JP2000023297A - Production of anisotropic conductive material - Google Patents

Production of anisotropic conductive material

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JP2000023297A
JP2000023297A JP10187103A JP18710398A JP2000023297A JP 2000023297 A JP2000023297 A JP 2000023297A JP 10187103 A JP10187103 A JP 10187103A JP 18710398 A JP18710398 A JP 18710398A JP 2000023297 A JP2000023297 A JP 2000023297A
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JP
Japan
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conductive material
metal
resist
pattern
resist layer
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JP10187103A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Nakaishi
博之 中石
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method to produce a minute backing member corresponding to a minute composite piezoelectric material that is used for an ultrasonic transducer. SOLUTION: A resist layer 2 is formed on a substrate 1 for the X-ray lithography, and the layer 2 is irradiated by the X-rays via a mask 3. Thus, the layer 2 is developed to obtain a resist pattern 2' where plural minute holes are arrayed with spaces. A metallic material 5 is stacked on the pattern 2', and a metallic body 5' where plural columnar bodies are arrayed with spaces is separated from the pattern 2'. An electrically insulated material 7 is molded with the body 5' used as a mold. The holes of a molded electrically insulated material 7' are filled with a conductive material 9 to obtain a backing member 10 where many conductive columnar bodies 9' are arrayed in the material 7'.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は異方性導電材料の製
造方法に関し、特に、超音波プローブ等に用いられるト
ランスデューサへの配線を行なうのに有用な異方性導電
材料の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an anisotropic conductive material, and more particularly to a method for producing an anisotropic conductive material useful for wiring to a transducer used in an ultrasonic probe or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5に示すような構造を有する複合圧電
材料が超音波医療診断装置の超音波プローブ等に用いら
れてきた。このような複合圧電材料50では、四角柱形
状の多数の圧電セラミックス体51が、所定の間隔をあ
けて、樹脂マトリックス52中に規則的に配列されてい
る。たとえば、超音波プローブを得るため、このような
複合材料の主要面にストリップ電極を含む電極が形成さ
れる。配列された圧電セラミックスのそれぞれに配線を
行なうためには、電極は分割され、圧電セラミックスの
配列に応じて、n×mの配列構成にされる。
2. Description of the Related Art A composite piezoelectric material having a structure as shown in FIG. 5 has been used for an ultrasonic probe or the like of an ultrasonic medical diagnostic apparatus. In such a composite piezoelectric material 50, a large number of quadrangular prism-shaped piezoelectric ceramic bodies 51 are regularly arranged in a resin matrix 52 at predetermined intervals. For example, to obtain an ultrasound probe, electrodes including strip electrodes are formed on the major surface of such a composite material. In order to perform wiring for each of the arranged piezoelectric ceramics, the electrodes are divided, and an n × m arrangement is formed according to the arrangement of the piezoelectric ceramics.

【0003】上述したような複合圧電材料の超音波発振
側とは反対の表面に、超音波を減衰かつ吸収させるため
所定の音響インピーダンスを有するバッキング材(背面
負荷材)が配置される。そのようなバッキング材は、米
国特許第5,648,942号に開示されており、複数
本の独立した導電性の柱状体と、複数本の該柱状体を覆
う非導電性の材料とからなっている。導電性材料は、た
とえば金属粉末とエポキシ樹脂との複合材料である。そ
のようなバッキング材は、図6(a)〜(c)に示すよ
うなプロセスによって作製される。図6(a)に示すよ
うに、導電性材料のブロックにダイシングソーを用いて
切込みが入れられ、多数の柱が形成される。次いで、形
成された溝に非導電性材料が充填され、図6(b)に示
すような構造体が得られる。そして、点線で示されるレ
ベルまで表面および裏面を削れば、図6(c)に示すよ
うなバッキング材が得られる。
A backing material (back load material) having a predetermined acoustic impedance is disposed on the surface of the above-described composite piezoelectric material opposite to the ultrasonic oscillation side to attenuate and absorb ultrasonic waves. Such a backing material is disclosed in U.S. Pat. No. 5,648,942, and comprises a plurality of independent conductive posts and a non-conductive material covering the plurality of posts. ing. The conductive material is, for example, a composite material of a metal powder and an epoxy resin. Such a backing material is manufactured by a process as shown in FIGS. As shown in FIG. 6A, a cut is made in the block of the conductive material using a dicing saw, and a large number of pillars are formed. Next, the formed groove is filled with a non-conductive material, and a structure as shown in FIG. 6B is obtained. Then, the backing material as shown in FIG. 6C is obtained by cutting the front and back surfaces to the level shown by the dotted line.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】たとえば、超音波プロ
ーブに関し、分解能の向上を目的として使用周波数が高
くなっていく傾向にある。使用周波数を高くしたい場
合、複合圧電材料上に形成される電極の幅とともに、複
合圧電材料中の圧電セラミックスの寸法も小さくなって
くる。このような超音波トランスデューサにおける構造
の微細化に応じて、バッキング材の構造も微細化する必
要がある。しかし、ダイシングソーを用いる従来の方法
では、この要求に応えてより微細な構造を有するバッキ
ング材を形成することは困難である。導電材料にダイシ
ングソーによって溝を形成する際、溝同士の間隔をより
小さくしようとすれば、機械的および熱的影響により、
材料が損傷しやすくなるからである。また、ダイシング
ソーを用いるプロセスは、溝加工のために時間がかか
る。
For example, with respect to an ultrasonic probe, the operating frequency tends to increase for the purpose of improving the resolution. When the operating frequency is desired to be increased, the size of the piezoelectric ceramics in the composite piezoelectric material is reduced along with the width of the electrodes formed on the composite piezoelectric material. As the structure of such an ultrasonic transducer becomes finer, the structure of the backing material also needs to be made finer. However, it is difficult for the conventional method using a dicing saw to form a backing material having a finer structure in response to this demand. When forming a groove in a conductive material using a dicing saw, if an attempt is made to reduce the spacing between the grooves, mechanical and thermal effects will cause
This is because the material is easily damaged. Further, a process using a dicing saw takes time for groove processing.

