JP2909641B2

JP2909641B2 - 電気的接続部材の製造方法

Info

Publication number: JP2909641B2
Application number: JP2067822A
Authority: JP
Inventors: 芳実寺山; 徹夫吉沢; 豊秀宮崎; 浩史近藤; 隆榊; 洋一田村; 高弘岡林; 和夫近藤; 康雄中塚; 祐一池上
Original assignee: Canon Inc; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Canon Inc; Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1999-06-23
Anticipated expiration: 2014-06-23
Also published as: JPH03269978A

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し、特にその
現像工程に関するものである。

〔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。ところがこれらの方
法にあっては、両電気回路部品間の接続点数の増加に対
応できない、コスト高である等の難点があった。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
部材を互いに絶縁して備えた構成をなす電気的接続部材
を用いて、電気回路部品同士を電気的に接続することが
公知である（特開昭63-222437号公報，特開昭63-224235
号公報等）。

第４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を、夫々の導電部材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中に備えて構成
されており、導電部材34の一端38を一方の電気回路部品
32側に露出させ、導電部材34の他端39を他方の電気回路
部品33側に露出させている（第４図（ａ））。そして、
一方の電気回路部品32の接続部36と電気回路部品32側に
露出した導電部材34の一端38とを合金化することにより
両者を接合し、他方の電気回路部品33の接続部37と電気
回路部品33側に露出した導電部材34の他端39とを合金化
することにより両者を接合し、電気回路部品32,33同士
を電気的に接続する（第４図（ｂ））。

このような電気的接続部材においては、以下に示すよ
うな利点がある。

導電部材の大きさを微細にすることにより、電気回路
部品の接続部を小型化し、またそのため接続点数を増加
させることができ、よって電気回路部品同士のより高密
度な接続が可能である。

厚みが異なる電気回路部品であっても、電気的接続部
材の厚みを変更することにより電気回路部品の高さを常
に一定にすることが可能となり、多層接続が容易に行
え、より高密度な実装が可能である。

電気回路部品の接続部と接続される導電部材の突出高
さを高くすることにより、電気回路部品の接続部が表面
から落ち込んだものであっても安定した接続を行うこと
が可能となり、複雑な形状をなす電気回路部品同士であ
っても容易に接続することが可能である。

電気回路部品から発生する熱が電気的接続部材の保持
体を通して放熱されるため熱による電気特性変動は極め
て小さい。また放熱特性が優れているため熱疲労の影響
が小さく信頼性も高くなる。

電気回路部品同士の接続における接続長が短くなるの
で、インピーダンスを低減できて電気回路部品の高速化
を図ることが可能である。

電気回路部品同士の電気的な多点接続を行うための上
述した電気的接続部材の製造方法としては、特願昭63-1
33401号に提案されたものがある。以下、この製造方法
についてその工程を模式的に示す第５図に基づき簡単に
説明する。

まず、銅板等の金属シートからなる基体51を準備し
（第５図（ａ））、この基体51上に、スピンコータによ
り感光性樹脂52を塗布して、100℃前後の温度にてプリ
ベイクを行う（第５図（ｂ））。所定パターンをなした
フォトマスク（図示せず）を介して光を感光性樹脂52に
照射した（露光した）後、現像を行う。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が除去されて複数の穴53が形成さ
れる（第５図（ｃ））。200〜400℃まで温度を上げて感
光性樹脂52の硬化を行った後、エッチング液中に基体51
を浸漬させてエッチングを行い、穴53に連通する凹部54
を基体51に形成する（第５図（ｄ））。次いで、基体51
を共通電極として金メッキを施して、穴53,凹部54に金5
5を充填し、バンプが形成されるまで金メッキを続ける
（第５図（ｅ））。最後に基体51をエッチングにより除
去して、電気的接続部材31を製造する（第５図
（ｆ））。

このようにして製造される電気的接続部材31にあって
は、金55が導電部材34を構成し、感光性樹脂52が保持体
35を構成する。なお電気的接続部材31における各部分の
寸法は、感光性樹脂52（保持体35）の厚さを約10μｍ、
穴53（導電部材34）の直径を約20μm,ピッチを約40μｍ
とし、導電部材34の突出量を表裏とも数μｍ程度とす
る。

ところで、上述した従来の製造方法では、感光性樹脂
52の現像工程において、中間材（露光処理された感光性
樹脂52が設けられた基体51）を一定時間にわたって現像
液に浸漬させて現像を行う浸漬現像（ディピング現像）
か、中間材に現像液を噴射させて現像を行う噴射現像
（スプレー現像）かが行われている。

