JP2002008749A

JP2002008749A - 電気コネクタ、電気コネクタを用いた接続構造、半導体ソケット及びその製造方法

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Publication number: JP2002008749A
Application number: JP2000186681A
Authority: JP
Inventors: Koji Nishizawa; 孝治西沢
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-06-21
Filing date: 2000-06-21
Publication date: 2002-01-11
Anticipated expiration: 2020-06-21
Also published as: JP4236367B2

Abstract

(57)【要約】【課題】接続抵抗のばらつきを抑制防止し、電極の接
続を安定化させ、過剰に圧縮変形する必要のない電気コ
ネクタ、電気コネクタを用いた接続構造、半導体ソケッ
ト及びその製造方法を提供する。【解決手段】実装回路基板４と半導体パッケージ３０
間に介在される嵌合プレート８と、嵌合プレート８に嵌
入される電気コネクタ１２と、嵌合プレート８に重ねら
れる位置決めプレート１７とを備え、電気コネクタ１２
を、嵌合プレート８に嵌入される絶縁性の弾性シート１
３と、弾性シート１３から所定の間隔で半導体パッケー
ジ３０方向に突出する複数の弾性接続子１４と、実装回
路基板４と半導体パッケージ３０の複数の電極５・３１
に対応するよう各弾性接続子１４に内蔵され、実装回路
基板４と半導体パッケージ３０の電極５・３１を導通す
る複数本の金属リボン１５とから構成する。そして、実
装回路基板４と半導体パッケージ３０の対向方向と同方
向に各金属リボン１５を直線的に傾斜させ、位置決めプ
レート１７に、各弾性接続子１４に貫通される位置修正
スリット１８を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面実装型の半導
体パッケージと各種の回路基板とを電気的に接続する電
気コネクタ、電気コネクタを用いた接続構造、半導体ソ
ケット及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気コネクタは、図示しないが、
実装回路基板とＢＧＡ、ＬＧＡ等の半導体パッケージと
の間に介在される弾性変形可能な異方導電性シートと、
この異方導電性シートの厚さ方向に並べて内蔵される円
柱状を呈した複数本の金属細線とから構成されている。
そして、実装回路基板に半導体パッケージが圧下される
ことにより、異方導電性シートが圧縮変形するととも
に、実装回路基板の電極と半導体パッケージの電極とに
金属細線の突出した両端部がそれぞれ接触し、実装回路
基板と半導体パッケージとを電気的に接続する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の電気コネクタ
は、以上のように構成され、異方導電性シートに複数本
の金属細線が単に並設されているだけなので、実装回路
基板や半導体パッケージの各電極に複数本の金属細線の
突出した端部が接触すると、複数本の金属細線の端部が
不規則な放射状に開いたり、屈曲したり、あるいは倒れ
ることとなる。この結果、電気的な接続に寄与する金属
細線の本数や接続特性に大きなばらつきが生じ、接続抵
抗のばらつきを招くという問題がある。

【０００４】また、ＢＧＡ等の半導体パッケージでは、
隣接するボール状の電極と電極との高さが不揃いになる
ことが少なくないが、この場合、隣接する電極の影響で
電極の接続が不安定化することとなる。このような不安
定な接続を解消するには、半導体パッケージを強く圧下
すれば良いが、そうすると、異方導電性シートを過剰に
圧縮変形しなければならないという大きな問題が新たに
発生する。さらに、ＬＧＡ等の電極が平坦な半導体パッ
ケージの場合、接続に必要な荷重が大きくなり、電極が
周辺のレジスト膜の影響で陥没しているときには、接続
することが非常に困難である。

【０００５】本発明は、上記に鑑みなされたもので、接
続抵抗のばらつきを抑制防止し、電極の接続を安定化さ
せ、しかも、過剰に圧縮変形する必要のない電気コネク
タ、電気コネクタを用いた接続構造、半導体ソケット及
びその製造方法を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にお
いては、上記課題を達成するため、絶縁性の弾性シート
の表面から複数の弾性接続子を所定の間隔をおいて突出
させ、各弾性接続子に複数本の金属リボンを内蔵してそ
の両端部をそれぞれ露出させ、上記複数の弾性接続子の
突出方向と同方向に各金属リボンを直線的に傾斜させる
ようにしたことを特徴としている。また、請求項２記載
の発明においては、上記課題を達成するため、対向する
第一、第二の電気接合物の複数の電極間に請求項１記載
の電気コネクタを介在させ、この電気コネクタを圧縮変
形して複数本の金属リボンの先端部が互いに拡開するよ
うにして該第一、第二の電気接合物を電気的に接続する
ようにしたことを特徴としている。

【０００７】また、請求項３記載の発明においては、上
記課題を達成するため、第一、第二の電気接合物の間に
介在される嵌合プレートと、この嵌合プレート内に嵌め
入れられる電気コネクタと、該嵌合プレートに重ねられ
る位置決めプレートとを含んでなるものであって、上記
電気コネクタを、上記嵌合プレート内に嵌め入れられる
絶縁性の弾性シートと、この弾性シートから所定の間隔
をおいて上記第二の電気接合物方向に突出する複数の弾
性接続子と、上記第一、第二の電気接合物の複数の電極
に対応するよう各弾性接続子に内蔵され、該第一、第二
の電気接合物の電極を導通する複数本の金属リボンとか
ら構成し、該第一、第二の電気接合物の対向方向に交わ
る方向に各金属リボンを直線的に傾斜させ、上記位置決
めプレートに、上記電気コネクタの各弾性接続子に貫通
される位置修正口を設けたことを特徴としている。

