JPH0740630B2 - 電子パッケージ - Google Patents

電子パッケージ

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JPH0740630B2
JPH0740630B2 JP4025532A JP2553292A JPH0740630B2 JP H0740630 B2 JPH0740630 B2 JP H0740630B2 JP 4025532 A JP4025532 A JP 4025532A JP 2553292 A JP2553292 A JP 2553292A JP H0740630 B2 JPH0740630 B2 JP H0740630B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子的パッケージ組立体
に関し、特に薄いフレキシブルな回路をその一部として
利用するそのような組立体に関する。さらに詳細には本
発明は半導体デバイス（チップ）がこの薄いフレキシブ
ルな回路に電気的に接続するようになったそのような組
立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄いフレキシブル回路部材をその一部と
して利用する電子パッケージは例えば米国特許第４８４
９８５６号、同第４９１４５５１号および同第４９３７
７０７号明細書に示されるようにその分野で周知であ
る。そのような電子パッケージの設計の主目的は最小の
スペース内に最大数の電気的接続を与えることである。
そのような小型化の努力は極めて有用な特徴を与える一
方、それら構造の製造および最終的な動作に種々の技術
上の問題を生じさせている。そのような問題の一例は動
作中の有効なパッケージの発熱の除去を含んでおり、こ
の問題は米国特許第４８４９８５６号および同第４９１
４５５１号明細書に示される技術で解決されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】フィルム状の回路構造
を含む電子パッケージの設計者にとっての他の問題はフ
レキシブル回路上の比較的多数の極めて小さい導電性エ
レメント（例えば信号、接地そして／または電源導体）
およびそのフレキシブル回路が電気的に接続される夫々
の接点位置（例えば印刷回路板その他に配置される導
体）との間に安定した有効な電気接続を与え、チップを
パッケージの基板に結合することが必要なことである。
一般にそのようなフレキシブル回路‐基板接続はこの形
式のほとんどの電子パッケージにおいて半田または同様
の接合材料を用いて行われて実質的に永久的な接続を形
成するようになされている。半田付あるいは同様の技術
（例えば熱圧着）は比較的高密度でのそのような接続を
行うに有効なことから証明されているが、そのようなプ
ロセスはその構造の製造に大きなコストと時間を必要と
する。更に、得られる構造はそれら位置にほぼ永久的に
付着されるから、分離性（例えば修理期間にはこれが必
要となりうる）は本質的に不可能である。従って、修理
そして／または交換が比較的高価で時間のかかるものに
なる。
【０００４】米国特許第４５９７６１７号明細書はフレ
キシブル回路が用いられそして永久的な接合（例えば半
田付）を行うことなくその基板（エッチングされた回路
板）上の回路に接続されるようになった電子的パッケー
ジを示している。このフレキシブル回路はパッケージの
リテーナに対し整合して相対的に固定され、そしてヒー
トシンク部材が設けられているから、このパッケージは
その明細書で説明されている程には高い密度の電気的接
続（例えば密接した方向に配置される個々の導体の関連
したアレイ間）を与えることが出来ない。更に、この特
許ではフレキシブル回路の各辺についてほぼ１個の弾性
（エラストメリック）圧力パッドを使用するため、高密
度アレイ（本発明で与えられるような）に必要であって
フレキシブル回路上の導体と対応する印刷回路板等との
間の高密度接続を保証するに必要な個々の回路導体につ
いて固有の力の印加が出来ない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は高密度パターン
としてフレキシブル回路上に配置される個々の導体パッ
ド等と関連する基板（例えば印刷回路板）上の対応する
パッド等との間の高密度の接続を、最終パッケージの種
々の部品の分離性を簡単に保証しそれにより交換そして
／または修理を容易にするようにして可能とするもので
ある。
【０００６】ここに開示するいくつかの利点そしてこの
