JPS5894779A - 超伝導素子実装用マイクロコネクタ - 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】 この発明は超伝導素子実装用マイクロコネクタに関する
ものである。

従来の仁の種の装置は、第１図に示されているように、
形状エツチングによって形成し九ソケット穴１１を設け
、仁のソケット穴１１内に水銀球１２を注入保持させた
シリコンボード１と、超伝導素子２を搭載したシリコン
カード基板３．およびこの基板３に対してＬ字型となる
ように接着して、白金マイクロビン４１を備えたシリコ
ンフット基板４と、同様に白金マイクロビン５１″＃、
有して、素子ならびに素子間の動作を制御する配線モジ
ュール５とから構成されており、前記シリコンボード１
のソケット穴１１に対し、その表裏からシリコンフット
基板２．および配線モジュール５の各白金マイクロビン
４１，５１を挿入して、相互の電気的接続を行なわせる
ようＫしてい友。

こ＼で前記カード基板３．ひいては７ツト基板４０マイ
クロピン４１の数は、例えば１２０個曽後であり、かつ
また前記ボード１には、例えば１６組から３２組のカー
ドが実装されるために１過庸は４０００個前後のソケッ
ト穴１１が設けられていて、その寸法はピン径で６０μ
ｍ前後、穴径で１００μｍ前後となっている。

このような従来の載置にあって、素子は勿論のこと、配
線材料もま九超伝導材料からなっているが、コネクタを
構成している水銀球１２および各白金マイクロビン４１
，５１は超伝導材料でないために、極低温域においての
素子動作速度を低下させるという本質的な欠点があるほ
か、水銀球１２の保持のだめのキャビティであるソケッ
ト穴１１は、ホトエツチングおよび選択エツチングの各
工程を経たのち、相対称する２枚の基板を貼シ合わせる
という複雑な製作手順を必要とし、またこのように２枚
の基板を貼り合わせてなるボード１は、少なくとも０．
５ないし０．６ｍｍ前後の厚さを有し、結果的に各マイ
クロビン４１　、！ｉＩ間の間隔が大きくなって、コネ
クタ部でのインピーダンスが増大し、さらにソケット穴
１１はシリコンのＡｎ性エツチングによって形成するた
めに、入口側大径１００μｍ前後に対してキャビ夢イ側
穴径が１００μｍ前後に拡がシ、将来の高密度実装にと
って不利であるなどの多くの欠点を有するものであり丸
。

この発明は従来のこのような各欠点を改善す為ため、ソ
ケット穴に注入させる物質およびマイクロビンを共に超
伝導材料によって形成すると共に１ボード基板の一面に
配線パターンを載置させて、従来のボードと配線モジュ
ールとを一体化し、かつこのボード基板の両面に樹脂膜
を付着させて１、一方の樹脂膜は配線 パターンの保睦膜とし、他方の樹脂膜はソケット穴対応
位置にビン穴をあけ、その弾性を利用してビン挿入前の
ソケット穴内低融点超伝導合金の保持、ビン挿入後の同
ビン保持の機能を与え九ものである。

以下、この発明装置の一実施例を第２図について詳細に
説明する。

この第２図において、符号１ａは配線モジエールを兼ね
たボード基板であり、その一方の面には所定の配線パタ
ーン１３を形成載置させると共に、所定位置には他方の
面に貫通するソケット穴１４を形成しである。そしてこ
の基板１ａの両面には樹脂１［１５、１Ｂを付着形成さ
せ、適宜破Ｉｌ′ｒ、変形防止のための分断溝１５ａ＊
　１６ｍを設け、かつ他方の面の樹脂膜１６のソケット
穴１４に対応する位置に接続用小穴１７を穿孔し、ソケ
ット穴１４内に低融点超伝導合金材料による接続部材１
８を充填しである。また２、３および４は前記従来例と
同様に超伝導素子、カード基板および７ツト基板であり
、フット基板４には超伝導合金材料からなるマイクロビ
ン４２を設けたものである。

しかしてこの実施例での操作は、接続部材１Ｓが溶融す
る９例えば４０〜５０℃の環境下にあって、ボード基板
１ａの樹脂膜１６に形成し九接続用小穴１７に、超伝導
素子２．カード基板３を含むフット基板４のマイクロビ
ン４２を挿入して行なわれる。そしてこの挿入は、樹脂
膜１６の小穴１Ｔを押し拡げつ＼なされ、挿入後は樹脂
自体の収縮弾性によりマイクロビン４２が保持されてお
り、しかもこの保持はすべてのマイクロビン４２におい
てなされるために、従来必要とされていたカード保持手
段を省略し得る。

