JP2001524256A - マルチモードコンプライアンスのコネクタと当該コネクタを用いる取り替え可能なチップモジュール - Google Patents

マルチモードコンプライアンスのコネクタと当該コネクタを用いる取り替え可能なチップモジュール

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Abstract

(57)【要約】 第1回路部材を第2回路部材に電気的に接続するための電気コネクタ。当該電気コネクタは、1つ以上の開口を有した電気的に絶縁性のコネクタハウジングを有する。第1接触部材が上記開口に位置する。当該第1接触部材は、第1回路インターフェイスで第1回路部材と係合するように形作られた第1回路インターフェイス部分を有する。弾力のある誘電性封緘材料は、開口の範囲内で第1接触部材の一部を取り囲む第1コンプライアンス部材を画定する。当該第1コンプライアンス部材第1モードのコンプライアンスをもたらす。少なくとも1つの開口側壁は、圧縮モードにて第1接触部材と係合するように位置している。第1接触部材は第2コンプライアンス部材を画定する。第1及び第2コンプライアンス部材は、開口側壁との係合に応じて、第2モードのコンプライアンスを呈する。本発明はまた、本コネクタを利用する取り替え可能なチップモジュールに関している。

Description

【発明の詳細な説明】 マルチモードコンプライアンスのコネクタと当該コネクタを用いる取り替え可能 なチップモジュール 発明の分野 本発明は、コンプライアンスの多重モードを備えたソルダレスコネクタに関し 、また1つ又は多数の第1回路部材を第2回路部材に電気的に接続するために本 コネクタを用いる取り替え可能なチップモジュールに関している。 発明の背景 コンピュータ分野において用いられる上記コネクタのためのコネクタデザイン における現在のトレンドは、高い密度と高い信頼性双方のコネクタを各種の回路 装置の間に備えることにある。そのような連結の高い信頼性は、装置の誤連結に よって生じる潜在的なシステム故障のために、極めて重要である。更にコネクタ 、カード、チップ、ボード、モジュールのような各種コンポーネントの有効なリ ペア、グレードアップ、試験及び/又は交換を保証するために、そのような連結 が最終製品において分離可能で再連結可能であることが非常に望まれる。 メッキされた貫通孔に鑞付けされたピンタイプコネクタは今日、産業上最も一 般的に用いられている。コネクタ体のピンはプリント配線回路基板でのメッキさ れた孔を通して挿入され、普通一般 の手段を用いて所定位置に鑞付けされる。そして別のコネクタやパーケージング された半導体装置が挿入され、機械的干渉や摩擦によってコネクタ体によって保 持される。これらコネクタをプリント配線回路基板に鑞付けするプロセスをとお して用いられるスズ鉛合金の鑞や連関した薬品(ケミカル)は、それらの環境上 のインパクトのためにその監視が増大している。これらコネクタのプラスチック ケースは鑞付けプロセスの間、著しい量の熱の働きを受け、それはコンポーネン トにストレスを与え、信頼性を脅かす。 コネクタ体での鑞付け接触は典型的には、装置がコネクタによって結び付けら れることを支持する手段であり、早すぎる故障や継続性の損失を潜在的に引き起 こす疲労、ストレス変形、鑞架橋、及び共平面性エラーを被る。とりわけ、対を なすコネクタ又は半導体装置が本コネクタに挿入され又取り除かれるにつれ、回 路基板に鑞付けされた接触体での伸縮性限界を上回り、連続性の損失を生じる。 これらコネクタは典型的には装置の数回の挿入と取り外しで信頼性をなくす。こ れら装置はまた、特に高周波数又は低パワーコンポーネントのためのシステム性 能を下げうる比較的長い電気的な長さを有する。これらのコネクタを用いること で生じ得る隣接する装置リード(leads)の間のピッチ又は分離はまた、短絡の危 険性のために制限される。 別の電気的な相互接続方法はワイヤボンディングとして公知であり、これは1 つの回路から他の回路で金のような柔らかい金属 ワイヤの機械的又は熱的圧縮を伴う。しかしながら、そのようなボンディングは 、起こり得るワイヤ破損と伴って起こるワイヤの取り扱いでの機械的な困難性と のために高密度の連結を容易に備えない。 代替の電気的相互接続技術は夫々の回路要素の間にソルダボール等をおくこと を要件としている。鑞(ソルダ、はんだ)は電気的な相互接続を形成するように リフローされる。この技術が各種の構造のために高密度の相互接続をもたらすの に成功することが証明される一方、この技術は回路部材の手軽な分離とその後の 再連結を容認しない。 