JP2005200708A - メッキ層の製造方法、及び前記メッキ層の製造方法を用いた接続装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
メッキ層に、ピット等の欠陥部が発生するのを抑制したメッキ層の製造方法、さらには前記メッキ層のうち、ばね層の部分における前記欠陥部の発生を抑え、ばね特性の向上を図ることが可能な接続装置の製造方法を提供することを目的としている。
【解決手段】
Ｃｕ基板４０の荒れた表面４０ａ上にＡｕ等の下層電気伝導層４２をメッキ形成した後、前記下層電気伝導層４２上にＮｉ等の初期メッキ層４３を低電流密度による電解メッキ法にてメッキ形成し、ある程度均された表面４３ａ上にＮｉ等の主メッキ層４４を高電流密度による電解メッキ法にてメッキ形成する。これにより前記主メッキ層４４にピット等の欠陥部が生じることを抑制できるとともに、前記主メッキ層４４のヤング率を他のメッキ層よりも高めることができ、ばね性に優れたスパイラル接触子２０を製造することができる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、メッキ層の製造方法、さらには、前記メッキ層の製造方法を用いた、ＩＣ（集積回路）等が装着されるＩＣソケットである接続装置の製造方法に係わり、前記メッキ層に、ピット等の欠陥部が発生するのを抑制し、特に前記メッキ層のうち、ばね層の部分の前記欠陥部の発生を抑え、ばね特性の向上を図ることが可能な製造方法に関する。

特許文献１に記載されている半導体検査装置は、半導体を外部の回路基板などに電気的に仮接続させるものである。半導体の背面側には格子状またはマトリックス状に配置された多数の球状接触子が設けられており、これに対向する絶縁基板上には多数の凹部が設けられ、この凹部内にスパイラル接触子が対向配置されている。

前記半導体の背面側を前記絶縁基板に向けて押圧すると、前記球状接触子の外表面に前記スパイラル接触子が螺旋状に巻き付くように接触するため、個々の球状接触子と個々のスパイラル接触子との間の電気的接続が確実に行われるようになっている。
特開２００２−１７５８５９号公報

ところでこの特許文献１には、スパイラル状接触子の形成方法について簡単な説明がある。

例えばこの公報の図３７工程では、レジスト層に接触子形状のパターンを形成し、このパターン内に前記接触子をメッキ形成している。

前記特許文献１の図３７では、前記接触子形状に形成されたレジストパターン内にニッケルメッキ２９を施し、前記ニッケルメッキ２９を主体とした接触子を成形している。

ところで前記ニッケルメッキ２９では、前記半導体との電気的な接触が良好ではないため、例えば前記ニッケルメッキ２９の上下面にＡｕなどの電気伝導性に優れたメッキ層を形成した積層メッキから成る接触子構造が検討されている。

図１３は、前記接触子１の形状の一例である。図１３の前記接触子１はスパイラル形状で形成される（以下、接触子１をスパイラル接触子１と呼ぶ）。

複数のスパイラル接触子１は、基台２に取付けられる。前記基台２にはその表面から裏面に貫通する複数の凹部（スルーホール）２ａが設けられ、前記凹部２ａの上面に、前記スパイラル接触子１が設けられている。

前記スパイラル接触子１は次のような方法にて形成される。図１４は製造工程中のスパイラル接触子１と、前記接触子１を製造するために必要なＣｕ基板３及びレジスト層４とを膜厚方向から切断した拡大断面図である。なお図１４では、前記スパイラル接触子１の各ターン毎を構成する、ある一つの接触子片１ａ、及びその周辺部分を拡大して示している。

図１４に示すように、Ｃｕ基板３上には、レジスト層４が塗布形成され、前記レジスト層４には、前記接触子片１ａをメッキ形成するための抜きパターン４ａが露光現像によって形成されている。

図１４に示すように前記Ｃｕ基板３の表面３ａは、面粗れ加工が施され、前記表面３ａは凹凸形状になっている。このように前記表面３ａに対して面粗れ加工を施すのは、アンカー効果により前記レジスト層４を前記Ｃｕ基板３の表面３ａに密着させるためである。

図１４に示すように、前記抜きパターン４ａ内からは前記Ｃｕ基板３の表面３ａが露出し、まず前記Ｃｕ基板３上に導電性に優れたＡｕメッキ層５をメッキ形成する。

次に図１４に示すように、前記Ａｕメッキ層５上にＮｉメッキ層６をメッキ形成する。前記Ｎｉメッキ層６はＡｕ等に比べてばね性に優れた層であるため、スパイラル接触子１を構成する主要なメッキ層として位置付けられている。

しかしながら、以下に説明するように従来のスパイラル接触子１の製造方法では以下のような問題点があった。

図１４に示すように、最下層としてメッキされるＡｕメッキ層５の表面５ａは、前記Ｃｕ基板３の表面３ａと同様に荒れた状態で析出する。これはＡｕは置換析出によりメッキ成長しやすいこと、さらにＡｕメッキ層５のメッキ厚は、Ｎｉメッキ層６のメッキ厚が２０μｍ程度であるのに対し０．５μｍ程度と非常に薄い膜であること等によると考えられる。

