JPS589597B2 - デンシブヒントリツケヨウシジコウゾウタイ - Google Patents

デンシブヒントリツケヨウシジコウゾウタイ

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JPS589597B2
JPS589597B2 JP48126848A JP12684873A JPS589597B2 JP S589597 B2 JPS589597 B2 JP S589597B2 JP 48126848 A JP48126848 A JP 48126848A JP 12684873 A JP12684873 A JP 12684873A JP S589597 B2 JPS589597 B2 JP S589597B2
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JP
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circuit
substrate
solder
ceramic
signal
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フイリツプ・エイ・タツスコ
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International Business Machines Corp
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は集積回路チップのような電子部品を取付けるた
めの支持構造体に関する。
無機セラミック材は不活性であること、安定であること
、及び誘電体特性を持つこと、の理由により、回路基板
として非常に望ましい材料である。
しかし一旦硬化されてしまうと、機械にかけたり成形す
るのが困難であるという欠点がある。
回路線はかかる材料の表面に容易に形成することができ
、また回路の形成には電子装置を小形化するためその両
面を使用することが一般に必要である。
そのため、基板の両面上の回路線を接続する導体を設け
るために基板に貫通孔を形成することが必要である。
硬化したセラミックに孔を形成するにはレーザ又は電子
ビームのような高エネルギ・ビームが用いられるが、こ
れらの方法は低速で高価である。
セラミックが未硬化の状態にあり、セラミックの粒子が
揮発性の有機バインダと一緒に保持されているような“
グリーン・シート”の形にある時は通常パンチによって
孔が形成される。
バインダは硬化期間に炉の中で駆除される。
バインダが除去されるとセラミック基板に縮みが生じ、
寸法及び孔の位置に変化をもたらす。
縮みの量は近似的に求めることができるが正確に予測す
ることはできず、回路線を形成した後に回路の短絡又は
断線のため廃棄を余儀なくされることがある。
寸法の変化は非常に大きく、その変化を補償するように
ガラス露光マスクを高信頼性で形成することができない
。
信号導体を有する回路プレーンは電圧及び大地の導体と
は反対に、一方の信号線と他の信号線とのクロスオーバ
を与えるために多数の貫通孔及び狭い導体間隔を必要と
する。
導体寸法が、電源及び大地のために使用される導体並み
に増加されれば、孔の位置に厳密さが必要でなくなり、
グリーン・セラミック・シートに形成されるような孔を
用いることもできる。
従って本発明の主目的は厳密なトレランスを必要としな
い信号線用貫通孔を形成することができ且つ回路設計の
融通性を改善することができるセラミック基板構成を提
供することである。
本発明の他の目的はプリント回路の工程に容易に適応で
きるセラミック基板構造を提供することである。
本発明の他の目的は、１対の信号面の回路線が空気を誘
電体として互いに間隔をあけて配置されているが、信号
面の回路線の間では、はんだぬれのしない被覆の使用に
よって、選択的はんだ相互接続がつくられる２層のセラ
ミック基板構造を提供することである。
本発明の他の目的は一方のセラミック層の内面に装着さ
れた能動回路構成部品と整列して他方のセラミック層に
設けられている開孔を通して構成部品の交換のために上
記一方のセラミック層の卵成部品に接近することができ
る２層のセラミック基板構造を提供することである。
本発明の他の目的は１対の信号面の回路線が互いに間隔
をあけられており耳つ一方のセラミック層の開孔を介し
て或る信号線の削除又は補助導付の付加を行なうことに
より回路変更を与えることができる２層のセラミック基
板を提供することである。
本発明に於いては、１対の平坦なセラミック鳴が設けら
れ、各層はその両面に与えられる回路糾のための基板と
