JPH04298978A - 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
気的に接続するため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、従来ワイヤボンディング方法、ＴＡＢ（Ｔ
ａｐｅ　Ａｕｔｏ−ｍａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）法等
が知られている。しかしこれらの方法はいずれもコスト
が高く、しかも両電気回路部品間の接続点数が増加し、
接続点密度が高くなると対応できない等の難点があった
。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状態に備えた電気的接続部材
を用いて、電気回路部品同士を電気的に接続する技術が
知られている。このような電気的接続部材の製造方法と
しては、従来特開平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図５に基づ
き説明する。

【０００３】図５は従来の電気的接続部材の製造方法の
主要工程を示す模式的断面図であり、まず基体となる金
属シート５１を用意し（図５（ａ））、この金属シート
５１上にスピンナにより保持体を構成するためのポリイ
ミド樹脂等を塗布して感光性樹脂膜５２を得、プリベイ
クを行う（図５（ｂ））。所定パターンをなすフォトマ
スク（図示せず）を介して光を感光性樹脂膜５２に照射
して露光し、現像を行う（図５（ｃ））。これによって
露光された部分には感光性樹脂膜５２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膜５２が除去さ
れ、底部に金属シート５１の表面が露出する穴５３が形
成される。温度を上げて感光性樹脂膜５２の硬化を行っ
た後、これらをエッチング液中に浸漬させて穴５３内に
露出する金属シート５１の表面をエッチングし、ここに
凹部５４を形成する（図５（ｄ））。次いで金メッキを
施して穴５３，　凹部５４内に金等の導電部材５５が充
填され、且つ感光性樹脂膜５２の表面上に所定高さに盛
り上がらせてバンプを形成する（図５（ｅ））。最後に
金属シート５１をエッチング除去して、電気的接続部材
６１を製造する（図５（ｆ））。

【０００４】なお電気的接続部材６１における各部分の
寸法は、図５（ｆ）　に示す如く感光性樹脂５２の厚さ
が約１０μｍ、穴５３（導電部材５５の柱状部）の直径
が約２０μｍ，　ピッチが約４０μｍ、導電部材５５の
突出高さが表裏とも数μｍ程度である。図６は、このよ
うな電気的接続部材を用いた電気回路部品間の電気的接
続態様を示す模式図であり、図６（ａ）　において、６
１は電気的接続部材、６２，　６３は接続すべき電気回
路部品を示す。電気的接続部材６１は複数の導電部材同
士が、相互に電気的に絶縁した状態で電気的絶縁材料か
らなる保持体たる感光性樹脂膜５２中に設けられており
、導電部材５５の一端５５ａ　が露出する側に対向させ
て一方の電気回路部品６２を、また導電部材５５の他端
５５ｂ　が露出する側に対向させて他方の電気回路部品
６３を臨ませる（図６（ａ））。そして、一方の電気回
路部品６２の接続部６６と導電部材５５の一端５５ａ　
とを合金化し、他方の電気回路部品６３の接続部６７と
導電部材５５の他端５５ｂ　とを合金化することにより
夫々両者を接続する（図６（ｂ））。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところでこのような従
来方法にあっては、保持体である感光性樹脂膜５２から
の導電部材５５の突出高さ、所謂バンプの突出高さは図
６（ｂ）　に示す如く電気回路部品６２，６３　の接続
部６６，６７　との接合性を確実とするための変形加工
代として必須のものであるが、従来方法ではこの突出高
さが図５（ｄ）　に示す金属シート５１表面に対するエ
ッチング深さ、即ち凹部５４の深さと、図５（ｅ）　に
示す金メッキ工程での導電部材５５の盛り上げ高さとに
よって決まる。しかし凹部５４のエッチング深さを大き
く、また導電部材５５の盛り上げ高さを大きくするには
長い時間を要し、しかも大きく、また高くするに伴って
ばらつきが大きくなり、その上横方向への広がりも大き
くなって相隣するバンプ同士が接触する虞れがあり、バ
ンプの突出高さを大きくするにはエッチング条件、金メ
ッキ条件の変更のみでは限界があった。

【０００６】バンプの突出高さが低いと、バンプを図６
（ａ），図６（ｂ）　に示す如く他の接続部６６，６７
　等と接触させる際のバンプ変形加工代が小さくなり、
例えば接続部６６，６７を保護するためのパッシベーシ
ョン膜が設けられているような場合にはパッシベーショ
ン膜表面と接続部６６，６７　表面との間に形成される
段差のため未接触状態が発生する恐れがあり、これを防
止するには電気的接続部材６１と電気回路部品６２，６
３　との接触圧力を大きくせねばならず、しかも接触圧
力の拡大のみでは十分な信頼性を確保することが難しい
という問題が生じる。