多数の伝導路を有したエラストマーがまた相互接続装置として使用された。エ ラストマーシートに嵌め込まれた伝導要素は、エラストマーシートに接触するこ ととなる2つの向かい合う端子の間の電気的な接続をもたらす。伝導要素を支持 するエラストマー材料は使用の間、伝導要素の幾らかの動きを許容するように圧 縮される。そのようなエラストマーコネクタは、充分な電気的接続を達成するた めに接触毎に比較的高い力を必要とし、対をなす表面の間の非平面性を悪化する 。伝導要素の位置は一般に制御可能ではない。 エラストマーコネクタはまた、連関する回路要素の間の相互接続を介して比較 的高い電気抵抗を呈する。回路要素での相互接続は、埃、破片、酸化、温度変動 、振動及び上記連結にマイナスに作用を及ぼすその他の環境要素に対して影響さ れやすい。 複合集積回路装置が機能群に共にパッケージングされる場合、コネクタ設計に 連関した問題は多種多様である。伝統的なやり方はコンポーネントをプリント配 線回路基板、フレックス回路又はセラミック基体に、剥き出しのダイシリコン(d ie silicon)集積回路形態かパッケージングされた形態のいずれかで鑞付けする ことである。マルチチップモジュール、ボールグリッド、アレイパッケージ及び チップスケールパッケージは、複合集積回路装置がひとまとめに相互接続される ことを可能にすることを導き出す。 これら技術に関する主要な関心事の1つが、拒絶条件が存在しないことを保証 しながらコンポーネントを鑞付けする際の困難性である。これら装置の多くは、 集積回路装置の下側に取り付けられプリント配線回路基板、フレックス回路又は ヤラミック基体の表面マウントパッドと連結すべくリフローするソルダ(鑞)の ボールに頼っている。上述したように、これらジョイントは非常に信頼できるこ とも欠陥に関して簡単に検査することも証明されていない。ダメージを受けた又 は欠陥のある装置を取り除き修理するプロセスは費用がかかり、多く使用不能な 電子コンポーネントや機能群における他のコンポーネントに対するダメージをも たらす。 マルチチップモジュールは、テストされシリコンレベルで焼き付けられた集積 回路に対する大規模な公知で良好なダイを欠いているために産業界における受け 入れがゆっくりである。そして、これらダイは幾つかのコンポーネントを相互接 続する基体に取り 付けられている。装置の数が増加するにつれ、故障の公算が劇的に増加する。1 つの装置の欠点の見込みがいくつかあり、修理や交換の有効な手段が現在のとこ ろなく、生産率は低く、製造コストは高い。 発明の概要 本発明は、初期挿入力と二次挿入力をもたらす多重モードのコンプライアンス を備えたソルダレスコネクタに向けられている。当該コネクタは広い範囲の回路 部材と係合するように独立して調整可能な多数のコンプライアンスな部材を有す る。本コネクタは、接触部材が短絡なしに細かなピッチで配置されることを可能 とする。多数のコンプライアンスな部材は広い範囲の熱作用や振動作用に順応し 、広い範囲の圧縮間隔に適合するように構成可能である。電気コネクタは第1回 路部材を第2回路部材に電気的に接続可能である。 第1の実施形態において、電気コネクタは、1つ以上の開口を有する電気絶縁 コネクタハウジングを備える。第1接触部材が上記開口に位置する。当該第1接 触部材は、第1回路インターフェイスで第1回路部材と係合するように構成され た第1回路インターフェイス部分を有する。弾力のある誘電性封緘材料が、開口 の範囲内で第1接触部材の一部を取り囲む第1コンプライアンス部材を画定する 。当該第1コンプライアンス材料は第1モードのコンプライアンスをもたらす。 第1接触部材は第2コンプライアンス部材を画定する。少なくとも1つの開口側 壁が、圧縮モードの 際に第1接触部材と係合するように位置し、それによって第1及び第2コンプラ イアンス部材が開口側壁との係合に応じて第2モードのコンプライアンスを呈す る。 圧縮モードは接触部材と封緘材料の弾性変形を備えてなる。第1接触部材は典 型的には、実質的に第1回路インターフェイス部分のように作用する第2回路イ ンターフェイスで第2回路部材と係合するように構成された第2回路インターフ ェイス部分を有する。 弾力のある封緘材料と接触部材の弾性変形は第1モードのコンプライアンスを 備えてなる。第1モードのコンプライアンスでの接触部材の変形は典型的には最 小限である。端部止め部との係合に応じた接触部材の弾性変形は第2モードのコ ンプライアンスを備えてなる。 