JP2010061857A - シート状コネクタの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＢＧＡ型半導体装置の電極に圧縮接続する際の荷重が充分に小さいシート状コネクタを高い生産性で製造できるシート状コネクタの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のシート状コネクタの製造方法は、絶縁体からなる絶縁シートと、一方向に引き揃えられていると共に互いに離間している複数の金属線とを交互に積み重ねて、シート状コネクタ製造用積層体を得る工程と、該シート状コネクタ製造用積層体を、金属線の長さ方向に対して垂直にシート状に切断して、シート状絶縁体の厚さ方向に複数の金属線が貫通したシート状コネクタ製造用成形体を得る工程と、該シート状コネクタ製造用成形体の少なくとも一方の面に、炭酸ガスレーザを照射する工程と、該シート状コネクタ製造用成形体１０ａの炭酸ガスレーザを照射した面の所定の領域に、波長が可視光領域にあるレーザを照射する工程とを有する。
【選択図】図１０
【解決手段】本発明のシート状コネクタの製造方法は、絶縁体からなる絶縁シートと、一方向に引き揃えられていると共に互いに離間している複数の金属線とを交互に積み重ねて、シート状コネクタ製造用積層体を得る工程と、該シート状コネクタ製造用積層体を、金属線の長さ方向に対して垂直にシート状に切断して、シート状絶縁体の厚さ方向に複数の金属線が貫通したシート状コネクタ製造用成形体を得る工程と、該シート状コネクタ製造用成形体の少なくとも一方の面に、炭酸ガスレーザを照射する工程と、該シート状コネクタ製造用成形体１０ａの炭酸ガスレーザを照射した面の所定の領域に、波長が可視光領域にあるレーザを照射する工程とを有する。
【選択図】図１０
Description
本発明は、例えば半導体装置と検査装置とを電気的に接続するためのシート状コネクタを製造する方法に関する。
半導体装置の多ピン化や小型化を実現するためのパッケージの一つとして、半導体素子を収納するパッケージの裏面に半田ボールを外部電極として設けたＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージが知られている。
このＢＧＡ型パッケージの半導体装置（以下、ＢＧＡ型半導体装置という。）の内部回路を検査する際には、シート状コネクタを介して、検査装置と圧縮接続される。その際に用いられるシート状コネクタは、シート状絶縁体の厚さ方向に複数の金属線が貫通し、複数の金属線がシート状絶縁体の表面から突出しているものである（例えば、特許文献１参照）。この突出した金属線が、圧縮接続の際にＢＧＡ型半導体装置の半田ボールに当接することにより、シート状コネクタと半導体装置とを電気的に接続することができる。
このＢＧＡ型パッケージの半導体装置（以下、ＢＧＡ型半導体装置という。）の内部回路を検査する際には、シート状コネクタを介して、検査装置と圧縮接続される。その際に用いられるシート状コネクタは、シート状絶縁体の厚さ方向に複数の金属線が貫通し、複数の金属線がシート状絶縁体の表面から突出しているものである（例えば、特許文献１参照）。この突出した金属線が、圧縮接続の際にＢＧＡ型半導体装置の半田ボールに当接することにより、シート状コネクタと半導体装置とを電気的に接続することができる。
シート状コネクタは、例えば、特許文献２に記載の製造方法により製造される。
すなわち、まず、絶縁体からなる絶縁シートと、一方向に引き揃えられていると共に互いに離間している複数の金属線とを交互に積み重ねて、シート状コネクタ製造用積層体を得る。
次いで、シート状コネクタ製造用積層体を、金属線の長さ方向に対して垂直にシート状に切断して、シート状絶縁体の厚さ方向に複数の金属線が貫通したシート状コネクタ製造用成形体を得る。
次いで、シート状コネクタ製造用成形体の少なくとも片面に炭酸ガスレーザを照射し、表面近傍の絶縁体を融解し、除去して、金属線を突出させる。
次いで、突出させた一部の金属線に、ＹＡＧ（イットリウム−アルミニウム−ガーネット）レーザを照射し、金属線を融解させることにより金属線の高さを調節して、シート状コネクタを得る。
この製造方法によれば、ＢＧＡ型半導体装置の電極側の面の凹凸に対応するように、シート状コネクタの金属線の高さを調節できるため、得られたシート状コネクタをＢＧＡ型半導体装置の電極に圧縮接続する際の圧縮荷重を小さくできる。
特開平９−１６１８７０号公報
特開平２００８−１４０５７４号公報
すなわち、まず、絶縁体からなる絶縁シートと、一方向に引き揃えられていると共に互いに離間している複数の金属線とを交互に積み重ねて、シート状コネクタ製造用積層体を得る。
次いで、シート状コネクタ製造用積層体を、金属線の長さ方向に対して垂直にシート状に切断して、シート状絶縁体の厚さ方向に複数の金属線が貫通したシート状コネクタ製造用成形体を得る。
次いで、シート状コネクタ製造用成形体の少なくとも片面に炭酸ガスレーザを照射し、表面近傍の絶縁体を融解し、除去して、金属線を突出させる。
次いで、突出させた一部の金属線に、ＹＡＧ（イットリウム−アルミニウム−ガーネット）レーザを照射し、金属線を融解させることにより金属線の高さを調節して、シート状コネクタを得る。
