(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品に備えられ、この電子部品の電気的接続を行う接続端子を有するコーン状接続端子であって、
前記コーン状接続端子となるコーン状頭部と、このコーン状頭部を前記電子部品に固定する固定部とから構成され、
前記コーン状頭部は錐体を形成し、前記固定部は球状に形成されていることを特徴とするコーン状接続端子。
【請求項２】
請求項１に記載のコーン状接続端子を、電子部品に組み付ける組付方法であって、
（１）電子部品にスルーホールを穿設し、その上面とば口と、内周面と、下面とば口とへ金属めっきを施す第１工程と、
（２）前記コーン状接続端子のコーン状頭部を保持し、前記電子部品のスルーホールに固定部の先端から挿入し、金属めっきが施された前記上面とば口に、前記コーン状接続端子のコーン状頭部の下面を当接させる第２工程と、
を含むことを特徴とするコーン状接続端子の組付方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品、その中でも半導体のパッケージは、高密度実装に対応するため、小型化、薄型化に対応可能な球状接続端子が採用されているが、さらに高密度化可能な錐体（コーン）形状を有するコーン状接続端子およびその組付方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術の発展過程を簡単に説明する。半導体集積回路（ＩＣ）の多機能化、高性能化に伴い、ＩＣを搭載するパッケージは、さまざまなニーズにより変遷し、進化してきた。当初、ＩＣのリード（足）は、ムカデの足のように両サイドから下向きにまっすぐ伸びてプリント基板上に設けられた開口部に差込まれ、ハンダ付けをして固定されていたが、足の数に制約があり、小型化、薄型化、省スペースに対応できなかった。
【０００３】
次に登場したのが、裏面全体からピンを取り出すピンタイプである。つまり、ＰＧＡ（Ｐｉｎ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）は、多ピン化によりそれらを改善したもので、裏面には多くのピンが華道道具の剣山のように林立させ、多機能化による入・出力端子数の増加や各種信号用の端子数の増加に対応したが、厚みの小型化には難点があった。
そこで登場したのが、ピンをボールに代えて薄型化に対応したＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）である。ボールをピンの代替品とすることにより極端に薄くでき、省スペース化に貢献できた。
さらに、ＩＣチップサイズのパッケージ（以下、電子部品と称する）、つまり、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）は、ＩＣを覆い封止するプラスチックを廃止して、さらに小型化を図ったもので、薄い基板に載せたＩＣのチップそのものがチップサイズとなり、裏面には、一段と小さなボール（例えば、直径φ０．３〜０．５ｍｍ）が球状接続端子として採用されている。
【０００４】
このように、電子部品の裏面には、ピンに代わって球状接続端子（以下、ボールという）が格子状に配置され、前記ＢＧＡのピッチ間隔は０．８ｍｍから０．５ｍｍへと狭ピッチ化が進んでおり、ボールの高密度化が進んでいる。また、電子部品は、実装密度と電気的電送特性を高めることからも、軽薄短小化の傾向にあり、当然ながらボールの相手となる接触子も同様に高密度化への対応が求められている。
【０００５】
そこで、本出願人は、高密度化に対応した球状接続端子用のスパイラル状接触子（スパイラルコンタクタ）を開示している（例えば、特許文献１参照）。
図１０（ａ）は、スパイラル状接触子２１を複数配置したスパイラルコンタクタ２０を示す平面図であり、図１０（ｂ）は、スパイラルコンタクタ２０のＡ部を拡大したスパイラル状接触子２１の拡大平面図、図１０（ｃ）は、その断面図である。図１０（ｂ）に示すように、スパイラル状接触子２１は、平面視してスパイラル形状を有し、ボールに接触すると、スパイラル状接触子２１の中央部から外側に接触を広げ、渦巻き部はボールに巻きつくように撓みながら変形して線接触し、電気的接続を行う。このスパイラル状接触子２１の渦巻き部は、厚みが一定で、根元から先端に近づくにしたがって幅は狭くなるという特徴を備えている。
【０００６】
