JP4644756B2 - Spiral contact bonding method - Google Patents
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Description
本発明は、半導体デバイスの検査装置等に用いられるスパイラル状接触子を基板上に接合する方法に関し、特に微小で精密な大量生産向きの接合方法に関する。 The present invention relates to a method for bonding a spiral contact used in a semiconductor device inspection apparatus or the like on a substrate, and more particularly to a minute and precise bonding method suitable for mass production.
図10は本発明の背景技術であるスパイラルコンタクタ(SC)の平面図である。図10に示すように、スパイラルコンタクタ(SC)は基板等の所定位置に格子状・碁盤の目状に配置された接続端子に合わせて配置した複数のスパイラル状接触子7から成り、個々のスパイラル状接触子7の最外周部7cは円環形状であり基板に固定されるが、そこから立ち上がって内周に及ぶ渦巻き状の接触子を有している(例えば、特許文献1参照)。
FIG. 10 is a plan view of a spiral contactor (SC) which is the background art of the present invention. As shown in FIG. 10, the spiral contactor (SC) is composed of a plurality of
また、プリント基板の製造工程でプリント基板の所定位置に電子部品を実装するためのクリームハンダを印刷するクリームハンダ印刷機において、チップ立ちなどの不良の発生を防ぐ手段として、通常の半分の薄さで孔をもつ第1のメタルマスクと通常の厚さのメタルマスクに特殊加工を施した孔をもつ第2のメタルマスクと、クリームハンダをローリングさせるステージよりなり、多層印刷するクリームハンダ印刷機(例えば、特許文献2参照)があった。
しかしながら、半導体デバイスの検査装置等に用いられるスパイラル状接触子の中でも特に微小なものを、プリント基板の配線導体と精密かつ堅固に接合する方法に関し、接合後も導通性も含めて長期間にわたり安定保持できるようにした大量生産向きの接合方法は確立されていなかった。 However, it relates to a method for bonding a minute contact among the spiral contacts used in semiconductor device inspection equipment, etc., to the wiring conductor of a printed circuit board precisely and firmly, and is stable for a long period of time, including conductivity, after bonding. A joining method suitable for mass production that can be maintained has not been established.
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、微小なスパイラル状接触子と、基板上の配線導体との導通を確実にして堅固に接合する大量生産向きの接合方法を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention aims to solve the above-described problems and provide a joining method suitable for mass production in which the connection between the minute spiral contact and the wiring conductor on the substrate is ensured and firmly joined. To do.
前記課題を解決するため、請求項1に係るスパイラル状接触子の接合方法は、銅箔(1)の所定位置に窪み(3)を形成する打刻工程(S1)と、前記銅箔(1)のポンチ加工面(4)に感光レジスト(5)を塗布するレジスト塗布工程(S2)と、フォトマスク(6)を密着または投影するフォトマスク工程(S3)と、露光および現像して定着レジスト(5a)を形成する現像定着工程(S4)と、金属被膜によりスパイラル状接触子(7)を形成するメッキ工程(S5)と、定着レジスト(5a)を除去するレジスト除去工程(S6)と、前記スパイラル状接触子(7)の内周が突出可能となる孔(8a)を穿設したポリイミド板(8)を前記銅箔(1)のメッキ面(1a)に位置合わせして積層するポリイミド積層工程(S7)と、前記銅箔(1)のメッキ面(1a)に前記ポリイミド板(8)を加熱圧着するポリイミド圧着工程(S8)と、前記銅箔(1)を除去するエッチング工程(S9)と、前記ポリイミド板(8)をパレット治具(9)に貼着して移動容易にしてから前記スパイラル状接触子(7)を円錐治具(10)に被せて立体化させて焼きなますことにより形状記憶させるフォーミング工程(S10)と、接着剤(12)を塗布する治具としてのプレート(11)に導電物質を含む熱硬化型の接着剤(12)を塗布する接着剤塗布工程(S11)と、前記プレート(11)に塗布された前記接着剤(12)を前記スパイラル状接触子(7)の最外周の接合面(7a)に転写する接着剤転写工程(S12)と、実装前の基板(13)における所定位置の配線導体(13a)上に前記接合面(7a)が対面するように位置合わせする接合準備工程(S13)と、前記基板(13)の表層に配設された配線導体(13a)に前記スパイラル状接触子(7)を加熱圧着する加熱圧着工程(S14)と、前記パレット治具(9)を外す治具離脱工程(S15)と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, a spiral contactor joining method according to claim 1 includes a stamping step (S1) for forming a depression (3) at a predetermined position of a copper foil (1), and the copper foil (1). ), A resist coating step (S2) for applying the photosensitive resist (5) to the punched surface (4), a photomask step (S3) for closely contacting or projecting the photomask (6), and a fixing resist by exposure and development. A developing and fixing step (S4) for forming (5a), a plating step (S5) for forming the spiral contact (7) with a metal film, a resist removing step (S6) for removing the fixing resist (5a), Polyimide which laminates