(57)【要約】【課題】剥がれを防止し、高い信頼性を有する接続端子およびその製造方法を提供する。【解決手段】レジスト膜２２を備えたＣｕ基板１上に、黒地又は白抜きの円形状のパターンを有するマスク２３を被せ、ＵＶ光を照射する目合せ露光工程と、感光したレジスト膜２２を現像する現像工程と、前記現像工程で現像して、非感光領域としての前記黒地パターン又は被感光領域としての前記白抜きパターンのレジスト膜２２を残留させ、このレジスト膜２２を迂回してエッチングするエッチング工程とを含み、前記エッチングは、Ｃｕ基板１に等方性エッチングをすることにより、接続端子としての円錐形状のコーングリッド７が形成される。【選択図】          図３
2004273785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品に備えられ、この電子部品に電気的な接続を行う接続端子であって、
前記接続端子は錐体形状を成しており、この錐体形状の斜面が凹状に形成されていることを特徴とする接続端子。
【請求項２】
前記接続端子は、Ｃｕ材料から形成されることを特徴とする請求項１に記載の接続端子。
【請求項３】
レジスト膜を備えた金属基板上に、所望のパターンを有したマスクを被せ、ＵＶ光を照射することにより前記レジスト膜を感光させ、さらに、エッチングをすることにより、前記金属基板に錐体形状の接続端子を形成する前記接続端子の製造方法であって、
黒地又は白抜きの円形状の前記パターンを有する前記マスクを被せ、ＵＶ光を照射する目合せ露光工程と、
感光した前記レジスト膜を現像する現像工程と、
前記現像工程で現像して、非感光領域としての前記黒地パターン又は被感光領域としての前記白抜きパターンの前記レジスト膜を残留させ、前記レジスト膜を迂回して前記金属基板をエッチングするエッチング工程と、
を含み、
前記金属基板に等方性エッチングをすることにより、錐体形状の前記接続端子が形成されることを特徴とする接続端子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接続端子およびその製造方法に関し、特に、半導体装置や電子機器の電子部品を実装基板に接続するための接続端子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置や電子機器は、より薄く、より軽くのコンセプトに基づいて開発され、実装形態の高密度化、高度化に向かっている。これに伴って半導体装置や電子機器の実装面積を向上させるために、実装基板に接続する接続端子は小型化・多ピン化が促進されＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）方式が開発された。このＢＧＡ方式は、半導体装置や電子機器の電極に半田ボールを形成し、この半田ボールを通して実装基板と電気的に接続される。この半田ボールは、電極の所定の領域がエッチングされて生じた窪みに形成される。そのため、この窪みの表面が金めっきされ、この金めっきにより形成された金めっき層の表面にペーストフラックスが塗布され、半田ボールが載せられる。そして、熱処理が施され半田ボールの一部が溶解される。このようにして、半田ボールが熱変形するとともに、半田ボールと金めっき層とが接合することになる。このような方法により、接続端子が製造され、この半田ボールが、接続端子となり実装基板などとの接続を可能にしている。
【０００３】
また、前記従来例に係る接続端子の製造方法に加えて、さらに、半田ボールの接合強度を向上するために、鉤状の金属突起物を設けて半田ボールが固定されている例がある。図６は、その概略を示す要部断面図である。図６に示すように、半導体装置のＢＧＡパッケージ（図略）において、半田ボール６４は、前記製造方法によって形成されており、さらに、絶縁基板６１上に形成されたアウターリード６２の所定の領域に金属突起物６３が形成され、この金属突起物６３が半田ボール６４に食い込むように形成されてアウターリード６２に固定して接続される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３４０３６３号公報（第３頁〜第４頁、図１（ｂ））
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半田ボールを鉤状の金属突起物によって固定した場合にも、アウターリードからの半田ボールの剥がれを防止できないという問題があった。
【０００６】
