DE19813467C2 - Leitungsunterstützungselement und dessen Herstellverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Leitungsunterstützungs­ element gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren bezieht sie sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Elements und die Verwendung des Elements als Stecker oder Sockel einer integrierten Schaltung.

Ein Leitungsunterstützungselement dient zur Unterstützung einer elektrischen Leitung zwischen Verbindungselementen eines Steckers, das dazu hergestellt ist, zwischen die Ver­ bindungselemente zu kommen.

Es gibt einige Arten eines Steckers zum elektrischen Ver­ binden von Leitern untereinander. Beispielsweise haben bei einer Art eines Steckers Verbindungselemente ebene leitende Flächen und sie werden aufeinander gelegt und miteinander in Kontakt gebracht, so dass eine elektrische Leitung her­ gestellt ist. Bei einer anderen Art eines Steckers ist ei­ nes der Verbindungselemente ein Anschlussstift und das an­ dere ist ein Sockel, wobei der Anschlussstift in den Sockel eingepasst wird, um eine äußere Umfangsfläche des An­ schlussstifts in Kontakt mit einer inneren Umfangsfläche einer Sockelöffnung zu bringen, so dass eine elektrische Leitung hergestellt ist. Zur Sicherstellung einer ausrei­ chenden elektrischen Verbindung bei einem derartigen Ste­ cker ist es notwendig, die Verbindungselemente in engen Kontakt miteinander zu bringen. Wenn das Verbindungselement jedoch eine Verformung aufweist oder ein Staub oder der­ gleichen zwischen den Verbindungselementen vorhanden ist, wird ein Kontaktbereich zwischen den Verbindungselementen klein. Folglich ist ein enger Kontakt zwischen den Verbin­ dungselementen verhindert und eine elektrische Verbindung wird unvollständig.

Als Einrichtung zum Lösen des vorstehend genannten Problems offenbart die JP 1-22230 U ein Leitungsunterstützungsele­ ment, bei dem eine Vielzahl von Lamellen zwischen zwei ringförmigen Rahmen mit einem konstanten Abstand und schräg ausgerichtet bezüglich einer äußeren Umfangsfläche eines Anschlussstifts angeordnet sind, wobei das Leitungsunter­ stützungselement dazu verwendet wird, dass es eine innere Umfangsfläche einer Sockelöffnung oder eine äußere Umfangs­ fläche des Anschlussstifts angeordnet wird. Die JP 51-8710 U offenbart ein Leitungsunterstützungselement, bei dem Zun­ genstücke, deren beide Enden mit einem ringförmigen Metall­ band verbunden sind, das mit einer Vielzahl von Schnitten versehen ist, um eine innere Umfangsfläche einer Sockelöff­ nung oder eine äußere Umfangsfläche eines Anschlussstifts angeordnet sind, so dass die Zungenstücke schräg zu der äu­ ßeren Umfangsfläche des Anschlussstifts ausgerichtet sind.

Andererseits wird eine integrierte Schaltung, wie bei­ spielsweise ein IC-Baustein (IC) oder ein hochintegrierter Baustein (LSI), auf einem Substrat oder dergleichen über einen Sockel für eine integrierte Schaltung montiert. Zur Gewährleistung einer ausreichenden elektrischen Leitung ist es somit notwendig, dass ein Kontaktsubstrat des Sockels der integrierten Schaltung, d. h. ein Abschnitt, der eine Leitung zwischen der integrierten Schaltung und dem Sub­ strat unterstützt, in engen Kontakt mit sowohl einem Anschluß der integrierten Schaltung als auch einem in dem Substrat ausgebildeten Anschluss gebracht wird. Weiterhin muss das Kontaktsubstrat des zur Montage verwendeten So­ ckels für die integrierte Schaltung nicht nur aufgrund der Forderung in den letzten Jahren nach einer Miniaturisierung von Informationsverarbeitungsausrüstungen oder dergleichen dünn sein, sondern es muss auch ein schnelles Übertragungs­ vermögen in Übereinstimmung mit einem Anstieg einer Menge einer zu verarbeitenden Information haben.

Als herkömmliche Kontaktsubstrate für integrierte Schaltun­ gen werden die folgenden beispielhaft genannt. Ein Kontakt­ substrat verwendet nämlich ein Anschlusskontaktelement 35, bei dem ein gekrümmter Abschnitt 27 ausgebildet ist, um ei­ ne Elastizität in einer nach oben und unten zeigenden Rich­ tung zu ergeben, und ein Stützabschnitt 29 für einen An­ schluss ausgebildet ist (Fig. 4(a)). Ein anderes Kontakt­ substrat umfasst einen Silikongummi 30, in den dünne Me­ talldrähte 31 mit hoher Dichte eingebettet sind (Fig. 4(b)). Ein drittes Kontaktsubstrat umfasst eine Gummilage 32, zwischen deren beiden. Oberflächen leitende Körner 33 linienförmig angeordnet sind. Wenn das Kontaktsubstrat durch einen kugeligen Anschluss 24 einer integrierten Schaltung zusammengedrückt wird, werden die leitenden Kör­ ner 33 an dem zusammengedrückten Abschnitt in Kontakt mit­ einander gebracht (Fig. 4(c)). Ein viertes Kontaktsubstrat umfasst ein Anschlusskontaktelement 35, das in eine Lage eingebettet ist, während ein Ende des Anschlusskontaktele­ ments durch eine Schraubenfeder 34 gestützt ist und dessen anderes Ende aus der Lage vorsteht (Fig. 4(d)). Ein fünftes Kontaktsubstrat umfasst ein Anschlusskontaktelement 35, das aus einem zufällig gewickelten Draht eines leitenden Mate­ rials gebildet ist und in einer Lage eingebettet ist, wobei seine beiden Enden aus der Lage vorstehen (Fig. 4(e)).

