JPH0234461B2 - Hienkeipinanaakitasojudentaikibanoyobisonoseizohoho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は半導体パツケージに関するものであ
り、さらに詳細に述べれば、埋込まれた導電体、
および上記の導電体に接続し、開口部に機械的に
固定された接点ピンを有する多層誘電体基板に関
するものである。

〔技術背景〕

回路を支持する基板上に設けられる回路の密度
を増大するための方法として、基板の片側から他
の側に達する埋込まれた導体を有する多層誘電体
基板が提唱されて来た。米国特許第4193082号及
び米国特許第4202007号（いずれも本願と同一出
願人による）には、複数の誘電体平面層からな
り、同平面層は層平面と同一の広がり有し、層の
表面に端部を有する複数の導電体のリードを有す
ることを特徴とする多層誘電体基板を開示してい
る。これらのリードの端部には、金層蒸着された
入出力（Ｉ／Ｏ）接点ピン、すなわちジヤツク、
はんだ付パツド、その他の導電性材料がある。こ
のような構造で提唱された一用途は、層の平面に
平行な構造の２つの主要部の１つに設けた集積回
路を支持し、適当な導電性リードと電気的に接触
させ、反対の面には導電性リードを外部電源と接
続するＩ／Ｏ接点ピンを設けることである。構造
の一面から回路を反対側の面に電気的に接続する
ため、これらの特許には適当な導線の使用を開示
している。あるいは、接点ピンを挿入するため、
焼成前に積層物にバイヤホールをあけておくこと
が提唱されている。

〔本発明〕

本発明の目的は接点ピンを機械的に保持する開
口部を形成した多層誘電体基板、及びその製造方
法を提供することにある。

本発明の他の目的は、接点ピンをすえ込み（変
形）して確実に保持するための開口部を絶縁材料
に設け、しかも構造中に埋込まれた導線と電気的
に接触させて、構造の２つの相対する主要面に延
びる連続した線路を生成する方法を提供すること
にある。

さらに、本発明の他の目的は、２つの主要な相
対する面を有し、これら２つの主要面に端部を有
する導線を構造体内に有する絶縁構造を作成し、
少くとも１つの主要面に接点ピンが確実に固定さ
れ、しかも隣接の導線に電気的に接触するような
開口部を設ける方法を提供することにある。

本発明によれば、熱処理時の収縮率が、１つの
方向と、これと直交する方向とで異なり、熱処理
に際してそれぞれの収縮率の差に比例して、これ
らの方向で寸法を非可逆的に変える絶縁材料に開
口部を設ける方法が提供される。開口部は直角な
方向の面に直角に設けられ、同開口部の形状を変
えるために熱処理が行われる。使用する絶縁材料
は複数の誘電体平面層からなり、誘電体平面層と
直交する２つの主要な表面を有する一体化した誘
電体物質とすることができる。この材料は、その
主要表面内の２つの直交する方向の収縮率が相違
する。この材料の主要表面の１つに直交して、一
定の大きさの開口部を設けると、この開口部は熱
処理時に２つの方向で異なる量の収縮を行い、形
状が変化する。たとえば、焼成前にこの絶縁材料
に円形の開口部を機械加工すると、焼成後には円
形の穴は楕円形に変形する。焼成前にこの材料に
開けた開口部にはまるような大きさの接点ピン
は、その後の誘電体材料の焼成により圧縮され、
変形して、開口部にきつく、確実にかん合する。
ピンの大きさは、焼成後の或る方向の寸法は開口
部の寸法より大きくなり、他の方向の寸法は開口
部の寸法より小さくなるようにピンが変形して、
ピンの材料の一部が開口部の〓間に押し出される
ように前もつて選定する。これによりぴンは開口
部内で機械的に固定される。材料の主要表面の一
方から他方に延びる埋込まれた導線を設け、接点
ピンを導線のすぐ上に置いて、導線の一部と接点
ピンが電気的に確実に接触するようにすることに
より、誘電体材料の一方の主要表面上の導体端部
と、他方の主要表面上の接点ピンが電気的に導通
する。開口部と、導線と隣接するが直接接触はし
ない接点ピンとを設け、接点ピンを囲んで隣接す
る導体端部を覆う金属パツドによりピンと導線を
電気的に接続しても同様な結果が得られる。電気
的接触の信頼性をさらに改良するため、パツドは
周知の方法により、はんだまたは銀ろう等の導電
性金属材料でめつき（被覆）してもよい。