このように荒れたＡｕメッキ層５の表面５ａにＮｉメッキ層６を、従来と同様の諸条件により電解メッキ法にてメッキしていくと、水素ガスの発生が大きくなり、Ｎｉメッキ層６内に気泡が残りやすくなってピット７やひび等の欠陥部が発生してしまうという問題があった。

また前記Ｎｉメッキ層６のばね性を向上させるため例えばヤング率を高める必要があり、かかる場合、電解メッキ時における電流密度を高くすることが好ましいことがわかったが、従来に比べて高電流密度にすることで、さらに水素ガスの発生が激しくなり、より沢山の、及びより径の大きくなったピット７が前記Ｎｉメッキ層６の内部に発生してしまいＮｉメッキ層６のばね性の向上を適切に図ることができなかった。

前記Ｎｉメッキ層６にピット７等の欠陥部が生じていると、実使用時にスパイラル接触子１が折れてしまったりする等の重大欠陥が生じやすくなった。

なお図１４では前記Ｎｉメッキ層６の下側にＡｕメッキ層５が形成されていることを前提に説明したが、前記Ａｕメッキ層５を形成せず、すなわち前記Ｃｕ基板３の表面３ａに直接、Ｎｉメッキ層６をメッキ形成した場合も上記と同様の問題が生じた。

そこで本発明は従来の課題を解決するためのものであり、メッキ層に、ピット等の欠陥部が発生するのを抑制したメッキ層の製造方法、さらには前記メッキ層のうち、ばね層の部分における前記欠陥部の発生を抑え、ばね特性の向上を図ることが可能な接続装置の製造方法を提供することを目的としている。

本発明におけるメッキ層の製造方法は、
（ａ） 基板の表面を面粗れ加工する工程と、
（ｂ） 前記基板の表面にレジスト層を形成し、前記レジスト層にメッキ層の抜きパターンを形成する工程と、
（ｃ） 前記抜きパターン内に、電解メッキ法を用いて低電流密度で初期メッキ層をメッキ形成する工程と、
（ｄ） 前記初期メッキ層上に、電解メッキ法を用いて前記（ｃ）工程よりも高い電流密度で、前記初期メッキ層と同種の材質の主メッキ層をメッキ形成する工程と、
（ｅ） 前記レジスト層と前記基板とを除去する工程と、
を有することを特徴とするものである。

本発明は、上記のように（ｃ）工程では、低電流密度で、前記（ｄ）工程では高電流密度でメッキ層をメッキ形成する点に最大の特徴がある。

まず前記（ｃ）工程のように低電流密度による電解メッキ法にて荒れた基板表面に初期メッキ層をメッキ形成していくと、前記初期メッキ層は、荒れた基板表面の形状を均すようにゆっくりとメッキ成長していき、前記初期メッキ層の表面は、前記基板表面に比べて平坦化された面として析出する。

このため前記初期メッキ層上に、高電流密度による電解メッキ法にて主メッキ層をメッキ形成していっても、メッキ時の水素ガスの発生は従来より少なく気泡の発生を抑制でき、ピット等の欠陥部が前記主メッキ層の内部に形成されにくくなる。

また本発明では、前記（ｂ）工程と前記（ｃ）工程の間に、
（ｆ） 前記抜きパターン内から露出する前記基板の表面にＡｕメッキ層をメッキ形成する工程、
を有し、前記（ｃ）工程における前記初期メッキ層を、前記Ａｕメッキ層上にメッキ形成するものであってもよい。

すなわち上記工程で形成されたメッキ層の構成は、下からＡｕメッキ層／初期メッキ層／主メッキ層の積層構造となるが、このような構造は特に下記に説明する接続装置の接触子の構造として最適である。

前記（ｆ）工程のように、まず基板表面にＡｕメッキ層をメッキ形成すると、前記Ａｕメッキ層の表面も荒れた面として析出するが、かかる場合でも前記Ａｕメッキ層上に低電流密度による電解メッキ法にて初期メッキ層をメッキ形成していくと、前記初期メッキ層は前記Ａｕメッキ層の表面を均すようにゆっくりとメッキ成長していき、前記初期メッキ層の表面は前記Ａｕメッキ層の表面に比べて平坦化された面として析出し、従って前記初期メッキ層上に、高電流密度による電解メッキ法で主メッキ層をメッキ形成しても前記主メッキ層にピット等の欠陥部は発生しにくくなる。

また本発明では、前記（ｃ）工程で、低電流密度を０．５Ａ／ｄｍ²〜１Ａ／ｄｍ²の範囲内とすることが好ましい。

また本発明では、前記（ｄ）工程で、高電流密度を３Ａ／ｄｍ²〜３０Ａ／ｄｍ²の範囲内とすることが好ましい。

また本発明では、前記（ｃ）工程で形成された初期メッキ層の平均メッキ厚を０．５μｍ〜３μｍの範囲内で形成することが好ましい。

また本発明では、前記（ｄ）工程で形成された主メッキ層の平均メッキ厚を１５μｍ〜３０μｍの範囲内で形成することが好ましい。
また本発明では、前記基板にＣｕ基板を用いることが好ましい。

本発明は、基台と、前記基台に設けられた複数の接触子とを有し、電子部品の複数の外部接続部が、前記接触子にそれぞれ接触する接続装置の製造方法において、
前記のいずれかのメッキ層の製造方法を用いて、前記接触子をメッキ形成することを特徴とするものである。

