JP3681542B2 - プリント回路基板および多段バンプ用中継基板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板と実装部品との間で積み上げられる多段半田バンプを備えるプリント回路基板に関し、特に、多段半田バンプの隣接段半田バンプ同士をつなぎ合わせる多段バンプ用中継基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）といった実装部品を用いたプリント回路基板は広く知られている。こうしたプリント回路基板では、動作時にプリント回路が発熱すると、プリント基板やＢＧＡ基板に熱応力が加わる。一般には、ＢＧＡ基板（例えばセラミック製）とプリント基板（例えばガラスエポキシ樹脂やポリイミド樹脂）とは熱膨張率が異なることから、熱膨張によって両者の間には基板面に沿った方向にずれが生じる。
【０００３】
プリント基板およびＢＧＡ基板のずれは、プリント基板とＢＧＡ基板との間に介在される半田バンプに剪断応力を作用させることとなる。こうした剪断応力は、プリント回路動作のオンオフが繰り返されるたびに半田バンプに繰り返し作用することとなる。剪断歪みに耐えかねた半田バンプはクラック（破断）に至る。繰り返し剪断応力は半田バンプの接合寿命を短くしているのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
半田バンプに加わる剪断応力を小さくするには、半田バンプの高さを高くすればよいことが知られている。半田バンプの高さが高くなれば、半田の水平断面に加わる剪断応力が分散され縮小されるのである。しかしながら、球状の半田バンプでは、高さを高くすれば横幅も大きくなり、実装密度の低下を招いてしまう。
【０００５】
そこで、半田バンプの高さをかせぐために、プリント基板と実装部品との間に多段半田バンプを積み上げることが提案されている。こうした提案では、半田バンプと中継基板とが交互に積み上げられる。中継基板によって隣接段半田バンプ同士が互いにつなぎ合わされるのである。
【０００６】
例えば特開平９−２１４０８８号公報では、中継基板の熱膨張率をプリント基板および実装部品の熱膨張率の中間に設定し、各段の半田バンプに均等に剪断応力が加わるようにすることが提案されている。また、特開昭６２−１８０４９号公報には、ヤング率の小さなフィルム状の中継基板で隣接段半田バンプ同士をつなぎ合わせ、中継基板でより大きな剪断応力を吸収しようという試みが提案されている。
【０００７】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、半田バンプに作用する繰り返し剪断応力を一層効果的に吸収することができる多段バンプ用中継基板や、そういった中継基板を用いたプリント回路基板を提供することを目的とする。また、本発明は、プリント回路基板に付加的機能を発揮させることができる中継基板を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１発明によれば、プリント基板と実装部品との間で積み上げられる多段半田バンプの隣接段半田バンプ同士をつなぎ合わせる多段バンプ用中継基板において、多孔質材から形成されることを特徴とする多段バンプ用中継基板が提供される。
【０００９】
かかる構成によれば、プリント基板および実装部品の間で熱膨張差が生じると、基板面に沿った比較的小さな変位力が加わる中継基板表面と、比較的大きな変位力が加わる中継基板裏面との間に生じる剪断歪みが多孔質材の変形によって吸収される。その結果、中継基板表面に接合される半田バンプと、裏面に接合される半田バンプとに加わる剪断応力が緩和される。したがって、半田バンプの接合寿命を十分に長期化することが可能となる。
【００１０】
前記多孔質材の孔は中継基板の表面から裏面まで貫通することが望ましい。こうした孔を用いれば、中継基板の表裏で半田バンプを電気接続させるビアを簡単に形成することが可能となる。その結果、わざわざビア用に孔開け加工を施す必要がなく、中継基板の製造工程を簡素化することができる。
【００１１】
中継基板全体にわたって貫通孔を形成する代わりに、同一段の半田バンプ間でスリットを形成するようにしてもよい。こうしたスリットを用いても、基板面に沿った比較的小さな変位力が加わる中継基板表面と、比較的大きな変位力が加わる中継基板裏面との間に生じる剪断歪みをスリットの変形によって吸収することができる。こうしたスリットは中継基板の中央から外周に向かって大きくなることが望ましい。プリント基板や実装部品の膨張による変位力は、中央から外周に向かって大きくなるからである。
