(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックアッププレートに位置決めして搭載支持される第一の電気接合物と、この第一の電気接合物に搭載支持される嵌合プレートと、この嵌合プレートの開口部に嵌合収容される電気コネクタと、嵌合プレートに積層配置されて電気コネクタに重なる位置決めプレートと、この位置決めプレートに積層配置される位置決めホルダと、この位置決めホルダの開口部に嵌合収容される第二の電気接合物とを含み、第一、第二の電気接合物の複数の電極間を電気コネクタにより電気的に接続する半導体ソケットであって、
バックアッププレートに、第一の電気接合物、嵌合プレート、位置決めプレート、及び位置決めホルダを貫通する位置決めピンを立て設け、
電気コネクタを、嵌合プレートの開口部内に嵌め入れられる絶縁性の弾性シートと、この弾性シートから所定の間隔をおいて第二の電気接合物方向に突出する複数の弾性接続子と、第一、第二の電気接合物の複数の電極に対応するよう各弾性接続子に内蔵され、第一、第二の電気接合物の電極を導通する複数本の金属リボンとから構成し、第一、第二の電気接合物の対向方向に交わる方向に各金属リボンを直線的に傾斜させ、
位置決めプレートに、電気コネクタの各弾性接続子に貫通される位置修正口を設けたことを特徴とする半導体ソケット。
【請求項２】
請求項１記載の半導体ソケットの製造方法であって、弾性絶縁体に複数本の金属リボンを所定の間隔をおいて配列し、弾性絶縁体と弾性絶縁体板とを交互に斜めに積み重ねてブロック体を形成し、このブロック体の一部を除去して弾性シートを形成し、この弾性シートの表面に複数の溝を所定の間隔で形成するとともに、この複数の溝間を、直線的に傾斜した金属リボンを内蔵した弾性接続子として電気コネクタを作製し、この電気コネクタを嵌合プレート内に嵌め入れ、この嵌合プレートの表面に位置決めプレートを重ねてその複数の位置修正口から電気コネクタの弾性接続子をそれぞれ貫通突出させることを特徴とする半導体ソケットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面実装型の半導体パッケージと各種の回路基板とを電気的に接続する半導体ソケット及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気コネクタは、図示しないが、実装回路基板とＢＧＡ、ＬＧＡ等の半導体パッケージとの間に介在される弾性変形可能な異方導電性シートと、この異方導電性シートの厚さ方向に並べて内蔵される円柱状を呈した複数本の金属細線とから構成されている。
そして、実装回路基板に半導体パッケージが圧下されることにより、異方導電性シートが圧縮変形するとともに、実装回路基板の電極と半導体パッケージの電極とに金属細線の突出した両端部がそれぞれ接触し、実装回路基板と半導体パッケージとを電気的に接続する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電気コネクタは、以上のように構成され、異方導電性シートに複数本の金属細線が単に並設されているだけなので、実装回路基板や半導体パッケージの各電極に複数本の金属細線の突出した端部が接触すると、複数本の金属細線の端部が不規則な放射状に開いたり、屈曲したり、あるいは倒れることとなる。この結果、電気的な接続に寄与する金属細線の本数や接続特性に大きなばらつきが生じ、接続抵抗のばらつきを招くという問題がある。
【０００４】
また、ＢＧＡ等の半導体パッケージでは、隣接するボール状の電極と電極との高さが不揃いになることが少なくないが、この場合、隣接する電極の影響で電極の接続が不安定化することとなる。このような不安定な接続を解消するには、半導体パッケージを強く圧下すれば良いが、そうすると、異方導電性シートを過剰に圧縮変形しなければならないという大きな問題が新たに発生する。さらに、ＬＧＡ等の電極が平坦な半導体パッケージの場合、接続に必要な荷重が大きくなり、電極が周辺のレジスト膜の影響で陥没しているときには、接続することが非常に困難である。
【０００５】
本発明は上記に鑑みなされたもので、接続抵抗のばらつきを抑制防止し、電極の接続を安定化させ、しかも、過剰に圧縮変形する必要のない半導体ソケット及びその製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明においては上記課題を解決するため、バックアッププレートに位置決めして搭載支持される第一の電気接合物と、この第一の電気接合物に搭載支持される嵌合プレートと、この嵌合プレートの開口部に嵌合収容される電気コネクタと、嵌合プレートに積層配置されて電気コネクタに重なる位置決めプレートと、この位置決めプレートに積層配置される位置決めホルダと、この位置決めホルダの開口部に嵌合収容される第二の電気接合物とを含み、第一、第二の電気接合物の複数の電極間を電気コネクタにより電気的に接続するものであって、