して働く。
一方の基板は他方よりも大きく、コネクク装置への接続
のための回路タブが設けられている延部を有する。
回路タブは四方のセラミック表面に設けられてもよい。
このメきい方の基板はプリント回路信号線及び所定の予
め選択された位置に能動集積回路チップを取付りるため
の回路チップ取付け位置を有する。
第２Ｃセラミック基板層は回路チップに対する回路リー
ド線を露出させる程度に回路チップよりも大きく且つ各
チップ取付け位置と整列した開孔を有するこの構成によ
れば、チップ位置に至る回路線リード部分に拡大された
領域を形成すると共に他の回路線部を小さな断面積の領
域として形成することができ、従って補助導体の付加及
び回路線の破壊による導体の削除を効果的に行なうこと
ができる。
各信号面の回路線は概して互いに直角に配列されており
、これにより、ＸとＹの方向の線の間ではんだによる選
択的相互接続が可能になる。
２層構造体の外面には大地及び電源の回路が設けられる
。
このような構造によれば、微細な線のプリント回路のた
めにセラミック基板を使用できるという利点が得られ且
つ多数の貫通孔を形成することなく信号線の間で選択的
相互接続を行なうことができる。
この構成によれば、線と貫通孔を整列させるようにセラ
ミック層の両側に非常な正確さで回路線を形成する難し
さ及び費用の問題を解決することができる。
更に回路変更を容易に行なうことができると共に回路チ
ップをソルダ・レフロー技術によって容易に変えること
ができるという利点が得られる。
チップは第２セラミック層の外面を越えて突出せず、従
って第２セラミック層により機械的１で比較的保護され
る。
内面に対して太地と電圧の接続を行なうためにいくつか
の貫通孔が必要であるが、かかる孔は典型的貫通孔に比
べて大きく形成でき、しかも孔の数は非常に少なくてよ
Ｇ）。
セラミック基板は高温の影響を受けないので、この構成
によれば、比較的高温で処理することができるコンパク
トで安定な構成を提供することができる。
次に図面を参照する。
第１図は本発明に従って構成された回路パッケージ１０
であり、平行に且つ整列して配置された１対の平坦な基
板１１，１２から成っている。
２つの基板は同じ絶縁材から作られるのが好ましく、ま
たアルミナのような無機セラミック材であるのが好まし
い。
しかしチップ材の膨脹係数に等しい又は近い膨脹係数を
持つものであれば任意の適当なセラミンク材を使用しう
る。
チップ位置の所に低膨脹材があるだけでよい。
エポキシーガラスのプリント回路材における挿入物とし
ては高ニッケル合金のような物質が使用しうる。
基板１１，１２の各々は対面するよフう配列された信号
面１１ａ，１２ａ及び信号面と反対側の基板表面に設け
られた供給回路面１１ｂ１２ｂを有する。
基板は基板に取付けられるか又はその上に一体的に作ら
れる支持体１３により所定の間隔で保持される。
下側基板１１は上側基板１２よりも大きく、２層構造の
一方の縁から外側へ延びているタブ部分１４を有する。
タブ部分には他の入出力信号導体及び供給導体と接続す
るための上側接角蛾部領域１５及び下側接触陸部領域１
６が形成されている基板１１の下側１ｌｂの接触陸部１
６は基板１１に設けられた貫通孔１７により上側１１ａ
の回路線に接続される。
付加的接続が必要であれば、基板１２が拡張されて入出
力導体が同様に形成されてもよい。
基板１２は基板１１の表面１１ａ上の集積回路チツプ１
９のような電気的装置に対する装着位置を露出する複数
の開孔１８を有する。
この開孔により、基板１１の信号面に集積回路チップ１
０を取付けたり取外すことができる。
また、基板１２は回路パッケージ１０の操作期間にチッ
プに対する物理的保護を与える。
基板１１．１２の夫々の対向面１１ａ，１２ａには、大
地及び電圧の線のような供給導体とは異なる信号導体と
して考えられる複数の回路導体２１．２２が形成されて
いる。
各基板の外側表面１ｌｂ，１２ｂには、より大きな導体
、例えば基板１２の場合は電圧供給面として働く導体２
３が設けられる。
基板１１の下面１１ｂには大地又は基準面として働く導
体（図示せず）が設けられている。
基板１１の信号面１１ａ上の信号線２１は例えばＸ座標
に沿って概して共通の方向に配向されているが、この方
向に制限されるわけでないことは勿論である。
基板１２の信号面１２ａには概してＹ軸に沿って導体が
設けられているが、無論この方向に制限されるわけでも
ない。
チップ取付け位置では、信号面１１ａの回路線２１は４
辺形領域２４のまわりで設けられているこれらの導体は
夫々陸部領域２５で終端しておりこの陸部領域はチツプ
１９の下側の、対面するはんだ被覆端子２６と溶融接続
を形成するようはんだで被覆されている。
