(57)【要約】  インタポーザ組立体１０は、板の厚さを通して延びる通路１６を有する絶縁板１２及び通路中の金属導体１４を含む。導体は、弾発性のある上及び下導体腕部６２、６４を有し、これらの導体腕部は、上及び下に位置する回路部材の導体パッド間にサンドイッチ状に挟まれたとき、板の上部及び下窪み２４、２６の中にたわむ。くぼみは、導体腕部と導体パッドとの間の半田接続を収容できるような大きさに作られる。
2005513790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパターンに配列された上の導体パッドと下の導体パッドの対を電気的に接続するインタポーザ組立体を形成するための、複数の同様な金属導体を支えるように構成されたインタポーザ部品において、該インタポーザ部品が、絶縁材料で形成された板と、複数の単一導体用通路と、溝穴と、各通路の上窪みおよび下窪みとを含み、
絶縁材料で形成された前記板が、平らな上面、該上面に平行に延びる平らな底面、及び前記上面と前記底面との間の均一な厚さを有し、
複数の前記単一導体用通路が、互いに間隔を空けて前記板に配列され、各導体用通路が、前記通路中に導体を支えるために前記板の厚さを通して延びる溝穴と、前記溝穴から延びかつ前記板の上面に開いている上窪みと、及び前記溝穴から延びかつ前記板の底面に開いている下窪みとを含み、
前記溝穴の各々が、前記溝穴の相対する端を規定する向かい合った端壁と、前記溝穴の端壁を連結する向かい合った上部側壁の対及び下部側壁の対と、前記上部側壁の対及び前記下部側壁の対の間にあり前記板の上面の方を向いている横壁とを含み、前記上部側壁の対が前記板の上面から延びかつ前記溝穴の上部分を規定し、前記下部側壁の対が前記板の底面から延びかつ前記溝穴の下部分を規定し、前記溝穴の前記上部分が前記溝穴の公称幅を規定し、さらに前記溝穴下部分が前記溝穴の減少した幅部分を規定し、
各通路の前記上窪みが、前記板の上面の方を向いた床及び１対の向かい合った側壁を含み、前記床が前記板の上面から内部方向に間隔を空けて配置されかつ前記通路溝穴から延び、前記側壁が前記板の上面から前記床まで延在し、
各通路の前記下窪みが、前記板の底面の方を向いた床及び１対の向かい合った側壁を含み、前記床が前記板の底面から内部方向に間隔を空けて配置されかつ前記通路溝穴から延び、前記側壁が前記板の底面から前記床まで延在し、
前記導体用通路は、前記上窪みのパターンが前記上の導体パッドのパターンに対応し、かつ前記下窪みのパターンが前記下の導体パッドのパターンに対応するパターンで配列されているインタポーザ部品。
【請求項２】
各導体用通路の前記上窪み及び下窪みが前記通路溝穴の端壁のうちの１つから延び、前記上窪みの床が前記下窪みの床の上方に位置し、それによって、上の導体パッド及び下の導体パッドの各対の導体パッドが垂直方向で互いに向かい合っている請求項１に記載されたインタポーザ部品。
【請求項３】
各導体用通路の前記下窪みの床が、前記通路溝穴から前記板の上面又は底面の方に傾斜している請求項２に記載されたインタポーザ部品。
【請求項４】
各導体用通路の前記上窪みの床が、前記通路溝穴から前記板の上面又は底面の方に傾斜している請求項３に記載されたインタポーザ部品。
【請求項５】
各導体用通路の前記上窪みの床が、前記通路溝穴から前記板の上面の方に傾斜し、かつ各導体用通路の前記下窪みの床が、前記通路溝穴から前記板の上面の方に傾斜している請求項４に記載されたインタポーザ部品。
【請求項６】
各導体用通路の前記上窪みの床が、前記導体用通路の溝穴に近接した端部を含み、前記床の端部の各々及び前記板の底面が、前記板の上面と底面との間に等距離に位置する面の一方の側に位置付けされている請求項５に記載されたインタポーザ部品。
【請求項７】
各導体用通路の前記上窪みが、前記通路溝穴に沿って、前記通路の下窪みから間隔を空けて配置されている請求項２に記載されたインタポーザ部品。
【請求項８】
各導体用通路の前記下窪みの床が、前記導体用通路の溝穴に近接した弓状表面を含む請求項１に記載されたインタポーザ部品。
【請求項９】
各溝穴の前記端壁が、前記溝穴の横幅を規定する距離だけ間隔を空けて配置され、
各導体用通路の前記下窪みの床の弓状表面が、前記導体用通路の溝穴の横幅よりも大きな曲率半径を有する請求項８に記載されたインタポーザ部品。
【請求項１０】
各溝穴の前記上部分が、前記溝穴の下部分まで延在し、それによって、前記溝穴の上部分及び下部分が前記板の厚さ全体を通して延在する請求項１に記載されたインタポーザ部品。
【請求項１１】
各溝穴の前記上部分及び下部分の各々が、実質的に長方形の横方向断面を含む請求項１０に記載されたインタポーザ部品。
【請求項１２】
各導体用通路の前記上窪みの側壁が、互いに平行で、かつ前記通路溝穴の公称幅だけ間隔を空けて配置され、各導体用通路の前記下窪みの側壁が、互いに平行で、かつ前記通路溝穴の減少した幅だけ間隔を空けて配置されている請求項１１に記載されたインタポーザ部品。
【請求項１３】
各溝穴が、前記溝穴を通して延びかつ前記板の上面及び底面に垂直な面の両側に関して対称である請求項１に記載されたインタポーザ部品。
【請求項１４】
各溝穴の前記横壁が、前記板の上面と底面との間の等距離の面の一方の側にある請求項１に記載されたインタポーザ部品。
【請求項１５】
各溝穴の前記横壁が、前記板の底面と前記板の同じ側にある請求項１４に記載されたインタポーザ部品。
【請求項１６】
各導体用通路の前記横壁が、前記板の上面に平行で、かつ前記通路の上窪みの床に近接している請求項１に記載されたインタポーザ部品。
【請求項１７】
間隔を空けて配置された上の導体パッドおよび下の導体パッドの対を電気的に接続するインタポーザ組立体において、該インタポーザ組立体が、１枚の絶縁材料で形成された板と、複数の単一導体用通路と、各導体用通路の溝穴と、各導体用通路の上窪みおよび下窪みと、各導体用通路中の金属導体を含み、
１枚の絶縁材料で形成された前記板が、平らな上面、該上面に平行に延びかつ前記上面から板の厚さだけ離れた平らな底面を有し、
複数の前記単一導体用通路が、前記板内に互いに間隔を空けて配列され、各導体用通路が、前記板の厚さを通して延びる溝穴、上窪み、及び下窪みを含み、
各導体用通路の前記溝穴が、前記溝穴の相対する端を規定する向かい合った端壁と、前記溝穴の端壁を連結する向かい合った上部側壁の対及び下部側壁の対と、前記上部側壁の対および前記下部側壁の対の間にあり前記板の上面の方を向いている横壁とを含み、前記上部側壁の対が前記板の上面から延びかつ前記溝穴の上部分を規定し、前記下部側壁の対が前記板の底面から延びかつ前記溝穴の下部分を規定し、前記溝穴の上部分が前記溝穴の公称幅を規定し、前記溝穴下部分が前記溝穴の減少した幅部分を規定し、
各導体用通路の前記上窪みが、前記板の上面に開きかつ前記板の上面の方を向いた床及び１対の向かい合った側壁を含み、前記床が前記板の上面から内部方向に間隔を空けて配置されかつ前記通路溝穴の端壁から延び、前記側壁が前記板の上面から前記床まで延在しており、
各導体用通路の前記下窪みが、前記板の底面に開きかつ前記板の底面の方を向いた床及び１対の向かい合った側壁を含み、前記床が前記板の底面から内部方向に間隔を空けて配置されかつ前記溝穴の端壁から延び、前記側壁が前記板の底面から前記床まで延在しており、
各導体用通路中の前記金属導体が、前記通路溝穴中の本体部分、前記本体部分から延びる上導体腕部及び下導体腕部、及び各導体腕部の導体面を含み、前記導体腕部に圧力が加わっていないと前記導体面間の距離が前記板の厚さよりも大きく、前記本体部分が、前記溝穴の公称幅部分での公称幅と、前記溝穴の減少した幅部分での減少した幅と、前記溝穴の横壁に接して前記導体を前記導体用通路中に位置付けする突合せ面とを含み、前記上導体腕部が前記上窪みの中に延びかつ前記通路の上窪みの床の上方に位置し、さらに前記下導体腕部が前記下窪みの中に延びかつ前記通路の前記下窪みの床の上方に位置しており、
前記導体用通路は、前記上の導体パッドが前記上導体腕部の導体面に向かい合い、かつ前記下の導体パッドが前記下導体腕部の前記導体面に向かい合うパターンで配列され、それによって、導体パッドが前記インタポーザ組立体に押し付けられると、前記導体パッドが前記導体面を前記上窪み及び下窪みの中に動かして前記導体パッドを電気的に相互に接続するようになっているインタポーザ組立体。
【請求項１８】
各導体の前記上導体腕部が弓状の導体鼻部を含む請求項１７に記載されたインタポーザ組立体。
【請求項１９】
前記インタポーザ組立体が前記上の導体パッドに押し付けられると、各導体の前記上導体腕部に弾性的に圧力が加えられ、前記腕部の導体鼻部が前記上の導体パッドに沿って擦り付けられるようになっている請求項１８に記載されたインタポーザ組立体。
【請求項２０】
各導体の前記上導体腕部が、前記導体本体と前記上導体腕部の導体鼻部との間に延在する直線部分を含み、前記インタポーザ組立体が前記上の導体パッドに押し付けられると、前記直線部分が前記上の導体パッドに係合するようになっている請求項１８に記載されたインタポーザ組立体。
【請求項２１】
各上窪み中に半田接続を含み、各半田接続が、前記窪み中の前記上導体腕部の直線部分と、これと係合する前記上の導体パッドとを相互接続する請求項２０に記載されたインタポーザ組立体。
【請求項２２】
各導体の下導体腕部が、前記導体本体と前記下導体腕部の導体鼻部との間に延在する直線部分を含み、前記インタポーザ組立体が前記下の導体パッドに押し付けられると、前記直線部分が前記下の導体パッドに係合するようになっている請求項１７に記載されたインタポーザ組立体。
【請求項２３】
各下窪み中に半田接続を含み、各半田接続が、前記窪み中の前記下導体腕部の直線部分と、これと係合する前記下の導体パッドとを相互接続する請求項２２に記載されたインタポーザ組立体。
【請求項２４】
各導体の前記減少した幅部分が、前記導体を含んだ前記溝穴の近接した壁に密接した狭い間隔で配置されている請求項１７に記載されたインタポーザ組立体。
【請求項２５】
前記金属導体が、均一な厚さの金属で形成されている請求項１７に記載されたインタポーザ組立体。
【請求項２６】
前記導体本体部分が前記板に挿入された後に、各導体の前記下導体腕部が形成されるようになっている請求項１７に記載されたインタポーザ組立体。
【請求項２７】
前記導体本体部分が前記板に挿入される前に、各導体の前記上導体腕部が形成されるようになっている請求項２６に記載されたインタポーザ組立体。
【請求項２８】
各導体用通路の前記下窪みの床が、前記導体用通路の溝穴に近接した弓状表面を含み、
前記導体用通路中の導体の下導体腕部が、前記導体本体から延びかつ前記通路の下窪みの弓状表面と向かい合う弓状部分を含み、前記弓状部分の形状が前記弓状表面の湾曲と実質的に一致している請求項２７に記載されたインタポーザ組立体。
【請求項２９】
各導体用通路の前記導体の下導体腕部の弓状部分が、前記通路の下窪みの弓状表面にもたれ掛かって、前記板の上側の方に向かう前記導体の動きを制限するようになっている請求項２８に記載されたインタポーザ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路部材上に間隔を空けて配置された導体パッド間の電気的接続を形成するために使用されるインタポーザ組立体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インタポーザ組立体は、隣り合う平行な回路部材上に間隔を空けて高密度に配置された導体パッド間に電気的接続を形成するために使用される。一般に、回路部材は、集積回路を保持する回路基板及びセラミック板である。これらの部材上のパッドは同一パターンで配列されている。
【０００３】
インタポーザ組立体は、絶縁板と、この絶縁板に保持されかつ回路部材上のパッドと同じパターンで配列された複数の貫通導体とを含む。この組立体は、上の回路部材と下の回路部材との間にサンドイッチ状に挟まれて、相対する対の導体パッド間に電気的接続を形成する。
【０００４】
１つの型のインタポーザ組立体では、上の回路部材がこの絶縁板に押し付けられる前に、下の回路部材が絶縁板の底面側に対して永久的に固定される。下の回路部材の導体パッドは導体に半田付けされる。これによって、インタポーザ組立体と下の回路部材とが、半組立体を形成することができ、この半組立体は、後に、上の回路部材と組み立てられて回路部材を相互接続する。
【０００５】
下の回路部材の導体パッドの各々は、半田付け接続を形成する半田層を含む。下の回路部材が絶縁板の底面に押し付けられ、その結果、パッドの半田層が導体と係合する。半田層を溶かし、導体と導体パッドとを互いに半田付けするために、下の回路部材及びインタポーザ板はリフロー炉に入れられる。半田接続によって、導体と導体パッドとの間に信頼性の高い機械的かつ電気的接続が形成され、下の回路部材はインタポーザ板にしっかりと固定される。
【０００６】
導体は、半田付けされた半組立体板の上面の上方に突き出ている。上の回路部材がこの板の上側に押し付けられ、その結果、この上の部材の導体パッドが導体と係合する。上の回路部材がこの板に対して固定されることにより、導体が、位置合せされた対のパッド間に電気的接続を形成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
インタポーザ組立体は、互いに非常に近接して配列された導体パッド間に電気的接続を形成する。パッドは、中心間隔１ミリメートルの格子に配列することができる。枠台内に数千の導体を有する単一枠台に、いくつかのインタポーザ組立体を取り付けることができる。狭い間隔で配置された導体が必要である上に、インタポーザ組立体が回路部材間にサンドイッチ状に挟まれたとき、導体はパッドと確実に電気的に接続しなければならない。ただ１つの導体が確実に接触しないことにより、フレーム全体が無駄になる。
【０００８】
セラミック回路部材に必要以上の応力がかからないようにするために、小さな機械的圧締力が要求される。大きな圧締力では、セラミック部材が歪み、又は壊れるかもしれない。さらに、インタポーザ組立体は、回路部材間で最小限の幅を占めるべきである。導体は、回路部材を圧縮し、かつ回路部材がインタポーザ板と接触するようにしなければならない。導体は、より小さな圧締力で変形するように十分に順応性すなわち弾発性がなければならないし、さらに、対の導体パッドを確実に電気的に接続するように十分に堅くなければならない。
【０００９】
一方の回路部材が導体パッドに半田付けされる従来のインタポーザ組立体は、導体パッドに半田付けされたため比較的剛性の導体を有する。インタポーザ板と接触するように他方の回路部材を押し付けるには、大きな圧締力が必要となる。
【００１０】
時には、回路部材をインタポーザ板に押し付けた後に欠陥が見つかった場合に、その回路部材を代わりの回路部材と取り替えることが必要であるかもしれない。圧縮された導体には、回路部材を取り除いた後、インタポーザ板の上方の元の突起に戻るだけの十分な弾発性がない。取替え回路部材の導体パッドと導体の再係合により、１つ又は複数の導体が電気的接続を形成できなくなることが多い。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は改良されたインタポーザ組立体に係り、このインタポーザ組立体は、絶縁板を通して延びる、狭い間隔で配置された通路の中に閉じ込められた金属貫通導体を含む。この導体は、絶縁板の相対する面から間隔を空けて導体面を配置する、弾発性のある上導体腕部及び下導体腕部を有する。導体腕部は、回路部材の導体パッドに対して低圧締力で圧縮されることができる。しかし、導体腕部は十分に弾発性があるので、回路部材の調整又は取替えを可能にする必要がある場合には、導体面は、導体パッドとの再係合するように絶縁板から離れて元に戻る。
【００１２】
各導体の上導体腕部及び下導体腕部は、互いに独立に導体パッドにより圧縮される。これによって、一方の回路部材のパッドを絶縁板の一方の側の導体腕部に半田付けし、その後で、他方の回路部材とインタポーザ組立体を組み立てることができるようになる。一方の回路部材による導体腕部の圧縮は、絶縁板の他方の側の導体腕部の弾発性及び形状に影響を及ぼさない。絶縁板の反対側の導体腕部は、他方の回路部材の導体パッドと信頼性の高い加圧接続又は半田接続を形成する位置にとどまっている。
【００１３】
本発明の特徴を有するインタポーザ組立体は、絶縁板及びこの板に支持されたいくつかの金属導体を含む。絶縁板は、ただ１枚の絶縁材料で形成される。いくつかの単一導体用通路が絶縁板にあり、各導体用通路は、板の厚さを通して延びる溝穴、溝穴からに延びかつ板の上面に開いている上窪み、及び溝穴から延びかつ板の底面に開いている下窪みを含む。溝穴は、板の上面から延びる公称幅部分及び板の底面から延びる減少幅部分を含む。横壁がこれらの溝穴部分をつないでいる。
【００１４】
各導体は、通路溝穴に本体部分を含み、上導体腕部及び下導体腕部がこの本体部分から延びている。導体面は各導体腕部にあり、導体腕部に圧力が加えられていないとき、導体面間の距離は板の厚さよりも大きい。導体本体部分は、溝穴の公称幅部分に導体本体部分の公称幅部分を有し、また溝穴の減少幅部分に導体本体部分の減少幅部分を有し、さらに、導体を導体用通路中に位置付けするために溝穴の横壁に接する突合せ面を含む。上導体腕部は、上窪みの中に延びかつ上窪みのくぼんだ床の上方に位置し、また下導体腕部は、下窪みの中に延びかつ通路の下窪みの床の上方に位置している。
【００１５】
回路部材を下導体腕部に押し付けたとき、各導体腕部は、下窪みの床に係合して、導体の位置を通路溝穴中に維持する。これによって、上導体腕部及び下導体腕部の組は基本的に互いに独立して撓むことができるようになる。
【００１６】
絶縁板が回路部材間で圧縮されたとき、圧縮された導体腕部は、完全に上窪み及び下窪みの中に動く。下窪みの組はその窪みの中に半田接続を収容できるような大きさに作られており、下導体腕部を導体パッドに半田付けすることができる。好ましくは、上窪みもそのくぼみの中に半田接続を収容できるような大きさに作られる。このことによって、加圧接続を形成するように構成された上導体腕部、又は半田接続を形成するように構成された上導体腕部の付いた導体を有する同一板を使用して、導体パッドと電気的に接続することができる。
【００１７】
本発明の他の目的及び特徴は、説明の進行とともに、とりわけ本発明を図示する添付図面とともに考慮されることにより、明らかになるであろう。本発明の４頁に亘る図面、および２つの実施例が開示される。
【実施例】
【００１８】
第１の実施例のインタポーザ組立体１０は、絶縁材料で形成された１枚の板１２を含む。複数の金属貫通導体１４が、板の対向する上面と下面１８、２０との間の板の厚さを通して延在する単一導体用通路１６に位置付けされている。上面及び底面１８、２０は、平坦かつ互いに平行であり、板１２の均一な厚さにより隔てられている。
【００１９】
導体用通路１６は、互いに間隔を空けて板１２に配置されている。図１から図４に示すとおり、各通路１６は、板１２の厚さを通して延在する溝穴２２を含む。上窪み２４は、溝穴２２から延び、かつ板１２の上面に開いている。下窪み２６は、同様に溝穴２２から延び、かつ板１２の底面に開いている。窪み２４、２６は、溝穴２２から共通の方向に延び、互いに重なって、垂直方向に揃った導体パッドの対を相互接続する。他の可能な実施例では、上窪み及び下窪みは、溝穴から互いに異なる方向に延びて、横方向に偏移した導体パッドの対を相互接続することができる。
【００２０】
溝穴２２は、各々、溝穴２２を通して延びかつ板の上面及び下面に対して垂直な中心面の両側に対して対称である。溝穴の相対する端を規定する一対の向かい合う端壁２８、２９が、溝穴２２の境界となっている。対の向かい合った上部側壁３０は、板の上面から内部に向かって延び、かつ端壁２８、２９とつながっている。上部側壁３０は、溝穴２２の上部分の境界となり、溝穴の公称幅部分を規定する。対の向かい合った下部側壁３４は、板の底面から内部に向かって延び、かつ端壁２８とつながっている。下部側壁３４は、溝穴２２の下部分３６の境界となり、溝穴の減少幅部分を規定する。対の上部側壁と対の下部側壁との間の横壁３８は、上部側壁３０から延び、下部側壁３４とつながっている。横壁３８は、板１２の上面１８と平行で、かつ上面１２の方に向いている。壁３８は、導体１４の通路１６中への挿入を制限する。
【００２１】
各通路１６の上窪み２２は、板１２の上面１８に向いた床４０を含む。床４０は、板の上面から内部方向に間隔を空けて配置され、横壁３８と向き合う通路溝穴２２の端壁２８から窪みの端壁４２まで延びている。床４０は、通路溝穴２２から板の上面に向かって傾斜している。対の向かい合った側壁４４は、板の上面から床４０まで延在する。側壁４４は、互いに平行で、溝穴の上部側壁３０から延びており、それによって、側壁４４の間の上窪み２４の幅は溝穴２２の公称幅に等しくなっている。
【００２２】
各通路１６の下窪み２４は、板１２の底面２０に向いた床４６を含む。床４６は、板の上面から内部方向に間隔を空けて配置され、かつ通路溝穴２２の端壁２８から端壁４８まで延在する。床４６は、端壁２８から延びる凸状の弓状表面５０、及び平らな平面５２を含み、この平らな平面５２は、弓状表面５０から板の上面の方に向かって傾斜している。対の向かい合った側壁５４は、板の底面から床４０まで延在する。側壁５４は互いに平行で、かつ溝穴の下部側壁３０から延びており、それによって、側壁４４の間の下窪み２６の幅は、溝穴２２の減少した幅に等しくなっている。
【００２３】
金属導体１４は、好ましくは、均一な厚さの帯状原料で形成され、この帯状原料はメッキされたベリリウム銅が適切である。図示する導体は、厚さ０．０４３ｍｍ（０．００１７インチ）である。各導体１４は、一般にＣ形状であり、平らな本体すなわち中心部分６０及び中心部分の反対両側から延びる一対の上及び下導体腕部６２、６４を含む。導体腕部６２、６４は、導体本体から延びる弾発性の片持ち梁を形成する。導体面６６、６７は、板１２に押し付けられた回路部材の導体パッドと係合するように、それぞれ上及び下導体腕部６２、６４に位置している。２つの導体面６６、６７は、導体に圧力が加えられないとき、板１２の厚さよりも大きな距離の間隔を空けて配置されている。
【００２４】
導体の中心部分すなわち本体６０は、上導体腕部６２に近接した公称幅部分６８及び下導体腕部６４に近接した減少幅部分７０を含み、これらの部分が導体肩部７２を形成する。肩部７２は、下導体腕部６４の方を向き、溝穴の壁３８と協働して導体を溝穴の中で軸方向に位置決めする突合せ面を形成する。これによって、板１２の底面２０の方への導体１６の動きが制限され、かつ上導体腕部６２を下導体腕部６４と独立して圧縮することができる。
【００２５】
上導体腕部６２は、中心導体部分から導体面６６までの外方に延びる弓状バネ腕部７４、及び導体面６６から導体端部までの内方に延びる外側腕部分７６を含む。導体面６６の近くの導体腕部の部分は、導体面６６が顕著な導体鼻部を形成するために、図示のとおりより鋭く湾曲している。上導体腕部６４の幅は、導体本体６０に隣接した導体の公称幅から減少した幅の自由端まで次第に細くなって、それにより上導体腕部６４に圧力が加えられたときの応力集中を軽減している。
【００２６】
下導体腕部６４は、本体部分６０に隣接した弓状内側腕部分７８及び伸張した直線状外側腕部分８０を含み、この外側腕部分８０は、導体本体６０から下導体腕部６４の自由端の導体面６７まで延びている。弓状腕部分７８は、図２に示すとおり、直線状腕部分８０を導体本体６０に対してほぼ垂直に保持している。下導体腕部６４は、導体の減少した幅に等しい均一な幅を有する。
【００２７】
導体本体６０の公称幅部分６８が通路溝穴２２の公称幅部分３２にあり、かつ導体本体６０の減少幅部分７０が溝穴の減少幅部分３６にある状態で、導体１４は、各々、通路１６に保持されている。図３を参照されたい。導体１４の導体肩部７２は、通路２２の横壁３８に接する。肩部７２と壁３８とが互いに協働して導体本体部分６０を通路１６中で位置付けし、かつ板１２の下面に向かう通路１６内での導体の動きを制限する。
【００２８】
導体本体部分６８、７０及び溝穴部分３２、３６は、実質的に長方形の横方向断面を有し、これらの横方向断面が協働して導体本体を溝穴に位置合せしている。導体本体部分６８、７０は、溝穴の端壁２８、２９及び溝穴の側壁３０、３４から狭い間隔で配置されて、通路内の導体の垂直方向位置合せが維持されている。上導体腕部６２は、溝穴の端壁２９から上窪み２４の方に向かって延び、くぼみ２４の床４０の上方に位置している。導体鼻部６６は、板１２の上面の上方に間隔を空けて配置されている。導体腕部６２の自由端は上窪み２４の中に位置付けされて、この自由端が板１２と回路部材の間に挟まれないようにされている。下導体腕部６４は、溝穴の端壁２９から下窪み２６の方に向かって延びている。導体腕部６４の弓状部分７８は、床４６の弓状表面５０と実質的に一致し、かつ弓状表面に接近して向かい合い、又は接している。脚部８０は、導体面６７が板１２の底面の下方に底面から間隔を空けて配置されるように、下窪みの床４６の上方に間隔を空けて配置されている。
【００２９】
弓状床面５０及び弓状の下導体腕部７８が互いに協働して、通路１６内での、板の上面１８の方へ向かう導体１４の動きすなわち浮きを防ぐか、又は制限する。どんなに浮いても、上導体腕部６２が上窪み２４から出るには不十分であり、導体１４は通路１６内に維持される。
【００３０】
図１に示すとおり、通路１６は、板１２に高密度配列で互い近接して配列されており、インタポーザ組立体１０の上及び下に位置付けされた回路部材の同様な配列との導体パッド間の電気的接続の形成を可能にする。従来、組立体１０は、下の回路部材の導体パッドとの間の半田付け接続及び上の回路部材の導体パッドへの加圧接続を行うために使用される。回路部材は、回路基板又は他の型の回路要素を含むことができる。
【００３１】
図５は、導体１４と回路部材との間に半田接続が形成される前の、下の回路部材９０に近接して位置付けされたインタポーザ組立体１０を示す。回路部材の導体パッド９２は、組立体の各導体の下にあり、半田層９４を含む。下導体面６７はパッドと軽く係合し、導体に圧力は加わっていない。
【００３２】
図６は、下の回路部材９０が板１２にしっかり押し付けられた組立体１０を示す。部材９０を板１２と接触させると、導体パッド９２によって、各導体１４の下導体腕部６４は下窪み２６の中に完全に曲げられる。下導体腕部６４の弾発性のために、回路部材９０に大きな圧締力を加えることなく導体腕部６４は圧縮される。
【００３３】
下導体腕部６４の弓状部分７８は、溝穴２２から短い距離離れた下の床４６に向かい合う弓状表面にもたれかかる。下導体腕部の導体面６７に加えられる圧締力により生じるトルクは、図６に示すとおり、導体の回転を反時計回りに動かし、さらに導体肩部７０を溝穴の壁３８に対して維持する。これによって、導体腕部６２、６４を効果的に互いに独立して圧縮することができるようになり、かつ回路部材９０が板１２に押し付けられる前及び後で導体本体６０は通路溝穴２２の同じ位置に維持される。直線状腕部分８０は、導体パッド９２と平行になり、導体パッドに対して平らに横たわる。腕部分８０は十分な弾発性を有し、半田付け前に下の回路部材９０を取り除かなければならない場合、導体面６７は板の底面より外側に間隔を空けて配置される。
【００３４】
回路部材９０を板１２に押し付けた後、各下導体腕部６４は、完全に下窪み２６の中に位置する。導体パッド９２は、好ましくは、板の底面の通路溝穴２２及び下窪み２６の開口をふさぐ。好ましくは、その後、従来のリフロー半田付けによって、脚部８０と導体パッド９２との間に半田接続９６を形成する。各下窪み２６の体積は、半田接続を窪みの中に完全に収容できるような大きさに作る。直線状腕部分８０と導体パッドの間の比較的大きな支持面積によって、下導体腕部分８０と導体パッド１０２との間に信頼性の高い電気的かつ機械的接続が半田接続により確実に形成される。
【００３５】
半田接続９６の冷却および凝固において、導体肩部７０及び弓状の下導体腕部分７８はその間に板１２をしっかり掴む。これによって、下の回路部材９０は板１２にしっかりと保持されて、その後の取扱い及び上の回路部材との組立を行うためのインタポーザ組立体が形成される。
【００３６】
導体本体６０は、通路の溝穴２２の側壁間にぴったりと嵌合して、板の下窪み２６の中の溶融した半田が上窪み２４に流れ込まないようにする。どの通路１６でそのような半田の流れが起こっても、通路の上導体腕部６２に接触し、バネ腕部７４の弾発性に悪影響を及ぼすだろう。側壁と各導体本体６０との間の隙間は、通路溝穴を通って下窪み２６から上窪み２４に溶融半田が流れることを阻止するように十分に狭い。あるいは、導体本体６０を通路の溝穴に押して嵌め込んで、通路の上窪みと下窪みとの間の板を通る流体連通を閉じ、さらに通路溝穴を通じた半田の流れを遮断することができる。
【００３７】
図７に、導体１４と回路部材１００との間に加圧接続が形成される前の、上の回路部材１００に近接して位置付けされた、下の回路部材９０およびインタポーザ組立体１０を示す。上の回路部材の導体パッド１０２は、組立体１０の導体１４の上方にある。上導体鼻部６６はパッドと軽く係合し、導体に圧力が加わっていない。各導体鼻部６６と導体パッド１０２との間に十分な導体圧力が形成され、その間に信頼性の高い電気的加圧接続が形成されることを保証する一方、製造での許容誤差により生じる間隔ばらつきを補償するような十分な距離だけ板１２の上面１８の上方に間隔を空けて、導体鼻部６６が配置される。
【００３８】
図８に、上の回路部材１００を板１２にしっかりと押し付けた組立体１０を示す。部材１００を板１２に接触させると、導体パッド１０２によって、各導体１４の上導体腕部６２は完全に上窪み２４の中に曲げられる。導体腕部６２のバネ腕部７２は、片持ち梁として作用し、弾性的に曲がる。バネ腕部の弾発性のために、導体腕部６２は、小さな圧締力で圧縮される。バネ腕部７２の曲がり及び導体の短縮によって、導体鼻部６６は導体パッド１０２に沿って通路溝穴２２の方に向かってある距離動いて、すなわち擦り付けられて、導体鼻部６６とパッド１０２との間にきれいで低抵抗の加圧電気的接続をつくる。
【００３９】
導体圧力は、バネ腕部７２の弾性的な曲げによって維持され、上導体腕部６２の端を上窪みの床４０に付けることはない。そのように導体端部を底に付けると、望ましくないことに、圧締力が増すかもしれない。上導体腕部の端部がたとえ床４０に付いたとしても、床４０の傾斜により脚部が窪みの下方に案内され、追加の圧締力が最小にされる。上の回路部材１００の取り替え又は再取付けが必要である場合には、導体鼻部６６は、後工程で導体パッド１０２と再係合するために、バネ腕部７２の弾性により板の上面の上方に戻る。
【００４０】
半田接続及びきれいな擦り付け加圧接続によって、導体１４が上と下の導体パッドの組の間に信頼性の高い低抵抗電気経路を実現することが保証される。
【００４１】
導体予備成形体１１０を板１２に挿入した後で、導体１４をこの予備成形体１１０から形成する。図９を参照されたい。減少した幅の導体本体部分７０と同じ平面でかつこの本体部分７０から延びる下導体腕部予備成形体１１２から下導体腕部６４が未だ形成されていないことを除いて、その他は、導体予備成形体１１０は導体１４と同じである。導体１４の残りの部分は、導体を通路１６に挿入したときの導体鼻部６６の間隔のばらつきを最小限にするように予め形成される。
【００４２】
各導体予備成形体１１０を板１２の上面１８から導体用通路１６中に挿入する。導体腕部予備成形体１１２は、公称幅部分３２に挿入され、そして通路の溝穴２２の減少幅部分３６に入る。導体本体６０の肩部７２が溝穴の横壁３８に接し、導体の更なる挿入を妨げるまで、導体腕部予備成形体１１２を更に深く溝穴の中に挿入する。
【００４３】
この点で、導体予備成形体１１０は、図９に示すように導体用通路１６に位置付けされて、導体腕部予備成形物１１２が板の底面２０から延びている。上のばね腕部６２は、図２のように圧力の加えられていない位置にある。
【００４４】
その後、導体腕部予備成形体１１２を下窪みの方に曲げて、下導体腕部６４を形成する。予備成形体１１２は弓状表面５０のまわりで曲がって、下導体腕部６４の弓状部分７８を形成するように塑性的に変形する。弓状部分７８の曲率半径は、端壁２８、２９間の距離よりも実質的に大きく、下導体腕部の塑性変形を制限しかつ導体腕部の弾発性を維持する。
【００４５】
図１０に、第２の実施例のインタポーザ組立体２１０を示す。従来、組立体２１０は、上の回路部材および下の回路部材の両方の導体パッド間に半田付け接続を行うために使用される。インタポーザ組立体２１０部品は、平らな板２１２及びこの板内の複数の金属導体２１４を含む。板２１２は板１２と全く同じであるので、更なる説明はしない。
【００４６】
各導体２１４は、導体本体６０と同様な中心部分すなわち本体２１６、上導体腕部２１８、及び下導体腕部６４と同様な下導体腕部２２０を有する。上導体腕部２１８は、伸張形状で直線状の内側腕部分２２２を含み、この内側腕部分２２２は、導体本体からほぼ直角に凸状導体面すなわち導体鼻部２２４まで延在する。導体鼻部２２２から板の上窪みに位置付けされた自由端まで、短い延長部２２６が延びている。
【００４７】
図１１に、上及び下の回路部材２２８、２３０に近接して位置付けされたインタポーザ組立体２１０を示す。上の回路部材は、導体２１４の上方に導体パッド２３２を含み、さらにパッド上に半田層２３４を含む。下の回路部材は、導体２１４の下方に導体パッド２３６を含み、さらにパッド上に半田層２３８を含む。上及び下の導体パッドは、導体腕部の導体面と軽く係合し、導体に圧力が加わっていない。下導体腕部と上導体腕部との導体面間の距離は、板の厚さよりも大きいが、導体１４の対応する距離よりも小さい。
【００４８】
図１２に、回路部材２２８、２３０が板２１２にしっかりと押し付けられたときの組立体２１０を示す。導体パッドによって、上及び下導体腕部２１８、２２０は、板の上及び下窪みの中に曲げられている。導体腕部の弾発性のために、各導体２１４は大きな圧締力なしに圧縮することができる。圧縮された導体腕部は、平らになって導体パッドに寄りかかっている。どちらかの回路部材の取り替え又は再取付けが必要な場合には、導体面は、導体腕部の弾性により板２１２から離れて元に戻り、後に導体パッドと再係合する。
【００４９】
回路部材２２８、２３０を板２１２に押し付けた後は、上部及び下導体腕部は完全に板の上部及び下窪みの中に位置付けされる。導体パッド２３２、２３６は、好ましくは、板の導体用通路の開口をふさぐ。その後、好ましくはリフロー半田付けによって、上導体腕部２１８と上の導体パッド２３２との間、及び下導体腕部２２０と下の導体パッド２３６との間に半田接続２４０、２４２を形成する。各上窪みの体積は、半田接続を完全にその窪みの中に収容できるような大きさに作られる。
【００５０】
前記に説明したとおり、両方の回路部材に対して同時にリフロー半田付けを行うことができる。上と下の回路部材の両方に同じ半田で半田層を形成することができる。あるいは、別個の工程で上と下の回路部材を導体に半田付けすることができる。最初に溶融される半田層を形成する半田は、後で溶融される半田層を形成する半田よりも高い溶融温度を有する。このことによって、最初に形成された半田接続は、後の他方の回路部材の半田付け中に再溶融しないことが保証される。
【００５１】
溝穴に近接したインタポーザ板１２又は２１２の各上窪みの床の端部、各溝穴の横壁、及び板の底面は、板の上面と底面との間に等距離にある中心面の同じ側に位置付けされている。これによって、上導体腕部の端がくぼみの床に触れることなく上導体腕部を収容する上窪みの能力が増す。上導体腕部の形状及び上部導体面の板の上方の間隔は、板１２の形状寸法を変えること無しに設計の要求を満たすように変更することができる。他の可能な実施例では、上窪みの形は、上導体腕部の特定の構成を収容できるように設計することができる。さらに他の実施例では、上部及び下窪みは、中心面に関して互いに対称であることができる。
【００５２】
本発明の好ましい実施例を図示し説明したが、これは修正可能であることが理解される。したがって、述べられた詳細そのものに限定されず、特許請求の範囲の範囲内に含まれるような変化及び変更を利用することを望む。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明による第１の実施例のインタポーザ組立体を示す上面図。
【図２】図１の線２−−２に沿った断面を示す断面図。
【図３】図２の線３−−３に沿った断面を示す断面図。
【図４】図３の線４−−４に沿った断面を示す断面図。
【図５】下の回路部材に対して図１の組立体の位置を示す図２と同様な図。
【図６】下の回路部材が下の回路部材に押し付けられ、組立体と下の回路部材の間が半田接続されている、図５と同様な図を示す図。
【図７】組立体が上の回路部材に押し付けられている、図６と同様な図を示す図。
【図８】組立体が上の回路部材と下の回路部材との間にサンドイッチ状に挟まれている、図７と同様な図を示す図。
【図９】図１に示す組立体の板に挿入された導体予備成形物を図示する、図３と同様な図を示す図。
【図１０】本発明による第２のインタポーザ組立体を示す、図３と同様な図。
【図１１】組立体が上の回路部材と下の回路部材との間にある、図１０と同様な図を示す図。
【図１２】組立体が上の回路部材と下の回路部材との間にサンドイッチ状に挟まれ、導体と回路部材の導体パッドとの間が半田接続されている、図１１と同様な図を示す図。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成16年6月17日(2004.6.17)
【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】
所定のパターンに配列された上の導体パッドと下の導体パッドの対を電気的に接続するインタポーザ組立体において、該インタポーザ組立体が、絶縁材料で形成された板と、複数の単一導体用通路と、溝穴と、各通路の上窪みおよび下窪みと、金属導体とを含み、
絶縁材料で形成された前記板が、平らな上面、該上面に平行に延びる平らな底面、及び前記上面と前記底面との間の均一な厚さを有し、
複数の前記単一導体用通路が、互いに間隔を空けて前記板に配列され、各導体用通路が、前記通路中に導体を支えるために前記板の厚さを通して延びる溝穴と、前記溝穴から延びかつ前記板の上面に開いている上窪みと、及び前記溝穴から延びかつ前記板の底面に開いている下窪みとを含み、
前記溝穴の各々が、前記溝穴の相対する端を規定する向かい合った端壁と、前記溝穴の端壁を連結する向かい合った上部側壁の対及び下部側壁の対と、前記上部側壁の対及び前記下部側壁の対の間にあり前記板の上面の方を向いている横壁とを含み、前記上部側壁の対が前記板の上面から延びかつ前記溝穴の上部分を規定し、前記下部側壁の対が前記板の底面から延びかつ前記溝穴の下部分を規定し、前記溝穴の前記上部分が前記溝穴の公称幅を規定し、さらに前記溝穴下部分が前記溝穴の減少した幅部分を規定し、
各通路の前記上窪みが、前記板の上面の方を向いた上床及び１対の向かい合った側壁を含み、前記上床が前記板の上面から内部方向に間隔を空けて配置されかつ前記通路溝穴から延び、前記側壁が前記板の上面から前記上床まで延在し、
各通路の前記下窪みが、前記板の底面の方を向いた下床及び１対の向かい合った側壁を含み、前記床が前記板の底面から内部方向に間隔を空けて配置されかつ前記通路溝穴から延び、前記側壁が前記板の底面から前記下床まで延在し、
前記導体用通路は、前記上窪みのパターンが前記上の導体パッドのパターンに対応し、かつ前記下窪みのパターンが前記下の導体パッドのパターンに対応するパターンで配列され、
前記金属導体が各通路に存在し、各導体が、前記溝穴に本体部分を、前記上窪みに上導体腕部を、前記下窪みに下半田接続導体腕部を含むインタポーザ組立体。
【請求項２】
前記溝穴の下端が前記板の底面に隣接し、各導体通路の前記下窪みの下床が、前記通路溝穴の下端から前記板の上面の方に向かって上向きに傾斜し、それにより、各通路の前記下端において、下導体腕部が前記板の底面に隣接して、その下に位置する導体パッドと半田接続を形成し、各半田接続部が前記下窪み中に位置するようになっている請求項１に記載されたインタポーザ組立体。
【請求項３】
各導体通路の前記上窪みの床が、前記通路溝穴から前記板の上面の方に向かって上向きに傾斜している請求項１または請求項２に記載されたインタポーザ組立体。
【請求項４】
各導体通路の前記横壁が、前記板の上面と平行であり、かつ前記通路の上窪みの上床に隣接している請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたインタポーザ組立体。
【請求項５】
各導体の前記上導体腕部が、前記導体本体と導体鼻部との間に延在する直線部分を含み、前記インタポーザ組立体が前記上の導体パッドに押し付けられると、前記直線部分が前記上の導体パッドに係合し、半田接続によりその直線部分と前記上の導体パッドとが接続され、その接続部が前記上窪み中に位置するようになっている請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載されたインタポーザ組立体。
【国際調査報告】
2005513790.tif 000015