JPH07183652A - 基板の相互接続方法及びその接続構造 - Google Patents
基板の相互接続方法及びその接続構造Info
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- H05K2203/08—Treatments involving gases
- H05K2203/082—Suction, e.g. for holding solder balls or components
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
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- Y10T29/49126—Assembling bases
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
- Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
- Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
- Y10T29/49144—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. by metal fusion
Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属球接続を用いた、ボードとチップとの間
に信頼性の高い相互接続アセンブリを形成する方法を提
供すること。 【構成】 高融点はんだ球を低融点共晶Ｐｂ／Ｓｎはん
だによってＭＬＣチップ・キャリア上のパッドに、でき
るだけ低温でかつ迅速に接続する。次いで、ＦＲ−４回
路ボードのパッド上の共晶はんだ上にはんだ球を位置あ
わせして前記ボード上にチップモジュールを置く。この
構造をリフローさせて球の両側のはんだを同時に融解
し、それによって、各球がキャリア・パッドと回路ボー
ドの間でセンタリングし、信頼性の高いより対称的な接
合部を形成できるようにする。また、信頼性をさらに向
上するには、球を、できるだけ大きくし、２つのパッド
はほとんど同じ寸法とし、パッドは球の直径の少なくと
も７５％とし、さらにパッド間をブリッジしない程度に
接合部をできるだけ大きくする。高温サイクルまたはよ
り大きな基板で信頼性を得るには、球の代わりに柱を使
用する。
に信頼性の高い相互接続アセンブリを形成する方法を提
供すること。 【構成】 高融点はんだ球を低融点共晶Ｐｂ／Ｓｎはん
だによってＭＬＣチップ・キャリア上のパッドに、でき
るだけ低温でかつ迅速に接続する。次いで、ＦＲ−４回
路ボードのパッド上の共晶はんだ上にはんだ球を位置あ
わせして前記ボード上にチップモジュールを置く。この
構造をリフローさせて球の両側のはんだを同時に融解
し、それによって、各球がキャリア・パッドと回路ボー
ドの間でセンタリングし、信頼性の高いより対称的な接
合部を形成できるようにする。また、信頼性をさらに向
上するには、球を、できるだけ大きくし、２つのパッド
はほとんど同じ寸法とし、パッドは球の直径の少なくと
も７５％とし、さらにパッド間をブリッジしない程度に
接合部をできるだけ大きくする。高温サイクルまたはよ
り大きな基板で信頼性を得るには、球の代わりに柱を使
用する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、構成要素上の接点のグ
リッドと電気相互接続構造の接点のミラー・イメージ・
アレイとの間でＨＭＴ（高融点）金属球を使用する表面
取付けはんだ接続に関し、さらに詳細には、ＨＭＴはん
だ球およびそのはんだ球を接点に接合するＬＭＴ（低融
点）はんだの組成と、接続の特定の形状と、そのような
相互接続のためのＦＲ−４（ガラス・エポキシ製）回路
ボードおよびＭＬＣ（多層セラミック製）チップ・キャ
リアと、前記ボードおよび前記キャリアを製作する方法
と、前記キャリアを前記ボードに取り付ける方法とに関
する。
リッドと電気相互接続構造の接点のミラー・イメージ・
アレイとの間でＨＭＴ（高融点）金属球を使用する表面
取付けはんだ接続に関し、さらに詳細には、ＨＭＴはん
だ球およびそのはんだ球を接点に接合するＬＭＴ（低融
点）はんだの組成と、接続の特定の形状と、そのような
相互接続のためのＦＲ−４（ガラス・エポキシ製）回路
ボードおよびＭＬＣ（多層セラミック製）チップ・キャ
リアと、前記ボードおよび前記キャリアを製作する方法
と、前記キャリアを前記ボードに取り付ける方法とに関
する。
【０００２】
【従来の技術】はんだ球接続は、米国特許第３４０１１
２６号および第３４２９０４０号に初めて記載されて以
来、Ｃ−４（コントロール・コラプス・チップ接続）技
術を使用したＩＣ（集積コンピュータ・チップ）の取り
付けに使用されている。ダリ（Dally）著の「Packaging
Electronic Systems」（マグロウヒル社（McGraw-Hil
l）、１９９０年、１１３ページ）にはフリップ・チッ
プまたはＣ−４接続が記載されている。ダリによれば、
「チップの表面上のエリア・アレイにチップ・ボンド・
パッドを配置する。このようなボンディング・パッド
は、直径０．１２７ｍｍ（５ミル）であり、中心どうし
が０．２５４ｍｍ（１０ミル）だけ離れている。チップ
上のパッドとセラミック基板上のパッドが一致するよう
に整合ボンディング・パッドをセラミック基板上に製作
する。直径０．１２７ｍｍ（５ミル）のはんだ球をセラ
ミック基板パッド上に置き、チップを基板に対して位置
決めして整列させる。はんだ球が軟化し始めて、前記は
んだが両方のパッドを同時にぬらすように前記はんだ球
の制御された破壊が発生するまで、アセンブリを加熱す
る。回路および電子パッケージにおける他のレベルとの
相互接続についてのものと同様に、ＩＣチップの取りつ
けについても多数のはんだ構造が提案されている。」
２６号および第３４２９０４０号に初めて記載されて以
来、Ｃ−４（コントロール・コラプス・チップ接続）技
術を使用したＩＣ（集積コンピュータ・チップ）の取り
付けに使用されている。ダリ（Dally）著の「Packaging
Electronic Systems」（マグロウヒル社（McGraw-Hil
l）、１９９０年、１１３ページ）にはフリップ・チッ
プまたはＣ−４接続が記載されている。ダリによれば、
「チップの表面上のエリア・アレイにチップ・ボンド・
パッドを配置する。このようなボンディング・パッド
は、直径０．１２７ｍｍ（５ミル）であり、中心どうし
が０．２５４ｍｍ（１０ミル）だけ離れている。チップ
上のパッドとセラミック基板上のパッドが一致するよう
に整合ボンディング・パッドをセラミック基板上に製作
する。直径０．１２７ｍｍ（５ミル）のはんだ球をセラ
ミック基板パッド上に置き、チップを基板に対して位置
決めして整列させる。はんだ球が軟化し始めて、前記は
んだが両方のパッドを同時にぬらすように前記はんだ球
の制御された破壊が発生するまで、アセンブリを加熱す
る。回路および電子パッケージにおける他のレベルとの
相互接続についてのものと同様に、ＩＣチップの取りつ
けについても多数のはんだ構造が提案されている。」
【０００３】テリー・コストロー（Terry Costlow）著
「Ball grid arrays: the hot new package」とグレン
ダ・デルマン（Glenda Derman）著「Solder balls make
connections」は共に、はんだ球を使用してセラミック
製チップ・キャリアまたは可とう性チップ・キャリアを
回路ボードに接続することを記載している。
「Ball grid arrays: the hot new package」とグレン
ダ・デルマン（Glenda Derman）著「Solder balls make
connections」は共に、はんだ球を使用してセラミック
製チップ・キャリアまたは可とう性チップ・キャリアを
回路ボードに接続することを記載している。
【０００４】米国特許第４１３２３４１号は、両方のパ
ッドが同時にリフローしたときの２つの構成要素のはん
だパッドの間に延びる導体の自己心合せ動作を記載して
いる。米国特許第４８３１７２４号は、リフロー中に振
動されたときの構成要素の自己心合せを記載している。
ッドが同時にリフローしたときの２つの構成要素のはん
だパッドの間に延びる導体の自己心合せ動作を記載して
いる。米国特許第４８３１７２４号は、リフロー中に振
動されたときの構成要素の自己心合せを記載している。
【０００５】多層セラミック・チップ・キャリアの製造
は、米国特許第３５１８７５６号、第３９８８４０５
号、および第４２０２００７号、並びにＨ．Ｄ．カイザ
ー（Kaiser）等著「A Fabrication Technique For Mult
i-Layer Ceramic Modules」（ソリッド・ステート・テ
クノロジー（Solid State Technology），１９７２年５
月，３５−４０ページ）およびＷ．Ｌ．クロー（Cloug
h）著「The Third Dimension in Thick-Films Multilay
er Technology」（マイクロエレクトロニクス（Microel
ectronics）、第１３巻、第９号（１９７０年）、２３
−３０ページ）に記載されている。
は、米国特許第３５１８７５６号、第３９８８４０５
号、および第４２０２００７号、並びにＨ．Ｄ．カイザ
ー（Kaiser）等著「A Fabrication Technique For Mult
i-Layer Ceramic Modules」（ソリッド・ステート・テ
クノロジー（Solid State Technology），１９７２年５
月，３５−４０ページ）およびＷ．Ｌ．クロー（Cloug
h）著「The Third Dimension in Thick-Films Multilay
er Technology」（マイクロエレクトロニクス（Microel
ectronics）、第１３巻、第９号（１９７０年）、２３
−３０ページ）に記載されている。
【０００６】多層回路ボードの製造は、米国特許第３５
５４８７７号、第３７９１８５８号、および第３５５４
８７７号に記載されている。薄膜技術は米国特許第３７
９１８５８号に記載されている。
５４８７７号、第３７９１８５８号、および第３５５４
８７７号に記載されている。薄膜技術は米国特許第３７
９１８５８号に記載されている。
【０００７】米国特許第４６０４６４４号は、Ｃ−４接
続を封止するための材料及び構造を記載している。米国
特許第４７０１４８２号および米国特許出願第４９３１
２６号（１９９０年３月１４日）は、エポキシと、電子
応用例用にエポキシを選択する上での指針を記載してい
る。
続を封止するための材料及び構造を記載している。米国
特許第４７０１４８２号および米国特許出願第４９３１
２６号（１９９０年３月１４日）は、エポキシと、電子
応用例用にエポキシを選択する上での指針を記載してい
る。
【０００８】可とう性膜チップ・キャリア（当技術分野
ではＡＴＡＢとして知られている）は米国特許第４６８
１６５４号、米国特許出願第０７／００９９８１号、米
国特許第５１５９５３５号に記載されている。ＡＴＡＢ
では、可とう性回路ボード・チップ・キャリアは、はん
だ球接続を使用して回路ボードに取り付けられる。
ではＡＴＡＢとして知られている）は米国特許第４６８
１６５４号、米国特許出願第０７／００９９８１号、米
国特許第５１５９５３５号に記載されている。ＡＴＡＢ
では、可とう性回路ボード・チップ・キャリアは、はん
だ球接続を使用して回路ボードに取り付けられる。
【０００９】米国特許第５１４７０８４号は、ＨＭＰ
（高融点）はんだ球をＬＭＰ（低融点）はんだと共に使
用することを記載している。この特許の図１Ａは、本出
願の図４に類似している。「部品１０をボード１１に接
合する。部品１０はボンディング・パッド１２の表面で
終わる内部金属被膜１４を有する。ＬＭＰはんだ１６を
ボンディング・パッド１２に塗布する。ＨＭＰはんだ球
１８をＬＭＰはんだ１６に接触させて置き、アセンブリ
を加熱してＬＭＰはんだをリフローさせる。ＬＭＰはん
だは次いで、非融解ＨＭＰはんだ球をぬらす。ボード１
１はまた、表面ボンディング・パッド１７上で終わる内
部金属被膜１５をも図示されている。パッド１７とＬＭ
Ｐはんだ１３とを有する部品１１に、組み立てられた部
品１０を接触させ、ＬＭＰはんだをリフローさせるには
十分だが、ＨＭＰはんだをリフローさせるには不十分で
あり、ＨＭＰはんだ球を融解するには不十分である温度
までこれら２つのものを加熱する。ボード１１上のボン
ディング・パッド１７に取り付けられたＬＭＰはんだ１
３は、ＨＭＰ球をぬらし、接続が達成される。」
（高融点）はんだ球をＬＭＰ（低融点）はんだと共に使
用することを記載している。この特許の図１Ａは、本出
願の図４に類似している。「部品１０をボード１１に接
合する。部品１０はボンディング・パッド１２の表面で
終わる内部金属被膜１４を有する。ＬＭＰはんだ１６を
ボンディング・パッド１２に塗布する。ＨＭＰはんだ球
１８をＬＭＰはんだ１６に接触させて置き、アセンブリ
を加熱してＬＭＰはんだをリフローさせる。ＬＭＰはん
だは次いで、非融解ＨＭＰはんだ球をぬらす。ボード１
１はまた、表面ボンディング・パッド１７上で終わる内
部金属被膜１５をも図示されている。パッド１７とＬＭ
Ｐはんだ１３とを有する部品１１に、組み立てられた部
品１０を接触させ、ＬＭＰはんだをリフローさせるには
十分だが、ＨＭＰはんだをリフローさせるには不十分で
あり、ＨＭＰはんだ球を融解するには不十分である温度
までこれら２つのものを加熱する。ボード１１上のボン
ディング・パッド１７に取り付けられたＬＭＰはんだ１
３は、ＨＭＰ球をぬらし、接続が達成される。」
【００１０】これらの上記の出典はすべて、引用によっ
て本明細書に合体する。
て本明細書に合体する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、球接
続を使用する、信頼できる相互接続アセンブリを製造す
る方法を提供することである。
続を使用する、信頼できる相互接続アセンブリを製造す
る方法を提供することである。
【００１２】さらに詳細には、本発明の目的は、ＨＭＴ
はんだ球接続を使用して、対向する２つの剛性の基板を
接続し、電子パッケージ構造を形成することである。
はんだ球接続を使用して、対向する２つの剛性の基板を
接続し、電子パッケージ構造を形成することである。
【００１３】本発明の他の目的は、はんだ球接続を確立
するためのリフローはんだ付けの方法を提供することで
ある。
するためのリフローはんだ付けの方法を提供することで
ある。
【００１４】本発明の他の目的は、はんだ球接続用の構
成要素を製作する方法を提供することである。
成要素を製作する方法を提供することである。
【００１５】本発明の他の目的は、そのような構成要素
上にはんだ球を位置決めし、はんだ球接続で使用するた
めの構成要素にはんだ球をリフロー接合する方法を提供
することである。
上にはんだ球を位置決めし、はんだ球接続で使用するた
めの構成要素にはんだ球をリフロー接合する方法を提供
することである。
【００１６】本発明の他の目的は、ＨＭＴはんだ球の寸
法を選択し、接点の寸法を選択し、ＬＭＴはんだの量を
選択する方法を提供することである。
法を選択し、接点の寸法を選択し、ＬＭＴはんだの量を
選択する方法を提供することである。
【００１７】本発明の他の目的は、はんだ球接続のため
に基板上に金属接点を製作する方法を提供することであ
る。
に基板上に金属接点を製作する方法を提供することであ
る。
【００１８】本発明の他の目的は、ＨＭＴ金属球が、対
向する２つの剛性の基板の接点のミラー・イメージ・ア
レイ間に接続された、信頼できる相互接続アセンブリを
提供することである。
向する２つの剛性の基板の接点のミラー・イメージ・ア
レイ間に接続された、信頼できる相互接続アセンブリを
提供することである。
【００１９】本発明の他の目的は、球と接点の間の信頼
できるＬＭＴはんだ接続構成を定義することである。
できるＬＭＴはんだ接続構成を定義することである。
【００２０】本発明の他の目的は、確実な接続に必要な
球の寸法および接点の寸法を定義することである。
球の寸法および接点の寸法を定義することである。
【００２１】本発明の他の目的は、確実な接続を確立で
きるようにするＨＭＴ球材料およびＬＭＴはんだ材料を
定義することである。
きるようにするＨＭＴ球材料およびＬＭＴはんだ材料を
定義することである。
【００２２】本発明の他の目的は、確実なＨＭＴはんだ
球接続に使用できる基板を定義することである。
球接続に使用できる基板を定義することである。
【００２３】本発明の他の目的は、接続パッドとＨＭＴ
はんだ球との間の接合のためにＬＭＴはんだの量を制御
できるようにＰＴＨ（めっきされたスルーホール）と前
記パッドとの間を接続するための基板の表面配線層中の
構造を定義することである。
はんだ球との間の接合のためにＬＭＴはんだの量を制御
できるようにＰＴＨ（めっきされたスルーホール）と前
記パッドとの間を接続するための基板の表面配線層中の
構造を定義することである。
【００２４】本発明の他の目的は、本システムの接続を
使用する情報処理システムをあらわすことである。
使用する情報処理システムをあらわすことである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】本発明において、ＡＴＡ
Ｂに使用されたものと類似の工程を使用して製作された
剛性の基板上の対向する金属接点グリッド間のはんだ球
接続は、前記球と前記接点との間のはんだ接合の熱疲労
のために確実なものでないことが分かった。接合部は、
その位置ずれ（接点位置の許容交差）のために、すべて
が対称的とは限らず、それによって、対向する接点間に
ミスアラインメントが発生することが分かった。そこ
で、各ＨＭＰ金属球と、その両方の接点それぞれとの間
の上部および下部はんだ継手を同時にリフローさせて、
融解されたはんだの表面張力によって、前記球が、その
アレイによって形成された平面内の接点の中心間のより
対称的な位置へ移動できるようにすることで、接合部を
より対称的かつより確実なものにすることができること
が分かった。
Ｂに使用されたものと類似の工程を使用して製作された
剛性の基板上の対向する金属接点グリッド間のはんだ球
接続は、前記球と前記接点との間のはんだ接合の熱疲労
のために確実なものでないことが分かった。接合部は、
その位置ずれ（接点位置の許容交差）のために、すべて
が対称的とは限らず、それによって、対向する接点間に
ミスアラインメントが発生することが分かった。そこ
で、各ＨＭＰ金属球と、その両方の接点それぞれとの間
の上部および下部はんだ継手を同時にリフローさせて、
融解されたはんだの表面張力によって、前記球が、その
アレイによって形成された平面内の接点の中心間のより
対称的な位置へ移動できるようにすることで、接合部を
より対称的かつより確実なものにすることができること
が分かった。
【００２６】より大きな球を製作すれば疲労は低減され
るが、球の間で電気接触が発生するのを確実に防ぐのに
必要な球の間の特定の相互接続間隔および公称間隔によ
って、球の寸法が制限されることが分かった。同様に、
接点を大きくすれば疲労は低減されるが、接点間のはん
だのブリッジ形成を確実に防ぐのに必要な接点間の特定
の相互接続間隔および公称間隔によって、接点の寸法が
制限されることが分かった。相互接続を確実なものにす
るには、球を接点間の間隔よりもわずかに小さくし、接
点を球よりもわずかに小さくすることによって、疲労を
最小限に抑える。接続の確実性は、各球のどちらの側で
も接点間の相対寸法によって影響を受け、接点を等しい
寸法にすることによって疲労が最小限に抑えられること
が分かった。より小さな接点による接合部では、はんだ
の量を増加することによって球の各側の異なる寸法の接
点に対して疲労を最小限に抑えられることが分かった。
るが、球の間で電気接触が発生するのを確実に防ぐのに
必要な球の間の特定の相互接続間隔および公称間隔によ
って、球の寸法が制限されることが分かった。同様に、
接点を大きくすれば疲労は低減されるが、接点間のはん
だのブリッジ形成を確実に防ぐのに必要な接点間の特定
の相互接続間隔および公称間隔によって、接点の寸法が
制限されることが分かった。相互接続を確実なものにす
るには、球を接点間の間隔よりもわずかに小さくし、接
点を球よりもわずかに小さくすることによって、疲労を
最小限に抑える。接続の確実性は、各球のどちらの側で
も接点間の相対寸法によって影響を受け、接点を等しい
寸法にすることによって疲労が最小限に抑えられること
が分かった。より小さな接点による接合部では、はんだ
の量を増加することによって球の各側の異なる寸法の接
点に対して疲労を最小限に抑えられることが分かった。
【００２７】はんだ接合部の断面積を増加させれば疲労
は低減されるが、球と球の間、及び接点と接点の間に、
はんだのブリッジ形成が発生するのを確実に防ぐ必要に
よって、前記量の増加が制限されることが分かった。最
後に、はんだ接合部の断面を球の直径の約３分の２より
も小さくすることは、接続の疲労寿命に対して著しい悪
影響をもたらすことが分かった。
は低減されるが、球と球の間、及び接点と接点の間に、
はんだのブリッジ形成が発生するのを確実に防ぐ必要に
よって、前記量の増加が制限されることが分かった。最
後に、はんだ接合部の断面を球の直径の約３分の２より
も小さくすることは、接続の疲労寿命に対して著しい悪
影響をもたらすことが分かった。
【００２８】本発明は、複数の金属接点のほぼ平面のマ
トリックスが主平面上にある剛性の基板を製作するステ
ップと、剛性の基板のマトリックスの各接点上にある量
の接合材料を付着するステップと、基板と前記基板を接
続する予定の第２の基板との間に所定の距離を維持する
ために、導電性金属球の平面を形成するように第１の基
板上の各接点上の接合材料に金属球を位置決めするステ
ップと、球の形状の変化を防ぐために金属球を融解せず
にある量の接合材料を融解するステップと、接合材料を
冷却して金属球と基板の接点の間に固体の機械的接合部
を形成するステップとを含む、相互接続構造を製作する
方法を含む。
トリックスが主平面上にある剛性の基板を製作するステ
ップと、剛性の基板のマトリックスの各接点上にある量
の接合材料を付着するステップと、基板と前記基板を接
続する予定の第２の基板との間に所定の距離を維持する
ために、導電性金属球の平面を形成するように第１の基
板上の各接点上の接合材料に金属球を位置決めするステ
ップと、球の形状の変化を防ぐために金属球を融解せず
にある量の接合材料を融解するステップと、接合材料を
冷却して金属球と基板の接点の間に固体の機械的接合部
を形成するステップとを含む、相互接続構造を製作する
方法を含む。
【００２９】相互接続構造を製作する前記方法では、金
属要素が金属球と接合材料の間で移動して、接合材料の
融点を上昇させる恐れがあり、融解ステップにおいて、
接合材料の融点の上昇を最小限に抑えるように、金属球
と第１の接合材料の間を接続するのに必要な最低温度お
よび最小時間で融解は実施される。
属要素が金属球と接合材料の間で移動して、接合材料の
融点を上昇させる恐れがあり、融解ステップにおいて、
接合材料の融点の上昇を最小限に抑えるように、金属球
と第１の接合材料の間を接続するのに必要な最低温度お
よび最小時間で融解は実施される。
【００３０】相互接続構造を製作する前記方法はさら
に、接合部における疲労を最小限に抑えるために、球の
寸法を最大にするように、球の間の間隔よりもわずかに
小さな金属球の寸法を選択するステップと、接点の寸法
を選択するステップとを含み、それによって、接点間の
接合材料のブリッジ形成を防ぎ、接合部における疲労を
最小限に抑えるために対向する接点の寸法をほとんど等
しくする。
に、接合部における疲労を最小限に抑えるために、球の
寸法を最大にするように、球の間の間隔よりもわずかに
小さな金属球の寸法を選択するステップと、接点の寸法
を選択するステップとを含み、それによって、接点間の
接合材料のブリッジ形成を防ぎ、接合部における疲労を
最小限に抑えるために対向する接点の寸法をほとんど等
しくする。
【００３１】相互接続構造を製作する前記方法はさら
に、剛性の基板の材料としてセラミックを選択するステ
ップと、接点の材料として銅を選択するステップと、接
合材料としてＬＭＴ（低融点）はんだ合金を、金属球と
してＨＭＴ（高融点）はんだを選択するステップとを含
む。
に、剛性の基板の材料としてセラミックを選択するステ
ップと、接点の材料として銅を選択するステップと、接
合材料としてＬＭＴ（低融点）はんだ合金を、金属球と
してＨＭＴ（高融点）はんだを選択するステップとを含
む。
【００３２】相互接続構造を製作する前記方法はさら
に、剛性基板の材料としてＦＲ−４を選択するステップ
を含む。
に、剛性基板の材料としてＦＲ−４を選択するステップ
を含む。
【００３３】相互接続構造を製作する方法で、剛性基板
を製作するステップは、ガラス／セラミック粒子および
有機結合剤からなる複数のグリーン・シートを製作する
ステップと、シートにバイア・ホールを製作するステッ