the polyimide plate (8) having a hole (8a) through which the inner periphery of the spiral contact (7) can project in alignment with the plated surface (1a) of the copper foil (1). A laminating step (S7); A polyimide pressure-bonding step (S8) for heat-pressing the polyimide plate (8) to the plated surface (1a) of the copper foil (1), an etching step (S9) for removing the copper foil (1), and the polyimide plate (8) is attached to the pallet jig (9) for easy movement, and then the spiral contact (7) is placed on the conical jig (10) to form a solid and annealed to store the shape. A forming step (S10), an adhesive application step (S11) for applying a thermosetting adhesive (12) containing a conductive material to a plate (11) as a jig for applying the adhesive (12), and An adhesive transfer step (S12) for transferring the adhesive (12) applied to the plate (11) to the outermost joint surface (7a) of the spiral contact (7); and a substrate (13) before mounting ) (13a) A bonding preparation step (S13) for positioning the bonding surface (7a) to face the wiring contact (13a) disposed on the surface layer of the substrate (13), and the spiral contactor A thermocompression bonding step (S14) for thermocompression bonding (7) and a jig removing step (S15) for removing the pallet jig (9) are provided.
請求項2に係るスパイラル状接触子(7)の接合方法は、請求項1に記載の発明に加えて、前記接着剤(12)には粒径の統一された金属粒子(12a)を導電媒体として混入したことを特徴とする。 In addition to the invention according to claim 1 , the bonding method of the spiral contactor (7) according to claim 2 is characterized in that metal particles (12a) having a uniform particle diameter are provided in the adhesive (12) as a conductive medium. It is characterized by being mixed.
請求項3に係るスパイラル状接触子(7)の接合方法は、請求項1または請求項2に記載の発明に加えて、前記接着剤(12)は熱硬化型エポキシをベースとし、混入する前記金属粒子(12a)には銀(Ag)、錫(Sn)、銅(Cu)、または鉛(Pb)のいずれかを含むことを特徴とする。 Method for joining spiral contactor (7) according to claim 3, in addition to the invention described in claim 1 or claim 2, wherein the adhesive (12) is based on the thermosetting epoxy, mixed the The metal particles (12a) include any of silver (Ag), tin (Sn), copper (Cu), and lead (Pb).
請求項4に係るスパイラル状接触子(7)の接合方法は、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の発明に加えて、前記メッキ工程(S5)では厚さ15〜30μmにニッケルNiをメッキした上に重ねて0.5μm以下で金(Au)をメッキすることを特徴とする。
Method for joining spiral contactor (7) according to
本発明に係るスパイラル状接触子の接合方法によれば、微小なスパイラル状接触子を、基板の任意の位置に電気的・機械的な接合を精密かつ確実にし、かつ固定後も安定保持する大量生産向きの接合方法を提供することが可能になる。また、接触抵抗が少なく耐久性にも優れたスパイラルコンタクタを提供することが可能となる。 According to the method for bonding spiral contacts according to the present invention, a large amount of minute spiral contacts can be accurately and reliably bonded to an arbitrary position on a substrate, and can be stably held even after being fixed. It becomes possible to provide a bonding method suitable for production. Further, it is possible to provide a spiral contactor contact resistance excellent in less durability.
請求項1に係るスパイラル状接触子の接合方法によれば、微小かつ精密なスパイラル状接触子(7)を、基板(13)の表層に配設された配線導体(13a)と電気的・機械的な接合を確実にし、かつ固定後も安定保持する大量生産向きの接合方法を提供することが可能になる。 According to the method for joining spiral contacts according to claim 1, a minute and precise spiral contact (7) is connected to the wiring conductor (13 a) disposed on the surface layer of the substrate (13) and the electrical / mechanical device. It is possible to provide a joining method suitable for mass production that ensures reliable joining and is stably held even after fixing.
