JPH11211754A - 電気コネクタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 各端子の接続抵抗のばらつきを抑制し、多ピ
ンＢＧＡ等にも使用できる電気コネクタ及びその製造方
法を提供する。 【解決手段】 複合層はシリコーンゴム層３を備え、シ
リコーンゴム層３の裏面に複数の端子部材７を第一のポ
リイミド樹脂層２を介して設け、シリコーンゴム層３の
表面に第二のポリイミド樹脂層４を積層する。また、各
ワイヤ１０を複合層よりも長くしてその両端部分を直線
部とし、残部を複合層の厚さ方向と交わる方向に曲げて
屈曲余長部１１とし、各ワイヤ１０の一端部分を第一の
ポリイミド樹脂層２に保持させるとともに、端子部材７
に接合して大きな端子部を形成する。また、各ワイヤ１
０の他端部をボール接点部１５として第二のポリイミド
樹脂層４に保持させ、各ボール接点部１５の少なくとも
一部を第二のポリイミド樹脂層４から露出させてその露
出面には硬質の金メッキ１６を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボール・グリッド
・アレイ型のＩＣパッケージの検査、試験、あるいは接
続等に使用される電気コネクタ及びその製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】入出力端子数の多い表面実装型ＩＣパッ
ケージとして、従来よりＩＣパッケージ本体の周囲四辺
からそれぞれ端子を複数取り出した構造のクワット・フ
ラット・パッケージ（以下、ＱＦＰと略称する）１７が
使用されている（図１３参照）。このＱＦＰ１７で最近
の端子数の増加に対応するには、実装面積をできるだけ
小さくするため、ＩＣパッケージのサイズを一定の寸法
以下に抑制し、端子のピッチを小さくする必要がある。
このため最近においては、端子のピッチが０．４ｍｍ程
度まで小さくなってきている。

【０００３】しかしながら、このような多端子ＱＦＰ１
７は、端子のピッチが非常に小さく、変形しやすいとい
う問題がある。さらに、多数の端子の位置合わせが実に
困難なので、製造工程、検査工程、及び又は実装工程等
の工程で多くの問題が生じることとなる。

【０００４】そこで、最近においては上記に鑑み、図１
４や図１５に示すように、ＩＣパッケージ本体の裏面全
体に小さな半田ボール電極２０からなる端子を格子形に
並べたボール・グリッド・アレイ型のＩＣパッケージ
（以下、ＢＧＡと略称する）１８が開発され、その実用
化が進んでいる。

【０００５】上記ＢＧＡ１８の検査等に際し、従来にお
いては、図１６に示す電気コネクタが使用されている。
この電気コネクタは、同図に示すように、絶縁性のエラ
ストマー層１９を備え、このエラストマー層１９の厚み
方向に多数のワイヤ１０が汎用のボールボンダにより貫
通して埋設されている。この電気コネクタの各ワイヤ１
０は、図１７に示すように、その上端部に図示しないＢ
ＧＡ１８の半田ボール電極（φ０．７５ｍｍが多い）２
０に接触するパッド１３が拡径に形成され、下端部には
検査基板（以下、検査基板で代表する）２１の電極２２
に接触するボール接点部１５が膨出形成されている。こ
のように構成された電気コネクタは、ＢＧＡ１８と検査
基板２１との間に導通可能に介在配置され、ＢＧＡ１８
が押圧されることにより、エラストマー層１９が圧縮さ
れ、ＢＧＡ１８と検査基板２１とを導通して検査等に供
される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の電気コネクタ
は、以上のように構成されているので、ＢＧＡ１８の半
田ボール電極２０に対するパッド１３の接触面積が実に
小さく、この結果、半田ボール電極２０の位置精度やパ
ッド１３の位置精度により、各端子の接続抵抗がばらつ
き易いという問題があった。また、端子の多数化に伴
い、安定した導通を得るのに必要な押圧力が増大する
が、ＢＧＡ１８の平坦度（最大０．２ｍｍ）を考慮する
と、電気コネクタには０．２ｍｍ以上の圧縮量が必要に
なる。しかしながら、この場合の圧縮荷重は大きいの
で、２００ピン以上の多ピンＢＧＡに電気コネクタを使
用することができないという問題があった。

【０００７】さらに、０．２ｍｍ以上の圧縮量で繰り返
し検査をすると、図１７に示すように、エラストマー層
１９に対するパッド１３の陥没、損傷（エラストマー層
１９からのパッド１３の剥離）、ワイヤ１０の座屈、又
はボール接点部１５の摩耗等により、接続抵抗が上昇
し、電気コネクタを繰り返して使用することができなく
なるという大きな問題があった。

【０００８】本発明は、上記問題に鑑みなされたもの
で、各端子の接続抵抗のばらつきを抑制し、多ピンＢＧ
Ａ等にも使用することができ、しかも、繰り返して使用
することのできる電気コネクタ及びその製造方法を提供
することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にお
いては、上記課題を達成するため、複合層に複数の導電
線条体を埋設したものであって、上記複合層は弾性を有
する絶縁層を備え、この絶縁層の一方の面に複数の端子
部材を第一のコート層を介して設け、該絶縁層の他方の
面には第二のコート層を積層し、上記各導電線条体を上
記複合層の厚みよりも長くしてその両端部分をそれぞれ
該複合層の厚さ方向に指向する直線部とし、該各導電線
条体の残部を少なくとも該複合層の厚さ方向と交わる方
向に曲げて屈曲余長部を形成し、該各導電線条体の一端
部分を上記第一のコート層に保持させるとともに、該各
導電線条体の一端部分を上記端子部材に接合して該一端
部分よりも大きな端子部を形成し、該各導電線条体の他
端部をほぼ球状の接点部としてこの接点部を上記第二の
コート層に保持させ、該各接点部の少なくとも一部を該
第二のコート層から露出させてその露出面には硬質のメ
ッキを施し、上記複合層の一方の面に上記各端子部材の
周囲に位置する凹部を、該複合層の他方の面には上記各
接点部の周囲に位置する凹部をそれぞれ設けたことを特
徴としている。

