JPH0828400B2

JPH0828400B2 - 電気回路部材

Info

Publication number: JPH0828400B2
Application number: JP62066485A
Authority: JP
Inventors: 徹夫吉沢; 秀之西田; 昌明今泉; 安照市田; 正暉小西
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-03-20
Filing date: 1987-03-20
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPS63232439A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、電気回路部材に関する。

［従来技術］従来、電気回路部品同士を電気的に接続して構成され
る電気回路部材に関する技術としては以下に述べる技術
が知られている。

ワイヤボンディング方法、第13図及び第14図はワイヤボンディング方法によって
接続され、封止された半導体装置の代表例を示してお
り、以下、第13図及び第14図に基づきワイヤボンディン
グ方法を説明する。

この方法は、Agペースト３等を用いて半導体素子４を
素子搭載部２に固定支持し、次いで、半導体素子４の接
続部５と、リードフレーム１の所望の接続部６とを金等
の極細金属線７を用いて電気的に接続する方法である。

なお、接続後は、トランスファーモールド法等の方法
で樹脂８を用いて半導体素子４とリードフレーム１を封
止し、その後、樹脂封止部分から外に伸びたリードフレ
ーム１の不要部分を切断し、所望の形に曲げ半導体装置
９を作る。

TAB（Tape Automated Bonding）法（例えば、特開昭5
9−139636号公報）第15図はTAB法により接続され封止された半導体装置
の代表例を示す。

この方法は、テープキャリア方式による自動ボンディ
ング方法である。すなわち、第15図に基づいて説明する
と、キャリアフィルム基板16と半導体素子４とを位置決
めした後、キャリアフィルム基板16のインナーリード部
17と半導体素子４の接続部５とを熱圧着することにより
接続する方法である。接続後は、樹脂20乃至樹脂21で封
止し半導体装置９とする。

CCB（Controlled Collapse Bonding）法（例えば、特
公昭42−2096号、特開昭60−57944号公報）第16図はCCB法によって接続され封止された半導体装
置の代表例を示す。この方法を第16図に基づき説明す
る。なお、本方法はフリップチップボンディング法とも
言われている。

半導体素子４の接続部５に予め半田バンプ31を設け、
半田バンプ31が設けられた半導体素子４を、回路基板32
上に位置決めして搭載する。その後、半田を加熱溶解す
ることにより回路基板32とに半導体素子４とを接続さ
せ、フラックス洗浄後封止して半導体装置９を作る。

第17及び第18図に示す方法すなわち、第１の半導体素子４の接続部５以外の部分
にポリイミド等よりなる絶縁膜71を形成せしめ、接続部
５にはAu等よりなる金属材70を設け、次いで、金属材70
及び絶縁膜71の露出面73,72を平らにする。一方、第２
の半導体素子４′の接続部５′以外の部分にポリイミド
等よりなる絶縁膜71′を形成せしめ、接続部５′にはAu
等よりなる金属材70′を設け、次いで、金属材70′及び
絶縁膜71′の露出面73′,72′を平らにする。

しかる後、第18図に示すように第１の半導体素子４と
第２の半導体素子４′とを位置決めし、位置決め後、熱
圧着することにより第１の半導体素子４の接続部５と第
２の半導体素子４′の接続部５′を金属材70,70′を介
して接続する。

第19図に示す方法すなわち、第１の回路基材75と第２の回路基材75′の
間に、絶縁物質77中に導電粒子79を分散させた異方性導
電膜78を介在させ、第１の回路基材75と第２の回路基材
75′を位置決めしたのち、加圧もしくは、加圧・加熱
し、第１の回路基材75の接続部76と第２の回路基材75′
の接続部76′を接続する方法である。

第20図に示す方法すなわち、第１の回路基材75と第２の回路基材75′の
間に、絶縁物質81中に一定方向にFe,Cu等の金属線82を
配したエラスチックコネクター83を介在させ、第１の回
路基材75と第２の回路基材75′を位置決めしたのち、加
圧し、第１の回路基材75の接続部76と第２の回路基材7
5′の接続部76′を接続する方法である。

［発明が解決しようとする問題点］ところで上記した従来のボンディング法には次のよう
な問題点がある。

ワイヤボンディング法半導体素子４の接続部５を半導体素子４の内部にくる
ように設計すると、極細金属線７は、その線径が極めて
小さいために、半導体素子４の外周縁部10あるいはリー
ドフレーム１の素子搭載部２の外周縁部11に接触し易く
なる。極細金属線７がこれら外周縁部10乃至11に接触す
ると短絡する。さらに、極細金属線７の長さを長くせざ
るを得ず、その長さを長くすると、トランスファーモー
ルド成形時に極細金属線７が変形しやすくなる。

