JP2000512065A - 超小型電子素子のコネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 超小型電子素子のコネクタ（１０）は、規則的なグリッドパターンに配列された複数の能動接点（２２）を有するシート状本体（２４）を備えている。能動接点（２２）は、第１の主要面（３２）において、シート状素子（２４）の孔（２７）の周囲を内方へ延びる幾つかの金属突起（２８）を有することができる。非圧潰構造ポスト（２３）のグリッドアレイのような支持構造体が第２の主要面（３３）にあり、各ポスト（２２）は能動接点（２２）の１つに電気的に接続されている。ポスト（２３）のグリッドアレイと能動接点（２２）のグリッドアレイは、能動接点（２２）が幾つかのポスト（２３）により包囲されるように互いに対して偏位されている。ポスト（２３）は、ポスト（２３）が取着される基体（４１）から離隔したシート状素子（２４）を支持する。バンプリード（４６）を有する超小型電子素子（４５）は、バンプリード（４６）を能動接点（２２）と接触させかつ一方の側のバンプリード（４６）と他方の側のポスト（２３）との間でシート状素子（２４）を撓ませることにより係合させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 超小型電子素子のコネクタ技術分野 本発明は、半導体チップ及び関連する電子素子を装着するのに有用な素子、か かる素子を使用して形成される集成体、並びに、かかる素子及び集成体を製造す る方法に関する。背景技術 現今の電子装置は、数多くの電子素子を組み込んでいる「集積回路」と広く呼 ばれる半導体チップを利用している。これらのチップは、チップを物理的に支持 しかつ各チップを回路の他の素子と電気的に相互接続する基体に装着される。基 体は、１つのチップを保持するのに使用され、かつ、外部回路素子に相互接続す るための端子を備えた個別のチップ包装体の一部とすることができる。かかる基 体は、外部の回路板またはシャーシに取着することができる。あるいは、いわゆ る「ハイブリッド回路」においては、１つ以上のチップが、チップと基体に取着 される他の回路素子とを相互接続するように配置された回路パネルを形成する基 体に直接装着される。いずれの場合にも、チップは、基体にしっかりと保持しな ければならないとともに、基体に対して確実に電気的な相互接続を行わなければ ならない。チップ自体とその支持基体との相互接続体は、「第１レベル」集成体 またはチップ相互接続体と広く呼ばれ、「第２レベル」相互接続体として広く呼 ばれている、基体と回路のより大きな素子との相互接続体と区別されている。 チップと基体との第２レベルの接続体を提供するのに利用される構造体は、所 要の電気相互接続体の全てをチップに適応させるものでなければならない。「入 力−出力」または「Ｉ／０」接続体として広く呼ばれている、外部回路素子に対 する接続体は、チップの構造および機能により決定される。多くの機能を行うこ とができる進歩したチップは、多数のＩ／０接続体を必要とする場合がある。 チップと基体との集成体のサイズは、大きな問題となる。かかる各集成体のサ イズは、電子装置全体のサイズに影響を及ぼす。チップ間の距離がより小さい一 層コンパクトな集成体は、信号伝送の遅れをより少なくすることができるので、 装置の動作を一層早くすることができる。 チップを基体に接続する第１レベルの相互接続構造体は、装置内部の温度が動 作の際に変化すると、熱サイクルにより引き起こされる大きな歪みを受けるのが 通常である。チップ内で散逸される電力は、チップと基体を加熱する傾向がある ので、チップと基体の温度は、装置がオンされるたびに上昇するとともに、装置 がオフされるごとに降下する。温度が変化すると、チップと基体は異なる量の膨 張と収縮を行う。これにより、チップの電気接点は基体の電気接点パッドに対し て動かされる。この相対的な動きにより、チップと基体との電気的相互接続部は 変形し、相互接続部は機械的応力のもとに置かれる。かかる応力は装置の動作が 繰り返されるたびに繰り返し印加され、電気的相互接続部の破損を引き起こすよ うになる。 更に、チップの製造の際になされるあらゆる努力にも拘わらず、幾つかのチッ プは欠陥のあるものとなる。かかる欠陥は、チップが試験取付具または実際の集 成体において、電力を受けて作動されるまで検出されないことがしばしばある。 １つの不良チップがあると、多数のチップその他の大切な素子を含む大きな集成 体は価値のないものとなり、あるいは不良チップを集成体から取り出すのに極め て面倒な処理が必要となる。従って、チップとチップ集成体系において使用され る取付素子は、チップが基体に融着される前に、チップの試験及び不良チップの 交換を行うことができるようにすべきである。チップと基体の集成体のコストも 大きな問題である。 かかる問題は、極めて困難な技術的な課題を突きつけている。かかる問題を解 決する第１レベルの相互接続構造体と方法を提供するために、これまで種々の試 みがなされてきた。現時点で最も広く利用されている主たる相互接続方法は、ワ イヤボンディング、テープ自動化ボンディング即ち「ＴＡＢ」及びフリップ−フ ロップボンディングである。 ワイヤボンディングの場合には、基体は、リング状パターンに配置された複数 の導電接点パッド即ちランドを有する上面を備えている。チップは、基体の上面 のリング状パターンの中心に取着されるので、チップは基体の接点パッドにより 包囲される。チップは上を向いて装着され、チップの背面は基体の上面と対面し 、チップの前面は基体から離隔して上方を向くので、前面の電気接点は露出され る。細いワイヤが、チップの前面の接点と、基体の上面の接点パッドとの間に接 続さ れている。これらのワイヤは、チップから基体の包囲接点パッドへ外方に延びて いる。ワイヤボンドされた集成体の場合には、チップと、ワイヤと、基体の接点 パッドとにより占められる基体の面積は、チップ自体の表面積よりも遥かに大き い。更にまた、ワイヤボンディング処理はチップの前試験を行うことができない ので、チップは別の装置を使用して試験しなければならない。かくして、ワイヤ ボンディング処理に先立って、裸のチップを別の装置を使用して試験しなければ ならない。裸のチップの試験は、数多くの実際上の困難に直面する。かくして、 チップの接点の全てに対して確実な低インダクタンスの電気接続を行うことが困 難である。Elder等の米国特許第５，１２３，８５０号とJameson等の米国特許第 ４，７８３，７１９号には、柔軟な装置の導電素子がチップの電気接点に対して 押圧されるようにしたチップ試験取付具が開示されている。 ＴＡＢ処理の場合には、ポリマテープに、テープの第１の面の導体を形成する 金属材料の薄層が設けられる。これらの導体は、略ファンアウト(fan-out)パタ ーンに配置されているとともに、このパターンの中心から離れて略半径方向に延 びて配設されている。チップは、テープに面を下向きにして配置され、チップの 前面の接点は、テープの第１の面の導体と対面している。チップの接点は、テー プの導体に結合されている。テープ自動ボンディングにおいて利用されるリード は、チップから半径方向にファンアウトパターンで外方に延びているので、集成 体はチップ自体に比べて著しく大きくなる。Enochsの米国特許第４，５９７，６ １７号およびMatta等の米国特許第５，０５３，９２２号には、テープのリード の外側端部が金属ボンディングによるのではなく、機械的圧力により基体と接触 して配置される。 フリップ−フロップボンディングの場合には、チップの前面の接点には、チッ プの前面から突出するはんだのボールのようなバンプリードが設けられている。 基体は、チップの接点のアレイと対応するアレイをなして配置された接点パッド を有している。はんだバンプを有するチップは、その前面が基体の上面に向くよ うに反転され、チップの各接点とはんだバンプは、基体の適宜の接点パッドに配 置される。次に、集成体を加熱して、はんだを液化するとともにチップの各接点 を基体の対面する接点パッドに結合する。フリップ−フロップ構成は、ファンア ウトパターンで配置されたリードを必要としないので、コンパクトな集成体を提 供することができる。接点パッドにより占められる基体の面積は、チップ自体と 略同じ面積である。更に、フリップ−フロップボンディングの場合には、チップ の接点は、チップ前面の略全体を覆ういわゆる「エリアアレイ」に配置すること ができる。従って、フリップ−フロップボンディングは、多数のＩ／０接点を有 するチップとともに使用するのに特に適している。