(57)【要約】      （修正有）【課題】高い歩留まりで下基板に金属ポストを形成するためのプリント配線板の製造方法と金属ポストを搭載するためのマスクを提供する。【解決手段】下基板１０１に金属ポスト７７を形成するためのマスク８０は第１面ＦＦと第２面ＳＳを有すると共に、貫通孔８２を有する。そして、貫通孔８２は第１面ＦＦから第２面ＳＳに向かって曲がっている。これにより金属ポスト７７が貫通孔８２に入りやすくなり、貫通孔８２の側面に沿って、落下することにより、パッド７１０Ｐ上に金属ポスト７７を搭載する歩留りを向上させることができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ポストを搭載するためのパッドを有する回路基板を準備することと、
前記パッドの位置に対応している貫通孔を有するマスクを準備することと、
前記パッドの位置と前記貫通孔の位置が合うように、前記回路基板上に前記マスクを配置することと、
前記貫通孔を介して前記パッド上に前記金属ポストを置くことと、
前記金属ポストを前記パッドに固定することと、を有するプリント配線板の製造方法であって、
前記マスクは第１面と前記第１面と反対側の第２面を有し、前記マスクの前記第２面が前記回路基板と対向し、前記貫通孔は前記第１面に第１開口を有し、前記貫通孔は前記第２面に第２開口を有し、前記第１開口の径は前記第２開口の径より大きい。
【請求項２】
請求項１のプリント配線板の製造方法であって、前記貫通孔の側壁は、前記第１面から前記第２面に向かって曲がっている。
【請求項３】
請求項２のプリント配線板の製造方法であって、前記側壁は前記第２面まで曲がっている。
【請求項４】
請求項２のプリント配線板の製造方法であって、前記側壁は前記第１面から前記第２面に向かって曲がっている曲線と前記第２面から前記第１面に向かっている直線で形成されていて、前記直線は前記第１面に対して垂直である。
【請求項５】
請求項２のプリント配線板の製造方法であって、前記貫通孔の側壁は、凸状に曲がっている。
【請求項６】
請求項２のプリント配線板の製造方法であって、前記貫通孔の側壁は、凹状に曲がっている。
【請求項７】
請求項１のプリント配線板の製造方法であって、前記金属ポストの形状は、円柱である。
【請求項８】
請求項１のプリント配線板の製造方法であって、前記金属ポストを置くことは、さらに前記マスクに振動を与えることを含む。
【請求項９】
請求項１のプリント配線板の製造方法であって、前記固定することは、接合部材で前記金属ポストと前記パッドを接合することを含む。
【請求項１０】
第１面と前記第１面と反対側の第２面を有するマスク用部材と前記マスク用部材を貫通する貫通孔とを有する金属ポストを搭載するためのマスクであって、
前記貫通孔は前記第１面に第１開口を有すると共に前記第２面に第２開口を有し、前記第１開口の径は前記第２開口の径より大きく、前記金属ポストは前記第１面側から前記貫通孔内に入る。
【請求項１１】
請求項１０のマスクであって、前記貫通孔の側壁は、前記第１面から前記第２面に向かって曲がっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ポストを有するプリント配線板の製造方法と金属ポストを搭載するためのマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、図１７から図２２に金属ピンを回路基板上に形成する方法を開示している。特許文献１の図１７によれば、金属プレートと金属プレートに形成されている穴を有する治具が準備される。特許文献１の図１８によれば、金属ピンが治具の穴に形成されている。そして、特許文献１の図１９と図２０によれば、金属ピンを有する治具が回路基板上に積層され、リフロープロセスが行われている。また、特許文献１の図２１と図２２によれば、回路基板から金属プレートが分離されている。その結果、金属ピンが回路基板上に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＵＳ２０１２／００１５４８１Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、治具を用いることで、回路基板上に金属ピンを形成している。特許文献１の図１８によれば、金属ピンは治具に固定されている。従って、特許文献１では、金属ピンの太さと治具の穴の径は略同一と考えられる。そのため、治具の穴に金属ピンを高歩留りで形成することは難しいと推察される。
【０００５】
