特開 2015-173157 金属ポストの搭載方法と金属ポストを搭載するためのマスク

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-173157(P2015-173157A)

(43)【公開日】2015年10月1日

(54)【発明の名称】金属ポストの搭載方法と金属ポストを搭載するためのマスク

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/32 20060101AFI20150904BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20150904BHJP

   H05K 1/18 20060101ALI20150904BHJP

【ＦＩ】

   H05K3/32 Z

   H05K3/34 503A

   H05K3/34 505A

   H05K1/18 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-47794(P2014-47794)

(22)【出願日】2014年3月11日

(71)【出願人】

【識別番号】000000158

【氏名又は名称】イビデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095795

【弁理士】

【氏名又は名称】田下 明人

(72)【発明者】

【氏名】野田 宏太

(72)【発明者】

【氏名】足立 武馬

(72)【発明者】

【氏名】海田 雄三

(72)【発明者】

【氏名】木邨 麻理子

【テーマコード（参考）】

5E319

5E336

【Ｆターム（参考）】

5E319AA03

5E319AA07

5E319AB05

5E319AB06

5E319AC02

5E319BB02

5E319CC33

5E319CD21

5E319CD26

5E319GG15

5E319GG20

5E336AA04

5E336AA16

5E336BB03

5E336BB15

5E336CC31

5E336CC42

5E336CC50

5E336CC51

5E336CC60

5E336DD02

5E336EE03

5E336GG30

(57)【要約】

【課題】 パッド上に金属ポストを上向きに置く方法の提供。
【解決手段】 マスク８０の貫通孔８２の最小の半径ａが、金属ポストの中心ＣＣから下面ＵＦの円周までの距離ｄより小さい。そのため、金属ポストは上向きで貫通孔を落下しパッド上に立つ。
【選択図】 図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属ポスト搭載用のパッドを有する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し、前記金属ポストを前記パッド上に置くためのマスクを準備することと、
前記基板と前記マスクを位置合わせすることと、
前記マスクの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基板に固定すること、とを有する金属ポストの搭載方法であって、
前記金属ポストの形状は円柱であり、前記円柱の高さの半分の位置を通り、かつ、前記円柱の底面に平行な面で前記円柱を切断することで得られる円の中心と前記底面の円周との間の距離は、前記マスクの貫通孔の半径より大きい。

【請求項2】

請求項１の金属ポストの搭載方法であって、前記距離がｄであって、前記底面の半径がaであって、前記円柱の高さが2bであるとき、前記距離dは、下記の式で表される。
式：d=(a²+b²)^1/2

【請求項3】

請求項１の金属ポストの搭載方法であって、前記円柱の底面の半径は、前記貫通孔の半径より小さい。

【請求項4】

請求項１の金属ポストの搭載方法であって、前記マスクは前記基板と対向する第２面と前記第２面と反対側の第１面を有し、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開口の大きさは前記第２開口の大きさより大きい。

【請求項5】

請求項４の金属ポストの搭載方法であって、前記距離は前記第１開口の半径より小さく、前記第２開口の半径より大きい。

【請求項6】

請求項４の金属ポストの搭載方法であって、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7】

請求項６の金属ポストの搭載方法であって、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曲線と前記第２面から前記第１面に向かっている垂線で形成されている。

【請求項8】

請求項１の金属ポストの搭載方法であって、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の金属ポストの搭載方法であって、さらに、前記パッドに低融点金属を形成することと前記低融点金属上にフラックスを形成することを含む。

【請求項10】

マスク部材と前記マスク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、
前記金属ポストの形状は円柱であり、前記円柱の高さの半分の位置を通り、かつ、前記円柱の底面に平行な面で前記円柱を切断することで得られる円の中心と前記底面の円周との間の距離は、前記マスクの貫通孔の半径より大きい。

【請求項11】

請求項１０のマスクであって、
前記マスク部材は第２面と前記第２面と反対側の第１面を有し、前記マスクが基板上に積層される時、前記第２面が前記基板と対向し、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開口の大きさは前記第２開口の大きさより大きく、前記距離は前記第１開口の半径より小さく、前記第２開口の半径より大きい。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板に金属ポストを搭載する方法、及び、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、高歩留りで金属ポストを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】

本発明に係る金属ポストの搭載方法は、金属ポスト搭載用のパッドを有する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し、前記金属ポストを前記パッド上に置くためのマスクを準備することと、前記基板と前記マスクを位置合わせすることと、前記マスクの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基板に固定すること、とを有する。そして、前記金属ポストの形状は円柱であって、前記円柱の高さの半分の位置を通り、かつ、前記円柱の底面に平行な面で前記円柱を切断することで得られる円の中心と前記底面の円周との間の距離は、前記マスクの貫通孔の半径より大きい。

