JP2012164554A - Elastomer contact sheet and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄板シート状のエラストマーをベース素材にしたものに特定位置に金属導電体を埋め込んだ形にし、その特定位置にエラストマーの厚さ方向に圧力を加えることにより導電路を形成することを可能にしたエラストマーコンタクトシートおよびその製造方法に関するものである。 In the present invention, a conductive sheet is formed by embedding a metal conductor in a specific position in a thin sheet-like elastomer as a base material, and applying pressure in the thickness direction of the elastomer at the specific position. The present invention relates to an enabled elastomer contact sheet and a method for producing the same.
上記のようなエラストマーコンタクトシートは、ＰＣＲ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｒｕｂｂｅｒ）と称される。本発明に係るエラストマーコンタクトシートはＰＣＲのことを指しており、以下、エラストマーコンタクトシートについては、特別の場合を除きＰＣＲという。本発明は、安価でかつ簡易に製作可能なＰＣＲに関するものである。 The elastomer contact sheet as described above is referred to as a PCR (Pressure Conductive Rubber). The elastomer contact sheet according to the present invention refers to PCR. Hereinafter, the elastomer contact sheet is referred to as PCR unless otherwise specified. The present invention relates to a PCR that is inexpensive and can be easily produced.
ＰＣＲと称されるものは種々のものがあり、代表的なものは次の２種類である。（１）シリコンラバーシートに極細の金属線材をラバーの厚さ方向に垂直に、あるいはある角度をもたせた形で、しかも微細ピッチでシート全面に埋設したタイプのもの（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。（２）シリコンラバーシートの厚さ垂直方向に導電性フィラー或いはそれに類するものを縦列に充填したもの（例えば、特許文献３参照）。この他にもコンタクトシートと称して種々の類似したものが存在するが、エラストマーシ−トをベース素材にしたものは上記２種の方式が主流である。
There are various types of PCR, and the typical ones are the following two types. (1) A type in which a fine metal wire is embedded in a silicon rubber sheet perpendicularly to the rubber thickness direction or at an angle and embedded in the entire surface of the sheet at a fine pitch (for example,
現在市場にて多用されているこの２種のタイプのＰＣＲについての夫々の特徴を説明する。まず、金属細線をエラストマーシートに埋設したタイプのＰＣＲについて説明する。このＰＣＲに埋設される金属細線は通常的には３０ミクロン程度の太さの単線で、埋設グリッドピッチは現在相当細密なものが存在し、１００ミクロン以下のものも市販されている。そして、このタイプのＰＣＲはシート全面（特定箇所にのみ埋設したものでない）に金属細線が規則正しい位置関係で埋設されているのが一般的ある。 The characteristics of each of the two types of PCR that are currently widely used in the market will be described. First, a PCR of a type in which a thin metal wire is embedded in an elastomer sheet will be described. The thin metal wire embedded in the PCR is usually a single wire having a thickness of about 30 microns, and the embedded grid pitch is currently quite fine, and those with a size of 100 microns or less are also commercially available. In this type of PCR, metal thin wires are generally embedded in a regular positional relationship on the entire surface of the sheet (not embedded only at a specific location).
この金属細線埋設タイプのＰＣＲに関しては、それを生産する製造工程上の治具・設備の関係で、面積的にはある程度限定した大きさのものでしか製作できない。そのため、一般的にはＢＧＡ−ＩＣ（電極部がＢａｌｌ Ｇｒｉｄ ＡｒｒａｙタイプのＩＣ）ソケットに代表される製品類のように、比較的狭い面積エリアに活用されている。このタイプのＰＣＲは高周波特性が優れている。この優位点を活用して、ポゴピンと称されるプローブピンの置換手段として、ＩＣソケットあるいはそれに類する製品に応用・実用化されている。 This thin metal wire embedded type PCR can be manufactured only with a size limited to some extent in terms of area due to the relationship between jigs and equipment in the manufacturing process for producing the PCR. Therefore, in general, it is used in a relatively small area, such as products represented by BGA-IC (IC of which the electrode part is a Ball Grid Array type) socket. This type of PCR has excellent high frequency characteristics. Utilizing this advantage, it has been applied and put into practical use as an IC socket or similar product as a probe pin replacement means called pogo pin.
このタイプのＰＣＲの例として、金属細線をエラストマーの厚さ方向に垂直に埋設することを避け、ある角度を持たせて埋設しているものがある。図１６は、金属細線をエラストマーに埋設する際にある角度を持たせたタイプのＰＣＲの断面図である。符号１はシリコンゴム、符号２は金属細線を示す。金属細線２を傾斜させて埋設した理由は、極細の金属細線といえどもその中心軸線方向から圧力を与えた場合、相当大きな屈曲反力が生じることになるため、中心軸線に対して斜めから圧力が加わるようにして、金属細線を撓み易くしたものである。ただし、金属細線２が傾斜しているため、エラストマーシートの表裏では接触ノード位置のずれ、すなわちオフセットが生じることになる。その量はエラストマーの厚みに関係してくるが、０．２ｍｍ程度のオフセットが生じている。この点に関しては実用上さほど問題にならない。現にＩＣソケット等の応用例も存在する。ただ、予めエラストマーシートの表裏では接触ノード位置にオフセットがあることを考慮してエラストマーシートを然るべき位置にセットする必要がある。
As an example of this type of PCR, there is one that avoids embedding metal fine wires perpendicular to the thickness direction of the elastomer, and embeds them at a certain angle. FIG. 16 is a cross-sectional view of a PCR of a type having a certain angle when embedding a thin metal wire in an elastomer.
