JP2528112B2 - 電気的接続部材及びそれを用いた電気回路部材 - Google Patents

電気的接続部材及びそれを用いた電気回路部材

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電気的接続部材及びそれを用いた電気回路
部材に関する。
[従来技術] 従来、電気回路部品同士を電気的に接続して構成され
る電気回路部材に関する技術としては以下に述べる技術
が知られている。
ワイヤボンディング方法、 第13図及び第14図はワイヤボンディング方法によって
接続され、封止された半導体装置の代表例を示してお
り、以下、第13図及び第14図に基づきワイヤボンディン
グ方法を説明する。
この方法は、Agペースト3等を用いて半導体素子4を
素子搭載部2に固定支持し、次いで、半導体素子4の接
続部5と、リードフレーム1の所望の接続部6とを金等
の極細金属線7を用いて電気的に接続する方法である。
なお、接続後は、トランスファーモールド法等の方法
で樹脂8を用いて半導体素子4とリードフレーム1を封
止し、その後、樹脂封止部分から外に伸びたリードフレ
ーム1の不要部分を切断し、所望の形に曲げ半導体装置
9を作る。
TAB(Tape Automated Bonding)法(例えば、特開昭5
9−139636号公報) 第15図はTAB法により接続され封止された半導体装置
の代表例を示す。
この方法は、テープキャリア方式による自動ボンディ
ング方法である。すなわち、第15図に基づいて説明する
と、キャリアフィルム基板16と半導体素子4とを位置決
めした後、キャリアフィルム基板16のインナーリード部
17と半導体素子4の接続部5とを熱圧着することにより
接続する方法である。接続後は、樹脂20乃至樹脂21で封
止し半導体装置9とする。
CCB(Controlled Collapse Bonding)法(例えば、特
公昭42−2096号、特開昭60−57944号公報) 第16図はCCB法によって接続され封止された半導体装
置の代表例を示す。この方法を第16図に基づき説明す
る。なお、本方法はフリップチップボンディング法とも
言われている。
半導体素子4の接続部5に予め半田バンプ31を設け、
半田バンプ31が設けられた半導体素子4を、回路基板32
上に位置決めして搭載する。その後、半田を加熱溶解す
ることにより回路基板32とに半導体素子4とを接続さ
せ、フラックス洗浄後封止して半導体装置9を作る。
第17及び第18図に示す方法 すなわち、第1の半導体素子4の接続部5以外の部分
にポリイミド等よりなる絶縁膜71を形成せしめ、接続部
5にはAu等よりなる金属材70を設け、次いで、金属材70
及び絶縁膜71の露出面73,72を平らにする。一方、第2
の半導体素子4′の接続部5′以外の部分にポリイミド
等よりなる絶縁膜71′を形成せしめ、接続部5′にはAu
等よりなる金属材70′を設け、次いで、金属材70′及び
絶縁膜71′の露出面73′,72′を平らにする。
しかる後、第18図に示すように第1の半導体素子4と
第2の半導体素子4′とを位置決めし、位置決め後、熱
圧着することにより第1の半導体素子4の接続部5と第
2の半導体素子4′の接続部5′を金属材70,70′を介
して接続する。
第19図に示す方法 すなわち、第1の回路基材75と第2の回路基材75′の
間に、絶縁物質77中に導電粒子79を分散させた異方性導
電膜78を介在させ、第1の回路基材75と第2の回路基材
75′を位置決めしたのち、加圧もしくは、加圧・加熱
し、第1の回路基材75の接続部76と第2の回路基材75′
の接続部76′を接続する方法である。
第20図に示す方法 すなわち、第1の回路基材75と第2の回路基材75′の
間に、絶縁物質81中に一定方向にFe,Cu等の金属線82を
配したエラスチックコネクター83を介在させ、第1の回
路基材75と第2の回路基材75′を位置決めしたのち、加
圧し、第1の回路基材75の接続部76と第2の回路基材7
5′の接続部76′を接続する方法である。
[問題点が解決しようとする問題点] ところで上記した従来のボンディング法には次のよう
な問題点がある。
ワイヤボンディング法 半導体素子4の接続部5を半導体素子4の内部にくる
ように設計すると、極細金属線7は、その線径が極めて
小さいために、半導体素子4の外周縁部10あるいはリー
ドフレーム1の素子搭載部2の外周縁部11に接触し易く
なる。極細金属線7がこれら外周縁部10乃至11に接触す
ると短絡する。さらに、極細金属線7の長さを長くせざ
るを得ず、その長さを長くすると、トランスファーモー
ルド成形時に極細金属線7が変形しやすくなる。
従って、半導体素子4の接続部5は半導体素子4上の
