(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状に並んだ球状端子を備えた集積回路と基板とを接続するために用いられるコンタクトシートであって、
絶縁性の弾性素材から成るシートに設けた多数の貫通孔の一部または全部の内部に突き出たコンタクトバネを有し、
該コンタクトバネは、導電性素材から成るとともに、一端において該シートに接着または狭持により固定された２本以上の片持ち梁から構成され、
該各片持ち梁は、該シートとの固定部分に隣接して設けられた下部基材部分と、該下部基材部分に隣接して該シートに固定されていない他端側に設けられた球状端子保持部分と、を有し、
該各片持ち梁の該下部基材部分は、該シートとの固定部分に対して該基板の側に折り曲げられて形成され、
該各片持ち梁の該球状端子保持部分は、該下部基材部分に対して該集積回路の側に折り曲げられて形成されていることを特徴とするコンタクトシート。
【請求項２】
各コンタクトバネが３本の片持ち梁から構成され、該貫通孔内において該３本の片持ち梁が互いにほぼ平行に配置され、該３本の片持ち梁のうちの両端側の２本と中央の１本とが、互いに該貫通孔の対向する縁に固定された請求項１に記載のコンタクトシート。
【請求項３】
各コンタクトバネが２本の片持ち梁から構成され、該貫通孔内において該２本の片持ち梁が互いに平行に配置され、かつ該２本の片持ち梁が互いに該貫通孔の対向する縁に固定され、
任意の１の列の貫通孔に設置された２本の片持ち梁の配置と、該１の列に隣接する他の列の貫通孔に設置された２本の片持ち梁の配置とが鏡像関係にある請求項１に記載のコンタクトシート。
【請求項４】
格子状に並んだ球状端子を備えた集積回路と基板とを接続するために用いられるコンタクトシートであって、
絶縁性の弾性素材から成るシートに設けた多数の貫通孔の一部または全部の内部に突き出たコンタクトバネを有し、
該コンタクトバネは、導電性素材から成る２本以上の片持ち梁から構成され、
該２本以上の片持ち梁のそれぞれは、互いに平行に配向するように、その一端において該貫通孔の互いに隣接する縁に固定され、
該各片持ち梁は、該シートとの固定部分に隣接して設けられた下部基材部分と、該下部基材部分に隣接して該シートに固定されていない他端側に設けられた球状端子保持部分と、を有し、
該各片持ち梁の該下部基材部分は、該シートに平行な直線部分または平板部分から成り、
該各片持ち梁の該球状端子保持部分は、該下部基材部分に対して該集積回路の側に折り曲げられ更に先端側で該集積回路の側に折り曲げられて形成され、
任意の１の列の貫通孔に設置された該２本以上の片持ち梁の配置と、該１の列に隣接する他の列の貫通孔に設置された該２本の片持ち梁の配置とが点対称の関係にあることを特徴とするコンタクトシート。
【請求項５】
各片持ち梁を、該片持ち梁が設置された貫通孔が属する列の方向と平行に配向するように配置した請求項２〜４のいずれか一項に記載のコンタクトシート。
【請求項６】
各コンタクトバネが２本以上の片持ち梁から構成され、該貫通孔内において２本の片持ち梁が互いに平行に配置され、かつ２本の片持ち梁が互いに貫通孔の対向する縁に固定された請求項３または５に記載のコンタクトシート。
【請求項７】
各コンタクトバネが２本以上の片持ち梁から構成され、該貫通孔内において該２本以上の片持ち梁が互いに平行に配置され、かつ該２本以上の片持ち梁のうちの、該貫通孔の互いに隣接する縁に固定された２本以上の片持ち梁の該下部基材部分を互いに接続するブリッジを備えている請求項１、４、５のいずれか一項に記載のコンタクトシート。
【請求項８】
該コンタクトシートの片持ち梁が、集積回路を装着する以前に基板に接触している請求項１〜７に記載のコンタクトシート。
【請求項９】
二枚のコンタクトシートが、該コンタクトシートと同じパターンの貫通孔を有する接着シートを介して一体に形成されていて、該二枚のコンタクトシートのそれぞれが、該接着シート面の両側に、同数のコンタクトバネを有する請求項１〜８のいずれか一項に記載のコンタクトシート。
【請求項１０】
該接着シートが、異方性導電膜である請求項９に記載のコンタクトシート。
【請求項１１】
該接着シート面の両側に備わる該コンタクトバネの片持ち梁どうしが、集積回路を装着する以前に互いに圧力をかけあって接触している請求項９及び１０に記載のコンタクトシート。
【請求項１２】
球状端子を備えた集積回路を装着する過程及び装着した状態において、該片持ち梁と球状端子との接点を該球状端子の中心点と結んだ直線と、該球状端子の中心点から該シートに引いた垂線とが形成する角の大きさが３０〜７０°である請求項１〜１１のいずれか一項に記載のコンタクトシート。
【請求項１３】
該導電性素材がベリリウム銅またはニッケルベリリウムのばね材料から成る請求項１〜１２のいずれか一項に記載のコンタクトシート。
【請求項１４】
該絶縁性の弾性素材がゴムまたは樹脂である請求項１〜１２のいずれか一項に記載のコンタクトシート。
【請求項１５】
格子状に並んだ平面端子を備えた集積回路と基板とを接続するために用いられるコンタクトシートであって、
絶縁性の弾性素材から成るシートに設けた多数の貫通孔の一部または全部の内部に突き出たコンタクトバネを有し、
該コンタクトバネは、導電性素材から成るとともに、一端において該シートに接着または狭持により固定された２本以上の片持ち梁から構成され、
該各片持ち梁は、該シートとの固定部分に隣接して設けられた下部基材部分と、該下部基材部分に隣接して該シートに固定されていない他端側に設けられた端子接触部分と、を有し、
該各片持ち梁の該下部基材部分は、該シートとの固定部分に対して該基板の側に折り曲げられて形成され、
