專利名稱：具有連接的電路板的結(jié)構(gòu)和連接電路板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種電路板連接結(jié)構(gòu)，能夠電氣連接可拆卸地應(yīng)用于探針裝置中的電路板，所述探針裝置用于檢查諸如液晶面板和集成電路之類的片狀產(chǎn)品(sheet-shapedproduct)o
背景技術(shù)：
通常，使用諸如探針卡和探針單元之類的探針裝置檢查諸如集成電路和液晶顯示面板之類的片狀被檢物。專利文獻(xiàn)I描述了ー種探針裝置，它用于對(duì)諸如液晶顯示面板之類的顯示裝置中使用的顯示器電路板進(jìn)行通電測(cè)試(energization test)。專利文獻(xiàn)I中描述的探針裝置10連接了多個(gè)片，每ー個(gè)片均具有在電絕緣膜38的ー個(gè)表面上通過(guò)光刻形成的多條線路。如圖7所示，這些線路沿前后方向彼此平行地延イ申，且沿左右方向間隔開(kāi)。第一連接片20具有多條線路34和36，這些線路是利用電路印刷技術(shù)在諸如由聚酰亞胺構(gòu)成的電絕緣膜之類的電絕緣膜38的ー個(gè)表面上形成的，并且第一連接片20具有在與所述ー個(gè)表面上的線路34和36電氣連接的TAB安裝芯片(集成電路)40。TAB安裝芯片(集成電路)40與探針片18相連，并且第一連接片20與第二連接片22電氣連接。在通電測(cè)試時(shí)(在檢查過(guò)程中)，將如圖6所示的在探針片18的線路的最前末端部分處提供的突出電極30壓在顯示面板42的顯示器電路板的相應(yīng)電極44上，經(jīng)由配線部件46、第二連接片22、和第一連接片20將測(cè)試信號(hào)供應(yīng)給TAB安裝芯片(集成電路)40。附著至探針夾持器(probe holder) 24下側(cè)的探針片18組成了探針塊(probeblock)?？梢酝ㄟ^(guò)相對(duì)于探針底座48向前和向后移動(dòng)探針夾持器24來(lái)將探針夾持器24附著至探針底座48的前末端部分的下側(cè)或者將探針夾持器24從探針底座48的前末端部分卸下來(lái)，并且可以利用螺紋部件49將探針夾持器24可移除地固定到探針底座48。如圖6所示，探針片18上的線路經(jīng)由第一連接片20上的線路和在探針夾持器24的下側(cè)設(shè)置的第二連接片22上的線路與在探針底座48的下側(cè)設(shè)置的配線部件46上的線路電氣連接。因此，在液晶面板42的顯示器電路板中，將驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)由TAB安裝芯片(集成電路)40、第一連接片20、和探針片18提供至由輸入信號(hào)確定的電極44。然而，將TAB安裝芯片(集成電路)40用作第一連接片20，并且將TAB安裝芯片的最前面的末端部分鍵合(bond)至探針片18，盡管尤其像探針片18這樣的傳統(tǒng)裝置的探針片有時(shí)由于破損或損壞的突出電極30而需要替換。因此，為了替換探針片18，需要將探針片18從第一連接片20剝離，并且以及在此過(guò)程中第一連接片20上的線路經(jīng)常破裂，必須替換第一連接片20。因此，研究了使用(含導(dǎo)電顆粒樹(shù)脂型的)各向異性導(dǎo)電膜54來(lái)替換TAB安裝芯片的可能性，其中如圖4所示，通過(guò)將精細(xì)的導(dǎo)電顆粒52散布在樹(shù)脂50中來(lái)電氣連接與第一連接片相對(duì)應(yīng)的電路板58的各個(gè)電極以及與探針片相對(duì)應(yīng)的電路板70，并且其中在壓力下將電路板58和70彼此鍵合以建立電氣連接。然而，因?yàn)橥ㄟ^(guò)使用各向異性導(dǎo)電膜的屬性實(shí)現(xiàn)了通過(guò)各向異性導(dǎo)電膜54的電氣連接，即通過(guò)允許熱塑性樹(shù)脂50穿透非電極部分，當(dāng)將用作探針片且在彼此接觸的位置鍵合的樹(shù)脂50和電路板70分開(kāi)而進(jìn)行替換時(shí)，各向異性導(dǎo)電膜54通常會(huì)破裂。例如，通過(guò)不將探針片和各向異性導(dǎo)電膜的樹(shù)脂鍵合來(lái)解決以上問(wèn)題的嘗試會(huì)導(dǎo)致安裝過(guò)程中如圖7所示的探針片18上的線路和第一連接片20上的線路之間的電氣斷開(kāi)。專利文獻(xiàn)2提出了一種各向異性導(dǎo)電材料，其中導(dǎo)電部件穿透了由絕緣材料構(gòu)成的膜。專利文獻(xiàn)3描述了研究使用如圖5所示的無(wú)機(jī)絕緣膜中具有橫跨隔膜的電極的各向異性導(dǎo)電膜60來(lái)連接電路板58和電子部件68的技術(shù)的可能性。然而，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在使用采用無(wú)機(jī)膜的各向異性導(dǎo)電膜中有以下問(wèn)題。實(shí)際上在電路板內(nèi)的電極中存在高度變化62。對(duì)于僅用于補(bǔ)償高度變化的無(wú)機(jī)膜，膜(硬的無(wú)機(jī)膜)需要翹曲。翹曲引起各向異性導(dǎo)電膜60中的扭曲66，導(dǎo)致膜破裂。此外，盡量小的間距減小了電極之間的距離，使得各向異性導(dǎo)電膜的翹曲可以對(duì)在各向異性導(dǎo)電膜中引起的扭曲66進(jìn)行補(bǔ)償?shù)某潭仁怯邢薅鹊?。本發(fā)明的發(fā)明人深入地研究了樹(shù)脂制成的各向異性導(dǎo)電膜和無(wú)機(jī)各向異性導(dǎo)電膜以解決上述問(wèn)題。電路板70和各向異性導(dǎo)電膜54的接觸通常使得電路板從圖4所示的各向異性導(dǎo)電膜54脫離比較困難。具體地，當(dāng)使用樹(shù)脂制成的各向異性導(dǎo)電膜情況下，允許緊密接觸持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，與形成電路板表面的樹(shù)脂層的親合力(affinity)如此之大，以致于二者鍵合。為了避免這種情況，各向異性導(dǎo)電膜的厚度需要小于電極的厚度，使得各向異性導(dǎo)電膜樹(shù)脂不會(huì)侵入非電極部分。為了減小各向異性導(dǎo)電膜的厚度并且仍然確保連接可靠性，增加導(dǎo)電顆粒的密度是必要的，但是進(jìn)一步增加密度是困難的。使樹(shù)脂變硬可以是一種手段，但是會(huì)減小由導(dǎo)電顆粒實(shí)現(xiàn)的連接的可能性，并且會(huì)減小連接可靠性。另一方面，使用其基材為硬膜的無(wú)機(jī)各向異性導(dǎo)電膜的各向異性導(dǎo)電材料由于其性質(zhì)的緣故，只接觸金屬電極，并且避免了與電路板的接觸，這使得各向異性導(dǎo)電材料對(duì)于避免上述問(wèn)題是有效的。然而，這種各向異性導(dǎo)電材料仍然不能解決電極高度變化的問(wèn)題。解決電極高度變化要求使用能夠塑性變形的部件。存在兩種類型的高度變化:一種發(fā)生在一個(gè)電極表面之內(nèi)，即由電鍍表面的表面粗糙度引起的；另一個(gè)可歸因于電極之間的電鍍變化。前一種的變化是約I U m ;后一種的變化是約2 ii m至約5 ii m。前一種的變化可以與膜相對(duì)于電極尺寸的彈性相關(guān)；后一種的變化可以與膜相對(duì)于電極之間距離的彈性相關(guān)。在后一種變化的情況下，具體地由工業(yè)中降低的內(nèi)部電極間距產(chǎn)生的較小內(nèi)部電極距離增加了電鍍引起的變化長(zhǎng)度(R)與內(nèi)部電極距離(L)之間的比率(R/L)，使得難以利用無(wú)機(jī)膜解決所述問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)文件列表專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I JP 2001-141747A
專利文獻(xiàn)2:JP 2008-270158A專利文獻(xiàn)3:JP 2009-224146A

