(57)【要約】【目的】  高密度化や外部接続電極の多極化ニーズに適合し、かつ、小型で保守性の良い電気回路部材接続用のコネクタ装置を提供する。【構成】  電極５３を有する電気回路部材５１を位置決めするための位置決め部材１０と、電極に係合し得る第１の端部２１とこれに連結してその他端側に形成される第２の端部２２とを有した複数の接続部材２０と、接続部材に対して延長して接続せしめる複数のリード片３１を有した延長部材３０とを備え、連結部分２３は、コイル状のバネ体２４で構成されており、延長部材は、複数のリード片が並列状に配されており、リード片は、延長部材の上方側に露出する片端部３２を有するように構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面に略グリッド状に配置された電極を有する電気回路部材に対して電気的に接続するコネクタ装置であって、
前記電気回路部材を位置決めするための位置決め部材と；
前記位置決め部材に前記電気回路部材が前記底面を下方側にして前記位置決めされた状態において前記電極に係合し得る第１の端部と、前記第１の端部に連結してその他端側に形成される第２の端部とを有した複数の接続部材と；
前記位置決め部材の下方側に取り付けられるとともに、前記接続部材に対して延長して接続せしめる複数のリード片を有した延長部材と；
を備えており、
前記第１の端部と前記第２の端部との前記連結部分は、前記位置決め部材に前記電気回路部材が前記位置決めされたとき前記底面に対して略垂直方向に圧縮し得るコイル状のバネ体で構成されており、
前記延長部材は、複数の前記リード片が並列状に配されており、前記リード片は、前記取り付け状態においてその一端側が前記第２の端部に係合し得るように前記延長部材の上方側に露出する片端部を有する、
ことを特徴とするコネクタ装置。
【請求項２】
前記接続部材は、前記連結部分を少なくとも部分的に内包し得る略円筒状の保護部材を備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ装置。
【請求項３】
前記第２の端部は、前記連結部分を構成するコイル状の前記バネ体のその巻き内径より大きな巻き内径となるようにコイル状に成形されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタ装置。
【請求項４】
前記リード片は、前記片端部より一体的に延びる延端部を有するとともに、少なくともその１つは前記並列状態において前記片端部の隣接ピッチに対し延端部の隣接ピッチを大きくせしめる屈曲部分が形成されている、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のコネクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、例えばＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ／Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）やＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）等のグリッド状の導電性パッドや半田バンプを外部接続電極とするＩＣパッケージや、同状の導電性パッドを配するプリント回路基板等の電気回路部材を接続するためのコネクタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  近年、ＩＣパッケージ等の電気回路部材は、電子機器の小型化、高速化、大容量化等のニーズに対応し、高密度化や外部接続電極の多極化の傾向が著しい。そして、これら電気回路部材は、その製造工程における検査や試験、さらに電子機器内での使用における修理や交換等で、その接続対象物との接続、再接続を必要とされることがある。この必要性に対し、ＩＣ用ソケットに代表されるコネクタ形態の接続技術は電気回路部材の着脱を容易にするものとして実施例が多い。【０００３】  従来、この種のコネクタとしては、特開平１０−２７５６６７号公報で開示されたＩＣソケットが公知である。