JP2015103535A - プリント配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】 上基板と下基板間の接続信頼性の向上【解決手段】 プリント配線板は内側の金属ポストと外側の金属ポストを有する。そして、内側の金属ポストは外側の金属ポストよりも太い。【選択図】 図１

Description

本発明は、他のプリント配線板を搭載するためのポストを有するプリント配線板に関する。

特許文献１は、ＰＯＰパッケージとその製造方法を開示している。特許文献１の図８によれば、第１の半導体パッケージと第２の半導体パッケージはリードラインで接続されている。また、特許文献１の図８によれば、リードラインは、内側のリードラインと外側のリードラインを含んでいる。特許文献１の図８では、内側のリードラインは符号３００ａで示されていて、外側のリードラインは３００ｂで示されている。また、特許文献１のｃｏｌ．７＿ｌｉｎｅｓ３６−５７によれば、内側のリードラインの長さは、外側のリードラインの長さより長いと開示されている。そして、その部分の開示によれば、内側のリードラインと外側のリードラインは曲げられている。リードラインの一部は第２基板の下面と平行に延びている。

ＵＳ７７２３７８３４Ｂ２

リードラインが２列存在する場合、特許文献１の図８によれば、リードラインは大きく曲げられている。そのため、熱応力等により、特許文献１の図８に示されているリードラインの接続信頼性は低下すると推察される。特に、基板の各辺の長さが２０ｍｍを越えると、リードラインを介する信頼性が低下すると予想される。

本発明の目的は、高い接続信頼性を有するＰＯＰパッケージを提供することである。本発明の別の目的は、高い信頼性を有するＰＯＰパッケージを提供するためのポストを有するプリント配線板を提供することである。

本発明に係るプリント配線板は、電子部品を搭載するための第１パッドと、前記第１パッドの外側に形成されていて上基板と接続するための第２パッドと、前記第２パッド上に形成されていて前記上基板を搭載するための金属ポストと、を有する。そして、前記第２パッドは、内側の第２パッドと前記内側の第２パッドの外側に形成されている外側の第２パッドで形成され、前記金属ポストは、前記内側の第２パッド上に形成されている内側の金属ポストと前記外側の第２パッド上に形成されている外側の金属ポストで形成され、前記内側の金属ポストは前記外側の金属ポストより太い。

本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の応用例の断面図。 第１実施形態のプリント配線板の中間基板。 第１実施形態のプリント配線板の製造工程図。 第１実施形態のプリント配線板の断面図。 図５（Ａ）は実装面の平面図である。図５（Ｂ）は金属ポストを有する実装面を示す。図５（Ｃ）は支持フィルムと金属ポストを示す平面図である。 第１実施形態に係るプリント配線板の金属ポストの製造工程図。 第１実施形態に係るプリント配線板の金属ポストの製造工程図。 第１実施形態のプリント配線板の製造工程図。 第１実施形態の改変例に係るプリント配線板の断面図。 本発明の第２実施形態に係るプリント配線板の応用例の断面図。 第２実施形態に係るプリント配線板の製造工程図。 第２実施形態に係るプリント配線板の製造工程図。 第２実施形態に係るプリント配線板の製造工程図。 第２実施形態に係るプリント配線板の製造工程図。 第３実施形態に係るプリント配線板の金属ポストの配置を示す模式図。 実施形態に係るプリント配線板の金属ポストの配置を示す模式図。

特許文献１の第１基板と第２基板が樹脂製であると、第１基板と第２基板の剛性が低いと考えられる。また、特許文献１の第１半導体パッケージの物性と第２半導体パッケージの物性は異なると考えられる。物性は熱膨張係数やヤング率などである。従って、第１半導体パッケージと第２半導体パッケージを接続するリードラインは大きなストレスを受けると予想される。そのため、特許文献１の図８に示されるリードラインが直線状に形成されていても、リードラインを介する接続信頼性は熱ストレスで低下すると考えられる。特に、第１基板と第２基板の１辺の長さが２０ｍｍを越えると、接続信頼性の低下のリスクは高くなると推察される。

