JP6175942B2 - 接続部材、電子装置及び電子装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、接続部材、接続部材を用いた電子装置及び電子装置の製造方法に関する。

電子装置に含まれる電子部品の１種であるＬＧＡ（Land Grid Array）型の表面実装型半導体パッケージ（半導体素子）は、回路基板への高密度実装が可能であり、また、高機能化に伴う多ピン化にも対応することが可能である。

このような半導体パッケージと回路基板との電気的接続には、支持体にこれを貫通するように弾性のある導電部を設けた接続部材を用いることが知られている。このような接続部材の導電部に、半導体パッケージ等の接続対象物の電極を押圧し、導電部を圧縮することで、それらを電気的に接続する。

特開２００８−５９８９５号公報 特開平１１−３０７１５５号公報 特開２０１０−１０３１９号公報 特開２００１−２３７０３９号公報

しかし、接続対象物である半導体パッケージや回路基板に反りがある場合、並びに、これらの電極の高さにばらつきがある場合には、接続部材の導電部に対する圧縮荷重にもばらつきが生じ、接続対象物と導電部との間に接続不良が発生する可能性がある。

本発明の一観点によれば、第１方向に貫通する第１貫通孔を備える基板と、前記第１貫通孔を貫通して前記基板から突出し、前記第１方向に塑性を有する第１部分と、前記第１方向に弾性を有する第２部分とを備える第１導体部とを含む接続部材が提供される。

開示の接続部材によれば、接続対象物との接続信頼性を向上させることが可能になる。

実施の形態に係る電子装置の一例の要部断面模式図である。 実施の形態に係る接続部材の一例を示す図である。 実施の形態に係る接続部材に関する圧縮特性を示す図である。 実施の形態に係る接続部材を回路基板と電子部品の接続に用いた場合の別例の説明図である。 別形態の接続部材を回路基板と電子部品の接続に用いた場合の説明図である。 第１支持基板配置工程の一例の要部断面模式図である。 第１弾性材料導入工程の一例の要部断面模式図である。 弾性材料導入後の状態の一例を示す要部断面模式図である。 第２支持基板配置工程の一例の要部断面模式図である。 第２弾性材料導入工程の一例の要部断面模式図である。 支持基板配置工程の一例の要部断面模式図である。 弾性材料導入工程の一例の要部断面模式図である。 弾性材料移動工程の一例の要部断面模式図である。 実施の形態に係る接続部材の変形例の説明図である。

以下、実施の形態について説明する。
図１は実施の形態に係る電子装置の一例の要部断面模式図である。
図１に示す電子装置１は、回路基板１０、接続部材（ＬＧＡコネクタ）２０、電子部品３０、放熱板４０、補強板５０、及びバネ付きねじ６０を含んでいる。

回路基板１０は、その一方の面に形成された複数の電極１０ａを有している。これらの電極１０ａは、回路基板１０の内部に形成された、図示しない配線、或いは、配線及び配線間を接続するビアに、電気的に接続されている。また、回路基板１０は、バネ付きねじ６０が挿通される貫通孔１１を有している。

接続部材２０は、支持基板２１と、回路基板１０の各電極１０ａに対応する位置にそれぞれ支持基板２１を貫通するように設けられた導電性の導電部（接続導体）２２を有している。各接続導体２２は、塑性を有する第１部分（塑性変形部）２２ｂと、弾性を有する第２部分（弾性変形部）２２ａと、を有している。各接続導体２２は、その塑性変形部２２ｂで、対応する位置の回路基板１０の電極１０ａと、電気的に接続されている。尚、接続部材２０の詳細については後述する。

電子部品３０は、パッケージ基板３１ａの一方の面側に半導体チップ３１ｂが実装されたＬＧＡ型の半導体パッケージ３１、及びその半導体パッケージ３１に熱的に接続されたヒートスプレッダ３２を有している。

電子部品３０は、パッケージ基板３１ａの半導体チップ３１ｂ実装面側と反対の面側に形成された複数の電極３０ａを有している。これらの電極３０ａは、接続部材２０の各接続導体２２に対応する位置（回路基板１０の各電極３０ａに対応する位置）に形成されている。各電極３０ａは、対応する位置にある接続導体２２の塑性変形部２２ｂと、電気的に接続されている。各電極３０ａは、パッケージ基板３１ａの内部に形成された、図示しない配線、或いは、配線及び配線間を接続するビアを介して、半導体チップ３１ｂに電気的に接続されている。

このように回路基板１０と電子部品３０とは、接続部材２０を介して、電気的に接続された状態になっている。
放熱板４０は、電子部品３０の上に、直に或いはサーマルグリース等の伝熱部材（図示せず）を介して、配置されている。放熱板４０は、図示しない放熱フィン、及びバネ付きねじ６０が挿通される貫通孔４１を有している。

