特表 2025-501060 ビアの固着取付け

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-01-17

(54)【発明の名称】ビアの固着取付け

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20250109BHJP

   H05K 3/00 20060101ALI20250109BHJP

   H05K 1/03 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

H05K3/46 B

H05K3/00 N

H05K1/03 610T

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024532196

(86)(22)【出願日】2022-12-12

(85)【翻訳文提出日】2024-05-28

(86)【国際出願番号】 US2022052505

(87)【国際公開番号】W WO2024129054

(87)【国際公開日】2024-06-20

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524201826

【氏名又は名称】ハーバー・エレクトロニクス・インク

【氏名又は名称原語表記】ＨＡＲＢＯＲ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ， ＩＮＣ．

【住所又は居所原語表記】３０２１ Ｋｅｎｎｅｔｈ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ， ＣＡ ９５０５４， ＵＳＡ

(74)【代理人】

【識別番号】100145470

【弁理士】

【氏名又は名称】藤井 健一

(72)【発明者】

【氏名】セルジオ・ラミレス

(72)【発明者】

【氏名】ベンジャミン・ノリス

(72)【発明者】

【氏名】ポール・ディール

(72)【発明者】

【氏名】クリス・クーダ

【テーマコード（参考）】

5E316

【Ｆターム（参考）】

5E316AA22

5E316AA38

5E316AA42

5E316CC04

5E316CC08

5E316CC09

5E316EE01

5E316FF01

5E316GG15

5E316GG28

5E316HH07

5E316HH31

5E316HH33

5E316JJ02

5E316JJ03

(57)【要約】

２つの電子回路基板、例えば、試験用ＰＣＢおよびスペーストランスフォーマを取り付けるための方法は、樹脂プリプレグおよびマイラーフィルムを試験用ＰＣＢにタック溶接するステップと、ホールが樹脂プリプレグの一方の側で試験用ＰＣＢ上の接続／キャプチャパッドと位置合わせされ、かつ樹脂プリプレグの他方の側で（取り付け後に）スペーストランスフォーマ上の接続キャプチャパッドと位置合わせされるように、樹脂プリプレグおよびマイラーフィルム内にビアホールをレーザ穿孔するステップと、焼結ペーストをビアホールに充填するステップと、加圧処理を施して、焼結用ペーストから空気、気泡および空隙を除去するステップと、マイラーフィルムを除去するステップと、積層プレスサイクルを使用して、スペーストランスフォーマを樹脂プリプレグに取り付けるステップを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の電子回路基板を第２の電子回路基板に取り付けるための方法であって、
前記第１の電子回路基板の取付け側に樹脂プリプレグを固定するステップと、
前記第１の電子回路基板上の電気接続の位置で前記樹脂プリプレグを貫通するホールを作製するステップと、
焼結ペーストを前記ホールに充填するステップと、
前記第１の電子回路基板を（前記樹脂プリプレグおよび前記焼結ペーストと共に）加圧処理するステップと、
積層プレスサイクルを使用して、前記第２の電子機器基板上の電気接続が前記ホール内の前記焼結ペーストと位置合わせされるように、前記第２の電子機器基板の取付け側を前記第１の電子機器基板とは反対側の前記樹脂プリプレグの側に取り付けるステップと
を含む、方法。

【請求項2】

前記樹脂プリプレグを固定する前記ステップの後、かつ前記ホールを作製する前記ステップの前に、前記第１の電子回路基板の反対側の前記樹脂プリプレグにマイラー層を適用するステップと、
加圧処理するステップの後、かつ前記積層プレスサイクルを使用するステップの前に、前記樹脂プリプレグから前記マイラー層を除去するステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記マイラー層が、約１ｍｍの厚さのマイラーシートを含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記樹脂プリプレグを前記第１の電子回路基板の取付け側に固定する前記ステップが、前記樹脂プリプレグを前記第１の電子回路基板の前記取付け側にタック溶接するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

ホールを作製する前記ステップが、ホールをレーザ穿孔するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

ホールを作製する前記ステップが、直径約６ｍｍのホールをレーザ穿孔するステップを含む、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記第１の電子回路基板を加圧処理する前記ステップが、真空サイクルおよび圧力サイクルを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記圧力サイクルが約２０分間で約８バールの圧力である、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

加圧処理する前記ステップの後、かつ積層プレスサイクルを使用する前記ステップの前に、
追加の焼結ペーストを前記ホールに追加するステップと、
前記第１の電子回路基板を（前記樹脂プリプレグおよび焼結ペーストと共に）加圧処理するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

追加の焼結ペーストを前記ホールに追加する前記ステップの前に、前記ホールが焼結ペーストで十分に充填されていないと決定するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記樹脂プリプレグがガラス織布を含む未硬化エポキシである、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