プと、ホール内およびシートの一表面上に導電材料をス
クリーン印刷して、丸い接点のアレイを含む導電性パタ
ーンを形成するステップと、シートどうしを圧着し、ス
タックにするステップと、シートのスタックをオーブン
で焼結させて、主表面上に直径約０．７ｍｍで約１．２
５ｍｍ離された銅製接点のアレイを設けた多層膜セラミ
ック製チップ・キャリアを形成するステップと、接合材
料として（約６３／３７）Ｐｂ／Ｓｎ共晶はんだ合金を
選択するステップと、金属球として、その材料が９０％
ないし９５％のＰｂはんだ合金であり、かつ寸法が約
０．９ｍｍであることを選択するステップとを含む。
を製作するステップは、ガラス／セラミック粒子および
有機結合剤からなる複数のグリーン・シートを製作する
ステップと、シートにバイア・ホールを製作するステッ
プと、ホール内およびシートの一表面上に導電材料をス
クリーン印刷して、丸い接点のアレイを含む導電性パタ
ーンを形成するステップと、シートどうしを圧着し、ス
タックにするステップと、シートのスタックをオーブン
で焼結させて、主表面上に直径約０．７ｍｍで約１．２
５ｍｍ離された銅製接点のアレイを設けた多層膜セラミ
ック製チップ・キャリアを形成するステップと、接合材
料として（約６３／３７）Ｐｂ／Ｓｎ共晶はんだ合金を
選択するステップと、金属球として、その材料が９０％
ないし９５％のＰｂはんだ合金であり、かつ寸法が約
０．９ｍｍであることを選択するステップとを含む。
【００３４】相互接続構造を製作する前記方法はさら
に、球を所定の位置に保持するために、金属球を接点上
に位置決めする前に、粘着性フラックスを接点上に付着
するステップを含む。
に、球を所定の位置に保持するために、金属球を接点上
に位置決めする前に、粘着性フラックスを接点上に付着
するステップを含む。
【００３５】本発明は、ＦＲ−４ボードを製作するステ
ップと、ボードを掘削するステップと、スルーホールを
導電材料でめっきするステップと、ボードの主表面上の
ホールの周りに導電性材料のランドを形成するステップ
と、４つの接点が１つまたは複数のランドを囲む正方形
を形成するように位置決めされた、ランドよりも大きい
複数の円形導電性金属接点の矩形アレイまたはグリッド
を形成するステップと、それぞれのランドと周りの接点
の１つの間で、接点の１つに向かって正方形の対角線の
方向に延びる導体を形成するステップとを含む、相互接
続構造を製造する方法を含む。
ップと、ボードを掘削するステップと、スルーホールを
導電材料でめっきするステップと、ボードの主表面上の
ホールの周りに導電性材料のランドを形成するステップ
と、４つの接点が１つまたは複数のランドを囲む正方形
を形成するように位置決めされた、ランドよりも大きい
複数の円形導電性金属接点の矩形アレイまたはグリッド
を形成するステップと、それぞれのランドと周りの接点
の１つの間で、接点の１つに向かって正方形の対角線の
方向に延びる導体を形成するステップとを含む、相互接
続構造を製造する方法を含む。
【００３６】相互接続構造を製作する前記方法で、ホー
ルをめっきするステップ、ランドを形成するステップ、
接点を形成するステップ、及び導体を形成するステップ
は、アディティブ・フォト・リソグラフィ工程で同時に
実行される。
ルをめっきするステップ、ランドを形成するステップ、
接点を形成するステップ、及び導体を形成するステップ
は、アディティブ・フォト・リソグラフィ工程で同時に
実行される。
【００３７】相互接続構造を製作する前記方法はさら
に、接合材料を接点上に付着するステップを含む。
に、接合材料を接点上に付着するステップを含む。
【００３８】付着した接合材料を含む相互接続構造を製
作する前記方法はさらに引き続き、接合材料の融点より
も実質的に高い融点をもつ金属球を接合材料に接続する
ステップを含む。
作する前記方法はさらに引き続き、接合材料の融点より
も実質的に高い融点をもつ金属球を接合材料に接続する
ステップを含む。
【００３９】相互接続構造を製作する前記方法はさらに
引き続き、加熱して接合材料を融解し、球を接点上にリ
フロー接続し、次いで、接合材料を冷却して凝固させる
ステップを含む。
引き続き、加熱して接合材料を融解し、球を接点上にリ
フロー接続し、次いで、接合材料を冷却して凝固させる
ステップを含む。
【００４０】本発明は、多数の配線層を含むＦＲ−４ボ
ードを製作するステップと、ボードの主表面上の配線層
に円形の銅製ランドを形成するステップと、ランドを介
してボードを貫通するホールを製作するステップと、他
の配線層にランドを接続するようスルーホールをめっき
するために、掘削の後に選択的に銅を付着するステップ
と、直径約０．７ｍｍであり、中心どうしが約１．２５
ｍｍ離された、ランドよりも大きい、４つの接点が、各
ランドを囲む正方形を形成するように位置決めされた、
丸い銅製接点の矩形アレイまたはグリッドを形成するス
テップと、接点よりも幅が狭く、かつランドよりも幅が
狭く、接点によって囲まれる各ランドの間で、周りの接
点の正方形に対して対角線の方向に延びる導体を形成す
るステップと、はんだのブリッジ形成を防ぐように、導
体およびランドを少なくとも部分的に覆い、接点間に広
がるはんだレジストを付着させるステップと、ボード上
のアレイにおける各接点上に約６３／３７Ｐｂ／Ｓｎの
はんだ合金を含む接合はんだ材料を付着するステップ
と、ガラス／セラミック粒子および有機結合剤からなる
複数のグリーン・シートを製作するステップと、シート
を貫通するバイアホールを形成するステップと、ホール
内およびシートの表面の１つの上に導電性材料をスクリ
ーン印刷して導電性パターンを形成するステップと、シ
ートをスタックするステップと、シートのスタックをオ
ーブンで焼結させて、幅約０．７ｍｍで、約１．２５ｍ
ｍ離されて、ボードの接点のアレイのほぼミラー・イメ
ージとして配置された、主表面上の銅製接点のアレイを
含む多層セラミック製チップ・キャリアを形成するステ
ップと、キャリアの外側主表面上に円形接点のアレイを
形成するステップと、はんだのブリッジ形成を防ぐため
に、接点間にはんだレジストを付着するステップと、６
３／３７のＰｂ／Ｓｎはんだ合金を含む接合はんだ材料
をキャリア上のアレイにおける各接点上に付着するステ
ップと、約９０／１０のＰｂ／Ｓｎはんだ合金から成
り、直径約０．９ｍｍである球が、キャリアのアレイ中
の各接点上に付着した接合はんだ材料と接触し、はんだ
球の平面を形成するように、位置決めされるステップ
と、キャリアの接点に球をはんだ付けするために、はん
だ球を融解せずにキャリアの接点上に付着した接合はん
だ材料をリフローさせて融解し、球から、融解されたは
んだ内への、Ｐｂの拡散を最小限に抑えるために、確実
な機械的接合部を形成するのに必要な最小温度および時
間を使用するステップと、キャリアを冷却して接合はん
だを凝固させるステップと、各はんだ球が１対の接点の
間にくるように、ボード上の接点のアレイ上に付着した
接合はんだにほとんど接触するように、はんだ球を含む
回路ボードに平行にセラミック製キャリアを位置決めす
るステップと、基板どうしを位置決めしている間に、キ
ャリアの接点およびボードの接点上に付着したはんだが
同時に融解し、かつはんだ球が固体のままである温度に
基板を加熱し、融解されたはんだ材料の表面張力によっ
て、接点対の中心のほぼ中間に位置するように、はんだ
球の平面内で適当な方向へはんだ球を移動させて、基板
間に対称的な接続を確立するステップと、はんだ材料の
融点より低い温度に基板を冷却して、はんだ材料を凝固
させるステップとを含む、相互接続アセンブリを製作す
る方法を含む。
ードを製作するステップと、ボードの主表面上の配線層
に円形の銅製ランドを形成するステップと、ランドを介
してボードを貫通するホールを製作するステップと、他
の配線層にランドを接続するようスルーホールをめっき
するために、掘削の後に選択的に銅を付着するステップ
と、直径約０．７ｍｍであり、中心どうしが約１．２５
ｍｍ離された、ランドよりも大きい、４つの接点が、各
ランドを囲む正方形を形成するように位置決めされた、
丸い銅製接点の矩形アレイまたはグリッドを形成するス
テップと、接点よりも幅が狭く、かつランドよりも幅が
狭く、接点によって囲まれる各ランドの間で、周りの接
点の正方形に対して対角線の方向に延びる導体を形成す
るステップと、はんだのブリッジ形成を防ぐように、導
体およびランドを少なくとも部分的に覆い、接点間に広
がるはんだレジストを付着させるステップと、ボード上
のアレイにおける各接点上に約６３／３７Ｐｂ／Ｓｎの
はんだ合金を含む接合はんだ材料を付着するステップ
と、ガラス／セラミック粒子および有機結合剤からなる
複数のグリーン・シートを製作するステップと、シート
を貫通するバイアホールを形成するステップと、ホール
内およびシートの表面の１つの上に導電性材料をスクリ
ーン印刷して導電性パターンを形成するステップと、シ
ートをスタックするステップと、シートのスタックをオ
ーブンで焼結させて、幅約０．７ｍｍで、約１．２５ｍ
ｍ離されて、ボードの接点のアレイのほぼミラー・イメ
ージとして配置された、主表面上の銅製接点のアレイを
含む多層セラミック製チップ・キャリアを形成するステ
ップと、キャリアの外側主表面上に円形接点のアレイを
形成するステップと、はんだのブリッジ形成を防ぐため
に、接点間にはんだレジストを付着するステップと、６
３／３７のＰｂ／Ｓｎはんだ合金を含む接合はんだ材料
をキャリア上のアレイにおける各接点上に付着するステ
ップと、約９０／１０のＰｂ／Ｓｎはんだ合金から成
り、直径約０．９ｍｍである球が、キャリアのアレイ中
の各接点上に付着した接合はんだ材料と接触し、はんだ
球の平面を形成するように、位置決めされるステップ
と、キャリアの接点に球をはんだ付けするために、はん
だ球を融解せずにキャリアの接点上に付着した接合はん
だ材料をリフローさせて融解し、球から、融解されたは
んだ内への、Ｐｂの拡散を最小限に抑えるために、確実
な機械的接合部を形成するのに必要な最小温度および時
間を使用するステップと、キャリアを冷却して接合はん
だを凝固させるステップと、各はんだ球が１対の接点の
間にくるように、ボード上の接点のアレイ上に付着した
接合はんだにほとんど接触するように、はんだ球を含む
回路ボードに平行にセラミック製キャリアを位置決めす
るステップと、基板どうしを位置決めしている間に、キ
ャリアの接点およびボードの接点上に付着したはんだが
同時に融解し、かつはんだ球が固体のままである温度に
基板を加熱し、融解されたはんだ材料の表面張力によっ
て、接点対の中心のほぼ中間に位置するように、はんだ
球の平面内で適当な方向へはんだ球を移動させて、基板
間に対称的な接続を確立するステップと、はんだ材料の
融点より低い温度に基板を冷却して、はんだ材料を凝固
させるステップとを含む、相互接続アセンブリを製作す
る方法を含む。
【００４１】相互接続アセンブリを製作する前記方法
は、ボード上の各接点が、はんだレジスト上に非常に薄
い拡張部を含み、拡張部を含むＦＲ−４ボードの接点上
に、ウェーブ・ソルダリングによって、はんだを付着
し、掘削によってＦＲ−４ボードにホールが形成され、
さらにパンチングによってシートにホールが形成され、
前記方法がさらに、はんだ球を位置決めする前に、付着
した接合はんだをキャリア上でリフローさせるステップ
と、はんだ球を位置決めする前に、キャリアの接合はん
だを平らにするステップと、はんだ球を位置決めする前
に、キャリアの接合はんだ上に粘着性フラックスを付着
するステップと、キャリアをボードに対して位置決めす
る前に、付着したはんだをボード上でリフローさせるス
テップと、キャリアをボードに対して位置決めする前
に、キャリアの接合はんだを平らにするステップと、キ
ャリアをボードに対して位置決めするまえに、球をボー
ドに接合するためのフラックスを付与するステップとを
含む。
は、ボード上の各接点が、はんだレジスト上に非常に薄
い拡張部を含み、拡張部を含むＦＲ−４ボードの接点上
に、ウェーブ・ソルダリングによって、はんだを付着
し、掘削によってＦＲ−４ボードにホールが形成され、
さらにパンチングによってシートにホールが形成され、
前記方法がさらに、はんだ球を位置決めする前に、付着
した接合はんだをキャリア上でリフローさせるステップ
と、はんだ球を位置決めする前に、キャリアの接合はん
だを平らにするステップと、はんだ球を位置決めする前
に、キャリアの接合はんだ上に粘着性フラックスを付着
するステップと、キャリアをボードに対して位置決めす
る前に、付着したはんだをボード上でリフローさせるス
テップと、キャリアをボードに対して位置決めする前
に、キャリアの接合はんだを平らにするステップと、キ
ャリアをボードに対して位置決めするまえに、球をボー
ドに接合するためのフラックスを付与するステップとを
含む。
【００４２】本発明は、第１および第２の相互接続基板
と、対向する接点対を提供するように相互のミラー・イ
メージになっている、基板間を相互接続するための、各
基板上の複数の金属接点の平面パターンと、接点の幅と
ほとんど同じ直径をもつ、そのような接点対それぞれの
ための導電性金属の球と、融点が共に金属球の融点より
も実質的に低く、それぞれの金属球の直径方向に対向す
る端部に接続され、最小断面が金属球の直径の少なくと
も約３分の２の最小直径を有する、第１の相互接続基板
の接点それぞれに接続されるそのような各接点対用のあ
る量の第２の接合材料および第２の相互接続基板の接点
それぞれに接続されるそのような各接点対用のある量の
第２の接合材料と、を有する相互接続アセンブリを含
む。
と、対向する接点対を提供するように相互のミラー・イ
メージになっている、基板間を相互接続するための、各
基板上の複数の金属接点の平面パターンと、接点の幅と
ほとんど同じ直径をもつ、そのような接点対それぞれの
ための導電性金属の球と、融点が共に金属球の融点より
も実質的に低く、それぞれの金属球の直径方向に対向す
る端部に接続され、最小断面が金属球の直径の少なくと
も約３分の２の最小直径を有する、第１の相互接続基板
の接点それぞれに接続されるそのような各接点対用のあ
る量の第２の接合材料および第２の相互接続基板の接点
それぞれに接続されるそのような各接点対用のある量の
第２の接合材料と、を有する相互接続アセンブリを含
む。
【００４３】前記の相互接続アセンブリで、金属球の直
径および接点の幅は約０．６ｍｍないし約１．２ｍｍで
あり、各接合材料量のそのような断面の最小直径は少な
くとも約０．６ｍｍである。
径および接点の幅は約０．６ｍｍないし約１．２ｍｍで
あり、各接合材料量のそのような断面の最小直径は少な
くとも約０．６ｍｍである。
【００４４】前記の相互接続アセンブリで、接点は直径
が約０．７ｍｍの円形で、金属球の直径は約０．９ｍｍ
である。
が約０．７ｍｍの円形で、金属球の直径は約０．９ｍｍ
である。
【００４５】前記相互接続アセンブリで、金属球の合金
は約８０％ないし９７％のＰｂを含み、残りの大部分は
Ｓｎである。
は約８０％ないし９７％のＰｂを含み、残りの大部分は
Ｓｎである。
【００４６】前記の相互接続アセンブリで、金属球の合
金の９０％ないし９５％はＰｂである。
金の９０％ないし９５％はＰｂである。
【００４７】前記相互接続アセンブリで、接合材料の合
金はほぼ共晶のはんだ合金を含む。
金はほぼ共晶のはんだ合金を含む。
【００４８】前記相互接続アセンブリで、少なくとも１
つの基板が多層のものであり、その構造はさらに、多層
基板の表面配線層と多層基板の他の配線層との間を接続
して、多層基板の接点と共に要素をなす、１つまたは複
数のバイアを備えている。
つの基板が多層のものであり、その構造はさらに、多層
基板の表面配線層と多層基板の他の配線層との間を接続
して、多層基板の接点と共に要素をなす、１つまたは複
数のバイアを備えている。
【００４９】前記相互接続アセンブリで、第１および第
２の接合材料はほとんど同じ融点を有する。
２の接合材料はほとんど同じ融点を有する。
【００５０】前記相互接続アセンブリで、多数の接点
が、めっきされたスルーホールに接続され、前記構造は
さらにはんだの量を制御する手段を備えている。
が、めっきされたスルーホールに接続され、前記構造は
さらにはんだの量を制御する手段を備えている。
【００５１】前記相互接続アセンブリで、接点の位置
が、接点の表面の平面内で垂直な２つの方向それぞれに
沿った、複数の平行で間隔の等しい線の交差点によって
決められ、第１の相互接続基板はさらに、接点が位置決
めされた基板の主表面上の１つを含む複数の配線層と、
４つの接点によって形成された正方形のほぼ中心で、基
板の１つまたは複数の他の配線層と表面配線層との間を
接続する多数の導電性バイアと、接点よりも実質的に幅
が狭く、バイアとバイアの周りの４つの接点の内の１つ
との間を接続するように正方形の対角線方向に延びる、
各バイアのための表面配線層の導体とを備える。
が、接点の表面の平面内で垂直な２つの方向それぞれに
沿った、複数の平行で間隔の等しい線の交差点によって
決められ、第１の相互接続基板はさらに、接点が位置決
めされた基板の主表面上の１つを含む複数の配線層と、
４つの接点によって形成された正方形のほぼ中心で、基
板の１つまたは複数の他の配線層と表面配線層との間を
接続する多数の導電性バイアと、接点よりも実質的に幅
が狭く、バイアとバイアの周りの４つの接点の内の１つ
との間を接続するように正方形の対角線方向に延びる、
各バイアのための表面配線層の導体とを備える。
【００５２】前記相互接続アセンブリで、接点を含む表
面配線層はさらに、バイアを囲むランドを含み、導体は
ランドから導体に延びており、バイア・スルーホール
は、ランドと前記構造の他の配線層との間を電気的に接
続するのに十分な厚さの銅層で内部をめっきされてい
る。
面配線層はさらに、バイアを囲むランドを含み、導体は
ランドから導体に延びており、バイア・スルーホール
は、ランドと前記構造の他の配線層との間を電気的に接
続するのに十分な厚さの銅層で内部をめっきされてい
る。
【００５３】本発明は、第１および第２の相互接続基板
と、対向する接点対を提供するように相互のミラー・イ
メージになっている、基板間を相互接続するための、各
基板上の複数の金属接点の平面パターンと、接点の幅と
ほとんど同じ直径をもつ、そのような接点対それぞれの
ための導電性金属の球と、融点が共に金属球の融点より
も実質的に低く、それぞれの金属球の直径方向に対向す
る端部に接続され、融点がほとんど等しい、第１の相互
接続基板の接点それぞれに接続されるそのような各接点
対用のある量の第１の接合材料および第２の相互接続基
板の接点それぞれに接続されるそのような各接点対用の
ある量の第２の接合材料とを備える、製造済みの相互接
続アセンブリ構造を含む。
と、対向する接点対を提供するように相互のミラー・イ
メージになっている、基板間を相互接続するための、各
基板上の複数の金属接点の平面パターンと、接点の幅と
ほとんど同じ直径をもつ、そのような接点対それぞれの
ための導電性金属の球と、融点が共に金属球の融点より
も実質的に低く、それぞれの金属球の直径方向に対向す
る端部に接続され、融点がほとんど等しい、第１の相互
接続基板の接点それぞれに接続されるそのような各接点
対用のある量の第１の接合材料および第２の相互接続基
板の接点それぞれに接続されるそのような各接点対用の
ある量の第２の接合材料とを備える、製造済みの相互接
続アセンブリ構造を含む。
【００５４】前記の製造済みの相互接続構造で、金属球
の合金はその８５％ないし９７％がＰｂであり、材料の
残りはＳｎであり、接合材料は６３／３７のＰｂ／Ｓｎ
はんだ合金を含む。
の合金はその８５％ないし９７％がＰｂであり、材料の
残りはＳｎであり、接合材料は６３／３７のＰｂ／Ｓｎ
はんだ合金を含む。
【００５５】前記の製造済み相互接続構造で、接合材料
の６５％ないし７５％はＰｂである。
の６５％ないし７５％はＰｂである。
【００５６】本発明は、基板と、基板を、ミラー・イメ
ージ接点を含む他の基板と相互接続するための、複数の
金属接点の平面パターンと、接点の幅とほとんど同じ直
径をもつ、各接点用の導電性金属の球と、融点が金属球
の融点よりも実質的に低く、最小の断面が、金属球の直
径の少なくとも約３分の２の最小直径を有する、各接点
とその接点のためのそれぞれの金属球の間に接続される
ある量の接合材料とを備えた相互接続構造を含む。
ージ接点を含む他の基板と相互接続するための、複数の
金属接点の平面パターンと、接点の幅とほとんど同じ直
径をもつ、各接点用の導電性金属の球と、融点が金属球
の融点よりも実質的に低く、最小の断面が、金属球の直
径の少なくとも約３分の２の最小直径を有する、各接点
とその接点のためのそれぞれの金属球の間に接続される
ある量の接合材料とを備えた相互接続構造を含む。
【００５７】前記相互接続構造で、金属球の直径および
接点の幅は約０．６ｍｍないし約１．２ｍｍであり、各
接合材料量のそのような断面の最小直径は少なくとも約
０．６ｍｍである。
接点の幅は約０．６ｍｍないし約１．２ｍｍであり、各
接合材料量のそのような断面の最小直径は少なくとも約
０．６ｍｍである。
【００５８】前記相互接続構造で、接点の直径は球の直
径よりも約１５％ないし約３０％小さい。
径よりも約１５％ないし約３０％小さい。
【００５９】前記相互接続構造で、金属球の直径は約
０．９ｍｍであり、接点の幅は約０．７ｍｍである。
０．９ｍｍであり、接点の幅は約０．７ｍｍである。
【００６０】前記相互接続構造で、金属球の合金は約８
０％ないし約９７％のＰｂを含み、実質的にすべての残
りはＳｎである。
０％ないし約９７％のＰｂを含み、実質的にすべての残
りはＳｎである。
【００６１】前記相互接続構造で、金属球の合金の９０
％ないし９５％はＰｂである。
％ないし９５％はＰｂである。
【００６２】前記相互接続構造で、接合材料はほぼ共晶
のはんだ合金を含む。
のはんだ合金を含む。
【００６３】前記相互接続構造で、接合材料は約２５％
ないし５０％のＰｂを含み、残りの大部分はＳｎであ
る。
ないし５０％のＰｂを含み、残りの大部分はＳｎであ
る。
【００６４】前記相互接続構造で、接点の位置が、接点
の表面の平面内で垂直な２つの方向それぞれに沿った複
数の平行で間隔の等しい線の交差点によって決められ、
基板が多層セラミック基板であり、前記構造はさらに、
多層基板の表面配線層と多層基板の他の配線層との間を
接続して、多層基板の接点と共に要素をなす、接合材料
の融点よりも実質的に高い融点をもつ導電性材料を充填
された、１つまたは複数のバイアを備えている。
の表面の平面内で垂直な２つの方向それぞれに沿った複
数の平行で間隔の等しい線の交差点によって決められ、
基板が多層セラミック基板であり、前記構造はさらに、
多層基板の表面配線層と多層基板の他の配線層との間を
接続して、多層基板の接点と共に要素をなす、接合材料
の融点よりも実質的に高い融点をもつ導電性材料を充填
された、１つまたは複数のバイアを備えている。
【００６５】前記相互接続構造で、接点の位置が、接点
の表面の平面内で垂直な２つの方向それぞれに沿った、
複数の平行で間隔の等しい線の交差点によって決めら
れ、基板がＦＲ−４回路ボードであり、その構造はさら
に、接点が位置決めされた基板の主表面上の１つを含む
複数の配線層と、４つの接点によって形成された正方形
のほぼ中心で、基板の１つまたは複数の他の配線層と表
面配線層との間を接続する多数の導電性バイアと、接点
よりも実質的に幅が狭く、バイアとバイアを囲む４つの
接点の内の１つとの間を接続するように正方形の対角線
方向に延びる、各バイアのための表面配線層の導体とを
備える。
の表面の平面内で垂直な２つの方向それぞれに沿った、
複数の平行で間隔の等しい線の交差点によって決めら
れ、基板がＦＲ−４回路ボードであり、その構造はさら
に、接点が位置決めされた基板の主表面上の１つを含む
複数の配線層と、４つの接点によって形成された正方形
のほぼ中心で、基板の１つまたは複数の他の配線層と表
面配線層との間を接続する多数の導電性バイアと、接点
よりも実質的に幅が狭く、バイアとバイアを囲む４つの
接点の内の１つとの間を接続するように正方形の対角線
方向に延びる、各バイアのための表面配線層の導体とを
備える。
【００６６】本発明は、基板の表面上に配線層がある多
層基板と、表面配線層の平面内で垂直な２つの方向それ
ぞれに沿った複数の平行で間隔の等しい線のグリッドの
交差点によって決められた位置にあるマトリックス中の
多数の金属接点と、４つの接点によって形成された正方
形のほぼ中心で、基板の１つまたは複数の他の配線層と
表面配線層の間を接続する多数の導電性バイアと、接点
よりも実質的に幅が狭く、バイアとバイアを囲む４つの
接点の内の１つとの間を接続するように正方形の対角線
方向に延びる、各バイアのための表面配線層の導体とを
備えた製造された相互接続構造を含む。
層基板と、表面配線層の平面内で垂直な２つの方向それ
ぞれに沿った複数の平行で間隔の等しい線のグリッドの
交差点によって決められた位置にあるマトリックス中の
多数の金属接点と、４つの接点によって形成された正方
形のほぼ中心で、基板の１つまたは複数の他の配線層と
表面配線層の間を接続する多数の導電性バイアと、接点
よりも実質的に幅が狭く、バイアとバイアを囲む４つの
接点の内の１つとの間を接続するように正方形の対角線
