(57)【要約】【課題】  経時変化に強く長年使用した場合にも接続不良が起き難くくした異方性コネクタ装置を提供する。【解決手段】  半導体装置７をＺ２方向に押し込むと、ベース基材１１の上側に設けられた複数のスパイラル接触子２０Ａが半導体装置７の平面電極７ａを弾圧し、ベース基材１１の下側に設けられた複数のスパイラル接触子２０Ａがマザーボード３０の対向電極３１を弾圧するため、両者を導通接続させることができる。このとき、上下のスパイラル接触子２０Ａ，２０Ａは互いに独立した弾性力を発揮して弾性変形するため、長年の経時変化に強く接続不良を起き難くすることができる。【選択図】図４
2006313692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板厚方向に延びる導電部及びこの導電部の両端に固定された弾性接点とからなる接続部材と、多数の前記接続部材が独立して密集配置された絶縁性のベース基材とを備え、
前記ベース基材の一方に対向配置された第１の対向電極と前記ベース基材の他方に前記第１の対向電極に対向して配置された第２の対向電極とが、これらの間に対向して配置された複数の前記接続部材を介して導通接続されるものであり、
隣り合う前記弾性接点の平面方向における配列ピッチ（Ｌ０）が、前記第１の対向電極および第２の対向電極の直径又は幅寸法（Ｒ１，Ｒ２）に対して、少なくとも１／２以下に設定されていることを特徴とする異方性コネクタ装置。
【請求項２】
前記弾性接点が、前記板厚方向にのみ弾性変形であることを特徴とする請求項１記載の異方性コネクタ装置。
【請求項３】
前記弾性接点がマトリックス状に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の異方性コネクタ装置。
【請求項４】
前記弾性接点がスパイラル接触子であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の異方性コネクタ装置。
【請求項５】
前記スパイラル接触子が、凸状に立体成形されていることを特徴とする請求項４記載の異方性コネクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向し合う小型の電極間どうしを電気的に接続する接続装置に係わり、特に接続不良が起き難い異方性コネクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関する先行技術としては、例えば以下の特許文献１に記載された異方性導電体などが存在する。
【０００３】
図６は、前記特許文献１の図４に第１及び第２の実施の形態として記載されている異方性導電体の使用例を示す断面図である。
【０００４】
図６に示すように、特許文献１に記載された異方性導電体１００は、弾性と絶縁性とを備えた熱硬化性接着剤を硬化させてなる絶縁部１５０と、この絶縁部１５０の中に離散的に配置された略短冊状の金属箔による導電体部１１０とを有しており、前記導電体部１１０の長手方向の両端１１０ａ，１１０ｂが前記絶縁部１５０の端部に露出された構成である。
【０００５】
前記異方性導電体１００を上部プリント配線板６００と下部プリント配線板７００との間に挟み込むと、例えば端子６１１と端子７１１とを前記異方性導電体１００に設けられた複数の導電体部１１０を介して導通接続することが可能となっている。
【特許文献１】特開平１１−４０２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載された異方性導電体１００では、以下に示すような問題がある。
【０００７】
（１）異方性導電体１００を構成する導電体部１１０ａ，１１０ｂ自体は弾性を有しない構成であるため、導電体部１１０ａと前記端子６１１の間又は導電体部１１０ｂと端子７１１との間に接触不良が起きやすい。
【０００８】
（２）絶縁部１５０がシリコーン樹脂など弾性を材料で形成されている場合には、導電体部１１０ａと前記端子６１１の間又は導電体部１１０ｂと端子７１１との間の弾性的な接続を確保することが可能となる。しかし、シリコーン樹脂などの弾性部材は、一般的に経時変化とともに弾性力が減衰しやすいため、長年の使用の間には徐々に接続不良が生じてくるという問題がある。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、経時変化に強く長年使用した場合にも接続不良が起き難くした異方性コネクタ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、板厚方向に延びる導電部及びこの導電部の両端に固定された弾性接点とからなる接続部材と、多数の前記接続部材が独立して密集配置された絶縁性のベース基材とを備え、