補強板５０は、回路基板１０の裏面側（接続部材２０及び電子部品３０が搭載される面側と反対の面側）に配置されている。補強板５０には、放熱板４０及び回路基板１０の貫通孔４１，１１に挿通されたバネ付きねじ６０の先端部が螺着されている。

上記のような構成を有する電子装置１は、例えば、次のようにして組み立てることができる。
まず、回路基板１０上に接続部材２０を、各電極１０ａと接続導体２２との位置合わせを行って、配置する。次いで、その接続部材２０の上に電子部品３０を、各接続導体２２と電極３０ａとの位置合わせを行って、配置する。このようにして配置した電子部品３０の上に、放熱板４０を配置する。そして、バネ付きねじ６０を、放熱板４０及び回路基板１０の貫通孔４１，１１に挿通し、その先端部を、回路基板１０の裏面に配置した補強板５０に螺着する。

バネ付きねじ６０を補強板５０に締め付けることで、放熱板４０によって電子部品３０が回路基板１０側に押圧される。この押圧により、電子部品３０の電極３０ａと接続部材２０の接続導体２２の上端側、接続導体２２の下端側と回路基板１０の電極１０ａを、いずれも接触（圧接）させ、弾性を有する接続導体２２を圧縮させて、電子部品３０と回路基板１０を電気的に接続する。

続いて、接続部材２０について、より詳細に説明する。
図２は実施の形態に係る接続部材の一例を示す図であって、（Ａ）は平面模式図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ断面模式図である。尚、図２には、押圧を行う前の状態を示している。

図２（Ａ），（Ｂ）には、矩形平板状の支持基板２１の周辺部に、複数の接続導体２２が配列された接続部材２０を例示している。接続部材２０を挟んで配置される上記の回路基板１０及び電子部品３０には、図２（Ａ）に示すような平面配置の接続導体２２に対応する位置に、電極１０ａ，３０ａが配置されている。

接続部材２０の各接続導体２２は、図２（Ｂ）に示すように、支持基板２１に設けられた貫通孔２１ａを貫通してその支持基板２１の両面から突出する弾性変形部２２ａと、その先端部に設けられた塑性変形部２２ｂとを有する。

このような接続部材２０の接続導体２２は、押圧時、その圧縮荷重に応じて圧縮する。圧縮荷重が増加するに連れて弾性変形部２２ａは弾性圧縮し、塑性変形部２２ｂは、一定の圧縮荷重以上で圧縮されると、ひずみ量は増加するもののその応力がほとんど変化しないで塑性変形する。

上記のような接続部材２０の支持基板２１には、例えば、絶縁性及び耐熱性に優れる、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、或いはこれらをガラスクロス等で補強して剛性を高めたものが用いられる。支持基板２１の寸法は、例えば、幅４２ｍｍ×奥行き４２ｍｍ×厚さ１．３ｍｍ程度とされる。

接続導体２２の弾性変形部２２ａには、導電性を有する弾性材料、例えば、絶縁性の弾性材料に導電性のフィラーを含有させたものが用いられる。
弾性変形部２２ａに用いる弾性材料には、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム等の合成ゴム又は天然ゴムを用いることができる。これらの弾性材料のうち、例えばシリコーンゴムは、耐熱性、環境安定性、圧縮永久歪み特性に優れ、弾性変形部２２ａの材料として好適である。

弾性変形部２２ａに用いるフィラーには、例えば、金、銀、銅、白金、パラジウム、鉛、錫等の金属を含む粒子、ベリリウム銅、青銅、リン青銅、黄銅等の合金を含む粒子を用いることができる。このほか、フィラーには、カーボン、導電性セラミック等の導電性粒子、カーボン粒子の表面又は導電性若しくは絶縁性のセラミック粒子の表面に金属をコーティングしたもの等を用いることができる。フィラーに用いる金属（粒子の全体又は一部に用いる金属）のうち、例えば銀は、接触抵抗が小さく、弾性変形部２２ａのフィラーの材料として好適である。

弾性変形部２２ａは、例えば、直径０．５ｍｍ、高さ２．３ｍｍ程度の寸法の柱状とする。
接続導体２２の塑性変形部２２ｂには、導電性を有する塑性変形材料、例えば、絶縁性の樹脂材料に中空金属フィラーを含有させたものが用いられる。

