KR100885121B1

KR100885121B1 - 전기 접속구조

Info

Publication number: KR100885121B1
Application number: KR1020077019709A
Authority: KR
Inventors: 마사노리 미조구치
Original assignee: 가부시키가이샤 아사히 덴카 겐큐쇼
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2009-02-20
Also published as: KR20080044800A

Abstract

접속부의 저배화와 탈착 자유자재화를 실현할 수 있는 전기 접속구조가 제공되고, 이 전기 접속구조는

가요성을 갖는 절연 필름과, 그 절연 필름의 적어도 한쪽면에 형성된 1개 이상의 도전성 패드부와, 패드부의 가장자리로부터 인출되어 있는 도체회로 패턴과, 패드부의 면내에서 절연 필름의 두께방향으로 형성된 관통공과, 관통공과 연통하여 패드부의 면내에 형성된 소공을 구비한 플렉시블 기판을 제1 접속부재로 하고,

그 제1 접속부재의 관통공에,

내부 또는 표면에 형성된 도체회로 패턴과 전기적으로 접속하는 도전성 돌기가 적어도 한쪽면에 형성되어 있는 제2 접속부재의 도전성 돌기가 패드부의 소공을 매개로 하여 삽입되고,

패드부와 그것이 형성되어 있는 개소의 절연 필름이 도전성 돌기의 삽입방향으로 휘며, 패드부와 절연 필름의 탄성에 의해 패드부가 도전성 돌기에 압접한 구조로 되어 있다.

Description

전기 접속구조{Electrical connection structure}

본 발명은 전기 접속구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한쌍의 접속부재를 접속하여 형성되는 접속부의 저배화(低背化)와 공간 절약화를 실현할 수 있고, 또한 한쌍의 접속부재를 반복하여 탈착할 수 있는 전기 접속구조에 관한 것이다.

최근, 각종 전기·전자기기의 소형화, 박형화, 경량화, 다기능화가 급속하게 진행되고 있다. 특히, 휴대전화, 노트북, 디지털카메라 등의 분야에서는 다기능화로의 요구에 따라 소형화, 박형화로의 요구는 매우 강해지고 있다.

이들 전기·전자기기는 회로기판을 비롯하여 각종 전기·전자부품을 다수 삽입하여 제조되는 것인데, 이 경우, 이들 전기·전자부품은 서로 전기적으로 접속되어야만 한다.

그 경우의 접속방법으로서는 다음과 같은 각종 방법이 실시되고 있다.

예를 들면 회로기판에 반도체 소자를 표면 실장하는 경우, 회로기판과 반도체 소자 각각의 패드부 사이에 이방성 도전막을 배치한 후, 전체를 열압착하여 양자를 전기적으로 접속하는 ACF 접속이 있다. 또한, 반도체 소자의 패드부에는 땜납범프(solder-bump)를 형성하고, 그 범프를 회로기판의 패드부에 올려놓은 상태로 리플로우 처리를 하는 방법이나, 그의 변형인 플립 칩 방식(flip-chip method) 등 도 있다. 더 나아가서는, 실장부품과 회로기판의 패드부 사이를 와이어 본딩하는 방법도 있다.

이들의 접속방법은 모두 접속작업에 특수한 장치가 필요하고, 또한 일단 접속하면 접속부재를 떼어낼 수 없다. 따라서, 가령 설계변경 등에 의해 회로의 부분적인 교환이 필요해지거나, 또는 접속부재가 고장나 그 교환이 필요해진 경우에도, 해당 접속부재나 회로의 교환은 매우 곤란하다. 그 때문에, 다른 부품이 고장나 있지 않더라도 결국 모듈 전체를 폐기시켜야 한다. 즉, 이 접속방법으로는 각 부품의 리페어 처리는 매우 어렵다.

또한, ACF 접속의 경우, 패드부간의 피치 간격을 40 ㎛ 정도까지 좁힐 수 있고, 또한 접속부의 높이도 100 ㎛ 이하로 할 수 있어, 비교적 접속부의 저배화와 공간 절약화에 도움이 되지만, 다른 한편으로는 접속 신뢰성이 낮고, 큰 전류는 흐르지 않으며, 또한 노이즈 레벨도 높다고 하는 난점이 있고, 민생용 액정 모듈과 같이 작은 전류밖에 흐르지 않으며, 또한 사용환경이 양호한 경우에는 실용에 견딜 수 있지만, 예를 들면 공업용 등을 비롯한 일반적인 용도에 적용하는 것은 불가능하다.

리플로우 처리에 의한 접속의 경우는, 범프간 피치를 150 ㎛ 이하로 협(狹)피치화하면 용융된 땜납에 의한 범프간 단락의 발생도 일어나기 시작하기 때문에, 다(多)핀화는 제한된다. 또한, 와이어 본딩에 의한 접속의 경우, 접속부의 기계적 강도는 그다지 높지 않기 때문에 외력에 약하고, 또한 와이어는 만곡된 상태로 실장부품의 바깥쪽에 본딩되기 때문에, 예를 들면 플립 칩 방식이나 리플로우 처리에 비하면 접속부의 공간 절약화라고 하는 점에서 떨어진다.

이들의 접속방법의 경우, 모두 접속부재 사이에서는 영구 접속으로 되어 반복 접속이 불가능하다. 또한 수리나 회로의 변경을 무리하게 행하고자 하면 회로의 일부 또는 전부를 파괴, 파기해야만 하게 된다.

이에 반하여, 수커넥터와 암커넥터를 기계적으로 맞물리게 하여 부품간 전기적 접속을 실현하는 커넥터구조가 있고, 이는 반복하여 접속부재간 탈착이 가능하다. 예를 들면, 회로기판에 탑재된 1열 배치의 암커넥터에, 플렉시블 기판의 단부(端部)에 형성된 동일하게 1열 배치의 수커넥터를 직접 삽입한 구조의 FFC 커넥터구조나, 회로기판에 실장되고, 통상은 2열 배치의 암커넥터에, 플렉시블 기판의 단부에 형성된 동일하게 2열 배치의 수커넥터를 감합(嵌合)한 구조의 페어 커넥터구조나, 그의 변형으로서, 각 커넥터의 접속단자를 매트릭스상으로 배열한 핀 그리드 어레이(pin grid array) 커넥터구조 등이 실시되고 있다.

이 커넥터구조를 채용하면, 각 부품은 탈착 자유자재인 관계로 접속되어 있기 때문에, 어떤 부품에 고장이 발생한 경우에도 그것을 떼어내고 새로운 부품으로 대체할 수 있다고 하는 이점, 즉 리페어 처리가 가능하다고 하는 이점이 얻어진다.

그러나, 이 커넥터구조를 구성하는 수커넥터나 암커넥터, 특히 암커넥터는 통상, 금속판재를 금형 성형하여 제조되고 있기 때문에, 높은 정밀도를 유지하여 미세한 수커넥터나 암커넥터를 제조하는 데에는 한계가 있다. 그 때문에, 커넥터구조에 있어서의 접속부의 저배화는 매우 곤란하다.

예를 들면 FFC 커넥터구조의 경우, 접속부의 높이는 통상 1 ㎜ 이상이 되어 있다. 또한 접속단자도 최소 피치 간격은 0.3 ㎜ 정도이고, 한쪽의 1열 배치이며, 또한 핀수가 40 이상이 되면 회로설계 상의 제한이 많아지고, 실제 삽발(inserting and pulling-out)작업이 곤란해진다.

