(57)【要約】【課題】  低荷重で弾性変形可能で、高密度で、構造が簡素で、しかも、シールド機能の装備に有利なコネクタ及びその製造方法を提供する。【解決手段】  コネクタ１は、板状の支持体３と、支持体の表裏を貫通し、かつ、支持体の表裏両面から突出する突出部を有する複数の電極２とから構成される。各電極は、弾性材料（ゴム又はゲル）製の柱（円柱又は角柱）状の物体４と、物体の表面に形成されている金属薄膜５とから構成される。各電極は、支持体に正方格子状又は千鳥格子状に配列されている。このコネクタにより、例えば２枚の基板を接続するとき、各電極の金属薄膜の上端側は一方の基板に接触し、下端側は他方の基板に接触する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の支持体と、前記支持体の表裏を貫通し、かつ、前記支持体の表裏両面から突出する突出部を有する複数の電極とから構成され、
前記各電極は、弾性材料製の柱状の物体と、前記物体の表面に形成されている金属薄膜とから構成されることを特徴とするコネクタ。
【請求項２】
前記弾性材料はゴム又はゲルであることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
【請求項３】
前記各電極は前記支持体に正方格子状又は千鳥格子状に配列されていることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
【請求項４】
板状の中実固体物質に表裏貫通する複数の穴を開けることにより型を構成し、
次に、前記型に弾性材料の原料を流し込んで硬化させた後、前記型から前記弾性材料を取り出し、前記弾性材料の表面に金属薄膜を形成し、
続いて、各電極の配列に対応する複数の穴が開いたフィルムを、前記金属薄膜が形成された弾性材料に被覆し、樹脂を流し込んで硬化させて支持体を形成し、硬化した前記弾性材料の底板部分を除去し、
更に、前記支持体を裏返した後、前記底板部分を除去してできた前記弾性材料の切断面に金属薄膜を形成することを特徴とするコネクタの製造方法。
【請求項５】
前記樹脂は紫外線硬化樹脂、二液混合硬化樹脂又は熱硬化樹脂であることを特徴とする請求項４記載のコネクタの製造方法。
【請求項６】
前記中実固体物質に複数の穴を開ける手段が光造形技術、ドリル又はレーザであることを特徴とする請求項４記載のコネクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム又はゲル等の弾性材料製の柱（円柱又は角柱）状の物体の表面に、金属薄膜が形成されることにより構成される複数の電極を有するコネクタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、第１の従来のコネクタの製造方法について説明する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１１と図１２に示されるように、コネクタは、円筒形の多層チューブ３４と、多層チューブ３４の表面の金属薄膜３３に並設される複数のリング溝３５と、各リング溝３５に分割される各金属薄膜３３をそれぞれ被覆する導電めっき層３６とから構成される。そして、導電めっき層３６は、液晶ディスプレイ３７と薄い電子回路基板３８との間に介在し、液晶ディスプレイ３７の複数の電極３７ａと電子回路基板３８の複数の電極３８ａとにそれぞれ接触した後、圧縮変形することにより、液晶ディスプレイ３７と電子回路基板３８とを電気的に導通させる。
【０００４】
多層チューブ３４は、中空円筒形で絶縁性の弾性エラストマー３１と、弾性エラストマー３１の外周面にスパッタリング法、乾式めっき法、湿式めっき法又は浸漬法等により成膜される円筒形の金属薄膜３３とから二層構造に形成される。
【０００５】
次に、第２の従来のコネクタについて説明する（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
図１３（Ａ）に示されるように、電気組立物４０は、ランド・グリッド・アレイ状に配置されている多くのコンタクトパッド５１を持つチップキャリア４２に据え付けられている集積回路４５等の電気部品と、これと対向する表面にランド・グリッド・アレイ状のコンタクトパッド５５を有するプリント回路基板５６のような電気部品と、これら２つの対向するコンタクトパッド５１，５５の配列を電気的に接続するための各接続ボタン４８の配列を持つインターポーザ４４とを備える。
【０００７】
チップキャリア４２とプリント回路基板５６とが、インターポーザ４４を間に挟んで位置合わせされ、各ボタン４８は、コンタクトパッド５１，５５の間に電気的な接続を形成する。各ボタン４８は、弾力性を有しており、ランド・グリッド・アレイ状のコンタクトパッドの間に良好な電気的接触を保持しながら、電気部品中でのある程度の非平面性を可能にする。