バックアッププレートに、第一の電気接合物、嵌合プレート、位置決めプレート、及び位置決めホルダを貫通する位置決めピンを立て設け、
電気コネクタを、嵌合プレートの開口部内に嵌め入れられる絶縁性の弾性シートと、この弾性シートから所定の間隔をおいて第二の電気接合物方向に突出する複数の弾性接続子と、第一、第二の電気接合物の複数の電極に対応するよう各弾性接続子に内蔵され、第一、第二の電気接合物の電極を導通する複数本の金属リボンとから構成し、第一、第二の電気接合物の対向方向に交わる方向に各金属リボンを直線的に傾斜させ、
位置決めプレートに、電気コネクタの各弾性接続子に貫通される位置修正口を設けたことを特徴としている。
【０００７】
また、本発明においては上記課題を解決するため、請求項１記載の半導体ソケットの製造方法であって、
弾性絶縁体に複数本の金属リボンを所定の間隔をおいて配列し、弾性絶縁体と弾性絶縁体板とを交互に斜めに積み重ねてブロック体を形成し、このブロック体の一部を除去して弾性シートを形成し、この弾性シートの表面に複数の溝を所定の間隔で形成するとともに、この複数の溝間を、直線的に傾斜した金属リボンを内蔵した弾性接続子として電気コネクタを作製し、この電気コネクタを嵌合プレート内に嵌め入れ、この嵌合プレートの表面に位置決めプレートを重ねてその複数の位置修正口から電気コネクタの弾性接続子をそれぞれ貫通突出させることを特徴としている。
【０００９】
ここで、特許請求の範囲における金属リボンは、第一、第二の電気接合物の各電極に一本ずつ接触するものでも良いし、複数本ずつ接触して電極への追従性を高めるものでも良い。また、電気コネクタは、検査用回路基板や実用回路基板等と、ＢＧＡやＬＧＡ等の半導体パッケージとを電気的に接続するのが主であるが、なんらこれらに限定されるものではない。例えば、半導体パッケージの代わりに、高周波、高速信号処理用の回路基板を用いても良い。また、これ以外にも、電気コネクタで接続するのに好適な各種の電気接合物、具体的には、ワークステーションやサーバ等で使用される電気接合物が含まれる。
【００１１】
本発明によれば、第一の電気接合物に嵌合プレートを配置して電気コネクタを嵌め、この嵌合プレートに位置決めプレートを配置するとともに、この位置決めプレートの各位置修正口から電気コネクタの弾性接続子を突出させて各弾性接続子の金属リボンの位置を修正する。そして、少なくとも位置決めプレート、電気コネクタ、嵌合プレート、及び第一の電気接合物を組み合わせ、複数の弾性接続子に第二の電気接合物を支持させてこの第二の電気接合物を第一の電気接合物方向に押せば、電気コネクタが変形し、第一、第二の電気接合物を電気的に接続することができる。
変形方向が等方性の金属細線を使用するのではなく、直線的な金属リボンを使用し、この金属リボンを所定の方向に傾けて方向性を与えるので、第一、第二の電気接合物の各電極に金属リボンの端部が接触しても、金属リボンの端部が不規則な放射状に開いたり、屈曲等しない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明すると、本実施形態における半導体ソケットは、図１や図１２等に示すように、バックアッププレート１、嵌合プレート８、電気コネクタ１２、位置決めプレート１７、及び位置決めホルダ２１を備え、表面実装型の半導体パッケージ(ＢＧＡやＬＧＡ等)３０の圧下により、電気コネクタ１２が弾性変形し、相対向する実装回路基板４と半導体パッケージ３０とを電気的に接続・導通する。
【００１３】
バックアッププレート１は、図１や図１２に示すように、各種の金属を用いて平面矩形に形成され、平坦な表面の四隅部には取付穴２がそれぞれ穿孔されるとともに、表面の左右両側部には位置決めピン３がそれぞれ立設されており、実装回路基板４を位置決めして水平に搭載支持するよう機能する。実装回路基板４は、同図に示すように、各種の合成樹脂の表面に銅箔がパターン形成されることにより平面矩形に形成され、バックアッププレート１よりも大きく形成されており、嵌合プレート８を搭載支持する。この実装回路基板４は、平坦な表面の略中央部に、複数の電極５がマトリックスに並べて配列され、この複数の電極５の周囲には、バックアッププレート１の各取付穴２に対応する取付孔６がそれぞれ穿孔されており、かつ各位置決めピン３に貫通される位置決め孔７がそれぞれ穿孔されている。
【００１４】
嵌合プレート８は、同図に示すように、所定の材料を用いて所定の厚さの平面枠状に形成され、中央の矩形の開口部９が着脱自在の電気コネクタ１２を嵌合収容するとともに、この電気コネクタ１２と実装回路基板４の複数の電極５とを位置決めして電気的に接続する。この嵌合プレート８の材料としては、例えばポリエーテルエーテルケトン(ＰＥＥＫ)、ポリアミドイミド(ＰＡＩ)、芳香族ポリエステル(液晶ポリマー・ＬＣＰ)、ポリエーテルイミド(ＰＥＩ)、ポリエーテルサルトン(ＰＥＳ)、ポリフェニレンスルフィド(ＰＰＳ)からなるシート状の高耐久エンジニアリングプラスチック等があげられる。このように嵌合プレート８の材料は、上記材料中から適宜選択されるが、加工性、環境特性、耐熱性、電気特性、難燃性等を考慮すると、ポリエーテルイミドが最適である。