該各片持ち梁の該端子接触部分は、該下部基材部分に対して該集積回路の側に折り曲げられて形成されるとともに、先端が丸められていることを特徴とするコンタクトシート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、格子状に並んだ球状端子又は平面端子を備えた集積回路と基板とを接続するために用いられるコンタクトシートで、高周波のテストや実装に用いられる、特に薄型のソケットに使用されるコンタクトシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報処理機器の小型化、高速度化の要請から、集積回路の狭ピッチ化が進むとともに、実装方式もスルーホールから表面実装へ、端子の配列は周辺配列から格子配列に移行しつつある。それに伴い、格子配列であっても表面実装できるパッケージとして、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）が主流になりつつある。
【０００３】
ＢＧＡタイプの集積回路と基板との間にソケットを用いる場合としては、集積回路をバーンインテストしたり高周波テストする場合の他、集積回路を交換するために基板に実装することがある。ソケットにおいては、全てのコンタクトが集積回路の端子及び基板に形成された端子の双方と確実に接触することが、充分な電気的導通を確保するために必要である。
【０００４】
一方、近年、ＭＰＵやメモリーのスピードが上がるにつれ、より高速のクロックに対するインダクタンスを低減させることが要求されており、そのためには、集積回路の端子と基板の端子との間に介在されるコンタクトにおける電流の通過距離を出来るだけ短くすることが必要である。
【０００５】
薄型で狭ピッチのコネクターまたはソケットには、異方性導電シートと呼ばれるものが従来から使用されている。例えば、絶縁性のエラストマーの中に導電性のエラストマーや金属線を整列させたり（米国特許第３８６２７９０号、同特許第４２９５７００号）、導電性の粒子を混合したもの（特開平６−８２５２１号）が知られている。図１２に、シリコンゴム３０中に金属細線３１を高密度で埋設した従来例を示す。
【０００６】
更に、ＢＧＡの球状端子が柔らかく、表面が酸化皮膜で覆われたはんだで構成されていることを考慮したものとして、接点部にデンドライトを成長させたもの（米国特許第５６９１０４１号）、フレキシブル基板上に突起を有する片持ち梁を固定したもの（米国特許第５６２９８３７号）、フレキシブル基板上の端子の表面を化学処理などで凹凸にしたもの（特開平１０−３２０７０号）、溶射等で無数の突起を与えたもの（特開平１０−１４４４４０号）などがある。
また、はんだ表面の酸化皮膜を破壊しつつ、ボールの先端との接触を避けた構造のものとして、Ｙ型コンタクトを備えるもの（特開平９−２１８４７号）、フィンガーばねに挿入するもの（米国特許第５７０２２５５号、同特許第５７３０６０６号）がある。
【０００７】
更に、集積回路の端子数が多くなると挿入するに必要な力が大きくなるが、これをゼロにし、後でレバーなどを用いて球状端子を横方向から押さえる構造にしたもの（米国特許第５５７８８７０号、同特許第５６３７００８号）があるが、これらは縦方向に長い片持ち梁を用いたものが主流である。また、前述のようなはんだボール特有の問題を解決しつつ、コンタクト部を交換できるものとして特開平９−５５２７３号に記載のソケットがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１２に示すようなエラストマーを利用した異方性導電シートは、主に金メッキされた平坦な面を持った端子同士を接続するものであり、はんだで出来ている球状端子を持つＢＧＡとの接続に用いると、はんだ表面にくぼみを作ってしまい、電気的接触が安定しないという問題がある。
【０００９】
また、フレキシブル基板上の端子表面に凹凸や突起を与えたものは、端子の高さにばらつきがあると、充分な電気的導通を確保できない回路が生じてしまう。Ｙ型コンタクトなどは、確実な電気的導通は確保できるものの、電流の通過距離が比較的長いため、高周波テスト用や実装用のコンタクトには不向きである。
【００１０】
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、球状端子又は平面端子を備えた集積回路と基板とを接続するために介在させる超薄型のコンタクトシートとして用いたとき、はんだ表面の酸化皮膜の除去を通じて確実な電気的接触が得られ、球状端子又は平面端子の高さ、大きさのばらつきに対応でき、先端が潰れることがなく、更に電流の通過距離が短く、必要に応じゼロ・インサーション・フォース（ＺＩＦ）構造がとれ、更に交換可能な構造もとり得るコンタクトシートを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明によれば、格子状に並んだ球状端子を備えた集積回路と基板とを接続するために用いられるコンタクトシートであって、絶縁性の弾性素材から成るシートに設けた多数の貫通孔の一部または全部の内部に突き出たコンタクトバネを有し、該コンタクトバネは、導電性素材から成るとともに、一端において該シートに接着または狭持により固定された２本以上の片持ち梁から構成され、該各片持ち梁は、該シートとの固定部分に隣接して設けられた下部基材部分と、該下部基材部分に隣接して該シートに固定されていない他端側に設けられた球状端子保持部分と、を有し、該各片持ち梁の該下部基材部分は、該シートとの固定部分に対して該基板の側に折り曲げられて形成され、該各片持ち梁の該球状端子保持部分は、該下部基材部分に対して該集積回路の側に折り曲げられて形成されていることを特徴とするコンタクトシートが提供される。
【００１２】