このような半田ボールの剥がれは、半田ボールと金めっき層との接着性が安定していないためと考えられ、種々の方向、特に横方向の外力が加わる場合に、前記のような剥がれが生じやすくなる。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、前記のような剥がれを防止し、高い信頼性を有する接続端子およびその製造方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した請求項１に記載の接続端子は、電子部品に備えられ、この電子部品に電気的な接続を行う接続端子であって、前記接続端子は錐体形状を成しており、この錐体形状の斜面が凹状に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、接続端子は錐体形状を成しており、剥がれを防止するとともに、この錐体形状の斜面が凹状に形成されていることによって、電気的な接続面積を大きく形成することができ、高い信頼性を有することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の接続端子において、前記接続端子は、Ｃｕ材料から形成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記接続端子がＣｕ材料から形成されているため、電気的な導通を良くし、高い信頼性を有することができる。
【００１２】
請求項３に記載の接続端子の製造方法は、レジスト膜を備えた金属基板上に、所望のパターンを有したマスクを被せ、ＵＶ光を照射することにより前記レジスト膜を感光させ、さらに、エッチングをすることにより、前記金属基板に錐体形状の接続端子を形成する前記接続端子の製造方法であって、黒地又は白抜きの円形状の前記パターンを有する前記マスクを被せ、ＵＶ光を照射する目合せ露光工程と、感光した前記レジスト膜を現像する現像工程と、前記現像工程で現像して、非感光領域としての前記黒地パターン又は被感光領域としての前記白抜きパターンの前記レジスト膜を残留させ、前記レジスト膜を迂回して前記金属基板をエッチングするエッチング工程とを含み、前記金属基板に等方性エッチングをすることにより、錐体形状の前記接続端子が形成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、金属基板に等方性エッチングをすることによって、接続端子の根元部の接着面積を大きく形成しているため剥がれを防止するとともに、微細な接続端子を形成できるため高密度実装を可能にし、高い信頼性を有することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る接続端子について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る接続端子（以下、コーングリッドという）の概略を示している。図１（ａ）は、コーングリッドが配列されて成るコーングリッドアレイＣＧＡ（Ｃｏｎｅ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）を示す斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すＡ―Ａ線の縦断面図である。図１（ｃ）は図１（ｂ）に示すコーングリッドアレイＣＧＡを、スパイラルコンタクタＳＣに接続した状態を示す縦断面図である。スパイラルコンタクタＳＣは、所定の数のスパイラル状接触子を有するコネクタである。図１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、コーングリッドアレイＣＧＡは、電子部品（図略）が接続されたプリント配線基板９と、Ｃｕ材料からなる接続端子としてのコーングリッド７とを備えて構成される。
【００１５】
コーングリッド７の根元部には、Ａｕめっきが施され、Ａｕめっき層５が形成されている。このＡｕめっき層５は、プリント配線基板９に半田接合される。
【００１６】
図１（ｃ）に示すように、コーングリッド７は、スパイラル状接触子１２と接触している。これにより、プリント配線基板９とプリント配線基板１３とが、コーングリッド７とスパイラル状接触子１２とを通して電気的に接続を有していることになる。
【００１７】
続いて、コーングリッドアレイＣＧＡの構成要素を説明する。図２は、コーングリッドの製造方法を示す工程断面図であり、金属基板であるＣｕ基板１の一面側（図２では上面側）における加工工程を示している。図２に示すように、Ｃｕ基板１が用意されており、このＣｕ基板１に碁盤の目状に丸孔３を備えたフィルム状のポリイミド樹脂６が貼付されている。この平面視して円形の丸孔３の中心点の位置はコーングリッド７（図１参照）を形成する円錐体の中心軸の位置に略一致している。さらに、図１に示すように、コーングリッド７を形成する円錐体の裾野部分の直径はポリイミド樹脂６の丸穴３より大きめに形成されている。これにより、ポリイミド樹脂６は充分な接着面積を有しておりコーングリッド７を保持することができる。このポリイミド樹脂６に備えられた丸孔３の部分のＣｕ基板１上にＡｕめっきを施し、Ａｕめっき層５を形成する。尚、このＡｕめっき層５の下地としてＮｉめっきが施されている。尚、下地めっきは、Ａｕめっき層５が形成できればＮｉめっきに限るものではない。また、本実施の形態では、丸孔３をポリイミド樹脂６に設けているが、ポリイミド樹脂に限定するものではなく、その他の絶縁材料であっても構わない。