[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の応用例が図１に示されている。
プリント配線板（下基板）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）７１０ＦＩと、他のプリント配線板（上基板）１１０を搭載するためのパッド（第２パッド）７１０Ｆを有する。第２パッド７１０Ｆは、内側の第２パッド７１０ＦＬと外側の第２パッド７１０ＦＭを有する。他のプリント配線板にメモリなどの電子部品９００が実装される。複数のパッド７１０ＦＩでパッド群Ｃ４（図５（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７１０Ｆは、パッド群Ｃ４の周りの外周領域Ｐ４（図５（Ａ）参照）に形成されている。内側の第２パッド７１０ＦＬは、パッド群Ｃ４の外側に形成されていて、外側の第２パッド７１０ＦＭは、内側の第２パッドの外側に形成されている。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が接続される。内側の第２パッド７１０ＦＬ上に形成されている金属ポスト（内側の金属ポスト）７７Ｌと外側の第２パッド７１０ＦＭ上に形成されている金属ポスト（外側の金属ポスト）７７Ｍで金属ポストの太さが異なる。内側の第２パッド７１０ＦＬ上の金属ポスト７７Ｌは外側の第２パッド７１０ＦＭ上の金属ポスト７７Ｍより太い。金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍの太さが一様でない場合、金属ポストの太さは最も細い部分の太さである。金属ポスト７７は曲がっていないことが好ましい。信頼性が高くなる。特許文献１の図８のリードラインは曲がっている。

金属ポストの太さは以下のように測定される。金属ポストがパッド上に真っ直ぐ形成される。そして、パッドの上面（金属ポストに対向しているパッドの面）と平行な面でポストが切断されることでポストの断面が得られる。その断面の外周上の２点間の距離の内、最大の値が、所定の断面での太さである。金属ポストの下面から上面まで太さが測定される。それらの内、最も細い太さが金属ポストの太さである。金属ポストの下面はパッドに対向し、金属ポストの上面はパッドから最も遠い。また、金属ポストの断面の形状が円であれば、太さと径は一致する。
金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍの形状として、円柱が好ましい。金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍは、プリント配線板（下基板）１０とプリント配線板（上基板）１１０を電気的に接続する。

図５（Ａ）は実装面を示している。図５（Ａ）では、上側のソルダーレジスト７０Ｆとソルダーレジストの開口から露出している第１パッド７１０ＦＩと内側の第２パッド７１０ＦＬ、外側の第２パッド７１０ＦＭが示されている。隣接する内側の第２パッド間のピッチｐ１は０．３ｍｍ以下である。隣接する外側の第２パッド間のピッチｐ２は０．３ｍｍ以下である。隣接する内側の第２パッドと外側の第２パッド間のピッチｐ３は０．３ｍｍ以下である。ピッチｐ１やピッチｐ２、ピッチｐ３は図５（Ａ）に示されている。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。それぞれのピッチｐ１、ピッチｐ２、ｐ３は同じであっても、異なっても良い。内側のパッドのピッチｐ１は外側のパッドのピッチｐ２より小さいことが好ましい。パッドの数を多くすることができる。ＰＯＰパッケージが高機能化する。
図５（Ａ）では、内側の第２パッド７１０ＦＬはパッド群Ｃ４を囲んでいる。また、外側の第２パッド７１０ＦＭは、内側の第２パッド７１０ＦＬを囲んでいる。

図１６にパッドの配列の別例が示されている。図１６（Ａ）では、内側の第２パッド７１０ＦＬは、パッド群Ｃ４を挟んでいる。内側の第２パッド７１０ＦＬは、対向する下基板の２辺に略平行に形成されている。図１６（Ａ）では、パッド群Ｃ４の上下に内側の第２パッド７１０ＦＬは形成されているが、パッド群Ｃ４の左右に内側の第２パッド７１０ＦＬは形成されていない。内側の第２パッド７１０ＦＬはパッド群Ｃ４を囲んでいない。そして、外側の第２パッド７１０ＦＭは、内側の第２パッド７１０ＦＬの外に形成されている。下基板が長方形の場合、内側の第２パッド７１０ＦＬと外側の第２パッド７１０ＦＭは長辺に平行に形成されることが好ましい。パッドの数が多くなる。ＰＯＰパッケージが高機能化する。ポストにより下基板の外周領域は重くなる。しかしながら、第２パッドが長辺に沿って形成されることで下基板の反りが小さくなる。図１６（Ａ）では、第２パッドは列もしくは行に形成されている。第２パッドは列と行に形成されていない。