【００１２】
また、第２発明によれば、プリント基板と実装部品との間で積み上げられる多段半田バンプの隣接段半田バンプ同士をつなぎ合わせる多段バンプ用中継基板において、異なる材質の複数枚のフィルムが重ね合わされて形成されることを特徴とする多段バンプ用中継基板が提供される。
【００１３】
かかる構成によれば、実装部品側とプリント基板側とで異なる性質を中継基板に付与することが可能となる。例えば実装部品と熱膨張率の等しいフィルムを実装部品側に配置し、プリント基板と熱膨張率の等しいフィルムをプリント基板側に配置すれば、実装部品と実装部品側フィルムとの間に配置される半田バンプに剪断応力が作用しにくくなり、同様に、プリント基板とプリント基板側フィルムとの間に配置される半田バンプに剪断応力が作用しにくくなる。その結果、１枚の中継基板で相当大きな剪断応力を吸収することが可能となる。そういったフィルムの材料は、例えばプリント基板を形成する有機材と、実装部品の基板を形成する無機材とから適宜選択されればよい。実装部品側フィルムとプリント基板側フィルムとの滑りは、フィルム間に形成される粘着層によって実現されればよい。粘着層は、フィルム同士を接着させる接着剤によって形成されればよい。
【００１４】
さらに、第３発明によれば、プリント基板と実装部品との間で積み上げられる多段半田バンプの隣接段半田バンプ同士をつなぎ合わせる多段バンプ用中継基板において、径の異なる前記隣接段半田バンプを備えることを特徴とする多段バンプ用中継基板が提供される。
【００１５】
半田バンプの径が大きくなるほど半田バンプの強度が増加すると考えられることから、かかる構成によれば、各段ごとに必要とされる強度に対応した最低限の半田バンプ径を設定することが可能となり、その結果、多段半田バンプの高さを極力抑えることが可能となる。
【００１６】
半田バンプの強度を段ごとに合わせ込むにあたっては、各段ごとに半田バンプの材料を変更し、半田バンプと中継基板その他との拡散接合力を調整するようにしてもよい。
【００１７】
さらにまた、第４発明によれば、プリント基板と実装部品との間で積み上げられる多段半田バンプの隣接段半田バンプ同士をつなぎ合わせる多段バンプ用中継基板において、少なくとも同一段の半田バンプ同士を電気接続させる配線パターンが形成されることを特徴とする多段バンプ用中継基板が提供される。
【００１８】
こうしたプリント回路基板によれば、中継基板に配線パターンを形成することによって、プリント基板上や実装部品内で断線された配線パターンの代替配線を形成したり、プリント基板や実装部品に形成された配線パターンを適宜変更したりすることができる。このとき、中継基板には、同時に２以上の実装部品が搭載されてもよい。こうした構成によれば、２以上の実装部品を結ぶ配線パターンが断線された場合に代替配線を形成したり、２以上の実装部品を結ぶ配線パターンを変更したい場合に変更配線を形成したりすることができる。
【００１９】
さらにまた、第５発明によれば、プリント基板と実装部品との間で積み上げられる多段半田バンプの隣接段半田バンプ同士をつなぎ合わせる多段バンプ用中継基板において、前記半田バンプが設置される領域の周囲でワイヤパッドが形成されることを特徴とする多段バンプ用中継基板が提供される。
【００２０】
かかる構成によれば、ワイヤパッドを結ぶワイヤを配置するだけで実装部品同士を接続させることができる。しかも、ワイヤが接続されるワイヤパッドは、半田バンプが設置される領域の周囲に配置されることから、プリント回路基板を分解せずとも比較的容易に目的のワイヤパッドにワイヤを接続させることができる。
【００２１】
さらにまた、第６発明によれば、プリント基板と実装部品との間で積み上げられる多段半田バンプの隣接段半田バンプ同士をつなぎ合わせる多段バンプ用中継基板において、前記半田バンプが設置される領域の周囲でプローブパッドが形成されることを特徴とする多段バンプ用中継基板が提供される。
【００２２】
かかる構成によれば、検査プローブの先端をプローブパッドに接触させることによって、プリント基板に実装された実装部品に対して通電検査を実施することができる。こういった通電検査によれば、プリント基板上の配線パターンの接続状態だけでなく、実装部品内の配線パターンの接続状態や多段半田バンプの接続状態が検査されることができる。しかも、検査プローブが当てられるプローブパッドは、半田バンプが設置される領域の周囲に配置されることから、プリント回路基板を分解せずとも比較的簡単に目的のプローブパッドに検査プローブを当てることが可能となる。