【0005】また、超音波トランスデューサの微細化に
応じて、配線構造も微細になってくる。電極の引出しを
圧電材料の側面から行なえば、多数の配線を2次元的に
配列する必要があり、それぞれの配線の幅は非常に小さ
なものとなってくる。このような配線パターンの形成
は、素子のコストを引上げてしまう。
Further, as the ultrasonic transducer becomes finer, the wiring structure becomes finer. If the electrodes are pulled out from the side of the piezoelectric material, it is necessary to arrange a large number of wirings two-dimensionally, and the width of each wiring becomes very small. The formation of such a wiring pattern raises the cost of the device.

【0006】本発明の目的は、素子の微細な電極構造に
対応した配線構造を製造できる方法を提供することであ
る。
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a wiring structure corresponding to a fine electrode structure of an element.

【0007】本発明のさらなる目的は、超音波トランス
デューサの微細化に対応して、より微細な構造を有する
バッキング材を製造できる方法を提供することである。
A further object of the present invention is to provide a method capable of manufacturing a backing material having a finer structure in response to the miniaturization of an ultrasonic transducer.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明により、電気絶縁
材料と、電気絶縁材料中に互いに接触することなく配列
される複数本の導電性の柱状体とからなる異方性導電材
料を製造するための方法が提供される。この方法は、基
板上にX線リソグラフィのためのレジスト層を形成する
工程と、複数の柱状体の断面にそれぞれ相当する複数の
図形が、間隔をあけて配列されたパターンを有するマス
クを介して、レジスト層にX線を照射する工程と、レジ
スト層を現像して、複数の孔が間隔をあけて配列された
レジストパターンを得る工程と、レジストパターン上に
金属材料を堆積させる工程と、堆積された金属材料をレ
ジストパターンから分離し、複数の柱状体が間隔をあけ
て配列された金属体を得る工程と、金属体を型として用
いることにより、電気絶縁材料を成形する工程と、成形
された電気絶縁材料において、金属体の複数の柱状体に
よりそれぞれ孔を開けられた部分に導電性材料を充填す
る工程とを備えることを特徴とする。
According to the present invention, an anisotropic conductive material comprising an electrical insulating material and a plurality of conductive columns arranged in the electrical insulating material without contacting each other is manufactured. A method is provided for: This method includes a step of forming a resist layer for X-ray lithography on a substrate, and a mask having a pattern in which a plurality of figures each corresponding to a cross section of a plurality of pillars are arranged at intervals. Irradiating the resist layer with X-rays, developing the resist layer to obtain a resist pattern in which a plurality of holes are arranged at intervals, depositing a metal material on the resist pattern, Separating the formed metal material from the resist pattern, obtaining a metal body in which a plurality of pillars are arranged at intervals, and forming an electrically insulating material by using the metal body as a mold, Filling the electrically insulating material with a conductive material in portions each having a hole formed by a plurality of pillars of a metal body.

【0009】X線リソグラフィに用いられるマスクにお
いて、柱状体の断面に相当する図形の最大径は、100
μm以下とすることができ、さらには50μm以下とす
ることができる。X線リソグラフィのためのレジスト層
の厚みは、100μm以上とすることができ、たとえ
ば、100〜1000μm、好ましくは100〜500
μmとすることができる。これらの寸法におけるリソグ
ラフィによって、高アスペクト比を有する微細なレジス
トパターンを得ることができる。
In a mask used for X-ray lithography, the maximum diameter of a figure corresponding to a cross section of a columnar body is 100
μm or less, and more preferably 50 μm or less. The thickness of the resist layer for X-ray lithography can be 100 μm or more, for example, 100 to 1000 μm, preferably 100 to 500 μm.
μm. By lithography with these dimensions, a fine resist pattern having a high aspect ratio can be obtained.

【0010】レジストパターン上に金属材料を堆積させ
る工程および電気絶縁材料に形成された孔に導電性材料
を充填する工程は、めっき法または電鋳法に従って行な
うことができる。導電性材料として、ニッケルまたは銅
のいずれかを含む金属材料を用いることができる。電気
絶縁材料は、たとえば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、
ポリイミド樹脂およびガラスからなる群より選ぶことが
できる。
[0010] The step of depositing a metal material on the resist pattern and the step of filling a hole formed in the electrically insulating material with a conductive material can be performed according to a plating method or an electroforming method. As the conductive material, a metal material containing either nickel or copper can be used. Electrical insulating materials are, for example, acrylic resin, epoxy resin,
It can be selected from the group consisting of polyimide resin and glass.

