(57)【要約】【課題】3次元高密度実装における、表面実装用ボード基板の積層化におけるコネクターの薄型化・多極化の問題を解決し、かつボード単位の3次元高密度実装を実現する。【解決手段】中央の金属パターンからなる接触用先端子を支持するために4方向から伸び蛇行された金属パターンを突き出した突起状からなる接触端子が格子状に多数形成されたフイルム基板と接合用ランドが形成された補強用のプリント基板とを高温半田により接合し補強性を増し、且つ端部のフイルム基板部分を曲げてオスとメスの引っ掛け部を形成し装着させることによって電子部品用コネクターを形成する。なおオスとメス・コネクターはそれぞれ補強用に接合されたプリント基板と実装用ボード基板とが表面実装され、装着することでボード単位の積層化が可能となる。【選択図】図1
2007109459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
突起状の形状をなし、その突起の中央にある接触用先端子である金属パターンが複数方向から伸び蛇行した金属パターンで支持された接触端子を持ち、その接触端子が格子状に複数配列され、そのおのおのの金属パターンからなる接触端子が樹脂からなるフイルム基材板で保持され、且つ接触用先端子および蛇行した金属パターンの下部のフイルム基材部は除去開口されていることを特徴とする電子部品用接触端子。
【請求項２】
複数配列された金属パターンからなる接触端子を保持する樹脂からなるフイルム基材板であって、この基板の端部が曲げられ断面形状がＳ字状の引っかけ部を形成し、ここに他のフイルム基板の端部が平板状あるいは折りたたみ状あるいは曲げられた断面形状がＳ字状の差し込み部を挿入することで電気的接続のための装着をすることを特徴とした電子部品用コネクター。
【請求項３】
請求項2記載の電子部品用コネクターの製造方法において、フイルム基板補強のために他の厚手のプリント基板を重ね合わせる方法をとり、フイルム基板上の外部接続用島状金属パターンより小面積で下部であるフイルム基材部を開口させ、この開口部の中で高温半田を介してプリント基板の接合用金属パターンと熱圧着により高温半田を溶融させることで電気的に接続すると共にフイルム基板とプリント基板とを接着させることを特徴とした電子部品用コネクターの製造方法。
【請求項４】
請求項3記載の電子部品用コネクターの実装方法において、補強用として製造されたプリント基板と電子部品実装用ボード基板とを半田接合する場合において、片方のボード基板の接合用金属パターンに半田クリームをスクリーン印刷し、他方の電子部品用コネクターの補強用として製造されたプリント基板の接合用島状金属パターンとを重ね合わせてから溶融させ半田接合させるプリント基板とボード基板との実装方法。
【請求項５】
請求項3記載の電子部品用コネクターの実装方法において、補強用として製造されたプリント基板と電子部品実装用ボード基板とを半田接合する場合において、電子部品用コネクターの補強用として製造されたプリント基板の接合用島状金属パターンに半田ボールを溶融接合し、これを電子部品実装用ボード基板に搭載して半田接合させるプリント基板とボード基板との実装方法。
【請求項６】
請求項3記載の電子部品用コネクターの実装方法において、補強用として製造されたプリント基板と電子部品実装用ボード基板とを半田接合する場合において、ボード基板の接合用金属パターンに半田クリームをスクリーン印刷し、他方の電子部品用コネクターの補強用として製造されたプリント基板の接合用スルーホール金属パターンとを重ね合わせてから溶融させ半田接合させるプリント基板とボード基板との実装方法。
【請求項７】
請求項3記載の電子部品用コネクターの実装方法において、補強用として製造されたプリント基板と電子部品実装用ボード基板とを半田接合する場合において、電子部品用コネクターの補強用として製造されたプリント基板の接合用スルーホール金属パターンに半田ボールを溶融接合し、これを電子部品用実装ボード基板に搭載し半田接合させるプリント基板とボード基板との実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は3次元高密度実装に関し、中でもボード基板とボード基板の積層化に対する薄型且つ簡便で低コストで格子状にエリア・アレー化された多極な電子部品用接触端子とこれを用いた電子部品用コネクター、及びその製造方法と実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器、特にパソコンは近年益々機能が高度化し且つ小型軽量化が進んでいる。