JPS6340272A - 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〕 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
に使用する相互接続装置が、ガイド孔の底部にリードピ
ンを備えたセラミック基板と、この基板の底部にリード
ピンと絶縁して設けられている正の抵抗温度係数をもつ
セラミック基板を接着固定してある構造。

〔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相互接続装置の構成に関する。

大屋の情報を高速に処理するために情報処理装置は高密
度化が進められているが、その方法として半導体装置は
ＩＣよりＬＳＩへ、またＬＳＩよりＶＬＳＩへと単位素
子の小形化と大容量化とが行われている。

一方、実装方法やパッケージング方法も改良されている
。

すなわち、ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体装置は当初ジヱア
ルインライン或いはプラグインタイブのリード端子を備
えたハーメチックシール構造をとり、これをプリント配
線基板に装着する実装方法がとられていた。

然し、今後はバッシヘーション技術の進歩により、複数
個のＬＳｔチップをセラミック多層配線基板に搭載して
ＬＳＩモジュールを作り、これを取替え単位としてし、
電気的相互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、電気的相互接続装置はプリント配線基板に半
田付けなどの方法により固定し、一方ＬＳＩモジュール
はこの電気的相互接続装置に挿抜可能な形態をとる。

〔従来の技術〕

発明者等はこれらの電気的相互接続装置について数件の
特許を出願している。

例えば主な出願番号と出願日を記載すると次のようにな
る。

５７−０５１１５５（５７年３月３１日）、　５９−２
６８５５３（５９年１２月２１日）なと゛、 第３図は発明者等が既に提案している電気的相互接続装
置（以下略して接続装置）の断面構造を示すものである
。

すなわち、接続装置ｌは上部基板２と下部基板３とが絶
縁ペーストなどからなる接合層４で一体化されており、
この接合層４の中には抵抗ペーストをスクリーン印刷し
てヒータ５が埋め込み形成されている。

そして、上部基板２と下部基板３には多数のガイド孔６
が設けられており、これには低融点金属合金が入れられ
て、合金溜めを形成している。

また、下部基板３には小さなガイド孔が開けられており
、これにリードピン７を挿入し、ガラスペーストなどを
用いて下部基板３に接着固定してある。

次に、ガイド孔６の中に設けられている合金溜めには低
融点金属合金８例えば融点が１１７℃のインジウム（Ｉ
ｎ）　　４８％錫（Ｓｎ）合金を充填してある。

そして、接続装置１は下部基板３から突出しているリー
ドピン７をプリント配ｖＡ基板のスルーホールに挿入し
、半田付は法により固定し、回路接続している。

次に、半導体モジュールの接続装置１への挿抜はヒータ
５に通電して低融点金属合金８を加熱し溶融させた状態
で、ガイド孔６に半導体モジュールの接続端子を挿入或
いは抜去することにより行っている。

接続装置１はこのような構成をとって使用されていた。

然し、この方法の問題点は半導体モジュールの挿抜に際
して低融点金属合金を加熱し溶融させる場合に均一な温
度分布を得にくいことである。

また、加熱にかなりの時間を要し、迅速に挿抜が行えな
いことも問題である。

〔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導体モジュールの
挿抜に当たって、ヒータ５に通電して低融点金属合金を
加熱し、溶融して行っているが、ヒータ５に通電して上
部基板２と下部基板３を加熱しても、均一な温度分布を
得ることが難しく５、また溶融にかなりの時間を要する
ことも問題である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題は半導体モジュールに備えられている接続端
子を挿入するガイド孔がマトリックス状に配列して設け
てあるセラミック基板と、このセラミック基板のそれぞ
れのガイド孔の底部を穴開けして設けられているリード
ピンと、このリードピンよりも大きな直径の穴によりリ
ードピンと進縁してあり、接着剤により前記セラミック
基板の裏面に接合してある正の抵抗温度係数を有する半
導体セラミック基板と、この半導体セラミック基板に通
電する電極端子部と、を備えて形成されている電気的相
互接続装置の使用により解決することができる。