図１６（Ｂ）では、内側の第２パッド７１０ＦＬは、パッド群Ｃ４を囲んでいる。そして、外側の第２パッド７１０ＦＭは、内側の第２パッド７１０ＦＬを囲んでいる。そして、内側の第２パッドは複数の列を有する。図１６（Ｂ）では、内側の第２パッドの列数は２であって、外側の第２パッドの列数は１である。図１６（Ｃ）では、内側の第２パッド７１０ＦＬは、パッド群Ｃ４を囲んでいる。そして、外側の第２パッド７１０ＦＭは、内側の第２パッド７１０ＦＬを囲んでいる。そして、外側の第２パッドは複数の列を有する。図１６（Ｃ）では、内側の第２パッドの列数は１であって、外側の第２パッドの列数は２である。
図１６（Ｂ）と図１６（Ｃ）に示されている下基板によれば、第２パッドが３列以上なので、ＰＯＰパッケージが高機能化する。また、下基板上に高機能な上基板を搭載することができる。
図１６（Ｂ）によれば、太いポストの数が増えるので、ＰＯＰパッケージの剛性が高くなる。熱応力で、ＰＯＰパッケージの反りが小さくなる。上基板と下基板間の接続信頼性が高くなる。

図１６（Ｃ）によれば、細いポストの数が増えるので、下基板の重さが軽くなる。下基板の反りが小さくなる。下基板に電子部品や上基板を搭載することが容易になる。
それぞれのピッチｐ１、ｐ２、ｐ３が０．３ｍｍ以下でも、金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍにより、第１実施形態のプリント配線板１０とプリント配線板（上基板）１１０との間の距離が確保される。ピッチｐ１、ｐ２、ｐ３が０．２５ｍｍ以下でも、金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍにより、第１実施形態のプリント配線板１０とプリント配線板（上基板）１１０との間の距離が一定に保たれる。隣接するパッド間で絶縁が確保される。

第１実施形態のプリント配線板は、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。

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。そのコア基板は第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。

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７１０ＦＩ、７１０ＦＬ、７１０ＦＭを有している。パッド７１０ＦＩ、７１０ＦＬ、７１０ＦＭ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。

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。

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、パッド７１０ＦＩを露出するための開口（第１開口）７１ＦＩと、パッド７１０Ｆを露出するための開口（第２開口）を有する。第２開口は、パッド７１０ＦＬを露出するための内側の第２開口７１ＦＬと、パッド７１０ＦＭを露出するための外側の第２開口７１ＦＭとを有する。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７１０ＦＩやＢＧＡパッド７１ＳＰ上に保護膜が形成される。第２パッド７１０Ｆ上に保護膜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。
パッド７１０ＦＩ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。
接続部材は保護膜上に形成される。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。

図２は、第１実施形態のプリント配線板の中間基板１０１の断面図である。図５（Ａ）は、第１実施形態のプリント配線板の実装面を示す。図５（Ａ）のＸ１−Ｘ１間のプリント配線板１０１の断面が図２に示される。パッド７１０ＦＬ上に太い金属ポスト７７Ｌが形成される。パッド７１０ＦＭ上に細い金属ポスト７７Ｍが形成される。図５（Ｂ）に金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍの上面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７１０ＦＩ、７１０ＦＬ、７１０ＦＭが示される。

下基板と上基板で物性が異なるため、金属ポストに応力が掛かる。外側の金属ポストに掛かる応力は内側の金属ポストに掛かる応力より大きい。
第１実施形態では、太い金属ポストが内側に位置し、細い金属ポストが外側に位置する。細いポストは変形しやすい。そのため、細いポストが大きな応力を受けても、細いポストで応力が緩和される。
内側に太いポストが形成されている。内側の応力は小さいため、ポストの変形量が小さくても、ポストの接続信頼性が低下しがたい。内側の金属ポストを太くすることで、ＰＯＰパッケージの剛性が高くなる。ＰＯＰパッケージの反り量が小さくなる。そのため、金属ポストを介する上基板と下基板間の接続信頼性が高くなる。太い金属ポストは細い金属ポストより重い。太いポストが下基板の外側に位置すると、ポストの重さで下基板の反り量が大きくなりやすい。しかしながら、実施形態では、太いポストは細いポストの内側に形成されている。そのため、下基板の反りが小さくなる。特に、実装では、基板が高温になる。実装温度でポストにより下基板の反りが大きくならない。ポストの影響で実装歩留りが低下しがたい。上基板と下基板間の接続信頼性が高くなる。下基板と下基板に搭載される電子部品間の接続信頼性が高くなる。

