JPS6328531Y2

JPS6328531Y2 -

Info

Publication number: JPS6328531Y2
Application number: JP1981065382U
Authority: JP
Priority date: 1981-05-06
Filing date: 1981-05-06
Publication date: 1988-08-01
Also published as: JPS57178380U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、各種半導体素子、液晶表示素子、誘
電体素子等の素子を配線基板等の基板上に固定
し、かつ基板上の複数の導電パターンと素子の複
数の接続端子部とを互いに電気的に接続するため
の電気接続装置に関するものである。

例えばLSIやICチツプのように多数の電極すな
わち接続端子を有する半導体素子を配線基板に電
気接続するために、従来、ワイヤボンデイング法
やフエイスダウンボンデイング法が知られてい
る。ところが、ワイヤボンデイング法では、一度
に数10ケ所程度の接続が限度であり、また高価な
AuやAl製のワイヤを用いなければならないので
コスト高になるという欠点もあつた。さらに、ワ
イヤボンデイングする前に素子固定のためのダイ
ボンドが必要であり、工程的にも面倒であつた。
一方、フエイスダウンボンデイング法では、ボン
デイング時に高温が必要なため素子に悪影響を及
ぼす虞れがあり、また素子の電極部に低融点金属
の突起部（バンプ））を形成する必要がある等素
子または基板側の電極に特別な構造が必要であつ
た。

本考案はこのような問題点に鑑みてなされたも
のであつて、従来のワイヤボンデイング法等と比
較して、多数の電極接続を簡単かつ信頼性よく行
い得るような電気接続装置を提供しようとするも
のである。

以下、ICチツプを配線基板に取付けるための
電気接続装置に本考案を適用した実施例につき図
面を参照して説明する。

まず、第１図〜第５図を参照して本考案の第１
の実施例を説明する。

第１図〜第３図に示すように、基板１はガラス
板で構成されており、その表面に、クロムを蒸着
して形成された所定の配線パターン２が設けられ
ている。なお、基板１としてはセラミツク樹脂板
等を用いることもできる。第２図に示すように、
この基板１の素子取付部Ａにおける配線パターン
２のピツチp₁は約200μであり、その電極巾w₁は
約100μである。一方、矩形板状のICチツプ３は
主としてシリコンで構成されており、第５図に示
すように、その下面に、巾w₂≒100μ、長さＬ≒
1.5mmのアルミニウム電極４が、上記配線パター
ン２のピツチp₁に等しいピツチp₂で約260個設け
られている。ただし、図示の例においては、簡単
のため、ICチツプ３の各辺に５個ずつ、計20個
の電極４が示されている。第３図に示すように、
ICチツプ３の下面における電極４以外の部分は
SiO₂膜５によつて保護されている。

ICチツプ３と基板１との間にはエラストマー
コネクタ６が配されている。第３図に示すよう
に、このエラストマーコネクタ６は、ゴム材から
なるマトリツクス７中に、コネクタ６の厚み方向
ｄに延びるカーボンフアイバー等の導電性繊維８
が約100本／mm²の密度で含有されて構成されてお
り、各導電性繊維８の両端はコネクタ６の表面か
ら数μ程度突出している。このような構成によ
り、エラストマーコネクタ６は、その厚み方向ｄ
においては導電性であるとともにこれ以外の方向
では電気絶縁性となされている。すなわち、第３
図および第４図に示すように、互いに上下に重な
り合うつた対応する配線パターン２と電極４との
間のみが互いに導通されるとともに、これ以外は
絶縁されていて短絡しないようになつている。

このような構成のエラストマーコネクタ６を用
いると、例えば1.5mm×100μの電極４に対してそ
の接続に寄与する導電性繊維８の数は平均して12
本程度となり、極端に大きな電流を流さないIC
チツプ３の接続においては、その電極４のピツチ
p₂が200μ程度であつても充分良好な接続が可能で
ある。