前記樹脂プリプレグが、約２．５ｍｍの厚さであり、樹脂含有量が約７０重量％である、請求項１に記載の方法。

【請求項13】

加圧処理する前記ステップが、圧力／真空オーブンを使用するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項14】

前記第１の電子回路基板が試験用ＰＣＢである、請求項１に記載の方法。

【請求項15】

前記第２の電子回路基板がスペーストランスフォーマである、請求項１に記載の方法。

【請求項16】

電子回路部品であって、
第１の電子回路基板と、
第２の電子回路基板と、
前記第１の電子回路基板の取付け側に対して第１の側に取り付けられ、かつ前記第２の電子回路基板の取付け側に対して第２の側に取り付けられた樹脂プリプレグ層と、
前記樹脂プリプレグ層を貫通し、前記第１の電子回路基板の第１の電気接続および前記第２の電子回路基板上の第２の電気接続と位置合わせされている、焼結ペーストで充填されたビアホールと
を備える、電子回路部品。

【請求項17】

前記第１の電子回路基板が試験用ＰＣＢである、請求項１６に記載の電子回路部品。

【請求項18】

前記第２の電子回路基板がスペーストランスフォーマである、請求項１６に記載の電子回路部品。

【請求項19】

前記樹脂プリプレグがガラス織布を含む未硬化エポキシである、請求項１６に記載の方法。

【請求項20】

前記樹脂プリプレグが、約２．５ｍｍの厚さであり、樹脂含有量が約７０重量％である、請求項１６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般に、スペーストランスフォーマをＰＣＢ（プリント回路基板）に取り付けるための装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

現在の技術水準では、スペーストランスフォーマは、インターポーザ（ばね接触子アレイ）を介して試験用ＰＣＢ（または他のＰＣＢ）に接続されるか、ＰＣＢに機械的にボルト締めされるか、または直接はんだ付けによって取り付けられる。しかし、これらの取付け／接続の手法は、重大な欠点を抱えている。

【0003】

インターポーザ技術は、平面性が不均一であり抵抗ビア値が高い。

【0004】

はんだ付けは、高価な部品が既に基板上にある場合に、ＰＣＢ組立ての後に行われる。はんだ付けは困難であり、故障しやすく、故障すると、高価な部品が損傷／破壊され、使用できなくなる可能性がある。また、ＰＣＢとスペーストランスフォーマとの間の平面性を保証することは困難である。さらに、はんだ付けは、ＰＣＴへの凹部実装を可能にしない。

【0005】

スペーストランスフォーマをＰＣＢに取り付けるための改善された方法、および改善されたスペーストランスフォーマＰＣＢデバイスが必要とされている。

【発明の概要】

【0006】

発明の開示
２つの電子回路基板、例えば、試験用ＰＣＢおよびスペーストランスフォーマを取り付けるための方法は、樹脂プリプレグおよびマイラーフィルムを試験用ＰＣＢにタック溶接するステップと、ホールが樹脂プリプレグの一方の側で試験用ＰＣＢ上の接続／キャプチャパッドと位置合わせされ、かつ樹脂プリプレグの他方の側で（取り付け後に）スペーストランスフォーマ上の接続キャプチャパッドと位置合わせされるように、樹脂プリプレグおよびマイラーフィルム内にビアホールをレーザ穿孔するステップと、焼結ペーストをビアホールに充填するステップと、加圧処理を施して、焼結用ペーストから空気、気泡および空隙を除去するステップと、マイラーフィルムを除去するステップと、積層プレスサイクルを使用して、スペーストランスフォーマを樹脂プリプレグに取り付けるステップを含む。

【0007】

本発明の特徴および利点は、添付の図面に関連して提示される以下の詳細な説明の考察から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】例示的な試験用ＰＣＢを示す図である。

【図2】試験用ＰＣＢに取り付けられた樹脂プリプレグを示す図である。

【図3】試験用ＰＣＢに取り付けられた樹脂プリプレグおよびマイラーフィルムを示す図である。

【図4】試験用ＰＣＢに取り付けられたプリプレグおよびマイラーフィルムを貫通するビアホールを示す図である。

【図5】焼結ペーストで充填されたビアホールを示す図である。

【図6】マイラーフィルムを除去した後の試験用ＰＣＢを示す図である。

【図7】スペーストランスフォーマに取り付ける前の試験用ＰＣＢ（樹脂プリプレグ、マイラーフィルム、および焼結ペーストが充填されたホールを含む）を示す図である。

【図8】スペーストランスフォーマに取り付けた後の試験用ＰＣＢ（樹脂プリプレグ、マイラーフィルム、および焼結ペーストが充填されたホールを含む）を示す図である。

【図9】スペーストランスフォーマを試験用ＰＣＢに取り付けるための例示的な方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

