(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔が形成された基材と、前記基材に取り付けられた弾性接触子とを有し、
前記弾性接触子が、前記基材上に固定されるベース部と、前記基材のいずれか一方の面から離れる方向に延びる弾性変形可能な弾性腕と、前記弾性腕から前記貫通孔に向かう方向に突出して前記貫通孔に対向する凸部とを有しており、
前記弾性腕が前記一方の面に接近する向きに弾性変形したときに、前記凸部が前記貫通孔の内部を経て前記基材の他方の面から突出して、前記弾性腕の一部分と前記凸部の先部とが前記基材を挟んで両側に位置し、前記一部分と前記先部のそれぞれが電極との接触部となることを特徴とするインターポーザ。
【請求項２】
前記凸部が、前記弾性腕の前記ベース部から離れた先端の１箇所に設けられている請求項１記載のインターポーザ。
【請求項３】
前記凸部が、前記弾性腕の複数箇所に設けられている請求項１記載のインターポーザ。
【請求項４】
前記弾性腕が、スパイラル形状である請求項１ないし３のいずれかに記載のインターポーザ。
【請求項５】
前記凸部が、前記弾性腕上にメッキを立体的に成長させたバンプで形成されている請求項１ないし４のいずれかに記載のインターポーザ。
【請求項６】
前記弾性腕が板ばねでであり、前記板ばねの一部が折り曲げられて前記凸部が形成されている請求項１記載のインターポーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば互いに対向配置された半導体素子と電子基板とを電気的に接続するインターポーザに係わり、特に簡単且つ少ない部品点数で構成できるようにしたインターポーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明のインターポーザに関連する先行技術としては、例えば特許文献１に記載された電子コネクタなどが存在する。
【０００３】
特許文献１に示す電子コネクタ１では、基板２に複数のスルーホール３が形成されており、各スルーホール３の両縁部にそれぞれ一対のスパイラル接触子７，７が信号系の端子として設けられている。
【０００４】
基板１０と基板１１との対向面内に、前記電子コネクタ１を位置決め配置すると、スパイラル接触子７，７の一方の先端が基板１０の信号ラインの接続部１３ａ１に接続され、他方の先端が基板１１の信号ラインの接続部１３ａ１に接続される。
【０００５】
よって、一方の基板１０の前記接続部１３ａ１と他方の基板１１の接続部１３ａ１とを前記スパイラル接触子７，７により導通接続させることができるようになっている。
【特許文献１】特開２００４−２４１３０４号公報（図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載された電子コネクタ１では、一方の面に設けられたスパイラル接触子７と他方の面に設けられたスパイラル接触子７とを接続するための導電部５を、前記スルーホール３の内壁に形成する必要がある。このため、電子コネクタの製造工程が複雑化しやすいという問題がある。
【０００７】
また上記電子コネクタ１は、前記スルーホール３の両端にそれぞれ一対のスパイラル接触子７，７を配置しなければならない構成である。このため、両基板１０，１１が有する端子の数が増えると、スパイラル接触子７，７の数はその２倍必要となり、その構造上部品点数を低減することができないという問題もある。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、簡単且つ少ない部品点数で構成することができるインターポーザ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】
【０００９】
本発明のインターポーザは、貫通孔が形成された基材と、前記基材に取り付けられた弾性接触子とを有し、
前記弾性接触子が、前記基材上に固定されるベース部と、前記基材のいずれか一方の面から離れる方向に延びる弾性変形可能な弾性腕と、前記弾性腕から前記貫通孔に向かう方向に突出して前記貫通孔に対向する凸部とを有しており、
