JPH0471174A - 絶縁性基板とコンタクトとの接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 概要 絶縁性基板に形成した導体パッドとコンタクトとの接続
構造に関し、 信頼性の高い電気的接続を確保することのできる接続構
造を提供することを目的とし、外周部に複数の導体パッ
ドを形成した絶縁性基板と複数のピンコンタクトとの接
続構造において、前記絶縁性基板の外周部に該ピンコン
タクトの外径よりも大きな複数の凹部を設け、該各々の
凹部と絶縁性基板表面に跨がり導体パッドを形成すると
ともに、各々のピンコンタクトと導体パッドの接続時に
ピンコンタクトが最初絶縁性基板表面上の導体パッドに
接触してから該導体パッド上を摺動して凹部上の導体パ
ッドに接触する手段を設けて構成する。

産業上の利用分野 本発明は絶縁性基板に形成した導体パッドとコンタクト
との接続構造に関する。

コンビ二一夕や電子交換機等多量の情報を処理する電子
装置は、小型化、高信頼性、高速化への要求が一段と高
く、従って電子回路を高密度化することが必要とされる
。このためチップ（半導体素子）自体の集積度を高め、
要求に対処しているが、これに伴ってチップの入出力端
子数が増加することになり、パッケージの形状も変化し
てきている。

また一方、さらに実装密度を高めるた砧、チップを個々
のパッケージに収めないで、チップの状態でセラミック
の多層配線基板上に複数個直接搭載して、基板全体を封
止する、所謂マルチチップ実装法が実用化されており、
パッケージは単なる容器ではなく半導体回路の一部とし
ての機能を有するものに変化している。これをさらに進
めて、複数のＬＳＩ等の半導体素子及び複数のチップ部
品を多層配線基板上に実装して半導体モジニールを構成
し、この半導体モジュール全体を気密封止するパッケー
ジ構造も採用されつつあり、人出カピンの数も数百ビン
程度に増加している。このため、人出力ピンの数が増加
した場合にも信頼性の高い電気的接続を確保することの
できる絶縁性基板上に形成した導体パッドとコンタクト
との接続構造が要望されている。

従来の技術 第９図は本発明者等が試作した半導体モジュールをプリ
ント配線板に実装した従来例の斜視図であり、第１０図
は第９図の半導体モジュールの分解斜視図である。プリ
ント配線板ユニット２は、プリント配線板４に半導体モ
ジニール６を４個実装して構成されており、このプリン
ト配線板ユニット２を１個乃至複数個コネクタ８を介し
て図示しないバックワイヤリングボードにプラグイン接
続することにより、電子装置が構成される。

半導体モジュール６は第１０図に示すように構成されて
いる。即ち、セラミック基板ｌｏ上に銅とポリイミドを
交互に積層した多層配線薄膜１２を形成し、セラミック
基板１０上にＬＳＩペアチップ１４をグイボンディング
接着剤により接着するとともに、多層配線薄膜１２上に
チップ部品１６を搭載し、ＬＳＩ１４の導体パッドと多
層配線薄膜１２の導体パッドとをボンディングワイヤ１
５で接続している。セラミック基板１０の外周部の表面
上には外部接続用導体パッド１８が形成されている。Ｌ
ＳＩ１４と多層配線薄膜１２とは一括してキャップ２０
により封止されており、キャップ２０の内部には窒素ガ
スが封入されている。

セラミック基板１０の裏面には銀−エポキシ等の接着剤
により放熱フィン２２が接着されている。

セラミック基板１０上に銅とポリイミドを交互に積層し
た多層配線薄膜１２を形成しているのは、セラミック基
板１０上に直接ＬＳＩのパッド数に対応した微細化パタ
ーンを形成できないためであり、セラミック基板１０上
には概略１００μｍ程度のパターンしか形成できないが
、多層配線薄膜１２上には概略２５μｍの微細パターン
を形成することができる。

プリント配線板４上にはスプリングを内蔵したピンコン
タクト２６を装着したコネクタブロック２４が実装され
ており、抑え金具２８．３０をプリント配線板４の上下
から共線めすることにより半導体モジュール６はプリン
ト配線板４に搭載される。プリント配線板４の導体パタ
ーンとセラミック基板１０に実装されたＬＳＩ１４、チ
ップ部品１６との電気的接続はピンコンタクト２６が外
部接続用導体バッド１８に圧接することにより達成され
る。

第１１図はこの圧接による電気的接続を詳細に示してお
り、ピンコンタクト２６のコンタクト部２６ａが内蔵さ
れたスプリングにより下方に押されることによりセラミ
ック基板１０上に形成された外部接続用導体バッド１８
に圧接され、ピンコンタクト２６と外部接続用導体バッ
ド１８との電気的接続が達成される。１７はセラミック
基板１０上に形成された導体パターンである。