本発明では、前記のいずれかのメッキ層の製造方法を用いて前記接触子をメッキ形成することでピット等の欠陥部の発生が抑制された接触子を適切且つ容易に形成することが可能になる。

特に本発明では、前記主メッキ層を他のメッキ層の部分に比べてヤング率及び降伏点が高いばね層として形成することが好ましい。本発明では、前記主メッキ層をばね層として形成したときに、前記主メッキ層にはピット等の欠陥部が生じにくくなっているから、前記主メッキ層のばね特性を十分に生かしながらばね折れ等の重大欠陥が生じるのを未然に防ぐことができる。

また本発明では、前記主メッキ層及び初期メッキ層を、ＮｉあるいはＮｉ−Ｘ（ただしＸは、Ｐ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｂｅのうちいずれか１種以上）でメッキ形成することが好ましい。ＮｉあるいはＮｉを主体として主メッキ層をメッキ形成することで、前記主メッキ層のばね特性を適切に向上させることができる。また電流密度が高い電解メッキ法にてメッキ形成された主メッキ層は、初期メッキ層に比べてヤング率が高くなり、前記主メッキ層をばね層の中心的な層として機能させることができる。

また本発明では、
前記（ｄ）工程と（ｅ）工程の間に、
（ｇ） 前記主メッキ層の上に、前記主メッキ層よりも高い電気伝導性を有する材質で形成された電気伝導層を形成する工程、
を有することが好ましい。前記（ｇ）工程におけるＡｕメッキ層の表面は、前記電子部品の外部接続部と接触する部分となるため、前記電気伝導層の良好な導電性により電気接触性に優れた接触子を製造することが可能になる。

本発明では、低電流密度による電解メッキ法にて初期めっき層をメッキ形成し、前記初期メッキ層の上に高電流密度による電解メッキ法にて主メッキ層をメッキ形成する。このためメッキ層をメッキ形成するための基板表面が荒れた状態になっていても、まず前記初期メッキ層の形成によって表面が均され、ある程度平坦化された表面に前記主メッキ層をメッキ形成することができるため、前記主メッキ層にピット等の欠陥部を生じにくくできる。

本発明は、特に前記主メッキ層を、ＩＣ等の電子部品の接触子と電気的に接触する接触子の構成層として使用できる。かかる場合、前記主メッキ層をＮｉあるいはＮｉを主体としたばね層として形成することで、高電流密度による電解メッキ法にてメッキ形成された主メッキ層のヤング率を向上させることができるとともに、ピット等の欠陥部の発生が抑制されるので、実使用時にてばね折れ等の重大欠陥を防止でき寿命の長い接触子を製造することが可能になる。

図１は電子部品の動作を確認するための試験に用いられる検査装置を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線における断面を矢印方向から示し、電子部品が装着された状態の断面図である。

図１に示すように、検査装置１０は基台１１と、この基台１１の一方の縁部に設けられたひんじ部１３を介して回動自在に支持された蓋体１２とで構成されている。前記基台１１および蓋体１２は絶縁性の樹脂材料などで形成されており、前記基台１１の中心部には図示Ｚ２方向に凹となる装填領域１１Ａが形成されている。そして、前記装填領域１１Ａ内に半導体などの電子部品９が装着できるようになっている。また基台１１の他方の縁部には、被ロック部１４が形成されている。

図２に示すように、この検査装置１０は、電子部品９の下面に多数の球状接触子（外部接続部）９ａがマトリックス状（格子状または碁盤の目状）に配置されたものを検査対象とするものである。

図２に示すように、前記装填領域１１Ａには所定の径寸法からなり、装填領域１１Ａの表面から基台１１の裏面に貫通する複数の凹部（スルーホール）１１ａが、前記電子部品９の球状接触子９ａに対応して設けられている。

前記凹部１１ａの上面（装填領域１１Ａの表面）には、接触子が渦巻き状に形成された複数のスパイラル接触子２０が設けられている。

図３は前記スパイラル接触子２０の斜視図である。図３に示すように、前記スパイラル接触子２０は基台１１に、図示Ｘ方向及びＹ方向に所定間隔を空けて複数形成されている。

前記各スパイラル接触子２０は、図３のように、前記凹部１１ａの上方の開口端の縁部に固定された基部２１を有し、スパイラル接触子２０の巻き始端２２が前記基部２１側に設けられている。そして、この巻き始端２２から渦巻き状に延びる巻き終端２３が前記凹部１１ａの中心に位置するようになっている。

前記凹部１１ａの内壁面には図示しない導通部が形成されており、導通部の上端と前記スパイラル接触子２０の前記基部２１とが導電性接着材などで接続されている。また凹部１１ａの下方の開口端は前記導通部に接続された接続端子１８で塞がれている。

図２に示すように、前記基台１１の下方には複数の配線パターンやその他の回路部品を有するプリント基板２９が設けられており、前記基台１１はこのプリント基板２９上に固定されている。前記プリント基板２９の表面には前記基台１１の底面に設けられた接続端子１８に対向する対向電極２８が設けられており、前記各接続端子１８が各対向電極２８にそれぞれ接触することにより、電子部品９とプリント基板２９とが検査装置１０を介して電気的に接続される。