この製造方法によれば、ＢＧＡ型半導体装置の電極側の面の凹凸に対応するように、シート状コネクタの金属線の高さを調節できるため、得られたシート状コネクタをＢＧＡ型半導体装置の電極に圧縮接続する際の圧縮荷重を小さくできる。
しかしながら、ＢＧＡ型半導体装置とシート状コネクタとの圧縮接続においては、圧縮荷重ができるだけ小さいことが要求されており、特許文献２に記載の製造方法により製造されたシート状コネクタによってもその要求を必ずしも充分に満たしているとはいえなかった。さらに、ＹＡＧレーザの照射では、金属線の融解速度が遅いため、シート状コネクタの生産性が低いという問題を有していた。
そこで、本発明は、ＢＧＡ型半導体装置の電極に圧縮接続する際の荷重が充分に小さいシート状コネクタを高い生産性で製造できるシート状コネクタの製造方法を提供することを目的とする。
そこで、本発明は、ＢＧＡ型半導体装置の電極に圧縮接続する際の荷重が充分に小さいシート状コネクタを高い生産性で製造できるシート状コネクタの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、以下の態様を有する。
［１］ 絶縁体からなる絶縁シートと、一方向に引き揃えられていると共に互いに離間している複数の金属線とを交互に積み重ねて、シート状コネクタ製造用積層体を得る工程と、
該シート状コネクタ製造用積層体を、金属線の長さ方向に対して垂直にシート状に切断して、シート状絶縁体の厚さ方向に複数の金属線が貫通したシート状コネクタ製造用成形体を得る工程と、
該シート状コネクタ製造用成形体の少なくとも一方の面に、炭酸ガスレーザを照射する工程と、
該シート状コネクタ製造用成形体の炭酸ガスレーザを照射した面の所定の領域に、波長が可視光領域にあるレーザを照射する工程とを有することを特徴とするシート状コネクタの製造方法。
［２］ 絶縁体からなる絶縁シートと、一方向に引き揃えられていると共に互いに離間している複数の金属線とを交互に積み重ねて、シート状コネクタ製造用積層体を得る工程と、
該シート状コネクタ製造用積層体を、金属線の長さ方向に対して垂直にシート状に切断して、シート状絶縁体の厚さ方向に複数の金属線が貫通したシート状コネクタ製造用成形体を得る工程と、
該シート状コネクタ製造用成形体の少なくとも一方の面の所定の領域に、波長が可視光領域にあるレーザを照射する工程と、
該シート状コネクタ製造用成形体の波長が可視光領域にあるレーザを照射した面に、炭酸ガスレーザを照射する工程とを有することを特徴とするシート状コネクタの製造方法。
［３］ 波長が可視光領域にあるレーザが、波長５３２ｎｍのグリーンレーザであることを特徴とする［１］または［２］に記載のシート状コネクタの製造方法。
［１］ 絶縁体からなる絶縁シートと、一方向に引き揃えられていると共に互いに離間している複数の金属線とを交互に積み重ねて、シート状コネクタ製造用積層体を得る工程と、
該シート状コネクタ製造用積層体を、金属線の長さ方向に対して垂直にシート状に切断して、シート状絶縁体の厚さ方向に複数の金属線が貫通したシート状コネクタ製造用成形体を得る工程と、
該シート状コネクタ製造用成形体の少なくとも一方の面に、炭酸ガスレーザを照射する工程と、
該シート状コネクタ製造用成形体の炭酸ガスレーザを照射した面の所定の領域に、波長が可視光領域にあるレーザを照射する工程とを有することを特徴とするシート状コネクタの製造方法。
［２］ 絶縁体からなる絶縁シートと、一方向に引き揃えられていると共に互いに離間している複数の金属線とを交互に積み重ねて、シート状コネクタ製造用積層体を得る工程と、
該シート状コネクタ製造用積層体を、金属線の長さ方向に対して垂直にシート状に切断して、シート状絶縁体の厚さ方向に複数の金属線が貫通したシート状コネクタ製造用成形体を得る工程と、
該シート状コネクタ製造用成形体の少なくとも一方の面の所定の領域に、波長が可視光領域にあるレーザを照射する工程と、
該シート状コネクタ製造用成形体の波長が可視光領域にあるレーザを照射した面に、炭酸ガスレーザを照射する工程とを有することを特徴とするシート状コネクタの製造方法。
［３］ 波長が可視光領域にあるレーザが、波長５３２ｎｍのグリーンレーザであることを特徴とする［１］または［２］に記載のシート状コネクタの製造方法。
本発明のシート状コネクタの製造方法によれば、ＢＧＡ型半導体装置の電極に圧縮接続する際の荷重が充分に小さいシート状コネクタを高い生産性で製造できる。
本発明のシート状コネクタの製造方法の一実施形態例について説明する。
図１および図２に、本実施形態例のシート状コネクタの製造方法により製造されるシート状コネクタを示す。このシート状コネクタ１０は、シート状絶縁体１１と、シート状絶縁体１１の厚さ方向に貫通した複数の金属線１２とを有し、複数の金属線１２がシート状絶縁体１１の片面から突出したものである。
また、複数の金属線１２は、ＢＧＡ型半導体装置の電極側の面の凹部に対応する金属線１２ａと、ＢＧＡ型半導体装置の電極側の面の凹部以外の部分（以下、凸部という。）に対応して金属線 １２ａより高さが低い金属線１２ｂとからなる。
図１および図２に、本実施形態例のシート状コネクタの製造方法により製造されるシート状コネクタを示す。このシート状コネクタ１０は、シート状絶縁体１１と、シート状絶縁体１１の厚さ方向に貫通した複数の金属線１２とを有し、複数の金属線１２がシート状絶縁体１１の片面から突出したものである。
