(57)【要約】【課題】パッケージやプリント基板の反りに起因する接触高さのばらつきや接続端子の高さのばらつきを吸収することができ、層間導通のための貫通孔に応力が集中するのを軽減し、この接点部の可動範囲を広く取ることができ、近年のファインピッチ化に対応することができる両面接続型コネクタを提供する。【解決手段】絶縁部材１の表面１ａ及び裏面１ｂのスルーホール４の一端部に近接した位置に、表面１ａ及び裏面１ｂ各々から突出する突起部５を設けるとともに導体部６の両端部に接続端子部７をそれぞれ設け、接続端子部７は、スルーホール４の周囲に形成されたランド部１１と、ランド部１１に形成された接続部１２と、この接続部１２の周縁部の一端に接続され突起部５に向かって斜め上方に延びる傾斜部１３と、傾斜部１３の一端に接続され突起部５の頂部を覆う略半球状の接点部１４とを備えている。【選択図】図２
2010010077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基材の両面にエラストマーが一体成形され、これら絶縁基材及びエラストマーの厚み方向に１つ以上の貫通孔が形成された絶縁部材と、前記貫通孔の内面に形成されて両端部が前記両面にて露出する導電性部材とを備えた両面接続型コネクタにおいて、
前記絶縁部材の少なくとも一方の面の前記貫通孔の一端部に近接した位置に、前記一方の面から突出する突起部を設け、
前記導電性部材の一端部に接続端子部を設け、
前記接続端子部は、前記貫通孔の少なくとも一方の端部の周囲に形成された環状部と、該環状部の周縁部の一端に接続され前記突起部に向かって斜め上方に延びる傾斜部と、該傾斜部の一端に接続され前記突起部の頂部を覆う略半球状の接点部とを備えてなることを特徴とする両面接続型コネクタ。
【請求項２】
前記絶縁部材の両面の前記貫通孔の両端部それぞれに近接した位置に、前記両面それぞれから突出する突起部を設け、
前記接続端子部は、前記絶縁部材の両面それぞれに設けられていることを特徴とする請求項１記載の両面接続型コネクタ。
【請求項３】
前記絶縁部材の他方の面の前記突起部に対応する位置に、前記導電性部材に電気的に接続する半田部を設けたことを特徴とする請求項１記載の両面接続型コネクタ。
【請求項４】
前記突起部の側面と前記一方の面との境界部は曲線であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の両面接続型コネクタ。
【請求項５】
前記接続端子部の前記貫通孔の近傍における直径は、この接続端子部の線幅より大であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の両面接続型コネクタ。
【請求項６】
前記接続端子部の傾斜部と前記一方の面とのなす角度は４５°以下であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項記載の両面接続型コネクタ。
【請求項７】
前記絶縁部材の少なくとも一方の面に複数の前記接続端子部を設け、
これら接続端子部は、隣接するもの同士が相互に接続させることなく互いに独立していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項記載の両面接続型コネクタ。
【請求項８】
前記接続端子部の長辺方向を、前記一方の面の一つの辺に対して傾斜させたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項記載の両面接続型コネクタ。
【請求項９】
前記エラストマのうち前記接続端子部の側壁となる部分は、前記一方の面または前記両面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項記載の両面接続型コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面接続型コネクタに関し、更に詳しくは、ＣＰＵやＬＳＩ等のＩＣパッケージ、ＬＧＡパッケージ、ＢＧＡパッケージ等をプリント基板上に実装する際に好適に用いられ、これらのパッケージやプリント基板に反りが生じる虞がなく、接続端子の高さのばらつきを吸収することが可能な両面接続型コネクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＰＵやＬＳＩ等のＩＣパッケージを、ソケットを介してプリント基板に実装する技術が検討されており、例えば、パーソナルコンピュータやサーバのマザーボードの多くには、ＬＧＡパッケージやＢＧＡパッケージのＣＰＵを装着するためのソケットが実装されている。
ＣＰＵは、その機能及び性能を向上させるために、年々多ピン化、高速化が進んでおり、パッケージのサイズアップ、ファインピッチ化によって対応がなされている。
これらの対応に伴い、ソケットの多ピン化への対応が必要になると共に、パッケージのサイズアップによる反り量増大への対応、パッケージの接触ランドやボールの高さばらつき（コプラナリティ）への対応が必要になるため、ソケットコンタクトのストロークを確保することができる構造が求められている。
また、ファインピッチ化に対しては、ソケットコンタクトの小型化が重要であり、ＩＣのピンとソケットのコンタクトとの適切な接圧での接触を確保できることが望まれている。
さらに、高速化に対しては、ソケットのコンタクトが低インダクタンスであることが重要であり、高速化による消費電流の増大に対応して接触抵抗が低く、許容電流も大きいことが求められている。
【０００３】
