(57)【要約】【課題】製造工程を短縮した凸形スパイラル状接触子の製造方法を提供する。【解決手段】Ｃｕ箔３を用意する第１工程と、Ｃｕ箔３に凸形工具１４で型押しして窪み３ａを作る第２工程と、Ｃｕ箔３にフォトレジスト７を塗布する第３工程と、スパイラル状接触子２のパターンを有するフォトマスク１７を前記フォトレジスト７に被せ、フォトマスク１７を露光・現像する第４工程と、露出している前記Ｃｕ箔３の露出面に金属メッキ５を施し、前記フォトレジスト７を除去する第５工程と、実装基板６上のランド１１に凸形スパイラル状接触子（２）を固着する第６工程と、Ｃｕ箔３をエッチングにて除去する第７工程と、を含むことを特徴とする凸形スパイラルコンタクタ１の製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｕ箔を用意する第１工程と、
前記Ｃｕ箔に凸形工具で型押しして窪みを作る第２工程と、
前記Ｃｕ箔にフォトレジストを塗布する第３工程と、
スパイラル状接触子のパターンを有するフォトマスクを前記フォトレジストに被せ、前記フォトマスクを露光・現像する第４工程と、
露出している前記Ｃｕ箔の露出面に金属メッキを施し、前記フォトレジストを除去する第５工程と、
実装基板上のランドに凸形スパイラル状接触子を固着する第６工程と、
前記Ｃｕ箔をエッチングにて除去する第７工程と、
を含むことを特徴とする凸形スパイラルコンタクタの製造方法。
【請求項２】
前記第７工程の後に、アニールフォーミングする第８工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の凸形スパイラルコンタクタの製造方法。
【請求項３】
前記凸形工具の先端部に突起を設けたことを特徴とする請求項１に記載の凸形スパイラルコンタクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型化、軽量化、小型化、高密度化に対応可能な凸形スパイラル状接触子を複数配置した凸形スパイラルコンタクタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路（ＩＣ）の多機能化、高性能化に伴い、ＩＣを搭載する電子部品は、軽量化、縮小化、高精度化、高密度化等さまざまなニーズにより変遷し、進化してきた。
図５は、従来の凸形スパイラルコンタクタの拡大平面図である。図５に示すように、凸形スパイラルコンタクタ２０は、格子状に凸形スパイラル状接触子２，２…が狭ピッチで複数配置されて構成されている。凸形スパイラルコンタクタ２０を構成する凸形スパイラル状接触子２は、平面視ではスパイラル形状であり、側面視では凸形をしており、複数の凸形スパイラル状接触子２，２…が絶縁基板上に配置されている。この凸形スパイラル状接触子２は渦巻き状に接点を有し、円錐形で断面が角形のコイルばねのように形成し、先端をフリーとした１本からなり、先端から根元に近づくにしたがって凸形スパイラル状接触子２の渦巻き部の幅が広くなるように形成されている。
【０００３】
図６は、図５に示す凸形スパイラルコンタクタのＡ−Ａ線の断面図であり、形状の異なる２つの接続端子を接近させた状態を示し、図６の（ａ）は、凸形スパイラルコンタクタの凸形スパイラル状接触子が球状接続端子とパッド状接続端子に接続する前の状態を示す断面図である。
図６の（ａ）に示すように、プリント（実装）基板６にはスルーホール６ａが形成され、このスルーホール６ａを埋めるようにしてエラストマー６ｂが充填されている。プリント（実装）基板６の両面には、凸形スパイラル状接触子２，２…が配置されている。さらに、プリント基板６の表面（上面）には、ガイドフレーム１２がポリイミド１８を介して形成されている。上方から球状接続端子２１ａを有する半導体デバイス２１がガイドフレーム１２に接近すると、このガイドフレーム１２は、球状接続端子２１ａをガイドフレーム１２内に落とし込む際のガイドとなり、さらに、半導体デバイス２１のストッパになり、半導体デバイス２１を支持する。
