JP5663379B2 - 接続端子構造及びソケット並びに電子部品パッケージ - Google Patents

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Description

本発明は、基板に接続端子を設けた接続端子構造、及び前記接続端子構造を有するソケット、並びに前記接続端子構造を有する電子部品パッケージに関する。
従来より、被接続物を実装基板等と電気的に接続するソケットが知られている。図1は、従来のソケットを例示する断面図(その1)である。図1を参照するに、従来のソケット100は、樹脂を成形したハウジング101と、ばね性を有する導電性の接続端子102とを有する。
ハウジング101には、複数の貫通孔101xが所定のピッチで配設されている。接続端子102は、一体的に構成された接続部115及び116とばね部117とを有し、ハウジング101の貫通孔101x内に固定(嵌合)されている。接続部115はハウジング101の一方の面101aから突出しており、接続部116はハウジング101の他方の面101bから露出している。
接続部116は、バンプ103を介して、マザーボード等の実装基板500と電気的に接続されている。電極パッド401を有する被接続物400(例えば、配線基板や半導体パッケージ等)がソケット100の方向に押圧されると、接続部115は電極パッド401と接触する。これにより、ソケット100と被接続物400とは電気的に接続される。すなわち、被接続物400は、ソケット100を介してマザーボード等の実装基板500と電気的に接続される(例えば、特許文献1参照)。
図2は、従来のソケットを例示する断面図(その2)である。図2を参照するに、従来のソケット200は、基板201と、ばね性を有する導電性の接続端子202及び203とを有する。基板201には複数の貫通孔201xが所定のピッチで配設されている。基板201の一方の面201aには配線204が形成され、配線204は一方の面201aから貫通孔201xを介して他方の面201bに延在している。
接続端子202の一端は、基板201の一方の面201aに形成された配線204上に固定されている。接続端子202の他端は、被接続物400の電極パッド401と接触可能に構成されている。接続端子203の一端は、基板201の他方の面201bに形成された配線204上に固定されている。接続端子203の他端は、マザーボード等の実装基板500と電気的に接続されている。なお、接続端子202と接続端子203とは同一部品としても構わない。
電極パッド401を有する被接続物400(例えば、配線基板や半導体パッケージ等)がソケット200の方向に押圧されると、接続端子202の他端は電極パッド401と接触する。これにより、ソケット200と被接続物400とは電気的に接続される。すなわち、被接続物400は、ソケット200を介してマザーボード等の実装基板500と電気的に接続される(例えば、特許文献2参照)。
米国特許第7264486号明細書 米国特許第7371073号明細書
ところで、図1に示すソケット100では、接続端子102の高さがソケット全体の高さを決定している。換言すれば、被接続物400が、ソケット100を介してマザーボード等の実装基板500と電気的に接続される際に、被接続物400と実装基板500との間隔は、接続端子102の高さにより決定される。例えば、被接続物400のソケット100側に背の高い半導体チップやキャパシタ等が実装されており、被接続物400と実装基板500との間隔を図1よりも広げた状態で両者を接続する場合には、接続端子102の形状等を変更して高さを高くする必要があり、設計変更に手間を要する。
又、図2に示すソケット200では、接続端子202及び203の高さ及び基板201の厚さがソケット全体の高さを決定している。上記と同様に、例えば、被接続物400のソケット200側に背の高い半導体チップやキャパシタ等が実装されており、被接続物400と実装基板500との間隔を図2よりも広げた状態で両者を接続する場合には、基板201を厚くすれば、接続端子202の形状等を変更する必要はない。しかしながら、基板201を厚くすると、貫通孔201x内の配線204が長くなるため、高速信号伝播に障害が発生する虞がある。
又、ソケット100及び200の何れの場合にも、ソケット全体の高さを細かく調整することは困難であり、被接続物400と実装基板500との間隔を変える必要がある場合に柔軟に対応することができない。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ソケット全体の高さを容易に変更できる接続端子構造、及び前記接続端子構造を有するソケット、並びに前記接続端子構造を有する電子部品パッケージを提供することを課題とする。
本接続端子構造の一の形態は、第1面及び前記第1面の反対面である第2面を備えた第1基板と、前記第1基板の第1面に形成された第1電極パッドと、前記第1基板の第2面に形成された第2電極パッドと、第3面及び前記第3面の反対面である第4面を備えた第2基板と、前記第2基板の第3面に形成された第3電極パッドと、前記第2基板の第4面に形成された第4電極パッドと、前記第1基板の第2面と前記第2基板の第3面との間に設けられ、前記第1基板の第2面の外縁部と前記第2基板の第3面の外縁部と接触して前記第1基板と前記第2基板とを接合する支持体と、前記支持体の内側に形成された前記第1基板の第2電極パッドと前記第2基板の第3電極パッドとを電気的に接続するフレキシブル基板と、前記第1電極パッド及び前記第4電極パッドの少なくとも一方と接合された接続端子と、を有することを要件とする。
又、本接続端子構造の他の形態は、第7面及び前記第7面の反対面である第8面を備えた第1補強板と、第9面及び前記第9面の反対面である第10面を備えた第2補強板と、前記第1補強板の第8面と前記第2補強板の第9面との間に設けられ、前記第1補強板と前記第2補強板と接触して前記第1補強板と前記第2補強板とを接合する支持体と、第5面及び前記第5面の反対面である第6面を備え、前記第6面の一端側が前記第1補強板の第7面と接合され、前記第6面の他端側が前記第2補強板の第10面と接合されたフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の第5面の一端側に形成された第1電極パッドと、前記フレキシブル基板の第5面の他端側に形成され、前記第1電極パッドと電気的に接続された第4電極パッドと、前記第1電極パッド及び前記第4電極パッドの少なくとも一方と接合された接続端子と、を有することを要件とする。
本ソケットは、本発明に係る接続端子構造を有し、前記接続端子構造を介して被接続物を着脱可能な状態で他の被接続物に接続することを要件とする。
本電子部品パッケージは、この順番で積層配置されている被接続物、本発明に係る接続端子構造、及び他の被接続物を有し、前記被接続物と前記他の被接続物とが前記接続端子構造を介して電気的に接続されていることを要件とする。
開示の技術によれば、ソケット全体の高さを容易に変更できる接続端子構造、及び前記接続端子構造を有するソケット、並びに前記接続端子構造を有する電子部品パッケージを提供できる。
従来のソケットを例示する断面図(その1)である。 従来のソケットを例示する断面図(その2)である。 第1の実施の形態に係る接続端子構造を例示する斜視図である。 第1の実施の形態に係る接続端子構造を例示する分解斜視図である。 第1の実施の形態に係る接続端子構造を例示する断面図である。 第1の実施の形態に係る接続端子構造を例示する平面図である。 第1の実施の形態に係る接続端子を例示する断面図である。 第1の実施の形態に係る接続端子構造の製造方法を例示する図(その1)である。 第1の実施の形態に係る接続端子構造の製造方法を例示する図(その2)である。 第1の実施の形態に係る接続端子構造の製造方法を例示する図(その3)である。 第1の実施の形態の変形例1に係る接続端子構造を例示する断面図である。 第1の実施の形態の変形例2に係る接続端子構造を例示する断面図である。 第1の実施の形態の変形例3に係る接続端子構造を例示する断面図である。 第1の実施の形態の変形例3に係る接続端子構造を例示する平面図である。 検査の対象となる半導体パッケージを例示する断面図(その1)である。 半導体パッケージを電気的に検査する際の接続例を示す断面図(その1)である。 検査の対象となる半導体パッケージを例示する断面図(その2)である。 半導体パッケージを電気的に検査する際の接続例を示す断面図(その2)である。 検査の対象となる半導体パッケージを例示する断面図(その3)である。 半導体パッケージを電気的に検査する際の接続例を示す断面図(その3)である。 第3の実施の形態に係る半導体パッケージを例示する断面図である。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
なお、以下の実施の形態及びその変形例では、一例として、半導体パッケージ及び基板の平面形状が矩形状である場合を示すが、半導体パッケージ及び基板の平面形状は矩形状には限定されず、任意の形状として構わない。
