[go: up one dir, main page]

JP4088291B2 - Metal bonding method - Google Patents

Metal bonding method Download PDF

Info

Publication number
JP4088291B2
JP4088291B2 JP2004336804A JP2004336804A JP4088291B2 JP 4088291 B2 JP4088291 B2 JP 4088291B2 JP 2004336804 A JP2004336804 A JP 2004336804A JP 2004336804 A JP2004336804 A JP 2004336804A JP 4088291 B2 JP4088291 B2 JP 4088291B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
connection terminal
contact
spiral
spiral contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004336804A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006147890A (en
Inventor
幸廣 平井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advanced Systems Japan Inc
Original Assignee
Advanced Systems Japan Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advanced Systems Japan Inc filed Critical Advanced Systems Japan Inc
Priority to JP2004336804A priority Critical patent/JP4088291B2/en
Publication of JP2006147890A publication Critical patent/JP2006147890A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4088291B2 publication Critical patent/JP4088291B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)

Description

本発明は、スパイラル状接触子用いた金属間接合方法に係り、スパイラル状接触子のコーナー部が局部的高圧力になって表面酸化皮膜を除去し、新生面を生じ接合を助ける働きをする金属間接合により、スパイラル状接触子と接続端子との接合強度を向上させた金属間接合方法に関する。 The present invention relates to a metal-to-metal joining method using a spiral contact, and a metal that functions to assist joining by generating a new surface by removing a surface oxide film by causing a corner portion of the spiral contact to become a local high pressure. The present invention relates to a metal-to-metal bonding method in which the bonding strength between a spiral contact and a connection terminal is improved by inter-bonding.

従来の技術として、超音波振動を応用した超音波接合法が知られている。この超音波接合法は、超音波振動によって金属表面層を除去し、さらに圧力負荷等によって摩擦熱の発生を促進させ、金属箔の接触界面近傍の原子を拡散させることで、金属箔間の接合を実現している。
この超音波接合法では、接着剤等の別部材を必要とせず、また加工処理時間も0.5秒と短時間であるため、接続加工の大幅なコストダウンが実現できる。また、負荷圧力も小さいため金属箔の変形も小さい。さらに、上記原理に基づく接合法であるため、表面が酸化膜という絶縁物で覆われたアルミ等の金属間接合にも適応できるという利点がある。
As a conventional technique, an ultrasonic bonding method using ultrasonic vibration is known. This ultrasonic bonding method removes the metal surface layer by ultrasonic vibration, further promotes the generation of frictional heat by pressure load, etc., and diffuses the atoms near the contact interface of the metal foil, thereby joining the metal foils Is realized.
In this ultrasonic bonding method, no separate member such as an adhesive is required, and the processing time is as short as 0.5 seconds. Therefore, the cost of connection processing can be greatly reduced. Further, since the load pressure is small, the deformation of the metal foil is small. Further, since the bonding method is based on the above principle, there is an advantage that it can be applied to the bonding between metals such as aluminum whose surface is covered with an insulator called an oxide film.

ところが、この超音波接合法にあっても、厚さ50μm以下の金属箔同士の接合では十分な機械的強度が得られないという問題点があった。そのため、極薄の金属箔同士を十分に高い機械的強度で接合することができる超音波接合方法並びにそれに好適な超音波溶接具が開示されている(たとえば、特許文献1参照)。   However, even in this ultrasonic bonding method, there is a problem that sufficient mechanical strength cannot be obtained by bonding metal foils having a thickness of 50 μm or less. Therefore, an ultrasonic bonding method capable of bonding extremely thin metal foils with sufficiently high mechanical strength and an ultrasonic welding tool suitable for the method are disclosed (for example, see Patent Document 1).

また、銅の片面に金属めっきを施し、他面にも金属めっきを施した両面導体形成フィルムを多層に重ね合わせ、温度300〜350℃、圧力10〜20MPaにて金属接合をさせた多層配線基板の層間接着法が開示されている(たとえば、特許文献2)。   Also, a multilayer wiring board in which metal plating is performed on one side of copper and a double-sided conductor-forming film on which the other side is subjected to metal plating is laminated in multiple layers, and metal bonding is performed at a temperature of 300 to 350 ° C. and a pressure of 10 to 20 MPa. An interlayer adhesion method is disclosed (for example, Patent Document 2).

また、本発明者は、半導体デバイスの球状接続端子(ボール、ハンダボール、バンプともいう)の高密度化に対応した接触子として、螺旋状に形成したスパイラル状接触子(スパイラルコンタクタ)を開示している(たとえば、特許文献3参照)。
図8はそのスパイラル状接触子22を示し、(a)は、スパイラル状接触子22を複数配置したスパイラルコンタクタ1を示す平面図であり、図8の(b)は、(a)に示すA−A線の断面図である。
図8の(a)に示すように、このスパイラル状接触子22は、平面視して螺旋状、渦巻き形状を有するスパイラル状接触子22を、絶縁基板6上に前記球状接続端子との接触の際に、その球状接続端子17(図9参照)の形状に対応して変形可能に備えられており、電子部品である半導体デバイス8(図9参照)との電気的接続を行う構成になっている。
In addition, the present inventor has disclosed a spiral contactor (spiral contactor) formed in a spiral shape as a contact corresponding to a high density of spherical connection terminals (also called balls, solder balls, or bumps) of a semiconductor device. (For example, refer to Patent Document 3).
FIG. 8 shows the spiral contactor 22, (a) is a plan view showing the spiral contactor 1 in which a plurality of spiral contactors 22 are arranged, and (b) in FIG. 8 is A shown in (a). It is sectional drawing of a -A line.
As shown in FIG. 8 (a), the spiral contact 22 has a spiral contact 22 having a spiral shape and a spiral shape in plan view, and contacts the spherical connection terminal on the insulating substrate 6. In this case, the spherical connection terminal 17 (see FIG. 9) is provided in a deformable manner corresponding to the shape of the spherical connection terminal 17 (see FIG. 9), and is electrically connected to the semiconductor device 8 (see FIG. 9), which is an electronic component. Yes.

図9は従来のスパイラル状接触子22に電子部品である半導体デバイス8の球状接続端子17を押圧した状態を示す断面図である。
図9に示すように、スパイラル状接触子22は、球状接続端子17の球面にスパイラル状接触子22の角(かど)22aが押圧されながら摺動し、球状接続端子17の球面上の酸化膜を切り込み、通電を行なうことができる。
なお、スパイラル状接触子22の配列のピッチは、0.5mmである。
特開2000−301356号公報(段落0006〜0013、図1〜3) 特開平8−316641号公報(段落0008〜0013、図1〜3) 特開2002−175859号公報(段落0007〜0028、図1〜4)
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which the spherical connection terminal 17 of the semiconductor device 8 which is an electronic component is pressed against the conventional spiral contact 22.
As shown in FIG. 9, the spiral contact 22 slides while the corner 22 a of the spiral contact 22 is pressed against the spherical surface of the spherical connection terminal 17, and an oxide film on the spherical surface of the spherical connection terminal 17. Can be energized.
Note that the pitch of the arrangement of the spiral contacts 22 is 0.5 mm.
JP 2000-301356 A (paragraphs 0006 to 0013, FIGS. 1 to 3) JP-A-8-316641 (paragraphs 0008 to 0013, FIGS. 1 to 3) JP 2002-175859 A (paragraphs 0007 to 0028 and FIGS. 1 to 4)

しかしながら、この超音波接合法には、超音波を発生させる超音波装置が必要であるという問題があった。また、超音波による振動が、微細なサイズの高精度製法に弊害を及ぼすという問題があった。さらに、従来の金属間接合では、温度が高く、しかも、圧力が高いという問題があった。   However, this ultrasonic bonding method has a problem that an ultrasonic device for generating ultrasonic waves is required. In addition, there has been a problem that vibration caused by ultrasonic waves has an adverse effect on a high-precision manufacturing method with a fine size. Furthermore, the conventional metal-to-metal bonding has a problem that the temperature is high and the pressure is high.

