JPH0663722B2 - 接触面積の測定方法 - Google Patents

接触面積の測定方法

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JPH0663722B2
JPH0663722B2 JP60015636A JP1563685A JPH0663722B2 JP H0663722 B2 JPH0663722 B2 JP H0663722B2 JP 60015636 A JP60015636 A JP 60015636A JP 1563685 A JP1563685 A JP 1563685A JP H0663722 B2 JPH0663722 B2 JP H0663722B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プリント回路板のパツケージングに用いられ
るコネクタに於ける真の接触面積の測定方法に係る。
〔従来技術〕
電気的プラグがそのソケツトに係合されるようにピンが
コネクタに係合されるとき、それらのピンとコネクタと
の間の見掛けの接触面積は実際の真の接触面積と異なつ
ている。ピンの表面は、多数の凹凸部分を含んでいる。
更に、コネクタの表面も、多数の凹凸部分を含んでい
る。ピンがコネクタと係合するとき、ピンの表面の一部
がそのコネクタの表面の対応部分と接触する。そのコネ
クタの表面の対応部分と接触するピンの表面の部分は通
常、ピンの全表面積よりも小さい。例えば、第1の接触
面積(例えば、ピン)に関連する凸部の表面が、第2の
接触面積(例えば、コネクタ)に関連する凸部の表面に
接触するかもしれない。従つて、コネクタの表面の対応
部分に接触するピンの表面の部分の全表面積が実際の真
の接触面積に相当し、ピンの全表面積が見掛けの接触面
積に相当する。この例に於ては、第1の接触面の凸部の
全表面積が実際の真の接触面積に相当し、凸部及び凹部
の全表面積が見掛けの接触面積に相当する。コネクタ技
術に於て、真の接触面積の決定は、ピンとコネクタとの
間の表面抵抗を後に決定する場合に重要である。
プリント回路板のパツケージング技術の分野に於ては、
チツプが基板上に装着され、基板がピン及びコネクタに
よりプリント回路板に接続される。コンピュータ・シス
テムの性能を増加させる必要から、チップ上の回路の数
及びチツプの数が増加し、チツプ上の回路の数の増加
は、チツプ上の増加した回路に電力及び信号を供給する
ために、基板上のピンの数の増加を必要とする。しかし
ながら、ピンとコネクタとの間の表面抵抗が高すぎる場
合には、チツプ上の回路を付勢する信号電流及び電源電
流が、コネクタとピンとの間の界面を通過しようとする
ときに、望ましくない遅延を生じる。その遅延は、チツ
プ上の回路の性能を低下させる。従つて、ピンの表面の
真の接触面積及びコネクタの表面の真の接触面積を正確
に測定する方法は、ピンの表面抵抗及びコネクタの表面
抵抗を決定し、更にチツプ上の回路の予測される性能を
決定する場合に、極めて重要である。
従来技術に於て、真の接触面積を測定するための1つの
方法は、2つの接触面(例えば、ピン及びコネクタ)を
接触させて、2つの接触面の間の界面領域中に腐食性ガ
スを注入することであつた。そのガスは、凹部を腐食さ
せるが、各接触面に関連する凸部を腐食させない。従つ
て、腐食されていない凸部に関連する表面積測定するこ
とができた。しかしながら、腐食性ガスは、金の如き貴
金属とは反応しない。
コネクタに於ける真の接触面積を測定するためのもう1
つの従来技術による方法は、2つの接触面を接触させ
て、それらの2つの接触面を高電圧パルスにさらすこと
であつた。高電圧パルスは、相互に接触している2つの
接触面を溶融させた。それらの溶融した領域に関連す表
面積を測定することができた。しかしながら、コネクタ
の接触面の真の接触面積は、相互に接触している領域
(凸部)が溶融することによつて、変化を生じる。
従来技術によるもう1つの方法は、コネクタの接触面を
ガラスの表面に対して押し付けることである。真の接触
面積をガラスを経て視覚的に観察し、従つて測定するこ
とができる。しかしながら、コネクタの接触面がガラス
に対して押しつけられるときに、真の接触面積が変化す
る。更に、真の接触面積の測定は、ガラスの特定の特性
に依存する。
従つて、上述の3つの従来技術は各々、コネクタの接触
面の真の接触面積を誤つて決定せしめるエラーを生じが
ちである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、接触面の真の接触面積を測定するため
の改良された方法を提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、第1の接触面を、該接触面を構成している金
属材料と異なる金属材料で被覆し、被覆された上記第1
の接触面を第2の関連する接触面に接触させ、上記第1
の接触面を上記第2の接触面から離隔され、金属組織学
(metallography)又は電子顕微鏡の技術を用いて、上