〔実施例〕

第１図は、米国特許第4193082号の方法により
作成した多層誘電体構造を示すものである。これ
は本発明が米国特許第4193082号に記載され、第
１図に示されるような誘電体材料に対して実施で
きるので図示した。本構造は複数の誘電体層から
成り、この誘電層は微粉砕したガラス、ガラス・
セラミツク、またはセラミツク、および有機溶媒
およびバインダ等の添加剤を混合し、型に入れて
泥漿としたもので、溶媒が蒸発すると、柔軟な素
地を生成する。これらのシートおよびシート内の
微粒子が、熱処理により焼結（焼成という）され
るまでは、これらのシートを素地（グリーン）シ
ートと名付ける。導体パターン３を有する多層素
地シート構造を作成するため、素地シートは米国
特許第4193082号および第4202007号に述べる付加
的処理方法又は除去的処理方法を用いて導電性金
属を被覆する。素地シートは積層され、XY平面
上に複数の誘電体シートを有し、所望のパターン
を形成するように配置した導線およびその終端部
を有する多層誘電体構造を形成する。このよう
に、第１図に示す構造１０は、XY平面上に置か
れ、これと直角のＺ方向に積重ねた複数の誘電体
層１からなるものである。この構造は、XZ平面
の主要な表面１２および１４と、表面１２および
１４の間に拡がり、両表面に適当な端部４を有す
る導線３とを有する。

第２ａ図および第２ｂ図は、本発明の方法によ
り、第１図に示すような構造の表面１４に作成し
た開口部の断面部を示す。第２ａ図には、焼結炉
に入れ、焼成とも呼ばれる熱処理を行う前の素地
シートに作成した円形の開口部を示す。この熱処
理中に、素地シート中のバインダは、通常分解に
より蒸発し、その後焼結すなわち一体化されて、
一体構造となる。この焼成中に、素地シートは予
め測定された収縮率で収縮する。このシートはＸ
およびＹ方向には印一般に16〜17％の同じ収縮率
で収縮する。しかし、Ｚ方向ではシートはこれよ
り大きい収縮率で収縮することがわかつた。たと
えば、厚みが約２mmの素地シートでは、Ｚ方向の
収率は約20％である。したがつて第２ａ図に示す
ような開口部を、第１図のまだ焼結していない構
造１０のＹ方向の表面１４に作成すると、XZ平
面では開口部は円形である。熱処理を行うと、シ
ートはＸ方向に約16％、Ｚ方向に約20％収縮す
る。したがつて、第２ａ図の円は、第２ｂ図に示
すように楕円形に変形し、２軸の比は４対５にな
る。素地シートが厚いほど、収縮の差は大きくな
り、楕円の２軸の比が大きくなる。

第３ａ図および第３ｂ図は、部分的に変形し、
多層誘電体構造２２に固定された接点ピン２１を
示す。変形するように選択したピンは、本発明の
方法により作成した。第２ａ図に示すような開口
部に挿入される。変形可能なピンは、第３ｂ図に
示すように、変形して楕円形の開口部にかん合す
る。第３ｂ図は、誘電体層２２中に固定されたピ
ン２１のXY平面の断面を示す。

第４ａ図では、誘電体２２（第１図の誘電体１
０と同様のもの）の深さ全体に挿入され、主要表
面２６および２７に接触した接点ピン２３を用い
た本発明の実施例を示す。またピン２３と表面２
６上の導電性部品との電気的接触を改善するた
め、パツド２４およびはんだまたは銀ろうの肉盛
２５も設けられている。パツド２４は焼成前に導
線を作成するのと同時に作成してもよい。このパ
ツド２４は導線と類似の材料、たとえば、タング
ステン、モリブデン、または銅で作成することが
できる。パツドを焼成した後、NiおよびAuの層
で被覆し、はんだのぬれを良くしてもよい。はん
だまたは銀ろう２５の肉は、従来のはんだまたは
洋銀の技術で作成し、ピンとパツドの電気的接触
を良好にする。第４ｂ図は本発明の他の実施例を
示すもので、接点ピン２９は誘電体４３（第１図
の誘電体１０と類似のもの）を貫通せず、途中ま
で入つたものである。しかし、ピン２９は表面４
３に接近して外側に開いた導線上に作成した開口
部に固定され、これにより接点ピン２９は導線の
部分３３に接触することができる。第４ａ図のパ
ツド２４と同様の方法で作成した金属パツド３５
も、表面３９上のピン２９の周囲に設けられる。
はんだまたは銀ろう３７は、ピン２９、金属パツ
ド３５および導線部分３３の間の電気的接触を改
善するため設けられる。導線の残りの部分３１
は、主要表面３９および４１の間の電気的接触を
完全なものにする。部分３３は、他の導線を作成
するのと同様の方法でスクリーン印刷した金属ペ
ーストを用いて作成し、強化した後、金属パツド
３５に接続する。

