JPH01170035A - マイクロ入出力ピンおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、マイクロ入出力ピンおよびその製造方法に関
し、さらに詳しくは、モノシリツクＩＣやハイブリッド
ＩＣなどにおけるチップ素子とパッケージ基板との間の
電極間の接続をはかるマイクロ入出力ピンおよびその製
造方法に関する。

（従来の技術とその問題点） 従来一般に、モノシリツクＩＣやハイブリッドＩＣなど
におけるパッケージ基板へのチップの実装は、パッケー
ジ基板の所定位置にチップを装着し、該基板のプリント
回路とチップ電極とをワイヤボンディングにより接続す
る手段により行われている。

しかるところ、最近、　ＩＣのハイブリッド化が進み、
高機能密度化、軽Ｓ短小化、これらの民生機器への適用
などがはかられ、これらの利用が急速に拡張される傾向
にあり、こうしたことにともない、チップ自体の面付け
による軽薄短小化、低コスト化などが強く要求される状
況にある。

しかしながら、前記ワイヤボンディング手段によると、
パッケージ基板とチップとの各電極間に金線などからな
るリード線を橋架してロウ付けしなければならないため
、チップパッケージングの処理作業効率が悪いうえ、こ
れらチ・ンプ、基板における占有面積が大きくなり、前
記要求を満足させることが困難であり、しかも伝送速度
がおそいといった問題がある。

前記要求を満足させるうえで有効な手段の一つとして、
チップとパッケージ基板との各電極を直接ロウ付けする
一体化構成が考えられる。

この場合、前記各電極間を接続する超小型の入出力ピン
が望ましい。

本発明の目的は、主として、この種のＩＣにおけるチッ
プのパッケージ基板への直付は接続による軽薄短小化、
低コスト化、伝送速度を速めるなどの点で最適であるマ
イクロ入出力ピンおよびその製造方法を提供することに
ある。

（ＩＦｊ１ｍ点を解決するための手段）本発明にかかる
マイクロ入出力ピンは、導電性ピン主体が、脚部と、該
脚部の両端に該脚部の長さ方向と直交する方向へ拡大す
る頭部とからなり、かつ、前記頭部が、その頂面に一体
に積層した導電性ロウ材を有する。

前記マイクロ人出ピンの製造方法は、脚部と該脚部の両
端に該脚部の長さ方向と直交する方向へ拡大する頭部を
有しめて形成すべきピン主体の長さと実質的に等しい厚
さを有する導電性板状基材の両面における対称部位に、
該頭部の形状・大きさに相当する複数の露出領域面が所
定間隔で配列して残るように該基材の両面を第１のレジ
スト材で被覆処理する工程と、前記各露出領域面を導電
性ロウ材でメッキ処理する工程と、前記基材の非露出面
における前記第１のレジスト材を剥離する工程と、前記
各ロウ材面を第２のレジスト材で被覆処理する工程と、
前記６第２のレジスト材が占位する部分の間における前
記基材の面および該各面から該基材の厚さ方向に向う部
分をエツチング処理により除去することにより、前記頭
部と前記ロウ材を一体に有する前記頭部とを形成する工
程とを含む。

（実施例） 添付図面を参照して本発明の詳細な説明すると、以下の
とおりである。

第１図において、本発明にかかるマイクロ入出力ピンを
例示してある。このピンｌは、導電性金属であって、実
質的にその長さ方向へ金属結晶粒が配向しているものが
１曲げ強度、後記エツチング処理による形成などのうえ
て好ましい、こうした金属素材としては、たとえば銅ま
たはその合金が好適に用いられる。このピンｌは１脚部
２と、該脚部の両端に該脚部の長さ方向と直交する方向
へ拡大する頭部３とからなるピン主体５を有する０脚部
２と頭部３の頂面周縁との連続部４は、該脚部から該周
縁へ漸次テーパー状に拡大している。ｍ部３は、その頂
面に導電性ロウ材６を一体に積層してある。ロウ材６は
、導電性金属、たとえば内層の錫メッキ６ａと外層の金
メッキ６ｂとの複合層に形成してあることが、メッキ・
ロウ材の特性、その強度などのうえで好ましい、さらに
、ロウ材６を形成する複合層の間の各金属は、互いに金
属拡散または合金化していることが、該複合層の一体化
強度などのうえで好ましい。

なお、脚部２および頭部３の横断面は、好ましくはそれ
ぞれ円形状であるが、とくに該頭部はそれ以外の形状で
あってもよい０頭部３は所定直径ｄ、ピン主体５は所定
長さしに形成される。

第２図に示すｘ５に、前記構成を有するピンｌは、たと
えば、■Ｃチップ７の電極とポリマセラミックなどの高
熱伝導材からなるセラミック基板８のプリント電極との
間に頭部３を挟持する状態に配置し、加熱圧着処理下に
、ロウ材６を介してＩＣチップフのセラミック基板８へ
の直付けを行うのに用いることがてきる。この図示例の
チップバッキングは、ｔＣチップ７を樹脂層９で封入し
、これにキャップ１０を被嵌し、基板８に外部リード１
１を取り付けである。