しかしながら、フリップ−フ ロップボンディングにより形成される集成体は、熱応力を特に受けやすい。はん だ相互接続部は、比較的柔軟であり、チップと基板の異なる膨張により極めて大 きな応力を受けることになる。かかる問題は、比較的大きなチップの場合に特に 明白となる。更に、チップを基体に取着する前に、接点のエリアアレイを有する チップを試験するのが困難であった。 １つの解決方法として、バンプリードを基体に接続するのにソケットまたはバ ネ状の接点使用されている。超小型電子チップはサイズが小さいので、はんだバ ンプ相互接続部のピッチは細かくなり、整合するソケットに一層細かいピッチが 必要となる。同時に、整合するソケットは、チップのはんだバンプのピッチのエ ラー及び高さのエラーを依然として補償しなければならない。はんだバンプの位 置のトレランスに関するかかる調整は、ソケットがコネクタにより緊密にパック されるにつれて、一層困難となっている。 超小型電子素子を基体に接続するソケットまたはコネクタは多くの場合、かな りの高さをチップパッケージに付加する。パッケージのスペースは多くの場合、 全方向に重要視されているので、低いプロファイルのソケットまたは接点コネク タが必要となっている。 Luttmerの米国特許第３，７９５，０３７号には、多数の分離した柔軟な金の ワイヤを使用する技術が開示されており、金のワイヤは弾性媒体を介して接続面 まで延び、この接続面で終端している。金ワイヤは、弾性層の反対側で基板のリ ードに接続される。バンプリードのアレイは接続面と接触され、金ワイヤの幾つ かは各バンプリードに接触し、弾性層を介して導体を提供する。弾性材料と金ワ イヤはバンプリードが接触すると撓んで順応性を提供する。 本譲受人に同じく譲渡された米国特許出願第０８／５１１，１３１号には、バ ンプリードを収容する孔の周囲に周方向に配設された金属突起を有するソケット が記載されている。本明細書においては、この出願を引用してその説明に代える 。金属突起は、バンプリードが孔の中へ付勢されると撓む。 Kohn等の米国特許第５，１９９，８７９号には、開口を介して少なくとも一部 が突出する複数の撓み自在のタブを有するピンソケットが開示されている。Mats umoto等の米国特許第４，８９３，１７２号及びNoro等の米国特許第５，０８６ ，３３７号には、チップと基体との間に接続された柔軟なバネ状素子を使用する フリップ−フロップ法の変更例が開示されている。 Nishiguchi等の米国特許第５，１９６，７２６号には、チップの表面の非溶融 性バンプリードが基体のカップ状ソケットに収容されかつ低融点の点材料により ソケット内に結合されるようにしたフリップ−フロップ法の変更例が開示されて いる。Beamanの米国特許第４，９７５，０７９号には、試験基体のドーム状接点 が円錐状ガイド内に配置された、チップの試験ソケットが開示されている。チッ プは、はんだボールが円錐ガイドに入って、基体のドーム状ピンと係合するよう に基体に対して付勢される。ドーム状のピンがチップのはんだボールを実際に変 形させるように、充分な力が印加される。 Rai等の米国特許第４，８１８，７２８号には、外方に突出するスタッドまた はバンプリードを有するチップのような第１の基体と、バンプリードと係合する 、はんだを含む凹部を有する第２の基体とが開示されている。Malhi等の米国特 許第５，００６，７９２号には、基体が、外部のリング状構造体と、リング状構 造体から内方に突出する多数の片持ばりとを有するように構成された試験ソケッ トが開示されている。接点が、チップがソケット内に配置されるときにチップの 接点と弾性係合することができるようにこれらの片持ばりに配置されている。19 94 ITAP And Flip Chip Proceedings、第１７３ー１７９頁に掲載のNalan等の「 タブテープベースの裸のチップの試験及びバーンキャリヤ」(A Tab Tape-Based Bare Chip Test and Burn Carrier)と題する論文には、チップの接点と係合する ように片持ち式の接点フィンガを有する別のソケットが開示されており、この場 合には、接点フィンガは柔軟なタブテープの上に形成され、強制的な係合とチッ プ接点による拭い取り作用とを行うようにシリコーン材料により補強される。 1994 ITAP And Flip Chip Proceedings、第８２−８６頁に掲載のHill等の「 はんだバンプダイの機械的相互接続系(Mechanical Interconnection System For Solder Bump Dice)」と題する論文には、はんだバンプを有するフリップチップ 装置の試験ソケットが開示されている。ソケットは、接点パッドに粗のデンドラ イト構造体を有しており、この場合にもまた、はんだバンプを有するチップは、 試験のために一時的に接触するようにそのデンドライト構造体を付勢係合される 。 （Van Nostrand発行、Daryl Ann Doane及びPaul D．Franzon編集のMultichip Module Technologies and Alternatives、第５０４−５０９頁及び第５２１−５ ２３頁に掲載の）Alan D．Knightの「印刷ワイヤリングボード（第２レベル）接 続技術オプションに対するＭＣＭ」("MCM to Printed wiring Board(Second Lev el）Connection Technology Options")と題する論文、並びに、Evans等の米国特 許第４，６５５，５１９号及びGrabbe等の米国特許第５，２２８，８６１号には 、変形自在の接点を使用した別の接続系が開示されている。しかしながら、本技 術分野におけるこれらの努力にも拘わらず、半導体チップその他の超小型電子素 子を接続する改良された素子、かかるチップおよび素子を接続する方法並びに接 続されたチップおよび素子を含む改良された系が依然として待望されている。発明の概要 本発明はこれらの要望を満たすものである。本発明の一の観点によれば、バン プリード(bump lead)のアレイを有する超小型電子素子を接続する接続集成体が 提供されており、この接続集成体は、導電リードを有する基体と、第１と第２の 主要面を有し第２の主要面が基板と対面する弾性シート状本体と、シート状本体 の第２の主要面と基体との間を延びシート状本体を基体から離隔させかつギャッ プと一体部を内部に有する支持構造体と、取着されるべき超小型電子素子のバン プリードのアレイと整合しかつギャップと整合して本体の第１の主要面に取着さ れた略層状の接点のアレイとを備えている。各接点は、支持構造体の一体部(sol id portion)により周辺部が支持されるシート状本体の連係部によって包囲され ることにより、接点は、超小型電子素子のバンプリードを接点に対して付勢した ときに基体に向けて撓むことができるように構成されている。 シート状本体のレジリエンスにより、金属接点自体を撓ませる必要が少なくな る。シート状材料は独立した金属接点よりも柔軟性があるので、本発明の接点は 、同様のレジリエンスを有する全てがで形成された金属の接点よりも小さくする ことができる。これにより、接点アレイのピッチを小さくすることができるので 、超小型電子素子のバンプリードのピッチを細かくすることができる。 更に、弾性のあるシート状本体は、全てが金属の接点よりも塑性変形を起こし にくくなる。これにより、本発明の接続装置を、超小型電子素子に対して信頼性 のある接続を繰り返し形成することができる取付具として再使用することができ る。 支持構造体はポストのアレイとすることができる。この実施の形態においては 、ポストのアレイは基体のリードに電気的に接続され、アレイの接点はポストに 電気的に接続される。一の実施の形態においては、シート状本体の各連係部は４ つのポストにより支持される。接点のアレイとポストのアレイは行および列方向 を有する直線のアレイであり、ポストは行および列方向に対して傾斜する対角線 方向に接点から偏位して配置される。ポストは、一体をなすコアはんだボールま たはバイアとすることができる。 ポストの群からの少なくとも１つのポストが、各接点を基体のリードに電気的 に接続することができる。シート状本体の各接点と連係する部分は、超小型電子 素子の各バンプリードにより加えられる下方向の力に応答して撓む。シート状本 体は更に、接点と連係する部分に逃げ孔を有することにより、シート状本体の柔 軟性を増大させることができる。 