JPH07263092A - 電気的組立体および電気部品と回路板の間で電気的接続を行う方法 - Google Patents
電気的組立体および電気部品と回路板の間で電気的接続を行う方法Info
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Abstract
体における改良した接続を行うことである。 【構成】 電気的組立体が接触突起18のアレイを有す
る電気部品11を構成する。部品11は多層プリント回
路板12の上に装着される。プリント回路板の穴の中に
複数の導電ピン28が挿入される。ピンの尖った端部2
9がプリント回路板の上に突き出て、部品11の突起1
8に電気的に接触する。
Description
ものであり、とくに電気部品における接続点のアレイに
電気的接触を行うことに関するものである。部品は半導
体チップとすることもできれば、1つまたは複数の半導
体チップを含むモジュラ・パッケージとすることもでき
る。
気的接続を行う際に問題が起きる。最近の半導体チップ
および半導体パッケージのピン数はしばしば非常に多
く、かつ、それらのピンに対して行われる電気的接続の
インダクタンスを小さくすることをしばしば求められ
る。半導体チップおよび半導体パッケージの周辺部に、
外部回路がはんだづけによって接続される複数の突出導
電タブが一般に設けられていた。そのような突出タブは
経路長を長くし、それによって接続部のインダクタンス
が大きくなる。そのために、軟らかい導電材料の突起に
よって外部接触点を構成したチップまたはパッケージが
広範囲に使用されるようになってきた。そのような装置
は突起格子アレイとして既に知られており、はんだ格子
アレイ、ボール格子アレイおよび突起つきチップを含
む。そのような導電性突起は、チップまたはパッケージ
の1つまたは複数の面にアレイを形成する複数の行を通
常有し、パッケージの周辺延長部としては形成されな
い。そのようなチップまたはパッケージをプリント回路
板に使用する時は、導体を付近の突起の周囲をたどらせ
る必要があるために、装置の面を横切って2つの突起の
間の相互接続を行うことは実用的ではない。通常は、相
互接続がプリント回路板上の1つまたは複数の層におけ
る導体を経由して行うことによって障害を避けるよう
に、接続はプリント回路板上の導体を介して行う。その
ようなチップまたはパッケージを回路板に接続するため
にリフローはんだを使用すると、問題が起きることがあ
る。使用する高い温度が部品に損傷を与えることがあ
り、またはシステムを早期に故障させることがある機械
的なストレスをひき起こさせることがある。更に、いく
つかの部品を交換する必要があるかもしれない。
ローはんだの使用を避けた、電気的組立体における改良
した接続を行うことである。
びこの電気回路に接続される電気接点のアレイが上に装
着される平らな支持部を有する電気部品と、前記電気接
点に接触する電気的接続装置とを備え、この電気的接続
装置は平らな絶縁支持部材と、保持器とを備え、前記絶
縁支持部材の面に強固な導電ピンのアレイが装着され
て、それらの導電ピンアレイがその面から突き出し、ピ
ンのうちの少なくともいくつかが前記電気部品上のそれ
ぞれの接点に接触し、前記保持器は前記電気部品を前記
導電ピンに押しつけるようにして保持する、電気的組立
体を提供するものである。
むことが好ましい。
チップを含むことができる。前記電気接点が突出格子ア
レイを構成するときに、本発明をとくに応用できる。各
接点は軟らかい導電材料の突起を含むことが好ましい。
レイの上を延長する絶縁カバー層を含み、カバー層は前
記ピンに加えられる圧力によって突き刺さることができ
る軟質プラスチック材料で構成される。
絶縁板は導電素子のネットワークを有し、導電素子は前
記支持部材内の種々のレベルにおいて前記支持部材の平
面内を延長し、前記ピンはそれぞれの前記導電素子に電
気的に接触するように配置される。
めの尖った端部を有することが好ましい。
絶縁支持板と、強固な導電ピンのアレイとを備え、前記
絶縁支持板内の種々のレベルにおいて支持板の平面内を
導電素子のネットワークが延長し、導電ピンが支持板の
それぞれの導電素子に電気的に接触するように、導電ピ
