(57)【要約】【課題】微細化、高アスペクト化と相互接続の要求に合わせたメタライズ層を有する接続面を持つ電機接続用部材とその製造方法の提供。【解決手段】電気接続用部材本体部２に溶融接続可能なはんだ層からなる第１の接続部３とワイヤーボンディングを可能とする金層からなる第２の接続部４が形成されている電気接続用部材１と、この製造方法であって、電気導電性を有する基板にフォトリソグラフィーによりめっき開口部を有するフォトレジスト層を形成し、第１の接続部３、電気接続用部材本体部２、第２の接続部４を順次、湿式めっき法により形成し、電気接続用部材１を基板より分離する工程を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続面に金または金合金層、または、はんだ材料層が形成された金属からなる電気接続部材であって、前記接続面を有する電気接続部材が電鋳法により形成された電気接続部材。
【請求項２】
少なくとも一表面が導電性を有する基板上に、フォトレジスト層を形成し、露光・現像する工程と、
前記フォトレジスト層の開口部に、基板側より順次、接続時に溶融されるはんだ材料をめっき法により析出する工程と、ニッケル、銅、銀およびこれらから選ばれる金属を主成分とする合金からなる材料をめっき法により析出する工程と、
金または金を主成分とする合金からなる材料をめっき法により析出する工程と、
前記フォトレジスト層を剥離する工程と、
前記めっき層を前記基板から取り外す工程を備えている請求項１記載の電気接続用部材の製造方法。
【請求項３】
少なくとも一表面が導電性を有する基板上に、フォトレジスト層を形成し、露光・現像する工程と、
前記フォトレジスト層の開口部に、基板側より順次、金または金合金からなる材料をめっき法により析出する工程と、
ニッケル、銅、銀およびこれらから選ばれる金属を主成分とする合金からなる材料をめっき法により析出する工程と、
金または金を主成分とする合金からなる材料をめっき法により析出する工程と、前記フォトレジスト層を剥離する工程と、
前記めっき層を前記基板から取り外す工程を備えている請求項１記載の電気接続用部材の製造方法。
【請求項４】
少なくとも一表面が導電性を有する基板上に、フォトレジスト層を形成し、露光・現像する工程と、
前記フォトレジスト層の開口部に、基板側より順次、接続時に溶融可能なはんだ材料からなる材料をめっき法により析出する工程と、
ニッケル、銅、銀およびこれらから選ばれる金属を主成分とする合金からなる材料をめっき法により析出する工程と、
接続時に溶融可能なはんだ材料をめっき法により析出する工程と、前記フォトレジスト層を剥離する工程と、
前記めっき層を前記基板から取り外す工程を備えている請求項１記載の電気接続用部材の製造方法。
【請求項５】
少なくとも一表面が導電性を有する基板上に、フォトレジスト層を形成し、露光・現像する工程と、
前記フォトレジスト層の開口部に、基板側より順次、金または金合金からなる材料をめっき法により析出する工程と、
ニッケル、銅、銀およびこれらから選ばれる金属を主成分とする合金からなる材料をめっき法により析出する工程と、
接続時に溶融可能なはんだ材料からなる材料をめっき法により析出する工程と、前記フォトレジスト層を剥離する工程と、
前記めっき層を前記基板から取り外す工程を備えている請求項１記載の電気接続用部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続用電極が形成されている電子部品または、外部との接続が可能な接続用電極が形成されている電子部品搭載用基板において、当該電極上に外部と接続するための立体形状を有する電気接続用部材とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体構造を有する電子部品の電気的な接続を行う場合、リード線によるはんだ付けやワイヤーボンディングによる接続が広く行われている。リード線によるはんだ付けやワイヤーボンディングでは、電極間の接続時に相互の電極の高さを出来るだけ揃える必要がある。とくに、小さなパッケージ内での接続については、この要求が高く、光通信などに広く使われる半導体レーザーパッケージに搭載するペルチェ素子において、下側の基板上の電極とパッケージ側の電極を接続するに当たって、高さを揃える必要がある。この場合、パッケージ側の電極に対して、低い位置にあるペルチェ素子の下側基板上の電極に電気接続用部材としてワイヤーボンドに対応できる電極パッドブロックを設けている。（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特許第３０８２１７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、低くなる電極側に高さを揃えるための電気接続用部材は、電子部品の小型化や接続部の狭いピッチ化により、微細化、高アスペクト化が要求されており、機械加工により精度良く加工することが困難になっているという問題がある。