その形態は、概ね、一端側に円弧状バネ部が形成された複数のリードを有するリードフレームから構成されるコンタクトピンをＩＣパッケージと外部接続体との好適な接続部材とし、そのリードの他端側が接続される（プリント基板なとの）外部接続体の電気的接続端子のピッチに合うように、リードの中間部に段差部を形成させたものである。この形態により、電極間ピッチが狭いＩＣに対応するために従来使用されていたピッチ変換用の高価な多層プリント基板を不要とし、ＩＣの検査を安価に行えるものとしている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  高密度化や外部接続電極の多極化が進む電気回路部材に適合するコネクタ装置は、廉価であることは好ましいながら、電気的接続のために接続部材が外部接続電極に係合する際、その電極に対して物理的ダメージを与えない構成であるとともに小型であることが望ましい。また、接続頻度に応じて損傷などの不具合が生じやすいバネ部分の交換保守が容易であることが望ましい。しかし、これら課題を総合的に解決するコネクタ形態は少なかった。例えば、前述の特開平１０−２７５６６７号公報で開示されたＩＣソケットでは、リードの一端側に円弧状に湾曲させたバネ部の弾性によりＩＣパッケージの電極への接触圧を発生させる構成を好適とし、そのバネ部の円弧を大きく形成させるとバネ定数を小さくせしめ、電極への傷などの物理的ダメージを与えない適度な接触圧が得られることを利点としている。しかし、その利点を得るために円弧を大きく形成させることは、隣接するバネ部の干渉（電気的短絡）が起き易いためその隣接ピッチを小さくすることが難しく、より高密度（電極間が狭ピッチ）なＩＣパッケージに適合させることが困難となる。また、円弧を大きく形成させることは、ＩＣソケット自体の高さや幅を大きくさせることに繋がり、ＩＣソケットの実装スペースの拡大化を来すこととなる。さらに、この公知例のＩＣソケットにおいては、円弧状バネ部が形成されたリードの一端から他端までが一体的に繋がっているためバネ部の部分的分離が困難であり、特にＩＣソケットが外部接続体に実装（リードの他端が外部接続体の電気的接続端子に半田付けなどにより半永久的接続）されている場合は、バネ部の不具合時の正常復帰化が（半田を溶かしてＩＣソケット毎、取り外し交換するなど多大な作業工数を必要とするなど）容易でなく、保守工数を増大させることに繋がる恐れがある。
【発明の目的】
【０００５】  よって、本発明の目的とするところは、上述のごとき従来技術の有する問題点を解決するものであって、高密度化や外部接続電極の多極化ニーズに適合し、かつ、小型で保守性の良い電気回路部材接続用のコネクタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明によれば上記目的は、
底面に略グリッド状に配置された電極を有する電気回路部材に対して電気的に接続するコネクタ装置であって、
前記電気回路部材を位置決めするための位置決め部材と；
前記位置決め部材に前記電気回路部材が前記底面を下方側にして前記位置決めされた状態において前記電極に係合し得る第１の端部と、前記第１の端部に連結してその他端側に形成される第２の端部とを有した複数の接続部材と；
前記位置決め部材の下方側に取り付けられるとともに、前記接続部材に対して延長して接続せしめる複数のリード片を有した延長部材と；
を備えており、
前記第１の端部と前記第２の端部との前記連結部分は、前記位置決め部材に前記電気回路部材が前記位置決めされたとき前記底面に対して略垂直方向に圧縮し得るコイル状のバネ体で構成されており、
前記延長部材は、複数の前記リード片が並列状に配されており、前記リード片は、前記取り付け状態においてその一端側が前記第２の端部に係合し得るように前記延長部材の上方側に露出する片端部を有する、
ことにより達成される。
【０００７】  好ましくは、
前記接続部材は、前記連結部分を少なくとも部分的に内包し得る略円筒状の保護部材を備える構成とする。
また好ましくは、
前記第２の端部は、前記連結部分を構成するコイル状の前記バネ体のその巻き内径より大きな巻き内径となるようにコイル状に成形される構成とする。
またさらに好ましくは、
前記リード片は、前記片端部より一体的に延びる延端部を有するとともに、少なくともその１つは前記並列状態において前記片端部の隣接ピッチに対し延端部の隣接ピッチを大きくせしめる屈曲部分が形成される構成とする。