【００２３】
さらにまた、第７発明によれば、プリント基板と実装部品との間で積み上げられる多段半田バンプの隣接段半田バンプ同士をつなぎ合わせる多段バンプ用中継基板において、放熱機構を備えることを特徴とする多段バンプ用中継基板が提供される。
【００２４】
かかる構成によれば、プリント回路の動作時に中継基板が発熱しても、中継基板から放熱が促進され、中継基板やプリント回路基板の温度上昇が抑制される。こうした放熱機構は、冷却フィンの形態をとってもよく、基板面に形成される放熱パターンの形態をとってもよい。
【００２５】
さらにまた、第８発明によれば、プリント基板と実装部品との間で積み上げられる多段半田バンプの隣接段半田バンプ同士をつなぎ合わせる多段バンプ用中継基板において、前記半田バンプが設置される領域の周囲で、前記プリント基板と実装部品との間に所定の間隔を保持するスタンドオフ部材を備えることを特徴とする多段バンプ用中継基板が提供される。
【００２６】
こうした中継基板を用いれば、プリント基板および実装部品の間で積み上げられる多段半田バンプを形成する第１前工程と、プリント基板と実装部品との間に所定の間隔を保持するスタンドオフ部材が設けられた中継基板を準備する第２前工程と、プリント基板上に中継基板および実装部品を重ね合わせ、自重に加えて中継基板および実装部品に加圧力を作用させつつ半田バンプを溶融させるリフロー工程とを備える実装部品の実装方法を実現することが可能となる。かかる実装方法によれば、加圧力を加えながらリフロー工程を実施することによって、同一段において異なる大きさの半田バンプが存在しても、スタンドオフ部材で規定される高さに全ての半田バンプの高さが合わせ込まれる。その結果、各半田バンプが確実に溶融接合される。
【００２７】
さらにまた、第９発明によれば、プリント基板と実装部品との間で積み上げられる多段半田バンプの隣接段半田バンプ同士をつなぎ合わせる多段バンプ用中継基板において、前記プリント基板に対して実装部品の相対移動を阻止するガイド部材を備えることを特徴とする多段バンプ用中継基板が提供される。
【００２８】
こうした中継基板を用いれば、リフロー工程で半田バンプが溶融しても、プリント基板に対して実装部品の向きがずれることが防止される。したがって、プリント基板、中継基板および実装部品の間で確実に電気接続が確立されることとなる。
【００２９】
以上のような中継基板は、プリント基板と、このプリント基板に実装される実装部品と、プリント基板および実装部品の間で積み上げられる多段半田バンプとを備えるプリント回路基板に適用されることができる。なお、本発明が適用される実装部品には、ＢＧＡのほか、ＰＧＡ（ピングリッドアレイ）、フリップチップ、マルチチップモジュール用チップ（複数のチップが小型基板上に実装されたチップ）といったものが含まれる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００３１】
図１は、多段半田バンプが適用されたプリント回路基板を示す。このプリント回路基板１０は、電極パッドや、電極パッド間を結ぶ電気配線がプリントされたプリント基板１１を備える。プリント基板１１は、例えばガラスエポキシ樹脂やポリイミド樹脂といった材料から形成されればよい。
【００３２】
プリント基板１１には実装部品１２が実装される。実装部品１２の実装は、プリント基板１１と実装部品１２との間で積み上げられる多段半田バンプ１３によって実現される。実装部品１２には、例えばＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）やフリップチップが含まれる。こうした実装部品１２は例えばセラミック製の基板１４を備える。
【００３３】
多段半田バンプ１３の隣接段半田バンプ同士１３ａ、１３ｂは中継基板１５を介して互いにつなぎ合わされる。中継基板１５には、隣接段半田バンプ１３ａ、１３ｂ同士を通電させるビア（図示せず）が形成される。多段半田バンプ１３が３段以上に積み上げられる場合には、段の繋ぎ目ごとに中継基板１５が配置されてもよい。
【００３４】
