(57)【要約】    【課題】  層間接合部に空洞などが生じることのない高品質で汎用性に優れたプリント基板と、同基板を容易かつ安価に製造できる製造方法及び製造装置を提供すること。    【解決手段】  内周面に導電被膜を形成したスルーホールが設けられた基板を用いるプリント基板の製造方法において、少なくとも前記スルーホールの直径よりも大で、かつ金属球の表面に半田を被膜した球状導電体を前記スルーホールに圧入し、次いで前記半田を溶融して前記スルーホールを充填することとした。【選択図】      図４
2006179519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に導電被膜を形成したスルーホールが設けられた基板を用いるプリント基板の製造方法において、
少なくとも前記スルーホールの直径よりも大で、かつ金属球の表面に半田を被膜した球状導電体を前記スルーホールに圧入し、次いで前記半田を溶融して前記スルーホールを充填することを特徴とするプリント基板の製造方法。
【請求項２】
前記スルーホールの直径は、前記基板の厚みの０．５倍以上、かつ４倍以下としたことを特徴とする請求項１記載のプリント基板の製造方法。
【請求項３】
前記球状導電体の直径を、前記スルーホールの直径以上、かつ前記スルーホールの直径の１．２倍以下としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のプリント基板の製造方法。
【請求項４】
前記金属球の体積と半田の体積との和が前記スルーホールの容積と略等しく、しかも、前記金属球の体積をスルーホールの容積の７０％以上としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプリント基板の製造方法。
【請求項５】
前記金属球の体積を前記スルーホールの容積の７０〜９５％とし、前記半田の体積を前記スルーホールの容積の５〜３０％としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のプリント基板の製造方法。
【請求項６】
内周面に導電被膜を形成したスルーホールが設けられた基板を用いるプリント基板の製造装置において、
前記基板を水平状態に載置する載置手段と、
少なくとも前記スルーホールの直径よりも大で、かつ金属球の表面に半田を被膜した球状導電体を前記スルーホール上にマウントするマウント手段と、
マウントした前記球状導電体を前記スルーホール内に圧入可能とした圧入手段と、
前記スルーホール内に前記球状導電体が圧入された基板を加熱処理して前記金属球に被膜された半田をリフローする加熱手段と、
を備えることを特徴とするプリント基板の製造装置。
【請求項７】
前記圧入手段は、前記球状導電体を圧入する押圧力を可変としたことを特徴とする請求項６記載のプリント基板の製造装置。
【請求項８】
内周面に導電被膜を形成したスルーホールを備え、少なくとも前記スルーホールの直径よりも大で、かつ金属球の表面に半田を被膜した球状導電体を前記スルーホールに圧入して埋め込み、前記半田を溶融して前記スルーホールを充填したことを特徴とするプリント基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板、同プリント基板の製造方法、及び同製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板への半導体チップの搭載方法として、大きくワイヤボンディング工法とフリップチップ工法とがあり、前記ワイヤボンディング工法は、既に成熟した技術で安価な工法であることから、大半の半導体搭載部品にはこの工法が用いられている。
【０００３】
一方、近年では電子機器の軽薄短小化、高機能化が著しく進み、基板に搭載される電子部品についても多ピン、狭ピッチなど省スペース化が要求されてきた。これに伴い、省スペース、多ピン、高周波に対応でき、かつ高信頼性を確保出来るフリップチップ工法が採用される頻度が高まってきている。
【０００４】
このフリップチップ工法を、より安価で容易な汎用的な工法とするためには、チップ間やチップの層間の接続配線を形成する中継用基板、所謂インターポーザが必要となる。
