(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気コネクタ用絶縁ハウジングであって、
ベースと、
このベースを貫通し、コネクタを基板に固定するための可融部材を収容可能な拡大開口部を一端に有し、コンタクトを収容する少なくとも１の孔とを備え、前記拡大開口部は、１のオリエンテーションにおいて、他のオリエンテーションにおける断面領域よりも大きな断面領域を有し、
前記少なくとも１の孔は、孔列を形成し、
前記孔の一部だけが前記拡大断面領域を有し、
前記孔の一部は、破損しやすい位置に設けられる、
絶縁ハウジング。
【請求項２】
前記拡大断面領域は、絶縁ハウジングの内側の位置の方向にほぼ向けられる請求項１に記載の絶縁ハウジング。
【請求項３】
前記拡大断面領域は、ほぼ中立点を向く請求項２に記載の絶縁ハウジング。
【請求項４】
前記破損しやすい位置は、絶縁ハウジングの中立点から最も遠い孔の位置に生じる請求項１に記載の絶縁ハウジング。
【請求項５】
前記拡大開口部は、更に、前記拡大断面領域を形成する凹部を備える請求項１に記載の絶縁ハウジング。
【請求項６】
ベースと、
このベースに設けられ、それぞれが可融部材の一部を収容する凹部を有し、コンタクトを収容する複数の孔と、を備え、
凹部のそれぞれは、特性を有し、この凹部の一部の特性は、他の凹部の特性と異なり、
前記凹部の一部は、前記ベースの破損しやすい位置に設けられる、
電気コネクタハウジング。
【請求項７】
前記特性は、凹部の形状である請求項６に記載の電気コネクタハウジング。
【請求項８】
前記特性は、凹部のオリエンテーションである請求項６に記載の電気コネクタハウジング。
【請求項９】
前記ベースは、中立点を有し、前記破損しやすい位置は、この中立点から最も遠いベース上の位置を占める請求項６に記載の電気コネクタハウジング。
【請求項１０】
前記破損しやすい位置は、前記ベースの角部を占める請求項９に記載の電気コネクタハウジング。
【請求項１１】
前記凹部は、前記ベースに縦横の列を形成し、前記破損しやすい位置は、これらの縦横の列の外側の列を占める請求項９に記載の電気コネクタハウジング。
【請求項１２】
電気コネクタと、このコネクタを実装する基板との間の熱膨張係数の差の影響を制限する方法であって、
電気コネクタに、可融部材を収容して前記コネクタを基板に固定する凹部の列を有するハウジングを設け、
このハウジングに、少なくとも１の所定位置を規定し、
この少なくとも１の所定位置に配置される前記凹部を操作する、ステップを備え、
前記規定するステップは、破損しやすい位置に凹部を選択するステップを有する、
方法。
【請求項１３】
前記操作するステップは、前記凹部の形状の変更と、前記凹部のオリエンテーションの変更との一方を有する請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記規定するステップは、前記ハウジングの角部に凹部を選択するステップを有する請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記凹部は縦横の列を形成し、前記規定するステップは、前記縦横の列の外側の列に凹部を選択するステップを備える請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気コネクタに関する。特に、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）技術等の表面実装技術（ＳＭＴ）を用いて基板に実装される電気コネクタのコネクタハウジングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
典型的には、電気コネクタのハウジングを形成する材料は、コネクタを固定する基板の材料とは相違する。コネクタハウジングを形成するために使用する材料には、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などの高温プラスチックが含まれる。基板を形成するために使用する材料は、ＦＲ４ガラス充填エポキシ樹脂等の熱硬化性プラスチックを含む。この場合には、多くのコネクタシステムで典型的であるのと同様に、コネクタハウジングの材料は、基板材料とは異なる熱膨張係数を有する（ＣＴＥ）。
【０００３】
熱膨張係数の相違による不整合の効果は、熱が繰返し作用する熱サイクルの際に生じる。この熱サイクル中、異種の材料はそれぞれ異なる割合で膨張および収縮する。膨張および収縮の差により、基板とコネクタとの間の接合部に、応力を生じさせる。これらの応力は、コネクタの使用寿命を減少させ、あるいは、コネクタと基板との間の結合部を破断させる可能性がある。
【０００４】
熱膨張係数の差の影響を減少することは、表面実装技術、特にＢＧＡ技術を用いるコネクタにおいては、重要な事項である。これは、特に、コネクタを基板に固定する作用をなす可融部材がコンタクトと基板との間の主電路として作用するためである。
【０００５】
