JPH04298056A - 電気的接続部材及びその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気回路部品同士を電
気的に接続する際に用いられる電気的接続部材及びその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】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法、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ
　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）法等が従来よ
り知られている。ところがこれらの方法にあっては、両
電気回路部品間の接続点数の増加に対応できない、コス
ト高である等の難点があった。このような難点を解決す
べく、絶縁性の保持体中に複数の導電部材を互いに絶縁
して備え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公知である（特開
昭６３―２２２４３７号公報，　特開昭６３―２２４２
３５号公報等）。

【０００３】図５は、このような電気的接続部材及びこ
れ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
らなる保持体３５中に備えて構成されており、導電部材
３４の一端部３８を一方の電気回路部品３２側に突出さ
せ、導電部材３４の他端部３９を他方の電気回路部品３
３側に突出させている（図５（ａ））。そして、一方の
電気回路部品３２の接続部３６に導電部材３４の突出す
る一端部３８を熱圧着，圧着等により変形させて接合さ
せ、他方の電気回路部品３３の接続部３７に導電部材３
４の突出する他端部３９を熱圧着，圧着等により変形さ
せて接合させる（図５（ｂ））。このようにして電気回
路部品３２，　３３の対応する接続部３６，　３７同士
を接続する。

【０００４】このような電気的接続部材においては、以
下に示すような利点がある。■　　導電部材の大きさを
微細にすることにより、電気回路部品の接続部を小型化
し、またそのため接続点数を増加させることができ、よ
って電気回路部品同士のより高密度な接続が可能である
。■　　厚みが異なる電気回路部品であっても、電気的
接続部材の厚みを変更することにより電気回路部品の高
さを常に一定にすることが可能となり、多層接続が容易
に行え、より高密度な実装が可能である。■　　電気回
路部品の接続部と接続される導電部材の突出高さを高く
することにより、電気回路部品の接続部が表面から落ち
込んだものであっても安定した接続を行うことが可能と
なり、複雑な形状をなす電気回路部品同士であっても容
易に接続することが可能である。

【０００５】そして、このような電気的接続部材の製造
方法としては、特開平２─４９３８５　号公報に提案さ
れたものがある。以下、この製造方法についてその工程
を模式的に示す図６に基づき簡単に説明する。

【０００６】まず、銅板等の金属シートからなる基体５
１上にスピンコータによりネガ型感光性樹脂５２を塗布
して、　１００℃前後の温度にてプリベイクを行う（図
６（ａ））。所定パターンをなしたフォトマスク（図示
せず）を介して光を感光性樹脂５２に照射した（露光し
た）後、現像を行う。露光された部分には感光性樹脂５
２が残存し、露光されない部分は現像処理により感光性
樹脂５２が除去されて複数の穴５３が形成される（図６
（ｂ））。 　２００〜４００　℃まで温度を上げて感光性樹脂５２
の硬化を行った後、エッチング液中に基体５１を浸漬さ
せてエッチングを行い、穴５３に連通する凹部５４を基
体５１に形成する（図６（ｃ））。次いで、基体５１を
共通電極として金メッキを施して、穴５３，　凹部５４
に金５５を充填し、バンプが形成されるまで金メッキを
続ける（図６（ｄ））。最後に基体５１をエッチングに
より除去して、電気的接続部材３１を製造する（図６（
ｅ））。