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種連接柔性電路板和剛性電路板的連接方法，所述方法允許當(dāng)必要時(shí)容易地分離電路板而進(jìn)行替換，但各向異性導(dǎo)電膜不會(huì)破裂，并且實(shí)現(xiàn)了重復(fù)的使用，所述方法能夠吸收當(dāng)連接電路板時(shí)的電極高度變化，從而提供較高的連接可靠性，并且使得所述方法可應(yīng)用于具有小的電極間距離的電極結(jié)構(gòu)。通過(guò)透徹的研究還發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)允許在作為導(dǎo)體的各向異性導(dǎo)電部件中使用的諸如銅或鎳之類的金屬有較大的突出量，并且使用所述突出金屬的塑性變形區(qū)域，可以解決電極高度變化的問(wèn)題。還發(fā)現(xiàn)通過(guò)控制當(dāng)電路板連接時(shí)的壓力，可以確保連接并且可以進(jìn)一步保證連接可靠性。除非達(dá)到了一定的壓力，突出的金屬和金屬電極(連接盤)只接觸，導(dǎo)致較高的電阻。而另一方面，在壓力太高的情況下，無(wú)機(jī)膜本身會(huì)破裂，使得不可能重復(fù)利用。作為特定的手段，不允許與除了電極之外的電路板部分接觸，以在要進(jìn)行分離時(shí)促進(jìn)分離，并且用作吸收電極高度變化的塑性變形層的導(dǎo)體突出部分是5 y m或以上。還發(fā)現(xiàn)控制壓力(按壓力)以便將突出部分放置為與電路板的電極完全緊密接觸對(duì)于確保電氣連接可靠性是很重要的。解決問(wèn)題的方案因此，本發(fā)明提出了以下方案。一種電路板連接結(jié)構(gòu)100，包括:剛性電路板101，具有第一電極121，各向異性導(dǎo)電部件120，以及柔性電路板102，具有第二電極，作為在電路板上形成的連接盤122，其中將支持板114設(shè)置為和與剛性電路板相對(duì)的柔性電路板的平坦表面的至少一部分直接接觸，使用壓力部件110通過(guò)支持板114將所述各向異性導(dǎo)電部件120支持板與剛性電路板和柔性電路板相連，其中所述各向異性導(dǎo)電部件120包括沿絕緣基材的厚度方向穿透絕緣基材109的導(dǎo)電通路111，所述導(dǎo)電通路111由導(dǎo)電材料構(gòu)成并且彼此隔離，所述導(dǎo)電通路的每一個(gè)的一端具有從絕緣基材109的一個(gè)表面突出的第一突出部113，并且所述導(dǎo)電通路的每一個(gè)的另一端具有從絕緣基材的另一個(gè)表面突出的第二突出部115，沒(méi)接觸的第二突出部115的高度H2a是5iim或以上，且不大于從柔性電路板102的表面測(cè)量時(shí)連接盤122的厚度的兩倍，其中施加壓力，使得將剛性電路板101和柔性電路板102之間的電氣連接實(shí)現(xiàn)為所述導(dǎo)電通路111的第一突出部113接觸所述剛性電路板101的第一電極121的至少一部分，以及通過(guò)所述導(dǎo)電通路與所述第一突出部連通的第二突出部115接觸在所述柔性電路板上形成的連接盤122的表面的至少一部分，而所述各向異性導(dǎo)電部件120的絕緣基材109不直接接觸所述柔性電路板102，以及其中向所述連接盤122的表面施加的壓力是300MPa以上，IOOOMPa以下。
以上使用的數(shù)字并沒(méi)有限制本發(fā)明，并且用于表示示例以輔助理解本發(fā)明。本發(fā)明的有益效果當(dāng)本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)用于電氣連接剛性電路板和柔性電路板時(shí)，可以按照穩(wěn)定的方式并且以較低的電阻來(lái)電氣連接每ー個(gè)均具有微型化配線結(jié)構(gòu)的電路板，而不允許在連接時(shí)出現(xiàn)對(duì)非電極部件的不必要鍵合，減小了在分離時(shí)施加的不必要的負(fù)荷而使電路板破裂的可能性?？梢灾貜?fù)地使用所述各向異性導(dǎo)電部件，因此減小了成本，并且所述各向異性導(dǎo)電部件可以用于連接承載以較小間距間隔開(kāi)的電極的電路板。


圖1 (A)是本發(fā)明的電路連接結(jié)構(gòu)的截面。圖1⑶是用于解釋圖1 (A)所示的各向異性導(dǎo)電部件和電極之間的關(guān)系的放大示意圖。圖2是說(shuō)明了各向異性導(dǎo)電部件的優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。圖2(A)是前視圖(平面圖)；圖2(B)是沿圖2(A)的IB-1B線得到的截面圖。圖3(A)和圖3(B)說(shuō)明了計(jì)算微孔的排序程度的方法。圖4是用于解釋通過(guò)各向異性導(dǎo)電膜實(shí)現(xiàn)的電路板連接的示意性截面圖，其中該各向異性導(dǎo)電膜是由現(xiàn)有技術(shù)中已知的含導(dǎo)電顆粒的樹(shù)脂構(gòu)成的。圖5是用于解釋使用各向異性導(dǎo)電膜來(lái)實(shí)現(xiàn)電路板和電子部件的連接的示意性截面圖，其中所述各向異性導(dǎo)電膜具有現(xiàn)有技術(shù)中已知的無(wú)機(jī)絕緣膜中具有橫跨隔膜電扱。圖6是用于解釋現(xiàn)有技術(shù)中已知的探針裝置的截面圖。圖7是用于解釋現(xiàn)有技術(shù)中已知的探針裝置的圖。圖8是用于解釋使用本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)的液晶面板檢查裝置的示意圖。圖9是用于解釋用于評(píng)估電路板連接結(jié)構(gòu)的配線圖案的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面參考圖1至圖3描述了本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)100。圖1 (A)和圖1⑶是說(shuō)明本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施例的示意性配置的截面圖。圖1(B)以放大的尺度示出了圖1(A)的導(dǎo)電通路以解釋由所述導(dǎo)電通路實(shí)現(xiàn)的連接。如圖1(A)和圖1(B)所示，本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)100可以電氣連接和斷開(kāi)以下部件:具有第一電極121的剛性電路板101，各向異性導(dǎo)電部件120，以及具有第二電極的柔性電路板102，所述第二電極作為在電路板上形成的連接盤(land)122。在電氣連接時(shí)，將支持板114設(shè)置為與和剛性電路板相對(duì)的那一側(cè)的柔性電路板的平坦表面的至少一部分直接接觸；使用壓カ部件110實(shí)現(xiàn)連接，所述壓カ部件適用于通過(guò)支持板114將所述各向異性導(dǎo)電部件120推到剛性電路板和柔性電路板上。在電氣連接吋，向本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)100加壓，使得電氣連接時(shí)突出部分的高度與電氣斷開(kāi)時(shí)突出部分的高度不同，這是結(jié)構(gòu)100的特征。在以下描述中，除非另有聲明，微米是用于表示例如距離、高度和厚度的長(zhǎng)度單位。Hla是斷開(kāi)時(shí)第一突出部113的高度；Hlb是連接時(shí)第一突出部113的高度。這里的斷開(kāi)表示電氣斷開(kāi)；連接表示電氣連接。H2a是斷開(kāi)時(shí)第二突出部115的高度；H2b是連接時(shí)第二突出部115的高度。如圖1(B)所示，各向異性導(dǎo)電部件120具有由導(dǎo)電材料構(gòu)成的、彼此絕緣且沿厚度方向穿透絕緣基材的導(dǎo)電通路111，并且各向異性導(dǎo)電部件120包括從所述絕緣基材的表面之一突出的導(dǎo)電通路111的第一突出部113和從絕緣基材的另ー個(gè)表面突出的導(dǎo)電通路111的第二突出部115。斷開(kāi)時(shí)第二突出部115的高度H2a是5 iim或以上，并且不大于從柔性電路板102的表面測(cè)量的連接盤122的厚度W2的兩倍。5 U m ^ H2a ( U m) ^ 2xff2 ( U m)…不等式(I)當(dāng)斷開(kāi)時(shí)突出部分115的高度H2a在以上范圍中時(shí)，電極高度和導(dǎo)電通路的突出部分的高度處于期望的關(guān)系，使得能夠以穩(wěn)定的方式連接電極和導(dǎo)電通路的突出部分。優(yōu)選地，斷開(kāi)時(shí)第一突出部113的高度Hla是5 或以上，并且不大于從剛性電路板101的表面測(cè)量的電極121的厚度W1的兩倍。