【０００５】
かかるインターポーザの製造方法として、ビアフィルめっき工法が知られている。なお、ビアとは層間の導通のみを目的としたスルーホールである。
【０００６】
この製法にはデスミア工程、ビアフィルめっき工程、バンプめっき工程があり、かかる工程には高価な設備と高度な制御技術が要求される。
【０００７】
例えば、はんだバンプを用いたフリップチップ工法では、まず基板に炭酸ガスレーザーでビア形成用の穴を形成し、その後にデスミア処理を行う。その時、基板がポリイミド材であると、強アルカリ処理では安定した条件をだすことが非常に困難であった。そして、この場合にはドライ工法のプラズマ処理が必要となり、生産性が非常に悪くなっていた。
【０００８】
また、ビアフィルめっき工程においては、基板の厚さが厚いと孔の深さが大きくなり、めっき時間が長くなるため、生産性が悪くなるだけでなく、めっき厚のばらつきも大きくなってしまう。
【０００９】
さらに、バンプめっき工程においてバンプの形状あるいは高さを均一にするには、めっき液濃度の管理、電流値の管理などを精密制御する必要があり、歩留まりを高く維持することが非常に困難であった。
【００１０】
しかも、ビアフィルめっき工法によるインターポーザの製造方法においては、特に基板の層間接続部の処理が難しく、この層間接続部を空洞にしてしまうと空気が膨張して破裂するおそれがあり、信頼性を著しく落とすおそれがあった。
【００１１】
そこで、層間接続部の信頼性に優れたビアホールを有するプリント基板の製造方法として、少なくとも１つのビアホールが形成された絶縁層と、前記ビアホール内に挿入され少なくとも前記絶縁層の厚み以上の大きさを有する導電体と、前記絶縁層の上下両面に形成された電極層とを有し、前記ビアホールの上下開口部において、前記導電体と前記電極層とが金属拡散接合されているプリント基板が提案された（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開２００１−０７７４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載されたプリント基板は、基板の表裏面に配線層が形成されたものであり、これを製造するためには、その製造工程の中で球状導電体をビアホール中に配置し、前記導電体を上下両面に金属箔を配置するとともに加熱しながらプレスして導電体と金属箔とを金属拡散接合し、その後金属箔をパターンニングして電極層を形成しなければならず、きわめて煩雑な製造方法となっている。また、この基板は、あくまでも層間の導通用に用いられるだけで、汎用性に乏しいものであった。
【００１３】
これでは、より安価で、かつ汎用的なインターポーザという市場からの要求に応えることができなかった。
【００１４】
また、上記の製造方法では、ビアホールの上下開口面が金属箔で塞がれているために、ビアホール中に空気が残存するおそれがあり、基板実装後には前記残存空気が周囲の雰囲気によって膨張、収縮し、基板そのものに悪影響を及ぼすおそれがあった。
【００１５】
本発明は、上記課題を解決することができ、安価で汎用性に優れたプリント基板、同プリント基板の製造方法、及び製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、請求項１記載の本発明では、内周面に導電被膜を形成したスルーホールが設けられた基板を用いるプリント基板の製造方法において、少なくとも前記スルーホールの直径よりも大で、かつ金属球の表面に半田を被膜した球状導電体を前記スルーホールに圧入し、次いで前記半田を溶融して前記スルーホールを充填することとした。
【００１７】
