(57)【要約】本発明は、ばねの性質を有する第１部材と、第１部材の少なくとも一部の回りに巻かれた第２部材とを提供する。第２部材は、第１部材より良好な導電性を有する。一実施形態では、導体は、ばねの少なくとも一部の回りに巻かれる。他の実施形態では、ばねは、コイルまたはらせんに形成され、ワイヤが、らせんばねの少なくとも一部の回りに巻かれる。この実施形態の１つの形態では、ばねは、複数のターンを有し、ワイヤは、ターンの少なくとも２つの回りに巻かれる。この実施形態の他の形態では、ばねは、複数ターンを有し、ワイヤは、ターンのすべての回りに巻かれる。インタポーザコネクタも提供され、上面および底面と、フレームの上面および底面の上に開いているパターンに構成された複数の開口部とを有する。複数のばねが提供され、各ばねは、ばねの少なくとも一部の回りに巻かれた導体を有し、導体は、ばねより良好な導電性を有する。ばねの１つが、開口部のそれぞれの内部に配置され、それにより、導体のそれぞれの少なくとも一部が、フレームの上面および底面の上に露出される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ばねの性質を有する第１部材と、前記第１部材の少なくとも一部の回りに巻かれた第２部材とを備え、前記第２部材が、前記第１部材より良好な導電性を有することを特徴とする電気接触子。
【請求項２】
少なくとも一部の回りに巻かれた導体を有するばねを備え、前記導体が、前記ばねより良好な導電性を有することを特徴とする電気接触子。
【請求項３】
前記ばねが、複数のターンを有し、前記導体が、前記ターンの少なくとも２つの回りに巻かれたワイヤであり、前記ワイヤが、前記ばねより著しく良好な導電性を有することを特徴とする請求項２に記載の電気接触子。
【請求項４】
前記ばねが、複数のターンを有し、前記導体が、複数の第２ターンを形成するように、前記ターンの少なくとも２つの回りに巻かれたワイヤであることを特徴とする請求項２に記載の電気接触子。
【請求項５】
前記ばねが、複数の第１ターンを有し、前記導体が、複数の導体ターンを形成するように、前記ターンのほぼすべての回りに巻かれたワイヤを備えることを特徴とする請求項２に記載の電気接触子。
【請求項６】
前記ばねが、複数のターンを含んでいるコイルを備え、上部ターンと底部ターンとを画定し、前記導体が、前記ばねの少なくとも前記上部ターンと前記底部ターンとの回りに巻かれることを特徴とする請求項２に記載の電気接触子。
【請求項７】
前記複数の導体ターンが、複数の湾曲外向き接触面を提供することを特徴とする請求項５に記載の電気接触子。
【請求項８】
前記ばねが、らせんばねを備え、前記導体が、前記らせんばねの少なくとも一部の回りに巻かれたワイヤを備え、前記ワイヤが、前記らせんばねより良好な導電性を有することを特徴とする請求項２に記載の電気接触子。
【請求項９】
前記導体が、凹み、リブ、または起伏の少なくとも１つである外表面を備えることを特徴とする請求項２に記載の電気接触子。
【請求項１０】
前記湾曲外向き接触面が、接触パッド上でのワイピング作用を生成することを特徴とする請求項２に記載の電気接触子。
【請求項１１】
前記ばねが、内部金属コアと外部金属ジャケットとを有するバイメタル材料から形成され、前記外部金属ジャケットが、前記内部金属コアより良好な導電性を備えることを特徴とする請求項２に記載の電気接触子。
【請求項１２】
前記ばねの少なくとも一部の回りに巻かれた導体を有するばねを備え、前記導体が、前記ばねより良好な導電性を有し、かつ前記ばねが、少なくとも２つのコイルを備えることを特徴とする電気接触子。
【請求項１３】
弾性エネルギーを貯蔵する手段と、前記弾性エネルギーを貯蔵する手段の少なくとも一部の回りに巻かれた、電気を伝導する手段とを備え、前記電気を伝導する手段が、前記弾性エネルギーを貯蔵する手段より良好な導電性を有することを特徴とする電気接触子。
【請求項１４】
前記ばねの少なくとも一部の回りに巻かれた少なくとも１つの導体を有するばねを備え、前記少なくとも１つの導体が、前記ばねより良好な導電性を有することを特徴とする電気接触子。