【0007】

本発明に係る金属ポストを搭載するためのマスクは、マスク部材と前記マスク部材を貫通する貫通孔とを有する。そして、前記金属ポストの形状は円柱であり、前記円柱の高さの半分の位置を通り、かつ、前記円柱の底面に平行な面で前記円柱を切断することで得られる円の中心と前記底面の円周との間の距離は、前記マスクの貫通孔の半径より大きい。

【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の製造工程図。

【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４（Ｃ）はマスクの平面図を示す。

【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実施形態の金属ポストの斜視図であり、図６（Ｂ）は金属ポストとマスクの開口の大きさの模式図であり、図６（Ｃ）、（Ｄ）はマスクの貫通孔の形状を示す。

【図7】図７（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７（Ｂ）はマスク貫通孔の断面図であり、図７（Ｃ）はマスクの開口の平面図である。

【図8】第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図。

【図9】図９（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９（Ｂ）、（Ｃ）は金属ポストの搭載方法を説明する図である。

【図10】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11】マスクの別例を示す図。

【図12】金属ポストの搭載方法を説明する図。

【図13】図１３（Ａ）は金属ポストの搭載方法を説明する図であり、図１３（Ｂ）、（Ｃ）はマスクの貫通孔の形状の例を示している。

【図14】図１４（Ａ）は参考例に係るプリント配線板の製造工程図であり、図１４（Ｂ）は参考例の金属ポストの斜視図であり、図１４（Ｃ）は参考例の金属ポストと開口の大きさの模式図を示す。

【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１０００が図２に示されている。図１や図２に示されているプリント配線板１０や応用例１０００は金属ポスト７７を有する。金属ポスト７７は図３に示される基板（下基板）１０１上に形成されている。
基板（下基板）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）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、基板１０１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が接続される。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パッド７１０Ｐと対向している。

【0010】

図１に示されるように金属ポストの高さ２ｂ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に示される金属ポスト７７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（第１のパッケージ基板）１０１と上基板（第２のパッケージ基板）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３に示されるように、第１実施形態の下基板１０１は、コア基板３０を有する。コア基板３０は第１面Ｆと第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。
図１に示されるように第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に示される下基板１０１は、中間基板とも称される。図４（Ａ）は、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の直径２ｇは５５μｍ〜２１０μｍである。パッドの直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）の直径である。金属ポスト７７の直径２ａは、直径２ｇより小さい。金属ポストの直径２ａとパッドの直径２ｇの比（２ａ／２ｇ）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１１０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（上面ＵＦから下面ＢＦまでの距離）２ｂは５０μｍ〜１５０μｍである。接合部材１６の厚みｊ１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。図６（Ａ）に示されるように、金属ポストの高さは上面ＵＦから下面ＢＦまでの距離（長さ）２ｂと一致する。

【0021】

金属ポストのアスペクト比（高さ２ｂ／径２ａ）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（２ｂ／２ａ）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１１０と下基板１０１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などの金属板を打ち抜くことで製造される。金属板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な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。錫が好ましい。低融点金属からな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。低融点金属からな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な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な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な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。接合部材はＳｎ／Ａｇ半田やＳｎ／Ａｇ／Ｃｕ半田で形成されることが好ましい。

【0025】

第１実施形態のプリント配線板１０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に固定されている。
第１実施形態では、金属ポストが下基板１０１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１０１に上基板を搭載する歩留りが高い。実装しやすい下基板１０１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１１０と下基板１０１との間の接続信頼性が高い。

【0026】

下基板と別に形成される金属ポストの直径２ａはパッド７１０Ｐの直径２ｇ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（２ｂ／２ａ）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（２ｂ／２ａ）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。比（２ｂ／２ａ）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１０１と上基板１１０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を固定する方法が示される。
図３に中間基板（下基板）１０１が示される。図３に示されている中間基板はパッド７１０Ｐを有し、そのパッド７１０Ｐに金属ポストが搭載される。図３に示されている中間基板は、例えば、ＪＰ２０１２０６９９２６Ａに示される方法で製造される。中間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、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】