【００１８】
次に、図３は、コーングリッドの製造方法を示す工程断面図であり、金属基板であるＣｕ基板１の他面側（図３では下面側）における加工工程を示している。図３に示すように、Ｃｕ基板１の他面側にレジスト膜２２が貼付される。このレジスト膜２２が貼付されたＣｕ基板１のレジスト膜２２側に、目合せ露光工程において用いられるフィルム状のマスク２３が被せられる。このマスク２３には、円形状の白抜きパターン２３ｂが形成されており、この白抜きパターン２３ｂ以外には黒地パターン２３ａが形成されている。符号７はコーングリッド、符号８はエッチングエリア、符号９はプリント配線基板、符号１０はアルミ配線、符号１１は半田である。
【００１９】
次に、以上の構成を備えたコーングリッドの製造方法を説明する。図４及び図５は、コーングリッドの製造方法を示すフローチャートである。図２及び図４に示すように、Ｃｕ基板１に碁盤の目状に平面視して丸孔を備えたフィルム状のポリイミド樹脂６を貼付する（ステップＳ１）。そして、このポリイミド樹脂６に備えられた丸孔の部分のＣｕ基板１上にＡｕめっきを施し、Ａｕめっき層５を形成する（ステップＳ２）。尚、このＡｕめっき層５の下地としてＮｉめっきを施す。
【００２０】
次に、Ｃｕ基板１の他面側（図３では下面側）におけるコーングリッドの製造方法を説明する。図３及び図５に示すように、一面側にポリイミド樹脂６が貼付されたＣｕ基板１の他面側に、レジスト膜であるＵＶテープ２２を貼付し（ステップＳ３）、その上から円形状の白抜きパターン２３ｂを有したマスク２３を被せ、さらにＵＶ光を照射して目合せ露光を行う（ステップＳ４）。
【００２１】
ＵＶ光が照射されることによって感光されたマスク２３の白抜きパターン２３ｂは、現像液により不溶融であるため（ネガ現像）、レジスト膜２２が現像されて円形状に残ることになる（ステップＳ５）。
【００２２】
本実施の形態では、ネガ型フォトレジストを使用したため、ネガ型フォトレジストでは、レジスト膜２２は感光すると現像液に不溶性となる。そのため、マスク２３の黒地パターン２３ａの反転部分（白抜きパターン２３ｂ）がレジストパターンとなる。
【００２３】
また、ポジ型フォトレジストを用いることもできる。このポジ型フォトレジストでは、レジスト膜２２は感光すると現像液に可溶性となる。そのため、マスク２３の黒地パターン２３ａがそのままレジストパターンとして残る。
【００２４】
そのため、円形状のレジスト膜２２が貼付された状態のＣｕ基板１を等方性エッチングすると、円形状のレジスト膜２２が貼付されていない領域（エッチングエリア８）からエッチングが進み、図３（ｃ）に示すように、Ｃｕ基板１は逆円錐形状にエッチングされて行くことになる（ステップＳ６）。
【００２５】
この場合に、白抜きパターン２３ｂを平面視して円形状にすることによって、円錐形状の接続端子が形成されたが、白抜きパターン２３ｂを三角形状、四角形状などの多角形状にすることによって、円錐形状以外の錐体形状を有する接続端子を得ることができる。
【００２６】
ここで等方性エッチングＩＥ（Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）について詳細に説明する。等方性エッチングでは、円形状に残留したレジスト膜２２のエッジより、縦方向、横方向とも等方向にエッチングが行われ、エッチング断面は最終的にはオーバーハング状態となり、エッチングエリア８の縦断面形状は略台形状となる。この状態をアンダーカットと呼んでおり、レジスト膜２２とＣｕ基板１との間に大きな空間（エッチングエリア８）が形成される。図３（ｃ）にその形状を示す。このように、マスク２３によりパターン転写が行われＣｕ基板１は、等方性エッチングが施されて微細加工がなされる。このとき、Ｃｕ基板１がエッチングされて行く状態は、レジスト膜２２のエッジからの距離が、縦・横に等距離になっており、Ｃｕ基板１が縦・横（Ｃｕ基板１の厚さ・幅）の比で縦に薄い場合は、横に浸食して行くことは殆どなく、縦が厚い場合は、側面つまり横方向へ浸食が進む。
【００２７】
