(57)【要約】【課題】  薄くて安価に製造でき、更に、接続安定性を適切に向上させることが可能な接触子シート及び接続装置を提供することを目的としている。  【解決手段】  本実施形態の接触子シート１は、固定支持部５と前記固定支持部５から延び、弾性変形可能な変形部６とが形成された接触子３と、前記接触子３を固定支持するための可撓性シート２と、を有する。前記可撓性シート２は、上面２ｃと下面２ｂとを備え、前記変形部６が上面側接点として構成されており、前記固定支持部５が前記可撓性シート２の下面２ｂに固定支持され、前記固定支持部５と電気的に接続されるバンプ７が下面側接点として前記下面２ｂ側から突出して形成されている。【選択図】図４
2011142194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定支持部と前記固定支持部から延び、弾性変形可能な変形部とが形成された導電性の接触子と、前記接触子を固定支持するための可撓性シートと、前記接触子に電気的に接続される導電性のバンプと、を有し、
前記可撓性シートは、第１面と前記第１面に対向する第２面とを備え、前記変形部が第１面側接点として構成されており、前記第２面側では、前記固定支持部が前記可撓性シートに固定支持されるとともに、前記バンプが第２面側接点として突出形成されていることを特徴とする接触子シート。
【請求項２】
前記バンプは、前記固定支持部に重ねて形成されており、前記固定支持部の前記第２面への固定位置よりも変形部寄りに形成されている請求項１記載の接触子シート。
【請求項３】
前記可撓性シートには前記変形部と対向する位置に前記第１面から前記第２面に貫く穴が形成され、前記変形部が前記穴を介して前記第１面側から突出している請求項１又は２に記載の接触子シート。
【請求項４】
外部接続端子を有する電子素子が装着される装着部と、表面に電極部を備えるプリント基板と、前記装着部と前記プリント基板との間に位置する請求項１ないし３のいずれか１項に記載された接触子シートと、を有し、
前記接触子シートの前記第１面が前記装着部側に、前記接触子シートの前記第２面が前記プリント基板側に向けられ、前記装着部に装着された前記電子素子の前記外部接続端子と前記変形部とが電気的に接続され、前記電極部と前記バンプとが電気的に接続されることを特徴とする接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子素子に設けられた外部接続端子と個別に接触して導通する弾性変形可能な接触子を備える接触子シート及び接続装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献には、弾性変形部を有する接触子を備える接続部材が開示されている。
例えば、特許文献１に記載された発明には、基板の一面に弾性変形可能な接触子が配置されている。前記基板には上下方向に貫通孔が形成され、この貫通孔内に前記接触子と電気的に接続する内部導電層が設けられている。そして前記基板の他面側（接触子が形成されている側に対する反対面側）に前記内部導電層と電気的に接続されるバンプが形成されている（例えば特許文献１の図２参照）。
【０００３】
また特許文献２に記載された発明では、内部導電層が上下方向に貫通する前記基板の上下面に弾性変形可能な接触子が配置されており、上側の接触子と下側の接触子とが前記内部導電層を介して電気的に接続されている（特許文献２の例えば図７参照）。
【０００４】
特許文献１，２に記載された発明の構成では、接触子とバンプ間、あるいは接触子間を電気的に接続する内部導電層が上下方向に貫通する厚みのある基板を備えるため、接続部材全体が厚くなり且つ高価になる問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３０２６８９号公報
【特許文献２】特開２００８−４５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、薄くて安価に製造でき、更に、接続安定性を適切に向上させることが可能な接触子シート及び接続装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明における接触子シートは、
固定支持部と前記固定支持部から延び、弾性変形可能な変形部とが形成された導電性の接触子と、前記接触子を固定支持するための可撓性シートと、前記接触子に電気的に接続される導電性のバンプと、を有し、
