(57)【要約】【課題】配線基板と半導体装置との良好な電気接続性を維持できるようにし、電子装置の信頼性を向上させることができるようにする。【解決手段】コネクタ３を、貫通孔１１を有する絶縁性のフレーム１２と、貫通孔に設けられ、フレームから突出する接続端子１３とを備えるものとし、接続端子が、側方に空間１７が形成されるように貫通孔内に設けられた導電性エラストマ部１４と、導電性エラストマ部の一方の端部に接し、貫通孔内からフレームの外方へ突出する第１金属部１５と、導電性エラストマ部の他方の端部に接し、貫通孔内からフレームの外方へ突出する第２金属部１６とを備えるものとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有する絶縁性のフレームと、
前記貫通孔に設けられ、前記フレームから突出する接続端子とを備え、
前記接続端子は、側方に空間が形成されるように前記貫通孔内に設けられた導電性エラストマ部と、前記導電性エラストマ部の一方の端部に接し、前記貫通孔内から前記フレームの外方へ突出する第１金属部と、前記導電性エラストマ部の他方の端部に接し、前記貫通孔内から前記フレームの外方へ突出する第２金属部とを備えることを特徴とするコネクタ。
【請求項２】
前記導電性エラストマ部は、断面サイズが前記貫通孔の断面サイズよりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項３】
前記導電性エラストマ部は、柱状であることを特徴とする、請求項２に記載のコネクタ。
【請求項４】
前記導電性エラストマ部は、中心部に中空部分を有する筒状であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のコネクタ。
【請求項５】
前記貫通孔は、前記導電性エラストマ部の側方に断面サイズが大きくなっている部分を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のコネクタ。
【請求項６】
前記フレームは、ネジ孔を有し、
前記接続端子は、少なくとも前記フレームの前記ネジ孔近傍に設けられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のコネクタ。
【請求項７】
配線基板と、
前記配線基板の上方に設けられた半導体装置と、
前記配線基板と前記半導体装置とを電気的に接続するコネクタとを備え、
前記コネクタは、
貫通孔を有する絶縁性のフレームと、
前記貫通孔に設けられ、前記フレームから突出する接続端子とを備え、
前記接続端子は、側方に空間が形成されるように前記貫通孔内に設けられた導電性エラストマ部と、前記導電性エラストマ部の一方の端部に接し、前記貫通孔内から前記フレームの外方へ突出する第１金属部と、前記導電性エラストマ部の他方の端部に接し、前記貫通孔内から前記フレームの外方へ突出する第２金属部とを備えることを特徴とする電子装置。
【請求項８】
貫通孔を有する絶縁性のフレームと、前記貫通孔に設けられ、前記フレームから突出する接続端子とを備え、前記接続端子が、側方に空間が形成されるように前記貫通孔内に設けられた導電性エラストマ部と、前記導電性エラストマ部の一方の端部に接し、前記貫通孔内から前記フレームの外方へ突出する第１金属部と、前記導電性エラストマ部の他方の端部に接し、前記貫通孔内から前記フレームの外方へ突出する第２金属部とを備えるコネクタを、配線基板上に配置する工程と、
前記コネクタ上に半導体装置を配置し、前記接続端子を介して前記配線基板と前記半導体装置とを電気的に接続する工程とを備えることを特徴とする電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクタ、電子装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばサーバやパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の電子装置では、例えばシステムボード等の配線基板と例えばランドグリッドアレイ（ＬＧＡ）型の半導体装置とを、コネクタを介して加圧実装して電気的に接続しているものがある。
このような加圧実装に用いるコネクタは、例えば、絶縁性のフレームに設けられた貫通孔にフレームから突出するように導電性エラストマからなる接続端子を備える。そして、この接続端子を加圧して圧縮することで、配線基板と半導体装置とを電気的に接続するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０４６２２号公報
【特許文献２】特開２００４−０４７２６８号公報
【特許文献３】特開２００４−０４７３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、接続端子に導電性エラストマを用いると、長期的な加圧によってクリープ変形が生じ、配線基板と半導体装置との良好な電気接続性を維持できなくなり、電子装置の信頼性を低下させることがある。
そこで、配線基板と半導体装置との良好な電気接続性を維持できるようにし、電子装置の信頼性を向上させることができるようにしたい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本コネクタは、貫通孔を有する絶縁性のフレームと、貫通孔に設けられ、フレームから突出する接続端子とを備え、接続端子は、側方に空間が形成されるように貫通孔内に設けられた導電性エラストマ部と、導電性エラストマ部の一方の端部に接し、貫通孔内からフレームの外方へ突出する第１金属部と、導電性エラストマ部の他方の端部に接し、貫通孔内からフレームの外方へ突出する第２金属部とを備える。
【０００６】