金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍは上面ＵＦと上面と反対側の下面ＢＦを有する。太い金属ポスト７７Ｌの下面がパッド７１０ＦＬと対向し、細い金属ポスト７７Ｍの下面がパッド７１０ＦＭと対向する。図５（Ｂ）中のＸ２−Ｘ２間のプリント配線板１０の断面が図４に示されている。金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍは、パッド７１０ＦＬ、７１０ＦＭ上に半田やＳｎ膜などの接合部材１６を介して形成されている。パッド７１０ＦＬ、７１０ＦＭと金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍは接合部材１６で接合される。細い金属ポスト７７Ｍの径ｄ１は、５０μｍ〜１５０μｍである。太い金属ポスト７７Ｌの径ｄ３は、ｄ１の１．１倍〜２倍である。太いポストの径ｄ３は、８０μｍ〜１２０μｍであって、細いポストの径ｄ１は、８０μｍ〜１１０μｍであることが好ましい。内側のポスト７７Ｌと外側のポスト７７Ｍで応力緩和が効果的に行われる。外側のポストが熱応力等で劣化しがたい。

外側の第２パッド７１０ＦＭの径ｄ２は５５μｍ〜２１０μｍである。内側の第２パッド７１０ＦＬの径ｄ４は、径ｄ２の１．１倍〜２倍である。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７７Ｍの径ｄ１は、径ｄ２より小さい。同様に、金属ポスト７７Ｌの径ｄ３は、径ｄ４より小さい。金属ポストの径ｄ１、ｄ３とパッドの径ｄ２、ｄ４の比（ｄ１／ｄ２、ｄ３／ｄ４）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。それぞれのピッチｐ１、ｐ２、ｐ３が０．３ｍｍ以下でも、プリント配線板１０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。それぞれのピッチｐ１、ｐ２、ｐ３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、上基板とプリント配線板１０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、上基板とプリント配線板１０間の接続信頼性が低下する。

ピッチｐ１、ｐ２、ｐ３が０．３ｍｍ以下の場合、金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍの高さ（上面から下面までの距離）ｈ１は７５μｍ〜２００μｍである。接合部材１６の厚みｈ２は、１５μｍ〜３０μｍである。金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍ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、９０μｍ〜２３０μｍである。

金属ポストのアスペクト比（高さｈ１／径ｄ１、高さｈ１／径ｄ３）は１より大きいことが好ましい。金属ポストで上基板と第１実施形態のプリント配線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、ｈ１／ｄ３）は、１．５〜３であることが好ましい。上基板とプリント配線板１０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。上基板とプリント配線板１０間の接続信頼性が高くなる。

第２パッド７１０Ｆ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。

金属ポストは所定の径を有する金属線を一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等で搭載される。そして、リフローで金属ポストがパッドに接合部材で接合される。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。半田は保護膜を介して金属ポスト上に形成されてもよい。半田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半田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半田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半田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７１０ＦＬ、７１０ＦＭ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。

金属ポストをプリント配線板と別に製造することができる。
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。接合部材はＳｎ／Ａｇ半田やＳｎ／Ａｇ／Ｃｕ半田が好ましい。

第１実施形態のプリント配線板は、パッド７１０ＦＬ、７１０ＦＭ上にプリント配線板と別に製造されている金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍを有する。金属ポストは接合部材１６でパッド７１０ＦＬ、７１０ＦＭに接合されている。
第１実施形態では、金属ポストがプリント配線板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高さのバラツキは小さい。従って、金属ポストを介してプリント配線板１０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。金属ポストの高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、金属ポストの高さのバラツキが小さいので、上基板とプリント配線板１０との間の接続信頼性が高い。

プリント配線板と別に形成される金属ポストの径ｄ１、ｄ３はパッドの径ｄ２、ｄ４より小さい。そのため、ピッチｐ１、ｐ２、ｐ３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、ｐ２、ｐ３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、ｐ２、ｐ３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、ｐ２、ｐ３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、ｈ１／ｄ３）は１．５以上であることが好ましい。パッド７１０ＦＬ、７１０ＦＭ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、ｈ１／ｄ３）が２以上であると、上基板の物性とプリント配線板（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、ｈ１／ｄ３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。