少なくとも1つの支持部材が接触部材を支持するために備えられてもよい。或 る実施形態において、支持部材は接触部材がそのまわりを回転するピボット点を 備えてなっている。支持部材はまた、接触部材の移行及び/又は回転動作を可能 とするフレキシブルなフィラメントを備えていてもよい。 第1回路インターフェイス部分での第2モードのコンプライアンスは、第2回 路インターフェイス部分での第2モードのコンプライアンスよりも小さくても、 大きくても、あるいは等しくてもよい。第1及び第2モードのコンプライアンス は好ましくは接触部材の弾性限界の範囲内にある。 コネクタは回路部材で初期挿入力と二次挿入力を備える。初期挿入力は二次挿 入力よりも小さくても、大きくても、あるいは等しくてもよい。第1及び第2端 部止め部が、第2モードのコンプライアンスを始めるべく接触部材との係合のた めにハウジングに備えられる。第1及び第2回路インターフェイス部分は好まし くは向かい合うコネクタ部材との拭き取り係合をもたらす。 第1回路インターフェイス部分はコネクタ部材の形状を補う形状でありうる。 弾力のある接触部材は典型的には伝導性のシート材料片である。第1回路インタ ーフェイス部分は第1回路部材との拭き取り係合をもたらしうる。第1回路部材 はパッケージされた集積回路装置やパッケージされない集積回路装置でありうる 。第1回路インターフェイス部分は、エッジカード、jリード装置、フレックス 回路、リボンコネクタ、ケーブル、ボールグリッドアレイ(BGA)、ランドグ リッドアレイ(LGA)、プラスチックの鉛で枠付けられたチップキャリア(P LCC)、ピングリッドアレイ(PGA)、スモールアウトライン集積回路(S OIC)、デュアルインラインパッケージ(DIP)、クワッドフラットパッケ ージ(QFP)、リードレスチップキャリア(LCC)及びチップスケールパッ ケージ(CSP)の群から選択されたコネクタ部材と係合することができる。 第2の実施形態において、リジッドな接触部材が概してコネクタハウジングの 範囲内に位置する。リジッドな接触部材は第1及び第2回路インターフェイス部 分を有する。第1コンプライアン ス部材を備えてなる弾力的な誘電封緘材料は接触部材の一部を取り囲む。封緘材 料は第1モードのコンプライアンスを備える性能がある。第2コンプライアンス 部材を備えてなる第1弾性材料はリジッドコネクタ部材とハウジングでの端部止 め部の間におかれ、それによって第1及び第2コンプライアンス部材は第2モー ドのコンプライアンスを備えることができる。 本発明はまた、1つ以上の第1回路部材を第2回路部材に電気的に接続するた めの取り替え可能なチップモジュールに向けられている。当該取り替え可能なチ ップモジュールは、各々少なくとも1つの第1回路部材を収容することができる 複数の装置位置(サイト)を有したモジュールハウジングを有する。本発明に係 る第1コネクタは上記装置位置の各々に位置する。第2コネクタが上記第1コネ クタを第2回路部材に電気的に接続するために備えられる。 取り替え可能なチップモジュールは好ましくは第2コネクタを有し、これは第 1接触部材と実質的に同じ構造を有した第2接触部材を備えてなっている。或る 実施形態において、上記第1接触部材と第2接触部材とは、第1回路部材と第2 回路部材の間に延在する唯一乃至共通の接触部材を備えてなっている。第3電気 コネクタが第2回路部材を第3回路部材に電気的に接続するために任意に備えら れうる。或る実施形態において、第3回路部材は取り替え可能な本チップモジュ ールを備えてなっている。 或る実施形態において、第1コネクタは多数のモンプライアン スモードと、二次挿入力と異なる初期挿入力とを有する。当該第1コネクタは、 広範囲の第1及び第2回路部材に適応するように独立に調整可能な多数のコンプ ライアンスな部材を有する。第1コネクタは、接触部材が短絡なしに0.50ミ リメートルより小さなピッチで配置されることを可能とする。 第1回路部材の各々は、故障、グレードアップ、形態の変更の場合に取り除か れ交換されうる。多重モードのコンプライアンスなコネクタの電気的に短い長さ は、優れた信号の無欠性と電流パッケージ技術に似た全体サイズとを考慮する。 第1回路部材をモジュールに鑞付けする必要性を排除することによって、本発明 はパッケージされた焼き付け集積回路又は公知の良好なダイの影響乃至関与を非 常に減らす。 理論上、どのようなプリント配線回路基板も、マルチチップモジュールも、或 る回路に鑞付けされたコンポーネントを有するフレックス回路も、取り替え可能 な本チップモジュールの使用によって排除可能である。