(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲げることが可能な基板の一方面に取付けられた電子コンポーネントと、前記基板の反対側の面上にあるそれぞれのＩ／Ｏパッドに接触する複数の弾性コンタクトと、前記弾性コンタクトを前記Ｉ／Ｏパッドに対して前記基板を曲げる力で圧縮する圧縮機構とを含み、
前記圧縮機構は、前記基板の前記一方面を押す、間隔を置かれた脚部を有し、前記電子コンポーネントは前記脚部の間に位置するようにされ、
前記Ｉ／Ｏパッドは、前記基板の反対側の面上の、前記脚部の間および外側の両方に位置し、
前記弾性コンタクトは、各々が前記脚部の間にあるそれぞれのＩ／Ｏパッドに対して第１の力を加える第１の種類のコンタクトを含み、さらに、
前記弾性コンタクトは、各々が前記脚部の外側にあるそれぞれのＩ／Ｏパッドに対して前記第１の力よりも大きい第２の力を加える第２の種類のコンタクトを含む、電気機械モジュール。
【請求項２】
前記間隔を置かれた脚部は、前記電子コンポーネントがそれらの間に位置しかつ前記基板の前記一方面を押す、２本の脚部を含む、請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
前記間隔を置かれた脚部は、前記電子コンポーネントのまわりで前記基板の前記一方面を押す、４本の脚部を含む、請求項１に記載のモジュール。
【請求項４】
前記Ｉ／Ｏパッドは、前記基板上に行列状のパターンで配置され、前記第２の種類の弾性コンタクトは、前記パターンの周辺部に位置付けられる、請求項１に記載のモジュール。
【請求項５】
前記電子コンポーネントは集積回路チップである、請求項１に記載のモジュール。
【請求項６】
前記電子コンポーネントは、微細なはんだ接続で前記基板に取付けられる、請求項１に記載のモジュール。
【請求項７】
前記圧縮機構および前記弾性コンタクトのすべては、前記基板が前記電子コンポーネントが取付けられている領域において一方方向にのみ偏向するように前記基板上を押す、請求項１に記載のモジュール。
【請求項８】
前記弾性コンタクトは、前記基板と、前記圧縮機構がそれに取付けられている別の部材との間に位置する担体によって保持される、請求項１に記載のモジュー
ル。
【請求項９】
前記基板はプリント回路基板である、請求項１に記載のモジュール。
【請求項１０】
前記基板はセラミック基板である、請求項１に記載のモジュール。
【請求項１１】
前記第１の種類のコンタクトおよび前記第２の種類のコンタクトのサブセットは、ある順列で互いに分散配置される、請求項１に記載のモジュール。
【請求項１２】
前記第１の種類の各弾性コンタクトは、第１のワイヤ厚さを有するワイヤの塊を含み、前記第２の種類の各弾性コンタクトは、前記第１のワイヤ厚さより厚いワイヤ厚さを有するワイヤの塊を含む、請求項１に記載のモジュール。
【請求項１３】
前記第１の種類の各弾性コンタクトは、第１の高さを有するワイヤの塊を含み、前記第２の種類の各弾性コンタクトは、前記第１の高さより高い高さを有するワイヤの塊を含む、請求項１に記載のモジュール。
【請求項１４】
前記第１の種類の各弾性コンタクトは、第１の硬さを有する導電性エラストマーを含み、前記第２の種類の各弾性コンタクトは、前記第１の硬さより硬い導電性エラストマーを含む、請求項１に記載のモジュール。
【請求項１５】
前記第１の種類の各弾性コンタクトは、前記第１の力を加えるばねを圧縮するピストンを含み、前記第２の種類の各弾性コンタクトは、前記第２の力を加えるばねを圧縮するピストンを含む、請求項１に記載のモジュール。
【請求項１６】
前記第１の種類の各弾性コンタクトは、第１のワイヤ厚さを有するワイヤのコイルを含み、前記第２の種類の各弾性コンタクトは、前記第１のワイヤ厚さより厚いワイヤ厚さを有するワイヤのコイルを含む、請求項１に記載のモジュール。
【請求項１７】
前記第１の種類の各弾性コンタクトは、第１の高さを有するワイヤのコイルを含み、前記第２の種類の各弾性コンタクトは、前記第１の高さより高い高さを有するワイヤのコイルを含む、請求項１に記載のモジュール。
【請求項１８】
前記複数の弾性コンタクトは、前記２つの異なる種類にのみ限られる、請求項１に記載のサブアセンブリ。