【0011】本発明によるX線リソグラフィには、シン
クロトロン放射光(SR光)を用いることが好ましい。
It is preferable to use synchrotron radiation (SR light) for the X-ray lithography according to the present invention.

【0012】本明細書において、異方性導電材料は、導
電性に関して異方性を有する材料を指し、すなわちある
特定の方向に導電性を示す一方、それとは異なる方向に
おいて導電性を示さない材料を指す。
In the present specification, an anisotropic conductive material refers to a material having anisotropy with respect to conductivity, that is, a material that exhibits conductivity in one specific direction but does not exhibit conductivity in a different direction. Point to.

【0013】本発明は、超音波振動子のためのバッキン
グ材の製造に適用できる。
The present invention is applicable to the manufacture of a backing material for an ultrasonic vibrator.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明による
製造方法をより詳細に説明する。図1(a)に示すよう
に、本発明のプロセスに従って基板1上にX線リソグラ
フィのためのレジスト層2が形成される。基板として、
たとえば、銅、ニッケル、ステンレス鋼などの金属基
板、チタン、クロムなどの金属をスパッタ蒸着したシリ
コン基板等を用いることができる。ポリメタクリル酸メ
チル(PMMA)等のポリメタクリル酸エステルを主成
分とするレジスト材料、X線に感受性を有する化学増幅
型レジスト材料等を基板に塗布することができる。レジ
スト層の厚みは、目的に応じて任意に選ぶことができ、
通常、100μm〜500μmとすることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The manufacturing method according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1A, a resist layer 2 for X-ray lithography is formed on a substrate 1 according to the process of the present invention. As a substrate,
For example, a metal substrate such as copper, nickel, or stainless steel, or a silicon substrate on which a metal such as titanium or chromium is sputter-deposited can be used. A resist material mainly containing a polymethacrylate such as polymethyl methacrylate (PMMA), a chemically amplified resist material sensitive to X-rays, or the like can be applied to the substrate. The thickness of the resist layer can be arbitrarily selected depending on the purpose,
Usually, it can be set to 100 μm to 500 μm.

【0015】図1(b)に示すように、基板1の上方に
マスク3を配置し、マスク3を介してレジスト層2がX
線に露光される。X線にはSR光が好ましく用いられ
る。マスク3は、所定のパターンで形成されたX線吸収
層3aを有している。所定のパターンは、形成すべき異
方性導電材料の柱状体の断面に相当する図形が、間隔を
あけて配列されたパターンを含む。該図形は、正方形、
多角形、円等とすることができる。該図形の最大径(該
図形が正方形の場合は対角線の長さ、該図形が円の場合
は直径)は、100μm以下とすることができ、さらに
は50μm以下とすることができる。マスクを構成する
透光性基材には、たとえば窒化シリコン、シリコン、ダ
イヤモンド、チタン等を用いることができ、X線吸収層
には、たとえば金、タングステン、タンタルなどの重金
属あるいはその化合物等を用いることができる。X線吸
収層の厚みは、所望のレジストパターンの厚みによって
任意に選ぶことができるが、たとえば3〜10μmとす
ることができる。また、場合によっては透光性基材のな
いマスクの使用も可能である。通常、X線吸収層は、形
成すべき異方性導電材料の柱状体の配列パターンに対す
る反転パターンを有する。
As shown in FIG. 1B, a mask 3 is arranged above the substrate 1 and the resist layer 2 is formed through the mask 3 by X.
Exposure to lines. SR light is preferably used for X-rays. The mask 3 has an X-ray absorption layer 3a formed in a predetermined pattern. The predetermined pattern includes a pattern in which figures corresponding to the cross section of the columnar body of the anisotropic conductive material to be formed are arranged at intervals. The figure is a square,
It can be a polygon, a circle, or the like. The maximum diameter of the figure (the length of a diagonal line when the figure is a square, and the diameter when the figure is a circle) can be 100 μm or less, and further 50 μm or less. For the light-transmitting base material constituting the mask, for example, silicon nitride, silicon, diamond, titanium, or the like can be used. For the X-ray absorption layer, for example, a heavy metal such as gold, tungsten, tantalum, or a compound thereof is used. be able to. The thickness of the X-ray absorbing layer can be arbitrarily selected depending on the desired thickness of the resist pattern, but can be, for example, 3 to 10 μm. In some cases, a mask without a light-transmitting substrate can be used. Usually, the X-ray absorbing layer has a reverse pattern to the arrangement pattern of the columns of the anisotropic conductive material to be formed.

【0016】レジスト層に照射すべきSR光の波長は、
たとえば1〜10Åとすることができ、そのエネルギ
は、1〜10keVとすることができる。SR光の光源
は、たとえば産業用小型SR装置(蓄積電子エネルギ
0.6〜1.5GeV)、中型SR装置(蓄積電子エネ
ルギ1.5〜3GeV)等とすることができる。
The wavelength of the SR light to be irradiated on the resist layer is:
For example, it can be 1-10 °, and its energy can be 1-10 keV. The light source of the SR light can be, for example, an industrial small SR device (storage electron energy of 0.6 to 1.5 GeV), a medium-sized SR device (storage electron energy of 1.5 to 3 GeV), or the like.

