JP2011165413A - 電気コネクタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極端子の狭ピッチ化に容易に対応できる共に、簡易な方法で製造できる電気コネクタを提供すること。
【解決手段】電気コネクタ３は、絶縁シート２と絶縁シート２に係止された複数のスプリング電極１０とを備える。各スプリング電極１０は、絶縁シート２の上面から斜め上方向に突出して、先端に接触部１２ｃが設けられたスプリング部１２と、スプリング部１２に繋がって絶縁シート２の開口部２ａを挿通する共に、絶縁シート２の下面に折り曲げられて固定された折り曲げ接続部１１とを含む。
【選択図】図１０

Description

本発明は、電気コネクタ及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、半導体パッケージを実装するための実装用ソケットなどに適用できる電気コネクタ及びその製造方法に関する。

半導体パッケージの交換作業の容易性を考慮して、半導体パッケージは実装用ソケットを介してマザーボードに実装される場合がある。また、半導体デバイスの検査を行う際には、半導体デバイスが検査用ソケットを介して配線基板に接続される。

特許文献１には、板バネ状の３次元接続端子が複数形成された導体シートを絶縁性基板の上に接着剤で貼着し、絶縁性基板のビアと３次元接続端子とを導通させた後、エッチングで３次元接続端子を分離して作製される接続端子アレイが記載されている。

特許文献２には、絶縁性ハウジングに設けられた開口部の側壁にスプリング端子を差し込んで上下導通させる電気コネクタが記載されている。

特許文献３には、２枚の絶縁性フィルムの間に導電性の複数の切片を配置し、切片近傍の絶縁性フィルムをレーザで除去して貫通孔を形成した後に、切片を折り曲げることにより、導通補助材を製造することが記載されている。

米国特許第７３７１０７３号明細書 米国特許第７２６４４８６号明細書 特開平１０−３２６６６２号公報

しかしながら、従来技術（特許文献１及び２など）では、基板に開口部を形成し、スプリングを備えた導電シートを接着したり、開口部の側壁にスプリンング端子を差し込んだりするため、比較的大きな径の開口部（貫通孔）を形成する必要がある。

このため、スプリング端子の配列ピッチが比較的大きくなり、スプリング端子の狭ピッチ化に容易に対応できない。また、スプリング端子が複雑な形状になるため、高度な加工技術が必要であり、製造にかなりの手番を必要とする問題がある。

また、２枚の絶縁性シートの間に電極端子を配置し、電極端子の近傍に貫通孔を形成する方法（特許文献３など）では、多数の貫通孔をレーザで形成する必要があるため、貫通孔の一括形成は困難であり、生産効率が悪い課題が残る。

また、従来技術では、上下面側にスプリング端子が設けられるため、下面側の電極端子をはんだなどによって配線基板に接続する要求に対応できないことが多い。

本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであり、電極端子の狭ピッチ化に容易に対応できる共に、簡易な方法で製造できる電気コネクタ及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一観点によれば、絶縁シートと、前記絶縁シートの上面から上方に突出し、先端に接触部が設けられたスプリング部と、前記スプリング部に繋がって前記絶縁シートの開口部を挿通すると共に、前記絶縁シートの下面に折り曲げられて固定された折り曲げ接続部とを備えたスプリング電極とを有する電気コネクタが提供される。

上記一観点の電気コネクタでは、基板として機能する絶縁シートの上面側に、先端に接触部が設けられたスプリング部が上方に突出しており、スプリング部に繋がって絶縁シートの開口部を挿通して絶縁シートの下面に折り曲げられた折り曲げ接続部が設けられている。

スプリング電極の接触部に半導体パッケージが接触して電気接続され、スプリング電極の折り曲げ接続部が各種基板に接続される。

本発明の電気コネクタを得るには、導体板を貫通加工することにより、スプリング電極を得るための狭ピッチの多数のスプリング電極用領域を一括で形成する。次いで、多数のスプリング電極用領域を一括で曲げ加工することにより、スプリング部及びそれに繋がる下側突出部を形成する。

さらに、絶縁シートの開口部に下側突出部を挿通させた後に、絶縁シートの下面に下側突出部を一括で折り曲げて折り曲げ接続部を形成する。その後に、絶縁シート上でスプリング電極が分離される。