【０００７】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところはバンプの突出高さを大
きく出来て、十分な変形加工代を確保し得るようにした
電気的接続部材及びその製造方法を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の本発明に係る電気
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は前記保持体の一方の面に
露出し、前記各導電部材の他端は前記保持体の他方の面
に露出している電気的接続部材において、前記保持体中
に存在する部分の導電部材形状と同じ形状であって、且
つ保持体から外部に突き出されている部分全体の高さを
保持体の厚さよりも大きくしてあることを特徴とする。

【０００９】第２の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は前記保持体の一方の面に露出し
、前記各導電部材の他端は前記保持体の他方の面に露出
している電気的接続部材を製造する方法において、基体
の導電性を備えた面に保持体を構成する感光性樹脂膜を
積層形成する工程と、前記感光性樹脂膜を露光し、現像
して底部に前記基体の導電性面が露出する複数の穴を形
成する工程と、前記穴内に露出する基体の表面をエッチ
ングして凹孔を形成する工程と、前記凹孔及び穴内に導
電部材を充填すると共に、前記穴上に導電部材を盛り上
げるように堆積する工程と、前記感光性樹脂膜を薄肉化
する工程とを含むことを特徴とする。

【００１０】第３の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は前記保持体の一方の面に露出し
、前記各導電部材の他端は前記保持体の他方の面に露出
している電気的接続部材を製造する方法において、基体
の導電性を備えた面に保持体を構成する感光性樹脂膜を
積層形成する工程と、前記感光性樹脂膜を露光し、現像
して底部に前記基体の導電性面が露出する複数の穴を形
成する工程と、穴内に露出する基体の表面をエッチング
して凹孔を形成する工程と、前記穴及び凹孔に導電部材
を充填すると共に、前記穴上に導電部材を盛り上げるよ
うに堆積する工程と、前記基体を除去する工程と、前記
感光性樹脂膜をエッチング又は高エネルギービームによ
りその片面側又は両面側からこれを薄肉化する工程とを
含むことを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明にあってはこれによって、保持体を薄く
した分に相当する高さだけ導電部材が保持体表面から突
出することとなり、十分な変形加工代を得ることが可能
となる。

【００１２】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。 〔実施例１〕図１は本発明の実施例１の主要製造工程を
示す模式的断面図である。先ず基体として、例えば表面
にタングステン（Ｗ）膜を積層形成した銅板を用意し、
この基体１上に保持体を構成するポリイミド樹脂等の感
光性樹脂を均一な厚さに塗布して感光性樹脂膜２を形成
し、これをプリベークした後（図１（ａ））、感光性樹
脂膜２を露光し、現像して底部に基体１の表面のタング
ステン膜が露出する穴３を形成する（図１（ｂ））。こ
の状態でエッチング液中に浸積させて穴３内に露出する
基体１の表面をエッチングし、ここに凹孔４を形成する
（図１（ｃ））。

【００１３】基体１を電極としたメッキ法により金等の
導電部材５を各穴３及び凹孔４内に充填し、且つ穴３の
上方で導電部材５を感光性樹脂膜２の表面から盛り上げ
る（図１（ｄ））。その後、感光性樹脂膜２をＯ２　プ
ラズマを用いたアッシングによってその厚さを１／２　
以下の厚さに迄薄肉化し（図１（ｅ））、次いで基体１
を選択エッチングしてこれを除去し、これによって導電
部材５が電気的導電材料を構成し、感光性樹脂膜２が保
持体を構成し、導電部材５の一端部が保持体の上方に大
きく突き出した電気的接続部材を得る（図１（ｆ））。 例えば感光性樹脂膜２の厚さをＤとすると、エッチング
によってｄ１　だけ減肉し、感光性樹脂膜２の厚さをｄ
２　程度とする（ｄ１　≧ｄ２　）。

【００１４】図２はＯ２　プラズマを用いてポリイミド
樹脂製の感光性樹脂膜２をアッシングしたときのアッシ
ング量とアッシング時間との関係を示すグラフである。 なおＯ２　プラズマ形成時の出力は１５０Ｗである。こ
のグラフから明らかなように、厚さ９μｍの感光性樹脂
膜２をその厚さの１／２　以下に減肉するときの時間は
１０分程度あれば十分であることが解る。このような実
施例１にあっては感光性樹脂膜２の厚さ及びその後の薄
肉化の程度を適宜に定めることによってバンプの突出高
さを任意に設定することが可能となる。