上記のコンタクトシートにおいては、各コンタクトバネが３本の片持ち梁から構成され、上記貫通孔内において上記３本の片持ち梁が互いにほぼ平行に配置され、上記３本の片持ち梁のうちの両端側の２本と中央の１本とが、互いに貫通孔の対向する縁に固定されていることが好ましい。また、上記のコンタクトシートにおいては、各コンタクトバネが２本の片持ち梁から構成され、上記貫通孔内において２本の片持ち梁が互いに平行に配置され、かつ上記２本の片持ち梁が互いに該貫通孔の対向する縁に固定され、任意の１の列の貫通孔に設置された２本の片持ち梁の配置と、上記１の列に隣接する他の列の貫通孔に設置された２本の片持ち梁の配置とが鏡像関係にあることが好ましい。
【００１３】
更に、本発明によれば、格子状に並んだ球状端子を備えた集積回路と基板とを接続するために用いられるコンタクトシートであって、絶縁性の弾性素材から成るシートに設けた多数の貫通孔の一部または全部の内部に突き出たコンタクトバネを有し、該コンタクトバネは、導電性素材から成る２本以上の片持ち梁から構成され、該２本以上の片持ち梁のそれぞれは、互いに平行に配向するように、その一端において該貫通孔の互いに隣接する縁に固定され、該各片持ち梁は、該シートとの固定部分に隣接して設けられた下部基材部分と、該下部基材部分に隣接して該シートに固定されていない他端側に設けられた球状端子保持部分と、を有し、該各片持ち梁の該下部基材部分は、該シートに平行な直線部分または平板部分から成り、該各片持ち梁の該球状端子保持部分は、該下部基材部分に対して該集積回路の側に折り曲げられ更に先端側で該集積回路の側に折り曲げられて形成され、任意の１の列の貫通孔に設置された該２本以上の片持ち梁の配置と、該１の列に隣接する他の列の貫通孔に設置された該２本の片持ち梁の配置とが点対称の関係にあることを特徴とするコンタクトシートが提供される。
【００１４】
本発明のコンタクトシートにおいて、各片持ち梁を、上記片持ち梁が設置された貫通孔が属する列の方向と平行に配向するように配置することが好ましい。また、本発明のコンタクトシートにおいては、各コンタクトバネが２本以上の片持ち梁から構成され、貫通孔内において２本の片持ち梁が互いに平行に配置され、かつ２本の片持ち梁が互いに貫通孔の対向する縁に固定されていることにより、集積回路を装着する際の押圧力を小さくしたものが好ましい。
【００１５】
本発明のコンタクトシートにおいては、各コンタクトバネが２本以上の片持ち梁から構成され、貫通孔内において２本以上の片持ち梁が互いに平行に配置され、かつ２本以上の片持ち梁のうちの、貫通孔の互いに隣接する縁に固定された２本以上の片持ち梁の下部基材部分を互いに接続するブリッジを備えていることも、球状端子が球状端子保持部分に入り込んだ際に、２本の球状端子保持部分が必要以上に離れてしまうのを防止することが出来るので好ましい。
また、図３（ａ）に示すようにコンタクトシートの片持ち梁が、集積回路を装着する以前に基板に接触していることもより確実な電気的導通が確保できるので好ましい。
【００１６】
本発明においては、二枚のコンタクトシートが、コンタクトシートと同じパターンの貫通孔を有する接着シートを介して一体に形成されていて、その二枚のコンタクトシートのそれぞれが、接着シート面の両側に、同数のコンタクトバネを有するコンタクトシートとすることも好ましい。
また、その接着シート面の両側に備わるコンタクトバネの片持ち梁どうしが、集積回路を装着する以前に互いに圧力をかけあって接触していることも好ましい。こういった接着シートには、異方性導電膜を用いることが可能である。
【００１７】
本発明のコンタクトシートにおいては、球状端子又は平面端子を備えた集積回路を装着する過程及び装着した状態において、片持ち梁と球状端子との接点を球状端子の中心点と結んだ直線と、球状端子の中心点からシートに引いた垂線とが形成する角の大きさが３０〜７０°であることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の第一のコンタクトシート５は、図１に示すように、絶縁性の弾性素材から成るシート１に設けた多数の貫通孔２の一部または全部の内部に突き出たコンタクトバネ３を有し、コンタクトバネ３は、導電性素材から成るとともに、一端においてシート１に接着または狭持等により固定された２本以上の片持ち梁９（９ａ、９ｂ、９ｃ）から構成される。各片持ち梁９ａ、９ｂ、９ｃは下部基材部分１０と球状端子保持部分１１を有し、下部基材部分１０は、シート１との固定部分に隣接して形成された直線部分または平板部分から成り、球状端子保持部分１１は、片持ち梁９の他端を貫通孔２の２つの開口部のうちの一方の開口部に向かって垂直方向に折り曲げることにより形成される。
【００２０】
集積回路７を装着する際には、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、ＢＧＡパッケージ等の集積回路７の球状端子６は２本以上の片持ち梁９（９ａ、９ｂ、９ｃ）の球状端子保持部分１１の隙間に入り込むことによって、片持ち梁９の下部基材部分１０がもう一方の開口部に向かって撓み、下部基材部分１０が基板８に接触した後は、２本以上の片持ち梁９の球状端子保持部分１１が、それぞれの片持ち梁９のシート１との固定部分とは反対方向に押し広げられる。尚、４はスペーサーを示す。
【００２１】
また、コンタクトバネ３の片持ち梁９の形状が図３（ａ）に示すような構成の場合には、図３（ｂ）のように、ＢＧＡパッケージ等の集積回路７の球状端子６は２本以上の片持ち梁９の球状端子保持部分１１の隙間に入り込むと同時に、コンタクトシート５が基板８に、押し付けられることによって、２本以上の片持ち梁９の球状端子保持部分１１の隙間が狭くなり、その中へ球状端子６が入り込むことによって、球状端子保持部分１１がそれぞれの片持ち梁９のシート１との固定部分とは反対方向に押し広げられる。この場合、下部基材部分１０が片持ち梁９のシート１との固定部分に対して基板８側へ折り曲げられていて、集積回路７を装着しなくても、予め下部基材部分１０が基板８に接触しているので、より確実な電気的導通が得られ信頼性が高まることになる。