周辺に配置する必要が生じ、回路設計上の制限を受けざ
るを得なくなる。
ワイヤボンディング法においては、隣接する極細金属
線7同士の接触等を避けるためには半導体素子4上の接
続部5のピッチ寸法(隣接する接続部の中心間の距離)
としてある程度の間隔をとらざるを得ない。従って、半
導体素子4の大きさが決まれは必然的に接続部5の最大
数が決まる。しかるに、ワイヤボンディング法では、こ
のピッチ寸法が通常0.2mm程度と大きいので、接続部5
の数は少なくせざるを得なくなる。
半導体素子7上の接続部5から測った極細金属線7の
高さhは通常0.2〜0.4mmであるが、0.2mm以下にし薄型
化することは比較的困難であるので薄型化を図れない。
ワイヤボンディング作業に時間がかかる。特に接続点
数が多くなるとボンディング時間が長くなり生産効率が
悪くなる。
何らかの要因でトランスファーモールド条件範囲を越
すと、極細金属線7が変形したり最悪の場合には切断し
たりする。
また半導体素子4上の接続部5においては、極細金属
線7と合金化されないAlが露出しているためAl腐食が生
じ易くなり、信頼性の低下が生じる。
TAB法 半導体素子4の接続部5を半導体素子4の内部にくる
ように設計すると、キャリアフィルム基板16のインナー
リード部17の長さlが長くなるため、インナーリード部
17が変形し易くなりインナーリード部を所望の接続部5
に接続できなかったり、インナーリード部17が半導体素
子4の接続部5以外の部分に接触したりする。これを避
けるためには半導体素子4の接続部5を半導体素子4上
の周辺に持ってくる必要が生じ、設計上の制限を受け
る。
TAB法においても、半導体素子4上の接続部のピッチ
寸法は0.09〜0.15mm程度とる必要があり、従ってワイヤ
ボンディング法の問題点で述べたと同様に、接続部数
を増加させることはむずかしくなる。
キャリアフィルム基板16のインナーリード部17が半導
体素子4の接続部5以外の部分に接触しないようにさせ
るため所望のインナーリード部17の接続形状が要求され
コスト高となる。
半導体素子4の接続部5とインナーリード部17とを接
続するためには、半導体素子4の接続部5またはインナ
ーリード部17の接続部に金バンプをつけなければならず
コスト高になる。
CCB法 半導体素子4の接続部5に半田バンプ31を形成させな
ければならないためコスト高になる。
バンプの半田量が多いと隣接する半田バンプとブリッ
ジ(隣接する半田バンプ同士が接触する現象)が生じ、
逆に少いと半導体素子4の接続部5と基板32の接続部33
が接続しなくなり電気的導通がとれなくなる。すなわ
ち、接続の信頼性が低くなる。さらに、半田量、接続の
半田形状が接続の信頼性に影響する(ろう接技術研究会
技術資料、No.017−′84、ろう接技術研究会発行)とい
う問題がある。
このように、半田バンプの量の多少が接続の信頼性に
影響するため半田バンプ31の量のコントロールが必要と
されている。
半田バンプ31が半導体素子4の内側に存在すると接続
が良好に行なわれたか否かの目視検査がむずかしくな
る。
半導体素子の放熱特性が悪い(参考資料;Electronic
Packaging Technology 1987、1(Vol.3,No.1)P.66〜7
1 NIKKEI MICRODEVICES,1986.5月.P.97〜108)ため、
放熱特性を良好たらしめるための多大な工夫が必要とさ
れる。
第17図及び第18図に示す技術 絶縁膜71の露出面72と金属材70の露出面73、さらに絶
縁膜71′の露出面72′と金属材70′の露出面73′を平ら
にしなければならず、そのための工数が増し、コスト高
になる。
絶縁膜71の露出面72と金属材70の露出面73あるいは絶
縁膜71′の露出面72′と金属材70′の露出面73′に凹凸
があると金属材70と金属材70′とが接続しなくなり、信
頼性が低下する。
第19図に示す技術 位置決め後に、接続部76と接続部76′とを加圧して接
続する際に、圧力が一定にはかかりにくいため、接続状
態にバラツキが生じ、その結果、接続部における接触抵
抗値のバラツキが大きくなる。そのため、接続の信頼性
が乏しくなる。また、多量の電流を流すと、発熱等の現
象が生じるので、多量の電流を流したい場合には不向き
である。
圧力が一定にかけられたとしても、異方性導電膜78の
導電粒子79の配列により抵抗値のバラツキが大きくな
る。そのため、接続の信頼性に乏しくなる。また、大電
流容量が要求される接続には不向きである。
隣接する接続部のピッチ(接続部に隣接する接続部中
心間の距離)を狭くすると隣接する接続部の間の抵抗値
が小さくなることから高密度な接続には不向きである。
