JPH08236179A - 電気的接続装置及びその形成方法 - Google Patents
電気的接続装置及びその形成方法Info
- Publication number
- JPH08236179A JPH08236179A JP7038142A JP3814295A JPH08236179A JP H08236179 A JPH08236179 A JP H08236179A JP 7038142 A JP7038142 A JP 7038142A JP 3814295 A JP3814295 A JP 3814295A JP H08236179 A JPH08236179 A JP H08236179A
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- JP
- Japan
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- circuit board
- hole
- conductive substance
- input
- electrode
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- Pending
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- Multi-Conductor Connections (AREA)
- Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
- Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 入出力用端子１１を有する第１の回路基板１
０と、該入出力用端子と対応する位置に設けた穴２５の
中に導電性物質２３を充填した第２の回路基板２０又は
接続用基板とからなり、入出力用端子１１を前記穴２５
に挿入することで、両基板１０，２０の電気的接続を行
う装置において、導電性物質が穴から飛散するのを防止
する。 【構成】 第２の回路基板又は接続用基板の前記穴２５
を、基板表面の開口面積より内方の対応断面積を大きい
つぼ形状とした電気的接続装置が提供される。
０と、該入出力用端子と対応する位置に設けた穴２５の
中に導電性物質２３を充填した第２の回路基板２０又は
接続用基板とからなり、入出力用端子１１を前記穴２５
に挿入することで、両基板１０，２０の電気的接続を行
う装置において、導電性物質が穴から飛散するのを防止
する。 【構成】 第２の回路基板又は接続用基板の前記穴２５
を、基板表面の開口面積より内方の対応断面積を大きい
つぼ形状とした電気的接続装置が提供される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気的接続装置及びそ
の形成方法に関し、特に、小さなスペースに多数の微細
な電気的相互接続端子を有する回路基板を他の回路基板
と電気的に接続する場合において、挿入力および抜去力
を必要とせずに微細・高密度の接続を可能とし、かつ接
続部の抵抗が低い電気的接続装置及びその形成方法に関
する。
の形成方法に関し、特に、小さなスペースに多数の微細
な電気的相互接続端子を有する回路基板を他の回路基板
と電気的に接続する場合において、挿入力および抜去力
を必要とせずに微細・高密度の接続を可能とし、かつ接
続部の抵抗が低い電気的接続装置及びその形成方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化、高性能化のた
め、集積度の高いＬＳＩやチップコンデンサ、チップ抵
抗などを、一つの回路基板上に多数搭載する実装技術が
広く用いられるようになってきている。そして、このよ
うな回路基板においては、基板当たりの入出力端子数は
増加の一途をたどるとともに、端子もいっそう微細化し
ている。入出力端子は、一般的には接点ピンの形で基板
にろう付けされており、多数の接点ピンをジャックに挿
入したり、ジャックから抜去したりする際の力は非常に
大きくなる。最も大きな規模では、百キログラムを越え
るものがあり、人力での操作が極めて困難であったり、
挿抜時に接点ピンが曲がったり、ろう付け部が破断して
しまうこともある。
め、集積度の高いＬＳＩやチップコンデンサ、チップ抵
