CN101828310A - 连接端子、半导体封装、布线基板、连接器及微接触器 - Google Patents

连接端子、半导体封装、布线基板、连接器及微接触器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可实现与接触对象的稳定接触的连接端子、半导体封装件、布线基板、连接器及微接触器。为了达成该目的，藉由与接触对象接触而与该接触对象的电连接，具备多个导电性的端子用构件，该端子用构件具有其至少一部分的表面呈曲面且延伸成带状的端子部，且构成为该端子部与至少1个其它端子部将其彼此的一部分在厚度方向上层叠。亦可使所有的端子部的前端部在厚度方向上层叠。

Description

连接端子、半导体封装、布线基板、连接器及微接触器
技术领域
本发明是关于连接端子、分别具备该连接端子的半导体封装、布线基板、连接器及微接触器。
背景技术
BGA(球栅阵列，Ball Grid Array)及CSP(芯片尺寸封装，Chip ScalePackage)等半导体封装依预定的图案将多个连接端子配设在其表面。连接端子是由球状的焊料所构成，因此在将连接端子电连接在母板(motherboard)等电极焊垫时，一般而言是使焊料熔融(参照例如专利文献1)。
专利文献1：日本特开平8-236911号公报
然而，在上述的公知技术中，热膨胀率会因半导体封装及母板而不同，因此由两个构件的发热造成的热膨胀量的不同，在连接端子会产生裂痕，而有发生接触不良的情形。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而提出，其目的在于提供一种可实现与接触对象的稳定接触的连接端子、使用该连接端子的半导体封装、布线基板、连接器及微接触器。
(解决课题的手段)
为了解决上述课题并达成目的，本发明的连接端子是藉由与接触对象接触，而与所述接触对象的电连接，该连接端子的特征为：具备多个导电性的端子用构件，该端子用构件具有其至少一部分的表面呈曲面且延伸成带状的端子部，所述端子部与至少1个其它所述端子部将其彼此的一部分在厚度方向上层叠。
再者，本发明的连接端子是在上述发明中，所有的所述端子部的前端部在厚度方向上层叠。
再者，本发明的连接端子是在上述发明中，具有与所述接触对象直接接触的所述端子部的所述端子用构件由与其它所述端子用构件不同的材料所构成。
再者，本发明的连接端子是在上述发明中，所述端子部具有沿着所述端子部带状延伸的方向切割而成的切缝。
再者，本发明的连接端子是在上述发明中，所述端子部朝与其它所述端子部不同的方向延伸。
再者，本发明的连接端子是在上述发明中，所述多个端子用构件形成彼此相同的形状。
再者，本发明的连接端子是在上述发明中，所述端子用构件还具备：具有在板厚方向贯穿的开口部的平板状台座部，所述端子部从所述开口部的内周面延伸成带状。
再者，本发明的连接端子是在上述发明中，所述多个端子用构件是包含：内侧端子用构件，其前端部的内周面是形成大致为球面的面的一部分；以及外侧端子用构件，其层叠于所述内侧端子用构件的外周侧。
再者，本发明的连接端子是在上述发明中，所述内侧端子用构件是由与所述外侧端子用构件不同的材料所构成。
本发明的半导体封装是于平面上设置有多个上述发明中记载的连接端子。
本发明的布线基板是于平面上设置有多个上述发明中记载的连接端子。
本发明的连接器与不同电路构造的电连接，该连接器的特征为：在平面的两侧设置相同数量的上述发明中记载的连接端子；
隔着所述平面而朝相反的方向突起的所述连接端子彼此电连接。
本发明的微接触器是具备：多个上述发明中记载的多个连接端子；并且具备：分别与多个所述连接端子电连接的多条布线；以及以相互平行的状态保持所述多条布线的絶缘性的薄片构件。
(发明的效果)
依据本发明，由于多个端子用构件所分别具备的端子部与至少1个其它端子部在厚度方向上彼此局部地相互层叠，因此即使在与接触对象之间产生位置偏移，亦可吸收该位置偏移，而实现与接触对象的稳定接触。
附图说明
图1是本发明实施方式1的连接端子的构成的立体图。
图2是图1的箭头A方向的平面图。
