(57)【要約】【課題】接続抵抗の上昇や接続の不安定化を抑制し、使用治具の強度増強やバックアッププレートを特に要しない電気コネクタを提供する。【解決手段】対向する一対の実装基板１の間に位置する絶縁性の基材１０と、基材１０に並べて貫通支持され、一対の実装基板１の導電接点２間に介在する複数の導電接続子２０とを備える。そして、各導電接続子２０の両端面２１から円柱形の接点ピン３０を上下方向に突出させ、各接点ピン３０の径を導電接続子２０の端面径よりも小さくする。導電接続子自体を先細りに形成するのではなく、導電接続子２０の接続端部に接点ピン３０を一体化して盛り上げた形状とするので、導体体積が小さくなるのを有効に防ぐことができ、接続抵抗の上昇を抑制防止できる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の導電接点の間を電気的に接続する電気コネクタであって、
複数の導電接点の間に介在される導電接続子を備え、この導電接続子の少なくとも一端面から接点ピンを突出させ、この接点ピンの幅を導電接続子の一端面の幅よりも狭くしたことを特徴とする電気コネクタ。
【請求項２】
接点ピンの接続端面の面積を、導電接点面積の７０〜９５％の範囲とした請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項３】
少なくとも接点ピンの接続端面に、微細の金属粒子を分散させた請求項１又は２記載の電気コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、実装基板と半導体パッケージ、あるいは複数の実装基板間等を電気的に接続する電気コネクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気コネクタは、図５に示すように、対向する一対の実装基板１の間に介在する絶縁性の基材１０と、この基材１０に並べて貫通支持され、各実装基板１の導電接点２に弾接する複数の導電接続子２０とから構成される（特許文献１参照）。
各実装基板１は、その表面に複数の導電接点２が並設されるとともに、各導電接点２を略陥没状態で露出させるレジスト層３が覆着され、このレジスト層３の開口部が各導電接点２の周縁部に重なって包囲する。また、各導電接続子２０は、弾性の断面略六角形に形成され、上下両端面である接続両端面がそれぞれ円形に形成される。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第６３４８６５９Ｂ１明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電気コネクタは、以上のように構成され、実装基板１のレジスト層３から露出した導電接点２に、導電接続子２０を単に圧接して導通接続を得るようにしているので、以下のような問題がある。先ず、導電接続子２０を先細りに小さく形成してその接続端面を圧接しようとすると、導電接続子全体の体積が小さくなるので、導体体積が小さくなり、接続抵抗が上昇してしまうという問題がある。また、導電接続子２０を極細に小さく形成すると、座屈が生じて接続の不安定化を招くおそれがある。
【０００５】
係る問題を解消する手段としては、導電接続子２０の接続端部を拡径に形成してその接続端面をレジスト層３の開口部周縁にも接触させる方法が考えられるが、そうすると、下方に位置する導電接点２とその周囲のレジスト層３との間に段差があるので、接続姿勢が不安定になるという問題を生じる。この点に鑑み、確実な導通接続を確保するために強く圧接しようとすると、使用治具の強度を上げたり、実装基板１の下面にバックアッププレートを配置しなければならなくなる。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みなされたもので、接続抵抗の上昇や接続の不安定化を抑制することができ、しかも、使用治具の強度増強やバックアッププレートを特に必要としない電気コネクタを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上記課題を達成するため、複数の導電接点の間を電気的に接続するものであって、
複数の導電接点の間に介在される導電接続子を備え、この導電接続子の少なくとも一端面から接点ピンを突出させ、この接点ピンの幅を導電接続子の一端面の幅よりも狭くしたことを特徴としている。
【０００８】
なお、接点ピンの接続端面の面積を、導電接点面積の７０〜９５％の範囲とすることができる。
また、少なくとも接点ピンの接続端面に、微細の金属粒子を分散させることもできる。
【０００９】
