JPH0714628A - インターコネクターおよび配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易な構成で、より高密度な電子部品間の接
続が可能なインターコネクター、および高密度配線や高
密度実装が可能な配線板の提供を目的とする。 【構成】 絶縁性のクロスもしくはマットで強化された
合成樹脂系支持体２と、前記合成樹脂系支持体２の厚さ
方向に貫挿し、かつ互いに離隔して埋設された略円錐形
の導体３とを具備して成り、前記円錐形導体３の底面が
合成樹脂系支持体２の一主面に略平坦状に、円錐形導体
３の頂点が合成樹脂系支持体２の他主面にそれぞれ露出
した構成を成していることを特徴とするインターコネク
ター５と、前記インターコネクター５の合成樹脂系支持
体２面に配線パターン６間を、前記略円錐形の導体で電
気的に接続した構成を配線板である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品の結線や電子
回路の形成などを、効率良く実施することが可能なイン
ターコネクターおよび配線板に関する

【０００２】

【従来の技術】従来から、インターコネクターの技術と
して、たとえば電子部品とプリント配線板との間の接
続、あるいはプリント配線板同士を接続するために、プ
リント配線板の厚さ方向（垂直方向ないし積層方向）へ
の接続構成が望まれる場合が往々ある。そして、この垂
直方向ないし積層方向への接続構成や手段としては、い
わゆる異方性導電接着剤を利用することが知られてい
る。すなわち、接着シートの中に微小の導電性粒子を分
散して成る異方性導電接着剤は、厚さ方向に所定の圧力
などを印加したとき、その圧力印加領域（部分）が選択
的に導電性を呈するので、この性質を利用して異方性導
電接着剤を、たとえば液晶デバイスのガラスセルとフレ
キブル配線板との電気的な接続に使用している。さら
に、具体的に説明すると、液晶デバイスのガラスセルと
フレキシブル配線板との間に、異方性導電接着剤を配置
し、加熱した形で被接着部を押し当て、接着性を付与し
て両者を接着する。そのとき、異方性導電接着剤中の導
電粒子が、前記ガラスセルおよびフレキブル配線板の配
線パターンと、単独ないし複数個の粒子を介して電気な
接続を達成するものである。

【０００３】また、電子部品を電気的に接続する手段と
して、プリント配線板面に平面的に配置される電子部品
を、所要の結線で電気的な接続を行うことも知られてお
り、この場合は２次元的に自由な配線が可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、垂直方向ない
し積層方向への接続構成に、異方性導電接着剤を利用し
た場合、一般的に接続抵抗が高いという問題点を有す
る。したがって、電気抵抗の低いことが望まれ、あるい
は要求される電気回路での接続構成には不向きであり、
前記異方性導電接着剤を応用した電気的な接続も制限さ
れるという欠点がある。一方、プリント配線板における
厚さ方向への接続（スルーホール接続）の場合、たとえ
ば配線パターン層間の電気的な接続は、メッキ法を利用
して行われている。すなわち、前記配線パターン層間の
電気的な接続を行うため、接続用の孔明け（穿孔）加
工、穿設した孔内壁面を含めたメッキ処理工程などを要
するので、プリント配線板の製造工程が冗長であるとと
もに、工程管理も繁雑であるという欠点がある。

【０００５】また、前記配線パターン層間の電気的な接
続構成の場合は、プリント配線板の表裏面に、配線層パ
ターン間を接続するための導電体孔を設置するため、そ
の導電体孔の領域に配線を形成・配置し得ないし、さら
に電子部品を搭載することもできないので、配線密度の
向上が制約されるとともに、電子部品の実装密度向上も
阻害されるという問題がある。