本発明の電気コネクタはそのような製造方法で得られるため、絶縁シートに多数のスプリング電極を狭ピッチで作り込んで構成することができる。折り曲げ接続部はスプリング電極の接続部と係止部とを兼ねるという観点からもスプリング電極の狭ピッチ化を図ることができる。これにより、高性能な半導体パッケージを実装するためのソケットとして使用することができる。

本発明の電気コネクタは下側に配線基板を接続して構成してもよい。上下面側の接続部のピッチが変換された配線基板を使用することにより、ピッチ変換機能を備えた電気コネクタ（ソケット）を構成することができる。本発明の電気コネクタの下面側の折り曲げ接続部は、ばね性をもたないので、導電材（はんだなど）によって容易に配線基板に接続することができる。

本発明の別の一観点によれば、導体板を貫通加工することにより、相互に連結された複数のスプリング電極用領域を形成する工程と、前記スプリング電極用領域を曲げ加工することにより、前記導体板の上方に突出するスプリング部と、前記導体板の下方に突出する下側突出部とを形成する工程と、前記下側突出部を絶縁シートの開口部に挿通させて、前記導体板の下に前記絶縁シートを配置する工程と、前記絶縁シートの下面から突出する前記下側突出部を前記絶縁シートの下面に折り曲げて折り曲げ接続部を形成する工程と、前記スプリング電極用領域以外の前記導体板の部分を除去することにより、前記スプリング部及びそれに繋がる前記折り曲げ接続部を備えたスプリング電極を得る工程とを有することを特徴とする電気コネクタの製造方法が提供される。

本発明の製造方法を使用することにより、絶縁シートに一括して多数のスプリング電極を作り込むことができ、上記した電気コネクタを容易に製造することができる。

図１は本発明の実施形態の電気コネクタの製造方法を示す平面図（その１）である。 図１は本発明の実施形態の電気コネクタの製造方法を示す平面図（その２）である。 図３（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施形態の電気コネクタの製造方法を示す平面図（その３）である。 図４は本発明の実施形態の電気コネクタの製造方法を示す平面図（その４）である。 図５（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施形態の電気コネクタの製造方法を示す平面図及び斜視図（その５）である。 図６は本発明の実施形態の電気コネクタの製造方法を示す側面図（その６）である。 図７（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態の電気コネクタの製造方法を示す平面図、斜視図及び側面図（その７）である。 図８は本発明の実施形態の電気コネクタの製造方法を示す側面図（その８）である。 図９は本発明の実施形態の電気コネクタの製造方法を示す平面図及び斜視図（その９）である。 図１０は本発明の実施形態の電気コネクタを示す側面図である。 図１１は本発明の実施形態における配線基板を含んで構成される電気コネクタを示す断面図である。 図１２は、図１１の電気コネクタを使用して実装基板に半導体パッケージを実装する様子を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

図１〜図９は本発明の実施形態の電気コネクタの製造方法を順に示す図、図１０は同じく電気コネクタを示す図である。

本実施形態の電気コネクタの製造方法では、まず、図１に示すような導体板１を用意する。導体板１は、導電性及びばね性に優れた金属材料からなり、好適には、ベリリウム銅（Ｃｕ−Ｂｅ系合金）、コルソン合金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金）又はリン青銅（Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐ系合金）などの銅合金が用いられる。

導体板１の厚さは後述するスプリング電極に必要とされる弾性力に応じて種々の値に設定できるが、ここでは一例として２０μｍ〜８０μｍ程度の厚さに設定するものとする。図１の例のように、導体板１は、予め矩形状に切断されたシート体を使用してもよいし、あるいは、短冊状のシート体を使用してもよい。

次に、図２に示すように、導体板１を貫通加工して多数の開口部１ｄを形成することにより、枠部１ａと、その内側に配置される多数のスプリング電極用領域１ｃ（斜線ハッチング部）と、連結部１ｂとを形成する。

導体板１を貫通加工する方法としては、フォトリソグラフィ及びエッチング、又は打ち抜き加工（プレス加工）などが使用される。

加工された導体板１を上側からみると、各スプリング電極用領域１ｃ（斜線ハッチング部）は、その長手方向が横方向から斜め上方向に傾いた方向に延びて配置されており、長手方向の中央付近の幅広部の両端に連結部１ｂが繋がっている。多数のスプリング電極用領域１ｃは相互に平行になって配置される。