方向に延びる、各バイアのための表面配線層の導体とを
備えた製造された相互接続構造を含む。
【００６７】前記の製造済み相互接続構造はさらに、各
表面導体の大部分を覆うはんだレジストの層と、接点の
ための開口部とを備えている。
表面導体の大部分を覆うはんだレジストの層と、接点の
ための開口部とを備えている。
【００６８】前記の製造済み相互接続構造はさらに、バ
イアを囲み、かつバイアに接続された、丸いランドを備
え、接点が丸く、ランドの直径が接点よりも小さく、対
角線にある導体の幅が接点の直径よりも、ランドの直径
よりも短い。
イアを囲み、かつバイアに接続された、丸いランドを備
え、接点が丸く、ランドの直径が接点よりも小さく、対
角線にある導体の幅が接点の直径よりも、ランドの直径
よりも短い。
【００６９】前記の製造済み相互接続構造で、接点の直
径は約０．６ｍｍないし約１．２ｍｍであり、対角線に
ある導体の幅は接点の直径の約半分より小さい。
径は約０．６ｍｍないし約１．２ｍｍであり、対角線に
ある導体の幅は接点の直径の約半分より小さい。
【００７０】前記の製造済み相互接続構造で、バイアは
部分的に開放されている。
部分的に開放されている。
【００７１】前記の製造済み相互接続構造で、バイアは
ＬＭＴはんだを充填される。
ＬＭＴはんだを充填される。
【００７２】前記の製造済み相互接続構造で、バイア
は、めっきされたスルーホールである。
は、めっきされたスルーホールである。
【００７３】本発明は、ネットワークにおいて接続され
た１つまたは複数の中央演算処理装置と、バスを介して
各中央演算処理装置と通信するランダム・アクセス・メ
モリと、コンピュータ周辺装置と通信するための入出力
手段と、主平面上の直径約０．６ｍｍないし約１．０ｍ
ｍの丸い金属接点の平面パターンを含む、１つまたは複
数の中央演算処理装置と通信する回路ボードと、キャリ
アとボードの間を相互接続するために対向する接点対を
提供するように回路ボード上の接点の平面パターンのほ
ぼミラー・イメージになっており、やはり幅が約０．５
ｍｍないし約１．０ｍｍである、主平面上の複数の金属
接点の平面パターンを含む１つまたは複数のチップ用の
チップ・キャリアと、直径約０．６ｍｍないし約１．３
ｍｍの、そのような接点の対それぞれのための金属球
と、融点が共に金属球の融点よりも実質的に低く、それ
ぞれの金属球の直径方向に対向する端部にはんだ付けさ
れた、チップ・キャリアの接点それぞれに接続される各
接点対用のある量の第１の接合材料および回路ボードの
接点それぞれに接続される各接点対用のある量の第２の
接合材料とを備える情報処理システムを含む。
た１つまたは複数の中央演算処理装置と、バスを介して
各中央演算処理装置と通信するランダム・アクセス・メ
モリと、コンピュータ周辺装置と通信するための入出力
手段と、主平面上の直径約０．６ｍｍないし約１．０ｍ
ｍの丸い金属接点の平面パターンを含む、１つまたは複
数の中央演算処理装置と通信する回路ボードと、キャリ
アとボードの間を相互接続するために対向する接点対を
提供するように回路ボード上の接点の平面パターンのほ
ぼミラー・イメージになっており、やはり幅が約０．５
ｍｍないし約１．０ｍｍである、主平面上の複数の金属
接点の平面パターンを含む１つまたは複数のチップ用の
チップ・キャリアと、直径約０．６ｍｍないし約１．３
ｍｍの、そのような接点の対それぞれのための金属球
と、融点が共に金属球の融点よりも実質的に低く、それ
ぞれの金属球の直径方向に対向する端部にはんだ付けさ
れた、チップ・キャリアの接点それぞれに接続される各
接点対用のある量の第１の接合材料および回路ボードの
接点それぞれに接続される各接点対用のある量の第２の
接合材料とを備える情報処理システムを含む。
【００７４】前記情報処理システムで、各接合材料は金
属球の直径の少なくとも３分の２の断面を有する。
属球の直径の少なくとも３分の２の断面を有する。
【００７５】前記情報処理システムで、各接合材料は少
なくとも約０．６ｍｍの断面を有する。
なくとも約０．６ｍｍの断面を有する。
【００７６】前記情報処理システムで、第１および第２
の接合材料の融点はほとんど等しい。
の接合材料の融点はほとんど等しい。
【００７７】前記情報処理システムで、対向する接点対
は直径がほとんど等しい。
は直径がほとんど等しい。
【００７８】前記情報処理システムで、それぞれの接点
用の接合材料の量は、接点の直径にほぼ反比例する。
用の接合材料の量は、接点の直径にほぼ反比例する。
【００７９】前記情報処理システムで、接点の直径は金
属球の直径よりも約１５％ないし３０％小さい。
属球の直径よりも約１５％ないし３０％小さい。
【００８０】前記情報処理システムはさらに、各接点パ
ターンの接点間にはんだレジスト層を備えている。
ターンの接点間にはんだレジスト層を備えている。
【００８１】前記情報処理システムで、回路ボードは多
層化されており、接点は、めっきされたスルーホールに
結合され、前記システムはさらに、第２の接合材料の量
を制御する手段を備えている。
層化されており、接点は、めっきされたスルーホールに
結合され、前記システムはさらに、第２の接合材料の量
を制御する手段を備えている。
【００８２】前記情報処理システムで、回路ボードは多
層化されており、接点の位置は、接点の表面の平面内で
ほとんど垂直な２つの方向それぞれに沿ってほぼ平行で
間隔の等しい複数の線の交差点によって決められ、前記
回路ボードはさらに、回路ボードの接点が位置決めされ
た表面上の１つを含む多数の配線層と、金属球とのはん
だ付けのために、回路ボードの１つまたは複数の他の配
線層と表面配線層との間を接続するめっきされた多数の
スルーホールと、バイアのためのはんだ付けされた接続
部のはんだの最小直径を制御するための手段とを含み、
前記手段はさらに、表面にある各バイアの端部に接続さ
れた、各バイアのための表面配線層中の円形バイア・ラ
ンド接点と、４つの接点によって形成された正方形のほ
ぼ中心で、バイアと表面配線層の接続部を位置決めする
手段と、実質的に接点よりも幅が狭く、バイア・ランド
とバイア・ランドを囲む４つの接点の内の１つとの間を
接続するように正方形の対角線方向に延びる、各バイア
のための表面配線層の金属導体と、接点のためのウィン
ドウを提供する、ランドおよび導体上のはんだレジスト
の被覆とを含む。
層化されており、接点の位置は、接点の表面の平面内で
ほとんど垂直な２つの方向それぞれに沿ってほぼ平行で
間隔の等しい複数の線の交差点によって決められ、前記
回路ボードはさらに、回路ボードの接点が位置決めされ
た表面上の１つを含む多数の配線層と、金属球とのはん
だ付けのために、回路ボードの１つまたは複数の他の配
線層と表面配線層との間を接続するめっきされた多数の
スルーホールと、バイアのためのはんだ付けされた接続
部のはんだの最小直径を制御するための手段とを含み、
前記手段はさらに、表面にある各バイアの端部に接続さ
れた、各バイアのための表面配線層中の円形バイア・ラ
ンド接点と、４つの接点によって形成された正方形のほ
ぼ中心で、バイアと表面配線層の接続部を位置決めする
手段と、実質的に接点よりも幅が狭く、バイア・ランド
とバイア・ランドを囲む４つの接点の内の１つとの間を
接続するように正方形の対角線方向に延びる、各バイア
のための表面配線層の金属導体と、接点のためのウィン
ドウを提供する、ランドおよび導体上のはんだレジスト
の被覆とを含む。
【００８３】本発明は、第１および第２の相互接続基板
と、対向する接点対を提供するように相互のミラー・イ
メージになっている、基板間の相互接続のための、各基
板上の複数の金属接点の平面パターンと、接点の幅とほ
とんど同じ直径をもち、接点の平面に垂直な縦軸によっ
て位置決めされた、そのような接点の対それぞれのため
の導電性金属の柱と、融点が共に金属柱の融点よりも実
質的に低く、それぞれの金属柱の対向する端部に接続さ
れた、第１の相互接続基板の接点それぞれに接続される
そのような接点対それぞれ用のある量の第１の接合材料
および第２の相互接続基板の接点それぞれに接続される
そのような接点対それぞれ用のある量の第２の接合材料
とを備える相互接続装置を含む。
と、対向する接点対を提供するように相互のミラー・イ
メージになっている、基板間の相互接続のための、各基
板上の複数の金属接点の平面パターンと、接点の幅とほ
とんど同じ直径をもち、接点の平面に垂直な縦軸によっ
て位置決めされた、そのような接点の対それぞれのため
の導電性金属の柱と、融点が共に金属柱の融点よりも実
質的に低く、それぞれの金属柱の対向する端部に接続さ
れた、第１の相互接続基板の接点それぞれに接続される
そのような接点対それぞれ用のある量の第１の接合材料
および第２の相互接続基板の接点それぞれに接続される
そのような接点対それぞれ用のある量の第２の接合材料
とを備える相互接続装置を含む。
【００８４】前記相互接続装置で、接点の幅は約０．５
ｍｍないし１．２ｍｍであり、金属柱の直径は接点の幅
よりも小さいか、ほとんど等しい。
ｍｍないし１．２ｍｍであり、金属柱の直径は接点の幅
よりも小さいか、ほとんど等しい。
【００８５】前記相互接続装置で、接点は直径約０．７
ｍｍないし０．９ｍｍの円形であり、金属柱の直径は接
点よりも約０．１ｍｍないし０．３ｍｍ小さい。
ｍｍないし０．９ｍｍの円形であり、金属柱の直径は接
点よりも約０．１ｍｍないし０．３ｍｍ小さい。
【００８６】前記相互接続装置で、金属柱の合金は約８
０％ないし９７％のＰｂを含み、残りの大部分はＳｎで
ある。
０％ないし９７％のＰｂを含み、残りの大部分はＳｎで
ある。
【００８７】前記相互接続装置で、金属柱の合金の９０
％ないし９５％はＰｂである。
％ないし９５％はＰｂである。
【００８８】前記相互接続装置で、接合材料の合金はほ
ぼ共晶のはんだ合金を含む。
ぼ共晶のはんだ合金を含む。
【００８９】前記相互接続装置で、柱の各端部は柱の縦
軸に垂直である。
軸に垂直である。
【００９０】前記相互接続装置で、第１および第２の接
合材料はほとんど同じ融点を有する。
合材料はほとんど同じ融点を有する。
【００９１】前記相互接続装置で、多数の接点がめっき
されたスルーホールに接続され、その構造はさらに、は
んだ量を制御する手段を備えている。
されたスルーホールに接続され、その構造はさらに、は
んだ量を制御する手段を備えている。
【００９２】前記相互接続装置で、接点の位置が、接点
の表面の平面内で垂直な２つの垂直方向それぞれに沿っ
て複数の平行で間隔の等しい多数の線の交差点によって
決められ、第１の相互接続基板はさらに、接点が位置決
めされた、基板の主表面上の１つを含む複数の配線層
と、４つの接点によって形成された正方形のほぼ中心
で、基板の１つまたは複数の他の配線層と表面配線層と
の間を接続する多数の導電性バイアと、実質的に接点よ
りも幅が狭く、バイアとバイアを囲む４つの接点の内の
１つとの間を接続するように正方形の対角線方向に延び
る、各バイアのための表面配線層の導体とを含む。
の表面の平面内で垂直な２つの垂直方向それぞれに沿っ
て複数の平行で間隔の等しい多数の線の交差点によって
決められ、第１の相互接続基板はさらに、接点が位置決
めされた、基板の主表面上の１つを含む複数の配線層
と、４つの接点によって形成された正方形のほぼ中心
で、基板の１つまたは複数の他の配線層と表面配線層と
の間を接続する多数の導電性バイアと、実質的に接点よ
りも幅が狭く、バイアとバイアを囲む４つの接点の内の
１つとの間を接続するように正方形の対角線方向に延び
る、各バイアのための表面配線層の導体とを含む。
【００９３】前記相互接続装置で、接点を含む表面配線
層はさらに、バイアを囲むランドを含み、導体がランド
から導体に延び、バイア・スルーホールは、ランドと構
造の他の配線層との間を電気的に接続するのに十分な厚
さの銅層を内部にめっきされている。
層はさらに、バイアを囲むランドを含み、導体がランド
から導体に延び、バイア・スルーホールは、ランドと構
造の他の配線層との間を電気的に接続するのに十分な厚
さの銅層を内部にめっきされている。
【００９４】本発明は、基板と、基板を、ミラー・イメ
ージ接点を含む他の基板と相互接続するための、複数の
金属接点の平面パターンと、接点の幅とほとんど同じ直
径をもち、接点の平面にほとんど垂直に位置決めされ
た、各接点のための導電性金属の柱と、融点が金属柱の
融点よりも実質的に低い、各接点とその接点のためのそ
れぞれの金属柱との間に接続されるある量の接合材料と
を備えた、製造された相互接続装置を含む。
ージ接点を含む他の基板と相互接続するための、複数の
金属接点の平面パターンと、接点の幅とほとんど同じ直
径をもち、接点の平面にほとんど垂直に位置決めされ
た、各接点のための導電性金属の柱と、融点が金属柱の
融点よりも実質的に低い、各接点とその接点のためのそ
れぞれの金属柱との間に接続されるある量の接合材料と
を備えた、製造された相互接続装置を含む。
【００９５】前記製造済み相互接続装置で、接点の幅は
約０．５ｍｍないし約１．２ｍｍであり、金属柱の直径
は、最小で接点の幅よりも約０．４ｍｍ小さく、最大で
前記幅よりも約０．１ｍｍ大きい範囲にある。
約０．５ｍｍないし約１．２ｍｍであり、金属柱の直径
は、最小で接点の幅よりも約０．４ｍｍ小さく、最大で
前記幅よりも約０．１ｍｍ大きい範囲にある。
【００９６】前記製造済み相互接続装置で、接点の幅は
約０．７ｍｍないし約０．９ｍｍであり、金属柱は接点
の幅よりも約０ないし約０．２ｍｍ小さい。
約０．７ｍｍないし約０．９ｍｍであり、金属柱は接点
の幅よりも約０ないし約０．２ｍｍ小さい。
【００９７】前記製造済み相互接続装置で、金属柱の合
金は約８０％ないし約９７％のＰｂを含み、残りは実質
的にすべてＳｎである。
金は約８０％ないし約９７％のＰｂを含み、残りは実質
的にすべてＳｎである。
【００９８】前記製造済み相互接続装置で、金属柱の合
金の９０％ないし９５％はＰｂである。
金の９０％ないし９５％はＰｂである。
【００９９】前記製造済み相互接続装置で、接合材料は
ほぼ共晶のはんだ合金を含む。
ほぼ共晶のはんだ合金を含む。
【０１００】前記製造済み相互接続装置で、接合材料の
約２５ないし５０％はＰｂであり、残りの大部分はＳｎ
である。
約２５ないし５０％はＰｂであり、残りの大部分はＳｎ
である。
【０１０１】前記製造済み相互接続装置で、接点の位置
が、接点の表面の平面内で垂直な２つの方向それぞれに
沿った複数の平行で間隔の等しい線の交差点によって決
められ、基板が多層セラミック製基板であり、その構造
はさらに、多層基板の表面配線層と多層基板の他の配線
層との間を接続して、多層基板の接点と共に要素をな
し、かつ接合材料の融点よりもずっと高い融点をもつ導
電材料を充填された、１つまたは複数のバイアを備えて
いる。
が、接点の表面の平面内で垂直な２つの方向それぞれに
沿った複数の平行で間隔の等しい線の交差点によって決
められ、基板が多層セラミック製基板であり、その構造
はさらに、多層基板の表面配線層と多層基板の他の配線
層との間を接続して、多層基板の接点と共に要素をな
し、かつ接合材料の融点よりもずっと高い融点をもつ導
電材料を充填された、１つまたは複数のバイアを備えて
いる。
【０１０２】前記製造済み相互接続装置で、接点の位置
が、接点の表面の平面内で垂直な２つの方向それぞれに
沿って平行で間隔の等しい複数の線の交差点によって形
成され、基板がＦＲ−４回路ボードであり、その構造は
さらに、接点が位置決めされた、基板の表面上の１つを
含む複数の配線層と、４つの接点によって形成された正
方形のほぼ中心で、基板の１つまたは複数の他の配線層
と表面配線層との間を接続する多数の導電性バイアと、
実質的に接点よりも幅が狭く、バイアとバイアを囲む４
つの接点の内の１つとの間を接続するように正方形の対
角線方向に延びる、各バイアのための表面配線層の導体
とを含む。
が、接点の表面の平面内で垂直な２つの方向それぞれに
沿って平行で間隔の等しい複数の線の交差点によって形
成され、基板がＦＲ−４回路ボードであり、その構造は
さらに、接点が位置決めされた、基板の表面上の１つを
含む複数の配線層と、４つの接点によって形成された正
方形のほぼ中心で、基板の１つまたは複数の他の配線層
と表面配線層との間を接続する多数の導電性バイアと、
実質的に接点よりも幅が狭く、バイアとバイアを囲む４
つの接点の内の１つとの間を接続するように正方形の対
角線方向に延びる、各バイアのための表面配線層の導体
とを含む。
【０１０３】本発明は、複数の金属接点のほぼ平面のパ
ターンが主表面上にある第１の基板を製作するステップ
と、第１の基板の各接点上にある量の第１の接合材料を
付着するステップと、第１の基板と第２の基板が接続さ
れたときに、それらの間に所定の距離を維持するため
に、第１の基板上の各接点上の第１の接合材料に導電性
金属柱を接続するステップと、第１の基板の接点のパタ
ーンのほぼミラー・イメージである複数の金属接点のほ
ぼ平面のパターンが主表面にある第２の基板を製作する
ステップと、金属柱と第２の基板の各接点との間に位置
決め用のある量の第２の接合材料を付着するステップ
と、接点パターンが平行になり、ミラー・イメージにあ
る接点対が対向してほぼ整列され、第２の接合材料が、
金属柱の端部それぞれおよび第２の基板の接点それぞれ
とほぼ接触して相互接続されるように、基板を位置決め
するステップと、基板間に所定の距離を与え、融解され
た接合材料の表面張力によって金属柱の端部を接点のほ
ぼ中央である位置へ移動させるために、基板を位置決め
している間に、金属柱が固体のままである温度で、第１
および第２の接合材料を同時融解するステップと、接合
材料の融解温度よりも低い温度で基板を冷却し、接点対
の間に電気相互接続を形成するステップとを含む相互接
続アセンブリ方法を含む。
ターンが主表面上にある第１の基板を製作するステップ
と、第１の基板の各接点上にある量の第１の接合材料を
付着するステップと、第１の基板と第２の基板が接続さ
れたときに、それらの間に所定の距離を維持するため
に、第１の基板上の各接点上の第１の接合材料に導電性
金属柱を接続するステップと、第１の基板の接点のパタ
ーンのほぼミラー・イメージである複数の金属接点のほ
ぼ平面のパターンが主表面にある第２の基板を製作する
ステップと、金属柱と第２の基板の各接点との間に位置
決め用のある量の第２の接合材料を付着するステップ
と、接点パターンが平行になり、ミラー・イメージにあ
る接点対が対向してほぼ整列され、第２の接合材料が、
金属柱の端部それぞれおよび第２の基板の接点それぞれ
とほぼ接触して相互接続されるように、基板を位置決め
するステップと、基板間に所定の距離を与え、融解され
た接合材料の表面張力によって金属柱の端部を接点のほ
ぼ中央である位置へ移動させるために、基板を位置決め
している間に、金属柱が固体のままである温度で、第１
および第２の接合材料を同時融解するステップと、接合
材料の融解温度よりも低い温度で基板を冷却し、接点対
の間に電気相互接続を形成するステップとを含む相互接
続アセンブリ方法を含む。
【０１０４】前記相互接続アセンブリ方法では、相互接
続のために基板どうしを位置決めする前に、前記ある量
の第２の接合材料を第２の基板上に付着する。
続のために基板どうしを位置決めする前に、前記ある量
の第２の接合材料を第２の基板上に付着する。
【０１０５】前記相互接続アセンブリ方法で、相互接続
のために基板どうしを位置決めする前に、第１の基板に
柱を接続した後、前記ある量の第２の接合材料を金属柱
の突き出た端部に付着する。
のために基板どうしを位置決めする前に、第１の基板に
柱を接続した後、前記ある量の第２の接合材料を金属柱
の突き出た端部に付着する。
【０１０６】前記相互接続アセンブリ方法で、第１の量
の接合材料に金属柱を接続するステップは、各第１の接
合材料上に金属柱を位置決めするステップと、第１の基
板を加熱して、金属柱を融解せずに第１の接合材料を融
解することによって、第１の基板の接点に金属柱を接続
するステップと、相互接続のために基板どうしを位置決
めする前に、第１の基板を冷却して、金属柱と第１の基
板の接点との間に機械的接合部を形成するステップとを
含む。
の接合材料に金属柱を接続するステップは、各第１の接
合材料上に金属柱を位置決めするステップと、第１の基
板を加熱して、金属柱を融解せずに第１の接合材料を融
解することによって、第１の基板の接点に金属柱を接続
するステップと、相互接続のために基板どうしを位置決
めする前に、第１の基板を冷却して、金属柱と第１の基
板の接点との間に機械的接合部を形成するステップとを
含む。
【０１０７】前記相互接続アセンブリ方法で、金属要素
が第１の金属柱と第１の接合材料の間で移動して、第１
の接合材料の融点を上昇させる恐れがあり、基板は、第
１の基板を加熱するステップにおいて、金属柱と第１の
接合材料の間の金属要素の移動を最小限に抑えて第１の
接合材料の融点の上昇を最小限に抑えるように、基板は
最低温度に最小時間、加熱される。
が第１の金属柱と第１の接合材料の間で移動して、第１
の接合材料の融点を上昇させる恐れがあり、基板は、第
１の基板を加熱するステップにおいて、金属柱と第１の
接合材料の間の金属要素の移動を最小限に抑えて第１の
接合材料の融点の上昇を最小限に抑えるように、基板は
最低温度に最小時間、加熱される。
【０１０８】前記相互接続アセンブリ方法はさらに、基
板を位置決めしながら前記基板を加熱するステップにお
いて、第１および第２の接合材料が同時に融解するよう
に、金属柱と第１の接合材料の間の金属要素の移動を補
償するために、第１および第２の接合材料として異なる
接合材料を選択するステップを含む。
板を位置決めしながら前記基板を加熱するステップにお
いて、第１および第２の接合材料が同時に融解するよう
に、金属柱と第１の接合材料の間の金属要素の移動を補
償するために、第１および第２の接合材料として異なる
接合材料を選択するステップを含む。
【０１０９】前記相互接続アセンブリ方法で、金属要素
が金属柱と接合材料の間で移動して、第１の接合材料の
融点を上昇させる恐れがあり、実質的に同じ接合材料を
使用して、基板にアタッチメントを接合する次のステッ
プにおいて、相互接続部が再融解しないように、金属柱
と接合材料の間の金属要素の移動が接合材料の融点を実
質的に上昇させるのに十分高い温度でかつ十分長い時間
かけて基板が加熱される。
が金属柱と接合材料の間で移動して、第１の接合材料の
融点を上昇させる恐れがあり、実質的に同じ接合材料を
使用して、基板にアタッチメントを接合する次のステッ
プにおいて、相互接続部が再融解しないように、金属柱
と接合材料の間の金属要素の移動が接合材料の融点を実
質的に上昇させるのに十分高い温度でかつ十分長い時間
かけて基板が加熱される。
【０１１０】前記相互接続アセンブリ方法はさらに、接
点間の接合材料のブリッジ形成を確実に防ぎながら、で
きるだけ大きな接点の寸法を選択するステップと、はん
だのブリッジ形成を確実に防ぎながら、柱の寸法を最大
にし、かつ柱の疲労を最小限に抑えるために、接点間の
間隔と同じ金属柱の寸法、または前記間隔よりもわずか
に小さい金属柱の寸法を選択するステップとを含む。
点間の接合材料のブリッジ形成を確実に防ぎながら、で
きるだけ大きな接点の寸法を選択するステップと、はん
だのブリッジ形成を確実に防ぎながら、柱の寸法を最大
にし、かつ柱の疲労を最小限に抑えるために、接点間の
間隔と同じ金属柱の寸法、または前記間隔よりもわずか
に小さい金属柱の寸法を選択するステップとを含む。
【０１１１】前記相互接続アセンブリ方法はさらに、接
合材料の融点よりも低い温度に基板を冷却するステップ
の後に、接点パターンによって形成された領域中の金属
柱の周りの基板間に液体封止材料を付着するステップ
と、次に、接続された基板を熱サイクルにおき、封止材
を硬化させて接合部における応力を低減するステップと
を含む。
合材料の融点よりも低い温度に基板を冷却するステップ
の後に、接点パターンによって形成された領域中の金属
柱の周りの基板間に液体封止材料を付着するステップ
と、次に、接続された基板を熱サイクルにおき、封止材
を硬化させて接合部における応力を低減するステップと
を含む。
【０１１２】前記相互接続アセンブリ方法はさらに、接
点の寸法をより大きくして熱疲労を低減するために、ブ
リッジを形成することなく、確実に接続できる接点の寸
法を最大にする接点の形状を選択するステップと、ブリ
ッジを形成することなく、確実に接続できる接点の寸法
をより大きくして熱疲労を低減するために、接点間には
んだレジストを付着させるステップとを含む。
点の寸法をより大きくして熱疲労を低減するために、ブ
リッジを形成することなく、確実に接続できる接点の寸
法を最大にする接点の形状を選択するステップと、ブリ
ッジを形成することなく、確実に接続できる接点の寸法
をより大きくして熱疲労を低減するために、接点間には
んだレジストを付着させるステップとを含む。
【０１１３】最後に、本発明は、複数の金属接点のほぼ
平面のマトリックスが主表面上にある剛性の基板を製作
するステップと、剛性の基板のマトリックスの各接点上
にある量の接合材料を付着するステップと、基板と、前
記基板が接続される第２の基板との間に所定の距離を維
持するために、第１の基板上の各接点上の接合材料に導
電性金属柱を位置決めするステップと、金属柱の形状を
変化させないよう、金属柱を融解せずに、接合材料を融