上記金属細線埋設タイプのＰＣＲは、エラストマーシートの表裏面に導電部として金属細線の頭出し部分が存在し、この頭出し部分はエラストマーシートの面からほんの僅かに突出している。そのため、ＢＧＡ−ＩＣソケットに応用する場合には問題がないが、ＬＧＡ−ＩＣ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ ＡｒｒａｙタイプのＩＣ）に関しては、ＩＣそのものの電極部がバンプ形状となっていないため、接触の信頼性が低下する。つまり、ＩＣの電極部が凸形状の出っ張り（バンプ）になっていないため、全電極部においてＰＣＲと完全な接触変位（撓みの生じる接触）を得るためには、相当大きな押圧力が必要となる。そして、ＬＧＡ−ＩＣの電極部にソルダーレジスト等が施されている場合は接触部が一段低くなっているため、接触のための条件が更に悪くなる。その対策として金属細線の頭出し量を多くすることが考えられるが、これによって問題を解決できるわけではない。金属細線の頭出し量を多くすると、金属細線の埋設ピッチを狭めることができなくなるからである。 The thin metal wire embedded type PCR has a cue portion of a fine metal wire as a conductive portion on the front and back surfaces of the elastomer sheet, and this cue portion protrudes slightly from the surface of the elastomer sheet. Therefore, there is no problem when it is applied to a BGA-IC socket. However, with regard to LGA-IC (Land Grid Array type IC), since the electrode part of the IC itself does not have a bump shape, the reliability of contact is high. descend. In other words, since the electrode portion of the IC is not a protruding protrusion (bump), a considerable amount of pressing force is required in order to obtain complete contact displacement (contact where the deflection occurs) with the PCR in all electrode portions. . And when the solder resist etc. are given to the electrode part of LGA-IC, since the contact part is lowered | hung one step further, the conditions for a contact worsen further. As a countermeasure, it is conceivable to increase the cue amount of the fine metal wires, but this does not solve the problem. This is because if the cueing amount of the fine metal wires is increased, the burying pitch of the fine metal wires cannot be reduced.
次に、導電性フィラーをエラストマーシートに充填したタイプのＰＣＲについて説明する。このタイプのＰＣＲは、エラストマーシートの表裏を導通させる電路がシートの表面に対し垂直方向に配置されていて、シートの表裏において同じ位置関係となっている。したがって、前述のオフセットが生じることがない。また、大きな面積のＰＣＲも製造可能である。このタイプのＰＣＲは、上記二点の特徴を生かして、ベアー・ボード・チェッカー（Ｂ・Ｂ・Ｃ）用治具等に応用されている。 Next, PCR of a type in which an elastomer sheet is filled with a conductive filler will be described. In this type of PCR, an electric path for conducting the front and back of the elastomer sheet is arranged in a direction perpendicular to the surface of the sheet, and the same positional relationship is provided on the front and back of the sheet. Therefore, the aforementioned offset does not occur. Large area PCR can also be produced. This type of PCR is applied to a bear-board-checker (B, B, C) jig or the like by taking advantage of the above two characteristics.
導電性フィラー充填タイプのＰＣＲには数種類の形式のものが存在する。その一つは、図１７、図１８に示す分散型といわれているもので、図１７に示す例では、フィラーの充填箇所がシート全面にランダムに存在している。図１７において符号３を付した楕円で囲んだ範囲に、導電性フィラーがエラストマーシート１の面に対し散在している様子を拡大して示している。図１８において符号４を付した楕円部分は導電性フィラー５が充填されている様子を断面で示している。符号６を付した楕円部分は、接触ノード７がエラストマーシートの上方から加圧されたときに、接触ノード７の下に配列されている金属フィラー同士が接触し、この金属フィラー７を介してエラストマーシートの表裏が導通している様子を示している。
There are several types of conductive filler-filled PCR. One of them is called the dispersion type shown in FIGS. 17 and 18. In the example shown in FIG. 17, filler filling places are present randomly on the entire surface of the sheet. In FIG. 17, the state in which the conductive filler is scattered with respect to the surface of the
フィラーが充填されている箇所、すなわち、エラストマーシートの上下方向（表裏方向）に導通することができる箇所はシート全面に存在しているため、無数の箇所で導通が可能となる。圧力を加えて接触させる際の相手側の電極ノード部の接触面積はある面積以上の大きさが必要であり、断面積で０．２ｍｍ２程度必要とされている。接触ノードが球面形状のものとすれば０．５φ程度の太さが必要となる。ただ、最近ではさらに狭い断面積にても導通するように、つまり、分解能をより高くするように要求されている実情から、それに合致するスペックを備えたＰＣＲも生まれている。分解能を高めるにはＰＣＲの厚さを薄くすることで対応できるため、相当薄いＰＣＲがあり、最近では０．２ｍｍよりも薄くなりつつある。その反面、ＰＣＲが薄くなると厚み方向の弾性は減少することになるため、使用態様によってはＰＣＲの厚さ方向のバラツキを吸収し難くなるという問題が生じている。 Locations where the filler is filled, that is, locations where electrical conduction is possible in the vertical direction (front and back direction) of the elastomer sheet are present on the entire surface of the sheet, and therefore electrical conduction is possible at countless locations. The contact area of the electrode node portion on the other side when contacting with pressure is required to be greater than a certain area, and about 0.2 mm 2 in cross-sectional area is required. If the contact node has a spherical shape, a thickness of about 0.5φ is required. Recently, however, PCRs with specs matching them have been born from the fact that they are required to conduct even with a narrower cross-sectional area, that is, with higher resolution. Since the resolution can be increased by reducing the thickness of the PCR, there is a considerably thin PCR, and recently it is becoming thinner than 0.2 mm. On the other hand, since the elasticity in the thickness direction decreases as the PCR becomes thinner, there is a problem that it becomes difficult to absorb the variation in the thickness direction of the PCR depending on the use mode.
また、導電性フィラー充填タイプのＰＣＲは、エラストマーシートの横方向の短絡すなわち異方性の破壊という点ではそれほど問題にならず、縦方向のみの導通という点での異方性は充分信頼性と実績があり、０．１ｍｍ程度のクリアランスでも充分である。このタイプのＰＣＲは、主としてベアー・ボード・チェッカー（ＢＢＣ）の治具に応用されている。 In addition, the conductive filler-filled PCR is not so problematic in terms of lateral short-circuiting of the elastomer sheet, that is, destruction of anisotropy, and the anisotropy in terms of conduction only in the longitudinal direction is sufficiently reliable. There is a track record, and a clearance of about 0.1 mm is sufficient. This type of PCR is mainly applied to a bear board checker (BBC) jig.
