(57)【要約】【課題】  本発明は基板とはんだ部分との間の熱膨張によるストレスを吸収することを課題とする。【解決手段】  外部接続端子１０は、Ｃ字状に湾曲された形状に形成されており、下方の端部が基板１２上の配線パターン１４に接続されるようにC4パッド１５上に形成されている。外部接続端子１０は、ばね性を有する熱膨張係数の異なる複数の導電性金属を積層した積層構造であり、弾性変形可能な構成になっている。外部接続端子１０は、Ｃ字状に湾曲され、且つ弾性変形が可能であるため、フリップチップの熱膨張係数と基板１２の熱膨張係数との差違により、フリップチップのバンプ２０と基板１２の外部接続端子１０との相対位置にずれてもバンプ２０と外部接続端子１０とを接続するバンプ結合部２２にストレスが作用せず、バンプ結合部２２にクラックが発生することを防止できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に形成される外部接続端子の製造方法であって、
前記基板上に熱膨張係数の異なる複数の導電性金属を積層し、
次いで前記金属積層部分を熱処理によって所定の湾曲形状に形成したことを特徴とする外部接続端子の製造方法。
【請求項２】
基板の表面に形成される外部接続端子の製造方法であって、
前記基板の表面に比較的熱膨張係数の大きい第１導電性金属層を形成し、
前記第１導電性金属層の表面に前記第１導電性金属層よりも熱膨張係数の小さい第２導電性金属層を形成し、
前記第１導電性金属層と前記第２導電性金属層とを積層した金属積層部分に熱処理を施して前記金属積層部分を所定の湾曲形状に形成したことを特徴とする外部接続端子の製造方法。
【請求項３】
前記導電性金属は、ばね性を有する弾性変形可能な導電材により形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の外部接続端子の製造方法。
【請求項４】
前記金属積層部分にAuめっき処理を施したことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の外部接続端子の製造方法。
【請求項５】
前記第１導電性金属層は、熱膨張係数の大きいＣｕからなり、
前記第２導電性金属層は、熱膨張係数の小さいＮｉ-Ｃｏからなり、
前記金属積層部分は、熱処理によって湾曲された湾曲部分の外側にＣｕ層が形成されたことを特徴とする請求項２乃至４いずれかに記載の外部接続端子の製造方法。
【請求項６】
前記Ｃｕ層は、湾曲形状の一端が前記基板上に形成された配線パターンと電気的に導通され、湾曲形状の他端が外部に接続されることを特徴とする請求項５に記載の外部接続端子の製造方法。
【請求項７】
基板の表面に形成される外部接続端子であって、
前記基板上に熱膨張係数の異なる複数の導電性金属を積層し、
次いで前記複数の導電性金属を積層された金属積層部分を熱処理によって所定の湾曲形状に形成したことを特徴とする外部接続端子。
【請求項８】
前記金属積層部分は、ばね性を有する弾性変形可能な導電材により形成されたことを特徴とする請求項７に記載の外部接続端子。
【請求項９】
前記金属積層部分は、熱膨張係数の大きいＣｕ層の表面に熱膨張係数の小さいＮｉ-Ｃｏ層を積層し、熱処理によって湾曲された湾曲部分の外側にＣｕ層が形成されることを特徴とする請求項７または８に記載の外部接続端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は外部接続端子及びその製造方法に係り、特に基板の端子をはんだ付けした場合のはんだに作用するストレスを緩和するよう構成した外部接続端子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、フリップチップ等の電子部品をエポキシ樹脂等からなる基板上の端子に電気的に接続する場合、フリップチップの下面に形成された複数のバンプと基板上に形成された複数の部接続端子とを夫々はんだにより接続している。
【０００３】
このような、はんだ接続構造では、フリップチップの熱膨張係数と基板の熱膨張係数とが異なるため、温度変化が生じる環境下においては、フリップチップのバンプと基板の外部接続端子との相対位置にずれが生ずる。そして、上記バンプと外部接続端子との相対位置のずれに伴って、バンプと外部接続端子とを接続しているはんだにストレスが作用することになり、はんだにクラックが発生するおそれがある。
【０００４】
このような問題を解消する方法としては、例えば、基板とフリップチップとの間に温度変化に伴うストレスを吸収するための弾性変形部材を介在させる構成のものがある（例えば、特許文献１参照）。また、上記弾性変形部材は、樹脂板上にばね性を有する金属板を設け、金属板の切り起こし部分をプレス加工により円弧状に湾曲させており、この円弧状部分が曲率半径を変化させるように弾性変形することでバンプと外部接続端子との相対変位を吸収している。
【特許文献１】特開２００４−１０１２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のものは、バンプと外部接続端子との間の相対変位を金属板の切り起こし部分の弾性変形により吸収する構成であるため、基板とフリップチップとの間に金属板を介在させるための空間（隙間）が必要であり、その分高さ寸法が大となり、薄型化の妨げになるという問題があった。