これらを支えている技術として半導体素子の高密度化あるいは電子部品の高密度実装化によるものが大きい。これらの中でさらに高密度化を図るため半導体チップの3次元化や半導体チップの内蔵型基板の積層化あるいはPoP（Package on Package）といったものやSiP（System in Package）といった3次元化が考案されている。しかし現在実用化されているものはSiPといわれるパッケージ内でチップが数段に積層化されワイヤー・ボンディングされたもののみであり、これはウエハー上の歩留まりの悪さやKGD（Known Good Die）といった100%良品が取れることを前提として考案されていることに起因する。つまり半導体チップの3次元化や半導体チップの内蔵型基板の積層化は100%良品が取れない現状ではリワーク出来ないという大きな障壁を抱えている。またPoPは現在主流である表面実装時においてパッケージとパッケージを重ねるためのXYZ軸の位置決めの難しさ、あるいは重ねるパッケージの半田ボールにフラックスを塗布するために別のフラックス塗布エリアまで持って行きフラックスを半田ボールに転写してから搭載し重ねる工程が新たに必要となり、従来の電子部品マウンターにフラックス転写エリアを追加改造しなければならないことの難点から敬遠されがちである。このため3次元高密度実装化のためのリワーク可能な且つ今までの表面実装の形態を変更しない新たな3次元高密度実装化の方策が求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
解決しようとする問題点は現在考案中の種々の３次元高密度実装化のための積層化法では、不良品があればリワークできない点、及び今までの表面実装の形態の中の電子部品マウンターにフラックス転写用のエリアを新たに追加改造しなければならない点にある。このためには、すでに極限にまで薄型軽量化された電子部品や半導体パッケージあるいは電子部品実装用ボード基板のそれぞれの表面実装方法の形態を変えることなく、ボード基板とボード基板とを薄型軽量化された多極端子を持つ表面実装が可能な高さ約3mmのコネクターを用いボード単位の積層化を行うことによりリワークの問題と表面実装の形態を変更しないことで容易に積層化への課題を解決することができる。
【０００４】
このボード基板とボード基板を重ね合わせるためのコネクターはすでに市販されており表面実装可能品である。そしてオスピンとメスピンによるピンコンタクト方式でありスタンピング・リードフレームを使用して作製される。このために接続端子のライン配列あるいはライン並列配列しか出来なく多極端子化に限度があった。またエンジニアリング・プラスチック等で高価な金型を使用して成型されるためコスト高となる欠点があった。
【０００５】
これらを解決する考案としては、すでに特公2005-209419がある。しかし特公2005-209419特許のスパイラル接触端子では接触端子先端を支える支点が一点だけであり水平方向のまげ力に弱く接触端子が変形するという欠点を持っていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、突起状の形状をなし、その突起の先端中央にある金属パターンが複数方向から伸び蛇行した金属パターンで支持された接触端子を持つ電子部品用接触端子であって、その接触端子が格子状に複数配列され、そのおのおのの金属パターンからなる接触端子が樹脂からなるフイルム基材板で保持されていることを特徴とする電子部品用接触端子である。この構成により多極で水平方向のまげに強い接触端子を形成することができる。
【０００７】
また、本発明の電子部品用コネクターでは、複数配列された金属パターンからなる接触端子を保持する樹脂からなるフイルム基材板であって、このフイルム基板の端部を折り曲げあるいは絞り曲げして断面形状がＳ字状の引っかけ部を形成し、ここに他のフイルム基板の端部が平板状あるいは折りたたみ状あるいは断面形状がS字状のフイルム基板を挿入することで接触端子同士の電気的接続を取るための着脱が容易に行えることを特徴とした電子部品用コネクターである。この構成によりオス・メスの挿入と固定状態が生じ双方の接触端子同士が接触し電気的導通が取れる。またＳ字状の挿入部であるがゆえに取り外しも容易に取り外せることが可能である。