5 U m ^ Hla ( U m) ^ 2Xff1 ( U m)…不等式(2)通常，剛性電路板上的高度W1的上限是約30 u m,在柔性電路板上形成的電極凸點(diǎn)(bump)的高度W2的上限是約100 u m。第一突出部113是各向異性導(dǎo)電部件與剛性電路板相連的那一側(cè)上的突出部；第ニ突出部115是各向異性導(dǎo)電部件與柔性電路板相連的那一側(cè)上的突出部分。第一突出部113的高度和第二突出部115的高度可以相等或不同。優(yōu)選地，以下關(guān)系成立:Hla-Hlb ( '…不等式(3)H2a-H2b ≤ Wf 不等式(4)其中，W1是從剛性電路板的表面測(cè)量的電極121的突出高度；W2是從柔性電路板的表面測(cè)量的連接盤122的突出高度。優(yōu)選地，以下關(guān)系成立:Hla-Hlb < '…不等式(5)H2a-H2b < 不等式(6)施加壓力，使得將剛性電路板101和柔性電路板102之間的電氣連接實(shí)現(xiàn)為所述導(dǎo)電通路111的第一突出部113接觸所述剛性電路板101的第一電極121的至少一部分，以及通過(guò)所述導(dǎo)電通路與所述第一突出部連通的第二突出部115接觸在所述柔性電路板上形成的連接盤122的表面的至少一部分，而所述各向異性導(dǎo)電部件120的絕緣基材109不直接接觸所述柔性電路板102。在這種狀態(tài)下，向所述連接盤122的表面施加的壓カ是300MPa 以上，IOOOMPa 以下。優(yōu)選地，當(dāng)向連接盤122的表面施加的壓カ是300MPa以上，IOOOMPa以下時(shí)，在電氣連接時(shí)由承載電極121的剛性電路板101的表面形成的平面和由承載連接盤122的柔性電路板102的表面形成的平面之間的距離L皿-Lltl2是:L101-L102 ( L1JWH1JH2a...不等式(7)其中Lltl9是絕緣基材的厚度。由不等式(7)限定的關(guān)系表示連接時(shí)第一突出部和第二突出部的高度小于斷開(kāi)時(shí)的高度，如圖1(B)所示。因此，在電氣連接時(shí)，各向異性導(dǎo)電部件120的導(dǎo)電通路的第一和第二突出部處于壓縮狀態(tài)。將由所述壓縮產(chǎn)生的減小量A表達(dá)為:A = (Lic^WH1JH2a)-(L101-L102)…等式(8)其中A優(yōu)選地是0 ii m至10 ii m,更優(yōu)選地是I ii m至6 ii m。[壓力]這里的壓力(Pa)是向電極的表面施加的每單位面積(m2)的力(N)，以通過(guò)支持板114將各向異性導(dǎo)電部件120推到剛性電路板和柔性電路板上，使得各向異性導(dǎo)電部件120的絕緣基材109不與柔性電路板102直接接觸。向連接盤122(第二電極)的表面施加的壓力理論上等于向第一電極的表面施加的壓力。當(dāng)所述壓力在上述范圍中時(shí)，實(shí)現(xiàn)了小電阻的穩(wěn)定電氣連接，并且在電氣連接時(shí)不會(huì)發(fā)生對(duì)于非電極部件的不必要的鍵合，減小了因在分離時(shí)施加的不必要的力而使電路板破裂的可能性。下面詳細(xì)描述本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)。

I [剛性電路板]將剛性電路板(優(yōu)選地，剛性印刷電路板)保持為在本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)中使用的平坦的片。這里的剛性板表示由材料制成或制成為具有厚度的板，它具有剛性或提供剛性，從而可以均勻地向其施加壓力，而不必專門地使用支持板或保持板。通常將剛性電路板保持在水平或垂直位置，但是也可以保持在對(duì)角線位置。所述板的厚度優(yōu)選地為0.3mm至1.6mm。在市場(chǎng)上已經(jīng)開(kāi)發(fā)和投放了可以用作這里的剛性電路板的多種板，包括紙質(zhì)酹醒樹(shù)脂板(paper phenolic board)、紙質(zhì)環(huán)氧板(paper epoxy boards)、玻璃合成物板(glass composite board)、玻璃環(huán)氧板(glass epoxy board)、特氟絕(注冊(cè)商標(biāo))板(Teflon board)、氧化招(陶瓷)板(alumina (ceramic) board)、低溫共燒陶瓷(LTCC)板(low-temperature co-fired ceramic (LTCC) board)和合成板(composite board)。盡管在本發(fā)明中可以使用這些板的任一個(gè)，優(yōu)選地是使用表現(xiàn)出相對(duì)較小翹曲的玻璃環(huán)氧板、陶瓷板或LTCC板，其中假設(shè)通過(guò)經(jīng)由各向異性導(dǎo)電部件施加壓力而不使用專用保持板來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣連接。具體地，在將本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)用作探針卡連接結(jié)構(gòu)的情況下，并且當(dāng)檢查集成器件時(shí)，要求高頻特性。對(duì)于這種應(yīng)用，優(yōu)選地使用陶瓷板或LTCC板。通過(guò)用環(huán)氧樹(shù)脂注入玻璃纖維布的疊層中獲得的玻璃環(huán)氧板在電特性和機(jī)械性質(zhì)兩方面都是優(yōu)秀的，因此廣泛地用于制造表面安裝型剛性印刷電路板。通過(guò)將例如鎢的圖案涂覆和層壓到被稱為綠片的氧化鋁(alumina)基底上，并且烘烤疊層來(lái)制造氧化鋁(陶瓷)板。氧化鋁板在高頻特性和熱傳導(dǎo)性方面都是優(yōu)秀的。然而，該制造方法(高溫烘烤)使得配線形成困難。作為解決方案，開(kāi)發(fā)了低溫共燒陶瓷(LTCC)板。因?yàn)閷⑻沾膳c玻璃混合，并且在較低的溫度800°C下烘烤混合物，使得在配線中使用銅成為可能。LTCC板特有地具有小的熱膨脹系數(shù)和優(yōu)秀的絕緣特性。2 [柔性電路板]柔性電路板(優(yōu)選地，柔性印刷電路板)是柔性的，并且允許顯著的變形。也將其簡(jiǎn)稱為FPC (柔性印刷電路)。典型的柔性電路板具有這樣的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)具有在膜形式的(基底膜)12 至50um厚的絕緣材料上形成的粘附層，其上進(jìn)一步形成具有約12 y m至50 y m厚度的導(dǎo)電箔。因此與具有0.3mm至1.6mm總厚度的典型剛性電路板相比，柔性電路板相對(duì)較薄。在本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)中，將柔性電路板與諸如支持板(保持板)之類的輔助工具一起使用，以保持所述柔性電路板處于平坦位置。當(dāng)將柔性電路板與除了本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)之外的另一個(gè)部件電氣或機(jī)械連接時(shí)，在必要的情況下，所述柔性電路板可以利用其柔性而彎曲成所需的形狀、纏繞或形成到S形狀或L形狀的位置。由杜邦(du Pont)研發(fā)的聚酰亞胺材料最適于用作基膜。通過(guò)用由聚酰亞胺膜或者光焊接抗蝕劑膜組成的絕緣材料(稱作封蓋)覆蓋來(lái)保護(hù)除了端子部分和焊接部分之外的其他位置。通常用于在柔性印刷電路板上形成配線的導(dǎo)電材料是銅。柔性電路板在用較小的力作用下可重復(fù)地變形，并且由于柔性電路板在變形時(shí)也保持其電氣性質(zhì)的特性，柔性電路板廣泛地用作在探針卡中使用的探針片。在本發(fā)明中使用的柔性印刷電路板沒(méi)有特別地限制，并且可以是已知的或商業(yè)可獲得的柔性電路板。柔性印刷電路板具有在連接部分上的“連接盤(land) ”，所述連接盤是每一個(gè)均具有給定面積的連接電極。所述連接盤的每一個(gè)均由在柔性板上設(shè)置的10 ii m至50 ii m厚的導(dǎo)電箔構(gòu)成；考慮到稱作封蓋(cover lay)的絕緣涂層的厚度，可以使用電鍍方法將厚度I ii m至20 ii m的Cu或Au沉積到由導(dǎo)電箔構(gòu)成的這種連接盤圖案上，以便確保連接可靠性?？梢允褂萌?