そこで、本発明は、スパイラル状接触子を使用して、超音波装置が不要で、低い温度、小さな加圧力により、金属同士が原子間で融合し、金属間接合を維持するために必要とする強度を有し、高精度で接合することができる金属間接合方法を提供することを課題とする。   Therefore, the present invention uses a spiral contact, and does not require an ultrasonic device, and is necessary for maintaining a metal-to-metal junction by fusing metals between atoms with a low temperature and a small applied pressure. It is an object of the present invention to provide an intermetallic joining method that has strength and can be joined with high accuracy.

請求項1に係る金属間接合方法は、金属から形成され、螺旋状に形成された一方の電子部品のスパイラル状接触子(2)と、金属から形成され、前記スパイラル状接触子(2)と対向する他方の電子部品の接続端子とを金属間接合により融着させる金属間接合方法であって、前記スパイラル状接触子(2)が押圧されることにより、このスパイラル状接触子(2)の角(2a)が接触しながら摺動し、前記接続端子の表面酸化皮膜を除去して新生面と接触することも加わり、押圧する力が0.05〜1N、温度が20〜250℃、押圧時間が1〜3分により融着させ、金属間接合を行なうことを特徴とする。 Intermetallic bonding method according to claim 1, formed from a metal, a spiral contactor of one electronic component which is formed in a spiral (2), made of metal, the spiral contacts (2) An intermetallic joining method in which a connection terminal of the other electronic component facing each other is fused by intermetallic joining, and when the spiral contact (2) is pressed, the spiral contact (2) The corner (2a) slides in contact, removes the surface oxide film of the connection terminal and comes into contact with the new surface, the pressing force is 0.05 to 1 N, the temperature is 20 to 250 ° C., the pressing time Is fused in 1 to 3 minutes to perform intermetallic bonding.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の金属間接合方法であって、前記スパイラル状接触子(2)に融着させる前記接続端子は、多角錐状接続端子(11)であり、この多角錐状接続端子(11)の稜線(11a)にスパイラル状接触子(2)が押圧されることにより、このスパイラル状接触子(2)の前記角(2a)が接触しながら摺動し、多角錐状接続端子(11)の稜線(11a)を切り込んだ状態で金属間接合を行なうことを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the intermetallic joining method according to claim 1, wherein the connection terminal to be fused to the spiral contact (2) is a polygonal pyramid connection terminal (11), When the spiral contact (2) is pressed against the ridge line (11a) of the polygonal pyramid connection terminal (11), the corner (2a) of the spiral contact (2) slides while contacting. The metal-to-metal bonding is performed in a state in which the ridge line (11a) of the polygonal pyramidal connection terminal (11) is cut.

請求項3に係る発明は、請求項1に記載の金属間接合方法であって、前記スパイラル状接触子(2)に融着させる前記接続端子は、球状接続端子(12)であり、この球状接続端子(12)の球面(12a)にスパイラル状接触子(2)が押圧されることにより、このスパイラル状接触子(2)の前記角(2a)が接触しながら摺動し、球状接続端子(12)の酸化膜を切り込んだ状態で金属間接合を行なうことを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the intermetallic joining method according to claim 1, wherein the connection terminal to be fused to the spiral contact (2) is a spherical connection terminal (12). When the spiral contact (2) is pressed against the spherical surface (12a) of the connection terminal (12), the corner (2a) of the spiral contact (2) slides while being in contact with the spherical contact terminal. (12) The metal-to-metal bonding is performed with the oxide film cut.

請求項4に係る発明は、請求項1に記載の金属間接合方法であって、前記スパイラル状接触子(2)に融着させる前記接続端子は、パッド状接続端子(13)であり、このパッド状接続端子(13)の当接面(13a)にスパイラル状接触子(2)が押圧されることにより、このスパイラル状接触子(2)の前記角(2a)が接触しながら摺動し、前記パッド状接続端子(13)に切り込んだ状態で金属間接合を行なうことを特徴とする。   The invention according to claim 4 is the metal-to-metal joining method according to claim 1, wherein the connection terminal to be fused to the spiral contact (2) is a pad-like connection terminal (13). When the spiral contact (2) is pressed against the contact surface (13a) of the pad-like connection terminal (13), the corner (2a) of the spiral contact (2) slides while contacting. The metal-to-metal bonding is performed while being cut into the pad-like connection terminal (13).

請求項5に係る発明は、請求項4に記載の金属間接合方法であって、前記スパイラル状接触子(2)の上面には、複数個の凸部(2b)を設けたことを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the intermetallic joining method according to claim 4, wherein a plurality of convex portions (2b) are provided on the upper surface of the spiral contact (2). To do.

請求項6に係る発明は、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の金属間接合方法であって、前記スパイラル状接触子(2)の材質はNi(ニッケル)、Cu(銅)、およびそれらの合金であり、前記接続端子の材質はNi、Au(金)、Al(アルミニウム)、Cu(銅)、Sn(錫)、Ag(銀)、および、それらの合金のいずれかであることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the intermetallic bonding method according to any one of claims 1 to 4, wherein the material of the spiral contact (2) is Ni (nickel), Cu (copper). ), and an alloy thereof, the material of the connection terminal is Ni, Au (gold), Al (aluminum Niu beam), Cu (copper), Sn (tin), Ag (silver), and their alloys It is either.

請求項1に係る発明によれば、金属から形成され、螺旋状に形成された一方の電子部品のスパイラル状接触子(2)と、金属から形成され、前記スパイラル状接触子(2)と対向する他方の電子部品の接続端子とを金属間接合により融着させる金属間接合方法であって、スパイラル状接触子(2)の角(2a)が押圧されることにより角(2a)が前記接続端子に接触しながら摺動し、前記接続端子に切り込んだ状態で押圧する力が0.05〜1N、温度が20〜250℃、押圧時間が1〜3分により融着させ、金属間接合を行なうことにより、低い温度と、小さな加圧力とにより接合する。その結果、有接点が無くなり、電子機器の信頼性が大幅に改善する。また、接合強度が向上し、確実な通電を行なうことができる。 According to the first aspect of the present invention, the spiral contact (2) of one electronic component formed from a metal and formed in a spiral shape is opposed to the spiral contact (2) formed from a metal. In the intermetallic joining method, the connecting terminal of the other electronic component is fused by intermetallic joining, and when the corner (2a) of the spiral contact (2) is pressed, the corner (2a) is connected. The sliding force is in contact with the terminal, and the pressing force is 0.05 to 1 N, the temperature is 20 to 250 ° C., the pressing time is 1 to 3 minutes, and the metal-to-metal bonding is performed. By performing, it joins by low temperature and a small applied pressure. As a result, there are no contact points, and the reliability of the electronic device is greatly improved. Further, the bonding strength is improved and reliable energization can be performed.

