JP2573073B2 - 電気的接続部材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気回路部品を電気的に接続する電気的接
続部材を製造する方法に関する。

〔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、
ワイヤボンディング方法,TAB（Tape Automated Bondin
g）法等が公知である。ところがこれらの方法にあって
は、両電気回路部品間の接続点数の増加に対応できな
い、コスト高である等の難点があった。このような難点
を解決すべく、絶縁保持体中に複数の導電部材を互いに
絶縁して備えた構成をなす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ことが提案されてい
る（特開昭63−222437号公報，特開昭63−224235号公報
等）。

第３図は、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を示す模式図であり、図中31は電
気的接続部材,32,33は接続すべき電気回路部品を示す。
電気的接続部材31は、金属または合金からなる複数の導
電部材34を、夫々の導電部材34同士を、電気的に絶縁し
て電気的絶縁材料からなる保持体35中に備えて構成され
ており、導電部材34の一端38を一方の電気回路部品32側
に露出させ、導電部材34の他端39を他方の電気回路部品
33側に露出させている（第３図（ａ））。そして、一方
の電気回路部品32の接続部36と電気回路部品32側に露出
した導電部材34の一端38とを合金化することにより両者
を接続し、他方の電気回路部品33の接続部37と電気回路
部品33側に露出した導電部材34の他端39とを合金化する
ことにより両者を接続している（第３図（ｂ））。

このような構成をなす電気的接続部材には以下に示す
ような利点があり、実用性に優れている。

導電部材の大きさを微細にすることにより、電気回
路部品の接続部を小型化でき、また接続点数を増加させ
ることができ、電気回路部品間の高密度な接続が可能で
ある。

厚みが異なる電気回路部品であっても、電気的接続
部材の厚みを変更することにより、電気回路部品の高さ
を常に一定にすることが可能であり、多層接続が容易に
行え、より高密度な実装が可能である。

電気回路部品の接続部と接続される導電部材の突出
高さを高くすることにより、電気回路部品の接続部が表
面から落ち込んだものであっても、安定した接続を行う
ことが可能であり、複雑な形状を持つ電気回路部品であ
っても容易に接続することが可能である。

電気的接続部材に使用する導電部材の量は少ないの
で、高価な金属を使用した場合にあっても低コストであ
る。

電気回路部品の接続部は、電気的接続部材を介して
合金化されているので、接触抵抗のバラツキはなく、接
続の信頼性が高い。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このような構成をなし、しかも電気回路部
品間のより高密度，微細な接続を達成できる電気的接続
部材を、効率良く、低コストにて製造する有効な方法は
未だに提案されていない。そしてこのような電気的接続
部材を製造する際には、保持体からの導電部材の欠落を
防止することと、電気回路部品との電気的接続の高信頼
性とが最大の課題である。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、電
気回路部品同士の高密度な接続を実現でき、しかも保持
体からの導電部材の欠落を完全に防止できる電気的接続
部材の製造を可能とする電気的接続部材の製造方法を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

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
て備えられた複数の導電部材とを有し、前記各導電部材
の一端が前記保持体の一方の面において露出しており、
前記各導電部材の他端が前記保持体の他方の面において
露出している電気的接続部材を製造する方法において、
第１の層と、該第１の層よりエッチング速度が速い第２
の層とを積層させて有する基体に対し、前記第２の層に
接する様に前記保持体となる感光性樹脂の層を積層する
工程と、該感光性樹脂の層を露光，現像して、複数の穴
を該感光性樹脂の層に形成し、前記基体を露出させる工
程と、露出された前記基体の一部をエッチングして除去
する工程と、形成された穴に、前記導電部材となる導電
材料を充填する工程と、残存する基体を除去する工程と
を有することを特徴とする。

〔作用〕

本発明に係る電気的接続部材の製造方法にあっては、
エッチング速度が速い第１の層とエッチング速度が速い
第２の層とを積層させた基体を準備する。次に第２の層
に接して、保持体となる感光性樹脂の層を基体に積層
し、この感光性樹脂の層を露光，現像して、複数の穴を
形成する。次いで、露出された基体の一部をエッチング
除去する。導電部材となる導電材料を複数の穴及びこの
エッチング除去領域に充填させた後、残存する基体を除
去する。そうすると、充填された導電材料は互いに絶縁
された状態であって、保持体（感光性樹脂の層）に複数
の導電部材が充填され、各導電部材の両端が露出された
構成をなす電気的接続部材が製造される。

