JP2000036342A - フレキシブル電極基板及びｉｃパッケージの接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ＩＣパッケージや検査基板との接
続を繰り返しても、半田等の屑がコネクタ上に堆積せ
ず、シリコーンオイルの付着もなく、頻繁にコネクタを
交換する必要のないフレキシブル電極基板及びＩＣパッ
ケージの接続構造を提供することにある。 【解決手段】 本発明のフレキシブル電極基板１０は、
フレキシブル基板１６の両面に、接続されるＩＣパッケ
ージ４の外部端子と同一の電極パターンを有し、該電極
パターンを構成する電極１７に設けられた貫通孔１８を
介して表面と裏面の電極１７が接続されてなることを特
徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クワット・フラッ
ト・パッケージ（以下、ＱＦＰと略称する）、ボール・
グリッド・アレイ（以下、ＢＧＡと略称する）等のＩＣ
パッケージの検査に用いて好適なフレキシブル電極基板
及びＩＣパッケージの接続構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】半田メッキされたリード端子を外部端子
にもつスモール・アウトライン・パッケージ（以下、Ｓ
ＯＰと略称する）、ＱＦＰ、半田ボール電極を外部端子
にもつＢＧＡ、チップ・スケール・パッケージ（以下、
ＣＳＰと略称する）等のＩＣパッケージの検査工程にお
いて、従来は、図１１に示した弾性を有する絶縁体１中
に斜めに多数の金属細線２が埋設されたコネクタ３を用
いて、図１２に示すように、ＩＣパッケージ４のプリン
ト基板５に設けられた外部端子６で、コネクタ３の金属
細線２を介して検査基板７の電極８と接続して検査して
いた。なお、ＩＣパッケージ４はソケット９内に納めら
れ、位置決めされている。図１１に示したタイプのコネ
クタ３は、ＩＣパッケージ４が押圧されることによりコ
ネクタ３が圧縮され、ＩＣパッケージ４の外部端子６と
検査基板７の電極８とが電気的に接続される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のコネクタ３
を用いて、半田メッキされたリード端子を外部端子６と
するＳＯＰ、ＱＦＰを繰り返し検査すると、コネクタ３
中に埋設された金属細線２の先端で半田メッキが削ら
れ、削られた半田屑（切粉）がコネクタ３の表面に堆積
して接続抵抗が増し、コネクタ３を繰り返し使用するこ
とができなくなるという問題があった。また、半田ボー
ル電極を外部端子６にもつＢＧＡ、ＣＳＰを繰り返し検
査すると、上記半田屑に加えて、図１２に示すように、
ＩＣパッケージ４の外周に沿って露出しているプリント
基板５の外縁部がソケット９の内壁に当接してプリント
基板の屑を生じ、これが半田屑同様、コネクタ３の表面
に堆積して接続抵抗を増し、コネクタ３を繰り返し使用
することができなくなるという問題があった。

【０００４】これらのコネクタ表面に堆積した屑は、洗
浄などによって除去することが極めて困難なため、コネ
クタ３を交換せざるを得ず、検査コストが増大するとい
う問題があった。さらに、１２５℃以上の雰囲気に曝さ
れるバーンイン試験においては、コネクタ３に弾性を付
与し絶縁体でもあるシリコーンゴム中に残留しているシ
リコーンオイル成分がリード端子や半田ボール電極等の
外部端子６に付着し、その後の半田付性（半田濡れ性）
を悪化させてしまうという問題があった。

【０００５】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、ＩＣパッケージや検査基板との接続を繰り返して
も、半田等の屑がコネクタ上に堆積せず、シリコーンオ
イルの付着もなく、頻繁にコネクタを交換する必要のな
いフレキシブル電極基板及びＩＣパッケージの接続構造
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】本発明のフレキシブル電
極基板は、フレキシブル基板の両面に、接続されるＩＣ
パッケージの外部端子パターンと同一の電極パターンを
有し、該電極パターンを構成する電極に設けられた貫通
孔を介して表面と裏面の電極が接続されてなることを特
徴としている。

