JPS63252370A - 電気的相互接続装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 複数のＬＳＩを搭載した半導体モジュールのり一ドビン
を挿抜可能な状態に保持すると共に、プリント配線基板
に回路接続するのに使用する電気的相互接続装置が、半
田溜め用の穴をもつ上部基板と接点ピンを備えた下部基
板とを融着して構成される電気的相互接続装置。

（産業上の利用分野） 本発明は半導体モジュールをプリント配線基板に回路接
続するのに使用する電気的相互接続装置の改良に関する
。

大量の情報を高速に処理する必要性から情報処理装置は
高密度化が進められており、この主体を占める半導体装
置は単位素子の小形化と集積化によりＬＳＩやＶＬＳＩ
が実用化されている。

また、半導体素子（半導体チップ）に対するパフシベー
シッン技術の進歩に伴ってパフケージング方法も改良さ
れ、ハーメチックシールなど従来の外装法に代わって半
導体チップをそのま＼装着する方法が採られている。

すなわち、複数の半導体チップをセラミックスなどから
なる多層配線基板に密に搭載してＬＳＩモジュールを作
り、これを取替え単位として電気的相互接続装置（以下
略して接続装置）を介してプリント配線基板に装着する
実装形態がとられつ＼ある。

この場合、接続装置は従来の部品と同様に半田付けなど
の方法でプリント配線基板に固定し、一方、半導体モジ
ュールはこれに挿抜可能な状態に装着する構成をとる。

〔従来の技術〕

半導体モジュールは多層セラミック回路基板に複数個の
半導体チップを搭載して形成されていることから裏面に
マトリックス状に配列して設けられているリードピンの
数は数百個の多きに及んでいる。

そのため、リードピンを雌形接点（通称ジャック）で保
持して挿抜を行う従来の接触機構を採用すると数１０Ｋ
ｇの挿抜力を要することになり実施は不可能となる。

そのため多数ピンの挿抜機構として雌形接点を半田溜め
で形成する零挿入力（ＺＩＦ　Ｚｅｒｏ−１ｎｓｅｒｓ
ｉｏｎ−Ｆｏｒｃｅの略称）の接続装置が研究されてき
た。

この接続装置は半導体モジュールのり−ドビンが挿入さ
れるそれぞれの位置に半田溜めを設け、挿抜を行う場合
には半田溜めを加熱して半田を溶融させることにより殆
ど零〇挿抜力でリードピンの挿入と抜去とを行うもので
ある。

第２図は発明者が提案している接続装置の断面構造を示
すもので、切削などの加工処理が可能なガラス、セラミ
ック基板１　（例えば商品名マコール。

Ｃｏｒｎｉｎｇ社製）をボール盤等を用いて穴開けし、
半田溜め２となる穴と接点ピン３の挿入穴を作り、厚膜
ペーストを半田溜めとなる穴の中央部より接点ビンの挿
入穴の周囲に塗布してメタライズ層４を設けると共に、
ガラスセラミック基板ｌの裏面にスクリーン印刷法を用
いて抵抗ペーストと絶縁ペーストを塗布し、ヒータ５と
絶縁被覆層６とを形成する。

次ぎに半田溜め２の底部の穴に接点ピン３を挿入し、高
融点半田（例えば金８０％−錫２０％合金Ａｕｓ。Ｓｎ
ｚ。）を用いてメタライズ層４と溶着させることにより
接続装置７が完成している。

この接続装置７はプリント配線基板のスルーホールに接
点ピン３を挿入し、他の部品と共に半田のりフロー処理
により固定した後に各半田溜め２に半田を充填して使用
される。