〈第1の実施の形態〉
[第1の実施の形態に係る接続端子構造]
図3は、第1の実施の形態に係る接続端子構造を例示する斜視図である。図4は、第1の実施の形態に係る接続端子構造を例示する分解斜視図である。図5は、第1の実施の形態に係る接続端子構造を例示する断面図である。図6は、第1の実施の形態に係る接続端子構造を例示する平面図である。なお、図5は、図6の各接続端子30の配設方向Cに平行な断面を示している。但し、図6に示すように、平面視において各接続端子30は配設方向Cに対して傾いているため、配設方向Cに平行な断面図では接続端子30の断面形状を示すことができない。そこで、便宜上、図5では、配設方向Cに対してθ傾斜した方向に平行な接続端子30の断面形状を模式的に示している(以降の断面図でも同様)。
図3〜図6を参照するに、接続端子構造10は、大略すると、2枚の基板20と、接続端子群30Aと、接続端子群30Bと、接合部40及び41と、フレキシブル基板50と、支持体55とを有する。
接続端子構造10において、接続端子群30Aは、一方の基板20を介して、フレキシブル基板50の一端側に接合されている。又、接続端子群30Bは、他方の基板20を介して、フレキシブル基板50の他端側に接合されている。一方の基板20と他方の基板20とは略平行となるように支持体55に固定されており、接続端子群30Aの各接続端子30の接続部32と接続端子群30Bの各接続端子30の接続部32とは互いに反対方向を向いている。なお、接続端子群30A及び接続端子群30Bは、それぞれ同一数の接続端子30が同一規則で配列されたものであるが、便宜上別符号としている。以下、接続端子構造10の構成要素について詳説する。
各基板20は、基板本体21と、基板本体21の一方の面21aに形成された複数の電極パッド22と、他方の面21bに形成された複数の電極パッド23と、基板本体21の一方の面21aから他方の面21bに貫通する貫通孔21x内に形成された貫通配線24とを有する。各電極パッド22は、接続端子30の位置に対応して例えばペリフェラル状やエリアアレイ状に配列されている。各電極パッド23は、基板本体21を介して、各電極パッド22と対向する位置に配列されている。基板本体21を介して対向する位置に形成された電極パッド22と電極パッド23とは、貫通配線24を介して電気的に接続されている。
基板本体21は、接続端子30を固定するための基体となるものであり、例えば、ガラスクロスにエポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂を含浸したリジッドな基板(例えば、FR4材等)を用いることができる。基板本体21の平面形状は、例えば、矩形状とすることができる。基板本体21の厚さは、例えば、0.2〜0.8mm程度とすることができる。
電極パッド22、電極パッド23、及び貫通配線24の材料としては、例えば、銅(Cu)等を用いることができる。電極パッド22、電極パッド23の厚さは、例えば、5〜10μm程度とすることができる。電極パッド22、電極パッド23、及び貫通配線24は、例えば、セミアディティブ法やサブトラクティブ法等の各種配線形成方法により形成できる。なお、電極パッド22の一部を露出するソルダーレジスト層を設けても構わない。同様に、電極パッド23の一部を露出するソルダーレジスト層を設けても構わない。
接続端子群30A及び接続端子群30Bは、それぞれ複数の接続端子30が所定の規則で配列されたものである。接続端子群30A及び接続端子群30Bに含まれる各接続端子30は、ばね性を有する導電性の部材である。接続端子30の一端である固定部31は、接合部40を介して電極パッド22と電気的及び機械的に接続されている。接続端子30の他端である接続部32は、被接続物の電極パッド等に離間可能な状態(固定されていない状態)で当接し、被接続物の電極パッド等と電気的に接続される部分である。
接続端子群30A及び接続端子群30Bにおいて、各接続端子30は、平面視において、各接続端子30の配設方向Cに対して所定の角度θをなして傾くように配列されている(図6参照)。所定の角度θは、例えば、25〜35度程度とすることができる。このように、各接続端子30を、各接続端子30の配設方向Cに対して傾斜させて配列することにより、配設方向Cに対して平行に配列した場合と比較して、単位面積当たりに多くの接続端子30を配列することが可能となる。これにより、例えば0.4mm程度の狭ピッチで電極パッド(例えば、後述の電極パッド64等)が配列された被接続物(例えば、後述の半導体パッケージ60A等)にも対応可能となる。なお、接続端子30の詳細な構造については、後述する。
接合部40は、電極パッド22上に形成され、接続端子群30Aの接続端子30の固定部31と電極パッド22とを電気的及び機械的に接続している。接合部40の材料としては、はんだや導電性樹脂ペースト(例えば、Agペースト)等の導電性材料を用いることができる。接合部40の材料としてはんだを用いる場合は、例えば、Pbを含む合金、SnとCuの合金、SnとAgの合金、SnとAgとCuの合金等を用いることができる。
フレキシブル基板50は、基板本体51と、複数の電極パッド52及び53とを有するフレキシブルなフィルム状基板である。各電極パッド52は、基板本体51の一方の面51aの一端側に形成されており、接合部41を介して、フレキシブル基板50の一方の面51aの一端側に積層された一方の基板20の各電極パッド23と電気的に接続されている。各電極パッド53は、基板本体51の一方の面51aの他端側に形成されており、接合部41を介して、フレキシブル基板50の一方の面51aの他端側に積層された他方の基板20の各電極パッド23と電気的に接続されている。接合部41の材料としては、はんだや導電性樹脂ペースト(例えば、Agペースト)等の導電性材料を用いることができる。接合部41の材料としてはんだを用いる場合は、例えば、Pbを含む合金、SnとCuの合金、SnとAgの合金、SnとAgとCuの合金等を用いることができる。
フレキシブル基板50は、電極パッド52が形成されている領域(一方の面51aの一端側)と、電極パッド53が形成されている領域(一方の面51aの他端側)との間で折り曲げられ、各電極パッド52と各電極パッド53とは、平面視において略重複する位置に配置されている。平面視において略重複する位置に配置されている電極パッド52と電極パッド53とは、基板本体51の一方の面51aや基板本体51の内層等に形成された配線パターン(図示せず)により電気的に接続されている。
基板本体51としては、例えば、各基板20よりも柔軟性が高いポリイミド樹脂や液晶ポリマ等の材料を用いることができる。基板本体51の平面形状(折り曲げていない状態)は、例えば、短冊状とすることができる。基板本体51の厚さは、例えば、50〜200μm程度とすることができる。
電極パッド52及び53の材料としては、例えば、銅(Cu)等を用いることができる。電極パッド52及び53の厚さは、例えば、5〜10μm程度とすることができる。電極パッド52及び53は、例えば、セミアディティブ法やサブトラクティブ法等の各種配線形成方法により形成できる。なお、電極パッド52及び53の一部を露出するソルダーレジスト層を設けても構わない。
このように、接続端子群30Aの各接続端子30は、一方の基板20、フレキシブル基板50、及び他方の基板20を介して、接続端子群30Bの対応する各接続端子30と電気的に接続されている。なお、接続端子群30Bの対応する各接続端子30とは、接続端子群30Aの各接続端子30と平面視において略重複する位置に配置された接続端子30を指す。
支持体55は、平面形状が略コの字型で高さが略一定の部材である。支持体55は、一方の基板20と他方の基板20との間に配置されている。支持体55は、一方の基板20及び他方の基板20を外側に向けて、一方の面51aの一端側と他端側とが対向するようにフレキシブル基板50を折り曲げた状態で、一方の基板20及び他方の基板20を支持している。又、支持体55は、接続端子群30Aの各接続端子30と接続端子群30Bの各接続端子30との間隔(高さ)を規定している。支持体55の上端面55aは、例えば、接着剤(図示せず)を介して、一方の基板20の下面外縁部と接合されている。支持体55の下端面55bは、例えば、接着剤(図示せず)を介して、他方の基板20の上面外縁部と接合されている。支持体55は、例えば、アルミニウム(Al)やステンレス(SUS)等の金属材料や、エポキシ樹脂等を主成分とする樹脂材料等により形成できる。なお、支持体55と一方の基板20及び他方の基板20とは、接着剤を用いずに、圧入やねじ止め等により固定しても構わない。支持体55の高さ(一方の基板20と他方の基板20との間隔)は、例えば、5mm以上とすることができる。
ここで、図7を参照しながら、接続端子30の詳細な構造について説明する。図7は、第1の実施の形態に係る接続端子を例示する断面図である。図7を参照するに、接続端子30は、ばね性を有する導電性の部材であり、固定部31と、接続部32と、ばね部33と、第1支持部34と、第2支持部35とを有する。
