JP3009667U - 溝付き電気コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 表面実装型ＬＳＩパッケージを、低圧縮力で
安全確実に電子回路基板に接続するために使用する溝付
き電気コネクタを提供する。 【構成】絶縁性エラストマー層１内に、たがいに平行を
なす金属ワイヤ２が、その両端５，６を当該絶縁性エラ
ストマー層１の両表面から露出して埋設され、該絶縁性
エラストマー層１の周囲をフレーム３が囲んでいる電気
コネクタにおいて、絶縁性エラストマー層１の周縁に溝
４が形成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、表面実装型ＬＳＩパッケージ（以下ＬＳＩという）を、検査または 実用のため電子回路基板に接続する際使用する溝付き電気コネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】

Ball Grid Array （ＢＧＡ）型またはLand Grid Array （ＬＧＡ）型のＬＳＩ を検査等のため電子回路基板に接続するには、両者間に電気コネクタを挟持して 行っている。この電気コネクタは絶縁性エラストマー層（以下エラストマー層と いう）内に厚さ方向に向かい複数の金属ワイヤを格子状に一定間隔を保って平行 に埋設したものである。このような接続を確実にするために、ＬＳＩと電子回路 基板間に挟持した電気コネクタに圧縮力を必要以上に加えることが多かった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながらこの場合、エラストマー層に均一に圧縮力を加え得たとしても、 中央部は比較的圧縮されて薄くなるが、周縁部はフレームに制限されて薄くなら ず、むしろ厚くなって、金属ワイヤが均一で、安定した状態となり難い。 これを防ぐためエラストマー層の硬度を中央で固く周縁で柔らかくしたり、ま たは金属ワイヤの長さあるいは突出長さを中央で短く周縁で長くする手段が提案 されたが、これらの方法はコスト高をまねき、またエラストマー層の厚み、金属 ワイヤの長さの調節管理が困難で実用的でないうえ、接続に必要な圧縮をするに も大きな力を要するためＬＳＩを破壊するおそれがあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、低圧縮力でエラストマー層を均一に圧縮し、金属ワイヤの両端をＬ ＳＩおよび電子回路基板の接続端子に確実に接触させて低抵抗の導通を図ろうと するもので、これはエラストマー層内に、たがいに平行をなす金属ワイヤが、そ の両端を該エラストマー層の両表面から露出して埋設され、該エラストマー層の 周囲をフレームが囲んでいる電気コネクタにおいて、エラストマー層の周縁表面 に溝が形成されていることを特徴とする溝付き電気コネクタを要旨とする。

【０００５】 以下図によって本考案の一実施態様を説明する。 本考案の溝付き電気コネクタでは、図１（ａ），（ｂ）に示すように、エラス トマー層１の中に金属ワイヤ２が格子状に一定間隔を保って配列されるとともに 、両端をエラストマー層１の両表面より露出して埋設され、さらにエラストマー 層１の周囲はプラスチック、金属またはセラミックスなどからなる好ましくは絶 縁性のフレーム３によって囲まれている。 しかしてこのエラストマー層１の周囲のフレーム３との境の表面に溝４が形成 されている。

【０００６】 金属ワイヤ２の一端は例えばワイヤボンダにより加工されてボンド端部５を、 他端はレーザ光を照射されて溶融し球状端部６を形成し、ともにエラストマー層 １の両表面より露出している。金属ワイヤ２はエラストマー層１の両表面に垂直 であってもよいが、図１（ｂ）に示すように傾斜または図示しないが「く」の字 状、円弧状、コイル状に湾曲させれば、圧縮に要する力が小さくてすむ。しかし 傾斜角は小さすぎると効果が少なく、大きすぎると隣接する金属ワイヤが接触し たり、広い表面のエラストマー層が必要となったりするので、実用上４５°前後 がもっとも好ましい。なお金属ワイヤの両端は図示のものに限定されるものでは なく、通常の（同一径の）金属ワイヤであってもよい。

【０００７】 溝４はエラストマー層１の一方の表面だけでなく、図１（ｃ）に示すように両 表面に設けても、（ｄ）に示すように、フレーム３とエラストマー層１との境よ り少し内側に入って設けてもよいし、（ｅ）に示すように、表面とは限らずエラ ストマー層の側面に設け、金属ワイヤは同一径のものでもよい。また（ｆ）に示 すように、溝４の断面は三角形状、図示しないが半円形状であってもよい。要は エラストマー層１が圧縮されたとき、絶縁性エラストマー材の逃げ場があればよ いのであって、断面形状はこれらに限定されるものではない。 接続に必要な圧縮に対してエラストマー材の逃げ場が十分であれば、より低圧 力で各金属ワイヤと接続端子との低抵抗の接続が行われる。 また溝の加工は、レーザ光の照射、金型加工、切削加工などの方法から目的に 応じて適宜選択する。