Das vorstehend erwähnte Leitungsunterstützungselement wird jedoch bei einem Stecker mit Sockel und Anschlussstift ver­ wendet und insbesondere das in der JP 51-8710 U offenbarte Leitungsunterstützungselement hat ein Problem bei der Halt­ barkeit derart, dass die Zungenstücke oder Lamellenab­ schnitte aufgrund einer wiederholten Verwendung beschädigt oder abgenutzt werden. Des Weiteren hat das Leitungsunter­ stützungselement ein Problem, das darin besteht, dass es gemäß unterschiedlichen Normen vorbereitet werden muss, so dass es mit Abmessungen von Steckern übereinstimmt.

Bezüglich der Kontaktsubstrate für integrierte Schaltungen ist das in Fig. 4(a) gezeigte Kontaktsubstrat hinsichtlich des schnellen Übertragungsvermögens nur untergeordnet und es ergibt sich das Problem, dass es nicht für einen Sockel der integrierten Schaltung zur Montage verwendet werden kann.

Das in Fig. 4(b) gezeigte Kontaktsubstrat kann nur schwer bei einer integrierten Schaltung in Logikgattermatrixart angewendet werden, obwohl es hinsichtlich eines schnellen Übertragungsvermögens hervorragend ist.

Auch bezüglich dem in Fig. 4(c) gezeigten Kontaktsubstrat bestehen Probleme darin, dass eine Leitung aufgrund der Tatsache instabil ist, dass die leitenden Körner 33 in ei­ ner Linie nicht in ausreichenden Kontakt miteinander ge­ bracht werden oder in Kontakt mit den Körnern 33 einer an­ deren Linie gebracht werden.

Weiterhin ist das in Fig. 4(d) gezeigte Kontaktsubstrat un­ vermeidbar aufgrund seines Aufbaus dazu gezwungen, dick zu sein, so dass die sich ergebenden Probleme darin liegen, dass es hinsichtlich des schnellen Übertragungsvermögens untergeordnet ist und nicht zur Verwendung bei der Montage geeignet ist.

Des Weiteren ergibt sich bei dem in Fig. 4(e) gezeigten Kontaktsubstrat ein Problem, das darin, liegt, dass es auf­ gefächerte Leitungswege hat und seine elektrische Eigen­ schaft instabil wird.

Aus der DE 197 13 661 C1 ist eine Kontaktanordnung zur elektrischen Verbindung einer Vielzahl erster elektrischer Kontaktpunkte mit einer korrespondierenden Anzahl zweiter elektrischer Kontaktpunkte bekannt. Die Kontaktanordnung weist einen Isolierkörper auf, in dem Bohrungen ausgebildet sind, die jeweils von einem elektrischen Leiter durchsetzt werden. Die Bohrungen sind mit einer Durchkontaktierung versehen, wobei auf beiden Seiten des Isolierkörpers an den Bohrungsenden mit der jeweiligen Durchkontaktierung elekt­ risch verbundene Kontaktelemente befestigt sind. Diese kön­ nen durch Klemmabschnitte befestigt werden und weisen vor­ stehende Lamellen auf, die im montierten Zustand mit den ersten und zweiten Kontaktpunkten in Kontakt kommen.

Aus der US 4 635 359 sind ähnliche Elemente bekannt, die Kontaktfedern aufweisen, um einen elektrischen Kontakt mit einem Kontaktpunkt herzustellen. Diese Elemente werden in Flachbandtechnik hergestellt, wobei ein Teil des leitenden Materials durch Isoliermaterial auf beiden Seiten abgedeckt wird, und Teile der elektrischen Leiter nicht abgedeckt werden, um zu ermöglichen, dass in diesen Bereichen ein elektrischer Kontakt hergestellt wird.

Ein vergleichbares Element ist auch aus der US 5 237 743 bekannt, bei der zur Herstellung eines elektrischen Kon­ takts zwischen ersten und zweiten Kontaktpunkten Kontaktfe­ dern verwendet werden, die in Zwischenräumen des Elements aufgenommen werden, die so beschaffen sind, dass eine Ver­ formung der Kontaktfedern möglich ist. Durch die Verformung der Kontaktfedern aus ihrer Ruhelage wird ein Anpressdruck auf die ersten und zweiten Kontaktpunkte erzeugt, um so ei­ ne zuverlässige elektrische Verbindung zu gewährleisten. Das die genannten Zwischenräume aufweisende Element kann zweistückig ausgebildet sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leitungsun­ terstützungselement zu schaffen, das sowohl bei einer ebe­ nen Leitungsfläche als auch einer gekrümmten Leitungsfläche angewandt werden kann und darüber hinaus kostengünstig her­ zustellen und insbesondere einfach zu montieren ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge­ löst. Anspruch 8 beschreibt ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines derartigen Leitungsunterstützungselements und Anspruch 18 die Verwendung eines derartigen Leitungsun­ terstützungselements als Stecker oder Sockel einer integ­ rierten Schaltung.

Bei dem erfindungsgemäßen Leitungsunterstützungselement kann zumindest eine der zwei oder mehreren Lamellen zu ei­ nem Öffnungsabschnitt zu dem anderen Öffnungsabschnitt ge­ bogen sein, der an der anderen Oberfläche der Lage angeord­ net ist.

Bei dem vorstehend erwähnten Leitungsunterstützungselement hat vorzugsweise jedes ausgeschnittene Stück zwei Lamellen, die durch einen einzigen Schnitt an einem Ende ausgebildet sind.

Bei dem vorstehend beschriebenen Leitungsunterstützungsele­ ment ist eine Form des Öffnungsabschnitts des Durchgangs­ lochs vorzugsweise kreisförmig und dessen Durchmesser ist 0,2 bis 1,2 mm. Der Abstand der Durchgangslöcher ist auch vorzugsweise 0,25 bis 1,5 mm.