【０００６】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、簡易な構成で、より高密度な電子部品間の接続が可
能なインターコネクター、および高密度配線や高密度実
装が可能な配線板の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るインターコ
ネクターは、絶縁性のクロスもしくはマットで強化され
た合成樹脂系支持体と、前記合成樹脂系支持体の厚さ方
向に貫挿し、かつ互いに離隔して埋設された略円錐形の
導体とを具備して成り、前記円錐形導体の底面が合成樹
脂系支持体の一主面に略平坦状に、円錐形導体の頂点が
合成樹脂系支持体の他主面にそれぞれ露出した構成を成
していることを特徴とし、さらに本発明に係る配線板
は、絶縁性のクロスもしくはマットで強化された合成樹
脂系支持体と、前記合成樹脂系支持体の厚さ方向に貫挿
し、かつ互いに離隔して埋設された略円錐形導体と、前
記貫挿した導体群の露出端面に接続して合成樹脂系支持
体面に配設された配線パターンとを具備して成り、前記
円錐形導体の底面が合成樹脂系支持体の一主面に略平坦
状に、円錐形導体の頂点が合成樹脂系支持体の他主面に
それぞれ露出し、配線パターンに接続する露出部が押し
潰された形を形成していることを特徴とする。

【０００８】本発明において、前記インターコネクター
の主要部を成す円錐形導体は、合成樹脂系支持体（合成
樹脂系シートなど）を貫挿（貫通）し得る程度の硬さを
呈し、電子部品あるいは金属薄膜を張り合わせる圧接の
工程で、塑性変形し得る材質が必要であり、この材質と
して次のようなものが挙げられる。たとえば銀，金，
銅，半田粉などの導電性粉末、これらの合金粉末もしく
は複合（混合）金属粉末と、たとえばポリカーボネート
樹脂，ポリスルホン樹脂，ポリエステル樹脂，フェノキ
シ樹脂，フェノール樹脂，ポリイミド樹脂などのバイン
ダー成分とで構成された導電性組成物、あるいは比較的
柔らかい金属、たとえば半田金属、金、アニールした銅
などが好適である。

【０００９】またインターコネクターの主要部を成す各
導体の形状は略円錐形であることが必要である。すなわ
ち、ガラスクロスやマット、有機合成繊維布やマット、
あるいは紙などの補強材で強化された合成樹脂系支持体
（合成樹脂系シート）に、インターコネクターの主要部
を成す各導体を圧力で貫挿（貫通）させるため、前記補
強材の繊維を掻き分けることができ、かつその先端部を
容易に合成樹脂系支持体の他主面に露出させ得るからで
ある。ここで、前記主要部を成す各導体の形状が略円錐
形でない場合、たとえば半球状の場合は、前記合成樹脂
系支持体中の補強材を成す繊維を上方に持ち上げるのみ
で、インターコネクターとして機能する各導体の先端部
を他主面側に、貫挿・露出させるのが非常に困難であ
る。

【００１０】また、前記主要部を成す各導体の形状を略
円錐形とした場合は、合成樹脂系支持体の他主面側に、
貫挿・露出した先端部が尖っているので、電子部品の端
子、あるいは配線パターンを形成する導体薄膜を圧接し
たとき、インターコネクターの主要部を成す導体先端部
に高圧がかかって塑性変形する際、前記貫挿・露出した
各導体内部の活性な金属新生面が現れ、また被圧接面に
も活性な金属の新生面が現われるため、その接合面は不
純物を含まない金属同士の強固な接合が得られ易いとい
う特長がある。

【００１１】本発明においては、インターコネクターの
主要部を成す導体の形状を略円錐形と表示しているが、
厳密な意味で円錐形を指標するものでなく、本発明の作
用、効果からを逸脱しない程度の変形が含まれる。たと
えば図１ (a)〜 (d)にそれぞれ側面的に示すごとく、角
錐1a、先端部に小さいＲが付けられた円錐1b、長方体や
円柱の上端側が角錐もしくは円錐化された物1c、または
角錐や円錐の底面が広がった物1dなども含まれる。