請求項2に係る発明によれば、スパイラル状接触子(2)に融着させる前記接続端子は、多角錐状接続端子(11)であり、この多角錐状接続端子(11)の稜線(11a)にスパイラル状接触子(2)が押圧されることにより角(2a)が接触しながら摺動し、多角錐状接続端子(11)の稜線(11a)を切り込んだ状態で金属間接合を行なうことにより、確実な通電を行なうことができる。このように、スパイラル状接触子(2)のたわみによって回転がかかり、稜線(11a)を摺動するため、稜線(11a)に食い込みやすくなり、稜線(11a)の角(かど)と、スパイラル状接触子(2)の角(2a)との接触により、応力の集中が発生し、さらに、切り込んだ状態で金属間接合をすることができる。   According to the second aspect of the present invention, the connection terminal to be fused to the spiral contact (2) is a polygonal pyramidal connection terminal (11), and the ridge line (11a) of the polygonal pyramidal connection terminal (11). When the spiral contact (2) is pressed against the metal, the corner (2a) slides while contacting, and the metal-to-metal bonding is performed with the ridge line (11a) of the polygonal pyramid connection terminal (11) cut. Thus, reliable energization can be performed. In this way, rotation is applied by the deflection of the spiral contact (2), and the ridgeline (11a) is slid, so that it easily bites into the ridgeline (11a). The contact with the corner (2a) of the contact (2) causes stress concentration, and further, metal-to-metal bonding can be performed in a cut state.

請求項3に係る発明によれば、スパイラル状接触子(2)に融着させる前記接続端子は、球状接続端子(12)であり、この球状接続端子(12)の球面(12a)にスパイラル状接触子(2)が押圧されることにより角(2a)が接触しながら摺動し、球状接続端子(12)の酸化膜を切り込んだ状態で金属間接合を行なうことから、確実な通電を行なうことができる。   According to the invention of claim 3, the connection terminal to be fused to the spiral contact (2) is a spherical connection terminal (12), and the spherical surface (12a) of the spherical connection terminal (12) has a spiral shape. When the contact (2) is pressed, the corner (2a) slides while contacting, and the metal-to-metal bonding is performed with the oxide film of the spherical connection terminal (12) cut, so that reliable energization is performed. be able to.

請求項4に係る発明によれば、スパイラル状接触子(2)に融着させる前記接続端子は、パッド状接続端子(13)であり、このパッド状接続端子(13)の当接面(13a)にスパイラル状接触子(2)が押圧されることにより角(2a)が接触しながら摺動し、パッド状接続端子(13)に切り込んだ状態で金属間接合を行なうことにより、確実な通電を行なうことができる。   According to the invention of claim 4, the connection terminal to be fused to the spiral contact (2) is the pad connection terminal (13), and the contact surface (13a) of the pad connection terminal (13). When the spiral contact (2) is pressed against the corner, the corner (2a) is slid while contacting, and the metal-to-metal bonding is performed in a state of being cut into the pad-like connection terminal (13). Can be performed.

請求項5に係る発明によれば、スパイラル状接触子(2)は、その上面に、複数個の凸部(2b)を設けたことにより、パッド状接続端子(13)であっても接触するため、金属間接合を行なうことにより、確実な通電を行なうことができる。   According to the invention which concerns on Claim 5, even if it is a pad-shaped connection terminal (13), the spiral contact (2) is provided with the some convex part (2b) on the upper surface. Therefore, reliable energization can be performed by performing metal-to-metal bonding.

請求項6に係る発明によれば、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の金属間接合方法であって、前記スパイラル状接触子(2)の材質はNi(ニッケル)、Cu(銅)、およびそれらの合金であり、前記接続端子の材質はNi、Au(金)、Al(アルミニウム)、Cu(銅)、Sn(錫)、Ag(銀)、および、それらの合金のいずれかであることを特徴とする。
スパイラル状接触子(2)の材質はNiとCuおよびそれらの合金が好適であり、接続端子の材質は6種類、つまり、Al、Ni、Au、Cu、Sn、Agと、それらの合金のいずれかにすることにより、これらの金属は自己拡散係数が大きく、金属同士が溶け合い易く、また、熱による原子間の近接が容易であるため、超音波装置が不要で、しかも、低い温度、小さな加圧力により、金属同士が原子間で融合し、十分に高い機械的強度と高精度で接合することができる金属間接合方法を提供する。
The invention according to claim 6 is the intermetallic joining method according to any one of claims 1 to 4, wherein the material of the spiral contact (2) is Ni (nickel), Cu (Copper) and alloys thereof, and the connection terminals are made of Ni, Au (gold), Al (aluminum), Cu (copper), Sn (tin), Ag (silver), and alloys thereof. It is either.
The material of the spiral contact (2) is preferably Ni, Cu and their alloys, and there are 6 types of materials for the connection terminals, that is, any of Al, Ni, Au, Cu, Sn, Ag and their alloys. By doing so, these metals have a large self-diffusion coefficient, the metals easily melt together, and the proximity of atoms by heat is easy, so there is no need for an ultrasonic device, and at a low temperature and a small applied temperature. Provided is a metal-to-metal bonding method in which metals are fused between atoms by pressure and can be bonded with sufficiently high mechanical strength and high accuracy.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
<第1実施の形態>
図1は、本発明の第1実施の形態の金属間接合方法を示し、(a)は凸型スパイラル状接触子と多角錐状接続端子による接合前の断面図である。
図1の(a)に示すように、電子部品である絶縁基板6の上面には、凸型スパイラル状接触子2が形成され、スパイラル状接触子2は碁盤の目状に複数個が配置されている(図8の(a)参照)。
スパイラル状接触子2の形状は、図8の(a)に示すように、凸型の螺旋体(スパイラル)で形成され、根元から先端に進むにしたがって、幅が狭くなるように形成されている。スパイラル状接触子2は、前記したスパイラル状接触子22と同様に、スパイラル(螺旋体)は、たとえば、釣り竿の場合、先端に行けば行くほど細くすることで、曲げ応力を分散させ、破壊を防止しているのと同じように、凸型スパイラル状接触子2も先端に行けば行くほど幅を狭くすることで、曲げ応力の集中を防止し、曲げ応力の分散を図っている。また、スパイラル状接触子2は金属メッキにより形成されており、金属メッキの特徴である両端の角(コーナー)2a,2aが鋭角になっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<First embodiment>
FIG. 1 shows an inter-metal joining method according to a first embodiment of the present invention, wherein (a) is a cross-sectional view before joining with a convex spiral contactor and a polygonal pyramid connection terminal.
As shown in FIG. 1A, a convex spiral contact 2 is formed on the upper surface of an insulating substrate 6 that is an electronic component, and a plurality of spiral contacts 2 are arranged in a grid pattern. (See FIG. 8A).
As shown in FIG. 8A, the shape of the spiral contact 2 is formed by a convex spiral body (spiral), and is formed so that the width becomes narrower from the root to the tip. The spiral contact 2 is similar to the spiral contact 22 described above. For example, in the case of a fishing rod, the spiral contact 2 is made thinner as it goes to the tip, thereby dispersing bending stress and preventing breakage. In the same manner as described above, the width of the convex spiral contactor 2 is narrowed as it goes to the tip, thereby preventing the concentration of bending stress and distributing the bending stress. The spiral contact 2 is formed by metal plating, and corners 2a and 2a at both ends, which are characteristic of metal plating, are acute angles.