【００１０】また、請求項２記載の発明においては、上
記課題を達成するため、表裏両面にメッキ部を備えた基
板の表面におけるメッキ部に複数の導電線条体の下端部
を直立させて接合し、少なくとも該基板の厚み方向に交
わる方向に各導電線条体を曲げて屈曲余長部を形成し、
該各導電線条体の上端部を上下方向に向けてこの上端部
をほぼ球状の接点部に形成する工程と、上記基板の表面
に第一のコート層用樹脂及び絶縁層用樹脂を順次設けて
第一のコート層と弾性を有する絶縁層とを硬化形成し、
該絶縁層から各接点部を露出させ、該絶縁層に第二のコ
ート層用樹脂を設けて第二のコート層を硬化形成すると
ともに、この第二のコート層から該各接点部の少なくと
も一部を露出させる工程と、上記各接点部の露出面に硬
質のメッキを施す工程と、上記基板の非メッキ部を除去
する工程と、上記第一、第二のコート層、及び上記絶縁
層を切り欠いて該基板のメッキ部の周囲に位置する凹部
と、上記各接点部の周囲に位置する凹部とをそれぞれ形
成する工程とを含んでなることを特徴としている。

【００１１】ここで、特許請求の範囲における「絶縁
層」としては、硬化前に流動性を有し、硬化されること
により、架橋構造を形成する各種のエラストマー（常温
付近でゴム状弾性を有するものの総称）が好ましい。例
えば、シリコーン系ゴム、ポリプタジェンゴム、天然ゴ
ム、ポリイソプレンゴム、ウレタンゴム、クロロプレン
ゴム、ポリエステル系ゴム、スチレン−ブタジェン共重
合体ゴム、又はこれらの独立及び／又は連泡の発泡材料
等が該当する。特に、硬化後の電気絶縁性、耐熱性、及
び圧縮永久歪みに優れているシリコーンゴムが好まし
く、その中でも導電線条体の配列を崩さずに材料を注入
することができること、短時間でレベリングすることが
できること等から、硬化前の性状が液状で低粘度のもの
が良い。シリコーンゴムの場合、粘度が１０００ポイズ
以下、より好ましくは２００ポイズ以下、通常は５ポイ
ズ以上のものが良い。絶縁層の硬度は、高すぎると圧縮
接続時の荷重が大きくなり、低過ぎると圧縮時の歪量が
大きくなるので、１０〜８０°Ｈ、より好ましくは２０
〜６０°Ｈが望ましい。

【００１２】「第一のコート層」、「第二のコート層」
としては、導電線条体の一端部分（パッド含む）や接点
部の陥没、若しくは損傷、導電線条体の座屈、又は一端
部分や接点部と絶縁層との剥離等を抑制する観点から、
絶縁層よりも堅く（ロックウェル硬さＨＲＲ９０、ある
いはＨＲＭ６０）、伸びにくく、(線膨張係数１０×１
０^-5ｃｍ／ｃｍ／℃以下)、しかも、耐熱性や絶縁性に
優れるエンジニアプラスチック材料が好ましい。この材
料に該当するものとしては、例えば、ポリエステル系樹
脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹
脂、又はＡＢＳ樹脂等の合成樹脂があげられる。このよ
うな第一、第二のコート層は、絶縁層に直接又は他の層
を介し間接的に設けられる。

【００１３】「導電線条体」としては、金、金合金、
銅、アルミニウム、アルミニウム−ケイ素合金、真鍮、
リン青銅、ベリリウム銅、ニッケル、モリブデン、タン
グステン、若しくはステンレス等からなるワイヤ、これ
らに金や金合金等のメッキ加工を施したワイヤ、導電性
合成樹脂、炭素繊維からなる細線、又はこれらの金メッ
キ加工細線等を使用することができる。特に、ワイヤボ
ンディングによる接合方法に適し、導電性に優れるワイ
ヤが好ましい。導電線条体の線径については、特に制限
はないが、接続時の圧縮荷重をできるだけ小さくし、接
続安定性に悪影響を与えない範囲で細い方が好ましい。
具体的には、通常のワイヤボンディングで使用されてい
る１００μｍ以下のワイヤが入手しやすいので望ましい
といえる。特に、線径が２０〜８０μｍ以下のワイヤを
使用することが望ましい。

【００１４】導電線条体は、接合や接続時の荷重低減の
観点から、く字状、横Ｓ字状、横Ｕ字状、横Ｚ字状、又
は横Ω字状等の各形状に形成される。また、直線部は、
電気コネクタの厚さが１．０〜２．０ｍｍと薄く、検査
や接続時の圧縮に関して絶縁層の弾性特性を利用するこ
とから、０．２〜０．５ｍｍ、好ましくは０．２〜０．
３ｍｍの長さが良い。また、端子部は、ＢＧＡの半田ボ
ール電極がφ０．５〜０．７５ｍｍが一般的であるこ
と、端子部間の絶縁性を確保しながら半田ボール電極の
位置精度やパッドの位置精度を考慮する必要性から、円
形、小判形、四角形、多角形、又は楕円形等の末端肥大
形状に適宜形成される。端子部は、円形の場合、φ０．
６〜０．８ｍｍが良い。また、接点部は、球形に形成す
ることもできるし、おおよそ球形と認められる程度の形
に形成することもできる。