一方、プリント基板６の裏面（下面）には、パッド状接続端子２２ａを有する半導体デバイス２２が配置されている。
【０００４】
図６の（ｂ）は、凸形スパイラルコンタクタが球状接続端子とパッド状接続端子に接続した状態を示す断面図である。図６の（ｂ）に示すように、凸形スパイラル状接触子２の各断面は、金属メッキ工法の特性により、中央がくぼみ、角が鋭角に形成されている。凸形スパイラル状接触子２は、球状接続端子（以下、ボールという）２１ａの押圧により、凸形スパイラル状接触子２の付勢力に抗して、中央部から外側に接触点から接触線に広げ、フラット状に変形する。そして、信頼性の高い電気的接続をする。また、凸形スパイラル状接触子２は螺旋状のため、球状接続端子２１ａの球径のバラツキや球状接続端子２１ａの出入りの浅いもの、深いものにも柔軟に対応する適合性を有している。
【０００５】
一方、下部に配置したパッド状接続端子２２ａを有する半導体デバイス２２側でも、凸形スパイラル状接触子２は、パッド状接続端子（以下、パッドという）２２ａの押圧により、凸形スパイラル状接触子２の付勢力に抗して、中央部から外側に接触点から接触線に広げ、フラット状に変形する。そして、前記同様に、信頼性の高い電気的接続をする。また、パッド接続端子２２ａの高さの出入りのバラツキにも柔軟に対応する適合性を有しているため、スパイラル状接触子２は凸形の方が有利である（特許文献１参照）。
【０００６】
従来の凸形スパイラルコンタクタの製造方法の前半（図示せず）から概略を説明する（特許文献２参照）。
第１工程は、例えば、ＳＵＳ（ステンレス）の金属板の表面に、例えば、厚み２０〜６０μｍ程の銅メッキにより金属膜を形成し、第２工程は、銅メッキの金属膜の上にフォトレジスト膜を塗布し、フォトマスクを重ねる。
第３工程は、フォトレジスト膜に凸形スパイラル状接触子のパターンを有するフォトマスクに対して露光・現像をし、第４工程は、露出した銅メッキの金属膜に、例えば、ニッケル（Ｎｉ）メッキを施して凸形スパイラル状接触子を形成する。
第５工程は、ＳＵＳの金属板を剥がし取り、下面に円錐状の凸部が形成したフォーミング用のパレットを用意し、第６工程は、パレットの凸部に凸形スパイラル状接触子を真空吸着にて当接し、凸型に成形する。
第７工程は、平面研削用の砥石を用意し、第８工程は、凸形スパイラル状接触子の凸部を砥石にて研磨し、削除する。
第９工程は、パレットを取り外し、凸形スパイラル状接触子の研磨面に金メッキを施し、第１０工程は、フォトレジスト膜を除去する。
第１１工程は、穴明け加工が施されたポリイミドフィルムによるガイドフレームを用意し、加熱圧着し、第１２工程は、銅メッキの金属膜の下面にフォトレジスト膜を塗布し、フォトマスクを重ねる。
第１３工程は、露光・現像し、第１４工程は、ニッケルメッキの後、金メッキを施す。
第１５工程は、フォトレジスト膜を除去し、第１６工程は、銅メッキの金属膜をエッチングにて除去する。
【０００７】
図７は、従来の凸形スパイラルコンタクタの製造方法の後半である第１７〜２２工程を示す工程図である。図７に示すように、第１７工程は、ガイドフレーム１２の上面に型崩れのないようにパレット２３を貼付する。
第１８工程は、中心に位置決め用の心棒１４ａを形成し、その心棒１４ａの外周に１回転分の螺旋状の肩部１４ｂを設けた凸形工具１４を凸形スパイラル状接触子２の下方に配置する。
第１９工程は、前記凸形パイラル状接触子２を下方から凸形工具１４により所定量押圧して塑性加工を行う。
第２０工程は、前記凸形スパイラル状接触子２から凸形工具１４を抜き取り、パレット２３を取り外す。
第２１工程は、スルーホールのない絶縁基板６に半田リフロー１１又は導電接着剤を塗布する。
第２２工程は、絶縁基板６に凸形スパイラルコンタクタ２０の凸形スパイラル状接触子２を半田リフロー又は導電接着剤により接着する。
