JP2002008810A

JP2002008810A - 電気コネクタ

Info

Publication number: JP2002008810A
Application number: JP2000183566A
Authority: JP
Inventors: Susumu Iwama; 進岩間
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2000-06-19
Publication date: 2002-01-11

Abstract

(57)【要約】【課題】クロストーク特性の悪化を抑制防止し、接続
荷重を低く抑えることのできる電気コネクタを提供す
る。【解決手段】絶縁性の保持板１に複数の接続子４を支
持させる電気コネクタであって、保持板１に複数のスリ
ット孔２を所定の間隔で並べて穿孔成形する。また、各
接続子４を、断面略半小判状に成形され、各スリット孔
２に貫通支持される絶縁性の弾性体５と、弾性体５の長
手方向に所定の間隔で並設され、弾性体５の略湾曲表面
に巻着されるＵ字を呈した複数の金属細線群６とから構
成し、弾性体５の上下両端部を保持板１の表裏両面から
それぞれ突出させ、かつ各金属細線群６の上下両端部を
保持板１の表裏両面からそれぞれ露出させる。半導体パ
ッケージ３０と検査用回路基板２０の複数の電極３１・
２１に対応するよう、複数の金属細線群６が並べて巻着
されるので、半導体パッケージ３０と検査用回路基板２
０との間に、不要な金属細線７が存在しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面実装型パッケ
ージからなる半導体パッケージ等と各種の回路基板等と
を電気的に接続する電気コネクタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、表面実装型の半導体パッケージ
(例えば、ＢＧＡ等)が出現し、急速に普及しているが、
これに伴い電気コネクタも活発に開発・製品化されてい
る。この電気コネクタは、突き当て板バネを用いたタイ
プ、挟みこみ板バネを用いたタイプ、スプリングプロー
ブを用いたタイプ、回路シートを用いたタイプ等に分類
され、半導体パッケージと検査用回路基板あるいは実用
回路基板とを電気的に接続する。

【０００３】従来の電気コネクタは、図１４に示すよう
に、保持板１に複数の接続子４を並べて貫通支持させる
ようにしている。保持板１には平面略小判状のスリット
孔２が間隔をおき並設して穿孔されている。各接続子４
は、各スリット孔２に貫通支持される絶縁性の弾性体５
と、この弾性体５の長手方向に並設され、弾性体５の表
面に巻着される多数の金属細線７とから構成され、弾性
体５の上下両端部が保持板１の表裏面からそれぞれ突出
している。そして、図示しない半導体パッケージと検査
用回路基板あるいは実用回路基板との間に介在され、こ
れらが接近する方向に圧縮されることにより各接続子４
が圧縮変形し、半導体パッケージと検査用回路基板ある
いは実用回路基板とを電気的に接続する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の電気コネクタ
は、以上のように構成され、弾性体５の長手方向に多数
の金属細線７が単に並べて巻着されているだけなので、
半導体パッケージと検査用回路基板あるいは実用回路基
板との間に、電気的な接続に寄与しない不要な金属細線
７が多数存在することとなり、この結果、クロストーク
特性が悪化し、接続荷重も高くなるという問題がある。
また、金属細線７のピッチを小さくし、金属細線７の本
数を増加させて低抵抗化を図ろうとすると、接続荷重が
高くなる。

【０００５】本発明は、上記に鑑みなされたもので、ク
ロストーク特性の悪化を抑制防止し、接続荷重を低く抑
えることのできる電気コネクタを提供することを目的と
している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にお
いては、上記課題を達成するため、保持板に複数の接続
子を支持させるものであって、上記保持板に複数のスリ
ット孔を間隔をおいて並べ設け、各接続子を、上記スリ
ット孔に貫通支持される絶縁性の弾性体と、この弾性体
の長手方向に所定の間隔をおいて並べられ、該弾性体表
面の少なくとも一部に巻き設けられる複数の導電線群と
から構成し、少なくとも該弾性体の両端部を上記保持板
の表裏面からそれぞれ突出させるとともに、少なくとも
各導電線群の両端部を該保持板の表裏面からそれぞれ露
出させるようにしたことを特徴としている。