第６図は浸漬現像の実施状態を示す模式図であり、図
中61は現像液62を貯溜している現像槽である。現像槽61
内の現像液62中には、治具63に真空吸着された露光処理
後の中間材64が浸漬されている。このような状態で一定
時間にわたって、中間材64を現像液62に浸漬させて感光
性樹脂52の現像を行う。

第７図は噴射現像の実施状態を示す模式図であり、図
中65は現像が行われる現像槽を示す。現像槽65は、現像
液を貯溜しているタンク66に連結されており、その下面
から現像液が上方（図中矢符方向）に噴射されるように
なっている。治具63に真空吸着された露光処理後の中間
材64を、現像槽65内に搬送した後、現像液を中間材64に
噴射して感光性樹脂52の現像を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述したような製造方法においては、
現像工程において、浸漬現像または噴射現像のどちから
一方しか行わないので、以下に述べるような問題点が残
存しており、更なる改良の余地があった。

浸漬現像のみで行う場合には、現像に長時間を要する
という問題点、また感光性樹脂が完全に除去できないこ
とがあるという問題点がある。

噴射現像のみで行う場合、もし現像液を循環させない
ときには現像液の使用量が多くなってコストが嵩むとい
う問題点がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、浸
漬現像と噴射現像とを併用し、この噴射現像に際して現
像剤を循環使用することにより、上述したような問題点
を解決し、少量の現像液の使用にて感光性樹脂を残渣な
く完全に除去でき、しかも現像時間は短い電気的接続部
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〕

本願の第１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
各導電部材の一端が前記保持体の一方の面において露出
しており、前記各導電部材の他端が前記保持体の他方の
面において露出している電気的接続部材を製造する方法
において、前記保持体となる感光性樹脂を基体上に設け
る工程と、所定パターンをなしたフォトマスクを介して
光を前記感光性樹脂に照射して露光する工程と、露光さ
れた感光性樹脂及び基体に対し、現像液中に浸漬する浸
漬現像、及び循環使用される現像液を噴射する噴射現像
を各一回以上実施し、前記感光性樹脂に複数の穴を形成
して前記基体を露出させる工程と、露出された前記基体
の一部をエッチングして前記穴に連通する凹部を形成す
る工程と、前記穴及び凹部に前記導電部材となる導電材
料を充填する工程と、残存する前記基体を除去する工程
とを有することを特徴とする。

本願の第２発明に係る電気的接続部材の製造方法は、
第１発明において、前記浸漬現像を行う際に、前記現像
液に超音波振動を加えることを特徴とする。

〔作用〕

本発明の電気的接続部材の製造方法にあっては、感光
性樹脂の現像工程において、浸漬現像と噴射現像とを有
効に組み合せる。そうすると、夫々の現像処理の利点を
引き出せて、現像液の使用量は少なく、現像時間は短縮
され、残渣が完全に除去される。

第２発明では、浸漬現像中に超音波振動を加える。そ
うすると現像処理は促進され、より短時間にて感光性樹
脂の現像が行われる。

〔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図は本発明の製造工程を示す模式的断面図であ
る。まず、基体である銅板１を準備し、この銅板１上に
感光性樹脂であるネガ型のポリイミド樹脂２をスピンコ
ータにて塗布し、プリベイクを行う（第１図（ａ））。
なお、塗布するポリイミド樹脂２の膜厚は、硬化収縮に
よる減少を考慮して、製造される電気的接続部材におけ
る保持体の所望の膜厚よりも厚くしておく。

次いで、所定パターンをなしたフォトマスク３を介し
て光（図示せず）をポリイミド樹脂２に照射した（露光
した）後、現像を行う（第１図（ｂ））。本例では、露
光された部分にはポリイミド樹脂２が残存し、露光され
ない部分は現像処理によりポリイミド樹脂２が除去され
て、複数の穴４がポリイミド樹脂３に形成される。その
後、ポリイミド樹脂３の硬化を行う（第１図（ｃ））。

本発明ではこの現像処理において、浸漬現像と噴射現
像とを併用する。第２図はこのような現像処理の実施状
態を示す模式図であり、図中10は現像槽を示す。現像槽
10には現像液を循環させる循環管11が設けられており、
循環管11には現像液12を貯溜しているタンク13が接続さ
れている。また循環管11の中途には、現像液12の循環及
び噴射を行うためのポンプ14及び現像液12を濾過するフ
ィルタ15が設けられており、循環管11と現像槽10との連
結部には、循環管11における現像液12の循環の有無を調
節するバルブ16が設けられている。ポンプ14の作用によ
り循環管11を循環された現像液12が上方向（直線矢符方
向）に噴射されるようになっており、またバルブ16の開
閉動作により現像槽10内に貯溜される現像液12の量を調
節できる。そして、真空吸着によって治具17に支持され
た中間材18（銅板１上の感光性性樹脂２が所定パターン
に露光されたもの）が現像槽10内に搬入されて現像処理
がなされる。