絶縁性樹脂材料には、例えば、シリコーン樹脂を用いることができる。シリコーン樹脂は、耐熱性、環境安定性に優れ、塑性変形部２２ｂの材料として好適である。塑性変形部２２ｂに用いる中空金属フィラーには、例えば、金、銀、銅、白金、パラジウム、鉛、錫等、又は、磁性を有する鉄、コバルト、ニッケル等の金属を含む中空粒子、ベリリウム銅、青銅、リン青銅、黄銅等の合金を含む中空粒子を用いることができる。このほか、フィラーには、中空樹脂、中空シリカ等の中空粒子の表面に上記の金属をコーティングしたもの等を用いることができる。フィラーに用いる金属（粒子の全体又は一部に用いる金属）のうち、例えば銀は、接触抵抗が小さく、塑性変形部２２ｂのフィラーの材料として好適である。このような塑性変形部２２ｂに圧縮荷重が加わると、その応力が中空金属フィラーの降伏応力以上となる範囲において、中空金属フィラーが塑性変形（座屈変形）を開始し、塑性変形部２２ｂが塑性変形する。中空金属フィラーの割合が多いほど塑性変形部２２ｂの変形量が大きくなり、また後述する塑性変形中のプラトー領域において、応力の増加が抑えられる。さらには、中空金属フィラーの含有量が多くなると、塑性変形部２２ｂの電気抵抗率が減少し、接続導体２２の電気特性が向上する。塑性変形部２２ｂにおける中空金属フィラーの含有量は例えば７０ｖｏｌ％以上である。

塑性変形部２２ｂは、例えば、弾性変形部２２ａの両側の端面にそれぞれ、直径０．５ｍｍ、高さ０．２ｍｍの寸法の柱状とする。
このように接続部材２０は、弾性変形部２２ａと、その先端部に設けられた塑性変形部２２ｂを有する。電子装置１の組み立て時には、回路基板１０と電子部品３０との間に、このような接続部材２０が配置された状態で、放熱板４０、補強板５０及びバネ付きねじ６０を用いた押圧が行われる。

次に、このような接続導体２２の塑性変形部２２ｂ及び接続導体２２の圧縮特性について説明する。
図３は実施の形態に係る接続部材に関する圧縮特性を示す図であって、（Ａ）は接続導体２２の塑性変形部２２ｂの場合、（Ｂ）は接続導体２２の場合におけるひずみ量に対する応力の変化をそれぞれ示している。尚、図３では横軸はひずみ量（ｍｍ）を、縦軸は応力（Ｎ／ｍｍ²）をそれぞれ表している。また、塑性変形部２２ｂは、シリコーン等の絶縁性樹脂材料に中空金属フィラーをその含有率が比較的高くなるように含有させている中空金属集合体であり、多孔質金属と同様の圧縮特性を示す。

塑性変形部２２ｂは圧縮荷重が加えられて、当該圧縮荷重が増加していくと、図３（Ａ）に示す圧縮特性のようにひずみ量が増加するに伴い、応力が増加し降伏応力（Ｑ点）に達する。その後、ひずみ量が増加しても、降伏応力に達した応力はほとんど変化することがなく、ほぼ降伏応力が維持される。このように降伏応力に達した応力がほとんど変化しないひずみ量の範囲はプラトー領域と呼ばれる。

また、接続導体２２は、このような塑性変形部２２ｂと共に弾性変形部２２ａを有することで、図３（Ｂ）に示すような圧縮特性を示すようになる。
接続導体２２に対して圧縮荷重を加え始め、当該圧縮荷重を増加していくと、主に弾性変形部２２ａが変形する。このため、接続導体２２では、弾性変形部２２ａの方の圧縮特性が優位となり、接続導体２２の応力はひずみ量に対して弾性的に変化する。その後、ひずみ量の増加に伴い、接続導体２２の応力が降伏応力（Ｑ点）に達すると、主に塑性変形部２２ｂが変形するようになる。このため、接続導体２２では、塑性変形部２２ｂの方の圧縮特性が優位となり、接続導体２２の応力はひずみ量に対して殆ど変化しない（塑性変形する）ようになる（プラトー領域）。

このような圧縮特性を鑑みて、接続部材２０は、圧縮荷重を加えられた際のひずみ量がプラトー領域内に収まり、その際の降伏応力が所定の応力以上になるように、塑性変形部２２ｂに含有される中空金属フィラーの大きさ、その外殻の厚さ並びにその分量等を選択しておく。降伏応力は、接続導体２２と電極１０ａ，３０ａとが安定して接触するための接触応力以上になるように制御しておくことが望ましい。このような接触応力は、例えば、直径４０μｍ、厚さ０．３μｍである球状の銀の中空金属フィラーを含む塑性変形部２２ｂの場合には、およそ１．３ＭＰａである。

続いて、このように応力及びひずみ量が制御された接続導体２２を有する接続部材２０を回路基板１０及び電子部品３０の接続に用いた場合について説明する。
図４は実施の形態に係る接続部材を回路基板と電子部品の接続に用いた場合の別例の説明図である。尚、図４には、電子装置１における、接続部材２０、回路基板１０及び電子部品３０の要部を模式的に図示している。