ンは前記支持板に形成されたそれぞれの穴の中に配置さ
れ、前記回路板の上に電気部品が置かれた時に、各前記
ピンの端部が電気部品の接点の格子アレイのそれぞれの
接点に接触するように、各前記ピンの端部が支持板の面
から突き出る、回路板も提供するものである。
前記ピンを配置できる。
内の種々のレベルにおいて絶縁支持板の平面内を延長す
る導電素子のネットワークを有する回路との間で電気的
接続を行う方法であって、それぞれの前記素子に接近す
るために回路板に複数の穴をあける工程と、各穴に固い
導電材料の突出ピンを挿入してそれぞれの導電素子に接
触させ、接触端部を穴から回路板の表面の上に突き出さ
せる工程と、前記回路板に向き合う接点のアレイを電気
部品に取り付ける工程と、電気部品の選択した接点が前
記回路板のそれぞれのピンに係合するように電気部品を
回路板に押しつけた状態に保持する工程とを備える、電
気部品と回路板の間で電気的接続を行う方法も提供する
ものである。
込んだ半導体パッケージ11の既知の構造を示す。この
半導体パッケージの1つの表面の上に、接点のアレイを
形成する突起18のアレイが設けられる。各突起18は
軟らかい導電性金属の突起で構成される。その導電性金
属の突起は半導体チップの内部部品に接続され、かつ半
導体パッケージすなわち電気部品11の表面において相
互に絶縁される。突起18の先端部はほぼ共平面であ
る。
従ってプリント回路板に取り付けるために、図2に示す
やり方でその電気部品をはんだ付けする。電気部品11
は、多層プリント回路板12に取り付ける。プリント回
路板は、強固で平らな支持体を構成する銅/エポキシ多
層板であって、それの内部の種々の深さの所を導電素子
13、14が延長する。プリント回路板12の上面16
から下面17まで、複数の穴15が貫通する。それらの
穴の内面を銅めっきして、プリント回路板の導電層の間
で必要とする場所に導電ブリッジを形成する。この従来
技術構造においては、突起12のアレイが、プリント回
路板中の求められている穴15の上に突起12のアレイ
が来るようにして、電気部品11をプリント回路板12
に向き合わせて置く。それから加熱することによって、
突起18に付着されているはんだを融かして、突起18
と穴15の内部の銅の上端部をはんだ付けする。突起の
共平面配置の僅かな狂いは、融けて流れるはんだによっ
て埋め合わされて、アレイを横切る良い電気的接触を確
保する。
て、熱を加える問題と、必要に応じて電気部品を取り外
して交換するという問題を避けるために、他の従来技術
は図3に示すような種類のソケットを使用することを含
んでいる。図2と図3で対応する部材には同じ参照番号
を使用する。この場合には、部品支え21を用いて電気
部品11をプリント回路板12の上に支持する。部品支
え21に、複数の接触パッド22を形成する。それらの
接触パッドは、ばねアーム23の上にとり付けられる。
ばねアームはピン24を有し、それらのピンは穴15の
中に挿入される。各接触突起18がそれぞれの接触パッ
ド22に接触して、部品支え21に対する弾性ふたとし
て作用するクランプ26によってばね23に押し付けら
れる。ばね21に取り付けられている接触パッド32に
電気部品11を押し付けた状態に保持するために、クラ
ンプ26は保持部材27を有する。こうすることによっ
て、電気部品11の取り付けおよび取り外しが簡単にな
るが、そのようなソケットを使用すると、使用する相互
接続部分が非常に長くなり、従ってインダクタンスが非
常に大きくなって、電気的性能が損なわれることにな
る。更に、ソケットを用いる構造を使用することによっ
て、使用時の部品からの熱の流れが制約されるため、動
作速度が低下し、部品の予測寿命が短くなる。ばねアー
ム23のたわみ性のためにアレイを横切って突起に効果
的に接触させることができる。
おいても、同じ部分に同じ参照番号を使用する。先に説
明したのと同様に、電気部品11が多層プリント回路板
12に向き合って配置され、接触突起18のアレイが、
プリント回路板12に貫通して形成されている求められ
た穴15に整列させられる。この実施例においては、各
穴15に強固な導電ピン28が挿入されている。ピンの
尖った上端部29がプリント回路板12の上表面から突