一方、検査装置１０の蓋体１２の内面の中央の位置には、電子部品９を図示下方に押し付ける凸形状の押圧部１２ａが前記装填領域１１Ａに対向して設けられている。また前記ひんじ部１３と逆側となる位置にはロック部１５が形成されている。

前記蓋体１２の内面と押圧部１２ａとの間には前記押圧部１２ａを蓋体１２の内面から遠ざかる方向に付勢するコイルスプリングなどからなる付勢部材が設けられている（図示せず）。従って、電子部品９を前記凹部１１ａ内に装着して蓋体１２を閉じてロックすると、電子部品９を装填領域１１Ａの表面に接近する方向（Ｚ２方向）に弾性的に押し付けることが可能となっている。

前記基台１１の装填領域１１Ａの大きさは、前記電子部品９の外形とほぼ同じ大きさであり、電子部品９を前記装填領域１１Ａに装着して蓋体１２をロックすると、電子部品９側の各球状接触子９ａと検査装置１０側の各スパイラル接触子２０とが正確に対応して位置決めできるようになっている。

蓋体１２のロック部１５が基台１１の被ロック部１４にロックされると、電子部品９が前記押圧部１２ａによって図示下方に押し付けられるため、前記各球状接触子９ａが各スパイラル接触子２０を凹部１１ａの内部方向（図示下方）に押し下げる。同時に、スパイラル接触子２０の外形は、前記巻き終端２３から巻き始端２２方向（渦巻きの中心から外方向）に押し広げられるように変形し、前記球状接触子９ａの外表面を抱き込むように巻き付き、各球状接触子９ａと各スパイラル接触子２０とが接続される。

図４は、図３に示す前記スパイラル接触子２０の各ターンを構成する接触子片２０ａをＢ線から膜厚方向に切断し、矢印方向から見た部分拡大断面図である。

図４に示すように、前記接触子片２０ａは、下層側電気伝導層３２と、ばね層３３と上層側電気伝導層３４の３層メッキ構造である。

ここで前記下層側電気伝導層３２は、例えばＡｕから成る。また前記ばね層３３は、ＮｉあるいはＮｉ−Ｘ（ただしＸは、Ｐ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｂｅのうちいずれか１種以上）から選択された単層、あるいは多層構造でメッキ形成される。

また前記上層側電気伝導層３４は、ＡｕやＰｔ，Ｐｄ等の白金族元素から一種以上の元素が選択されてなる単層あるいは多層構造でメッキ形成される。

前記ばね層３３は、前記電気伝導層３２、３４に比べて降伏点及びヤング率が高くばね性に優れている。ただしばね層３３は電気伝導性に劣るため、それを前記ばね層３３の上下に設けた電気伝導層３２、３４で補っている。

ここで前記下層側電気伝導層３２の下面３２ａは、多数凹凸が形成された粗面になっており平坦化面となっていない。

また前記下層側電気伝導層３２の平均膜厚は０．０３μｍ〜０．３μｍ程度、前記ばね層３３の平均膜厚は１０μｍ〜３０μｍ程度、前記上層側電気伝導層３４の平均膜厚は０．２μｍ〜１μｍ程度である。

前記ばね層３３は、後述する製造方法で詳述するように、初期メッキ層３５と、主メッキ層３６との２層構造となっている。図４では前記初期メッキ層３５と主メッキ層３６との境界を境界線Ｃで示しているが、前記境界線Ｃは図中に模式的に示したもので、前記境界線Ｃがはっきりと目視できるわけではない。

前記主メッキ層３６は、前記初期メッキ層３５と同種の材質でメッキ形成されたものである。ここで「同種」とは、前記主メッキ層３６が、前記初期メッキ層３５の材質と全く同じ材質で形成されるか、全く同じでなくても前記初期メッキ層３５を構成する元素のうち少なくとも主体となる元素を含有した材質で形成されることを意味する。

具体的には、前記初期メッキ層３５及び主メッキ層３６は、ＮｉあるいはＮｉ−Ｘ（ただしＸは、Ｐ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｂｅのうちいずれか１種以上）でメッキ形成されたものである。例えば前記主メッキ層３６及び初期メッキ層３５は共に同じＮｉで形成され、あるいは初期メッキ層３５がＮｉで、前記主メッキ層３６がＮｉとＰなどを含む材質で形成される等種々の選択が可能である。

前記初期メッキ層３５は、その平均メッキ厚が０．５μｍ〜３μｍ程度に非常と非常に薄い膜となっている。一方、前記主メッキ層３６の平均メッキ厚は、１５μｍ〜３０μｍ程度であり、前記初期メッキ層３５のメッキ厚に比べて十分に厚い膜厚である。

後述の製造方法で説明するように、前記初期メッキ層３５は低電流密度、具体的には０．５Ａ／ｄｍ²〜１Ａ／ｄｍ²の範囲内の電流密度を用いた電解メッキ法にてメッキ形成されたもので、一方、前記主メッキ層３６は高電流密度、具体的には３Ａ／ｍ²〜３０Ａ／ｄｍ²の範囲内の電流密度を用いた電解メッキ法にてメッキ形成されたものである。

上記したように前記ばね層３３のヤング率は、前記電気伝導層３２，３４に比べて高くなっているが、前記ばね層３３内をさらに詳細に見ていくと、前記初期メッキ層３５のヤング率に比べて前記主メッキ層３６のヤング率の方が大きくなっており、主にスパイラル接触子２０の良好なばね性は前記主メッキ層３６で確保されている。