【0017】露光されたレジスト層を現像して、たとえ
ばSR光により変質した部分を除去すると、図1(c)
に示すようなレジストパターン2′が得られる。レジス
トパターン2′は、複数の孔2′aを有する。この孔の
形状は、形成すべき異方性導電材料の柱状体の形状に相
当する。孔の断面の最大径は100μm以下、さらには
50μm以下とすることができ、孔の断面の最大径に対
する孔の深さ(レジスト層の厚み)の比(アスペクト
比)は、1以上が好ましく、5以上がより好ましい。
When the exposed resist layer is developed to remove, for example, a portion altered by SR light, FIG.
The resist pattern 2 'shown in FIG. The resist pattern 2 'has a plurality of holes 2'a. The shape of this hole corresponds to the shape of the columnar body of the anisotropic conductive material to be formed. The maximum diameter of the cross section of the hole can be 100 μm or less, or even 50 μm or less, and the ratio (aspect ratio) of the depth of the hole (thickness of the resist layer) to the maximum diameter of the cross section of the hole is preferably 1 or more, 5 or more is more preferable.

【0018】図1(d)に示すように、レジストパター
ン2′上に金属5を堆積する。金属5は、たとえばレジ
ストパターン2′の厚みを超えて0.5〜1mmの範囲
の厚みで堆積する。基板1をめっき電極としてめっきを
行なえば、レジストパターン2′上に容易に金属を堆積
させることができる。金属として、たとえばニッケル、
銅、金およびそれらの合金、パーマロイ等を用いること
ができるが、金属5を後で金型として用いるため、ニッ
ケルがより好ましい。
As shown in FIG. 1D, a metal 5 is deposited on the resist pattern 2 '. The metal 5 is deposited with a thickness in the range of 0.5 to 1 mm, for example, exceeding the thickness of the resist pattern 2 '. If plating is performed using the substrate 1 as a plating electrode, a metal can be easily deposited on the resist pattern 2 '. As metal, for example, nickel,
Copper, gold and their alloys, permalloy, and the like can be used, but nickel is more preferable because metal 5 is used later as a mold.

【0019】ウエットエッチング等によって基板を除去
し、ウエットエッチングあるいはプラズマエッチングに
よりレジストを除去すれば、図1(e)に示すような金
属体5′が得られる。金属体5′には、レジストパター
ン2′の形が転写されている。すなわち、金属体5′
は、レジストパターンの複数の孔に対応する柱状体5′
aを有している。柱状体の断面の最大径は100μm以
下とすることができ、さらには50μm以下とすること
ができる。
If the substrate is removed by wet etching or the like and the resist is removed by wet etching or plasma etching, a metal body 5 'as shown in FIG. 1 (e) is obtained. The shape of the resist pattern 2 'is transferred to the metal body 5'. That is, the metal body 5 '
Are columnar bodies 5 'corresponding to a plurality of holes in the resist pattern.
a. The maximum diameter of the cross section of the columnar body can be 100 μm or less, and further can be 50 μm or less.

【0020】図1(f)に示すとおり、金属体5′を型
として用いることにより、電気絶縁性材料7を成形す
る。電気絶縁性材料7には、アクリル樹脂、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂、ガラス等を用いることができる。
金属体5′を成形体から離せば、図1(g)に示すよう
な絶縁材料の成形体7′が得られる。成形体7′は、金
属体5′の柱状体5′aに対応する孔を有する。
As shown in FIG. 1F, the electrically insulating material 7 is formed by using the metal body 5 'as a mold. Acrylic resin, epoxy resin, polyimide resin, glass, or the like can be used for the electrically insulating material 7.
When the metal body 5 'is separated from the molded body, a molded body 7' made of an insulating material as shown in FIG. 1 (g) is obtained. The molded body 7 'has a hole corresponding to the columnar body 5'a of the metal body 5'.

【0021】次に、図1(h)に示すように、電気絶縁
材料の成形体7′に板8を貼り付ける。板8としては、
たとえば、銅、ニッケル、ステンレス鋼などの金属板、
チタン、クロムなどの金属をスパッタ蒸着したシリコン
基板等を用いることができる。貼り付けには、導電性の
接着剤またはテープを用いることができる。次に、図1
(i)に示すように、成形体7′の底を削るかまたは研
磨し、成形体7′に形成された孔を露出させる。
Next, as shown in FIG. 1 (h), a plate 8 is attached to a molded body 7 'made of an electrically insulating material. As the plate 8,
For example, metal plates such as copper, nickel, stainless steel,
A silicon substrate or the like on which a metal such as titanium or chromium is sputter deposited can be used. A conductive adhesive or tape can be used for attachment. Next, FIG.
As shown in (i), the bottom of the molded body 7 'is shaved or polished to expose holes formed in the molded body 7'.

【0022】次いで、図1(j)に示すように、成形体
7′上に金属等の導電材料9を堆積する。堆積工程にお
いて、成形体7′の孔に導電材料9が充填される。導電
材料9は、成形体7′の厚みを超えて堆積される。板8
をめっき電極としてめっきを行なえば、成形体7′の孔
に容易に金属を充填することができる。金属として、た
とえばニッケル、銅、金およびそれらの合金等を用いる
ことができる。
Next, as shown in FIG. 1 (j), a conductive material 9 such as a metal is deposited on the compact 7 '. In the deposition step, the holes of the molded body 7 'are filled with the conductive material 9. The conductive material 9 is deposited beyond the thickness of the compact 7 '. Board 8
Is used as a plating electrode, metal can be easily filled in the holes of the molded body 7 '. As the metal, for example, nickel, copper, gold and alloys thereof can be used.