图3是图2的B-B线的剖面图。
图4是表示本发明实施方式1的连接端子所具备的端子用构件的构成的立体图。
图5是表示本发明实施方式1的连接端子与被接触体接触的形态的图。
图6是表示本发明实施方式1的半导体封装的构成的立体图。
图7是表示将本发明实施方式1的半导体封装的连接端子安装在基材的安装形态的剖面图。
图8是表示本发明实施方式1的第1变形例的连接端子的构成的图。
图9是表示本发明实施方式1的第1变形例的连接端子所具有的端子用构件的构成的图。
图10是表示本发明实施方式1的第1变形例的连接端子所具有的其它端子用构件的构成的图。
图11是表示本发明实施方式1的第2变形例的连接端子的构成的图。
图12是表示本发明实施方式1的第2变形例的连接端子所具有的端子用构件的构成的图。
图13是图12的箭头C方向的侧面图。
图14是表示形成本发明实施方式1的第3变形例的连接端子的一部分的端子用构件的构成的立体图。
图15是表示本发明实施方式2的连接端子及应用该连接端子的连接器的主要部分的构成的局部剖面图。
图16是表示本发明实施方式2的连接端子所具有的端子用构件的构成的立体图。
图17是表示本发明实施方式2的连接器的外观构成的立体图。
图18是表示本发明实施方式3的连接端子及应用该连接端子的布线基板的主要部分的构成的局部剖面图。
图19是表示本发明实施方式3的连接端子与半导体封装的电极接触的状态的图。
图20是表示本发明实施方式4的连接端子的构成及应用该连接端子的微接触器的主要部分的构成的局部剖面图。
图21是图20的箭头D方向的平面图。
符号的说明
1、3、5、8、11、12  连接端子
2、4a、4b、6、7、9a、9b、12a、12b  端子用构件
11a  内侧端子用构件
11b  外侧端子用构件
20、40a、40b、60、70、106、202、306  开口部
21、41a、41b、61、71、91a、91b、111a、111b  台座部
22、42a、42b、62、72、92a、92b、112a、112b  端子部
100、501  半导体封装
101、301  基材
102、302、502  电极
103、303  焊料
104、304  盖构件
105、201、305、402  树脂薄片
113a、221  前端部
200  连接器
300  布线基板
400  微接触器
401  布线
500  被接触体
621  切缝
具体实施方式
以下，参照附图说明用以实施本发明的最佳的方式(以下称为「实施方式」)。此外，附图是示意性者，应注意各部分厚度和宽度的关系、各部分厚度比率等亦有与实际者不同的情形，附图彼此间当然亦包含彼此的尺寸关系或比率不同的部分的情形。
(实施方式1)
图1是表示本发明实施方式1的连接端子的构成的立体图。图2是图1的箭头A方向的平面图。图3是图2的B-B线的剖面图。图1至图3所示的连接端子1具有层叠形成彼此相同的形状的4个导电性的端子用构件2的构成。
图4是表示端子用构件2的构成的立体图。图4所示的端子用构件2具备：平板状的台座部21，其设有在中央部具有圆形剖面的开口部20；以及端子部22，其从台座部21的开口部20的内周面朝与台座部21的表面不同的方向延伸。端子用构件2是由导电性材料所形成。
端子部22从基端朝前端形成头细状且形成稍微扭曲成螺旋状的带状。此外，端子部22的表面的外周面与内周面皆形成为球面的一部分。
具有上述构成的端子用构件2藉由例如压模成形而获得。再者，端子用构件2亦可藉由对1片平板进行蚀刻加工后进行压模成形或MEMS(微机电系统，Micro Electro Mechanical Systems)成形而获得。
构成连接端子1的4个端子用构件2的各个台座部21沿着层叠方向完全迭合，并藉由熔接等而一体化。再者，4个端子用构件2的各个端子部22的前端部在厚度方向上层叠，这4个的前端部分别在彼此不同的方向上、且相对于中心轴O为90°旋转对称的方向上延伸。因此，连接端子1能够大致等分地承受在与接触对象之间产生的负荷。
