JP4365294B2 - スパイラル型の接続端子 - Google Patents

Description

本発明は、スパイラル型の接続端子に係わり、特にインダクタンス成分を低減することにより高周波特性に優れたスパイラル型の接続端子に関する。

図６は、従来の接続端子に関する先行技術の一例としての下記特許文献１中に図１１として記載されているスパイラル接触子の断面図である。

図６に示すように、スパイラル接触子２は弾性体１１の中央部が周辺部から徐々に凸型に押し出された状態で塑性変形させられた形状をしている。

図６に示すように、例えば平面状の複数のボンディングパット（ＬＧＡ）１３を有する半導体デバイス８をソケット内に装着すると、各ボンディングパッド１３の表面に各スパイラル接触子２の中央部分が加圧しながら接触する。これにより、半導体デバイス８の各ボンディングパッド１３と各スパイラル接触子２との間の電気的な接続が確保され、前記スパイラル接触子２が信号線として機能するため、半導体デバイス８と外部に設けられた回路との間での信号の送受信が可能となる。
特開平２００２−１７５８５９号公報

コンピュータや携帯電話機などの電子機器にはＣＰＵを始めとする半導体デバイスが必ず使用されるが、近年これらの電子機器の高速化に伴い前記半導体デバイスを駆動する動作周波数はますます高周波化される傾向にある。

しかし、スパイラル接触子の大きさは約５００μｍ×５００μｍと小さく、スパイラル部分（信号線路）の線材の幅寸法も数〜数十μｍと極めて細い構造である。しかも、スパイラル接触子とボンディングパットとが接続される部分は微小接点である。このため、このようなスパイラル接触子を信号線として用いると、前記スパイラル部分の長さ（信号線路長）が形成するインダクタンス成分が高周波特性に悪影響を及ぼしやすいという問題がある。

一方、このようなスパイラル接触子の高周波特性を向上させるためには、前記スパイラル部分の長さが形成するインダクタンス成分を極力小さくすること、すなわち信号線路長を短くすることが必要とされる。

しかし、上記のようなスパイラル型の接続端子は半導体デバイスのパッドを弾性的に加圧接触する構造であるため、前記信号線路長を短くし過ぎると弾性が失われ、接続端子と半導体デバイスのパッドとの間に接触不良が生じやすくなるという問題がある。

すなわち、従来のスパイラル型の接続端子では、一方では高周波特性を良好とするために信号線路長を短くしたいところ、他方では前記信号線路長をあまりに短くし過ぎると接触不良を引き起こすという問題を兼ね備えていた。

本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、接触不良を引き起こすことのない適度な弾性力を確保できるとともに、インダクタンス成分を低減して良好な高周波特性を発揮するスパイラル型の接続端子を提供することを目的としている。

本発明は、基端部から当接部に向かってスパイラル状に巻き形成された信号経路部を有し、前記基端部が導電性の接続部に固定され、前記当接部が外部接続電極に当接して、前記接続部と前記外部接続電極とが電気的に接続されるスパイラル型の接続端子において、
前記当接部が、前記信号経路部の両側に張り出して一体に形成され、前記当接部の両端部に、互いに表裏逆向きに突出する当接凸部が設けられており、前記外部接続電極が前記信号経路部に弾圧されたときに、前記当接部によって、前記外部接続電極と前記接続部とを接続するバイパス経路が形成されることを特徴とするものである。

本発明のスパイラル型の接続端子では、スパイラル状の信号経路部を極端に短くする必要がないため、適度な弾性力を確保することができる。しかも、実際に信号が伝わるときには、前記信号経路部の実質的な信号線路長を短くすることができるため、インダクタンス成分を低下させることができ、良好な高周波特性を得ることを可能となる。

本発明では、信号が伝わる際には、信号線路長を実質的に短くすることが可能になるため、インダクタンス成分を低減して良好な高周波特性を有するスパイラル型の接続端子を提供することができる。

他方、スパイラル型の接続端子の物理的な信号線路長は維持することができるため、外部接続電極と接続端子との間に必要な適度な弾性力を確保することができる。よって、前記外部接続電極と接続端子との間に接触不良が発生するのを防止することができる。

図１はスパイラル型の接続端子の実施の形態として、半導体デバイスの検査システムの一部を構成する接続装置を示す斜視図、図２は図１に示す接続装置の２−２線における断面図、図３は本発明の実施の形態としてのスパイラル型の接続端子を拡大して示す平面図、図４及び図５は図３のＡ−Ａ線における断面図を示し、図２は変形前の非接触状態、図３は変形後の接触状態を示している。