従って、半導体素子４の接続部５は半導体素子４上の
周辺に配置する必要が生じ、回路設計上の制限を受けざ
るを得なくなる。

ワイヤボンディング法においては、隣接する極細金属
線７同士の接触等を避けるためには半導体素子４上の接
続部５のピッチ寸法（隣接する接続部の中心間の距離）
としてある程度の間隔をとらざるを得ない。従って、半
導体素子４の大きさが決まれば必然的に接続部５の最大
数が決まる。しかるに、ワイヤボンディング法では、こ
のピッチ寸法は通常0.2mm程度と大きいので、接続部５
の数は少なくせざるを得なくなる。

半導体素子４上の接続部５から測った極細金属線７の
高さｈは通常0.2〜0.4mmであるが、0.2mm以下にし薄型
化することは比較的困難であるので薄型化を図れない。

ワイヤボンディング作業に時間がかかる。特に接続点
数が多くなるとボンディング時間が長くなり生産効率が
悪くなる。

何らかの要因でトランスファーモールド条件範囲を越
すと、極細金属線７が変形したり最悪の場合には切断し
たりする。

また半導体素子４上の接続部５においては、極細金属
線７と合金化されないAlが露出しているためAl腐食が生
じ易くなり、信頼性の低下が生じる。

TAB法半導体素子４の接続部５を半導体素子４の内側にくる
ように設計すると、キャリアフィルム基板16のインナー
リード部17の長さｌが長くなるため、インナーリード部
17が変形し易くなりインナーリード部を所望の接続部５
に接続できなかったり、インナーリード部17が半導体素
子４の接続部５以外の部分に接触したりする。これを避
けるためには半導体素子４の接続部５を半導体素子４上
の周辺に持ってくる必要が生じ、設計上の制限を受け
る。

TAB法においても、半導体素子４上の接続部のピッチ
寸法は0.09〜0.15mm程度とる必要があり、従ってワイヤ
ボンディング法の問題点で述べたと同様に、接続部数
を増加させることはむずかしくなる。

キャリアフィルム基板16のインナーリード部17が半導
体素子４の接続部５以外の部分に接触しないようにさせ
るため所望のインナーリード部17の接続形状が要求され
コスト高となる。

半導体素子４の接続部５とインナーリード部17とを接
続するためには、半導体素子４の接続部５またはインナ
ーリード部17の接続部に金バンプをつけなければならず
コスト高になる。

CCB法半導体素子４の接続部５に半田バンプ31を形成させな
ければならないためコスト高になる。

バンプの半田量が多いと隣接する半田バンプとブリッ
ジ（隣接する半田バンプ同士が接触する現象）が生じ、
逆に少ないと半導体素子４の接続部５と基板32の接続部
33が接続しなくなり電気的導通がとれなくなる。すなわ
ち、接続の信頼性が低くなる。さらに、半田量、接続の
半田形状が接続の信頼性に影響する（ろう接技術研究会
技術資料、No.017−'84、ろう接技術研究会発行）とい
う問題がある。

このように、半田バンプの量の多少が接続の信頼性に
影響するため半田バンプ31の量のコントロールが必要と
されている。

半田バンプ31が半導体素子４の内側に存在すると接続
が良好に行なわれたか否かの目視検査がむずかしくな
る。

半導体素子の放熱特性が悪い（参考資料;Electronic
Packaging Technology 1987、１（Vol.3,No.1）P.66〜7
1 NIKKEI MICRODEVICES,1986.5月.P.97〜108）ため、
放熱特性を良好たらしめるための多大な工夫が必要とさ
れる。

第17図及び第18図に示す技術絶縁膜71の露出面72と金属材70の露出面73、さらに絶
縁膜71′の露出面72′と金属材70′の露出面73′を平ら
にしなければならず、そのための工数が増し、コスト高
になる。

絶縁膜71の露出面72と金属材70の露出面73あるいは絶
縁膜71′の露出面72′と金属材70′の露出面73′に凹凸
があると金属材70と金属材70′とが接続しなくなり、信
頼性が低下する。

第19図に示す技術位置決め後に、接続部76と接続部76′とを加圧して接
続する際に、圧力が一定にはかかりにくいため、接続状
態にバラツキが生じ、その結果、接続部における接触抵
抗値のバラツキが大きくなる。そのため、接続の信頼性
が乏しくなる。また、多量の電流を流すと、発熱等の現
象が生じるので、多量の電流を流したい場合には不向き
である。

圧力が一定にかけられたとしても、異方性導電膜78の
導電粒子79の配列により抵抗値のバラツキが大きくな
る。そのため、接続の信頼性に乏しくなる。また、大電
流容量が要求される接続には不向きである。

隣接する接続部のピッチ（接続部に隣接する接続部中
心間の距離）を狭くすると隣接する接続部の間の抵抗値
が小さくなることから高密度な接続には不向きである。

回路基材75,75′の接続部76、76′の出っ張り量h1の
バラツキにより抵抗値が変化するため、h1バラツキ量を
正確に押さえることが必要である。

さらに異方導電膜を、半導体素子と回路基材の接続、
また、第１の半導体素子と第２の半導体素子との接続に
使用した場合、上記〜の欠点の他、半導体素子の接
続部にバンブを設けなければならなくなり、コスト高に
なるという欠点が生じる。

