(57)【要約】【課題】高信頼で低コストな、一括熱圧着貼り合せ基板技術を提供する。【解決手段】プリント基板同士を貼り合せる工程で、電極同士はＣｕコアはんだめっきボールを用いたはんだ接続で接続し、基板の接着は、接着層/ボール保持コア層/接着層からなる３層接着材で構成され、３層の穴に振込んだＣｕコアはんだめっきボールのはんだを一括熱圧着形成する。これらは、フラックス、若しくは迎えはんだで接続する。【選択図】図７
2013138169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の被貼り合せ基板を、電極が形成された面を上にしてベース上に載置し、
第１の接着材層、コア層の順に、電極の位置に開けられた穴を合わせて、前記第１の被貼り合せ基板上に載置し、
所定の厚さに被覆されたＣｕコアはんだめっきボールを前記コア層に開けられた穴に１つずつ落とし込んで配置し、
第２の接着材層を前記コア層の上に、電極の位置に開けられた穴を合わせて載置し、
第２の被貼り合せ基板を、電極が形成された面を下にして、前記第１の被貼り合せ基板に形成された電極と第２の被貼り合せ基板の電極とを対向させる位置に載置し、
重ねられた前記第１、第２の被貼り合せ基板、前記第１、第２の接着材層、前記コア層、およびＣｕコアはんだめっきボールを真空熱圧着装置へ投入して、真空引きした環境において、一様に加熱し、前記第２の被貼り合せ基板全体に一様に推力を加えて、一括熱圧着することを特徴とする貼り合せ基板の製造方法。
【請求項２】
第１の被貼り合せ基板の貼り合せ側の面上に形成された電極に、はんだペーストを塗布し、
前記第１の被貼り合せ基板の各電極に、所定の厚さに被覆されたＣｕコアはんだめっきボールを、前記被貼り合せ基板上に載置されたマスクに開けられた穴に１つずつ落とし込んで配置し、
リフロー加熱により、Ｃｕコアはんだめっきボールのはんだ、および電極に塗布されたはんだペーストを溶融させて、Ｃｕコアボールと前記第１の被貼り合せ基板の電極とを接続し、
前記Ｃｕコアはんだめっきボールを位置決める穴が形成されたコア層と、同位置に穴が形成されて前記コア層の両面に配置された、前記コア層と前記被貼り合せ基板とを接着する第１、第２の接着材層とよりなる３層構造の接着に関わる層を、前記第１の被貼り合せ基板の電極上に接続されたＣｕコアはんだめっきボールを前記穴に通して、前記第１の被貼り合せ基板上に載置し、
第２の被貼り合せ基板を、電極が形成された面を下にして、前記第１の被貼り合せ基板に形成された電極と第２の被貼り合せ基板の電極とを対向させる位置に載置し、
重ねられた前記第１、第２の被貼り合せ基板、前記第１、第２の接着材層、前記コア層、およびＣｕコアはんだめっきボールを真空熱圧着装置へ投入して、真空引きした環境において、一様に加熱し、前記第２の被貼り合せ基板全体に一様に推力を加えて、一括熱圧着することを特徴とする貼り合せ基板の製造方法。
【請求項３】
前記重ねられた前記第１、第２の被貼り合せ基板、前記第１、第２の接着材層、前記コア層、およびＣｕコアはんだめっきボールを真空熱圧着装置へ投入して、真空引きした環境において、一様に加熱し、前記第２の被貼り合せ基板全体に一様に推力を加えて、一括熱圧着する工程は、
真空引きした環境において、一様に加熱して、温度がはんだの融点を超えた所定の温度に達した時点で、所定の温度に維持すると共に、前記第２の被貼り合せ基板全体に一様な推力を加えることにより、前記第１、第２の接着材層の溶融樹脂が電極間の穴空間の中へ流れ込んで前記Ｃｕコアボールのはんだ接続部を覆い、硬化粘度に達するまで、前記装置内温度を前記所定温度に、または第２の所定温度まで下げて維持する制御を行なうことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の貼り合せ基板の製造方法。
【請求項４】
前記Ｃｕコアはんだめっきボール、およびはんだペーストのはんだは、Ｓｎ系、ＳｎＡｇＣｕ系、ＳｎＣｕ系、ＳｎＢｉ系、ＳｎＺｎ系Ｐｂフリーはんだ、またはＰｂ含有はんだであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかの請求項に記載の貼り合せ基板の製造方法。
【請求項５】
前記Ｃｕコアはんだめっきボールが、Ｃｕコアボールのみ、ＣｕコアボールにＮｉめっきのみ、ＣｕコアボールにＮｉめっきの上にはんだめっき、Ｃｕコアボールに直接はんだめっきのいずれかであるか、またはＣｕコアボールに替えてＮｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄのいずれかで形成され、またはＣｕコアボールにＮｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄのいずれかをめっきしたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかの請求項に記載の貼り合せ基板の製造方法。
【請求項６】
１つ以上の電極を第１の面に形成した第１の被貼り合せ基板と、１つ以上の電極を第２の面に形成した第２の被貼り合せ基板とを、対応する電極同士を対向させて、両基板の間に、電極間を接続するＣｕコアはんだめっきボールを位置決める穴が形成されたコア層と、同位置に穴が形成されて前記コア層の両面に配置された、前記コア層と前記被貼り合せ基板とを接着する複数の接着材層とよりなる３層構造の接着に関わる層が配置され、および各電極間にＣｕコアはんだめっきボールが１つずつ配置されて、第１の被貼り合せ基板の第１の面と第２の被貼り合せ基板の第２の面とを一括熱圧着プロセスによって貼り合せて構成した貼り合せ基板であって、
前記Ｃｕコアボールは、両被貼り合せ基板の対応する各電極と、はんだおよび金属間化合物より構成される鼓状の接合部で接続し、および
前記複数の接着材層の樹脂は、一括熱圧着プロセスにおいて溶融して、前記Ｃｕコアボールと各電極とを接続するはんだおよび金属間化合物より構成される鼓状の接合部の周囲の空隙部を埋めて、硬化した接着材層となっていることを特徴とする貼り合せ基板。
【請求項７】
前記Ｃｕコアはんだめっきボールのはんだは、Ｓｎ系、ＳｎＡｇＣｕ系、ＳｎＣｕ系、ＳｎＢｉ系、ＳｎＺｎ系Ｐｂフリーはんだ、またはＰｂ含有はんだであることを特徴とする請求項６に記載の貼り合せ基板。
【請求項８】
