JPH11121897A - 複数の回路素子を基板上に搭載するプリント配線基板の製造方法及びプリント配線基板の構造 - Google Patents

複数の回路素子を基板上に搭載するプリント配線基板の製造方法及びプリント配線基板の構造

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JPH11121897A
JPH11121897A JP9280929A JP28092997A JPH11121897A JP H11121897 A JPH11121897 A JP H11121897A JP 9280929 A JP9280929 A JP 9280929A JP 28092997 A JP28092997 A JP 28092997A JP H11121897 A JPH11121897 A JP H11121897A
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修 大嶋
Yoshiaki Udagawa
義明 宇田川
Masahiro Suzuki
正博 鈴木
Takeshi Nishiyama
剛 西山
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】マルチチップ・モジュール等の搭載部品及びそ
れらを搭載するプリント配線基板を含む構造全体の製造
コストが増大することのないプリント配線基板の製造方
法及びその実装構造の実現を目的とする。 【解決手段】第1の端子間ピッチの端子を有する第1の
回路素子と、第1の回路素子の端子間ピッチよりも狭い
第2の端子間ピッチの端子を有する第2の回路素子と、
を基板上に搭載する際に、第2の端子間ピッチの第1端
子が一方の面に備えられ、且つ第2の端子間ピッチより
も広い端子間ピッチの第2端子が他方の面に備えられた
配線基板に、その第1端子を介して第2の回路素子が結
合させられ、第1の回路素子を第1の端子間ピッチの端
子で、配線基板を第2の端子でプリント配線基板上に搭
載し、複数の回路素子が搭載される基板の端子間ピッチ
を第2の端子間ピッチよりも広い端子間ピッチとするよ
うにしたこと、を特徴とする複数の回路素子を基板上に
搭載するプリント配線基板の製造方法及びその構造によ
り、実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路部品やメ
モリ素子などの複数の回路素子を基板に搭載するプリン
ト配線基板の製造方法及びそのプリント配線基板の構造
に関する。
【0002】
【背景技術】近年、複数の集積回路部品を高密度配線基
板に搭載して、高速化及び低コスト化を図ったマルチチ
ップ・モジュール(MCM:MultiChip Mo
dule)が注目されている。このマルチチップ・モジ
ュールは、MCM−L,MCM−C,及びMCM−Lの
三つのタイプに大別される。MCM−Lタイプのマルチ
チップ・モジュールは、プリント配線基板上に回路素子
を搭載するものであり、低コスト化を可能とする。MC
M−Cタイプのマルチチップ・モジュールは、厚膜多層
セラミック基板上に回路素子を搭載するものであり、低
コスト化及び高速化がある程度可能となる。MCM−D
タイプのマルチチップ・モジュールは、セラミック基板
等の厚膜基板上に、絶縁層と配線導体層が多層化された
回路基板が設けられ、この回路基板上に回路素子を搭載
する構造である。このようなマルチチップ・モジュール
は、他の回路素子と共に、プリント配線基板(回路基板
とも言う)に搭載される。他の回路素子は、LSIチッ
プや、抵抗又はキャパシタ等の能動素子である。これら
のマルチチップ・モジュールや他の回路素子等の搭載部
品は、複数の端子を備えている。これらの搭載部品に設
けられた複数の端子の間のピッチ又は距離は所定の値で
ある。これらの搭載部品の端子は、プリント配線基板に
形成された端子に接続される。このプリント配線基板の
端子は、プリント配線基板の内部の多層配線に接続され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなプリント配
線基板に搭載される回路素子、例えばマルチチップ・モ
ジュールは、他の搭載部品に比べて、高性能化の進展が
早く、小型化/多端子化が高速に進められている。必然
的に、マルチチップ・モジュールの端子間ピッチの狭小
化が必要となっている。一方、そのような搭載部品が搭
載されるプリント配線基板は、その端子間ピッチを、当
然に短くすることが要求される。すなわち、基板に形成
される層間接続用のビアが高密度でプリント配線基板上
に形成される必要がある。ここで、プリント配線基板
は、無数の回路部品が搭載されるために、広大な基板で
ある。この広大な基板の全体に渡って、高密度のビア
を、均一に且つ欠陥無く形成することは、極めて困難で
ある。それ故、プリント配線基板の製造歩留りが、低密
度のビアが形成される基板に比べて低く、マルチチップ
・モジュール等の搭載部品及びそれらを搭載するプリン
ト配線基板を含む構造全体の製造コストが増大する。
【0004】
【課題を解決するための手段】以上のような問題を解決
するために、請求項1に記載の発明は、第1の端子間ピ
ッチの端子を有する第1の回路素子と、第1の回路素子
の端子間ピッチよりも狭い第2の端子間ピッチの端子を