【００２２】
上記のコンタクトシート５においては、各片持ち梁９は下部基材部分１０と球状端子保持部分１１を有するために、下部基材部分だけの片持ち梁に対して相対的に長く、球状端子を押し当てたときの変位に対してもばねとしてのへたりが少ない。更に、球状端子保持部分１１は垂直に折り曲げられているため、球状端子の上下方向の変位に対し、左右への広がりは小さい。このため、集積回路の球状端子の高さにばらつきがある場合や、集積回路や基板にそりがある場合においても、これらを吸収して集積回路と基板との電気的導通を確実にすることが出来る。
【００２３】
また、片持ち梁９の球状端子保持部分１１は、片持ち梁９の一端を貫通孔２（図１参照）の２つの開口部のうちの一方の開口部に向かって垂直方向に折り曲げることにより形成され、球状端子６は各片持ち梁９を押し広げて、各片持ち梁９の球状端子保持部分１１の隙間に入り込むため、球状端子６はその側面において片持ち梁９と接触することとなり、球状端子６の先端部が下部基材部分１０と接しないため、球状端子６の先端部が潰れることがない。また、集積回路を基板に装着する際に、球状端子６は片持ち梁９の球状端子保持部分１１を押し広げながら、球状端子保持部分１１の隙間に入り込むが、その過程で、酸化皮膜が片持ち梁９の端部の縁で削り取られるため、確実な電気的導通を確保することが出来る。更に、基板８の端子と片持ち梁９との導通は、球状端子６による押しつけにより片持ち梁９の下部基材部分１０が撓んで、片持ち梁９の一部が基板の端子に接触することにより行われるため、コンタクトバネ３における電流の通過距離が短くなり、高速のクロックに対するインダクタンスを低減させることが出来、実装用、高周波テスト用のコンタクトシートとして好適に用いることが出来る。即ち、上記のコンタクトシートにおいては、コンタクトバネにおける電流の通過距離を、球状端子の半径程度、具体的には０．１５〜０．５ｍｍとすることが出来る。
【００２４】
尚、上記のコンタクトシート５においては、各片持ち梁９が球状端子６の下側を通るように配置されているため、各アーム９の下部基材部分１０を長くすることが出来る。従って、コンタクトシート５を介して集積回路を基板に装着する際に、コンタクトバネの弾性内で変位を大きくとることが出来、そのため基板に不必要な荷重をかけることもない。また、コンタクトバネが容易に折れることもない。
【００２５】
上記のコンタクトシートにおいては、各コンタクトバネ３を、図１に示すように、３本の片持ち梁９（９ａ、９ｂ、９ｃ）から構成し、上記貫通孔２内において上記３本の片持ち梁９を互いにほぼ平行に配置し、上記３本の片持ち梁９のうちの両端側の２本９ａ，９ｂと中央の１本９ｃとを、互いに貫通孔２の対向する縁に固定してもよい。このような構成とすることにより、球状端子６を備えた集積回路とコンタクトシート５との間の位置決めが容易になる。
【００２６】
また、上記のコンタクトシートにおいては、図４に示すように、各コンタクトバネ３を２本の片持ち梁９（９ｄ、９ｅ）から構成し、上記貫通孔２内において２本の片持ち梁９を互いに平行に配置し、かつ上記２本の片持ち梁９を互いに貫通孔２の対向する縁に固定し、任意の１の列の貫通孔２ａに設置された２本の片持ち梁９ｄ、９ｅの配置と、上記１の列に隣接する他の列の貫通孔２ｂに設置された２本の片持ち梁９ｆ、９ｇの配置とが鏡像関係になるようにしてもよい。隣り合う列どうしの片持ち梁の配置を鏡像関係になるようにするのは、球状端子を備えた集積回路とコンタクトシート５との間の位置決めを容易にするためである。即ち、コンタクトシート５を２本の片持ち梁９で構成した場合、球状端子を２本の片持ち梁の球状端子保持部分の隙間に入れようとしても、球状端子を拘束する力がないため、位置が定まらない。しかし、隣り合う列どうしの片持ち梁９の配置を鏡像関係になるように構成すれば、図４に示すように、隣り合う列どうしで、球状端子の逃げる方向が異なるため、位置決めが容易になる。
【００２７】
本発明の第二のコンタクトシートは、図５に示すように、絶縁性の弾性素材から成るシート１に設けた多数の貫通孔２ａ、２ｂの一部または全部の内部に突き出たコンタクトバネ３を有し、上記コンタクトバネ３は、導電性素材から成る２本以上の片持ち梁９から構成される。上記２本以上の片持ち梁９のそれぞれは、互いに平行に配向するように、その一端において貫通孔２ａ、２ｂの互いに隣接する縁に固定され、上記各片持ち梁９は下部基材部分１０と球状端子保持部分１１を有する。上記下部基材部分１０は、上記シート１との固定部分に隣接して形成された直線部分または平板部分から成り、上記球状端子保持部分１１は、上記２本以上の片持ち梁９の他端を貫通孔２ａ、２ｂの２つの開口部のうちの一方の開口部に向かって折り曲げることにより形成され、任意の１の列の貫通孔２ａに設置された上記２本以上の片持ち梁９ｈ、９ｉの配置と、上記１の列に隣接する他の列の貫通孔２ｂに設置された上記２本の片持ち梁９ｊ、９ｋの配置とが点対称の関係にある。
【００２８】
集積回路７を装着する際には、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、球状端子６が上記２本以上の片持ち梁９の球状端子保持部分１１を、それぞれの片持ち梁９の上記シート１との固定部分とは反対方向に押し広げるとともに、上記下部基材部分１０を上記シート１の反対の面方向に撓ませる。
【００２９】