Bei dem vorstehend erwähnten Leitungsunterstützungselement ist das Leitungsmaterial vorzugsweise zumindest aus einem Material hergestellt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Berylliumkupfer, Titankupfer, einer Kupfer-Nickel- Zinn-Legierung, Phosphorbronze und einer Kupfer-Nickel- Silizium-Legierung ausgewählt ist, wobei das isolierende elastische Material aus Gummi oder Harz hergestellt ist.

Bei dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren kön­ nen die ausgeschnittenen Stücke durch Stanzen der Lage ge­ trennt werden und die Lamellen können durch Stanzen der Durchgangslöcher gebogen werden.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein erfin­ dungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Leitungsunter­ stützungselements zeigt.

Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Funk­ tion des erfindungsgemäßen Leitungsunterstützungsele­ ments veranschaulicht.

Die Fig. 3(a) bis 3(c) sind perspektivische Ansichten, die Arten von ausgeschnittenen Stücken zeigen, die das erfindungsgemäße Leitungsunterstützungselement zusam­ mensetzen.

Die Fig. 4(a) bis 4(e) sind schematische Ansichten, die herkömmliche Kontaktsubstrate für einen Sockel einer integrierten Schaltung zeigen.

Die Fig. 5(a) bis 5(d) sind schematische Ansichten, die ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens des erfin­ dungsgemäßen Leitungsunterstützungselements zeigen.

Die Fig. 6(a) bis 6(d) sind schematische Ansichten, die ein anderes Beispiel eines Herstellungsverfahrens des erfindungsgemäßen Leitungsunterstützungselements zei­ gen.

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Leitungsun­ terstützungselement zeigt.

Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Stanzen in zwei Richtungen veranschaulicht.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert be­ schrieben.

Ein erfindungsgemäßes Leitungselement ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, in einer derartigen Weise ausgebildet, dass ein aus einem leitenden Material hergestelltes ausgeschnit­ tenes Stück 22 in jedem Durchgangsloch 21 angeordnet ist, die in einer großen Anzahl in einer aus einem isolierenden elastischen Material hergestellten Lage 20 vorgesehen sind, während ein Ende des ausgeschnittenen Stücks an der Lage fixiert ist. Jedes ausgeschnittene Stück hat zwei oder meh­ rere Lamellen 2, die durch einen, zwei oder mehrere Schnit­ te ausgebildet sind, und eine oder einige der zwei oder mehreren Lamellen 2 sind zu einem der beiden Öffnungsab­ schnitte des Durchgangslochs 21 gebogen, so dass Enden der an dem ausgeschnittenen Stück 22 ausgebildeten Lamellen von den Öffnungsabschnitten an derselben Oberfläche der Lage 20 vorstehen.

Das in Fig. 1 gezeigte Leitungsunterstützungselement ist als ein Kontaktsubstrat zu einem Anschluss einer integrier­ ten Schaltung in Kugelgittermatrixart (BGA-Art, kugeliger Anschluss) zu verwenden und gewährleistet eine beständige Leitung, da eine Spitze einer gebogenen Lamelle 2b zu einem Verbindungselement 3 zusammengedrückt wird, das an einer entgegengesetzten Seite der Lage 20 besteht, wenn ein kuge­ liger Anschluss 24 eine Lamelle 2a drückt, die nicht zu der entgegengesetzten Seite der Lage 20 gebogen ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Da weiterhin ein Ende des ausgeschnit­ tenen Stücks 22 an der Lage 20 fixiert ist, wirkt das aus­ geschnittene Stück 22 als eine Blattfeder, die einen be­ ständigen Kontakt zwischen dem ausgeschnittenen Stück 22 und dem kugeligen Anschluss 24 gewährleistet.

Da das erfindungsgemäße Leitungsunterstützungselement ex­ trem dünn sein kann, indem eine Dicke der Lage eingestellt wird, ist es hervorragend hinsichtlich seines schnellen Übertragungsvermögens bei einer Anwendung an einem Sockel für eine integrierte Schaltung und als Sockel zur Montage für eine integrierte Schaltung verwendbar.

Obwohl ausgeschnittene Stücke wie diejenigen, die in den Fig. 3(b) und 3(c) gezeigt sind, beispielsweise verwen­ det werden können, ist es, da keine speziellen Beschränkun­ gen hinsichtlich der Anzahl und dem Zustand der Schnitte bestehen, solange zwei oder mehr Lamellen ausgebildet wer­ den können, vorzuziehen, ausgeschnitten Stücke zu verwen­ den, von denen jedes zwei Lamellen hat, die durch einen einzigen Schnitt ausgebildet sind, wie in Fig. 3(a) gezeigt ist, wenn ein Produktionswirkungsgrad und dergleichen be­ rücksichtigt werden.

In Abhängigkeit von Anordnungszuständen von Anschlüssen oder dergleichen einer integrierten Schaltung können die ausgeschnittenen Stücke 22 in allen der Durchgangslöcher oder in einigen der Durchgangslöcher angeordnet sein.

Wenn zumindest eine der zwei oder mehreren Lamellen 2 zu einem Öffnungsabschnitt gebogen ist, der auf einer Oberflä­ che der Lage 20 besteht, und zumindest eine andere der bei­ den oder mehreren Lamellen 2 zu dem anderen Öffnungsab­ schnitt gebogen wird, der auf der anderen Fläche der Lage 20 besteht, wie in Fig. 7 gezeigt ist, wird das erfindungs­ gemäße Leitungsunterstützungselement ein Leitungsunterstützungselement 1, das als ein Kontaktsubstrat zu einem Ste­ cker und einer integrierten Schaltung in Logikgattermatrix­ art (ebener Anschluss) verwendbar ist.