有する第2の回路素子と、を基板上に搭載する際に、第
2の端子間ピッチの第1端子が一方の面に備えられ、且
つ第2の端子間ピッチよりも広い端子間ピッチの第2端
子が他方の面に備えられた配線基板に、その第1端子を
介して第2の回路素子が結合させられ、第1の回路素子
を第1の端子間ピッチの端子で、配線基板を第2の端子
でプリント配線基板上に搭載し、複数の回路素子が搭載
される基板の端子間ピッチを第2の端子間ピッチよりも
広い端子間ピッチとするようにしたこと、を特徴とする
複数の回路素子を基板上に搭載するプリント配線基板の
製造方法である。また、請求項2に記載の発明は、第1
の端子間ピッチを有する第1の回路素子と、第1の端子
間ピッチよりも狭い第2の端子間ピッチを有する第2の
回路素子と、第2の端子間ピッチを第1の端子間ピッチ
に変換する部材と、第1の回路素子が直接的に接合さ
れ、且つ第2の回路素子が変換部材を介して接合される
複数の端子が、第1の端子間ピッチで形成されてなる基
板と、を備えてなる複数の回路素子を搭載するプリント
配線基板の構造である。請求項1又は2に記載の発明に
よれば、異なる端子間ピッチを有する複数の回路素子が
基板に搭載される場合でも、この基板の端子間ピッチ
は、広い端子間ピッチとすることが可能となる。それ
故、基板の製造が容易化され、基板の製造コストが低減
可能となる。ひいては、マルチチップ・モジュールを搭
載するプリント配線基板全体の製造コストが低減され
る。
【0005】
【実施の形態】
【0006】
【実施例】図1は、本発明が適用されるプリント配線基
板の構成を示す図である。図1において、プリント配線
基板18は、部品搭載面18a上に、マルチチップ・モ
ジュール101,102、メモリ素子46、コネクタ1
05,106、CPUパッケージ109,110を搭載
している。更に、部品搭載面18a上のメモリ素子46
の間には、図示しない多数のコンデンサが搭載されてい
る。これらのマルチチップ・モジュール101,10
2、メモリ素子46、コネクタ105,106、CPU
パッケージ109,110、多数のコンデンサが搭載部
品である。プリント配線基板18は、多層配線基板であ
る。プリント配線基板18は、部品搭載面18a上に多
数の端子を備えている。この端子は、後述する第1の端
子間ピッチでプリント配線基板18の部品搭載面18a
に形成されている。これらの端子は、搭載部品の端子と
接合される。この部品搭載面18a上の端子は、層間ビ
アのようなビアによって形成されている。搭載部品の端
子は、このビアを介して、プリント配線基板の内部の多
層配線と接合される。図1 において、後述する密度変換
基板は、省略されている。
【0007】図2は、マルチチップ・モジュール100
の構成を示す斜視図である。図2において、I/Oピン
34は、集積回路部品14及び抵抗やキャパシタなどの
受動素子16を取り囲むように、薄膜多層回路基板32
の周辺部に配列されている。なお、便宜上、I/Oピン
34は簡略化して図示されている。薄膜多層回路基板3
2が設けられたベース基板30とは反対側の面(裏面)
には、冷却用のフィン型ヒートシンク42が全面に設け
られている。ヒートシンク42内に冷却水を通すパイプ
(図示を省略する)を有するものを用いてもよい。図3
は、図2に示すPGA(Pin Grid Arra
y)タイプのマルチチップ・モジュール100とプリン
ト配線基板18との接続構造を示す図である図3におい
て、図1及び図2と同一の構成要素には同一の参照番号
を付してある。ベース基板30上には、薄膜多層回路基
板32が形成されている。薄膜多層回路基板32は、多
層構成である。より詳細には、薄膜多層回路基板32
は、第1の配線導体32A−1、第2の配線導体32A
−2、第3の配線導体32A−3、第4の配線導体32
−4、及び第5の配線導体32A−5と、第1の絶縁層
32B−1、第2の絶縁層32B−2、第3の絶縁層3
2B−3、第4の絶縁層32B−4、及び第5の絶縁層
32B−5とを有する。これらの配線導体及び絶縁層
は、ベース基板30から順に図3に示すように積層され
ている。
【0008】配線導体32A−5は、I/Oピン34や
集積回路部品14を取り付けるためのパッドである。I
/Oピン34を取り付けるパッド32A−5は、アレイ
状に並べられている。配線導体32A−1ないし32A
−4は、薄膜多層回路基板32中を縦及び横方向に延び
ている。異なる層に存在する配線導体は、これらの配線
導体間に介在する絶縁層に形成されたビア・ホールを介
して接続されている。例えば、配線導体32A−1は、
絶縁層32B−1に形成されたビア・ホール36を介し
て配線導体32A−2に接続されている。なお、配線導
体32A−1は、例えば電源層である。
【0009】以上のように構成される薄膜多層回路基板
32は、通常のLSI製造プロセス、すなわち、薄膜形
成プロセスを用いて形成される。パッド32Aー5の取
り付け面は絶縁層32B−5から露出している。I/O
ピン34は、はんだ38を用いて、パッド32A−5に
取り付けられている。露出しているパッド32A−5の
領域は、I/Oピン34の取り付け部34aよりも大き
い。図3に示される構成においては、電源層である配線
導体32A−1はビア・ホールを介して、図3中におい
