JP2000348793A

JP2000348793A - 電気コネクタ

Info

Publication number: JP2000348793A
Application number: JP11160007A
Authority: JP
Inventors: Koji Nishizawa; 孝治西沢
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】電極の接続抵抗のばらつきを防止し、多極の
電子部品にも使用することができ、所定値以上の荷重で
繰り返し使用しても接続抵抗が上昇するのを抑制防止で
きる電気コネクタを提供する。【解決手段】電気コネクタを、検査基板１４とＢＧＡ
１６の間に介在されるフレーム８と、フレーム８に成形
して嵌着される弾性絶縁性のエラストマー層９と、エラ
ストマー層９の上下厚さ方向に埋設され、一定ピッチで
相互に離隔する複数のワイヤ７と、各ワイヤ７の下端部
に接続されてエラストマー層９の裏面に露出し、検査基
板１４の複数の電極１５にそれぞれ接触する接触面積拡
大用のめっき端子１２と、各ワイヤ７の上端部に接続さ
れてＢＧＡ１６の複数の半田ボール１７にそれぞれ接触
する接触面積拡大用のパッド端子１３とから構成する。
そして、各パッド端子１３の表裏両面をそれぞれめっき
するとともに、各パッド端子１３の下部をエラストマー
層９に埋没させて上部をエラストマー層９の表面から突
出させる。

Description

【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ＩＣパ
ッケージの検査や接続等に使用される電気コネクタの改
良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣパッケージには様々なタイプがある
が、入出力の電極数の多い表面実装型タイプとして、図
３１や図３２に示すように、パッケージの裏面全体に電
極である複数の半田ボール１７、あるいはランド形を呈
した複数の電極を格子形に並設したボールグリッドアレ
イ型ＩＣパッケージ(以下、ＢＧＡと略称する)１６やラ
ンドグリッドアレイ型ＩＣパッケージ(以下、ＬＧＡと
略称する)が開発され、その実用化が進んでいる。

【０００３】この種のＢＧＡ１６やＬＧＡを検査基板で
検査したり、あるいは接続する場合には、図３３に示す
電気コネクタが使用される。この電気コネクタは、同図
に示すように、検査基板１４とＢＧＡ１６の間に介在さ
れる弾性絶縁性のエラストマー層９を備え、このエラス
トマー層９の上下厚さ方向に一定ピッチで相互に離隔す
る複数のワイヤ７が埋設されており、各ワイヤ７の下端
部がエラストマー層９の裏面から僅かに露出して小さな
ボール端子２１として機能するとともに、各ワイヤ７の
上端部がエラストマー層９の表面に略同位して微小なパ
ッド２２を形成する。

【０００４】上記構成において、検査基板１４とＢＧＡ
１６とを電気的に導通させる場合、検査基板１４とＢＧ
Ａ１６とに電気コネクタを挟持させ、検査基板１４の複
数の電極１５にワイヤ７のボール端子２１を、ＢＧＡ１
６の複数の半田ボール１７にワイヤ７のパッド２２をそ
れぞれ接触させる。そして、ＢＧＡ１６を押圧圧下して
荷重を加え、検査基板１４とＢＧＡ１６とを相互に接近
させれば、これらを電気コネクタを介し電気的に導通さ
せることができる。

【０００５】なお、この種の関連先行技術文献として、
特開平９−１１５５７７号、９−３５７８９号、８−３
３５４８６号、又は特許２７９６８７２号公報等があげ
られる。

【０００６】

【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、ＢＧＡ１６の半田ボール１
７に接触するパッド２２の接触面積が非常に小さいの
で、半田ボール１７やパッド２２の位置精度等により電
極の接続抵抗がばらつきやすいという問題がある。ま
た、電極の多数化に伴い、安定した導通を得るのに必要
な圧縮荷重が増大するが、ＢＧＡ１６の平坦度(最大
０．１５ｍｍ)を考慮すると、電気コネクタには０．１
５ｍｍ以上の圧縮量が必要になる。しかし、この場合の
圧縮荷重は大きいので、ＢＧＡ１６が破損するおそれが
あり、２００ピン以上の多極ＢＧＡ１６に従来の電気コ
ネクタを使用することはきわめて困難である。

【０００７】また、パッド２２の突出が殆どないので、
平坦な板形であるＬＧＡに対しては圧縮時にエラストマ
ー層９の逃げ場がなく、圧縮荷重がさらに増大して電気
コネクタを到底使用することができないという問題があ
る。さらに、０．１５ｍｍ以上の圧縮で繰り返し検査に
使用されると、図３４に示すように、エラストマー層９
内へのパッド２２の埋没、損傷(エラストマー層９から
のパッド２２の剥離)、ボール端子２１の埋没、又は摩
耗等により接続抵抗が上昇するので、電気コネクタを繰
り返し使用することができなくなるという問題がある。

【０００８】本発明は、上記問題に鑑みなされたもの
で、電極の接続抵抗のばらつきを防止し、多極の電子部
品にも使用することができ、所定値以上の荷重で繰り返
し使用しても接続抵抗が上昇するのを抑制防止すること
のできる電気コネクタを提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にお
いては、上記課題を達成するため、第一、第二の電気的
接合物の間に挟まれ、これら第一、第二の電気的接合物
が荷重の作用に基づいて接近することにより、該第一、
第二の電気的接合物を導通させるものであって、上記第
一、第二の電気的接合物の間に介在される弾性絶縁層
と、この弾性絶縁層の厚さ方向に埋設され、一定ピッチ
で相互に離隔する複数の導電線条と、各導電線条の一端
部に接続されて該弾性絶縁層の裏面に露出し、上記第一
の電気的接合物の複数の電極にそれぞれ接触する接触面
積拡大用のめっき端子と、該各導電線条の他端部に接続
されて上記第二の電気的接合物の複数の電極にそれぞれ
接触する接触面積拡大用のパッド端子とを含み、該各パ
ッド端子の表裏両面をそれぞれめっきするとともに、各
パッド端子の一部を上記弾性絶縁層に埋没させて残部を
弾性絶縁層の表面から突出させたことを特徴としてい
る。