記接触面の少くとも一方を検査することにより、接触面
の真の接触面積を測定するための改良された方法を提供
する。上記第2の接触面の対応する領域に接触した、被
覆された上記第1の接触面の領域は、両領域に於ける異
なる金属膜の存在によりそれらの領域の間に視覚的に明
瞭なコントラストが生じることによつて、上記第1の接
触面に於ける他の領域から容易に識別可能である。
〔実施例〕
第1図は、コネクタの接触面10を示す上面図である。接
触面10は、多数の凹凸部分、即ち凸部12及び凹部14を含
む。接触面10の全体は見掛けの接触面であり、接触面10
の一部が真の接触面である。例えば、第1の接触面の凹
部14でなく凸部12が第2の接触面に接触する場合には、
凸部12の全ての全表面積が真の接触面を構成する。
第2図は、相互に接触している2つの接触面16及び18を
示す側面図である。第1の接触面16は多数の凸部及び凹
部を含んでおり、第2の接触面も多数の凸部及び凹所を
含んでいる。第2図に示されている例に於ては、第1の
接触面16の凸部は第2の接触面18の凸部に接触してい
て、第2の接触面18の凹部には接触しておらず、第2の
接触面18の凸部も同様である。例えば、第1の接触面16
の凸部16aが第2の接触面18の凸部18aに接触している。
従つて、第2図に示されている例に於ては、第1の接触
面16及び第2の接触面18に関連する真の接触面積は、全
ての凸部16a及び全ての凸部18aが占めている全表面積で
ある。
第3図は、プリント回路板のパツケージ組立体を示す側
面図である。このプリント回路板のパツケージ組立体
は、プリント回路板20と、複数のピン24及び複数の対応
するコネクタ26により該回路板20に接続されている基板
22とを含む。集積回路チツプ28が複数のはんだボール30
により基板22上に装着されている。チツプ28は、ワイヤ
・ボンデイング技術により基板22上に装着されてもよ
い。
ピン24は、コネクタ26を経て、回路板20内の種々の分配
プレーン20a及び2bに接続されている。プレーン20aは、
チツプ上の回路に電力を供給するために必要な電流をチ
ツプ28に供給する、電力分配プレーンであり、プレーン
20bは、電流の接地電位への帰還路を与える接地分配プ
レーンである。
コネクタ26を経てピン24に供給される電源電流及び信号
電流の量は、コネクタ26及びピン24の表面抵抗の関数で
ある。その表面抵抗は、コネクタ26及びピン24の真の接
触面積の関数である。チツプ28上の回路に電力を供給し
て動作させるために特定量の電源電流及び信号電流が必
要とされるので、コネクタ26又はピン24の真の接触面積
が小さすぎる場合には、コネクタ26又はピン24の表面抵
抗が大きくなりすぎる。従つて、コネクタ26及びピン24
を経てチツプ28上の回路に供給される電源電流及び信号
電流が、大きな表面抵抗により、コネクタ26とピン24と
の間の界面に於て遅延を生じる。その結果、チツプ28上
の回路の動作の性能が損われる。従つて、コネクタ26及
びピン24の真の接触面積を正確に決定するための信頼性
のある方法を実現することが重要である。
コネクタ26の如きコネクタ及びピン24の如きピンの真の
接触面積を正確に決定するめの本発明の方法に於ける第
1工程は、検査されるべきピン又はコネクタの第1の接
触面を、該接触面を構成している材料と異なる金属材料
で被覆することを含む。第2工程に於て、上記金属材料
で被覆された上記第1の接触面が第2の接触面に接触さ
れる。第3工程に於て、上記両接触面が相互に離隔され
る。第4工程に於て、上記の検査されるべき1の接触面
が、金属組織学又は電子顕微鏡の技術を用いて検査され
る。同様に、第2の接触面を、それらの技術を用いて検
査してもよい。
本発明の好実施例に於ては、コネクタ26及びピン24は金
めつきされている。ピン24がコネクタ26に接触される
が、その前にピン24が白金で被覆される。又は、コネク
タ26が白金で被覆されてもよい。コネクタ26ではなく、
ピン24が白金で被覆される場合には、金のピン24上に白
金がスパツタリング技術を用いて被覆される。ピン24が
コネクタ26に挿入されて接触される。ピン24の接触面の
一部がコネクタ26の接触面の対応部分に接触する。ピン
24の接触面に於けるこの特定の部分が、真の接触面積で
ある。それから、ピン24がコネクタ26から離隔される。
ピン24及びコネクタ26が相互に隔離されるとき、ピン24
の真の接触面積に付着していた白金の被膜が、その真の
接触面積から除去されて、コネクタ26の接触面の対応部
分に付着する。その結果、ピン24の真の接触面積に対応
する領域に金の表面が現われ、他の表面積に対応する領
域に白金の表面が残る。同様に、コネクタ26の真の接触
面積に対応する領域に白金の表面が生じ、他の表面積に
対応する領域は金の表面を有している。白金は金と異な
る金属であるので、ピン24又はコネクタ26を視覚的に検
査することにより、ピン24又はコネクタ26の真の接触面
積を他の表面積から識別することができる。金属組織学