【請求項１９】
前記第１の力および前記第２の力は、互いに少なくとも５０％異なる、請求項１に記載のモジュール。
【請求項２０】
前記複数の弾性コンタクトは、１０種類未満の異なるコンタクトを含み、その各々は、前記圧縮する手段によって圧縮されたときに対応するそれぞれのＩ／Ｏパッドに対して異なる大きさの力を加える、請求項１に記載のモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
本発明は、２つのコンポーネント間を電気的に接続するように圧縮される弾性コンタクトを含む、集積回路モジュールおよびそのサブアセンブリに関する。
【０００２】
先行技術において、圧縮された弾性コンタクトを使用して電気的接続を得る集積回路モジュールの一例が、「高密度低リアクタンスソケット（”Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｌｏｗ Ｒｅａｃｔａｎｃｅ Ｓｏｃｋｅｔ”）」と題された米国特許番号第４、９９９、０２３号に開示されている。その中で、図２Ａおよび図２Ｂにおいて、弾性コンタクトは参照番号１５で示されており、この弾性コンタクト１５は、スリーブ１４によって保持されるワイヤの塊（ｗａｄ）からなる。
【０００３】
特許’０２３号の図２Ａおよび図２Ｂにおいて、弾性コンタクト１５は、実装された集積回路チップ上の入出力ピン２０と、プリント回路基板上の信号線３２との間を電気的に接続するのに使用されている。この電気的接続は、ピン２０をスリーブ１４内に挿入して、ピンを弾性コンタクト１５に対して押付けることによって得られる。
【０００４】
ピン２０がスリーブ１４内に押込まれるとき、弾性コンタクト１５はピンの軸に平行に圧縮され、それにより、弾性コンタクトはピンの軸に垂直に広がって、スリーブ１４の側壁を押付けるようになる。これにより、スリーブ１４の側壁を介して信号線３２に至る低抵抗の電気的接続が構築される。
【０００５】
圧縮された各弾性コンタクト１５は、それに対応する入出力ピン２０に対抗する力を発揮する。したがって、コンポーネント上の入出力ピン２０の合計数が増すにつれて、すべての弾性コンタクト１５によってコンポーネントに加えられる対抗する力の合計もまた増大する。
【０００６】
数値的な一例として、１つのコンポーネントが１０００本の入出力ピンを有し、各弾性コンタクトが２オンス（０．５５６ニュートン）の対抗する力を加えるものとする。この場合、コンポーネントに加えられる対抗する力の合計は１００ポンド（４４４．８ニュートン）を超える。
【０００７】
すべての弾性コンタクトが１つのコンポーネントを押付ける、その対抗する力の合計が増すことによって、そのコンポーネントが偏向するかまたは曲がる時点に最終的に到達する。その時点に達すると、コンポーネント内に機械的応力が生じ、この応力が永久的な損傷を生む。たとえば、この応力はコンポーネント内のまたはコンポーネントへの微細な信号線を即時に破断しかねない。あるいは、この応力によってコンポーネント内のまたはコンポーネントへの接合が弱まり、かつしたがって、長期的な信頼性が脅かされかねない。
先行技術においてはさらに、弾性コンタクトを使用して圧縮された電気的接続を得る集積回路モジュールの他の例が、欧州特許出願番号第ＥＰＯ  ７１７  ４７１  Ａ２号およびドイツ特許番号第ＤＥ  ３８０３４６９Ａ１号に開示されている。上述の特許出願において、弾性コンタクトは図１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、３Ｂ、３Ｃ、４、５、６および７に示され、上述の特許において、弾性コンタクトは図１、２、３、４および５に示されている。
【０００８】
したがって、本発明の主要な目的は、電気的接続を得るのに弾性コンタクトを使用し、かつ、上述の応力の問題を克服する、改良された集積回路モジュールを提供することである。
【０００９】
【発明の概要】
本発明の一実施例は、薄い平らな基板の一方表面上にはんだ付けされた集積回路チップを含む、集積回路モジュールである。この基板の反対側の表面上には、複数のＩ／Ｏパッドが配されている。モジュール内の圧縮機構は、該Ｉ／Ｏパッドのそれぞれに対して、基板を曲げる力で複数の弾性コンタクトを圧縮する。