て左側に配置されているI/Oピン34に接続されてい
る。I/Oピン34は、薄膜多層配線基板32に取り付
けられる。I/Oピン34は、既知のはんだ付け方法に
よって取り付けが行われる。I/Oピン34−1とI/
Oピン34−2は、他の基板との接続用の端子である。
I/Oピン34−1とI/Oピン34−2の間の距離
は、端子間ピッチと称される。この端子間ピッチの距離
は、距離LAである。また、I/Oピン34−2とはん
だバンプ40の間の距離は、同様に距離LAである。こ
のことは、薄膜多層配線基板32のパッド32A−5の
配置ピッチが距離LAであることを意味している。
【0010】集積回路部品14は、はんだのバンプ40
を用いてパッド32A−5に取り付けられている。な
お、バンプ40に代えてワイヤ・ボンディングやTAB
(Tape Automated Bonding)リ
ードを用いてもよい。ここで、マルチチップ・モジュー
ルの各部の材料について説明する。ベース基板30はA
lN、AlS 2S OS 3S 、ムライト(Mulite)
などのセラミック、Al、Cu、Cu−W等の合金によ
る金属、またはSiやガラス等が用いられる。更に、ガ
ラスエポキシやガラスポリイミド等の一般プリント配線
基板の絶縁材料等の樹脂を用いてベース基板30を形成
しても良い。
【0011】薄膜多層回路基板32の絶縁層32B−1
ないし32B−5は、ポリイミド、テフロン、エポキシ
等の有機材料を用いて形成される。配線導体32A−1
ないし32A−5には、AlやCuなどを用いる。な
お、薄膜多層回路基板32は、上述の構成に限定され
ず、例えば任意の数の導体配線層を絶縁層を介して積層
したものを用いることができる。I/Oピン34は、端
子密度変換基板50を介して、プリント回路基板18に
取り付けられる。この端子密度変換基板50は、I/O
ピン34が接続されるパッド52,54を備えている。
このパッド52,54は、端子密度変換基板50の第1
の面50a上に形成されている。図3においては、2つ
のパッドのみが示されているが、パッドは、第1の面5
0a上に格子状に多数配置されている。この格子状に配
置されたパッド間のピッチは、距離LAである。端子密
度変換基板50は、多層配線基板である。パッド52
は、I/Oピン34−1と接合される。パッド54は、
I/Oピン34−2と接合される。両者の接続は、はん
だ付けにより行われる。両者の接合は、このI/Oピン
に代えて、バンプによって行っても良い。パッド52
は、端子密度変換基板50の他方の面に設けられたパッ
ド56と多層配線52a,52bを介して接続されてい
る。また、パッド54は、端子密度変換基板50の他方
の面に設けられたパッド58と多層配線54a,54b
を介して接続されている。配線52aと配線54aは、
異なる配線層に形成されている。配線52aは、ビア・
ホールを介してパッド52及びパッド56に結合されて
いる。配線54aは、ビア・ホールを介してパッド54
及びパッド58に結合されている。配線52bと配線5
4bとの間の距離は、距離LBである。距離LBは、例
えば距離LAの1.5倍である。両者の関係は、距離L
Aの値が変更される都度、異なる。このような端子密度
変換基板50は、周知の薄膜形成プロセスを用いたプリ
ント配線基板形成方法により簡単に製造することができ
る。パッド56,58は、端子密度変換基板50の他方
の面50b上に形成されている。図3においては、2つ
のパッド56,58のみしか示されていないが、多数の
パッドが他方の面50b上に格子状に配列されている。
この他方の面50b上のパッドの配置ピッチは、距離L
Bである。他方の面50b上のパッドは、プリント配線
基板18にバンブを用いて接合される。図3において
は、パッド56は、バンプ60によって、プリント配線
基板18の面18a上に設けられたパッド64に結合さ
れる。また、パッド58は、バンプ62を介して、パッ
ド66に結合される。このバンプ40,60,62は、
はんだや金が用いられる。プリント配線基板18のパッ
ドのパッド間ピッチは、距離LBである。プリント配線
基板18のパッドは、面18a上に多数設けられてい
る。プリント配線基板18の多数のパッドは、格子ピッ
チがLBである格子配列に従って、面18a上に形成さ
れている。端子密度変換基板50は、端子密度LAを端
子密度LBに変換している。この端子密度変換に際し
て、面50a側のパッドと面50b側のパッドの接続関
係は、マルチチップ・モジュール側のI/Oピンとプリ
ント配線基板18上のパッドとの接続関係に従って、予
め決定される。この変換基板50は、この予め決定され
た対応関係に従って、既知のプリント配線基板を形成す
るための生産プロセスで製造される。図4は、集積回路
部品14の詳細構造を示す図である。集積回路部品14
は、LSIチップ70と薄膜多層基板72とを含んで構
成される。このLSIチップ70は、ベアチップであ
る。このベアチップ70は、周知のように、パッケージ
に搭載される前のチップである。ベアチップ70の下面
70aは、パッド74が形成されている。パッド74
は、所定のピッチLCでベアチップ70の下面70aに
形成されている。ベアチップ70のパッド74は、距離
LCで多数配列されている。端子密度は、距離LCであ
る。薄膜多層基板72は、ベアチップ70であるLSI