第３図ないし第１３図において、前記ピンｌの製造工程
を例示してある。

第３Ａ図において、導電性金属、たとえば銅またはその
合金からなる基材ロット５ａを示してある。このロッド
５ａは、引き抜き形成などの手段により延伸下に形成さ
れた所定直径Ｄ、たとえば約５０−一を有し、該延伸に
よって実質的にその長さ方向へ金属結晶粒が配向してい
る。ロッド５ａを前記ピン主体５の長さ方向に直交する
方向に、かつ、実質的に前記ピン主体５の長さしに相当
する厚さり、たとえば約０．３１−にスライスし、板状
基材５ｂを形成する（第３Ｂ図参　、照）。基材５ｂは
、前記結晶粒の配向により、該配向と交差する方向、す
なわちロッド５ａの長さ方向と交差する方向への後記エ
ツチング処理がされ易い。

第４図に示すように、基材５ｂの両面に、たとえばゴム
系の電気絶縁性ホトレジスト材１２を所定厚さに印刷処
理で被覆する。

第５図に示すように、両レジスト材１２の面に、たとえ
ば直径的０．１５−園の前記頭部３の形状・大きさに対
応する領域面を中心間隔り１、たとえば約０．５１−離
し、かつ、該領域面を残すマスキングをして該領域面の
レジスト材１２を化学的または機械的にエツチング処理
して剥離することにより、配列パターンをなす多数の露
出領域面３ａ、すなわち前記頭部３の頂面に相当する領
域面を形成する（第６図参照）、これら露出領域面３ａ
は、基材５ｂの両面の厚さ方向、すなわち第５図におけ
る垂直方向で一致している。

この場合、第７図に示すように、′Ｒ出領域面３ａは、
前記エツチング処理により、基材５ｂの面から若干くぼ
む凹部３ａ’を形成することが、後記ロウ材のメッキ処
理てそれを積層するうえで好ましい。

第８図に示すように、凹部３ａ’に前記ロウ材６を積層
する。この積層は、第一次のメッキ層として錫メッキ６
ａと、第二次のメッキ層として金メッキ６ｂとによって
形成することは、既述のとおりである。また、ロウ材６
は、爾後、前記ＩＣチップおよびパッケージ基板８に対
してロウ付けするのに必要な厚さで、たとえば、該厚さ
のうち約２０１の錫メッキ層６ａと、約８０鴬の金メッ
キ層６ｂから形成することが、該ロウ材層の強度を高め
るなどのうえで好ましい。

第９図に示すように、ロウ材６を積層した基材５ｂは、
これからレジスト材１２ａを剥離し、かつ、必要に応じ
て、加熱下の溶解処理でメッキ６ａ、６ｂの各層の金属
拡散化または合金化処理を加える。

第１０因に示すように、ロウ材６の部分に腐蝕からの保
護用のレジスト材１３で被覆処理したのち、たとえば塩
化第二鉄のエツチング液中に基材５ｂを浸漬して電解エ
ツチング処理する。

第１！図に示すように、前記エツチング処理により、基
材５ｂは、その両面から浸蝕させ、その結果、レジスト
材１３が占位する部分の間における該基材の面および該
各面から該基材の厚さ方向へ向う部分が除去することに
より、脚部２（ｐＪｒ面直径約０．１■■）とロウ材６
を一体に有する頭部３とを形成するとともに、基材５ｂ
の厚さ中央部に、互いに近接する各脚部２のと連結状態
にある細い未浸蝕部１４を残し、この工程のエツチング
処理を終了する。したかく、各ピンｌは、連結部１４に
よって互いに配置状態を保って連結されている。

第１２図に示すように、前記連結状態を保っている各ピ
ンｌは、たとえばそれらの一端面を、整列ケースまたは
整列板１５Ａに剥離可能に接着したのち、連結部１４を
電気的または機械的エツチング処理によって除去し、さ
らに、第１３図に示すように、該接着状態にある各ピン
ｌ（頭部直径約径０．１５ｍｍ、全長的０．５〜０．６
ｍｍ　）を整列ケース１５Ｂの四部１６で保持する。し
たがって、たとえば整列ケース１５をバッキング材とし
てＩＣ組付自動機にかけ、第２図に例示し既述したよう
に、ＩＣチップ７の電極とポリマセラミックなどの高熱
伝導材からなるセラミック基板８のプリント電極との間
に配置し、直付けを行うことができる。

前述のホトレジスト処理における頭部３の形状・大きさ
に対応する露出領域面３ａの配列パターンは、ｔＣチッ
プ７およびセラミック基板８の電極配置パターンと一致
させると、前記自動機　　。

によって組み付ける際に、整列ケース１５に該パターン
の整列状態のままバッキングされた定数のピンｌを一挙
にそれら電極間に配列させることも可能て、その作業効
率か高められる。

