(57)【要約】【課題】第一デバイス側の接続端子と第二デバイス側の接続端子とを電気的に接続する際に、より低い荷重で接続しても、電気的接続が容易に確保できること。【解決手段】第一デバイス側の接続端子と、第二デバイス側の接続端子との間に配置された、これらを電気的に接続する電気コネクター１０であって、貫通孔２２を有する絶縁部材２０と、絶縁部材２０の表裏面の少なくとも一方の面から突出した状態で貫通孔２２に嵌合し、第一デバイス側の接続端子と第二デバイス側の接続端子とを電気的に接続する導電部材３０と、を備えて電気コネクター１０とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一デバイス側の接続端子と、第二デバイス側の接続端子との間に配置された、これらを電気的に接続する電気コネクターであって、
貫通孔を有する絶縁部材と、
前記絶縁部材の表裏面の少なくとも一方の面から突出した状態で前記貫通孔に嵌合し、前記第一デバイス側の接続端子と前記第二デバイス側の接続端子とを電気的に接続する導電部材と、
を備えていることを特徴とする電気コネクター。
【請求項２】
請求項１に記載の電気コネクターにおいて、
前記導電部材は、絶縁性を有する弾性体と、金属線とを備えており、
前記弾性体の厚み方向に、前記金属線が貫通するように埋設されたことを特徴とする電気コネクター。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電気コネクターにおいて、
前記導電部材を前記貫通孔に嵌合した状態では、前記導電部材と前記貫通孔との間の少なくとも一部に隙間を備えていることを特徴とする電気コネクター。
【請求項４】
請求項３に記載の電気コネクターにおいて、
前記導電部材は、その形状が四角柱形であることを特徴とする電気コネクター。
【請求項５】
請求項３に記載の電気コネクターにおいて、
前記導電部材は、その断面の形状が、先端を切断した略算盤玉形であることを特徴とする電気コネクター。
【請求項６】
請求項３に記載の電気コネクターにおいて、
前記導電部材は、その断面の形状が、略ひょうたん形であることを特徴とする電気コネクター。
【請求項７】
請求項２記載の電気コネクターにおいて、
前記金属線は、少なくとも一方の先端が前記弾性体の表裏面より突出していることを特徴とする電気コネクター。
【請求項８】
請求項７に記載の電気コネクターにおいて、
前記金属線は、前記弾性体の表裏面より突出している部分が１〜２００μｍであることを特徴とする電気コネクター。
【請求項９】
請求項２から８のいずれか１項に記載の電気コネクターにおいて、
前記金属線は、その直径が５〜１００μｍであることを特徴とする電気コネクター。
【請求項１０】
接続面と、前記接続面の面内に配置された接続端子とを備えた接続部を有する第一デバイスと、
接続面と、前記接続面の面内に配置された接続端子とを備えた接続部を有する第二デバイスと、
前記第一デバイス側の前記接続面と、前記第二デバイス側の前記接続面との間に配置され、前記導電部材の一方の端部側が、前記第一デバイス側の前記接続端子と接触し、前記導電部材の他方の端部側が、前記第二デバイス側の前記接続端子と接触している請求項１〜９のいずれかの１項に記載の電気コネクターと、を少なくとも備えていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気コネクターおよび電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面実装型の半導体パッケージと回路基板の検査または接続する場合、図１３に示すように、絶縁部材７０の厚み方向に複数の金属線８０を貫通するように埋設された構成を有している電気コネクター９０が用いられている。各金属線８０の先端部が絶縁部材７０の表裏面とほぼ同一に位置し、図示しない表面実装型の半導体パッケージと回路基板との接続端子に接触する。このような電気コネクター９０は、表面実装型の半導体パッケージと回路基板に加圧することによって、表面実装型の半導体パッケージと回路基板とを電気的に接続する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような電気コネクターを用いて、表面実装型の半導体パッケージと回路基板とを確実に電気的に接続するために、十分に加圧する必要があり、そのときの圧縮荷重が非常に大きくなる。このため、大がかりな圧縮機構が必要となるので、全体的なコストが高くなるという問題がある。
