JP5380800B2 - 電子部品の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は電子部品およびその製造方法に関し、特にマイクロコネクタに関する。
従来、２つの電子部品のそれぞれにおいて狭小な間隔で配列されている端子間を接続するためのマイクロコネクタが知られている。マイクロコネクタを用いると、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）もハンダも用いずに、狭小なピッチで配列されている端子間を常温下において接続することが可能になる。特許文献１、２、３、４、５に開示されているマイクロコネクタは、接続時に必要な弾性を持つビーム部が基板の接合面に対して平行に延びる構成である。また、特許文献６には、印刷技術によって導電ゴムからなるマイクロコネクタを製造する技術が開示されている。
特開平１０−１８９１６８号公報 特開２００６−４０７３７号公報 特開２００３−４５５７６号公報 特開２００２−２４６１１７号公報 特開２００１−３３２０１４４号公報 特開平５−１５２０１０３号広報
しかし、特許文献２、３、４、５に開示されているようにビーム部が基板の接合面に対して平行な方向に直線的に延びる構成のマイクロコネクタの場合、ビーム部の軸と垂直な方向にはマイクロコネクタを狭小なピッチで配列できるものの、ビーム部の軸と平行な方向にはマイクロコネクタを狭小なピッチで配列することができず、２つの電子部品を基板に対して垂直な方向に積み重ねて結合することもできないという問題がある。
また、特許文献１に開示されているようにマイクロコネクタのビーム部がＣ字形に湾曲しているマイクロコネクタは、特許文献２、３、４、５に開示されているマイクロコネクタに比べると狭小なピッチで二次元配列でき、基板の接合面に対して垂直な方向に積み重ねて２つの電子部品を結合することができるものの、基板の接合面に対して平行な方向に延びるビーム部を基板上に形成するために製造工程が複雑であり、磁石を組み込むためにマイクロコネクタの微細化が困難になるという問題がある。
また、特許文献６に開示されているマイクロコネクタは、導電ゴムを印刷するため、微細化が困難であり、耐久性が低いという問題がある。
本発明は、これらの問題に鑑みて創作されたものであって、２つの電子部品を基板と垂直な方向に積み重ね、狭小なピッチで二次元的に配列されている端子間を接続するためのコネクタを備える電子部品を提供することを目的とする。
（１）上記目的を達成するための電子部品は、突起電極を備える他の電子部品に接続される電子部品であって、基板と、前記基板に形成された導電性の配線要素と、前記配線要素から前記基板の接合面に対して垂直な方向に複数部位が突出している脚部と、前記脚部のそれぞれの突端から前記脚部の内側に向かって突出しているストッパ面と、前記ストッパ面のそれぞれの突端から前記脚部の外側に向かって後退しながら前記脚部の基端から突端に向かう方向に延びるガイド面とを備えるとともに前記配線要素の上に堆積した導電性の膜からなり、突起電極に対してスナップフィットするコネクタと、を備える。
本発明の電子部品には他の電子部品の突起電極に対してスナップフィットするコネクタが１つ以上備えられている。このコネクタは配線要素の表面に堆積した導電性の膜からなるため、フォトリソグラフィ技術によって狭小なピッチで同時に複数を形成可能である。突起電極はガイド面に摺接しながら脚部の突端を押し広げるようにしてコネクタに挿入される。すると、脚部またはガイド面が突起電極を挟み込むようにして突起電極に接触することによって突起電極とコネクタとが導通した状態で本発明の電子部品に他の電子部品が接続される。すなわち、本発明の電子部品と他の電子部品とは、本発明の電子部品に備わるコネクタを介して基板と垂直な方向に積み重ねて端子間を接続することができる。また、コネクタの脚部には、配線要素から基板の接合面に対して垂直な方向に突出している部位が複数形成されており、このような突出部位によってスナップフィットに必要な弾性が確保されている。したがって、突起電極にスナップフィットするコネクタを従来よりさらに狭小なピッチで二次元配列することができる。脚部の複数の突端から脚部の内側に向かって、すなわち、脚部の突端から突起電極に向かうようにストッパ面が突出しているため、突起電極をコネクタの形状に応じて設計することにより、スナップフィットしたコネクタと突起電極とを分解するのに要する力を調整することができる。すなわち、本発明の電子部品は、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）もハンダも用いずに、所定形状の突起電極を備える他の電子部品を基板に対して垂直方向に結合するとともに２つの電子部品の狭小なピッチの端子間接続を常温下において可能にする。
（２）上記目的を達成するための電子部品は、通孔が形成されている電極を備える他の電子部品に接続される電子部品であって、基板と、前記基板に形成された導電性の配線要素と、前記配線要素から前記基板の接合面に対して垂直な方向に複数部位が突出している脚部と、前記脚部のそれぞれの突端から前記脚部の外側に向かって突出しているストッパ面と、前記ストッパ面のそれぞれの突端から前記脚部の内側に向かって後退しながら前記脚部の基端から突端に向かう方向に延びるガイド面とを備えるとともに前記配線要素の上に堆積した導電性の膜からなり、前記通孔に対してスナップフィットするコネクタと、を備える。