その他の適用の例示的な リストとして、コンピュータでの使用のためのデュアルインライン乃至シングル インラインメモリモジュール、多様な適用での使用のためのマルチチップモジュ ール、ノートブックコンピュータでの使用のためのPCMCIAカード、嵌め込 まれたコンピュータシステムカード、及び在来のPCボード交換がある。 各装置位置での多重モードのコンプラシアンスを備えた電気コネクタの使用に よって、集積回路装置を一緒に非常に密にして位 置させることが可能となる。露出したダイシリコン集積回路は追加的なパッケー ジなしに装置位置に直接的に位置させることができる。追加的に、ボールグリッ ドアレイ(BGA)、ランドグリッドアレイ(LGA)、プラスチックの鉛で枠 付けられたチップキャリア(PLCC)、ピングリッドアレイ(PGA)、エッ ジカード、スモールアウトライン集積回路(SOIC)、デュアルインラインパ ッケージ(DIP)、クワッドフラットパッケージ(QFP)、リードレスチッ プキャリア(LCC)及びパッケージサイズが露出したダイシリコンの20%以 内であるチップスケールパッケージ(CSP)のような広範囲に多様なパッケー ジ装置が、取り替え可能な本チップモジュールの使用で多数の配置形態に収容可 能である。ここで用いられているように、集積回路はパッケージされた又はパッ ケージされていない露出したシリコン集積回路装置に関している。 取り替え可能な本チップモジュールは、プリント配線回路基板を鑞付けされた 集積回路装置の群に交換することができる。本発明は、繰り返されるリフローと 鑞付けの温度作用に耐える必要のない在来の材料の経済的な使用を考慮する。1 つのモジュールに多数の装置のための位置を有することによって、要求されるス ペースは多数の装置コネクタが使用される場合よりも相当に少ない。 例えば最近の研究では、MCM's、多重チップパッケージ、Intel社のPentiu m 2、メモリモジュール、PCMCIAカードのようなモジュール式スキームが 短い相互接続長さを達成するた めに集積回路装置をグループ化する利益を証明したことが示された。本発明は、 複数のコンポーネントが鑞又は鑞付けプロセスの必要なしに挿入可能で取り外し 可能なシングルモジュールに保持された上記コンポーネントを備え、次のステッ プに取り上げられるべきモジュール式原理を考慮する。 本発明はまた、集積回路装置の寿命での多数の相の間で、取り替え可能な本チ ップモジュールを利用する方法に向けられる。取り替え可能なチップモジュール に配置後、集積回路装置はテストされ、確認され、焼き付けられ、取り除いたり 処理されなければならないことなく、製造において使用されることができる。1 つ以上の集積回路装置がテスト、確認、焼き付け又は製造段階で破損した場合、 個々の回路装置が、他の集積回路装置や取り替え可能なチップモジュールを損な うことなく、取り替え可能なチップモジュールから取り除くことができる。 図面の幾つかの眺めの簡単な説明 図1は本コネクタの例示的な実施形態の斜視図である。 図2Aは図1のコネクタの側断面図である。 図2Bと2Cは図2Aのコネクタでの使用のための交互接触部材の斜視図であ る。 図3は図1のコネクタを組み入れる回路部材の組立品の側断面図である。 図4Aはソルダボール装置との係合のためのコネクタの側断面図である。 図4Bは図4Aの接触部材の斜視図である。 図5Aはソルダボール装置との係合のための代替コネクタの側断面図である。 図5Bは図5Aの接触部材の斜視図である。 図6Aはjリード装置との係合のためのコネクタの側断面図である。 図6Bは図6Aの接触部材の斜視図である。 図7Aはエッジカードコネクタとの係合のためのコネクタの側断面図である。 図7Bは図7Aの接触部材の斜視図である。 図8Aは回路基板との係合のためのコネクタの側断面図である。 図8Bは図8Aの接触部材の斜視図である。 図9Aは回路基板との係合のための代替コネクタの側断面図である。 図9Bは図9Aの接触部材の斜視図である。 図10Aは回路基板との係合のための代替コネクタの側断面図である。 図10Bは図10Aの接触部材の斜視図である。 図11Aはピンリード装置との係合のためのコネクタの側断面図である。 図11Bは図11Aの接触部材の斜視図である。 図12Aは本発明に係る代替コネクタの側断面図である。 図12Bは図12Aの接触部材の斜視図である。 図12Cは図12Aの代替コネクタの側断面図である。 図13は図12Aのコネクタの斜視図である。 