【０００８】また、請求項４記載の発明においては、上
記課題を達成するため、弾性絶縁体に複数本の金属リボ
ンを所定の間隔をおいて配列し、該弾性絶縁体と弾性絶
縁体板とを交互に斜めに積み重ねてブロック体を形成
し、このブロック体の一部を除去して弾性シートを形成
し、この弾性シートの表面に複数の溝を所定の間隔で形
成するとともに、この複数の溝間を、直線的に傾斜した
上記金属リボンを内蔵した弾性接続子として電気コネク
タを作製し、この電気コネクタを嵌合プレート内に嵌め
入れ、この嵌合プレートの表面に位置決めプレートを重
ねてその複数の位置修正口から該電気コネクタの弾性接
続子をそれぞれ貫通突出させることを特徴としている。

【０００９】ここで、特許請求の範囲における金属リボ
ンは、第一、第二の電気接合物の各電極に一本ずつ接触
するものでも良いし、複数本ずつ接触して電極への追従
性を高めるものでも良い。また、電気コネクタは、検査
用回路基板や実用回路基板等と、ＢＧＡやＬＧＡ等の半
導体パッケージとを電気的に接続するのが主であるが、
なんらこれらに限定されるものではない。例えば、半導
体パッケージの代わりに、高周波、高速信号処理用の回
路基板を用いても良い。また、これ以外にも、電気コネ
クタで接続するのに好適な各種の電気接合物、具体的に
は、ワークステーションやサーバ等で使用される電気接
合物が含まれる。

【００１０】請求項１又は２記載の発明によれば、第一
の電気接合物に電気コネクタを配置して第一の電気接合
物の複数の電極と各弾性接続子の金属リボンとを電気的
に接触させ、電気コネクタの複数の弾性接続子に第二の
電気接合物を支持させて各弾性接続子の金属リボンと第
二の電気接合物の複数の電極とを電気的に接触させ、第
一、第二の電気接合物を相互に接近させれば、電気コネ
クタが変形し、第一、第二の電気接合物を電気的に接続
することができる。変形方向が等方性の金属細線を使用
するのではなく、直線的な金属リボンを使用し、この金
属リボンを所定の方向に傾けて方向性を与えるので、第
一、第二の電気接合物の各電極に金属リボンの端部が接
触しても、金属リボンの端部が不規則な放射状に開いた
り、屈曲したり、あるいは倒れることがない。

【００１１】請求項３又は４記載の発明によれば、第一
の電気接合物に嵌合プレートを配置して電気コネクタを
嵌め、この嵌合プレートに位置決めプレートを配置する
とともに、この位置決めプレートの各位置修正口から電
気コネクタの弾性接続子を突出させて各弾性接続子の金
属リボンの位置を修正する。そして、少なくとも位置決
めプレート、電気コネクタ、嵌合プレート、及び第一の
電気接合物を組み合わせ、複数の弾性接続子に第二の電
気接合物を支持させてこの第二の電気接合物を第一の電
気接合物方向に押せば、電気コネクタが変形し、第一、
第二の電気接合物を電気的に接続することができる。変
形方向が等方性の金属細線を使用するのではなく、直線
的な金属リボンを使用し、この金属リボンを所定の方向
に傾けて方向性を与えるので、第一、第二の電気接合物
の各電極に金属リボンの端部が接触しても、金属リボン
の端部が不規則な放射状に開いたり、屈曲等しない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態を説明すると、本実施形態における半導
体ソケットは、図１や図１２等に示すように、バックア
ッププレート１、嵌合プレート８、電気コネクタ１２、
位置決めプレート１７、及び位置決めホルダ２１を備
え、表面実装型の半導体パッケージ(ＢＧＡやＬＧＡ等)
３０の圧下により、電気コネクタ１２が弾性変形し、相
対向する実装回路基板４と半導体パッケージ３０とを電
気的に接続・導通する。

【００１３】バックアッププレート１は、図１や図１２
に示すように、各種の金属を用いて平面矩形に形成さ
れ、平坦な表面の四隅部には取付穴２がそれぞれ穿孔さ
れるとともに、表面の左右両側部には位置決めピン３が
それぞれ立設されており、実装回路基板４を位置決めし
て水平に搭載支持するよう機能する。実装回路基板４
は、同図に示すように、各種の合成樹脂の表面に銅箔が
パターン形成されることにより平面矩形に形成され、バ
ックアッププレート１よりも大きく形成されており、嵌
合プレート８を搭載支持する。この実装回路基板４は、
平坦な表面の略中央部に、複数の電極５がマトリックス
に並べて配列され、この複数の電極５の周囲には、バッ
クアッププレート１の各取付穴２に対応する取付孔６が
それぞれ穿孔されており、かつ各位置決めピン３に貫通
される位置決め孔７がそれぞれ穿孔されている。

【００１４】嵌合プレート８は、同図に示すように、所
定の材料を用いて所定の厚さの平面枠状に形成され、中
央の矩形の開口部９が着脱自在の電気コネクタ１２を嵌
合収容するとともに、この電気コネクタ１２と実装回路
基板４の複数の電極５とを位置決めして電気的に接続す
る。この嵌合プレート８の材料としては、例えばポリエ
ーテルエーテルケトン(ＰＥＥＫ)、ポリアミドイミド
(ＰＡＩ)、芳香族ポリエステル(液晶ポリマー・ＬＣ
Ｐ)、ポリエーテルイミド(ＰＥＩ)、ポリエーテルサル
トン(ＰＥＳ)、ポリフェニレンスルフィド(ＰＰＳ)から
なるシート状の高耐久エンジニアリングプラスチック等
があげられる。このように嵌合プレート８の材料は、上
記材料中から適宜選択されるが、加工性、環境特性、耐
熱性、電気特性、難燃性等を考慮すると、ポリエーテル
イミドが最適である。