페어 커넥터구조의 경우, 접속부의 높이는 1.3 ㎜ 이상, 최소 피치 간격은 0.5 ㎜ 정도이며, 접속단자의 2열 배치는 가능하지만, 역시 핀수가 60 이상이 되면 회로설계 상의 제한이 많아지고, 삽발작업은 곤란해진다. 또한, 커넥터 자신의 제조 비용도 높아진다.

또한, 핀 그리드 어레이 커넥터구조의 경우, 핀수는 많게 할 수 있어 접속부의 공간 절약화라고 하는 측면에서 적합하지만, 다른 한편으로는 피치 간격을 2 ㎜ 미만으로, 접속부의 높이를 4 ㎜ 미만으로 하는 것은 어렵다고 하는 문제가 있다. 또한, 이 핀 그리드 커넥터구조의 경우 가격이 비싸, 일반 용도로 적용할 때의 커다란 장애가 되고 있다.

발명의 개시

본 발명의 목적은 한쌍의 접속부재가 탈착 자유자재로 접속되어 있고, 형성된 접속부의 높이가 0.5 ㎜ 이하인 전기 접속구조를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 있어서는

전기 접속구조로서, 상기 전기 접속구조는

가요성을 갖는 절연 필름과, 상기 절연 필름의 적어도 한쪽면에 형성된 1개 이상의 도전성 패드부와, 상기 패드부의 가장자리부(rim)로부터 인출되어 있는 도체회로 패턴과, 상기 패드부 면내에서 상기 절연 필름의 두께방향으로 형성된 관통공(through-hole)과, 상기 관통공과 연통하여 상기 패드부 면내에 형성된 소공(small aperture)을 구비한 플렉시블 기판을 제1 접속부재로 하고,

상기 제1 접속부재의 상기 관통공에,

내부 또는 표면에 형성된 도체회로 패턴과 전기적으로 접속하는 도전성 돌기가 적어도 한쪽면에 형성되어 있는 제2 접속부재의 상기 도전성 돌기가 상기 패드부의 상기 소공을 매개로 하여 삽입되며,

상기 패드부와 그것이 형성되어 있는 개소의 상기 절연 필름이 상기 도전성 돌기의 삽입방향으로 휘며, 상기 패드부와 상기 절연 필름의 탄성에 의해 상기 패드부가 상기 도전성 돌기에 압접한 구조로 되어 있는,

가 제공된다.

그리고, 적합하게는

상기 제1 접속부재에 있어서의 상기 패드부는 매트릭스상으로 배열하여 형성되고, 또한 상기 제2 접속부재에 있어서의 상기 도전성 돌기도, 상기 패드부의 배열에 대응하는 매트릭스상으로 배열하여 형성되어 있는 전기 접속구조,

상기 제1 접속부재가, 상기 플렉시블 기판의 한쪽면 또는 양면에 도전성 돌기가 형성되어 있는 플렉시블 기판인 전기 접속구조,

상기 제1 접속부재의 표면 중, 상기 패드부가 형성되어 있는 표면과 반대측 표면, 또는 상기 제2 접속부재의 표면 중, 상기 도전성 돌기가 형성되어 있는 표면과 반대측 표면에 범프 전극이 형성되어 있는 전기 접속구조, 또한

상기 제1 접속부재 및 상기 제2 접속부재가 모두 상기 제1 접속부재의 구조를 갖는 플렉시블 기판으로서, 상기 패드부가 형성되어 있는 표면과 반대측 표면에 상기 도전성 돌기가 형성되고, 또한 상기 패드부와 상기 도전성 돌기는 모두 상기 플렉시블 기판의 주연부(periphery)에 배치되며, 상기 플렉시블 기판의 중앙부에는 반도체 소자의 실장영역이 형성되어 있는 전기적 접속구조가 제공된다.

도면의 간단한 설명

도 1은 본 발명의 전기 접속구조의 조립에 사용하는 제1 접속부재의 일례 A를 나타내는 부분 절결(切缺) 사시도이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 단면도이다.

도 3은 본 발명의 전기 접속구조의 조립에 사용하는 제2 접속부재의 일례 B를 나타내는 부분 절결 사시도이다.

도 4는 제2 접속부재(B)의 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 5는 제2 접속부재(B)의 또 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 6은 제2 접속부재(B)의 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 7은 본 발명의 전기 접속구조의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 8은 제1 접속부재의 일례 A₁을 나타내는 단면도이다.

도 9는 제1 접속부재의 일례 A₂를 나타내는 단면도이다.

도 10은 제1 접속부재의 일례 A₃를 나타내는 단면도이다.

도 11은 제1 접속부재의 일례 A₄를 나타내는 단면도이다.

도 12는 제1 접속부재의 일례 A₅를 나타내는 단면도이다.

도 13은 패드부의 일례를 나타내는 평면도이다.

도 14는 패드부의 다른 예를 나타내는 평면도이다.

도 15는 패드부의 다른 예를 나타내는 평면도이다.

도 16은 패드부의 일례를 나타내는 평면도이다.

도 17은 패드부의 다른 예를 나타내는 평면도이다.

도 18은 패드부의 다른 예를 나타내는 평면도이다.

도 19는 패드부의 또 다른 예를 나타내는 평면도이다.

도 20은 제2 접속부재의 일례 B₁을 나타내는 단면도이다.

도 21은 제2 접속부재의 일례 B₂를 나타내는 단면도이다.

도 22는 제2 접속부재의 일례 B₃를 나타내는 단면도이다.

도 23은 제2 접속부재의 일례 B₄를 나타내는 단면도이다.

도 24는 제2 접속부재의 일례 B₅를 나타내는 단면도이다.

도 25는 본 발명의 전기 접속구조(C)가 삽입되어 있는 커넥터구조(1)을 나타내는 단면도이다.

도 26은 접속구조의 접촉저항과 삽발횟수의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 27은 접속구조의 유지력과 삽발횟수의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 28은 온도 120℃의 환경하에서 접속구조를 유지했을 때의 접속구조의 접촉저항의 경시변화를 나타내는 그래프이다.

도 29는 본 발명의 전기 접속구조(C)가 삽입되어 있는 커넥터구조(2)를 나타내는 단면도이다.

도 30은 본 발명의 전기 접속구조(C)가 삽입되어 있는 커넥터구조(3)을 나타내는 단면도이다.

도 31은 본 발명의 전기 접속구조(C)가 삽입되어 있는 커넥터구조(4)를 나타내는 단면도이다.

도 32는 본 발명의 전기 접속구조(C)가 삽입되어 있는 커넥터구조(5)를 나타내는 단면도이다.

도 33은 본 발명의 전기 접속구조가 삽입되어 있는 필름 케이블구조의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 34는 본 발명의 전기 접속구조가 삽입되어 있는 구조체의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 35는 본 발명의 전기 접속구조가 삽입되어 있는 구조체의 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 36은 본 발명의 전기 접속구조가 삽입되어 있는 구조체의 또 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 37은 본 발명의 전기 접속구조가 삽입되어 있는 플렉시블 다층 회로기판 구조체의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 38은 본 발명의 전기 접속구조가 삽입되어 있는 스택 패키지 구조체(stacked package structure)의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 39는 도 38의 스택 패키지 구조의 조립에 사용하는 필름 회로기판의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 40은 제2 접속부재의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 41은 제2 접속부재의 다른 예를 나타내는 사시도이다.