解するステップと、接合材料を冷却して、金属柱と基板
の接点との間に固体の機械的接合部を形成するステップ
とを含む相互接続構造を製作する方法を含む。
平面のマトリックスが主表面上にある剛性の基板を製作
するステップと、剛性の基板のマトリックスの各接点上
にある量の接合材料を付着するステップと、基板と、前
記基板が接続される第２の基板との間に所定の距離を維
持するために、第１の基板上の各接点上の接合材料に導
電性金属柱を位置決めするステップと、金属柱の形状を
変化させないよう、金属柱を融解せずに、接合材料を融
解するステップと、接合材料を冷却して、金属柱と基板
の接点との間に固体の機械的接合部を形成するステップ
とを含む相互接続構造を製作する方法を含む。
【０１１４】相互接続構造を製作する前記方法では、金
属要素が金属柱と接合材料の間で移動して、接合材料の
融点を上昇させる恐れがあり、融解ステップにおいて、
金属柱と接合材料の間の金属要素の移行を最小限に抑え
て接合材料の融点の上昇を最小限に抑えるように、確実
な接合部を製作するのに必要な最低温度で最小時間で融
解は実施される。
属要素が金属柱と接合材料の間で移動して、接合材料の
融点を上昇させる恐れがあり、融解ステップにおいて、
金属柱と接合材料の間の金属要素の移行を最小限に抑え
て接合材料の融点の上昇を最小限に抑えるように、確実
な接合部を製作するのに必要な最低温度で最小時間で融
解は実施される。
【０１１５】相互接続構造を製作する前記方法はさら
に、接点間の接合材料のブリッジ形成を確実に防ぐこと
のみを条件として、できるだけ大きな接点の寸法を選択
するステップと、柱の寸法を最大にして、はんだのブリ
ッジ形成を発生させずに柱の疲労を最小限に抑えるため
に、接点とほとんど同じ金属柱の寸法、または接点より
もわずかに小さい金属柱の寸法を選択するステップとを
含む。
に、接点間の接合材料のブリッジ形成を確実に防ぐこと
のみを条件として、できるだけ大きな接点の寸法を選択
するステップと、柱の寸法を最大にして、はんだのブリ
ッジ形成を発生させずに柱の疲労を最小限に抑えるため
に、接点とほとんど同じ金属柱の寸法、または接点より
もわずかに小さい金属柱の寸法を選択するステップとを
含む。
【０１１６】相互接続構造を製作する前記方法はさら
に、剛性の基板の材料としてセラミックを選択するステ
ップと、接点の材料として銅を選択するステップと、接
合材料としてＬＭＴ（低融点）はんだ合金を、金属柱と
してＨＭＴ（高融点）はんだを選択するステップとを含
む。
に、剛性の基板の材料としてセラミックを選択するステ
ップと、接点の材料として銅を選択するステップと、接
合材料としてＬＭＴ（低融点）はんだ合金を、金属柱と
してＨＭＴ（高融点）はんだを選択するステップとを含
む。
【０１１７】相互接続構造を製作する前記方法はさら
に、剛性の基板の材料としてＦＲ−４を選択するステッ
プを含む。
に、剛性の基板の材料としてＦＲ−４を選択するステッ
プを含む。
【０１１８】相互接続構造を製作する前記方法で、剛性
の基板を製作するステップは、ガラス／セラミック粒子
および有機結合剤からなる複数のグリーン・シートを製
作するステップと、シートにバイア・ホールを製作する
ステップと、シートのホール内およびシートの一表面上
に導電性材料をスクリーン印刷して、丸い接点のアレイ
を含む導電性パターンを形成するステップと、シートど
うしを圧着し、スタックにするステップと、シートのス
タックをオーブンで焼結させて、主表面上に直径約０．
７ｍｍであり、約１．２５ｍｍ離された銅製接点を設け
た、多層セラミック製チップ・キャリアを形成するステ
ップと、接合材料として（約６３／３７）Ｐｂ／Ｓｎの
共晶はんだ合金を選択するステップと、金属球として、
その材料が９０％ないし９５％のＰｂを含むはんだ合金
であり、かつ寸法が約０．９ｍｍであることを選択する
ステップとを含む。
の基板を製作するステップは、ガラス／セラミック粒子
および有機結合剤からなる複数のグリーン・シートを製
作するステップと、シートにバイア・ホールを製作する
ステップと、シートのホール内およびシートの一表面上
に導電性材料をスクリーン印刷して、丸い接点のアレイ
を含む導電性パターンを形成するステップと、シートど
うしを圧着し、スタックにするステップと、シートのス
タックをオーブンで焼結させて、主表面上に直径約０．
７ｍｍであり、約１．２５ｍｍ離された銅製接点を設け
た、多層セラミック製チップ・キャリアを形成するステ
ップと、接合材料として（約６３／３７）Ｐｂ／Ｓｎの
共晶はんだ合金を選択するステップと、金属球として、
その材料が９０％ないし９５％のＰｂを含むはんだ合金
であり、かつ寸法が約０．９ｍｍであることを選択する
ステップとを含む。
【０１１９】相互接続構造を製作する前記方法はさら
に、所定の位置に金属柱を保持するために、金属柱を接
点上に位置決めする前に、粘着性フラックスを接点上に
付着するステップを含む。
に、所定の位置に金属柱を保持するために、金属柱を接
点上に位置決めする前に、粘着性フラックスを接点上に
付着するステップを含む。
【０１２０】相互接続構造を製作する前記方法はさら
に、リフローによってモジュールに柱を接合する間に、
柱を垂直に保持するステップを含む。
に、リフローによってモジュールに柱を接合する間に、
柱を垂直に保持するステップを含む。
【０１２１】相互接続構造を製作する前記方法はさら
に、リフロー中にモジュールを反転させてモジュールに
柱を接合するステップを含む。
に、リフロー中にモジュールを反転させてモジュールに
柱を接合するステップを含む。
【０１２２】
【実施例】本発明では、図４に示したように、第１の基
板１０は接点１２およびバイア１４の平面アレイと共に
製作される。本適用で、基板とは、薄い端縁表面に対し
て主表面と呼ばれる相互接続のための平坦な表面を含む
構成要素を指す。本発明はＡＴＡＢ（エリア・テープ自
動化ボンディング）構成要素などの可とう性回路ボード
を接続する信頼性を向上させるが、第１の基板はＦＲ−
４、プラスチック、セラミック製のチップ・キャリアな
どの構成要素であることが好ましく、本適用の本発明が
特に適したＭＬＣ（多層セラミック）チップ・キャリア
であることがさらに好ましい。
板１０は接点１２およびバイア１４の平面アレイと共に
製作される。本適用で、基板とは、薄い端縁表面に対し
て主表面と呼ばれる相互接続のための平坦な表面を含む
構成要素を指す。本発明はＡＴＡＢ（エリア・テープ自
動化ボンディング）構成要素などの可とう性回路ボード
を接続する信頼性を向上させるが、第１の基板はＦＲ−
４、プラスチック、セラミック製のチップ・キャリアな
どの構成要素であることが好ましく、本適用の本発明が
特に適したＭＬＣ（多層セラミック）チップ・キャリア
であることがさらに好ましい。
【０１２３】図１に示したように、セラミック製チップ
・キャリアの製造でのステップ１０１で、結合剤、溶
媒、および可塑剤とセラミック粉を混合して、誘電層を
形成するためのグリーン・シートを形成する。ステップ
１０２で、好ましくはパンチングによってバイアを製作
し、ステップ１０３で、導電性インクまたはペースト
（たとえば、Ｍｏフリットや溶媒）をスクリーニングし
てバイアを充填する。この時点で表面上で配線パターン
をスクリーニングすることも、後で、薄膜工程を使用し
て外部配線層をスクリーニングすることもできる。多層
セラミックの場合、ステップ１０４で、熱および圧力に
よってグリーン・シートを積み重ねて積層し、モノリシ
ック構造にする。次いでステップ１０５で、オーブンで
還元雰囲気で焼成することによってグリーン・シートを
焼結させる。焼結後、露出した金属を保護するためにコ
ーティングする（図示せず）。薄膜工程を使用して外部
配線層（図示せず）を製作することができる。たとえ
ば、基板上に導電性金属を蒸着あるいはスパッタリング
し、次いでリソグラフィ・パターン化を行い、次いで誘
電コーティングおよび追加薄膜層形成を行うことができ
る。
・キャリアの製造でのステップ１０１で、結合剤、溶
媒、および可塑剤とセラミック粉を混合して、誘電層を
形成するためのグリーン・シートを形成する。ステップ
１０２で、好ましくはパンチングによってバイアを製作
し、ステップ１０３で、導電性インクまたはペースト
（たとえば、Ｍｏフリットや溶媒）をスクリーニングし
てバイアを充填する。この時点で表面上で配線パターン
をスクリーニングすることも、後で、薄膜工程を使用し
て外部配線層をスクリーニングすることもできる。多層
セラミックの場合、ステップ１０４で、熱および圧力に
よってグリーン・シートを積み重ねて積層し、モノリシ
ック構造にする。次いでステップ１０５で、オーブンで
還元雰囲気で焼成することによってグリーン・シートを
焼結させる。焼結後、露出した金属を保護するためにコ
ーティングする（図示せず）。薄膜工程を使用して外部
配線層（図示せず）を製作することができる。たとえ
ば、基板上に導電性金属を蒸着あるいはスパッタリング
し、次いでリソグラフィ・パターン化を行い、次いで誘
電コーティングおよび追加薄膜層形成を行うことができ
る。
【０１２４】接点１２（図４）は四角いものでよく、あ
るいは球の形状に一致し、かつはんだのブリッジ形成を
確実に防げるほど密な間隔が可能になるようにほぼ丸い
ものであることがさらに好ましい。接点は、好ましくは
ＡｌやＴｉなどの金属である導電性物質で製作すること
ができ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｄ、またはこれらの合金
で製作し、あるいはそれらを塗布することがさらに好ま
しい。スクリーニングによって材料を付着することで
も、あるいはリソグラフィ工程の後に化学付着工程また
は電気付着工程を行うことでもできる。
るいは球の形状に一致し、かつはんだのブリッジ形成を
確実に防げるほど密な間隔が可能になるようにほぼ丸い
ものであることがさらに好ましい。接点は、好ましくは
ＡｌやＴｉなどの金属である導電性物質で製作すること
ができ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｄ、またはこれらの合金
で製作し、あるいはそれらを塗布することがさらに好ま
しい。スクリーニングによって材料を付着することで
も、あるいはリソグラフィ工程の後に化学付着工程また
は電気付着工程を行うことでもできる。
【０１２５】ステップ１０６（図１）で、Ｓｎ、Ｐｂ、
Ｂｉ、Ｉｎ、Ａｇを含む導電性熱可塑性合金やはんだ合
金など、ある量の第１の接合材料１３、１６によって接
点１２を塗布して、はんだ接点またははんだバンプを形
成する。好ましい実施例では、接合材料は２０％ないし
７５％のＳｎを含み、残りの大部分がＰｂであるＰｂ／
Ｓｎはんだであり、ほぼ６３％Ｓｎおよび３７％Ｐｂの
共晶であることが最も好ましい。はんだは、ウェーブ・
ソルダリングなどのマス・ソルダリング方式によって融
解状態で付着することも、はんだペースト（有機キャリ
ア中の金属粒子）としてスクリーニングすることも、あ
るいはリソグラフィ工程の後に接点上に電気付着または
化学付着することもできる。
Ｂｉ、Ｉｎ、Ａｇを含む導電性熱可塑性合金やはんだ合
金など、ある量の第１の接合材料１３、１６によって接
点１２を塗布して、はんだ接点またははんだバンプを形
成する。好ましい実施例では、接合材料は２０％ないし
７５％のＳｎを含み、残りの大部分がＰｂであるＰｂ／
Ｓｎはんだであり、ほぼ６３％Ｓｎおよび３７％Ｐｂの
共晶であることが最も好ましい。はんだは、ウェーブ・
ソルダリングなどのマス・ソルダリング方式によって融
解状態で付着することも、はんだペースト（有機キャリ
ア中の金属粒子）としてスクリーニングすることも、あ
るいはリソグラフィ工程の後に接点上に電気付着または
化学付着することもできる。
【０１２６】ステップ１０７で、図５に示したように、
好ましくは球が置かれるところに粘着性フラックス２０
の層を塗布することによって金属球をはんだバンプに取
り付ける。真空ダイから搬送することによって複数の球
を同時に置くことができる。フラックスは、接点上だけ
に付与することも、あるいは基板相互接続部全体に塗布
することもできる。球１８は、好ましくは酸化を防ぐよ
うにコーティングされた銅であってもよいが、ステップ
１０８で融解せずに接点にリフロー接合できるように、
接合材料よりも実質的に高い融点をもつＨＭＴはんだ合
金であることがさらに好ましい。球はＳｎおよび８０％
ないし９７％Ｐｂであり、９０％ないし９５％Ｐｂであ
ることが最も好ましい。後の工程中に球が落ちないよう
に、リフロー加熱によって球を接点に接合することによ
って取付けを確実にすることが好ましい。第１の接合材
料１６のリフロー中に、融解された接合材料の表面張力
によって、球１８は厳密に接点１２に整列する。第１の
基板のパッド上に球をセンタリングすることによって、
第２の基板のパッドに球を整列させることができる。
好ましくは球が置かれるところに粘着性フラックス２０
の層を塗布することによって金属球をはんだバンプに取
り付ける。真空ダイから搬送することによって複数の球
を同時に置くことができる。フラックスは、接点上だけ
に付与することも、あるいは基板相互接続部全体に塗布
することもできる。球１８は、好ましくは酸化を防ぐよ
うにコーティングされた銅であってもよいが、ステップ
１０８で融解せずに接点にリフロー接合できるように、
接合材料よりも実質的に高い融点をもつＨＭＴはんだ合
金であることがさらに好ましい。球はＳｎおよび８０％
ないし９７％Ｐｂであり、９０％ないし９５％Ｐｂであ
ることが最も好ましい。後の工程中に球が落ちないよう
に、リフロー加熱によって球を接点に接合することによ
って取付けを確実にすることが好ましい。第１の接合材
料１６のリフロー中に、融解された接合材料の表面張力
によって、球１８は厳密に接点１２に整列する。第１の
基板のパッド上に球をセンタリングすることによって、
第２の基板のパッドに球を整列させることができる。
【０１２７】はんだ接合材料の場合、リフロー中に、金
属要素が溶解し、あるいはＬＭＴはんだと金属球の間で
搬送される。これを防ぐために、基板１０への球１８の
リフロー取付けは、球をセンタリングしてかつ次の処理
中に球を失うのを防ぐのに必要な最低温度および最短時
間で行うべきである。
属要素が溶解し、あるいはＬＭＴはんだと金属球の間で
搬送される。これを防ぐために、基板１０への球１８の
リフロー取付けは、球をセンタリングしてかつ次の処理
中に球を失うのを防ぐのに必要な最低温度および最短時
間で行うべきである。
【０１２８】ステップ１０９で、基板を冷却して接合材
料を凝固させる。
料を凝固させる。
【０１２９】同様にバイア１５および接点１７の平面ア
レイを有する第２の基板１１を製作する。接点１７のア
レイは接点１２のアレイのほぼミラー・イメージであ
る。第２の基板は可とう性回路ボード（たとえば、薄い
ポリイミド層や銅層）でもよいが、セラミックなどの剛
性のボードであることがさらに好ましく、多層ＦＲ−４
プリント回路ボードであることが最も好ましい。本適用
の本発明は、剛性の第１の基板と第２の基板の間の熱係
数に大きな差がある応用例に特に適している。
レイを有する第２の基板１１を製作する。接点１７のア
レイは接点１２のアレイのほぼミラー・イメージであ
る。第２の基板は可とう性回路ボード（たとえば、薄い
ポリイミド層や銅層）でもよいが、セラミックなどの剛
性のボードであることがさらに好ましく、多層ＦＲ−４
プリント回路ボードであることが最も好ましい。本適用
の本発明は、剛性の第１の基板と第２の基板の間の熱係
数に大きな差がある応用例に特に適している。
【０１３０】図２は、ファイバグラス・エポキシ回路ボ
ード（ＦＲ−４）を製造する工程を示す。ステップ１２
０で、１つまたは複数のファイバグラス・クロス層にエ
ポキシ樹脂溶媒を浸み込ませて誘電層を形成する。複数
のＦＲ−４層をもつボードの場合、層の一部だけを硬化
させて安定なＢ段階層を形成する。ステップ１２１で、
少なくとも内部の層を回路化する。図９−１１は本発明
の表面配線を示し、これらの図については後で詳細に論
じる。このステップは、周りにある４つの接点によって
形成された正方形の中心でバイアに接続するためのラン
ドを形成する好ましくは丸い接点の矩形アレイを形成
し、ランドと接点の間の接続を形成するステップを含
む。通常、すべての層を通過するバイアを掘削する前
に、ステップ１２２で熱および圧力によってＢ段階層を
積層して、各層を融解してボードを完全に硬化させる。
スクリーニング、あるいは金属箔被覆をサブトラクティ
ブに取り除き、または金属を選択的に化学的ないし電気
的に追加して層の表面上に配線を形成するリソグラフィ
工程によって、各層を回路化する。ステップ１２３で、
１つまたは複数の層を通過するホールをランドに掘削
し、ステップ１２４で、ホールの内部を金属（銅が好ま
しい）でめっきして誘電層の各面上の配線層間の電気的
相互接続用のバイアを形成する。
ード（ＦＲ−４）を製造する工程を示す。ステップ１２
０で、１つまたは複数のファイバグラス・クロス層にエ
ポキシ樹脂溶媒を浸み込ませて誘電層を形成する。複数
のＦＲ−４層をもつボードの場合、層の一部だけを硬化
させて安定なＢ段階層を形成する。ステップ１２１で、
少なくとも内部の層を回路化する。図９−１１は本発明
の表面配線を示し、これらの図については後で詳細に論
じる。このステップは、周りにある４つの接点によって
形成された正方形の中心でバイアに接続するためのラン
ドを形成する好ましくは丸い接点の矩形アレイを形成
し、ランドと接点の間の接続を形成するステップを含
む。通常、すべての層を通過するバイアを掘削する前
に、ステップ１２２で熱および圧力によってＢ段階層を
積層して、各層を融解してボードを完全に硬化させる。
スクリーニング、あるいは金属箔被覆をサブトラクティ
ブに取り除き、または金属を選択的に化学的ないし電気
的に追加して層の表面上に配線を形成するリソグラフィ
工程によって、各層を回路化する。ステップ１２３で、
１つまたは複数の層を通過するホールをランドに掘削
し、ステップ１２４で、ホールの内部を金属（銅が好ま
しい）でめっきして誘電層の各面上の配線層間の電気的
相互接続用のバイアを形成する。
【０１３１】ステップ１２５で、ＭＬＣを製作する工程
におけるステップ１０６に関して説明したのと同様に接
点上に接合材料を付着する。
におけるステップ１０６に関して説明したのと同様に接
点上に接合材料を付着する。
【０１３２】ステップ１３１で、図４に示した対向する
位置に基板１０、１１を移動させ、ステップ１３２で、
図６に示したように接近させる。プレースメント・マシ
ンの精度に限界があるため、基板は厳密に整列されな
い。
位置に基板１０、１１を移動させ、ステップ１３２で、
図６に示したように接近させる。プレースメント・マシ
ンの精度に限界があるため、基板は厳密に整列されな
い。
【０１３３】図７は、基板１１に対して矢印４０の方向
に基板１０を移動させて基板どうしを厳密に整列させ
た、接合材料１３のみをリフローした結果を示す。図の
ように、球４２の両側のような接続部は、接点の位置の
公差のために対称的にはならない。したがって、ステッ
プ１３３で、図８に示したように、はんだ球１８の両側
の接続材料１３および１６を同時にリフローさせて、よ
り対称的な接続部を製作することが好ましい。両方の接
合部５１および５２を同時に融解すると、接合材料の表
面張力によって、球の平面５３で球が接点の中心５４、
５５の間の位置に向かって移動し、より対称的な接続部
が形成される。そのような対称的な接続部は、図７の非
対称的な接続部よりも長い疲労寿命を有する。
に基板１０を移動させて基板どうしを厳密に整列させ
た、接合材料１３のみをリフローした結果を示す。図の
ように、球４２の両側のような接続部は、接点の位置の
公差のために対称的にはならない。したがって、ステッ
プ１３３で、図８に示したように、はんだ球１８の両側
の接続材料１３および１６を同時にリフローさせて、よ
り対称的な接続部を製作することが好ましい。両方の接
合部５１および５２を同時に融解すると、接合材料の表
面張力によって、球の平面５３で球が接点の中心５４、
５５の間の位置に向かって移動し、より対称的な接続部
が形成される。そのような対称的な接続部は、図７の非
対称的な接続部よりも長い疲労寿命を有する。
【０１３４】ステップ１３４で、基板を冷却して接続部
の接合材料を凝固させる。ステップ１３５で、金属球の
周りの第１の基板と第２の基板の間の領域をエポキシな
どの封止材で充填する。はんだ球が接点間で整列するよ
う移動できるように、上下のはんだ接合部を同時にリフ
ローさせるまで接続部を封止しないことが、このはんだ
接続部構成の発明にとって重要である。そのような整列
の後に、球の周りの基板間の領域を封止すると、熱サイ
クル中の疲労応力が低減する。
の接合材料を凝固させる。ステップ１３５で、金属球の
周りの第１の基板と第２の基板の間の領域をエポキシな
どの封止材で充填する。はんだ球が接点間で整列するよ
う移動できるように、上下のはんだ接合部を同時にリフ
ローさせるまで接続部を封止しないことが、このはんだ
接続部構成の発明にとって重要である。そのような整列
の後に、球の周りの基板間の領域を封止すると、熱サイ
クル中の疲労応力が低減する。
【０１３５】球１８を接点１２にリフロー取付けすると
き、球と接合材料１６の間でいくらかの材料が交換され
る。たとえば、球が１０／９０のＳｎ／Ｐｂであり、接
合材料が６３／３７のＳｎ／Ｐｂ共晶である場合、接合
材料はリフロー後により高いＰｂ含有量を有し、したが
ってより高い融点を有する。接合材料１３も共晶Ｓｎ／
Ｐｂはんだである場合、両基板を接続するためのリフロ
ー中に、接合部を同時に融解させるには前記接合部をよ
り高い温度で加熱する必要がある。リフローに最低温度
を使用するために、接合材料１６は、それが１回目のリ
フロー中に共晶になり、かつ２回目のリフロー中の同時
融解が最低温度で行われるように、共晶量よりも少ない
鉛含有量を有することができる。
き、球と接合材料１６の間でいくらかの材料が交換され
る。たとえば、球が１０／９０のＳｎ／Ｐｂであり、接
合材料が６３／３７のＳｎ／Ｐｂ共晶である場合、接合
材料はリフロー後により高いＰｂ含有量を有し、したが
ってより高い融点を有する。接合材料１３も共晶Ｓｎ／
Ｐｂはんだである場合、両基板を接続するためのリフロ
ー中に、接合部を同時に融解させるには前記接合部をよ
り高い温度で加熱する必要がある。リフローに最低温度
を使用するために、接合材料１６は、それが１回目のリ
フロー中に共晶になり、かつ２回目のリフロー中の同時
融解が最低温度で行われるように、共晶量よりも少ない
鉛含有量を有することができる。
【０１３６】図４−８中の球は 各球間のブリッジ形成
を確実に防ぐ要件だけを制限として接続部の疲労応力を
最小限に抑えるようにできるだけ大きくすることが最も
好ましい。球の両側の接合部における応力は、接点を球
と同じ寸法にすることによって最小限に抑えられるが、
接点間のブリッジ形成を確実に防ぐには、接点を球より
もずっと小さくする必要がある。図８に示したように、
液体はんだをはじくはんだマスク材料５８を接点間に置
いてはんだのブリッジ形成を低減することが好ましく、
それによって、接点をできるだけ球の寸法に近いものに
することができる。たとえば、０．９ｍｍの球と、直径
０．７ｍｍであり中心どうしが１．２５ｍｍ離間された
丸い接点との接続はブリッジ形成なしで確実に行うこと
ができる。
を確実に防ぐ要件だけを制限として接続部の疲労応力を
最小限に抑えるようにできるだけ大きくすることが最も
好ましい。球の両側の接合部における応力は、接点を球
と同じ寸法にすることによって最小限に抑えられるが、
接点間のブリッジ形成を確実に防ぐには、接点を球より
もずっと小さくする必要がある。図８に示したように、
液体はんだをはじくはんだマスク材料５８を接点間に置
いてはんだのブリッジ形成を低減することが好ましく、
それによって、接点をできるだけ球の寸法に近いものに
することができる。たとえば、０．９ｍｍの球と、直径
０．７ｍｍであり中心どうしが１．２５ｍｍ離間された
丸い接点との接続はブリッジ形成なしで確実に行うこと
ができる。
【０１３７】はんだの量は、疲労を低減するようにでき
るだけ多くすべきであるが、ブリッジ形成を確実に防ぐ
要件と、大量のはんだを付着させるコストまたは難しさ
によって制限される。図９に示したように、接合部６４
の最小直径の断面として形成された平面６２で、その直
径は球６６の直径の少なくとも３分の２である。たとえ
ば、球が直径９ｍｍである場合、継手は平面６２で少な
くとも直径６ｍｍであるべきであり、それより大きいこ
とがさらに好ましい。
るだけ多くすべきであるが、ブリッジ形成を確実に防ぐ
要件と、大量のはんだを付着させるコストまたは難しさ
によって制限される。図９に示したように、接合部６４
の最小直径の断面として形成された平面６２で、その直
径は球６６の直径の少なくとも３分の２である。たとえ
ば、球が直径９ｍｍである場合、継手は平面６２で少な
くとも直径６ｍｍであるべきであり、それより大きいこ
とがさらに好ましい。
【０１３８】セラミック製基板の場合、通常、スルーホ
ール・バイアにＨＭＰ金属を充填し、セラミック、フレ
ックス、またはＦＲ−４上の薄膜層の場合、通常、バイ