【００１５】導電線条体の全体構成としては、例えばメ
ッキされた基板上に複数の導電線条体の一端部を汎用の
ボンダによりワイヤボンディングして一端部を０．２〜
０．５ｍｍ程度の直線部に形成し、各導電線条体をオフ
セットし、その後、他端部分を０．２〜０．５ｍｍ程度
の直線部に形成して各導電線条体をほぼＮ字形とし、各
導電線条体の他端部分を接点部に形成することができ
る。また、メッキされた基板上に各導電線条体の一端部
分をワイヤボンディングしてこの一端部分を０．２〜
０．５ｍｍ程度の直線部に形成し、各導電線条体を湾曲
させ、他端部分を０．２〜０．５ｍｍ程度の直線部に形
成し、各導電線条体の他端部分を接点部に形成すること
もできる。

【００１６】「基板」としては、厚さ０．１５〜０．５
ｍｍの金、金合金、銅、アルミニウム、真鍮、又はリン
青銅の薄板を使用することができる。特に、加工性（ボ
ンディング性やエッチング性）、コスト、及び電気的特
性等の観点から、銅板のボンディング箇所に金メッキを
施すのが好ましい。また、電気コネクタの製造に際し、
基板の外周に成形用フレームをセットすれば、絶縁層を
保持し、電気コネクタの取り扱い性を向上させることが
でき、しかも、回路や検査基板等との位置決めを容易に
することができる。この成形用フレームとしては、汎用
のエンジニアリングプラスチック材、セラミック材、又
は金属材料等を適宜選択して使用することができる。エ
ンジニアリングプラスチック材としては、寸法安定性や
耐熱性に優れるポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフ
ェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、又はポリエーテルス
ルホン（ＰＥＳ）等の材料があげられる。

【００１７】本発明によれば、ＢＧＡの半田ボール電極
や検査基板の電極等と接触しない第一のコート層、絶縁
層、及び第二のコート層の表面をそれぞれ切り欠いて低
くするので、例え電気コネクタが所定値以上圧縮された
場合でも荷重を抑制できる。また、導電線条体の一端部
分や接点部を第一、第二のコート層で保護するので、絶
縁層に導電線条体の一端部分が陥没したり、絶縁層から
一端部分が剥がれること等がない。また、各導電線条体
の両端部分以外を屈曲させたり、湾曲させるので、所定
値以上の座屈荷重が作用しても従来のような不適切な曲
がりの生じることがない。さらに、各接点部の露出面に
施された硬いメッキが表面性能を向上させるので、接点
部の損傷や摩耗を防止する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。なお、本実施形態における電気コネ
クタは、製造時（図２ないし図１０の状態）と使用時
（図１の状態）とでは表裏逆となる。本実施形態におけ
る電気コネクタは、図１ないし図１０に示すように、基
本的には断面ほぼ板形の複合層１と、この複合層１の厚
さ方向に一定の配列ピッチで貫通埋設された多数のワイ
ヤ１０とを備え、薄い板形に構成されている。

【００１９】複合層１は、図１０の下方から上方にかけ
て耐熱性に優れる第一のポリイミド樹脂層２、弾性に優
れるシリコーンゴム層３、及び第二のポリイミド樹脂層
４を積層構造に一体的に備え、裏面と表面の縦横方向に
は所定の間隔で多数の凹部５と横断面円形の凸部６とが
それぞれ交互に配設されており、裏面の各凸部６には端
子部材７が接着されてＢＧＡ１８の半田ボール電極２０
に接触する端子部を形成している。端子部材７は、ボン
ディング用の銅製の基板８からなり、この基板８の表裏
両面にニッケルがそれぞれメッキされるとともに、各ニ
ッケル上には金がメッキされ、これらのメッキがパター
ンメッキ部９を形成する。

【００２０】各ワイヤ１０は、複合層１の厚さよりも長
く伸長され、荷重低減等の観点から上下両端部分以外の
残部が屈曲余長部１１として複合層１の縦方向と斜め横
方向とに折曲形成されており、全体としてほぼＮ字状を
呈している。各ワイヤ１０の下端部分１２は、垂直方向
に指向する直線部とされ、その最端部分が拡径のパッド
１３として第一のポリイミド樹脂層２を貫通して端子部
材７にボンディングされている。また、各ワイヤ１０の
上端部分１４は、垂直方向に指向する直線部とされ、そ
の最端部分が拡径のボール接点部１５に膨出形成されて
第二のポリイミド樹脂層４の凸部６の表面から部分的に
露出するとともに、このボール接点部１５の露出面には
硬質の金メッキ１６が摩耗防止の観点から施されてい
る。このように構成されたボール接点部１５は、検査基
板２１の電極２２に接触するよう作用する。

【００２１】上記構成において、電気コネクタは、表裏
が引っ繰り返されて（図１の状態）ＢＧＡ１８と検査基
板２１との間に導通可能に介在配置され、ＢＧＡ１８が
押圧されることにより、複合層１が圧縮されるととも
に、ＢＧＡ１８と検査基板２１とをワイヤ１０により導
通し、ＢＧＡ１８と検査基板２１とを検査、試験、又は
実装接続する。なお、電気コネクタとＢＧＡ１８とを接
続する場合には、ＢＧＡ１８の半田ボール電極２０に赤
外線等を照射して半田ボール電極２０を溶かせば良い。