【０００８】 エラストマー層に使用する材料としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂など の熱硬化性樹脂、合成ゴムまたはポリエチレン、ＡＢＳ、ポリカーボネート樹脂 などの熱可塑性樹脂を挙げることができるが、十分なたわみ性、圧縮特性、耐熱 性などをもたせ、さらに加工性の良さおよびショアＡ硬度が２０〜７０°Ｈであ るを要することを考慮すると、液状シリコーン樹脂がもっとも適している。

【０００９】 またフレームの材料としては、ポリイミド、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、 ウレタン樹脂など熱硬化性樹脂あるいはポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、Ａ ＢＳなど熱可塑性樹脂の中から適宜選択すればよい。

【００１０】 金属ワイヤとしては、導電性があればよく、金、銅、アルミニウム、金−パラ ジウム合金、ニッケルワイヤまたはこれらのメッキ品などが挙げられるが、電気 抵抗、加工性を考慮すると金ワイヤが望ましい。また金属ワイヤの形状としては 直線状、Ｓ字状、スプリング状などいずれでもよい。

【００１１】

【作用】

本考案の溝付き電気コネクタの作用を説明すると、図２に示すように、接続し ようとするＬＳＩ７と電子回路基板８のそれぞれの接続端子９、１０と同じ配列 の球状端部６、ボンド端部５をもつ溝付き電気コネクタを選び、まずＬＳＩ７を 電気コネクタの上に位置合わせして重ね、接続端子９を球状端部６に正しく接触 させる。つぎにこの重ねたものを電子回路基板８の接続端子１０上に位置合わせ して載せ、ボンド端部５と接続端子１０を正しく接触させる。ついでＬＳＩ７に 圧縮力を加えてエラストマー層１を約１０％圧縮すると、エラストマー層１の周 縁では溝４を押し出されたエラストマー材がうずめ、過大な圧縮力を要せず、確 実で安定なＬＳＩと電子回路基板の接続が実現できる。

【００１２】

【実施例】

厚さ０．５ｍｍの銅製の形成用基板に、公知のワイヤボンダにより金属ワイヤ （直径７６μｍ、長さ２．１ｍｍの金ワイヤ）を４５°傾斜させ、２．０ｍｍの 間隔で格子状に、一辺の長さが２６ｍｍの正方形の範囲に金属ボンドし、金属ワ イヤの先端にレーザ光を照射、溶融して直径１５０μｍの球状端部を形成した。 ついでポリイミドを用いて厚さ２．５ｍｍ、幅５．０ｍｍ、外形が一辺３０ｍｍ の正方形状のフレームを作製し、形成用基板上に載置した。 つぎに２液性シリコーンゴムＫＥ−１０９Ａ／Ｂ（信越化学工業社製、商品名 ）のＡ液とＢ液を等量の割合で配合した絶縁性エラストマーを、ディスペンサに よりフレーム内に約２ｍｍの厚さで、球状端部が半ば露出する程度に注入し、１ ３０℃に加熱して硬化させエラストマー層を形成した。ついで銅製の形成用基板 を塩化第二鉄によりエッチング除去してボンド端部を露出させた。つぎに球状端 部側のエラストマー層表面に、フレームの内側に沿って深さ０．５ｍｍ、幅１． ０ｍｍの溝をレーザ光を照射して形成した。 この溝付き電気コネクタを用いてＢＧＡ型ＬＳＩを電子回路基板に接続したが 、小さな圧縮力できわめて良好な接続を得ることができた。

【００１３】

【考案の効果】

本考案の溝付き電気コネクタは、ＬＳＩの接続に使用するにあたり、ＬＳＩに 過大な圧縮力を加える必要がないのでＬＳＩを破壊することがなく、エラストマ ー層の中央と周辺において圧縮力にほとんど差がないのでコネクタの全面を均一 に圧縮し、片押しあるいは非接触チャタリングということもなく、電気的に安定 した接続を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による溝付き電気コネクタの一実施態様
の、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う
断面図、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は溝および金
属ワイヤの他の実施態様を示す断面図である。

【図２】本考案の溝付き電気コネクタの使用の一例を示
す説明図である。

【図３】

【符号の説明】

１…エラストマー層 ２…金属ワイヤ ３…フレーム ４…溝 ５…ボンド端部 ６…球状端部 ７…ＬＳＩ ８…電子回路基板 ９…接続端子 １０…接続端子

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【手続補正書】

【提出日】平成６年１０月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による溝付き電気コネクタの一実施態様
の、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う
断面図、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は溝および金
属ワイヤの他の実施態様を示す断面図である。

【図２】本考案の溝付き電気コネクタの使用の一例を示
す説明図である。

【符号の説明】 １…エラストマー層 ２…金属ワイヤ ３…フレーム ４…溝 ５…ボンド端部 ６…球状端部 ７…ＬＳＩ ８…電子回路基板 ９…接続端子 １０…接続端子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性エラストマー層内に、たがいに平
   行をなす金属ワイヤが、その両端を当該絶縁性エラスト
   マー層の両表面から露出して埋設され、該絶縁性エラス
   トマー層の周囲をフレームが囲んでいる電気コネクタに
   おいて、絶縁性エラストマー層の周縁に溝が形成されて
   いることを特徴とする溝付き電気コネクタ。