請求項2に係るスパイラル状接触子の接合方法によれば、請求項1に記載の発明による作用効果をより確実にすることが可能となる。 According to the joining method of the spiral contact according to claim 2, it is possible to secure the function and effect of the invention according to claim 1.
請求項3に係るスパイラル状接触子の接合方法によれば、請求項1または請求項2に記載の発明による作用効果をより確実にすることが可能となる。 According to the joining method of the spiral contact according to claim 3, it is possible to secure the function and effect of the invention according to claim 1 or claim 2.
請求項4に係るスパイラル状接触子の接合方法によれば、接触抵抗値(Ω)をより少なく、しかも耐久性に優れたスパイラルコンタクタ(SC)を提供することが可能となる。
According to the method for joining spiral contacts according to
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図1〜図3,図5〜図7に示した断面図のうちS5〜S15,S25〜S34、その中でも特にS15,S34に示す最終完成状態の断面図は、図10におけるA−A矢視断面図と一致するように整合している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 3 and FIGS. 5 to 7, S 5 to S 15, S 25 to
<第1実施の形態>
以下、図1〜図3を用いて第1実施の形態を説明する。図1は、実施形態に係るスパイラル状接触子の接合方法のうち、始めの6工程を示す拡大断面図である。
図1に示すように、打刻工程(S1)により銅箔1の所定位置に、直径および深さともに概ね5〜20μm程度の微小な窪み3を、例えばポンチ2で打刻してつける。この窪み3は、後記するメッキ工程(S5)以後に説明するスパイク7bを成形するための雌型にするためのものである。なお、スパイク7bの先は尖らせるように形成し、後の工程(図3、S14)でスパイラル状接触子7を基板13に実装する際、このスパイク7bを画鋲のように基板13に差し込んで固定するために用いられる。なお、打刻工程(S1)における、ポンチ2で打刻する方法は一例に過ぎず、他の方法として、例えばエッチング等による方法でも構わない。
<First embodiment>
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing the first six steps in the method for joining spiral contacts according to the embodiment.
As shown in FIG. 1, a minute recess 3 having a diameter and a depth of approximately 5 to 20 μm is stamped at a predetermined position of the copper foil 1 by a punching process 2 (S1). The recess 3 is for forming a female mold for forming the
つづいて、レジスト塗布工程(S2)により、ポンチ加工による窪み3のついたポンチ加工面4に、感光レジスト5を均一に塗布する。
それから、フォトマスク工程(S3)により、スパイラル状接触子7の輪郭を描いたフォトマスク6を感光レジスト5a面に覆い被せる。このとき、フォトマスク6を形成するフィルム等が製品と同一寸法ならば、密着焼き付けするようにフォトマスク6を感光レジスト5の表面に重ね合わせが、異なる寸法ならば写真製版(現像)用の投影機によりフォトマスク6を適切な倍率で投影して露光する。そうすることにより、フォトマスク6により覆われて遮光された箇所と、覆われずに露光可能な箇所の区別を明確にする。
Subsequently, in the resist coating step (S2), the photosensitive resist 5 is uniformly coated on the punched
Then, the photomask 6 in which the outline of the
なお、完成された状態のスパイラル状接触子7(図10)が基板13(図3参照)上に多数配置された全体をスパイラルコンタクタ(以下、「SC」と略す)と呼んで区別している。 The entire spiral contact 7 (FIG. 10) in a completed state is arranged on the substrate 13 (see FIG. 3) and is distinguished by being called a spiral contactor (hereinafter abbreviated as “SC”).
