スプリング端子付配線基板及びその実装構造とソケット
【課題】被接続物と実装用基板とを電気的に接続する信号伝送路の一部として用いるスプリング端子と基板上の配線パターンのインピーダンス整合を可能にすること。
【解決手段】スプリング端子付配線基板３０は、第１の面１１Ａ及びこれと反対側の第２の面１１Ｂを有する配線基板１０と、第１の面に実装されたスプリング端子２０とを備える。第１の面に設けられた配線層１２は、スプリング端子２０に電気的に接続された配線パターン１２Ｓと、グランド電位に接地されるＧＮＤパターン１２Ｇとを含む。このＧＮＤパターン１２Ｇは、配線パターン１２Ｓから絶縁され、かつ、配線パターン１２Ｓを囲むように第１の面１１Ａに形成されている。
【解決手段】スプリング端子付配線基板３０は、第１の面１１Ａ及びこれと反対側の第２の面１１Ｂを有する配線基板１０と、第１の面に実装されたスプリング端子２０とを備える。第１の面に設けられた配線層１２は、スプリング端子２０に電気的に接続された配線パターン１２Ｓと、グランド電位に接地されるＧＮＤパターン１２Ｇとを含む。このＧＮＤパターン１２Ｇは、配線パターン１２Ｓから絶縁され、かつ、配線パターン１２Ｓを囲むように第１の面１１Ａに形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプリング性を有した接続端子を備えた配線基板（以下、「スプリング端子付配線基板」という。）及びその実装構造とソケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）等の高速（高周波数）で動作するＬＳＩは、ＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）型のパッケージ構造を有している。これらのＬＳＩをマザーボード等の実装用基板に実装して安定動作させるためには、ＬＧＡパッケージに対応したソケット（ＬＧＡソケット）が必要である。
【０００３】
かかるＬＧＡソケットには、ＬＧＡパッケージとマザーボードとの間で電気的相互接続を維持するための導電性部材として接続用の端子（コンタクトピン）が設けられている。例えば、スプリングを内装し先端部分がそのスプリングで上下に伸縮する可動型プローブピン（「ポゴピン」とも呼ばれている）が用いられている。また、先端部分がスプリング性を有し上下に可動するピン、全体がスプリング性を有し上下に可動するピン（スプリング端子）などが用いられている。
【０００４】
ポゴピンや先端がスプリング形状のピンを使用する形態では、耐熱性樹脂基板に貫通孔を形成し、その貫通孔にピンを挿し込むようにして実装を行い、ＬＧＡソケットの基板として用いている。これに対し、スプリング端子を使用する形態では、プリント基板上にピン（スプリング端子）をはんだ付けして実装を行い、ＬＧＡソケットの基板として用いている。スプリング端子を使用する形態の一例は、下記の特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２７７８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
信号の伝送周波数が高速化（高周波化）すると、信号伝送路が微小な長さであっても伝送路の特性インピーダンスは変動する。そのため、特性インピーダンスの不整合により伝送路の終端で信号反射が発生し、ノイズや信号の位相変動を発生させてしまう。その結果、信号が正しく伝送されず、伝送先の回路等において誤動作の発生原因となる。
【０００７】
これらの対策として、ＬＳＩ、ＬＧＡパッケージ内の信号配線及びＬＳＩを実装するマザーボードの信号配線については、その特性インピーダンスを５０Ωに整合させて、信号伝送路上での信号反射を抑制している。
【０００８】
一方、ＬＧＡパッケージ（ＬＳＩ）とマザーボードを相互接続しているソケットの配線については、信号の伝送周波数に対して無視できる（集中定数回路として扱える）程度の長さであるとして、特にインピーダンス整合を考慮していなかった。
【０００９】
しかしながら、ＭＰＵ等の超高速演算処理回路を備えたＬＳＩの信号周波数は数ＧＨｚから数十ＧＨｚに達しようとしており、これらの周波数に対してソケットにおける信号配線も分布定数回路として扱う必要がある。よって、インピーダンス整合を適正に施さないと信号が正しく伝送されない状況にある。
【００１０】
従来のＬＧＡパッケージ対応ソケットでは、上記のいずれの形態（ポゴピンや先端がスプリング形状のピンを使用する形態、スプリング端子を使用する形態）においても、コンタクトピンのインピーダンスを整合調整できる構造にはなっていない。つまり、インピーダンスを整合させる手段を備えていなかった。
【００１１】
以上に鑑み、被接続物と実装用基板とを電気的に接続する信号伝送路の一部として用いるスプリング端子と基板上の配線パターンのインピーダンス整合を可能にするスプリング端子付配線基板及びその実装構造とソケットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下の開示の一観点によれば、第１の面及びこれと反対側の第２の面を有する配線基板と、前記配線基板の第１の面に実装されたスプリング端子とを備え、前記配線基板の第１の面に設けられた配線層が、前記スプリング端子に電気的に接続された第１の配線パターンと、グランド電位に接地される第１のＧＮＤパターンとを含み、前記第１のＧＮＤパターンが、前記第１の配線パターンから絶縁され、かつ、前記第１の配線パターンを囲むように前記第１の面に形成されていることを特徴とするスプリング端子付配線基板が提供される。
【００１３】
また、以下の開示の他の観点によれば、上記のスプリング端子付配線基板と、被接続物と、実装用基板とを備え、前記スプリング端子付配線基板が、前記スプリング端子を介して前記被接続物上の電極端子に接触するとともに、前記配線基板の第２の面側に設けられた外部接続端子を介して前記実装用基板上の電極端子に接続されていることを特徴とするスプリング端子付配線基板の実装構造が提供される。
【００１４】
また、以下の開示のさらに他の観点によれば、上記のスプリング端子付配線基板と、実装用基板と、前記スプリング端子付配線基板を収容可能な開口部を有するフレームとを備え、前記フレームが前記実装用基板に固定され、前記スプリング端子付配線基板が、前記フレームの開口部内で、前記配線基板の第２の面側に設けられた外部接続端子を介して前記実装用基板上の電極端子に接続されていることを特徴とするソケットが提供される。
【発明の効果】
【００１５】
上記の一観点に係るスプリング端子付配線基板によれば、スプリング端子が接続されている配線パターンを囲むように（つまり、配線パターンの直近に）ＧＮＤパターンが配置されている。これにより、被接続物と実装用基板とを電気的に接続する信号伝送路（例えば、ＬＧＡソケットの電気信号伝送配線）の一部として用いるスプリング端子と基板上の配線パターンについて、インピーダンスの整合に向けた調整を行うことができる。
【００１６】
このインピーダンス整合（調整）に付随して得られる種々の利点については、後述する実施形態において具体的に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施の形態に係るスプリング端子付配線基板の構成を示す断面図である。
【図２】図１のスプリング端子付配線基板を両面から見たときの概略構成を示したものであり、（ａ）はスプリング端子が実装されている側の面から見た上面図、（ｂ）はその反対側の面から見た底面図である。
【図３】図１のスプリング端子付配線基板の実装構造の一例を示す断面図である。
【図４】図１のスプリング端子付配線基板におけるＧＮＤプレーンの接地手段の一例を説明するための断面図である。
【図５】図４に示すスプリング端子付配線基板を、スプリング端子が実装されている側と反対側の面から見たときの概略構成を示す底面図である。
【図６】図１のスプリング端子付配線基板におけるＧＮＤプレーンの接地手段の他の例を説明するための断面図である。
【図７】図６に示すスプリング端子付配線基板を両面から見たときの概略構成を示したものであり、（ａ）はスプリング端子が実装されている側の面から見た上面図、（ｂ）はその反対側の面から見た底面図である。
【図８】スプリング端子の直近にＧＮＤプレーンを配置することによって得られる利点（その１）を説明するための図である。
【図９】スプリング端子の直近にＧＮＤプレーンを配置することによって得られる利点（その２）を説明するための図である。
【図１０】スプリング端子の直近にＧＮＤプレーンを配置することによって得られる利点（その３）を説明するための図である。
【図１１】スプリング端子の直近にＧＮＤプレーンを配置することによって得られる利点（その４）を説明するための図である。
【図１２】シミュレーションによる伝送特性の解析結果を示す図である。
【図１３】第２の実施の形態に係るスプリング端子付配線基板の構成を示す断面図である。
【図１４】図１３のスプリング端子付配線基板を両面から見たときの概略構成を示したものであり、（ａ）はスプリング端子が実装されている側の面から見た上面図、（ｂ）はその反対側の面から見た底面図である。
【図１５】第３の実施の形態に係るスプリング端子付配線基板の構成を示す断面図である。
【図１６】図１５のスプリング端子付配線基板を両面から見たときの概略構成を示したものであり、（ａ）はスプリング端子が実装されている側の面から見た上面図、（ｂ）はその反対側の面から見た底面図である。
【図１７】第４の実施の形態に係るスプリング端子付配線基板の構成を示す断面図である。
【図１８】図３に示した実装構造を補足説明するためのＬＧＡソケットの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態…図１〜図１２、図１８参照）
図１は第１の実施の形態に係るスプリング端子付配線基板３０の構成を断面図の形態で示したものである。
【００２０】
本実施形態のスプリング端子付配線基板３０は、配線基板１０と、この配線基板１０の一方の面に実装されたスプリング端子２０とを備えている。このスプリング端子付配線基板３０は、後述するようにＬＧＡソケットに組み込まれ、被接続物（本実施形態ではＬＧＡパッケージ）と実装用基板（本実施形態ではマザーボード）とを電気的に相互接続する導電手段として用いられる。
【００２１】
配線基板１０は、基板本体を構成する樹脂基板１１と、この樹脂基板１１の両面にそれぞれ所要の形状にパターニングされた配線層１２及び１３を備えている。さらに、各配線層１２，１３の所要の箇所に画定されたパッドＰ１，Ｐ２の部分を露出させてそれぞれ当該配線層及び樹脂基板１１を覆うように形成されたソルダレジスト層１６ａ及び１６ｂを備えている。
【００２２】
樹脂基板１１の一形態としては、ガラスエポキシ樹脂のシートの両面に銅箔を被着させた基材（両面銅張基板）を基に形成した両面配線基板が用いられる。また、他の形態としては、ビルドアップ法などにより形成され得る多層構造の配線基板が用いられる。この樹脂基板１１の両面に形成された配線層１２，１３（配線基板１０の最外層の配線層）は、基板内部の所要箇所に適宜形成された各配線層（図示せず）及び各配線層間を相互に接続する導体ビア（図示せず）を介して電気的に接続されている。配線層１２，１３の材料としては、代表的に銅（Ｃｕ）が用いられる。また、樹脂基板１１の絶縁材料としては、エポキシ系樹脂などが用いられる。
【００２３】
樹脂基板１１の上面１１Ａ（この面を便宜上「Ｆ面」ともいう。）に配置される配線層１２は、信号伝送用の配線パターン１２Ｓ（パッドＰ１を含む）と、グランド（ＧＮＤ）電位に接地されるパターン（以下、「ＧＮＤパターン」）１２Ｇとを含むように形成されている。また、樹脂基板１１の底面１１Ｂ（この面を便宜上「Ｂ面」ともいう。）に配置される配線層１３も同様に、配線パターン１３Ｓ（パッドＰ２を含む）と、ＧＮＤパターン１３Ｇとを含むように形成されている。各配線パターン１２Ｓ，１３Ｓ及び各ＧＮＤパターン１２Ｇ，１３Ｇの具体的な形状等については後で説明する。
【００２４】
樹脂基板１１のＦ面１１Ａ及びＢ面１１Ｂに形成された配線パターン１２Ｓ及び１３Ｓは、ビア１５Ａを介して電気的に接続されている。同様にＦ面１１Ａ及びＢ面１１Ｂに形成されたＧＮＤパターン１２Ｇ及び１３Ｇも、ビア１５Ｂを介して電気的に接続されている。各ビア１５Ａ，１５Ｂは、樹脂基板１１を厚さ方向にそれぞれ貫通して形成されたスルーホールＴＨ１，ＴＨ２（例えば、直径が１５０μｍ程度）の内壁面に形成された導体層（例えば、厚さが２０μｍ程度のＣｕめっき層）からなる。
【００２５】
図１の例では、ビア１５Ａ，１５Ｂを「導体層」の形態で設けているが、この形態に限定されないことはもちろんである。各スルーホールＴＨ１，ＴＨ２に導電性材料（導体）を充填し、この充填された導体をビアとしてもよい。
【００２６】
樹脂基板１１のＦ面１１Ａ側を覆って形成されたソルダレジスト層１６ａには、パッドＰ１を露出させる開口部（例えば、直径が４００μｍ程度）が設けられている。この開口部から露出するパッドＰ１には、ニッケル（Ｎｉ）めっき及び金（Ａｕ）めっきをこの順に施してなるＮｉ／Ａｕめっき層１７ａ（例えば、厚さが３μｍ程度）が形成されている。さらに、このＮｉ／Ａｕめっき層１７ａ上にはんだ１８が被着され（例えば、厚さが５０μｍ程度）、このはんだ１８を介してスプリング端子２０が接続されている。
【００２７】
一方、樹脂基板１１のＢ面１１Ｂ側を覆って形成されたソルダレジスト層１６ｂの開口部（例えば、直径が５６０μｍ程度）から露出するパッドＰ２にも、同様のＮｉ／Ａｕめっき層１７ｂが形成されている。さらに、このＮｉ／Ａｕめっき層１７ｂ上に、スプリング端子付配線基板３０をマザーボードに実装する際に使用される外部接続端子（はんだボール１９）が接合されている。
【００２８】
各パッドＰ１，Ｐ２上に形成されるＮｉ／Ａｕめっき層１７ａ，１７ｂを構成するＡｕ層の部分は、はんだ１８を被着させ、はんだボール１９を接合したときのコンタクト性を高めるのに寄与する。Ｎｉ層の部分は、各パッドＰ１，Ｐ２を構成する金属（Ｃｕ）とＡｕ層との密着性を高め、この金属（Ｃｕ）がＡｕ層中へ拡散するのを防止するのに寄与する。
【００２９】
はんだ１８及びはんだボール１９には、例えば、錫（Ｓｎ）と銀（Ａｇ）と銅（Ｃｕ）の組成からなる鉛（Ｐｂ）フリーはんだが用いられる。ただし、このＰｂフリーはんだに限定されず、ＳｎとＰｂの組成からなる共晶はんだを使用してもよい。
【００３０】