【０００６】
さらに、上記特許文献１のものは、微細な弾性変形部を切り起こしするための工程と、弾性変形部を湾曲させるためのプレス加工工程があり、さらに基板の端子を弾性変形部が設けられた樹脂板にはんだ付けする工程も必要であり、生産効率を高めることが難しかった。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決した外部接続端子及び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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
【０００９】
請求項１記載の発明は、基板の表面に形成される外部接続端子の製造方法であって、前記基板上に熱膨張係数の異なる複数の導電性金属を積層し、次いで前記金属積層部分を熱処理によって所定の湾曲形状に形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、基板の表面に形成される外部接続端子の製造方法であって、前記基板の表面に比較的熱膨張係数の大きい第１導電性金属層を形成し、前記第１導電性金属層の表面に前記第１導電性金属層よりも熱膨張係数の小さい第２導電性金属層を形成し、前記第１導電性金属層と前記第２導電性金属層とを積層した金属積層部分に熱処理を施して前記金属積層部分を所定の湾曲形状に形成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、前記導電性金属が、ばね性を有する弾性変形可能な導電材により形成されたことを特徴とする外部接続端子の製造方法である。
【００１２】
請求項４記載の発明は、前記金属積層部分にAuめっき処理を施したことを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、前記第１導電性金属層は、熱膨張係数の大きいＣｕからなり、前記第２導電性金属層は、熱膨張係数の小さいＮｉ-Ｃｏからなり、前記金属積層部分は、熱処理によって湾曲された湾曲部分の外側にＣｕ層が形成されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、前記Ｃｕ層が、湾曲形状の一端が前記基板上に形成された配線パターンと電気的に導通され、湾曲形状の他端が外部に接続されることを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、基板の表面に形成される外部接続端子であって、前記基板上に熱膨張係数の異なる複数の導電性金属を積層し、次いで前記複数の導電性金属を積層された金属積層部分を熱処理によって所定の湾曲形状に形成したことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項８記載の発明は、前記金属積層部分が、ばね性を有する弾性変形可能な導電材により形成されたことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項９記載の発明は、前記金属積層部分が、熱膨張係数の大きいＣｕ層の表面に熱膨張係数の小さいＮｉ-Ｃｏ層を積層し、熱処理によって湾曲された湾曲部分の外側にＣｕ層が形成されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、基板上に熱膨張係数の異なる複数の導電性金属を積層し、次いで金属積層部分を熱処理によって所定の湾曲形状に形成したため、湾曲形状部分が弾性変形して外部接続端子に作用するストレスを吸収することができると共に、外部接続端子を効率良く形成できるので、生産効率を高められると共に、基板上に外部接続端子を形成できるので、薄型化にも有利である。
【００１９】
また、本発明によれば、基板の表面に比較的熱膨張係数の大きい第１導電性金属層を形成し、第１導電性金属層の表面に第１導電性金属層よりも熱膨張係数の小さい第２導電性金属層を形成し、第１導電性金属層と第２導電性金属層とを積層した金属積層部分に熱処理を施して金属積層部分を所定の湾曲形状に形成したため、効率良く外部接続端子を弾性変形可能な形状に加工することができ、薄型化にも対応することが可能である。
【００２０】
また、本発明によれば、金属積層部分にAuめっき処理を施すことにより、外部接続端子の電気抵抗の軽減を図ると共に、耐食性を高められる。
【００２１】
また、本発明によれば、第１導電性金属層が熱膨張係数の大きいＣｕからなり、第２導電性金属層が熱膨張係数の小さいＮｉ-Ｃｏからなり、金属積層部分が、熱処理によって湾曲された湾曲部分の外側にＣｕ層が形成されたため、外部接続端子の導電性を確保できると共に、強度的にも補強することができ、耐久性を高めることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面と共に本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は本発明になる外部接続端子の一実施例を示す縦断面図である。図１に示されるように、外部接続端子１０は、Ｃ字状に湾曲された形状に形成されており、下方の端部が基板１２上の配線パターン１４に接続されるようにC4パッド１５上に形成されている。また、基板１２の表面は、ソルダレジスト層１６により被覆されており、外部接続端子１０は、ソルダレジスト層１６の上方に突出している。