本発明において、電子部品には他の電子部品の電極の通孔に対してスナップフィットするコネクタが１つ以上備えられている。このコネクタは配線要素の表面に堆積した導電性の膜からなるため、フォトリソグラフィ技術によって狭小なピッチで同時に複数を形成可能である。コネクタはガイド面で電極の通孔側面と摺接しながら電極の通孔の縁によって脚部が押しすぼめられるようにして電極の通孔に挿入される。すると、コネクタの脚部またはガイド面が電極の通孔の側面に接触することによって電極とコネクタとが導通した状態で本発明の電子部品に他の電子部品が接続される。すなわち、本発明の電子部品と他の電子部品とは、本発明の電子部品に備わるコネクタを介して基板と垂直な方向に積み重ねて端子間を接続することができる。また、コネクタの脚部には、配線要素から基板の接合面に対して垂直な方向に突出している部位が複数形成されており、このような突出部位によってスナップフィットに必要な弾性が確保されている。したがって、突起電極にスナップフィットするコネクタを従来よりさらに狭小なピッチで二次元配列することができる。脚部の複数の突端から脚部の外側に向かうように、すなわち、脚部の突端から電極の通孔の側面に向かってストッパ面が突出しているため、電極の通孔をコネクタの形状に応じて設計することにより、スナップフィットしたコネクタと電極とを分解するのに要する力を調整することができる。すなわち、本発明の電子部品は、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）もハンダも用いずに、所定形状の通孔を有する電極を備える他の電子部品を基板に対して垂直方向に結合するとともに２つの電子部品の狭小なピッチの端子間接続を常温下において可能にする。
（３）上記目的を達成するための電子部品の製造方法は、基板の配線要素が露出する開口を有する第一犠牲膜を前記基板の接合面上に形成し、前記第一犠牲膜および前記配線要素の表面に前記開口を埋めない範囲で第一導電膜を堆積し、前記開口の内側を埋める第二犠牲膜を前記第一導電膜の上に形成し、前記第一導電膜が露出するとともに前記第二犠牲膜が前記開口の内側の底部に一部残存する範囲で前記第二犠牲膜の表層を除去し、前記第二犠牲膜の表層が除去されることにより露出した前記第一導電膜の表面に、前記開口に対応する凹部が残存する範囲で第二導電膜を堆積し、前記開口の外側において前記第一犠牲膜が露出し前記開口の内側において前記第二犠牲膜が露出するとともに前記第一導電膜および前記第二導電膜が前記開口の側面上に残存する範囲で前記第一導電膜の表層および前記第二導電膜の表層を異方性エッチングまたはイオンミリングにより除去し、前記第一犠牲膜および前記第二犠牲膜を除去する、ことを含む。
本発明によると、底面が配線要素の表面で構成され側面が第一犠牲膜の開口側面で構成されている凹みの表面全体に第一導電膜が形成される。第一導電膜の上に形成される第二犠牲膜は堆積後に表層が除去されることによって第一犠牲膜の開口の下部にのみ残存する。この状態において第二導電膜が、第一犠牲膜の開口に対応する凹部が残存する範囲で第一導電膜の表面に堆積する。第二導電膜の堆積後、異方性エッチングまたはイオンミリングにより第一導電膜の表層および第二導電膜の表層を除去すると、第二導電膜を所謂サイドスペーサの形状に形成できる。第二導電膜の表面には第一犠牲膜の開口に対応する凹部が残存しているため、異方性エッチングまたはイオンミリングでは、第一犠牲膜の開口の内側において、第一犠牲膜の開口側面からみた膜の厚さが配線要素から遠ざかるにつれて薄くなるように第一導電膜および第二導電膜の表層が除去されるからである。このとき第一犠牲膜の開口の内側において第一導電膜および第二導電膜に形成される斜面は、突起電極をコネクタに挿入するためのガイド面を構成する。第一犠牲膜の通孔の内側に残存する第二犠牲膜が除去されると、第二犠牲膜と接触していた第二導電膜の下面が露出する。このようにして露出する第二導電膜の下面はコネクタに突起電極を拘束するストッパ面を構成する。また第一犠牲膜の開口の内側において第一犠牲膜と第二犠牲膜との間に形成されている第一導電膜は、第一犠牲膜と第二犠牲膜とが除去されると、配線要素から基板の接合面に対して垂直な方向に突出する形状で残存する。したがって本発明によると、他の電子部品が備える所定形状の突起電極に対してスナップフィットするコネクタを備え、ＡＣＦもハンダも用いずに、他の電子部品を基板に対して垂直方向に結合することができ、狭小なピッチの端子間接続が常温下において可能な電子部品を製造することができる。
（４）上記目的を達成するための電子部品の製造方法は、基板の配線要素が露出する開口を有する第一犠牲膜を前記基板の接合面上に形成し、前記第一犠牲膜および前記配線要素の表面に前記開口を埋めない範囲で第一導電膜を堆積し、前記開口の内側を埋める第二犠牲膜を前記第一犠牲膜および前記第一導電膜の上に形成し、前記第一犠牲膜が露出するとともに前記開口の内側に前記第一導電膜および前記第二犠牲膜が残存する範囲で前記第一導電膜および前記第二犠牲膜の表面を研削又は研磨の少なくともいずれかによって平坦化し、前記第一犠牲膜の表層を除去することにより、平坦化された前記第一導電膜および前記第二犠牲膜を前記第一犠牲膜の表面から突出させ、前記第一犠牲膜、前記第一導電膜および前記第二犠牲膜の表面に第二導電膜を堆積し、前記第一犠牲膜の表面と前記第一導電膜の表面とによって構成される凹部にのみ残存する範囲で前記第二導電膜の表層を異方性エッチングにより除去し、前記第一犠牲膜および前記第二犠牲膜を除去する、ことを含む。