接点には、超小型電子素子のはんだバンプと容易に結合することができるよう にするために、はんだを被覆することができる。接続集成体は、インピーダンス を制御するように、シート状本体の第２の主要面に配設された導電層を更に備え ることができる。この層はまた、接点を相互接続するようにシート状本体の第２ の主要面に配設された導電トレースを更に備えることができる。 接点と超小型電子素子のバンプリードとの間の結合が所望されない場合には、 湿潤防止剤を接点に被着することができる。 支持構造体は支持層とすることができ、ギャップは孔であり、孔の縁部は、対 応する接点と連係するシート状本体の部分の周辺部を画定するように構成するこ とができる。 シート状本体は、接点のアレイと対応するアレイをなして配置された複数の孔 を有し、各接点は、第１の主要面から孔を覆って内方に延びるように構成するこ とができる。接点は、超小型電子素子と接触するように接点から上方に突出する 凹凸を有することができる。 本発明の接続集成体は、超小型電子素子をシート状本体に整合させるフレーム と、超小型電子素子をシート状本体に付勢する付勢構造体とを更に備えることが できる。 本発明の別の観点によれば、バンプリードのアレイを有する超小型電子素子に 対する接続を形成する方法が提供されている。この方法は、シート状本体と、基 体と、シート状本体の第１の主要面に配置された接点のアレイと、シート状本体 の第２の主要面を基体の上面に接続するポストのアレイとを有するコネクタを提 供するとともに、シート状本体を基体から離隔させる工程を備え、各接点は周辺 部に前記ポストの２つ以上を有するシート状本体の部分に配置され、更に接点の アレイがバンプリードのアレイと実質上整合するように超小型電子素子をコネク タと整合させる工程を備えている。 更に、バンプリードのアレイが接点のアレイと接触しかつシート状本体の各部 分がポストの２つ以上とバンプリードとの間で弾性により撓むように超小型電子 素子をシート状本体に付勢する工程とを備えている。 各接点はポストの１つに電気的に接続され、ポストは基体のリードに電気的に 接続され、付勢工程によりバンプリードと基体のリードとの電気接続部を形成す ることができる。 リードを基体に電気的に接続してから、電気接続部を介して超小型電子素子を 電気的に試験して超小型電子素子が許容することができるように構成することが できる。超小型電子素子が許容することができる場合には、接点をバンプリード に永続的に結合することができる。 本発明の別の実施の形態においては、超小型電子素子を基体に接続するコネク タが提供されている。このコネクタは、第１と第２の主要面を有する弾性シート 状本体と、該本体の第１の主要面に取着され、取着されるべき超小型電子素子の バンプリードのアレイに対応するアレイをなして配置され、対応するバンプリー ドと係合するようになっている複数の略層状の接点と、シート状素子の第２の主 要面に配置され、接点から偏位されかつ接点に電気的に接続された端子ポストの アレイとを備えている。端子ポストは接点を基体に電気的に接続しかつ本体と基 体との間に離隔スペースを形成して本体を支持するように基体に結合されるとと もに、超小型電子素子のバンプリードが本体の接点と係合しかつ接点を包囲する 本体の部分が離隔スペースの中に弾性により撓むように超小型電子素子を前記本 体に対して付勢することにより、超小型電子素子は前記基体に接続されるように 構成されている。 シート状本体は、接点のアレイに対応するアレイに配置された複数の孔を有す ることができ、各接点は第１の主要面から孔を覆うように内方に延びるように構 成することができる。各接点は該接点と連係する孔を覆うように延びる少なくと も１つの突起を有することができる。各接点は孔の周囲において周方向に離隔し た位置から内方へ延びる複数の突起を有することができる。 コネクタは、リードを覆って形成された保護層を更に備えることができる。各 端子ポストは一体のコアはんだボールとすることができる。 シート状本体は、端子ポストのアレイに対応する孔のアレイを有することがで き、端子ポストは孔を介して接点に電気的に接続される。電気的接続は、シート 状本体の第１の面の複数の層状接点タブにより形成することができる。 接点のアレイと端子ポストのアレイは、行と列方向を有する直線のアレイとす ることができ、端子ポストは行および列方向に対して傾斜する対角線方向に接点 から偏位させることができる。 コネクタは、本体を更に支持する支持ポストを更に備えることができ、該支持 ポストは、いずれの接点にも電気的に接続されないようにすることができる。 本発明の更に別の実施の形態においては、超小型電子素子のバンプリードに係 合するソケットが提供されている。このソケットは、第１と第２の主要面を有す る弾性誘電シートと、該シートの第１の主要面に取着されるとともに能動接点(a ctive contact)部を有する導電接点と、シートの第２の主要面と並列配置される 第１の面を有するとともに導電端子を有する支持基体と、能動接点部の周囲に離 隔して配置された複数のポストとを備えている。該ポストは、シートと基体との 間にギャップを形成するように基体に対して接点を包囲するシートの部分を機械 的に支持し、ポストの１つは端子と接点を電気的に接続し、シートはバンプリー ドが接点の能動端子部と係合するときに撓むように構成されている。 孔を前記シートの前記主要面間を延びるように配設することができる。接点の 能動接点部は孔と整合されかつ孔を部分的に覆うように延びている。 ポストは、一体をなすコアはんだボールまたはバイアでとすることができる。 スペーサを各ポストと基体の第１の面との間に配置することができ、スペーサは ポストを端子に電気的に接続するとともにシートが撓みことができるように一層 大きい垂直方向の高さを提供している。スペーサは、接点の能動接点部と整合す る孔を有する層状基体を含むことができる。 ソケットは、第２の接点と、該第２の接点の第２の能動接点部を包囲するシー トの第２の部分を機械的に支持する第２の複数のポストとを更に備えることがで きる。この場合には、第１の複数のポストと第２の複数のポストは共通する少な くとも１つのポストを有する。シートは、この場合には、第２の主要面に取着さ れた導電トレースを更に備えることができ、該導電トレースはシートの第１と第 ２の接点を電気的に相互接続する。 本発明の上記した及び他の目的、特徴及び利点は、添付図面に関して以下にお いて説明する好ましい実施の形態の詳細な説明から容易に明らかになるものであ る。図面の簡単な説明 図１は、本発明の一の実施の形態に係るコネクタを有する接続集成体の概略平 面図である。 図２ａは、図１の接続集成体において使用するコネクタの一部を示す部分平面 図である。 図２ｂは、図１の接続集成体において使用する別の実施の形態のコネクタの一 部を示す部分平面図である。 図３は、図１に示す接続集成体のＩＩＩ−ＩＩＩ線部分横断面図であり、取着 されるべき超小型電子素子を併せて示す。 図４は、図１に示す接続集成体のＩＶ−ＩＶ線概略断面図であり、取着される べき超小型電子素子を併せて示す。 図５は、本発明の別の実施の形態に係るコネクタの概略平面図である。 図６は、本発明の一の実施の形態に係る接続集成体の概略断面図である。 図７は、図６の接続集成体の概略分解図である。 図８は、本発明の別の実施の形態に係る接続集成体の概略分解図である。 図９は、本発明の一の実施の形態に係る接続集成体の一部を備える基体の概略 斜視図である。 図１０は、本発明の別の実施の形態に係る接続集成体の概略断面図であり、取 着されるべき超小型電子素子を併せて示す。 図１１は、本発明の別の実施の形態に係るコネクタを備えた接続集成体の概略 平面図である。 図１２は、本発明の一の実施の形態に係る接続集成体の概略部分横断斜視図で ある。 図１３は、本発明の別の実施の形態に係る接続集成体の概略部分横断斜視図で ある。 図１４は、本発明の別の実施の形態に係る接続集成体の概略部分横断面図であ る。 図１５は、本発明の別の実施の形態に係るコネクタを備えた接続集成体の概略 平面図である。 図１６は、本発明の別の実施の形態に係る接続集成体の概略断面図であり、取 着されるべき超小型電子素子を併せて示す。 図１７は、本発明の別の実施の形態に係る接続集成体の概略断面図であり、取 着されるべき超小型電子素子を併せて示す。発明を実施するための最良の形態 本発明の一の実施の形態に係る接続集成体５（図３）は、コネクタ即ちインタ ーポーザ１０と、基体４１と、コネクタ１０を基体４１の上方に支持する非圧潰 構造素子即ちポスト２３のような、一体部を有する支持構造体とを備えている。 