【００１５】なお、嵌合プレート８の材料としては、高
耐久の上記エンジニアリングプラスチックになんら限定
されるものではない。例えば、金属と樹脂からなる絶縁
性の複合体、絶縁性の金属単体(例えば、アルマイト処
理されたアルミニウム等)、セラミック等を使用するこ
ともできる。これらの材料を使用すれば、優れた強度、
剛性、耐熱性の嵌合プレート８を得ることが可能であ
る。

【００１６】嵌合プレート８は、図１２に示すように、
電気コネクタ１２を形成する弾性シート１３の厚さより
も０．０５〜０．１ｍｍ薄く形成され、電気的な接続時
における弾性シート１３を０．０５〜０．１ｍｍ程度圧
縮変形させる。これは、嵌合プレート８の厚さが０．０
５ｍｍ未満の場合には、実装回路基板４に作用する接点
圧力が不充分となるからである。逆に０．１ｍｍを超え
る場合、荷重が増大して位置決めプレート１７に反りを
発生させるおそれがあるので、位置決めプレート１７を
必要以上に厚くしなければならないからである。また、
嵌合プレート８の開口部９の周囲には、実装回路基板４
の各取付孔６に対応する取付孔１０がそれぞれ穿孔され
るとともに、各位置決めピン３に貫通される位置決め孔
１１がそれぞれ穿孔されている。

【００１７】電気コネクタ１２は、図１、図９、図１
０、図１２等に示すように、絶縁性を有する平面矩形の
弾性シート１３の表面から弾性変形可能な複数の弾性接
続子１４が並んで半導体パッケージ３０方向に突出し、
各弾性接続子１４に複数本の金属リボン１５が所定のピ
ッチで並べて内蔵されてその両端部がそれぞれ突出ある
いは露出しており、実装回路基板４と半導体パッケージ
３０の対向方向、換言すれば、複数の弾性接続子１４の
突出方向と同方向に各金属リボン１５が直線的に傾斜し
ている。この電気コネクタ１２は、硬化前に流動性を有
し、硬化することにより架橋構造を形成する各種のエラ
ストマー(常温付近でゴム状弾性を有するものの総称)を
使用して０．０５〜０．１ｍｍ程度の厚さに形成され
る。

【００１８】電気コネクタ１２の具体的な材料として
は、シリコーン系ゴム、フッ素ゴム、ポリブタジエンゴ
ム、ポリイソプレンゴム、ポリウレタンゴム、クロロプ
レンゴム、ポリエステル系ゴム、スチレン‐ブタジエン
共重合体ゴム、天然ゴム、あるいはこれらの独立及び連
泡の発泡材料等があげられる。但し、硬化後の電気絶縁
性、耐熱性、圧縮永久歪み等を考慮すると、シリコーン
系ゴムが好ましい。このシリコーン系ゴムの硬度として
は、硬度が高すぎると圧縮接続時の荷重が大きくなり、
低過ぎると圧縮永久歪みが大きくなるので、１０〜８０
°Ｈ、好ましくは２０〜５０°Ｈ程度が適切である。

【００１９】複数の弾性接続子１４は、図１、図９、図
１０、図１２等に示すように、Ｘ方向に複数の溝１６を
介して一列に並べられ、各弾性接続子１４が断面矩形の
壁状に形成されてＹ方向に伸長されており、位置決めプ
レート１７を貫通する。複数の弾性接続子１４間におけ
る各溝１６の幅は、複数の電極５・３１間におけるクリ
アランスの５０〜１００％の値に設定される。これは、
溝１６の幅がクリアランスの５０％未満の場合には、圧
縮荷重を低減させる硬化が不充分となるからである。逆
に１００％を超える場合、金属リボン１５周辺の絶縁体
が不足し、圧縮時に金属リボン１５が倒れて動きやす
く、半導体パッケージ３０の電極３１に対する接点圧力
が十分に得られないおそれがあるからである。

【００２０】各溝１６の深さ(高さ)、換言すれば、弾性
接続子１４の高さは、電気コネクタ１２の厚さの５０〜
８０％の値に設定される。これは、５０％未満の場合に
は、位置決めプレート１７からの突出量が不足し、十分
な圧縮量が得られないおそれがあるからである。逆に８
０％を超える場合、位置決めプレート１７による弾性シ
ート１３の圧縮が不充分となり、実装回路基板４と電気
コネクタ１２とを安定して接続することができなくなる
という理由に基づく。

【００２１】複数本の金属リボン１５は、図９、図１
０、図１２等に示すように、実装回路基板４と半導体パ
ッケージ３０の複数の電極５・３１に対応するよう各弾
性接続子１４の長手方向に所定の間隔で並べて内蔵さ
れ、実装回路基板４と半導体パッケージ３０の複数の電
極５・３１にそれぞれ接触して導通する。各金属リボン
１５は、所定の材料を使用して０．０２〜０．１ｍｍの
厚さを有する直線的な帯状に形成され、アスペクト比
(厚み／幅)が０．２〜０．６の範囲に設定されており、
弾性接続子１４の端面からなる接続面に対して４５〜８
５°の角度で傾くとともに、傾斜方向と厚さ方向とが一
致している。

【００２２】金属リボン１５の材料としては、金、金合
金、プラチナ、アルミニウム、アルミニウム‐ケイ素合
金、真鍮、リン青銅、ベリリウム銅、ニッケル、タング
ステン、ステンレス、これらに金、金合金、ニッケル等
のメッキ加工を施した材料が使用される。これらの中で
も、導電性やコストの観点から、真鍮、ベリリウム銅等
の銅合金、銅、あるいはＣｕやＴｉを化学成分とするＹ
Ｃｕｔ(ヤマハ発動機株式会社の登録商標)という名称の
材料が好ましい。