前記弾性腕が前記一方の面に接近する向きに弾性変形したときに、前記凸部が前記貫通孔の内部を経て前記基材の他方の面から突出して、前記弾性腕の一部分と前記凸部の先部とが前記基材を挟んで両側に位置し、前記一部分と前記先部のそれぞれが電極との接触部となることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明では、貫通孔（スルーホール）の内壁に導電部を形成する必要がない。よって、インターポーザの構成を簡単にすることができる。しかも、弾性接触子を基材シートの一方の面に設ければよく、前記貫通孔の両面にそれぞれ設ける必要がないため、従来に比較して部品点数を低減することができ、製造コストを低く抑えることができる。
【００１１】
上記において、前記凸部が、前記弾性腕上にメッキを立体的に成長させたバンプで形成されていることが好ましい。
【００１２】
上記手段では、弾性腕と凸部とを一体的に形することができ、凸部の強度を高めることができる。
前記凸部が、前記弾性腕上に複数形成されていることが好ましい。
【００１３】
上記手段では、電極間の導通を確保することができるため、インターポーザとしての信頼性を高めることができる。
【００１４】
前記凸部が、板ばねからなる弾性腕の一部を折り曲げることにより形成されていることが好ましい。
【００１５】
上記手段では、インターポーザの構成を簡単にすることができる。
また前記貫通孔が前記基材シート上に多数形成されており、前記弾性接触子は個々の貫通孔に対応して設けられていることが好ましい。
【００１６】
上記手段では、多数ピンを有する半導体素子の各電極と、これに対応して配置された多数の電極との間の導通を確保することができる。
前記弾性接触子が、スパイラル接触子であることが好ましい。
【００１７】
スパイラル接触子は１ヶ当たりの接触圧が極めて小さい。このため、上記手段では半導体素子と基板間に大きな加圧力を作用させる必要がなくなり、小さな加圧力で多数ピンを有する半導体素子の各電極と基板側の各電極との間の導通を確保することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、貫通孔（スルーホール）の内壁に導電部を形成する必要がないため、インターポーザの構成を簡単にすることができる。
【００１９】
しかも、弾性接触子を基材シートの一方の面に設ければよく、前記貫通孔の両面にそれぞれ設ける必要がないため、従来に比較して部品点数を低減することができ、製造コストを低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１Ａは本発明の第１の実施の形態としてのインターポーザを示す断面図、図１Ｂは第１の実施の形態に示すインターポーザの使用状態を示す断面図、図２は弾性接触子の一例としてのスパイラル接触子を示す平面図である。
【００２１】
図１Ａに示すように、本発明のインターポーザ１０Ａは、例えばポリイミドなど絶縁性を有する基材シート１１上に形成されている。前記基材シート１１には、複数の貫通孔（スルーホール）１１ａが例えばマトリックス状に穿設されており、各貫通孔１１ａには弾性接触子２０がそれぞれ設けられている。
【００２２】
前記弾性接触子２０としては、例えば図２に示すような１ヶ当たりの接触圧の小さいスパイラル接触子２０Ａが用いられている。前記スパイラル接触子２０Ａは、外周側に設けられたベース部２１と、このベース部２１から連続的に延びる弾性腕２２を有している。前記弾性腕２２の一端（ベース部２１の端部）は、前記ベース部２１との境を形成する基端２２ａであり、他端は先端２２ｂを形成している。前記弾性腕２２は、基端２２ａがベース部２１の外周側に設けられ、前記先端２２ｂが前記基端２２ａから内周側の中心に向かって半径が徐々に短くなる螺旋状に形成されている。さらにスパイラル接触子２０Ａは、前記基端２２ａよりも先端２２ｂが図示Ｚ１方向（第１の方向）に山型（凸型ともいう）に突出する立体形状に成形されている（図１Ａ参照）。前記先端２２ｂの下面には、図示Ｚ２方向（第２の方向）に突出する凸部２４ａが形成されている。前記凸部２４ａは、貫通孔１１ａに対し、進入可能な状態で対向している。そして、各スパイラル接触子２０Ａの前記先端２２ｂに対して垂直（Ｚ方向）方向の力を加えると、弾性腕２２が図示Ｚ方向に弾性変形可能とされている。
【００２３】
図１Ｂに示すように、インターポーザ１０はＡ、例えば基板３０と半導体素子４０との間に配置される。このとき、前記基板３０の表面に形成された複数の電極３１と、前記半導体素子４０の下面に形成された複数の電極４１とを対向させるとともに、これらの間に複数のスパイラル接触子２０Ａが対向配置される。
【００２４】
