JP2005116314A - 電子部品用の接続シート - Google Patents

Abstract

【課題】 専用のソケットを用いなくとも基板に対する電子部品の着脱を可能とする電子部品用の接続シートを提供する。
【解決手段】 基板２０と接続シート１とが第１の対面止着手段４１で止着され、接続シート１と電子部品１０とが第２の対面止着手段４２で止着される。このとき、基板２０に配置された個々の接触パッド２２と電子部品１０の底面１１に配置された個々の接触子１２が、接続シート１に配置されたスパイラル接触子５，５を介して接続される。前記第１，第２の対面止着手段４１，４２をマジックテープ（登録商標）で構成することにより、基板２０に対する電子部品１０の着脱が容易となっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体などの電子部品と基板とを着脱自在に接続する接続シートに係わり、特に基板に対する電子部品の着脱を容易とした電子部品用の接続シートに関する。

従来より、パッケージの上面または下面に、例えばＢＧＡ（球状接触子：Ball Grid Array）やＬＧＡ（Land Grid Array）等の複数の接触子を備えた半導体などの電子部品が開発されている。このような電子部品の性能を検査するためには、前記接触子を外部の回路基板に設けられた接触パッドに接続するための専用の冶具が必要であり、例えば以下の特許文献１などが先行技術文献として存在している。

特許文献１には半導体検査装置が記載されており、前記半導体検査装置は被検査部品である半導体を外部の回路基板などに電気的に接続するものである。前記半導体検査装置は半導体を保持するソケットを有しており、半導体はソケットに対して着脱自在となっている。半導体の背面側には格子状またはマトリックス状に配置された多数の球状接触子が設けられている。前記ソケットの底面には絶縁基板が設けられており、この絶縁基板には前記球状接触子に対向する多数の凹部と、前記凹部の底面に接触パッドが設けられている。そして、前記凹部内には前記球状接触子に対向して設けられたスパイラル接触子が配置されている。

前記球状接触子が設けられた半導体の背面側を、前記ソケットの底面に向けて押圧すると、前記球状接触子の外表面に前記スパイラル接触子が螺旋状に巻き付きながら接触するため、個々の球状接触子と個々の接触パッドとが前記各スパイラル接触子を介して電気的に接続されるようになっている。

前記半導体検査装置では、ソケット側に設けられたプランジャやカバーなどの保持部材が半導体をソケットの底面に押し付けることにより、半導体の球状接触子と絶縁基板側のスパイラル接触子との間の接続が保持される。そして、前記保持部材による押圧を解除することにより、ソケット内から前記半導体を取り出すことができる。
特開２００１−０１５２３６号公報

しかし、上記特許文献１に示される半導体検査装置では半導体がソケットに対して着脱自在であるため、装着の際には半導体の球状接触子をソケット内のスパイラル接触子の弾性力に抗して押し付けるための保持部材（プランジャやカバーなど）が常に必要であり、半導体検査装置を小型化しにくいという問題がある。

また前記保持部材以外にも、前記保持部材をソケットに対し回動自在に取り付けるためのヒンジ機構や前記保持部材をソケットにロックさせるためのロック機構などが必要となる。このため、半導体検査装置の構成が複雑であり、しかも部品点数や各部品の組み立て工程も多く製造コストを安価にし難いという問題もある。

さらに、電子部品をソケット内に押し付ける際の力によって、半導体に破損が生じるという問題もある。

本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、簡単な構成で接触子を備えた電子部品が接触パッドを備えた基板に対して自在に着脱可能な電子部品用の接続シートを提供することを目的としている。

本発明は、電子部品に設けられた接触子と基板に設けられた接触パッドとを接続する接続シートであって、
弾性変形可能な導通手段が設けられた基材シートと、着脱可能な対面止着手段を有し且つ前記基材シートの片面または両面に設けられた保持層と、を有することを特徴とするものである。

例えば、前記対面止着手段は、前記保持層として設けられた保持シートの表面に形成された第１の掛止片と、前記電子部品または／および基板に設けられた第２の掛止片とからなる。

この場合、前記第１の掛止片と第２の掛止片は、一方がループ状掛止片であり、他方がフック状掛止片、先端部に部分的に拡大された突起を有するキノコ状掛止片または先端がＴ字形状に形成されたＴ字状掛止片のいずれかとすることができる。