【００２２】次に、本実施形態における電気コネクタの
製造方法を図２ないし図１０を用いて説明する。先ず、
図３に示すように、ボンディング用の基板８の表面にお
ける多数のパターンメッキ部９の中心部にワイヤ１０の
下端部分１２を汎用のワイヤボンダによりそれぞれ直立
状態にボンディングして拡径のパッド１３を形成し、各
ワイヤ１０をほぼＮ字状に折曲形成して屈曲余長部１１
を形成し、直線的に起立させた各ワイヤ１０の上端部分
１４に周知のレーザを照射し、図４に示すようにボール
接点部１５を膨出形成し、ボンディング用の基板８の表
面から多数のワイヤ１０のボール接点部１５までの長さ
を１．２ｍｍに均一に揃える。

【００２３】ボンディング用の基板８は、図２に示すよ
うに、厚さ０．１５〜０．５ｍｍ程度の銅製の基板を備
え、この基板の表裏両面における多数のパッド位置に１
〜３μｍ程度のニッケルがそれぞれ下地としてメッキさ
れるとともに、各ニッケル上には０．１〜０．３μｍ程
度の金がメッキされ、この金のメッキがパターンメッキ
部９を形成する。パッド位置は、ＢＧＡ１８の半田ボー
ル電極２０のピッチ配列に整合するよう設けられてい
る。

【００２４】次いで、図５に示すように、基板８の外周
縁に沿って図示しない枠形の成形用フレームを配置し、
この成形用フレーム中に厚さが０．１〜０．２ｍｍ程度
となるようポリイミド樹脂を注入し、このポリイミド樹
脂を１５０℃、１時間の条件で硬化させて基板８、多数
のワイヤ１０、及びポリイミド樹脂を相互に接着状態と
するとともに、断面板形の第一のポリイミド樹脂層２を
形成する。こうして第一のポリイミド樹脂層２を形成し
たら、同図に示すように、第一のポリイミド樹脂層２上
にボール接点部１５を覆うよう流動性のシリコーンゴム
を注入し、このシリコーンゴムを１２０℃、３０分の条
件で硬化させて多数のワイヤ１０、ポリイミド樹脂、及
びシリコーンゴムを相互に接着状態とするとともに、弾
性に優れる断面板形のシリコーンゴム層３を形成する。

【００２５】次いで、周知のレーザを照射してシリコー
ンゴム層３の表面を削り、多数のボール接点部１５をそ
れぞれ完全に露出させ（図６参照）、シリコーンゴム層
３上に多数のボール接点部１５を完全に覆うよう流動性
のポリイミド樹脂を注入し、このポリイミド樹脂を１５
０℃、１時間の条件で硬化させてボール接点部１５、シ
リコーンゴム層３、及びポリイミド樹脂を相互に接着状
態とするとともに、断面板形の第二のポリイミド樹脂層
４を形成する（図７参照）。この硬化形成により、複合
層１が積層構成される。第二のポリイミド樹脂層４を形
成したら、周知のレーザを照射して第二のポリイミド樹
脂層４の表面を削り、多数のボール接点部１５をそれぞ
れ直径の２／３程度（０．０３〜０．１ｍｍ程度）露出
させる。

【００２６】次いで、電解法で露出させた多数のボール
接点部１５の露出面に硬質の金メッキ１６をそれぞれ
０．１〜０．３μｍ程度施し（図８参照）、その後、基
板８のパターンメッキ部９以外の非メッキ部を公知のエ
ッチング手段により除去し、φ０．６５の金のパターン
メッキ部９を残存させる（図９参照）。このエッチング
により、ワイヤ１０のパッド１３よりも大きい多数の端
子部が形成される。

【００２７】こうして、金のパターンメッキ部９を残し
たら、周知のレーザを照射して第一のポリイミド樹脂層
２、シリコーンゴム層３、及び第二のポリイミド樹脂層
４の表面をそれぞれ０．２〜０．４ｍｍ程度削り、各基
板８のパターンメッキ部９の周囲を囲む凹部５と、各ボ
ール接点部１５の周囲を囲む凹部５とをそれぞれ形成す
るとともに、ＢＧＡ１８の半田ボール電極２０に接触す
る大型の端子部を突出構造に形成すれば、電気コネクタ
を得ることができる（図１０参照）。

【００２８】上記構成及び製造方法によれば、大型の端
子部を形成し、ワイヤ１０のパッド１３を実質的に拡大
するので、ＢＧＡ１８の半田ボール電極２０に対する接
触面積を大幅に増大させることができ、半田ボール電極
２０の位置精度やパッド１３の位置精度により、各端子
の接続抵抗がばらつくという問題を確実に解消すること
ができる。また、ＢＧＡ１８の半田ボール電極２０や検
査基板２１の電極２２と接触しない第一のポリイミド樹
脂層２、シリコーンゴム層３、及び第二のポリイミド樹
脂層４の表面をそれぞれ大きく削るので、例え電気コネ
クタが０．２ｍｍ以上圧縮した場合でも荷重をきわめて
小さく抑制することができる。

【００２９】また、ワイヤ１０のパッド１３やボール接
点部１５を第一、第二のポリイミド樹脂層２、４でコー
トするので、シリコーンゴム層３にパッド１３が陥没し
たり、シリコーンゴム層３からパッド１３が剥がれるこ
とが全くない。また、シリコーンゴム層３中の各ワイヤ
１０をほぼＮ字状に折曲形成するので、ワイヤ１０の座
屈の生じることが全くない。さらに、各ボール接点部１
５の露出面に硬質の金メッキ１６を施すので、各ボール
接点部１５の摩耗防止が期待できる。これらにより、例
え０．２ｍｍ以上の圧縮量で電気コネクタを継続的に使
用しても、各端子の接続抵抗の上昇を著しく抑制するこ
とが可能となり、電気コネクタの耐久性を大幅に向上さ
せることができる。