また、導電性フィラー充填タイプのＰＣＲに偏在型と称するものがある。これは金属フィラー充填部があるピッチのグリッド格子点に規則正しく配置されているものである。図１９はこの偏在型のＰＣＲを示しており、符号８を付した円の中に拡大して示しているように、ＰＣＲ全面にフィラー充填箇所が規則的に存在している。符号９は導電性フィラー充填部を示している。この偏在型のＰＣＲも大面積のものを製作することは可能であるが、平面的にフラットに仕上げられたタイプのＰＣＲ（偏在型も分散型も）の場合は、接触に作用する相手方のノードポイント部（電極部）に、接触の信頼性を確保するためにバンプ状の突起部を設けることが好ましい。
In addition, there is a so-called uneven distribution type of conductive filler filling type PCR. This is regularly arranged at grid lattice points of a pitch with a metal filler filling portion. FIG. 19 shows this uneven distribution type PCR. As shown in an enlarged view in a circle with
また、偏在型のＰＣＲの一種として、図２０に示すような凹凸ＰＣＲと称するものがある。このＰＣＲは導電性フィラーを充填した箇所を凸状（バンプ状）にＰＣＲの平面から頭出しをした形状にしたものである。図２０において符号１０は導電性フィラーが充填された箇所を示しており、このフィラー充填箇所に突起５が設けられて凸状バンプ部となっている。突起５を設ける目的は、相手の接触ノードから発生する接触力を凸状バンプ部に集中して荷重が掛けられるように意図したものである。よってＬＧＡ−ＩＣのソケットにも問題なく応用できる。フラットなＰＣＲの場合、相手方電極部に何らかのバンプ形状を介して接続することを求められる場合に対応するものである。この偏在型ＰＣＲを用いるときには、平面状のＰＣＲであっても、凹凸ＰＣＲであっても、相手接触ノード部との相対的な位置決めを正確に行わなければならない。そのため、上記ＰＣＲをリジット基板枠等と一体にし、基板枠の位置決め孔を基準にして行うのが一般的である。
Further, as one type of unevenly distributed PCR, there is a so-called uneven PCR as shown in FIG. In this PCR, a portion filled with a conductive filler is formed in a convex shape (bump shape) with a cue from the PCR plane. In FIG. 20, the code |
本発明は、偏在型ＰＣＲの一種であって、大がかりな備品・治具・装置等を使用することなく、エラストマーシートの任意の必要な箇所に、接触感圧タイプの金属導電部を埋め込むことを可能にし、安価な、しかも高精度のエラストマーコンタクトシートを得ることを目的とする。 The present invention is a kind of ubiquitous PCR, and it is possible to embed a contact pressure-sensitive type metal conductive portion in any necessary location of an elastomer sheet without using large-scale equipment, jigs, devices, etc. An object of the present invention is to obtain an elastomer contact sheet that is possible, inexpensive, and highly accurate.
本発明に係るエラストマーコンタクトシートは、エラストマーシートに複数の金属撚り線が上記エラストマーシートの厚さ方向に向いて埋設され、上記各金属撚り線の長さ方向の両端部が上記エラストマーシートの表裏両面で露呈していることを最も主要な特徴としている。 In the elastomer contact sheet according to the present invention, a plurality of metal strands are embedded in the elastomer sheet in the thickness direction of the elastomer sheet, and both end portions in the length direction of the metal strands are both front and back surfaces of the elastomer sheet. The main feature is that it is exposed in
また、本発明に係るエラストマーコンタクトシートは、エラストマーシートに複数のばね性保有接触子が上記エラストマーシートの厚さ方向に向いて埋設され、上記各ばね性保有接触子の長さ方向の両端部が上記エラストマーシートの表裏両面で露呈している構成であってもよい。 In the elastomer contact sheet according to the present invention, a plurality of spring holding contacts are embedded in the elastomer sheet in the thickness direction of the elastomer sheet, and both end portions of each spring holding contact in the length direction are provided. The structure exposed on both the front and back of the said elastomer sheet may be sufficient.
本発明に係るエラストマーコンタクトシートの製造方法は、金属撚り線が結合された針状部材をエラストマーシートに貫通させることにより上記金属撚り線を上記エラストマーシートの厚さ方向に引き通す工程と、上記エラストマーシートの複数個所で引き通されている上記金属撚り線を上記エラストマーシートの表裏両面において切断する工程を有してなることを特徴としている。 The method for producing an elastomer contact sheet according to the present invention includes a step of passing the metal stranded wire in the thickness direction of the elastomer sheet by passing a needle-like member combined with the metal stranded wire through the elastomer sheet, and the elastomer It has the process of cut | disconnecting the said metal strand wire penetrated in the several places of the sheet | seat in the front and back both surfaces of the said elastomer sheet, It is characterized by the above-mentioned.
また、本発明に係るエラストマーコンタクトシートの製造方法は、エラストマーシートの所定の位置において上記エラストマーシートの厚さ方向にパイプを貫通させる工程と、上記エラストマーシートを貫通した上記パイプ内に導電性のばね性保有接触子を挿入する工程と、上記ばね性保有接触子の両端位置を規制して上記パイプを引き抜き上記エラストマーシートの弾力で上記ばね性保有接触子を保持させる工程を有してなるものであってもよい。 The method for manufacturing an elastomer contact sheet according to the present invention includes a step of penetrating a pipe in a thickness direction of the elastomer sheet at a predetermined position of the elastomer sheet, and a conductive spring in the pipe penetrating the elastomer sheet. A step of inserting the elastic holding contact and a step of regulating the both end positions of the spring holding contact, pulling out the pipe and holding the spring holding contact by the elasticity of the elastomer sheet. There may be.
