WO2007145128A1 - ソケットとその製造方法及び半導体装置 - Google Patents

ソケットとその製造方法及び半導体装置 Download PDF

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WO2007145128A1
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Shinichi Nikaido
Haruo Miyazawa
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    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49204Contact or terminal manufacturing

Definitions

  • Socket manufacturing method thereof, and semiconductor device
  • the present invention relates to a socket used when mounting an IC package such as a CPU or LSI on a printed circuit board, and particularly suitable for mounting an LGA package or an BGA package IC package on the printed circuit board.
  • the present invention relates to a socket, a method of manufacturing the socket, and a semiconductor device using the socket.
  • CPUs are increasing in number of pins and speeding up year by year to improve their functions and performance, and are responding by increasing package size and fine pitch.
  • sockets need to be able to cope with the increase in the number of pins, as well as to cope with an increase in the amount of deflection accompanying an increase in the size of the package and to deal with variations in the contact land of the package and the height of the ball. Therefore, a structure that can secure the contact stroke in the socket is required.
  • the current mainstream sockets for LGA packages are 400mm to 800mm pins with about lmm pitch It is.
  • a method is used in which a metal plate is bent in a complicated manner to form a contact terminal portion having a predetermined shape, and the contact terminal portion is inserted into the socket housing.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-158430
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-19284
  • Patent Document 3 US Pat. No. 6,669,490
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-332321
  • Patent Document 3 a technique disclosed in Patent Document 3 has been proposed as a structure in which a column made of a conductive elastomer is used for a contact that solves this problem.
  • the resilience of the socket is determined by the characteristics and structure of the conductive elastomer, if there is a conductive elastomer with an appropriate repulsive force, it is possible to ensure a sufficient stroke at the required load. Is feasible.
  • Patent Document 4 includes an insulating elastic sheet body such as silicone rubber, and the elastic sheet body so that both end surfaces are exposed on the surface of the sheet body through the thickness direction of the elastic sheet body.
  • the elastic sheet body has the same A pair of protrusions projecting from the front and back to the front and back, and a pair of connection electrodes are formed at a plurality of locations on the front and back to cover at least the top surface of each of the protrusions, and the connection electrodes on the front and back are formed on the elastic sheet body
  • An electrical connector is disclosed that is electrically connected through a through hole formed therein.
  • the connector disclosed in Patent Document 4 has a structure in which the protrusion la is sandwiched between upper and lower substrates when a load is applied, as shown in FIG. The effect of removing the oxide film by the effect cannot be obtained
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a socket having an excellent contour external terminal portion that can cope with low resistance, large current, and high speed, and a semiconductor device using the socket. .
  • the present invention is provided on an insulating elastomer sheet made of a fluorine-based elastomer provided with a through hole, and at least a part of the front and back surfaces of the elastomer sheet. It has a metal circuit and a through hole formed by forming a metal film on the inner wall of the through hole, and the metal circuit on the front side and the metal circuit on the back side of the elastomer sheet are electrically connected by a through hole. And providing a socket provided with a groove or a through hole in at least a part of the periphery of the metal circuit of the elastomer sheet.
  • the socket of the present invention may have a configuration in which a plurality of terminal portions each including the metal circuit and a through hole are provided, and the groove is provided in the entire region other than the terminal portions.
  • convex portions are provided on at least a part of the metal circuit on the front surface side and the back surface side of the elastomer sheet.
  • the convex portion has a rigidity that causes the convex portion itself to be deformed by pressing and deforming a portion in contact with the convex portion of the elastomer sheet when a load is applied to the convex portion. It is preferable.
  • the socket of the present invention may have a configuration in which a protective layer having a material force having a smaller thermal expansion coefficient than that of the elastomer sheet is laminated on at least one surface of the elastomer sheet.
  • the protective layer is made of a polyimide sheet and glass epoxy. Preferred, or both.
  • the elastomer sheet may have a structure in which one elastomer layer is stacked on the front and back of a sheet-like core material made of a material having a smaller thermal expansion coefficient than that of the elastomer sheet.
  • a through hole provided in the elastomer sheet and a through hole provided in the core member exist concentrically, and a metal film is formed on an inner wall of these through holes. It is preferable that the through hole is formed.
  • the core material is preferably one or both of a polyimide sheet and glass epoxy.
  • the present invention provides (1) an insulating elastomer sheet made of a fluorine-based elastomer provided with a through-hole, and (2) next, at least part of the front and back surfaces of the elastomer sheet.
  • an insulating elastomer sheet made of a fluorine-based elastomer provided with a through-hole
  • (2) next, at least part of the front and back surfaces of the elastomer sheet By forming a metal circuit and forming a metal film on the inner wall of the through hole to form a through hole, the metal circuit on the front side and the metal circuit on the back side of the elastomer sheet are electrically connected by the through hole.
  • a socket manufacturing method for obtaining a socket provided with a groove or a through hole in at least a part of the periphery of the metal circuit of the elastomer sheet.
  • the socket manufacturing method of the present invention may have a configuration in which a plurality of terminal portions each including the metal circuit and a through hole are provided, and the groove is provided in the entire region other than the terminal portions. .
  • the socket manufacturing method of the present invention it is preferable that at least a part of the metal circuit on the front surface side and the back surface side of the elastomer sheet is provided with convex portions.
  • the convex portion is deformed by pressing and deforming a portion of the elastomer sheet that contacts the convex portion when a load is applied to the convex portion. Shina, it is preferable to have rigidity.
  • a protective layer having a material strength having a smaller thermal expansion coefficient than that of the elastomer sheet may be laminated on one surface.
  • the protective layer is preferably one or both of a polyimide sheet and glass epoxy.
  • the elastomer sheet has a configuration in which elastomer layers are laminated on the front and back of a sheet-like core material made of a material having a smaller thermal expansion coefficient than that of an elastomer sheet. Also good.
  • the through hole provided in the elastomer sheet and the through hole provided in the core member are present concentrically, and a metal film is formed on the inner wall of these through holes. It is also possible to form a through-hole.
  • the core material is preferably one or both of a polyimide sheet and a glass epoxy.
  • the present invention also provides a semiconductor device comprising the socket according to the present invention, and a printed circuit board and an IC package electrically connected via the socket.
  • the socket of the present invention includes an insulating elastomer sheet made of a fluorine-based elastomer provided with a through hole, a metal circuit provided on at least a part of the front and back surfaces of the elastomer sheet, A through hole formed by forming a metal film on the inner wall of the through hole, and the metal circuit on the front side of the elastomer sheet and the metal circuit on the back side are electrically connected by a through hole, and the elastomer sheet Since a groove or a through-hole is provided in at least a part of the periphery of the metal circuit, a socket can be manufactured with a small number of parts, and a low-cost socket can be provided.
  • the contact portion is made of metal, the same metal treatment as that of the connection terminal portion can be performed, and connection with a low contact resistance is possible.
  • the metal circuit sinks into the elastomer sheet with the through hole as a fulcrum, so the position is shifted while rubbing against the opposing contact surface. This makes it possible to connect the fresh metal surfaces by removing the oxide film and foreign matter on the metal surface, thereby enabling electrical connection with low resistance.
  • the influence of the warp of the substrate can be reduced because the elastic sheet of the elastomer follows the warped shape.
  • the elastomer sheet is formed of a fluorine-based elastomer, the heat resistance is improved, and when this socket is joined to a substrate or a package, the solder can be reflowed to facilitate the joining process. Thus, the production cost can be reduced.
  • the fluoroelastomer hardly changes in hardness even at low temperatures, it can provide a socket with a wide operating temperature range.
  • fluorine elastomers have no outgassing problems.
  • the siloxane is released and causes contact failure. If the elastomer sheet is made of fluorine-based elastomer, contact deterioration due to outgassing does not occur and long-term reliability is achieved. A socket with excellent properties can be provided.
  • fluorine elastomers have excellent chemical resistance and can withstand alkali development, etching, and plating processes. Therefore, if the elastomer sheet is formed of a fluorine-based elastomer, an extra operation for protecting the sheet is unnecessary and the socket manufacturing process can be simplified.
  • the elastomer when the load is applied, the elastomer can escape to the groove or the through hole, so that the same displacement can be driven with a low load. As a result, there is an advantage that the total load can be lowered in a multi-pin socket.
  • the metal circuit and through-holes can be adjusted by adjusting the dimensions of the grooves or through-holes. Even with a structure in which a large number of terminal parts are arranged IJ, the load-displacement characteristics of the socket can be controlled, and various sockets with different load-displacement characteristics can be easily manufactured. As a result, it is possible to meet the demand for various sockets having different load-displacement characteristics.
  • a convex portion is provided on at least a part of the metal circuit on the front surface side and the back surface side of the elastomer sheet, even for a flat electrode such as a printed circuit board or an LGA package, a predetermined amount is provided. It can be used with load-displacement characteristics, and the application range of sockets can be expanded. In addition, by using this socket for connecting the LGA package and the board, the man-hours for connection can be greatly reduced.
  • a protective layer made of a material having a smaller thermal expansion coefficient than the elastomer sheet on at least one surface of the elastomer sheet, expansion and contraction of the socket due to heat generated by the IC package force can be suppressed. Even with a structure in which a large number of terminal parts composed of metal circuits and through holes are arranged, connection of all the terminal parts can be ensured when a load is applied.
  • the socket of the IC package is generated by heat generated by the IC package. Can suppress expansion and contraction. As a result, even if a structure in which a large number of terminal portions each made up of a metal circuit and a single hole are arranged 1J is secured, connection of all the terminal portions can be ensured when a load is applied.
  • the socket according to the present invention described above can be manufactured inexpensively and efficiently.
  • the manufacturing method of the present invention by attaching a metal foil that becomes a metal circuit to an elastomer sheet that is a base material, it is possible to perform through-hole contact by electrolytic contact.
  • the socket can be manufactured more efficiently.
  • the semiconductor device of the present invention includes the socket according to the present invention, and a printed circuit board and an IC package that are electrically connected via the socket, low resistance, high current, and high speed are achieved. It is possible to provide a high-performance device that can be used.
  • FIG. 1 is a side sectional view showing a first embodiment of a socket according to the present invention.
  • 2A As an example of the semiconductor device using the socket of the first embodiment, it is a diagram showing a contact operation when this socket is used as a socket for an IC of a BGA package, and before the pressing force is applied to the semiconductor device.
  • FIG. 6 is a side sectional view showing a state (or a restored state after applying a pressing force).
  • FIG. 2B As an example of the semiconductor device using the socket of the first embodiment, it is a diagram showing a contact operation when this socket is used as a socket for an IC of a BGA package, and a pressing force is applied to the semiconductor device. It is side surface sectional drawing which shows the state of time.
  • FIG. 4A As an example of the semiconductor device using the socket of the second embodiment, it is a diagram showing a contact operation when this socket is used as a socket for an IC of an LGA package, and before the pressing force is applied to the semiconductor device.
  • FIG. 6 is a side sectional view showing a state (or a restored state after applying a pressing force).
  • FIG. 4B As an example of the semiconductor device using the socket of the second embodiment, it is a diagram showing a contact operation when this socket is used as a socket for an IC of an LGA package, and a pressing force is applied to the semiconductor device. It is side surface sectional drawing which shows the state of time.
  • FIG. 6 A plan view showing a fourth embodiment of the socket of the present invention.
  • FIG. 7 A plan view showing a fifth embodiment of the socket of the present invention.
  • FIG. 8] is a side sectional view showing a fifth embodiment of the socket of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view showing a sixth embodiment of the socket of the present invention.
  • FIG. 10 is a side sectional view showing a sixth embodiment of the socket of the present invention.
  • FIG. 13A is a plan view of a socket showing an eighth embodiment of the socket of the present invention.
  • FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 13A, showing an eighth embodiment of the socket of the present invention.
  • 14A As an example of a semiconductor device using the socket of the eighth embodiment, it is a diagram showing a contact operation when this socket is used as a socket for an LG A package IC.
  • FIG. 5 is a side cross-sectional view showing a state before the pressing force is applied to the semiconductor device (or a restored state after the pressing force is applied).
  • FIG. 14B is a view showing a contact operation when this socket is used as a socket for an IC of LGA package as an example of a semiconductor device using the socket of the eighth embodiment, and a pressing force is applied to the semiconductor device. It is side surface sectional drawing which shows a state when provided.
  • FIG. 15 is a process diagram showing an example of a method for manufacturing a socket according to an eighth embodiment.
  • FIG. 16A is a plan view of a socket showing a ninth embodiment of the socket of the present invention.
  • FIG. 16B is a cross-sectional view taken along the line ⁇ _ ⁇ ′ of FIG. 16A, showing a ninth embodiment of the socket of the present invention.
  • FIG. 17A is a diagram showing a contact operation when this socket is used as a socket for an IC of an LG ⁇ package as an example of a semiconductor device using the socket of the ninth embodiment. It is side surface sectional drawing which shows the previous state (or restoration state after pressing force provision).
  • FIG. 17B is a view showing a contact operation when this socket is used as a socket for an IC of LGA package as an example of a semiconductor device using the socket of the ninth embodiment, and a pressing force is applied to the semiconductor device. It is side surface sectional drawing which shows a state when provided.