【００２３】金属リボン１５の厚さが０．０２〜０．１
ｍｍであるのは、０．０２ｍｍよりも薄いと成形時に変
形しやすく、０．１ｍｍよりも厚いと圧縮時の荷重が大
きくなるからである。また、金属リボン１５のアスペク
ト比が０．２〜０．６の範囲なのは、０．２よりも小さ
いと、金属リボン１５の幅が大きく広くなり、圧縮時の
荷重が増大するおそれがある。逆に０．６よりも大きい
と、金属リボン１５が角柱状となり、従来の金属細線と
同様に等方性が発生し、接続に寄与する金属リボン１５
の本数がばらついたり、金属リボン１５の変形方向が一
定化しないおそれがあるからである。

【００２４】位置決めプレート１７は、図１や図１２に
示すように、嵌合プレート８と同様の材料を用いて所定
の厚さの平面矩形に形成され、略中央部に電気コネクタ
１２の各弾性接続子１４に貫通される位置修正スリット
１８が一列に並べて穿孔されており、嵌合プレート８の
表面に積層配置される。この位置決めプレート１７は、
各位置修正スリット１８を貫通した弾性接続子１４が
０．０５〜０．５ｍｍ程度突出するような厚さに形成さ
れている。

【００２５】これは、各弾性接続子１４の突出量が０．
０５ｍｍ未満の場合には、突出量が不足して電気コネク
タ１２を十分圧縮することができないからである。逆に
０．５ｍｍを超える場合、金属リボン１５が倒れて動き
やすく、半導体パッケージ３０の電極３１に対する接点
圧力が十分に得られないという理由に基づく。複数の位
置修正スリット１８の周囲には、嵌合プレート８の各取
付孔１０に対応する取付孔１９がそれぞれ穿孔され、か
つ各位置決めピン３に貫通される位置決め孔２０がそれ
ぞれ穿孔されている。

【００２６】さらに、位置決めホルダ２１は、同図に示
すように、嵌合プレート８と同様の材料を用いて所定の
厚さの平面枠状に形成され、位置決めプレート１７の表
面に積層配置されるとともに、中央の矩形の開口部２２
が着脱自在の半導体パッケージ３０を嵌合収容し、この
半導体パッケージ３０の複数の電極３１と電気コネクタ
１２の金属リボン１５とを位置決めして電気的に接続す
る。開口部２２の周囲には、位置決めプレート１７の各
取付孔１９に対応する取付孔２３がそれぞれ穿孔され、
かつ各位置決めピン３に貫通される位置決め孔２４がそ
れぞれ穿孔されている。

【００２７】次に、半導体ソケットの製造方法について
説明すると、先ず、ポリエステルフィルム等のキャリア
フィルム２５に弾性絶縁体２６を着脱自在に貼着し、こ
の弾性絶縁体２６の表面に複数本の金属リボン１５を横
一列に並べて貼着する(図２参照)。この際、半導体パッ
ケージ３０の電極３１に対応させ、各電極３１に対して
金属リボン１５が単数複数本対応するよう横置き(シー
ティング面に対し、金属リボン１５の厚さ方向が一致す
るよう)に配列する。こうして複数本の金属リボン１５
を配列したら、他のキャリアフィルム２５に弾性絶縁体
２６を着脱自在に貼着し、これら一対の弾性絶縁体２６
を重ね合わせて加熱硬化し、一対の弾性絶縁体２６を一
体化して各弾性絶縁体２６からキャリアフィルム２５を
剥離する(図３参照)。

【００２８】次いで、所定の厚さを有する弾性絶縁体板
２７を圧縮成形し、この弾性絶縁体板２７と弾性絶縁体
２６とを接着剤２８を介し交互に斜めに横一列に積層
し、これらを加熱硬化してブロック体を形成する(図４
参照)。この際、ブロック体の上面ＵＢと平行な面ＰＢ
に対して各金属リボン１５が４５°〜８５°の角度とな
るよう斜めに傾け(図５参照)、平行な面ＰＢにおいて金
属リボン１５間の距離Ｍが半導体パッケージ３０の電極
３１ピッチに対応するよう弾性絶縁体板２７の厚さを調
整する。接着剤２８としては、硬化後に弾性を有する液
状の接着剤の使用が好ましい。

【００２９】次いで、ブロック体の上面ＵＢに平行に厚
さ０．５〜２ｍｍの範囲でブロック体の上下部をそれぞ
れスライスし、絶縁性を有する一応の弾性シート１３を
シート状に形成し、各金属リボン１５の両端部をそれぞ
れ突出あるいは露出させる(図６参照)。ブロック体を
０．５〜２ｍｍの厚さでスライスするのは、０．５ｍｍ
未満だとスライスが困難化するし、しかも、位置決めプ
レート１７の各位置修正スリット１８を貫通する弾性接
続子１４の突出量が不足し、結果として電気コネクタ１
２を十分に圧縮することができないからである。逆に２
ｍｍを超えると、高周波の伝送特性が悪化することとな
る。

【００３０】なお、複数の弾性絶縁体板２７の間には図
７に示すように、金属リボン１５を含む弾性絶縁体２６
を二層配置することができる。この場合、弾性絶縁体２
６の表面に複数本の金属リボン１５を適宜組み合わせて
配列することにより、図８(ａ)、(ｂ)、(ｃ)、(ｄ)に示
すように、実装回路基板４と半導体パッケージ３０の各
電極５・３１に対し金属リボン１５を最大４本まで使用
することが可能である。