前記Ｃｕコアはんだめっきボールが、Ｃｕコアボールのみ、ＣｕコアボールにＮｉめっきのみ、ＣｕコアボールにＮｉめっきの上にはんだめっき、Ｃｕコアボールに直接はんだめっきのいずれかであるか、またはＣｕコアボールに替えてＮｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄのいずれかで形成され、またはＣｕコアボールにＮｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄのいずれかをめっきしたものであることを特徴とする請求項６に記載の貼り合せ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＳＩ間を基板配線で接続して、電気信号を伝送する電子装置に関し、特に、高速な電気信号をプリント基板の基板配線を使用して伝送する電子装置の、基板配線の接続技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットの普及や、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）、ＦＴＴＨ（Fiber to the Home）などによる帯域の向上に伴いルータ、サーバ、ＲＡＩＤなどの情報処理装置は、３年で２倍に大容量化が進んでおり、バックプレーンの伝送速度も5Gbpsが実用化され、次世代では10Gbpsに達すると予想される。これに伴いサーバの高密度化とラック内部のミッドプレーンの高速伝送対応化は急務であり、次期量産サーバのミッドプレーンにプレスフィットコネクタで接続されるブレードの高密度配置の要請が高い。
【０００３】
ここで、サーバ筐体内部のミッドプレーンを介して信号が相互伝送される機器の概略を図１に示す。例えば、ミッドプレーンの表面にServer Blade１３を、裏面にＳＶＰ（SerVice Processor）１４、ＳＷ:（スイッチモジュール）、ＦＡＮ（ファンモジュール）、ＰＳＵ（Power Supply Unit）が接続される。ミッドプレーン１０は、例えば２４層からなる多層プリント基板で、各機器との電気的接続は、機器１３から出たプレスフィットコネクタ１５のバネ型ピンを、ミッドプレーン１０の貫通スルーホール１１（以下貫通THと記す）に挿入する構造である。従来の構造では、１つの貫通THを片側から挿されたピンが占有するため、プレスフィットコネクタは相互にずらした配置を取っていた。しかしながら、ブレードのプレスフィットコネクタ種類の増加および、ブレード実装高密度化に伴いミッドプレーンの両面からプレスフィットコネクタ配置ができる、配置フリーの要求が発生した。
【０００４】
この要求に対して、貫通THを有する多層基板同士を貼り合せて、任意の位置で電気的接続が採れる、両面貼り合せ基板技術の開発が急務となった。両面プレスフィット接続用基板を従来のプリント基板形成プロセスで形成するには、PCBプロセスを繰り返すためコストが高い課題がある。低コスト一括積層プロセスを確立するための電極間接続方法には、Ａｇペースト印刷や、ＳｎとＡｇのペーストを配線部分に印刷し、一括で接続する方法がある。これに対して、電極間をＣｕコアボールで接続する方法が、特許文献１−３に記載されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、半導体チップが搭載された基板を含む複数の基板が積層された構造のチップ内蔵基板であって、複数基板間の電気接続部材として、Ｃｕコアのボールを用い、基板の接続端子とボールを接合する際にボールのコーティング層が溶融して電気的及び機械的接続部を形成する。Ｃｕコアボールは、接続する基板間の間隔を所定の値に維持すると共に、外部接続端子として機能する例が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、ＢＧＡ、ＱＦＰなどの半導体パッケージをガラスエポキシ回路基板などにはんだ付けする場合に、従来のSn−Pb系はんだに替えて鉛フリーはんだを使用して、電子部品の耐熱保障温度内で安定した接合信頼性が得られるはんだ付け方法として、合金膜で覆われたＣｕボールを適用する例が開示されている。リフロー炉内において、回路基板上の配線膜に印刷されたソルダーペーストに使用しているＳｎとＺｎを含む鉛フリーはんだと、半導体パッケージの電極に接合されたＣｕボールとの接合時に金属間化合物層が形成されることを特徴とするはんだ付け方法である。
【０００７】
また、特許文献３には、半導体装置内部で使用するはんだと、半導体装置自身を基板に接続するはんだとにより温度階層接続するプロセスにおいて、高温系の鉛フリーはんだに相当する新たなはんだ接続法として、Cu、Ag、Au等のボールもしくはAlにAuめっきしたボール等の金属ボールを使用したはんだ接続法を提案している。その実施例では、ＢＧＡ、ＣＳＰの例で、Siチップ側の薄膜電極上にSnを蒸着、めっき、ペースト、金属ボールとはんだボールとを複合してなるペースト等を供給し、その上にCu、Ag、Au等の金属ボールを熱圧着し、薄膜電極材(Cu,Ｎｉ,Ag等)との接触部及びその近傍でSnとの金属間化合物を形成させることで、中継基板の電極に接続させる時のリフローに耐える接続を可能にする例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０―０６７６２３号公報
【特許文献２】特開２００３―１７４２５４号公報
【特許文献３】特開２００７―２７３９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一つ目の課題は以下の通りである。前記特許文献１〜３のＣｕコア材にはんだを被覆した接合体は、民生品として筐体、回路規模も小型である。そのため装置全体としても、部品、基板としても高密度化の要求が高い。従って、基板の配線構造は、基板を貫通するスルーホールを介したものに加えて、より高密度配線が可能なビルドアップ基板等のVビアホールを介して信号や電源を送るものが主流である。これに比べて、産業用のサーバや制御装置等は筐体、回路規模も大型なため、その基板も大型かつ多層である。従って基板自体が高価なため、配線形成はスルーホールを介して信号や電源を送る配線構造を用いている。
例えば、サーバのブレードがささるバックプレーン(ミッドプレーン)と呼ばれる多層基板が筐体の中央に位置するが、この基板も、スルーホールを介して信号/電源をやり取りする。この際、バックプレーン(ミッドプレーン)のスルーホールにブレードから送られる電気信号を受け取るためのプレスフィットコネクタが用いられる。従来のバックプレーン(ミッドプレーン)構造は、プレスフィットコネクタのプレスフィットピンをスルーホールに挿入して信号/電源の授受を行なう。この際、１本のスルーホールは片側から１本のプレスフィットピンが挿入されていた。
しかしながら、サーバの高密度化やプレスフィットコネクタのピン間隔の多様化への対応のためには、従来構造のように、１本のスルーホールに片側から１本のプレスフィットピンが挿入されて、専有して接続される構造では、ブレードを筐体内に収納する数に限りがある不具合が生じた。