由Disco公司制造的)表面刨床之類的專用加工設(shè)備來(lái)將具有較小粗糙度的電鍍連接盤表面加工成平坦的或無(wú)起伏的。平坦化處理能夠有效地使得電極的高度(連接盤的高度)相等，使得更容易確保與本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電部件的有效接觸面積。另一方面，平坦化處理要求較長(zhǎng)的時(shí)間并且相當(dāng)昂貴，使得難以在大規(guī)模生產(chǎn)中使用該工藝。3.[壓力部件]壓力部件110包括支持板114和加壓機(jī)構(gòu)112。加壓機(jī)構(gòu)可以是已知的加壓機(jī)構(gòu)，并且沒(méi)有特別的限制。加壓機(jī)構(gòu)的示例包括螺栓和螺母；包括螺栓、螺母和彈簧在內(nèi)的機(jī)構(gòu)；夾具；柱塞(彈性?shī)A持器、球和彈簧)；以及嚙合結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，支持板114 (也稱作保持板，例如由玻璃構(gòu)成的透明板；在探針裝置中使用的平板)是絕緣的片狀材料，具有較高的剛性，并且具有高度平滑的表面。優(yōu)選的材料包括玻璃板和陶瓷板。也可以使用玻璃環(huán)氧樹(shù)脂板。也可以使用涂覆有樹(shù)脂的不銹鋼基板，以便提供絕緣性。支持板不需要是專為所述目的提供的板，而可以是諸如探針裝置的壁表面或底部表面之類的、本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)要安裝到裝置的一部分。優(yōu)選地，加壓機(jī)構(gòu)允許壓力調(diào)節(jié)。在壓力已知的情況下，因?yàn)橐呀?jīng)設(shè)計(jì)了電路板連接結(jié)構(gòu)，加壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)不必是壓力可調(diào)的，并且只需要具有能夠施加所要求的壓力的結(jié)構(gòu)。4 [各向異性導(dǎo)電部件]
圖2是說(shuō)明各向異性導(dǎo)電部件的優(yōu)選實(shí)施例的示例的示意圖:圖2(A)是平面圖；圖2(B)是沿圖2(A)的線IB-1B獲得的截面。各向異性導(dǎo)電部件130包括絕緣基材109和由導(dǎo)電部件構(gòu)成的導(dǎo)電通路111。導(dǎo)電通路111具有沿厚度方向Z(Zl，Z2)比絕緣基材109的長(zhǎng)度(厚度)更長(zhǎng)的軸向長(zhǎng)度。彼此絕緣的導(dǎo)電通路111穿透絕緣基材109。導(dǎo)電通路的每ー個(gè)的一端從絕緣基材109的ー側(cè)突出；導(dǎo)電通路111的每ー個(gè)的另一端從絕緣基材109的另ー側(cè)突出。因此，導(dǎo)電通路111的每ー個(gè)在分別從主表面109a和另ー個(gè)主表面19b突出的相應(yīng)末端處具有第一突出部113和第二突出部115。優(yōu)選地，絕緣基材109內(nèi)部的導(dǎo)電通路111的至少一部分(下文中也稱作“導(dǎo)電通路111的基材內(nèi)部分”)實(shí)質(zhì)上與絕緣基材109的厚度方向Z(Z1，Z2)平行(圖2中是“平行”)。具體地，導(dǎo)電通路的基材內(nèi)部分的中心線相對(duì)于絕緣基材的厚度(長(zhǎng)度/厚度)的相對(duì)長(zhǎng)度優(yōu)選地是1.0至1.2，優(yōu)選地在1.0至1.05。接下來(lái)，下面描述形成絕緣基材和導(dǎo)電通路的材料、尺寸和方法?！唇^緣基材〉組成各向異性導(dǎo)電部件的一部分的絕緣基材是由具有微孔的陽(yáng)極氧化膜構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，所述微孔是通過(guò)對(duì)鋁基板進(jìn)行陽(yáng)極化而獲得的。使用這種結(jié)構(gòu)，即使在暴露到高溫之后也可以維持良好的連接穩(wěn)定性，并且即使重復(fù)使用，本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)的部件之間的連接和接觸也不容易出現(xiàn)偏移。由于這樣的事實(shí)而有上述考慮:包含氧化鋁、無(wú)機(jī)材料作為主要成分的絕緣基材具有4.SxlO-6K-1的熱膨脹系數(shù)，因此在耐熱性方面表現(xiàn)優(yōu)秀，并且具有接近通常是檢查電路板的材料(例如陶瓷)的熱膨脹系數(shù)。對(duì)于本發(fā)明的目的，由公式⑴限定的微孔的有序度(degree of ordering)優(yōu)選地是至少50 %，更優(yōu)選地至少70 %，并且最優(yōu)選地至少80 %。當(dāng)有序度度在以上范圍中時(shí)，可以在增加的可靠性下確保沿各向異性導(dǎo)電部件120的平面方向的絕緣，尤其是IOOkHz或以上的高頻信號(hào)。有序度(%) = B/AX100...⑴在公式(i)中，A表示測(cè)量區(qū)域中的微孔的總個(gè)數(shù)。B表示當(dāng)將圓心在這些微孔中的給定微孔的重心處的圓繪制為具有最小可能的半徑，并且另一個(gè)微孔與其內(nèi)切時(shí)，在測(cè)量區(qū)域中的這些微孔的個(gè)數(shù)，所述圓除了包含該給定微孔之外還包含六個(gè)微孔的橫截面中的重心。圖3說(shuō)明了計(jì)算微孔的有序度的方法。下面參考圖3更加具體地解釋以上的公式
(i)。參考圖3(A)，當(dāng)將圓心在微孔I的重心處的圓3繪制為具有最小可能的半徑并且另ー個(gè)微孔(微孔2)與其內(nèi)切時(shí)，所述圓3除了包含微孔I之外還包含六個(gè)微孔的重心。因此，在B中包括微孔I。參考圖3(B)，當(dāng)將圓心在微孔4的重心處的圓6繪制為具有最小可能的半徑并且另ー個(gè)微孔(微孔5)與其內(nèi)切時(shí)，所述圓6除了包含微孔4之外還包含5個(gè)微孔的重心。因此，在B中不包括微孔4。同樣參考圖3(B)，當(dāng)將圓心在微孔7的重心處的圓9繪制為具有最小可能的半徑并且另一個(gè)微孔(微孔8)與其內(nèi)切時(shí)，所述圓9除了包含微孔7之外還包含7個(gè)微孔的重心。因此，在B中不包括微孔7?？紤]后面描述的導(dǎo)電通路的直管構(gòu)造(straight configuration),優(yōu)選地是所述微孔不具有分叉(bifurcate)的配置。也就是說(shuō)，陽(yáng)極氧化膜的一個(gè)表面的單位面積中的微孔的個(gè)數(shù)X和其他表面的單位面積中的微孔的個(gè)數(shù)Y的比率X/Y優(yōu)選地是0.9至1.10，更優(yōu)選地是0.95至1.05，最優(yōu)選地是0.98至1.02。氧化鋁(用于陽(yáng)極化的鋁膜的材料)具有約IO14Q cm的電阻率，與組成例如已知的各向異性導(dǎo)電膜(例如，熱塑性彈性體)的絕緣基材的電阻率相同。對(duì)于本發(fā)明的目的，絕緣基材優(yōu)選地具有I U m至1000 u m的厚度(由圖2 (B)中的數(shù)字12表示)，更優(yōu)選地5 ii m至500 ii m，最優(yōu)選地10 y m至300 y m。當(dāng)絕緣基材的厚度在以上范圍中時(shí)，絕緣基材易于使用。對(duì)于本發(fā)明的目的，絕緣基材中的導(dǎo)電通路之間的間距(由圖2(B)中的數(shù)字13表示)優(yōu)選地是IOnm或以上,更優(yōu)選地是20nm至200nm。在以上范圍中的絕緣基材中的導(dǎo)電通路之間的間距允許所述絕緣基材完全用作絕緣壁。對(duì)于本發(fā)明的目的，絕緣基材的相鄰導(dǎo)電通路之間的中心與中心間距(由圖2(B)中的數(shù)字15表示，下面也稱作“節(jié)距”)優(yōu)選地是20nm至500nm,更優(yōu)選地40nm至200nm,以及更優(yōu)選地50nm至140nm。當(dāng)所述節(jié)距在以上范圍中時(shí)，易于獲得導(dǎo)電通路直徑和導(dǎo)電通路間距(絕緣壁厚度)之間的良好關(guān)系且能提供良好的連接可靠性。根據(jù)本發(fā)明，例如可以通過(guò)將鋁基板陽(yáng)極化并且允許由陽(yáng)極化產(chǎn)生的微孔穿透所述基材來(lái)產(chǎn)生絕緣基材。后面在描述產(chǎn)生各向異性導(dǎo)電部件方法時(shí)對(duì)陽(yáng)極化和穿透工藝進(jìn)行解釋。