【００３１】次いで、弾性シート１３の表面にレーザを
照射して複数の溝１６を所定の間隔で凹み並設するとと
もに、この複数の溝１６間を、直線的に傾斜した金属リ
ボン１５を一列に内蔵した弾性接続子１４として電気コ
ネクタ１２を作製(図９、図１０参照)する。この際、複
数の溝１６は、少なくとも図９のＸ方向に並設すれば良
いが、同図のＹ方向にも設け、直線的に傾斜した金属リ
ボン１５内蔵の弾性接続子１４をマトリックスに配列し
ても良い(図１１参照)。

【００３２】この点を詳しく説明すると、金属リボン１
５の傾斜方向、換言すれば、図９のＸ方向は、弾性絶縁
体２６と弾性絶縁体板２７との積層方向と同一であり、
しかも、金属リボン１５間のピッチや位置を調整してい
るので、ピッチや位置精度が悪化しやすい。これに対
し、金属リボン１５の傾斜方向と直交する方向、すなわ
ち、図９のＹ方向は、弾性絶縁体２６の表面に複数本の
金属リボン１５を横一列に並べて貼着する方向であるの
で、複数本の金属リボン１５を高精度に並設することが
できる。したがって、金属リボン１５を内蔵した角柱状
の弾性接続子１４をＸＹ方向にマトリックスに配列すれ
ば、荷重の低減が期待でき、Ｙ方向の金属リボン１５の
位置を修正することも可能である。なお、レーザ照射の
際、各溝１６の深さは弾性シート１３の厚さの５０％〜
８０％の範囲とするのが良い。また、各溝１６の幅は電
極５・３１間のクリアランス間の５０％〜１００％の範
囲とする。

【００３３】次いで、バックアッププレート１の位置決
めピン３に実装回路基板４の取付孔６を嵌通して実装回
路基板４を積層配置し、この実装回路基板４の表面に嵌
合プレート８を位置決め積層配置してその開口部９には
電気コネクタ１２を嵌入し、嵌合プレート８の表面に位
置決めプレート１７を位置決め積層配置するとともに、
各位置修正スリット１８から弾性接続子１４を０．０５
ｍｍ〜０．５ｍｍ程度嵌通突出させて各弾性接続子１４
の金属リボン１５の位置を修正し、位置決めプレート１
７に位置決めホルダ２１を位置決め積層配置する(図１
２参照)。

【００３４】そして、同図に示すように、位置決めホル
ダ２１、位置決めプレート１７、嵌合プレート８、実装
回路基板４、及びバックアッププレート１を複数本のボ
ルト２９で螺締めして一体化し、その後、位置決めホル
ダ２１の開口部２２に半導体パッケージ３０を嵌入して
圧下・圧縮すれば、電気コネクタ１２の弾性シート１３
が０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度圧縮変形し、相対向す
る実装回路基板４と半導体パッケージ３０とを電気的に
接続することができる(図１参照)。なお、電気コネクタ
１２を図１１のように形成した場合、弾性接続子１４の
マトリックス構造に応じ、位置決めプレート１７の位置
修正スリット１８をマトリックスに並べて配列すれば良
い(図１３参照)。

【００３５】上記構成によれば、円柱状の金属細線を使
用するのではなく、金属リボン１５を使用し、この金属
リボン１５を所定の方向に傾けて方向性を付与するの
で、実装回路基板４や半導体パッケージ３０の各電極５
・３１に金属リボン１５の端部が接触しても、金属リボ
ン１５の端部が不規則な放射状に開いたり、屈曲した
り、あるいは倒れることがない。したがって、電気的な
接続に寄与する金属リボン１５の本数や接続特性に大き
なばらつきの生じることがなく、接続抵抗のばらつきを
きわめて有効に解消することができる。

【００３６】この点を詳しく説明すると、円柱状の金属
細線を使用する場合には、変形方向が等方性なので、圧
縮接続時に電気コネクタ１２の変形方向に金属細線も変
形することとなる(この点につき、図１４(ａ)、(ｂ)参
照)。このため、例え各電極３１に対する弾性接続子１
４を独立させ、金属細線の本数を一定化したとしても、
圧縮接続時に金属細線の本数にばらつきが発生する。こ
れに対し、本実施形態によれば、各金属リボン１５の厚
さを０．０２〜０．１ｍｍの範囲とするとともに、アス
ペクト比を０．２〜０．６の範囲とし、各金属リボン１
５の傾斜方向と厚さ方向とを一致させるので、圧縮接続
時に弾性接続子１４や金属リボン１５が傾斜角を深める
方向のみに安定して拡開(押し広げる)変形する(この点
につき、図１５(ａ)、(ｂ)参照)。したがって、圧縮接
続時に金属リボン１５の本数にばらつきの発生すること
がない。

【００３７】また、金属リボン１５をＣ字状等に形成す
る場合には、予め成形しておいた金属リボン１５を使用
せざるを得ず、電極５・３１のピッチが異なるときには
それに応じて金属リボン１５を用いなければならない。
これに対し、本実施形態によれば、金属リボン１５を直
線的に形成するので、作業の円滑化、簡素化、迅速化、
容易化が大いに期待でき、しかも、今後の半導体パッケ
ージ３０の狭ピッチ化にも十分対応することが可能にな
る。また、複数の弾性接続子１４が並設され、各金属リ
ボン１５が独立しているので、隣接する弾性接続子１４
の影響で弾性接続子１４の金属リボン１５の接続が不安
定化することがない。よって、隣接するボール状の電極
３１と電極３１との高さが不揃いのＢＧＡ等の半導体パ
ッケージ３０を接続する場合でも、半導体パッケージ３
０を強く圧下する必要性がなく、電気コネクタ１２を過
剰に圧縮変形する必要が全くない。