図１に示されるように、プリント配線板１０と上基板１１０は、高い剛性を有する金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍと金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍ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。上基板とプリント配線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プリント配線板を有する電子機器の強度が保たれる。上基板の物性とプリント配線板の物性の違いによる電子機器（図１や図１０に示されるプリント配線板の応用例）の反りが低減される。
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。

太い金属ポスト７７Ｌは電源、または、グランドに繋がっている。径が大きいと、ポストの抵抗が低くなる。そのため、上基板に搭載されている電子部品９００に電源がスムーズに供給される。上基板上の電子部品の電源不足が解消される。細いポストを介して、信号が伝達される。下基板上のＩＣチップ等の電子部品と信号用の金属ポスト７７Ｍとの間にグランド用の金属ポストが存在する。信号用のポスト７７Ｍを流れる信号にノイズが発生し難い。

図６、図７に、エッチング法による金属ポストの製造方法が示される。
（１）支持フィルム１２が用意される（図６（Ａ））。支持フィルムは第１面ＦＦと第１面と反対側の第２面ＳＳを有するベースフィルムとベースフィルムの第１面上に形成されている接着層で形成されている。支持フィルムとして、例えば、住友スリーエム社製の高耐熱接着剤転写テープ9079を使用することが出来る。

（２）支持フィルム１２の接着層上に０．１ｍｍの金属箔（銅箔）などの金属層１４が積層される（図６（Ｂ））。金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍの高さに応じて金属層の厚さは選定される。金属層は銅箔や銅合金箔であることが好ましい。第１実施形態では銅箔が用いられている。
（３）銅箔１４上に、電解半田めっきにより厚み２０μｍの接合層１６０が形成される（図６（Ｃ））。半田めっきにより接合層が形成されているが、半田ペーストを塗布することで接合層を形成することも可能である。

（４）接合層１６０上に大径（ｄ１）のエッチングレジスト１８Ｌと、小径（ｄ３）のエッチングレジスト１８Ｍが形成される（図７（Ａ））。エッチングレジスト１８Ｌを形成する位置は図５（Ａ）に示されている内側の第２パッド７１０ＦＬの位置と対応し、エッチングレジスト１８Ｍを形成する位置は外側の第２パッド７１０ＦＭの位置と対応している。エッチングレジスト１８Ｌ、１８Ｍの配列と第２パッド７１０Ｆの配列は同じである。個々のエッチングレジスト１８Ｌ、１８Ｍの形状は、円柱である。

（５）エッチングレジスト１８Ｌ、１８Ｍから露出する接合層１６０が選択的にエッチングにより除去される（図７（Ｂ））。エッチング液として、例えば、メルテックス社製のＥ−プロセス−ＷＬが用いられる。エッチングレジスト１８Ｌ、１８Ｍが除去される（図７（Ｃ））。接合部材１６をエッチングマスクとして金属箔が選択的に除去される。エッチング液として、例えば、メック社製のＳＦ−５４２０が用いられる。接合部材付金属ポスト７７ＰＭ、７７ＰＬが形成される（図７（Ｄ））。図５（Ｃ）は、支持フィルム１２上の接合部材付金属ポスト７７ＰＭ、７７ＰＬと接合部材付金属ポストから露出する支持フィルムの平面図を示す。図５（Ｃ）のＸ３−Ｘ３間の断面が図７（Ｄ）に示されている。金属ポストの下面ＢＦがパッド７１０ＦＬ、７１０ＦＭと対向する。

図２〜図５にプリント配線板への金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍの接合方法が示される。
図２に途中のプリント配線板１０１が示される。図２に示されている途中のプリント配線板は第２パッド７１０ＦＬ、７１０ＦＭを有する。第２パッド７１０ＦＬ、７１０ＦＭに金属ポストが搭載される。図２に示されている途中のプリント配線板は、例えば、特開平２０１２−０６９９２６号公報に示される方法で製造される。プリント配線板のソルダーレジスト層７０Ｆの開口７１ＦＬ、７１ＦＭにより露出されるパッド７１０ＦＬ、７１０ＦＭ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、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。