多数のスプリング電極用領域１ｃは、例えば０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度のピッチで配列される。連結部１ｂは、隣接するスプリング電極用領域１ｃ同士及びスプリング電極用領域１ｃと枠部１ａとを連結している。多数のスプリング電極用領域１ｃは連結部１ｂで連結された状態で枠部１ａによって保持される。

図２の例では、連結部１ｂ及びスプリング電極用領域１ｃが共に枠部１ａに繋がっているが、少なくとも連結部１ｂが枠部１ａに繋がって枠部１ａで支持されていればよい。

本実施形態では、導体板１をフォトリソグラフィ及びエッチング、又は打ち抜き加工（プレス加工）によって貫通加工することにより、スプリング電極を得るためのスプリング電極用領域１ｃを画定することができる。従って、従来技術より狭ピッチ（０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度）のスプリング電極を容易に得ることができる。

次に、図３（ａ）に示すように、導体板１の両面（上下面）側に、スプリング電極用領域１ｃに開口部８１ａが設けられためっきレジスト８１（斜線ハッチング部）をそれぞれ形成する。めっきレジスト８１は、図２の貫通加工された導体板１の両面にドライフィルムレジストを貼着した後に、露光及び現像を行うことによりスプリング電極用領域１ｃの上に開口部８１ａを形成して作製する。これにより、両面側のスプリング電極用領域１ｃがめっきレジスト８１の開口部８１ａから露出した状態となる。

あるいは、図３（ｂ）に示すように、導体板１の両面側に液状レジストからめっきレジスト８２を形成してもよい。この場合は、導体板１の両面側において、スプリング電極用領域１ｃ、連結部１ｂ及び枠部１ａに液状レジストを塗布した後、露光及び現像を行う。これにより、枠部１ａ及び連結部１ｂの両面側がめっきレジスト８２で被覆され、スプリング電極用領域１ｃの両面側ではレジスト不形成部８２ｂとなってスプリング電極用領域１ｃが露出した状態となる。

以下の説明では、図３（ａ）のめっきレジスト８１としてドライフィルムレジストを使用する方法を採用する。

その後に、図４に示すように、枠部１ａ及び連結部１ｂをめっき給電経路に用いる電解めっきにより、両面側のめっきレジスト８１の開口部８１ａ内に露出するスプリング電極用領域１ｃにコンタクト層１ｘ（太斜線ハッチング部）をそれぞれ形成する。コンタクト層１ｘは、例えば、厚さ２μｍ程度のニッケル（Ｎｉ）層と厚さ０．４μｍ程度の金（Ａｕ）層とを下から順に形成して構成される。コンタクト層１ｘとしては、ニッケル／金層の他に、ニッケル（Ｎｉ）層／パラジウム（Ｐｄ）層／金（Ａｕ）層（金層が表面側）などの各種金属を使用することができる。

このようにして、導体板１の両面側のスプリング電極用領域１ｃにコンタクト層１ｘがそれぞれ形成される。その後に、めっきレジスト８１が除去される。

なお、図３（ａ）において、めっきレジスト８１の開口部８１ａをスプリング電極用領域１ｃより若干大きく設定することにより、スプリング電極用領域１ｃの両面に加えて側面にもコンタクト層１ｘを形成してもよい。

このようにすることにより、後述するように、スプリング電極用領域１ｃからスプリング電極を形成すると、スプリング電極のほぼ全体がコンタクト層１ｘで被覆されるため、スプリング電極を外部環境から保護することができる。

また、図３（ｂ）のように液状レジストからめっきレジスト８２を形成する場合は、スプリング電極用領域１ｃの両面及び側面が露出するため、スプリング電極用領域１ｃの両面及び側面にコンタクト層１ｘが形成される。

また、図４において、スプリング電極用領域１ｃの下面（裏面）に形成するコンタクト層１ｘはニッケル層のみから形成してもよい。これにより、貴金属（金）めっきの使用量を削減できるのでコスト低減を図ることができる。

この形態を採用する場合は、図４の工程において、まず、導体板１の両面側のスプリング電極用領域１ｃに電解めっきでニッケル層を形成する。さらに、導体板１の下面側に再度ドライフィルムレジストを貼着して下面側のニッケル層をマスクする。その後に、導体板１の上面側のニッケル層の上に金層を電解めっきで形成した後に、全てのめっきレジストを除去すればよい。

