JPH03194867A - 電気的接続部材 - 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〕 本発明は電気回路部品同士を電気的に接続する電気的接
続部材に関する。

〔従来技術〕

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　Ａｕ
ｔ。

ｍａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ　）法等が公知である。と
ころがこれらの方法にあっては、相隣する接続部同士が
接触しないようにする為の最小ピンチが比較的大きい為
、接続部同士のピンチに小さいものが要求される場合に
は対応できないという問題点があった。

このような問題点を解決すべく、絶縁保持体中に複数の
導電部材を相互に絶縁して保持させ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
ことが提案されている（特開昭６３−２２２４３７号公
報、特開昭６３−２２４２３５号公報等）。

第３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
る複数の棒状の導電部材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薄板状
の保持体３５中に保持した構成をなし、導電部材３４の
両端を夫々バンプ３８及び３９として電気回路部品３２
及び３３側に突出しである（第３図（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
バンプ３８とを、また、他方の電気回路部品３３の接続
部３７と導電部材３４のバンプ３９とを夫々合金化する
ことにより接続し、電気回路部品３２．３３同士を電気
的に接続する（第３図（ｂ））。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記電気的接続部材３１の導電部材３４を、
電気回路部品３２．３３と合金化して接続する場合、通
常、電気回路部品３２．３３の接続部３６．３７を加圧
、加熱して接合しており、この加圧、加熱処理に伴い導
電部材３４のバンプ３Ｂ、３９が変形し、接続界面の空
隙を埋めて酸化物等の不純物被膜を分断することによっ
て、導電部材３４と電気回路部品３２．３３との清浄面
同士が接触し、冶金的に接続されるのである。

ところが、電気回路部品にＳｉチップ等の脆い材質を用
いる場合は、加圧力が過大となって電気回路部品を破損
させることがある。また、加熱温度が高過ぎると電気回
路の機能を損なうという問題もある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、接続
時の電気回路部品の損傷を防止すべく、合金化による接
続を従来より低い加圧力と加熱温度とによって行うこと
が可能な電気的接続部材の提供を目的とする。

〔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は、電気的絶縁材からなる
保持体と、該保持体に相互に絶縁状態にて装備された複
数の導電部材とを有し、前記各導電部材の両端が前記保
持体の両面に露出している電気的接続部材において、前
記各導電部材は、両端に少なくとも１つずつの突起を有
することを特徴とする。

〔作用〕

保持体に装備された各導電部材には、夫々これらの両端
に少なくとも１つずつの突起が設けてあり、これらの突
起が電気回路部品との合金化接続を行う際の加熱、加圧
処理に伴い、突起以外の部分よりも大きく応力集中が働
いて変形することにより、導電部材の合金化接続がなさ
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（ａ）〜第１図（Ｃ）は本発明に係る電気的接続
部材の構成を示す模式図である。夫々絶縁性材料よりな
る板状の保持体１に、これを貫通するように複数の導電
部材２が両端部を適長突出させて装備しである。導電部
材２の両端部には本発明の要部をなす突起３が設けであ
る。突起３の形状は第１図（ａ）に示すように矩形断面
でも良いし、第１図（ｂ）、第１図（Ｃ）に示すように
三角形の断面でも良い。

また、第１図（Ｃ）に示すように２個ずつ設けても良く
、或いはそれ以上設けても良い。

第２図は第１図（ａｌに示す電気的接続部材の製造方法
の一例を示す模式図である。

第２図（ａ）において４は基板であり、該基板４上に複
数の貫通孔５ａが形成されたマスク５を設置する。

この貫通孔５ａの数及び形成位置は、形成しようとする
突起３の数及び配設位置と等しくしである。

また、基板４は後の食刻工程において容易に食刻でき、
導電性材料をメツキ、溶射、又は蒸着して導電部材を形
成する工程において変質せず、更に基板４を最終的に除
去する工程において容易に除去することが可能であれば
、金属、樹脂、セラミックス等どのような材料でも良い
。

第２図（ｂ）ではマスク５の貫通孔５ａによって露出し
た基板４を必要量食刻して基板４上に凹部４ａを形成す
る。この食刻の進行程度により凹部４ａの深さを調節し
、後の工程で形成する凹部４ｂの深さにより凹部４ａ内
に形成される突起３の突出高さを調節できる。なお、食
刻方法は化学エツチングでも良いし、レーザ光、電子ビ
ーム等の高エネルギ密度ビームを用いても良い。

次にマスク５を除去して複数の凹部４ａが形成された基
板４を露出しく第２図（Ｃ１）、この面上に後に保持体
１となるポリイミド樹脂等の絶縁性材料をスピンコード
法等の方法によって塗布してプリベイクを行い絶縁層１
ａを形成する（第２図（ｄ））。

絶縁性材料にはポリイミド樹脂の他にエポキシ樹脂等も
使用でき、製品に要求される性能、又はコストに応じて
材料を選択すれば良い。

次に導電部材２の配設パターンが形成されたフォトマス
クを介して絶縁層１ａに光を照射（露光）し、現像を行
う。本実施例においてはネガ型のフォトマスクを使用す
ることにより、光が照射された部分に現像後ポリイミド
樹脂が残り、光が照射されていない部分は現像によりポ
リイミド樹脂が除去され、複数の孔１ｂが形成される（
第２図（ｅ））。