【作用】
【０００８】  第１の発明によれば、コネクタ装置は、位置決め部材の下方側に取り付けられた延長部材に接続部材の端部と係合し得るリード片を有する構成、すなわち、接続部材と延長部材とが（一体的ではない構造であるため）容易に分離可能な構成としており、このため、例えば、リード片の延端部がプリント基板などの外部接続体に（半永久的接続方法として多用される）半田付けによる固定状態であっても、（外部接続体から半田を溶かしてリード片を取り外す作業をすること無く）接続部材を容易に交換することができる。また、接続部材の連結部分は、単位変位量（垂直方向のバネ圧縮変位量）当たりの圧縮力いわゆるバネ定数を低く設定することが容易とされるとともに（電極の隣接ピッチの狭小化に対応する場合においても）圧縮変位時に隣接するバネ部の干渉（電気的短絡）が起き難い（好ましくは隣接ピッチより遙かに小さな巻き外径の）コイル状の（コイル状であるため圧縮方向と直交する水平方向には弾性変位が殆どない）バネ体で構成されており、このため、前述の公知例のような（隣接ピッチの狭小化が困難とされる）円弧状のバネ部の形成によらずに（電極への傷などの物理的ダメージを与えない）適度な接触圧が得られ、かつ高密度（電極間が狭ピッチ）なＩＣパッケージに適合容易な小型のコネクタ装置が提供できる。
【０００９】  また、第２の発明によれば、（好適には、導電性素材から成り、コイル状のバネ体の実質的外径より僅かに大きな内径で、かつ平滑内周面を有するよう成形された）略円筒状の保護部材が、接続部材の連結部分を少なくとも部分的に保護し得る構成とされているため、バネ部の円滑な弾性圧縮変位を可能とさせるとともに保護部材も導電路の一部として機能させることが可能となる。また、第３の発明によれば、接続部材の第２の端部と延長部材の片端部とを係合させる際に、第２の端部の内部に片端部を挿入し易くなり、接続部材の交換作業性を向上させることができる。さらに、第４の発明によれば、屈曲部分の形成により、リード片の延端部の隣接ピッチを電気回路部材の電極間ピッチより大きな（プリント基板などの）外部接続体の電気的接続端子間ピッチに（例えば、リード片の延端部が電気的接続端子に係合して半田付けなどの半永久的接続ができるように）合致させることが容易となり、コイル状バネ体を構成部材とする形態であっても、（前述の公知例における第１の発明の効果と同様に）電極間ピッチが狭い電気回路部材に対応するために使用されていたピッチ変換用の高価な多層プリント基板を不要とすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】  以下、添付図面にもとずき本発明の実施の形態を説明する。【００１１】  図１は、本発明のコネクタ装置の実施例であり、その基本形態の部分断面図を示している。コネクタ装置１は、グリッド状に配された外部接続用の電極５３を底面５２に配した電気回路部材（以下ＩＣと称する）５１を位置決めするための位置決め部材１０と、その位置決め部材１０に装着された接続部材２０と、位置決め部材１０の下方側に位置する延長部材３０を備えている。なお、通常、コネクタ装置１は、前述の公知例の実施形態に類似して押圧板、外枠体および蓋体などを有するケース（図示せず）に組み込まれ、プリント基板などの外部接続体（図示せず）に実装されて使用されるものである。【００１２】  位置決め部材１０は、ＩＣ５１が底面５２を下方（図１における下方向）側にして位置決め部材１０に（図１における矢印方向に）挿入されたとき任意の電極５３と接続部材２０とを係合可能とするようにＩＣ５１の収容位置をほぼ定めるための案内板１１と、接続部材２０を電極５３の配置に対応させ、かつＩＣ５１の底面５２に対して略垂直方向に立ち並べて整列させるための整列板１２を有している。なお、案内板１１と整列板１２とは、その上下方向（図１における上下方向）の関係において任意の距離の相対移動が可能となるように上述のケース（図示せず）に組み込まれている。【００１３】  また、位置決め部材１０の下方（図１における下方向）側には複数のリード片３１を有した延長部材３０が外枠体（図示せず）により位置決め部材１０と任意の位置関係になるようにに取り付けられており、リード片３１は、その一端側が接続部材２０の端部に係合するように並列状に配されている。