あるいは、スプリング電極用領域１ｃの上面側に形成する金層（貴金属めっき層）は、後述する接触部となる部分（図４のスプリング電極用領域１ｃの右上先端部）と、折り曲げ接続部となる部分（図４のスプリング電極用領域１ｃの左下部）のみに部分的に形成するようにしてもよい。

この形態を採用する場合は、図４の工程において、まず、導体板１の両面側のスプリング電極用領域１ｃに電解めっきでニッケル層を形成する。さらに、導体板１の両面側に再度ドライフィルムレジストを貼着して両面側のニッケル層をマスクする。

次いで、導体板１の上面側のめっきレジストを露光・現像することにより、上記した接触部となる部分及び折り曲げ接続部となる部分に開口部を形成する。続いて、その開口部に金層を電解めっきで形成した後に、全てのめっきレジストを除去すればよい。

次に、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、スプリング電極用領域１ｃを曲げ加工することにより、導体板１の上方に突出するスプリング部１２と、導体板１の下方に突出する下側突出部１１ａとを形成する。

図５（ｂ）の斜視図に示すように、スプリング部１２は、各スプリング電極用領域１ｃの右側部を斜め上方向に折り曲げて得られる立上り部１２ｂと、立上り部１２ｂの先端に設けられた接触部１２ｃと、立上り部１２ｂの下部に繋がって水平方向に維持された平坦部１２ａとから構成される。

また同時に、スプリング電極用領域１ｃの左側部が垂直下向きに折り曲げられて、スプリング部１２の平坦部１２ａに繋がる下側突出部１１ａが形成される。

スプリング電極用領域１ｃに対する曲げ加工は、所要の金型を使用することにより、枠部１ａ及び連結部１ｂで支持された多数のスプリング電極用領域１ｃに対して一括して行なわれる。

スプリング部１２の突出高さ（導体板１の上面からスプリング部１２の接触部１２ｃまでの高さ）は、スプリング部１２のピッチ（０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度）に応じて、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度に設定される。

次に、図６に示すように、絶縁シート２を用意する。絶縁シート２としては、好適には、厚さが５０μｍ〜１００μｍ程度のポリイミドシートなどの樹脂シートが使用される。

絶縁シート２には、導体板１に設けた多数の下側突出部１１ａに対応する部分に厚み方向に貫通する開口部２ａが設けられている。絶縁シート２の開口部２ａは、下側突出部１１ａを挿通させることができるように、下側突出部１１ａの外形と同形状又はそれよりも若干大きい形状に形成される。

後述するように、絶縁シート２はスプリング電極が固定される基板として機能する。絶縁シート２をプレス加工によって打ち抜くことにより多数の開口部２ａを一括して形成することができるので、従来技術より生産効率を向上させることができ、低コスト化を図ることができる。

絶縁シート２として、フレキシブルタイプのシートを使用してもよいし、あるいはリジットタイプのシートを使用してもよい。

その後、図６の矢印に示すように、導体板１に設けられた下側突出部１１ａを絶縁シート２の開口部２ａに挿通させて、導体板１の下面に絶縁シート２を重ね合わせる。

これにより、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、導体板１の下面に絶縁シート２の上面が密着して配置され、上側からみると導体板１の開口部１ｄには絶縁シート２の上面が露出した状態となる。スプリング部１２の平坦部１２ａは、絶縁シート２の上面に沿って配置される。また、図７（ｃ）の側面図に示すように、導体板１に設けられた下側突出部１１ａは、絶縁シート２の開口部２ａを挿通し、絶縁シート２の下面から突出した状態となる。

次に、図８に示すように、絶縁シート２の下面から突出する下側突出部１１ａの根元部を絶縁シート２の下面に接するように折り曲げることにより折り曲げ接続部１１を形成する。

下側突出部１１ａの曲げ加工は、所要の金型を使用することにより、多数の下側突出部１１ａに対して一括して行うことができる。

これにより、スプリング部１２に繋がって絶縁シート２の開口部２ａを挿通して絶縁シート２の下面を押える折り曲げ接続部１１が得られる。スプリング部１２の平坦部１２ａと折り曲げ接続部１１とで絶縁シート２を挟み込むため、スプリング電極１０が絶縁シート２に十分な固定力で係止される。従って、絶縁シート２とスプリング電極１０とを接着剤などで固定する必要はない。