【０００７】本発明のＩＣパッケージの接続構造は、Ｉ
Ｃパッケージの外部端子とフレキシブル電極基板の一方
の面に設けられた電極とが電気的に接続され、該電極と
これに設けられた貫通孔を介して他方の面に設けられた
電極とが接続され、該他方の面に設けられた電極と検査
基板の電極とがコネクタを介して電気的に接続されてな
ることを特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のフレキシブル電極
基板及びＩＣパッケージの接続構造について図を用いて
詳細に説明する。図１は、本発明のフレキシブル電極基
板１０を用いて、ＢＧＡあるいはＣＳＰ等のＩＣパッケ
ージ４と検査基板７とをコネクタ３を介して電気的に接
続する様子を示す斜視図である。先ず、上方からＩＣパ
ッケージ４がソケット９の挿入孔に挿入され、ＩＣパッ
ケージ４が挿入孔の内壁に接して位置決めされる。挿入
孔の下方からは、ＩＣパッケージ４と同じ電極パターン
を両面に有するフレキシブル電極基板１０が取り付けら
れ、さらにコネクタ３、検査基板７が順に取り付けられ
る。

【０００９】図２は、上記図１の手順に従って組み立て
られた本発明の接続構造の一例を示す縦断面図である。
ＩＣパッケージ４の外部端子（半田ボール電極）６は、
フレキシブル電極基板１０、コネクタ３を順に介して検
査基板７の電極８と接続された状態にある。フレキシブ
ル電極基板１０は、位置決めピン１１によりソケット９
とコネクタ３で挟持され、位置決めされている。ソケッ
ト９と検査基板７とは、位置決めピン１２を位置決め孔
１３に挿入して位置決めされる。このような構成とする
ことにより、ＩＣパッケージ４の外部端子６は、フレキ
シブル電極基板１０を介してコネクタ３に電気的に接続
され、外部端子６がコネクタ３と直接接触することはな
い。なお、１４、１５は取り付け孔であり、ボルト等で
ソケット９と検査基板７とが一体に固定される。

【００１０】本発明のフレキシブル電極基板１０を図３
に示す。（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。フレ
キシブル電極基板１０には、図４の平面図で示すＩＣパ
ッケージ４の外部端子６のパターンと同一の電極パター
ンが両面に設けられ、電極１７のほぼ中央に貫通孔１８
が設けられている。さらに、電極１７を図５に断面図で
拡大して示す。フレキシブル基板１６の両面に設けられ
た電極１７は、メッキ処理によって貫通孔１８の内面に
沿って金属が堆積され電気的に接続されている。

【００１１】また、図６に示すように、フレキシブル電
極基板１０の電極１７の形状は、ＢＧＡ、ＣＳＰの外部
端子（半田ボール電極）６の直径２１を外径とし、半田
屑の落とし込みやすさと貫通孔１８の加工性を考慮し
て、貫通孔１８の孔径を直径２１の１／２〜１／３と
し、直径２１と同心状に形成するのが好ましい。

【００１２】フレキシブル電極基板の基材としては、コ
ネクタを圧縮した際の応力により延びて位置ずれを起こ
さぬよう、固くて延びにくく、加えて耐熱性や絶縁性に
優れたエンジニアリングプラスチックが好ましい。例え
ば、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド
樹脂等が挙げられる。また、基材の厚さは、薄すぎると
コネクタを圧縮した際の応力により延びて、位置ずれを
起こしやすく、また、厚すぎても圧縮に対して固く、Ｉ
Ｃパッケージの外部端子への追従性が悪くなり、より大
きな圧縮荷重が必要となる。このため、基材の厚さは
０．０２５〜０．５ｍｍ、好ましくは０．０２５〜０．
１ｍｍが望ましい。フレキシブル電極基板の電極として
は、厚さ０．０１〜０．１ｍｍの銅の表面に厚さ０．５
μｍ以上の硬質金メッキを施したものが好ましい。