まず、タンク13から現像液12がポンプ14を通って矢符
方向に噴射され、噴射現像によって現像処理がなされ
る。このとき、バルブ16を開いておくことによって、噴
射された現像液12は循環管11に戻り、フィルタ15にて濾
過された後、再びタンク13内に貯溜される。このよう
に、現像液12の循環により噴射現像が施される。次にバ
ルブ16を閉じて、現像槽10内に現像液12を溜めて浸漬現
像を一定時間にわたって行う。この際、現像槽10に超音
波振動19を加えて現像液12を振動させると、現像処理の
効率が向上して現像時間の短縮を図ることができる。最
後に、再びバルブ16を開いて仕上げに再び噴射現像を行
って、現像処理を終了する。

本発明では以上のように、浸漬現像と噴射現像とを併
用するので、両者の利点を活用することができる。つま
り、浸漬現像を用いることによって現像液の使用量を少
なくできる利点があり、また噴射現像を用いることによ
って現像処理が短時間にて可能、微細加工が可能、感光
性樹脂（ポリイミド樹脂２）の残渣の完全除去が可能等
の利点がある。

ポリイミド樹脂２の硬化を行った後、エッチング液中
に浸漬させて銅板１のエッチングを行い、穴４の近傍の
銅板１の一部をエッチング除去して、穴４に連通する凹
部分５を銅板１に形成する（第１図（ｄ））。この際、
形成する凹部５の径は、穴４の径よりは大きく隣合う穴
４の外周までの距離の半分よりは小さいこととする。こ
のように、凹部５の大きさを制御しておくことにより、
隣合う導電部材同士が導通することなくしかも導電部材
の抜け落ちがない電気的接続部材を製造できる。

次いで、銅板１を共通電極として用いた金メッキによ
り、穴4,凹部５に金６を充填し、ポリイミド樹脂２の表
面より金６が突出するまで金メッキを続ける（第１図
（ｅ））。銅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て、金属エッチ
ングにより銅板１を除去し、電気的接続部材31を製造す
る（第１図（ｆ））。

このようにして製造される電気的接続部材31にあって
は、金６が導電部材34を構成し、ポリイミド樹脂２が保
持体35を構成する。なお、製造される電気的接続部材31
における各部分の寸法は従来例と同じである。

第３図は、本発明における現像工程の別の実施状態を
示す模式図である。この実施例は、浸漬現像と噴射現像
とを別々の現像槽にて行う例である。

図中21は浸漬現像を行うための現像槽、22は噴射現像
を行うための現像槽であり、現像槽21内には現像液12が
貯溜されており、現像の際には現像槽21に超音波振動19
が加えられるようになっている。また、現像槽22には現
像液12が循環する循環管11が設けられており、循環管11
には現像液12を貯溜するタンク13が接続され、また循環
管11の中途には現像液の循環及び噴射を行うためのポン
プ14及び現像液を濾過するフィルタ15が設けられてい
る。前述の実施例と同様に、現像対象の中間材18は治具
17に真空吸着されているが、本実施例では中間材18を支
える治具17が搬送器23に連結されていて、中間材18が治
具17に真空吸着された状態で現像槽21内及び現像槽22内
を自由に移動できるようになっている。

このような構成を用い、浸漬現像と噴射現像とを併用
して現像処理を行う。なお、浸漬現像と噴射現像との順
序は前述の実施例と同じである。まず、中間材18を現像
槽22内に搬送し、タンク13に貯溜された現像液12をポン
プ14の作用により矢符方向に噴射させて噴射現像を行
う。この際、噴射された現像液12は循環管11に戻り、フ
ィルタ15にて濾過された後、再びタンク13に戻る。次
に、搬送器23の作用により、治具17に真空吸着された状
態にて中間材18を現像槽21内に搬送し、中間材18を現像
槽21内の現像液12に一定時間浸漬させて、浸漬現像を行
う。一定時間経過後、搬送器23の作用により、治具17に
真空吸着された状態にて再び中間材18を現像槽22内に搬
送し、仕上げの噴射現像を行って、現像処理を終了す
る。

この実施例においても、浸漬現像と噴射現像とを併用
することが可能であるので、前述の実施例と同様の効果
を有する。

なお、本実施例ではメッキにより金６を充填して導電
部材34を形成することとしたが、他の方法、例えばCVD
（chemical vapor deposition）による選択成長を行う
こととしても良い。