도 42는 본 발명의 전기 접속구조를 사용한 구조체를 나타내는 단면도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

처음으로, 본 발명의 전기 접속구조의 기본형태에 대해서 설명한다.

본 발명의 전기 접속구조는 도 1과 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 단면도인 도 2에서 일례로서 나타낸 플렉시블 기판을 제1 접속부재(A)로 하고, 그 제1 접속부재(A)의 관통공(4)에, 도 3에서 일례로서 나타낸 제2 접속부재(B)의 도전성 돌기(7)를 삽입하여 조립되며, 예를 들면 도 7에 나타낸 단면구조로 되어 있다.

제1 접속부재(A)는 이른바 플렉시블 기판으로서, 가요성을 갖는 얇은 절연 필름(1)과, 그 한쪽면(1a)의 소정 개소에 형성된 1개 이상(도 1에서는 3개)의 패드부(2)와, 그 패드부(2)의 가장자리부로부터 인출되어 소정의 패턴으로 절연 필름(1)의 표면(1a)에 배선된 신호선의 도전회로 패턴(3)과, 각각의 패드부(2)의 면내 위치에 있어서 절연 필름(1)의 두께방향으로 형성된 관통공(4)과, 각각의 패드부(2)의 면내에 형성되어 관통공(4)과 연통되어 있고, 관통공(4) 보다는 작은 소공(5)으로 구성되어 있다. 또한, 도 1과 도 2에 나타낸 패드부(2)의 경우, 관통공(4)의 상단부(上端部)에 그 일부가 튀어나온 상태로 되어 있다.

이 제1 접속부재(A)의 기재인 절연 필름(1)으로서는, 예를 들면 폴리이미드, 폴리에스테르, 액정 폴리머, 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 등의 수지로 되는 필름, 얇은 유리 에폭시 복합판이나 BT 레진 기판 등을 사용할 수 있다.

이들 절연 필름의 두께는, 목적으로 하는 전기 접속구조를 저배화시키는 측면에서는, 기계적 강도를 손상시키지 않는 범위에서 가능한 얇은 편이 좋다. 이들 절연 필름의 시판품의 최소 두께는 12.5 ㎛이지만, 상기한 수지를 적절히 캐스팅이나 압출성형하여 10 ㎛ 이하의 두께로 하여 사용해도 된다.

또한, 패드부(2)를 구성하는 재료로서는 도전성과 동시에 탄력성을 구비한 재료인 것이 바람직하다. 이 전기 접속구조(A)의 경우, 후술하는 바와 같이, 이 패드부(2)의 바로 아래에 형성되는 관통공(4)에 제2 접속부재(B)의 도전성 돌기(7)를 삽입했을 때, 도전성 돌기(7)의 삽입방향으로 휜 패드부(2)가 그의 복원력에 의해서 해당 도전성 돌기(7)에 압접(壓接)함으로써 2개의 접속부재간의 도통구조가 형성되기 때문에, 이 패드부(2)는 도전성을 갖는 것을 필수 속성으로 하는 동시에 탄력성이 요구되기 때문이다. 이와 같은 재료로서는 구체적으로는 구리, 니켈, 스테인리스강, 인청동, 인코넬(상표) 등의 금속이나, 수지에 도전성 분말이 분산되어 있는 도전성 수지 조성물 등을 적합한 예로 한다.

패드부의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 양호한 탄력성을 발휘시키기 위해서는 그다지 두껍지 않은 편이 좋고, 상한은 100 ㎛ 정도로 제한해야 한다. 패드부로서 구리의 도금층, 스퍼터링으로 형성된 니켈 박막, 더 나아가서는 이들을 조합시킨 도체층을 사용한 경우, 두께가 0.05 ㎛ 정도여도 양호한 도전성과 탄력성을 나타내기 때문에 적합하다.

도 1에 나타낸 제1 접속부재(A)를 제조할 때에는, 예를 들면 한쪽면 동장(copper-coating) 필름을 준비하고, 그 동박측 표면에 포토리소그래피와 에칭 기술을 적용하여, 패드부(2)와 도체회로 패턴(3)의 부분을 남기고 다른 동박 부분을 에칭 제거하고, 이어서 패드부(2)와 반대측 표면으로부터, 예를 들면 레이저광을 조사하여 패드부(2)의 바로 아래에 관통공(4)을 형성하고, 마지막으로 패드부(2)측 표면 중 소공을 형성해야 할 개소 이외를 마스킹한 후, 구리의 에칭처리를 행하여 관통공(4)과 연통하는 소공(5)을 형성하면 된다. 화학 에칭이나 플라즈마 에칭의 프로세스 기술을 조합시키면, 양산시 제조비용을 훨씬 저감할 수 있다.

한편, 제2 접속부재(B)는 후술하는 전기·전자부품이나 프린트 배선판 등으로서, 그 한쪽면(6a)에 형성된 1개 이상(도 3에서는 3개)의 도전성 돌기(7)와, 이 도전성 돌기(7)로부터 인출되어 소정의 패턴으로 표면(6a)에 배선된 신호선의 도체회로 팬턴(8)을 구비하고 있다.

또한, 이 도전성 돌기(7)의 배열 패턴은 도 1에 나타낸 제1 접속부재(A)에 있어서의 관통공(4)의 배열 패턴과 동일하게 되어 있다. 그리고, 이들 도전성 돌기(7)의 단면의 크기는 제1 접속부재(A)의 관통공(4) 보다는 작고, 소공(5) 보다는 크게 되어 있다. 또한, 이 도체회로 패턴(8)은 제2 접속부재(B)의 표면(6a)에 배선되지 않고, 해당 제2 접속부재(B)의 내부에 매설된 상태로 배선되어도 된다.

여기서, 이 제2 접속부재(B)는 제1 접속부재(A)의 상대재로서, 예를 들면 통상의 리지드 프린트 배선판, 각종 반도체 모듈이나 반도체 소자, 더 나아가서는 각종 센서 디바이스나 표시 디바이스 등이다. 또한, 제1 접속부재(A)와 같은 플렉시블 기판이어도 된다.

그리고, 이들 프린트 배선판이나 전기·전자부품의 소정 표면에 상기한 도전성 돌기를 형성함으로써, 이 제2 접속부재(B)가 제조된다.

이 도전성 돌기의 형성시에는, 예를 들면 제2 접속부재(B)의 표면에 표출되어 있는 랜드부나 단자부에, 통상의 도금처리나 전기주조(electroforming)를 선택적으로 행함으로써 그 개소에 도전재료를 퇴적하여 소정형상의 돌기를 형성하면 된다. 반대로, 제2 접속부재(B)의 표면에 두껍게 퇴적된 도전재료층에 부분적인 에칭처리를 행하여 형성하는 것도 가능하다.

또한, 와이어 본딩기술을 활용하여 형성한 스터드 범프(stud bump)도 실용에 제공할 수 있다. 더 나아가서는, 도전 페이스트를 제2 접속부재 표면에 스크린 인쇄하는 것에 의해서도, 필요 개소에 도전성 돌기를 형성할 수 있다.