電子部品である絶縁基板6には、スルーホール3が形成されており、このスルーホール3を覆うようにして、凸型スパイラル状接触子2が配置されている。このスルーホール3の内周面には銅メッキ4が施されており、裏面の接続部5には、導電性の端子が設けられている。
電子部品である半導体デバイス8の下面8aには、多角錐状接続端子11が、スルーホール3と凸型スパイラル状接触子2の配置に合わせて配設されている。多角錐状接続端子11は、ここでは、四角錐としているが、三角錐や五角錐、六角錐、八角錐…十六角錐であってもよいし、多角形を無限大にした円錐としても構わない。
A through hole 3 is formed in the insulating substrate 6 which is an electronic component, and the convex spiral contact 2 is arranged so as to cover the through hole 3. Copper plating 4 is applied to the inner peripheral surface of the through hole 3, and a conductive terminal is provided in the connection portion 5 on the back surface.
On the lower surface 8 a of the semiconductor device 8, which is an electronic component, a polygonal pyramidal connection terminal 11 is arranged in accordance with the arrangement of the through hole 3 and the convex spiral contact 2. Here, the polygonal pyramid-shaped connection terminal 11 is a quadrangular pyramid, but it may be a triangular pyramid, a pentagonal pyramid, a hexagonal pyramid, an octagonal pyramid, a ten-hexagonal pyramid, or a cone with an infinite polygon. Absent.

図1(b)は、(a)に示すB−B線の断面図である。図1(b)に示すように、多角錐状接続端子11は下面から見ると、ちょうどビラミッド型のような四角錐を形成し、4本の稜線11a,11a,11a,11aにより、四角錐が構成されている。
この4本の稜線11a,11a,11a,11aを凸型スパイラル状接触子2の角2aが交差するように巻き付いている。このように、一回の押し付けで、数箇所が接合させる。つまり、スパイラル状接触子2の角2aが多角形の接続端子の傾斜面同士から構成される稜線11aを押し付けると、角(かど)2aが食い込んで行く。この場合、稜線11aの角と角2aが当たるところは、応力の集中が発生し、さらに、回転による摺動により食い込みやすくなる。したがって、食い込み条件としては、柔らかい金属同士よりも,一方が硬い金属で他方が柔らかい金属の方が好適である。
FIG.1 (b) is sectional drawing of the BB line shown to (a). As shown in FIG. 1B, when viewed from the bottom, the polygonal pyramidal connection terminal 11 forms a pyramid-like square pyramid, and the four pyramids 11a, 11a, 11a, 11a form a quadrangular pyramid. It is configured.
The four ridge lines 11a, 11a, 11a, and 11a are wound so that the corner 2a of the convex spiral contact 2 intersects. Thus, several places are joined by one press. That is, when the corner 2a of the spiral contact 2 presses the ridge line 11a formed by the inclined surfaces of the polygonal connection terminals, the corner 2a bites into the corner. In this case, stress concentration occurs where the corner of the ridge line 11a hits the corner 2a, and further, biting is easily caused by sliding by rotation. Accordingly, the biting condition is preferably one of a hard metal and the other a soft metal rather than soft metals.

図1(c)は接合後の断面図である。図1(c)に示すように、多角錐状接続端子11の稜線11aには凸型スパイラル状接触子2の角2aが食い込み、交差するように巻き付いている。スパイラル状接触子2の材質は、たとえば、銅(Cu)箔にニッケル(Ni)メッキを施したものであり、多角錐状接続端子11の材質はニッケル(Ni)である。ニッケル銅の多角錐状接続端子11がニッケルのスパイラル状接触子2を押圧すると、銅の多角錐状接続端子11の稜線11aに、ニッケルのスパイラル状接触子2の角2aが接触し、回転しながら摺動して多角錐状接続端子11の稜線11aを切り込み、銅の多角錐状接続端子11とニッケルのスパイラル状接触子2が金属間接合する。つまり、スパイラル状接触子のコーナー部が局部的高圧力になって表面酸化皮膜を除去することにより新生面を生じ接合を助ける働きをして金属間接合する。   FIG.1 (c) is sectional drawing after joining. As shown in FIG.1 (c), the corner | angular line 2a of the convex spiral contact 2 bites into the ridgeline 11a of the polygonal-pyramidal connection terminal 11, and it is wound so that it may cross | intersect. The material of the spiral contact 2 is, for example, a copper (Cu) foil plated with nickel (Ni), and the material of the polygonal pyramidal connection terminal 11 is nickel (Ni). When the nickel copper polygonal connection terminal 11 presses the nickel spiral contact 2, the corner 2 a of the nickel spiral contact 2 contacts the ridge line 11 a of the copper polygonal connection terminal 11 and rotates. While sliding, the ridge line 11a of the polygonal pyramidal connection terminal 11 is cut, and the copper polygonal pyramidal connection terminal 11 and the nickel spiral contact 2 are joined between the metals. That is, the corner portion of the spiral contact becomes a local high pressure and the surface oxide film is removed, thereby creating a new surface and assisting the joining, thereby joining the metals.

押圧時間は1〜3分で、金属間接合を行なう条件のもう1つ、前記接続端子を押圧する力は0.05〜1N(0.005〜0.1kgf)としたが、圧力に換算すると0.5〜100MPa(5〜1000kgf/cm2)と上限がはね上がる。これは図1の(b)に示すように、接触部が、たとえば、四角錐の稜線11a部のみであり、その接触面積が微小であるために、圧力計算すると驚くような数値になるのである。
また、押圧時間は1〜3分としたが、温度を常温の20℃の低めに設定し、力も低めにした場合は、48時間ほど要することも確認されている。本願発明をコネクタに応用する場合は、この金属間接合に要する時間(1〜3分)については、あまり、問題とはならないので、この時間はもっと長くなっても構わない。なぜかといえば、金属間接合するための状態が製品後も同じ状態が維持されるからで、最初は有接点として電気的接続を果たし、その後は金属間接合した状態で電気的接続を果たすことになるからである。
The pressing time is 1 to 3 minutes, and another condition for performing metal-to-metal bonding, and the force for pressing the connection terminal is 0.05 to 1 N (0.005 to 0.1 kgf). The upper limit jumps to 0.5 to 100 MPa (5 to 1000 kgf / cm 2 ). This is because, as shown in FIG. 1 (b), the contact portion is, for example, only the ridge line 11a portion of the quadrangular pyramid, and the contact area is very small. .
Moreover, although pressing time was 1-3 minutes, when setting temperature as low as 20 degreeC of normal temperature and making force low, it has also been confirmed that it takes about 48 hours. When the present invention is applied to a connector, the time (1 to 3 minutes) required for the metal-to-metal joining is not a problem, so this time may be longer. The reason is that the same state is maintained after joining the product after the product, so that the electrical connection is made as a contact at first, and then the electrical connection is made in the state where the metal is joined. Because it becomes.