  • FIG. 18 is a process diagram showing an example of a method for manufacturing a socket according to a ninth embodiment.
  • Protective layer 61A, 81A ... Core material, 61B, 81B ... Elastomer layer, 71 ... Copper foil (copper foil with adhesive), 72 ... Through hole, 73 ... Metal film 82, 92 ... Dome part (convex part) 83, 93 ... Terminal part 84, 94 ... Through hole fitting part 95-U slit ( Through-hole).
  • FIG. 1 is a side sectional view showing a first embodiment of the socket of the present invention.
  • the socket 10 of the present embodiment includes an insulating elastomer sheet 11 provided with a through hole, metal circuits 12A and 12B provided on the front and back surfaces of the elastomer sheet 11, and a metal film on the inner wall of the through hole.
  • the metal circuit 12A on the front surface side of the elastomer sheet 11 and the metal circuit 12B on the rear surface side are electrically connected by the through hole 13.
  • the metal circuit 12 A, 12 B provided on the front and back surfaces of the elastomer sheet 11 is provided with a gold plating 14.
  • the socket 10 of the present embodiment uses a metal foil made of a metal having good conductivity such as copper as a contact terminal portion for connection to a printed circuit board and an IC package, and the repulsive force is an elastomer sheet.
  • 11 is a socket structure secured. By adopting this structure, it is possible to design the load stroke characteristics with the characteristics of an elastomer, even though it is a contact by metal contact. Further, in the socket 10 of the present embodiment, since current flows through the formed metal circuits 12A and 12B, it is possible to realize a socket corresponding to high current and high speed with low contact resistance. Moreover, since the socket base material and the elastomer for ensuring the repulsive force are integrated, a socket with a small number of parts can be realized.
  • an insulating elastomer made of a fluorine-based elastomer that can exhibit an appropriate elastic repulsion when a load is applied to the metal circuits 12A and 12B is used. Yes.
  • the heat resistance is increased, and when this socket is joined to a board or package, the solder can be reflowed, the joining process is simplified, and the production cost is reduced. It becomes possible to reduce.
  • the fluorine elastomer hardly changes in hardness even at low temperatures, it can provide a wide range of operating temperatures.
  • fluorine elastomers have no outgassing problems.
  • silicon rubber the force that releases siloxane and causes contact failure Fluoro-based elastomers do not cause contact deterioration due to outgassing and can provide a socket with excellent long-term reliability.
  • fluorine-based elastomers have excellent chemical resistance, alkali development, etching, plating Since it withstands the process, no extra operation is required to protect the sheet, and the socket manufacturing process can be simplified.
  • an elastomer sheet made of a fluorine-based elastomer is used as a starting material.
  • a through hole serving as a through hole is drilled in a predetermined position on the sheet with a drill or a laser.
  • an elastomer sheet with through holes formed from the beginning may be formed by molding.
  • a metal film is formed on the front surface, the back surface, and the through-holes serving as through-holes of the elastomer sheet.
  • this metal film In order to form this metal film, methods such as electroless plating and vapor deposition are employed.
  • the elastomer sheet When the elastomer sheet is difficult to be plated, it can be activated by a solution such as immersion treatment of metal sodium mononaphthalene complex solution on the elastomer sheet, as described in, for example, JP-A-7-122850.
  • the adhesion with the plating layer may be enhanced by roughening the surface with sand blasting or plasma ashing, which can be processed by heat treatment.
  • the metal film produced at this stage is preferably a metal having good conductivity such as copper or aluminum.
  • a metal film is formed by plating on the front surface, the back surface, and all the through holes that are to be through holes.
  • electroless plating or vapor deposition takes a very long time to form a thick metal film. After applying a thin metal film with electroless plating beforehand, If the metal sheet is applied, a thick metal film can be applied to the elastomer sheet.
  • an etching resist is applied in order to form a desired metal circuit on the front and back surfaces of the elastomer sheet.
  • the method of applying the etching resist include a method of applying a dry innolem, a method of applying a liquid resist by spin coating, and a method of spraying in the form of a mist by spray coating.
  • the sample having the resist coated on the metal surface is subjected to pattern printing using a pattern mask having a desired circuit shape, and cured to remove the resist from unnecessary portions. To do. Then, a resist with a resist remaining on a desired circuit is completed. This state In order to form a circuit, an aqueous solution of iron chloride, copper chloride, ammonium hydroxide or the like is used to form the circuit.
  • FIG. 2A and 2B are diagrams showing a contact operation when the socket 10 is used as a socket for an IC of a BGA package as an example of a semiconductor device using the socket 10 of the present embodiment.
  • FIG. 2A is a side cross-sectional view showing a state before the pressing force is applied to the semiconductor device 15 (or a restored state after the pressing force is applied), and
  • FIG. 2B is a side view showing a state when the pressing force is applied to the semiconductor device 15.
  • reference numeral 15 is a semiconductor device
  • 16 is a printed circuit board
  • 16A is a circuit pattern
  • 16B is a solder paste
  • 17 is a BGA package (IC package)
  • 17A is a solder ball.
  • the solder paste 16 B is applied to the printed circuit board 16 only in a necessary portion in advance, and one side of the socket 10 is formed thereon.
  • the electrical circuit can be realized by mounting the metal circuit 12B and soldering it through a reflow furnace.
  • an elastomer sheet 11 having heat resistance that can withstand reflow.
  • a fluorine-based elastomer that can withstand reflow is commercially available.
  • FIG. 2A shows a state where the IC of the BGA package 17 is placed on the printed circuit board 16 with the socket 10 mounted thereon.
  • the elastomer sheet 11 When a load is applied to this, the elastomer sheet 11 is compressed and a repulsive force is generated accordingly. It sinks while being born, and the load at this time and the sinking that occurs are the load-displacement characteristics.
  • the metal circuit 12A sinks around the through-hole 13 as a fulcrum, so when a load is applied, the contact point moves to the through-hole 13 side, thereby providing a wiping effect, and each metal contact It is possible to remove the oxide film on the surface and bring fresh metal surfaces into contact with each other. Therefore, contact can be realized with low resistance. Further, by reducing the diameter of the through hole 13, the short pitch distance and the socket 10 can be realized.
  • the present embodiment is a technique that can constitute a socket capable of realizing a large stroke with a low load with a low contact resistance when the terminal portion is convex like a BGA package.
  • the plated metal circuit parts 12A and 12B are integrated with the mold part, which is made of a soft elastomer. For this reason, even if the printed circuit board on which the socket 10 is installed is warped, the elastomer follows the warpage, so that the influence of the warpage of the board can be reduced.
  • FIG. 3 is a side cross-sectional view showing a second embodiment of the socket of the present invention.
  • the socket 20 of the present embodiment is configured to include substantially the same components as the socket 10 of the first embodiment described above, and the same components are denoted by the same reference numerals.
  • the socket 20 of the present embodiment is characterized in that a dome-shaped convex portion 21 is provided on a part of the metal circuits 12A and 12B provided on the front and back surfaces of the elastomer sheet 11.
  • the socket 20 of this embodiment is a terminal land on the IC package side, the contact part is replaced during maintenance as in the case of a server socket.
  • This is a socket structure used to connect the LGA package and the printed circuit board, which is used when desired.
  • the basic characteristics are the same as those of the socket 10 of the first embodiment.
  • the socket 20 of this embodiment is provided with a convex portion 21 at a part of the metal circuit 12A, 12B forming portion. Stroke is generated depending on the height of.
  • the socket 20 of the present embodiment can be manufactured by the same manufacturing method as the socket 10 of the first embodiment described above, except that the convex portion 21 is provided.
  • Such a convex portion 21 can be formed by masking and selectively engaging other than the portion where the convex portion 21 is provided.
  • a metal film is attached in advance by the height of the convex portion 21, and the convex portion Masking 21 and selectively etching areas other than convex 21 is acceptable.
  • the convex portion 21 may be formed by vapor deposition or printing.
  • FIG. 4 is a diagram showing a contact operation when this socket 20 is used as a socket for an IC of an LGA package as an example of a semiconductor device using the socket 20 of the present embodiment.
  • 4A is a side cross-sectional view showing a state of the semiconductor device 22 before the pressing force is applied (or a restored state after the pressing force is applied), and
  • FIG. 4B is a side cross-sectional view showing a state when the pressing force is applied to the semiconductor device 22.
  • FIG. In these drawings reference numeral 22 is a semiconductor device, 23 is a printed circuit board, 23A is pattern wiring, 24 is an LGA package (IC package), and 24A is an LGA land.
  • FIG. 4A shows a state in which the socket 20 is placed on the printed circuit board 23 and the LGA package 24 is placed on the socket 20.
  • this socket structure by providing the convex portion 21 on the plated metal circuit portion, a stroke is generated depending on the height of the convex portion 21.
  • FIG. 4B shows a state where a load is applied in this state.
  • the elastomer sheet 11 When a load is applied, the elastomer sheet 11 is compressed and sinks while generating a repulsive force, and the load at this time and the generated sink become load-displacement characteristics. Also, since the metal circuits 12A and 12B sink around the through hole 13 as a fulcrum, the contact point moves to the through hole 13 side when a load is applied. Since the oxide film on the surface can be removed and the fresh metal surfaces can be brought into contact with each other, the contact can be realized with low resistance. Needless to say, the height and width of the elastomer sheet 11 should be designed to have a resilience that satisfies the required load-stroke characteristics. In particular, the height of the elastomer sheet should be at least a stroke. The size needs to be larger than the minute.
  • FIG. 5 is a side cross-sectional view showing a third embodiment of the socket of the present invention.
  • the socket 30 of the present embodiment includes an insulating elastomer sheet 31 provided with through holes and a plurality of convex portions 35 on the front and back surfaces, and a metal circuit provided on the front and back surfaces of the elastomer sheet 31. 3 2A, 32B, and a through hole 33 formed by forming a metal film on the inner wall of the through hole,
  • the metal circuit 32A on the front surface side and the metal circuit 32B on the back surface side of the elastomer sheet 31 are electrically connected through a through hole 33.
  • a gold plating 34 is provided on the metal circuits 32A and 32B.
  • the convex portions 35 provided on the front and back surfaces of the elastomer sheet 31 are covered with metal circuits 32A and 32B, and further, a metal fitting 34 is provided.
  • the socket 30 of the present embodiment is similar to the socket 20 of the second embodiment described above in that it has a terminal portion force S on the IC package side, a contact portion as in the case of a land or a server socket.
  • This socket structure is used to connect the LGA package and the printed circuit board, which is used when connecting the land without soldering the printed circuit board side for replacement during tenancy.
  • the basic characteristics are the same as those of the socket 20 of the second embodiment, and the stroke is generated by the height of the convex portion 35.
  • the convex part 35 is provided in advance on the elastomer sheet 31 as in the present embodiment, and the convex part 35 and the metal circuit forming part, It is also possible to apply a treatment such as plating to the through-hole part.
  • the convex portion 35 formed on the elastomer sheet 31 can be easily formed by preparing a mold having a concave portion provided with the convex portion 35 at a desired position when the elastomer sheet 31 is formed. it can.
  • the problem is whether or not an etching resist can be applied to the surface including the concavo-convex portion.
  • a spin coating method using centrifugal force and surface tension is used to form a thick resist film. It is difficult to apply the spin coating method to apply the resist to a place that is not flat. For this reason, resist coating is also performed by spray coating.
  • the spray coating method is a method in which a resist ink adjusted to a viscosity suitable for coating is atomized with a spray gun to obtain a coating film on a substrate.
  • Spray guns used include airless sprays, air sprays, and bell-type sprays that can be applied to uneven surfaces. Further, it is preferable to use a method in which a pattern can be directly exposed to an applied photoresist (photosensitive resin), such as electron beam (EB) exposure, for exposure of the uneven surface.
  • EB electron beam
  • electron beam exposure that performs pattern transfer by irradiating an electron beam. Compared to light, etc., light has a feature that it has a high depth of focus as well as a high resolution, and is useful when performing three-dimensional drawing. Moreover, even if it is not electron beam exposure, exposure is possible if it is non-contact exposure using the mask which does not contact this uneven
  • the socket 30 of the present embodiment is a technology that can constitute a socket contact terminal portion that can realize a large stroke with a low load with a low contact resistance even in the case of a flat terminal portion such as an LGA package or a land of a printed circuit board. . Sockets for ICs in LGA packages that have greatly reduced the number of work steps by providing protrusions on the elastomer in advance and applying plating and other treatments to the protrusions, metal circuit formation, and through-holes. A structure can be realized.
  • the contact operation of the socket 30 of this embodiment is the same as that of the socket 20 of the second embodiment shown in FIGS. 4A and 4B.
  • FIG. 6 is a plan view showing a fourth embodiment of the socket of the present invention.
  • the socket 40 of this embodiment includes an insulating elastomer sheet 41 provided with a through-hole and a U-shaped groove 46 provided along the periphery of the terminal portion forming region, and the elastomer sheet 41 It has a metal circuit 42 provided on the front and back surfaces, and a through hole 43 formed by forming a metal film on the inner wall of the through hole, and the metal circuit 42 on the front surface side of the elastomer sheet 41 and the metal on the back surface side. A circuit (not shown) is electrically connected through a through-hole 43.