그리고 이들 도전성 돌기는 제2 접속부재(B)의 표면(6a)에 배선되어 있는 도체회로 패턴(8)의 위 뿐 아니라, 비아홀의 위 등에 형성하는 것도 가능하다. 예를 들면 제2 접속부재(B)가 얇은 절연 필름을 기재로 하는 플렉시블 기판인 경우, 도 4에 나타낸 바와 같이, 반대측 표면(6b)에 형성된 도체회로 패턴(8)으로부터 절연 필름(1)을 관통하여 표면(6a)에 돌출하는 도전성 돌기(7)를 형성할 수 있다. 이 구조로 하면, 제조한 제2 접속부재(B)에 있어서의 도전성 돌기(7)의 기계적 강도가 높아지기 때문에 적합하다.

또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 절연 필름(1)을 기재로 하는 플렉시블 기판의 도체회로 패턴(8)의 소정 개소에 도전성 돌기(7)를 돌설(突設)하고, 추가로 커버레이(coverlay)(6c)를 걸친 구조의 경우도 도전성 돌기(7)의 기계적 강도의 향상을 실현할 수 있다.

또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 다층 리지드 프린트 배선판에 있어서의 내층회로로부터 최상층 표면(6a)에 도전성 돌기(7)를 돌설한 제2 접속부재의 경우도 동일한 효과가 얻어진다.

본 발명의 전기 접속구조를 조립할 때에는, 제2 접속부재(B)의 도전성 돌기(7)의 각각을 제1 접속부재(A)의 패드부(2)의 각각의 바로 아래에 위치하는 관통공(4)에 삽입하면 된다.

그 결과, 도 7에 나타낸 바와 같이, 도전성 돌기(7)는 패드부(2)의 소공(5)을 관통하여 관통공(4) 속에 삽입된다. 그리고 이 과정에서 관통공(4)의 상단부에 위치하는 패드부의 튀어나온 부분은 확경(擴徑)되어 휘고, 동시에 절연 필름도 패드부(2)에 동기(同期)하여 휘어, 그들의 탄성에 의해서 패드부(2)의 튀어나온 부분이 도전성 돌기(7)의 복부와 압접한다. 그 결과, 도전성 돌기(7)와 패드부(2) 사이, 즉, 제1 접속부재(A)와 제2 접속부재(B) 사이에서는 전기적인 도통구조(C)가 형성된다. 그리고, 한쪽의 접속부재의 도체회로 패턴을 전파해 온 신호는, 이 전기 접속구조(C)를 매개로 하여 다른쪽의 접속부재에 전파된다.

이와 같이, 전기 접속구조(C)에서는 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 접속부재(A)에 형성되어 있는 소공(5), 패드부(2) 및 관통공(4)으로 구성되는 개소가 암단자부(A₀)로서 기능하고, 또한 제2 접속부재(B)에 형성되어 있는 도전성 돌기(7)가 수단자부(B₀)로서 기능한다.

그리고, 이 접속구조(C)는 제1 접속부재(A)의 암단자부(A₀)에 있어서의 패드부(2)와 제2 접속부재(B)의 도전성 돌기(7)의 기계적 접촉으로 형성되어 있기 때문에, 제1 접속부재(A)를 제2 접속부재(B)로부터 뜯어내면, 이 접속구조(C)를 해제할 수 있다. 이 때, 패드부(2)는 재료의 탄성에 의해서 휜 상태로부터 원래의 위치로 복원되고, 다시 암단자부(A₀)로서의 사용이 가능한 상태로 되돌아간다.

본 발명의 전기 접속구조에 있어서, 그 접속상태의 신뢰성, 확실성을 높이기 위해, 제1 접속부재(A)의 상기한 암단자부(A₀)와 제2 접속부재(B)의 상기한 수단자부(B₀)를 각각 다음과 같은 태양으로 형성해 두는 것이 바람직하다.

먼저, 도 8에 나타낸 제1 접속부재(A₁)의 암단자부(A₀)는 절연 필름(1)의 한쪽면(1a)에 패드부(2)가 형성되고, 그리고 패드부(2)에 형성되는 소공(5)과 관통공(4)의 평면시 형상이 동일하게 되어 있다.

도 9에 나타낸 제1 접속부재(A₂)는 절연 필름(1)의 한쪽면(1a)에 형성된 패드부(2)의 소공(5)이 관통공(4) 보다도 작게 되어 있어, 패드부(2)가 관통공(4)의 상단부에 일부 튀어나와 있는 구조의 암단자부(A₀)를 갖는 것이다.

도 10에 나타낸 제1 접속부재(A₃)는 절연 필름(1)의 다른쪽 표면(1b)에도 패드부(2)가 형성되어 있고, 또한 소공(5)과 관통공(4)은 동일한 크기로 되어 있는 구조의 암단자부(A₀)를 갖는 것이다.

도 11에 나타낸 제1 접속부재(A₄)는 절연 필름의 다른쪽 표면(1b)에도 패드부(2)가 형성되고, 또한 상하면의 패드부(2, 2)의 각각은 관통공(4)의 상하 단부에 일부 튀어나와 있는 구조의 암단자부(A₀)를 갖는 것이다.

그리고, 도 12에 나타낸 제1 접속부재(A₅)는 절연 필름(1)의 상면(上面)(1a)과 하면(下面)(1b)에도 패드부(2, 2)가 형성되고, 관통공(4)의 벽면(4a)에도, 예를 들면 귀금속의 무전해 도금을 행하여 2개의 패드부(2, 2) 사이에서 도통을 취하고 있는 구조의 암단자부(A₀)를 갖는 것이다. 그리고 소공(5)과 관통공(4)은 동일한 크기로 되어 있다.

이들 제1 접속부재에 있어서, 예를 들면 접속부재(A₃, A₄)와 같이 절연 필름(1)의 양면에 패드부(2, 2)를 형성한 것은, 암단자부(A₀)로서의 탄력성이 높아지기 때문에 적합하다. 또한, 접속시의 도전성의 문제의 측면에서는, 접속부재(A₅)와 같이 관통공의 벽면에 내식성의 귀금속 도금처리를 행한 것이 적합하다.

또한, 패드부(2)에 형성하는 소공(5)의 평면시 형상은, 후술하는 수단자부(B₀)인 도전성 돌기(7)를 삽입할 수 있는 형상이면 되고, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 도 13에 나타낸 바와 같이 관통공(4) 보다 직경이 작은 원형공, 도 14에 나타낸 바와 같이 십자형상을 한 슬릿 구멍, 도 15에 나타낸 바와 같이 원형공과 십자 슬릿 구멍을 조합시킨 구멍, 도 16에 나타낸 바와 같이 원형공과 삼방(三方) 슬릿 구멍을 조합시킨 구멍, 도 17에 나타낸 바와 같이 복수의 슬릿 구멍을 중심을 1개로 하여 집합시킨 구멍, 도 18에 나타낸 바와 같이 별모양의 구멍, 도 19에 나타낸 바와 같이 평면시 형상이 지네형상을 한 구멍 등을 들 수 있다.