本発明の目的は、高い信頼性を有するＰＯＰパッケージを提供するための金属ポストを有するプリント配線板の製造方法を提供することである。別の目的は、高歩留りで金属ポストを下基板に形成することである。その他の目的は、高歩留りで金属ポストを下基板に形成するためのマスクを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るプリント配線板の製造方法は、金属ポストを搭載するためのパッドを有する回路基板を準備することと、前記パッドの位置に対応している貫通孔を有するマスクを準備することと、前記パッドの位置と前記貫通孔の位置が合うように、前記回路基板上に前記マスクを配置することと、前記貫通孔を介して前記パッド上に前記金属ポストを置くことと、前記金属ポストを前記パッドに固定することと、を有する。そして、前記マスクは第１面と前記第１面と反対側の第２面を有し、前記マスクの前記第２面が前記回路基板と対向し、前記貫通孔は前記第１面に第１開口を有し、前記貫通孔は前記第２面に第２開口を有し、前記第１開口の径は前記第２開口の径より大きい。
【０００７】
本発明に係る金属ポストを搭載するためのマスクは、第１面と前記第１面と反対側の第２面を有するマスク用部材と前記マスク用部材を貫通する貫通孔とを有する。そして、前記貫通孔は前記第１面に第１開口を有すると共に前記第２面に第２開口を有し、前記第１開口の径は前記第２開口の径より大きく、前記金属ポストは前記第１面側から前記貫通孔内に入る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の断面図。
【図２】第１実施形態のプリント配線板の応用例を示す図。
【図３】第１実施形態のプリント配線板の製造工程図。
【図４】図４（Ａ）は実装面の平面図である。図４（Ｂ）は金属ポストを有する実装面を示す。
【図５】第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図。
【図６】図６（Ａ）は、第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図であり、図６（Ｂ）はマスクの貫通孔の断面図であり、図６（Ｃ）はマスクの貫通孔の平面図である。
【図７】第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図。
【図８】第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図と改変例に係るプリント配線板の製造工程図。
【図９】第１実施形態に係るプリント配線板の応用例の製造工程図。
【図１０】第１例のマスクの製造工程図。
【図１１】図１１（Ａ）はマスクの平面図であり、図１１（Ｂ）はシード層の平面図であり、図１１（Ｃ）はめっきレジストの平面図である。
【図１２】第２例のマスクの製造工程図。
【図１３】第１実施形態の改変例に係るマスクの貫通孔の形状を示す断面図及び平面図。
【図１４】第１実施形態の改変例に係るマスクの貫通孔の形状を示す断面図及び平面図。
【図１５】第１実施形態の第２改変例に係る製造工程図。
【図１６】マスクの貫通孔と鋳型の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
[第１実施形態]
本発明の第１実施形態に係るプリント配線板１０が図１に示され、その応用例が図２に示されている。
プリント配線板１０は、ＩＣチップ等の電子部品９０を実装するためのパッド（第１パッド）７１０Ｉと、上基板１１０を搭載するためのパッド（第２パッド）７１０Ｐを有する。上基板１１０にメモリなどの電子部品９００が実装される。複数のパッド７１０Ｉでパッド群Ｃ４（図４（Ａ）参照）が形成されている。パッド群Ｃ４は、プリント配線板１０の略中央に形成されている。第２パッド７１０Ｐは、パッド群Ｃ４の周りの外周領域Ｐ４（図４（Ａ）参照）に形成されている。第２パッド上に金属ポスト７７が形成されている。金属ポストで上基板と下基板１０１が接続される。下基板１０１は図３に示される。図１に示されているように、金属ポスト７７は下面ＢＦと下面と反対側の上面ＵＦを有する。金属ポストの下面はプリント配線板と対向している。
【００１０】
図１に示されるように金属ポストの長さｈ１は、金属ポスト７７の上面ＵＦから下面ＢＦまでの距離である。金属ポスト７７の形状として、円柱が好ましい。図１に示されている金属ポストの形状は直円柱である。金属ポスト７７は、下基板１０１と上基板１１０を電気的に接続する。
【００１１】
図４（Ａ）は実装面を示している。図４（Ａ）では、上側のソルダーレジスト層７０Ｆとソルダーレジスト層７０Ｆの開口から露出している第１パッド７１０Ｉと第２パッド７１０Ｐが示されている。隣接する第２パッド間のピッチｐ１は０．３ｍｍ以下である。隣接するパッドの重心間の距離がピッチである。もしくは、隣接するパッドの中心間の距離がピッチである。
【００１２】
ピッチｐ１が０．３ｍｍ以下でも、金属ポスト７７により、第１実施形態の下基板１０１と上基板１１０との間の距離が確保される。また、隣接するパッド間で絶縁が確保される。
【００１３】
第１実施形態のプリント配線板や下基板や上基板は、コア基板を有するプリント配線板であってもコアレス基板であっても良い。コア基板を有するプリント配線板やその製造方法は、例えば、ＪＰ２００７２２７５１２Ａに示されている。コアレス基板やその製造方法は、例えば、ＪＰ２００５２３６２４４Ａに示されている。コアレス基板は、交互に積層されている層間樹脂絶縁層と導体層を有し、全ての層間樹脂絶縁層の厚みが例えば６０μｍ以下である。