また、複数の金属線１２は、ＢＧＡ型半導体装置の電極側の面の凹部に対応する金属線１２ａと、ＢＧＡ型半導体装置の電極側の面の凹部以外の部分（以下、凸部という。）に対応して金属線 １２ａより高さが低い金属線１２ｂとからなる。
（シート状コネクタの製造方法）
本発明のシート状コネクタの製造方法の一実施形態例について説明する。
本実施形態例のシート状コネクタの製造方法は、シート状コネクタ製造用積層体（以下、積層体と略す。）を得る第１の工程と、前記積層体からシート状コネクタ製造用成形体（以下、成形体と略す。）を得る第２の工程と、前記成形体の金属線を突出させる第３の工程と、金属線の高さを調整する第４の工程とを有する方法である。
本発明のシート状コネクタの製造方法の一実施形態例について説明する。
本実施形態例のシート状コネクタの製造方法は、シート状コネクタ製造用積層体（以下、積層体と略す。）を得る第１の工程と、前記積層体からシート状コネクタ製造用成形体（以下、成形体と略す。）を得る第２の工程と、前記成形体の金属線を突出させる第３の工程と、金属線の高さを調整する第４の工程とを有する方法である。
［第１の工程］
第１の工程では、絶縁体からなる絶縁シートと、一方向に引き揃えられていると共に互いに離間している複数の金属線１２とを交互に積み重ねて、積層体を得る。
第１の工程の一例を以下に示す。
まず、図３に示すように、絶縁シート４１の片面上に、一方向に引き揃えられ、かつ、０．１ｍｍの間隔で互いに離間した複数の金属線１２，１２・・・を積み重ねる。
次いで、図４に示すように、積み重ねた金属線１２，１２・・・の上に別の絶縁シート４１を載せ、これらを圧縮し、必要に応じて、加熱処理する。その後、必要に応じて、所定のサイズに裁断して、金属線含有シート４２を得る。
次いで、図５に示すように、金属線含有シート４２の上面に、複数の金属線１２，１２・・・を一方向に引き揃えると共に０．１ｍｍの間隔で離間するように配置して、積層ユニット４３を得る。
この積層ユニット４３を複数作製し、図６に示すように、それらの複数の積層ユニット４３を、金属線１２，１２・・・を有する面と有さない面とが接するように貼り合せ、最上段の積層ユニット４３の金属線１２，１２・・・の上に金属線含有シート４２を貼り合せる。その後、必要に応じて、真空脱泡し、加熱し、積層ユニット４３，４３同士、および、最上段の積層ユニット４３と金属線含有シート４２を接着し、硬化させて、積層体４４を得る。
第１の工程では、絶縁体からなる絶縁シートと、一方向に引き揃えられていると共に互いに離間している複数の金属線１２とを交互に積み重ねて、積層体を得る。
第１の工程の一例を以下に示す。
まず、図３に示すように、絶縁シート４１の片面上に、一方向に引き揃えられ、かつ、０．１ｍｍの間隔で互いに離間した複数の金属線１２，１２・・・を積み重ねる。
次いで、図４に示すように、積み重ねた金属線１２，１２・・・の上に別の絶縁シート４１を載せ、これらを圧縮し、必要に応じて、加熱処理する。その後、必要に応じて、所定のサイズに裁断して、金属線含有シート４２を得る。
次いで、図５に示すように、金属線含有シート４２の上面に、複数の金属線１２，１２・・・を一方向に引き揃えると共に０．１ｍｍの間隔で離間するように配置して、積層ユニット４３を得る。
この積層ユニット４３を複数作製し、図６に示すように、それらの複数の積層ユニット４３を、金属線１２，１２・・・を有する面と有さない面とが接するように貼り合せ、最上段の積層ユニット４３の金属線１２，１２・・・の上に金属線含有シート４２を貼り合せる。その後、必要に応じて、真空脱泡し、加熱し、積層ユニット４３，４３同士、および、最上段の積層ユニット４３と金属線含有シート４２を接着し、硬化させて、積層体４４を得る。
絶縁シート４１を構成する絶縁体としては、例えば、シリコーンゴムまたはシリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等のエラストマ性の熱硬化性樹脂、合成ゴムまたはポリエチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、軟質塩化ビニル樹脂等のエラストマ性の熱可塑性樹脂などが挙げられる。これらの中でも、耐環境特性、耐熱性、耐寒性の点から、シリコーンゴムが好ましい。
絶縁シート４１は、絶縁性が高いことが必要であり、その体積抵抗率１０１２Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。
絶縁シート４１の硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３ タイプＡ）は、シート状コネクタ１０を柔軟にするために、２０〜６０であることが好ましく、耐久性を考慮すると、３０〜６０がより好ましい。
絶縁シート４１の硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３ タイプＡ）は、シート状コネクタ１０を柔軟にするために、２０〜６０であることが好ましく、耐久性を考慮すると、３０〜６０がより好ましい。