請求項２記載の本発明では、請求項１記載のプリント基板の製造方法において、前記スルーホールの直径は、前記基板の厚みの０．５倍以上、かつ４倍以下としたことを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の本発明では、請求項１又は２に記載のプリント基板の製造方法において、前記球状導電体の直径を、前記スルーホールの直径以上、かつ前記スルーホールの直径の１．２倍以下としたことを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の本発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプリント基板の製造方法において、前記金属球の体積と半田の体積との和が前記スルーホールの容積と略等しく、しかも、前記金属球の体積をスルーホールの容積の７０％以上としたことを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の本発明では、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプリント基板の製造方法において、前記金属球の体積を前記スルーホールの容積の７０〜９５％とし、前記半田の体積を前記スルーホールの容積の５〜３０％としたことを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載の本発明では、内周面に導電被膜を形成したスルーホールが設けられた基板を用いるプリント基板の製造装置において、前記基板を水平状態に載置する載置手段と、少なくとも前記スルーホールの直径よりも大で、かつ金属球の表面に半田を被膜した球状導電体を前記スルーホール上にマウントするマウント手段と、マウントした前記球状導電体を前記スルーホール内に圧入可能とした圧入手段と、前記スルーホール内に前記球状導電体が圧入された基板を加熱処理して前記金属球に被膜された半田をリフローする加熱手段と、を備えることとした。
【００２２】
請求項７記載の本発明では、請求項６記載のプリント基板の製造装置において、前記圧入手段は、前記球状導電体を圧入する押圧力を可変としたことを特徴とする。
【００２３】
請求項８記載の本発明では、内周面に導電被膜を形成したスルーホールを備え、少なくとも前記スルーホールの直径よりも大で、かつ金属球の表面に半田を被膜した球状導電体を前記スルーホールに圧入して埋め込み、前記半田を溶融して前記スルーホールを充填したプリント基板とした。
【発明の効果】
【００２４】
（１）請求項１記載の本発明によれば、内周面に導電被膜を形成したスルーホールが設けられた基板を用いるプリント基板の製造方法において、少なくとも前記スルーホールの直径よりも大で、かつ金属球の表面に半田を被膜した球状導電体を前記スルーホールに圧入し、次いで前記半田を溶融して前記スルーホールを充填したために、通常の工程によって基板の表面側と裏面側とを導通させたスルーホールが形成された基板を用意し、その後の簡単な工程でスルーホール内を導電性を有する金属球及び半田で埋め込むことができ、層間接続部の処理を容易かつ確実に行うことができる。また、製造工程そのものがシンプルであり、製造時間も大きく短縮することができる。したがって、汎用性に優るプリント用基板を安価にて提供することが可能となる。
【００２５】
（２）請求項２記載の本発明によれば、前記スルーホールの直径は、前記基板の厚みの０．５倍以上、かつ４倍以下としたために、上記（１）の効果に加え、球状導電体が基板の厚みに対して大きくなりすぎることがなく、スルーホールを充填した後に基板の平滑性が失われるおそれも防止できる。また、前記範囲内で、例えば前記スルーホールの直径を基板の厚みよりも大きくした場合は、少なくとも前記球状導電体の直径が基板の厚みよりも大きくなるので、球状導電体を押圧してスルーホール内に圧入した場合にスルーホールの大部分を球状導電体によって埋め込むことができ、層間接続部の処理をより確実に行うことが可能となる。
【００２６】
（３）請求項３記載の本発明によれば、前記球状導電体の直径を、前記スルーホールの直径以上、かつ前記スルーホールの直径の１．２倍以下としたために、球状導電体がスルーホールに対して大きすぎて圧入できなかったりすることがなく、球状導電体のスルーホールへの圧入を確実に行うことが可能となって、上記（１）や（２）の効果をより高めることができる。
【００２７】