配線基板１０は、その基板本体（樹脂基板１１）の厚さが０．２〜１．０ｍｍ程度となるように選定され、はんだボール１９の高さが０．２〜０．５ｍｍ程度となるように選定されている。
【００３１】
配線基板１０上に実装されるスプリング端子２０は、図１に示すように大別して３つの部分（接合部分２１、接触部分２２、スプリング部分２３）からなり、これらの部分が一体的に成形された構造を有している。このスプリング端子２０は、後述するように適当な弾性（ばね性、曲げ性）を有した金属材料からなる。
【００３２】
スプリング端子２０の大きさは、例えば、その高さ（接合部分２１の下端面から接触部分２２の上端面までの長さ）が０．５〜２．０ｍｍ程度、奥行き（高さ方向と直交する方向において接合部分２１の側端面からスプリング部分２３の最遠の外側面までの長さ）が０．５〜２．０ｍｍ程度、幅（高さ方向及び奥行き方向と直交する方向における長さ）が０．１〜０．５ｍｍ程度となるように選定されている。また、接続端子２０を構成する金属薄板の厚さは、０．０８ｍｍ程度のものを選定している。
【００３３】
スプリング端子２０の接合部分２１は、はんだ１８（図１）を介して配線基板１０のパッドＰ１（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ）に接続される部分である。この接合部分２１は、スプリング部分２３の一方の端部（図示の例では下側）に繋がり、スプリング部分２３の幅よりも広い幅（図９参照）を有し、かつ、両面が平坦な形状となるように成形されている。
【００３４】
接合部分２１をこのような形状に形成することで、接合部分２１を配線基板１０のパッドＰ１（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ）に接合したときの接合面積を増やし、十分なはんだ接続強度を確保することができる。つまり、接合される相手側の平坦なパッドＰ１（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ）との密着度を高めることができる。
【００３５】
接触部分２２は、スプリング端子付配線基板３０に接続されるＬＧＡパッケージのパッドに接触する部分である。この接触部分２２は、スプリング部分２３の他方の端部（図示の例では上側）に繋がり、スプリング端子２０の高さ方向で見たときに接合部分２１に対向する位置に配置されている。接触部分２２は、スプリング部分２３と同じ幅を有し（図９参照）、かつ、外側に（接合部分２１から遠ざかる方向に）突出した形状となるように形成されている。より具体的には、スプリング部分２３から外側方向に突出し、さらにこの突出部から内側方向に円弧状に湾曲するように形成されている。
【００３６】
接触部分２２をこのような形状に形成することで、以下のメリットがある。先ず、突出部を設けることで、ＬＧＡパッケージのパッドが接触部分２２を押圧した際のスプリング部分２３の変形による、ＬＧＡパッケージとスプリング部分２３の端部（接触部分２２に繋がる部分）との接触を防止することができる（スプリング端子２０の破損の防止）。また、接触部分２２の先端部を湾曲させているので、この湾曲部がＬＧＡパッケージのパッドにより押圧された際、この湾曲部によって当該パッドが破損するのを防止することができる。
【００３７】
スプリング部分２３は、外側に（接合部分２１及び接触部分２２から遠ざかる方向に）湾曲した形状となるように形成されている。かかる形状に成形することで、スプリング部分２３は高さ方向に弾性変形することができる。
【００３８】
このスプリング部分２３の一方の端部（接合部分２１に繋がっている側）は固定化されるが、他方の端部（接触部分２２に繋がっている側）は自由端となっている。そのため、このスプリング部分２３は、ＬＧＡパッケージのパッドが接触部分２２に押圧されて接触したときに、その押圧力に抗する弾性力により、当該パッドと接触部分２２との接触状態を安定に維持するのに寄与する。このスプリング部分２３は接触部分２２と一体的に「ばね」として機能する。このときのばね定数は、例えば、０．６〜０．８Ｎ／ｍｍ程度に選定されている。
【００３９】
図２は本実施形態のスプリング端子付配線基板３０（図１）を両面から見たときの概略構成を示したものであり、（ａ）はスプリング端子２０が実装されている側の面から見た上面図、（ｂ）はその反対側の面から見た底面図である。図２の構成では、ソルダレジスト層１６ａ，１６ｂ、Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ，１７ｂ、はんだ１８及びはんだボール１９の図示を省略している。
【００４０】
配線基板１０（図１）の上面側（樹脂基板１１のＦ面１１Ａ）に配置される信号伝送用の配線パターン１２Ｓは、図２（ａ）に示すように、大円形の部分ＬＰと小円形の部分ＳＰが繋がった形状（「だるま」に似た形状）にパターニングされている。例えば、大円形の部分ＬＰは直径が６００μｍ程度、小円形の部分ＳＰは直径が３５０μｍ程度に選定され、各部分ＬＰ，ＳＰの中心間距離は５００μｍ程度に選定されている。この配線パターン１２Ｓは、スプリング端子２０の設置個数に応じた数だけ形成され、アレイ状に配設されている。
【００４１】
また、樹脂基板１１の同じＦ面１１Ａに配置されるＧＮＤパターン１２Ｇは、各配線パターン１２Ｓから絶縁され（例えば、８０μｍ程度の間隔を空ける）、かつ、各配線パターン１２Ｓを囲むようにＦ面１１Ａに「べた状」にパターニングされている。つまり、ＧＮＤパターン１２Ｇは「ＧＮＤプレーン」を構成している。
【００４２】
各配線パターン１２Ｓ（大円形の部分ＬＰ）上には、それぞれスプリング端子２０が接続されている。各スプリング端子２０は、その配設方向（図２（ａ）において破線の矢印で示す方向）に対して所定の角度θ（例えば、２５〜３５度）をなすように配列されている。つまり、スプリング端子２０は、その配設方向に対して傾斜するように配置されている。このような配列形態とすることにより、配設方向に対して平行となるように端子を配列した場合と比べて、単位面積当たりの端子の設置個数を増やすことができる。これは、ＬＧＡパッケージのパッドの狭ピッチ化に対応したスプリング端子２０の接触部分２２の狭ピッチ化に寄与する。
【００４３】
一方、配線基板１０（図１）の底面側（樹脂基板１１のＢ面１１Ｂ）に配置される信号伝送用の配線パターン１３Ｓも同様に、図２（ｂ）に示すように、大円形の部分ＬＰと小円形の部分ＳＰが繋がった形状（「だるま」に似た形状）にパターニングされている。ただし、大円形の部分ＬＰについては、その直径が６８０μｍ程度に選定されている。この配線パターン１３Ｓは、外部接続端子（はんだボール１９）の設置個数に応じた数だけ形成され、アレイ状に配設されている。そして、この配線パターン１３Ｓは、反対側のＦ面１１Ａに形成された対応する配線パターン１２Ｓと、ビア１５Ａを介して電気的に相互接続されている。
【００４４】
また、樹脂基板１１の同じＢ面１１Ｂに配置されるＧＮＤパターン１３Ｇも同様に、各配線パターン１３Ｓから絶縁され、かつ、各配線パターン１３Ｓを囲むようにＢ面１１Ｂに「べた状」にパターニングされている。つまり、ＧＮＤパターン１３Ｇも「ＧＮＤプレーン」を構成している。そして、このＧＮＤパターン１３Ｇは、反対側のＦ面１１Ａに形成されたＧＮＤパターン１２Ｇと、複数のビア１５Ｂを介して電気的に相互接続されている。
【００４５】
本実施形態に係るスプリング端子付配線基板３０は、例えば、本願出願人が既に提案している技術（前述した特許文献１）を利用して製造することができる。その製造方法の詳細については省略するが、その一例を概略的に説明すると以下の通りである。
【００４６】
先ず、配線基板１０に実装されるスプリング端子２０を用意する。スプリング端子２０は、均一な厚さを有した金属薄板から、形成すべきスプリング端子２０のパターン（平面状に伸ばしたときの形状に応じたパターン）を型で打ち抜いて（スタンピング）、所要の形状に曲げ加工（ベンディング）を施すことで作製することができる。スタンピングの代わりに、エッチングにより、所要のスプリング端子２０の形状に応じたパターンを得ることも可能である。
【００４７】
使用する金属薄板の材料としては、適当な弾性（ばね性、曲げ性）を有した材料、例えば、ベリリウム銅（Ｃｕ−Ｂｅ）、りん青銅（Ｃｕ−Ｓｎ）、コルソン材（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ｍｇ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｃｒ等）などの銅（Ｃｕ）をベースとした合金が好適に用いられる。
【００４８】
また、スタンピング又はエッチングによりスプリング端子２０の形状に応じたパターンを得た後、その金属薄板の表面にＮｉめっき、Ｎｉ−Ｃｏ合金めっき等を施す。コバルト（Ｃｏ）を含む合金めっきを施した場合、弾性を高めることができるという点で有用である。これらＮｉめっき等は、ベンディングを施す前に行ってもよいし、ベンディングを施した後に行ってもよい。さらに、そのＮｉめっき等が施された表面（少なくとも接合部分２１と接触部分２２）に、金（Ａｕ）めっきを施す。
【００４９】
次に、このようにして作製されたスプリング端子２０を端子整列用の治具上に仮固定する。この治具には、最終的にスプリング端子２０が実装される配線基板１０のパッドＰ１の配列に合わせて凹部が設けられている。スプリング端子２０の仮固定は、振込み法やピック＆プレイス法などにより実施することができる。
【００５０】
例えば、ステッチングマシーンを使用したピック＆プレイス法の場合、金属薄板（フレーム）上で所要の形状にスタンピング（又はエッチング）及びベンディングが施されたスプリング端子２０を、その金属フレームから折り取りながらつまんで（ピック）、治具に設けられた対応する凹部内に挿し込んでいく（プレイス）。これにより、治具に設けられた各凹部内に、それぞれ対応するスプリング端子２０が仮固定される。その際、治具の凹部からスプリング端子２０の接合部分２１を突出させるように仮固定を行う。このように接合部分２１を突出させておくことで、この接合部分２１に対する配線基板１０側のパッドの接合が行い易くなる。
【００５１】
次に、治具に仮固定されたスプリング端子２０を固定実装するための配線基板１０を用意する。配線基板１０の形態としては、上述したように基板本体に樹脂基板１１を使用したものを用いることができる。この配線基板１０の一方の面側のソルダレジスト層１６ａから露出するパッドＰ１（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ）には、適量のはんだ１８が被着される。また、他方の面側のソルダレジスト層１６ｂから露出するパッドＰ２（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ｂ）には、はんだボール１９が接合される。
【００５２】
次に、この配線基板１０に上記の構造体（治具に複数個のスプリング端子２０を仮固定し整列させたもの）を接合する。すなわち、配線基板１０のはんだ１８が被着されている側の面を、治具のスプリング端子２０が仮固定されている側の面に対向させて位置合わせし、はんだ１８を対応するスプリング端子２０の接合部分２１に当接させる。次いで、リフローによりはんだ１８を溶融させて、配線基板１０のパッドＰ１（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ）にスプリング端子２０の接合部分２１を電気的に接続する。
【００５３】
本実施形態では、はんだ１８を用いているが、これに代えて、導電性樹脂ペースト等を使用してもよい。例えば、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂に銀（Ａｇ）フィラーを含有させたＡｇペーストを用いることができる。この場合、配線基板１０のパッドＰ１に被着させたＡｇペーストをスプリング端子２０の接合部分２１に当接させた後、加熱により硬化させて、パッドＰ１と接合部分２１とを電気的に接続する。
【００５４】
以上の工程により、本実施形態のスプリング端子付配線基板３０が作製されたことになる。
【００５５】
図３は、第１の実施形態に係るスプリング端子付配線基板３０の実装構造の一例（配線基板３０をＬＧＡパッケージ４０とマザーボード５０との間に介在させて電気的に接続した実装構造）を断面図の形態で示したものである。また、図１８はこの実装構造を補足説明するためのＬＧＡソケットの構成を断面図の形態で示したものである。
【００５６】
図３に示す実装構造６０において、スプリング端子付配線基板３０は、配線基板１０において樹脂基板１１のＢ面１１Ｂに配置されたパッドＰ２（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ｂ）に接合されたはんだボール１９（外部接続端子）を介して、マザーボード５０上に配設された対応するパッド５１（電極端子）に接続されている。
【００５７】
ＬＧＡパッケージ４０は、例えば、ビルドアップ配線基板の形態を有している。このＬＧＡパッケージ４０の上面側には（図１８参照）、例えば、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）等の高周波数で動作するＬＳＩ（半導体チップ）４５が搭載されている。このＬＳＩ４５は、はんだバンプ等の導電性部材４６を介してＬＧＡパッケージ４０上にフリップチップ実装されている。さらに、このＬＳＩ４５とＬＧＡパッケージ４０との間にアンダーフィル樹脂４８が充填されている。一方、ＬＧＡパッケージ４０の下面側には、パッド４１が設けられている。なお、図３の例では、ＬＳＩ４５、導電性部材４６及びアンダーフィル樹脂４８の図示を省略している。
【００５８】
このＬＧＡパッケージ４０は、スプリング端子付配線基板３０（図３）と共に、ＬＧＡソケット７０（図１８）のフレーム７２内に収容される。このため、ＬＧＡソケット７０のフレーム７２は、平面視したときにＬＧＡパッケージ４０とスプリング端子付配線基板３０を収容可能な開口部を有する枠体の形状に形成されている。例えば、エンプラ（エンジニアリング・プラスチック）等により形成することができる。このような形状のフレーム７２を使用することで、ソケット７０に実装されるスプリング端子付配線基板３０とＬＧＡパッケージ４０の相互の位置合わせが行い易くなる。
【００５９】