上記のコンタクトシートは、前記本発明の第一のコンタクトシートと同様の理由で、球状端子の先端部を潰すことがなく、また、酸化皮膜を削り取ることにより確実な電気的導通を確保することが出来、更に、コンタクトバネにおける電流の通過距離が短くなり、高速のクロックに対するインダクタンスを低減させることが出来る。隣り合う列どうしの片持ち梁９の配置が点対称となるようにするのは、上記のコンタクトシート５においては、単一の貫通孔２に設けたコンタクトバネ３のみでは球状端子を保持できないため、互いに隣り合う列に配置されたコンタクトバネ３どうしが協調的に球状端子を保持できるようにするためである。この場合、図５に示すように、各片持ち梁９を、上記片持ち梁が設置された貫通孔２が属する列の方向と平行に配向するように配置することが好ましい。
【００３０】
本発明の第一及び第二のコンタクトシートにおいては、片持ち梁を曲げて球状端子保持部分を形成するが、球状端子が球状端子保持部分を押し広げることにより球状端子保持部分の隙間に入り込むことが出来、かつ球状端子保持部分が球状端子の先端部分以外で球状端子を保持することが出来、更に球状端子が球状端子保持部分を押し広げる過程において片持ち梁の縁により酸化皮膜を削り取ることが出来る限り、片持ち梁の曲げ方に特に制限はなく、例えば、図７（ａ）に示すように１箇所にて折り曲げてもよく、図７（ｂ）に示すように２箇所にて折り曲げてもよく、図７（ｃ）に示すように弧を描くように連続的に曲げてもよい。また、片持ち梁９は細長い板状の部材にて構成してもよく、線状の部材にて構成してもよい。
【００３１】
尚、本発明の第一及び第二のコンタクトシートにおいては、球状端子を備えた集積回路を装着した状態において、図８に示すように、球状端子６が片持ち梁９の球状端子保持部分１１を押す力が、球状端子６がコンタクトバネ３をシート１に対し垂直方向に押す力よりも大きいことが好ましい。球状端子の酸化皮膜を効果的に削り取るとともに、集積回路の着脱に要する力を小さくし、基板に余分な力を加えないようにするためである。即ち、格子配列を有する集積回路のように多数の端子を備えた集積回路を基板に装着する場合、基板にかかる力は集積回路の各端子が基板を押す力の総和となるため、基板の破損を防ぐためには、球状端子がコンタクトバネをシートに対し垂直方向に押す力を小さくする必要があるのである。尚、酸化皮膜を効果的に除去するためには、球状端子を、その表面から０．００１〜０．０５ｍｍ削り取ることが好ましい。
【００３２】
また、本発明の第一及び第二のコンタクトシートにおいては、各コンタクトバネが２本以上の片持ち梁から構成され、貫通孔内において２本以上の片持ち梁が互いに平行に配置され、かつ２本以上の片持ち梁のうちの、貫通孔の互いに隣接する縁に固定された２本以上の片持ち梁を有する場合において、図１３に示すように、貫通孔２の互いに隣接する縁に固定された２本以上の片持ち梁９の下部基材部分１０を互いに接続するブリッジ１３を備えていることが好ましい。このブリッジ１３によって、球状端子６が球状端子保持部分１１に入り込んだ際に、球状端子保持部分１１が左右に、即ち貫通孔２の開口部と水平方向に、必要以上に押し広げられてしまうことを防止できる。尚、ブリッジ１３の位置が球状端子６から離れすぎると、球状端子保持部分１１が大きく押し広げられてしまい、また、ブリッジ１３の位置が基板８（図２参照）や平面端子１６（図１６参照）と接触する部分にあると、２本以上の片持ち梁９が互いに独立して動作しにくくなって、球状端子保持部分１１（図２参照）と球状端子６（図２参照）、基板８、または平面端子１６等との接触点数が減ることがあるので、ブリッジ１３の位置は、なるべく球状端子６の近傍で、基板８や平面端子１６と接触する部分を除く任意の位置が好ましい。
【００３３】
本発明の第一及び第二のコンタクトシートにおいては、二枚のコンタクトシートが、コンタクトシートと同じパターンの貫通孔を有する接着シートを介して一体に形成されていて、二枚のコンタクトシートのそれぞれが、接着シート面の両側に、同数のコンタクトバネを有する二枚重ねのコンタクトシートにすることも好ましい。二枚重ねのコンタクトシートにすることによって、同じ弾性のコンタクトバネを用いても、一枚のコンタクトシートに比べて２倍の変位をとることが可能となる。図１４は二枚重ねのコンタクトシートの一態様を示しており、図１４（ａ）は集積回路７の装着前、図１４（ｂ）は集積回路７の装着後を示している。
【００３４】
コンタクトバネの形状は、接着シートを中心として面対称としてもよく、互いに無関係な異なる形状であってもよい。図１４に示す二枚重ねのコンタクトシートでは、コンタクトバネ３の形状は、接着シート１２を中心として面対称ではなく、互いに無関係な異なる形状であるが、基板８側のコンタクトバネ３は、球状端子保持部分に相当する部分の先端が丸められていて、基板８側の平面端子を傷つけない様になっている。
【００３５】
また、図１４（ｃ）に示すようにその接着シート面の両側の二枚のコンタクトバネの片持ち梁どうしを接着前に互いが接する方向に折り曲げておくと、集積回路を装着する以前に互いに圧力をかけあって接触し、より確実な電気的導通が確保できるので信頼性が増す。
【００３６】
接着シートには、図１４（ｄ）に示すような異方性導電膜を好適に用いることが出来る。異方性導電膜とは厚さ方向に導電性を示し、横方向には絶縁性を示す接着剤を基体としたシートであり、その性質から漏れ電流を防止した上で、確実な電気的導通を確保でき、信頼性を更に向上できる。
【００３７】
