JPH11191453A - 端子板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 端子板を構成する支持板部とバネ作用のある
電気接続部品を高精度な構造にする。また、簡便な製造
方法によって機械的に強い、均一な特性を持った端子板
を製造し、多種類のＬＳＩに対応した高精度の端子板を
低コストで提供する。 【解決手段】 端子板１００は貫通孔４を持つ支持板部
１とこれに組み入れられた電気接続部品５から構成され
ていて、支持板部１はＬＳＩと同じ熱膨張係数をもつ導
体部２とこれを覆ってなる絶縁体部３から構成されい
る。また、電気接続部品５は金属細線群あるいは金属板
バネを支持板に固定して構成されている。支持板部１の
導体部２と電気接続部品５の金属細線あるいは金属板バ
ネを電解鍍金によって形成する。支持板部１と電気接続
部品５はどちらの場合も高精度の樹脂パターンに電解鍍
金によって一括に金属を埋め込んで形成し、両者を一括
して組み込んで端子板１００が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パッケージに組み
立てる前のＬＳＩを電気的に評価、検査および試験をす
るためにＬＳＩと測定装置を接続する端子板に関し、と
くにバーイン試験装置で使用する端子板に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩが大規模になるにつれてＬＳＩの
ボンデングパッドの端子数が増大し、またこれらのサイ
ズが小さくなり、組み立て前のＬＳＩを電気的に正確に
接続して評価、検査および試験をするための測定装置の
構成が複雑になってきている。この構成において組み立
て前のＬＳＩに外部から電気信号を加えるために、測定
装置側からばね作用のあるプローブによってＬＳＩのボ
ンデングパッドを押さえ、電気的な接触を良好にする配
慮がとられている。この接触圧力が強いとＬＳＩのボン
デングパッドからＬＳＩの主要部にストレスが加わりＬ
ＳＩの特性劣化を引き起こす要因となり、また、弱いと
接続部の接触抵抗が高くなり、見かけ上、ＬＳＩの性能
が低下したような特性が得られ、いずれの場合も好まし
くない。また、高温下において、ＬＳＩの連続通電バイ
アス試験をおこなうバーイン試験装置では、上記、接続
部にも熱ストレスが加わり、接続部が劣化しやすく、こ
れらの接触部の構成には特別な配慮が必要である。この
ため、バーイン試験装置ではＬＳＩのボンデングパッド
と試験装置の端子間に薄い厚さで構成された端子板が用
いられている。この端子板の役割は試験装置側からの強
い接触圧力を端子板で受けて緩和し、ＬＳＩのボンデン
グパッドと端子板の端子の接続を適切な接触圧力にして
接続部の接触抵抗を小さく抑えることである。また、高
温試験による熱変形のストレスをこの端子板によって緩
和する目的のため、端子板の熱膨張係数はＬＳＩ（通常
はＳｉ）のそれと合わせ、一枚の端子板で少なくとも１
個のＬＳＩのボンデングパッドを接続するような構成が
とられている。このため一枚の端子板にはＬＳＩのボン
デングパッドの位置に対応した多数の電気接点（以下、
電気接続部品と呼ぶ）が配置され、これらは個々にバネ
作用を持った構造である必要がある。バーイン試験装置
には多種類のＬＳＩに対応した多種類の端子板が使われ
るのでこれらを低コストで供給できることが望まれてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の端子板は絶縁板
に精密加工で貫通孔を設け、バネ作用のある電気接続部
品をこれに個々に組み入れて製作する構造のため、製造
に長い時間がかかり、そのため高価である欠点があっ
た。また、機械加工の寸法精度はＬＳＩ技術と比べて劣
り、端子板の配列精度が悪いためＬＳＩの接続部と全面
にわたって均一に接続されにくい問題が生じていた。こ
のため端子板の全接点が正常に作動し、ＬＳＩのボンデ
ングパッドにすべての端子が良好に接続されているかの
チェックが必要であった。従来はこれに時間がかかり、
かつ仕様を満たす接続を得るための歩留りが低い問題が
あった。このため、従来の他の構成による端子板が検討
され、圧力を加えた部分だけが導電性になる異方性ゴム
板が端子板として使われているが、この構造は接続部の
電気抵抗が十分に低くできない欠点がある。また、端子
板の材料にＬＳＩと同じＳｉ板を用い、異方性のドライ
エッチで垂直の貫通孔を設け、これにバネの端子を配置
した構造の端子板では、機械的強度が弱い欠点がある。
このため、本発明の目的は端子板を構成する支持板部と
バネ作用のある電気接続部品をそれぞれに高精度な構造
にし、高性能な特性を持った端子板を提供することであ
る。また、簡便な製造方法によって機械的に強い、均一
な特性を持った端子板を短時間に製造する技術を提供
し、これによって多種類のＬＳＩに対応した高精度の端
子板を低コストで提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】従来技術の課題を解決す
るための手段を以下に記す。本発明の基本とする端子板
１００の一端子部分の構造を図１に示す。この端子板１
００は貫通孔４の持つ支持板部１とこれに組み入れられ
た電気接続部品５からなる。支持板部１はＬＳＩと同じ
熱膨張係数をもつ導体部２とこれを覆ってなる絶縁体部
３から構成され、電気接続部品５は金属細線６の群とこ
れらを固定する樹脂７から構成されている。支持板部１
の導体部２は電解鍍金によって形成され、電気接続部品
５の金属細線６も電解鍍金によって形成されることが本
発明の特徴である。また、導体部２の周囲は絶縁体部３
によって覆われている支持板部の構造が本発明の特徴で
ある。支持板部１と電気接続部品５はどちらの場合も樹
脂パターンが予め設けられ、この空孔部に電解鍍金によ
って金属を埋め込んで形成することが特徴であり、これ
によって均質で、寸法精度の高い部品を大量生産によっ
て低コストで供給することができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１〜８
を用いて説明する。