このように前記初期メッキ層３５と主メッキ層３６は共に同種の材質であるにも係わらずヤング率が異なるのは、上記した電流密度の相違によるものである。

前記ばね層３３の内部にはピット等の欠陥部が生じておらず、結晶粒子が密接した緻密な膜として形成されている。このように前記ばね層３３にピット等の欠陥部が生じない理由は、下層電気伝導層３２と主メッキ層３６との間に初期メッキ層３５を介在させたことが大きな要因である。

図４に示すように、前記下層電気伝導層３２の表面３２ｂは、前記下面３２ａと同様に凹凸形状の粗面となっている。このような荒れた表面３２ｂ上に直接、高電流密度による電解メッキ法にて主メッキ層３６をメッキ形成していくと、水素ガスが激しく発生し、メッキ層内に気泡が溜まってピットが形成されてしまうが、本発明では低電流密度の電解メッキ法により初期メッキ層３５をゆっくりと表面の凹凸を均しながらメッキ成長させ、その結果、前記初期メッキ層３５の表面３５ａは前記下層電気伝導層３２の表面３２ｂに比べて平坦化された面となる。上記したように、前記初期メッキ層３５と主メッキ層３６との間の境界線Ｃを目視できないので、図４のような電鋳品の状態では前記ばね層３３を前記初期メッキ層３５と主メッキ層３６の２層構造で形成したこと、前記初期メッキ層３５の表面３５ａが平坦化された面であることは判断できないと考えられるが、少なくとも荒れた表面３２ｂ上に形成された前記ばね層３３にピット等の欠陥部が生じていなければ、本発明と同様の方法によって製造されたことを推測することができる。

あるいは前記ばね層３３に多少ピットが生じていたとしても、まず前記ばね層３３（実施品）が有するヤング率を測定し、そのヤング率を得るために必要な電流密度を算出した後、比較品として、その算出された電流密度を変化させないで、一定の電流密度によって荒れた表面３２ｂ上に前記ばね層３３をメッキ形成し、そのときに生じた比較品のピットと、前記実施品におけるピットとを比較し、実施品のピットの方が比較品のピットよりも数が少ない（あるいは径の小さい）ものであれば、前記実施品は、本発明と同様の方法によって製造されたことを推測することができる。

本発明では前記ばね層３３を高いヤング率及び降伏点を有するばね性に優れたメッキ層として形成できるとともに、前記ばね層３３にピット等の欠陥部が生じるのを適切に抑制でき、例えば実使用時にばね折れ等の重大欠陥が生じないスパイラル接触子２０を製造できる。

図５ないし図１２は本発明におけるスパイラル接触子２０の製造方法を示す一工程図である。各工程図は製造工程中におけるスパイラル接触子２０、Ｃｕ基板４０、レジスト層４１等を膜厚方向から切断した部分断面図である。

なお図５ないし図１２では、前記スパイラル接触子２０のうち、ある一つの接触子片２０ａ、及びその周辺部分を拡大して示した部分拡大断面図である。

図５に示す符号４０はＣｕ基板である。Ｃｕ以外の材質で形成された基板でもよいが、導電性を有する基板として安価であること、成型加工がしやすいこと、導電性であるため前記基板表面にメッキ下地層を別途設ける必要がないこと、等の理由によりＣｕ基板を選択している。

図６に示すように、前記Ｃｕ基板４０の表面４０ａを、レジスト層４１との密着性を良好にするため面粗れ加工して凹凸形状の粗面にしている。前記面粗れ加工は、前記Ｃｕ基板４０の表面４０ａを脱脂処理した後、例えば化学研磨を行うことにより行われる。これにより前記Ｃｕ基板４０の表面４０ａは、裏面４０ｂに比べて荒れた面となる。前記Ｃｕ基板４０の表面４０ａの中心線平均粗さＲａは１μｍ程度である。

次に図７に示す工程では、前記Ｃｕ基板４０の表面４０ａ上にレジスト層４１を形成する。前記レジスト層４１にはドライフィルムレジストや液体レジストなど既存のレジスト材が使用される。

前記レジスト層４１を形成後、前記レジスト層４１に、図３に示すスパイラル接触子２０の平面形状を露光し、前記露光された部分を現像液で溶かす。すると前記レジスト層４１には前記スパイラル接触子２０と同形状の抜きパターン４１ａが形成される。図７に示すように、前記レジスト層４１の抜きパターン４１ａ内からは、前記Ｃｕ基板４０の表面４０ａが露出する。

次に図８に示す工程では、前記抜きパターン４１ａ内に現れたＣｕ基板４０の表面４０ａに下層電気伝導層４２をメッキ形成する。前記下層電気伝導層４２は例えばＡｕメッキ層である。

Ａｕ等でメッキ形成された下層電気伝導層４２は、置換析出によりメッキ成長しやいのと、０．０３μｍ〜０．２μｍ程度の非常に薄いメッキ厚で形成されるため、図８に示すように前記下層電気伝導層４２の表面４２ａは、前記Ｃｕ基板４０の表面４０ａと同様に凹凸形状に面粗れした状態で析出しやすい。