図３に示される下基板１０１の第１パッド７１０Ｉに第１半田７６Ｆが形成される。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度から約４０度である。図５では、ＢＧＡパッド７１ＳＰにＢＧＡバンプ７６Ｓが形成されている。ＢＧＡバンプ７６Ｓの融点は第１半田の融点より低いことが好ましい。ＢＧＡバンプと第１半田の融点の差は約２０度から約４０度である。金属ポスト搭載後、あるいは、上基板搭載後、ＢＧＡバンプは形成されても良い。

【0030】

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（Ａ）参照）。金属ポスト７７の直径２ａは０．１ｍｍΦであり、半径ａは０．０５ｍｍであり、高さ２ｂは０．１２ｍｍである。図６（Ａ）に示されるように、金属ポストは中心ＣＣと上面ＵＦ、下面ＢＦを有する。図６（Ａ）の金属ポストは円柱なので、上面や下面は円柱の底面である。図６（Ａ）の金属ポストの形状は直円柱である。図６（Ａ）に示されている金属ポストの高さの半分の位置を通り、かつ、金属ポストの下面に平行な面で金属ポストを切断することで得られる円は中心円ＭＦである。中心円ＭＦは図６（Ａ）中に点線で示されている。中心円ＭＦの中心が金属ポストの中心ＣＣである。
中心ＣＣと下面ＢＦの中心との間の距離（高さ２ｂの半分）ｂは０．０６ｍｍである。中心ＣＣと上面ＵＦの中心との間の距離（高さ２ｂの半分）ｂは０．０６ｍｍである。中心ＣＣと下面ＢＦの円周との間の距離ｄは（０．０６²＋０．０５²）^1/2ｍｍである。

【0031】

貫通孔８２を有するマスク８０が準備される（図５）。マスクは第１面ＦＦと第１面と反対側の第２面ＳＳを有するマスク部材８００とマスク部材８００を貫通する貫通孔８２で形成されている。そして、貫通孔８２は第１面ＦＦに第１開口８２Ｕを有し、第２面ＳＳに第２開口８２Ｂを有する。マスク部材の形状は板状である。マスク部材は金属または樹脂で形成されている。マスクの第２面ＳＳが下基板の実装面ＭＳＦと対向している。

【0032】

マスク８０の平面図が図４（Ｃ）に示される。図４（Ｃ）のＸ３−Ｘ３間のマスクの断面が図５に示される。
マスク８０の貫通孔８２は、下基板１０１の第２パッド７１０Ｐに対応する位置に形成されている。図７（Ｂ）に貫通孔の断面の拡大図が示されている。貫通孔の第２開口８２Ｂの径は第１開口８２Ｕの径より小さいことが好ましい。図５や図７に示される貫通孔の側壁８２Ｗは、第１面から第２面に向かって曲がっている。図５や図７に示される貫通孔の側壁は凸状に曲がっている。図１３（Ｂ）では、貫通孔の側壁は凹状に曲がっている。図５や図７では、側壁は第２面まで曲がっている。しかしながら、図１３（Ｃ）に示されるように、側壁は第１面と第２面の途中まで曲がっている曲線と第２面から第１面に向かう直線で形成されても良い。第２面から第１面に向かう直線は第１面に垂直である。直線は垂線である。第１面と第２面の途中まで曲がっている曲線は凸状の曲線である。

【0033】

図６（Ｃ）に示されている貫通孔の側壁は直線である。図６（Ｃ）の側壁は第１面に対し斜めである。
図７（Ｃ）は開口の平面を示す。第１開口８２Ｕの直径は２ｅであって、第１開口８２Ｕの半径はｅである。第２開口８２Ｂの直径は２ｃであり、第２開口８２Ｂの半径はｃである。第１開口８２Ｕの径２ｅと第２開口８２Ｂの径２ｃとの差は、マスクの厚みｆ１と略等しい。この例では、マスクの厚みｆ１は０．０９ｍｍであり、金属ポスト７７の直径２ａは０．１ｍｍΦであり、高さ２ｂは０．１２ｍｍであり、第２開口８２Ｂの直径２ｃは０．１１ｍｍΦであり、第１開口８２Ｕの直径２ｅは、０．２ｍｍΦである。図５や図７に示されているマスクの貫通孔の側壁８２Ｗの勾配は、第１面ＦＦから第２面ＳＳに向かって徐徐に大きくなっている。このため、金属ポストが、貫通孔のスロープ（側壁８２Ｗ）に沿って落下し易い。そのため、金属ポストを全ての第２パッド７１０Ｐ上に搭載することができる。これにより、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ができる。実施形態によれば、金属ポストの搭載歩留りが高くなる。