前記ベース基材の一方に対向配置された第１の対向電極と前記ベース基材の他方に前記第１の対向電極に対向して配置された第２の対向電極とが、これらの間に対向して配置された複数の前記接続部材を介して導通接続されるものであり、
隣り合う前記弾性接点の平面方向における配列ピッチ（Ｌ０）が、前記第１の対向電極及び第２の対向電極の直径又は幅寸法（Ｒ１，Ｒ２）に対して、少なくとも１／２以下に設定されていることを特徴とするものである。
上記において、前記弾性接点が、前記板厚方向にのみ弾性変形であることが好ましい。
【００１１】
本発明の異方性コネクタ装置は、高精度に位置決めする必要がなく、例えば半導体ソケットを構成するハウジング内にセットするだけでよいため、半導体装着を容易化することができる。また不具合があった場合でも、簡単に異方性コネクタ装置を交換することができる。
【００１２】
また各弾性接点は独立して配置されており、他の弾性接点の影響を受け難い構成である。このため、接続不良の影響を他の弾性接点に及ぼすことがない。
例えば前記弾性接点がマトリックス状に配置されているものである。
【００１３】
また前記弾性接点はスパイラル接触子であり、この場合の前記スパイラル接触子は、凸状に立体成形されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の異方性コネクタ装置では、一方の電極と他方の電極との間が弾性接点を有する複数の接続部材で導通接続することができるため、接続不良が生じ難くすることができる。
【００１５】
また金属製の弾性接点（スパイラル接触子）が独立した弾性力を発揮する構成であるため、長期間使用した場合であっても電極間の導通状態を安定的に維持することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、異方性コネクタ装置の使用例を示す斜視図、図２は異方性コネクタ装置の一部を取り出して部分的に拡大して示すスパイラル接触子の平面図、図３は図２の３−３線における断面図、図４は接続前の使用状態を部分的に拡大して示す異方性コネクタ装置の断面図、図５は接続後の使用状態を部分的に拡大して示す異方性コネクタ装置の断面図である。
【００１７】
本発明の異方性コネクタ装置１０は、例えばＣＰＵなどの半導体装置７の底面７Ａに多数に配置された平面電極（第１の対向電極）７ａと、前記半導体装置７が取り付けられるマザーボード３０の表面などに設けられた対向電極（第２の対向電極）３１とを接続するものである。
【００１８】
前記異方性コネクタ装置１０は、例えば図１に示すようなハウジング９内に収納される。前記ハウジング９は、半導体ソケットの一部を構成するとともに四方が壁面９Ａで囲まれた枠状の部材であり、壁面９Ａの外側には固定部９Ｂが一体に形成されている。
【００１９】
前記ハウジング９の底部に相当する部分には開口部９Ｃが形成されている。前記マザーボード３０上には、多数の対向電極（第２の対向電極）３１が例えばマトリックス状に形成されており、この対向電極３１が前記開口部９Ｃを通じて前記ハウジング９内に露出されている。
【００２０】
前記異方性コネクタ装置１０は、例えばガラス・エポキシ樹脂など比較硬質で絶縁性に優れたベース基材１１を母材としている。このベース基材１１の両面には、多数の弾性接点２０がマトリックス状に密集配置された状態で設けられている。
【００２１】
本実施の形態では、弾性接点２０として、例えば図２及び図３に示すようなスパイラル接触子２０Ａを用いた場合を示している。ただし、前記弾性接点２０はスパイラル接触子２０Ａに限定されるものではない。
【００２２】
図２及び図３に示すスパイラル接触子２０Ａは、エッチング法またはメッキ法により形成されるものである。エッチング法では、薄い板状の銅膜をエッチングすることにより図２に示す形状が形成され、さらにその表面に、ニッケルやニッケル−リンなどの補強メッキが施される。または、銅とニッケルとの積層体や、銅とニッケル−リンとの積層体で形成することもできる。この構造では、主にニッケルまたはニッケル−リンが弾性機能を発揮し、銅が比抵抗を低下させるように機能する。
【００２３】
または、スパイラル接触子２０Ａを、銅層をメッキすることで形成でき、あるいは銅とニッケルとを連続メッキで積層して成膜し、または銅とニッケル−リンを連続メッキで積層して成膜することで形成することができる。
