JPH0750113A - 導電性突起物転写用基材、導電性突起物の転写方法およびプローブカード構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気回路または電気回路部品等に容易に形成
することが可能な導電性突起物を保持する基材を提供す
ること、ならびに導電性突起物を電気回路または電気回
路部品等に容易に形成しうる方法を提供すること。 【構成】 本発明の導電性突起物転写用基材Ｓは、導電
性突起物２が可溶性の支持体１に固定されてなるもので
ある。また、本発明の導電性突起物の転写方法は、上記
導電性突起物転写用基材Ｓの導電性突起物２を被転写体
に接合した後、上記基材Ｓの支持体１を溶解除去するこ
とを特徴とするものである。さらに、本発明のプローブ
カード構造体の製造方法は、上記導電性突起物転写用基
材Ｓの導電性突起物２をプローブカードの電極面に接合
した後、上記基材Ｓの支持体１を溶解除去することを特
徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気回路または電気回
路部品等に容易に形成することが可能な導電性突起物を
保持する基材および該導電性突起物の形成方法、ならび
に電気回路または電気回路部品等の検査等を行う際に用
いられるプローブカード構造体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術・発明が解決しようとする課題】近年の技
術の進歩に伴って、電子機器の軽薄短小化が年々進めら
れており、半導体実装の技術分野においては、基板上に
半導体素子を高密度で実装することが強く要望されてい
る。従来、当該分野においては、半導体素子に金属より
なる突起物（バンプ）を形成して接続端子とし、これに
より実装を行っている。このようなバンプによる実装方
法は、半導体素子以外にも各種電気・電子部品の実装密
度を向上させる方法として有用なものである。

【０００３】ところが、上記のようなバンプを半導体素
子その他の電気・電子部品に直接形成することは技術的
に困難である。例えば、電解メッキによりバンプを形成
しようとする場合、この電解メッキのために独立して通
電リードを設けることが困難な場合が多く、このため無
電解メッキによりバンプを形成することもなされるが、
これによればメッキ処理に長時間を要する。また、電解
メッキが可能な場合でも、バンプを十分な高さを有する
ように形成することは困難である。これらのことが、電
子機器製造における歩留りの原因となっている。

【０００４】そこで、バンプを電気・電子部品に転写法
によって形成することが提案されている。しかしなが
ら、この転写法として現在行われているものは、製造コ
スト、バンプ転写の容易性等の点で未だ満足できるもの
ではない。

【０００５】本発明の目的は、上記のような問題を解消
し、電気回路または電気回路部品等に容易に形成するこ
とが可能な導電性突起物を保持する基材を提供すること
にある。また、本発明の他の目的は、導電性突起物を電
気回路または電気回路部品等に容易に形成しうる方法を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、導電性突
起物を可溶性の支持体に固定し、電気回路または電気回
路部品等を被転写体としてこれに上記導電性突起物を接
合した後、支持体を溶解除去するようにすると、導電性
突起物を電気回路または電気回路部品等に容易に形成す
ることができるようになることを見出し、本発明を完成
するに至った。即ち、本発明の導電性突起物転写用基材
は、導電性突起物が可溶性の支持体に固定されてなるも
のである。また、本発明の導電性突起物の転写方法は、
上記導電性突起物転写用基材の導電性突起物を被転写体
に接合した後、上記基材の支持体を溶解除去することを
特徴とするものである。さらに、本発明のプローブカー
ド構造体の製造方法は、上記導電性突起物転写用基材の
導電性突起物をプローブカードの電極面に接合した後、
上記基材の支持体を溶解除去することを特徴とするもの
である。

【０００７】

【作用】上記構成においては、導電性突起物を保持する
支持体が可溶性を有することにより、この導電性突起物
を被転写体に接合した後に該支持体を溶解させて除去す
ることが可能となり、この結果導電性突起物を被転写体
に転写形成することが容易となる。また、導電性突起物
の形状として広範なものが可能となるため該導電性突起
物を転写する前に支持体から脱落しない態様とすること
ができ、さらに転写時に支持体を除去する際に導電性突
起物が支持体とともに被転写体から脱離するということ
も防止される。