また、本出願人は、前記ＢＧＡのボールに代わる、より薄く高密度化を可能にするコーン状接続端子グリッドアレー（ＣＧＡ）を提案している（例えば、特許文献２参照）。図１１は、ボール１７とコーン１の厚みの違いを説明するための図であり、（ａ）はボール１７を有する電子部品と、スパイラル状接触子２１を設けた電子部品とを挿着した状態での断面図、（ｂ）はコーン１を有する電子部品と、スパイラル状接触子２１を設けた電子部品とを挿着した状態での断面図である。図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、両者の接続端子による撓み量を同じ（Ｈ３＝ｈ３）とした場合、コーン１を採用した電子部品の厚み寸法は、Ｈ４＞ｈ４となり、ボール１７の半径分、薄くできることが判る。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１７５８５９号（図１、図２）
【特許文献２】
特開２００３−７８０７８号公報（図１、図２、図３、図４）
【０００８】
しかしながら、コーン状接続端子を電子部品上に組み付ける場合、コーン状接続端子の固定部の形状や、コーン状接続端子の組付方法については、開示されていなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、電子部品に組付け易いコーン状接続端子およびその組付方法について提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載されたコーン状接続端子は、電子部品に備えられ、この電子部品の電気的接続を行う接続端子を有するコーン状接続端子であって、前記コーン状接続端子となるコーン状頭部と、このコーン状頭部を前記電子部品に固定する固定部とから構成され、前記コーン状頭部は錐体を形成し、前記固定部は球状に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載された発明によれば、コーン状接続端子のコーン状頭部は錐体に形成したことにより、球状の接続端子のボールよりも小さくできるので、電子部品の厚みを薄くできる。また、固定部を球状（ボール）とすることによって、固定部が短くできるため、薄型化された電子部品に組み付け可能なコーン状接続端子を提供できる。
【００１２】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載のコーン状接続端子を電子部品に組み付ける組付方法であって、
（１）電子部品にスルーホールを穿設し、その上面とば口と、内周面と、下面とば口とへ金属めっきを施す第１工程と、（２）前記コーン状接続端子のコーン状頭部を保持し、前記電子部品のスルーホールに固定部の先端から挿入し、金属めっきが施された前記上面とば口に、前記コーン状接続端子のコーン状頭部の下面を当接させる第２工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、コーン状接続端子のコーン状頭部に錐体を形成し、固定部に膨らみ形成して材料自身がもつ弾性により、または、固定部に付勢力が発生するように膨らみを形成し、材料自身がもつ弾性力を高めたことにより、第１工程にて、コーン状接続端子の固定部を挿入する電子部品にスルーホールを穿設して要部を金属めっきし、第２工程では、コーン状接続端子の固定部の先端からスルーホールへ挿入し、装着するだけで組付作業が完了するため、簡単で、容易に組付けができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。
＜第１実施の形態＞
図１は、第１実施の形態に係るコーン状接続端子１０の３面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は下面図である。
図１（ａ）に示すように、コーン状接続端子１０は、コーン状頭部１と固定部２とから構成されている。
コーン状頭部１は、錐体を形成しており、頂部１ａにはＲ（アール）が施されている。サイズは、コーン状頭部１の直径が、ここではφ０．３ｍｍである。また、コーン状頭部１の頂角の角度は、例えば、９０°であり、頂部１ａのＲは、Ｒ０．０３ｍｍであるが、他の寸法、例えば、コーン状頭部１の直径をφ０．１〜０．２ｍｍとしてもよいし、角度、Ｒも変更してもよい。