【００１５】
なお、嵌合プレート８の材料としては、高耐久の上記エンジニアリングプラスチックになんら限定されるものではない。例えば、金属と樹脂からなる絶縁性の複合体、絶縁性の金属単体(例えば、アルマイト処理されたアルミニウム等)、セラミック等を使用することもできる。これらの材料を使用すれば、優れた強度、剛性、耐熱性の嵌合プレート８を得ることが可能である。
【００１６】
嵌合プレート８は、図１２に示すように、電気コネクタ１２を形成する弾性シート１３の厚さよりも０．０５〜０．１ｍｍ薄く形成され、電気的な接続時における弾性シート１３を０．０５〜０．１ｍｍ程度圧縮変形させる。これは、嵌合プレート８の厚さが０．０５ｍｍ未満の場合には、実装回路基板４に作用する接点圧力が不充分となるからである。逆に０．１ｍｍを超える場合、荷重が増大して位置決めプレート１７に反りを発生させるおそれがあるので、位置決めプレート１７を必要以上に厚くしなければならないからである。また、嵌合プレート８の開口部９の周囲には、実装回路基板４の各取付孔６に対応する取付孔１０がそれぞれ穿孔されるとともに、各位置決めピン３に貫通される位置決め孔１１がそれぞれ穿孔されている。
【００１７】
電気コネクタ１２は、図１、図９、図１０、図１２等に示すように、絶縁性を有する平面矩形の弾性シート１３の表面から弾性変形可能な複数の弾性接続子１４が並んで半導体パッケージ３０方向に突出し、各弾性接続子１４に複数本の金属リボン１５が所定のピッチで並べて内蔵されてその両端部がそれぞれ突出あるいは露出しており、実装回路基板４と半導体パッケージ３０の対向方向、換言すれば、複数の弾性接続子１４の突出方向と同方向に各金属リボン１５が直線的に傾斜している。この電気コネクタ１２は、硬化前に流動性を有し、硬化することにより架橋構造を形成する各種のエラストマー(常温付近でゴム状弾性を有するものの総称)を使用して０．０５〜０．１ｍｍ程度の厚さに形成される。
【００１８】
電気コネクタ１２の具体的な材料としては、シリコーン系ゴム、フッ素ゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ポリウレタンゴム、クロロプレンゴム、ポリエステル系ゴム、スチレン‐ブタジエン共重合体ゴム、天然ゴム、あるいはこれらの独立及び連泡の発泡材料等があげられる。但し、硬化後の電気絶縁性、耐熱性、圧縮永久歪み等を考慮すると、シリコーン系ゴムが好ましい。このシリコーン系ゴムの硬度としては、硬度が高すぎると圧縮接続時の荷重が大きくなり、低過ぎると圧縮永久歪みが大きくなるので、１０〜８０°Ｈ、好ましくは２０〜５０°Ｈ程度が適切である。
【００１９】
複数の弾性接続子１４は、図１、図９、図１０、図１２等に示すように、Ｘ方向に複数の溝１６を介して一列に並べられ、各弾性接続子１４が断面矩形の壁状に形成されてＹ方向に伸長されており、位置決めプレート１７を貫通する。複数の弾性接続子１４間における各溝１６の幅は、複数の電極５・３１間におけるクリアランスの５０〜１００％の値に設定される。これは、溝１６の幅がクリアランスの５０％未満の場合には、圧縮荷重を低減させる硬化が不充分となるからである。逆に１００％を超える場合、金属リボン１５周辺の絶縁体が不足し、圧縮時に金属リボン１５が倒れて動きやすく、半導体パッケージ３０の電極３１に対する接点圧力が十分に得られないおそれがあるからである。
【００２０】
各溝１６の深さ(高さ)、換言すれば、弾性接続子１４の高さは、電気コネクタ１２の厚さの５０〜８０％の値に設定される。これは、５０％未満の場合には、位置決めプレート１７からの突出量が不足し、十分な圧縮量が得られないおそれがあるからである。逆に８０％を超える場合、位置決めプレート１７による弾性シート１３の圧縮が不充分となり、実装回路基板４と電気コネクタ１２とを安定して接続することができなくなるという理由に基づく。
【００２１】
複数本の金属リボン１５は、図９、図１０、図１２等に示すように、実装回路基板４と半導体パッケージ３０の複数の電極５・３１に対応するよう各弾性接続子１４の長手方向に所定の間隔で並べて内蔵され、実装回路基板４と半導体パッケージ３０の複数の電極５・３１にそれぞれ接触して導通する。各金属リボン１５は、所定の材料を使用して０．０２〜０．１ｍｍの厚さを有する直線的な帯状に形成され、アスペクト比(厚み／幅)が０．２〜０．６の範囲に設定されており、弾性接続子１４の端面からなる接続面に対して４５〜８５°の角度で傾くとともに、傾斜方向と厚さ方向とが一致している。