【０００８】以下、本発明を図面に基づいて具体的に説
明する。図１は、本発明の導電性突起物転写用基材の一
実施例を示す模式断面図である。同図において、Ｓは導
電性突起物転写用基材を示し、導電性突起物２が支持体
１に固定された構成となっている。なお、本実施態様に
おいては、支持体１に設けられた貫通孔Ｈにて導電性突
起物２が固定されている。

【０００９】本発明の導電性突起物転写用基材Ｓは、導
電性突起物２が可溶性の支持体１に固定されてなること
を特徴とし、このように支持体１を可溶性のものとした
ことによって、導電性突起物転写時に該支持体１を溶解
除去することを可能としているものである。かくして、
導電性突起物を被転写体に転写形成することが容易とな
る。

【００１０】本発明でいう可溶性とは、本発明の目的を
そこなうことのない媒体により溶解可能な性質をいい、
好ましくは上記媒体に１〜６０分間浸漬することにより
溶解可能な性質をいう。上記媒体としては、例えばポリ
イミドを溶解する際に溶剤として通常使用されるN-メチ
ル -2-ピロリドン、m-クレゾール、ジメチルアセトアミ
ド等の有機溶媒や、アルカリ溶液、例えば水酸化ナトリ
ウム溶液、水酸化カリウム溶液、ヒドラジン等が用いら
れる。

【００１１】上記支持体１としては、上記のような可溶
性を有するものであれば特に限定されない。このような
支持体としてはポリエステル系樹脂、フェノキシ系樹
脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂等が例示され
るが、なかでも耐熱性や機械的強度に優れるポリイミド
系樹脂が好適に使用される。

【００１２】なお、上記支持体１は、例えば図２に示す
ように、少なくとも導電性突起物転写側表面に接着層１
１が形成されていると、導電性突起物２と被転写体との
接着信頼性が向上するため好ましい。この接着層１１と
しては、エポキシ系樹脂、フェノキシ系樹脂、ウレタン
系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹
脂、ポリカーボネート系樹脂、シリコン系樹脂等の熱硬
化性樹脂または熱可塑性樹脂のうち、前記可溶性の支持
体１よりも溶融温度の低いものが使用される。なかで
も、耐熱性に優れる熱可塑性ポリイミド樹脂を使用する
ことが好ましく、この熱可塑性ポリイミド樹脂として
は、４００℃における溶融粘度が１×１０⁸ ポイズ以
下、好ましくは１×１０³ 〜１×１０⁷ ポイズのもので
あってポリイミド骨格を有するものであれば特にその構
造は限定されない。このような熱可塑性ポリイミド樹脂
として、ウルテム1000（商品名、ジェネラルエレクトリ
ック社製、ポリエーテルイミド）、ＬＡＲＣ−ＴＰＩ
（商品名、三井東圧社製、ポリイミド）、4,4'−オキシ
ジフタル酸二無水物と3,3'−ジアミノジフェニルスルホ
ンとから得られるポリイミド等より選ばれる１種または
２種以上の混合物が好適に使用される。

【００１３】上記転写用導電性突起物２は、導電性の物
質で構成され、この導電性物質としては、金、銀、銅、
鉛、錫、ニッケル、コバルト、インジウム等の各種金属
またはこれらよりなる合金等が例示されるが、なかでも
半田、インジウム、錫、鉛等の低融点金属またはこれら
よりなる合金等が好ましい。

【００１４】上記転写用導電性突起物２の転写側の形状
としては特に限定されないが、図１に示すように、接合
対象となる電極面等に接合しやすいマッシュルーム状に
形成されていることが好ましい。

【００１５】一方、本発明においては、上記転写用導電
性突起物２の転写側と反対側の形状として、広範なもの
が可能である。即ち、従来の転写用導電性突起物におい
ては支持体から物理的に離脱可能な形状に限定されてい
たのに対し、本発明においては転写時に支持体１を溶解
除去するようにするので、あらゆる形状が可能である。
例えば図３に示すように、転写用導電性突起物２の転写
側と反対側が貫通孔Ｈの端部より突出してマッシュルー
ム状に形成され、該突出部が上記貫通孔Ｈの開口部周縁
にて係止されている態様が好ましい。これによれば、該
導電性突起物２が転写される前に支持体１より脱落する
ことが防止される。