現在用いられているＬＧＡパッケージ用ソケットとしては、約ｌｍｍピッチで４００〜８００ピンのものが主流であり、金属板を複雑に折り曲げ加工して所定の形状のコンタクトとし、このコンタクトをソケットのハウジングに挿入した構造が用いられている（特許文献１、２等参照）。
これらの構造は、金属からなるコンタクトを板バネとして機能させ、所定のストロークにて適切な荷重を発生させることにより、安定した接触抵抗を得るものである。また、所定の接触圧を得る過程で、荷重を高めてゆくと、接点位置が移動して表面の異物を除去するワイピング効果も期待できる。
ところで、このようなＬＧＡパッケージ用ソケットは、基本的な構造が片持ちバネであることから、ファイッピッチ化への対応が困難である。
このファインピッチ化のためには、コンタクト端子の片持ちバネ部分のバネ長を短くする必要があるが、バネ長を短くすると、同じ材料かつ同じ形状の片持ちバネの場合、所定のストロークを得るための荷重が高くなってしまう。そこで、荷重を適切な値に下げようとして片持ちバネのバネ線径を細くすると、所定の荷重でも塑性変形せず、必要な許容応力が小さくなってしまい、所定の荷重に耐えられなくなってしまう。これは、許容応力がバネの線径に比例するのに対し、荷重を決定する要因であるバネ定数が片持ちバネの線径の３乗に比例するからである。
【０００４】
そこで、片持ちバネによる荷重で所定の接触圧を得る構造に替えて、コンタクト部分の金属を塑性変形する領域で設計し、反発力をゴムやエラストマーで補う構造が提案されている。
例えば、コンタクト部分の機能をフレキシブルプリント基板で実現したものとして、２枚のフレキシブルプリント基板の間にエラストマーを挟み、フレキシブルプリント基板同士を金属ピンにて半田付けし、上下の層間導通を得る構造が提案されている（特許文献３）。
また、予め金型にて所定のドーム形状と貫通穴を成形したエラストマー上に金属めっきを施し、フォトリソグラフィにてスルーホールとドーム上の接続点とを電気的に接続する回路を形成した構造が提案されている（特許文献４）。
【０００５】
近年、金型の微細加工技術が進歩し、ミクロンオーダーでの成形が可能な金型が設計できるようになっている。そこで、上記のような構造、すなわち、コンタクト部分の金属を塑性変形させると共に反発力をゴムやエラストマーで補う構造では、このような金型を用いることで、エラストマーの端子形状を全ピン、または複数ピンをー括で成形することは可能である。
また、めっきによる導体部分の形成、スルーホールをめっきすることによる層間導通、その後のフォトリソグラフィ及びエッチングによる各端子の金属接点部および導通回路部分の全ピンまたは複数ピンのー括形成により、全ての工程において、全ピンまたは複数ピンの一括形成が可能になるため、多ピン化が求められる市場動向に合っている。
また、フォトリソグラフィ及びエッチングによる回路形成技術を用いているので、ファインピッチ化の点から考えても有効なものである。
【特許文献１】特開２００４−１５８４３０号公報
【特許文献２】特開２００５−１９２８４号公報
【特許文献３】特開２００４−７１３４７号公報
【特許文献４】特開２００１−３３２３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の２枚のフレキシブルプリント基板の間にエラストマーを挟んだ構造では、２枚のフレキシブルプリント基板が必要になり、また、層間導通をとるための金属コンタクトが必要になり、さらに、フレキシブルプリント基板同士を金属ピンにて半田付けすることが必要になる等により製造工程が複雑になり、製造コストも高くなるという問題点があった。
また、ドーム形状及び貫通穴が成形されたエラストマーを用いた構造では、上下方向から加圧することでドーム形状の部分が荷重に応じて変形して潰れるので、ソケットの機能として求められるワイピングの効果を期待することができないという問題点があった。また、多ピッ化においては、接続するＩＣパッケージやプリント基板の反りや、接触ランドの高さバらつきを吸収することが求められるが、この構造では、反りやコプラナリティを吸収可能な主な動作がドーム形状の高さにより制限されてしまうという問題点があった。
また、エラストマー上に金属めっきを施し、フォトリソグラフィにてスルーホールとドーム上の接続点とを電気的に接続する回路を形成した構造では、エラストマー上の金属めっき部分の一部に応力が集中してしまうという問題点があった。
さらに、エラストマー上に金属めっきを施した構造では、接点部の可動範囲がエラストマーの上下方向の変形する範囲に限られてしまうために、可動範囲を広く取ることができないという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、パッケージやプリント基板の反りに起因する接触高さのばらつきや接続端子の高さのばらつきを吸収することができ、さらには、層間導通のための貫通孔の部分に応力が集中するのを軽減し、この接点部の可動範囲を広く取ることができ、近年のファインピッチ化に対応することができる両面接続型コネクタ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】
【０００８】