【０００８】
各ボタン４８は、図１３（Ｂ）に示されるように、ボタン４８の一端４６から他端４７へ延びた圧縮可能な絶縁性のコア４９の周りに巻かれた、柔軟な導体素子５２から構成される。コア４９は、絶縁性の糸又は他の適当な誘電体で構成することができる。導体素子５２とコア４９は、アウターシェル５３に埋め込まれていることが望ましい。
【０００９】
図１３（Ｃ）に示されるように、導体素子５２の周りの絶縁層５４を導体の網又は連続な金属のシールド層５７によって取り囲むことにより、各ボタン４８をシールドすることができる。
【００１０】
続いて、第３の従来のコネクタ及びその製造方法について説明する（例えば、特許文献３参照。）。
【００１１】
図１４に示されるように、電子回路基板６０と電気接合物７０との間に、絶縁プレート８０が介在し、絶縁プレート８０の内部に弾性保持層８５が成形される。弾性保持層８５に、複数の弾性接続子８９が相互に離隔して埋設される。各弾性接続子８９は、断面略２字状に屈曲形成され、各弾性接続子８９の接続部である上下両端部８７，８８は、それぞれ弾性保持層８５から露出する。
【００１２】
電子回路基板６０は、例えばプリント基板であり、その表面には複数の平坦な電極６１が並設されている。電気接合物７０は、例えばＬＳＩや半導体パッケージであり、その裏面には複数の平板状の電極７１が並設されている。各弾性接続子８９の上下両端部８７，８８は、それぞれ電子回路基板６０の各電極６１と電気接合物７０の各電極７１に接続する。
【００１３】
更に、第４の従来の技術について説明する（例えば、特許文献４参照。）。
【００１４】
図１５に示されるように、表面実装型パッケージ用ソケット９０のプリント基板９２の縦横方向には、複数のスルーホール９３が形成される。各スルーホール９３内に導電ゴム９１が接着等により固定されている。
【００１５】
更に、第５の従来の技術の異方導電性シートについて図１６を参照して説明する。
【００１６】
異方導電性シート１０１は、シリコーンゴム製の薄いシート１０２と、シート１０２の表裏を貫通し、かつ、相互に接触しないように縦横に埋め込まれた多数の導線１０３とから構成される。
【００１７】
各導線１０３は、配線基板１０４と半導体集積回路素子１０５とを接続する。
【００１８】
【特許文献１】特開２００１−２３７５０号公報
【特許文献２】特開２００１−１７６５８０号公報
【特許文献３】特開２００２−７５５６７号公報
【特許文献４】特開２００３−２７２７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
マイクロプロセッサ又はＡＳＩＣ等の半導体集積回路素子においては、半導体プロセス技術の進歩により年々その集積度が向上しており、それに伴って入出力端子数も増加する傾向にある。特に入出力端子数が多い半導体集積回路素子を配線基板上に搭載するために、近年一般的に用いられている技術は、ＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）である。すなわち、半導体集積回路素子が配線基板に搭載され、この配線基板に対向する他の配線基板に複数のはんだボールによる入出力端子が設けられ、各はんだボールと他の配線基板上の各パッドとをはんだ付けにより接続する。はんだボールのピッチは、現在１ｍｍから２．５ｍｍ程度が多用されている。しかし、入出力端子数が増大すると、ＢＧＡの配線基板のサイズは大きくなり、かつ、はんだボールの数が増加するため、配線基板へのはんだ付けは困難になる。
【００２０】
ところで、前記第１の従来のコネクタは、弾性エラストマー、金属薄膜、金属薄膜に並設されるリング溝及び金属薄膜を被覆する導電めっき層を必要とするので、構造が複雑である。
【００２１】
また、前記第２の従来のコネクタは、絶縁層の端面には、導線の網又は連続な金属の層が形成されていないので、シールドの役割を果たすことができない。
【００２２】
更に、前記第３の従来のコネクタは、弾性接続子の両側の部品の反りやうねりを弾性接続子が低荷重で吸収しようとすると、弾性接続子を薄く構成せざるを得ない。すると、製造が難しく、また、組立が煩雑となる。
【００２３】
更に、前記第４の従来のコネクタは、導電ゴムをスルーホール内に固定するため、スルーホール径を導電ゴム径よりも大きくする必要があるので、スルーホール間の配線パターン収容性が低下する。
【００２４】
更に、前記第５の従来の異方導電性シートは、表裏に接続する部品の表面の反りやうねりを吸収するために大きい荷重を必要とする。
【００２５】