本発明によると、底面が配線要素の表面で構成され側面が第一犠牲膜の開口側面で構成されている凹みは第一導電膜と第二犠牲膜によって埋められる。第一導電膜が露出するまで第一導電膜と第二犠牲膜の表面を平坦化した後に第一犠牲膜の表層を除去すると、第一犠牲膜の表面から第一導電膜および第二犠牲膜が突出するようになる。この状態において第一犠牲膜、第一導電膜および第二犠牲膜の表面に第二導電膜を堆積した後、第二導電膜の表層を異方性エッチングにより除去すると、第一犠牲膜の表面から突出している第一導電膜の表面と第一犠牲膜の表面とによって構成される凹部にのみ第二導電膜を残存させることができる。このように第二導電膜を異方性エッチングすると、残存する第二導電膜は第一導電膜の表面から見た膜の厚さが基板の接合面から遠ざかるにつれて薄い形状になる。このとき第二導電膜に形成される斜面は本発明によって製造される電子部品のコネクタを電極の通孔に挿入するためのガイド面を構成する。第一犠牲膜が除去されることによって露出する第二導電膜の下面は、本発明によって製造される電子部品のコネクタに他の電子部品の所定形状の通孔を有する電極を拘束するストッパ面を構成する。また第一犠牲膜の開口の内側において第一犠牲膜と第二犠牲膜との間に形成されている第一導電膜は、第一犠牲膜と第二犠牲膜とが除去されると、配線要素から基板の接合面に対して垂直な方向に突出する形状で残存する。したがって本発明によると、他の電子部品が備える所定形状の電極の通孔に対してスナップフィットするコネクタを備え、ＡＣＦもハンダも用いずに、他の電子部品を基板に対して垂直方向に結合することができ、狭小なピッチの端子間接続が常温下において可能な電子部品を製造することができる。
（５）上記目的を達成するための電子部品の製造方法において、前記第一導電膜および前記第二導電膜の前記配線要素から前記基板の接合面と垂直な方向に突出している部分に異方性エッチングによりスリットを形成する、ことを含んでもよい。
第一導電膜および第二導電膜の配線要素から基板と垂直な方向に突出している部分にエッチングによってスリットが形成されると、第一導電膜および第二導電膜は配線要素から基板の接合面に対して垂直な方向に延びる複数の部位を構成するようになる。このような部位は互いに接近するようにも互いに離間するようにも変形可能である。したがって、本発明によって製造される電子部品のコネクタに対応する電極が変形不能な形状であったとしても、本発明によって製造される電子部品のコネクタにはそのような電極をスナップフィットさせることができる。
（６）上記目的を達成するための電子部品の製造方法は、基板の配線要素が露出する第一開口を有する第一犠牲膜を前記基板上に形成し、前記配線要素の一部と前記第一犠牲膜の前記第一開口の縁部とが露出する第二開口を前記第一開口毎に複数有する第二犠牲膜を前記配線要素および第一犠牲膜の上に形成し、それぞれの前記第二開口の内側において前記配線要素および前記第一犠牲膜の表面に、前記第一開口から溢れる範囲で導電膜を堆積し、前記第一開口の外側において前記第二犠牲膜の少なくとも前記導電膜との接合部を除去し、イオンミリングにより前記導電膜を先鋭化し、前記第二犠牲膜の残部と前記第一犠牲膜とを除去する、ことを含む。
本発明によると、第一犠牲膜の第一開口が第二犠牲膜によって分断された状態において導電膜が第一開口の内側にある配線要素と第一開口の外側にあり第二開口の内側にある第一犠牲膜との表面に堆積する。第二犠牲膜の導電膜との接合部が除去されると導電膜の角部が現れる。この状態において第一犠牲膜から突出している導電膜がイオンミリングされると、導電膜の角部が斜め方向に蝕刻されるため、導電膜が先鋭化される。先鋭化によって導電膜に形成される斜面は、本発明によって製造される電子部品のコネクタを他の電子部品の所定形状の電極の通孔に挿入するためのガイド面を構成する。第一犠牲膜が除去されることによって露出する導電膜の下面は、本発明によって製造される電子部品のコネクタに他の電子部品の所定形状の通孔を有する電極を拘束するストッパ面を構成する。また第一犠牲膜の開口の内側において第一犠牲膜と第二犠牲膜との間に形成されている第一導電膜には、第一犠牲膜と第二犠牲膜とが除去されると、配線要素から基板の接合面に対して垂直な方向に突出する部位がストッパ面の下方に現れる。したがって本発明によると、他の電子部品が備える所定形状の電極の通孔に対してスナップフィットするコネクタを備え、ＡＣＦもハンダも用いずに、他の電子部品を基板に対して垂直方向に結合することができ、狭小なピッチの端子間接続が常温下において可能な電子部品を製造することができる。
尚、請求項において「〜上に」というときは、技術的な阻害要因がない限りにおいて「上に中間物を介在させずに」と「〜上に中間物を介在させて」の両方を意味する。また、請求項に記載された動作の順序は、技術的な阻害要因がない限りにおいて記載順に限定されず、同時に実行されても良いし、記載順の逆順に実行されても良いし、連続した順序で実行されなくても良い。また、請求項に記載された動作の順序は、技術的な阻害要因がない限りにおいて記載順に限定されず、同時に実行されても良いし、記載順の逆順に実行されても良いし、連続した順序で実行されなくても良い。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら以下の順に説明する。尚、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
１．電子部品の第一実施形態
２．電子部品の第二実施形態
３．電子部品の第三実施形態
４．電子部品の第四実施形態
５．電子部品の製造方法の第一実施形態
６．電子部品の製造方法の第二実施形態
７．電子部品の製造方法の第三実施形態
８．電子部品の製造方法の第四実施形態
９．他の実施形態
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