【０００６】実施例１ まず、第一の実施例を図１により詳細に説明する。これ
は本発明の一実施例を示す端子板１００の一端子部分の
斜視図と側断面図である。この端子板は貫通孔４の持つ
支持板部１とこれに組み入れられた電気接続部品５から
構成されている。支持板部１の導体部２はＦｅＮｉ合金
を電解鍍金によって形成したもので、これはＳｉ−ＬＳ
Ｉとほぼ同じ熱膨張係数となる組成の材料（４２合金
等）を選択している。支持板部１の導体部２の厚さは約
１２０μｍで、これを覆っている高分子樹脂からなる絶
縁体部３の膜厚は約１５μｍで、支持板部１の全体の厚
さは約１５０μｍである。支持板部１の貫通孔４の内周
は電気絶縁のため絶縁体部３があり、この一辺は約２０
０μｍである。電気接続部品５の金属細線６群の大きさ
はＬＳＩのボンデングパッドのサイズに対応して製作さ
れている。例えば約１００μｍ□のボンデングパッドに
は太さ約２５μｍの金属細線を縦横のピッチ約６０μｍ
で３×３本を配置した構成としている。金属細線の長さ
は約２５０μｍで端子板の厚さ約１５０μｍより長いこ
とが必要である。この金属細線６群は電解鍍金で形成さ
れ、図１の上下方向に圧力を加えたとき、これがバネ作
用をもって相手電極と良好に接続される。金属細線の材
料はＮｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｕあるいはこれらの合金など
が使われる。なお、金属細線の上下の接触部はＡｕ層で
被服された構造が接触抵抗の低減と長期間の安定化に効
果的である。金属細線６群は支持板部１の貫通孔４に組
み入れられ、樹脂７によって固定される。樹脂７は金属
細線からなる電気接続部品５が端子板１００からとれな
いように固定することが目的で、これによってバネ作用
の効果が薄れない配慮が必要である。本発明の端子板は
鍍金マスクと電解鍍金の技術を用いて製造されているの
で寸法精度が機械加工に比べて著しく優れていることが
特徴である。このため、ＬＳＩのボンデングパッドの配
列位置に端子板の電気接続部品を高精度に接続すること
ができ、全ての接続部の接触抵抗を低い値に安定化する
ことができる効果がある。また、各部品が一括して高精
度に仕上がるので、均一であり、製造歩留まりが高い効
果がある。さらに、鍍金マスクの変更により多種類のＬ
ＳＩに対応する端子板を短時間の工数で供給できる効果
がある。多数本の金属細線からなる端子板の電気接続部
品は各金属細線がバネの役割を持つので接続したときの
接触不良が起きにくい効果がある。また、支持板部１の
導体部の金属板は端子板の中で核として使われているの
で機械的強度が強く、端子板は反りが少ないので全面に
わたって均一な接続が行える効果がある。このため、端
子板としての寿命が長い。本発明における端子板の構成
において、支持板部と電気接続部品はそれぞれ本発明を
構成する要素であるため、本発明の支持板部に従来の電
気接続部品を用いた端子板の構造あるいは本発明の電気
接続部品に従来の支持板部を用いた端子板の構造であっ
ても本発明である端子板の構成であることは明らかであ
ることを付言する。