試験用ＰＣＢにスペーストランスレータを取り付けるためのシステムおよび方法が開示される。

【0010】

図面中の符号の説明

【0011】

【表1】

【0012】

スペーストランスフォーマを試験用ＰＣＢに取り付けるための工程は、以下に開示される工程を含んでもよい。

【0013】

本明細書の開示では、略語「ｍｍ」はミリメートルに使用される。

【0014】

図９は、スペーストランスフォーマを試験用ＰＣＢに取り付けるための例示的な方法のフローチャートである。

【0015】

ステップ９１０では、樹脂プリプレグおよびマイラー層／フィルムを試験用ＰＣＢにタック溶接してもよい。図１は、パッド１１０ａ～ｎを含む試験用ＰＣＢを示す。一実施形態では、樹脂プリプレグは、ガラス織布を含む未硬化エポキシ、例えばＦＲ４材料プリプレグであってもよい。いくつかの実施形態では、異なるプリプレグ、例えばＲｏｇｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のプリプレグを使用してもよい。プリプレグの厚さおよびプリプレグ中の樹脂含有量は、重要なパラメータとなる可能性がある。樹脂含有量が多すぎるプリプレグを使用すると、プレスサイクル中に樹脂が流動する可能性があるため、故障の可能性が高くなる（後述する）。樹脂の流動が多すぎると、樹脂が移動／流動し、焼結ペーストが脱落したり、位置ずれしたりすることがある。一実施形態では、１０６７プリプレグ（厚さ２．５ｍｍ）の単一の層で７０重量％の樹脂含有量は、良好な厚さおよび十分であるが多すぎない樹脂含有量である。

【0016】

より薄いプリプレグの利点は、本明細書で以下に説明するように焼結ペーストを充填することがより容易であることであってもよい。

【0017】

図２は、試験用ＰＣＢ１０５にタック溶接された樹脂プリプレグ１２０を示す。

【0018】

図３に示すように、例えばタック溶接によって、プリプレグの頂部にマイラー１３０のシート／層／フィルムを適用してもよい。マイラー層は、焼結ペースト（本明細書で後述）がプリプレグ上に滲むのを防止してもよい。一実施形態では、１ｍｍのマイラーシート／フィルムを使用してもよい。より厚いマイラーによりマイラー除去後の焼結ペーストが増加し、それによってショートが生じるため、マイラーの厚さを増加させると故障が生じる可能性がある。一般に、焼結ペーストの滲みを防止するためにフィルムあるいは層が必要な場合があり、一実施形態では、これはマイラーフィルムであってもよい。

【0019】

一実施形態では、プリプレグ１２０およびマイラーフィルム１３０は、マイラーバッグおよび華氏２２５度の真空ラミネータを使用して試験用ＰＣＢ１０５にタック溶接されてもよい。当技術分野で理解されているように、プリプレグ１２０およびマイラー１３０を試験用ＰＣＢ１０５にタック溶接するかまたは取り付けるために、他の材料、温度および／または手順が使用されてもよい。

【0020】

図４に示すように、ステップ９２０では、ビア１４０ａ～ｎは、試験用ＰＣＢとスペーストランスフォーマとの間の電気接続のための位置で樹脂プリプレグ層１２０およびマイラー層１３０を介してレーザ穿孔されてもよい。一実施形態では、ビア１４０ａ～ｎは、ＦＲ４レーザ穿孔レシピを使用してレーザ穿孔されてもよい。レーザ穿孔されたホールの直径は、直径８ミルのキャプチャパッドに対して６ミルであってもよい。一般に、レーザドリルがキャプチャパッドを「脱落させる」ことがないように、レーザドリルの直径はキャプチャパッド１１０ａ～ｎの直径よりも小さい。

【0021】

図５に示すように、ステップ９３０では、穿孔されたホール／ビア１４０ａ～ｎを焼結ペースト１５０で充填してもよい。一実施形態では、焼結ペースト１５０は、スキージ塗布を使用するスクリーンテーブル印刷によって塗布されてもよい。一般に、多くの異なる焼結ペーストが使用されてもよく、当技術分野で知られているように様々な方法で塗布されてもよい。

【0022】

ステップ９４０では、（樹脂プリプレグ、穿孔されたホール、および穿孔されたホール内の焼結ペーストを含む）試験用ＰＣＢは、ビアホールからエアポケットを除去するために加圧オーブン内で処理される。加圧オーブンを使用してもよいが、加熱は必須でなくてもよい。圧力は、それ自体で（すなわち、熱なしで）ビアホールの底部からエアポケットを除去してもよい。一実施形態では、８バールの圧力を使用してもよい。さらに、圧力は、焼結ペーストをパッドに圧縮してもよい。

