(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続した金属線材を定寸送りしてスライドダイのダイ孔に送り込む工程と、
前記スライドダイをスライドさせて前記金属線材を保持したまま先端側を所定長さの金属柱材に切断する工程と、
前記切断された金属柱材を保持したまま更にスライドダイをスライドさせて、ダイに支持された配線基板の直上へ移動させ、該配線基板の貫通孔とスライドダイのダイ孔を位置合わせして該ダイ孔に保持された金属柱材をポンチにより配線基板の貫通孔に打ち込んで層間接続する工程を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
配線基板をかしめて貫通孔に打ち込まれた金属柱材の端面を露出させる工程を含むことを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記金属柱材は、基板面に略面一にとなるように打ち込まれることを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記金属柱材は、一方側が基板面より突出するように打ち込まれることを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記金属柱材は、基板面の両側に突出するように打ち込まれることを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記金属柱材は、金属芯線の周囲に絶縁材料層を介して金属層が同芯状に形成された金属複合線材であることを請求項１記載の配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記金属複合線材は、金属芯線と金属層とで融点が異なる金属材料が用いられることを特徴とする請求項６記載の配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記金属複合線材は、金属芯線と金属層とで異種金属材料が用いられることを特徴とする請求項６記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、両面配線基板や多層配線基板においては、電源／グランド層や信号層間の層間接続を確保するために、配線基板を貫通して形成されたスルーホールにスルーホールめっきを行ったり、スルーホールへ導電ペーストを埋め込むことにより層間の電気的接続を確保していた。
【０００３】
また、スルーホールめっき等を行う場合、基板面にレジスト膜を形成したり、めっき工程の繰り返しなど製造工程が多工程にわたるため製造コストが嵩む。また、例えば０．１ｍｍ以下の厚さが薄いフレキシブルプリント配線基板の場合には、スルーホールめっきや導電ペーストの埋め込みによっては層間の接続信頼性が確保できない。
【０００４】
一方、上記めっき方法やペースト埋め込み方法にかわって、パンチングによりスルーホールへ金属材料を埋め込む方法がある。これは、絶縁樹脂層に導体層が積層されて、配線パターンが形成されたプリント配線基板に、予め貫通孔（スルーホール）をあけておく。このプリント配線基板に金属シート（銅箔など）を重ねてポンチを加工させると金属シートより打ち抜かれた柱状の金属柱材がスルーホールに埋め込まれて層間の電気的接続を確保するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一旦パンチングにより金属シートが打ち抜かれると、スルーホールに対応する部分以外の金属シートは無駄になるため、歩留まりが低下する。また、パンチングの加工精度のばらつきにより、打ち抜かれた金属柱材が基板面と面一になる場合もあるが、基板面より突出する場合もあり、高さのばらつきが生じ易い。この金属柱材の高さのばらつきにより、配線基板どうしを多層形成する場合に基板間の電気的接続信頼性が不安定になり易いという課題もあった。
【０００６】
また、近年、半導体パッケージの小型化が進み、半導体素子を封止する封止部から電極端子（インナーリードの一部）が露出するタイプの半導体パッケージが用いられるようになっている。この場合、半導体パッケージを基板実装する場合、接続信頼性を確保するため、実装面側のランド部に端子接続部分を盛り上げて形成したいという要請もある。また、ＲＡＭなどのメモリ素子の場合、バスラインを共有可能であるため、半導体パッケージを多段に積み重ねて配置することも可能であるが、この場合の基板間相互の機械的接続及び電気的接続を精度良く行いしかも接続信頼性を確保したいという要請もあった。
