JP2002141122A - 接続部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 狭いピッチ間においても隣接する端子間を互
いに絶縁した状態で厚さ方向に電気的に接続可能な接続
部材及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 接続部材１には、絶縁性の基板部４と、
その基板部４を厚さ方向に貫通する導電部３とが設けら
れている。導電部３は、チップサイズパッケージ（ＣＳ
Ｐ）１１から延設された複数の端子１３間ピッチに合わ
せて設けられている。また、接続部材１は、表裏両面に
予め粘着層９，１０が設けられた状態で製造されてお
り、ＣＳＰ１１と多層プリント基板１２との間に接続部
材１を介在させた状態で熱プレスすることにより、三つ
の部材１，１１，１２が一体化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接続部材及びその
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、金属やカーボン等の導電性粒
子を混合した導電ゴムが知られている。このような導電
ゴムは、例えばノート型コンピュータ・電卓等のキース
イッチの下面側に備えられており、その導電ゴムの下面
側には回路基盤が設けられている。このようなキースイ
ッチにおいて、特定のキーを押圧すると、そのキーの下
面に位置する導電ゴムが加圧・変形され、その導電ゴム
を介して回路基盤の所定の回路が短絡されることで、特
定のキーが押されたことを判別できるようになってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プリント基
板の技術分野においては、更なる高密度化を図るため
に、小型化チップの開発が進められている。そのような
技術の一つに、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）があ
る。ＣＳＰでは、隣接する端子間ピッチが約２５０μｍ
〜５００μｍ程度と極めて小さく設定されている。この
ＣＳＰをプリント基板に直接に接続したときに、その接
続部分の周辺が高温となった場合には（例えば、中央演
算処理装置（ＣＰＵ）の周辺にＣＳＰが実装されている
場合には、ＣＰＵからの発熱により、ＣＳＰとプリント
基板との接続部分が高温となることがあり得る）、ＣＳ
Ｐとプリント基板との熱膨張率が異なるために、接続部
分に過大な応力がかかってしまう。

【０００４】ＣＳＰとプリント基板との接続部分に対す
る応力集中を回避するために、前述の導電ゴムを介し
て、ＣＳＰとプリント基板とを接続することも考えられ
る。しかしながら、従来の導電ゴムは絶縁性ゴムの内部
に所定の密度で導電性粒子を含有させたものであり、キ
ーボード等のように所定の面積を備えた場所に掛かる加
圧力を受けるために開発されたものである。このため、
例えばＣＳＰのように、極めて小さなピッチで隣接され
た端子間を互いに絶縁した状態で、厚さ方向に導電性を
備えつつ、プリント基板の回路と接続することは困難で
あった。

【０００５】本発明は、上記した事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、狭いピッチ間においても隣接
する端子間を互いに絶縁した状態で厚さ方向に電気的に
接続可能な接続部材及びその製造方法を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに請求項１の発明に係る接続部材は、絶縁性材料によ
り形成された基板部と、この基板部の厚さ方向に貫通す
るように設けられるとともに互いに前記基板部によって
電気的に隔離された複数の導電部とを備えたことを特徴
とする。「基板部」は、必ずしも一層で形成されている
必要はなく、構成材料の異なる二層または三層以上で形
成されていてもよい。そのように多層状に形成する場合
には、少なくとも一層の構成材料が弾性を備えたもので
あることが好ましい。そのようにすれば、この接続部材
を介してパッケージとプリント基板とを接続したとき
に、熱膨張による応力集中を回避しやすいからである。
なお、接続されるパッケージとしては、ＣＳＰの他に、
ボールグリッドアレイタイプまたは、ピングリッドアレ
イタイプのパッケージでもよい。また、「基板部」を構
成する絶縁性材料としては、例えば一般的なプリント配
線板を構成する材料（例えば、ガラス布エポキシ樹脂、
ガラス不織布エポキシ樹脂、ガラス布ビスマレイミドト
リアジン樹脂、アラミド不織布エポキシ樹脂等を板状に
硬化させたもの）、熱可塑性樹脂、または適度な弾性を
備えたエラストマー等を使用することができる。また、
上記の材料のうち、プリント配線板を構成する材料で基
板部を形成する場合には、完全に硬化する前の半硬化状
態のもの（プリプレグ）を使用することができる。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１に記載のもの
であって、前記基板部の最外層には粘着層が設けられて
いることを特徴とする。「粘着層」は、表裏両面のうち
少なくとも一層に設けられていればよいが、表裏両面に
設けられていることが更に好ましい。請求項３の発明
は、請求項１に記載の接続部材を製造する方法であっ
て、(a)片面に銅箔を設けた基板部において、前記銅箔
が設けられていない面側から前記銅箔に到達する複数の
孔部を開口する工程、(b)前記孔部の内側に導電性部材
を充填することにより前記導電部を形成する工程、(c)
前記銅箔をエッチングすることにより、前記導電部を互
いに隔離する工程、を含むことを特徴とする。請求項４
の発明は、請求項１に記載の接続部材を製造する方法で
あって、(g)導電性部材からなる複数のピンを所定の間
隔を隔てつつ所定の立設区画に立設する工程、(h)前記
基板部を前記立設区画に押圧して、前記ピンを前記基板
部の厚さ方向に貫通させることにより、前記ピンにより
前記導電部を構成する工程、を含むことを特徴とする。