图5是具有以上构成的连接端子1与作为接触对象的被接触体500接触的形态图。在图5中，4个端子部22中位于最外侧的端子部22的前端部221与被接触体500直接接触。该前端部221的外周面通过球面的顶点附近，当接触被接触体500时，如图5的箭头所示，不仅在端子部22的前端部的层叠方向(图5的上下方向)会产生负荷，在与该层叠方向正交的方向(图5的水平方向)亦会产生负荷。因此，即使在被接触体500的表面产生氧化覆膜，亦可藉由使前端部221滑动于被接触体500的表面而削去氧化覆膜，而可减低与被接触体500的接触电阻，以确保更可靠的导通。
再者，由于连接端子1可更可靠地削去附着于被接触体500的表面的氧化覆膜，因此亦可藉由对位于最外周侧的端子部22的前端部221的外周面施以皱纹加工或压纹加工而设置凹凸，或设置从该外周面突起的突起部。
在本实施方式1中，即使被接触体500产生因发热所致的热膨胀而造成接触位置偏移，端子用构件2的端子部22中位于最外周的端子部22的前端部221亦可依该位置偏移而滑动在被接触体500的表面。因此，不会发生因被接触体500的发热所致的连接不良。
构成连接端子1的多个端子用构件2亦可全部使用相同材料而形成，亦可包含使用不同的材料而形成的构件。例如，就位于最外周侧且与被接触体500直接接触的端子用构件2而言，可应用滑动性或耐焊料性佳的材料(钯合金、铑合金、金合金等)，另一方面，就除上述以外的端子用构件2而言，亦可应用弹性强的材料(磷青铜、不锈钢、铜、镍、镍合金等)。
连接端子1与被接触体500接触时所产生的负荷可由端子用构件2的层叠个数、端子部22的表面积、板厚、形状、材质等所控制。例如，层叠的端子用构件2的个数亦可为4以外的个数。此外，亦可使与被接触体500直接接触的端子用构件2的板厚比其它端子用构件2的板厚更薄。再者，亦可在端子部22的前端部形成在宽度方向上扩展的凸缘。
图6是表示应用具有以上构成的连接端子1的半导体封装的构成的立体图。图7是本发明实施方式1的半导体封装的连接端子1的安装形态的剖面图。图6及图7所示的半导体封装100具备排列于平面上的多个连接端子1，并且具有基材101、埋设于基材101的电极102、用以将连接端子1粘接在基材101的表面中设有电极102的部分的焊料103、介于连接端子1的底面与焊料103之间的导电性的盖构件104、及覆盖连接端子1的台座部21的絶缘性的树脂薄片105。
焊料103从连接端子1的底面经过侧面到达至树脂薄片105，且一体地粘接于连接端子1、基材101及树脂薄片105。
盖构件104由导电性材料所构成，且具有以下功能：当使焊料103熔融时，防止熔融的焊料103因毛细管现象而上升至各端子部22的开口部20的边缘，而对连接端子1的弹性造成影响。
树脂薄片105是利用例如聚酰胺(Polyamide)而实现，且具有依据连接端子1的排列图案而露出端子用构件2的端子部22的开口部106。
再者，亦可依据台座部21的板厚，使间隔件(spacer)介于基材101与树脂薄片105之间。
依据以上说明的本发明的实施方式1，由于使多个端子用构件所分别具备的端子部以前端部在厚度方向上层叠，因此即使在与接触对象之间产生位置偏移，亦可吸收该位置偏移，而实现与接触对象的稳定接触。
图8是表示本实施方式1的第1变形例的连接端子的构成的图。图8所示的连接端子3是藉由交替2个2个地层叠2种类的导电性的端子用构件4a、4b而形成的。
图9是端子用构件4a的构成图。图9所示的端子用构件4a是具备：台座部41a，其设置有具大致长方形剖面的开口部40a；以及端子部42a，其从是开口部40a的内周面且为大致长方形剖面的一个顶点附近的内周面朝与台座部41a的表面不同的方向延伸。端子部42a形成从台座部41a朝斜上方直线地带状延伸且在途中弯曲的形状，该弯曲的部分即前端部与台座部41a的表面大致平行。端子部42a具有与从基端至前端为止大致相同的宽度。
图10是表示端子用构件4b的构成的图。图10所示的端子用构件4b形成与端子用构件4a镜像对称的形状，且具备：台座部41a，其具有开口部40b；端子部42b，其从开口部40b的内周面朝与台座部41b的表面不同的方向延伸。