固定部31は、接続端子30の一端に形成されている。固定部31は、板状とされている。固定部31の厚さ(Z方向)は、例えば0.08mm程度とすることができる。固定部31の横幅(Y方向)は、例えば0.4mm程度とすることができる。固定部31の縦幅(X方向)は、例えば0.4mm程度とすることができる。
接続部32は、接続端子30の他端に形成され、固定部31と対向するように配置されている。接続部32は、ばね部33、第1支持部34、及び第2支持部35を介して、固定部31と電気的に接続されている。接続部32は、当接部38と、突出部39とを有する。接続部32の厚さは、例えば0.08mm程度とすることができる。接続部32の横幅(Y方向)は、例えば、0.2mm程度とすることができる。なお、ばね部33、第1支持部34、及び第2支持部35を、接続端子30の湾曲部と称する場合がある。
当接部38は、被接続物の電極パッド(例えば、後述する半導体パッケージ60Aの電極パッド64等)と当接する部分である。当接部38はラウンド形状とされており、接続端子30が押圧された際、主にZ方向に移動する。このように、当接部38をラウンド形状とすることにより、当接部38が押圧され電極パッド64等と当接する際、当接部38により電極パッド64等が破損することを防止できる。
又、当接部38は、例えば半導体パッケージ60Aが接続部32を押圧した際、ばね部33の変形により、接続部32が固定部31に近づく方向(Z方向)に移動した状態で、電極パッド64等と当接する。これにより、電極パッド64等と接続部32とが当接した際、接続部32が、電極パッド64等が形成された面と平行な方向に大きく移動することがなくなるため、電極パッド64等を狭ピッチに配置できる。電極パッド64等のピッチ(当接部38のピッチ)は、例えば、0.4〜1.5mm程度とすることができる。
突出部39は、一方の端部が第2支持部35と一体的に形成されており、他方の端部が当接部38と一体的に形成されている。突出部39は、第2支持部35から電極パッド64等に向かう方向(固定部31から離間する方向)に突出している。
このように、当接部38と第2支持部35との間に、当接部38及び第2支持部35と一体的に形成され、第2支持部35から電極パッド64等に向かう方向(固定部31から離間する方向)に突出する突出部39を設けることにより、以下の効果を奏する。すなわち、半導体パッケージ60A等が当接部38を押圧した際の、ばね部33の変形による電極パッド64等と第2支持部35との接触を防止することが可能となり、接続端子30及び電極パッド64等の破損を防止できる。
電極パッド64等と接続部32とが当接していない状態における接続部32の突出量D(第2支持部35と突出部39との接続部分を基準としたときの突出量)は、例えば、0.3mmとすることができる。
ばね部33は、第1支持部34と第2支持部35との間に配置されており、第1支持部34及び第2支持部35と一体的に形成されている。ばね部33は、湾曲した形状(例えば、C字型)とされており、ばね性を有する。
ばね部33は、半導体パッケージ60A等により接続部32が押圧された際、接続部32を電極パッド64等に向かう方向に反発させることで、接続部32と電極パッド64等とを固定することなく接触させるためのものである。ばね部33の横幅(Y方向)及び厚さは、例えば、接続部32の横幅(Y方向)及び厚さと同じにすることができる。
なお、本実施の形態の接続端子30では、実際には、第1支持部34、ばね部33、第2支持部35、及び接続部32が一体的にばねとして機能する。第1支持部34、ばね部33、第2支持部35、及び接続部32に対応する部分の接続端子30のばね定数は、例えば、0.6〜0.8N/mmとすることができる。
第1支持部34は、ばね部33と固定部31との間に配置されている。第1支持部34の一方の端部は、ばね部33の一方の端部と一体的に形成されており、第1支持部34の他方の端部は、固定部31と一体的に形成されている。第1支持部34は、板状とされている。
第1支持部34は、固定部31の面31aを含む平面Eと、基板20と対向する側の第1支持部34の面34aとが成す角度θが鋭角となるように形成されている。角度θは、例えば、5〜15度とすることができる。
このように、角度θを鋭角にすることで、半導体パッケージ60A等が当接部38を押圧した際のばね部33の変形による基板20と第1支持部34との接触を防止することが可能となるため、接続端子30及び基板20の破損を防止できる。第1支持部34の横幅(Y方向)及び厚さは、例えば、接続部32の横幅(Y方向)及び厚さと同じにすることができる。
第2支持部35は、ばね部33と接続部32との間に配置されている。第2支持部35の一方の端部は、ばね部33の他方の端部と一体的に形成されており、第2支持部35の他方の端部は、接続部32の突出部39と一体的に形成されている。第2支持部35は、板状とされている。第2支持部35の横幅(Y方向)及び厚さは、例えば、接続部32の横幅(Y方向)及び厚さと同じにすることができる。
図7に示す状態(接続端子30の接続部32が押圧されていない状態)における接続端子30の高さHは、例えば、1〜2mm程度とすることができる。
[第1の実施の形態に係る接続端子構造の製造方法]
次に、図8〜図10を参照しながら、接続端子構造10の製造方法について説明する。図8〜図10は、第1の実施の形態に係る接続端子構造の製造方法を例示する図である。なお、図8において、基板20等は図5等とは上下が反転した状態で描かれている。
まず、図8に示す工程では、接続端子群30Aとなる各接続端子30(本実施の形態では16個)及び接続端子群30Bとなる各接続端子30(本実施の形態では16個)と、電極パッド22上に接合部40が形成され電極パッド23上に接合部41が形成された2枚の基板20と、1枚のフレキシブル基板50とを準備し、それらを所定の状態に配置する。
具体的には、接続端子群30Aとなる各接続端子30を、固定部31を上側に向けて、所定の配列用治具(図示せず)に仮固定する。又、接続端子群30Bとなる各接続端子30を、固定部31を上側に向けて、所定の配列用治具(図示せず)に仮固定する。そして、接続端子群30Aの各接続端子30の固定部31上に接合部40を介して一方の基板20の電極パッド22を接触させ、接続端子群30Bの各接続端子30の固定部31上に接合部40を介して他方の基板20の電極パッド22を接触させる。更に、接合部41を介して一方の基板20の電極パッド23をフレキシブル基板50の電極パッド52と接触させ、接合部41を介して他方の基板20の電極パッド23をフレキシブル基板50の電極パッド53と接触させる。
なお、基板20及びフレキシブル基板50は周知の方法により作製でき、接続端子30は、例えば、以下のようにして作製できる。すなわち、図示していない金属板(例えば、リン青銅やベリリウム銅、コルソン系の銅合金等のCu系合金)を準備し、準備した金属板を所定の形状に打ち抜き加工する。この際、例えば、長尺状に打ち抜く。その後、打ち抜き加工された金属板の表面全体にNiめっき膜(例えば、厚さ1〜3μm)を形成し、更に、固定部31及び接続部32に対応する部分に形成されたNiめっき膜に、Auめっき膜(例えば、厚さ0.3〜0.5μm)を積層形成(Auめっき膜を部分的に形成)する。その後、Niめっき膜及びAuめっき膜が形成された金属板を曲げ加工することで接続端子30が完成する。なお、接続端子30は、図示していない金属板を所定の形状にエッチング加工した後、エッチング加工された金属板を曲げ加工することで形成してもよい。
次に、図9に示す工程では、図8に示す構造体を相互に接合する。具体的には、所定の配列用治具(図示せず)も含めた図8に示す構造体をリフロー炉に通して例えば230℃程度に加熱し、はんだや導電性樹脂ペースト(例えば、Agペースト)等の導電性材料である接合部40及び接合部41を溶融させた後、常温に戻して硬化させる。その後、所定の配列用治具(図示せず)を取り外すことにより、図8に示す構造体が相互に接合された図9に示す構造体が作製される。なお、図8と図9とは上下が反転した状態で描かれている。
次に、図10に示す工程では、図9に示す構造体のフレキシブル基板50を、電極パッド52が形成されている領域(一方の面51aの一端側)と、電極パッド53が形成されている領域(一方の面51aの他端側)との間で折り曲げる。この際、一方の基板20及び他方の基板20を外側に向けて、一方の面51aの一端側と他端側とが対向するようにフレキシブル基板50を折り曲げ、一方の基板20と他方の基板20とが略平行となるようにする。
その後、図4等に示した支持体55を準備し、支持体55の上端面55aを、例えば、接着剤(図示せず)を介して、一方の基板20の下面外縁部と接合し、下端面55bを、例えば、接着剤(図示せず)を介して、他方の基板20の上面外縁部と接合する。これにより、図3〜図6に示す接続端子構造10が完成する。なお、例えば支持体55の上端面55a及び下端面55bにそれぞれ凸部を設け、一方の基板20及び他方の基板20の端部にそれぞれの凸部と嵌合する凹部を設けることにより、一方の基板20及び他方の基板20と支持体55とを容易に位置決めできる。