チップの実装に用いられる基板である。この薄膜多層基
板72は、ボールグリッドアレイ基板を用いることがで
きる。薄膜多層基板72は、密度変換基板50と同様
に、密度変換を行う基板である。薄膜多層基板72の上
面72aは、格子ピッチLCで形成された多数のパッド
76を備えている。薄膜多層基板72の下面72bは、
格子ピッチLAで形成された多数のパッド78を備えて
いる。薄膜多層基板72の上面72aのパッド76は、
その下面72bのパッド78に、それぞれ多層配線80
を介して接続されている。この多層配線80は、密度変
換基板50と同様に、既知の薄膜形成プロセスで形成さ
れる。パッド76とパッド78との対応関係は、一対一
で対応付けられている。薄膜多層基板72は、配列ピッ
チを、距離LCから距離LAに変換している。距離LA
は、例えば、距離LCの1.5倍である。ベアチップ7
0と薄膜多層基板72は、バンプ82を用いて接合され
る。バンプ82aは、パッド74−2とパッド76aを
接合する。バンプ82bは、パッド74−1とパッド7
6bを接合する。バンプ82nは、パッド74−nとパ
ッド76nを接合する。ベアチップ70上に形成された
残りのパッド(図示されていない)と薄膜多層基板72
上に形成された残りのパッド(図示されない)は、それ
ぞれ図示されないバンプを用いて接合される。このベア
チップ70の薄膜多層基板72への搭載方法は、例えば
特開平5−315395号や特開平5−67639号公
報に示されている。更に、集積回路部品14は、マルチ
チップ・モジュールの薄膜多層回路基板32に接合され
る。この接合は、ベアチップ70と薄膜多層基板72と
の接合と同様に、バンプを用いて行われる。バンプ40
は、薄膜多層基板72のパッド78を薄膜多層回路基板
32のパッド32Aに接合する。このようなバンプを用
いた接合方法は、米国特許第4,661,192号中に
開示されている。端子ピッチLAで配列されたI/Oピ
ンを有するマルチチップ・モジュールは、端子密度変換
基板50を介して、プリント配線基板18に搭載され
る。一方、プリント配線基板18上に搭載される複数の
回路部品のうち、マルチチップ・モジュール以外の回路
部品、つまり、メモリ素子46、コネクタ105,10
6、CPUパッケージ109,110、図示しない多数
のコンデンサは、それぞれ複数の端子を備える。これら
の回路部品は、複数の端子を介して、プリント配線基板
18に取り付けられる。ここで、各回路部品の端子間ピ
ッチは、距離LAに設定されている。プリント配線基板
18上に、各回路部品が搭載されるに際しては、まず、
プリント配線基板18が用意される。このプリント配線
基板18は、格子ピッチLAでパッド又はビアが形成さ
れている。一方、このプリント配線基板18に搭載され
る各回路部品が用意される。この回路部品のうちのマル
チチップ・モジュール101,102は、端子密度変換
基板50が取り付けられている。このように、プリント
配線基板18上に搭載される各回路素子は、その搭載前
に、端子ピッチが揃えられる。従って、プリント配線基
板18の格子ピッチは、単一の格子ピッチとすることが
できる。次いで、端子密度変換基板50が取り付けられ
たマルチチップ・モジュールを含む各回路部品がプリン
ト配線基板18に取り付けられる。ここで、コネクタ1
05,106の端子ピッチは、他の回路部品の端子ピッ
チよりも大きくても良い。この場合、コネクタ105,
106が搭載されるプリント配線基板18上の箇所のみ
が、コネクタ105,106の端子ピッチに合わせて、
他の回路部品が搭載される箇所の端子ピッチよりも大き
い値の格子ピッチで作成されている。このように、他の
回路部品の端子ピッチよりも狭い端子ピッチを有するマ
ルチチップ・モジュールを設計する場合であっても、こ
の狭い端子ピッチに合わせてプリント配線基板18の格
子ピッチを設定する必要がない。つまり、プリント配線
基板18は、高密度ビアを形成する必要がなく、広い端
子ピッチで製造が可能となる。それ故、プリント配線基
板は、その製造歩留りが低下することがなく、複数の回
路部品を搭載するプリント配線基板全体の製造コストが
増加することがない。また、高密度端子集積回路部品で
あるマルチチップ・モジュールの端子密度に対応した高
密度のビアを有する密度変換基板は、多層樹脂基板であ
るプリント配線基板から分離したセパレート基板であ
る。このセパレート基板が多層樹脂基板に搭載される集
積回路部品の端子処理を担う。それ故、プリント配線基
板は、従来のビア密度を有することが可能となる。ま
た、プリント配線基板がビルドアップ積層を備える必要
がない。そして、セパレート基板は、集積回路部品の端
子をプリント配線基板に間接的に接続させられるので、
各基板のサイズは、セパレート基板<<プリント配線基
板という関係となる。このように、集積回路部品の端子
処理を密度変換基板であるセパレート基板が担うので、
プリント配線基板のビア密度を高める必要がなく、膨大
な配線数を必要とするシステム基板構成が安価に実現可
能となる。更に、プリント配線基板の端子処理密度の高
密度化は、通常困難である。このようなプリント配線基
板に集積回路部品を直接搭載するに際しては、この集積
回路部品の端子密度は、プリント配線基板の端子密度に
合っていなければならない。集積回路部品が高集積化に