【０００８】
また本発明の電子部品用コネクターの製造方法では、フイルム基板補強のために、他の厚手のプリント基板を重ね合わせる方法を取り、フイルム基板上の金属パターンからなるランドの下部であるフイルム基材をランドより小さく開口させ、この開口部の中で溶融温度約270℃程度の高温半田クリームあるいは高温半田ボールを介してフイルム基板の金属パターンからなるランドとプリント基板の接合用ランドとを熱圧着により高温半田を溶融させ電気的に接続する。これは高温半田の厚みがある点と樹脂からなるフイルムが薄いために半田接合が可能となる。それと同時にフイルム基板とプリント基板とを接着させることを特徴とした電子部品用コネクターの製造方法であり。この構成によりフイルム基板から形成された電子部品用コネクターをフイルムが熱により変形しやすいことを補強して表面実装時のリフロー熱に変形することなく電子部品用コネクターの補強用のプリント基板の外部接続端子が一括して表面実装可能となる。且つまた薄いフイルム基板ではボード基板とボード基板を積層する場合の空間距離を確保できずボード基板に他の電子部品や半導体パッケージを両面に実装できないこととなる。このためボード基板とボード基板との空間距離は約3mm程度の距離を取ることが必要であるが薄手のフイルム基板に補強用の厚手のプリント基板を接着することでこの空間距離を取ることが出来る。なおこの場合の補強用の厚手のプリント基板は両面パターンであり両面のパターンはスルーホールにより導通が取られる。
【０００９】
また、本発明の電子部品用コネクターの実装方法では、電子部品用コネクターとしてのフイルム基板と補強用に接着されたプリント基板が実装用ボード基板と半田接合される場合において、片方の実装用ボード基板の接合用ランドに半田クリームをスクリーン印刷し、他方の電子部品用コネクターとして接着された補強用プリント基板の接合用ランドとを重ね合わせてから溶融させ半田接合させる。あるいは電子部品用コネクターとして接着された補強用プリント基板の接合用ランドに半田ボールを溶融接合させ、これと実装用ボード基板の接合用ランドにフラックスあるいは半田クリームを一括してスクリーン印刷し、この上に半田ボールが搭載された電子部品用コネクターとして接着された補強用プリント基板を重ね合わせてから溶融させ半田接合させる。従って電子部品用コネクターの補強用として接着されたプリント基板とボード基板の実装方法に関しては従来の表面実装工程がそのまま使用できることとなる。
【００１０】
また、本発明の電子部品用コネクターの実装方法では、電子部品用コネクターとしてのフイルム基板と補強用に接着されたプリント基板が表面実装用ボード基板と半田接合される場合において、片方の実装用ボード基板の接合用ランドに半田クリームをスクリーン印刷し、他方の電子部品用コネクターとして接着された補強用プリント基板の接合用スルーホールとを重ね合わせてから溶融させ半田接合させる。このことによりスルーホールの中を半田が表面張力で吸い上りランド接合に比べより強固な半田接合が可能になる。あるいは電子部品用コネクターとして接着された補強用プリント基板の接合用スルーホールに半田ボールを溶融接合させ、これと実装用ボード基板の接合用ランドにフラックスあるいは半田クリームを一括してスクリーン印刷し、この上に半田ボールが搭載された電子部品用コネクターとして接着された補強用プリント基板を重ね合わせてから溶融させ半田接合させる。従ってこの電子部品用コネクターの補強用として接着されたプリント基板とボード基板の実装方法に関しては従来の表面実装工程がそのまま使用できることとなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による電子部品用接触端子では、中央の接触子は複数の方向から支持されており水平方向からのまげに強い多極の接触端子を形成できる。
【００１２】
また、本発明による電子部品用コネクターでは、フイルム基板を折り曲げあるいは絞り曲げてS字状等のフックを形成することでコネクターとしての挿入と固定と取り外しが可能になり、エンジニアリング・プラスチック等を用いた、複雑な工程を必要としない電子部品用コネクターが作製できる。
【００１３】