【００１２】本発明において、前記インターコネクター
の主要部を成す略円錐形の導体が貫挿され、貫通型の導
体配線部を形成する合成樹脂系シートとしては、ガラス
クロスやマット、有機合成繊維布やマット、あるいは紙
などの補強材で強化された合成樹脂系シートが挙げら
れ、その厚さは20〜 400μm 程度が好ましい。ここで、
合成樹脂としては、たとえばポリカーボネート樹脂，ポ
リスルホン樹脂，熱可塑性ポリイミド樹脂，ポリ４フッ
化エチレン樹脂，ポリ４フッ化エチレン６フッ化プロピ
レン樹脂，ポリエーテルエーテルケトン樹脂などの熱可
塑性樹脂、エポキシ樹脂，ビスマレイミドトリアジン樹
脂，ポリイミド樹脂，フェノール樹脂，ポリエステル樹
脂，メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂、あるいはブタジ
ェンゴム，ブチルゴム，天然ゴム，ネオプレンゴム，シ
リコーンゴムなどのゴム類が挙げられる。

【００１３】そして、前記インターコネクターの主要部
を成す略円錐形の導体の形設は、導電性組成物で形成す
る場合、たとえば比較的厚いメタルマスクを用いた印刷
法で、アスペクト比の高い略円錐形の導体群を形成でき
る。また、前記略円錐形の導体群の高さは、一般的に、
20〜 500μm 程度が可能である。

【００１４】一方、本発明において、略円錐形の導体を
導電性金属で形成する手段としては、たとえばワイヤボ
ンダを用いて、たとえば銅箔など支持基体面の所定位置
に、金もしくは銅のボールを押し付けツールを引き離す
と、先端が尖った略円錐形の導体（素子）群を形成でき
る。また予め、略円錐形の導体の形に対応する凹部を形
成したプレートに溶融金属で注入して、略円錐形の導体
（素子）群を作ることも可能である。さらに他の手段と
して、支持フィルム面上に、感光性レジストを厚めに塗
布し、支持フィルム側から露光することにより先端が尖
った台形の凹部を持った窪み群を形成した後、前記支持
フィルムを除去し、この支持フィルム除去面に金属膜を
張り、銅，金，銀，半田などをメッキして所定位置に微
小な略円錐形の導体（素子）群を形成してもよい。

【００１５】また、本発明において、前記略円錐形の導
体（素子）群を支持する基体としては、離形性のあるフ
ィルムあるいは金属箔などが挙げられ、この支持基体は
１枚のシートであってもよいし、パターン化されたもの
でもよく、その形状は特に限定されない。

【００１６】さらに、本発明において、前記略円錐形の
導体を合成樹脂系シートに貫挿する手段として、たとえ
ば略円錐形の導体（素子）群をを形設した支持基体、お
よび合成樹脂系シートなどをロールから巻き戻しなが
ら、その加熱して樹脂分を柔らかくして、たとえば寸法
や変形の少ない金属製，硬質な耐熱性樹脂製，もしくは
セラミック製のローラと、合成樹脂側には加圧したとき
弾性的に変形するローラ、たとえば前記のようなゴム製
のローラとの間を通過させることにより、略円錐形の導
体が貫挿し、合成樹脂系シート表面に両端側が露出して
成るインターコネクターを連続的に製造できる。

【００１７】

【作用】本発明によれば、絶縁性支持基板ないし支持体
を厚さ方向に貫通する導体配線部が、略円錐形を形成し
ている。このため、製造工程で容易かつ確実に所定位置
に、微細な貫通型の導体配線部でも高精度に設定し得る
ばかりでなく、両面間の電気的な接続の信頼性向上など
にも大幅に寄与する。つまり、絶縁性支持基板ないし支
持体を介しての電気的な接続において、コンパクト化や
多機能化などに寄与しながら、一方では高信頼性のイン
ターコネクターとして機能するものといえる。