【００２２】
金属リボン１５の材料としては、金、金合金、プラチナ、アルミニウム、アルミニウム‐ケイ素合金、真鍮、リン青銅、ベリリウム銅、ニッケル、タングステン、ステンレス、これらに金、金合金、ニッケル等のメッキ加工を施した材料が使用される。これらの中でも、導電性やコストの観点から、真鍮、ベリリウム銅等の銅合金、銅、あるいはＣｕやＴｉを化学成分とするＹＣｕｔ(ヤマハ発動機株式会社の登録商標)という名称の材料が好ましい。
【００２３】
金属リボン１５の厚さが０．０２〜０．１ｍｍであるのは、０．０２ｍｍよりも薄いと成形時に変形しやすく、０．１ｍｍよりも厚いと圧縮時の荷重が大きくなるからである。また、金属リボン１５のアスペクト比が０．２〜０．６の範囲なのは、０．２よりも小さいと、金属リボン１５の幅が大きく広くなり、圧縮時の荷重が増大するおそれがある。逆に０．６よりも大きいと、金属リボン１５が角柱状となり、従来の金属細線と同様に等方性が発生し、接続に寄与する金属リボン１５の本数がばらついたり、金属リボン１５の変形方向が一定化しないおそれがあるからである。
【００２４】
位置決めプレート１７は、図１や図１２に示すように、嵌合プレート８と同様の材料を用いて所定の厚さの平面矩形に形成され、略中央部に電気コネクタ１２の各弾性接続子１４に貫通される位置修正スリット１８が一列に並べて穿孔されており、嵌合プレート８の表面に積層配置される。この位置決めプレート１７は、各位置修正スリット１８を貫通した弾性接続子１４が０．０５〜０．５ｍｍ程度突出するような厚さに形成されている。
【００２５】
これは、各弾性接続子１４の突出量が０．０５ｍｍ未満の場合には、突出量が不足して電気コネクタ１２を十分圧縮することができないからである。逆に０．５ｍｍを超える場合、金属リボン１５が倒れて動きやすく、半導体パッケージ３０の電極３１に対する接点圧力が十分に得られないという理由に基づく。複数の位置修正スリット１８の周囲には、嵌合プレート８の各取付孔１０に対応する取付孔１９がそれぞれ穿孔され、かつ各位置決めピン３に貫通される位置決め孔２０がそれぞれ穿孔されている。
【００２６】
さらに、位置決めホルダ２１は、同図に示すように、嵌合プレート８と同様の材料を用いて所定の厚さの平面枠状に形成され、位置決めプレート１７の表面に積層配置されるとともに、中央の矩形の開口部２２が着脱自在の半導体パッケージ３０を嵌合収容し、この半導体パッケージ３０の複数の電極３１と電気コネクタ１２の金属リボン１５とを位置決めして電気的に接続する。開口部２２の周囲には、位置決めプレート１７の各取付孔１９に対応する取付孔２３がそれぞれ穿孔され、かつ各位置決めピン３に貫通される位置決め孔２４がそれぞれ穿孔されている。
【００２７】
次に、半導体ソケットの製造方法について説明すると、先ず、ポリエステルフィルム等のキャリアフィルム２５に弾性絶縁体２６を着脱自在に貼着し、この弾性絶縁体２６の表面に複数本の金属リボン１５を横一列に並べて貼着する(図２参照)。この際、半導体パッケージ３０の電極３１に対応させ、各電極３１に対して金属リボン１５が対応するよう横置き(シーティング面に対し、金属リボン１５の厚さ方向が一致するよう)に配列する。こうして複数本の金属リボン１５を配列したら、他のキャリアフィルム２５に弾性絶縁体２６を着脱自在に貼着し、これら一対の弾性絶縁体２６を重ね合わせて加熱硬化し、一対の弾性絶縁体２６を一体化して各弾性絶縁体２６からキャリアフィルム２５を剥離する(図３参照)。
【００２８】
次いで、所定の厚さを有する弾性絶縁体板２７を圧縮成形し、この弾性絶縁体板２７と弾性絶縁体２６とを接着剤２８を介し交互に斜めに横一列に積層し、これらを加熱硬化してブロック体を形成する(図４参照)。この際、ブロック体の上面ＵＢと平行な面ＰＢに対して各金属リボン１５が４５°〜８５°の角度となるよう斜めに傾け(図５参照)、平行な面ＰＢにおいて金属リボン１５間の距離Ｍが半導体パッケージ３０の電極３１ピッチに対応するよう弾性絶縁体板２７の厚さを調整する。接着剤２８としては、硬化後に弾性を有する液状の接着剤の使用が好ましい。
【００２９】
次いで、ブロック体の上面ＵＢに平行に厚さ０．５〜２ｍｍの範囲でブロック体の上下部をそれぞれスライスし、絶縁性を有する一応の弾性シート１３をシート状に形成し、各金属リボン１５の両端部をそれぞれ突出あるいは露出させる(図６参照)。ブロック体を０．５〜２ｍｍの厚さでスライスするのは、０．５ｍｍ未満だとスライスが困難化するし、しかも、位置決めプレート１７の各位置修正スリット１８を貫通する弾性接続子１４の突出量が不足し、結果として電気コネクタ１２を十分に圧縮することができないからである。逆に２ｍｍを超えると、高周波の伝送特性が悪化することとなる。
【００３０】