【００１４】
図１に示されるように、第１実施形態のプリント配線板１０は、コア基板３０を有する。コア基板３０は第１面Ｆとその第１面と反対側の第２面Ｓとを有する絶縁基板２０ｚと絶縁基板の第１面Ｆ上に形成されている第１導体層３４Ｆと絶縁基板の第２面上に形成されている第２導体層３４Ｓを有する。コア基板はさらに、絶縁基板２０ｚに形成されているスルーホール導体用の貫通孔２８をめっき膜で充填しているスルーホール導体３６を有する。スルーホール導体３６は、第１導体層３４Ｆと第２導体層３４Ｓを接続している。コア基板の第１面と絶縁基板の第１面は同じ面であり、コア基板の第２面と絶縁基板の第２面は同じ面である。
【００１５】
コア基板３０の第１面Ｆ上に層間樹脂絶縁層（最上の層間樹脂絶縁層）５０Ｆが形成されている。層間樹脂絶縁層５０Ｆ上に導体層（最上の導体層）５８Ｆが形成されている。導体層５８Ｆと第１導体層３４Ｆやスルーホール導体は、層間樹脂絶縁層５０Ｆを貫通するビア導体（最上のビア導体）６０Ｆで接続されている。層間樹脂絶縁層５０Ｆと導体層５８Ｆとビア導体６０Ｆで上側のビルドアップ層５５Ｆが形成されている。第１実施形態では、上側のビルドアップ層は１層である。最上の導体層はパッド７１０Ｉ、７１０Ｐを有している。パッド７１０Ｉ、７１０Ｐは、最上の導体層に含まれる導体回路の上面や最上のビア導体の上面である。
【００１６】
コア基板３０の第２面Ｓに層間樹脂絶縁層（最下の層間樹脂絶縁層）５０Ｓが形成されている。層間樹脂絶縁層５０Ｓ上に導体層（最下の導体層）５８Ｓが形成されている。導体層５８Ｓと第２導体層３４Ｓやスルーホール導体は、層間樹脂絶縁層５０Ｓを貫通するビア導体（最下のビア導体）６０Ｓで接続されている。層間樹脂絶縁層５０Ｓと導体層５８Ｓとビア導体６０Ｓで下側のビルドアップ層５５Ｓが形成されている。第１実施形態では、下側のビルドアップ層は１層である。最下の導体層はマザーボードと接続するためのＢＧＡパッド７１ＳＰを有している。パッド７１ＳＰは、最下の導体層に含まれる導体回路の上面や最下のビア導体の上面である。
【００１７】
上側のビルドアップ層上に上側のソルダーレジスト層７０Ｆが形成され、下側のビルドアップ層上に下側のソルダーレジスト層７０Ｓが形成されている。ソルダーレジスト層７０Ｆは、第１パッド７１０Ｉを露出するための開口（第１開口）７１Ｉと、第２パッド７１０Ｐを露出するための開口（第２開口）７１Ｐを有する。ソルダーレジスト層７０Ｓは、ＢＧＡパッド７１ＳＰを露出する開口７１Ｓを有する。第１パッド７１０ＩやＢＧＡパッド７１ＳＰ上に保護膜７２が形成される。第２パッド７１０Ｐ上に保護膜７２が形成されても良い。保護膜は、Ｎｉ／ＡｕやＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｄ／Ａｕ、ＯＳＰである。Ｐｄ／Ａｕが落下衝撃に強い。
第１パッド７１０ＩやＢＧＡパッド７１ＳＰ上に電子部品やマザーボードと接続するための半田バンプやＳｎ膜などの接続部材７６Ｆ、７６Ｓが形成される。
接続部材７６Ｆ、７６Ｓは保護膜７２上に形成される。接続部材はパッド上に直接形成されても良い。保護膜がＯＳＰの場合、ＯＳＰ除去後、接続部材はパッド上に直接形成される。接続部材は無くてもよい。
【００１８】
図３は、第１実施形態の下基板１０１の断面図である。図４（Ａ）は、第１実施形態の下基板の実装面を示す。図４（Ａ）のＸ１−Ｘ１間の下基板１０１の断面が図３に示される。パッド７１０Ｐ上に金属ポスト７７が形成される。図４（Ｂ）に金属ポスト７７の上面ＵＦとソルダーレジスト層７０Ｆの上面と、ソルダーレジスト層の開口及び金属ポストから露出するパッド７１０Ｉ、７１０Ｐが示される。図４（Ｂ）のＸ２−Ｘ２間のプリント配線板１０の断面が図１に示される。
【００１９】
第２パッド７１０Ｐの径ｄ２は５５μｍ〜２１０μｍである。パッドの径はソルダーレジスト層から露出している部分の導体（導体回路やビア導体）の径である。金属ポスト７７の径ｄ１は、径ｄ２より小さい。金属ポストの径ｄ１とパッドの径ｄ２の比（ｄ１／ｄ２）は、０．５から０．９であることが好ましい。パッド間のピッチを小さくすることができる。ピッチｐ１が０．３ｍｍ以下でも、下基板１０１と上基板との間の接続信頼性が高い。また、金属ポスト間の絶縁信頼性が高い。ピッチｐ１は、１００μｍ〜３００μｍである。ピッチｐ１が１００μｍより小さいと、金属ポスト間の絶縁信頼性が低下しやすい。また、金属ポストが細くなるので、上基板と下基板間の接続信頼性が低下する。ピッチｐ１が３００μｍを越えると、プリント配線板１０のサイズが大きくなる。そのため、金属ポストに働く応力が大きくなるので、上基板と下基板間の接続信頼性が低下する。
【００２０】
ピッチｐ１が０．３ｍｍ以下の場合、金属ポスト７７の高さｈ１は５０μｍ〜１５０μｍである。金属ポストの高さ（長さ）ｈ１は上面ＵＦから下面ＢＦまでの距離である。接合部材１６の厚みｃ１は、１５μｍ〜３０μｍである。金属ポスト７７の上面からパッドの上面までの高さ（金属ポストの高さ＋接合部材の厚み）Ｈは、６５μｍ〜１８０μｍである。