【００１８】

【実施例】以下、図２ (a)〜 (c)および図３ (a)〜 (b)
を参照して、本発明の実施例を説明する。

【００１９】実施例１ 図２ (a)〜 (c)は、本実施例に係るインタコネクターを
製造するための実施態様を模式的に示したものである。
先ず、支持フィルム面（図示せず）面に、厚さ35μm の
配線パターン状に形成した銅箔パターン２と、ポリエー
テルサルホンをバインダーとする銀系の導電性ペースト
（商品名，熱硬化性導電性ペーストDW-250H-5 ，北陸塗
料ＫＫ）と、また板厚の 300μm のステンレス板の所定
箇所に 0.3mm径の孔を明けたメタルマスクとを用意し
た。そして、前記銅箔パターン２面に、前記メタルマス
クを位置決め配置して導電性ペーストを印刷し、この印
刷された導電性ペーストを乾燥後、同一マスクを用い同
一位置に再度印刷する方法で３回印刷を繰り返し、高さ
200μm 弱の略円錐形のパンブ（導体）３を形成（形
設）した。図２ (a)は、こうして形設された導電性イン
ターコネクター素子（導体，導電性バンプ）３の形状を
側面的に示したものである。

【００２０】一方、厚さ 100μm のガラスクロス強化エ
ポキシ樹脂プリプレグ（商品名，TLP-551 ，東ケミカル
ＫＫ）４を２枚用意し、図２ (b)に断面的に示すごと
く、前記合成樹脂シート４の２枚を重ねた上に、前記形
設した導電性のインターコネクター素子３群を対向させ
て積層した。

【００２１】その後、前記合成樹脂シート４裏面に、厚
さ 2mmのシリコーンゴムシート当て板として積層・配置
し、 120℃に保持した熱プレスの熱板の間に配置し（図
示せず）、合成樹脂シート４が可塑化したところで、樹
脂圧として 0.3 MPaで加圧し、そのまま冷却後取りだ
し、さらに銅箔パターン２支持フィルムを剥離したとこ
ろ、図２ (c)に断面的に示すごとく、前記略円錐形の導
体（インターコネクター素子）３群およびこれを支持し
ている銅箔パターン２が、そのまま形で合成樹脂シート
４中にに圧入し、略円錐形の導体３′の各先端部が合成
樹脂シート４面からが露出した形のインターコネクター
５が得られた。

【００２２】前記形成した貫通型の導体配線部３′につ
いて、テスターで各導体配線部３′を表裏面から導通テ
ストしたところ、全数が0.01Ω以下の抵抗であった。

【００２３】実施例２ 厚 2mmのアルミ板の所定の位置に、先ず、高さ／底面直
径が 0.3／ 0.3mmの円錐形状の凹部を形成した。次い
で、前記アルミ板の円錐形状凹部に溶融した共晶半田を
流し、ブレードでスキージして凹部にのみに半田を残
し、溶融状態で前記実施例１の場合と同様な構成を採る
銅パターンを位置決め配置し、そのまま冷却させて、略
円錐形の導体（インターコネクション素子）群を有する
銅パターンとした。その後、実施例１の場合と同様に厚
さ 100μm のガラスクロス強化エポキシ樹脂プリプレグ
を２枚用意し、この合成樹脂シート２枚を重ねた積層体
上に、前記略円錐形の導体を形設した銅パターンを対向
させて位置決め配置した。

【００２４】次いで、実施例１の場合と同様に合成樹脂
シート層の裏面に、厚さ 2mmのシリコーンゴムシート当
て板として積層・配置し、 120℃に保持した熱プレスの
熱板の間に配置し（図示せず）、前記合成樹脂シートが
可塑化したところで、樹脂圧として 0.3 MPaで加圧し、
そのまま冷却後取りだした。このような工程により、前
記略円錐形の導体（インターコネクター素子）およびこ
れを支持している銅箔パターンが、そのまま形で合成樹
脂シート中にに圧入し、略円錐形の導体の各先端部が合
成樹脂シート面からが露出した形のインターコネクター
を得た（図３ (c)に図示した構成に相当）。