技術から導かれる他の利点を有する電子パッケージ組立
体はこの分野の技術に大きな進歩をもたらすものであ
る。
【０００７】従って本発明の主目的は電子パッケージ技
術を発展することである。
【０００８】本発明の他の目的は、その一部として薄い
フレキシブルな回路を含むと共にその回路上の比較的高
密度の導体とパッケージの基板上の対応する導体との間
に電気的接続を与える電子的パッケージを提供すること
である。
【０００９】本発明の他の目的は、特にフレキシブル回
路が基板に永久的に接続するようになった従来よりも比
較的安価に製造可能なパッケージを提供することであ
る。
【００１０】本発明の電子的パッケージは、複数の導体
をその上に有する第１回路化基板と、この第１回路化基
板上に除去しうるように（取り外し可能に）配置されて
この第１回路化基板上の導体に対し正確に整合を行うた
めのフレーム部材と、この第１回路化基板に電気的に接
続する半導体装置と、このフレーム部材に対し固定され
そして正確に整合した第２回路化基板と、複数の圧力印
加部材を含み上記第２回路化基板に圧力を加えてその上
の接点が第１回路化基板上の夫々の導体に係合するよう
にする圧力印加手段と、この圧力印加手段を、限定され
た圧力が第２回路化基板に与えられるように第２回路化
基板に対し保持する手段と、を含む。第２回路化基板は
一つの共通回路化セクションとそれに電気的且つ機械的
に接続する複数の個々の回路化セクションとを含み、こ
の共通回路化セクションは複数の個々の回路化セクショ
ンに対し熱的に膨脹、収縮する。上記半導体装置（例え
ばチップ）はこの共通回路化セクションに固定的に配置
されてそれに電気的に接続している。従って、例えば、
半導体装置が回路動作に伴って発熱すると、その熱が第
２回路化基板の共通回路化セクションに伝わる。これに
より、共通回路化セクションは熱膨張、熱収縮し、変位
するが、個々の回路化セクションは変位しない。このた
め、各部材を分離可能な状態に組み立てつつも、第２回
路化基板の個々の回路化セクションの電気的接点と第１
回路化基板の電気的導体との電気的な接続がずれること
はない。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例による電子的パッケ
ージ１０を示す。パッケージ１０は複数の導体１５をそ
の上に有する第１回路化基板１３（図２、３、８、９参
照のこと）、および夫々複数の接点１９（図２、３、
８、９）を含む複数の個々の回路化セクション１７を含
む第２の回路化基板１６を含む。パッケージ１０は更に
複数の圧力（または力）印加部材２１を含み、その夫々
は基板１３と１６の導体１５と接点１９が互いに完全で
効率よく接触するに充分な比較的小さい予め定めた圧力
（または力）を個々の回路化セクション１７の夫々に与
える。各圧力印加部材２１は夫々の導体および接点およ
びフレキシブル基板１６内の表面の高さの差を固有なや
り方で補償しつつそれらエレメント間の完全な電気的接
続を保証する。特に、本発明はそれら導体と接点の厚さ
の差そして／またはそれら接点を有するフレキシブル基
板の厚さの差には無関係にそれらエレメント間の完全な
接続を保証するものである。また本発明は比較的高い熱
そして／または湿気のような有害な条件にかかわらず比
較的長期間にわたりこの予め定めた圧力を与えつづける
ことが出来る。
【００１２】米国特許第４９０２２３４号明細書には、
回路部材（例えばフレキシブル回路）の少くとも一部に
信頼性の高い接触圧力を与えるために弾性圧力印加部材
を用いるコネクタ組立体が示されている。この印加部材
はベースプレート、このプレートの一方の側に配置され
た複数の夫々圧縮可能なエレメント、およびこのプレー
トの反対側に配置される弾性部材を含む。本発明の弾性
印加部材は比較的安価であって過熱や湿気のような条件
に耐えることの出来る材料を用いることにより比較的小
さい完全な信頼性の高い接触圧力を与える。これら部材
は上記従来の技術の概念を改善するものである。
【００１３】４個の回路化セクション１７および同じ数
の印加部材２１を示しているがその数は任意である。
【００１４】好適な実施例では第１回路化基板１３は比
較的剛性の高い絶縁基板２３を有する印刷回路板（ａ／
ｋ／ａ印刷配線板）を含む。基板２３は周知の材料（例
えばエポキシ樹脂およびファイバガラス）からなり、そ
の第１表面２４に沿って導体１５が配置されている。各
導体１５は平らな形であり、金属導体材料（例えば銅）
である。各導体はまた耐腐食性を与えるため貴金属（例
えば金）メッキされる。各導体１５は印刷回路の技術で