つまり、これらの孔１ｂによって再び基板４の凹部４ａ
とその周囲の部分とが答礼１ｂの底部に露出することに
なる。その後、温度を高めてポリイミド樹脂のイミド化
を行い、絶縁層１ａを硬化させる。

次に前記孔１ｂによって各々露出された凹部４ａとその
周囲の部分を含む基板４を食刻して孔１ｂに連通ずる凹
部４ｂを基板４に形成する（第２図（ｆ））。

ここで凹部４ｂの深さは凹部４ａよりも浅くなるように
食刻の進行程度を調節する。即ち、基板４には複数の凹
部４ｂが形成され、その各凹部４ｂの内底部に凹部４ａ
が存在することになる。

次に絶縁層１ａの孔１ｂを個別に連通させる複数の貫通
孔６ａが形成されたマスク６を絶縁層２上に設置する（
第２図（９）。つまり、貫通孔６ａは孔１ｂと整合する
ように、孔１ｂの配列状態と略等しい配列状態でマスク
６に形成してあり、その大きさは下面、即ち絶縁層ｌａ
側が孔ｉｂと略等しい大きさとし、上面側はこれより小
さくしである。つまり、次工程において貫通孔６ａの大
径部分に導電部材２のバンプを、また小径部分に突起３
を夫々形成する為である。

次に導電性材料をメツキ、溶射、又は蒸着によって基板
４の凹部４ａ、４ｂ　、絶縁層１ａの孔１ｂ及びマスク
６の貫通孔６ａに充填していき、マスク６の貫通孔６ａ
の小径部分内の所望の高さ、即ち所望の突起の高さまで
導電性材料が充填されると、充填処理を終了する（第２
図（ｈ））。これにより導電性材料が導電部材２として
形成され、マスク６の貫通孔６ａ内と、基板４の凹部４
ａ内とに夫々突起３．３が形成される。

ここでメツキ法としては電解メツキ、無電解メツキ等の
方法が利用できる。また、溶射法とじてはプラズマ溶射
、アーク溶射、ガス炎溶射等の方法が利用でき、蒸着法
としては加熱抵抗、プラズマ、レーザ光、電子ビーム等
の熱源を用いた各種のＰＶＤ法、又はＣＶＤ法が利用可
能である。これらの方法は使用する導電性材料の種類、
形成する厚さ等の条件に基づいて選択すれば良い。また
、溶射、あるいは蒸着処理の途中で導電性材料の組成を
変化させて多層構造の導電部材２を形成できることは周
知である。

最後に、マスク６を除去し、絶縁層１ａ及び導電部材２
をエツチングしないようなエツチング液を用いて基板４
をエツチング除去することにより、電気的接続部材７を
製造する（第２図（１））。

下記第１表は本発明に係る電気的接続部材と、従来品と
における電気回路部品との接続状況を示す。導電部材の
形状と称する欄の（ａｌ〜ｆｃ）は夫々第１図（ａ）〜
（Ｃ）の形状に対応しており、（ｄ）は第３図に示した
従来品に対応する。また導電部材の寸法欄は夫々第１図
（ａ）〜（Ｃ）に示すようにＤは導電部材の直径、ｄは
突起の最大直径、Ｈは保持体表面から突起の最高部まで
の高さ、ｈは導電部材における突起の高さであり、従来
品の（ｄｌにおけるＨはバンブのみの突出高さである。

（以下余白） 本発明による製品隘１〜隘３までは、いずれも加熱温度
２５０℃以下、導電部材１本当たりの加圧力５０ｇｆ以
下の合金化条件で半導体回路をプリント配線基板に接続
し、良好な接続結果を得た。また、本発明による製品Ｎ
１１４については導電部材の直径が製品階１〜隘３より
小さい為、加圧力を１０ｇｆに低下したが同様に良好な
接続結果を得た。

一方、突起のない従来の製品隘５については、電気回路
部品との接合性を確保する為に加熱温度３００℃、加圧
力１００　ｇｆの合金化条件で接続を行ったが、加圧力
過大の為、半導体回路に割れを生ずるものがいくつか発
生した。また、製品１１ｈ６についても同条件による合
金化接続を行ったが、加熱温度過大の為、液晶素子が劣
化するものがいくつか発見された。

製品隘７については、製品Ｎ１５と同じものを製品１１
ｈｌと同じ合金化条件で接続しようとしたが、十分に合
金化されなかった為、接続部で剥離が生ずるものがいく
つか発生した。

〔効果〕

以上の如く本発明に係る電気的接続部材にあっては、導
電部材に突起を設けたことにより、導電部材を電気回路
部品の接続部と合金化して接続する場合に、必要な加熱
温度及び加圧力を突起のない従来品より大幅に低減する
ことができる。これにより、高温で劣化し易い素子、又
は加圧によって破損し易い素子に対しても機能を損なう
ことなく、良好な接続を行うことが可能となる等、本発
明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電気的接続部材の構成を示す模式
的断面図、第２図は同じくその製造工程を示す模式的断
面図、第３図は従来の電気的接続部材の構成を示す模式
図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気的絶縁材からなる保持体と、該保持体に相互に
   絶縁状態にて装備された複数の導電部材とを有し、前記
   各導電部材の両端が前記保持体の両面に露出している電
   気的接続部材において、 前記各導電部材は、 両端に少なくとも１つずつの突起を有すること を特徴とする電気的接続部材。