なお、複数の弾性絶縁体板２７の間には図７に示すように、金属リボン１５を含む弾性絶縁体２６を二層配置することができる。この場合、弾性絶縁体２６の表面に複数本の金属リボン１５を適宜組み合わせて配列することにより、図８(ａ)、(ｂ)、(ｃ)、(ｄ)に示すように、実装回路基板４と半導体パッケージ３０の各電極５・３１に対し金属リボン１５を最大４本まで使用することが可能である。
【００３１】
次いで、弾性シート１３の表面にレーザを照射して複数の溝１６を所定の間隔で凹み並設するとともに、この複数の溝１６間を、直線的に傾斜した金属リボン１５を一列に内蔵した弾性接続子１４として電気コネクタ１２を作製(図９、図１０参照)する。この際、複数の溝１６は、少なくとも図９のＸ方向に並設すれば良いが、同図のＹ方向にも設け、直線的に傾斜した金属リボン１５内蔵の弾性接続子１４をマトリックスに配列しても良い(図１１参照)。
【００３２】
この点を詳しく説明すると、金属リボン１５の傾斜方向、換言すれば、図９のＸ方向は、弾性絶縁体２６と弾性絶縁体板２７との積層方向と同一であり、しかも、金属リボン１５間のピッチや位置を調整しているので、ピッチや位置精度が悪化しやすい。これに対し、金属リボン１５の傾斜方向と直交する方向、すなわち、図９のＹ方向は、弾性絶縁体２６の表面に複数本の金属リボン１５を横一列に並べて貼着する方向であるので、複数本の金属リボン１５を高精度に並設することができる。したがって、金属リボン１５を内蔵した角柱状の弾性接続子１４をＸＹ方向にマトリックスに配列すれば、荷重の低減が期待でき、Ｙ方向の金属リボン１５の位置を修正することも可能である。
なお、レーザ照射の際、各溝１６の深さは弾性シート１３の厚さの５０％〜８０％の範囲とするのが良い。また、各溝１６の幅は電極５・３１間のクリアランス間の５０％〜１００％の範囲とする。
【００３３】
次いで、バックアッププレート１の位置決めピン３に実装回路基板４の取付孔６を嵌通して実装回路基板４を積層配置し、この実装回路基板４の表面に嵌合プレート８を位置決め積層配置してその開口部９には電気コネクタ１２を嵌入し、嵌合プレート８の表面に位置決めプレート１７を位置決め積層配置するとともに、各位置修正スリット１８から弾性接続子１４を０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度貫通突出させて各弾性接続子１４の金属リボン１５の位置を修正し、位置決めプレート１７に位置決めホルダ２１を位置決め積層配置する(図１２参照)。
【００３４】
そして、同図に示すように、位置決めホルダ２１、位置決めプレート１７、嵌合プレート８、実装回路基板４、及びバックアッププレート１を複数本のボルト２９で螺締めして一体化し、その後、位置決めホルダ２１の開口部２２に半導体パッケージ３０を嵌入して圧下・圧縮すれば、電気コネクタ１２の弾性シート１３が０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度圧縮変形し、相対向する実装回路基板４と半導体パッケージ３０とを電気的に接続することができる(図１参照)。
なお、電気コネクタ１２を図１１のように形成した場合、弾性接続子１４のマトリックス構造に応じ、位置決めプレート１７の位置修正スリット１８をマトリックスに並べて配列すれば良い(図１３参照)。
【００３５】
上記構成によれば、円柱状の金属細線を使用するのではなく、金属リボン１５を使用し、この金属リボン１５を所定の方向に傾けて方向性を付与するので、実装回路基板４や半導体パッケージ３０の各電極５・３１に金属リボン１５の端部が接触しても、金属リボン１５の端部が不規則な放射状に開いたり、屈曲したり、あるいは倒れることがない。したがって、電気的な接続に寄与する金属リボン１５の本数や接続特性に大きなばらつきの生じることがなく、接続抵抗のばらつきをきわめて有効に解消することができる。
【００３６】
この点を詳しく説明すると、円柱状の金属細線を使用する場合には、変形方向が等方性なので、圧縮接続時に電気コネクタ１２の変形方向に金属細線も変形することとなる(この点につき、図１４(ａ)、(ｂ)参照)。このため、例え各電極３１に対する弾性接続子１４を独立させ、金属細線の本数を一定化したとしても、圧縮接続時に金属細線の本数にばらつきが発生する。これに対し、本実施形態によれば、各金属リボン１５の厚さを０．０２〜０．１ｍｍの範囲とするとともに、アスペクト比を０．２〜０．６の範囲とし、各金属リボン１５の傾斜方向と厚さ方向とを一致させるので、圧縮接続時に弾性接続子１４や金属リボン１５が傾斜角を深める方向のみに安定して拡開(押し広げる)変形する(この点につき、図１５(ａ)、(ｂ)参照)。したがって、圧縮接続時に金属リボン１５の本数にばらつきの発生することがない。
【００３７】