【００１０】なお、上記弾性絶縁層の硬度を１０°Ｈ〜
８０°Ｈとし、上記各導電線条の少なくとも一部を該弾
性絶縁層の厚さ方向に交わる方向に傾斜又は屈曲させて
上記荷重を軽減するようにすることが好ましい。また、
上記各めっき端子を、上記各導電線条の一端部に接続さ
れて上記弾性絶縁層の裏面側に位置する第一のめっき層
と、この第一のめっき層を被覆する第二のめっき層とか
ら略半球形に形成し、上記各パッド端子の一部をその厚
さの略２５％以上とすると良い。

【００１１】ここで、特許請求の範囲における第一、第
二の電気的接合物としては、検査基板、高密度フレキシ
ブル基板、ビルドアップ配線板、ＢＧＡ、ＬＧＡ、ＦＢ
ＧＡ、ＰＢＧＡ等からなる表面実装型半導体パッケー
ジ、又は表面実装型の電気電子部品等があげられる。導
電線条としては、金、金合金、プラチナ、銅、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、ステンレス等か
らなるワイヤ、これらに金や金合金、ニッケル等のめっ
き加工を施したワイヤ等があげられる。

【００１２】導電線条を設ける方法としては、ウェッジ
ボンディング法、金属ボンディング法、超音波ワイヤボ
ンディング法、又はパッド端子を構成する金属板に孔を
開けて挿着する方法等がある。この中でも、精度とスピ
ードに優れる超音波ワイヤボンディング法が望ましい。
金属板は、特に限定されるものではないが、銅、銅合
金、又は鉄ニッケル合金等を使用することができる。特
に、加工性(ボンディング性、弾性絶縁層の形成時の低
歪み性やエッチング性)、コスト、電気的特性、及び熱
膨張の観点から鉄ニッケル合金が好ましい。さらに、め
っき端子の略半球形には、半球形、半楕球形、又はこれ
らに類似した形が含まれる。

【００１３】請求項１記載の発明によれば、めっき端子
とパッド端子とをそれぞれ大型化したので、電気的接合
物の端子やパッドの位置精度により、各端子の接続抵抗
がばらつくことがなく、繰り返し圧縮した場合にも、弾
性絶縁層に端子が埋没することがない。また、弾性絶縁
層からめっき端子とパッド端子をそれぞれ大きく突出す
るので、接触抵抗の低い安定した接続を実現することが
できる。また、所定値以上圧縮した場合でも、電気的接
合物と弾性絶縁層との間に隙間が生まれ、変形分の弾性
絶縁層の体積をその部分に逃がすことが可能になる。し
たがって、変形しても、弾性絶縁層が比較的容易に変形
し、荷重を小さくすることができる。

【００１４】請求項２記載の発明によれば、弾性絶縁層
の硬度が８０°Ｈを超えることがないので、圧縮時の荷
重が必要以上に大きくなることがない。また、硬度が１
０°Ｈ未満ではないので、圧縮永久歪みの増加を抑制あ
るいは防止することができる。さらに、接合や接続時に
おける導電線条の屈曲を抑制あるいは防止し、荷重を低
減することができる。

【００１５】

【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が、本発明は以下の実施形態
になんら限定されるものではない。本実施形態における
電気コネクタは、図１や図２等に示すように、検査基板
１４とＢＧＡ１６の間に介在されるフレーム８と、この
フレーム８内に成形して嵌着される弾性絶縁性のエラス
トマー層９と、このエラストマー層９の上下厚さ方向に
埋設され、一定ピッチで相互に離隔する複数のワイヤ７
と、各ワイヤ７の下端部に接続されてエラストマー層９
の裏面に露出し、検査基板１４の複数の電極１５にそれ
ぞれ接触する接触面積拡大用の複数のめっき端子１２
と、各ワイヤ７の上端部に接続されてＢＧＡ１６の複数
の半田ボール１７にそれぞれ接触する接触面積拡大用の
複数のパッド端子１３とを備えている。

【００１６】フレーム８は、図１に示すように、汎用の
エンジニアリングプラスチック材、セラミック材、ある
いは金属材料を使用して枠形に成形されている。エンジ
ニアリングプラスチック材としては、寸法安定性や耐熱
性等に優れるポリエーテルイミド(ＰＥＩ)、ポリフェニ
レンサルファイド(ＰＰＳ)、又はポリエーテルスルホン
(ＰＥＳ)等の材料があげられる。

【００１７】エラストマー層９は、硬化前に流動性を有
し、硬化して架橋構造を形成する各種のエラストマーを
用いて断面板形・平面矩形に成形されている。エラスト
マーとしては、例えば、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、又はこ
れらの独立及び連泡の発泡材料等を使用することができ
る。この中でも、硬化後の電気絶縁性、耐熱性、圧縮永
久歪み特性に優れているシリコーンゴム、特にワイヤ７
の配列を崩さずに材料を注入可能なこと、短時間でレベ
リング可能なこと等から硬化前の性状が液状で低粘度の
ものが適切である。シリコーンゴムの場合、粘度が１０
００ポイズ以下、好ましくは２００ポイズ以下、通常は
５ポイズ以上のものが良い。エラストマー層９の硬度
は、１０°Ｈ〜８０°Ｈ、より好ましくは２０°Ｈ〜５
０°Ｈが良い。