１．電子部品の第一実施形態
・構成
図１Ａは、本発明の第一実施形態としての電子部品１とそれに接続される他の電子部品２との結合状態を示す断面図であり、図１Ｂは電子部品１を示す平面図である。図１Ａは図１Ｂに示す１Ａ線断面を示している。
・・電子部品１
電子部品１は、導電性の配線要素である表面配線１０２が形成されている基板１０と、基板１０の接合面１０ａから垂直方向に突出する複数のコネクタ１００とを備えている。接合面１０ａは、他の電子部品２が組み付けられる基板１０の面である。
電子部品１のコネクタ１００は、他の電子部品２に備わる突起電極２０１にスナップフィットする所謂マイクロコネクタであって、脚部１０１と、ストッパ面１０３と、ガイド面１０４とを備えている。コネクタ１００は、表面配線１０２の上に堆積した導電性の膜からなる。
脚部１０１は基端が表面配線１０２に接合され、基板１０の接合面１０ａに対して垂直な方向に複数部位が突出している。すなわち、脚部１０１は表面配線１０２との接合面に近い方を固定端とする複数の片持ち梁を有し、それぞれの突端が互いに遠ざかる方向および近づく方向に弾性変形可能である。
ストッパ面１０３は、脚部１０１の突端から脚部１０１の内側に向かって突出し、脚部１０１の基端側を向いている。ストッパ面１０３は、コネクタ１００に突起電極２０１が結合している状態において、脚部１０１の突端から突起電極２０１の中心軸に向かって突出する方向に延び、突起電極２０１の先端側を向く形態である。
ガイド面１０４は、それぞれのストッパ面１０３の突端から脚部１０１の外側に向かって後退しながら脚部１０１の基端から突端に向かう方向に延びる斜面である。換言すれば、ガイド面１０４は、コネクタ１００の突端から脚部１０１の突端で囲まれた隙間に向かって落ちくぼむ斜面である。
・・他の電子部品２
他の電子部品２の突起電極２０１は、電子部品２の配線要素２００から基板２０２の接合面２０２ａに対して垂直な方向に延びている。突起電極２０１の突端面は内側から外側に向かって基板２０２側に落ち込んでいる。突起電極２０１の突端面はコネクタ１００のガイド面１０４と摺接する斜面である。突起電極２０１の突端面がこのような形態を有するため、コネクタ１００に突起電極２０１を挿入しやすくなっている。突起電極２０１の側面は突起電極２０１の突端から基端に向かって外側に張り出し、続いて、基端に向かって内側に緩やかに落ちくぼんでいる。突起電極２０１の側面がこのような形態を有するため、突起電極２０１とコネクタ１００とがスナップフィットすると、特定の力を加えない限り両者が分解することはない。スナップフィットしているコネクタ１００と突起電極２０１とを分解するのに必要な力は、コネクタ１００のストッパ面１０３の傾斜角θ（図１Ｃ参照）、突起電極２０の側面のストッパ面１０３に摺接する部分の傾斜角γ、脚部１０１の剛性などによって決まる。このような形態の突起電極２０１は、例えば等方性エッチングによって犠牲膜に半球状の凹部を形成し、その凹部の底から配線要素２００を露出させる通孔を異方性エッチングにより形成した後に、配線要素２００から導電膜を等方的に成長させることにより製造される。
・使用方法
前述したとおり、コネクタ１００の脚部１０１は電子部品１の基板１０の接合面１０ａに対して垂直な方向に延び、コネクタ１００の突端面には脚部１０１で囲まれた隙間に向かって落ちくぼむガイド面１０４が形成されている。このため、脚部１０１が囲む隙間に突起電極２０１が挿入されるとき、突起電極２０１の突端面がガイド面１０４を押し込み、脚部１０１の間の隙間が広がる。ガイド面１０４と突起電極２０１の側面との接触部位が突起電極２０１の側面の山を越えて突起電極２０１の基端に近づくと、突起電極２０１はコネクタ１００のストッパ面１０３によって拘束される。すなわち、脚部１０１が囲む隙間に対し、突起電極２０１を基板１０の接合面１０ａと垂直な方向に押し込むことにより、コネクタ１００と突起電極２０１とがスナップフィットする。その結果、コネクタ１００が突起電極２０１を挟み込むようにして突起電極２０１に接触することによって突起電極２０１とコネクタ１００とが導通した状態で電子部品１と他の電子部品２とが結合される。したがって、電子部品１と他の電子部品２とは積み重ねて接続可能である。このように、コネクタ１００を用いることにより、常温下の機械的な操作で電子部品１と他の電子部品２とを積み重ねるようにして結合することができる。
尚、コネクタ１００の大きさにもよるが、一般に、コネクタ１００だけで得られる電子部品１と他の電子部品２との結合強度は弱い。したがって、電子部品１と他の電子部品２との結合は、クリップやテープなどの取り外し可能な部材によって機械的に補強したり、電子部品１の基板１０と他の電子部品２の基板２０２との間に接合材料を充填することが望ましい。接合材料として熱可塑性樹脂を用いれば分解が容易になる。また、このような接合材料を用いたり、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄなどの貴金属をコネクタ１００の表面に形成し、コネクタ１００の耐腐食性を向上させることが望ましい。
脚部１０１の突端から脚部１０１の内側に向かって、すなわち、脚部１０１の突端から突起電極２０１に向かってストッパ面１０３が突出しているため、スナップフィットしたコネクタ１００と突起電極２０１とは、突起電極２０１の側面形状の設計しだいでは分解可能である。すなわち、コネクタ１００そのものの結合力によって、あるいは電子部品１と他の電子部品２とを機械的に結合するクリップなどの結合力によって結合された電子部品１と他の電子部品２とを分解可能に設計することができる。したがって、ハンダ接合やＡＣＦ接合の場合とは異なり、本実施形態によると、電子部品１、２を破壊せずに電子部品１、２を交換したり、電子部品１、２を再利用することが可能になる。