金属線１２としては、ＢＧＡ型半導体装置の検査、接続に適した導通抵抗を有するようになることから、体積抵抗率が１０−１Ω・ｃｍ以下の材質からなることが好ましい。具体的には、純金線、金合金線、金メッキ真鍮線等の金メッキ線、銅合金線が挙げられ、中でも耐環境特性を考慮すると、純金線、金合金線、金メッキ線が好ましく、純金線あるいは金メッキ真鍮線がより好ましい。
また、金属線１２としては、ニッケル−チタン合金等の形状記憶合金も好ましい。金属線１２が形状記憶合金であれば、ＢＧＡ型半導体装置等が一回圧縮接続された後に元の形状に復元するため、二回目以降の接続でも一回目と同様に接続できる。
金属線１２の直径は、形状記憶合金以外の金属からなる場合には、２０〜９０μｍの範囲が好ましく、３０〜５０μｍの範囲がより好ましい。金属線１２が形状記憶合金からなる場合には、１５〜４０μｍであることが好ましい。金属線１２の直径が前記下限以上であれば、充分な配線密度にでき、前記上限以下であれば、金属線１２の硬度が適度に低くなるため、圧縮接続時の圧縮荷重をより小さくできる。
また、金属線１２としては、ニッケル−チタン合金等の形状記憶合金も好ましい。金属線１２が形状記憶合金であれば、ＢＧＡ型半導体装置等が一回圧縮接続された後に元の形状に復元するため、二回目以降の接続でも一回目と同様に接続できる。
金属線１２の直径は、形状記憶合金以外の金属からなる場合には、２０〜９０μｍの範囲が好ましく、３０〜５０μｍの範囲がより好ましい。金属線１２が形状記憶合金からなる場合には、１５〜４０μｍであることが好ましい。金属線１２の直径が前記下限以上であれば、充分な配線密度にでき、前記上限以下であれば、金属線１２の硬度が適度に低くなるため、圧縮接続時の圧縮荷重をより小さくできる。
金属線１２，１２同士の間隔は、１０〜１２５μｍにすることが好ましく、金属線１２，１２間の絶縁性確保、金属線１２の配列精度などの点からは、５０〜１００μｍにすることがより好ましい。金属線１２，１２同士の間隔を１０μｍ以上にすれば、ＢＧＡ型半導体装置の１つの電極に接続する金属線１２の数が充分な数になり、安定した電気的な接続が得られやすい。また、金属線１２，１２同士の間隔を１２５μｍ以下にすれば、圧縮接続の際に位置合わせの精度を高くできる。
［第２の工程］
第２の工程では、図７に示すように、第１の工程で得た積層体４４を、金属線１２の長さ方向に対して垂直にシート状にカッター等を用いて切断する。これにより、図８に示すような、シート状絶縁体１１の厚さ方向に複数の金属線１２，１２・・・が貫通した成形体１０ａを得る。
その際、積層体４４を切断する厚さは０．３〜２．０ｍｍであることが好ましい。積層体４４の切断厚さが０．３ｍｍ以上であれば、容易に切断できる。ただし、切断厚さを２．０ｍｍ以上にすると、得られるシート状コネクタ１０のインピーダンスが大きくなり、高周波特性が低下する傾向にある。
第２の工程では、図７に示すように、第１の工程で得た積層体４４を、金属線１２の長さ方向に対して垂直にシート状にカッター等を用いて切断する。これにより、図８に示すような、シート状絶縁体１１の厚さ方向に複数の金属線１２，１２・・・が貫通した成形体１０ａを得る。
その際、積層体４４を切断する厚さは０．３〜２．０ｍｍであることが好ましい。積層体４４の切断厚さが０．３ｍｍ以上であれば、容易に切断できる。ただし、切断厚さを２．０ｍｍ以上にすると、得られるシート状コネクタ１０のインピーダンスが大きくなり、高周波特性が低下する傾向にある。
［第３の工程］
第３の工程では、図９に示すように、第２の工程で得た成形体１０ａの片面の全面に炭酸ガスレーザ（波長１０６００ｎｍ）を照射する。
ここで、炭酸ガスレーザは、絶縁体１１ａを融解させることができるが、金属線１２を融解させることができない。したがって、成形体１０ａの片面に炭酸ガスレーザを照射することにより、絶縁体１１ａのみを融解させて除去でき、その結果、融解しない金属線１２を突出させることができる。また、絶縁体１１ａの表層に凹凸を設けることができる。
炭酸ガスレーザは成形体１０ａの片面の全面に一度に照射できないため、通常、炭酸ガスレーザを成形体１０ａの片面に連続的に掃引する方法が採られる。炭酸ガスレーザの掃引は、例えば、ガルバノミラースキャナやポリゴンミラーを使用して、一次元的または二次元的に行えばよい。
第３の工程では、図９に示すように、第２の工程で得た成形体１０ａの片面の全面に炭酸ガスレーザ（波長１０６００ｎｍ）を照射する。
ここで、炭酸ガスレーザは、絶縁体１１ａを融解させることができるが、金属線１２を融解させることができない。したがって、成形体１０ａの片面に炭酸ガスレーザを照射することにより、絶縁体１１ａのみを融解させて除去でき、その結果、融解しない金属線１２を突出させることができる。また、絶縁体１１ａの表層に凹凸を設けることができる。
炭酸ガスレーザは成形体１０ａの片面の全面に一度に照射できないため、通常、炭酸ガスレーザを成形体１０ａの片面に連続的に掃引する方法が採られる。炭酸ガスレーザの掃引は、例えば、ガルバノミラースキャナやポリゴンミラーを使用して、一次元的または二次元的に行えばよい。
［第４の工程］
第４の工程では、図１０に示すように、成形体１０ａの炭酸ガスレーザを照射した面の所定の領域に波長が可視光領域にあるレーザ（以下、可視光レーザという。）を所定のパターンで照射する。