第２図〜第４図に示すように、エラストマーコ
ネクタ６は、ICチツプ３の電極位置に対応して
設けられた４つの電気接続部９と、これら電気接
続部９を互いに連結するための十字状の連結部１
０とから一体的に構成されている。各電気接続部
９と連結部１０との間にはほゞ四角柱状の４つの
空隙１１が形成され、第３図に示すように、これ
らの空隙１１に接着剤１２が充填されてICチツ
プ３およびエラストマーコネクタ６がそれぞれ基
板１に固定されている。この接着固定を行う際に
は、ICチツプ３と基板１とをエラストマーコネ
クタ６を介して互いに約10Kg／cm²程度の加圧状態
にして接着剤１２を硬化させるが、本例において
は、各電気接続部９間に形成された間隙１３を通
じて空隙１１が外部に連通、即ち外部空間に対し
て開放されているので、接着剤１２が密封されて
加圧状態に保持されるようなことがなく、このた
め、確実で持続性のある接着状態を得ることがで
きる。また、十字状の連結部１０が加圧時のサポ
ータとして機能するので、ICチツプ３に無理な
力がかかるのを防止することができる。

接着剤１２としては、光硬化性樹脂（例えば、
ソニーケミカル社製の17A／８等）を用いること
ができ、この場合には、ガラス製の基板１側から
光を照射して接着剤１２を硬化させればよい。こ
のとき、例えばエラストマーコネクタ６のエツジ
部分のように光の当り難い部分では接着剤１２が
硬化し難いが、本例の場合には、間隙１３を通じ
て未硬化の接着剤を溶剤等により除去することが
できるので非常に好都合である。

第２図、第４図および第５図に示すように、
ICチツプ３の下面１４と基板１の上面１５とに
はそれぞれ位置合せマーク１６，１７が設けられ
ており、基板１を透してこれらの位置合せマーク
１６，１７を互いに重ね合せることにより、IC
チツプ３の正確な位置合せを行うことができる。
特に、接着剤１２として光硬化性樹脂を用いた場
合には、接着剤１２を空隙１１内に落し込んでか
ら充分に時間をかけて上記アライメントを行うこ
とができるので有利である。

第１図に示すように、基板１には多数のICチ
ツプ３が取付けられるが、本例においては、これ
らのICチツプ３の間に３本の共通配線２０，２
１，２２がそれぞれ設けられている。これらの共
通配線２０〜２２は、ICチツプ３の配列方向に
沿つて互いに平行に設けられている。このような
構成においては、例えば最も外側の配線２０から
各ICチツプ３への引出し線２３と他の配線２１，
２２とが互いに接触しないようにしなければなら
ない。このために従来は、引出し線２３と他の配
線２１，２２とが重なる箇所を絶縁層を介して積
層構造としていたが、その構造が非常に複雑とな
つて製造が面倒であつた。

そこで本例においては、内側の配線２１，２２
を、第２図および第４図に示すように、各ICチ
ツプ３との接続位置でほゞコ字状に屈曲させた構
造とし、これらの屈曲部２４，２５によつて、各
配線２１，２２がICチツプ３の下を通つて延び
るようにしている。従つて、各ICチツプ３の電
極４を配線２１，２２の各コ字状屈曲部２４，２
５に重ね合せることにより、これらの間の導通を
とることができる。しかも、本例のような構成に
よれば、配線の重なり部分が無いので、従来のよ
うな積層構造にしなくとも、最も外側の配線２０
からの引出し線２３が他の配線２１，２２に接触
することがなく、このため、その構造が簡単とな
つて製造が容易になる。特に、本例のような構成
は、多数の配線をもつた基板に多数のICチツプ
を取付けるような場合に有効である。