【０００７】なお、上記スリット孔の内周面と上記接続
子のいずれか一方に複数の凹部を、他方には複数の凸部
をそれぞれ設け、これら複数の凹部と凸部とを嵌め合わ
せて上記保持板に上記接続子を支持させることが好まし
い。また、各接続子の弾性体を、断面略半小判状又は断
面略小判状に形成するか、あるいは断面略円形としてそ
の一部を断面略扇状に切り欠き除去することが好まし
い。

【０００８】ここで、特許請求の範囲における保持板
は、平面長方形でも良いし、正方形等でも良い。この保
持板は、単層でも良いし、複層とすることも可能であ
る。また、電気コネクタは、ＢＧＡやＬＧＡ等の半導体
パッケージと、検査用回路基板や実用回路基板等とを電
気的に接続するのが主であるが、なんらこれらに限定さ
れるものではない。例えば、半導体パッケージの代わり
に、高周波、高速信号処理用の回路基板を用いても良
い。また、これ以外にも、電気コネクタで接続するのに
好適な各種の電気接合物、具体的には、ワークステーシ
ョンやサーバ等で使用される電気接合物が含まれる。

【０００９】本発明によれば、各種の回路基板等からな
る第一の電気接合物に電気コネクタを取り付けて第一の
電気接合物の複数の電極と対応する電気コネクタの複数
の導電線群とを接触させ、電気コネクタの複数の導電線
群と対応する半導体パッケージ等からなる第二の電気接
合物の複数の電極とを対向させ、第一、第二の電気接合
物を相互に接近させれば、導電線群を表面に備えた各接
続子が変形導通し、第一、第二の電気接合物が電気的に
接続する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態を説明すると、本実施形態における電気
コネクタは、図１ないし図９に示すように、保持板１に
複数の接続子４を貫通支持させ、各接続子４を、絶縁性
の弾性体５と、複数の金属細線群６とから構成するよう
にしている。

【００１１】保持板１は、絶縁性を有する所定の材料を
使用して単層の薄い(例えば、厚さ０．４ｍｍ)断面板状
に成形され、複数のスリット孔２が並べて貫通成形され
ており、両側部に一対の位置決め孔３が所定の間隔をお
いて貫通成形される(図１、図４等参照)。保持板１の材
料としては、例えばポリエーテルエーテルケトン(ＰＥ
ＥＫ)、ポリアミドイミド(ＰＡＩ)、芳香族ポリエステ
ル(液晶ポリマー・ＬＣＰ)、ポリエーテルイミド(ＰＥ
Ｉ)、ポリエーテルサルトン(ＰＥＳ)、ポリフェニレン
スルフィド(ＰＰＳ)からなるシート状の高耐久エンジニ
アリングプラスチック等があげられる。このように保持
板１の材料は、上記材料中から適宜選択されるが、加工
性、環境特性、耐熱性、電気特性、難燃性等を考慮する
と、ポリエーテルイミドが最適である。

【００１２】なお、保持板１の材料としては、高耐久エ
ンジニアリングプラスチックになんら限定されるもので
はない。例えば、金属と樹脂からなる絶縁性の複合体、
絶縁性の金属単体(例えば、アルマイト処理されたアル
ミニウム等)等を使用することもできる。これらの材料
を使用すれば、優れた強度、剛性、耐熱性の保持板１を
得ることが可能である。

【００１３】保持板１の厚さは、接続子４の高さの２０
〜５０％程度の範囲に設定される。また、複数のスリッ
ト孔２は、図１や図４等に示すように、相互に離れて一
列に配列され、保持板１の厚さ方向に穿孔される。各ス
リット孔２は、所定の大きさで(例えば、幅０．７ｍｍ)
平面略小判状に穿孔される。

【００１４】複数の接続子４は、図５や図６に示すよう
に、保持板１のスリット孔２を貫通して上下両端部を保
持板１の表裏両面、ここでは上下両面からそれぞれ突出
させ、相互に離れた状態で独立支持される。各接続子４
の上下両端部は、接続子４の高さの２０〜６０％程度の
突出量で保持板１から突出する。各接続子４の両端部
は、保持板１から同一量で突出するものでも良いが、異
なる量で突出するものでも良い。