金属は可視光領域の波長の吸収率が高いため、可視光レーザを照射することにより、容易に融解する。したがって、成形体１０ａに可視光レーザを照射することにより、金属線１２を短くして金属線１２の高さを調整することができる。なお、可視光レーザは絶縁体１１ａの表面にまで達するため、絶縁体１１ａも同時に融解させる。
本実施形態における可視光レーザを照射する所定の領域は、ＢＧＡ型半導体装置の凸部に対応する領域である。
第４の工程では、図１０に示すように、成形体１０ａの炭酸ガスレーザを照射した面の所定の領域に波長が可視光領域にあるレーザ（以下、可視光レーザという。）を所定のパターンで照射する。
金属は可視光領域の波長の吸収率が高いため、可視光レーザを照射することにより、容易に融解する。したがって、成形体１０ａに可視光レーザを照射することにより、金属線１２を短くして金属線１２の高さを調整することができる。なお、可視光レーザは絶縁体１１ａの表面にまで達するため、絶縁体１１ａも同時に融解させる。
本実施形態における可視光レーザを照射する所定の領域は、ＢＧＡ型半導体装置の凸部に対応する領域である。
金属線１２の高さ調整では、ＢＧＡ型半導体装置の凸部に対応する金属線１２の融解長さＬを、ＢＧＡ型半導体装置の凹部の深さ以上にすることが好ましい。
例えば、ＢＧＡ型半導体装置の凹部の深さが２５μｍである場合には、融解長さＬを３０〜５０μｍにすることが好ましい。このような範囲で、ＢＧＡ型半導体装置の凸部に対応する金属線１２を融解すれば、融解しない金属線１２との長さの差が凹部の深さと略同等になるため、得られるシート状コネクタ１０をＢＧＡ型半導体装置と圧縮接続する際の圧縮荷重をより小さくできる。
また、金属線１２の高さの調整では、ＢＧＡ型半導体装置の凸部に対応する金属線１２の融解長さＬを、凹部の深さの２倍以下にすることがより好ましい。このような範囲で、ＢＧＡ型半導体装置の凸部に対応する金属線１２を融解すれば、ＢＧＡ型半導体装置とシート状コネクタ１０とを圧縮接続する際に、金属線１２を大きく屈曲させる必要がないため、大きな荷重をかけなくてもよい。
例えば、ＢＧＡ型半導体装置の凹部の深さが２５μｍである場合には、融解長さＬを３０〜５０μｍにすることが好ましい。このような範囲で、ＢＧＡ型半導体装置の凸部に対応する金属線１２を融解すれば、融解しない金属線１２との長さの差が凹部の深さと略同等になるため、得られるシート状コネクタ１０をＢＧＡ型半導体装置と圧縮接続する際の圧縮荷重をより小さくできる。
また、金属線１２の高さの調整では、ＢＧＡ型半導体装置の凸部に対応する金属線１２の融解長さＬを、凹部の深さの２倍以下にすることがより好ましい。このような範囲で、ＢＧＡ型半導体装置の凸部に対応する金属線１２を融解すれば、ＢＧＡ型半導体装置とシート状コネクタ１０とを圧縮接続する際に、金属線１２を大きく屈曲させる必要がないため、大きな荷重をかけなくてもよい。
可視光レーザの中でも、波長５３２ｎｍのグリーンレーザが好ましい。グリーンレーザは、ＹＡＧレーザの波長（波長１０６４ｎｍ）を半分にする（周波数を２倍にする）ことで容易に得ることができる。
以上の第１〜第４の工程を経ることにより、シート状コネクタ１０が得られる。
シート状コネクタ１０では、ＢＧＡ型半導体装置の凹部に対応する金属線１２ａは高さが低くなるように調整されている。そのため、シート状コネクタ１０とＢＧＡ型半導体装置とを圧縮接続させた際の圧縮荷重を小さくできる。
しかも、金属線１２にグリーンレーザを照射して金属線１２の高さを調整する上記製造方法では、金属線１２の融解速度が速いため、高い生産性でシート状コネクタ１０を得ることができる。
シート状コネクタ１０では、ＢＧＡ型半導体装置の凹部に対応する金属線１２ａは高さが低くなるように調整されている。そのため、シート状コネクタ１０とＢＧＡ型半導体装置とを圧縮接続させた際の圧縮荷重を小さくできる。
しかも、金属線１２にグリーンレーザを照射して金属線１２の高さを調整する上記製造方法では、金属線１２の融解速度が速いため、高い生産性でシート状コネクタ１０を得ることができる。
なお、本発明は、上記実施形態例に限定されない。例えば、上記実施形態例では、第３の工程にて、成形体１０ａの片面の表面近傍の絶縁体１１ａを除去したが、成形体１０ａの両面の表面近傍の絶縁体１１ａを除去して、両面にて金属線１２を突出させてもよい。
また、ＢＧＡ型半導体装置の凸部に対応する金属線１２のみを融解させるのではなく、全部の金属線１２を融解させてもよい。ただし、その場合には、ＢＧＡ型半導体装置の凹部に対応する金属線１２ａの高さを高くし、ＢＧＡ型半導体装置の凸部に対応する金属線１２ｂの高さを低くする。
また、炭酸ガスレーザを成形体１０ａの片面の全面に照射させなくてもよく、成形体１０ａの片面の、ＢＧＡ型半導体装置の凹部に対応する部分のみに照射してもよい。
また、ＢＧＡ型半導体装置の凸部に対応する金属線１２のみを融解させるのではなく、全部の金属線１２を融解させてもよい。ただし、その場合には、ＢＧＡ型半導体装置の凹部に対応する金属線１２ａの高さを高くし、ＢＧＡ型半導体装置の凸部に対応する金属線１２ｂの高さを低くする。
また、炭酸ガスレーザを成形体１０ａの片面の全面に照射させなくてもよく、成形体１０ａの片面の、ＢＧＡ型半導体装置の凹部に対応する部分のみに照射してもよい。