【0023】次に、ウエットエッチング等により板8を
除去し、得られた構造物の表面および裏面を研磨すれ
ば、図1(k)に示すような異方性導電材料10が得ら
れる。異方性導電材料10において、導電材料からなる
複数の柱状体9′は、互いに接触することなく互いにほ
ぼ平行に配列されており、それら柱状体を電気絶縁材料
7′が覆っている。
Next, the plate 8 is removed by wet etching or the like, and the front and back surfaces of the obtained structure are polished to obtain an anisotropic conductive material 10 as shown in FIG. 1 (k). In the anisotropic conductive material 10, a plurality of pillars 9 'made of a conductive material are arranged substantially in parallel with each other without contacting each other, and the pillars are covered with an electrically insulating material 7'.

【0024】このようなプロセスにより、たとえば図2
および図3にそれぞれ示すような構造物を得ることがで
きる。図2に示す異方性導電材料20は、断面が正方形
である多数の導電性柱状体21と、それらを覆う電気絶
縁材料22とからなる。図3に示す異方性導電材料30
は、断面が円形である多数の導電性柱状体31と、それ
らを覆う電気絶縁材料32とからなる。それぞれの材料
において、導電性の柱状体は、互いに接触することなく
ほぼ平行に配列されている。
By such a process, for example, FIG.
And a structure as shown in FIG. 3 can be obtained. The anisotropic conductive material 20 shown in FIG. 2 includes a large number of conductive columns 21 having a square cross section, and an electric insulating material 22 covering them. Anisotropic conductive material 30 shown in FIG.
Is composed of a number of conductive pillars 31 having a circular cross section and an electrically insulating material 32 covering them. In each material, the conductive pillars are arranged substantially in parallel without contacting each other.

【0025】本発明によれば、微細かつ高アスペクト比
の導電性柱状体が高密度で電気絶縁材料中に配列された
異方性導電材料を得ることができる。本発明によれば、
導電性柱状体のアスペクト比(柱状体の断面における径
に対する柱状体の高さの比)は、5以上、さらには10
以上とすることができる。また、柱状体の断面の径は、
100μm以下、さらには50μm以下とすることがで
きる。このような微細かつ高アスペクト比の導電性柱状
体を有する材料は、微細化が進んでいる超音波振動子の
バッキング材として適している。電極幅が約100μm
〜200μmであり、超音波を十分減衰させるため必要
なバッキング材の厚みが数百μm以上である場合、本発
明により超音波トランスデューサ用のバッキング材を作
製することが好ましい。
According to the present invention, it is possible to obtain an anisotropic conductive material in which fine and high-aspect-ratio conductive pillars are arranged at high density in an electrically insulating material. According to the present invention,
The aspect ratio of the conductive column (the ratio of the height of the column to the diameter in the cross section of the column) is 5 or more, and more preferably 10 or more.
The above can be considered. The diameter of the cross section of the columnar body is
The thickness can be set to 100 μm or less, or even 50 μm or less. A material having such a fine and high aspect ratio conductive columnar body is suitable as a backing material for an ultrasonic transducer that is being miniaturized. Electrode width is about 100μm
When the thickness of the backing material required to sufficiently attenuate the ultrasonic wave is several hundred μm or more, it is preferable to produce a backing material for an ultrasonic transducer according to the present invention.

【0026】本発明により作製される異方性導電材料に
おいて、電気絶縁材料に覆われた導電性柱状体は、材料
の表から裏まで貫通しており、微小な電極が配列された
素子のための配線として用いることができる。たとえ
ば、図4に示すように、多数の圧電材料41が樹脂マト
リックス42中に配列された複合圧電材料40に、本発
明によって作製された異方性導電材料60を重ねること
ができる。材料60中のそれぞれの導電性柱状体61
は、圧電材料41のそれぞれに対応する配線として機能
することができる。このような配線構造は、圧電材料と
多芯ケーブルとの接続を容易にする。また、図4に示す
ような配置において、十分な厚みを有する異方性導電材
料60は、圧電素子の音響特性を制御するバッキング材
として機能し得る。バッキング材における超音波の減衰
および吸収特性は、導電性の柱状体の占積率を変えるこ
とによって制御できる。
In the anisotropic conductive material produced according to the present invention, the conductive columnar body covered with the electrically insulating material penetrates from the front to the back of the material and is used for an element in which minute electrodes are arranged. Wiring. For example, as shown in FIG. 4, an anisotropic conductive material 60 manufactured according to the present invention can be overlaid on a composite piezoelectric material 40 in which a large number of piezoelectric materials 41 are arranged in a resin matrix 42. Each conductive column 61 in the material 60
Can function as wiring corresponding to each of the piezoelectric materials 41. Such a wiring structure facilitates connection between the piezoelectric material and the multi-core cable. In the arrangement as shown in FIG. 4, the anisotropic conductive material 60 having a sufficient thickness can function as a backing material for controlling the acoustic characteristics of the piezoelectric element. The attenuation and absorption characteristics of the ultrasonic wave in the backing material can be controlled by changing the space factor of the conductive column.