本発明の請求項１に係る両面接続型コネクタは、絶縁基材の両面にエラストマーが一体成形され、これら絶縁基材及びエラストマーの厚み方向に１つ以上の貫通孔が形成された絶縁部材と、前記貫通孔の内面に形成されて両端部が前記両面にて露出する導電性部材とを備えた両面接続型コネクタにおいて、前記絶縁部材の少なくとも一方の面の前記貫通孔の一端部に近接した位置に、前記一方の面から突出する突起部を設け、前記導電性部材の一端部に接続端子部を設け、前記接続端子部は、前記貫通孔の少なくとも一方の端部の周囲に形成された環状部と、該環状部の周縁部の一端に接続され前記突起部に向かって斜め上方に延びる傾斜部と、該傾斜部の一端に接続され前記突起部の頂部を覆う略半球状の接点部とを備えてなることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２に係る両面接続型コネクタは、請求項１記載の両面接続型コネクタにおいて、前記絶縁部材の両面の前記貫通孔の両端部それぞれに近接した位置に、前記両面それぞれから突出する突起部を設け、前記接続端子部は、前記絶縁部材の両面それぞれに設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３に係る両面接続型コネクタは、請求項１記載の両面接続型コネクタにおいて、前記絶縁部材の他方の面の前記突起部に対応する位置に、前記導電性部材に電気的に接続する半田部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４に係る両面接続型コネクタは、請求項１ないし３のいずれか１項記載の両面接続型コネクタにおいて、前記突起部の側面と前記一方の面との境界部は曲線であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項５に係る両面接続型コネクタは、請求項１ないし４のいずれか１項記載の両面接続型コネクタにおいて、前記接続端子部の前記貫通孔の近傍における直径は、この接続端子部の線幅より大であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項６に係る両面接続型コネクタは、請求項１ないし５のいずれか１項記載の両面接続型コネクタにおいて、前記接続端子部の傾斜部と前記一方の面とのなす角度は４５°以下であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項７に係る両面接続型コネクタは、請求項１ないし６のいずれか１項記載の両面接続型コネクタにおいて、前記絶縁部材の少なくとも一方の面に複数の前記接続端子部を設け、これら接続端子部は、隣接するもの同士が相互に接続させることなく互いに独立していることを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項８に係る両面接続型コネクタは、請求項１ないし７のいずれか１項記載の両面接続型コネクタにおいて、前記接続端子部の長辺方向を、前記一方の面の一つの辺に対して傾斜させたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項９に係る両面接続型コネクタは、請求項１ないし８のいずれか１項記載の両面接続型コネクタにおいて、前記エラストマのうち前記接続端子部の側壁となる部分は、前記一方の面または前記両面に対して傾斜していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、絶縁部材の少なくとも一方の面の貫通孔の一端部に近接した位置に、この一方の面から突出する突起部を設け、導電性部材の一端部に接続端子部を設け、この接続端子部を、貫通孔の少なくとも一方の端部の周囲に形成された環状部と、環状部の周縁部の一端に接続され突起部に向かって斜め上方に延びる傾斜部と、傾斜部の一端に接続され突起部の頂部を覆う略半球状の接点部とを備えたので、絶縁部材を構成するエラストマーの弾性力により、接続端子部を構成する接点部を絶縁部材の一方の面に対して広い範囲で可動可能とすることができる。
【００１８】
また、接点部を略半球状としたので、この接点部に接触する相手側部材である導電部材との接点が点接触となり、この点接触の部分に荷重が集中することとなり、その結果、この接点部の点接触における接触圧力を確保することができる。しかも、接点部を略半球状としたので、剛性を十分確保することができ、荷重が集中しても潰れる虞がない。
また、接続端子部の可動部分と層間導通のための貫通孔との間が離れているので、これら可動部分や貫通孔に応力が集中することがなくなり、これらが破壊する虞もない。
したがって、この接点部の設計の自由度を制限することなく、可動範囲を広く取ることができ、その結果、パッケージやプリント基板に反りが生じる虞がなくなり、接続端子の高さのばらつきを吸収することができ、ファインピッチ化に対応することができる。
また、突起部を一括成形し、この突起部に設けられる略半球状の接点部についても一括成形可能であるから、部品点数が必要以上に多くなることもない。
【００１９】
また、絶縁部材の両面の貫通孔の両端部それぞれに近接した位置に、両面それぞれから突出する突起部を設け、接続端子部を絶縁部材の両面それぞれに設けたので、絶縁部材の両面それぞれにパッケージやプリント基板を配置した場合においても、パッケージやプリント基板に反りが生じる虞がなく、接続端子の高さのばらつきを吸収することができる。
【００２０】
また、絶縁部材の他方の面の前記突起部に対応する位置に、導電性部材に電気的に接続する半田部を設けたので、導電性部材との電気的接続がより確実になる。
また、接続端子部の傾斜部と前記一方の面とのなす角度を４５°以下としたので、この傾斜部が前記一方の面と反対方向に可動して、前記一方の面から離間する虞がなくなり、したがって、接続端子部は、絶縁部材に対して所定の範囲内で確実に可動することができる。
【００２１】
また、絶縁部材の少なくとも一方の面に複数の前記接続端子部を設け、これら接続端子部を、隣接するもの同士が相互に接続させることなく互いに独立していることとしたので、接続端子部を互いに独立して可動させ、電気的に接続することができる。