アを充填し、あるいはバイア上にない接点に対してわず
かにくぼませる。多層可とう性基板および多層ＦＲ−４
基板の場合、配線層は通常、バイア・ホールを形成する
際に使用され、ホールをめっきすることによって配線層
間で相互接続される金属の丸いランドを含む。ＦＲ−４
基板およびフレックス基板上のいくつかの接点はそのよ
うなめっきされたバイア上に存在することができる。は
んだ接合部の直径が重要なので、はんだの量が重要であ
るが、その量は（事前にはんだで充填した場合でも）そ
のようなホールでは容易に制御することはできない。
ール・バイアにＨＭＰ金属を充填し、セラミック、フレ
ックス、またはＦＲ−４上の薄膜層の場合、通常、バイ
アを充填し、あるいはバイア上にない接点に対してわず
かにくぼませる。多層可とう性基板および多層ＦＲ−４
基板の場合、配線層は通常、バイア・ホールを形成する
際に使用され、ホールをめっきすることによって配線層
間で相互接続される金属の丸いランドを含む。ＦＲ−４
基板およびフレックス基板上のいくつかの接点はそのよ
うなめっきされたバイア上に存在することができる。は
んだ接合部の直径が重要なので、はんだの量が重要であ
るが、その量は（事前にはんだで充填した場合でも）そ
のようなホールでは容易に制御することはできない。
【０１３９】図１０は、それぞれ、はんだ接点７２に接
続された、めっきされたスルーホール・バイア７１の配
置構成を概略的に示す。この「ドッグ・ボーン」配置構
成は接点７２上のはんだがスルーホール７３に流入する
のを防ぐ。この特定の実施例で、接点の中心は、均等に
離された複数の平行線７４と、線７４に垂直な均等に離
された平行線７５とのほぼ交差点にある。バイア７１
は、その周りの４つの接点７２によって形成された正方
形７６の中心に位置する。バイアは、はんだマスク７８
層の下で延びるワイヤ７７を介して接点に接続される。
続された、めっきされたスルーホール・バイア７１の配
置構成を概略的に示す。この「ドッグ・ボーン」配置構
成は接点７２上のはんだがスルーホール７３に流入する
のを防ぐ。この特定の実施例で、接点の中心は、均等に
離された複数の平行線７４と、線７４に垂直な均等に離
された平行線７５とのほぼ交差点にある。バイア７１
は、その周りの４つの接点７２によって形成された正方
形７６の中心に位置する。バイアは、はんだマスク７８
層の下で延びるワイヤ７７を介して接点に接続される。
【０１４０】図１１は、接合材料を接点８２上に付着さ
せる前の本発明の単一の「ドッグ・ボーン」８０を概略
的に示す。少なくとも他の配線層まで基板を機械掘削ま
たはレーザ掘削することによってホール８１（隠れてい
る）を製作して、金属を付着させて接点８２、ランド８
３、接続ワイヤ８４を形成し、開口部８６を残してホー
ル８５をめっきする。はんだマスク８７は、点線で示し
たように接続ワイヤの大部分とランド８３の外側端縁を
カバーしてはんだのブリッジ形成を防ぐ。
せる前の本発明の単一の「ドッグ・ボーン」８０を概略
的に示す。少なくとも他の配線層まで基板を機械掘削ま
たはレーザ掘削することによってホール８１（隠れてい
る）を製作して、金属を付着させて接点８２、ランド８
３、接続ワイヤ８４を形成し、開口部８６を残してホー
ル８５をめっきする。はんだマスク８７は、点線で示し
たように接続ワイヤの大部分とランド８３の外側端縁を
カバーしてはんだのブリッジ形成を防ぐ。
【０１４１】図１２は、金属接点９１が金属接点９２よ
りも大きな代替実施例を概略的に示す。この場合、疲労
を低減して接続部の疲労寿命を延ばすために、はんだ球
と大きい方の接点９１の間のはんだ材料９５の量よりも
多い量の接合材料９３を球９４と小さい方の接点９２の
間に入れる。したがって、接続部の各接合部での疲労を
等しくするように、はんだ球の各面の接合部の最小断面
をほとんど等しくすることができよう。
りも大きな代替実施例を概略的に示す。この場合、疲労
を低減して接続部の疲労寿命を延ばすために、はんだ球
と大きい方の接点９１の間のはんだ材料９５の量よりも
多い量の接合材料９３を球９４と小さい方の接点９２の
間に入れる。したがって、接続部の各接合部での疲労を
等しくするように、はんだ球の各面の接合部の最小断面
をほとんど等しくすることができよう。
【０１４２】図１３および１４は、通常ウェーブ・ソル
ダリングや電気付着または化学（無電解）付着によって
付着できるよりも高いレベルのはんだを接点上に付着さ
せる技術を示す。バリ層１３０は、はんだレジスト１３
４層上の接点パッド１３２から延びている。バリの厚さ
は図示のための誇張してある。電気的、化学的にはんだ
１３６を付着し、あるいははんだウェーブによって付着
することが好ましい。バリは電気付着用の導電性物質、
無電界めっき用のパラジウムなどのシード材料であり、
ウェーブ・ソルダリング用の湿潤性の材料となろう。バ
リ材料はリフロー中に溶解し、すべてのはんだが接点パ
ッド上に移行するように選択される。ウェーブ・ソルダ
リングの場合、バリは、付着中に存在し続けるほど厚い
が、リフロー中に完全に溶解するほど薄い銅またはすず
であることが好ましい。融解されたはんだウェーブによ
って付着するはんだの厚さは一般に、バリ領域の寸法が
増えるにつれて増加する。
ダリングや電気付着または化学（無電解）付着によって
付着できるよりも高いレベルのはんだを接点上に付着さ
せる技術を示す。バリ層１３０は、はんだレジスト１３
４層上の接点パッド１３２から延びている。バリの厚さ
は図示のための誇張してある。電気的、化学的にはんだ
１３６を付着し、あるいははんだウェーブによって付着
することが好ましい。バリは電気付着用の導電性物質、
無電界めっき用のパラジウムなどのシード材料であり、
ウェーブ・ソルダリング用の湿潤性の材料となろう。バ
リ材料はリフロー中に溶解し、すべてのはんだが接点パ
ッド上に移行するように選択される。ウェーブ・ソルダ
リングの場合、バリは、付着中に存在し続けるほど厚い
が、リフロー中に完全に溶解するほど薄い銅またはすず
であることが好ましい。融解されたはんだウェーブによ
って付着するはんだの厚さは一般に、バリ領域の寸法が
増えるにつれて増加する。
【０１４３】図１５は、コンピュータ・アセンブリ１５
１が、基板１５３中の１つまたは複数の配線層（図示せ
ず）を介してコンピュータのメモリ・モジュール１５４
と通信する中央プロセッサ・モジュール１５２を含む情
報処理システム１５０を示す。コンピュータ１５１は、
ケーブル１５６を介してコンピュータ・アセンブリ１５
５と通信する。コンピュータ１５５も、基板１５８中の
１つまたは複数の配線層（図示せず）を介してコンピュ
ータのメモリ・モジュール１５９と通信する中央プロセ
ッサ・モジュール１５７を含む。本発明の好ましいはん
だ球接続またははんだ柱接続を使用して、各コンピュー
タのモジュールの内の一方または好ましくは両方を基板
に接続する。
１が、基板１５３中の１つまたは複数の配線層（図示せ
ず）を介してコンピュータのメモリ・モジュール１５４
と通信する中央プロセッサ・モジュール１５２を含む情
報処理システム１５０を示す。コンピュータ１５１は、
ケーブル１５６を介してコンピュータ・アセンブリ１５
５と通信する。コンピュータ１５５も、基板１５８中の
１つまたは複数の配線層（図示せず）を介してコンピュ
ータのメモリ・モジュール１５９と通信する中央プロセ
ッサ・モジュール１５７を含む。本発明の好ましいはん
だ球接続またははんだ柱接続を使用して、各コンピュー
タのモジュールの内の一方または好ましくは両方を基板
に接続する。
【０１４４】図１６は、はんだ球１８（図４）に類似の
はんだ柱１６５を示し、材料、形状、配置方法、モジュ
ールとのリフロー接合、及び基板とのリフロー接続に関
する前記の議論を適用することができる。はんだ柱１６
５は、ほぼ半円形端部を有し、その直径よりも１倍ない
し２０倍長いことが好ましい。疲労は柱をより長くする
ことによって低減されるが、柱を長くすると、モジュー
ルの断面の高さが増す問題、鉛の冷却が減少する問題、
および取扱いの問題が発生する。これらの問題は、長さ
を熱疲労故障を確実に防ぐのに必要な長さの利点を帳消
しにしてしまう。この応用例で、はんだ球という用語
は、端部が半球形のはんだ柱を含む。柱をモジュールに
接合するには、モジュールの底面（すなわち、反転され
た位置）に柱を取り付けている間に柱をリフロー加熱す
ることができる。これによって、柱は接点上でよくセン
タリングされ、非常に厳密に垂直に整列される。
はんだ柱１６５を示し、材料、形状、配置方法、モジュ
ールとのリフロー接合、及び基板とのリフロー接続に関
する前記の議論を適用することができる。はんだ柱１６
５は、ほぼ半円形端部を有し、その直径よりも１倍ない
し２０倍長いことが好ましい。疲労は柱をより長くする
ことによって低減されるが、柱を長くすると、モジュー
ルの断面の高さが増す問題、鉛の冷却が減少する問題、
および取扱いの問題が発生する。これらの問題は、長さ
を熱疲労故障を確実に防ぐのに必要な長さの利点を帳消
しにしてしまう。この応用例で、はんだ球という用語
は、端部が半球形のはんだ柱を含む。柱をモジュールに
接合するには、モジュールの底面（すなわち、反転され
た位置）に柱を取り付けている間に柱をリフロー加熱す
ることができる。これによって、柱は接点上でよくセン
タリングされ、非常に厳密に垂直に整列される。
【０１４５】図１７で、柱１７１は、たとえば押出しは
んだワイヤを切断することによって形成された四角い端
部を有する。真空ダイ１７２は、はんだ球またははんだ
柱にはまる凹部をもつ平坦な面１７３を含む。前記凹部
は、柱が真空層１７５に入るのを確実に防ぎ、かつ詰ま
りを防ぐようにはんだ球またははんだ柱よりもずっと小
さな通路１７６を介して真空槽１７５と連通する。図１
７または反転された位置に示したように、真空ダイを使
用して基板の接点上の球または柱を位置決めする。丸い
または四角い端部の柱は、図１６のように反転された位
置で、あるいは好ましくは真空ダイを使用してリフロー
中に柱を垂直に保持することによって、リフロー接合す
ることができる。リフロー中に真空をオフにし、あるい
は場合によっては逆転して、柱がはんだ接点に接触して
静止できるようにすることができる。
んだワイヤを切断することによって形成された四角い端
部を有する。真空ダイ１７２は、はんだ球またははんだ
柱にはまる凹部をもつ平坦な面１７３を含む。前記凹部
は、柱が真空層１７５に入るのを確実に防ぎ、かつ詰ま
りを防ぐようにはんだ球またははんだ柱よりもずっと小
さな通路１７６を介して真空槽１７５と連通する。図１
７または反転された位置に示したように、真空ダイを使
用して基板の接点上の球または柱を位置決めする。丸い
または四角い端部の柱は、図１６のように反転された位
置で、あるいは好ましくは真空ダイを使用してリフロー
中に柱を垂直に保持することによって、リフロー接合す
ることができる。リフロー中に真空をオフにし、あるい
は場合によっては逆転して、柱がはんだ接点に接触して
静止できるようにすることができる。
【０１４６】基板１７８の接点とのリフロー接合中に丸
いまたは四角い柱を所定の位置に保持するとき、柱は、
ハンギングによって形成される接合部ほどよく接点上で
センタリングされることも、前記接合部ほど垂直に整列
されることも、前記接合部ほど垂直に位置決めされるこ
ともない。図１８に示したように、モジュール基板を他
の基板１８１に接続したとき、接合部は対称的にならな
い。図１９に示したように本発明の同時リフローを適用
すると、接合部はもっと対称的に、かつもっと確実にな
る。
いまたは四角い柱を所定の位置に保持するとき、柱は、
ハンギングによって形成される接合部ほどよく接点上で
センタリングされることも、前記接合部ほど垂直に整列
されることも、前記接合部ほど垂直に位置決めされるこ
ともない。図１８に示したように、モジュール基板を他
の基板１８１に接続したとき、接合部は対称的にならな
い。図１９に示したように本発明の同時リフローを適用
すると、接合部はもっと対称的に、かつもっと確実にな
る。
【０１４７】好ましい実施例に関して本発明を説明した
が、当業者には、本発明の趣旨および範囲から逸脱せず
に方法および構造の細部に変更できることが理解されよ
う。
が、当業者には、本発明の趣旨および範囲から逸脱せず
に方法および構造の細部に変更できることが理解されよ
う。
【０１４８】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【０１４９】（１）複数の金属接点のほぼ平面状のパタ
ーンを主平面上に有する第１の基板を製作するステップ
と、上記第１の基板の上記各接点上に第１の接合材料を
付着するステップと、上記第１の基板と下記第２の基板
との間に所定の距離を維持するために、導電性金属球の
平面を形成するように上記第１の基板上の上記各接点上
の上記第１の接合材料に該金属球を接続するステップ
と、上記第１の基板の接点のパターンとほぼミラー・イ
メージの関係にある複数の金属接点のほぼ平面状のパタ
ーンを有する主平面を含む第２の基板を製作するステッ
プと、上記金属球と上記第２の基板の各接点との間に位
置決めのための第２の接合材料を付着するステップと、
上記接点パターンどうしが平行になり、ミラー・イメー
ジの関係にある接点対が対向してほぼ整列し、上記第２
の接合材料が対応する上記金属球および上記第２の基板
の接点それぞれとほぼ接触して、相互接続するように、
上記基板どうしを位置決めするステップと、上記基板ど
うしを位置決めしながら、上記金属球が固体のままであ
る温度で上記第１および第２の接合材料を同時に加熱
し、上記基板間の上記所定の距離を維持し、かつ融解さ
れた該接合材料の表面張力によって、上記ほぼ整列した
接点対のほぼ中間の位置に置かれるよう、上記接合金属
球の平面内で適当な方向へ上記金属球を移動させるステ
ップと、上記接合材料の融点より低い温度に上記基板を
冷却して、上記接点対の間に電気的相互接続を形成する
ステップとを含む、相互接続アセンブリを製作する方
法。 （２）上記第１の接合材料に上記金属球を接続する上記
ステップが、上記第１の接合材料上に上記金属球を位置
決めするステップと、上記第１の基板を加熱して、上記
金属球を融解せずに上記第１の接合材料を融解すること
によって、上記第１の基板の接点に上記金属球を接続す
るステップと、相互接続のために上記基板どうしを位置
決めする上記ステップの前に、上記第１の基板を冷却し
て、上記金属球と上記第１の基板の接点との間に機械的
接合部を形成するステップとを含むことを特徴とする、
上記（１）に記載の方法。 （３）金属要素が上記金属球と上記第１の接合材料の間
で移動して、上記第１の接合材料の融点を上昇させる恐
れがあるので、上記第１の基板を加熱する上記ステップ
において、上記金属球と上記第１の接合材料の間の該金
属要素の移動を最小限に抑えて上記第１の接合材料の融
点の上昇を最小限に抑えるように、上記基板を最低温度
で最小時間、加熱することを特徴とする、上記（２）に
記載の方法。 （４）上記基板どうしを位置決めしながら、上記基板を
加熱する上記ステップにおいて、上記金属球と上記第１
の接合材料の間の上記金属要素の移動を補償して、上記
第１および第２の接合材料が同時に融解するように、上
記第１および第２の接合材料として異なる接合材料を選
択するステップをさらに含むことを特徴とする、上記
（３）に記載の方法。 （５）複数の金属接点のアレイを含む配線層を主表面上
に有する第１の基板を製作するステップと、上記第１の
基板の接点のほぼミラー・イメージの関係に配置され、
かつ上記第１の基板の接点とほとんど同じ寸法である、
複数の金属接点のアレイを含む配線層を主表面上に有す
る第２の基板を製作するステップと、上記接点のミラー
・イメージ・アレイを含む上記基板どうしを対向するよ
うに位置決めし、対向する接点対を形成するステップ
と、上記対向する接点対の間に導電性金属球を位置決め
するステップと、上記金属球を介して上記接点対を電気
的および機械的に相互接続するように、上記金属球と上
記接点対との間に接合材料を接続するステップとを含
む、相互接続アセンブリを形成する方法。 （６）複数の金属接点のアレイを含む配線層を主表面上
に有する第１の基板を製作するステップと、上記第１の
基板の接点のほぼミラー・イメージの関係に配置され、
かつ上記第１の基板の接点よりも大きい寸法の、複数の
金属接点のアレイを含む配線層を主表面上に有する第２
の基板を製作するステップと、上記接点のミラー・イメ
ージ・アレイを含む上記基板どうしを対向するように位
置決めし、対向する接点対を形成するステップと、上記
対向する接点対の間に導電性金属球を位置決めするステ
ップと、上記金属球とそれに対応する上記第１の基板の
接点との間に所定の量の接合材料を接続するステップ
と、上記接点対を電気的および機械的に相互接続するよ
うに、上記金属球とそれに対応する上記第２の基板の接
点との間に上記所定の量より少ない量の接合材料を接続
するステップとを含む、相互接続アセンブリを組み立て
る方法。 （７）複数の金属接点のほぼ平面状のマトリックスを主
平面上に有する剛性の基板を製作するステップと、上記
剛性の基板のマトリックスの上記各接点上に接合材料を
付着させるステップと、第１の上記基板と、該基板が接
続される第２の上記基板との間に所定の距離を維持する
ための、金属球の平面を形成するように、該第１の基板
上の各上記接点上の接合材料に該導電性金属球を位置決
めするステップと、上記金属球の形状が変化するのを防
ぐために、上記金属球を融解せずに上記接合材料を融解
するステップと、上記接合材料を冷却して、上記金属球
と上記基板の接点との間に固体の機械的接合部を形成す
るステップとを含む、相互接続構造を製作する方法。 （８）ＦＲ−４ボードを製作するステップと、ボードを
掘削するステップと、スルーホールを導電材料でめっき
するステップと、上記ボードの主表面上の上記ホールの
周りに導電材料のランドを形成するステップと、上記ラ
ンドよりも大きく、かつ４つの下記接点が１つまたは複
数の上記ランドを囲む正方形を形成するように位置決め
された、複数の円形導電性金属接点の矩形アレイまたは
グリッドを形成するステップと、上記各ランドとその周
りの上記接点の１つとの間で、該接点の１つへ、正方形
に対して対角線の方向に延びる導体を形成するステップ
とを含む、相互接続構造を製造する方法。 （９）接合材料を上記接点上に付着するステップを、さ
らに含むことを特徴とする、上記（８）に記載の方法。 （１０）上記接合材料の融点よりも実質的に高い融点を
もつ上記金属球を上記接合材料に接続するステップを、
さらに含むことを特徴とする、上記（９）に記載の方
法。 （１１）上記接合材料を加熱して融解し、上記金属球を
上記接点上にリフロー接続し、次いで、上記接合材料を
冷却して凝固させるステップを、さらに含むことを特徴
とする、上記（１０）に記載の方法。 （１２）多数の配線層を含むＦＲ−４ボードを製作する
ステップと、上記ボードの主表面上の上記配線層に円形
銅製ランドを形成するステップと、上記ランドを介して
上記ボードを通過するホールを製作するステップと、他
の上記配線層に上記ランドを接続するために、上記ホー
ル掘削の後に選択的に銅を付着して、スルーホールをめ
っきするステップと、直径が約０．７ｍｍであり、中心
どうしが約１．２５ｍｍ離され、かつ上記ランドよりも
大きい４つの下記接点が、各上記ランドを囲む正方形を
形成するように位置決めされた、上記円形銅製接点の矩
形アレイまたはグリッドを形成するステップと、上記接
点よりも幅が狭く、かつ上記ランドよりも幅が狭く、上
記接点によって囲まれる各上記ランドの間で、周りの上
記接点の正方形に対して対角線の方向に延びる導体を形
成するステップと、はんだのブリッジ形成を防ぐよう
に、上記導体および上記ランドを少なくとも部分的に覆
い、上記接点間に広がるはんだレジストを付着させるス
テップと、上記ボード上のアレイ中の上記各接点上に、
約６３／３７ Ｐｂ／Ｓｎはんだ合金を含む接合はんだ
材料を付着させるステップと、ガラス／セラミック粒子
および有機結合剤からなる複数のグリーン・シートを製
作するステップと、上記シートを通過するバイア・ホー
ルを形成するステップと、上記ホール内および上記シー
トの表面の１つ上に導電材料をスクリーン印刷して導電
パターンを形成するステップと、上記シートを積み重ね
るステップと、上記シートのスタックをオーブンで焼結
させて、幅が約０．７ｍｍであり、中心どうしが約１．
２５ｍｍ離され、かつ上記ボードの接点のアレイのほぼ
ミラー・イメージとして配置された、銅製接点を主平面
上に有する多層セラミック製チップキャリアを形成する
ステップと、上記キャリアの外部主表面上に上記円形接
点のアレイを形成するステップと、はんだのブリッジ形
成を防ぐために、上記キャリア上の接点間にはんだレジ
ストを付着させるステップと、上記キャリア上のアレイ
中の上記各接点上に、約６３／３７ Ｐｂ／Ｓｎはんだ
合金を含む接合はんだ材料を付着させるステップと、は
んだ球の平面を形成するように、約９０／１０ Ｐｂ／
Ｓｎはんだ合金から成り、直径が約０．９ｍｍである球
を、上記キャリアのアレイ中の上記各接点上に付着した
上記接合はんだ材料と接触するように位置決めするステ
ップと、上記キャリアの接点に上記はんだ球をはんだ付
けするために、上記はんだ球を融解させず、かつ上記は
んだ球から融解した上記接合はんだ材料内へのＰｂの拡
散を最小限に抑えるように、確実な機械的接合部を形成
するのに必要な最低温度および最小時間で上記キャリア
の接点上に付着した上記接合はんだ材料をリフローさせ
て融解するステップと、上記キャリアを冷却して上記接
合はんだを凝固させるステップと、各上記はんだ球が上
記接点対の間にくるように、上記ボード上の接点のアレ
イ上に付着した上記接合はんだにほぼ接触させて、上記
はんだ球を含む上記回路ボードに平行に上記セラミック
製キャリアを位置決めするステップと、上記基板どうし
を位置決めしながら、上記キャリアの接点および上記ボ
ードの接点上に付着した接合はんだ材料が同時に融解
し、かつはんだ球が固体のままである温度に上記基板を
加熱し、上記はんだ材料の表面張力によって、接点対の
中心のほぼ中間の位置に置かれるよう、上記はんだ球の
平面内で適当な方向へ上記はんだ球を移動させて、上記
基板間に対称的な接続を確立するステップと、上記はん
だ材料の融点よりも低い温度に上記基板を冷却して上記
はんだ材料を凝固させるステップとを含む、相互接続ア
センブリを作成する工程。 （１３）上記ボード上の各上記接点が上記はんだレジス
ト上に非常に薄い拡張部を含み、拡張部を含む上記ＦＲ
−４ボードの接点上にウェーブ・ソルダリングによって
上記はんだ材料が付着され、及び、掘削によって上記Ｆ
Ｒ−４ボードに上記ホールが形成され、パンチングによ
って上記シートに上記ホールが形成されることを特徴と
し、並びに、上記工程が、上記はんだ球を位置決めする
前に、付着した上記接合はんだを上記キャリア上でリフ
ローさせるステップと、上記はんだ球を位置決めする前
に、上記キャリアの接合はんだを平らにするステップ
と、上記はんだ球を位置決めする前に、上記キャリアの
接合はんだ上に粘着性フラックスを付着させるステップ
と、上記キャリアを上記ボードに対して位置決めする前
に、付着した上記はんだを上記ボード上でリフローさせ
るステップと、上記キャリアを上記ボードに対して位置
決めする前に、上記キャリアの接合はんだを平らにする
ステップと、上記キャリアを上記ボードに対して位置決
めする前に、上記はんだ球を上記ボードに接合するため
のフラックスを付与するステップとをさらに含むことを
特徴とする、上記（１２）に記載の方法。 （１４）第１および第２の相互接続基板と、上記基板間
を相互接続するための、対向する接点対を提供するよう
に相互にミラー・イメージの関係である、上記各基板上
の複数の金属接点の平面パターンとが存在し、上記接点
対は、上記接点の幅とほぼ同じ直径を持ち、該各接点対
にそれぞれ対応する導電性金属の球を有し、さらに、対
応する上記接点対において、上記第１の相互接続基板の
接点のそれぞれには第１の接合材料が接続され、および
第２の相互接続基板の接点のそれぞれには第２の接合材
料が接続されており、それらの融点が共に上記金属球の
融点よりも実質的に低く、対応する上記金属球の直径の
ほぼ両端部にて上記接点対を接続させ、かつ、その最小
断面が上記金属球の直径の少なくとも約３分の２の最小
直径を有することを特徴とする相互接続構造。 （１５）上記金属球の直径および上記接点の幅が約０．
６ｍｍないし約１．２ｍｍであり、上記各接合材料の上
記最小断面の最小直径が少なくとも約０．６ｍｍである
ことを特徴とする、上記（１４）に記載の構造。 （１６）上記接点は円形で、その直径が約０．７ｍｍで
あり、上記金属球の直径が約０．９ｍｍであることを特
徴とする、上記（１５）に記載の構造。 （１７）上記金属球の合金が約８０％ないし９７％のＰ
ｂを含み、残りの大部分がＳｎであることを特徴とす
る、上記（１６）に記載の構造。 （１８）上記金属球の合金の９０％ないし９５％がＰｂ
であることを特徴とする、上記（１７）に記載の構造。 （１９）上記接点の位置が、接点の表面の平面内で垂直
な２つの方向に沿ったそれぞれ平行で間隔の等しい多数
の線の交差点によって決められることを特徴とし、並び