前記可撓性シートは、第１面と前記第１面に対向する第２面とを備え、前記変形部が第１面側接点として構成されており、前記第２面側では、前記固定支持部が前記可撓性シートに固定支持されるとともに、前記バンプが第２面側接点として突出形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
これにより従来に比べて、薄くて安価な接触子シートを実現できる。また、接触子とバンプとの簡単で且つ接続経路が短く安定した導電構造に出来る。
【０００９】
本発明では、前記バンプは、前記固定支持部に重ねて形成されており、前記固定支持部の前記第２面への固定位置よりも変形部寄りに形成されていることが好ましい。これにより、第１面側接点である変形部が第１面側からの押圧により変形したときにバンプに押圧方向と同方向への荷重を効果的に加えることができ、バンプと、前記バンプと相対向する電極部との間での接続性安定性をより効果的に向上させることができる。またバンプを固定支持部に重ねて形成することで、万夫を固定支持部にメッキ等で簡単且つ適切に形成することができる。
【００１０】
また本発明では、前記可撓性シートには前記変形部と対向する位置に前記第１面から前記第２面に貫く穴が形成され、前記変形部が前記穴を介して前記第１面側から突出していることが好ましい。変形部を第１面側接点として適切に機能させることが出来る。また、変形部を、穴を介して第２面側から第１面の方向へ突き上げることで、変形部を第１面側から簡単に突出させることが出来る。
【００１１】
また本発明における接続装置は、外部接続端子を有する電子素子が装着される装着部と、表面に電極部を備えるプリント基板と、前記装着部と前記プリント基板との間に位置する上記に記載された接触子シートと、を有し、
前記接触子シートの前記第１面が前記装着部側に、前記接触子シートの前記第２面が前記プリント基板側に向けられ、前記装着部に装着された前記電子素子の前記外部接続端子と前記変形部とが電気的に接続され、前記電極部と前記バンプとが電気的に接続されることを特徴とするものである。
【００１２】
これにより、電子素子の外部接続端子とプリント基板の電極部間を、接触子シートを介して確実に電気接続することが出来る。また接続装置を薄型化で且つ安価に製造することが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の接触子シート及び接触子シートを用いた接続装置によれば、薄くて安価に製造でき、更に、接続安定性を適切に向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態における接触子シートの部分斜視図、
【図２】図１に示す接触子領域の一部を拡大して示した部分拡大斜視図、
【図３】図１に示す接触子領域の一部を拡大して示した部分拡大平面図、
【図４】図３に示すＡ−Ａ線に沿って厚み方向に切断し矢印方向から見た部分拡大縦断面図、
【図５】本実施形態の接触子シートに搭載される１つの接触子３付近を拡大して示した部分縦断面図であり、特に荷重作用を説明するための説明図、
【図６】本実施形態における接続装置の部分縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は本実施形態における接触子シートの部分斜視図、図２は、図１に示す接触子領域の一部を拡大して示した部分拡大斜視図、図３は、図１に示す接触子領域の一部を拡大して示した部分拡大平面図、図４は図３に示すＡ−Ａ線に沿って厚み方向に切断し矢印方向から見た部分拡大縦断面図を示す。
【００１６】
図１に示す接触子シート１は、可撓性シート２と、多数の接触子３とを有して構成される。可撓性シート２は絶縁性の樹脂シートであり特にポリイミド（ＰＩ）が好ましく適用されるが、材質を限定するものではない。
【００１７】
図１に示すように接触子シート１の略中央部には多数の接触子３がマトリクス状に配列された接触子領域Ｓが設けられる。また接触子シート１には接触子領域Ｓ以外の領域に複数の取付穴４等が形成されている。また図示しないが、接触子領域Ｓ以外の領域の下面側には例えば銅箔のダミーパターンが残されている。後述のように、各接触子３は銅箔をエッチングして形成される。このとき、接触子領域Ｓのみならず全体的に例えば島状の銅箔のダミーパターンを残しておくことで、可撓性シート２が接触子領域Ｓ以外の領域で反る等の不具合を抑制でき、また接触子領域Ｓに安定して多数の接触子３を形成することが可能になる。
【００１８】
図２，図３，図４に示すように、各接触子３は、固定支持部５と、固定支持部５から一体に形成された弾性変形可能な変形部６とを有して構成される（図２には一つの接触子にのみ符号３を付けた）。
【００１９】
図２，図３，図４に示すように、可撓性シート２には変形部６と対向する位置に上面２ｃから下面２ｂにかけて貫通する穴２ａが形成されている（図２には一つの穴にのみ符号２ａを付けた）。