このようにして、スプリング部１２及び折り曲げ接続部１１を備えた多数のスプリング電極１０が絶縁シート２に作り込まれる。この段階では、多数のスプリング電極１０は、連結部１ｂ及び枠部１ａ（図７（ａ）及び（ｂ））に連結されて支持された状態となっている。

次に、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、スプリング部１２に形成されたコンタクト層１ｘ（図４）をマスクにして、ウェットエッチングにより枠部１ａ及び連結部１ｂ（図７（ａ）及び（ｂ）参照）を除去する。これにより、多数のスプリング電極１０が相互に分離される。

このとき、エッチング液として、銅合金からなる導体板１（枠部１ａ及び連結部１ｂ）のエッチングレートが高く、かつコンタクト層１ｘ（金層、又は金層とニッケル層が露出）のエッチングレートが低いエッチャントが使用される。これにより、スプリング電極１０以外の導体板１（枠部１ａ及び連結部１ｂ）をコンタクト層１ｘに対して選択的に除去することができる。

以上により、図９（ａ）及び（ｂ）、図１０に示すように、本実施形態の電気コネクタ３が完成する。

図１０に示すように、本実施形態の電気コネクタ３は、絶縁シート２と、絶縁シート２に一定のピッチで配列されて作り込まれた多数のスプリング電極１０とによって構成される。

スプリング電極１０は、絶縁シート２の上面側に設けられて斜め上方に突出するスプリング部１２と、スプリング部１２に繋がって絶縁シート２の開口部２ａを挿通して下絶縁シート２の下面に折り曲げられて固定された折り曲げ接続部１１とを備える。

スプリング部１２は、絶縁シート２の上面に沿って配置された平坦部１２ａと、平坦部１２ａに繋がって斜め上方に突出する立上り部１２ｂと、立上り部１２ｂの先端に設けられた接触部１２ｃとを備える。スプリング部１２の接触部１２ｃは上側に突出する湾曲形状となっている。

そして、折り曲げ接続部１１は、スプリング部１２の平坦部１２ａに繋がって絶縁シート２の下面に接して折り曲げられて固定されている。スプリング部１２の平坦部１２ａの内面と折り曲げ接続部１１の内面とが絶縁シート２の上下両面を挟持することにより、スプリング電極１０は十分な固定力で絶縁シート２に係止される。

あるいは、特に図示しないが、スプリング部１２に平坦部１２ａを設けずに、スプリング部１２の全体が絶縁シート２から離れて上側に突出していてもよい。この場合は、折り曲げ接続部１１のみでスプリング電極１０を絶縁シート２に係止して固定する。

さらに、図１０の部分断面図に示すように、スプリング電極１０の外面及び内面において、スプリング部１２の接触部１２ｃから折り曲げ接続部１１にかけて、ニッケル／金めっき層（金層が外側）などからなるコンタクト層１ｘが繋がって形成されている。

前述したように、少なくとも接触部１２ｃ及び折り曲げ接続部１１の各外面に金層が露出して形成されていればよく、その他の部分はニッケル層が露出していてもよい。また、スプリング電極１０の外面及び内面に加えて側面にもコンタクト層１ｘを形成することにより、スプリング電極１０（銅合金）の全体を外部環境から保護することができるので好ましい。

本実施形態の電気コネクタ３では、後述するように、長尺状の板状のスプリング部１２の接触部１２ｃの上面（外面）が半導体パッケージの外部用接続パッドとの接触面となり、折り曲げ接続部１１の下面（外面）が配線基板の接続部に接続される接続面となる。スプリング電極１０の外面にコンタクト層１ｘを設けることにより、接触部１２ｃ及び折り曲げ接続部１１は低いコンタクト抵抗で半導体パッケージ及び配線基板にそれぞれ安定して電気接続される。

スプリング電極１０はコンタクト層１ｘを含んで構成されることが好ましいが、電気接続が問題にならない場合は、コンタクト層１ｘを省略して前述した導体板１（銅合金）のみからスプリング電極１０が構成されるようにしてもよい。

前述したように、本実施形態の電気コネクタ３を得るには、まず、導体板１を貫通加工することにより、スプリング電極１０を得るための多数のスプリング電極用領域１ｃを形成する。このとき、エッチングや打ち抜き加工を使用するので、狭ピッチのスプリング電極用領域１ｃを容易に一括で形成することができる。次いで、多数のスプリング電極用領域１ｃを一括で曲げ加工することにより、スプリング部１２及びそれに繋がる下側突出部１１ａを形成する。