【０００８】

【発明の作用、および発明の効果】請求項１の発明によ
れば、導電部の径と隣接する導電部間ピッチとを適当に
構成することにより、例えばＣＳＰ等のように極めて狭
いピッチで隣接された端子を備えたパッケージであって
も、端子間の絶縁性を確保しつつ、パッケージとプリン
ト基板とをボールバンプを取り付ける必要なく接続する
ことができ、低コスト化が可能となる。また、このとき
には、導電部の両端部のそれぞれが、パッケージ側の端
子とプリント基板上の回路とに対して接続されるので、
従来のようにパッケージとプリント基板とを直接に接続
した場合に比べると、接続部位への応力集中が回避され
やすい。

【０００９】請求項２の発明によれば、接続部材を介し
て、パッケージとプリント基板とを接続する場合に、粘
着層が接着層を兼ねるので製造工程を簡易とできる。請
求項３または請求項４の発明によれば、請求項１に記載
の接続部材を提供できる。なお、請求項３の発明では、
従来より周知の片面銅張積層板を用いて、一般的なプリ
ント配線板の製造工程を利用して接続部材を製造するこ
とができるので、設備の変更等が少なくて済む。また、
請求項４の発明によれば、立設区画に立設させたピンに
対して基板部を押圧させれば導電部が形成されるので、
簡易な製造方法を提供できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】＜第１実施形態＞次に本発明の第
１実施形態について、図１〜図３を参照しつつ、詳細に
説明する。本実施形態の接続部材１は、ＣＳＰ１１とプ
リント基板１２との間に設けられるものである。基板部
４は、例えばガラス布エポキシ樹脂のように絶縁性材料
から形成されており、その上下両面には、全面に粘着層
９，１０が設けられている。基板部４の厚さは、約５０
０μｍとされている。また、粘着層９，１０は、熱可塑
性樹脂から構成されている。下面側の粘着層１０の表面
には、さらに全面に銅箔からなる電極層２が設けられて
いる（図１（Ａ））。この電極層２は、後述するように
電気メッキを行うときの電極として働くものであり、最
終的にはエッチング処理によって除去される。このた
め、必ずしも銅から構成されている必要はなく、導電性
の材料から構成されていればよい。

【００１１】この基板部４において、上面側の粘着層９
の表面に、図１（Ｂ）に示すように、剥離用被膜５を貼
り付ける。この剥離用被膜５は、ポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）製のものである。次に、剥離用被膜５
の上面から、パルス発振型炭酸ガスレーザ加工機によ
り、所定の位置に孔部６を形成する（図１（Ｃ））。孔
部６は、剥離用被膜５と基板部４とを貫通し、下面側の
電極層２に至るまで開口されている。