【００２４】
図２に示すようにスパイラル接触子２０Ａは、所定の膜厚で平面的な形状のマウント部２２と、このマウント部２２から延び出る弾性腕２３とが一体に形成されている。弾性腕２３は、前記マウント部２２との境界部が基端２４であり、先端２５は螺旋パターンのほぼ中心点に位置している。
【００２５】
図２は、スパイラル接触子２０Ａおよびこれを支持するベース基材１１を示している。ベース基材１１には、マトリックス状に配置された多数のスルーホール１２が形成されており、これらスルーホール１２の内周面には銅などの導体で形成された導電部１３が設けられている。ベース基材１１の表面には導電部１３と導通する表面電極部１４が形成され、ベース基材１１の裏面には導電部１３と導通する裏面電極部１５が形成されている。なお、前記導電部１３は前記導体が前記スルーホール１２内を埋め尽くす構成であってもよい。
【００２６】
前記マウント部２２はそのほぼ全域が表面電極部１４や裏面電極部１５に導電性接着剤などを介して接着固定されている。図３では、マウント部２２の下面（マウント部２２と表面電極部１４との境界面）を基準平面としたときに、弾性腕２３は、先端２５が前記基準平面から垂直な板厚方向（Ｚ１方向）へ離れる立体形状となっている。この立体形状への成形（フォーミング）は、弾性腕２３が形成された後に、先端２５を押し上げた状態で所定時間加熱し内部応力を緩和することにより実現できる。あるいは、弾性腕２３をメッキ法などで予め立体的に成形することも可能である。
【００２７】
なお、裏面電極部１５に固定されたスパイラル接触子２０Ａも同様であり、弾性腕２３は、先端２５が基準平面（マウント部２２と裏面電極部１５との境界面）から垂直な板厚方向（Ｚ２方向）へ離れる立体形状となっている。
【００２８】
このため、前記導電部１３の上下に固定されたスパイラル接触子２０Ａ，２０Ａの各弾性腕２３，２３は、板厚方向（図示Ｚ１およびＺ２方向）へのみ弾性変形可能であり、その他の方向（特に、前記板厚方向と直交する平面方向）へは変形しないものである。なお、一つの導電部１３と、その一方の端部（上端）に設けられたスパイラル接触子２０Ａおよび他方の端部（下端）に設けられたスパイラル接触子２０Ａとが一組の接続部材を形成している。
【００２９】
ベース基材１１には多数の導電部１３がマトリックス状に配置されており、前記スパイラル接触子２０Ａはそれぞれの表面電極部１４及び裏面電極部１５に設けられている。図４に示すように、隣り合うスパイラル接触子２０Ａの平面方向の配列ピッチＬ０は、例えば３０〜５００μｍの範囲であり、弾性腕２３の外周縁の輪郭直径の最大値Ｒ０は前記配列ピッチＬ０未満（例えば２０〜４００μｍ程度）である（Ｒ０＜Ｌ０）。
【００３０】
これに対し、マザーボード３０に形成された前記対向電極（第２の対向電極）３１は、半導体装置７の底面７Ａに形成された平面電極（第１の対向電極）７ａに対向して形成されている。前記半導体装置７の平面電極７ａの直径（又は幅寸法）Ｒ１とマザーボード３０の対向電極３１の直径（又は幅寸法）Ｒ２とは同程度の大きさであり、スパイラル接触子２０Ａの平面方向の配列ピッチＬ０に比較して、少なくとも２倍以上と十分に大きな関係にある（Ｒ１，Ｒ２＞＞Ｌ０）。換言すると、隣り合うスパイラル接触子（弾性接点）２０Ａの平面方向における配列ピッチＬ０が、前記平面電極７ａおよび対向電極３１の直径又は幅寸法（Ｒ１，Ｒ２）に対して、少なくとも１／２以下に設定されている。このため、前記異方性コネクタ装置１０の上下両面に設けられた複数のスパイラル接触子２０Ａが、前記平面電極７ａおよび対向電極３１にそれぞれ対向可能とされている。
【００３１】
次に、異方性コネクタ装置１０を使用した場合について説明する。
前記半導体装置７は、ハウジング９内に装填された前記異方性コネクタ装置１０の上部に装着される。このとき、前記異方性コネクタ装置１０および前記半導体装置７は前記ハウジング９の内壁面に位置決めされている。
【００３２】
このとき、図４に示すように前記半導体装置７の平面電極７ａと前記マザーボード３０の対向電極３１とがほぼ一対一で対向するとともに、前記対向領域内に複数のスパイラル接触子２０Ａ，２０Ａを対向配置させることが可能とされている。
【００３３】
なお、前記半導体装置７の平面電極７ａと前記マザーボード３０の対向電極３１とが対向しない領域、すなわち半導体装置７の底面７Ａとマザーボード３０の表面３０Ａとが直接対向し合う領域内にも前記スパイラル接触子２０Ａが対向配置されている。
【００３４】