周知の技術を用いてエポキシ基板２３に配置される。本
発明の一例では基板２３の厚さは約１．５７mm（０．０
６２インチ）であり、銅の導体１５の平均厚さは約０．
０２mm（０．００１インチ）にすぎない。各導体１５は
ほぼ平らな形状を有し、金属パッドを構成する。後述す
るようにそのような形状（フラット）は第２の回路化基
板の接点１９についても好適である。従って、本発明は
対向する比較的フラットな金属導体と接点との間の完全
な接続を与える。しかしながら、本発明はそのようなフ
ラット構造に限られるものではなく、例えばカナダ特許
第１１２１０１１号明細書およびIBM Technical Disclo
sure Bulletins vol.22,No.7（1979年１２月）２７０６
頁およびvol.23,No.8 （1981年１月）、３６３１頁に示
されるような樹木型のものを含む適用の例と共に使用さ
れるそれらエレメントの他の設計にも適用しうる。ここ
で使用するに適した更に他の構造（特に導体１５とし
て）はピン形導体であって、これは基板２３内にそう入
しうる（そこの内部回路２６に接続するため）突出テー
ルまたはチップセグメントを含む。その一例は米国特許
第４９７６６２６号明細書に示されている。内部回路２
６の例を図８、９に示しており、これらは印刷回路板
（特に多層形のもの）に周知である。そのような回路は
図２、３には示していない。そのような回路は信号、電
力または接地面の形をしており、これはメッキしたスル
ーホール（図８、９に２８で示す）あるいはバイアホー
ル（３０で示す）を含み板厚の中途まで貫入する周知の
手段により導体１５に電気的に接続する。回路化基板１
３も外部回路２６′（図８、９）を含み、これはパッケ
ージ１０の動作要件により、アレイとされた導体１５の
内の選ばれたものに接続する。
【００１５】第２基板１６の各回路化セクション１７は
上面２９（図８、９）に接点１９を有するフレキシブル
基板２７を含む。接点１９はほぼフラットであり、本発
明の一実施例では銅であって周知の印刷回路技術により
基板２７に蒸着される。これらも上記のメッキを有す
る。しかしながら、異なる形状の導体（例えば樹木型）
の使用も可能である。この例での対応するフレキシブル
基板は絶縁材料（ポリイミド）からなり、その厚さは約
０．０５mm（０．００２インチ）から約０．１２mm
（０．００５インチ）であり、このエレメントに要求さ
れるフレキシビリティを与える。
【００１６】図１に示すように、４個の回路化セクショ
ン１７は図８、９には示さない支持（フレーム）部材３
３（図２〜５）のまわりに間隔をとって配置される。フ
レーム３３はプラスチック（好適にはポリカーボネー
ト）からなり、各セクション１７がフレームの四辺３４
の夫々に整合位置ぎめされるように矩形となっている。
図１、４に示すように、フレーム３３は内部中央に矩形
の開口部３５を限定し、この開口自体は半導体装置（チ
ップ）３７（図２、３）に適合するように設計されてい
る。チップ３７はフレキシブル基板２７の共通回路化セ
クション３９の下面に配置されそして個々のセクション
１７の夫々に機械的且つ電気的に接続する。図５（およ
び図６、７、８、９）に示すように、回路４１はフレキ
シブルセクション１７の上面に配置されて共通セクショ
ン３９へと伸びている。そのような回路は図２、３には
示していない。この回路はチップ３７上の夫々の接点サ
イト（図示せず）に接続してパッケージ１０のこの部分
についての所望の動作的な特徴を与える。回路４１はセ
クション３９の誘電性基板に面しそしてそれと接触する
チップ３７の面に沿って配置されたそのような接点サイ
トに接続されるべき上記共通セクション３９を通る（例
えば図６に示すようにメッキされたスルーホール２８′
を用いて）。また、チップ３７を図示のところとは反対
の共通セクション３９の側に配置して回路４１の端子へ
の直接接続を与えてもよい。更に、中央部分の誘電体内
に中央オリフィス４２（図７）を設けてチップ３７を回
路４１の端子に直接接続することが出来る。図７に示す
ように基板１６の個々のそして共通のセクションについ
て誘電体上に形成される導電ラインの形のそのような回
路はチップ３７を共通セクションの誘電体から切離され
て浮いた状態に保持する。更に、図６、７から共通セク
ション３９はその間に伸びる回路ライン４１の部分によ
り個々のセクション１７に接続（機械的且つ電気的に）
だけであることがわかる。比較的薄い金属（例えば銅）
であるため、この構成は中央配置される共通セクション
がパッケージの動作中（そして特にそのような動作中に