【００２５】上記形成したインターコネクター５に対し
て、図３ (a)にて断面的に示すごとく、予め支持フィル
ム上にエッチング法で形成しておいた厚さ35μm 銅薄膜
から成るパターン９を、前記インターコネクタ５の貫通
型の導体配線部３′の露出面上に位置決め配置し、 170
℃に保持した熱プレスの熱板の間に配置し（図示せ
ず）、合成樹脂シート４が熱可塑化した状態のとき、樹
脂圧として 1 MPaで加圧し、１時間保持後、冷却し、そ
の後取りだし、銅箔製パターン２，６をそれぞれ支持し
ていた支持フィルムを剥離したところ、図３ (b)に断面
的に示すごとく、前記貫通型の導体配線部３′を成す略
円錐形の導体（素子）群の露出部が金属膜部で押し潰さ
れた形態を採って接続していた。前記略円錐形の導体に
よる電気接続を確認したところ0.01Ω以下であり、通常
の電気回路には問題のないレベルであった。

【００２６】

【発明の効果】上記説明から分かるように、本発明によ
れば、絶縁性支持基板ないし支持体を厚さ方向に貫通す
る導体配線部が、略円錐形を形成している。このため、
製造工程で容易かつ確実に所定位置に、微細な貫通型の
導体配線部でも高精度に設定し得るばかりでなく、両面
間の電気的な接続の信頼性向上などにも大幅に寄与す
る。つまり、貫通する導体配線部の形成において、孔明
け工程、メッキ工程などが不要になることに伴い、製造
工程で発生する不良が大幅に抑えられ、歩留まりが向上
するばかりでなく、信頼性の高いインターコネクション
および多層型配線板が得られることになる。また、前記
インターコネクションおよび多層型配線板によれば、部
品の実装密度や配線密度の格段な向上を図り得るし、し
かも実装用エリアも、接続孔の位置に関係なく設定し得
ることになる。つまり、本発明は、インターコネクショ
ンや配線板の低コス化に寄与するだけでなく、実装回路
装置のコンパクト化や、高性能化などにも大きく寄与す
るものといえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a),(b),(c),(d)は本発明に係るインターコネ
クタの主要部を成す略円錐形導体のそれぞれ異なる形状
例を示す側面図。

【図２】(a),(b),(c)は本発明に係るインターコネクタ
を形成する工程の実施態様例を工程順に模式的に示す断
面図。

【図３】(a),(b)は本発明に係る配線板を形成する工程
の実施態様例を工程順に模式的に示す断面図。

【符号の説明】

1a，1b，1c，1d，３…略円錐形導体 ２…支持基体
（銅箔系パターン） ３′…貫通型の導体配線部 ４…合成樹脂系シート
５…インターコネクタ ５…銅箔系パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笹岡 賢司 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝小向工場内 (72)発明者 池ケ谷 文敏 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝小向工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性のクロスもしくはマットで強化さ
   れた合成樹脂系支持体と、前記合成樹脂系支持体の厚さ
   方向に貫挿し、かつ互いに離隔して埋設された略円錐形
   の導体とを具備して成り、 前記円錐形導体の底面が合成樹脂系支持体の一主面に略
   平坦状に、円錐形導体の頂点が合成樹脂系支持体の他主
   面にそれぞれ露出した構成を成していることを特徴する
   インターコネクター。
2. 【請求項２】 絶縁性のクロスもしくはマットで強化さ
   れた合成樹脂系支持体と、前記合成樹脂系支持体の厚さ
   方向に貫挿して互いに隔離して埋設された略円錐形の導
   体と、前記貫挿した導体の露出端面に接続して合成樹脂
   系支持体面に配設された配線パターンとを具備して成
   り、 前記円錐形導体の底面が合成樹脂系支持体の一主面に略
   平坦状に、円錐形導体の頂点が合成樹脂系支持体の他主
   面にそれぞれ露出し、配線パターンに接続する露出部が
   押し潰された形を形成していることを特徴とする配線
   板。