【0027】[0027]

【実施例】実施例1 図1に示すプロセスに従って、導電性柱状体の断面が正
方形である異方性導電材料を作製した。対角線の長さが
25μmの正方形が多数配列されたパターンを有するX
線用マスクをリソグラフィのため用いた。パターンにお
いて、隣り合う正方形は互いに50μm離れていた。マ
スクにおいて、多数の正方形の部分はX線を透過する部
分であり、正方形の間の部分は、X線を吸収する部分で
あった。マスクは、紫外線によるリソグラフィおよびめ
っきを用いて作製した。マスクの作製において、チタン
基板上に正方形が多数配列されたレジストパターンを形
成し、次いで、レジストで覆われていないチタン上に金
めっきを施した。めっきの厚さは15μmであった。レ
ジストを除去し、チタンの透過材と金の吸収材とからな
るマスクを得た。マスクにおいて、X線を透過する正方
形の領域の総和は、マスク全体の領域の約25%であっ
た。
EXAMPLE 1 According to the process shown in FIG. 1, an anisotropic conductive material having a square cross section of a conductive column was produced. X having a pattern in which many squares each having a diagonal length of 25 μm are arranged
A line mask was used for lithography. In the pattern, adjacent squares were 50 μm apart from each other. In the mask, a large number of square portions are portions that transmit X-rays, and portions between squares are portions that absorb X-rays. The mask was manufactured using lithography and plating using ultraviolet rays. In manufacturing the mask, a resist pattern in which a large number of squares were arranged on a titanium substrate was formed, and then gold plating was performed on titanium not covered with the resist. The plating thickness was 15 μm. The resist was removed to obtain a mask composed of a titanium transmitting material and a gold absorbing material. In the mask, the sum of the square areas transmitting X-rays was about 25% of the area of the entire mask.

【0028】チタンをスパッタ蒸着したシリコン基板上
に、ポリメタクリル酸メチル系のX線リソグラフィ用レ
ジストを300μmの厚さで塗布した。レジスト層をマ
スクで覆い、ピーク波長0.5nmのSR光をレジスト
に照射した。照射量は、レジスト表面にて吸収量が20
kJ/cm3 となるように設定した。照射後、レジスト
をメチルイソブチルケトンにて30分間現像した。SR
光が照射されたレジストの部分は、溶剤によって溶解さ
れ、多数の孔を有するレジストパターンが得られた。
A polymethyl methacrylate-based resist for X-ray lithography was applied to a thickness of 300 μm on a silicon substrate on which titanium was deposited by sputtering. The resist layer was covered with a mask, and the resist was irradiated with SR light having a peak wavelength of 0.5 nm. The irradiation dose is 20 absorption at the resist surface.
It was set to be kJ / cm 3 . After the irradiation, the resist was developed with methyl isobutyl ketone for 30 minutes. SR
The portion of the resist irradiated with the light was dissolved by the solvent, and a resist pattern having a large number of holes was obtained.

【0029】得られたレジストパターンを型として、チ
タンが蒸着されたシリコン基板上にニッケルを電気めっ
きした。基板を水酸化カリウム水溶液で溶解し、チタン
をフッ酸により除去して、めっきされたニッケルからな
る剣山状の構造物を得た。得られたニッケル構造物を型
として用い、アクリル樹脂の成形を行なった。その結
果、多数の孔を有する樹脂体を得た。樹脂体は、この成
形工程によって多数作製された。得られた樹脂体を、金
コーティングしたNi板に接着剤によって貼り付け、貼
り付けられた樹脂体の端部を削って、孔を露出させた。
次に、樹脂体が貼り付けられた金コーティングNi板上
にニッケルを電気めっきした。金コーティングNi板を
めっき電極とし、スルファミン酸ニッケル浴において1
0mA/cm2 の条件下で電気めっきを行ない、ニッケ
ルとアクリル樹脂との複合体を得た。得られた複合体の
先端部を研磨して、複合体の厚みを200μmにした
後、機械的な力によって複合体を金属板から分離して、
異方性導電材料を得た。
Using the obtained resist pattern as a mold, nickel was electroplated on a silicon substrate on which titanium was deposited. The substrate was dissolved in an aqueous potassium hydroxide solution, and titanium was removed with hydrofluoric acid to obtain a sword-shaped structure made of plated nickel. An acrylic resin was molded using the obtained nickel structure as a mold. As a result, a resin body having many holes was obtained. Many resin bodies were produced by this molding process. The obtained resin body was attached to a gold-coated Ni plate with an adhesive, and the end of the attached resin body was shaved to expose a hole.
Next, nickel was electroplated on the gold-coated Ni plate to which the resin body was attached. A gold-coated Ni plate is used as a plating electrode, and is placed in a nickel sulfamate bath.
Electroplating was performed under the condition of 0 mA / cm 2 to obtain a composite of nickel and an acrylic resin. After polishing the tip of the obtained composite to make the thickness of the composite 200 μm, the composite was separated from the metal plate by mechanical force,
An anisotropic conductive material was obtained.