チップ３７で発生する熱に応じて）膨脹収縮（図６、７
の双方向矢印Ｄ）しうるようにする。夫々のセクション
１７が固定位置であることに対しそのようなセクション
３９による独立した動きは本発明の重要な点であって、
特にパッケージの動作中に個々の接点１９と導体１５の
正確な整合を可能にするものである。
【００１７】チップ３７について図２、３、６、７に示
す逆配向はパッケージ１０の動作中のヒートシンクの作
用を向上させるに好適である。チップ３７は間隔をもっ
た配向として示しているが、更に熱転移を向上させるた
めにこのエレメントをカバー５１（後述）に熱的に接合
（例えばサーマルペーストを用い）することが出来る。
【００１８】図１〜４を比較すると、各圧力印加部材２
１は矩形フレーム３３の夫々の辺または側部分内のスロ
ット４３に配置されることがわかる。更に各部材２１
は、この例では厚さ約０．６３mm（０．０２５インチ）
のフラットなステンレススチールのプレートである比較
的剛性の高い金属の共通支持プレート部材４５の上にあ
る。部材２１は互いにそして勿論第２基板１６上の夫々
の回路１７の最後位置に対しプレート４５上で間隔をも
って整合する。回路１７は例えば接着剤または後述する
ピン‐イン‐ホール（pin-in-hole)技術を用いて共通フ
レーム３３上に正確に配置される。部材２１は好適には
支持プレート４５に直接に硬化される。
【００１９】パッケージ１０は図１に示しそして図２、
３、８、９にも部分的に示すように、予め定めた力が個
々のセクション１７に加えられるようにそれらセクショ
ンに対し圧力印加部材２１を保持するための保持手段５
０を含む。手段５０は回路に対し正確な向きに回路部材
１３上に固定されるようになったカバー部材５１を含
む。カバー部材５１は好適には金属（例えばアルミニウ
ム）であり、チップ３７に対する有効なヒートシンクと
なりそして構造的な剛性を与え、そして複数の（４個
の）ポスト５３を含む。これらポストはフレーム３３の
四隅にある夫々の整合孔５５および回路部材１３の対応
する孔（図１に２個だけ示されている）を通る。各ポス
トは部材１３の反対側において固定（保持）される。好
適な実施例では実質的に固体であり、ポスト５３の端末
用の開口６３を含むスティフナー（stiffener)部材６１
（例えばガラス含浸ポリフェニレンサルファイドのよう
なプラスチックまたはステンレススチールのような金属
材料からなる）がパッケージ１０のこの位置での構造的
な補強のために使用される。このスティフナー部材は基
板１３に対する支持を与え、それによりその曲がりを防
止する。保持部材５１のそのようなポスト端末は更にス
ロットセクション６５を含み、これは可動のクランプ部
材６７と係合する。整合した夫々のポスト５３の対に１
個づつの２個のクランプ部材６７が用いられ、夫々のそ
のようなリテーナはカム面６９を含み、それとのスライ
ド係合中のポストの保持を容易にする。クランプ部材６
７は図１の矢印Ｌで示す横方向に動くが、これらは逆の
方向（互いに離れる方向）に動いてもよい。そのような
動きは図２、３に示してある。ポスト５３との係合を行
うためにカム作用を用いるため、各クランプ部材６７は
基板１３とスティフナー６１の要素の厚さの差とは無関
係に基板１３に対しカバー５１を維持するために一定の
保持力を加えるべくポスト５３と異なる度合をもって係
合することが出来る。この能力は本発明を構成する種々
の部品のいくつかにおけるトレランスの差に適合する。
図１〜３に示すようにカバー５１は複数の足部材６８を
含み、夫々がクランプ部材６７による上記のポスト５３
の保持中に基板１３の上面と係合するようにされている
（初期の足‐基板係合はそのような保持の前に生じ
る）。これら要素を組立てのこの手段は特に第１基板と
スティフナーの要素とに存在する望ましくない厚さのト
レランス（許容差）を有効に補償する。この足‐基板係
合は弾性エレメントの所望のトレランスへの圧縮を可能
にする（以降の説明を参照のこと）。
【００２０】本発明の特徴の一つは第１基板１３から種
々の要素を容易に除去する能力（例えばそのような要素
の修理そして／または交換が必要な場合）を含む。前述
のように、ポスト‐ホール整合方法およびポスト保持の
特徴はこれを実現可能にする。特に、クランプ部材の除
去は容易に行うことが出来、部材５１を比較的容易に除
去しうるようにするようにポスト５３（および部材５
１）を解放する。図１において、そのような除去は下向
きに生じる。そのような分離により、修理そして／また