図４には、回路基板１０及び電子部品３０の双方に反りが生じており、それにより、回路基板１０の複数の電極１０ａ間、及び電子部品３０の複数の電極３０ａ間に、それぞれ面内の高さばらつきが生じている場合を例示している。即ち、対向する電極１０ａ，３０ａ間の距離が一定でなく、ばらつきが生じている場合を例示している。

電子装置１の組み立て時には、このような回路基板１０と電子部品３０の間に、接続部材２０が配置された状態で、放熱板４０、補強板５０及びバネ付きねじ６０を用いた押圧が行われる。

この押圧の際には、まず、回路基板１０及び電子部品３０の電極１０ａ，３０ａ間の距離が短い箇所Ｐ１において、接続部材２０の接続導体２２が電極１０ａ，３０ａと接触する。その後、更に押圧が進むと、電極１０ａ，３０ａ間の距離が短い箇所Ｐ１、長い箇所Ｐ２のいずれの接続導体２２も、電極１０ａ，３０ａ間に挟まれて圧縮され、電極１０ａ，３０ａに圧接された状態となる。それにより、回路基板１０と電子部品３０が電気的に接続される。

このとき、電極１０ａ，３０ａ間の距離が短い箇所Ｐ１では、長い箇所Ｐ２に比べて、接続導体２２の圧縮が大きくなる。但し、このような箇所Ｐ１では、圧縮した塑性変形部２２ｂが電極１０ａ，３０ａと接触した後は、塑性変形するために、塑性変形部２２ｂに対する過剰な圧縮を抑えることができる。

したがって、弾性変形部２２ａが弾性変形し、塑性変形部２２ｂが塑性変形するために、接続部材２０の各接続導体２２は回路基板１０及び電子部品３０の反り形状に追従するように変形する。この際、各接続導体２２は、塑性変形部２２ｂの塑性変形に伴って応力の増加が抑制されるため、それらの間の応力のばらつきが小さく、接続部材２０に対する押圧力を抑えることができる。

ここで比較のため、電子装置１において、上記の接続部材２０に替え、別形態の接続部材を用いて、回路基板１０と電子部品３０を接続する場合について説明する。
図５は別形態の接続部材を回路基板と電子部品の接続に用いた場合の説明図であって、（Ａ）は押圧が小さい状態の一例を示す図、（Ｂ）は押圧が大きい状態の一例を示す図である。

図５（Ａ），（Ｂ）には、支持基板１０１にそれを貫通する複数の接続導体１０２が設けられた接続部材１００を用いて、回路基板１０と電子部品３０との接続を行う場合を例示している。接続部材１００の接続導体１０２は、導電性を有する弾性材料で形成されており、また、支持基板１０１両面に円錐台状の突出部が形成されている。このような接続部材１００を用いて、上記同様、反りにより、対向する電極１０ａ，３０ａ間の距離にばらつきが生じている回路基板１０と電子部品３０とを、電気的に接続する場合を想定する。

この場合、接続部材１００に対する押圧が小さいときには、図５（Ａ）に示すように、電極１０ａ，３０ａ間の距離が短い箇所Ｐ１では、電極１０ａ，３０ａに接続導体１０２が圧接される。このとき、電極１０ａ，３０ａ間の距離が長い箇所Ｐ２では、未だ接続導体１０２の先端が電極３０ａと接触しない場合がある。全ての接続導体１０２を電極３０ａに接触させるため、押圧を更に大きくすると、図５（Ｂ）に示すように、いずれの箇所Ｐ１，Ｐ２の接続導体１０２も圧縮され、電極１０ａ，３０ａに圧接されるようになる。それにより、全ての接続導体１０２を用いて、回路基板１０と電子部品３０を電気的に接続することが可能になる。

しかし、このとき、電極１０ａ，３０ａ間の距離が短い箇所Ｐ１では、長い箇所Ｐ２に比べて、接続導体１０２に、より大きな圧力（圧縮荷重）がかかっており、その圧縮が大きくなっている。このように圧縮が大きい接続導体１０２は、時間の経過に伴うクリープ変形により、その接続導体１０２の寿命が低下し、接続部材１００の寿命が低下する恐れがある。このような寿命の低下は、回路基板１０及び電子部品３０に反りが生じていない場合でも、押圧が大きく、接続導体１０２の圧縮が大きければ、時間の経過と共に、同様に起こり得る。また、このように圧縮荷重が大きくなると、回路基板１０及び電子部品３０（箇所Ｐ１）が過剰な荷重を受けることで、それらに損傷が生じ、回路基板１０及び電子部品３０の品質が低下してしまう。

