JPH0883662A - スーパーマイクロコネクタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体チップや回路基板の電極との間におけ
る接続不良の発生を抑えて良好に接続することが可能な
接続性に優れ、信頼性の高いスーパーマイクロコネクタ
の製造方法を提供する。 【構成】 実質的に平行に配列した複数の導線２を、こ
れらの間に介在させた弾性を有する絶縁体３で固定して
導線と絶縁体からなる複合体４を作製する工程、複合体
を導線と直交する面Ｆで切断して複数の複合体チップ５
を作製する工程、各複合体チップの少なくとも一方の切
断面から絶縁体を薬剤にて溶解除去し、複数の導線の端
部を所定長さ露出させる工程、露出した各導線の端部に
半田バンプ６を形成する工程を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップと回路基
板との電極相互を高い信頼性で電気接続し得るスーパー
マイクロコネクタの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体チップには多数の電極がファイン
ピッチで形成されており、この電極数は、回路の高集積
化に伴い増加の一途を辿っている。半導体チップの電極
を外部と電気接続するには、リードフレームを用いたＤ
ＩＰ（Dual Inline Package)が主流であったが、電極数
が増加し多数の電極を格子状や多層に配列するようにな
ると、従来のリードフレームを用いたＤＩＰでは対応す
ることができなくなった。

【０００３】このため、多数の電極を使用する場合に
は、半導体チップと同数の電極を同じピッチで配列した
回路基板の電極と半導体チップの電極とを半田ボールを
リフローソルダリングすることで、半導体チップを直接
回路基板に搭載するベアチップ実装法（Chip On Board
法又はFlip Chip法とも称される。）が使用されてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このベ
アチップ実装法は、半導体チップの電極と回路基板の電
極とを半田ボールで直接接続する。このため、ベアチッ
プ実装法によって半導体チップを直接搭載した回路基板
は、使用中の温度上昇によって、半導体チップと回路基
板との熱膨張差に起因する熱歪みが生じ、この熱歪みが
半田部分に集中し、半田部分が劣化して接続不良を引き
起こす問題があった。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、半導体チップや回路基板の電極との間における接続
不良の発生を抑えて良好に接続することが可能な接続性
に優れ、信頼性の高いスーパーマイクロコネクタ（以
下、「ＳＭＣ］という）の製造方法を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１のＳＭＣの製造方法は、実質的に平行に配
列した複数の導線を、これらの間に介在させた弾性を有
する絶縁体で固定して導線と絶縁体からなる複合体を作
製する工程、この複合体を前記導線と直交する面で切断
して複数の複合体チップを作製する工程、前記各複合体
チップの少なくとも一方の切断面から前記絶縁体を薬剤
にて溶解除去し、前記複数の導線の端部を所定長さ露出
させる工程、露出した前記各導線の端部に半田バンプを
形成する工程を備えた構成としたのである。

【０００７】以下に、本発明のＳＭＣの製造方法を図１
を参照して具体的に説明する。先ず、高寸法精度の金属
製の角パイプ１に、多数本の導線２を角パイプ１の軸と
実質的に平行に所定のパターンで張り渡し、角パイプ１
内に液状の絶縁体３を注入して固化させる。これによ
り、実質的に平行な多数本の導線２が絶縁体３で固定さ
れた複合体４が形成される（図１(ａ)）。

【０００８】次に、複合体４を角パイプ１から抜き出し
（図１(ｂ)）、複合体４を導線２と直交する面Ｆで所定
厚さに切断して薄板状の複合体チップ５とする（図１
(ｃ)）。次いで、複合体チップ５の切断面５ａ，５ｂか
ら絶縁体３を薬剤で溶解除去し、多数の導線２の端部を
それぞれ所定長さ露出させる（図１(ｄ)）。

【０００９】そして、露出した多数の導線２の一方の端
部に略球状の半田バンプ６を一括形成してＳＭＣ10を製
造する（図１(ｅ)）。尚、図１(ｃ)〜図１(ｆ)において
は、図面を簡単に表現するために多数本の導線２を４本
に省略した。また、後述する図５，図６，図７及び図８
においても、同様の目的から多数本の導線２を省略して
表現した。

【００１０】請求項１の方法では、熱膨張率が半導体チ
ップと回路基板との中間の絶縁体を用いることが好まし
い。このような絶縁体は、半導体チップ又は回路基板と
の間の熱膨張率差に起因する熱歪みが半田バンプに生
じ、電気的接続性を悪化させることを防止する。請求項
２の発明は、露出した前記各導線の端部に半田バンプを
形成する工程の後に、前記半田バンプを形成した側の前
記絶縁体を薬剤にて更に溶解除去し、前記半田バンプと
前記絶縁体の間に前記複数の導線を所定長さ露出させる
工程を備えたＳＭＣの製造方法である。

【００１１】請求項２の方法では、図１(ｅ)に示したＳ
ＭＣ10から、半田バンプ６を形成した側の絶縁体３を更
に薬剤にて除去し、導線２を露出させたＳＭＣ11が製造
される（図１(ｆ)）。請求項２の方法で製造されるＳＭ
Ｃ11は、半田バンプ６と絶縁体３との間に導線２が所定
長さ露出している。従って、このＳＭＣ11は、半導体チ
ップや回路基板の電極相互間を半田で接続したときに、
絶縁体と半導体チップ又は回路基板との間の熱膨張率差
に起因する熱歪みが発生しても、導線の露出部分が変形
することにより熱歪みが吸収されるうえ、導線が露出し
ているので放熱性も向上する。

【００１２】本発明方法において、導線間に介在させる
絶縁体に、弾性を有する絶縁体を用いる理由は、ＳＭＣ
と半導体チップや回路基板の電極との半田付け時の熱応
力が前記絶縁体の弾性変形で吸収されるので、電極間距
離の変化や熱膨張による導線の変形が阻害され難く、従
って、電極との間に高い接続性が維持されるためであ
る。

【００１３】弾性を有する絶縁体としては、シリコーン
ゴムや高分子エラストマ等が好適である。特に、発泡シ
リコーンゴムは、熱膨張による変形量が小さい。このた
め、半導体チップと回路基板の間にコネクタを挟み、半
導体チップと回路基板の各々の電極とコネクタの導線と
を位置合わせしたのち、加熱によって半田接合する際
に、電極と導線とが位置ずれを起こさず好ましい。

