JPH06237059A - 電気相互接続方法および装置 - Google Patents

電気相互接続方法および装置

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JPH06237059A
JPH06237059A JP5313866A JP31386693A JPH06237059A JP H06237059 A JPH06237059 A JP H06237059A JP 5313866 A JP5313866 A JP 5313866A JP 31386693 A JP31386693 A JP 31386693A JP H06237059 A JPH06237059 A JP H06237059A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高い信頼性で相手側の回路を相互
接続することができ、製造が容易で、廉価な電気コネク
タを提供することを目的とする。 【構成】 基体28と、電気相互接続の位置を限定する場
所を有する基体上の導電材料32と、その場所に結合さ
れ、それから突出しているエポキシレジンのような実質
的に非弾性の誘電性材料の突出部34, 36と、この突出部
34, 36上およびそれに隣接した導電性材料上の導電層38
とを具備していることを特徴とする。突出部34の一方は
円形であり、他方36はリング状に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、突出されたバンプおよ
びリングのような電気的突出部を使用することによって
導体を電気的に相互接続する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】印刷配線板およびセラミックおよびシリ
コンウェハにおいて相互接続部を形成する多数の技術が
存在している。コネクタを結合するためにはんだ付けさ
れ、整列されたコネクタは非常に高価である。手作業に
よる配線およびはんだ付けは結果的に費用を削減せず、
工場において需要が増加している高密度接続は得られな
い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】はんだ付けした整列可
能なコネクタに代わるバンプまたは突出した金属接触部
は、フレキシブルな回路、フレキシブルな回路と剛性の
回路板間または電気素子にこのような回路を相互接続す
る既知の技術である。このようなバンプを使用した例
は、米国特許第4,125,310 号明細書および第4,453,795
号明細書に記載されている。これらの特許明細書には複
数の全体的に弾性の金属突出部が示されている。後者の
特許明細書において、弾性接触部の過剰加圧およびつぶ
れ、またはそれらの弾性限界を越えた突出を避けるため
に弾性の支援構造が使用され、それは過剰加圧がコネク
タの結合および結合解除で繰返されることができないよ
うにするためである。そうでなければ、これらの端部は
相手側のコネクタと効果的に高い信頼性で相手側の回路
と相互接続するが、それらの製造は困難であり、時間を
費やし高価である。何度も反復されるエッチングおよび
めっき動作が要求される。特別な材料、方法、工具処理
およびアートワークを選択するために特別な注意がしば
しば要求される。多数の技術はバンプの大きさ、したが
って所望される相互接続の密度を制限する。したがっ
て、これらの問題を取除くことが所望される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、両者がフレキ
シブルであるか、或は一方がフレキシブルであり、他方
が硬質である場合でも、１対の電気回路の相互接続を可
能にする。第１のコネクタ上の導電材料は、電気接続の
位置を限定する場所が存在する基体上に配置される。実
質的に非弾性材料、例えばエポキシ樹脂の突出部は、こ
れらの場所に付着され、導電層が各突出部および突出部
に隣接した導電材料のそれぞれの頂点に配置される。
【０００５】非弾性材料は、その熱膨脹係数が回路のそ
れに一致し、そのベース材料への良好な接着性を有し、
またそれが硬化された後に発泡または膨脹せず、或は下
にある銅を破断しないように注意深く選択されなければ
ならない。
【０００６】各突出部は、丸くされたマウントまたは壁
状の構造を含んでいてもよい。壁は完全に包囲されてい
ることが好ましく、円形、長円形または例えば多角形等
のその他の形状であってもよい。拡大されたリングまた