【００１８】各ワイヤ７は、ワイヤボンディングによる
接合方法に適し、導電性に優れる金ワイヤからなる。各
ワイヤ７の線径については、特に制限はないが、接続時
の荷重を可能な限り小さくし、接続の安定性に悪影響を
与えない範囲で細いことが好ましい。具体的には、通常
のワイヤボンティングで使用されている１００μｍ以
下、特に２０〜８０μｍのワイヤ７が使用される。各ワ
イヤ７は、図１や図２に示すように４５°傾斜した略ク
ランク形に形成される。

【００１９】但し、各ワイヤ７の形状は、略クランク形
に限定されるものではなく、上下厚さ方向に対して傾斜
した直線棒形、く字形、略Ｎ字形、横Ｓ字形、Ｕ字形、
又は横Ω字形等に適宜形成される。略Ｎ字形等の直線部
が存在する場合には、電気コネクタの厚さが０．５〜２
ｍｍと薄く、検査や接続の圧縮に関してエラストマー層
９の弾性特性を利用することから、直線部の長さが０．
２〜０．５ｍｍ、好ましくは０．２〜０．３ｍｍが良
い。

【００２０】各めっき端子１２は、図１、図２、及び図
１３に示すように、各ワイヤ７の接点７ａに接続されて
エラストマー層９の裏面側に位置する第一のめっき層１
０と、この第一のめっき層１０の表面を被覆する硬質の
第二のめっき層１１とから半球形に湾曲形成されてい
る。第一のめっき層１０は、エラストマー層９からワイ
ヤ７の突出量を増加させるよう機能し、金、銀、錫、あ
るいはニッケル等から形成される。但し、めっきの成長
スピードの観点からは、ニッケルめっきが好ましい。第
一のめっき層１０は３０μｍ〜１００μｍの厚さに形成
される。これは、３０μｍよりも薄いとエラストマー層
９からの突出量が不十分となり、圧縮時にエラストマー
層９に陥没するおそれがあるからである。反対に１００
μｍを超えると、コスト面から好ましくないからであ
る。

【００２１】第二のめっき層１１は、繰り返し使用され
ることのないＢＧＡ１６の実装接続の場合には、金めっ
きが使用される。これに対し、ＢＧＡ１６の検査の場
合、接点７ａの損傷や摩耗を防止する観点から、厚さが
０．１〜２μｍ程度の硬質金めっきが使用される。

【００２２】各パッド端子１３は、図１、図２、及び図
１５に示すように、平坦な基板５と、この基板５の表裏
両面にそれぞれ被覆形成されるめっき４とから構成さ
れ、厚さ２５％以上の下部がエラストマー層９に埋没
し、残部の上部がエラストマー層９の表面から突出す
る。各パッド端子１３の形や径は、ＢＧＡ１６の場合に
は半田ボール１７が一般的にφ０．３〜０．７５ｍｍで
あること、端子間の絶縁性を確保しながら半田ボール１
７やパッド端子１３の位置精度を考慮する必要のあるこ
とから、円形、小判形、四角形、多角形、又は楕円形に
適宜形成される。円形の場合、φ０．３〜０．８ｍｍの
範囲が望ましい。これに対し、ＬＧＡ等のランド形を呈
した電極の場合、接触圧を集中させ、接触抵抗を安定さ
せる観点から、ランド形を呈した電極に接触する面(上
面)の径がφ０．０５〜０．２５ｍｍ、下面の径がφ
０．３〜０．８ｍｍの断面略台形が適切である(図１８
参照)。

【００２３】なお、パッド端子１３の埋没量は金属板１
のエッチング量により決定される。パッド端子１３の厚
さ２５％以上の下部がエラストマー層９に埋没されるの
は、２４％以下では金属板１の残存部分が多く、最終エ
ッチングにおいてサイドエッチングが大きくなり、パッ
ト端子１３の形や径が安定しないからである。

【００２４】基板５は、厚さ０．０５〜０．５ｍｍの鉄
ニッケル合金、すなわち金属板１からなり、表裏両面が
それぞれ鏡面加工されて半田屑の発生を抑制するよう機
能する。基板５は、０．１ｍｍ以下ではエラストマー層
９からの突出量が小さく、圧縮使用時にエラストマー層
９がＢＧＡ１６と接触して荷重が増大する。逆に０．２
５ｍｍ以上では最終のエッチングにおいてサイドエッチ
ングが大きくなり、シャープなエッジが得にくい。ま
た、エッチング時間が長くなり、コストアップを招くこ
ととなる。したがって、基板５の厚さは、０．１〜０．
２５ｍｍが最適である。

【００２５】各めっき４は、金、銀、パラジウム、パラ
ジウム−ニッケル合金、ニッケル、コバルト、ロジウ
ム、又はルテニウム等を使用した光沢めっきとされ、半
田屑の発生を抑制することができる。この中でもＢＧＡ
１６の場合には、金めっきを使用すると、端子部の表面
に半田屑が移行、堆積して接続抵抗を増大させるという
問題があるため、金めっきに比べて半田が移行しにくい
パラジウム、コバルト、ロジウム、あるいはニッケルめ
っき等が使用される。さらに、接続抵抗や強度の観点か
らパラジウムめっきが好適である。これに対し、ＬＧＡ
の場合には、接続抵抗の面から金めっきとされる。