は交換（例えばフレーム部材と第２基板との副組立体
の）が行いうる。また、必要であれば種々のエラストマ
ー圧力印加部材および関連する支持プレートを除去する
ことが出来る。この分離性はそのような交換のコストを
著しく小さくする。
【００２１】そのような分離後には個々の回路化セクシ
ョンは、その上の電気接点が基板１３上の導体の高密度
のアレイに対し正確に整合するように再位置ぎめ（第２
基板の交換が必要であれば新しいそのようなセクション
の付加）を行うことが出来る。個々の導体および接点の
高密度パターンにより、それらエレメント間のそのよう
な整合は重要である。これを保証するために、各フレキ
シブルセクション１７はフレーム３３の対応する辺部分
に対し正確に整合させられる。そのような整合はフレー
ム３３‐基板１６副組立体の組立中に与えられる。その
ような組立では組立体固定具の一群の整合ピン上にフレ
キシブル基板１６を置き、それらピンが４個のセクショ
ン１７の夫々の隅に形成される整合孔７１にそう入され
る。図５を参照され度い。これら整合孔は各セクション
１７上の夫々の回路に対し正確に整合しそして好適には
その形成中に形成される。整合孔７１に加えて、フレー
ム３３は上記の隅の整合孔５５とそれらの形成時にフレ
ーム３３内に形成される一対の整合孔７３を含む。孔７
３は図１、４に示す。プラスチックのフレーム３３は射
出成型でつくられそして夫々の孔間の整合を保証するよ
うにするとよい。セクション１７の孔７１と係合する前
記のピンも副組立体の形成中に孔７３を通る。この時点
で個々のセクション１７は組立体固定具に対し正確に整
合する。固定具の第２のピン群はこのときフレーム３３
の孔５５と係合しフレームを固定具に整合させる。これ
は個々のセクション１７をフレーム３３（特に隅孔５５
を含む）に整合させる。このトレランスの厳しい固定具
は共通の基準として作用し、フレキシブル回路とフレー
ム部材との間に正確な整合を保証する。この組立体がつ
くられると夫々のセクション１７はフレーム３３の対応
する辺３４に対し正確に水平方向で整合する。これらセ
クション１７は次に、好適には適当な接着剤を用いて夫
々の辺３４に固定される。これら固定ピン群はそのとき
引き抜かれそして最終的なフレーム‐基板１６副組立体
が得られる。保持部材５１のポスト５３はそれが基板１
３に付着されるときフレームの隅の孔５５を通る。基板
１３の孔５７も基板１３上の導体の個々のパターンに対
し正確に整合するから、この副組立体（そして特にその
接点）は部材５１が固定されるとき正確に整合する。
【００２２】図１０、１１はパッケージ１０で使用しう
る圧力印加部材２１の例を示す。図１１の実施例は図１
０のものよりも好ましい。しかしながらこれらは共に第
２基板１６に対して予め定めた圧力（力）を容易に与え
て所要の接続を保証することが出来る。図１０、１１の
印加部材２１は第１層７４と第２層７６を有する二層弾
性エレメント７０を含む（同じく図８、９を参照のこ
と）。弾性エレメント７０は好適には一体構成のもので
あり１つのモールド内で所要の形状（後述）にモールド
される。
【００２３】この圧縮可能な印加部材に適した弾性材料
の選択は長期間の応力保持、比較的低い圧力、および比
較的高温、高湿での動作性という所要の結果を得るため
に重要である。好適な材料はダウコーニング(DOW Corni
ng）社からシラスチック(Silastic)ＬＣＳ−７４５Ｕ
（シラスチックはダウコーニング社の登録商標）である
低圧縮固定のポリシロキサンゴムである。このクリーン
な低弾性係数の弾性材は長期間高温（例えば１００℃）
で一定の歪みをかけたときの７０〜８０％の残留圧縮応
力を保持する。
【００２４】このシリコンゴムはストックの形でダウコ
ーニング社から市販されている。圧縮硫化した後、その
ような部品は約−７３℃から＋２５０℃までの温度範囲
にわたり機能（動作）可能であり、良好な回復性（熱抵
抗）、低圧縮固定および熱油、熱水および蒸気に対する
良好な耐性という極めて望ましい特徴を有する。モール
ドされたこのシリコンゴムはショアＡ硬度が５２であ
り、張力は約５８．４２Kg／cm2 （８３０ポンド／inch
2 ）および伸びは約２６０％である。
【００２５】エレメント７０の第１層７４はほぼ固体形
状であり予め定めたパターン（図１２）に従って間隔を
もって配置された複数の孔７５を含む。これら孔は後述
する理由で重要である。各孔７５はほぼ円筒形であり、
その厚さを貫通する（図８のＴ１０）。寸法Ｔ１０は接
点１９と導体１５のアレイ間に所望の接続を行うための
弾性エレメント７０の完全圧縮前の第１層７４の本来の