かかる構成における基体４１（図９）は、多数の電気リード５０を有する多層積 層回路パネルであり、リード５０はごく少数が概略示されている。リード５０は 、基体の上面及び底面と平行し、互いに直交する水平方向に延びている。従来の 半導体の分野においては、水平方向は、「ｘ」及び「ｙ」方向と呼ばれている。 更に、本明細書において使用されている「上」方向とは、基体から実装されるべ き超小型電子素子へ向かう方向を云い、超小型電子素子は、基体の「上方」また は「基体」の上部にある。 基体は更に、種々の水平リード５０を相互接続する垂直方向即ちｚ方向のリー ド５２を有している。ｚ方向のリードの幾つかは、あるいは幾つかの水平方向の リード５０とともに、基体４１の上面４３に露出されている。これらの露出した リードは、ｘ及びｙ方向に均一なピッチの直線で囲まれたグリッド状に配置され ている端子４２（図２）に接続されている。端子４２は、例えば、はんだ、共融 結合合金、金属充填剤を含む重合材料などのような流動性のある導電材料を含む ことができるとともに、垂直方向に延びるバイア(via)のような構造体を含むこ とができる。基体は主に、リードを支持しかつ絶縁する誘電材料から形成される 。基体４１はまた、接地及び電力電位面(power potential plane)などのような 多層回路において従来用いられている他の素子も含むことができる。 基体４１を超小型電子素子に接続する本発明に係るコネクタ１０は、基体４１ から離隔して上方を向く第１の面３２と、基体の方向へ下方を向く第２の面３３ とを有するシート状の誘電コネクタ本体２４を有している。かくして、シート状 本体２４の第２の面４３は、基体４１の上面と対面している。本実施の形態によ れば、シート状素子２４は、該素子を介して第１の面３２から第２の面３３へ延 びる多数の孔２７を有している。コネクタ本体２４は、厚さが約１００ミクロン 未満であるのが望ましく、より望ましくは厚さが約５０ミクロン未満である。好 ましい実施の形態においては、シート状素子は、厚さが約２５乃至４０ミクロン である。以下において更に説明するように、心出し力(centering force)を得る ために、孔２７の直径は、接続されるべき超小型電子素子のバンプリードの直径 よりもわずかに小さくすべきである。 図１−３に示すように、細長い金属接点タブ２１が各孔２７と連係している。 各接点タブは、コネクタ本体２４の第１の面３２を覆うように配置されている。 各接点タブは、孔２７の開口を囲むタブ２１の一端に配置されたリング状の構造 体と、リング状構造体から上方へ延びる複数の突起２８とを備える能動接点部２ ２を有している。突起２８は、孔２７の開口を越え即ち覆って突出している（図 ３）。突起２８は、スロット３１（図２ａ）により互いに分離されている。各接 点タブ２１の突起２８は互いに協働して、孔２７を覆う能動接点部２２を画成し ている。 孔２７及び連係する接点タブ２１は、図１に示すように、直線グリッドのアレ イをなしてシート状本体２４の上面３２に配置されている。能動接点部２２のグ リッドアレイは、接続されるべき超小型電子素子４５のはんだバンプ４６（図３ ）のような接点のグリッドアレイと対応している。 各接点タブ２１は、シート状本体２４を介して接点タブ２１に接続された非圧 潰構造素子即ちポスト２３まで延びている。好ましい実施の形態においては、孔 ４０（図３）がシート状本体２４に配設されていて、接点タブ２１の下面を露出 させている。ポスト２３は、孔を介して接点タブ２１に直接結合されている。 図１に示すように、能動接点部２２と孔２７は、ｘ方向に延びる行とｙ方向に 延びる列とをなして配列されている。各接点タブ２１は、ｘ方向に対して４５度 （従って、ｙ方向に対して４５度）の傾斜角で配置され、従って、各ポストは能 動接点部２２と孔２７とからこの傾斜方向に偏位されている。かくして、ポスト ２３もまた、ｘおよびｙ方向に延びる行と列からなる直線のアレイをなして配列 されているが、このアレイは孔２７と能動接点部２２のアレイから偏位されてい る。 コネクタ１０のポスト２３のピッチ即ち間隔は、基体４１の上面４３の端子４ ２の間隔と整合している。ポスト２３は、ｚリード５２（図３）に結合され、コ ネクタ１０の接点タブ２１と基体４１のリード５０とを電気的かつ機械的に接続 している。 直線で形成されるアレイは、隣接する素子間に実質上任意のピッチまたは間隔 を有している。しかしながら、各アレイのピッチは、「アレイ領域」のピッチを 有する半導体チップのような超小型電子素子の表面の接点の標準的なピッチに対 応するピッチであるのが好ましい。行または列に沿って測定した場合に隣接する 素子間に約０．５ｍｍ以下のピッチを有する接点を含む超小型電子素子が、公知 となっている。 接点タブ２１及びこれに組み込まれた突起２８は、略層状をなしている。本明 細書において使用されている「層状」("laminar")なる語は、シート状またはプ レート状を意味する。即ち、層状構造体は、反対方向を向く２つの主要面を有す るとともに縁部を有し、主要面は縁部の表面積よりも実質上大きい表面積を有し ている。層状構造体は必ずしも平面ではない。例えば、層状構造体は、上面から 上方へ突出するバンプまたは凹凸を有することができる。接点タブ２１は、金属 材料、好ましくは、超小型電子素子に関して広く使用されている金属材料ような 、良好な導電性並びにエッチング及びめっき処理において良好な処理特性を有す る金属材料から形成することができる。使用することができる材料には、銅並び にベリリウム銅およびリン青銅のような銅担持合金が含まれる。接点タブ及び突 起の金属は、厚さが約１０乃至５０ミクロン、より望ましくは約１０乃至２５ミ クロンである。標準的なリソグラフ処理技術を使用して、接点タブを形成するこ とができる。素子の寸法は、選定されるピッチ及びコネクタと係合されるべき超 小型電子素子の特性によりある程度変わる。しかしながら、約０．７５ｍｍのピ ッチを有する形の場合には、各タブの幅ｗ（図２ａ）は約０．４５ｍｍであり、 一方、能動接点２２の中心とポスト２３の中心との間の長さ１は、約０．５３ｍ ｍとすることができる。能動接点領域２２の下方のシート状素子２４の孔は、直 径が約０．３５ｍｍであり、突起２８は各辺につき約５０ミクロンで孔２７を覆 って延びている。 接点タブ２１は、はんだマスク即ちカバー層３７（図３）で覆って、超小型電 子素子４５に結合させる際に下にある銅のタブを保護することにより、接続部の はんだがタブにより吸い上げられず、かつ、隣接するタブが互いに結合されない ようにするのが好ましい。カバー層３７はまた、超小型電子素子のはんだが試験 の際に液化した場合に、この試験中、下にある銅のタブを保護する。カバー層３ ７は、能動接点領域２２に孔３８を有し、金属接点タブ２１の突起２８を露出さ せている。 覆いとして作用する突起２８を含む接点タブ２１は更に、湿潤防止剤で覆うこ とができる。例えば、オスミウム、ロジウム、レニウム、グラファイトその他の 適宜の物質を接点２２（あるいは可能であれば、突起２８だけ）に電気めっきし て、はんだが接点をぬらすのを防止することができる。この湿潤防止剤により、 コネクタ集成体は、１５０℃の高さにすることができる高い温度範囲で超小型電 子素子を焼成(burning)しかつ試験するためのソケットとして使用することがで きる。かかる条件においては、バンプリードのはんだは、液化または軟化し、湿 潤防止剤なしに接点に結合することができる。 一方、永続的なはんだ接合が超小型電子素子４５のバンプリード４６とコネク タ１０との間に形成される実施の形態においては、接点タブ２１のはんだによる 湿潤を促進するのが望ましい。この場合には、接点タブ２１の突起２８は、連係 するバンプリード４６に対するはんだ接合を容易にするために、錫めっきをする か、はんだでコーティングされる。超小型電子素子４５と接点タブ２１との機械 的及び電気的な接続は、超小型電子素子とコネクタとを含む集成体をはんだ温度 サイクルを介してサイクル処理することにより永続的なものとされる。はんだ処 理の際には、はじめに突起２８にあるはんだが溶融され、超小型電子素子のバン プリード４６へ流れる。このはんだは、接点の突起を湿潤にし、突起をそれぞれ のバンプリードに接合することにより、バンプリードが共融Ｓｎ−Ｐｂはんだの ような流動性のあるはんだボールからなる場合には突起はバンプリードを透通す ることができる。 