【００１５】各接続子４は、図６ないし図８に示すよう
に、保持板１のスリット孔２に密嵌されて上下両端部を
保持板１の表裏両面からそれぞれ突出させる断面略半小
判状で横長の弾性体５と、この弾性体５の湾曲した表
面、換言すれば、非直線立面(非裏面)に所定の間隔をお
いてＵ字状に巻着され、上下方向に指向する複数の金属
細線群６とから構成され、各金属細線群６の略平坦な上
下両端部等が弾性体５の略平坦な両端面、すなわちコン
タクト面に接合されてそれぞれ露出し、コンタクト部と
して機能する。弾性体５は、所定の材料を使用してスリ
ット孔２よりも少々拡幅で弾性変形可能な線条、あるい
は紐状に成形され、硬化後のショアＡ硬度が１０〜８０
°Ｈ、好ましくは２０〜５０°Ｈの範囲に設定される。

【００１６】弾性体５の材料は、係る硬度となる材料、
その発泡体、あるいはそれらの複合体等の中から選択さ
れるが、高周波伝送特性を考慮すると、誘電率の小さい
シリコーンゴムの選択が最適である。具体的には、ＫＥ
‐９５１〔信越化学工業株式会社製〕が好適である。

【００１７】複数の金属細線群６は、２〜１０本程度の
金属細線７が所定のピッチで横一列に並ぶことにより形
成され、半導体パッケージ(図２、図３ではＬＧＡを示
す)３０と検査用回路基板２０の複数の電極３１・２１
に対応するよう間欠的に配列されており、各金属細線７
が１０〜１００μｍの径に形成される。複数の金属細線
群６の配列部分と配列部分のピッチ間隔の比率は、１／
５〜１／３程度に設定される。具体的には、電極３１・
２１のピッチが１ｍｍの場合、金属細線群６の専有部分
の幅は、０．２０ｍｍ〜０．７５ｍｍの範囲内であるこ
とが好ましい。

【００１８】各金属細線７は、体積固有抵抗が小さく、
弾性体５に腐食されず、バネ性の高い材料を用い、所定
の長さにカットされることにより形成される。具体的に
は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ａｌ、黄銅、金メッキが施され
た金属線が金属細線７として使用される。好ましくは、
ベリリウム銅、リン青銅にメッキした金属細線７、Ｃｕ
やＴｉを化学成分とするＹＣｕｔ(ヤマハ発動機株式会
社の登録商標)という名称の金属細線７が用いられる。

【００１９】次に、電気コネクタの製造方法を説明する
と、先ず、未加硫の弾性体５被覆用のシート８を用意
(図９(ａ)参照)し、このシート８の表面に複数の金属細
線群６を所定の間隔をおき並べて仮止め(図９(ｂ)参照)
する。こうして複数の金属細線群６を配列したら、Ｕ字
型の金型９にシート８をセットして複数の金属細線群６
を外側に位置(図９(ｃ)参照)させ、シート８を加硫し、
シート８と複数の金属細線群６とを強固に接着する。そ
して、これを予め成形しておいた弾性体５の表面に接着
し、複数の金属細線群６を外側に位置させて接続子４を
形成(図９(ｄ)参照)し、その後、保持板１の複数のスリ
ット孔２に接続子４をそれぞれ嵌入固定するとともに、
各接続子４の上下両端部を保持板１の表裏両面からそれ
ぞれ突出させれば、電気コネクタを製造することができ
る。

【００２０】電気コネクタを製造したら、図２や図３に
示すように、保持板１の一対の位置決め孔３に、枠状の
位置決めホルダ１０の位置決めピン１１を表面側からそ
れぞれ挿通し、この保持板１を貫通した一対の位置決め
ピン１１にスペーサ１２を裏面側から嵌入する。こうし
て、電気コネクタ、位置決めホルダ１０、スペーサ１２
を組み立てたら、検査用回路基板２０の表面に電気コネ
クタを位置決めホルダ１０を介して嵌合装着し、検査用
回路基板２０表面の複数の電極２１と電気コネクタの複
数の接続子４とを位置決め接続し、位置決めホルダ１０
内に表面実装型の半導体パッケージ３０を嵌合して電気
コネクタの複数の接続子４と半導体パッケージ３０の複
数の電極３１とを位置決め対向させる。そしてその後、
半導体パッケージ３０を下方向に強く圧下すれば、導通
部分である各接続子４が圧縮変形して導通し、半導体パ
ッケージ３０と検査用回路基板２０とを電気的に接続し
て検査することができる。