【００１２】次に、剥離用被膜５を剥離した後に、孔部
６内部を導電性物質である銅で充填することにより、導
電部３を形成する（図１（Ｄ））。この導電部３は、電
極層２を一方の電極として使用した電気メッキ法により
形成されている。次に、粘着層９の表面に例えばＰＥＴ
製の保護膜（図示せず）を設けた状態でエッチング処理
を施すことにより電極層２を除去し、その保護膜を剥離
する（図２（Ｅ））。こうして、電極層２が除去される
と、各導電部３は基板部４を厚さ方向に貫通すると共
に、それぞれの導電部３間は絶縁性材料からなる基板部
４によって互いに電気的に隔離された状態とされる。

【００１３】次に、図２（Ｆ）に示すように、導電部３
の表裏両面に、それぞれ二層からなる接触層７，８を形
成する。この接触層７，８は、ＣＳＰ１１またはプリン
ト基板１２に設けられた端子部１３，１４と、導電部３
との接触を良好とするために設けられるものである。接
触層７，８のうち、導電部３に近接する接触層７は、ニ
ッケルからなり、約５μｍ程度の厚さとされている。ま
た、そのニッケル層７の表面には、約０．５μｍ程度の
厚さの金層８が設けられている。こうして、粘着層９，
１０の表面とほぼ同位置かそれよりの僅かに突設した状
態となるようにして接触層７，８が設けられると、接続
部材１の製造が完了する。

【００１４】次に図３に示すように、接続部材１を介し
て、ＣＳＰ１１とプリント基板１２とを接続する。接続
部材１の導電部３の位置は、予めＣＳＰ１１の端子１３
の位置に合わせて形成されている。一方、プリント基板
１２の上面側には、導電部３の位置に整合するようにし
て、ランド１４が設けられている。三つの部材１１，
１，１２を所定の位置に合わせた状態で熱プレスするこ
とにより、熱可塑性樹脂からなる粘着層９，１０によっ
て、ＣＳＰ１１、接続部材１及びプリント基板１２が一
体化される。なお、詳細には示さないが、プリント基板
１２は、多層プリント配線板であり、所定の電子回路が
形成されている。

【００１５】このように、本実施形態によれば、導電部
３の径と隣接する導電部３間ピッチとを適当に構成する
ことにより、ＣＳＰ１１のように極めて狭いピッチで隣
接された端子１３を備えたパッケージであっても、端子
１３間の絶縁性を確保しつつ、ＣＳＰ１１とプリント基
板１２とを接続することができる。また、このときに
は、導電部３の両端部のそれぞれが、ＣＳＰ１１の端子
１３とプリント基板１２上の回路とに対して接続される
ので、従来のようにパッケージとプリント基板とを直接
に接続した場合に比べると、接続部位への応力集中が回
避されやすい。また、接続部材１を介して、ＣＳＰ１１
とプリント基板１２とを接続する場合に、粘着層９，１
０が接着層を兼ねているので、別に接着層を設ける必要
がなく、製造工程を簡易とできる。

【００１６】＜第１実施形態における変形例＞ （１）なお、上記の実施形態において、孔部６内に充填
される金属は銅に限られず、金・銀等の他の金属でも良
い。また、孔部６を充填する方法は、電気メッキ法に限
られず、化学メッキ法により金属を充填することもでき
る。さらに、孔部６を充填する方法はメッキ法に限られ
ず、銀・銅等の導電性粒体を含有した導電性ペーストを
充填することにより、導電部３を形成することもでき
る。

【００１７】（２）上記の実施形態では、粘着層９，１
０を設けた片面銅張板を使用したが、本発明によれば、
プリント基板の分野で周知の片面銅張積層板を使用して
接続部材を製造することもできる。その場合には、片
面銅張積層板において、銅が設けられていない面側から
例えばレーザを使用して、所定の位置に銅箔に到達する
孔部を設ける。なお、このときに、孔部を開口する面側
には、粘着層を形成しておくことが好ましい。また、粘
着層の表面に、例えばＰＥＴフィルム等の保護フィルム
を設けておくことが好ましい。次に、孔部の内側に導
電性部材を充填することにより導電部を形成する。この
ときには、上記のように銅箔を一方の電極とした電気メ
ッキ法を使用できる。最後に、銅箔をエッチングする
ことにより、導電部を互いに隔離する。また、銅箔が設
けられていた面側には、粘着層または接着層を形成する
ことが好ましい。この変形例によれば、従来より周知の
片面銅張積層板を用いて、一般的なプリント配線板の製
造工程を利用して接続部材を製造することができるの
で、設備の変更等が少なくて済む。