【００１０】
本発明に従えば、圧縮機構は基板の一方表面を押す間隔を置かれた脚部を有し、それら脚部の間に集積回路チップが位置付けられるようにされる。また、基板の反対側の表面上のＩ／Ｏパッドは、それら脚部の間および外側の両方に位置する。さらに、弾性コンタクトは、その各々が脚部の間にあるそれぞれのＩ／Ｏパッドに対して比較的小さい力を加える第１の種類のコンタクトを含み、また、その各々が脚部の外側にあるそれぞれのＩ／Ｏパッドに対して比較的大きい力を加える第２の種類のコンタクトを含む。このような構造により、基板は、チップがその基板にはんだ付けされている臨界領域において、すべての弾性コンタクトがそれぞれ対応するＩ／Ｏパッドに対して小さい力を加えた場合に生じるよりも小さい最大偏向で曲げられる。
【００１１】
本発明は、弾性コンタクトがＩ／Ｏパッドのすべてとは整合していない領域において、圧縮機構の脚部が基板の一方表面を押すことによって弾性コンタクトを圧縮するような場合に、特に有益である。このような状況は、一方表面において脚部が押すことのできる領域が、その表面上のチップおよび他のコンポーネントの存在によって制限されている場合に起こり得る。たとえば、脚部は、反対側の表面がＩ／Ｏパッドの行列で完全に覆われているかもしれない状況で、チップのまわりの狭いリング状の領域内でのみその一方表面を押すように制限され得る。
【００１２】
一実施例においては、弾性コンタクトの異なる種類は、ワイヤの厚さが異なるワイヤの塊を含む。弾性コンタクトの異なる種類の代替的な実施例もまた、いくつか開示される。
【００１３】
【詳細な説明】
ここで図１を参照して、本発明の好ましい一実施例を構成する電気機械モジュール１０について詳細に説明する。この電気機械モジュール１０はいくつかのコンポーネント１１〜１８からなるが、それらコンポーネントの各々を以下に列挙し説明する。
コンポーネント：  説明
１１：  コンポーネント１１は、複数の入出力端子１１ａを有する集積回路チップである。図１において、入出力端子１１ａは、一例としてソルダ・ボールとして示されている。
【００１４】
１２：  コンポーネント１２は、上面１２ａおよび底面１２ｂを有する薄い平らな基板である。集積回路チップ１１の入出力端子１１ａはすべて、基板１２の表面１２ａ上のＩ／Ｏパッド１２ｃにそれぞれ接合されている。基板１２内には複数の導電体が存在し、これらが入出力端子１２ｃを基板１２の底面１２ｂ上にあるそれぞれのＩ／Ｏパッド１２ｄに接続している。このような導電体の１つが参照番号１２ｅで示されている。
【００１５】
１３：  コンポーネント１３はプリント回路基板であって、基板１２上のＩ／Ｏパッド１２ｄと整合する複数のＩ／Ｏパッド１３ａを有する。各Ｉ／Ｏパッド１３ａは、プリント回路基板１３内に存在するそれぞれの導電体１３ｂ（うち１つのみを図示する）に接続されている。
【００１６】
１４ａおよび１４ｂ：  コンポーネント１４ａおよび１４ｂは、基板１２上のＩ／Ｏパッド１２ｄとプリント回路基板１３上のＩ／Ｏパッド１３ａとの間を電気的に接続するよう圧縮される、弾性コンタクトである。それぞれの弾性コンタクトは、Ｉ／Ｏパッド１２ｄの各々に対して設けられている。弾性コンタクト１４ａおよび１４ｂは、２つの異なる種類である。各コンタクト１４ａは、それが接触するＩ／Ｏパッドに対して比較的小さい力をかけるのに対し、各コンタクト１４ｂは、それが接触するＩ／Ｏパッドに対して比較的大きい力をかける。
【００１７】
１５：  コンポーネント１５は、弾性コンタクト１４ａおよび１４ｂのすべてがＩ／Ｏパッド１２ｄおよび１３ａに整合するようにそれらコンタクトを保持する担体である。この担体１５は２つの平らな表面を有し、複数の穴が一方表面から他方表面に延びている。担体１５は、プラスチック等の電気絶縁体で作られており、弾性コンタクト１４ａおよび１４ｂは、図１に示すように、摩擦によって担体の穴の中に保持されている。好ましくは、弾性コンタクト１４ａおよび１４ｂは、圧縮されていない状態で、担体１５の各平面を超えて１／１０インチ未満（０．２５４センチメートル未満）の長さだけ延びる。
【００１８】