は長円形として構成された場合、壁状構造は相手側のケ
ーブル上の複数のマウントと接触するために使用されて
もよい。
【０００７】本発明からいくつかの利点が得られる。従
来達成可能なものより高い密度の相互接続を得ることが
できる。製造費用は比較的低い。相手側のケーブル間の
接続および接続解除は簡単で反復可能である。はんだ付
け接続、特別なコネクタおよび配線された相互接続の使
用が避けられる。異なるタイプのフレキシブルまたは硬
質ケーブルおよび印刷配線板における容易な交換能力を
得ることができる。
【０００８】本発明のその他の目的および利点並びにさ
らに完全な理解は、以下の詳細な説明および添付図面か
ら明らかになるであろう。
【０００９】
【実施例】図１および図２を参照すると、１対のフレキ
シブルな回路20および22はそれぞれバンプ24およびリン
グ26として構成された１対の突出部を含んでいる。回路
20のバンプ24は、回路22のリング26に面するように位置
されている。したがって、回路20および22が互いに接触
するように位置された場合、それらの各バンプおよびリ
ンクは相手側の相互接続を形成する。
【００１０】各回路20および22は同様にして製造され、
基体28と、それに接着された導電層層30上の導電パッド
32と、比較的非弾性の誘電性材料の突出部34および36
と、並びに突出部上の導電層38とを含んでいる。
【００１１】基体28はセラミックまたはシリコン半導
体、ポリイミドプラスチック、エポキシガラス、窒化ア
ルミニウムまたはその他の適当な電気材料を含んでもよ
い。層30、パッド32および層38の材料は銅でよい。パッ
ド32は突出している電気相互接続の場所を限定し、突出
部34および36はそれぞれバンプおよびリング外郭を限定
する。
【００１２】銅層38は各回路20および22のバンプ24とリ
ング26との間に相互接続を形成することが示されている
が、特定の回路設計ではこのような相互接続40がバンプ
およびリング対の全ての間に存在する必要がないことを
理解すべきである。
【００１３】バンプ24はほぼ円形のものとして示されて
いるが、それらは任意の便利な方法で構成されてもよ
い。同様に、リング26はまた円形の構造で示されている
が、それらもまた楕円、長円形および多角形等の任意の
別の構造であってもよい。
【００１４】各フレキシブルな回路20および22は、図３
のａ乃至ｄおよび図４のａ乃至ｃに示されたプロセスに
したがって製造される。図３のａに示されたように、通
常の設計および構造の通常のクラッドされた物品42は、
その上に分布された銅クラッド46を有する基体44を含
む。基体44は、例えばポリイミドプラスチック等の任意
の通常のプラスチック材料から形成される。
【００１５】図３のｂに示されているように、物品42上
の場所48は各バンプ24およびリング26の形成のために選
択され、銅クラッド46上におけるスクリーン50の位置決
めによって正確に位置が定められる。スクリーン50は、
バンプ24およびリング26用の場所をそれぞれ限定する開
口52および54を有する。バンプおよびリングの生成のた
めに、開口52は簡単な丸い開口を成し、一方開口54はリ
ングを限定するために角のある形状である。
【００１６】図３のｃに示されているように、エポキシ
樹脂のような比較的非弾性の誘電性材料は、スクリーン
50の開口50および52を通して銅クラッド46上に通常の方
法によって付着され、それによってバンプ24用のエポキ
シベース56およびリング26用のエポキシリング58を形成
する。
【００１７】誘電性材料はいくつかの特徴を有している
ことが重要である。非弾性の誘電性材料は、回路のもの
とその熱膨脹係数を一致させ、そのベース材料への良好
な接着を行い、それが硬化された後に発泡または膨脹せ
ず、或は下にある銅を破断しないように注意深く選択さ
れされなければならない。したがって、誘電性材料は、
体積膨脹による劣化を阻止するためにその熱膨張係数が
例えば銅の等の下にある導体のものより下であるように
選択される。
【００１８】好ましい誘電性材料は、ＥＰＯＮ（シェル
ケミカル社の商標）として工業的に知られている非金属
エポキシ樹脂であり、特にＥＰＯＮ825 が好ましく、そ
れは本質的にビスフェノール（Bisphenol ）Ａの純粋な
ジグリシジルエーテルである熱硬化性樹脂であり、それ
は非可逆性状態に化学的に活性化されて熱硬化される。
本発明において使用される好ましいエポキシ化合物は、
ＥＰＯＮ825 、ジアミンのような硬化媒体および促進剤