本発明の目的は、改善された電気コネクタを提供することである。
【０００６】
本発明の更に他の目的は、熱膨張係数の差による影響を減少させた電気コネクタを提供することである。
本発明の更に他の目的は、コネクタとこのコネクタを取付ける基板との間の結合部を強化した電気コネクタを提供することである。
本発明の更に他の目的は、特定の機能を操作することにより、熱膨張係数の差による影響を減少する電気コネクタを提供することである。
本発明の更に他の目的は、コネクタハウジングの特定の特性が変更されて、熱膨張係数の差による影響が制限される電気コネクタを提供することである。
本発明の更に他の目的は、損傷を受けやすい位置に、強化部を有する電気コネクタを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記および他の目的は、本発明の１の側面によると、ベースと、このベースを貫通してコンタクトを収容するための少なくとも１の孔とを有する電気コネクタ用の絶縁ハウジングにより、達成される。この孔は、コネクタを基板に固定するための可融部材を収容可能な一端に、拡大開口部を有する。この拡大開口部は、１のオリエンテーション（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）の断面領域を有し、この断面領域は、他のオリエンテーションの断面領域よりも大きくすることができる。前記少なくとも１の孔は、孔列を形成する。前記孔の一部だけが前記拡大断面領域を有する。前記孔の一部は、破損しやすい位置に設けられる。
【０００８】
本発明の上記および他の目的は、本発明の他の側面によると、ベースと、コンタクトを収容するためにこのベース内に設けられた多数の孔とを有する電気コネクタハウジングにより、達成される。各孔は、可融部材を可融部材を内部に収容するための凹部を有する。各凹部は、特性（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ）を有し、凹部の一部の特性は、他の凹部の特性と相違している。前記凹部の一部は、前記ベースの破損しやすい位置に設けられる。
【０００９】
本発明の上記および他の目的は、本発明の更に他の側面によると、電気コネクタとこのコネクタが実装される基板との間の熱膨張係数の差の影響を制限する方法により達成され、この方法は、電気コネクタに、コネクタを基板に固定する凹部列を有するハウジングを設け、このハウジング上に少なくとも１の所定位置を規定し、この少なくとも１の所定位置に位置する凹部を操作（ｍａｎｉｐｕｌａｔｅ）するステップを備える。前記規定するステップは、破損しやすい位置に凹部を選択するステップを有する。
本発明の他の用途および利点は添付図面を参照する以下の説明から明らかとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１および図２に示すように、本発明は、表面実装用電気コネクタ１０に関する。このアレイコネクタ１０は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の熱可塑性であるのが好ましい好適な材料から形成されている。射出成形によるのが好ましいハウジング１１は、他の電気コネクタ等の相手方素子に対向する嵌合端１５から基板Ｓに対向する装着端１７に貫通して延在する複数の孔１３を有する。
【００１１】
ハウジング１１は、相手方素子に固定するときに、コネクタ１０を整合させるのを支援する機構を有する。ハウジング１１は、コンタクト２１が相手方素子の対応する機構と噛合う前に、コネクタ１０と相手方素子との間を概略的に整合させる周壁１９を有する。このハウジング１１には、更に、周壁１９の回りに配置された極性タブ２３とガイドタブ２５とを設けることもできる。これらのタブ２３，２５は、コネクタ１０と相手方素子との適正な配向（orientation）および概略的な整合関係を確保する。
【００１２】
孔１３は、対応するコンタクト２１を収容する。後述するリフロー工程まで、コンタクト２１は、図３に示すように摩擦で取付けられた状態で孔１３内に保持される。
【００１３】
装着端１７に近接する孔１３の端部は、拡大部あるいは凹部２７を有する。拡大部２７は、ほぼ凹形であり、リフロー工程でコンタクト２１を固定する可融部材２９の少なくとも一部を収容する。はんだボール等の可融部材２９は、コネクタ１０を基板Ｓに表面実装するために用いられる。国際公開公報ＷＯ９８／１５９８９号（国際出願番号PCT/US97/18066）には、可融部材をコンタクトに取付ける方法および可融部材を基板に取付ける方法が記載されており、参照することにより、ここに包含される。
【００１４】
リフロー工程の際、可融部材２９は拡大部２７を満たしかつこの拡大部の形状をとる。この特性により、本発明は孔１３の形状、特に、拡大部２７の形状を操作して熱膨張係数の差の影響に対して逆に作用させるものである。本発明は、ハウジング１１のそれぞれの孔１３を操作することが可能なものではあるが、本発明では、以下に説明するように、特定の孔１３だけを操作するのが好ましい。
