JPH0430200B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 技術分野 本発明は回路基板、特に大規模集積回路
（LSI）実装用基板と通常呼ばれるLSIモジユール
用回路基板とプリント板と通常呼ばれるプリント
回路基板すなわちマザーボードとの相互接続を可
能にするためのLSIモジユール用回路基板に関す
る。

(2) 従来技術 従来、大規模集積回路（LSI）モジユール用回
路基板をプリント回路基板に接続する場合、一般
に嵌合型接続体を使用している。この接続は、各
LSIモジユール用回路基板に、その底面から突出
した接点ピンを規則的に配列し、他方、接点ピン
の接触時に、ピンに相当の強さの接触力を付与す
るために、スプリング機構を備えたジヤツクをプ
リント回路基板に設け、このジヤツクに接点ピン
を挿入することによりLSIモジユール用回路基板
とプリント回路基板とを相互接続する。このよう
な構成において、接点ピン当りの接触力が相当の
強さであることから、LSIモジユールの接点ピン
を相互接続体のジヤツクに挿入する際の挿入力あ
るいは抜き取るときの抜去力は、接続体当りの接
点ピン数が多くなるほど大きくなる。たとえば数
100ピンの接続体においては数10Kg以上の挿入力
ひいては抜去力を必要とする相互接続体において
は、この力に耐えるだけの接続部材の強度を必要
とするために、これに応じて接続部材が大きくな
る欠点がある。また接続体当りの接点ピン数が多
くなつた場合、挿入および抜去力の軽減をはかる
ために零挿入力接続体（ZIF）および軽挿入力接
続体（LIF）が知られている。これには、接点ピ
ンをジヤツクに挿入後、カム機構により接触力を
付与する接続体、または分割接続機構を取り入れ
た接続体などがある。しかし、これらZIF、LIF
の接続体は複雑な機構を導入することになり、ま
た製品コストも比較的高くなる。

さらに、ジヤツクがある形状のスプリング機構
を備えるために、希望以上のスペースを必要とす
ることになり、このスペースの条件は一般的に接
続体、LSIモジユール用回路基板などに設けるこ
とができる接点ピンの数を制限する要因となつて
おり、高密度の接続端子を有するLSIモジユール
用回路基板が得られないという欠点がある。

(3) 発明の目的 本発明の目的はモジユール用回路基板とプリン
ト回路基板との回路を、高密度に、しかも容易
に、信頼度の高い基板間の電気的接続を得るLSI
モジユール用回路基板を提供することである。

(4) 発明の構成 本発明の上記目的は、電気的信号を通すための
回路を内部に配線してあるLSI実装用と、この基
板に電気的接続すべきプリント板との組合せ装置
であつて、電気的接続用部材として、実装用基板
２０の下面に接続用パツド２６を有し、これに対
応する接続用パツド３６をプリント板４０の上面
に有し、かつ実装用基板２０の内部に、内部配線
回路と絶縁した状態で接続用パツド２６を加熱す
るための発熱体２７を配線してあり、これによつ
て接続用パツド上の低融点金属を溶融させて、基
板とプリント板とを電気的に接続することができ
ることを特徴とするLSI実装用基板と、プリント
板との組合せ装置によつて達することができる。

本発明の組合せ装置のLSI実装用基板とプリン
ト板は、対向するそれぞれの面に接続用パツドを
有し、かつ、これを加熱するための発熱体を実装
用基板の内部に有することを特徴としている。

また本発明の回路基板は、基板の下面に設けた
接続用パツドが、基板の下面の他の部分より高さ
を高くしてあることが適当である。

本発明の回路基板であるLSIモジユール用回路
基板をプリント回路基板に接続するときは、モジ
ユール用回路基板の下面に設けたパツドの表面
に、はんだなどの低融点金属をめつきし、他方接
続すべきプリント回路基板の上面にあるパツドの
表面も同様に低融点金属をめつきしておき、これ
らのパツドを位置合せしてモジユール用回路基板
とプリント回路基板とを重ねた後、前者の発熱体
に通電して絶縁体を介してパツドを加熱し、パツ
ド部分にめつきしてある、はんだなどの金属が融
解するまで温度を上昇させ、その状態でLSIモジ
ユール用回路基板に軽い圧力を負荷し、LSIモジ
ユール用回路基板とプリント回路基板との各パツ
ド部分の低融点金属が一体化した状態で通電を遮
断し、LSIモジユール用回路基板の温度を降下さ
せ、低融点金属を凝固させることにより接続す
る。このような接続により信頼性の高い、低い接
触抵抗の高密度接続を得ることができる。

一方、パツド部分で接続されたLSIモジユール
用回路基板とプリント回路基板との接続を解除す
る場合は、接続の場合と同様にLSIモジユール用
回路基板の発熱体に通電し、LSIモジユール用回
路基板を加熱して、パツド部分の低融点金属を融
解状態とし、LSIモジユールを持上げることによ
り両者の接続を解除する。解除後にLSIモジユー
ル用回路基板の通電を遮断すればパツド部分の低
融点金属が凝固する。また解除する時の力は融解
状態の金属を引離す力でよいから非常に小さな力
で解除できる。