Wenn das in Fig. 7 gezeigte Leitungsunterstützungselement 1 dazu gebracht wird, zwischen Verbindungselemente eines Ste­ ckers zu kommen, wird eine Verformung einer Leitungsfläche wirksam durch die von der Lage 20 vorstehenden ausgeschnit­ tenen Stücke absorbiert, und selbst wenn Staub oder der­ gleichen auf der Leitungsfläche besteht, ist es möglich, eine sichere elektrische Leitung zu gewährleisten. Da wei­ terhin das erfindungsgemäße Leitungsunterstützungselement das isolierende elastische Material verwendet, kann es nicht nur bei einem Stecker angewendet werden, dessen Ver­ bindungselemente ebene leitende Flächen haben, sondern auch bei einem Stecker, dessen Verbindungselemente gekrümmte leitende Flächen haben.

Da das erfindungsgemäße Leitungsunterstützungselement in ein geeignetes Stück in Übereinstimmung mit einer Abmessung und einer Form einer Leitungsfläche eines Steckers oder ei­ nes Sockels für eine integrierte Schaltung geschnitten wer­ den kann, wird es einfach mit dem Unterschied der Abmessung und der Form fertig. Wenn das erfindungsgemäße Leitungsun­ terstützungselement als ein Kontaktsubstrat zu einem An­ schluss einer integrierten Schaltung zu verwenden ist, ist es notwendig, dass die ausgeschnittenen Stücke gegeneinan­ der isoliert sind.

Obwohl der Öffnungsabschnitt des Durchgangslochs jede be­ liebige Form haben kann, beispielsweise ein Rechteck, ein Dreieck, ein Kreis oder eine Ellipse bei dem erfindungsge­ mäßen Leitungsunterstützungselement, wird vorzugsweise ein Kreis ausgewählt. Für den Fall, dass die Form des Öffnungs­ abschnitts ein Kreis ist, ist vorzugsweise dessen Durchmes­ ser 0,2 bis 1,2 mm. Der Grund dafür ist wie folgt. Wenn nämlich der Durchmesser kleiner als 0,2 mm ist, ist die Herstellung schwierig, und wenn der Durchmesser größer als 1,2 mm ist, kann kein zusätzlicher Vorteil erzielt werden.

Vorzugsweise ist ein Abstand der Durchgangslöcher 0,25 bis 1,5 mm. Der Grund dafür ist wie folgt. Wenn nämlich der Ab­ stand geringer als 0,25 mm ist, kann eine ausreichende Mon­ tagegenauigkeit nicht sichergestellt werden. Wenn der Ab­ stand größer als 1,5 mm ist, besteht im Vergleich zu ande­ ren Gehäusen, wie beispielsweise einem PGA-Gehäuse und ei­ nem QFP-Gehäuse, kein Vorteil, wobei eine Wirkung einer Ab­ sorption der Verformung einer Leitungsfläche abgeschwächt ist und es schwierig wird, das Leitungsunterstützungsele­ ment bei einer gekrümmten Fläche anzuwenden. Hier bedeutet der Abstand der Durchgangslöcher den kürzesten Abstand zwi­ schen einer Mitte eines Durchgangslochs und einer Mitte ei­ nes anderen Durchgangslochs, das am nächsten zu dem ersten Durchgangsloch liegt.

Das für das erfindungsgemäße Leitungsunterstützungselement verwendete leitende Material muss eine hohe Abriebbestän­ digkeit, Flexibilität, einen hohen Oxidationswiderstand, eine hohe Festigkeit und dergleichen zusätzlich zu der Leitfähigkeit haben. Obwohl das leitfähige Material aus zu­ mindest einem Material hergestellt werden kann, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Berylliumkupfer, Titankup­ fer, einer Kupfer-Nickel-Zinn-Legierung, Phosphorbronze und einer Kupfer-Nickel-Silizium-Legierung besteht, ist vor­ zugsweise Berylliumkupfer zu verwenden. Der Grund dafür ist wie folgt. Wenn nämlich das Berylliumkupfer als das leiten­ de Material verwendet wird, ist es möglich, dem erfindungs­ gemäßen Leitungsunterstützungselement Ermüdungseigenschaf­ ten und eine Wärmebeständigkeit zu verleihen, so dass es möglich wird, das Leitungsunterstützungselement als ein Kontaktsubstrat für ein Inspektionsinstrument einer integ­ rierten Schaltung zu einem Einbrenntest zu verwenden. Entsprechend sind das Berylliumkupfer oder Materialien mit Ei­ genschaften, die denen des Berylliumkupfers entsprechen, am meisten zur Verwendung als das leitende Material bei der vorliegenden Erfindung vorzuziehen.

Obwohl die Leitfähigkeit des Berylliumkupfers von seiner Zusammensetzung abhängt, beträgt sie 20 bis 60% von derje­ nigen von purem Kupfer, so dass das Beryllium eine ausrei­ chende Leitfähigkeit hat. Weiterhin ist eine Vickershärte von Berylliumkupfer 250 bis 400, während die von Kupfer 80 bis 100 ist, was anzeigt, dass das Berylliumkupfer eine hervorragende Abriebbeständigkeit hat.

Bei einer Zusammensetzung des Berylliumkupfers, das als das leitende Material zu verwenden ist, das das erfindungsgemä­ ße Leitungsunterstützungselement bildet, ist es vorzuzie­ hen, dass das Berylliumkupfer in einer Gesamtmenge mit Kup­ fer 0,2 bis 3 Gewichtsprozent Beryllium, 0,1 bis 3 Ge­ wichtsprozent von Nickel und Kobalt in Kombination und 0,05 bis 3 Gewichtsprozent von zumindest einem Element in Kombi­ nation enthält, das aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus Aluminium, Silikon, Eisen, Titan, Zinn, Mangan, Zink und Indium besteht. Weiter vorzuziehen ist es, dass das Be­ rylliumkupfer 1,6 bis 2 Gewichtsprozent Beryllium, 0,2 bis 1 Gewichtsprozent Nickel und Kobalt in Kombination und 0,05 bis 1 Gewichtsprozent von zumindest einem Element enthält, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Aluminium, Si­ lizium, Eisen, Titan, Zinn, Magnesium, Mangan, Zink und In­ dium besteht. Am meisten vorzuziehen ist es, dass das Be­ rylliumkupfer 1,6 bis 2 Gewichtsprozent Beryllium, 0,2 bis 0,6 Gewichtsprozent Nickel und Kobalt in Kombination und 0,05 bis 1 Gewichtsprozent von zumindest einem Element in Kombination enthält, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Aluminium, Silizium, Eisen, Titan, Zinn, Magnesium, Mangan, Zink und Indium besteht.