【００１４】  図２（ａ）〜（ｄ）は、接続部材２０の構成を示しており、（ａ）図はバネ体の外観図、（ｂ）図は保護部材の外観図、（ｃ）図は保護部材がバネ体を部分的に内包した状態の外観図、（ｄ）図はその状態の部分断面図である。（ａ）図において、第１の端部２１と第２の端部２２を繋げる連結部分２３は、その軸方向（図２における上下方向）に圧縮し得る（好適には導電性の弾性金属線から成る）コイル状のバネ体２４にて構成されている。また、第２の端部２２は、バネ体２４のその巻き内径より大きな巻き内径となるようなコイル状のバネ形態としている。（ｂ）図において、（好適には導電性の薄肉金属素材から成る）円筒状の保護部材２５は、その内径がバネ体２４の実質的外径より僅かに大きく設定されているとともに、その内周面は摺動摩擦が低減されるように平滑に成形されている。（ｃ），（ｄ）図において、第１の端部２１と第２の端部２２とを露出させた状態にて連結部分２３を内包した保護部材２５には、その中間部分において部分的に（先細状のポンチなどの打ち込みにより形成される）凹部２６が設けられており、これによりバネ体２４が保護部材２５から脱落することを防止できる。また、このような保護部材２５を備えた構成は、（小型化のために極細の金属線から成形された）バネ体２４の変形などの外力による不具合を防止できるとともに位置決め部材１０への装着性が向上できる。【００１５】  図３は、接続部材２０が位置決め部材１０に装着された状態を拡大して示した部分断面図である。この状態は未だＩＣ５１が位置決め部材１０に位置決めされていない状態であり、接続部材１０は、第１の端部２１が案内板１１に設けられた案内孔１３の内部に突出する位置に、さらに第２の端部２２が整列板１２の下面１５より突出する位置になるように設定されている。また、接続部材１０は、その設定位置にて整列板１２の収容孔１４に圧入固定されているとともに、案内板１１との関係においては案内孔１３内で摺動可能（接続部材２０が整列板１２に固定され状態で案内板１１が下方に押し下げ可能）とされている。【００１６】  図４は、延長部材３０を示した部分断面図であり、（好適には薄肉状の金属板から成形された）導電性を有するリード片３１の片端部３２は、略板状の固定板３５の上方（図４における上方）側に略櫛歯状に露出して並列配置されており、また、リード片３１の殆どは、その中間部分においてＬ字状および逆Ｌ字状の２段階で屈曲する屈曲部分３４が形成されている。そして、その屈曲部分３４は、それに延長する延端部３３においてその隣接ピッチが（上述から関連付ければ、電極５３の隣接ピッチに対応して配置される接続部材３０の第２の端部２２の隣接ピッチと一致する）片端部３２の隣接ピッチに対してそれぞれ大きくなるように、左右外側（図４における左右）方向に向かうに連れてその屈曲延長距離（Ｌ字と逆Ｌ字の頂点間距離）を大きく設定させている。【００１７】  また、片端部３２の先端部３６の実質的外径は、先端部３６がコイル状の第２の端部２２内に挿入容易となるようにその実質的内径より小さく設定されており、さらに根元部３７の実質的外径は、根元部３７がコイル状の第２の端部２２に突き当たるようにその実質的内径より小さく設定されている。なお、延長部材３０は、電極５３のグリッド配列の縦配列数および横配列数に応じ、複数枚が積層状に（図４における前後方向に）重ねてケース（図示せず）に組み込まれものであり、そのため、固定板３５の厚みは、片端部３２の（上述から関連付ければ、電極５３の隣接ピッチに対応して配置される接続部材３０の第２の端部２２の隣接ピッチと一致する）隣接ピッチより僅かに小さくなるように設定されている。【００１８】  図５は、接続部材２０が装着された位置決め部材１０の下方側に延長部材３０が取り付けられた状態を拡大して示した部分断面図である。延長部材３０は、先細状の先端部３６が（この先端部３６を容易に受け入れられる）大口径の第２の端部２２の中に挿入された状態で、幅広状の根元部３７が第２の端部２２の最端部に突き当たり、かつ、コイル状の第２の端部２２が圧縮弾性変位する位置関係となるように上述のケース（図示せず）により付勢されて取り付けられている。