本発明の第一及び第二のコンタクトシートにおいては、球状端子を備えた集積回路を装着する過程及び装着した状態において、図９に示すように、上記片持ち梁９と球状端子６との接点を上記球状端子６の中心点と結んだ直線と、上記球状端子６の中心点から上記シート１に引いた垂線とが形成する角の大きさが３０〜７０°であることが好ましい。３０°未満では球状端子の先端部分に傷が付くおそれがあり、７０°を超える場合は、球状端子を効果的に保持することが困難となるからである。尚、球状端子がコンタクトバネをシートに対し垂直方向に押す力を適宜に小さくする観点からは、片持ち梁と球状端子との接点を上記球状端子の中心点と結んだ直線と、上記球状端子の中心点から上記シートに引いた垂線とが形成する角の大きさを４５〜６０°とすることがより好ましい。上記の角度の調整は、球状端子の直径、コンタクトシートを構成するシートの厚さ及び片持ち梁を曲げる角度を適宜調整することにより行うことが出来る。
【００３８】
また、本発明のコンタクトシートは、ゼロ・インサーション・フォース（ＺＩＦ）構造のソケットに対して好適に使用できる。例えば、図１０に示すコンタクトシートは、図５と同様に、絶縁性の弾性素材から成るシート１に設けた多数の貫通孔２の一部または全部の内部に突き出たコンタクトバネ３を有し、上記コンタクトバネ３は、導電性素材から成る２本以上の片持ち梁９から構成される。上記２本以上の片持ち梁９のそれぞれは、互いに平行に配向するように、その一端において貫通孔２の互いに隣接する縁に固定され、上記各片持ち梁９は下部基材部分１０と球状端子保持部分１１を有する。上記下部基材部分１０は、上記シート１との固定部分に隣接して形成された直線部分または平板部分から成り、上記球状端子保持部分１１は、上記２本以上の片持ち梁９の他端を貫通孔２の２つの開口部のうちの一方の開口部に向かって折り曲げることにより形成されている。
【００３９】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）は、上記した図１０に示すコンタクトシートを用いてＺＩＦ構造のソケットを構成した例を示す。
図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように、ＺＩＦ構造では、集積回路７は装着された後、上下方向に移動せず、スペーサー４のみが図１１（ｂ）の矢印方向（横方向）にスライドして集積回路７を装着する。この場合、スペーサー４の球状端子６に接触する側面部は、球状端子６の上部に接しそこを押すように斜面状に形成されているため、球状端子６が２本以上の片持ち梁９の球状端子保持部分１１を、それぞれの片持ち梁９の上記シート１との固定部分とは反対方向に押し広げるとともに、上記下部基材部分１０を上記シート１の反対の面方向に撓ませる。
このようなＺＩＦ構造のソケットでは、コンタクトシートとして１０〜４０μｍの薄板を用いるときには、球状端子６との接触圧が下がるため、接点数を増やして全体の接触抵抗を下げることが出来る。
【００４０】
本発明のコンタクトシートにおいて、貫通孔の開口部の形状は、矩形、三角形、円形、楕円形等どのような形状でもよいが、矩形であることが好ましい。また、開口部の形状を円形とした場合において、その直径は０．３から１．５ｍｍであることが好ましい。０．３ｍｍ未満の場合は製造が困難であり１．５ｍｍを超える場合は狭ピッチではなくなり、本発明以外の他の手段でも対応できるからである。
【００４１】
また、上記貫通孔のピッチは０．２５〜１．５ｍｍであることが好ましい。０．２５ｍｍ未満の場合は充分な組立精度が確保できず、１．５ｍｍを超える場合は、集積回路としてのメリットがないからである。
【００４２】
本発明のコンタクトシートに用いられる導電性素材には、強度、導電性の他、耐摩耗性、可撓性、耐酸化性等が要求されるが、ベリリウム銅、ニッケルベリリウム等のばね材料を用いることが特に好ましい。これらの素材を導電性素材として用いることにより本発明のコンタクトシートに疲労特性及び高温に対する耐熱性を付与することが出来る。
【００４３】
コンタクトバネとしての片持ち梁の厚さまたは太さは、０．０１〜０．１ｍｍであることが好ましく、０．０２〜０．０５ｍｍであることがより好ましい。０．０１ｍｍ未満の場合は、片持ち梁の強度が小さすぎて適度な接触荷重を得ることが困難となり、０．１ｍｍを超える場合は、材料の弾性範囲を超えるため、集積回路の端子が、片持ち梁をシートの反対側に存在する接続要素に押し付けるのに充分な変位がとれず、安定な導通を確保することが困難となるからである。
【００４４】
コンタクトシートを構成する弾性素材には、耐熱性、耐候性等が要求され、シリコンゴム、合成ゴム等のゴム、またはポリマー、ポリイミド、エンジニアリング樹脂等の樹脂が用いられるが、ポリイミドが特に好適に用いられる。
【００４５】
また、本発明のコンタクトシートは、球状端子又は平面端子を備えた集積回路を基板に装着する場合のコンタクト基板として好適に用いることが出来、具体的には球状端子又は平面端子を備えた集積回路を実装用の基板、テスト用の基板等に装着する際に好適に用いることが出来る。特に、本発明のコンタクトシートは、端子のピッチが０．５〜１．５ｍｍで、端子数が５００〜２０００までの格子配列を備えた集積回路に好適に用いることが出来、従来において反りが生じると電気的導通が不安定になりがちであった多ピンの格子配列を有する集積回路について確実な電気的導通を確保することが出来る。
【００４６】
尚、集積回路の端子は球状端子であっても、平面端子（ＬＧＡ：ランド・グリッド・アレイ）であってもよい。図１６（ａ）、図１６（ｂ）は、ＬＧＡの集積回路１５を基板８に装着する例を示しており、平面端子１６が２本以上の片持ち梁９の先端が丸められた端子接触部分１４を上から押さえることによって、片持ち梁９の端子接触部分１４が、それぞれの片持ち梁９のシート１との固定部分とは反対方向に押し広げられると同時に基板に押し付けられ、接触を確実にしている。
【００４７】
