JPH04269474A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気回路部品間に電気
的接続状態を得るべく使用される電気的接続部材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電気回路部品間に電気的接続状態を得る
ための公知の方法として、ワイヤボンディング法、特開
昭　５９−１３９６３６号公報等に開示されたテープキ
ャリア方式による自動ボンディング法、所謂、ＴＡＢ（
Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）法が
ある。ところが、これらの方法においては、接続点数の
増加に対応できないという難点があり、また、多くの接
続点間に一括的に接続状態を得ることができず、接続作
業に多大の工数を要し、コストの低減に限界があるとい
う問題があった。

【０００３】そこでこのような難点を解消すべく、例え
ば、特開昭　６３−２２２４３７号公報、特開昭　６３
−２２８７２６号公報、及び特開昭　６３−２４６８３
５号公報等には、絶縁材製の保持体に形成された多数の
貫通孔の夫々に導電部材を埋設し、これらの両端を保持
体の表裏面夫々に露出させてなる電気的接続部材、及び
これを用いた電気回路部品の接続方法が提案されている
。

【０００４】図６は、この電気的接続部材の縦断面図で
ある。本図に示す如く電気的接続部材１は、絶縁材から
なる保持体２を表裏に貫通する多数の貫通孔　１２，１
２…の夫々に短寸棒状の導電部材３，　３…を埋設し、
これら夫々の両端を保持体２の表裏面に、所定高さの凸
状をなして露出せしめた構成となっている。なお、導電
部材３，３…の材料としては、導電性に優れた金（Ａｕ
）が多く用いられており、また、導電部材３，　３…相
互間の間隔は、相隣する導電部材３，３間にて絶縁性の
確保をなし得るという条件下にて決定されている。

【０００５】この電気的接続部材１による電気回路部品
の接続態様を図７に示す。図中４，　５は接続対象とな
る電気回路部品であり、これらを電気的接続部材１を用
いて接続する場合、保持体２の表裏面に電気回路部品４
，　５を臨ませ、夫々の接続端となる電極　４０，５０
を平面視にて整合させた後、これらの電気回路部品４，
５を適宜の手段にて加圧する。この結果、前記電極４０
，５０が夫々に対向する面の導電部材３，３…の露出端
に圧接されて、両者が金属接合し、電極　４０，５０、
即ち電気回路部品４，５は、導電部材３，３…を介して
電気的に接続されることとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の如き
接続に際し相互に接触する導電部材３，３…の突出端及
び電極　４０，５０の表面は、一般的には清浄ではなく
、酸化，　汚染層にて被覆された状態にある。従って、
電気回路部品４，５間に確実な接続状態を得るためには
、導電部材３，３…に電極　４０，５０が圧接されると
き、接触部における酸化，汚染層が破砕されて両者の新
生面同士が接触し、金属接合状態に至るに十分な加圧が
なされる必要がある。なおこのとき必要とされる加圧力
は、導電部材３，３…及び電極　４０，５０が共に金（
Ａｕ）　製である場合において５０〜１００　ｋｇｆ／
ｍｍ２　であり、この加圧により導電部材３，３…は、
電極　４０，５０間にて押し潰されて３０〜４０％程度
の変形率が与えられ、この状態で、新生面同士の接触が
なされる。

【０００７】ところが、保持体２の表裏面における導電
部材３，３…の露出高さ（図６中のＨ）を全面に亘って
均一化することは難しく、一般的には、種々の露出高さ
を有する導電部材３，３…が保持体２の面上に混在した
状態にある。

【０００８】このような電気的接続部材１による接続状
態を図８に示す。この場合、前述の如く加えられる加圧
力は、専ら、露出高さの大きい導電部材３，３…の押し
潰しに消費され、露出高さの小さい導電部材３，３…（
図中の中央の導電部材３）には十分な変形が生じず、こ
れらと電極　４０，５０との間には、新生面同士の接触
による金属接合状態が得られない結果となり、電極　４
０，５０との整合範囲内にある導電部材３，３…の一部
が接続に供されないことから、両電極　４０，５０間に
おける電気抵抗の増大、更には導通不良を招来する虞が
あった。

【０００９】また一方、露出高さの大きい導電部材３，
３…には、前記加圧力の集中に伴う過剰な変形が生じ、
これらの導電部材３，３…の貫通孔　１２，１２…内で
の膨張程度も大きくなり、この膨張に起因する割れが、
保持体２及び導電部材３，３…自体に発生することとな
り、やはり導通不良を招来する虞があった。

【００１０】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、保持体上での導電部材の露出高さの相違に起因
して電気回路部品の接続時に発生する電気抵抗の増大及
び導通不良を有効に防止し得る電気的接続部材を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【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、絶縁材からなる保持体に形成した多数の貫通孔
の夫々に金製の導電部材を埋設し、これらの両端を前記
保持体の表裏面に露出させて、両露出端に夫々圧着され
る電気回路部品間に接続状態を得るべく用いる電気的接
続部材において、前記導電部材は、前記貫通孔への埋設
後に行われる焼鈍処理により軟化せしめてあることを特
徴とする。