ここで、金属間接合の原子レベルのメカニズムを説明する。
金属間接合を生じさせるためには、自由電子の海の中に原子核が収まる形で、自由電子を共有化できるまで近づける必要がある。その駆動源として押圧力と原子の拡散(熱:温度と時間)が必要になる。
金属の溶け合い易さは、同じ結晶構造である方がお互いに固溶しやすい。たとえば、面心立方晶(FCC)、体心立方晶(BCC)、稠密六法晶(HCP)であってもよい。
また、熱による原子間の近接は、熱エネルギーによって原子が揺動し、空孔等の助けを借りて金属中に原子の移動が生じる。この場合は、金属は表面を通して一方の金属が相手側に移動する原子の拡散現象によって互いの内部に原子が移動する。この自己拡散係数の大きい金属が好適である。温度は表面に形成される酸化皮膜がスパイラル状接触子のコーナーによって除かれる限りは高いほうが好適である。
Here, the atomic level mechanism of the intermetallic junction will be described.
In order to produce an intermetallic junction, it is necessary to bring the nuclei into a free electron sea so that the free electrons can be shared. As the driving source, pressing force and atomic diffusion (heat: temperature and time) are required.
As for the ease of melting of metals, those having the same crystal structure are more likely to dissolve in each other. For example, face-centered cubic (FCC), body-centered cubic (BCC), or dense hexagonal (HCP) may be used.
Further, in the proximity of atoms due to heat, the atoms fluctuate due to thermal energy, and atoms move in the metal with the help of vacancies and the like. In this case, the atoms of the metal move inside each other due to the diffusion phenomenon of atoms in which one metal moves to the other side through the surface. A metal having a large self-diffusion coefficient is preferred. The temperature is preferably higher as long as the oxide film formed on the surface is removed by the corners of the spiral contact.

さらに、原子間の圧力による近接は、圧力によって金属間の原子間隔を近づけて接合に持ち込む手法に冷間圧接がある。このリンギング現象は、金属原子同士がオングストロームの距離に近づくと、自由電子が共通化し、結晶格子点の原子と相互に作用しあい原子を結合させる。これは、室温であっても可能である。しかし、このリンギング現象にみられるように平面度が確保された条件で、数秒間に数0.1MPaの押圧力を与えるだけで結合化の可能性があるが、拡散を伴わないので、横にずらすと外れる。
これらの結果、まず一方の金属材料をNi、Cu、それらの合金とした場合、他方の金属材料は接合の強さの機械的強度からこの6種、たとえば、Ni、Au、Al、Cu、Sn、Agと、それらの合金が好適である。
Further, the proximity by the pressure between atoms is a cold welding method in which the atomic spacing between metals is brought closer to the junction by the pressure and brought into the junction. In this ringing phenomenon, when metal atoms approach an angstrom distance, free electrons become common and interact with atoms at crystal lattice points to bond atoms. This is possible even at room temperature. However, as shown in this ringing phenomenon, there is a possibility of coupling just by applying a pressing force of several 0.1 MPa for a few seconds under the condition that flatness is ensured, but since there is no diffusion, Move away.
As a result, when one of the metal materials is Ni, Cu, or an alloy thereof, the other metal material is selected from these six types, for example, Ni, Au, Al, Cu, Sn, from the mechanical strength of the bonding strength. , Ag and their alloys are preferred.

図2は、絶縁基板の両面にスパイラル状接触子を設けた場合を示し、図2の(a)は接合前の断面図であり、(b)は接合後の断面図である。図2(a)、(b)に示すように、両面に凸型のスパイラル状接触子(凸型スパイラル状接触子ともいう)2を設けることによって、より省スペースの電子部品を提供することができる。   FIG. 2 shows a case where spiral contacts are provided on both surfaces of the insulating substrate. FIG. 2A is a cross-sectional view before bonding, and FIG. 2B is a cross-sectional view after bonding. As shown in FIGS. 2A and 2B, by providing convex spiral contacts (also referred to as convex spiral contacts) 2 on both surfaces, a more space-saving electronic component can be provided. it can.

図3は、第1実施の形態の変形例を示し、絶縁基板にエポキシ樹脂を設けたスパイラル状接触子を設けた場合を示し、(a)は接合前の断面図であり、(b)は接合後の断面図である。前記した図1との同じ部位には、同符号を付し、説明は省略する。
図3の(a)に示すように、絶縁基板のスパイラル状接触子に、熱硬化性のエポキシ樹脂を塗付したようすを示している。また、図3の(b)に示すように、接合後に熱を加えることによって、エポキシ樹脂が硬化したようすを示している。この熱硬化性のエポキシ樹脂を設ける目的は、スパイラル状接触子と多角錐状接続端子11との接合状態を永久的に保持するためであり、スパイラル状接触子2の機械的作用を封印するためと、接合部の酸化を防止することにある。図1との相違点は、液体のエポキシ樹脂を塗付するため、絶縁基板6の接続部5の穴を塞いでいる点と、ガイドフレーム9を設けている点である。
FIG. 3 shows a modification of the first embodiment, showing a case where a spiral contact provided with an epoxy resin is provided on an insulating substrate, (a) is a sectional view before joining, (b) It is sectional drawing after joining. The same parts as those in FIG. 1 described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
As shown in FIG. 3 (a), it is shown that a thermosetting epoxy resin is applied to the spiral contact of the insulating substrate. Moreover, as shown in FIG. 3B, it is shown that the epoxy resin is cured by applying heat after joining. The purpose of providing this thermosetting epoxy resin is to permanently maintain the joined state between the spiral contact and the polygonal pyramid connection terminal 11 and to seal the mechanical action of the spiral contact 2. And preventing oxidation of the joint. The difference from FIG. 1 is that a hole of the connecting portion 5 of the insulating substrate 6 is closed and a guide frame 9 is provided in order to apply a liquid epoxy resin.

<第2実施の形態>
図4は、第2実施の形態の金属間接合方法を示し、(a)は凸型スパイラル状接触子2と球状接続端子12による接合前の断面図であり、(b)は接合後の断面図である。
図4(a)、(b)に示すように、絶縁基板6の片面に凸型スパイラル状接触子2を設け、半導体デバイス8の下面8aに球状接続端子12を設けることにより、球状接続端子12が凸型スパイラル状接触子2を押圧すると、凸型スパイラル状接触子2の中央部から外側に接触を広げ、渦巻き部は、フラット状に撓み、ボールを抱き込むように変形する。凸型スパイラル状接触子2は球状接続端子12に螺旋状に巻き付くことから、接触長さが長く確実に接触するとともに、異物付着があっても球状接続端子12の球面に沿った摺動作用により異物を除去し、安定した通電接触ができる。また、凸型スパイラル状接触子2は、球状接続端子12の球面に凸型スパイラル状接触子2の角2aが押圧されながら摺動し、球状接続端子12の球面上の酸化膜を切り込み、その状態で融着し、金属間接合を行い、確実な通電をすることが可能である。
これにより、薄い、省スペースの電子部品を提供することができる。
さらに、絶縁基板6の両面に凸型スパイラル状接触子2を設けることによって、より省スペースの電子部品を提供することができる。
<Second Embodiment>
4A and 4B show a metal-to-metal joining method according to the second embodiment, wherein FIG. 4A is a cross-sectional view before joining with the convex spiral contact 2 and the spherical connection terminal 12, and FIG. 4B is a cross-sectional view after joining. FIG.
4A and 4B, the convex spiral contact 2 is provided on one surface of the insulating substrate 6, and the spherical connection terminal 12 is provided on the lower surface 8a of the semiconductor device 8, so that the spherical connection terminal 12 is provided. When the convex spiral contact 2 is pressed, the contact spreads outward from the central portion of the convex spiral contact 2, and the spiral portion bends in a flat shape and deforms so as to embrace the ball. Since the convex spiral contact 2 is wound around the spherical connection terminal 12 in a spiral shape, the contact length is long and surely contacts, and even if foreign matter adheres, the sliding action along the spherical surface of the spherical connection terminal 12 occurs. Therefore, the foreign matter can be removed and stable energization contact can be made. The convex spiral contact 2 slides while the corner 2a of the convex spiral contact 2 is pressed against the spherical surface of the spherical connection terminal 12, and cuts an oxide film on the spherical surface of the spherical connection terminal 12. It is possible to perform reliable energization by fusing in a state and performing metal-to-metal bonding.
Thereby, a thin and space-saving electronic component can be provided.
Furthermore, by providing the convex spiral contact 2 on both surfaces of the insulating substrate 6, a more space-saving electronic component can be provided.