【００３０】上記実施形態の電気コネクタと従来の電気
コネクタの特性、具体的には圧縮時の接続抵抗、圧縮時
の荷重、及び繰り返し使用回数を比較したところ、表１
に示す結果を得ることができた。

【表１】

【００３１】

【比較例】比較例１．先ず、厚さ０．１５ｍｍ、縦５０
ｍｍ、横５０ｍｍの銅製の基板における片面の中央部分
にφ０．１５ｍｍ、ピッチ１．２７ｍｍで縦横それぞれ
２０列（総数４００列）のマトリックス状にニッケル１
μｍ、さらに金０．２μｍをメッキし、これをワイヤボ
ンディング用の基板８とした。この基板８のパターンメ
ッキ部９の中心に汎用のボールボンダを使用して直径７
６μｍのワイヤ１０（金線）をピッチ１．２７ｍｍで縦
横それぞれ２０列（総数４００列）のマトリックス状に
ボンディングした。この際、ワイヤ１０を垂直に０．３
ｍｍ、垂直方向より角度を６０°傾斜させ、１．０４ｍ
ｍオフセットして屈曲余長部１１を形成し、さらに垂直
方向に伸ばした構造とした（図３参照）。

【００３２】次いで、各ワイヤ１０の上端部分１４にア
ルゴンレーザを照射して上端部分１４に直径１５０μｍ
のボール接点部１５を形成し、多数のワイヤ１０の高さ
が１．２ｍｍで均一になるよう揃えた。多数のワイヤ１
０を揃えたら、基板８上に内寸で縦横それぞれ３５ｍ
ｍ、高さ１．３ｍｍ、幅５ｍｍのポリエーテルイミド
（以下、ＰＥＩと略称する）製の成形用フレームをセッ
トした。

【００３３】次いで、成形用フレームの内部にポリイミ
ド樹脂ＣＲＣ−６０６１Ｐ（住友ベークライト（株）
製、商品名）を基板８から０．１ｍｍの高さとなるよう
注入し、１５０℃で１時間加熱処理して硬化させ、第一
のポリイミド樹脂層２を形成した。そして、この第一の
ポリイミド樹脂層２上に、硬化後のゴム硬度が２５°Ｈ
ｓ（ＪＩＳ Ａ）になる２液製のシリコーンゴムＫＥ１
２１６Ａ／Ｂ（信越化学工業（株）製、商品名）各５０
重量部に対して着色剤Ｋ−Ｃｏｌｏｒ−Ｂｋ−０２（信
越化学工業（株）製、商品名）を１０重量部添加して混
合したものをワイヤ１０のボール接点部１５の上端部分
１４より０．１ｍｍ高くなるよう注入し、１２０℃で３
０分加熱処理して硬化させ、弾性を有するシリコーンゴ
ム層３を形成した。

【００３４】次いで、シリコーンゴム層３の上方からＹ
ＡＧレーザをスキャニング照射して各ワイヤ１０のボー
ル接点部１５がシリコーンゴム層３の表面から０．１５
ｍｍ突出するまでシリコーンゴム層３を除去し、成形用
フレームの内部にポリイミド樹脂ＣＲＣ−６０６１Ｐ
（住友ベークライト（株）製、商品名）をボール接点部
１５から０．１ｍｍの高さとなるよう注入し、１５０℃
で１時間加熱処理して硬化させ、第二のポリイミド樹脂
層４を形成した。続いて、第二のポリイミド樹脂層４の
上方からＹＡＧレーザをスキャニング照射して各ワイヤ
１０のボール接点部１５が第二のポリイミド樹脂層４の
表面から０．０５ｍｍ突出するまで第二のポリイミド樹
脂層４を除去した。

【００３５】次いで、基板８を塩化第二鉄溶液でエッチ
ング処理してφ０．１５ｍｍの金のパターンメッキ部９
を残存させ、十分洗浄した。そしてその後、２００℃で
１時間のアフターキュア処理を行い、電気コネクタを製
造した。

【００３６】そして、φ０．７５ｍｍ、高さ０．６ｍｍ
の高さの半田ボール電極２０を１．２７ｍｍのピッチで
縦横それぞれ２０列（総数４００列）のマトリックスに
配列したＢＧＡ１８と検査基板２１との間に電気コネク
タを介在配置し、０．２５ｍｍ圧縮した。この結果、安
定した導通性を得ることができたが、圧縮荷重が大き
く、ＢＧＡ１８を均一に圧縮させるには圧縮装置を大型
化しなければならなかった。さらに、パッド１３の径が
半田ボール電極２０よりも小さいので、繰り返して圧縮
すると、パッド１３から半田ボール電極２０の外れる箇
所が発生し、安定した導通を得にくかった。

【００３７】比較例２．厚さ０．１５ｍｍ、縦５０ｍ
ｍ、横５０ｍｍの銅製の基板における表裏両面の中央部
分にφ０．６５ｍｍ、ピッチ１．２７ｍｍで縦横それぞ
れ２０列（総数４００列）のマトリックス状にニッケル
１μｍ、さらに金０．２μｍをメッキし、これをワイヤ
ボンディング用の基板８とした。そして、この基板８の
片面に実施例１と同じ方法で同じ加工を施し、０．１５
ｍｍの金メッキ１６基板８のパッド１３を備えた電気コ
ネクタを製造した。