  • the metal circuit 42 is provided with a convex portion 44 similar to the convex portion in the second and third embodiments described above, and a metal fitting 45 is provided on the metal circuit 42 including the convex portion 44. Les.
  • the socket 40 of this embodiment is provided with a groove 46 in a U-shape along the periphery of the terminal portion forming region on at least one of the front surface and the back surface of the elastomer sheet 41, a load was applied. In this state, the transmission of force due to the tension and compression of the elastomer generated between the P-contact terminals can be reduced. Therefore, as shown in FIG. 6, even when a structure in which a large number of terminal portions each including the metal circuit 42 and the through hole 43 are arranged, it is possible to ensure the connection of all the terminal portions when a load is applied.
  • the load-displacement characteristics of the socket 40 can be controlled, and various sockets with different load-displacement characteristics can be easily manufactured. It can respond to various socket requirements. Also, Since current flows through the circuit forming part, it is possible to realize low inductance by shortening the electrical conduction path, and to provide a socket corresponding to low resistance, high current, and high speed.
  • the socket 40 of the present embodiment can be manufactured in the same manner as the socket manufacturing method in the first to third embodiments described above, except for the step of forming the groove 46.
  • the groove 46 is formed of a YAG laser, a C0 laser, an excimer laser, a femtosecond laser, or the like.
  • Processing may be performed with any laser, and a groove may be provided with a thin drill. Further, an elastomer sheet 41 provided with a groove 46 for reducing the transmission of force due to compression and tension between the adjacent ends of the elastomer that is generated between adjacent terminal portions may be formed.
  • each terminal portion is adjusted by adjusting the dimensions (groove depth, groove width, area surrounded by the groove, etc.) of the groove 46 provided on the periphery of the terminal portion formation region. Desired load-displacement characteristics can be obtained, and when a load is applied to each terminal part, the influence of the load on the terminal part contacting P can be minimized.
  • a socket structure for an IC of an LGA package can be realized in the same manner as the sockets of the second and third embodiments described above, When the terminal part is convex like the BGA package, this convex part 44 may not be provided.
  • FIG. 7 and 8 are views showing a fifth embodiment of the socket of the present invention
  • FIG. 7 is a plan view of the socket 50 of the present embodiment
  • the socket 50 according to the present embodiment includes an insulating elastomer sheet 51 provided with a through-hole and a U-shaped groove 56 provided along the periphery of the terminal portion formation region, and the elastomer sheet 51. It has a metal circuit 52 provided in the front and back terminal area and a through hole 53 formed by forming a metal film on the inner wall of the through hole, and a metal circuit 52 on the front side of the elastomer sheet 51.
  • the metal circuit 52 includes the second circuit described above.
  • a convex portion 54 similar to the convex portion in the third embodiment is provided, and a metal fitting 55 is provided on the metal circuit 52 including the convex portion 54.
  • An elastomer sheet used as a substrate or an elastic body generally has a large coefficient of thermal expansion.
  • heat from the CPU is also transmitted to the socket.
  • an elastomer sheet as a base material, the expansion and contraction of the elastomer is taken into account. Clearance needs to be designed.
  • the socket 50 according to the present embodiment is an application example of the present invention in view of the above-described problems.
  • An insulating elastomer sheet 51 is used as a base material, a small-diameter through hole is formed in the base material, and the elastomer as the base material is used.
  • a circuit was formed on the necessary part of the surface of one sheet 51, and a metal film was attached to the inner wall of the through hole by a technique such as fitting or vapor deposition, so that the front surface and the back surface were made conductive and formed on the inner wall of this through hole 53.
  • the metal film is at least partially in contact with the metal circuit 52 formed on the front and back surfaces, the surface force of the elastomer sheet 51 used as a base material, and at least one of the back surfaces,
  • the protective layer 57 which has a material strength smaller than that of the elastomer, is stacked to reduce the heat generated by the CPU and heat in the manufacturing process.
  • the thermal expansion coefficient of an IC package or printed circuit board having a smaller thermal expansion coefficient than that of an elastomer such as glass fiber glass epoxy resin, polyimide sheet, or the like. A close material is desirable.
  • the socket 50 of the present embodiment has the above-described structure, the thermal expansion of the elastomer sheet 51 as a base material is suppressed even when the temperature rises due to heat generation of the CPU or the like. Therefore, it is possible to design to reduce the clearance of each terminal part, and as a result, a narrow pitch socket structure can be realized.
  • the socket 50 of the present embodiment can be manufactured in the same manner as the sockets of the first to fourth embodiments described above except that the protective layer 57 is laminated.
  • the protective layer 57 is laminated with an adhesive-coated polyimide glass epoxy resin on the elastomer sheet 51, heated, Stacking force can be increased by applying pressure. At this time, when the protective layer 57 is pressed, it is necessary to press uniformly, so it is necessary to pay sufficient attention. In addition, the elastomer sheet 51 may become Care must be taken not to lose power.
  • the socket structure for the IC of the LGA package is realized by using a dedicated heating and pressure jig even for the socket for the LGA package in which the convex part 54 is provided on the metal circuit 52. can do. Also, as a matter of course, an IC socket structure for a BGA package in which the convex portion 54 is not provided on the metal circuit 52 can be realized.
  • FIGS. 9 and 10 are views showing a sixth embodiment of the socket of the present invention
  • FIG. 9 is a plan view of the socket 60 of the present embodiment
  • FIG. 10 is a side sectional view of an essential part.
  • the socket 60 of this embodiment is formed by laminating an elastomer layer 61B on both the front and back surfaces of a core material 61A made of a material having a smaller thermal expansion coefficient than that of an elastomer, provided with through holes for forming through holes, and terminals.
  • Insulating elastomer sheet 61 provided with a U-shaped groove 56 along the periphery of the part forming region, metal circuit 62 provided on the front and back surfaces of the elastomer sheet 61, and metal on the inner wall of the through hole
  • the metal circuit 62 on the front surface side of the elastomer sheet 61 and the metal circuit on the back surface side of the elastomer sheet 61 are electrically connected by the through hole 63.
  • the metal circuit 62 is provided with a convex portion 64 similar to the convex portion in the second and third embodiments described above, and a metal fitting 65 is provided on the metal circuit 62 including the convex portion 64. ing.
  • a sheet-like core 61 A made of a material having a smaller coefficient of thermal expansion than that of the elastomer is sandwiched in advance in an elastomer sheet 61 used as a base material.
  • the core structure 61 A is molded to reduce the heat generated by the CPU and the manufacturing process.
  • the material with a low thermal expansion coefficient that composes the core material 61 A includes the thermal expansion coefficient of IC packages and printed circuit boards that have a lower thermal expansion coefficient than that of elastomer, such as glass fiber, glass epoxy resin, and polyimide as described above. A close material is desirable.
  • the socket 60 of the present embodiment can be manufactured in the same manner as the sockets of the first to fourth embodiments described above, except that the elastomer sheet 61 containing the core material 61A is used.
  • the starting material for such a socket structure is as shown in FIG.
  • the convex portion 64 is formed on the elastomer sheet 61 because of the IC socket for the LGA package. It is provided. Then, a through-hole serving as a through-hole is provided in such an elastomer sheet 61 with a drill or a laser.
  • the subsequent manufacturing method is the same as that of the sockets of the first to fourth embodiments described above.
  • the socket 60 of the present embodiment has the structure as described above, the thermal expansion of the elastomer sheet 61 as a base material due to the heat generation of the CPU is suppressed, so that the clearance of each terminal portion is reduced. As a result, a narrow pitch socket structure can be realized.
  • the core material 61A having a small thermal expansion coefficient is sandwiched between the elastomer sheets 61, as described in the fifth embodiment, when a material having a low thermal expansion coefficient is pasted together, Therefore, it is not necessary to pay attention to uniform pressurization or to ooze out the adhesive when adhering to a material with a low thermal expansion coefficient, so an improvement in yield can be expected.
  • FIG. 12 is a view showing a seventh embodiment of the socket of the present invention, in which (a) is a step of laminating copper foil 71 on both front and back surfaces of an elastomer sheet 70, and (b) is an elastomer in which copper foil 71 is laminated. A process of drilling a through hole 72 to be a through hole 74 in a sheet 70. (c) is a process of forming a metal film 73 on the surface of the copper foil 71 and the inner wall of the through hole by attaching the through hole 72. The process of forming the hole 74 is shown.
  • the present embodiment relates to a simple method for manufacturing a socket according to the present invention.
  • the copper foil 71 with adhesive is superimposed on both the front and back surfaces of the insulating elastomer sheet 70, and then this is pressed while heating, so that it is applied to both the front and back surfaces of the elastomer sheet 70.
  • a copper foil 71 is laminated (see step (a)).
  • a through-hole 72 for forming a through-hole is formed in the elastomer sheet 70 with the copper foil 71 by laser processing with a drill force (see step (b)).
  • a through hole 74 is formed by electrolytic plating.
  • the metal film 73 on the front surface and the back surface is characterized by having at least one circuit forming portion connected to the interlayer conductive portion. DPP (Direct Plating Proc ess) can be applied. In this case as well, if the plating is difficult to adhere, the surface can be roughened by sandblasting or plasma asher that can be activated, so that the plating can be easily applied.
  • DPP Direct Plating Proc ess
  • the copper foil 71 and the metal film 73 laminated on the front and back surfaces of the elastomer sheet 70 are appropriately cut by etching or laser caching to form a circuit, thereby obtaining the socket structure of the present invention.
  • the socket according to the present invention By manufacturing the socket according to the present invention in this way, it is possible to produce a thick plating in a short time as compared with the case where through holes are formed by electroless plating or vapor deposition, so that a large throughput can be expected. .
  • FIG. 13A and 13B are views showing an eighth embodiment of the socket of the present invention.
  • FIG. 13A is a plan view of the socket 80
  • FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 13A.
  • the socket 80 of this embodiment has a large number of terminal portions 83 provided on the front and back surfaces of a laster sheet 81 in which an elastomer layer 81B made of a fluorine-based elastomer is laminated on both surfaces of a core material 81A.
  • the corresponding terminal portion 83 is electrically connected by the through-hole fitting portion 84, and the rigid dome portion 82 (convex portion) protruding in a dome shape on the side of the terminal portion 83 facing the through-hole fitting portion 84 is provided. ), And the portion of the terminal portion 83 of the elastomer sheet 81 is high, and the portion other than the terminal portion 83 is low, and the space between the terminal portions 83 is a recess (groove). .
  • the terminal portion 83 is formed of copper plating or copper foil, and the dome portion 82 is gold plated. Note that the gold plating can also be applied to the terminal portion 83 and the through hole plating portion 84 if necessary.
  • the dome portion 82 has an error as shown in FIG. A portion of the sheeter 81 that contacts the dome portion 82 is pressed and deformed, so that the dome portion 82 itself has a rigidity that does not deform.
  • the portion of the terminal portion 83 of the elastomer sheet 81 is high, and the portion other than the terminal portion 83 is low. 14B, the elastomer sheet 81 at the dome portion 82 and the terminal portion 83 is pressed and deformed, and can be smoothly released into the groove between the terminal portions 83, as shown in FIG. 14B.
  • the force acting between adjacent terminal portions is reduced, the independent operation of each terminal portion 83 can be improved, and the connection of all the terminal portions 83 can be ensured when a load is applied.
  • FIG. 14A and FIG. 14B are diagrams showing an external operation when the socket 80 is used as a socket for an IC of the LGA package 24 as an example of a semiconductor device using the socket 80 of the present embodiment.
  • 14A is a side cross-sectional view showing a state before the pressing force is applied to the semiconductor device 85 (or a restored state after applying the pressing force)
  • 14B is a side cross-sectional view showing a state when a load is applied to the semiconductor device 85.
  • FIG. 14A is a side cross-sectional view showing a state before the pressing force is applied to the semiconductor device 85 (or a restored state after applying the pressing force)
  • 14B is a side cross-sectional view showing a state when a load is applied to the semiconductor device 85.
  • the semiconductor device 85 of this example is placed between the printed circuit board 23 and the LGA package 24, and as shown in FIG. 14A, the pattern wiring 23A and the lower surface of the LGA package 24 provided on the upper surface of the printed circuit board 23. Set so that the dome part 82 of the socket 80 is in contact with the LGA land 24A on the side.
  • each terminal part 83 sinks around the through hole as a fulcrum, so when a load is applied, it moves to the contact point force S through hole side, and this moves the contact position of the dome part 82, thereby wiping effect. Since the oxide film on each metal contact surface can be removed and the fresh metal surfaces can be brought into contact with each other, the contact can be realized with low resistance.
  • FIG. 15 is a process diagram showing an example of a method for manufacturing a socket according to the present embodiment.
  • a thermal expansion suppression sheet core 81A
  • TH through holes
  • this sheet is set in an elastomer molding die, and an elastomer sheet 81 is produced by laminating an elastomer layer 81B, which is a fluorine-based elastomer, on both sides of the sheet.
  • the projections and through-holes for the through holes are also formed at the same time as the terminal portions 83 and the dome portions 82.