接地層または電力面層(power plane layer)６１が、図３に示すように、柔軟 なシート２４の底面３３に配設されている。かかる層は、柔軟層２４の底面３３ の全てまたは実質的な部分を覆う一体層からなる。個々のコネクタの要件により 、層６１は、コネクタのある領域を接地層とし、他の領域を電力面層とすること ができ、これらの領域は層６１のギャップにより電気的に隔絶される。層６１は 、超小型電子素子４５において及びコネクタ１０と基体４１においてインピーダ ンスを制御するのに使用することができる。 あるいは、層６１は、試験パターンにおいて所定の接点を電気的に相互に接続 し、または基体４１における接点を補足する追加の相互接続体を提供する複数の 導電トレース(trace)とすることができる。かかる実施の形態の１つの例におい て は、層内の導電トレースは、２つ以上のポスト２３を超小型電子素子の１つのは んだバンプ４６と接続するのに使用することができる。これは、層６１の導電ト レースを使用してポスト２３を直接相互接続することにより行うことができる。 あるいは、リード２１は、柔軟層２４のバイア（図示せず）を介して導電トレー スに相互接続することもできる。いずれの場合においても、有意の量の試験回路 を、超小型電子素子４５の試験のために層６１に含めることができる。更にまた 、層６１は、かかるトレースが必要とされるある領域において相互接続導電トレ ースの組み合わせから構成することができ、他の領域の接地または電力面領域で は、相互接続導電トレースは必要とされない。 ポスト２３は、はんだのような導電性の熱活性化結合材料３６の層により包囲 される、銅またはニッケルのような導電性で、比較的高融点の材料の一体コア３ ５を有する一体コアはんだボールからなるのが好ましい。一体コアはんだボール のアレイを使用してコネクタ１０と基体４１とを接続すれば、標準的なボールグ リッドアレイはこれらの素子を有し、これらの素子を組み立てるのに装置を使用 することができる。 かくして、ポスト２３は、接点タブ２１と基体４１のリード５２とに結合され る場合には、一体コア３５は完全な状態を保持して、基体４１の上面４３とシー ト状素子２４の第２の面３３との間に離隔(standoff)スペース５７（図３）を形 成する。離隔スペース５７は、ポスト２３の非圧潰部のサイズにより、即ち、コ ア３５の直径により画定される所定の厚さ５８を有する。 図１６に示す本発明の別の実施の形態においては、バイア３３６が、一体コア はんだボールの代わりに使用されて、ポストを形成している。バイア３６６は、 銅、金その他の導電材料またはこれらの合金から形成される中空で、略円筒状ま たは水時計状のポストからなる。あるいは、バイアは、円錐状またはバレル状の 素子のような他の回転面として付形することができる。バイア３６６は、接点タ ブ３２１の孔３６５と、柔軟シート３２４の孔３４０とを介して延びている。バ イアは、接点タブ３２１の上方でフランジ３６８をもって終端しており、フラン ジ３６８は接点タブ３２１と接触している。バイアは、柔軟シート３２４の下方 へ所定の距離だけ延びており、これにより、コネクタ３１０と基体３４１との間 に離隔距離を画定している。バイア３６６は、下面３６９で終端して、カップ状 素子を形成している。使用の際には、コネクタ３１０は、バイア３６６のアレイ を基体３４１の端子３４２の対応するアレイにはんだ付けすることにより、基体 ３４１に接続される。 バイア３６６のようなバイアは、レジストその他の適宜の材料の犠牲層(sacri ficial layer)（図示せず）を使用することにより形成することができる。犠牲 層は、柔軟層３２４の孔３４０及び接点タブ３２１の孔３６５と整合する孔を有 している。これら３つの孔は、整合を確保するように同時に形成される。孔の形 成後は、別の犠牲層（図示せず）を第１の犠牲層上に被着して、バイア３６６の 下部壁３６９を形成している。接点タブ３２１の上面を適宜にマスク処理した後 に、孔の側部と底部を、接点タブ３２１の孔を包囲する小さな領域とともにめっ きに供することにより、バイアを通常の態様で形成することができる。次に、犠 牲層を除去し、バイア３６６を残す。はんだマスク層３３７は、接点タブ３２１ とバイア３６６の上部フランジ３６８を覆うように形成することができる。 図１７に示すコネクタの別の実施の形態においては、バイア３７０は、図１６ の実施の形態に対して反転されている。この実施の形態においては、接点タブ３ ７２には孔は必要ではなく、バイア３７０を形成するのに、１つの犠牲層（図示 せず）だけを形成することが必要となるだけである。バイア３７０は、犠牲層内 の孔に接点タブ３７２の反対側からめっきを施すことにより形成される。 バイアをポストとして形成した図１６及び１７の実施の形態では、良好な構造 一体性を有しているが、バイアに、はんだその他の適宜の材料を充填すれば、ｚ 方向の耐圧潰性を更に高めることができる。図１７に示す実施の形態においては 、はんだ３７１もまた、基体の端子３４２に対する結合用の結合材料を提供して いる。あるいは、バイアの壁の圧潰または座屈を防ぐと同時に、熱サイクルその 他の力を吸収する、ある程度のレジリエンスを提供するように、バイア内に一層 順応性のある材料を配置することができる。例えば、ポリマ、高ジュロメータの エラストマ、導電性エラストマその他の適宜の材料をバイア内に配置することが できる。 各接点タブ２１は、上記したように、ポスト２３の１つを介して基体４１のリ ード５２に接続されている。導体としては作用しない別の非圧潰構造素子２５、 ２６（図１）を配設して、コネクタ１０を基体４１の上面４３の上方に更に支持 することができる。例えば、幾つかの接点タブを、超小型電子パッケージがバン プリードをもたない場所において省略することができる。コネクタ１０の規則的 なグリッドパターンにおけるこのような場所においては、非圧潰構造素子２６を 、コネクタ１０を支持するためにだけ設けることができる。更に、追加の非圧潰 構造素子２５を、接点タブ２１のグリッドアレイの周囲に配設して、かかる周囲 においてコネクタ１を支持することができる。接点タブと同じ薄手の金属から形 成される追加の金属素子３０を、追加の各非圧潰構造素子２５、２６の上方でコ ネクタに設けて、ポストの結合面を提供することができる。追加の金属素子３０ は、１つ以上の大きなリニア素子即ちバスとして形成することができる。 図１のグリッドアレイの各能動接点部（即ち「接点」）２２は、周囲部６０の 中央に配置され、周囲部は４つのポストにより支持されている（図１及び４）。 図１の下部左側のコーナに図示されているコーナソケット５３が、３つの周辺ポ スト２５およびコーナソケット５３と連係するポスト３３のアレイ内に配置され ている。各接点部２２が２つ、３つ、４つまたは５つ以上のポスト２３により支 持されている他のグリッドアレイ形も、採用することができる。かくして、１つ のポストが、典型的には、ソケットの電気接続体及び複数の隣接するソケットの 機械的支持体を提供している。 本発明に係る接続方法においては、素子４５（図３、４）のような超小型電子 素子は、コネクタ集成体５と係合している。超小型電子素子４５は複数のバンプ リード４６を有しており、各リードは素子４５の底面４９から突出している。バ ンプリードは、能動接点部２２のグリッドと同じピッチの直線で形成されたグリ ッドとして配置されている（図１）。バンプリードは、かかるグリッドにより画 定される場所にだけ分散させるべきであるが、バンプリードがかかる場所ごとに 存在することは、要件とはされない。即ち、バンプリードのグリッドは、完全に 占められている必要はないのである。例えば、バンプリードは、１つ置き、２つ 置きなどの態様で配置することができるので、バンプリードで占有される場所は 、コネクタの孔のピッチの２、３その他の整数倍の有効ピッチを有することがで き る。 各バンプリード４６は、素子４５の内部回路に電気的に接続される、ポスト２ ３と同様の構造の略球状のボールの形態をなしている。各バンプリードは、銅ま たはニッケルのような導電性の比較的強靱な金属から形成された球、即ち、コア を内蔵している。各球は、はんだのような導電性の熱活性化結合材料の層で覆わ れている。 超小型電子素子４５は、超小型電子素子４５を接続集成体５と隣接させて素子 ４５の接点担持面４９をシート状素子２４の上面３２と並列させることにより、 接続集成体５と係合される。超小型電子素子４５は、バンプリード４６のアレイ が接点タブ２１（図３）の能動接点部２２のアレイと略整合するように配置され る。