つぎの現像定着工程(S4)により定着レジスト5a面を現像し定着すると、ポンチ加工部分を含んでフォトマスク6に覆われた箇所はレジスト被膜が形成されずに銅箔1が露出した状態である。一方、フォトマスク6に覆われずに露光した銅箔1の表面には定着レジスト5aによるレジスト被膜がスパイラル状接触子7の反転画像(ネガ)として形成される。
When the surface of the
ついで、メッキ工程(S5)により、窪み3を含んで銅箔が露出した箇所にのみ金属材料がメッキされスパイラル状接触子7を形成する。一方、レジスト被膜の箇所にはメッキされない。
その結果、フォトマスク6により感光を遮られて定着レジスト5aが定着しなかった箇所にのみメッキされ、スパイラル状接触子7を形成するフォトマスク6をトレースするようにメッキされる。この段階で、写真製版(印刷)技術により高い精度でスパイラル状接触子7の輪郭が銅箔の表面に形成されている。
Next, in the plating step (S5), the metal material is plated only at the portions where the copper foil is exposed including the recesses 3 to form the
As a result, the photomask 6 is plated only on the portion where the photosensitive resist is blocked and the
つぎに、図1に示すメッキ工程(S5),図5に示す(S25)で厚さ15〜30μmにニッケルNiをメッキした上に重ねて0.5μm以下でAuをメッキすることにより、接触抵抗値(Ω)が少なく耐久性にも優れたSCを提供することが可能となる。
そして、レジスト除去工程(S6)により、レジスト除去をすれば、銅箔の表面にはスパイラル状接触子7だけが残る。
Next, the plating process (S5) shown in FIG. 1 and (S25) shown in FIG. 5 are plated with nickel Ni to a thickness of 15 to 30 μm and plated with Au at a thickness of 0.5 μm or less. It is possible to provide an SC having a small value (Ω) and excellent durability.
Then, if the resist is removed by the resist removing step (S6), only the
図2は図1に続く6工程を示す拡大断面図である。図2に示すポリイミド積層工程(S7)では、図10にも示したSCを構成するスパイラル状接触子7のうち弾力的に立ち上がる円錐部が抜き出せるような孔8aの空いたポリイミド板8を、スパイラル状接触子7の形成された銅箔1の表面に載置した後、ポリイミド圧着工程(S8)により、ポリイミド板8をスパイラル状接触子7の最外周部7cに加熱圧着する。なお、孔8aの位置および直径は図10に示すSCの平面配列を実現するように穿設されている。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing six steps following FIG. In the polyimide lamination step (S7) shown in FIG. 2, a
ついで、エッチング工程(S9)により、銅箔1をエッチング除去する。そうすると、スパイラル状接触子7の最外周部をポリイミド板8の裏側に固定されたものができる。スパイラル状接触子7のうち弾力的に盛り上がる円錐部は、ポリイミド板8の孔8aを通して裏から表へ螺旋を描いて立ち上がることが可能となる。
Next, the copper foil 1 is removed by etching in the etching step (S9). As a result, the outermost peripheral portion of the
つぎのフォーミング工程(S10)により、ポリイミド板8にパレット治具9を貼着して移動を容易にし、スパイラル状接触子7の下から円錐の型、すなわち円錐治具10で中心部を突き上げ、ポリイミド板8の孔8aを通して裏から表へ螺旋を描いて立ち上がった状態をスパイラル状接触子7に形状記憶させる。このとき、アイロンがけの要領で形状を整えてから高温加圧するが、スパイラル状接触子7は金属なので焼きなまし(アニール)フォーミングを施して立体化した渦巻きバネを形成し、形状記憶したらスパイラル状接触子7を円錐治具10から離脱する。
In the next forming step (S10), the
一方、接着剤塗布工程(S11)により、熱硬化型接着剤を薄く均一に塗布したプレートを用意し、接着剤転写工程(S12)に備える。そして、接着剤転写工程(S12)により、スパイラル状接触子7の最外周部7c(図10参照)の接合面(のりしろ)7aに、熱硬化型の接着剤12(のり)を、プレート11から転写させるため、プレート11に接合面7aを接触させる。つまり、のりしろに、のりを塗りつける工程である。
このプレート11は、微小に限定された接合面7aに接合剤を塗布するための治具のような機能を果たすものであるが、へら等により手作業で塗布するよりはるかに効率が良くしかも均一性を保証できる。したがって大量生産に適する方法として採用している。
On the other hand, a plate on which a thermosetting adhesive is thinly and uniformly applied is prepared in the adhesive application step (S11), and is prepared for the adhesive transfer step (S12). Then, by the adhesive transfer step (S12), the thermosetting adhesive 12 (paste) is applied from the
The
図3は図2に続いて終了間際の3工程を示す拡大断面図である。
接合準備工程(S13)により、実装前の基板13における所定位置の配線導体13a上にスパイラル状接触子7の最外周部7cの接合面7aが対面するように位置合わせし、加熱圧着工程(S14)により、基板13の表層に形成された配線導体13aにスパイラル状接触子7を加熱圧着する。このとき、接着剤12である熱硬化型エポキシが塗布された接合面7aは、加熱圧着により基板13に強固に固着される。しかも、接合面7aには、多数のスパイク7bが突出しており、これらのスパイク7bとスパイラル状接触子7とは導電性も良好な一体の金属であり、基板13の配線導体13aに対して画鋲のように突き刺さるので導電性と固着強度の両方を高める効果がある。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing three steps just before the end after FIG.
