(57)【要約】      （修正有）【課題】弾性腕を有する接続部材をシンプルな形態にて微細に形成でき、電子部材間の導通接続性を良好に保つことができ、また接点以外の箇所での電気的な短絡等を防止することが可能な接続部材及びその製造方法、前記接続部材を有する接続部材実装構造及びその製造方法を提供する。【解決手段】支持部材上に直接、接続子５のマウント部５ａを形成し、マウント部５ａから延びる弾性腕５ｂを支持部材６に形成された貫通孔１０を通して下方向に変形させ、マウント部５ａの上面を電子部品２の電極部２ａに接合する。そして弾性腕５ｂを回路基板上に当接させる。これにより、弾性腕を有する接続部材をシンプルな形態にて微細に形成でき、しかも電子部品２と回路基板１の熱膨張係数の差に起因する歪みを適切に吸収でき、電子部品２と回路基板１間の導通接続を確実なものに出来、接点以外の箇所での電気的な短絡等を防止できる。【選択図】  図１
2007027093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材と、接続子とを有し、
前記接続子は前記支持部材に直接接合されるマウント部と、前記マウント部から延出する弾性腕とを有し、
前記支持部材には前記弾性腕と対向する位置に第１の貫通孔が形成され、
前記弾性腕は、前記第１の貫通孔から離れる方向に変形しているか、あるいは前記第１の貫通孔内を貫通する方向に変形していることを特徴とする接続部材。
【請求項２】
前記支持部材は有機絶縁材料で形成される請求項１記載の接続部材。
【請求項３】
前記マウント部の一部と対向する位置の前記支持部材には第２の貫通孔が形成され、前記第２の貫通孔から露出する前記マウント部が接点として機能する請求項１または２に記載の接続部材。
【請求項４】
前記接続子は薄膜形成されたものである請求項１ないし３のいずれかに記載の接続部材。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載された接続部材が、電子部材に取り付けられていることを特徴とする接続部材実装構造。
【請求項６】
前記弾性腕は前記第１の貫通孔内を貫通する方向に変形しており、前記マウント部は前記支持部材との接合面と逆側の面で前記電子部材の電極部と接合されている請求項５記載の接続部材実装構造。
【請求項７】
前記弾性腕は前記第１の貫通孔から離れる方向に変形しており、前記マウント部は前記支持部材との接合面と逆側の面で前記電子部材の電極部と接合されている請求項５記載の接続部材実装構造。
【請求項８】
前記電子部材には、前記弾性腕と対向する位置に収納部が形成されており、前記弾性腕が前記収納部内に入り込んでいる請求項７記載の接続部材実装構造。
【請求項９】
前記第２の貫通孔から露出する前記マウント部と、前記電子部材の電極部とが前記第２の貫通孔を介して接合されている請求項５記載の接続部材実装構造。
【請求項１０】
以下の工程を有することを特徴とする接続部材の製造方法。
（ａ）  支持部材上にマウント部と弾性腕とを有する接続子を平面的な形状で直接形成する工程と、
（ｂ）  前記弾性腕と対向する位置にある前記支持部材を除去して第１の貫通孔を形成する工程と、
（ｃ）  前記弾性腕を、前記第１の貫通孔から離れる方向に変形させるか、あるいは前記第１の貫通孔内を貫通する方向に変形させる工程。
【請求項１１】
前記（ａ）工程時、前記接続子の下面側と上面側とで異なる内部応力を付与し、
前記（ｃ）工程時、前記弾性腕は自らの内部応力の差により所定方向に変形させられる請求項１０記載の接続部材の製造方法。
【請求項１２】
前記（ａ）工程時、前記接続子をスパッタ蒸着法を用いて形成し、このとき真空ガス圧を変化させることで前記接続子の内部応力を制御する請求項１１記載の接続部材の製造方法。
【請求項１３】
請求項１０ないし１２のいずれかに記載された接続部材のマウント部を電子部材の電極部に接合したことを特徴とする接続部材実装構造の製造方法。
【請求項１４】
前記マウント部を、前記支持部材との接合面と逆側の面から前記電子部材の電極部に接合させる請求項１３記載の接続部材実装構造の製造方法。
【請求項１５】
前記弾性腕を前記第１の貫通孔内に貫通する方向に変形させる請求項１４記載の接続部材実装構造の製造方法。
【請求項１６】
前記弾性腕を前記第１の貫通孔から離れる方向に変形させる請求項１４記載の接続部材実装構造の製造方法。
【請求項１７】
前記電子部材の前記弾性腕と対向する位置に収納部を形成し、前記マウント部と前記電子部材の電極部とを接合するとき、前記弾性腕を前記収納部内に入り込ませる請求項１６記載の接続部材実装構造の製造方法。
【請求項１８】
前記マウント部と対向する位置の前記支持部材の一部に第２の貫通孔を形成し、前記第２の貫通孔から露出する前記マウント部と、前記電子部材の電極部とを前記第２の貫通孔を介して接合する請求項１３記載の接続部材実装構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＩＣ等の電子部材に取り付けられる接続部材に係り、特に、弾性腕を有する接続部材をシンプルな形態にて微細に形成でき、しかも電子部材間の導通接続性を良好に保つことができ、また接点以外の箇所での電気的な短絡等を防止することが可能な接続部材及びその製造方法、ならびに前記接続部材を有する接続部材実装構造及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上にＩＣ等を導通接続させるときに、両電子部材の熱膨張係数に大きな差がある場合、前記熱膨張係数差に起因する歪みを適切に吸収すべく、例えばＩＣの電極部下にスプリング形状等のバネ部材を設ける構造が考えられている。
【０００３】