图11是表示本实施方式1的第2变形例的连接端子的构成的图。图11所示的连接端子5藉由层叠4个导电性的端子用构件6而形成。
图12是表示端子用构件6的构成的图。图13是图12的箭头C方向的侧面图。图12及图13所示的连接端子6是具有：台座部61，其设置有具圆形剖面的开口部60；以及端子部62，其从开口部60的内周面朝与台座部61的表面不同的方向延伸。端子部62具有为了调整弹性而沿着带状延伸的方向切割而成的切缝621。切缝621的形状及大小是依产生在连接端子5与被接触体500之间的负荷来适当地设定。
图14是形成本发明实施方式1的第3变形例的连接端子的一部分的端子用构件的构成的立体图。图14所示的端子用构件7由导电性材料所形成，且具备：台座部71，其设置有大致正方形的一对的对边中央部中间变细的剖面形状的开口部70；以及端子部72，其从是台座部71的内周面且为大致正方形剖面的中间未变细的一边内周面朝与台座部71的表面不同的方向延伸。在本变形例中，藉由以彼此的端子部72的前端指向相反的方向的方式层叠2个端子用构件7，而构成连接端子。
依据以上说明的本实施方式1的第1至第3变形例，由于使多个端子用构件所分别具备的端子部在前端部朝厚度方向上层叠，因此即使在与接触对象之间产生位置偏移，亦可吸收该位置偏移，而实现与接触对象的稳定接触。
(实施方式2)
图15是表示本发明实施方式2的连接端子及应用该连接端子的连接器的主要部分构成的局部剖面图。图15所示的连接端子8层叠2个导电性的端子用构件9a、9b。图16是表示端子用构件9a的构成的立体图。端子用构件9a具备：台座部91a，其具有半圆形的缺口90a；以及端子部92a，其从缺口90a的内周面朝与台座部91a的表面不同的方向形成头细的带状而延伸。端子部92a的表面与外周面及内周面一起形成球面的一部分。
端子用构件9b形成与端子用构件9a大致相同的形状，且具备：具有缺口90b的台座部91b、及从缺口90b的内周面延伸的端子部92b。端子部92b的外周面形成一部分的球面的直径比端子部92a的外周面形成一部分的球面的直径小，且与端子部92a的内周面形成一部分的球面的直径大致相等。
图17是表示本发明实施方式2的连接器的整体构成的立体图。图17所示的连接器200依据预定的图案排列多个连接端子8。如图15所示，连接端子8与朝相反的方向突起的其它连接端子8电连接，且由2片树脂薄片201所夹持。树脂薄片201具有依据连接端子8的排列图案而露出端子用构件9a的端子部92a及端子用构件9b的端子部92b的多个开口部202。
当粘接连接端子8与树脂薄片201或粘接连接端子8彼此时，亦可使用适当的粘接剂，亦可设置贯穿台座部91a、91b的各板厚方向的螺丝孔而以螺丝进行螺合。
具有以上构成的连接器200可适合作为介于例如半导体封装与母板之间以进行两者的电连接的插座的端子部。
依据以上说明的本实施方式2，由于使多个端子用构件所分别具备的端子部在前端部在厚度方向上层叠，因此即使在与接触对象之间产生位置偏移，亦可吸收该位置偏移，而实现与接触对象的稳定接触。
再者，依据本实施方式2，适合作为插座的端子部时，可使厚度比公知的插座变得更薄，因此适合作为如笔记型计算机等要求省空间化的电子机器用的插座的端子部。
(实施方式3)
图18是表示本发明实施方式3的连接端子及应用该连接端子的布线基板的主要部分构成的局部剖面图。图18所示的连接端子11具备：内侧端子用构件11a，其朝与通过基端部的平面不同的方向带状延伸；以及外侧端子用构件11b，其层叠于内侧端子用构件11a的外周侧。内侧端子用构件11a及外侧端子用构件11b由导电性材料所构成。
内侧端子用构件11a具有：平板状的台座部111a、及从台座部111a的缘端部朝与台座部111a的表面不同的方向延伸的端子部112a。端子部112a的前端部113a其内周面形成大致球面的一部分，且与半导体封装501的球面状的电极502面接触。半导体封装501是例如BGA，电极502是焊料。就内侧端子用构件11a而言，较佳为应用滑动性及耐焊料性佳的材料。