【００１３】図７は、図１とは異なる態様の接続構造を
示し、ＩＣパッケージ４と検査基板７とを電気的に接続
する接続構造を示す斜視図であり、本発明のフレキシブ
ル電極基板１０を用いて、ＳＯＰあるいはＱＦＰ等のＩ
Ｃパッケージ４と検査基板７とをコネクタ３を介して電
気的に接続するものである。図８は、図７の斜視図に従
って組み立てられた接続構造を示す断面図であり、図９
は、この接続構造において使用されたフレキシブル電極
基板１０を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図であ
る。図１０はフレキシブル電極基板１０の電極１７の部
分を拡大して示す縦断面図である。ＩＣパッケージ４は
このリード端子２３の接続先端部２４でフレキシブル電
極基板１０の電極１７と接続される。表面と裏面の電極
１７は、この貫通孔１８のメッキ処理により接続されて
いる。さらに、裏面側の電極１７は、コネクタ３を介し
て検査基板７の電極８と電気的に接続されている。ま
た、図９に示すように、フレキシブル基板１６に設けら
れた電極１７間に長孔２５を設けることにより、半田屑
等は、電極１７の貫通孔１８に加えて、この長孔２５か
らも落ち込む構成とすることもできる。

【００１４】電極１７の長さは、リード端子２３の接続
先端部２４よりも長いほど位置合わせが容易なため０．
１ｍｍ以上長くし、幅についても接続先端部２４の幅よ
りも広いほど位置合わせが容易となるが、０．０５〜
０．１ｍｍの範囲で接続先端部２４の幅よりも広く形成
するのが好ましい。電極１７の幅が０．０５ｍｍ未満で
は、電極１７の接続部分の幅よりも貫通孔１８の孔径の
方が大きくなるため好ましくない。一方、電極１７の幅
が０．１ｍｍを超えると、リード端子２３のピッチが
０．５ｍｍ以下の狭ピッチのＳＯＰあるいはＱＦＰの場
合、電極間のクリアランスを十分確保することができな
い。狭ピッチのＳＯＰあるいはＱＦＰに対しては、図９
に示すように、隣接する電極１７の貫通孔１８の位置が
互い違いになるように、電極１７を配置するのが好まし
い。これにより、電極１７はリード端子２３との追従性
が向上する。

【００１５】本発明において使用されるコネクタは、絶
縁体中に金属細線が埋設された状態にあり、金属細線は
ワイヤボンディングにより植設される。金属細線として
はワイヤボンディングが可能な金、金合金、銅、アルミ
ニウム、アルミニウム−珪素合金、ベリリウム銅、真
鍮、ニッケル、モリブデン、タングステン、ステンレス
等を細線加工したもの、あるいはこれらの細線に金や金
合金をメッキしたものが用いられる。なかでも金細線が
最も好ましい。接続ワイヤの直径は、検査基板の電極ピ
ッチ等に応じて選択されるが、通常、18〜50μｍ、特に
は25〜30μｍ程度の直径を有する金ワイヤが好ましく選
択される。

【００１６】ＩＣパッケージの接続構造を上記構成とす
ることにより、ＩＣパッケージの外部端子には、フレキ
シブル電極基板の電極が接触して接続され、コネクタに
埋設された金属細線の先端が直接半田メッキリードある
いは半田ボール電極等のＩＣパッケージの外部端子に接
触しないため、半田屑等の発生は僅かであり、たとえ発
生した場合でも半田屑は電極の貫通孔もしくは電極間の
長孔に落ち込み、半田屑等の影響を受けることはなく、
コネクタを繰り返し使用しても接続抵抗が上昇すること
はない。さらに、コネクタと直接接触しないため、ＩＣ
パッケージの外部端子にシリコーンオイル成分が付着す
ることはなく、その後の半田付性（半田濡れ性）を悪化
させることはない。

【００１７】（実施例１）本実施例においては図１、２
に示すようなＣＳＰタイプのＩＣパッケージの接続例を
示す。ＣＳＰタイプのＩＣパッケージの外部端子は、直
径０．３ｍｍ、高さ０．２５ｍｍの半田ボール電極で形
成され、０．５ｍｍピッチで縦横それぞれ１０列（総数
１００）のマトリックス状に配列されている。このＣＳ
Ｐに対して、厚さ０．０５ｍｍのポリイミドフィルムの
両面に、厚さ０．０５ｍｍの銅箔に厚さ０．５μｍの硬
質金メッキを施した幅０．３ｍｍ、貫通孔の孔径が０．
１５ｍｍの電極を０．５ｍｍピッチで縦横それぞれ１０
列（総数１００）のマトリックス状に配列したフレキシ
ブル電極基板をソケットの下方から装着し、フレキシブ
ル基板の位置決め孔に、位置決めピンを嵌入して固定
し、ＣＳＰの半田ボール電極に対する位置合わせを行っ
た。