Wenn der Gehalt an Beryllium mehr als 3 Gewichtsprozent ist, wird die Leitfähigkeit herabgesetzt. Wenn er geringer als 0,2 Gewichtsprozent ist, wird die Leitfähigkeit herab­ gesetzt, so dass es nicht vorzuziehen ist, den Gehalt über 3 Gewichtsprozent zu machen. Selbst wenn der Gehalt an Be­ ryllium mehr als 2 Gewichtsprozent ist, kann die Verbesse­ rung einer Festigkeit im Vergleich zum Anstieg des Gehalts nicht erhalten werden, so dass der Anstieg des Gehalts un­ wirtschaftlich ist. Wenn andererseits der Gehalt geringer als 0,2 Gewichtsprozent ist, wird die Festigkeit des ausge­ schnittenen Stücks unzureichend. Wenn die Gesamtmenge von Nickel und Kobalt mehr als 3 Gewichtsprozent ist, wird die Leitfähigkeit herabgesetzt. Wenn sie geringer als 0,2 Ge­ wichtsprozent ist, wird die Verbesserung der Festigkeit durch Hinzufügen von Beryllium unterdrückt, so dass die Menge erhöht werden muss, mit der Beryllium hinzugefügt werden muss. Wenn die Gesamtmenge von Aluminium und anderen Elementen mehr als 3 Gewichtsprozent ist, wird auch die Leitfähigkeit herabgesetzt. Wenn die Gesamtmenge geringer als 0,05 Gewichtsprozent ist, wird die Festigkeit insbeson­ dere bei einer hohen Temperatur unzureichend.

Vorzugsweise ist die Dicke des als das Leitungselement ver­ wendeten ausgeschnittenen Stücks zwischen 0,01 bis 0,1 mm und weiter vorzugsweise ist die Dicke zwischen 0,02 bis 0,05 mm. Der Grund dafür ist wie folgt. Wenn nämlich die Dicke geringer als 0,01 mm ist, ist die Festigkeit des aus­ geschnittenen Stücks so gering, dass es schwierig wird, ei­ ne geeignete Kontaktlast zu erzielen. Wenn die Dicke mehr als 0,1 mm ist, ist die Festigkeit des ausgeschnittenen Stücks so hoch, dass ein Anschluss einer integrierten Schaltung das ausgeschnittene Stück nicht fest auf ein Ver­ bindungselement drücken kann, das an der entgegengesetzten Seite der Lage besteht, und es ist schwierig, eine bestän­ dige Leitung zu gewährleisten.

Vorzugsweise ist die Dicke der das erfindungsgemäße Lei­ tungsunterstützungselement bildenden Lage zwischen 0,06 bis 0,66 mm und weiter vorzugsweise ist die Dicke zwischen 0,1 bis 0,2 mm. Der Grund dafür ist wie folgt. Wenn nämlich die Dicke kleiner als 0,06 mm ist, wird die mechanische Festig­ keit niedrig, so dass die Haltbarkeit problematisch wird. Wenn andererseits die Dicke größer als 1,0 mm ist, wird es schwierig, die Lage dazu zu bringen, zwischen die Verbin­ dungselemente eines Steckers zu kommen.

Das das elektrische Unterstützungselement ausbildende elas­ tische Material muss eine Wärmebeständigkeit, Wetterfestig­ keit und dergleichen haben. Gummi, wie beispielsweise Sili­ kongummi und synthetischer Gummi, oder Harz, wie beispiels­ weise Polymer, Polyimid, technischer Kunststoff, kann ver­ wendet werden. Insbesondere wird vorzugsweise Polyimid ver­ wendet.

Das erfindungsgemäße Leitungsunterstützungselement wird verwendet, indem es zwischen einen Stecker ausbildende Ver­ bindungselemente in einer derartigen Weise gesetzt wird, dass eine Fläche des Leitungsunterstützungselements in Kon­ takt mit einer Leitungsfläche von einem der Verbindungsele­ mente gebracht wird und seine andere Fläche in Kontakt mit einer Leitfläche des anderen der Verbindungselemente ge­ bracht wird. Die Leitungsflächen der Verbindungselemente werden in Presskontakt mit dem Leitungsunterstützungsele­ ment durch eine Fixierhilfe oder dergleichen des Steckers gebracht und die Leitung wird sicher. Das erfindungsgemäße Leitungsunterstützungselement kann auch auf die Leitungs­ fläche von einem der Verbindungselemente des Steckers ge­ klebt werden, so dass es als ein Teil des Steckers verwen­ det wird.

Das erfindungsgemäße Leitungsunterstützungselement kann als ein Element verwendet werden, das einen Sockel einer integrierten Schaltung bildet, und als ein Kontaktsubstrat zu einem Anschluss einer integrierten Schaltung. Der Sockel für die integrierte Schaltung umfasst auch ein Inspektions­ instrument zur Inspektion der Eigenschaften einer integ­ rierten Schaltung.