이들 소공 중, 예를 들면 도 14나 도 15에 나타낸 슬릿 구멍은 여기에 제2 접속부재(B)의 도전성 돌기(7)를 삽입했을 때, 슬릿 구멍 주변의 4개의 설편부(舌片部)가 휘어 패드부가 도전성 돌기에 확실하게 압접되어 접속구조의 도통성의 신뢰를 높일 수 있는 동시에, 삽발을 반복해도 양호한 접속구조를 유지할 수 있다고 하는 점에서 적합하다. 또한, 슬릿 구멍의 수를 증가시키거나, 도 19에 나타낸 바와 같이 도전성 돌기와의 접촉부의 길이를 길게 함으로써 접속의 신뢰성을 높일 수 있다.

한편, 제2 접속부재(B)에 있어서의 수단자부(B₀)를 구성하는 도전성 돌기(7)의 형상은, 제1 접속부재(A)의 암단자부(A₀)에 삽입되었을 때, 패드부(2)와 확실하게 접촉하여 도통을 취할 수 있는 형상이면 되고, 특별히 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 도 20에 나타낸 바와 같이 표면(6a)에 대한 세움각도(rising angle)(θ)가 90°인 주상체(柱狀體), 도 21에 나타낸 바와 같이 세움각도(θ)가 둔각이 되어 있는 돌기, 도 22에 나타낸 바와 같이 대좌(台座) 위에 그것 보다도 직경이 작은 주상체를 겹친 듯한 돌기, 도 23에 나타낸 바와 같이 정부(頂部)가 기부(基部) 보다도 크게 되어 있는 주상 돌기, 도 24에 나타낸 바와 같이 중앙부가 잘록한 주상 돌기 등을 예시할 수 있다.

이들 중, 접속부재(B₂, B₄, B₅)와 같이, 정부의 단면형상이 기부의 단면형상 보다도 크게 되어 있는 도전성 돌기는 이를 제1 접속부재(A)의 암단자부(A₀)에 삽입했을 때, 암단자부(A₀)의 패드부(2)에 대해 앵커효과를 발휘하여 발탈(come-off)되기 어려워지기 때문에 적합하다. 그리고, 접속부재(B₂)와 같은 돌기를 형성하는 경우에는 세움각도(θ)를 65~160°의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

표면(6a)을 기점으로 한 이들 도전성 돌기(7)의 전체 높이는 70 ㎛ 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 이 높이가 70 ㎛ 보다 낮은 경우는 제1 접속부재(A)의 암단자부(A₀)에 삽입되었을 때, 패드부(2)와의 기계적 접촉을 일으키지 않거나, 패드부(2)와의 압접상태가 불충분해져, 접속구조(C)로서의 접속 신뢰성이 저하되기 때문이다. 그러나, 지나치게 높게 하면 접속구조(C)의 저배화라고 하는 목적을 충족할 수 없게 되기 때문에, 최대 700 ㎛ 정도로 규제해야 한다.

또한, 이들 도전성 돌기(7)의 단면형상도 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 마름모형, 사각형, 삼각형, 다각형, 원형 등의 형상을 들 수 있다.

이와 같은 도전성 돌기(7)의 재료로서는, 암단자부(A₀)로의 삽입시에 패드부(2) 사이에서 슬라이딩하게 되기 때문에, 내마모성을 확보하기 위해 적어도 그 표면이 비교적 경질인 금속 또는 합금으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 구리, 니켈, 금, 팔라듐, 로듐, 은 등을 들 수 있고, 또한 예를 들면 수지로 되는 연질 코어(soft core) 표면에, 예를 들면 니켈, 금, 백금, 로듐, 팔라듐, 은, 주석, 땜납 등의 도금처리를 행하여 표면만을 선택적으로 경질화해도 된다. 반대로, 카본이나 철 등을 포함하는 도전성 도료를 도포하는 것도 신뢰성을 높이는 측면에서 유효하다.

또한, 각각의 접속부재에 있어서의 암단자부(A₀)와 수단자부(B₀)(도전성 돌기(7))의 면내 배열에 관해서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 제1 접속부재(A)의 암단자부(A₀)를 매트릭스상으로 2차원 배열하고, 또한 제2 접속부재(B)의 수단자부(B₀)를 상기한 암단자부(A₀)의 배열에 대응하는 매트릭스상으로 2차원 배열하면, 작은 평면 스페이스 내에 다수의 접속점을 갖는 접속구조(C)를 형성할 수 있기 때문에 접속부의 공간 절약화라고 하는 측면에서 적합하다.

예를 들면, 암단자부(A₀)의 직경을 모두 60 ㎛, 피치를 200 ㎛로 하고, 100행 100열의 2차원 배열로 하면, 가로 세로 20 ㎜의 평면 스페이스 내에 10000점의 접속점을 갖는 접속구조(C)의 형성이 가능해진다.

상기한 제1 접속부재(A)와 제2 접속부재(B)를 각각 후술하는 바와 같이 변형하여 본 발명의 전기 접속구조를 조립함으로써, 다채로운 기능을 발휘하는 전기·전자장치를 제작할 수 있다. 이하에, 이를 상세하게 설명한다.

(1) 커넥터구조

도 7에 나타낸 본 발명의 전기 접속구조(C)가 삽입되어 있는 커넥터구조(1)의 일례를 도 25에 나타낸다.

도 25의 커넥터구조(1)에 있어서는, 제2 접속부재(B)의 한쪽면(6a)에 형성된 소정 패턴으로 배열하는 도전성 돌기(수단자부(B₀))(7)를 제1 접속부재(A)에 형성하고, 관통공, 패드부 및 소공으로 이루어지는 암단자부(A₀)에 삽입하여 전기 접속구조(C)가 형성되어 있다.

예를 들면, 도전성 돌기(수단자부(B₀))(7)는 직경 0.15 ㎜, 높이 0.15 ㎜, 피치 간격을 0.5 ㎜로 하여 6행 10열의 매트릭스상으로 배열되어 있다. 한편, 제1 접속부재(A)에는 직경 0.125 ㎜의 관통공, 직경 0.25 ㎜의 패드부, 이 패드부 중심에 직경 0.1 ㎜의 소공이 형성되어 암단자부(A₀)가 도전성 돌기의 경우와 동일한 매트릭스의 배열로 형성되어 있다. 수단자부(B₀)와 암단자부(A₀)로 형성된 60핀의 접속구조(C)의 형상은 세로 6.0 ㎜, 가로 4.0 ㎜, 높이 0.3 ㎜이고, 점유면적은 24 ㎟이며, 전체 체적은 7.2 ㎣였다.

또한, 실제 접속작업에 있어서는 이 커넥터구조(1)은 협(狹)피치 다(多)핀임에도 불구하고, 용이하게 암단자부(A₀)와 수단자부(B₀)의 위치 맞추기가 가능하여, 수단자부(B₀)의 암단자부(A₀)로의 삽입조작을 원활하게 행할 수 있었다. 그리고 탈착작업도 아무런 장애 없이 원활하게 행할 수 있었다. 또한, 반복해서 삽발하는 것도 용이하였다.

한편, 수커넥터와 암커넥터를 기계적으로 맞물리게 한 종래의 60핀 커넥터구조의 경우, 접속부의 최소 사이즈는 세로 3.5 ㎜, 가로 21 ㎜, 높이 1 ㎜ 정도이고, 점유면적은 73.5 ㎟이며, 전체 체적은 73.5 ㎣이다.