に、上記第１の相互接続基板が、上記接点が位置決めさ
れた上記基板の主表面上の１つを含む複数の配線層と、
４つの上記接点によって形成された正方形のほぼ中心
で、上記基板の１つまたは複数の他の配線層と上記表面
配線層の間を接続する多数の導電バイアと、上記接点よ
りも実質的に幅が狭く、上記バイアとそのバイアを囲む
４つの上記接点の１つとの間を接続するように、正方形
の対角線方向に延びる、上記各バイアに対する上記表面
配線層の導体とをさらに含むことを特徴とする、上記
（１４）に記載の構造。 （２０）上記接点を含む上記表面配線層がさらに、上記
バイアを囲むランドを含み、導体が上記ランドから上記
導体にさらに延び、バイア・スルーホールの内部が、上
記ランドと上記基板の他の配線層との間を電気的に接続
するのに十分な厚さの銅層でめっきされることを特徴と
する、上記（１９）に記載の構造。 （２１）第１および第２の相互接続基板と、上記基板間
を相互接続するための、対向する接点対を提供するよう
に相互にミラー・イメージの関係である、上記各基板上
の複数の金属接点の平面パターンとが存在し、上記接点
対は、上記接点の幅とほぼ同じ直径を持ち、該各接点対
にそれぞれ対応する導電性金属の球を有し、さらに、対
応する上記接点対において、上記第１の相互接続基板の
接点のそれぞれには第１の接合材料が接続され、および
第２の相互接続基板の接点のそれぞれには第２の接合材
料が接続されており、それらの融点が共に上記金属球の
融点よりも実質的に低く、対応する上記金属球の直径方
向のほぼ両端部にて上記接点対を接続させ、かつ該両融
点がほとんど等しいことを特徴として、製造された相互
接続構造。 （２２）上記金属球の合金が８５％ないし９７％がＰｂ
であり、材料の残りがＳｎであり、及び、上記接合材料
が約６３／３７ Ｐｂ／Ｓｎはんだ合金を含むことを特
徴とする、上記（２１）に記載の構造。 （２３）接合材料の６５％ないし７５％がＰｂであるこ
とを特徴とする、上記（２２）に記載の構造。 （２４）基板と、ミラー・イメージの関係にある接点を
含む他の基板と上記基板を相互接続するための、複数の
金属接点の平面パターンと、上記接点の幅とほとんど同
じ直径を持ち、各接点に対応する導電性金属球と、上記
各接点とその接点それぞれに対応する上記金属球との間
に接続された接合材料であって、その融点が上記金属球
の融点よりも実質的に低く、かつ、その最小断面が上記
金属球の直径の少なくとも約３分の２の最小直径を有す
ることを特徴とする接合材料とを含む、相互接続構造。 （２５）上記金属球の直径および上記接点の幅が約０．
６ｍｍないし約１．２ｍｍであり、上記各接合材料の上
記最小断面の最小直径が少なくとも約０．６ｍｍである
ことを特徴とする、上記（２４）に記載の構造。 （２６）上記接点の直径が、上記金属球の直径よりも約
１５％ないし約３０％短いことを特徴とする、上記（２
５）に記載の構造。 （２７）上記金属球の直径が約０．９ｍｍであり、上記
接点の幅が約０．７ｍｍであることを特徴とする、上記
（２６）に記載の構造。 （２８）上記金属球の合金が約８０％ないし約９７％の
Ｐｂを含み、残りが実質的にすべてＳｎであることを特
徴とする、上記（２４）に記載の構造。 （２９）上記金属球の合金の９０％ないし９５％がＰｂ
であることを特徴とする、上記（２８）に記載の構造。 （３０）基板の表面上に配線層を有する多層基板と、上
記表面配線層の平面内で垂直な２つの方向に沿ったそれ
ぞれ平行で間隔の等しい多数の線のグリッドの交差点に
よって決められた位置にある、マトリックス中の多数の
金属接点と、４つの上記接点によって形成された正方形
のほぼ中心で、上記基板の１つまたは複数の他の配線層
と上記表面配線層との間を接続する多数の導電性バイア
と、上記接点よりも実質的に幅が狭く、上記バイアとそ
のバイアを囲む４つの上記接点の１つとの間を接続する
ように、正方形の対角線方向に延びる、上記各バイアに
対する上記表面配線層の導体とを含む、製造された相互
接続構造。 （３１）ネットワークに接続された１つまたは複数の中
央演算処理装置と、バスを介して各中央プロセッサ装置
と通信するランダム・アクセス・メモリと、コンピュー
タ周辺装置と通信するための入出力手段と、直径が約
０．６ｍｍないし約１．０ｍｍの円形金属接点の平面パ
ターンを主表面上に有する、１つまたは複数の中央演算
処理装置と通信する回路ボードと、幅が約０．５ｍｍな
いし約１．０ｍｍである、複数の金属接点の平面パター
ンを主表面上に有する１つまたは複数のチップ用のチッ
プ・キャリアであって、該キャリアと上記ボードとの間
を相互接続するための、対向する接点対を提供するよう
に、該接点の平面パターンは、上記回路ボード上の接点
の平面パターンのほぼミラー・イメージの関係になって
いるキャリアと、直径が約０．６ｍｍないし約１．３ｍ
ｍの、上記各接点対にそれぞれ対応する金属球と、対応
する上記接点対において、上記チップ・キャリアの接点
のそれぞれには第１の接合材料が接続され、および上記
回路ボードの接点のそれぞれには第２の接合材料が接続
されており、それらの融点が共に上記金属球の融点より
も実質的に低く、かつ対応する上記金属球の直径方向の
ほぼ両端部に該接点対を接続させることを特徴とする該
両接合材料とを含む、情報処理システム。 （３２）上記回路ボードが多層化されており、上記接点
の位置が、上記接点の表面の平面内で垂直な２つの方向
に沿ったそれぞれほぼ平行で間隔の等しい多数の線の交
差点によって決められることを特徴とし、上記回路ボー
ドが、上記回路ボードの接点が位置決めされた表面上の
１つを含む多数の配線層と、上記金属球とのはんだ付け
のための、回路ボードの１つまたは複数の他の上記配線
層と上記表面配線層との間を接続するめっきされた多数
のスルーホールと、上記バイアにおけるはんだ接続部の
はんだの最小直径を制御するための手段とをさらに含
み、該手段がさらに、表面にある各上記バイアの端部に
接続された、各上記バイアに対する上記表面配線層中の
円形バイア・ランド接点と、４つの上記接点によって形
成された正方形のほぼ中心に上記バイアと上記表面配線
層の接続部を位置決めする手段と、実質的に接点よりも
幅が狭く、上記バイア・ランドとそのバイア・ランドを
囲む４つの上記接点の１つとの間を接続するように、正
方形の対角線方向に延びる、上記各バイアに対する表面
配線層の金属導体と、接点用のウィンドウを提供する、
上記ランドおよび上記導体上のはんだレジストの被覆と
を含むことを特徴とする、上記（３１）に記載のシステ
ム。 （３３）ネットワークに接続された１つまたは複数の中
央演算処理装置と、バスを介して各中央プロセッサ装置
と通信するランダム・アクセス・メモリと、コンピュー
タ周辺装置と通信するための入出力手段と、配線層が表
面上にある、１つまたは複数の中央演算処理装置と通信
する多層膜回路ボードと、上記表面配線層の平面内で垂
直な２つの方向に沿った、それぞれほぼ平行で間隔の等
しい多数の線のグリッドの交差点によって形成された位
置にある、平面マトリックス中の多数の金属接点と、４
つの上記接点によって形成された正方形のほぼ中心で、
１つまたは複数の他の上記配線層と上記表面配線層の間
を接続する多数の導電性バイアと、上記接点よりも幅が
狭く、上記バイアとバイアを囲む４つの上記接点の内の
１つとの間を接続するように正方形の対角線の方向に延
びる上記各バイアに対する表面配線層の導体と、複数の
金属接点の平面パターンを主表面上に有する１つまたは
複数のチップ用のチップ・キャリアであって、該キャリ
アと上記ボードとの間を相互接続するための対向する接
点対を提供するように、該接点の平面パターンは、上記
回路ボード上の接点の平面パターンのほぼミラー・イメ
ージの関係になっているキャリアと、上記各接点対それ
ぞれに対応する金属球と、対応する上記接点対におい
て、上記チップ・キャリアの接点のそれぞれにて第１の
接合材料が接続され、および上記回路ボードの接点のそ
れぞれにて第２の接合材料が接続されており、それらの
融点が共に上記金属球の融点よりも実質的に低く、かつ
それぞれの上記金属球の直径方向のほぼ両端部に該接点
対を接続させることを特徴とする該両接合材料とを含
む、情報処理装置。 （３４）第１および第２の相互接続基板と、上記基板間
の相互接続のための、対向する接点対を提供するように
相互にミラー・イメージの関係である、上記各基板上の
複数の金属接点の平面パターンとが存在し、上記接点対
は、上記接点の幅とほぼ同じ直径を持ち、上記接点の平
面に垂直な縦軸によって位置決めされた、対応する該接
点対にそれぞれ対応する導電性金属の柱とを有し、さら
に、対応する上記接点対それぞれにおいて上記第１の相
互接続基板の接点のそれぞれにて第１の接合材料が接続
され、および第２の相互接続基板の接点のそれぞれにて
第２の接合材料が接続されており、それらの融点が共に
上記金属柱の融点よりも実質的に低く、対応する上記金
属柱の両端部にて接点対を接続させることを特徴とする
相互接続構造。 （３５）上記接点の位置が、上記接点の表面の平面内で
垂直な２つの方向それぞれに沿った多数の平行で間隔の
等しい線の交差点によって決められることを特徴とし、
並びに、上記第１の相互接続基板が、上記接点が位置決
めされた上記基板の主表面上の１つを含む複数の配線層
と、４つの上記接点によって形成された正方形のほぼ中
心で、上記基板の１つまたは複数の他の配線層と上記表
面配線層の間を接続する多数の導電性バイアと、上記接
点よりも実質的に幅が狭く、上記バイアとそのバイアを
囲む４つの上記接点の１つとの間を接続するように、正
方形の対角線方向に延びる、上記各バイアに対する上記
表面配線層の導体とをさらに含むことを特徴とする、上
記（３４）に記載の構造。 （３６）上記接点を含む上記表面配線層がさらに、上記
バイアを囲むランドを含み、導体が上記ランドから上記
導体にさらに延び、バイア・スルーホールの内部が、上
記ランドと上記構造の他の配線層との間を電気的に接続
するのに十分な厚さの銅層でめっきされることを特徴と
する、上記（３５）に記載の構造。 （３７）基板と、ミラー・イメージの関係にある接点を
含む他の基板と上記基板を相互接続するための、複数の
金属接点の平面パターンとが存在し、上記接点の幅とほ
とんど同じ直径を持ち、上記接点の平面にほとんど垂直
に位置決めされた、各接点に対応する導電性金属柱を有
し、上記各接点とその接点それぞれに対応する上記金属
柱との間に接合材料が接続されており、その融点が上記
金属柱の融点よりも実質的に低いことを特徴として、製
造された相互接続構造。 （３８）上記金属柱の合金が約８０％ないし約９７％の
Ｐｂを含み、残りが実質的にすべてＳｎであることを特
徴とする、上記（３７）に記載の構造。 （３９）上記金属柱の合金の９０％ないし９５％がＰｂ
であることを特徴とする、上記（３８）に記載の構造。 （４０）複数の金属接点のほぼ平面状のパターンを主表
面上に有する第１の基板を製作するステップと、上記第
１の基板の各上記接点上に第１の接合材料を付着するス
テップと、上記第１の基板と下記第２の基板とが接続さ
れたときにそれらの間に所定の距離を維持するために、
上記第１の基板上の上記各接点上の上記第１の接合材料
に導電性金属柱を接続するステップと、上記第１の基板
の接点のパターンとほぼミラー・イメージの関係にある
複数の金属接点のほぼ平面状のパターンを有する主表面
を含む第２の基板を製作するステップと、上記金属柱と
上記第２の基板の各接点との間に位置決め用の第２の接
合材料を付着するステップと、上記接点パターンどうし
が平行になり、ミラー・イメージの関係にある接点対が
対向してほぼ整列し、上記第２の接合材料が対応する上
記金属柱の両端部および上記第２の基板の接点それぞれ
とほぼ接触して、相互接続するように、上記基板どうし
を位置決めするステップと、上記基板どうしを位置決め
しながら、上記金属柱が固体のままである温度で上記第
１および第２の接合材料を同時に加熱して融解し、上記
基板間の上記所定の距離を維持し、かつ、融解された該
接合材料の表面張力によって、上記金属柱の端部を接点
のほぼ中心である位置へ移動させるステップと、上記接
合材料の融点よりも低い温度に上記基板を冷却して、上
記接点対の間に電気的相互接続を形成するステップとを
含む、相互接続アセンブリを製作する方法。 （４１）上記第１の接合材料に上記金属柱を接続する上
記ステップが、上記第１の接合材料上に上記金属柱を位
置決めするステップと、上記第１の基板を加熱して、上
記金属柱を融解せずに上記第１の接合材料を融解するこ
とによって、上記第１の基板の接点に上記金属柱を接続
するステップと、相互接続のために上記基板どうしを位
置決めする上記ステップの前に、上記第１の基板を冷却
して、上記金属柱と上記第１の基板の接点との間に機械
的接合部を形成するステップとを含むことを特徴とす
る、上記（４０）に記載の方法。 （４２）金属要素が上記第１の金属柱と上記第１の接合
材料の間で移動して、上記第１の接合材料の融点を上昇
させる恐れがあるので、上記第１の基板を加熱する上記
ステップにおいて、上記金属柱と上記第１の接合材料の
間の該金属要素の移動を最小限に抑えて上記第１の接合
材料の融点の上昇を最小限に抑えるように、上記基板を
最低温度で最小時間、加熱することを特徴とする、上記
（４１）に記載の方法。 （４３）上記基板どうしを位置決めしながら、上記基板
を加熱する上記ステップにおいて、上記金属柱と上記第
１の接合材料の間の上記金属要素の移動を補償して、上
記第１および第２の接合材料が同時に融解するように、
上記第１および第２の接合材料として異なる接合材料を
選択するステップをさらに含むことを特徴とする、上記
（４２）に記載の方法。 （４４）複数の金属接点のほぼ平面状のマトリックスを
主表面上に有する剛性の基板を製作するステップと、上
記剛性の基板のマトリックスの上記各接点上に接合材料
を付着させるステップと、第１の上記基板と該基板が接
続される第２の上記基板との間に所定の距離を維持する
ために、該第１の基板上の各上記接点上の接合材料に導
電性金属柱を位置決めするステップと、上記金属柱の形
状が変化するのを防ぐために、上記金属柱を融解せずに
上記接合材料を融解するステップと、上記接合材料を冷
却して、上記金属柱と上記基板の接点との間に固体の機
械的接合部を形成するステップとを含む、相互接続構造
を製作する方法。
ーンを主平面上に有する第１の基板を製作するステップ
と、上記第１の基板の上記各接点上に第１の接合材料を
付着するステップと、上記第１の基板と下記第２の基板
との間に所定の距離を維持するために、導電性金属球の
平面を形成するように上記第１の基板上の上記各接点上
の上記第１の接合材料に該金属球を接続するステップ
と、上記第１の基板の接点のパターンとほぼミラー・イ
メージの関係にある複数の金属接点のほぼ平面状のパタ
ーンを有する主平面を含む第２の基板を製作するステッ
プと、上記金属球と上記第２の基板の各接点との間に位
置決めのための第２の接合材料を付着するステップと、
上記接点パターンどうしが平行になり、ミラー・イメー
ジの関係にある接点対が対向してほぼ整列し、上記第２
の接合材料が対応する上記金属球および上記第２の基板
の接点それぞれとほぼ接触して、相互接続するように、
上記基板どうしを位置決めするステップと、上記基板ど
うしを位置決めしながら、上記金属球が固体のままであ
る温度で上記第１および第２の接合材料を同時に加熱
し、上記基板間の上記所定の距離を維持し、かつ融解さ
れた該接合材料の表面張力によって、上記ほぼ整列した
接点対のほぼ中間の位置に置かれるよう、上記接合金属
球の平面内で適当な方向へ上記金属球を移動させるステ
ップと、上記接合材料の融点より低い温度に上記基板を
冷却して、上記接点対の間に電気的相互接続を形成する
ステップとを含む、相互接続アセンブリを製作する方
法。 （２）上記第１の接合材料に上記金属球を接続する上記
ステップが、上記第１の接合材料上に上記金属球を位置
決めするステップと、上記第１の基板を加熱して、上記
金属球を融解せずに上記第１の接合材料を融解すること
によって、上記第１の基板の接点に上記金属球を接続す
るステップと、相互接続のために上記基板どうしを位置
決めする上記ステップの前に、上記第１の基板を冷却し
て、上記金属球と上記第１の基板の接点との間に機械的
接合部を形成するステップとを含むことを特徴とする、
上記（１）に記載の方法。 （３）金属要素が上記金属球と上記第１の接合材料の間
で移動して、上記第１の接合材料の融点を上昇させる恐
れがあるので、上記第１の基板を加熱する上記ステップ
において、上記金属球と上記第１の接合材料の間の該金
属要素の移動を最小限に抑えて上記第１の接合材料の融
点の上昇を最小限に抑えるように、上記基板を最低温度
で最小時間、加熱することを特徴とする、上記（２）に
記載の方法。 （４）上記基板どうしを位置決めしながら、上記基板を
加熱する上記ステップにおいて、上記金属球と上記第１
の接合材料の間の上記金属要素の移動を補償して、上記
第１および第２の接合材料が同時に融解するように、上
記第１および第２の接合材料として異なる接合材料を選
択するステップをさらに含むことを特徴とする、上記
（３）に記載の方法。 （５）複数の金属接点のアレイを含む配線層を主表面上
に有する第１の基板を製作するステップと、上記第１の
基板の接点のほぼミラー・イメージの関係に配置され、
かつ上記第１の基板の接点とほとんど同じ寸法である、
複数の金属接点のアレイを含む配線層を主表面上に有す
る第２の基板を製作するステップと、上記接点のミラー
・イメージ・アレイを含む上記基板どうしを対向するよ
うに位置決めし、対向する接点対を形成するステップ
と、上記対向する接点対の間に導電性金属球を位置決め
するステップと、上記金属球を介して上記接点対を電気
的および機械的に相互接続するように、上記金属球と上
記接点対との間に接合材料を接続するステップとを含
む、相互接続アセンブリを形成する方法。 （６）複数の金属接点のアレイを含む配線層を主表面上
に有する第１の基板を製作するステップと、上記第１の
基板の接点のほぼミラー・イメージの関係に配置され、
かつ上記第１の基板の接点よりも大きい寸法の、複数の
金属接点のアレイを含む配線層を主表面上に有する第２
の基板を製作するステップと、上記接点のミラー・イメ
ージ・アレイを含む上記基板どうしを対向するように位
置決めし、対向する接点対を形成するステップと、上記
対向する接点対の間に導電性金属球を位置決めするステ
ップと、上記金属球とそれに対応する上記第１の基板の
接点との間に所定の量の接合材料を接続するステップ
と、上記接点対を電気的および機械的に相互接続するよ
うに、上記金属球とそれに対応する上記第２の基板の接
点との間に上記所定の量より少ない量の接合材料を接続
するステップとを含む、相互接続アセンブリを組み立て
る方法。 （７）複数の金属接点のほぼ平面状のマトリックスを主
平面上に有する剛性の基板を製作するステップと、上記
剛性の基板のマトリックスの上記各接点上に接合材料を
付着させるステップと、第１の上記基板と、該基板が接
続される第２の上記基板との間に所定の距離を維持する
ための、金属球の平面を形成するように、該第１の基板
上の各上記接点上の接合材料に該導電性金属球を位置決
めするステップと、上記金属球の形状が変化するのを防
ぐために、上記金属球を融解せずに上記接合材料を融解
するステップと、上記接合材料を冷却して、上記金属球
と上記基板の接点との間に固体の機械的接合部を形成す
るステップとを含む、相互接続構造を製作する方法。 （８）ＦＲ−４ボードを製作するステップと、ボードを
掘削するステップと、スルーホールを導電材料でめっき
するステップと、上記ボードの主表面上の上記ホールの
周りに導電材料のランドを形成するステップと、上記ラ
ンドよりも大きく、かつ４つの下記接点が１つまたは複
数の上記ランドを囲む正方形を形成するように位置決め
された、複数の円形導電性金属接点の矩形アレイまたは
グリッドを形成するステップと、上記各ランドとその周
りの上記接点の１つとの間で、該接点の１つへ、正方形
に対して対角線の方向に延びる導体を形成するステップ
とを含む、相互接続構造を製造する方法。 （９）接合材料を上記接点上に付着するステップを、さ
らに含むことを特徴とする、上記（８）に記載の方法。 （１０）上記接合材料の融点よりも実質的に高い融点を
もつ上記金属球を上記接合材料に接続するステップを、
さらに含むことを特徴とする、上記（９）に記載の方
法。 （１１）上記接合材料を加熱して融解し、上記金属球を
上記接点上にリフロー接続し、次いで、上記接合材料を
冷却して凝固させるステップを、さらに含むことを特徴
とする、上記（１０）に記載の方法。 （１２）多数の配線層を含むＦＲ−４ボードを製作する
ステップと、上記ボードの主表面上の上記配線層に円形
銅製ランドを形成するステップと、上記ランドを介して
上記ボードを通過するホールを製作するステップと、他
の上記配線層に上記ランドを接続するために、上記ホー
ル掘削の後に選択的に銅を付着して、スルーホールをめ
っきするステップと、直径が約０．７ｍｍであり、中心
どうしが約１．２５ｍｍ離され、かつ上記ランドよりも
大きい４つの下記接点が、各上記ランドを囲む正方形を
形成するように位置決めされた、上記円形銅製接点の矩
形アレイまたはグリッドを形成するステップと、上記接
点よりも幅が狭く、かつ上記ランドよりも幅が狭く、上
記接点によって囲まれる各上記ランドの間で、周りの上
記接点の正方形に対して対角線の方向に延びる導体を形
成するステップと、はんだのブリッジ形成を防ぐよう
に、上記導体および上記ランドを少なくとも部分的に覆
い、上記接点間に広がるはんだレジストを付着させるス
テップと、上記ボード上のアレイ中の上記各接点上に、
約６３／３７ Ｐｂ／Ｓｎはんだ合金を含む接合はんだ
材料を付着させるステップと、ガラス／セラミック粒子
および有機結合剤からなる複数のグリーン・シートを製
作するステップと、上記シートを通過するバイア・ホー
ルを形成するステップと、上記ホール内および上記シー
トの表面の１つ上に導電材料をスクリーン印刷して導電
パターンを形成するステップと、上記シートを積み重ね
るステップと、上記シートのスタックをオーブンで焼結
させて、幅が約０．７ｍｍであり、中心どうしが約１．
２５ｍｍ離され、かつ上記ボードの接点のアレイのほぼ
ミラー・イメージとして配置された、銅製接点を主平面
上に有する多層セラミック製チップキャリアを形成する
ステップと、上記キャリアの外部主表面上に上記円形接
点のアレイを形成するステップと、はんだのブリッジ形
成を防ぐために、上記キャリア上の接点間にはんだレジ
ストを付着させるステップと、上記キャリア上のアレイ
中の上記各接点上に、約６３／３７ Ｐｂ／Ｓｎはんだ
合金を含む接合はんだ材料を付着させるステップと、は
んだ球の平面を形成するように、約９０／１０ Ｐｂ／
Ｓｎはんだ合金から成り、直径が約０．９ｍｍである球
を、上記キャリアのアレイ中の上記各接点上に付着した
上記接合はんだ材料と接触するように位置決めするステ
ップと、上記キャリアの接点に上記はんだ球をはんだ付
けするために、上記はんだ球を融解させず、かつ上記は
んだ球から融解した上記接合はんだ材料内へのＰｂの拡
散を最小限に抑えるように、確実な機械的接合部を形成
するのに必要な最低温度および最小時間で上記キャリア
の接点上に付着した上記接合はんだ材料をリフローさせ
て融解するステップと、上記キャリアを冷却して上記接
合はんだを凝固させるステップと、各上記はんだ球が上
記接点対の間にくるように、上記ボード上の接点のアレ
イ上に付着した上記接合はんだにほぼ接触させて、上記
はんだ球を含む上記回路ボードに平行に上記セラミック
製キャリアを位置決めするステップと、上記基板どうし
を位置決めしながら、上記キャリアの接点および上記ボ
ードの接点上に付着した接合はんだ材料が同時に融解
し、かつはんだ球が固体のままである温度に上記基板を
加熱し、上記はんだ材料の表面張力によって、接点対の
中心のほぼ中間の位置に置かれるよう、上記はんだ球の
平面内で適当な方向へ上記はんだ球を移動させて、上記
基板間に対称的な接続を確立するステップと、上記はん
だ材料の融点よりも低い温度に上記基板を冷却して上記
はんだ材料を凝固させるステップとを含む、相互接続ア
センブリを作成する工程。 （１３）上記ボード上の各上記接点が上記はんだレジス
ト上に非常に薄い拡張部を含み、拡張部を含む上記ＦＲ
−４ボードの接点上にウェーブ・ソルダリングによって
上記はんだ材料が付着され、及び、掘削によって上記Ｆ
Ｒ−４ボードに上記ホールが形成され、パンチングによ
って上記シートに上記ホールが形成されることを特徴と
し、並びに、上記工程が、上記はんだ球を位置決めする
前に、付着した上記接合はんだを上記キャリア上でリフ
ローさせるステップと、上記はんだ球を位置決めする前
に、上記キャリアの接合はんだを平らにするステップ
と、上記はんだ球を位置決めする前に、上記キャリアの
接合はんだ上に粘着性フラックスを付着させるステップ
と、上記キャリアを上記ボードに対して位置決めする前
に、付着した上記はんだを上記ボード上でリフローさせ
るステップと、上記キャリアを上記ボードに対して位置
決めする前に、上記キャリアの接合はんだを平らにする
ステップと、上記キャリアを上記ボードに対して位置決
めする前に、上記はんだ球を上記ボードに接合するため
