JPH06334330A - 金属配線の接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的及び効果】 本発明の方法によれば誘電体基板の
裏側から設けた溝が他方の金属配線を案内する機能を有
するので、異る２つの金属配線を、高性能で複雑な位置
合せ装置を用いないで正確に接続することができる。 【構成】 誘電体基板上に配設された金属配線を、他の
誘電体基板上に配設された金属配線に電気的に接続する
方法であって、（１）一方の誘電体基板の金属配線が配
設された面とは反対側の面に、該金属配線に達する深さ
を有する溝を形成し、（２）前記誘電体基板に形成され
た溝に嵌合し且つ前記金属配線に接触し得る厚さの金属
配線を用意し、そして（３）前記一方の誘電体基板に形
成された溝に他方の金属配線を嵌合せしめ、そして両金
属配線を圧着する、ことを特徴とする方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘導体基板上の金属配
線の接続方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気製品の小形化、軽量化を達成するに
は内部基板の高密度化が必要不可欠である。基板の高密
度化のためには基板と基板との間の接続部の高密度化も
必要である。しかしながら、基板上に高密度に形成され
た接続端子同士の接続のためには高精度の位置合わせ装
置が必要である。また、コネクター等を用いた接続では
コネクターの体積がかなり大きなものとなる。

【０００３】すなわち、従来、フレキシブルプリント基
板（ＦＰＣ）、テープオートメイティドボンディング
（フィルムキャリヤー）（ＴＡＢ）、プリント回路基板
（リジッド基板）（ＰＷＢ）等を電気的に相互接続する
際には、基板の一部に接続用端子を形成し、形成された
端子の相互の位置合わせを行った後、異方性導電膜や、
半田のごとき低融点金属により接続を行っていた。しか
しながら、半田や異方性導電膜を用いてピッチの細かい
具体的にはピッチが４００μｍ以下の電気接続を行うた
めには接続部分の極めて正確な位置合わせが必要とな
り、特別なボンディング装置が必要であった。そして、
この位置合わせが不十分な場合には接続不良や本来接続
すべき端子に隣接する端子への不正確な接続いわゆるシ
ョート現象が生ずる場合があった。

【０００４】また、従来の一方の金属配線が配設された
側から他方の金属配線を対向させる接続方法では、配線
が十分に固定されず、外部からの機械的刺激等により、
左右に動くおそれがあり、結果として、接続安定性に乏
しくなるなどのおそれがあった。そのうえ、従来の金属
配線を対向させる接続方法では、金属配線導体の厚さが
累積され、薄型の要求に完全に答えることができなかっ
た。

【０００５】更に、樹脂モールドタイプコネクターを２
つの基板の接続部に取り付けて、コネクター同士を接続
することも可能であるが、この場合にはピッチの限界が
１mm程度であり、かつコネクター自体がかなり大きくな
るという欠点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、誘電
体基板上に高密度に配設された金属配線を特別な位置合
せ装置を必要としないで接続することができ、接続安定
性にすぐれ、ショート現象もなくかつ薄型の誘電体基板
上の金属配線の接続方法を提供しようとするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべき
種々検討した結果、本発明者は、金属配線が配設された
基板の裏側から該金属配線に達する溝を作り、該溝に案
内されるように他の基板等に配設された金属配線又は、
単独の金属細線を接触させることにより、両配線を正確
に接続する方法を見出した。

【０００８】従って本発明は、誘電体基板上に配設され
た第一の金属配線を、第二の金属配線に電気的に接続す
る方法であって、（１）一方の誘電体基板の第一の金属
配線が配設された面とは反対側の面に、該第一の金属配
線に達する深さを有する溝を形成し、（２）前記誘電体
基板に形成された溝に嵌合し且つ前記第一の金属配線に
接触し得る厚さの第二の金属配線を用意し、そして
（３）前記一方の誘電体基板に形成された溝に第二の金
属配線を嵌合せしめ、そして両金属配線を圧着する、こ
とを特徴とする方法を提供するものである。