【００３８】そして、φ０．７５ｍｍ、高さ０．６ｍｍ
の高さの半田ボール電極２０を１．２７ｍｍのピッチで
縦横それぞれ２０列（総数４００列）のマトリックスに
配列したＢＧＡ１８と検査基板２１との間に電気コネク
タを介在配置し、０．２５ｍｍ圧縮した。この結果、安
定した導通性を得ることができ、しかも、繰り返して圧
縮してもパッド１３から半田ボール電極２０が外れるこ
とがなかった。しかしながら、圧縮荷重が大きいので、
ボール接点部１５が繰り返しの圧縮時に削られ、変形し
てしまい、安定した導通を得にくかった。

【００３９】比較例３．実施例２で得られた電気コネク
タの各ワイヤ１０のボール接点部１５の表面に硬質の金
メッキ１６を０．５μｍ電解法により施し、電気コネク
タを製造した。この電気コネクタは、パッド１３とボー
ル接点部１５とがそれぞれ金メッキされているので、安
定した接続が可能となった。さらに、ボール接点部１５
の表面を金メッキ１６としたので、繰り返し圧縮時の削
れや変形の問題が生じなかった。

【００４０】

【実施例】実施例１．先ず、厚さ０．１５ｍｍ、縦５０
ｍｍ、横５０ｍｍの銅製の基板における表裏両面の中央
部分にφ０．６５ｍｍ、ピッチ１．２７ｍｍで縦横それ
ぞれ２０列（総数４００列）のマトリックス状にニッケ
ル１μｍ、さらに金０．２μｍをメッキし、これをワイ
ヤボンディング用の基板８とした。この基板８のパター
ンメッキ部９の中心に汎用のボールボンダを使用して直
径７６μｍのワイヤ１０（金線）をピッチ１．２７ｍｍ
で縦横それぞれ２０列（総数４００列）のマトリックス
状にボンディングした。この際、ワイヤ１０を垂直に
０．３ｍｍ、垂直方向より角度を６０°傾斜させ、１．
０４ｍｍオフセットして屈曲余長部１１を形成し、さら
に垂直方向に伸ばした構造とした（図３参照）。

【００４１】次いで、各ワイヤ１０の上端部分１４にア
ルゴンレーザ（出力５Ｗ）を照射して上端部分１４に直
径１５０μｍのボール接点部１５を形成し、多数のワイ
ヤ１０の高さが１．２ｍｍで均一になるよう揃えた。多
数のワイヤ１０を揃えたら、基板８上に内寸で縦横それ
ぞれ３５ｍｍ、高さ１．３ｍｍ、幅５ｍｍのＰＥＩ製の
成形用フレームをセットした。

【００４２】次いで、成形用フレームの内部にポリイミ
ド樹脂ＣＲＣ−６０６１Ｐ（住友ベークライト（株）
製、商品名）を基板８から０．１ｍｍの高さとなるよう
注入し、１５０℃で１時間加熱処理して硬化させ、第一
のポリイミド樹脂層２を形成した。そして、この第一の
ポリイミド樹脂層２上に、硬化後のゴム硬度が２５°Ｈ
ｓ（ＪＩＳ Ａ）になる２液製のシリコーンゴムＫＥ１
２１６Ａ／Ｂ（信越化学工業（株）製、商品名）各５０
重量部に対して着色剤Ｋ−Ｃｏｌｏｒ−Ｂｋ−０２（信
越化学工業（株）製、商品名）を１０重量部添加して混
合したものをワイヤ１０のボール接点部１５の上端部分
１４より０．１ｍｍ高くなるよう注入し、１２０℃で３
０分加熱処理して硬化させ、弾性を有するシリコーンゴ
ム層３を形成した。

【００４３】次いで、シリコーンゴム層３の上方からＹ
ＡＧレーザ（出力１００Ｗ）をスキャニング照射（照射
時間６０秒）して隠蔽された各ワイヤ１０のボール接点
部１５がシリコーンゴム層３の表面から０．１５ｍｍ突
出するまでシリコーンゴム層３を除去し、成形用フレー
ムの内部にポリイミド樹脂ＣＲＣ−６０６１Ｐ（住友ベ
ークライト（株）製、商品名）をボール接点部１５から
０．１ｍｍの高さとなるよう注入し、１５０℃で１時間
加熱処理して硬化させ、第二のポリイミド樹脂層４を形
成した。続いて、第二のポリイミド樹脂層４の上方から
ＹＡＧレーザをスキャニング照射して隠蔽状態の各ワイ
ヤ１０のボール接点部１５が第二のポリイミド樹脂層４
の表面から０．０５ｍｍ突出するまで第二のポリイミド
樹脂層４を除去した。

【００４４】次いで、電解法で露出させた各ワイヤ１０
のボール接点部１５に０．５μｍの硬質の金メッキ１６
を施した。続いて、基板８を塩化第二鉄溶液でエッチン
グ処理してφ０．６５ｍｍの金のパターンメッキ部９を
残存させ、十分洗浄した。そして、２００℃で１時間ア
フターキュア処理した。そしてその後、基板８を残した
面の上方からＹＡＧレーザ（出力１００Ｗ）をスキャニ
ング照射（照射時間１５０秒）して第一のポリイミド樹
脂層２、及びシリコーンゴム層３を０．３ｍｍの深さで
除去し、反対側の第二のポリイミド樹脂層４、及びシリ
コーンゴム層３を幅０．６ｍｍ、深さ０．３ｍｍで除去
し、図１ないし図１０の電気コネクタを製造した。