回路基材75,75′の接続部76、76′の出っ張り量h1の
バラツキにより抵抗値が変化するため、h1バラツキ量を
正確に押さえることが必要である。
さらに異方導電膜を、半導体素子と回路基材の接続、
また、第1の半導体素子と第2の半導体素子との接続に
使用した場合、上記〜の欠点の他、半導体素子の接
続部にバンプを設けなければならなくなり、コスト高に
なるという欠点が生じる。
第20図に示す技術 加圧が必要であり、加圧治具が必要となる。
エラスチックコネクタ83の金属線82と第1の回路基材
75の接続部76また、第2の回路基材75′の接続部76′と
の接触抵抗は加圧力及び表面状態により変化するため接
続の信頼性は乏しい。
エラスチックコネクタ83の金属線82は剛体であるた
め、加圧力が大であるとエラスチックコネクタ83、第1
の回路基材75、第2の回路基材75′の表面が破損する可
能性が大きい。また、加圧力が小であると、接続の信頼
性が乏しくなる。
さらに、回路基材75,75′の接続部76,76′の出っ張り
量h2、またエラスチックコネクタ83の金属線82の出っ張
り量h3とそのバラツキが抵抗値変化及び破損に影響を及
ぼすので、バラツキを少なくする工夫が必要とされる。
さらに、エラスチックコネクターを半導体素子と回路
基材の接続、また、第1の半導体素子と第2の半導体素
子との接続に使用した場合、〜と同様な欠点を生ず
る。
本発明は、以上のような問題点をことごとく解決し、
高密度で高信頼性でしかも、低コストの新電気的接続部
材及びそれを用いた電気回路部材を提案するものであ
り、従来の接続方式を置き変え得ることはもちろん、高
密度多点接続が得られ、熱等諸特性を向上させ得るもの
である。
[発明を解決するための手段] 本発明は、接続部を有する第1の電気回路部品と、接
続部を有する第2の電気回路部品とを電気的に接続する
ための電気的接続部材において、 電気的接続部材は、金属または合金よりなる複数の金
属部材を、該金属部材の一端を第1の電気部品側に露出
させて、一方、該金属部材の他端を該第2の電気回路部
品側に露出させて、それぞれの金属部材同士が電気的に
絶縁されるように絶縁体中に埋設して構成されており、
かつ、該絶縁体には複数の気泡が存在していることを特
徴とする電気的接続部材に第1の要旨を有する。
また、本発明は、接続部を有する第1の電気回路部品
と、接続部を有する第2の電気回路部品とを、両電気回
路部品を電気的に接続するための電気的接続部材を両電
気回路部品の間に介在させて、両電気回路部品の接続部
において接続して構成される電気回路部材において、 電気的接続部材は、金属または合金よりなる複数の金
属部材を、該金属部材の一端を第1の電気部品側に露出
させて、一方、該金属部材の他端を該第2の電気回路部
品側に露出させて、それぞれの金属部材同士が電気的に
絶縁されるように絶縁体中に埋設して構成されており、
かつ、該絶縁体には複数の気泡が存在しており、 第1の電気回路部品の接続部と第1の電気回路部品側
に露出した金属部材の一端とを接続し、また、第2の電
気回路部品の接続部と第2の電気回路部品側に露出した
金属部材の一端とを接続したことを特徴とする電気回路
部材に第2の要旨を有する。
本発明における電気回路部品としては、例えば、半導
体素子、樹脂回路基板、セラミック基板、金属基板等の
回路基板(以下単に回路基板ということがある)、リー
ドフレーム等があげられる。すなわち、第1の電気回路
部品としてこれらの中のいずれかの部品を用い、第2の
電気回路部品としてこれらの中のいずれかの部品を用い
ればよい。
電気回路部品として接続部を有する部品が本発明の対
象となる。接続部の数は問わないが、接続部の数が多け
れば多いほど本発明の効果が顕著となる。
また、接続部の存在位置も問わないが、電気回路部品
の内部に存在するほど本発明の効果が顕著となる。
本発明に係る電気的接続部材は、絶縁体中に複数の金
属部材を埋設して構成されている。金属部材同士はそれ
ぞれ絶縁体により絶縁されており、また、金属部材の一
端は第1の電気回路部品側に露出しており、他の一端は
第2の電気回路部品側に露出している。さらに、該絶縁
体には複数の気泡が存在している。
ここで、金属部材の材質としては、金が好ましいが、
金以外の任意の金属あるいは合金を使用することもでき
る。例えば、Cu,Al,Sn,Pb−Sn等の金属あるいは合金が
あげられる。
さらに、金属部材の断面は円形、四角形その他任意の
形状とすることができる。
また、金属部材の太さは特に限定されない。電気回路
部品の接続部のピッチを考慮して、例えば20μmφ以上
あるいは20μmφ以下にしてもよい。