【００１４】半田バンプの大きさは、複合体チップの少
なくとも一方の切断面から露出させる導線の長さによっ
て決まる。露出させた導線の端部に半田バンプを形成す
るには、半田浴に浸漬するか、半田ペーストを刷毛で塗
布する等の通常の方法により行う。半田バンプの形成後
に、半田バンプと絶縁体との間に更に露出させる導線の
長さは、露出する導線と半導体チップ間、又は前記導線
と回路基板間の半田等による接続が容易になし得る長さ
であり、用いる材質により種々に変化させる。

【００１５】ここで、絶縁体から露出させる導線の長さ
は、半田バンプの形成前にあっては0.０２〜0.１mmが好
ましい。導線の露出長が、0.０２mmより短いと十分な大
きさの半田バンプを形成することができない。一方、導
線の露出長が0.１mmを越えると略球状の適正な形状の半
田バンプを形成することができない。これに対し、半田
バンプの形成後、更に導体を露出させる場合にあって
は、導線の露出長は、0.２mm以上が好ましい。露出させ
た導線の長さが0.２mmより短いと、半導体チップや回路
基板と半田付けするときに位置決め治具を使用するため
のスペースを確保することができず半田付け作業がし難
くなると共に、半導体チップや回路基板に対する位置決
め精度が悪くなる。

【００１６】前記バンプの形成に用いる半田としては、
通常使用されるＳｎ−Ｐｂ系半田、純Ｓｎ等の他、Ｂｉ
−Ｉｎ系，ＩｎあるいはＢｉ−Ｓｎ系等の低温用半田を
使用してもよい。但し、絶縁体としてシリコーンゴムを
使用する場合は、シリコーンゴムの耐熱性の点から融点
が３２０℃以上の半田は使用できない。前記絶縁体を溶
解除去する薬剤には、通常市販の薬剤が使用される。例
えば、絶縁体がシリコーンゴムの場合には、溶解量と時
間経過との間に略一次関数の関係が成立し、絶縁体の除
去量を時間によって容易に制御できる２−メトキシエタ
ノール系溶剤が使用される。

【００１７】本発明方法で用いる導線には、導電性を有
する任意の材料が適用される。具体的には、リン青銅、
Ｃｕ−Ｂｅ系合金、洋白、コルソン合金等の銅合金材料
が好適である。導線の形状は、例えば、図２(ａ)に示す
丸線の他、角線、これらの撚線、異型線等任意である。
絶縁体にシリコーンゴムを用いた場合、導線を構成する
金属材料の熱膨張係数が10〜20×10-6／℃であるのに対
し、シリコーンゴムのそれは 200〜300 ×10-6／℃と大
きい。このため、シリコーンゴムが、半田バンプを形成
する際の温度上昇で熱膨張し、導線から剥離した状態と
なり易い。この結果、シリコーンゴムが導線を把持する
力が弱まり、ＳＭＣの製造に際して導線がシリコーンゴ
ムから抜け易くなる。このような事態を避けるには、導
線の形状を絶縁体と剥離し難い形状にすることが好適で
ある。

【００１８】絶縁体と剥離し難い導線の形状としては、
図２(ｂ)に示した導線２のように、開口部の幅が狭く内
部の幅が広い凹溝２ａを表面に所要数設けた異型線があ
る。この異型線によれば、絶縁体が凹溝２ａの中に入り
込んで導線との間の接触面積が大きく、ＳＭＣ使用中の
温度上昇に際し、絶縁体が膨張して凹溝２ａの内外に絶
縁体が締まり付くようになる。この異型線に捩じりを入
れ、凹溝２ａを螺旋状に形成すると、絶縁体内での導線
の上下方向への変位が抑えられる。

【００１９】また、図２(ｃ)に示した撚線からなる導線
２でも、絶縁体との接触面積が大きくとれるうえ、撚線
は上下方向に捩れているので、導線の上下方向の変位も
抑えられる。更に、図２(ｄ)に示した角線を表面に凹凸
が形成されるように集合し接合させた導線２は、通常の
図２(ｃ)に示した撚線に比べて接触面積が大きくなり、
導線の動きがより強く抑制される。

【００２０】このとき、絶縁体と導線とを接着剤で接着
しておくと導線の変位がより確実に抑制できる。このよ
うな接着剤としては、金属材料とシリコーンゴム等とを
強力に接着できるプライマーが望ましく、絶縁体と導線
との接着に際して予め導線にプライマーを塗布してお
く。本発明方法において、半田バンプを所定形状に安定
して形成するには、図３に示した導線２が好適である。
導線２は、所定の腐食液により浸食される材料を芯材２
ｂとし、非浸食性の材料を被覆材２ｃにして構成した複
合線で（図３(ａ)）、この導線の端部を所定の腐食液に
浸漬すると、芯材２ｂが浸食され頂部がカップ状に凹ん
だ凹部２ｄが形成される（図３(ｂ)）。この頂部を半田
浴に浸漬すると、半田はこのカップ状の凹部２ｄ内に凝
固する。凹部２ｄの形状は、腐食条件により任意に制御
できる。

【００２１】請求項８の発明は、実質的に平行に配列し
た複数の導線を、これらの間に介在させた弾性を有する
絶縁体で固定して導線と絶縁体からなる複合体を作製す
る工程において、Ｖ溝を所定ピッチで複数形成した高さ
が異なる複数の部材により、前記複数の導線を張力を付
与した状態で所定間隔をおいて複数の平行導線列に積層
形成するＳＭＣの製造方法である。

【００２２】請求項８の製造方法は、複数の導線の位置
決めをＶ溝を利用して行うので作業が容易である。複数
の導線の配列方向の位置決めは、Ｖ溝を所定ピッチで形
成した鉄製ブロックを直角に切断研削したＶ溝駒を用い
ることにより精度よく行うことができる。このとき、各
導線に張力を付与するには、導線の端部に取り付けた錘
によって引張る方法が簡便で良い。また、複数の平行導
線列の積層間隔は、平行導線列の間に介在させるスペー
サーにより高精度に調整できる。