〔作用〕

本発明は接続装置の不均一な温度分布を無くし、また基
板を急速に設定温度にまで上昇させて低融点金属合金を
溶融させる方法として、従来のように絶縁基板の中に埋
め込み形成されているヒータに通電して合金溜めを加熱
する方法ではなく、ガイド孔が設けられている上部基板
の裏面に接して正の抵抗温度係数をもつ半導体セラミッ
ク基板を設け、これに通電することにより、上部基板を
均一に加熱させるものである。

さて、今まで接続装置の外周部に設けてある合金溜めの
温度を例えば設定温度である１５０℃にまで加熱して保
持しようとすると、中央部では２００℃程度にも上昇し
、溶融半田の酸化を促進するなど信頼性低下の問題を生
じていた。

然し、正の抵抗温度係数をもつ半導体セラミックを使用
すると、基板の低温部に選択的に通電が行われるので、
均一な温度分布を得ることができ、またヒータを使用す
る場合のように断線や短絡などが起こらないので、長寿
命で信頼性の高い接続装置を得ることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る接続装置の断面図であり、また第
２図は裏面側から見た接続装置の平面図である。

すなわち、厚さ３　Ｉｌｌのセラミック基板１０には切
削加工或いは型成形により直径１ｍのガイド孔６がマト
リックス状に２．５＋ｗの深さに多数膜けられ、この底
部には径０．６＋ｎのリードピン７が通る穴が開けられ
ている。

また、セラミック基板１０の裏側には接着剤を用いて厚
さが１ｍｍの半導体セラミック基板１１が接着されてい
るが、この半導体セラミック基板１１には径０．６鶴の
リードピン７と同心で径０．８ｍｓの穴１２が設けられ
ており、リードピン７とは絶縁されている。

ここで、半導体セラミック基板１１はチタン酸バリウム
（ＢａＴｉＯ，）にランタン（Ｌａ）やセリウム（Ｃｅ
）などの希土類元素を添加して形成されており、１５０
℃以上で急激に電導度が減少する特性を備えている。

また、半導体セラミック基板の両側にはニッケル（Ｎｉ
）メツキが施されていて電極端子部１３が設けられてい
る。

また、ガイド孔６の中には従来と同様に融点が１１７℃
のＩｎ−５ｎ合金からなる低融点金属合金８が入れられ
ている。

このようにして形成した接続装置に通電したところ、接
続装置の中央部と周辺部のガイド孔にあり溶融している
低融点金属合金の温度は１４０〜１５０℃の範囲であり
、従来よりも温かに少ない温度分布を実現することがで
き、またセラミック基板を全面に亙って加熱するので従
来よりも速やかに設定温度に達することができた。

〔発明の効果〕

以上記したように半導体セラミック基板を加熱源とする
本発明の実施により、中央部と周辺部とで発熱温度差の
少ない接続装置を実用化することができ、これにより信
頼性の向上が可能となる。

【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図は本発
明に係る接続装置の平面図、第３図は従来の接続装置の
断面図、 である。 図において、 １．９は接続装置、　　　６はガイド孔、７はリードピ
ン、　　　　８は低融点金属合金、１０はセラミック基
板、 １１は半導体セラミック基板、 １２は穴、　　　　　　　１３は電極端子部、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体モジュールに備えられている接続端子を挿入する
   ガイド孔（６）がマトリックス状に配列して設けてある
   セラミック基板（１０）と、該セラミック基板（１０）
   のそれぞれのガイド孔（６）の底部を穴開けして設けら
   れているリードピン（７）と、 該リードピン（７）よりも大きな直径の穴（１２）によ
   りリードピン（７）と絶縁してあり、接着剤により前記
   セラミック基板（１０）の裏面に接合してある正の抵抗
   温度係数を有する半導体セラミック基板（１１）と、 該半導体セラミック基板（１１）に通電する電極端子部
   （１３）と、 を備えて形成されていることを特徴とする電気的相互接
   続装置。