第６図および第７Ａ図にエラストマーコネクタ
の変形例をそれぞれ示す。

第６図の例では、ほゞ矩形の枠体状に構成され
たエラストマーコネクタ２８が用いられており、
このエラストマーコネクタ２８によつて囲まれた
中央部が接着剤を充填するための空隙２９となさ
れている。この空隙２９は、エラストマーコネク
タ２８の角部に設けられた２ケ所の連通孔３０に
つて外部に連通している。また、エラストマーコ
ネクタ２８の他の２つの角部には、位置合せマー
ク１６，１７を透視するための切欠き３１がそれ
ぞれ設けられている。

第７図に示す例では、ICチツプ３よりも大き
なエラストマーコネクタ３４が用いられている。
ほぼ矩形の枠体状に構成されたエラストマーコネ
クタ３４の中央部に設けられた接着剤充填用の空
隙３５は、このエラストマーコネクタ３４の各辺
部に設けられた４つのＴ字状切込み部３６によつ
て外部に連通するようになされている。すなわ
ち、第７Ａ図に鎖線で示すように、これらのＴ字
状切込み部３６は、それぞれその開口部の一部が
ICチツプ３の外側に食み出すように設けられて
おり、これらの食み出し部分を通じて各Ｔ字状切
込み部３６が外部に連通する。なお、本例のよう
な構成の場合、ICチツプ３の下面１４における
電極４は、第７Ｂ図に示すように、Ｔ字状切込み
部３６の中央連通部３７を避けて配される。ま
た、エラストマーコネクタ３４の所定の角部には
位置合せマーク透視用の切欠き３８が設けられて
いる。

第８Ａ図および第８Ｂ図には、基板１の共通配
線２０〜２２とICチツプ３の電極４との間の接
続方法の変形例がそれぞれ示されている。

第８Ａ図の例では、配線２０もICチツプ３と
の接続位置でほゞコ字状に屈曲されており、この
屈曲部４１によつてICチツプ３の下を通つて延
びるようになされている。また、ICチツプ３の
電極４は、それぞれ１ケ所でのみ配線２０〜２２
に接続されている。

第８Ｂ図の例では、配線２１，２２が素子接続
部においてそれぞれ分断されており、各端部２１
ａと２１ｂおよび２２ａと２２ｂは、ICチツプ
３内において互いに接続された各一対の電極４ｂ
と４ｃおよび４ａと４ｄを介してそれぞれ互いに
接続されている。

次に、第９図〜第１１図を参照して本考案の第
２の実施例を説明する。なお、本例において、上
述した第１の実施例と共通の部分には同一の符号
を付してその説明を省略する。

本例においては、１枚の基板１に、第７Ａ図に
示したようなエラストマーコネクタ３４を介して
８つのICチツプ３が取付けられる。このとき、
本例においては、絶縁材料で構成されたフレーム
４４が用いられており、素子取付部Ａに対応して
このフレーム４４に設けられた矩形状の挿通孔４
５内に、エラストマーコネクタ３４およびICチ
ツプ３がそれぞれ挿入されて取付けられる。この
ようなフレーム４４を用いることによつて、多数
のICチツプ３の取付け作業性がよくなつてその
製造が非常に簡単になるとともに、ICチツプ３
が接着固定された後においては、基板１の配線パ
ターン２およびICチツプ３がこのフレーム４４
によつて保護されるという利点がある。

第１１図ａ〜ｅに、ICチツプ３の取付手順を
示すが、まず、所定の配線パターン２の設けられ
た基板１にフレーム４４を接着剤４６によつて接
着固定する。次いで、フレーム４４の各挿通孔４
５内にエラストマーコネクタ３４を挿入し、この
エラストマーコネクタ３４の中央の空隙３５に液
状またはペレツト状の接着剤１２を落し込む。次
に、ICチツプ３を挿通孔４５内に挿入し、この
ICチツプ３の電極と基板１の配線パターン２と
をアライメントした後、接着剤１２を固化する。
接着剤１２としては、通常、加熱（例えば、100
〜150℃）圧着するものを用いてよいが、基板１
としてガラス基板や透明樹脂基板を用いた場合に
は、光硬化性の接着剤を用いて簡単かつ迅速に接
着作業を行うことができる。そして、ICチツプ
３を接着固定した後に、第１１図ｅに示すよう
に、基板１の全体をモールドあるいはケース４７
で密封する。