き出る。電気部品11から加えられる下向きの圧力によ
ってピン28が軸線方向に移動させられないように、図
4に示すように、各ピンはそれが挿入されているそれぞ
れの穴5の中の位置に固定される。各ピン28の尖った
端部29は、電気部品11の軟らかい接触突起18に係
合して、突起18にくぼみを形成する。このようにし
て、アレイ中の全ての突起に良好な電気的接触が行われ
る。プリント回路板12の貫通穴32を通っている支え
31に取り付けられているばねふた30によって、電気
部品は所定位置に保持される。必要がある時にばねふた
30を外して、電気部品11を固定位置から簡単に引き
上げることができるように、ばねふた30を支え31に
着脱可能に取り付けることができる。新しい電気部品を
挿入して、ばねふた30を再び取り付けることによって
その電気部品を再び所定位置に保持される。接触突起1
8のアレイとプリント回路板のピン28との間に良好な
電気的接触が行われて、突起をプリント回路板の求めら
れている真っすぐな導電素子13または14に接続する
ことがわかるであろう。今は接続が短いから、求められ
ていないインダクタンス問題を避けている。電気部品1
1の動作による望ましくない熱を逃がすために、ばねふ
た30はアルミニウムやベリリウム銅などの熱伝導性材
料で構成できる。ばねふた30は1個の部品を覆うため
に構成でき、または回路板領域の全体にわたって広がる
複数の部品を覆うためにもっと大きく構成することもで
きる。放熱を改善するためにばねふたの代わりにひれ付
き放熱器を固定することもできる。
たは曲り無しに突起18との圧力接触による圧縮状態に
置かれるように、ピンは十分な機械的強度を持つ。ばね
ふた30を閉めることによる圧縮状態の下で、ピンが突
起18を構成する軟らかい材料に突き刺さるように、ピ
ンの先端部は堅くて尖っている。これによって突起のア
レイを横切る良好な電気的接触を行うことができ、はん
だ付けその他の熱処理の必要なしに、突起の先端部の平
面状配置のどのような僅かな変動も吸収できる。突起の
先端部の平面状配置の変動を処理するために、ばね接点
を使用する代わりに、各針状先端部は係合する軟らかい
突起接点に入り込んで、良好な電気的接触を確保する。
ピン28は、必要な強度を持たせ、プリント回路板12
に容易に穴あけできる十分な寸法の穴の中に入るために
十分な直径の胴体部を有する。ピン28を、圧入、接
着、はんだ付けその他の手段で、プリント回路板12の
穴の中に保持できる。
プリント回路板35の1つの面に複数の部品36が通常
のやり方で取り付けられる。プリント回路板35の上面
から複数のピン導体37の尖った端部が突き出て、プリ
ント回路板35の内部の細長い導電素子とともに、図4
を参照して説明した構造と類似の電気接点を構成する。
しかし、この場合には電気部品34は、それの下面の突
起40によって構成されている突起格子アレイへそれぞ
れ電気的に接続されている2つのシリコンチップ38、
39を含むモジュラ・パッケージである。電気部品34
がプリント回路板35の上に装着された時に適切な電気
的接続が行われるように、プリント回路板における突出
ピン37のアレイが、突起40のアレイ・パターンに一
致するように配置される。突起40は図4の突起18に
類似し、ピン37はピン28に類似する。
電気部品は別の部品41と放熱器42を含む。プリント
回路板に取り付けられていない時にこの電気部品を保護
するために、パッケージはシリコンゲルのような軟質プ
ラスチック絶縁材料製の外皮43で被覆される。その外
皮43は突起40のアレイを通常絶縁するが、プリント
回路板35の上の位置に押しつけられて、図4を参照し
て先に説明したように、弾性的に押しつけられる装着構
造によってプリント回路板に押し付けられた状態に保持
されると、ピン37の突出端部が電気部品34の外皮4
3を突き破って、外皮43の下になった軟かい金属接触
突起40に電気的に良く接触する。
ものではない。各電気部品11は、単一のチップまたは
多数のチップを含むことができる。各電気部品11は露
出接点を有することができ、または図5に示すような軟
らかい絶縁被覆で覆うこともできる。
す。
れた図1に示す種類の部品の断面図である。