【００２３】請求項11の発明は、弾性を有する絶縁体
に、縮合型シリコーンゴムを用いるＳＭＣの製造方法で
ある。シリコーンゴムは、耐熱性及び耐フラックス性に
優れるので、半田付け時の環境に十分耐えられる。ま
た、シリコーンゴムは薬剤に比較的安定して溶解するの
で、導線の露出長さを一定にできる。シリコーンゴムの
中では、重合度の高い付加型シリコーンゴムは、溶解に
長時間を要し、又溶解時に膨潤して形状が崩れることが
ある。これに対し、重合密度が低く、フィラー量の比較
的多い縮合型シリコーンゴムは、短時間に溶解し、且つ
均一に溶解するので絶縁体として好適である。

【００２４】請求項12の発明は、各複合体チップの少な
くとも一方の切断面から前記絶縁体を薬剤にて溶解除去
し、複数の導線の端部を所定長さ露出させる工程及び露
出した前記各導線に半田バンプを形成する工程におい
て、前記各複合体チップの両切断面に前記複数の導線の
端部を露出させ、一方の切断面に露出した前記複数の導
線を電極用金属板と電気的に接続し、他方の切断面に露
出した前記複数の導線に半田バンプを電気めっきで形成
するＳＭＣの製造方法である。

【００２５】複合体チップから露出させた導線の端部に
は、半田バンプを形成して半導体チップ又は回路基板を
接続する。半田バンプは、ホットディップ法で形成する
と、大きく形成することが難しい。しかし、半田バンプ
は、電気めっき法を用いると、任意の大きさを均一な形
状に形成できる。

【００２６】請求項13の発明は、前記複合体チップの一
方の切断面に、露出した前記複数の導線も含めて導電性
ペーストを塗布し、該ペースト表面を絶縁被覆した後、
一方の切断面に露出した前記複数の導線及び前記導電性
ペーストを電源と接続した導体に接触させて給電するこ
とにより、他方の切断面に露出した前記複数の導線に半
田バンプを電気めっきで形成するＳＭＣの製造方法であ
る。

【００２７】導電性ペーストには、例えば樹脂ペースト
に銅粉や銀粉を分散させたものが用いられる。導電性ペ
ーストを乾燥固化させて導体に接触させると、給電時の
作業性が改善される。半田めっきが不要の個所はマニキ
ュア等で絶縁して、半田バンプの形状がより正確に形成
されるようにすることが好ましい。図８は、複合体チッ
プ５の複数の導線２に半田バンプ６を電気めっきする状
況を示す断面図である。複合体チップ５の一方の切断面
に露出した導線２は、導電性ペースト20が塗布され、導
電性ペースト20に電極板22が電気的に接続されている。
導電性ペースト20及び電極板22は、マニキュア層21（又
は絶縁フイルム等）により絶縁されている。

【００２８】このように、給電する側の導線２に導電性
ペースト20を塗布し、導電性ペースト20を電源に接続し
た電極板22に接触させることにより、導線２と電極板22
との接続を完全なものにできる。このためには、給電す
る側の導線２の露出長さは十分に長くし、ペースト７と
露出した導線２との接触を確実なものとすることが好ま
しい。導電性ペースト20は、乾燥固化させたものであっ
ても、半田めっき後、溶媒に溶かしたり又は化学的方法
で容易に除去できる。

【００２９】従って、請求項13のＳＭＣの製造方法によ
れば、数百〜数千本の導線の各端部に任意の大きさの半
田バンプを均一、且つ容易に形成することができる。請
求項14の発明は、複数の導線が金線又は金被覆導線であ
るＳＭＣの製造方法である。導線には半導体チップや回
路基板の電極が接続される。このため、導線には良好な
半田付性が要求される。金線又は金被覆導線は、表面が
酸化し難く耐環境性に優れ接触抵抗が小さいため、給電
が露出した導線の各々に均等になされる。従って、多数
の露出導線の各々に均一な大きさの半田バンプが電気め
っきされる。

【００３０】また、金線又は金被覆導線は、Ｉn と非反
応性であるため、給電側の露出導線群にＩn系の低融点
半田を付着させ、このＩn系半田に電極用金属板を直接
接続して給電をより確実に行うことができる。更に、金
線又は金被覆導線は耐酸性に優れるため、半田めっき終
了後のＩn 系半田の溶融除去と酸による洗浄が容易に行
え、導線を傷つけることもない。

【００３１】請求項15の発明は、複数の導線の表面が電
解処理又は化学的エッチングにより粗面に形成されてい
るＳＭＣの製造方法である。複合体チップにおける導線
と絶縁体の固着力は、絶縁体の弾性力によるものと、導
線の形状的固着力によるものとがあるが、導線表面を粗
面にすることにより導線と絶縁体との接触面積が増加し
て固着力が向上し、コネクタとしての信頼性が高まる。

【００３２】

【作用】本発明方法では、(1) 実質的に平行に配列した
複数の導線を、これらの間に介在させた弾性を有する絶
縁体で固定して導線と絶縁体からなる複合体を作製し、
この複合体を導線と直交する面で切断して複数の複合体
チップとすると、高精度の複合体チップを量産できる。

【００３３】(2) 複合体チップから導線を露出させるの
に絶縁体を薬剤にて溶解除去すると、導線の露出長さを
任意に制御できる。従って、露出した前記各導線には所
定形状の半田バンプを安定して形成できる。 (3) 複合体チップから露出した導線に半田バンプを形成
するので、半田バンプの形状や大きさを制御できる。

【００３４】(4) 半田バンプと絶縁体との間の導線を所
定長さ露出させるので、半導体チップと半田付けする
際、位置決め治具が使用でき、位置決め精度が向上す
る。 (5) 上記導線の露出により、回路基板との半田付け作業
等が容易になり、強固な接続が得られる。 (6) 導線間に弾性を有する絶縁体を介在させると、半田
付け時の熱応力は前記絶縁体の変形で吸収され、電極と
導体間で位置ずれが起きない。

【００３５】また、本発明では、(7) 多数の極細導線の
実質的な平行配列を、Ｖ溝を設けた駒を用いることによ
り容易に行える。 (8) 駒のＶ溝に配置した導線は、導線端部に重りを付け
て引張ることにより、容易にその配列精度を高められ
る。 (9) 駒のＶ溝に配置した導線の配列（幅）方向の位置
は、所定ピッチで形成されたＶ溝内に導線を配置するこ
とにより精度よく決められる。また、複数の平行導線列
の積層間隔は、平行導線列間にスペーサーを介在させる
ことにより容易に調節できる。