なお、ガラスセラミック基板１の代わりにセラミック基
板や耐熱性の合成樹脂基板の使用も考えられる。

然し、か−る接続装置を量産した結果、次ぎのような問
題点が摘出された。

■　ガラスセラミック基板１に対する半田溜め用の穴と
この中央に接点ピン挿入用の穴とを精度よく形成するこ
とが難しい。

■　半田溜め２の下半分のみに選択的にメタライズ［４
を形成することは難しい。

以上のことからこれらの問題を解決した接続装置が要望
されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上記したように、従来の接続装置は半田溜めとなる凹
部とリードピンの挿入穴を二段階に形成しているが、こ
れを歩留まりよく形成することが難しく、また半田溜め
となる穴は穴相互の絶縁を確保する必要から穴の下半分
のみにメタライズ層を設けることが必要であるが、これ
を歩留まりよく形成することが難しいことが問題であっ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題は半導体モジエールをプリント配線基板に回
路接続するのに使用する接続装置が例えばガラスセラミ
ックスよりなり、マトリックス状に形成されている半導
体モジュールのリードピン挿入位置に対応して設けた半
田溜め用の穴の下面周囲にメタライズ部をもつ上部基板
と、上部基板の半田溜めに対応する位置にメタライズを
施したビン固定用の穴を備え、該穴に接点ビンを挿入し
て半田融着した下部基板とからなり、下部基板より突出
している接点ピンの頭部を上部基板の穴の下面周囲のメ
タライズ部に位置合わせし、半田融着してなる電気的相
互接続装置の使用により解決することができる。

〔作用〕

本発明は従来単一のガラスセラミック基板を切削加工し
、半田溜めと接点ピンを設けていたのを改め、ガラスセ
ラミックスからなる上部基板と下部基板とを用いること
により従来の問題を解決するものである。

すなわち、今まで単一基板に直径が大小の二段穴開けを
行っており、また内部に形成するメタライズ層も下半分
にのみ形成していたために歩留まりが悪かったが、本発
明は上部基板と下部基板とに分離し、それぞれ貫通穴を
設けてメタライズし、接点ピンを介して溶着する方法を
とることにより材料面ではコストが上がるが、作業が簡
単となり歩留まりが上がることにより総合的にはコスト
低減が行われるものである。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る接続装置の断面図を示すもので、
大きさが４ＱｍｍＸ４（ｌｎで厚さが１ｍｌのガラスセ
ラミック基板（マコール）からなる上部基板９に直径が
０．５ｆｉの穴１０を１．２７＋ｕピフチでマトリック
ス状に９００個（３０Ｘ３０）穴開けし、半田溜めを形
成した。

次ぎに、スクリーン印刷法を用いて穴の下面開口部の周
囲に導体ペーストを塗布して直径が０．８鶴のリング状
のメタライズ層１１を設けると共に上部基板９の裏面に
従来の同様に抵抗ペーストと絶縁ペーストを塗布して絶
縁被覆したヒータ５を形成した。

次ぎに、ガラスセラミック基板（マコール）がらなり上
部基板と同じ大きさで厚さ０．５ｍｓの下部基板工２で
上部基板の穴１０と同じ位置に直径０．３５ｍｍの穴１
３を開け、この穴の内壁と開口部の周囲に直径が１Ｋｍ
のリング状のメタライズ層１４を設けた。

次ぎに、直径０．６ｎで厚さが０．４　ｗａの鍔をもち
直径が０．３　ｍで鍔を含めた長さが５０の接点ピンを
挿入した後、Ａｕ８゜Ｓｎｚ。合金を用いて下部基板１
２と上部基板９とを溶着することにより第１図に示すよ
うな接続装置１５ができ上がった。

このようにして形成した接続装置１５をプリント配線基
板に装着し、横方向に接点ピン３が曲がる程の応力を加
えたが、接点ピン３と下部基板１２との接合部および上
部基板９との接合部での破壊は全く発生しなかった。

〔発明の効果〕

本発明によれば接続装置１５は横方向および上下方向の
応力に対し充分な強度をもち、また製作が容易であり、
従来に較べ、性能的にも価格的にも優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る接続装置の断面図、第２図は従来
の接続装置の断面図、 である。 図において、 ■はガラスセラミック基板、 ２は半田溜め、　　　　　　３は接点ピン、４、１１．
１４はメタライズ層、 ７．１５は接続装置、　　　９は上部基板、１０、１３
は穴、　　　　　　１２は下部基板、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体モジュールをプリント配線基板に回路接続する
   のに使用する電気的相互接続装置（１５）が、マトリッ
   クス状に形成されている半導体モジュールのリードピン
   挿入位置に対応して設けた半田溜め用の穴（１０）の下
   面周囲にメタライズ層（１１）をもつ上部基板（９）と
   、 上部基板（９）の半田溜めに対応する位置にメタライズ
   を施したピン固定用の穴（１３）を備え、該穴（１３）
   に接点ピン（３）を挿入して半田融着した下部基板（１
   ２）とからなり、 下部基板（１２）より突出している接点ピン（３）の頭
   部を上部基板（９）の穴の下面周囲のメタライズ層（１
   １）に位置合わせし、半田融着してなることを特徴とす
   る電気的相互接続装置。