JPH07312246A - 異方電気コネクタ - Google Patents

異方電気コネクタ

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JPH07312246A
JPH07312246A JP9967594A JP9967594A JPH07312246A JP H07312246 A JPH07312246 A JP H07312246A JP 9967594 A JP9967594 A JP 9967594A JP 9967594 A JP9967594 A JP 9967594A JP H07312246 A JPH07312246 A JP H07312246A
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JP
Japan
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heat
elastomer resin
lsi
resin layer
electrical connector
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Pending
Application number
JP9967594A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyomichi Ihara
清道 渭原
Tsutomu Ogino
勉 荻野
Fumio Oshima
富美男 大島
Hirotaka Komatsu
博登 小松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Polymer Co Ltd
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Shinano Polymer Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Polymer Co Ltd
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Shinano Polymer Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP9967594A priority Critical patent/JPH07312246A/ja
Publication of JPH07312246A publication Critical patent/JPH07312246A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/325Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by abutting or pinching, i.e. without alloying process; mechanical auxiliary parts therefor

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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 表面実装型LSIと検査用または実用回路基
板を電気的に接続すると同時に、表面実装型LSIの発
熱エネルギーを放散し、高い信頼性が得られる異方電気
コネクタを提供する。 【構成】 複数の金属ワイヤ2をエラストマー樹脂層の
厚さ方向に向けてたがいに平行に埋設し、その両端部を
露出させてなる異方電気コネクタにおいて、エラストマ
ー樹脂層の少なくとも中央が放熱性エラストマー樹脂よ
りなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表面実装型LSI(以
下LSIという)を検査用または実用回路基板に接続す
る異方電気コネクタに関する。
【0002】
【従来の技術】近年LSIの集積度と動作速度の増大に
よりチップレベルの発熱はいちじるしいものがある。チ
ップの温度が10℃上がるごとに信頼性が半減するとい
われているので、チップを許容温度(80〜100℃)
以下に保つ必要がある。従来のLSIの冷却放熱には以
下のような方法がとられていた。 (a) 外部に放熱フィンを設ける。 (b) LSIのモールド樹脂パッケージから熱を伝導
により放散させる。 (c) 放熱板または放熱パッドを付設する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら(a)の
方法には、実装時の扱い難さとコスト高を招くという問
題があり、(b)の方法では、通常熱伝導性フィラーを
添加して熱伝導性を高めるが、これはチップに加わる応
力に影響が及び耐湿信頼性を低下させるという問題があ