【００３６】(10)弾性体に、重合密度が低くフィラー量
の比較的多い縮合型シリコーンゴムを用いると、導線を
短時間で均一な長さに露出させることができる。 (11)半田バンプを電気めっき法により形成すると、任意
の大きさの半田バンプを均一な形状に形成できる。 (12)電気めっきのための給電は、複合体チップの一方の
切断面に、露出した前記複数の導線と共に導電性ペース
トを塗布して絶縁被覆した後、多数の導線及びこのペー
ストを電源と接続した導体に電気的に接続することによ
り容易に行える。

【００３７】(13)表面が酸化し難く耐環境性が良好な金
線又は金被覆導線を導線として用いると、露出した多数
の導線に形状均一な半田バンプを電気めっきできる。 (14)導線の表面を電解処理又は化学的エッチングにより
粗面に形成すると、導線と絶縁体との接触面積が増加し
て両者の固着力が向上する。

【００３８】

【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）図１に示した工程に従ってＳＭＣ10を製造
した。長さ 500mm、一辺が15±0.01mmの低炭素鋼からな
る角パイプ１内に、リン青銅（Ｃｕ，8wt%Ｓｎ，0.13wt
% Ｐ）からなる金めっきした導線２（直径0.08mm）を0.
25mmピッチで1,600 本、軸方向に実質的に平行に張り渡
し、パイプ１内に絶縁体３として液状のシリコーンゴム
を注入し固化させて導線２及び絶縁体３からなる複合体
４を形成した（図１(ａ)）。

【００３９】次に、複合体４を角パイプ１から抜き出し
（図１(ｂ)）、これを導線２と直交する面Ｆで厚さ 1.5
mmに切断して複合体チップ５とした（図１(ｃ)）。絶縁
体３には、重合密度の高い付加型シリコーンゴムを用い
た。次いで、複合体チップ５を２−メトキシエタノール
の中に浸漬し、切断面５ａ，５ｂから絶縁体３を溶解除
去し、多数の導線２の端部をそれぞれ0.02mmの長さ露出
させた（図１(ｄ)）。

【００４０】その後、露出した多数の導線２の一端側を
半田浴に浸漬し、各々の導線２の一端に半田バンプ６を
形成し、15mm×15mm×1.5 mmの図１(ｅ)に示すＳＭＣ10
を製造した。半田浴には、90wt%Ｐｂ，10wt%Ｓｎからな
る融点が280〜300℃のＳｎ−Ｐｂ系高温半田を用いた。

【００４１】尚、上記導線を0.25 mmピッチで実質的に
平行に張り渡すには、合計1,600本の直径0.083 mmの孔
を上下左右方向に、0.25mmのピッチで設けた２枚の目板
を500mmの間隔を開けて前記パイプの両端に設置し、前
記目板の各々の孔に導線を１本づつ通して行った。 （実施例２）絶縁体に発泡シリコーンゴムを用いた他
は、実施例１と同じ方法により15mm×15mm×1.5 mmの図
１(ｅ)に示すＳＭＣ10を製造した。 （実施例３）実施例１で製造した図１(ｅ)に示すＳＭＣ
10を、半田バンプ６を形成した側を再び前記薬剤に浸漬
して絶縁体３を更に溶解除去し、半田バンプ６と絶縁体
３との間に導線２を0.25 mm露出させ、15mm×15mm×1.5
mmの図１(ｆ)に示すＳＭＣ11を製造した。 （実施例４）絶縁体に発泡シリコーンゴムを用いた他
は、実施例１，３と同じ方法により15mm×15mm×1.5 mm
の図１(ｆ)に示すＳＭＣ11を製造した。 （実施例５）図２(ｂ)に示した凹溝２ａを形成した直径
0.08mmの導線２を用い、孔の直径が0.083 mmの目板を用
いた他は、実施例１，３と同じ方法により15mm×15mm×
1.5mmの図１(ｆ)に示すＳＭＣ11を製造した。 （実施例６）導線２として図２(ｃ)に示した撚線（リン
青銅線の７本撚線，直径0.08mm）を用い、孔の直径が0.
083 mmの目板を用いた他は、実施例１，３と同じ方法に
より15mm×15mm×1.5 mmの図１(ｆ)に示すＳＭＣ11を製
造した。

【００４２】実施例１〜６で製造したＳＭＣ10,11をそ
れぞれ1,000個用意し、これらを用いて半導体チップと
回路基板の電極をそれぞれ対応する導線で接続した。接
続は図５(ａ)〜図５(ｆ)に示した手順に従った。ここ
で、図５は、ＳＭＣ11を用いて半導体チップと回路基板
の電極をそれぞれ対応する導線で接続する場合の図であ
る。しかし、図５に示した手順は、ＳＭＣ10の場合でも
使用できるので、以下においてはＳＭＣ11の場合につい
て説明し、ＳＭＣ10の場合の説明を省略する。

【００４３】また、図５に示す半導体チップ30と回路基
板32は、それぞれ1,600 個の電極30ａ，32ａがＳＭＣ11
の多数の導線２と同じパターンに形成されている。先
ず、ＳＭＣ11の各導線２に形成された半田バンプ６をそ
れぞれ半導体チップ30の対応する電極30ａ側に配置した
（図５(ａ)）。次に、ＳＭＣ11の各半田バンプ６をリフ
ローソルダリングにより半導体チップ30の対応する電極
30ａに接続した（図５(ｂ)）。

【００４４】次いで、ＳＭＣ11の他側に露出した導線２
に半田バンプ６より融点の低い半田バンプ７を形成した
（図５(ｃ)）。しかる後、半田バンプ７側の絶縁体３を
薬剤の中に浸漬して表層を溶解除去することにより、半
田バンプ７側の導線２を0.25mm露出させた（図５
(ｄ)）。次に、回路基板32の各電極32ａ上に、対応する
導線２の半田バンプ７を位置させ(図５(ｅ))、半田バン
プ７を半田バンプ６が溶けない温度でリフローソルダリ
ングして、半導体チップ30と回路基板32をＳＭＣ11を介
して接続した（図５(ｆ)）。