また、固定部２は、膨らみ２ｂと材料自身のもつ弾性と、電子部品自身の弾性を利用して、しまりばめ嵌合によりスルーホール５（図６参照）に嵌入して密着させ、電気的接続をするが、後記するスルーホール５の内面５ｂの金属めっき６に食い込ませてもよい。
固定部２の先端３は、電子部品、例えば、絶縁基板に設けられた後記するスルーホール５の孔径φｄ（図６参照）よりも小さく形成されている。
【００１５】
図１（ｂ）に示すように、コーン状接続端子１０は、側面視ではコーン状頭部１は同じ錐体形状であるが、固定部２は異なり、長方形となっている。図１（ｃ）に示すように、固定部２には稜線があり、下面視して固定部２は長方形または正方形であり、その４隅に角２ｃ、２ｃ…が形成されている。
先端３の端面は、長方形となっており、先端面３ａはフラットになっている。コーン状接続端子１０の材質は、ボールグリッドアレー（ＢＧＡ）のボールと同じハンダであってもよいし、導電性のよいニッケル、銅、その他の金属の組み合わせ等であってもよい。
【００１６】
図２は、第１実施の形態に係るコーン状接続端子１０の変形例を示す３面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は下面図である。
前記した図１に示すコーン状接続端子１０と、図２に示すコーン状接続端子１０´との違いは、コーン状頭部１とコーン状頭部１´との形状の相違である。つまり、図２（ｃ）に示すように、コーン状頭部１´の形状は、同じ錐体であるが、上下方向の錐体のかさ部分が削除されている。このようにすることにより、板材によって製造ができるため、材料取りに無駄がなく都合がよい。また、コーン状頭部１´をこのように切り欠いても、スパイラル状接触子２１（図９（ｂ）参照）との接触には支障はない。
【００１７】
＜第２実施の形態＞
図３は、第２実施の形態を係るコーン状接続端子１１の３面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は下面図である。
前記コーン状接続端子１０とコーン状接続端子１１との違いは、固定部２２の正面に開口部２ａを設けた点にある。図３（ａ）に示すように、略Ｏ状の開口部２ａは、固定部２２の中央に設けられ、付勢力が発生するように左右に膨らみ２ｂ、２ｂを有している。また、図３（ｃ）に示すように、固定部２２は長方形となっており、後記するスルーホール５（図６（ａ）参照）の孔径φｄに挿入されると、幅方向が圧縮されて変形する。
【００１８】
図４は、第２実施の形態に係るコーン状接続端子１１の変形例を示す３面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は下面図である。
前記した図３に示すコーン状接続端子１１と、図４に示すコーン状接続端子１１´との違いは、コーン状頭部１とコーン状頭部１´との形状の相違である。つまり、図４（ｃ）に示すように、コーン状頭部１´の形状は、同じ錐体であるが、上下方向の錐体のかさ部分が削除されている。このようにすることにより、板材によって製造ができるため、材料取りに無駄がなく都合がよい。また、前記同様にコーン状頭部１´をこのように切り欠いても、スパイラル状接触子２１（図９（ｂ）参照）との接触には支障はない。
【００１９】
＜第３実施の形態＞
図５は、第３実施の形態に係るコーン状接続端子１２，１３であり、（ａ）は固定部３２を球状にしたコーン状接続端子１２を示す正面図、（ｂ）は固定部４２を楕円球にしたコーン状接続端子１３を示す正面図である。
図５（ａ）に示すように、コーン状接続端子１２の固定部３２は、最短の形として球状（ボール）とすることによって、電子部品の厚みを薄くできる。
また、図５（ｂ）に示すように、コーン状接続端子１３の固定部４２は、ラグビーボールのような楕円球、または玉子型としてもよい。球状（ボール）よりも、先端が尖がっている分、組付け易くなる。
また、電子部品への固定は、スルーホールの孔径に対して球径を、しまりばめ嵌合とする締めしろを付加することにより、固定できる。
【００２０】
つぎに、図３、図６を参照して、コーン状接続端子１１の組付方法を説明する。
図６は、コーン状接続端子１１の組付方法を示す説明図であり、図６（ａ）はコーン状接続端子１１の固定部の挿入過程を示す断面図、図６（ｂ）は固定部の挿入後の（ｃ）に示すＡ−Ａ線の断面図、図６（ｃ）は図６（ｂ）に示す挿入後の下面図である。
第１工程は、電子部品である、例えば絶縁基板４にスルーホール５を穿設し、その上面とば口５ａと、スルーホール５の内周面５ｂと、下面とば口５ｃに銅めっき６を施す。