  • electroless copper plating or electroless Ni plating is applied to both the front and back surfaces of the obtained elastomer sheet to form a conductive plating base layer.
  • This staking process also serves as a squeeze for through-holes and convex parts.
  • electrolytic copper plating is applied on the base layer to secure the necessary metal terminal thickness for the terminal portion 83.
  • FIG. 16A and 16B are views showing a ninth embodiment of the socket of the present invention.
  • FIG. 16A is a plan view of the socket 90
  • FIG. 16B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 16A.
  • a large number of terminal portions 93 are provided on the front and back surfaces of a laster sheet 91 made of a fluorine-based elastomer, and the corresponding terminal portions 93 on the front and back surfaces are electrically connected by through-hole fitting portions 94.
  • a rigid dome portion 92 (convex portion) protruding in a dome shape is provided on the side of the terminal portion 93 that faces the through hole fitting portion 94 of the terminal portion 93, and the through portion of the terminal portion 93 of the elastomer sheet 91 is provided.
  • a U slit 95 made of a U-shaped through hole is formed in the edge except for the vicinity of the hole fitting portion 94.
  • the terminal portion 93 is formed of copper plating or copper foil, and the dome portion 92 is plated with gold. Note that the gold plating can be applied to the terminal portion 93 and the through-hole plating portion 94 if necessary.
  • the dome 92 is deformed by pressing and deforming the portion of the elastomer sheet 91 that contacts the dome 92 as shown in FIG. 17B. It has rigidity that does not deform.
  • the elastomer sheet 91 has a structure that does not use a thermal expansion suppression sheet (core material). Of course, a structure using a core material may be used. When using a core material, the U-slit 95 should not be a through hole, and only the core material should be left.
  • the socket 90 of this embodiment is provided with a U slit 95 at the edge of the terminal portion 93 of the elastomer sheet 91, so that when a load is applied, as shown in FIG.
  • the elastomer sheet 91 at the terminal portion 93 is pressed and deformed and can be smoothly released to the U slit 95, so that the force acting between adjacent terminal portions is reduced, and the independent operation of each terminal portion 93 is improved.
  • the elastomer can escape into the groove, so that it can be driven with a low load for the same displacement, so there is an advantage that the total load can be reduced in a multi-pin socket. is there.
  • FIG. 17A and FIG. 17B are diagrams showing an outer contour operation when the socket 90 is used as a socket for an IC of the LGA package 24 as an example of a semiconductor device using the socket 90 of the present embodiment.
  • FIG. 17A is a side sectional view showing a state before the pressing force is applied to the semiconductor device 96 (or a restored state after the pressing force is applied)
  • FIG. 17B is a side sectional view showing a state when a load is applied to the semiconductor device 96.
  • FIG. 17A is a side sectional view showing a state before the pressing force is applied to the semiconductor device 96 (or a restored state after the pressing force is applied)
  • FIG. 17B is a side sectional view showing a state when a load is applied to the semiconductor device 96.
  • the semiconductor device 96 of this example is placed between the printed circuit board 23 and the LGA package 24, and as shown in FIG. 17A, the pattern wiring 23A and the lower surface of the LGA package 24 provided on the upper surface of the printed circuit board 23. Set so that the dome part 92 of the socket 80 is in contact with the LGA land 24A on the side.
  • each terminal part 93 sinks around the through hole as a fulcrum, so when a load is applied, it moves to the contact point force S through hole side, and this moves the contact position of the dome part 92, thereby wiping effect. Since the oxide film on each metal contact surface can be removed and the fresh metal surfaces can be brought into contact with each other, the contact can be realized with low resistance.
  • FIG. 18 is a process diagram showing an example of a method for manufacturing a socket according to the present embodiment.
  • an elastomer sheet 91 is produced by molding a fluorine-based elastomer.
  • a projecting portion that becomes the dome portion 92 and a through hole for a through hole (TH) are formed.
  • electroless copper plating or electroless Ni plating is applied to both the front and back surfaces of the obtained elastomer sheet 91 to form a conductive plating base layer.
  • This staking process also serves as the staking of the through-hole plating part and convex part.
  • electrolytic copper plating is applied on the base layer to secure the necessary metal terminal thickness for the terminal portion 93.
  • the socket 90 shown in FIGS. 16A and 16B is manufactured.
  • the present invention it is possible to provide a socket having an excellent contact terminal portion that can cope with low resistance, large current, and high speed, and a semiconductor device using the socket.

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Abstract

 本発明のソケットは、貫通穴が設けられたフッ素系エラストマーからなる絶縁性のエラストマーシートと、該エラストマーシートの表裏面の少なくとも一部に設けられた金属回路と、前記貫通穴の内壁に金属膜を形成してなるスルーホールとを有してなる。また、前記エラストマーシートの表面側の金属回路と裏面側の金属回路とがスルーホールによって電気的に接続され、前記エラストマーシートの金属回路周囲の少なくとも一部に溝又は貫通穴が設けられている。このソケットによれば、低抵抗、大電流化、高速化に対応できる優れたコンタクト端子部を備えたソケット及びこれを用いた半導体装置の提供が可能となる。

Description

明 細 書
ソケットとその製造方法及び半導体装置
技術分野
[0001] 本発明は、 CPUや LSI等の ICパッケージをプリント基板に実装する際に使用する ソケットに関し、特に、 LGAパッケージや BGAパッケージの ICパッケージをプリント 基板上に実装する際などに好適に用いられるソケットとその製造方法及びこれを用い た半導体装置に関する。
本願は、 2006年 6月 12曰に日本に出願された特願 2006— 162692号及び 2007 年 4月 13日に日本に出願された特願 2007— 105724号に基づき優先権を主張し、 その内容をここに援用する。
背景技術
[0002] 従来から、 CPUや LSI等の ICパッケージを、ソケットを介してプリント基板に実装す る技術が検討されており、各種半導体装置、例えばパーソナルコンピュータやサーバ 一のマザ一ボードの多くには、 LGAパッケージや BGAパッケージの CPUを装着す るためのソケットが実装されている
CPUは、その機能、性能の向上のため、年々多ピン化、高速化が進んでおり、パッ ケージのサイズアップや、ファインピッチによって対応がなされている。
これに伴い、ソケットも多ピン化への対応が必要になるとともに、パッケージのサイズ アップに伴うたわみ量増大への対応や、パッケージの接触ランドやボールの高さばら つきへの対応が必要となるため、ソケットにおけるコンタクトのストロークを確保するこ とができる構造が求められている。
また、ファインピッチ化に対する対応としては、ソケットの小型化が重要であり、かつ I Cのピンとソケットのコンタクトとの適切な接圧での接触を確保できることが望まれる。 更に高速化においては、コンタクトが低インダクタンスであることが重要であり、高速 化による消費電流増大に対応して接触抵抗が低ぐ許容電流も高いことが求められ る。
[0003] 現在の LGAパッケージ用ソケットの主流は、約 lmmピッチの 400〜800ピンのもの である。また、この種のソケットの製造に際しては、金属板を複雑に折り曲げて所定形 状のコンタクト端子部を作り、ソケットハウジングにコンタクト端子部を挿入して製造す る方法が用いられている。これらの従来技術は、例えば特許文献:!〜 2に開示されて いる。