ＬＧＡを備えた集積回路においても、図１６（ａ）、図１６（ｂ）に示すように、下部基材部分１０が基板８側へ折り曲げられていて、集積回路７を装着しなくても、予め下部基材部分１０が基板８に接触しているコンタクトシートによって、より接触抵抗が下げられ信頼性を高められる。
【００４８】
平面端子においても、二枚重ねのコンタクトシートにすることによって、同じ弾性のコンタクトバネを用いた一枚のコンタクトシートに比べて２倍の変位をとることが可能である。
【００４９】
二枚重ねのコンタクトシートでは、ＬＧＡを備えた集積回路においても、接着シート面の両側の二枚のコンタクトバネの片持ち梁どうしを、集積回路を装着する以前に互いに圧力をかけあって接触させると、より信頼性が増すので好ましい。図１７はＬＧＡを備えた集積回路に用いた場合の本発明の二枚重ねのコンタクトシートにおける、片持ち梁の一態様を示している。
【００５０】
図１５に、本発明のコンタクトシートに集積回路を装着した種々の態様を示す。
図１５（ａ）〜（ｂ）は球状端子を備えた集積回路を装着する、コンタクトバネが２本の片持ち梁で構成される例で、図１５（ａ）は一枚のコンタクトシートの場合、図１５（ｂ）は二枚のコンタクトシートの場合を示す。図１５（ｂ）の二枚のコンタクトシートの場合は、図１５（ａ）の一枚のコンタクトシートの場合に比べて２倍の変位をとることが可能である。
【００５１】
また、図１５（ｃ）〜（ｅ）は平面端子を備えた集積回路を装着する例で、図１５（ｃ）はコンタクトバネが２本の片持ち梁で構成される一枚のコンタクトシートの場合、図１５（ｄ）はコンタクトバネが３本の片持ち梁で構成される一枚のコンタクトシートの場合、図１５（ｅ）はコンタクトバネが３本の片持ち梁で構成される二枚のコンタクトシートの場合を示す。同じ片持ち梁であれば接触荷重は片持ち梁の本数に比例する。即ち、図１５（ｄ）、図１５（ｅ）の３本の片持ち梁を有するコンタクトシートの場合は、図１５（ａ）、図１５（ｂ）の２本の片持ち梁を有するコンタクトシートに比べて１．５倍の接触荷重を受けることが可能である。
【００５２】
本発明のコンタクトシートは、例えば以下のような方法にて製造される。
まず、多数の貫通孔を備えた絶縁性の弾性素材から成るシートに導電性素材から成るシートを接着し、次にエッチング等によりコンタクトバネを形成する部分のみを残し、コンタクトバネを形成する部分をプレス等により切断・曲げ加工する。尚、必要に応じ、プレス加工の前または後に、コンタクトバネにメッキ処理を施してもよい。最後に、コンタクトバネが露出している側に、もう一枚の弾性素材から成るシートを配置し、本発明のコンタクトシートを得る。
【００５３】
または、まず、導電性素材から成るシートからエッチング、プレス加工等によりコンタクトバネを形成する部分のみを取り出し、次にそれらを貫通孔を備えた絶縁性の弾性素材から成る二枚のシートの間に挟んで接着し、プレス等で切断・曲げ加工を行う。尚、プレス等による切断・曲げ加工は、コンタクトバネを形成する部分を、弾性素材から成るシートの一枚に接着した状態で行ってもよく、また、プレス加工の前または後に、コンタクトバネにメッキ処理を施してもよい。
【００５４】
変位を２倍とることが出来る二枚重ねのコンタクトシートは、上記のいずれかの方法で製造したコンタクトシートを二枚用意し、同じパターンに貫通孔を設けた接着シートを別に一枚用意して貫通孔の位置が合うように二枚のコンタクトシートの間に挟み、これを熱圧着して作製する。
【００５５】
【実施例】
本発明を実施例を用いて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。
【００５６】
（実施例１）  厚さ５０μｍで片面に１０μｍの厚さの接着層を設けたポリイミドシート（商標名：ユーピレックス、宇部興産株式会社製）に、１．０ｍｍのピッチで、２３列×２３行、合計５２９個の貫通孔を設けた。貫通孔は縦０．５ｍｍ、横１．０ｍｍの矩形とし、貫通孔２の各辺及び貫通孔２により形成される各列がポリイミドシート１の各辺と４５°の角度で配向するようにした。
【００５７】
次に、一枚のポリイミドシートの接着層を設けた面に厚さ３０μｍのベリリウム銅板を熱圧着にて張り付け、エッチングにてコンタクトバネを形成する切片を残した。
【００５８】
次に、もう一枚の貫通孔を設けたポリイミドシートと、上記のエッチングでベリリウム銅の切片を残したポリイミドシートを熱圧着により張り合わせた。このとき、接着層を有する面をベリリウム銅の切片側となるように張り合わせた。
【００５９】
次いで、プレスによって矩形の貫通孔の中に残った切片を切り、途中から曲げて所定形状の片持ち梁とした。尚、必要に応じて、この段階で時効硬化処理などの熱処理を施してもよい。その後、ニッケル、金をメッキして、図１に示す本発明のコンタクトシートを作製した。
【００６０】
実装用基板に、上記のコンタクトシートを介して、球状端子を備えた集積回路を装着したところ、酸化皮膜が効果的に除去され、安定した電気的導通が得られた。また、球状端子の先端部の潰れも観察されなかった。
【００６１】
（実施例２）  厚さ５０μｍで片面に１０μｍの厚さの接着層を設けたポリイミドシート（商標名：ユーピレックス、宇部興産株式会社製）２枚のそれぞれに、１．０ｍｍのピッチで、２３列×２３行、合計５２９個の貫通孔を設けた。貫通孔は縦０．５ｍｍ、横１．０ｍｍの矩形とし、貫通孔２の各辺及び貫通孔２により形成される各列がポリイミドシート１の各辺と４５°の角度で配向するようにした。
【００６２】
これとは別に、厚さ３０μｍのベリリウム銅板をエッチングし、コンタクトバネを形成する幅０．１２ｍｍの連続したビームを残した。
次に、エッチングされたベリリウム銅板を前記した二枚のポリイミドシートで挟み、熱圧着により張り合わせた。張り合わせたシートの厚さは概略０．１５ｍｍであった。