In the bonding preparation step (S13), the position is adjusted so that the
なお、金属が相手材料と接触し、ある圧力と温度の条件下で、互いがある強度をもって半永久的に接合状態を保てることは、すでに解明されており周知である。そして、この接合状態の機械強度を補完する目的で接着剤12を用いているが、この接着剤12は金属接合面には介在せず、金属接合面以外のすき間にペースト溜まりを形成して、接着強度を保持している。したがって、金属接合面の導電性を阻害する絶縁体としての悪影響はない。 It is well known and well known that metals are in contact with a mating material and can maintain a semi-permanent bonding state with a certain strength under a certain pressure and temperature. And although the adhesive 12 is used for the purpose of complementing the mechanical strength of this joined state, this adhesive 12 does not intervene on the metal joint surface, and forms a paste pool in the gap other than the metal joint surface, Maintains adhesive strength. Therefore, there is no adverse effect as an insulator that hinders the conductivity of the metal joint surface.
つぎの治具離脱工程(S15)により、パレット治具9を外せば、基板13上の所定位置、すなわち配線導体13a上にスパイラル状接触子7が強固に接合されたSCが完成する。これらの工程は、大量生産対応の電子機器に用いられるプリント基板13の製造工程との共通点も多く、従来の技術および設備の延長線上に繰り入れることにより効率的に実施することが可能であり、大量生産に好適な製造方法である。
If the
図4は図3のS15工程に示す接合面におけるA部分の拡大断面図であり、(a)は接合前、(b)は接合後を示している。図4に示すように、基板13の表層に形成された配線導体13aにスパイラル状接触子7を加熱圧着することにより、接合面7aから突出した多数のスパイク7bのそれぞれが基板13の配線導体13aに対して画鋲のように突き刺さり、固着されている。
4A and 4B are enlarged cross-sectional views of a portion A on the joining surface shown in step S15 in FIG. 3, where FIG. 4A shows before joining and FIG. 4B shows after joining. As shown in FIG. 4, the
以下、接合面7aにおいて電気的導通が確実になる作用を説明する。スパイラル状接触子7の接合面7aに塗布された熱硬化型の接着剤12には、Ag、Sn、Cu、またはPbの単独粒子もしくは何れかを含む合金の微粒子が、直径を揃えたられた球の状態で混入されており、導電性ペーストを形成している。
Hereinafter, an operation of ensuring electrical continuity on the
<第2実施の形態>
以下、図5〜図7を用いて第2実施の形態を説明する。図5は第2実施の形態に係るスパイラル状接触子の接合方法のうち始めの6工程を示す拡大断面図である。図5に示すように、銅箔準備工程(S21)により銅箔1を準備する。この銅箔1は、製品として完成するSCが実装配置される基板13(S31〜S34参照)の平面に相当する形状であり、SCの実装配置に対応する仮の基盤である。
<Second Embodiment>
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the first six steps of the spiral contactor joining method according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, the copper foil 1 is prepared by a copper foil preparation step (S21). This copper foil 1 has a shape corresponding to the plane of the substrate 13 (see S31 to S34) on which the SC completed as a product is mounted and arranged, and is a temporary base corresponding to the mounting and arrangement of the SC.