【００１６】上記転写用導電性突起物２は、支持体１表
面より１〜３０μｍ、好ましくは５〜１５μｍ突出する
ように形成されていることが好ましい。上記導電性突起
物２の突出が１μｍ未満となると、導電性突起物２の接
続信頼性が不十分となり、一方３０μｍを越えると、そ
の形成に長時間を要して製造効率が低下するため好まし
くない。

【００１７】上記転写用導電性突起物２の形成方法とし
ては、例えば支持体１に貫通孔Ｈを形成し、この貫通孔
Ｈに上記導電性物質を、これが支持体１表面より上記高
さまで突出するまで充填する等の方法が挙げられる。こ
のような方法による場合、導電性物質の充填は、電解メ
ッキ、無電解メッキ等の方法によりなされればよいが、
作業時間の点から電解メッキによることが好ましい。

【００１８】なお、図４に示すように、上記導電性突起
物２の転写側部表面を上記のような低融点金属２１で構
成し、それ以外の部分を上記低融点金属以外の金属２２
で構成して２層構造とすると、転写側部表面の低融点金
属２１により被転写体への接合・転写がなされるととも
に、低融点金属以外の金属２２により圧着されることが
可能となり好ましい。上記低融点金属以外の金属２２と
しては、該低融点金属２１に対しぬれ性の良好な金属が
好適に使用され、このような金属として例えばニッケ
ル、金等が挙げられる。なおその際、導電性突起物２
は、図４に示すように、支持体１の両面において上記の
態様となっていることが好ましい。

【００１９】上記支持体１に固定された導電性突起物２
は、これを被転写体に接合した後、上記支持体１を溶解
除去することによって、被転写体上に転写・形成され
る。

【００２０】図５は、この導電性突起物の転写方法を示
す模式図である。以下、同図に基づいて上記導電性突起
物の転写形成方法をさらに具体的に説明する。まず、図
５（ａ）に示すように、上記導電性突起物転写用基材Ｓ
の導電性突起物２の転写側部を被転写体Ｔの電極部４に
接触させる。ここで、前記したように導電性突起物２の
転写側部が図１に示すようなマッシュルーム状である
と、電極部４への接触および以下に述べる接合が容易に
行える。ついで、図５（ｂ）に示すように、導電性突起
物２を電極部４に接合する。この接合は、例えば熱可塑
性ポリイミド等を接着剤としてこれにより上記導電性突
起物２を電極部４に接着する方法や、あるいは、導電性
突起物２の少なくとも転写側部側表面が前記したように
低融点金属で構成されている場合には、加熱圧着により
接合する方法等によりなされる。この後、図５（ｃ）に
示すように、導電性突起物転写用基材Ｓの支持体１を溶
解除去する。この溶解除去は、例えば有機溶媒やアルカ
リ溶液等の溶剤に支持体１を浸漬することによりなされ
る。

【００２１】上記のような方法によって、被転写体上に
導電性突起物を容易に転写形成することができる。

【００２２】上記方法により形成された導電性突起物
は、半導体素子等の被接続体に加熱圧着等の方法により
接続される。

【００２３】なお本発明においては、上記と同様の方法
を用いて、半導体装置等の検査に使用されるプローブカ
ード構造体を製造することもできる。即ち、検査回路パ
ターンおよび電極リードが形成された絶縁性フィルムの
該電極リードを被転写体とし、この電極リードに導電性
突起物を上記と同様にして転写形成することによって、
図６に示すようなプローブカード構造体を得ることがで
きる。