ージおよびプリント回路板の別の組立体の断面図であ
る。
Claims (12)
- 【請求項1】電気回路およびこの回路に接続される電気
接点のアレイが上に装着される平らな支持部を有する電
気部品と、前記電気接点に接触する電気的接続装置とを
備え、この電気的接続装置は平らな絶縁支持部材と、保
持器とを備え、前記絶縁支持部材の面に強固な導電ピン
のアレイが装着されて、それらの導電ピンアレイがその
面から突き出し、ピンのうちの少なくともいくつかが前
記電気部品上のそれぞれの接点に接触し、前記保持器は
前記電気部品を前記導電ピンに押しつけるようにして保
持して、前記それぞれの接点に接触圧を加えることを特
徴とする電気的組立体。 - 【請求項2】各前記ピンは、前記接点に接触するための
尖った端部を有することを特徴とする請求項1に記載の
組立体。 - 【請求項3】前記電気的接続装置はプリント回路板を含
むことを特徴とする請求項2に記載の電気的組立体。 - 【請求項4】前記電気部品は1つまたは複数の半導体チ
ップを含むことを特徴とする請求項1に記載の電気的組
立体。 - 【請求項5】前記電気接点は突き出た格子アレイを含む
ことを特徴とする請求項2に記載の電気的組立体。 - 【請求項6】各ピンの端部は尖っており、各前記接点
は、係合するピンが突き刺さる軟らかい導電材料の突起
を含むことを特徴とする請求項4に記載の電気的組立
体。 - 【請求項7】前記電気部品は前記接点アレイの上を延長
する絶縁カバー層を含み、カバー層は前記ピンに加えら
れる圧力によって突き刺さることができる軟質プラスチ
ック材料で構成されることを特徴とする請求項6に記載
の電気的組立体。 - 【請求項8】前記電気的接続装置は絶縁板を含み、この
絶縁板は導電素子のネットワークを有し、導電素子は前
記支持部材内の種々のレベルにおいて前記支持部材の平
面内を延長し、前記ピンはそれぞれの前記導電素子に電
気的に接触するように配置されることを特徴とする請求
項1に記載の電気的組立体。 - 【請求項9】前記保持器は着脱できる弾性固定装置であ
ることを特徴とする請求項1に記載の電気的組立体。 - 【請求項10】回路板であって、この回路板は絶縁支持
板と、強固な導電ピンのアレイとを備え、前記絶縁支持
板内の種々のレベルにおいて支持板の平面内を導電素子
のネットワークが延長し、導電ピンが支持板のそれぞれ
の導電素子に電気的に接触するように、導電ピンは前記
支持板に形成されたそれぞれの穴の中に配置され、前記
回路板の上に電気部品が置かれた時に、前記ピンの各々
の端部が電気部品の接点の格子アレイのそれぞれの接点
に接触するように、前記ピンの各々の端部が支持板の面
から突き出ることを特徴とする回路板。 - 【請求項11】前記ピンは前記回路板の両側に突起を形
成するように配置されることを特徴とする請求項10に
記載の回路板。 - 【請求項12】電気部品と、絶縁支持板内の種々のレベ
ルにおいて絶縁支持板の平面内を延長する導電素子のネ
ットワークを有する回路との間で電気的接続を行う方法
であって、それぞれの前記素子に接近するために回路板
に複数の穴をあける工程と、各穴に堅い導電材料の突出
ピンを挿入してそれぞれの導電素子に接触させ、接触端
部を穴から回路板の表面の上に突き出させる過程と、前
記回路板に向き合う接点のアレイを電気部品に取り付け
る過程と、電気部品の選択した接点が前記回路板のそれ
ぞれのピンに係合するように電気部品を回路板に押しつ
けた状態に保持する過程とを備えることを特徴とする電
気部品と回路板の間で電気的接続を行う方法。
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GB9400384.5 | 1994-01-11 | ||
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JP7001313A Pending JPH07263092A (ja) | 1994-01-11 | 1995-01-09 | 電気的組立体および電気部品と回路板の間で電気的接続を行う方法 |
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