【００１０】
二つ目の課題は以下の通りである。サーバ等の電気信号が高速化し、スタブと呼ばれる信号が通らない（余分な）スルーホール配線が、オープンとなったスルーホール端部で信号が全反射して分岐点まで戻るため、信号品質を劣化させる課題がある。したがって、従来はプレスフィットピンからインプットされる信号の経路とならないスルーホールCuめっき部分を、バックドリルとよぶ、基板裏面からドリルで除去する方法がとられている。この工法により、高速伝送信号の品質を確保しているが、高いコストの要因となる点も課題であった。
【００１１】
三つ目の課題は以下の通りである。前記特許文献１〜３のＣｕコア材にはんだを被覆した接合体は、接合の後にはんだが残る。また、特許文献１〜３のような半導体やそれを搭載して電子部品にモジュール化するような小型基板、例えば100mm角や長辺が200mm程度の基板では、基板形成後の基板の収縮時に材料の熱膨張率による収縮寸法の違いによる材料の位置ずれ、基板の反りによる高さばらつきなどがあるが、ミッドプレーン等の大型基板（例えば500mm×600mmサイズ）では、それらが大きく、被貼り合せ基板上の各電極に配置した電極接続用Ｃｕコアはんだボールが基板の電極から位置ずれしたり、高さが届かないなどの不具合が起こることが想定された。
すなわち、ミッドプレーンなどの大型基板になると、例えば配線密度が中央部の方が周辺部に比べて高いと、樹脂と銅などの材料の線膨張係数の相違に起因して、基板の中央部が周辺部に比べて膨れた形状となっていることが予測される。このような場合には、向かい合わせた貼り合せ対象の上下の多層プリント配線基板の周辺部の電極間距離が大きくなるばらつきが発生する恐れがある。
また、基板の貼り合せ部の長期信頼性を保つためには、溶融はんだの接続形状を鼓型となるようにして、接続部端部に応力集中が起こらないように対策をすることが必要である。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、低コストで、基板電極同士をＣｕコアはんだボール接続し、配線基板同士を接着する高信頼で低コストな両面貼り合せ基板配線を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明では、貼り合せ基板の製造方法において、
第１の被貼り合せ基板を、電極が形成された面を上にしてベース上に載置し、第１の接着材層、コア層の順に、電極の位置に開けられた穴を合わせて、前記第１の被貼り合せ基板上に載置し、所定の厚さに被覆されたＣｕコアはんだめっきボールを前記コア層に開けられた穴に１つずつ落とし込んで配置し、第２の接着材層を前記コア層の上に、電極の位置に開けられた穴を合わせて載置し、第２の被貼り合せ基板を、電極が形成された面を下にして、前記第１の被貼り合せ基板に形成された電極と第２の被貼り合せ基板の電極とを対向させる位置に載置し、重ねられた前記第１、第２の被貼り合せ基板、前記第１、第２の接着材層、前記コア層、およびＣｕコアはんだめっきボールを真空熱圧着装置へ投入して、真空引きした環境において、一様に加熱し、前記第２の被貼り合せ基板全体に一様に推力を加えて、一括熱圧着するようにした。
【００１４】
また、上記課題を解決するために本発明では、貼り合せ基板の製造方法において、第１の被貼り合せ基板の貼り合せ側の面上に形成された電極に、はんだペーストを塗布し、前記第１の被貼り合せ基板の各電極に、所定の厚さに被覆されたＣｕコアはんだめっきボールを、前記被貼り合せ基板上に載置されたマスクに開けられた穴に１つずつ落とし込んで配置し、リフロー加熱により、Ｃｕコアはんだめっきボールのはんだ、および電極に塗布されたはんだペーストを溶融させて、Ｃｕコアボールと前記第１の被貼り合せ基板の電極とを接続し、前記Ｃｕコアはんだめっきボールを位置決める穴が形成されたコア層と、同位置に穴が形成されて前記コア層の両面に配置された、前記コア層と前記被貼り合せ基板とを接着する第１、第２の接着材層とよりなる３層構造の接着に関わる層を、前記第１の被貼り合せ基板の電極上に接続されたＣｕコアはんだめっきボールを前記穴に通して、前記第１の被貼り合せ基板上に載置し、第２の被貼り合せ基板を、電極が形成された面を下にして、前記第１の被貼り合せ基板に形成された電極と第２の被貼り合せ基板の電極とを対向させる位置に載置し、重ねられた前記第１、第２の被貼り合せ基板、前記第１、第２の接着材層、前記コア層、およびＣｕコアはんだめっきボールを真空熱圧着装置へ投入して、真空引きした環境において、一様に加熱し、前記第２の被貼り合せ基板全体に一様に推力を加えて、一括熱圧着するようにした。
【００１５】
また、上記課題を解決するために本発明では、貼り合せ基板の製造方法において、前記重ねられた前記第１、第２の被貼り合せ基板、前記第１、第２の接着材層、前記コア層、およびＣｕコアはんだめっきボールを真空熱圧着装置へ投入して、真空引きした環境において、一様に加熱し、前記第２の被貼り合せ基板全体に一様に推力を加えて、一括熱圧着する工程は、真空引きした環境において、一様に加熱して、温度がはんだの融点を超えた所定の温度に達した時点で、所定の温度に維持すると共に、前記第２の被貼り合せ基板全体に一様な推力を加えることにより、前記第１、第２の接着材層の溶融樹脂が電極間の穴空間の中へ流れ込んで前記Ｃｕコアボールのはんだ接続部を覆い、硬化粘度に達するまで、前記装置内温度を前記所定温度に、または第２の所定温度まで下げて維持する制御を行なうようにした。
【００１６】
また、上記課題を解決するために本発明では、１つ以上の電極を第１の面に形成した第１の被貼り合せ基板と、１つ以上の電極を第２の面に形成した第２の被貼り合せ基板とを、対応する電極同士を対向させて、両基板の間に、電極間を接続するＣｕコアはんだめっきボールを位置決める穴が形成されたコア層と、同位置に穴が形成されて前記コア層の両面に配置された、前記コア層と前記被貼り合せ基板とを接着する複数の接着材層とよりなる３層構造の接着に関わる層が配置され、および各電極間にＣｕコアはんだめっきボールが１つずつ配置されて、第１の被貼り合せ基板の第１の面と第２の被貼り合せ基板の第２の面とを一括熱圧着プロセスによって貼り合せて構成した貼り合せ基板を、前記Ｃｕコアボールは、両被貼り合せ基板の対応する各電極と、はんだおよび金属間化合物より構成される鼓状の接合部で接続し、および前記複数の接着材層の樹脂は、一括熱圧着プロセスにおいて溶融して、前記Ｃｕコアボールと各電極とを接続するはんだおよび金属間化合物より構成される鼓状の接合部の周囲の空隙部を埋めて、硬化した接着材層となっているように構成した。