（４）請求項４記載の本発明によれば、前記金属球の体積と半田の体積との和が前記スルーホールの容積と略等しく、しかも、前記金属球の体積をスルーホールの容積の７０％以上としたことにより、スルーホールを確実に導電体によって埋め込むことが可能となって、上記（１）〜（３）の効果をより高めることができる。
【００２８】
（５）請求項５記載の本発明によれば、前記金属球の体積を前記スルーホールの容積の７０〜９５％とし、前記半田の体積を前記スルーホールの容積の５〜３０％としたことにより、導電体で埋め込まれたスルーホールの上下部分を略平坦化することが可能となって、上記（１）や〜（４）の効果をより高めることができる。
【００２９】
（６）請求項６記載の本発明によれば、内周面に導電被膜を形成したスルーホールが設けられた基板を用いるプリント基板の製造装置において、前記基板を水平状態に載置する載置手段と、少なくとも前記スルーホールの直径よりも大で、かつ金属球の表面に半田を被膜した球状導電体を前記スルーホール上にマウントするマウント手段と、マウントした前記球状導電体を前記スルーホール内に圧入可能とした圧入手段と、前記スルーホール内に前記球状導電体が圧入された基板を加熱処理して前記金属球に被膜された半田をリフローする加熱手段と、を備えることとしたために、特別に高価な設備などが不要で、一般的な半導体プロセスに用いる汎用設備を利用でき、しかもドライプロセスなので、製造装置をコンパクトな構成とすることができる。そして、かかる製造装置を用いて、層間接続部に空洞が形成されることのない高品質で、かつ汎用性に優る実装用基板を簡単に製造できるようになり、そのような優れた実装用基板を安価にて提供することが可能となる。
【００３０】
（７）請求項７記載の本発明によれば、前記圧入手段は、前記球状導電体を圧入する押圧力を可変としたことにより、例えば、押圧力を弱めて球状導電体の一部のみスルーホールに埋め込めば、スルーホール外に突出した部分をバンプとするプリント基板を簡単に製造することが可能となる。
【００３１】
（８）請求項８記載の本発明によれば、内周面に導電被膜を形成したスルーホールを備え、少なくとも前記スルーホールの直径よりも大で、かつ金属球の表面に半田を被膜した球状導電体を前記スルーホールに圧入して埋め込み、前記半田を溶融して前記スルーホールを充填したために、層間接続部に空洞が形成されることもなく、しかも、層間接続部は半田主体ではなく金属球が主体となっているので半田クラックなどが大きく減少し、接続信頼性の高い高品質のものとなりなおかつ汎用性にも優るものとなすことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明は、内周面に導電被膜を形成したスルーホールが設けられた基板を用いるプリント基板の製造方法において、少なくとも前記スルーホールの直径よりも大で、かつ金属球の表面に半田を被膜した球状導電体を前記スルーホールに圧入し、次いで前記半田を溶融して前記スルーホールを充填したものである。
【００３３】
かかる製造方法により、内周面に導電被膜を形成したスルーホールを備え、少なくとも前記スルーホールの直径よりも大で、かつ金属球の表面に半田を被膜した球状導電体を前記スルーホールに圧入して埋め込み、前記半田を溶融して前記スルーホールを充填したプリント基板を製造でき、スルーホールにおける層間接続部に空洞が生じることがないので、空気が残存するおそれがない。また、層間接続部は半田主体ではなく金属球が主体となっているので半田クラックなどが大きく減少するので、接続信頼性の高い高品質で、なおかつインポーザや実装基板などに用いることのできる汎用性に優るプリント基板を安価に提供することが可能となる。
【００３４】
また、上記製造方法によれば、製造工程そのものがシンプルであり、リードタイムなどを短縮し、製造にかかる時間も大きく短縮することができるので、コスト低減に大きく寄与することができる。
【００３５】
ここで、半田を溶融してスルーホールを充填するというのは、少なくとも当該スルーホール中に埋設された状態となっている金属球とスルーホールとの間隙を溶融した半田で埋め込むことができればよい。より好ましくはスルーホール全体を前記金属球と半田とで埋め込むようにする。なお、金属球としては銅球を好適に用いることができる。