Von den erfindungsgemäßen Leitungsunterstützungselementen wird das in Fig. 1 gezeigte Leitungsunterstützungselement, bei dem die ausgeschnittenen Stücke nur in eine Richtung gebogen sind, hergestellt durch einen ersten Schritt zur Ausbildung einer Vielzahl Durchgangslöcher an entsprechen­ den Stellen in zwei Filmen 39, die aus einem isolierenden elastischen Material hergestellt sind (Fig. 5(a)), einem zweiten Schritt zur Ausbildung eines Aufbaus 4, der aus ei­ ner Anzahl von ausgeschnittenen Stücken 22 besteht, von de­ nen jedes einen, zwei oder mehrere Schnitte hat und die miteinander durch das leitende Material verbunden werden (Fig. 5(b)), einem dritten Schritt zum Bringen des Aufbaus 4 dazu, zwischen die zwei Filme 39 zu kommen, so dass jedes ausgeschnittene Stück 22 in dem Durchgangsloch 21 liegt, und zum Bringen der zwei Filme 39 in Presskontakt, um eine Lage auszubilden (Fig. 5(c)), und einem vierten Schritt zum Trennen der ausgeschnittenen Stücke 22 voneinander und zum Biegen einer oder einiger der zwei oder mehreren Lamellen, die durch die Schnitte ausgebildet worden sind, zu einer der beiden Öffnungsabschnitte des Durchgangslochs, das wie auch immer an einer Oberfläche der Lage liegt, die andere Öffnungsabschnitte hat, so dass Enden der Lamellen von dem Öffnungsabschnitt vorstehen (Fig. 5(d)).

Obwohl eine Stanze, ein Laser oder dergleichen als eine Einrichtung zum Trennen der ausgeschnittenen Stücke vonein­ ander verwendet werden kann, ist es vorzuziehen, dass ein Stanzen der Lage ausgeführt wird, wie in Fig. 5(d) gezeigt ist. Weiterhin ist als eine Einrichtung zum Biegen der La­ mellen es vorzuziehen, dass ein Stanzen an den Durchgangslöchern ausgeführt wird. Aus der Sicht einer Verbesserung eines Herstellwirkungsgrades ist es vorzuziehen, dass das Trennen der ausgeschnittenen Stücke und das Biegen der La­ mellen gleichzeitig mit einer Stanzmaschine ausgeführt wird, die zwei Stanzelemente hat. Das Stanzen kann kollek­ tiv oder progressiv ausgeführt werden.

Das in Fig. 1 gezeigte Leitungsunterstützungselement, wobei die ausgeschnittenen Stücke in nur eine Richtung gebogen sind, kann auch hergestellt werden durch einen ersten Schritt zum Ätzen einer Lage mit einer Schicht 5 aus einem leitenden Material, so dass ausgeschnittene Stücke 22 aus­ gebildet werden, von denen jedes einen, zwei oder mehrere Schnitte hat und jedes aus einem leitenden Material mit ei­ nem vorbestimmten Abstand an einer Oberfläche eines aus ei­ nem isolierenden elastischen Material hergestellten Films 39a hergestellt ist (Fig. 6(a)), einen zweiten Schritt zum schichtweisen Aufbringen eines anderen Films 39b, der aus einem isolierenden elastischen Material hergestellt ist, auf dem Film 3%, um die ausgeschnittenen Stücke 22 abzude­ cken und die zwei Filme 39 in Presskontakt zu bringen, so dass eine Lage ausgebildet wird (Fig. 6(b)), einen dritten Schritt zum Entfernen der Filme in den Umgebungen der aus­ geschnittenen Stücke 22 mit einem Laser, um Durchgangslö­ cher 21 auszubilden (Fig. 6(c)), und einen vierten Schritt zum Biegen einer oder mehrerer der beiden oder mehreren La­ mellen 2, die durch die Schnitte ausgebildet sind, zu einem der beiden Öffnungsabschnitte des Durchgangslochs 21, der auch immer an einer Oberfläche der Lage liegt, die andere Öffnungsabschnitte hat, um die Enden der Lamellen 2 von den Öffnungsabschnitten vorstehen zu lassen (Fig. 6(d)). Vor­ zugsweise werden die Durchgangslöcher zum Biegen der Lamel­ len 2 gestanzt.

Weiterhin wird das in Fig. 7 gezeigte Leitungsunterstüt­ zungselement, bei dem jedes der ausgeschnittenen Stücke in beide Richtungen gebogen wird, durch Biegen einer anderen oder anderer Lamellen 2 zu dem anderen Öffnungsabschnitt hergestellt, der sich von dem Öffnungsabschnitt unterschei­ det, der in der Richtung besteht, in der die eine oder ei­ nige der Lamellen 2 in dem vierten Schritt des Herstel­ lungsverfahrens gebogen werden, das in Fig. 5(a) bis 5(d) oder den Fig. 6(a) bis 6(d) gezeigt ist.

Aus der Sicht einer Verbesserung eines Herstellungswir­ kungsgrades ist es vorzuziehen, dass die Lamelle 2 in zwei Richtungen gleichzeitig durch ein Stanzen in zwei Richtun­ gen gebogen wird, wie in Fig. 8 gezeigt ist.

Bei dem Herstellungsverfahren des Leitungsunterstützungs­ elements der vorliegenden Erfindung werden Durchgangslöcher mit einer Stanze, einem Bohrer, einem Laser oder derglei­ chen hergestellt. Weiterhin ist es vorzuziehen, dass zwei Filme durch thermischen Presskontakt miteinander verklebt werden, obwohl sie durch das normale Verfahren verklebt werden können.

Die Erfindung wird detaillierter unter Verwendung eines in den Figuren gezeigten speziellen Ausführungsbeispiels be­ schrieben.

Ausführungsbeispiel

Ein Leitungsunterstützungselement, bei dem ausgeschnittene Stücke in zwei Richtungen gebogen sind, wie in Fig. 7 ge­ zeigt ist, wurde durch ein nachstehend beschriebenes Ver­ fahren hergestellt.

Durch Ätzen einer Lage mit einer Schicht 5, die aus Be­ rylliumkupfer hergestellt ist, wurden ausgeschnittene Stü­ cke 22, die jedes einen Schnitt haben, mit einem Abstand von 0,5 mm auf einer Oberfläche eines Polyimidfilms 39a mit einer Länge von 50 mm mit einer Breite von 50 mm und einer Dicke von 0,125 mm hergestellt, wie in Fig. 6(a) gezeigt ist.