【発明の効果】
【００１７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１８】
得られる効果は、基板の電極位置に対するＣｕコアボールの位置ずれを起こすことなく、基板の接着プロセスを用いて一括熱圧着することで、高信頼なはんだ接続形状と、低コストなプリント基板を実現することができる。位置ずれ防止用のコア材をボール振込み用治具として代用することができるため低コストな基板配線を実現することができる。また、鼓形のはんだ接続断面形状が、装置の稼動/停止の温度サイクルに伴う熱膨張係数差による変形が起因の歪を低減するために十分に高信頼性な構造であり、実稼動寿命に対して良好な電極接続部形状基板を提供することができる。
【００１９】
また、基板の高速信号電気伝送特性を向上させるためのスタブレス構造をバックドリル加工することなく作成することが出来る。
これらの点で、低コストで高信頼な貼り合せ基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来サーバミッドプレーン構造のプレスフィットピンが挿入された部分の断面概略構成を示す図である。
【図２】本発明サーバミッドプレーン構造のプレスフィットピンが挿入された部分の断面概略構成を示す図である。
【図３】実施例１の貼り合せ基板の製造方法のプロセスについて説明する図である。
【図４】実施例１の貼り合せ基板の製造方法のプロセスについて説明する図である。
【図５】実施例１の貼り合せ基板の製造工程で適用するＣｕコアはんだめっきボールのはんだめっき厚さの検討例を示す図である。
【図６】実施例１、２の真空熱圧着装置における温度、推力、真空度の制御のタイミングを示す図である。
【図７】本発明の貼り合せ基板の接合部を構成するCuコアはんだめっきボール、層間接着３層、および上下プリント基板の概略構成断面を示す図である。
【図８】実施例２、３の多層プリント基板貼り合せ工程を説明する図である。
【図９】実施例３の真空熱圧着装置における温度、推力、真空度の制御のタイミングを示す図である。
【図１０】Ｃｕコアはんだめっきボールと下側の多層プリント基板の電極とを接続して、上側多層プリント基板を位置決めした状態を示す図である。
【図１１】はんだペースト、およびＣｕコアはんだめっきボールのはんだが溶融、連結して、はんだ、および金属間化合物が上下の多層プリント配線基板の電極間に鼓形状のフィレットを形成した図である。
【図１２】はんだペースト、およびＣｕコアはんだめっきボールのはんだが溶融、連結して、はんだ、および金属間化合物が上下の多層プリント配線基板の電極間に鼓形状のフィレットを形成した図である。
【図１３】はんだペースト量が過多の場合に、はんだ、および金属間化合物が上下の多層プリント配線基板の電極間に形成したフィレットの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００２２】
始めに本実施例で対象とする貼り合せ基板の構造について説明する。
図１は、従来のプリント基板形成プロセスで形成したミッドプレーンと呼ばれる多層プリント配線板であり、貫通スルーホールに銅のメッキが施されて、挿入されたプレスフィットコネクタピンとの接続がなされている。多層プリント配線板は、通常は立体接続を板を貫通する穴のみで構成しているものが多いが、配線の自由度を大きくするために、貫通スルーホールばかりでなく、板厚の一部に設けたベリードバイア、ブラインドバイア、または表面の一部の層に設けた表面バイアを導入することが多くなってきている。また、以上の多層プリント配線板をコア部として、導体層、絶縁層を積み上げたビルドアッププリント配線板も本実施例の対象に含めることも考えられる。
【００２３】
このような貫通スルーホール２６が形成された第１の基板２１と、第２の基板２２とを貼り合せ対象として、各貼り合せ対象基板の貼り合せ面側に、電気的接続を図りたい電極２５を任意の位置に対向して形成する。また、基板同士の接着に係る材料２８を、接着材層/コア層/接着材層の３層構造とし、電極同士２５の電気的接続は、Ｃｕコア３５とよぶ金属球体のまわりにＮｉめっき４５とはんだめっき３４を層状に形成した「Ｃｕコアはんだめっきボール」２９を各基板の電極にはんだ接続により行なう。そして、貼り合せ対象基板同士を、図２に示すように、それぞれ信号接続用の電極が形成された面を対向させて、一括積層して真空熱圧着プロセスにより貼り合せ基板２０を形成する。このとき、Ｃｕコアボール３５の直径と、基板同士の接着に係る材料２８接着材層/コア層/接着材層の３層の接着後の高さが、ほぼ同等になるように、接着に係る材料２８厚さを選定する。これにより、Ｃｕコアボールは、Ｃｕコアボールのみに選択的に圧力がかかることなく、すなわち、基板プレス時の圧力により変形することがなく、良好な形状で接続される。
【００２４】
続いて、図３、図４を用いて本実施例の貼り合せ基板の製造方法について説明する。
始めに、図３(a)の工程では、真空熱圧着装置内の温度が一定となる石の台の上に、前記第１の基板(多層プリント基板)３０が、信号接続用の銅電極３２が形成された面を上にして載置される。前記第１の基板３０の各銅電極３２上には、予め、図示されていないフラックスがマスクなどを使用して塗布されているものとする。さらに、第１の基板３０の上に、第１の接着材層３１が図示されていない位置決めピンなどでガイドされて載置される。第１の接着材層３１には、前記第１の基板３０に形成された電極３２の位置に、Ｃｕコアはんだめっきボールが入り込むために片側のクリアランスが例えば１０μｍ程度ある穴が、予めドリル、またはレーザーによって開けられている。第１の接着材層３１は、例えばプリプレグ材(ガラス繊維にエポキシ樹脂などを含浸させた材料)等を用いている。
【００２５】
続いて、図３(b)の工程では、第１の接着材層３１の上に、コア層３３が図示されていない位置決めピンなどでガイドされて載置される。コア層３３にも、前記第１の基板３０に形成された電極３２の位置に、Ｃｕコアはんだめっきボールが入り込むために片側のクリアランスが例えば１０μｍ程度ある穴が、予めドリル、またはレーザーによって開けられている。コア層３３は、例えばＣステージ(既にプラスチック材料が硬化した、ガラス繊維入り材料) 等を用いている。
【００２６】