ところで、前記バネ部材を電子部材の大きさにあわせ、特に電子部材が超微細になるほどそれにあわせて前記バネ部材自体の大きさも非常に小さくしていかなければならない。このとき前記バネ部材をスプリング形状等の立体的な形状にフォーミングすることは前記バネ部材が小さくなればなるほど困難となるし、また前記バネ部材にはある程度の弾性力を持たせておかないと前記バネ部材によって前記熱膨張係数差に起因する歪みを適切に吸収することができない。
【０００４】
下記特許文献１（特許第３０９９０６６号の特許公報）には、薄膜構造体の製造方法に関する発明が開示されている。いくつか提示されている製造方法のうち、例えば内部応力を利用して薄膜を湾曲させる薄膜構造体が開示されている（請求項５や図１７ないし図２２における説明箇所等）。
【特許文献１】特許第３０９９０６６号の特許公報
【特許文献２】特許第３３６６４０５号の特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし特許文献１には、前記薄膜構造体を電子部材間の接続部材として用いることは何ら記載も示唆もされていない。また特許文献２には、金属で形成される超微細構造体の製造方法に関する記載があるが、前記超微細構造体を接続部材として用いるとの記載はないし、また前記超微細構造体をスプリング形状等のように立体的にフォーミングすることもない。
【０００６】
また微細化が進むと、位置決め精度等が若干ずれるだけで、前記接続部材と電子部材との間の接点箇所以外での電気的な短絡が生じやすくなる。したがって、良好な電気接続性とともに、接点箇所以外での電気的な短絡を適切に防止できる構造が望まれる。
【０００７】
また歩留まりの向上、生産コストの低減等の観点からすれば、前記接続部材をシンプルな構造で、簡単な製造方法で形成できるようにすることが望まれる。
【０００８】
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、弾性腕を有する接続部材をシンプルな形態にて微細に形成でき、しかも電子部材間の導通接続性を良好に保つことができ、また接点以外の箇所での電気的な短絡等を防止することが可能な接続部材及びその製造方法、ならびに前記接続部材を有する接続部材実装構造及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明における接続部材は、支持部材と、接続子とを有し、
前記接続子は前記支持部材に直接接合されるマウント部と、前記マウント部から延出する弾性腕とを有し、
前記支持部材には前記弾性腕と対向する位置に第１の貫通孔が形成され、
前記弾性腕は、前記第１の貫通孔から離れる方向に変形しているか、あるいは前記第１の貫通孔内を貫通する方向に変形していることを特徴とするものである。
【００１０】
これにより、弾性腕を有する接続部材をシンプルな形態にて微細に形成でき、しかも電子部材の熱膨張係数の差に起因する歪みを適切に吸収でき、前記電子部材間の導通接続を確実なものに出来、また接点以外の箇所での電気的な短絡等を防止することが可能である。
【００１１】
また本発明では、前記支持部材は有機絶縁材料で形成されることが好ましい。
また、前記マウント部の一部と対向する位置の前記支持部材には第２の貫通孔が形成され、前記第２の貫通孔から露出する前記マウント部が接点として機能する構成であってもよい。
【００１２】
また、前記接続子は薄膜形成されたものであることが好ましい。これにより接続部材の微細化を促進させることが出来る。
【００１３】
また、本発明における接続部材実装構造は、上記のいずれかに記載された接続部材が、電子部材に取り付けられたことを特徴とするものである。本発明では、前記電子部材の微細化においても、前記電子部材に前記接続部材を適切に取り付けることができる。そして、前記電子部材間の導通接続を確実なものに出来、また接点以外の箇所での電気的な短絡等を防止することが可能である。
【００１４】
また本発明では、例えば、前記弾性腕は前記第１の貫通孔内を貫通する方向に変形しており、前記マウント部は前記支持部材との接合面と逆側の面で前記電子部材の電極部と接合されている構造である。これにより、前記電子部材に前記接続部材を適切に導通接続させることができるとともに、前記弾性腕を前記電子部材間の弾性接点として用いることが出来る。
【００１５】
また、前記弾性腕は前記第１の貫通孔から離れる方向に変形しており、前記マウント部は前記支持部材との接合面と逆側の面で前記電子部材の電極部と接合されている構造であってもよい。かかる場合、前記電子部材には、前記弾性腕と対向する位置に収納部が形成されており、前記弾性腕が前記収納部内に入り込んでいる構造であることが好ましい。これにより前記弾性腕が相手側の電子部品の電極部に当接して押し込められても、前記弾性腕は前記収納部内で弾性変形でき、前記電極部と弾性腕との導通接続を確実なものにできる。
【００１６】
また本発明では、前記第２の貫通孔から露出する前記マウント部と、前記電子部材の電極部とが前記第２の貫通孔を介して接合されている構造であってもよい。
【００１７】
本発明における接続部材の製造方法は、以下の工程を有することを特徴とするものである。
【００１８】
（ａ）  支持部材上にマウント部と弾性腕とを有する接続子を平面的な形状で直接形成する工程と、
（ｂ）  前記弾性腕と対向する位置にある前記支持部材を除去して第１の貫通孔を形成する工程と、
（ｃ）  前記弾性腕を、前記第１の貫通孔から離れる方向に変形させるか、あるいは前記第１の貫通孔内を貫通する方向に変形させる工程。
【００１９】