【００２４】
また、外部接続端子１０は、ばね性を有する熱膨張係数の異なる複数の導電性金属を積層した積層構造であり、弾性変形可能な構成になっている。
【００２５】
また、外部接続端子１０は、熱膨張係数の大きいＣｕからなる第１導電性金属層と、熱膨張係数の小さいＮｉ-Ｃｏからなる第２導電性金属層とを積層したものであり、金属積層部分が熱処理によって湾曲され、この湾曲部分の外側にＣｕ層が形成されている。さらに、外部接続端子１０は、金属積層部分の表面にAuめっき処理が施されており、電気抵抗を軽減すると共に、耐食性を高められる。
【００２６】
そして、外部接続端子１０は、金属積層部分のＣｕ層が、湾曲形状の一端が基板上に形成された配線パターン１４と電気的に導通され、湾曲形状の他端がフリップチップのバンプ２０に接続される。外部接続端子１０は、Ｃ字状に湾曲され、且つ弾性変形が可能であるため、フリップチップの熱膨張係数と基板１２の熱膨張係数との差違により、フリップチップのバンプ２０と基板１２の外部接続端子１０との相対位置にずれてもバンプ２０と外部接続端子１０とを接続するバンプ結合部２２にストレスが作用せず、バンプ結合部２２にクラックが発生することを防止できる。
【００２７】
ここで、上記外部接続端子１０の製造方法について図２〜図１１を参照して説明する。図２に示す基板加工工程では、基板１２上に配線パターン１４を形成し、次いで基板１２及び配線パターン１４の表面にソルダレジスト層１６を形成する。その後、ソルダレジスト層１６に対して配線パターン１４上に連通する位置に開口をパターニング処理により形成し、この開口に電解銅めっきを施してフリップチップを実装するためのC4パッド１５を形成する。
【００２８】
次いで、ソルダレジスト層１６の表面にドライフィルムレジスト３０を貼り付けた後、C4パッド１５に対向する位置に開口３０ａをパターニング処理により形成し、C4パッド１５の上端を露出させる。尚、ドライフィルムレジスト３０は、フォトレジスト層の上面に保護フィルム（PET：ポリエチレンテレフタレート）を張り合わせた２層構造になっており、フォトレジスト層がソルダレジスト層１６の表面に密着された状態に貼着される。そして、フォトレジスト層は、露光されるまでは粘着性を有し、且つ露光されない部分が現像液により溶解除去可能な感光性有機材からなるネガ型レジスト層である。
【００２９】
次の図３に示す無電解めっき工程では、ドライフィルムレジスト３０の表面及び開口３０ａに、無電解銅めっきによりＣｕ層（第１導電性金属層）３２を形成する。このＣｕ層３２は、膜厚が１.５μｍに形成されており、C4パッド１５上に積層されているため、配線パターン１４と電気的に接続されている。
【００３０】
次の図４に示すパターニング工程では、Ｃｕ層３２の表面にネガ型ソルダレジスト層３４を形成する。そして、ネガ型ソルダレジスト層３４に開口３４ａをパターニング処理により形成する。すなわち、ネガ型ソルダレジスト層３４に対して露光して硬化させ、現像液により未露光部分を除去する。このようなパターニング処理により、外部接続端子１０を形成するための開口３４ａを溶解する。
【００３１】
次の図５に示すバイメタルめっき工程では、ネガ型ソルダレジスト層３４の開口３４ａに電解銅めっきによりＣｕ層（第１導電性金属層）３６を形成する。そのため、上記無電解めっき工程で開口３４ａに形成されたＣｕ層３２上に膜厚１５μｍのＣｕ層３６が析出される。これにより、Ｃｕ層３２とＣｕ層３６とが一体的に結合されて通常のめっき層よりも厚い膜厚１６.５μｍを有するＣｕ層３２，３６が形成される。このＣｕ層３２，３６は、導電性を有すると共に、比較的柔らかい金属材であり、弾性変形可能なばね性も有している。
【００３２】
さらに、Ｃｕ層３６の表面には、電解めっきによりNi-Co層（第２導電性金属層）３８が析出される。Ni-Co層３８は、Ｃｕ層３２，３６より熱膨張係数が小さく、膜厚がおよそ５μｍに形成される。また、Ni-Co層３８は、上記Ｃｕ層よりも薄く形成されているが、剛性が高いので、Ｃｕ層３２，３６を補強する補強材としても機能するものである。尚、Ni-Co層３８の熱膨張係数が１２〜１３であるのに対し、Ｃｕ層３２，３６の熱膨張係数は１６．８である。
【００３３】
次の図６に示す第１レジスト剥離工程では、ネガ型ソルダレジスト層３４を剥離して除去する。すなわち、ネガ型レジスト層３４を剥離液（例えば、アルカリ系水溶液、苛性ソーダなど）を用いて膨潤剥離して除去する。
【００３４】
次の図７に示すエッチング工程では、前述したＣｕ層３２のうちＣｕ層３６及びNi-Co層３８が積層されていない外部端子領域（外部接続端子１０となる部分）を除く領域をエッチングにより除去する。
【００３５】
次の図８に示す第２レジスト剥離工程では、ドライフィルムレジスト３０をソルダレジスト層１６から剥離させ除去する。これにより、外部接続端子１０を構成するＣｕ層３２，３６及びNi-Co層３８の基端は、C4パッド１５を支柱として支持され、他端がソルダレジスト層１６から浮いた状態で、且つ水平方向に延在した状態に支持される。