さらに、本発明に係るエラストマーコンタクトシートの製造方法は、複数のストッパーピンが立てられているベース基板に対して所定の間隔をあけかつ上記各ストッパーピンを厚さ方向に貫通させてスペーサー基板を配置する工程と、上記ストッパーピンの位置と同じ位置に孔が開けられているガイド基板を上記スペーサー基板に重ねて上記ガイド基板の各孔にばね性保有接触子を挿入する工程と、上記ガイド基板に覆い板を重ね上記スペーサー基板と上記ガイド基板を上記ベース基板に向かって移動させる工程と、上記覆い板と上記ガイド基板との間に生じている空間にエラストマーを充填することにより上記ストッパーピンとによって支持されている上記各ばね性保有接触子の周囲を上記エラストマーで埋め込む工程と、上記エラストマーを硬化させる工程を有してなるものであってもよい。 Furthermore, in the method for manufacturing an elastomer contact sheet according to the present invention, a spacer substrate is arranged with a predetermined interval from a base substrate on which a plurality of stopper pins are erected and through the stopper pins in the thickness direction. Inserting a spring holding contact into each hole of the guide substrate by superimposing a guide substrate having a hole at the same position as the stopper pin on the spacer substrate; and Overlaying a cover plate, supporting the spacer substrate and the guide substrate toward the base substrate, and filling the space formed between the cover plate and the guide substrate with elastomer to support the stopper pin A step of embedding the periphery of each of the above-mentioned spring holding contacts with the elastomer, and the elastomer It may be comprised of a step of curing the.
本発明によれば、以下のような効果を奏する。
（１）簡易な装置を使用することにより、また、必要な工具や治具類が少ないため、安価なＰＣＲ提供できる。
（２）必要に応じて追加工により新たな箇所に金属撚り線あるいはばね性保有接触子からなる導電部を増設できる。
（３）エラストマーシートの厚さを適宜選択できる。従来の金属フィラー埋設タイプのＰＣＲでは厚さ寸法の範囲に限界があり、金属細線埋設タイプのＰＣＲでも厚さ寸法の範囲に限界がある。
（４）ＰＣＲの大きさは相当大きなものまで製作対応可能である。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) By using a simple apparatus, and since there are few necessary tools and jigs, inexpensive PCR can be provided.
(2) If necessary, a conductive part made of a metal stranded wire or a spring retaining contact can be added to a new location by additional work.
(3) The thickness of the elastomer sheet can be appropriately selected. The conventional metal filler buried type PCR has a limit in the range of the thickness dimension, and the thin metal wire buried type PCR has a limit in the range of the thickness dimension.
(4) The size of the PCR can be manufactured up to a considerably large size.
以下、本発明に係るエラストマーコンタクトシート（以下、「ＰＣＲ」という）およびその製造方法の実施例について図面を参照しながら説明する。
本発明に係るＰＣＲは、金属極細撚糸を埋設したタイプと、極細金属線からなるコイルスプリングを埋設したタイプの２種に大別できるので、それぞれのタイプのＰＣＲの実施例について、それぞれの製造方法とともに説明する。
Examples of an elastomer contact sheet (hereinafter referred to as “PCR”) and a method for producing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
The PCR according to the present invention can be broadly classified into two types, that is, a type in which a metal ultrafine twisted yarn is embedded and a type in which a coil spring made of an ultrafine metal wire is embedded. It explains together.
本発明に係るＰＣＲの第１の実施例は、極細の金属撚り線をエラストマーシートに埋設したタイプのＰＣＲの例であって、図１、図２はこの実施例を示している。図１、図２において、符号１で示すエラストマーシートに極細金属線が撚られてなる金属撚り線１１がエラストマーシート１の厚さ方向に向いて埋設されている。図１、図２に示す例は一種の偏在型ＰＣＲである。つまり、金属撚り線１１からなる導通部分を必要な箇所に設けたものである。金属撚り線１１は極細の複数の金属線が撚り糸のように撚られたものであるから、外表面に波状の凹凸が生じている。したがって、この金属撚り線１１をエラストマーシート１に埋設すると、柔軟性のあるエラストマーシート１が金属撚り線１１の外表面の凹凸に密着し、金属撚り線１１がエラストマーシート１に脱落することなく保持されている。エラストマーシート１に埋め込まれた金属撚り線１１の長さ方向の両端部はエラストマーシート１の表裏両面で露呈している。金属撚り線１１が存在している位置では、金属撚り線１１を介してエラストマーシート１の表裏両面間が導通し、ＰＣＲとして機能する。金属撚り線１１は上記のように極細の金属細線を撚り合わせたものであるから、１本１本の金属細線は波打ち状に湾曲しているため、長さ方向両端から圧力がかかると撓みながら圧縮され、圧縮されることによって反発力が生じるため、ＰＣＲの導電体として適している。
The first embodiment of the PCR according to the present invention is an example of a PCR in which an extremely fine metal strand wire is embedded in an elastomer sheet, and FIGS. 1 and 2 show this embodiment. In FIG. 1 and FIG. 2, a metal stranded
上記第１の実施例に係るＰＣＲの製造方法はいくつかあるが、以下に、代表的な製造方法について説明する。
図３乃至図５は金属撚り線をエラストマーシートの必要な箇所に埋設する第一の方法を工程順に示している。この製造方法では、ガイド基板１２を１枚用いる方式で、ガイド基板１２には、エラストマーシート１の金属撚り線１１を埋設する位置と同じ位置に孔１３が開けられている。エラストマーシート１にはガイド基板１２が重ねられ、例えば、剥離可能ナスプレー接着剤等によって暫定的に一体化され、後工程で両者は分離することができるようになっている。
There are several methods for producing the PCR according to the first embodiment, and a typical production method will be described below.