また、本発明のシート状コネクタの製造方法では、第４の工程の後に第３の工程を行っても構わない。すなわち、第２の工程の後に、成形体の少なくとも一方の面の所定の領域に、可視光レーザを照射する工程と、成形体の可視光レーザを照射した面に、炭酸ガスレーザを照射する工程とを有してもよい。
この場合でも、可視光レーザを照射する領域は、例えば、ＢＧＡ型半導体装置の凸部に対応する部分である。また、可視光レーザおよび炭酸ガスレーザの照射方法は上記実施形態例と同様であってもよいが、炭酸ガスレーザを、成形体の片面の、ＢＧＡ型半導体装置の凹部に対応する部分のみに照射しても構わない。
この場合でも、可視光レーザを照射する領域は、例えば、ＢＧＡ型半導体装置の凸部に対応する部分である。また、可視光レーザおよび炭酸ガスレーザの照射方法は上記実施形態例と同様であってもよいが、炭酸ガスレーザを、成形体の片面の、ＢＧＡ型半導体装置の凹部に対応する部分のみに照射しても構わない。
また、本発明のシート状コネクタが適用されるものはＢＧＡ型半導体装置に限らず、他の表面実装型半導体装置、検査装置などが挙げられる。
（実施例１）
厚さが１．０ｍｍのシート状コネクタを以下の手順に従って作製した。
まず、厚さが５０μｍで熱収縮率が０．５％のポリエステルフィルムの表面をサンドブラストして、その表面の粗さ（Ｒａ）を０．８とし、さらに、その表面を界面活性剤で処理した。
また、硬化後の硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３ タイプＡ）が３０の絶縁性シリコーンゴムとなるシリコーンゴムコンパウンド・ＫＥ−１５３Ｕ とＫＥ−７６１ＶＢ［ともに信越化学工業社製、商品名］とを質量比率７０：３０で混合した混合物１００質量部に対して、付加加硫系加硫剤・Ｃ−１９Ａ ［信越化学工業社製、商品名］０．５質量部、付加加硫系加硫剤・Ｃ−１９Ｂ［信越化学工業社製、商品名］２．５質量部、およびシランカップリング剤・ＫＢＭ−４０３［信越化学工業社製、商品名］１．０質量部とを配合し、混練して絶縁性シリコーンゴム組成物を得た。
その絶縁性シリコーンゴム組成物を、上記ポリエステルフィルムの界面活性剤処理面に供給して、厚さ０．１ｍｍの絶縁シートを得た。この絶縁性シリコーンゴム組成物をポリエステルフィルムに供給する工程は複数回繰り返して、複数枚の絶縁シートを得た。
厚さが１．０ｍｍのシート状コネクタを以下の手順に従って作製した。
まず、厚さが５０μｍで熱収縮率が０．５％のポリエステルフィルムの表面をサンドブラストして、その表面の粗さ（Ｒａ）を０．８とし、さらに、その表面を界面活性剤で処理した。
また、硬化後の硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３ タイプＡ）が３０の絶縁性シリコーンゴムとなるシリコーンゴムコンパウンド・ＫＥ−１５３Ｕ とＫＥ−７６１ＶＢ［ともに信越化学工業社製、商品名］とを質量比率７０：３０で混合した混合物１００質量部に対して、付加加硫系加硫剤・Ｃ−１９Ａ ［信越化学工業社製、商品名］０．５質量部、付加加硫系加硫剤・Ｃ−１９Ｂ［信越化学工業社製、商品名］２．５質量部、およびシランカップリング剤・ＫＢＭ−４０３［信越化学工業社製、商品名］１．０質量部とを配合し、混練して絶縁性シリコーンゴム組成物を得た。
その絶縁性シリコーンゴム組成物を、上記ポリエステルフィルムの界面活性剤処理面に供給して、厚さ０．１ｍｍの絶縁シートを得た。この絶縁性シリコーンゴム組成物をポリエステルフィルムに供給する工程は複数回繰り返して、複数枚の絶縁シートを得た。
次いで、直径４０μｍの黄銅線にニッケル−金合金を０．４μｍの厚さにメッキした体積抵抗率１０−３Ω・ｃｍの金メッキ線を、図３に示すように、上記のようにして得た絶縁シート４１の片面上に積み重ねた。その際、金メッキ線１２は一方向に引き揃えられ、かつ、１００μｍの間隔で互いに離間するようにした。
次いで、図４に示すように、金メッキ線１２の上に別の絶縁シート４１を載せ、０．６ＭＰａで８分間圧縮して厚さ７０μｍに成形し、さらに１２０℃で１５分間加熱硬化した。その後、所定のサイズに裁断し、ポリエステルフィルムを剥離して、金属線含有シート４２を得た。
次いで、図４に示すように、金メッキ線１２の上に別の絶縁シート４１を載せ、０．６ＭＰａで８分間圧縮して厚さ７０μｍに成形し、さらに１２０℃で１５分間加熱硬化した。その後、所定のサイズに裁断し、ポリエステルフィルムを剥離して、金属線含有シート４２を得た。
次いで、図５に示すように、金属線含有シート４２の一方の面に、接着剤としてゴム硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３ タイプＡ）が５０である液状シリコーンゴムＫＥ−１９３５Ａ／Ｂ［信越化学工業社製、商品名］をスクリーン印刷法で３０μｍの厚さに塗布した。
次いで、接着剤の上に、金メッキ線１２を一方向に引き揃えると共に１００μｍの間隔で離間するように配置して、積層ユニット４３を得た。
さらに、この積層ユニット４３を複数作製し、それらの複数の積層ユニット４３を、金メッキ線１２を有する面と有さない面とが接するように貼り合せ、最上段の積層ユニット４３の上に金属線含有シート４２を貼り合せ、真空脱泡した。その後、１２０℃で１０分間加熱して、これらを接着、硬化させて、図６に示すような、金メッキ線１２の配線密度が１００本／ｍｍ２の積層体４４を得た。この積層体４４では、１本の金メッキ線１２に対して４０ｇの接着強度を有していた。