【００１８】続いて、フレキシブル電極基板の下方か
ら、厚さ１ｍｍ、外形１３ｍｍ角の弾性を有する絶縁体
に斜めに複数の金属細線が埋設されたコネクタを取付け
た。なお、使用されるコネクタとしては、特開平９−１
６１８７０号公報に開示されたコネクタが例示される。
ソケットには４隅に表裏を貫通する取り付け孔が設けら
れ、この取り付け孔に挿通したボルト等の固定部材を検
査基板の取付孔に通しナット等で締結することでソケッ
トに検査基板は固定される。また、ソケット裏面の対向
する１対の辺には検査基板を位置決めする位置決めピン
が取り付けられており、この位置決めピンを検査基盤の
位置決め孔に嵌入して検査基板の電極に対する位置合わ
せがなされる。

【００１９】このようにしてＣＳＰの半田ボール電極に
直接コネクタが接触しない接続構造体を得た。この構造
体にてコネクタが０．２ｍｍ圧縮されるようＣＳＰを押
圧したところ、従来のコネクタが半田ボール電極に直接
接触する場合に比べて、ほぼ同じ荷重にて同等の安定し
た導通抵抗がえられ、かつ、繰り返し圧縮しても、圧縮
５万回までは抵抗が１００ｍΩを超えるポイントが全く
発生しなかった（表１参照）。圧縮５万回を超えるとフ
レキシブル電極基板の電極の摩耗が著しくなり、抵抗が
１００ｍΩを超える場合があるが、このフレキシブル電
極基板を交換したところ、コネクタを交換しなくても、
フレキシブル電極基板交換前と同等の特性を示す事が確
認された。

【００２０】

【表１】

【００２１】（実施例２）本実施例においては図７、８
に示すようなＳＯＰタイプのＩＣパッケージの接続例を
示す。ＳＯＰタイプのＩＣパッケージのリード端子は、
リードの幅０．２２ｍｍ、リードピッチ０．５ｍｍ、リ
ードの接続先端部の長さが０．２ｍｍで、片側８極、左
右計１６極の半田メッキされている該リード端子を有す
るＳＯＰに対して、厚さ０．０５ｍｍのポリイミドフィ
ルムの両面に、厚さ０．０５ｍｍの銅箔に厚さ０．５μ
ｍの硬質金メッキを施した長さ０．５ｍｍ、幅０．２７
ｍｍ、円形部の外径が０．４ｍｍで貫通孔の孔径が０．
２ｍｍの電極を、０．５ｍｍピッチで横方向に８個、そ
れと対向する側に同様に８個、計１６個の電極を配置
し、隣接する貫通孔の位置が１本置きに互い違いになる
ように形成し、電極間に幅０．２３ｍｍ、長さ０．５ｍ
ｍの長孔が設けられたフレキシブル電極基板を製作し、
このフレキシブル電極基板をソケットの下方から装着
し、フレキシブル基板の位置決め孔に位置決めピンを嵌
入させて固定し、ＳＯＰのリード端子に対する位置合わ
せを行った。

【００２２】続いて、フレキシブル電極基板の下方か
ら、厚さ１ｍｍ、外形１３ｍｍ×６ｍｍの弾性を有する
絶縁体中に斜めに複数の金属細線が埋設されたコネクタ
を左右に２個取付けた。ソケットは、４隅に表裏を貫通
する取り付け孔が設けられ、この取り付け孔に挿通した
ボルト等の固定部材を検査基板の取付孔に通してナット
等で締結することで検査基板に固定される。なお、ソケ
ットの裏面には対向する１対の辺に検査基板の位置決め
ピンが取り付けられており、このピンを検査基盤の位置
決め孔に嵌入して検査基板の電極に対する位置合わせが
なされる。