3 to 5 show a first method of embedding a metal strand in a necessary portion of the elastomer sheet in the order of steps. In this manufacturing method, a
図３、図４において、符号１４は金属パイプを示している。金属パイプ１４の先端部は針状に尖っていて、後で述べるようにあたかも縫い針のように用いられるので、本明細書では「針状部材」と称する場合がある。金属パイプ１４の内径部には極細の金属線が撚られた撚り線１１（フィラメント・ヤーン）の端部を挿入し金属パイプ１４内に固定する。このようにして金属撚り線１１が結合された金属パイプ１４を、あたかも針と糸で布を縫う要領で、ガイド基板１２の孔１３から金属パイプ１４を挿入し、さらにエラストマーシート１を貫通させ、金属撚り線１１をエラストマーシート１に引き通す。図４に示すように、金属撚り線１１がエラストマーシート１から抜け出ることなく、金属撚り線１１の後端部がエラストマーシート１の表面から突出している程度で止め、エラストマーシート１およびガイド基板１２の表面から突出している撚り線１１を切断する。以上の作業をガイド基板１２に形成されている孔１３の全てで繰り返すことにより、金属撚り線１１をエラストマーシート１の所定の位置に植設する。符号１５はカッターを示している。カッター１５は例えばニッパーのようなものを用いるとよい。
3 and 4,
上記のようにしてエラストマーシート１の所定の位置に撚り線１１を引き通すと、前述のように、エラストマーと撚り線１１は恰も一体成形されたような密な結びつきとなる。何故なら、撚り線１１は複数の細線が撚られたものであるから表面が波状の凹凸形状をしており、この凹凸にエラストマーが複雑に食い込んだ状態になるためである。
As described above, when the stranded
なお、針状部材としての金属パイプ１４を用いない方法として、金属撚り線１１の先端部を接着剤等で固め、先端部外径を細く仕上げ、撚り線１１そのものの先端に縫い針の役目をさせる方法を採用してもよい。この方法によれば金属パイプ１４は不要であるが、上記金属パイプ１４を用いる方法が作業性に優れている。
As a method not using the
図４からわかるように、撚り線１１はこれを必ずしもガイド基板１２の上面部において切断する必要はない。目視によってガイド基板１２の上面で頭出しがされていることがおおよそ確認できれば、その状態でエラストマーシート１の裏面側においてのみ撚り線１１を切断すればよい。全ての撚り線１１について上記切断処理を行った後にガイド基板１２をエラストマーシート１から分離し、図５に示すように、エラストマーシート１の表裏両面からの撚り線１１の頭だし量を適宜な量に揃えて切断する。撚り線１１の頭だし量を揃えて切断する方法は種々考えられるので、その方法に関しては限定しない。以上、図３乃至図５に示す例はガイド基板１２を１枚用いて撚り線１１を植設する方法の例である。
As can be seen from FIG. 4, the stranded
ＰＣＲの使用態様によっては、ＰＣＲに上記ガイド基板１２が張り合わされたままの態様が好都合な場合がある。ガイド基板１２が張り合わされたままの態様では、ガイド基板１２のガイド孔１３部分において撚り線１１が存在することになる。しかし、この場合でも、例えば図６に示すような使用態様を採用すれば、不都合なく使用することができる。
Depending on how PCR is used, it may be advantageous to leave the
図６は、例えばピングリッドアレイタイプの電子部品を想定した使用態様を示す。図６において符号１６は上記電子部品の裏面電極部のリード足を示している。このリード足１６の先端をガイド基板１２のガイド孔１３に挿入すれば、自ずと部品の位置決めが可能になるとともに、各リード足１６との導通を図ることができる、という発想である。
FIG. 6 shows a usage mode assuming a pin grid array type electronic component, for example. In FIG. 6, reference numeral 16 indicates a lead leg of the back electrode portion of the electronic component. The idea is that if the tip of the lead foot 16 is inserted into the
次に、金属撚り線をエラストマーシートに埋設する第２の方法について説明する。図７はその方法を示しており、ガイド基板１２を２枚用いている。２枚のガイド基板１２でエラストマーシート１をサンドイッチ状に挟み込んだ状態にし、この状態で、恰も布を縫い針で縫い合わせるようなイメージで、金属撚り線１１の一端を結合した前記金属パイプをガイド基板１２の表裏より交互に通して、金属撚り線１１をエラストマーシート１に植設する。一方のガイド基板１２のガイド孔から金属パイプを挿入してエラストマーシート１を貫通させ、他方のガイド基板１２のガイド孔から抜け出させる。次に、上記他方のガイド基板１２のガイド孔から金属パイプを挿入し、エラストマーシート１を貫通させ、上記一方のガイド基板１２のガイド孔から抜け出させる。このように、エラストマーシート１の両面に重ねたガイド基板１２の一方から他方に交互に金属パイプを挿入して全てのガイド孔に金属撚り線１１を通した後、撚り線１１の切断をまとめて行う。そして、エラストマーシート１の表裏両面のガイド基板１２を分離し、図５について説明したように、各撚り線１１の頭だし量を調整しながら撚り線１１を切断する。製作するＰＣＲの大きさと導電部すなわち撚り線１１の植設ピッチ等によって、使用するガイド基板１２の数を１枚または２枚のいずれかを選択するとよい。
Next, a second method for embedding a metal stranded wire in an elastomer sheet will be described. FIG. 7 shows the method, and two
ここまで説明してきた金属撚り線を埋設したＰＣＲの製造方法は、ガイド基板１２を１枚または２枚を用いる方法であったが、以下に説明する製造方法は、ガイド基板を不要にした製造方法であり、図８、図９はその製造方法の例を示している。図８、図９において、エラストマーシート１には、金属撚り線１１を挿入する箇所を予めＸ−Ｙデータとして作成しておく。図においてエラストマーシート１の上面側では、金属パイプ挿入ガイド１７を自動的にＸ−Ｙ移動させながら上記Ｘ−Ｙデータに従い所定の位置で停止させる。金属パイプ挿入ガイド１７は金属パイプ挿入孔を有していて、この金属パイプ挿入孔の位置が上記Ｘ−Ｙデータに従い所定の位置で停止するようにＸ−Ｙ方向の位置が制御される。金属パイプ挿入ガイド１７が停止した位置で、上記金属パイプ挿入孔に、前述の金属パイプを挿入し、かつ、エラストマーシート１を貫通させることにより金属撚り線１１をエラストマーシート１に引き通す。その後は、図３、図４について説明した工程とほぼ同様の工程を実施することにより、ＰＣＲを得ることができる。図８、図９では、エラストマーシート１の下面側においてはニッパー状のカッター１８によって金属撚り線１１を切断するようになっている。
The PCR manufacturing method in which the twisted metal wires described so far are used is a method using one or two