このように、第1の実施の形態では、接続端子構造10において、接続端子群30Aの各接続端子30は一方の基板20を介して支持体55の一方の側に固定され、接続端子群30Bの各接続端子30は他方の基板20を介して支持体55の他方の側に固定され、接続端子群30Aの各接続端子30と、それと平面視において略重複する位置に配置された接続端子群30Bの各接続端子30とは、各基板20及びフレキシブル基板50を介して電気的に接続されている。その結果、例えば、接続端子群30Aの各接続端子30の接続部32を被接続物の電極パッドに当接させ、接続端子群30Bの各接続端子30の接続部32を他の被接続物の電極パッドに当接させ、被接続物を他の被接続物側に押圧することにより、被接続物を他の被接続物と電気的に接続することができる。
又、支持体55を、支持体55と同様の形状で高さのみ異なる他の支持体と置換することにより、基板20や接続端子30の構造を設計変更することなく、接続端子構造10全体の高さを容易に変更できる。これにより、被接続物を他の被接続物とある程度の距離を離して接続しなければいけない場合にも容易に対応できる。なお、必要に応じて、フレキシブル基板50の長さを変更してもよい。フレキシブル基板50の長さは、容易に変更できる。又、フレキシブル基板50の折り曲げ部分は、支持体55の高さ変更に対応できるよう、弛ませて折り曲げておくと好適である。
又、図2に示す従来のソケット200では、ソケット全体の高さを高くする場合に基板201を厚くする必要があるが、接続端子構造10では、支持体55の高さのみを変更すればソケット全体の高さを高くできるため、基板20を厚くする必要はない。そのため、基板20に接続端子30をはんだ等で接合する際の熱容量を小さくすることが可能となり、接続端子構造10の製造工程を容易化できる。
又、基板20を厚くする必要がないため、接続端子構造10内の配線経路に占める貫通配線24の割合を減らし、代わりにフレキシブル基板50の配線パターンに置き換えることができる。その結果、例えば、フレキシブル基板50の配線パターンをマイクロストリップライン等の伝送線路構造とすることが可能となり、高速信号の伝送特性を改善できる。
〈第1の実施の形態の変形例1〉
第1の実施の形態の変形例1では、フレキシブル基板の裏側に補強板を設ける例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例1において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
図11は、第1の実施の形態の変形例1に係る接続端子構造を例示する断面図である。図11を参照するに、第1の実施の形態の変形例1に係る接続端子構造10Aは、基板20が削除され、補強板25が設けられ、支持体55が支持体57に置換された点が、接続端子構造10(図3〜図6参照)と相違する。
接続端子構造10Aにおいて、補強板25は、例えば、絶縁性樹脂から形成された平板状の部材である。補強板25には、電極パッドや貫通配線等の導電部は形成されていない。補強板25の厚さは、例えば、数mm程度とすることができる。支持体57は、例えば、アルミニウム(Al)やステンレス(SUS)等の金属材料や、エポキシ樹脂等を主成分とする樹脂材料等により形成された箱状の部材(例えば、直方体のブロック)である。支持体57は、中空であってもよいし、そうでなくてもよい(図11の例では中空)。
接続端子群30Aの各接続端子30は、接合部40を介して、フレキシブル基板50の基板本体51の一方の面51aの一端側に形成された各電極パッド52と電気的に接続されている。又、接続端子群30Bの各接続端子30は、フレキシブル基板50の基板本体51の一方の面51aの他端側に形成された各電極パッド53と電気的に接続されている。なお、各電極パッド52及び53は、接続端子30の位置に対応して例えばペリフェラル状やエリアアレイ状に配列されている。
フレキシブル基板50の基板本体51の他方の面51bの一端側は、一方の補強板25を介して、支持体57の上面に接合されている。フレキシブル基板50の基板本体51の他方の面51bの他端側は、他方の補強板25を介して、支持体57の下面に接合されている。つまり、支持体57は、一方の面51aを外側に向けて一方の補強板25と他方の補強板25とが対向するようにフレキシブル基板50を折り曲げた状態で、一方の補強板25及び他方の補強板25を支持している。フレキシブル基板50と補強板25、及び補強板25と支持体57とは、例えば、接着剤(図示せず)を介して接合できる。なお、フレキシブル基板50と補強板25、及び補強板25と支持体57とは、接着剤を用いずに、圧入やねじ止め等により固定しても構わない。
フレキシブル基板50の電極パッド52が形成されている領域と電極パッド53が形成されている領域とを繋ぐ領域は、例えば、接着剤(図示せず)を介して、支持体57の外側面と接合されている。なお、フレキシブル基板50の基板本体51は、各補強板25よりも柔軟性が高いポリイミド樹脂や液晶ポリマ等の材料により形成されている。
なお、フレキシブル基板50に接合端子30を接合する際には、予めフレキシブル基板50の基板本体51の他方の面51bの一端側及び他端側に、それぞれ補強板25を接合しておく。
このように、第1の実施の形態の変形例1によれば、第1の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、第1の実施の形態に係る基板20に代えて、電極パッドや貫通配線等の導電部が形成されていない補強板25を用いることにより、補強板25の材料費や加工費が低減可能となり、接続端子構造10Aを接続端子構造10よりも低価格化できる。
なお、第1の実施の形態の変形例1において、第1の実施の形態と同様に、支持体55を用いてもよい。
〈第1の実施の形態の変形例2〉
第1の実施の形態の変形例2では、支持体の一方の側のみに接続端子群を設ける例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例2において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
図12は、第1の実施の形態の変形例2に係る接続端子構造を例示する断面図である。図12を参照するに、第1の実施の形態の変形例2に係る接続端子構造10Bは、接続端子群30B、及び他方の基板20と接続端子群30Bとを接合する接合部40が削除された点が、接続端子構造10(図3〜図6参照)と相違する。つまり、接続端子構造10Bでは、支持体55の一方の側に支持されている一方の基板20には接続端子群30Aが設けられているが、他方の側に支持されている他方の基板20には接続端子群が設けられていない。支持体55の他方の側には他方の基板20の電極パッド22が露出している。
接続端子構造10Bを用いると、例えば、他方の基板20の電極パッド22をはんだ等を介して被接続物の電極パッドに接合し、接続端子群30Aの各接続端子30の接続部32を他の被接続物の電極パッドに当接させ、他の被接続物を被接続物側に押圧することにより、被接続物を他の被接続物と電気的に接続することができる。なお、他方の基板20の電極パッド22上に予めはんだ等の接合部を形成しておいてもよい。
このように、第1の実施の形態の変形例2によれば、第1の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、支持体55の一方の側のみに接続端子群30Aを設けることにより、接続端子30の必要数が減るため、接続端子30の材料費や加工費が低減可能となり、接続端子構造10Bを接続端子構造10よりも低価格化できる。一方の被接続物とは着脱可能な状態で接続する必要がない場合には、接続端子構造10Bのような構造とすることができる。
〈第1の実施の形態の変形例3〉
第1の実施の形態の変形例3では、第1の実施の形態とは平面形状の異なる接続端子構造の例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例3において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
図13は、第1の実施の形態の変形例3に係る接続端子構造を例示する断面図である。図14は、第1の実施の形態の変形例3に係る接続端子構造を例示する平面図である。図13及び図14を参照するに、第1の実施の形態の変形例3に係る接続端子構造10Cは、基板20が基板20Aに、接続端子群30Aが接続端子群30Cに、接続端子群30Bが接続端子群30Dに、フレキシブル基板50がフレキシブル基板50Aに置換された点が、接続端子構造10(図3〜図6参照)と相違する。