ＬＧＡソケット７０のフレーム７２は、その下端面がマザーボード５０にねじ止め等で固定されている。一方、フレーム７２の上端面には、金属製のキャップ７４がそのヒンジ部７５を支点として回動自在に取り付けられている。このキャップ７４は、図１８に示すように、その内側の部分がフレーム７２の内部側に突出した形状に成形されている。これにより、キャップ７４が閉じられたときにその突出した部分がＬＧＡパッケージ４０の上面（ＬＳＩ４５の背面）を押圧し、このＬＧＡパッケージ４０をスプリング端子付配線基板３０に対して押し付けるようになっている。
【００６０】
マザーボード５０上に実装されたスプリング端子付配線基板３０のスプリング端子２０は、その接触部分２２（図３）を介して、ＬＧＡパッケージ４０の下面側のソルダレジスト層（図示せず）から露出するパッド４１（電極端子）に接触している。その接触の際、ＬＧＡパッケージ４０は、ＬＧＡソケット７０のキャップ７４によりその上面（図１８に示すＬＳＩ４５の背面）が押圧されるようになっている。これにより、ＬＧＡパッケージ４０の下面側のパッド４１がスプリング端子２０の接触部分２２に押圧され、その押圧力により、スプリング端子２０のスプリング部分２３（図３）が高さ方向に（接触部分２２が接触するパッド４１の面と直交する方向に）圧縮される。その結果、スプリング端子２０の接触部分２２とＬＧＡパッケージ４０のパッド４１との接触力を高めることができ、ＬＧＡパッケージ４０との電気的接続を安定に行うことができる（接続信頼性の向上）。
【００６１】
なお、図１８の例では特に示していないが、必要に応じてＬＧＡパッケージ４０上に、ＬＳＩ４５の背面にその一部分が接着されたキャップ状の放熱板を設けてもよい。この形態の場合、ＬＧＡパッケージ４０をソケット７０に搭載したときに、その放熱板がソケット７０のキャップ７４（その突出した部分）により押圧されることになる。
【００６２】
次に、ＧＮＤプレーン１２Ｇ及び１３ＧをＧＮＤ電位に接地する方法（接地手段）について、図４〜図７を参照しながら説明する。
【００６３】
図４は、その接地手段の一例を適用した場合のスプリング端子付配線基板３０の構成を断面図の形態で示したものである。また、図５は、この場合のスプリング端子付配線基板３０を、スプリング端子２０が実装されている側と反対側の面から見たときの概略構成を示している。図５の構成では、ソルダレジスト層１６ｂ、Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ｂ及びはんだボール１９の図示を省略している。
【００６４】
図４、図５に示す接地方法では、配線基板１０の底面側（樹脂基板１１のＢ面１１Ｂ）にＧＮＤ接地専用のパッドＰ２（Ｇ）を設け、これに対向するマザーボード５０側にもＧＮＤ接地専用のパッド５１（Ｇ）を設け、両パッドＰ２（Ｇ）、５１（Ｇ）間をはんだボール１９を介して接続している。これにより、樹脂基板１１のＦ面１１Ａに配置されたＧＮＤプレーン１２Ｇ、及びビア１５Ｂを介して接続されたＧＮＤプレーン１３Ｇは、パッドＰ２（Ｇ）、Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ｂ、はんだボール１９及びパッド５１（Ｇ）を介してＧＮＤ電位に接地される。
【００６５】
図６は、接地手段の他の例を適用した場合のスプリング端子付配線基板３０の構成を断面図の形態で示したものである。また、図７は、この場合のスプリング端子付配線基板３０を両面から見たときの概略構成を示したものであり、（ａ）はスプリング端子２０が実装されている側の面から見た上面図、（ｂ）はその反対側の面から見た底面図である。図７の構成では、ソルダレジスト層１６ａ，１６ｂ、Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ，１７ｂ、はんだ１８及びはんだボール１９の図示を省略している。
【００６６】
図６、図７に示す接地方法では、いずれかのスプリング端子２０が予めグランド用端子２０（Ｇ）として割り当てられている場合（つまり、各スプリング端子２０について電気信号配置があらかじめ確定している場合）を前提としている。具体的には、グランド用として割り当てられたスプリング端子２０（Ｇ）が接続されている配線パターン１２Ｇａ、１２Ｇｂ（図７（ａ）参照）を、同じＦ面１１Ａ上に形成されたＧＮＤプレーン１２Ｇと接続している（パターンショート）。この場合、ＧＮＤプレーン１２Ｇとの間に隙間なく一体に形成してもよいし（配線パターン１２Ｇａ）、ＧＮＤプレーン１２Ｇと部分的に接続されるようパターニングしてもよい（配線パターン１２Ｇｂ）。
【００６７】
Ｆ面１１Ａ上の各配線パターン１２Ｇａ、１２Ｇｂは、それぞれビア１５Ｂを介して、反対側のＢ面１１Ｂ上に形成された対応する配線パターン１３Ｇａに接続されている。この配線パターン１３Ｇａについても同様に、同じＢ面１１Ｂ上に形成されたＧＮＤプレーン１３Ｇと接続されている。
【００６８】
以上説明したように、第１の実施形態に係るスプリング端子付配線基板３０の構成によれば（図１〜図３参照）、配線基板１０の上面側（樹脂基板１１のＦ面１１Ａ）に配置された信号伝送用の配線パターン１２Ｓにスプリング端子２０が接続され、この配線パターン１２Ｓを囲むようにＧＮＤパターン１２Ｇが「べた状」に形成されている（ＧＮＤプレーン）。同様に、配線基板１０の底面側（樹脂基板１１のＢ面１１Ｂ）に配置された信号伝送用の配線パターン１３Ｓにはんだボール１９が接続され、この配線パターン１３Ｓを囲むようにＧＮＤパターン１３Ｇが形成されている。そして、Ｂ面１１Ｂ側の配線パターン１３Ｓ及びＧＮＤパターン１３Ｇは、それぞれビア１５Ａ及び１５Ｂを介して、Ｆ面１１Ａ側の配線パターン１２Ｓ及びＧＮＤパターン１２Ｇに接続されている。
【００６９】
このように本実施形態のスプリング端子付配線基板３０では、被接続物（ＬＧＡパッケージ４０）と実装用基板（マザーボード５０）とを電気的に接続する信号伝送路の一部として用いるスプリング端子２０の直近にＧＮＤプレーン１２Ｇが配置された構造となっている。
【００７０】
このようにスプリング端子２０の直近にＧＮＤプレーン１２Ｇを配置することにより、以下に記述する種々の利点が得られる。これらの利点について、図８〜図１１を参照しながら説明する。
【００７１】
図８はスプリング端子２０の等価回路を示したものである。スプリング端子２０の接触部分２２（その端部をＡとする）を入力側とし、接合部分２１（その端部をＢとする）を出力側とすると、この等価回路は、入出力間に直列に接続された抵抗成分Ｒ及びインダクタンス成分Ｌと、並列に接続されたコンダクタンス成分Ｇ及び容量成分Ｃとによって表される。ここに、各成分Ｒ，Ｌ，Ｇ，Ｃはそれぞれ単位長あたりの値を示すものとする。また、入力端Ａに対する端子Ａ’及び出力端Ｂに対する端子Ｂ’は、ＧＮＤプレーン１２Ｇに相当する。
【００７２】
特性インピーダンスＺ０は、この等価回路（図８）から導出した偏微分方程式を解いて得られた線路上の電圧及び電流の各式から求められ（導出は省略）、以下の式（１）で 表される。
【００７３】
Ｚ０＝√｛（Ｒ＋ｊωＬ）／（Ｇ＋ｊωＣ）｝……（１）
導体部分の損失（抵抗成分Ｒ）と誘電体部分の損失（コンダクタンス成分Ｇ）が十分に小さく無視できるものとすると、上記の式（１）は以下の式（２）のように近似できる。
【００７４】
Ｚ０≒√（Ｌ／Ｃ）……（２）
ここで、スプリング端子２０の直近にＧＮＤプレーンが無い場合には、等価的に形成される容量成分Ｃが小さく見えるので、この場合のスプリング端子２０の特性インピーダンスＺ０は「誘導性」を呈し、比較的高い値となる（上記の式（２）参照）。
【００７５】
これに対し、本実施形態（図１、図２）のようにスプリング端子２０の実装面（樹脂基板１１のＦ面１１Ａ）をＧＮＤプレーン１２Ｇで覆った場合、当該端子２０とその直近のＧＮＤプレーン１２Ｇとの間に等価容量成分Ｃが形成される。その結果、スプリング端子２０の特性インピーダンスＺ０は相対的に低下する（上記の式（２）参照）。つまり、スプリング端子２０の直近にＧＮＤプレーン１２Ｇを配置することで、スプリング端子２０の特性インピーダンスＺ０を変えることができる。これは、特性インピーダンスＺ０の調整が可能であることを意味する。
【００７６】
図９は、スプリング端子２０に流れる電流と該電流によって発生する磁束及び渦電流との関係を模式的に示したものである。
【００７７】
スプリング端子２０に電気信号が伝送されると電流Ｉａが流れ、この電流Ｉａによって磁界が発生し、磁束φａが形成される。スプリング端子２０から発せられた磁束φａがＧＮＤプレーン１２Ｇに当たると、その磁束φａによりＧＮＤプレーン１２Ｇ上に電流（渦電流Ｉｂ）が誘導される。この誘導される渦電流Ｉｂは、レンツの法則により、スプリング端子２０から発せられた磁束φａを妨げる方向に流れる。つまり、この渦電流Ｉｂによって、磁束φａを妨げる方向に磁束φｂが発生する。
【００７８】
これにより、スプリング端子２０に電流Ｉａが流れることにより発生した磁束φａは、ＧＮＤプレーン１２Ｇ上に誘導された渦電流Ｉｂによって発生した磁束φｂにより打ち消され、スプリング端子２０の磁束が弱まる。その結果、スプリング端子２０のインダクタンス（図８に示すインダクタンス成分Ｌ）が減少する。つまり、スプリング端子２０の直近にＧＮＤプレーン１２Ｇを配置することで、スプリング端子２０の特性インピーダンスＺ０を変えることができる。これは、特性インピーダンスＺ０の調整が可能であることを意味する。
【００７９】
図１０及び図１１は、スプリング端子２０とＧＮＤプレーン１２Ｇとの間を流れる電流の経路によって形成される閉回路（閉ループ）を模式的に示したものである。
【００８０】
ＬＧＡソケットに実装されたＬＳＩ（ＬＧＡパッケージ４０）からマザーボード５０に向けて信号を出力する場合は、ＬＳＩ側が「信号源ＳＳ（ＳＳ１，ＳＳ２）」となり、マザーボード側で信号を受信するデバイスが「負荷ＬＤ（ＬＤ１，ＬＤ２）」となる。その逆方向に信号を出力する場合は、マザーボード側が「信号源」となり、信号を受信するＬＳＩが「負荷」となる。いずれの場合も、信号源と負荷との間に閉ループ回路が形成される（図１０参照）。ただし、図１０（ａ）に示す閉ループ回路は、比較例として示したものであり、ＧＮＤプレーンを備えていない場合に相当する。
【００８１】
信号源を備えた１つの閉ループ回路は、信号が伝送路を通って負荷に伝送される際に電流が流れるが（往路）、その後は負荷の直近のグランド（ＧＮＤ）に流れ、リターン電流として信号源に戻ってくる（帰路）。その際、リターン電流は、ＧＮＤプレーン１２Ｇ上で信号配線（往路）に最も近い部分（インピーダンスの低い部分）を流れる。
【００８２】
図１０（ｂ）に示す「帰路」、図１１に示す「帰路１」及び「帰路２」は、Ｆ面１１Ａに配置されたＧＮＤプレーン１２Ｇの、スプリング端子２０に隣接した部分に相当する。
【００８３】
このような閉ループ回路に電流が流れるとインダクタンスが発生する。一般にループコイルのインダクタンスはコイルのループ面積に比例するため、ループ面積を小さくした方がインダクタンスを低くすることができる。
【００８４】
従って、本実施形態のようにスプリング端子２０の直近にＧＮＤプレーン１２Ｇを配置すれば、そこにリターン電流が流れることになり、スプリング端子２０を信号伝送路の一部として含む閉回路を最小面積の閉ループとすることができる（図１０（ｂ）参照）。これは、ループインダクタンスの低減に寄与する。
【００８５】
また、スプリング端子２０を含む閉回路によって形成される閉ループの面積が最小となることで（図１１において梨地模様で示す部分）、隣接するスプリング端子２０間での閉ループ間隔ＤＳが広がる。その結果、閉ループ間の相互インダクタンスが低減し、隣接するスプリング端子２０からの誘導性ノイズの干渉を受け難くなる（相互干渉ノイズの低減）。つまり、スプリング端子２０を含めた信号伝送路に誘導されるノイズを低減することができる。
【００８６】
図１２はシミュレーションによる伝送特性の解析結果を示したものである。
【００８７】
解析ツールとして、ＡＮＳＯＦＴ社製の電磁界解析ツール（ＨＦＳＳ１３．０）を使用し、周波数：０〜４ＧＨｚの範囲で解析を行った。また、解析対象とするポートは、ＬＳＩ（ＬＧＡパッケージ４０）から信号出力するドライバとして、ポート１（ＬＧＡパッケージ４０のパッド４１）及びポート２（マザーボード５０のパッド５１）を定めた。また、解析するＳパラメータは、Ｓ１１（反射特性）及びＳ２１（透過特性）とした。
【００８８】
図１２において（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ周波数の変化に対するＳパラメータの反射特性（Ｓ１１）及び透過特性（Ｓ２１）を表している。また、実線は、Ｆ面１１Ａ及びＢ面１１Ｂの両面にＧＮＤプレーン１２Ｇ，１３Ｇを配置した場合の伝送特性を表し、破線は、Ｆ面１１ＡのみにＧＮＤプレーン１２Ｇを配置した場合の伝送特性を表し、一点鎖線は、ＧＮＤプレーン無しの場合の伝送特性を表している。
【００８９】
ＧＮＤプレーン無しの場合と比べて、Ｆ面１１ＡのみにＧＮＤプレーン１２Ｇを配置すると、反射特性（Ｓ１１）は２．２ｄＢ向上した（図１２（ａ）参照）。また、Ｆ／Ｂ両面にＧＮＤプレーン１２Ｇ，１３Ｇを配置すると、配線のインピーダンス整合がなされ、ＧＮＤプレーン無しの場合と比べて、反射特性（Ｓ１１）は３．１ｄＢ向上した。
【００９０】
透過特性（Ｓ２１）については、Ｆ面１１ＡのみにＧＮＤプレーン１２Ｇを配置した場合と、Ｆ／Ｂ両面にＧＮＤプレーン１２Ｇ，１３Ｇを配置した場合とで、配線のインピーダンス整合による特性向上の効果にあまり差がなかった。それでも、いずれの場合も、ＧＮＤプレーン無しの場合と比べて、特性向上の効果は見られた。
【００９１】
（第２の実施の形態…図１３、図１４参照）
図１３は第２の実施の形態に係るスプリング端子付配線基板３０ａの構成を断面図の形態で示したものである。また、図１４はこのスプリング端子付配線基板３０ａを両面から見たときの概略構成を示したものであり、（ａ）はスプリング端子２０が実装されている側の面から見た上面図、（ｂ）はその反対側の面から見た底面図である。図１４の構成では、ソルダレジスト層１６ａ，１６ｂ、Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ，１７ｂ、はんだ１８及びはんだボール１９の図示を省略している。
【００９２】