り、(c)の方法は有効ではあるが熱の放散がいまだ十
分でないという問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、LSIの発熱
エネルギーを伝導により放散する機能をもち、かつ検査
用または実用回路基板に安定な接続を行う異方電気コネ
クタを提供することを目的とするもので、これは複数の
金属ワイヤをエラストマー樹脂層の厚さ方向に向けてた
がいに平行に埋設し、その両端部を露出させてなる異方
電気コネクタにおいて、エラストマー樹脂層の少なくと
も中央が放熱性エラストマー樹脂よりなるものであるこ
とを特徴とする異方電気コネクタを要旨とする。
【0005】以下図によって本発明の異方電気コネクタ
を説明する。図1(a),(b)は、中央に伝導放熱端
子をもつLSI基板を回路基板に接続するための異方電
気コネクタの一実施例である。2は異方電気コネクタ
の電気導通を行う金属ワイヤで、一端は金属ワイヤの
直径より大きな直径の円板状端部を有する断面T字状の
ボンディング端部3、他端はレーザー加工による金属ワ
イヤの直径より大きな直径の球状端部4をなし、絶縁用
の非放熱性エラストマー樹脂層5の中に、一定ピッチ
(接続しようとするLSIと回路基板の接続端子と同じ
ピッチ)でかつその厚さ方向にたがいに平行に向け、両
端部3,4を露出させて埋設されている。
【0006】球状端部の直径は金属ワイヤの直径の15
0〜220%好ましくは180〜200%であり、T字
状のボンディング端部の接触面積も金属ワイヤの断面の
面積の150〜220%、好ましくは180〜200%
であり、円板状、矩形状いずれでもよい。非放熱性エラ
ストマー樹脂層の表面より露出している球状端部の突出
高さは、それを構成する金属ワイヤの直径の0(すなわ
ち同一平面)〜250%、好ましくは100〜250
%、より好ましくは180〜200%であり、他方ボン
ディング端部の突出高さは、それを構成する金属ワイヤ
の直径の−15%(すなわちややくぼんでいる)〜15
%(すなわちやや突出している)であり、好ましくは−
5〜5%、より好ましくは同一平面をなしているのが放
熱のための密着性の点からより好ましい。
【0007】なお金属ワイヤの配列ピッチ、配列状態
は、接続しようとするLSIと回路基板の接続端子とが
一対一に対応するよう同じピッチにしてもよいし、ある
いは実公平4−21258号公報に開示されているよう
に、金属ワイヤの直径Dとその配列ピッチPc と被接続
端子幅Wとが、D<Pc <W、すなわちD<1/2W<
c <W(少なくとも1本)、D<Pc <1/2W(少
なくとも2本)となるような関係とし、LSIと回路基
板との被接続端子が正しく対向配置されている限りにお
いて、本発明の異方導電コネクタにおける金属ワイヤと
被接続端子の接触の信頼性を高めることができる。しか
して異方電気コネクタの中央に放熱性(熱伝導性)エ
ラストマー樹脂よりなる吸熱ブロック6が形成されてい
る。
【0008】図1(c)はこの異方電気コネクタで、
LSI基板7の接続端子8を検査用回路基板9の接続端
子10に接続する場合を示すもので、異方電気コネクタ
のボンディング端部3を接続端子8に、球状端部4を
接続端子10に対向させ、異方電気コネクタを圧縮す
る。そうすると吸熱ブロック6のLSI基板に対向して
いる吸熱面11は、LSI基板7の中央のハンダボール
等よりなる放熱端子12に、回路基板に対向している放
熱面13は回路基板側の吸熱板14に接触する。
【0009】図2(a),(b)は本発明の他の異方電
気コネクタの一実施例を示すもので、実施例1と異なる
のは、金属ワイヤ2を絶縁性であると同時に放熱性のエ
ラストマー樹脂層15の中に一定ピッチで埋設し、中央
の放熱性エラストマー樹脂よりなる吸熱ブロック6との
間に非放熱性エラストマー樹脂層5を設けたものであ
る。LSI基板7と検査用回路基板9とを本発明の異方
電気コネクタで接続するときは、図2(c)に示すよ
うに、吸熱面11をLSI基板7の放熱パッド16に、
放熱面13を吸熱板14に接触させ、異方電気コネクタ
を圧縮する。放熱板14、放熱パッド16は、LSI
から直接発熱した熱を伝導する役目があり、熱伝導性に
優れている必要性から、銅、アルミニウム、ニッケルあ
るいは銅合金等の金属を用いることができるが、コスト
的、加工性を考慮すると銅合金が一般的である。
【0010】LSI基板7に放熱板あるいは放熱パッド
がない場合は、図3(a),(b)に示すように、異方
電気コネクタのエラストマー樹脂層をすべて放熱性
(熱伝導性)エラストマー樹脂層17とする。図3
(c)は、この異方電気コネクタによってLSI基板
7と検査用回路基板9を接続する場合を示す。LSI基
板に放熱板、放熱パッドがない場合は、回路構成上等の
制約で無理な場合であっても、可能なかぎり放熱性(熱
伝導性)エラストマー樹脂層を大きくとるのが好まし
い。
【0011】伝導放熱性エラストマー樹脂としては、シ