本発明では、いわゆるマジックテープ（登録商標）という簡単な対面止着手段を用いたため、基板に対する電子部品の着脱作業を繰り返し行うことができる。また着脱作業を繰り返し行った場合でも、電子部品に機械的なストレスを与えることがないため破損等の発生を減少させることができる。

また前記対面止着手段が、前記保持層として前記基材シートの表面に塗布された感圧性接着剤で形成されている。
前記導通手段が、スパイラル接触子である。

また、剥離シートが、前記保持層に対して脱離可能な状態で取り付けられているものが好ましい。

本発明では、基板に対し電子部品を自在に装着し且つ脱着することが容易にできる。
従来のように電子部品を保持するためのソケットを不要とすることができる。
さらに電子部品を押し付ける必要がなくなるため、電子部品に機械的なストレスを与えることもない。

図１は本発明の電子部品用の接続シートの実施の形態を示す斜視図、図２は図１の一部を拡大して示すスパイラル接触子の斜視図、図３は図１の３−３線における拡大断面図である。

図１ないし図３に示す接続シート１は、電子部品１０の底面１１などにマトリックス状に配列された個々の接触子１２と、同じく基板２０上に配列された個々の接触パッド２２とを電気的に接続するものである。

図３に示すように、接続シート１は内側にポリイミドなどからなる２枚の絶縁シート１Ａ，１Ｂを１枚に張り合わすことにより形成された基材シートを有している。前記基材シートの外側の面、すなわち前記絶縁シート１Ａの上面および絶縁シート１Ｂの下面には対面止着手段として機能する保持層２，２が形成されている。

前記接続シート１には、前記基材シートおよび保持層２，２を貫通することにより形成された複数の孔１ａが設けられている。前記複数の孔１ａは、マトリックス状（正方状、碁盤状または升目状ともいう）に配列されている。各孔１が配置される縦横方向のピッチ寸法は、電子部品１０の底面１１に形成されている複数の接触子１２が配置される縦横方向のピッチ寸法と同じ寸法で形成されている。

個々の孔１ａには、銅などの導電性金属材料で形成されたスパイラル接触子（導通手段）５，５が２ヶ一組として設けられている。図２に示すように、前記スパイラル接触子５は環状に形成された基部５ａと、前記基部５ａから中心に向かって螺旋状に延びる変形部５ｂを有している。前記変形部５ｂは前記基部５ａ側の基端部５ｂ１から自由端側の先端部５ｂ２に向かうにしたがって高さを増すように形成されている。前記基部５ａは、変形部５ｂが凸状に突出する側が表部であり、その反対側が背部である。

図３に示すように、一組のスパイラル接触子５，５は前記基端５ａの背部どうしを対向させた状態で接合されており、両者は電気的に導通している。前記上側のスパイラル接触子５の基部５ａの周囲には前記絶縁シート１Ａに形成された孔の内縁１Ａ１が接合され、前記下側のスパイラル接触子５の基部５ａの周囲には前記絶縁シート１Ｂに形成された孔の内縁１Ｂ１が接合されている。

電子部品１０が装着される基板２０には、電子部品１０の底面１１に形成されている複数の接触子１２と同じ縦横方向のピッチ寸法でマトリックス状に配列された複数の接触パッド２２が形成されている。また前記各接触パッド２２には外部に延びる引出パターン２３が設けられている。

なお、図１に示すように、複数の接触パッド２２が設けられる基板２０の領域に、図示Ｚ２方向に窪んだ陥凹部２１を電子部品１０の底面１１と同じ平面形状で形成されている。前記電子部品１０を前記陥凹部２１に嵌合させると、電子部品１０の個々の接触子１２と基板２０側の個々の接触パッド２２とを容易に位置決めすることが可能となっている。

前記接続シート１は所定の大きさに形成され、予めその上下両面に剥離シート３１，３２が設けられている。あるいは、帯状に長い接続シート１の上下両面に剥離シート３１，３２が装着された状態でロール状に巻かれており、必要な長さに切断して使用されるものであってもよい。

前記剥離シート３１，３２を脱離させると前記接続シート１の上下両面(保持層２，２)が露出される。ここでは、前記接続シート１の縦横方向の幅寸法は、前記基板２０の陥凹部２１の縦横方向の幅寸法と同じ大きさに設定されている。よって、下部側の前記剥離シート３２を脱離させた状態で、前記接続シート１を陥凹部２１に装着すると、前記接続シート１の四隅が前記陥凹部２１の四隅に位置決めされ、前記接続シート１の下面に設けられた個々のスパイラル接触子５と基板２０側の個々の接触パット２２とが一対一で接触させられるようになっている。