（発明の効果） 本発明にかかるマイクロ入出力ピンによれば、モノシリ
ツクＩＣ，ハイブリッドＩＣなと゛におけるチップ素子
のパッケージ基板への直付け、しかも微細付けが可能と
なり、この種の集積回路の軽薄短小化、低コスト化をは
かり、伝送特性を高めるうえで、きわめて有効である。

さらに、本発明にかかる前記ピンの製造方法によれば、
所定厚さの導電性板状基材からエツチング処理によって
前記ピンを同時に多数個取りすることができる。しかも
、エツチング処理技術自体は従来よく知られた習熟技術
を用いることができるので、処理装置の構成が比較的容
易であるとともに、製品の品質管理が容易で、高品質の
製品を得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかるマイクロ入出力ピンの一例の
斜視図。 第２図は、前記ピンによってｔＣチップなバ・ンケージ
基板に接続した一例の断面図。 第３図〜第１３図は、本発明製造方法の一例を工程処理
順に示す概略説明図。 ｌ：マイクロ入出力ピン、２：脚部、３：頭部３ａ：露
出領域面、３ａ’　　二凹部、４：連続部、５：ピン主
体、５ａ：基材ロッド、５ｂ：板状基材６ａ：錫メッキ
、６ｂ＝金メッキ、１２．１３ニレジスト材 ＦＩＧ、Ｉ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３−Ａ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）マイクロ入出力ピンであって、導電性ピン主体が
   、脚部と、該脚部の両端に該脚部の長さ方向と直交する
   方向へ拡大する頭部とからなり、かつ、前記頭部が、そ
   の頂面に一体に積層した導電性ロウ材を有することを特
   徴とする前記ピン。
2. （２）前記脚部と前記頭部の頂面周縁との連続部は、該
   脚部から該周縁へ漸次テーパー状に拡大している特許請
   求の範囲第１項記載のマイクロ入出力ピン。
3. （３）前記ロウ材は、複合層に形成してある特許請求の
   範囲第１項記載のマイクロ入出力ピン。
4. （４）前記ロウ材は、前記複合層の間において該複合層
   を形成する各金属が少なくとも互いに拡散している特許
   請求の範囲第３項記載のマイクロ入出力ピン。
5. （５）前記ロウ材の複合層は、その内層が錫メッキ、そ
   の外層が金メッキでそれぞれ形成してある特許請求の範
   囲第１項記載のマイクロ入出力ピン。
6. （６）前記ピン主体は、その素材である金属結晶粒が実
   質的に該ピン主体の長さ方向へ配向している特許請求の
   範囲第１項記載のマイクロ入出力ピン。
7. （７）前記ピン主体を形成する前記金属は、銅またはそ
   の合金である特許請求の範囲第１項記載のマイクロ入出
   力ピン。
8. （８）マイクロ入出力ピンの製造方法であって、脚部と
   該脚部の両端に該脚部の長さ方向と直交する方向へ拡大
   する頭部とを有しめて形成すべきピン主体の長さと実質
   的に等しい厚さを有する導電性板状基材の両面における
   対称部位に、該頭部の形状・大きさに相当する複数の露
   出領域面が所定間隔で配列して残るように該基材の両面
   を第１のレジスト材で被覆処理する工程と、 前記各露出領域面を導電性ロウ材でメッキ処理する工程
   と、 前記基材の非露出面における前記第１のレジスト材を剥
   離する工程と、 前記各ロウ材面を第２のレジスト材で被覆処理する工程
   と、 前記各第２のレジスト材が占位する部分の間における前
   記基材の面および該各面から該基材の厚さ方向に向う部
   分をエッチング処理により除去することにより、前記頭
   部と前記ロウ材を一体に有する前記頭部とを形成する工
   程と、を含むことを特徴とする前記製造方法。
9. （９）前記基材は、実質的に長さ方向へ金属結晶粒が配
   向するロッド基材を該長さ方向と直交する方向に切断し
   てうる特許請求の範囲第８項記載のマイクロ入出力ピン
   の製造方法。
10. （１０）前記各露出領域面は、前記基材の全面を前記レ
    ジスト材によって被覆処理し、さらに該露出領域面を形
    成すべき各領域面を残してマスキング処理したのち、該
    各領域面をエッチング処理することにより形成する特許
    請求の範囲第８項記載のマイクロ入出力ピンの製造方法
    。
11. （１１）前記露出領域面は、前記ロウ材の被覆処理前に
    、前記エッチング処理により、前記基材の面からその内
    方へ若干くぼむ凹部に形成する特許請求の範囲第１０項
    記載のマイクロ入出力ピンの製造方法。
12. （１２）前記脚部と前記頭部の頂面周縁との連続部は、
    前記エッチング処理により、該脚部から該周縁へ漸次テ
    ーパー状に拡大する特許請求の範囲第８項記載のマイク
    ロ入出力ピンの製造方法。