢印Ａ２で示す部分の拡大図である。
【図１３】本発明の第２実施例である支持基板の製造方法の内、基板形成工程を説明するための図である。
【図１４】本発明の第２実施例である支持基板の製造方法の内、研磨工程を説明するための図である。
【図１５】本発明の第３実施例である支持基板を示す断面図である。
【図１６】本発明の第３実施例である支持基板を製造する際に用いる線材挿入板の部分拡大した平面図である。
【図１７】本発明の第３実施例である支持基板の製造方法の内、線材挿入工程を説明するための図である（その１）。
【図１８】本発明の第３実施例である支持基板の製造方法の内、線材挿入工程を説明するための図である（その２）。
【図１９】本発明の第３実施例である支持基板の製造方法の内、基板形成工程を説明するための図である。
【符号の説明】
１０Ａ〜１０Ｃ 支持基板
１１Ａ〜１１Ｃ 基板部
１２Ａ，１２Ｂ 金属線材
２０Ａ，２０Ｂ 半導体装置
２３ ビルトアップ配線層
２４ 半導体チップ
３０ 半田ボール
４０Ａ〜４０Ｃ 線材挿入板
４１Ａ，４１Ｂ 線材挿入エリア
４２Ａ，４２Ｂ 非挿入エリア
４３ 吸引治具
４４Ａ 貫通孔
４４Ｂ 大径貫通孔
４７Ａ，４７Ｂ 平板
４９Ａ〜４９Ｃ 絶縁材料
５１ ガイドピン
Claims (2)
- 複数の貫通孔が形成された治具の該貫通孔に金属の線材を挿入させる線材挿入工程と、
前記線材の前記治具から露出した部分に、液状とされた絶縁材料を流し込んだ後に該絶縁材料を固化させ、前記線材が貫通された基板部を形成する基板形成工程とを有する回路搭載用支持板の製造方法であって、
前記線材挿入工程で、
前記治具上に前記貫通孔の数よりも多い線材を載置し、前記治具を振動させると共に前記貫通孔から真空吸引を行い、前記線材を前記貫通孔に挿入させることを特徴とする回路搭載用支持板の製造方法。 - 請求項１記載の回路搭載用支持板の製造方法において、
前記治具として開口径の異なる複数の貫通孔が形成されたものを用い、
最も太い開口径を有する前記貫通孔に対応した前記線材から、順次前記貫通孔に挿入させることを特徴とする回路搭載用支持板の製造方法。
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