この状態から、前記半導体装置７を図示Ｚ２方向に押し付けると、下面側のスパイラル接触子２０Ａの先端２５が前記マザーボード３０上の対向電極３１に当接し、上側のスパイラル接触子２０Ａの先端２５が半導体装置７の平面電極（第１の対向電極）７ａに当接させられる。
【００３５】
さらに前記半導体装置７が図示Ｚ２方向に押圧され、前記半導体装置７の底面７Ａと前記マザーボード３０の表面３０Ａとの間の対向距離Ｈが、前記異方性コネクタ装置１０の上下に位置するスパイラル接触子２０Ａ，２０Ａの先端２５，２５どうしの自然長時における高さ寸法ｈ以下になると、前記スパイラル接触子２０Ａ，２０Ａが圧縮する方向に弾性変形させられる。
【００３６】
このとき、前記異方性コネクタ装置１０の上方に位置するスパイラル接触子２０Ａは前記半導体装置７の平面電極７ａを弾圧し、前記異方性コネクタ装置１０の下方に位置するスパイラル接触子２０Ａは前記マザーボード３０の対向電極３１を弾圧するため、前記平面電極７ａと前記対向電極３１との間が前記上側のスパイラル接触子２０Ａ、導電部１３および下側のスパイラル接触子２０Ａからなる接続部材を介して導通接続させることができる。
【００３７】
そして、図５に示すように、前記半導体装置７の図示Ｚ２方向への押圧を最大にすると、前記上部側のスパイラル接触子２０Ａ及び下部側のスパイラル接触子２０Ａはほぼ平面形状となる。前記半導体装置７は図示しない保持手段により、このような状態で前記ハウジング９の中に保持してもよいし、あるいは熱硬化性の接着材などを用いて接着固定したものであってもよい。
【００３８】
図５に示すものでは、前記平面電極７ａと前記対向電極３１との間に複数の接続部材（導電部１３および下側のスパイラル接触子２０Ａ）が介在し、これらによって各々導通接続されている。よって、たとえこれら複数の接続部材の一部に接続不良が生じた場合であっても、他の複数の接続部材で補うことが可能であるため、前記平面電極７ａと前記対向電極３１との間の導通状態を維持することが可能である。
【００３９】
すなわち、各接続部材を構成するスパイラル接触子２０Ａは、他のスパイラル接触子２０Ａから独立しており、各々独自の弾性力を発揮することが可能である。またその弾性変形の方向も垂直な板厚方向（Ｚ方向）のみである。よって、一のスパイラル接触子２０Ａが他のスパイラル接触子２０Ａを巻き込み、複数のスパイラル接触子２０Ａが一緒にまとまった状態で接触不良を起こすような不具合の発生を防止でき、平面電極７ａと前記対向電極３１との間の導通状態を安定に維持することができる。
【００４０】
しかも、スパイラル接触子２０Ａを形成する弾性腕２３は、板状の銅膜の表面にニッケルやニッケル−リンなどの補強メッキが施されており、弾性機能の向上が図られている。このため、樹脂などに比較し、経時変化に対する弾性力の減衰率が小さい構成となっている。すなわち、異方性コネクタ装置１０を長期間使用した場合であっても、前記平面電極７ａと前記対向電極３１との間の導通状態を維持することが可能である。
【００４１】
上記実施の形態では、半導体装置の平面電極とマザーボードの対向電極との接続を行うものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の部材間を接続するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】異方性コネクタ装置の使用例を示す斜視図、
【図２】異方性コネクタ装置の一部を取り出して部分的に拡大して示すスパイラル接触子の平面図、
【図３】図２の３−３線における断面図、
【図４】接続前の使用状態を部分的に拡大して示す異方性コネクタ装置の断面図、
【図５】接続後の使用状態を部分的に拡大して示す異方性コネクタ装置の断面図、
【図６】特許文献１に記載されている異方性導電体の使用例を示す断面図、
【符号の説明】
【００４３】
７  半導体装置
７ａ  平面電極（第１の対向電極）
９  ハウジング
１０  異方性コネクタ装置
１１  ベース基材
１２  スルーホール
１３  導電部
１４  表面電極部
１５  裏面電極部
２０  弾性接点
２０Ａ  スパイラル接触子（弾性接点）
２２  マウント部
２３  弾性腕
２４  基端
２５  先端
３０  マザーボード
３０Ａ  表面
３１  対向電極（第２の対向電極）
【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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