JP2909639B2 - 電気的接続部材の製造方法 - Google Patents

電気的接続部材の製造方法

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洋一 田村
高弘 岡林
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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、電気回路部品同士を電気的に接続する際に
用いられる電気的接続部材の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
電気回路部品同士を電気的に接続する方法としては、
ワイヤボンディング方法、TAB(Tape Automated Bondin
g)法等が従来より知られている。しかしこれらの方法
はいずれもコスト高であり、しかも両電気回路部品間の
接続点数が増加し、接続点密度が高くなるとこれに対応
できない等の難点があった。
このような難点を解決すべく、絶縁性の保持体中に複
数の導電部材を互いに絶縁状態に備えた電気的接続部材
を用いて、電気回路部品同士を電気的に接続する技術が
知られている。
このような電気的接続部材の製造方法としては、従来
特願昭63-133401号に提案されたものがある。以下、こ
の製造方法について第4図に基づき説明する。
第4図は従来の電気的接続部材の製造方法の主要工程
を示す模式的断面図であり、まず基体となる金属シート
51を用意し(第4図(a))、この金属シート51上にス
ピンナにより感光性樹脂52を塗布し、プリベイクを行う
(第4図(b))。所定パターンをなすフォトマスク
(図示せず)を介して光を感光性樹脂52に照射して露光
し、現像を行う(第4図(c))。これによって露光さ
れた部分には感光性樹脂52が残存し、露光されない部分
は現像処理により感光性樹脂52が除去され、底部に金属
シート51の表面が露出する穴53が形成される。温度を上
げて感光性樹脂52の硬化を行った後、これらをエッチン
グ液中に浸漬させて穴53内に露出する金属シート51の表
面をエッチングし、ここに凹部54を形成する(第4図
(d))。次いで穴53,凹部54内に金55が充填され、且
つ感光性樹脂52の表面上に所定高さに盛り上がらせるよ
う金メッキを施してバンプを形成する(第4図
(e))。最後に金属シート51をエッチング除去して、
金55が導電部材を、また感光性樹脂52が保持体を夫々構
成する電気的接続部材31を製造する(第4図(f))。
なお電気的接続部材31における各部分の寸法は、第4
図(f)に示す如く感光性樹脂52の厚さが約10μm、穴
53(導電部材の柱状部)の直径が約20μm,ピッチが約40
μm、導電部材の突出量が表裏とも数μm程度である。
第5図は、このような電気的接続部材を用いた電気回
路部品間の電気的接続を示す模式図であり、図中31は電
気的接続部材、32,33は接続すべき電気回路部品を示
す。電気的接続部材31は、金属または合金からなる複数
の導電部材34同士を、電気的に絶縁して電気的絶縁材料
からなる保持体35中に設けられており、導電部材34の一
端38が露出する側に対向させて一方の電気回路部品32
を、また導電部材34の他端39が露出する側に対向させて
他方の電気回路部品33を臨ませる(第5(a))。そし
て、一方の電気回路部品32の接続部36と導電部材34の一
端38とを合金化し、他方の電気回路部品33の接続部37と
導電部材34の他端39とを合金化することにより夫々両者
を接続する(第5図(b))。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところでこのような従来方法にあっては感光性樹脂52
をスピンナにより金属シート51表面に塗布することによ
って保持体を構成するため、保持体の厚さ設定、特に厚
膜時の膜厚の均一な形成が困難であること、また感光性
樹脂、例えばポリイミド樹脂は材料の選択の幅が小さ
く、価格も高いこと、更に金属シート51に設ける感光性
樹脂52の膜厚が大きく、しかも穴53の直径が小さくなる
とフォトリソグラフィ技術でアスペクト比1以上の穴53
の形成が困難となり、金属シート51にエッチング形成す
る凹部54の形状にバラツキが生じ、バンプ形状が一定せ
ず電気的特性の安定性が低く、また歩留りも低い等の難
点があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、保
持体の膜厚の大小,穴径の大小の如何にかかわらず均一
