(57)【要約】【課題】抵抗値やインダクタンスが大きくなるのを抑制し、塵埃等の悪影響を受けることなく接続を安定させ得る圧接挟持型コネクタ及びその接続構造を提供する。【解決手段】絶縁性の支持フレーム１に複数の導電接続子１０を並設し、支持フレーム１の裏面に凹部４を形成して凹部４を可撓性の絶縁フィルム６で被覆する。そして、各導電接続子１０を、支持フレーム１の厚さ方向にスライド可能に挿入される導電ピン１１と、絶縁フィルム６に支持され、導電ピン１１の末端部に接触して導電ピン１１の先端部を支持フレーム１の表面から突出させる弾性の導電接点素子１３とから構成する。導電接続子１０を、導電ピン１１と導電接点素子１３に分割し、これらを接続して最短の導通経路を確保し、導電接点素子１３の高さを抑制するので、抵抗値やインダクタンスが大きくなることがない。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の支持フレームに導電接続子を設けた圧接挟持型コネクタであって、
導電接続子を、支持フレームをスライド可能に貫通する導電ピンと、この導電ピンに接触して少なくとも導電ピンの先端部を支持フレームから露出させる弾性の導電接点素子とから構成したことを特徴とする圧接挟持型コネクタ。
【請求項２】
支持フレームの裏面に凹部を形成してこの凹部には絶縁基材を設け、この絶縁基材に、導電ピンの末端部に接触する導電接点素子を支持させた請求項１記載の圧接挟持型コネクタ。
【請求項３】
導電ピンの周面に抜け防止フランジを形成し、この抜け防止フランジを導電ピンが貫通する貫通孔の周縁部に接触させるようにした請求項１又は２記載の圧接挟持型コネクタ。
【請求項４】
第一、第二の電気接合物の電極間に、請求項１ないし３いずれかに記載の圧接挟持型コネクタを介在させて第一、第二の電気接合物を電気的に接続するようにしたことを特徴とする圧接挟持型コネクタの接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電気電子機器の電気的接続、例えば電子回路基板間、電子回路基板とＭＣＭ（マルチチップモジュール）やＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）等からなる半導体パッケージ、電子回路基板と携帯端末用のマイクやスピーカからなる電気音響部品等の電気的な導通接続に使用される圧接挟持型コネクタ及びその接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の電子回路基板間、電子回路基板とＭＣＭや半導体パッケージ、電子回路基板と電気音響部品とを電気的に導通接続する場合には、図示しないが、例えば導通接続すべき電子回路基板と半導体パッケージとの間に電気コネクタを介在し、この電気コネクタにより導通接続するようにしている。この種の電気コネクタは、例えば絶縁フィルムに、導電エラストマー製の複数の導電接点素子が所定の間隔で貫通支持されることにより構成され、電子回路基板と半導体パッケージの電極に導電接点素子の両端部をそれぞれ圧接することで電子回路基板と半導体パッケージを導通接続する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の圧接挟持型コネクタは、以上のように絶縁フィルムに導電エラストマーからなる導電接点素子が貫通支持されるが、接続の高さが１．５ｍｍ以上になると、導通経路が長くなり、抵抗値やインダクタンスの成分が大きくなるので、半導体パッケージが正常に動作しなくなるおそれが少なくない。また、半導体パッケージの電極に酸化膜や塵埃等が付着する場合には、抵抗値が上昇して接続が不安定になるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記に鑑みなされたもので、抵抗値やインダクタンスの成分が大きくなるのを抑制し、塵埃等の悪影響を蒙ることなく接続を安定させることのできる圧接挟持型コネクタ及びその接続構造を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明においては、上記課題を達成するため、絶縁性の支持フレームに導電接続子を設けたものであって、
導電接続子を、支持フレームをスライド可能に貫通する導電ピンと、この導電ピンに接触して少なくとも導電ピンの先端部を支持フレームから露出させる弾性の導電接点素子とから構成したことを特徴としている。