〈導(dǎo)電通路〉 組成各向異性導(dǎo)電部件的一部分的導(dǎo)電通路由導(dǎo)電材料構(gòu)成。導(dǎo)電材料沒(méi)有特別地限制，只要其電阻率是IO3Q cm或以下，導(dǎo)電材料的優(yōu)選示例包括金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)、鎂(Mg)、鎳(Ni)、鎢(W)、鈷(Co)、銠(Rh)、錫氧化物(tin oxides)、摻銦錫氧化物(ITO)、和包含這些金屬的任一種作為主要成分的合金?？紤]導(dǎo)電性，導(dǎo)電材料優(yōu)選地由從以下組中選擇的一種金屬構(gòu)成，所述組包括:銅、鎳、和金，或者包含這些金屬的任一種作為主要成分的合金。本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)中的各向異性導(dǎo)電部件的導(dǎo)電通路(具有適用于執(zhí)行特定功能的突出部)優(yōu)選地由其中導(dǎo)電金屬本身具有高硬度的材料構(gòu)成，并且具體地Ni是優(yōu)選的?？紤]到成本，使用金只形成從絕緣基材突出的導(dǎo)電通路的突出部分的表面或者只形成與電極接觸的電路板的那部分也是優(yōu)選的。對(duì)于本發(fā)明的目的，所述導(dǎo)電通路具有柱形形狀，其直徑(由圖2(B)中的數(shù)字14表示的部分)優(yōu)選地是I U m或以下,更優(yōu)選地5nm至500nm,更優(yōu)選地20nm至400nm,更優(yōu)選地40nm至200nm,最優(yōu)選地50nm至lOOnm。在以上范圍中的導(dǎo)電通路的直徑使得當(dāng)施加電信號(hào)時(shí)能獲得足夠的響應(yīng)，并且因此增強(qiáng)了使用本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體封裝的可靠性。如上所述，導(dǎo)電通路的中心線(只是基材內(nèi)部分，例即每一個(gè)導(dǎo)電通路在絕緣基材內(nèi)部的那部分，這同樣適用于這一段落中的描述)相對(duì)于絕緣基材的厚度(長(zhǎng)度/厚度)的相對(duì)長(zhǎng)度優(yōu)選地是1.0至1.2，更優(yōu)選地是1.0至1.05。當(dāng)導(dǎo)電通路的中心線長(zhǎng)度與絕緣基材厚度的比率在以上范圍中時(shí)，可以將所述導(dǎo)電通路看作是直管構(gòu)造，并且當(dāng)施加電信號(hào)時(shí)，可以絕對(duì)無(wú)誤地獲得一對(duì)一響應(yīng)，使得可以增強(qiáng)使用本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)的裝置的可靠性。對(duì)于本發(fā)明的目的，當(dāng)導(dǎo)電通路的兩端都從絕緣基材的相應(yīng)一側(cè)突出時(shí)，在電氣斷開(kāi)時(shí)突出部分(由圖2(B)中的數(shù)字113和115表示；下面也稱作“突出部分”)的高度優(yōu)選地是至少5 u m,更優(yōu)選地是8 ii m至15 ii m。在以上范圍中的突出部分的高度增強(qiáng)了與電路板的電極的連接性。所述突出部分可以具有沒(méi)有特別限制的形狀，并且包括半球、錐形、棱錐、圓柱、和棱柱。對(duì)于本發(fā)明的目的，導(dǎo)電通路通過(guò)絕緣基材彼此絕緣，并且具有優(yōu)選地2百萬(wàn)/mm2或以上，或更優(yōu)選地50百萬(wàn)/mm2或以上，或最優(yōu)選地100百萬(wàn)/mm2或以上的密度。在以上范圍中的導(dǎo)電通路的密度使得當(dāng)施加電信號(hào)時(shí)能夠絕對(duì)無(wú)誤地獲得一對(duì)一響應(yīng)，并且進(jìn)一步增強(qiáng)了使用本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)的裝置的可靠性。根據(jù)本發(fā)明，例如可以通過(guò)用金屬、導(dǎo)電材料填充穿透絕緣基材的微孔來(lái)產(chǎn)生導(dǎo)電通路。后面描述產(chǎn)生各向異性導(dǎo)電部件的方法時(shí)對(duì)填充金屬的工藝進(jìn)行解釋。包括絕緣基材和導(dǎo)電通路在內(nèi)的各向異性導(dǎo)電部件優(yōu)選地具有上述配置，使得絕緣基材具有I U m至1000 u m的厚度，導(dǎo)電通路具有5nm至500nm的直徑，以保持高絕緣性，并且使得能夠利用高密度來(lái)檢驗(yàn)電氣連續(xù)性。[產(chǎn)生各向異性導(dǎo)電部件的方法]下面描述產(chǎn)生各向異性導(dǎo)電部件的方法。根據(jù)本發(fā)明，例如可以通過(guò)在專利文獻(xiàn)2 (JP 2008-270158A)的
段中描述的產(chǎn)生方法來(lái)制造包括這種絕緣基材和導(dǎo)電通路在內(nèi)的各向異性導(dǎo)電部件，所述方法至少包括:陽(yáng)極化步驟，對(duì)鋁基板進(jìn)行陽(yáng)極化，所述陽(yáng)極化步驟之后的穿透步驟，使由所述陽(yáng)極化產(chǎn)生的微孔穿透所述陽(yáng)極化的招基板，從而獲得絕緣基材，以及所述穿透步驟之后的金屬填充步驟，利用金屬、導(dǎo)電材料填充所獲得的絕緣基材中的穿透微孔的內(nèi)部，以獲得各向異性導(dǎo)電膜；以及所述方法在金屬填充步驟之后包括突出部分形成步驟，使所形成的導(dǎo)電通路的每一個(gè)的末端部分從絕緣基材的相應(yīng)表面突出，從而獲得各向異性導(dǎo)電部件。根據(jù)本發(fā)明，可以在本發(fā)明中使用如JP 2008-270158 A的
至
段中實(shí)質(zhì)上描述的、在產(chǎn)生各向異性導(dǎo)電膜的方法和應(yīng)用于鋁基板的處理工藝中使用的鋁基板。在本發(fā)明中使用的鋁板沒(méi)有特別的限制，但是優(yōu)選地具有至少99.5重量％的鋁純度，更優(yōu)選地至少99.9重量％的鋁純度，更優(yōu)選地至少99.99重量％的鋁純度。當(dāng)鋁純度在以上范圍中時(shí)，微孔陣列的整齊度是足夠的。盡管可以使用已知的方法實(shí)現(xiàn)用于產(chǎn)生各向異性導(dǎo)電部件的方法中的陽(yáng)極化，優(yōu)選地是使用自排序方法或者恒定電壓陽(yáng)極化，因?yàn)樗鼋^緣基材優(yōu)選地是通過(guò)對(duì)鋁基板陽(yáng)極化，并且讓微孔排成陣列以便具有由以上公式(i)限定的50%或以上的有序度而獲得的陽(yáng)極氧化膜?？梢酝ㄟ^(guò)按照這種順序?qū)崿F(xiàn)陽(yáng)極化、陽(yáng)極氧化膜熔化和重新陽(yáng)極化，或者通過(guò)實(shí)現(xiàn)重復(fù)陽(yáng)極化和陽(yáng)極氧化膜熔化多次、接著是重新陽(yáng)極化的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)通過(guò)自排序方法形成微孔。恒定電壓陽(yáng)極化是用于低速度下花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間(即，幾個(gè)小時(shí)至大于12個(gè)小吋)形成陽(yáng)極氧化膜的處理。[穿透步驟]陽(yáng)極化步驟之后的穿透步驟引起由陽(yáng)極化產(chǎn)生的微孔穿透陽(yáng)極化的鋁基板，從而獲得絕緣基材。具體地，在其他的方法中，可以使用在陽(yáng)極化之后熔化鋁基板以去除陽(yáng)極氧化膜的底部部分的方法、在陽(yáng)極化之后提供鋁基板和靠近鋁基板的陽(yáng)極氧化膜，來(lái)實(shí)現(xiàn)穿透步驟。[金屬填充步驟]在產(chǎn)生各向異性導(dǎo)電部件的方法中,可以使用電解電鍍(electrolytic plating)方法或無(wú)電鍍(electroless plating)方法實(shí)現(xiàn)金屬填充。在將電解電鍍方法用于產(chǎn)生各向異性導(dǎo)電部件的方法中的金屬填充的情況下，優(yōu)選地通電勢(shì)掃描方法(電勢(shì)掃描電解)實(shí)現(xiàn)電解電鍍，從而隨著時(shí)間的流逝按照恒定速度或恒定電流方法(恒定電勢(shì)電解)掃描電勢(shì)，從而控制電解在恒定的電流下發(fā)生。