１６〜１９：  コンポーネント１６、１７、１８および１９は合せて、弾性コンタクト１４ａおよび１４ｂを圧縮する圧縮機構を構成する。コンポーネント１６は、集積チップ１１を取囲む４本の脚部を有し、基板１２の表面１２ａ上に載置される。これら脚部のうち２本を、図１に参照番号１６ａおよび１６ｂで示す。各コンポーネント１７は、プリント回路基板１３内の穴およびコンポーネント１６内の穴を貫通するボルトである。各コンポーネント１８は、ボルト１７の１つに締付けられるナットである。各コンポーネント１９は、１つのボルト１７にちょうど適合して１つのナット１８によって圧縮されるコイルばねである。
【００１９】
図１の電気機械モジュールの特定的な一特徴は、集積回路チップ１１およびその基板１２を容易に取外しかつ取替えることが可能なことである。図１のモジュールから集積回路チップ１１およびその基板１２を取外すには、ナット１８をボルト１７から抜き、コンポーネント１９および１６をボルト１７から外し、チップ１１を基板１２とともに、弾性コンタクト１４ａおよび１４ｂから離れるように持ち上げればよい。その後、図１のモジュール内に別のチップを置くには、そのチップを基板１２とともに、弾性コンタクト１４ａおよび１４ｂの上に置き、コンポーネント１６をその脚部がチップを取囲むように基板１２上に配置し、ばね１９をボルト１７に滑り込ませ、ナット１８を予め定められたトルクでボルト１７に締付ければよい。
【００２０】
ナット１８が締付けられるにつれて、コンポーネント１６およびプリント回路基板１３は互いに近づくように移動し、それにより、弾性コンタクト１４ａおよび１４ｂが担体１５の穴内に圧縮されるようになる。コンポーネント１６の脚部や圧縮された弾性コンタクト１４ａおよび１４ｂによって、基板１２には種々の力が加えられるが、基板１２にかかるこれらの力の位置を図２に示す。
【００２１】
図２において、コンポーネント１６の脚部によって基板１２に加えられる力の位置は４つの長方形１６ａ’、１６ｂ’、１６ｃ’および１６ｄ’によって示されている。脚部１６ａは長方形１６ａ’内に力を加え、脚部１６ｂは長方形１６ｂ’内に力を加える、等である。同様に、図２において、弾性コンタクト１４ａおよび１４ｂによって基板１２に加えられる力は、点（・）１４ａ’および×印１４ｂ’によって示されている。点１４ａ’における各力は、弾性コンタクト１４ａによって加えられる比較的小さい力である。×印１４ｂ’における各力は、弾性コンタクト１４ｂによって加えられる比較的大きい力である。
【００２２】
図２に示されるような基板１２に加えられるすべての力によって、その基板は曲がることになる。しかし、基板１２に対してそれぞれ小さい力と大きい力を加える２種類の弾性コンタクト１４ａおよび１４ｂを利用することによって、チップ１１下方の基板１２の最大偏向は、弾性コンタクトがすべて基板に対して同じ大きさの力を加えた場合に生じる最大偏向よりも小さいものとなり、したがって、チップおよび／またはその接続に対する、応力による損傷の危険性が減じられる。
【００２３】
このようにチップ１１の下方の偏向を減じる原理を、図３Ａおよび図３Ｂに概略的に示す。図中、参照番号２０は、いくつかの力Ｆ１、Ｆ１およびＦ３がそれに対して加えられるビームを示す。このビーム２０は図１における基板１２を表わし、２つの力Ｆ１は脚部１６ａおよび１６ｂによって基板１２上に加えられる力を表わす。これら２つの力Ｆ１は、図１の脚部１６ａおよび１６ｂがチップ１１によって隔てられているために分断されている。また、図３Ａおよび図３Ｂにおいて、力Ｆ２は、図１の弾性コンタクト１４ａによって基板１２上に加えられる小さい力を表わし、力Ｆ３は、図１の弾性コンタクト１４ｂによって基板１２上に加えられる大きい力を表わす。
【００２４】
図３Ａに示すように、ビーム２０に対して力Ｆ１およびＦ２のみが加えられた場合には、ビームの中央は、力Ｆ１がビームに加わる点に対して上方向に偏向し、ビームの端部は、それら同じ点に対して下方向に偏向する。これに対し、図３Ｂに示すようにビーム２０に対して力Ｆ１、Ｆ２およびＦ３が加えられた場合には、より大きな力Ｆ３がビームの端部を上方向に曲げる効果をもたらし、これが今度は、ビーム中央部分の上方向の偏向を少なくするようにはたらく。その結果として、図３Ｂのビーム２０に生じるピーク偏向Ｄ’は、図３Ａのビーム２０に生じるピーク偏向Ｄよりも小さくなる。
【００２５】