な穴及び凹部の形成が可能でバンプ形状のバラツキを解
消して特性の安定化、歩留りの向上、コストの低減を図
れるようにした電気的接続部材の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る電気的接続部材の製造方法は、電気的絶
縁材からなる保持体と、該保持体中に互いに絶縁状態に
して備えられた複数の導電部材とを有し、前記各導電部
材の一端は前記保持体の一方の面に露出し、前記各導電
部材の他端は前記保持体の他方の面に露出している電気
的接続部材を製造する方法において、前記保持体として
用いるシート状の電気的絶縁材に高エネルギービームを
投射し、表裏に貫通する複数の穴を形成する工程と、前
記穴が形成された電気的絶縁材を接着剤を用いて基体上
に貼り合わせる工程と、前記穴の内部に存在する前記接
着剤の層を除去し、前記基体の一部を各穴の内側に露出
させる工程と、各穴内に露出する基体の一部をエッチン
グし、夫々の穴に連続する凹部を形成する工程と、前記
穴及び凹部内に導電部材を充填する工程と、前記基体を
除去する工程とを含むことを特徴とする。
本発明に係る電気的接続部材の他の製造方法は、電気
的絶縁材からなる保持体と、該保持体中に互いに絶縁状
態にして備えられた複数の導電部材とを有し、前記各導
電部材の一端は前記保持体の一方の面に露出し、前記各
導電部材の他端は前記保持体の他方の面に露出している
電気的接続部材を製造する方法において、前記保持体と
して用いるシート状の電気的絶縁材に高エネルギービー
ムを投射し、表裏に貫通する複数の穴を形成する工程
と、前記穴が形成された電気的絶縁材を、他の材料の充
填により各穴を塞いだ状態で基体上に設ける工程と、各
穴の内部の充填材料を除去し、前記基体の一部を各穴の
内側に露出させ工程と、各穴内に露出する基体の一部を
エッチングし、夫々の穴に連続する凹部を形成する工程
と、前記穴及び凹部内に導電材料を充填する工程と、前
記基体を除去する工程とを含むことを特徴とする。
更に以上の如き電気的接続部材の製造方法において、
前記電気的絶縁材に複数の穴を形成する工程は、該電気
的絶縁材の両面側から高エネルギービームを投射して行
うことを特徴とする。
〔作用〕
本発明の電気的接続部材の製造方法にあっては、保持
体に対する穴、基体に対する凹部を、保持体の膜厚の大
小,穴径の大小の如何にかかわらず均一に形成すること
が可能となる。また保持体として用いるシート状の電気
的絶縁材に複数の穴を形成するに際し、電気的絶縁材の
両面側から高エネルギービームを投射して、厚さ方向に
サイズ変化の少ない穴を形成する。
〔実施例〕
以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体
的に説明する。
第1図は本発明の一実施例の製造工程を示す模式的断
面図である。先ず、保持体として用いるシート状の電気
的絶縁材として、例えばポリイミド樹脂フィルム1を用
意し(第1図(a))、その両面の相対応する位置に夫
々ポジ型のフォトマスク11,11を通して高エネルギービ
ーム、例えばエキシマレーザビームを同時的に投射し、
ポリイミド樹脂フィルム1にこれを貫通する穴3を形成
する(第1図(b))。
次に穴3を穿ったポリイミド樹脂フィルム1を、例え
ばCu製の金属箔2の片面に接着剤4を用いて貼り合わせ
た後(第1図(c))、各穴3の底部に存在する接着剤
4をエッチング除去して金属箔2の表面を露出させ、続
いて金属箔2の表面を一部エッチングして凹部5を形成
する(第1図(d))。
この凹部5の直径は穴3の直径よりも大きく、しかも
相隣する穴3の周縁部間の寸法の1/2よりも小さい範囲
内に留まるように設定する。
金属箔2を共通電極とする金メッキにより、穴3,凹部
5に金6を充填すると共に、ポリイミド樹脂フィルム1
の表面よりも高く金6が盛り上がるよう金メッキを続け
る(第1図(e))。
なおメッキ法に代えてCVD法等を用いてもよい。
最後に、金属箔2を構成する例えばCu等はエッチング
するが金及びポリイミド樹脂はエッチングしないエッチ
ング液を用いたエッチングにより金属箔2を除去し、続
いて接着剤4を除去して第4図(f)に示す如く導電部
材34が金、保持体35がポリイミド樹脂で構成される電気
的接続部材31を製造する。
第2図は本発明の他の実施例の主要工程を示す模式的
断面図であり、第1図(b)においてポリイミド樹脂フ
ィルム1に穴3を穿つ工程においては、ポリイミド樹脂
フィルム1の両面から相対応する位置に夫々同時的にフ
ォトマスク11を通してレーザビームを投射する場合につ
いて説明したが、これに代えてポリイミド樹脂フィルム