このＰＣＲの製造方法によれば、ガイド基板は不要である。特別仕様の一品生産品で、しかも大きな面積のＰＣＲを製作する場合は有効な製造方法である。ただし、数値制御（ＮＣ）のＸ−Ｙステージ等の装置が必要となる難点がある。図８、図９に示す例は、金属撚り線１１を挿入する箇所の位置出しのみを自動化ないしは機械化し、撚り線１１が結合された金属パイプの挿入は一点ずつ手作業で行う半自動機を想定したものである。この半自動機械化した装置は比較的簡単に実現可能であるのに対し、全自動機化しようとすると相当高額の開発コストがかかる。
According to this PCR manufacturing method, no guide substrate is required. This is an effective manufacturing method when a PCR product with a special product and a large area is manufactured. However, there is a difficulty that an apparatus such as an XY stage for numerical control (NC) is required. The example shown in FIGS. 8 and 9 assumes a semi-automatic machine that automates or mechanizes only the position where the metal stranded
図８、図９に示す例で想定している上記のような半自動機においては、エラストマーシート１の上面側における撚り線１１の切断処理は、図３、図４で説明した切断処理と同じ処理を適用することができる。よって、切断作業は不要で、裏面側のみについて切断処理を配慮すればよい。図３、図４に示す例では、ニッパー等からなるカッターによって切断面を目視しながら仮に切断することができるが、図８、図９に示す装置を用いる場合は、切断すべき部分がエラストマーシート１の裏面にあるため、切断面を目視しながら作業することはできない。そこで、図８、図９に示す例において用いるカッター１８は装置に付属させたカッターとするとよい。さらに、金属パイプ挿入ガイド１７とカッター１８は上下において同一の位置関係を保ちながら同期的に移動するようにするとよい。そして、カッター１８を作動させて撚り線１１を切断する場合は、その都度人為的に動作信号を与えるようにするとよい。よって、Ｘ−Ｙ方向のＮＣ制御を行って移動させる対象物は、エラストマーシート１そのものとするほうが装置の構成を簡易化することができる。ただし、どちらの方式を選択するかは任意である。図８は金属撚り線１１を金属パイプ挿入ガイド１７のガイド部に挿入する前の状態を、図９は金属撚り線１１をエラストマーシート１に貫通させ、その裏面側で切断するときの状態を示している。図８、図９において符号１９は、エラストマーシート１をＸ−Ｙ移動させるときに用いるエラストマー固定フレームを示している。
In the semi-automatic machine as described above assumed in the examples shown in FIGS. 8 and 9, the cutting process of the stranded
次に、以上説明した金属撚り線１１に代えて、ばね性保有接触子、例えば、金属細線をコイル状に成形したスプリングを用いたＰＣＲの実施例およびその製造方法について説明する。この実施例に係るＰＣＲは、薄板状のエラストマーシートをベースとし、このエラストマーシートの必要な箇所に複数のコイルスプリングを埋設してなるものである。金属細線によるコイル状のスプリングをエラストマーシート１に埋設すると、柔軟性のあるエラストマーシート１が上記スプリングに密着し、スプリングがエラストマーシート１に脱落することなく保持される。エラストマーシート１に埋め込まれた上記スプリングの長さ方向の両端部はエラストマーシート１の表裏両面で露呈している。金属細線によるコイル状のスプリングが存在している位置では、スプリングを介してエラストマーシート１の表裏両面間が導通し、ＰＣＲとして機能する。金属細線によるコイル状のスプリングは、長さ方向両端から圧力がかかると撓みながら圧縮され、圧縮されることによって反発力が生じるため、ＰＣＲの導電体として適している。
Next, an example of PCR using a spring having a spring property, for example, a spring formed by forming a metal thin wire in a coil shape, instead of the
次に、上記スプリングを用いたＰＣＲの製造方法について説明する。製造方法の一つは、予め薄板状に仕上げられたエラストマーシートをベースにして、その必要な箇所にコイルスプリングを埋設する方法で、これを図１０、図１１に示す。なお、金属細線を素材にしたコイルスプリングは、電鋳（エレクトロロード）によって製作されるばね性保有接触子に置換することもできる。しかし、ここではコイルスプリンを用いるものとして説明する。 Next, a PCR manufacturing method using the spring will be described. One of the manufacturing methods is a method of embedding a coil spring in a necessary portion based on an elastomer sheet that has been finished into a thin plate in advance, and this is shown in FIGS. In addition, the coil spring which made the metal fine wire the raw material can also be substituted with the spring property holding | maintenance contactor manufactured by electroforming (electroload). However, it demonstrates here using a coil spring.
図１０、図１１に示す製造方法は、図８、図９について説明した金属撚り線をエラストマーに埋設する方法で用いた半自動のＮＣ制御のＸ−Ｙ位置決めステージと同様のＸ−Ｙステージを用いている。上記Ｘ−Ｙステージを用いてコイルスプリングを必要な箇所に位置決めし、エラストマーシートに埋設するものである。Ｘ−Ｙステージで移動させる対象物は任意であるが、エラストマーシートを移動させるのが合理的である。 The manufacturing method shown in FIGS. 10 and 11 uses an XY stage similar to the semi-automatic NC control XY positioning stage used in the method of embedding the metal strand described in FIGS. 8 and 9 in the elastomer. ing. A coil spring is positioned at a necessary location using the XY stage and embedded in an elastomer sheet. The object to be moved on the XY stage is arbitrary, but it is reasonable to move the elastomer sheet.