【００１２】

【作用】本発明においては、保持体の貫通孔に埋設され
た金製の導電部材が、保持体の耐熱温度以下での焼鈍処
理により軟化せしめてあり、電気回路部品の接続に際し
て作用する加圧力に対し容易に変形でき、この変形によ
り保持体の面上での露出高さの相違が吸収されて、露出
高さが小さい導電部材においても電極との金属接合が良
好になされる。更に、露出高さが大きい導電部材に生じ
る過度の変形もまた、その大部分が保持体の面上での変
形により吸収でき、保持体に形成された貫通孔内での膨
張変形量は少なく、これに伴う保持体又は導電部材の割
れの発生の虞は小さい。

【００１３】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て詳述する。図１及び図２は本発明に係る電気的接続部
材の製造過程の一例を示す模式図である。

【００１４】まず図１（ａ）に示す如く、基台となる金
属板（例えば銅板）１０を準備し、該金属板１０上に、
ネガ型の感光性ポリイミド樹脂１１を接着補助剤と共に
塗布する。このポリイミド樹脂１１は、後述の如く、電
気的接続部材１における保持体２を構成するものであり
、ポリイミド樹脂１１の塗布厚さは、溶剤の飛散、後続
の硬化過程における収縮等に伴う減少を考慮して、得る
べき保持体２の厚さよりも厚くしておく。

【００１５】次いで、ポリイミド樹脂１１の塗布層の表
面を所定のパターンが形成されたフォトマスク（図示せ
ず）にて覆い、該フォトマスクを介して光を照射（露光
）し、更に現像を行う。これにより露光されなかった部
分が除去されて、図１（ｂ）に示す如く、ポリイミド樹
脂１１の塗布層を表裏に貫通する多数の貫通孔　１２，
１２…が形成される。

【００１６】その後温度を上げて、ポリイミド樹脂１１
の塗布層をイミド化により硬化させ、次いで、このポリ
イミド樹脂１１の表面側からのエッチングにより、貫通
孔　１２，１２…の下側に位置する金属板１０を食刻し
て、図１（ｃ）に示す如き凹部　１３，１３…を形成す
る。なおこのエッチング処理は、凹部　１３，１３…の
径が貫通孔　１２，１２…の径よりもやや大きくなるま
で行う。

【００１７】次いで、金属板１０を共通電極とする電気
メッキにより、貫通孔　１２，１２…及び凹部　１３，
１３…に金１４を充填する。この充填は、図１（ｄ）に
示す如く、ポリイミド樹脂１１の表面における貫通孔　
１２，１２…の開口端上に、前記凹部　１３，１３…に
相当する程度の厚さとなるまで金１４を盛り上げて終了
する。

【００１８】以上の如き過程を終了した後、基台として
用いた金属板１０を金属エッチングにより除去する。こ
れにより図２（ａ）に示す如く、絶縁材であるポリイミ
ド樹脂１１からなる保持体２に形成した多数の貫通孔　
１２，１２…に、金１４からなる導電部材３，３…が互
いに絶縁状態にて埋設され、これらの両端が保持体２の
表裏面に夫々露出する素製品１′が構成される。なおこ
の素製品１′が従来の電気的接続部材であることは言う
までもない。

【００１９】本発明に係る電気的接続部材１は、このよ
うにして得られた素製品１′全体を焼鈍処理して、金１
４からなる導電部材３，３…を軟化せしめることにより
、図２（ｂ）に示す如く得られる。この焼鈍処理は、ポ
リイミド製の保持体２と共に行われるから、金１４から
なる導電部材３，３…の軟化が可能であって、しかもポ
リイミドの耐熱温度以下の温度条件下にて行われねばな
らない。

【００２０】図３は、種々の温度条件下にて焼鈍処理し
た後の導電部材３に対して実施した硬さ試験の結果を示
すグラフである。なお、図中の○印は、処理時間を３０
分としたときの結果を、△印は、処理時間を６０分とし
たときの結果を、また□印は、処理時間を９０分とした
ときの結果を夫々示しており、更に●印は、処理温度が
０℃である場合、即ち、焼鈍処理前の導電部材３に対す
る試験結果である。なお、導電部材３の焼鈍処理は、Ｎ
２　シールドされた真空乾燥炉内にて実施し、前記硬さ
試験は、　１１５°の頂角を有する円錐形の圧子を用い
、　２．０ｇｆなる試験荷重下にて行った。

【００２１】本図に示す如く金製の導電部材３の硬度は
、　２００℃程度の比較的に低い温度での焼鈍処理によ
り大幅に軟化し、このときの硬度は、●印にて示す焼鈍
処理がなされないものの硬度の１／２以下にまで低下す
ることが明らかである。保持体２を構成するポリイミド
樹脂１１の耐熱温度は　３２０〜　３３０℃であるから
、前述の如く得られた素製品１′を　２００〜　３００
℃なる温度下に３０〜９０分保持するという焼鈍処理に
より、保持体２に損傷を及ぼすことなく導電部材３，３
…のみを軟化せしめることが可能となり、本発明に係る
電気的接続部材１が得られる。