これに対し、実施の形態に係る接続部材２０では、各接続導体２２が、弾性変形部２２ａ、及びその先端部にそれぞれ設けた塑性変形部２２ｂを有する。
このような接続部材２０によれば、電子装置１の組み立て時に接続部材２０が押圧される際、たとえ電極１０ａ，３０ａ間の距離にばらつきが生じていても、塑性変形部２２ｂは電極１０ａ，３０ａと接触して一定以上の圧縮荷重がかかると塑性変形する。接続導体２２は、電極１０ａ，３０ａの高さのばらつきに追従して変形して、接続部材２０に対する押圧を抑え、回路基板１０と電子部品３０とを電気的に接続させる。これにより、回路基板１０と電子部品３０との接続信頼性の向上を図ることが可能になる。

また、塑性変形部２２ｂが塑性変形することにより、回路基板１０及び電子部品３０の接続導体２２からの荷重が抑制されて、回路基板１０及び電子部品３０に対する損傷の発生を抑えることができる。

続いて、一例として、接続部材２０の形成方法について説明する。
図６は、第１支持基板配置工程の一例の要部断面模式図である。
まず、複数の貫通孔２１ａを形成した支持基板２１を用意する。このような支持基板２１は、所定材質の平板状基板に、フォトリソグラフィ技術、エッチング技術、機械的な穴開け加工技術等を用い、所定位置に、所定寸法の貫通孔２１ａを所定数形成することによって、形成することができる。

用意した支持基板２１は、図６に示すような上金型３１１と下金型３１２を有する第１金型３１０内に、上金型３１１と下金型３１２の間に挟むようにして配置する。上金型３１１には、支持基板２１の各貫通孔２１ａに対応する位置に、形成する接続部材２０（図２）の、弾性変形部２２ａに相当する形状の凹部３１１ａが形成されている。また、下金型３１２にも同様に、支持基板２１の各貫通孔２１ａに対応する位置に、形成する接続部材２０（図２）の、弾性変形部２２ａに相当する形状の凹部３１２ａが形成されている。

尚、ここでは図示を省略するが、この第１金型３１０には、貫通孔２１ａ及び凹部３１１ａ，３１２ａに弾性材料を導入するための導入経路、弾性材料の導入に伴って内部空間から押し出されるガス等を外部に排出するための排出口が形成されている。

図７は第１弾性材料導入工程の一例の要部断面模式図、図８は弾性材料導入後の状態の一例を示す要部断面模式図である。
第１金型３１０内に支持基板２１を配置した後、図７に示すように、導電性を有する弾性材料２２ｃを導入する。例えば、銀等を含む導電性フィラーをシリコーンゴムに含有させた弾性材料（硬化前）２２ｃを、第１金型３１０内に導入する。第１金型３１０内に導入された弾性材料２２ｃは、図７に示したように、支持基板２１の各貫通孔２１ａ、及び第１金型３１０の各凹部３１１ａ，３１２ａに充填される。

このように各貫通孔２１ａ及び凹部３１１ａ，３１２ａに充填した弾性材料２２ｃを、加熱等によって硬化させ、弾性変形部２２ａを形成する。弾性変形部２２ａは、弾性材料２２ｃの導電性フィラーの含有量、硬化温度等を調整することにより形成する。その後、第１金型３１０を取り外すことで、図８に示すように、支持基板２１の各貫通孔２１ａの位置に、各貫通孔２１ａに充填され更に支持基板２１の両面に突出する弾性変形部２２ａが形成された、構造体２０ａを得る。

図９は第２支持基板配置工程の一例の要部断面模式図である。
構造体２０ａの形成後は、それを図９に示すような上金型４１１と下金型４１２を有する第２金型４１０内に、上金型４１１と下金型４１２の間に挟むようにして配置する。上金型４１１には、構造体２０ａの各弾性変形部２２ａに対応する位置に、形成する接続部材２０（図２）の、弾性変形部２２ａと、その先端部に設ける塑性変形部２２ｂとに相当する形状の凹部４１１ａが形成されている。また、下金型４１２にも同様に、構造体２０ａの各弾性変形部２２ａに対応する位置に、形成する接続部材２０（図２）の、弾性変形部２２ａと、その先端部に設ける塑性変形部２２ｂとに相当する形状の凹部４１２ａが形成されている。

尚、ここでは、弾性材料の凹部４１１ａ，４１２ａへの導入経路、及びガス等の排出口については、図示を省略している。
図１０は第２弾性材料導入工程の一例の要部断面模式図である。