図３に示されるように、第２パッド７１０ＦＬ、７１０ＦＭと金属ポストがアライメントされる。図７（Ｄ）に示されている金属ポスト付支持フィルム１２０が途中のプリント配線板上に置かれる。この時、金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍの下面が第２パッド７１０ＦＬ、７１０ＦＭと対向している。第２パッド７１０ＦＬ、７１０ＦＭ上に接合部材１６が置かれる。
金属ポスト付支持フィルムと途中の基板は共にアライメントマークを有する。両者のアライメントマークを利用して両者はアライメントされる。

図２に示されている途中のプリント配線板１０１に金属ポスト付支持フィルム１２０が搭載されている状態で、金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍの下面上の接合部材１６が加熱される（図３）。半田などの接合部材が溶融する。金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍがパッド７１０ＦＬ、７１０ＦＭに接合部材で接合される。金属ポストと支持フィルムの接着層との接着力は、金属ポストと接合部材との接着力や第２パッド７１０ＦＬ、７１０ＦＭと接合部材との接着力より弱い。従って、金属ポストから支持フィルムを除去することができる。プリント配線板１０が完成する（図４）。
第１パッド７１０ＦＩとＢＧＡパッド上に図１に示されている半田バンプ７６Ｆ、７６Ｓが形成される。
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基板が完成する。金属ポストが搭載される前に、パッド７１０ＦＩ上に半田バンプ７６Ｆが形成されてもよい。半田バンプ７６Ｓは無くてもよい。

図１に示される応用例（ＰＯＰ基板）の製造方法が以下に示される。
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８０が形成される。モールド樹脂で金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍや電子部品はモールドされる（図８（Ａ））。金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍはモールド樹脂８０内に埋まっている。太い金属ポスト７７Ｌの上面ＵＦ及び上面に繋がっている側壁を露出する開口８１Ｌがモールド樹脂８０に形成される。細い金属ポスト７７Ｍの上面ＵＦ及び上面に繋がっている側壁を露出する開口８１Ｍがモールド樹脂８０に形成される（図８（Ｂ））。金属ポストの側面は部分的に露出される。開口８１Ｌ、８１Ｍはレーザで形成される。細い金属ポスト７７Ｍを露出する開口８１Ｍの深さＬ１は、太い金属ポスト７７Ｌを露出する開口８１Ｌの深さＬ２より深い。深さＬ１と深さＬ２の比（Ｌ１／Ｌ２）は１．１から２である。例えば、深さＬ１は１５〜３０μｍで、深さＬ２は５〜２７μｍである。他のプリント配線板１１０が半田１１２を介して金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍに接合される。他のプリント配線板がプリント配線板１０に搭載される（図１）。
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。
上基板と金属ポストを繋ぐ半田で開口８１Ｌ、８１Ｍ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。開口により露出されるポストの側壁の長さが細いポストと太いポストで比較されると、細いポストの側壁の露出量が大きい。また、細いポストの上面の面積は太いポストの上面の面積より小さい。これにより、細い金属ポストと太い金属ポストで、接合部材１１２と金属ポスト間の接触面積がほぼ同じになる。一方のポストに応力が集中しないので、上基板と金属ポスト間の接続信頼性が向上する。図８（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、モールド樹脂の上面８０Ｔは金属ポストの上面ＵＦより上に位置している。

第１実施形態のプリント配線板の製造方法では、均一な厚みを有する金属箔（銅箔）１４をエッチングすることで、金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍが形成される。そのため、金属ポストの高さが略同一になりやすい。金属ポストが金属線を切断することで形成されても、プリント配線板１０は同様な効果を有する。金属ポストが金属線を切断することで形成されても、各金属ポストの高さが略同一となる。第１実施形態の製造方法によれば、信頼性の高い金属ポストを製造することができる。金属ポストを微細なピッチで配置することが可能になる。

[第１実施形態の改変例]
図９は、第１実施形態の改変例に係るプリント配線板１０を示す。
第１実施形態の改変例では、太い金属ポスト７７Ｌ及び細い金属ポスト７７Ｍの上面ＵＦ上に保護膜が形成されている。図９ではポスト上に、ニッケル膜７３と金膜７４が形成されている。第１実施形態の改変例では、金属ポストの信頼性が更に向上する。金属ポストの側壁に半田が濡れ難い。金属ポスト間の絶縁信頼性が高くなる。