続いて、図３(c)の工程では、はんだめっき３４したＣｕコアボール３５を、コア層３３に形成されているそれぞれの穴に落とし込んで、位置決めする。Ｃｕコアはんだめっきボールは、直径が例えば２００μｍ程度であり、Ｃｕコアボール３５に０．５μｍ〜２μｍ程度のＮｉめっきと、その上に５μｍ〜５０μｍ程度の厚さのはんだ(例えばＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕはんだ)３４がめっきされたものである。Ｃｕコアはんだめっきボールは、例えば刷毛などにより、コア層３３の上を履いて移動されて、それぞれの穴に1個ずつ落とし込まれ、残りのボールは刷毛で掃いて回収される。コア層３３は、Ｃｕコアはんだめっきボールの水平方向位置ずれ防止と、Ｃｕコアボールの高さ方向の厚みを埋める機能を持つとともに、Ｃｕコアはんだめっきボールを電極位置へ落とし込むためのボール振込み用冶具の役割を果たす。この際に、第１の基板３０と第１の接着材層３１、またはコア層３３との隙間にＣｕコアはんだめっきボールが潜り込み易いことの対策として、図示してはいないが第１の基板３０と第１の接着材層３１に吸着用の穴を開けて、コア層３３および第１の接着材層３１を吸引して、第１の基板３０へ密着するようにする。
【００２７】
続いて、図３(d)の工程では、コア層３３の上に、第２の接着材層３６が図示されていない位置決めピンなどでガイドされて載置される。第２の接着材層３６にも、前記第１の基板３０に形成された電極３２の位置に、Ｃｕコアはんだめっきボールが入り込むために片側のクリアランスが例えば１０μｍ程度ある穴が、予めドリル、またはレーザーによって開けられている。第２の接着材層３６は、第１の接着材層３１と同様に例えばプリプレグ材等を用いている。
【００２８】
続いて、図３(e)の工程では、前記第２の基板(多層プリント基板)３７が、銅電極３８が形成された面を下にして図示されていない位置決めピンなどでガイドされて載置される。第２の基板３７の銅電極３８には、予め、図示されていないフラックスがマスクなどを使用して塗布されているものとする。第２の基板３７の銅電極３８が、Ｃｕコアはんだめっきボールの上部に当たって載置される。図６の制御のプロファイルに示すように、真空熱圧着装置は、全体を真空引きして例えば１ｋＰａ(Ｐ1)まで減圧、真空としてボイドの発生を抑えて、全体を一様に加熱する。はんだボールのはんだ３４は、例えばＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕはんだの場合には融点は２１７℃〜２３０℃程度であり、その温度に達して、はんだは溶けて銅電極との境界部に金属間化合物を形成する。そして、加熱温度が例えば２３０℃(Ｔ2)に達したところで、上部の第２の基板３７全体に一様に加える推力を例えば２．２５ｋＮ(Ｆ1)程度加える。加熱の制御は、２３０℃(Ｔ2)を１０分程度維持した後、温度を下げて、１８５℃(Ｔ1)に達してから、１８５℃(Ｔ1)程度を４５分維持した後(第１、第２の接着材層３１，３６の樹脂硬化が終了したと見なせる。)、温度を下げて行き、初期温度まで下げた時点で加圧と真空引きを停止して、基板の貼り合せ処理を終了する。
【００２９】
上記の真空熱圧着装置における加熱と加圧の処理の途中経過を、図４(f)の工程に示す。Ｃｕコアボール３５をめっきするはんだ(例えばＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕはんだ)３４は、温度が２１７℃〜２３０℃に達した時点で溶け出し、溶けたはんだと銅電極３２，３８との境界部に金属間化合物が形成される。従来より、はんだボールと電極との接続部の端部には、異なる材料の線膨張率の相違に起因する歪が最も大きく掛かることが知られている。それに対して、図４(f)に示す溶けたはんだが銅電極と金属間化合物を作って、鼓形状のフィレットを形成した場合に、鼓形状のフィレットの端部に掛かる応力は他の形状の接続部の端部に比べて最も小さく抑えられることが過去の知見と、シミュレーション結果によって判っている。すなわち、はんだ接合部の耐熱疲労特性を最も高められる。
【００３０】
従って、本実施例による貼り合せ基板の製造方法の狙いは、Ｃｕコアはんだめっきボールのはんだが溶け出して、形成された金属間化合物および残りのはんだが銅電極との間にフィレット形状を作った後に、第１の接着材層３１と第２の接着材層３６が溶けて、穴部の空隙３９を埋めて流れ込み、流れ込んだ樹脂の圧力によって、金属間化合物およびはんだの鼓形を保持することができるように、加熱と加圧のタイミングを制御することである。
【００３１】
また、金属間化合物およびはんだがきれいな鼓形を保つために必要なはんだの量を計算したのが図５に示す結果である。第１の基板３０と第２の基板３７との間に挟まり、第１の接着材層３１、コア層３３、および第２の接着材層３６に形成された穴部を合わせた穴空間より、その中に納まるＣｕコアはんだめっきボールのＣｕコア体積３５を引いた層間接着層穴体積Ｖ1を算出する。
（数１）
層間接着層穴体積Ｖ1＝(穴空間)−(Ｃｕコア体積)
Ｃｕコアはんだめっきボールのはんだ体積Ｖ2は、はんだめっき厚さより算出する。Ｃｕコアはんだめっきボールのはんだ体積Ｖ2が、層間接着層穴体積Ｖ1の１／２の場合に、両電極に接続する金属間化合物およびはんだはほぼ最適な鼓形を呈することが実験により確かめられた。そこで、第１の接着材層３１、コア層３３、および第２の接着材層３６に穴を開けるドリル径が２５０μｍ〜２７０μｍ、Ｃｕコアはんだめっきボールの直径が２００μｍ、０．５μｍ〜２μｍ程度のＮｉめっきと、その上に５μｍ〜５０μｍ程度の厚さのはんだめっき３４が被覆される条件にて、どの厚みが最適かを計算した結果が図５である。
【００３２】
縦軸が体積、横軸が接続前のはんだめっき厚さを表わし、接続前のはんだめっき３４のはんだ量Ｖ2を計算してプロットした曲線と、穴空間よりＣｕコア体積を引いた体積の半分の空間を接続後のはんだおよび金属間化合物が占めて、残りの半分の空間を周りから流れ込む樹脂が占めると仮定したときの１／２空間体積をプロットした曲線と、Ｃｕコアはんだめっきボールと穴との間に１０μｍのクリアランスがある場合の１／２空間体積をプロットした曲線との交点から、はんだ厚さ最適範囲を求めると、１２μｍ〜１７μｍ程度と求められた。ここで求められたはんだめっき厚さのＣｕコアはんだめっきボールを使用して、基板の一括熱圧着を行う。
【００３３】
図４(f)の工程の説明に戻ると、図に示す状態は、予め前記検討に従って最適なはんだめっき厚さに形成されたＣｕコアはんだめっきボールの被覆はんだが、真空熱圧着装置において加熱されて、はんだ溶融温度に達して溶け出して、銅電極３２，３８との境界にＳｎと電極材料との金属間化合物、および残りの溶融はんだ４０を鼓形状に形成したところを示している。このときには、第１の接着材層３１と第２の接着材層３６の樹脂も溶融した状態である。
【００３４】