本発明のスパイラル型の接続端子は、例えば図１および図２に示すような半導体デバイスの検査システムの一部を構成する接続装置１０などに使用される。

図１および図２に示す接続装置１０は、基台１１と、この基台１１の一方の縁部に設けられたひんじ部１３を介して回動自在に支持された蓋体１２とを有している。前記基台１１および蓋体１２は絶縁性の樹脂材料などで形成されており、前記基台１１の中心部には図示Ｚ２方向に凹となる装填領域１１Ａが形成されている。そして、前記装填領域１１Ａ内に半導体デバイスなどの電子部品１を装着することができるようになっている。前記蓋体１２の内側には、加圧部１２ａが設けられている。前記蓋体１２の内側と前記加圧部１２ａとの間にはコイルスプリング（図示せず）などが設けられており、後述するように装填領域１１Ａ内に装着された電子部品１の表面をＺ２方向に加圧することが可能とされている。なお、基台１１の他方の縁部には被ロック部１４が形成され、これに対応する蓋体１２にはロック部１５が形成されている。

この接続装置１０は、例えば接続面１Ａに多数の外部接続電極１ａがマトリックス状（格子状または碁盤の目状ともいう）に配置された電子部品１などを検査の対象とするものである。前記外部接続電極１ａは、例えば図２、図４などに示すような薄板状に形成された平面状電極（ＬＧＡ：Land Grid Array）、あるいは図示しない球状電極（ＢＧＡ：Ball Grid Array）などである。

図２に示すように、前記装填領域１１Ａの底部１１Ｂには所定の径寸法からなり、前記底部１１Ｂの表面から裏面に貫通する複数のスルーホール１１ａが、前記電子部品１の接続面１Ａに設けられた複数の外部接続電極１ａに対応して設けられている。

図４および図５などに示すように、前記スルーホール１１ａの上部（底部１１Ｂの表面）側の縁には上側接続部１７ａが設けられ、また前記スルーホール１１ａの下部（底部１１Ｂの裏面）側の縁には下側接続部１７ｂが設けられている。前記スルーホール１１ａの内面には前記上側接続部１７ａと下側接続部１７ｂの間を電気的に接続する導電部１７ｃが形成されている。前記上側接続部１７ａ、下側接続部１７ｂおよび導電部１７ｃは、ともに銅などをめっき成長させることにより形成されている。

前記上側接続部１７ａには後述するスパイラル型の接続端子２０が設けられており、前記下側接続部１７ｂには銅などで形成された凸型パッド１８が導電性接着剤などにより固定されている。なお、前記凸型パッド１８の代わりにスパイラル型の接続端子２０が設けられた構成であってもよい。

前記接続装置１０は基板３０の上に設けられる。前記基板３０の表面には、前記複数のスルーホール１１ａに対応して形成された導電性の接続パッド３１が複数設けられている。各凸型パッド１８の上には各接続パッド３１が載置されており、個々の凸型パッド１８と個々の接続パッド３１とは導電性接着剤などを介して接続されている。なお、前記接続パッド３１には配線パターンの一端が接続されており、前記配線パターンの他端は、基板３０の表面または裏面などを介して前記基板３０の外部に引き出され、外部に設けられた回路に接続されている。

次に、上側接続部１７ａに固定されるスパイラル型の接続端子について説明する。
図３ないし図５に本発明の実施の形態として示すスパイラル型の接続端子２０（以下、適宜「接続端子２０」という）は、Ｎｉの表面に金メッキなどを施した導電性の材料で形成されており、外周側には外枠としての基端部２１を有している。図３に示す基端部２１は略正方形状をしているが、円形その他の形状であってもよい。接続端子２０は、前記基端部２１の内縁から内周側の中心方向に向かってスパイラル状（渦巻き状または螺旋状ともいう）に所定の長さで延びる信号経路部２２を有している。前記信号経路部２２は、外周側から内周側に向かうに従って徐々に幅寸法が狭くなる形状で形成されており、その先端部には両端が直径方向に延び全体として略Ｔ字形状に形成された当接部２３が形成されている。

前記当接部２３の前記直径方向の両端には、互いに逆方向である図示Ｚ１方向およびＺ２方向に突出する一対の当接凸部２３ａ，２３ｂが一体に形成されている。

図４に示すように、前記信号経路部２２は先端側の前記当接部２３が、前記基端部２１よりも図示Ｚ１方向に突出するように凸形状に塑性変形させられた状態で立体成形されており、接続端子２０全体として図示Ｚ方向に変形可能な弾性を有している。