発明が解決しようとする課題 上述したようなプリント配線板ユニットにおいては、半
導体モジュール６の外部接続用導体バッド１８の数は数
百にも上り、その一つ一つがピンコンタクト２６と確実
に電気的に接触しなければ誤動作を起こすことになる。

しかし従来の接続構造は第１１図に示すように、ピンコ
ンタクト２６のコンタクト部２６ａが圧接により導体パ
ッド１８に接触する構成であるため、例えば小さなゴミ
等が導体パッド１８に付着したような場合、ピンコンタ
クト２６と導体パッド１８との圧接部にコミが介在する
たｔ両者の電気的接続が取れない場合があり、たとえ多
数の接続部の一つでもこのような不導通が発生するとプ
リント配線板ユニットが誤動作を起こしてしまうという
問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、信頼性の高い電気的接続を確保
することのできる絶縁性基板上に形成された導体パッド
とコンタクトとの接続構造を提供することである。

課題を解決するたｔの手段 第１の解決手段としては、外周部に複数の導体パッドを
形成した絶縁性基板と複数のピンコンタクトとの接続構
造において、絶縁性基板の外周部にピンコンタクトの外
径よりも大きな複数の凹部を設け、各々の凹部と絶縁性
基板表面に跨がり導体パッドを形成する。そして、各々
のピンコンタクトと導体パッドの接続時にピンコンタク
トが最初絶縁性基板表面上の導体パッドに接触してから
該導体パッド上を摺動して凹部上の導体パッドに接触す
る手段を設けて構成する。

第２の解決手段としては、絶縁性多層基板に形成された
複数の導体パッドと複数のコンタクトとの接続構造にお
いて、絶縁性多層基板をその外径寸法を段階的に変化さ
せた階段状絶縁性多層基板から形成し、この階段状絶縁
性多層基板の外周部端面に導体パッドを設ける。さらに
、階段状絶縁性多層基板の外径に対応した階段状凹部を
有する容器に、その一端が容器内部に突出して垂直方向
に変形可能な複数のバネ状コンタクトを取り付ける。そ
して、階段状絶縁性多層基板を前記容器内に嵌合するこ
とにより、各々の導体パッドと各々のバネ状コンタクト
とを接続するように構成する。

前言己した第２の解決手段の変形例として、階段状絶縁
性多層基板の外周部端面に導体パッドを設ける代わりに
、外周部表面に導体パッドを設け、容器に取り付けるバ
ネ状コンタクトをこれに対応して水平方向に変形可能な
ように取り付けても良い。

作　　　用 第１の解決手段においては、各々のピンコンタクトと導
体パッドの接続時に、ピンコンタクトが最初絶縁性基板
表面上の導体パッドに接触してから導体パッド上を摺動
して凹部上の導体ノくラドに接触するから、導体パッド
上に例えゴミ等が付着していたとしてもピンコンタクト
の摺動作用により付着物が取り除かれるため、導体パッ
ドとピンコンタクトとの信頼性の高い電気的接続を確保
することができる。

第２の解決手段においては、バネ状コンタクトは垂直方
向又は水平方向に変形可能なため、階段状絶縁性多層基
板の外周部端面又は外周部表面に設けた導体パッドとの
間である程度の摺動による清掃作用がある。この清掃作
用により、導体パッド上に例えゴミ等が付着していたと
しても容易に取り除かれ、信頼性の高い電気的接続を確
保することができる。

さらに第２の解決手段によれば、プリント配線板上に容
器を介して階段状絶縁性多層基板を搭載した場合、プリ
ント配線板と絶縁性多層基板との間の熱膨張係数の差を
バネ状コンタクトが垂直又は水平に変形することにより
容易に吸収することができるため、接続信頼性を向上す
ることができる。さらに、階段状絶縁性多層基板を対応
する階段状凹部を有する容器に嵌合するように構成した
ため、絶縁性多層基板の交換が容易である。

実　　施　　例 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

まず第１図を参照すると、本発明実施例の一部断面側面
図が示されており、セラミック基板３０の外周部に複数
の凹Ｒ３１が設けられている。この凹部３１の大きさは
ピンコンタクト３６の外径よりも大きく形成する必要が
ある。そして、各々の凹部３１とセラミック基板表面３
０ａに跨がり外部接続用の導体パッド３２が形成されて
いる。