[表面平滑處理]產(chǎn)生各向異性導(dǎo)電部件的方法優(yōu)選地包括:在金屬填充步驟之后，通過(guò)機(jī)械拋光(具體地化學(xué)機(jī)械拋光)來(lái)平滑所述各向異性導(dǎo)電部件的頂面和背面的表面平滑エ藝。[突起部形成步驟]在金屬填充步驟(或者當(dāng)應(yīng)用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)時(shí)的表面平滑步驟；同樣適用于下面的突起部分形成步驟的以下描述)之后的突起部分形成步驟使所形成的導(dǎo)電通路的末端部分從絕緣基材的各個(gè)表面突出，從而獲得了各向異性導(dǎo)電部件。具體地,可以通過(guò)下面所述的修整エ藝(trimming process)和/電極定位エ藝使所述導(dǎo)電通路的末端部分從絕緣基材的各個(gè)表面突出，并且依賴于導(dǎo)電通路的節(jié)距和直徑，向所述導(dǎo)電通路的末端部分涂覆焊料。[修整エ藝]金屬填充步驟之后的修整エ藝僅僅去除了各向異性導(dǎo)電部件表面的絕緣基材的一部分，并且使所述導(dǎo)電通路突出。〈電沉積工藝〉在產(chǎn)生各向異性導(dǎo)電部件的方法中，可以代替地或者在修整エ藝之后實(shí)現(xiàn)電沉積エ藝，從而可以將相同的導(dǎo)電金屬或不同的導(dǎo)電金屬進(jìn)ー步僅僅沉積到導(dǎo)電通路8的表面上。[保護(hù)膜形成エ藝]考慮隨著時(shí)間流逝通過(guò)與空氣中的水的水合作用導(dǎo)致的由氧化鋁構(gòu)成的絕緣基材的小孔直徑的可能變化，優(yōu)選地是在金屬填充步驟之前實(shí)現(xiàn)用于形成保護(hù)膜的處理。
所述保護(hù)膜例示為包含Zr元素和/或Si元素的無(wú)機(jī)保護(hù)膜或者包含不溶水的聚合物的有機(jī)保護(hù)膜。在產(chǎn)生各向異性導(dǎo)電部件的方法中，加熱處理使得能夠控制硬度和熱循環(huán)阻力(heat-cycle resistance)。優(yōu)選地，在例如至少100°C，更優(yōu)選地200°C或以上，以及最優(yōu)選地400°C或以上的溫度下進(jìn)行加熱。加熱時(shí)間優(yōu)選地是10秒至24小時(shí)，更優(yōu)選地I分鐘至12小時(shí)，以及最優(yōu)選地30分鐘至8小時(shí)。這種加熱處理增加了硬度，并且抑制了熱循環(huán)時(shí)的膨脹和收縮。5.[電路板連接結(jié)構(gòu)的定位]各向異性導(dǎo)電部件具有優(yōu)選地在其表面或側(cè)面上的定位部件。當(dāng)定位部件具有與剛性電路板和/或柔性電路板的對(duì)應(yīng)物結(jié)合實(shí)現(xiàn)定位的結(jié)構(gòu)時(shí)，所述定位部件證明了對(duì)于電氣連接和斷開(kāi)的重復(fù)使用是有用的。另外，這種定位部件證明了當(dāng)替換電路板連接結(jié)構(gòu)的柔性電路板時(shí)是有用的。例如，其中插入各向異性 導(dǎo)電部件的壓力部件110的凹口 118的形狀在水平截面中朝著更靠近剛性電路板的一側(cè)變小。因此，只將各向異性導(dǎo)電部件裝配到凹口 118中實(shí)現(xiàn)了相對(duì)于剛性電路板的電極的定位，便于各向異性導(dǎo)電部件的替換?？梢詫⑺龆ㄎ徊考O(shè)置在柔性電路板和各向異性導(dǎo)電部件之間。所述定位部件可以是在各向異性導(dǎo)電部件上實(shí)現(xiàn)的標(biāo)記，所述標(biāo)記與在柔性板的側(cè)部末端中實(shí)現(xiàn)的孔洞一起作用。所述各向異性導(dǎo)電部件可以具有位于不與電極或側(cè)部接觸的表面上的定位部件；位于所述側(cè)面表面的定位部件可以是導(dǎo)電通路或者部分切斷的導(dǎo)電通路。6 [電氣連接方法]作為本發(fā)明的產(chǎn)生電路板連接結(jié)構(gòu)的方法的連接電路板的方法如下:一種連接電路板的方法，包括:設(shè)置:I)剛性電路板，所述剛性電路板具有第一電極；以及2)柔性電路板，所述柔性電路板具有第二電極，作為在電路板上形成的連接盤，將支持板114設(shè)置為和與所述剛性電路板相對(duì)的柔性電路板的平坦表面的至少一部分直接接觸，以及4)利用通過(guò)支持板將各向異性導(dǎo)電部件推進(jìn)至所述剛性電路板和所述柔性電路板的壓力部件，經(jīng)過(guò)在各向異性導(dǎo)電部件的導(dǎo)電通路將所述剛性電路板的第一電極的至少一部分和所述柔性電路板的第二電極的至少一部分電氣連接，支持板，使得所述各向異性導(dǎo)電部件的絕緣基材不直接接觸所述柔性電路板，并且向所述連接盤的表面施加的壓力是300MPa 以上，IOOOMPa 以下，3)其中所述各向異性導(dǎo)電部件包括沿絕緣基材的厚度方向穿透絕緣基材的導(dǎo)電通路，所述導(dǎo)電通路由導(dǎo)電材料構(gòu)成并且彼此隔離，所述導(dǎo)電通路的每一個(gè)的一端從絕緣基材的一個(gè)表面突出，并且所述導(dǎo)電通路的每一個(gè)的另一端從絕緣基材的另一個(gè)表面突出，從另一個(gè)表面突出的并且處于未接觸狀態(tài)的突出部的高度H是5 y m或以上，且不大于從所述柔性電路板的表面測(cè)量時(shí)連接盤的厚度的兩倍。7.[一種用于替換電路板連接結(jié)構(gòu)的柔性電路板的方法]由于劣化而需要替換電路板連接結(jié)構(gòu)的柔性電路板或者需要用不同結(jié)構(gòu)的電路板替換電路板連接結(jié)構(gòu)的柔性電路板吋，可以通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)所述替換。一種用于替換柔性電路板的方法，包括:1)釋放由所述電路板連接結(jié)構(gòu)的壓力部件施加的壓力，以將所述剛性電路板的第一電極的至少一部分和所述柔性電路板的第二電極的至少一部分電氣斷開(kāi)；以及用另ー個(gè)柔性電路板替換所述柔性電路板，并且將所述剛性電路板的第一電極的至少一部分和所述柔性電路板的第二電極的至少一部分再次電氣連接。將參考圖8的示意圖描述應(yīng)用于液晶面板檢查裝置的本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)。如圖8所示的液晶顯示器(IXD)面板檢查探針單元90具有由控制/檢查單元88控制的LCD驅(qū)動(dòng)器IC 86。將LCD驅(qū)動(dòng)器IC 86與剛性電路板101的電極電氣連接。與檢查探針84相連的剛性電路板101和柔性電路板102通過(guò)本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)100的各向異性導(dǎo)電部件電氣連接。響應(yīng)于來(lái)自LCD驅(qū)動(dòng)器IC的信號(hào)，檢查探針84可以經(jīng)由液晶面板驅(qū)動(dòng)電極82驅(qū)動(dòng)液晶顯示面板80、接收來(lái)自所述面板的信號(hào)、并且經(jīng)由本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)100將對(duì)檢查結(jié)果加以表示的信號(hào)供應(yīng)給所述控制/檢查單元88。所述控制/檢查單元88也可以顯示檢查結(jié)果。本發(fā)明的電路板連接結(jié)構(gòu)不但可以應(yīng)用于在液晶面板檢查裝置中使用的探針單元，而且可以應(yīng)用于用來(lái)檢查諸如集成電路之類的其他平坦?fàn)顪y(cè)試物體的探針裝置。示例下面通過(guò)示例詳細(xì)描述本發(fā)明。然而，不應(yīng)該將本發(fā)明解釋為局限于這些示例。[產(chǎn)生各向異性導(dǎo)電部件](A)鏡面精加工處理(電解拋光)將高純度鋁基板(住友輕金屬株式會(huì)社，純度99.99重量％，厚度0.4mm)切割為允許陽(yáng)極化的10厘米見(jiàn)方的尺寸，然后在25V的電壓下、65°C的溶液溫度以及3.0米/分鐘的溶液流速使用下面給出的組成的電解拋光溶液進(jìn)行電解拋光。將碳電極用作陰極，并且將(株式會(huì)社高砂制作所制造的)GP0110-30R単元用作電源。此外，使用由As One公司制造的旋流監(jiān)測(cè)器(vortex flow monitor)FLM22-10PCM來(lái)測(cè)量電解溶液的流速。(電解拋光溶液組成) *85wt %磷酸(和光純藥エ業(yè)株式會(huì)社)660mL* 純水 160mL* 硫酸 150mL* こニ醇 30mL(B)陽(yáng)極化步驟(自排序方法)然后，將已經(jīng)經(jīng)歷了電解拋光處理的鋁基板經(jīng)歷10小時(shí)的預(yù)陽(yáng)極化處理，在40V電壓下的0.5mol/L的草酸電解溶液中，15°C的溶液溫度以及3.0m/分鐘的溶液流速。在接下來(lái)的脫膜エ藝中，在50°C的溶液溫度下，在包含0.2mol/L鉻酸酐和