【００２２】
また、接続端子部の長辺方向を、前記一方の面の一つの辺に対して傾斜させたので、接続端子部及び貫通孔を効率的に配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の両面接続型コネクタを実施するための最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００２４】
「第１の実施の形態」
図１は、本発明の第１の実施形態の両面接続型コネクタを示す平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図において、１は絶縁部材であり、予めスルーホール（貫通孔）を形成する位置に穴開け加工２ａが施された絶縁基板（絶縁基材）２と、この絶縁基板２の穴開け加工２ａ部分を含む表面２ｂ及び裏面２ｃに一体成形された所定の厚みを有するフィルム状あるいはシート状のエラストマー３とにより形成されている。
【００２５】
この絶縁部材１には、その厚み方向に貫通する複数のスルーホール（貫通孔）４（図１、２では２個）が形成され、この絶縁部材１の表面（一方の面）１ａ及び裏面１ｂ各々のスルーホール４のそれぞれの端部に近接した位置には、この絶縁部材１の表面１ａ及び裏面１ｂそれぞれから突出する半球状のエラストマーからなる突起部５が形成されている。
ここでは、突起部５の隆起の基点、すなわち突起部５の下端と絶縁部材１の表面１ａ及び裏面１ｂとの境界は、スルーホール４の位置とは距離を置いた位置になるようにしている。
【００２６】
この突起部５の形状としては、その側壁がある程度傾斜していることが好ましい。これは、後述する接続端子部７を形成する際に露光工程を経る必要があるが、その際に死角をなくすためである。通常、側壁は１０°程度以上の傾斜角を有することが好ましい。この側壁の形状としては、シャープエッジは好ましくない。これは、接続端子部７を形成する際の現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等において液回りを悪化させないためである。
また、この突起部５の底面部は曲率半径Ｒの曲線とされている。
【００２７】
また、このスルーホール４の内面には、銅、アルミニウム、銀−パラジウム合金等の金属（導電性部材）からなる導体部６が所定の厚みで形成され、この導体部６の両端部各々には、この導体部６と同一の金属からなるめっき膜をフォトリソグラフィ及びエッチングにより加工してなる接続端子部７が形成されている。
この接続端子部７は、表面１ａ及び裏面１ｂ各々に、絶縁部材１に対して対称となる位置に形成されている。
【００２８】
この接続端子部７は、図２及び図３に示すように、絶縁部材１のスルーホール４の表面１ａ及び裏面１ｂ各々の端部に形成されたリング状の板部材からなるランド部（環状部）１１と、このランド部１１に形成され突起部５に向かって帯状かつ水平に延びる平坦面の接続部１２と、この接続部１２の周縁部の一端に形成され突起部５の頂点に向かって斜め上方に帯状に延びる傾斜部１３と、この傾斜部１３の一端に接続され突起部５の頂部を覆う略半球状の金属膜からなる接点部１４とにより構成されている。
【００２９】
この接続端子部７全体の変形の状態が安定し、良好なワイピング効果を得るためには、傾斜部１３と絶縁部材１の表面１ａ（または裏面１ｂ）とのなす角度θ、すなわち傾斜部１３と接続部１２とのなす角度θは４５°以下が好ましく、３０°程度がより好ましい。なお、この角度θが３０°程度より小さくなると、接続端子部７全体の高さを十分に確保することができなくなるので、好ましくない。
この角度θを４５°以下とすることにより、この傾斜部１３が絶縁部材１の表面１ａ（または裏面１ｂ）と反対方向に可動して、基に復帰できなくなる等の不具合が生じるのを防止することができる。したがって、接続端子部７が絶縁部材１の表面１ａ（または裏面１ｂ）に対して所定の範囲内で確実に可動することができる。
【００３０】
この接点部１４は、例えば、２層以上の積層構造の金属膜からなるもので、例えば、突起部５上に形成された銅等の導電率の良い導電層と、この導電層上に形成されたニッケル等の中間金属層と、この中間金属層上に形成され接点に適した貴金属等の接点用金属層とからなる３層構造の金属膜が好適に用いられる。
この接点部１４は、略半球状の金属膜により構成されているので、その剛性が強化されたものとなり、接点部１４に荷重が掛かった際においても、接点部１４が殆ど変形することなく、略半球状の形状を保持し続けることができる。
【００３１】
また、この接点部１４を略半球状としたことにより、この接点部１４がパッケージやプリント基板の接続端子と接触する際においても、接点部１４が接続端子に対して滑らかに摺動することとなり、接点部１４の応力が接続端子の一部に集中することを防止することができる。
この接続端子部７に、例えば、５０ｇｆの荷重が掛かった場合、この荷重が接点部１４に加わることで、この接点部１４に接続する傾斜部１３が接続部１２との境界線を中心軸として回転する。この場合、接点部１４及び傾斜部１３は、接触しているエラストマー３の弾性力により外方に押圧されるので、この押圧力により接続端子に良好に接触し、電気的接続を良好に保持することができる。
【００３２】
また、このエラストマー３は、圧縮永久歪みを考慮すると、歪み率２５％以下が好ましい。特に、接点部１４の下に位置するエラストマーの総厚に対して、使用する圧縮範囲を２５％程度以下にすることが好ましい。