また、この電気接続用部材は、相互間の接続方法により、接続面のメタライズ材料が異とすることが要求されてきている。例えば、低い電極側との接続をはんだのような溶融材を用いた接続を行い、他方の接続を金線によるワーヤーボンドする場合、前者の面には、はんだ材によるメタライズを、後者の面には、金めっき等を施しておくとことが好ましくなっており、これらを同時に満たすことは非常に困難であった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、微細化、高アスペクト化と相互接続の要求に合わせたメタライズ層を有する接続面を持つ電機接続用部材とそ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】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
【０００６】
本発明に係る電気接続用部材は、接続面に金または金合金層、または、はんだ材料層が形成された金属からなる電気接続用部材であって、これらを構成する材料が電鋳法により形成されたことを特徴とする電気接続部材であることを特徴とする。
【０００７】
この発明は、電気接続用部材において、電鋳法により作製されるので微細化、精度に優れている。また、相互接続を行う面の表面に金または金合金層、または、はんだ材層が形成されている。この層として金または金合金層を用いた場合、この電気接続用部材と相互接続される基板、電子部品、パッケージの電極との接続は、接続用に供せられるはんだ材を用いることにより容易なはんだ接合を可能とし、ワイヤーボンドによる接続も容易とすることができる。この層として、はんだ層を用いた場合には、別途はんだ材を用いずに接合を行うことができる。
【０００８】
本発明に係る電気接続用部材の製造方法は、第１の接続面がはんだ層であって、第２の接続面が金または金合金層である電気接続用部材の製造方法であって、少なくとも一表面が導電性を有する基板上に、フォトレジスト層を形成し、露光・現像する工程と、前記フォトレジスト層の開口部に、基板側より順次、接続時に溶融されるはんだ材料をめっき法により析出する工程と、ニッケル、銅、銀または、これらから選ばれる金属を主成分とする合金からなる材料をめっき法により析出する工程と、金または金を主成分とする合金からなる材料をめっき法により析出する工程と、前記フォトレジスト層を剥離する工程と、前記めっき層を前記基板から取り外す工程を備えていることを特徴とする。
【０００９】
この発明は、導電性を有する基板にフォトレジストにより所定の形状、厚みを有するパターンを形成し、パターン開口部にはんだ層をめっき法により形成し、第１の接続面となるべきはんだ層とする。次に、はんだ層の表面にめっき法により銅、ニッケル、銀、金または、これらを含む合金を単層もしくは複数層形成し、電気接続用部材本体部を得る。さらに、電気接続用部材本体部の表面に金または、金を主成分とする合金をめっき法により析出し、第２の接続面となる金または金合金層を形成する。この後、フォトレジストを除去し、基板から電気接続用部材を取り外すことにより、第１の接続面がはんだ層であって、第２の接続面が金または金合金層である電気接続用部材を作製することが出来る。
【００１０】
また、本発明に係る電気接続用部材の製造方法は、第１の接続面が金または金を主成分とする合金からなる層であって、第２の接続面が金または金合金層である電気接続用部材の製造方法であって、少なくとも一表面が導電性を有する基板上に、フォトレジスト層を形成し、露光・現像する工程と、前記フォトレジスト層の開口部に、基板側より順次、金または金を主成分とする合金材料をめっき法により析出する工程と、ニッケル、銅、銀または、これらから選ばれる金属を主成分とする合金からなる材料をめっき法により析出する工程と、金または金を主成分とする合金からなる材料をめっき法により析出する工程と、前記フォトレジスト層を剥離する工程と、前記めっき層を前記基板から取り外す工程を備えていることを特徴とする。
【００１１】
この発明は、導電性を有する基板にフォトレジストにより所定の形状、厚みを有するパターンを形成し、パターン開口部に金または金を主成分のする合金をめっき法により形成し、第１の接続面となるべき金または金を主成分とする合金層とする。次に、この金または金を主成分とする合金層の表面にめっき法により銅、ニッケル、銀、金または、これらを含む合金を単層もしくは複数層形成し、電気接続用部材本体部を得る。さらに、電気接続用部材本体部の表面に金または、金を主成分とする合金をめっき法により析出し、第２の接続面となる金または金合金層を形成する。この後、フォトレジストを除去し、基板から電気接続用部材を取り外すことにより、第１の接続面が金または金を主成分とする合金層であって、第２の接続面が金または金合金層である電気接続用部材を作製することが出来る。
【００１２】
また、本発明に係る電気接続用部材の製造方法は、第１の接続面がはんだ層であって、第２の接続面がはんだ層である電気接続用部材の製造方法であって、少なくとも一表面が導電性を有する基板上に、フォトレジスト層を形成し、露光・現像する工程と、前記フォトレジスト層の開口部に、基板側より順次、はんだ材料をめっき法により析出する工程と、ニッケル、銅、銀または、これらから選ばれる金属を主成分とする合金からなる材料をめっき法により析出する工程と、はんだ材料をめっき法により析出する工程と、前記フォトレジスト層を剥離する工程と、前記めっき層を前記基板から取り外す工程を備えていることを特徴とする。