前記接続端子２０は、前記基端部２１が前記上側接続部１７ａの表面に載置された状態で、両者は例えば導電性接着剤などにより導通接続された状態で固定されている。

上記スパイラル型の接続端子の動作について説明する。
図２に示すように、電子部品１を装填領域１１Ａに装填すると、前記電子部品１の接続面１Ａに設けられた個々の外部接続電極１ａを前記装填領域１１Ａの底部１１Ｂに設けられた個々の接続端子２０に当接させることができる。

さらに電子部品１に与える加圧力を大きくすると、すなわち前記蓋体１２のロック部１５を前記被ロック部１４に係止させると、電子部品１は前記加圧部1２ａによりＺ２方向に加圧される。そして、前記電子部品１は各接続端子２０が有する弾性力に抗して図示Ｚ２方向に押し込まれる。この際、各接続端子２０の信号経路部２２は、前記当接部２３と前記基端部２１との間の距離が収縮する方向に弾性変形させられる。

そして、図５に示すように、前記接続端子２０の先端に設けられた前記当接部２３は前記電子部品１側の外部接続電極１ａと接続装置１０側の前記上側接続部１７ａとの間に挟まれるとともに前記当接部２３はさらに大きな弾性力を受けることにより傾斜姿勢に設定される。

このとき、前記当接部２３の上面では、前記当接部２３の上面側の一端（Ｘ１側）に設けられた当接凸部２３ａと前記当接部２３の他端（Ｘ２側）の端部とが前記外部接続電極１ａに接触させられ、且つ前記当接部２３の下面では前記当接部２３の下面側の一端（Ｘ２側）に設けられた当接凸部２３ｂと他端（Ｘ１側）とが前記上側接続部１７ａに接触させられる。

このため、前記電子部品１側の外部接続電極１ａと接続装置１０側の前記上側接続部１７ａとを、前記接続端子２０の前記信号経路部２２の全長よりも短い経路、すなわち当接部２３というバイパス経路を介して接続することができる。

すなわち、前記電子部品１側の外部接続電極１ａと接続装置１０側の前記上側接続部１７ａとの間の電気的な接続が、前記信号経路部２２を経由しない分だけ実質的に短くすることができる。よって、この間のインダクタンス成分を低減することができるため、良好な高周波特性を得ることが可能となる。

また前記信号経路部２２自体は所定の長さを有するスパイラルで構成したことから、適度な弾性力を確保することが可能である。このため、接続端子２０の当接部２３と外部接続電極１ａとの間の接触不良の発生を防止することが可能である。

なお、上記実施の形態では、基台１１側の底部１１Ｂの下側接続部１７ｂと基板３０側の接続パッド３１との間が、凸型パッド１８と導電性接着剤とにより接続される態様を示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記凸型パッド１８の代わりに上記スパイラル型の接続端子２０が設けられた構成であってもよい。

スパイラル型の接続端子の実施の形態として、半導体デバイスの検査システムの一部を構成する接続装置を示す斜視図、 図１に示す接続装置の２−２線における断面図、 本発明の実施の形態としてのスパイラル型の接続端子を拡大して示す平面図、 図３のＡ−Ａ線における断面図であり、変形前の非接触状態を示す、 図３のＡ−Ａ線における断面図であり、変形後の接触状態を示す、 従来の接続端子に関する先行技術の一例としての特許文献１中に図１１とし て記載されているスパイラルコンタクトの断面図、

符号の説明

１ 電子部品（半導体デバイス）
１ａ 外部接続電極
１０ 接続装置
１１ 基台
１１Ａ 装填領域
１１ａ スルーホール
１２ 蓋体
１３ ひんじ部
１７ａ 上側接続部（接続部）
１７ｂ 下側接続部
１７ｃ 導電部
１８ 凸型パッド
２０ スパイラル型の接続端子
２１ 基端部
２２ 信号経路部
２３ 当接部
２３ａ，２３ｂ 当接凸部
３０ 基板
３１ 接続パッド

Claims (3)

1. 基端部から当接部に向かってスパイラル状に巻き形成された信号経路部を有し、前記基端部が導電性の接続部に固定され、前記当接部が外部接続電極に当接して、前記接続部と前記外部接続電極とが電気的に接続されるスパイラル型の接続端子において、
   前記当接部が、前記信号経路部の両側に張り出して一体に形成され、前記当接部の両端部に、互いに表裏逆向きに突出する当接凸部が設けられており、前記外部接続電極が前記信号経路部に弾圧されたときに、前記当接部によって、前記外部接続電極と前記接続部とを接続するバイパス経路が形成されることを特徴とするスパイラル型の接続端子。
2. 前記当接部は、前記信号経路部の先端部でＴ字形状に形成されている請求項１記載のスパイラル型の接続端子。
3. 前記信号経路部は、前記当接部が前記接続部から離れるように立体成形されている請求項１または２記載のスパイラル型の接続端子。

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