この第２の実施形態に係るスプリング端子付配線基板３０ａ（図１３、図１４）は、上述した第１の実施形態に係るスプリング端子付配線基板３０（図１、図２）の構成と比べて、配線基板１０ａを平面視したときにスプリング端子２０がはんだ１８を介して接合されるパッドＰ１（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ）の位置とはんだボール１９が接合されるパッドＰ２（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ｂ）の位置とが互いに重なり合うように各配線パターン１２Ｓ，１３Ｓを形成した点で相違する。このため、配線基板１０ａの上面側（樹脂基板１１のＦ面１１Ａ）に配置される配線パターン１２Ｓ（図１４（ａ）参照）は、上述した第１の実施形態における図２（ａ）の構成とは異なり、大円形の部分ＬＰと小円形の部分ＳＰが左右方向に反転した形状となっている。
【００９３】
スプリング端子付配線基板３０ａにおける他の部分の構成、及びＧＮＤプレーン（ＧＮＤパターン１２Ｇ，１３Ｇ）の接地手段については、第１の実施形態の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【００９４】
この第２の実施形態（図１３、図１４）においても、上述した第１の実施形態（図１、図２）の場合と同様に、スプリング端子２０が接続されている配線パターン１２Ｓを囲むように（配線パターン１２Ｓの直近に）ＧＮＤプレーン１２Ｇが配置されている。これにより、同様の作用効果を奏することができる。すなわち、スプリング端子２０と基板上の配線パターン（１２Ｓ，１３Ｓなど）のインピーダンス整合に向けた調整を行うことができる。
【００９５】
さらに、この第２の実施形態では、パッドＰ１と同等のピッチでパッドＰ２を設ける場合、図１３に示すように配線パターンを引き回すと、パッドＰ１とパッドＰ２との間の配線長を短くすることができる。これは、電気特性上有利であり、特に、上述した信号伝送特性（Ｓパラメータ）の向上に寄与する。
【００９６】
（第３の実施の形態…図１５、図１６参照）
図１５は第３の実施の形態に係るスプリング端子付配線基板３０ｂの構成を断面図の形態で示したものである。また、図１６はこのスプリング端子付配線基板３０ｂを両面から見たときの概略構成を示したものであり、（ａ）はスプリング端子２０が実装されている側の面から見た上面図、（ｂ）はその反対側の面から見た底面図である。図１６の構成では、ソルダレジスト層１６ａ，１６ｂ、Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ，１７ｂ、はんだ１８及びはんだボール１９の図示を省略している。
【００９７】
この第３の実施形態に係るスプリング端子付配線基板３０ｂ（図１５、図１６）は、上述した第１の実施形態に係るスプリング端子付配線基板３０（図１、図２）の構成と比べて、以下の点で相違する。
【００９８】
先ず、配線基板１０ｂを平面視したときにスプリング端子２０がはんだ１８を介して接合されるパッドＰ１（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ）の位置とはんだボール１９が接合されるパッドＰ２（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ｂ）の位置とが互いに重なり合うように各配線パターン１２Ｓａ，１３Ｓａが形成されている。また、各配線パターン１２Ｓａ，１３Ｓａ（図１６参照）は、上述した第１の実施形態における配線パターン１２Ｓ，１３Ｓ（図２参照）の形状とは異なり、円形の形状にパターニングされている。
【００９９】
さらに、スプリング端子２０が接合されるパッドＰ１とはんだボール１９が接合されるパッドＰ２とは、樹脂基板１１を貫通して設けられたビア１５Ｃを介して電気的に接続されている。同様に、樹脂基板１１のＦ面１１Ａ及びＢ面１１Ｂにそれぞれ形成されたＧＮＤパターン１２Ｇ及び１３Ｇも、樹脂基板１１を貫通して設けられたビア１５Ｄを介して電気的に接続されている。各ビア１５Ｃ，１５Ｄは、樹脂基板１１の所要の箇所にそれぞれスルーホール（例えば、直径が１５０μｍ程度）を形成し、各スルーホールに導電性材料（導体）を充填することにより、形成することができる。
【０１００】
スプリング端子付配線基板３０ｂにおける他の部分の構成、及びＧＮＤプレーン（ＧＮＤパターン１２Ｇ，１３Ｇ）の接地手段については、第１の実施形態の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【０１０１】
この第３の実施形態（図１５、図１６）においても、上述した第１の実施形態（図１、図２）の場合と同様に、スプリング端子２０が接続されている配線パターン１２Ｓａを囲むように（配線パターン１２Ｓａの直近に）ＧＮＤプレーン１２Ｇが配置されている。これにより、同様の作用効果を奏することができる。すなわち、スプリング端子２０と基板上の配線パターン（１２Ｓａ，１３Ｓａなど）のインピーダンス整合に向けた調整を行うことができる。
【０１０２】
さらに、この第３の実施形態では、スプリング端子２０が接合されるパッドＰ１とはんだボール１９が接合されるパッドＰ２とはビア１５Ｃを介して接続されている。従って、スプリング端子２０と外部接続端子（はんだボール１９）との間の信号伝搬経路長（配線長）を最短にすることができる。これは、上述した信号伝送特性（Ｓパラメータ）の向上に寄与する。
【０１０３】
（第４の実施の形態…図１７参照）
図１７は第４の実施の形態に係るスプリング端子付配線基板３０ｃの構成を断面図の形態で示したものである。
【０１０４】
この第４の実施形態に係るスプリング端子付配線基板３０ｃ（図１７）は、上述した第１の実施形態に係るスプリング端子付配線基板３０（図１）の構成と比べて、ＧＮＤパターン１４Ｇを配線基板１０ｃの内層に配置した点で相違する。より具体的には、ＧＮＤパターン１４Ｇは、スプリング端子２０が接続されている配線パターン１２Ｓの直下に位置する内層の配線層１４に設けられている。
【０１０５】
スプリング端子付配線基板３０ｃにおける他の部分の構成、及びＧＮＤプレーン（ＧＮＤパターン１４Ｇ）の接地手段については、基本的に第１の実施形態の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【０１０６】
この第４の実施形態（図１７）においても、上述した第１の実施形態（図１）の場合と同様に、スプリング端子２０が接続されている配線パターン１２Ｓの近傍（直下の位置）にＧＮＤプレーン１４Ｇが配置されているので、同様の作用効果を奏することができる。すなわち、スプリング端子２０と基板上の配線パターン（１２Ｓ，１３Ｓなど）のインピーダンス整合に向けた調整を行うことができる。
【０１０７】
なお、図１７の例では配線基板１０ｃを３層構造としているが、４層以上の多層構造としてもよい。この場合、最外層の配線層１２，１３以外の他の配線層（内層側）をすべてＧＮＤプレーンとしてもよい。あるいは、第１〜第３の各実施形態のように最外層の配線層１２，１３にＧＮＤプレーン１２Ｇ，１３Ｇを設けた上で、さらに第４の実施形態のように内層の配線層１４にＧＮＤプレーン１４Ｇを設けた構造としてもよい。
【０１０８】
上述した各実施形態では、スプリング端子付配線基板３０（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）をＬＧＡソケットの一部として（ＬＧＡパッケージ４０の実装用として）適用した場合を例にとって説明したが、本発明のスプリング端子付配線基板の適用形態がこれに限定されないことはもちろんである。例えば、インターポーザや、半導体パッケージの試験装置等のソケットの一部として適用することも可能である。
【０１０９】
特に図示はしないが、インターポーザとして適用する場合のスプリング端子付配線基板は、配線基板の両面にそれぞれスプリング端子が接合された構造を有する。配線基板の構成については、各実施形態における配線基板１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）の構成と基本的に同じである。ただし、配線基板１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）の底面側に設けられているパッドＰ２（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ｂ）上のはんだボール１９は不要である。その代わりに、当該パッドＰ２（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ｂ）上にはんだが被着され、このはんだを介してスプリング端子２０の接合部分２１が当該パッドＰ２に接合される。
【０１１０】
かかる構造を有したスプリング端子付配線基板（インターポーザ）は、図３に例示した実装構造におけるスプリング端子付配線基板３０と同様の態様で使用することができる。すなわち、このインターポーザの上面側のスプリング端子２０は、その接触部分２２を介してＬＧＡパッケージ４０のパッド４１との接続に使用され、これと反対側（底面側）のスプリング端子２０は、その接触部分２２を介してマザーボード５０のパッド５１との接続に使用される。
【０１１１】
また、上述した各実施形態では、配線基板１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）の基板本体として樹脂基板１１を使用した場合を例にとって説明したが、基板本体の形態がこれに限定されないことはもちろんである。例えば、シリコン基板を使用してもよい。この場合の基板本体の形態としては、シリコン基板に複数の貫通孔（１００μｍ程度の直径）を形成し、この貫通孔に導電性材料（例えば、Ｃｕ）を充填して貫通電極を形成する。その際、貫通電極は、その両端面がそれぞれシリコン基板の両面とほぼ同一面となるように形成する。また、この貫通電極と基板本体（シリコン基板）との間に、絶縁膜（例えば、シリコン酸化膜）を形成する。この基板本体（シリコン基板）では、基板面から露出する貫通電極の両端面が、上記の各パッドＰ１，Ｐ２に対応する。
【０１１２】
また、上述した第１〜第３の各実施形態では、ＧＮＤプレーン１２Ｇ，１３Ｇとして完全な「べた状」のパターンを形成した場合を例にとって説明したが、ＧＮＤプレーン１２Ｇ，１３Ｇのパターンがこれに限定されないことはもちろんである。例えば、メッシュ状のパターンや、マトリクス状に開口が設けられたパターンとしてもよい。このような形状にすることで、ソルダレジスト層１６ａ，１６ｂと樹脂基板１１とが直接接する部分の面積が増大し、相互の密着性が向上する。
【符号の説明】
【０１１３】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…配線基板、
１１（１１Ａ，１１Ｂ）…樹脂基板（上面／Ｆ面、底面／Ｂ面）、
１２，１３，１４…配線層、
１２Ｇ，１３Ｇ，１４Ｇ…ＧＮＤプレーン（ＧＮＤパターン）、
１２Ｓ，１２Ｓａ，１３Ｓ，１３Ｓａ…信号伝送用の配線パターン、
１２Ｇａ，１２Ｇｂ，１３Ｇａ…グランド用の配線パターン、
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ…ビア、
１６ａ，１６ｂ…ソルダレジスト層、
１７ａ，１７ｂ…Ｎｉ／Ａｕめっき層、
１８…はんだ、
１９…はんだボール（外部接続端子）、
２０（２１，２２，２３）…スプリング端子（接合部分、接触部分、スプリング部分）、
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…スプリング端子付配線基板、
４０…ＬＧＡパッケージ（被接続物）、
４１，５１…パッド（電極端子）、
５０…マザーボード（実装用基板）、
６０…スプリング端子付配線基板の実装構造、
７０…ＬＧＡソケット、
７２…フレーム、
７４…（パッケージ押え用の）キャップ、
Ｐ１，Ｐ２…パッド。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプリング性を有した接続端子を備えた配線基板（以下、「スプリング端子付配線基板」という。）及びその実装構造とソケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）等の高速（高周波数）で動作するＬＳＩは、ＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）型のパッケージ構造を有している。これらのＬＳＩをマザーボード等の実装用基板に実装して安定動作させるためには、ＬＧＡパッケージに対応したソケット（ＬＧＡソケット）が必要である。
【０００３】
かかるＬＧＡソケットには、ＬＧＡパッケージとマザーボードとの間で電気的相互接続を維持するための導電性部材として接続用の端子（コンタクトピン）が設けられている。例えば、スプリングを内装し先端部分がそのスプリングで上下に伸縮する可動型プローブピン（「ポゴピン」とも呼ばれている）が用いられている。また、先端部分がスプリング性を有し上下に可動するピン、全体がスプリング性を有し上下に可動するピン（スプリング端子）などが用いられている。
【０００４】
ポゴピンや先端がスプリング形状のピンを使用する形態では、耐熱性樹脂基板に貫通孔を形成し、その貫通孔にピンを挿し込むようにして実装を行い、ＬＧＡソケットの基板として用いている。これに対し、スプリング端子を使用する形態では、プリント基板上にピン（スプリング端子）をはんだ付けして実装を行い、ＬＧＡソケットの基板として用いている。スプリング端子を使用する形態の一例は、下記の特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２７７８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
信号の伝送周波数が高速化（高周波化）すると、信号伝送路が微小な長さであっても伝送路の特性インピーダンスは変動する。そのため、特性インピーダンスの不整合により伝送路の終端で信号反射が発生し、ノイズや信号の位相変動を発生させてしまう。その結果、信号が正しく伝送されず、伝送先の回路等において誤動作の発生原因となる。
【０００７】
これらの対策として、ＬＳＩ、ＬＧＡパッケージ内の信号配線及びＬＳＩを実装するマザーボードの信号配線については、その特性インピーダンスを５０Ωに整合させて、信号伝送路上での信号反射を抑制している。
【０００８】
一方、ＬＧＡパッケージ（ＬＳＩ）とマザーボードを相互接続しているソケットの配線については、信号の伝送周波数に対して無視できる（集中定数回路として扱える）程度の長さであるとして、特にインピーダンス整合を考慮していなかった。