1の片面側からフォトマスク11を通してレーザビーム投
射し、先ずポリイミド樹脂フィルム1の厚さの略1/2
相当する深さの穴3′を穿ち、次いでポリイミド樹脂フ
ィルム1を反転させて、反対側から同様にフォトマスク
11を通して穴3′と対応する位置にレーザビームを投射
し、穴3を穿設することとしてもよい。
勿論ポリイミド樹脂フィルム1の片面側から反対面側
に貫通するようレーザビームを投射してもよいが、穴3
の直径がポリイミド樹脂フィルム1の厚さ方向において
変化する虞れがあるため、ポリイミド樹脂フィルム1の
両面側から夫々厚さの略1/2に相当する深さの穴を穿つ
のが望ましい。
第3図は本発明の更に他の実施例における主要工程を
示す模式的断面図であり、第1図(c)においては穴3
を穿ったポリイミド樹脂フィルム1をそのまま接着剤4
を用いて金属箔2の表面に貼り合わせる場合について説
明したが、これに代えてポリイミド樹脂フィルム1に穴
3を穿った後、穴3内にポリイミド樹脂とは異なるエッ
チングレートの材料7を充填して穴3を塞いだ後(第3
図(a))、このポリイミド樹脂フィルム1を接着剤4
にて金属箔2上に貼り合わせ(第3図(b))、その
後、材料7及び穴3内に露出する接着剤4をエッチング
除去した後(第3図(c))、穴3内に露出する金属箔
2の一部をエッチングして凹部5を形成することとして
もよい。他の工程は第1図に示した実施例の場合と実質
的に略同じであり、説明を省略する。
このような実施例にあってはポリイミド樹脂フィルム
1を金属箔2と貼り合わせたとき穴3内に接着剤4が侵
入し、その侵入量の差から穴3内の接着剤4の除去時間
にバラツキが生じ、金属箔2に形成する凹部の形状が不
均一となるのを回避することが出来る利点がある。
本実施例では保持体として電気的絶縁材であるポリイ
ミド樹脂を用いたが、特にこれにのみ限定するものでは
なく、エポキシ樹脂,シリコーン樹脂等を用いてもよ
い。またこれらの樹脂中に、粉体,繊維,板状体,棒状
体,球状体等の所望の形状をなした、無機材料,金属材
料,合金材料の一種または複数種を分散して含有せしめ
てもよい。含有される金属材料,合金材料として具体的
には、Au,Ag,Cu,Al,Be,Ca,Mg,Mo,Fe,Ni,Co,Mn,W,Cr,Nb,
Zr,Ti,Ta,Zn,Sn,Pb-Sn等があげられ、含有される無機材
料として、SiO2,B2O3,Al2O3,Na2O,K2O,CaO,ZnO,BaO,Pb
O,Sb2O3,As2O3,La2O3,ZrO2,P2O5,TiO2,MgO,SiC,BeO,BP,
BN,AlN,B4C,TaC,TiB2,CrB2,TiN,Si3N4,Ta2O5等のセラミ
ック,ダイヤモンド,ガラス,カーボン,ボロン等があ
げられる。
高エネルギービームとしてはエキシマレーザビームの
外、CO2,YAG,N,Ar,Krレーザビーム等を用いてもよい。
またレーザビームに代えてFIBE,IBE,スパッタ等のイオ
ンビームを用いることも可能である。
上記した実施例では基体たる金属箔2の材料としてCu
を用いたが、これに限らず、Au,Ag,Be,Ca,Mg,Mo,Ni,W,F
e,Ti,In,Ta,Zn,Al,Sn,Pb-Sn等の金属、又は合金の薄板
を用いてもよい。但し、最終工程において基体のみを選
択的にエッチング除去するので、導電部材34の材料と基
体に用いる材料とは異ならせておく必要がある。
更に導電部材34の材料として金を使用したが、これに
代えてCu,Ag,Be,Ca,Mg,Mo,Ni,W,Fe,Ti,In,Ta,Zn,Al,Sn,
Pb-Sn等の金属単体又はこれらの合金を用いてもよい。
なお導電部材34の断面形状は、円形,四角形その他の形
状とすることができるが、応力の過度の集中を避けるた
めには角がない形状が望ましい。
また、導電部材34は保持体35中に垂直に配する必要は
なく、保持体35の一方の面側から保持体35の他方の面側
に斜行していてもよい。
〔発明の効果〕
以上の如く、本発明の製造方法では保持体として用い
るシート状の電気的絶縁材に形成される穴の形状を深さ
方向に均一化することができ、これらの穴に充填される
導電部材の形状を、電気的絶縁材の厚さ、形成される穴
のサイズの如何を問わず均一化することができる。ま
た、導電部材を充填するための穴を、シート状の電気的
絶縁材の両面側から高エネルギービームを投射して行う
から、形成される穴の形状を深さ方向により均一化する
ことができ、製造された電気的接続部材の特性の安定
化,製造歩留りの向上に優れた効果を奏するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る製造方法の主要工程を示す模式的