【０００４】
また、表面実装型の半導体パッケージは、薄型化、小型化、多ピン化されてきているので、このような表面実装型の半導体パッケージを従来のように高い圧縮荷重を付与すれば、表面実装型の半導体パッケージが損傷を招くとなる。その結果、損傷による接続不良が原因で、合格品率が低下となるという問題もある。
【０００５】
また、電気コネクターの小型化、薄型化を追求すること伴い、図８に示された絶縁部材７０は、その厚みがより薄くなるように要請されてきた。このため、表面実装型の半導体パッケージと回路基板とを電気的に接続する際には、高い圧縮荷重を加えて接続するやり方が困難になりつつある。一方、接続する際に、圧縮荷重を低くすると、一般的に、接続不良を招く可能性をより高くする。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、第一デバイス側の接続端子と第二デバイス側の接続端子とを電気的に接続する際に、導電部材の向きを揃える必要性がなく、導電部材の交換が容易であるとともに、より低い荷重で接続しても、電気的接続が容易に確保できる電気コネクターおよび電子機器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】
【０００７】
上記課題は、以下の本発明により達成される。すなわち、
本発明の電気コネクターは、第一デバイス側の接続端子と、第二デバイス側の接続端子との間に配置された、これらを電気的に接続する電気コネクターであって、貫通孔を有する絶縁部材と、絶縁部材の表裏面の少なくとも一方の面から突出した状態で貫通孔に嵌合し、第一デバイス側の接続端子と第二デバイス側の接続端子とを電気的に接続する導電部材と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の電気コネクターの一実施形態は、導電部材が、絶縁性を有する弾性体と、金属線とを備えており、弾性体の厚み方向に金属線が貫通するように埋設されたことが好ましい。
【０００９】
本発明の電気コネクターの別の実施形態は、導電部材を貫通孔に嵌合した状態において、導電部材と貫通孔との間の少なくとも一部に隙間を備えていることが好ましい。
【００１０】
本発明の電気コネクターの別の実施形態は、導電部材の形状が四角柱形であることが好ましい。
【００１１】
本発明の電気コネクターの別の実施形態は、導電部材の断面の形状が、先端を切断した略算盤玉形であることが好ましい。
【００１２】
本発明の電気コネクターの別の実施形態は、導電部材の断面の形状が、略ひょうたん形であることが好ましい。
【００１３】
本発明の電気コネクターの別の実施形態は、金属線の少なくとも一方の先端が弾性体の表裏面より突出していることが好ましい。
【００１４】
本発明の電気コネクターの別の実施形態は、弾性体の表裏面より突出している金属線の部分が１〜２００μｍであることが好ましい。
【００１５】
本発明の電気コネクターの別の実施形態は、金属線の直径が５〜１００μｍであることが好ましい。
【００１６】
本発明の電子機器は、接続面と接続面の面内に配置された接続端子とを備えた接続部を有する第一デバイスと、接続面と接続面の面内に配置された接続端子とを備えた接続部を有する第二デバイスと、第一デバイス側の接続面と第二デバイス側の接続面との間に配置され、導電部材の一方の端部側が、第一デバイス側の接続端子と接触し、導電部材の他方の端部側が、第二デバイス側の接続端子と接触している請求項１〜９のいずれかの１項に記載の電気コネクターと、を少なくとも備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、第一デバイス側の接続端子と第二デバイス側の接続端子とを電気的に接続する際に、導電部材の向きを揃える必要性がなく、導電部材の交換が容易であるとともに、より低い荷重で接続しても、電気的接続が容易に確保できる電気コネクターおよび電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態の電気コネクターの一例を示す平面図である。