これらの導体パッド３２は第２図に示すようにセラミッ
ク基板表面３０ａに形成された導体パターン３３に接続
されている。

３４はコネクタブロックであり、複数のピンコンタクト
３６が嵌合され、その一端は下方に突出し他端は上方に
突出してプリント配線板３８に半田付けにより接続され
ている。ピンコンタクト３６は内部にスプリングが内蔵
されており、このスプリングにより下方に突出するよう
に付勢されている。コネクタブロック３４の１端部下方
には突起３４ａが形成されている。４０はセラミック基
板３０に固定されたガイド部材であり、コネクタブロッ
ク３４の突起３４ａが当接して案内されるガイド部４１
が形成されている。

然して、コネクタブロック３４のピンコンタクト３６と
セラミック基板３０に形成された導体パッド３２とを接
続する際、まずコネクタブロック３４がガイド部材４０
に案内されて下降し、セラミック基板３００表面３０ａ
上に形成された導体パッド３２部分に接触する。次いで
、コネクタブロック３４の突起３４ａがガイド部材４０
のガイド部４１に案内されることにより、ピンコンタク
ト３６が導体パッド３２に接触しながら第３図矢印Ａで
示す方向に摺動し、想像線で示すように凹１ｉＩＢ３１
中に設けられた導体パッド３２部分に圧接するようにな
る。このようにピンコンタクト３６が導体パッド３２と
摺動接触することにより、ワイピング作用が発生し、例
えゴミ等が導体パッド３２上に付着していたとしてもこ
の摺動接触により拭き払われ、信頼性の高い導体パッド
３２とピンコンタクト３６との電気的接続を確保するこ
とができる。

次に第４図を参照すると、本発明の他の実施例断面図が
示されている。４２は半導体モジニールであり、その外
径寸法を段階的に変化させた階段状セラミック多層基板
４４上に銅とポリイミドを交互に積層した多層配線薄膜
４８を形成し、セラミック多層基板４４上にＬＳＩペア
チップ４６をグイボンディング接着剤により接着すると
ともに、多層配線薄膜４８上に図示しないチップ部品を
搭載し、ＬＳＩ４６の導体パッドとセラミック多層基板
４４上の導体パッドとをボンディングワイヤ４７で接続
して構成している。そして第５図に示すように、セラミ
ック多層配線基板４４の外周部表面上には外部接続用の
導体パッド５０が形成されている。

５２は階段状セラミック多層基板４４の外形に対応した
階段状凹部を有する容器であり、例えば樹脂のモールド
成形により形成されている。容器５２の内周部にはセラ
ミック多層基板４４を係合する係合突起５３が形成され
ている。容器５２にはセラミック多層基板４４の導体パ
ッド５０に対応する数のバネ状コンタクト５４が装着さ
れており、各々のバネ状コンタクト５４の上端部５４ａ
は階段状凹部の底面から突出し、円弧状に折り曲げられ
て水平方向に変形可能なように形成されている。

半導体モジュール４２を容器５２内に嵌合すると、容器
５２の係合突起５３によりセラミック多層基板４４がス
ナツプフィツトにより第４図に示すように係止される。

バネ状コンタクト５４の下端部はプリント配線板５６の
スルホール中に挿入されて半田６０により固定される。

５８はプリント配線板５６上に実装された電子部品であ
る。

この実施例によれば、半導体モジュール４２を容器５２
に嵌合する隙、バネ状コンタクト５４の上端折り曲げ部
５４ａが水平方向に変形可能であるため、嵌合時にこれ
らの折り曲げ部５４ａが多層セラミック基板４４の導体
パッド５０に対して摺動することになり、これにより接
触部に付着したゴミ等の付着物を取り除くことができ、
導体パッド５０とバネ状コンタクト５４との信頼性の高
い電気的接続を確保することができる。また本構造によ
れば、半導体モジュール４２のセラミック多層基板４４
と容器５２との間の熱膨張係数の差は、バネ状コンタク
ト５４が水平方向に変形することにより容易に吸収する
ことができる。さらに本実施例によれば、半導体モジュ
ール４２は容器５２に嵌合されてプリント配線板５６に
搭載されるため、半導体モジュールの取り替えが非常に
容易である。

次に第７図を参照すると、階段状セラミック多層基板の
他の実施例断面図が示されており、この実施例において
はセラミック多層基板４４の外周部端面に外部接続用の
導体パッド５０が形成されている。そして、容器５２に
は第８図に示すように導体パッド５０の数に対応したバ
ネ状コンタクト６２が装着されている。即ち、各々のバ
ネ状コンタクト６２の上端部６２ａが容器５２の階段状
凹部内に突出し、垂直方向に変形可能なように円弧状に
折り曲げられている。本実施例によれば外部接続用の導
体パッド５０がセラミック多層基板４４の外周部端面に
形成されているたｔ１セラミック多層基板４４の配線密
度を向上することができる。本実施例においても第４図
乃至第６図に示した実施例と同様に、半導体モジュール
４２を容器５２内に嵌合するときに、バネ状コンタクト
６２の円弧状折り曲げ部６２ａが垂直方向に変形して導
体パッド５０との間で摺動するため、ゴミ等の付着物を
容易に除去することができる。