断面図、第2図は本発明におけるポリイミド樹脂フィル
ムに対する穿孔工程の他の例を示す模式的断面図、第3
図は本発明の更に他の実施例における主要工程を示す模
式的断面図、第4図は従来の製造方法の主要工程を示す
模式的断面図、第5図は電気的接続部材の使用例を示す
模式図である。 1……ポリイミド樹脂フィルム、2……金属箔、3……
穴、4……接着剤、5……凹部、6……金、31……電気
的接続部材、34……導電部材、35……保持体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 豊秀 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 榊 隆 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 寺山 芳実 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 田村 洋一 東京都千代田区大手町1丁目1番3号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 岡林 高弘 東京都千代田区大手町1丁目1番3号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 近藤 和夫 東京都千代田区大手町1丁目1番3号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 中塚 康雄 東京都千代田区大手町1丁目1番3号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 池上 祐一 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−2208(JP,A) 特開 平2−49385(JP,A) 特開 昭52−115391(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01R 43/00 H01R 11/01 H01B 13/00 501 H01L 21/302 H01L 21/306

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電気的絶縁材からなる保持体と、該保持体
    中に互いに絶縁状態にして備えられた複数の導電部材と
    を有し、前記各導電部材の一端は前記保持体の一方の面
    に露出し、前記各導電部材の他端は前記保持体の他方の
    面に露出している電気的接続部材を製造する方法におい
    て、 前記保持体として用いるシート状の電気的絶縁材に高エ
    ネルギービームを投射し、表裏に貫通する複数の穴を形
    成する工程と、 前記穴が形成された電気的絶縁材を接着剤を用いて基体
    上に貼り合わせる工程と、 前記穴の内部に存在する前記接着剤の層を除去し、前記
    基体の一部を各穴の内側に露出させる工程と、 各穴内に露出する基体の一部をエッチングし、夫々の穴
    に連続する凹部を形成する工程と、 前記穴及び凹部内に導電部材を充填する工程と、 前記基体を除去する工程と を含むことを特徴とする電気的接続部材の製造方法。
  2. 【請求項2】電気的絶縁材からなる保持体と、該保持体
    中に互いに絶縁状態にして備えられた複数の導電部材と
    を有し、前記各導電部材の一端は前記保持体の一方の面
    に露出し、前記各導電部材の他端は前記保持体の他方の
    面に露出している電気的接続部材を製造する方法におい
    て、 前記保持体として用いるシート状の電気的絶縁材に高エ
    ネルギービームを投射し、表裏に貫通する複数の穴を形
    成する工程と、 前記穴が形成された電気的絶縁材を、他の材料の充填に
    より各穴を塞いだ状態で基体上に設ける工程と、 各穴の内部の充填材料を除去し、前記基体の一部を各穴
    の内側に露出させ工程と、 各穴内に露出する基体の一部をエッチングし、夫々の穴
    に連続する凹部を形成する工程と、 前記穴及び凹部内に導電材料を充填する工程と、 前記基体を除去する工程と を含むことを特徴とする電気的接続部材の製造方法。
  3. 【請求項3】前記電気的絶縁材に複数の穴を形成する工
    程は、該電気的絶縁材の両面側から高エネルギービーム
    を投射して行う請求項1又は請求項2記載の電気的接続
    部材の製造方法。
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