また素子の一部取り換えなどで前記とは反対に取り外す
場合には、前記と同様の溶融環境下で小穴１７から！イ
クロピン４２を引き抜けばよい。

そしてこの場合、引き抜き動作に伴ない、引き抜かれる
ビン４２の表面を小穴１Ｔの周Ｈの樹脂膜１６部分がこ
すり、かつ引き抜いたのちは小穴１Ｔ自体も可及的に閉
じられた状態になるので、溶融した合金がビンと共に引
き出されたり、あるいは流れ出すようなことはない。

続いて前記ボード基板１ａの製作方法の一例としては、
２５０〜３００＃ｍ　　の板厚をもつ石英。

セラｉツクス、シリコンなどの基板に、レーザによって
直径１５０〜２００μｍ前後のソケット穴１４を所定位
置に所定個数穿設させた上で、この基板を４０〜５０℃
で溶融させた超伝導合金浴中に浸漬させ、各ソケット穴
１４にこの合金による接続部材１８を充填させる。その
後、浴中から取り出した基板の両面を研磨して、合金と
基板との面を平坦化し、一方の面に従来の配線モジュー
ルでの配線回路に相当して、かつ所定位置で前記各接続
部材１８に接続される配線パターン１３を形成させ、さ
らにこのパターンを含む基板両面に厚さ５０〜１００μ
ｍ前後の樹脂膜１５．１６を貼付け。

もしくけスプレーコーティングする。この樹脂は極低温
耐性があって、常温で弾性に富むシリコンゴム、あるい
はウレタンゴム系のものがよい。ついで低パワーレーザ
により前記ソケット穴１４に対応する他方の樹脂膜１６
に、マイクロピン４２の直径より小さく、かつ合金の流
出を阻止できる程度の直径１例えば５０〜１００μｍ前
後の接続用小穴１７をあけ、またレーザスキャンにより
分断＃１５ａ、１６ａを形成して、熱膨張係数差その他
による樹脂膜１５．１６の破断、変形を防止して完成さ
せる。そしてさらにマイクロビン４２は、所定位置にあ
って前記接続部材１８としての合金よりも充分に融点の
高い超伝導合金材料を厚くパターン蒸着した上で、一旦
これを融点まで加熱溶融させ、その表面張力により球状
に自然形成させ、これを冷却固化すればよい。

なお、前記ソケット穴１４に充填する低融点超伝導合金
材料としては、例えばＰｂ−８ｎ−Ｂｉ−Ｉｎ系の合金
を、またこれよりも融点の高いマイクロピン４２−のた
めの同合金としては、例えばｈ＝Ｂｉ　−８ｎ系の合金
をそれぞれに使用できる。

以上詳述したようにこの発明によれば、ボード基板加工
のためにレーザを適用でき、併せてボードと配線モジュ
ールとを共通化したから、全体の構成を極めて簡略化で
き、しかも製作容易で取扱い島くなり、多数のモジュー
ルを極層化する場合に有オリであると共に、接続部材力
らひにマイクロピンなどのすべてを超伝導合金とし、か
つボード基板の厚さを従来の半分にし得るために信号伝
達を高速化できる利点がある。またソケット穴の部分は
弾性樹脂膜で形成されているために、マイクロピン挿入
後の保持に別の手段を必要とせず、さらにソケット穴が
直線状であるから、基板上に占める大面積を従来の１／
４以下にできて一層の為密度笑装が可能となる。そして
さらに必要とあれば保毅樹脂膜をレーザで局部的に除去
して、配線パターンの一部切断、トリミング、もしくは
新たな蒸着付設などを行なうことにより配線パターンの
修正ＪＥできるなどの種々の特長を発揮し得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例による超伝導素子実値用マイクロコネク
タを示すＩＩＲＪｌ！構成図、第２図はこの発−〇一実
施例を適用し九超伝導素子夷義用！イク冒コネクタを示
す要部断面−威図でＴｏゐ０１ａ　　・・・−ボード基
板、１３・・・・配−パターン、１４・・・・ソケット
穴、１５，１８・・・・樹脂膜、１１・・・・接続用小
穴、１−・・・・低融点超伝導合金材料による接続部質
、２特許出願入　　日本電償電ｍ会社 代理人　山川歌樹 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. それぞれ所定位置にソケット穴を穿設した薄膜基板を有
   し、各ソケット穴には極低温域で超伝導性を示す低融点
   合金からなる接続部材を充填させ、またこの基板の一方
   の面に前記各接続部材に接続される配線パターンを形成
   させ、さらにこの配線パターンを含む基板両面に弾性を
   もつ樹脂膜を形成すると共に、他方の面の樹脂膜の前記
   ソケット穴に対応する位置に接続用小穴を穿設させ、こ
   の小穴を通して前記接続部材よりも高融点の同資質合金
   力！らなるマイク賞ピンを挿入接続し得るようにしたこ
   とを特徴とする超伝導素子実装用マイクロコネクタ。