【０００７】このようにして製造される電気的接続部材
３１にあっては、金５５が導電部材３４を構成し、感光
性樹脂５２が保持体３５を構成する。導電部材３４は、
保持体３５内に埋設されている部分３４ａ（以下柱状部
３４ａ　という）と保持体３５の両面から突出している
部分３４ｂ（図５における端部３８，　３９、以下バン
プ部３４ｂという）とから構成されている。なお電気的
接続部材３１における各部分の寸法は、保持体３５（感
光性樹脂５２）の厚さが約１０μｍ、導電部材３４（柱
状部３４ａ）の直径が約１５μｍ，　ピッチが約４０μ
ｍ、導電部材３４の突出量が表裏とも数μｍ程度である
。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
電気的接続部材の導電部材を電気回路部品の接続部に熱
圧着，　圧着により接合させる際には、高荷重を印加す
る必要がある。この結果、圧接されたバンプ部３４ｂ　
は幅方向に　１．３倍程度拡がるので、各導電部材３４
においてバンプ部３４ｂ　の高さにばらつきがあると、
相隣する導電部材３４同士が接合し、短絡してしまうこ
とになる。ところが、各導電部材３４におけるバンプ部
３４ｂ　の高さが均一である電気的接続部材３１を製造
することは容易ではなく、少しの高さのばらつきは生じ
る。この結果、このばらつきを考慮して接合ピッチを設
定する必要があるので、接合の高密度化に限界があり、
更なる改良の余地がある。

【０００９】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、各導電部材内の一部または全部に空孔が存在す
る構造とすることにより、バンプ部の高さにばらつきが
あっても、熱圧着，　圧着の際における低荷重化、バン
プ部の拡がりの防止、及びこれに伴う電気回路部品間の
高密度接続を実現できる電気的接続部材、及びその製造
方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【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、該保持体中に
互いに絶縁状態にて備えられた複数の導電部材とを有し
、前記各導電部材の一端が前記保持体の一方の面におい
て露出しており、前記各導電部材の他端が前記保持体の
他方の面において露出している電気的接続部材において
、前記各導電部材がその内部に空孔を有することを特徴
とする。

【００１１】本発明に係る電気的接続部材の製造方法は
、電気的絶縁材からなる保持体と、該保持体中に互いに
絶縁状態にて備えられた複数の導電部材とを有し、前記
各導電部材の一端が前記保持体の一方の面において露出
しており、前記各導電部材の他端が前記保持体の他方の
面において露出している電気的接続部材を製造する方法
において、前記保持体となる絶縁層を基体上に設ける工
程と、複数の穴を前記絶縁層に形成し、前記基体を露出
させる工程と、露出された前記基体の一部をエッチング
除去して前記穴に連通する凹部を形成する工程と、前記
穴及び凹部に複数の導電材料をめっき充填する工程と、
前記複数の導電材料のうちの一部の導電材料を溶解抽出
する工程と、残存する前記基体を除去する工程とを有す
ることを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の電気的接続部材にあっては、その各導
電部材において空孔が存在するので、みかけの硬度は低
く、接合時に印加すべき荷重は低荷重で良く、横拡がり
の程度は小さい。

【００１３】本発明の電気的接続部材の製造方法にあっ
ては、絶縁層に形成された多数の穴に複数の導電材料を
めっきした後、その一部の導電材料を溶解抽出する。そ
うすると、空孔が形成された導電部材を備えた電気的接
続部材が製造される。

【００１４】

【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。

【００１５】図１（ａ）は本発明に係る電気的接続部材
の一実施例の断面図である。電気的接続部材１は、例え
ば金からなる複数の導電部材２と、夫々の導電部材２同
士が電気的絶縁状態になるように導電部材２を保持した
例えばポリイミド樹脂からなる保持体３とから構成され
ている。各導電部材２は、その両端部が保持体３の両面
から突出しており、保持体３内に埋設された柱状部２ａ
と、保持体３から突出した２つのバンプ部２ｂ，２ｂと
からなる。各導電部材２内には、その全部（柱状部２ａ
内及びバンプ部２ｂ，２ｂ内）において多数の空孔４が
存在している。なお、電気的接続部材１における各部分
の寸法は、従来のものと略同様であって、保持体３の厚
さが約１０μｍ、導電部材２（柱状部２ａ）の直径が約
１５μｍ、導電部材２の形成ピッチが約４０μｍ、導電
部材２の突出量（各バンプ部２ｂ，２ｂの高さ）は約５
μｍである。

【００１６】図１（ｂ）は本発明に係る電気的接続部材
の他の実施例の断面図であり、図１（ａ）と同番号を付
した部分は同一部分を示す。この例では、金からなる各
導電部材２のバンプ部２ｂ，２ｂ内には多数の空孔４が
存在しているが、柱状部２ａ内には空孔４が存在してい
ない。 他の構成は図１（ａ）に示したものと同じである。