【００６３】
次いで、プレスによって矩形の貫通孔の中に残った２本のビームの一端を切り、途中から曲げて所定形状の片持ち梁とした。その後、ニッケル、金をメッキして、図５に示す本発明のコンタクトシートを作製した。
【００６４】
実装用基板に、上記のコンタクトシートを介して、球状端子を備えた集積回路を装着したところ、酸化皮膜が効果的に除去され、安定した電気的導通が得られた。また、球状端子の先端部の潰れも観察されなかった。
【００６５】
（実施例３）  実施例１と同じ方法でコンタクトシートを二枚作製した。
次に、接着フィルムに、コンタクトシートと同様のパターンで、同じ形状、同じ大きさの貫通孔を開けた。即ち、縦０．５ｍｍ、横１．０ｍｍの矩形とし、１．０ｍｍのピッチで、２３列×２３行、合計５２９個の貫通孔を設けた。この接着フィルムを、接着フィルム面を中心にコンタクトバネが対称となるように重ねた二枚のコンタクトシートの間に挟み、熱圧着して新たな二枚重ねのコンタクトシートを得た。
【００６６】
一枚のコンタクトシートでは変位が約０．３ｍｍであったが、この二枚重ねのコンタクトシートでは約０．６ｍｍと２倍の変位をとることが出来た。
実装用基板に、上記の二枚重ねコンタクトシートを介して、球状端子を備えた集積回路を装着したところ、安定した電気的導通が得られた。
【００６７】
【発明の効果】
本発明のコンタクトシートによれば、球状端子又は平面端子を備えた集積回路とのコンタクト基板として用いた場合に、球状端子又は平面端子の先端部が潰れることがなく、酸化皮膜の除去を通じて確実な電気的導通を確保できる。また、コンタクトバネにおける電流の通過距離が短いため、高周波テスト用基板や実装用基板にも好適に用いることが出来る。特に、本発明のコンタクトシートは、従来において反りが生じると電気的導通が不安定になりがちであった狭ピッチの格子配列を有する集積回路について確実な電気的導通を確保することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一のコンタクトシートの一例を示す斜視図である。
【図２】  本発明の第一のコンタクトシートに集積回路を装着する一態様を示す説明図で、（ａ）は装着前、（ｂ）は装着後を示す。
【図３】  本発明の第一のコンタクトシートに集積回路を装着した他の態様を示す説明図、（ａ）は装着前、（ｂ）は装着後を示す。
【図４】  本発明の第二のコンタクトシートの一例を示す斜視図である。
【図５】  本発明の第二のコンタクトシートの他の例を示す斜視図である。
【図６】  本発明の第二のコンタクトシートに集積回路を装着する一態様を示す説明図で、（ａ）は装着前、（ｂ）は装着後を示す。
【図７】  本発明の第一及び第二のコンタクトシートにおける片持ち梁の態様の（ａ）一例、（ｂ）他の例及び（ｃ）更に他の例を示す模式断面図である。
【図８】  本発明の第一及び第二のコンタクトシートにおける力のバランスについての説明図である。
【図９】  本発明のコンタクトシートにおけるコンタクトバネと球状端子の接点についての説明図である。
【図１０】  ＺＩＦ構造のソケットに適用するためのコンタクトシートの一例を示す斜視図である。
【図１１】  本発明のコンタクトシートをＺＩＦ構造に適用しこれに集積回路を装着する一態様を示す説明図で、（ａ）は作動前、（ｂ）は作動後を示す。
【図１２】  従来のコンタクトシートの一例を示す模式断面図である。
【図１３】  本発明の第一及び第二のコンタクトシートのブリッジを有する一例を示す斜視図である。
【図１４】  本発明の二枚重ねのコンタクトシートに、集積回路を装着する一態様を示す説明図で、（ａ）は装着前、（ｂ）は装着後、（ｃ）はコンタクトシートの分解図、（ｄ）は接着シートに異方性導電膜を用いたコンタクトシートの分解図を示す。
【図１５】  本発明のコンタクトシートに集積回路を装着した種々の態様を示す説明図で、（ａ）〜（ｂ）は球状端子を備えた集積回路を装着する、コンタクトバネが２本の片持ち梁で構成される例で、（ａ）は一枚のコンタクトシートの場合、（ｂ）は二枚のコンタクトシートの場合を示し、また、（ｃ）〜（ｅ）は平面端子を備えた集積回路を装着する例で、（ｃ）はコンタクトバネが２本の片持ち梁で構成される一枚のコンタクトシートの場合、（ｄ）はコンタクトバネが３本の片持ち梁で構成される一枚のコンタクトシートの場合、（ｅ）はコンタクトバネが３本の片持ち梁で構成される二枚のコンタクトシートの場合を示す。
【図１６】  本発明のコンタクトシートにＬＧＡを備えた集積回路を装着する一態様を示す説明図で、（ａ）は装着前、（ｂ）は装着後を示す。
【図１７】  本発明の二枚重ねのコンタクトシートにＬＧＡを備えた集積回路を装着する一態様を示す説明図で、（ａ）は装着前、（ｂ）は装着後を示す。
【符号の説明】
１…絶縁シート、２…貫通孔、３…コンタクトバネ、４…スペーサー、５…コンタクトシート、６…球状端子、７…集積回路、８…基板、９…片持ち梁、１０…下部基材部分、１１…球状端子保持部分、１２…接着シート、１３…ブリッジ、１４…端子接触部分、１５…集積回路、１６…平面端子、２４…球状端子、２５…集積回路、２７…電極、２８…コンタクトシート、３０…シリコンゴム、３１…金属細線。
【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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【図１６】
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【図１７】
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