基体の一部をエッチング除去する際に、第２の層は第
１の層に比してエッチング速度が速いので、実質的には
第２の層のみがエッチングされる。この結果、穴の径よ
りも広い範囲におけるエッチング除去を容易に行なえる
と共に、その範囲をエッチング時間にて制御できる。そ
して製造される電気的接続部材では、感光性樹脂の層
（保持体）に埋設した部分より露出した部分において導
電部材の径は大きくなり、導電部材は保持体から欠落さ
れ難い。また本発明では、保持体からの導電部材の突出
高さを、第２の層の層厚にて制御できる。

〔実施例〕

（実施例１） 以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体
的に説明する。

第１図は本発明の製造工程を示す模式的断面図であ
る。まず、銅箔１（厚さ70μｍ）上に第１の層たるNi層
２（厚さ２μｍ）及び第２の層たるCu層３（厚さ５μ
ｍ）を積層してなる基体４を準備する（第１図
（ａ））。基体４（Cu層３）上に厚さ10μｍの感光性の
ポリイミド樹脂５を塗布してプリベイクを行う（第１図
（ｂ））。次に、フォトマスク（図示せず）を介して光
をポリイミド樹脂５に照射した後、現像を行う。本例で
は露光された部分にはポリイミド樹脂５が残存し、露光
されない部分は現像処理によりポリイミド樹脂５が除去
されて直径90μｍの穴６が形成される（第１図
（ｃ））。その後温度を上げてポリイミド樹脂５の硬化
を行う。

次いで、FES5000（三菱ガス化学社製，硫酸−過酸化
水素系エッチング液）中に基体４を浸漬し、超音波を作
用させながら、20℃において15秒間エッチングを行う。
ここでCu層３のエッチング速度はNi層２のエッチング速
度に対して著しく速いので、穴６の近傍のCu層３のみが
エッチング除去され、Cu層３に穴６に連通する凹部７が
形成される（第１図（ｄ））。

銅箔１を共通電極として用いた金メッキにより、穴6,
凹部７に導電材料たる金８を充填する（第１図
（ｅ））。この際、埋設高さが20μｍになるまで金メッ
キを続ける。最後に42゜Be′塩化第２鉄液中に35℃,30
分間浸漬させて、金属エッチングにより基体４を除去し
て電気的接続部材31を製造する（第１図（ｆ））。

本実施例にあっては、製造された電気的接続部材31に
おいて、導電部材34は金であり、保持体35はポリイミド
樹脂である。

第２図はこのようにして製造された電気的接続部材31
の部分拡大図であり、d₁,d₂は夫々、導電部材34の高
さ，直径を示し、d₃,d₄,d₅,d₆は夫々、導電部材34の上
突出高さ，下突出高さ，上側方突出幅，下側方突出幅を
示す。これらのなかで、上突出高さd₃と下突出高さd₄と
は、接続される電気回路部品との接続の安定性に関与し
ており、これらの高さは３μｍ以上あることが望まし
い。また、上側方突出幅d₅と下側方突出幅d₆とは、取り
扱い時における導電部材34の欠落防止に関与しており、
隣合う導電部材間にて絶縁性が維持されておれば、これ
らの幅は大きい方が良い。またこれらのなかで、上突出
高さd₃と上側方突出幅d₅とは、金メッキを行う時間によ
り制御され、下突出高さd₄と下側方突出幅d₆とは、エッ
チングにより形成される凹部７の形状により決定され
る。

本発明においては、第２の層（Cu層３）は第１の層
（Ni層２）に比して、そのエッチング速度が極めて速い
ので、下突出高さd₄を規定するエッチング深さは、第２
の層（Cu層３）の厚さと略同一となる。従って、第２の
層（Cu層３）の厚さを調整することにより、導電部材34
の下突出高さd₄を所望の値に設定することができる。ま
た第１の層（Ni層２）の表面までエッチングが進行した
後は、深さ方向へのエッチングはほとんど進行せず、横
方向へのエッチングのみが進行する。従って、このエッ
チング時間を調整することにより、導電部材34の下側方
突出幅d₆を所望の値に設定することができる。なお、第
１の層におけるエッチングの進行が無視できるために
は、第２の層のエッチング速度が第１の層のそれに比し
て10倍以上であることが望ましい。