なお、金属部材の露出部は絶縁体と同一面としてもよ
いし、また、絶縁体の面から突出させてもよい。この突
出は片面のみでもよいし両面でもよい。さらに突出させ
た場合はバンプ状にしてもよい。
また、金属部材の間隔は、電気回路部品の接続部同士
の間隔と同一間隔としてもよいし、それより狭い間隔と
してもよい。狭い間隔とした場合には電気回路部品と電
気的接続部材との位置決めを要することなく、電気回路
部品と電気的接続部材とを接続することが可能となる。
また、金属部材は絶縁体中に垂直に配する必要はな
く、第1の電気回路部品側から第2の電気回路部品側に
向かって斜行してもよい。
さらに電気的接続部材は、1層あるいは2層以上の多
層からなるものでもよい。
本発明においては、絶縁体の内部には複数の気泡が存
在している。ここに気泡とは、例えば、空気、窒素、二
酸化炭素、一酸化炭素の気体が存在する状態、あるい
は、かかる気体が抜けた後の状態である。なお、気泡は
絶縁体の外部と連通していてもよいし、外部と連通して
いなくともよい。また、気泡間で連通していても連通し
ていなくともよい。気泡の大きさ、形状、位置、数量
は、気泡のために、絶縁体中に埋設されている金属部材
同士が接触・短絡したり、切断したりしない範囲内なら
ば任意である。ただ、気泡の大きさとしては、隣接する
金属部材間の距離よりも小さいことが好ましい。すなわ
ち、金属部材同士が、気泡を介してでも接触しない状態
が好ましい。さらに、気泡が存在する状態の絶縁体の比
重としては、0.2〜(樹脂自体の比重)の範囲が好まし
い。
電気的接続部材の絶縁体は絶縁性物質ならば特に限定
されない。例えば絶縁性の樹脂を用いればよい。さら
に、樹脂を用いる場合には樹脂の種類も問わない。熱硬
化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれでもよい。例えば、ポ
リイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリ
エーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポ
リサルフォン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、ポリジフェニールエーテル樹脂、ポ
リベンジルイミダゾール樹脂、フェノール樹脂、尿素樹
脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リアミドイミド樹脂、ポリプロプレン樹脂、ポリ塩化ビ
ニル樹脂、ポリスチレン樹脂その他の樹脂を使用するこ
とができる。
なお、樹脂の中に炭酸アンモニア、重炭酸ソーダ等の
無機発砲剤、あるいはニトロソ系、スルホヒドラジド
系、アゾ系等の有機発砲剤を添加し、樹脂を十分に撹拌
させて硬化させれば、絶縁体となる樹脂中に複数の気泡
を存在せしめることができる。もちろん樹脂の中に添加
剤を添加することなく、樹脂を撹拌するだけでも絶縁体
中に気泡を存在せしめることができる。さらに、かかる
方法によることなく、他の任意の方法で絶縁体中に気泡
を存在せしめてもよい。
なお、上記の樹脂の中から、熱伝導性のよい樹脂を使
用すれば、回路基板が熱を持ってもその熱を樹脂を介し
て放熱することができるのでより好ましい。さらに、樹
脂として、回路基板と同じかあるいは同程度の熱膨張率
を有するものを選択すれば、熱膨張・熱収縮に基づく、
装置の信頼性の低下を一層防止することが可能となる。
本発明に係る電気回路部材においては、上記した電気
的接続部材を用いて第1の電気回路部品と第2の電気回
路部品とを接続する。
接続方法としては、公知の任意の接続方法を用いれば
よい。機械的方法、例えば、電気回路部品と電気的接続
部材とを押圧して接続してもよい。
[作用] 本発明では、上記した電気的接続部材を使用して第1
の電気回路部品と第2の電気回路部品とを接続している
ので、電気回路部品の接続部を内部に配置することも可
能となり、接続部の数を増加させることができ、ひいて
は高密度化が可能となる。
また、電気的接続部材は薄くすることが可能であり、
この面からも電気回路部材の薄型化が可能となる。
さらに、電気的接続部材に使用する金属部材の量は少
ないため、たとえ、高価な金を金属部材として使用した
としてもコストが安いものとなる。
本発明においては、電気的接続部材の絶縁体中に気泡
が存在するので、電気回路部材あるいは電気的接続部材
に熱が加わっても(組立工程中、あるいは製品の信頼性
試験を行なう際に熱が加わることがある)、気泡が熱応
力を緩和し、熱応力によって生じることのある電気的接
続部材(特に金属部材)の切断あるいは、電気的接続部