接続端子構造10Cにおいて、各基板20Aは、中央部近傍に開口部21yが形成されている基板本体21Aを有する。各基板本体21Aの開口部21yの周辺部には、電極パッド22、貫通配線24、及び電極パッド23が配置されている。各電極パッド22及び23は、接続端子30の位置に対応して例えばペリフェラル状に配列されている。
接続端子群30Cにおいて、一方の基板20Aの領域Lに配列された接続端子30と、領域Rに配列された接続端子30とは、概ね対向している。接続端子群30Dにおいて、他方の基板20Aの領域Lに配列された接続端子30と、領域Rに配列された接続端子30とは、概ね対向している。このような配列により、接続端子30がZ方向に押圧されたときに、横方向(Z方向以外の方向)に生じる反力を低減できる。特に、接続端子30の数が多いときに有効である。但し、例えば接続端子30の数が比較的少ない場合のように、横方向(Z方向以外の方向)に生じる反力が問題にならない場合には、領域Lの接続端子30と領域Rの接続端子30とが同一方向を向くように配列しても構わない。
平面視において、接続端子30は、接続端子30の配設方向Cに対して所定の角度θをなして傾くように配列されている。但し、本実施の形態では、領域Lの接続端子30と領域Rの接続端子30とが概ね対向しているため、領域Lの接続端子30と領域Rの接続端子30とは、傾く方向が異なっている。所定の角度θは、例えば、25〜35度程度とすることができる。
なお、図14では、領域Lの接続端子30と領域Rの接続端子30とが配設方向Cに垂直な対称軸に対して線対称となるように配列されているが、これとは異なる配列としてもよい。例えば、領域Lの接続端子30を図14の位置から、配設方向Cに平行な対称軸に対して線対称となるような位置に変更してもよい。つまり、領域Lの接続端子30と領域Rの接続端子30とが、同一方向に傾くようにしてもよい。
フレキシブル基板50Aは、一端側の中央部近傍に開口部51xが形成されており、他端側の中央部近傍に開口部51yが形成されている基板本体51Aを有する。基板本体51Aの開口部51x及び51yと、各基板本体21Aの開口部21yとは、平面視において略重複する位置に形成されている。つまり、接続端子構造10Cは、一方の基板20Aの電極パッド22側から他方の基板20Aの電極パッド22側に貫通する開口部を有する。なお、開口部51x及び51yは、開口部21yより大きくてもよい。
開口部51xの周辺部には、接続端子群30Cの各接続端子30が接続される電極パッド23に対応する電極パッド52が配置されており、開口部51yの周辺部には、接続端子群30Dの各接続端子30が接続される電極パッド23に対応する電極パッド53が配置されている。
このように、第1の実施の形態の変形例3によれば、第1の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、各基板20A及びフレキシブル基板50Aに開口部を設けることにより、被接続物を他の被接続物と電気的に接続する際に、被接続物又は他の被接続物の一方又は双方に実装された背の高い部品を逃げることができる。
〈第2の実施の形態〉
第2の実施の形態では、第1の実施の形態の変形例3に係る接続端子構造10Cを用いて半導体パッケージの電気的な検査を行う例を示す。なお、第2の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
図15は、検査の対象となる半導体パッケージを例示する断面図(その1)である。図15を参照するに、半導体パッケージ100は、半導体パッケージ60B上に接合部43を介して半導体パッケージ60Aが積層された所謂POP構造(パッケージオンパッケージ構造)の半導体パッケージである。
半導体パッケージ60Aは、基板61と、半導体チップ62と、封止樹脂63と、電極パッド64とを有する所謂LGA(Land grid array)である。基板61は、例えば絶縁性樹脂を含む基板本体に絶縁層、配線パターン、貫通配線等(図示せず)が形成されたものである。基板61の一方の面にはシリコン等を含む半導体チップ62が実装され、他方の面には配線パターンの一部である電極パッド64が形成されている。半導体チップ62と電極パッド64とは、基板61に形成された貫通配線(図示せず)を介して電気的に接続されている。
電極パッド64の材料は、例えば、銅(Cu)等である。電極パッド64の厚さは、例えば、5〜10μm程度である。半導体チップ62は、例えばフリップチップ接続により基板61に搭載され、絶縁性樹脂からなる封止樹脂63により封止されている。なお、半導体チップ62の背面を露出するように封止樹脂63を設け、半導体チップ62の背面に例えば銅(Cu)等からなる放熱板を配置しても構わない。
電極パッド64は、基板61の他方の面の中央部近傍を除く領域に、例えばペリフェラル状に配置されている。なお、接続信頼性を向上するために、電極パッド64の上面に無電解めっき法等により貴金属層を積層形成しても構わない。貴金属層としては、例えば、金(Au)層やパラジウム(Pd)層等の貴金属を含む層を用いることができる。金(Au)層の下層として、ニッケル(Ni)層やNi/Pd層(Ni層とPd層をこの順番で積層した金属層)等を形成しても構わない。
半導体パッケージ60Bは、基板61と、半導体チップ62と、封止樹脂63と、電極パッド64と、電極パッド65とを有する所謂LGA(Land grid array)である。基板61、半導体チップ62、封止樹脂63、及び電極パッド64については半導体パッケージ60Aと同様であるため説明を省略する。電極パッド65は、基板61の一方の面の半導体チップ62の周辺領域に形成されている。電極パッド65の形成位置は、半導体パッケージ60Aの電極パッド64の形成位置に対応している。
電極パッド65は、半導体チップ62と電気的に接続されている。又、電極パッド65は、他方の面の電極パッド64と貫通配線(図示せず)を介して電気的に接続されている。電極パッド65の材料等は電極パッド64と同様とすることができる。なお、半導体パッケージ60Aと同様に、電極パッド65の上面に貴金属層を積層形成しても構わない。
半導体パッケージ60Bの電極パッド65と半導体パッケージ60Aの電極パッド64とは、接合部43を介して電気的に接続されている。接合部43の材料は、接合部40等と同様とすることができる。なお、半導体パッケージ60Bの半導体チップ62は、半導体パッケージ60Aの半導体チップ62と同一機能であっても構わないし、異なる機能を備えていても構わない。
半導体パッケージ100の電気的な検査を実施する場合、図15に示す完成状態で検査してもよいが、半導体パッケージ60A及び60Bの何れか一方に不具合が検出された場合には半導体パッケージ100のリペアが必要となる。そこで、このような問題を避けるため、接続端子構造10Cを用いて、相互に接合する前の半導体パッケージ60A及び60Bを電気的に検査することが好ましい。以下に半導体パッケージ60A及び60Bを電気的に検査する際の接続例を示す。
図16は、半導体パッケージを電気的に検査する際の接続例を示す断面図(その1)である。図16を参照するに、検査用基板70、第1の接続端子構造10C(便宜上、接続端子構造10Cとする)、半導体パッケージ60B、第2の接続端子構造10C(便宜上、接続端子構造10Cとする)、半導体パッケージ60Aが順次積層され、筐体80により保持されている。なお、接続端子構造10C、接続端子構造10C、及び筐体80は、本発明に係るソケットの代表的な一例である。
検査用基板70は、基板本体71に配線パターンの一部である電極パッド72等が設けられた基板であり、半導体検査システム(図示せず)と電気的に接続されている。検査用基板70は、半導体検査システム(図示せず)と半導体パッケージ60A及び60Bとの間で検査用の電気信号を入出力することができる。
筐体80は、枠部81と、蓋部82とを有する。枠部81は、中央に略矩形状の開口部を有する額縁状の部材に位置決め保持部83〜86を設けたものであり、剛性のある金属や樹脂等から形成されている。枠部81は、例えば、検査用基板70を貫通するボルトや接着剤等(図示せず)により、検査用基板70の上面に固着されている。
枠部81は、接続端子構造10C、半導体パッケージ60B、接続端子構造10C、及び半導体パッケージ60Aの位置決め及び保持をし、それぞれを位置合わせする機能を有する。又、枠部81は、接続端子構造10C、半導体パッケージ60B、接続端子構造10C、及び半導体パッケージ60Aの相互の間隔が所定値以下になることを防止する機能を有する。
位置決め保持部83は、面83aと面83bとを有する。面83aは、枠部81の上面81aよりも内側の、上面81aよりも一段下がった位置に、上面81aと略平行に額縁状に設けられた面である。面83bは、面83aと上面81aとの間に上面81aと略垂直に設けられた面であり、枠部81の内側面の一部である。