リコーン樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬性樹脂、またはポ
リエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等の熱可塑
性樹脂、あるいはこれら熱硬化性樹脂または熱可塑性樹
脂を単体あるいは2種以上混合してもよい。また熱伝導
性に優れている銀、アルミニウム、銅等の金属板を用い
てもよいし、短繊維状または粉末状にした前記熱伝導性
に優れた金属を伝導放熱性エラストマー樹脂と混合して
もよいが、圧縮性、絶縁性、耐環境特性等を考慮すると
シリコーン樹脂のみがもっとも好ましい。
【0012】熱伝導性に優れている金属板等を用いる場
合は、この伝導放熱性エラストマー樹脂部分の放熱面側
および吸熱面側に金属板を設けてもよいし、この伝導放
熱性エラストマー樹脂層と金属板を接続方向に多積層と
した状態にしてもよい。これは、伝導放熱性エラストマ
ー樹脂のゴム硬度は圧縮接続時には必要なことから、伝
導放熱性エラストマー樹脂層と金属板との積層複合とし
てもよい。また伝導放熱性エラストマー樹脂の熱伝導率
は、金属板のように200〜420W/m℃のように高
伝導率が理想的てあるが、熱硬化性樹脂あるいは熱可塑
性樹脂のように0.4〜1.0W/m℃の熱伝導率でも
十分であり、好ましくは0.6〜1.0W/m℃の熱伝
導率がよい。この伝導放熱性エラストマー樹脂は、被接
続体の放熱部に密着させる必要から、適切な硬度として
は、ゴム硬度30〜70°H以上が好ましく、70°H
以上では高硬度のため接続に必要な圧縮が高圧縮になり
LSIを破壊するおそれがあり、また30°H未満で
は、低硬度のため圧縮時にたわみ、位置ずれを生じ易く
好ましくない。
【0013】
【作用】図1の場合は、LSI基板に発生した熱エネル
ギーは吸熱ブロックを経て検査用回路基板に熱伝導によ
り放熱され、図2の場合は、吸熱ブロックによるほか金
属ワイヤと周囲の放熱性エラストマー樹脂層から検査用
回路基板の接続端子を経て効率よく放熱される。図3は
異方電気コネクタのエラストマー樹脂層がすべて熱伝導
性の放熱性であるため、全体でLSI基板の発熱エネル
ギーを吸熱放散し、吸熱ブロックのないLSI基板の接
続に有効である。図4(a),(b)は、金属板18を
吸熱ブロック部の少なくとも両面に設けた場合の一実施
例で、伝導放熱性エラストマー樹脂層の吸熱面および放
熱面に金属板18を設けた場合であり、また吸熱ブロッ
ク部を金属板と放熱性エラストマー樹脂層を多積層した
場合であり、LSIの発熱を効率よく伝導するには、金
属板を伝導放熱性エラストマー樹脂層の吸熱面および放
熱面に設けることにより、LSIの発熱エネルギーを吸
熱および放熱する効率がよい。
【0014】
【実施例1】厚さ0.4mm、縦、横それぞれ30mm
の銅製の形成用基板に、76μmの金ワイヤを2.0m
mのピッチで公知のボンディング法によりボンディング
端部を形成して植設し、金ワイヤの先端にレーザー光を
照射して球状端部を形成した。ここでLSIの放熱バン
プの位置にこれと等面積で球状端部の高さまで放熱性
(熱伝導性)エラストマー樹脂を注入して金ワイヤが埋
設されていない吸熱ブロックを形成した。また金ワイヤ
の周囲には非放熱性エラストマー樹脂を球状端部が露出
するよう注入して非放熱性エラストマー樹脂層を形成し
た。放熱性エラストマー樹脂としてはTC−CGタイプ
(30CG)(信越化学工業株式会社製、商品名)を、
非放熱性エラストマー樹脂としては2液性シリコーンゴ
ムKE−109A/B(信越化学工業株式会社製、商品
名)のA液とB液を等量の割合で配合したものを用い
た。ついで銅製の形成用基板を塩化第二鉄によりエッチ
ング除去して本発明の異方電気コネクタを得た。LSI
(BGA)のバンプ状接続端子と検査用回路基板の接続
端子とを対向させ、この間に前記異方電気コネクタを挟
持し、荷重をかけて異方電気コネクタを10%圧縮する
ことにより、LSI(BGA)基板と検査用回路基板を
電気的に接続すると同時に、LSI基板の発熱エネルギ
ーを効率的に放散することができた。
【0015】
【実施例2】厚さ0.4mm、縦、横それぞれ30mm
の銅製の形成用基板に76μmの金ワイヤを2.0mm
のピッチで公知のボンディング法によりボンディング端
部を形成して植設し、金ワイヤの先端にレーザー光を照
射して球状端部を得た。ここで、LSIの放熱バンプの
位置にこれと等面積で球状端部の高さまで放熱性エラス
トマー樹脂を注入して、金ワイヤが埋設されていない吸
熱ブロックを形成した。つぎに金ワイヤの周囲に放熱性
エラストマー樹脂を球状端部が露出するよう注入して放
熱性エラストマー樹脂層を形成し、この放熱性エラスト
マー樹脂層と前記吸熱ブロックの間に非放熱性エラスト
マー樹脂を充填した。放熱性エラストマー樹脂として
は、TC−A(30A)(信越化学工業株式会社製、商