第２工程は、図示しないパーツフィーダによって整列されたコーン状接続端子１１のコーン状頭部１を吸着による保持部材１８によって保持し、絶縁基板４のスルーホール５に先端３から挿入し、上面とば口５ａの銅めっき６に、コーン状接続端子１１のコーン状頭部１の下面１ｂが当接するまで押し込む。
【００２１】
その結果、図６（ｂ）に示すように、略Ｏ状の開口部２ａと固定部２２の膨らみ２ｂ、２ｂが強制的に変形し、図６（ｃ）に示すように、下面視で正方形に変形する。スルーホール５に押し込まれると、付勢力が発生するため、コーン状接続端子１１の固定部２２の角２ｃ，２ｃ…がスルーホール５の金属めっき６に食い付いて固定される。
また、コーン状接続端子１１のコーン状頭部１としたことにより、球状の接続端子のボールよりも厚みが小さいので、電子部品の厚みを薄くできる。
なお、保持部材１８によるコーン状頭部１の保持方法は、吸着の他に、磁力による磁着でもよいし、その他の方法であってもよい。また、複数個を同時に保持しても構わない。また、使用されるコーン状接続端子は、コーン状接続端子１１に限定されるものではなく、コーン状接続端子１０，１０´，１１´，１２，１３であってもよい。
【００２２】
図７（ａ）は、電子部品にコーン状接続端子が組付けられたコーングリッドアレーを示す平面図、（ｂ）はその正面図である。このように、コーン状接続端子は格子状に設けられたスルーホールに組付けられ、整然と配置されている。
【００２３】
次に、コーン状接続端子１１の分解方法を説明する。
図８は、コーン状接続端子１１の分解方法を示す説明図であり、（ａ）は抜きピン工具１９をスルーホール５へ挿入する挿入過程を示す断面図であり、（ｂ）はコーン状接続端子１１の離脱過程を示す断面図である。
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、電子部品である、例えば、絶縁基板４の裏面のスルーホール５に抜きピン工具１９を挿入し、コーン状接続端子１１の先端３の先端面３ａに当接して押し込むだけで、スルーホール５の孔に固定部２２の角２ｃ，２ｃ…が食い付いたコーン状接続端子１１であっても抜き取ることができるため、コーン状接続端子１１の交換はもとより、追加、または削除が容易であり、設計変更、仕様変更に対応できる。また、廃棄処分後の分別回収が容易であり、環境保全に対応できる。
なお、抜きピン工具１９のほかに、高圧流体、例えば、高圧エアをスルーホール５の孔に直接噴射して空気圧によってコーン状接続端子１１を押し出してもよい。
【００２４】
図９は、コーン状接続端子１１によるスパイラル状接触子２１の動作について説明する説明図であり、（ａ）は、スパイラル状接触子２１との接触前の状態を示す断面図であり、（ｂ）は、スパイラル状接触子２１との接触後の状態を示す断面図である。図９（ｂ）に示すように、スパイラル状接触子２１がコーン状頭部１に接触すると、スパイラル状接触子２１の中央部から外側に接触を広げ、渦巻き部はコーン状頭部１に巻きつくように撓みながら変形して線接触する。
このように、接続端子をコーン状頭部１としたことにより、スパイラル状接触子２１の撓み量は、ボールの場合とは大きく異なり、根元付近の撓み量と先端部の撓み量がほぼ均等にすることができるため、根元付近の曲げ応力が軽減できて、繰り返し荷重に対しても、その影響を小さくできる作用効果がある。
また、図１１に示すボールとの比較において、コーン状頭部１の場合は、図９（ｂ）に示すように、根元まで深く接触させることができるため、電気的接続の確実性は高く、ダメージは少ない。
なお、コーンとは、球状接続端子のボールに代わるコーン状接続端子（固定部を含む）をいい、コーングリッドアレーとは、電子部品にコーンを格子状に配置したものをいい、ＣＧＡ（Ｃｏｎｅ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）ともいう。
【００２５】
なお、本発明はその技術的思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。例えば、固定部の形状は、板状に限らず、テーパ形状の円柱体としても構わない。また、図５に示すように、球状に限らず、ピン状、または抜け止め用にテーパで複数のＶ溝を付したホースジョイントのような形状にしても構わない。また、各コーンの形状は、円錐に限らず三角錐、四角錐等の多角錐であってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、コーン状接続端子のコーン状頭部は錐体に形成したことにより、球状の接続端子のボールよりも小さくできるので、電子部品の厚みを薄くできる。また、固定部を球状（ボール）とすることによって、固定部が短くできるため、薄型化された電子部品に好適に組み付け可能なコーン状接続端子を提供できる。