次いで、接着剤の上に、金メッキ線１２を一方向に引き揃えると共に１００μｍの間隔で離間するように配置して、積層ユニット４３を得た。
さらに、この積層ユニット４３を複数作製し、それらの複数の積層ユニット４３を、金メッキ線１２を有する面と有さない面とが接するように貼り合せ、最上段の積層ユニット４３の上に金属線含有シート４２を貼り合せ、真空脱泡した。その後、１２０℃で１０分間加熱して、これらを接着、硬化させて、図６に示すような、金メッキ線１２の配線密度が１００本／ｍｍ２の積層体４４を得た。この積層体４４では、１本の金メッキ線１２に対して４０ｇの接着強度を有していた。
この積層体４４を、図７に示すように、金メッキ線１２の長さ方向に対して垂直に、厚さが１．０ｍｍになるようにシート状に切断した。次いで、２００℃で２時間加熱処理して、液状シリコーンゴムの低分子量物質を除去して、図８に示す成形体１０ａを得た。
次いで、図９に示すように、成形体１０ａの片面に炭酸ガスレーザ（出力１Ｗ）を速度０．５ｍ／秒で移動させながら照射した。この炭酸ガスレーザの照射によりシリコーンゴム１１のみを融解して、金メッキ線１２の高さが未調整のシート状コネクタを得た。その際、シリコーンゴム除去深さは、高さ調整前後の金メッキ線１２ａ，１２ｂの高低差より大きくした。
次いで、図１０に示すように、成形体１０ａの炭酸ガスレーザを照射した面に、さらにグリーンレーザ（出力１０Ｗ）を速度１ｍ／秒で移動させながら照射した。このグリーンレーザの照射により、シリコーンゴム１１と金メッキ線１２とを同時に融解させた。その際、シート状コネクタ１０に接続するＢＧＡ型半導体装置の凸部に対応する部分に選択的に照射して、金メッキ線１２を、ＢＧＡ型半導体装置の凹部の深さと同じ長さだけ融解した。
以上のようにして、シート状絶縁体１１の厚さ方向に貫通した金属線１２ａ，１２ｂを有するシート状コネクタ１０を得た。
次いで、図１０に示すように、成形体１０ａの炭酸ガスレーザを照射した面に、さらにグリーンレーザ（出力１０Ｗ）を速度１ｍ／秒で移動させながら照射した。このグリーンレーザの照射により、シリコーンゴム１１と金メッキ線１２とを同時に融解させた。その際、シート状コネクタ１０に接続するＢＧＡ型半導体装置の凸部に対応する部分に選択的に照射して、金メッキ線１２を、ＢＧＡ型半導体装置の凹部の深さと同じ長さだけ融解した。
以上のようにして、シート状絶縁体１１の厚さ方向に貫通した金属線１２ａ，１２ｂを有するシート状コネクタ１０を得た。
［評価］
・圧縮荷重の測定
半田ボールが備えられていない直径４００μｍ、深さ２４μｍ、間隔１ｍｍの複数の凹部を有し、凹部内に電極が設けられた擬似ＢＧＡ型半導体装置を作製した。
次いで、図１１に示すように、擬似ＢＧＡ型半導体装置５１の上に実施例で得たシート状コネクタ１０を載せ、そのシート状コネクタ１０の上に平板５２を載せた。その際、擬似ＢＧＡ型半導体装置５１の凹部５１ａに、高さ未調整の金メッキ線１２ａが入り込むようにシート状コネクタ１０を配置した。
次いで、平板５２の上面を、鋼球５３を介してロードセル５４で圧縮し、厚さ方向に０．５ｍｍ／分の速度で圧縮した際の圧縮荷重を測定した。その際の圧縮量に対する単位面積当たりの圧縮荷重を図１２に示す。
・圧縮荷重の測定
半田ボールが備えられていない直径４００μｍ、深さ２４μｍ、間隔１ｍｍの複数の凹部を有し、凹部内に電極が設けられた擬似ＢＧＡ型半導体装置を作製した。
次いで、図１１に示すように、擬似ＢＧＡ型半導体装置５１の上に実施例で得たシート状コネクタ１０を載せ、そのシート状コネクタ１０の上に平板５２を載せた。その際、擬似ＢＧＡ型半導体装置５１の凹部５１ａに、高さ未調整の金メッキ線１２ａが入り込むようにシート状コネクタ１０を配置した。
次いで、平板５２の上面を、鋼球５３を介してロードセル５４で圧縮し、厚さ方向に０．５ｍｍ／分の速度で圧縮した際の圧縮荷重を測定した。その際の圧縮量に対する単位面積当たりの圧縮荷重を図１２に示す。
・導通抵抗値の測定
また、シート状コネクタの導通抵抗値を以下のようにして測定した。
図１３に示すように、シート状コネクタ１０を、電極６１ａを有する回路基板６１と擬似ＢＧＡ型半導体装置５１で挟み込んだ。その際、擬似ＢＧＡ型半導体装置５１の凹部５１ａに、高さ未調整の金メッキ線１２ａが入り込むようにシート状コネクタ１０を配置した。
また、微小抵抗測定器６２［ヒューレット・パッカード社製、ミリオームメーターＨＰ４３３８］を、回路基板６１の電極６１ａと擬似ＢＧＡ半導体装置の電極５１ｂに接続した。
そして、次いで、回路基板６１の上面を、鋼球５３を介してロードセル５４で圧縮し、厚さ方向に０．５ｍｍ／分の速度で圧縮した際の導通抵抗値を測定した。その際の圧縮量に対する導通抵抗値を図１４に示す。
また、シート状コネクタの導通抵抗値を以下のようにして測定した。
図１３に示すように、シート状コネクタ１０を、電極６１ａを有する回路基板６１と擬似ＢＧＡ型半導体装置５１で挟み込んだ。その際、擬似ＢＧＡ型半導体装置５１の凹部５１ａに、高さ未調整の金メッキ線１２ａが入り込むようにシート状コネクタ１０を配置した。