また、このエラストマ３のうち接続端子部７の側壁となる部分は、絶縁部材１の表面１ａ及び裏面１ｂ各々に対して傾斜している。
【００３３】
次に、本実施形態の両面接続型コネクタを用いた実装方法について、プリント基板上に半導体チップを搭載する場合を例にとり説明する。
まず、図４に示すように、プリント基板２１の接続パッド２２上に両面接続型コネクタの下面側の接点部１４を載置し、この両面接続型コネクタの上面側の接点部１４上に半導体チップ２３の接続パッド２４を載置する。
この時点では、接点部１４には荷重が掛かっていないので、この接点部１４及び及び傾斜部１３は、接続部１２との境界線を中心軸として回転することなく、初期の位置を保持している。したがって、接点部１４は、プリント基板２１の接続パッド２２や半導体チップ２３の接続パッド２４に点接触している状態である。
【００３４】
次いで、図５に示すように、各々の接点部１４がプリント基板２１の接続パッド２２や半導体チップ２３の接続パッド２４に点接触した状態で、半導体チップ２３の上方からプリント基板２１に向かって荷重２５を加える。
このとき、接続端子部７の傾斜部１３及び接点部１４は、接続部１２と傾斜部１３との境界線部分が塑性変形することにより、この境界線部分を回転軸として回転し、この回転動作により接点部１４が接続パッド２２上を滑らかに摺動するとともに、接点部１４がエラストマー３が圧縮される際の反発力を得る。
【００３５】
その結果、プリント基板２１の接続パッド２２と点接触している接点部１４の接触位置が接続パッド２２上でずれ、この接点部１４がエラストマー３の反発力により接続パッド２２に押圧されることとなる。
同様に、半導体チップ２３の接続パッド２４に点接触している接点部１４の位置も、この接続パッド２４上でずれ、この接点部１４がエラストマー３の反発力により接続パッド２４に押圧されることとなる。
【００３６】
このように、接点部１４に荷重２５が加わった際の動作は、この接点部１４の半球状の部分が変形せずに、接点部１４及び傾斜部１３が接続部１２と傾斜部１３との境界線部分が塑性変形し、この境界線部分を回転軸として回転することで、接点部１４及び傾斜部１３の動きに応じて、その下のエラストマー３が圧縮されて変形することになる。また、接点部１４は傾斜部１３及び接続部１２を介してランド部１１に接続されているので、接点部１４の接続パッド２２（２４）上の接点位置は、それとは反対方向に円弧を描くように移動することになり、ワイピング効果が得られる。
したがって、この摺動動作により、加重２５を加えた際に接点部１４が新しい面で接触するワイピング効果を得ることができる。
【００３７】
また、突起部５の下端と絶縁部材１の表面１ａ及び裏面１ｂとの境界が、スルーホール４の位置と距離をおいており、しかも接続端子部７の傾斜部１３が斜め上方にせり上がる形状になっているので、接点部１４に荷重２５が加わった場合に傾斜部１３が円弧を描くように変形する際の支点が鈍角となり、応力集中を避けることが可能である。
【００３８】
また、接続端子部７の傾斜部１３が斜め上方にせり上がる形状であるから、スルーホール４近傍におけるエラストマー３の厚みより、接点部１４の直下のエラストマー３の厚みを厚くすることが可能である。これにより、エラストマー３の一定のストロークを得るためにエラストマー３を圧縮しても、総厚に対する圧縮率を低くすることが可能であり、エラストマー３の圧縮永久歪みに対する耐性を向上させることができるだけでなく、スルーホール４近傍のエラストマー３の厚みを薄くすることで、繰り返し屈曲やヒートショックの耐性を向上させることが可能である。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態の両面接続型コネクタによれば、絶縁部材１の表面１ａ及び裏面１ｂ各々のスルーホール４のそれぞれの端部に近接した位置に半球状のエラストマーからなる突起部５を形成し、このスルーホール４の内面に導体部６を形成し、突起部５を含む絶縁部材１上に、ランド部１１と、接続部１２と、傾斜部１３と、接点部１４とからなる接続端子部７を形成したので、傾斜部１３及び接点部１４がランド部１１及び接続部１２に対して広い範囲で可動することができる。
【００４０】
また、接点部１４が略半球状の形状をしているので、プリント基板２１の接続パッド２２や半導体チップ２３の接続パッド２４との接点が点接触となり、この点接触の部分に荷重が集中することとなり、その結果、この接点部１４の点接触における接触圧力を確保することができる。しかも、接点部１４を略半球状としたので、剛性を十分確保することができ、荷重が集中しても潰れる虞がない。
また、接続端子部７の可動部分である接続部１２と傾斜部１３との境界部分と層間導通のためのスルーホール４との間が離れているので、これら接続部１２と傾斜部１３との境界部分やスルーホール４に応力が集中することがなく、これらが破壊する虞もない。
【００４１】
したがって、この接点部１４の設計の自由度を制限することなく、この可動範囲を絶縁部材１の厚み方向に広く取ることができ、その結果、プリント基板２１や半導体チップ２３に反り等の不具合が生じる虞がなくなり、接続端子部７の高さのばらつきを吸収することができ、ファインピッチ化に対応することができる。
【００４２】
また、層間導通のためのスルーホール４の部分のエラストマー３の厚みを、突起部５のエラストマー３の厚みより薄くすることができる。
また、突起部５を一括成形により形成し、この突起部５に設けられる略半球状の接点部１４についても一括成形可能であるから、部品点数が必要以上に多くなることもない。