【請求項１５】
前記ばねの少なくとも一部の回りに巻かれた少なくとも２つの導体を備えることを特徴とする請求項１４に記載の電気接触子。
【請求項１６】
上面および底面と、前記上面および前記底面の上に開いているパターンに構成された複数の開口部とを有するフレームと、
それぞれが、ばねの少なくとも一部の回りに巻かれた導体を有する複数のばねであって、前記導体が、ばねより良好な導電性を有し、ばねの１つが、前記開口部のそれぞれの内部に配置され、それにより、前記導体のそれぞれの少なくとも一部が、前記フレームの前記上面および前記底面の上に露出される複数のばねとを備えることを特徴とするインタポーザ。
【請求項１７】
前記複数のばねのそれぞれが、上部ターンと底部ターンとを含んでいる複数のターンを備え、前記導体が、前記ばねの前記上部ターンと前記底部ターンとの少なくとも回りに巻かれることを特徴とする請求項１６に記載のインタポーザ。
【請求項１８】
前記上部ターンが、前記フレームの前記上面の上に露出され、前記底部ターンが、前記フレームの前記底面の上に露出されるように、前記複数のばねのそれぞれが、配向されることを特徴とする請求項１７に記載のインタポーザ。
【請求項１９】
前記複数のばねのそれぞれが、複数の第１ターンを有し、前記導体が、複数の導体ターンを形成するように、前記ターンのほぼすべての回りに巻かれたワイヤを備えることを特徴とする請求項１７に記載のインタポーザ。
【請求項２０】
前記複数のばねのそれぞれが、複数のターンを含み、上部ターンと底部ターンとを画定し、前記導体が、前記ばねの少なくとも前記上部ターンと前記底部ターンとの回りに巻かれることを特徴とする請求項１９に記載のインタポーザ。
【請求項２１】
前記複数の導体ターンが、複数の湾曲外向き接触面を提供することを特徴とする請求項１９に記載のインタポーザ。
【請求項２２】
前記複数のばねのそれぞれが、上部ターンと底部ターンとを含んでいる複数のターンを備え、前記導体が、前記複数のターンのすべての回りに巻かれることを特徴とする請求項１９に記載のインタポーザ。
【請求項２３】
前記上部ターンが、前記開口部を画定する前記前記フレームの一部と係合し、かつ前記底部ターンが、前記開口部を画定する前記フレームの他の部分と係合するように、前記複数のばねのそれぞれが、配向されることを特徴とする請求項１９に記載のインタポーザ。
【請求項２４】
第１表面および第２表面と、前記第１表面および前記第２表面の上に開いているパターンに構成された複数の開口部とを有するハウジングと、
それぞれが、前記ばねの少なくとも一部の回りに巻かれた導体を有する複数のばねであって、前記導体が、ばねより良好な導電性を有し、前記導体のそれぞれの少なくとも一部が、ハウジングの前記第１表面および第２表面とにおいて露出されるように、ばねの１つが、前記開口部のそれぞれの内部に配置される複数のばねとを備えることを特徴とする電気コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、一般に、一般的な電気相互接続装置に関し、より具体的には、集積回路パッケージと基板との間、または電気コネクタと基板との間の電気的界面における接触に関する。
【０００２】
（発明の背景）
ＬＳＩ／ＶＬＳＩタイプの半導体装置を収容する高密度集積回路（ＩＣ）パッケージが、周知である。そのようなＩＣパッケージの入力／出力ピンは、しばしば高密度パターン（時には２００を超える密接配置接触）に構成されるために、ＩＣパッケージを印刷配線板または印刷回路板（ＰＣＢ）などの基板に直接はんだ付けすると、その結果生じるはんだ付け不良の検査および修正に関するいくつかの重要な問題が起こる。
【０００３】