真空熱圧着装置における加熱温度が、目標とする２３０℃に達した時点で、図６(a)〜(d)に示すタイミングにより、上部の第２の基板３７全体に静水圧となる圧力を掛けると、溶融した接着材３６，３１が穴空間の空隙部３９に流れ出して、図４(g)に示すように、空隙部３９が接着材の樹脂によって埋められる。Ｃｕコアボール３５の周囲に出来た鼓型の金属間化合物およびはんだを、接着材の樹脂によって覆うことによって、およびコア層３３の収縮によりボール位置ずれを防止して、鼓型を保持することを特徴とする。
【００３５】
また、図６(a)の真空熱圧着装置における温度の制御例のように、２３０℃の状態を１０分程度維持するようにして、Ｃｕコアはんだめっきボールの溶融はんだと銅電極３２，３８との境界部におけるはんだ(Ｓｎ)とＣｕとの金属間化合物化を十分に進行させることで、本実施例の貼り合せ基板を加熱する際の基板内部でのはんだ溶融を防ぎ、強固な接続部を形成することを特徴とする。
【００３６】
本実施例のように、各貼り合せ対象基板の貼り合せ面において、電気的接続を図りたい電極２５を貫通スルーホール２６の端部と接続して任意の位置に作成して、対向する電極同士をＣｕコアはんだめっきボールにて層間接続をすることにより、スタブとなるスルーホールの無導通部分の発生を抑えることができる。
以上の基板の接着プロセスを用いて一括熱圧着することで、低コストな貼り合せ基板、基板配線を実現することができる。
【００３７】
本実施例のはんだボールめっきはＳｎ系、ＳｎＡｇＣｕ系、（低Ａｇ系）、ＳｎＣｕ系、ＳｎＢｉ系、ＳｎＺｎ系Ｐｂフリーはんだ、Ｐｂ含有はんだを使ってもよい。また、Ｃｕコアボールのみ、ＣｕコアボールにＮｉめっきのみ、Ｃｕコアボールに直接はんだめっき、などの組み合わせでもよい。
コアボールはＮｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ等で形成してもよいしＮｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄめっきをしたものを使っても良い。
【実施例２】
【００３８】
本実施例では、実施例１とは貼り合せ工程が異なる例を説明する。
図７は、本実施例の貼り合せ基板の接合部を構成するＣｕコアSn3Ag0.5Cuはんだめっきボール、層間接着３層および上下プリント基板の概略構成断面を、真空熱プレスの前後で示した図である。
【００３９】
本実施例の貼り合せ基板は、図８に示す貼り合せ工程に沿って以下のように形成する。
(1) 貼り合せ対象の下側の多層プリント基板３０の上側表面層には、上下の多層プリント基板の間の電気的接続を行なうための電極３２、または接合強度だけを保つためのダミーの電極３２が、図８(a)に示すように形成されている。この下側の多層プリント基板３０上に、印刷用マスク５３を配置して、各電極にフラックス(フラックスを塗布しない場合もある)、およびSn3Ag0.5Cuはんだペースト５２をスキージ５１により塗布する。
【００４０】
(2) 印刷用マスク５３を除去した後に続いて、下側の多層プリント基板３０上に、ボール搭載用のドリル穴明けしたマスク５４を配置して、ＣｕコアSn3Ag0.5Cuはんだめっきボールを投入して、例えば刷毛などにより、マスク５４の上を履いて移動させて、図８(b)に示す様にマスク５４の各穴にＣｕコアSn3Ag0.5Cuはんだめっきボール５０を１つずつ落とし込む。
続いて、リフロー加熱により、ＣｕコアSn3Ag0.5Cuはんだめっきボールのはんだ、および電極３２上に印刷されていたはんだペースト５２を溶融させて、図１０に示すようにＣｕコアはんだめっきボールと下側の多層プリント基板３０の電極３２とを接続した状態にする。
【００４１】
(3) 続いて、リフロー加熱から取り出し、ボール搭載用マスク５４を取り外し、下側多層プリント配線基板３０の電極２２に接着されたＣｕコアはんだめっきボールに対して、ボール搭載用のドリル穴明けした層間接着用の３層（３１/３３/３６）の各穴を通して、図８(c)に示すように層間接着用の３層を前記下側多層プリント基板３０上に載置する。
前記層間接着用の３層（３１/３３/３６）は、第１の接着材層３１は例えばプリプレグ材(ガラス繊維にエポキシ樹脂などを含浸させた、これから硬化させる材料)により形成され、コア層３３は例えばＣステージ(既にプラスチック材料が硬化した、ガラス繊維入り材料)により形成され、第２の接着材層３６は例えば同様にプリプレグ材で形成されたものである。前記層間接着用の３層は、予め接着されて一体化した状態でボール搭載用のドリル穴明けをして、その後、前記の通り前記下側多層プリント基板３０上に載置される。
続いて、上側多層プリント配線基板３７を図８(c)のように位置決めして被せる。上側多層プリント配線基板３７の各電極３８には、予めフラックス(フラックスを印刷しない場合もある)、およびはんだペースト５２を印刷しても良いし、しなくてもよい。
【００４２】
(4) 前記上側多層プリント配線基板３７の各電極３８と、Ｃｕコアはんだめっきボール５０とが接触するように上下から治具で押える。ただし、前記した通り、本実施例が対象とするミッドプレーンなどの大型基板になると、例えば配線密度が中央部の方が高いと、樹脂と銅などの材料の線膨張係数の相違に起因して、基板が太鼓状に中央部が膨れた形状となっていることが予測される。この場合には、向かい合わせた上下の多層プリント配線基板の周辺部の電極においては、上下から治具で押えた当初は、例えば図１０のようにＣｕコアはんだめっきボール３５の上部はんだ４２と、上側多層プリント配線基板の電極３８に印刷されたはんだペースト５２との間に僅かの隙間が生ずることが考えられる。
【００４３】
(5) その状態で真空加熱プレス装置に治具ごと基板を入れて、Ｃｕコアはんだめっきボール３５の上部はんだ４２と、上側多層プリント配線基板の電極３８に印刷されたはんだペースト５２とが接触する圧力で軽くプレス(1〜5kg／cm2程度)する。この後の真空加熱プレス条件を図６(ａ）〜（ｄ）に示す。本実施例の場合、用いたはんだ組成はＳｎ３Ａｇ０．５Ｃｕで、はんだの融点（２１７℃）が樹脂硬化温度（通常、１６０℃〜１８５℃）よりも高い場合の真空プレス/熱硬化プロセスである。
【００４４】
図６(ａ）は温度の推移を時間に対して示した模式図である。
図６(ｂ）はプレスの推力を時間に対して示した模式図である。
図６(ｃ）は基板を収めたチャンバー内部を真空に引いたときの、チャンバー内の圧力を時間に対して示した模式図である。
図６(ｄ）は（ａ）温度（ｂ）推力（ｃ）圧力の図を１枚にまとめた模式図である。
【００４５】
(6) まず、チャンバーを真空(１kPa程度)(Ｐ1)に引いて、その後加熱を始める。徐々に温度を上げてＳｎ３Ａｇ０．５Ｃｕはんだの融点以上になったあとに、最高温度Ｔmax＝２３０℃(Ｔ2)に達してからプレスを開始して、推力F１にて層間接着用樹脂３１，３６を穴空間の空隙部３９へ充填させる。