Als nächstes wurden die ausgeschnittenen Stücke 22 überzo­ gen, indem ein anderer Film 39b schichtweise aufgetragen wurde, der aus Polyimid hergestellt ist und dieselbe Abmes­ sung wie der Film 39a hat, wie in Fig. 6(b) gezeigt ist. Eine Lage 20 wurde ausgebildet, indem die beiden Filme in thermischen Presskontakt gebracht wurden.

Als nächstes wurden, wie in Fig. 6(c) gezeigt ist, Durch­ gangslöcher 21 mit einem Durchmesser von 0,5 mm in einem Abstand von 0,5 mm durch Entfernen des Films in der Umge­ bung der ausgeschnittenen Stücke 22 mit einem Laser ausge­ bildet.

Schließlich wurde ein Stanzen in jedem Durchgangsloch 21 in zwei Richtungen ausgeführt, so dass zwei auf jedem ausge­ schnittenen Stück 22 ausgebildete Lamellen 2 in zueinander entgegengesetzte Richtungen gebogen wurden, wie in Fig. 8 gezeigt ist.

Wie vorstehend beschrieben ist, ist ein erfindungsgemäßes Leitungsunterstützungselement so gebildet, dass ein aus ei­ nem leitenden Material hergestelltes ausgeschnittenes Stück in jedem der Durchgangslöcher angeordnet ist, die in einer großen Anzahl in einer aus einem isolierenden elastischen Material hergestellten Lage angeordnet sind, während ein anderes Ende des ausgeschnittenen Stücks an der Lage fi­ xiert ist. Weiterhin hat das ausgeschnittene Stück zwei oder mehrere Lamellen, die durch einen, zwei oder mehrere Schnitte ausgebildet sind, wobei eine oder einige der bei­ den oder mehreren Lamellen zu einer der beiden Öffnungsab­ schnitte des Durchgangslochs gebogen sind, der auch immer an einer Oberfläche der Lage liegt, die andere Öffnungsabschnitte hat, so dass Enden der Lamellen von dem Öffnungs­ abschnitt vorstehen.

Wenn ein Leitungsunterstützungselement als ein Kontaktsub­ strat zu einem Anschluss einer integrierten Schaltung in Kugelgittermatrixart (BGA-Art, kugeliger Anschluss) verwen­ det wird, drückt entsprechend der kugelige Anschluss die Lamellen, die nicht zu einer entgegengesetzten Seite der Lage gebogen sind, so dass die Spitzen der gebogenen Lamel­ len zu den Verbindungselementen zusammengedrückt werden, die an der entgegengesetzten Seite bestehen, wodurch eine beständige Leitung gewährleistet wird. Da ein Ende des aus­ geschnittenen Stücks an der Lage fixiert ist, dient weiter­ hin das ausgeschnittene Stück als eine Blattfeder, die ei­ nen beständigen Kontakt zwischen dem ausgeschnittenen Stück und dem kugeligen Anschluss gewährleistet.

Wenn zumindest eine der beiden oder mehreren Lamellen zu einem Öffnungsabschnitt gebogen ist, der an einer Oberflä­ che der Lage besteht, und zumindest eine andere der beiden oder mehreren Lamellen zu einem Öffnungsabschnitt gebogen ist, der an der anderen Oberfläche der Lage besteht, kann das Leitungsunterstützungselement als ein Stecker und als ein Kontaktsubstrat zu einer integrierten Schaltung in Lo­ gikgattermatrixart (LGA-Art, ebener Anschluss) verwendet werden. In diesem Fall kann das ausgeschnittene Stück wir­ kungsvoll eine Verformung auf einer Leitungsfläche eines Verbindungselements des Steckers absorbieren und auch eine beständige elektrische Leitung gewährleisten, selbst wenn ein Staub oder dergleichen auf der Leitungsfläche besteht. Da das Leitungsunterstützungselement ein elastisches Isola­ tionsmaterial verwendet, kann es nicht nur als ein Stecker angewendet werden, dessen Verbindungselement eine ebene Leitungsfläche hat, sondern auch als ein Stecker, dessen Verbindungselement eine gekrümmte Leitungsfläche hat.

Da das erfindungsgemäße Leitungsunterstützungselement ein elastisches Material verwendet, ist es möglich, das Mate­ rial in ein geeignetes Stück in Übereinstimmung mit der Ab­ messung und Form einer Leitungsfläche eines Steckers oder eines Sockels für eine integrierte Schaltung zu schneiden, und es ist möglich, einfach mit dem Unterschied der Abmes­ sungen und der Form fertig zu werden.

Da weiterhin das erfindungsgemäße Leitungsunterstützungs­ element dünn ist und hervorragend bei einem schnellen Über­ tragungsvermögen ist, kann es bei einem Sockel zur Montage für eine integrierte Schaltung angewendet werden.

Claims (18)

1. Leitungsunterstützungselement mit
einer Lage (20), die aus einem isolierenden Material hergestellt ist und eine Anzahl Durchgangslöcher (21) hat, und
Leitungselementen (22), die in einem Inneren eines Teils der Durchgangslöcher (21) oder allen Durchgangs­ löchern (21) angeordnet sind, wobei die Leitungselemente (22) ein leitendes Material aufweisen,
wobei die Leitungselemente (22) an der Lage (20) an einem Ende fixiert sind und zwei oder mehrere Lamellen (2) aufweisen, die durch einen, zwei oder mehrere Schnitte ausgebildet sind, und
wobei eine oder einige der beiden oder mehreren Lamellen (2), die an jedem Leitungselement (22) ausgebildet sind, zu einem der beiden Öffnungsabschnitte des Durch­ gangslochs (21) hin gebogen sind, so dass Enden der Lamellen (2), die an den Leitungselementen (22) ausgebildet sind, von den Öffnungsabschnitten an derselben Oberfläche der Lage (20) vorstehen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lage (20) aus zwei Lagen (39a, 39b) gebildet ist, die jeweils aus einem isolierenden elastischen Material hergestellt sind und aufeinander gelegt sind, wobei ein Ende der Leitungselemente zwischen den beiden Lagen (39a, 39b) gehalten ist, so dass die Leitungselemente (22) an der Lage (20) fixiert sind.