さらに、一括加工で多数の開口部２ａが設けられた絶縁シート２を用意し、絶縁シート
２の開口部２ａに下側突出部１１ａを挿通させて導体板１の下に絶縁シート２を配置する。その後に、絶縁シート２の下面から突出する下側突出部１１ａを一括で折り曲げて絶縁シート２の下面を押える折り曲げ接続部１１を形成する。その後に、絶縁シート２上で多数のスプリング電極１０が相互に分離される。

このように、本実施形態の電気コネクタ３の製造方法では、スプリング電極１０を得るためのスプリング電極用領域１ｃを導体板１に形成する工程、スプリング電極用領域１ｃを折り曲げ加工する工程、及び絶縁シート２に開口部２ａを形成する工程などは、それぞれ一括形成が可能であるため、製造効率を向上させることができ、低コスト化を図ることができる。

本実施形態の電気コネクタ３はそのような製造方法で得られるため、絶縁シート２に多数のスプリング電極１０を狭ピッチで作り込むことができる。すなわち、電気コネクタ３のスプリング電極１０を形成するためのスプリング電極用領域１ｃは、導体板１を貫通加工することにより形成される。

そのため、貫通加工の加工精度に応じてスプリング電極用領域１ｃのピッチ間隔（及びサイズ）を小さくすることにより、スプリング電極１０を狭ピッチで作り込むことができる。

また、電気コネクタ３の折り曲げ接続部１１がスプリング電極１０の接続部と係止部とを兼ねるという観点からもスプリング電極１０の狭ピッチ化を図ることができる。これにより、高性能な半導体パッケージを実装するためのソケットとして使用することができる。

次に、上述の電気コネクタ３の好適な使用態様について説明する。

図１１は本実施形態における配線基板を含んで構成される電気コネクタを示す断面図である。図１２は図１１の配線基板を含む電気コネクタを使用して実装基板に半導体パッケージを実装する様子を示す断面図である。

上記した図１０の電気コネクタ３は、スプリング電極１０を絶縁シート２の開口部２ａに挿通して取り付けられているので、接触部１２ｃと折り曲げ接続部１１との間でピッチ変換することは困難である。そこで、上下面側の接続部の間でピッチ変換された配線基板と組みわせて使用することでピッチ変換機能を有するようになる。

まず、本実施形態の電気コネクタ３に接続される配線基板について説明する。図１１に示すように、図１０の電気コネクタ３に接続される配線基板４では、ガラス繊維強化エポキシ樹脂（ＦＲ４）などからなるコア基板４１に複数のスルーホールＴＨとその中に埋め込まれたスルーホール導体４１ａとが設けられている。コア基板４１の両面側にはスルーホール導体４１ａを介して相互接続される第１配線層４２がそれぞれ形成されている。

さらに、コア基板４１の両面側には第１配線層４２を被覆する絶縁層４３がそれぞれ形成されている。

両面側の絶縁層４３には、第１配線層４２に到達するビアホールＶＨがそれぞれ形成されている。コア基板４１の上面側の絶縁層４３の上には、ビアホールＶＨ内に充填されたビア導体４３ｃを介して第１配線層４２に接続される第１接続部４４が形成されている。また、コア基板４１の下面側の絶縁層４３の上には、ビアホールＶＨ内に充填されたビア導体４３ｃを介して第１配線層４２に接続される第２接続部４５が形成されている。

さらに、コア基板４１の上面側の絶縁層４３の上には、第１接続部４４上に開口部が設けられたソルダレジスト４６ａが形成され、下面側の絶縁層４３の上には、第２接続部４５上に開口部が設けられたソルダレジスト４６ｂが形成されている。

配線基板４の上面側の第１接続部４４は、上側に半導体パッケージが接続される図１０の電気コネクタ３の下側の折り曲げ接続部１１に対応しており、比較的狭いピッチで配置される。一方、配線基板４の下面側の第２接続部４５は実装基板（マザーボード）に接続されるため、比較的広いピッチで配置される。