【００２６】各めっき４は、接触抵抗や耐摩耗性の観点
から０．１μｍ以上の厚さが必要となる。特に、パッド
端子形成の最終エッチングにおけるエッチングレジスト
として機能するため、耐エッチング性等の観点から０．
５μｍ以上必要となる。このように各めっき４は、厚い
程良いが、コストの増大を防止するため、３μｍ以下と
することが好ましい。したがって、各めっき４は、接触
抵抗、耐摩耗性、耐エッチング性、及びコストを考慮
し、１〜２μｍの範囲の厚さに形成される。

【００２７】次に、電気コネクタの製造方法について説
明する。先ず、厚さ０．１〜０．２５ｍｍの鉄ニッケル
合金製の金属板１を用意し、この金属板１の最終的にめ
っきしたい部分にエッチングレジスト膜２をフォトレジ
ストプロセスによりそれぞれ形成し(図３参照)、それ以
外の部分を塩化第二鉄溶液で両面から厚さの２５〜４０
％をそれぞれエッチングし(図４参照)、エッチングによ
る凹み部分(図５参照)に電着フォトレジスト膜３を形成
する。続いて、エッチングレジスト膜２を水酸化ナトリ
ウム溶液で剥離し(図６参照)、その部分にめっき４をそ
れぞれ施し(図７参照)、電着フォトレジスト膜３を乳酸
を含有した腐食性液で剥離してボンディング用の基板５
を作製する(図８参照)。

【００２８】エッチング量を２５〜４０％としたのは、
２５％未満では金属板１の残存部分が多く、最終エッチ
ングにおいてサイドエッチングが大きくなったり、エッ
チング後における端子部の径のばらつきが大きくなるお
それがある。また、エラストマー層９への埋没が不十分
で、十分な接着面積が確保できず、エラストマー層９か
らの剥離が生じやすい。逆に、４０％を超えると、金属
板１の残存部分が少なくなり、強度が不十分であった
り、貫通孔が発生してしまうおそれがあるからである。

【００２９】同様に片面からのエッチングの場合は、図
１９に示すように、厚さ０．１〜０．２５ｍｍの鉄ニッ
ケル合金の金属板１の最終的にめっきしたい部分にエッ
チングレジスト膜２をフォトレジストプロセスにより形
成し、一方の面全体を保護フィルム６でラミネートし、
塩化第二鉄溶液で他方の面から厚さの２５〜６０％エッ
チングする(図２０参照)。続いて保護フィルム６を剥離
し、図２１に示すようにエッチングによる凹み部分及び
裏面の非エッチングレジスト膜部分にフォトレジスト膜
３を形成する。そして、エッチングレジスト膜２を水酸
化ナトリウム溶液で剥離し(図２２参照)、その部分にめ
っき４をそれぞれ施し(図２３参照)、その後、電着フォ
トレジスト膜３を乳酸を含有した腐食溶液で剥離してボ
ンディング用の基板５を作製する(図２４参照)。

【００３０】エッチング量を２５〜６０％としたのは、
２５％未満では金属板１の残存部分が多く、最終エッチ
ングにおいてサイドエッチングが大きくなったり、エッ
チング後における端子部の径のばらつきが大きくなるお
それがある。また、エラストマー層９への埋没が不十分
で、十分な接着面積が確保できず、エラストマー層９か
らの剥離が生じやすい。逆に、６０％を超えると、エラ
ストマー層９からの端子部の突出量が小さく、圧縮使用
時にエラストマー層９がＢＧＡ１６と接触して荷重が増
大するからである。また、金属板１の残存部分が少なく
なり、強度が不十分であったり、貫通孔が発生してしま
うおそれがある。

【００３１】次いで、ボンディング用の基板５に複数の
ワイヤ７をワイヤボンダによりボンディングし(図９参
照)、各ワイヤ７の上端部にレーザを照射してボール状
の接点７ａを形成する(図１０参照)。接点７ａを形成し
たら、ボンディング用の基板５の外周縁に沿ってフレー
ム８を配置し、このフレーム８内に注型ゴムを充填して
エラストマー層９を成形するとともに、このエラストマ
ー層９に複数の接点７ａを覆わせ、ボンディング用の基
板５、複数のワイヤ７、フレーム８、及びエラストマー
層９を一体的に接着する(図１１参照)。

【００３２】次いで、ＹＡＧレーザ等の周知のレーザを
照射してエラストマー層９から各接点７ａを０．０３〜
０．１ｍｍ露出させ(図１２参照)、各接点７ａの表面に
第一のめっき層１０を３０〜１００μｍ施し、この第一
のめっき層１０の表面に第二のめっき層１１を０．１〜
２μｍ施してめっき端子１２を形成する(図１３参
照）。こうしてめっき端子１２を形成したら、ボンディ
ング用の基板５を上下逆に反転してその非めっき部をエ
ッチング処理により除去し、複数のパッド端子１３を形
成する（図１４参照)。そしてその後、サイドエッチン
グにより生じためっき４の残りに対して水圧１０〜３０
ｋｇｆ／ｃｍ²の条件で水を噴霧し、めっき４の残りを
除去する(図１５参照)。

【００３３】水圧１０〜３０ｋｇｆ／ｃｍ²の条件とし
たのは、１０ｋｇｆ／ｃｍ²未満では除去することがで
きないからである。逆に、３０ｋｇｆ／ｃｍ²を超える
と、エラストマー層９からパッド端子１３が剥離するお
それがあるからである。以上の方法により、本実施形態
の電気コネクタを製造することができる(図１６参照)。
その他の部分については従来例と同様である。