【０００７】実施例２ 次に、第二の実施例を図２により詳細に説明する。これ
は本発明の別の実施例を示す端子板の一端子部分の側断
面図である。実施例１と異なる点は端子板２００の貫通
孔２４に組み入れる電気接続部品２５の構造である。導
体部２２と絶縁体部２３から構成されている端子板２０
０の支持板部２１は実施例１と同じである。電気接続部
品２５は図２（ａ）の様にＮｉ金属細線２７とこの上下
にそれぞれＡｕの接点部２６、２８を持ち、樹脂２９に
よって保持された構造である。樹脂２９はシリコーン樹
脂のようなゴム性のある材料が適し、電気接続部品２５
の上下方向に対してバネ性がある構成である。図２
（ｂ）の様に端子板２００の貫通孔２４に電気接続部品
２５を組み込んで、これを接着材２０で固定して本発明
の実施例である端子板２００の構造が得られる。金属細
線２７の断面形状は正方形でも長方形であってもよく、
これは鍍金マスクと電解鍍金の技術を用いて形成される
ことが特徴である。また、電気接続部品２５は接点部２
６のつばによって貫通孔２４から外れない構造を示した
が、これは本質的なことではなく、接点部２８の構造を
上下面につけ電気接続部品２５は貫通孔２４に樹脂で固
定される構造であってもよい。また、金属細線の断面形
状は正方形や長方形に限定されず任意の形状であっても
よい。

【０００８】実施例３ 第三の実施例を図３により詳細に説明する。これは本発
明の他の実施例を示す電気接続部品の斜視図と端子板の
一端子部分の側断面図である。実施例１と異なる点は端
子板３００の貫通孔３４に組み入れる電気接続部品３５
の構造である。導体部３２と絶縁体部３３から構成され
ている端子板３００の支持板部３１は実施例１と同じで
ある。電気接続部品３５は図３（ａ）の様にＮｉ金属細
板３５からなるバネ作用のある金属材で、これは電解鍍
金によって形成されていることを特徴としている。バネ
の形状はパターン設計によって任意のものが使用可能で
ある。図３（ｂ）の様に端子板３００の貫通孔３４に電
気接続部品３５を組み込んで、これを接着材３０で固定
して本発明の実施例である端子板３００の構造が得られ
る。貫通孔３４のサイズが一辺１５０μｍの角、深さ１
５０μｍに組み入れる金属細板バネ３５の厚さは５μ
ｍ、幅は８０μｍ、長さは２５０μｍである。ＬＳＩの
ボンデングパッドおよび試験装置の端子と接する金属細
板バネ３５の先端は図３のように尖っていても、または
面積のある平面であってもよい。