より小型化されても、集積回路部品の端子密度が小さく
できないため、集積回路部品全体としての小型化ができ
ない。一方、密度変換基板が約1/2の端子処理ピッチ
を実現するケースにおいては、集積回路部品の面積は、
1/4まで縮小することが可能となる。それ故、密度変
換基板が介在する構成を用いることにより、集積部品の
小型化が可能となり、大幅な材料費の低減及び歩留りの
向上を図ることができる。プリント配線基板は、セパレ
ート基板により、その端子処理密度が部分的に向上させ
られる。この手法は、プリント配線基板全体の高密度化
を図るより、製造性、歩留り、及び経済性の点で断然優
位である。例えば、30cm角のプリント配線基板に高
密度ビアを含むビルドアップ層を形成した場合の歩留り
を1%とすると、10cm角のセバレート基板の製造歩
留りの60%に相当するからである。更に、電子機器の
システム機能又はサブシステム機能が1枚の基板で達成
される基板組立構造においては、この単一基板上には、
一般的に多種多様の集積回路部品が搭載される。これら
の多種多様の集積回路部品の端子密度も一様ではない。
このようなケースにおいても、高端子処理密度が必要と
される集積回路部品の搭載される単一のプリント配線基
板上の領域のみに選択的にセパレート基板を介在させる
構造とすることによって、システムの設計自由度が向上
させることがてきる。図5 は、本発明に係るプリント配
線基板の他の実施例の説明図である。図5 に示されるよ
うに、プリント配線基板120は、多層配線基板であ
る。このプリント配線基板120は、ピッチLXでビア
・ホール120aが形成された領域SAとピッチLYで
ビア・ホール120bが形成された領域SB及び領域S
Cを有する。プリント配線基板120の領域SA上に
は、密度変換基板124が搭載される。この密度変換基
板124は、前述した密度変換基板50と同様の構成を
有する。つまり、密度変換基板124は、多層配線基板
である。この基板124の下面は、ピッチLXのパッド
126を備える。図5において、11個のパッド126
が示されている。このパッド126は、プリント配線基
板120の上面に形成されたパッド120cと結合され
る。この結合方法は、前述した同様に、バンプ接続方法
により行われる。基板124の上面は、ピッチLZのパ
ッド128を備える。パッド128は、11個形成され
ている。各パッド128は、多層配線130を介して、
夫々対応するパッド126と接続される。言うまでもな
く、この基板124は、前述した密度変換基板50と同
様に、プリント配線基板120とは、別々に作成され
る。高密度端子集積回路部品132は、この基板124
上に搭載される。この部品132は、高密度端子である
I/Oピン134を備える。11個のI/Oピン134
は、基板124の上面に形成された各パッド128とは
んだ付けによって結合される。I/Oピン134の端子
ピッチは、LZに等しい。この高密度端子集積回路部品
132は、マルチチップ・モジュール101と同様に、
I/Oピン134の端子ピッチLXよりも狭い端子ピッ
チを有する集積回路部品(LSI)を搭載している。プ
リント配線基板120の領域SBには、コンデンサ14
0と抵抗142が搭載される。このコンデンサ140と
抵抗142の端子ピッチは、LYに等しい。プリント配
線基板120の領域SCには、コネクタ144a,14
4bが搭載される。このコネクタ144a,144bの
端子ピッチは、LYに等しい。このプリント配線基板1
20は、高密度端子集積回路部品132やこの回路部品
上に搭載される集積回路部品の端子ピッチよりも十分に
広い端子ピッチの回路基板である。それ故、プリント配
線基板120の製造歩留りは、通常のプリント配線基板
の製造歩留りとすることができる。また、密度変換基板
124は、十分に小さいプリント配線基板であるため、
この密度変換基板124の製造歩留りもプリント配線基
板120並に保つことが可能となる。なお、図5におい
て、領域SA上に搭載される密度変換基板124及び高
密度端子集積回路部品132の組は、一つのみ示されて
いる。プリント配線基板120上には、例えば、三つの
組が搭載されても良い。この場合は、領域SAは、搭載
される組の数に対応した大きな領域が割り当てられる。
図1〜図5に示される実施例において、プリント配線基
板18と密度変換基板50とが、バンプ接合方法を用い
て接合する例を説明した。両者の接合は、I/Oピンを
用いた接合でも良い。このI/Oピンを用いた接合方法
は、薄膜多層基板32と密度変換基板50とを接合する
I/Oピンによる接合方法と同様である。ここで、I/
Oピンは、プリント配線基板18又は密度変換基板50
と溶融金属の凝固又は導体間のおし付け力により、接合
するようにしても良い。また、I/Oピンとプリント配
線基板との接合をロー付けにより行い、I/Oピンと密
度変換基板との接合をはんだ付けにより行っても良い。
また、ロー付けとはんだ付けが逆であっても良い。この
ように、プリント配線基板18と密度変換基板50とが
脱着可能に接合する構造とすることにより、以下のこと
が可能となる。いうまでもなく、バンプ接合は、脱着可
能な接合構造である。まず、プリント配線基板又は密度
変換基板側のいずれかに不具合が発生した場合、この不
具合部品のみを良品と交換することができる。密度変換