[第２実施形態]
本発明の第２実施形態に係るプリント配線板１０の応用例（ＰＯＰ基板）が図１０に示されている。
第１実施形態のプリント配線板と第２実施形態のプリント配線板では、金属ポストの製造方法が異なる。第１実施形態では、金属ポストは部品で形成されている。それに対し、第２実施形態の金属ポストはめっきで形成されている。それ以外、第１実施形態のプリント配線板と第２実施形態のプリント配線板は同様である。従って、第２実施形態のプリント配線板は、第１実施形態と同様な金属ポストを有する。

図２、図１１〜図１４に、第２実施形態のプリント配線板の製造方法が示される。
図２に示される途中のプリント配線板（中間基板）１０１が、第１実施形態と同様に準備される。中間基板は、例えば、ＪＰ２００７２２７５１２Ａに示されている方法で製造される。中間基板１０１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）７１０ＦＩと他のプリント配線板（上基板）１１０を搭載するためのパッド（第２パッド）７１０ＦＬ、７１０ＦＭを有する。パッド７１０ＦＬ、７１０ＦＭは、ソルダーレジスト層７０Ｆの第２開口７１ＦＬ、７１ＦＭから露出されている。ソルダーレジスト層７０Ｆ上とソルダーレジスト層の開口７１ＦＭ、７１ＦＬ、７１ＦＩ内にスパッタや無電解めっきでシード層８４が形成される（図１１（Ａ））。シード層はニッケルや銅で形成されている。この時、下側のビルドアップ層上にＰＥＴフィルムが貼られている。下側のビルドアップ層上にシードが形成されていない。ＰＥＴフィルムは図示されていない。

中間基板１０１のソルダーレジスト層７０Ｆ上にシード層を介して開口８３Ｌと開口８３Ｍを有するめっきレジスト８２が形成される（図１１（Ｂ））。開口８３Ｌはパッド７１０ＦＬ上に形成されていて、開口８３Ｍはパッド７１０ＦＭ上に形成されている。開口８３Ｌの大きさは開口７１ＦＬやパッド７１０ＦＬの大きさより大きい。開口８３Ｍの大きさは開口７１ＦＭやパッド７１０ＦＭの大きさより大きい。

シード層８４を介して電流が流され、開口８３Ｌ、８３Ｍ内に電解銅めっき膜８６が形成される（図１２）。

めっきレジスト８２が除去される。そして、電解めっき膜８６から露出しているシード層が除去される。金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍが形成される（図１３（Ａ））。なお、めっきレジストの除去前に金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍの上面に保護膜を形成することができる。保護膜はＮｉ／Ａｕ又はＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ膜、Ｓｎ膜、ＯＳＰ膜などである。

プリント配線板１０のソルダーレジスト層７０Ｆの第１開口７１ＦＩにより露出される第１パッド７１０ＦＩ上に半田バンプ７６Ｆが形成される。パッド７１ＳＰ上に半田バンプ７６Ｓが形成される。ＩＣチップなどの電子部品が半田バンプ７６Ｆを介してプリント配線板に実装される（図１３（Ｂ））。

プリント配線板１０上にモールド樹脂８０が形成される（図１４（Ａ））。金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍはモールド樹脂内に埋まっている。モールド樹脂８０の上面８０Ｔは金属ポストの上面より上に位置している。レーザで太い金属ポスト７７Ｌの上面ＵＦ及び上面近傍の側壁を露出する開口８１Ｌが形成され、細い金属ポスト７７Ｍの上面ＵＦ及び上面近傍の側壁を露出する開口８１Ｍが形成される（図１４（Ｂ））。開口８１Ｍ、８１Ｌは金属ポストに向かってテーパーしている。細い金属ポスト７７Ｍを露出する開口８１Ｍの深さＬ１は、太い金属ポスト８１Ｍを露出する開口８１Ｍの深さＬ２より深い。例えば、深さＬ１は１５〜３０μｍである。Ｌ２とＬ１の差は５μｍ〜１０μｍである。他のプリント配線板１１０が半田１１２を介して金属ポスト７７Ｌ、７７Ｍに接合される。他のプリント配線板がプリント配線板１０に搭載される（図１０）。ＰＯＰ基板が完成する。この際、接合部材１１２が、太い金属ポスト７７Ｌを露出する開口８１Ｌを充填する。接合部材が、細い金属ポスト７７Ｍを露出する開口８１Ｍを充填する。接合部材は上基板に形成されている。細い金属ポスト７７Ｍの側壁と接合部材との接触距離が長くなる。細い金属ポストと接合部材との接合強度が高くなる。これにより、細い金属ポスト７７Ｍと半田１１２との接続信頼性が向上する。半田バンプ７６Ｓは上基板搭載後、形成されてもよい。