【００２１】
金属ポストのアスペクト比（高さｈ１／径ｄ１）は１より大きいことが好ましい。金属ポストで上基板と下基板間の応力が緩和される。接続信頼性が高くなる。アスペクト比（ｈ１／ｄ１）は、１．５〜３であることが好ましい。上基板と下基板間の応力が緩和される。また、金属ポストが疲労で劣化しない。上基板と下基板間の接続信頼性が高くなる。
【００２２】
第２パッド７１０Ｐ上に保護膜７２を形成することができる。第２パッド上に保護膜が形成されると、接合部材１６は保護膜上に形成される。接合部材を第２パッド上に直接形成することができる。保護膜７２の例として、Ｎｉ／ＡｕやＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｓｎ、ＯＳＰなどが挙げられる。保護膜７２がＯＳＰの場合、ＯＳＰが除去され、第２パッド上に保護膜を介することなく接合部材１６が形成される。
【００２３】
金属ポストは所定の径を有する金属線を所定長さで切断することで製造される。その他、金属ポストは金属箔を打ち抜くことで製造される。金属箔の厚みや金型を選定することで、所望の金属ポストが製造される。例えば、パッド上に接合部材が形成され、その接合部材上に金属ポストがマウンターで搭載される。そして、リフローで金属ポストがパッドに接合部材で固定される。金属ポストの表面にめっきやスパッタなどで半田やＳｎなどの低融点金属から成る金属膜が形成されてもよい。金属ポストの表面に金や錫などの保護膜が形成されても良い。低融点金属から成る金属膜は保護膜を介して金属ポスト上に形成されてもよい。低融点金属から成る金属膜で金属ポストが覆われると、金属ポスト上に形成されている低融点金属から成る金属膜で応力が緩和される。金属ポストの信頼性が向上する。金属ポストの表面は金属ポストの上面と下面と側面を含む。金属ポストの下面だけに低融点金属から成る金属膜や保護膜が形成されても良い。例えば、金属ポストがめっきレジストなどの樹脂に埋められ、金属ポストの下面が研磨などで露出される。そして、金属ポストの下面に低融点金属から成る金属膜や保護膜が形成される。このように、接合部材付金属ポストが形成される。接合部材付金属ポストが用いられる場合、リフローや超音波でパッド７１０Ｐに直接接合部材付金属ポストが接合されても良い。あるいは、パッド上に形成されている半田やＳｎなどの接合部材を介して接合部材付金属ポストがリフローや超音波でパッドに接合されても良い。
【００２４】
金属ポストはプリント配線板と別に製造される。
金属線や金属箔は銅や銅合金で形成されていることが好ましい。金属ポストは銅や銅合金で形成されていることが好ましい。接合部材として、Ｓｎ／Ａｇ半田やＳｎ／Ａｇ／Ｃｕ半田が好ましい。
【００２５】
第１実施形態のプリント配線板は、パッド７１０Ｐ上に下基板と別に製造されている金属ポスト７７を有する。金属ポストは接合部材１６でパッド７１０Ｐに接合されている。
第１実施形態では、金属ポストが下基板１０と別に作られる。例えば、金属ポストは金属箔や金属線から形成される。そのため、第１実施形態の金属ポストの太さや長さのバラツキは小さい。従って、金属ポストを介して下基板に上基板を搭載する歩留りが高い。実装しやすいプリント配線板１０を提供することができる。金属ポストの太さや長さのバラツキが大きいと、特定の金属ポストに応力が集中しやすいので、接続信頼性が低い。しかしながら、第１実施形態では、金属ポストの太さや長さのバラツキが小さいので、上基板と下基板との間の接続信頼性が高い。
【００２６】
プリント配線板と別に形成される金属ポストの径ｄ１はパッドの径ｄ２より小さい。そのため、ピッチｐ１が小さくなっても、隣接する金属ポスト間のスペースの距離を大きくすることができる。第１実施形態では、ピッチｐ１を小さくすることができる。隣接する金属ポスト間のスペースの距離が大きいので、ピッチｐ１が０．３ｍｍ以下でも、金属ポスト間の絶縁信頼性が高い。ピッチｐ１が０．２５ｍｍ以下になると、金属ポストが細くなる。接続信頼性を高くするため、金属ポストのアスペクト比（ｈ１／ｄ１）は１．５以上であることが好ましい。パッド７１０Ｐの数が多くなると、プリント配線板のサイズが大きくなる。しかしながら、金属ポストのアスペクト比（ｈ１／ｄ１）が２以上であると、上基板の物性と下基板の物性の違いに起因する応力が金属ポストで緩和される。ｈ１／ｄ１が３．５を越えると金属ポストがヒートサイクルで劣化する。物性の例は熱膨張係数やヤング率である。
【００２７】
図２に示されるように、下基板と上基板は、高い剛性を有する金属ポスト７７と金属ポスト７７を挟む接合部材１６、１１２で接続される。接合部材は半田が好ましい。接合部材の剛性は金属ポストの剛性より低い。上基板と下基板間の熱応力が接合部材で緩和される。金属ポストで上基板と下基板を有する電子機器の強度が保たれる。