【０００９】
しかしながら、ＭＰＵ等の超高速演算処理回路を備えたＬＳＩの信号周波数は数ＧＨｚから数十ＧＨｚに達しようとしており、これらの周波数に対してソケットにおける信号配線も分布定数回路として扱う必要がある。よって、インピーダンス整合を適正に施さないと信号が正しく伝送されない状況にある。
【００１０】
従来のＬＧＡパッケージ対応ソケットでは、上記のいずれの形態（ポゴピンや先端がスプリング形状のピンを使用する形態、スプリング端子を使用する形態）においても、コンタクトピンのインピーダンスを整合調整できる構造にはなっていない。つまり、インピーダンスを整合させる手段を備えていなかった。
【００１１】
以上に鑑み、被接続物と実装用基板とを電気的に接続する信号伝送路の一部として用いるスプリング端子と基板上の配線パターンのインピーダンス整合を可能にするスプリング端子付配線基板及びその実装構造とソケットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下の開示の一観点によれば、第１の面及びこれと反対側の第２の面を有する配線基板と、前記配線基板の第１の面に実装されたスプリング端子とを備え、前記配線基板の第１の面に設けられた配線層が、前記スプリング端子に電気的に接続された第１の配線パターンと、グランド電位に接地される第１のＧＮＤパターンとを含み、前記第１のＧＮＤパターンが、前記第１の配線パターンから絶縁され、かつ、前記第１の配線パターンを囲むように前記第１の面に形成されていることを特徴とするスプリング端子付配線基板が提供される。
【００１３】
また、以下の開示の他の観点によれば、上記のスプリング端子付配線基板と、被接続物と、実装用基板とを備え、前記スプリング端子付配線基板が、前記スプリング端子を介して前記被接続物上の電極端子に接触するとともに、前記配線基板の第２の面側に設けられた外部接続端子を介して前記実装用基板上の電極端子に接続されていることを特徴とするスプリング端子付配線基板の実装構造が提供される。
【００１４】
また、以下の開示のさらに他の観点によれば、上記のスプリング端子付配線基板と、実装用基板と、前記スプリング端子付配線基板を収容可能な開口部を有するフレームとを備え、前記フレームが前記実装用基板に固定され、前記スプリング端子付配線基板が、前記フレームの開口部内で、前記配線基板の第２の面側に設けられた外部接続端子を介して前記実装用基板上の電極端子に接続されていることを特徴とするソケットが提供される。
【発明の効果】
【００１５】
上記の一観点に係るスプリング端子付配線基板によれば、スプリング端子が接続されている配線パターンを囲むように（つまり、配線パターンの直近に）ＧＮＤパターンが配置されている。これにより、被接続物と実装用基板とを電気的に接続する信号伝送路（例えば、ＬＧＡソケットの電気信号伝送配線）の一部として用いるスプリング端子と基板上の配線パターンについて、インピーダンスの整合に向けた調整を行うことができる。
【００１６】
このインピーダンス整合（調整）に付随して得られる種々の利点については、後述する実施形態において具体的に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施の形態に係るスプリング端子付配線基板の構成を示す断面図である。
【図２】図１のスプリング端子付配線基板を両面から見たときの概略構成を示したものであり、（ａ）はスプリング端子が実装されている側の面から見た上面図、（ｂ）はその反対側の面から見た底面図である。
【図３】図１のスプリング端子付配線基板の実装構造の一例を示す断面図である。
【図４】図１のスプリング端子付配線基板におけるＧＮＤプレーンの接地手段の一例を説明するための断面図である。
【図５】図４に示すスプリング端子付配線基板を、スプリング端子が実装されている側と反対側の面から見たときの概略構成を示す底面図である。
【図６】図１のスプリング端子付配線基板におけるＧＮＤプレーンの接地手段の他の例を説明するための断面図である。
【図７】図６に示すスプリング端子付配線基板を両面から見たときの概略構成を示したものであり、（ａ）はスプリング端子が実装されている側の面から見た上面図、（ｂ）はその反対側の面から見た底面図である。
【図８】スプリング端子の直近にＧＮＤプレーンを配置することによって得られる利点（その１）を説明するための図である。
【図９】スプリング端子の直近にＧＮＤプレーンを配置することによって得られる利点（その２）を説明するための図である。
【図１０】スプリング端子の直近にＧＮＤプレーンを配置することによって得られる利点（その３）を説明するための図である。
【図１１】スプリング端子の直近にＧＮＤプレーンを配置することによって得られる利点（その４）を説明するための図である。
【図１２】シミュレーションによる伝送特性の解析結果を示す図である。
【図１３】第２の実施の形態に係るスプリング端子付配線基板の構成を示す断面図である。
【図１４】図１３のスプリング端子付配線基板を両面から見たときの概略構成を示したものであり、（ａ）はスプリング端子が実装されている側の面から見た上面図、（ｂ）はその反対側の面から見た底面図である。
【図１５】第３の実施の形態に係るスプリング端子付配線基板の構成を示す断面図である。
【図１６】図１５のスプリング端子付配線基板を両面から見たときの概略構成を示したものであり、（ａ）はスプリング端子が実装されている側の面から見た上面図、（ｂ）はその反対側の面から見た底面図である。
【図１７】第４の実施の形態に係るスプリング端子付配線基板の構成を示す断面図である。
【図１８】図３に示した実装構造を補足説明するためのＬＧＡソケットの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態…図１〜図１２、図１８参照）
図１は第１の実施の形態に係るスプリング端子付配線基板３０の構成を断面図の形態で示したものである。
【００２０】
本実施形態のスプリング端子付配線基板３０は、配線基板１０と、この配線基板１０の一方の面に実装されたスプリング端子２０とを備えている。このスプリング端子付配線基板３０は、後述するようにＬＧＡソケットに組み込まれ、被接続物（本実施形態ではＬＧＡパッケージ）と実装用基板（本実施形態ではマザーボード）とを電気的に相互接続する導電手段として用いられる。
【００２１】
配線基板１０は、基板本体を構成する樹脂基板１１と、この樹脂基板１１の両面にそれぞれ所要の形状にパターニングされた配線層１２及び１３を備えている。さらに、各配線層１２，１３の所要の箇所に画定されたパッドＰ１，Ｐ２の部分を露出させてそれぞれ当該配線層及び樹脂基板１１を覆うように形成されたソルダレジスト層１６ａ及び１６ｂを備えている。
【００２２】
樹脂基板１１の一形態としては、ガラスエポキシ樹脂のシートの両面に銅箔を被着させた基材（両面銅張基板）を基に形成した両面配線基板が用いられる。また、他の形態としては、ビルドアップ法などにより形成され得る多層構造の配線基板が用いられる。この樹脂基板１１の両面に形成された配線層１２，１３（配線基板１０の最外層の配線層）は、基板内部の所要箇所に適宜形成された各配線層（図示せず）及び各配線層間を相互に接続する導体ビア（図示せず）を介して電気的に接続されている。配線層１２，１３の材料としては、代表的に銅（Ｃｕ）が用いられる。また、樹脂基板１１の絶縁材料としては、エポキシ系樹脂などが用いられる。
【００２３】
樹脂基板１１の上面１１Ａ（この面を便宜上「Ｆ面」ともいう。）に配置される配線層１２は、信号伝送用の配線パターン１２Ｓ（パッドＰ１を含む）と、グランド（ＧＮＤ）電位に接地されるパターン（以下、「ＧＮＤパターン」）１２Ｇとを含むように形成されている。また、樹脂基板１１の底面１１Ｂ（この面を便宜上「Ｂ面」ともいう。）に配置される配線層１３も同様に、配線パターン１３Ｓ（パッドＰ２を含む）と、ＧＮＤパターン１３Ｇとを含むように形成されている。各配線パターン１２Ｓ，１３Ｓ及び各ＧＮＤパターン１２Ｇ，１３Ｇの具体的な形状等については後で説明する。
【００２４】
樹脂基板１１のＦ面１１Ａ及びＢ面１１Ｂに形成された配線パターン１２Ｓ及び１３Ｓは、ビア１５Ａを介して電気的に接続されている。同様にＦ面１１Ａ及びＢ面１１Ｂに形成されたＧＮＤパターン１２Ｇ及び１３Ｇも、ビア１５Ｂを介して電気的に接続されている。各ビア１５Ａ，１５Ｂは、樹脂基板１１を厚さ方向にそれぞれ貫通して形成されたスルーホールＴＨ１，ＴＨ２（例えば、直径が１５０μｍ程度）の内壁面に形成された導体層（例えば、厚さが２０μｍ程度のＣｕめっき層）からなる。
【００２５】
図１の例では、ビア１５Ａ，１５Ｂを「導体層」の形態で設けているが、この形態に限定されないことはもちろんである。各スルーホールＴＨ１，ＴＨ２に導電性材料（導体）を充填し、この充填された導体をビアとしてもよい。
【００２６】
樹脂基板１１のＦ面１１Ａ側を覆って形成されたソルダレジスト層１６ａには、パッドＰ１を露出させる開口部（例えば、直径が４００μｍ程度）が設けられている。この開口部から露出するパッドＰ１には、ニッケル（Ｎｉ）めっき及び金（Ａｕ）めっきをこの順に施してなるＮｉ／Ａｕめっき層１７ａ（例えば、厚さが３μｍ程度）が形成されている。さらに、このＮｉ／Ａｕめっき層１７ａ上にはんだ１８が被着され（例えば、厚さが５０μｍ程度）、このはんだ１８を介してスプリング端子２０が接続されている。
【００２７】
一方、樹脂基板１１のＢ面１１Ｂ側を覆って形成されたソルダレジスト層１６ｂの開口部（例えば、直径が５６０μｍ程度）から露出するパッドＰ２にも、同様のＮｉ／Ａｕめっき層１７ｂが形成されている。さらに、このＮｉ／Ａｕめっき層１７ｂ上に、スプリング端子付配線基板３０をマザーボードに実装する際に使用される外部接続端子（はんだボール１９）が接合されている。
【００２８】
各パッドＰ１，Ｐ２上に形成されるＮｉ／Ａｕめっき層１７ａ，１７ｂを構成するＡｕ層の部分は、はんだ１８を被着させ、はんだボール１９を接合したときのコンタクト性を高めるのに寄与する。Ｎｉ層の部分は、各パッドＰ１，Ｐ２を構成する金属（Ｃｕ）とＡｕ層との密着性を高め、この金属（Ｃｕ）がＡｕ層中へ拡散するのを防止するのに寄与する。
【００２９】
はんだ１８及びはんだボール１９には、例えば、錫（Ｓｎ）と銀（Ａｇ）と銅（Ｃｕ）の組成からなる鉛（Ｐｂ）フリーはんだが用いられる。ただし、このＰｂフリーはんだに限定されず、ＳｎとＰｂの組成からなる共晶はんだを使用してもよい。
【００３０】
配線基板１０は、その基板本体（樹脂基板１１）の厚さが０．２〜１．０ｍｍ程度となるように選定され、はんだボール１９の高さが０．２〜０．５ｍｍ程度となるように選定されている。
【００３１】
配線基板１０上に実装されるスプリング端子２０は、図１に示すように大別して３つの部分（接合部分２１、接触部分２２、スプリング部分２３）からなり、これらの部分が一体的に成形された構造を有している。このスプリング端子２０は、後述するように適当な弾性（ばね性、曲げ性）を有した金属材料からなる。
【００３２】
スプリング端子２０の大きさは、例えば、その高さ（接合部分２１の下端面から接触部分２２の上端面までの長さ）が０．５〜２．０ｍｍ程度、奥行き（高さ方向と直交する方向において接合部分２１の側端面からスプリング部分２３の最遠の外側面までの長さ）が０．５〜２．０ｍｍ程度、幅（高さ方向及び奥行き方向と直交する方向における長さ）が０．１〜０．５ｍｍ程度となるように選定されている。また、接続端子２０を構成する金属薄板の厚さは、０．０８ｍｍ程度のものを選定している。
【００３３】
スプリング端子２０の接合部分２１は、はんだ１８（図１）を介して配線基板１０のパッドＰ１（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ）に接続される部分である。この接合部分２１は、スプリング部分２３の一方の端部（図示の例では下側）に繋がり、スプリング部分２３の幅よりも広い幅（図９参照）を有し、かつ、両面が平坦な形状となるように成形されている。
【００３４】
接合部分２１をこのような形状に形成することで、接合部分２１を配線基板１０のパッドＰ１（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ）に接合したときの接合面積を増やし、十分なはんだ接続強度を確保することができる。つまり、接合される相手側の平坦なパッドＰ１（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ）との密着度を高めることができる。
【００３５】
接触部分２２は、スプリング端子付配線基板３０に接続されるＬＧＡパッケージのパッドに接触する部分である。この接触部分２２は、スプリング部分２３の他方の端部（図示の例では上側）に繋がり、スプリング端子２０の高さ方向で見たときに接合部分２１に対向する位置に配置されている。接触部分２２は、スプリング部分２３と同じ幅を有し（図９参照）、かつ、外側に（接合部分２１から遠ざかる方向に）突出した形状となるように形成されている。より具体的には、スプリング部分２３から外側方向に突出し、さらにこの突出部から内側方向に円弧状に湾曲するように形成されている。
【００３６】
接触部分２２をこのような形状に形成することで、以下のメリットがある。先ず、突出部を設けることで、ＬＧＡパッケージのパッドが接触部分２２を押圧した際のスプリング部分２３の変形による、ＬＧＡパッケージとスプリング部分２３の端部（接触部分２２に繋がる部分）との接触を防止することができる（スプリング端子２０の破損の防止）。また、接触部分２２の先端部を湾曲させているので、この湾曲部がＬＧＡパッケージのパッドにより押圧された際、この湾曲部によって当該パッドが破損するのを防止することができる。
【００３７】
スプリング部分２３は、外側に（接合部分２１及び接触部分２２から遠ざかる方向に）湾曲した形状となるように形成されている。かかる形状に成形することで、スプリング部分２３は高さ方向に弾性変形することができる。
【００３８】
このスプリング部分２３の一方の端部（接合部分２１に繋がっている側）は固定化されるが、他方の端部（接触部分２２に繋がっている側）は自由端となっている。そのため、このスプリング部分２３は、ＬＧＡパッケージのパッドが接触部分２２に押圧されて接触したときに、その押圧力に抗する弾性力により、当該パッドと接触部分２２との接触状態を安定に維持するのに寄与する。このスプリング部分２３は接触部分２２と一体的に「ばね」として機能する。このときのばね定数は、例えば、０．６〜０．８Ｎ／ｍｍ程度に選定されている。