【００１５】〔実施例２〕図３は本発明の実施例での主
要工程を示す模式的断面図であり、この実施例２にあっ
ては実施例１におけるのと同様に図１（ａ）　〜図１（
ｄ）　迄の工程を経た後、基体１をエッチング除去し　
（図２（ａ））、感光性樹脂膜２の片面にエキシマレー
ザビームを照射し、感光性樹脂膜２をその表面側から所
定厚さだけ蒸散させ、感光性樹脂膜２の膜厚を１／２　
以下に薄肉化する　（図２（ｂ））。これによって導電
部材５の一端部が保持体である感光性樹脂膜２の表面か
ら大きく突き出した電気的接続部材を得る。この実施例
２においても感光性樹脂膜２の最初の厚さ及びエキシマ
レーザビーム照射による薄肉化の程度を適宜設定するこ
とによってバンプの突出高さを任意に設定することが可
能となる。

【００１６】〔実施例３〕図４は本発明の実施例３の主
要工程を示す模式的断面図であり、この実施例３にあっ
ては、実施例１における図１（ａ）　〜図１（ｄ）　迄
の過程を経た後、基体１をエッチング除去し　（図４（
ａ））、次いで感光性樹脂膜２をその両面側からエッチ
ングし、感光性樹脂膜２の厚さをもとの厚さの１／２　
以下にする。感光性樹脂膜２に対するエッチング量はそ
の両面側において等しく、また異なる量としてもよい。 更にエッチング手段としては湿式、乾式のいずれでもよ
い。このような実施例３にあっては、絶縁性の保持体た
る感光性樹脂膜での両面から夫々感光性樹脂膜２に対す
るエッチング量に設当する長さだけバンプが突出するこ
ととなり、保持体両面からのバンプの突き出し高さを任
意に設定することが可能となり、大きいバンプ変形加工
代が得られる効果がある。

【００１７】なお感光性樹脂膜２としては感光性樹脂フ
ィルムを用いてもよく、この場合は硬化工程を省略する
ことが出来、硬化時の反応のバラツキによる樹脂特性の
変化を排除出来る。またポリイミド樹脂に代えてセラミ
ックス，ガラス等の無機材料を使用してもよい。また前
述した実施例１〜３においては基体１として表面にタン
グステン膜を形成した銅板を用いた構成について説明し
たが、特にこれにのみ限定するものではなく、Ｗに代え
てＭｏ，　Ｎｉ等、導電部材と加熱処理を行っても合金
化せず、しかも金属間化合物を生成しない高融点金属を
用いてもよい。また、基体１自体をこれらによって構成
してもよく、保持体、導電部材をエッチングすることな
く除去出来る材料であればよい。

【００１８】また電気的絶縁材である保持体としては感
光性樹脂の外、熱硬化性樹脂、感光性ポリイミド樹脂又
はこれらのフィルム、或いは他の絶縁性のエポキシ樹脂
，シリコーン樹脂及びこれらのフィルムを用いてもよい
。またこれらの樹脂中に、粉体，　繊維，　板状体，　
棒状体，　球状体等の所望の形状をなした、無機材料，
　金属材料，　合金材料の一種または複数種を分散して
含有せしめてもよい。含有される金属材料，　合金材料
としては、Ａｕ，　Ａｇ，　Ｃｕ，　Ａｌ，　Ｂｅ，　
Ｃａ，　Ｍｇ，　Ｍｏ，　Ｆｅ，　Ｎｉ，　Ｃｏ，　Ｍ
ｎ，　Ｗ，Ｃｒ，　Ｎｂ，　Ｚｒ，　Ｔｉ，　Ｔａ，　
Ｚｎ，　Ｓｎ，　Ｐｂ−Ｓｎ　等があげられ、含有され
る無機材料として、ＳｉＯ２　，　Ｂ２　Ｏ３　，　Ａ
ｌ２　Ｏ３　，Ｎａ２　Ｏ，Ｋ２　Ｏ，ＣａＯ，　Ｚｎ
Ｏ，ＢａＯ，ＰｂＯ，Ｓｂ２　Ｏ３　，　Ａｓ２　Ｏ３
　，Ｌａ２　Ｏ３　，ＺｒＯ２　，Ｐ２　Ｏ５　，Ｔｉ
Ｏ２　，ＭｇＯ，ＳｉＣ，ＢｅＯ，ＢＰ，　ＢＮ，　Ａ
ｌＮ，Ｂ４　Ｃ，　ＴａＣ，ＴｉＢ２　，ＣｒＢ２　，
　ＴｉＮ，　Ｓｉ３　Ｎ４　，Ｔａ２　Ｏ５　等のセラ
ミック，　ダイヤモンド，　ガラス，　カーボン，　ボ
ロン等があげられる。