【００１５】
図４から図６は操作するのが好ましい孔１３の複数を例示する。特に図４は、操作する孔１３ａがハウジング１１の４つの角部にあり、残りすなわち操作しない孔１３ｂが他の部分にあることを示す。図５は、操作する孔１３ａはハウジング１１の最外側の縦および横列にあり、残りすなわち操作しない孔１３ｂが内側の縦および横列にあることを示す。図６では、操作する孔１３ａがハウジング１１の４つの角部および最外側の縦横の列の双方に配置され、残りすなわち操作しない孔１３ｂを他の部分に配置している。
【００１６】
本発明は、コネクタ１０の故障しやすい位置に配置される孔を操作するものである。コネクタ１０における故障しやすい部分は、推測および実際の経験から、コネクタ１０の熱サイクルで故障する可能性のある部分である。
【００１７】
図１および図４，図５，図６に示すように、コネクタ１０は、中立点ＮＰを有する。この中立点ＮＰは、熱サイクル中に、コネクタ１０および基板ＳのＸ−Ｙ平面における相対的な動きのないポイントである。典型的には、中立点は、コネクタ１０の幾何学的中心である。概略的にいうと、コネクタ１０上における故障しやすい位置は、中立点（ＤＮＰ）に対して最も遠い距離にある。換言すると、操作される孔１３ａは、中立点に対して最も大きな距離を有する位置にある。逆に、操作しない孔１３ｂは、中立点に対する距離が短い位置にほぼ位置する。
【００１８】
図４から図６は、単に３つの例を示すだけであり、本発明は操作する孔１３を他の方法で選択することも可能である。以下に、特別な構造上の操作について図７から図９を参照して説明する。
【００１９】
図７は、操作した孔１３ａと操作してない孔１３ｂとを示す。図７に示す矩形の開口では、操作した孔１３ａは、非操作孔１３ｂと同じサイズを有するのが好ましいが、しかし、そのオリエンテーションあるいは配向が異なる。操作しない非操作孔１３ｂは、各孔１３ｂを区画する側壁３１，３３が、コネクタ１０の周部を区画する側壁３５，３７と平行に配置される向きに配向されるのが好ましい。しかし、ハウジング１１の他の好適な配向とすることも可能である。
【００２０】
図７に示すように、操作する孔１３ａは、非操作孔１３ｂに対して不整合となっている。操作する孔１３ａは、側壁３９，４１がハウジング１１の側壁３５，３７と平行でないような配向を有するのが好ましい。一般的な用語では、操作する孔１３ａは、非操作孔１３ｂに対して回転されている。操作する孔１３ａは、最大断面領域を有する凹部２７の部分（図７では、対向する角部間の線）が、非操作孔１３ｂよりも更に中立点ＮＰに向けられている。
【００２１】
この結果、可融部材２９からのより多くの材料が、ほぼ中立点ＮＰに向けてほぼ配向された経路に沿って存在する。これは、熱サイクル中におけるコネクタ１０の強さを増大する。この強さの増大でコネクタ１０と基板Ｓとの間および可融部材２９とコンタクト２１との間の結合部が補強される。
【００２２】
操作された孔１３ａの非操作孔１３ｂに対する回転量は、複数の要因にしたがう。１の主要な要因には、特に熱膨張係数であるハウジング１１の材料特性が含まれる。他の要因にはコネクタ１０のサイズがある。各操作されるた孔１３ａは、ハウジング１１の異なる位置に配置されるため、非操作孔１３ｂに対して独特の配向を有することになる。あるいは、操作された孔１３ａのグループ（図４に示すそれぞれの角部等）は、非操作孔１３ｂに対して同じ向きとすることもできる。これは、ハウジング１１を形成するために使用するのが好ましいモールド型を簡略化するのを支援する。
【００２３】
図８は、本発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、上述の第１実施形態と同様な部分には１００番台の符号を付してある。このコネクタ１１０は、コンタクト１２１を収容する孔１１３ａ，１１３ｂを設けた絶縁ハウジング１１１を備える。孔１１３ａ，１１３ｂの拡大部あるいは凹部１２７は、球の一部をなす形状を有し、この内部に可融部材の一部が配置され、コンタクト１２１に融合することができる。
【００２４】
上述の実施形態と同様に、ハウジング１１１は、操作する孔１１３ａと非操作孔１１３ｂとを有する。操作する孔１１３ａは、拡大部１２７と連通する追加凹部１４３を有するのが好ましい。リフロー中、可融部材は拡大部１２７および追加凹部１４３内に入る。この結果、リフロー工程後の可融部材により形成される形状は、より大きな断面サイズの領域を有する。
【００２５】
上述のように、故障しやすい位置の孔だけが追加凹部１４３を有する。したがって、操作する孔１１３ａは、上述のように、推定あるいは実際の経験から熱サイクルで故障する可能性のある位置に設けられる。換言すると、操作するた孔１１３ａは、全体的に、中立点に対して最も大きな距離の位置にある。
【００２６】
凹部１１３ｂに追加凹部１４３を設けることは必要なものではないが、これを設けることも可能である。この場合には、孔１１３ａは孔１１３ｂとは異なる配向とするのが好ましい。
【００２７】