【００２０】
図４に示すように、固定支持部５は可撓性シート２の下面（第２面）２ｂに固定支持されている。そして、変形部６が穴２ａを介して可撓性シート２の上面（第１面）２ｃから上方に向けて突出して形成されている。
【００２１】
ここで接触子３を構成する固定支持部５は、上記のように、可撓性シート２に固定支持される部分であり、しかも図３に示すように、変形部６に比べて幅寸法の広い高剛性の領域である。固定支持部５の一部が穴２ａと対向していてもよい。
【００２２】
図３に示すように、各固定支持部５から一本の変形部６が螺旋状に延出しており、変形部６の先端部６ａが基端６ｂよりも内側に位置する平面形状となっている（図３の左上に示す変形部６に、符号６ａ，６ｂを付した）。ただし変形部６の平面形状は図３以外の形状であってもよい。
【００２３】
変形部６は、元々は、固定支持部５と同位置の平坦な形状である。このように平坦な各変形部６を、可撓性シート２の穴２ａを通じて下から治具で押し上げることで、図４に示すように、立体形状に形成することができる。
【００２４】
各接触子３は、弾性力を発揮する導電性材料で形成されている。接触子３は、例えば、銅または銅合金の箔体（薄い板材）からエッチングで分離されて形成され、その外側の全面にアモルファス状態のＮｉ−Ｐ（ニッケルーリン）合金が無電解メッキにより形成されている。この構造では、銅または銅合金の層が導電体として機能し、Ｎｉ−Ｐの層が弾性部材としての機能を補強している。さらには、接触子３の最表面に金やＰｄ等の低抵抗の金属層が形成されていてもよい。
【００２５】
あるいは、接触子３は、その全体がＮｉ−Ｐであって、メッキ工程で形成されるものであってもよい。
【００２６】
図２，図３，図４に示す実施形態では、固定支持部５の下面５ａに導電性のバンプ７が直接形成されている（図２には一つのバンプにのみ符号７を付けた）。
【００２７】
バンプ７は例えばＡｕで形成されるが、特に材質を限定するものではない。またバンプ７の形状も特に限定されるものでない。また図４に示すようにバンプ７の下面７ａは平坦面であることが好ましい。また図３に示すようにバンプ７の平面形状は例えば円形状である。ただし後述する電極部３８との接続安定性を考慮すると、図４に示すようにバンプ７は、基端側７ｃ（固定支持部５に接続される側）に比べて先端側７ｂ（可撓性シート２の下面２ｂから離れた側）を細く（尖らせる）形成することが好適である。またバンプ７の数は、各接触子３に対して１つでもよいし複数であってもよい。
【００２８】
バンプ７はメッキ形成でき、接触子３の固定支持部５の下面５ａにメッキ工程により形成することができる。
【００２９】
図１に示す接触子シート１は、図６に示す接続装置３０に組み込まれる。図６は接続装置３０の一部分を示す部分縦断面図である。図６に示すように、接続装置３０は、筐体３１と、プリント基板３２と、筐体３１とプリント基板３２間の空間内に位置する接触子シート１と、筐体３１と接触子シート１間に位置する上側保護部材３３と、接触子シート１とプリント基板３２間に位置する下側保護部材３４とを有して構成される。
【００３０】
筐体３１の上面部には電子素子の一例として半導体パッケージ３５を装着するための装着部３６が設けられている。
【００３１】
図６に示すように上側保護部材３３には、接触子シート１を構成する接触子３の変形部６と対向する位置に貫通孔３３ａが形成されており、貫通孔３３ａを介して、半導体パッケージ３５の外部接続端子３７と変形部６とが導通接続可能とされている。上側保護部材３３は、接触子シート１が所定以上に上方に位置したり、あるいは、半導体パッケージ３５を取り除いたとき等に、接触子シート１が上方に跳ね上がるのを抑制する機能を備える。上側保護部材３３は絶縁性の材質で形成されることが好ましい。
【００３２】
図６に示すように、下側保護部材３４には、接触子シート１を構成するバンプ７と対向する位置に貫通孔３４ａが形成され、貫通孔３４ａを介してバンプ７が、プリント基板３２の電極部３８と電気的に接続されている。下側保護部材３４は絶縁性の材質で形成される。下側保護部材３４は、接触子３の変形部６が下方に撓んだ際に、プリント基板３２と接触するのを防止する機能を備える。
【００３３】
上側保護部材３３、接触子シート１及び下側保護部材３４は、夫々、筐体３１とプリント基板３２の間に取付部材４０により取り付けられている。
【００３４】