ＩＣパッケージをＰＣＢに相互接続するランド格子アレイ（ＬＧＡ）コネクタが周知である。ＬＧＡは、通常、ＰＣＢとの係合中にはんだ付けプロセスを必要としない。図１を参照すると、従来の技術のＬＧＡアセンブリを使用して、底面上に形成された複数の平坦接触パッド１２を有するＩＣパッケージ７を、ＰＣＢ１９の表面上に規則パターンに構成された接触パッド１６に相互接続する。現在の技術により、導電パッド１２と導電パッド１６を約０．５から１ミリメートルの中心間間隔で配置することが可能になり（図１の寸法「ａ」によって示す）、さらに小型化することが可能であり、必然的である。
【０００４】
絶縁ハウジングと、ハウジングに形成された通路において受けられる複数の弾性導電接触子とを含む従来の技術のＬＧＡアセンブリが既知である。弾性導電接触子は、通常、平坦接触パッド１２、１６と係合するために、絶縁ハウジングの上面および下面に露出部分を有する。導電パッド１２が導電パッド１６と係合するなど、ＩＣパッケージ７が、ＰＣＢ１９と重ね合わせ位置合わせ係合して精確に配置されたとき、法線力が、各弾性導電パッドの露出部分に加えられ、それぞれの接触パッドを電気的かつ機械的に係合させる。
【０００５】
従来の技術のＬＧＡに関連する弾性導電接触子は、様々な形状を有していた。弾性導電接触子の一般的に使用される形態は、ＩＣパッケージおよびＰＣＢとの係合中に弾性エネルギーを貯蔵することを見込む湾曲部分によって接続された２つの自由端部を含む。従来の技術の弾性導電接触子は、通常、ばねの形態の単一金属構造であり、サービス中、必要な弾性応答を提供し、同時に電気接続用の導電要素としても機能する。通常、腐食防止と電気接続向上とのために、障壁金属めっきと貴金属めっきの組み合わせをばねの表面に施す。これらのめっきは、しばしば、ばねの表面に沿った電導には厚さが十分でない場合がある。そのような従来の技術の弾性導電接触子の例は、米国特許第２，１５３，１７７号、第３，３１７，８８５号、第３，５１３，４３４号、第３，７９５，８８４号、第４，０２９，３７５号、第４，８１０，２１３号、第４，８２０，３７６号、第４，８３８，８１５号、第４，９２２，３７６号、第５，０３０，１０９号、第５，０６１，１９１号、第５，２３２，３７２号、および第５，４７３，５１０号に見ることが可能である。以上の特許は、参照によって本明細書に組み込まれている。
【０００６】
当技術分野における１つのそのような問題は、高張力鋼など、ばねを構築するのに良好な金属が、非常に良好な電気導体ではないことである。一方、銅合金または貴金属などの良好な電気導体は、しばしば良好なばね材料ではない。良好なばねの性質と高度な導電性という一見対立する要件を組み込んでいるより簡単な弾性導電接触子が必要である。したがって、従来の電気接触子の欠点を克服することができる、ＬＧＡソケットまたは電気コネクタにおいて使用する改良電気接触子が必要である。
【０００７】
（発明の概要）
本発明は、ばねの性質を有する第１部材と、第１部材の少なくとも一部の回りに巻かれた第２部材とを備える電気接触子を提供する。第２部材は、第１部材より優れた導電性を有する。一実施形態では、電流搬送能力を向上させるために、１つまたは複数の導体が、ばねの少なくとも一部の回りに巻かれる。他の実施形態では、ばねは、コイルまたはらせんに形成され、ワイヤが、らせんばねの少なくとも一部の回りに巻かれる。この実施形態の１つの形態では、ばねは、複数のターンを有し、ワイヤは、ターンの少なくとも２つの回りに巻かれる。この実施形態の他の形態では、ばねは、複数のターンを有し、ワイヤは、ターンのすべての回りに巻かれる。他の代替実施形態では、複数のばねが、網目状に共にからんで、向上した機械的性能と電気的性能とを提供する。
【０００８】
したがって、本発明は、一般に、弾性エネルギーを貯蔵する手段と、弾性エネルギーを貯蔵する手段の少なくとも一部の回りに巻かれている電気を伝導する手段とを有する電気接触子を提供する。電気を伝導する手段は、弾性エネルギーを貯蔵する手段より優れた導電性を有することが有利である。
【０００９】