抗などを、一つの回路基板上に多数搭載する実装技術が
広く用いられるようになってきている。そして、このよ
うな回路基板においては、基板当たりの入出力端子数は
増加の一途をたどるとともに、端子もいっそう微細化し
ている。入出力端子は、一般的には接点ピンの形で基板
にろう付けされており、多数の接点ピンをジャックに挿
入したり、ジャックから抜去したりする際の力は非常に
大きくなる。最も大きな規模では、百キログラムを越え
るものがあり、人力での操作が極めて困難であったり、
挿抜時に接点ピンが曲がったり、ろう付け部が破断して
しまうこともある。
【０００３】挿抜力を小さくしてこれらの問題を解決す
るため、カム機構などの補助手段によって挿入や抜去に
要する力を軽減した無挿抜力または軽挿抜力の接続装置
が開発され、実用化されている。しかし、これらの接続
装置では機構が複雑になっていたりカム機構などに要す
る面積が無視できない程度にまでなり、システム全体の
実装密度を低下させるという問題があった。このような
問題は、今後接続端子がますます微細化し、増加するに
つれて重大な問題となる。
るため、カム機構などの補助手段によって挿入や抜去に
要する力を軽減した無挿抜力または軽挿抜力の接続装置
が開発され、実用化されている。しかし、これらの接続
装置では機構が複雑になっていたりカム機構などに要す
る面積が無視できない程度にまでなり、システム全体の
実装密度を低下させるという問題があった。このような
問題は、今後接続端子がますます微細化し、増加するに
つれて重大な問題となる。
【０００４】このような問題を解決するため、シリコン
オイル等にパラジウムの導電性粉を分散した導電性流体
を電気的接点材料として用い、微細な容器に入れたもの
を電気的接続装置とすることが提案されている（参照文
献：IBM Technical Disclosure Bulletin, vol21 No.11
April 1979 pp4444〜4445）。また、端子間の電気的接
続用導体として液体金属を用いた公知例として、例え
ば、特開平５−１９０２１９号公報あるいは特開平５−
７４５０３号公報に記載の例がある。
オイル等にパラジウムの導電性粉を分散した導電性流体
を電気的接点材料として用い、微細な容器に入れたもの
を電気的接続装置とすることが提案されている（参照文
献：IBM Technical Disclosure Bulletin, vol21 No.11
April 1979 pp4444〜4445）。また、端子間の電気的接
続用導体として液体金属を用いた公知例として、例え
ば、特開平５−１９０２１９号公報あるいは特開平５−
７４５０３号公報に記載の例がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の電気的接続装置
によれば、カム機構などの補助手段を使用しなくても、
接続抵抗値を低くすることが可能となる。しかし、導電
性物質（特に導電性流体）を接点材料とした場合に、こ
れらの接点材料を保持して電極を形成するために、井戸
状の穴を設け、この中に導電性物質を充填することが検
討されてきたが、従来は図３に示すように、電極の入口
が広くなってしまい、両端子を電気的に接続する際に複
合材料が電極内から溢れてしまうことが十分考えられ
る。
によれば、カム機構などの補助手段を使用しなくても、
接続抵抗値を低くすることが可能となる。しかし、導電
性物質（特に導電性流体）を接点材料とした場合に、こ
れらの接点材料を保持して電極を形成するために、井戸
状の穴を設け、この中に導電性物質を充填することが検
討されてきたが、従来は図３に示すように、電極の入口
が広くなってしまい、両端子を電気的に接続する際に複
合材料が電極内から溢れてしまうことが十分考えられ
る。
【０００６】なお、図３において、１０は第１基板、１
１は電極Ａ（入出力用ピン）、２０は第２基板、２１は
電極Ｂ、２２は井戸状の穴、２３は導電性物質である。
そこで、本発明は両基板を電気的に接続する際に導電性
物質、特に導電性流体が飛散するのを防止し耐久性を改
善した電気的接続装置及びその形成方法を提供すること
を目的とする。
１は電極Ａ（入出力用ピン）、２０は第２基板、２１は
電極Ｂ、２２は井戸状の穴、２３は導電性物質である。
そこで、本発明は両基板を電気的に接続する際に導電性