【図２】図１に示す本実施形態の電気コネクターの点線で示される領域Ａを拡大して示す模式拡大平面図である。
【図３】図１に示す本実施形態の電気コネクターの点線で示される領域ＡのＢ−Ｂ線の断面の一部分を拡大して示す模式拡大断面図である。
【図４】本実施形態の電気コネクターを構成する導電部材の他の例を示す模式断面図である。
【図５】本実施形態の電気コネクターを構成する導電部材の他の例を示す模式断面図である。
【図６】本実施形態の電気コネクターを構成する導電部材の表面の各形態の例を示す模式拡大図である。
【図７】図６（ａ）に示す導電部材のＣ−Ｃ線の断面を示す断面図である。
【図８】別の実施形態の電気コネクターを構成する導電部材の表面の各形態の例を示す模式拡大図である。
【図９】図８（ａ）に示す導電部材のＤ−Ｄ線の断面を示す断面図である。
【図１０】貫通孔に導電部材を嵌入する際の一形態を示す模式図である。
【図１１】図１１に示す模式図の一隅を拡大する拡大図である。
【図１２】図１に示す本実施形態の電気コネクターを用いて第一デバイスと第二デバイスとを電気的に接続する一例を示す模式断面図である。
【図１３】従来第一デバイスと第二デバイスとを電気的に接続する際に、用いられた電気コネクターを示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本実施形態の電気コネクターの一例を示す平面図である。図２は、図１に示す本実施形態の電気コネクターの点線で示される領域Ａを拡大して示す模式拡大平面図である。図３は、図１に示す本実施形態の電気コネクターの点線で示される領域ＡのＢ−Ｂ線の断面の一部分を拡大して示す模式拡大断面図である。
【００２０】
図１〜３に示すように、電気コネクター１０は、第一デバイス側の接続端子と第二デバイス側の接続端子との間に配置された、これらを電気的に接続する部材である。当該電気コネクター１０は、貫通孔２２を有する絶縁部材２０と導電部材３０とを備えており、導電部材３０は、絶縁部材２０の表裏面の両面から突出した状態で貫通孔２２に嵌合する。なお、必要に応じて、絶縁部材２０の表裏面の片側の面から突出した状態で貫通孔２２に嵌合する設計にしてもよい。導電部材３０が絶縁部材２０の表裏面から突出しているので、第一デバイスと第二デバイスとを接続する際に、各導電部材３０に圧縮荷重が集中し、低荷重で所定の圧縮効果をきわめて容易に達成することができる。その結果、第一デバイス側の接続端子と第二デバイス側の接続端子とを電気的に接続する際に、より低い荷重で接続しても、電気的接続が容易に確保できる。
【００２１】
また、図３に示すように、絶縁部材２０における貫通孔２２の裏側、すなわち、導電部材３０を貫通孔２２に嵌合する際に挿入する側にテーパー部２４を設けることが好適である。これによって、導電部材３０の貫通孔２２への挿入がより容易にできる。なお、テーパー部２４の大きさは適時設計すれば良い。
【００２２】
絶縁部材２０は、複数の貫通孔２２を有する平面形状の絶縁シートである。なお、製品の設計上の必要に応じて、絶縁部材２０の平面形状は、任意の形状とすることができ、たとえば、長方形状、略正方形状または帯状としてもよい。本実施形態における絶縁シートとしては、後述する複数の導電部材３０を絶縁した状態で保持する機能を有しており、耐久性を有する材料を選択すればよい。また、デバイスと同じまたは熱膨張係数が１０％以内の材質でもよい。このような材料としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリスチレン、フッ素樹脂、ガラス繊維等により補強されたエポキシ樹脂、同じくポリフェニレンエーテル、同じくビスマレイミド−トリアジン樹脂等が挙げられる。また、必要に応じて、所定硬度を有するエラストマ、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ポリウレタンゴムなどを用いてもよい。加工性および耐久・耐熱性の面から上述した材料の中、特にポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエチレンナフタレートを選択することがより好ましい。また、上述した材料より硬性および耐熱性に優れたセラミックや不導体に処理した金属を選択することができる。絶縁部材２０をセラミックや不導体に処理した金属製にすることで、絶縁部材２０の肉厚を樹脂成型品よりも薄くできる。このため、実質的な電気コネクターの小型化を図ることができる。