【0023】

一実施形態では、圧力オーブンは（オーブンの温度特性は使用されないが）、圧力／真空オーブンであってもよい。真空サイクルおよび圧力サイクルには、３０分サイクルを使用してもよい。真空サイクルは５分であってもよい。圧力サイクルは、２０分間８バールの圧力であってもよい。サイクルは、チャンバを脱気するために５分で完了してもよい。真空サイクルは、焼結ペーストからの空気および気泡の吸引を含み、空気およびガスをチャンバから吸引してもよい。圧力／圧縮サイクルは、焼結ペーストを圧縮し、焼結ペーストから空気を押し出してもよい。

【0024】

一実施形態では、加圧オーブンを８バールの圧力で２０分間運転する。

【0025】

エアポケットがビアホールから除去されるか、または実質的にビアホールから除去される限り、他のパラメータが使用されてもよい。ステップ９５０では、ホールが十分に充填されることを確実にするために、追加の焼結ペーストをレーザ穿孔されたホールに任意に追加することに関して決定を行ってもよい。焼結ペーストによるこの追加の充填は、ホールが十分に充填されていない場合にのみ必要である。追加の焼結ペーストを追加することが決定された場合、処理はステップ９３０に戻り、焼結ペーストを追加し、ステップ９４０の加圧オーブンで処理する。

【0026】

ステップ９５０において追加の焼結ペーストを追加しないことが決定された場合、ステップ９６０では、任意選択的に、試験用ＰＣＢを空隙および／または不完全な充填について検査してもよい。空隙、不完全な充填および／または他の問題が発見された場合、ステップ１３０～１６０を繰り返してもよい。

【0027】

図６に示すように、ステップ９６５では、マイラーフィルム１３０を除去してもよい。一実施形態では、マイラーフィルム１３０を、例えば従来のオーブン内で華氏約１６０度に加熱することによって除去してもよい。加熱後、マイラーフィルム１３０を、樹脂プリプレグから慎重に引き離すことによって除去してもよい。焼結ペーストをビアから除去しないように注意しながら、両手で注意深く引っ張ることが有益な場合がある。使用される特定のマイラーフィルムまたは他のフィルムの特性に応じて、特定の除去パラメータまたは手順は変動する可能性がある。

【0028】

ステップ９７０では、スペーストランスフォーマ１６０は、積層プレスサイクルを使用して試験用ＰＣＢ１０５に取り付けられる。図７は、積層プレスサイクル前の、スペーストランスフォーマ１６０（パッド１７０ａ～ｎを含む）、試験用ＰＣＢ１０５、樹脂プリプレグ層１２０および焼結ペースト１５０を示す。図８は、積層プレスサイクル後の構成要素および層を示す。

【0029】

積層プレスサイクルは、プリプレグ１２０および焼結ペースト１５０を硬化させる。多くの積層プレス技術、方法および／またはツールが当技術分野で知られている。一般に、積層プレスサイクルは、圧力および温度の組合せを使用する。一実施形態では、圧力は４５０ｐｓｉに設定されてもよく、温度上昇パターンは華氏１８０度、１９５度、３００度、３６５度であってもよく、温度は華氏３６５度で２４０分間維持される。一般に、当業者は、積層プレスサイクルのパラメータを調節、修正および／または調整することができる。さらに、使用される特定のプリプレグは、特定の積層サイクルパラメータを有してもよい。

【0030】

本明細書に記載の取付け方法は、いくつかの利点を有してもよい。１つの利点は、ＰＣＢ製造工程中に取付けが行われ、それによって、ＰＣＢ製造の一部または全部の完了後にＰＣＢ上に存在する可能性のある構成要素への損傷が回避されることである。別の利点は、スペーストランスフォーマがＰＣＢ表面に対して陥凹し、場合によってはＰＣＢ表面と同一平面になるように、スペーストランスフォーマをＰＣＢに取り付けてもよいことである。

【0031】

本開示はスペーストランスフォーマをＰＣＢに取り付けることに焦点を当てているが、本明細書で開示される方法、技法、技術および改変は、ＰＣＢをＰＣＢに取り付けること、またはスペーストランスフォーマをスペーストランスフォーマに取り付けることにも同様に適用される。

【産業上の利用可能性】

【0032】

本明細書に開示される発明は、少なくとも電子消費者デバイスおよび他の電子デバイスを試験するための機器およびデバイスを製造するために適用可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】