下側多層プリント配線基板の電極３２に印刷されたはんだペースト５２、およびＣｕコアはんだめっきボール５０のはんだ４２、および上側多層プリント配線基板の電極３８に印刷されたはんだペースト５２は、加熱温度がはんだの融点以上に達した段階で溶融して連結する。また、基板の周辺部の電極間では、上側多層プリント配線基板の電極３８に印刷されたはんだペースト５２は溶融して迎えはんだを形成して、Ｃｕコアはんだめっきボール５０の溶融はんだ４２と連結して、図１１に示すように、はんだ４２、およびＳｎとＣｕ、Ｎｉ、電極材との金属間化合物４１が上下の多層プリント配線基板の電極３８，３２間に鼓形状のフィレットを形成する。
はんだの融点以上のT２：Ｔmax２３０℃で１０分保持した後に、温度を樹脂硬化に好適な温度Ｔ１：１８５℃まで下げ、必要時間(例えば４５分)保持する。その後、室温近くまでチャンバー/治具の温度を下げ、圧力を大気まで戻してプレスを開放する。それぞれのタイミングは図６(ｄ）に示すが、層間接着用樹脂３１，３６の溶融粘度挙動から考えて、樹脂の硬化粘度領域に達する前に、樹脂の流動性が残っている段階でプレスを開始することが望ましい(図８(c))。
【００４６】
(7) 形成した電極部分と基板の断面が図７下側である。本実施例で用いた真空加熱プレスのプロファイル(図６(d))に示したように、はんだ濡れ広がりと加熱されたプリプレグ含浸樹脂の軟化、および流れ込みのタイミングが良好な場合の接続形状は、図１２に示すように良好な鼓形のはんだフレット形状が形成されることが特徴である。なお、はんだペースト５２量が過多の場合には、図１３に示すような接続形状となることが予測されるが、図１２の場合と比べて接続強度が劣ることが予測され、適正なはんだペースト５２量の制御が必要である。
Ｃｕコアボール位置ずれ防止用のコア層３３を用いることで、基板の電極位置に対するＣｕコアボールの位置ずれを起こすことなく、基板の接着プロセスをもちいて一括熱圧着することで、低コストな貼り合せ基板７０を実現することができる(図８(d))。
【００４７】
本実施例において、Ｃｕコアはんだめっきボールを一括熱圧着してはんだ接続するとき、基板間の接続高さは、接着材層/コア層/接着材層の３層構造の合計の高さで決めることが出来る。接着材層にはガラスクロス入りのプリプレグを用いることで、はんだの高さ制御ができ、はんだボールだけに加圧圧力が掛かるのではなく、接着材層全体でバランス良く、Ｃｕコアめっきはんだボールのはんだ接続高さの、すなわち基板間距離を制御することができる。はんだ接続部断面を鼓状に制御するメカニズムは以下の通りである。はんだがＣｕコアボールの直径よりも大きく濡れ拡がるように、はんだ量とフラックス種類を調整する。はんだが濡れ拡がった後に、基板の真空熱プレスに十分な推力F1を与えて加熱し、鼓状にはんだ接続したボールの周りの空間に、軟化したプリプレグの接着材を流し込む。このとき、真空により、空間に樹脂が流れ込み、樹脂は溶融したはんだに対して静水圧により均等に押すことができる。さらに、コア層の熱線膨張係数は基板の熱線膨張係数と同等、若しくは近いものを選ぶことで、基板の収縮によるＣｕコアめっきはんだボールの位置ずれを防止する。このように信頼性の高い鼓状のはんだ接続形状を保持する接続を通常のプリント版形成プロセスで一括形成する。
【００４８】
また、このＣｕコアめっきはんだボールを予め加熱して、Ｎｉ層とはんだ層の間にＮｉ−Ｓｎ系化合物を形成し、その後の貼り合せ基板形成プロセスで概ねのはんだを化合物化させる。この手法により本実施例の貼り合せ基板に対する部品搭載時のリフロー、フローはんだ付けプロセスでのはんだ融点以上の加熱の際に、基板内部でのはんだ部分が再溶融して体積膨張することで、隣接する配線、若しくは隣接するＣｕコアめっきはんだボールとの溶融はんだによるショートを防ぐことを可能としている。
【００４９】
本実施例のはんだボールめっきはＳｎ系、ＳｎＡｇＣｕ系、（低Ａｇ系）、ＳｎＣｕ系、ＳｎＢｉ系、ＳｎＺｎ系Ｐｂフリーはんだ、Ｐｂ含有はんだを使ってもよい。また、Ｃｕコアボールのみ、ＣｕコアボールにＮｉめっきのみ、Ｃｕコアボールに直接はんだめっき、などの組み合わせでもよい。
コアボールはＮｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ等で形成してもよいしＮｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄめっきをしたものを使っても良い。
【実施例３】
【００５０】
本実施例では、実施例２とは融点の異なるはんだを使用した例を説明する。
図７は、本実施例の貼り合せ基板の接合部を構成するＣｕコアＳｎ５８Ｂｉはんだめっきボール、層間接着３層、および上下プリント基板の概略構成断面を、真空熱プレスの前後で示した図である。
【００５１】
本実施例の貼り合せ基板は、図８に示す貼り合せ工程に沿って以下のように形成する。
(1) 貼り合せ対象の下側の多層プリント基板３０の上側表面層には、上下の多層プリント基板の間の電気的接続を行なうための電極３２、または接合強度だけを保つためのダミーの電極３２が、図８(a)に示すように形成されている。この下側の多層プリント基板３０上に、印刷用マスク５３を配置して、各電極にフラックス、およびＳｎ５８Ｂｉはんだペースト５２をスキージ５１により塗布する。
【００５２】
(2) 印刷用マスク５３を除去した後に続いて、下側の多層プリント基板３０上に、ボール搭載用のドリル穴明けしたマスク５４を配置して、ＣｕコアＳｎ５８Ｂｉはんだめっきボールを投入して、例えば刷毛などにより、マスク５４の上を履いて移動させて、図８(b)に示す様にマスク５４の各穴にＣｕコアＳｎ５８Ｂｉはんだめっきボール５０を１つずつ落とし込む。
続いて、リフロー加熱により、ＣｕコアＳｎ５８ＢｉＣｕはんだめっきボールのはんだ、および電極３２上に印刷されていたはんだペースト５２を溶融させて、図１０に示すようにＣｕコアはんだめっきボールと下側の多層プリント基板３０の電極３２とを接続した状態にする。
【００５３】
(3) 続いて、リフロー加熱から取り出し、ボール搭載用マスク５４を取り外し、下側多層プリント配線基板３０の電極２２に接着されたＣｕコアはんだめっきボールに対して、ボール搭載用のドリル穴明けした層間接着用の３層（３１/３３/３６）の各穴を通して、図８(c)に示すように層間接着用の３層を前記下側多層プリント基板３０上に載置する。