【００１８】＜第２実施形態＞次に本発明の第２実施形
態について、図４〜図１０を参照しつつ、詳細に説明す
る。本実施形態では、振動ピン立て機２０を用いて、導
電部としてのピン２７を所定の立設区画２３に立ててお
き、このピン２７に対してプリプレグからなる基板部２
２を押し付けることにより、接続部材３０を製造する方
法を示す。

【００１９】ピン２７は、導電性部材から形成されてお
り、その長さ方向のほぼ中央位置付記には、径方向に張
り出す位置決め縁部２１が設けられている。また、図４
に示すように、振動ピン立て機２０には、一度のピン立
て作業によって、図示九枚の接続部材３０を形成可能な
本数のピン２７を立てることができるようになってい
る。すなわち、振動ピン立て機２０には、基板部２２の
大きさに合わせた立設区画２３が図示左右および上下に
三列ずつ設けられており、各立設区画２３の内側に、ピ
ン立て穴２４Ａ，２５Ａが設けられている。

【００２０】なお、図示はしないが、振動ピン立て機２
０には振動モータが備えられており、その振動モータの
駆動によって、所定の振幅及び周波数で振動ピン立て機
２０全体が振動するようになっている。振動ピン立て機
２０には、図５または図６に示すように、分離可能な上
下二枚の板状の部材２４，２５が設けられている。この
うち、上側の上板部２４には、所定の位置に、上下に貫
通するピン立て穴２４Ａが設けられている。このピン立
て穴２４Ａの穴径は、ピン２７の位置決め縁部２１の外
径よりも大きく形成されている。また、ピン立て穴２４
Ａの上側の穴縁には、ピン２７を誘い込むテーパー面２
４Ｂが設けられている。なお、上板部２４の上下高さ
は、ピン２７の上半部の長さ（ピン２７の上端から位置
決め縁部２１までの長さ）よりも高く形成されている。

【００２１】一方、下側の下側治具２５にも、上側のピ
ン立て穴２４Ａの位置に整合させて、ピン立て穴２５Ａ
が上下に貫通して設けられている。このピン立て穴２５
Ａの穴径は、ピン２７の径よりも僅かに大きくされてい
る。また、下側治具２５のピン立て穴２５Ａの上側の穴
縁にも、同様のテーパー面２５Ｂが設けられており（図
６を参照）、ピン２７の下端がピン立て穴２４Ａから円
滑に誘導されるようになっている。また、下側治具２５
の上下高さは、ピン２７の下半部の長さ（ピン２７の下
端から位置決め縁部２１までの長さ）よりも高く形成さ
れている。

【００２２】なお、下側治具２５の四隅からは、位置決
め突条２９が突設されており、これが上板部２４の四隅
に貫通して設けられた位置決め孔部（図示せず）に嵌ま
り込むことによって、上下の部材２４，２５の位置ずれ
が規制された状態となる。図５に示すように、上下一対
の部材２４，２５を整合させておき、上板部２４の上面
に所定数のピン２７を載置しておく。この状態で振動ピ
ン立て機２０を駆動させると、両部材２４，２５が相対
的に適度に振動し、図６に示すように、ピン２７が全て
のピン立て穴２４Ａ，２５Ａに嵌まり込む。このときピ
ン２７は、位置決め縁部２１をピン立て穴２５Ａの穴縁
に当接させた状態となっている。