特許文献 1:特開 2004— 158430号公報
特許文献 2:特開 2005— 19284号公報
特許文献 3:米国特許第 6669490号明細書
特許文献 4 :特開 2001— 332321号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] し力、しながら、特許文献 1 , 2に開示された従来技術は、コンタクト端子部が板パネ 方式であるため、コンタクトのストロークを大きくするためにパネを長くすると、隣接す るピンに接角虫してしまうため、ファインピッチになるとストロークを大きくできないといつ た問題がある。
[0005] また、この問題を解決するべぐコンタクトに導電性エラストマ一からなるコラムを用 いた構造として、例えば、特許文献 3に開示された技術が提案されている。この場合 、ソケットの反発性は導電性エラストマ一の特性や構造で決まるため、適切な反発力 の導電性エラストマ一があれば、要求にあった荷重において十分なストロークを確保 することが可能なソケットを実現可能である。
[0006] しかし、特許文献 3に開示されているような導電性エラストマ一を用いると、(1)コン タクトが金属でなくエラストマ一であるため、金属接触に比較して接触抵抗が高ぐ高 電流化に対して発熱や電圧降下が増大する恐れがある
(2)パッケージ挿入時に、コンタクトが金属ランドをワイビングしないため、ランドの酸 化膜除去が期待できない
等の、新たな課題が発生する。
[0007] また、特許文献 4には、シリコーンゴムなどの絶縁性の弾性シート体、及び該弾性シ ート体の厚み方向に貫通して両端面が前記シート体の表面に露出するように坦設し た複数の導電性部材とからなる電気コネクタにおいて、前記弾性シート体には、同一 箇所から表裏に突出した一対の突起部並びに各々の前記突起部の少なくとも頂面 を覆う表裏で一対の接続電極が複数箇所に形成されており、表裏の前記接続電極 同士が前記弾性シート体に形成されたスルーホールを通って電気的に接続されてい る電気コネクタが開示されている。しかし、特許文献 4に開示されたコネクタは、その 図 3に示されている通り、荷重を加えた際に、突起部 laが橈んで上下基板間に挟ま れる構造になっているため、前記ワイビングによる酸化膜除去等の効果が得られない
[0008] 本発明は、前記事情に鑑みてなされ、低抵抗、大電流化、高速化に対応できる優 れたコンタ外端子部を備えたソケット及びこれを用いた半導体装置の提供を目的と する。
課題を解決するための手段
[0009] 前記目的を達成するため、本発明は、貫通穴が設けられたフッ素系エラストマ一か らなる絶縁性のエラストマ一シートと、該エラストマ一シートの表裏面の少なくとも一部 に設けられた金属回路と、前記貫通穴の内壁に金属膜を形成してなるスルーホール とを有し、前記エラストマ一シートの表面側の金属回路と裏面側の金属回路とがスル 一ホールによって電気的に接続され、前記エラストマ一シートの金属回路周囲の少 なくとも一部に溝又は貫通穴が設けられているソケットを提供する。
[0010] 本発明のソケットにおいて、前記金属回路とスルーホールとからなる多数の端子部 を有し、前記溝が前記端子部以外の部分全域に設けられている構成としてもよい。
[0011] 本発明のソケットにおいて、前記エラストマ一シートの表面側と裏面側の金属回路 の少なくとも一部に凸部が設けられていることが好ましい。
[0012] 本発明のソケットにおいて、前記凸部は、該凸部に荷重が加わった際に、前記エラ ストマーシートの該凸部と接する部分を押圧変形させて凸部自体は変形しない剛性 を有していることが好ましい。
[0013] 本発明のソケットにおいて、前記エラストマ一シートの表裏の少なくとも一面に、該 エラストマ一シートより熱膨張係数の小さい材料力 なる保護層が積層されている構 成としてもよい。
[0014] 本発明のソケットにおいて、前記保護層は、ポリイミドシートとガラスエポキシとの一 方又は両方であることが好ましレ、。
[0015] 本発明のソケットにおいて、前記エラストマ一シートは、エラストマ一シートより熱膨 張係数の小さい材料からなるシート状の芯材の表裏にそれぞれエラストマ一層を積 層してなる構成としてもよい。
[0016] 本発明のソケットにおいて、前記エラストマ一シートに設けられた貫通穴と前記芯材 に設けられた貫通穴とが同心円上に存在し、これらの貫通穴の内壁に金属膜を形成 してスルーホールが形成されてレ、ることが好ましレ、。
[0017] 本発明のソケットにおいて、前記芯材は、ポリイミドシートとガラスエポキシとの一方 又は両方であることが好ましレ、。
[0018] また本発明は、(1)貫通穴が設けられたフッ素系エラストマ一からなる絶縁性のエラ ストマーシートを用意し、(2)次いで、該エラストマ一シートの表裏面の少なくとも一部 に金属回路を形成すると共に、前記貫通穴の内壁に金属膜を形成してスルーホー ルとすることにより、前記エラストマ一シートの表面側の金属回路と裏面側の金属回 路とがスルーホールによって電気的に接続され、かつ前記エラストマ一シートの金属 回路周囲の少なくとも一部に溝又は貫通穴が設けられているソケットを得るソケットの 製造方法を提供する。
[0019] 前記(2)において、エラストマ一シートの表面に金属回路となる金属箔を貼りつけた 後、該金属箔を利用して電解めつきによりスルーホールを形成し、表面と裏面の導通 を確保することが好ましい。
[0020] 本発明のソケットの製造方法において、前記金属回路とスルーホールとからなる多 数の端子部を有し、前記溝が前記端子部以外の部分全域に設けられている構成とし てもよい。
[0021] 本発明のソケットの製造方法において、前記エラストマ一シートの表面側と裏面側 の金属回路の少なくとも一部に凸部が設けられていることが好ましい。
[0022] 本発明のソケットの製造方法において、前記凸部は、該凸部に荷重が加わった際 に、前記エラストマ一シートの該凸部と接する部分を押圧変形させて凸部自体は変 形しなレ、剛性を有してレ、ることが好ましレ、。
[0023] 本発明のソケットの製造方法において、前記エラストマ一シートの表裏の少なくとも 一面に、該エラストマ一シートより熱膨張係数の小さい材料力 なる保護層を積層す る構成としてもよレ、。
[0024] 本発明のソケットの製造方法において、前記保護層は、ポリイミドシートとガラスェポ キシとの一方又は両方であることが好ましレ、。
[0025] 本発明のソケットの製造方法において、前記エラストマ一シートは、エラストマーシ ートより熱膨張係数の小さい材料からなるシート状の芯材の表裏にそれぞれエラスト マー層が積層されている構成としてもよい。
[0026] 本発明のソケットの製造方法において、前記エラストマ一シートに設けられた貫通 穴と前記芯材に設けられた貫通穴とが同心円上に存在し、これらの貫通穴の内壁に 金属膜を形成してスルーホールが形成されてレ、る構成としてもよレ、。
[0027] 本発明のソケットの製造方法において、前記芯材は、ポリイミドシートとガラスェポキ シとの一方又は両方であることが好ましい。
[0028] また本発明は、前記本発明に係るソケットと、該ソケットを介して電気的に接続され たプリント基板及び ICパッケージとを有する半導体装置を提供する。
発明の効果
[0029] 本発明のソケットは、貫通穴が設けられたフッ素系エラストマ一からなる絶縁性のェ ラストマーシートと、該エラストマ一シートの表裏面の少なくとも一部に設けられた金属 回路と、前記貫通穴の内壁に金属膜を形成してなるスルーホールとを有し、前記エラ ストマーシートの表面側の金属回路と裏面側の金属回路とがスルーホールによって 電気的に接続され、前記エラストマ一シートの金属回路周囲の少なくとも一部に溝又 は貫通穴が設けられたものなので、少ない部品点数でソケットを製造でき、低コストな ソケットを提供できる。
また、スルーホール径を小さくすることにより、狭ピッチのソケットの実現が可能であ る。
また、接触部分が金属であるため、接続端子部と同金属のメツキ処理が可能であり 、低接触抵抗での接続が可能である。
また、金属回路に荷重を加えた場合、スルーホール部を支点にして金属回路がェ ラストマーシートに沈み込むため、相対する接触面とこすれ合いながら位置をずらし て接触するワイビング機能を実現し、これにより金属表面の酸化膜や異物を除去して 新鮮な金属面同士で接続が可能となり、低抵抗で電気接続が可能となる。
また、上下の接触は荷重による接続で実現可能なため、交換可能なソケットを設計 でき、サーバ用途で求められるメンテナンス性にも優れている。
また、基板に反りがあっても、エラストマ一シートの弾性変形によって反り形状に追 従するので、基板の反りの影響を軽減できる。
[0030] また、エラストマ一シートをフッ素系エラストマ一により形成したことで、耐熱性が高く なり、このソケットを基板やパッケージと接合する際に、半田のリフロー処理が可能に なり、接合工程が容易となり、生産コストを低減することが可能となる。またフッ素系ェ ラストマーは、低温でも硬度がほとんど変化しないことから、使用温度範囲の広いソケ ットを提供できる。
またフッ素系エラストマ一は、アウトガスの問題がなレ、。すなわち、エラストマーシー トをシリコーンゴムにより形成した場合ではシロキサンを放出して接点不良の原因とな る力 エラストマ一シートをフッ素系エラストマ一により形成すれば、アウトガスによる 接点劣化等が起こらず、長期信頼性に優れたソケットを提供できる。
またフッ素系エラストマ一は、耐薬品性に優れ、アルカリ現像やエッチング、めっき 工程に耐える。従って、エラストマ一シートをフッ素系エラストマ一により形成すれば、 シート保護のための余分な操作が不要であり、ソケット製造工程が簡略化できる。
[0031] また、金属回路とスルーホールとからなる多数の端子部を配歹 1Jした構造とすると、荷 重を印加した際に、端子部のエラストマ一が潰れることになる。し力 ながら、エラスト マーシートの金属回路周囲の少なくとも一部に溝又は貫通穴を設けると、隣接端子 部間へ働く力が少なくなり、各端子部の独立動作性を高めることができ、荷重印加時 に全ての端子部の接続を確保することができる。
また、荷重が掛かった際に溝や貫通穴にエラストマ一が逃げられるため、同じ変位 に対して低い荷重で駆動することが可能になる。その結果、多ピンのソケットにおい て総荷重を低くできるメリットがある。
また、隣接端子部同士に生じるエラストマ一の引っ張りや圧縮による力の伝達を軽 減できるので、溝又は貫通穴の寸法を調整することにより、金属回路とスルーホール とからなる多数の端子部を配歹 IJした構造としても、ソケットの荷重一変位特性を制御 することが可能となり、荷重一変位特性の異なる各種のソケットを容易に製造できる。 その結果、荷重一変位特性の異なる各種のソケットの需要にも対応できる。
[0032] また、エラストマ一シートの表面側と裏面側の金属回路の少なくとも一部に凸部を設 けた構成とすれば、プリント基板や LGAパッケージのような平坦な電極に対しても、 所定の荷重—変位特性での使用が可能となり、ソケットの適用範囲を拡げることがで きる。また、 LGAパッケージと基板との接続に本ソケットを用いることで、接続のため の作業工数を大幅に短縮することができる。
[0033] また、エラストマ一シートの表裏の少なくとも一面にエラストマ一シートより熱膨張係 数の小さい材料からなる保護層を積層したことによって、 ICパッケージ力 発生する 熱によるソケットの膨張、収縮を抑制でき、金属回路とスルーホールとからなる多数の 端子部を配歹' Jした構造としても、荷重印加時に全ての端子部の接続を確保すること ができる。
[0034] また、エラストマ一シートより熱膨張係数の小さい材料からなるシート状の芯材の表 裏にそれぞれエラストマ一層を積層してなるシートを用いることによって、 ICパッケ一 ジカ 発生する熱によるソケットの膨張、収縮を抑制でき。その結果、金属回路とスル 一ホールとからなる多数の端子部を配歹 1Jした構造としても、荷重印加時に全ての端 子部の接続を確保することができる。
[0035] また本発明の製造方法によれば、前述した本発明に係るソケットを安価に、効率よ く製造することができる。
また、本発明の製造方法において、基材であるエラストマ一シートに金属回路とな る金属箔を貼り付けることによって、電解めつきによりスルーホールめつきが可能とな ることから、本発明に係るソケットをより効率よく製造することができる。
[0036] 本発明の半導体装置は、本発明に係るソケットと、該ソケットを介して電気的に接続 されたプリント基板及び ICパッケージとを有するものなので、低抵抗、大電流化、高 速化に対応できる高性能な装置を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0037] [図 1]本発明のソケットの第 1実施形態を示す側面断面図である。 園 2A]第 1実施形態のソケットを用いた半導体装置の一例として、このソケットを BGA パッケージの ICのためのソケットとして用いた場合のコンタクト動作を示す図であり、 半導体装置の押圧力付与前の状態 (又は押圧力付与後の復元状態)を示す側面断 面図である。
園 2B]第 1実施形態のソケットを用いた半導体装置の一例として、このソケットを BGA パッケージの ICのためのソケットとして用いた場合のコンタクト動作を示す図であり、 半導体装置に押圧力を付与した時の状態を示す側面断面図である。
園 3]本発明のソケットの第 2実施形態を示す側面断面図である。
園 4A]第 2実施形態のソケットを用いた半導体装置の一例として、このソケットを LGA パッケージの ICのためのソケットとして用いた場合のコンタクト動作を示す図であり、 半導体装置の押圧力付与前の状態 (又は押圧力付与後の復元状態)を示す側面断 面図である。
園 4B]第 2実施形態のソケットを用いた半導体装置の一例として、このソケットを LGA パッケージの ICのためのソケットとして用いた場合のコンタクト動作を示す図であり、 半導体装置に押圧力を付与した時の状態を示す側面断面図である。
園 5]本発明のソケットの第 3実施形態を示す側面断面図である。
園 6]本発明のソケットの第 4実施形態を示す平面図である。
園 7]本発明のソケットの第 5実施形態を示す平面図である。
園 8]本発明のソケットの第 5実施形態を示す側面断面図である。
園 9]本発明のソケットの第 6実施形態を示す平面図である。
園 10]本発明のソケットの第 6実施形態を示す側面断面図である。
園 11]第 6実施形態のソケット製造に用いるエラストマ一シートの側面断面図である。 園 12]本発明のソケットの第 7実施形態としてソケット製造工程の一部を順に示す側 面断面図である。
園 13A]本発明のソケットの第 8実施形態を示すソケットの平面図である。