【００３４】上記構成によれば、ワイヤ７に大型のパッ
ド端子１３を設けてパッド２２を実質的に拡大するの
で、ＢＧＡ１６の半田ボール１７やパッド２２の位置精
度により、各端子の接続抵抗がばらつくという問題を確
実に解消することができる。また、エラストマー層９か
らめっき端子１２とパッド端子１３をそれぞれ大きく突
出させているので、端子に応力を集中させ、接触抵抗の
低い安定した接続を実現することができる。また、０．
１５ｍｍ以上圧縮した場合でも、検査基板１４とエラス
トマー層９との間に十分な空隙が生まれ、圧縮分のエラ
ストマー層９の体積をその部分に逃がすことが可能にな
る。したがって、圧縮しても、エラストマー層９が容易
に変形し、荷重をきわめて小さく抑制することができ
る。

【００３５】また、ＬＧＡに対しても、ＬＧＡとエラス
トマー層９の間、及び検査基板１４とエラストマー層９
の間に十分な空隙が生まれ、圧縮分のエラストマー層９
の体積をその部分に逃がすことができる。よって、０．
１５ｍｍ以上圧縮した場合でも、エラストマー層９が容
易に変形し、荷重の著しい抑制が期待できる。また、め
っき端子１２とパッド端子１３とをそれぞれ大型化した
ので、繰り返し圧縮した場合にも、エラストマー層９に
端子が埋没することがない。さらに、パッド端子１３の
厚さ２５％以上をエラストマー層９に埋没させるので、
エラストマー層９から剥がれることがない。さらにま
た、ＢＧＡ１６の検査の場合、めっき端子１２の表面を
硬質金めっきとするので、めっき端子１２の摩耗防止が
期待できる。

【００３６】本実施形態の電気コネクタと従来の電気コ
ネクタの特性、具体的には圧縮時の接続抵抗、圧縮時の
荷重、繰り返し使用回数を比較したところ、表１に示す
結果を得ることができた。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【実施例】実施例１以下、ＢＧＡ１６の検査用の電気コネクタの実施例を示
す。厚さ０．１５ｍｍ、縦３５ｍｍ、横３５ｍｍの鉄ニ
ッケル合金(ニッケル４１％)製の金属板１の中心部分に
おける表裏両面に、φ０．７ｍｍ、ピッチ１．２７ｍｍ
で縦横それぞれ２０列(総数４００)のマトリクス状に厚
さ７μｍのカゼインレジスト層(エッチングレジスト膜
２)を公知のフォトレジストにより形成し、塩化第二鉄
溶液で表裏より各０．０５ｍｍの深さでエッチングし、
エッチングによる凹み部分に厚さ約７μｍのアクリル系
樹脂からなる電着フォトレジスト膜３を形成した。続い
て、カゼインレジスト層を５％水酸化ナトリウム溶液に
より剥離し、その部分の一方の面(その後ボンディング
される面)に１μｍの下地ニッケルめっきを施すととも
に、金のめっき４を０．２μｍ施し、裏側の半田ボール
１７の接触する面には２μｍの下地ニッケルめっきを施
した後、パラジウムのめっき４を２μｍ施した。そし
て、電着フォトレジスト膜３を乳酸を含んだ腐食溶液に
より剥離したものをボンティング用の基板５とした(図
３〜図８参照)。

【００３９】次いで、めっき面におけるめっき部分の中
心に汎用のボールボンダを用いて直径５０μｍの金のワ
イヤ７をピッチ１．２７ｍｍで縦横それぞれ２０列(総
数４００)のマトリクス状にボンディングした。このと
きのワイヤ７は図９に示すように、垂直に約０．３ｍ
ｍ、角度４５°で０．６ｍｍオフセットし、さらに垂直
方向に伸ばした構造とした。各ワイヤ７を整えたら、各
ワイヤ７の上端部にアルゴンレーザ光を照射して上端部
に直径１００μｍの球状の接点７ａを形成し、その高さ
が１．２ｍｍで均一になるように揃えた(図１０参照)。
そして、基板５上の外周縁に沿って縦横それぞれ３５ｍ
ｍ、高さ１．３ｍｍ、幅５ｍｍでポリエーテルイミド
(以下、ＰＥＩという)製の成形用のフレーム８を配置し
た。

【００４０】次いで、フレーム８内に、硬化後のゴム硬
度が２５°Ｈ(ＪＩＳＡ)になる２液製のシリコーンゴ
ムＫＥ１２１６Ａ／Ｂ〔信越化学工業(株)製、商品名〕
各５０重量部に対し、着色剤Ｋ−Ｃｏｌｏｒ−ＢＫ−０
２Ｂ〔信越化学工業(株)製、商品名〕を１０重量部添加
して混合したものを、ワイヤ７の接点７ａの上端より
０．１ｍｍ高くなる量を注入し、１２０℃で３０分間加
熱処理して硬化させた(図１１参照)。

【００４１】次いで、ＹＡＧレーザ光をスキャニング照
射してワイヤ７の接点７ａを被覆しているエラストマー
層９をワイヤ７の接点７ａがエラストマー層９の表面か
ら５０μｍ突出するまで除去し(図１２参照)、基板５を
パッド端子１３として電解めっき４で露出させたワイヤ
７の接点７ａに７５μｍのニッケルめっき(第一のめっ
き層１０)を施し、さらにその上に硬質金めっき(第二の
めっき層１１)を２μｍ施した(図１３参照)。硬質金め
っきを施したら、基板５を塩化第二鉄溶液でエッチング
処理し、φ０．７ｍｍのめっき部分を円柱形に残して除
去し、パッド端子１３を形成した(図１４参照)。そして
その後、サイドエッチングにより生じためっき４の残り
に水圧２０ｋｇｆ／ｃｍ²で水を噴霧し、めっき４の残
りを除去し(図１５参照)、十分洗浄した後、２００℃で
１時間のアフターキュア処理を行い、電気コネクタを得
た(図１６参照)。