物質、特に導電性流体が飛散するのを防止し耐久性を改
善した電気的接続装置及びその形成方法を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１によれば、入出
力用端子を有する第１の回路基板と第２の回路基板又は
接続用基板とを電気的に相互接続する装置において、前
記第２の回路基板又は接続用基板の、前記第１の回路基
板の入出力用端子と対応する位置に、表面の開口面積よ
り内方の対応断面積の大きいつぼ形状の穴を形成し、該
穴内に導電性物質を充填し、前記入出力用端子を該穴に
挿入することで、両基板の電気的接続を行う装置が提供
される。
力用端子を有する第１の回路基板と第２の回路基板又は
接続用基板とを電気的に相互接続する装置において、前
記第２の回路基板又は接続用基板の、前記第１の回路基
板の入出力用端子と対応する位置に、表面の開口面積よ
り内方の対応断面積の大きいつぼ形状の穴を形成し、該
穴内に導電性物質を充填し、前記入出力用端子を該穴に
挿入することで、両基板の電気的接続を行う装置が提供
される。
【０００８】請求項２によれば、導電性物質として液体
金属を使用することを特徴とする請求項１に記載の電気
的接続装置が提供される。請求項３によれば、導電性物
質として液体金属を微粒化したものと有機液体の複合材
料を用いることを特徴とする請求項１に記載の電気的接
続装置が提供される。
金属を使用することを特徴とする請求項１に記載の電気
的接続装置が提供される。請求項３によれば、導電性物
質として液体金属を微粒化したものと有機液体の複合材
料を用いることを特徴とする請求項１に記載の電気的接
続装置が提供される。
【０００９】請求項４によれば、入出力用端子を有する
第１の回路基板と、該入出力用端子と対応する位置に設
けた穴の中に導電性物質を充填した第２の回路基板又は
接続用基板とからなり、前記入出力用端子を前記穴に挿
入することで、両基板の電気的接続を行う装置、を形成
する方法において、前記第２の回路基板又は接続用基板
の少なくとも前記穴を形成すべき部分を感光性高分子材
料で形成し、該材料をエッチングすることにより、表面
の開口面積より内方の対応断面積の大きいつぼ形状の前
記穴を形成することを特徴とする電気的接続装置の形成
方法が提供される。
第１の回路基板と、該入出力用端子と対応する位置に設
けた穴の中に導電性物質を充填した第２の回路基板又は
接続用基板とからなり、前記入出力用端子を前記穴に挿
入することで、両基板の電気的接続を行う装置、を形成
する方法において、前記第２の回路基板又は接続用基板
の少なくとも前記穴を形成すべき部分を感光性高分子材
料で形成し、該材料をエッチングすることにより、表面
の開口面積より内方の対応断面積の大きいつぼ形状の前
記穴を形成することを特徴とする電気的接続装置の形成
方法が提供される。
【００１０】
【作用】請求項１によれば、導電性物質を充填するため
に、第２の回路基板又は接続用基板の穴が、表面の開口
面積より内方の対応断面積の大きいつぼ形状であるの
で、導電性物質は穴から溢れて外部に飛散しにくく、し
たがって導電性物質の減少が防止される。
に、第２の回路基板又は接続用基板の穴が、表面の開口
面積より内方の対応断面積の大きいつぼ形状であるの
で、導電性物質は穴から溢れて外部に飛散しにくく、し
たがって導電性物質の減少が防止される。
【００１１】請求項２によれば、導電性物質として液体
金属を使用することで、基板相互間で電気的接続を行う
際の挿入力及び抜去力を更に減少することができる。請
求項３によれば、導電性物質として液体金属を微粒化し
たものと有機液体の複合材料を用いることで、微粒化し
た液体金属が有機液体中に分散されて相互に接触するの
で、基板相互間で電気的接続を行う際の基板間の接触抵
抗を更に小さくすることができる。
金属を使用することで、基板相互間で電気的接続を行う
際の挿入力及び抜去力を更に減少することができる。請
求項３によれば、導電性物質として液体金属を微粒化し
たものと有機液体の複合材料を用いることで、微粒化し
た液体金属が有機液体中に分散されて相互に接触するの
で、基板相互間で電気的接続を行う際の基板間の接触抵
抗を更に小さくすることができる。
【００１２】請求項４によれば、感光性高分子材料をエ
ッチングして、第２の回路基板又は接続用基板の、入出