【００３６】
本実施形態に係るプリント基板の製造方法について、さらに説明を加えると、前記スルーホールの直径は、前記基板の厚みの０．５倍以上、かつ４倍以下とすることが好ましいが、より好ましくは上限を基板の厚みの１．５倍以下とする。
【００３７】
すなわち、スルーホールが極端に細長いトンネル状のものや、極端に広くて浅いものとならないようにして、球状導電体が基板の厚みに対して適当な大きさとすることにより、スルーホールを充填した後に、充填不足、あるいは充填過剰となって基板の平滑性が失われるおそれを防止できるからである。なお、かかる範囲内であって、前記スルーホールの直径を、前記基板の厚みよりも大きくすれば、前述したように、球状導電体を少なくともスルーホールの直径よりも大きくしているので、球状導電体の直径は基板の厚みよりも必ず大きくなり、換言すれば、球状導電体の直径はスルーホールの高さよりも大きくなる。したがって、球状導電体を押圧してスルーホール内に圧入した場合にスルーホールの大部分を球状導電体によって埋め込むことができ、スルーホール全体を球状導電体の金属球及び半田によって充填することが可能となる。特に、スルーホールと金属球との間隙を前記半田によって充填することが可能となるので、スルーホールの層間接続部における空隙充填処理が確実に行え、空洞が生じることを防止できる。
【００３８】
また、前記球状導電体の直径は、前記スルーホールの直径以上、かつ前記スルーホールの直径の１．２倍以下とすることがより好ましい。
【００３９】
かかる寸法に規制すれば、球状導電体がスルーホールに対して大きすぎて圧入できなかったりすることがなく、球状導電体のスルーホールへの圧入を確実に行うことが可能となって、なおかつスルーホールの層間接続部における空隙充填処理が容易となる。
【００４０】
また、スルーホールの容積と球状導電体の体積との関係から見ると、前記金属球の体積と半田の体積との和が前記スルーホールの容積と略等しく、しかも、前記金属球の体積をスルーホールの容積の７０％以上とすることができる。
【００４１】
かかる関係を維持した中で製造すれば、スルーホールを確実に導電体によって埋め込むことが可能となって、上記してきた効果をより高めることができる。
【００４２】
また、より好ましくは、前記金属球の体積を前記スルーホールの容積の７０〜９５％とし、前記半田の体積を前記スルーホールの容積の５〜３０％とするとよい。
【００４３】
金属球の体積が７０％より小さいと、スルーホールを充填する半田量を増やさなければならず、半田量が増加すると、溶融時にスルーホールから溢れ出るおそれがあり好ましくない。一方、金属球の体積が９５％より大きいと、半田量が少なくなりすぎて、スルーホールと金属球との間隙を確実に埋め込むことが難しくなるとともに、金属球が大きすぎてスルーホールへの圧入が困難になるおそれがある。よって、金属球の体積を上記範囲内とすることにより、スルーホールを充填する金属球と半田との体積が適切となって、スルーホールの上下部分において、半田が溢れて凸状に盛り上がってしまったり、逆に半田が不足して凹状に凹んでしまったりすることがなく、スルーホールの上下端面が略平坦化された高品質のプリント基板となすことができる。
【００４４】
上記製造法に用いる製造装置としては、内周面に導電被膜を形成したスルーホールが設けられた基板を用いるプリント基板の製造装置において、前記基板を水平状態に載置する載置手段と、少なくとも前記スルーホールの直径よりも大で、かつ金属球の表面に半田を被膜した球状導電体を前記スルーホール上にマウントするマウント手段と、マウントした前記球状導電体を前記スルーホール内に圧入可能とした圧入手段と、前記スルーホール内に前記球状導電体が圧入された基板を加熱処理して前記金属球に被膜された半田をリフローする加熱手段とを備える構成とすることができる。
【００４５】
かかる製造装置であれば、上述してきた安価で汎用性に優れた良質のプリント基板を容易に製造することが可能となる。
【００４６】
さらに、前記圧入手段は、前記球状導電体を圧入する押圧力を可変とするとよい。
【００４７】