[第３実施形態]
図１５（Ａ）は、第３実施形態のプリント配線板の金属ポストの配置を示す平面図であり、図１５（Ｂ）は金属ポストの側面図である。第３実施形態では、３列（３周）の金属ポストが形成されている。一番内周に太い金属ポスト７７Ｌが形成されていて、金属ポスト７７Ｌの外側に細い金属ポスト７７Ｍが形成されている。金属ポスト７７Ｌは２列で形成されている。

[第３実施形態の第１改変例]
図１５（Ｃ）は、第３実施形態の第１改変例に係るプリント配線板の金属ポストの配置を示している。第３実施形態の第１改変例では、３列（３周）の金属ポストが形成されている。最も外側に細い金属ポスト７７Ｍが形成されていて、それ以外の２列（２周）に太い金属ポスト７７Ｌが形成されている。

[第３実施形態の第２改変例]
図１５（Ｄ）は、第３実施形態の第２改変例に係るプリント配線板の金属ポストの配置を示している。第３実施形態の第２改変例では、３列（３周）の金属ポストが形成されている。一番内側に太い金属ポスト７７Ｌが形成され、最も外側に細い金属ポスト７７Ｍが形成されている。そして、金属ポスト７７Ｌと金属ポスト７７Ｍとの間に金属ポスト７７Ｃが形成されている。金属ポスト７７Ｃの太さは金属ポスト７７Ｌの太さと金属ポスト７７Ｍの太さの間に形成されている。第３実施形態、第３実施形態の第１改変例、第３実施形態の第２改変例では、第１実施形態や第２実施形態と同様に、金属ポストの信頼性を高めることができる。金属ポストの側面は図１５（Ｅ）、（Ｆ）に示されるように湾曲してもよいし、曲がっていてもよい。

１０ プリント配線板
１２ 支持フィルム
１６０ 接合層
１６ 接合部材
１８Ｌ、１８Ｍ エッチングレジスト
７０Ｆ ソルダーレジスト層
７１ＦＬ 開口
７１０ＦＬ 内側の第２パッド
７１０ＦＭ 外側の第２パッド
７２ 保護膜
７７Ｌ 太い金属ポスト
７７Ｍ 細い金属ポスト
９０ ＩＣチップ
１１０ 他のプリント配線板（上基板）
１１２ 接合部材

Claims (5)

1. 電子部品を搭載するための第１パッドと、
   前記第１パッドの外側に形成されていて上基板と接続するための第２パッドと、
   前記第２パッド上に形成されていて前記上基板を搭載するための金属ポストと、を有するプリント配線板であって、
   前記第２パッドは、内側の第２パッドと前記内側の第２パッドの外側に形成されている外側の第２パッドで形成され、前記金属ポストは、前記内側の第２パッド上に形成されている内側の金属ポストと前記外側の第２パッド上に形成されている外側の金属ポストで形成され、前記内側の金属ポストは前記外側の金属ポストより太い。
2. 請求項１のプリント配線板であって、前記内側の金属ポストは電源、または、グランドに繋がり、前記外側の金属ポストは信号に繋がる。
3. 請求項１のプリント配線板であって、
   前記金属ポストは、接合部材を介して前記第２パッドに接合されている。
4. 請求項１のプリント配線板であって、
   前記金属ポストは、前記第２パッド上にめっきにより形成されている。
5. 請求項１のプリント配線板であって、
   前記第１パッドと前記第２パッドは実装面に形成されていて、更に、前記実装面上に形成されているモールド樹脂を有し、前記モールド樹脂は、前記金属ポストの上面と前記金属ポストの側面を露出する開口を有し、前記側面は部分的に露出されている。

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