基板等を搭載するプリント配線基板全体を廃棄する必要
がない。両者が分離された状態で、接合領域内における
プリント配線基板や密度変換基板の布線作業やパターン
カット作業が可能となる。基板の改造や修復が可能とな
る。密度変換基板上に搭載される集積回路部品の版数ア
ップ等の変更が必要な場合、密度変換基板側のみの変更
で対応することができる。プリント配線基板全体の設計
変更に対して、柔軟な対応が可能となる。図6は、プリ
ント配線基板と密度変換基板との接続構造の他の例を説
明する図である。図6において、プリント配線基板15
0は、プリント配線基板120と同じ構成を有する多層
配線基板である。プリント配線基板150の上面は、図
示されないビア・ホールに結合されたパッド152が9
個設けられている。密度変換基板154は、密度変換基
板124,50と同様の構成を有する回路基板である。
基板154の下面は、9個のパッド156を備える。9
個のパッド158が基板154の上面に設けられてい
る。パッド156とパッド158は、基板154の内部
に設けられた多層配線(図示されない)を介して、相互
に結線されている。高密度端子集積回路部品160は、
9本のI/Oピン162を備える。このI/Oピン16
2は、基板154のパッド158にロー付け又ははんだ
つけにより固定されている。高密度端子集積回路部品1
60は、図4に示される集積回路部品14を搭載してい
る。高密度端子集積回路部品160は、基板154と予
め一体化されている。基板150の領域SAには、LG
A(Land Grid Array)コネクタ164
が取り付けられている。基板154が基板150上に搭
載された後に、押さえ板156が基板154上に被され
る。次いで、押さえ板156がネジ158によって基板
150に固定される。尚、プリント配線基板150のパ
ッド152と基板154のパッド156は、LGAコネ
クタ164のコンタクト165を介して、相互に結合し
ている。このLGAコネクタは、特開平8−78124
号や実開平6−17175号に開示されているLGAコ
ネクタを用いることができる。図6に示される接続構造
において、コンタクト165は、Z字形状である。ここ
で、コンタクト165は、LGAコネクタ164に保持
されてお、基板154には固定されていない。コンタク
ト165は、押さえ板156により押さえられること
で、圧縮される。このコンタクト165の復元力がコン
タクト165とパッド156との接触力となっている。
それ故、基板154と集積回路部品160との一体物
は、押さえ板156を取り外すことによって、基板15
0から分離可能となっている。図7は、密度変換基板の
他の例を説明する図である。図7において、プリント配
線基板170は、図5に示されるプリント配線基板12
0と同じ構成を有する多層配線基板である。プリント配
線基板170は、ビアピッチLXの領域SAに密度変換
基板172を搭載している。プリント配線基板170の
上面は、ピッチLXで、パッド174を備えている。プ
リント基板である基板172は、密度変換基板50と同
様に形成される多層配線基板である。パッド176が基
板172の下面に形成されている。パッド176の配列
ピッチは、LXである。このパッド176は、パッド1
74に、I/Oピン178で結合されている。基板17
2は、その上面に、9個のパッド180が形成されてい
る。パッド180は、ピッチLXよりも狭い配列ピッチ
で形成されている。パッド180は、I/Oピン182
を介して、高端子密度集積回路部品184と結合され
る。高端子密度集積回路部品184は、マルチチップ・
モジュール101と同様に、集積回路部品14を更に搭
載している。プリント基板172は、その上面にコンデ
ンサ186,抵抗188等の小型電気部品を搭載してい
る。この小型電気部品は、パッド180の配列ピッチと
同じ配列ピッチで形成されたビア(図示されない)を介
して、基板172に取り付けられている。また、ベアチ
ップとこのベアチップを搭載する薄膜多層基板とを含ん
で構成される集積回路部品190a,190bが、プリ
ント基板172の下面に取り付けられている。この集積
回路部品190a,190bは、バンプによって結合さ
れている。このバンプの配列ピッチは、パッド180の
配列ピッチよりも狭い配列ピッチであるが、プリント基
板172は、プリント配線基板170に比べて小さい。
つまり、プリント基板172の面積が小さいため、集積
回路部品190a,190bを搭載可能なピッチでプリ
ント基板172にビアが形成された場合でも、プリント
基板172の製造歩留りが大幅に低下することはない。
プリント基板172は、その下面の端子ピッチがリント
配線基板170と同等の接続端子ピッチである。プリン
ト基板172の下面の端子数と同じ端子数の高端子密度
集積回路部品184がプリント基板172に搭載された
場合、プリント基板172の上面には、部品184の搭
載領域の回りに余剰領域が生じる。この余剰領域は、他
の集積回路部品やコンデンサ186や抵抗188a,1
88b9等の小型電気部品として利用可能となる。これ
らの小型部品は、電気的ノイズの減少のために用いられ
る。また、プリント基板172の下面には、パッド17
6の形成されない領域が生成されるため、集積回路部品
190a,190bが搭載可能となる。このようにし