【0030】実施例2 図1に示すプロセスに従って、導電性柱状体の断面が円
である異方性導電材料を作製した。直径20μmの円が
40μmずつ互いに離されて配列されたパターンを有す
るX線用マスクを用いた。円の部分はX線を透過する部
分であり、残りの部分はX線を吸収する部分であった。
このようなパターンを有するマスクを、実施例1と同様
にして作製した。
Example 2 According to the process shown in FIG. 1, an anisotropic conductive material in which the cross section of the conductive column was circular was produced. An X-ray mask having a pattern in which circles each having a diameter of 20 μm were arranged at an interval of 40 μm apart from each other was used. The circle portion is a portion that transmits X-rays, and the remaining portion is a portion that absorbs X-rays.
A mask having such a pattern was produced in the same manner as in Example 1.

【0031】チタンを蒸着したシリコン基板上に、ポリ
メタクリル酸メチル系のX線リソグラフィ用レジストを
500μmの厚みで塗布した。このレジスト層に、X線
用マスクを介してピーク波長0.5nmのSR光を露光
した。照射量はレジスト表面にて吸収量が20kJ/c
3 となるように設定した。露光後、レジストをメチル
イソブチルケトンにて30分間現像した。
On a silicon substrate on which titanium was deposited, a polymethyl methacrylate-based resist for X-ray lithography was applied in a thickness of 500 μm. The resist layer was exposed to SR light having a peak wavelength of 0.5 nm via an X-ray mask. The irradiation amount is 20 kJ / c at the resist surface.
m 3 . After the exposure, the resist was developed with methyl isobutyl ketone for 30 minutes.

【0032】得られたレジストパターンを型として、チ
タンが蒸着されたシリコン基板上にニッケルを電気めっ
きした。実施例1と同様にしてシリコン基板およびチタ
ン膜を除去し、微細な円柱体が林立するニッケル体を得
た。このニッケル体を型として用い、ポリイミド樹脂の
成形を行なった。成形後、樹脂を型から分離し、多数の
円筒状の孔を有する樹脂体を得た。樹脂体は、この成形
工程によって多数作製された。得られた樹脂体を、実施
例1と同様に金属板に貼り付け、樹脂の先端の部分を削
って孔を露出させた。金属板をめっき電極とし、硫酸銅
めっき浴にて10mA/cm2 の条件下で電気めっきを
行ない、銅とポリイミド樹脂との複合体を得た。得られ
た複合体の先端を研磨して、400μmの厚さにし、実
施例1と同様に複合体を金属板から剥がして異方性導電
材料を得た。
Using the obtained resist pattern as a mold, nickel was electroplated on a silicon substrate on which titanium was deposited. The silicon substrate and the titanium film were removed in the same manner as in Example 1 to obtain a nickel body having a fine columnar body. Using this nickel body as a mold, a polyimide resin was molded. After molding, the resin was separated from the mold to obtain a resin body having a large number of cylindrical holes. Many resin bodies were produced by this molding process. The obtained resin body was attached to a metal plate in the same manner as in Example 1, and the tip of the resin was shaved to expose a hole. Using a metal plate as a plating electrode, electroplating was performed in a copper sulfate plating bath under the conditions of 10 mA / cm 2 to obtain a composite of copper and a polyimide resin. The tip of the obtained composite was polished to a thickness of 400 μm, and the composite was peeled off from the metal plate in the same manner as in Example 1 to obtain an anisotropic conductive material.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、微細でかつアスペクト
比の高い導電材料が多数、電気絶縁材料中に配列された
構造物を得ることができる。このような構造物は、微細
な電極が配列された素子のための配線構造として機能す
ることができる。このような配線構造は、素子の各電極
に対して十分な太さの配線を提供できるものであり、ま
た、配線工程を容易にするものである。本発明は、種々
の素子に対する配線構造を提供するために適用できる
他、超音波素子のバッキング材の製造に適用することが
できる。本発明により作製される配線構造は、素子の配
線についてコストの低減および工程の簡略化をもたらし
得る。また、本発明により作製された材料は、超音波素
子の音響的性能を向上させ得る。
According to the present invention, it is possible to obtain a structure in which a large number of fine conductive materials having a high aspect ratio are arranged in an electric insulating material. Such a structure can function as a wiring structure for an element in which fine electrodes are arranged. Such a wiring structure can provide a wiring having a sufficient thickness for each electrode of the element, and also facilitates a wiring process. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied not only for providing a wiring structure for various elements, but also for manufacturing a backing material of an ultrasonic element. The wiring structure manufactured according to the present invention can bring about cost reduction and simplification of the wiring of the element. Also, the materials made according to the present invention can improve the acoustic performance of the ultrasonic element.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による製造プロセスの一具体例を示す模
式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a specific example of a manufacturing process according to the present invention.

【図2】本発明により作製される異方性導電材料の一具
体例を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a specific example of an anisotropic conductive material produced according to the present invention.

【図3】本発明により作製される異方性導電材料のもう
1つの具体例を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing another specific example of the anisotropic conductive material produced according to the present invention.

【図4】本発明により作製された異方性導電材料が複合
圧電材料と重ね合わされる様子を示す模式的断面図であ
る。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing how an anisotropic conductive material produced according to the present invention is superimposed on a composite piezoelectric material.

【図5】複合圧電材料の一具体例を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a specific example of a composite piezoelectric material.