図１０、図１１において、エラストマーシート１の裏面側にはコイルスプリング挿入ガイドブロック（以下、単に「ガイドブロック」という）２０が配置されている。ガイドブロック２０は、下側位置設定ガイドピン２２を上下方向の姿勢で保持しており、ガイドピン２２の外周には、この外周面をガイドとして上下動可能に金属パイプ２１が嵌められている。ガイドピン２２の上端面はエラストマーシート１の裏面に近接している。
10 and 11, a coil spring insertion guide block (hereinafter simply referred to as “guide block”) 20 is disposed on the back side of the
図１０に示すガイドブロック２０の態様でエラストマーシート１のＸ−Ｙ方向の位置決めを行う。次に、ガイドブロック２０でガイドされている金属パイプ２１を移動させ、エラストマーシート１を貫通させてエラストマーシート１の上面側に金属パイプ２１の頭部を突出させる。エラストマーシート１は弾性に富んでいるため、ラストマーシート１を金属パイプ２１が貫通するときエラストマーシート１が金属パイプ２１の外周で押し広げられ、金属パイプ２１内にエラストマーシート１の一部が残ることはない。次に、図１１に示すように、頭出しが行なわれた上記金属パイプ２１の内径部に上側からコイルスプリング２３を挿入する。そのあとコイルスプリング２３の上側位置設定ガイドピン２４を金属パイプ２１の内径部に上側から挿入する。コイルスプリング２３の下端は、下側位置設定ガイドピン２２の上端によって、エラストマーシート１の下面と同一面かそれよりも多少突出した位置に規制される。この一連の作業によりコイルスプリング２３はエラストマーシート１の板厚方向に仮に位置決めされ、スプリング２３のエラストマーシート１に対する上下位置関係が仮固定される。
The
次に、金属パイプ２１をエラストマーシート１の裏面よりも下方に押し下げる。エラストマーシート１の裏面側の位置設定ピン２２の上端面はエラストマーシート１の裏面とほぼ同一の面になるように設定されている。コイルスプリング２３は、外力が加わらないときの長さすなわち自由長がエラストマーシート１の板厚とほぼ同じになっている。そして、上部定位置設定ガイドピン２４によるコイルスプリング２３の上端の規制位置を、エラストマーシート１の上面と同じ面に設定することにより、自由長のままのコイルスプリング２３がエラストマーシート１に埋設されることになる。図１１において、破線よりも右に、エラストマーシート１に埋設されているコイルスプリング２３を示している。コイルスプリング２３の上下両端をエラストマーシート１の表裏両面に突出させてもよく、そのためには、コイルスプリングの２３自由長と、上下のガイドピン２２，２４の上下方向の位置を適宜設定すればよい。
Next, the
図１０、図１１に示す製造方法の変形例として、前述の金属撚り線を用いたエラストマーコンタクトシートの製造方法と同様に、ガイド基板を用いてコイルスプリングの植設位置を定めるようにしてもよい。ガイド基板を用いる製造方法は、コイルスプリングの植設本数が少ない場合に適しているが、優れた作業性を求める場合はＸ−Ｙステージによって植設位置を定める方法を推奨する。 As a modification of the manufacturing method shown in FIGS. 10 and 11, the implantation position of the coil spring may be determined using a guide substrate in the same manner as in the method for manufacturing an elastomer contact sheet using the above-described metal stranded wire. . A manufacturing method using a guide substrate is suitable when the number of coil springs to be planted is small, but when excellent workability is required, a method of determining the planting position with an XY stage is recommended.
次に、コイルスプリングを使用したエラストマーコンタクトシートの別の製造方法について、図１２〜図１５を参照しながら説明する。この製造方法の概略は、予めコイルスプリング２３を定まった位置に設定した状態でシリコンＲＴＶ等のエラストマーを充填しエラストマーそのものを硬化させる方法である。図１２において、符号２５はベース基板であって、このベース基板２５には、複数のストッパーピン２６の図において下端部が植設されて固定されている。ベース基板２５にはまた、その外側縁寄りに複数のガイドピンが立てられていて、これらのガイドピンに沿って上下動可能にスペーサー基板２９が、さらにその上にガイド基板２７が嵌められている。スペーサー基板２９およびガイド基板２７にはそれぞれの基板を厚さ方向に貫いて所定の位置すなわち上記各ストッパーピン２６と同じ位置に孔が形成されていて、スペーサー基板２９の上記各貫通孔に各ストッパーピン２６が嵌っている。ベース基板２５とスペーサー基板２９との間に適宜の間隔Ｔが生じるように、ベース基板２５に対してスペーサー基板２９およびガイド基板２７をセットする。スペーサー基板２９とガイド基板２７は隙間なく接していて、スペーサー基板２９の上面と各ストッパーピン２６の上端面とが同一面にある。この状態においてガイド基板２７の全ての孔２８にコイルスプリング２３を挿入する。
Next, another method for producing an elastomer contact sheet using a coil spring will be described with reference to FIGS. The outline of this manufacturing method is a method in which an elastomer such as silicon RTV is filled and the elastomer itself is cured in a state where the
次に、図１３に示すように、前記ガイドピンに沿って覆い板３０を落とし込み、ガイド基板２７の上面から蓋をした形で固定する。この状態ではベース基板２５とスペーサー基板２９との間隔Ｔが維持されている。次に、図１４に示すようにスペーサー基板２９とガイド基板２７を前記ガイドピンに沿って移動させ、スペーサー基板２９をベース基板２５に密着させる。この態様では覆い板３０とガイド基板２７との間に間隔Ｔが生じ、この間隔Ｔ内に各コイルスプリング２３が上下から覆い板３０と各ストッパーピン２６に挟まれた形で保持されている。また、この態様では各コイルスプリング２３が自由長よりも多少圧縮された状態になるように、各部材のセッテイングが行われている。
Next, as shown in FIG. 13, the
次に、図１４に示す態様から紙面と平行な面内において全体を９０度回転させ、図１５に示すように垂直方向に向いた姿勢にし、覆い板３０とガイド基板２７との間の間隔Ｔにエラストマー（例えば、シリコンＲＴＶ）３１を流し込み、上記間隔Ｔをエラストマー３１で充填する。エラストマー３１が硬化した後、覆い板３０を除去し、硬化したエラストマー３１を取り出せば、シート状のエラストマー３１に複数のコイルスプリング２３が埋設されたＰＣＲが完成する。図１５には図示していないが、間隔Ｔの部分にのみエラストマー３１が充填されるように、周囲を囲む仕切り板などを取り付ける。また、各ストッパーピン２６、ガイド基板２７、覆い板３０などには、予め離形剤を塗布しておくとよい。上記のようにして成形されたエラストマー３１は、外周部にカッター仕上げ等を施して外形を整えるとよい。
Next, from the mode shown in FIG. 14, the whole is rotated 90 degrees in a plane parallel to the paper surface, and the posture is oriented in the vertical direction as shown in FIG. 15, and the interval T between the