このような方法によつて、比較的低温でICモ
ジユールを製造できるので、例えば基板１として
比較的安価なものを使用でき、また、従来のよう
なワイヤボンデイングを行わないので、多数の配
線を極めて短時間に接続することができる。

以上、本考案を実施例につき説明したが、上記
実施例は本考案を限定するものでは決してなく、
本考案の技術的思想に基いて種々の変更が可能で
ある。例えば、基板１の配線パターン２および
ICチツプ３の電極４等の大きさや形状は、必要
に応じて種々に変更することが可能である。ま
た、本考案は、上記実施例のようなICチツプ以
外の各種半導体素子、液晶表示素子、誘電体素子
等の素子を基板上に取付けるための電気接続装置
に適用することもできる。

以上説明したように、本考案による電気接続装
置は、一主面上に複数の導電パターンを有する基
板と、一主面上に複数の接続端子部を有する素子
と、これら基板と素子との間に配された平板状の
弾性接続部材とをそれぞれ具備し、前記接続部材
が、その厚み方向に配向された複数の線状導電体
を含有する弾性絶縁材から成つていて、前記基板
の前記導電パターンと前記素子の前記接続端子部
との互いに対向する対の間を電気接続するととも
に、これ以外の方向では電気絶縁性であるように
構成されている。従つて、例えばピツチが0.2mm
程度の微細で多数の配線接続を、特別の治具を用
いることなく、簡単かつ正確に行うことができ
る。また、前記接続部材に、接着剤を充填するた
めにその厚み方向に貫通する少なくとも１個の空
隙部が形成され、前記基板と前記素子と前記絶縁
部材とによつて囲まれる前記空隙部の各々が、外
部空間に対して開放された開放部分を少なくとも
１個有しているので、接着剤が密封されて加圧状
態に保持されることによる接着不良が防止される
とともに、例えば接着剤の未硬化部分を簡単に溶
出除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本考案の第１の実施例を示す
ものであつて、第１図はICチツプの取付けられ
た基板の部分平面図、第２図は素子取付部の分解
斜視図、第３図は同上の縦断面図、第４図は第３
図の−線断面図、第５図はICチツプの下面
図である。第６図はエラストマーコネクタの第１
の変形例を示す第４図と同様の断面図、第７Ａ図
はエラストマーコネクタの第２の変形例を示す第
４図と同様の断面図、第７Ｂ図は上記第２の変形
例によるICチツプの下面図、第８Ａ図および第
８Ｂ図はそれぞれ配線パターンの変形例を示す部
分平面図である。第９図〜第１１図は本考案の第
２の実施例を示すものであつて、第９図は電気接
続装置の分解斜視図、第１０図は同上の平面図、
第１１図ａ〜ｅはICチツプの取付方法を工程順
に示す断面図である。なお図面に用いた符号において、１……基板、
３……ICチツプ、６，２８，３４……エラスト
マーコネクタである。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】一主面上に複数の導電パターンを有する基板
と、一主面上に複数の接続端子部を有する素子
と、これら基板と素子との間に配された平板状の
弾性接続部材とをそれぞれ具備し、前記接続部材が、その厚み方向に配向された複
数の線状導電体を含有する弾性絶縁材から成つて
いて、前記基板の前記導電パターンと前記素子の
前記接続端子部との互いに対向する対の間を電気
接続するとともに、これ以外の方向では電気絶縁
性であるように構成され、かつ、前記接続部材に、その厚み方向に貫通す
る少なくとも１個の空隙部が形成され、前記基板
と前記素子と前記絶縁部材とによつて囲まれる前
記空隙部の各々が、外部空間に対して開放された
開放部分を少なくとも１個有していることを特徴
とする電気接続装置。