【００４２】この電気コネクタをφ０．７５ｍｍ、高さ
０．６ｍｍの半田ボール１７を１．２７ｍｍピッチで縦
横それぞれ２０列のマトリクス状に有するＢＧＡ１６と
検査基板１４間で０．２ｍｍ圧縮したところ、安定した
導通性が得られ、各電極のばらつきが１５〜２５ｍΩと
小さく、ＢＧＡ１６の電気的特性を試験する上で全く問
題がなかった。さらに、０．２ｍｍの圧縮量で繰り返し
圧縮を行い、電気的接続を継続的に確認したところ、５
万回を超えても、抵抗が１００ｍΩを超えるポイントが
発生しなかった。

【００４３】実施例２以下、ＬＧＡの検査用の電気コネクタの実施例を示す。
厚さ０．１５ｍｍ、縦５０ｍｍ、横５０ｍｍの鉄ニッケ
ル合金(ニッケル４１％)製の金属板１の中心部分におけ
る表面にφ０．５ｍｍ、裏面にφ０．２ｍｍ、ピッチ１
ｍｍで縦横それぞれ４０列(総数１６００)のマトリクス
状に厚さ７μｍのカゼインレジスト層(エッチングレジ
スト膜２)を公知のフォトレジストにより形成し、塩化
第二鉄溶液で表裏より各０．０５ｍｍの深さでエッチン
グし、エッチングによる凹み部分に厚さ約７μｍのアク
リル系樹脂からなる電着フォトレジスト膜３を形成し
た。

【００４４】続いて、カゼインレジスト層を５％水酸化
ナトリウム溶液により剥離し、その部分の一方の面(そ
の後ボンディングされる面)に１μｍの下地ニッケルめ
っきを施すとともに、金のめっき４を０．２μｍ施し、
裏側のＬＧＡの電極１５の接触する面には２μｍの下地
ニッケルめっきを施した後、硬質の金のめっき４を２μ
ｍ施した。そして、電着フォトレジスト膜３を乳酸を含
んだ腐食溶液により剥離したものをボンティング用の基
板５とした(図１７参照)。

【００４５】次いで、めっき面におけるめっき部分の中
心に汎用のボールボンダを用いて直径５０μｍの金のワ
イヤ７をピッチ１ｍｍで縦横それぞれ４０列(総数１６
００)のマトリクス状にボンディングした。このときの
ワイヤ７は図９に示すように、垂直に約０．３ｍｍ、角
度４５°で０．５ｍｍオフセットし、さらに垂直方向に
伸ばした構造とした。各ワイヤ７を整えたら、各ワイヤ
７の上端部にアルゴンレーザ光を照射して上端部に直径
１００μｍの球状の接点７ａを形成し、その高さが１ｍ
ｍで均一になるように揃えた。そして、基板５上の外周
縁に沿って縦横それぞれ５０ｍｍ、高さ１．１ｍｍ、幅
５ｍｍでＰＥＩ製の成形用のフレーム８を配置した。

【００４６】次いで、フレーム８内に、硬化後のゴム硬
度が２５°Ｈ(ＪＩＳＡ)になる２液製のシリコーンゴ
ムＫＥ１２１６Ａ／Ｂ〔信越化学工業(株)製、商品名〕
各５０重量部に対し、着色剤Ｋ−Ｃｏｌｏｒ−ＢＫ−０
２Ｂ〔信越化学工業(株)製、商品名〕を１０重量部添加
して混合したものを、ワイヤ７の接点７ａの上端より
０．１ｍｍ高くなる量を注入し、１２０℃で３０分間加
熱処理して硬化させた(図１１参照)。

【００４７】次いで、ＹＡＧレーザ光をスキャニング照
射してワイヤ７の接点７ａを被覆しているエラストマー
層９をワイヤ７の接点７ａがエラストマー層９の表面か
ら５０μｍ突出するまで除去し(図１２参照)、基板５を
パッド端子１３として電解法で露出させたワイヤ７の接
点７ａに７５μｍのニッケルめっき(第一のめっき層１
０)を施し、さらにその上に硬質金めっき(第二のめっき
層１１)を２μｍ施した(図１３参照)。硬質金めっきを
施したら、基板５を塩化第二鉄溶液でエッチング処理
し、トップφ０．２ｍｍ、ボトムφ０．５ｍｍのめっき
部分を台形状に残して除去し、パッド端子１３を形成し
た(図１４参照)。そしてその後、サイドエッチングによ
り生じためっき４の残りに水圧２０ｋｇｆ／ｃｍ²で水
を噴霧し、めっき４の残りを除去し(図１５参照)、十分
洗浄した後、２００℃で１時間のアフターキュア処理を
行い、電気コネクタを得た(図１８参照)。

【００４８】この電気コネクタを、φ０．５ｍｍの金め
っきのランド電極を１ｍｍピッチで縦横それぞれ４０列
のマトリクス状に有するＬＧＡと検査基板１４間で０．
１５ｍｍ圧縮したところ、安定した導通性が得られ、各
電極のばらつきが１０〜２０ｍΩと小さく、ＬＧＡの電
気的特性を試験する上で全く問題なかった。さらに、
０．１５ｍｍの圧縮量で繰り返し圧縮を行い、電気的接
続を継続的に確認したところ、１０万回を超えても、抵
抗が１００ｍΩを超えるポイントが発生しなかった。