【０００９】実施例４ 次に、第四の実施例を図４により詳細に説明する。これ
は本発明の実施例１で述べた端子板の貫通孔４に組み入
れる電気接続部品５を製造する方法における一実施例で
ある。金属支持台４０上の約２５０μｍ厚のＰＭＭＡ板
にＸ線露光技術によりＰＭＭＡを貫通してなる高アスペ
クト比のパターンを形成する。このあと、電解鍍金によ
りＮｉをＰＭＭＡ板と同じ厚さに形成した後、ＰＭＭＡ
を有機溶剤で取り去る（ａ）。Ｎｉの金属細線群４５の
寸法は実施例１で述べた通りであり、金属細線群４５の
ピッチは４００μｍである。１本の金属細線は太さ２５
μｍ□、長さ２５０μｍである。このような高アスペク
ト比の形成技術はＸ線露光技術により可能である。つぎ
に金属支持台４０上にスペーサ層である水溶性樹脂４９
を約５０μｍの厚さに形成したあと（ｂ）、端子板４０
０を構成する支持板部４１をこれに合わせて乗せる。支
持板部４１の貫通孔４４のサイズは２００μｍ□、ピッ
チは４００μｍである。支持板部４１の貫通孔４４には
Ｎｉの金属細線群４５が一度に配列される（ｃ）。この
後、エポキシ等の樹脂４７を貫通孔４４内に注入して支
持板部４１にＮｉの金属細線群４５を固定して（ｄ）、
金属支持台４０と水溶性樹脂４９をこれらから取り去る
とＬＳＩ用の端子板４００が出来上がる（ｅ）。金属細
線群４５を形成するための鍍金マスクはＰＭＭＡの露光
による例で述べたが、これは予め製作した金型から形成
した樹脂のマスクであってもよく、この作り方に限定は
ない。また、スペーサ層は水溶性樹脂に限定されず、一
定厚さの孔の空いたシート状の層であってもよい。本発
明の特徴は図４（ｃ）で述べたように端子板に多数個あ
る電気接続部品を一回の工程で形成することができるこ
とである。これは予め必要な位置に金属細線群の鍍金マ
スクパターンを配列することによって容易に達成するこ
とができる。従来は金属細線群を個々に貫通孔に組み入
れる作業を必要としていたので、大幅な工数の低減がは
かれ、低コスト化できる効果がある。

【００１０】実施例５ 次に、第五の実施例を図５により詳細に説明する。これ
は本発明の実施例２で述べた端子板の貫通孔２４に組み
入れる電気接続部品２５を製造する方法における一実施
例である。金属支持台５０上のＰＭＭＡ板にＸ線露光技
術によりＰＭＭＡを貫通してなる高アスペクト比のパタ
ーンを形成する。これを鍍金マスクにして、電解鍍金に
よりＮｉをＰＭＭＡ板と同じ厚さに形成した後、ＰＭＭ
Ａを有機溶剤で取り去り金属細線群５７を形成する
（ａ）。この表面に光応答性のあるシリコーン樹脂５２
をＮｉの金属細線群５７とほぼ同じ厚さに塗り（ｂ）、
金属細線群５７の先端に電気接続したＡｕの接点部５６
を同じく鍍金によって形成する（ｃ）。次に上記、金属
支持台５０をはずし、この反対面の接点部５６に金属支
持台５０’を電気的に接触させる。シリコーン樹脂５２
から露出した金属細線群５７の先端に電気接続したＡｕ
の接点部５８を同じく鍍金によって形成する（ｄ）。さ
らに、遮光マスクを用いて上記、シリコーン樹脂５２に
光を照射し、金属細線群５７の周りだけに硬化したシリ
コーン樹脂５９を形成する（ｅ）。これによって、形状
と寸法の揃った電気接続部品５５が量産される。この
後、端子板を構成する支持板部５１をこれに合わせて乗
せ、電気接続部品５５を支持板部５１に固定し、金属支
持台５０’を取り去ると所望の端子板５００が出来上が
る（ｆ）。金属細線の断面形状は正方形や長方形に限定
されず任意の形状であってもよい。図５の様に電気接続
部品５５を支持板部５１に一括して取り付けることがで
きるので仕上がり寸法ばらつきが小さく、また作業時間
が極めて短くでき、これによって高精度の端子板を安価
に供給できる効果がある。なお、この電気接続部品５５
は個々に分けて修理などの用途に一個ずつ用いてもよ
い。