本発明の他の実施形態では、インタポーザコネクタが提供される。これは、上面および底面と、フレームの上面と底面の上に開いているパターンに構成された複数の開口部とを含んでいるフレームを有する。複数のばねが提供され、各ばねは、ばねの少なくとも一部の回りに巻かれた導体を有し、この場合、導体は、ばねより優れた導電性を有する。導体のそれぞれの少なくとも一部が、フレームの上面および底面の上に露出されるように、ばねの１つが、開口部のそれぞれの内部に配置される。電気コネクタも提供され、これは、弾性エネルギーを貯蔵するばね手段と、ばね手段の少なくとも一部の回りに巻かれた、電気を伝導する手段とを有する電気接触子を組み込んでいる。
【００１０】
本発明のこれらおよび他の特徴と利点とは、添付の図面と共に考慮されるべきである本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な記述において、より完全に開示されており、またはその詳細な記述によって明らかになるであろう。図面では、同じ参照符号は、同じ部分を指す。
【００１１】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
好ましい実施形態のこの記述は、本発明の記述全体の一部と見なされるべきである図面と共に読まれることを意図している。記述では、「水平」、「垂直」「上方」、「下方」、「上部」、および「底部」、ならびにその派生語（「水平に」、「下方に」、「上方に」など）などの相対語は、議論している図面の図に記述または図示された向きを指すと解釈されるべきである。これらの相対語は、記述に便利であり、通常、特定の向きを必要とすることを意図していない。「内向き」および「外向き」、「縦方向」および「横方向」などを含んでいる用語は、互いに関して、または延長の軸に関して、あるいは回転の軸あるいは中心に関して、適宜解釈されるべきである。「接続される」および「相互接続される」など、取付け、結合などに関する用語は、そうではないと明示しない限り、構造が、介在構造により直接または間接に互いに固定されるあるいは取り付けられる関係と、ならびに可動または固定の取付けあるいは関係を指す。「動作式に接続される」という用語は、周辺構造がその関係によって意図したように動作することを可能にする取付け、結合、または接続などである。
【００１２】
図１〜４を参照すると、本発明は、好ましくは２つの異なる金属である、少なくとも２つの別々の金属から形成されたパッド係合接触子アセンブリ２０を提供する。１つの好ましい実施形態では、パッド係合接触子アセンブリ２０は、集積回路（ＩＣ）パッケージ７をＰＣＢ１９に相互接続するのに使用されるＬＧＡインタポーザ２５において使用するように適合される。ＬＧＡインタポーザ２５は、格子またはアレイに構成された複数の開口部２９を有するハウジングまたはフレーム２７を備え、このフレームは、複数の導電パッド１２と導電パッド１６のアレイとに対応する。開口部２９を画定するフレーム２７の部分は、それぞれ、パッド係合アセンブリ２０を受け、かつ担持するようにサイズ決めされ、成形される。ＬＧＡインタポーザ２５をＰＣＢ１０に固定して取り付ける手段も提供され、全体を参照符号３０で示す。
【００１３】
図３および４を参照すると、パッド係合接触子アセンブリ２０は、第１部材３３と第２部材３４とを備える。第１部材３３は、弾性エネルギー貯蔵装置としての使用に特によく適合された材料および構造を備える。たとえば、第１部材３３は、鋼、黄銅リン青銅、ベリリウム銅、またはばねの性質を向上させるために他の要素および化合物を組み込んでいる上述した金属の様々な合金など、高い弾性係数、高い降伏強さ、成形性、および高温での応力緩和に対する耐性を含む優れた機械的性質が既知である金属のグループの１つから形成することが可能である。第２部材３４は、導電性に対して特によく適合された材料および構造を備える。たとえば、第２部材３４は、金、銅、パラジウム、プラチナ、または他の高度に導電性の金属、または他の電気を伝導する手段など、優れた導電性、熱伝導性、および成形性が既知である金属のグループの１つから形成することが可能である。好ましくはないが、複合物、ポリマーなど、同様の電気特性と構造特性とを提示する非金属を使用して、パッド係合接触子アセンブリ２０を形成することが可能であり、これは、本発明の範囲内にある。