図14Aはエッジカード装置を備えた使用のための本発明に係るコネクタの側 断面図である。 図14Bは図14Aの接触部材の斜視図である。 図15はjリード装置を備えた使用のための本発明に係るコネクタの側断面図 である。 図16Aはソルダボール装置を備えた使用のための本発明に係るコネクタの側 断面図である。 図16Bはソルダボール装置を備えた使用のための本発明に係る代替コネクタ の側断面図である。 図17はピンリード装置を備えた使用のための本発明に係るコネクタの側断面 図である。 図18は本発明に係る代替コネクタの斜視図である。 図19は回路部材との係合前の図18のコネクタの断面図である。 図20は回路部材との係合後の図18のコネクタの断面図である。 図21は本発明に係る例示的な交換可能チップモジュールの斜視図である。 図22は取り替え可能なチップモジュールでの使用のためのソルダレスコネク タの断面図である。 図23は本発明に係る代替の取り替え可能なチップモジュール の斜視図である。 図24は単一のカバーを備えた本発明に係る代替の取り替え可能なチップモジ ュールの斜視図である。 図25は単一のカバーを備えた本発明に係る代替の取り替え可能なチップモジ ュールの斜視図である。 図26は電気コンポーネントと係合する本発明に係る取り替え可能なチップモ ジュールの斜視図である。 図27は電気コンポーネントと係合する本発明に係る取り替え可能なチップモ ジュールの斜視図である。 図28は第2の取り替え可能なチップモジュールと係合する本発明に係る代替 の取り替え可能なチップモジュールの斜視図である。 図29は回路部材の寿命の各種部分を通じた取り替え可能な本チップモジュー ルの使用の概略図である。 図30は1つ以上の螺旋部分を備えた接触部材を用いる代替コネクタの側断面 図である。 図31は概して図30に係るコネクタを用いる取り替え可能なチップモジュー ルの側断面図である。 図32は概して図30に係るコネクタを用いる取り替え可能な代替チップモジ ュールの側断面図である。 図33A〜33Fは螺旋部分を有する代替コネクタ部材を示す。 図34はボールグリッドアレイを備えた使用のためのコネクタを変えるための 挿入体を示す。発明の詳細な説明 図1は本発明に従うソルダレスコネクタ40の斜視図である。複数の弾性接触 部材42が封緘材料(カプセルに包まれる材料)46によってハウジング44に 保持されている。ハウジング44は好ましくは開口82のようなアライメント機 構を有する。弾性接触部材42の密集度と間隔は各種の回路部材を収容するため に変更できるようになっていてもよい。 図2Aは、第1回路部材50と第2回路部材52と係合するように位置したソ ルダレスコネクタ40の側断面図である。第1回路部材50はソルダボール装置 56を含む第1機能表面54を有する。第2回路部材52はコネクタパッド60 を含む第2機能表面58を有する。回路部材50,52はプリント配線回路基板 、回路モジュール、集積回路装置、ケーブル、フレックス回路、リボンコネクタ 、表面取付装置を含む半導体装置、及びその他の各種電気コンポーネントであり うる。 弾性接触部材42は弾力のある誘電性封緘材料46によってハウジング44に 保持されている。図2B,2Cは、カプセルに包む前に接触部材を配置するのに 役立つ尖り部(プロング)88を有するそれぞれ接触部材42B,42Cの斜視 図である。接触部材42は図2Aに示されたサスペンションフィラメント43の ような機械的手段によってハウジング44に任意に保持されてもよい。フィラメ ント43は好ましくはハウジング44に繋ぎ止められている。フィラメント43 は封緘材料46の適用後に不変であ ってもよいし、取り除き可能であってもよい。サスペンションフィラメント43 はリジッドな材料であってもフレキシブルな材料であってもよい。これらフィラ メントは、接触部材42の限定された移行・回転動作を容認するために、好まし くはフレキシブルであるが伸長可能ではない。移行動作は水平及び/又は垂直成 分を有する動きに関わっている。 接触部材42は、ハウジング44の第1表面64上に延在しうる第1回路イン ターフェイス部分62を有する。接触部材42の第2回路インターフェイス部分 66はハウジング44の第2表面68上に延在する。回路インターフェイス部分 62,66のどちらもハウジング44の表面64,68の下に凹所を設けていて もよい。接触部材42の遠位端部70はハウジング44での端部止め部72と向 かい合って位置している。接触部材42の中央部分75はハウジング44での端 部止め部78と向かい合って位置している。