【００３９】
図２は本実施形態のスプリング端子付配線基板３０（図１）を両面から見たときの概略構成を示したものであり、（ａ）はスプリング端子２０が実装されている側の面から見た上面図、（ｂ）はその反対側の面から見た底面図である。図２の構成では、ソルダレジスト層１６ａ，１６ｂ、Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ，１７ｂ、はんだ１８及びはんだボール１９の図示を省略している。
【００４０】
配線基板１０（図１）の上面側（樹脂基板１１のＦ面１１Ａ）に配置される信号伝送用の配線パターン１２Ｓは、図２（ａ）に示すように、大円形の部分ＬＰと小円形の部分ＳＰが繋がった形状（「だるま」に似た形状）にパターニングされている。例えば、大円形の部分ＬＰは直径が６００μｍ程度、小円形の部分ＳＰは直径が３５０μｍ程度に選定され、各部分ＬＰ，ＳＰの中心間距離は５００μｍ程度に選定されている。この配線パターン１２Ｓは、スプリング端子２０の設置個数に応じた数だけ形成され、アレイ状に配設されている。
【００４１】
また、樹脂基板１１の同じＦ面１１Ａに配置されるＧＮＤパターン１２Ｇは、各配線パターン１２Ｓから絶縁され（例えば、８０μｍ程度の間隔を空ける）、かつ、各配線パターン１２Ｓを囲むようにＦ面１１Ａに「べた状」にパターニングされている。つまり、ＧＮＤパターン１２Ｇは「ＧＮＤプレーン」を構成している。
【００４２】
各配線パターン１２Ｓ（大円形の部分ＬＰ）上には、それぞれスプリング端子２０が接続されている。各スプリング端子２０は、その配設方向（図２（ａ）において破線の矢印で示す方向）に対して所定の角度θ（例えば、２５〜３５度）をなすように配列されている。つまり、スプリング端子２０は、その配設方向に対して傾斜するように配置されている。このような配列形態とすることにより、配設方向に対して平行となるように端子を配列した場合と比べて、単位面積当たりの端子の設置個数を増やすことができる。これは、ＬＧＡパッケージのパッドの狭ピッチ化に対応したスプリング端子２０の接触部分２２の狭ピッチ化に寄与する。
【００４３】
一方、配線基板１０（図１）の底面側（樹脂基板１１のＢ面１１Ｂ）に配置される信号伝送用の配線パターン１３Ｓも同様に、図２（ｂ）に示すように、大円形の部分ＬＰと小円形の部分ＳＰが繋がった形状（「だるま」に似た形状）にパターニングされている。ただし、大円形の部分ＬＰについては、その直径が６８０μｍ程度に選定されている。この配線パターン１３Ｓは、外部接続端子（はんだボール１９）の設置個数に応じた数だけ形成され、アレイ状に配設されている。そして、この配線パターン１３Ｓは、反対側のＦ面１１Ａに形成された対応する配線パターン１２Ｓと、ビア１５Ａを介して電気的に相互接続されている。
【００４４】
また、樹脂基板１１の同じＢ面１１Ｂに配置されるＧＮＤパターン１３Ｇも同様に、各配線パターン１３Ｓから絶縁され、かつ、各配線パターン１３Ｓを囲むようにＢ面１１Ｂに「べた状」にパターニングされている。つまり、ＧＮＤパターン１３Ｇも「ＧＮＤプレーン」を構成している。そして、このＧＮＤパターン１３Ｇは、反対側のＦ面１１Ａに形成されたＧＮＤパターン１２Ｇと、複数のビア１５Ｂを介して電気的に相互接続されている。
【００４５】
本実施形態に係るスプリング端子付配線基板３０は、例えば、本願出願人が既に提案している技術（前述した特許文献１）を利用して製造することができる。その製造方法の詳細については省略するが、その一例を概略的に説明すると以下の通りである。
【００４６】
先ず、配線基板１０に実装されるスプリング端子２０を用意する。スプリング端子２０は、均一な厚さを有した金属薄板から、形成すべきスプリング端子２０のパターン（平面状に伸ばしたときの形状に応じたパターン）を型で打ち抜いて（スタンピング）、所要の形状に曲げ加工（ベンディング）を施すことで作製することができる。スタンピングの代わりに、エッチングにより、所要のスプリング端子２０の形状に応じたパターンを得ることも可能である。
【００４７】
使用する金属薄板の材料としては、適当な弾性（ばね性、曲げ性）を有した材料、例えば、ベリリウム銅（Ｃｕ−Ｂｅ）、りん青銅（Ｃｕ−Ｓｎ）、コルソン材（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ｍｇ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｃｒ等）などの銅（Ｃｕ）をベースとした合金が好適に用いられる。
【００４８】
また、スタンピング又はエッチングによりスプリング端子２０の形状に応じたパターンを得た後、その金属薄板の表面にＮｉめっき、Ｎｉ−Ｃｏ合金めっき等を施す。コバルト（Ｃｏ）を含む合金めっきを施した場合、弾性を高めることができるという点で有用である。これらＮｉめっき等は、ベンディングを施す前に行ってもよいし、ベンディングを施した後に行ってもよい。さらに、そのＮｉめっき等が施された表面（少なくとも接合部分２１と接触部分２２）に、金（Ａｕ）めっきを施す。
【００４９】
次に、このようにして作製されたスプリング端子２０を端子整列用の治具上に仮固定する。この治具には、最終的にスプリング端子２０が実装される配線基板１０のパッドＰ１の配列に合わせて凹部が設けられている。スプリング端子２０の仮固定は、振込み法やピック＆プレイス法などにより実施することができる。
【００５０】
例えば、ステッチングマシーンを使用したピック＆プレイス法の場合、金属薄板（フレーム）上で所要の形状にスタンピング（又はエッチング）及びベンディングが施されたスプリング端子２０を、その金属フレームから折り取りながらつまんで（ピック）、治具に設けられた対応する凹部内に挿し込んでいく（プレイス）。これにより、治具に設けられた各凹部内に、それぞれ対応するスプリング端子２０が仮固定される。その際、治具の凹部からスプリング端子２０の接合部分２１を突出させるように仮固定を行う。このように接合部分２１を突出させておくことで、この接合部分２１に対する配線基板１０側のパッドの接合が行い易くなる。
【００５１】
次に、治具に仮固定されたスプリング端子２０を固定実装するための配線基板１０を用意する。配線基板１０の形態としては、上述したように基板本体に樹脂基板１１を使用したものを用いることができる。この配線基板１０の一方の面側のソルダレジスト層１６ａから露出するパッドＰ１（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ）には、適量のはんだ１８が被着される。また、他方の面側のソルダレジスト層１６ｂから露出するパッドＰ２（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ｂ）には、はんだボール１９が接合される。
【００５２】
次に、この配線基板１０に上記の構造体（治具に複数個のスプリング端子２０を仮固定し整列させたもの）を接合する。すなわち、配線基板１０のはんだ１８が被着されている側の面を、治具のスプリング端子２０が仮固定されている側の面に対向させて位置合わせし、はんだ１８を対応するスプリング端子２０の接合部分２１に当接させる。次いで、リフローによりはんだ１８を溶融させて、配線基板１０のパッドＰ１（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ）にスプリング端子２０の接合部分２１を電気的に接続する。
【００５３】
本実施形態では、はんだ１８を用いているが、これに代えて、導電性樹脂ペースト等を使用してもよい。例えば、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂に銀（Ａｇ）フィラーを含有させたＡｇペーストを用いることができる。この場合、配線基板１０のパッドＰ１に被着させたＡｇペーストをスプリング端子２０の接合部分２１に当接させた後、加熱により硬化させて、パッドＰ１と接合部分２１とを電気的に接続する。
【００５４】
以上の工程により、本実施形態のスプリング端子付配線基板３０が作製されたことになる。
【００５５】
図３は、第１の実施形態に係るスプリング端子付配線基板３０の実装構造の一例（配線基板３０をＬＧＡパッケージ４０とマザーボード５０との間に介在させて電気的に接続した実装構造）を断面図の形態で示したものである。また、図１８はこの実装構造を補足説明するためのＬＧＡソケットの構成を断面図の形態で示したものである。
【００５６】
図３に示す実装構造６０において、スプリング端子付配線基板３０は、配線基板１０において樹脂基板１１のＢ面１１Ｂに配置されたパッドＰ２（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ｂ）に接合されたはんだボール１９（外部接続端子）を介して、マザーボード５０上に配設された対応するパッド５１（電極端子）に接続されている。
【００５７】
ＬＧＡパッケージ４０は、例えば、ビルドアップ配線基板の形態を有している。このＬＧＡパッケージ４０の上面側には（図１８参照）、例えば、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）等の高周波数で動作するＬＳＩ（半導体チップ）４５が搭載されている。このＬＳＩ４５は、はんだバンプ等の導電性部材４６を介してＬＧＡパッケージ４０上にフリップチップ実装されている。さらに、このＬＳＩ４５とＬＧＡパッケージ４０との間にアンダーフィル樹脂４８が充填されている。一方、ＬＧＡパッケージ４０の下面側には、パッド４１が設けられている。なお、図３の例では、ＬＳＩ４５、導電性部材４６及びアンダーフィル樹脂４８の図示を省略している。
【００５８】
このＬＧＡパッケージ４０は、スプリング端子付配線基板３０（図３）と共に、ＬＧＡソケット７０（図１８）のフレーム７２内に収容される。このため、ＬＧＡソケット７０のフレーム７２は、平面視したときにＬＧＡパッケージ４０とスプリング端子付配線基板３０を収容可能な開口部を有する枠体の形状に形成されている。例えば、エンプラ（エンジニアリング・プラスチック）等により形成することができる。このような形状のフレーム７２を使用することで、ソケット７０に実装されるスプリング端子付配線基板３０とＬＧＡパッケージ４０の相互の位置合わせが行い易くなる。
【００５９】
ＬＧＡソケット７０のフレーム７２は、その下端面がマザーボード５０にねじ止め等で固定されている。一方、フレーム７２の上端面には、金属製のキャップ７４がそのヒンジ部７５を支点として回動自在に取り付けられている。このキャップ７４は、図１８に示すように、その内側の部分がフレーム７２の内部側に突出した形状に成形されている。これにより、キャップ７４が閉じられたときにその突出した部分がＬＧＡパッケージ４０の上面（ＬＳＩ４５の背面）を押圧し、このＬＧＡパッケージ４０をスプリング端子付配線基板３０に対して押し付けるようになっている。
【００６０】
マザーボード５０上に実装されたスプリング端子付配線基板３０のスプリング端子２０は、その接触部分２２（図３）を介して、ＬＧＡパッケージ４０の下面側のソルダレジスト層（図示せず）から露出するパッド４１（電極端子）に接触している。その接触の際、ＬＧＡパッケージ４０は、ＬＧＡソケット７０のキャップ７４によりその上面（図１８に示すＬＳＩ４５の背面）が押圧されるようになっている。これにより、ＬＧＡパッケージ４０の下面側のパッド４１がスプリング端子２０の接触部分２２に押圧され、その押圧力により、スプリング端子２０のスプリング部分２３（図３）が高さ方向に（接触部分２２が接触するパッド４１の面と直交する方向に）圧縮される。その結果、スプリング端子２０の接触部分２２とＬＧＡパッケージ４０のパッド４１との接触力を高めることができ、ＬＧＡパッケージ４０との電気的接続を安定に行うことができる（接続信頼性の向上）。
【００６１】
なお、図１８の例では特に示していないが、必要に応じてＬＧＡパッケージ４０上に、ＬＳＩ４５の背面にその一部分が接着されたキャップ状の放熱板を設けてもよい。この形態の場合、ＬＧＡパッケージ４０をソケット７０に搭載したときに、その放熱板がソケット７０のキャップ７４（その突出した部分）により押圧されることになる。
【００６２】
次に、ＧＮＤプレーン１２Ｇ及び１３ＧをＧＮＤ電位に接地する方法（接地手段）について、図４〜図７を参照しながら説明する。
【００６３】
図４は、その接地手段の一例を適用した場合のスプリング端子付配線基板３０の構成を断面図の形態で示したものである。また、図５は、この場合のスプリング端子付配線基板３０を、スプリング端子２０が実装されている側と反対側の面から見たときの概略構成を示している。図５の構成では、ソルダレジスト層１６ｂ、Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ｂ及びはんだボール１９の図示を省略している。
【００６４】
図４、図５に示す接地方法では、配線基板１０の底面側（樹脂基板１１のＢ面１１Ｂ）にＧＮＤ接地専用のパッドＰ２（Ｇ）を設け、これに対向するマザーボード５０側にもＧＮＤ接地専用のパッド５１（Ｇ）を設け、両パッドＰ２（Ｇ）、５１（Ｇ）間をはんだボール１９を介して接続している。これにより、樹脂基板１１のＦ面１１Ａに配置されたＧＮＤプレーン１２Ｇ、及びビア１５Ｂを介して接続されたＧＮＤプレーン１３Ｇは、パッドＰ２（Ｇ）、Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ｂ、はんだボール１９及びパッド５１（Ｇ）を介してＧＮＤ電位に接地される。
【００６５】
図６は、接地手段の他の例を適用した場合のスプリング端子付配線基板３０の構成を断面図の形態で示したものである。また、図７は、この場合のスプリング端子付配線基板３０を両面から見たときの概略構成を示したものであり、（ａ）はスプリング端子２０が実装されている側の面から見た上面図、（ｂ）はその反対側の面から見た底面図である。図７の構成では、ソルダレジスト層１６ａ，１６ｂ、Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ，１７ｂ、はんだ１８及びはんだボール１９の図示を省略している。
【００６６】