【００１９】  この状態で、係合された第２の端部２２と片端部３２との当接箇所には接触圧が働いており、接続部材２０とリード片３１とは電気的に導通可能である。また、このような取り付け関係にある接続部材２０と延長部材３０とは、その一方に変形や破損などの不具合が生じた場合でも、取り外し（切り離し）が容易で、その交換や補修に多大な作業工数を必要としない形態である。【００２０】  図６は、コネクタ装置１にＩＣ５１が位置決めさ��た状態を示しており、（ａ）図はその部分断面図、（ｂ）図はＩＣ５１との接続部分の部分断面拡大図である。略半球状の半田バンプの電極５３が配されたＩＣ５１は、案内板１１の凹状の位置決め穴１６に挿入され、さらに上方（図６における上方）から上述のケース（図示せず）の押圧板（図示せず）により下方（図６における下方向）に向けて押圧されている。【００２１】  位置決め穴１６の側壁１７によりほぼ位置決め規制されたＩＣ５１は、電極５３を受け入れるように設けられた案内孔１３によりさらに（電極５３が案内孔１３によりさらに位置決め規制されるため）位置決め精度が高められており、電極５３と第１の端部２１とが確実な係合を果たせる構成としている。【００２２】  また、（ｂ）図において、電極５３との当接により下方（図６における下方向）に押し下げられたバネ体２４は、その圧縮弾性変位により上方（図６における上方向）に反発力が付勢し、電極５３と第１の端部２１との当接部には、接触圧が働いている。そして、この接触圧は、バネ定数を小さくせしめることが容易なコイル状のバネ体２４から付勢されているため、電極への傷などの物理的ダメージを与えない適度な圧力に設定されている。【００２３】  なお、本発明の実施例において、ＩＣ５１は、略半球状バンプを電極とするＢＧＡタイプのパッケージ形態としたが、導電性パッドを電極とするＣＳＰタイプのパッケージ形態に対しても実施可能であり、パッケージ形態の種類に応じて、例えば、案内孔１３をさらに小径にしたり、第１の端部２１において（好適には先細状接触部を有する）剛性導電物を付属させる形態に変更しても良い。また、保護部材２５は、中空パイプ状の形態としたが、スリ割りを加えた形状としても良く、凹部２６によるバネ体２４の脱落防止形態を、バネ体自体の圧入や接着により脱落防止とする形態に変更しても良い。さらに、上述の実施例において説明した詳細構成について、本発明の範囲から逸脱することなく、変更を加えても良い。
【発明の効果】
【００２４】  以上説明したように、コイル状のバネ体を含む接続部材と、リード片を有した延長部材とが、係合し得るように構成された本発明によれば、小型化が容易で、接続される電気回路部材にダメージを与えず、かつ、保守性が良いとともに廉価化に繋がり得るコネクタ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるコネクタ装置の実施例の基本形態を示した部分断面図
【図２】  図１のコネクタ装置を構成する接続部材を示した外観図および断面図
【図３】  図２の接続部材がコネクタ装置を構成する位置決め部材に装着された状態を示した部分断面拡大図
【図４】  図１のコネクタ装置を構成する延長部材を示した部分断面図
【図５】  図１のコネクタ装置を構成する接続部材と延長部材とが係合した状態を示した部分断面拡大図
【図６】  図１のコネクタ装置に電気回路部材（ＩＣ）が位置決めされた状態を示した部分断面図および部分断面拡大図
【符号の説明】
１  コネクタ装置
１０  位置決め部材
２０  接続部材
２１  第１の端部
２２  第２の端部
２３  連結部分
２４  バネ体
２５  保護部材
３０  延長部材
３１  リード片
３２  片端部
３３  延端部
３４  屈曲部分
５１  電気回路部材（ＩＣ）
５２  底面
５３  電極
【図１】
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【図２】
2005116489.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005116489.tif 000006
【図５】
2005116489.tif 000007
【図６】
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