又は電子顕微鏡の技術を用いて、真の接触面積に対応す
る表面積全体を観察することができる。ピン24及びコネ
クタ26の真の接触面積が決定されると、その表面抵抗が
決定される。その結果、チツプ28上の回路を付勢する電
流に関連する遅延の量を決定することができる。従つ
て、チツプ28上の回路の性能を予測することができる。
ピン24又はコネクタ26の表面抵抗が大きすぎる場合に
は、以下に示す修正手段をとることができる。(1)コ
ネクタとピンとの間の接触力を増加させる。(2)コネ
クタ又はピンの形状寸法を変えることにより、コネクタ
とピンとの間の全接触面積を増加させる。(3)ピン又
はコネクタの表面の粗さを変化させる(より平滑な表面
はより低い表面抵抗を生じる)。(4)コネクタとピン
との間の界面を拭う。
更に、前述の本発明の方法の第4工程、即ち検査される
べき第1の接触面を検査し又は第2の接触面を検査する
工程は、金属組織学又は走査電子顕微鏡の技術を用い
て、検査されるべき表面を観察する工程と、像分析技術
を用いて、検査されるべき表面の真の接触面積を測定す
る工程とを含む。これらの第4工程を用いて、コネクタ
26又はピン24の真の接触面積を測定することができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、接触面の真の接触面積を測定するため
の改良された方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は凸部及び凹部を含むコネクタの接触面を示す上
面図、第2図は各々凸部及び凹部を有している、相互に
接触する2つの接触面の縦断面を示す側面図、第3図は
基板がピン及びコネクタにより接続されており、集積回
路チツプが上記基板上に装着されているプリント回路板
を示す図である。 10……コネクタの接触面、12……凸部、14……凹部、16
……第1の接触面、16a……第1の接触面の凸部、18…
…第2の接触面、18a……第2の接触面の凸部、20……
プリント回路板、20a……電力分配プレーン、20b……接
地分配プレーン、22……基板、24……ピン、26……コネ
クタ、28……集積回路チツプ、30……はんだボール。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プリント回路板に、ピンおよびコネクタを
    用いて、集積回路チップを搭載した基板を接続する場合
    の上記ピンおよびコネクタの接触面の接触面積を測定す
    る方法において、 第1の接触面を、該接触面を構成している金属材料と異
    なる金属材料でスパッタリング法により薄い膜で被覆
    し、 被覆された上記第1の接触面を第2の接触面に接触さ
    せ、 上記第1の接触面を上記第2の接触面から隔離させ、 上記接触面の少なくとも一方を検査すること、を含む接
    触面の接触面積を測定する方法。
  2. 【請求項2】第1の接触面が金より成り、さらに白金で
    被覆される、特許請求の範囲第1項に記載の方法。
JP60015636A 1984-04-27 1985-01-31 接触面積の測定方法 Expired - Lifetime JPH0663722B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US604752 1984-04-27
US06/604,752 US4558590A (en) 1984-04-27 1984-04-27 Method for measuring the real contact area in connectors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60231107A JPS60231107A (ja) 1985-11-16
JPH0663722B2 true JPH0663722B2 (ja) 1994-08-22

Family

ID=24420887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60015636A Expired - Lifetime JPH0663722B2 (ja) 1984-04-27 1985-01-31 接触面積の測定方法

Country Status (4)

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US (1) US4558590A (ja)
EP (1) EP0163050B1 (ja)
JP (1) JPH0663722B2 (ja)
DE (1) DE3570743D1 (ja)

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EP0163050B1 (en) 1989-05-31
JPS60231107A (ja) 1985-11-16
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