このとき、前記接続シート１の下部側の保持層２と基板２０の陥凹部２１との間に第１の対面止着手段４１が形成され、前記第１の対面止着手段４１を介して接続シート１が前記陥凹部２１内に固定される。

また前記陥凹部２１に装着された接続シート１の剥離シート３１を剥離させた状態で、前記陥凹部２１内に電子部品１０を装着すると、電子部品１０の底面１１と前記接続シート１の上部側の保持層２との間に第２の対面止着手段４２が形成され、前記第２の対面止着手段４２を介して電子部品１０が前記陥凹部２１に固定される。

このとき、前記第１，第２の対面止着手段４１，４２による止着力は、前記接続シート１の上下両面に設けられた各スパイラル接触子５，５の弾性力よりも大きく設定されている。よって、前記各スパイラル接触子５，５はその高さ寸法が収縮する方向に弾性変形させられた状態で固定されており、電子部品１０側の接触子１２と基板２０側の個々の接触パット２２とを前記接続シート１の上下両面に設けられた個々のスパイラル接触子５，５を介して導通させられる。

次に、前記対面止着手段の具体的な構成について説明する。
図４Ａは対面止着手段の一構成例として両保持シートが分離している状態を示す断面図、図４Ｂは前記図４Ａの保持シートが止着し合った状態を示す断面図である。

図４Ａに示す第１，第２の対面止着手段４１，４２は、いわゆるマジックシート（登録商標）またはベルクロ（登録商標）と称されるもので構成されている。

例えば図４Ａに示すように、前記第１，第２の対面止着手段４１，４２は、一方の保持シート４０Ａの表面にループ状に形成された第１の掛止片４０ａと、他方の保持シート４０Ｂの表面に先端がフック状に形成された第２の掛止片４０ｂとから構成されている。

図４Ｂに示すように、一方の保持シート４０Ａが他方の保持シート４０Ｂに押し付けられると、第２の掛止片４０ｂのフックが第１の掛止片４０ａのループを掛止するため、両者は容易に離れないように止着させられる。

図３に示すように、前記接続シート1の下部側の前記保持層２として前記一方の保持シート４０Ａが設けられるときには、基板２０側には他方の保持シート４０Ｂが設けられ、前記下部側の保持層２として前記他方の保持シート４０Ｂが設けられるときには、基板２０側には前記一方の保持シート４０Ａが設けられる。

同様に、前記接続シート1の上部側の前記保持層２として前記一方の保持シート４０Ａが設けられるときには、電子部品１０側に他方の保持シート４０Ｂが設けられ、前記上部側の保持層２として前記他方の保持シート４０Ｂが設けられるときには、基板２０側には前記一方の保持シート４０Ａが設けられる。

なお、第１の対面止着手段４１を構成する保持シート４０Ａまたは４０Ｂは、図１に斜線で示す止着部２５、すなわち陥凹部２１の領域内で且つ前記接触パッド２２と引出パターン２３を除いた部分に設けられている。また第２の対面止着手段４２を構成する保持シート４０Ａまたは４０Ｂは、前記電子部品１０の底面１１のうち前記接触子１２を除く部分に設けられている。このように、第１，第２の対面止着手段４１，４２が設けられる範囲は、陥凹部２１および電子部品１０の底面１１の全面積に対して広い範囲を占めるため、強い止着力を発揮することが可能となっている。

また保持シート４０Ａと保持シート４０Ｂは、一方に前記同様のループ状の第１の掛止片４０ａが形成され、他方に第２の掛止片として先端部に部分的に拡大された突起を有するキノコ状掛止片、または先端がＴ字形状に形成されたＴ字状掛止片であってもよい。

ただし、いずれの形態であっても、保持シート４０Ａ，４０Ｂの図示Ｚ方向の厚み寸法Ｄは、前記電子部品１０に設けられた接触子１２または基板２０に設けられた接触パッド２２に前記スパイラル接触子５，５の自然長における高さ寸法を加えた厚み寸法以下、例えば１００μｍ以下が好ましい。このように設定すると、第１，第２の対面止着手段４１，４２として強い止着力を得ることが可能となり、前記接触子１２，接触パッド２２と前記各スパイラル接触子５，５とを確実に接触させることが可能となる。また前記スパイラル接触子５，５の弾性力が作用しても、前記電子部品１０側の接触子１２と基板２０側の個々の接触パット２２との間の接続を維持することができる。