【0034】

図６（Ａ）は立っている状態の金属ポスト７７の斜視図を示している。図６（Ｂ）は、マスクの部分的な平面図とマスク上の金属ポストを示している。図６（Ａ）の金属ポストの形状は直円柱である。図６（Ｂ）では、第１開口８２Ｕと第２開口８２Ｂが示されている。また、図６（Ｂ）に示されている金属ポストはマスク上で横を向いている。
図６（Ｂ）では、貫通孔上に横になっている金属ポストが位置している。金属ポストの中心ＣＣと下面ＢＦの円周との間の距離ｄは、下面ＢＦの半径（ａ）の二乗と金属ポストの高さの半分の値（ｂ）の二乗との和の平方根の値である。同様に、金属ポストの中心ＣＣと上面ＵＦの円周との間の距離ｄは、上面ＵＦの半径（ａ）の二乗と金属ポストの高さの半分の値（ｂ）の二乗との和の平方根の値である。つまり、距離ｄは以下の式を満足している。
ｄ=（a²+b²）^1/2
貫通孔の半径の最小値は、距離ｄより小さい。そのため、マスク上で横向きの金属ポストは貫通孔を通過しない。第２パッド上に横向きの金属ポストが形成されない。
第１実施形態の貫通孔の径は第２開口８２Ｂで最小値を示す。金属ポストの半径ａは貫通孔の半径の最小値より小さい。第２開口の半径ｃは金属ポストの半径ａより大きい。貫通孔の半径の最小値は貫通孔の半径の内、最小の値である。図６（Ｃ）や図７（Ｂ）、図１３（Ｃ）のマスクでは、貫通孔は第２開口８２Ｂで最小の半径を有する。貫通孔が図６（Ｄ）に示される形状を有すると、貫通孔の最小の半径は径Ｍｉｎｅの半分の値である。

【0035】

第１実施形態のマスクの第２開口の半径ｃが、金属ポストの中心ＣＣから下面ＢＦの円周までの距離ｄより小さい。そのため、図６（Ｂ）に示されるようにマスク上で横になっている金属ポストが第２開口を通過することができない。従って、金属ポストは横向きで貫通孔を落下しない。第２パッド上で横になっている金属ポストは存在し難い。金属ポストは、立ったまま貫通孔を通過する。そのため、第２パッド７１０Ｐ上に金属ポスト７７は立ちやすい。

【0036】

図６（Ｂ）に示されるように、第１開口８２Ｕの半径ｅは、金属ポストの中心から下面ＢＦの円周までの距離ｄより大きい。このため、たとえ、金属ポストがマスク上を横向きで移動しても、金属ポストの下面が第１開口上に到達すると、貫通孔のスロープに沿って金属ポストの下面が、第１開口８２Ｕ内に入る。そして、貫通孔の側壁がスロープを有するので、金属ポストが貫通孔のスロープ（側壁８２Ｗ）に沿って落下する。その時、金属ポストの向きが横向きから上向きに変わる。そして金属ポストは、上向きで第２パッド上に落下する。金属ポストの下面ＢＦが第２パッド上に対向するように、金属ポストが第２パッド上に置かれると、金属ポストは上向きで第２パッド上に立っている。
マスク上に上向きで立っている金属ポストが貫通孔内に入っても良い。この場合、金属ポストの下面ＢＦがマスクの第１面に接するように、金属ポストはマスク上を移動している。
第２パッド上に金属ポストの側面が置かれると金属ポストは第２パッド上で横を向いている。マスクの第１面と金属ポストの側面が接していると、金属ポストはマスク上で横を向いている。

【0037】

図９（Ａ）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ＣＲは、金属ポスト７７の高さ２ｂよりやや低い。このため、落下後の金属ポストは、マスクの貫通孔により保持される。そのため、落下後、金属ポストは横転しない。マスク８０の貫通孔８２により、金属ポストは保持されている。その状態で、リフローが行われる。リフロー中に金属ポストが横転しない。

【0038】

第２パッド上に金属ポストを固定する方法が以下に示される。図７（Ａ）にされるように、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が位置決めされる。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８９が配置されている。スペーサ８９の高さＣＲは、図９（Ａ）のクリアランスに対応する。マスク８０上に金属ポスト７７が多数置かれる。