第１実施形態では、金属ポストが金属箔や金属線から形成される。そして、リフローや超音波などで金属ポストがパッド上に搭載される。従って、製造方法が簡略化される。
【００２８】
以下にプリント配線板へ金属ポスト７７を接合する方法が示される。
図３に示される下基板１０１が準備される。図３に示されている下基板はパッド７１０Ｐを有し、そのパッド７１０Ｐに金属ポストが搭載される。図３に示されている下基板は、例えば、特開２０１２−０６９９２６号公報に示される方法で製造される。下基板のソルダーレジスト層７０Ｆの開口７１Ｉ、７１Ｐにより露出されるパッド７１０Ｉ、７１０ＰにＯＳＰ（Organic Solderability Preservative）膜７２が形成されている。ここで、ＯＳＰ膜の代わりに、パッド上にニッケル−金膜、ニッケル−パラジウム−金膜などの保護膜が形成されてもよい。
【００２９】
０．１ｍｍΦの銅線を切断することで金属ポスト７７が形成される（図６（Ｂ）参照）。金属ポスト７７の径ｄ１は０．１ｍｍΦで、長さｈ１は０．１２ｍｍである。図３に示される下基板１０１の第１パッド７１０Ｉに第１半田７６Ｆが形成され、第２パッド７１０Ｐに第２半田１６が形成される（図５）。第２半田１６の融点は第１半田７６Ｆの融点より高い。第１半田と第２半田の融点の差は約２０から約４０度である。ＢＧＡパッド７１ＳＰに第３半田７６Ｓが形成されている。第３半田の融点は、第１半田の融点より低い。第１半田７６Ｆの融点と第３半田の融点の差は２０度〜４０度である。第３半田は無くても良い。
【００３０】
貫通孔８２を有するマスク８０が準備される（図５）。マスク８０の平面図が図１１（Ａ）に示され、図１１（Ａ）のＸ３−Ｘ３間のマスクの断面が図５に示される。マスク８０は図５や図１１（Ａ）に示されるように、第１面ＦＦと第１面と反対側の第２面ＳＳを有する。図５に示されるように、マスクの第２面が下基板と対向している。
【００３１】
マスク８０は、第２パッド７１０Ｐに金属ポストを搭載するための開口（貫通孔）８２を有する。下基板１０１の第２パッド７１０Ｐの位置と貫通孔８２の位置が合うように、マスク８０の貫通孔８２は、マスク用部材８００に形成されている。マスクの第１例を図６（Ｂ）に示す。図６（Ｂ）は、貫通孔８２の断面の拡大図を示している。貫通孔の径が第１面から第２面に向かって小さくなっている。図６（Ｂ）に示されるように、貫通孔８２の側壁Ｌ１は第１面から第２面に向かって曲がっている。
図６（Ｃ）は、第１面ＦＦからマスク８０を観察することで得られる平面図である。貫通孔８２はマスクの第１面に第１開口８２Ｕを有し、マスクの第２面に第２開口８２Ｂを有する。第１開口８２Ｕの径ｂ３は、第２開口の径ｂ２より大きい。
【００３２】
図６（Ｂ）は、第１開口８２Ｕの重心を通り第１面ＦＦに垂直な平面でマスク８２を切断することで得られる図である。
図６（Ｂ）では、マスクの貫通孔８２の側壁Ｌ１は湾曲していて、湾曲は第１面から第２面に至っている。図６（Ｂ）で、第１開口の外周と第２開口の外周を結ぶ線は線Ｌ２と称される。図６（Ｂ）では、貫通孔８２の側壁Ｌ１は線Ｌ２から突出している。このような側壁は凸状に曲がっている。図６（Ｂ）に示されている側壁で形成される側面は外側に湾曲している。第１例のマスクの貫通孔８２の側面は外側に湾曲している。
【００３３】
図１４（Ａ）にマスクの第２例の断面図を示す。図１４（Ａ）は貫通孔８２を拡大して示している。マスクの切断方法は第１例と同様である。第２例のマスクの貫通孔８２の側面は、第１面ＦＦから第２面ＳＳに向かって曲がっている。但し、図１４（Ａ）に示されるように、第２例では、マスクの貫通孔の側面は第１面と第２面の間の途中まで曲がっている。貫通孔８２の側面は所定位置ＦＳまで凸状に曲がっている。所定位置から第２面まで、貫通孔８２の側面はストレートである。第２例のマスクの貫通孔の側面は第１面ＦＦから所定位置（途中位置）ＦＳまで外側に湾曲している。そして、所定位置ＦＳから第２面ＳＳまで、第２例のマスクの貫通孔の側面はストレートである。所定位置から第２面に至る側壁は第１面に対して垂直である。第２例のマスクの側壁は曲線と直線で形成されている。所定位置ＦＳから第１面ＦＦまでの距離と所定位置ＦＳから第２ＳＳまでの距離は略等しいことが好ましい。第２例の貫通孔の側壁は凸状の曲線と垂線で形成されている。垂線は第１面ＦＦに垂直である。
【００３４】
図１３（Ｂ）にマスクの第３例の断面図を示す。図１３（Ｂ）は貫通孔８２を拡大して示している。マスクの切断方法は第１例と同様である。第３例では、マスクの貫通孔８２の側壁は凹状に曲がっていて、貫通孔８２の側壁は第１面ＦＦから第２面ＳＳまで曲がっている。第３例では、マスクの貫通孔８２の側面は凹状に湾曲している。
【００３５】