前記対面止着手段４１，４２の他の構成例としては、前記保持層２，２が接着剤を用いたものであってもよい。具体的には、電子部品１０は接着と離脱が繰り返されるため、着脱性に優れた感圧性接着剤が好ましい。

前記感圧性接着剤の接着強度は、接続シート１の位置ずれによる不具合や電子部品１０の着脱作業の容易性を考慮し、約５×１０⁴Ｎ／ｍ（＝５Ｎ／ｃｍ）、すなわち４．５×１０⁴Ｎ／ｍ〜５．５×１０⁴Ｎ／ｍの範囲が好ましい。

また保持層２を形成する接着剤の塗布膜厚は、前記電子部品１０に設けられた接触子１２および基板２０に設けられた接触パッド２２の厚み寸法以下、例えば数十μｍ以下が好ましい。

なお、感圧性接着剤を用いる場合には、着脱作業が繰り返されると止着力が徐々に低下していくため、着脱回数に制限がある。そこで、予め前記接続シートの一方の面を電子部品に強固に固着し且つ前記感圧性接着剤が設けられた他方の面（電子部品の底面）としておくと、前記制限内では検査毎の基板に対する電子部品の着脱を容易に行うことが可能である。特に、検査工程における着脱回数が少ない電子部品の場合には有効である。

上記実施の形態では、対面止着手段を有する保持層２が接続シート１の両面に設けられる構成を用いて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、予め接続シート１が電子部品１０の底面１１または基板２０の表面に固着されている場合には、前記保持層２が電子部品１０と接続シート１との側または接続シート１と基板２０との側のいずれか片面のみに設けられる構成であってもよい。

また上記実施の形態では、接触子としてＬＧＡ（Land Grid Array）を使用したもので説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、球状接触子（ＢＧＡ：Ball Grid Array）を用いたものであってもよい。

本発明の電子部品用の接続シートの実施の形態を示す斜視図、 図１の一部を拡大して示すスパイラル接触子の斜視図、 図１の３−３線における拡大断面図、 対面止着手段の一構成例として両保持シートが分離している状態を示す断面図、 図４Ａの保持シートが止着し合った状態を示す断面図、

符号の説明

１ 接続シート
１Ａ，１Ｂ 絶縁シート(基材シート)
２ 保持層
５ スパイラル接触子（導通手段）
１０ 電子部品
１２ 接触子
２０ 基板
２１ 陥凹部
２２ 接触パッド
３１，３２ 剥離シート
４０Ａ，４０Ｂ 保持シート
４０ａ 第１の掛止片
４０ｂ 第２の掛止片
４１ 第１の対面止着手段
４２ 第２の対面止着手段

Claims (6)

1. 電子部品に設けられた接触子と基板に設けられた接触パッドとを接続する接続シートであって、
   弾性変形可能な導通手段が設けられた基材シートと、着脱可能な対面止着手段を有し且つ前記基材シートの片面または両面に設けられた保持層と、を有することを特徴とする電子部品用の接続シート。
2. 前記対面止着手段は、前記保持層として設けられた保持シートの表面に形成された第１の掛止片と、前記電子部品または／および基板に設けられた第２の掛止片とからなる請求項１記載の電子部品用の接続シート。
3. 前記第１の掛止片と第２の掛止片は、一方がループ状掛止片であり、他方がフック状掛止片、先端部に部分的に拡大された突起を有するキノコ状掛止片または先端がＴ字形状に形成されたＴ字状掛止片のいずれかである請求項２記載の電子部品用の接続シート。
4. 前記対面止着手段が、前記保持層として前記基材シートの表面に塗布された感圧性接着剤で形成されている請求項１記載の電子部品用の接続シート。
5. 前記導通手段が、スパイラル接触子である請求項１ないし４のいずれか記載の電子部品用の接続シート。
6. 剥離シートが、前記保持層に対して脱離可能な状態で取り付けられている請求項１ないし５のいずれか記載の電子部品用の接続シート。

Images