本発明では、前記支持部材と接続子との間に犠牲層を設ける必要がない。前記犠牲層は、（ａ）工程で前記マウント部と弾性腕との双方を支持部材上に抑える機能を有している。前記弾性腕と支持部材間にある犠牲層は前記（ｂ）工程で除去され、これにより前記弾性腕が開放された状態になる。一方、前記マウント部と前記支持部材間にある犠牲層は前記（ｂ）工程で除去されず、前記マウント部が前記支持部材上で支持された状態が保たれる。このような犠牲層を本発明で設ける必要がない。それは（ｂ）工程で前記弾性腕と対向する位置にある支持部材を除去して貫通孔を設けるからであり、前記支持部材の除去により前記弾性腕が開放された状態になり、前記（ｃ）工程のように前記弾性腕を変形させることができる。
【００２０】
以上により本発明では従来に比べて、非常に簡単な手法により、支持部材と弾性腕とを有する接続子から成る接続部材を形成できる。
【００２１】
本発明では、前記（ａ）工程時、前記接続子の下面側と上面側とで異なる内部応力を付与し、
前記（ｃ）工程時、前記弾性腕は自らの内部応力の差により所定方向に変形させられる。
【００２２】
上記の各工程を経ることで、電子部材の微細化にあわせて前記接続子を微細化しても前記接続子の弾性腕を容易に変形させることが出来る。特に、前記弾性腕に対する内部応力差の付与と、弾性腕と対向する位置の支持部材の除去といった簡単な工程を経ることで、前記弾性腕を所定方向に変形させることができる。
【００２３】
本発明では、前記（ａ）工程時、前記接続子をスパッタ蒸着法を用いて形成し、このとき真空ガス圧を変化させることで前記接続子の内部応力を制御することが好ましい。これにより簡単な手法で、前記接続子の内部応力を制御することが出来る。
【００２４】
また本発明における接続部材実装構造の製造方法は、上記のいずれかに記載された接続部材のマウント部を前記電子部材の電極部に接合したことを特徴とするものである。かかる場合、前記マウント部を、前記支持部材との接合面と逆側の面から前記電子部材の電極部に接合させることが適切且つ簡単に前記電子部材の電極部と前記マウント部とを導通接続させることができて好ましい。また、かかる場合、前記弾性腕を前記第１の貫通孔内を貫通する方向に変形させることが、前記電子部材の表面から相手側の電子部材の方向へ突出する弾性腕を形成でき、適切且つ簡単に電子部材間を前記弾性腕を介して導通接続させることができる。
【００２５】
あるいは前記弾性腕を前記第１の貫通孔から離れる方向に変形させてもよく、かかる場合、前記電子部材の前記弾性腕と対向する位置に収納部を形成し、前記マウント部と前記電子部材の電極部とを接合するとき、前記弾性腕を前記収納部内に入り込ませることが好ましい。
【００２６】
また、前記マウント部と対向する位置の前記支持部材の一部に第２の貫通孔を形成し、前記第２の貫通孔から露出する前記マウント部と、前記電子部材の電極部とを前記第２の貫通孔を介して接合してもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明では、接続子は支持部材に直接接合されるマウント部と、前記マウント部から延出する弾性腕とを有して形成され、前記支持部材には前記弾性腕と対向する位置に第１の貫通孔が形成され、前記弾性腕は、前記第１の貫通孔から離れる方向に変形しているか、あるいは前記第１の貫通孔内を貫通する方向に変形している。これにより、前記弾性腕を有する接続部材をシンプルな形態にて微細に形成でき、しかも電子部材の熱膨張係数の差に起因する歪みを適切に吸収でき、前記電子部材間の導通接続を確実なものに出来、また接点以外の箇所での電気的な短絡等を防止することが可能である。
【００２８】
また本発明における接続部材の製造方法では、前記支持部材と接続子との間に犠牲層を形成する必要性がない。そのため本発明では従来に比べて、非常に簡単な手法により、支持部材と弾性腕とを有する接続子から成る接続部材を形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１，図３、図４、図６は、本実施形態を示す基板、電子部品、及び接続部材を示す部分断面図、図２，図５は図１とは異なる実施形態の接続部材の部分断面図、である。
【００３０】
なお以下では、接続部材の弾性腕に対して「変形」という文言を多用する。この明細書において「変形」とは、前記接続部材のマウント部と同じ平面的な形態ではなく、前記マウント部から見て上方向あるいは下方向に向けて歪められた状態を指す。また、本実施形態の「接続部材」を介して電気的に接続される部材は、この明細書において、「電子部材」に該当する。前記電子部材は、ＩＣ等の電子部品や、回路基板等である。
【００３１】
図１に示すように絶縁材料製の回路基板１上には電子部品２が取り付けられている。前記電子部品２は、ＩＣ，コンデンサ，トランジスタ等である。前記電子部品２はベアチップであってもよいしパッケージ化されていてもよい。
【００３２】
図１に示すように前記電子部品２の下面には例えばＡｌ等で形成された電極部２ａが形成されている。
【００３３】
前記電極部２ａは、次に説明する接続部材３を介して回路基板１上に形成された電極パターン（図示しない）に導通接続されている。
【００３４】
図１に示すように前記電極部２ａの下側には接続部材３が設けられている。前記接続部材３は、接続子５と、ポリイミド等で形成された絶縁性の支持部材６とで構成される。前記支持部材６は、シート状で形成される。
【００３５】
前記接続子５はマウント部５ａと弾性腕５ｂとを有して構成され、前記接続子５の表面は、前記マウント部５ａの下面を除いて、Ａｕ等で形成された金属被膜７によって覆われている。前記金属被膜７は後で説明するように例えばメッキ形成されたものであり、前記マウント部５ａ上に形成された金属被膜７は前記電子部品２の電極部２ａとの接合層として機能し、例えば超音波溶接等によって前記接続子５のマウント部５ａの上面が前記電極部２ａに前記金属被膜７を介して強固に接合される。
【００３６】
