(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化、高密度化、高性能化を実現したコネクタを提供する。【解決手段】マイクロ電子ボールグリッドアレイコネクタ１０は、直径が１ｍｍ未満であるシリンダ１２を備え、シリンダ１２は、シリンダ壁が拡張できるようするために、出入り口端からシリンダ１２の長辺に沿って延在する複数のスロット１５，１６，１７，１８を具え、各スロットは1つの出入り口付近だが該出入り口ではない位置に切開部２２，２３，２４，２５を有し、それがスロットを横断する移動止めを形成しているため、ボールが出入り口端に挿入されたときに、シリンダ１２の内径よりも直径が大きいボールを移動止めが捕らえて保持できるようになる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
直径が１ｍｍ未満であり第１出入り口端と第２出入り口端とを有するシリンダを備えるととともに、
シリンダ壁が拡張できるようにするために、前記第１出入り口端と第２出入り口端から前記シリンダの長辺に沿ってらせん状に延在する複数のスロットと
を備え、各スロットは前記出入り口付近だが前記出入り口ではない位置に切開部を有し、それがスロットを横断する移動止めを形成しており、ボールが前記出入り口端に挿入されたときに、シリンダの内径よりも直径が大きいボールを、前記移動止めが捕らえて保持できることを特徴とするボールグリッドアレイコネクタ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、小型の電気コネクタに関し、特に直径が１ミリメートル未満、より詳細には直径が０．５ミリメートル程度の寸法であるシリンダ形ボールプラグとソケットを含むボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）コネクタとして知られる部類のマイクロ電子コネクタに関する。一般にそのようなソケットとプラグは、中心から中心への間隔が２ミリメートル未満のピッチであるアレイ内に露出している。
【背景技術】
【０００２】
コネクタは、種々の半導体集積回路（ＩＣ）、プリント基板、システムボード、バックプレーン、ケーブルなどのマイクロ電子デバイスを配線するために広く用いられている。ソケットは、ある電子デバイスの端子を、プリント基板の対応する接触子又はその他の電気的配線手段に接続するために用いられるコネクタである。ソケットは、プラグアレイの凸形素子を係合するための凹形素子のアレイであることが多い。さらにソケットは、（ａ）電子デバイスの性能検査システム（各種の端子及び構成を持つ検査下の装置（ＤＵＴ：device under test）を接続するために、各種取り合わせたソケット群が開発されている）、又は（ｂ）温度を上げての電子デバイスのバーンインのためのシステムに通常用いられている。ケーブルコネクタは、電気ケーブルの端子アレイを、一群の並列電気配線した導体又はその他の導体に接続するために一般に用いられる、別の種のコネクタである。バックプレーンコネクタ及びインターボードコネクタは、1つのプリント基板の端子アレイを、別のプリント基板の対応する端子アレイに接続するために用いられる更に別の種のコネクタである。
【０００３】
ＩＣを嵌めこむために用いられる部類のコネクタは、電子産業において特殊化しており重要である。ＩＣパッケージング向けのＢＧＡ端子の昨今の発展により、端子数及び面密度を増やすためにＢＧＡに適合させた新規かつ多様なソケットが使用されるようになった。ＢＧＡソケットはいくつかの方向に展開してきた。1つのタイプは、各ボールの側面に接触するカム駆動ばね線の使用を伴う。ソケットの高コストが容認される或る種の適用例では、ＢＧＡソケット内でばねピンあるいはＰｏｇｏ（登録商標）ピンが使用されるべく適合された。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
ＢＧＡソケットは型打ち成形ばねを用いてもよく、それはＢＧＡの各ボールを可動固定して、ばねコネクタを圧迫して嵌合ボールに接触させるために必要な機械的コンプライアンスの何らかの方策を与える。型打ち成形ばねの変形例は、２つ又はそれ以上の成形ばねを用いて各ボールを把持し、それによりボールを機械的に保持しながら正の電気的接触をなすように構成されている。機械的型打ち成形ばねの小型化と密度は、現行の能力では一定のサイズに限定される。型打ち成形ばねの製造技術は進歩し続けているが、そのようにして形成された接触子を持つソケットは、非常に小型化したばねを型打ち成形する複雑さゆえに密度が限られる。さらに、型打ち成形ばねの機械的コンプライアンスは、ボールの基板に対して直角な垂直方向では、一般に少ない。垂直方向におけるコンプライアンスの少なさのために、小型の型打ち成形ばねは接触子支持体の、嵌合するボールに対する動きに適合することができないことがあり、したがって振動、機械的衝撃負荷と勢力、ひずみその他によって、コネクタをボールの表面で上滑りさせてしまう。当業では、1つの接触子の、その嵌合接触子に対する微細な動きが繰り返されると、接触不良につながる溶解や微粒子破片の蓄積を引き起こすことが知られている。
【０００５】
ＢＧＡソケットはまた、らせん線束、エラストマー材料製の線、カンチレバーばね、リソグラフィーで形成された平ばね、及び嵌合ボールに垂直に力を加える他の接触子によってボールの底部領域に電気的接触をなす接触子を付けて構築されてきた。垂直の力は、ＢＧＡのボールの間で良好な接続をなすために必要であり、そのような接触子は、多数のボール又はバンプがあるＢＧＡパッケージでは重要である。例えば、１２００個の接触バンプに垂直に力を加えるＢＧＡソケットのクランプ力は３０Ｋｇであり、それが各接触バンプに適切な接触を達成するために必要である。垂直な力を加えることにより接触をなすＢＧＡソケットによって必要なクランプ力は、接触バンプの数が数千個規模に増えるにつれ、ますます問題となってきている。
【０００６】