また、金属リボン１５をＣ字状等に形成する場合には、予め成形しておいた金属リボン１５を使用せざるを得ず、電極５・３１のピッチが異なるときにはそれに応じて金属リボン１５を用いなければならない。これに対し、本実施形態によれば、金属リボン１５を直線的に形成するので、作業の円滑化、簡素化、迅速化、容易化が大いに期待でき、しかも、今後の半導体パッケージ３０の狭ピッチ化にも十分対応することが可能になる。また、複数の弾性接続子１４が並設され、各金属リボン１５が独立しているので、隣接する弾性接続子１４の影響で弾性接続子１４の金属リボン１５の接続が不安定化することがない。よって、隣接するボール状の電極３１と電極３１との高さが不揃いのＢＧＡ等の半導体パッケージ３０を接続する場合でも、半導体パッケージ３０を強く圧下する必要性がなく、電気コネクタ１２を過剰に圧縮変形する必要が全くない。
【００３８】
また、ＬＧＡ等の電極３１が平坦な半導体パッケージ３０の場合でも、接続に必要な荷重を小さくでき、電極３１が周辺のレジスト膜の影響で陥没して場合でも、実に簡単に接続することが可能になる。さらに、位置決めプレート１７の位置修正スリット１８で金属リボン１５の位置を簡単に修正することができるので、今後の半導体パッケージ３０の狭ピッチ化にも十分対応することができる。さらにまた、ブロック体の上下部をスライスして弾性シート１３を形成するので、大量生産に適し、安価な半導体ソケットの提供が大いに期待できる。
【００３９】
【実施例】
以下、本発明に係る半導体ソケットの製造方法の実施例を説明する。
実施例１
先ず、厚さ０．０５ｍｍのポリエステルフィルム等のキャリアフィルム２５に、未硬化の弾性絶縁体２６を厚さ０．０５ｍｍの厚さでシーティングし、この弾性絶縁体２６の表面に複数本の金属リボン１５を２０列に並べて貼着した。弾性絶縁体２６としては、硬化後のゴム硬度が３０°Ｈになるシリコーンゴムコンパウンド〔商品名ＫＥ‐１５３Ｕ、信越化学工業株式会社製〕とシリコーンゴムコンパウンド〔商品名ＫＥ‐７６１ＶＢＳ、信越化学工業株式会社製〕との混合比を７０：３０とする混合物に対して付加加硫系加硫剤〔商品名Ｃ‐１９Ａ、Ｃ‐１９Ｂ  共に信越化学工業株式会社製〕、シランカップリング剤〔商品名ＫＢＭ‐４０３、信越化学工業株式会社製〕を添加混練して得た絶縁性のシリコーンゴム組成物を使用した。
【００４０】
金属リボン１５としては、幅０．３ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍの銅に、厚さ０．１μｍの金メッキを施した銅製のリボンを使用した。複数本の金属リボン１５を配列したら、他のキャリアフィルム２５に弾性絶縁体２６を厚さ０．１ｍｍの厚さで同様にシーティングし、これら一対の弾性絶縁体２６を重ね合わせてラミネートし、１２０℃、１０分間の条件で加熱硬化して一対の弾性絶縁体２６を一体化し、各弾性絶縁体２６からキャリアフィルム２５を剥離した。
【００４１】
次いで、予め圧縮成形しておいた厚さ０．６３ｍｍで硬度５０°Ｈの弾性絶縁体板２７と弾性絶縁体２６とを接着剤２８を介し交互に斜めに横一列に積層し、これらを１２０℃、３０分間の条件で加熱硬化してブロック体を形成した。この弾性絶縁体板２７と弾性絶縁体２６とを積層する際、外側に弾性絶縁体板２７が位置するよう積層した。また、ブロック体の上面ＵＢと平行な面ＰＢに対して各金属リボン１５が６３．４°の角度となるよう斜めに傾け、平行な面ＰＢにおいて金属リボン１５間の距離Ｍが１ｍｍとなるよう調整した。接着剤２８としては、硬度３０°Ｈで液状のシリコーンゴム〔商品名ＫＥ‐１９３４Ａ／Ｂ、信越化学工業株式会社製〕を用いた。
【００４２】
次いで、ブロック体の上面ＵＢに対し平行に１．５ｍｍの厚さにスライスし、絶縁性の弾性シート１３をシート状に形成し、各金属リボン１５の両端部をそれぞれ突出あるいは露出させた。これにより、縦横１ｍｍピッチで２０×２０＝４００本の金属リボン１５が６３．４°の角度で斜めに埋設された一応の弾性シート１３を作製した。こうして弾性シート１３を得たら、弾性シート１３の表面にＹＡＧレーザを照射して複数の溝１６を所定の間隔で凹み並設するとともに、この複数の溝１６間を、直線的に傾斜した金属リボン１５を一列に内蔵した弾性接続子１４として電気コネクタ１２を作製した。各溝１６の幅は０．４ｍｍとし、各溝１６の深さは０．９ｍｍとした。また、電気コネクタ１２の弾性シート１３の高さは０．６ｍｍとした。
【００４３】
次いで、アルミニウム製のバックアッププレート１の位置決めピン３に実装回路基板４の取付孔６を嵌通して実装回路基板４を積層配置し、この実装回路基板４の表面に厚さ０．５ｍｍでＰＥＩ製の嵌合プレート８を位置決め積層配置してその開口部９には電気コネクタ１２を嵌入し、この嵌合プレート８の表面に厚さ０．５ｍｍでＰＥＩ製の位置決めプレート１７を位置決め積層配置するとともに、各位置修正スリット１８から弾性接続子１４を０．４ｍｍ貫通突出させて各弾性接続子１４の金属リボン１５の位置を修正し、位置決めプレート１７にＰＥＩ製の位置決めホルダ２１を位置決め積層配置した。複数の位置修正スリット１８は１ｍｍピッチの２０列とし、各位置修正スリット１８の幅は０．６ｍｍ、長さは２２ｍｍとした。