なお、支持フレームの裏面に凹部を形成してこの凹部には絶縁基材を設け、この絶縁基材に、導電ピンの末端部に接触する導電接点素子を支持させることが好ましい。
また、導電ピンの周面に抜け防止フランジを形成し、この抜け防止フランジを導電ピンが貫通する貫通孔の周縁部に接触させることが好ましい。
【０００６】
また、請求項４記載の発明においては、上記課題を達成するため、第一、第二の電気接合物の電極間に、請求項１ないし３いずれかに記載の圧接挟持型コネクタを介在させて第一、第二の電気接合物を電気的に接続するようにしたことを特徴としている。
【０００７】
ここで、特許請求の範囲における絶縁性の支持フレームは、平面矩形、方形、多角形、円形、楕円形、小判形等の形状に適宜形成される。導電接続子は、単列、二列、三列、所定の配列等で複数用いられるが、特に本数が限定されるものではない。また、導電ピンは、円柱形、角柱形、円錐形、円錐台形、断面略釘形等に適宜形成される。この導電ピンは、少なくともその先端部が露出したり、突出すれば良い。弾性の導電接点素子は、円柱形、角柱形、円錐台形等に適宜形成されるが、成形性や圧縮時の座屈を考慮すると、断面略六角形が好ましい。絶縁基材は、可撓性を有していても良いし、そうでなくても良い。さらに、第一、第二の電気接合物には、少なくとも各種の電子回路基板、ＭＣＭ、ＢＧＡやＬＧＡ等からなる半導体パッケージ、マイクやスピーカからなる電気音響部品、その他の電子部品が含まれる。
【０００８】
本発明によれば、第一、第二の電気接合物を電気的に接続する場合には、第一、第二の電気接合物の間に圧接挟持型コネクタを配置して導電接点素子を第一の電気接合物の電極に接触させ、導電ピンを第二の電気接合物の電極に接触させ、第一、第二の電気接合物を接近させれば、導電接点素子が変形して導電ピンをスライドさせ、第一、第二の電気接合物を接続することができる。
単一の導電接点素子を導電接続子とするのではなく、導電接続子を導電ピンと導電接点素子とに分割し、これらを組み合わせて必要に応じ高さを調整するので、長い導通経路だけではなく、短い導通経路をも形成することができ、抵抗値やインダクタンスの大きくなるのを防ぐことができる。
【０００９】
【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圧接挟持型コネクタ及びその接続構造は、図１ないし図４に示すように、絶縁性の支持フレーム１に複数の導電接続子１０を並設し、各導電接続子１０を、支持フレーム１の厚さ方向に貫通支持される導電ピン１１と、この導電ピン１１の末端部に接触して導電ピン１１の先端部を支持フレーム１の表面から突出させる弾性の導電接点素子１３とから構成され、一対の電子回路基板２０・２２間を導通接続する。
【００１０】
支持フレーム１は、図１ないし図３に示すように、所定の材料を使用して平坦な薄い長方形の板形に成形され、一対の電子回路基板２０・２２間に介在されて導通接続時の圧縮量を高さにより制御する。この支持フレーム１の材料としては、耐熱性、成形性、寸法安定性に優れる汎用のエンジニアリングプラスチックがあげられる。特に、ポリエーテルイミドやポリフェニレンサルファイドが好適に使用される。支持フレーム１は、その左右両側部に平面略半円形の取付片２がそれぞれ一体的に突出形成され、ＸＹ方向に複数の貫通孔３が所定のピッチ（例えば、０．５〜２．５４ｍｍ）で穿孔されており、この上下厚さ方向に指向する各貫通孔３に導電接続子１０の導電ピン１１が上下動可能に挿入される。
【００１１】
支持フレーム１の裏面には図１や図４に示すように、段差を備えた凹部４が凹み形成され、この凹部４の浅い外周部に、下方向に指向する複数の位置決めピン５が所定の間隔をおいて突設されるとともに、この複数の位置決めピン５には、凹部４を僅かな隙間を介して対向被覆する可撓性の絶縁フィルム６が緊張して位置決め支持されており、この絶縁フィルム６のＸＹ方向には、複数の貫通孔３に対応する貫通口７が並べて穿孔される。この薄い絶縁フィルム６としては、例えばポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルトン、ポリフェニレンスルフィド等があげられる。これらの中でも、ポリエーテルイミドが材料としては最適である。
【００１２】