図5は、第2実施の形態の変形例を示し、(a)は絶縁基板にエポキシ樹脂を設けた凸型スパイラル状接触子と球状接続端子による接合前の断面図であり、(b)は接合後の断面図である。前記した図4との同じ部位には、同符号を付し、説明は省略する。
図5の(a)に示すように、絶縁基板のスパイラル状接触子に、熱硬化性のエポキシ樹脂を塗付したようすを示している。また、図3の(b)に示すように、接合後に熱を加えることによって、球状接続端子12の回りを取り囲み、エポキシ樹脂が硬化したようすを示している。
このように、熱硬化性のエポキシ樹脂が球状接続端子12の回りを取り囲んで硬化することから、スパイラル状接触子2と球状接続端子12との接合状態を永久的に保持することが可能であり、スパイラル状接触子2の機械的作用を封印し、接合部の酸化を防止することができる。
また、この図5と、前記した図3との相違点は、多角錐状接続端子11と球状接続端子12であるが、その形状の違いから、ガイドフレーム9の高さが相違しており、その結果として、エポキシ樹脂の塗付量にも相違がある。
FIG. 5 shows a modification of the second embodiment, wherein (a) is a cross-sectional view before joining with a convex spiral contact having an epoxy resin on an insulating substrate and a spherical connection terminal, and (b) It is sectional drawing after joining. The same parts as those shown in FIG.
As shown in FIG. 5A, a thermosetting epoxy resin is applied to the spiral contact of the insulating substrate. Further, as shown in FIG. 3B, it is shown that the epoxy resin is cured by surrounding the spherical connection terminal 12 by applying heat after joining.
In this way, since the thermosetting epoxy resin surrounds and cures around the spherical connection terminal 12, it is possible to permanently maintain the bonding state between the spiral contact 2 and the spherical connection terminal 12. The mechanical action of the spiral contact 2 can be sealed and oxidation of the joint can be prevented.
Further, the difference between FIG. 5 and FIG. 3 described above is the polygonal pyramidal connection terminal 11 and the spherical connection terminal 12, but due to the difference in shape, the height of the guide frame 9 is different. As a result, there is also a difference in the amount of epoxy resin applied.

<第3実施の形態>
図6は、第3実施の形態の金属間接合方法を示し、(a)は凸型スパイラル状接触子2とパッド状接続端子13による接合前の断面図であり、(b)は接合後の断面図である。
図6(a)、(b)に示すように、絶縁基板6の片面に凸型スパイラル状接触子2を設け、半導体デバイス8の下面8aにパッド状接続端子13を設けることにより、パッド状接続端子13が凸型スパイラル状接触子2を押圧すると、凸型スパイラル状接触子2の中央部から外側に接触を広げ、渦巻き部は、フラット状に撓み、パッド状接続端子13に当接するように変形する。凸型スパイラル状接触子2は、パッド状接続端子13の当接面13aに螺旋状に当接することから、パッド状接続端子13の当接面13aに凸型スパイラル状接触子2の角2aが押圧されながら摺動し、当接面13a上の酸化膜を切り込み、その状態で融着し、金属間接合を行い、確実な通電をすることが可能である。
これにより、より薄い、省スペースの電子部品を提供することができる。
さらに、絶縁基板6の両面に凸型スパイラル状接触子2を設けることによって、より省スペースの電子部品を提供することができる。
<Third Embodiment>
FIGS. 6A and 6B show a metal-to-metal joining method according to the third embodiment, wherein FIG. 6A is a cross-sectional view before joining by the convex spiral contact 2 and the pad-like connection terminal 13, and FIG. It is sectional drawing.
As shown in FIGS. 6A and 6B, a pad-like connection is provided by providing the convex spiral contact 2 on one side of the insulating substrate 6 and providing the pad-like connection terminal 13 on the lower surface 8a of the semiconductor device 8. When the terminal 13 presses the convex spiral contact 2, the contact spreads outward from the central portion of the convex spiral contact 2, and the spiral portion bends flat and comes into contact with the pad connection terminal 13. Deform. Since the convex spiral contact 2 is in spiral contact with the contact surface 13a of the pad connection terminal 13, the corner 2a of the convex spiral contact 2 is formed on the contact surface 13a of the pad connection terminal 13. It slides while being pressed, cuts the oxide film on the contact surface 13a, fuses in that state, performs metal-to-metal bonding, and enables reliable energization.
Thereby, a thinner and space-saving electronic component can be provided.
Furthermore, by providing the convex spiral contact 2 on both surfaces of the insulating substrate 6, a more space-saving electronic component can be provided.

<第4実施の形態>
図7は、第4実施の形態の金属間接合方法を示し、(a)は凸型スパイラル状接触子2に凸部2bを配設し、パッド状接続端子による接合前の断面図であり、(b)は接合後の断面図である。
図7(a)、(b)に示すように、絶縁基板6の片面に、複数個の凸部(金スタッドバンプ)2bを配設し凸型スパイラル状接触子2を設け、半導体デバイス8の下面8aにパッド状接続端子13を設けることにより、パッド状接続端子13が凸型スパイラル状接触子2を押圧すると、凸型スパイラル状接触子2の中央部から外側に接触を広げ、渦巻き部は、フラット状に撓み、パッド状接続端子13に凸部の金スタッドバンプ2bの頂点が確実に当接し、押し潰されるようにして変形する。そして、凸型スパイラル状接触子2の金スタッドバンプ2bが押圧されながら摺動し、当接面13aに金属間接合を行い、確実な通電をすることが可能である。
凸部2bの形状は、円錐状であるが、多角錐であってもよい。また、材質は金であり、金スタッドバンプ2bともいう。これにより、より確実な、より薄い、省スペースの電子部品を提供することができる。
さらに、絶縁基板6の両面にこの金スタッドバンプ2b付凸型スパイラル状接触子2を設けることによって、より省スペースの電子部品を提供することができる。
<Fourth embodiment>
FIG. 7 shows a metal-to-metal joining method according to the fourth embodiment. FIG. 7A is a cross-sectional view of a convex spiral contact 2 having a convex portion 2b before joining with a pad-like connection terminal. (B) is sectional drawing after joining.
As shown in FIGS. 7A and 7B, a plurality of convex portions (gold stud bumps) 2 b are provided on one surface of the insulating substrate 6, and the convex spiral contact 2 is provided. By providing the pad-like connection terminal 13 on the lower surface 8a, when the pad-like connection terminal 13 presses the convex spiral contact 2, the contact spreads outward from the center of the convex spiral contact 2, and the spiral portion is Then, it bends into a flat shape and deforms so that the apex of the convex gold stud bump 2b abuts against the pad-like connection terminal 13 and is crushed. Then, the gold stud bump 2b of the convex spiral contactor 2 slides while being pressed, and the abutting surface 13a is bonded to the metal, so that reliable energization is possible.
The shape of the convex portion 2b is a conical shape, but may be a polygonal pyramid. The material is gold and is also referred to as gold stud bump 2b. Thereby, a more reliable, thinner, and space-saving electronic component can be provided.
Further, by providing the convex spiral contact 2 with the gold stud bump 2b on both surfaces of the insulating substrate 6, a more space-saving electronic component can be provided.