銅箔1の片面にレジスト塗布工程(S22)により感光レジスト5を塗布する。そして、フォトマスク工程(S23)によりフォトマスク6を密着または投影し、現像定着工程(S24)により露光および現像して定着レジスト5aを形成する。さらにメッキ工程(S25)により、定着レジスト5aのない銅箔1表面に金属被膜をメッキしてスパイラル状接触子7を形成した後、レジスト除去工程(S26)により定着レジスト(5a)を除去する。
A photosensitive resist 5 is applied to one side of the copper foil 1 by a resist coating step (S22). Then, the photomask 6 is adhered or projected in the photomask process (S23), and exposed and developed in the development and fixing process (S24) to form the fixing resist 5a. Further, after plating the metal film on the surface of the copper foil 1 without the fixing resist 5a by the plating step (S25) to form the
図6は、図5に続く中程の5工程を示す拡大断面図である。ポリイミド積層工程(S27)では、スパイラル状接触子7の内周が突出可能なように孔8aを穿設したポリイミド板8を、銅箔1のメッキ面1aに位置合わせして積層し、ポリイミド圧着工程(S28)により銅箔1のメッキ面1aにポリイミド板8を加熱圧着した後、エッチング工程(S29)により銅箔1を除去する。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing the middle five steps following FIG. In the polyimide laminating step (S27), a
図6において、つぎに示すフォーミング工程(S30)では、ポリイミド板8をパレット治具9に貼着して移動容易にし、スパイラル状接触子7を円錐治具10に被せて立体化させた形状を焼きなまして記憶させる。
In FIG. 6, in the forming process (S30) shown next, the
一方、スパイラル状接触子7が実装される直前の基板13に対しては、接着剤印刷工程(S31)として、基板13の表層は配設された配線導体13a上に、導電物質を含む熱硬化型の接着剤12を印刷する。本実施形態では、導電物質として直径数μmに粒径を揃えた銀ボールを混入したACPを用いており、印刷インクの代わりにエポキシ、顔料の代わりに銀ボールの関係である。そして、クリームハンダ印刷機(特許文献2参照)で周知の精密な印刷技術により、必要な箇所にのみ適量の印刷を行う。
On the other hand, for the
図7は図6に続いて終了間際の3工程を示す拡大断面図である。図7に示す接合準備工程(S32)により、配線導体(13a)の接合箇所に接合面7a´が対面するように位置合わせし、つづく加熱圧着工程(S33)により配線導体13aの所定位置にスパイラル状接触子7を加熱圧着する。最後に、治具離脱工程(S34)によりパレット治具9を外せば完成する。このスパイラル状接触子の接合方法によれば、必要最小限の接着剤12を無駄なく用いて、微小かつ精密なスパイラル状接触子7を、基板13の表層に配設された配線導体13aと電気的・機械的な接合を確実にし、かつ固定後も安定保持する大量生産向きの接合方法を提供することが可能になる。
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the three steps just before the end after FIG. In the joining preparation step (S32) shown in FIG. 7, the joining is performed so that the joining
なお、(S2)(S22)で示すレジスト塗布工程、(S3)(S23)で示すフォトマスク工程、(S4)(S24)で示す現像定着工程、(S5)(S25)で示すメッキ工程、(S6)(S26)で示すレジスト除去工程、(S7)(S27)で示すポリイミド積層工程、(S8)(S28)で示すポリイミド圧着工程、(S9)(S29)で示すエッチング工程、(S10)(S30)で示すフォーミング工程は、それぞれ略同一の内容であり、S番号を前後で整合したに過ぎない。 (S2) (S22) resist coating process, (S3) (S23) photomask process, (S4) (S24) development fixing process, (S5) (S25) plating process, (S6) Resist removing step shown in (S26), polyimide lamination step shown in (S7) and (S27), polyimide pressure-bonding step shown in (S8) and (S28), etching step shown in (S9) and (S29), (S10) ( The forming steps shown in S30) have substantially the same contents, and the S numbers are only matched before and after.
図8は図7のS33工程に示すB部分の拡大断面図であり、(a)は接合途中、(b)は接合後を示している。図8(a)に示すように、接着剤12には球状の金属粒子12aが含まれており、図8(b)に示すように、接合面7a´が配線導体13aに圧着されることにより、球状であった金属粒子12aは押し潰されて、接合面7a´と基板13aの間で導電媒体としての機能を発揮する。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a portion B shown in step S33 of FIG. 7, where (a) shows a state during joining and (b) shows a state after joining. As shown in FIG. 8 (a), the adhesive 12 contains