図６に示すように、半導体パッケージ３５を装着部３６に装着すると、半導体パッケージ３５の外部接続端子３７が接触子シート１を構成する接触子３の変形部６と接触し、押圧力を受けて変形部６が下方向へ弾性変形する。バンプ７はプリント基板３２の電極部３８と電気的に接続している。このため、半導体パッケージ３５の外部接続端子３７とプリント基板３２の電極部３８間が、接触子３及びバンプ７を介して電気的に接続された状態となっている。
【００３５】
本実施形態に示す接触子シート１は、接触子３の固定支持部５が可撓性シート２の下面２ｂに固定支持されている。接触子３の変形部６は、可撓性シート２に形成された穴２ａを介して上方に突出した上面側接点（第１面側接点）として構成されている。また、バンプ７は固定支持部５の下面５ａに重ねて突出形成され、固定支持部５と電気的に接続された状態にある下面側接点（第２面側接点）として構成されている。なおバンプ７が固定支持部５の下面５ａから変形部６の下面に多少はみ出していてもよい。
【００３６】
このように本実施形態では、薄い可撓性シート２の上下面に接点（一方は弾性接点である）を備える接触子シート１を構成でき、従来に比べて薄くて安価に製造することが可能になる。また、接触子とバンプ７との簡単で且つ接続経路が短く安定した導電構造に出来る。可撓性シート２の厚みは材料によって異なるが、例えば、可撓性シート２がポリイミドである場合、１０〜２０μｍ程度の厚みで形成できる。
【００３７】
また本実施形態では、接触子３の変形部６が可撓性シート２の上面２ｃよりも上方に突出している。これにより、変形部６を上面側接点（第１面側接点）として適切に機能させることが出来る。また、平坦形状の状態の変形部６を可撓性シート２の下面（第２面）２ｂ側から穴２ａを介して上方に突き上げることで、適切に変形部６を立体形成することが可能である。
【００３８】
図６に示す本実施形態の接続装置３０によれば、薄くて安価な接触子シート１を採用することで、接続装置３０を薄型化で且つ安価に製造することが可能になる。加えて、半導体パッケージ（電子素子）３５の外部接続端子３７と、プリント基板３２の電極部３８間を、接触子シート１を介して確実に電気接続することが出来る。
【００３９】
図５は、接触子シート１に搭載される１つの接触子３付近を示す部分拡大縦断面図である。
【００４０】
本実施形態では、図５に示すように、接触子３の固定支持部５が、可撓性シート２の下面２ｂに固定される。図５には、固定支持部５と可撓性シート２間の固定位置がｆで示されている。固定位置ｆにて、可撓性シート２と固定支持部５間が接着等されている。そして、固定支持部５の下面５ａに重ねて形成されたバンプ７は前記固定位置ｆよりも変形部６寄りに設けられている。図５に示すように、バンプ７は、変形部６と固定位置ｆの間に設けられる。ここで固定位置ｆと対比されるバンプ７の位置は、バンプ７の幅方向の中心線Ｏで規定され、前記中心線Ｏが固定位置ｆよりも変形部６寄りに設けられる。
【００４１】
図５の構成により、変形部６に上方から荷重Ｐ１が加わり、変形部６が下方向に向けて押圧されて変形すると、固定位置ｆを支点として可撓性シート２が変形し、固定位置ｆよりも変形部６寄りに形成されたバンプ７に効果的に下方向への荷重Ｐ２を加えることができる。この結果、バンプ７とプリント基板３２の電極部３８間の接続安定性を効果的に向上させることができる。バンプ７をより変形部６寄りに形成することで荷重Ｐ２を増大させることが出来る。
【００４２】
また、図５に示すように、可撓性シート２に張力ｔがかかることで、変形部６が荷重Ｐ１により押圧されたときに固定支持部５付近が上方に持ち上がるのを抑制しつつバンプ７により効果的に下方向への荷重Ｐ２を加えることが出来る。
【００４３】
図６に示す接続装置３０は検査装置であり、プリント基板３２は交換可能に支持されている。そして本実施形態では、プリント基板３２の電極部３８と接触子シート１のバンプ７間を固定せずとも、図５で説明したように、変形部６への押圧により、バンプ７に適切に荷重Ｐ２を加えることが出来るから電極部３８との間での接続安定性を良好な状態に保つことが出来る。
【符号の説明】
【００４４】
Ｓ  接触子領域
ｆ  固定位置
１  接触子シート
２  可撓性シート
２ｂ  （可撓性シートの）下面（第２面）
２ｃ  （可撓性シートの）上面（第１面）
３  接触子
５  固定支持部
６  変形部
７  バンプ
３０  接続装置
３１  筐体
３２  プリント基板
３５  半導体パッケージ（電子素子）
３６  装着部
３７  外部接続端子
３８  電極部
【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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