【００２７】
請求項２に記載の発明によれば、コーン状接続端子のコーン状頭部に錐体を形成し、固定部に膨らみ形成して材料自身がもつ弾性により、または、固定部に付勢力が発生するように膨らみを形成し、材料自身がもつ弾性力を高めたことにより、第１工程にて、コーン状接続端子を挿入する電子部品にスルーホールを穿設して要部を金属めっきし、第２工程では、コーン状接続端子の固定部の先端からスルーホールへ挿入し、装着するだけで組付作業が完了するため、簡単で、容易に組付けができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施の形態に係るコーン状接続端子の３面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は下面図である。
【図２】  第１実施の形態に係るコーン状接続端子の変形例を示す３面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は下面図である。
【図３】  本発明の第２実施の形態に係るコーン状接続端子の３面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は下面図である。
【図４】  第２実施の形態に係るコーン状接続端子の変形例を示す３面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は下面図である。
【図５】  本発明の第３実施の形態に係るコーン状接続端子であり、（ａ）は固定部を球状にしたコーン状接続端子を示す正面図、（ｂ）は固定部を楕円球にしたコーン状接続端子を示す正面図である。
【図６】  コーン状接続端子の組付方法を示す説明図であり、（ａ）はコーン状接続端子の固定部の挿入過程を示す断面図、（ｂ）はコーン状接続端子の挿入後の（ｃ）に示すＡ−Ａ線の断面図、（ｃ）は図（ｂ）に示す挿入後の下面図である。
【図７】  （ａ）は電子部品にコーン状接続端子が組付けられたコーングリッドアレーを示す平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図８】  コーン状接続端子の分解方法を示す説明図であり、（ａ）は抜きピン工具をスルーホールへ挿入する挿入過程を示す断面図、（ｂ）はコーン状接続端子の離脱過程を示す断面図である。
【図９】  コーン状接続端子によるスパイラル状接触子の動作について説明する説明図であり、（ａ）はスパイラル状接触子との接触前の状態を示す断面図、（ｂ）はスパイラル状接触子との接触後の状態を示す断面図である。
【図１０】  （ａ）は従来のスパイラル状接触子を複数配置したスパイラルコンタクタを示す平面図、（ｂ）はスパイラルコンタクタのＡ部を拡大したスパイラル状接触子の拡大平面図、（ｃ）はその断面図である。
【図１１】  図１１は、ボールとコーン状接続端子の厚みの違いを説明するための説明図であり、（ａ）は、ボールを有する電子部品とスパイラル状接触子を設けた電子部品とを挿着した状態での断面図、（ｂ）は、コーン状接続端子を有する電子部品とスパイラル状接触子を設けた電子部品とを挿着した状態での断面図である。
【符号の説明】
１，１´    コーン状頭部
１ａ    頂部
１ｂ      下面
２，２２，３２，４２    固定部
２ａ    開口部
２ｂ    膨らみ
２ｃ    角
３      先端
３ａ    先端面
４      絶縁基板
５      スルーホール
５ａ    上面とば口
５ｂ    内周面
５ｃ    下面とば口
６      金属（銅）めっき
１０，１０´，１１，１１´，１２，１３  コーン状接続端子
１８    保持部材
１９    抜きピン工具
２０    スパイラルコンタクタ
２１    スパイラル状接触子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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