なお、接着剤12に異方性導電性ペースト(ACP)を採用しても良く、ACPの場合は加圧された方向にのみ導電性を呈するが、その理由は図8(b)からもわかるように、圧着により接合する金属の間に挟まれて潰された導電性の金属粒子12aが広い接触面積により電気的導通状態を確保できるからである。このような金属粒子12aは球の直径が均一に揃えられているからこそ、圧接する面積の総和が最大になり、電気接触を良好にするのである。もし、直径が不揃いならば、接合する金属のすき間に挟まれる金属粒子12aの潰れ具合に差が生じ、比較的小さめの粒は全く潰れず接触しないこともあるので、圧接する面積の総和が少なく導電媒体としての機能を発揮できなくなってしまうのである。
Note that an anisotropic conductive paste (ACP) may be adopted for the adhesive 12, and in the case of ACP, it exhibits conductivity only in the pressurized direction, and the reason can be seen from FIG. 8 (b). This is because the
本発明は、ACPに混入する金属微粒子の球の直径を均一化する技術が確立されたことを背景として格別な効果を奏している。本実施形態において、直径を数μm程度に揃えられた銀ボール等を混入したACPは、金属相互のすき間に挟まれた状態で加熱圧接され偏平に潰された銀ボール等が導電媒体として良好に機能するとともに、ベースである熱硬化型エポキシにより強力に接着される。ただし、現状ではACPのメタルボールは高価であることのほか、潰した方向以外にも導電性を発揮することが望ましいため、ACPに限定しない導電性の金属粒子12aを用いることが望ましい。
The present invention has a remarkable effect against the background of the establishment of a technique for uniformizing the diameter of the spheres of metal fine particles mixed in ACP. In this embodiment, the ACP mixed with silver balls having a diameter of about several μm is excellent as a conductive medium because the silver balls etc. that are heat-pressed in a state of being sandwiched between the metal and flattened are flattened. It functions and is strongly bonded by the base thermosetting epoxy. However, at present, the ACP metal balls are expensive, and it is desirable to exhibit conductivity in a direction other than the crushed direction. Therefore, it is desirable to use
なお、ACPの導電メカニズムは概ね解明されており周知であるため、さらなる詳細な説明は省略するが、接合する金属間のすき間に挟まれて偏平に潰された導電媒体となる金属がSnをベースにしてPb、Ag、Cu、その他を混入したハンダであれば、半田付けに近い導電メカニズムでも説明できるほか、ACPの場合は、圧接導通していれば必要十分な導電性を確保できるので、必ずしも半田付けのように熱溶着されている必要はない。つまり、異種金属間の圧接導通が主であり、溶着は補助的な要素であるため、金属の融点を超えるような高温の加熱は不要であり、熱硬化型接着剤を硬化させる加熱温度で足りる。 Since the conduction mechanism of ACP is generally understood and well known, further detailed explanation is omitted, but the metal that becomes the conductive medium that is flattened by being sandwiched between the gaps between the metals to be joined is Sn-based. In the case of solder mixed with Pb, Ag, Cu, etc., it can be explained by a conductive mechanism close to soldering, and in the case of ACP, the necessary and sufficient conductivity can be ensured if pressure contact is conducted. There is no need for heat welding as in soldering. In other words, pressure contact conduction between dissimilar metals is the main, and welding is an auxiliary element, so there is no need for high-temperature heating exceeding the melting point of the metal, and a heating temperature that cures the thermosetting adhesive is sufficient. .
図9は第3実施の形態に係るマイクロコネクタの断面図であり、(a)はシート状接続端子を載置した状態、(b)はFPC基板が接続する相手にそれぞれ端子どうしで接近する様子、(c)はマイクロコネクタをクランプした状態である。 9A and 9B are cross-sectional views of the microconnector according to the third embodiment, in which FIG. 9A shows a state where sheet-like connection terminals are placed, and FIG. (C) is the state which clamped the microconnector.