【００２３】
導電部材３０は、絶縁部材２０の表裏面から突出した状態で貫通孔２２に嵌合し、第一デバイス側の接続端子と第二デバイス側の接続端子とを電気的に接続する部材である。図２と図３に示すように、導電部材３０は、絶縁性を有する弾性体３２と、金属線３６とを備えており、弾性体３２の厚み方向に、金属線３６が貫通するように埋設されている。導電部材３０は、四角柱形に成形したものを好適に用いることができる。
【００２４】
図４および図５は、本実施形態の電気コネクターを構成する導電部材の他の例を示す模式断面図である。図４および図５に示すように、導電部材３０の断面の形状を、先端が切断された略算盤玉形（図４）または略ひょうたん形（図５）に成形することができる。この場合、図３に示された四角柱形のものと比べて、第一デバイスと第二デバイスとを接続する際に、接触面積がより小さくなるので、各導電部材３０に圧縮荷重がより集中することができる。このため、より低い荷重で接続しても、電気的接続が容易に確保できる。
【００２５】
図６は、本発明の実施形態の電気コネクターを構成する導電部材の平面の各形態の例を示す模式拡大図である。図７は、図６（ａ）に示す導電部材のＣ−Ｃ線の断面を示す断面図である。図８は、本発明の別の実施形態の電気コネクターを構成する導電部材の平面の各形態の例を示す模式拡大図である。図９は、図８（ａ）に示す導電部材のＤ−Ｄ線の断面を示す断面図である。
【００２６】
図６および図７に示すように、導電部材３０としては、金属線３６を、絶縁性を有する弾性体３２の高さ方向に貫通して埋設したもので、１列（図６ａ）、複数列（図６ｂ）またはマトリックス状の配列（図６ｃ）に設けられていることができる。また、図８および図９に示すように、導電部材３０としては、金属線３６のかわりに、絶縁性を有する弾性体３２の高さ方向に導電性シリコーンゴム３７の層と絶縁性を有する弾性体３２の層が交互に積層されたゼブラ状になるもので、絶縁シリコーンゴムからなるサポート部材３８を備える形態（図８ａ）または絶縁シリコーンゴムからなるサポート部材３８を備えない形態（図８ｂ）に設けられてもよい。なお、導電性シリコーンゴムは、絶縁シリコーンゴムに導電性カーボンブラックや銀粉などの導電性フィラーを添加して導電性を発現させて材料などが使用できる。
【００２７】
図１０は、貫通孔に導電部材を嵌入する際の一形態を示す模式図である。図１１は、図１０に示す模式図の一隅を拡大する拡大図である。
【００２８】
導電部材３０は、貫通孔２０の径よりも少々拡径に成型されている。各貫通孔２２に導電部材３０を嵌入する際、貫通孔２２に嵌入された導電部材３０の部分が変形することによって、組み立てを簡易化することができ、また、嵌入後には元の形に弾性復帰しようとすることで、貫通孔２２と導電部材３０とが密嵌して抜けにくくなり、導電部材３０は、確実に貫通孔２２に嵌合する。導電部材３０を貫通孔２２に嵌合した状態において、導電部材３０と貫通孔２２との間の少なくとも一部に隙間を備えていることがより好ましい。たとえば、図１１および図１２に示すように、四角柱形の導電部材３０の場合、四角の導電部材３０の四隅が貫通孔２２に対し若干重なるのが好ましい。重なり量は、図１２に寸法ａを０．０２ｍｍ以上０．２ｍｍ以下とするのが好ましい。このように設けることによって、上述と同様に、導電部材３０を貫通孔２２に容易に挿入でき、挿入後の取り扱い時の導電部材３０の貫通孔２２からの脱落を防止できる。また、導電部材３０の４辺と貫通孔２２との間に空間ができるため、圧縮時の荷重を低下させる効果もある。図１１に四角柱形の導電部材３０が示されるが、四角柱形に限らず、他の多角柱形や断面形状は図４、５に示される形状でも良い。
【００２９】