이상의 사실로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 전기 접속구조(C)를 삽입한 커넥터구조(1)의 경우, 삽발작업을 원활하게 행할 수 있고, 또한 종래의 최소 사이즈의 커넥터구조에 비해 대폭적인 저배화를 실현하고 있으며, 또한 공간 절약화도 실현하고 있다.

또한, 이 커넥터구조(1)에 있어서의 접속구조(C)의 신뢰성 평가시험을 행하였다.

(a) 접속부의 접촉저항에 미치는 삽발횟수의 영향

커넥터구조(1)의 삽발조작을 반복하여 그때마다 13개의 접속점에 있어서 접속부의 접촉저항을 측정하였다. 그 결과를 13점의 평균값으로 하여, 도 26에 나타내었다.

도 26으로부터 명백한 바와 같이, 접촉저항은 0.05 Ω 이하로 매우 작고, 200회의 삽발조작을 반복해도 접촉저항은 거의 증대되어 있지 않아, 양호한 도전성이 확보되어 있다.

(b) 접속부의 유지력에 미치는 삽발횟수의 영향

커넥터구조(1)의 삽발조작을 반복하여 그때마다 접속부를 해제하는데 소요되는 힘(접속부의 유지력)을 측정하였다. 그 결과를 도 27에 나타내었다.

도 27로부터 명백한 바와 같이, 최초의 수십회의 삽발조작의 반복에서는 접속부의 유지력은 약간 저하되지만, 얼마 안 있어 안정화되고, 그 후의 삽발조작을 반복해도 거의 변화하고 있지 않아, 신뢰성이 높은 접속구조로 되어 있다고 할 수 있다.

또한, 접속부의 유지력의 초기단계에 있어서의 저하현상은 암단자부와 수단자부가 조화되기 위한 안정화 프로세스라고 생각된다.

(c) 접속부의 내열시험

커넥터구조(1)을 온도 120℃의 환경하로 유지한 후 취출하여 접속부의 접촉저항을 측정하였다. 그 결과를 유지시간과의 관계로서 도 28에 나타내었다.

도 28로부터 명백한 바와 같이, 온도 120℃의 환경에 100시간 유지해도 접속부의 접촉저항은 거의 변화하고 있지 않아, 이 커넥터구조(1)은 열적으로 안정하다는 것이 판명되었다.

이상의 시험결과로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 접속구조(C)는 접촉저항이 작고, 삽발조작을 반복해도 접촉저항의 증가가 없으며, 또한 열적으로도 안정하여, 높은 신뢰성을 구비하고 있다.

도 29는 다른 커넥터구조(2)를 나타낸다.

이 커넥터구조(2)의 경우는, 표면(6a)에 형성된 도전성 돌기(7)에 추가로 표면(6a)과 반대측 표면(6b)에도 도전성 돌기(7)가 형성되어 있는 제2 접속부재(B)를 사용하고, 이들 양면의 도전성 돌기(7)의 각각을 2장의 제1 접속부재(A)의 암단자부(A₀)에 삽입하여 본 발명의 전기 접속구조(C)가 형성되어 있다.

이 커넥터구조(2)에서는 제2 접속부재(B)가 수형 인터포저(male-type interposer)로서 기능하고 있다.

도 30은 또 다른 커넥터구조(3)을 나타낸다.

이 커넥터구조(3)에서는 1장의 제1 접속부재(A)의 암단자부(A₀)에 2장의 제2 접속부재(B)의 도전성 돌기(7)를 제1 접속부재(A)의 상면과 하면으로부터 각각 삽입하여 본 발명의 전기 접속구조(C)가 형성되어 있다.

도 31은 다른 커넥터구조(4)를 나타낸다.

이 커넥터구조(4)는 도 30의 커넥터구조(3)의 변형예이지만, 여기에서는 제1 접속부재(A)가 암형 인터포저(female-type interposer)로서 기능하고 있다.

도 32에 다른 커넥터구조(5)를 나타낸다.

이 커넥터구조(5)는 제1 접속부재(A)를 변형한 2장의 플렉시블 기판을 사용하여 조립된다. 즉, 제1 접속부재(A)에 있어서 패드부가 위치하는 표면(1a)에 도전성 돌기(7)가 형성되고, 각각의 도전성 돌기(7)를 다른쪽 제1 접속부재(A)의 암단자부(A₀)에 삽입하여 본 발명의 전기 접속구조(C)가 형성되어 있다.

이 경우, 각각의 도전성 돌기(7)와 암단자부(A₀)를 종횡으로 번갈아 지그재그형상으로 배열해 두면, 조립된 접속구조(C)에 있어서의 접속의 신뢰성을 높일 수 있어서 적합하다.

이상의 커넥터구조에 있어서, 제1 접속부재(A)의 암단자부를 구성하는 관통공(과 패드부)을 매트릭스상으로 배열하고, 또한 상대재인 제2 접속부재(B)의 도전성 돌기도 상기한 매트릭스에 대응하여 배열해 두면, 형성된 접속구조(C)가 점유하는 평면 스페이스를 대폭 작게 할 수 있어, 공간 절약의 측면에서 적합하다.

또한, 상기한 커넥터구조를 해제하는 경우는, 예를 들면 플렉시블 기판인 제1 접속부재(A)를 수동으로 뜯어내면 된다.

(2) 필름 케이블구조

본 발명의 전기 접속구조(C)가 삽입되어 있는 필름 케이블구조의 일례를 도 33에 나타낸다.

이 필름 케이블구조의 경우 소정의 배열로 암단자부(A₀)가 형성되고, 동시에 표면(1a)에 동일한 배열로 도전성 돌기(7)가 형성되어 있는 복수(도 33에서는 3장)의 제1 접속부재(A)(길이가 긴 플렉시블 기판)의 각 암단자부(A₀)에 다른 제1 접속부재(A)의 도전성 돌기(수단자부(B₀))를 삽입하여 본 발명의 전기 접속구조(C)를 형성하고, 각 플렉시블 기판을 길이방향으로 연결하여 케이블로 하고 있다.

이 케이블에 있어서의 각 접속부재는 저배이고, 전체적으로 매우 얇으며 가요성이다. 또한, 어느 하나의 접속부재가 단선된 경우, 즉시 수동으로 접속구조(C)를 해제하고, 거기에 새로운 접속부재(A)를 접속하여 케이블을 복원할 수 있다.

(3) 기타 조립 구조체

표면에 소정의 회로 패턴이 배선되어 있는 회로기판에, 본 발명의 전기 접속구조(C)를 갖는 전자부품이 표면 실장된 구조체의 일례를 도 34에 나타낸다.

도 34의 구조체의 경우, 제2 접속부재(B)로서 도전성 돌기(7)가 형성되어 있는 표면(6a)과 반대측 표면(6b)에, 예를 들면 땜납범프 전극(8)이 형성되어 있는 것이 사용된다.

그리고, 이 제2 접속부재(B)의 도전성 돌기(7)를 제1 접속부재(A)인 플렉시블 기판의 암단자부(A₀)에 삽입하여 본 발명의 전기 접속구조(C)가 형성되어 있다. 그리고, 제2 접속부재(B)의 땜납범프 전극(8)이 회로기판(9)의 랜드부(9a)에, 예를 들면 리플로우 처리에 의해서 접합되고, 전기 접속구조(C)를 포함하는 부품이 표면 실장되어 있다.