第20図に示す技術加圧が必要であり、加圧治具が必要となる。

エラスチックコネクタ83の金属線82と第１の回路基材
75の接続部76また、第２の回路基材75′の接続部76′と
の接触抵抗は加圧力及び表面状態により変化するため接
続の信頼性は乏しい。

エラスチックコネクタ83の金属線82は剛体であるた
め、加圧力が大であるとエラスチックコネクタ83、第１
の回路基材75、第２の回路基材75′の表面が破損する可
能性が大きい。また、加圧力が小であると、接続の信頼
性が乏しくなる。

さらに、回路基材75,75′の接続部76,76′の出っ張り
量h2、またエラスチックコネクタ83の金属線82の出っ張
り量h3とそのバラツキが抵抗値変化及び破損に影響を及
ぼすので、バラツキを少なくする工夫が必要とされる。

さらに、エラスチックコネクターを半導体素子と回路
基材の接続、また、第１の半導体素子と第２の半導体素
子との接続に使用した場合、〜と同様な欠点を生ず
る。

本発明は、以上のような問題点をことごとく解決し、
高密度で高信頼性でしかも、低コストの新電気回路部材
を提案するものであり、従来の接続方式を置き代え得る
ことはもちろん、高密度多点接続が得られ、熱等諸特性
を向上させ得るものである。

［問題点を解決するための手段］本発明は、接続部を有する第１の電気回路部品と、接
続部を有する第２の電気回路部品とを、両電気回路部品
を電気的に接続するための電気的接続部材を両者の間に
介在させて、両電気回路部品の接続部において接続して
構成される電気回路部材において、該電気的接続部材は、金属または合金よりなる複数の
金属部材を、該金属部材の一端を第１の電気部品側に露
出させて、一方、該金属部材の他端を該第２の電気回路
部品側に露出させて、それぞれの金属部材同士が電気的
に絶縁されるように、絶縁体中に埋設して構成されてお
り、かつ、該絶縁体には無機材料よりなる粉体又は繊維
の一方又は両方が分散しており、第１の電気回路部品の接続部と第１の電気回路部品側
に露出した金属部材の一端とを合金化することにより接
続し、かつ、第２の電気回路部品の接続部と第２の電気
回路部品側に露出した金属部材の一端とを合金化するこ
とにより接続したことを特徴とする電気回路部材にその
要旨を有する。

本発明における電気回路部品としては、例えば、半導
体素子、樹脂回路基板、セラミック基板、金属基板等の
回路基板（以下単に回路基板ということがある）、リー
ドフレーム等があげられる。すなわち、第１の電気回路
部品としてこれらの中のいずれかの部品を用い、第２の
電気回路部品としてこれらの中のいずれかの部品を用い
ればよい。

電気回路部品として接続部を有する部品が本発明の対
象となる。接続部の数は問わないが、接続部の数が多け
れば多いほど本発明の効果が顕著となる。

また、接続部の存在位置も問わないが、電気回路部品
の内部に存在するほど本発明の効果が顕著となる。

本発明では第１の電気回路部品と第２の電気回路部品
とを電気的接続部材を用いて接続する。

本発明に係る電気的接続部材は、絶縁体中に複数の金
属部材を埋設して構成されている。金属部材同士はそれ
ぞれ絶縁体により絶縁されており、また、金属部材の一
端は第１の電気回路部品側に露出しており、他の一端は
第２の電気回路部品側に露出している。さらに、該絶縁
体には無機材料よりなる粉体又は繊維の一方又は両方が
分散している。

ここで、金属部材の材質としては、金が好ましいが、
金以外の任意の金属あるいは合金を使用することもでき
る。例えば、Cu,Al,Sn,Pb−Sn等の金属あるいは合金が
あげられる。

さらに、金属部材の断面は、円形、四角形その他任意
の形状とすることができる。

また、金属部材の太さは特に限定されない。電気回路
部品の接続部のピッチを考慮して、例えば20μｍφ以上
あるいは20μｍφ以下にしてもよい。

なお、金属部材の露出部は絶縁体と同一面としてもよ
いし、また、絶縁体の面から突出させてもよい。この突
出は片面のみでもよいし両面でもよい。さらに突出させ
た場合はバンプ状にしてもよい。

また、金属部材の間隔は、電気回路部品の接続部同士
の間隔と同一間隔としてもよいし、それより狭い間隔と
してもよい。狭い間隔とした場合には電気回路部品と電
気的接続部材との位置決めを要することなく、電気回路
部品と電気的接続部材とを接続することが可能となる。