図１の基板１２において生じる実際の曲げおよび実際の応力を正確に判定するために、コンピュータによるシミュレーションを行なった。このシミュレーションの結果を図４、図５、図６および図７に示す。シミュレーションを行なうのに使用されたすべてのパラメータは以下の通りである。
【００２６】
１）基板１２は、ＦＲ４と称されるプリント回路基板材料で作った。
２）基板１２のサイズは、４２．５ミリメートル×４２．５ミリメートル、その厚さは１．１２ミリメートルとした。
【００２７】
３）Ｉ／Ｏパッド１２ｄは、基板１２の表面１２ｂ上に、３３×３３のアレイに配置した。
【００２８】
４）Ｉ／Ｏパッド１２ｄは、それらの中央同士の間隔を１．２７ミリメートルとした。
【００２９】
５）小さい力のコンタクト１４ａの各々は１オンス、すなわち０．２８ニュートンの力を基板１２に対して加えるものとした。
【００３０】
６）大きい力のコンタクト１４ｂの各々は２オンス、すなわち０．５６ニュートンの力を基板１２に対して加えるものとした。
【００３１】
７）基板１２の表面１２ａ上の集積回路チップ１１は、１８．３ミリメートル×１８．３ミリメートルとした。
【００３２】
８）コンポーネント１６は、集積回路チップ１１を取囲んで基板１２の表面１２ａを押付ける、間隔を置かれた４本の脚部を有するものとした。
【００３３】
９）コンポーネント１６の各脚部は、１ミリメートル幅かつ２５ミリメートル長さの領域内で基板１２を押付けるものとした。
【００３４】
１０）コンポーネント１６の各脚部は、基板１２の縁部から５ミリメートルだけ窪ませた。
【００３５】
図４において、「○」印は、上述のシミュレーション中に基板１２内の線１２ｆに沿って生じる偏向をグラフで表わしたものである。基板１２内のこの線１２ｆは図２に示されている。図４における偏向は、偏向した点が脚部１６ａ、１６ｂ等が基板に接触する点よりも上になる場合には正とし、下になる場合には負とする。比較の目的で、図４における「＋」印は、大きな力のコンタクト１４ｂを小さな力のコンタクト１４ａに置換した場合に基板１２における線１２ｆに沿って生じる偏向をグラフで表わしている。
【００３６】
図４において重要な偏向は、集積回路チップ１１の下方で生じる偏向である。これらの偏向は、距離「×」が１８．３÷２ミリメートルよりも小さい場所で生じる。この領域について、「＋」印で示されるピーク偏向は約０．０４２ミリメートルであり、「○」印によって示されるピーク偏向Ｄ’は約０．０２２ミリメートルである。したがって、本発明に従って小さな力のコンタクト１４ａおよび大きな力のコンタクト１４ｂを使用することによって、チップの下方のピーク偏向がおよそ（０．０４２−０．０２２）÷０．０４２、すなわち約４７％減じられる。
【００３７】
同様に、図５において「○」印は、上述のシミュレーション中に基板１２における線１２ｇに沿って生じる偏向をグラフで示す。基板１２内のこの線１２ｇは図２に示されている。ここでもやはり、図５における偏向は、偏向した点が脚部１６ａ、１６ｂ等が基板に接触する点よりも上であれば正とし、下であれば負とする。また、図５においても「＋」印は、大きな力のコンタクト１４ｂを小さな力のコンタクト１４ａに置換えた場合に基板１２内の線１２ｇに沿って生じる偏向をグラフで示している。
【００３８】
図５においてもやはり、問題となる偏向は、チップ１１の下方（すなわち、距離「×」が１８．３÷２ミリメートルよりも小さい場所）に生じる偏向である。図中、「＋」印で示されるピーク偏向と「○」印で示されるピーク偏向とは、図４において生じるそれらとほぼ同様である。したがって、本発明によれば、チップの下方のピーク偏向がやはり約４７％減じられることになる。
【００３９】
図５においてはさらに、基板の周辺部において、「○」印で示される偏向が「＋」印によって示される偏向よりも実際に大きいことが示されている。したがって、大きな力のコンタクト１４ｂを小さな力のコンタクト１４ａとともに使用した場合に、基板の周囲における偏向が増すことがわかる。しかし、基板の周囲におけるこのような偏向の増加は、それが集積回路チップから遠く離れたところで生じるために、損傷を引起すことはない。
【００４０】