【００４５】ここで、半田バンプ６は前述のようにＳｎ
−Ｐｂ系高温半田を、半田バンプ７は38 wt%Ｐｂ，62 w
t%Ｓｎからなる融点が183 ℃のＳｎ−Ｐｂ系低温（共
晶）半田を用いた。そして、断続通電によるＳＭＣ10,1
1の各導線２と電極30ａ,32ａとの接続部における長期劣
化試験を行い、ＳＭＣ10,11 の各導線２と半導体チップ
30の電極30ａや回路基板32の電極32ａとの間で導通不良
を起こしたＳＭＣ10,11の個数（1,000個あたり）を調べ
た。結果を表１に示した。 （実施例７）Ｃｕ−１％Ｃｒ合金を芯材２ｂとし、Ｎｂ
金属（0.4 μｍ厚さ）を被覆材２ｃとした直径0.08mmの
複合線からなる1,600 本の導線２（図３(ａ)参照）を用
い、実施例１と同様にして図１(ｃ)に示す複合体チップ
５を製造した。

【００４６】次に、複合体チップ５の切断面５ａ，５ｂ
から絶縁体３を２−メトキシエタノールで溶解除去して
各導線２を0.02 mm長さ露出させた（図１(ｄ)）。次い
で、絶縁体３の一方の側に露出した導線２を硝酸水溶液
に浸漬して、芯材２ｂのみを浸食して導線の先端面に最
大深さ70μｍの凹部２ｄ（図３(ｂ)参照）を形成した。

【００４７】しかる後、実施例１で用いたＳｎ−Ｐｂ系
高温半田により、凹部２ｄに図１(ｅ)に示すように半田
バンプ６を形成した。そして、実施例３と同様に、半田
バンプ６を形成した側を再び前記薬剤に浸漬して絶縁体
３を更に溶解除去し、半田バンプ６と絶縁体３との間に
導線２を0.25mm露出させ、15mm×15mm×1.5 mmの図１
(ｆ)に示すＳＭＣ11を製造した。

【００４８】製造したＳＭＣ11においては、半田バンプ
６が各々の導線２の先端面上に略球状に形成され、その
形状は導線毎に同じ形状であった。このＳＭＣ11を半導
体チップと接続したところ、図４に示したように、Ｎｂ
からなる被覆材２ｃの上部が花ビラ状に開いた状態とな
り、各導線２と半導体チップ30の対応する電極30ａとの
間が半田バンプ６の半田により良好に半田付けされてい
た。

【００４９】更に、製造したＳＭＣ11を1,000 個用意
し、これらを用いて図５(ａ)〜図５(ｆ)に示した手順に
より半導体チップ30と回路基板32の電極30ａ，32ａをそ
れぞれ対応する導線２で接続した。そして、断続通電に
よる前記と同様の長期劣化試験を行い、各導線２と電極
30ａ，32ａとの接続部における導通不良を起こしたＳＭ
Ｃ11の個数を調べた。その結果を表１に併せて示した。 （実施例８）実施例１〜７において使用した低炭素鋼パ
イプに代えて、断面Ｕ字型の上方が開放された容器を用
いてＳＭＣを製造した。

【００５０】先ず、Ｖ溝を所定ピッチで複数形成した高
さが異なる複数のＶ溝駒25，26により、実施例１で使用
した直径0.08mmのリン青銅からなる複数の導線２を張力
を付与した状態で所定間隔をおいて複数の平行導線列Ａ
W1，ＡW2，ＡW3…………に40列積層形成した。即ち、図
７(ａ)に示すように、溝底部の高さがｈ1（図７(ｂ)参
照）のＶ溝25ａを0.25mm間隔に40個高寸法精度に形成し
た２個のＶ溝駒25を所定間隔を開けて設置した。そし
て、対応する各Ｖ溝25ａ内に導線２を配置し、両端に取
り付けた200 gの錘27で導線２に張力を付与して平行導
線列ＡW1を形成した。

【００５１】次に、図７(ｂ)に示すように、Ｖ溝駒25の
外側にＶ溝26ａが0.25mm間隔で40個高寸法精度に形成さ
れたＶ溝駒26を２個設置した。そして、対応する各Ｖ溝
26ａ内に導線２を配置し、両端に取り付けた200 ｇの錘
27で導線２に張力を付与して平行導線列ＡW1の上方に平
行導線列ＡW2を形成した。このとき、各Ｖ溝26ａは、溝
底部の高さｈ2がＶ溝駒25の溝底部の高さｈ1より0.25mm
高く形成したので、平行導線列ＡW1と平行導線列ＡW2と
の積層間隔は0.25mmであった。

【００５２】以下、同様にして複数の平行導線列ＡW1，
ＡW2，ＡW3…………を0.25mm間隔で40列積層形成した。
このとき、複数の導線２は、Ｖ溝駒25,26の高寸法精度
に形成したＶ溝25ａ,26ａ内に配置したので配列方向に
精度良く位置決めできた。また、複数の平行導線列ＡW
1，ＡW2，ＡW3…………の積層間隔は、図７(ｂ)に示し
たように、これらの間にスペーサー28，29を所要数介在
させて調整した。その結果、複数の導線２は、配列間隔
及び積層間隔のいずれも、250 μｍ±10μｍの誤差内で
実質的に平行に配列させることができた。

【００５３】この状態で、前記容器内に絶縁体３として
液状のシリコーンゴムを流し込み、固化させて導線２及
び絶縁体３からなる図１(ａ)に示す複合体４を形成し
た。次に、複合体４を前記容器から抜き出し（図１
(ｂ)）、これを厚さ1.5 mmに切断して複合体チップ５と
した（同(ｃ)）。絶縁体３には、重合密度の高い付加型
シリコーンゴムを用いた。従って、複合体チップ５は、
合計1,600 本の互いに平行な導線２が厚さ方向に等間隔
に配列されている。

【００５４】次いで、複合体チップ５を２−メトキシエ
タノールの中に浸漬し、切断面５ａ，５ｂから絶縁体３
を溶解除去し、多数の導線２の端部をそれぞれ0.02mmの
長さ露出させた（図１(ｄ)）。その後、露出した多数の
導線２の一端側を半田浴に浸漬し、各々の導線２の一端
に半田バンプ６を形成し、15mm×15mm×1.5 mmの図１
(ｅ)に示すＳＭＣ10を製造した。