また、金属部材は絶縁体中に垂直に配する必要はな
く、第１の電気回路部品側から第２の電気回路部品側に
向かって斜行していてもよい。

さらに電気的接続部材は、１層あるいは２層以上の多
層からなるものでもよい。

本発明においては、絶縁体には無機材料よりなる粉体
又は繊維の一方又は両方が分散している。

ここにおいては、無機材料とは、金属材料、有機材料
以外の材料をいい、例えば、SiC,BeO,B₂C,TaC,TiB₂,CrB
₂,TiN,BP,BN,AlN,Si₃N₄,SiO₂等のセラミック、ダイヤモ
ンド、C,B、ガラス等のものがあげられる。これらの無
機材料よりなる粉体又は繊維の１種又は２種以上を使用
すればよい。また、粉体又は繊維の一方のみを使用して
もよいし、両方を使用してもよい。

分散せしめる粉体及び繊維の大きさ、形状、また、絶
縁体中における分散位置、数量は、粉体又は繊維のため
に、絶縁体中に埋設されている金属部材同士が接触・短
絡したり、切断したりしない範囲内ならば任意である。
ただ、粉体及び繊維の大きさとしては、隣接する金属部
材間の距離よりも小さいことが好ましい。すなわち、金
属部材同士が、粉体及び繊維を介してでも接触しない状
態が好ましい。また、粉体、繊維は絶縁体の外部に露出
してもよいし、露出しなくともよい。また、粉体、繊維
同士は接触してもよいし、接触していなくともよい。

電気的接続部材の絶縁体は絶縁性物質ならば特に限定
されない。例えば絶縁性の樹脂を用いればよい。さら
に、樹脂を用いる場合には樹脂の種類も問わない。熱硬
化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれでもよい。例えば、ポ
リイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリ
エーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポ
リサルフォン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、ポリジフェニールエーテル樹脂、ポ
リベンジルイミダゾール樹脂、フェノール樹脂、尿素樹
脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リアミドイミド樹脂、ポリプロプレン樹脂、ポリ塩化ビ
ニル樹脂、ポリスチレン樹脂その他の樹脂を使用するこ
とができる。

絶縁体の材料として上記樹脂を使用する場合、粉体又
は繊維を絶縁体に分散させるには、樹脂中に粉体又は繊
維を添加し、樹脂を攪拌すればよい。もちろん、かかる
方法によることなく、他の任意の方法で絶縁体中に粉体
又は繊維を分散せしめてもよい。

なお、これらの樹脂の中から、熱伝導性のよい樹脂を
使用すれば、半導体素子が熱を持ってもその熱を樹脂を
介して放熱することができるのでより好ましい。さら
に、樹脂として、回路基板と同じかあるいは同程度の熱
膨張率を有するものを選択すれば、熱膨張・熱収縮に基
づく、装置の信頼性の低下を一層防止することが可能と
なる。

本発明ではさらに、第１の電気回路部品の接続部と第
１の電気回路部品側に露出した電気接続部材の金属部材
の一端とを合金化することにより接続し、かつ、第２の
電気回路部品の接続部と第２の電気回路部品側に露出し
た電気接続部材の金属部材の一端とを合金化することに
より接続する。すなわち、本発明では、第１の電気回路
部品と第２の電気回路部品との両方ともに合金化する。

なお、合金化方法としては、例えば、それぞれ対応す
る接続部を接触させた後、適宜の温度において加熱すれ
ばよい。加熱により、接続部において原子の拡散等が起
こり、接続部表面に固溶体あるいは金属間化合物よりな
る層が形成され、接続部同士が合金化される。なお、電
気的接続部材の金属部材にAuを使用し、電気回路部品の
接続部にAlを使用した場合には、200〜350℃の加熱温度
が好ましい。

［作用］本発明では、上述した電気的接続部材を使用している
ので、電気回路部品の接続部を内部に配置することも可
能となり、接続部の数を増加させることができ、ひいて
は高密度化が可能となる。

また、電気的接続部材は薄くすることが可能であり、
この面からも薄型化が可能となる。

さらに、電気的接続部材に使用する金属部材の量は少
ないため、たとえ、高価な金を金属部材として使用した
としてもコストが安いものとなる。

本発明では、電気回路部品の両方が、電気接続部材を
介して合金化されており電気回路部品同士が強固（強度
的に強く）かつ確実に接続されるので、機械的に強く、
不良率の極めて低い電気回路部材を得ることができる。

また、電気回路部品の両方を、電気的接続部材を介し
て合金化するので、電気回路部材の作成工程中及び作成
後において、治具等を使用して電気回路部品を保持する
必要がなく、電気回路部材の作成及び作成後の管理が容
易である。