本電子装置は、配線基板と、配線基板の上方に設けられた半導体装置と、配線基板と半導体装置とを電気的に接続するコネクタとを備え、コネクタは、貫通孔を有する絶縁性のフレームと、貫通孔に設けられ、フレームから突出する接続端子とを備え、接続端子は、側方に空間が形成されるように貫通孔内に設けられた導電性エラストマ部と、導電性エラストマ部の一方の端部に接し、貫通孔内からフレームの外方へ突出する第１金属部と、導電性エラストマ部の他方の端部に接し、貫通孔内からフレームの外方へ突出する第２金属部とを備える。
【０００７】
本電子装置の製造方法は、貫通孔を有する絶縁性のフレームと、貫通孔に設けられ、フレームから突出する接続端子とを備え、接続端子が、側方に空間が形成されるように貫通孔内に設けられた導電性エラストマ部と、導電性エラストマ部の一方の端部に接し、貫通孔内からフレームの外方へ突出する第１金属部と、導電性エラストマ部の他方の端部に接し、貫通孔内からフレームの外方へ突出する第２金属部とを備えるコネクタを、配線基板上に配置する工程と、コネクタ上に半導体装置を配置し、接続端子を介して配線基板と半導体装置とを電気的に接続する工程とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
したがって、本コネクタ、電子装置及びその製造方法によれば、配線基板と半導体装置との良好な電気接続性を維持することができ、電子装置の信頼性を向上させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は本実施形態にかかるコネクタの構成を示す模式的断面図であり、（Ａ）は加圧していない状態を示しており、（Ｂ）は加圧した状態を示している。
【図２】本実施形態にかかるコネクタを備える電子装置の構成を示す模式的断面図である。
【図３】本実施形態の変形例にかかるコネクタの構成を示す模式的断面図である。
【図４】比較例のコネクタの構成を示す模式的断面図である。
【図５】比較例のコネクタを用いた場合のクリープ変形の場所依存性を説明するための模式的平面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は比較例のコネクタを用いた場合のクリープ変形の場所依存性を説明するための模式的断面図であり、（Ａ）は図５のＡ−Ａ′線に沿う断面図であり、（Ｂ）は図５のＢ−Ｂ′線に沿う断面図である。
【図７】本実施形態の具体的構成例のコネクタの構成を示す模式的断面図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は本実施形態の第１変形例にかかるコネクタの構成を示す模式的断面図であり、（Ａ）は加圧していない状態を示しており、（Ｂ）は加圧した状態を示している。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は本実施形態の第２変形例にかかるコネクタの構成を示す模式的断面図であり、（Ａ）は加圧していない状態を示しており、（Ｂ）は加圧した状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかるコネクタ、電子装置及びその製造方法について、図１〜図９を参照しながら説明する。
本実施形態にかかるコネクタは、例えばサーバやＰＣ等の電子装置に実装され、例えばシステムボード等の配線基板と、例えばＬＧＡ型の半導体装置とを電気的に接続するために用いられる。
【００１１】
この場合、本実施形態にかかる電子装置は、例えばサーバやＰＣ等の電子装置であり、例えば図２に示すように、例えばシステムボード等の配線基板１と、例えばＬＧＡ型の半導体装置２と、配線基板１と半導体装置２とを電気的に接続するコネクタ３とを備えるものとなる。なお、電子装置を電子機器ともいう。
ここでは、配線基板１の上方に、コネクタ３を介して、半導体装置２が設けられている。そして、半導体装置２、コネクタ３及び配線基板１は、それらの外側に配置されたボルスタープレート４と放熱機構（例えばヒートスプレッダ５及びヒートシンクベース６）とによって挟まれ、例えば４本のバネ付きネジ７によって締め付けられている。なお、ここでは図示していないが、このほか、ヒートシンク、放熱用のフィン、筐体などが取り付けられる。
【００１２】
また、半導体装置２は、ＬＧＡ型の半導体装置であって、パッケージ基板８と、パッケージ基板（ＰＫＧ）８上に実装された半導体チップ９とを備える。なお、図２中、符号１０は封止材を示している。このようなＬＧＡ型の半導体装置２をＬＧＡ型パッケージともいう。ここでは、半導体チップ９とパッケージ基板８とはボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）接合されている。また、図示していないが、パッケージ基板８の下面には格子状に配列された複数のパッド（ランド）が設けられている。
【００１３】
また、配線基板１は、システムボードであって、図示していないが、その上面に格子状に配列された複数の電極パッドが設けられている。
なお、配線基板１の電極パッドと半導体装置２のパッドとは、同様のパターンを有し、例えば、銅めっきによって形成され、表面に金めっきが施されている。
本実施形態では、コネクタ３は、図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２に示すように、貫通孔１１を有する絶縁性のフレーム１２と、貫通孔１１に設けられ、フレーム１２から突出する接続端子１３とを備える。
【００１４】
このコネクタ３では、絶縁性のフレーム１２に設けられた貫通孔１１にフレーム１２から突出するように接続端子１３を設け、この接続端子１３を加圧して圧縮させることで、配線基板１と半導体装置２とを電気的に接続するようになっている。
なお、このコネクタ３を、ＬＧＡ型コネクタ、ＬＧＡ型インターポーザ又は圧接型コネクタともいう。
【００１５】