図１４（Ｂ）にマスクの第４例の断面図を示す。図１４（Ｂ）は貫通孔８２を拡大して示している。マスクの切断方法は第１例と同様である。第４例のマスクの貫通孔８２の側面は、第１面ＦＦから第２面ＳＳに向かって曲がっている。但し、図１４（Ｂ）に示されるように、第４例では、マスクの貫通孔の側面は第１と第２面の間の途中まで曲がっている。貫通孔８２の側面は所定位置ＦＳまで凹状に曲がっている。所定位置から第２面まで、貫通孔８２の側面はストレートである。第４例のマスクの貫通孔の側面は第１面ＦＦから所定位置（途中位置）ＦＳまで内側に湾曲している。そして、所定位置ＦＳから第２面ＳＳまで、第４例のマスクの貫通孔の側面はストレートである。ストレートな側壁は第１面に対し垂直である。第４例の貫通孔の側壁は凹状の曲線と垂線で形成されている。所定位置ＦＳから第１面ＦＦまでの距離と所定位置ＦＳから第２ＳＳまでの距離は略等しいことが好ましい。
【００３６】
図１４（Ｃ）にマスクの第５例の断面図を示す。図１４（Ｃ）は貫通孔８２を拡大して示している。マスクの切断方法は第１例と同様である。第５例では、貫通孔８２が円錐８２Ｘと円柱８２Ｙで形成されている。円錐８２Ｘは直円錐であることが好ましい。円錐８２Ｘの底面はマスクの第１面ＦＦに形成されている。円柱８２Ｙの底面はマスクの第２面ＳＳに形成されている。円柱８２Ｘの底面の半径８２Ｘｒは円柱８２Ｙの底面の半径８２Ｙｒより大きい。円錐８２Ｘの底面の中心を通り円錐８２Ｘの底面に垂直な直線は円錐の垂線８２ＸＬである。円柱８２Ｙの底面の中心を通り円錐８２Ｙの底面に垂直な直線は円柱の垂線８２ＹＬである。垂線８２ＸＬと垂線８２ＹＬは一致することが好ましい。但し、垂線８２ＸＬと垂線８２ＹＬは一致しなくても良い。両者が一致しない場合、垂線８２ＸＬと垂線８２ＹＬ間の距離は、円錐８２Ｘの底面の直径の１０％以下である。さらに、距離は、１０μｍ以下であることが好ましい。
第５例のマスクは円錐８２Ｘと第１面ＦＦの交点ＣＭにＲ面を有することが好ましい。
第５例のマスクは円錐８２Ｘと円柱８２Ｙの交点ＦＭにＲ面を有することが好ましい。
図１４（Ｃ）に示されているように、交点ＦＭに形成されているＲ面は凸状に曲がっていることが好ましい。
各マスクの例で、貫通孔８２の側面と第１面ＦＦとの交点（コーナー部）ＣＭが面取りされていることが好ましい。そのため、マスクの第１面ＦＦ上に置かれている金属ポストが貫通孔８２内に入りやすい。貫通孔８２の側面と第１面ＦＦとのコーナー部は凸状に曲がっていることが好ましい。
【００３７】
貫通孔８２の側壁が曲がっている。そのため、貫通孔内に金属ポストが入ると、金属ポストは貫通孔８２の側面に沿って、下に落下する。パッド上に金属ポストを搭載する歩留りが向上する。
第１例や第２例では、側壁の勾配は第１面から第２面に向かって大きくなっている。貫通孔８２の側面が凸状の曲面であると、マスクの第１面から第２面に向かって、落下速度が速くなる。従って、貫通孔８２の側壁の形状で歩留りが比較されると、凸状の側壁を有するマスクを用いて金属ポストを搭載することは有利である。
【００３８】
貫通孔８２の側壁の形状が所定位置からストレートであると、金属ポストの落下速度がさらに速くなるので、金属ポストの搭載歩留りが高くなる。また、貫通孔８２の側面の形状が所定位置から円柱であるので、金属ポストがパッド上に真っ直ぐ立つ。
実施形態のマスクを用いることで、高い信頼性を有するＰＯＰパッケージを提供するための金属ポストを有するプリント配線板を製造することできる。
【００３９】
第１開口８２Ｕの径ｂ３と第２開口８２Ｂの径ｂ２との差は、マスクの厚みａ１と略等しい。この例では、マスクの厚みａ１は０．０９ｍｍであり、金属ポスト７７の径ｄ１は０．１ｍｍΦであり、金属ポスト７７の高さｈ１は０．１２ｍｍであり、第２開口８２Ｂの径ｂ２は０．１１ｍｍΦであり、第１開口８２Ｕの径ｂ３は、０．２０ｍｍΦである。金属ポストの長さ（高さ）ｈ１は、第２開口の径ｂ２より大きい。従って、横向きの金属ポストは貫通孔を通過しない。
【００４０】
図８（Ｂ）に示されるように、下基板１０１とマスク８０との間のクリアランスＣ２は、金属ポスト７７の高さｈ１より短い。これにより、リフロー等の他工程中、マスク８０の貫通孔８２で金属ポストが保持される。
【００４１】
図６（Ａ）に示されるように、マスク８０のアライメントマーク８８と下基板１０１のアライメントマーク７８を用いて、第２半田１６を有する下基板１０１上にマスク８０が配置される。マスクの位置と下基板の位置は合っている。つまり、マスク８０の各貫通孔８２は各第２パッド７１０Ｐ上に位置する。下基板とマスク間にスペーサー８９が配置されている。スペーサー８９の高さＣ２は、図８（Ｂ）に示されているクリアランスＣ２に相当する。マスク８０上に金属ポスト７７が多数置かれる。
【００４２】
マスク８０に振動が与えられる。例えば、倒れている金属ポスト７７の下面ＢＦが第１開口８２Ｕ上に至る（図７（Ａ））。そして、第１開口８２Ｕを介して、金属ポストが貫通孔８２内に入る。この時、コーナー部が面取りされているので、金属ポストが開口内に入りやすい。貫通孔８２の曲がっている側面（側壁）に沿って金属ポストが開口内を落下する（図７（Ｂ））。金属ポストの径と第２開口８２Ｂの径の差が５μｍ〜２０μｍであるので、落下中に、図７（Ｃ）に示されるように、金属ポストは立つ。側面が凸状に曲がっていたり、第２面ＦＦ側の貫通孔の形状が円柱であると、金属ポストはパッド上に真っ直ぐ立ちやすい。図１４（Ａ）や図１４（Ｃ）に示されている貫通孔８２は、所定位置ＦＳ、ＦＭから第２面ＳＳまで円柱の開口を有する。図１４（Ａ）や図１４（Ｃ）では、第２面ＦＦ側に形成されている開口の形状は直円柱である。図８（Ａ）に示されるように金属ポスト７７は、接合部材上でマスク８０の貫通孔８２により保持される。この時、金属ポストは第２パッドに対し略垂直に立っている。