電気回路部品の両方が、電気的接続部材を介して合金
化されているので、電気回路部品相互の接触抵抗が一方
のみを合金化した場合に比べてより小さくなる。

本発明においては、電気的接続部材の絶縁体中に粉体
又は繊維が分散しているので、第１の電気回路部品から
第２の電気回路部品への熱伝導性、また、第２の電気回
路部品から第１の電気回路部品への熱伝導性が良くな
る。つまり、電気的接続部材の熱伝導性が良好であり、
仮に、第１の電気回路部品として発熱量の大きな電気回
路部品を使用し、第２電気回路部品として熱影響の少な
い電気回路部品を選択したとすると、第１の電気回路部
品から発熱した熱は、電気的接続部材を介して第２電気
回路部品へといち早く伝導され、この熱は第２電気回路
部品から放熱される。従って、放熱特性の良好な電気回
路部材を得ることが可能となる。

［実施例］（第１実施例）本発明の第１実施例を第１図及び第２図に基づいて説
明する。

本実施例では、接続部102を有する第１の電気回路部
品である回路基板101と、接続部105を有する第２の電気
回路部品である回路基板104とを、両回路基板101,104を
電気的に接続するための電気的接続部材125を両者の間
に介在させて、両回路基板101,104の接続部102,105にお
いて接続して構成される電気回路部材において、該電気的接続部材125は、金属又は合金よりなる複数
の金属部材107を、それぞれの金属部材107同士を電気的
に絶縁し、かつ、該金属部材107の一端を第１の回路基
板101側に露出させて、一方、該金属部材107の他端を該
第２の回路基板104側に露出させて、絶縁体111中に埋設
されて構成されており、かつ、絶縁体111には複数の無
機材料よりなる粉体又は繊維（図示せず）の一方又は両
方が分散しており、第１図の回路基板101の接続部102と第１の回路基板10
1側に露出した金属部材107の一端とを合金化することに
より接続し、かつ、第２の回路基板104の接続部105と第
２の回路基板104側に露出した金属部材107の一端とを合
金化することにより接続してある。

以下に本実施例をより詳細に説明する。

まず、電気的接続部材125の一製造例を説明しつつ電
気的接続部材125を説明する。

第２図に一製造例を示す。

まず、第２図（ａ）に示すように、20μｍφの金等の
金属あるいは合金よりなる金属線121を、ピッチ40μｍ
として棒122に巻き付け、巻き付け後、ポリイミド等の
樹脂123中に上記金属線121を埋め込む。埋め込み前に樹
脂123中にSia₂よりなる粉体を配合し、攪拌して樹脂中
に粉体を分散させる。埋め込み後上記樹脂123を硬化さ
せる。硬化した樹脂123は絶縁体となる。その後、点線1
24の位置でスライス切断し、電気的接部材125を作成す
る。このようにして作成された電気的接続部材125を第
２図（ｂ），（ｃ）に示す。

なお、本例では、樹脂を攪拌して粉体を分散せしめた
が、他の方法により粉体を分散せしめてもよい。

また、本例では、樹脂123中にSiO₂よりなる粉体を分
散せしめたが、SiO₂以外の無機材料よりなる粉体もしく
は繊維を分散せしめてもよい。

このように作成された電気的接続部材125において、
金属線121が金属部材107を構成し、樹脂123が絶縁体111
を構成する。

この電気的接続部材125においては金属部材となる金
属線121同士は樹脂123により電気的に絶縁されている。
また、金属線121の一端は回路基板101側に露出し、他端
は回路基板104側に露出している。この露出している部
分はそれぞれ回路基板101,104との接続部108,109とな
る。

次に、第１の回路基板101、電気的接続部材125、第２
の回路基板104を用意する。本例で使用する回路基板10
1,104は、第１図に示すように、その内部に多数の接続
部102,105を有している。

なお、第１の回路基板101の接続部102は、第２の回路
基板104の接続部105及び電気的接続部材125の接続部10
8,109に対応する位置に金属が露出している。

第１の回路基板101の接続部102と、電気的接続部材12
5の接続部108とを、又は、第２の回路基板104の接続部1
05と電気的接続部材125の接続部109が対応するように位
置決めを行ない、位置決め後、両方を合金化して接続す
る。

ここで、上記第１の回路基板101、電気的接続部材12
5、第２の回路基板104を接続するには次の３方式が存在
するが、そのいずれの方式によってもよい。

第１の回路基板101、電気的接続部材125、第２の回路
基板104を位置決めした後、第１の回路基板101の接続部
102と電気的接続部材125の接続部108とを、及び第２の
回路基板104の接続部105と電気的接続部材125の接続部1
09とを同時に合金化して接第１の回路基板101と電気的接続部材125とを位置決め
し、第１の回路基板101の接続部102と電気的接続部材12
5の接続部108とを合金化して接続した後、第２の回路基
板104を位置決めし、電気接続部材125の接続部109と第
２の回路基板104の接続部105を合金化して接続する方
法。

第２の回路基板104と電気的接続部材125とを位置決め
し、第２の回路基板104の接続部105と電気的接続部材12
5の接続部109とを合金化して接続した後、第１の回路基
板101を位置決めし、電気的接続部材125の接続部108と
第１の回路基板101の接続部102を合金化して接続する方
法。