【００４９】実施例３以下、ＢＧＡ１６の検査用の電気コネクタの実施例を示
す。厚さ０．１５ｍｍ、縦３５ｍｍ、横３５ｍｍの鉄ニ
ッケル合金(ニッケル４１％)製の金属板１の中心部分に
おける表裏両面に、φ０．７ｍｍ、ピッチ１．２７ｍｍ
で縦横それぞれ２０列(総数４００)のマトリクス状に厚
さ７μｍのカゼインレジスト層(エッチングレジスト膜
２)を公知のフォトレジストにより形成し、片面にアク
リル粘着剤付きのポリエステル系の保護フィルム６をラ
ミネートした。続いて、塩化第二鉄溶液で片面より０．
０７５ｍｍの深さでエッチングし、保護フィルム６を剥
離し、エッチングによる凹み部分及び裏面の非カゼイン
レジスト層部分に厚さ約７μｍのアクリル系樹脂からな
る電着フォトレジスト膜３を形成した。

【００５０】続いて、カゼインレジスト層を５％水酸化
ナトリウム溶液により剥離し、その部分の一方の面(そ
の後ボンディングされる面)に１μｍの下地ニッケルめ
っきを施すとともに、金のめっき４を０．２μｍ施し、
裏側の半田ボール１７の接触する面には２μｍの下地ニ
ッケルめっきを施した後、パラジウムのめっき４を２μ
ｍ施した。そして、電着フォトレジスト膜３を乳酸を含
んだ腐食溶液により剥離したものをボンティング用の基
板５とした(図１７〜図２４参照)。

【００５１】次いで、めっき面におけるめっき部分の中
心に汎用のボールボンダを用いて直径５０μｍの金のワ
イヤ７をピッチ１．２７ｍｍで縦横それぞれ２０列(総
数４００)のマトリクス状にボンディングした。このと
きのワイヤ７は図２５に示すように、垂直に約０．３ｍ
ｍ、角度４５°で０．６ｍｍオフセットし、さらに垂直
方向に伸ばした構造とした。各ワイヤ７を整えたら、各
ワイヤ７の上端部にアルゴンレーザ光を照射して上端部
に直径１００μｍの球状の接点７ａを形成し、その高さ
が１．２ｍｍで均一になるように揃えた(図２６参照)。
そして、基板５上の外周縁に沿って縦横それぞれ３５ｍ
ｍ、高さ１．３ｍｍ、幅５ｍｍでＰＥＩ製の成形用のフ
レーム８を配置した。

【００５２】次いで、フレーム８内に、硬化後のゴム硬
度が２５°Ｈ(ＪＩＳＡ)になる２液製のシリコーンゴ
ムＫＥ１２１６Ａ／Ｂ〔信越化学工業(株)製、商品名〕
各５０重量部に対し、着色剤Ｋ−Ｃｏｌｏｒ−ＢＫ−０
２Ｂ〔信越化学工業(株)製、商品名〕を１０重量部添加
して混合したものを、ワイヤ７の接点７ａの上端より
０．１ｍｍ高くなる量を注入し、１２０℃で３０分間加
熱処理して硬化させた(図２７参照)。

【００５３】次いで、ＹＡＧレーザ光をスキャニング照
射してワイヤ７の接点７ａを被覆しているエラストマー
層９をワイヤ７の接点７ａがエラストマー層９の表面か
ら５０μｍ突出するまで除去し(図１２参照)、基板５を
パッド端子１３として電解めっき４で露出させたワイヤ
７の接点７ａに７５μｍのニッケルめっき(第一のめっ
き層１０)を施し、さらにその上に硬質金めっき(第二の
めっき層１１)を２μｍ施した(図１３参照)。硬質金め
っきを施したら、基板５を塩化第二鉄溶液でエッチング
処理し、φ０．７ｍｍのめっき部分を円柱形に残して除
去し、パッド端子１３を形成した(図２８参照)。そして
その後、サイドエッチングにより生じためっき４の残り
に水圧２０ｋｇｆ／ｃｍ²で水を噴霧し、めっき４の残
りを除去し(図２９参照)、十分洗浄した後、２００℃で
１時間のアフターキュア処理を行い、電気コネクタを得
た(図３０参照)。

【００５４】この電気コネクタをφ０．７５ｍｍ、高さ
０．６ｍｍの半田ボール１７を１．２７ｍｍピッチで縦
横それぞれ２０列のマトリクス状に有するＢＧＡ１６と
検査基板１４間で０．２ｍｍ圧縮したところ、安定した
導通性が得られ、各電極のばらつきが１５〜２５ｍΩと
小さく、ＢＧＡ１６の電気的特性を試験する上でなんら
問題がなかった。さらに、０．２ｍｍの圧縮量で繰り返
し圧縮を行い、電気的接続を継続的に確認したところ、
５万回を超えても、抵抗が１００ｍΩを超えるポイント
が発生しなかった。

【００５５】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、電極の接続抵抗のばらつきを防止し、多数の電極を
備えた電子部品にも使用することができるという効果が
ある。また、所定値以上の荷重で繰り返し使用しても、
接続抵抗が上昇するのを抑制あるいは防止することが可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電気コネクタの実施形態を示す部
分断面説明図である。