次に図９に示す工程では、前記下層電気伝導層４２の上に、前記下層電気伝導層４２とは異なる材質の初期メッキ層４３を電解メッキ法にてメッキ形成する。このとき前記初期メッキ層４３のメッキ時における電流密度を、次に行われる主メッキ層４４のメッキ時における電流密度よりも低い値として、前記初期メッキ層４３をメッキ形成する。

本発明では、前記初期メッキ層４３を、ＮｉあるいはＮｉ−Ｘ（ただしＸは、Ｐ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｂｅのうちいずれか１種以上）でメッキ形成する。Ｎｉを主体としたメッキは、従来、３Ａ／ｄｍ²程度の電流密度による電解メッキ法にて行われていたが、本発明では、３Ａ／ｄｍ²よりも低い電流密度、具体的には０．５Ａ／ｄｍ²〜１Ａ／ｄｍ²の範囲内の低電流密度による電解メッキ法を使用する。

このように低電流密度による電解メッキ法にて前記初期メッキ層４３をメッキ形成していくと、前記下層電気伝導層４２の荒れた表面４２ａの凹部内を適切にメッキで埋めていくとともに表面を均すようにメッキ成長していくため、前記初期メッキ層４３の表面４３ａは、前記下層電気伝導層４２の表面４２ａに比べて平坦化された面として析出しやすい。前記初期メッキ層４３の表面４３ａの平均線中心粗さＲａは、前記下層電気伝導層４２の表面４２ａ及びＣｕ基板４０の表面４０ａの平均中心線粗さＲａに比べて小さく、０．５μｍ〜０．６μｍ程度である。

また前記初期メッキ層４３をメッキ形成していくとき、低電流密度であるので、水素ガスの発生も少なく、前記初期メッキ層４３内に気泡によるピット等の欠陥部が生じにくい。

図９に示すように、前記初期メッキ層４３の平均のメッキ厚は非常に薄く、例えば０．５μｍ〜３μｍ程度である。前記初期メッキ層４３のメッキ厚をこれよりも厚くしてもよいが、前記初期メッキ層４３は、次にメッキ形成するための主メッキ層４４の下地としての機能が強い。本発明では、前記初期メッキ層４３と次の工程でメッキ形成される主メッキ層４４を合わせてばね層４５と呼ぶが、ばね層４５のばね性を高めるには、前記ばね層４５のヤング率と降伏点を他のメッキ層に比べて高くすることが必要である。

Ｎｉを主体としたメッキ層は、Ａｕメッキ層やＣｕメッキ層に比べて高いヤング率及び降伏点を有することができるメッキ層である。しかしヤング率は材質のみならず、電解メッキ時における電流密度にも大きく左右されることがわかった。

ここで一例を示すと、Ｎｉメッキ層を電解メッキ法でメッキ形成したとき、電流密度を１Ａ／ｄｍ²としたときのヤング率は１５３ＧＰａ程度になり、電流密度を１．５Ａ／ｄｍ²としたときのヤング率は２０８ＧＰａ程度になり、電流密度を３．０Ａ／ｄｍ²としたときのヤング率は２３１ＧＰａ程度になることがわかった。このように電流密度を高くするほどヤング率は高くなることがわかった。

このため低電流密度による電解メッキ法で、初期メッキ層４３をメッキ形成していっても低いヤング率のメッキ層しか得られずばね性が低い層となってしまう。従って本発明では前記初期メッキ層４３を、次にメッキ形成する主メッキ層４４を、良好にメッキ形成していくための下地層として、前記Ｃｕ基板４０の表面４０ａ全体を覆うことのできる程度の薄いメッキ厚で形成する。

次に前記初期メッキ層４３の上に主メッキ層４４をメッキ形成する。前記主メッキ層４４を、前記初期メッキ層４３と同じ材質で形成し、あるいは前記主メッキ層４４を、前記初期メッキ層４３の材質を構成する元素のうち主体となる元素を含む材質でメッキ形成する。

例えば本実施形態では、前記初期メッキ層４３と主メッキ層４４を共にＮｉでメッキ形成してもよいし、あるいは前記初期メッキ層４３をＮｉでメッキ形成し、一方、前記主メッキ層４４をＮｉを主体としたＮｉ−Ｘ（ただしＸは、Ｐ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｂｅのうちいずれか１種以上）、または前記初期メッキ層４３をＮｉを主体としたＮｉ−Ｘ（ただしＸは、Ｐ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｂｅのうちいずれか１種以上）でメッキ形成し、一方、主メッキ層４４をＮｉでメッキ形成する等、種々の選択がある。

いずれにしても本実施形態では、前記主メッキ層４４は、ばね層４５として主体となるメッキ層の部分であるから、前記主メッキ層４４には下層電気伝導層４２や上層電気伝導層４６に比べてばね性に優れた材質を使用することが必要である。

図１０では、前記主メッキ層４４を前記初期メッキ層４３をメッキ形成したときの電流密度よりも高い電流密度による電解メッキ法にてメッキ形成する。既に述べたように例えばＮｉメッキ層をメッキ形成する場合、従来では３Ａ／ｄｍ²程度の電流密度による電解メッキ法にてメッキ形成していたから、前記主メッキ層４４もＮｉあるいはＮｉを主体とした材質でめっき形成するときは、３Ａ／ｄｍ²よりも高い電流密度による電解メッキ法を用いてメッキ形成する。具体的には前記電流密度を３Ａ／ｄｍ²〜３０Ａ／ｄｍ²の範囲内とすることが好ましい。またより好ましい範囲としては４Ａ／ｄｍ²〜１０Ａ／ｄｍ²である。