【００４４】
そして、位置決めホルダ２１、位置決めプレート１７、嵌合プレート８、実装回路基板４、及びバックアッププレート１を複数本のボルト２９で螺締めして一体化し、その後、位置決めホルダ２１の開口部２２に半導体パッケージ３０を嵌入して圧下・圧縮した。これにより、電気コネクタ１２の弾性シート１３が０．１ｍｍ圧縮変形し、相対向する実装回路基板４と半導体パッケージ３０とを安定した状態で電気的に接続することができた。
【００４５】
実施例２
先ず、厚さ０．０５ｍｍのポリエステルフィルム等のキャリアフィルム２５に、未硬化の弾性絶縁体２６を厚さ０．０５ｍｍの厚さでシーティングし、この弾性絶縁体２６の表面に複数本の金属リボン１５を０．１ｍｍ間隔で２本配置し、これを１．２７ｍｍピッチで２０列、合計４０本並べて貼着した。弾性絶縁体２６としては、硬化後のゴム硬度が３０°Ｈになるシリコーンゴムコンパウンド〔商品名ＫＥ‐１５３Ｕ、信越化学工業株式会社製〕とシリコーンゴムコンパウンド〔商品名ＫＥ‐７６１ＶＢＳ、信越化学工業株式会社製〕との混合比を７０：３０とする混合物に対して付加加硫系加硫剤〔商品名Ｃ‐１９Ａ、Ｃ‐１９Ｂ  共に信越化学工業株式会社製〕、シランカップリング剤〔商品名ＫＢＭ‐４０３、信越化学工業株式会社製〕を添加混練して得た絶縁性のシリコーンゴム組成物を使用した。
【００４６】
金属リボン１５としては、幅０．３ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍの銅に、厚さ０．１μｍの金メッキを施した銅製のリボンを使用した。複数本の金属リボン１５を配列したら、他のキャリアフィルム２５に弾性絶縁体２６を厚さ０．１ｍｍの厚さで同様にシーティングし、これら一対の弾性絶縁体２６を重ね合わせてラミネートし、１２０℃、１０分間の条件で加熱硬化して一対の弾性絶縁体２６を一体化し、各弾性絶縁体２６からキャリアフィルム２５を剥離した。
【００４７】
次いで、予め圧縮成形しておいた厚さ０．９４ｍｍで硬度５０°Ｈの複数の弾性絶縁体板２７間に弾性絶縁体２６を２層含むよう接着剤２８を介し挟持させ、これを交互に斜めに横一列に積層し、これらを１２０℃、３０分間の条件で加熱硬化してブロック体を形成した(図７参照)。この積層の際、ブロック体の上面ＵＢと平行な面ＰＢに対して各金属リボン１５が７５°の角度となるよう斜めに傾け、平行な面ＰＢにおいて金属リボン１５間の距離Ｍが１．２７ｍｍとなるよう調整した。接着剤２８としては、硬度３０°Ｈで液状のシリコーンゴム〔商品名ＫＥ‐１９３４Ａ／Ｂ、信越化学工業株式会社製〕を使用し、０．０３ｍｍの厚さでスクリーン印刷した。
【００４８】
次いで、ブロック体の上面ＵＢに対し平行に１．５ｍｍの厚さにスライスし、絶縁性の弾性シート１３をシート状に形成し、各金属リボン１５の両端部をそれぞれ突出あるいは露出させた。これにより、縦横１．２７ｍｍピッチで２０×２０＝４００電極５・３１に対応し、一電極５・３１当たり４本の金属リボン１５が７５°の角度で斜めに埋設された一応の弾性シート１３を作製した(図８(ｄ)参照)。弾性シート１３を得たら、弾性シート１３の表面にＹＡＧレーザを照射して複数の溝１６を所定の間隔で凹み並設するとともに、この複数の溝１６間を、直線的に傾斜した金属リボン１５を一列に内蔵した弾性接続子１４として電気コネクタ１２を作製した。各溝１６の幅は０．４ｍｍ、各溝１６の深さは０．９ｍｍとした。また、電気コネクタ１２の弾性シート１３の高さは０．６ｍｍとした。
【００４９】
次いで、アルミニウム製のバックアッププレート１の位置決めピン３に実装回路基板４の取付孔６を嵌通して実装回路基板４を積層配置し、この実装回路基板４の表面に厚さ０．５ｍｍでＰＥＩ製の嵌合プレート８を位置決め積層配置してその開口部９には電気コネクタ１２を嵌入し、この嵌合プレート８の表面に厚さ０．５ｍｍでＰＥＩ製の位置決めプレート１７を位置決め積層配置するとともに、各位置修正スリット１８から弾性接続子１４を０．４ｍｍ貫通突出させて各弾性接続子１４の金属リボン１５の位置を修正し、位置決めプレート１７にＰＥＩ製の位置決めホルダ２１を位置決め積層配置した。複数の位置修正スリット１８は１．２７ｍｍピッチの２０列とし、各位置修正スリット１８の幅は０．７７ｍｍ、長さは２８ｍｍとした。
【００５０】