図６において「○」印は、上述のシミュレーション中に、基板１２と集積回路チップ１１の入出力端子１１ａとの間のろう接継手において線１２ｆに沿って生じる、剪断応力をグラフで表わしている。この剪断応力は、メガ−パスカル（ＭＰａ）単位で示され、これは、図４の「○」印で示される偏向によって生成される。
【００４１】
比較の目的で、図６の「＋」印は、大きな力のコンタクト１４ｂを小さな力のコンタクト１４ａに置換えた条件下で「○」印の場合と同じ点に生じる、剪断応力をグラフで表わしている。図６において、「＋」印で示されるピーク剪断応力はおよそ６．０ＭＰａであるのに対し、「○」印で示されるピーク剪断応力は４．０ＭＰａ未満である。したがって、本発明によれば、基板１２と集積回路チップ１１の入出力端子１１ａとの間のろう接継手における線１２ｆに沿ったピーク剪断応力が約（６．０−４．０）÷６．０、すなわち３３％減じられる。
【００４２】
同様に、図７において「○」印は、上述のシミュレーション中に、基板１２と集積回路チップ１１の入出力端子１１ａとの間のろう接継手において線１２ｇに沿って生じる剪断応力をグラフで示す。この剪断応力は、図５において「○」印で示される偏向によって生成される。
【００４３】
比較の目的で、図７の「＋」印は、大きな力のコンタクト１４ｂを小さな力のコンタクト１４ａに置換えた条件下で「○」印の場合と同じ点に生じる、剪断応力をグラフで示している。図７を見ると、「＋」印で示されるピーク剪断応力が約１７ＭＰａであって、「○」印で示されるピーク剪断応力が約１０．５ＭＰａであることがわかる。したがって、本発明によれば、基板１２ａと集積回路チップ１１の入出力端子１１ａとの間のろう接継手における線１２ｇに沿ったピーク剪断応力が、約（１７−１０．５）÷１７、すなわち３８％減じられる。
【００４４】
次に、図８から図１１は、弾性コンタクト１４ａおよび１４ｂのいくつかの実施例を示す。図８において、弾性コンタクト１４ａは、ワイヤ厚さＴ１が比較的薄いワイヤのコイルからなり、弾性コンタクト１４ｂは、ワイヤ厚さＴ２が比較的厚いワイヤのコイルからなる。これらの厚さの違いにより、弾性コンタクト１４ａはそれが接触するＩ／Ｏパッドに比較的小さい力をかけるのに対し、弾性コンタクト１４ｂは、それが接触するＩ／Ｏパッドに比較的大きい力をかける。
【００４５】
図９において、弾性コンタクト１４ａは、高さＨ１が比較的低いワイヤの塊（ｗａｄ）からなり、弾性コンタクト１４ｂは、高さＨ２が比較的高いワイヤの塊からなる。各塊は１または複数のワイヤ片を含み、それらをランダムに曲げて弾性の塊（ｍａｓｓ）へとからませたものである。これら弾性の塊の高さの違いにより、各コンタクト１４ａはそれが接触するＩ／Ｏパッド上に比較的小さい力を加えるのに対し、各コンタクト１４ｂはそれが接触するＩ／Ｏパッド上に比較的大きい力を加える。
【００４６】
一変形例として、図９の弾性コンタクト１４ａは、高さＨ１が低い（ワイヤの塊ではなく）ワイヤのコイルから作ることも可能であり、図９の弾性コンタクト１４ｂは、高さＨ２が高いワイヤのコイルから作ることも可能である。同様に、図８の弾性コンタクト１４ａは、ワイヤ厚さＴ１が薄い（ワイヤのコイルではなく）ワイヤの塊から作ることができ、図８の弾性コンタクト１４ｂは、ワイヤ厚さＴ２の厚いワイヤの塊から作ることもできる。
【００４７】
図１０において、弾性コンタクト１４ａは、比較的柔軟な（ｐｌｉａｎｔ）エラストマーで作られており、弾性コンタクト１４ｂは、比較的硬い（ｓｔｉｆｆ）異なるエラストマーで作られている。これら異なる弾性Ｅ１およびＥ２により、弾性コンタクト１４ａは、それが接触するＩ／Ｏパッド上に比較的小さい力を加えるのに対し、弾性コンタクト１４ｂはそれが接触するＩ／Ｏパッド上に、比較的大きい力を加える。
【００４８】
図１１において、弾性コンタクト１４ａは、ばね定数が比較的小さいばね１４ａ−２を押すピストン１４ａ−１を含む、ポーゴーピン（ｐｏｇｏ−ｐｉｎ）でできている。これに対し、図１１の弾性コンタクト１４ｂは、ばね定数が比較的大きいばね１４ｂ−２を押すピストン１４ｂ−１を含む、別のポーゴーピンでできている。このため、弾性コンタクト１４ａが、それが接触するＩ／Ｏパッド上に比較的小さい力を加えるのに対し、弾性コンタクト１４ｂは、それが接触するＩ／Ｏパッド上に比較的大きい力を加える。