次に、超小型電子素子４５は、バンプリード４６が接点タブ２１の突起部２ ８と接触するように下方へ付勢される。突起２８の金属コーナは、はんだバンプ ４６と接触してこれを拭う動作を行う。突起２８とはんだバンプとの掻き取りま たは拭い取り接触は、これら２つの素子を電気的に接続するためには必要とされ ない場合があるが、接続面に形成される可能性がある酸化物層を透通することに より信頼性が増大する。 接続集成体５に対する超小型電子素子４５の下方向への動きにより、コネクタ １０は、はんだバンプ４６と非圧潰構造素子２３との間で撓む（図４）。シート 状素子２４は弾性変形し、各はんだバンプ４６は、シート状素子２４の包囲部６ ０を、シート部素子と基体４１との間の離隔スペース５７の中へ下方へ撓ませる 。 コネクタ１０の能動接触領域２２を包囲する各部分６０は、一群の少なくとも ２つ、より好ましくは３つの支持ポスト２３をその周囲に有している。図１に示 す現時点で最も好ましい実施の形態では、包囲部の周辺は、一群の４つのポスト ２３を有している。シート状素子２４の包囲部６０が離隔スペース５７に中へ撓 むと、シート状素子は伸張される。ポストはシート状素子を上方へ付勢し、バン プリード４６はシート状素子を下方へ付勢する。 シート状素子２４のレジリエンスにより、接点タブ２１の突起部２８とバンプ リード４６との接触が保持される。例えば、図３に示すように、バンプリード４ ６の中心線４７は、能動接点２２の中心線２９とは適正には整合しない場合があ る。この不整合４８は、シート状素子２４の包囲部６０の非対称の撓みにより調 節される。シート状素子のレジリエンスはまた、超小型電子素子４５の個々のバ ンプリード４６の高さの不均一を補償する。 更にまた、多少の自己心出し(self-centering)力が、能動接点２２のソケット 状特性により、バンプリード４６に作用する。かくして、わずかな不整合がある 超小型電子素子は、超小型電子素子がコネクタ１０上へ下方に付勢されるときに 、バンプリードが能動接点２２と一層良好に整合される位置へ付勢される。 コネクタ１０のレジリエンスは、金属接点タブ２１の弾性変形のほかにシート 状素子３４のレジリエンスにより生ずるので、コネクタ１０は先行技術のコネク タと比べて、使用の際に塑性変形しにくい。従って、コネクタ１０と接続集成体 ５は、超小型電子素子を試験するための再使用可能な試験取付具として特に適し ている。コネクタ集成体５はまた、バンプリード４６の結合素子を作動させて超 小型電子素子をコネクタ集成体５に永続的に結合させることにより、超小型電子 素子の永続マウントとして使用することもできる。 本発明のコネクタは、集成処理の際に超小型電子素子を試験し、次いで、選択 的に結合するのに特に適している。この場合には、超小型電子素子は、各バンプ リードを対応するソケットと接触させるのに充分な第１の力Ｆ１を使用して本発 明のコネクタに対して付勢される。次いで、超小型電子素子の試験が行われる。 超小型電子素子が拒絶される場合には、この素子はコネクタから外され、別の超 小型電子素子と交換される。超小型電子素子が試験にパスした場合には、この素 子は、力Ｆ１よりも大きい第２の力Ｆ２をもってコネクタに対して付勢され、各 バンプをそれぞれのソケットの中に実際に挿入する。次に、バンプリードを、コ ネクタと超小型電子との接触を妨げることなく、コネクタに結合させることがで きる。バンプリードがソケットを透通することができるように、誘電層にやや大 きい孔２７を有するコネクタがこの場合において提供される。本発明のコネクタ 集成体は、典型的な試験取付具と比較してプロファイルが低いので、この用途に 特に適しており、超小型電子集成体のコネクタとして適している。 図１５に示す本発明の別の実施の形態においては、コネクタ２１０は、孔２２ ７のグリッドアレイと、孔２２７と整合する接点タブ２２１の対応するアレイと を有する柔軟層２２４を備えている。各接点タブ２２１の能動接点部２２２にお いては、複数の突起２２８が内方へ延びて、孔２２７の開口を覆うように突出し ている。接点タブは略細長い形状をなし、柔軟シート２２４の孔２４０を覆って 延びる接続部２３０を有している。孔２４０により、接点タブを上記したような ポスト（図示せず）に接続する接続部２３０が露出される。 柔軟シート２２４には更に、能動接点部２２２を包囲する複数の弧状スロット 即ち逃げ孔２６３が設けられている。弧状スロット２６３は、能動接点部２２２ を包囲する領域に対して支持を行うように、スロット間に柔軟層２２４のブリッ ジを画成している。弧状スロット２６３は、能動接点部２２２に極く近接して柔 軟層２２４に柔軟性及び弾性を更に提供する。このように柔軟性が更に追加され ることにより、超小型電子のはんだバンプリードとの係合の際に及び基板と超小 型電子素子の熱サイクルの際に、個々の接点部２２２を相対的に動かすことがで きる。 接点タブ２２１はまた、能動接点部２２２と接点タブ２２１の接続部２３０と の間にくびれ(necked-down)部を備えている。このくびれ部により、包囲する弧 状スロットを一層接近して配置することができるとともに、より剛性のある接点 タブ２２１の横断面積を小さくすることができる。かかる双方の作用効果により 、能動接点部２２２を包囲するコネクタの領域の柔軟性を高めることができる。 接点タブは、図２ａに示す形状とは異なる形状にすることができる。例えば、 接点タブ２１ａ（図２ｂ）は、丸いスロット３１ａにより分離される突起を覆う ように丸くすることができる。この実施の形態における徐々に湾曲する特徴は、 丸いコーナを形成するフォトリソグラフィ及びエッチング処理の自然の傾向であ るので、生産性を高めることができる。 別の実施の形態では、接点タブ７０（図５）は、ポスト２３と接触する比較的 小さな幅から柔軟なシート状素子２４の孔を包囲する比較的大きな幅まで、幅が 増大している。突起７１は、バンプリードがシート状素子２８へ向けて下方へ付 勢されたときに、バンプリードを掻き取ることができる形状に形成された湾曲ア ームを備えている。本技術分野において公知の、他の接点突起の形状及び接点タ ブの幾何学形状を採用することもできる。 接点タブは、接点タブと超小型電子素子のはんだバンプとの接触を高めるため に、接点突起のほかにまたは接点突起の代わりに特徴となる構成を有することが できる。例えば、接点タブ９０（図１０）は、シート状本体２４から離隔して上 方を向く凹凸を有している。かかる凹凸は、本譲受人に同じく譲渡された米国特 許第５，６３２，６３１号に記載されており、本明細書においては、この米国特 許を引用してその説明に代える。凹凸９１は、上面に鋭い縁部またはコーナを有 することができる。超小型電子素子２５がコネクタに対して付勢されると、凹凸 ９１は、はんだバンプ４６に存在する可能性のある酸化物コーティングを透通し て、確実な電気接続を提供する。シート状層２４のレジリエンスにより、はんだ バンプ４６とコネクタの連係する凹凸とが確実に接触する。図１０に示す実施の 形態のような用途の場合には、シート状素子を介して形成される能動接点領域の 孔をなくすことができる。あるいは、凹凸は、シート状本体２４の孔を覆って延 びる接点の突起部とともに使用することができる。 接点タブと基体との電気的な接続は、能動接点に近接するポストの１つを介し て行う必要はない。実際に、シート状素子２４の回路トレース９６（図１１）は 、シート状素子２４の周辺の接点に導くことができ、ここで、基体と接点９５と を電気的に接続することができる。 本発明の別の実施の形態においては、支持構造体は、シート状本体１１０と基 体４１との間に配設された支持層１０１（図１２）である。支持層は、ポリイミ ドその他の適宜の材料のような誘電材料とすることができる。支持層１０１は、 孔１０３のようなギャップと、一体部１１１とを有している。接点タブ１０７の 能動接触部１０５は、支持層１０１の孔１０３の直上に配置されている。孔１０ ３の周辺部は、能動接点部１０５と連係するシート状本体１１０の部分１２０を 画成している。はんだバンプ（図示せず）と接触すると、能動接点部１０５は、 シート状素子１１０の連係部１２０が下方に撓んで、孔１０３に進入する。 接点タブ１０７をシート状本体１１０のバイアに接続することにより、能動接 点部１０５と基体４１の端子４２とが電気的に接続される。バイア１０９は、こ のバイアを介して延びる導体を有し、支持構造体１０１の孔の内側にめっきをす ることにより形成されるリング状導体と電気的に接触する。リング状構造体１０ ２は、バイア１０９を基体４１の端子４２と電気的に接続する。 