以上の加工手順により、スルーホールがない絶縁（プリント）基板６に、凸形の膨らみを有する凸形スパイラル状接触子２が複数配置された凸形スパイラルコンタクタ２０を製造することができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２０９４１９号公報（００２９、００３０、図３）
【特許文献２】特開２００４−１２３５７号公報（００２３、００２４、図２、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の凸形スパイラルコンタクタ２０の製造方法は、図７の第１９工程に示すように、スパイラル状接触子２を凸形工具１４により押し上げて凸形に変形させるものなので、加工の難易度が高く、また、加工ひずみが残るという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、加工の難易度が低く、また、加工ひずみが残らない凸形スパイラル状接触子の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、凸形スパイラルコンタクタの製造方法であって、Ｃｕ箔（３）を用意する第１工程と、前記Ｃｕ箔（３）に凸形工具（１４）で型押しして窪み（３ａ）を作る第２工程と、前記Ｃｕ箔（３）にフォトレジスト（７）を塗布する第３工程と、スパイラル状接触子（２）のパターンを有するフォトマスク（１７）を前記フォトレジスト（７）に被せ、前記フォトマスク（１７）を露光・現像する第４工程と、露出している前記Ｃｕ箔（３）の露出面に金属メッキ（５）を施し、前記フォトレジスト（７）を除去する第５工程と、実装基板（６）上のランド（１１）に凸形スパイラル状接触子（２）を固着する第６工程と、前記Ｃｕ箔（３）をエッチングにて除去する第７工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の凸形スパイラルコンタクタ（１）の製造方法であって、前記第７工程の後に、アニールフォーミングする第８工程と、を含むことを特徴とする。
アニールフォーミングとは、個々の凸形スパイラル状接触子（２）を凸形にフォーミング（形成）させた状態で、例えば、２５０〜３００℃に加熱してアニール（焼きなまし）処理を行い、内部応力を除去し、凸形を維持する方法をいう。なお、この温度範囲に限定するものではない。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の凸形スパイラルコンタクタ（１）の製造方法であって、前記凸形工具（１４ａ）の先端部に突起（１４ｂ）を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、Ｃｕ箔を用意する第１工程と、Ｃｕ箔に凸形工具で型押しして窪みを作る第２工程と、Ｃｕ箔にフォトレジストを塗布する第３工程と、スパイラル状接触子のパターンを有するフォトマスクをフォトレジストに被せ、フォトマスクを露光・現像する第４工程と、露出しているＣｕ箔の露出面に金属メッキを施すことにより、ストレスのない、加工ひずみが残らない凸形スパイラル状接触子を形成することができる。フォトレジストを除去する第５工程と、実装基板上のランドに凸形スパイラル状接触子を固着する第６工程と、Ｃｕ箔をエッチングにて除去する第７工程とにより、凸形スパイラル状接触子を製造することができることから、従来の製造工程よりも加工の難易度が低く、また、加工ひずみが残らない凸形スパイラル状接触子の製造方法を提供することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、アニールフォーミングにより、内部応力を除去することができるため、凸形が維持する凸形スパイラルコンタクタを提供することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、凸形工具の先端部に突起を設けたことにより、凸形スパイラル状接触子の先端部に突起を設けることができるため、パッド状接続端子に対してはこの突起が積極的に接続し、酸化膜を破るため、電気的接続の信頼性を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態については、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、本発明の凸形スパイラルコンタクタの第１実施の形態を説明するための工程図である。
図１に示すように、凸形スパイラルコンタクタ１の製造方法の第１工程（ａ）は、Ｃｕ箔３を用意する。Ｃｕ箔３の厚みは、例えば、約０．０３〜０．１０ｍｍである。
ここで、Ｃｕ箔３に焼鈍を施してもよい。それは次工程で凸形工具による型押しをする際に生じるひずみの発生を防止できるためである。
第２工程（ｂ）は、Ｃｕ箔３に凸形工具１４で型押しして、窪み３ａ，３ａ…を作る。凸形工具１４は先端部がテーパ角９０度で形成されており、この先端部をＣｕ箔３に型押しして、窪み３ａを作り、１ピッチずらしてまた窪み３ａ，３ａ…を連続的に作る。なお、その窪み３ａは６０度、１２０度、その他のテーパ角であっても構わない。また、Ｃｕ箔３ａに熱を加えてやわらかくして加工してもよい。
さらに、凸形工具１４の構成は、１個の窪み３ａを加工する１個の凸形工具であってもよいし、複数個の窪み３ａを同時に加工する複数個の凸形工具としてもよい。
第３工程（ｃ）は、Ｃｕ箔３上にフォトレジスト７を塗布する。
第４工程（ｄ）は、スパイラル状のパターンを有するフォトマスク１７をフォトレジスト７に被せて露光・現像する。
第５工程（ｅ）は、Ｃｕ箔３の露出面に金属メッキ５を施し、有機溶剤でフォトレジスト７を除去する。この金属メッキ５はニッケルＮｉメッキであるが、パラジウムＰｄ、ニッケルＮｉ、パラジウムＰｄの順にメッキすると、耐食性、耐磨耗性が向上して好適である。このメッキ層の厚みの比率は１：８：１である。
第６工程（ｆ）は、反転し、実装基板６上のランド１１に凸形スパイラル状接触子２を固着する。
第７工程（ｇ）は、Ｃｕ箔３をエッチングにて除去する。
さらに、熱処理であるアニールフォーミングをする。このアニールフォーミングは、２５０〜３００℃で加熱と焼きなまし処理を行い、内部応力を除去する。
このように、前記した工程に従えば、凸形スパイラルコンタクタ１の製造は、従来の工程よりも短い工程で製造することができる。
なお、Ｃｕ箔３に窪み３ａ，３ａ…を作る第２工程は、窪み３ａ付Ｃｕ箔３を用意することによって削除してもよい。また、凸形スパイラル状接触子２の断面形状は、９０度のテーパ面を利用して形成するため、図１の（ｇ）に示すように、断面形状は平行四辺形であり、断面積が同じであっても幅ｂ、高さｈが異なる。例えば、断面二次モーメント（ｂｈ3／１２）は、従来（図６の（ａ）参照）の凸形スパイラル状接触子２よりも大きくなるため、厚みａをより薄くしても構わない。
【００１８】
＜第２実施の形態＞
図２は、本発明の凸形スパイラルコンタクタの第２実施の形態を説明するための工程図である。
なお、前記した第１実施の形態（図１）とこの第２実施の形態（図２）とは類似であるため、相違点のみ詳細に説明する。
図２の（ｂ）に示すように、凸形工具１４ａの先端近傍には、とげ状の突起１４ｂを設けている。この突起１４ｂ付の凸形工具１４ａとした点が相違している。
これにより、Ｃｕ箔３にこの突起１４ｂ付の凸形工具１４ａで型押しして、窪み３ａと突起穴３ｂを同時に形成する（第２工程（ｂ）参照）。そして、その後の第５工程（ｅ）により、その突起穴３ｂにも金属メッキ５が施されることから、結果として、第７工程（ｇ）に示すように、凸形スパイラル状接触子２の先端部に突起２ｂが形成される。