すなわち、球状導電体をスルーホール中に完全に圧入するのではなく、一部のみが圧入されるように、押圧手段の押圧力を弱めることで、スルーホール外に残る突出した部分をバンプとなすことができ、バンプ付きのプリント基板まで同一の製造装置を用いて簡単に製造することが可能となる。
【００４８】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながらより具体的に説明する。
【００４９】
図１は本実施形態に係るプリント基板を示す模式的説明図、図２は本実施形態において用いる球状導電体の説明図、図３は同プリント基板製造装置の模式的説明図、図４は本実施形態に係るプリント基板の製造工程を示す説明図、図５は球状導電体とスルーホールのサイズにおける関係を示す説明図である。
【００５０】
本実施形態に係るプリント基板１はインターポーザとして利用可能であり、図１に示すように、ガラスエポキシ樹脂からなる両面基板１０の所定位置に、複数のスルーホール１１が形成され、各スルーホール１１は、その内周面から前記両面基板１０の表裏面にかけて銅被膜１２を導通被膜として形成しており、プリント基板１の表側面と裏側面とに形成した配線パターン（図示せず）とを、前記スルーホール１１を介して導通させている。
【００５１】
すなわち、厚さ５０μｍのガラスエポキシ樹脂に厚さ１２μｍの銅箔を設けた両面基板１０に、１４５μｍ径で穿孔し、その後、孔内にカーボン処理を行い、次いで孔の内周面全体に電解銅めっき処理（厚さ１０μｍ）を行ってスルーホール１１を形成し、さらに、パターンニング用レジストを塗布して露光、現像、エッチングという周知の工程を経て基板両面に配線パターンを形成している。したがって、本実施形態におけるスルーホール内径は１２５μｍとなっている。なお、図１中、１３はプリント基板１のＤＣＡ（Direct Chip Attach）側面（図１において上面）に形成されたボールバンプ、１４は同バンプ１３を接続するパッドである。
【００５２】
本実施形態におけるプリント基板１の特徴となるのは、少なくとも前記スルーホール１１の直径ｂ（内径：１２５μｍ）よりも大で、かつ金属球である銅球２０の表面に半田２１を被膜した球状導電体２（図２、図５及び図６参照）を前記スルーホール１１に圧入して埋め込み、前記半田２１を溶融させて前記スルーホール１１を充填した構成としたことにある。本実施例では、前記球状導電体２の直径を１３０μｍとしている。
【００５３】
すなわち、前記ＤＣＡ（Direct Chip Attach）側面に対して、ＰＧＡ（Pin Grid Array）側面（図１において下面）は、図２に示す球状導電体２を埋設してスルーホール１１内を充填した構成とし、さらに、半田２１を溶融させることにより、少なくとも前記銅球２０とスルーホール１１との間隙を確実に埋め込み、スルーホール１１の端部開口部に形成される層間接続部１５に空隙などが生じることを確実に防止して、本プリント基板１を良質なインターポーザとして使用可能としている。
【００５４】
ここで、上記プリント基板１を製造するための本実施形態に係るプリント基板製造装置（以下「製造装置３」とする）について説明する。
【００５５】
製造装置３は、図３に示すように、プリント基板１を水平状態に載置する載置手段としてのマウント台３０と、少なくとも前記スルーホール１１の直径よりも大で、かつ金属球２０の表面に半田２１を被膜した球状導電体２を前記スルーホール１１上にマウントするマウント手段としてのボールマウンタ（図示せず）と、マウントした前記球状導電体２を前記スルーホール１１内に圧入可能とした圧入手段としてのプレス装置３１と、前記スルーホール１１内に前記球状導電体２が圧入されたプリント基板１を加熱処理して前記金属球２０に被膜された半田２１をリフローする加熱手段としての加熱炉３２（図４参照）とを備えている。
【００５６】
マウント台３０は、ベース３４上にＳＵＳ製の水平載置板３５を設けてプリント基板１を水平載置可能としている。
【００５７】
図示を省略したボールマウンタは、例えば球状体を吸引可能なノズルを具備し、個別にマウント可能としたものや、多数の球状体を略同時にマウント可能なものであり、周知の半田ボールマウンタと同様な構成のものを用いることができる。