外侧端子用构件11b具有：平板状的台座部111b、及从台座部111b的缘端部朝与台座部111b的表面不同的方向延伸的端子部112b。端子部112b是在组装的状态下包围内侧端子用构件11a的端子部112a的基端部的外周。从端子部112b的基端部带状延伸的长度比从端子部112a的基端部带状延伸的长度更短。因此，内侧端子用构件11a的前端部113a露出于外周侧(参照图18)。再者，台座部111b在组装的状态下层叠于台座部111a的上方。就外侧端子用构件11b而言，优选应用弹性强的材料。
图19是表示连接端子11与半导体封装501的电极502接触的状态图。在图19中，内侧端子用构件11a藉由外侧端子用构件11b朝电极502的中心侧弹压，因此可可靠地与电极502接触。再者，在从图18所示的状态到达至图19所示的状态的期间，前端部113a滑动于电极502的表面，因此即使在电极502的表面产生氧化覆膜，亦可削去该氧化覆膜。因此，可减低与电极502的接触电阻，可确保更可靠的导通。
布线基板300具备以预定图案排列在平面上的多个连接端子11，且具备基材301、埋设于基材301的电极302、粘接台座部111a的底面与电极302的焊料303、介于台座部111a的底面与焊料303之间的导电性的盖构件304、覆盖台座部111b的絶缘性的树脂薄片305。
盖构件304是由导电性材料所构成，并防止当使焊料303熔融时，熔融的焊料303因毛细管现象而到达端子部112a、端子部112b。
树脂薄片305使用例如聚酰胺而实现，且具有依据连接端子11的排列图案露出内侧端子用构件11a的端子部112a及外侧端子用构件11b的端子部112b的开口部306。
依据以上说明的本发明实施方式3，除了具有与上述实施方式1、2相同的效果以外，可在不熔融半导体封装的电极的情形下与该电极电连接，因此可容易地进行半导体封装的安装、拆卸。
再者，依据本实施方式3，由于无须在与半导体封装之间设置插座，因此可抑制因插座所造成的传送损失，并且可充分地发挥半导体封装的性能。再者，亦可与所述实施方式2同样地实现省空间化。
再者，属于本实施方式3的连接端子的接触对象的半导体封装并不限定于具有如BAG的类的球状电极，亦可为例如PGA(Pin Grid Array管脚阵列)的类的销状电极。
(实施方式4)
图20是表示本发明实施方式4的连接端子的构成及应用该连接端子的微接触器的主要部分构成的局部剖面图。图21是图20的箭头D方向的平面图。这些图所示的连接端子12具备分别沿着长度方向形成卷绕成大致半椭圆形状的呈带状的2个端子用构件12a、12b。端子用构件12a的两端部与端子用构件12b的两端部的任一者在厚度方向上层叠。因此，连接端子12形成绕圈封闭的形状。端子用构件12a、12b的相互层叠的端部中的一方端部是藉由熔接等而固接。
微接触器400使用在进行液晶面板或集成电路等的检查时，具备排列在平面上的多个连接端子12，且具有分别与多个连接端子12电连接的多个布线401、及在相互平行的状态下保持多个布线401的絶缘性的树脂薄片402。
连接端子12使固接于端子用构件12a、12b彼此的端部固接在布线401。连接端子12的配置图案依据连接端子12接触的检查对象所具有的电极的配置图案而设定。
布线401的端部中未固接有连接端子12的端部，与用以输出检查用信号的电路构造电连接。
微接触器400的负荷可藉由调整端子用构件12a、12b的长度、宽度、厚度等来控制。
依据以上说明的本发明的实施方式4，由于使多个端子用构件所分别具备的端子部在彼此的端部在厚度方向上层叠，因此即使在与接触对象之间产生位置偏移，亦可吸收该位置偏移，而实现与接触对象的稳定接触。
以上，虽详细说明属于本发明的较佳实施方式的实施方式1至4，但本发明并非限定在上述实施方式。亦即，本发明可包含上述未记载的各种实施方式等，在不脱离由权利要求所特定的技术思想的范围内可进行各种的设计变更等。
(产业上的利用可能性)
如上所述，本发明的连接端子、半导体封装、布线基板、连接器及微接触器可应用于用以实现与接触对象的稳定接触的技术。

Claims (25)