このようにLSIモジユール用回路基板に発熱体
を内臓させることにより、パツドとパツドとの接
続が可能となり、１つの接続当りの占有面積を非
常に小さくすることができるので、比較的小さな
面積内に非常に多数の接続を設けることができ
る。

(5) 実施例 第１図は本発明によるLSIモジユール用回路基
板の使用方法を説明するための図で、多数の接続
点を有する電気装置を接続するための代表的なも
のである。図中、１１はLSIチツプ、１２，１
３，１４は大規模集積回路（LSI）モジユールで
あつて、本発明によるLSIモジユール用回路基板
でもある。１５は第４番目のLSIモジユールを取
付ける予定の領域、１６はプリント回路基板１８
に明けられたガイドピン用の貫通孔、１７はプリ
ント回路基板１８の表面にある回路パターンであ
るパツド、１９はカードエツジコネクタなどの接
点の接触させるためのプリント接点である。LSI
モジユール１２，１３，１４が高集積度になつて
くると、LSIモジユールなどの下面または側面に
数1000本のパツドまたは端子を取付け、このパツ
ドまたは端子をプリント回路基板１８に接続する
必要がある。

第２図は本発明によるLSIモジユール用回路基
板２０の１つのパツドとなる部分を断面を拡大し
て示したものである。第２図において２１は電気
的絶縁体であるガラスセラミツクで形成されてい
る板、２２，２３，２４は回路を構成している金
属体の層で、絶縁体２１により各層は完全に絶縁
された状態になつている。また２５はバイアホー
ル、２６はパツドで２５，２６とも金で形成して
ある。２７はガラスセラミツク板２１の内部に配
線してある発熱体、２８は発熱体２７に通電する
ための端子、２９はプリント回路基板のパツド部
分と接続するために低融点金属である。発熱体２
７はガラスセラミツク板の内部に完全に埋没した
状態で配線してあり、本実施例では面積抵抗
100Ω／口の厚膜抵抗ペースト（デユポン社製抵
抗ペーストNo.4720）を使用した。また低融点金属
２９はIn−48％Sn共晶合金（融点117℃）を使用
した。

第３図は本発明によるLSIモジユール用回路基
板２０とプリント回路基板とを接続する際の、多
数のパツドを接続する時の構成を示した概略図で
ある。第３図においてLSIモジユール用回路基板
の各部分は第２図のそれと同一である。ただし３
０はLSIチツプの端子またはパツドが接続される
予定のパツドである。また３８はプリント回路基
板に接続する際に位置決めをするためのガイドピ
ンである。

プリント回路基板４０は多層プリント回路基板
であり、３１は樹脂などの絶縁体、３２，３３，
３４は回路を構成している銅箔で、絶縁体３１に
より各層は完全に絶縁した状態にしてある。各銅
箔層３２，３３，３４の回路はスルーホールめつ
き層３５によつて表面の回路パターンであるパツ
ド３６に接続してある。３７はLSIモジユール用
回路基板２０のパツド部分と接続するために低融
点金属で、２９と同様のIn−48％Sn共晶合金で
ある。３９はLSIモジユール用回路基板２０を接
続する際に位置決めをするためのガイド孔であ
る。

この実施例では、たとえばLSIモジユール用回
路基板２０はパツド２６が40×40mmの正方形面積
の中に1.27mmの間隔で総計900本を、それぞれ絶
縁した状態で整列して設けてある。また、LSIモ
ジユール用回路基板２０のパツドに対応する位置
に、プリント回路基板４０のパツド３６を整列し
て設けてある。この900本のパツド数が非常に多
く、またその接続が高い密度であることは容易に
理解できるであろう。

第３図のLSIモジユール用回路基板２０とプリ
ント回路基板４０との接続する手順は、LSIモジ
ユール用回路基板２０をプリント回路基板４０の
上に位置合せして置き、500ｇの荷重を加え、こ
の状態で発熱体２７に通電して、パツド部分の低
融点金属２９，３７を融解させ、両方の低融点金
属が一体になつた状態で、通電を遮断し、そのま
ま低融点金属を凝固させる。このような手順で
LSIモジユール用回路基板２０とプリント回路基
板４０との安定した電気的接続を得、各パツド部
分の接触抵抗は１ｍΩ以下であつた。LSIモジユ
ール用回路基板２０とプリント回路基板４０との
接続を解除するには、接続の場合の逆の工程によ
り行えばよい。