以上のようにして作成した電気回路部材につきその接
続部の接続性を調べたところ高い信頼性をもって接続さ
れていた。

また、加熱特性も良好であった。

（第２実施例）第３図に第２実施例を示す。

本例は、接続部52を有する第１の電気回路部品として
回路基板51を、第２の電気回路部品として内部に多数の
接続部５を有する半導体素子４を使用した。

合金化は、半導体素子４の接続部５及び回路基板51の
接続部52と、無機材料よりなる粉体又は繊維の一方又は
両方が分散する電気的接続部材125の接続部54との間が
で行なった。

なお、無機材料よりなる粉体又は繊維の一方又は両方
が分散する電気的接続部材125としては半導体素子４に
対応する寸法のものを使用した。

合金化して接続後は回路基板51の下面にリードフレー
ム55を接続した。

他の点は第１実施例と同様である。

本例においても接続部は高い信頼性を持って接続され
ていた。

また、放熱特性も良好であった。

（第３実施例）第４図に第３実施例を示す。

本例は、第１の電気回路部品が半導体素子４であり、
第２の電気回路部品が回路基板51である例である。

なお、接続後は回路基板51の上面にリードフレーム１
を接続し、封止材63により封止した。

他の点は第１実施例と同様である。

また、放熱特性も良好であった。

（第４実施例）第５図に第４実施例を示す。

本例は、第１の電気回路部品が半導体素子４′であ
り、第２の電気回路部品が半導体素子４である例であ
り、本例では、電気的接続部材として半導体素子４に対
応した寸法のものを使用し、リードフレーム１を電気的
接続部材125の第１の半導体素子４′側に露出した金属
部材に接続している。

他は第３実施例と同様である。

また、放熱特性も良好であった。

（第５実施例）第６図に第５実施例を示す。

第５実施例は、第１の電気回路部品、第２の電気回路
部品として、接続部以外の部分が絶縁膜103,106で覆わ
れている回路基板101,104を使用している例である。

また、電気的接続部材としては第７図に示すものを使
用した。すなわち、第７図に示す絶縁体111中に無機材
料よりなる粉体又は繊維の一方又は両方が分散する電気
的接続材料125は、金属部材107の露出している部分が樹
脂絶縁体111の面から突出している。このような電気的
接続部材125の作成は、例えば、次の方法によればよ
い。

まず、第１実施例で述べた方法により、第２図
（ｂ），（ｃ）に示す電気的接続部材を用意する。次に
この電気的接続部材の両面を、金属線121が、ポリイミ
ド樹脂123から10μｍ程度突出するまでエッチングすれ
ばよい。

なお、本実施例では金属線121の突出量を10μｍとし
たが、いかなる量でもよい。

また、金属線121を突出させる方法としてはエッチン
グに限らず、他の化学的な方法又は機械的な方法を使用
してもよい。

他の点は第１実施例と同様である。

なお、突出部を、電気的接続部材125を金属線121の位
置に凹部を持った型に挟み込み、金属線121の突起126を
つぶすことにより第８図に示すようなバンプ150を形成
してもよい。この場合金属線121は絶縁体111から脱落し
にくくなる。

なお、本例でも、金属線121が金属部材107を構成し、
さらに、樹脂123が絶縁体111を構成する。

なお、バンプを作成するのには突起を熱で溶融させ、
バンプを作成してもよいし、他のいかなる方法でもよ
い。

また、放熱特性も良好であった。

（第６実施例）第９図に第６実施例を示す。

本例は、第１の電気回路部品として半導体素子４を使
用し、第２の電気部品としてリードフレーム１を使用し
た例である。

他の点は第５実施例と同様である。

また、放熱特性も良好であった。

（第７実施例）第10図に第７実施例を示す。

本例においては、電気的接続部材125は、第５実施例
に示した電気的接続部材と異なる。すなわち、本例の電
気的接続部材125においては、金属部材同士のピッチが
第５実施例で示したものよりも狭くなっている。すなわ
ち、本例では、第１の回路基板接続部の間隔よりも狭い
間隔に金属部材107同士のピッチを設定してある。

つまり、第５実施例では、第１の回路基板101と第２
の回路基板104との接続位置に電気的接続部材125の接続
位置を配設したため、電気的接続部材125の位置決めが
必要であったが、本例では、第１の回路基板101と第２
の回路基板104との位置決めは必要であるが、電気的接
続部材125との位置決めは不要となる。そのため、第１
の回路基板101と第２の回路基板104の接続寸法（d11,P1
1）と電気的接続部材の接続寸法（d12,P12）を適切な値
に選ぶことにより位置決めなしで接続することも可能で
ある。