接触部材42の遠位端部74はハウ ジング44での端部止め部76と向かい合って位置している。 2つの回路部材50,52のコネクタ40に対する位置合わせは、第1回路部 材50にわたって延在するカバー81から延びる突き出しピン80を用いること によってもたらされる。上記ピン80はハウジング44における対応する開口8 2と位置合わせされ位置決めされる。図示の実施形態において、ハウジング44 はピン80に沿ってフリーに滑動し、回路部材50,52との追加的な平面乃至 二次元コンプライアンス(追従(性))を備える。ア ライメントプロセスを履行するために受け開口84が第2回路部材52に備えら れる。夫々の回路部材50,52の範囲内で対応する開口内に挿入するためにハ ウジング44の対向する(上下)表面から延びるピンを備えるようなアライメン トの他の手段が容易に可能であると理解されるべきである。実際の適用において 、典型的には、突き出しピン80のような2つ以上のアライメント機構がコンポ ーネント50,52,40の適当なアライメントを達成するために備えられる。 コネクタ40との機能的な係合において回路部材50,52を保持するための他 の機構は米国特許第4445735号(Bonnefoy)、第4593961号(Cosm o)、第4793814号(Zifcat等)、第5061192号(Chapin等)、第 5096426号(Simpson等)に開示されている。 ハウジングは好ましくはプラスチックのような誘電材料で構成されている。適 当なプラスチックとしては、フェノール樹脂、ポ 材は好ましくは銅や、燐青銅やベリリウム銅のような類似の金属材料で構成され ている。接触部材は好ましくはニッケル、金、銀又はパラジウムのような耐食性 の金属材料でメッキされる。適当な封緘材料の例としては、ミシガン州Midland のDow Corning Master Bond Silicone社製のMaster Sil 713である。 図3は、回路部材50,52を備えてなる組立品に組み込まれたコネクタ40 の側断面図である。コネクタ40が回路インター フェイス部分66に押圧されると、パッド60と接触するようになる。コンプラ イアンスなカプセル体46は、ハウジングでの端部止め部76と接触するまでの 遠位端部74の初期の動きを考慮に入れている。遠位端部74の動きは好ましく は、パッド60の表面を横切る回路インターフェイス部分66の拭き取り作用を 生じるように、垂直と水平の両成分を有する。 接触部材42の伸縮自在な変形と比較的柔らかな封緘材料46内の接触部材4 2の動きとは第1モードのコンプライアンスを規定する。フィラメント43はま た存在する第1モードのコンプライアンスの一因となりうる。第1モードのコン プライアンスは第2回路部材52での接触部材の非平面性を補償する。比較的柔 らかな封緘材料46は本コネクタ40のための比較的低い初期挿入力を備える。 挿入力は1つ以上の回路部材50,52との本コネクタ40の係合に関わってい る。 接触部材42の遠位端部74が端部止め部76と係合した後、接触体のベース 金属は負荷スプリングとして作用し、第2モードのコンプライアンスを備える。 端部止め部76は接触体42又はカプセル体46の伸縮性乃至弾力性限界を越え る圧縮を阻止する。そして同様に接触体42の遠位端部70はハウジング44で の端部止め部72と衝突し、水平又は垂直の方向での回転・移行動作を止める。 第1モードのコンプライアンスは、接触部材42とフィラメント43の伸縮性 変形がまたファクターであるけれども、第一に封 緘材料46の弾性によって決定される。カプセル体46は小さな力で比較的大き な範囲の動きを備え、重大な不適当な組み合わせにもかかわらず接触体56が連 続性と平面性を達成することを容認する。フィラメント43は第1モードのコン プライアンスの間、接触部材42の回転・移行動作を規定するのを助ける。 接触部材42が端部止め部72,78に対し圧縮されるや、ベース金属は実質 的に第2モードのコンプライアンスを規定し、(カプセル体46もまた一因とな りうるけれども)疲労、振動、温度変動、及び過剰乃至繰り返し挿入のための破 損に抗する長期連結をもたらす。初期且つ二次的な挿入力が変化しうるけれども 、第2回路インターフェイス部分66が同様に機能する。 本コネクタ40の重大性は、接触部材42と装置リード56,60の間の相互 連結が無関係に作用し無関係に制御される点にある。例えば、コネクタ40は2 つ以上の封緘材料によってそれぞれ第1及び第2回路インターフェイス部分62 ,66のための異なる第1モードのコンプライアンスを有することが可能である 。