【００４５】そして、φ０．７５ｍｍ、高さ０．６ｍｍ
の高さの半田ボール電極２０を１．２７ｍｍのピッチで
縦横それぞれ２０列（総数４００列）のマトリックスに
配列したＢＧＡ１８と検査基板２１との間に電気コネク
タを介在配置し、０．２５ｍｍ圧縮した。この結果、安
定した導通性を得ることができ、各電極のばらつきが１
５〜２５ｍΩと小さく、ＢＧＡ１８の電気的特性試験を
行う上でなんら問題が発生しなかった。さらに、０．３
ｍｍの圧縮量で繰り返し圧縮を行い、電気的接続を継続
的に確認したところ、５万回を越えても抵抗が１００ｍ
Ωを越えるポイントが全く発生しなかった。

【００４６】実施例２．先ず、厚さ０．１５ｍｍ、縦５
０ｍｍ、横５０ｍｍの銅製の基板における表裏両面の中
央部分にφ０．６５ｍｍ、ピッチ１．５ｍｍで縦横それ
ぞれ３０列（総数９００列）のマトリックス状にニッケ
ル１μｍ、さらに金０．２μｍをメッキし、これをワイ
ヤボンディング用の基板８とした。この基板８のパター
ンメッキ部９の中心に汎用のボールボンダを使用して直
径７６μｍのワイヤ１０（金線）をピッチ１．５ｍｍで
縦横それぞれ３０列（総数９００列）のマトリックス状
にボンディングした。この際、ワイヤ１０を図１１に示
すように基板８の横方向に０．４ｍｍの範囲で緩やかに
湾曲させ、屈曲余長部１１Ａを形成した。

【００４７】次いで、各ワイヤ１０の上端部分１４にア
ルゴンレーザ（出力５Ｗ）を照射して上端部分１４に直
径１５０μｍのボール接点部１５を形成し、多数のワイ
ヤ１０の高さが１．２ｍｍで均一になるよう揃えた。多
数のワイヤ１０を揃えたら、基板８上に内寸で縦横それ
ぞれ３５ｍｍ、高さ１．３ｍｍ、幅５ｍｍのＰＥＩ製の
成形用フレームをセットした。

【００４８】次いで、成形用フレームの内部にポリイミ
ド樹脂ＣＲＣ−６０６１Ｐ（住友ベークライト（株）
製、商品名）を基板８から０．１ｍｍの高さとなるよう
注入し、１５０℃で１時間加熱処理して硬化させ、第一
のポリイミド樹脂層２を形成した。そして、この第一の
ポリイミド樹脂層２上に、硬化後のゴム硬度が２５°Ｈ
ｓ（ＪＩＳ Ａ）になる２液製のシリコーンゴムＫＥ１
２１６Ａ／Ｂ（信越化学工業（株）製、商品名）各５０
重量部に対して着色剤Ｋ−Ｃｏｌｏｒ−Ｂｋ−０２（信
越化学工業（株）製、商品名）を１０重量部添加して混
合したものをワイヤ１０のボール接点部１５の上端部分
１４より０．１ｍｍ高くなるよう注入し、１２０℃で３
０分加熱処理して硬化させ、弾性を有するシリコーンゴ
ム層３を形成した。

【００４９】次いで、シリコーンゴム層３の上方から実
施例１と同条件でＹＡＧレーザをスキャニング照射して
隠蔽された各ワイヤ１０のボール接点部１５がシリコー
ンゴム層３の表面から０．１５ｍｍ突出するまでシリコ
ーンゴム層３を除去し、成形用フレームの内部にポリイ
ミド樹脂ＣＲＣ−６０６１Ｐ（住友ベークライト（株）
製、商品名）をボール接点部１５から０．１ｍｍの高さ
となるよう注入し、１５０℃で１時間加熱処理して硬化
させ、第二のポリイミド樹脂層４を形成した。続いて、
第二のポリイミド樹脂層４の上方からＹＡＧレーザをス
キャニング照射して隠蔽状態の各ワイヤ１０のボール接
点部１５が第二のポリイミド樹脂層４の表面から０．０
５ｍｍ突出するまで第二のポリイミド樹脂層４を除去し
た。

【００５０】次いで、電解法で露出させた各ワイヤ１０
のボール接点部１５に０．５μｍの硬質の金メッキ１６
を施した。続いて、基板８を塩化第二鉄溶液でエッチン
グ処理してφ０．５ｍｍの金のパターンメッキ部９を残
存させ、十分洗浄した。そして、２００℃で１時間アフ
ターキュア処理した。そしてその後、基板８を残した面
の上方から実施例１と同条件でＹＡＧレーザをスキャニ
ング照射して第一のポリイミド樹脂層２、及びシリコー
ンゴム層３を０．２ｍｍの深さで除去し、反対側の第二
のポリイミド樹脂層４、及びシリコーンゴム層３を幅
１．０ｍｍ、深さ０．２ｍｍで除去し、図１２の電気コ
ネクタを製造した。

【００５１】そして、φ０．７５ｍｍ、高さ０．６ｍｍ
の高さの半田ボール電極２０を１．５ｍｍのピッチで縦
横それぞれ３０列（総数９００列）のマトリックスに配
列したＢＧＡ１８と検査基板２１との間に電気コネクタ
を介在配置し、０．２５ｍｍ圧縮した。この結果、安定
した導通性を得ることができ、各電極のばらつきが１５
〜２５ｍΩと小さく、ＢＧＡ１８の電気的特性試験を行
う上でなんら問題が発生しなかった。さらに、０．３ｍ
ｍの圧縮量で繰り返し圧縮を行い、電気的接続を継続的
に確認したところ、５万回を越えても抵抗が１００ｍΩ
を越えるポイントが全く発生しなかった。