厚さである。更に図１２に示すように、これらの孔７５
はほぼ矩形のパターンを占め、そして一実施例では約
１．７２mm（０．０６８インチ）から約１．８７mm
（０．０７４インチ）の範囲の距離だけ間隔（図１２の
ＯＳ）をとられている。各孔の内径は約０．７６mm
（０．０３０インチ）である。
【００２６】この形状とパターンをもつこれら孔は図１
０、１１に示す弾性エレメント７０について夫々利用さ
れる。上記の間隔もそれら実施例で利用される。
【００２７】図１０の実施例ではエレメント７０の第２
層７６は予めつくられたパターン内に配置される複数の
突出部７７を含み、このパターンは夫々の弾性エレメン
ト７０により係合する（そしてそれに対して作用する）
フレキシブル基板１６の回路化セクション１７に配置さ
れる接点１９のアレイのパターンとほぼ同じである。一
例においては４８個および８７個の突出部７７がフレキ
シブル基板１６上の同数の接点１９と整合するために個
々の弾性エレメントについて用いられる。従って、約１
９０個から約３５０個の突出部７７が４個の弾性エレメ
ントおよび関連するフレキシブル回路セクションを用い
るパッケージ１０で利用しうる。適当な数は約２７０個
である。好適にはこれと同数の突出部を図１１の実施例
で利用する。
【００２８】突出部７７は接点１９と物理的には係合せ
ず、フレキシブル基板の誘電体（例えばポリイミド）の
背面に係合する。しかしながら、これら突出部は究極的
な圧力の印加を行うためにその反対側の面上の予め定め
たパターン内に配置される接点とは夫々整合する。しか
しながら、本発明はこれら突出部と関連する導体の間に
僅かなずれがあってもそのような力の印加を行うことが
出来る。
【００２９】上記の例では１個の弾性エレメント２１に
より与えられる圧力は約０．３１Kg／cm2 から約１．５
５Kg／cm2 （１０ポンド／inch2 から５０ポンド／inch
2 ）の範囲であり、この力は所要の接続を与えるに充分
と考えられる。夫々の突出部７７は所定の圧力の印加中
本来のストレスのかからない状態での高さ（厚さ）の約
１５％から約３５％まで圧縮される（理想的には２５％
の圧縮が達成される）。そのような本来の高さ（厚さ）
は図８においてＴ２０で示している。第１および第２層
７４と７６は最終の圧縮時に上記の範囲に圧縮する（約
１５％〜約３５％）。そのような圧縮された状態での厚
さは図９で夫々Ｔ１ＣとＴ２Ｃで示してある。図９に示
すように、夫々の突出部およびそれに関連する第１層は
本来の厚さＴ０（図８）から図９のＴＣへと圧縮され
る。
【００３０】この二重の圧縮は弾性エレメントの座屈あ
るいは他の望ましくない外見的欠陥を伴うことなく達成
されて所要の圧力を保証する。この能力は部分的には圧
縮中に図９に示すように圧縮される孔７５の利用による
ものである。すなわち、第１層７４の外向きに膨脹する
弾性エレメントは隣接する孔７５内で伸びて複合弾性エ
レメント内の各層の垂直方向の完全性を維持する。
【００３１】図１０において各突出部７７はほぼ箱形
（平面および立面図においてほぼ矩形の断面を有する）
である。図１１では各突出部７７はほぼ円筒状であり、
その外径の一例は約１．１９mm（０．０４７インチ）で
ある。図１２と比較する（図１２は図１１のエレメント
７０の実施例を示す）と、隣接する孔７５と接点１９に
対する円筒形突出部７７のパターンがわかる。図１２は
図８の線１２−１２におけるものである。これら突出部
と、接点１９（基板２７の反対側の）に対局して配置さ
れる孔はかくされ、そのため点線で示してある。更に図
１２において、中間の孔７５の両側にある突出部７７の
中心間のスペースはＰＳで示してある。一例において、
このスペースＰＳは約２．４８mm（０．０９８インチ）
から約２．５９mm（０．１０２インチ）である。図１２
のパターンにおいて隣接する突出部７７間の対角線スペ
ースＤＳは約１．６５mm（０．０６５インチ）から約
１．９０mm（０．０７５インチ）である。図示のパター
ンおよび上記の寸法で突出部を用いると、約３１個／cm
2 （２００／平方インチ）の密度で夫々の基板を占める
同様のパターン化された導体アレイ間に適当な接続を与
えることが出来る。これより高密度（例えば約６２個／
cm2 （４００／平方インチ））のアレイパターンはこれ
ら技術により達成出来る。このような極めて高密度の導
体パターンはマイクロエレクトロニクスおよび同様の回
路の設計に極めて望ましい。そのような回路は情報処理
システム（コンピュータ）の分野で特に有効である。