この場合、パンチングによる金属柱材の埋め込みでは、金属柱材の高さ精度が出し難く、他のパッケージとの接続信頼性が確保できないという課題もあった。また、金属柱材の高さを稼ぐ場合には比較的厚い金属シートを打ち抜く必要があるが、パンチによる打ち抜きが困難になる上に、基板側の貫通孔径が小さくなればなるほどパンチがおれて打ち抜き加工できなくなるという課題もあった。実際には、金属柱材の直径の１．２倍程度の長さに打ち抜くのが限度であった。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、汎用性が高い配線基板の層間接続信頼性を向上させ、生産工程が簡略で生産効率の良い配線基板の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。
即ち、連続した金属線材を定寸送りしてスライドダイのダイ孔に送り込む工程と、前記スライドダイをスライドさせて前記金属線材を保持したまま先端側を所定長さの金属柱材に切断する工程と、前記切断された金属柱材を保持したまま更にスライドダイをスライドさせて、ダイに支持された配線基板の直上へ移動させ、該配線基板の貫通孔とスライドダイのダイ孔を位置合わせして該ダイ孔に保持された金属柱材をポンチにより配線基板の貫通孔に打ち込んで層間接続する工程を含むことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面と共に詳述する。
図１（ａ）（ｂ）（ｃ）は配線基板の製造工程を示す説明図、図２は配線基板を例示する説明図、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は配線基板に打ち込まれた金属柱材を例示する説明図である。
【００１１】
先ず、配線基板の概略構成について図２を参照して説明する。
１は配線基板であり、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂などの絶縁材料層２に電源／グランド層及び信号層を含む導体層３が積層形成されている。この配線基板１は両面銅張基板を用いて配線パターンが形成されたものであっても良く、或いは両面銅張基板が多層に積層された多層配線基板であっても良い。
【００１２】
配線基板１には３０μｍから３００μｍ程度の貫通孔（スルーホール）４が形成されており、該貫通孔４には後述する方法で金属柱材５が打ち込まれて層間が電気的に接続されている。金属柱材５は、図３（ａ）に示すように銅線、はんだ線等の比較的低融点の単一金属柱材５が用いられるが、図３（ｂ）（ｃ）に示すように、同軸タイプの金属複合柱材６を用いても良い。
【００１３】
図３（ｂ）は金属芯線６ａの周囲に金属層６ｂが同芯状に形成された金属複合柱材６である。この場合、金属芯線６ａと金属層６ｂとで融点の異なる金属材料を用いた金属複合柱材６を用いることができる。例えば金属芯線６ａに高融点はんだ又は高融点はんだ合金を用い、金属層６ｂに低融点はんだ又は低融点はんだ合金を用いた金属複合柱材６であっても良い。この場合、外側の金属層６ｂにより層間接続を確保すると共に、はんだボールを使用することなく金属芯線６ａにより接続端子部を形成できる。
【００１４】
図３（ｃ）は、金属芯線６ａの周囲に絶縁材料層６ｂを介して金属層６ｃが同芯状に形成された金属複合柱材６である。この場合、外層側の金属層６ｃにより層間接続を行い、金属芯線６ａにより基板間の電気的接続を取ることができる。この金属複合柱材６を用いた場合、外層側の金属層６ｃにより層間接続を確保できるうえに、金属芯線６ａに対するシールド効果を高めてインピーダンス特性を向上させることもできる。また、金属芯線６ａや金属層６ｃには銅、銅合金或いははんだ、はんだ合金など単一の金属材料を用いても良いが、例えば金属芯線６ａに高融点はんだ又は高融点はんだ合金、金属層６ｃに低融点はんだ又は低融点はんだ合金が用いられた金属複合柱材６であっても良い。また、例えば金属芯線６ａに銅或いは銅合金、金属層６ｃにはんだ或いははんだ合金がそれぞれ用いられた異種金属材料の組合わせによる金属複合柱材６でも良い。
【００１５】
金属柱材５は、図２に示すように、配線基板１に基板面１ａ、１ｂに略面一にとなるように打ち込まれていても良く、一方側（１ａ、１ｂが基板面（１ａ又は１ｂ）より突出するように打ち込まれていても良く、更には基板面１ａ及び１ｂの両側に突出するように打ち込まれていても良い。金属柱材５の断面形状は円形に限らず楕円状、角形状など様々な形状のものが採用できる。
【００１６】
次に、配線基板１の製造方法について図１（ａ）（ｂ）（ｃ）を参照して説明する。７は送り機構であり、鉛直方向に往復移動する際に金属線材（金属複合線材を含む）８の先端近傍を把持しては定量的に送り出す。送り機構７の下方には水平方向に移動可能なスライドダイ９が待機している。スライドダイ９にはダイ孔１０が形成されており、送り機構７が上位置で金属線材８を把持して下動した際に、金属線材８の先端部がスライドダイ９のダイ孔１０に送り込まれる（図１（ａ）参照）。送り機構７は、金属線材８を送り込んだ下位置で切断動作後に、該金属線材８の把持状態を開放されて再度上動して、次の送り動作に備える。