0.6mol/L的磷酸的混合水溶液中將預(yù)陽(yáng)極化的鋁基板浸泡12小吋。然后，在40V電壓下的0.5mol/L的草酸電解溶液中，15°C的溶液溫度以及3.0m/分鐘的溶液流速下，再次施加陽(yáng)極化處理15小吋。使用不銹鋼電極作為陰極以及(株式會(huì)社高砂制作所制造的)GP0110-30R単元作為電源執(zhí)行預(yù)陽(yáng)極化處理和重新陽(yáng)極化處理。使用(大和科學(xué)社制造的)NeoCool BD 36進(jìn)行冷卻，并且使用(東京理化器械株式會(huì)社制造的)Pairstirrer PS-100進(jìn)行攪拌和加熱。利用As One公司制造的旋流監(jiān)測(cè)器FLM22-10PCW測(cè)量電解溶液的流速。(C)[穿透步驟]隨后，將鋁基板浸泡在通過(guò)將0.lmol/L的氯化銅與20%的鹽酸水溶液混合獲得的處理溶液中，允許在15°C的溶液溫度下分解，直到通過(guò)視覺(jué)檢查觀察到鋁的去除為止，并且進(jìn)一歩浸泡在5重量％的磷酸中30°C下30分鐘，以去除陽(yáng)極氧化膜的底部部分，并且獲得由具有擴(kuò)大直徑的微孔的陽(yáng)極氧化膜組成的結(jié)構(gòu)(絕緣基材)。穿透エ藝之后的結(jié)構(gòu)具有120iim的厚度。⑶加熱エ藝然后，將所獲得的結(jié)構(gòu)經(jīng)歷400°C的熱處理ー個(gè)小吋。(E)金屬填充步驟隨后，將金氣相沉積到熱處理結(jié)構(gòu)的ー個(gè)表面上具有0.1 ii m的厚度，以形成金電扱。將金電極用作陰極，并且使用鎳球作為陽(yáng)扱，以執(zhí)行電解電鍍。使用保持在60°C下的300g/L的氨基磺酸鎳的水溶液作為電解溶液，實(shí)現(xiàn)了直流電解以獲得具有填充鎳的微孔的結(jié)構(gòu)。使用YAMAM0T0-MS C0.，Ltd制造的電鍍?cè)O(shè)備和AMEL S.r.1制造的7060型穩(wěn)壓器/恒電流儀來(lái)實(shí)現(xiàn)直流電解。所使用的標(biāo)準(zhǔn)電極是Ag/AlCl型。利用從Ni:0V至負(fù)極ー側(cè)的ImV/秒的掃描速度下執(zhí)行的掃描，繼續(xù)電解，直到達(dá)到4000C/dm2的電量。利用光學(xué)顯微鏡對(duì)于填充金屬結(jié)構(gòu)中的斷裂面的觀察掲示了用鎳將微孔填充到從承載金電極ー側(cè)測(cè)量的約70 ii m的高度。(F)表面平滑エ藝在接下來(lái)的表面平滑エ藝中，將在承載金電極ー側(cè)上的填充金屬結(jié)構(gòu)的表面拋光10 u m,并且將相對(duì)ー側(cè)上的其他表面拋光60 u m。更具體地，利用承載碳化硅作為研磨劑的片實(shí)現(xiàn)了研磨，接著是利用具有2 顆粒直徑的金剛石漿，進(jìn)ー步是利用具有0.25 y m顆粒直徑的金剛石漿的拋光，以獲得鏡面精加工的表面。利用光學(xué)顯微鏡對(duì)于表面平滑結(jié)構(gòu)中的斷裂面的觀察掲示了所述結(jié)構(gòu)具有平滑的表面，使得導(dǎo)電通路(鎳)和絕緣基材(陽(yáng)極氧化膜)兩者都具有50iim的厚度。(G)突出部形成步驟(具有不同突出部分高度的各向異性導(dǎo)電部件的制造)然后，將表面平滑的結(jié)構(gòu)浸泡在具有I重量％濃度的KOH水溶液中，隨著浸泡時(shí)間變化來(lái)控制氧化鋁膜的分解量，從而產(chǎn)生如在表I的示例和比較示例中的具有鎳導(dǎo)電通路的突出部分的不同高度的各向異性導(dǎo)電部件。另外，也使用氯金酸(tetrachloroaurate)的硫酸溶液實(shí)現(xiàn)了交流電解電鍍。處理之后的ESCA分析結(jié)果顯示鎳被金覆蓋。從鎳電鍍的開(kāi)始到金電鍍的結(jié)束無(wú)中斷地連續(xù)執(zhí)行從金屬填充(E)至突出部分形成步驟(G)的エ藝，不允許將涂料暴露到大氣中。在用水沖洗并且干燥之后，進(jìn)行利用FE-SEM的觀察。
以下的表I所示的結(jié)果揭示了導(dǎo)電通路的突出部分具有表I中給出的高度，并且所述導(dǎo)電通路的電極尺寸具有60nm的直徑。觀察還揭示導(dǎo)電通路的中心線長(zhǎng)度與基材厚度(長(zhǎng)度/厚度)的比率是1.01。用FE_SEM(放大倍數(shù)x20000)對(duì)所獲得的各向異性導(dǎo)電部件的表面拍照，以在2um X 2 的視場(chǎng)中測(cè)量由各向異性導(dǎo)電部件中的微孔的公式⑴限定的有序度。在10個(gè)位置測(cè)量有序度以計(jì)算平均值。在任一個(gè)示例和比較示例中，有序度在70 %至95 %的范圍中。在各向異性導(dǎo)電膜是陽(yáng)極氧化膜類型的情況下，在示例和比較示例兩者中，周期指的是導(dǎo)電通路之間的中心與中心距離(節(jié)距)。利用FE-SEM(放大倍數(shù)X50000)對(duì)所獲得的各向異性導(dǎo)電部件(膜)的表面拍照，并且在50個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，產(chǎn)生了在50nm至90nm范圍內(nèi)的周期平均值以及約150百萬(wàn)/mm2的微孔密度。<剛性電路板和柔性電路板>(測(cè)試圖案)獲得并且使用都承載圖9所示測(cè)試圖案的剛性電路板(5厘米見(jiàn)方)和柔性電路板(FPC板,5cm X 10cm)。在剛性電路板和柔性電路板兩者上制造和使用相同的測(cè)試圖案。如圖9所示，柔性電路板使用在四邊形評(píng)估端子92處端接的銅電路圖案、連接評(píng)估端子92和第二電極的具有10 u m線寬的銅線路94。第一電極是10個(gè)四邊形的鍍金連接電極96，在剛性電路板上測(cè)量20 iim X IOOum0電極之間的間距是50 y m。通過(guò)在示例和比較示例的每一個(gè)中制造的各向異性導(dǎo)電部件連接柔性電路板的第二電極和剛性電路板的第一電極，并且允許壓力部件在各個(gè)示例中施加表I中給定的壓力。(電極)耦合的剛性電路板和柔性電路板的電極適用于具有如表I所示的相同高度。在示例5和比較示例5中，耦合的剛性電路板和柔性電路板具有高度16 ii m的電極；在其他示例和比較示例中，耦合的剛性電路板和柔性電路板具有高度8 ii m的電極。在參考示例I中，使用由Disco公司制造的DAS8920表面平坦器來(lái)平坦化剛性電路板和柔性電路板上的連接盤，并且確保均勻的連接盤高度。就Ra而言，所述處理將電極高度變化從3 ii m減小至0.6 ii m，并且將電極表面的表面粗糙度從1.2 y m減小到0.04 u m,并且使用這樣處理的電路板。〈壓力部件〉使用由螺栓和螺母組成的加壓機(jī)構(gòu)以及將Imm厚陶瓷制半透明支持板放置為與柔性電路板直接接觸支持板。將剛性板安裝到(HiSOL，Inc.制造的6000型)表面安裝測(cè)試器的下部樣品臺(tái)，并且將附著上述柔性電路板的陶瓷制加壓夾具安裝到上部樣品臺(tái)，在樣品臺(tái)上進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)調(diào)節(jié)。隨后，將上述各向異性導(dǎo)電膜安裝到下部臺(tái)中的剛性板的預(yù)定位置中，并且進(jìn)行加壓接觸。觀看顯示器調(diào)節(jié)壓力，使得向所述電極(連接盤)的表面施加所需的壓力?！催B接的評(píng)估〉通過(guò)將具有相同形狀的金隆起焊盤設(shè)置在玻璃板上，將在示例和比較示例中制造的各向異性導(dǎo)電部件的每一個(gè)推進(jìn)到上面，并且觀察狀態(tài)來(lái)評(píng)估通過(guò)加壓接觸獲得的連接。