ここでは、フレーム１２は、例えば四角形状の支持部材であって、電気絶縁性を有し、複数の貫通孔１１が設けられている（例えば図５参照）。例えば、フレーム１２は、例えばポリイミドやガラスクロスを内部に有する樹脂などの絶縁材料からなり、例えばドリルやレーザなどによって一定間隔で複数の貫通孔１１が開けられている。また、複数の貫通孔１１は、フレーム１２の厚さ方向に、フレーム１２を貫通するように設けられている。なお、貫通孔１１の壁面にめっきが施されていても良い。また、フレーム１２は、中央部分に開口部を有するものであっても良い（例えば図５参照）。また、フレーム１２をソケットともいう。
【００１６】
接続端子１３は、導電性接続端子である。ここでは、複数の接続端子１３が、それぞれ、複数の貫通孔１１に設けられている。なお、接続端子１３を、コラム、ＬＧＡコラム又は突起状電極ともいう。
なお、複数の貫通孔１１及び接続端子１３は、配線基板１の電極パッド及び半導体装置２のパッドと同様の２次元パターンに配列されている。
【００１７】
そして、フレーム１２は、その四隅のそれぞれにネジ孔１２Ａを有し、これらのネジ孔１２Ａにバネ付きネジ７が通されるようになっている。そして、バネ付きネジ７を締め付けることで、配線基板１の電極パッドと半導体装置２のパッドとの間で接続端子１３が加圧され、圧縮されて、配線基板１の電極パッドと半導体装置２のパッドとが電気的に接続されるようになっている。
【００１８】
特に、接続端子１３は、導電性エラストマ部１４と、第１金属部１５と、第２金属部１６とを備える。ここでは、接続端子１３は、第１金属部１５と第２金属部１６との間に導電性エラストマ部１４を挟んだ構造を有する複合部材（構造体）として構成され、第１及び第２金属部１５、１６がフレーム１２から突出している。
ここで、導電性エラストマ部１４は、側方に空間１７が形成されるように貫通孔１１内に設けられている。ここでは、導電性エラストマ部１４は、全体が貫通孔１１の内部に収まるように（即ち、両端部が貫通孔１１から突出しないように）、その長さが貫通孔１１の長さよりも短くなっている。つまり、貫通孔１１が設けられているフレーム１２の厚さよりも、導電性エラストマ部１４の厚さが薄くなっている。また、導電性エラストマ部１４は、貫通孔１１に挿入され、貫通孔１１のほぼ中央部に配置されている。なお、導電性エラストマ部１４を導電性エラストマ棒又は導電性エラストマピンともいう。
【００１９】
本実施形態では、導電性エラストマ部１４は、柱状であり、断面サイズが貫通孔１１の断面サイズよりも小さくなっている。ここでは、導電性エラストマ部１４は、円柱状であり、その直径が円形状の貫通孔１１の直径よりも小さくなっている。これにより、貫通孔１１内に導電性エラストマ部１４を設けた場合（加圧前）に、導電性エラストマ部１４の側方に空間１７（中空部分；中空部）が形成されるようになっている。
【００２０】
このように、導電性エラストマ部１４の長さを貫通孔１１の長さよりも短くし、導電性エラストマ部１４の断面サイズを貫通孔１１の断面サイズよりも小さくすることで、実装時の加圧による弾性変形を許容しながら、貫通孔１１の壁面によってクリープ変形が規制されるようにしている。
また、導電性エラストマ部１４は、導電性フィラーを含有するエラストマからなる。例えば銀フィラー等の導電性フィラーを分散させた導電性ゴムを含むものである。そして、導電性エラストマ部１４は、その両端面（上下端面）に、それぞれ、第１及び第２金属部１５、１６が接しており、ある荷重がかけられて加圧されることで第１及び第２金属部１５、１６と導通し、導通時に電極の一部として機能するようになっている。
【００２１】
第１金属部１５は、導電性エラストマ部１４の一方の端部（端面）に接し、貫通孔１１内からフレーム１２の外方へ突出している。ここでは、第１金属部１５は、配線基板１側に設けられており、フレーム１２の下方へ突出している。この第１金属部１５は、一方の端部が導電性エラストマ部１４に接し、他方の端部がフレーム１２の下方から突出している。また、第１金属部１５は、柱状であり、断面サイズが貫通孔１１の断面サイズと略等しくなっている。ここでは、第１金属部１５は、円柱状であり、その直径が円形状の貫通孔１１の直径と略等しくなっている。なお、第１金属部１５を第１金属棒又は第１金属ピンともいう。
【００２２】
第２金属部１６は、導電性エラストマ部１４の他方の端部（端面）に接し、貫通孔１１内からフレーム１２の外方へ突出している。ここでは、第２金属部１６は、半導体装置２側に設けられており、フレーム１２の上方へ突出している。この第２金属部１６は、一方の端部が導電性エラストマ部１４に接し、他方の端部がフレーム１２の上方から突出している。また、第２金属部１６は、柱状であり、断面サイズが貫通孔１１の断面サイズと略等しくなっている。ここでは、第２金属部１６は、円柱状であり、その直径が円形状の貫通孔１１の直径と略等しくなっている。なお、第２金属部１６を第２金属棒又は第２金属ピンともいう。
【００２３】
なお、本実施形態では、導電性エラストマ部１４、第１及び第２金属部１５、１６が加圧によって上下方向へ移動できるように、貫通孔１１に第１及び第２金属部１５、１６を嵌め込んでいるが、第１及び第２金属部１５、１６が貫通孔１１から抜けるおそれがある場合には、図３に示すように、第１金属部１５及び第２金属部１６のそれぞれをフレーム１２に固定するストッパ１８を備えるものとしても良い。例えば、第１及び第２金属部１５、１６を貫通孔１１に挿入した後、例えば樹脂等の第１及び第２金属部１５、１６の抜けを防止できる材料からなるリング状のストッパ１８を、第１及び第２金属部１５、１６のそれぞれの外側から通してフレーム１２の表面で止まるように配置しても良い。
【００２４】