なお、この突起２ｂがその他の形状であってもよい。この突起形状では、高さが重要であり、例えば、球状接続端子の酸化膜を突き破り、電気的接続ができることが求められる。したがって、円錐の外、角錐であっても構わない。また、この突起２ｂの他に図示しない突起２ｃ、突起２ｄ…の複数の突起を設けても構わない。
【００１９】
図３は、図５に示すＡ−Ａ線の断面図であり、図１に示す第１実施の形態の動作を示し、（ａ）は凸形スパイラルコンタクタが球状接続端子とパッド状接続端子に接続する前の状態を示す断面図、（ｂ）は凸形スパイラルコンタクタが球状接続端子とパッド状接続端子に接続した後の状態を示す断面図である。
図３の（ａ）の上部に示すように、球状接続端子２１ａとパッド状接続端子２２ａの接続には、図１，２に示す凸形スパイラル状接触子２を用いた場合である。また、図３の球状接続端子２１ａと球状接続端子２１ａとの間隔は、前記した特許文献２よりさらに狭いピッチ０．１５ｍｍで配列されている。したがって、凸形スパイラル状接触子２同士の間隔も同じピッチ０．１５ｍｍで配列されている。凸形スパイラル状接触子２は、自然体では凸（円錐）状のスパイラル（渦巻き）で、断面が角形のコイルばねである。
半導体デバイス２１の球状接続端子２１ａ（以下、ボールという）が凸形スパイラル状接触子２を押圧すると、凸形スパイラル状接触子２はフラット状にたわみ、変形してスパイラル状接触子２の中央部から外側に接触して、接触点が接触線に広げる。そして、凸形スパイラル状接触子２はボール２１ａに螺旋状に巻き付くことから、接触する長さが長く、また、異物の付着があってもボール２１ａの球面に沿って摺動作用により異物を除去し、ボール２１ａの表面の酸化膜を切り込んで、安定した電気的接続ができる。
図３の（ｂ）の上部に両者が接続した状態を示すように、半導体デバイス２１の一面がガイドフレーム１２に当接することにより、押圧量が規制され、設定された接点圧で凸形スパイラル状接触子２とボール２１ａの接触が保持されるようになっている。
【００２０】
図３の（ａ）の下部に示すように、半導体デバイス２２のパッド状接続端子２２ａを採用しても凸形スパイラル状接触子２の凸形スパイラルコンタクタ１であれば問題はない。つまり、パッド状接続端子２２ａ（以下、パッド２２ａという）が接近して凸形スパイラル状接触子２を押圧すると、凸形スパイラル状接触子２はフラット状に変形して凸形スパイラル状接触子２の中央部から外側に亘って接触するようになり、接触は、点から線になって広がる。そして、凸形スパイラル状接触子２はパッド２２ａに渦巻き（螺旋）状に接触することから、接触する長さが長く、また、異物の付着があってもパッド２２ａ表面に沿って摺動作用により異物を除去し、パッド２２ａの表面の酸化膜を切り込んで、安定した電気的接続ができる。
図３の（ｂ）の下部に両者が接続した状態を示すように、半導体デバイス２２の一面にはストッパの役目をするポリイミド１８があり、パッド状接続端子２２ａにすることにより、半導体デバイス２２の厚みを薄くできることから、薄型化には有効である。
図３の（ａ）の上部に示すように、図１の製造工程に示す凸形スパイラル状接触子２の断面形状は、幅ｂと高さｈの平行四辺形に形成され、上端部が切り刃になるため、ボール２１ａの酸化膜を切り裂いて、喰い込んで接触するようになっている。
【００２１】
図４は、図２に示す第２実施の形態の動作を示し、（ａ）は凸形スパイラルコンタクタが球状接続端子とパッド状接続端子に接続する前の状態を示す断面図、（ｂ）は凸形スパイラルコンタクタが球状接続端子とパッド状接続端子に接続した後の状態を示す断面図である。図３を説明した説明文と同様であるため、相違点のみ、詳細に説明する。