第２図において、チップ位置２４に隣接する各信号導体
２１の一部が開孔１８を介して露出されており、セラミ
ック基板１１ ．１２が一緒に結合された後回路変更を
容易に行なうことができる。
各信号線２１は拡大された補助パッド２７を有するよう
に形成されており、この拡大パッドは別個の補助ワイヤ
２８を選択された拡大パッドにはんだ付け等により取付
けることができるようチップ１９の縁と開孔１８の縁の
間に設けられている。
信号線はパツド２７と開孔１８の縁の間では再びそれの
通常の巾に狭くされている。
これは例れば２９で示されるように回路線の一部を切断
するだけで回路を容易に削除できるようにするためであ
る。
しかして入出力回路線上で回路チップに隣接して回路の
削除及び付加を容易に行なうことができる。
相互接続は選択されたクロスオーバ点に於いてはんだ接
続を行なうことにより、対向信号面１１ａ，１２ａ上の
回路線２１及び２２の間で行なわれる。
信号線の間でこのように接続を行なうことにより、セラ
ミック基板材に小さな、正確に位置づけられた貫通孔を
設ける必要がなくなる。
第３図は信号面１１ａ上に複数の信号線２１が形成され
ている基板１１の一部を示している。
これらの線の上には、基板１２（図示せず）の表面１２
ａ上に支持された交差する信号線２２が間隔をあけて設
けられている。
各信号線は例えば銅のような適当な導電材で形成され、
その上面は、好ましくは溶融はんだでぬれない材料例え
ばクロム、ガラス、エポキシ又は他の誘電材で３０の如
く被覆される。
はんだぬれのしない被覆３０は、２つの信号面の線の間
で後にはんだ接続をするための領域３１を残すように両
方の回路線２１．２２上にそのはんだぬれのしない物質
をメッキ等で被覆することにより選択的に設けられる。
これらの選択的に残された領域３１は例えばフォトレジ
ストのような普通のレジスト技術により限定されてはん
だ体３２がメッキされ、隣接するクロムよりも高いレベ
ルに且つ一部クロムの上に乗るように作ラレる。
次にレジストが除かれる。はんだメッキされた領域３２
は２つのセラミック基板が一緒にされた時対向信号面上
のはんだメッキ領域と対向するように形成される。
回路線には、信号線の間で相互接続を行なうのに必要な
整列状態に保持するようクランプされたまま、はんだフ
ラックス被覆が与えられ、はんだを加熱しレフローする
ように炉を介して通される。
回路チップも各回路チップ位置２４の溶融可能な接触陸
部領域２５とその端子が整列するように配置され、従っ
て、基板組立体が炉へ移動されるとはんだが融点まで加
熱されてレフローし、チップを基板の回路線へ取付ける
。
信号線２１．２２が直交して配列されている場合は、第
４図に示されるように、各溶融はんだ体３２ははんだぬ
れのしないクロム表面から離れてクロスオーバ点に高さ
の増した小球状体を形成する。
はんだ小球のこのような高さの増大により、結果として
、選択された接続点３３において対向はんだ部３２が相
互に接続し、結合が得られる。
このように炉に１回通すだけで、すべての接続を同時に
形成することができる。
チップ結合の場合は、チップの端子２６が回路陸部２５
上のはんだと既に接触しており、結合ははんだの高さを
増すことなく形成できる。
代替的には、はんだ体３２は加熱及びレフローの前に既
に対向はんだ部が接触するようにより高いはんだ体とし
て、そして小さな断面で設けられてもよい。
はんだはメッキ又ははんだ波により設けることができる
。
基板１１．１２は所要の貫通孔１７，３４及び開孔１８
をスタンプ又はパンチすることにより”グリーン・シー
ド″から容易に且つ低廉に製造することができる。
基板は焼成又は硬化の期間に不均一に縮むが、チップ配
置に必要な開孔１８又は接続タブ即ち大地及び電圧面に
対する接続に必要な貫通孔１７．３４は通常の信号線貫
通孔で必要なものよりも比較的大きいから、これらの開
孔或は貫通孔の配置に関して一層大きなトレランスが許
される。
信号線貫通孔の必要性を除去することにより、回路の短
絡又は断線の虞れなく通常の高密度で製造できる。
基板が硬化したのち、基板表面及び所望の開孔に所要の
導体を形成するように操作される。
回路線はいくつかの普通のプリント回路製造方法により
セラミック基板の表面に形成することができる。
次にかかる２つの方法を概説する。１つの方法は“アデ
イテイブ法”であり、これはパターン化したメッキ技術
により形成される。
この技術では、焼成された基板は、無電気メッキ浴に浸
漬されたとき銅のような金属が付着されるように通常塩
化スズ及び塩化パラジウムにより増感される。
基板全体に銅薄膜が付着される。その後、フォトレジス
トが塗布され、露光され、現像されて予定の回路パター