このように構成されるため、図２に示すように、配線基板１と半導体装置２との間にコネクタ３を配置した場合に、配線基板１の電極パッドに第１金属部１５が接触し、半導体装置２のパッドに第２金属部１６が接触した状態となる。そして、上述のようにして接続端子１３が加圧されると、第１及び第２金属部１５、１６を介して導電性エラストマ部１４が圧縮されて弾性変形し、第１金属部１５、導電性エラストマ部１４及び第２金属部１６を介して配線基板１の電極パッドと半導体装置２のパッドとが導通し、電気的に接続されることになる。
【００２５】
特に、図１（Ａ）に示すように、貫通孔１１の内部に導電性エラストマ部１４を設けた場合に、導電性エラストマ部１４の側方に空間１７が形成されるようになっており、この空間１７によって導電性エラストマ部１４の弾性変形が許容され、貫通孔１１の壁面によって導電性エラストマ部１４のクリープ変形が規制されるようになっている。
ここで、空間１７の大きさは、上述のようにして接続端子１３を加圧した場合の導電性エラストマ部１４の側方への変形量（弾性変形量）を考慮して設定すれば良い。例えば、上述のようにして接続端子１３を加圧した場合の導電性エラストマ部１４の側方への変形量に一致するように空間１７の大きさを設定するのが好ましい。
【００２６】
この場合、配線基板１と半導体装置２との間にコネクタ３を配置したとき（加圧していない時；加圧前）、図１（Ａ）に示すように、貫通孔１１の内部に設けられた導電性エラストマ部１４の側方に空間１７が形成されることになる。
そして、上述のようにして接続端子１３を加圧したとき（加圧した時）、図１（Ｂ）に示すように、第１及び第２金属部１５、１６によって導電性エラストマ部１４が押され、導電性エラストマ部１４が弾性変形して、空間１７が導電性エラストマ部１４で埋められ、貫通孔１１の壁面に導電性エラストマ部１４の側面が接することになる。これにより、その後の導電性エラストマ部１４の側方への変形が貫通孔１１の壁面によって規制される。つまり、実装時の加圧によって、導電性エラストマ部１４が弾性変形し、貫通孔１１の壁面に達して、その後の導電性エラストマ部１４の側方への変形が規制される。
【００２７】
このようにして、その後の導電性エラストマ部１４の側方への変形が規制されると、その後の導電性エラストマ部１４の長さ方向（厚さ方向；圧縮方向）への変形も規制されることになる。つまり、第１及び第２金属部１５、１６を介して導電性エラストマ部１４が長期的に加圧された状態が維持されても、導電性エラストマ部１４の長さ方向への変形（クリープ変形）が規制されることになる。これにより、クリープ変形によって導電性エラストマ部１４の長さが短くなってしまうのを抑制することが可能である。この結果、長期的に加圧された状態が維持されても、接続端子１３の長さが短くなってしまうのを抑制でき、接続端子１３の長さを一定の長さに保つことが可能である。したがって、接続端子１３と配線基板１の電極パッドや半導体装置２のパッドとの良好な電気接続性を維持できるようになり、電子装置の信頼性を向上させることができる。
【００２８】
一方、上述のようにして接続端子１３を加圧したときには、導電性エラストマ部１３が弾性変形するため、例えば半導体装置２（これに備えられるパッケージ基板８）や配線基板１に反りが生じていても、全ての接続端子１３を介して配線基板１の電極パッドと半導体装置２のパッドとの導通がとれ、全ての接続端子１３が配線基板１の電極パッド及び半導体装置２のパッドに電気的に接続されるようにすることが可能である。また、電子装置の稼動時の発熱などによって半導体装置２（これに備えられるパッケージ基板８）や配線基板１に反りが生じても、これに追従し、電気的接続を良好に保つことが可能である。なお、上述のようにして接続端子１３を加圧したときには、導電性エラストマ部１４が弾性変形するため、導電性エラストマ部１４の長さは短くなり、これにより、接続端子全体の長さも短くなる。
【００２９】
ところで、コネクタ３を上述のような構成としているのは、以下の理由による。
まず、上述のような構成を有するコネクタ３に代えて、接続端子の全体が金属からなるコネクタを用いると、弾性変形しないため、例えば半導体装置２（これに備えられるパッケージ基板８）や配線基板１に反りが生じていると、全ての接続端子が配線基板１の電極パッド及び半導体装置２のパッドに電気的に接続されるようにすることが難しい。また、電子装置の稼動時の発熱などによって半導体装置２（これに備えられるパッケージ基板８）や配線基板１に反りが生じた場合にこれに追従して電気的接続を良好に保つのは難しい。
【００３０】
また、例えば図４に示すように、接続端子１３Ｘの全体が導電性エラストマからなり、これが両側から突出しているコネクタ３Ｘを用いると、長期的な加圧によってクリープ変形が生じ、配線基板１と半導体装置２との良好な電気接続性を維持できなくなり、電子装置の信頼性を低下させることになる。例えば、コネクタ３Ｘは、接続端子１３Ｘである導電性エラストマが加圧された状態で実装されることになるが、約１年程度でクリープ変形が生じ、特に貫通孔から突出している部分の導電性エラストマが押し広げられて、その長さが短くなってしまう。これにより、コネクタ３Ｘと配線基板１や半導体装置２との導通に支障をきたして、例えばサーバ等が稼動しなくなる場合がある。なお、一旦クリープ変形が生じて、導電性エラストマの長さ、即ち、接続端子１３Ｘの長さが短くなってしまうと、加圧をやめても元に戻らないため、接続端子１３Ｘを交換するしかない。
【００３１】