【００２２】図４は、本発明に係る電気的接続部材１（
本発明品）と、導電部材３，３…の焼鈍処理を実施する
前の素製品１′、即ち従来の電気的接続部材（従来品）
とを用い、図７に示す如く、電気回路部品４，５の接続
を種々の加圧力下にて行い、多数の導電部材３，３…夫
々において良好な接合状態が得られているか否かを調べ
た結果を示すグラフであり、また図５は、接続終了後に
加圧力と直交する向きの力を加え、該力に対する破断強
さ、即ち、剪断強さを調べた結果を示すグラフである。 なおこれらの図中においてはいずれも、本発明品に対す
る結果を●印により、従来品に対する結果を○印により
夫々示してある。

【００２３】図４の横軸は、接続に際して加えられた加
圧力、縦軸は、導電部材３，３…の内、良好な接合状態
が得られているものの割合（接合率）である。本図に示
す如く、小さい加圧力範囲内での同一の加圧力下にて本
発明品と従来品とを比較した場合、本発明品により大幅
に優れた接合率が得られることが明らかであり、また略
　１００％の接合率を得るのに必要な最小加圧力は、従
来品においては、図中に白抜矢符にて示す如く、略５０
ｋｇｆ／ｍｍ２　であるのに対し、本発明品においては
、図中に黒塗矢符にて示す如く、３０ｋｇｆ／ｍｍ２　
以下であることがわかる。 以上のことから、焼鈍処理により軟化せしめられた導電
部材３，３…を備えた本発明に係る電気的接続部材１を
用いた場合、小さい加圧力にて確実な接合が可能であり
、また、加圧に伴って導電部材３，３…及び保持体２に
割れが生じる虞も少なく、電気抵抗の増大及び導通不良
の発生を有効に防止し得ることとなる。

【００２４】また図５の横軸は、図４の場合と同様、接
続に際して加えられた加圧力、縦軸は、接合部に破断が
生じたときの剪断力、即ち剪断強さである。本図におい
て本発明品と従来品とを比較した場合、本発明品の剪断
強さは従来品のそれを全般的に上回っていることがわか
る。図中の２点鎖線は、この種の接続に対して要求され
る下限強さを示しており、本発明品を用いた場合、１０
ｋｇｆ／ｍｍ２　前後の加圧力の付加によりこの下限強
さが得られるのに対し、従来品を用いた場合、１５ｋｇ
ｆ／ｍｍ２　前後の加圧力の付加が必要である。本発明
に係る電気的接続部材１により良好な接続状態が得られ
ることは、このことからも明らかである。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明に係る電気的接
続部材においては、保持体の貫通孔に埋設された金製の
導電部材が、埋設後の焼鈍処理により軟化せしめてあり
、電気回路部品の接続に際して作用する加圧力により容
易に変形し得るから、保持体の面上に種々の露出高さを
有する導電部材が混在する場合であっても、これらの露
出高さの相違が各導電部材の変形により吸収されて、露
出高さが小さい導電部材と接続対象となる電極との金属
接合が良好になされると共に、露出高さが大きい導電部
材に生じる過剰な変形が保持体の面上にて吸収され、保
持体に形成された貫通孔内での変形量は小さく、これに
伴って保持体及び導電部材に割れが生じる虞が少なくな
り、これらにより、電気回路部品の接続時に発生する電
気抵抗の増大及び導通不良を有効に防止し得る等、本発
明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電気的接続部材の製造過程を示す
模式図である。

【図２】本発明に係る電気的接続部材の製造過程を示す
模式図である。

【図３】種々の温度条件下にて焼鈍処理された導電部材
の硬さ試験の結果を示すグラフである。

【図４】本発明に係る電気的接続部材による接続後にお
ける接合率と従来の電気的接続部材によるそれとの比較
結果を示すグラフである。

【図５】本発明に係る電気的接続部材と従来の電気的接
続部材とによる接続後の剪断強さを比較した結果を示す
グラフである。

【図６】従来の電気的接続部材の縦断面図である。

【図７】電気的接続部材による電気回路部品の接続態様
を示す模式図である。

【図８】従来の電気的接続部材における問題点の説明図
である。

【符号の説明】

１　　電気的接続部材 ２　　保持体 ３　　導電部材 ４　　電気回路部品 ５　　電気回路部品 １２　　貫通孔 ４０　　電極 ５０　　電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　絶縁材からなる保持体に形成した多数
   の貫通孔の夫々に金製の導電部材を埋設し、これらの両
   端を前記保持体の表裏面に露出させて、両露出端に夫々
   圧着される電気回路部品間に接続状態を得るべく用いる
   電気的接続部材において、前記導電部材は、前記貫通孔
   への埋設後に行われる焼鈍処理により軟化せしめてある
   ことを特徴とする電気的接続部材。