２．電子部品の第二実施形態
・構成
図２Ａは、本発明の第二実施形態としての電子部品３とそれに接続される他の電子部品２との接合状態を示す断面図であり、図２Ｂは電子部品３を示す平面図である。図２Ａは図２Ｂに示す２Ａ線断面を示している。
電子部品３はコネクタ１１０のガイド面１０５が基板１０の接合面１０ａに対してほぼ４５度傾斜した面である点において第一実施形態で示した電子部品２と異なる。すなわち、突起電極に対応するコネクタの場合、ガイド面は、ストッパ面のそれぞれの突端から脚部１０１の外側に向かって後退しながら脚部１０１の基端から突端に向かう方向に延びる形態であれば、どのような形態であっても良い。
３．電子部品の第三実施形態
図３Ａは、本発明の第三実施形態としての電子部品４とそれに接続される他の電子部品５との結合状態を示す断面図であり、図３Ｂは電子部品４と他の電子部品５との結合状態を示す平面図である。図３Ａは図３Ｂに示す３Ａ線断面を示している。
・・電子部品４
電子部品４のコネクタ１２０は、他の電子部品５に備わる電極２０７にスナップフィットする所謂マイクロコネクタであって、脚部１０１と、ストッパ面１０７とガイド面１０６とを備えている。コネクタ１２０は表面配線１０２の上に堆積した導電性の膜からなる。
ストッパ面１０７は、脚部１０１の突端から脚部１０１の外側に向かって突出し、脚部１０１の基端側を向いている。コネクタ１２０に電極２０７が結合している状態においては、ストッパ面１０７は、脚部１０１の突端から電極２０７の通孔大径部２０５ａの側面に向かって突出する方向に延び、電極２０７の通孔小径部２０６ａを向く形態である。
ガイド面１０６は、それぞれのストッパ面１０７の突端から脚部１０１の内側に向かって後退しながら脚部１０１の基端から突端に向かう方向に延びる斜面である。換言すれば、ガイド面１０６は、コネクタ１２０の突端から脚部１０１の外側に向かって落ちくぼむ斜面である。
・・他の電子部品５
他の電子部品５の電極２０７は、通孔小径部２０６ａと、通孔小径部２０６ａの輪郭を内包する通孔大径部２０５ａとからなる通孔を有する。すなわち、電極２０７は一方の開口が他方の開口に比べて狭まっている通孔を有する。電極２０７の通孔がこのような形態を有するため、電極２０７とコネクタ１２０とがスナップフィットすると、特定の力を加えない限り、両者が分解することはない。このような形態の電極２０７は、絶縁性の基板２０８に通孔を形成した後、フォトレジストマスクと無電解めっきとを用いて基板２０８に所定形状の導電膜２０５を形成すると同時に通孔大径部２０５ａを形成し、通孔大径部２０５ａを犠牲膜で埋めた状態において導電膜２０６を成膜し、フォトレジストマスクを用いたエッチングによって通孔小径部２０６ａを形成することにより製造される。
・・使用方法
前述したとおり、コネクタ１２０の脚部１０１には電子部品４の基板１０の接合面１０ａに対して垂直な方向に延びる部位が複数形成され、コネクタ１２０の突端面には脚部１０１の外側に向かって落ちくぼむガイド面１０６が形成されている。このため、通孔小径部２０６ａから電極２０７の通孔にコネクタ１２０が挿入されるとき、通孔小径部２０６ａの側面がガイド面１０６を押し込み、脚部１０１の間の隙間が狭まる。ガイド面１０６が電極２０７の通孔小径部２０６ａを突き抜けると、ストッパ面１０７が電極２０７を構成している導電膜２０６と向き合うためコネクタ１２０は導電膜２０６によって拘束される。すなわち、電極２０７の通孔に対し、コネクタ１２０を基板２０８の接合面２０８ａに対して垂直な方向に押し込むことにより、コネクタ１２０と電極２０７とがスナップフィットする。その結果、コネクタ１２０が電極２０７の通孔を押し広げるようにして電極２０７の通孔の側面に接触することによって電極２０７とコネクタ１２０とが導通した状態で電子部品４と他の電子部品５とが結合される。したがって、電子部品４と他の電子部品５とは積み重ねて接続可能である。このように、コネクタ１２０を用いることにより、常温下の機械的な操作で電子部品４と他の電子部品５とを積み重ねるようにして結合することができる。
通孔小径部２０６ａを形成している導電膜２０６は基板２０８の通孔の内側に突出している。したがって、スナップフィットしたコネクタ１２０と電極２０７とは、導電膜２０６の形状の設計しだいでは分解可能である。すなわち、コネクタ１２０そのものの結合力によって、あるいは電子部品４と他の電子部品５とを機械的に結合するクリップなどの結合力によって結合された電子部品４と他の電子部品５とを分解可能に設計することができる。例えば、小径通孔部２０６ａの輪郭を円形ではなく菊座形状とすることにより、導電膜２０６の基板２０８の通孔の内側に突出している部分が弾性変形可能になる。その結果、ハンダ接合やＡＣＦ接合の場合とは異なり、電子部品４、５の両方又は一方を破壊せずに電子部品４、５を交換したり、電子部品４、５を再利用することが可能になる。
４．電子部品の第四実施形態
図４Ａは本発明の第三実施形態としての電子部品６とそれに接続される他の電子部品７との結合状態を示す断面図であり、図４Ｂは電子部品６と他の電子部品７との結合状態を示す平面図である。図４Ａは図４Ｂに示す４Ａ線断面を示している。
電子部品６はコネクタ１３０のガイド面１０８が基板１０の接合面１０ａに対してほぼ４５度傾斜した面である点において第三実施形態で示した電子部品５と異なる。すなわち、通孔を有する電極に対応するコネクタの場合、ガイド面はストッパ面のそれぞれの突端から脚部１０１の内側に向かって後退しながら脚部１０１の基端から突端に向かう方向に延びる形態であれば、どのような形態であっても良い。