のフラックスを付与するステップとをさらに含むことを
特徴とする、上記（１２）に記載の方法。 （１４）第１および第２の相互接続基板と、上記基板間
を相互接続するための、対向する接点対を提供するよう
に相互にミラー・イメージの関係である、上記各基板上
の複数の金属接点の平面パターンとが存在し、上記接点
対は、上記接点の幅とほぼ同じ直径を持ち、該各接点対
にそれぞれ対応する導電性金属の球を有し、さらに、対
応する上記接点対において、上記第１の相互接続基板の
接点のそれぞれには第１の接合材料が接続され、および
第２の相互接続基板の接点のそれぞれには第２の接合材
料が接続されており、それらの融点が共に上記金属球の
融点よりも実質的に低く、対応する上記金属球の直径の
ほぼ両端部にて上記接点対を接続させ、かつ、その最小
断面が上記金属球の直径の少なくとも約３分の２の最小
直径を有することを特徴とする相互接続構造。 （１５）上記金属球の直径および上記接点の幅が約０．
６ｍｍないし約１．２ｍｍであり、上記各接合材料の上
記最小断面の最小直径が少なくとも約０．６ｍｍである
ことを特徴とする、上記（１４）に記載の構造。 （１６）上記接点は円形で、その直径が約０．７ｍｍで
あり、上記金属球の直径が約０．９ｍｍであることを特
徴とする、上記（１５）に記載の構造。 （１７）上記金属球の合金が約８０％ないし９７％のＰ
ｂを含み、残りの大部分がＳｎであることを特徴とす
る、上記（１６）に記載の構造。 （１８）上記金属球の合金の９０％ないし９５％がＰｂ
であることを特徴とする、上記（１７）に記載の構造。 （１９）上記接点の位置が、接点の表面の平面内で垂直
な２つの方向に沿ったそれぞれ平行で間隔の等しい多数
の線の交差点によって決められることを特徴とし、並び
に、上記第１の相互接続基板が、上記接点が位置決めさ
れた上記基板の主表面上の１つを含む複数の配線層と、
４つの上記接点によって形成された正方形のほぼ中心
で、上記基板の１つまたは複数の他の配線層と上記表面
配線層の間を接続する多数の導電バイアと、上記接点よ
りも実質的に幅が狭く、上記バイアとそのバイアを囲む
４つの上記接点の１つとの間を接続するように、正方形
の対角線方向に延びる、上記各バイアに対する上記表面
配線層の導体とをさらに含むことを特徴とする、上記
（１４）に記載の構造。 （２０）上記接点を含む上記表面配線層がさらに、上記
バイアを囲むランドを含み、導体が上記ランドから上記
導体にさらに延び、バイア・スルーホールの内部が、上
記ランドと上記基板の他の配線層との間を電気的に接続
するのに十分な厚さの銅層でめっきされることを特徴と
する、上記（１９）に記載の構造。 （２１）第１および第２の相互接続基板と、上記基板間
を相互接続するための、対向する接点対を提供するよう
に相互にミラー・イメージの関係である、上記各基板上
の複数の金属接点の平面パターンとが存在し、上記接点
対は、上記接点の幅とほぼ同じ直径を持ち、該各接点対
にそれぞれ対応する導電性金属の球を有し、さらに、対
応する上記接点対において、上記第１の相互接続基板の
接点のそれぞれには第１の接合材料が接続され、および
第２の相互接続基板の接点のそれぞれには第２の接合材
料が接続されており、それらの融点が共に上記金属球の
融点よりも実質的に低く、対応する上記金属球の直径方
向のほぼ両端部にて上記接点対を接続させ、かつ該両融
点がほとんど等しいことを特徴として、製造された相互
接続構造。 （２２）上記金属球の合金が８５％ないし９７％がＰｂ
であり、材料の残りがＳｎであり、及び、上記接合材料
が約６３／３７ Ｐｂ／Ｓｎはんだ合金を含むことを特
徴とする、上記（２１）に記載の構造。 （２３）接合材料の６５％ないし７５％がＰｂであるこ
とを特徴とする、上記（２２）に記載の構造。 （２４）基板と、ミラー・イメージの関係にある接点を
含む他の基板と上記基板を相互接続するための、複数の
金属接点の平面パターンと、上記接点の幅とほとんど同
じ直径を持ち、各接点に対応する導電性金属球と、上記
各接点とその接点それぞれに対応する上記金属球との間
に接続された接合材料であって、その融点が上記金属球
の融点よりも実質的に低く、かつ、その最小断面が上記
金属球の直径の少なくとも約３分の２の最小直径を有す
ることを特徴とする接合材料とを含む、相互接続構造。 （２５）上記金属球の直径および上記接点の幅が約０．
６ｍｍないし約１．２ｍｍであり、上記各接合材料の上
記最小断面の最小直径が少なくとも約０．６ｍｍである
ことを特徴とする、上記（２４）に記載の構造。 （２６）上記接点の直径が、上記金属球の直径よりも約
１５％ないし約３０％短いことを特徴とする、上記（２
５）に記載の構造。 （２７）上記金属球の直径が約０．９ｍｍであり、上記
接点の幅が約０．７ｍｍであることを特徴とする、上記
（２６）に記載の構造。 （２８）上記金属球の合金が約８０％ないし約９７％の
Ｐｂを含み、残りが実質的にすべてＳｎであることを特
徴とする、上記（２４）に記載の構造。 （２９）上記金属球の合金の９０％ないし９５％がＰｂ
であることを特徴とする、上記（２８）に記載の構造。 （３０）基板の表面上に配線層を有する多層基板と、上
記表面配線層の平面内で垂直な２つの方向に沿ったそれ
ぞれ平行で間隔の等しい多数の線のグリッドの交差点に
よって決められた位置にある、マトリックス中の多数の
金属接点と、４つの上記接点によって形成された正方形
のほぼ中心で、上記基板の１つまたは複数の他の配線層
と上記表面配線層との間を接続する多数の導電性バイア
と、上記接点よりも実質的に幅が狭く、上記バイアとそ
のバイアを囲む４つの上記接点の１つとの間を接続する
ように、正方形の対角線方向に延びる、上記各バイアに
対する上記表面配線層の導体とを含む、製造された相互
接続構造。 （３１）ネットワークに接続された１つまたは複数の中
央演算処理装置と、バスを介して各中央プロセッサ装置
と通信するランダム・アクセス・メモリと、コンピュー
タ周辺装置と通信するための入出力手段と、直径が約
０．６ｍｍないし約１．０ｍｍの円形金属接点の平面パ
ターンを主表面上に有する、１つまたは複数の中央演算
処理装置と通信する回路ボードと、幅が約０．５ｍｍな
いし約１．０ｍｍである、複数の金属接点の平面パター
ンを主表面上に有する１つまたは複数のチップ用のチッ
プ・キャリアであって、該キャリアと上記ボードとの間
を相互接続するための、対向する接点対を提供するよう
に、該接点の平面パターンは、上記回路ボード上の接点
の平面パターンのほぼミラー・イメージの関係になって
いるキャリアと、直径が約０．６ｍｍないし約１．３ｍ
ｍの、上記各接点対にそれぞれ対応する金属球と、対応
する上記接点対において、上記チップ・キャリアの接点
のそれぞれには第１の接合材料が接続され、および上記
回路ボードの接点のそれぞれには第２の接合材料が接続
されており、それらの融点が共に上記金属球の融点より
も実質的に低く、かつ対応する上記金属球の直径方向の
ほぼ両端部に該接点対を接続させることを特徴とする該
両接合材料とを含む、情報処理システム。 （３２）上記回路ボードが多層化されており、上記接点
の位置が、上記接点の表面の平面内で垂直な２つの方向
に沿ったそれぞれほぼ平行で間隔の等しい多数の線の交
差点によって決められることを特徴とし、上記回路ボー
ドが、上記回路ボードの接点が位置決めされた表面上の
１つを含む多数の配線層と、上記金属球とのはんだ付け
のための、回路ボードの１つまたは複数の他の上記配線
層と上記表面配線層との間を接続するめっきされた多数
のスルーホールと、上記バイアにおけるはんだ接続部の
はんだの最小直径を制御するための手段とをさらに含
み、該手段がさらに、表面にある各上記バイアの端部に
接続された、各上記バイアに対する上記表面配線層中の
円形バイア・ランド接点と、４つの上記接点によって形
成された正方形のほぼ中心に上記バイアと上記表面配線
層の接続部を位置決めする手段と、実質的に接点よりも
幅が狭く、上記バイア・ランドとそのバイア・ランドを
囲む４つの上記接点の１つとの間を接続するように、正
方形の対角線方向に延びる、上記各バイアに対する表面
配線層の金属導体と、接点用のウィンドウを提供する、
上記ランドおよび上記導体上のはんだレジストの被覆と
を含むことを特徴とする、上記（３１）に記載のシステ
ム。 （３３）ネットワークに接続された１つまたは複数の中
央演算処理装置と、バスを介して各中央プロセッサ装置
と通信するランダム・アクセス・メモリと、コンピュー
タ周辺装置と通信するための入出力手段と、配線層が表
面上にある、１つまたは複数の中央演算処理装置と通信
する多層膜回路ボードと、上記表面配線層の平面内で垂
直な２つの方向に沿った、それぞれほぼ平行で間隔の等
しい多数の線のグリッドの交差点によって形成された位
置にある、平面マトリックス中の多数の金属接点と、４
つの上記接点によって形成された正方形のほぼ中心で、
１つまたは複数の他の上記配線層と上記表面配線層の間
を接続する多数の導電性バイアと、上記接点よりも幅が
狭く、上記バイアとバイアを囲む４つの上記接点の内の
１つとの間を接続するように正方形の対角線の方向に延
びる上記各バイアに対する表面配線層の導体と、複数の
金属接点の平面パターンを主表面上に有する１つまたは
複数のチップ用のチップ・キャリアであって、該キャリ
アと上記ボードとの間を相互接続するための対向する接
点対を提供するように、該接点の平面パターンは、上記
回路ボード上の接点の平面パターンのほぼミラー・イメ
ージの関係になっているキャリアと、上記各接点対それ
ぞれに対応する金属球と、対応する上記接点対におい
て、上記チップ・キャリアの接点のそれぞれにて第１の
接合材料が接続され、および上記回路ボードの接点のそ
れぞれにて第２の接合材料が接続されており、それらの
融点が共に上記金属球の融点よりも実質的に低く、かつ
それぞれの上記金属球の直径方向のほぼ両端部に該接点
対を接続させることを特徴とする該両接合材料とを含
む、情報処理装置。 （３４）第１および第２の相互接続基板と、上記基板間
の相互接続のための、対向する接点対を提供するように
相互にミラー・イメージの関係である、上記各基板上の
複数の金属接点の平面パターンとが存在し、上記接点対
は、上記接点の幅とほぼ同じ直径を持ち、上記接点の平
面に垂直な縦軸によって位置決めされた、対応する該接
点対にそれぞれ対応する導電性金属の柱とを有し、さら
に、対応する上記接点対それぞれにおいて上記第１の相
互接続基板の接点のそれぞれにて第１の接合材料が接続
され、および第２の相互接続基板の接点のそれぞれにて
第２の接合材料が接続されており、それらの融点が共に
上記金属柱の融点よりも実質的に低く、対応する上記金
属柱の両端部にて接点対を接続させることを特徴とする
相互接続構造。 （３５）上記接点の位置が、上記接点の表面の平面内で
垂直な２つの方向それぞれに沿った多数の平行で間隔の
等しい線の交差点によって決められることを特徴とし、
並びに、上記第１の相互接続基板が、上記接点が位置決
めされた上記基板の主表面上の１つを含む複数の配線層
と、４つの上記接点によって形成された正方形のほぼ中
心で、上記基板の１つまたは複数の他の配線層と上記表
面配線層の間を接続する多数の導電性バイアと、上記接
点よりも実質的に幅が狭く、上記バイアとそのバイアを
囲む４つの上記接点の１つとの間を接続するように、正
方形の対角線方向に延びる、上記各バイアに対する上記
表面配線層の導体とをさらに含むことを特徴とする、上
記（３４）に記載の構造。 （３６）上記接点を含む上記表面配線層がさらに、上記
バイアを囲むランドを含み、導体が上記ランドから上記
導体にさらに延び、バイア・スルーホールの内部が、上
記ランドと上記構造の他の配線層との間を電気的に接続
するのに十分な厚さの銅層でめっきされることを特徴と
する、上記（３５）に記載の構造。 （３７）基板と、ミラー・イメージの関係にある接点を
含む他の基板と上記基板を相互接続するための、複数の
金属接点の平面パターンとが存在し、上記接点の幅とほ
とんど同じ直径を持ち、上記接点の平面にほとんど垂直
に位置決めされた、各接点に対応する導電性金属柱を有
し、上記各接点とその接点それぞれに対応する上記金属
柱との間に接合材料が接続されており、その融点が上記
金属柱の融点よりも実質的に低いことを特徴として、製
造された相互接続構造。 （３８）上記金属柱の合金が約８０％ないし約９７％の
Ｐｂを含み、残りが実質的にすべてＳｎであることを特
徴とする、上記（３７）に記載の構造。 （３９）上記金属柱の合金の９０％ないし９５％がＰｂ
であることを特徴とする、上記（３８）に記載の構造。 （４０）複数の金属接点のほぼ平面状のパターンを主表
面上に有する第１の基板を製作するステップと、上記第
１の基板の各上記接点上に第１の接合材料を付着するス
テップと、上記第１の基板と下記第２の基板とが接続さ
れたときにそれらの間に所定の距離を維持するために、
上記第１の基板上の上記各接点上の上記第１の接合材料
に導電性金属柱を接続するステップと、上記第１の基板
の接点のパターンとほぼミラー・イメージの関係にある
複数の金属接点のほぼ平面状のパターンを有する主表面
を含む第２の基板を製作するステップと、上記金属柱と
上記第２の基板の各接点との間に位置決め用の第２の接
合材料を付着するステップと、上記接点パターンどうし
が平行になり、ミラー・イメージの関係にある接点対が
対向してほぼ整列し、上記第２の接合材料が対応する上
記金属柱の両端部および上記第２の基板の接点それぞれ
とほぼ接触して、相互接続するように、上記基板どうし
を位置決めするステップと、上記基板どうしを位置決め
しながら、上記金属柱が固体のままである温度で上記第
１および第２の接合材料を同時に加熱して融解し、上記
基板間の上記所定の距離を維持し、かつ、融解された該
接合材料の表面張力によって、上記金属柱の端部を接点
のほぼ中心である位置へ移動させるステップと、上記接
合材料の融点よりも低い温度に上記基板を冷却して、上
記接点対の間に電気的相互接続を形成するステップとを
含む、相互接続アセンブリを製作する方法。 （４１）上記第１の接合材料に上記金属柱を接続する上
記ステップが、上記第１の接合材料上に上記金属柱を位
置決めするステップと、上記第１の基板を加熱して、上
記金属柱を融解せずに上記第１の接合材料を融解するこ
とによって、上記第１の基板の接点に上記金属柱を接続
するステップと、相互接続のために上記基板どうしを位
置決めする上記ステップの前に、上記第１の基板を冷却
して、上記金属柱と上記第１の基板の接点との間に機械
的接合部を形成するステップとを含むことを特徴とす
る、上記（４０）に記載の方法。 （４２）金属要素が上記第１の金属柱と上記第１の接合
材料の間で移動して、上記第１の接合材料の融点を上昇
させる恐れがあるので、上記第１の基板を加熱する上記
ステップにおいて、上記金属柱と上記第１の接合材料の
間の該金属要素の移動を最小限に抑えて上記第１の接合
材料の融点の上昇を最小限に抑えるように、上記基板を
最低温度で最小時間、加熱することを特徴とする、上記
（４１）に記載の方法。 （４３）上記基板どうしを位置決めしながら、上記基板
を加熱する上記ステップにおいて、上記金属柱と上記第
１の接合材料の間の上記金属要素の移動を補償して、上
記第１および第２の接合材料が同時に融解するように、
上記第１および第２の接合材料として異なる接合材料を
選択するステップをさらに含むことを特徴とする、上記
（４２）に記載の方法。 （４４）複数の金属接点のほぼ平面状のマトリックスを
主表面上に有する剛性の基板を製作するステップと、上
記剛性の基板のマトリックスの上記各接点上に接合材料
を付着させるステップと、第１の上記基板と該基板が接
続される第２の上記基板との間に所定の距離を維持する
ために、該第１の基板上の各上記接点上の接合材料に導
電性金属柱を位置決めするステップと、上記金属柱の形
状が変化するのを防ぐために、上記金属柱を融解せずに
上記接合材料を融解するステップと、上記接合材料を冷
却して、上記金属柱と上記基板の接点との間に固体の機
械的接合部を形成するステップとを含む、相互接続構造
を製作する方法。
【０１５０】
【発明の効果】金属球を用いた、ボードとチップとの間
に相互接続アセンブリを形成する際に、金属球及びはん
だの組成、接続の形状、並びに接続方法を適当に選択す
ることで、高い信頼性をもった相互接続アセンブリを得
ることができた。
に相互接続アセンブリを形成する際に、金属球及びはん
だの組成、接続の形状、並びに接続方法を適当に選択す
ることで、高い信頼性をもった相互接続アセンブリを得
ることができた。
【図１】本発明の多層セラミック製チップ・キャリア
（ＭＬＣ）を製作する工程を示す図である。
（ＭＬＣ）を製作する工程を示す図である。
【図２】本発明のファイバグラス・エポキシ回路ボード
（ＦＲ−４）を製作する工程を示す図である。
（ＦＲ−４）を製作する工程を示す図である。
【図３】本発明でＭＬＣとＦＲ−４の間の接続部を製作
する工程を示す図である。
する工程を示す図である。
【図４】接点に取り付けられたはんだ球を含むＭＬＣチ
ップ・キャリアの一部と、ＦＲ−４回路ボードの対向す
るミラー・イメージ接点とを示す本発明の特定の実施例
の概略部分断面図である。
ップ・キャリアの一部と、ＦＲ−４回路ボードの対向す
るミラー・イメージ接点とを示す本発明の特定の実施例
の概略部分断面図である。
【図５】図４のＭＬＣへの取付けの前にはんだ球をはん
だ接点上に位置決めする工程を示す図である。
だ接点上に位置決めする工程を示す図である。
【図６】相互に位置決めされた図４のＭＬＣおよびＦＲ
−４を示す図である。
−４を示す図である。
【図７】リフロー・ステップにおいて、はんだ球とＦＲ
−４の間の接合部だけが融解された場合の、図４のＦＲ
−４へのＭＬＣのリフロー接続を示す図である。
−４の間の接合部だけが融解された場合の、図４のＦＲ
−４へのＭＬＣのリフロー接続を示す図である。
【図８】リフロー・ステップにおいて、各接続部の両方
の接合部が同時に融解されてより対称的な接続部が提供
された、図４のＦＲ−４へのＭＬＣのリフロー接続を示
す図である。
の接合部が同時に融解されてより対称的な接続部が提供
された、図４のＦＲ−４へのＭＬＣのリフロー接続を示
す図である。
【図９】本発明のめっきされたスルーホール・バイア接
続部間の「ドッグ・ボーン」接続を示す、図１０の線９
−９を通る概略断面図である。
続部間の「ドッグ・ボーン」接続を示す、図１０の線９
−９を通る概略断面図である。
【図１０】金属接点のアレイの一部、及びめっきされた
スルーホールと接点との間の「ドッグ・ボーン」接続を
示す概略平面の図である。
スルーホールと接点との間の「ドッグ・ボーン」接続を
示す概略平面の図である。
【図１１】図１０の「ドッグ・ボーン」配置構成の拡大
図である。
図である。
【図１２】異なる寸法の接点および反比例するはんだ量
を含む本発明の他の実施例を示す図である。
を含む本発明の他の実施例を示す図である。
【図１３】本発明における十分なはんだ量を提供するた
めの本発明の接点の平面図である。
めの本発明の接点の平面図である。
【図１４】図１３の線１４−１４を通る、接点の断面図
である。
である。
【図１５】本発明の情報処理システムを概略的に示す図
である。
である。
【図１６】接点に取り付けられたはんだ柱を含むＭＬＣ
チップ・キャリアの一部を示す、本発明の他の実施例の
概略部分断面図である。
チップ・キャリアの一部を示す、本発明の他の実施例の
概略部分断面図である。
【図１７】位置決め手段を使用して、四角い端部を有す
るはんだ柱を、ＭＬＣのはんだ接点上に位置決めする工
程を示す図である。
るはんだ柱を、ＭＬＣのはんだ接点上に位置決めする工
程を示す図である。
【図１８】リフロー・ステップにおいて、はんだ柱とＦ
Ｒ−４の間の接合部だけが融解された場合のＦＲ−４へ
のＭＬＣのリフロー接続を示す図である。
Ｒ−４の間の接合部だけが融解された場合のＦＲ−４へ
のＭＬＣのリフロー接続を示す図である。
【図１９】リフロー・ステップにおいて、各接続部の両
方の接合部が同時に融解されて、より確実な接続部が提
供された、ＦＲ−４へのＭＬＣのリフロー接続を示す図
である。
方の接合部が同時に融解されて、より確実な接続部が提
供された、ＦＲ−４へのＭＬＣのリフロー接続を示す図
である。
１０ 第１の基板 １１ 第２の基板 １２ 接点 １３ 接合材料（ＬＭＴはんだ） １４ バイア １５ バイア １６ 接合材料（ＬＭＴはんだ） １７ 接点 １８ 球 ２０ 粘着性フラックス ４２ 球 ５１ 接合部 ５２ 接合部 ５３ 平面 ５４ 接点中心 ５５ 接点中心 ５８ マスク材料 ６２ 最小断面 ６４ 接合部 ６６ 球 ７１ スルーホール・バイア ７２ 接点 ７３ スルーホール ７４ 線 ７５ 線 ７６ 正方形 ７７ 接続ワイヤ ７８ はんだマスク ８０ ドッグ・ボーン ８１ ホール ８２ 接点 ８３ ランド ８４ 接続ワイヤ ８５ ホール ８６ 開口部 ８７ はんだマスク ９１ 金属接点 ９２ 金属接点 ９３ 接合材料 ９４ 球 ９５ 接合材料 １３０ バリ層 １３２ 接点パッド １３４ はんだレジスト層 １３６ はんだ １６５ はんだ柱 １７１ はんだ柱 １７２ 真空ダイ １７３ 面 １７４ 凹部 １７５ 真空層 １７６ 通路 １７７ 接合部 １７８ 基板 １８０ 接点 １８１ 基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドナルド・レイ・バンクス アメリカ合衆国78660 テキサス州プフリ ューゲルビル タイマー・ベンド・ドライ ブ 1219 (72)発明者 ジョーゼフ・アンジェロ・ベネナーティ アメリカ合衆国12533 ニューヨーク州ホ ープウェル・ジャンクション ラーチモン ト・ドライブ ５ (72)発明者 トマス・コールフィールド アメリカ合衆国10519 ニューヨーク州ク ロトン・フォール ヘムロック・テラス 123 (72)発明者 ジョン・ソーンダーズ・コービン、ジュニ ア アメリカ合衆国78759 テキサス州オース チン ソフオラ・コーブ 9700 (72)発明者 カール・グラント・ヘーベナー アメリカ合衆国78628 テキサス州ジョー ジタウン インウッド・ドライブ 401 (72)発明者 デービッド・ピー・ワトソン アメリカ合衆国97007 オレゴン州ビーバ ートン モッキングバード・コート サウ スウェスト 14935
Claims (44)
- 【請求項１】複数の金属接点のほぼ平面状のパターンを
主平面上に有する第１の基板を製作するステップと、 上記第１の基板の上記各接点上に第１の接合材料を付着
するステップと、 上記第１の基板と下記第２の基板との間に所定の距離を
維持するために、導電性金属球の平面を形成するように
上記第１の基板上の上記各接点上の上記第１の接合材料
に該金属球を接続するステップと、 上記第１の基板の接点のパターンとほぼミラー・イメー
ジの関係にある複数の金属接点のほぼ平面状のパターン
を有する主平面を含む第２の基板を製作するステップ
と、 上記金属球と上記第２の基板の各接点との間に位置決め
のための第２の接合材料を付着するステップと、 上記接点パターンどうしが平行になり、ミラー・イメー
ジの関係にある接点対が対向してほぼ整列し、上記第２
の接合材料が対応する上記金属球および上記第２の基板
の接点それぞれとほぼ接触して、相互接続するように、
上記基板どうしを位置決めするステップと、 上記基板どうしを位置決めしながら、上記金属球が固体
のままである温度で上記第１および第２の接合材料を同
時に加熱し、上記基板間の上記所定の距離を維持し、か
つ融解された該接合材料の表面張力によって、上記ほぼ
整列した接点対のほぼ中間の位置に置かれるよう、上記
接合金属球の平面内で適当な方向へ上記金属球を移動さ
せるステップと、 上記接合材料の融点より低い温度に上記基板を冷却し
て、上記接点対の間に電気的相互接続を形成するステッ
プとを含む、相互接続アセンブリを製作する方法。 - 【請求項２】上記第１の接合材料に上記金属球を接続す
る上記ステップが、 上記第１の接合材料上に上記金属球を位置決めするステ
ップと、 上記第１の基板を加熱して、上記金属球を融解せずに上
記第１の接合材料を融解することによって、上記第１の
基板の接点に上記金属球を接続するステップと、 相互接続のために上記基板どうしを位置決めする上記ス
テップの前に、上記第１の基板を冷却して、上記金属球
と上記第１の基板の接点との間に機械的接合部を形成す
るステップとを含むことを特徴とする、請求項１に記載
の方法。 - 【請求項３】金属要素が上記金属球と上記第１の接合材
料の間で移動して、上記第１の接合材料の融点を上昇さ
せる恐れがあるので、上記第１の基板を加熱する上記ス
テップにおいて、上記金属球と上記第１の接合材料の間
の該金属要素の移動を最小限に抑えて上記第１の接合材
料の融点の上昇を最小限に抑えるように、上記基板を最
低温度で最小時間、加熱することを特徴とする、請求項
２に記載の方法。 - 【請求項４】上記基板どうしを位置決めしながら、上記
基板を加熱する上記ステップにおいて、上記金属球と上
記第１の接合材料の間の上記金属要素の移動を補償し
て、上記第１および第２の接合材料が同時に融解するよ
うに、上記第１および第２の接合材料として異なる接合
材料を選択するステップをさらに含むことを特徴とす