を含む。本発明を実施するときに使用される特定の化合
物は、ＥＰＯＮ825 および促進剤としてメタンジアミン
（250.0 ±2.0ｐｂｗ）、メタフェニレンジアミン（10
0.0 ±2.0 ｐｂｗ）およびＮ−ベンジルジメチルアミン
（1.5 ±0.2 ｐｂｗ）を含む促進されたジアミン硬化媒
体を含んでいた。随意に、ナジ無水メチルのような無水
硬化媒体が使用されてもよい。本発明による好ましい組
成はまた、幾何学形状が制御されることができる許容可
能な完成品を提供するように硬化プロセスが十分に速く
できるように、また所望の幾何学形状からの樹脂のゆる
みおよび流出を避けるためにガラス粉末を含んでいる。
その後、スクリーン50は図３のｄに示された構造を提供
するように除去される。
【００１９】図４のａに示されているような組合せられ
た無電気および電気めっき銅60は、銅クラッド46および
エポキシ突出部56および58上に通常の技術によって付着
される。工業規格のように、無電気被覆は、銅が突出部
56および58並びにクラッド46を含む誘電性材料を被覆す
ることを保証するために最初に図３のｄに示された形態
の上に付着され、それによって無電気めっきが後続する
銅の電気めっきの付着のための導電性表面を形成する。
【００２０】完成した回路の最終的な限定は、図４のｂ
に示されたようなフォトレジスト62およびフォトレジス
ト上のマスク／アートワーク64の使用によって得られ
る。フォトレジスト62およびマスク／アートワーク64を
使用する通常のフォトリソグラフおよびエッチング技術
を使用して、指示線66で示されたマスクおよび現像され
たフォトレジスト部分によって外郭を与えられるよう
に、銅クラッド46および銅めっき60の選択的な部分がエ
ッチングされ、したがって結果的に図４のｃ並びに図１
および図２に示された構造を生成する。
【００２１】図５のａ乃至ｃを参照すると、本発明の第
２の実施例は、めっきスルーホール72を有する印刷配線
板70上に形成された上記のようなバンプおよびリングの
ような突出部に関する。めっきスルーホールを有するこ
のような配線板は通常の構成のものであって、配線板70
は誘電性材料のマトリクス74および１つ以上のめっきス
ルーホール72を接続する内部導電トレースまたは導線76
を含んでいる。通常のように、めっきスルーホール72は
スルーホール78と共に形成される。
【００２２】図５のｂに示されているようにめっきスル
ーホール上に突出部を形成するために、開口78は導電性
材料80で充填される。その後、図３のａ乃至ｄおよび図
４のａ乃至ｃに関して説明されたものと同様に処理する
ことによって、エポキシ樹脂の突出部82および無電気お
よび電気めっき銅84の被覆は図５のｃに示されているよ
うに充填されためっきスルーホール上に形成される。突
出部はバンプとして示されているが、所望に応じて構成
され、印刷配線板70の上面86だけでなく下面88上に形成
されてもよい。
【００２３】図６を参照すると、フレキシブルまたは硬
質の回路90を含む本発明の別の実施例は、接続部96によ
って方形パッド94に結合された複数の突出部92を含む。
パッド94は長方形の形状を有しているように示されてい
るが、任意の多角形または別の形状であってもよい。パ
ッド94の目的は、相手側の回路上の１つ以上の突出部と
の接触に対して十分に大きい面積の接触面を提供するこ
とである。
【００２４】図７において、１対の回路102 および104
を有する回路装置100 が示されている。２つの回路は、
バンプ突出部106 およびリング突出部108 によって相互
接続される。両突出部106 および108 は、図３のａ乃至
ｄおよび図４のａ乃至ｃを参照して上記に示された方法
で形成されるか、或は図５のａ乃至ｃに示されためっき
スルーホール構造を含んでいてもよい。リング突出部10
8 は卵形であることが好ましく、両バンプ突出部106 を
包囲するように領域において十分に大きい。突出部106
は２つだけのバンプ突出部として示されているが、３つ
以上含んでいてもよい。この実施例において、複数のバ
ンプ突出部106 は、楕円形リング突出部108 との少なく
とも１つの電気接続が存在しているように互いに全て相
互接続されてもよい。その代わりとして、或はそれに加
えて複数のバンプ突出部106 は、回路102 上のいくつか
のバンプ突出部およびそれらの各回路を接続するために
リング突出部108 を使用するために異なる回路および回
路102 上の別の接続に達してもよい。