【００４９】
以上に本発明のいくつかの好ましい実施例について詳細に説明した。しかし、これらの詳細に対しては、本発明の範囲から離れることなく、種々の変更および変形をさらに行なうことが可能である。それらのうち一変形例を図１２に示す。
【００５０】
図１２は図２と同様に、弾性コンタクト１４ａおよび１４ｂならびにコンポーネント１６の脚部によって基板１２上に加えられる力の位置を示しているが、図１２に示す変形例においては、コンポーネント１６は（４本の脚部ではなく）２本の脚部１６ａおよび１６ｂのみを有し、それらが２つの長方形１６ａ’および１６ｂ’において基板１２上に力を加えている。また、図１２の別の変形例においては、弾性コンタクト１４ａおよび１４ｂが図２とは異なるパターンで配されており、この異なるパターンが点（・）１４ａ’および×印１４ｂ’で示されている。
【００５１】
図１２において基板１２に加えられるすべての力によって、その基板は曲がる。しかし、それぞれが小さい力１４ａおよび大きい力１４ｂを基板１２に加える２種類の弾性コンタクト１４ａおよび１４ｂを利用することによって、チップ１１の下方の基板１２の最大偏向は、やはり、基板に対してすべての弾性コンタクトが同じ大きさの力を加えた場合に生じる最大偏向よりも小さくなる。偏向がなぜこのように減じられるかを、次に説明する。
【００５２】
図１２において、コンポーネント１６の２つの脚部１６ａおよび１６ｂが長方形１６ａ’および１６ｂ’において基板１２を下方向に押さえるのに対して、それら２つの脚部の間に位置する弾性コンタクト１４ａはすべて、各点１４ａ’において基板を上方向に押す。したがって、基板１２は２つの長方形１６ａ’と１６ｂ’との間で上方向に曲がり、それら長方形の左側および右側に位置する基板１２の残りの部分は下方向に偏向するようになる。
【００５３】
ここで、２つの長方形１６ａ’と１６ｂ’との間の基板１２の上方向の偏向を減じるために、基板１２の周辺部分においては、図１２に×印１４ｂ’と点１４ａ’とで示するように、大きい力のコンタクト１４ｂが小さい力のコンタクト１４ａの間に配される。大きい力のコンタクト１４ｂと小さい力のコンタクト１４ａとが混在するように配されるために、基板の周辺部に加えられる上向きの力の合計は、すべてのコンタクトが小さい力のコンタクトであった場合に生じたであろう力よりも増加する。したがって、基板１２の周辺部分はさらに上方向に押され、それにより今度は、基板１２の中央部分に対して、それをさらに下向きに偏向させるモーメントが与えられる。
【００５４】
図１２に示される小さな力の弾性コンタクトと大きな力の弾性コンタクトのパターンはほんの一例にすぎず、多くの異なるパターンが代替例として使用され得る。特に、大きな力の各コンタクト１４ｂによって加えられる力の大きさが小さな力の各コンタクト１４ａによって加えられる力の大きさに対して増すにつれて、大きな力のコンタクト１４ｂの数を減らすことが可能であり、逆もまた成り立つ。異なる順列で大きな力のコンタクトと小さな力のコンタクトを混在させることによって、脚部１６ａと１６ｂとの間の基板１２の上方向のピーク偏向を最小にすることが可能である。ここで、大きな力の各コンタクトによって加えられる力の大きさは、小さな力の各コンタクトによって加えられる力よりも少なくとも５０％大きいことが好ましい。
【００５５】
また、別の変形例として、３種類以上の異なる種類の弾性コンタクトを用いることも可能である。たとえば、それぞれ１オンス、２オンス、３オンスおよび４オンスの力で基板１２を押す、４種類の異なる弾性コンタクトが使用されてもよい。製造の簡素化のためには、弾性コンタクトの種類は１０種類未満に限定することが好ましい。
【００５６】
さらに、また別の変形例として、図１の実施例における弾性コンタクトの担体１５の構造を、図１３および図１４に示すように変更することが可能である。図１３には、変形された担体の引伸ばし部分が参照番号２５で示されている。この変形された担体２５は図１に示す担体１５と同様であるが、各々が弾性コンタクト１４ａおよび／または１４ｂを４つずつ保持する複数の穴２６を有する点で異なる。１つの弾性コンタクトが、穴の幅広部分２６ａに保持され、第２の弾性コンタクトがその穴の別の幅広部分２６ｂに保持され、第３の弾性コンタクトがその穴のまた別の幅広部分２６ｃに保持され、そして第４の弾性コンタクトが、その穴のまた別の幅広部分２６ｄに保持される。これと比較して、図１の担体１５においては、担体の各穴には単一の弾性コンタクトのみが保持される。