【図6】圧電トランスデューサのためのバッキング材を
製造するための従来法を示す図である。
FIG. 6 illustrates a conventional method for manufacturing a backing material for a piezoelectric transducer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2、2′ レジスト 3 マスク 5、5′ 金属 7、7′ 電気絶縁材料 9、9′ 導電材料 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2, 2 'Resist 3 Mask 5, 5' Metal 7, 7 'Electrical insulating material 9, 9' Conductive material

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気絶縁材料と、前記電気絶縁材料中に
互いに接触することなく配列される複数本の導電性の柱
状体とからなる異方性導電材料を製造するための方法で
あって、 基板上にX線リソグラフィのためのレジスト層を形成す
る工程と、 前記複数の柱状体の断面にそれぞれ相当する複数の図形
が間隔をあけて配列されたパターンを有するマスクを介
して、前記レジスト層にX線を照射する工程と、 前記レジスト層を現像して、複数の孔が間隔をあけて配
列されたレジストパターンを得る工程と、 前記レジストパターン上に金属材料を堆積させる工程
と、 堆積された金属材料を前記レジストパターンから分離
し、複数の柱状体が間隔をあけて配列された金属体を得
る工程と、 前記金属体を型として用いることにより、電気絶縁材料
を成形する工程と、 成形された電気絶縁材料において、前記金属体の複数の
柱状体によりそれぞれ孔を開けられた部分に導電性材料
を充填する工程とを備えることを特徴とする、製造方
法。
1. A method for producing an anisotropic conductive material comprising an electric insulating material and a plurality of conductive columns arranged in the electric insulating material without being in contact with each other, Forming a resist layer for X-ray lithography on a substrate; and forming the resist layer through a mask having a pattern in which a plurality of figures respectively corresponding to the cross sections of the plurality of pillars are arranged at intervals. Irradiating the resist layer with an X-ray; developing the resist layer to obtain a resist pattern in which a plurality of holes are arranged at intervals; and depositing a metal material on the resist pattern. Separating the metal material from the resist pattern to obtain a metal body in which a plurality of pillars are arranged at intervals; and forming the electrical insulating material by using the metal body as a mold. A manufacturing method, comprising: a shaping step; and a step of filling a portion of the formed electrically insulating material, each of which has a hole formed by a plurality of pillars of the metal body, with a conductive material.
【請求項2】 前記マスクにおいて前記柱状体の断面に
相当する図形の最大径が100μm以下であることを特
徴とする、請求項1に記載の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein a maximum diameter of a figure corresponding to a cross section of the columnar body in the mask is 100 μm or less.
【請求項3】 前記レジスト層の厚みが100μm以上
であることを特徴とする、請求項1または2に記載の製
造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the thickness of the resist layer is 100 μm or more.
【請求項4】 前記金属材料を堆積させる工程および前
記導電性材料を充填する工程が、めっき法または電鋳法
に従って行なわれることを特徴とする、請求項1〜3の
いずれか1項に記載の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the step of depositing the metal material and the step of filling the conductive material are performed according to a plating method or an electroforming method. Manufacturing method.
【請求項5】 前記導電性材料が、ニッケルまたは銅の
いずれかを含む金属材料であることを特徴とする、請求
項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法。
5. The manufacturing method according to claim 1, wherein the conductive material is a metal material containing any of nickel and copper.
【請求項6】 前記電気絶縁材料が、アクリル樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリイミド樹脂およびガラスからなる群よ
り選ばれることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか
1項に記載の製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein the electrical insulating material is selected from the group consisting of an acrylic resin, an epoxy resin, a polyimide resin, and glass.
【請求項7】 前記X線がシンクロトロン放射光である
ことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載
の製造方法。
7. The method according to claim 1, wherein the X-ray is synchrotron radiation.
【請求項8】 前記異方性導電材料が、超音波振動子の
ためのバッキング材として用いられるものであることを
特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造
方法。
8. The method according to claim 1, wherein the anisotropic conductive material is used as a backing material for an ultrasonic vibrator.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002186619A (en) * 2000-12-21 2002-07-02 Aloka Co Ltd Packing for ultrasonic probe and its manufacturing method
JP2011507457A (en) * 2007-12-18 2011-03-03 ボストン サイエンティフィック サイムド,インコーポレイテッド Composite passive materials for ultrasonic transducers
JP5212468B2 (en) * 2008-04-14 2013-06-19 コニカミノルタエムジー株式会社 Method for manufacturing acoustic braking member
JP2020027859A (en) * 2018-08-10 2020-02-20 信越ポリマー株式会社 Manufacturing method of electrical connector

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002186619A (en) * 2000-12-21 2002-07-02 Aloka Co Ltd Packing for ultrasonic probe and its manufacturing method
JP2011507457A (en) * 2007-12-18 2011-03-03 ボストン サイエンティフィック サイムド,インコーポレイテッド Composite passive materials for ultrasonic transducers
JP5212468B2 (en) * 2008-04-14 2013-06-19 コニカミノルタエムジー株式会社 Method for manufacturing acoustic braking member
JP2020027859A (en) * 2018-08-10 2020-02-20 信越ポリマー株式会社 Manufacturing method of electrical connector
JP7175132B2 (en) 2018-08-10 2022-11-18 信越ポリマー株式会社 Electrical connector manufacturing method

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