図６、図７に示す接地方法では、いずれかのスプリング端子２０が予めグランド用端子２０（Ｇ）として割り当てられている場合（つまり、各スプリング端子２０について電気信号配置があらかじめ確定している場合）を前提としている。具体的には、グランド用として割り当てられたスプリング端子２０（Ｇ）が接続されている配線パターン１２Ｇａ、１２Ｇｂ（図７（ａ）参照）を、同じＦ面１１Ａ上に形成されたＧＮＤプレーン１２Ｇと接続している（パターンショート）。この場合、ＧＮＤプレーン１２Ｇとの間に隙間なく一体に形成してもよいし（配線パターン１２Ｇａ）、ＧＮＤプレーン１２Ｇと部分的に接続されるようパターニングしてもよい（配線パターン１２Ｇｂ）。
【００６７】
Ｆ面１１Ａ上の各配線パターン１２Ｇａ、１２Ｇｂは、それぞれビア１５Ｂを介して、反対側のＢ面１１Ｂ上に形成された対応する配線パターン１３Ｇａに接続されている。この配線パターン１３Ｇａについても同様に、同じＢ面１１Ｂ上に形成されたＧＮＤプレーン１３Ｇと接続されている。
【００６８】
以上説明したように、第１の実施形態に係るスプリング端子付配線基板３０の構成によれば（図１〜図３参照）、配線基板１０の上面側（樹脂基板１１のＦ面１１Ａ）に配置された信号伝送用の配線パターン１２Ｓにスプリング端子２０が接続され、この配線パターン１２Ｓを囲むようにＧＮＤパターン１２Ｇが「べた状」に形成されている（ＧＮＤプレーン）。同様に、配線基板１０の底面側（樹脂基板１１のＢ面１１Ｂ）に配置された信号伝送用の配線パターン１３Ｓにはんだボール１９が接続され、この配線パターン１３Ｓを囲むようにＧＮＤパターン１３Ｇが形成されている。そして、Ｂ面１１Ｂ側の配線パターン１３Ｓ及びＧＮＤパターン１３Ｇは、それぞれビア１５Ａ及び１５Ｂを介して、Ｆ面１１Ａ側の配線パターン１２Ｓ及びＧＮＤパターン１２Ｇに接続されている。
【００６９】
このように本実施形態のスプリング端子付配線基板３０では、被接続物（ＬＧＡパッケージ４０）と実装用基板（マザーボード５０）とを電気的に接続する信号伝送路の一部として用いるスプリング端子２０の直近にＧＮＤプレーン１２Ｇが配置された構造となっている。
【００７０】
このようにスプリング端子２０の直近にＧＮＤプレーン１２Ｇを配置することにより、以下に記述する種々の利点が得られる。これらの利点について、図８〜図１１を参照しながら説明する。
【００７１】
図８はスプリング端子２０の等価回路を示したものである。スプリング端子２０の接触部分２２（その端部をＡとする）を入力側とし、接合部分２１（その端部をＢとする）を出力側とすると、この等価回路は、入出力間に直列に接続された抵抗成分Ｒ及びインダクタンス成分Ｌと、並列に接続されたコンダクタンス成分Ｇ及び容量成分Ｃとによって表される。ここに、各成分Ｒ，Ｌ，Ｇ，Ｃはそれぞれ単位長あたりの値を示すものとする。また、入力端Ａに対する端子Ａ’及び出力端Ｂに対する端子Ｂ’は、ＧＮＤプレーン１２Ｇに相当する。
【００７２】
特性インピーダンスＺ０は、この等価回路（図８）から導出した偏微分方程式を解いて得られた線路上の電圧及び電流の各式から求められ（導出は省略）、以下の式（１）で 表される。
【００７３】
Ｚ０＝√｛（Ｒ＋ｊωＬ）／（Ｇ＋ｊωＣ）｝……（１）
導体部分の損失（抵抗成分Ｒ）と誘電体部分の損失（コンダクタンス成分Ｇ）が十分に小さく無視できるものとすると、上記の式（１）は以下の式（２）のように近似できる。
【００７４】
Ｚ０≒√（Ｌ／Ｃ）……（２）
ここで、スプリング端子２０の直近にＧＮＤプレーンが無い場合には、等価的に形成される容量成分Ｃが小さく見えるので、この場合のスプリング端子２０の特性インピーダンスＺ０は「誘導性」を呈し、比較的高い値となる（上記の式（２）参照）。
【００７５】
これに対し、本実施形態（図１、図２）のようにスプリング端子２０の実装面（樹脂基板１１のＦ面１１Ａ）をＧＮＤプレーン１２Ｇで覆った場合、当該端子２０とその直近のＧＮＤプレーン１２Ｇとの間に等価容量成分Ｃが形成される。その結果、スプリング端子２０の特性インピーダンスＺ０は相対的に低下する（上記の式（２）参照）。つまり、スプリング端子２０の直近にＧＮＤプレーン１２Ｇを配置することで、スプリング端子２０の特性インピーダンスＺ０を変えることができる。これは、特性インピーダンスＺ０の調整が可能であることを意味する。
【００７６】
図９は、スプリング端子２０に流れる電流と該電流によって発生する磁束及び渦電流との関係を模式的に示したものである。
【００７７】
スプリング端子２０に電気信号が伝送されると電流Ｉａが流れ、この電流Ｉａによって磁界が発生し、磁束φａが形成される。スプリング端子２０から発せられた磁束φａがＧＮＤプレーン１２Ｇに当たると、その磁束φａによりＧＮＤプレーン１２Ｇ上に電流（渦電流Ｉｂ）が誘導される。この誘導される渦電流Ｉｂは、レンツの法則により、スプリング端子２０から発せられた磁束φａを妨げる方向に流れる。つまり、この渦電流Ｉｂによって、磁束φａを妨げる方向に磁束φｂが発生する。
【００７８】
これにより、スプリング端子２０に電流Ｉａが流れることにより発生した磁束φａは、ＧＮＤプレーン１２Ｇ上に誘導された渦電流Ｉｂによって発生した磁束φｂにより打ち消され、スプリング端子２０の磁束が弱まる。その結果、スプリング端子２０のインダクタンス（図８に示すインダクタンス成分Ｌ）が減少する。つまり、スプリング端子２０の直近にＧＮＤプレーン１２Ｇを配置することで、スプリング端子２０の特性インピーダンスＺ０を変えることができる。これは、特性インピーダンスＺ０の調整が可能であることを意味する。
【００７９】
図１０及び図１１は、スプリング端子２０とＧＮＤプレーン１２Ｇとの間を流れる電流の経路によって形成される閉回路（閉ループ）を模式的に示したものである。
【００８０】
ＬＧＡソケットに実装されたＬＳＩ（ＬＧＡパッケージ４０）からマザーボード５０に向けて信号を出力する場合は、ＬＳＩ側が「信号源ＳＳ（ＳＳ１，ＳＳ２）」となり、マザーボード側で信号を受信するデバイスが「負荷ＬＤ（ＬＤ１，ＬＤ２）」となる。その逆方向に信号を出力する場合は、マザーボード側が「信号源」となり、信号を受信するＬＳＩが「負荷」となる。いずれの場合も、信号源と負荷との間に閉ループ回路が形成される（図１０参照）。ただし、図１０（ａ）に示す閉ループ回路は、比較例として示したものであり、ＧＮＤプレーンを備えていない場合に相当する。
【００８１】
信号源を備えた１つの閉ループ回路は、信号が伝送路を通って負荷に伝送される際に電流が流れるが（往路）、その後は負荷の直近のグランド（ＧＮＤ）に流れ、リターン電流として信号源に戻ってくる（帰路）。その際、リターン電流は、ＧＮＤプレーン１２Ｇ上で信号配線（往路）に最も近い部分（インピーダンスの低い部分）を流れる。
【００８２】
図１０（ｂ）に示す「帰路」、図１１に示す「帰路１」及び「帰路２」は、Ｆ面１１Ａに配置されたＧＮＤプレーン１２Ｇの、スプリング端子２０に隣接した部分に相当する。
【００８３】
このような閉ループ回路に電流が流れるとインダクタンスが発生する。一般にループコイルのインダクタンスはコイルのループ面積に比例するため、ループ面積を小さくした方がインダクタンスを低くすることができる。
【００８４】
従って、本実施形態のようにスプリング端子２０の直近にＧＮＤプレーン１２Ｇを配置すれば、そこにリターン電流が流れることになり、スプリング端子２０を信号伝送路の一部として含む閉回路を最小面積の閉ループとすることができる（図１０（ｂ）参照）。これは、ループインダクタンスの低減に寄与する。
【００８５】
また、スプリング端子２０を含む閉回路によって形成される閉ループの面積が最小となることで（図１１において梨地模様で示す部分）、隣接するスプリング端子２０間での閉ループ間隔ＤＳが広がる。その結果、閉ループ間の相互インダクタンスが低減し、隣接するスプリング端子２０からの誘導性ノイズの干渉を受け難くなる（相互干渉ノイズの低減）。つまり、スプリング端子２０を含めた信号伝送路に誘導されるノイズを低減することができる。
【００８６】
図１２はシミュレーションによる伝送特性の解析結果を示したものである。
【００８７】
解析ツールとして、ＡＮＳＯＦＴ社製の電磁界解析ツール（ＨＦＳＳ１３．０）を使用し、周波数：０〜４ＧＨｚの範囲で解析を行った。また、解析対象とするポートは、ＬＳＩ（ＬＧＡパッケージ４０）から信号出力するドライバとして、ポート１（ＬＧＡパッケージ４０のパッド４１）及びポート２（マザーボード５０のパッド５１）を定めた。また、解析するＳパラメータは、Ｓ１１（反射特性）及びＳ２１（透過特性）とした。
【００８８】
図１２において（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ周波数の変化に対するＳパラメータの反射特性（Ｓ１１）及び透過特性（Ｓ２１）を表している。また、実線は、Ｆ面１１Ａ及びＢ面１１Ｂの両面にＧＮＤプレーン１２Ｇ，１３Ｇを配置した場合の伝送特性を表し、破線は、Ｆ面１１ＡのみにＧＮＤプレーン１２Ｇを配置した場合の伝送特性を表し、一点鎖線は、ＧＮＤプレーン無しの場合の伝送特性を表している。
【００８９】
ＧＮＤプレーン無しの場合と比べて、Ｆ面１１ＡのみにＧＮＤプレーン１２Ｇを配置すると、反射特性（Ｓ１１）は２．２ｄＢ向上した（図１２（ａ）参照）。また、Ｆ／Ｂ両面にＧＮＤプレーン１２Ｇ，１３Ｇを配置すると、配線のインピーダンス整合がなされ、ＧＮＤプレーン無しの場合と比べて、反射特性（Ｓ１１）は３．１ｄＢ向上した。
【００９０】
透過特性（Ｓ２１）については、Ｆ面１１ＡのみにＧＮＤプレーン１２Ｇを配置した場合と、Ｆ／Ｂ両面にＧＮＤプレーン１２Ｇ，１３Ｇを配置した場合とで、配線のインピーダンス整合による特性向上の効果にあまり差がなかった。それでも、いずれの場合も、ＧＮＤプレーン無しの場合と比べて、特性向上の効果は見られた。
【００９１】
（第２の実施の形態…図１３、図１４参照）
図１３は第２の実施の形態に係るスプリング端子付配線基板３０ａの構成を断面図の形態で示したものである。また、図１４はこのスプリング端子付配線基板３０ａを両面から見たときの概略構成を示したものであり、（ａ）はスプリング端子２０が実装されている側の面から見た上面図、（ｂ）はその反対側の面から見た底面図である。図１４の構成では、ソルダレジスト層１６ａ，１６ｂ、Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ，１７ｂ、はんだ１８及びはんだボール１９の図示を省略している。
【００９２】
この第２の実施形態に係るスプリング端子付配線基板３０ａ（図１３、図１４）は、上述した第１の実施形態に係るスプリング端子付配線基板３０（図１、図２）の構成と比べて、配線基板１０ａを平面視したときにスプリング端子２０がはんだ１８を介して接合されるパッドＰ１（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ）の位置とはんだボール１９が接合されるパッドＰ２（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ｂ）の位置とが互いに重なり合うように各配線パターン１２Ｓ，１３Ｓを形成した点で相違する。このため、配線基板１０ａの上面側（樹脂基板１１のＦ面１１Ａ）に配置される配線パターン１２Ｓ（図１４（ａ）参照）は、上述した第１の実施形態における図２（ａ）の構成とは異なり、大円形の部分ＬＰと小円形の部分ＳＰが左右方向に反転した形状となっている。
【００９３】
スプリング端子付配線基板３０ａにおける他の部分の構成、及びＧＮＤプレーン（ＧＮＤパターン１２Ｇ，１３Ｇ）の接地手段については、第１の実施形態の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【００９４】
この第２の実施形態（図１３、図１４）においても、上述した第１の実施形態（図１、図２）の場合と同様に、スプリング端子２０が接続されている配線パターン１２Ｓを囲むように（配線パターン１２Ｓの直近に）ＧＮＤプレーン１２Ｇが配置されている。これにより、同様の作用効果を奏することができる。すなわち、スプリング端子２０と基板上の配線パターン（１２Ｓ，１３Ｓなど）のインピーダンス整合に向けた調整を行うことができる。
【００９５】
さらに、この第２の実施形態では、パッドＰ１と同等のピッチでパッドＰ２を設ける場合、図１３に示すように配線パターンを引き回すと、パッドＰ１とパッドＰ２との間の配線長を短くすることができる。これは、電気特性上有利であり、特に、上述した信号伝送特性（Ｓパラメータ）の向上に寄与する。
【００９６】
（第３の実施の形態…図１５、図１６参照）
図１５は第３の実施の形態に係るスプリング端子付配線基板３０ｂの構成を断面図の形態で示したものである。また、図１６はこのスプリング端子付配線基板３０ｂを両面から見たときの概略構成を示したものであり、（ａ）はスプリング端子２０が実装されている側の面から見た上面図、（ｂ）はその反対側の面から見た底面図である。図１６の構成では、ソルダレジスト層１６ａ，１６ｂ、Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ，１７ｂ、はんだ１８及びはんだボール１９の図示を省略している。
【００９７】
この第３の実施形態に係るスプリング端子付配線基板３０ｂ（図１５、図１６）は、上述した第１の実施形態に係るスプリング端子付配線基板３０（図１、図２）の構成と比べて、以下の点で相違する。
【００９８】
先ず、配線基板１０ｂを平面視したときにスプリング端子２０がはんだ１８を介して接合されるパッドＰ１（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ａ）の位置とはんだボール１９が接合されるパッドＰ２（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ｂ）の位置とが互いに重なり合うように各配線パターン１２Ｓａ，１３Ｓａが形成されている。また、各配線パターン１２Ｓａ，１３Ｓａ（図１６参照）は、上述した第１の実施形態における配線パターン１２Ｓ，１３Ｓ（図２参照）の形状とは異なり、円形の形状にパターニングされている。
【００９９】
さらに、スプリング端子２０が接合されるパッドＰ１とはんだボール１９が接合されるパッドＰ２とは、樹脂基板１１を貫通して設けられたビア１５Ｃを介して電気的に接続されている。同様に、樹脂基板１１のＦ面１１Ａ及びＢ面１１Ｂにそれぞれ形成されたＧＮＤパターン１２Ｇ及び１３Ｇも、樹脂基板１１を貫通して設けられたビア１５Ｄを介して電気的に接続されている。各ビア１５Ｃ，１５Ｄは、樹脂基板１１の所要の箇所にそれぞれスルーホール（例えば、直径が１５０μｍ程度）を形成し、各スルーホールに導電性材料（導体）を充填することにより、形成することができる。