第４図は発熱体２７がガラスセラミツク絶縁体
２１の下面に形成されており、この発熱体は絶縁
層４１で被われている。さらに、接続端子用導体
２５は下面に引出され、接続用パツド２６を形成
している。また絶縁体２１の端部には発熱体２７
に通電するための端子２８が形成されている。こ
の実施例では、発熱体２７は面積抵抗100Ω／口
の厚膜ペースト（デユポン社製抵抗ペーストNo.
4720）を使用し、端子２８は厚膜導体ペースト
（デユポン社製抵抗ペーストNo.9770）、絶縁層４１
は絶縁ペースト（デユポン社製絶縁ペーストNo.
9137）を使用した。さらに、接続端子用導体２５
およびパツド２６は第２図と同じく金で形成し
た。なおここでは、厚膜技術を用いたが、薄膜技
術を応用しても同様な効果が得られる。

第５図は接続用パツド部２６が他の部分よりも
高くなるよう、あたかも突出したように形成して
ある。このような構造にするため、最下層の絶縁
層の厚みおよびパツドにまで至る導体路２５の厚
み方向の長さを第２図における寸法よりも大きく
とる。その後、通常のエツチング技法を用いてパ
ツド部以外の部分（図中破線の部分３２）を所定
の厚みだけけずることによつて、パツド部を突出
した形状にすることができる。

この実施例では、絶縁層２１として、ガラスセ
ラミツク材料を用い、この材料はふつ酸によつて
容易に、かつ精度良くエツチングすることができ
る。

第６図は、他の変形例として、低融点金属を融
解するための発熱体を回路基板絶縁体の下面に形
成してある。この構造においても、本発明による
パツド部を突出させた形式を適用することがで
き、その際何ら不都合は生じない。

この実施例では、発熱体２７を被う絶縁層４２
にガラスセラミツクを用いた。これは前述のごと
く、エツチング工程を付加したためである。

なお、この例では、厚膜技術を用いたが、薄膜
技術を応用しても同様な効果が得られる。

(6) 発明の効果 本発明の回路基板による接続は低融点金属を融
解して接続するので、接続点が多数個であつて
も、実質的に無荷重に近いものであり、また一種
の拡散接続であるため非常に安定なかつ低い接触
抵抗が得られ、接続後は、それだけで接触が自己
保持されており、特に外部から締付けるなどの手
段を設けなくても差支えない。

また本発明によれば低融点金属によりLSIモジ
ユール用回路基板とプリント回路基板とを接続で
きるので、電気的装置を高密度に実装することが
できる。

また、回路基板の絶縁体の下面に発熱体を形成
し、これを絶縁層で被うとともに、絶縁層の表面
まで接続用導体を引出してパツドを形成すること
によつて、本発明の回路基板を容易に作成するこ
とができる。

さらに、多層プリント板と接続するために回路
基板の下面に設けるパツド部の高さを、他の部分
より高くする構造によつて、回路基板と多層プリ
ントとを相互に接続する際、接続部において低融
点金属の融解物が流動しすぎた場合にも、相互に
隣接するパツド間の短絡の可能性をより低減でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、プリント回路基板上に複数のLSIモ
ジユールを配置したプリント回路基板の平面図で
あり、第２図は本発明の実施態様の回路基板の、
１つのパツドとなる部分の拡大断面図であり、第
３図は本発明の実施態様の回路基板とプリント回
路基板とを電気的に接続する際の、いくつかの接
続部分の拡大断面図であり、第４，５，６図はそ
れぞれ本発明の実施態様の回路基板の断面図であ
る。 １１……LSIチツプ、１２，１３，１４，２０
……LSI実装用回路基板、１８，４０……プリン
ト板、２１……セラミツク絶縁体、２２，２３，
２４，３２，３３，３４……回路配線層、２５…
…接続端子用導体、２６，３６……パツド、２７
……発熱体、２８……発熱体の端子、２９，３７
……低融点金属、３０……パツド、３１……プリ
ント用絶縁体、３５……スルーホールめつき層、
４１，４２……絶縁体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気的信号を通すための回路を内部に配線し
   てあるLSI実装用基板と、この基板に電気的接続
   すべきプリント板との組合せ装置であつて、 電気的接続用部材として、実装用基板２０の下
   面に接続用パツド２６を有し、これに対応する接
   続用パツド３６をプリント板４０の上面に有し、 かつ実装用基板２０の内部に、内部配線回路と
   絶縁した状態で接続用パツド２６を加熱するため
   の発熱体２７を配線してあり、 これによつて接続用パツド上の低融点金属を溶
   融させて、基板とプリント板とを電気的に接続す
   ることができることを特徴とする LSI実装用基板と、プリント板との組合せ装
   置。 ２ LSI実装用基板２０の絶縁体２１の下面とこ
   の絶縁体２１を被う絶縁層４１との間に配線した
   発熱体２７を、基板２０の内部に有し、かつこの
   絶縁層４１の表面まで接続用導体２５を引出して
   パツド２６を形成してある、特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 ３ LSI実装用基板２０の下面に設けた接続用パ
   ツド２６は、基板２０の下面の他の部分より高さ
   を高くしてある、特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の装置。