【００１３】
この発明は、導電性を有する基板にフォトレジストにより所定の形状、厚みを有するパターンを形成し、パターン開口部にはんだ材料をめっき法により形成し、第１の接続面となるべきはんだ層とする。次に、このはんだ層の表面にめっき法により銅、ニッケル、銀、金または、これらを含む合金を単層もしくは複数層形成し、電気接続用部材本体部を得る。さらに、電気接続用部材本体部の表面にはんだ材料をめっき法により析出し、第２の接続面となるはんだ層を形成する。この後、フォトレジストを除去し、基板から電気接続用部材を取り外すことにより、第１の接続面がはんだ層であって、第２の接続面がはんだ層である電気接続用部材を作製することが出来る。
【００１４】
また、本発明に係る電気接続用部材の製造方法は、第１の接続面が金または金合金層であって、第２の接続面がはんだ層である電気接続用部材の製造方法であって、少なくとも一表面が導電性を有する基板上に、フォトレジスト層を形成し、露光・現像する工程と、前記フォトレジスト層の開口部に、基板側より順次、金または金合金からなる材料をめっき法により析出する工程と、ニッケル、銅、銀およびこれらから選ばれる金属を主成分とする合金からなる材料をめっき法により析出する工程と、接続時に溶融可能なはんだ材料からなる材料をめっき法により析出する工程と、前記フォトレジスト層を剥離する工程と、前記めっき層を前記基板から取り外す工程を備えていることを特徴とする。
【００１５】
この発明は、導電性を有する基板にフォトレジストにより所定の形状、厚みを有するパターンを形成し、パターン開口部に金または金合金層をめっき法により形成し、第１の接続面となるべき金または金合金層とする。次に、金または金合金層の表面にめっき法により銅、ニッケル、銀、金または、これらを含む合金を単層もしくは複数層形成し、電気接続用部材本体部を得る。さらに、電気接続用部材本体部の表面にはんだ材料をめっき法により析出し、第２の接続面となるはんだ層を形成する。この後、フォトレジストを除去し、基板から電気接続用部材を取り外すことにより、第１の接続面が金または金合金層であって、第２の接続面がはんだ層である電気接続用部材を作製することが出来る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、接続面に金または金合金層、または、はんだ材料層を有することにより、相互間の接続性が高められた電気接続用部材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係る第１の実施の形態について、図１から図５に示す。
【００１８】
図１に示すように本発明である電気接続用部材１は、電鋳により形成される電気接続用部材本体部２とはんだ材からなる第１の接続部３と金からなる第２の接続部４から構成されている。
【００１９】
このような構成からなる電気接続用部材１の製造工程を図２から図４に示す。まず、図２（ａ）に示すように、少なくとも一表面が電気伝導性を有する基板５上にフォトレジスト層６を形成する。次に、図２（ｂ）に示すように、所望とする電気接続用部材１の断面形状を有するような開口部７を図示しないフォトマスクと現像装置を用いて、露光、現像を行い形成する。次に、図２（Ｃ）に示すように、基板の導電性を利用して、電気めっき法により、開口部の底の部分に金とスズの合金からなるはんだ層８を形成する。この金とスズの合金からなるはんだ層８は、金とスズを合金めっきとして析出することにより形成してもよし、別々に金とスズを積層し、電気接続用部材１の基本的構造を形成したのち、加熱することにより合金化し、金とスズからなるはんだ層としてもよい。次に、図２（ｄ）のに示すように、ニッケルめっきをはんだ層８の上に電気めっき法により析出することにより、電気接続用部材本体部９を形成する。次に、図２（ｅ）に示すように、湿式めっき電気めっき法により金めっき層１０を形成する。次に、電気接続用部材１を基板５およびフォトレジスト層６から取り外すことになるが、この方法として、２つの方法がある。
【００２０】
第１の方法としては、図３（ａ）に示すようにフォトレジスト層６を薬液にて剥離し、次いで、基板５の全体または電気接続用部材１側の表面を溶解することにより、電気接続用部材１を得る。
【００２１】
第２の方法としては、図４に示したように基板５からフォトレジスト層６と電気接続用部材１を分離する。分離する方法としては、基板５を薬液により溶解するか、基板５を機械的に引き剥がす。引き剥がす場合は、基板５として、ステンレスやチタンのような表面に不働体膜を形成し、めっきの密着力を下げるようなものを使用する。
【００２２】
いずれの方法を採用するかは、所望とする電気接続用部材１の大きさや精度等により決められる。
【００２３】