【００３８】また、ＬＧＡ等の電極３１が平坦な半導体
パッケージ３０の場合でも、接続に必要な荷重を小さく
でき、電極３１が周辺のレジスト膜の影響で陥没して場
合でも、実に簡単に接続することが可能になる。さら
に、位置決めプレート１７の位置修正スリット１８で金
属リボン１５の位置を簡単に修正することができるの
で、今後の半導体パッケージ３０の狭ピッチ化にも十分
対応することができる。さらにまた、ブロック体の上下
部をスライスして弾性シート１３を形成するので、大量
生産に適し、安価な半導体ソケットの提供が大いに期待
できる。

【００３９】

【実施例】以下、本発明に係る半導体ソケットの製造方
法の実施例を説明する。実施例１先ず、厚さ０．０５ｍｍのポリエステルフィルム等のキ
ャリアフィルム２５に、未硬化の弾性絶縁体２６を厚さ
０．０５ｍｍの厚さでシーティングし、この弾性絶縁体
２６の表面に複数本の金属リボン１５を２０列に並べて
貼着した。弾性絶縁体２６としては、硬化後のゴム硬度
が３０°Ｈになるシリコーンゴムコンパウンド〔商品名
ＫＥ‐１５３Ｕ、信越化学工業株式会社製〕とシリコー
ンゴムコンパウンド〔商品名ＫＥ‐７６１ＶＢＳ、信越
化学工業株式会社製〕との混合比を７０：３０とする混
合物に対して付加加硫系加硫剤〔商品名Ｃ‐１９Ａ、Ｃ
‐１９Ｂ共に信越化学工業株式会社製〕、シランカッ
プリング剤〔商品名ＫＢＭ‐４０３、信越化学工業株式
会社製〕を添加混練して得た絶縁性のシリコーンゴム組
成物を使用した。

【００４０】金属リボン１５としては、幅０．３ｍｍ、
厚さ０．０５ｍｍの銅に、厚さ０．１μｍの金メッキを
施した銅製のリボンを使用した。複数本の金属リボン１
５を配列したら、他のキャリアフィルム２５に弾性絶縁
体２６を厚さ０．１ｍｍの厚さで同様にシーティング
し、これら一対の弾性絶縁体２６を重ね合わせてラミネ
ートし、１２０℃、１０分間の条件で加熱硬化して一対
の弾性絶縁体２６を一体化し、各弾性絶縁体２６からキ
ャリアフィルム２５を剥離した。

【００４１】次いで、予め圧縮成形しておいた厚さ０．
６３ｍｍで硬度５０°Ｈの弾性絶縁体板２７と弾性絶縁
体２６とを接着剤２８を介し交互に斜めに横一列に積層
し、これらを１２０℃、３０分間の条件で加熱硬化して
ブロック体を形成した。この弾性絶縁体板２７と弾性絶
縁体２６とを積層する際、外側に弾性絶縁体板２７が位
置するよう積層した。また、ブロック体の上面ＵＢと平
行な面ＰＢに対して各金属リボン１５が６３．４°の角
度となるよう斜めに傾け、平行な面ＰＢにおいて金属リ
ボン１５間の距離Ｍが１ｍｍとなるよう調整した。接着
剤２８としては、硬度３０°Ｈで液状のシリコーンゴム
〔商品名ＫＥ‐１９３４Ａ／Ｂ、信越化学工業株式会社
製〕を用いた。

【００４２】次いで、ブロック体の上面ＵＢに対し平行
に１．５ｍｍの厚さにスライスし、絶縁性の弾性シート
１３をシート状に形成し、各金属リボン１５の両端部を
それぞれ突出あるいは露出させた。これにより、縦横１
ｍｍピッチで２０×２０＝４００本の金属リボン１５が
６３．４°の角度で斜めに埋設された一応の弾性シート
１３を作製した。こうして弾性シート１３を得たら、弾
性シート１３の表面にＹＡＧレーザを照射して複数の溝
１６を所定の間隔で凹み並設するとともに、この複数の
溝１６間を、直線的に傾斜した金属リボン１５を一列に
内蔵した弾性接続子１４として電気コネクタ１２を作製
した。各溝１６の幅は０．４ｍｍとし、各溝１６の深さ
は０．９ｍｍとした。また、電気コネクタ１２の弾性シ
ート１３の高さは０．６ｍｍとした。

【００４３】次いで、アルミニウム製のバックアッププ
レート１の位置決めピン３に実装回路基板４の取付孔６
を嵌通して実装回路基板４を積層配置し、この実装回路
基板４の表面に厚さ０．５ｍｍでＰＥＩ製の嵌合プレー
ト８を位置決め積層配置してその開口部９には電気コネ
クタ１２を嵌入し、この嵌合プレート８の表面に厚さ
０．５ｍｍでＰＥＩ製の位置決めプレート１７を位置決
め積層配置するとともに、各位置修正スリット１８から
弾性接続子１４を０．４ｍｍ嵌通突出させて各弾性接続
子１４の金属リボン１５の位置を修正し、位置決めプレ
ート１７にＰＥＩ製の位置決めホルダ２１を位置決め積
層配置した。複数の位置修正スリット１８は１ｍｍピッ
チの２０列とし、各位置修正スリット１８の幅は０．６
ｍｍ、長さは２２ｍｍとした。