実装部品１２の実装にあたっては、図１（ａ）に示すように、実装部品１２およびプリント基板１１に各々半田バンプ１３ａ、１３ｂを形成しておき、半田バンプが形成されていない中継基板１５を挟み込んだ上でリフロー工程を実施してもよい。また、図１（ｂ）に示すように、実装部品１２および中継基板１５に半田バンプ１３ａ、１３ｂを形成しておき、プリント基板１１に重ね合わせた上でリフロー工程を実施してもよい。さらに、図１（ｃ）に示すように、中継基板１５の両面に半田バンプ１３ａ、１３ｂを形成しておき、実装部品１２、中継基板１５およびプリント基板１１を重ね合わせた上でリフロー工程が実施されてもよい。こういったリフロー工程を実施するにあたって、図２に示すような中継基板１５付きの実装部品１６を予め準備しておいてもよく、図３に示すような中継基板１５の組立体１７を準備しておいてもよい。
【００３５】
図４に示されるように、半田バンプ１３ａ、１３ｂの周囲にはポッティング剤１８が充填されてもよい。こうしたポッティング剤１８は、図４（ａ）に示すように、プリント基板１１と最下段の中継基板１５との間に充填されてもよく、図４（ｂ）に示すように、プリント基板１１から実装部品１２まで一律に充填されてもよい。この場合でも、例えば図５に示すように、ポッティング剤１８が予め充填された中継基板１５付きの実装部品１９を予め準備しておいてもよく、図６に示すように、ポッティング剤１８が予め充填された中継基板１５の組立体２０を準備しておいてもよい。
【００３６】
図７は本発明の第１実施形態に係る中継基板２２を示す。中継基板２２の表面には、実装部品１２の電極パッドに対応して複数のバンプ（電極）パッド２３が格子状に配置される。図８から明らかなように、中継基板２２の裏面には、表面の各バンプパッド２３に対応するバンプパッド２４が配置される。この裏面側のバンプパッド２４は、プリント基板１１側の基板面に形成される電極パッドに対応することとなる。表面のバンプパッド２３および裏面で対応するバンプパッド２４は、ビア２５を介して互いに電気的に接続される。
【００３７】
中継基板２２は多孔質材フィルムから形成される。多孔質材フィルムの各微少孔２６は、中継基板２２の表面から裏面まで貫通している。このような多孔質材フィルムを用いれば、実装部品１２の膨張によって基板面に沿った比較的小さな変位力Ｐ１が作用する表面側バンプパッド２３と、プリント基板１１の膨張によって基板面に沿った比較的大きな変位力Ｐ２が作用する裏面側バンプパッド２４との間に生じる剪断歪みが微少孔２６の変形によって吸収される。その結果、各バンプパッド２３、２４に接合される半田バンプ１３ａ、１３ｂに加わる剪断応力が減少される。しかも、微少孔２６を選択的に利用してビア２５を構成することができるので、わざわざビア用に孔開け加工を実施する必要がなく、中継基板２２の製造工程を簡素化することができる。ここでは、多孔質材フィルムは弾性率の高い材料から形成されることが望ましい。こういった多孔質材フィルムは、例えば発泡剤を用いた樹脂成形によって成形されればよい。
【００３８】
図９および図１０は本発明の第２実施形態に係る中継基板２８を示す。中継基板２８の表面および裏面には、前述の第１実施形態と同様にバンプパッド２９、３０が形成されている。対応するバンプパッド２９、３０同士はビア３１を介して互いに電気接続される。
【００３９】
中継基板２８には、中継基板２８の表面から裏面まで貫通するスリット３２が形成される。スリット３２は、同一面で隣接するバンプパッド２９、３０の間に配置される。このようなスリットを用いれば、実装部品１２の膨張によって基板面に沿った比較的小さな変位力Ｐ１が作用する表面側バンプパッド２９と、プリント基板１１の膨張によって基板面に沿った比較的大きな変位力Ｐ２が作用する裏面側バンプパッド３０との間に生じる剪断歪みがスリット３２の変形によって吸収される。その結果、各バンプパッド２９、３０に接合される半田バンプ１３ａ、１３ｂに加わる剪断応力が減少される。図１１に示すように、スリット３２は、中継基板２８の中央から外周に向かうにつれて大きくなることが望ましい。プリント基板１１や実装部品１２の熱膨張によって生じる変位力は、外周に向かうつれて大きくなるからである。
【００４０】
図１２は本発明の第３実施形態に係る中継基板３４を示す。この第３実施形態では、中継基板３４は断面波形に形成される。これによって、多孔質材フィルムやスリットを用いることなく、変位力Ｐ１、Ｐ２で生じる剪断歪みが中継基板３４によって吸収される。その結果、中継基板３４の表裏に接合される半田バンプ１３ａ、１３ｂに加わる剪断応力が減少される。
【００４１】