各導電接続子１０の導電ピン１１は、金メッキされた導電性材料、例えば銅や真鍮等を使用してφ０．２〜０．４ｍｍ程度（ピッチ１ｍｍの場合）で高さ１．０ｍｍ程度の略円柱形に形成され、支持フレーム１の貫通孔３にその裏面側からスライド可能に挿入される。この導電ピン１１は、図１や図４に示すように、その上端部である先端部が円錐状に尖って形成され、周面下部には平面略リング形の抜け防止フランジ１２が一体的に突出形成されており、この抜け防止フランジ１２が貫通孔３の裏面周縁部に嵌合係止して過剰なスライドや脱落等を有効に規制する。導電ピン１１は支持フレーム１の表面から突出して電子回路基板２２の電極２３に接触するが、この突出量は、任意に変更可能であるものの、０．１〜０．３ｍｍ程度とされる。
【００１３】
導電接点素子１３は、図１、図４に示すように、例えばシリコーンコンパウンドに導電粒子が混在した導電エラストマーを使用して断面略六角形、算盤玉形に形成され、絶縁フィルム６の貫通口７に圧入して嵌着支持されており、平坦な下端面が支持フレーム１の裏面から０．１ｍｍ程度突出して電子回路基板２０の電極２１に弾接し、かつ平坦な上端面が導電ピン１１の下端部である末端部に直接弾接する。この導電接点素子１３は、加工性、量産性、製造コスト等を考慮して高さ１．０ｍｍ以下に形成され、ピッチ１ｍｍの場合には、大径部がφ０．６〜０．８ｍｍ、小径部がφ０．３〜０．５ｍｍ程度に形成される。導電接点素子１３は、作用する荷重が支持フレーム１の厚みにより制御されるが、経時的変化（永久歪み）を考慮すると、６０ｇ／ピン以下で使用されるのが好ましい。
【００１４】
一対の電子回路基板２０・２２は、例えばプリント基板や電子回路基板からなり、相対向する対向面に平坦な複数の電極２１・２３が配列される。
【００１５】
上記構成において、一対の電子回路基板２０・２２間を導通接続する場合には、相対向する一対の電子回路基板２０・２２間に、圧接挟持型コネクタの支持フレーム１を位置決め挟持させて各導電接点素子１３の平坦な下端面を電子回路基板２０の電極２１に弾接し、支持フレーム１から突出した各導電ピン１１の先端部を電子回路基板２２の電極２３に点接触させ、その後、圧下押圧して一対の電子回路基板２０・２２を相互に接近させれば、導電接点素子１３が圧縮変形してその弾性力により導電ピン１１を上下動させ、一対の電子回路基板２０・２２を適切に導通接続することができる。
【００１６】
上記構成によれば、各導電接続子１０を単一の導電接点素子１３とするのではなく、導電ピン１１とスペーサ機能を営む導電接点素子１３とに分割し、これらを直接接続して最短の導通経路を確保し、導電接点素子１３の高さを１．０ｍｍ以下に抑えるので、抵抗値やインダクタンスが大きくなることがない。したがって、例え全高の高い導電接続子１０の接続形態が要求される場合においても、低抵抗や低インダクタンスが大いに期待できるので、電子回路基板２０・２２が正常に動作しなくなるおそれをきわめて有効に除去することができ、高速の信号伝達にもなんら支障をきたすことがない。
【００１７】
また、導電ピン１１を電子回路基板２２の電極２３に面接触させるのではなく、導電ピン１１の鋭い先端部を電子回路基板２２の電極２３に点接触させるので、電極２３の酸化膜や塵埃等に拘わりなく、接続の安定性や伝送特性が著しく向上する。さらに、電子回路基板２２の電極２３に導電エラストマーからなる導電接点素子１３の端部が長期間接触すると固着するおそれがあるが、本実施形態によれば、電子回路基板２２の電極２３に導電接点素子１３の端部が固着することがないので、取り外して繰り返し使用することができる。さらにまた、導電接点素子１３の高さを１．０ｍｍ以下と低くするので、量産時における不良率の低減や製造コストの削減が大いに期待できる。
【００１８】
次に、図５は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、各導電ピン１１の先端部を滑らかに丸く湾曲形成するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、導電ピン１１と接触する電子回路基板２２の電極２３が損傷するのを有効に抑制防止することができるのは明らかである。
【００１９】