【0039】

マスク８０に振動が与えられる。横向きの金属ポスト７７の下面ＢＦが貫通孔８２上に移動する（図７（Ａ））。そして、金属ポストの下面から金属ポストが第１開口を介して貫通孔内に入る。スロープ状の側壁８２Ｗを金属ポストが滑り下りる（図８（Ａ））。図８（Ｂ）に示されるように、金属ポストの向きが横向きから上向きに変わる。金属ポストの径が貫通孔の径より小さいので、金属ポストの下面は貫通孔を通過する。図８（Ｃ）に示されるように、接合部材１６上に上向きで金属ポストは置かれる。マスク８０の貫通孔８２で金属ポスト７７の姿勢が保持される。

【0040】

その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９（Ａ））。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。図１では、ＢＧＡパッド７１ＳＰ上に半田バンプ７６Ｓが形成されているが、プリント配線板１０が半田バンプ７６Ｓを有していなくてもよい。
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。

【0041】

図２に示される応用例（ＰＯＰ基板）の製造方法が図１０に示される。
半田バンプ７６Ｆを介してＩＣチップなどの電子部品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ＩＣチップなどの電子部品９０はモールドされる（図１０（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１０（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。

【0042】

上基板と金属ポストを繋ぐ半田などの接合部材で開口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１０（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の一部に保護膜を形成することができる。保護膜は、例えば、ニッケル／金膜やニッケル／パラジウム／金膜である。

【0043】

図１１は、マスクの別例を示す。
図１１（Ａ）では、貫通孔の形状が円柱である。直円柱が好ましい。この場合、貫通孔の直径２ｃ２（半径ｃ２）は第１面ＦＦ第２面ＳＳまで一定である。貫通孔の半径ｃ２が、図６中に示される距離ｄより小さい。

【0044】

図１１（Ｂ）では、貫通孔の形状は、円錐台である。図１１（Ｂ）では、第１開口８２Ｕの径が貫通孔の最小の径と一致する。第１開口８２Ｕの半径ｃ３が、距離ｄより小さい。

【0045】

図９（Ｂ）、（Ｃ）と図１２は、改変例に係る金属ポストの搭載方法を示す。
図９（Ｂ）に示される改変例では、第２パッド７１０Ｐ上にＳｎやＳｎ／Ａｇ／Ｃｕ等の接合部材１６が形成されている。さらに、接合部材上にフラックス１８が形成されている。この改変例では、金属ポストと第２パッド間の接続信頼性を高くすることができる。

【0046】

図９（Ｃ）に示される改変例では、第２パッド７１０Ｐ上にＳｎやＳｎ／Ａｇ／Ｃｕなどの接合部材１６がめっきで形成されている。更に、めっきで形成されている接合部材上にフラックス１８が形成されている。この改変例では、金属ポストと第２パッド間の接続信頼性を高くすることができる。

【0047】

[第１実施形態の改変例]
以下に金属ポストを搭載する別例が示される。
図１２（Ａ）に示される第１基板１００３が準備される。
図１２（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１２（Ｄ）に第１実施形態の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。金属膜は、ＳｎやＳｎ／Ａｇ／Ｃｕなどで形成されている。金属膜はめっきで形成することができる。金属膜１７８は錫が好ましい。

【0048】

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１２（Ｂ））。第１実施形態と同様に、マスクに振動が与えられる。図１２（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。

【0049】

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。金属膜から接合部材が形成される。
図１に示されるプリント配線板１０が完成する。

【0050】

図１３（Ａ）に示される改変例では、金属ポスト７７の下面ＢＦにＳｎ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ等の接合部材が形成されていて、第２パッド上に接合部材が形成されていない。図１３（Ａ）に示される金属ポストは接合部材付金属ポストである。第１実施形態と同様にリフローやマスク除去が行われる。プリント配線板１０が完成する。

【0051】

[参考例]
図１４（Ａ）は参考例に係る金属ポストの搭載方法を示す。図１４（Ｂ）は参考例の金属ポストの斜視図を示す。参考例の金属ポストの形状は直円柱である。図１４（Ｃ）は金属ポストの大きさと貫通孔の大きさの関係を示している。参考例の貫通孔の形状は直円柱である。
図１４（Ｃ）に示されるように、参考例では、距離ｄは、参考例のマスクの貫通孔２８２の半径ｃ４より小さい。従って、参考例によれば、図１４（Ａ）に示されように第２パッド上に横向きの金属ポストが形成される。その結果、上基板と下基板間で接続不良が発生する。

【符号の説明】

【0052】

１０ プリント配線板
１６、１１２ 接合部材
７０Ｆ 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
８２Ｗ 側壁
９０ 電子部品
１０１ 下基板
１１０ 上基板
１１２ 接合部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】