이 구조체의 경우 저배화된 접속구조(C)를 실현할 수 있고, 또한 예를 들면 암단자부(A₀)와 도전성 돌기(7)의 배열을 매트릭스상으로 2차원화 하면, 접속부의 대폭적인 공간 절약화를 실현할 수 있다. 따라서, 회로기판(9)으로의 표면 실장작업에 여유가 생기고, 또한 종래에 비해 많은 부품 실장이 가능해진다. 그리고, 제1 접속부재(A)는 탈착 자유자재이기 때문에, 그 제1 접속부재(A)로서 각각이 각종 기능을 발휘하는 필름 회로기판을 사용함으로써, 이 구조체에 필요에 따라서 각종 기능을 발휘시킬 수 있다.

도 35는 도 34에 나타낸 제2 접속부재(B)에 대신하여 플렉시블 기판인 제1 접속부재(A)를 사용하여 조립한 구조체의 일례를 나타낸다.

이 구조체에서는 패드부와는 반대측 표면(1b)에, 예를 들면 땜납범프 전극(8)이 형성된 제1 접속부재(A)가 사용되고 있다. 그리고 한쪽면에 도전성 돌기(7)가 형성되어 있는 플렉시블 기판을 제2 접속부재(B)로 하고, 그 도전성 돌기(7)를 제1 접속부재(A)의 암단자부(A₀)에 삽입하여 본 발명의 전기 접속구조(C)가 형성되며, 그 전체는 땜납범프 전극(8)을 매개로 하여 회로기판(9)의 랜드부(9a)에 표면 실장되어 있다.

도 36은 본 발명의 전기 접속구조(C)를 매개로 하여 IC 칩이 표면 실장된 구조체의 일례를 나타낸다.

이 구조체에서는 제2 접속부재(B)로서 IC 칩(10)이 사용된다. 그리고 제1 접속부재(A)로서는 도 35의 경우와 동일하게 패드부와는 반대측 표면(1b)에, 예를 들면 땜납범프 전극(8)이 형성되어 있는 제1 접속부재(A)인 플렉시블 기판이 사용된다.

IC 칩(10)의 한쪽면, 예를 들면 랜드부에는 이미 설명한 제2 접속부재(B)에 있어서의 도전성 돌기(7)가 형성되어 있고, 이 도전성 돌기(7)를 제1 접속부재(A)의 암단자부(A₀)에 삽입하여 본 발명의 전기 접속구조(C)가 형성되어 있다. 그리고, 전체는 땜납범프 전극(8)을 매개로 하여 회로기판(9)의 랜드부(9a)에 표면 실장되어 있다.

이 구조체의 경우, IC 칩(10)은 탈착 자유자재인 상태에 있기 때문에, 예를 들면 IC 칩(10)이 고장난 경우에는 그것을 떼어내고 도전성 돌기가 취부된 새로운 IC 칩으로 대체할 수 있다.

도 37은 본 발명의 전기 접속구조(C)가 삽입되어 있는 다층 회로기판 구조체(도면에서는 3층 회로기판)의 일례를 나타낸다.

이 구조체는 3장의 제1 접속부재(플렉시블 기판)(A)를 사용하여 조립되어 있다. 각각의 접속부재(A)에는 소정의 회로 패턴(1c)이 배선되어 있고, 그것 자체가 플렉시블한 회로기판이 되어 있다. 그리고, 도시한 2장의 접속부재(A)(상층의 2장)의 경우는, 각각의 회로 패턴(1c)과 전기적으로 접속하여 도전성 돌기(7)가 형성되어 있다. 그러나, 도시한 구조체에서는 최하층의 접속부재(A)에 도전성 돌기는 형성되어 있지 않다.

그리고 이 구조체는 각 접속부재(A)의 도전성 돌기(7)를 하층에 위치하는 접속부재(A)의 암단자부(A₀)에 삽입하여 본 발명의 전기 접속구조(C)를 형성함으로써, 각 접속부재(A)를 순차적으로 적층하여 조립되어 있다.

이 구조체는 얇은 각 제1 접속부재(A)를 단위기판으로 하고, 그것을 기계적으로 적층하여 제작한 다층 회로기판이다. 도면에서는 3층 구조를 나타내었지만, 동일한 구조의 제1 접속부재(A)를 사용하여 그들을 순차적으로 적층함으로써, 더 많은 층수의 다층 회로기판으로 조립할 수 있다.

또한, 각 단위기판(제1 접속부재)은 탈착 자유자재인 상태로 되어 있기 때문에, 어느 단위기판에 지장이 발생한 경우에도 간단하게 그것을 새로운 단위기판으로 대체할 수 있다.

도 38은 본 발명의 전기 접속구조(C)가 삽입된 스택 패키지 구조체의 일례를 나타낸다.

이 구조체는 다음과 같은 플렉시블 기판을 사용하여 조립된다. 즉, 도 39에 나타낸 바와 같이, 절연 필름(1)으로서 그 주연부(1d)에 패드부를 포함한 암단자부(A₀) 및/또는 도전성 돌기(7)가 형성되고, 절연 필름(1)의 중앙부(1e)에는 반도체 소자의 실장영역이 형성되어 있는 플렉시블 기판이 사용된다. 그리고, 도 39의 가상선(imaginary line)으로 나타낸 바와 같이, 이 중앙부(1e)에 소정의 반도체 소자(11)가 표면 실장되어 있다.

도 38에 나타낸 구조체는 반도체 소자(11)가 표면 실장된 도 39의 플렉시블 기판(제1 접속부재)(A)의 도전성 돌기(7)를 하층에 위치하는 플렉시블 기판(A)의 암단자부(A₀)에 삽입하여 본 발명의 전기 접속구조(C)를 순자적으로 형성하고, 각 플렉시블 기판(A)을 적층하여 조립된다.

이 구조체는 각 기판 그것 자체가 얇고, 또한 각 접속부가 저배화 되어 있기 때문에, 전체적으로도 매우 얇아져 있고, 또한 접속부의 암단자부(A₀)와 수단자부(도전성 돌기)(7)의 배열을 매트릭스상으로 2차원화 함으로써 공간 절약화도 실현할 수 있다.

그리고, 각층의 반도체 소자(11)가 고장난 경우에도, 그것이 실장되어 있는 플렉시블 기판(A)만을 떼어내고, 신규한 기판으로 교환할 수 있다.

도 40은 본 발명의 전기 접속구조(C)에 있어서의 제2 접속부재(B)의 일례를 나타낸다.

이 접속부재(B)는 기재로서 플렉시블 기판이 사용되고, 그 한쪽면(6a)에 도전성 돌기(7)가 매트릭스상으로 배열되어 있다. 그리고, 한쪽면(6a)의 네모서리에는 주상 가이드(12a, 12a)와 구멍 뚫린 주상 가이드(12b, 12b)가 배설(配設)되어 있다.

이 접속부재의 상대재인 제1 접속부재(도시하지 않음)에는 상기 매트릭스상의 도전성 돌기와 대응하는 위치에 이미 설명한 암단자부가 형성되어 있는 동시에, 상기한 주상 가이드와 구멍 뚫린 주상 가이드에 대응하는 표면 위치에는, 이들 가이드를 받아들이는 암형 가이드가 형성되어 있다.