【００１９】更に導電部材５の材料として金を使用した
が、これに代えてＣｕ，　Ａｇ，　Ｂｅ，　Ｃａ，Ｍｇ
，　Ｍｏ，　Ｎｉ，　Ｗ，Ｆｅ，　Ｔｉ，　Ｉｎ，　Ｔ
ａ，　Ｚｎ，　Ａｌ，　Ｓｎ，　Ｐｂ−Ｓｎ　等の金属
単体又はこれらの合金を用いてもよい。なお導電部材５
の断面形状は、円形，　四角形その他の形状とすること
ができるが、応力の過度の集中を避けるためには角がな
い形状が望ましい。

【００２０】

【発明の効果】以上の如く本発明に係る電気的接続部材
及びその製造方法にあっては、導電部材が保持体を片面
側又は両面側からエッチング又は高エネルギービームに
より蒸散させた分に相当する寸法だけ突出した状態とな
り、導電部材の変形加工代を任意に設定出来、他の電極
等との接合に際して低加圧力接合が可能となって、過度
な力が電極等に付与されるのを防止出来、また熱的歪等
により保持体から導電部材に過大な応力が作用するのを
防止出来る。更に電極等に反り，曲り，凹凸等が存在し
ても確実に接合出来、接合性に対する信頼性が高められ
る等本発明は優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の主要製造工程を示す模式的
断面図である。

【図２】本発明における感光性樹脂膜のアッシング量と
、アッシング時間との関係を示すグラフである。

【図３】本発明の実施例２の主要製造工程を示す模式的
断面図である。

【図４】本発明の実施例３の主要製造工程を示す模式的
断面図である。

【図５】従来方法の主要製造工程を示す模式的断面図で
ある。

【図６】電気的接続部材の接続態様を示す模式的断面図
である。

【符号の説明】

１　　　　　　基体 ２　　　　　　感光性樹脂膜 ３　　　　　　穴 ４　　　　　　凹孔 ５　　　　　　導電部材

Claims (3)

【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は前記保持体の一方の面
   に露出し、前記各導電部材の他端は前記保持体の他方の
   面に露出している電気的接続部材において、前記保持体
   中に存在する部分の導電部材形状と同じ形状であって、
   且つ保持体から外部に突き出されている部分全体の高さ
   を保持体の厚さよりも大きくしてあ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は前記保持体の一方の面
   に露出し、前記各導電部材の他端は前記保持体の他方の
   面に露出している電気的接続部材を製造する方法におい
   て、基体の導電性を備えた面に保持体を構成する感光性
   樹脂膜を積層形成する工程と、前記感光性樹脂膜を露光
   し、現像して底部に前記基体の導電性面が露出する複数
   の穴を形成する工程と、前記穴内に露出する基体の表面
   をエッチングして凹孔を形成する工程と、前記凹孔及び
   穴内に導電部材を充填すると共に、前記穴上に導電部材
   を盛り上げるように堆積する工程と、前記感光性樹脂膜
   を薄肉化する工程とを含むことを特徴とする電気的接続
   部材の製造方法。
3. 【請求項３】　　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は前記保持体の一方の面
   に露出し、前記各導電部材の他端は前記保持体の他方の
   面に露出している電気的接続部材を製造する方法におい
   て、基体の導電性を備えた面に保持体を構成する感光性
   樹脂膜を積層形成する工程と、前記感光性樹脂膜を露光
   し、現像して底部に前記基体の導電性面が露出する複数
   の穴を形成する工程と、穴内に露出する基体の表面をエ
   ッチングして凹孔を形成する工程と、前記穴及び凹孔に
   導電部材を充填すると共に、前記穴上に導電部材を盛り
   上げるように堆積する工程と、前記基体を除去する工程
   と、前記感光性樹脂膜をエッチング、又は高エネルギー
   ビームによりその片面側又は両面側からこれを薄肉化す
   る工程とを含むことを特徴とする電気的接続部材の製造
   方法。