【００１４】
好ましい実施形態では、第１部材３３は、ワイヤ、ストリップ、管、テープ、または他の適切に形成可能な未加工ストックから、複数の第１部材ターン３５を備え、かつ上部ターン３５ａと底部ターン３５ｂ（図３）とを含んでいるコイルまたはらせんばねに形成することが可能である。第２部材３４は、複数の第２部材ターン３６を形成するように第１部材３３の回りに巻くのに適しているワイヤ、ストリップ、管、テープ、または他の形成可能な未加工ストックから形成することが可能である。複数の第２部材ターン３６が第１部材ターン３５の上に配置される限り、第１部材３３をコイルに形成する前に、またはその後に、第２部材３４を第１部材３３の回りに巻くことが可能である。
【００１５】
当然、第１部材３３（第２部材がその回りに巻かれている）は、圧縮、伸張、または屈曲されたときにばねの性質を提示する、弾性エネルギーを貯蔵する様々な構造または手段に形成することが可能である。第１部材３３について選択した構造は、サービス中に、許容可能なレベルの接触力と、ならびに適切なコンプライアンスおよび弾性とを提供するのに十分なばね定数を生成する弾性定数を所有しなければならない。第１部材３３と組み合わされたとき、第２部材は、複数の湾曲した外向き接触面４３を提示する。サービス中、第２部材３４を圧縮することにより、パッド１２、１６と、良好な電気接触に必要である接触面４３との境界に沿って、ワイピング作用が生成される。複数の接触面４３が、パッド１２、１６の表面との接触のために提示され、それにより電気接触と機械接触の冗長点が提供されることにも留意されたい。周知の貴金属または半貴金属の表面コーディングも、部材３３、３４の一方または両方に付着され、パッド係合接触子アセンブリ２０の電気的、機械的、および／または耐腐食の能力をさらに向上させる。
【００１６】
１つの代替実施形態では、第２部材３４の表面は、凹み、リブ、または起伏４５を備えることが可能である（図５および７）。サービス中、第２部材３４を圧縮することにより、パッド１２、１６と、凹み、リブ、または起伏４５との境界に沿ってワイピング作用が生成され、これにより、境界の電気伝達特性が向上する。本発明の他の実施形態では、パッド係合接触子アセンブリ２０は、内部ばね金属部分５０と外部伝導金属部分５２（図６および１４）とを備えるバイメタルストリップまたはワイヤ４７など、一体ストリップとして形成することが可能であり、それにより、第２部材３４追加する２次ステップを必要とせずに、第１部材３３ばねを形成することが可能である。第２部材３４は、また、電気接触または伝導用の導電ストリップの形態で、第１部材３３の上に配置することが可能であり、または２つ以上の第２部材３４が存在することが可能である（図１２および１３）。本発明の他の実施形態では、パッド係合接触子アセンブリ２０は、網目状に共にからんだ２つのらせんばねとして形成することが可能である（図１５）。
【００１７】
図８および９を参照すると、パッド係合接触子アセンブリ２０は、ＬＧＡインタポーザ２５のフレーム２７において、各開口２９の内部に垂直に構成される。この構造では、上部ターン３５ａは、フレーム２７の上面の上に露出され、底部ターン３５ｂは、フレーム２７の底面の上に露出され、それにより、複数の第２部材ターン３６は、導電パッド１２のアレイおよび導電パッド１６のアレイと係合する位置にある。このようにして、各パッド係合接触子アセンブリ２０は、多数の電気係合表面を導電パッド１２と導電パッド１６とのそれぞれに提供し、それにより冗長電気相互接続を提供する。中間第１部材ターン３５は、ＩＣパッケージ７とＰＣＢ９との係合中に弾性エネルギーを貯蔵することに備える。
【００１８】