また、突起部５の形状やエラストマー３の材質を変えることにより、荷重一変位特性を制御することができる。
また、接続端子部７のうち突起部５の頂点に位置する部分を接点に適した貴金属等の接点用金属層としたので、接点部１４における接触抵抗を小さくすることができる。
【００４３】
「第２の実施の形態」
図６は、本発明の第２の実施形態の両面接続型コネクタを示す平面図である。
ここで、本実施形態の両面接続型コネクタが第１の実施形態の両面接続型コネクタと異なる点は、絶縁部材１に、スルーホール４を端子間ピッチｐにて４行×４列のマトリックス状に形成し、各スルーホール４の導体部６に接続端子部７を形成し、各接続端子部７を、隣接するもの同士が相互に接続させることなく互いに独立していることとし、この接続端子部７の長辺方向と、絶縁部材１の辺１ｃとのなす角度φを４５度とした点である。
【００４４】
端子間ピッチｐは、例えば、１ｍｍピッチであり、接続端子部７の幅は約０．５ｍｍで実現可能である。これにより、接点部１４の半径は０．２５ｍｍで実現可能となる。
また、接続端子部７の長辺方向と、絶縁部材１の辺１ｃとのなす角度φを４５度としているが、これは、荷重が加わった際に接続端子部７が変形する際、変形の支点となる部分に発生する応力を極力低くするために、接続端子部７の帯状部分の長さを長くするためである。
【００４５】
このように、接続端子部７を、絶縁部材１の辺１ｃに対して４５度傾斜するように配置したことで、接続端子部７及びスルーホール４を効率的に配置することができる。
また、各接続端子部７を、隣接するもの同士が相互に接続させることなく互いに独立していることとしたので、各接続端子部７を互いに独立して可動させ、電気的に接続することができる。
【００４６】
「第３の実施の形態」
図７は、本発明の第３の実施形態の両面接続型コネクタを示す平面図、図８は、図７のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
ここで、本実施形態の両面接続型コネクタが第１の実施形態の両面接続型コネクタと異なる点は、絶縁部材１の裏面１ｂ各々のスルーホール４のそれぞれの端部に近接した位置に、導体部６に接続される端子部３１を形成し、この端子部３１上に半田部３２を形成した点である。
【００４７】
このように、絶縁部材１の裏面１ｂに半田部３２を形成することで、上下両面が接点の構造だけではなく、片面が半田実装の場合にも適用可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態の両面接続型コネクタを示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の両面接続型コネクタの接続端子部を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の両面接続型コネクタを用いた実装方法を示す過程図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の両面接続型コネクタを用いた実装方法を示す過程図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の両面接続型コネクタを示す平面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の両面接続型コネクタを示す平面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…絶縁部材、１ａ…表面、１ｂ…裏面、２…絶縁基板、３…エラストマー、４…スルーホール、５…突起部、６…導体部、７…接続端子部、１１…ランド部、１２…接続部、１３…傾斜部、１４…接点部、２１…プリント基板、２２…接続パッド、２３…半導体チップ、２４…接続パッド、３１…端子部、３２…半田部。
【図１】
2010010077.tif 000003
【図２】
2010010077.tif 000004
【図３】
2010010077.tif 000005
【図４】
2010010077.tif 000006
【図５】
2010010077.tif 000007
【図６】
2010010077.tif 000008
【図７】
2010010077.tif 000009
【図８】
2010010077.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月17日(2008.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の材料からなる絶縁基材の両面にエラストマーが一体成形され、これら絶縁基材及びエラストマーの厚み方向に１つ以上の貫通孔が形成された絶縁部材と、前記貫通孔の内面に形成されて両端部が前記絶縁部材の両面にて露出する導電性部材とを備えた両面接続型コネクタにおいて、
前記絶縁部材の少なくとも一方の面の前記貫通孔の一端部に近接した位置に、前記一方の面から突出する突起部を設け、
前記突起部は略半球状の形状からなる頂部と、前記頂部と前記貫通孔の一端部との間に、前記絶縁部材の表面から傾斜した傾斜面とを有し、
前記導電性部材の一端部に接続端子部を設け、
前記接続端子部は、前記貫通孔の少なくとも一方の端部の周囲に形成された環状部と、該環状部の周縁部の一端に接続され、前記突起部の傾斜面上に形成された傾斜部と、該傾斜部の一端に接続され前記突起部の頂部を覆う略半球状の接点部とを備えており、