図１に示すように前記接続子５のマウント部５ａは、前記支持部材６上に直接接合されている。後述するように前記接続子５は前記支持部材６上にスパッタ法等で成膜されたものである。
【００３７】
図１に示すように、各接続子５はマウント部５ａから一方向に延びる弾性腕５ｂを有し、前記弾性腕５ｂは、前記マウント部５ａの高さ位置よりも下方向へ向けて撓んでいる。
【００３８】
前記弾性腕５ｂは、前記弾性腕５ｂの上面側と下面側に、異なる大きさで付与された内部応力差に基づいて図１のような湾曲状に変形したものである。具体的には、前記弾性腕５ｂの下面側には、圧縮応力を付与しており、一方、前記弾性腕５ｂの上面側には引張り応力を付与している。この結果、前記弾性腕５ｂは、下方向へ向けて変形される。
【００３９】
図１に示すように前記支持部材６には前記弾性腕５ｂと高さ方向にて対向する位置に貫通孔（第１の貫通孔）１０が形成されており前記弾性腕５ｂは前記貫通孔１０を通り、前記弾性腕５ｂの先端５ｂ１が、前記支持部材６の下面から下方向に突出している。前記先端５ｂ１が前記回路基板１上に設けられた所定の電極パターン上に電気的に接続される。すなわち図１の形態では前記先端５ｂ１が接点として機能している。
【００４０】
図１に示す形態により電子部品２の前記電極部２ａは前記接続子５の弾性腕５ｂを介して前記回路基板１と導通接続される。このような接続部材３を前記電極部２ａの下側に設けることで、前記回路基板１と電子部品２間の電気的接続性を確実なものに出来る。
【００４１】
また電子部品２を回路基板１上に導通接続させる際に、各電極部２ａと回路基板１間の高さ寸法が多少異なっていても、下方向へ向けて変形された接続子５には、弾性力があるので、前記接続子５の先端５ｂ１を前記回路基板１の所定の電極パターン上に当接させたときに、前記弾性力によって前記接続子５の弾性腕５ｂが弾性変形し、前記各接続子５を確実に前記回路基板１の電極パターン上に電気的に接続させることが出来る。
【００４２】
また、前記電子部品２と回路基板１との熱膨張係数に大きな差があっても、弾性力を有する前記接続子５の弾性腕５ｂによって前記熱膨張係数差に起因する歪みを吸収でき、より確実に前記電子部品２と前記回路基板１間を導通接続させることが出来る。
【００４３】
また、前記支持部材６に前記電子部品２の電極部２ａの数に対応した接続子５が取付けられており、複数の前記接続子５のマウント部５ａを同時に前記電子部品２の電極部２ａ下に接合させることが出来る。従来では、個々のバネ部材をそれぞれ個別に前記電子部品２の電極部２ａ下に接合させていたが、本実施形態では、支持部材６には前記電子部品２の電極部２ａの数に対応した接続子５が取付けられているから前記支持部材６を前記電子部品２の電極部２ａ下に配置し、超音波溶接等によって複数の接続子５を同時に前記電極部２ａ下に接合させることが可能である。
【００４４】
また、前記接続子５を回路基板１側から見ると、弾性腕５ｂの一部だけが見え、他の箇所は前記支持部材６で覆われた状態になっている。このため衝撃等を受けて前記弾性腕５ｂが弾性変形し、前記電子部品２と回路基板１間の距離Ｈ１が近づいても、前記マウント部５ａが前記回路基板１と接触することはなく、接点箇所以外での電気的な短絡を適切に防止できる。また前記支持部材６は有機絶縁シートで形成されているから、前記した接点箇所以外での電気的な短絡を適切に防止できるとともに、後述する製造方法によれば、特に前記支持部材６と接続子５との間に、前記マウント部５ａが自らの内部応力に基づいて変形するのを防止するための犠牲層を設ける必要がなく、簡単な構造にて前記弾性腕５ｂを所定の方向に変形させた接続部材３を形成することができる。また前記支持部材６を設けることで前記支持部材６と電子部品２との間の隙間に例えば接着剤等を介在させ、より強固に前記接続部材３を前記電子部品２に接合することが簡単にできる。
【００４５】
また前記接続子５の弾性腕５ｂの一部が少なくとも前記貫通孔１０上にまで延び、回路基板１側から見て前記弾性腕５ｂの一部が前記貫通孔１０から見えれば、前記弾性腕５ｂが前記貫通孔１０を通って、前記支持部材６の下面から下方へ突出していなくても、導電性接着剤等を用いて前記回路基板１の電極パターンと前記弾性腕５ｂとを導通接続させることが出来るが、前記接続子５の先端５ｂ１が支持部材６の下面から下方向へ突出していたほうが、後述するように、前記弾性腕５ｂと電極パターンとを接合する前に電気的試験等を行なうことが出来るし前記電子部品２と回路基板１間の導通接続を確実なものにできて好ましい。
【００４６】
次に前記接続部材３の寸法について説明する。前記接続子５の膜厚は、６μｍ〜１００μｍの範囲内で形成される。また各接続子５間のピッチＴ１（図１を参照）は、２０〜１００μｍ程度である。また前記接続子５の前記支持部材６からの突出量σ（図１を参照）は、１０〜１００μｍ程度である。
【００４７】
前記接続子５の前記突出量σは、前記弾性腕５ｂの先端５ｂ１を前記支持部材６の下面｛前記接続子５のマウント部５ａが固定されている電子部品２（一方の電子部材）と対向する他方の電子部材（回路基板１）側に向く前記支持部材６の面｝６ｂと同一面まで歪ませるのに必要な応力が降伏点よりも小さくなるように設定されている。この結果、例えば衝撃等によって前記弾性腕５ｂの先端５ｂ１が、前記支持部材６の下面６ｂと同一面まで撓んでも、前記衝撃が除去されて、前記支持部材６と回路基板１間に再び間隔が空くと、前記弾性腕５ｂは図１のように回路基板１上に当接した状態を保ちながら下方向へ弾性変形し（図１の状態に復元し）、前記弾性腕５ｂが弾性接点として適切に作用する。
【００４８】