代替実施形態では、パッド係合接触子アセンブリ２０は、フレーム２７に対して水平に配向され、それにより、上部ターン３５ａと底部ターン３５ｂとは、内部開口部２９を画定するフレーム２７の表面と機械的に係合する（図１０および１１）。この実施形態では、上部ターン３５ａと底部ターン３５ｂとの中間にある第１部材ターンの上に配置された第２部材ターン３６の部分は、フレーム２７の上面および底面の上に露出され、それにより、複数の第２部材ターン３６は、導電パッド１２のアレイおよび導電パッド１６のアレイと係合する位置になる。ここで再び、中間第１部材ターン３５は、ＰＣパッケージ７とＰＣＢ９との係合中に弾性エネルギーを貯蔵することに備える。
【００１９】
本発明は、決して、本明細書で開示し、かつ図面に示した特定の構造のみに限定されず、また請求項の範囲内にあるあらゆる修正または同等物を備えることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来の技術のＩＣパッケージおよびＰＣＢの透視図である。
【図２】
本発明の実施形態により形成される、ＩＣパッケージがＰＣＢに取り付けられ、その間にインタポーザが配置されている透視図である。
【図３】
本発明の実施形態により形成される第１部材の側面図である。
【図４】
本発明の実施形態によるパッド係合接触子アセンブリを形成するために、回りに巻かれた第２部材を有する第１部材の側面図である。
【図５】
第２部材の代替実施形態の分解部分の拡大透視図である。
【図６】
第１部材の代替実施形態の分解部分の拡大透視図である。
【図７】
本発明の他の実施形態による、パッド係合接触子アセンブリを形成するために、回りに巻かれた第２部材の代替実施形態を有する第１部材の側面図である。
【図８】
少なくとも２つの別々の金属部材から形成された複数のパッド係合接触子アセンブリを有するインタポーザの断面図である。
【図９】
ＩＣパッケージの一部がインタポーザの上に配置されている、図８に示したインタポーザの分解部分の断面図である。
【図１０】
代替実施形態による、少なくとも２つの別々の金属部材から形成された複数のパッド係合接触子アセンブリを有するインタポーザの断面図である。
【図１１】
ＩＣパッケージの一部がインタポーザの上に配置されている、図１０に示したインタポーザの分解部分の断面図である。
【図１２】
少なくとも１つの第１部材の回りに巻かれた複数の導体を有するパッド係合接触子アセンブリの代替実施形態の側面図である。
【図１３】
ターンの回りに巻かれた２つの導体を示す、図１２に示した代替実施形態の一部の側面図である。
【図１４】
図６に示したバイメタル材料から形成されたパッド係合接触子アセンブリの代替実施形態の側面図である。
【図１５】
網目状に共にからみ、かつ導体が巻かれている２つのコイルばねを有する、本発明の代替実施形態の透視図である。
【国際公開パンフレット】
2004519075.tif 000002
2004519075.tif 000003
2004519075.tif 000004
2004519075.tif 000005
2004519075.tif 000006
2004519075.tif 000007
2004519075.tif 000008
2004519075.tif 000009
2004519075.tif 000010
2004519075.tif 000011
2004519075.tif 000012
2004519075.tif 000013
2004519075.tif 000014
2004519075.tif 000015
2004519075.tif 000016
2004519075.tif 000017
2004519075.tif 000018
2004519075.tif 000019
2004519075.tif 000020
2004519075.tif 000021
2004519075.tif 000022
2004519075.tif 000023
2004519075.tif 000024
2004519075.tif 000025
2004519075.tif 000026
2004519075.tif 000027
2004519075.tif 000028
【国際調査報告】
2004519075.tif 000029
2004519075.tif 000030