1.一种连接端子，通过与接触对象接触与所述接触对象的电连接，其特征在于，
该连接端子具备多个导电性的端子用构件，该端子用构件具有至少一部分的表面呈曲面且带状地延伸的端子部，
所述端子部与至少1个其它所述端子部在厚度方向上彼此局部地相互层叠。
2.根据权利要求1所述的连接端子，其特征在于，
所有的所述端子部的前端部在厚度方向上层叠。
3.根据权利要求1所述的连接端子，其特征在于，
具有与所述接触对象直接接触的所述端子部的所述端子用构件由与其它所述端子用构件不同的材料所构成。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的连接端子，其特征在于，
所述端子部具有沿着所述端子部带状延伸的方向切割而成的切缝。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述的连接端子，其特征在于，
所述端子部在与其它所述端子部不同的方向上延伸。
6.根据权利要求5所述的连接端子，其特征在于，
所述端子部具有沿着所述端子部带状延伸的方向切割而成的切缝。
7.根据权利要求1～3中任意一项所述的连接端子，其特征在于，
所述多个端子用构件形成彼此相同的形状。
8.根据权利要求7所述的连接端子，其特征在于，
所述端子部具有沿着所述端子部带状延伸的方向切割而成的切缝。
9.根据权利要求7所述的连接端子，其特征在于，
所述端子部在与其它所述端子部不同的方向上延伸。
10.根据权利要求9所述的连接端子，其特征在于，
所述端子部具有沿着所述端子部带状延伸的方向切割而成的切缝。
11.根据权利要求1～3中任意一项所述的连接端子，其特征在于，
所述端子用构件还具备：具有在板厚方向上贯穿的开口部的平板状台座部，
所述端子部从所述开口部的内周面带状地延伸。
12.根据权利要求11所述的连接端子，其特征在于，
所述端子部具有沿着所述端子部带状延伸的方向切割而成的切缝。
13.根据权利要求11所述的连接端子，其特征在于，
所述端子部在与其它所述端子部不同的方向上延伸。
14.根据权利要求13所述的连接端子，其特征在于，
所述端子部具有沿着所述端子部带状延伸的方向切割而成的切缝。
15.根据权利要求11所述的连接端子，其特征在于，
所述多个端子用构件形成彼此相同的形状。
16.根据权利要求15所述的连接端子，其特征在于，
所述端子部具有沿着所述端子部带状延伸的方向切割而成的切缝。
17.根据权利要求15所述的连接端子，其特征在于，
所述端子部在与其它所述端子部不同的方向上延伸。
18.根据权利要求17所述的连接端子，其特征在于，
所述端子部具有沿着所述端子部带状延伸的方向切割而成的切缝。
19.根据权利要求1所述的连接端子，其特征在于，
所述多个端子用构件包含：
内侧端子用构件，该内侧端子用构件的所述端子部的前端部的内周面形成大致为球面的面的一部分；以及
外侧端子用构件，其层叠于所述内侧端子用构件的外周侧。
20.根据权利要求19所述的连接端子，其特征在于，
所述内侧端子用构件由与所述外侧端子用构件不同的材料所构成。
21.根据权利要求19或20所述的连接端子，其特征在于，
所述端子部具有沿着所述端子部带状延伸的方向切割而成的切缝。
22.一种半导体封装件，其特征在于，
在平面上设置有多个权利要求1～3、19、20中任一项所述的连接端子。
23.一种布线基板，其特征在于，
在平面上设置有多个权利要求1～3、19、20中任一项所述的连接端子。
24.一种连接器，其对不同的电路构造进行电连接，其特征在于，
在平面的两侧设置相同数量的权利要求1～3、19、20中任一项所述的连接端子，
隔着所述平面而朝相反的方向突起的所述连接端子彼此电连接。
25.一种微接触器，其特征在于，
具备多个权利要求1～3、19、20中任一项所述的连接端子，
并且具备：
分别与多个所述连接端子电连接的多个布线；以及
将所述多个布线保持在相互平行的状态的绝缘性的薄片构件。
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