柔軟シート１１０の孔１１５は、能動接点領域１０５の突起部１０６と協働し て、接点が下方に撓むときに、はんだバンプの拭い取り／掻き取り動作を行う。 本発明の別の実施の形態（図１３）においては、支持層１０１は、上記したよ うに基体４１の端子４２に接続された金属性のリング状導体１０２を有している 。しかしながら、接点タブ１３０と導体１０２との電気的な接続は、シート状素 子１１０の孔１１５を介して行われる。導体１３１が、例えば、めっきにより孔 １１５内に形成され、接点タブ１３０を、接点タブ１３０とは反対側のシート状 素子１１０の第２の面のリードと接続する。従って、接点タブ１３０と端子４２ との電気的接触が、導体１３１、リード１３２及び導体１０２を介して行われる 。 ポスト２３のような支持構造体を、接着剤ラム(lam)その他の離隔層１５０（ 図１４）を使用して基体４１から離隔させることにより、シート状素子２４が撓 んで更に移動することができるようにしている。離隔層１５０は、接点タブ２１ の能動接点部２２と整合する孔１５２を有している。はんだバンプ（図示せず） がシート状層２４を基体４１へ向けて撓ませると、孔１５２が更なるクリアラン スを提供し、下方へ更に移動することができるようにしている。孔１５２を基体 に直接形成することにより、同様の結果を得ることができる。かかる構成により 、集成体全体の高さを更に小さくすることができる。 本発明のコネクタは、本発明の別の実施の形態（図６、７）に係る付勢取付具 ８０とともに使用することができる。コネクタ１０は、端子４２のアレイ及び基 体と整合されて結合される。この実施の形態においては、フレーム７０は基体４ １に抗してコネクタ１０の外周部を圧縮する。フレームは、基体４１に設けられ た孔（図示せず）にフレーム７０を介して挿通されるピン７２により基体４１に 取着することができる。ピン７２に関して設けられている孔は、基体の端子のア レイと整合し、従って、コネクタ１０の接点２２と整合している。従って、フレ ーム７０は、接点と整合される。 超小型電子素子４５を接続素子１０の接点と整合させるように、フレーム７０ の窓７１が設けられている。超小型電子素子４５は、曲がり部７４を有する板ば ね７３により接続素子１０に対して付勢される。板ばねは、２本のピン７５によ りカバー７６内に保持される。カバー７６は、カバーのスロット付きの孔７７を ピン７２のヘッドと係合させることにより、フレーム７０に取り外し自在に取着 することができる。カバーを所定の位置に配置すると、板ばね７３は超小型電子 素子４５をコネクタ１０に対して付勢することにより、シート状素子２４を上記 のように撓ませることができる。これにより、超小型電子素子は基体４１に電気 的に接続され、試験、バーンイン(burn-in)、結合または永続的な使用に供する ことができる。 図８に示す別の取付具においては、フレーム８０には、超小型電子素子４５を コネクタ１０に対して配置する窓８２が設けられている。カバー素子８３は、よ り大きなクリアランス窓を有しており、超小型電子素子をフレーム８０の窓８２ に挿入する場合にアクセスすることができるようになっている。フレームとカバ ーは、ねじ８１により基体に取着されている。更に、フレームは、基体とフレー ムを介して延びる合わせピン（図示せず）により精確に配置することができる。 超小型電子素子４５を窓８２に挿入してから、ばねクリップ８４がカバー８３に クリップされる。バネクリップ８４の突起部８５が、超小型電子素子４５をコネ クタ１０に対して付勢することにより、超小型電子素子４５と基体４１との電気 的接続を確立する。 容易に理解することができるように、上記した構成について、他の数多くの変 更と組み合わせを、本発明から逸脱することなく行うことができる。例えば、シ ート状素子２４の孔２７はなくすことができ、能動接点２２は、バンプリード４ ６がコネクタ１０と接触する領域における接点タブ２１の連続部から構成するこ とができる。かかる構成は、好ましい実施の形態の自己心出し及び掻き取りの構 成を提供するものではないが、製造の際の工程を一層少なくすることができる。 更に、シート状の層と基体との間の支持構造体は、複数の金属製リングから構成 することができ、各リングは接点タブの能動接点部の周囲に心出しすることがで きる。 本発明を特定の実施の形態に関して説明したが、これらの実施の形態は、本発 明を単に例示するものである。例えば、ポストあるいはスペーサは、銀充填エポ キシその他の適宜の構造的一体性を有する材料のような順応性のある導電材料か ら形成することにより、ソケットと、下にある基体との間に更なる従順性を提供 することができる。従って、数多くの修正を、例示した実施の形態に対して行う ことができるとともに、他の構成を請求の範囲に記載の本発明の精神と範囲とか ら逸脱することなく採用することができるものである。産業上の利用可能性 本発明は、超小型電子集成体の製造に利用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ (72)発明者 カラヴァキス，コンスタンティン アメリカ合衆国94588カリフォルニア州プ レザントン，ラスムッセン・コート・2626 (72)発明者 ファラシ，アンソニー，ビー. アメリカ合衆国78628テキサス州ジョージ タウン，スターヴュー・ドライヴ・313 (72)発明者 ングェン，タン アメリカ合衆国95051カリフォルニア州サ ンタ・クララ，レイン・アヴェニュー・ 1769

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．バンプリードのアレイを有する超小型電子素子を接続する接続集成体であっ て、 （ａ）導電リードを有する基体と、 （ｂ）第１と第２の主要面を有し、第２の主要面が前記基板と対面する弾性シ ート状本体と、 （ｃ）前記シート状本体の前記第２の主要面と前記基体との間を延び、前記シ ート状本体を前記基体から離隔させ、かつ、ギャップと一体部を内部に有する支 持構造体と、 （ｄ）取着されるべき超小型電子素子のバンプリードのアレイと整合しかつ前 記ギャップと整合して前記本体の前記第１の主要面に取着された略層状の接点の アレイとを備え、前記各接点は前記支持構造体の前記一体部により周辺部が支持 される前記シート状本体の連係部により包囲されることにより、前記接点は超小 型電子素子のバンプリードを前記接点に対して付勢したときに前記基体に向けて 撓むことができるようになっていることを特徴とする接続集成体。 ２．前記支持構造体はポストのアレイであることを特徴とする請求の範囲第１項 に記載の接続集成体。 ３．ポストの前記アレイは基体のリードに電気的に接続され、前記アレイの前記 接点は前記ポストに電気的に接続されていることを特徴とする請求の範囲第２項 に記載の接続集成体。 ４．前記シート状本体の前記各連係部は４つのポストにより支持されていること を特徴とする請求の範囲第２項に記載の接続集成体。 ５．接点の前記アレイとポストの前記アレイは、行および列方向を有する直線の アレイであり、前記ポストは前記行および列方向に対して傾斜する対角線方向に 前記接点から偏位していることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の接続集成 体。 ６．前記支持構造体は支持層であり、前記ギャップは孔であり、前記孔の縁部は 対応する接点と連係する前記シート状本体の前記部分の前記周辺部を画定するこ とを特徴とする請求の範囲第１項に記載の接続集成体。 ７．前記シート状本体は接点の前記アレイと対応するアレイをなして配置された 複数の孔を有し、前記各接点は前記第１の主要面から前記孔を覆って内方に延び ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の接続集成体。 ８．前記接点は超小型電子素子と接触するように前記接点から上方に突出する凹 凸を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の接続集成体。 ９．ポストは一体をなすコアはんだボールであることを特徴とする請求の範囲第 ２項に記載の接続集成体。 １０．ポストはバイアであることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の接続集 成体。 １１．一群の３つ以上の前記ポストが各接点を包囲することを特徴とする請求の 範囲第２項に記載の接続集成体。 １２．