【００３２】図１２において、これら接点１９（並びに
導体１５）の夫々はほぼ矩形である。すなわち、各接点
１９は前記の厚さのほぼ矩形の金属パッドである。その
ようなパッドは上記の中心間スペースをもって互いに対
し配置されるように図示のパターンで夫々の基板に配置
される。勿論、円筒形を含む他の形のパッドも可能であ
る。本発明によれば円筒状の突出部と矩形のパッドを用
いることにより、パッケージ１０が最終（圧縮された）
状態となったときに各導体に最大の圧力を印加すること
が出来る。
【００３３】層７４と７６の歪みが前記の所要の範囲内
に維持されるようにするためには各層の厚さは各層のば
ね率に逆比例する必要がある。１層当りのばね率はその
層を与えられた距離だけ圧縮するに必要な力である。こ
の二層構造を用いることにより、最終構造の座屈はほぼ
防止される。特に、隣接する第１層に対し予め定めたパ
ターンの孔を含むほぼ固体の下層７４は下層の座屈負荷
を増大し比較的高さの低い突出部の使用を可能にし、よ
り安定した構造をつくる。フレキシブル回路と係合する
層についてそのような一体的孔明き層を用いることは、
力の印加が、接点の個々の対となったアレイが整合され
る場合にのみ必要であるから重要ではない。この構造に
含まれるすべての力は弾性材‐フレキシブル回路間界面
での弾性圧縮応力と界面接触面積の積であるから、接点
の面積が大きいことは有害である。このため、円筒状突
出部はほぼ箱形のものより有利であり、その理由は上記
の寸法のそのような形状が同一の外形（幅）寸法をもつ
矩形（箱形）突出部より約２０％少い接触面積をもつか
らである。円筒形突出部を用いる他の理由はモールドの
容易性、モールド充填の容易性、隅の部分によるストレ
ス傾度の低下および矩形突出部の隅が隣接するそのよう
な突出部との係合の可能性の増大するという事実を含
む。これは円筒形突出部を用いるとほぼ解消する。
【００３４】突出部が矩形（箱形）であるか円筒形であ
るかには無関係に弾性エレメントは、低い方の点が適正
な接触圧を保証するに充分な力を受けるように接合され
る夫々の要素内の面の高さの差に適合する能力を有す
る。これには隣接する面における平坦度の調整に数％の
圧縮のみで充分であるように比較的低いばね率を有する
エラストマーが必要である。全体の歪み（例えば２５
％）が全アレイ上に一般に均一の接触圧力を与える。
【００３５】
【発明の効果】以上述べたように本発明の電子パッケー
ジではフレキシブル回路は印刷回路板のような回路化さ
れた基板に除去しうるように装着されてパッケージの種
々のエレメントの修理そして／または交換のための容易
な手段を与えている。本発明は、極めて高密度の接点
（および導体）アレイを正確に整合させパッケージの動
作中に合せるため手段を与えつつこれを与えることが出
来、それにより現在のパッケージ設計の多くにおいて重
要な小型化を保証する。そのような接続は夫々の接点／
導体組合せについて適正な接触力を保証する特別の弾性
構造の利用により更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による電子パッケージの分解
図。
【図２】図１のパッケージを、作動時および非作動時に
ついて拡大して示す断面図。
【図３】図１のパッケージを、作動時および非作動時に
ついて拡大して示す断面図。
【図４】図１のパッケージに用いるフレーム部材の一実
施例を示す拡大図。
【図５】第２の回路化基板を含む図４のフレーム部材
の、図４に対して反転した状態を示す図。
【図６】図５の線６−６における拡大断面図であって、
第２回路化基板の共通回路化セクションと個々の回路化
セクションとの関係を示す図。
【図７】図６の要素の他の実施例を示す図。
【図８】パッケージの作動前後における弾性印加部材の
相対位置を詳細に示す拡大部分断面図。
【図９】パッケージの作動前後における弾性印加部材の
相対位置を詳細に示す拡大部分断面図。
【図１０】本発明に利用される印加部材の二つの実施例
を拡大して示す図。
【図１１】本発明に利用される印加部材の二つの実施例
を拡大して示す図。
【図１２】図８の線１２−１２おける拡大図であって、
本発明の印加部材の一つについて、第２回路化基板に配
置される接点と関連する弾性突出部との相対パターンを
示す図。
【符号の説明】