【００３６】
次の図９に示す熱処理工程では、例えば、レーザ加工機によりレーザ光を基板１２の表面に照射して加熱するアニール処理を行う。上記のように熱膨張係数の異なる２種類の金属を積層した２重構造では、例えば、２５０°Ｃの高温に加熱すると、図１０に示されるように、熱膨張係数の大きいＣｕ層３２，３６がより大きく膨脹し、熱膨張係数の小さいNi-Co層３８が小さく膨脹することになる。
【００３７】
さらに、本実施例では、Ｃｕ層３２，３６の厚さが膜厚１６.５μｍであるのに対し、Ni-Co層３８の厚さが膜厚５μｍであるので、この厚さの違いによってＣｕ層３２，３６の熱膨張がNi-Co層３８の３倍以上になるように作用する構成になっている。
【００３８】
その結果、Ni-Co層３８が内周側で湾曲し、Ｃｕ層３２，３６が外周側で湾曲するように全体が円弧状に変形する。これにより、外部接続端子１０となる積層部分では、上記２種類の金属の熱膨張差によりＣ字状に湾曲した状態に変形する。
【００３９】
次の図１１に示すAuめっき工程では、上記にようにＣ字状に湾曲した外部接続端子１０の表面にはんだ接合が容易に行えるようにAuめっきを施す。これにより、Auめっき層４０は、無電解めっきにより膜厚がおよそ０．０７μｍに形成され、Ni-Co層３８の露出部分にAuを析出させ、湾曲した状態のＣｕ層３２，３６及びNi-Co層３８の表面全体に被覆される。これにより、外部接続端子１０の電気抵抗の軽減を図ると共に、耐食性を高めることができる。
【００４０】
このように、基板１２上に熱膨張係数の異なる複数の導電性金属を積層し、次いで金属積層部分を熱処理によって所定の湾曲形状に形成したため、湾曲形状部分が弾性変形して外部接続端子１０に作用するストレスを吸収することができると共に、外部接続端子１０を効率良く形成できるので、生産効率を高められると共に、基板１２上に外部接続端子１０を形成できるので、薄型化にも有利である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
上記実施例では、フリップチップのバンプ２０がはんだ接合される外部接続端子１０を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、半導体チップを検査する検査装置のプローブに用いられる外部接続端子も上記製造方法により湾曲形状に形成することも可能である。この場合、半導体チップの検査工程でプローブとしての外部接続端子を接触させる際に生じる衝撃を湾曲された外部接続端子が弾性変形して吸収することが可能になる。
【００４２】
上記実施例では、熱膨張係数の大きいＣｕ層の表面に熱膨張係数の小さいＮｉ-Ｃｏ層を積層した構成を一例として挙げたが、これ以外の熱膨張係数の異なる導電性金属を組み合わせることも可能である。
【００４３】
また、上記実施例では、熱膨張係数の大きいＣｕ層の膜厚を１６.５μｍとし、に熱膨張係数の小さいＮｉ-Ｃｏ層の膜厚を５μｍとしたが、各膜厚は、この数値に限るものではなく、Ｃｕ層の膜厚とＮｉ-Ｃｏ層の膜厚との比が上記と異なるように各膜厚を設定しても良いのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明になる外部接続端子の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】外部接続端子１０の製造方法の基板加工工程を示す工程図である。
【図３】外部接続端子１０の製造方法の無電解銅めっき工程を示す工程図である。
【図４】外部接続端子１０の製造方法のパターニング工程を示す工程図である。
【図５】外部接続端子１０の製造方法のバイメタルめっき工程を示す工程図である。
【図６】外部接続端子１０の製造方法の第１レジスト剥離工程を示す工程図である。
【図７】外部接続端子１０の製造方法のエッチング工程を示す工程図である。
【図８】外部接続端子１０の製造方法の第２レジスト剥離工程を示す工程図である。
【図９】外部接続端子１０の製造方法の熱処理工程を示す工程図である。
【図１０】熱処理工程におけるＣｕ層とNi-Co層との熱膨張係数の差による湾曲作用を説明するための拡大図である。
【図１１】外部接続端子１０の製造方法のAuめっき工程を示す工程図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  外部接続端子
１２  基板
１４  配線パターン
１５  C4パッド
１６  ソルダレジスト層
２０  バンプ
３０  ドライフィルムレジスト
３２，３６  Ｃｕ層
３８  Ni-Co層
３４  ネガ型ソルダレジスト層
４０  Auめっき層
【図１】
2006156473.tif 000003
【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】
2006156473.tif 000009
【図８】
2006156473.tif 000010
【図９】
2006156473.tif 000011
【図１０】
2006156473.tif 000012
【図１１】
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