【００２１】上記構成によれば、半導体パッケージ３０
と検査用回路基板２０の複数の電極３１・２１に対応す
るよう、複数の金属細線群６が並べて巻着されるので、
半導体パッケージ３０と検査用回路基板２０との電極３
１・２１間に、電気的な接続に寄与しない不要な金属細
線７が存在することがない。したがって、クロストーク
特性が悪化し、接続荷重が高くなるという問題をきわめ
て有効に解消することができる。また、金属細線７の本
数を増加させても電極部分のみなので、著しい荷重の上
昇を抑制防止することが可能になる。

【００２２】また、複数の接続子４が相互に離れ、独立
して機能するので、隣接する接続子４から悪影響を受け
ることがなく、半導体パッケージ３０と検査用回路基板
２０とをきわめて良好な状態で接続することができる。
特に、電極３１の高さが不揃いのＢＧＡからなる半導体
パッケージ３０を接続する場合、接続子４が隣接する接
続子４の大きな圧縮に伴い連動して大きく圧縮すること
がないので、反発力が不足して接続の不安定化を招くの
をきわめて有効に抑制防止することができる。さらに、
各金属細線７がＵ字状なので、電極３１・２１部分との
接触部分を簡単な構成で拡大することが可能となる。

【００２３】次に、図１０は本発明の第２の実施形態を
示すもので、この場合には、各スリット孔２の一長辺内
周面に、複数のリブからなる凸部１３を所定の間隔をお
いて並設し、各接続子４の複数の金属細線群６の間を複
数の凹部１４とし、これら複数の凹部１４と凸部１３と
を凹凸密嵌して保持板１に接続子４を支持固定させるよ
うにしている。その他の部分については、上記実施形態
と同様であるので説明を省略する。本実施形態において
も、上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しか
も、複数の金属細線群６の配列部分と弾性体５の柔軟な
露出部分との硬度差を利用して接続子４を固定するの
で、電極３１・２１に対して接続子４を簡易な構成で高
精度に位置決めすることができ、接続時の荷重で接続子
４がずれるのを実に有効に防止することが可能になる。
また、組立性や作業性等を著しく向上させることもでき
る。

【００２４】次に、図１１(ａ)、(ｂ)、(ｃ)は本発明の
第３の実施形態を示すもので、この場合には、各スリッ
ト孔２の一長辺内周面に、複数のリブからなる凸部１３
を所定の間隔をおいて並設し、各接続子４の湾曲表面中
央の長手方向に、複数の凹部１４を並べ備えた絶縁樹脂
等からなる略板状の位置決め片１５を成形あるいは接着
し、これら複数の凹部１４と凸部１３とを凹凸密嵌して
保持板１に接続子４を支持固定させるようにしている。
その他の部分については、上記実施形態と同様であるの
で説明を省略する。本実施形態においても、上記実施形
態と同様の作用効果が期待できるのは明らかである。

【００２５】次に、図１２(ａ)、(ｂ)、(ｃ)は本発明の
第４の実施形態を示すもので、この場合には、各スリッ
ト孔２の一長辺内周面に複数のリブからなる凸部１３を
所定の間隔をおいて並設し、各接続子４の裏面中央の長
手方向に、複数の凹部１４を並べ備えた絶縁樹脂等から
なる略板状の位置決め片１５を成形あるいは接着し、こ
れら複数の凹部１４と凸部１３とを凹凸密嵌して保持板
１に接続子４を支持固定させるようにしている。その他
の部分については、上記実施形態と同様であるので説明
を省略する。本実施形態においても、上記実施形態と同
様の作用効果が期待できるのは明らかである。

【００２６】次に、図１３(ａ)、(ｂ)は本発明の第５の
実施形態を示すもので、この場合には、各接続子４の弾
性体５を、断面略小判状(Ｏ字や楕円形含む)に形成した
り、断面円形としてその一部を断面略扇状に切り欠き除
去し、断面略Ｃ字状とするようにしている。この場合、
弾性体５の形状に応じて接続子４をリング状にしたり、
略Ｃ字状に形成する。その他の部分については、上記実
施形態と同様であるので説明を省略する。

【００２７】本実施形態においても、上記実施形態と同
様の作用効果が期待でき、各接続子４の弾性体５を略小
判状に形成する場合には、方向性を無くして接続やその
作業を簡易化することができるのは明白である。さら
に、各接続子４の弾性体５を断面円形としてその一部を
断面略扇状に切り欠き除去すれば、簡素な構成で接続子
４と電極３１・２１との接触時に応力を集中させること
ができる。