図１３は本発明の第４実施形態に係る中継基板３６を示す。この第４実施形態では、中継基板３６は、実装部品１２の基板１４と同様にセラミック材料（無機材）から形成される第１フィルム３７と、プリント基板１１と同様にガラスエポキシ樹脂やポリイミド樹脂（有機材）から形成される第２フィルム３８とが重ね合わされて形成される。第１および第２フィルム３７、３８は、接着剤で形成される粘着層３９によって互いに接着される。
【００４２】
いま、実装部品１２の基板１４とプリント基板１１とが熱膨張する場合を考える。このとき、中継基板３６では、図１４に示すように、第１フィルム３７が実装部品１２の基板１４と同調して熱膨張し、第２フィルム３８がプリント基板１１と同調して熱膨張すると考えられる。第１および第２フィルム３７、３８は、粘着層３９の働きによって互いに滑り合い、その結果、熱膨張率が異なるにも拘わらず第１および第２フィルム３７、３８の熱膨張は許容される。したがって、半田バンプ１３ａ、１３ｂには剪断応力が作用しない。このような構成によれば、１枚の中継基板３６を介在させた２段の半田バンプ１３ａ、１３ｂによって相当な剪断応力を吸収することが可能となる。したがって、多段半田バンプの段数を極力低く抑えることができる。なお、この実施形態では、ビア４０を構成する導電材料に弾性率の高いものが選択されることが望ましい。ビア４０の変形によって第１および第２フィルム３７、３８間の滑りを許容させるためである。
【００４３】
図１５は本発明の第５実施形態に係る中継基板が適用されたプリント回路基板４２を示す。このプリント回路基板４２では、径の異なる半田バンプ４３ａ、４３ｂ、４３ｃ同士が中継基板１５を介して互いにつなぎ合わされる。各段ごとに半田バンプ４３ａ、４３ｂ、４３ｃの径は揃えられてもよい。半田バンプの径が大きくなるほど半田バンプの強度が増加すると考えられることから、こうした多段半田バンプ４３によれば、各段ごとに必要とされる強度に対応した最低限の径を設定することが可能となり、その結果、多段半田バンプ４３の高さを極力抑えることが可能となる。なお、前述した構成と同様な機能効果を発揮する構成には同一の参照符号が付され、その詳細な説明は省略される。
【００４４】
図１６は本発明の第６実施形態に係る中継基板が適用されたプリント回路基板４５を示す。このプリント回路基板４５では、前述したように半田バンプの径を異ならしめることに代えて、半田バンプ４６ａ、４６ｂ、４６ｃの材料を変えることによって半田バンプ４６ａ、４６ｂ、４６ｃと中継基板１５その他との拡散接合力が変更される。その結果、径が統一されていても、各段ごとに必要とされる強度に半田バンプ４６ａ、４６ｂ、４６ｃの強度を合わせ込むことが可能となる。
【００４５】
図１７は本発明の第７実施形態に係る中継基板が適用されたプリント回路基板４８を示す。このプリント回路基板４８では、少なくとも同一段の半田バンプ４９ａ、４９ｂ同士を電気接続させる配線パターンが中継基板５０に形成される。図１７から明らかなように、中継基板５０の表面には複数のバンプパッド５１が格子状に形成される。半田バンプ４９ａに対応するバンプパッド５１ａと、半田バンプ４９ｂに対応するバンプパッド５１ｂとを結ぶ配線パターン５２が中継基板５０の表面に形成される。こうしたプリント回路基板４８によれば、中継基板５０に配線パターン５２を形成することによって、プリント基板１１上や実装部品１２内で断線された配線パターンの代替配線を形成したり、プリント基板１１や実装部品１２に形成された配線パターンを適宜変更したりすることができる。なお、前述した構成と同様な機能効果を発揮する構成には同一の参照符号が付され、その詳細な説明は省略される。
【００４６】
図１８に示されるように、中継基板５０には、同時に２以上の実装部品１２が搭載されてもよい。こうした構成によれば、２以上の実装部品１２を結ぶ配線パターンが断線された場合に代替配線を形成したり、２以上の実装部品１２を結ぶ配線パターンを変更したい場合に変更配線を形成したりすることができる。
【００４７】
図１９は本発明の第８実施形態に係る中継基板５４を示す。中継基板５４の表面には、実装部品１２の電極パッドに対応して複数のバンプパッド５５が格子状に配置される。同様に、中継基板５４の表面には、バンプパッド５５が配置される領域の周囲でワイヤパッド５６が形成される。ワイヤパッド５６と各バンプパッド５５とは配線パターン５７によって１対１で接続される。
【００４８】