発明の効果 本発明は以上詳述したように構成したので、絶縁性基板
上に形成した導体パッドとコンタクトとの信頼性の高い
電気的接続を確保できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の一部断面側面図、第２図は導体
パッド及びパターン部分斜視図、第３１！Ｉはピンコン
タクトと導体パッドとの摺動接触説明図、 第４１！ｌは本発明の他の実施例断面図、第５図は階段
状セラミック多層基板の断面図、第６図は第５図のセラ
ミック多層基板を受は入れる容器の断面図、 第７図は階段状セラミック多層基板の他の実施例断面図
、 第８図は第７図のセラミック多層基板を受は入れる容器
の一部破断断面図、 第９図は半導体モジュールをプリント板に実装した従来
例斜視図、 第１０図は第９図の要部分解断面図、 第１１図は従来の５接続構造斜視図である。 ５２・・・容器、 ５４．６２・・・バネ状コンタクト。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．外周部に複数の導体パッド（３２）を形成した絶縁
   性基板（３０）と複数のピンコンタクト（３６）との接
   続構造において、 前記絶縁性基板（３０）の外周部に該ピンコンタクト（
   ３６）の外径よりも大きな複数の凹部（３１）を設け、
   該各々の凹部（３１）と絶縁性基板表面（３０ａ）に跨
   がり導体パッド（３２）を形成するとともに、各々のピ
   ンコンタクト（３６）と導体パッド（３２）の接続時に
   、ピンコンタクト（３６）が最初絶縁性基板表面（３６
   ａ）上の導体パッド（３２）に接触してから該導体パッ
   ド（３２）上を摺動して凹部（３１）上の導体パッド（
   ３２）に接触する手段（３４ａ，４０）を設けたことを
   特徴とする絶縁性基板とコンタクトとの接続構造。
2. ２．前記複数のピンコンタクト（３６）はモールド中に
   軸方向に伸縮自在に収容され、導体パッド（３２）との
   接触点の反対側がプリント配線板（３８）の導体パター
   ンに接続されていることを特徴とする請求項１記載の絶
   縁性基板とコンタクトとの接続構造。
3. ３．絶縁性多層基板に形成された複数の導体パッドと複
   数のコンタクトとの接続構造において、絶縁性多層基板
   をその外形寸法を段階的に変化させた階段状絶縁性多層
   基板（４４）から形成し、該階段状絶縁性多層基板（４
   ４）の外周部端面に導体パッド（５０）を設け、 該階段状絶縁性多層基板（４４）の外形に対応した階段
   状凹部を有する容器（５２）に、その一端（６２ａ）が
   該容器（５２）内部に突出して垂直方向に変形可能な複
   数のバネ状コンタクト（６２）を取り付け、前記階段状
   絶縁性多層基板（４４）を前記容器（５２）内に嵌合す
   ることにより、前記各々の導体パッド（５０）と各々の
   バネ状コンタクト（６２）とを接続することを特徴とす
   る絶縁性多層基板とコンタクトとの接続構造。
4. ４．絶縁性多層基板に形成された複数の導体パッドと複
   数のコンタクトとの接続構造において、絶縁性多層基板
   をその外形寸法を段階的に変化させた階段状絶縁性多層
   基板（４４）から形成し、該階段状絶縁性多層基板（４
   ４）の外周部表面に導体パッド（５０）を設け、 該階段状絶縁性多層基板（４４）の外形に対応した階段
   状凹部を有する容器（５２）に、その一端（５４ａ）が
   該容器（５２）内部に突出して水平方向に変形可能な複
   数のバネ状コンタクト（５４）を取り付け、前記階段状
   絶縁性多層基板（４４）を前記容器（５２）内に嵌合す
   ることにより、前記各々の導体パッド（５０）と各々の
   バネ状コンタクト（５４）とを接続することを特徴とす
   る絶縁性多層基板とコンタクトとの接続構造。
5. ５．前記複数のバネ状コンタクト（５４，６２）の他端
   は該容器（５２）から外部に突出し、プリント配線板（
   ５６）の導体パターンに接続されていることを特徴とす
   る請求項３又は４記載の絶縁性多層基板とコンタクトと
   の接続構造。