【００１１】実施例６ 次に、第六の実施例を図６と図７により詳細に説明す
る。これは本発明の実施例３で述べた端子板の貫通孔３
４に組み入れる電気接続部品３５の製造方法における一
実施例である。図６を参照にして製作手順を述べる。金
属支持台６０上のＰＭＭＡ板６１にＸ線露光技術により
ＰＭＭＡ板を貫通してなる高アスペクト比のパターン６
２を形成する（ａ）。このあと、電解鍍金によりＮｉを
ＰＭＭＡ板６１とほぼ同じ厚さに形成し（ｂ）、ＰＭＭ
Ａを有機溶剤で取り去り、さらに金属支持台６０から電
気接続部品６５を剥離して部品が得られる（ｃ）。電気
接続部品６５はパターン形状６２によってバネ作用が持
てるように設計され、例えば図７のようなバランス型バ
ネのパターン形状７５でもよく、この形状は限定される
ものではない。パターン形状の幅は５μｍ、深さは８０
μｍであり、これが金属細板バネ６５の厚さ：５μｍ、
幅：８０μｍ、長さ：２５０μｍとなる。図６と図７の
様な本発明の製造方法では一回の製造工程によって大量
の電気接続部品である金属細板バネ６５が製造でき、し
かも均一である特徴がある。これによって大幅に低コス
ト化できる効果がある。

【００１２】実施例７ 次に、第七の実施例を図８により詳細に説明する。これ
は本発明の実施例１と２で述べた端子板において、貫通
孔を持つ支持板部の製造方法の一実施例を述べたもので
ある。金属支持台８０上のＰＭＭＡ板８８にＸ線露光技
術によりＰＭＭＡ板を貫通してなるパターン８７を形成
する（ａ）。このあと、電解鍍金によりＦｅＮｉ合金の
導体部８２をＰＭＭＡ板８８とほぼ同じ厚さに形成し
（ｂ）、ＰＭＭＡを有機溶剤で取り去り、さらに金属支
持台８０から導体部８２を剥離して基本部品が得られる
（ｃ）。支持板部８１の導体部８２はＳｉ−ＬＳＩとほ
ぼ同じ熱膨張係数となる合金材料が選択されている。導
体部８２の厚さは約１２０μｍであり、続いてこれを全
面にわたって覆うように高分子樹脂からなる膜厚：約１
５μｍの絶縁体部８３を形成する（ｄ）。この形成方法
は電着塗装によってポリウレタンなどを被着したり、高
分子ガス雰囲気で樹脂を成膜したり、あるいは光硬化樹
脂を塗布しマスクを用いたＵＶ照射によって形成したり
する技術があり、これらは限定されるものではない。ま
た、導体部８２を形成するための鍍金マスクはＰＭＭＡ
の露光による例で述べたが、これは予め製作した金型か
ら形成した樹脂のマスクであってもよく、この作り方に
限定はない。支持板部８１の貫通孔８４の寸法や位置は
電解鍍金の技術を用いて製造されているので寸法精度が
機械加工に比べて著しく優れていることが特徴である。
また、貫通孔８４の位置はＬＳＩのボンデングパッドの
配列位置にあわせてリソグラフィ技術で形成できるので
寸法精度が極めて高く、ＬＳＩと同等である。多品種の
ＬＳＩに対応して多種類の端子板を短納期で供給できる
ので、開発の効率化と低コスト化に貢献できる効果があ
る。

【００１３】

【発明の効果】（１）端子板の電気接続部品と支持板部
を電解鍍金によって形成することによって均質で、寸法
精度の高い部品を大量生産できるようになり、品質と製
造歩留まりが著しく向上し、低コスト化の見通しが得ら
れた。 （２）端子板の電気接続部品を電解鍍金によって形成す
ることによってバネ作用の構造を任意の形状に設計でき
るようになり端子板の電極としての性能と信頼性が向上
した。 （３）端子板の支持板部を鍍金マスクによる電解鍍金に
よって形成するので寸法精度が高く、被測定物と同じ熱
伝導率の金属材料が選択できるため、熱によるずれが少
ない。また、機械的強度の高い、反りの少ない端子板が
得られるため、全面にわたって接触部の接続が良好にな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の端子板の一端子部分の斜視
図と側断面図。