【００５８】
プレス装置３１は、図示するように、ＳＵＳ製の水平押圧板３６を下面に設けたプレス体３７を、連結杆３８を介して上下昇降自在に配設したものであり、所定の荷重で押圧することができる。３９はギヤケース、４０は動力伝達ケース、４１は操作盤である。
【００５９】
加熱炉３２は、半導体プロセスに一般的に用いられるリフロー炉などでよく、前記圧入手段３１とコンベヤ装置などを介して連絡しておくことが好ましい。
【００６０】
上記製造装置３を用いた本実施形態に係るプリント基板１の製造方法について、図４を参照しながら説明する。
【００６１】
先ず、図４（ａ）及び図４（ｂ）のマウント工程に示すように、スルーホール１１が形成されたプリント基板１を用意し、各スルーホール１１の端面開口部に球状導電体２を載置（マウント）する。ここでは、後の圧入工程において用いるプレス装置のマウント台３０を利用して、図示しないマウント手段を用いて前記球状導電体２をマウントするようにしている。
【００６２】
次いで、図４（ｃ）及び図４（ｄ）の圧入工程に示すように、プレス体３７（図３参照）を下降させて所定の荷重（例えば略１Ｋｇの荷重）で球状導電体２を押し付ける。このとき、球状導電体２は、マウント台３０の水平載置盤３５とプレス体３７の水平押圧板３６とによりサンドイッチ状に上下から押圧された状態となり、球状導電体２は変形しながらスルーホール１１内に圧入されて埋め込まれる。
【００６３】
そして、図４（ｅ）のリフロー工程で示すように、加熱炉３２内で２８０℃でリフローして、球状導電体２に皮膜されている半田２１を溶融し、溶融した半田２１によって、銅球２０とスルーホール１１との間隙を埋め、スルーホール１１全体を、銅球２０と半田２１とにより充填することにより、図４（ｆ）に示すような所望する層間接続部１５を有するプリント基板１を得ることができる。図中、３２ａはヒータである。
【００６４】
このようにして得たプリント基板１は、層間接続部１５に空洞が形成されることがなく、しかも、層間接続部は半田主体ではなく金属球が主体となっているので半田クラックなどが大きく減少し、接続信頼性の高い高品質のものとなり、なおかつ汎用性に優るプリント基板となすことができる。
【００６５】
表１に、上述した製造方法で得た本実施形態に係るプリント基板１の信頼性を評価した結果を示す。
【００６６】
評価にあたっては、プリント基板１上のチップ搭載付近に接着剤を塗布し、シリコンチップのＡｕスタッドバンプと接合し、１５０℃でポストキュアを行った。その後、２５０℃に加熱してシリコンチップの半田接合を行った。
【００６７】
次に、アンダーフィルを充填し、１５０℃で加熱キュアを行いパッケージ化した。そして、このパッケージをマザーボードに半田接合し、基本的な信頼性試験を行った。
【００６８】
パッケージ単体についてはＢＧＡランドで導通状態のチェックを行った。
【００６９】
また、マザーボード接合品については検査パッド間の導通抵抗を測定した。
【００７０】
【表１】
2006179519.tif 000003
【００７１】
表１からも分かるように、不良品の発生はゼロであり、信頼性評価は極めて高いものとなっている。
【００７２】
ここで、本実施形態におけるスルーホール１１の大きさと球状導電体２の大きさとから見た両者の適正な関係について説明する。
【００７３】
なお、図５に示すように、ここでは、
ａ：球状導電体２の直径、
ｂ：スルーホール１１の直径（内径）、
ｃ：スルーホール１１の高さ（両面基板１０の厚み＋銅箔）
また、
Ｖ：スルーホール１１の容積
Ｖ１：銅球２０の体積
Ｖ２：半田２１の体積
としている。
【００７４】
上記球状導電体２とスルーホール１１において、以下の関係うちを少なくとも１つを満たすようにしている。
（１）０．５ｃ≦ｂ≦４．０ｃ
（２）ｂ≦ａ≦１．２ｂ
（３）Ｖ≒Ｖ１＋Ｖ２，Ｖ１≧０．７Ｖ
（４）０．７Ｖ＜Ｖ１＜０．９５Ｖ，０．０５Ｖ≦Ｖ２＜０．３Ｖ
例えば、ａ＝８０μｍ，  ｂ＝６８μｍ，  ｃ＝７４μｍ、
あるいは、ａ＝１２０μｍ，ｂ＝１００μｍ，ｃ＝１１５μｍ、