在用表I所示的每一個(gè)壓力加壓之后，將導(dǎo)電結(jié)構(gòu)放置三天，分離所述各向異性導(dǎo)電膜，并且再次將相同的各向異性導(dǎo)電膜插回，重復(fù)所述過(guò)程。通過(guò)當(dāng)將膜分離第10次和第50次時(shí)觀察FPC板的表面來(lái)進(jìn)行評(píng)估。<評(píng)估準(zhǔn)則>(I)連接電阻評(píng)估準(zhǔn)則:〇=連接電阻小于I Q ;X =連接電阻不小于I Q。(2)連接評(píng)估準(zhǔn)則A =當(dāng)絕緣層沒(méi)有與柔性電路板(FPC板)接觸時(shí)B =當(dāng)絕緣層與柔性電路板(FPC板)接觸時(shí)C =當(dāng)絕緣層破裂并且與柔性電路板(FPC板)接觸時(shí)(3)柔性電路板(FPC板)配線損壞評(píng)估在重復(fù)如表I所示次數(shù)的附著和分離之后，視覺(jué)地評(píng)估FPC板上的配線狀態(tài)。分級(jí)是:〇=沒(méi)有觀察到變化A =表面有附著物X =在配線上觀察 到刮痕。表I所示的結(jié)果揭示了示例I至7中的結(jié)構(gòu)能夠穩(wěn)定地電氣連接電路板并且具有低電阻，以及例如在連接時(shí)不會(huì)發(fā)生與非電極部件的不必要鍵合，減小了通過(guò)在分離時(shí)可能施加的負(fù)載導(dǎo)致的電路板破裂的可能性。表I也示出了在比較示例4和5中，突出部分的高度是電極高度的至少兩倍，使得突出部分和電極之間的連接是不穩(wěn)定的。因此，在附著和分離時(shí)施加負(fù)載，引起形成承載電極的電路板表面的一部分的配線上的刮痕。參考示例7中的結(jié)構(gòu)能夠與示例中結(jié)構(gòu)的性能可比擬，但是比較昂貴。表I
權(quán)利要求
1.一種電路板連接結(jié)構(gòu)，包括: 剛性電路板，具有第一電極， 各向異性導(dǎo)電部件，以及 柔性電路板，具有第二電極，作為在電路板上形成的連接盤，將支持板設(shè)置為和與所述剛性電路板相對(duì)的所述柔性電路板的平坦表面的至少一部分直接接觸， 使用壓力部件通過(guò)所述支持板將各向異性導(dǎo)電部件與所述剛性電路板和所述柔性電路板相連接， 其中，所述各向異性導(dǎo)電部件包括沿絕緣基材的厚度方向穿透所述絕緣基材的導(dǎo)電通路，所述導(dǎo)電通路由導(dǎo)電材料構(gòu)成并且彼此隔離，所述導(dǎo)電通路的每一個(gè)的一端具有從所述絕緣基材的一個(gè)表面突出的第一突出部，并且所述導(dǎo)電通路的每一個(gè)的另一端具有從所述絕緣基材的另一個(gè)表面突出的第二突出部，沒(méi)接觸的所述第二突出部的高度H2a是m或以上，并且不大于從所述柔性電路板的表面測(cè)量時(shí)所述連接盤的厚度的兩倍， 其中，將所述剛性電路板和所述柔性電路板之間的電氣連接實(shí)現(xiàn)為所述導(dǎo)電通路的所述第一突出部接觸所述剛性電路板的所述第一電極的至少一部分，以及通過(guò)所述導(dǎo)電通路與所述第一突出部連通的所述第二突出部接觸在所述柔性電路板上形成的所述連接盤的表面的至少一部分，施加壓力，使得所述各向異性導(dǎo)電部件的所述絕緣基材不直接接觸所述柔性電路板，以及 其中，向所述連接盤的表面施加的壓力是300MPa以上，IOOOMPa以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板連接結(jié)構(gòu)，其中通過(guò)釋放由所述壓力部件施加的壓力，將在權(quán)利要求1中描述的電氣連接中的電路板連接結(jié)構(gòu)置為電氣斷開(kāi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路板連接結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)電通路具有200nm或以下的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電路板連接結(jié)構(gòu)，其中所述絕緣基材包括陽(yáng)極氧化膜，所述陽(yáng)極氧化膜具有通過(guò)對(duì)鋁基板進(jìn)行陽(yáng)極化處理而獲得的微孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電路板連接結(jié)構(gòu)，其中接觸時(shí)的所述第一突出部、接觸時(shí)的所述第二突出部和所述各向異性導(dǎo)電部件的所述絕緣基材的總厚度不大于電氣斷開(kāi)時(shí)的所述第一突出部、所述第二突出部和所述絕緣基材的總厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的電路板連接結(jié)構(gòu)， 其中，所述導(dǎo)電通路的沒(méi)接觸時(shí)的所述第一突出部的高度和沒(méi)接觸時(shí)所述第二突出部的高度實(shí)質(zhì)上相等，以及 其中，構(gòu)成所述導(dǎo)電材料的金屬是鎳。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電路板連接結(jié)構(gòu)，其中所述各向異性導(dǎo)電部件在與所述電極不接觸的表面上或在側(cè)面部分上具有的定位部件，所述定位部件與所述剛性電路板和/或所述柔性電路板的定位部件一起用于實(shí)現(xiàn)定位。
8.一種連接電路板的方法，包括: 設(shè)置剛性電路板和柔性電路板，所述剛性電路板具有第一電極，所述柔性電路板具有第二電極，作為在電路板上形成的連接盤，將支持板設(shè)置為和與所述剛性電路板相對(duì)的所述柔性電路板的平坦表面的至少一部分直接接觸， 利用通過(guò)支持板將各向異性導(dǎo)電部件推至所述剛性電路板和所述柔性電路板上的壓力部件，經(jīng)過(guò)所述各向異性導(dǎo)電部件的導(dǎo)電通路將所述剛性電路板的所述第一電極的至少一部分和所述柔性電路板的所述第二電極的至少一部分電氣連接，使得所述各向異性導(dǎo)電部件的絕緣基材不直接接觸所述柔性電路板，并且向所述連接盤的表面施加的壓カ是300MPa 以上，IOOOMPa 以下， 其中，所述各向異性導(dǎo)電部件具有沿所述絕緣基材的厚度方向穿透所述絕緣基材的所述導(dǎo)電通路，所述導(dǎo)電通路由導(dǎo)電材料構(gòu)成并且彼此隔離，所述導(dǎo)電通路的每ー個(gè)的一端從所述絕緣基材的ー個(gè)表面突出，并且所述導(dǎo)電通路的每ー個(gè)的另一端從所述絕緣基材的另ー個(gè)表面突出，從所述絕緣基材的另ー個(gè)表面突出且沒(méi)接觸的突出部的高度H2a是m或以上，并且不大于從所述柔性電路板的表面測(cè)量時(shí)所述連接盤的厚度的兩倍。
9.一種用于替換柔性電路板的方法，包括: 釋放由在權(quán)利要求8中電氣連接的壓カ部件施加的壓力，以電氣斷開(kāi)所述剛性電路板的所述第一電極的至少一部分和所述柔性電路板的所述第二電極的至少一部分，用另ー個(gè)柔性電路板替換柔性電路板，并且將所述剛性電路板的所述第一電極的至少一部分和所述柔性電路板的所述第二電極的至 少一部分再次電氣連接。
全文摘要
提出了一種具有連接的電路板的結(jié)構(gòu)，使用壓力部件將各向異性導(dǎo)電部件與具有第一電極的剛性電路板和具有作為連接盤的第二電極的柔性電路板相連接，所述壓力部件使用之間的支持板按壓所述電路板。在所述結(jié)構(gòu)中，多個(gè)導(dǎo)電路徑沿厚度方向穿透各向異性導(dǎo)電部件的絕緣基材，所述導(dǎo)電路徑的每一個(gè)具有分別從所述絕緣基材的一個(gè)表面和另一個(gè)表面突出的第一突出部和第二突出部，所述第二突出部的高度(H2a)是5μm或以上，并且小于或等于從柔性電路板的表面開(kāi)始的連接盤的厚度的兩倍。第一突出部與第一電極的至少一部分接觸，第二突出部與連接盤的表面的至少一部分接觸，按壓所述各向異性導(dǎo)電部件的絕緣基材，使得所述絕緣基材不與所述柔性電路板直接接觸，在利用施加至連接盤的300MPa至1000MP的壓力下附著和分離電路板時(shí)不會(huì)向電路板施加負(fù)荷，并且減小了電路板的破裂。
文檔編號(hào)H01R11/01GK103140762SQ20118004777
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月1日
發(fā)明者堀田吉?jiǎng)t, 畠中優(yōu)介 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社