前記したように、Ｃｕ基板１は逆円錐形状にエッチングされて行くことになり、エッチングは、逆円錐形状の部分（コーングリッド７）と、この逆円錐形状の部分の頂点部分にレジスト膜２２を残した状態で停止する。このあと、残ったレジスト膜２２を剥離することにより、図３（ｄ）に示すような円錐形状のコーングリッド７、７…を有した基板が形成される。
【００２８】
さらに、図３（ｅ）に示すように、コーングリッド７、７…が形成されたコーングリッドアレイＣＧＡのＡｕめっき層５と、プリント配線基板９のアルミ配線１０とを半田１１により接合する。
【００２９】
この半田１１は、半田溜まりに塗られるため、コーングリッドアレイＣＧＡのＡｕめっき層５に、プリント配線基板９のアルミ配線１０の接合面を押し付けても、半田自体が周囲に逃げてしまうことがなく、Ａｕめっき層５とアルミ配線１０との間を良好に接合することができる。
【００３０】
これにより、接続端子である円錐形状のコーングリッド７、７…が配列されたコーングリッドアレイＣＧＡ（図１（ａ）参照）が形成される。
【００３１】
このコーングリッドアレイＣＧＡをスパイラルコンタクタＳＣに接続する（図１（ｃ）参照）。このようにして、コーングリッド７がスパイラル状接触子１２に挿入されると、電気的な導通を有するマイクロコネクタとすることができる。
【００３２】
以上好ましい実施の形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することのない範囲内において適宜の変更が可能なものである。例えば、前記実施の形態では、Ｃｕ基板が等方性エッチングされて、コーングリッドの円錐形状の斜面が凹状に形成した例を説明したが、エッチングの条件によっては円錐形状の斜面を凸状又は直線状にすることもできる。また、錐体形状を円錐形状の例で説明したが、錐体形状は三角錐形状、四角錐形状などの多角錘形状にすることもできる。また、Ｃｕ基板以外にも接続端子として機能する材料であれば、その他の材料であっても構わない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、接続端子は円錐形状を成しており、この円錐形状の斜面が凹状に形成されていることによって、剥がれを防止するとともに、電気的な接続面積を大きく形成することができ、高い信頼性を有することができる。
【００３４】
請求項２に記載の発明によれば、接続端子がＣｕ材料から形成されているため、電気的に接続効率が良く、高い信頼性を有することができる。
【００３５】
請求項３に記載の発明によれば、金属基板に等方性エッチングをすることによって接続端子の根元部の接着面積を大きく形成することができ、剥がれを防止するとともに、微細な接続端子を形成できるため高密度実装を可能にし、高い信頼性を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るコーングリッドの概略を示し、（ａ）はコーングリッドアレイＣＧＡ（Ｃｏｎｅ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ―Ａ線の縦断面図である。（ｃ）は（ｂ）に示すコーングリッドアレイＣＧＡを、スパイラルコンタクタＳＣに接続した状態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るコーングリッドの製造方法を示す工程断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るコーングリッドの製造方法を示す工程断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るコーングリッドの製造方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施の形態に係るコーングリッドアレイの製造方法を示すフローチャートである。
【図６】従来例に係る接続端子の製造方法の概略を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１  Ｃｕ基板
３  丸孔
５  Ａｕめっき層
６  ポリイミド樹脂
７  コーングリッド（接続端子）
８  エッチングエリア
９  プリント配線基板（ＰＷＢ）
１０  アルミ配線
１１  半田
１２  スパイラル状接触子
１３  プリント配線基板（ＰＷＢ）
２２  レジスト膜（ＵＶテープ）
２３  マスク
ＣＧＡ  コーングリッドアレイ
ＳＣ  スパイラルコンタクタ
【図１】
2004273785.tif 000003
【図２】
2004273785.tif 000004
【図３】
2004273785.tif 000005
【図４】
2004273785.tif 000006
【図５】
2004273785.tif 000007
【図６】
2004273785.tif 000008