また、電子部品６において脚部１０１は表面配線１０２に別個独立に接合されている４つの部位から形成されている。すなわち、脚部１０１は堆積膜の１つのまとまりから構成されていてもよいし、互いに分断された堆積膜の部分から構成されていても良い。
５．電子部品の製造方法の第一実施形態
図５から図１３は図１Ａおよび図１Ｂに示す電子部品１の製造方法を示す図であり、図１３Ｂ以外は図１Ｂに示す１Ａ線断面に対応する断面を示している。
はじめに図５に示すように表面配線を構成するシード層１１を基板１０の表面全体に形成した後に導電膜１２を成膜し、所定の形状にエッチングする。基板１０の材料にはガラス、セラミック、樹脂などの絶縁性のウェハを用いることができる。シード層１１はＣｕ、Ｎｉ合金などの金属をスパッタしたり、導電性ペーストを塗布したり導電性インクを吹き付けることによって形成される。導電膜１２の材料にはＣｕ、Ｎｉ合金などの金属を用いる。導電膜１２の成膜には電解めっき、無電解めっき、パルスめっきなどを用いる。導電膜１２のエッチングにはフォトレジストマスクを用いる。
次に導電膜１２を保護膜に用いたＡｒイオンミリングによって、図６に示すようにシード層１１の不要部分を除去する。その結果、シード層１１および導電膜１２からなる表面配線１０２が形成される。
次に図７に示すように、表面配線１０２が露出する開口１３ａを有する第一犠牲膜１３を基板１０の上に形成する。第一犠牲膜１３は例えばＳｉＯ２をプラズマＣＶＤによって成膜することによって形成される。開口１３ａはフォトレジストマスクを用いた反応性イオンエッチングなどの異方性エッチングによって形成される。第一犠牲膜１３の厚さは基板１０の接合面１０ａからみたコネクタ１００の高さに応じて設定される。
次に図８に示すように、表面配線１０２の表面の開口１３ａから露出している部分と第一犠牲膜１３の表面とに、開口１３ａを埋めない範囲で導電膜１５とそのシード層１４とからなる第一導電膜を堆積し、その後、第一導電膜の上に、開口１３ａを埋める第二犠牲膜１６を形成する。導電膜１５とシード層１４の材料の組み合わせはＷとＴｉＮが好ましいが、導電膜１５にはＴａＮ、ＴｉＮ、ＷＳｉ、Ｃｕなどを用いても良いし、シード層１４には他の合金を用いても良い。シード層１４は表面配線１０２の表面と第一犠牲膜１３の表面とにスパッタによって成膜される。導電膜１５はシード層１４の表面にＣＶＤによって成膜される。第二犠牲膜１６はＣｕ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｐｂなどを電解めっき、無電解めっき、パルスめっきなどで成膜することによって形成する。
次に図９に示すように、第一導電膜の上層をなす導電膜１５が露出するとともに第二犠牲膜１６が開口１３ａの内側の底部に一部残存する範囲で第二犠牲膜１６の表層を除去する。例えばＣｕエッチャントを用いてＣｕからなる第二犠牲膜１６を等方的にエッチングする。
次に図１０に示すように、開口１３ａに対応する凹部１７ａが残存する範囲の厚さまで第二導電膜１７を第一導電膜の上層をなす導電膜１５の表面に堆積する。第二導電膜１７はＷをＣＶＤによって成膜して形成することが好ましいが、ＮｉＦｅ、ＮｉＭｏ、ＮｉＷ、ＮｉＭｎ、ＮｉＰ等のニッケル合金、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＷＳｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｕ合金などをＷに代えて用いても良いし、第二導電膜１７を電解めっき、無電解めっき、パルスめっきなどで成膜しても良い。
次に、第一導電膜をなす導電膜１５とシード層１４の表層と第二導電膜１７の表層とを異方性エッチングにより図１１に示すように除去する。このとき、エッチングの終点は、開口１３ａの外側において第一犠牲膜１３が露出し、開口１３ａの内側において第二犠牲膜１６が露出するとともに第二導電膜１７が開口１３ａの側面上に所謂サイドスペーサの状態で残存する範囲に制御される。その結果、第二導電膜１７の凹部１７ａの縁部の曲面に対応する曲面がシード層１４、導電膜１５および第二導電膜１７の端面に現れ、これらの端面からなるガイド面１０４が形成される。異方性エッチングでは、例えば反応ガスをＳＦ６ガスとする反応性エッチングが用いられる。
次に、第一犠牲膜１３および第二犠牲膜１６を除去する。その結果、図１２に示すように表面配線１０２から突出した有底筒状の脚部１０１と、第二導電膜１７の下面からなるストッパ面１０３とが現れる。第二犠牲膜１６の除去には例えばＣｕエッチャントが用いられ、ＳｉＯ２からなる第一犠牲膜１３の除去には例えばＣＦ４を反応ガスとする反応性イオンエッチングが用いられる。
次に図１３に示すように、脚部１０１が埋没する厚さのフォトレジスト膜１８を形成し、脚部１０１の環状部分をなす第一導電膜および第二導電膜１７を横断する開口１８ａをフォトリソグラフィによりフォトレジスト膜１８に形成する。このとき、導電膜１２のエッチング時に形成するアライメントマーク１９を用いることによりフォトレジスト膜１８を表面配線１０２に対して正確に位置合わせして露光することが可能になる。開口１８ａはコネクタ１つあたり１つ以上形成すればよいが、脚部１０１の環状部分を２つ以上に等分割できるように形成することが望ましい。
最後にフォトレジスト膜１８をマスクに用いた異方性エッチングによって、第一導電膜をなすシード層１４および導電膜１５と第二導電膜１７との環状部分にスリットを形成する。異方性エッチングには例えばＳＦ６ガスを用いる。その結果、脚部１０１には基板１０の接合面に対して垂直な方向に突出する複数の部位が形成される。その後、フォトレジスト膜を除去すると、図１Ａおよび図１Ｂに示すコネクタ１００が完成する。