【００４４】そして、位置決めホルダ２１、位置決めプ
レート１７、嵌合プレート８、実装回路基板４、及びバ
ックアッププレート１を複数本のボルト２９で螺締めし
て一体化し、その後、位置決めホルダ２１の開口部２２
に半導体パッケージ３０を嵌入して圧下・圧縮した。こ
れにより、電気コネクタ１２の弾性シート１３が０．１
ｍｍ圧縮変形し、相対向する実装回路基板４と半導体パ
ッケージ３０とを安定した状態で電気的に接続すること
ができた。

【００４５】実施例２先ず、厚さ０．０５ｍｍのポリエステルフィルム等のキ
ャリアフィルム２５に、未硬化の弾性絶縁体２６を厚さ
０．０５ｍｍの厚さでシーティングし、この弾性絶縁体
２６の表面に複数本の金属リボン１５を０．１ｍｍ間隔
で２本配置し、これを１．２７ｍｍピッチで２０列、合
計４０本並べて貼着した。弾性絶縁体２６としては、硬
化後のゴム硬度が３０°Ｈになるシリコーンゴムコンパ
ウンド〔商品名ＫＥ‐１５３Ｕ、信越化学工業株式会社
製〕とシリコーンゴムコンパウンド〔商品名ＫＥ‐７６
１ＶＢＳ、信越化学工業株式会社製〕との混合比を７
０：３０とする混合物に対して付加加硫系加硫剤〔商品
名Ｃ‐１９Ａ、Ｃ‐１９Ｂ共に信越化学工業株式会社
製〕、シランカップリング剤〔商品名ＫＢＭ‐４０３、
信越化学工業株式会社製〕を添加混練して得た絶縁性の
シリコーンゴム組成物を使用した。

【００４６】金属リボン１５としては、幅０．３ｍｍ、
厚さ０．０５ｍｍの銅に、厚さ０．１μｍの金メッキを
施した銅製のリボンを使用した。複数本の金属リボン１
５を配列したら、他のキャリアフィルム２５に弾性絶縁
体２６を厚さ０．１ｍｍの厚さで同様にシーティング
し、これら一対の弾性絶縁体２６を重ね合わせてラミネ
ートし、１２０℃、１０分間の条件で加熱硬化して一対
の弾性絶縁体２６を一体化し、各弾性絶縁体２６からキ
ャリアフィルム２５を剥離した。

【００４７】次いで、予め圧縮成形しておいた厚さ０．
９４ｍｍで硬度５０°Ｈの複数の弾性絶縁体板２７間に
弾性絶縁体２６を２層含むよう接着剤２８を介し挟持さ
せ、これを交互に斜めに横一列に積層し、これらを１２
０℃、３０分間の条件で加熱硬化してブロック体を形成
した(図７参照)。この積層の際、ブロック体の上面ＵＢ
と平行な面ＰＢに対して各金属リボン１５が７５°の角
度となるよう斜めに傾け、平行な面ＰＢにおいて金属リ
ボン１５間の距離Ｍが１．２７ｍｍとなるよう調整し
た。接着剤２８としては、硬度３０°Ｈで液状のシリコ
ーンゴム〔商品名ＫＥ‐１９３４Ａ／Ｂ、信越化学工業
株式会社製〕を使用し、０．０３ｍｍの厚さでスクリー
ン印刷した。

【００４８】次いで、ブロック体の上面ＵＢに対し平行
に１．５ｍｍの厚さにスライスし、絶縁性の弾性シート
１３をシート状に形成し、各金属リボン１５の両端部を
それぞれ突出あるいは露出させた。これにより、縦横
１．２７ｍｍピッチで２０×２０＝４００電極５・３１
に対応し、一電極５・３１当たり４本の金属リボン１５
が７５°の角度で斜めに埋設された一応の弾性シート１
３を作製した(図８(ｄ)参照)。弾性シート１３を得た
ら、弾性シート１３の表面にＹＡＧレーザを照射して複
数の溝１６を所定の間隔で凹み並設するとともに、この
複数の溝１６間を、直線的に傾斜した金属リボン１５を
一列に内蔵した弾性接続子１４として電気コネクタ１２
を作製した。各溝１６の幅は０．４ｍｍ、各溝１６の深
さは０．９ｍｍとした。また、電気コネクタ１２の弾性
シート１３の高さは０．６ｍｍとした。

【００４９】次いで、アルミニウム製のバックアッププ
レート１の位置決めピン３に実装回路基板４の取付孔６
を嵌通して実装回路基板４を積層配置し、この実装回路
基板４の表面に厚さ０．５ｍｍでＰＥＩ製の嵌合プレー
ト８を位置決め積層配置してその開口部９には電気コネ
クタ１２を嵌入し、この嵌合プレート８の表面に厚さ
０．５ｍｍでＰＥＩ製の位置決めプレート１７を位置決
め積層配置するとともに、各位置修正スリット１８から
弾性接続子１４を０．４ｍｍ嵌通突出させて各弾性接続
子１４の金属リボン１５の位置を修正し、位置決めプレ
ート１７にＰＥＩ製の位置決めホルダ２１を位置決め積
層配置した。複数の位置修正スリット１８は１．２７ｍ
ｍピッチの２０列とし、各位置修正スリット１８の幅は
０．７７ｍｍ、長さは２８ｍｍとした。

【００５０】そして、位置決めホルダ２１、位置決めプ
レート１７、嵌合プレート８、実装回路基板４、及びバ
ックアッププレート１を複数本のボルト２９で螺締めし
て一体化し、その後、位置決めホルダ２１の開口部２２
に半導体パッケージ３０を嵌入して圧下・圧縮した。こ
れにより、電気コネクタ１２の弾性シート１３が０．１
ｍｍ圧縮変形し、相対向する実装回路基板４と半導体パ
ッケージ３０とを安定した状態で電気的に接続すること
ができた。