ここで特許請求の範囲における導電接点としては、電気接合物の導電接点、具体的には、実装基板（回路基板やプリント基板等）の導電接点や半導体パッケージの導電接点等があげられる。導電接点が実装基板の導電接点の場合、実装基板上にレジスト層が形成されていても、形成されていなくても良い。また、導電接続子は、単数複数いずれでも良く、その少なくとも一端面から接点ピンが突出していれば良く、両端面から接点ピンがそれぞれ突出しても良い。この導電接続子と接点ピンとは、異なる硬度でも良いし、同一の硬度とすることもできる。導電接続子は、円柱形、角柱形、円錐台形、角錐台形等とすることができる。また、接点ピンは、円柱形、角柱形、円錐台形、角錐台形、略半球形等とすることが可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明すると、本実施形態における電気コネクタは、図１ないし図４に示すように、上下方向に相対向する一対の実装基板１の間に位置する基材１０と、この基材１０に並べて貫通支持され、一対の実装基板１の電極である導電接点２間に介在する複数の導電接続子２０とを備え、各導電接続子２０の両端面２１から接点ピン３０をそれぞれ上下方向に段付きに突出させ、各接点ピン３０の径を導電接続子２０の端面径よりも小さくするようにしている。
【００１１】
各実装基板１は、図１や図２に示すように、その表面に四角い複数の導電接点２が所定の間隔で並設されるとともに、各導電接点２を略陥没状態で露出させるソルダーレジストからなるレジスト層３が覆着され、このレジスト層３の四角い開口部が各導電接点２の周縁部に重なって包囲する。
【００１２】
基材１０は、絶縁性を有するシート、フィルム、樹脂プレートからなり、ＸＹ方向に導電接続子２０用の複数の貫通孔が所定の間隔をおいて穿孔される。この基材１０の材料としては、汎用のエンジニアリングプラスチック、例えばＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＩ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ポリイミド、ガラスエポキシ、液晶ポリマー等があげられる。基材１０の可撓性や弾性の有無は特に問うものではない。
【００１３】
各導電接続子２０は、図１に示すように、所定の導電性エラストマーを使用して一対の円錐台を組み合わせた弾性の断面略六角形に形成され、上下面である両端面２１が平坦な円形に形成されており、上下方向に圧縮されることにより一対の実装基板１を導通接続する。導電性エラストマーは、絶縁性エラストマーに導電粒子が配合されることにより製造される。絶縁性エラストマーとしては、硬化前に流動性を有し、硬化により架橋構造を有する各種のエラストマー（常温付近でゴム状弾性を有するものの総称）が使用される。
【００１４】
具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ポリウレタンゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ポリエステル系ゴム、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム、天然ゴム等があげられる。また、これらの独立・連泡の発泡体等も該当する。これらの中でも、電気絶縁性、耐熱性、圧縮永久歪み、加工性等に優れるシリコーンゴムが最適である。
【００１５】
導電粒子としては、球状、粒状、あるいはフレーク状のタイプ等があげられる。具体的には、金、銀、銅、プラチナ、パラジウム、ニッケル、アルミニウム等の金属単体、あるいはこれらの合金からなる粒子の他、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、これらの焼成品、カーボン、セラミックス、シリカ等の無機材料を核として表面が上記金属によりメッキ、蒸着、スパッタ等の方法で被覆された粒子があげられる。これらの中でも、耐環境特性やコストの観点から、シリカを核材としてニッケルメッキを施し、さらにこの表面に金メッキを施した球状の導電粒子が好ましい。
【００１６】
各導電接続子２０の両端面の面積２１Ａは、レジスト層３の開口部から露出した導電接点２の面積２Ａ、換言すれば、レジスト層３の開口面積の１００〜１２０％の範囲とされる。これは、面積２１Ａが導電接点面積２Ａの１００％未満の場合には、導通抵抗を低減させることができないからである。逆に、面積２１Ａが導電接点面積２Ａの１２０％を超える場合には、圧縮荷重の増大を招いたり、コスト削減を図ることができなくなるからである。
【００１７】
各接点ピン３０は、図１ないし図４に示すように、上記と同様の導電性エラストマーを使用して円柱形に形成され、導電接続子２０と同様の硬度（例えば７５°Ｈｓ）で導電接続子２０の端面２１に一体化されており、導電接点２に弾接して導通を確保するよう機能する。この接点ピン３０は、その高さ（厚み）３０Ｈが導電接点２の表面からレジスト層３の表面までの高さ（厚み）３Ｈの１２０〜２００％以上、好ましくは１２０〜１５０％以上に設定される（図２参照）。これは、接点ピン３０の高さ３０Ｈが係る範囲から逸脱すると、接触面積の減少や座屈が生じるからである。