電子デバイスの密度と速度の進化は、コネクタにさらなる要求をもたらしている。特に、電子システムの配線密度の継続的な増加は、単位面積当たりの接触子の個数によって定められるコネクタの密度も相応に進化させることを要求している。さらに、周波数とクロック速度が高まると、コネクタのサイズと自己インダクタンスが、システム性能への重要な制限要素となってきている。将来の電子システムには、低インダクタンスに加えてインピーダンス制御とシールディング面の進歩が要求される。
【０００７】
上記を考慮すると、従来技術で種々のコネクタ技術が利用できるにも拘らず、当技術分野では、小型化、高密度化、高性能化に係る上記に特定した要求のうち1つ又は複数を満足するコネクタに対する必要が常に存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
電気的接続用のボールグリッドアレイコネクタは、直径が１ｍｍ未満、一般には直径が約０．５ｍｍで、肉厚が約０．００５ｍｍのシリンダであり、シリンダ壁が拡張してシリンダが圧縮伸張できるようにするために、端からシリンダに沿ってらせん状に延在する複数のスロット、一般には４つのスロットを具えた２つの端を有し、各スロットは出入り口付近だが出入り口ではない位置に切開部を有し、それがスロットを横断する移動止めを形成し、その結果、ボールが出入り口端に挿入されたときに、シリンダの内径よりも直径が大きいボールを移動止めが保留して保持できる。対向端が同様に形成されており、それによってスロットが割れ目を形成するように配置されて各端でボールを受け止めるコンパクトな構造を形成し、さらにはコイルばねをまねてシリンダの長手方向の弾性を高める。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１〜図５を参照すると、電気接続用のボールグリッドアレイコネクタ１０は、直径が１ｍｍ未満、一般に直径が約０．５ｍｍのシリンダ１２であり、肉厚が約０．００５ｍｍの壁１４を備え、その壁１４は、出入り口２０からシリンダ１２の長辺に沿ってらせん状に延在する一般には８つの、それより多くても少なくてもよい、多数のスロット１５〜１８，１１５〜１１８を有し、割れ目となるように配置されたスロット１５〜１８、１１５〜１１８の間でシリンダ壁１４が拡張し、また、シリンダ１２の長軸に沿って弾性的に圧縮し、伸張することができ、それによってアレイ内にあるときにコネクタ１０が長さの変化に対応することができる。
【００１０】
本考案によれば、各スロット１５〜１８、１１５〜１１８は出入り口２０、１２０付近であるが出入り口２０、１２０ではない位置に切開部２１〜２４、１２１〜１２４（図）を有する。切開部は対になって（例えば２２，２３又は１２２、１２３）、スロット１６、１１６を横断する移動止めを形成し、その結果、移動止めがボール２６、２６’を捕らえて保持できる（図５）。ボール２６、２６’は、ボールが出入り口２０、１２０に挿入されたときにシリンダ１２の内径よりも大きい直径でなければならない。
【００１１】
作動時、ボール２６、２６’は出入り口２０、１２０に挿入され、ボール２６、２６’が例えば２２，２３、１２２、１２３の切開部対によって形成される移動止めに達するまでシリンダ１２の壁を拡張する。圧力下にあるとき、シリンダ１２はコイルばねのように圧縮する。するとボール２６、２６’は移動止め内に収まる。各切開部２２，２３と１２２、１２３の内側隆起縁３０，３１は鋭利であり、そのためボール２６、２６’を係合し、ボール２６、２６’を削りさえして、表面汚染や腐食の場合には電気抵抗を低減し、導電性を増す。
【００１２】
拮抗する戻し力がボール２６、２６’を解除するまでシリンダ１２内にボール２６、２６’を確実に保持するために十分な内向きの力を、導電性シリンダ１２の壁の固有の弾性、金属又は金属合金が生み出す。ボール２６、２６’に戻し力がかかったとき、らせん状のスロットはシリンダ１２を拡張させ、移動止めに、ボール２６、２６’に対するより大きな保持力をかける。この力は、ボール２６の図示していない機械的接続によって達成されているといえる。戻し力が十分である場合、移動止めと関連するらせん状スロットはボール２６、２６’を解放する。
【００１３】
本考案を特定の実施形態に言及して説明してきた。他の実施形態も当業者には自明であろう。したがって、本考案を請求の範囲以外で限定する意図はない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本考案による４スロットコネクトの斜視図である。
【図２】本考案によるコネクタの正面図であり、左方、右方、後方図も同一である。
【図３】本考案によるコネクタの底面図である。
【図４】本考案によるコネクタの頂面図である。
【図５】本考案に従って挿入されたボール端子コネクタの例を示した、本考案によるコネクタの側面図である。
【符号の説明】
【００１５】
１０  ボールグリッドアレイコネクタ
１２  シリンダ
１４  壁
１５−１８  スロット
２０  出入り口
２１−２４  切開部
２６  ボール
３０、３１  内側隆起縁
【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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【手続補正書】
【提出日】平成20年10月9日(2008.10.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
直径が１ｍｍ未満であり第１出入り口端と第２出入り口端とを有するシリンダを備えるととともに、
前記第１出入り口端と第２出入り口端から前記シリンダの長辺に沿ってらせん状に延在するシリンダ壁を拡張できる複数のスロットとを備え、
各スロットは前記出入り口付近だが前記出入り口ではない位置にスロットを横断する切開部を有し、この切開部が、シリンダの内径よりも直径が大きい前記出入り口端に挿入されるボールの移動止めを形成することを特徴とするボールグリッドアレイコネクタ。