上述に実施形態と同様に、本発明のこの実施形態では、追加凹部１４３の位置を選択し、熱膨張係数の差による影響を減少することができる。図８に示すように、各凹部１４３は、孔１１３ａと中立点ＮＰとを通る線１４５とほぼ平行である。このような配置は、例えば絶縁ハウジング１１１を形成する材料が異方性である場合に好ましいものである。異方性の用語は、絶縁ハウジング１１１を形成する材料がＸ軸方向およびＹ軸方向で熱膨張係数が異なる状態をいう。
【００２８】
図８は、中立点ＮＰに対する各孔１１３ａの配向が異なっているが、これに限らず他の配置も可能である。例えば、ハウジング１１１の形成に用いるモールド型を簡略化するために、孔１１３ａのグループ（例えば図４に示すように、ハウジングのそれぞれの角部におけるグループ）を共通の向きとすることができる。
【００２９】
図９は、本発明の更に他の実施形態を示す。この実施形態は、上述の実施形態と同様な部材には、２００番台の符号を付してある。本実施形態のコネクタ２１０は、コンタクト２２１を収容する孔２１３ａ，２１３ｂを設けた絶縁ハウジング２１１を備える。孔２１３ａ，２１３ｂの拡大部あるいは凹部２２７は、球の一部の形状を有し、これに可融部材の一部を収容し、コンタクト２２１に融合させることができる。上述の実施形態と同様に、ハウジング２１１は操作する孔２１３ａと非操作孔２１３ｂとを有する。操作する孔２１３ａは、拡大部２２７と連通する追加凹部２４３を有する。リフロー中、可融部材は、拡大部２２７および追加凹部２４３内に入る。この結果、リフロー処理された可融部材による形状は、より大きな断面形状サイズの領域を有する。
【００３０】
上述のように、故障しやすい位置の孔だけに追加凹部２４３を必要とする。したがって、操作した孔２１３ａは、上述と同様に、推定あるいは実際の経験から熱サイクル中に故障しやすい位置に形成される。換言すると、操作する孔２１３ａは、中立点から最も遠い距離にある位置に配置される。
【００３１】
追加凹部２４３を凹部２１３ｂに用いることは必要ではないが、このような配置とすることも可能である。この場合には、孔２１３ａは、孔２１３ｂと異なる配向を有することが好ましい。
【００３２】
上述の実施形態と同様に、本発明は追加凹部２４３を選択的に配置し、熱膨張係数の差による影響を減少することができる。孔２１３ａと中立点ＮＰとの間に延びる線とほぼ平行とする必要はないが、図９は、各凹部２４３が、孔２１３ａとこの孔２１３ａの内側に位置するハウジング２１１の所定位置との間に延びる線２４７とほぼ平行な状態をを示す。この配向は、絶縁ハウジング１１が等方性であるときに好ましいものである。この等方性の用語は、絶縁ハウジング２１１を形成する材料が、Ｘ軸およびＹ軸において同じ熱膨張係数を有する場合をいう。
【００３３】
図９は、別々の配向（discrete orientation）を有する各孔２１３ａを示してあるが、他の配置も可能である。例えば、ハウジング２１１を形成するために使用するモールド型を簡略化するために、孔２１３ａのグループ（例えば図４に示すハウジングの各角部）が共通の向きを持つことも可能である。
【００３４】
本発明について種々の図に示す好ましい実施形態との関係で説明してきたが、本発明から逸脱することなく、本発明と同じ機能をなすために他の同様な実施形態を用い、あるいは、上述の実施形態を変更しあるいは追加可能なことは明らかである。したがって、本発明は、いずれかの単一の実施形態に制限されるべきものではなく、特許請求の範囲に記載の幅および範囲にしたがって解釈すべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる電気コネクタの概略的な平面図。
【図２】図１に示す電気コネクタの概略的な底面図。
【図３】図１のIII-III線に沿う電気コネクタの断面図。
【図４】故障しやすい位置を示す図１の電気コネクタの底面図。
【図５】他の故障しやすい位置を示す図１の電気コネクタの底面図。
【図６】更に他の故障しやすい位置を示す電気コネクタの底面図。
【図７】図１の電気コネクタの底部の詳細図。
【図８】電気コネクタの底部を示す更に他の実施形態の図。
【図９】電気コネクタの底部を示す更に他の実施形態の図。
【符号の説明】
１０，１１０，２１０…電気コネクタ、１１，１１０，２１０…絶縁ハウジング、１３，１１３，２１３…孔、１５…嵌合端、１７…装着端、１９…周壁、２１，１２１，２２１…コンタクト、２７，１２７，２２７…拡大部、２９…可融部材、３５，３７，３９，４１…側壁、１４５，２４７…線。
【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】
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【図８】
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【図９】
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