また、本発明の電子部品用コネクターにおける製造方法では、高温半田を使用することで電気抵抗の少ない強固な接合とフイルム基板とプリント基板との接着も同時に行え、且つ高温半田を使用することで表面実装時の半田リフロー時の最高約250℃程度の熱に溶融することなく、且つリフローの熱でフイルム基板が変形することなく表面実装が可能で且つボード基板と積層されるボード基板の空間距離をとることができ、ボード基板は他の電子部品を両面実装することができる。
【００１４】
また、本発明の電子部品用コネクターにおける実装方法では、従来の表面実装がそのまま使え、コネクターであることで取り外しも容易でリワーク可能でありボード単位の積層化が容易に実現できる。
【００１５】
また、本発明の電子部品用コネクターにおける実装方法では、従来の表面実装がそのまま使えコネクターであることで取り外しも容易でリワーク可能でありボード単位の積層化が容易に実現でき、且つスルーホールの中に溶け込んだ半田により強固な半田付けが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の電子部品用接触端子、電子部品用コネクター及びその製造方法及びその実装方法に示す全体の取り付け後の断面図である。本発明がこのように構成されてボード基板単位の積層化が構成される。
【００１７】
図2は請求項1に係り、本発明による電子部品用接触端子を示す平面図である。実際はフレキシブル・フイルム基板もしくはTAB（Tape Automated Bonding）テープによって製造され、銅箔をエッチングもしくは銅をアディティブメッキすることで作製される。銅パターンが形成されたその上には接触端子として非酸化性の貴金属メッキが施され、さらに樹脂フイルムが除去開口されたところから突起を持つ金型等によって押し出され、電子部品用接触端子が突起された形状をなし、バネ性を持つ電子部品用接触端子として働く。この接触端子のすぐ横には外部との接続用の電気的に導通された銅パターンに貴金属メッキされたランドが形成される。このランドの下部の樹脂フイルムは除去開口されており、外部との半田付けに利用されると共に、残された樹脂フイルムはソルダーレジストとしての役割、つまり半田が他に濡れ広がらない役割をする。なお貴金属メッキの下に貴金属と銅とのバリアーとしての下地メッキが施されていてもよい。
【００１８】
図3は請求項2に係り、本発明による電子部品用コネクターのたとえば折り曲げられた引っ掛け部を示す断面図である。この引っ掛け部が実際はS字状もしくは逆S字状の挿入部を形成しメスコネクターとして作製される。ここに他のたとえば端部折りたたみ状のオスコネクターが挿入されてコネクターとしての挿入と固定と取り外しの機能を持つことになる。特に固定によって請求項1に係る接触端子とランド状受け接触端子が接点として機能しコネクターとしての役割をすることとなる
【００１９】
図4は請求項3に係り、本発明の電子部品用コネクターの補強用プリント基板との接合の状態を示す製造方法を示す断面図である。ボード基板とボード基板との積層において、ボード基板には他の電子部品や半導体パッケージが実装される。従ってボード基板の積層間には電子部品や半導体パッケージの高さの二倍の空間距離が必要とされる。通常は約3mm程度であるが、この補強用プリント基板を接合することはコネクターとしての高さを増加させ且つ表面実装時のリフローによる熱により変形することを防ぐ役割を持つ。接合に際しては高温半田が補強用プリント基板のランドにスクリーン印刷され、あるいは高温半田ボールを使用してプリント基板のランドとフイルム基板の外部接続用ランドと合わせられフイルム基板の金属パターン側からの熱圧着ツールによって半田接合される。この場合プリント基板は両面パターンであり上下面ランドとの導通はスルーホールを介して導通される。なおプリント基板のパターンは銅箔をエッチングもしくは銅のアディティブメッキで形成され且つ酸化防止のため貴金属メッキされる。なお貴金属メッキの下に貴金属と銅とのバリアーとしての下地メッキが施されていてもよい。
【００２０】
図5は請求項4および請求項5に係り、本発明の電子部品用コネクターの補強用プリント基板とボード基板との接合の状態を示す実装方法を示す断面図である。ボード基板に半田クリームがスクリーン印刷され、その上に電子部品用コネクターの補強用プリント基板のランド部が搭載され、あるいは補強用プリント基板のランドにあらかじめ半田ボールが溶融接合されたものをボード基板に搭載し、リフロー工程を経て表面実装される。接合されたオスとメスの電子部品用コネクターが位置合わせされて挿入され固定されて積層されたボード基板間の導通と固着が完成し、不良品があった場合はコネクターのオスとメスがはずされることでコネクターとしての脱着の機能を果たすこととなる。