また、前記電子部品２に取り付けられた接続部材３の接続子５の先端５ｂ１と回路基板１の電極パターンとは例えば、導電性接着剤や半田付け、溶接等によって接合されるが、前記接合を行なう前に例えば、図１のように電子部品２と回路基板１とを接続部材３を介して電気的に仮接続させた状態で所望の電気的試験を行い、前記電気的試験にパスしたら上記した導電性接着剤等によって前記弾性腕５ｂと回路基板１間を接合させることが出来る。また特に図示していないが、例えば電子部品２の上面を回路基板１方向に抑え付ける固定部材を前記回路基板１上等に設けても良く、かかる場合、特に、前記先端５ｂ１と回路基板１の電極パターンとを、導電性接着剤や半田付け、溶接等によって接合せず、単に前記先端５ｂ１を前記電極パターン上に当接させておくだけでもよい。
【００４９】
また前記接続子５の表面に形成された金属被膜７は上記したように前記電子部品２の電極部２ａとの接合層として機能し、超音波溶接等によって前記接続子５のマウント部５ａと電極部２ａとを前記金属被膜７を介して強固に接合することが出来る。また前記金属被膜７は、電気伝導性に優れたＡｕ等の貴金属やＮｉの被膜で形成されるので、前記電子部品２と回路基板１間の電気的接続性を良好なものにできるとともに、錆び等による導電性劣化を抑制することも出来る。
【００５０】
図２の接続部材１５は図１の接続部材３と一部で構造が異なる。図２では前記接続部材１５は、支持部材６と接続子１６とで構成される。前記支持部材６には図１と同様に貫通孔１０が形成されている。前記接続子１６は前記支持部材６の上面に形成され、前記接続子１６のマウント部１６ａは前記支持部材６上に直接接合されている。前記マウント部１６ａは平面的な形状で形成され、前記マウント部１６ａから前記マウント部１６ａと一体となって延びる弾性腕１６ｂは、上方に向けて変形している。すなわち前記弾性腕１６ｂは前記貫通孔１０から離れる方向に向けて変形している。また前記接続子１６の表面は、図１と同様に、前記マウント部１６ａの下面を除いて、Ａｕ等で形成された金属被膜７によって覆われている。
【００５１】
図２に示す接続部材１５では、前記弾性腕１６ｂは前記支持部材６に形成された貫通孔１０から離れる方向に向けて変形しており、この点で図１に示す接続部材３と異なっている。図２に示すように前記弾性腕１６ｂを上方に変形させるには前記弾性腕１６ｂの下面側に引張り応力を、上面側に圧縮応力を付与すればよい。
【００５２】
図２に示す接続部材１５は例えば図３に示すような状態で使用される。符号１９は、ＩＣ，コンデンサ，トランジスタ等の電子部品である。前記電子部品１９の下面には電極部１９ａが形成されている。図３では前記電極部１９ａはＢＧＡ形状であるが、ＬＧＡ、ＣＧＡ等、特に前記電極部１９ａの形状は限定されない。
【００５３】
符号２０はマザー基板（回路基板）である。前記マザー基板２０上には電極部２０ａが形成されている。前記マザー基板２０上に前記接続部材１５を取り付けるための取付基板２１が設けられる。前記取付基板２１には図３に示すように貫通孔２２が形成されている。前記貫通孔２２の内壁面２２ａには導電性材料で形成された導通部２３がスパッタ法等で形成されている。前記取付基板２１の上面には上側接続部２４がスパッタ法等で形成され、前記取付基板２１の下面には下側接続部２５が形成され、前記上側接続部２４及び下側接続部２５がともに前記導通部２３と導通接続されている。
【００５４】
前記接続部材１５は図２の状態から裏返しにした状態で、すなわち前記支持部材６の下面側に前記接続子１６が設けられ、前記弾性腕１６ｂが下方向に変形した状態で、前記マウント部１６ａの下面が前記取付基板２１の上側接続部２４に例えば導電性接着剤２６を介して導通接続させられる。あるいは、前記マウント部１６ａに形成された金属皮膜７と前記取付基板２１の上側接続部２４とが超音波溶接、半田等によって接合されてもよい。図３に示すように前記弾性腕１６ｂは、前記取付基板２１に形成された貫通孔２２内に入り込み、変形した状態を保ったまま前記取付基板２１に支持される。前記電子部品１９が図示下方向に向けて移動し、前記電子部品１９の電極部１９ａが前記支持部材６に形成された貫通孔１０を通り前記弾性腕１６ｂに当接する。さらに前記電子部品１９が下方向に移動すると、前記電極部１９ａは前記弾性腕１６ｂに当接した状態を保ちながら前記弾性腕１６ｂを下方向に弾性変形させる。このように前記弾性腕１６ｂが取付基板２１方向に変形していても、前記取付基板２１に貫通孔２２を形成することで、前記貫通孔２２内に前記弾性腕１６ｂを、前記弾性腕１６ｂの変形が阻害されることなく収納でき、前記弾性腕１６ｂと前記電子部品１９の電極部１９ａとを適切に導通接続させることができる。前記取付基板２１には貫通孔２２でなく凹部が形成されてもよい。前記弾性腕１６ｂの変形が阻害されることなく、前記弾性腕１６ｂを収納することが可能な収納部が形成されていれば前記収納部の形態は特に限定されない。また例えば前記弾性腕１６ｂと前記電子部品１９の電極部１９ａとは導電性接着剤等により接合されてもよいし、接合されなくてもよい。接合しない場合、例えば図３に示すマザー基板２０、取付基板２１及び接続部材１５は、バーンイン試験に用いられるバーンインボードとして用いることができる。なお図３に示す実施の形態では、前記弾性腕１６ｂが上方向に変形していても当然よい。かかる場合、前記弾性腕１６ｂは前記支持部材６に形成された貫通孔１０を通り、前記支持部材６の上面から上方に向けて突出する。そして前記弾性腕１６ｂが前記電極部１９ａによって下方向に押圧されると前記弾性腕１６ｂは下方向に弾性変形し、このとき、前記弾性腕１６ｂは、前記貫通孔２２の内部にまで変形可能となっている。
【００５５】