こうした構成によれば、図２０に示されるように、プリント基板１１上に実装される実装部品１２同士をワイヤ５８によって接続させることが可能となる。例えば図１８に示される中継基板４８を用いても実装部品１２同士の接続を実現させることができるが、図１８の構成では、接続させたい実装部品１２同士が離れている場合に中継基板４８を大きく形成しなければならない。それに対して、この実施形態では、ワイヤ５８を配置するだけで実装部品１２同士を接続させることができる。しかも、ワイヤ５８が接続されるワイヤパッド５６は、半田バンプ１３ａが設置される領域の周囲に配置されることから、プリント回路基板を分解せずとも比較的容易に目的のワイヤパッド５６にワイヤ５８を接続させることができる。
【００４９】
図２１は本発明の第９実施形態に係る中継基板６０を示す。中継基板６０の表面には、実装部品１２の電極パッドに対応して複数のバンプパッド６１が格子状に配置される。同様に、中継基板６０の表面には、バンプパッド６１が配置される領域の周囲でプローブパッド６２が形成される。プローブパッド６２と各バンプパッド６１とは配線パターン６３によって１対１で接続される。
【００５０】
こうした構成によれば、図２２に示されるように、例えば２つの検査プローブ６５の先端を各々プローブパッド６２に接触させることによって、プリント基板１１に実装された実装部品１２に対して通電検査を実施することができる。こういった通電検査によれば、プリント基板１１上の配線パターンの接続状態だけでなく、実装部品１２内の配線パターンの接続状態や多段半田バンプ１３ａ、１３ｂの接続状態が検査されることができる。しかも、検査プローブ６５が当てられるプローブパッド６２は、半田バンプ１３ａが設置される領域の周囲に配置されることから、プリント回路基板を分解せずとも比較的簡単に目的のプローブパッド６２に検査プローブ６５を当てることが可能となる。
【００５１】
また、図２３に示すように、複数段の中継基板６０ａ、６０ｂにプローブパッド６２を設けるようにしてもよい。この場合には、プリント基板１１側から実装部品１２に近づくに従って中継基板６０ａ、６０ｂの大きさが小さくなっていくことが望ましい。そうすれば、プローブパッド６２に垂直方向から検査プローブ６５、６６を当てることをできるからである。
【００５２】
図２４は本発明の第１０実施形態に係る中継基板６７を示す。この中継基板６７は放熱機構６８を備える。この放熱機構６８は、半田バンプ１３ａ、１３ｂが設置される領域の周囲に固定される冷却フィン６９から構成される。プリント回路の動作時に中継基板６７が発熱すると、冷却フィン６９を通じて中継基板６７からの放熱が促進される。冷却フィン６９は、熱伝導性の高い金属といった材料から構成されることが望ましい。
【００５３】
また、放熱機構６８は、図２５に示すように、中継基板６７の基板面に形成される放熱パターン７０を備えていてもよい。こうした放熱パターン７０は、バンプパッド７１を避けるように格子状に形成されればよい。放熱パターン７０は、熱伝導性の高い金属といった材料から構成されることが望ましい。放熱機構６８は、こうした放熱パターン７０と前述の冷却フィン６９を同時に備えてもよい。この場合には、放熱パターン７０と冷却フィン６９とが互いに接続されていることが望ましい。
【００５４】
図２６は本発明の第１１実施形態に係る中継基板を用いたプリント回路基板７３を示す。このプリント回路基板７３の製造にあたっては、第１前工程で、プリント基板１１および実装部品１２の間で積み上げられる多段半田バンプ１３を形成する。多段半田バンプ１３の半田バンプ１３ａは実装部品１２の基板１４に形成され、半田バンプ１３ｂは中継基板７４に形成される。中継基板７４は第２前工程を通じて準備される。この第２前工程では、中継基板７４にスタンドオフ部材７５が固定される。その後のリフロー工程では、プリント基板１１上に中継基板７４および実装部品１２が重ね合わされ、自重に加えて中継基板７４および実装部品１２に加圧力７７が加えられる。加圧時に半田バンプ１３ａ、１３ｂが溶融し、その後にプリント基板１１は冷却される。スタンドオフ部材７５は、プリント基板１１と実装部品１２との間に所定の間隔を保持する役割を果たす。スタンドオフ部材７５の働きによって、加圧時に半田バンプ１３ａ、１３ｂが必要以上に潰れることが防止される。加圧力を加えながらリフロー工程を実施することによって、同一段において異なる大きさの半田バンプ１３ａ、１３ｂが存在しても、スタンドオフ部材７５で規定される高さに全ての半田バンプ１３ａ、１３ｂの高さが合わせ込まれることができる。その結果、各半田バンプ１３ａ、１３ｂが確実に溶融接合される。
【００５５】