そこで、接続端子１３と配線基板１の電極パッドや半導体装置２のパッドとの良好な電気接続性を維持できるようにし、電子装置の信頼性を向上させることができるようにすべく、図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２に示すように、上述の実施形態のような構成を有するコネクタ３を用いている。これにより、クリープ変形や電気接続性に対して優れたコネクタ３を提供することが可能となる。また、接続端子１３の接触抵抗、即ち、配線基板１の電極パッドと半導体装置２のパッドとを接続端子１３で接続する場合の接触抵抗は、接続端子１３の長さ、即ち、接続端子１３として用いられる導電性エラストマの長さが長くなるほど大きくなる。このため、上述の実施形態のような構成を採用することで、導電性エラストマの長さが短くなる（厚さが薄くなる）ため、例えば接続端子の全体を導電性エラストマによって構成した場合（例えば図４参照）と比較して、接続端子１３の接触抵抗を低減することも可能である。これにより、コネクタ３と配線基板１や半導体装置２との電気的接続が向上し、電子装置の信頼性も向上する。
【００３２】
また、上述のように、フレーム１２の四隅のそれぞれに設けられたネジ孔１２Ａを介してバネ付きネジ７で締め付けることで接続端子１３が加圧されるようになっている（例えば図５参照）。このため、上述のように接続端子１３Ｘの全体が導電性エラストマからなり、これが両側から突出しているコネクタ３Ｘを用いた場合（例えば図４参照）、特に荷重（応力）がかかるネジ孔１２Ａ近傍の領域（図５中、符号Ｘで示す領域）に設けられた導電性エラストマからなる接続端子１３Ｘにクリープ変形が生じ、図６（Ａ）に示すように、その長さが短くなる傾向が見られる。例えば、実装から約１年経過後に導電性エラストマからなる接続端子１３Ｘの長さを確認したところ、フレーム１２のネジ孔１２Ａ近傍の領域以外の領域に設けられた導電性エラストマからなる接続端子１３Ｘの長さは、図６（Ｂ）に示すように、元の長さである約２．３ｍｍであった。これに対し、フレーム１２のネジ孔１２Ａ近傍の領域に設けられた導電性エラストマからなる接続端子１３Ｘは、図６（Ａ）に示すように、クリープ変形が生じてネジ孔１２Ａに近くなるほど短くなり、最も短いもので約２．１ｍｍであった。
【００３３】
そこで、このようなクリープ変形の場所依存性を考慮して、上述の実施形態のように構成される接続端子１３［図１（Ａ）、図１（Ｂ）参照］は、少なくともフレームのネジ孔近傍に設ければ良い。これにより、フレーム１２のネジ孔１２Ａ近傍で起きていた導電性エラストマのクリープ変形を抑制することができ、フレーム１２のネジ孔１２Ａ近傍の接続端子１３の長さを一定に保つことが可能となる。この結果、コネクタ３と配線基板１や半導体装置２との電気的接続を安定して保つことが可能となる。例えば図５中、符号Ｘで示すフレーム１２のネジ孔１２Ａ近傍の領域に、上述の実施形態のように構成される接続端子１３［図１（Ａ）、図１（Ｂ）参照］を設け、それ以外の領域に、例えば全体が導電性エラストマからなる接続端子１３Ｘ（例えば図４参照）を設ければ良い。なお、これに限られるものではなく、フレーム１２のネジ孔１２Ａ近傍の領域だけでなく、全ての領域に、上述の実施形態のように構成される接続端子１３［図１（Ａ）、図１（Ｂ）参照］を設けても良い。この場合、クリープ変形の場所依存性に対応して、導電性エラストマ部１４の側方に形成される空間１７の大きさ、即ち、導電性エラストマ部１４のサイズ（長さや直径）を適宜調節しても良い。
【００３４】
ところで、本実施形態にかかるコネクタ３を備える電子装置は、以下のようにして製造することができる。
つまり、まず、上述のように構成される本実施形態のコネクタ３［図１（Ａ）、図１（Ｂ）参照］を、配線基板１上に配置する（図２参照）。次に、コネクタ３上に半導体装置２を配置し、コネクタ３の接続端子１３を介して配線基板１と半導体装置２とを電気的に接続する（図２参照）。
【００３５】
特に、配線基板１と半導体装置２とを電気的に接続する工程において、コネクタ３上に半導体装置２を配置した後、コネクタ３の接続端子１３を加圧し、貫通孔１１の壁面で規制されるまで空間１７内に導電性エラストマ部１４を弾性変形させるのが好ましい。
以下、具体的な構成例について説明する。
この具体的構成例では、例えば図５中、符号Ｘで示すフレーム１２のネジ孔１２Ａ近傍の領域はクリープ変形が生じやすい領域であるため、この領域に上述の実施形態のように構成される接続端子１３［図１（Ａ）、図１（Ｂ）参照］を設け、それ以外の領域に全体が導電性エラストマからなる接続端子１３Ｘ（図４参照）を設ける。
【００３６】
ここでは、フレーム１２の貫通孔１１の直径を約４００μｍとし、貫通孔１１のピッチを約１．２７ｍｍとし、フレーム１２の厚さを約１．５３ｍｍとする。
そして、フレーム１２のネジ孔１２Ａ近傍の領域に設けられる接続端子１３は、以下のように構成する。
まず、導電性エラストマ部１４は、実装時に加圧すると（例えば１個あたり約７０ｇの荷重をかけて保持すると）、約１００μｍの弾性変形をおこし、一定時間経過するとほぼ変化しなくなるため、図７に示すように、その長さ（厚さ）を約２００μｍとする。また、導電性エラストマ部１４は、実装時に加圧すると、最大約５０μｍ押し広げられるため、その直径を貫通孔１１の直径よりも約５０μｍ小さい約３５０μｍとする。これにより、導電性エラストマ部１４を貫通孔１１の中心に配置すると、貫通孔１１と導電性エラストマ部１４との間に、即ち、導電性エラストマ部１４の径方向の両側のそれぞれに、約２５μｍの空間１７(隙間；中空部分)ができる。
【００３７】
また、第１及び第２金属部１５、１６は、長さを約１．１ｍｍとし、直径を貫通孔１１の直径と同じ約４００μｍとする。
なお、これらの導電性エラストマ部１４、第１及び第２金属部１５、１６は、例えばピンセット等を用いて簡単に貫通孔１１に挿入して装着することが可能である。
このように構成された接続端子１３をフレーム１２のネジ孔１２Ａ近傍の領域に設け（図５参照）、加圧すると、第１及び第２金属部１５、１６によって挟まれた導電性エラストマ部１４は、圧縮されて変形し、貫通孔１１と導電性エラストマ部１４との間の空間１７がなくなると導電性エラストマ部１４の動きが止まる［図１（Ｂ）参照］。これにより、導電性エラストマ部１４の直径が貫通孔１１の直径と同じ約４００μｍに達し、長さ（厚さ）が約１００μｍに圧縮され、貫通孔１１の中央部で止まる。これにより、第１及び第２金属部１５、１６も圧縮方向へ動き、接続端子１３の全体の長さは、加圧前の約２．４ｍｍから約２．３ｍｍとなる。