図４に示す回路基板１上に取り付けられた接続部材３０は、図２に示す接続部材１５とほぼ同様の形態である。前記接続部材３０は、接続子１６と支持部材６とで構成され、前記接続子１６の弾性腕１６ｂは図２と同様に上方に向けて変形している。前記支持部材６には前記弾性腕１６ｂと高さ方向にて対向する位置に第１の貫通孔１０が形成されている。また前記支持部材６には前記接続子１６のマウント部１６ａと高さ方向にて対向する前記支持部材６の一部に第２の貫通孔３１が形成されている。図４に示す接続部材３０には、前記第２の貫通孔３１が形成されている点で図２に示す接続部材１５と異なる。
【００５６】
図４に示すように前記第２の貫通孔３１からは前記マウント部１６ａの下面が露出した状態になっている。そして前記露出したマウント部１６ａの下面が接点として機能する。図４に示すように、前記回路基板１上には電極部３３が形成され、前記電極部３３が前記第２の貫通孔３１に入り込み前記電極部３３とマウント部１６ａとが導通接続した状態になる。前記支持部材６と回路基板１間には例えば導電性接着剤３２が介在し前記支持部材５と前記回路基板１とが接合される。また前記電極部３３が例えば半田バンプであって前記回路基板１とマウント部１６ａとが半田接合された状態であってもよい。あるいは前記マウント部１６ａと前記電極部３３とが超音波溶接等によって接合されてもよい。前記回路基板１上に取り付けられた前記接続部材３０の接続子１６の弾性腕１６ｂは上方に変形しており、前記電子部品１９の電極部１９ａとの接点として機能する。前記電子部品１９が下方向へ移動すると前記電極部１９ａと前記弾性腕１６ｂとが当接した状態となるとともに前記弾性腕１６ｂが下方向に向けて弾性変形する。
【００５７】
図４に示す実施の形態では、前記弾性腕１６ｂを、電子部品１９との接点として使用するとともに、前記マウント部１６ａの下面を前記回路基板１との接点として使用する。この結果、前記弾性腕１６ｂは前記支持部材６に形成された第１の貫通孔１０から離れる方向に変形しているが、回路基板１から離れる方向にも変形しているため、図３と違って、前記接続部材３０が取り付けられる回路基板１に前記弾性腕１６ｂを入り込ませるための凹部等で形成された収納部を設けなくても前記電極部１９ａと前記弾性腕１６ｂとの電気的接続を得ることが出来る（なお図４の形態において収納部を設けても当然よい）。なお、図４の弾性腕１６ｂを前記回路基板１方向へ、すなわち下方向に変形させてもよい。かかる場合、前記回路基板１には前記弾性腕１６ｂを入り込ませる収納部を形成することが必要となる。
【００５８】
図５に示す実施の形態では、前記接続子４０は、下層４１と上層４２の二層構造にて形成される。前記下層４１と上層４２はともに導電性材料で形成されるが材質が異なる。前記接続子４０の下層４１は圧縮応力を有し、上層４２は引張り応力を有している。これにより前記接続子４０の弾性腕４０ｂは前記支持部材６の貫通孔１０を通り下方向に変形している。前記接続子４０は、図５のように材質が異なり内部応力に差がある下層４１と上層４２とで構成されてもよいし、あるいは後述するように、前記接続部材をスパッタ蒸着法を用いて形成し、このとき真空ガス圧を変化させることで前記接続部材の内部応力を制御してもよい。
【００５９】
なお各実施の形態において、前記接続子５，１６，４０は、スパッタ蒸着法や、電子ビーム蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、化学蒸着法、電解メッキ法等で薄膜形成されたものであることが好ましい。前記接続子５，１６，４０を薄膜により形成することで前記接続子５，１６，４０の小型化及び薄型化を実現できるから前記回路基板１と電子部品２間の接続構造を適切に微細化することが出来る。前記接続子５は前記電子部材間（例えば図１でいえば電子部品２と回路基板１間）の電気的接続性を確保するため導電性材料で形成され、例えばＮｉＺｒ合金を例示できる。
【００６０】
ところで前記接続子５，１６，４０は、図１ないし図５の形状のものに限らず、例えば前記接続子５を真上から見たときの平面形状が螺旋形状等であってもよい。その形態について図６を用いて説明する。
【００６１】
図６では、接続部材６０を構成する支持部材６の上面に接続子５０のマウント部５０ａが直接形成され、前記マウント部５０ａと一体形成された弾性腕５０ｂが巻き始端５０ｂ１から巻き終端（先端）５０ｂ２にかけて螺旋階段状に、前記支持部材６に形成された貫通孔１０を通って下方向へ向けて突出形成されている。
【００６２】
図６に示すように、前記接続子５０の弾性腕５０ｂの先端５０ｂ２は、回路基板１の電極パターン上に導通接続されている。
【００６３】
図６に示す実施形態では、前記接続子５０の弾性腕５０ｂが螺旋階段状に突出形成されており、弾性接点として機能する弾性腕５０ｂが上下方向に弾性変形することで、回路基板１と電子部品２間の導通接続を確実なものに出来る。
【００６４】
前記接続子５０の弾性腕５０ｂは下面側と上面側とで内部応力に差があり、前記内部応力の差を利用して螺旋階段状に立体成形されたものである。
【００６５】
上記した前記接続子５，１６，４０，５０はいずれも上面側と下面側とで内部応力に差があり、前記内部応力の差を利用して前記弾性腕が変形させられた形態となっているが、このように内部応力の差による自らの力で変形する形態以外に、例えば治具を用いて機械的に前記弾性腕を変形させる形態であってもよい。例えばばね性を有するＮｉを主体とした接続子を形成し、弾性腕に該当する箇所を治具によって立体的に変形させる。
【００６６】
次に、前記接続部材３の製造方法について説明する。
図７ないし図１３を用いて図１に示す接続部材３の製造方法について説明する。各図は製造工程中における接続部材３の部分断面図である。
【００６７】
図７では作業台１１の表面１１ａに支持部材６を貼り付ける。前記作業台１１は、例えば銅箔などで形成されている。前記作業台１１には予め貫通孔１２が形成されている。前記貫通孔１２は、支持部材６に対し図１に示す貫通孔１０を形成するためのものであり、前記作業台１１には、支持部材６に設けたい貫通孔１０の位置及び数にあわせた貫通孔１２が形成されている。