【図２】本発明の実施例２の端子板の一端子部分の側断
面図。

【図３】本発明の実施例３の電気接続部品の斜視図と端
子板の一端子部分の側断面図。

【図４】本発明の実施例４の端子板の貫通孔に組み入れ
る電気接続部品の主要製造工程における側断面図。

【図５】本発明の実施例５の端子板の貫通孔に組み入れ
る電気接続部品の主要製造工程における側断面図。

【図６】本発明の実施例６の端子板の貫通孔に組み入れ
る電気接続部品の主要製造工程における斜視図。

【図７】本発明の実施例６の端子板の貫通孔に組み入れ
る電気接続部品の他の製造工程における斜視図。

【図８】本発明の実施例７の端子板の貫通孔を持つ支持
板部の主要製造工程における側断面図。

【符号の説明】

１００、２００、３００、４００、５００…端子板 １、２１、３１、４１、５１…支持板部 ２、２２、３２、８２…導体部 ３、２３、３３、８３…絶縁体部 ４、２４、３４、４４、５４、８４…貫通孔 ５、２５、３５…電気接続部品 ６、２７…金属細線 ７、２９、４７、５９…樹脂 ２０、３０…接着材 ４５、５７…金属細線群 ４０、５０、６０、７０、８０、５０’…金属支持台 ６１、７１、８８…ＰＭＭＡ 板 ６２、７２、８７…パターン

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持板部と電気接続部品の構成からなる
   端子板において、少なくとも支持板部は、貫通孔のある
   導体部とこれを覆ってなる絶縁体部によって構成されて
   いることを特徴とした端子板。
2. 【請求項２】 上記、支持板部の導体部は鍍金マスクに
   よる電解鍍金によって貫通孔が形成されていることを特
   徴とした請求項１記載の端子板。
3. 【請求項３】 支持板部と電気接続部品の構成からなる
   端子板において、少なくとも電気接続部品は、電解鍍金
   によって形成した金属材によって構成されていることを
   特徴とした端子板。
4. 【請求項４】 上記、電気接続部品はバネ作用のある金
   属材によって構成されていることを特徴とした請求項３
   記載の端子板。
5. 【請求項５】 上記、電気接続部品は金属細線の群によ
   って構成されていることを特徴とした請求項３〜４記載
   の端子板。
6. 【請求項６】 端子板の製造工程において、金属支持台
   上に鍍金マスクを形成する工程と、上記、金属支持台を
   電極にして電解鍍金により電気接続部品の金属細線の群
   を形成する工程と、鍍金マスクを除去する工程と、上
   記、金属支持板上の金属細線の群にスペーサからなる樹
   脂層を設ける工程と、上記、金属支持台上の金属細線の
   群に端子板を構成する支持板部の貫通孔を重ね合わせる
   工程と、樹脂により支持板部と電気接続部品の金属細線
   の群を固定する工程と、上記、金属支持台とスペーサか
   らなる樹脂層を取り去る工程と、を基本としてなる端子
   板の製造方法。
7. 【請求項７】 端子板を構成する支持板部の製造工程に
   おいて、金属支持台上に鍍金マスクを形成する工程と、
   上記、金属支持台を電極にして電解鍍金により貫通孔を
   持つ導体部を形成する工程と、鍍金マスクと金属支持台
   を取り去る工程と、導体部の全面にわたって絶縁体材に
   よって覆う工程と、を基本としてなる支持板部の製造方
   法。
8. 【請求項８】 端子板を構成する電気接続部品の製造工
   程において、金属支持台上に鍍金マスクを形成する工程
   と、上記、金属支持台を電極にして電解鍍金により金属
   板バネを形成する工程と、鍍金マスクと金属支持台を取
   り去る工程と、を基本としてなる電気接続部品の製造方
   法。
9. 【請求項９】 端子板を構成する電気接続部品の製造工
   程において、金属支持台上に鍍金マスクを形成する工程
   と、上記、金属支持台を電極にして電解鍍金により金属
   細線の群を形成する工程と、鍍金マスクを除去する工程
   と、上記、金属支持板上の金属細線の群を樹脂により固
   定する工程と、上記、金属細線の上面に接点部を電解鍍
   金により形成する工程と、金属支持台から金属細線の群
   をはずし、上面の金属細線を金属支持台に接続する工程
   と、上記、金属細線の下面に接点部を電解鍍金により形
   成する工程と、金属支持台を取り去る工程と、を基本と
   してなる電気接続部品の製造方法。