【００２１】
図6は請求項6および請求項7に係り、本発明の電子部品用コネクターの補強用プリント基板とボード基板との接合の状態を示す実装方法を示す断面図である。ボード基板に半田クリームがスクリーン印刷され、その上に電子部品用コネクターの補強用プリント基板のスルーホール部が搭載され、あるいは補強用プリント基板のスルーホールにあらかじめ半田ボールが溶融接合されボード基板に搭載され、そしてリフロー工程を経て表面実装される。接合されたオスとメスの電子部品用コネクターが位置合わせされて挿入され固定されて積層されたボード基板間の導通と固着が完成し、不良品があった場合はコネクターのオスとメスがはずされることでコネクターとしての脱着の機能を果たすこととなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図1は本発明の電子部品用コネクターが使用されてボード基板が積層された状態を示す断面図である。
【図２】図2は本発明の電子部品用接触端子の形状を示す平面図である。
【図３】図3は本発明の電子部品用コネクターの引っ掛け挿入部を示す断面図である。
【図４】図4は本発明の電子部品用コネクターフイルム基板と補強用プリント基板との接合の状態を示す製造方法を示す断面図である。
【図５】図5は本発明の電子部品用コネクターの補強用プリント基板と実装用ボード基板との接合の状態を示す実装方法を示す断面図である。
【図６】図6は本発明の電子部品用コネクターの補強用プリント基板と実装用ボード基板との接合の状態を示す他の実装方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
1    ボード基板
2    ボード基板上の接続ランド
3    半田がリフロー後溶融した状態
4    補強用プリント基板上の接続ランド
5    補強用プリント基板の上下面接続用スルーホール
6    補強用プリント基板
7    フイルム基板上の開口部をもつ接続用パターン
8    フイルム基板上の金属パターンからなる接触端子
9    高温半田が溶融した状態
10    フイルム基板のフイルム基材部
フイルム基板を折り曲げたオス挿入用引っ掛け部
フイルム基板をS字状に折り曲げたメス挿入用引っ掛け部
フイルム基板上の接触用先端子（下部のフイルム基材部は除去されている）
フイルム基板上の接触端子の蛇行パターン（下部のフイルム基材部は除去されている）
フイルム基材により保持される金属パターン部
フイルム基材が開口されるエッジ部
17    熱圧着ツール
【図１】
2007109459.tif 000003
【図２】
2007109459.tif 000004
【図３】
2007109459.tif 000005
【図４】
2007109459.tif 000006
【図５】
2007109459.tif 000007
【図６】
2007109459.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月15日(2005.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
1    ボード基板
2    ボード基板上の接続ランド
3    半田がリフロー後溶融した状態
4    補強用プリント基板上の接続ランド
5    補強用プリント基板の上下面接続用スルーホール
6    補強用プリント基板
7    フイルム基板上の開口部をもつ接続用パターン
8    フイルム基板上の金属パターンからなる接触端子
9    高温半田が溶融した状態
10    フイルム基板のフイルム基材部
11    フイルム基板を折り曲げたオス挿入用引っ掛け部
12    フイルム基板をS字状に折り曲げたメス挿入用引っ掛け部
13    フイルム基板上の接触用先端子（下部のフイルム基材部は除去されている）
14    フイルム基板上の接触端子の蛇行パターン（下部のフイルム基材部は除去さ            れている）
15    フイルム基材により保持される金属パターン部
16    フイルム基材が開口されるエッジ部
17    熱圧着ツール