【００３８】
一方、フレーム１２のネジ孔１２Ａ近傍の領域以外の領域、即ち、一のネジ孔１２Ａと他のネジ孔１２Ａとの中間の領域に設けられる接続端子１３Ｘは、以下のように構成する。
まず、全体が導電性エラストマからなる接続端子１３Ｘは、その両端がフレーム１２の両側から突出しており、フレーム１２から突出している部分は円錐台形状とし［図４参照］、全体の長さは約２．３ｍｍとする。なお、この全体が導電性エラストマからなる接続端子１３Ｘは、弾性を持つため、例えばピンセット等を用いて簡単に貫通孔１１に挿入して装着することが可能である。
【００３９】
このように構成された接続端子１３Ｘをフレーム１２のネジ孔１２Ａ近傍の領域以外の領域に設け（図５参照）、加圧すると、それほど荷重がかからないため、変形量が少なく、全体の長さは加圧前とほとんど変わらず［図６（Ｂ）参照］、約２．３ｍｍのままである。
このように構成された具体的構成例のコネクタ３を用いて配線基板１と半導体装置２とを電気的に接続し、加圧して、導通試験を行なったところ、約１年経過しても導通が安定的に保たれていることが確認された。
【００４０】
これに対し、接続端子１３Ｘの全体が導電性エラストマからなり、これが両側から突出しているコネクタ３Ｘを用いた場合［例えば図６（Ａ）、図６（Ｂ）参照］、約１年経過すると、導電性エラストマのフレーム１２から突出している部分がクリープ変形によって圧縮され、例えば実装時に約２．３ｍｍであったものが約２．１ｍｍ〜約１．９５ｍｍとなってしまい、導通が保たれなくなった。
【００４１】
したがって、本実施形態にかかるコネクタ、電子装置及びその製造方法によれば、配線基板１と半導体装置２との良好な電気接続性を維持することができ、電子装置の信頼性を向上させることができるという利点がある。
なお、コネクタ３の構成は、上述の実施形態の構成に限られるものではなく、貫通孔１１内に導電性エラストマ部１４を設けた場合に、導電性エラストマ部１４の側方に空間が形成され、この空間によって導電性エラストマ部１４の弾性変形が許容され、貫通孔１１の壁面によって導電性エラストマ部１４のクリープ変形が規制されるようになっていれば良い。
【００４２】
例えば図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示すように、導電性エラストマ部１４Ｘは、中心部に中空部分１７Ｘを有する筒状であっても良い。このようにして、導電性エラストマ部１４Ｘは、断面サイズが貫通孔１１の断面サイズよりも小さくなっていても良い。これを第１変形例という。この場合、中心部に中空部分１７Ｘを有する筒状の導電性エラストマ部１４Ｘの外周のサイズは貫通孔１１のサイズと略等しくすれば良い。なお、筒状の導電性エラストマ部１４Ｘの外周のサイズは貫通孔１１のサイズよりも小さくしても良い。例えば、導電性エラストマ部１４Ｘは、ドーナツ状のような中心部に中空部分１７Ｘを有する円筒状とすれば良い。この場合、中心部に中空部分１７Ｘを有する円筒状の導電性エラストマ部１４Ｘの外径は円形状の貫通孔１１の直径と略等しくすれば良い。なお、円筒状の導電性エラストマ部１４Ｘの外径は円形状の貫通孔１１の直径よりも小さくしても良い。
【００４３】
ここで、中心部に中空部分１７Ｘを有する筒状の導電性エラストマ部１４Ｘの外周のサイズを貫通孔１１のサイズと略等しくする場合には、中心部に中空部分１７Ｘを有する筒状の導電性エラストマ部１４Ｘの外周が貫通孔１１の壁面に接することになる。この場合、筒状の導電性エラストマ部１４Ｘの中心部の中空部分１７Ｘが、導電性エラストマ部１４Ｘの側方に形成された空間となる。一方、中心部に中空部分１７Ｘを有する筒状の導電性エラストマ部１４Ｘの外周のサイズを貫通孔１１のサイズよりも小さくする場合には、中心部に中空部分１７Ｘを有する筒状の導電性エラストマ部１４Ｘの外周と貫通孔１１の壁面との間に空間が形成されることになる。この場合、筒状の導電性エラストマ部１４Ｘの中心部の中空部分１７Ｘ、及び、筒状の導電性エラストマ部１４Ｘの外周と貫通孔１１の壁面との間に形成された空間が、導電性エラストマ部１４Ｘの側方に形成された空間となる。
【００４４】
具体的には、上述の実施形態の具体的構成例のフレーム１２のネジ孔１２Ａ近傍の領域（図５中、符号Ｘで示す領域）に設けられる接続端子１３に備えられる導電性エラストマ部１４の構成を以下のように変更すれば良い。
つまり、導電性エラストマ部１４Ｘは、中心部に中空部分１７Ｘを有する円筒状とし、その外径を貫通孔１１の直径と同じ約４００μｍとし、径方向の厚さを約２００μｍとし、その中心部に設けられた中空部分１７Ｘ（長さ方向に貫通する孔）の直径を約５０μｍとする。これにより、導電性エラストマ部１４Ｘを貫通孔１１に配置すると、導電性エラストマ部１４Ｘの中心部に約５０μｍの空間ができる［図８（Ａ）参照］。
【００４５】
このように構成された接続端子１３をフレーム１２のネジ孔１２Ａ近傍の領域に設け、加圧すると、第１及び第２金属部１５、１６によって挟まれた導電性エラストマ部１４は、圧縮されて変形し、中心部の中空部分１７Ｘがなくなると導電性エラストマ部１４の動きが止まる。これにより、導電性エラストマ部１４の直径が貫通孔１１の直径と同じ約４００μｍに達し、長さ（厚さ）が約１００μｍに圧縮され、貫通孔１１の中央部で止まる。これにより、第１及び第２金属部１５、１６も圧縮方向へ動き、接続端子１３の全体の長さは、加圧前の約２．４ｍｍから約２．３ｍｍとなる［図８（Ｂ）参照］。
【００４６】
その他は上述の実施形態の具体的構成例と同様である。