そして、位置決めホルダ２１、位置決めプレート１７、嵌合プレート８、実装回路基板４、及びバックアッププレート１を複数本のボルト２９で螺締めして一体化し、その後、位置決めホルダ２１の開口部２２に半導体パッケージ３０を嵌入して圧下・圧縮した。これにより、電気コネクタ１２の弾性シート１３が０．１ｍｍ圧縮変形し、相対向する実装回路基板４と半導体パッケージ３０とを安定した状態で電気的に接続することができた。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、接続抵抗のばらつきを抑制防止し、電極の接続を安定化することができるという効果がある。また、電気コネクタを必要以上に圧縮変形する必要性を除去することが可能になる。さらに、位置決めプレートの位置修正口で金属リボンの位置を簡単に修正することができるので、今後の第二の電気接合物の狭ピッチ化にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体ソケットの実施形態を示す断面説明図である。
【図２】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の実施形態における弾性絶縁体の表面に複数本の金属リボンを並べて貼着した状態を示す斜視説明図である。
【図３】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の実施形態における一体化した弾性絶縁体からキャリアフィルムを剥離する状態を示す斜視説明図である。
【図４】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の実施形態における弾性絶縁体板と弾性絶縁体とを交互に斜めに一列に積層し、これらを加熱硬化してブロック体を形成する状態を示す斜視説明図である。
【図５】図４の要部拡大説明図である。
【図６】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の他の実施形態における弾性シートをシート状に形成した状態を示す斜視説明図である。
【図７】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の他の実施形態におけるブロック体を形成する状態を示す説明図である。
【図８】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の実施形態を示す説明図で、(ａ)図は複数本の金属リボンを配列した状態を示す斜視説明図、(ｂ)図は(ａ)図以外の配列状態を示す斜視説明図、(ｃ)図は(ａ)、(ｂ)図以外の配列状態を示す斜視説明図、(ｄ)図は(ａ)、(ｂ)、(ｃ)図以外の配列状態を示す斜視説明図である。
【図９】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の実施形態における弾性シート表面にレーザ照射して複数の溝を所定の間隔で並設し、この複数の溝間を、直線的に傾斜した金属リボンを一列に内蔵した弾性接続子として電気コネクタを作製した状態を示す斜視説明図である。
【図１０】図９のＸ‐Ｘ線断面図である。
【図１１】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の他の実施形態における弾性シート表面にレーザ照射して複数の溝を所定の間隔で並設し、この複数の溝間を、直線的に傾斜した金属リボンを一列に内蔵した弾性接続子として電気コネクタを作製した状態を示す斜視説明図である。
【図１２】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の実施形態を示す分解斜視説明図である。
【図１３】本発明に係る半導体ソケットの製造方法の他の実施形態を示す要部分解斜視説明図である。
【図１４】従来の電気コネクタ及びこれを用いた接続構造の問題点を示す説明図で、(ａ)図は圧縮前の状態を示す断面図、(ｂ)図は圧縮後の状態を示す断面図である。
【図１５】本発明に係る半導体ソケットの実施形態を示す要部説明図で、(ａ)図は圧縮前の状態を示す断面図、(ｂ)図は圧縮後の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ バックアッププレート
３ 位置決めピン
４ 実装回路基板(第一の電気接合物)
５ 電極
８ 嵌合プレート
９ 開口部
１２ 電気コネクタ
１３ 弾性シート
１４ 弾性接続子
１５ 金属リボン
１６ 溝
１７ 位置決めプレート
１８ 位置修正スリット(位置修正口)
２１ 位置決めホルダ
２６ 弾性絶縁体
２７ 弾性絶縁体板
３０ 半導体パッケージ(第二の電気接合物)
３１ 電極
【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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【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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【図１５】
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