【００５２】以上の比較例１〜３ないし実施例１、２の
結果をまとめたものを表２に示す。

【表２】

【００５３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、各端子の
接続抵抗のばらつきを抑制し、多ピンＢＧＡ等にも適用
することができ、しかも、繰り返して使用することが可
能になるという効果がある。さらに、所定値以上の圧縮
量で電気コネクタを繰り返し使用しても、各端子の接続
抵抗の上昇を抑制することができ、電気コネクタの耐久
性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電気コネクタの実施形態における
使用状態を示す説明図である。

【図２】本発明に係る電気コネクタの製造方法の実施形
態におけるボンディング用の基板を示す断面説明図であ
る。

【図３】本発明に係る電気コネクタの製造方法の実施形
態におけるワイヤボンディング工程を示す断面説明図で
ある。

【図４】本発明に係る電気コネクタの製造方法の実施形
態におけるボール接点部の形成工程を示す断面説明図で
ある。

【図５】本発明に係る電気コネクタの製造方法の実施形
態における第一のポリイミド樹脂層、及びシリコーンゴ
ム層の形成工程を示す断面説明図である。

【図６】本発明に係る電気コネクタの製造方法の実施形
態におけるボール接点部の露出工程を示す断面説明図で
ある。

【図７】本発明に係る電気コネクタの製造方法の実施形
態における第二のポリイミド樹脂層の形成工程を示す断
面説明図である。

【図８】本発明に係る電気コネクタの製造方法の実施形
態におけるボール接点部の露出工程、及び硬質の金メッ
キ工程を示す断面説明図である。

【図９】本発明に係る電気コネクタの製造方法の実施形
態におけるエッチング処理工程を示す断面説明図であ
る。

【図１０】本発明に係る電気コネクタの製造方法の実施
形態における凹部形成工程を示す断面説明図である。

【図１１】実施例２で使用した電気コネクタを示す部分
断面説明図である。

【図１２】実施例２で使用した電気コネクタの使用状態
を示す部分断面説明図である。

【図１３】ＱＦＰパッケージを示す斜視説明図である。

【図１４】ＢＧＡパッケージを示す斜視説明図である。

【図１５】図１４のＢＧＡパッケージの斜視裏面図であ
る。

【図１６】従来の電気コネクタを示す説明図である。

【図１７】従来の電気コネクタを示す使用状態説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 複合層 ２ 第一のポリイミド樹脂層（第一のコート層） ３ シリコーンゴム層（絶縁層） ４ 第二のポリイミド樹脂層（第二のコート層） ５ 凹部 ６ 凸部 ７ 端子部材 ８ 基板 ９ パターンメッキ部（メッキ部） １０ ワイヤ（導電線条体） １１ 屈曲余長部 １１Ａ 屈曲余長部 １２ 下端部分 １３ パッド １４ 上端部分 １５ ボール接点部（接点部） １６ 金メッキ（メッキ） １８ ＢＧＡ ２０ 半田ボール電極 ２１ 検査基板 ２２ 電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｒ 33/76 Ｇ０１Ｒ 31/28 Ｋ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複合層に複数の導電線条体を埋設した電
   気コネクタであって、 上記複合層は弾性を有する絶縁層を備え、この絶縁層の
   一方の面に複数の端子部材を第一のコート層を介して設
   け、該絶縁層の他方の面には第二のコート層を積層し、 上記各導電線条体を上記複合層の厚みよりも長くしてそ
   の両端部分をそれぞれ該複合層の厚さ方向に指向する直
   線部とし、該各導電線条体の残部を少なくとも該複合層
   の厚さ方向と交わる方向に曲げて屈曲余長部を形成し、
   該各導電線条体の一端部分を上記第一のコート層に保持
   させるとともに、該各導電線条体の一端部分を上記端子
   部材に接合して該一端部分よりも大きな端子部を形成
   し、該各導電線条体の他端部をほぼ球状の接点部として
   この接点部を上記第二のコート層に保持させ、該各接点
   部の少なくとも一部を該第二のコート層から露出させて
   その露出面には硬質のメッキを施し、 上記複合層の一方の面に上記各端子部材の周囲に位置す
   る凹部を、該複合層の他方の面には上記各接点部の周囲
   に位置する凹部をそれぞれ設けたことを特徴とする電気
   コネクタ。
2. 【請求項２】 表裏両面にメッキ部を備えた基板の表面
   におけるメッキ部に複数の導電線条体の下端部を直立さ
   せて接合し、少なくとも該基板の厚み方向に交わる方向
   に各導電線条体を曲げて屈曲余長部を形成し、該各導電
   線条体の上端部を上下方向に向けてこの上端部をほぼ球
   状の接点部に形成する工程と、 上記基板の表面に第一のコート層用樹脂及び絶縁層用樹
   脂を順次設けて第一のコート層と弾性を有する絶縁層と
   を硬化形成し、該絶縁層から各接点部を露出させ、該絶
   縁層に第二のコート層用樹脂を設けて第二のコート層を
   硬化形成するとともに、この第二のコート層から該各接
   点部の少なくとも一部を露出させる工程と、 上記各接点部の露出面に硬質のメッキを施す工程と、 上記基板の非メッキ部を除去する工程と、 上記第一、第二のコート層、及び上記絶縁層を切り欠い
   て該基板のメッキ部の周囲に位置する凹部と、上記各接
   点部の周囲に位置する凹部とをそれぞれ形成する工程と
   を含んでなることを特徴とする電気コネクタの製造方
   法。