このように構成された具体的構成例の変形例のコネクタ３を用いて配線基板１と半導体装置２とを電気的に接続し、加圧して、導通試験を行なったところ、約１年経過しても導通が安定的に保たれていることが確認された。
また、例えば図９（Ａ）、図９（Ｂ）に示すように、貫通孔１１が、導電性エラストマ部１４Ｙの側方に断面サイズが大きくなっている部分１１Ｙを有していても良い。このようにして、導電性エラストマ部１４Ｙは、断面サイズが貫通孔１１の断面サイズよりも小さくなっていても良い。これを第２変形例という。例えば、第１及び第２金属部１５、１６の断面サイズと導電性エラストマ部１４Ｙの断面サイズを略等しくし、貫通孔１１の断面サイズを、第１及び第２金属部１５、１６の側方で第１及び第２金属部１５、１６の断面サイズと略等しくし、導電性エラストマ部１４Ｙの側方で導電性エラストマ部１４Ｙの断面サイズよりも大きくすれば良い。
【００４７】
例えば、導電性エラストマ部１４Ｙ、第１及び第２金属部１５、１６をいずれも円柱状とする場合、第１及び第２金属部１５、１６の直径と導電性エラストマ部１４Ｙの直径を略等しくし、円形状の貫通孔１１の直径を、第１及び第２金属部１５、１６の側方で第１及び第２金属部１５、１６の直径と略等しくし、導電性エラストマ部１４Ｙの側方で導電性エラストマ部１４Ｙの直径よりも大きくすれば良い。例えば、導電性エラストマ部１４Ｙを貫通孔１１の長さ方向（フレーム１２の厚さ方向）の中央部分に配置する場合、貫通孔１１の長さ方向の中央部分の直径を他の部分の直径よりも大きくすれば良い。
【００４８】
なお、導電性エラストマ部１４Ｙの側方の全体で貫通孔１１の断面サイズを導電性エラストマ部１４Ｙの断面サイズよりも大きくしても良いし、導電性エラストマ部１４Ｙの側方の一部で貫通孔１１の断面サイズを導電性エラストマ部１４Ｙの断面サイズよりも大きくしても良い。
ここで、導電性エラストマ部１４Ｙの側方の全体で貫通孔１１の断面サイズを導電性エラストマ部１４Ｙの断面サイズよりも大きくする場合、第１及び第２金属部１５、１６の外周が貫通孔１１の壁面に接し、導電性エラストマ部１４Ｙの外周と貫通孔１１の断面サイズが大きくなっている部分１１Ｙの壁面との間に形成された空間が、導電性エラストマ部１４Ｙの側方に形成された空間となる。
【００４９】
また、導電性エラストマ部１４Ｙの側方の一部で貫通孔１１の断面サイズを導電性エラストマ部１４Ｙの断面サイズよりも大きくする場合、第１及び第２金属部１５、１６の外周、及び、導電性エラストマ部１４Ｙの外周の一の部分が貫通孔１１の壁面に接し、導電性エラストマ部１４Ｙの外周の他の部分と貫通孔の断面サイズが大きくなっている部分１１Ｙの壁面との間に形成された空間が、導電性エラストマ部１４Ｙの側方に形成された空間となる。
【００５０】
なお、この変形例の構成を採用する場合には、クリープ変形の場所依存性に対応して、導電性エラストマ部１４Ｙの側方に形成される空間の大きさ、即ち、導電性エラストマ部１４Ｙのサイズ（長さや直径）や貫通孔１１のサイズを適宜調節しても良い。
具体的には、上述の実施形態の具体的構成例のフレーム１２のネジ孔１２Ａ近傍の領域（図５中、符号Ｘで示す領域）に設けられる接続端子１３に備えられる導電性エラストマ部１４の構成を以下のように変更すれば良い。
【００５１】
つまり、導電性エラストマ部１４Ｙは、円柱状とし、その直径を貫通孔１１の直径と同じ約４００μｍとする。
また、貫通孔１１の長さ方向の中央部分を、長さ約１００μｍにわたって、その直径を約４５０μｍとし、その他の部分の直径は約４００μｍとする。例えば、約０．７７ｍｍ厚のフレーム部品を２枚用意し、それぞれ、表面に直径約４５０μｍ、深さ約５０μｍの孔を加工し、さらに厚さ方向に直径約４００μｍの貫通孔を加工し、これらを表面の孔の位置を合わせて接着するなどの方法によって作製することができる。
【００５２】
このように、導電性エラストマ部１４Ｙ及び貫通孔１１のサイズを設定し、導電性エラストマ部１４Ｙを貫通孔１１の長さ方向の中央部分に配置すると、貫通孔１１の直径が広くなっている部分１１Ｙの壁面と導電性エラストマ部１４Ｙの側面との間に、即ち、導電性エラストマ部１４Ｙの径方向の両側のそれぞれに、約２５μｍの空間(隙間；中空部分)ができる［図９（Ａ）参照］。
【００５３】
このように構成された接続端子１３をフレーム１２のネジ孔１２Ａ近傍の領域に設け、加圧すると、第１及び第２金属部１５、１６によって挟まれた導電性エラストマ部１４Ｙは、圧縮されて変形し、貫通孔１１の直径が広くなっている部分１１Ｙの壁面と導電性エラストマ部１４Ｙの側面との間の空間がなくなると導電性エラストマ部１４Ｙの動きが止まる。これにより、導電性エラストマ部１４Ｙの中央部分の直径が貫通孔１１の中央部分の直径が広くなっている部分１１Ｙの直径と同じ約４５０μｍに達し、長さ（厚さ）が約１００μｍに圧縮される。これにより、第１及び第２金属部１５、１６も圧縮方向へ動き、接続端子１３の全体の長さは、加圧前の約２．４ｍｍから約２．３ｍｍとなる［図９（Ｂ）参照］。
【００５４】
その他は上述の実施形態の具体的構成例と同様である。
このように構成された具体的構成例の変形例のコネクタ３を用いて配線基板１と半導体装置２とを電気的に接続し、加圧して、導通試験を行なったところ、約１年経過しても導通が安定的に保たれていることが確認された。
なお、この第２変形例では、導電性エラストマ部１４Ｙは柱状としているが、これに限られるものではなく、導電性エラストマ部は、上述の第１変形例のように、中心部に中空部分を有する筒状であっても良い。また、この第２変形例では、導電性エラストマ部１４Ｙの断面サイズを第１及び第２金属部１５、１６の断面サイズと略等しくしているが、これに限られるものではなく、導電性エラストマ部１４Ｙの断面サイズを第１及び第２金属部１５、１６の断面サイズよりも小さくしても良い。つまり、貫通孔１１の断面サイズが大きくなっている部分１１Ｙ以外の部分の断面サイズよりも、導電性エラストマ部１４Ｙの断面サイズが小さくなっていても良い。