スタンドオフ部材７５は、図２７に示すように、半田バンプ１３ｂが設置される領域の周囲４隅に形成される高融点半田バンプによって構成されればよい。高融点半田バンプを用いれば、リフロー工程で半田バンプ１３ａ、１３ｂが溶融してもスタンドオフ部材７５はその形状を留めることができる。こうした半田バンプに代えて、図２８に示すように、ピンからスタンドオフ部材７５が構成されてもよい。また、スタンドオフ部材７５は、半田バンプ１３ｂが設置される領域の周囲に設置される必要は必ずしもなく、図２９に示すように、半田バンプ１３ａ、１３ｂ間を結ぶビア中に配置されてもよい。さらに、スタンドオフ部材７５は、図３０や図３１に示すように、バンプパッドに連続する突起として形成されてもよい。
【００５６】
図３２は本発明の第１２実施形態に係る中継基板を用いたプリント回路基板８０を示す。このプリント回路基板８０では、プリント基板１１に対して実装部品１２の相対移動を阻止するガイド部材８１が中継基板８２に設けられる。ガイド部材８１は、実装部品１２に形成されるガイド孔８３と、プリント基板１１に形成されるガイド孔８４とにはめ込まれる。こうしたガイド部材８１によれば、リフロー工程で半田バンプ１３ａ、１３ｂが溶融しても、プリント基板１１に対して実装部品１２の向きがずれることが防止される。したがって、半田バンプ１３ａと中継基板８２のバンプパッドとが確実に接合されるとともに、半田バンプ１３ｂとプリント基板１１の電極パッドとが確実に接合される。
【００５７】
ガイド部材８１は、図３３に示すように中継基板８２の一方の基板面からのみ突出してもよく、図３４に示すように中継基板８２の両基板面から突出してもよい。中継基板８２を複数枚介在させる場合には、図３５に示すように、中継基板８２にガイド孔８５のみを設けたり、図３６に示すように、ガイド部材８１とガイド孔８５とを交互に設けたりすればよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、従来とは異なる手法で半田バンプに作用する剪断歪みを極力減少させることができる。また、本発明によれば、実装部品自体に設計変更を加えることなく中継基板を取り付けることでプリント回路基板に様々な機能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 多段半田バンプが適用されたプリント回路基板の構造および製造工程を概略的に示す側面図である。
【図２】 中継基板付き実装部品の構造を示す側面図である。
【図３】 中継基板の組立体を示す側面図である。
【図４】 ポッティング剤が充填されたプリント回路基板の構造を示す側面図である。
【図５】 ポッティング剤が充填された中継基板付き実装部品の構造を示す側面図である。
【図６】 ポッティング剤が充填された中継基板の組立体を示す側面図である。
【図７】 本発明の第１実施形態に係る中継基板を示す平面図である。
【図８】 図７の８−８線に沿った一部拡大断面図である。
【図９】 本発明の第２実施形態に係る中継基板を示す平面図である。
【図１０】 図９の１０−１０線に沿った一部拡大断面図である。
【図１１】 第２実施形態に係る中継基板の変形例を示す平面図である。
【図１２】 本発明の第３実施形態に係る中継基板を示す側面図である。
【図１３】 本発明の第４実施形態に係る中継基板を示す一部拡大断面図である。
【図１４】 図１３に対応し、熱膨張時の中継基板の作用を示す断面図である。
【図１５】 本発明の第５実施形態に係る中継基板が適用されたプリント回路基板の構造および製造工程を概略的に示す側面図である。
【図１６】 本発明の第６実施形態に係る中継基板が適用されたプリント回路基板の構造および製造工程を概略的に示す側面図である。
【図１７】 本発明の第７実施形態に係る中継基板が適用されたプリント回路基板の構造を示す側面図である。
【図１８】 第７実施形態に係る中継基板の変形例を示す側面図である。
【図１９】 本発明の第８実施形態に係る中継基板を示す側面図である。
【図２０】 第８実施形態に係る中継基板の作用を示すプリント回路基板の側面図である。
【図２１】 本発明の第９実施形態に係る中継基板を示す側面図である。
【図２２】 第９実施形態に係る中継基板の作用を示すプリント回路基板の側面図である。
【図２３】 第９実施形態に係る中継基板の作用を示すプリント回路基板の側面図である。
【図２４】 本発明の第１０実施形態に係る中継基板を示す側面図である。
【図２５】 第１０実施形態に係る中継基板の変形例を示す平面図である。