【０００９】なお、ここで、金属配線の接続とは、金属
配線が電気的に接続されることを意味し、対向する金属
配線どおしが融着してもよく、また半田や異方性導電膜
を介して接続されても良い。更に、半田や異方性導電膜
等の金属配線以外の電気接続部分を有する場合には、第
二の金属配線の厚さは、かかる接続部分の厚さも考慮し
て決められることになる。

【００１０】

【作用及び効果】本発明の方法によれば誘電体基板の裏
側から設けた溝が第二の金属配線を案内する機能を有す
るので、異る２つの金属配線を、高性能で複雑な位置合
せ装置を用いないで正確に接続することができる。ま
た、本発明によれば、狭ピッチにおいても、配線導体間
は完全に絶縁されており、ショート現象を完全に防止で
きるとともに、一方の金属配線が配設された誘電体基板
内に他方の金属配線が埋設されることになり、横ずれの
防止および接続体の薄型化が図れることになる。

【００１１】したがって、近年の極めて厳格な接続安定
性の要求や、超薄型化の要求にも答えることが可能とな
る。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の方法を図面に言及しながら具
体的に説明する。図１は、本発明の方法により接続され
る金属配線１２及び２２が配設された誘電体基板１３及
び２３から成る基板１及び２を示す斜視図の断面を示
す。基板１においては、誘電体基板１３上に金属配線１
２が配設されており、基板１３には金属配線１２が配設
された面とは反対側の面から溝１４が形成されている。
この溝１４は金属配線１２に添って平行に形成されてお
り、その頂部１５は金属配線１２に接している。すなわ
ち、溝１４は基板１３の厚さ方向に貫通している。

【００１３】他方の基板２は誘電体基板２３とその表面
に配設された金属配線２２とから成る。接続の際には、
基板１３に設けられた溝１４に基板２３上に配設された
金属配線２２が嵌合し、金属配線１２と２２とが電気的
に接続される。この場合、図２及び図３に示すように低
融点金属、例えば半田１６及び２６を介して金属配線１
２と２２を接触せしめることにより良好な接続及び基盤
１と２の一体性を達成するのが好ましい。また、低融点
金属１６及び２６に代えて、異方性導電性膜又は導電性
接着剤を用いることができる。本発明が用いられる狭ピ
ッチの金属配線では、金属配線どおしの点接触が可能な
ため、更に絶縁性樹脂を使用することもできる。

【００１４】基板２３上の金属配線２２が基板１３に形
成された溝１４に嵌合して金属配線１２と２２が電気的
に接続されるためには金属配線２２の幅（金属配線２２
が半田等２６により被覆されている場合にはその厚さを
含めた幅）ａが溝の頂部の幅ｂと等しいか又はそれより
小さく、且つ金属配線２２の厚さ（金属配線２２が半田
等により被覆されている場合にはその厚さを含めた厚
さ）ｃが溝の深さ（基板１３の厚さ；金属配線１２が半
田等により被覆されている場合にはその被覆の厚さを差
引いた厚さ）ｄに等しいか、又はそれより大であること
が好ましい。但し、誘電体の端部においては、必ずし
も、溝幅が、金属配線の導体幅よりも小さくなる必要は
なく、接続容易性等を考慮して、溝幅を決めることがで
きる。

【００１５】なぜならば、誘電体の端部においては、配
線導体は長手方向において保持、固定されるため、本発
明の効果が十分得られるためである。溝の断面形状とし
ては、図４の５０に示すように、基板１３の平面に対し
て直角（α＝９０°）に形成してもよく、また図４の５
５に示すように、溝の開口部（底部）幅が溝の頂部幅よ
り小さい台形（α＜９０°）であってもよい。αは９０
°〜２０℃の範囲で選択することができる。溝１４が金
属配線２２を案内する機能をはたすには、溝の断面が台
形（αが９０°より小）であるのが好ましい。

【００１６】図３は本発明の接続方法を模式的に示すも
のであり、図１に示す基板１及び２を金属配線が伸びて
いる方向にそって切断した断面図である。ステージ３０
とボンディングヘッド４０との間に、基板１及び２を重
ねて挟み、金属配線１２及び２２を半田層等１６及び２
６を介して接触せしめ、ボンディングヘッド４０をステ
ージ３０に対してＰの方向に押し付ける。この際に加圧
と共に接触部を半田１６及び２６の融点より高温に加熱
することにより融着せしめる。