プリント基板及び／又は半導体チップとの間に配置され、これらから荷重を受けた際に、前記傾斜面及び前記接点部は、前記環状部と前記傾斜部との境界線部分が塑性変形することにより、前記境界線部分を回転軸として回転することを特徴とする両面接続型コネクタ。
【請求項２】
前記絶縁部材の両面の前記貫通孔の両端部それぞれに近接した位置に、前記両面それぞれから突出する突起部を設け、
前記接続端子部は、前記絶縁部材の両面それぞれに設けられていることを特徴とする請求項１記載の両面接続型コネクタ。
【請求項３】
前記絶縁部材の他方の面の前記突起部に対応する位置に、前記導電性部材に電気的に接続する半田部を設けたことを特徴とする請求項１記載の両面接続型コネクタ。
【請求項４】
前記突起部の外周部をなす側壁部分と前記一方の表面との境界部は所定の曲率を有する曲面であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の両面接続型コネクタ。
【請求項５】
前記接続端子部の前記貫通孔の近傍における直径は、この接続端子部の接続部ならびに傾斜部における導電性部材の幅より大であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の両面接続型コネクタ。
【請求項６】
前記接続端子部の傾斜部と前記一方の面とのなす角度は４５°以下であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項記載の両面接続型コネクタ。
【請求項７】
前記絶縁部材の少なくとも一方の面に複数の前記接続端子部を設け、
これら接続端子部は、隣接するもの同士が相互に接続させることなく互いに独立していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項記載の両面接続型コネクタ。
【請求項８】
前記接続端子部に環状部と頂部とで決まる、接続端子部の長辺方向を、前記絶縁部材の外縁をなす一辺に対して所定の角度に傾斜させたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項記載の両面接続型コネクタ。
【請求項９】
前記エラストマーのうち前記突起部の外周部をなす側壁部分は、前記絶縁部材の一方の表面または前記絶縁部材の両面に対して垂直方向から傾斜していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項記載の両面接続型コネクタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の請求項１に係る両面接続型コネクタは、絶縁性の材料からなる絶縁基材の両面にエラストマーが一体成形され、これら絶縁基材及びエラストマーの厚み方向に１つ以上の貫通孔が形成された絶縁部材と、前記貫通孔の内面に形成されて両端部が前記絶縁部材の両面にて露出する導電性部材とを備えた両面接続型コネクタにおいて、前記絶縁部材の少なくとも一方の面の前記貫通孔の一端部に近接した位置に、前記一方の面から突出する突起部を設け、前記突起部は略半球状の形状からなる頂部と、前記頂部と前記貫通孔の一端部との間に、前記絶縁部材の表面から傾斜した傾斜面とを有し、前記導電性部材の一端部に接続端子部を設け、前記接続端子部は、前記貫通孔の少なくとも一方の端部の周囲に形成された環状部と、該環状部の周縁部の一端に接続され、前記突起部の傾斜面上に形成された傾斜部と、該傾斜部の一端に接続され前記突起部の頂部を覆う略半球状の接点部とを備えており、プリント基板及び／又は半導体チップとの間に配置され、これらから荷重を受けた際に、前記傾斜面及び前記接点部は、前記環状部と前記傾斜部との境界線部分が塑性変形することにより、前記境界線部分を回転軸として回転することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の請求項４に係る両面接続型コネクタは、請求項１ないし３のいずれか１項記載の両面接続型コネクタにおいて、前記突起部の外周部をなす側壁部分と前記一方の表面との境界部は所定の曲率を有する曲面であることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の請求項５に係る両面接続型コネクタは、請求項１ないし４のいずれか１項記載の両面接続型コネクタにおいて、前記接続端子部の前記貫通孔の近傍における直径は、この接続端子部の接続部ならびに傾斜部における導電性部材の幅より大であることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の請求項８に係る両面接続型コネクタは、請求項１ないし７のいずれか１項記載の両面接続型コネクタにおいて、前記接続端子部に環状部と頂部とで決まる、接続端子部の長辺方向を、前記絶縁部材の外縁をなす一辺に対して所定の角度に傾斜させたことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の請求項９に係る両面接続型コネクタは、請求項１ないし８のいずれか１項記載の両面接続型コネクタにおいて、前記エラストマーのうち前記突起部の外周部をなす側壁部分は、前記絶縁部材の一方の表面または前記絶縁部材の両面に対して垂直方向から傾斜していることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、接点部を略半球状としたので、この接点部に接触する相手側部材である導電部材との接点が点接触となり、この点接触の部分に荷重が集中することとなり、その結果、この接点部の点接触における接触圧力を確保することができる。しかも、接点部を略半球状としたので、導電性部材の剛性を十分に確保することができ、接点部に荷重が集中しても導電性部材が潰れる虞がない。