前記層間接着用の３層（３１/３３/３６）は、第１の接着材層３１は例えばプリプレグ材(ガラス繊維にエポキシ樹脂などを含浸させた、これから硬化させる材料)により形成され、コア層３３は例えばＣステージ(既にプラスチック材料が硬化した、ガラス繊維入り材料)により形成され、第２の接着材層３６は例えば同様にプリプレグ材で形成されたものである。前記層間接着用の３層は、予め接着されて一体化した状態でボール搭載用のドリル穴明けをして、その後、前記の通り前記下側多層プリント基板３０上に載置される。
続いて、上側多層プリント配線基板３７を図８(c)のように位置決めして被せる。上側多層プリント配線基板３７の各電極３８には、予めＳｎ５８Ｂｉはんだペースト５２を印刷して、リフロー加熱してはんだを溶融させ、むかえはんだを形成し、必要に応じて洗浄しておく。
【００５４】
(4) 前記上側多層プリント配線基板３７の各電極３８上のむかえはんだと、Ｃｕコアはんだめっきボール５０とが接触するように上下から治具で押える。ただし、前記した通り、本実施例が対象とするミッドプレーンなどの大型基板になると、例えば配線密度が中央部の方が高いと、樹脂と銅などの材料の線膨張係数の相違に起因して、基板が太鼓状に中央部が膨れた形状となっていることが予測される。この場合には、向かい合わせた上下の多層プリント配線基板の周辺部の電極においては、上下から治具で押えた当初は、例えば図１０のようにＣｕコアはんだめっきボール３５の上部はんだ４２と、上側多層プリント配線基板の電極３８に印刷されたはんだペースト５２との間に僅かの隙間が生ずることが考えられる。
【００５５】
(5) その状態で真空加熱プレス装置に治具ごと基板を入れて、Ｃｕコアはんだめっきボール３５の上部はんだ４２と、上側多層プリント配線基板の電極３８に印刷されたはんだペースト５２とが接触する圧力で軽くプレス(1〜5kg／cm2程度)する。この後の真空加熱プレス条件を図９(ａ）〜（ｄ）に示す。本実施例の場合、用いたはんだ組成はＳｎ５８Ｂｉで、はんだの融点（１３８℃）が樹脂硬化温度（通常、１６０℃〜１８５℃）よりも低い場合の真空プレス/熱硬化プロセスである。
【００５６】
図９(ａ）は温度の推移を時間に対して示した模式図である。
図９(ｂ）はプレスの推力を時間に対して示した模式図である。
図９(ｃ）は基板を収めたチャンバー内部を真空に引いたときの、チャンバー内の圧力を時間に対して示した模式図である。
図９(ｄ）は（ａ）温度（ｂ）推力（ｃ）圧力の図を１枚にまとめた模式図である。
【００５７】
(6) まず、チャンバーを真空(１kPa程度)(Ｐ1)に引いて、その後加熱を始める。徐々に温度を上げてＳｎ５８Ｂｉはんだの融点以上になったあとに、プレスを開始し、推力F１にて層間接着用樹脂３１，３６を穴空間の空隙部３９へ充填させる。
下側多層プリント配線基板の電極３２に印刷されたはんだペースト５２、およびＣｕコアはんだめっきボール５０のはんだ４２、および上側多層プリント配線基板の電極３８に印刷されたはんだペースト５２は、加熱温度がはんだの融点以上に達した段階で溶融して連結する。また、基板の周辺部の電極間では、上側多層プリント配線基板の電極３８に印刷されたはんだペースト５２は溶融して迎えはんだを形成して、Ｃｕコアはんだめっきボール５０の溶融はんだ４２と連結して、図１１に示すように、はんだ４２、およびＳｎとＣｕ、Ｎｉ、電極材との金属間化合物４１が上下の多層プリント配線基板の電極３８，３２間に鼓形状のフィレットを形成する。
樹脂硬化温度T１は、はんだの融点以上なので、そのT１：Ｔmax＝１８５℃で１時間保持した後に、室温近くまでチャンバー/治具の温度を下げ、圧力を大気まで戻してプレスを開放する。それぞれのタイミングは図９(ｄ）に示すが、層間接着用樹脂３１，３６の溶融粘度挙動から考えて、樹脂の硬化粘度領域に達する前に、樹脂の流動性が残っている段階でプレスを開始することが望ましい(図８(c))。
【００５８】
(7) 形成した電極部分と基板の断面が図７下側である。本実施例で用いた真空加熱プレスのプロファイル(図９(d))に示したように、はんだは既に迎えはんだとして濡れ拡がっているため、加熱されたプリプレグ含浸樹脂の軟化、および流れ込みのタイミングが良好な場合の接続形状は、図１２に示すように良好な鼓形のはんだフレット形状が形成されることが特徴である。
Ｃｕコアボール位置ずれ防止用のコア層３３を用いることで、基板の電極位置に対するＣｕコアボールの位置ずれを起こすことなく、基板の接着プロセスをもちいて一括熱圧着することで、低コストな基板配線７０を実現することができる(図８(d))。
【００５９】
本実施例のはんだボールめっきはＳｎ系、ＳｎＡｇＣｕ系、（低Ａｇ系）、ＳｎＣｕ系、ＳｎＢｉ系、ＳｎＺｎ系Ｐｂフリーはんだ、Ｐｂ含有はんだを使ってもよい。また、Ｃｕコアボールのみ、ＣｕコアボールにＮｉめっきのみ、Ｃｕコアボールに直接はんだめっき、などの組み合わせでもよい。
コアボールはＮｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ等で形成してもよいしＮｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄめっきをしたものを使っても良い。はんだペーストの組成も必要に応じてＳｎ系、ＳｎＡｇＣｕ系、（低Ａｇ系）、ＳｎＣｕ系、ＳｎＢｉ系、ＳｎＺｎ系他ＰｂフリーはんだやＰｂ含有はんだを使ってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０…従来のサーバミッドプレーン
１１…貫通スルーホール
１２…銅メッキ
１３，１４…機器
１５…プレスフィットコネクタ
２０…本発明の貼り合せ基板
２１…第１の被貼り合せ基板
２２…第２の被貼り合せ基板
２３…Server Blade
２４…SVP（SerVice Processor）
２５…電極対向位置
２６…部分スルーホール
２７…プレスフィットコネクタ
２８…３層構造の接着層
３０…第１の基板(下側被貼り合せ多層プリント基板)
３１…第１の接着材層
３２…第１の基板に形成された電極
３３…コア層
３４…はんだめっき
３５…Ｃｕコアボール
３６…第２の接着材層
３７…第２の基板(上側被貼り合せ多層プリント基板)
３８…第２の基板に形成された電極
３９…穴空間の空隙部
４０…金属間化合物、およびはんだ
４１…金属間化合物
４２…溶融はんだ
４５…Ｎｉめっき
５０…Ｃｕコアはんだめっきボール
５１…スキージ
５２…はんだペースト
５３…印刷用マスク
５４…ボール搭載用マスク
７０…貼り合せ基板
【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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