また、放熱特性も良好であった。

（第８実施例）第11図に第８実施例に使用する電気的接続部材を示
す。

第11図（ａ）は電気的接続部材の斜視図、第11図
（ｂ）は上記電気的接続部材の断面図である。

かかる電気的接続部材の作成例を次に述べる。

まず、第１実施例に示した製法で、絶縁体中に無機材
料よりなる粉体又は繊維の一方又は両方が分散する電気
的接続部材128,129,130を３枚用意する。

１枚目128の金属線121の位置はｍ行ｎ列目で、ma,nb
だけ中心から変位している。２枚目129の金属線121の位
置はｍ行ｎ列目でmac,nbcだけ中心から変位している。
３枚目130の金属線121の位置はｍ行ｎ列でmad,nbdだけ
中心から変位している。a,b,c,dの値は上下の金属121は
導通するが左右には互いに電気的に導通しないような値
をとる。３枚の電気的接続部材を位置決めし、熱圧着等
の方法を用い積層し、電気的接続部材125を作成する。

なお、本例においては、電気的接続部材の金属の位置
をｍ行ｎ列というように規則をもった位置を選んだが、
上下の金属が導通し、左右には互いに電気的に導通しな
いようにすればランダムでもよい。

また、本例では３層積層する場合について述べたが、
２枚以上であれば何枚でもよい。また、熱圧着の方法を
用いて積層すると述べたが、圧着、接着等の方法を用い
てもよい。さらに、本例の電気的接続部材を加工して第
７図に示すように突起を設けてもよいし、第８図に示し
たようにバンプ150を設けてもよい。

また、放熱特性も良好であった。

（第９実施例）第12図に第９実施例に使用する電気的接続部材を示
す。

第12図（ａ）は電気的接続部材の製造途中の断面図、
第12図（ｂ）は上記電気的接続部材の斜視図、第12図
（ｃ）は上記の断面図である。

まず、金属線案内板131,132を用意する。そして、金
属線案内板131,132にあけられている所望の穴133,134に
金属線121を通し、所望の張力で張る。その後、金属線
案内板131,132間に樹脂123を流し込み、硬化させる。な
お、樹脂123を流し込む前に、予め樹脂123中に粉体又は
繊維を添加し、粉体又は繊維を樹脂中に分散せしめてお
く。しかる後、案内板を取りはずし、電気的接続部材12
5を作成する。

また、本例の電気的接続部材を加工して、第７図に示
すように突起を設けてもよいし、第８図に示すようにバ
ンプ150を設けてもよい。

本実施例の第１の回路部品及び第２の電気回路部品
は、それぞれ、半導体素子、回路基板、リードフレーム
等の回路基材のうちの１つである。本例においても接続
部は高い信頼性を持って接続されていた。

また、放熱特性も良好であった。

［発明の効果］本発明は以上のように構成したので次の数々の効果が
得られる。

1.半導体素子と回路基板、リードフレーム等の回路基材
の接続に関し、信頼性の高い接続が得られる。従って、
従来用いられてきたワイヤボンデイング方式、TAB方
式、CCB方式を置き変えることが可能となる。

2.本発明によると電気回路部品の接続部をいかなる位置
（特に内部）にも配置することができることからワイヤ
ボンディング方式、TAB方式よりもさらに多点接続が可
能となり、多ピン数接続向きの方式となる。

さらに電気的接続部材の隣接金属間に絶縁物質が存在
することにより隣接金属間の電気的導通しないことより
CCB方式よりもさらに多点接続が可能となる。

3.電気的接続部材において使用される金属部材の量は従
来に比べ微量であるため、仮に金属部材に金等の高価な
金属を使用しても従来より安価となる。

4.高密度の半導体装置等が得られる。

5.電気回路部品の両方が、電気接続部材を介して合金化
されており電気回路部品同士が強固（強度的に強く）か
つ確実に接続されるので、機械的に強く、不良率の極め
て低い電気回路部材を得ることができる。

6.電気回路部品の両方を、電気的接続部材を介して合金
化するので、電気回路部材の作成工程中及び作成後にお
いて、治具等を使用して電気回路部品を保持する必要が
なく、電気回路部材の作成及び作成後の管理が容易であ
る。

7.電気回路部品の両方が、電気的接続部材を介して合金
化されているので、電気回路部品相互の接触抵抗が一方
のみを合金化した場合に比べてより小さくなる。

8.電気的接続部材の電気的絶縁物質として熱伝導性の良
い材料を選択することにより、電気回路部品からの放熱
性が良好となり、放熱性が良い半導体装置が得られる。

9.電気的接続部材の絶縁体中には無機材料よりなる粉体
又は繊維が分散しているので、第１の電気回路部品又は
第２の電気回路部品に熱が発生しても電気的接続部材を
介してその熱は外部に放熱される。従って、放熱性の良
好な電気回路部材を得ることができる。