園 13B]本発明のソケットの第 8実施形態を示す、図 13Aの A—A'部断面図である。 園 14A]第 8実施形態のソケットを用いた半導体装置の一例として、このソケットを LG Aパッケージの ICのためのソケットとして用いた場合のコンタクト動作を示す図であり 、半導体装置の押圧力付与前の状態 (又は押圧力付与後の復元状態)を示す側面 断面図である。
[図 14B]第 8実施形態のソケットを用いた半導体装置の一例として、このソケットを LG Aパッケージの ICのためのソケットとして用いた場合のコンタクト動作を示す図であり 、半導体装置に押圧力を付与した時の状態を示す側面断面図である。
[図 15]第 8実施形態のソケットの製造方法の一例を示す工程図である。
[図 16A]本発明のソケットの第 9実施形態を示すソケットの平面図である。
[図 16B]本発明のソケットの第 9実施形態を示す、図 16Aの Α_Α'部断面図である。
[図 17A]第 9実施形態のソケットを用いた半導体装置の一例として、このソケットを LG Αパッケージの ICのためのソケットとして用いた場合のコンタクト動作を示す図であり 、半導体装置の押圧力付与前の状態 (又は押圧力付与後の復元状態)を示す側面 断面図である。
[図 17B]第 9実施形態のソケットを用いた半導体装置の一例として、このソケットを LG Aパッケージの ICのためのソケットとして用いた場合のコンタクト動作を示す図であり 、半導体装置に押圧力を付与した時の状態を示す側面断面図である。
[図 18]第 9実施形態のソケットの製造方法の一例を示す工程図である。
符号の説明
10, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 90…ソケット、 11, 31 , 41 , 51, 61 , 70, 81, 9 1…エラス卜マーシー卜、 12A, 12B, 32A, 32B, 42, 52, 62…金属回路、 13, 33, 43, 53, 63, 74. ·■スノレーホ一ノレ、 14, 34, 45, 55, 65. · -金めつき、 15, 22 , 85, 96…半導体装置、 16, 23…プリン卜基板、 16A…回路パターン、 16Β· - · 半田ペースト、 17. BGAパッケージ(ICパッケージ)、 17A…半田ボール、 21, 35, 44, 54, 64…凸部、 23A…パターン回路、 24. LGAパッケージ(ICパッケ 一ジ)、 24A- - -LGAランド、 46, 56, 66…溝、 57…保護層、 61A, 81A…芯 材、 61B, 81B…エラストマ一層、 71…銅箔 (接着剤付き銅箔)、 72…貫通穴、 73…金属膜 82, 92…ドーム部(凸部) 83, 93…端子部 84, 94…スルーホー ノレめつき部 95—Uスリット(貫通穴)。
発明を実施するための最良の形態 [0039] 以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
[第 1実施形態]
図 1は、本発明のソケットの第 1実施形態を示す側面断面図である。本実施形態の ソケット 10は、貫通穴が設けられた絶縁性のエラストマ一シート 11と、該エラストマ一 シート 11の表裏面に設けられた金属回路 12A, 12Bと、貫通穴の内壁に金属膜を 形成してなるスルーホール 13とを有し、エラストマ一シート 11の表面側の金属回路 1 2Aと裏面側の金属回路 12Bとがスルーホール 13によって電気的に接続されたこと を特徴としている。また、該エラストマ一シート 11の表裏面に設けられた金属回路 12 A, 12Bには、金めつき 14が設けられている。
[0040] 本実施形態のソケット 10は、プリント基板及び ICパッケージとの接続用のコンタクト 端子部として、銅などの導電性の良好な金属からなる金属箔を使用し、反発力はェ ラストマーシート 11によって確保するソケット構造になっている。この構造をとることに より、金属接触によるコンタクトでありながら、荷重 ストローク特性はエラストマ一の 特性で設計することが可能である。また、本実施形態のソケット 10では、形成した金 属回路 12A, 12Bに電流が流れるため、接触抵抗が低ぐ大電流化、高速化に対応 するソケットを実現できる。また、ソケットの基材と反発力を確保するためのエラストマ 一とが一体とされているため、部品点数の少ないソケットを実現できる。
[0041] このエラストマ一シート 11の材料としては、金属回路 12A, 12Bに荷重が印加され た際に、適度な弾性反発力を発揮し得るフッ素系エラストマ一からなる絶縁性のエラ ストマーを用いている。エラストマ一シートをフッ素系エラストマ一により形成したことで 、耐熱性が高くなり、このソケットを基板やパッケージと接合する際に、半田のリフロー 処理が可能になり、接合工程が容易となり、生産コストを低減することが可能となる。 またフッ素系エラストマ一は、低温でも硬度がほとんど変化しないことから、使用温 度範囲の広レヅケットを提供できる。
またフッ素系エラストマ一は、アウトガスの問題がなレ、。シリコンゴムの場合ではシロ キサンを放出して接点不良の原因となる力 フッ素系エラストマ一であれば、アウトガ スによる接点劣化等が起こらず、長期信頼性に優れたソケットを提供できる。
またフッ素系エラストマ一は、耐薬品性に優れ、アルカリ現像やエッチング、めっき 工程に耐えるので、シート保護のための余分な操作が不要であり、ソケット製造工程 が簡略化できる。
[0042] 次に、本実施形態のソケット 10の製造方法について説明する。
出発材として、フッ素系エラストマ一からなるエラストマ一シートを使用する。 次に、このシートにドリルやレーザなどで、所定の位置にスルーホールとなる貫通穴 を穿設する。もちろん、最初から貫通穴が形成されたエラストマ一シートを成形で製 造しても良い。
[0043] 次に、このエラストマ一シートの表面、裏面、スルーホールとなる貫通穴に金属膜を 形成する。
この金属膜を形成するためには、無電解めつきや蒸着といった手法が採用される。 エラストマ一シートにめっきが着きにくい場合には、例えば、特開平 7— 122850号公 報に記載されているように、エラストマ一シートに金属ナトリウム一ナフタレン錯体溶液 浸漬処理を施すことなどの溶液により活性化処理してもよぐサンドブラストやプラズ マアッシャーなどにより表面を粗ィ匕させることにより、めっき層との密着力を高めても 良い。
[0044] この段階で作製する金属膜は、銅やアルミといった導電性の良い金属が望ましい。
この状態で、表面、裏面、スルーホールとなる貫通穴のすべてにめっきによる金属膜 が形成されている。
また、一般的に無電解めつきや蒸着では、厚い金属膜を形成するためには非常に 時間が力かることが知られている力 予め無電解めつきで薄い金属膜をつけた後に、 電解めつきを施せば、エラストマ一シートにも厚い金属膜を付けることができる。
[0045] 次に、エラストマ一シートの表面、裏面に所望の金属回路を形成するために、エツ チングレジストを塗布する。エッチングレジストを塗布する方法としては、ドライフイノレム を貼り付ける方法や液状レジストをスピンコートで塗布する方法、スプレーコートで霧 状にして噴射する方法などが挙げられる。
[0046] このようにして金属表面にレジストを塗布したサンプノレを、所望の回路形状のパター ンマスクを用いてパターン焼付けを行レ、、硬化してレ、なレ、不要な部分のレジストを除 去する。すると、所望の回路上にレジストが残った状態のものが出来上がる。この状 態で、回路を形成するために塩化鉄、塩化銅、水酸化アンモニゥムなどの水溶液を 用いて、回路形成を行う。
[0047] この後、 ICパッケージのランドが金めつきされている場合に、より接触抵抗を下げる ために、さらに金めつきなどを施す場合がある。金めつきを施す場合には、下地として ニッケルなどを予めめつきして、金めつきが銅に拡散しないためのブロック層を設けて おくことが望ましい。
[0048] 前記各工程を行うことによって、図 1に示すソケット 10が得られる。
このような製造方法を用いることにより、端子部接続が金属接続であり、反発力をェ ラストマーシートによって発生させる安価なソケット 10を効率よく製造することができる
[0049] 次に、本実施形態のソケット 10を用いた半導体装置におけるコンタクトの動作を説 明する。
図 2Aおよび図 2Bは、本実施形態のソケット 10を用いた半導体装置の一例として、 このソケット 10を BGAパッケージの ICのためのソケットとして用いた場合のコンタクト 動作を示す図である。図 2Aは、半導体装置 15の押圧力付与前の状態 (又は押圧力 付与後の復元状態)を示す側面断面図、図 2Bは、半導体装置 15に押圧力を付与し た時の状態を示す側面断面図である。これらの図中、符号 15は半導体装置、 16は プリント基板、 16Aは回路パターン、 16Bは半田ペースト、 17は BGAパッケージ(IC パッケージ)、 17Aは半田ボールである。
[0050] この半導体装置 15において、ソケット 10をプリント基板 16上の回路パターン 16Aに 接続する場合、プリント基板 16側に予め必要な箇所だけに半田ペースト 16Bを塗布 し、その上にソケット 10の一方の金属回路 12Bを実装し、この後リフロー炉を通して 半田付けすることで、電気的接続を実現できる。この場合、エラストマ一シート 11はリ フローに耐える耐熱性を有するものを用いる必要があり、例えば、フッ素系エラストマ 一はリフローに耐えるものが市販されているので、これを用いれば可能である。
[0051] このようにプリント基板 16にソケット 10を実装した状態で、 BGAパッケージ 17の IC を上に乗せた状態が図 2Aである。
これに荷重を加えると、エラストマ一シート 11が圧縮され、それに応じて反発力を発 生しながら沈み込み、この時の荷重と発生する沈みが、荷重一変位特性となる。この 場合に金属回路 12Aは、スルーホール 13付近を支点にして沈み込むため、荷重を 加えると接触点がスルーホール 13側に移動し、これによつてワイビング効果をもたら し、それぞれの金属接触面にある酸化膜を除去してフレッシュな金属面同士を接触 させること力できる。そのため、低抵抗で接触を実現できる。また、スルーホール 13の 直径を小さくすることにより、ピッチ間距離の短レ、ソケット 10を実現することができる。
[0052] 以上のように、本実施形態は、 BGAパッケージのように端子部が凸状の場合、低接 触抵抗にて低荷重で大きなストロークを実現できるソケットを構成できる技術である。 さらに本実施形態のソケット 10は、めっきした金属回路 12A, 12B部分がモールド 部分と一体とされ、それが柔らかいエラストマ一で構成されている。そのため、ソケット 10を設置するプリント基板に、反りが生じていたとしても、エラストマ一がその反りに追 従するので、基板の反りの影響を軽減できるという効果も併せ持つ。
[0053] [第 2実施形態]
図 3は、本発明のソケットの第 2実施形態を示す側面断面図である。本実施形態の ソケット 20は、前述した第 1実施形態のソケット 10とほぼ同様の構成要素を備えて構 成され、同一の構成要素には同一符号を付してある。本実施形態のソケット 20は、ェ ラストマーシート 11の表裏面に設けられた金属回路 12A, 12Bの一部に、ドーム状 の凸部 21を設けたことを特徴としている。
[0054] 本実施形態のソケット 20は、 ICパッケージ側の端子部力 ランドである場合ゃサー バ用ソケットのようにコンタクト部分をメンテナンス時に交換するためプリント基板側も 半田付けせずランドのまま接続したい場合などに使用される、 LGAパッケージとプリ ント基板とを接続するためのソケット構造である。基本特性は、前記第 1実施形態のソ ケット 10と同様である力 本実施形態のソケット 20は、金属回路 12A, 12B形成部の 一部に凸部 21を設けたことにより、この凸部 21の高さによってストロークを発生する。
[0055] 本実施形態のソケット 20は、凸部 21を設けること以外は、前述した第 1実施形態の ソケット 10と同様の製造方法によって作製することができる。
このような凸部 21は、凸部 21を設ける個所以外にマスキングを施し、選択的にめつ きすることで形成できる。また、予め凸部 21の高さ分だけ金属膜をつけておき、凸部 21をマスキングして、凸部 21以外を選択的にエッチングしても良レ、。また、該凸部 21 は蒸着法や、印刷法などで形成しても良い。
[0056] 次に、本実施形態のソケット 20を用いた半導体装置におけるコンタクトの動作を説 明する。
図 4は、本実施形態のソケット 20を用いた半導体装置の一例として、このソケット 20 を LGAパッケージの ICのためのソケットとして用いた場合のコンタクト動作を示す図 である。図 4Aは、半導体装置 22の押圧力付与前の状態 (又は押圧力付与後の復元 状態)を示す側面断面図、図 4Bは、半導体装置 22に押圧力を付与した時の状態を 示す側面断面図である。これらの図中、符号 22は半導体装置、 23はプリント基板、 2 3Aはパターン配線、 24は LGAパッケージ(ICパッケージ)、 24Aは LGAランドであ る。
[0057] プリント基板 23にソケット 20を載せ、さらにソケット 20上に LGAパッケージ 24を乗 せた状態が図 4Aである。本ソケット構造では、めっきした金属回路部分に凸部 21を 設けることにより、この凸部 21の高さによってストロークを発生する構造となっている。
[0058] この状態で荷重を加えた状態が図 4Bである。荷重を加えると、エラストマ一シート 1 1が圧縮され、それに応じて反発力を発生しながら沈み込み、この時の荷重と発生す る沈みが、荷重—変位特性となる。また、金属回路 12A, 12Bはスルーホール 13付 近を支点にして沈み込むため、荷重を加えると接触点がスルーホール 13側に移動し 、これによつてワイビング効果をもたらし、それぞれの金属接触面にある酸化膜を除 去してフレッシュな金属面同士を接触させることができるため、低抵抗で接触を実現 できる。尚、当然のことながら、エラストマ一シート 11の高さや幅寸法は、必要な荷重 —ストローク特性を満たす反発性を有するように設計すべきであり、特にエラストマ一 シートの高さ寸法は、少なくともストローク分より大きな寸法とする必要がある。
[0059] [第 3実施形態]
図 5は、本発明のソケットの第 3実施形態を示す側面断面図である。本実施形態の ソケット 30は、貫通穴が設けられ、且つ表裏面に複数の凸部 35が設けられた絶縁性 のエラストマ一シート 31と、該エラストマ一シート 31の表裏面に設けられた金属回路 3 2A, 32Bと、貫通穴の内壁に金属膜を形成してなるスルーホール 33とを有してなり、 エラストマ一シート 31の表面側の金属回路 32Aと裏面側の金属回路 32Bとがスルー ホール 33によって電気的に接続されたことを特徴としている。また、金属回路 32A, 32B上には、金めつき 34が設けられている。また、エラストマ一シート 31の表裏面に 設けられた凸部 35は、金属回路 32A, 32Bで覆われ、さらに金めつき 34が設けられ ている。