【００１７】図１（ａ）を用いて、電気回路部品同士を
接続する例について説明する。図３はこの接続状態を示
す模式的断面図である。接続対象の一方の電気回路部品
の接続部５と他方の電気回路部品の接続部６とを、図１
（ａ）に示す電気的接続部材１の導電部材２を用いて接
続している。この際、導電部材２内に空孔が設けられて
いるので、バンプ部の横方向拡がりは少なく、各導電部
材２におけるバンプ部の高さのばらつきを吸収できる。 この結果、バンプ部に高さのばらつきがあっても、隣合
うバンプ部同士の短絡を防止でき、電気回路部品同士の
高密度接続が可能である。

【００１８】図４は接続状態の他の例を示しており、接
続すべき接続部５，６に段差がある場合を示している。 導電部材２内に空孔が存在しているので、この段差の影
響を吸収して電気回路部品同士の高密度接続を実現でき
る。

【００１９】図１（ｂ）に示すような電気的接続部材に
おいても、対応する電気回路部品間の接続部に対して、
図１（ａ）の電気的接続部材と同様の作用、効果を呈す
る。なお、図１（ｂ）において、両バンプ部２ｂ，２ｂ
内に空孔４が存在することとしたが、片方のバンプ部２
ｂ内にのみ空孔４が存在する構成としてもよい。

【００２０】次に、このような構成をなす電気的接続部
材の製造方法（本発明に係る電気的接続部材の製造方法
）について説明する。本発明の製造方法では、合金めっ
きを行った後、この合金に含まれる所定の金属のみを選
択的に溶解抽出することにより、空孔を形成する。

【００２１】図２は本発明の製造方法の一例の工程を模
式的に示す断面図である。

【００２２】まず、準備した基体たる銅板１１の一方の
面に、ネガ型の感光性樹脂のポリイミド樹脂１２をスピ
ンコータにより塗布して、　１００℃前後の温度にてプ
リベイクを行う（図２（ａ））。なお塗布するポリイミ
ド樹脂１２の膜厚は、硬化収縮による減少を考慮して、
製造される電気的接続部材における保持体の所望の膜厚
よりも厚くしておく。

【００２３】次に、所定パターンをなしたフォトマスク
（図示せず）を介して光をポリイミド樹脂１２に照射し
た（露光した）後、現像を行う。本例では、露光された
部分にはポリイミド樹脂１２が残存し、露光されない部
分は現像処理によりポリイミド樹脂１２が除去されて、
複数の穴１３がポリイミド樹脂１２に形成される（図２
（ｂ））。 その後、温度を　２００〜４００　℃まで上げてポリイ
ミド樹脂１２の硬化を行う。

【００２４】次に、このような処理がなされた銅板１１
をエッチング液中に浸漬させてエッチングを行う。穴１
３の近傍の銅板１１の一部をエッチング除去して、穴１
３に連通する凹部１４を銅板１１に形成する（図２（ｃ
））。この際、形成する凹部１４の径は、穴１３の径よ
りは大きく隣合う穴１３の外周までの距離の半分よりは
小さいこととする。このように、凹部１４の大きさを制
御しておくことにより、隣合う導電部材同士が導通する
ことなくしかも導電部材の抜け落ちがない電気的接続部
材を製造できる。

【００２５】次いで銅板１１を共通電極とした電解メッ
キにより、穴１３，凹部１４に複数の導電材料１５を充
填する（図２（ｄ））。具体例としては、金─銅合金型
めっき液（液組成：シアン化金カリウム　７．５ｇ／リ
ットル，シアン化銅カリウム　１５０ｇ／リットル，シ
アン化カリウム１５ｇ／リットル，亜硫酸ナトリウム１
５ｇ／リットル）を用いて、所定のめっき条件（ＰＨ：
　７．０〜７．６，　　温度：６０℃，電流密度：　０
．４Ａ／ｄｍ２　，攪拌：なし）にて穴１３，凹部１４
に金，銅を充填する。この際、充填される導電材料は所
定の析出物特性（銅含量：４０％（不均質銅１８％），
比密度：１５，硬度：　２５０Ｈｖ）となる。