【００４３】
図８（Ａ）に示されている状態でリフローが行われる。第２パッド７１０Ｐ上に接合部材１６を介して金属ポスト７７が固定される（図８（Ｂ））。その後、マスクが除去される。図１に示されているプリント配線板１０が完成する。
金属ポスト形成後、半田バンプ７６Ｆを形成することができる。半田バンプ７６Ｆは、金属ポスト搭載前に形成されても良い。図８（Ｂ）では、ＢＧＡパッド７１ＳＰ上に半田バンプ７６Ｓが形成されているが、下基板に金属ポストが固定されてから、半田バンプ７６Ｓを形成することができる。
その後、下基板上に上基板が搭載される。上基板と金属ポストが接合部材で接続される。ＰＯＰ基板（ＰＯＰパッケージ）が完成する。
【００４４】
図２に示される応用例（ＰＯＰ基板）の製造方法が図９に示される。
半田バンプ７６Ｆを介してＩＣチップ９０の電極９２がプリント配線板１０の半田バンプ７６Ｆに接続される。ＩＣチップ９０がプリント配線板１０に実装される。その後、プリント配線板１０の実装面上にモールド樹脂１８０が形成される。モールド樹脂で金属ポスト７７や電子部品はモールドされる（図９（Ａ））。金属ポスト７７はモールド樹脂１８０内に埋まっている。金属ポスト７７の上面ＵＦ及び上面に繋がっている側壁を露出する開口１８１がモールド樹脂１８０に形成される（図９（Ｂ））。金属ポストの側面は部分的に露出される。開口１８１はレーザで形成される。上基板１１０が接合部材（半田）１１２を介して金属ポスト７７に接合される。上基板がプリント配線板１０に搭載される（図２）。ＰＯＰ（Package on Package）基板が完成する。ＰＯＰ基板はＢＧＡパッド７１ＳＰ上の半田バンプ７６Ｓを有していなくてもよい。
【００４５】
上基板と金属ポストを繋ぐ接合部材（半田）１１２で開口１８１が充填される。金属ポストの上面と側壁の一部を介して半田と金属ポストが接合される。両者間の接合強度が高くなる。金属ポストを介する接続信頼性が高くなる。図９（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、モールド樹脂の上面１８０Ｔは金属ポストの上面ＵＦより上に位置している。なお、開口１８１から露出する金属ポストの上面と側壁に保護膜を形成することができる。保護膜として、例えば、ニッケル／金膜、ニッケル／パラジウム／金膜を形成することもできる。
【００４６】
[マスクの製造方法]
図１０にマスクの製造工程の第１例が示される。図１０にＸ軸、Ｙ軸とＺ軸が示される。Ｘ軸とＹ軸は支持板２０２の主面と平行であり、Ｚ軸は支持板２０２の主面と垂直である。
樹脂製の支持板２０２上に開口２０４ａを有するシード層２０４が無電解めっきで形成される（図１０（Ａ））。シード層２０４の平面図が図１１（Ｂ）に示される。図１１（Ｂ）のＸ４−Ｘ４間のシード層の断面が図１０（Ａ）に示されている。開口２０４ａの位置は、図１１（Ａ）に示されている貫通孔８２の第１開口８２Ｕの位置に対応している。開口２０４ａの径は第１開口８２Ｕの径ｂ３と略等しい。シード層の厚みは１μｍ以下であり、薄い。支持板２０２に４方向からテンションを加えることができる。支持板の平坦性が保たれる。
【００４７】
シード層を有する支持板２０２が電解めっき液内に浸漬される。シード層２０４を介して電流が流され、シード層２０４上に電解めっき膜２０６が形成される（図１０（Ｂ））。開口２０４ａにより露出するシード層の側壁とシード層の上面に電解めっき膜２０６が形成される。シード層の開口２０４ａは、支持板２０２により塞がれている。そのため、電解めっきの開始時、各軸方向のめっき膜の成長速度は略等しい。しかしながら、シード層上にめっき膜が析出すると、支持板に近い領域では、Ｘ軸方向やＹ軸方向の成長速度が大きく、支持板から遠い領域では、Ｚ軸方向の成長速度が大きい。このめっき方法によれば、マスクの貫通孔の側面は凸状の曲面になりやすい。
【００４８】
上述のめっき法によれば、第２開口８２Ｂの径ｂ２は０．１１ｍｍΦであり、第２開口８２Ｂの径ｂ２は、開口２０４ａの径と電解めっき膜２０６の厚み（ａ１）の和である。シード層の厚みは薄いので、マスクの厚みはほぼ電解めっき膜２０６の厚みである。支持板２０２が剥離され、マスク８０が完成する（図１０（Ｃ））。図１０（Ｃ）に示されるように、マスクの貫通孔の側壁（側面）は、第１面ＦＦから第２面ＳＳまで曲がっている。
【００４９】
図１２にマスクの製造工程の第２例が示される。