[0060] 本実施形態のソケット 30は、前述した第 2実施形態のソケット 20と同様に、 ICパッケ ージ側の端子部力 S、ランドである場合やサーバ用ソケットのようにコンタクト部分をメン テナンス時に交換するためプリント基板側も半田付けせずランドのまま接続したい場 合などに使用される、 LGAパッケージとプリント基板とを接続するためのソケット構造 である。基本特性は、前記第 2実施形態のソケット 20と同様であり、凸部 35の高さに よってストロークを発生する構造となっている。
[0061] 金属回路形成部の一部に凸部を設ける方法として、本実施形態のように、予めエラ ストマーシート 31に凸部 35を設けておいて、その凸部 35および金属回路形成部、ス ルーホール部にめっきなどの処理を施すことも可能である。エラストマ一シート 31に 形成する凸部 35は、エラストマ一シート 31の成形の際に、所望の位置に凸部 35を設 ける凹部が形成してある型を準備すれば、容易に形成することができる。
[0062] このとき、凹凸部を含めたエラストマ一シート表面に回路形成を行う必要がある。こ の場合、凹凸部を含めた表面にエッチングレジストを塗布できるかどうかが課題となる 一般的に厚いレジスト膜を形成するためには、遠心力と表面張力を利用したスピン コート法などが用いられる力 平面でない所にレジストを塗布するにはスピンコート法 を適用しにくレ、。このためレジストをスプレーコートすることも行なわれている。スプレ 一コート法は、塗布に適した粘度に調整されたレジストインキを、スプレーガンにて霧 化し基板に吹き付け皮膜を得る方法である。使用するスプレーガンとしては、エアレ ススプレー、エアスプレー、ベル型スプレーなどがあり、凹凸表面にも塗布することが 可能である。また、凹凸表面の露光には電子ビーム (EB)露光などのように、塗布し たフォトレジスト (感光性樹脂)に直接、電子ビームでパターンを露光できる方法を用 レ、ることが好ましい。さらに、電子ビームを照射してパターン転写を行う電子ビーム露 光は、光等に比べ、解像度が高いだけでなぐ焦点深度が深いという特徴があり、 3 次元的な描画を行う際に有用となる。また、電子ビーム露光でなくとも、該凹凸部表 面と接触しないマスクを使用した非接触露光であれば、露光は可能である。本実施 形態のソケット 30は、 LGAパッケージやプリント基板のランドのような平坦な端子部の 場合でも、低接触抵抗にて低荷重で大きなストロークを実現できるソケットコンタクト端 子部を構成できる技術である。予めエラストマに凸部を設けておいて、その凸部およ び金属回路形成部、スルーホール部にめっきなどの処理を施すことによって、作業 工数を大幅に短縮した LGAパッケージの ICのためのソケット構造を実現することが できる。
[0063] 本実施形態のソケット 30のコンタクト動作は、図 4A及び図 4Bに示す第 2実施形態 のソケット 20と同様である。
[0064] [第 4実施形態]
図 6は、本発明のソケットの第 4実施形態を示す平面図である。本実施形態のソケッ ト 40は、貫通穴が設けられ、且つ端子部形成領域の周縁に沿って U字状の溝 46が 設けられた絶縁性のエラストマ一シート 41と、該エラストマ一シート 41の表裏面に設 けられた金属回路 42と、貫通穴の内壁に金属膜を形成してなるスルーホール 43とを 有してなり、エラストマ一シート 41の表面側の金属回路 42と裏面側の金属回路(図示 せず)とがスルーホール 43によって電気的に接続されたことを特徴としている。また、 金属回路 42には、前述した第 2、第 3実施形態での凸部と同様の凸部 44が設けられ 、凸部 44を含む金属回路 42上には金めつき 45が設けられてレ、る。
[0065] 本実施形態のソケット 40は、エラストマ一シート 41の表面、裏面の少なくとも一方の 端子部形成領域の周縁に沿って、 U字状に溝 46を設けたものなので、荷重を印加し た状態で、 P 接端子部同士に生じるエラストマ一の引っ張り、圧縮による力の伝達を 軽減できる。従って、図 6に示すように、金属回路 42とスルーホール 43とからなる多 数の端子部を配列した構造としても、荷重印加時に全ての端子部の接続を確保する こと力 Sできる。さらに、溝 46の寸法を調整することにより、ソケット 40の荷重一変位特 性を制御することが可能となり、荷重一変位特性の異なる各種のソケットを容易に製 造できるので、荷重—変位特性の異なる各種のソケットの要求にも対応できる。また、 回路形成部に電流が流れるため、電気的な導通経路を短距離にすることで低インダ クタンス化を実現することができ、低抵抗、大電流化、高速化に対応するソケットを提 供できる。
[0066] 本実施形態のソケット 40は、溝 46の形成工程以外は、前述した第 1〜第 3実施形 態でのソケットの製造方法と同様にして製造することができる。この溝 46は、回路形 成が終わった後に、 YAGレーザ、 C〇レーザ、エキシマレーザ、フェムト秒レーザな
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どのレーザで加工しても良いし、細いドリルで溝を設けても良い。また、予め、隣接端 子部間同士に生じるエラストマ一の弓 Iつ張り、圧縮による力の伝達を軽減するための 溝 46を設けたエラストマ一シート 41を成形しても良い。
[0067] 本実施形態のソケット 40は、端子部形成領域の周縁に設ける溝 46の寸法 (溝の深 さ、溝の幅、溝で囲まれる面積など)を調整することにより、各端子部は所望の荷重— 変位特性を得ることができ、かつ、各端子部に荷重をかけたときに、 P 接する端子部 にその荷重がおよぼす影響が限りなく小さくすることができる。
また、金属回路 41の一部に凸部 44を設けることによって、前述した第 2、第 3実施 形態のソケットと同様に、 LGAパッケージの ICのためのソケット構造を実現することが でき、一方、 BGAパッケージのような端子部が凸状の場合には、この凸部 44を設け なければ良い。
[0068] [第 5実施形態]
図 7及び図 8は、本発明のソケットの第 5実施形態を示す図であり、図 7は本実施形 態のソケット 50の平面図、図 8は要部側面断面図である。本実施形態のソケット 50は 、貫通穴が設けられ、且つ端子部形成領域の周縁に沿って U字状の溝 56が設けら れた絶縁性のエラストマ一シート 51と、該エラストマ一シート 51の表裏面の端子部形 成領域内に設けられた金属回路 52と、貫通穴の内壁に金属膜を形成してなるスル 一ホーノレ 53とを有し、エラストマ一シート 51の表面側の金属回路 52と裏面側の金属 回路とがスルーホール 53によって電気的に接続されると共に、エラストマ一シート 51 の表裏の少なくとも一面、好ましくは図 8に示すように表裏両面の端子部形成領域及 び溝 56以外の部分に、エラストマ一シート 51より熱膨張係数の小さい材料からなる 保護層 57が積層されたことを特徴としている。また、金属回路 52には、前述した第 2 、第 3実施形態での凸部と同様の凸部 54が設けられ、凸部 54を含む金属回路 52上 には金めつき 55が設けられている。
[0069] 基材、または弾性体として使用するエラストマ一シートは、一般に熱膨張係数が大 きい。 CPUをソケットを介して基板に実装した場合、ソケットにも CPUからの熱が伝わ るため、エラストマ一シートを基材として使用する場合、エラストマ一の膨張収縮を考 慮して、各端子部のクリアランスを設計する必要がある。本実施形態のソケット 50は、 上記課題に鑑みた本発明の応用例であり、絶縁性のエラストマ一シート 51を基材に し、その基材に小径の貫通穴をあけ、基材であるエラストマ一シート 51表面の必要な 部分に回路形成し、且つ貫通穴内壁にもめつきや蒸着などの手法で金属膜をつける ことにより、表面と裏面を導通させ、且つ、このスルーホール 53内壁に形成した金属 膜が表面裏面に形成した金属回路 52と少なくとも一部は接していることを特徴とした ソケット構造において、基材として用いるエラストマ一シート 51の表面力、、裏面の少な くとも一方に、該エラストマ一よりも熱膨張係数の小さい材料力 なる保護層 57を積 層し、 CPUの発熱や、製造プロセスにおける熱の影響を軽減している。
[0070] 本実施形態のソケット 50において用いられる保護層 57としては、ガラス繊維ゃガラ スエポキシ樹脂、ポリイミドシートなどの、エラストマ一より熱膨張係数が小さぐ ICパッ ケージやプリント基板の熱膨張係数に近い材料が望ましい。
[0071] 本実施形態のソケット 50は、前述した構造としたことによって、 CPUの発熱などによ る温度上昇が生じた場合でも、基材であるエラストマ一シート 51の熱膨張が抑制され る。そのため、各端子部のクリアランスを小さくするための設計が可能となり、結果的 に、狭ピッチのソケット構造も実現可能となる。
[0072] 本実施形態のソケット 50は、保護層 57を積層すること以外は、前述した第 1〜第 4 実施形態のソケットと同様にして製造することができる。
この保護層 57は、前述した第 1〜第 4実施形態のソケットの製造方法において記し た各製造プロセスが終わった後、接着剤つきのポリイミドゃガラスエポキシ樹脂をエラ ストマーシート 51に重ね合わせ、加熱、カロ圧することにより積層すること力 Sできる。 このとき、保護層 57を加圧するときは、均一に加圧する必要があるので、十分に注 意を払う必要がある。また、接着剤の染み出しなどにより、エラストマ一シート 51の反 発力を失わないように注意を払う必要がある。
以上の工程を経ることで、金属回路 52に凸部 54が設けられた LGAパッケージ用 のソケットでも、専用の加熱、加圧ジグを使用することにより、 LGAパッケージの ICの ためのソケット構造を実現することができる。また、当然のことながら、金属回路 52に 凸部 54を設けない BGAパッケージ用の ICソケット構造を実現することができる。
[0073] [第 6実施形態]
図 9及び図 10は、本発明のソケットの第 6実施形態を示す図であり、図 9は本実施 形態のソケット 60の平面図、図 10は要部側面断面図である。本実施形態のソケット 6 0は、エラストマ一より熱膨張係数が小さい材料からなる芯材 61Aの表裏両面にエラ ストマー層 61Bを積層してなり、スルーホール形成用の貫通穴が設けられ、且つ端子 部形成領域の周縁に沿って U字状の溝 56が設けられた絶縁性のエラストマ一シート 61と、該エラストマ一シート 61の表裏面に設けられた金属回路 62と、貫通穴の内壁 に金属膜を形成してなるスルーホール 63とを有し、エラストマ一シート 61の表面側の 金属回路 62と裏面側の金属回路とがスルーホール 63によって電気的に接続された ことを特徴としている。また、金属回路 62には、前述した第 2、第 3実施形態での凸部 と同様の凸部 64が設けられ、凸部 64を含む金属回路 62上には金めつき 65が設けら れている。
[0074] 本実施形態のソケット 60は、基材として用いるエラストマ一シート 61に予めエラスト マーよりも熱膨張係数の小さい材料からなるシート状の芯材 61 Aを内部に挟み込ん でエラストマ一シート 61を成形し、この芯材 61 Aによつて CPUの発熱や製造プロセ スにおける熱の影響を軽減したソケット構造である。芯材 61 Aを構成する熱膨張係数 の小さい材料としては、上述のようにガラス繊維やガラスエポキシ樹脂、ポリイミドなど の、エラストマ一より熱膨張係数が小さぐ ICパッケージやプリント基板の熱膨張係数 に近い材料が望ましい。
[0075] 本実施形態のソケット 60は、芯材 61A入りのエラストマ一シート 61を用いること以外 は、前述した第 1〜第 4実施形態のソケットと同様にして製造することができる。
このようなソケット構造をとる際の出発材は、図 11に示すような構造となる。本実施 形態では、 LGAパッケージ用の ICソケットのため、エラストマ一シート 61に凸部 64を 設けてある。そして、このようなエラストマ一シート 61にドリルやレーザなどで、スルー ホールとなる貫通穴を設ける。その後の製造方法は、前述した第 1〜第 4実施形態の ソケットの場合と同様である。
[0076] 本実施形態のソケット 60は、前述した通りの構造としたことによって、 CPUの発熱な どによる、基材であるエラストマ一シート 61の熱膨張が抑制されるため、各端子部の クリアランスを小さくするための設計が可能となり、結果的に、狭ピッチのソケット構造 も実現可能となる。
また、本実施形態では、熱膨張係数の小さな芯材 61Aをエラストマ一シート 61内に 挟み込んだ構造としたので、前記第 5実施形態において記述したように、熱膨張係数 の小さい材料を張り合わせる際に注意を払うべき、均一に加圧することや、熱膨張係 数の小さい材料と張り合わせる際の接着剤の染み出しなどに注意を払う必要がない ので、歩留まり向上が期待できる。
[0077] [第 7実施形態]
図 12は、本発明のソケットの第 7実施形態を示す図であり、(a)はエラストマーシー ト 70の表裏両面に銅箔 71を積層する工程、 (b)は銅箔 71を積層したエラストマーシ ート 70にスルーホール 74となる貫通穴 72を穿設する工程、(c)は貫通穴 72にめつき を施して銅箔 71表面と貫通穴の内壁に金属膜 73を形成してスルーホール 74を形成 する工程を示している。
[0078] 本実施形態は、本発明に係るソケットの簡易的な製造方法に関する。
本実施形態の製造方法では、まず、絶縁性のエラストマ一シート 70の表裏両面に 、接着剤付きの銅箔 71を重ね合わせ、次いでこれを加熱しながら加圧して、エラスト マーシート 70の表裏両面に銅箔 71を積層する(工程(a)参照)。
次に、ドリル力卩ェゃレーザ加工によって、銅箔 71付きのエラストマ一シート 70にス ルーホール形成用の貫通穴 72を穿設する(工程 (b)参照)。
[0079] 次に、銅箔 71を利用して電解めつきを行レ、、銅箔 71表面と貫通穴の内壁に金属 膜 73を形成してスルーホール 74を形成する(工程 (c)参照)。
スルーホール 74となる貫通穴 72内壁に金属膜 73を形成する方法としては、貫通 穴 72内壁に、触媒やパラジウム、カーボンなどの粒子を付着させてめっきの基礎を 形成することで、電解めつきにてスルーホール 74を形成する。表面'裏面の金属膜 7 3は、少なくとも層間導通部と接続された状態の回路形成部を一箇所以上有すること を特徴とし、スルーホール 73の基礎となる粒子の付着には DPP (Direct Plating Proc ess)等の方法が適用できる。この場合も、めっきがつきにくい場合には、活性化処理 してもよぐサンドブラストやプラズマアッシャーなどにより表面を粗ィ匕させることにより 、めっきをつきやすくしても良レヽ。