このように、配線基板４の上面側の第１接続部４４のピッチは、内部の第１配線層４２などの引き回しによって下面側の第２接続部４５の広いピッチに変換される。

そして、前述した図１０の電気コネクタ３を用意し、配線基板４の第１接続部４４の上にはんだを介して電気コネクタ３の折り曲げ接続部１１を配置する。さらに、加熱処理によってリフローはんだ付けを行うことにより、電気コネクタ３の折り曲げ接続部１１をはんだ電極４７（導電材）によって配線基板４の第１接続部４４に電気接続する。接続用の導電材としてはんだを例示するが銀ペーストなどの他の材料を使用してもよい。

このように、本実施形態の電気コネクタ３は、下側の折り曲げ接続部１１を配線基板４の第１接続部４４にはんだ付けによって接続することができる。折り曲げ接続部１１は絶縁シート２側に完全に折り曲げられてばね性をもたないので、容易にはんだ付けすることができるからである。

従来技術では、下面側にもばね性のスプリング電極が設けられることが多いことから、はんだ付けで配線基板に接続することは困難であり、ピッチ変換機能をもたせる際に対応できない場合が多い。

このようにして、図１０の電気コネクタ３の下に配線基板４を接続することにより、ピッチ変換機能を有する電気コネクタ５が構成される。

なお、ピッチ変換する必要がない場合は、図１０の電気コネクタ３をそのままソケット又はインターポーザとして使用してもよいし、あるいは、配線基板４の上下面側の第１接続部４４と第２接続部４５を同一のピッチに設定してもよい。

次に、本実施形態のピッチ変換機能を備えた電気コネクタ５（実装用ソケット）を使用して、実装基板（マザーボード）に半導体パッケージを実装する方法について説明する。図１２は、図１１の電気コネクタ５を使用して実装基板に半導体パッケージを実装する様子を示す断面図である。

図１２に示すように、まず、上面側に接続電極６２を備えた実装基板６（マザーボード）を用意する。さらに、実装基板６の接続電極６２にはんだを介して本実施形態の電気コネクタ５の第２接続部４５を配置し、加熱処理によってリフローはんだ付けする。これにより、電気コネクタ５の第２接続部４５がはんだ電極６３によって実装基板６の接続電極６２に電気接続される。

さらに、半導体パッケージ７（半導体装置）を用意する。半導体パッケージ７は、配線基板７１上に半導体チップ７７が実装されて基本構成される。配線基板７１の上面側にはチップ用接続パッド７３が設けられ、下面側に外部接続パッド７２が設けられている。配線基板７１の両面側にはチップ接続用パッド７３及び外部接続用パッド７２の上に開口部が設けられたソルダレジスト７４，７５がそれぞれ形成されている。

配線基板７１の内部には、チップ接続用パッド７３及び外部接続パッド７２に接続される内部配線層（不図示）が設けられている。そして、配線基板７１のチップ接続用パッド７３に半導体チップ７７が接続バンプ７６によってフリップチップ接続されている。さらに、半導体チップ７７の下側の隙間にはアンダーフィル樹脂７８が充填されている。

このように、本実施形態で使用する半導体パッケージ７は外部接続方式がＬＧＡ（Land Grid Array）型であり、バンプレスの外部接続パッド７２（ランド）を備えている。

そして、半導体パッケージ７の外部接続パッド７２（ランド）を電気コネクタ５のスプリング電極１０の接触部１２ｃに配置する。電気コネクタ５の接触部１２ｃは、半導体パッケージ７の外部接続パッド７２に対応して設けられている。

さらに、電気コネクタ５に連結される押えキャップ８で半導体パッケージ７を電気コネクタ５の方向に押圧する。これにより、スプリング電極１０が下側に押し込まれ、スプリング電極１０の上側に戻ろうとする弾性力によって半導体パッケージ７の外部接続パッド７２がスプリング電極１０の接触部１２ｃに確実に接触して導通する。

このようにして、狭小ピッチの外部接続パッド７２を備えた半導体パッケージ７がピッチ変換機能を備えた電気コネクタ５を介して実装基板６に電気接続される。故障等で半導体パッケージ７の取り外しが必要な場合は、押えキャップ８を取り外すことにより電気コネクタ５のスプリング電極１０がその弾性力によって元の位置に戻り、半導体パッケージ７を電気コネクタ５から容易に取り外すことができる。

このように、本実施形態の電気コネクタ５は、狭ピッチのスプリング電極１０(電気コネクタ３)とピッチ変換機能を有する配線基板４とを含んで構成される。これにより、半導体パッケージ７の外部接続パッド７２をスプリング電極１０の接触部１２ｃに接触させることにより、配線基板４のピッチ変換機能によって実装基板６の接続電極６２に容易に電気接続することができる。このようにして高性能な半導体パッケージ７用の実装用ソケットとして有効に使用することができる。