【００５７】
関連の変形として、図１３における担体２５は、各穴２６が５つ以上の弾性コンタクトまたは３つ以下の弾性コンタクトを保持するように変更することも可能である。この変形は、穴２６の各々における幅広部分２６ａ〜２６ｄの合計数を単に増やしたり減らしたりすることによって行なうことができる。
【００５８】
図１４において、さらに別の変形された担体の引伸ばし部分が参照番号３５で示されている。この変形された担体３５は、弾性コンタクト１４ａおよび１４ｂが担体の一方の平面３６ａのみから突出している点で、図１の担体１５とは異なる。
【００５９】
図１４の変形例を実現するには、担体３５が、弾性コンタクト１４ａおよび１４ｂを保持するための穴３７として、その平面３６ａから担体の途中までしか延びない穴３７を有するようにすればよい。電気信号は、それらの穴の側壁から担体の反対側の平面３６ｂ上の端子にまたは担体の側部上の端子につながっている微細な導電体によって、弾性コンタクトへ／から伝送される。このような導電体の２つが、参照番号３８ａおよび３８ｂで示されている。
【００６０】
また、別の変形例として、図１に示される圧縮機構は、弾性コンタクト１４
ａおよび１４ｂをそれぞれのＩ／Ｏパッドに対して圧縮することのできる他のどのような機構にも置換えることが可能である。したがって、図１に示すコンポーネント１６〜１９は、弾性コンタクトのための圧縮機構の特定的なほんの一実施例を構成しているにすぎない。
【００６１】
以上のように、好ましい実施例に対しては、上述の変更および変形のすべてを行なうことが可能であるため、本発明は好ましいどの１つの実施例の詳細にも限定されるものではなく、前掲の請求の範囲によって規定されるものであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい一実施例を構成する、電気機械モジュールを示す図である。
【図２】本発明によって、図１のモジュール内の基板に種々の力が、その基板の曲げが減じられるように加えられる場所を示す図である。
【図３Ａ】本発明によって図１の基板の曲げが減じられる包括的概念を説明するための概略図である。
【図３Ｂ】本発明によって図１の基板の曲げが減じられる包括的概念を説明するための概略図である。
【図４】本発明によっておよび本発明によらず、図１の基板が中央線に沿ってどのように曲がるかを詳細に示す、コンピュータによるグラフ図である。
【図５】本発明によっておよび本発明によらず、図１の基板が対角線に沿ってどのように曲がるかを詳細に示す、コンピュータによるグラフ図である。
【図６】図４の曲げによって生成されるチップ接合部の剪断応力を示す、コンピュータによるグラフ図である。
【図７】図５の曲げによって生成されるチップ接合部の剪断応力を示す、コンピュータによるグラフ図である。
【図８】図１のモジュール内にあって、図２に示される力のいくつかを加える、弾性コンタクトの一実施例を示す図である。
【図９】図１のモジュール内にあって、図２に示される力のいくつかを加える、弾性コンタクトの第２の実施例を示す図である。
【図１０】図１のモジュール内にあって、図２に示される力のいくつかを加える、弾性コンタクトの第３の実施例を示す図である。
【図１１】図１のモジュール内にあって、図２に示される力のいくつかを加える、弾性コンタクトの第４の実施例を示す図である。
【図１２】図２と比較して、図１のモジュール内の基板に力が加えられる場所の変形例を示す図である。
【図１３】図８から図１１の弾性コンタクトのための、図１のモジュール内の担体の一変形例である担体の一部分を示す拡大上面図である。
【図１４】図８から図１１の弾性コンタクトのための、図１のモジュール内の担体の別の変形例である担体の一部分を示す拡大側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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