【００５１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、接続抵抗
のばらつきを抑制防止し、電極の接続を安定化すること
ができるという効果がある。また、電気コネクタを必要
以上に圧縮変形する必要性を除去することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電気コネクタ、電気コネクタを用
いた接続構造、半導体ソケットの実施形態を示す断面説
明図である。

【図２】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の実施
形態における弾性絶縁体の表面に複数本の金属リボンを
並べて貼着した状態を示す斜視説明図である。

【図３】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の実施
形態における一体化した弾性絶縁体からキャリアフィル
ムを剥離する状態を示す斜視説明図である。

【図４】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の実施
形態における弾性絶縁体板と弾性絶縁体とを交互に斜め
に一列に積層し、これらを加熱硬化してブロック体を形
成する状態を示す斜視説明図である。

【図５】図４の要部拡大説明図である。

【図６】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の他の
実施形態における弾性シートをシート状に形成した状態
を示す斜視説明図である。

【図７】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の他の
実施形態におけるブロック体を形成する状態を示す斜視
説明図である。

【図８】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の実施
形態を示す説明図で、(ａ)図は複数本の金属リボンを配
列した状態を示す斜視説明図、(ｂ)図は(ａ)図以外の配
列状態を示す斜視説明図、(ｃ)図は(ａ)、(ｂ)図以外の
配列状態を示す斜視説明図、(ｄ)図は(ａ)、(ｂ)、(ｃ)
図以外の配列状態を示す斜視説明図である。

【図９】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の実施
形態における弾性シート表面にレーザ照射して複数の溝
を所定の間隔で並設し、この複数の溝間を、直線的に傾
斜した金属リボンを一列に内蔵した弾性接続子として電
気コネクタを作製した状態を示す斜視説明図である。

【図１０】図９のＸ‐Ｘ線断面図である。

【図１１】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の他
の実施形態における弾性シート表面にレーザ照射して複
数の溝を所定の間隔で並設し、この複数の溝間を、直線
的に傾斜した金属リボンを一列に内蔵した弾性接続子と
して電気コネクタを作製した状態を示す斜視説明図であ
る。

【図１２】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の実
施形態を示す分解斜視説明図である。

【図１３】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の他
の実施形態を示す要部分解斜視説明図である。

【図１４】従来の電気コネクタ及びこれを用いた接続構
造の問題点を示す説明図で、(ａ)図は圧縮前の状態を示
す断面図、(ｂ)図は圧縮後の状態を示す断面図である。

【図１５】本発明に係る電気コネクタ、電気コネクタを
用いた接続構造、半導体ソケットの実施形態を示す要部
説明図で、(ａ)図は圧縮前の状態を示す断面図、(ｂ)図
は圧縮後の状態を示す断面図である。

【符号の説明】

４実装回路基板(第一の電気接合物) ５電極８嵌合プレート９開口部１２電気コネクタ１３弾性シート１４弾性接続子１５金属リボン１６溝１７位置決めプレート１８位置修正スリット(位置修正口) ２１位置決めホルダ２６弾性絶縁体２７弾性絶縁体板３０半導体パッケージ(第二の電気接合物) ３１電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性の弾性シートの表面から複数の弾
性接続子を所定の間隔をおいて突出させ、各弾性接続子
に複数本の金属リボンを内蔵してその両端部をそれぞれ
露出させ、上記複数の弾性接続子の突出方向と同方向に
各金属リボンを直線的に傾斜させるようにしたことを特
徴とする電気コネクタ。
【請求項２】対向する第一、第二の電気接合物の複数
の電極間に請求項１記載の電気コネクタを介在させ、こ
の電気コネクタの上記複数本の金属リボンが互いに拡開
するように圧縮変形して該第一、第二の電気接合物を電
気的に接続するようにしたことを特徴とする電気コネク
タを用いた接続構造。
【請求項３】第一、第二の電気接合物の間に介在され
る嵌合プレートと、この嵌合プレート内に嵌め入れられ
る電気コネクタと、該嵌合プレートに重ねられる位置決
めプレートとを含んでなる半導体ソケットであって、上記電気コネクタを、上記嵌合プレート内に嵌め入れら
れる絶縁性の弾性シートと、この弾性シートから所定の
間隔をおいて上記第二の電気接合物方向に突出する複数
の弾性接続子と、上記第一、第二の電気接合物の複数の
電極に対応するよう各弾性接続子に内蔵され、該第一、
第二の電気接合物の電極を導通する複数本の金属リボン
とから構成し、該第一、第二の電気接合物の対向方向に
交わる方向に各金属リボンを直線的に傾斜させ、上記位
置決めプレートに、上記電気コネクタの各弾性接続子に
貫通される位置修正口を設けたことを特徴とする半導体
ソケット。
【請求項４】弾性絶縁体に複数本の金属リボンを所定
の間隔をおいて配列し、該弾性絶縁体と弾性絶縁体板と
を交互に斜めに積み重ねてブロック体を形成し、このブ
ロック体の一部を除去して弾性シートを形成し、この弾
性シートの表面に複数の溝を所定の間隔で形成するとと
もに、この複数の溝間を、直線的に傾斜した上記金属リ
ボンを内蔵した弾性接続子として電気コネクタを作製
し、この電気コネクタを嵌合プレート内に嵌め入れ、こ
の嵌合プレートの表面に位置決めプレートを重ねてその
複数の位置修正口から該電気コネクタの弾性接続子をそ
れぞれ貫通突出させることを特徴とする半導体ソケット
の製造方法。