て、部品の実装性の向上が増大させられる。図8は、本
発明に係るプリント配線基板の実装構造の他の例を説明
する図である。プリント配線基板200の上面には、9
個のパッド202が形成されている。密度変換基板5
0,124と同様の構成を有するプリント基板204の
下面には、9個のパッド206が形成されている。両パ
ッド202とパッド206は、I/Oピン208を介し
て相互に結合されている。プリント基板204は、パッ
ド210とI/Oピン212を介してプリント基板20
4に結合される高密度端子集積回路部品214を搭載す
る。この高密度端子集積回路部品214は、他の高密度
端子集積回路部品184,160,132と同様の構成
である。回路部品214は、冷却部品216によって冷
却される。冷却部品216は、ホルダ218に搭載され
ている。ホルダ218は、ネジ220によって、プリン
ト配線基板200に取り付けられている。ネジ220
は、プリント基板204に設けられた貫通孔204aを
介して、プリント配線基板200上に設けられたブロッ
ク222に締結される。尚、冷却部品216とホルダ2
18とからなる構造体は、冷却能力を向上するため、冷
却部品216とホルダ218が一体的に形成された大型
の冷却部品としても良い。図9 は、本発明に係るプリン
ト配線基板の実装構造の別の例を説明する図である。図
9 において、プリント配線基板224の上面には、9個
のパッド226が形成されている。密度変換基板50,
124と同様の構成を有するプリント基板228の下面
には、9個のパッド230が形成されている。両パッド
226とパッド230は、LGAコネクタ232のコン
タクト234を介して相互に結合されている。プリント
基板228は、パッド236とI/Oピン238を介し
てプリント基板228に結合される高密度端子集積回路
部品240を搭載する。この高密度端子集積回路部品2
40は、他の高密度端子集積回路部品184,160,
132と同様の構成である。回路部品240は、図示し
ない冷却部品によって冷却される。この冷却部品は、図
8と同様に、ホルダ242に搭載されている。ホルダ2
42は、ネジ244によって、プリント配線基板224
上に固定された、LGAコネクタ232のブロック24
6に締結されている。図8及び図9に示されるプリント
配線基板の実装構造は、冷却部品の取り付け/取り外し
が可能な構造である。冷却部品の保守/交換作業が簡素
に達成される。冷却部品は、冷却部品の上方からネジで
固定されている。ネジの取り外し作業は、プリント配線
基板の実装面の上方に限定される。プリント配線基板上
に部品が密集して実装される場合であっても、良好な取
り外し作業が可能となる。ブロック222(246)
は、プリント基板204(228)とプリント配線基板
200(224)との間に設けられている。ブロック2
22(246)の位置決めは、プリント基板204(2
28)の外形を利用して行うことができる。また、ブロ
ック222(246)の固定は、I/Oピン等を用いた
基板接続部の接続強度にて行われるため、ブロックを実
装するための他部品は不要である。冷却部品がブロック
で固定されるため、冷却部品の取り付け強度は、冷却部
品が集積回路部品に固定される場合と比較して、高い。
それ故、冷却部品の大型化が可能となる。更に、図9の
プリント配線基板の実装構造においては、前述したよう
な、プリント基板228が取り付け/取り外し可能な構
造であることの効果も奏する。更に、プリント基板であ
る高密度端子集積回路部品とプリント配線基板である多
層樹脂基板の面方向の熱膨張係数に差がある場合に、高
密度端子集積回路部品が多層樹脂基板に直接搭載された
場合、はんだ接合部に熱応力が作用する。この応力は、
熱膨張係数の差に比例する。この応力が大きくなると、
はんだ接合部にクラックが入る等の導通不良が発生しか
ねない。そこで、密度変換基板であるプリント基板の面
方向の熱膨張係数が高密度端子集積回路部品の熱膨張係
数とプリント配線基板の熱膨張係数との間の値となるよ
うに、その材料が選択され、決定される。例えば、集積
回路部品の熱膨張係数とプリント配線基板の熱膨張係数
との差が10ppm以下となる材料を選択するのが望ま
しい。各部材の熱膨張係数の設定は、各部材のベース材
料である絶縁性材料に、この絶縁性材料の熱膨張係数と
は異なる熱膨張係数を有する絶縁性材料を混合すること
により作成することができる。このことにより、熱応力
の段階的な緩を行い、温度変化に伴う熱応力の発生を抑
制し、通電に関する信頼性の向上を期待することができ
る。このような多数の実施例の特徴的な構成が以下に述
べられる。 (1)複数の高密度端子集積回路部品と各種コネクタ,
抵抗,コンデンサ等の部品を一枚の基板に搭載し、電子
機器のシステム機能又はサブシステム機能を構成する多
層樹脂基板(プリント配線基板)において、該基板表面
の該集積回路部品が対応する箇所のみにセパレート基板
(端子密度変換基板)を介してプリント配線基板と集積
回路部品とを接続するようにした多層基板構造。 (2)前記(1)において、基板接合部がはんだ等の溶
融金属の凝固又は導体同士の押しつけ力による接続で構
成され、溶融金属の溶融又は各導体の押し付け力の有無
により、セパレート基板とプリント配線基板の脱着を可
能とした構造。 (3)前記(2)において、基板接合部は、一方がロー