【００５５】半田浴には、90wt%Ｐｂ，10wt%Ｓｎからな
る融点が280〜300℃のＳｎ−Ｐｂ系高温半田を用いた。
尚、前記容器の両端面には、導線の直径と同じ寸法を有
する間隙を複数の導線と同じピッチで上下方向に設けた
くし歯を設置して、シリコーンゴムが両端面から流失す
るのを防止した。

【００５６】このようにして製造したＳＭＣ10を1,000
個用意し、これらを用いて図５(ａ)〜図５(ｆ)に示した
前記手順により、半導体チップ30の電極30ａと回路基板
32の電極32ａとの間をそれぞれ対応する導線２で接続し
た。そして、実施例１〜７と同じ長期劣化試験を行い、
各導線２と電極30ａ，32ａとの接続部における導通不良
を起こしたＳＭＣ10の個数を調べた。その結果を表１に
併せて示した。 （実施例９）絶縁体に発泡シリコーンゴムを用いた他
は、実施例８と同じ方法により15mm×15mm×1.5 mmの図
１(ｅ)に示すＳＭＣ10を製造した。

【００５７】このようにして製造したＳＭＣ10を1,000
個用意し、実施例８と同じ構造の半導体チップと回路基
板の電極をそれぞれ対応する導線で図５(ａ)〜図５(ｆ)
に示した前記手順により接続し、実施例８と同様にして
導通不良を起こしたＳＭＣ10の個数を調べた。その結果
を表１に併せて示した。 （実施例10）実施例８で製造した図１(ｅ)に示すＳＭＣ
10の半田バンプ６を形成した側を再び前記薬剤に浸漬し
て絶縁体３を更に溶解除去し、半田バンプ６と絶縁体３
との間に導線２を0.25mm露出させ、15mm×15mm×1.5 mm
の図１(ｆ)に示すＳＭＣ11を製造した。

【００５８】このようにして製造したＳＭＣ11を1,000
個用意し、半導体チップと回路基板の電極をそれぞれ対
応する導線で接続した。接続は図５(ａ)〜図５(ｆ)に示
した手順に従った。そして、断続通電によるＳＭＣ11の
各導線２と電極30ａ，32ａとの接続部における長期劣化
試験を行い、ＳＭＣ11の各導線２と半導体チップ30の電
極30ａや回路基板32の電極32ａとの間で導通不良を起こ
したＳＭＣ11の個数を調べた。その結果を表１に併せて
示した。 （実施例11）絶縁体に発泡シリコーンゴムを用いた他
は、実施例10と同じ方法により図１(ｆ)に示す15mm×15
mm×1.5mmのＳＭＣ11製造した。

【００５９】このようにして製造したＳＭＣ11を1,000
個用意し、実施例10と同様にして半導体チップ30と回路
基板32の電極30ａ，32ａをそれぞれ対応する導線２で接
続した。そして、実施例10と同様にして導通不良を起こ
したＳＭＣ11の個数を調べ、結果を表１に示した。 （実施例12）図２(ｂ)に示した凹溝２ａを形成した直径
0.08mmの導線２を用いた他は、実施例10と同じ方法で図
１(ｆ)に示す15mm×15mm×1.5mmのＳＭＣ11を製造し
た。

【００６０】このようにして製造したＳＭＣ11を1,000
個用意し、実施例10と同様にして半

【００６１】

【表１】

【００６２】導体チップ30の電極30ａと回路基板32の電
極32ａとの間をそれぞれ対応する導線２で接続した。

【００６３】そして、実施例10と同様にして導通不良を
起こしたＳＭＣ11の個数を調べ、果を表１に示した。 （実施例13）導線２として図２(ｃ)に示した撚線（リン
青銅線の７本撚線，直径0.08mm）用いた他は、実施例10
と同じ方法で図１(ｆ)に示す15mm×15mm×1.5 mmのＳＭ
Ｃ11を製造した。

【００６４】このようにして製造したＳＭＣ11を1,000
個用意し、実施例10と同様にして、半導体チップ30の電
極30ａと回路基板32の電極32ａとの間をそれぞれ対応す
る導線２で接続し、導通不良を起こしたＳＭＣ11の個数
を調べた。その結果を表１に示した。 （実施例14）図３(ａ)に示した直径0.08mmの複合線から
なる導線２を用いた他は、実施例10と同じ方法で図１
(ｆ)に示す15mm×15mm×1.5mmのＳＭＣ11を製造した。

【００６５】このようにして製造したＳＭＣ11を1,000
個用意し、実施例10と同様にして、半導体チップ30の電
極30ａと回路基板32の電極32ａとの間をそれぞれ対応す
る導線２で接続し、導通不良を起こしたＳＭＣ11の個数
を調べた。その結果を表１に示した。 （比較例１）それぞれ1,600 個の電極を有する前記各実
施例で使用した半導体チップ30と回路基板32とをそれぞ
れ1,000 個用意し、本発明方法で製造されたＳＭＣを使
用することなく半田ボールにより対応する電極30ａ，32
ａ相互を直接接続した。

【００６６】直接接続した半導体チップ30と回路基板32
とについて、断続通電による電極30ａ，32ａ相互の接続
部の長期劣化試験を行ない、導通不良を起こした半導体
チップ30と回路基板32との組数を調べた。結果を表１に
併せて示した。表１より明らかなように、本発明方法に
よって製造したコネクタは導通不良を起こしたものが少
なかった。特に、導線と絶縁体との接触面積が大きい実
施例5,6及び実施例12,13のＳＭＣ、導線の先端面を凹状
に形成して半田バンプの形状を一定にした実施例7,14の
ＳＭＣ、絶縁体に発泡シリコーンゴムを用いた実施例2,
4,9,11のＳＭＣは導通不良を起こした個数が少なく、優
れた接続特性を示した。