力用端子と対応する位置に、穴を形成しているので、表
面の開口面積より内方の対応断面積の大きいつぼ形状の
穴（スルーホール）を容易に形成することができる。
ッチングして、第２の回路基板又は接続用基板の、入出
力用端子と対応する位置に、穴を形成しているので、表
面の開口面積より内方の対応断面積の大きいつぼ形状の
穴（スルーホール）を容易に形成することができる。
【００１３】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。図１において、第１の回路基板１０は
多数の（図では１個のみ示す）電極（Ａ）、即ち入出力
用ピン１１を基板面に対し直立状態で有する。第２の回
路基板（又は接続用基板）２０は、第１の回路基板１０
の入出力用ピン１１と対応する位置に、後述のようにし
て形成した感光性高分子材料２４のつぼ状の穴２５があ
って、この中の底部に電極（Ｂ）２１が形成され更に導
電性物質２３が充填されている。
ついて説明する。図１において、第１の回路基板１０は
多数の（図では１個のみ示す）電極（Ａ）、即ち入出力
用ピン１１を基板面に対し直立状態で有する。第２の回
路基板（又は接続用基板）２０は、第１の回路基板１０
の入出力用ピン１１と対応する位置に、後述のようにし
て形成した感光性高分子材料２４のつぼ状の穴２５があ
って、この中の底部に電極（Ｂ）２１が形成され更に導
電性物質２３が充填されている。
【００１４】なお、図には示していないが、これらの回
路基板１０，２０の一方又は両方にはＬＳＩ、チップコ
ンデンサ、チップ抵抗などの電子部品が実装され、配線
を通じて電極（Ａ，Ｂ）１１，２１に接続されている。
導電性物質２３としては、液体金属（Ｇａ−８wt％Ｓ
ｎ）と有機液体（例えば、シリコーンオイル）とを混合
した後、ホモジェナイザーにより粉砕、攪拌し、複合材
料を作製した。
路基板１０，２０の一方又は両方にはＬＳＩ、チップコ
ンデンサ、チップ抵抗などの電子部品が実装され、配線
を通じて電極（Ａ，Ｂ）１１，２１に接続されている。
導電性物質２３としては、液体金属（Ｇａ−８wt％Ｓ
ｎ）と有機液体（例えば、シリコーンオイル）とを混合
した後、ホモジェナイザーにより粉砕、攪拌し、複合材
料を作製した。
【００１５】この導電性物質２３を充填するためのつぼ
形状の穴２５は図２（ａ）〜（ｄ）に示すような工程に
より形成される。まず、工程１では、基板上の電極を形
成すべき個所をメタライズする。即ち、Ａｕ等の導電性
の高い金属をスパッタ法等によって形成する。工程２で
は、メタライズした基板上に感光性高分子材料、例えば
感光性樹脂をスピンコート法によって塗布し、工程３に
おいて、例えば６０℃で３０分間プリベークする。ここ
で使用した感光性樹脂材料は下記のとおりである。 ポリアミック酸 ＋２官能アクリレートモノマ （２５〜３０wt％） ＋ラジカル発生剤 ３，３′，４，４′−テトラ−（第３ブチルペルオキシ
カルボニル）−ベンゾフェノン 次に工程４において、電極を形成すべき個所を遮光する
ためのマスクを使用して、例えば超高圧水銀灯にて２５
０mJ（波長：４３６nm）で露光し、現象する。工程５で
は、適当なエッチング液を使用し、未露光部分である電
極形成部分の感光性樹脂材料を除去する。ここで使用し
たエッチング液は下記の組成のものである。
形状の穴２５は図２（ａ）〜（ｄ）に示すような工程に
より形成される。まず、工程１では、基板上の電極を形
成すべき個所をメタライズする。即ち、Ａｕ等の導電性
の高い金属をスパッタ法等によって形成する。工程２で
は、メタライズした基板上に感光性高分子材料、例えば
感光性樹脂をスピンコート法によって塗布し、工程３に
おいて、例えば６０℃で３０分間プリベークする。ここ
で使用した感光性樹脂材料は下記のとおりである。 ポリアミック酸 ＋２官能アクリレートモノマ （２５〜３０wt％） ＋ラジカル発生剤 ３，３′，４，４′−テトラ−（第３ブチルペルオキシ
カルボニル）−ベンゾフェノン 次に工程４において、電極を形成すべき個所を遮光する
ためのマスクを使用して、例えば超高圧水銀灯にて２５
０mJ（波長：４３６nm）で露光し、現象する。工程５で
は、適当なエッチング液を使用し、未露光部分である電
極形成部分の感光性樹脂材料を除去する。ここで使用し
たエッチング液は下記の組成のものである。