【００１８】
接点ピン３０の平坦な接続端面の面積３０Ａは、レジスト層３の開口部から露出した導電接点２の面積２Ａ、換言すれば、レジスト層３の開口面積の７０〜９５％の範囲とされる。これは、面積３０Ａが導電接点面積２Ａの７０％未満の場合には、導通抵抗を低減させることができないからである。逆に、面積３０Ａが導電接点面積２Ａの９５％を超える場合には、導電接続子２０の圧縮荷重や位置決め時に支障を来たすおそれがある。接点ピン３０の接続端面の面積３０Ａは、導電接点２の端面面積２Ａ、あるいは導電接続子２０の端面面積２１Ａの８０％以下が好ましい（図３、図４参照）。これは、面積３０Ａが８０％を超える場合、導電接続子２０の圧縮荷重の増大を招くという理由に基づく。
【００１９】
上記構成によれば、導電接続子２０自体を先細りに形成するのではなく、導電接続子２０の接続端部に専用の接点ピン３０を一体化して段付きに盛り上げた形にするので、簡易な構成で導体体積が小さくなるのをきわめて有効に防ぐことができ、接続抵抗の上昇を抑制防止することができる。また、導電接続子２０の接続端部に座屈が生じて接続の不安定化を招くおそれもない。また、導電接続子２０の接続端部を拡径に形成する必要もないので、レジスト層３の干渉を排除することができ、これを通じて接続姿勢の安定化を図ることができる。
【００２０】
さらに、接続姿勢が安定するので、強く圧接する必要が全くなく、使用治具の強度を上げたり、実装基板１の下面にバックアッププレートを配置する必要もない。さらにまた、接点ピン３０を導電接続子２０と同様の硬度とすれば、安定性の大幅な向上が期待できる。
【００２１】
なお、上記実施形態では導電接続子２０と接点ピン３０とを同様の硬度としたが、なんらこれに限定されるものではなく、これらの弾性率を相違させるようにしても良い。例えば、導電接続子２０を高硬度（例えば、５０°〜８０°Ｈｓ）とし、接点ピン３０を柔軟な低硬度（例えば、３０°〜５０°Ｈｓ）として実装基板１に対する追従性を向上させたり、導電接点２になじませたり、あるいは導体抵抗を確保しつつ接続抵抗を低減しても良い。
【００２２】
逆に、導電接続子２０を低硬度（例えば、３０°〜５０°Ｈｓ）とし、接点ピン３０を高硬度（例えば、５０°〜８０°Ｈｓ）として導通抵抗を低減することも可能である。導電接続子２０や接点ピン３０の硬度を係る範囲とするのは、硬度が３０°Ｈｓ未満の場合には、圧縮永久歪や製造性が悪化し、逆に硬度が８０°Ｈｓを超える場合には、高い圧縮荷重を要することになるからである。
【００２３】
さらに、上記実施形態では接点ピン３０を単に示したが、接点ピン３０やその接続端面に、高硬度を有する微細の金属粒子を複数分散させても良い。こうすれば、導通効果のみならず、導電接点２に摺接して清浄するクリーニング効果も大いに期待できる。この場合、接点ピン３０の硬度は、高くても低くても良い。また、金属粒子の粒径は５〜５０μｍの範囲が好ましい。これは、５μｍ未満の場合には、クリーニング効果を期待することができず、逆に５０μｍを超える場合には、成形性が悪化するからである。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数の導電接点の間に介在される導電接続子を備え、この導電接続子の少なくとも一端面から接点ピンを突出させ、この接点ピンの幅を導電接続子の一端面の幅よりも狭くするので、接続抵抗の上昇や接続の不安定化を抑制することができるという効果がある。また、使用治具の強度を増強したり、バックアッププレート等を用意する必要性を有効に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気コネクタの実施形態を示す模式断面説明図である。
【図２】本発明に係る電気コネクタの実施形態における導電接続子の一部と接点ピンの導通状態を示す模式断面説明図である。
【図３】本発明に係る電気コネクタの実施形態における導電接続子の一部と接点ピンを示す模式説明図である。
【図４】本発明に係る電気コネクタの実施形態における導電接続子と接点ピンの面積関係を示す模式説明図である。
【図５】従来の電気コネクタを示す模式断面説明図である。
【符号の説明】
１　　　　　実装基板
２　　　　　導電接点
２Ａ　　　　導電接点の面積
３　　　　　レジスト層
１０　　　　基材
２０　　　　導電接続子
２１　　　　導電接続子の端面
２１Ａ　　　導電接続子の端面の面積
３０　　　　接点ピン
３０Ａ　　　接点ピンの端面の面積
３０Ｈ　　　接点ピンの高さ
【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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