2. Leitungsunterstützungselement nach Anspruch 1, wobei zwei Lamellen (2) durch Vorsehen eines einzigen Schnittes in dem Ende jedes Leitungselements (22) ausgebildet sind.

3. Leitungsunterstützungselement nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Öffnungsabschnitt von jedem der Durchgangs­ löcher (21) eine kreisförmige Form hat und ein Durchmesser des Öffnungsabschnitts 0,2 bis 1,2 mm ist.

4. Leitungsunterstützungselement nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei ein Abstand der Durchgangslöcher (21) 0,25 mm bis 1,5 mm beträgt.

5. Leitungsunterstützungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das leitende Material zumindest aus einem Material hergestellt ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Berylliumkupfer, Titankupfer, einer Kupfer-Nickel-Zinn-Legierung, Phosphorbronze und einer Kupfer-Nickel-Silizium-Legierung besteht.

6. Leitungsunterstützungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das isolierende elastische Material Gummi oder Harz ist.

7. Leitungsunterstützungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zumindest eine der beiden oder mehreren Lamellen (2) zu einem Öffnungsabschnitt gebogen ist, der an der anderen Oberfläche der Lage (20) besteht.

8. Herstellungsverfahren für ein Leitungsunterstüt­ zungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit folgenden Schritten:
einem Schritt zur Ausbildung einer Vielzahl Durch­ gangslöcher (21) in zwei Lagen (39a, 39b), die aus einem isolierenden elastischen Material hergestellt sind, an einander entsprechenden Stellen;
einem Schritt zur Ausbildung einer Struktur (4) aus einem leitenden Material, die aus einer Anzahl von Leitungselementen (22) besteht, die miteinander verbunden sind und jedes einen, zwei oder mehrere Schnitte aufweist;
einem Schritt zum Legen der Struktur (4) zwischen die beiden Lagen (39a, 39b), so dass jedes Leitungselement (22) in dem Durchgangsloch (21) angeordnet ist und zum Ausbilden einer Lage (20), indem die beiden Lagen (39a, 39b) in thermischen Presskontakt gebracht werden; und
einem Schritt zum Trennen der Leitungselemente (22) und zum Biegen einer oder einiger der beiden oder mehreren Lamellen (2), die durch die Schnitte ausgebildet sind, zu einem der beiden Öffnungsabschnitte des Durchgangslochs (21), so dass Enden der Lamellen (2), die an den Leitungselementen (22) ausgebildet sind, von den Öffnungsabschnitten an derselben Oberfläche der Lage (20) vorstehen.

9. Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, wobei die Leitungselemente (22) voneinander getrennt werden, indem die Lage (20) gestanzt wird und die Lamellen (2) durch Stanzen der Durchgangslöcher (21) gebogen werden.

10. Herstellungsverfahren für ein Leitungsunter­ stützungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit folgenden Schritten:
einem Schritt zum Ausbilden eines Leitungselements (22), von denen jedes einen, zwei oder mehrere Schnitte hat und aus einem leitenden Material hergestellt wird, indem eine Lage mit einer Schicht aus einem leitenden Material in einem vorbestimmten Abstand auf einer Oberfläche eines aus einem isolierenden elastischen Material hergestellten Films geätzt wird;
einem Schritt zum Überziehen der Leitungselemente (22) durch schichtweises Aufbringen einer anderen aus einem isolierenden elastischen Material hergestellten Lage (39) auf den Film und zum Ausbilden einer Lage (20), indem die beiden Lagen in thermischen Presskontakt gebracht werden;
einem Schritt zum Ausbilden von Durchgangslöchern (21) in der Nähe der Leitungselemente (22); und
einem Schritt zum Biegen einer oder einiger der zwei oder mehreren Lamellen (2), die durch die Schnitte gebildet sind, zu einem der beiden Öffnungsabschnitte des Durch­ gangslochs (21), so dass Enden der Lamellen (2), die an den Leitungselementen (22) ausgebildet sind, von der Öffnung an derselben Oberfläche der Lage (20) vorstehen.

11. Herstellungsverfahren nach Anspruch 10, wobei die Lamellen (2) durch Stanzen des Durchgangslochs (21) gebogen werden.

12. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei eine andere oder andere Lamellen (2) zu einem Öffnungsabschnitt gebogen werden, der sich von dem Öffnungsabschnitt unterscheidet, in dessen Richtung die eine oder einige Lamellen (2) gebogen werden.

13. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei jedes Leitungselement (22) zwei Lamellen (2) hat, die durch einen einzigen Schnitt ausgebildet werden.

14. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei die Öffnungsabschnitte der Durchgangslöcher (21) eine kreisförmige Form haben und ein Durchmesser der Öffnungsabschnitte 0,2 bis 1,2 mm ist.

15. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei ein Abstand der Durchgangslöcher 0,25 bis 1,5 mm beträgt.

16. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, wobei das leitende Material zumindest aus einem Material hergestellt ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Berylliumkupfer, Titankupfer, einer Kupfer- Nickel-Zinn-Legierung, Phosphorbronze und einer Kupfer- Nickel-Silizium-Legierung besteht.

17. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 16, wobei das isolierende elastische Material Gummi oder Harz ist.

18. Verwendung des Leitungsunterstützungselements nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Stecker oder Sockel einer integrierten Schaltung, wobei das Leitungsunterstützungselement (1) zwischen Verbindungselementen angeordnet wird.