品名)を、非放熱性エラストマー樹脂としては2液性シ
リコーンゴムKE−109A/B(信越化学工業株式会
社製、商品名)のA液とB液を等量の割合で配合したも
のを用いた。ついで銅製の形成用基板を塩化第二鉄によ
りエッチング除去して本発明の異方電気コネクタを得
た。LSI(BGA)の接続端子と検査用回路基板の接
続端子とを対向させこの間に前記異方電気コネクタを挟
持し、荷重をかけ異方電気コネクタを10%圧縮するこ
とにより、LSI(BGA)と検査用回路基板を電気的
に接続すると同時にLSIの発熱エネルギーを効率的に
放散することができた。
【0016】
【発明の効果】本発明の異方電気コネクタは、LSI特
にはPGA,BGA,QFP等の接続端子と回路基板の
接続端子とを電気的に良好な状態で接続すると同時に、
LSIの発熱エネルギーを効率よく放散し、LSIを許
容温度以下に保ち、安定した連続動作を確保し、誤動作
の発生を防止することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の異方電気コネクタの平面図、
(b)は(a)のX−X線に沿う断面図、(c)はこの
異方電気コネクタを使用中の説明図である。
【図2】(a)は本発明の他の異方電気コネクタの平面
図、(b)は(a)のY−Y線に沿う断面図、(c)は
この異方電気コネクタを使用中の説明図である。
【図3】(a)は本発明のさらに他の異方電気コネクタ
の平面図、(b)は(a)のZ−Z線に沿う断面図、
(c)はこの異方電気コネクタ使用中の説明図である。
【図4】(a)は吸熱ブロックの表面に金属板を設けた
本発明の異方電気コネクタの断面図、(b)は金属板と
放熱性エラストマー樹脂層を交互多重に積層した本発明
の異方電気コネクタの断面図である。
【符号の説明】 …異方電気コネクタ 2…金属ワイヤ 3…ボンディング端部 4…球状端部 5…非放熱性エラストマー樹脂層 6…吸熱ブロック 7…LSI基板 8…接続端子 9…検査用回路基板 10…接続端子 11…吸熱面 12…放熱端子 13…放熱面 14…吸熱板 15、17…放熱性エラストマー樹脂層 16…放熱板または放熱パッド 18…金属板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大島 富美男 長野県塩尻市大字広丘堅石2146−5 しな のポリマー株式会社塩尻工場技術部内 (72)発明者 小松 博登 埼玉県大宮市吉野町1丁目406番地1 信 越ポリマー株式会社東京工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の金属ワイヤをエラストマー樹脂層
    の厚さ方向に向けてたがいに平行に埋設し、その両端部
    を露出させてなる異方電気コネクタにおいて、エラスト
    マー樹脂層の少なくとも中央が放熱性エラストマー樹脂
    よりなるものであることを特徴とする異方電気コネク
    タ。
  2. 【請求項2】 放熱性エラストマー樹脂層の熱伝導率が
    0.4〜1.0W/m℃以上である請求項1に記載の異
    方電気コネクタ。
  3. 【請求項3】 放熱性エラストマー樹脂層のショア硬度
    が30〜70°Hである請求項1に記載の異方電気コネ
    クタ。
JP9967594A 1994-05-13 1994-05-13 異方電気コネクタ Pending JPH07312246A (ja)

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JP9967594A JPH07312246A (ja) 1994-05-13 1994-05-13 異方電気コネクタ

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JP (1) JPH07312246A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998007216A1 (fr) * 1996-08-08 1998-02-19 Nitto Denko Corporation Film conducteur anisotrope et procede de fabrication
KR100917489B1 (ko) * 2002-11-08 2009-09-16 닛토덴코 가부시키가이샤 이방 전도성 커넥터의 제조 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1998007216A1 (fr) * 1996-08-08 1998-02-19 Nitto Denko Corporation Film conducteur anisotrope et procede de fabrication
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