１…導体板、１ａ…枠部、１ｂ…連結部、１ｃ…スプリング電極用領域、１ｘ…コンタクト層、２…絶縁シート、１ｄ、２ａ、８１ａ…開口部、３、５…電気コネクタ、４、７１…配線基板、６…実装基板（マザーボード）、７…半導体パッケージ、８…押えキャップ、１０…スプリング電極、１１…折り曲げ接続部、１１ａ…下側突出部、１２…スプリング部、１２ａ…平坦部、１２ｂ…立上り部、１２ｃ…接触部、４１…コア基板、４１ａ…スルーホール導体、４２…第１配線層、４３…絶縁層、４３ｃ…ビア導体、４４…第１接続部、４５…第２接続部、４６ａ、４６ｂ、７４、７５…ソルダレジスト、４７、６３…はんだ電極、６２…接続電極、７２…外部接続用パッド、７３…チップ接続用パッド、７６…接続バンプ、７７…半導体チップ、７８…アンダーフィル樹脂、８１、８２…めっきレジスト、８２ａ…レジスト不形成部、ＴＨ…スルーホール、ＶＨ…ビアホール。

Claims (10)

1. 絶縁シートと、
   前記絶縁シートの上面から上方に突出し、先端に接触部が設けられたスプリング部と、前記スプリング部に繋がって前記絶縁シートの開口部を挿通すると共に、前記絶縁シートの下面に折り曲げられて固定された折り曲げ接続部とを備えたスプリング電極と
   を有することを特徴とする電気コネクタ。
2. 前記スプリング部は、前記絶縁シートの上面に沿って配置された平坦部を含み、前記スプリング電極は、前記平坦部と前記折り曲げ接続部とが前記絶縁シートを挟み込んで前記絶縁シートに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 前記スプリング電極の前記接触部及び前記折り曲げ接続部にコンタクト層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気コネクタ。
4. 前記絶縁シートの下側に配置され、両面側に接続部をそれぞれ備えた配線基板をさらに有し、
   前記スプリング電極の折り曲げ接続部が前記配線基板の上面側の前記接続部に導電材によって接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電気コネクタ。
5. 前記配線基板では、下面側の前記接続部のピッチが上面側の前記接続部のピッチより広くなるようにピッチ変換されていることを特徴とする請求項４に記載の電気コネクタ。
6. 導体板を貫通加工することにより、相互に連結された複数のスプリング電極用領域を形成する工程と、
   前記スプリング電極用領域を曲げ加工することにより、前記導体板の上方に突出するスプリング部と、前記導体板の下方に突出する下側突出部とを形成する工程と、
   前記下側突出部を絶縁シートの開口部に挿通させて、前記導体板の下に前記絶縁シートを配置する工程と、
   前記絶縁シートの下面から突出する前記下側突出部を前記絶縁シートの下面に折り曲げて折り曲げ接続部を形成する工程と、
   前記スプリング電極用領域以外の前記導体板を除去することにより、前記スプリング部及びそれに繋がる前記折り曲げ接続部を備えたスプリング電極を得る工程と、
   を有することを特徴とする電気コネクタの製造方法。
7. 前記スプリング電極用領域を曲げ加工する工程の前に、前記スプリング電極用領域にコンタクト層を選択的に形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の電気コネクタの製造方法。
8. 前記スプリング電極用領域を曲げ加工する工程において、
   前記スプリング部は、前記絶縁シートの上面に沿って配置される平坦部を下側に含んで形成され、
   前記スプリング電極は、前記平坦部と前記折り曲げ接続部とで前記絶縁シートを挟み込んで前記絶縁シートに固定されることを特徴とする請求項６に記載の電気コネクタの製造方法。
9. 前記スプリング電極を得る工程の後に、
   両面側に接続部を備えた配線基板を用意し、前記スプリング電極の折り曲げ接続部に前記配線基板の上面側の接続部を導電材で接続する工程をさらに有することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の電気コネクタの製造方法。
10. 前記配線基板では、下面側の前記接続部のピッチが上面側の前記接続部のピッチより広くなるようにピッチ変換されていることを特徴とする請求項９に記載の電気コネクタの製造方法。

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