材と電気回路部材との接続部(特に金属部材の接続部)
の切断・接触不良を防止することができ、切断・接触不
良によって生じる導通不良あるいは導通困難という事態
を防止することが可能となる。
[実施例] (第1実施例) 本発明の第1実施例を第1図及び第2図に基づいて説
明する。
本実施例では、電気的接続部材125は、金属又は合金
よりなる複数の金属部材107を、それぞれの金属部材107
同士を電気的に絶縁し、かつ、該金属部材107の一端を
第1の回路基板101側に露出させて、一方、該金属部材1
07の他端を該第2の回路部基板104側に露出させて、絶
縁体111中に埋設されて構成されており、かつ、絶縁体1
11には複数の気泡120が存在している。そして、電気回
路部材は、接続部102を有する第1の電気回路部品であ
る回路基板101と、接続部105を有する第2の電気回路部
品である回路基板104とを、両回路基板101,104を電気的
に接続するための上記電気的接続部材125を両者の間に
介在させて、両回路基板101,104の接続部102,105におい
て接続して構成されている。
以下に本実施例をより詳細に説明する。
まず、電気的接続部材125の一製造例を説明しつつ電
気的接続部材125を説明する。
第2図に一製造例を示す。
まず、第2図(a)に示すように、20μmφの金等の
金属あるいは合金よりなる金属線121を、ピッチ40μm
として棒122に巻き付け、巻き付け後、ポリイミド等の
樹脂123中に上記金属線121を埋め込む。埋め込み前に樹
脂を十分撹拌して樹脂中に気泡を120存在させる。埋め
込み後上記樹脂123を硬化させる。硬化した樹脂123は絶
縁体となる。その後、点線124の一でスライス切断し、
電気的接続部材125を作成する。このようにして作成さ
れた電気的接続部材125を第2図(b),(c)に示
す。
なお、本例では、樹脂を撹拌して気泡を存在せしめた
が、発砲剤を添加してもよいし、他の方法により気泡を
存在せしめてもよい。
このように作成された電気的接続部材125において、
金属線121が金属部材107を構成し、樹脂123が絶縁体111
を構成する。
この電気的接続部材125においては金属部材となる金
属線121同士は樹脂123により電気的に絶縁されている。
また、金属線121の一端は回路基板101側に露出し、他端
は回路基板104側に露出している。この露出している部
分はそれぞれ回路基板101,104との接続部108,109とな
る。
次に、第1の回路基板101、電気的接続部材125、第2
の回路基板104を用意する。本例で使用する回路基板10
1,104は、第1図に示すように、その内部に多数の接続
部102,105を有している。
なお、第1の回路基板101の接続部102は、第2の回路
基板104の接続部105及び電気的接続部材125の接続部10
8,109に対応する位置に金属が露出している。
第1の回路基板101の接続部102と、電気的接続部材12
5の接続部108とを、又は、第2の回路基板104の接続部1
05と電気的接続部材125の接続部109が対応するように位
置決めを行ない、位置決め後、接続を行なう。
以上のようにして作成した電気回路部材につき接続状
態を調べたところ、高い信頼性をもって接続されてい
た。また、加熱によっても導通不良・困難という事態は
発生しなかった。
(第2実施例) 第3図に第2実施例を示す。
本例は、接続部52を有する第1の電気回路部品として
回路基板51を、第2の電気回路部品として内部に多数の
接続部5を有する半導体素子4を使用した。
なお、絶縁体中に気泡が存在(図示せず)している電
気的接続部材125としては半導体素子4に対応する寸法
のものを使用した。
他の点は第1実施例と同様である。
本例においても接続部は高い信頼性を持って接続され
ていた。また、加熱によっても導通不良・困難という事
態は発生しなかった。
(第3実施例) 第4図に第3実施例を示す。
本例は、第1の電気回路部品が半導体素子4であり、
第2の電気回路部品が回路基板51である例である。
なお、接続後は回路基板51の上面にリードフレーム1
を接続し、封止材63により封止した。
他の点は第1実施例と同様である。
本例においても接続部は高い信頼性を持って接続され
ていた。また、加熱によっても導通不良・困難という事
態は発生しなかった。
(第4実施例) 第5図に第4実施例を示す。
本例は、第1の電気回路部品が半導体素子4′であ
り、第2の電気回路部品が半導体素子4である例であ
り、本例では、電気的接続部材として半導体素子4に対
応した寸法のものを使用し、リードフレーム1を電気的
接続部材125の第1の半導体素子4′側に露出した金属
部材に接続している。