面83aは、半導体パッケージ60Aの基板61の下面の外縁部と接している。面83bの形成する開口部の形状は、半導体パッケージ60Aの平面形状に合わせて矩形状とされている。又、面83bの形成する開口部の形状は、半導体パッケージ60Aの着脱を可能とするため、基板61の外形形状よりも若干大きくされている。面83bと基板61の側面とは、接していても構わないし、接続端子構造10Cの接続端子群30Cの各接続端子30の他端である接続部32と半導体パッケージ60Aの電極パッド64との間に位置ずれが生じない程度の隙間があっても構わない。
半導体パッケージ60Aは、位置決め保持部83により保持されるため、位置決め保持部83の面83aよりも接続端子構造10C側に押し込まれることはない。その結果、半導体パッケージ60Aが必要以上に接続端子構造10C側に押し込まれ、接続端子30が必要以上に変形して破損することを防止できる。
位置決め保持部84は、面84aと面84bとを有する。面84aは、面83aよりも内側の、面83aよりも一段下がった位置に、上面81aと略平行に額縁状に設けられた面である。面84bは、面84aと面83aとの間に面84aと略垂直に設けられた面であり、枠部81の内側面の一部である。
面84aは、接続端子構造10Cの下側の基板20の下面の外縁部と接している。面84bの形成する開口部の形状は、接続端子構造10Cの平面形状に合わせて矩形状とされている。又、面84bの形成する開口部の形状は、接続端子構造10Cの着脱を可能とするため、基板20及び支持体55の外形形状よりも若干大きくされている。面84bと基板20及び支持体55の側面とは、接していても構わないし、接続端子構造10Cの接続端子群30Dの各接続端子30の他端である接続部32と半導体パッケージ60Bの電極パッド65との間に位置ずれが生じない程度の隙間があっても構わない。
接続端子構造10Cは、位置決め保持部84により保持されるため、位置決め保持部84の面84aよりも半導体パッケージ60B側に押し込まれることはない。その結果、接続端子構造10Cが必要以上に半導体パッケージ60B側に押し込まれ、接続端子30が必要以上に変形して破損することを防止できる。
位置決め保持部85は、面85aと面85bとを有する。面85aは、面84aよりも内側の、面84aよりも一段下がった位置に、上面81aと略平行に額縁状に設けられた面である。面85bは、面85aと面84aとの間に面85aと略垂直に設けられた面であり、枠部81の内側面の一部である。
面85aは、半導体パッケージ60Bの基板61の下面の外縁部と接している。面85bの形成する開口部の形状は、半導体パッケージ60Bの平面形状に合わせて矩形状とされている。又、面85bの形成する開口部の形状は、半導体パッケージ60Bの着脱を可能とするため、基板61の外形形状よりも若干大きくされている。面85bと基板61の側面とは、接していても構わないし、接続端子構造10Cの接続端子群30Dの各接続端子30の他端である接続部32と半導体パッケージ60Bの電極パッド65との間に位置ずれが生じず、接続端子構造10Cの接続端子群30Cの各接続端子30の他端である接続部32と半導体パッケージ60Bの電極パッド64との間に位置ずれが生じない程度の隙間があっても構わない。
半導体パッケージ60Bは、位置決め保持部85により保持されるため、位置決め保持部85の面85aよりも接続端子構造10C側に押し込まれることはない。その結果、接続端子構造10Cが必要以上に検査用基板70側に押し込まれ、接続端子30が必要以上に変形して破損することを防止できる。
位置決め保持部86は、面86aと面86bとを有する。面86aは、面85aよりも内側の、面85aよりも一段下がった位置に、上面81aと略平行に額縁状に設けられた面である。面86bは、面86aと面85aとの間に面86aと略垂直に設けられた面であり、枠部81の内側面の一部である。
面86aは、接続端子構造10Cの下側の基板20の下面の外縁部と接している。面86bの形成する開口部の形状は、接続端子構造10Cの平面形状に合わせて矩形状とされている。又、面86bの形成する開口部の形状は、接続端子構造10Cの着脱を可能とするため、基板20及び支持体55の外形形状よりも若干大きくされている。面86bと基板20及び支持体55の側面とは、接していても構わないし、接続端子構造10Cの接続端子群30Dの各接続端子30の他端である接続部32と検査用基板70の電極パッド72との間に位置ずれが生じない程度の隙間があっても構わない。
接続端子構造10Cは、位置決め保持部86により保持されるため、位置決め保持部86の面86aよりも検査用基板70側に押し込まれることはない。その結果、接続端子構造10Cが必要以上に検査用基板70側に押し込まれ、接続端子30が必要以上に変形して破損することを防止できる。
蓋部82は、例えば金属や樹脂等で形成される平面形状が略矩形状や略額縁状の部材である。蓋部82は、例えば枠部81の上面81aの一端側に回動可能に取り付けられており、他端側にロック機構を有する。
図16に示す状態にするためには、まず、他端側が枠部81の上面81aから離れる方向に蓋部82を回動させて、枠部81内に半導体パッケージ60A等を配置可能な状態とする。そして、枠部81内に、検査用基板70側から、接続端子構造10C、半導体パッケージ60B、接続端子構造10C、半導体パッケージ60Aを順次配置する。そして、他端側が枠部81の上面81aに近づく方向に蓋部82を回動させて、蓋部82の他端側が枠部81の上面81aと接するように固定する(ロックする)。これにより、蓋部82が接続端子構造10C、半導体パッケージ60B、接続端子構造10C、半導体パッケージ60Aを検査用基板70側に押し込み、それぞれが検査用基板70側に移動する。
より詳しくは、接続端子構造10Cの接続端子群30Dの各接続端子30は押圧され厚さ方向に縮んで所定のばね圧が生じ、各接続端子30の接続部32は検査用基板70の各電極パッド72と当接する。又、接続端子構造10Cの接続端子群30Cの各接続端子30は押圧され厚さ方向に縮んで所定のばね圧が生じ、各接続端子30の接続部32は半導体パッケージ60Bの各電極パッド64と当接する。
同様に、接続端子構造10Cの接続端子群30Dの各接続端子30は押圧され厚さ方向に縮んで所定のばね圧が生じ、各接続端子30の接続部32は半導体パッケージ60Bの各電極パッド65と当接する。又、接続端子構造10Cの接続端子群30Cの各接続端子30は押圧され厚さ方向に縮んで所定のばね圧が生じ、各接続端子30の接続部32は半導体パッケージ60Aの各電極パッド64と当接する。
その結果、半導体パッケージ60Bは接続端子構造10Cを介して半導体パッケージ60Aと電気的に接続され、図15に示す半導体パッケージ100と同様な接続状態が実現できる。又、半導体パッケージ60B、接続端子構造10C、半導体パッケージ60Aの積層体(半導体パッケージ100に相当する部分)は、接続端子構造10Cを介して検査用基板70と電気的に接続される。つまり、半導体パッケージ60B、接続端子構造10C、半導体パッケージ60Aの積層体(半導体パッケージ100に相当する部分)の電気的な検査が可能な状態となる。検査終了後、蓋部82のロックを解除することにより、半導体パッケージ60A及び60B並びに接続端子構造10C及び10Cは枠部81から取り外すことができる。
なお、蓋部82は、枠部81とは別体でも構わない。この場合には、例えば、半導体パッケージ60A等を蓋部82により上側から押圧した状態で、蓋部82が枠部81に固定可能な構造であれば良い。
このように、第2の実施の形態では、半導体パッケージ100を構成する半導体パッケージ60Aと半導体パッケージ60Bとを接続端子構造10Cを介して電気的に接続し、更にこれらを接続端子構造10Cを介して検査用基板70と電気的に接続する。これにより、相互に接合する前の半導体パッケージ60A及び60Bを一時的に接続し、半導体パッケージ100としての電気的な検査を実現できる。その結果、半導体パッケージ60A及び60Bの何れもが良品であると判定された場合のみ両者を相互に接合して半導体パッケージ100を完成させることが可能となり、不要なリペアを回避できる。
なお、半導体パッケージ60A及び60Bのように、被接続物が背の高い部品を含んでいない場合には、接続端子構造10Cに代えて、中央部近傍に開口部を有さない接続端子構造10や10Aを用いることもできる。
〈第2の実施の形態の変形例1〉
第2の実施の形態の変形例1では、第1の実施の形態の変形例3に係る接続端子構造10Cを用いて、第2の実施の形態とは異なる半導体パッケージの電気的な検査を行う例を示す。なお、第2の実施の形態の変形例1において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
図17は、検査の対象となる半導体パッケージを例示する断面図(その2)である。図17を参照するに、半導体パッケージ100Aは、半導体パッケージ60D上に接合部44を介して半導体パッケージ60Cが積層された所謂POP構造(パッケージオンパッケージ構造)の半導体パッケージである。