第２金型４１０内に構造体２０ａを配置した後、図１０に示すように、絶縁性又は導電性を有する弾性材料２２ｄを導入する。例えば、中空金属フィラーをシリコーンゴムに含有させた弾性材料（硬化前）２２ｄ、又は金属を表面にコーティングした中空粒子のフィラーをシリコーンゴムに含有させた弾性材料（硬化前）２２ｄを、第２金型４１０内に導入する。第２金型４１０内に導入された弾性材料２２ｄは、図１０に示したように、各凹部４１１ａ，４１２ａに充填される。

このように各凹部４１１ａ，４１２ａに充填した弾性材料２２ｄを、加熱等によって硬化させ、塑性変形部２２ｂを形成する。その後、第２金型４１０を取り外すことで、上記図２に示したような、弾性変形部２２ａと、その先端部に形成された塑性変形部２２ｂとを有する接続部材２０を得ることができる。

次に、接続部材２０の別の形成方法について説明する。
図１１は、支持基板配置工程の一例の要部断面模式図である。
まず、図６と同様に、複数の貫通孔２１ａを形成した支持基板２１を用意する。

用意した支持基板２１は、図１１に示すように、図９で説明した上金型４１１と下金型４１２を有する第２金型４１０内に、上金型４１１と下金型４１２の間に挟むようにして配置する。上金型４１１には、支持基板２１の各貫通孔２１ａに対応する位置に、形成する接続部材２０（図２）の、弾性変形部２２ａ及び塑性変形部２２ｂに相当する形状の凹部４１１ａが形成されている。また、下金型４１２にも同様に、支持基板２１の各貫通孔２１ａに対応する位置に、形成する接続部材２０（図２）の、弾性変形部２２ａ及び塑性変形部２２ｂに相当する形状の凹部４１２ａが形成されている。

図１２は弾性材料導入工程の一例の要部断面模式図である。
第２金型４１０内に支持基板２１を配置した後、図１２に示すように、導電性を有する弾性材料２２ｅを導入する。例えば、銀等を含む導電性のフィラーと、鉄等の磁性を有する金属を含む中空金属フィラーとをシリコーンゴムに含有させた弾性材料（硬化前）２２ｅを、第２金型４１０内に導入する。第２金型４１０内に導入された弾性材料２２ｅは、図１２に示すように、支持基板２１の各貫通孔２１ａ、及び第２金型４１０の各凹部４１１ａ，４１２ａに充填される。

尚、ここでも、弾性材料の凹部４１１ａ，４１２ａへの導入経路、及びガス等の排出口については、図示を省略している。
図１３は弾性材料移動工程の一例の要部断面模式図である。

支持基板２１の各貫通孔２１ａ、及び各凹部４１１ａ，４１２ａに弾性材料２２ｅが充填された第２金型４１０に対して、図１３に示すように上金型４１１の上方からコイル５１１により、また、下金型４１２の下方からコイル５１２によりそれぞれ磁場を印加する。

第２金型４１０に充填されている弾性材料２２ｅでは、中空金属フィラーは印加された磁場からの磁力を受けて各凹部４１１ａ，４１２ａの（コイル５１１，５１２側の）先端部にそれぞれ移動する。弾性材料２２ｅは、図１３に示すように各凹部４１１ａ，４１２ａの（コイル５１１，５１２側の）先端部には主に中空金属フィラーを含む弾性材料２２ｇに、各貫通孔２１ａ及び凹部４１１ａ，４１２ａの中間部には導電性フィラーを含む弾性材料２２ｆに分離する。

このように分離した状態の弾性材料２２ｆ，２２ｇを、加熱等によって硬化させ、弾性変形部２２ａと塑性変形部２２ｂとを形成する。塑性変形部２２ｂは、弾性材料２２ｅの中空金属フィラーの含有量、硬化温度等と共に、コイル５１１，５１２からの磁場の強さを調整することにより所望の高さ（厚さ）で形成することができる。その後、第２金型４１０を取り外すことで、上記図２に示したような、弾性変形部２２ａの先端部に塑性変形部２２ｂが形成された接続部材２０を得ることができる。

また、以上の説明では、押圧が進んだ時に、弾性変形部２２ａの先端部にそれぞれ形成した同一の塑性変形部２２ｂが電極１０ａ，３０ａの表面領域内に接触するように接続導体２２が形成されている場合を例示したが、塑性変形部２２ｂは、必ずしもこのような形態に限定されるものではない。

図１４は実施の形態に係る接続部材の変形例の説明図であって、（Ａ）は第１変形例の要部断面模式図、（Ｂ）は第２変形例の要部断面模式図、（Ｃ）は第３変形例の要部断面模式図である。