他は第3実施例と同様である。
本例においても接続部は高い信頼性を持って接続され
ていた。また、加熱によっても導通不良・困難という事
態は発生しなかった。
(第5実施例) 第6図に第5実施例を示す。
第5実施例は、第1の電気回路部品、第2の電気回路
部品として、接続部以外の部分が絶縁膜103,106で覆わ
れている回路基板101,104を使用している例である。
また、電気的接続部材としては第7図に示すものを使
用した。すなわち、第7図に示す、絶縁体中に気泡120
が存在する電気的接続部材125は、金属部材107の露出し
ている部分が樹脂絶縁体111の面から突出している。こ
のような電気的接続部材125の作成は、例えば、次の方
法によればよい。
まず、第1実施例で述べた方法により、第2図
(b),(c)に示す電気的接続部材を用意する。次に
この電気的接続部材の両面を、金属線121が、ポリイミ
ド樹脂123から10μm程度突出するまでエッチングすれ
ばよい。
なお、本実施例では金属線121の突出量を10μmとし
たが、いかなる量でもよい。
また、金属線121を突出させる方法としてはエッチン
グに限らず、他の化学的な方法又は機械的な方法を使用
してもよい。
他の点は第1実施例と同様である。
なお、突出部を、電気的接続部材125を金属線121の位
置に凹部を持った型に挟み込み、金属線121の突起126を
つぶすことにより第8図に示すようなバンプ150を形成
してもよい。この場合金属線121は絶縁体111から脱落し
にくくなる。
なお、本例でも、金属線121が金属部材107を構成し、
さらに、樹脂123が絶縁体111を構成する。
なお、バンプを作成するのには突起を熱で溶融させ、
バンプを作成してもよいし、他のいかなる方法でもよ
い。
本例においても接続部は高い信頼性を持って接続され
ていた。また、加熱によっても導通不良・困難という事
態は発生しなかった。
(第6実施例) 第9図に第6実施例を示す。
本例は、第1の電気回路部品として半導体素子4を使
用し、第2の電気部品としてリードフレーム1を使用し
た例である。
他の点は第5実施例と同様である。
本例においても接続部は高い信頼性を持って接続され
ていた。また、加熱によっても導通不良・困難という事
態は発生しなかった。
(第7実施例) 第10図に第7実施例を示す。
本例においては、電気的接続部材125は、第5実施例
に示した電気的接続部材と異なる。すなわち、本例の電
気的接続部材125においては、金属部材同士のピッチが
第5実施例で示したものよりも狭くなっている。すなわ
ち、本例では、第1の回路基板接続部の間隔よりも狭い
間隔に金属部材107同士のピッチを設定してある。
つまり、第5実施例では、第1の回路基板101と第2
の回路基板104との接続位置に電気的接続部材125の接続
位置を配設したため、電気的接続部材125の位置決めが
必要であったが、本例では、第1の回路基板101と第2
の回路基板104との位置決めは必要であるが、電気的接
続部材125との位置決めは不要となる。そのため、第1
の回路基板101と第2の回路基板104の接続寸法(d11,P1
1)と電気的接続部材の接続寸法(d12,P12)を適切な値
に選ぶことにより位置決めなしで接続することも可能で
ある。
本例においても接続部は高い信頼性を持って接続され
ていた。また、加熱によっても導通不良・困難という事
態は発生しなかった。
(第8実施例) 第11図に第8実施例に使用する電気的接続部材を示
す。
第11図(a)は電気的接続部材の斜視図、第11図
(b)は上記電気的接続部材の断面図である。
かかる電気的接続部材の作成例を次に述べる。
まず、第1実施例に示した製法で、絶縁体に気泡が存
在する電気的接続部材128,129,130を3枚用意する。
1枚目128の金属線121の位置はm行n列目で、ma,nb
だけ中心から変位している。2枚目129の金属線121の位
置はm行n列目で、mac,nbcだけ中心から変位してい
る。3枚目130の金属線121の位置はm行n列でmad,nbd
だけ中心から変位している。a,b,c,dの値は上下の金属1
21は導通するが左右には互いに電気的に導通しないよう
な値をとる。3枚の電気的接続部材を位置決めし、熱圧
着等の方法を用い積層し、電気的接続部材125を作成す
る。
なお、本例においては、電気的接続部材の金属の位置
をm行n列というように規則をもった位置を選んだが、
上下の金属が導通し、左右には互いに電気的に導通しな
いようにすればランダムでもよい。
また、本例では3層積層する場合について述べたが、
2枚以上であれば何枚でもよい。また、熱圧着の方法を
用いて積層すると述べたが、圧着、接着等の方法を用い