このように高電流密度による電解メッキ法を用いてメッキ形成された主メッキ層４４は、前記初期メッキ層４３と同種の材質でメッキ形成されても、主メッキ層４４内部での分子間力は強くなり緻密な膜を構成する結果、前記初期メッキ層４３よりも高いヤング率を有するばね性に優れた層となる。

前記主メッキ層４４のメッキ厚は、１５μｍ〜３０μｍ程度であることが好ましい。前記主メッキ層４４と前記初期メッキ層４３は同種の材質でメッキ形成されるので、前記主メッキ層４４と初期メッキ層４３との間にはっきりとした境界線は見えなくなる。本発明では、前記主メッキ層４４と初期メッキ層４３の２層でばね層４５が構成される。

本発明では、図９工程で説明したように、前記初期メッキ層４３の表面４３ａが前記下層電気伝導層４２の表面４２ａやＣｕ基板４０の表面４０ａに比べて平坦化された面となっている。

このような平らな面上に、前記主メッキ層４４を高電流密度による電解メッキ法にてメッキ形成していくときに、面粗れした表面に前記主メッキ層４４をメッキ形成していく場合に比べて水素ガスの発生が少なく、従来に比べて前記主メッキ層４４の内部に気泡によるピット等の欠陥部が生じにくくなる。

次に図１１に示す工程では、前記ばね層４５の上にＡｕ等でメッキ形成された上層電気伝導層４６を形成する。

この実施形態では、前記下層電気伝導層４２、ばね層４５及び上層電気伝導層４６の積層構造でスパイラル接触子２０を構成する。

前記上層電気伝導層４６をメッキ形成した後、前記レジスト層４１をアルカリ水溶液で溶解し除去する。

図１２では、スパイラル接触子２０を構成する基部２１となる積層メッキ間上にポリイミド等で形成された絶縁シート４７を熱圧着等により貼り付け、そして前記Ｃｕ基板４０をエッチング等により除去する。

この時点で、複数のスパイラル接触子２０は絶縁シート４７に貼り付けられた状態になっており、このようなスパイラル接触子シートを図３に示す基台１１に異方性導電接着剤等を用いて貼り付ける。

本発明の最も大きな特徴点は、積層メッキ層を構成するメッキ層のうち、ばね層４５となるメッキ層を初期メッキ層４３と主メッキ層４４との積層構造とし、前記初期メッキ層４３を低電流密度による電解メッキ法で、前記主メッキ層４４を高電流密度による電解メッキ法でメッキ形成した点にある。

前記ばね層４５の下にはＡｕ等で形成された下層電気伝導層４２がメッキ形成されているが、前記下層電気伝導層４２の表面４２ａは前記Ｃｕ基板４０の表面４０ａと同様に荒れた状態にある。前記下層電気伝導層４２の表面４２ａ上に直接、高電流密度による電解メッキ法にて主メッキ層４４をメッキ形成していくと、水素ガスの発生が激しく、前記主メッキ層４４の内部に気泡によるピット等の欠陥部が生じやすいが、本発明では、まず低電流密度による電解メッキ法にて前記下層電気伝導層４２の表面４２ａ上に初期メッキ層４３をメッキ形成し、荒れた表面を均していき、平坦化面あるいは平坦化面に近い状態に析出された前記初期メッキ層４３の表面４３ａ上に前記主メッキ層４４を高電流密度による電解メッキ法にてメッキ形成していくのである。平坦化面あるいは平坦化面に近い表面４３ａ上からメッキ形成されていく主メッキ層４４のメッキ成長過程で、高い電流密度による電解メッキ法を使用しても、水素ガスの発生を極力抑えることができ、前記主メッキ層４４の内部に気泡によるピット等の欠陥部は生じにくくなり、緻密で且つ均一な膜構造の主メッキ層４４をメッキ形成することができる。

加えて本発明では、前記主メッキ層４４のヤング率を前記初期メッキ層４３や電気伝導層４２，４６の部分に比べて高くでき、前記主メッキ層４４を特にばね性に優れた部分として機能させることができ、スパイラル接触子２０全体のばね性を適切に高めることが可能になる。そして前記主メッキ層４４にはピット等の欠陥部が生じていない、あるいは生じていたとしても従来よりその欠陥部の発生は極力抑えられた状態になっているので、実使用時に繰返し電子部品９の球状接触子９ａとの接触によって前記スパイラル接触子２０が弾性変形しても、前記スパイラル接触子２０が折れてしまったりする等の損傷が生じにくく、前記スパイラル接触子２０の弾性機能を良好な状態に維持しながら長い寿命を保つことができる。

本発明におけるばね層４５の上下に形成された電気伝導層４２，４６は前記ばね層４５に比べて電気伝導性に優れた部分であり、前記電子部品９の球状接触子９ａとの電気的接触性や、基台１１との電気的接触性を良好なものにでき、前記スパイラル接触子２０の電気特性を良好なものに保つ役割を有している。