また、微小抵抗測定器６２［ヒューレット・パッカード社製、ミリオームメーターＨＰ４３３８］を、回路基板６１の電極６１ａと擬似ＢＧＡ半導体装置の電極５１ｂに接続した。
そして、次いで、回路基板６１の上面を、鋼球５３を介してロードセル５４で圧縮し、厚さ方向に０．５ｍｍ／分の速度で圧縮した際の導通抵抗値を測定した。その際の圧縮量に対する導通抵抗値を図１４に示す。
（実施例２）
上記実施例１において、直径４０μｍの黄銅線にニッケル−金合金を０．４μｍの厚さにメッキした体積抵抗率１０−３Ω・ｃｍの金メッキ線の代わりに、直径３０μｍのニッケル−チタン合金を０．４μｍの厚さにメッキした体積抵抗率１０−３Ω・ｃｍの金メッキ線を用いたこと以外は実施例１と同様にして、シート状コネクタを得た。
そして、このシート状コネクタを用いて実施例１と同様にして評価した。圧縮量に対する単位面積当たりの圧縮荷重を図１５に、圧縮量に対する導通抵抗値を図１６に示す。
上記実施例１において、直径４０μｍの黄銅線にニッケル−金合金を０．４μｍの厚さにメッキした体積抵抗率１０−３Ω・ｃｍの金メッキ線の代わりに、直径３０μｍのニッケル−チタン合金を０．４μｍの厚さにメッキした体積抵抗率１０−３Ω・ｃｍの金メッキ線を用いたこと以外は実施例１と同様にして、シート状コネクタを得た。
そして、このシート状コネクタを用いて実施例１と同様にして評価した。圧縮量に対する単位面積当たりの圧縮荷重を図１５に、圧縮量に対する導通抵抗値を図１６に示す。
（比較例）
上記実施例１において、成形体の炭酸ガスレーザを照射した面に、グリーンレーザの代わりにＹＡＧレーザを照射したこと以外は実施例と同様にして、シート状コネクタを得た。
そして、このシート状コネクタを用いて実施例１と同様にして評価した。
上記実施例１において、成形体の炭酸ガスレーザを照射した面に、グリーンレーザの代わりにＹＡＧレーザを照射したこと以外は実施例と同様にして、シート状コネクタを得た。
そして、このシート状コネクタを用いて実施例１と同様にして評価した。
図１２、図１５に示すように、グリーンレーザを照射して金属線の高さを調整した実施例１，２のシート状コネクタでは、圧縮荷重が小さくても所定の圧縮量に達することがわかった。また、図１４、図１６に示すように、小さい圧縮量でも低い導通抵抗値を示すことがわかった。
これに対して、ＹＡＧレーザを照射して金属線の高さを調整した比較例のシート状コネクタでは、金属線の仕様、配線密度が同じであるにもかかわらず、所定の圧縮量にするための圧縮荷重が大きかった。また、所定の導通抵抗値を得るための圧縮量が大きかった。
これに対して、ＹＡＧレーザを照射して金属線の高さを調整した比較例のシート状コネクタでは、金属線の仕様、配線密度が同じであるにもかかわらず、所定の圧縮量にするための圧縮荷重が大きかった。また、所定の導通抵抗値を得るための圧縮量が大きかった。
１０ シート状コネクタ
１０ａ 成形体
１１ シート状絶縁体（シリコーンゴム）
１１ａ 絶縁体
１２，１２ａ，１２ｂ 金属線（金メッキ線）
４１ 絶縁シート
４２ 金属線含有シート
４３ 積層ユニット
４４ 積層体
１０ａ 成形体
１１ シート状絶縁体（シリコーンゴム）
１１ａ 絶縁体
１２，１２ａ，１２ｂ 金属線（金メッキ線）
４１ 絶縁シート
４２ 金属線含有シート
４３ 積層ユニット
４４ 積層体
Claims (3)
- 絶縁体からなる絶縁シートと、一方向に引き揃えられていると共に互いに離間している複数の金属線とを交互に積み重ねて、シート状コネクタ製造用積層体を得る工程と、
該シート状コネクタ製造用積層体を、金属線の長さ方向に対して垂直にシート状に切断して、シート状絶縁体の厚さ方向に複数の金属線が貫通したシート状コネクタ製造用成形体を得る工程と、
該シート状コネクタ製造用成形体の少なくとも一方の面に、炭酸ガスレーザを照射する工程と、
該シート状コネクタ製造用成形体の炭酸ガスレーザを照射した面の所定の領域に、波長が可視光領域にあるレーザを照射する工程とを有することを特徴とするシート状コネクタの製造方法。 - 絶縁体からなる絶縁シートと、一方向に引き揃えられていると共に互いに離間している複数の金属線とを交互に積み重ねて、シート状コネクタ製造用積層体を得る工程と、
該シート状コネクタ製造用積層体を、金属線の長さ方向に対して垂直にシート状に切断して、シート状絶縁体の厚さ方向に複数の金属線が貫通したシート状コネクタ製造用成形体を得る工程と、
該シート状コネクタ製造用成形体の少なくとも一方の面の所定の領域に、波長が可視光領域にあるレーザを照射する工程と、
該シート状コネクタ製造用成形体の波長が可視光領域にあるレーザを照射した面に、炭酸ガスレーザを照射する工程とを有することを特徴とするシート状コネクタの製造方法。 - 波長が可視光領域にあるレーザが、波長５３２ｎｍのグリーンレーザであることを特徴とする請求項１または２に記載のシート状コネクタの製造方法。
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- 2008-09-01 JP JP2008223769A patent/JP2010061857A/ja active Pending
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