【０１００】
スプリング端子付配線基板３０ｂにおける他の部分の構成、及びＧＮＤプレーン（ＧＮＤパターン１２Ｇ，１３Ｇ）の接地手段については、第１の実施形態の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【０１０１】
この第３の実施形態（図１５、図１６）においても、上述した第１の実施形態（図１、図２）の場合と同様に、スプリング端子２０が接続されている配線パターン１２Ｓａを囲むように（配線パターン１２Ｓａの直近に）ＧＮＤプレーン１２Ｇが配置されている。これにより、同様の作用効果を奏することができる。すなわち、スプリング端子２０と基板上の配線パターン（１２Ｓａ，１３Ｓａなど）のインピーダンス整合に向けた調整を行うことができる。
【０１０２】
さらに、この第３の実施形態では、スプリング端子２０が接合されるパッドＰ１とはんだボール１９が接合されるパッドＰ２とはビア１５Ｃを介して接続されている。従って、スプリング端子２０と外部接続端子（はんだボール１９）との間の信号伝搬経路長（配線長）を最短にすることができる。これは、上述した信号伝送特性（Ｓパラメータ）の向上に寄与する。
【０１０３】
（第４の実施の形態…図１７参照）
図１７は第４の実施の形態に係るスプリング端子付配線基板３０ｃの構成を断面図の形態で示したものである。
【０１０４】
この第４の実施形態に係るスプリング端子付配線基板３０ｃ（図１７）は、上述した第１の実施形態に係るスプリング端子付配線基板３０（図１）の構成と比べて、ＧＮＤパターン１４Ｇを配線基板１０ｃの内層に配置した点で相違する。より具体的には、ＧＮＤパターン１４Ｇは、スプリング端子２０が接続されている配線パターン１２Ｓの直下に位置する内層の配線層１４に設けられている。
【０１０５】
スプリング端子付配線基板３０ｃにおける他の部分の構成、及びＧＮＤプレーン（ＧＮＤパターン１４Ｇ）の接地手段については、基本的に第１の実施形態の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【０１０６】
この第４の実施形態（図１７）においても、上述した第１の実施形態（図１）の場合と同様に、スプリング端子２０が接続されている配線パターン１２Ｓの近傍（直下の位置）にＧＮＤプレーン１４Ｇが配置されているので、同様の作用効果を奏することができる。すなわち、スプリング端子２０と基板上の配線パターン（１２Ｓ，１３Ｓなど）のインピーダンス整合に向けた調整を行うことができる。
【０１０７】
なお、図１７の例では配線基板１０ｃを３層構造としているが、４層以上の多層構造としてもよい。この場合、最外層の配線層１２，１３以外の他の配線層（内層側）をすべてＧＮＤプレーンとしてもよい。あるいは、第１〜第３の各実施形態のように最外層の配線層１２，１３にＧＮＤプレーン１２Ｇ，１３Ｇを設けた上で、さらに第４の実施形態のように内層の配線層１４にＧＮＤプレーン１４Ｇを設けた構造としてもよい。
【０１０８】
上述した各実施形態では、スプリング端子付配線基板３０（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）をＬＧＡソケットの一部として（ＬＧＡパッケージ４０の実装用として）適用した場合を例にとって説明したが、本発明のスプリング端子付配線基板の適用形態がこれに限定されないことはもちろんである。例えば、インターポーザや、半導体パッケージの試験装置等のソケットの一部として適用することも可能である。
【０１０９】
特に図示はしないが、インターポーザとして適用する場合のスプリング端子付配線基板は、配線基板の両面にそれぞれスプリング端子が接合された構造を有する。配線基板の構成については、各実施形態における配線基板１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）の構成と基本的に同じである。ただし、配線基板１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）の底面側に設けられているパッドＰ２（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ｂ）上のはんだボール１９は不要である。その代わりに、当該パッドＰ２（Ｎｉ／Ａｕめっき層１７ｂ）上にはんだが被着され、このはんだを介してスプリング端子２０の接合部分２１が当該パッドＰ２に接合される。
【０１１０】
かかる構造を有したスプリング端子付配線基板（インターポーザ）は、図３に例示した実装構造におけるスプリング端子付配線基板３０と同様の態様で使用することができる。すなわち、このインターポーザの上面側のスプリング端子２０は、その接触部分２２を介してＬＧＡパッケージ４０のパッド４１との接続に使用され、これと反対側（底面側）のスプリング端子２０は、その接触部分２２を介してマザーボード５０のパッド５１との接続に使用される。
【０１１１】
また、上述した各実施形態では、配線基板１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）の基板本体として樹脂基板１１を使用した場合を例にとって説明したが、基板本体の形態がこれに限定されないことはもちろんである。例えば、シリコン基板を使用してもよい。この場合の基板本体の形態としては、シリコン基板に複数の貫通孔（１００μｍ程度の直径）を形成し、この貫通孔に導電性材料（例えば、Ｃｕ）を充填して貫通電極を形成する。その際、貫通電極は、その両端面がそれぞれシリコン基板の両面とほぼ同一面となるように形成する。また、この貫通電極と基板本体（シリコン基板）との間に、絶縁膜（例えば、シリコン酸化膜）を形成する。この基板本体（シリコン基板）では、基板面から露出する貫通電極の両端面が、上記の各パッドＰ１，Ｐ２に対応する。
【０１１２】
また、上述した第１〜第３の各実施形態では、ＧＮＤプレーン１２Ｇ，１３Ｇとして完全な「べた状」のパターンを形成した場合を例にとって説明したが、ＧＮＤプレーン１２Ｇ，１３Ｇのパターンがこれに限定されないことはもちろんである。例えば、メッシュ状のパターンや、マトリクス状に開口が設けられたパターンとしてもよい。このような形状にすることで、ソルダレジスト層１６ａ，１６ｂと樹脂基板１１とが直接接する部分の面積が増大し、相互の密着性が向上する。
【符号の説明】
【０１１３】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…配線基板、
１１（１１Ａ，１１Ｂ）…樹脂基板（上面／Ｆ面、底面／Ｂ面）、
１２，１３，１４…配線層、
１２Ｇ，１３Ｇ，１４Ｇ…ＧＮＤプレーン（ＧＮＤパターン）、
１２Ｓ，１２Ｓａ，１３Ｓ，１３Ｓａ…信号伝送用の配線パターン、
１２Ｇａ，１２Ｇｂ，１３Ｇａ…グランド用の配線パターン、
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ…ビア、
１６ａ，１６ｂ…ソルダレジスト層、
１７ａ，１７ｂ…Ｎｉ／Ａｕめっき層、
１８…はんだ、
１９…はんだボール（外部接続端子）、
２０（２１，２２，２３）…スプリング端子（接合部分、接触部分、スプリング部分）、
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…スプリング端子付配線基板、
４０…ＬＧＡパッケージ（被接続物）、
４１，５１…パッド（電極端子）、
５０…マザーボード（実装用基板）、
６０…スプリング端子付配線基板の実装構造、
７０…ＬＧＡソケット、
７２…フレーム、
７４…（パッケージ押え用の）キャップ、
Ｐ１，Ｐ２…パッド。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面及びこれと反対側の第２の面を有する配線基板と、
前記配線基板の第１の面に実装されたスプリング端子とを備え、
前記配線基板の第１の面に設けられた配線層が、前記スプリング端子に電気的に接続された第１の配線パターンと、グランド電位に接地される第１のＧＮＤパターンとを含み、
前記第１のＧＮＤパターンが、前記第１の配線パターンから絶縁され、かつ、前記第１の配線パターンを囲むように前記第１の面に形成されていることを特徴とするスプリング端子付配線基板。
【請求項２】
前記配線基板の第２の面に設けられた配線層が、前記第１の配線パターンにビアを介して電気的に接続された第２の配線パターンと、前記第１のＧＮＤパターンにビアを介して電気的に接続された第２のＧＮＤパターンとを含み、
前記第２のＧＮＤパターンが、前記第２の配線パターンから絶縁され、かつ、前記第２の配線パターンを囲むように前記第２の面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスプリング端子付配線基板。
【請求項３】
前記配線基板の内層に設けられた配線層の、前記第１の配線パターンの直下に位置する部分に、グランド電位に接地される第３のＧＮＤパターンが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスプリング端子付配線基板。
【請求項４】
前記第１の配線パターン上の、前記スプリング端子が接合された第１のパッドと、前記第２の配線パターン上の、外部接続端子が接合された第２のパッドとが、ビアを介して相互に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のスプリング端子付配線基板。
【請求項５】
前記スプリング端子がグランド用端子として割り当てられている場合に、前記第１の配線パターンは前記第１のＧＮＤパターンと接続された形状を有し、かつ、前記第２の配線パターンも前記第２のＧＮＤパターンと接続された形状を有することを特徴とする請求項２に記載のスプリング端子付配線基板。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のスプリング端子付配線基板と、被接続物と、実装用基板とを備え、
前記スプリング端子付配線基板が、前記スプリング端子を介して前記被接続物上の電極端子に接触するとともに、前記配線基板の第２の面側に設けられた外部接続端子を介して前記実装用基板上の電極端子に接続されていることを特徴とするスプリング端子付配線基板の実装構造。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一項に記載のスプリング端子付配線基板と、実装用基板と、前記スプリング端子付配線基板を収容可能な開口部を有するフレームとを備え、
前記フレームが前記実装用基板に固定され、前記スプリング端子付配線基板が、前記フレームの開口部内で、前記配線基板の第２の面側に設けられた外部接続端子を介して前記実装用基板上の電極端子に接続されていることを特徴とするソケット。
【請求項１】
第１の面及びこれと反対側の第２の面を有する配線基板と、
前記配線基板の第１の面に実装されたスプリング端子とを備え、
前記配線基板の第１の面に設けられた配線層が、前記スプリング端子に電気的に接続された第１の配線パターンと、グランド電位に接地される第１のＧＮＤパターンとを含み、
前記第１のＧＮＤパターンが、前記第１の配線パターンから絶縁され、かつ、前記第１の配線パターンを囲むように前記第１の面に形成されていることを特徴とするスプリング端子付配線基板。
【請求項２】
前記配線基板の第２の面に設けられた配線層が、前記第１の配線パターンにビアを介して電気的に接続された第２の配線パターンと、前記第１のＧＮＤパターンにビアを介して電気的に接続された第２のＧＮＤパターンとを含み、
前記第２のＧＮＤパターンが、前記第２の配線パターンから絶縁され、かつ、前記第２の配線パターンを囲むように前記第２の面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスプリング端子付配線基板。
【請求項３】
前記配線基板の内層に設けられた配線層の、前記第１の配線パターンの直下に位置する部分に、グランド電位に接地される第３のＧＮＤパターンが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスプリング端子付配線基板。
【請求項４】
前記第１の配線パターン上の、前記スプリング端子が接合された第１のパッドと、前記第２の配線パターン上の、外部接続端子が接合された第２のパッドとが、ビアを介して相互に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のスプリング端子付配線基板。
【請求項５】
前記スプリング端子がグランド用端子として割り当てられている場合に、前記第１の配線パターンは前記第１のＧＮＤパターンと接続された形状を有し、かつ、前記第２の配線パターンも前記第２のＧＮＤパターンと接続された形状を有することを特徴とする請求項２に記載のスプリング端子付配線基板。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のスプリング端子付配線基板と、被接続物と、実装用基板とを備え、
前記スプリング端子付配線基板が、前記スプリング端子を介して前記被接続物上の電極端子に接触するとともに、前記配線基板の第２の面側に設けられた外部接続端子を介して前記実装用基板上の電極端子に接続されていることを特徴とするスプリング端子付配線基板の実装構造。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一項に記載のスプリング端子付配線基板と、実装用基板と、前記スプリング端子付配線基板を収容可能な開口部を有するフレームとを備え、
前記フレームが前記実装用基板に固定され、前記スプリング端子付配線基板が、前記フレームの開口部内で、前記配線基板の第２の面側に設けられた外部接続端子を介して前記実装用基板上の電極端子に接続されていることを特徴とするソケット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−７３８８２（Ｐ２０１３−７３８８２Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１４０４１（Ｐ２０１１−２１４０４１）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
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