また図５ないし図１１に示す各工程では、下層電気伝導層４２、ばね層４５及び上層電気伝導層４６の積層構造でスパイラル接触子２０を形成していたが、前記下層電気伝導層４２を形成せず、図８工程で、前記レジスト層４１の抜きパターン４１ａ内に露出したＣｕ基板４０の表面４０ａ上に直接、初期メッキ層４３をメッキ形成しても、上記と同じ効果を奏し得る。

またスパイラル接触子２０の積層メッキ構造は、下層電気伝導層４２，ばね層４５及び上層電気伝導層４６の積層構造に限定されるものではなく、またその材質についても各メッキ層が上記した材質で形成されることが特性の向上を図る上で好ましいが、他の材質を使用することも当然可能である。

また図５ないし図１１に示す各工程は、図３に示すスパイラル接触子２０の製造方法を示したものであるが、前記接触子２０がスパイラル形状以外の形態であってもよいことは言うまでもない。

さらに上記では、ＩＣ等の電子部品９の電気的特性を検査するための検査装置１０に内臓されたスパイラル接触子２０の製造方法について説明したが、異なる用途に使用されるメッキ層の形成にも本発明を適用することは可能である。

電子部品の動作を確認するための試験に用いられる検査装置を示す斜視図、 図１のＡ−Ａ線における断面図を示し、電子部品が装着された状態の断面図、 本発明におけるスパイラル接触子の形状を示す拡大斜視図、 図３に示すＢ線から切断したスパイラル接触子の部分拡大断面図、 本発明における接触子の製造方法を示す一工程図、 図５の次に行われる一工程図、 図６の次に行われる一工程図、 図７の次に行われる一工程図、 図８の次に行われる一工程図、 図９の次に行われる一工程図、 図１０の次に行われる一工程図、 図１１の次に行われる一工程図、 スパイラル接触子の部分拡大斜視図、 従来のスパイラル接触子の製造方法、及びその問題点を説明するための一工程図、

符号の説明

２０ スパイラル接触子
２０ａ 接触子片
２１ 基部
３２、４２ 下層電気伝導層
３３、４５ ばね層
３４、４６ 上層電気伝導層
３５、４３ 初期メッキ層
３６、４４ 主メッキ層

Claims (11)

1. （ａ） 基板の表面を面粗れ加工する工程と、
   （ｂ） 前記基板の表面にレジスト層を形成し、前記レジスト層にメッキ層の抜きパターンを形成する工程と、
   （ｃ） 前記抜きパターン内に、電解メッキ法を用いて低電流密度で初期メッキ層をメッキ形成する工程と、
   （ｄ） 前記初期メッキ層上に、電解メッキ法を用いて前記（ｃ）工程よりも高い電流密度で、前記初期メッキ層と同種の材質の主メッキ層をメッキ形成する工程と、
   （ｅ） 前記レジスト層と前記基板とを除去する工程と、
   を有することを特徴とするメッキ層の製造方法。
2. 前記（ｂ）工程と前記（ｃ）工程の間に、
   （ｆ） 前記抜きパターン内から露出する前記基板の表面にＡｕメッキ層をメッキ形成する工程、
   を有し、前記（ｃ）工程における前記初期メッキ層を、前記Ａｕメッキ層上にメッキ形成する請求項１記載のメッキ層の製造方法。
3. 前記（ｃ）工程で、低電流密度を０．５Ａ／ｄｍ²〜１Ａ／ｄｍ²の範囲内とする請求項１または２に記載のメッキ層の製造方法。
4. 前記（ｄ）工程で、高電流密度を３Ａ／ｄｍ²〜３０Ａ／ｄｍ²の範囲内とする請求項１ないし３のいずれかに記載の接続装置の製造方法。
5. 前記（ｃ）工程で形成された初期メッキ層の平均メッキ厚を０．５μｍ〜３μｍの範囲内で形成する請求項１ないし４のいずれかに記載のメッキ層の製造方法。
6. 前記（ｄ）工程で形成された主メッキ層の平均メッキ厚を１５μｍ〜３０μｍの範囲内で形成する請求項１ないし５のいずれかに記載のメッキ層の製造方法。
7. 前記基板にＣｕ基板を用いる請求項１ないし６のいずれかに記載のメッキ層の製造方法。
8. 基台と、前記基台に設けられた複数の接触子とを有し、電子部品の複数の外部接続部が、前記接触子にそれぞれ接触する接続装置の製造方法において、
   前記請求項１ないし７のいずれかのメッキ層の製造方法を用いて、前記接触子をメッキ形成することを特徴とする接続装置の製造方法。
9. 前記主メッキ層を他のメッキ層の部分に比べてヤング率及び降伏点が高いばね層として形成する請求項８記載の接続装置の製造方法。
10. 前記主メッキ層及び初期メッキ層を、ＮｉあるいはＮｉ−Ｘ（ただしＸは、Ｐ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｂｅのうちいずれか１種以上）でメッキ形成する請求項８または９に記載の接続装置の製造方法。
11. 前記（ｄ）工程と（ｅ）工程の間に、
    （ｇ） 前記主メッキ層の上に、前記主メッキ層よりも高い電気伝導性を有する材質で形成された電気伝導層を形成する工程、
    を有する請求項８ないし１０のいずれかに記載の接続装置の製造方法。

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