図１４（Ａ）に示す接続部材２０１は、塑性変形部２２ｂが弾性変形部２２ａの片側（回路基板１０と接続される側（図１））のみに形成されている。
回路基板１０に比べて、半導体パッケージ等の電子部品３０の寸法精度が高く、反り並びに電極３０ａの高さのばらつきが少ない場合には、図１４（Ａ）に示すように回路基板１０の電極１０ａと接触する側のみに塑性変形部２２ｂを形成する。これにより、接続部材２０の各接続導体２２は回路基板１０の反り形状に追従するように変形する。

尚、電子部品３０に比べて、回路基板１０の寸法精度が高く、反り並びに電極１０ａの高さのばらつきが少ない場合には、塑性変形部２２ｂを弾性変形部２２ａの他方の片側（電子部品３０と接続される側（図１））のみに形成することで、上記と同様の効果が得られる。

図１４（Ｂ）に示す接続部材２０２は、その位置に応じて、弾性変形部２２ａの高さ（厚さ）と弾性変形部２２ａの先端部の塑性変形部２２ｂの高さ（厚さ）とをそれぞれ異ならせている。

回路基板１０及び電子部品３０の反り形状、電極１０ａ，３０ａの高さのばらつき等が予め分かっている場合に、回路基板１０及び電子部品３０からの圧縮荷重の大きさに応じて接続導体２２の塑性変形部２２ｂの高さを変化させる。具体的には、その圧縮荷重が大きくなる箇所に対応する接続導体２２の塑性変形部２２ｂの高さは高くし、一方、その圧縮荷重が小さくなる箇所に対応する接続導体２２の塑性変形部２２ｂの高さは低くする。例えば、図４の回路基板１０が下に凸状であって、電子部品３０が上に凸状の反り形状である場合に利用する接続部材２０２は、図１４（Ｂ）に示すように、接続導体２２の位置が中心から外側になるに連れて塑性変形部２２ｂの高さを高くする。

これにより、接続導体２２の塑性変形部２２ｂの塑性変形可能な範囲を大きくでき、接続導体２２を回路基板１０及び電子部品３０の反り形状等に追従させることが容易となり、接続導体２２間の応力のばらつきをより低減することができるようになる。

尚、図１４（Ｂ）のように塑性変形部２２ｂの高さを変化させる代わりに、塑性変形部２２ｂの高さが同一か否かに関わらず、塑性変形部２２ｂに含まれる中空金属フィラーの分量を変化させることも可能である。具体的には、回路基板１０及び電子部品３０からの圧縮荷重が大きくなる箇所に対応する接続導体２２の塑性変形部２２ｂに含まれる中空金属フィラーの分量を多くし、一方、その圧縮荷重が小さくなる箇所に対応する接続導体２２の塑性変形部２２ｂに含まれるその分量を少なくする。このように、回路基板１０及び電子部品３０からの圧縮荷重に応じて中空金属フィラーの分量を変化させても、図１４（Ｂ）と同様の効果が得られる。

また、図１４（Ｃ）に示す接続部材２０３は、弾性変形部２２ａと塑性変形部２２ｂとが交互に複数層形成されている。このような接続部材２０３でも、接続部材２０（図２）と同様に、接続部材２０の各接続導体２２は回路基板１０の反り形状に追従し、その弾性変形部２２ａの過剰な圧縮を抑えることができる。

以上説明したように、この実施の形態に係る接続部材２０，２０１，２０２，２０３によれば、弾性変形部２２ａが弾性変形し、塑性変形部２２ｂが塑性変形するために、接続部材２０の各接続導体２２は回路基板１０と電子部品３０との反り形状に追従するように変化する。この際、各接続導体２２は、塑性変形部２２ｂの塑性変形に伴って応力の増加が抑制されるため、それらの間の応力のばらつきが小さく、接続部材２０全体に対して必要な押圧力を抑えることができ、接続信頼性を確保することが可能になる。

尚、上記の接続部材２０等は、上記のようなＬＧＡ型の半導体パッケージを含む電子部品に限らず、半導体パッケージを含まないような電子部品と回路基板との接続にも、同様に適用可能である。

更にまた、上記の接続部材２０等は、回路基板と電子部品との電気的接続に限らず、回路基板間や、電子部品間等、異なる電子素子間の電気的接続にも、同様に適用可能である。

また、以上の説明では、支持基板２１の両面に弾性変形部２２ａが突出する接続部材２０等を例にして述べた。このほか、これらの接続部材２０等を用いて接続する接続対象物の組み合わせによっては、支持基板２１の一方の面側にのみ弾性変形部２２ａが突出する形態とすることも可能である。