【００２４】

【実施例】以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に
説明する。なお、本発明がこれらに限定されるものでな
いことはいうまでもない。 実施例１ 銅箔上に可溶性ポリイミド前駆体溶液を、乾燥後の厚さ
が約１５μｍとなるように塗工した後これを硬化させ
て、銅箔層と可溶性ポリイミド層とよりなる２層フィル
ムを作製した。次に、上記２層フィルムの可溶性ポリイ
ミド層表面に、発振波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレ
ーザー光をマスクを通して照射してドライエッチングを
施し、径６０μｍ、ピッチ２００μｍの貫通孔を形成し
た。次いで、上記２層フィルムの銅箔層表面に、レジス
トを塗工した後これを硬化させて絶縁し、化学研磨溶液
中に５０℃で２分間浸漬した。これを水洗した後、銅箔
層を電極に接続して６０℃のシアン化金メッキ浴に浸漬
し、銅箔層をマイナス極として２層フィルムの貫通孔内
に金メッキを成長させ、この金メッキがポリイミド層表
面に到達するまで約２０分間メッキ処理を行った。この
後、レジスト層を剥離し、銅箔層を塩化第二銅で溶解除
去して、導電性突起物転写用基材を得た。

【００２５】別に、厚さ２５μｍのポリイミドフィルム
上に銅を用いて回路パターンおよび電極リードを形成し
て、回路基板を作製した。この回路基板と上記導電性突
起物転写用基材との間に接着層として厚さ５μｍの熱可
塑性ポリイミドフィルムを挟み、該回路基板の電極リー
ドと導電性突起物転写用基材の導電性突起物との位置合
わせを行った後、これらを熱プレスによって３５０℃で
１０ｋｇ／ｃｍ² の条件下で約１０分間加熱して接着し
た。この後、上記回路基板と導電性突起物転写用基材と
の接着物を、５０℃、３０％のＮａＯＨ溶液中に１０分
間浸漬して可溶性ポリイミド層を溶解除去し、回路基板
上に導電性突起物を転写形成した。

【００２６】比較例１ 銅箔上にポリイミド前駆体溶液を、乾燥後の厚さが約２
５μｍとなるように塗工した後これを硬化させて、銅箔
層とポリイミド層とよりなる２層フィルムを作製した。
次に、上記２層フィルムのポリイミド層の表面に、上記
実施例１と同様にして、径６０μｍ、ピッチ２００μｍ
の貫通孔を形成した。次いで、上記２層フィルムの銅箔
層表面に、レジストを塗工した後これを硬化させて絶縁
し、化学研磨溶液中に５０℃で２分間浸漬した。これを
水洗した後、無電解メッキによって２層フィルムの貫通
孔内に金メッキを成長させたところ、金メッキがポリイ
ミド層の表面から約５μｍの高さまで突出するまでに約
５時間を要した。

【００２７】実施例２ 銅箔上に可溶性ポリイミド前駆体溶液を、乾燥後の厚さ
が約１５μｍとなるように塗工した後これを乾燥させ、
さらにこの上に熱可塑性ポリイミド前駆体溶液を、乾燥
後の厚さが約１０μｍとなるように塗工し、上記両ポリ
イミド層を硬化させて、銅箔層と可溶性ポリイミド層と
熱可塑性ポリイミド層とよりなる３層フィルムを作製し
た。次いで、上記３層フィルムの可溶性ポリイミド層お
よび熱可塑性ポリイミド層に、上記実施例１と同様にし
て、径６０μｍ、ピッチ２００μｍの貫通孔を形成し、
該貫通孔に電解メッキによって金を充填した後、銅箔層
を除去して、導電性突起物転写用基材を得た。

【００２８】上記実施例１と同様の回路基板の電極リー
ドと導電性突起物転写用基材の導電性突起物との位置合
わせを行った後、実施例１と同様にして、該電極リード
と導電性突起物とを加熱して接着し、可溶性ポリイミド
層を溶解除去して、回路基板上に導電性突起物を転写形
成した。

【００２９】比較例２ 銅箔上に熱可塑性ポリイミド前駆体溶液を、乾燥後の厚
さが約２５μｍとなるように塗工した後これを硬化させ
て、銅箔層と熱可塑性ポリイミド層とよりなる２層フィ
ルムを作製した。