【００６８】
前記支持部材６は例えばポリイミド等で形成された有機絶縁樹脂シートである。なお図示しないが前記作業台１１の表面１１ａには例えば熱可塑性樹脂等で形成された剥離層が形成されていてもよい。
【００６９】
図８に示す工程では、前記支持部材６の表面６ａの全面に直接、後に接続子５となる導電層１３を例えばスパッタ蒸着法にて形成する。前記導電層１３を具体的にはＮｉＺｒ合金（Ｎｉを１ａｔ％添加）、ＭｏＣｒ等で形成する。
【００７０】
前記導電層１３をスパッタ蒸着法で形成するとき、真空ガス圧（例えばＡｒガスを使用する）を徐々に変化させながら前記導電層１３をスパッタ成膜していき、前記導電層１３の下面側に圧縮応力を、上面側に引張り応力を付与する。
【００７１】
図９に示す工程では、前記導電層１３の上にレジストなどのマスク層１４を形成する。前記マスク層１４は最初、前記導電層１３上の全面にスピンコートなどで塗布され、露光現像によって前記接続子５と同形状にパターニングされる。
【００７２】
図９に示す工程では前記マスク層１４に覆われていない前記導電層１３をエッチング法にて除去する。前記エッチングにはイオンミリング、反応性イオンエッチング、プラズマエッチング等を使用できる。このエッチング工程により前記導電層１３は接続子５と同形状にて残される。なお以下の工程では図１と名称及び符号をあわせるために図９工程にて残された導電層１３を接続子５と称する。
【００７３】
図１０に示す工程では、前記レジストなどで形成されたマスク層１４を溶解液に浸すなどして除去する。
【００７４】
図１１に示す工程では、前記作業台１１に形成された貫通孔１２からエッチング法やレーザ加工等により前記支持部材６に貫通孔１０を形成する。図１１に示すように、ちょうど前記貫通孔１０と高さ方向にて対向する位置の前記接続子５は弾性腕５ｂであり、前記接続子５のマウント部５ａは前記貫通孔１０が形成されない支持部材６上に形成されている。前記エッチングでは選択的エッチングが用いられ前記支持部材６のみが選択的にエッチングされ前記貫通孔１０が形成される。上記のように前記貫通孔１０の形成をエッチングやレーザ加工によって行なうことで、前記貫通孔１０の幅を十数μｍ程度まで微細に高精度良く形成できる。
【００７５】
図１１に示す工程では、前記支持部材６に貫通孔１０を形成することで、開放された前記弾性腕５ｂが内部応力の差に基づいて弾性変形を起こす（図１２の状態）。上記したように前記導電層１３を成膜する図８の工程では、下面側と上面側とで内部応力に差を持たせながら前記導電層１３を前記支持部材６上に成膜していた。このとき、前記支持部材６上に形成された前記導電層１３は前記支持部材６上に接合されているため拘束状態にあり、したがって変形できずに平面的な形状を保つが、図１１工程にて、支持部材６の一部が除去されて貫通孔１０が形成されると、前記弾性腕５ｂに対する支持部材６からの拘束力が無くなり、前記弾性腕５ｂは、上下に何の抑えも無い自由状態となる。このとき、前記接続子５には下面側に圧縮応力が、上面側に引張り応力が付与されているため、前記弾性腕５ｂが、下方向へ湾曲状に変形する。図１２に示すように、前記弾性腕５ｂは前記支持部材６及び作業台１１に設けられた貫通孔１０，１２内へ入り込むので、前記弾性腕５ｂの内部応力差に基づく変形は阻害されない。
【００７６】
また前記接続子５のマウント部５ａは前記支持部材６の上面に接合された平面形態を保ち、前記マウント部５ａは変形しない。
【００７７】
図１３に示す工程では、前記接続子５の露出する全表面にＡｕ等の貴金属やＮｉの金属被膜７を電解メッキ法等でメッキ形成する。前記接続子５は、前記マウント部５ａの下面が支持部材６に接合されているので、前記マウント部５ａの下面は露出しておらず前記マウント部５ａの下面を除く前記接続子５の全表面に前記金属被膜７が形成される。前記金属被膜７は、形成されなくてもよいが形成されたほうが、前記接続子５の錆び等による導電性劣化を抑制でき、また回路基板１と電子部品２間の導通接続を良好なものにできて好ましい。また、電子部品２の電極部２ａとの接合を良好なものに出来る。
【００７８】
次に、図１に示すＩＣ等の電子部品２に形成された電極部２ａを前記接続子５のマウント部５ａの支持部材６が取り付けられている面と逆側の面（図１では上面）に当接させ、例えば超音波溶接等によって前記接続子５のマウント部５ａを前記電極部２ａに接合する。
【００７９】
このように金属被膜７を接合層として機能させることができ、例えば超音波溶接によって前記接続子５のマウント部５ａを前記電極部２ａに接合させることが可能である。すなわち導電性接着剤等を用いなくても前記接続子５のマウント部５ａを簡単に前記電極部２ａに接合させることが出来るから製造工程の簡略化を図ることが出来る。
【００８０】
また前記接続子５を前記電極部２ａ下に接合させた後、前記作業台１１を除去する。除去する方法としてエッチング法などを用いてもよいが、図７工程で予め前記作業台１１と支持部材６間に剥離層を設けておけば、前記剥離層から容易に前記作業台１１を取り外すことができ、しかも剥離された作業台１１を再び使用することができるので製造費の上昇を抑制することも出来る。
【００８１】
なお例えば図１２工程から図１３工程の間で、すなわち電子部品２を取り付ける前に、前記接続部材３に対し熱処理を施してもよい。この熱処理によって前記接続子５の弾性腕５ｂ内の内部応力をより増大させ、さらに湾曲状に変形しやくできる。
【００８２】