以上説明した製造方法によると、フォトリソグラフィ技術などの薄膜処理技術を用いるため、狭小なピッチで配列された複数の微小なコネクタ１００を基板１０の上に同時に形成することができる。
６．電子部品の製造方法の第二実施形態
図１４から図１７は図２Ａおよび図２Ｂに示す電子部品３の製造方法を示す図であり、図２Ｂに示す２Ａ線断面に対応する断面を示している。
まず、上述した電子部品１の製造方法と同様に図５、図６、図７に示す工程を実施する。
次に図１４に示すように、上述した電子部品１の製造方法と同様に導電膜１５とそのシード層１４とからなる第一導電膜と第二犠牲膜１６とを形成する。ただし、第二犠牲膜１６の材料にはフォトレジスト、ＳｉＯ２、ＳｉＮなどの絶縁性材料を用い、第二犠牲膜１６の成膜には材料に応じた方法を選択する。
次に図１５に示すように、第二犠牲膜１６の表層を除去する。
次に図１６に示すように、上述した電子部品１の製造方法と同様に第二導電膜１７を導電膜１５の表面に堆積する。このとき、第二犠牲膜１６が絶縁性材料からなるため、第二導電膜１７は第二犠牲膜１６の表面には堆積しない。
次に図１７に示すように、第一導電膜をなす導電膜１５とシード層１４の表層と第二導電膜１７の表層とをイオンミリングにより除去する。このとき例えばＡｒイオンを基板１０の接合面１０ａに対して垂直な方向に第二導電膜１７の表面に対して突入させると、シード層１４、導電膜１５および第二導電膜１７の端面が基板１０の接合面１０ａに対して約４５度の方向に傾斜し、これらの端面からなるガイド面１０５が形成される。
その後、上述した電子部品１の製造方法と同様の工程を実施すると、図２Ａおよび図２Ｂに示すコネクタ１１０が完成する。
以上説明した製造方法によると、フォトリソグラフィ技術などの薄膜処理技術を用いるため、狭小なピッチで配列された微小なコネクタ１２０を基板１０の上に同時に形成することができる。
７．電子部品の製造方法の第三実施形態
図１８から図２１は図３Ａおよび図３Ｂに示す電子部品４の製造方法を示す図であり、図３Ｂに示す３Ａ線断面に対応する断面を示している。
まず、上述した電子部品１の製造方法と同様に図５、６、７、８に示す工程を実施する。
次に図１８に示すように、導電膜１５およびそのシード層１４からなる第一導電膜の表層および第二犠牲膜１６の表層を研削又は研磨（ＣＭＰでもよい）の少なくともいずれかによって除去する。このとき、研削又は研磨の終点は、第一犠牲膜１３が露出するとともに第一犠牲膜１３の開口１３ａの内側に第一導電膜および第二犠牲膜１６が残存する範囲で制御する。その結果、第一犠牲膜１３、シード層１４、導電膜１５および第二犠牲膜１６の表面は平坦化される。
次に図１９に示すように、第一犠牲膜１３の表層を異方性エッチングなどで除去することにより第一導電膜および第二犠牲膜１６を第一犠牲膜１３の表面から突出させる。
次に図２０に示すように第一犠牲膜１３と、第一導電膜をなす導電膜１５およびそのシード層１４と、第二犠牲膜１６との表面に導電膜２６およびそのシード層２５からなる第二導電膜を堆積する。シード層２５の材料にはＴｉＮを用い、導電膜２６の材料にはＷを用い、導電膜２６の成膜にはＣＶＤを用いるが、ＴｉＮに代えて他の合金を用いても良いし、Ｗに代えてＴｉＮ、ＴａＮなどの他の高融点金属を用いても良いし、導電膜２６の成膜に電解めっき、無電解めっき、パルスめっき、スパッタ、蒸着などを用いても良い。
次に導電膜２６およびそのシード層２５からなる第二導電膜の表層を異方性エッチングにより図２１に示すように除去する。このとき、異方性エッチングの終点は、第一犠牲膜１３の表面と第一導電膜のシード層２５の表面とによって構成される凹部にのみ第二導電膜が残存する範囲に制御する。その結果、図２２に示す第二導電膜の表面の突曲面が第二導電膜の端面に現れ、この端面からなるガイド面１０６が形成される。また、残存する第二導電膜は第一導電膜の深層をなすシード層１４の表面から見た膜の厚さが基板１０の接合面１０ａから遠ざかるにつれて薄い形状になる。
その後、上述した電子部品１の製造方法と同様の工程を実施すると、図３Ａおよび図３Ｂに示すコネクタ１２０が完成する。
以上説明した製造方法によると、フォトリソグラフィ技術などの薄膜処理技術を用いるため、狭小なピッチで配列された微小なコネクタ１２０を基板１０の上に同時に形成することができる。
８．電子部品の製造方法の第四実施形態
図２２Ａ、図２３Ａ、図２４および図２５は図４Ａおよび図４Ｂに示す電子部品６の製造方法を示す断面図であり、図４Ｂに示す４Ａ線断面に対応する断面を示している。図２２Ｂおよび図２３Ｂは電子部品６の製造方法を示す平面図である。
まず、上述した電子部品１の製造方法と同様に図５、図６、図７に示す工程を実施する。
次に図２２Ａおよび図２２Ｂに示すように、第一犠牲膜１３の開口１３ａを分断する犠牲膜２８を表面配線１０２および第一犠牲膜１３の上に形成する。犠牲膜２８は、例えばＳｉＮｘ、第一犠牲膜１３と同じＳｉＯ２などをプラズマＣＶＤによって表面配線１０２および第一犠牲膜１３の上に堆積させ、フォトレジストマスクを用いた反応性イオンエッチングによって不要部を除去することによって形成される。
次に図２３Ａおよび図２３Ｂに示すように、開口１３ａの周囲において第一犠牲膜１３が露出する開口２９ａを有する犠牲膜２９を第一犠牲膜１３の上に形成する。その結果、表面配線１０２および第一犠牲膜１３の開口１３ａの縁部が露出する第二開口を開口１３ａ毎に複数有する第二犠牲膜が犠牲膜２８および犠牲膜２９によって構成される。第二開口は犠牲膜２９の開口２９ａと、開口１３ａおよび開口２９ａを分断している犠牲膜２８とによって形成される。犠牲膜２９の材料にはフォトレジストが用いられ、開口２９ａはフォトレジストを露光および現像することによって形成される。