なお、本発明はその技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。たとえば、スパイラル状接触子(2)の材質をNi(ニッケル)とした場合で説明したが、スパイラル状接触子(2)の材質をAL(アルミニウム)または、Cu(銅)、またはPb(鉛)、またはAg(銀)およびそれらの合金のいずれかであってもよい。この場合の接続端子の材質は、列記したものの中から選択すればよい。
また、押圧時間を長時間、たとえば、48時間以上かけて融着させ、金属間接合を行っても構わない。これにより、初期の一時的には、有接点で作業利便性を持ち、48時間の時点から金属永久接合によって、接点をなくすることにより、接点不良が無縁となり電子機器の信頼性が大幅に改善する。
さらに、この金属間接合方法を利用して、電子部品と電子部品同士の接続に応用することにより、薄くて接点不良とは無縁な通電、堅牢な、コネクタまたはソケットとして利用することができる。
The present invention can be variously modified and changed within the scope of the technical idea. For example, although the material of the spiral contact (2) described in the case of the Ni (nickel), the material of the spiral contact (2) AL (Aluminum Niu beam) or, Cu (copper), or Pb ( Lead), or Ag (silver) and alloys thereof may be used. The material of the connection terminal in this case may be selected from those listed.
Further, the metal may be bonded by fusing for a long time, for example, 48 hours or more. As a result, there is contact convenience in the initial stage, and by eliminating the contact by metal permanent bonding from 48 hours, contact failure is eliminated and the reliability of electronic equipment is greatly improved. To do.
Furthermore, by utilizing this metal-to-metal joining method and applying it to the connection between electronic components, it can be used as a thin connector that is thin and unaffected by poor contact, a robust connector or socket.

本発明の第1実施の形態の金属間接合方法を示し、(a)は凸型スパイラル状接触子と多角錐状接続端子による接合前の断面図であり、(b)は(a)に示すB−B線の断面図、(c)は接合後の断面図である。1 shows a metal-to-metal joining method according to a first embodiment of the present invention, wherein (a) is a cross-sectional view before joining with a convex spiral contactor and a polygonal pyramidal connection terminal, and (b) is shown in (a). Sectional drawing of a BB line, (c) is sectional drawing after joining. 第1実施の形態の金属間接合方法を示し、絶縁基板の両面にスパイラル状接触子を設けた場合を示し、(a)は接合前の断面図であり、(b)は接合後の断面図である。1 shows a metal-to-metal bonding method according to a first embodiment, showing a case where spiral contacts are provided on both surfaces of an insulating substrate, (a) is a cross-sectional view before bonding, and (b) is a cross-sectional view after bonding. It is. 第1実施の形態の変形例の金属間接合方法を示し、絶縁基板にエポキシ樹脂を設けたスパイラル状接触子を設けた場合を示し、(a)は接合前の断面図であり、(b)は接合後の断面図である。The metal-metal joining method of the modification of 1st Embodiment is shown, the case where the spiral contact which provided the epoxy resin in the insulated substrate is provided, (a) is sectional drawing before joining, (b) FIG. 3 is a cross-sectional view after joining. 第2実施の形態の金属間接合方法を示し、(a)は凸型スパイラル状接触子と球状接続端子による接合前の断面図であり、(b)は接合後の断面図である。The intermetallic joining method of 2nd Embodiment is shown, (a) is sectional drawing before joining with a convex spiral contactor and a spherical connection terminal, (b) is sectional drawing after joining. 第2実施の形態の変形例の金属間接合方法を示し、(a)は絶縁基板にエポキシ樹脂を設けた凸型スパイラル状接触子と球状接続端子による接合前の断面図であり、(b)は接合後の断面図である。The metal-metal joining method of the modification of 2nd Embodiment is shown, (a) is sectional drawing before joining by the convex spiral contactor which provided the epoxy resin in the insulated substrate, and the spherical connection terminal, (b) FIG. 3 is a cross-sectional view after joining. 第3実施の形態の金属間接合方法を示し、(a)は凸型スパイラル状接触子とパッド状接続端子による接合前の断面図であり、(b)は接合後の断面図である。The intermetallic joining method of 3rd Embodiment is shown, (a) is sectional drawing before joining with a convex spiral contactor and a pad-shaped connection terminal, (b) is sectional drawing after joining. 第4実施の形態の金属間接合方法を示し、(a)は凸型のスパイラル状接触子に凸部を配設し、パッド状接続端子による接合前の断面図であり、(b)は接合後の断面図である。The metal-metal joining method of 4th Embodiment is shown, (a) arrange | positions a convex part to a convex spiral contact, and is sectional drawing before joining by a pad-shaped connection terminal, (b) is joining. FIG. 従来のスパイラル状接触子を示し、(a)はスパイラル状接触子を複数配置したスパイラルコンタクタを示す平面図であり、(b)は(a)に示すA−A線の断面図である。The conventional spiral contactor is shown, (a) is a plan view showing a spiral contactor in which a plurality of spiral contactors are arranged, and (b) is a sectional view taken along line AA shown in (a). 従来のスパイラル状接触子に半導体デバイスの球状接続端子を押圧した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which pressed the spherical connection terminal of the semiconductor device to the conventional spiral contactor.

符号の説明Explanation of symbols

1 スパイラルコンタクタ
2 スパイラル状接触子(凸型スパイラル状接触子)
2a 角(かど)
2b 凸部(金スタッドバンプ)
3 スルーホール
4 銅メッキ
5 接続部
6 絶縁基板(電子部品)
7 エポキシ樹脂
8 半導体デバイス(電子部品)
8a 下面
9 ガイドフレーム
11 多角錐状接続端子
11a 稜線
12 球状接続端子(ボール)
13 パッド状接続端子
13a 当接面
1 Spiral Contactor 2 Spiral Contact (Convex Spiral Contact)
2a corner
2b Convex part (gold stud bump)
3 Through-hole 4 Copper plating 5 Connection 6 Insulating substrate (electronic component)
7 Epoxy resin 8 Semiconductor devices (electronic parts)
8a Lower surface 9 Guide frame 11 Polygonal conical connection terminal 11a Ridge line 12 Spherical connection terminal (ball)
13 Pad-shaped connection terminal 13a Contact surface

Claims (6)