そこで、本発明は、前記諸従来の技術の欠点を改良し、低荷重で弾性変形可能で、高密度で、構造が簡素で、しかも、シールド機能の装備に有利なコネクタ及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明は、前記課題を解決するため、次の手段を採用する。
【００２７】
１．板状の支持体と、前記支持体の表裏を貫通し、かつ、前記支持体の表裏両面から突出する突出部を有する複数の電極とから構成され、前記各電極は、弾性材料製の柱状の物体と、前記物体の表面に形成されている金属薄膜とから構成されるコネクタ。
【００２８】
２．前記弾性材料はゴム又はゲルである前記１記載のコネクタ。
【００２９】
３．前記各電極は前記支持体に正方格子状又は千鳥格子状に配列されている前記１記載のコネクタ。
【００３０】
４．板状の中実固体物質に表裏貫通する複数の穴を開けることにより型を構成し、次に、前記型に弾性材料の原料を流し込んで硬化させた後、前記型から前記弾性材料を取り出し、前記弾性材料の表面に金属薄膜を形成し、続いて、各電極の配列に対応する複数の穴が開いたフィルムを、前記金属薄膜が形成された弾性材料に被覆し、樹脂を流し込んで硬化させて支持体を形成し、硬化した前記弾性材料の底板部分を除去し、更に、前記支持体を裏返した後、前記底板部分を除去してできた前記弾性材料の切断面に金属薄膜を形成するコネクタの製造方法。
【００３１】
５．前記樹脂は紫外線硬化樹脂、二液混合硬化樹脂又は熱硬化樹脂である前記４記載のコネクタの製造方法。
【００３２】
６．前記中実固体物質に複数の穴を開ける手段が光造形技術、ドリル又はレーザである前記４記載のコネクタの製造方法。
【発明の効果】
【００３３】
明細書の説明から明らかなように、本発明は、次の効果を奏する。
【００３４】
１．コネクタは、板状の支持体と複数の電極とから構成され、また、各電極は、弾性材料製の柱状の物体と金属薄膜とから構成されているので、低荷重で容易に弾性変形することができる。
【００３５】
２．各電極間のピッチを狭く形成できるので、コネクタは、高密度にコンパクト化される。
【００３６】
３．構造が簡素で、部品点数が少なく、製造が簡易で、コストが安価である。
【００３７】
４．柱状の物体の表面に金属薄膜が形成されるという単純な構造であるため、コネクタがシールド機能を装備する際、有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明の２つの実施例のコネクタ及びその製造方法について説明する。
【実施例１】
【００３９】
本発明の実施例１について図１〜図９を参照して説明する。
【００４０】
図１は、コネクタ１の斜視図である。コネクタ１は、正方格子状に配列されている多数の電極２が支持体３に支持されることにより構成されている。実施例１においては、各電極２は、正方格子状に配列されているが、配列については特に制限はなく、例えば千鳥格子状やランダム状も可能である。
【００４１】
図２は、図１における線Ａ−Ａ′による断面図である。各電極２は、ゴム又はゲル等の弾性材料製の柱状（円柱又は角柱）の物体４の表面に金属薄膜５を形成することにより構成される。各電極２は、支持体３の表裏両面から突出する突出部を有する。
【００４２】
図３〜図７は、実施例１のコネクタの製造工程を示す斜視図である。
【００４３】
図３（Ａ）に示されるように、光造形装置により板状の中実固体物質７に、各電極２の配列に対応する箇所に表裏貫通する穴８を設けることにより型６を製作する。ここでは、型６の製作に光造形技術を使用したが、例えばドリル又はレーザの手段により、穴のない板に表裏貫通する穴８を形成する方法を採用することもできる。次に、図３（Ｂ）に示されるように、型６に弾性材料としてシリコーンゴム９を流し込んで成形する。ここでは、弾性材料としてシリコーンゴム９を使用したが、他のゴム又はゲルを採用することもできる。
【００４４】
続いて、図４（Ａ）に示されるように、固まったシリコーンゴム９を型６から取り出す。次に、図４（Ｂ）に示されるように、型６から外したシリコーンゴム９にスパッタリングにより金属薄膜１０を形成する。金属薄膜１０は、コネクタ１の電極２の一方側の接続部位となる。金属薄膜の形成方法としては、スパッタリングの外、蒸着又はめっき等の手段を挙げることができる。
【００４５】
更に、図５（Ａ）に示されるように、各電極２の配列に対応する穴８が開いたフィルム１１を、金属薄膜１０が形成されたシリコーンゴム９の上から被覆する。次に、図５（Ｂ）に示されるように、支持体３を形成するため、紫外線硬化樹脂１２を流し込んで硬化させる。ここでは、紫外線硬化樹脂を使用したが、二液混合硬化樹脂又は熱硬化樹脂を採用することもできる。なお、シリコーンゴム９の底板部分１３が図示されている。
【００４６】
更に、図６に示されるように、紫外線硬化樹脂１２で支持体３を形成した後、シリコーンゴム９の底板部分１３を除去する。
【００４７】
更に、図６に示されるように、支持体３を裏返した後、図７（Ａ），（Ｃ）に示されるように、フィルム１１の上面からスパッタリングを行い、シリコーンゴム９の底板部分１３を除去してできた切断面１４に金属薄膜５を形成する。金属薄膜５は、コネクタ１の電極２の他方側の接続部位となる。
【００４８】
最後に、図７（Ｂ），（Ｄ）に示されるように、支持体３からフィルム１１を除去すると、コネクタ１が完成する。
【００４９】
実施例１のコネクタの適用状態について説明する。図８は、コネクタ１が配線基板１５に搭載され、更に、配線基板１５と対向する側にＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）１６が搭載された状態の断面図である。配線基板１５上の各パッド１７は、コネクタ１の各電極２を介してＬＧＡ１６の各パッド１８と電気的に接続する。
【００５０】
図９は、図８のＬＧＡ１６の代わりにＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）１９が搭載された状態の断面図である。配線基板１５上の各パッド１７は、コネクタ１の各電極２を介してＢＧＡ１９の各はんだボール２０と電気的に接続する。
【００５１】
この際、配線基板１５、ＬＧＡ１６又はＢＧＡ１９の反り又はうねり、配線基板１５の各パッド１７、ＬＧＡ１６の各パッド１８又はＢＧＡ１９の各はんだボール２０の高さのばらつきにより、コネクタ１の各電極２との接触面の平坦度が確保されていなくても、各電極２が独立して圧縮されるので、確実に接続される。
【実施例２】
【００５２】
本発明の実施例２について図１０を参照して説明する。
【００５３】
コネクタ１の各電極２は、図１０に示されるように湾曲している。各電極２は、このように湾曲することにより、単純な圧縮だけでなく、曲げによる変形も起きるため、接触面の平坦度のばらつきに対し、一層柔軟に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例１のコネクタの斜視図である。
【図２】図１における線Ａ−Ａ′による断面図である。
【図３】（Ａ）と（Ｂ）は、同コネクタの製造工程の１を順次示す斜視図である。
【図４】（Ａ）と（Ｂ）は、同コネクタの製造工程の２を順次示す斜視図である。
【図５】（Ａ）と（Ｂ）は、同コネクタの製造工程の３を順次示す斜視図である。
【図６】同コネクタの製造工程の４を示す斜視図である。
【図７】（Ａ）と（Ｂ）は、同コネクタの製造工程の５を順次示す斜視図であり、（Ｃ）と（Ｄ）は、それぞれ（Ａ）と（Ｂ）の断面図である。
【図８】同コネクタの一適用状態を示す断面図である。
【図９】同コネクタの他の一適用状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施例２のコネクタの要部の正面図である。
【図１１】第１の従来のコネクタの製造方法の工程を順次（ａ）〜（ｆ）に示す斜視図である。
【図１２】同コネクタの一適用状態を示す断面図である。
【図１３】第２の従来のコネクタの諸図であり、（Ａ）は一適用状態の断面図、（Ｂ）は同コネクタの導電性ボタンの一例の斜視図（ただし、一部分は切り欠き図）、（Ｃ）は同コネクタの導電性ボタンの他の一例の斜視図（ただし、一部分は切り欠き図）を、それぞれ示す。
【図１４】第３の従来のコネクタの要部の断面図である。
【図１５】第４の従来の技術の表面実装型パッケージソケットであり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図を、それぞれ示す。
【図１６】第５の従来の技術の異方導電性シートの諸図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面側から見た断面図、（Ｃ）は前面側から見た断面図、（Ｄ）は一適用状態の断面図を、それぞれ示す。
【符号の説明】
【００５５】
１  コネクタ
２  電極
３  支持体
４  柱状の物体
５  金属薄膜
６  型
７  中実固体物質
８  穴
９  シリコーンゴム
１０  金属薄膜
１１  フィルム
１２  紫外線硬化樹脂
１３  シリコーンゴムの底板部分
１４  切断面
１５  配線基板
１６  ＬＧＡ
１７  パッド
１８  パッド
１９  ＢＧＡ
２０  はんだボール
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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