半導体パッケージ60Cは、基板61と、半導体チップ62と、封止樹脂63と、電極パッド64と、半導体チップ67と、封止樹脂68と、電子部品69とを有する所謂LGA(Land grid array)である。基板61、半導体チップ62、封止樹脂63、及び電極パッド64については半導体パッケージ60Aと同様であるため説明を省略する。半導体パッケージ60Cは、半導体パッケージ60Aの基板61の他方の面にシリコン等を含む半導体チップ67及び電子部品69が実装され、半導体チップ67が封止樹脂68で封止された構造を有する。電子部品69は、例えば、キャパシタ、インダクタ、抵抗等であり、封止樹脂68に封止された半導体チップ67よりも背が高い。
半導体パッケージ60Dは、基板61と、半導体チップ62と、封止樹脂63と、電極パッド64と、電極パッド65と、半導体チップ67と、封止樹脂68と、電子部品69とを有する所謂LGA(Land grid array)である。基板61、半導体チップ62、封止樹脂63、電極パッド64、及び電極パッド65については半導体パッケージ60Bと同様であるため説明を省略する。半導体パッケージ60Dは、半導体パッケージ60Bの基板61の他方の面にシリコン等を含む半導体チップ67及び電子部品69が実装され、半導体チップ67が封止樹脂68で封止された構造を有する。なお、半導体パッケージ60Dの電極パッド64には接合部44(バンプ)が形成されているが、接合部44(バンプ)は形成しなくてもよい。その場合には、接合部44(バンプ)は半導体パッケージ60Dが接続される実装基板等の側に形成される。
半導体パッケージ60Dの電極パッド65と半導体パッケージ60Cの電極パッド64とは、接合部44を介して電気的に接続されている。接合部44としては、例えば、銅(Cu)を主成分とするコア部44aの周囲をはんだ44bで被覆した所謂銅コアはんだボール等を用いることができる。なお、半導体パッケージ60Dの半導体チップ67は、半導体パッケージ60Cの半導体チップ67と同一機能であっても構わないし、異なる機能を備えていても構わない。
半導体パッケージ100Aの電気的な検査を実施する場合、第2の実施の形態と同様に、接続端子構造10Cを用いて、相互に接合する前の半導体パッケージ60C及び60Dを電気的に検査することが好ましい。以下に半導体パッケージ60C及び60Dを電気的に検査する際の接続例を示す。
図18は、半導体パッケージを電気的に検査する際の接続例を示す断面図(その2)である。図18を参照するに、検査用基板70、接続端子構造10C、半導体パッケージ60D、接続端子構造10C、半導体パッケージ60Cが順次積層され、筐体80により保持されている。換言すれば、図18に示す構造体は、図16において、半導体パッケージ60Aを半導体パッケージ60Cに、半導体パッケージ60Bを半導体パッケージ60Dに置換したものである。なお、接続端子構造10C、接続端子構造10C、及び筐体80は、本発明に係るソケットの代表的な一例である。
第2の実施の形態と同様にして、半導体パッケージ60Dは接続端子構造10Cを介して半導体パッケージ60Cと電気的に接続され、図17に示す半導体パッケージ100Aと同様な接続状態が実現できる。又、半導体パッケージ60D、接続端子構造10C、半導体パッケージ60Cの積層体(半導体パッケージ100Aに相当する部分)は、接続端子構造10Cを介して検査用基板70と電気的に接続される。つまり、半導体パッケージ60D、接続端子構造10C、半導体パッケージ60Cの積層体(半導体パッケージ100Aに相当する部分)の電気的な検査が可能な状態となる。
このように、第2の実施の形態の変形例1では、第2の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、半導体パッケージ60Cや60Dに電子部品69のような背の高い部品が実装されていても、電子部品69を接続端子構造10C及び10Cの中央部近傍に形成された開口部内に配置することにより、半導体パッケージ60Cと半導体パッケージ60Dとを電気的に接続することが可能となる。
〈第2の実施の形態の変形例2〉
第2の実施の形態の変形例2では、第1の実施の形態の変形例3に係る接続端子構造10Cを用いて、第2の実施の形態及びその変形例1とは異なる半導体パッケージの電気的な検査を行う例を示す。なお、第2の実施の形態の変形例2において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
図19は、検査の対象となる半導体パッケージを例示する断面図(その3)である。図19を参照するに、半導体パッケージ100Bは、半導体パッケージ60E上に中継基板90を介して半導体パッケージ60Aが積層された所謂POP構造(パッケージオンパッケージ構造)の半導体パッケージである。
半導体パッケージ60Eは、基板61と、積層された複数の半導体チップ62と、封止樹脂63と、電極パッド64と、電極パッド65とを有する所謂LGA(Land grid array)である。基板61、封止樹脂63、電極パッド64、及び電極パッド65については半導体パッケージ60Bと同様であるため説明を省略する。各半導体チップ62には貫通電極が形成されており、積層された複数の半導体チップ62が貫通電極により相互に接続されている。
半導体パッケージ60Eの電極パッド65と半導体パッケージ60Aの電極パッド64とは、中継基板90を介して電気的に接続されている。中継基板90は、基板本体91と、基板本体91の一方の面に形成された複数の電極パッド92と、電極パッド92上に形成された接合部94と、他方の面に形成された複数の電極パッド93と、電極パッド93上に形成された接合部95とを有する。各電極パッド92と各電極パッド93とは、基板本体91を貫通する貫通配線(図示せず)により電気的に接続されている。中継基板90の基板本体91、電極パッド92及び93の材料等は、基板20の基板本体21、電極パッド22及び23と同様とすることができる。中継基板90の接合部94及び95の材料等は、接合部40等と同様とすることができる。なお、半導体パッケージ60Eの半導体チップ62は、半導体パッケージ60Aの半導体チップ62と同一機能であっても構わないし、異なる機能を備えていても構わない。
半導体パッケージ100Bの電気的な検査を実施する場合、第2の実施の形態と同様に、接続端子構造10Cを用いて、相互に接合する前の半導体パッケージ60A及び60Eを電気的に検査することが好ましい。以下に半導体パッケージ60A及び60Eを電気的に検査する際の接続例を示す。
図20は、半導体パッケージを電気的に検査する際の接続例を示す断面図(その3)である。図20を参照するに、検査用基板70、接続端子構造10C、半導体パッケージ60E、接続端子構造10C、半導体パッケージ60Aが順次積層され、筐体80により保持されている。換言すれば、図20に示す構造体は、図16において、半導体パッケージ60Bを半導体パッケージ60Eに置換したものである。なお、接続端子構造10C、接続端子構造10C、及び筐体80は、本発明に係るソケットの代表的な一例である。
第2の実施の形態と同様にして、半導体パッケージ60Eは接続端子構造10Cを介して半導体パッケージ60Aと電気的に接続され、図19に示す半導体パッケージ100Bと同様な接続状態が実現できる。又、半導体パッケージ60E、接続端子構造10C、半導体パッケージ60Aの積層体(半導体パッケージ100Bに相当する部分)は、接続端子構造10Cを介して検査用基板70と電気的に接続される。つまり、半導体パッケージ60E、接続端子構造10C、半導体パッケージ60Aの積層体(半導体パッケージ100Bに相当する部分)の電気的な検査が可能な状態となる。
このように、第2の実施の形態の変形例2では、第2の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下の効果を奏する。すなわち、半導体パッケージ60Eのように複数の半導体チップ62が積層されて背が高くなっても、積層された半導体チップ62を接続端子構造10Cの中央部近傍に形成された開口部内に配置することにより、半導体パッケージ60Eと半導体パッケージ60Aとを電気的に接続することが可能となる。
なお、第2の実施の形態及びその変形例1、2では、接続端子構造10Cの支持体55を同一高さとして図示しているが、本発明に係る接続端子構造では支持体の高さを容易に変更できるため、支持体の高さが異なる複数の接続端子構造を準備し、被接続物の高さに応じて適宜使い分けるようにすることができる。つまり、多様な高さを有する多品種の接続端子構造やソケットを容易に実現できる。
〈第3の実施の形態〉
第3の実施の形態では、第1の実施の形態の変形例3に係る接続端子構造10Cを構成要素とする電子部品パッケージの例を示す。なお、第3の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