ンが限定される。
次に、露出された回路領域に銅を付加するために基板が
電解メツキされる。
はんだぬれのしないクロム領域を形成するために新しい
フォトレジスト層が付着され、露光され、現像される。
クロムは普通の電気メッキ技術により付着できる。
信号線の間の相互接続領域を形成するためのスズー鉛付
着領域を限定するためにもう１つのフォトレジスト層が
付着され、露光され、現像される。
スズー鉛は普通の電気メッキ技術により付着できる。
各フォトレジストは周知のように、次のフォトレジスト
の付着前に物体から除かれるのが好ましい。
最初の銅薄膜は最後のフォトレジストを除去した後エッ
チング溶液に短時間浸漬することにより除去される。
回路パターンを形成するもう１つの方法は”サブトラク
テイブ法″であり、セラミック部品は増感され、無電気
メッキ浴への浸漬により銅薄膜が形成され、次に回路導
体により必要な最終の厚さまで電解メッキされる。
クロム及びスズー鉛で被覆されるべき領域を限定するよ
うに前述の如くフォトレジスト層が付着される。
次に回路領域を覆うパターンでフォトレジストが付着さ
れ、残りの望ましくない銅がエッチングにより除去され
る。
基板１１．１２は第１図に示されるようにセラミックー
スペーサ１３により互いに一定の間隔で支持されるのが
好ましい。
スペーサははんだ、接着剤により、又は機械的に所定の
位置に保持される。
回路チツプ１９ははんだ端子２６を溶融するに充分な温
度まで加熱してチップをチップ位置から持上げるだけで
取外すことができる。
開孔１８があるために回路チップへ容易に近づくことが
でき、従って抵抗素子又は熱いガスのノズルのような加
熱装置で結合部を容易に軟化し溶融することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に従って構成された回路パッケージの一
部切断斜視図、第２図は第１図に示される集積回路チッ
プ位置及び回路チップの一部の拡大図、第３図及び第４
図は基板表面上の導体間で相互接続を行なう様子を示す
図である。 １１・・・・・・基板、１２・・・・・・基板、１８・
・・・・・開孔、２１・・・・・・回路導体、２２・・
・・・・回路導体、３３・・・・・・接続点。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 電子部品取付け位置に設けられた部品取付け端子領
    域及び該端子領域に接続され概して第１の方向に延びる
    ように設けられた複数の第１導体を１主表面に有する第
    １のセラミック基板と、該主表面と対向するように間隔
    をあけて設けられ該主表面と対向する主表面に概して上
    記第１の方向と交差する第２の方向に延びるように設け
    られた複数の第２導体を有し且つ上記電子部品を収容す
    るのに十分な大きさの開孔を上記電子部品取付け位置に
    対応する位置に有する第２セラミック基板と、上記第１
    及び第２の導体を選択された交差位置で相互接続するは
    んだ結合体とを有する電子部品取付け用支持構造体。
JP48126848A 1972-12-18 1973-11-13 デンシブヒントリツケヨウシジコウゾウタイ Expired JPS589597B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US31632772A 1972-12-18 1972-12-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS4989162A JPS4989162A (ja) 1974-08-26
JPS589597B2 true JPS589597B2 (ja) 1983-02-22

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ID=23228576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP48126848A Expired JPS589597B2 (ja) 1972-12-18 1973-11-13 デンシブヒントリツケヨウシジコウゾウタイ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3777221A (ja)
JP (1) JPS589597B2 (ja)
DE (1) DE2355471A1 (ja)
FR (1) FR2210823B1 (ja)
GB (1) GB1444814A (ja)

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