【００２８】なお、上記実施形態では各スリット孔２に
凸部１３を、各接続子４に凹部１４をそれぞれ設けたも
のを示したが、なんらこれに限定されるものではない。
例えば、各スリット孔２に複数の凹部１４を、各接続子
４に実質的な凸部１３をそれぞれ設け、これら複数の凹
部１４と凸部１３とを相互に凹凸密嵌して保持板１に接
続子４を強固に支持固定させるようにしても良い。ま
た、各スリット孔２に複数の凹凸部を、各接続子４に実
質的な凸凹部をそれぞれ設け、これら複数の凹凸部と凸
凹部とを相互に嵌合して保持板１に接続子４を強固に支
持固定させるようにしても良い。さらに、保持板１に接
続子４を着脱自在に支持させたり、固定することも可能
である。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、クロスト
ーク特性の悪化を抑制防止し、接続荷重を低く抑えるこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電気コネクタの実施形態を示す斜
視説明図である。

【図２】本発明に係る電気コネクタの実施形態における
使用状態を示す断面側面説明図である。

【図３】本発明に係る電気コネクタの実施形態における
使用状態を示す断面正面説明図である。

【図４】本発明に係る電気コネクタの実施形態を示す平
面図である。

【図５】本発明に係る電気コネクタの実施形態を示す断
面説明図である。

【図６】本発明に係る電気コネクタの実施形態における
接続子を示す斜視説明図である。

【図７】図６の正面図である。

【図８】図６の側面図である。

【図９】本発明に係る電気コネクタの実施形態における
製造方法を示す説明図で、(ａ)図は未加硫のシートを示
す斜視図、(ｂ)図はシート表面に複数の金属細線群を所
定の間隔で並べて仮止めした状態を示す斜視図、(ｃ)図
はＵ字型の金型にシートをセットする状態を示す断面
図、(ｄ)図は弾性体の表面に湾曲した成形体を接着し、
複数の金属細線群を外側に位置させて接続子を形成する
状態を示す断面図、(ｅ)図は(ｄ)図の斜視図である。

【図１０】本発明に係る電気コネクタの第２の実施形態
を示す斜視図である。

【図１１】本発明に係る電気コネクタの第３の実施形態
を示す説明図で、(ａ)図は斜視図、(ｂ)図は正面図、
(ｃ)図は側面図である。

【図１２】本発明に係る電気コネクタの第４の実施形態
を示す説明図で、(ａ)図は斜視図、(ｂ)図は正面図、
(ｃ)図は側面図である。

【図１３】本発明に係る電気コネクタの第５の実施形態
を示す説明図で、(ａ)図は側面図、(ｂ)図は側面図であ
る。

【図１４】従来の電気コネクタを示す斜視図である。

【符号の説明】

１保持板２スリット孔４接続子５弾性体６金属細線群(導電線群) ７金属細線(導電線) １３凸部１４凹部２０検査用回路基板２１電極３０半導体パッケージ３１電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】保持板に複数の接続子を支持させる電気
コネクタであって、上記保持板に複数のスリット孔を間隔をおいて並べ設
け、各接続子を、上記スリット孔に貫通支持される絶縁
性の弾性体と、この弾性体の長手方向に所定の間隔をお
いて並べられ、該弾性体表面の少なくとも一部に巻き設
けられる複数の導電線群とから構成し、少なくとも該弾
性体の両端部を上記保持板の表裏面からそれぞれ突出さ
せるとともに、少なくとも各導電線群の両端部を該保持
板の表裏面からそれぞれ露出させるようにしたことを特
徴とする電気コネクタ。
【請求項２】上記スリット孔の内周面と上記接続子の
いずれか一方に複数の凹部を、他方には複数の凸部をそ
れぞれ設け、これら複数の凹部と凸部とを嵌め合わせて
上記保持板に上記接続子を支持させるようにした請求項
１記載の電気コネクタ。
【請求項３】各接続子の弾性体を、断面略半小判状又
は断面略小判状に形成するか、あるいは断面略円形とし
てその一部を断面略扇状に切り欠き除去するようにした
請求項１又は２記載の電気コネクタ。