【００６７】これに対し、比較例１の半導体チップと回
路基板においては、導通不良を起こしたものが17個あっ
た。これは半導体チップの電極と回路基板の電極とを導
線を介さずに、半田ボールで直接接続したために、半田
部分に熱歪みが加わり、半田部分が劣化し剥離したため
である。尚、導線の張り渡し方法としては、Ｖ溝駒を用
いた場合（実施例８〜14）の方がスペーサーによる積層
間隔の調整が行えたので、目板を用いた場合（実施例１
〜７）より幾分導通不良個数が減少した。

【００６８】前述の実施例１〜14では、半導体チップと
回路基板の導体相互をＳＭＣで電気接続するにあたり、
融点の異なる２種の半田を用い、半田付けを２回に分け
て行ったが、同じ融点の半田を用いて１回の半田付け操
作で半導体チップと回路基板の電極相互をＳＭＣで電気
接続することも可能である。この場合、ＳＭＣは、図６
に示したＳＭＣ12のように、絶縁体３の両面から所定長
さ（例えば、0.25mm）露出した導線２の両端に半田バン
プ６がそれぞれ形成されたものを使用する。 （実施例15）導線を張り渡すのに断面Ｕ字型の容器とＶ
溝駒を用い、絶縁体として重合密度が低く、比較的フィ
ラー量の多い縮合型シリコーンゴムを用いた他は、実施
例３と同じ方法によりＳＭＣを製造した。

【００６９】導線の張り渡しに要した時間は、目板を用
いた場合に比較して大幅に短縮され、また導線を絶縁体
から露出させる時間も、実施例３で用いた付加型シリコ
ーンゴムの約半分の時間であった。得られたＳＭＣにつ
いて、実施例３の場合と同様にして、半導体チップ及び
回路基板の電極との間の導通性を調査した。その結果、
導通不良が発生した個数は1,000 個当たり１個であり、
発泡シリコーンゴム並みの好結果が得られた。これは、
縮合型シリコーンゴムが均一に溶解除去されたためであ
る。 （実施例16）導線を張り渡すのに断面Ｕ字型の容器とＶ
溝駒を用い、図８に示したように、複合体チップ５の両
面から導線２の端部を露出させ、一端面に露出した導線
２を導電性ペースト20を介して電極用の電極板22と電気
的に接続し、他端面に露出した導線２の端部に半田バン
プ６を電気めっきした他は、実施例３と同じ方法により
ＳＭＣを製造した。

【００７０】このとき、半田バンプ６を形成した側の導
線２の露出長さは 0.1mm、給電側の導線２の露出長さは
0.25mmとした。また、給電側の露出導線群には樹脂ペー
ストに銅粉を分散させた導電性ペースト20を塗布し、こ
のペースト20を乾燥固化した後、各導線２を電極板22と
接続した。次いで、ペースト20及び電極板22をマニキュ
ア層21で絶縁した後、露出した導線群の端部を半田電解
浴に浸漬し、陽極との間に所定の電圧を付与して半田バ
ンプ６を電気めっきした。

【００７１】得られたＳＭＣの半田バンプ６の大きさと
バラツキを調査した。半田バンプ６は、全数が略球状で
あった。100 個の半田バンプを無作為に選び出し、その
直径を測定した。その結果、半田バンプ100 個当たりの
平均値は 120μｍ、標準偏差は 0.6μｍであった。ま
た、実施例３の方法で製造したＳＭＣ100 個に関して同
様の測定を行った。その結果、実施例３で製造したＳＭ
Ｃ11では、半田バンプ６の形状は大半が略球状であった
が、その直径は80〜100 μｍと小さく、標準偏差は 2.7
μｍと大きかった。 （実施例17）給電側の露出導線群（Ａｕめっきしたりん
青銅線）に、導電性ペーストの代わりに、Ｉn 系半田を
付着させ、このＩn 系半田に電極用金属板を直接接続し
た他は、実施例16と同じ方法により半田バンプを電気め
っきした。電気めっき終了後Ｉn 系半田を加熱して溶解
除去し、Ｉn 残差を硝酸で洗い流した。

【００７２】得られたＳＭＣの半田バンプは略球状で、
径が 120μｍあり、標準偏差は0.45μｍと実施例16の値
を下回った。また、導通試験を行ったところ不良品は皆
無であった。尚、導線の金めっき層に損傷は認められな
かった。

【００７３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明方
法によれば、導線に形成される半田バンプの形状が一定
し、電極と導線との接合強度が高く、使用中の熱歪みを
吸収でき、従って、半導体チップや回路基板の電極との
接続性に優れ、信頼性の高いスーパーマイクロコネクタ
が製造でき、工業上優れた効果を奏する。

【００７４】このとき、請求項２の方法によれば、絶縁
体と半導体チップ又は回路基板との間の熱膨張率差に起
因する熱歪みが発生しても、導線の露出部分が変形する
ことにより熱歪みが吸収されるうえ、導線が露出してい
るので放熱性も向上する。請求項３の方法によれば、絶
縁体の熱膨張による変形量を小さくでき、半導体チップ
と回路基板の各々の電極とスーパーマイクロコネクタの
導線とを半田接合する際に、電極と導線との間の位置ず
れを防止できる。

【００７５】請求項４及び請求項５の方法によれば、ス
ーパーマイクロコネクタ使用中の温度上昇で絶縁体が熱
膨張しても、絶縁体が導線から剥離し難くなる。請求項
６の方法によれば、スーパーマイクロコネクタの導線に
半田バンプを所定形状に安定して形成することができ
る。請求項７の方法によれば、スーパーマイクロコネク
タ使用中の温度上昇による導線の変位をより確実に抑制
できる。

【００７６】請求項８の方法によれば、複数の導線の位
置決めをＶ溝を利用して行うので作業が容易で、複数の
導線を精度よく位置決めすることができる。請求項９の
方法によれば、各導線に張力を簡便に付与することがで
きる。請求項10の方法によれば、複数の平行導線列の積
層間隔を高精度に調整できる。

【００７７】請求項11の方法によれば、絶縁体が薬剤に
比較的安定して短時間で均一に溶解するので、スーパー
マイクロコネクタから導線を一定の長さに露出させるこ
とができる。請求項12の方法によれば、スーパーマイク
ロコネクタに任意の大きさで均一な形状の半田バンプを
形成できる。