【００３０】上記実施例２において、３層フィルムにか
えて上記２層フィルムを用いる以外は全て同様にして、
導電性突起物転写用基材を作製し、回路基板の電極リー
ドと導電性突起物転写用基材の導電性突起物とを熱プレ
スにより加熱および加圧したろ、この加熱および加圧に
よって熱可塑性ポリイミド層が流動、変形し、それとと
もに導電性突起物が移動したため、該導電性突起物の転
写形成を確実に行うことができなかった。

【００３１】実施例３ 上記実施例１で得られた導電性突起物転写用基材の導電
性突起物上に、無電解半田メッキにより厚さ３μｍの半
田層を形成した。また、これと同様にして、上記実施例
１で得られた回路基板の回路上にも半田層を形成した。

【００３２】この後、上記回路基板の電極リードと導電
性突起物転写用基材の導電性突起物との位置合わせを行
った後、これらをホットプレート上にて２５０℃で１分
間加熱して、該電極リードと導電性突起物とを接着し
た。次いで、上記回路基板と導電性突起物転写用基材と
の接着物を、５０℃、３０％のＮａＯＨ溶液中に１０分
間浸漬して可溶性ポリイミド層を溶解除去し、回路基板
上に導電性突起物を転写形成した。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の導電性突
起物転写用基材は、導電性突起物を保持する支持体が可
溶性を有するものであるので、この導電性突起物を被転
写体に接合した後に該支持体を溶解させて除去すること
が可能となっている。これにより、導電性突起物を電気
回路または電気回路部品等に容易に転写形成することが
でき、また、導電性突起物の形状として広範なものが可
能となるため該導電性突起物を転写する前に支持体から
脱落しない態様とすることができ、さらに転写時に支持
体を除去する際に導電性突起物が支持体とともに被転写
体から脱離するということも防止される。したがって、
本発明によって、電気回路または電気回路部品等に容易
かつ確実に形成することが可能な導電性突起物を保持す
る基材が得られ、電気回路や電気回路部品上への導電性
突起物の転写やプローブカード構造体の製造が容易とな
り、また不良品の発生を低減できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導電性突起物転写用基材の一実施例を
示す模式断面図である。

【図２】本発明の導電性突起物転写用基材の他の実施例
を示す模式断面図である。

【図３】本発明の導電性突起物転写用基材の他の実施例
を示す模式断面図である。

【図４】本発明の導電性突起物転写用基材の他の実施例
を示す模式断面図である。

【図５】本発明の導電性突起物の転写方法の一例を示す
模式断面図である。

【図６】本発明の方法により得られるプローブカード構
造体の一例を示す模式断面図である。

【符号の説明】

１ 支持体 ２ 導電性突起物 Ｈ 貫通孔 Ｓ 導電性突起物転写用基材

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性突起物が可溶性の支持体に固定さ
   れてなる導電性突起物転写用基材。
2. 【請求項２】 導電性突起物が、可溶性の支持体に設け
   られた貫通孔にて当該支持体に固定されてなる請求項１
   記載の導電性突起物転写用基材。
3. 【請求項３】 導電性突起物が、可溶性の支持体に設け
   られた貫通孔の両端部より突出して形成され、両突出部
   が上記貫通孔の開口部周縁の全部または一部にて係止さ
   れている請求項２記載の導電性突起物転写用基材。
4. 【請求項４】 支持体が、有機溶媒またはアルカリ溶液
   に対し可溶性である請求項１記載の導電性突起物転写用
   基材。
5. 【請求項５】 支持体が、導電性突起物転写側表面に接
   着層を有するものである請求項１記載の導電性突起物転
   写用基材。
6. 【請求項６】 請求項１、２、３または５に記載の導電
   性突起物転写用基材の導電性突起物を被転写体に接合し
   た後、上記基材の支持体を溶解除去することを特徴とす
   る導電性突起物の転写方法。
7. 【請求項７】 請求項１、２、３または５に記載の導電
   性突起物転写用基材の導電性突起物をプローブカードの
   電極面に接合した後、上記基材の支持体を溶解除去する
   ことを特徴とするプローブカード構造体の製造方法。