接触部材の幾何図形的外形又は厚みはまた、第1及び第2回路インターフェイ ス部分62,66で異なる第2モードのコンプライアンスを備えるように調整さ れてもよい。例えば第1回路インターフェイス部分62が第2モードのコンプラ イアンスにおける接触体56に対する一層大きな抵抗を備える。第2回路インタ ーフェイス部分66の幾何図形的外形は、第2モードのコンプライアンスにおけ る接触体60に備えられる抵抗が第1回路インターフ ェイス部分によって備えられた抵抗よりも小さいようになっている。 本方法体系は、接触部材と構成物のサイズ、形状、位置又は材料、封緘材料の デュロメーター(硬度測定計)値及び量を、広い範囲のコネクタ適用に合わせる ように変化させることを可能にする。本コネクタ40もまた比較的短い電気路を 備えるように形成されうる。コネクタ40は、典型的にはピンタイプのコネクタ によっては達成できないような細かなピッチを達成することができる。本コネク タ40は支持の単独手段としてカプセル体を当てにできず、回路部材50,52 との連続性を得るために変形されるべき連結部材を必要としない。 在来の半導体装置適用のために、封緘材料46は約10グラムから約30グラ ムの範囲での低い初期挿入力を備える。接触部材は約40グラムから約100グ ラムの範囲での高めの二次的挿入力を備える。結果としての電気的な相互連結は 、疲労、圧縮セット又は酸化のための破損なしに長期連続性を保証するために、 係合動作の終わりに向かう大きめの長期の力の負荷を備える。 図4Aはソルダボール装置を備えた使用に適する代替コネクタ40Aを示す。 図4Bは接触部材42Aの斜視図である。第1回路インターフェイス部分62A は好ましくは図2の第1回路部材50に関して示されたようなボールリジッドア レイとの係合のために形成される。コネクタ部材42Aは封緘材料46Aによっ てハウジング44Aに保持されている。遠位端部70Aは端部止め 部72Aと向かい合って保持され、遠位端部74Aは端部止め部76Aと向かい 合って封緘材料46Aによって保持されている。図5Aと5Bはソルダボール装 置を備えた使用に適する代替コネクタ40Bを示す。接触部材42Bの第1回路 インターフェイス部分62Bは2個所でのソルダボール装置との係合のために形 成される。第1回路インターフェイス部分62Bの2個所は好ましくはカプセル 体46Bの表面上に延在する。 図6Aは、回路部材94でのJリード装置とで特に有用な本発明に係る代替コ ネクタ90の側面図である。接触部材96の遠位端部104は封緘材料100に よってハウジング98での端部止め部106から間隔をおいた関係で保持される 。同様に、接触部材96の遠位端部108は封緘材料102によって端部止め部 110から間隔をおいた関係で保持される。接触部材96は封緘材料100,1 02によってハウジング98に付着される。封緘材料100,102は同じ材料 であっても異なる材料であってもよい。例えば、封緘材料100は約25のデュ ロメーター値を有しうる一方、材料102は約60のデュロメーター値を有する 。 Jリード装置92が接触部材96での回路インターフェイス部分112と係合 するようになる場合、遠位端部104,108は始めに第1モードのコンプライ アンスにおいてそれぞれ封緘材料100,102の範囲内で動く。再び、接触部 材96の変形は第1モードのコンプライアンスの成分を備えうる。遠位端部10 4,108がそれぞれ端部止め部106,110と係合するや、接触 部材96が第2モードのコンプライアンスにおいてその伸縮性限界の範囲内で変 形する。図6Bは図6Aの接触部材96の斜視図である。 図7Aはエッジカードコネクタとして用いるための本コネクタ120の側断面 図である。ハウジング122は少なくとも1つのコネクタパッド128を有する カード126のエッジを収容するためのスロット124を形成する。接触部材1 30は封緘材料132の範囲内に位置し、その結果、回路インターフェイス部分 134がスロット124に突き出る。封緘材料132は端部止め部138と間隔 をおいた関係で接触部材130の遠位端部136を保持する。同様に、封緘材料 は端部止め部142と間隔をおいた関係で接触部材130の遠位端部140を保 持する。図7Bは接触部材130の斜視図を提供する。 カード126がスロット124内に挿入されると、回路インターフェイス部分 134が接触体128と係合するようになる。封緘材料132と接触部材130 の変形は第1モードのコンプライアンスをもたらし、それによって遠位端部13 6は端部止め部138の方へ動く。