【図２６】 本発明の第１１実施形態に係る中継基板が適用されたプリント回路基板の構造および製造工程を概略的に示す側面図である。
【図２７】 第１１実施形態に係る中継基板の一具体例を示す側面図である。
【図２８】 第１１実施形態に係る中継基板の他の具体例を示す側面図である。
【図２９】 第１１実施形態に係る中継基板の他の具体例を示す側面図である。
【図３０】 第１１実施形態に係る中継基板の他の具体例を示す側面図である。
【図３１】 第１１実施形態に係る中継基板の他の具体例を示す側面図である。
【図３２】 本発明の第１２実施形態に係る中継基板が適用されたプリント回路基板の構造および製造工程を概略的に示す側面図である。
【図３３】 第１２実施形態に係る中継基板の一具体例を示す側面図である。
【図３４】 第１２実施形態に係る中継基板の他の具体例を示す側面図である。
【図３５】 第１２実施形態に係る中継基板の他の具体例を示す側面図である。
【図３６】 第１２実施形態に係る中継基板の他の具体例を示す側面図である。
【符号の説明】
１０，４２，４５，４８，７３，８０ プリント回路基板、１１ プリント基板、１２，１６，１９ 実装部品、１３ 多段半田バンプ、１３ａ〜１３ｄ 半田バンプ、１５，２２，２８，３４，３６，５０，５４，６０，６０ａ，６０ｂ，６７，７４，８２ 多段バンプ用中継基板、２６ 多孔質材の孔、３２ スリット、３７，３８ フィルム、３９ 粘着層、４３ａ〜４３ｃ 半田バンプ、５２ 配線パターン、５６ ワイヤパッド、６２ プローブパッド、６８ 放熱機構、６９ 冷却フィン、７０ 放熱パターン、７５ スタンドオフ部材、８１ ガイド部材。

Claims (12)

1. プリント基板と実装部品との間で積み上げられる多段半田バンプの隣接段半田バンプ同士をつなぎ合わせる多段バンプ用中継基板において、同一段の半田バンプ間に形成されるスリットを備えることを特徴とする多段バンプ用中継基板。
2. 請求項１に記載の多段バンプ用中継基板において、前記スリットは中継基板の表面から裏面まで貫通することを特徴とする多段バンプ用中継基板。
3. 請求項２に記載の多段バンプ用中継基板において、前記スリットは中継基板の中央から外周に向かって大きくなることを特徴とする多段バンプ用中継基板。
4. プリント基板と、このプリント基板に実装される実装部品と、プリント基板および実装部品の間で積み上げられる多段半田バンプと、多段半田バンプの隣接段半田バンプ同士をつなぎ合わせる中継基板とを備え、中継基板では同一段の半田バンプ間にスリットが形成されることを特徴とするプリント回路基板。
5. 請求項４に記載のプリント回路基板において、前記スリットは中継基板の表面から裏面まで貫通することを特徴とするプリント回路基板。
6. 請求項５に記載のプリント回路基板において、前記スリットは中継基板の中央から外周に向かって大きくなることを特徴とするプリント回路基板。
7. プリント基板と実装部品との間で積み上げられる多段半田バンプの隣接段半田バンプ同士をつなぎ合わせる多段バンプ用中継基板において、プリント基板の熱膨張率に等しい熱膨張率を有する第１フィルムと、実装部品の熱膨張率に等しい熱膨張率を有する第２フィルムとを備えることを特徴とする多段バンプ用中継基板。
8. 請求項７に記載の多段バンプ用中継基板において、前記フィルムは有機材および無機材から各々形成されることを特徴とする多段バンプ用中継基板。
9. 請求項７に記載の多段バンプ用中継基板において、前記第１および第２フィルムは粘着層によって互いに接着されることを特徴とする多段バンプ用中継基板。
10. プリント基板とこのプリント基板に実装される実装部品と、プリント基板および実装部品の間で積み上げられる多段半田バンプと、多段半田バンプの隣接段半田バンプ同士をつなぎ合わせる多段バンプ用中継基板とを備え、中継基板は、プリント基板の熱膨張率に等しい熱膨張率を有する第１フィルムと、実装部品の熱膨張率に等しい熱膨張率を有する第２フィルムとを備えることを特徴とするプリント回路基板。
11. 請求項１０に記載のプリント回路基板において、前記フィルムは有機材および無機材から各々形成されることを特徴とするプリント回路基板。
12. 請求項１０に記載のプリント回路基板において、前記第１および第２フィルムは粘着層によって互いに接着されることを特徴とするプリント回路基板。

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