次に、図６は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、各導電ピン１１の先端部を複雑に尖ったクラウン形、略ジベル鋲（建築金具の一種）形に形成し、電極２３の酸化膜や塵埃等をさらに容易に破壊できるようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、導電ピン１１の先端部が鋭いので、電子回路基板２２の電極２３との接続が確実化するのは明らかである。
【００２０】
次に、図７は本発明の第４の実施形態を示すもので、この場合には、各導電ピン１１を円錐台形に形成してその先端部を円錐形にするようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、導電ピン１１の先端部が鋭いので、電子回路基板２２の電極２３との接続が確実化するのは明白である。また、導電ピン１１の傾いた周面が抜け防止フランジ１２の脱落防止や抜け機能を発揮するので、抜け防止フランジ１２を省略でき、導電ピン１１の構成の簡素化が可能になる。
【００２１】
次に、図８は本発明の第５の実施形態を示すもので、この場合には、電子回路基板２０とＭＣＭ３０とを導通接続するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、ＭＣＭ３０が正常に動作しなくなるおそれをきわめて有効に除去することができる。また、ＭＣＭ３０の電極３１に導電接点素子１３の端部が固着することがないので、ＭＣＭ３０を繰り返して使用することができる。
【００２２】
次に、図９は本発明の第６の実施形態を示すもので、この場合には、電子回路基板２０と電気音響部品４０とを導通接続するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、電気音響部品４０が正常に動作しなくなるおそれをきわめて有効に排除することができる。また、電気音響部品４０の電極４１に導電接点素子１３の端部が固着することがないので、反復使用することが可能になる。
【００２３】
なお、導電接続子１０の導電ピン１１と導電接点素子１３とは、接触可能に対向していれば良い。したがって、導電ピン１１と導電接点素子１３とは、接着していても、そうでなくても良い。また、導電接点素子１３の先端部を金属等の導電材で被覆し、この導電材を介して導電ピン１１の末端部に間接的に接触させても良い。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、抵抗値やインダクタンスの成分が大きくなるのを抑制し、塵埃等の悪影響を蒙ることなく電気的な接続を安定させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧接挟持型コネクタ及びその接続構造の実施形態を示す部分断面説明図である。
【図２】本発明に係る圧接挟持型コネクタの実施形態における支持フレームを示す平面図である。
【図３】図２の正面図である。
【図４】図３のＩＶ部を示す要部断面説明図である。
【図５】本発明に係る圧接挟持型コネクタの第２の実施形態における導電ピンを示す模式断面説明図である。
【図６】本発明に係る圧接挟持型コネクタの第３の実施形態における導電ピンを示す説明図である。
【図７】本発明に係る圧接挟持型コネクタの第４の実施形態における導電ピンを示す説明図である。
【図８】本発明に係る圧接挟持型コネクタ及びその接続構造の第５の実施形態を示す部分断面説明図である。
【図９】本発明に係る圧接挟持型コネクタ及びその接続構造の第６の実施形態を示す部分断面説明図である。
【符号の説明】
１　　　　　支持フレーム
３　　　　　貫通孔
４　　　　　凹部
６　　　　　絶縁フィルム（絶縁基材）
１０　　　　導電接続子
１１　　　　導電ピン
１２　　　　抜け防止フランジ
１３　　　　導電接点素子
２０　　　　電子回路基板（第一の電気接合物）
２１　　　　電極
２２　　　　電子回路基板（第二の電気接合物）
２３　　　　電極
３０　　　　ＭＣＭ（第二の電気接合物）
３１　　　　電極
４０　　　　電気音響部品（第二の電気接合物）
４１　　　　電極
【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】
2004047330.tif 000009
【図８】
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【図９】
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