る、請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】複数の金属接点のアレイを含む配線層を主
表面上に有する第１の基板を製作するステップと、 上記第１の基板の接点のほぼミラー・イメージの関係に
配置され、かつ上記第１の基板の接点とほとんど同じ寸
法である、複数の金属接点のアレイを含む配線層を主表
面上に有する第２の基板を製作するステップと、 上記接点のミラー・イメージ・アレイを含む上記基板ど
うしを対向するように位置決めし、対向する接点対を形
成するステップと、 上記対向する接点対の間に導電性金属球を位置決めする
ステップと、 上記金属球を介して上記接点対を電気的および機械的に
相互接続するように、上記金属球と上記接点対との間に
接合材料を接続するステップとを含む、相互接続アセン
ブリを形成する方法。 - 【請求項６】複数の金属接点のアレイを含む配線層を主
表面上に有する第１の基板を製作するステップと、 上記第１の基板の接点のほぼミラー・イメージの関係に
配置され、かつ上記第１の基板の接点よりも大きい寸法
の、複数の金属接点のアレイを含む配線層を主表面上に
有する第２の基板を製作するステップと、 上記接点のミラー・イメージ・アレイを含む上記基板ど
うしを対向するように位置決めし、対向する接点対を形
成するステップと、 上記対向する接点対の間に導電性金属球を位置決めする
ステップと、 上記金属球とそれに対応する上記第１の基板の接点との
間に所定の量の接合材料を接続するステップと、 上記接点対を電気的および機械的に相互接続するよう
に、上記金属球とそれに対応する上記第２の基板の接点
との間に上記所定の量より少ない量の接合材料を接続す
るステップとを含む、相互接続アセンブリを組み立てる
方法。 - 【請求項７】複数の金属接点のほぼ平面状のマトリック
スを主平面上に有する剛性の基板を製作するステップ
と、 上記剛性の基板のマトリックスの上記各接点上に接合材
料を付着させるステップと、 第１の上記基板と、該基板が接続される第２の上記基板
との間に所定の距離を維持するための、金属球の平面を
形成するように、該第１の基板上の各上記接点上の接合
材料に該導電性金属球を位置決めするステップと、 上記金属球の形状が変化するのを防ぐために、上記金属
球を融解せずに上記接合材料を融解するステップと、 上記接合材料を冷却して、上記金属球と上記基板の接点
との間に固体の機械的接合部を形成するステップとを含
む、相互接続構造を製作する方法。 - 【請求項８】ＦＲ−４ボードを製作するステップと、 ボードを掘削するステップと、 スルーホールを導電材料でめっきするステップと、 上記ボードの主表面上の上記ホールの周りに導電材料の
ランドを形成するステップと、 上記ランドよりも大きく、かつ４つの下記接点が１つま
たは複数の上記ランドを囲む正方形を形成するように位
置決めされた、複数の円形導電性金属接点の矩形アレイ
またはグリッドを形成するステップと、 上記各ランドとその周りの上記接点の１つとの間で、該
接点の１つへ、正方形に対して対角線の方向に延びる導
体を形成するステップとを含む、相互接続構造を製造す
る方法。 - 【請求項９】接合材料を上記接点上に付着するステップ
を、さらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の方
法。 - 【請求項１０】上記接合材料の融点よりも実質的に高い
融点をもつ上記金属球を上記接合材料に接続するステッ
プを、さらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の
方法。 - 【請求項１１】上記接合材料を加熱して融解し、上記金
属球を上記接点上にリフロー接続し、次いで、上記接合
材料を冷却して凝固させるステップを、さらに含むこと
を特徴とする、請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１２】多数の配線層を含むＦＲ−４ボードを製
作するステップと、 上記ボードの主表面上の上記配線層に円形銅製ランドを
形成するステップと、 上記ランドを介して上記ボードを通過するホールを製作
するステップと、 他の上記配線層に上記ランドを接続するために、上記ホ
ール掘削の後に選択的に銅を付着して、スルーホールを
めっきするステップと、 直径が約０．７ｍｍであり、中心どうしが約１．２５ｍ
ｍ離され、かつ上記ランドよりも大きい４つの下記接点
が、各上記ランドを囲む正方形を形成するように位置決
めされた、上記円形銅製接点の矩形アレイまたはグリッ
ドを形成するステップと、 上記接点よりも幅が狭く、かつ上記ランドよりも幅が狭
く、上記接点によって囲まれる各上記ランドの間で、周
りの上記接点の正方形に対して対角線の方向に延びる導
体を形成するステップと、 はんだのブリッジ形成を防ぐように、上記導体および上
記ランドを少なくとも部分的に覆い、上記接点間に広が
るはんだレジストを付着させるステップと、 上記ボード上のアレイ中の上記各接点上に、約６３／３
７ Ｐｂ／Ｓｎはんだ合金を含む接合はんだ材料を付着
させるステップと、 ガラス／セラミック粒子および有機結合剤からなる複数
のグリーン・シートを製作するステップと、 上記シートを通過するバイア・ホールを形成するステッ
プと、 上記ホール内および上記シートの表面の１つ上に導電材
料をスクリーン印刷して導電パターンを形成するステッ
プと、 上記シートを積み重ねるステップと、 上記シートのスタックをオーブンで焼結させて、幅が約
０．７ｍｍであり、中心どうしが約１．２５ｍｍ離さ
れ、かつ上記ボードの接点のアレイのほぼミラー・イメ
ージとして配置された、銅製接点を主平面上に有する多
層セラミック製チップキャリアを形成するステップと、 上記キャリアの外部主表面上に上記円形接点のアレイを
形成するステップと、 はんだのブリッジ形成を防ぐために、上記キャリア上の
接点間にはんだレジストを付着させるステップと、 上記キャリア上のアレイ中の上記各接点上に、約６３／
３７ Ｐｂ／Ｓｎはんだ合金を含む接合はんだ材料を付
着させるステップと、 はんだ球の平面を形成するように、約９０／１０ Ｐｂ
／Ｓｎはんだ合金から成り、直径が約０．９ｍｍである
球を、上記キャリアのアレイ中の上記各接点上に付着し
た上記接合はんだ材料と接触するように位置決めするス
テップと、 上記キャリアの接点に上記はんだ球をはんだ付けするた
めに、上記はんだ球を融解させず、かつ上記はんだ球か
ら融解した上記接合はんだ材料内へのＰｂの拡散を最小
限に抑えるように、確実な機械的接合部を形成するのに
必要な最低温度および最小時間で上記キャリアの接点上
に付着した上記接合はんだ材料をリフローさせて融解す
るステップと、 上記キャリアを冷却して上記接合はんだを凝固させるス
テップと、 各上記はんだ球が上記接点対の間にくるように、上記ボ
ード上の接点のアレイ上に付着した上記接合はんだにほ
ぼ接触させて、上記はんだ球を含む上記回路ボードに平
行に上記セラミック製キャリアを位置決めするステップ
と、 上記基板どうしを位置決めしながら、上記キャリアの接
点および上記ボードの接点上に付着した接合はんだ材料
が同時に融解し、かつはんだ球が固体のままである温度
に上記基板を加熱し、上記はんだ材料の表面張力によっ
て、接点対の中心のほぼ中間の位置に置かれるよう、上
記はんだ球の平面内で適当な方向へ上記はんだ球を移動
させて、上記基板間に対称的な接続を確立するステップ
と、 上記はんだ材料の融点よりも低い温度に上記基板を冷却
して上記はんだ材料を凝固させるステップとを含む、相
互接続アセンブリを作成する工程。 - 【請求項１３】上記ボード上の各上記接点が上記はんだ
レジスト上に非常に薄い拡張部を含み、 拡張部を含む上記ＦＲ−４ボードの接点上にウェーブ・
ソルダリングによって上記はんだ材料が付着され、及
び、 掘削によって上記ＦＲ−４ボードに上記ホールが形成さ
れ、パンチングによって上記シートに上記ホールが形成
されることを特徴とし、 並びに、上記工程が、 上記はんだ球を位置決めする前に、付着した上記接合は
んだを上記キャリア上でリフローさせるステップと、 上記はんだ球を位置決めする前に、上記キャリアの接合
はんだを平らにするステップと、 上記はんだ球を位置決めする前に、上記キャリアの接合
はんだ上に粘着性フラックスを付着させるステップと、 上記キャリアを上記ボードに対して位置決めする前に、
付着した上記はんだを上記ボード上でリフローさせるス
テップと、 上記キャリアを上記ボードに対して位置決めする前に、
上記キャリアの接合はんだを平らにするステップと、 上記キャリアを上記ボードに対して位置決めする前に、
上記はんだ球を上記ボードに接合するためのフラックス
を付与するステップとをさらに含むことを特徴とする、
請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１４】第１および第２の相互接続基板と、 上記基板間を相互接続するための、対向する接点対を提
供するように相互にミラー・イメージの関係である、上
記各基板上の複数の金属接点の平面パターンとが存在
し、 上記接点対は、上記接点の幅とほぼ同じ直径を持ち、該
各接点対にそれぞれ対応する導電性金属の球を有し、 さらに、対応する上記接点対において、上記第１の相互
接続基板の接点のそれぞれには第１の接合材料が接続さ
れ、および第２の相互接続基板の接点のそれぞれには第
２の接合材料が接続されており、それらの融点が共に上
記金属球の融点よりも実質的に低く、対応する上記金属
球の直径のほぼ両端部にて上記接点対を接続させ、か
つ、その最小断面が上記金属球の直径の少なくとも約３
分の２の最小直径を有することを特徴とする相互接続構
造。 - 【請求項１５】上記金属球の直径および上記接点の幅が
約０．６ｍｍないし約１．２ｍｍであり、上記各接合材
料の上記最小断面の最小直径が少なくとも約０．６ｍｍ
であることを特徴とする、請求項１４に記載の構造。 - 【請求項１６】上記接点は円形で、その直径が約０．７
ｍｍであり、上記金属球の直径が約０．９ｍｍであるこ
とを特徴とする、請求項１５に記載の構造。 - 【請求項１７】上記金属球の合金が約８０％ないし９７
％のＰｂを含み、残りの大部分がＳｎであることを特徴
とする、請求項１６に記載の構造。 - 【請求項１８】上記金属球の合金の９０％ないし９５％
がＰｂであることを特徴とする、請求項１７に記載の構
造。 - 【請求項１９】上記接点の位置が、接点の表面の平面内
で垂直な２つの方向に沿ったそれぞれ平行で間隔の等し
い多数の線の交差点によって決められることを特徴と
し、 並びに、上記第１の相互接続基板が、 上記接点が位置決めされた上記基板の主表面上の１つを
含む複数の配線層と、 ４つの上記接点によって形成された正方形のほぼ中心
で、上記基板の１つまたは複数の他の配線層と上記表面
配線層の間を接続する多数の導電バイアと、 上記接点よりも実質的に幅が狭く、上記バイアとそのバ
イアを囲む４つの上記接点の１つとの間を接続するよう
に、正方形の対角線方向に延びる、上記各バイアに対す
る上記表面配線層の導体とをさらに含むことを特徴とす
る、請求項１４に記載の構造。 - 【請求項２０】上記接点を含む上記表面配線層がさら
に、上記バイアを囲むランドを含み、 導体が上記ランドから上記導体にさらに延び、 バイア・スルーホールの内部が、上記ランドと上記基板
の他の配線層との間を電気的に接続するのに十分な厚さ
の銅層でめっきされることを特徴とする、請求項１９に
記載の構造。 - 【請求項２１】第１および第２の相互接続基板と、 上記基板間を相互接続するための、対向する接点対を提
供するように相互にミラー・イメージの関係である、上
記各基板上の複数の金属接点の平面パターンとが存在
し、 上記接点対は、上記接点の幅とほぼ同じ直径を持ち、該
各接点対にそれぞれ対応する導電性金属の球を有し、 さらに、対応する上記接点対において、上記第１の相互
接続基板の接点のそれぞれには第１の接合材料が接続さ
れ、および第２の相互接続基板の接点のそれぞれには第
２の接合材料が接続されており、それらの融点が共に上
記金属球の融点よりも実質的に低く、対応する上記金属
球の直径方向のほぼ両端部にて上記接点対を接続させ、
かつ該両融点がほとんど等しいことを特徴として、製造
された相互接続構造。 - 【請求項２２】上記金属球の合金が８５％ないし９７％
がＰｂであり、材料の残りがＳｎであり、及び、 上記接合材料が約６３／３７ Ｐｂ／Ｓｎはんだ合金を
含むことを特徴とする、請求項２１に記載の構造。 - 【請求項２３】接合材料の６５％ないし７５％がＰｂで
あることを特徴とする、請求項２２に記載の構造。 - 【請求項２４】基板と、 ミラー・イメージの関係にある接点を含む他の基板と上
記基板を相互接続するための、複数の金属接点の平面パ
ターンと、 上記接点の幅とほとんど同じ直径を持ち、各接点に対応
する導電性金属球と、 上記各接点とその接点それぞれに対応する上記金属球と
の間に接続された接合材料であって、その融点が上記金
属球の融点よりも実質的に低く、かつ、その最小断面が
上記金属球の直径の少なくとも約３分の２の最小直径を
有することを特徴とする接合材料とを含む、相互接続構
造。 - 【請求項２５】上記金属球の直径および上記接点の幅が
約０．６ｍｍないし約１．２ｍｍであり、上記各接合材
料の上記最小断面の最小直径が少なくとも約０．６ｍｍ
であることを特徴とする、請求項２４に記載の構造。 - 【請求項２６】上記接点の直径が、上記金属球の直径よ
りも約１５％ないし約３０％短いことを特徴とする、請
求項２５に記載の構造。 - 【請求項２７】上記金属球の直径が約０．９ｍｍであ
り、上記接点の幅が約０．７ｍｍであることを特徴とす
る、請求項２６に記載の構造。 - 【請求項２８】上記金属球の合金が約８０％ないし約９
７％のＰｂを含み、残りが実質的にすべてＳｎであるこ
とを特徴とする、請求項２４に記載の構造。 - 【請求項２９】上記金属球の合金の９０％ないし９５％
がＰｂであることを特徴とする、請求項２８に記載の構
造。 - 【請求項３０】基板の表面上に配線層を有する多層基板
と、 上記表面配線層の平面内で垂直な２つの方向に沿った、
それぞれ平行で間隔の等しい多数の線のグリッドの交差
点によって決められた位置にある、マトリックス中の多
数の金属接点と、 ４つの上記接点によって形成された正方形のほぼ中心
で、上記基板の１つまたは複数の他の配線層と上記表面
配線層との間を接続する多数の導電性バイアと、 上記接点よりも実質的に幅が狭く、上記バイアとそのバ
イアを囲む４つの上記接点の１つとの間を接続するよう
に、正方形の対角線方向に延びる、上記各バイアに対す
る上記表面配線層の導体とを含む、製造された相互接続
構造。 - 【請求項３１】ネットワークに接続された１つまたは複
数の中央演算処理装置と、 バスを介して各中央プロセッサ装置と通信するランダム
・アクセス・メモリと、 コンピュータ周辺装置と通信するための入出力手段と、 直径が約０．６ｍｍないし約１．０ｍｍの円形金属接点
の平面パターンを主表面上に有する、１つまたは複数の
中央演算処理装置と通信する回路ボードと、 幅が約０．５ｍｍないし約１．０ｍｍである、複数の金
属接点の平面パターンを主表面上に有する１つまたは複
数のチップ用のチップ・キャリアであって、該キャリア
と上記ボードとの間を相互接続するための、対向する接
点対を提供するように、該接点の平面パターンは、上記
回路ボード上の接点の平面パターンのほぼミラー・イメ
ージの関係になっているキャリアと、 直径が約０．６ｍｍないし約１．３ｍｍの、上記各接点
対にそれぞれ対応する金属球と、 対応する上記接点対において、上記チップ・キャリアの
接点のそれぞれには第１の接合材料が接続され、および
上記回路ボードの接点のそれぞれには第２の接合材料が
接続されており、それらの融点が共に上記金属球の融点
よりも実質的に低く、かつ対応する上記金属球の直径方
向のほぼ両端部に該接点対を接続させることを特徴とす
る該両接合材料とを含む、情報処理システム。 - 【請求項３２】上記回路ボードが多層化されており、 上記接点の位置が、上記接点の表面の平面内で垂直な２
つの方向に沿った、それぞれほぼ平行で間隔の等しい多
数の線の交差点によって決められることを特徴とし、 上記回路ボードが、 上記回路ボードの接点が位置決めされた表面上の１つを
含む多数の配線層と、 上記金属球とのはんだ付けのための、回路ボードの１つ
または複数の他の上記配線層と上記表面配線層との間を
接続するめっきされた多数のスルーホールと、 上記バイアにおけるはんだ接続部のはんだの最小直径を
制御するための手段とをさらに含み、該手段がさらに、 表面にある各上記バイアの端部に接続された、各上記バ
イアに対する上記表面配線層中の円形バイア・ランド接
点と、 ４つの上記接点によって形成された正方形のほぼ中心に
上記バイアと上記表面配線層の接続部を位置決めする手
段と、 実質的に接点よりも幅が狭く、上記バイア・ランドとそ
のバイア・ランドを囲む４つの上記接点の１つとの間を
接続するように、正方形の対角線方向に延びる、上記各
バイアに対する表面配線層の金属導体と、 接点用のウィンドウを提供する、上記ランドおよび上記
導体上のはんだレジストの被覆とを含むことを特徴とす
る、請求項３１に記載のシステム。 - 【請求項３３】ネットワークに接続された１つまたは複
数の中央演算処理装置と、 バスを介して各中央プロセッサ装置と通信するランダム
・アクセス・メモリと、 コンピュータ周辺装置と通信するための入出力手段と、 配線層が表面上にある、１つまたは複数の中央演算処理
装置と通信する多層膜回路ボードと、 上記表面配線層の平面内で垂直な２つの方向に沿った、
それぞれほぼ平行で間隔の等しい多数の線のグリッドの
交差点によって形成された位置にある、平面マトリック
ス中の多数の金属接点と、 ４つの上記接点によって形成された正方形のほぼ中心
で、１つまたは複数の他の上記配線層と上記表面配線層
の間を接続する多数の導電性バイアと、 上記接点よりも幅が狭く、上記バイアとバイアを囲む４
つの上記接点の内の１つとの間を接続するように正方形
の対角線の方向に延びる、上記各バイアに対する表面配
線層の導体と、 複数の金属接点の平面パターンを主表面上に有する１つ
または複数のチップ用のチップ・キャリアであって、該
キャリアと上記ボードとの間を相互接続するための対向
する接点対を提供するように、該接点の平面パターン
は、上記回路ボード上の接点の平面パターンのほぼミラ
ー・イメージの関係になっているキャリアと、 上記各接点対それぞれに対応する金属球と、 対応する上記接点対において、上記チップ・キャリアの
接点のそれぞれにて第１の接合材料が接続され、および
上記回路ボードの接点のそれぞれにて第２の接合材料が
接続されており、それらの融点が共に上記金属球の融点
よりも実質的に低く、かつそれぞれの上記金属球の直径
方向のほぼ両端部に該接点対を接続させることを特徴と
する該両接合材料とを含む、情報処理装置。 - 【請求項３４】第１および第２の相互接続基板と、 上記基板間の相互接続のための、対向する接点対を提供
するように相互にミラー・イメージの関係である、上記
各基板上の複数の金属接点の平面パターンとが存在し、 上記接点対は、上記接点の幅とほぼ同じ直径を持ち、上
記接点の平面に垂直な縦軸によって位置決めされた、対
応する該接点対にそれぞれ対応する導電性金属の柱とを
有し、 さらに、対応する上記接点対それぞれにおいて上記第１
の相互接続基板の接点のそれぞれにて第１の接合材料が
接続され、および第２の相互接続基板の接点のそれぞれ
にて第２の接合材料が接続されており、それらの融点が
共に上記金属柱の融点よりも実質的に低く、対応する上
記金属柱の両端部にて接点対を接続させることを特徴と
する相互接続構造。 - 【請求項３５】上記接点の位置が、上記接点の表面の平
面内で垂直な２つの方向それぞれに沿った多数の平行で
間隔の等しい線の交差点によって決められることを特徴
とし、 並びに、上記第１の相互接続基板が、 上記接点が位置決めされた上記基板の主表面上の１つを
含む複数の配線層と、 ４つの上記接点によって形成された正方形のほぼ中心
で、上記基板の１つまたは複数の他の配線層と上記表面
配線層の間を接続する多数の導電性バイアと、 上記接点よりも実質的に幅が狭く、上記バイアとそのバ
イアを囲む４つの上記接点の１つとの間を接続するよう
に、正方形の対角線方向に延びる、上記各バイアに対す
る上記表面配線層の導体とをさらに含むことを特徴とす
る、請求項３４に記載の構造。 - 【請求項３６】上記接点を含む上記表面配線層がさら
に、上記バイアを囲むランドを含み、 導体が上記ランドから上記導体にさらに延び、 バイア・スルーホールの内部が、上記ランドと上記構造
の他の配線層との間を電気的に接続するのに十分な厚さ
の銅層でめっきされることを特徴とする、請求項３５に
記載の構造。 - 【請求項３７】基板と、 ミラー・イメージの関係にある接点を含む他の基板と上
記基板を相互接続するための、複数の金属接点の平面パ
ターンとが存在し、 上記接点の幅とほとんど同じ直径を持ち、上記接点の平
面にほとんど垂直に位置決めされた、各接点に対応する
導電性金属柱を有し、 上記各接点とその接点それぞれに対応する上記金属柱と
の間に接合材料が接続されており、その融点が上記金属
柱の融点よりも実質的に低いことを特徴として、 製造された相互接続構造。 - 【請求項３８】上記金属柱の合金が約８０％ないし約９
７％のＰｂを含み、残りが実質的にすべてＳｎであるこ
とを特徴とする、請求項３７に記載の構造。 - 【請求項３９】上記金属柱の合金の９０％ないし９５％
がＰｂであることを特徴とする、請求項３８に記載の構
造。 - 【請求項４０】複数の金属接点のほぼ平面状のパターン
を主表面上に有する第１の基板を製作するステップと、 上記第１の基板の各上記接点上に第１の接合材料を付着
するステップと、 上記第１の基板と上記第２の基板とが接続されたときに
それらの間に所定の距離を維持するために、下記第１の
基板上の上記各接点上の上記第１の接合材料に導電性金
属柱を接続するステップと、 上記第１の基板の接点のパターンとほぼミラー・イメー
ジの関係にある複数の金属接点のほぼ平面状のパターン
を有する主表面を含む第２の基板を製作するステップ
と、 上記金属柱と上記第２の基板の各接点との間に位置決め
用の第２の接合材料を付着するステップと、 上記接点パターンどうしが平行になり、ミラー・イメー
ジの関係にある接点対が対向してほぼ整列し、上記第２
の接合材料が対応する上記金属柱の両端部および上記第
２の基板の接点それぞれとほぼ接触して、相互接続する
ように、上記基板どうしを位置決めするステップと、 上記基板どうしを位置決めしながら、上記金属柱が固体
のままである温度で上記第１および第２の接合材料を同
時に加熱して融解し、上記基板間の上記所定の距離を維
持し、かつ、融解された該接合材料の表面張力によっ
て、上記金属柱の端部を接点のほぼ中心である位置へ移
動させるステップと、 上記接合材料の融点よりも低い温度に上記基板を冷却し
て、上記接点対の間に電気的相互接続を形成するステッ
プとを含む、相互接続アセンブリを製作する方法。 - 【請求項４１】上記第１の接合材料に上記金属柱を接続
する上記ステップが、 上記第１の接合材料上に上記金属柱を位置決めするステ
ップと、 上記第１の基板を加熱して、上記金属柱を融解せずに上
記第１の接合材料を融解することによって、上記第１の
基板の接点に上記金属柱を接続するステップと、 相互接続のために上記基板どうしを位置決めする上記ス
テップの前に、上記第１の基板を冷却して、上記金属柱
と上記第１の基板の接点との間に機械的接合部を形成す
るステップとを含むことを特徴とする、請求項４０に記
載の方法。 - 【請求項４２】金属要素が上記第１の金属柱と上記第１
の接合材料の間で移動して、上記第１の接合材料の融点
を上昇させる恐れがあるので、上記第１の基板を加熱す
る上記ステップにおいて、上記金属柱と上記第１の接合
材料の間の該金属要素の移動を最小限に抑えて上記第１
の接合材料の融点の上昇を最小限に抑えるように、上記
基板を最低温度で最小時間、加熱することを特徴とす
る、請求項４１に記載の方法。 - 【請求項４３】上記基板どうしを位置決めしながら、上
記基板を加熱する上記ステップにおいて、上記金属柱と
上記第１の接合材料の間の上記金属要素の移動を補償し
て、上記第１および第２の接合材料が同時に融解するよ
うに、上記第１および第２の接合材料として異なる接合
材料を選択するステップをさらに含むことを特徴とす
る、請求項４２に記載の方法。 - 【請求項４４】複数の金属接点のほぼ平面状のマトリッ
クスを主表面上に有する剛性の基板を製作するステップ
と、 上記剛性の基板のマトリックスの上記各接点上に接合材
料を付着させるステップと、 第１の上記基板と該基板が接続される第２の上記基板と
の間に所定の距離を維持するために、該第１の基板上の
各上記接点上の接合材料に導電性金属柱を位置決めする
ステップと、 上記金属柱の形状が変化するのを防ぐために、上記金属
柱を融解せずに上記接合材料を融解するステップと、 上記接合材料を冷却して、上記金属柱と上記基板の接点
との間に固体の機械的接合部を形成するステップとを含
む、相互接続構造を製作する方法。
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