【００５５】
なお、本発明は、上述した実施形態及び変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
以下、上述の実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
貫通孔を有する絶縁性のフレームと、
前記貫通孔に設けられ、前記フレームから突出する接続端子とを備え、
前記接続端子は、側方に空間が形成されるように前記貫通孔内に設けられた導電性エラストマ部と、前記導電性エラストマ部の一方の端部に接し、前記貫通孔内から前記フレームの外方へ突出する第１金属部と、前記導電性エラストマ部の他方の端部に接し、前記貫通孔内から前記フレームの外方へ突出する第２金属部とを備えることを特徴とするコネクタ。
【００５６】
（付記２）
前記導電性エラストマ部は、断面サイズが前記貫通孔の断面サイズよりも小さいことを特徴とする、付記１に記載のコネクタ。
（付記３）
前記導電性エラストマ部は、柱状であることを特徴とする、付記２に記載のコネクタ。
【００５７】
（付記４）
前記導電性エラストマ部は、中心部に中空部分を有する筒状であることを特徴とする、付記１又は２に記載のコネクタ。
（付記５）
前記貫通孔は、前記導電性エラストマ部の側方に断面サイズが大きくなっている部分を有することを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項に記載のコネクタ。
【００５８】
（付記６）
前記第１金属部及び前記第２金属部のそれぞれを前記フレームに固定するストッパを備えることを特徴とする、付記１〜５のいずれか１項に記載のコネクタ。
（付記７）
前記フレームは、ネジ孔を有し、
前記接続端子は、少なくとも前記フレームの前記ネジ孔近傍に設けられていることを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項に記載のコネクタ。
【００５９】
（付記８）
配線基板と、
前記配線基板の上方に設けられた半導体装置と、
前記配線基板と前記半導体装置とを電気的に接続するコネクタとを備え、
前記コネクタは、
貫通孔を有する絶縁性のフレームと、
前記貫通孔に設けられ、前記フレームから突出する接続端子とを備え、
前記接続端子は、側方に空間が形成されるように前記貫通孔内に設けられた導電性エラストマ部と、前記導電性エラストマ部の一方の端部に接し、前記貫通孔内から前記フレームの外方へ突出する第１金属部と、前記導電性エラストマ部の他方の端部に接し、前記貫通孔内から前記フレームの外方へ突出する第２金属部とを備えることを特徴とする電子装置。
【００６０】
（付記９）
前記導電性エラストマ部は、断面サイズが前記貫通孔の断面サイズよりも小さいことを特徴とする、付記８に記載の電子装置。
（付記１０）
前記導電性エラストマ部は、柱状であることを特徴とする、付記９に記載の電子装置。
【００６１】
（付記１１）
前記導電性エラストマ部は、中心部に中空部分を有する筒状であることを特徴とする、付記８又は９に記載の電子装置。
（付記１２）
前記貫通孔は、前記導電性エラストマ部の側方に断面サイズが大きくなっている部分を有することを特徴とする、付記８〜１１のいずれか１項に記載の電子装置。
【００６２】
（付記１３）
前記第１金属部及び前記第２金属部のそれぞれを前記フレームに固定するストッパを備えることを特徴とする、付記８〜１２のいずれか１項に記載の電子装置。
（付記１４）
前記フレームは、ネジ孔を有し、
前記接続端子は、少なくとも前記フレームの前記ネジ孔近傍に設けられていることを特徴とする、付記８〜１３のいずれか１項に記載の電子装置。
【００６３】
（付記１５）
貫通孔を有する絶縁性のフレームと、前記貫通孔に設けられ、前記フレームから突出する接続端子とを備え、前記接続端子が、側方に空間が形成されるように前記貫通孔内に設けられた導電性エラストマ部と、前記導電性エラストマ部の一方の端部に接し、前記貫通孔内から前記フレームの外方へ突出する第１金属部と、前記導電性エラストマ部の他方の端部に接し、前記貫通孔内から前記フレームの外方へ突出する第２金属部とを備えるコネクタを、配線基板上に配置する工程と、
前記コネクタ上に半導体装置を配置し、前記接続端子を介して前記配線基板と前記半導体装置とを電気的に接続する工程とを備えることを特徴とする電子装置の製造方法。
【００６４】
（付記１６）
前記配線基板と前記半導体装置とを電気的に接続する工程において、前記コネクタ上に前記半導体装置を配置した後、前記接続端子を加圧し、前記貫通孔の壁面で規制されるまで前記空間内に前記導電性エラストマ部を弾性変形させることを特徴とする、付記１５に記載の電子装置の製造方法。
【符号の説明】
【００６５】
１  配線基板
２  半導体装置
３、３Ｘ  コネクタ
４  ボルスタープレート
５  ヒートスプレッダ
６  ヒートシンクベース
７  バネ付きネジ
８  パッケージ基板
９  半導体チップ
１０  封止材
１１  貫通孔
１１Ｙ  貫通孔の断面サイズ（直径）が大きくなっている部分
１２  フレーム
１２Ａ  ネジ孔
１３、１３Ｘ  接続端子
１４、１４Ｘ、１４Ｙ  導電性エラストマ部
１５  第１金属部
１６  第２金属部
１７  空間
１７Ｘ  中空部分
１８  ストッパ
【図１】
2015159016.tif 000003
【図２】
2015159016.tif 000004
【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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