第４ｃ図には、本発明の方法により作成した他
の実施例を示す。接点ピン４６は材料を貫通せ
ず、直線導線４９に接触しない。しかし導線４９
はピン４６に接近して設けられ、金属パツド４７
およびはんだ４８を通じて、ピン４６と電気的に
接続している。したがつて、接点ピン４６は、主
要表面５１および５３の間にまたがる導線４９の
電気的接点となつている。

第５図には、細い部分３１と、外側に拡がつた
部分３３を有する導線３４を示す。この導線は誘
電体４３の主要表面３９および４１の間にまたが
つており、その詳細は第６図に示すとおりであ
る。導線３４は、上述の米国特許第4193083号に
述べるような、従来からの誘電体パターン作成技
術により作成することができる。第６図は本発明
の一実施例をさらに詳細に示したものである。図
に示すように、接点ピン２９は本発明の方法によ
り、誘電体４３に設けた開口部に挿入する。この
開口部は、誘電体４３の一部に設けられ、これに
より導体３４が第５図に示す形状の外側に拡がつ
た形に分割され、端部は表面３９上で、開口部の
両側に２つのタブ３３となる。金属パツド３５は
２カ所でタブ３３に重なり、電気的に接続され
る。露出した導体パツドおよびタブのすべてに、
Ni／Auメツキをすることにより、接点ピン２９
へはんだ付をする際に、ぬれを良くすることがで
きる。

第７図は、第４ｃ図に示す実施例をさらに詳細
に示したもである。ピン４６は、導線４９とは直
接接触せず、パツド４７およびはんだまたは銀ろ
う４８を通じて電気的に接触する。したがつてエ
レメント４６，４８，４７および４９は共に誘電
体５２の主要表面５１および５３の間に電気的導
通路を生成する。

〔効果〕

本発明によれば、基板上に機械加工容易な断面
形状を有する穴（例えば円形の穴）を必要数だけ
先ず設け、次に熱処理により一斉に異なつた断面
形状を有する穴（例えば楕円形の穴）に変形させ
るので、その穴に挿入固定されるべきピン状部材
を少くとも部分的に圧縮変形してしつかりと固定
できる変形断面形状の穴を有する基板を容易に得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術による多層誘電体構造を示す
図、第２ａ図および第２ｂ図は本発明の方法によ
り作成した開口部の熱処理前後の状態を示す図、
第３ａ図および第３ｂ図は本発明の方法により接
点ピンを挿入した開口部を示す図、第４ａ図ない
し第４ｃ図は本発明の方法により作成した３種類
の実施例の略図、第５図は本発明の方法による第
６図に示す実施例に用いられる導線を示す図、第
６図は本発明による実施例の詳細を示す図、第７
図は第４ｂ図に示す実施例の詳細を示す図であ
る。 ２１……接点ピン、２２……誘電体、２３……
接点ピン、２４……パツド、２５……はんだまた
は洋ろう、２６，２７……主要表面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板に設けたピン穴に、ピンを挿入して熱処
   理することにより、そこにピンを固定しうる基板
   であつて、 上記基板は複数の誘電体平面層を積層して成る
   多層誘電体基板であることと、 上記ピン穴は上記多層誘電体基板の側面から上
   記層に対して平行に設けたものであることと、 上記ピン穴の形状は機械加工容易な断面形状
   （例えば円形）であり、熱処理によつて非円形に
   変形しうることと、 を特徴とするピン穴あき多層誘電体基板。 ２ 少くとも複数の誘電体平面層を積層して成る
   多層誘電体基板の上記層に平行に機械加工容易な
   断面形状（例えば円形）のピン穴を設け、次にそ
   の層の厚さ方向の寸法が他の方向の寸法とは異な
   つた収縮率で非可逆的に変化するように熱処理を
   行い、上記機械加工した断面形状とは異なる非円
   形（例えば楕円形）の断面形状を有する非円形ピ
   ン穴あき多層誘電体基板を製造する方法。