【００１６】 Ｎ−Ｎ′−ジメチルアクリルアミド ８２％ イソプロピルアルコール ７％ Ｈ2 Ｏ １１％ そして、工程６において、例えば４００℃で６０分間焼
成する。上記のような条件で深さ約５０μｍ程度の穴２
５を形成すると、図２（ｅ）に示すように、表面の開口
面積より内方の対応断面積の大きい（即ち、直径Ａ＜直
径Ｂの）つぼ形状の穴２５が形成され、更にこの穴２５
の底部にメタライズ膜、即ち電極Ｂ２１（図１）が形成
される。
成する。上記のような条件で深さ約５０μｍ程度の穴２
５を形成すると、図２（ｅ）に示すように、表面の開口
面積より内方の対応断面積の大きい（即ち、直径Ａ＜直
径Ｂの）つぼ形状の穴２５が形成され、更にこの穴２５
の底部にメタライズ膜、即ち電極Ｂ２１（図１）が形成
される。
【００１７】この穴２５の中に、前述の複合材料２３を
充填し、ピン状の電極を挿入し、電気抵抗を測定した。
このピン電極を繰り返し挿入、抜去した結果、充填した
複合材料の量は減少しなかった。また、電気抵抗も２０
〜３０ｍΩ以内となった。以上のように、本発明では、
電気的接続装置の接点材料として、流動性に優れた液体
金属微粒子を有機液体中に均一に分散させた複合材料２
３を用い、これをつぼ状に注入口が狭くなっている電極
内に充填することにより、端子を電気的かつ機械的に分
離結合しても電極内の複合材料が溢れにくくなり、長期
間にわたり接点材料を一定量に維持することが出来る。
このような接続装置を利用することで、接点材料を十分
に使用でき、挿抜力を軽減した電気的相互接続装置が可
能となる。
充填し、ピン状の電極を挿入し、電気抵抗を測定した。
このピン電極を繰り返し挿入、抜去した結果、充填した
複合材料の量は減少しなかった。また、電気抵抗も２０
〜３０ｍΩ以内となった。以上のように、本発明では、
電気的接続装置の接点材料として、流動性に優れた液体
金属微粒子を有機液体中に均一に分散させた複合材料２
３を用い、これをつぼ状に注入口が狭くなっている電極
内に充填することにより、端子を電気的かつ機械的に分
離結合しても電極内の複合材料が溢れにくくなり、長期
間にわたり接点材料を一定量に維持することが出来る。
このような接続装置を利用することで、接点材料を十分
に使用でき、挿抜力を軽減した電気的相互接続装置が可
能となる。
【００１８】
【発明の効果】本発明では、導電性物質を充填するため
の穴の入口を狭くすることで、長期間にわたり導電性物
質の減少を防ぎ、低抵抗を保つことができた。
の穴の入口を狭くすることで、長期間にわたり導電性物
質の減少を防ぎ、低抵抗を保つことができた。
【図１】本発明の電気的接続装置の断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は導電性物質を充填するための
つぼ状の穴を形成する工程を示す図であり、（ｅ）は
（ｄ）のＥ部の拡大図である。
つぼ状の穴を形成する工程を示す図であり、（ｅ）は
（ｄ）のＥ部の拡大図である。
【図３】従来の電気的接続装置の断面図である。
１０…第１の回路基板 １１…電極Ａ（入出力用端子） ２０…第２の回路基板 ２１…電極Ｂ ２３…導電性物質 ２４…感光性高分子材料 ２５…つぼ状穴
Claims (4)
- 【請求項１】 入出力用端子を有する第１の回路基板と
第２の回路基板又は接続用基板とを電気的に相互接続す
る装置において、前記第２の回路基板又は接続用基板
の、前記第１の回路基板の入出力用端子と対応する位置
に、表面の開口面積より内方の対応断面積の大きいつぼ
形状の穴を形成し、該穴内に導電性物質を充填し、前記
入出力用端子を該穴に挿入することで、両基板の電気的
接続を行う装置。 - 【請求項２】 導電性物質として液体金属を使用するこ
とを特徴とする請求項１に記載の電気的接続装置。 - 【請求項３】 導電性物質として液体金属を微粒化した
ものと有機液体の複合材料を用いることを特徴とする請
求項１に記載の電気的接続装置。 - 【請求項４】 入出力用端子を有する第１の回路基板
と、該入出力用端子と対応する位置に設けた穴の中に導
電性物質を充填した第２の回路基板又は接続用基板とか
らなり、前記入出力用端子を前記穴に挿入することで、
両基板の電気的接続を行う装置、を形成する方法におい
て、前記第２の回路基板又は接続用基板の少なくとも前
記穴を形成すべき部分を感光性高分子材料で形成し、該