[0080] 次に、エラストマ一シート 70の表面及び裏面に積層された銅箔 71及び金属膜 73を エッチングもしくはレーザカ卩ェにより適宜切断し回路形成することにより、本発明のソ ケット構造が得られる。
このようにして本発明のソケットを製造することにより、無電解めつきや蒸着によりス ルーホールを形成する場合と比較して、短時間で厚いめっきを生成することができる ので、大きなスループットが期待できる。
また、本実施形態と前述した第 6実施形態のソケット構造及び製造方法を組み合わ せることによって、熱による体積変化の小さい、生産性の高いソケットを実現すること ができる。
[0081] [第 8実施形態]
図 13A及び図 13Bは、本発明のソケットの第 8実施形態を示す図であり、図 13Aは ソケット 80の平面図、図 13Bは図 13A中の A— A'部断面図である。
本実施形態のソケット 80は、芯材 81Aの両面にフッ素系エラストマ一からなるエラス トマ一層 81Bを積層してなるラストマーシート 81の表裏面に、多数の端子部 83が設 けられ、表裏の対応する端子部 83はスルーホールめつき部 84によって電気的に接 続され、端子部 83の該スルーホールめつき部 84と対向する側にドーム状に突出した 剛性のあるドーム部 82 (凸部)が設けられ、且つエラストマ一シート 81の端子部 83の 部分は高ぐ端子部 83以外の部分は低くなつており、端子部 83同士の間が凹部(溝 )とされた構成になっている。
[0082] 端子部 83は、銅めつき又は銅箔により形成され、ドーム部 82には金めつきが施され ている。なお、金めつきは、必要であれば端子部 83やスルーホールめつき部 84にも 施すことができる。このドーム部 82は、荷重を掛けた際に、図 14Bに示すように、エラ ストマーシート 81の該ドーム部 82と接する部分を押圧変形させてドーム部 82自体は 変形しない程度の剛性を有している。
[0083] 本実施形態のソケット 80は、エラストマ一シート 81の端子部 83の部分は高ぐ端子 部 83以外の部分は低くなつており、端子部 83同士の間を溝としたことで、荷重を掛 けた際に、図 14Bに示すように、ドーム部 82及び端子部 83の部分のエラストマーシ ート 81が押圧変形され、端子部 83同士の間の溝にスムーズに逃がすことができるの で、隣接端子部間へ働く力が少なくなり、各端子部 83の独立動作性を高めることが でき、荷重印加時に全ての端子部 83の接続を確保することができる。
また、荷重が掛かった際に、前記溝にエラストマ一が逃げられるため、同じ変位に 対して低い荷重で駆動することが可能になるため、多ピンのソケットにおいて総荷重 を低くできるメリットがある。
[0084] 図 14A及び図 14Bは、本実施形態のソケット 80を用いた半導体装置の一例として 、このソケット 80を LGAパッケージ 24の ICのためのソケットとして用いた場合のコンタ 外動作を示す図であり、図 14Aは、半導体装置 85の押圧力付与前の状態 (又は押 圧力付与後の復元状態)を示す側面断面図、 14Bは半導体装置 85に荷重を付与し た時の状態を示す側面断面図である。
[0085] 本例の半導体装置 85は、プリント基板 23と LGAパッケージ 24との間に入れ、図 14 Aに示すように、プリント基板 23の上面に設けられたパターン配線 23A及び LGAパ ッケージ 24下面側の LGAランド 24Aとにソケット 80のドーム部 82が接する状態でセ ットする。
この半導体装置 85に、図 14Bに示すように荷重を掛けると、ドーム部 82及び端子 部 83の部分のエラストマ一シート 81が押圧変形され、それに応じて反発力を発生し ながら沈み込み、この時の荷重と発生する沈みが、荷重一変位特性となる。また、各 端子部 83はスルーホール付近を支点にして沈み込むため、荷重を加えると接触点 力 Sスルーホール側に移動し、これによつてドーム部 82の接触位置が移動してワイピン グ効果をもたらし、それぞれの金属接触面にある酸化膜を除去してフレッシュな金属 面同士を接触させることができるため、低抵抗で接触を実現できる。
[0086] 図 15は、本実施形態のソケットの製造方法の一例を示す工程図である。本例によ るソケットの製造工程では、まず、熱膨張抑制シート(芯材 81 A)を準備し、次いで該 シートに穴明け加工(ドリル力卩ェゃレーザ加工)を行って、スルーホール (TH)用貫通 穴を形成しておく。
次に、このシートをエラストマ一成型用金型にセットし、シート両面にフッ素系エラス トマ一力 なるエラストマ一層 81Bを積層してエラストマ一シート 81を作製する。この 成型時、端子部 83及びドーム部 82となる突起部及びスルーホール用貫通穴も同時 に形成する。
次に、得られたエラストマ一シートの表裏両面に無電解銅めつき又は無電界 Niめつ きを施し、導電性のめっき下地層を形成する。このめつき処理は、スルーホールめつ き部、凸部のめつきも兼ねて行う。
次に、下地層上に、電界銅めつきを施し、端子部 83に必要な金属端子厚さを確保 する。
次に、必要部分以外の銅めつきをエッチングにより除去し、回路を形成する。
次に、ドーム部 82等に、無電界 Niめっき、無電界 Pdめっき(必要に応じて)、無電 界金めっきを施すことで、図 13に示すソケット 80を製造する。
[0087] [第 9実施形態]
図 16A及び図 16Bは、本発明のソケットの第 9実施形態を示す図であり、図 16Aは ソケット 90の平面図、図 16Bは図 16A中の A— A'部断面図である。
本実施形態のソケット 90は、フッ素系エラストマ一からなるラストマーシート 91の表 裏面に、多数の端子部 93が設けられ、表裏の対応する端子部 93はスルーホールめ つき部 94によって電気的に接続され、端子部 93の該スルーホールめつき部 94と対 向する側にドーム状に突出した剛性のあるドーム部 92 (凸部)が設けられ、且つエラ ストマーシート 91の端子部 93のスルーホールめつき部 94近傍を除く縁部には U字 状の貫通穴からなる Uスリット 95が穿設された構成になっている。
[0088] 端子部 93は、銅めつき又は銅箔により形成され、ドーム部 92には金めつきが施され ている。なお、金めつきは、必要であれば端子部 93やスルーホールめつき部 94にも 施すことができる。このドーム部 92は、荷重を掛けた際に、図 17Bに示すように、エラ ストマーシート 91の該ドーム部 92と接する部分を押圧変形させてドーム部 92自体は 変形しない剛性を有している。なお、本実施形態では、エラストマ一シート 91として、 熱膨張抑制シート (芯材)を用いない構造としているが、勿論、芯材を用いた構造とし てもよレ、。芯材を用いる場合は、 Uスリット 95を貫通穴とせず、芯材のみ残す構造と すればよい。
[0089] 本実施形態のソケット 90は、エラストマ一シート 91の端子部 93の縁部に Uスリット 9 5を設けたことで、荷重を掛けた際に、図 17Bに示すように、ドーム部 92及び端子部 93の部分のエラストマ一シート 91が押圧変形され、 Uスリット 95にスムーズに逃がす ことができるので、隣接端子部間へ働く力が少なくなり、各端子部 93の独立動作性を 高めることができ、荷重印加時に全ての端子部 93の接続を確保することができる。ま た、荷重が掛かった際に、前記溝にエラストマ一が逃げられるため、同じ変位に対し て低い荷重で駆動することが可能になるため、多ピンのソケットにおいて総荷重を低 くできるメリットがある。
[0090] 図 17A及び図 17Bは、本実施形態のソケット 90を用いた半導体装置の一例として 、このソケット 90を LGAパッケージ 24の ICのためのソケットとして用いた場合のコンタ 外動作を示す図であり、図 17Aは、半導体装置 96の押圧力付与前の状態 (又は押 圧力付与後の復元状態)を示す側面断面図、図 17Bは半導体装置 96に荷重を付与 した時の状態を示す側面断面図である。
[0091] 本例の半導体装置 96は、プリント基板 23と LGAパッケージ 24との間に入れ、図 17 Aに示すように、プリント基板 23の上面に設けられたパターン配線 23A及び LGAパ ッケージ 24下面側の LGAランド 24Aとにソケット 80のドーム部 92が接する状態でセ ットする。
この半導体装置 96に、図 17Bに示すように荷重を掛けると、ドーム部 92及び端子 部 93の部分のエラストマ一シート 91が押圧変形され、それに応じて反発力を発生し ながら沈み込み、この時の荷重と発生する沈みが、荷重一変位特性となる。また、各 端子部 93はスルーホール付近を支点にして沈み込むため、荷重を加えると接触点 力 Sスルーホール側に移動し、これによつてドーム部 92の接触位置が移動してワイピン グ効果をもたらし、それぞれの金属接触面にある酸化膜を除去してフレッシュな金属 面同士を接触させることができるため、低抵抗で接触を実現できる。 [0092] 図 18は、本実施形態のソケットの製造方法の一例を示す工程図である。本例によ るソケットの製造工程では、まず、フッ素系エラストマ一を成型してエラストマ一シート 91を作製する。この成型時、ドーム部 92となる突起部やスルーホール (TH)用貫通 穴を形成しておく。
次に、得られたエラストマ一シート 91の表裏両面に無電解銅めつき又は無電界 Ni めっきを施し、導電性のめっき下地層を形成する。このめつき処理は、スルーホール めっき部、凸部のめつきも兼ねて行う。
次に、下地層上に、電界銅めつきを施し、端子部 93に必要な金属端子厚さを確保 する。
次に、必要部分以外の銅めつきをエッチングにより除去し、回路を形成する。
次に、各端子部 93の縁部にレーザ力卩ェを施して、 Uスリット 95を形成する。
次に、ドーム部 92等に、無電界 Niめっき、無電界 Pdめっき(必要に応じて)、無電 界金めっきを施すことで、図 16A及び図 16Bに示すソケット 90を製造する。
産業上の利用可能性
[0093] 本発明によれば、低抵抗、大電流化、高速化に対応できる優れたコンタクト端子部 を備えたソケット及びこれを用いた半導体装置を提供できる。

Claims

請求の範囲
[1] 貫通穴が設けられたフッ素系エラストマ一からなる絶縁性のエラストマ一シートと、 該エラストマ一シートの表裏面の少なくとも一部に設けられた金属回路と、前記貫通 穴の内壁に金属膜を形成してなるスルーホールとを有し、
前記エラストマ一シートの表面側の金属回路と裏面側の金属回路とがスルーホー ルによって電気的に接続され、
前記エラストマ一シートの金属回路周囲の少なくとも一部に溝又は貫通穴が設けら れているソケット。
[2] 前記金属回路とスルーホールとからなる多数の端子部を有し、前記溝が前記端子 部以外の部分全域に設けられている請求項 1に記載のソケット。
[3] 前記エラストマ一シートの表面側と裏面側の金属回路の少なくとも一部に凸部が設 けらている請求項 1又は 2に記載のソケット。
[4] 前記凸部は、該凸部に荷重が加わった際に、前記エラストマ一シートの該凸部と接 する部分を押圧変形させて凸部自体は変形しない剛性を有している請求項 1〜3の いずれかに記載のソケット。
[5] 前記エラストマ一シートの表裏の少なくとも一面に該エラストマ一シートより熱膨張 係数の小さい材料からなる保護層が積層されている請求項 1〜4のいずれかに記載 のソケット。
[6] 前記保護層がポリイミドシートとガラスエポキシとの一方又は両方である請求項 5に 記載のソケット。
[7] 前記エラストマ一シートは、エラストマ一シートより熱膨張係数の小さい材料からなる シート状の芯材の表裏にそれぞれエラストマ一層を積層してなる請求項 1〜6のいず れかに記載のソケット。
[8] 前記エラストマ一シートに設けられた貫通穴と前記芯材に設けられた貫通穴とが同 心円上に存在し、これらの貫通穴の内壁に金属膜を形成してスルーホールが形成さ れている請求項 7に記載のソケット。
[9] 前記芯材がポリイミドシートとガラスエポキシとの一方又は両方である請求項 7又は 8に記載のソケット。
[10] (1)貫通穴が設けられたフッ素系エラストマ一からなる絶縁性のエラストマ一シートを 用思し、
(2)次いで、該エラストマ一シートの表裏面の少なくとも一部に金属回路を形成すると 共に、前記貫通穴の内壁に金属膜を形成してスルーホールとし、前記エラストマーシ ートの表面側の金属回路と裏面側の金属回路とがスルーホールによって電気的に接 続され、かつ前記エラストマ一シートの金属回路周囲の少なくとも一部に溝又は貫通 穴が設けられたソケットを得るソケットの製造方法。
[11] 前記(2)において、エラストマ一シートの表面に金属回路となる金属箔を貼りつけた 後、該金属箔を利用して電解めつきによりスルーホールを形成し、表面と裏面の導通 を確保する請求項 10に記載のソケットの製造方法。
[12] 前記金属回路とスルーホールとからなる多数の端子部を有し、前記溝が前記端子 部以外の部分全域に設けられている請求項 10又は 11に記載のソケットの製造方法
[13] 前記エラストマ一シートの表面側と裏面側の金属回路の少なくとも一部に凸部が設 けられている請求項 10〜: 12のいずれかに記載のソケットの製造方法。
[14] 前記凸部は、該凸部に荷重が加わった際に、前記エラストマ一シートの該凸部と接 する部分を押圧変形させて凸部自体は変形しない剛性を有している請求項 10〜: 13 のレ、ずれかに記載のソケットの製造方法。
[15] 前記エラストマ一シートの表裏の少なくとも一面に、該エラストマ一シートより熱膨張 係数の小さい材料からなる保護層が積層されている請求項 10〜: 14のいずれかに記 載のソケットの製造方法。
[16] 前記保護層がポリイミドシートとガラスエポキシとの一方又は両方である請求項 15 に記載のソケットの製造方法。
[17] 前記エラストマ一シートは、エラストマ一シートより熱膨張係数の小さい材料からなる シート状の芯材の表裏にそれぞれエラストマ一層を積層してなる請求項 10〜: 16のい ずれかに記載のソケットの製造方法。
[18] 前記エラストマ一シートに設けられた貫通穴と前記芯材に設けられた貫通穴とが同 心円上に存在し、これらの貫通穴の内壁に金属膜を形成してスルーホールが形成さ れている請求項 17に記載のソケットの製造方法。
[19] 前記芯材がポリイミドシートとガラスエポキシとの一方又は両方である請求項 17又 は 18に記載のソケットの製造方法。
[20] 請求項 1〜9のいずれかに記載のソケットと、該ソケットを介して電気的に接続され たプリント基板及び ICパッケージとを有する半導体装置。
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