図５に示すように、以上のようにして作製された電気接続用部材１は一端面の表面が融点約２８０℃の金とスズの合金からなるはんだ層８となっており、他方の面が金層１０からなっている。この電気接続用部材１は、ペルチェ素子１１の下側基板１２上に形成されている入力用電極１３に取り付けられるが、この際、入力用電極１３上ではんだ層８を介して、溶融接合される。これにより、電気接続用部材１は、ペルチェ素子１１の上側基板１４と同じ、もしくは、高い位置にワイヤーボンディングが可能な金層１０を備えた入力用電極としての役割を果たすことができるようになる。さらに、本発明の電気接続用部材１が金スズ合金はんだにより接続されたペルチェ素子１１を光通信用半導体レーザーモジュールとして使用する場合、金属製パッケージ内に取り付ける際、ペルチェ素子１１の下基板１２の外面に予めメタライズ層を形成しておけば、スズ銅はんだやズズ銀はんだといった融点が２２０℃付近のはんだを用いて強固かつ熱伝導に優れたパッケージとペルチェ素子の接合を行うことができる。また、ペルチェ素子１１に上基板１４と同じ高さ、あるいは、これより高い位置でワイヤーボンディング可能な面を有する本発明の電気接続用部材１が取り付けられているので、ペルチェ素子１１の上基板１４と同じ高さ、あるいは、これより高い位置にあるパッケージ内の電極との間でワイヤーボンディングを容易に行うことができる。
【００２４】
本発明に係る第２の実施の形態について、図６から図８に示す。
図６に示すように本発明である電気接続用部材１５は、電鋳で形成される電気接続用部材本体部１６と金層からなる第１の接続部１７と金層からなる第２の接続部１８から構成されている。
【００２５】
このような構成からなる電気接続用部材１５の製造工程を図７から図８に示す。まず、図７（ａ）に示すように、少なくとも一表面が電気伝導性を有する基板１８上にフォトレジスト層１９を形成する。
次に、図７（ｂ）に示すように、所望とする電気接続用部材１５の断面形状を有するような開口部２０を図示しないフォトマスクと現像装置を用いて、露光、現像を行い形成する。次に、図７（Ｃ）に示すように、基板の導電性を利用して、電気めっき法により、開口部の底の部分に金層２１を形成する。次に、図７（ｄ）のに示すように、ニッケルめっきを金層２１の上に電気めっき法により析出することにより、電気接続用部材本体部２２を形成する。次に、図７（ｅ）に示すように、湿式めっき電気めっき法により金めっき層２３を形成する。次に、図８に示したように基板１８から、引き剥がすことにより、フォトレジスト層１９と電気接続用部材１５を分離する。この場合、基板１８として、ステンレスやチタンを用いることにより、容易にこの工程を行うことができる。次に、フォトレジスト層１９を薬液により溶解することにより、電気接続用部材１５を得る。
【００２６】
以上のようにして作製された電気接続用部材１５は、接続面となる両面の表面が金層となっており、接続すべき部材、例えば、ペルチェ素子と一方の面を使って、容易にはんだによる接合を行うことができる。また、他方の面を用いて、パッケージ等の電極と容易にワイヤーボンディングを行ったり、リード線によるはんだ付けを容易に行うことができる。
【００２７】
本発明に係る第３の実施の形態について、図９から図１１に示す。
図９に示すように本発明である電気接続用部材２４は、電鋳で形成される電気接続用部材本体部２５と融点２８０℃付近を有する金スズ合金はんだ層からなる第１の接続部２６と融点２３０℃付近を有するスズ銅はんだ層からなる第２の接続部２７から構成されている。
【００２８】
このような構成からなる電気接続用部材２４の製造工程を図１１から図１２に示す。まず、図１０（ａ）に示すように、少なくとも一表面が電気伝導性を有する基板２８上にフォトレジスト層２９を形成する。次に、図１０（ｂ）に示すように、所望とする電気接続用部材２４の断面形状を有するような開口部３０を図示しないフォトマスクと現像装置を用いて、露光、現像を行い形成する。次に、図１０（Ｃ）に示すように、基板の導電性を利用して、電気めっき法により、開口部の底の部分に融点２８０℃付近を有する金スズはんだ層３１を形成する。次に、図１０（ｄ）のに示すように、ニッケルめっきを金スズはんだ層３１の上に電気めっき法により析出することにより、電気接続用部材本体部３２を形成する。次に、図１０（ｅ）に示すように、湿式めっき電気めっき法により銅スズめっき層３３を形成する。次に、図１１に示したように基板２８から、引き剥がすことにより、フォトレジスト層２９と電気接続用部材２４を分離する。この場合、基板２８として、ステンレスやチタンを用いることにより、容易にこの工程を行うことができる。次に、フォトレジスト層２９を薬液により溶解することにより、電気接続用部材２５を得る。
【００２９】
以上のようにして作製された電気接続用部材２４は、接続面となる一面が、融点２８０℃付近の金スズはんだ層、他方の面が融点２３０℃付近のスズ銅はんだ層からなっている。
【００３０】
この電気接続用部材２４を接続すべき部材に融点が高い金スズはんだ層を用いて接続しておけば、その後の接続で融点が低いスズ銅はんだを用いて容易に他部品との接続を可能にする。
【００３１】
本発明に係る第４の実施の形態について、図１２から図１４に示す。
【００３２】
図１２に示すように本発明である電気接続用部材３４は、電鋳で形成される電気接続用部材本体部３５と金層からなる第１の接続部３６と融点２８０℃付近を有する金スズはんだ層からなる第２の接続部３７から構成されている。
【００３３】