【００１７】
次に、スライドダイ９をダイ孔１０に金属線材８が送り込まれたまま水平方向にスライドさせることにより金属線材８が所定長さ分（スライドダイ９の厚みに相当する分）だけ定量的に切断される。スライドダイ９は切断された金属柱材５をダイ孔９に保持したまま配線基板１上に移送する。配線基板１は両面に配線パターンが形成され、貫通孔４が穿孔されている。この配線基板１はダイ１１に支持されており、該配線基板１の貫通孔４とスライドダイ９のダイ孔１０とを位置合わせして支持されている（図１（ｂ）参照）。
【００１８】
スライドダイ９は配線基板１上に移動すると、ダイ孔１０と配線基板１の貫通孔４とを位置合わせした状態で、ダイ孔１０上に待機したポンチ１２を下動させて、該ダイ孔１０に保持された金属柱材５を配線基板１の貫通孔４に打ち込む。これによって、図２に示すように、配線基板１の層間接続をすることができ、更には金属柱材５の一端５ａ若しくは５ｂを基板面１ａ若しくは１ｂより突出するよう形成しチップ接続端子（バンプ）とすることもできる。また、金属柱材５の両端５ａ及び５ｂを基板面１ａ及び１ｂの両側に突出させて、配線基板１どうしを多層に積み上げると共に、該金属柱材５により、基板間の電気的接続を確保することもできる。
【００１９】
上記配線基板１及びその製造方法を用いれば、送り機構７により供給される金属線材８の先端側をスライドダイ９により定量的に切断された金属柱材５が、配線基板１の貫通孔４に打ち込まれているので、従来のようにパンチングにより金属シートを打ち抜く際のような材料の無駄は無くなり、歩留まりが向上する。また、金属柱材５はスライドダイ９のダイ孔１０に保持されたままポンチ１２により貫通孔４に打ち込まれるので、該貫通孔４に打ち込まれた金属柱材５の突出量を精度良く調整することができる。また、スライドダイ９の厚さを変えるだけで、貫通孔４に打ち込まれる金属柱材５の長さを適宜変えることができ、配線基板１の導体層３の層間接続を確保するのみならず、基板面１ａ、１ｂに突出させてチップ接続端子を形成したり、金属柱材５どうしをつなぎ合わせて配線基板１を積層して基板間の機械的、電気的接続を確保することもでき、汎用性が向上する。
【００２０】
尚、配線基板１の貫通孔４に面一に埋め込まれた場合には、配線基板１をかしめて貫通孔４に打ち込まれた金属柱材５の端面５ａ及び５ｂを露出させるようにして基板面１ａ、１ｂにチップ接続部やランド部を形成するようにしても良い。
【００２１】
以上、本発明の好適な実施例について述べてきたが、本発明は上述した各実施例に限定されるのものではなく、例えば、配線基板１は短冊状の基板に限らず、長尺状に連続する基板（テープ基板等）であっても良い。また、金属柱材５を提供する金属線材８の材質は、はんだやはんだ合金、銅や銅合金に限らず他の導電材料であっても良い等、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係る配線基板の製造方法を用いれば、連続して供給される金属線材の先端側を定量的に切断されてなる金属柱材が配線基板の貫通孔に打ち込まれるので、従来のようにパンチングにより金属シートを打ち抜く際のような材料の無駄は無くなり、歩留まりが向上する。また、金属柱材はスライドダイのダイ孔に保持されたままポンチにより貫通孔に打ち込まれるので、該貫通孔に打ち込まれた金属柱材の突出量を精度良く調整することができる。また、スライドダイの厚さを変えるだけで、貫通孔に打ち込まれる金属柱材の長さを適宜変えることができ、配線基板の導体層の層間接続を確保するのみならず、基板面に突出させてチップ接続端子を形成したり金属柱材どうしをつなぎ合わせて配線基板を積層して基板間の機械的、電気的接続を確保することもでき、汎用性が向上する。また、配線基板への孔あけや金属柱材の打ち込み等を簡略化した機械的な生産工程により連続して行えるので生産効率を向上させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】配線基板の製造工程を示す説明図である。
【図２】配線基板を例示する説明図である。
【図３】配線基板に打ち込まれた金属柱材を例示する説明図である。
【符号の説明】
１  配線基板
１ａ、１ｂ  基板面
２、６ｂ  絶縁材料層
３  導体層
４  貫通孔
５  金属柱材
６  金属複合柱材
６ａ  金属芯線
６ｃ  金属層
７  送り機構
８  金属線材
９  スライドダイ
１０  ダイ孔
１１  ダイ
１２  ポンチ
【図１】
0003851513.tif 000002
【図２】
0003851513.tif 000003
【図３】
0003851513.tif 000004