金属から形成され、螺旋状に形成された一方の電子部品のスパイラル状接触子(2)と、金属から形成され、前記スパイラル状接触子(2)と対向する他方の電子部品の接続端子とを金属間接合により融着させる金属間接合方法であって、
前記スパイラル状接触子(2)が押圧されることにより、このスパイラル状接触子(2)の角(2a)が接触しながら摺動し、前記接続端子の表面酸化皮膜を除去して新生面と接触することも加わり、押圧する力が0.05〜1N、温度が20〜250℃、押圧時間が1〜3分により融着させ、金属間接合を行なうことを特徴とする金属間接合方法。
A spiral contact (2) of one electronic component formed of metal and formed in a spiral shape, and a connection terminal of the other electronic component formed of metal and facing the spiral contact (2). A metal-to-metal bonding method for fusing by metal-to-metal bonding,
When the spiral contact (2) is pressed, the corner (2a) of the spiral contact (2) slides while contacting, and the surface oxide film of the connection terminal is removed to contact the new surface. In addition, the metal-to-metal bonding method is characterized in that the pressing force is 0.05 to 1 N, the temperature is 20 to 250 ° C., the pressing time is 1 to 3 minutes, and the metal-to-metal bonding is performed.
前記スパイラル状接触子(2)に融着させる前記接続端子は、多角錐状接続端子(11)であり、この多角錐状接続端子(11)の稜線(11a)にスパイラル状接触子(2)が押圧されることにより、このスパイラル状接触子(2)の前記角(2a)が接触しながら摺動し、多角錐状接続端子(11)の稜線(11a)を切り込んだ状態で金属間接合を行なうことを特徴とする請求項1に記載の金属間接合方法。   The connection terminal to be fused to the spiral contact (2) is a polygonal pyramid connection terminal (11), and the spiral contact (2) is connected to the ridge line (11a) of the polygonal cone connection terminal (11). Is pressed so that the corner (2a) of the spiral contact (2) slides in contact with each other, and the ridge line (11a) of the polygonal pyramidal connection terminal (11) is cut, and the metal-to-metal bonding is performed. The metal-to-metal joining method according to claim 1, wherein: 前記スパイラル状接触子(2)に融着させる前記接続端子は、球状接続端子(12)であり、この球状接続端子(12)の球面(12a)にスパイラル状接触子(2)が押圧されることにより、このスパイラル状接触子(2)の前記角(2a)が接触しながら摺動し、球状接続端子(12)の酸化膜を除去して新生面と接触する状態で金属間接合を行なうことを特徴とする請求項1に記載の金属間接合方法。   The connection terminal to be fused to the spiral contact (2) is a spherical connection terminal (12), and the spiral contact (2) is pressed against the spherical surface (12a) of the spherical connection terminal (12). As a result, the corner (2a) of the spiral contact (2) slides while contacting, and the metal film is bonded in a state where the oxide film of the spherical connection terminal (12) is removed and in contact with the new surface. The metal-to-metal joining method according to claim 1. 前記スパイラル状接触子(2)に融着させる前記接続端子は、パッド状接続端子(13)であり、このパッド状接続端子(13)の当接面(13a)にスパイラル状接触子(2)が押圧されることにより、このスパイラル状接触子(2)の前記角(2a)が接触しながら摺動し、前記パッド状接続端子(13)に新生面と接触する状態で金属間接合を行なうことを特徴とする請求項1に記載の金属間接合方法。   The connection terminal to be fused to the spiral contact (2) is a pad connection terminal (13), and the spiral contact (2) is placed on the contact surface (13a) of the pad connection terminal (13). Is pressed, the corner (2a) of the spiral contact (2) slides in contact, and the pad-shaped connection terminal (13) is in contact with the new surface to perform metal-to-metal bonding. The metal-to-metal joining method according to claim 1. 前記スパイラル状接触子(2)の上面には、複数個の凸部(2b)を設けたことを特徴とする請求項4に記載の金属間接合方法The intermetal bonding method according to claim 4, wherein a plurality of convex portions (2b) are provided on the upper surface of the spiral contact (2). 前記スパイラル状接触子(2)の材質はNi(ニッケル)、Cu(銅)、およびそれらの合金であり、前記接続端子の材質はNi、Au(金)、Al(アルミニウム)、Cu(銅)、Sn(錫)、Ag(銀)、および、それらの合金のいずれかであることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の金属間接合方法。 The material of the spiral contact (2) is Ni (nickel), Cu (copper), and an alloy thereof, the material of the connection terminal is Ni, Au (gold), Al (aluminum Niu beam), Cu ( It is any one of copper), Sn (tin), Ag (silver), and those alloys, The intermetallic joining method as described in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
JP2004336804A 2004-11-22 2004-11-22 Metal bonding method Expired - Fee Related JP4088291B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004336804A JP4088291B2 (en) 2004-11-22 2004-11-22 Metal bonding method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004336804A JP4088291B2 (en) 2004-11-22 2004-11-22 Metal bonding method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006147890A JP2006147890A (en) 2006-06-08
JP4088291B2 true JP4088291B2 (en) 2008-05-21

Family

ID=36627216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004336804A Expired - Fee Related JP4088291B2 (en) 2004-11-22 2004-11-22 Metal bonding method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4088291B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008060510A (en) * 2006-09-04 2008-03-13 Alps Electric Co Ltd Method for manufacturing semiconductor chip mounted circuit and mounted circuit therefor
CN101517734A (en) 2006-09-26 2009-08-26 阿尔卑斯电气株式会社 Elastic contact and method for bonding between metal terminals using the same
JP2011003780A (en) * 2009-06-19 2011-01-06 Advanced Systems Japan Inc Conductive junction structure and method of manufacturing the same

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6450539A (en) * 1987-08-21 1989-02-27 Hitachi Ltd Connection of electronic component and transfer type microlead faceplate used therefor
JP2738711B2 (en) * 1987-10-28 1998-04-08 株式会社日立製作所 Electronic component connection structure and electronic device using the same
JPH0472690A (en) * 1990-07-12 1992-03-06 Hitachi Chem Co Ltd Manufacture of wiring board with microscopic leads
US5615824A (en) * 1994-06-07 1997-04-01 Tessera, Inc. Soldering with resilient contacts
JP2002151550A (en) * 2000-11-15 2002-05-24 Nec Corp Semiconductor device, its manufacturing method and coil spring cutting jig and coil spring feeding jig for use therein
JP4210049B2 (en) * 2001-09-04 2009-01-14 株式会社アドバンストシステムズジャパン Spiral contact
JP3878041B2 (en) * 2002-03-22 2007-02-07 株式会社日本マイクロニクス Contact and electrical connection device using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006147890A (en) 2006-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7847399B2 (en) Semiconductor device having solder-free gold bump contacts for stability in repeated temperature cycles
JP5117169B2 (en) Semiconductor device
US9293433B2 (en) Intermetallic compound layer on a pillar between a chip and substrate
JP2009158593A (en) Bump structure and method of manufacturing the same
WO2018168709A1 (en) Circuit module and method for producing same
JP4751714B2 (en) Stacked mounting structure
JP3252745B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP4088291B2 (en) Metal bonding method
JP5437553B2 (en) Semiconductor element and semiconductor device
JP2002368155A (en) Wiring board, semiconductor device, and method of manufacturing wiring board
JP5414158B2 (en) Contact probe manufacturing method
JP5098902B2 (en) Electronic components
US8334465B2 (en) Wafer of circuit board and joining structure of wafer or circuit board
JP2005347414A (en) Adhesive sheet, and double printed board or multilayer printed board using the same
JP2008166432A (en) Solder jointing portion less apt to generate cracks, electronic component on circuit substrate having same solder connecting portion, semiconductor device, and manufacturing method of the electronic component
JP5489860B2 (en) Multilayer semiconductor module
JP4517124B2 (en) Stacked semiconductor device
JP6348759B2 (en) Semiconductor module, joining jig, and manufacturing method of semiconductor module
JP2011014757A (en) Multilayer semiconductor device
JPH08316641A (en) Multi-layer wiring board by batch connection method
JP2006066506A (en) Compound substrate and manufacturing method thereof
JP2008218185A (en) Anisotropic conductive member and device connection structure using this
JP2004165391A (en) Semiconductor device manufacturing equipment
JP2007165756A (en) INTERLAYER CONNECTION SHEET, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND MULTILAYER FLEXIBLE PRINTED WIRING BOARD USING THE SAME
JPH01214035A (en) Electric circuit device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060901

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071024

RD13 Notification of appointment of power of sub attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7433

Effective date: 20071130

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071207

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20071130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080222

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110228

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140228

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees