(57)【要約】【課題】  接続対象物との良好な面接触と、大きな電流容量とを両立したコネクタを提供する。【解決手段】  コンタクトユニットは、絶縁性弾性体の周面に配置された薄膜からなる第１導通経路、その薄膜に沿って配置された第２導通経路、及び、第１及び第２導通経路を接続する接続導通経路を備える。フレームは貫通孔を備え、その両開口から露出した第１導通経路が接続対象物に接触し、第２導通経路全体が貫通孔に収容されるようにコンタクトユニットを支持する。【選択図】  図２
2015146293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの接続対象物間に挟み込み、２つの該接続対象物を電気的に相互接続するためのコネクタであって、コンタクトユニット及びフレームを備え、
前記コンタクトユニットは、
絶縁性を有する弾性体、
前記弾性体の周面に配置された導体の薄膜からなる第１導通経路、
前記第１導通経路の薄膜に沿って配置された導体からなる第２導通経路、及び、
前記第１導通経路及び前記第２導通経路を電気的に相互接続する接続導通経路を備え、
前記フレームは、
絶縁性であり、
該フレームを貫通する貫通孔を備え、
前記第２導通経路の全体が前記貫通孔の内部に収容されるようにコンタクトユニットを支持し、
前記貫通孔の開口の一方から露出した前記第1導通経路が、前記２つの接続対象物の一方に接触し、前記貫通孔の開口の他方から露出した前記第1導通経路が、前記２つの接続対象物の他方に接触するように、前記コンタクトユニットを支持する
コネクタ。
【請求項２】
前記弾性体は柱状であり、
複数の前記第1導通経路が、前記柱状弾性体の長手方向に所定のピッチで配置され、
前記柱状弾性体の短手方向の一方で前記２つの接続対象物の一方に接触し、前記柱状弾性体の短手方向の他方で前記２つの接続対象物の他方に接触するように、前記フレームは前記コンタクトユニットを支持し、
前記複数の第１導通経路のそれぞれを介して、前記２つの接続対象物の間に、互いに独立した導通経路を確立する
請求項１に記載のコネクタ。
【請求項３】
複数の前記柱状弾性体を備え、
それぞれが一の柱状弾性体に対応する、複数の前記貫通孔を前記フレームに備える
請求項２に記載のコネクタ。
【請求項４】
前記第1導通経路は帯状であり、
前記第２導通経路は前記第1導通経路と等しい幅を有し、
前記第２導通経路は前記第1導通経路の薄膜よりも厚い板状の導体部材からなる
請求項１に記載のコネクタ。
【請求項５】
前記接続導通経路は前記第２導通経路の一部乃至全部を前記第１導通経路に接合してなる請求項１乃至４のいずれかに記載のコネクタ。
【請求項６】
前記第２導通経路は前記第１導通経路と前記弾性体の間に配置される請求項１乃至５のいずれかに記載のコネクタ。
【請求項７】
前記第１導通経路は前記第２導通経路及び前記弾性体の間に配置され、
前記接続導通経路は前記第２導通経路の一部乃至全部を第１導通経路に接合してなる
請求項１乃至５のいずれかに記載のコネクタ。
【請求項８】
前記第１導通経路の薄膜がなす平面に沿って配置された導体からなる第３導通経路を、前記第２導通経路とは別に備え、
前記第１導通経路及び前記第３導通経路を電気的に相互接続する接続導通経路を備え、
前記第１導通経路は前記第２導通経路及び前記第３導通経路の間に配置される
請求項１乃至５のいずれかに記載のコネクタ。
【請求項９】
前記弾性体を上端部及び下端部に備え、前記上端部及び下端部の間に前記第２導通経路となる導体を備える柱体、及び、
前記柱体の周面に沿って配置され、前記第１導通経路となる導体薄膜
を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のコネクタ。
【請求項１０】
絶縁体からなるフィルムを備え、
前記フィルムは貫通孔を有し、
前記接続導通経路は前記フィルムの貫通孔を通過する
請求項１乃至９のいずれかに記載のコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコネクタに関し、特に、導体薄膜からなる導通経路を弾性体の表面に設けて、この弾性体を絶縁性のフレームに設けた貫通穴にて貫通支持するコネクタに関する。この種のコネクタの接続対象物としては、例えば基板と基板、基板と半導体チップがある。
【背景技術】
【０００２】
導体薄膜からなる導通経路を弾性体からなる柱体の上面から側面を介して下面にかけて設け、この柱体をフレームにより支持してなるコネクタが従来から利用されている。この種のコネクタでは、柱体の上下にそれぞれ配置した接続対象物によって、柱体を挟み込むようにして固定する。このとき、柱体は弾性変形して反発力を生じる。この反発力を利用して、接続対象物に設けた端子と、柱体上面及び下面の導通経路の接触を維持し、２つの接続対象物の間に安定した導通経路を提供する。
【０００３】
このコネクタと接続対象物との接触は、柱体上面及び下面の薄膜と接続対象物側の端子との間で生じる。弾性体の表面に貼付した薄膜は、相手側端子の表面に凹凸がある場合や、多少の傾斜がある場合であっても、柔軟に相手側端子に追従して、良好な面接触を得ることができる。その結果、接触抵抗を抑えることができる。
【０００４】
従来のこの種のコネクタでは、導通経路として薄膜を利用することが多く、発熱量が大きくなりやすく、電流容量を大きくするのが困難だった。また、薄膜を利用しないものは、導通経路の抵抗値を抑えることが容易である一方、コネクタと接続対象物との間の接触抵抗を抑制するのが困難だった。
【０００５】
ここで電流容量とは、コネクタ、或いは、コネクタのコンタクトに流すことができる最大の電流をいう。一般に、コンタクトに電流を流すとジュール熱が発生する。この熱は、コネクタ自身を構成する各部材、コネクタに接続された接続対象物、即ち、基板、半導体チップ、更にこれらに接続されたケーブル、各種の絶縁体部材等に熱伝達され、最終的には外部空間に放熱される。この発熱と放熱のバランスによってコネクタ乃至コンタクトの温度が決まる。
【０００６】
コネクタにおいて、最も熱の影響を受けやすいのが絶縁体部材である。一般に絶縁体部材には連続使用温度が定められている。連続使用温度とは、UL(Underwriters Laboratories Inc.)規格に規定された、物質の長期的物性評価（耐熱性）の規格である。コネクタの機能を損なわないためには、連続使用温度以下で使用することが求められる。
【０００７】
一方、ジュールの法則により、ジュール熱の量は電流値の２乗に比例し、抵抗値に比例する。このため、コネクタにおいて、絶縁体材料の連続使用温度と、導通経路の抵抗値とが決定されると、そのコネクタの機能を損なうことなく通電可能な最大電流が必然的に定められる。この最大電流を電流容量という。
【０００８】
この種のコネクタが特許文献１に記載されている。図２０に示すように、同文献に記載のコネクタは、スルーホール１０１内に導通経路１０２を設けることにより広い導通経路を確保している。導通経路１０２はその全体にわたって薄膜で形成されているので断面積が小さい。このため、導通経路１０２全体としての抵抗値を下げるのが困難である。
【０００９】
特許文献２には金具１１１にエラストマーを挟み込む（同文献第００３２段落を参照）ものが記載されている。この場合、金具１１１が導通経路として作用することになる。図２１に示すように、金具１１１はそれ単体でも形状を維持することができるような、ある程度の厚さのある金属板を折り曲げてなるものである。このような金具１１１を用いる場合、接続対象物側の端子との接触は点での接触、或いは、比較的小さな面での接触となり、ある程度の大きさの面にて接触することはできない。また、接続対象物側の端子表面の凹凸や傾斜に対応して面接触を維持するのは困難である。従って、接続対象物側の端子と接触する際の接触抵抗値を下げるのは難しい。
【００１０】
特許文献３には、金属端子配置領域の周縁にコ字状のスリット１２０が設けられ、該スリット１２０の内側に金属端子配置領域となる舌片部１２１が形成された板状のエラストマー１２２と、主柱部とその両端から延出したアーム部とを有し、これらのアーム部間で舌片部１２１を挟持しているコ字状の金属端子１２３とから構成されるものが記載されている（同文献第００２４段落参照）。図２２に示す製造工程において、あらかじめ折り曲げてなる金属端子１２３を舌片部１２１に挿入するか、スリット１２０に挿入後、折り曲げ加工を行って金属端子１２３を形成する（同文献第００３６−００３８）ことからも明らかなように、金属端子１２３は、特許文献２に記載の金具１１１と同様、ある程度の厚さのある金属板を折り曲げてなるものである。従って、特許文献２と同様、薄膜のように柔軟に面接触を維持して接触抵抗値を下げるのは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−２１６３７
【特許文献２】特開２００７−３２３８３３
【特許文献３】特開２００７−３２８９９６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、接続対象物との良好な面接触と、大きな電流容量とを両立したコネクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の課題を解決するため、本発明は、第１の態様として、２つの接続対象物間に挟み込み、２つの該接続対象物を電気的に相互接続するためのコネクタを提供する。このコネクタはコンタクトユニット及びフレームを備える。コンタクトユニットは、絶縁性を有する弾性体、弾性体の周面に配置された導体の薄膜からなる第１導通経路、第１導通経路の薄膜に沿って配置された導体からなる第２導通経路、及び、第１導通経路及び第２導通経路を電気的に相互接続する接続導通経路を備える。フレームは、絶縁性であり、該フレームを貫通する貫通孔を備える。フレームは、第２導通経路の全体が貫通孔の内部に収容されるようにコンタクトユニットを支持する。また、フレームは、貫通孔の開口の一方から露出した第1導通経路が、２つの接続対象物の一方に接触し、貫通孔の開口の他方から露出した第1導通経路が、２つの接続対象物の他方に接触するように、コンタクトユニットを支持する。
【００１４】
弾性体は柱状であり、複数の第1導通経路が、柱状弾性体の長手方向に所定のピッチで配置され、柱状弾性体の短手方向の一方で２つの接続対象物の一方に接触し、柱状弾性体の短手方向の他方で２つの接続対象物の他方に接触するように、フレームはコンタクトユニットを支持し、複数の第１導通経路のそれぞれを介して、２つの接続対象物の間に、互いに独立した導通経路を確立することが考えられる。
【００１５】
複数の柱状弾性体を備え、それぞれが一の柱状弾性体に対応する、複数の貫通孔をフレームに備えることとしてもよい。
【００１６】
第1導通経路は帯状であり、第２導通経路は第1導通経路と等しい幅を有し、第２導通経路は第1導通経路の薄膜よりも厚い板状の導体部材からなることとしてもよい。
【００１７】
第２導通経路の一部乃至全部を第１導通経路に接合することにより、接続導通経路を形成することが好ましい。
【００１８】
第２導通経路は第１導通経路と弾性体の間に配置されることとしてもよい。或いは、第１導通経路は第２導通経路及び弾性体の間に配置され、接続導通経路は第２導通経路の一部乃至全部を第１導通経路に接合してなることとしてもよい。或いは、第１導通経路の薄膜がなす平面に沿って配置された導体からなる第３導通経路を、第２導通経路とは別に備え、第１導通経路及び第３導通経路を電気的に相互接続する接続導通経路を備え、第１導通経路は第２導通経路及び第３導通経路の間に配置されることとしてもよい。或いは、弾性体を上端部及び下端部に備え、上端部及び下端部の間に第２導通経路となる導体を備える柱体、及び、柱体の周面に沿って配置され、第１導通経路となる導体薄膜を備えることとしてもよい。
【００１９】
絶縁体からなるフィルムを備え、フィルムは貫通孔を有し、接続導通経路はフィルムの貫通孔を通過することとしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１の態様によれば、コンタクトユニットは、第１導通経路と接続された第２導通経路の全体がフレームの貫通孔の内部に収容されるように支持される。第２導通経路はその全体がフレーム内部に配置されるため、弾性体及びその周面に配置された第１導通経路の弾性変形を妨げることなく、従って、第１導通経路と接続対象物との面接触を良好に維持したまま、第１導通経路の端部間の抵抗値を下げることができる。その結果、電流容量の大きいコネクタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態であるコネクタ１の斜視図である。
【図２】コネクタ１のコンタクトユニット４Ａの前面斜視図である。
【図３】コネクタ１のコンタクトユニット４Ａの背面斜視図である。
【図４】コンタクトユニット４Ａの一部である導通経路支持部１３Ａ１の断面図である。
【図５】導通経路支持部１３Ａ１、１３Ｂ１及びフレーム２の断面図である。
【図６】コネクタ１とその接続対象物である基板３１、基板３２とを接続する直前の位置関係を示す斜視図である。
【図７】コネクタ１、基板３１、基板３２を接続する過程を示す断面図である。
【図８】コネクタ１、基板３１、基板３２を互いに接続した状態におけるコンタクトユニット４Ａの変形について説明するための導通経路支持部１３Ａ１の断面図である。
【図９】コネクタ１、基板３１、基板３２を互いに接続した状態におけるコンタクトユニット４Ａ、４Ｂの変形について説明するための導通経路支持部１３Ａ１、１３Ｂ１、フレーム２の断面図である。
【図１０】本発明の第１の変形においてコンタクトユニット４Ａの代わりに用いるコンタクトユニット６０Ａの正面斜視図である。
【図１１】コンタクトユニット６０Ａの背面斜視図である。
【図１２】コンタクトユニット６０Ａの導通経路支持部における断面図である。
【図１３】導通経路支持部におけるコンタクトユニット６０Ａ、６０Ｂ及びフレーム２の断面図である。
【図１４】本発明の第２の変形においてコンタクトユニット４Ａの代わりに用いるコンタクトユニットの断面図である。
【図１５】本発明の第３の変形においてコンタクトユニット４Ａの代わりに用いるコンタクトユニット９０Ａの正面斜視図である。
【図１６】コンタクトユニット９０Ａの背面斜視図である。
【図１７】コンタクトユニット９０Ａの背面斜視図である。
【図１８】導通経路支持部におけるコンタクトユニット９０Ａの断面図である。
【図１９】支持穴９７Ａ１、９７Ｂ１におけるコンタクトユニット９０Ａ、９０Ｂ及びフレーム２の断面図である。
【図２０】特許文献１に記載のコネクタの断面図である。
【図２１】特許文献２に記載のコネクタに用いられている金具１１１の三面図である。
【図２２】特許文献３に記載のコネクタの製造方法について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の一実施の形態であるコネクタ１について説明する。コネクタ１は、例えば２枚の基板を接続対象物とし、これら基板を電気的に相互接続する際に用いられる。或いは、ＬＧＡ（Ｌａｎｄ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）等の半導体パッケージを一方の接続対象物とし、基板を他方の接続対象物とするコネクタとしても用いられる。これらの接続対象物の間にコネクタ１を挟み込むことにより、両者を電気的に相互接続することができる。
【００２３】
図１を参照して説明する。コネクタ１はフレーム２を備える。フレーム２は絶縁性を有する材料からなる板状の部材であり、例えばプラスチックからなる。フレーム２はその上面から下面に貫通する穴である８つのスリット３Ａ〜３Ｈを備える。
【００２４】
また、コネクタ１は８つのコンタクトユニット４Ａ〜４Ｈを備える。一のコンタクトユニットは一のスリットにより支持されている。図１に示すように、コンタクトユニット４Ａ〜４Ｈは、それぞれ、その上端部がフレーム２の上面から突出するようにスリット３Ａ〜３Ｈに支持されている。図１には図示されていないが、フレーム２の下側にも、スリット３Ａ〜３Ｈからコンタクトユニット４Ａ〜４Ｈの下端部が突出している。コンタクトユニット４Ａ〜４Ｈそれぞれの柱体側面には８つの第１導通経路が配置されている。例えば、コンタクトユニット４Ａには第１導通経路５Ａ１〜５Ａ８が配置されている。８つのコンタクトユニット４Ａ〜４Ｈのそれぞれに８つの第１導通経路が設けられているので、フレーム２の上側から８×８＝６４個の接点が突出している。フレーム２の下側からも６４個の接点が突出している。
【００２５】
後述するように、接続対象物である基板３１、基板３２の間にコネクタ１を挟むように配置して、基板３２とコネクタ１とを基板３１に押し付けた上で、不図示の固定具にて基板３１、コネクタ１、基板３２を互いに固定する。
【００２６】
基板３１の上面には８行８列のマトリクス状に合計で６４個の端子３３が設けられている。端子３３が、フレーム２の下側から突出した第１導通経路の導体薄膜と面接触することにより、コネクタ１と基板３１が相互に電気的に接続される。
【００２７】
同様に、基板３２の下面にも６４個の端子３４が設けられている。端子３４が、フレーム２の上側から突出した第１導通経路の導体薄膜と面接触することにより、コネクタ１と基板３２とが相互に電気的に接続される。
【００２８】
このようにして、コネクタ１と基板３１とが接続され、コネクタ１と基板３２とが接続されることにより、基板３１と基板３２とがコネクタ１を介して相互に電気的に接続される。その際、コネクタ１と基板３１、基板３２との接触が面接触であるため、接触抵抗値を低く抑えることができる。
【００２９】
コンタクトユニット４Ａ〜４Ｈについて更に説明する。コンタクトユニット４Ａ〜４Ｈは同じ構造を有するので、ここではコンタクトユニット４Ａを例に挙げて図２、３を参照して説明する。
【００３０】
コンタクトユニット４Ａは柱状弾性体１０Ａを備える。柱状弾性体１０Ａは絶縁性及び弾性を有する材料からなる柱状の部材であり、例えばシリコーンゴムからなる。柱状弾性体１０Ａは極めて大雑把に言えば長方形を底面とする四角柱に近い形状を有する。その４つの側面のうち３つは、ポリイミド等の絶縁性のフィルム１１Ａで覆われている。フィルム１１Ａは柱状弾性体１０Ａに接着固定される。その際に用いる接着剤の硬度は、柱状弾性体１０Ａの硬度に近いことが好ましい。フィルム１１Ａ上には、柱状弾性体１０Ａの長手方向に所定のピッチで第１導通経路５Ａ１〜５Ａ８が配置される。
【００３１】
第１導通経路５Ａ１〜５Ａ８は帯状の導体薄膜である。第１導通経路５Ａ１〜５Ａ８は、例えば、フィルム１１Ａの上に、下から順に、１２μｍ厚の銅層、１μｍ厚のニッケル層、０．１μｍ厚の金層を積層した三層構造の帯状である。この薄膜積層は、例えば、フィルム１１Ａの一面の全面に銅を塗布した後、第１導通経路５Ａ１〜５Ａ８を形成しようとする領域以外の銅をエッチングで除去し、残した銅の上にニッケル及び金をそれぞれメッキして形成することができる。
【００３２】
第１導通経路５Ａ１〜５Ａ８の間にはフィルム１１Ａが露出している。また、第１導通経路５Ａ１〜５Ａ８の間には支持穴１２Ａが設けられている。スリット３Ａの内部には、支持穴１２Ａに対応する位置に不図示の支持凸部が設けられている。コンタクトユニット４Ａをスリット３Ａに挿入すると、対応する支持凸部が支持穴１２Ａに嵌り合うことにより、コンタクトユニット４Ａがフレーム２に固定的に支持される。
【００３３】
柱状弾性体１０Ａの形状について更に詳しく説明する。図３に分かりやすく図示されているように、柱状弾性体１０Ａは太い部分と細い部分が交互に並んだ形状をしている。
【００３４】
太い部分、即ち、導通経路支持部１３Ａ１〜１３Ａ８の側面には、フィルム１１Ａを介して、第１導通経路５Ａ１〜５Ａ８が配置される。また、導通経路支持部１３Ａ１〜１３Ａ８は、それぞれ、フィルム１１Ａで覆わない側の面の中央に、支持突起１４Ａ１〜１４Ａ８を備えている。例えば、支持突起１４Ａ１の先端から第１導通経路５Ａ１の表面までの長さは、スリット３Ａの短手方向の長さよりも若干長くなっている。このため、コンタクトユニット４Ａをスリット３Ａに挿入すると、支持突起１４Ａ１は、スリット３Ａの内壁によって押しつぶされる形となる。他の支持突起１４Ａ２〜１４Ａ８についても同様である。これにより柱状弾性体１０Ａが反発力を発生し、更に、スリット３Ａの内壁と支持突起１４Ａ１〜１４Ａ８との間で摩擦力が発生する。こうした反発力、摩擦力と、支持穴１２Ａによる嵌合とにより、フレーム２はコンタクトユニット４Ａを支持する。
【００３５】
更に、導通経路支持部１３Ａ１〜１３Ａ８は、それぞれ、第２導通経路支持穴１５Ａ１〜１５Ａ８を備える。第２導通経路支持穴１５Ａ１は、第１導通経路５Ａ１に沿った長方形の開口を有する非貫通の穴である。開口の長方形の短手方向の長さは、第１導通経路５Ａ１の帯幅と等しい。穴の深さは例えば０．１ｍｍ程度である。
【００３６】
第２導通経路支持穴１５Ａ１には第２導通経路１６Ａ１が収納される。第２導通経路１６Ａ１は長方形の板状の導体であり、例えば銅合金のように導電率の高い金属であることが好ましい。第２導通経路１６Ａ１の板幅は第１導通経路５Ａ１と等しい。第２導通経路１６Ａ１の板厚は第２導通経路支持穴１５Ａ１の深さと等しく、例えば０．１ｍｍ程度である。図示されてはいないが、第２導通経路１６Ａ２〜１６Ａ８と第２導通経路支持穴１５Ａ２〜１５Ａ８についても同様である。第２導通経路支持穴１５Ａ２〜１５Ａ８にも、それぞれ、第２導通経路１６Ａ２〜１６Ａ８が収容され、フィルム１１Ａに設けた穴を介して、第１導通経路５Ａ２〜５Ａ８とそれぞれ接続されている。
【００３７】
後述するように、フィルム１１Ａのうち、第２導通経路１６Ａ１を覆う領域には、フィルム１１Ａの表裏を貫通する穴がいくつか設けられており、これらの穴を通じて、第１導通経路５Ａ１と第２導通経路１６Ａ１とを電気的に相互接続するための接続導通経路が設けられる。接続導通経路は、例えば、これらの穴を介して、第１導通経路５Ａ１と第２導通経路１６Ａ１とをめっき接続、はんだ接続、レーザー溶接、超音波接合することにより形成される。
【００３８】
第１導通経路５Ａ１と第２導通経路１６Ａ１とを接続導通経路にて接続することにより、第１導通経路５Ａ１のうち、第２導通経路１６Ａ１と重なる部分の断面積を拡大するのと同等の効果が得られ、その結果、第１導通経路５Ａ１の上端部から下端部にかけての抵抗を下げることができる。
【００３９】
柱状弾性体１０Ａの細い部分、即ち、連結部１７Ａは、導通経路支持部１３Ａ１〜１３Ａ８のうち、互いに隣り合うものを所定のピッチで接続する。これにより、第１導通経路５Ａ１〜５Ａ８、第２導通経路１６Ａ１〜１６Ａ８は所定のピッチで配置される。
【００４０】
連結部１７Ａは、導通経路支持部１３Ａ１〜１３Ａ８よりも細いため、導通経路支持部１３Ａ１〜１３Ａ８の上端部及び下端部に隣接して空間が存在する。例えば、導通経路支持部１３Ａ１と導通経路支持部１３Ａ２との間には空間１８Ａが存在する。
【００４１】
後述するように、コネクタ１が２つの接続対象物の間を接続する際、導通経路支持部１３Ａ１〜１３Ａ８それぞれの上端及び下端に位置する弾性体は、接続対象物から受ける力によって押し出されて、図中横方向に広がろうとする。このとき、空間１８Ａが存在しない場合には、広がろうとする先にも弾性体が存在するため、荷重が急激に増加する。しかし、空間１８Ａが存在する場合にはそのまま押し出されるため、荷重の急変を避けることができる。
【００４２】
また、空間１８Ａが存在することにより、導通経路支持部１３Ａ１〜１３Ａ８の上端及び下端は、接続対象物に接触する際の接触角度を互いに異なるものとすることができる。例えば、導通経路支持部１３Ａ１の上端に対応する接続対象物側の端子が、水平である一方、隣り合う導通経路支持部１３Ａ２の上端に対応する接続対象物側の端子が、傾いていて水平ではない場合を考える。このような場合としては、例えば、接続対象物が基板であり、その基板の一部が歪んでいる状況がある。このとき、空間１８Ａが存在することにより、導通経路支持部１３Ａ１の上端と、導通経路支持部１３Ａ２の上端とは、互いに別角度を向くことが可能である。空間１８Ａが存在せず、両者の間が弾性体で満たされている場合、両者は連動するので、互いに独立した方向を向かせるのは困難である。
【００４３】
導通経路支持部１３Ａ１〜１３Ａ８について更に説明する。図４に示すように、また、上述したように、フィルム１１Ａのうち、第２導通経路１６Ａ１を覆う部分には５つの貫通穴があり、これらの穴を介して、第１導通経路５Ａ１と第２導通経路１６Ａ１とを電気的に接続する接続導通経路２０Ａ１が設けられている。
【００４４】
図１のＸ−Ｘ’断面のうち、コンタクトユニット４Ａ、４Ｂを含む部分の断面を図５に示す。同図から分かるように、コンタクトユニット４Ａ、４Ｂはそれぞれフレーム２に挿入、保持されている。コンタクトユニット４Ａ、４Ｂは、柱状弾性体１０Ａ、１０Ｂが発生する反発力により、スリット３Ａ、３Ｂの壁面に押し付けられる。コンタクトユニット４Ａ、４Ｂの上端部及び下端部はどちらもフレーム２から突出している。第1導通経路５Ａ１、５Ｂ１のうち、導通経路支持部１３Ａ１、１３Ｂ１の上端部及び下端部に位置する部分が接触端子として作用し、コネクタ１の接続対象物側の端子と接触する。
【００４５】
コネクタ１を２つの接続対象物と接続する直前の状態は図６のようになる。基板３１、３２はそれぞれコネクタ１の接続対象物である。ここでは接続対象物が両方とも基板であるとして説明するが、どちらかが半導体パッケージであってもよい。図６に示すように、基板３１には、導体経路支持部１３Ａ１〜１３Ａ８、１３Ｂ１〜１３Ｂ８、…、１３Ｈ１〜１３Ｈ８に対応する位置に端子３３をその上面に備える。同様に、基板３２は端子３４（図６には不図示、図７を参照）をその下面に備える。
【００４６】
図６の状態から、基板３１、３２の間にコネクタ１を挟み込んだ状態を図７に示す。このときの第1導通経路５Ａ１〜５Ａ８、５Ｂ１〜５Ｂ８、…、５Ｈ１〜
５Ｈ８の変形に関して、第1導通経路５Ａ１を代表例として挙げて、再び図４を参照して説明する。図示したように第1導通経路部５Ａ１を５つの部分４１〜４５に分けて考える。
【００４７】
部分４１、４５は基板３１、３２に対して平行な平面状の薄膜であり、基板３１、３２の端子に接触する接触端子として機能する。前述したように、第1導通経路５Ａ１は例えば厚さ１０〜２０μｍ程度の金属薄膜であり、十分な柔軟性を有する。このため、部分４１、４５と基板３１、３２の端子との接触面積を大きくすることが可能であり、その結果、接触抵抗値を小さく抑えることができる。
【００４８】
部分４２、４４は、基板３１、３２に対して平行な面である部分４１、４５と、後述する部分４３とを接続する薄膜であり、四分円状の断面を有する。部分４２、４４はコネクタ１を基板３１、３２の間に挟み込んだときに最も大きく変形する部分である。柱状弾性体１０Ａのうち、部分４２、４４がフィルム１１Ａを介して接触する領域は、コネクタ１の挟み込みに応じて図７の図中右側に押し出される。部分４２、４４は十分な柔軟性を有するため、フィルム１１Ａと共に柱状弾性体１０Ａに巻き付けられていても、柱状弾性体１０Ａの弾性変形をほとんど阻害せず、弾性変形に追従して変形する。
【００４９】
部分４３は、基板３１、３２に対して垂直な平面状の薄膜であり、部分４２と部分４４とを接続している。図７を見ても分かるように、コンタクトユニット４Ａをフレーム２に装着したとき、部分４３の大半はスリット３Ａの中に収容される。このため、コネクタ１を基板３１、３２の間に挟み込んだとき、部分４１、４２、４４、４５は変形するものの、部分４３の大半はほとんど変形しない。特に、スリット３Ａに収容される部分についてはフレーム２に覆われているため全く変形しない。
【００５０】
このように、基板３１、３２を接続する際、コネクタ１では、導通経路支持部１３Ａ１のうち、上端部及び下端部は変形するものの、スリット３Ａ内に収容される部分については変形しない。従って、第1導通経路５Ａ１において、スリット３Ａ内に収容される部分については、柱状弾性体１０Ａの弾性変形に追従して変形する必要がなく、柔軟性は必要とされない。
【００５１】
この知見に基づいて、本願発明者らは、第1導通経路５Ａ１のうち、スリット３Ａ内に収容される部分に沿って、第２導通経路１６Ａ１を設けた。図７の状態から基板３２を押し下げ、基板３１を押し上げると、コンタクトユニット４Ａ〜４Ｈの導通経路支持部１３Ａ１〜１３Ａ８、１３Ｂ１〜１３Ｂ８、…、１３Ｈ１〜１３Ｈ８はそれぞれ変形する。導通経路支持部１３Ａ１を例に挙げて説明すると、図８、図９に示すように、上端部及び下端部の弾性体は変形することにより、図中右側に隆起５１Ａ１が発生している。このとき、弾性変形に追従して、特に部分４２、４４が図中右側に向かって倒れるように変形している。一方、部分４３は全く変形しない。
【００５２】
前述したように、第１導通経路１３Ａ１の厚さが１０〜２０μｍ程度である一方、第２導通経路１６Ａ１の厚さは０．１ｍｍ程度である。第２導通経路１６Ａ１の厚さは第1導通経路１３Ａ１の厚さの５〜１０倍程度あるので、第1導通経路１３Ａ１を比較の基準とすれば、第２導通経路１６Ａ１は極めて曲げにくい、固いことになる。しかし、部分４３の非変形領域に沿って第２導通領域１６Ａ１を配置したため、部分４１、４２、４４、４５の変形には全く影響しない。
【００５３】
一方、第２導通経路１６Ａ１を設けることにより、第１導通経路５Ａ１の端子間の抵抗を下げることができる。第１導通経路５Ａ１は、５つの抵抗、即ち、部分４１〜４５を直列に接続したものであるとみなすことができる。本実施の形態では、第１導通経路５Ａ１に接続導通経路２０Ａを介して第２導通経路１６Ａ１を接続することにより、部分４３の断面積を実質的に拡大し、抵抗を下げることができる。
【００５４】
具体的な数値を例示して説明する。尚、ここで挙げる数値は理解を助けるために用いるものであり、必ずしも実際のコネクタ１の数値とはならない。部分４１〜４５の抵抗値がそれぞれ順に５Ω、５Ω、１０Ω、５Ω、５Ωであるとする。このとき第１導通経路５Ａ１の端子間全体の抵抗値、即ち、部分４１から部分４５までの直列抵抗の抵抗値は３０Ωである。
【００５５】
本発明では、厚さが５〜１０倍の金属板である第2導通経路１６Ａ１を部分４３に沿って設ける。これにより、部分４３の抵抗値を１Ωに下げることができる。その結果、第２導通経路１６Ａ１を接続導通経路２０Ａを介して第1導通経路５Ａ１に接続したとき、第１導通経路５Ａ１の端子間全体の抵抗値は、２１Ωになる。
【００５６】
部分４１、４２、４４、４５と比較して、部分４３は経路長が長く、従って抵抗値も大きいが、部分４３に第２導通経路１６Ａ１を並列に接続することにより、第１導通経路５Ａ１の端子間全体の抵抗値を効果的に下げることができる。つまり、２つの接続対象物（基板３１、基板３２）間の導通経路の大部分を占める部分４３の抵抗値を下げることにより、導通経路全体（第１の導通経路の両端子間）としての抵抗値を下げることができ、導通経路全体での発熱量を下げることができる。その結果、コネクタ１は電流容量を大きくすることができる。
【００５７】
（第１の変形）
次に、上述の実施の形態の変形である第１の変形について説明する。第１の変形では、コネクタ１のコンタクトユニット４Ａ〜４Ｈに代わって、コンタクトユニット６０Ａ〜６０Ｈを用いる。コンタクトユニット４Ａ〜４Ｈと比較すると、コンタクトユニット６０Ａ〜６０Ｈは第２導通経路の配置が異なる。
【００５８】
コンタクトユニット６０Ａ〜６０Ｈは同じ構造を有するため、ここではコンタクトユニット６０Ａを例に挙げて説明する。図１０、図１１に示すように、コンタクトユニット６０Ａは、柱状弾性体６１Ａの側面を絶縁性のフィルム６２で覆い、その上に８つの第１導通経路６３Ａ１〜６３Ａ８を等間隔に離間して配置したものである。
【００５９】
図２、図３に示すように、例えばコンタクトユニット４Ａでは、第１導通経路５Ａ１と柱状弾性体１０Ａの間に挟むような位置に第２導通経路１６Ａ１を設け、フィルム１１Ａに設けた貫通穴を介した接続導通経路２０Ａ１を設けることにより、第１導通経路５Ａ１と第２導通経路１６Ａ１とを導通していた。
【００６０】
これに対して、図１２、図１３に示すように、コンタクトユニット６０Ａでは、第１導通経路６３Ａ１〜６３Ａ８のフィルム６２Ａを貼付した面側ではなく、その面と対向する面に、かつ、第１導通経路６３Ａ１〜６３Ａ８の薄膜上に直接に、第２導通経路６４Ａ１〜６４Ａ８となる導体板の一面の一部乃至全面を接合している。図示したように、第２導通経路６４Ａ１〜６４Ａ８の幅は、第１導通経路６３Ａ１〜６３Ａ８の幅と等しい。第１導通経路６３Ａ１〜６３Ａ８及び第２導通経路６４Ａ１〜６４Ａ８の厚さは、それぞれ、第１導通経路５Ａ１〜５Ａ８及び第２導通経路１６Ａ１〜１６Ａ８と同様である。
【００６１】
上記実施形態では、接続導通経路２０Ａ１が第１導通経路５Ａ１と第２導通経路１６Ａ１を導通する役割を担っていたが、本変形では、第１導通経路６３Ａ１〜６３Ａ８と第２導通経路６４Ａ１〜６４Ａ８との接合面がこの役割を担う。このようにして第１導通経路６３Ａ１と第２導通経路６４Ａ１とを電気的に接続することにより、第１導通経路６３Ａ１を流れる電流と共に、矢印６６で示すような第２導通経路６４Ａ１内の電流が流れるようになり、その結果、第１導通経路６３Ａ１の端子間の抵抗値を下げることができる。その結果、コネクタの電流容量を大きくすることができる。第２導通経路６４Ａ１は第１導通経路６３Ａ１が変形しない領域に設けられるため、実施形態と同様に、第１導通経路６３Ａ１の上端部及び下端部における、柱状弾性体６１Ａの弾性変形を妨げることがない。
【００６２】
（第２の変形）
第２の変形について説明する。実施の形態及び第１の変形は、どちらも、第１導通経路の一方の面に沿って、第２導通経路となる導体板を設けるものであった。これに対して、第２の変形では、図１４に示すように、第１導通経路７３Ａ１の薄膜両面のうち、図中左側に第２導通経路７４Ａ１を設けると共に、図中右側に第３導通経路７７Ａ１を設けている。
【００６３】
第１の変形と同様、第２導通経路７４Ａ１となる導体板の一面のうち、一部乃至全部を第１導通経路７３Ａ１に接合することにより、第１導通経路７３Ａ１と第２導通経路７４Ａ１とは電気的に相互接続される。第１導通経路７３Ａ１と第２導通経路７４Ａ１の間における厚さ及び幅の関係は、第１の変形と同様である。
【００６４】
第３導通経路７７Ａ１は実施形態における第２導通経路１６Ａ１に対応する。絶縁性のフィルム７２Ａの貫通穴を通じて設けられた接続導通経路７８を介して、第１導通経路７３Ａ１と第３導通経路７７Ａ１の間が電気的に相互接続される。第１導通経路７３Ａ１と第３導通経路７７Ａ１の間における、厚さ及び幅の関係は実施形態と同様である。
【００６５】
このように、第１導通経路７３Ａ１の他に、これと導通する第２導通経路１６Ａ１、第３導通経路７７Ａ１を、第１導通経路７３Ａ１が変形しない領域に沿って設けることにより、第１導通経路７３Ａ１を流れる電流だけではなく、矢印７６が示す第２導通経路１６Ａ１を通過する電流、矢印７９が示す第３導通経路７７Ａ１が流れるようになる。このため、第１導通経路７３Ａ１の変形を妨げることなく、第１導通経路７３Ａ１の端子間の抵抗値を下げることができる。その結果、コネクタの電流容量を大きくすることができる。
【００６６】
（第３の変形）
第３の変形について説明する。第３の変形では、コネクタ１のコンタクトユニット４Ａ〜４Ｈに代わって、コンタクトユニット９０Ａ〜９０Ｈを用いる。コンタクトユニット４Ａ〜４Ｈと比較すると、コンタクトユニット９０Ａ〜９０Ｈは第２導通経路の形状が異なる。また、上述の実施形態及び変形と柱状弾性体の形状が異なる。
【００６７】
コンタクトユニット９０Ａ〜９０Ｈは同じ構造を有するため、ここではコンタクトユニット９０Ａを例に挙げて説明する。図１５、図１６、図１７に示すように、コンタクトユニット９０Ａは、導体からなる四角柱状の第２導通経路９１Ａ１〜９１Ａ８の上下面に、それぞれ弾性体９２Ａ１〜９２Ａ８、９３Ａ１〜９３Ａ８を設けた８つの柱体を備える。これら８つの柱体を等間隔に離間して配置し、三方を絶縁性のフィルム９４Ａで覆う。そのフィルム９４Ａの上に、帯状の導体薄膜からなる８つの第１導通経路９５Ａ１〜９５Ａ８を、８つの柱体に対応する位置に備える。フィルム９４Ａには、第１導通経路９５Ａ１〜９５Ａ８の隣り合う２つの間の領域に、フレーム２のスリット３Ａに設けた支持突起９６Ａ１〜９６Ａ７に対応する、支持穴９７Ａ１〜９７Ａ７を備える。図１８、図１９を参照されたい。
【００６８】
実施形態において説明したように、本発明は、２つの接続対象物（基板３１、基板３２）を互いに接続する際、導通経路を支持する部分（導通経路支持部１３Ａ１）のうち、上端部及び下端部は変形するものの、フレームの内部（スリット３Ａ内）に収容される部分は変形しないので、導通経路を支持する部分のうち、フレーム内部については柔軟性が不要であることに着目したものである。つまり、導通経路を支持する部分のうち、フレーム内部については実質的に剛体でもよく、また、導通経路となる導体板の板厚が厚ければ厚いほど、第１導通経路の端子間の抵抗値を下げることができる。この考えを更に推し進めたのが本変形である。
【００６９】
第２導通経路９１Ａ１を含む柱体を例に挙げて図１８、図１９を参照して更に説明する。例えば銅合金のような導体からなる四角柱である第２導通経路９１Ａ１の上部に、第２導通経路９１Ａ１の底面と等しい底面を有するほぼ四角柱状の弾性体９２Ａ１を設ける。ただし、弾性体９２Ａ１は完全な四角柱ではなく、上部の一辺が断面が四分円状となる面取りが施されている。同様に、第２導通経路９１Ａ１の下部に、第２導通経路９１Ａ１の底面と等しい底面を有するほぼ四角柱状の弾性体９３Ａ１を設ける。弾性体９３Ａ１の下部の一辺も断面が四分円状となる面取りが弾性体９２Ａ１と同じ方向に施されている。弾性体９２Ａ１の上面から面取りした辺、第２導通経路９１Ａ１の側面、弾性体９３Ａ１の面取りした辺を経て弾性体９３Ａ１の下面をフィルム９４Ａで覆っている。フィルム９４Ａの上に、第１導通経路９５Ａ１となる導体薄膜が設けられる。フィルム９４Ａのうち、第２導通経路９１Ａ１の側面を覆う部分には貫通穴が設けられ、これら貫通穴を介して、第１導通経路９５Ａ１と第２導通経路９１Ａ１とを相互に電気的に接続する接続導通経路９８Ａ１が設けられる。接続導通経路９８Ａ１により、第１導通経路９５Ａ１のうち、フレーム３内に収容される部分の抵抗値が小さくなり、第１導通経路９５Ａ１の上端部から下端部までの全体としての抵抗値が小さくなる。その結果、コネクタ１の電流容量を大きくすることができる。本変形の他の第２導通経路を含む柱体についても同様である。
【００７０】
特に、図１５、図１７、図１９から分かるように、コンタクトユニット９０Ａ、９０Ｂをスリット３Ａ、３Ｂにそれぞれ挿入すると、スリット３Ａ、３Ｂに設けた支持突起９６Ａ１、９６Ａ２、…、９６Ａ８、９６Ｂ１、９６Ｂ２、…、９６Ｂ８が、それぞれ、支持穴９７Ａ１、９７Ａ２、…、９７Ａ８、９７Ｂ１、９７Ｂ２、…、９７Ｂ８にはまる。これにより、コンタクトユニット９０Ａ、９０Ｂはフレーム２に固定される。尚、支持突起９６Ａ２、９６Ａ３、…、９６Ａ８、９６Ｂ２、９６Ｂ３、…、９６Ｂ８、支持穴９７Ｂ２、９７Ｂ３、…、９７Ｂ８については不図示である。
【００７１】
以上、本発明について実施の形態及びその変形に即して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７２】
例えば、上述の実施形態及びその変形のコネクタでは、ひとつの柱状弾性体に８つの第1導通経路を設けている。つまり、これらのコネクタはいずれも、８芯を設けた柱状弾性体を８つ、全体としては６４芯のコネクタであるが、本発明はこれに限定されるものではない。柱状弾性体に設ける芯数、柱状弾性体の数はそれぞれ任意である。
【００７３】
上述の実施形態及びその変形では、接続対象物をどちらも基板として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、いずれか一方が例えばＬＧＡ（Ｌａｎｄ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）等の半導体パッケージであってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１  コネクタ
２  フレーム
３Ａ〜３Ｈ  スリット
４Ａ〜４Ｈ、６０、９０Ａ  コンタクトユニット
５Ａ１〜５Ａ８、６３Ａ１〜６３Ａ８、７３Ａ１、９５Ａ１〜９５Ａ８、９５Ｂ１  第１導通経路
１０Ａ、６１Ａ、７１Ａ  柱状弾性体
１１Ａ、６２Ａ、７２Ａ、９４Ａ、９４Ｂ  フィルム
１２Ａ、９７Ａ１〜９７Ａ７  支持穴
１３Ａ１〜１３Ａ８  導通経路支持部
１４Ａ１〜１４Ａ８、６５Ａ１、６５Ｂ１、７５Ａ１  支持突起
１５Ａ１  第２導通経路支持穴
１６Ａ１、６４Ａ１〜６４Ａ８、７４Ａ１、９１Ａ１〜９１Ａ８  第２導通経路
１７Ａ  連結部
１８Ａ  空間
２０Ａ、２０Ａ１、２０Ｂ１、７８Ａ、９８Ａ１  接続導通経路
３１、３２  基板
３３、３４  端子
４１〜４５  （第1導通経路の）部分
５１Ａ１、５１Ｂ１  隆起
６６、７６、７９  矢印
７７Ａ１  第３導通経路
９２Ａ１〜９２Ａ８、９３Ａ１〜９３Ａ８  弾性体
９６Ａ１、９６Ｂ１  支持突起
【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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【図１７】
2015146293.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2015146293.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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