弾性体３２の具体的な材質としては、たとえば、シリコーンゴム、ポリブタジエンゴム、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、ポリエステル系ゴム、スチレン・ブタジエン共重合ゴム、エピクロルヒドリンゴム等が挙げられる。電気絶縁性、耐熱性などの点からシリコーンゴムがより好ましい。
【００３０】
また、金属線３６は、その先端が弾性体３２の表裏面より突出するように設けることができる。この場合、弾性体３２の表裏面より突出している金属線３６の部分が１〜２００μｍであることがより好適である。その結果、第一デバイスと第二デバイスとの接続がより小さい荷重でも容易に安定して達成するとともに、特に、接続端子は、第一デバイスと第二デバイスの接続面より陥没している場合、接続を容易にすることができる。
【００３１】
第一デバイスと第二デバイスとを電気的に接続するときの圧縮荷重をできるだけ小さくするため、また第一デバイスまたは第二デバイスの電極間ピッチの小さいものに対応するため、金属線３６は、その直径が５〜１００μｍであるものを好適に用いることができる。金属線３６の材質としては、適切に選択することができ、たとえば、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケルまたはこれらの合金など、あるいはこれらの表面に金のメッキ加工を施したものなどを挙げられる。
【００３２】
図１２は、少なくとも図１に示す電気コネクターを用いた第一デバイスと第二デバイスとの間の電気的接続方法の一例を示す模式断面図である。図１２に示す例では、第一デバイス１００と第二デバイス２００とが、電気コネクター１０を介して接続された状態を示している。ここで、第一デバイス１００と第二デバイス２００とは、各々の接続面１２０、２２０の面内に接続端子１３０、２３０がそれぞれ配置された構成を有している。そして、接続端子１３０、２３０は、接続面１２０、２２０と略面一を成すように配置されている。
【００３３】
電気コネクター１０は、第一デバイス１００の接続面１２０と第二デバイス２００の接続面２２０との間に配置されており、裏側の面が接続面２２０と接し、表側の面が接続面１２０と接するように配置されている。なお、接続面２２０に対しては、導電部材３０の裏面の部分とハウジング２６の裏面が接触し、接続面１２０に対しては、電気コネクター１０の中で導電部材３０の表面の部分のみが部分的に接触している。そして、第一デバイス１００に対して、接続面１２０とハウジング２６の表面とが接触するまでに圧縮荷重をかけ続けており、それゆえ、互に対向する位置に配置された一対の接続端子１３０、２３０間の電気的接続が確保される。
【００３４】
図１２に示すように、第一デバイス１００の接続面１２０と第二デバイス２００の接続面２２０とは、電気コネクター１０の表裏面の全面と接触するのではなく、それぞれ、一部分（導電部材３０の表面および裏面）とのみ接触している。このため、第一デバイス１００に加わる圧縮荷重を、より低くしても、電気的接続の確保が容易である。第一デバイス１００と電気コネクター１０との間に加えられる全体の荷重が大幅に低下しても、それぞれ、第一デバイス１００の接続面１２０と第二デバイス２００の接続面２２０および電気コネクター１０との接触領域が部分的であるため、単位接触面積当たりの荷重の低下は抑制できるためである。このため、結果的に第一デバイス１００と第二デバイス２００間の電気的接続の信頼性も全体としてより容易に確保できる。
【符号の説明】
【００３５】
１０      ：電気コネクター
２０      ：絶縁部材
２２      ：貫通孔
２４      ：テーパー部
２６      ：ハウジング
３０      ：導電部材
３２      ：弾性体
３６      ：金属線
３７      ：導電性シリコーンゴム
３８      ：サポート部材
１００    ：第一デバイス
１２０    ：接続面
１３０    ：接続端子
２００    ：第二デバイス
２２０    ：接続面
２３０    ：接続端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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