以上説明した製造方法の利点は、図１０、図１１に示すようなシート状のエラストマーに金属パイプを用いて１点ずつ植設する方法に比べて、外径が細いコイルスプリングを用いる場合に有効である。何故なら、上記金属パイプを用いる場合は金属パイプの肉厚分だけコイルスプリングの外径が制限されるが、図１２乃至図１５に示す製造方法によれば、金属パイプが不要であるから、その肉厚に相当する分コイルスプリングの外径の制限がなくなるからである。換言すれば、コイルスプリングの埋設ピッチがより狭くなっても対応できるという利点につながる。また、図１２乃至図１５に示すエラストマーとコイルスプリングの一体成形方式によれば、コイルスプリングのピッチが狭く、同じ仕様のＰＣＲを複数製作する場合に有効である。 The advantages of the manufacturing method described above are more effective when coil springs with a smaller outer diameter are used compared to the method of planting a sheet-like elastomer as shown in FIGS. 10 and 11 using metal pipes one by one. It is. This is because when the metal pipe is used, the outer diameter of the coil spring is limited by the thickness of the metal pipe. However, according to the manufacturing method shown in FIGS. This is because there is no restriction on the outer diameter of the coil spring corresponding to the wall thickness. In other words, this leads to the advantage that even if the buried pitch of the coil spring is narrower, it can be dealt with. Further, according to the integral molding method of the elastomer and the coil spring shown in FIGS. 12 to 15, the pitch of the coil spring is narrow, which is effective when a plurality of PCRs having the same specifications are manufactured.
上記製造方法において、エラストマーの表裏両面から僅かにコイルスプリングを頭だしした形に仕上げることもできる。こうすることによって、コイルスプリング等の金属接触子埋設ＰＣＲであって、凹凸タイプのＰＣＲを得ることができる。かかる構成のＰＣＲを製造するには、図１２乃至図１５に示す実施例において、覆い板３０のコイルスプリング接触部分にザグリ加工を施すことと、ストッパーピン２６の高さ寸法を調節してガイド基板２７にコイルスプリング２３が沈み込んだ状態にして前述の工程を実行すればよい。
In the above manufacturing method, it is possible to finish the coil spring slightly from both sides of the elastomer. By doing so, it is possible to obtain a PCR with a metal contact such as a coil spring, which is an uneven type PCR. In order to manufacture a PCR having such a structure, in the embodiment shown in FIGS. 12 to 15, a guide substrate is formed by applying a counterbore process to the coil spring contact portion of the
エラストマー３１が硬化した後のＰＣＲの導電性という点では、コイルスプリング２３の全体がエラストマー３１に埋設しているといっても、必ずコイルスプリング２３の一部がエラストマー３１の表面にスポット的に存在する。仮に、コイルスプリング２３の露出が充分でないとすれば、導通性を妨げる余分なエラストマーを除去して、金属導体部分を表面に露呈させる手段を講じればよい。
In terms of the conductivity of the PCR after the
本発明に係るＰＣＲの用途は、従来のＰＣＲの用途と同様に、例えば、回路基板の検査装置と被検体としての回路基板とを仲介する検査用冶具としてあるいはその一部として用いることができる。また、ＩＣソケット（バーンインソケットを含む）、Ｂ・Ｂ・Ｃ治具、液晶ＴＮＴ表示デバイス、あるいは微少ピッチを有した多電極電子デバイスの接続部材として、さらに、これらの類似する部品類の接続媒体として利用することができる。 The PCR application according to the present invention can be used, for example, as or as a part of an inspection jig that mediates between a circuit board inspection apparatus and a circuit board as a subject, similarly to the conventional PCR application. Further, as a connection member of an IC socket (including a burn-in socket), a B / B / C jig, a liquid crystal TNT display device, or a multi-electrode electronic device having a minute pitch, a connection medium of these similar parts Can be used as
１ エラストマー
１１ 金属撚り線
１２ ガイド基板
１３ 孔
１４ 金属パイプ
１５ カッター
１７ 金属パイプ挿入ガイド
２０ ガイドブロック
２１ 金属パイプ
２２ 下側位置設定ガイドピン
２３ コイルスプリング
２４ 上側位置設定ガイドピン
２５ ベース基板
２６ ストッパーピン
２７ ガイド基板
２８ 孔
２９ スペーサー基板
３０ 覆い板
３１エラストマー
DESCRIPTION OF
Claims (6)
A step of arranging a spacer substrate with a predetermined interval from a base substrate on which a plurality of stopper pins are erected and penetrating each stopper pin in the thickness direction; and a hole at the same position as the position of the stopper pin A step of superimposing a guide substrate having a hole on the spacer substrate and inserting a spring retaining contact into each hole of the guide substrate; and a method of superimposing a cover plate on the guide substrate and attaching the spacer substrate and the guide substrate to the base A step of moving the substrate toward the substrate, and a space formed between the cover plate and the guide substrate is filled with an elastomer so that the periphery of each spring holding contact supported by the stopper pin is Production of an elastomer contact sheet comprising a step of embedding with an elastomer and a step of curing the elastomer. Method.
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