あるいは、ａ＝１３０μｍ，ｂ＝１３０μｍ，ｃ＝１００μｍ、
などとすればよい。なお、ｃ＝７４μｍとした例は、上述してきた実施形態のように、５０μｍ厚みのガラスエポキシ基板の上下両面に１２μｍの銅箔を設けた両面基板１０を用いた場合の一例である。当然ながら、使用する両面基板１０の厚みなどから、適宜ａ，ｂ，ｃは決定することができる。
【００７５】
ところで、上述した製造装置３０のプレス装置３１は、所定の荷重で押圧可能としている。すなわち、前記球状導電体２を圧入する押圧力を可変としている。
【００７６】
そこで、図６（ａ）に示すように、圧入工程において、例えば４００ｇ程度の荷重で球状導電体２を押圧し、この球状導電体２をスルーホール１１中に完全に圧入するのではなく、一部のみが圧入されるようにすれば、スルーホール１１の外部に球状導電体２の一部が突出した状態で残るので、この部分をバンプとなすことができる。
【００７７】
すなわち、かかる状態で、図６（ｂ）に示すように前述したリフロー工程で球状導電体２に皮膜されている半田２１を溶融し、溶融した半田２１によって、銅球２０とスルーホール１１との間隙を埋めることにより、図６（ｃ）に示すように銅球２０とスルーホール１１とが確実に接合され、図７に示すようなバンプ付きのプリント基板１’を得ることができる。
【００７８】
このようにして形成したバンプは、生産性が極めて良好であり、しかも、バンプの高さは銅球２０の径とプレス装置３１による圧入量で決定できるため、バンプ高さの均一化も図ることも容易である。
【００７９】
なお、プリント基板１を加熱炉３２内に通すとき、ここではバンプ側を下向きとしているが、バンプとなる銅球２０はスルーホール１１内に圧入されているので落下するおそれはない。また、バンプ側を上向きとしてもよいが、その場合は、ＤＣＡ（Direct Chip Attach）側面（図１において上面）に形成されたボールバンプ１３（図７）は、予め先にリフローしてランド１４に接合しておくものとする。
【００８０】
このように、本実施形態によれば、バンプ付プリント基板１’までも同一の製造装置３を用いて容易に製造することが可能となる。
【００８１】
以上、実施形態を通して本発明を説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。
【００８２】
例えば、製造装置３の構成は適宜変更してよく、球状導電体２をスルーホール１１中に圧入でき、かつ金属球２０に被膜された半田２１を溶融できるものであればいかなる構成であっても構わない。また、半田２１を溶融させる加熱手段である加熱炉３２や圧入手段であるプレス装置３１、あるいはマウント手段などは、一体構成などである必要はなく、それぞれが別体であって構わない。
【００８３】
また、球状導電体２の銅球２０は、全て銅である必要は無く、例えば合成樹脂製のコアに銅を所定厚みで被膜して形成したものでもよい。
【００８４】
また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】図１は本実施形態に係るプリント基板を示す模式的説明図である。
【図２】本実施形態において用いる球状導電体の説明図である。
【図３】同プリント基板製造装置の模式的説明図である。
【図４】本実施形態に係るプリント基板の製造工程を示す説明図である。
【図５】球状導電体とスルーホールのサイズにおける関係を示す説明図である。
【図６】バンプ付きプリント基板の製造工程の一部を示す説明図である。
【図７】バンプ付きプリント基板を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  プリント基板
２  球状導電体
３  プリント基板製造装置
１０  両面基板
１１  スルーホール
２０  銅球（金属球）
２１  半田
３０  マウント台（載置手段）
３１  プレス装置（圧入手段）
３２  加熱炉（加熱手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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