付けで他方がはんだ付けによるピン接続構造であり、は
んだ部を溶融することにより、セパレート基板とプリン
ト配線基板との脱着を可能とした構造。 (4)前記(2)において、基板接合部は、パッド又は
バンプを備え、はんだで接合を行うことにより、はんだ
部を溶融して、セパレート基板とプリント配線基板との
脱着を可能とした構造。 (5)前記(2)において、基板接合部がLGAタイプ
のコネクタで形成された構造。 (6)前記(1)において、セパレート基板の面方向の
熱膨張係数の値が集積回路部品の面方向の熱膨張係数の
値とプリント配線基板の面方向の熱膨張係数の値の中間
の値に設定されて成る構造。 (7)前記(1)において、セパレート基板上の集積回
路部品の実装領域及び基板接合部の領域を除く領域に、
他の集積回路部品又は小型電気部品を実装してなる構
造。 (8)前記(1)において、集積回路部品の冷却用の部
品を搭載するための機構を備えた構造。
【0012】
【発明の効果】請求項1記載の発明は、第1の端子間ピ
ッチの端子を有する第1の回路素子と、第1の回路素子
の端子間ピッチよりも狭い第2の端子間ピッチの端子を
有する第2の回路素子と、を基板上に搭載する際に、第
2の端子間ピッチの第1端子が一方の面に備えられ、且
つ第2の端子間ピッチよりも広い端子間ピッチの第2端
子が他方の面に備えられた配線基板に、その第1端子を
介して第2の回路素子が結合させられ、第1の回路素子
を第1の端子間ピッチの端子で、配線基板を第2の端子
でプリント配線基板上に搭載し、複数の回路素子が搭載
される基板の端子間ピッチを第2の端子間ピッチよりも
広い端子間ピッチとするようにしたこと、を特徴とする
複数の回路素子を基板上に搭載するプリント配線基板の
製造方法である。また、請求項2に記載の発明は、第1
の端子間ピッチを有する第1の回路素子と、第1の端子
間ピッチよりも狭い第2の端子間ピッチを有する第2の
回路素子と、第2の端子間ピッチを第1の端子間ピッチ
に変換する部材と、第1の回路素子が直接的に接合さ
れ、且つ第2の回路素子が変換部材を介して接合される
複数の端子が、第1の端子間ピッチで形成されてなる基
板と、を備えてなる複数の回路素子を搭載するプリント
配線基板の構造である。請求項1又は2に記載の発明に
よれば、異なる端子間ピッチを有する複数の回路素子が
基板に搭載される場合でも、この基板の端子間ピッチ
は、広い端子間ピッチとすることが可能となる。それ
故、基板の製造が容易化され、基板の製造コストが低減
可能となる。ひいては、マルチチップ・モジュールを搭
載するプリント配線基板全体の製造コストが低減され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるプリント配線基板の構成を
示す図である。
【図2】マルチチップ・モジュール100の構成を示す
斜視図である。
【図3】マルチチップ・モジュールとプリント配線基板
との接続構造を示す図である。
【図4】集積回路部品14の詳細構造を示す図である。
【図5】本発明に係るプリント配線基板の他の実施例の
説明図である。
【図6】プリント配線基板と密度変換基板との接続構造
の他の例を説明する図である。
【図7】密度変換基板の他の例を説明する図である。
【図8】本発明に係るプリント配線基板の実装構造の他
の例を説明する図である。
【図9】本発明に係るプリント配線基板の実装構造の別
の例を説明する図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 正博 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 西山 剛 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の端子間ピッチの端子を有する第1
    の回路素子と、第1の回路素子の端子間ピッチよりも狭
    い第2の端子間ピッチの端子を有する第2の回路素子
    と、を基板上に搭載する際に、第2の端子間ピッチの第
    1端子が一方の面に備えられ、且つ第2の端子間ピッチ
    よりも広い端子間ピッチの第2端子が他方の面に備えら
    れた配線基板に、その第1端子を介して第2の回路素子
    が結合させられ、第1の回路素子を第1の端子間ピッチ
    の端子で、配線基板を第2の端子でプリント配線基板上
    に搭載し、複数の回路素子が搭載される基板の端子間ピ
    ッチを第2の端子間ピッチよりも広い端子間ピッチとす
    るようにしたこと、を特徴とする複数の回路素子を基板
    上に搭載するプリント配線基板の製造方法。
  2. 【請求項2】 第1の端子間ピッチを有する第1の回路
    素子と、第1の端子間ピッチよりも狭い第2の端子間ピ
    ッチを有する第2の回路素子と、第2の端子間ピッチを
    第1の端子間ピッチに変換する部材と、第1の回路素子
    が直接的に接合され、且つ第2の回路素子が変換部材を
    介して接合される複数の端子が、第1の端子間ピッチで
    形成されてなる基板と、を備えてなる複数の回路素子を
    搭載するプリント配線基板の構造。
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