てもよい。さらに、本例の電気的接続部材を加工して第
7図に示すように突起を設けてもよいし、第8図に示し
たようにバンプ150を設けてもよい。
本例においても接続部は高い信頼性を持って接続され
ていた。また、加熱によっても導通不良・困難という事
態は発生しなかった。
(第9実施例) 第12図に第9実施例に使用する電気的接続部材を示
す。
第12図(a)は電気的接続部材の製造途中の断面図、
第12図(b)は上記電気的接続部材の斜視図、第12図
(c)は上記の断面図である。
まず、金属線案内板131,132を用意する。そして、金
属線案内板131,132にあけられている所望の穴133,134に
金属線121を通し、所望の張力で張る。その後、金属線
案内板131,132間に樹脂123を流し込み、硬化させる。な
お、樹脂123を流し込む前に樹脂123を十分撹拌させて気
泡(図示せず)を樹脂中に存在せしめておく。しかる
後、案内板を取りはずし、電気的接続部材125を作成す
る。また、本例の電気的接続部材を加工して、第7図に
示すように突起を設けてもよいし、第8図に示すように
バンプ150を設けてもよい。
本実施例の第1の回路部品及び第2の電気回路部品
は、それぞれ、半導体素子、回路基板、リードフレーム
等の回路基材のうちの1つである。本例においても接続
部は高い信頼性を持って接続されていた。また、加熱に
よっても導通不良・困難という事態は発生しなかった。
[発明の効果] 本発明は以上のように構成したので次の数々の効果が
得られる。
1.半導体素子と回路基板、リードフレーム等の回路基材
の接続に関し、信頼性の高い接続が得られる。従って、
従来用いられてきたワイヤボンデイング方式、TAB方
式、CCB方式を置き変えることが可能となる。
2.本発明によると電気回路部品の接続部をいかなる位置
(特に内部)にも配置することができることからワイヤ
ボンディング方法、TAB方式よりもさらに多点接続が可
能となり、多ピン数接続向きの方式となる。
さらに電気的接続部材の隣接金属間に絶縁物質が存在
することにより隣接金属間が電気的に導通しないことよ
りCCB方式よりもさらに多点接続が可能となる。
3.電気的接続部材において使用される金属部材の量は従
来に比べ微量であるため、仮に金属部材に金等の高価な
金属を使用しても従来より安価となる。
4.高密度の半導体装置等が得られる。
5.電気的接続部材の電気的絶縁物質として熱伝導性の良
い材料を選択することにより、電気回路部品からの放熱
性が良好となり、放熱性が良い半導体装置が得られる。
6.電気回路部材あるいは電気的接続部材に熱が加わった
場合であっても、絶縁体中に存在する気泡が熱応力を緩
和し、熱応力によって発生することのある金属部材の断
線・接触不良を防止することができる。なお、かかる効
果は、第1の電気回路部品と、第2の電気回路部品との
熱膨張率に差がある場合に顕著である。
もちろん、電気的接続部材の電気的絶縁物質として半
導体素子及び回路基材と同じかあるいは同程度の熱膨張
率を持つ材料を選択することにより信頼性の良い半導体
装置が得られる。
なお、電気的接続部材の絶縁体中に他の物質を埋めこ
んだり、積層することにより、放熱性の良い、低応力で
しかもシールド効率が得られる電気回路部材が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1実施例を示す断面図である。第1図(a)
は接続前の状態を示し、第2図(b)は接続後の状態を
示す。第2図は第1実施例に使用する電気的接続部材の
一製造方法例を説明するための図であり、第2図(a)
は断面図、第2図(b)は斜視図、第2図(c)は断面
図である。第3図は第2実施例を示し、第3図(a)は
斜視図、第3図(b)は断面図である。第4図は第3実
施例を示す断面図である。第5図は第4実施例を示す断
面図である。第6図は第5実施例を示し、第6図(a)
は接続前の状態を示す断面図であり第6図(b)は接続
後の状態を示す断面図である。第7図及び第8図も第5
実施例を示し、第7図(a)及び第8図(a)は斜視図
であり、第7図(b)及び第8図(b)は断面図であ
る。第9図は第6実施例を示し、第9図(a)は接続前
の状態を示す斜視図であり、第9図(b)は接続後の状
態を示す断面図である。第10図は第7実施例を示す断面
図であり、第10図(a)は接続前の状態を示し、第10図
(b)は接続後の状態を示す。第11図は第8実施例に係
る電気的接続部材を示し、第11図(a)は斜視図であ
り、第11図(b)は断面図である。第12図は第9実施例
に係る電気的接続部材の一製造例を示し、第12図
(a),(c)は断面図であり、第12図(b)は斜視図