前記半導体素子４０を、前記インターポーザ１０の表面に押し付けると、前記半導体素子４０の各電極４１が各スパイラル接触子２０Ａに当接する。さらに前記基板３０と前記半導体素子４０との間の対向距離を短縮し、前記インターポーザ１０Ａを図示Ｚ２方向に弾圧すると、前記スパイラル接触子２０Ａを構成する各弾性腕２２が収縮する方向（前記基端２２ａと先端２２ｂとの距離が自然長から縮まる方向）に弾性変形させられる。このとき、前記凸部２４ａが、螺旋状に形成された弾性腕２２の内部と、前記基材シート１１に形成された貫通孔１１ａ内に進入し、さらにこれらを図示Ｚ２方向に通り抜けて前記基板３０の電極３１の表面に当接する。
【００２５】
よって、前記基板３０の各電極３１と前記半導体素子４０の各電極４１とを、前記各弾性腕２２に設けられた先端２２ｂと凸部２４ａを介して電気的に導通接続することができる。
【００２６】
図３Ａは本発明の第２の実施の形態としてのインターポーザを示す拡大断面図、図３Ｂは第２の実施の形態に示すインターポーザの使用状態を示す断面図である。
【００２７】
第２の実施に示すインターポーザ１０Ｂは、スパイラル型の弾性接触子を用いた上記第１の実施に示すインターポーザ１０Ａとほぼ同様の構成である。
【００２８】
ただし、図３Ａに示すように、第２の実施に示すインターポーザ１０Ｂでは、凸部２４ｂが先端２２ｂの下面に設けられている構成ではなく、弾性腕２２の基端２２ａと先端２２ｂとの途中に形成されている点で異なっている。前記凸部２４ｂは前記弾性腕２２の下面から図示Ｚ２方向に突出して形成されている。図３Ａ，Ｂには、凸部２４ｂの数が１ヶの場合を示しているが、前記凸部２４ｂの数は少なくとも１ヶ以上であればよく、好ましくは複数有する構成である。このように、１つの弾性腕２２に複数の凸部２４ｂを形成しておくと、たとえそのうちの一つに不具合があったとしても、他の凸部２４ｂを介して両電極間の導通を確保することができ、インターポーザ１０Ｂの信頼性を高めることができる。なお、このような凸部２４ｂも前記貫通孔１１ａに対向して配置されている。
【００２９】
図３Ｂに示すように、上記同様にインターポーザ１０Ｂを前記基板３０と半導体素子４０との間に配置し、その間の対向距離を接近させて半導体素子４０の電極４１でスパイラル接触子２０Ｂの先端２２ｂを弾圧すると、前記弾性腕２２が収縮する方向に弾性変形させられる。このとき、前記凸部２４ｂが前記貫通孔１１ａ内をＺ２方向に通り抜けて前記基板３０に設けられた電極３１に接触するため、上記同様に前記半導体素子４０の各電極４１と前記基板３０に各電極３１とをインターポーザ１０Ｂを用いて導通接続することができる。
【００３０】
この第２の実施の形態では、前記半導体素子４０の各電極４１と前記基板３０に各電極３１との間を、スパイラル接触子２０Ｂを形成する先端２２ｂ、弾性腕２２および凸部２４ｂを介して接続することができる。
【００３１】
なお、上記第１及び第２の実施の形態では、１ヶ当たりの接触圧が小さなスパイラル接触子２０Ａ，２０Ｂを用いているため、前記半導体素子４０と前記基板３０との間の加圧力を小さくすることが可能である。
【００３２】
また上記第１及び第２の実施の形態に示す前記スパイラル接触子２０Ａ，２０Ｂは、例えばレジストとメッキ処理の技術を組み合わせることにより形成することができる。この際、前記凸部２４ａ，２４ｂは前記先端２２ｂや弾性腕２２の下面に施したメッキを立体的に成長させてバンプとすることにより、前記スパイラル接触子２０Ａ，２０Ｂとともに一体的に形成することができる。よって、凸部２４ａ，２４ｂの強度を高めることができる。
【００３３】
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
図４Ａは本発明の第３の実施の形態としてのインターポーザを示す拡大断面図、図４Ｂは第３の実施の形態に示すインターポーザの使用状態を示す断面図である。
【００３４】
第３の実施の形態に示すインターポーザ１０Ｃは、スパイラル接触子の代わりに板ばねからなる弾性接触子２０Ｃを用いた点で上記第１及び第２の実施の形態と相違している。
【００３５】
図４Ａに示すように、第３に実施の形態に示すインターポーザ１０Ｃでは、略Ｖ字形状をした弾性接触子２０Ｃが、基材シート１１の各貫通孔１１ａの近傍に設けられている。
【００３６】