また、接続端子部の可動部分と層間導通のための貫通孔との間が離れているので、これら可動部分や貫通孔に応力が集中することがなくなり、これらが破壊する虞もない。
接点部の可動範囲が十分に大きくなく、パッケージやプリント基板の接続端子の高さにばらつきが大きい場合、全端子を電気接続させるために押付力を大きくすると、パッケージやプリント基板に反りを生じさせてしまうことがあるが、本発明によれば、この接点部の設計の自由度を制限することなく、可動範囲を広く取ることができ、その結果、パッケージやプリント基板に反りを生じさせることなく、接続端子の高さのばらつきを吸収することができ、ファインピッチ化に対応することができる。
また、突起部を一括成形し、この突起部に設けられる略半球状の接点部についても一括成形可能であるから、部品点数が必要以上に多くなることもない。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
この絶縁部材１には、その厚み方向に貫通する複数のスルーホール（貫通孔）４（図１、２では２個）が形成され、この絶縁部材１の表面（一方の面）１ａ及び裏面１ｂ各々のスルーホール４のそれぞれの端部に近接した位置には、この絶縁部材１の表面１ａ及び裏面１ｂそれぞれから突出する半球状のエラストマーからなる突起部５が形成されている。
ここでは、突起部５の隆起の基点、すなわち突起部５の下端と絶縁部材１の表面１ａ及び裏面１ｂとの境界は、スルーホール４の位置とは所定の距離を置いた位置になるようにしている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
この突起部５の形状としては、その突起部５の外周部分をなす側壁部分が絶縁部材１の表面１ａまたは裏面１ｂに対して垂直方向からある程度傾斜していることが好ましい。これは、後述する接続端子部７を形成する際に露光工程を経る必要があるが、その際に死角をなくすためである。通常、側壁は１０°程度以上の傾斜角を有することが好ましい。この側壁の形状としては、側壁と絶縁部材１の表面１ａまたは裏面１ｂとの境界は、幅の無い線をなしていることは好ましくなく、所定の曲率半径以上の幅をもってなだらかに接続されている形状が好ましい。これは、接続端子部７を形成する際の現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の湿式プロセスにおいて薬液の回り込みを悪化させないためである。
また、この突起部５の底面部、すなわち側壁と絶縁部材１の表面１ａ及び裏面１ｂとの境界は、所定の曲率半径Ｒの曲面とされている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
また、このスルーホール４の内面には、銅、アルミニウム、銀−パラジウム合金等の金属（導電性部材）からなる導体部６が所定の厚みで形成され、この導体部６の両端部各々には、この導体部６と同一もしくは同種の金属からなる金属膜によりなる接続端子部７が形成されている。このスルーホール４の内面の導体部６及び接続端子部７は、たとえば絶縁部材１の表面全域にわたって、銅、アルミニウム、銀−パラジウム合金等の金属からなる金属膜を無電解めっきにより形成し、電解めっきにより所定の厚さとした後、フォトリソグラフィ及びエッチング工程を経て端子毎に独立した形状に形成される。
また、このスルーホールの内径は可能な限り大きくすることが好ましい。これは、接続端子部７を形成する際の現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の湿式プロセスにおいて薬液の回り込みを悪化させないためである。このため、図１に示すように、ランド部１１の外形を、接続部１２及び／又は傾斜部１３における導電性部材の幅よりも大きくすることが好ましい。
この接続端子部７は、表面１ａ及び裏面１ｂ各々に、絶縁部材１に対して対称となる位置に形成されている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
また、このエラストマー３は、圧縮永久歪みを考慮すると、歪み率２５％以下が好ましい。特に、接点部１４の下に位置するエラストマーの総厚に対して、使用する圧縮範囲を２５％程度以下にすることが好ましい。
また、このエラストマー３のうち接続端子部７の側壁となる部分は、絶縁部材１の表面１ａ及び裏面１ｂ各々に対して傾斜している。
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月16日(2009.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
また、このスルーホール４の内面には、銅、アルミニウム、銀−パラジウム合金等の金属（導電性部材）からなる導体部６が所定の厚みで形成され、この導体部６の両端部各々には、この導体部６と同一もしくは同種の金属からなる金属膜によりなる接続端子部７が形成されている。このスルーホール４の内面の導体部６及び接続端子部７は、たとえば絶縁部材１の表面全域にわたって、銅、アルミニウム、銀−パラジウム合金等の金属からなる金属膜を形成し、所定の厚さとした後、フォトリソグラフィ及びエッチング工程を経て端子毎に独立した形状に形成される。
また、図１に示すように、ランド部１１の外形を、接続部１２及び／又は傾斜部１３における導電性部材の幅よりも大きくすることが好ましい。
この接続端子部７は、表面１ａ及び裏面１ｂ各々に、絶縁部材１に対して対称となる位置に形成されている。