【図２】本発明に係る電気コネクタの実施形態を示す要
部断面説明図である。

【図３】本発明に係る電気コネクタの実施形態における
金属板の最終的にめっきしたい部分にエッチングレジス
ト膜を形成した状態を示す断面説明図である。

【図４】図３の非エッチングレジスト膜形成部分を塩化
第二鉄溶液でエッチングした状態を示す断面説明図であ
る。

【図５】図４のエッチングによる凹み部分に電着フォト
レジスト膜を形成した状態を示す断面説明図である。

【図６】図５のレジスト膜を水酸化ナトリウム溶液で剥
離した状態を示す断面説明図である。

【図７】図６のレジスト膜を剥離した部分にめっきを施
した状態を示す断面説明図である。

【図８】図７のレジスト膜を腐食性液で剥離してボンデ
ィング用の基板を作製した状態を示す断面説明図であ
る。

【図９】図８のボンディング用の基板にワイヤをボンデ
ィングした状態を示す断面説明図である。

【図１０】図９のワイヤの上端部にボール状の接点を形
成した状態を示す断面説明図である。

【図１１】図１０のワイヤ、フレーム、及びエラストマ
ー層を一体構成した状態を示す断面説明図である。

【図１２】図１１のエラストマー層から接点を露出させ
た状態を示す断面説明図である。

【図１３】図１２の接点にめっき端子を形成した状態を
示す断面説明図である。

【図１４】図１３のボンディング用の基板を上下逆に反
転した状態を示す断面説明図である。

【図１５】図１４のボンディング用の基板の非めっき部
を除去してパッド端子を形成した状態を示す断面説明図
である。

【図１６】本発明に係る電気コネクタの実施形態におけ
る電気コネクタの完成状態を示す断面説明図である。

【図１７】本発明に係る電気コネクタの他の実施形態に
おけるパッド端子の製造工程を示す断面説明図である。

【図１８】本発明に係る電気コネクタの他の実施形態に
おけるパッド端子の変形例を示す断面説明図である。

【図１９】本発明に係る電気コネクタの他の実施形態に
おける片面からのエッチングの製造工程を示す断面説明
図である。

【図２０】図１９の金属板を塩化第二鉄溶液で他方の面
からエッチングした状態を示す断面説明図である。

【図２１】図２０の保護フィルムを剥離し、凹み部分及
び裏面の非エッチングレジスト膜部分にフォトレジスト
膜を形成した状態を示す断面説明図である。

【図２２】図２１のレジスト膜を水酸化ナトリウム溶液
で剥離した状態を示す断面説明図である。

【図２３】図２２の剥離した部分にめっきを施した状態
を示す断面説明図である。

【図２４】図２２の電着フォトレジスト膜を剥離してボ
ンディング用の基板を作製した状態を示す断面説明図で
ある。

【図２５】図２４のめっき部分にワイヤをマトリクス状
にボンディングした状態を示す断面説明図である。

【図２６】図２５のワイヤの上端部に球状の接点を形成
した状態を示す断面説明図である。

【図２７】図２６の基板に、シリコーンゴムに対し着色
剤を添加して混合したものを、ワイヤの接点の上端より
高くなる量で充填した状態を示す断面説明図である。

【図２８】図２７の基板をエッチング処理し、めっき部
分を円柱形に残して除去し、パッド端子を形成した状態
を示す断面説明図である。

【図２９】図２８のめっきの残りに水を噴霧してめっき
の残りを除去した状態を示す断面説明図である。

【図３０】図２９に示す製造後の電気コネクタを示す断
面説明図である。

【図３１】ＢＧＡを示す斜視説明図である。

【図３２】ＢＧＡの半田ボールを示す斜視説明図であ
る。

【図３３】従来の電気コネクタを示す要部拡大断面図で
ある。

【図３４】従来の電気コネクタの問題点を示す断面説明
図である。

【符号の説明】

１金属板２エッチングレジスト膜３電着フォトレジスト膜４めっき５基板６保護フィルム７ワイヤ(導電線条) ７ａ接点８フレーム９エラストマー層(弾性絶縁層) １０第一のめっき層１１第二のめっき層１２めっき端子１３パッド端子１４検査基板(第一の電気的接合物) １５電極１６ＢＧＡ(第二の電気的接合物) １７半田ボール(電極）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第一、第二の電気的接合物の間に挟ま
れ、これら第一、第二の電気的接合物が荷重の作用に基
づいて接近することにより、該第一、第二の電気的接合
物を導通させる電気コネクタであって、上記第一、第二の電気的接合物の間に介在される弾性絶
縁層と、この弾性絶縁層の厚さ方向に埋設され、一定ピ
ッチで相互に離隔する複数の導電線条と、各導電線条の
一端部に接続されて該弾性絶縁層の裏面に露出し、上記
第一の電気的接合物の複数の電極にそれぞれ接触する接
触面積拡大用のめっき端子と、該各導電線条の他端部に
接続されて上記第二の電気的接合物の複数の電極にそれ
ぞれ接触する接触面積拡大用のパッド端子とを含み、該各パッド端子の表裏両面をそれぞれめっきするととも
に、各パッド端子の一部を上記弾性絶縁層に埋没させて
残部を弾性絶縁層の表面から突出させたことを特徴とす
る電気コネクタ。
【請求項２】上記弾性絶縁層の硬度を１０°Ｈ〜８０
°Ｈとし、上記各導電線条の少なくとも一部を該弾性絶
縁層の厚さ方向に交わる方向に傾斜又は屈曲させて上記
荷重を軽減するようにした請求項１記載の電気コネク
タ。
【請求項３】上記各めっき端子を、上記各導電線条の
一端部に接続されて上記弾性絶縁層の裏面側に位置する
第一のめっき層と、この第一のめっき層を被覆する第二
のめっき層とから略半球形に形成し、上記各パッド端子
の一部をその厚さの略２５％以上とした請求項１又は２
記載の電気コネクタ。