10.熱が加わっても熱応力の発生が少なく、信頼性の高
い電気回路部材部材、ひいては、半導体装置が得られ
る。

もちろん、電気的接続部材の電気的絶縁物質として半
導体素子及び回路基材と同じかあるいは同程度の熱膨張
率を持つ材料を選択することにより信頼性の良い半導体
装置が得られる。

なお、電気的接続部材の絶縁体中に他の物質を埋めこ
んだり、積層することにより、放熱性の良い、低応力で
しかもシールド効率が得られる電気回路部材が得られ
る。

【図面の簡単な説明】第１図は第１実施例を示す断面図である。第１図（ａ）
は接続前の状態を示し、第２図（ｂ）は接続後の状態を
示す。第２図は第１実施例に使用する電気的接続部材の
一製造方法例を説明するための図であり、第２図（ａ）
は断面図、第２図（ｂ）は斜視図、第２図（ｃ）は断面
図である。第３図は第２実施例を示し、第３図（ａ）は
斜視図、第３図（ｂ）は断面図である。第４図は第３実
施例を示す断面図である。第５図は第４実施例を示す断
面図である。第６図は第５実施例を示し、第６図（ａ）
は接続前の状態を示す断面図であり第６図（ｂ）は接続
後の状態を示す断面図である。第７図及び第８図も第５
実施例を示し、第７図（ａ）及び第８図（ａ）は斜視図
であり、第７図（ｂ）及び第８図（ｂ）は断面図であ
る。第９図は第６実施例を示し、第９図（ａ）は接続前
の状態を示す斜視図であり、第９図（ｂ）は接続後の状
態を示す断面図である。第10図は第７実施例を示す断面
図であり、第10図（ａ）は接続前の状態を示し、第10図
（ｂ）は接続後の状態を示す。第11図は第８実施例に係
る電気的接続部材を示し、第11図（ａ）は斜視図であ
り、第11図（ｂ）は断面図である。第12図は第９実施例
に係る電気的接続部材の一製造例を示し、第12図
（ａ），（ｃ）は断面図であり、第12図（ｂ）は斜視図
である。第13図から第20図までは従来例を示し、第14図
を除き断面図であり、第14図は平面透視図である。１……リードフレーム、２……リードフレームの素子搭
載部、３……銀ペースト、４、４′……半導体素子、5,
5′……半導体素子の接続部、６……リードフレームの
接続部、７……極細金属線、８……樹脂、９……半導体
装置、10……半導体素子の外周縁部、11……リードフレ
ームの素子搭載部の外周縁部、16……キャリアフィルム
基板、17……キャリアフィルム基板のインナーリード
部、20……樹脂、21……樹脂、31……半田バンプ、32…
…基板、33……基板の接続部、51……回路基板、52……
回路基板の接続部、54……電気的接続部材の接続部、55
……リードフレーム、63……封止材、70,70′……金属
材、71,71′……絶縁膜、72,72′……絶縁膜の露出面、
73,73′……金属材の露出面、75,75′……回路基材、7
6,76′……回路基材の接続部、77……異方性導電膜の絶
縁物質、78……異方性導電膜、79……導電粒子、81……
エラスチックコネクタの絶縁物質、82……エラスチック
コネクタの金属線、83……エラスチックコネクタ、101
……回路基板、102……接続部、103……絶縁膜、106…
…絶縁膜、104……回路基板、105……接続部、107金属
部材、108……接続部、109……接続部、111……絶縁
体、121……金属線、122……棒、123……樹脂、124……
点線、125……電気的接続部材、126……突起、128,129,
130……電気的接続部材、131,132……金属線案内板、15
0……バンプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者市田安照東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者小西正暉東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭61−272941（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−53261（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−93337（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−100441（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−123093（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−234804（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−237739（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−22367（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−159741（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接続部を有する第１の電気回路部品と、接
続部を有する第２の電気回路部品とを、両電気回路部品
を電気的に接続するための電気的接続部材を両者の間に
介在させて、両電気回路部品の接続部において接続して
構成される電気回路部材において、該電気的接続部材は、金属または合金よりなる複数の金
属部材を、該金属部材の一端を第１の電気部品側に露出
させて、一方、該金属部材の他端を該第２の電気回路部
品側に露出させて、それぞれの金属部材同士が電気的に
絶縁されるように、絶縁体中に埋設して構成されてお
り、かつ、該絶縁体には、無機材料よりなる粉体又は繊
維の一方又は両方が分散しており、第１の電気回路部品の接続部と第１の電気回路部品側に
露出した金属部材の一端とを合金化することにより接続
し、かつ、第２の電気回路部品の接続部と第２の電気回
路部品側に露出した金属部材の一端とを合金化すること
により接続したことを特徴とする電気回路部材。
【請求項２】第１の電気回路部品及び第２の電気回路部
品は、それぞれ半導体素子、回路基板やリードフレーム
等の回路基材のうち１つである特許請求範囲第１項記載
の電気回路部材。