図４の（ａ）の上部と下部に示すように、この凸形スパイラル状接触子２には突起２ｂが設けられている。また、  図４の（ｂ）の下部に両者が接続した状態を示すように、凸形スパイラルコンタクタ１にボール２１ａとパッド２２ａが接近して接続した場合、凸形スパイラル状接触子２の突起２ｂにより、より確実に球状接続端子２１ａとパッド状接続端子２２ａの表面を覆う極薄い絶縁膜である酸化膜を破り、電気的接続の信頼性を向上させることができる。
図４の（ｂ）の下部に示すように、半導体デバイス２２の一面にはストッパの役目をするガイドフレームはなく、パッド状接続端子２２ａが限界まで凸形スパイラル状接触子２を押し込んでおり、その結果、直立した断面が平行四辺形の接触子は変形して横転するが、その状態であっても、今度は突起２ｂがパッド２２ａを突き刺し、パッド状接続端子２２ａの表面を覆う極薄い絶縁膜である酸化膜を破り、電気的接続の信頼性を向上させることができる。その他は前記した図３と同様であり、動作についても同様であるため、重複する説明は省略する。なお、この突起２ｂの平面視した形状については図示していないが、円錐の場合は、凸形スパイラル状接触子２の一面に小さな円となる。三角錐の場合は、凸形スパイラル状接触子２の一面に三角形となり、多角錐の場合は、凸形スパイラル状接触子２の一面に多角形となる。
【００２２】
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。例えば、Ｃｕ箔３はＣｕ薄板としてもよい。また、Ｃｕ箔３は、金属箔であればよく、Ｃｕ箔以外の金属であっても構わない。凸形工具１４は、１個の窪み加工用であってもよいし、複数個を同時に加工する複数個が一体にした工具としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の凸形スパイラルコンタクタの第１実施の形態を説明するための工程図である。
【図２】本発明の凸形スパイラルコンタクタの第２実施の形態を説明するための工程図である。
【図３】図１に示す第１実施の形態の動作を示し、（ａ）は凸形スパイラルコンタクタが球状接続端子とパッド状接続端子に接続する前の状態を示す断面図、（ｂ）は凸形スパイラルコンタクタが球状接続端子とパッド状接続端子に接続した後の状態を示す断面図である。
【図４】図２に示す第２実施の形態の動作を示し、（ａ）は凸形スパイラルコンタクタが球状接続端子とパッド状接続端子に接続する前の状態を示す断面図、（ｂ）は凸形スパイラルコンタクタが球状接続端子とパッド状接続端子に接続した後の状態を示す断面図である。
【図５】従来の凸形スパイラル状接触子が複数配置された凸形スパイラルコンタクタの拡大平面図である。
【図６】図５に示す凸形スパイラルコンタクタのＡ−Ａ線の拡大断面図であり、（ａ）は凸形スパイラルコンタクタが球状接続端子とパッド状接続端子に接続する前の状態を示す拡大断面図、（ｂ）は凸形スパイラルコンタクタが球状接続端子とパッド状接続端子に接続した後の状態を示す拡大断面図である。
【図７】従来の凸形スパイラルコンタクタの第１７工程以降の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【００２４】
１，２０  凸形スパイラルコンタクタ
２    凸形スパイラル状接触子
２ａ  接合面
２ｂ，２ｃ，２ｄ  突起
３    Ｃｕ箔
３ａ  窪み
３ｂ  突起穴
５    金属メッキ
６    実装（プリント）基板
７    フォトレジスト
８，９  フォトマスク
１０  半田ペースト
１１  ランド
１３  プレート
１４，１４ａ  凸形工具
１４ｂ  突起
１５  フォトレジスト（ドライフィルム）
１７  フォトマスク
１８  ポリイミド
１９  粘着シート
２１，２２  半導体デバイス
２１ａ  球状接続端子（ボール）
２２ａ  パッド状接続端子（パッド）
【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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