【００２３】このようにしてＳＯＰの半田メッキ電極に
直接コネクタが接触しない構造体を得た。この構造体に
てコネクタが０．２ｍｍ圧縮されるようＳＯＰを押圧し
たところ、従来のコネクタが半田メッキ電極に直接接触
する場合に比べて、ほぼ同じ荷重にて同等の安定した導
通抵抗がえられ、かつ、繰り返し圧縮しても、圧縮７万
回までは抵抗が１００ｍΩを超えるポイントが全く発生
しなかった（表１参照）。圧縮７万回を超えるとフレキ
シブル基板の電極の摩耗が著しくなり、抵抗が１００ｍ
Ωを超える場合があるが、フレキシブル基板を交換した
ところ、コネクタを交換しなくても、交換前と同等の特
性を示す事が確認された。

【００２４】

【表２】

【００２５】

【発明の効果】ＩＣパッケージと検査基板との接続に、
本発明のフレキシブル電極基板を用いるコネクタとによ
り、ＩＣパッケージの外部端子には、フレキシブル電極
基板の電極が接触して接続され、コネクタに埋設された
金属細線の先端が直接半田メッキリードあるいは半田ボ
ール電極等のＩＣパッケージの外部端子に接触しないた
め、半田屑等の発生は僅かであり、たとえ発生した場合
でも半田屑は電極の貫通孔もしくは電極間の長孔に落ち
込み、半田屑等の影響を受けることはなく、コネクタを
繰り返し使用しても接続抵抗が上昇することはない。さ
らに、コネクタと直接接触しないため、ＩＣパッケージ
の外部端子にシリコーンオイル成分が付着することはな
く、その後の半田付性（半田濡れ性）を悪化させること
はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のフレキシブル電極基板を用いて、Ｉ
Ｃパッケージと検査基板との接続構造を説明する斜視図
である。

【図２】 図１の斜視図に従って組み立てられた接続構
造を示す縦断面図である。

【図３】本発明のフレキシブル電極基板を示し、（ａ）
は平面図、（ｂ）は側面図である。

【図４】 ＩＣパッケージの外部端子パターンを示す平
面図である。

【図５】 本発明のフレキシブル電極基板の一部を拡大
して示す概略断面図である。

【図６】 本発明のフレキシブル電極基板の電極の一部
を拡大して示す部分拡大縦断面図である。

【図７】 本発明のフレキシブル電極基板を用いて、Ｉ
Ｃパッケージと検査基板との図１とは異なる態様の接続
構造を示す斜視図である。

【図８】 図７の斜視図に従って組み立てられた接続構
造を示す縦断面図である。

【図９】 図７、図８の態様において使用されたフレキ
シブル電極基板を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面
図である。

【図１０】フレキシブル電極基板の電極部分を拡大して
示す縦断面図である。

【図１１】 コネクタを示す斜視図である。

【図１２】 従来の接続構造を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ ……… 絶縁体 ２ ……… 金属細線 ３ ……… コネクタ ４ ……… ＩＣパッケージ ５ ……… プリント基板 ６ ……… 外部端子（半田ボール電極） ７ ……… 検査基板 ８ ……… 電極（検査基板） ９ ……… ソケット １０……… フレキシブル電極基板 １１、１２ 位置決めピン １３、１９ 位置決め孔 １４、１５ 取り付け孔 １６……… フレキシブル基板 １７……… 電極（フレキシブル電極基板） １８……… 貫通孔 ２１……… 直径 ２２……… 孔径 ２３……… リード端子 ２４……… 接続先端部 ２５……… 長孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレキシブル基板の両面に、接続される
   ＩＣパッケージの外部端子パターンと同一の電極パター
   ンを有し、該電極パターンを構成する電極に設けられた
   貫通孔を介して表面と裏面の電極が接続されてなること
   を特徴とするフレキシブル電極基板。
2. 【請求項２】 ＩＣパッケージの外部端子とフレキシブ
   ル電極基板の一方の面に設けられた電極とが電気的に接
   続され、該電極とこれに設けられた貫通孔を介して他方
   の面に設けられた電極とが接続され、該他方の面に設け
   られた電極と検査基板の電極とがコネクタを介して電気
   的に接続されてなることを特徴とするＩＣパッケージの
   接続構造。