前記弾性接触子２０Ｃは、ベース部２１ｃと弾性腕（弾性変形部）２２ｃと有する板ばねで形成されている。前記弾性接触子２０Ｃは、前記ベース部２１ｃを前記基材シート１１の前記貫通孔１１ａの近傍に接着することにより固定されている。弾性腕２２ｃは、前記ベース部２１ｃに近接する部分が図示Ｚ１方向（第１の方向）に谷折りに折り曲げられ、さらにその先端が図示Ｚ２方向（第２の方向）に山折りに折り曲げられることにより、略Ｖ字形状に形成されている。前記山折りに折り曲げられた部分が頂点２３であり、その先の最先端部が凸部２４ｃに相当している。すなわち、前記頂点２３と凸部２４ｂとを備えた略Ｖ字形状の弾性腕２２が、前記ベース部２１ｃにおいて前記基材シート１１に対し片持ち状態で支持されている。
【００３７】
図４Ａに示すように、前記凸部２４ｃは前記貫通孔１１ａに進入した状態で配置されている。あるいは、少なくとも前記凸部２４ｃが前記貫通孔１１ａに対して進入可能な状態で配置されている。
【００３８】
図４Ｂに示すように、上記同様にインターポーザ１０Ｃを前記基板３０と半導体素子４０との間に配置し、インターポーザ１０を前記基板３０に接近させると、前記半導体素子４０の電極４１を弾性接触子２０Ｃの頂点２３に接触させることができる。
【００３９】
さらに、インターポーザ１０Ｃを前記基板３０に接近させて頂点２３への弾圧を強めると、前記弾性腕２２ｃが弾性変形させられる。このとき、前記凸部２４ｃが前記貫通孔１１ａ内をＺ２方向に通り抜けてインターポーザ１０Ｃの下部側に設けられた前記基板３０上の電極３１の表面に接触するため、上記同様に前記半導体素子４０の各電極４１と前記基板３０に各電極３１とがインターポーザ１０Ｃを用いて導通接続される。
【００４０】
この第３の実施の形態では、前記半導体素子４０の各電極４１と前記基板３０に各電極３１との間を、弾性接触子２０Ｃを形成する頂点２３と凸部２４ｃを介して接続することが可能である。
【００４１】
以上のように、上記第１、第２、第３の実施の形態に示すインターポーザ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのいずれにおいても、基材シート１１に形成された貫通孔（スルーホール）１１ａの内壁に導電部を形成する必要がない。よって、インターポーザ１０の構成を簡単にすることができる。
【００４２】
しかも、弾性接触子２０は基材シート１１の一方の面に設ければよく、前記貫通孔１１ａの上下両面にそれぞれ設ける必要がないため、従来に比較して部品点数を低減することができ、製造コストを低く抑えることが可能となる。
【００４３】
上記いずれの実施の形態でも、弾性接触子２０が基材シート１１のＺ１側の一方（半導体素子側）に設けられた構成を用いて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、弾性接触子２０は基材シート１１のＺ２側の一方（基板側側）に設けられる構成であってもよい。なお、この場合には各凸部２４は前記貫通孔１１ａを図示Ｚ１方向に通り抜け、半導体素子４０の電極４１の表面（下面）に当接することになる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１Ａ】本発明の第１の実施の形態としてのインターポーザを示す断面図、
【図１Ｂ】第１の実施の形態に示すインターポーザの使用状態を示す断面図、
【図２】弾性接触子の一例としてのスパイラル接触子を示す平面図、
【図３Ａ】本発明の第２の実施の形態としてのインターポーザを示す拡大断面図、
【図３Ｂ】第２の実施の形態に示すインターポーザの使用状態を示す断面図、
【図４Ａ】本発明の第３の実施の形態としてのインターポーザを示す拡大断面図、
【図４Ｂ】第３の実施の形態に示すインターポーザの使用状態を示す断面図、
【符号の説明】
【００４５】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  インターポーザ
１１  基材シート
１１ａ  貫通孔（スルーホール）
２０，２０Ｃ  弾性接触子
２０Ａ，２０Ｂ  スパイラル接触子
２１，２１ｃ  ベース部
２２  弾性腕
２２ａ  基端
２２ｂ  先端
２３  頂点
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ  凸部
３０  基板
３１  電極
４０  半導体素子
４１  電極
【図１Ａ】
0004599265.tif 000002
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
0004599265.tif 000007
【図４Ｂ】
0004599265.tif 000008