材料をエッチングすることにより、表面の開口面積より
内方の対応断面積の大きいつぼ形状の前記穴を形成する
ことを特徴とする電気的接続装置の形成方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7038142A JPH08236179A (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | 電気的接続装置及びその形成方法 |
| US08/403,678 US5610371A (en) | 1994-03-15 | 1995-03-14 | Electrical connecting device and method for making same |
| US08/762,882 US5746927A (en) | 1993-10-14 | 1996-12-12 | Electrical connecting device and method for making same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7038142A JPH08236179A (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | 電気的接続装置及びその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08236179A true JPH08236179A (ja) | 1996-09-13 |
Family
ID=12517175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7038142A Pending JPH08236179A (ja) | 1993-10-14 | 1995-02-27 | 電気的接続装置及びその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08236179A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104812161A (zh) * | 2014-01-28 | 2015-07-29 | Lg伊诺特有限公司 | 印刷电路板 |
| JP2018064063A (ja) * | 2016-10-14 | 2018-04-19 | イリソ電子工業株式会社 | 回路基板及び回路装置 |
| KR20190027376A (ko) * | 2016-07-06 | 2019-03-14 | 루미레즈 엘엘씨 | 집적 led 드라이버를 위한 인쇄 회로 보드 |
| KR20210126717A (ko) * | 2019-03-11 | 2021-10-20 | 가부시키가이샤 니혼 마이크로닉스 | 전기적 접속장치 |
-
1995
- 1995-02-27 JP JP7038142A patent/JPH08236179A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104812161A (zh) * | 2014-01-28 | 2015-07-29 | Lg伊诺特有限公司 | 印刷电路板 |
| KR20150089563A (ko) * | 2014-01-28 | 2015-08-05 | 엘지이노텍 주식회사 | 인쇄회로기판 |
| KR20190027376A (ko) * | 2016-07-06 | 2019-03-14 | 루미레즈 엘엘씨 | 집적 led 드라이버를 위한 인쇄 회로 보드 |
| JP2018064063A (ja) * | 2016-10-14 | 2018-04-19 | イリソ電子工業株式会社 | 回路基板及び回路装置 |
| KR20210126717A (ko) * | 2019-03-11 | 2021-10-20 | 가부시키가이샤 니혼 마이크로닉스 | 전기적 접속장치 |
| CN113544519A (zh) * | 2019-03-11 | 2021-10-22 | 日本麦可罗尼克斯股份有限公司 | 电性连接装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020730 |