【００７８】請求項13の方法によれば、スーパーマイク
ロコネクタの複数の導線の各端部に任意の大きさの半田
バンプを均一、且つ容易に形成することができる。請求
項14の方法によれば、スーパーマイクロコネクタの複数
の導線への給電を均等に行うことができる。請求項15の
方法によれば、導線と絶縁体との接触面積が増加して固
着力が向上し、スーパーマイクロコネクタの信頼性を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスーパーマイクロコネクタの製造方法
を概略的に説明する工程図である。

【図２】本発明方法で用いる導線の形状を示す斜視図で
ある。

【図３】本発明方法で用いる導線の端部を腐食剤で浸食
した状態を示す斜視図である。

【図４】図３に示した導線を用いたスーパーマイクロコ
ネクタの半田付け後の状態を示す縦断面図である。

【図５】本発明方法で製造したスーパーマイクロコネク
タを用いて半導体チップと回路基板とを接続するときの
工程図である。

【図６】本発明方法で製造したスーパーマイクロコネク
タの他の態様を示す正面図である。

【図７】複数の導線をＶ溝駒を用いて張り渡す状態を示
す説明図である。

【図８】複合体チップの複数の導線に半田バンプを電気
めっきする状況を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 角パイプ ２ 導線 ２ａ 凹溝 ２ｂ 芯材 ２ｃ 被覆材 ２ｄ 凹部 ３ 絶縁体 ４ 複合体 ５ 複合体チップ ６，７ 半田バンプ 10,11,12 スーパーマイクロコネクタ（ＳＭ
Ｃ） 20 導電性ペースト 21 マニキュア層 22 電極板 25,26 Ｖ溝駒 25ａ,26ａ Ｖ溝 27 錘 28,29 スペーサ 30 半導体チップ 30ａ 電極 32 回路基板 32ａ 電極 ＡW1，ＡW2 平行導線列

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的に平行に配列した複数の導線を、
   これらの間に介在させた弾性を有する絶縁体で固定して
   導線と絶縁体からなる複合体を作製する工程、 この複合体を前記導線と直交する面で切断して複数の複
   合体チップを作製する工程、前記各複合体チップの少な
   くとも一方の切断面から前記絶縁体を薬剤にて溶解除去
   し、前記複数の導線の端部を所定長さ露出させる工程、 露出した前記各導線の端部に半田バンプを形成する工程
   を備えたことを特徴とするスーパーマイクロコネクタの
   製造方法。
2. 【請求項２】 露出した前記各導線の端部に半田バンプ
   を形成する工程の後に、前記半田バンプを形成した側の
   前記絶縁体を薬剤にて更に溶解除去し、前記半田バンプ
   と前記絶縁体の間に前記複数の導線を所定長さ露出させ
   る工程を備えた、請求項１のスーパーマイクロコネクタ
   の製造方法。
3. 【請求項３】 弾性を有する絶縁体が発泡シリコーンゴ
   ムである、請求項１又は２のスーパーマイクロコネクタ
   の製造方法。
4. 【請求項４】 導線の表面に、開口部の幅が狭く内部の
   幅が広い凹溝を所要数、直線状又は螺旋状に形成する、
   請求項１乃至３いずれかのスーパーマイクロコネクタの
   製造方法。
5. 【請求項５】 導線に、撚線又は複数本の線材を表面に
   凹凸が形成されるように集合し接合した複合線を用い
   る、請求項１乃至３いずれかのスーパーマイクロコネク
   タの製造方法。
6. 【請求項６】 導線に、所定の腐食剤に浸食される芯材
   と、前記腐食剤に対して非浸食性の被覆材からなる複合
   線を用いる、請求項１乃至３いずれかのスーパーマイク
   ロコネクタの製造方法。
7. 【請求項７】 弾性を有する絶縁体に導線を接着剤によ
   り接着する、請求項１乃至６いずれかのスーパーマイク
   ロコネクタの製造方法。
8. 【請求項８】 実質的に平行に配列した複数の導線を、
   これらの間に介在させた弾性を有する絶縁体で固定して
   導線と絶縁体からなる複合体を作製する工程において、 Ｖ溝を所定ピッチで複数形成した高さが異なる複数の部
   材により、前記複数の導線を張力を付与した状態で所定
   間隔をおいて複数の平行導線列に積層形成する、請求項
   １乃至３いずれかのスーパーマイクロコネクタの製造方
   法。
9. 【請求項９】 前記各導線は、端部に取り付けた錘によ
   り張力が付与される、請求項８のスーパーマイクロコネ
   クタの製造方法。
10. 【請求項１０】 前記平行導線列の積層間隔を、前記平
    行導線列間に介在させるスペーサーにより調整する、請
    求項８又は９のスーパーマイクロコネクタの製造方法。
11. 【請求項１１】 弾性を有する絶縁体として縮合型シリ
    コーンゴムを用いる、請求項１又は２のスーパーマイク
    ロコネクタの製造方法。
12. 【請求項１２】 前記各複合体チップの少なくとも一方
    の切断面から前記絶縁体を薬剤にて溶解除去し、前記複
    数の導線の端部を所定長さ露出させる工程及び露出した
    前記各導線に半田バンプを形成する工程において、 前記各複合体チップの両切断面に前記複数の導線の端部
    を露出させ、一方の切断面に露出した前記複数の導線を
    電極用金属板と電気的に接続し、他方の切断面に露出し
    た前記複数の導線に半田バンプを電気めっきで形成す
    る、請求項１乃至３いずれかのスーパーマイクロコネク
    タの製造方法。
13. 【請求項１３】 前記複合体チップの一方の切断面に、
    露出した前記複数の導線も含めて導電性ペーストを塗布
    し、該ペースト表面を絶縁被覆した後、一方の切断面に
    露出した前記複数の導線及び前記導電性ペーストを電源
    と接続した導体に接触させて給電することにより、他方
    の切断面に露出した前記複数の導線に半田バンプを電気
    めっきで形成する、請求項12のスーパーマイクロコネク
    タの製造方法。
14. 【請求項１４】 前記複数の導線が金線又は金被覆導線
    である、請求項１乃至３いずれかのスーパーマイクロコ
    ネクタの製造方法。
15. 【請求項１５】 前記複数の導線の表面が電解処理又は
    化学的エッチングにより粗面に形成されている、請求項
    １乃至３いずれかのスーパーマイクロコネクタの製造方
    法。