本実施形態では、図８工程で、前記接続子５（導電層１３）の下面側と上面側とで異なる内部応力を付与する点、前記接続子５（導電層１３）を直接、前記支持部材６上に成膜する点（すなわち接着剤等を使用しない）、等に特徴的な部分がある。すなわち、前記接続子５を支持部材６上に成膜するときに、前記接続子５と支持部材６との間に犠牲層を設ける必要がない。例えば、前記接続子５を直接、回路基板１上に形成しようとするとき（すなわち支持部材６がない）、まず回路基板１上に前記犠牲層を形成し、その上に接続子５を形成する。そして、その後、前記接続子５のマウント部５ａ下にある犠牲層はそのままで弾性腕下にある前記犠牲層を除去すると、前記犠牲層による抑えが無くなった前記弾性腕が自らの内部応力の差に基づき変形する。あるいは前記支持部材６上でも前記支持部材６に貫通孔１０を形成しない場合は前記犠牲層が必ず必要になる。
【００８３】
しかし図７ないし図１３に示す製造方法では、前記弾性腕５ｂと高さ方向にて対向する位置にある前記支持部材６に貫通孔１０を形成するため、前記貫通孔１０の形成により前記弾性腕５ｂを、上下に何の抑えもない開放状態にでき、特に前記犠牲層の形成は必要なく、簡単な製造工程で前記接続部材３を形成することが可能になる。
【００８４】
また前記支持部材６は有機絶縁シートであることが好ましい。前記支持部材６を有機絶縁シートで形成すると、図９工程で、選択的エッチングにより、前記支持部材６に影響を与えることなく前記接続子５を所定形状に形成でき、また図１１工程で、選択的エッチングにより、前記接続子５に影響を与えることなく前記支持部材６に適切且つ簡単に貫通孔１０を形成できる。
【００８５】
また電子部品２の電極部２ａの数及び電極部２ａ間の間隔に応じて形成された複数の接続子５を支持部材６に固定支持できるので、複数の接続子５のマウント部５ａを同時に前記電子部品２の電極部２ａ下に接合することができ製造工程の簡略化を図ることができて好ましい。またシート状の支持部材６に複数の接続子５が取り付けられているので、電子部品２への接合前に各接続子５がばらばらになることは無く、前記接続部材３の輸送等も簡単に行なうことが出来る。
【００８６】
図７工程での作業台１１は用いられなくてもよいが、用いたほうが製造工程を容易にできて好ましい。前記支持部材６には図１１工程の段階で貫通孔１０が形成されるが、作業台１１に形成された貫通孔１２を利用して前記支持部材６に簡単且つ確実に貫通孔１０を形成できるし、また軟質な支持部材６を前記支持部材６よりも硬質な作業台１１上に載置することで前記支持部材６上に導電層１３を形成しやすくなる。なお前記作業台１１には最初から貫通孔１２が形成されているが前記貫通孔１２は、図１１工程までのいずれかの段階（すなわち前記支持部材６に貫通孔１０を形成する前段階）で形成すればよい。
【００８７】
なお図８の工程で導電層１３を形成するときに、下面側に引っ張り応力を上面側に圧縮応力を付与すれば、図１２工程で前記弾性腕５ｂは上方に向けて、すなわち前記貫通孔１０から離れる方向に向けて変形する。図２に示す接続部材１５を図３に示す取付基板２１に導電性接着剤２６を用いて貼り付けたり、あるいは図４に示すように前記マウント部１６ａ下の支持部材６に第２の貫通孔３１を形成し、前記第２の貫通孔３１を介して前記マウント部１６ａと回路基板１の電極部３３とを接合してもよい。
【００８８】
また上記では前記接続子５を内部応力に差を持たせて形成し、図１１工程で前記支持部材６に貫通孔１０を形成することで、開放された前記弾性腕５ｂを自らの力により変形させるものであったが、前記接続子５の内部応力に差を持たせず、図１１のように貫通孔１０を形成した後、前記貫通孔１０を通して、あるいは前記貫通孔１０の上側から治具を用いて前記弾性腕５ｂを機械的に上方向あるいは下方向に変形させるものであってもよい。
【００８９】
上記ではＩＣ等の電子部品と回路基板間に用いられる接続部材について説明したが、前記接続部材は、電子部品間等に用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明における実施形態を示す基板、電子部品、及び接続部材を示す部分断面図、
【図２】図１とは異なる実施形態の接続部材の部分断面図、
【図３】図１とは異なる形態の本発明における実施形態を示す基板、電子部品、及び接続部材を示す部分断面図、
【図４】図１とは異なる形態の本発明における実施形態を示す基板、電子部品、及び接続部材を示す部分断面図、
【図５】図１とは異なる実施形態の接続部材の部分断面図、
【図６】図１とは異なる形態の本発明における実施形態を示す基板、電子部品、及び接続部材を示す部分断面図、
【図７】図１に示す接続部材の製造方法を説明するための一工程図（部分拡大断面図）、
【図８】図７の次に行なわれる一工程図（部分拡大断面図）、
【図９】図８の次に行なわれる一工程図（部分拡大断面図）、
【図１０】図９の次に行なわれる一工程図（部分拡大断面図）、
【図１１】図１０の次に行なわれる一工程図（部分拡大断面図）、
【図１２】図１１の次に行なわれる一工程図（部分拡大断面図）、
【図１３】図１２の次に行なわれる一工程図（部分拡大断面図）、
【符号の説明】
【００９１】
１  基板
２  電子部品
３、１５、３０、６０  接続部材
５、１６、４０、５０  接続子
５ａ、１６ａ、４０ａ、５０ａ  マウント部
５ｂ、１６ｂ、４０ｂ、５０ｂ  弾性腕
６  支持部材
７  金属被膜
１０、１２、２２、３１  貫通孔
１１  台
１３  導電層
２０  マスク層
【図１】
2007027093.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】
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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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