支持板２１２上に金属板２１４が形成される（図１２（Ａ））。金属板の厚みはマスクの厚みａ１と同じである。金属板として、銅、アルミニウム、ニッケル等の種々の金属板や金属箔が用いられる。金属めっきで支持板上に金属板が形成されても良い。
【００５０】
金属板２１４上に、開口２１６ａを有するエッチングレジスト２１６が形成される。（図１２（Ｂ））。エッチングレジスト２１６の平面図が図１１（Ｃ）に示される。図１１（Ｃ）のＸ５−Ｘ５間の断面が図１２（Ｂ）に示される。開口２１６ａの位置は、図１１（Ａ）に示される第１開口８２Ｕの位置と一致している。開口２１６ａの径ｂ４は第１開口８２Ｕの径より小さい。開口２１６ａの径ｂ４と第１開口８２Ｕの径ｂ３の差は５μｍから２０μｍである。
【００５１】
エッチングレジストから露出する金属板がエッチングされる。金属板に貫通孔８２が形成される（図１２（Ｃ））。エッチングレジストと支持板２０２が除去される。マスク８０が完成する（図１２（Ｄ））。第２例では、貫通孔８２がサブトラクティブ法で形成されている。従って、貫通孔８２は凹状の側面を有する。
【００５２】
鋳型を用いる方法でマスクを製造することができる。図１６に鋳型８２ＺＺの形状の例を示す。鋳型は貫通孔８２の形状に対応する型８２Ｚを有している。型Ｚの位置はマスク８０の貫通孔８２の位置と一致している。鋳型にマスク部材の材料が入れられる。そして、マスクと鋳型が分離される。様々な貫通孔の形状を有するマスクが形成される。マスク部材の材料は樹脂や金属である。
【００５３】
図１３は、マスク８０の貫通孔８２の別の形状を示す。
図１３（Ａ）に示される貫通孔８２は、円錐の一部である。円錐の底面と第１面ＦＦは同じ面である。そして、円錐の頂点は、マスクの外に位置している。図１３（Ａ）では、開口の側壁は第１面から第２面に向かってテーパーしている直線である。図１３（Ａ）では、第１面と開口の交点（コーナー部）ＣＭにＲ面が存在していないが、Ｒ面を形成することが好ましい。
【００５４】
図８（Ｃ）に改変例に係る金属ポストをパッドに接続する方法が示される。
図８（Ｃ）に示される改変例では、第２パッド７１０Ｐ上にＳｎ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ等の接合部材１６が形成されている。更に、接合部材１６上にフラックス１８が形成されている。その後、第１実施形態と同様な方法で金属ポストがパッド上に置かれる。リフロー等で金属ポストと第２パッドが接合部材を介して接合される。金属ポスト形成後、フラックスの洗浄処理が行われる。金属ポストと第２パッド間の接続性が高くなる。
【００５５】
[第１実施形態の第２改変例]
第１実施形態の第２改変例の金属ポストの搭載方法が以下に示される。
図１５（Ａ）に示される第１基板１００３が準備される。
図１５（Ａ）に示される第１基板は、第１パッド７１０Ｉ上に半田バンプ７６Ｆを有する。図１５（Ｄ）に第１実施形態の第２改変例に係る金属ポスト７７が示されている。金属ポストの表面に低融点金属で形成されている金属膜１７８が形成されている。金属ポストは金属膜１７８で覆われている。金属膜１７８の厚みは、３μｍ〜１０μｍである。金属膜１７８はＳｎやＳｎ／Ａｇ／Ｃｕなどで形成されている。金属膜１７８をめっきで形成することができる。
【００５６】
第１実施形態と同様に、第１基板１００３上にマスク８０が配置される。その後、マスク８０上に金属ポスト７７が多数置かれる（図１５（Ｂ））。第１実施形態と同様に、マスクに振動が与えられる。図１５（Ｃ）に示されるように、第２パッド７１０Ｐ上に金属ポストが置かれる。半田バンプ上に金属ポストが置かれると、半田バンプの表面形状は曲面なので、半田バンプ上に形成される金属ポストは傾きやすい。それに対し、第１実施形態の第２改変例では、第１基板が第２パッド上に半田バンプを有していない。そのため、第１実施形態の第２改変例では、平坦な第２パッド上に金属ポストが置かれる。そのため、金属ポストは直立しやすい。そして、第２パッド上の金属ポストは、その後、その姿勢を維持しやすい。
【００５７】
第１実施形態と同様に、リフローやマスク除去などが行われる。第１実施形態の第２改変例では、金属ポスト上に形成されている金属膜１７８で金属ポストと第２パッドは接合される。金属ポスト上の金属膜から接合部材が形成される。
図１に示される第１実施形態のプリント配線板１０が完成する。
各実施形態や各改変例で、図１５（Ｄ）に示される金属ポストが用いられてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１０  プリント配線板
１６  接合部材
７０Ｆ  上側のソルダーレジスト層
７１Ｐ  第２開口
７１０Ｐ  第２パッド
７７  金属ポスト
８０  マスク
８２  貫通孔
８２Ｕ  第１開口
８２Ｂ  第２開口
９０  電子部品
１１０  上基板
１１２  接合部材
Ｌ１  側壁
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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