【００１７】図５及び６は本発明の実際的な適用を示
す。図５において、６０は誘電体基板１３、金属配線１
２及び集積回路を有する基板を示し、そして６５は誘電
体基板２３、金属配線２２及び集積回路を有する基板を
示す。基板６０及び６５は図６に示すように押しつけら
れ、金属配線１２及び１３の接続をもたらす。好ましい
態様においては、金属配線の幅が約１００μｍである場
合、金属配線の重なる部分の長さは約１〜１０mmであ
る。

【００１８】誘電体基板の材質、金属配線の材質、基板
上に金属配線を配設する方法、すなわち基板上に金属パ
ターンを形成する方法、金属配線を電気的に接続するた
めの異方向導電性膜又は導電性接着剤、半田等は本発明
の発明の特徴を構成するものではなく、いずれも常用技
術を用いることができる。また、基板１３への溝１４の
形成も常用技術を用いることにより、例えば化学エッチ
ング、レーザー加工、ＮＣマシンによる切削加工等によ
り形成することができる。

【００１９】すなわち、誘導体基板としてはＦＰＣの場
合ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等、ＴＡＢの
場合ポリイミド、ポリエステル等、そしてＰＷＢの場合
エポキシ、ポリイミド及びこれらとガラスクロスの複合
樹脂等が使用され、これらはカプトン（ポリイミド、デ
ュポン社製商品名）、ルミラー（ポリエステル、東レ製
商品名）等として商業的に入手することができる。これ
らの厚さはＦＰＣの場合１２．５〜１２５μｍ、ＴＡＢ
の場合２５〜１２５μｍ、ＰＷＢの場合０．３〜２．０
mmである。金属配線の材料としては銅、銅合金、アルミ
ニウム等が使用される。基板上に金属配線を形成する方
法としては、サブトラクティブ、アディティブ、セミア
ディティブ及びラミネート法等が用いられる。

【００２０】金属配線を相互に接続するために使用する
低融点金属としては半田、スズ、インジウム等が用いら
れる。これらは、例えば１５０℃〜２５０℃において溶
着する。あるいは、一方の金属配線に金メッキを施し、
他方の金属配線に錫メッキを施し、接合時に３５０℃以
上に加熱して金−錫合金を形成させることにより接合を
行うこともできる。接続のための異方性導電性膜又は例
えば特願平１−２５７６２５等に記載されており、住友
スリーエム社からスコッチリンク５３０３Ｒの商品名で
商業的に入手することができる。

【００２１】化学エッチングにより基板に溝を形成する
場合、基板の材質がポリイミドの場合には特定の溶剤又
はアルカリ水溶液が使用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の方法により接続される基板の構
造を示す斜視図の断面図である。

【図２】図２は本発明の方法により接続される基板の構
造を示す断面図である。

【図３】図３は本発明の接続方法を模式的に示す図であ
る。

【図４】図４は、本発明における基板に形成した溝の断
面形状を示す図である。

【図５】図５は、それぞれ誘電体基板１３又は２３、金
属配線１２又は２２、及び集積回路を有する基板６０及
び６５の斜視図である。

【図６】図６は、図５に示す基板６０及び６５を押しつ
けることにより作られた接続された基板の斜視図であ
り、ここで金属配線１２と１３は電気的に接続される。

【符号の説明】

１２，２２…金属配線 １３，２３…誘電体基板 １４…溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体基板上に配設された第一の金属配
   線を、第二の金属配線に電気的に接続する方法であっ
   て、 （１）一方の誘電体基板の第一の金属配線が配設された
   面とは反対側の面に、該第一の金属配線に達する深さを
   有する溝を形成し、 （２）前記誘電体基板に形成された溝に嵌合し且つ前記
   第一の金属配線に接触し得る厚さの第二の金属配線を用
   意し、そして （３）前記一方の誘電体基板に形成された溝に該第二の
   金属配線を嵌合せしめ、そして両金属配線を圧着する、 ことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記圧着が異方性導電膜又は低融点金属
   を介しての圧着である、請求項１に記載の方法。