である。第13図から第20図までは従来例を示し、第14図
を除き断面図であり、第14図は平面透視図である。 1……リードフレーム、2……リードフレームの素子搭
載部、3……銀ペースト、4、4′……半導体素子、5,
5′……半導体素子の接続部、6……リードフレームの
接続部、7……極細金属線、8……樹脂、9……半導体
装置、10……半導体素子の外周縁部、11……リードフレ
ームの素子搭載部の外周縁部、16……キャリアフィルム
基板、17……キャリアフィルム基板のインナーリード
部、20……樹脂、21……樹脂、31……半田バンプ、32…
…基板、33……基板の接続部、51……回路基板、52……
回路基板の接続部、54……電気的接続部材の接続部、55
……リードフレーム、63……封止材、70,70′……金属
材、71,71′……絶縁膜、72,72′……絶縁膜の露出面、
73,73′……金属材の露出面、75,75′……回路基材、7
6,76′……回路基材の接続部、77……異方性導電膜の絶
縁物質、78……異方性導電膜、79……導電粒子、81……
エラスチックコネクタの絶縁物質、82……エラスチック
コネクタの金属線、83……エラスチックコネクタ、101
……回路基板、102……接続部、103……絶縁膜、106…
…絶縁膜、104……回路基板、105……接続部、107金属
部材、108……接続部、109……接続部、111……絶縁
体、120……気泡、121……金属線、123……樹脂、124…
…点線、125……電気的接続部材、126……突起、128,12
9,130……電気的接続部材、131,132……金属線案内板、
150……バンプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市田 安照 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 小西 正暉 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−272941(JP,A) 特開 昭53−53261(JP,A) 特開 昭56−93337(JP,A) 特開 昭60−100441(JP,A) 特開 昭60−123093(JP,A) 特開 昭62−234804(JP,A) 特開 昭62−237739(JP,A) 実開 昭58−159741(JP,U)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】接続部を有する第1の電気回路部品と、接
    続部を有する第2の電気回路部品とを電気的に接続する
    ための電気的接続部材において、 電気的接続部材は、金属または合金よりなる複数の金属
    部材を、該金属部材の一端を第1の電気部品側に露出さ
    せて、一方、該金属部材の他端を該第2の電気回路部品
    側に露出させて、それぞれの金属部材同士が電気的に絶
    縁されるように絶縁体中に埋設して構成されており、か
    つ、該絶縁体には複数の気泡が存在していることを特徴
    とする電気的接続部材。
  2. 【請求項2】第1の電気回路部品及ぴ第2の電気回路部
    品は、それぞれ半導体素子、回路基板やリードフレーム
    等の回路基材のうち1つである特許請求範囲第1項記載
    の電気的接続部材。
  3. 【請求項3】接続部を有する第1の電気回路部品と、接
    続部を有する第2の電気回路部品とを、両電気回路部品
    を電気的に接続するための電気的接続部材を両電気回路
    部品の間に介在させて、両電気回路部品の接続部におい
    て接続して構成される電気回路部材において、 電気的接続部材は、金属または合金よりなる複数の金属
    部材を、該金属部材の一端を第1の電気部品側に露出さ
    せて、一方、該金属部材の他端を該第2の電気回路部品
    側に露出させて、それぞれの金属部材同士が電気的に絶
    縁されるように絶縁体中に埋設して構成されており、か
    つ、該絶縁体には複数の気泡が存在しており、 第1の電気回路部品の接続部と第1の電気回路部品側に
    露出した金属部材の一端とを接続し、また、第2の電気
    回路部品の接続部と第2の電気回路部品側に露出した金
    属部材の一端とを接続したことを特徴とする電気回路部
    材。
  4. 【請求項4】第1の電気回路部品及ぴ第2の電気回路部
    品は、それぞれ半導体素子、回路基板やリードフレーム
    等の回路基材のうち1つである特許請求範囲第3項記載
    の電気回路部材。
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