１０ パッケージ １３ 第１回路化基板 １５ 導体 １６ 第２回路化基板 １７ 個々の回路化セクション １９ 接点 ２１ 圧力印加部材 ２３ 絶縁基板 ２６ 内部回路 ２６′ 外部回路 ２８ メッキスルーホール ２７ フレキシブル基板 ３３ フレーム ３７ 半導体装置 ３９ 共通回路化セクション ４１ 回路 ５０ 保持部材 ５１ カバー部材 ５３ ポスト ５５ 整合孔 ６１ スティフナー部材 ６７ クランプ部材 ６９ カム面 ６８ 足部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェフリー、ランドルフ、マリナー アメリカ合衆国ニューヨーク州、アパラチ ン、オークウッド、ドライブ、27 (72)発明者 ジョン、ジェイ、スクアイアーズ アメリカ合衆国ニューヨーク州、エンディ コット、デイ、ホロー、ロード、5422 (72)発明者 ジョン、ヘンリー、ウイリアムズ アメリカ合衆国ニューヨーク州、エンディ コット、アール、ディー、ナンバー、３、 ボックス、319

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】下記要件を含む電子パッケージ： 予め定めたパターンの複数の電気的導体が表面に配置さ
    れた第１回路化基板；その電気的導体の前記予め定めた
    パターンに対して正確に整合するように、この第１回路
    化基板上に取り外し可能に配置されるフレーム部材； 上記第１回路化基板に対して電気的に接続される半導体
    装置； 一個の共通回路化セクションと、この共通回路化セクシ
    ョンに電気的および機械的に接続する複数の個々の回路
    化セクションと、を含む第２回路化基板であって、上記
    個々の回路化セクションの夫々は、上記フレーム部材に
    対して堅固に配置され且つ正確に整合しており、さらに
    この個々の回路化セクションの夫々は、予め定めたパタ
    ーンで配置され且つ上記第１回路化基板の上記電気的導
    体の夫々と接続する複数の電気的接点を含んでおり、温
    度変化に伴って上記共通回路化セクションは固定状態に
    ある上記複数の回路化セクションに対し熱膨張、熱収縮
    によって変位し、上記半導体装置は上記共通回路化セク
    ションに対して固定的に配置され且つ電気的に接続して
    おり、そしてこの半導体装置は上記第２回路化基板を介
    して前記第１回路化基板に接続している、第２回路化基
    板； 上記第２回路化基板の上記個々の回路化セクションに対
    し予め定めた圧力を加えて、その上記第２回路化基板上
    の上記電気的接点を上記第１回路化基板の上記導体の夫
    々に接続させるための複数の圧力印加部材を含む圧力印
    加手段； 上記個々の回路化セクションに対し上記複数の印加部材
    をそれらが上記圧力を加えるように保持するための手
    段。
  2. 【請求項２】前記第１回路化基板は印刷回路板を含む請
    求項１のパケッージ。
  3. 【請求項３】前記第２回路化基板はフレキシブル回路を
    含む請求項１のパッケージ。
  4. 【請求項４】前記圧力印加手段の前記印加部材の夫々は
    予め定めたパターンで間隔をもって配置される複数の開
    口を含む第１層と上記開口パターンに対し予め定めたパ
    ターンをもって配置される複数の上向き突出部を含みそ
    して上記第１層に隣接する第２層とを有する二層弾性エ
    レメントを含み、上記突出部の夫々が前記第２回路化基
    板の前記接点の夫々と整合しそして上記第２回路化基板
    と係合して上記予め定めた圧力をそれに加える請求項１
    のパッケージ。
  5. 【請求項５】前記フレーム部材は複数の側部分および実
    質的に中央に配置された開口部分を含み、前記第２回路
    化基板の前記個々の回路化セクションの夫々が上記側部
    分の夫々に固定されそして、上記第２回路化基板の前記
    共通回路化セクションがほぼ上記開口部分内に配置され
    る請求項１のパッケージ。
  6. 【請求項６】前記第２回路化基板は複数の回路ラインを
    有する誘電体部材を含み、前記共通回路化セクションが
    上記回路ラインによってのみ前記個々の回路化セクショ
    ンに電気的そして機械的に接続される請求項１のパッケ
    ージ。
  7. 【請求項７】前記第２回路化基板の前記個々の回路化セ
    クションに対し前記印加部材を保持する手段は複数の上
    向きのポストを含む保持部材を含み、前記第１回路化基
    板は複数の孔を含み、上記ポストが上記孔の夫々と整合
    しそれへと伸びる請求項１のパッケージ。
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