また、保持体となる感光性樹脂としてポリイミド樹脂
２を用いたが、感光性の樹脂であれば、これ以外にエポ
キシ樹脂，シリコン樹脂等を使用しても良い。また、こ
のような樹脂中に、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が、分散して含有せしめても良
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,PbO,Sb
₂O₃,As₂O₃,La₂O₃,ZrO₂,P₂O₅,TiO₂,MgO,SiC,BeO,BP,BN,A
lN,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。

本発明で製造される電気的接続部材では、配線パター
ンが存在するものもある。その際、配線パターンは保持
体の内部に存在していても良いし、保持体の一方又は両
方の面上に存在しても良い。備えられている個々の導電
部材と配線パターンとは電気的に接続されていても良い
し、接続されていなくても良い。更に、その電気的接続
は、保持体の内部で接続されていても良いし、保持体の
面の一方又は両方で接続されていても良い。配線パター
ンの材質は金属材料に限らず、他の導電部材でも良い。
なお、導電部材の接続部の端は凸状になっている方が好
ましい。また、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良い。

また本実施例では導電部材34の材料として金６を使用
したが、金（Au）の他に、Cu,Ag,Be,Ca,Mg,Mo,Ni,W,Fe,
Ti,In,Ta,Zn,Al,Sn,Pb-Sn等の金属または合金を使用で
きる。導電部材34は、一種の金属及び合金から形成され
ていても良いし、数種類の金属及び合金を混合して形成
されていても良い。また、金属材料に有機材料または無
機材料の一方あるいは両方を含有せしめた材料でも良
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良
い。また、導電部材34の太さは特に限定されない。な
お、導電部材34の露出部は保持体35と同一の面としても
良いし、保持体35の面から突出させても良い。ただ、安
定して電気回路部品の接続部と接続を行い、接続部の信
頼性を確保するためには、電気回路部品の接続部と接続
される導電部材34は、保持体35から安定して突出するこ
とが望ましい。

更に本実施例では基体として銅板１を用いたが、これ
に限らず、Au,Ag,Be,Ca,Mg,Mo,Ni,W,Fe,Ti,In,Ta,Zn,A
l,Sn,Pb-Sn等の金属または合金の薄板を使用できる。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。

〔発明の効果〕

本発明の製造方法では、浸漬現像と噴射現像とを併用
して現像を行うので、両者の現像方法の利点を活かすこ
とができ、また噴射現像に際して現像剤を循環使用する
ので、少量の現像液を使用するだけで現像可能となり、
たとえ現像途中で残渣が存在しても残渣の完全な除去を
短時間に行うことができる。この結果、コストの低減化
を図れる、残渣が残存しないので安定した特性を有する
電気的接続部材を製造できる、製造時間の短縮化を図れ
る等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明に係る製造方法の工程を示す模式的断面
図、第２図は本発明に係る製造方法の現像工程の実施状
態を示す模式図、第３図は本発明に係る製造方法の現像
工程の別の実施状態を示す模式図、第４図は電気的接続
部材の使用例を示す模式図、第５図は従来の製造方法の
工程を示す模式的断面図、第６図，第７図は従来の製造
方法の現像工程の実施状態を示す模式図である。１……銅板、２……ポリイミド樹脂、３……フォトマス
ク、４……穴、５……凹部、６……金、10,21,22……現
像槽、12……現像液、18……中間材、19……超音波振
動、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)発明者近藤浩史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)参考文献特開平２−49385（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−202538（ＪＰ，Ａ) 特開平２−56555（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−111318（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−173473（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−189936（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−71349（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01R 43/00 H01L 21/30 G03D 5/04 H01R 11/01

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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が前記保持体の一方の面
において露出しており、前記各導電部材の他端は前記保
持体の他方の面において露出している電気的接続部材を
製造する方法において、前記保持体となる感光性樹脂を基体上に設ける工程と、所定パターンをなしたフォトマスクを介して光を前記感
光性樹脂に照射して露光する工程と、露光された感光性樹脂及び基体に対し、現像液中に浸漬
する浸漬現像、及び循環使用される現像液を噴射する噴
射現像を各一回以上実施し、前記感光性樹脂に複数の穴
を形成して前記基体を露出させる工程と、露出された前記基体の一部をエッチングして前記穴に連
通する凹部を形成する工程と、前記穴及び凹部に前記導電部材となる導電材料を充填す
る工程と、残存する前記基体を除去する工程とを有することを特徴とする電気的接続部材の製造方法。
【請求項２】前記浸漬現像を行う際に、前記現像液に超
音波振動を加える請求項１記載の電気的接続部材の製造
方法。