図9(a)に示すように、シート状接触子20は、第1実施の形態または第2実施の形態で示した加熱圧着工程S14,S33により、ポリイミド板8の片面に突出するように接合されたスパイラル状接触子7が、ポリイミド板8の両面に突出するように、2枚を1組として背中合わせに貼り合せて構成されたものである。このシート状接触子20のスパイラル状接触子7が、基板13上の配線導体13aに当接する位置に載置されている。
As shown in FIG. 9A, the sheet-like contact 20 is bonded so as to protrude on one surface of the
つぎに図9(b)に示すように、スパイラル状接触子7にFPC基板17の配線導電13aが当接するようにFPC基板17を重ね合わせてから、図9(c)に示すように、ポリイミド板8の両面に配設されたスパイラル状接触子7を基板13とFPC17の間に挟むことによって、両者それぞれの配線導電13aは導電性が確実になる。
Next, as shown in FIG. 9B, the
つまり、一度FPC基板17が図示せぬ圧接手段によって押圧されると、図9(c)に示すように、両面に配置されたスパイラル状接続端子7,7は、基板13の配線導電13aとFPC基板7に設けられた配線導電13aを付勢しながら平板状に弾性変形し、電気的接続を行う。その結果、シート状接続端子20の上面、下面の両面に配設されたスパイラル状接続端子7,7の接点は電気的接続の信頼性を向上することができる。
That is, once the
1 銅箔
1a メッキ面
2 ポンチ
3 窪み
4 ポンチ加工面
5 感光レジスト
5a 定着レジスト
6 フォトマスク
7 スパイラル状接触子
7a,7a´ 接合面
7b スパイク
7c 最外周部
8 ポリイミド板
8a 孔
9 パレット治具
10 円錐治具
11 プレート
12 (熱硬化型の)接着剤
12a 金属粒子
13 基板
13a 配線導体
ACP 異方性導電性ペースト
SC スパイラルコンタクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Copper foil 1a Plating surface 2 Punch 3
Claims (4)
前記銅箔(1)のポンチ加工面(4)に感光レジスト(5)を塗布するレジスト塗布工程(S2)と、
フォトマスク(6)を密着または投影するフォトマスク工程(S3)と、
露光および現像して定着レジスト(5a)を形成する現像定着工程(S4)と、
金属被膜によりスパイラル状接触子(7)を形成するメッキ工程(S5)と、
定着レジスト(5a)を除去するレジスト除去工程(S6)と、
前記スパイラル状接触子(7)の内周が突出可能となる孔(8a)を穿設したポリイミド板(8)を前記銅箔(1)のメッキ面(1a)に位置合わせして積層するポリイミド積層工程(S7)と、
前記銅箔(1)のメッキ面(1a)に前記ポリイミド板(8)を加熱圧着するポリイミド圧着工程(S8)と、
前記銅箔(1)を除去するエッチング工程(S9)と、
前記ポリイミド板(8)をパレット治具(9)に貼着して移動容易にしてから前記スパイラル状接触子(7)を円錐治具(10)に被せて立体化させ焼きなましを行うことにより形状記憶させるフォーミング工程(S10)と、
接着剤(12)を塗布する治具としてのプレート(11)に導電物質を含む熱硬化型の接着剤(12)を塗布する接着剤塗布工程(S11)と、
前記プレート(11)に塗布された前記接着剤(12)を前記スパイラル状接触子(7)の最外周の接合面(7a)に転写する接着剤転写工程(S12)と、
実装前の基板(13)における所定位置の配線導体(13a)上に前記接合面(7a)が対面するように位置合わせする接合準備工程(S13)と、
前記基板(13)の表層に配設された配線導体(13a)に前記スパイラル状接触子(7)を加熱圧着する加熱圧着工程(S14)と、
前記パレット治具(9)を外す治具離脱工程(S15)と、を備えたことを特徴とするスパイラル状接触子の接合方法。 An embossing step (S1) for forming a depression (3) at a predetermined position of the copper foil (1);
A resist coating step (S2) for applying a photosensitive resist (5) to the punched surface (4) of the copper foil (1);
A photomask step (S3) for closely contacting or projecting the photomask (6);
A developing and fixing step (S4) of exposing and developing to form a fixing resist (5a);
A plating step (S5) for forming a spiral contact (7) with a metal coating;
A resist removing step (S6) for removing the fixing resist (5a);
Polyimide which laminates the polyimide plate (8) having a hole (8a) through which the inner periphery of the spiral contact (7) can project in alignment with the plated surface (1a) of the copper foil (1). A laminating step (S7);
A polyimide pressure bonding step (S8) in which the polyimide plate (8) is heat bonded to the plated surface (1a) of the copper foil (1);
An etching step (S9) for removing the copper foil (1);
The polyimide plate (8) is attached to a pallet jig (9) for easy movement, and then the spiral contact (7) is covered with a conical jig (10) to form a three-dimensional shape and annealed. Forming process (S10) to be stored;
An adhesive application step (S11) for applying a thermosetting adhesive (12) containing a conductive material to a plate (11) as a jig for applying the adhesive (12);
An adhesive transfer step (S12) for transferring the adhesive (12) applied to the plate (11) to the outermost joint surface (7a) of the spiral contact (7);
A bonding preparation step (S13) for aligning the bonding surface (7a) on the wiring conductor (13a) at a predetermined position on the substrate (13) before mounting;
A thermocompression bonding step (S14) of thermocompression bonding the spiral contact (7) to the wiring conductor (13a) disposed on the surface layer of the substrate (13);
And a jig removing step (S15) for removing the pallet jig (9).
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