次に図２４に示すように犠牲膜２９の開口２９ａと、開口１３ａおよび開口２９ａを分断している犠牲膜２８とによって形成されている第二開口の内側において表面配線１０２および第一犠牲膜１３の表面に、開口１３ａから溢れる範囲で導電膜３０を堆積する。導電膜３０はＮｉを電解めっきすることによって形成するが、Ｎｉに代えてＮｉＦｅ、ＮｉＭｏ、ＮｉＷ、ＮｉＭｎ、ＮｉＰ等のＮｉ合金や、Ｃｕや、Ｃｕ合金を用いても良いし、電解めっきに代えて無電解めっき、パルスめっき等をを用いても良い。
次に、開口１３ａの外側において第二犠牲膜を構成している犠牲膜２９を図２５に示すように除去する。その結果、導電膜３０の角部が露出する。
次に図２６に示すように、Ａｒイオンなどを用いたイオンミリングにより導電膜３０を先鋭化する。その結果、基板１０の接合面１０ａに対して約４５度傾斜したガイド面１０８が形成される。
その後、第二犠牲膜の残部である犠牲膜２８と、第一犠牲膜１３とを除去し、電子部品１の製造方法において説明した図１３と同様の工程を実施すると、図４Ａおよび図４Ｂに示すコネクタ１３０が完成する。
９．他の実施形態
尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えばコネクタ１００、１１０に対応する突起電極は、コネクタ１００、１１０がスナップフィットする形態であればよく、例えば鏃形でもよい。犠牲膜２８と犠牲膜２９に同じ材料を用い、犠牲膜２８をマスクした状態で犠牲膜２９を犠牲膜２８より先に除去してもよい。また犠牲膜２８と犠牲膜２９とを同時に除去しても良い。また、コネクタの脚部にはスリットを形成する必要は必ずしもない。
また、上記実施形態で示した材質や寸法や成膜方法やパターン転写方法はあくまで例示であるし、当業者であれば自明である工程の追加や削除や工程順序の入れ替えについては説明が省略されている。
（１Ａ）は本発明の実施形態にかかる断面図。（１Ｂ）は本発明の実施形態に掛かる平面図。（１Ｃ）は本発明の実施形態にかかる模式図。 （２Ａ）は本発明の実施形態にかかる断面図。（２Ｂ）は本発明の実施形態に掛かる平面図。 （３Ａ）は本発明の実施形態にかかる断面図。（３Ｂ）は本発明の実施形態に掛かる平面図。 （４Ａ）は本発明の実施形態にかかる断面図。（４Ｂ）は本発明の実施形態に掛かる平面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 （１３Ａ）は本発明の実施形態にかかる断面図。（１３Ｂ）は本発明の実施形態に掛かる平面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 （２２Ａ）は本発明の実施形態にかかる断面図。（２２Ｂ）は本発明の実施形態に掛かる平面図。 （２３Ａ）は本発明の実施形態にかかる断面図。（２３Ｂ）は本発明の実施形態に掛かる平面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。
符号の説明
１：電子部品、２：他の電子部品、３：電子部品、４：電子部品、５：他の電子部品、６：電子部品、７：他の電子部品、１０：基板、１０ａ：接合面、１１：シード層、１２：導電膜、１３：第一犠牲膜、１３ａ：開口、１４：シード層、１５：第一導電膜、１６：第二犠牲膜、１７：第二導電膜、１７ａ：凹部、１８：フォトレジスト膜、１８ａ：開口、１９：アライメントマーク、２０：突起電極、２５：シード層、２６：導電膜、２８：犠牲膜、２９：犠牲膜、２９ａ：開口、３０：導電膜、１００：コネクタ、１０１：脚部、１０２：表面配線、１０３：ストッパ面、１０４：ガイド面、１０５：ガイド面、１０６：ガイド面、１０７：ストッパ面、１０８：ガイド面、１１０：コネクタ、１２０：コネクタ、１３０：コネクタ、２００：配線要素、２０１：突起電極、２０２：基板、２０２ａ：接合面、２０５：導電膜、２０５ａ：通孔大径部、２０６：導電膜、２０６ａ：通孔小径部、２０７：電極、２０８：基板、２０８ａ：接合面

Claims (2)

  1. 基板の配線要素が露出する開口を有する第一犠牲膜を前記基板の接合面上に形成し、
    前記第一犠牲膜および前記配線要素の表面に前記開口を埋めない範囲で第一導電膜を堆積し、
    前記開口の内側を埋める第二犠牲膜を前記第一導電膜の上に形成し、
    前記第一導電膜が露出するとともに前記第二犠牲膜が前記開口の内側の底部に一部残存する範囲で前記第二犠牲膜の表層を除去し、
    前記第二犠牲膜の表層が除去されることにより露出した前記第一導電膜の表面に、前記開口に対応する凹部が残存する範囲で第二導電膜を堆積し、
    前記開口の外側において前記第一犠牲膜が露出し前記開口の内側において前記第二犠牲膜が露出するとともに前記第一導電膜および前記第二導電膜が前記開口の側面上に残存する範囲で前記第一導電膜の表層および前記第二導電膜の表層を異方性エッチングまたはイオンミリングにより除去し、
    前記第一犠牲膜および前記第二犠牲膜を除去する、
    ことを含む電子部品の製造方法。
  2. 前記第一導電膜および前記第二導電膜の前記配線要素から前記基板の接合面と垂直な方向に突出している部分に異方性エッチングによりスリットを形成する、
    ことを含む請求項１に記載の電子部品の製造方法。
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