このような構成からなる電気接続用部材３４の製造工程を図１３から図１４に示す。まず、図１３（ａ）に示すように、少なくとも一表面が電気伝導性を有する基板３８上にフォトレジスト層３９を形成する。次に、図１３（ｂ）に示すように、所望とする電気接続用部材３４の断面形状を有するような開口部４０を図示しないフォトマスクと現像装置を用いて、露光、現像を行い形成する。次に、図１３（Ｃ）に示すように、基板の導電性を利用して、電気めっき法により、開口部の底の部分に金層４１を形成する。次に、図１３（ｄ）のに示すように、ニッケルめっきを層４１の上に電気めっき法により析出することにより、電気接続用部材本体部４２を形成する。次に、図１３（ｅ）に示すように、湿式めっき電気めっき法により金スズめっき層４３を形成する。次に、図１４（ａ）に示したように、フォトレジスト層３９を薬液により除去し、次いで、基板３８から電気接続用部材３４を分離する。この場合、基板３８として、ステンレスやチタンを用いることにより、容易にこの工程を行うことができる。
【００３４】
以上のようにして作製された電気接続用部材３４は、接続面となる一面が、金層、他方の面が融点２８０℃付近の金スズ合金はんだ層からなっている。この電気接続用部材２４を接続すべき部材に融点が高い金スズはんだ層を用いて接続しておけば、その後の接続で、他方の面である金層を用いれば、容易にワイヤーボンディングを行ったり、スズ銅合金はんだのように金スズ合金はんだと比べ融点が低いはんだによる接合を容易にする。また、基板３８として平坦度が高いものを使用すれば、金層４１の平坦度は上がるので、よりワイヤーボンディング性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る電気接続用部材の断面方向から示した図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電気接続用部材を作製するための工程のうち、めっき工程を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る電気接続用部材を作製するための工程のうち、電気接続用部材を基板から取り外す工程を示す説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る電気接続用部材を作製するための工程のうち、電気接続用部材を基板から取り外す工程を示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る電気接続用部材をペルチェ素子に接続した図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る電気接続用部材の断面方向から示した図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る電気接続用部材を作製するための工程のうち、めっき工程を示す説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る電気接続用部材を作製するための工程のうち、電気接続用部材を基板から取り外す工程を示す説明図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る電気接続用部材の断面方向から示した図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る電気接続用部材を作製するための工程のうち、めっき工程を示す説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る電気接続用部材を作製するための工程のうち、電気接続用部材を基板から取り外す工程を示す説明図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る電気接続用部材の断面方向から示した図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る電気接続用部材を作製するための工程のうち、めっき工程を示す説明図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係る電気接続用部材を作製するための工程のうち、電気接続用部材を基板から取り外す工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１、１５、２４、３４  電気接続用部材
２、９、１６、２２、２５、３２、３５、４２  電気接続用部材本体部
３、１７、２６、３６  第１の接続部
４、１８、２７、３７  第２の接続部
５、１９、２８、３８  基板
６、２０、３９  フォトレジスト層
７、２１、３０、４０  開口部
８  はんだ層
１０、２３、４１  金層
１１  ペルチェ素子
１２  下側基板
１３  入力用電極
１４  上側基板
３１、４３  金スズはんだ層
３３  スズ銅はんだ層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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