図21は、第3の実施の形態に係る電子部品パッケージを例示する断面図である。図21を参照するに、電子部品パッケージ100Cは、半導体パッケージ60E上に接続端子構造10Cを介して半導体パッケージ60Aが積層され、筐体80Aにより保持されている所謂POP構造(パッケージオンパッケージ構造)の半導体パッケージである。なお、本発明に係る電子部品パッケージは、半導体チップを含む構造(半導体パッケージ)でもよいし、例えば、半導体チップを含まない配線基板同士を接続する構造であってもよい。
筐体80Aは、枠部87と、蓋部88とを有する。枠部87は、中央に略矩形状の開口部を有する額縁状の部材に枠部81と同様の位置決め保持部83及び84を設けたものであり、剛性のある金属や樹脂等から形成されている。枠部87の底面は、例えば、半導体パッケージ60Eの基板61の一方の面の外縁部に接着剤等により固着されている。枠部87は、ねじ等を用いて半導体パッケージ60Eの基板61と機械的に固着しても構わない。
枠部87は、半導体パッケージ60E、接続端子構造10C、及び半導体パッケージ60Aの位置決め及び保持をし、それぞれを位置合わせする機能を有する。又、枠部87は、半導体パッケージ60E、接続端子構造10C、及び半導体パッケージ60Aの相互の間隔が所定値以下になることを防止する機能を有する。
蓋部88は、枠部87とは別体である。蓋部88は、接続端子構造10C及び半導体パッケージ60Aが枠部87内の半導体パッケージ60E上に順次配置された後、これらを上側から押圧した状態で、枠部87の上面87aに固定されている。但し、蓋部88を枠部87の上面87aに固定可能な構造とすることに代えて、蓋部88を蓋部82と同様にロック機構を有する回動可能な構造としても構わない。このような構造とすると、電子部品パッケージ100Cを容易にリペアすることが可能となる。
接続端子構造10Cの接続端子群30Dの各接続端子30は押圧され厚さ方向に縮んで所定のばね圧が生じ、各接続端子30の接続部32は半導体パッケージ60Eの各電極パッド65と当接している。又、接続端子構造10Cの接続端子群30Cの各接続端子30は押圧され厚さ方向に縮んで所定のばね圧が生じ、各接続端子30の接続部32は半導体パッケージ60Aの各電極パッド64と当接している。このように、半導体パッケージ60Eは接続端子構造10Cを介して半導体パッケージ60Aと電気的に接続されている。
このように、第3の実施の形態によれば、第1の実施の形態の変形例3に係る接続端子構造10Cを構成要素とする電子部品パッケージ100Cを実現できる。つまり、本発明に係る接続端子構造では支持体の高さを容易に変更できるため、半導体パッケージ60Eのように背が高い被接続物を他の被接続物と容易に接続可能である。
以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、第2の実施の形態では、検査用基板70と半導体パッケージ60A等を本発明に係るソケットで接続する例を示しが、本発明に係るソケットを用いて、半導体パッケージ60A等をマザーボード等の実装基板に接続してもよい。
又、第1の実施の形態の変形例1〜3を適宜組合わせてもよい。
10、10A、10B、10C、10C、10C 接続端子構造
20、20A、61 基板
21、21A、51、71、91 基板本体
21x 貫通孔
21y、51x、51y 開口部
22、23、52、53、64、65、72、92、93 電極パッド
24 貫通配線
25 補強板
30 接続端子
30A、30B、30C、30D 接続端子群
31 固定部
31a、34a 面
32 接続部
33 ばね部
34 第1支持部
35 第2支持部
38 当接部
39 突出部
40、41、43、44、94、95 接合部
44a コア部
44b はんだ
50、50A フレキシブル基板
55、57 支持体
55a 上端面
55b 下端面
60A、60B、60C、60D、60E、100、100A、100B 半導体パッケージ
62、67 半導体チップ
63、68 封止樹脂
69 電子部品
70 検査用基板
80、80A 筐体
81、87 枠部
81a、87a 上面
82、88 蓋部
83、84、85、86 位置決め保持部
83a、83b、84a、84b、85a、85b、86a、86b 面
90 中継基板
100C 電子部品パッケージ
C 配設方向
L、R 領域
θ、θ 角度

Claims (14)

  1. 第1面及び前記第1面の反対面である第2面を備えた第1基板と、
    前記第1基板の第1面に形成された第1電極パッドと、
    前記第1基板の第2面に形成された第2電極パッドと、
    第3面及び前記第3面の反対面である第4面を備えた第2基板と、
    前記第2基板の第3面に形成された第3電極パッドと、
    前記第2基板の第4面に形成された第4電極パッドと、
    前記第1基板の第2面と前記第2基板の第3面との間に設けられ、前記第1基板の第2面の外縁部と前記第2基板の第3面の外縁部と接触して前記第1基板と前記第2基板とを接合する支持体と、
    前記支持体の内側に形成された前記第1基板の第2電極パッドと前記第2基板の第3電極パッドとを電気的に接続するフレキシブル基板と、
    前記第1電極パッド及び前記第4電極パッドの少なくとも一方と接合された接続端子と、を有する接続端子構造。
  2. 第7面及び前記第7面の反対面である第8面を備えた第1補強板と、
    第9面及び前記第9面の反対面である第10面を備えた第2補強板と、
    前記第1補強板の第8面と前記第2補強板の第9面との間に設けられ、前記第1補強板と前記第2補強板と接触して前記第1補強板と前記第2補強板とを接合する支持体と、
    第5面及び前記第5面の反対面である第6面を備え、前記第6面の一端側が前記第1補強板の第7面と接合され、前記第6面の他端側が前記第2補強板の第10面と接合されたフレキシブル基板と、
    前記フレキシブル基板の第5面の一端側に形成された第1電極パッドと、
    前記フレキシブル基板の第5面の他端側に形成され、前記第1電極パッドと電気的に接続された第4電極パッドと、
    前記第1電極パッド及び前記第4電極パッドの少なくとも一方と接合された接続端子と、を有する接続端子構造。
  3. 前記フレキシブル基板の第5面の一端側に形成された第5電極パッドと、
    前記フレキシブル基板の第5面の他端側に形成された第6電極パッドと、を有し、
    前記第5電極パッドは前記第2電極パッドと接続され、
    前記第6電極パッドは前記第3電極パッドと接続されている請求項1記載の接続端子構造。
  4. 前記フレキシブル基板は、前記一端側と前記他端側との間で折り曲げられている請求項2又は3記載の接続端子構造。
  5. 前記支持体は平面形状がコの字型である請求項1又は3記載の接続端子構造。
  6. 前記接続端子は、ばね性を有する導電性の部材である請求項1乃至5の何れか一項記載の接続端子構造。
  7. 前記接続端子は、
    前記接続端子の一端に形成された固定部と、
    前記接続端子の他端に形成され、前記固定部と対向するように配置された接続部と、
    前記固定部と前記接続部との間に配置されており、前記固定部と前記接続部と一体的に形成された、ばね性を有する湾曲した形状のばね部と、を有し、
    前記固定部は前記第1電極パッド及び前記第4電極パッドの少なくとも一方と接合されている請求項1乃至6の何れか一項記載の接続端子構造。
  8. 前記第1電極パッド側から前記第電極パッド側に貫通する開口部を有する請求項1乃至の何れか一項記載の接続端子構造。
  9. 請求項1乃至の何れか一項記載の接続端子構造を有し、前記接続端子構造を介して被接続物を着脱可能な状態で他の被接続物に接続するソケット。
  10. 前記接続端子構造、前記被接続物、及び前記他の被接続物を位置決めする枠部が設けられている請求項記載のソケット。
  11. 前記接続端子構造は、前記第1電極パッド側から前記第電極パッド側に貫通する開口部を有し、
    電子部品が実装された前記被接続物及び電子部品が実装された前記他の被接続物を接続する際には、前記被接続物に実装された電子部品、前記他の被接続物に実装された電子部品の何れか一方又は双方が前記開口部内に配置される請求項又は10記載のソケット。
  12. 被接続物と、請求項1乃至の何れか一項記載の接続端子構造、及び他の被接続物を有し、前記被接続物と前記他の被接続物とが前記接続端子構造を介して電気的に接続されている電子部品パッケージ。
  13. 前記被接続物、前記接続端子構造、及び前記他の被接続物を位置決めする枠部が設けられている請求項12記載の電子部品パッケージ。
  14. 前記接続端子構造は、前記第1電極パッド側から前記第電極パッド側に貫通する開口部を有し、
    前記被接続物及び前記他の被接続物には、それぞれ電子部品が実装されており、
    前記被接続物に実装された電子部品、前記他の被接続物に実装された電子部品の何れか一方又は双方が前記開口部内に配置されている請求項12又は13記載の電子部品パッケージ。
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