【００２６】最後に、銅エッチング液を用いて銅板１１
を溶解除去すると共に、充填された偏在銅の一部または
全部を溶出する。具体的には、ＦＥＳ　５０００（三菱
斯欺化学製）の銅エッチング液を使用し、エッチング条
件を、温度：３５℃，超音波：４０ｋＨｚ，×　２００
Ｗ，２〜１０分とする。このようにして、図１（ａ）に
示すような電気的接続部材１を製造する（図２（ｅ））
。

【００２７】上述した工程において、銅エッチングにお
けるエッチング条件を調整することにすれば、図１（ｂ
）に示すような構造の電気的接続部材１を製造すること
ができる。

【００２８】なお、上述の実施例では、金，銅の複合材
料を充填し、銅を溶解抽出することとしたが、これは一
例であり、例えば金，タリウム，ニッケル，コバルトの
複合材料を充填した後、、金以外の金属を希硝酸にて溶
解抽出して、空孔が存在する金の導電部材を形成しても
よい。また、上述の実施例では基体（銅板１１）と充填
された導電材料（偏在銅）とを一括して除去しているが
、これとは異なり、基体の除去と特定の導電材料の溶解
抽出とを別々の工程にて行うこととしてもよい。

【００２９】また、絶縁層として感光性のポリイミド樹
脂を用いたが、特に限定されない。更に、露光，現像処
理により穴を形成する場合には、感光性の樹脂である必
要はあるが、もし露光，現像処理ではなくて例えば高エ
ネルギビームの照射等により穴を形成する場合には、感
光性の樹脂である必要もない。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明の電気的接続
部材では、バンプ部の高さにばらつきまたは接合対象の
接続部に凹凸があっても、熱圧着，　圧着の際において
接合荷重を低減でき、バンプ部の拡がりを防止でき、電
気回路部品間の高密度接続を実現できる等、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断面図である。

【図２】本発明に係る製造方法の工程を示す模式的断面
図である。

【図３】本発明に係る電気的接続部材の接続状態を示す
断面図である。

【図４】本発明に係る電気的接続部材の他の接続状態を
示す断面図である。

【図５】電気的接続部材の使用例を示す模式図である。

【図６】従来の製造方法の工程を示す模式的断面図であ
る。

【符号の説明】

１　　電気的接続部材 ２　　導電部材 ３　　保持体 ４　　空孔 １１　　銅板 １２　　ポリイミド樹脂 １３　　穴 １４　　凹部 １５　　導電材料

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電気的絶縁材からなる保持体と、該保
   持体中に互いに絶縁状態にて備えられた複数の導電部材
   とを有し、前記各導電部材の一端が前記保持体の一方の
   面において露出しており、前記各導電部材の他端が前記
   保持体の他方の面において露出している電気的接続部材
   において、前記各導電部材がその内部に空孔を有するこ
   とを特徴とする電気的接続部材。
2. 【請求項２】　　電気的絶縁材からなる保持体と、該保
   持体中に互いに絶縁状態にて備えられた複数の導電部材
   とを有し、前記各導電部材の一端が前記保持体の一方の
   面において露出しており、前記各導電部材の他端が前記
   保持体の他方の面において露出している電気的接続部材
   を製造する方法において、前記保持体となる絶縁層を基
   体上に設ける工程と、複数の穴を前記絶縁層に形成し、
   前記基体を露出させる工程と、露出された前記基体の一
   部をエッチング除去して前記穴に連通する凹部を形成す
   る工程と、前記穴及び凹部に複数の導電材料をめっき充
   填する工程と、前記複数の導電材料のうちの一部の導電
   材料を溶解抽出する工程と、残存する前記基体を除去す
   る工程とを有することを特徴とする電気的接続部材の製
   造方法。