（実施例２） 厚さ70μｍの銅箔１上に厚さ２μｍのNi層2,厚さ７μ
ｍのCu層３を積層させた基体４を準備し、凹部７を形成
するためのエッチング時間を20秒とし、金８の充填高さ
を24μｍとする以外は、実施例１と全く同様の条件に
て、電気的接続部材31を製造した。

（実施例３） 凹部７を形成するためのエッチング時間を25秒とする
以外は、実施例２と全く同様の条件にて、電気的接続部
材31を製造した。

また、比較例として、銅箔の単一層からなる基体を準
備し、凹部７を形成するためのエッチング時間を10秒と
し、他の製造条件は実施例１と同一にして電気的接続部
材を製造した。

以上のように製造された各電気的接続部材について、
金属顕微鏡を用いてその断面形状を観察した。その結
果、導電部材34の上突出高さd₃,下突出高さd₄,上側方突
出幅d₅,下側方突出幅d₆は、下記第１表の如くであっ
た。

このような各電気的接続部材について、金属顕微鏡を
用いて表面を観察し、導電部材の欠落の割合を調査し
た。また、各電気的接続部材を電気抵抗測定用のプロー
ブ（一方の電気回路部品）及び回路基体（他方の電気回
路部品）に接続して、導電部材の抵抗を測定し、電気的
接続の良否を判定した。また、各電気的接続部材を半導
体素子（一方の電気回路部品）及び回路基体（他方の電
気回路部品）に接続して構成した電気回路部材をインジ
ェクションモールド法を用いて封止した後、ICの動作を
確認した。更に、ヒートサイクル（−50℃で30分,10分
放置,150℃で30分,10分放置を１サイクル）を100回行っ
た後のICの動作を確認した。

以上のような４種類の実験結果を下記第２表に示す。

前記第１表，第２表から理解されるように、本発明で
は下側方突出幅を大きくすることができ、導電部材の保
持体からの欠落を防止できている。また、上，下突出高
さを所定値に設定することができ、電気回路部品との接
続性は向上している。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明では、保持体より露出した部
分の径が保持体中にある部分の径よりも大きくなるよう
に導電部材を充填した電気的接続部材を高い精度で簡易
に製造することが可能であり、導電部材の欠落を確実に
防止することができ、製品の歩留りの向上を図ることが
できる。また、導電部材において所望の突出量を確実、
かつ簡易に実現することができるので、電気回路部品間
の電気的接続の信頼性が高い電気的接続部材を得ること
ができる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法の工程を示す模式的断面図、
第２図は本発明の製造方法にて製造された電気的接続部
材の部分拡大図、第３図は電気的接続部材の使用例を示
す模式図である。 １……銅箔、２……Ni層、３……Cu層、４……基体、５
……ポリイミド樹脂、６……穴、７……凹部、８……
金、31……電気的接続部材、34……導電部材、35……保
持体

フロントページの続き (72)発明者 宮崎 豊秀 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 近藤 浩史 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 ▲榊▼ 隆 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 寺山 芳実 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 田村 洋一 東京都千代田区大手町１丁目１番３号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 岡林 高弘 東京都千代田区大手町１丁目１番３号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 近藤 和夫 東京都千代田区大手町１丁目１番３号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 中塚 康雄 東京都千代田区大手町１丁目１番３号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 池上 祐一 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内

Claims (1)

(57)【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て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が前記保持体の一方の面に
   おいて露出しており、前記各導電部材の他端が前記保持
   体の他方の面において露出している電気的接続部材を製
   造する方法において、 第１の層と、該第１の層よりエッチング速度が速い第２
   の層とを積層させて有する基体に対し、前記第２の層に
   接する様に前記保持体となる感光性樹脂の層を積層する
   工程と、 該感光性樹脂の層を露光，現像して、複数の穴を該感光
   性樹脂の層に形成し、前記基体を露出させる工程と、 露出された前記基体の一部をエッチングして除去する工
   程と、 形成された穴と、前記導電部材となる導電材料を充填す
   る工程と、 残存する基体を除去する工程と を有することを特徴とする電気的接続部材の製造方法。