以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１） 第１貫通孔を備える基板と、
前記第１貫通孔を貫通して前記基板から突出し、塑性を有する第１部分を備える第１導体部と
を含むことを特徴とする接続部材。
（付記２） 前記第１導体部は、弾性を有する第２部分を備えることを特徴とする付記１に記載の接続部材。
（付記３） 前記第１部分は、前記第１導体部の先端部に設けられていることを特徴とする付記１又は２に記載の接続部材。
（付記４） 前記第１部分は、樹脂と、前記樹脂内に含有された中空の導電性粒子とを含むことを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の接続部材。
（付記５） 前記基板は、第２貫通孔を備え、
前記第２貫通孔を貫通して前記基板から突出し、塑性を有し且つ前記第１部分と異なる厚みを有する第３部分を備える第２導体部を更に含むことを特徴とする付記１乃至４のいずれかに記載の接続部材。
（付記６） 貫通孔を備える基板を準備する工程と、
前記基板に、前記貫通孔を貫通して前記基板から突出し、塑性を有する第１部分を備える導体部を設ける工程と
を含むことを特徴とする接続部材の製造方法。
（付記７） 前記導体部は、弾性を有する第２部分を備えることを特徴とする付記６に記載の接続部材の製造方法。
（付記８） 前記導体部を設ける工程は、
前記第２部分を設ける工程と、
前記第２部分上に前記第１部分を設ける工程と
を含むことを特徴とする付記７に記載の接続部材の製造方法。
（付記９） 貫通孔を備える基板と、前記貫通孔を貫通して前記基板から突出し、塑性を有する第１部分を備える導体部とを含む接続部材と、
前記導体部の一端側及び他端側にそれぞれ配置され、前記導体部を介して電気的に接続された第１電子部品及び第２電子部品と
を含むことを特徴とする電子装置。
（付記１０） 貫通孔を備える基板と、前記貫通孔を貫通して前記基板から突出し、塑性を有する第１部分を備える導体部とを含む接続部材を準備する工程と、
第１電子部品及び第２電子部品を準備する工程と、
前記第１電子部品及び前記第２電子部品を、前記導体部の一端側及び他端側にそれぞれ配置する工程と、
前記第１電子部品及び前記第２電子部品を押圧し、前記導体部を介して電気的に接続する工程と
を含むことを特徴とする電子装置の製造方法。

１ 電子装置
１０ 回路基板
１０ａ，３０ａ 電極
１１，２１ａ，４１ 貫通孔
２０，１００，２０１，２０２，２０３ 接続部材
２０ａ 構造体
２１，１０１ 支持基板
２２，１０２ 接続導体
２２ａ 弾性変形部
２２ｂ 塑性変形部
２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ 弾性材料
３０ 電子部品
３１ 半導体パッケージ
３１ａ パッケージ基板
３１ｂ 半導体チップ
３２ ヒートスプレッダ
４０ 放熱板
５０ 補強板
６０ バネ付きねじ
３１０ 第１金型
４１０ 第２金型
３１１，４１１ 上金型
３１２，４１２ 下金型
３１１ａ，３１２ａ，４１１ａ，４１２ａ 凹部
５１１，５１２ コイル
Ｐ１，Ｐ２ 箇所

Claims (5)

1. 第１方向に貫通する第１貫通孔を備える基板と、
   前記第１貫通孔を貫通して前記基板から突出し、前記第１方向に塑性を有する第１部分と、前記第１方向に弾性を有する第２部分とを備える第１導体部と
   を含むことを特徴とする接続部材。
2. 前記第１部分は、樹脂と、前記樹脂内に含有された中空の導電性粒子とを含むことを特徴とする請求項１に記載の接続部材。
3. 前記基板は、前記第１方向に貫通する第２貫通孔を備え、
   前記第２貫通孔を貫通して前記基板から突出し、前記第１方向に塑性を有し且つ前記第１部分とは異なる厚みを有する第３部分と、前記第１方向に弾性を有する第４部分とを備える第２導体部を更に含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の接続部材。
4. 第１方向に貫通する貫通孔を備える基板と、前記貫通孔を貫通して前記基板から突出する導体部とを含み、前記導体部が、前記第１方向に塑性を有する第１部分と、前記第１方向に弾性を有する第２部分とを備える接続部材と、
   前記導体部の一端側及び他端側にそれぞれ配置され、前記導体部を介して電気的に接続された第１電子部品及び第２電子部品と
   を含むことを特徴とする電子装置。
5. 第１方向に貫通する貫通孔を備える基板と、前記貫通孔を貫通して前記基板から突出する導体部とを含み、前記導体部が、前記第１方向に塑性を有する第１部分と、前記第１方向に弾性を有する第２部分とを備える接続部材の、前記導体部の一端側及び他端側にそれぞれ、第１電子部品及び第２電子部品を配置する工程と、
   前記第１電子部品及び前記第２電子部品を押圧し、前記導体部を介して前記第１電子部品及び前記第２電子部品を電気的に接続する工程と
   を含むことを特徴とする電子装置の製造方法。
   

Images