그리고, 접속구조의 조립시에는, 접속부재(B)의 상기한 주상 가이드(12a, 12a)와 구멍 뚫린 주상 가이드(12b, 12b)를 상대재인 제1 접속부재의 암형 가이드에 감합한 후, 전체를 밀어눌러, 도전성 돌기(7)를 제1 접속부재의 암단자부에 삽입하여 목적으로 하는 접속구조로 한다.

이와 같이, 이 접속부재(B)에 있어서의 주상 가이드나 구멍 뚫린 주상 가이드를 설치함으로써, 도전성 돌기와 암단자부의 위치 맞추기를 원활하게 진행할 수 있다. 특히, 접속구조의 조립을 자동화로 행하는 경우에는, 접속부재(B)에 이와 같은 주상 가이드나 구멍 뚫린 주상 가이드를 설치해 두는 것이 적합하다.

도 41은 제2 접속부재의 다른 예를 나타낸다.

이 접속부재는 도 40에 나타낸 접속부재에 있어서의 주상 가이드나 구멍 뚫린 주상 가이드에 대신하여, 매트릭스상으로 배열되어 있는 도전성 돌기(7)를 둘러싸고 배설된 가이드 월(13)을 구비하고 있다. 그리고, 상대재인 제1 접속부재에는 이 가이드 월(13)을 받아들이는 오목한 홈이 형성되어 있다.

이 가이드 월(13)도 접속구조의 조립시에 각 접속부재의 위치 맞추기를 원활하게 진행시키는 수단으로서 기능한다.

도 42는 한쪽면에 끝이 가느다란 테이퍼형상을 한 도전성 돌기(7)가 형성되어 있는 필름 회로기판을 제2 접속부재(B)로 하고, 이 도전성 돌기(7)를 벽면에도, 예를 들면 구리 도금이 되어 있는 스루홀(14a)과 패드부(2)를 갖는 회로기판(14)(예를 들면 리지드 프린트 배선판이나 세라믹 기판)의 해당 스루홀(14a)에 삽입한 구조체의 일례를 나타낸다.

이 구조체에서는 도전성 돌기(7)가 패드부(2)와 접촉한 상태로 스루홀(14a) 속에 배치됨으로써, 본 발명의 전기 접속구조(C)가 형성되어 있다. 그리고, 필름 회로기판은 탈착 자유자재이다.

이와 같은 필름 회로기판을 제2 접속부재(B)로서 사용하고, 또한 상대재로서 스루홀이 형성되어 있는 각종 회로기판을 선택함으로써, 본 발명에서는 다양한 전기 접속구조를 조립할 수 있다.

본 발명의 전기 접속구조는 탄력성이 풍부한 암단자부에 상대재의 표면에 형성된 수단자부인 도전성 돌기를 기계적으로 삽입하여 형성된다. 암단자부가 형성되어 있는 제1 접속부재는 얇고 가요성을 갖는 절연 필름이며, 또한 암단자부의 일부를 구성하는 패드부는 탄력성이 풍부한 재료로 형성되어 있기 때문에, 도전성 돌기가 삽입되어 형성된 접속부를 종래보다 더욱 저배화하는 것이 가능하며, 또한 암단자부와 수단자부를 매트릭스상으로 각각 2차원 배치함으로써, 다핀구조의 접속부의 평면 스페이스를 대폭 작게 하여 공간 절약에 도움을 줄 수 있다. 그리고, 이 제1 접속부재는 탈착 자유자재이다.

따라서, 이 전기 접속구조를 이용함으로써 필름 케이블구조, 극박의 커넥터구조, 각 부품의 교환이 가능한 다층 회로기판 구조, 스택 패키지 구조 등 각종 구조체를 조립할 수 있다.

Claims

전기 접속구조로서, 상기 전기 접속구조는

가요성을 갖는 절연 필름과, 상기 절연 필름의 적어도 한쪽면에 형성된 1개 이상의 도전성 패드부와, 상기 패드부의 가장자리부로부터 인출되어 있는 도체회로 패턴과, 상기 패드부 면내에서 상기 절연 필름의 두께방향으로 형성된 관통공과, 상기 관통공과 연통하여 상기 패드부 면내에 형성된 소공을 구비한 플렉시블 기판을 제1 접속부재로 하고,

상기 제1 접속부재의 상기 관통공에,

내부 또는 표면에 형성된 도체회로 패턴과 전기적으로 접속하는 도전성 돌기가 적어도 한쪽면에 형성되어 있는 제2 접속부재의 상기 도전성 돌기가 상기 패드부의 상기 소공을 매개로 하여 삽입되며,

상기 패드부와 그것이 형성되어 있는 개소의 상기 절연 필름이 상기 도전성 돌기의 삽입방향으로 휘고, 상기 패드부와 상기 절연 필름의 탄성에 의해 상기 패드부가 상기 도전성 돌기에 압접된 구조로 되어 있는 전기 접속구조.
제1항에 있어서,

상기 패드부가 도전성과 탄력성을 구비한 재료로 형성되어 있는 전기 접속구조.
제2항에 있어서,

상기 패드부의 상기 재료가 구리, 니켈, 스테인리스강, 인청동, 인코넬, 또는 도전성 수지 조성물인 전기 접속구조.
제1항에 있어서,

상기 소공의 크기가 상기 도전성 돌기의 단면의 크기 보다도 작은 전기 접속구조.
제4항에 있어서,

상기 소공의 평면시 형상이 원형, 다각형 또는 슬릿형상인 전기 접속구조.
제1항에 있어서,

상기 패드부는 매트릭스상으로 2차원 배열하여 형성되고, 또한 상기 도전성 돌기도 상기 패드부의 배열에 대응하는 매트릭스상으로 2차원 배열하여 형성되어 있는 전기 접속구조.
제1항에 있어서,

상기 도전성 돌기의 세움각도가 65~160°인 전기 접속구조.
제7항에 있어서,

상기 도전성 돌기의 단면형상은 상부 쪽이 하부 보다도 크게 되어 있는 전기 접속구조.
제1항에 있어서,

상기 제2 접속부재가 상기 제1 접속부재의 구조를 갖는 상기 플렉시블 기판의 한쪽면 또는 양면에 도전성 돌기가 형성되어 있는 플렉시블 기판인 전기 접속구조.
제1항에 있어서,

상기 제1 접속부재의 한쪽면 또는 양면에도 도전성 돌기가 형성되어 있는 전기 접속구조.
제1항에 있어서,

상기 제1 접속부재의 표면 중, 상기 패드부가 형성되어 있는 표면과 반대측 표면, 또는 상기 제2 접속부재의 표면 중, 상기 도전성 돌기가 형성되어 있는 표면과 반대측 표면에 범프 전극이 형성되어 있는 전기 접속구조.
제1항에 있어서,

상기 제1 접속부재 및 상기 제2 접속부재가 모두 상기 제1 접속부재인 플렉시블 기판으로서, 상기 패드부가 형성되어 있는 표면과 반대측 표면에 상기 도전성 돌기가 형성되고, 또한 상기 패드부와 상기 도전성 돌기는 모두 상기 플렉시블 기판의 주연부에 배치되며, 상기 플렉시블 기판의 중앙부에는 반도체 소자의 실장영역이 형성되어 있는 전기 접속구조.