前記一群のポストの少なくとも１つは各接点を前記基体のリードに接続す ることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の接続集成体。 １３．前記シート状本体の前記各接点と連係する前記部分は各バンプリードによ り加えられる下方向の力に応答して撓むことを特徴とする請求の範囲第１１項に 記載の接続集成体。 １４．前記シート状本体は更に、前記接点と連係する前記部分に逃げ孔を有する ことにより、前記シート状本体は柔軟性が増大することを特徴とする請求の範囲 第１項に記載の接続集成体。 １５．前記接点にはんだが被覆されていることを特徴とする請求の範囲第１項に 記載の接続集成体。 １６．インピーダンスを制御するように前記シート状本体の前記第２の主要面に 配設された導電層を更に備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の接続 集成体。 １７．前記接点を相互接続するように前記シート状本体の前記第２の主要面に配 設された導電トレースを更に備えることを特徴とする請求の範囲第１６項に記載 の接続集成体。 １８．前記接点を相互接続するように前記シート状本体の前記第２の主要面に配 設された導電トレースを更に備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の 接続集成体。 １９．湿潤防止剤が前記接点に被着されていることを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載の接続集成体。 ２０．（ａ）超小型電子素子をシート状本体に整合させるフレームと、 （ｂ）超小型電子素子をシート状本体に付勢する付勢構造体とを更に備えるこ とを特徴とする請求の範囲第１項に記載の接続集成体。 ２１．バンプリードのアレイを有する超小型電子素子に対する接続を形成する方 法であって、 （ａ）シート状本体と、基体と、シート状本体の第１の主要面に配置された接 点のアレイと、シート状本体の第２の主要面を基体の上面に接続するポストのア レイとを有するコネクタを提供するとともに、シート状本体を基体から離隔させ る工程とを備え、各接点は周辺部に前記ポストの２つ以上を有するシート状本体 の部分に配置され、更に （ｂ）接点のアレイがバンプリードのアレイと実質上整合するように超小型電 子素子をコネクタと整合させる工程と、 （ｃ）バンプリードのアレイが接点のアレイと接触しかつシート状本体の前記 各部分が前記ポストの２つ以上とバンプリードとの間で弾性により撓むように超 小型電子素子をシート状本体に付勢する工程とを備えることを特徴とする方法。 ２２．前記各接点は前記ポストの１つに電気的に接続され、前記ポストは前記基 体のリードに電気的に接続され、前記付勢工程によりバンプリードと基体のリー ドとの電気接続部を形成することを特徴とする請求の範囲第２１項に記載の方法 。 ２３．（ｄ）前記電気接続部を介して前記超小型電子素子を電気的に試験して前 記超小型電子素子が許容することができるかどうかを決定する工程と、 （ｅ）前記超小型電子素子が許容することができる場合には、前記接点を前記 バンプリードに永続的に結合する工程とを更に備えることを特徴とする請求の範 囲第２２項に記載の方法。 ２４．超小型電子素子を基体に接続するコネクタであって、 （ａ）第１と第２の主要面を有する弾性シート状本体と、 （ｂ）前記本体の前記第１の主要面に取着され、取着されるべき超小型電子素 子のバンプリードのアレイに対応するアレイをなして配置され、対応するバンプ リードと係合するようになっている複数の略層状の接点と、 （ｃ）前記シート状素子の前記第２の主要面に配置され、前記接点から偏位さ れかつ前記接点に電気的に接続されたポストのアレイとを備え、前記ポストは前 記接点を前記基体に電気的に接続しかつ前記本体と前記基体との間に離隔スペー スを形成して前記本体を支持するように前記基体に結合されるとともに、超小型 電子素子のバンプリードが本体の前記接点と係合しかつ前記接点を包囲する前記 本体の部分が前記離隔スペースの中に弾性により撓むように前記超小型電子素子 を前記本体に対して付勢することにより超小型電子素子が前記基体に接続される ことを特徴とするコネクタ。 ２５．前記シート状本体は接点の前記アレイに対応するアレイに配置された複数 の孔を有し、前記各接点は前記第１の主要面から前記孔を覆うように内方に延び ることを特徴とする請求の範囲第２４項に記載のコネクタ。 ２６．前記各接点は該接点と連係する孔を覆うように延びる少なくとも１つの突 起を有することを特徴とする請求の範囲第２５項に記載のコネクタ。 ２７．前記各接点は孔の周囲において周方向に離隔した位置から内方へ延びる複 数の突起を有することを特徴とする請求の範囲第２６項に記載のコネクタ。 ２８．前記リードを覆って形成された保護層を更に備えることを特徴とする請求 の範囲第２４項に記載のコネクタ。 ２９．前記各ポストは一体のコアはんだボールからなることを特徴とする請求の 範囲第２４項に記載のコネクタ。 ３０．前記シート状本体はポストの前記アレイに対応する孔のアレイを有し、前 記端子ポストは前記孔を介して前記接点に電気的に接続されていることを特徴と する請求の範囲第２４項に記載のコネクタ。 ３１．前記シート状本体の前記第１の面に前記接点と前記ポストを接続するよう に配設された複数の層状接点タブを更に備えることを特徴とする請求の範囲第３ ０項に記載のコネクタ。 ３２．接点の前記アレイと端子ポストの前記アレイは行と列方向を有する直線の アレイであり、前記端子ポストは前記行および列方向に対して傾斜する対角線方 向に前記接点から偏位されていることを特徴とする請求の範囲第２４項に記載の コネクタ。 ３３．前記本体を更に支持する支持ポストを更に備え、該支持ポストはいずれの 接点にも電気的に接続されていないことを特徴とする請求の範囲第２４項に記載 のコネクタ。 ３４．超小型電子素子のバンプリードに係合するソケットであって、 第１と第２の主要面を有する弾性誘電シートと、 該シートの前記第１の主要面に取着されるとともに、能動接点部を有する導電 接点と、 前記シートの第２の主要面と並列配置される第１の面を有するとともに、導電 端子を有する支持基体と、 前記能動接点部の周囲に離隔して配置された複数のポストとを備え、該ポスト は前記シートと前記基体との間にギャップを形成するように前記基体に対して前 記接点を包囲する前記シートの部分を機械的に支持し、前記ポストの１つは前記 端子と前記接点を電気的に接続し、前記シートはバンプリードが前記接点の能動 端子部と係合するときに撓むことを特徴とするソケット。 ３５．孔が前記シートの前記主要面間を延びており、前記接点の前記能動接点部 は前記孔と整合されかつ前記孔を部分的に覆うように延びていることを特徴とす る請求の範囲第３４項に記載のソケット。 ３６．ポストは一体をなすコアはんだボールであることを特徴とする請求の範囲 第３４項に記載のソケット。 ３７．ポストはバイアであることを特徴とする請求の範囲第３４項に記載のソケ ット。 ３８．各ポストと基体の第１の面との間に配置されたスペーサを更に備え、該ス ペーサは前記ポストを前記端子に電気的に接続し、前記スペーサはシートが前記 撓みを行うように一層大きい垂直方向の高さを提供することを特徴とする請求の 範囲第３４項に記載のソケット。 ３９．スペーサは接点の能動接点部と整合する孔を有する層状基体を含むことを 特徴とする請求の範囲第３８項に記載のソケット。 ４０．第２の接点と、該第２の接点の第２の能動接点部を包囲する前記シートの 第２の部分を機械的に支持する第２の複数のポストとを更に備え、前記第１の複 数のポストと前記第２の複数のポストは共通する少なくとも１つのポストを有す ることを特徴とする請求の範囲第３４項に記載のソケット。 ４１．シートは前記第２の主要面に取着された導電トレースを更に備え、該導電 トレースは前記シートの前記第１と第２の接点を電気的に相互接続することを特 徴とする請求の範囲第４０項に記載のソケット。 ４２．超小型電子素子のバンプリードと係合するコネクタであって、 第１と第２の主要面と、第１の主要面に取着され能動接点部をそれぞれ有する 導電接点とを有する弾性誘電シートと、 端子を有する略剛性の基体と、 前記シートと前記基体との間にギャップを形成するように前記シートを前記基 体に対して支持する複数のポストとを備え、前記各接点は連係する一群のポスト により支持される前記シートの連係部分に配置され、 隣接する接点と連係する群のポストは少なくとも１つのポストを共有すること を特徴とするコネクタ。