【００２３】次に、図７に示すように、上板部２４のみ
を取り外し、基板部２２をピン２７の上方から押圧す
る。本実施形態において基板部２２は、一般的なガラス
布エポキシ基板として硬化する前のプリプレグを使用し
ている。基板部２２は、上側治具２６の凹所３１内に保
持された状態となっている。上側治具２６は、下側治具
２５とほぼ同一の大きさを備えており、四隅には、両治
具２５，２６が整合位置に組み付けられるように、位置
決め突条２９を貫通可能な位置決め孔部（図示せず）が
設けられている。凹所３１の奥面側（図７において、上
面側）には、下側治具２５の立設区画２３に立てられた
ピン２７の位置に整合して、当接回避溝２８が設けられ
ている。当接回避溝２８は、ピン２７の外径よりも大き
な内径を備え、有底状とされている。なお、当接回避溝
２８の深さは、ピン２７の上半部の高さよりも深くなっ
ている。

【００２４】基板部２２を装着した上側治具２６を下側
治具２５の上面に重ねるようにしてプレスすると、突設
されたピン２７が、基板部２２を厚さ方向に貫通する
（図８を参照）。こうして、プレス操作が完了した後
に、基板部２２を上下両治具２５，２６から取り外す
と、図９および図１０に示すように、ピン２７の上半部
が基板部２２を厚さ方向に貫通しており、位置決め縁部
２１が基板部２２の下面２２Ｂに当接した状態となって
いる。また、ピン２７の上下両端部は、基板部２２の上
下両面２２Ａ，２２Ｂから突出した状態で、基板部２２
を貫通している。なお、仕様に応じて、ピン２７の下端
部分（位置決め縁部２１よりも先端部分）を切り落とし
てから、接続部材として使用することもできる。また、
ピン２７の上端部分（基板部２２を貫通する部分）の長
さは、基板部２２の厚さと同等程度としてもよい。

【００２５】このようにして製造された接続部材３０に
おいても第１実施形態と同様の作用及び効果を奏するこ
とができる。また、本実施形態では、立設区画２３に立
設させたピン２７に対して基板部２２を押圧させれば導
電部が形成されるので、簡易な製造方法を提供できる。

【００２６】本発明の技術的範囲は、上記した実施形態
によって限定されるものではなく、その要旨を変更する
ことなく様々に変形して実施することができる。その
他、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態における接続部材の製造方法を示
す図（１）

【図２】接続部材の製造方法を示す図（２）

【図３】接続部材を介してＣＳＰとプリント基板とを接
続したときの側断面図

【図４】振動ピン立て機の平面図

【図５】振動ピン立て機の側断面図

【図６】振動ピン立て機によってピンを立てたときの部
分側断面図

【図７】下側治具にピンを立てた状態で、上側治具に収
容した基板部をプレスするときの様子を示す部分側断面
図

【図８】上下治具によるプレス操作を完了したときの部
分側断面図

【図９】ピンを基板部に貫通させた後の基板部の部分側
断面図

【図１０】接続部材の下面側を示す斜視図

【符号の説明】

１，３０…接続部材 ２…電極層（銅箔） ３…導電部 ４，２２…基板部 ６…孔部 ９，１０…粘着層 ２７…ピン（導電部） ２３…立設区画

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性材料により形成された基板部と、
   この基板部の厚さ方向に貫通するように設けられるとと
   もに互いに前記基板部によって電気的に隔離された複数
   の導電部とを備えたことを特徴とする接続部材。
2. 【請求項２】 前記基板部の最外層には粘着層が設けら
   れていることを特徴とする請求項１に記載の接続部材。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の接続部材を製造する方
   法であって、 (a)片面に銅箔を設けた基板部において、前記銅箔が設
   けられていない面側から前記銅箔に到達する複数の孔部
   を開口する工程、 (b)前記孔部の内側に導電性部材を充填することにより
   前記導電部を形成する工程、 (c)前記銅箔をエッチングすることにより、前記導電部
   を互いに隔離する工程、を含むことを特徴とする接続部
   材の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の接続部材を製造する方
   法であって、 (g)導電性部材からなる複数のピンを所定の間隔を隔て
   つつ所定の立設区画に立設する工程、 (h)前記基板部を前記立設区画に押圧して、前記ピンを
   前記基板部の厚さ方向に貫通させることにより、前記ピ
   ンにより前記導電部を構成する工程、を含むことを特徴
   とする接続部材の製造方法。