【００２５】本発明は特定の実施例に関して説明されて
いるが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の
変化および修正が行われてもよいことが認識されるべき
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】リングと接触するために位置可能な丸くされた
マウントを使用する本発明の技術により相互接続可能な
１対のフレキシブルなケーブルの断面図。
【図２】図１に示されたフレキシブルなケーブル１つの
上部図。
【図３】図１および図２に示されたバンプおよびリング
構造を形成する方法の各段階における断面図。
【図４】図１および図２に示されたバンプおよびリング
構造を形成する方法の各段階における断面図。
【図５】バンプおよびリング相互接続のベースとしてめ
っきされたスルーホールを使用する本発明の別の実施例
を示した断面図。
【図６】例えば相手側の回路上のバンプ突出部と結合す
るためにバンプ突出部および平坦な相互接続の組合せを
使用する本発明の別の実施例を示した図。
【図７】相手側のコネクタ上の単一の楕円形突出部と接
触可能な複数のバンプ突出部のうちの２つを示している
本発明のさらに別の実施例の斜視図。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基体と、 電気相互接続の位置を限定する場所を有する基体上の導
    電材料と、 前記場所に結合され、それから突出している実質的に非
    弾性の誘電性材料の突出部と、 前記突出部上およびそれに隣接した前記導電性材料上の
    導電層とを具備していることを特徴とする相手側のコネ
    クタと相互接続するように構成された電気コネクタ。
  2. 【請求項２】 前記相手側のコネクタは、その上に前記
    導電層を持つ前記突出部の少なくとも１つづつと結合す
    るように配置された領域を有する導電パッドを具備して
    いる請求項１記載の電気コネクタ。
  3. 【請求項３】 前記突出部は丸くされたマウントおよび
    壁の１つを含んでいる請求項１記載の電気コネクタ。
  4. 【請求項４】 前記突出部は熱膨張係数が前記基体のも
    のと一致し、前記導電性材料への良好な接着を行い、そ
    れが硬化された後の発泡および膨脹に耐え、前記導電性
    材料の破断を生ぜず、体積膨脹による任意の劣化に耐え
    る材料から構成されている請求項１記載の電気コネク
    タ。
  5. 【請求項５】 実質的に非弾性の誘電性材料はエポキシ
    レジンを含む請求項１記載の電気コネクタ。
  6. 【請求項６】 さらに、導電性の物質で充填された前記
    基体中のスルーホールを限定する手段を具備し、前記充
    填されたスルーホール手段は導電性材料を支持する請求
    項１記載の電気コネクタ。
  7. 【請求項７】 前記充填されたスルーホール手段は基体
    の反対側に延在し、この反対側において前記導電性材料
    を支持する請求項６記載の電気コネクタ。
  8. 【請求項８】 第１のコネクタに対して、電気相互接続
    の位置を限定する場所を有する基体上に導電性材料を配
    置し、 実質的に非弾性の誘電性材料の突出部を前記場所に結合
    し、 各突出部上およびそれに隣接した前記導電性材料上に導
    電層を形成し、 その上に前記導電層を持つ突出部の少なくとも１つづつ
    と結合するように配置される領域を有する導電パッドを
    相手側のコネクタに設けるステップを含んでいる相手側
    のコネクタと第１のコネクタとの相互接続方法。
  9. 【請求項９】 さらに、熱膨張係数が前記基体のものと
    一致し、前記導電性材料への良好な接着を行い、前記導
    電性材料への良好な接着を行い、それが硬化された後の
    発泡および膨脹に耐え、前記導電性材料の破断を生ぜ
    ず、体積膨脹による任意の劣化に耐える材料を使用する
    ステップを含んでいる請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 充填されたスルーホールが導電性材料
    を支持することを可能にするために導電性材料で基体中
    のスルーホールを充填するステップを含んでいる請求項
    ８記載の方法。
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