同様に、第2回路インターフェイス部分14 4がコネクタ部材(図示せず)と係合するようになると、遠位部分140は第1 モードのコンプライアンスにおいて端部止め部142の方へ動く。遠位部分13 6,140がそれぞれ端部止め部138,142と係合するや、接触部材130 は第2モードのコンプライアンスにおいて負荷スプリングとして機能し、その伸 縮性 範囲内で変形する。 図8Aは、コネクタパッド152との電気的接続のための本発明に係るコネク タ150の側断面図である。接触部材154は封緘材料158によってハウジン グ156の範囲内に保持されている。封緘材料158は端部止め部162から間 隔をおいた関係で接触部材154の遠位端部160を保持する。コネクタパッド 152が接触部材154の回路インターフェイス部分164と係合するようにな るや、遠位端部160は第1モードのコンプライアンスにおいて端部止め部16 2と係合するまで変位する。接触部材154の変形は第1モードのコンプライア ンスの成分を備えうる。接触部材154の中央部分166がハウジング156の 部分168でピボット旋回し、その結果、接触パッド152との係合が接触部材 154の反時計回りの回転を生じる。回路インターフェイス部分170がコネク タ部材(図示せず)と係合するようになる場合に同様に変位する。図8Bは図8 Aの接触部材154の斜視図である。遠位端部160が端部止め部162と係合 するや、接触部材154が負荷スプリングとして機能し、その伸縮性範囲内で変 形する。 図9Aは、接触部材154Aが第2モードのコンプライアンスにおける大きめ の抵抗を備えるように設計された形状を有する代替コネクタ150Aである。と りわけ、回路インターフェイス部分164A,170Aで接触部材154Aに形 成された鋭い点(ポイント)が、図8Aに示された湾曲した回路インターフェイ ス部分164,170よりも大きな伸縮性変形に対する抵抗を備える。図9Bは 図9Aの接触部材154Aの斜視図である。 図10Aは本発明に係る代替コネクタ150Bの側断面図である。接触部材1 54Bは図8Aの接触部材154によって備えられるよりも低い抵抗を備えるこ とを予定する形状を有する。回路インターフェイス部分164B,170Bの曲 がりは一般に図8Aに示されたものに対応するけれども、接触部材154Bの逆 転した曲がりは第2モードのコンプライアンスの間、低い抵抗を、それ故、低め の二次挿入力を準備する。 図11Aはピンリジッドアレイ装置182との係合のための本発明に係るコネ クタ180の側断面図である。ハウジング184はピン188を収容するための スリット186を有する。接触部材190スリット186に隣接して位置する。 接触部材190の遠位端部192,194はハウジング184の夫々端部止め部 196,198から間隔をおいた構成において保持される。図11Bは接触部材 190の斜視図である。 図12Aは本発明に係る代替コネクタ200の側断面図である。接触部材20 2はハウジング204内に位置する。接触部材202での第1回路インターフェ イス部分206がハウジング204の表面208の上方に延びる。第2回路イン ターフェイス部分210がハウジング204の表面209の上方に延びる。二者 択一的に、第1及び第2インターフェイス部分206,210はそれぞれ表面2 08,209の下方に凹所を設けていてもよい。弾性 材料212,213はリジッドコネクタ部材202とハウジング204の間で2 つの分かれた位置に挿入される。コネクタ部材202と弾性材料212,213 とは封緘材料214によってハウジング204の範囲内に保持される。 接触部材202はカプセルに包まれる間、当該接触部材202を正確に位置す るために1つ以上のサスペンションフィラメント220,227A,227Bに よって支持されてもよい。サスペンションフィラメント220,227A,22 7Bは好ましくはハウジング204に繋ぎ止められる(図13参照)。サスペン ションフィラメント220,227A,227Bは封緘材料214の適用後、不 変であってもよいし、取り除き可能であってもよい。サスペンションフィラメン ト43はリジッドな材料であってもフレキシブルな材料であってもよい。 サスペンションフィラメント220,227A,227Bは、リジッド材料で もフレキシブル材料でもよい。当該サスペンションフィラメント220,227 A,227Bは接触部材202の限定された移行・回転動作を容認するために、 好ましくはフレキシブルであるが伸長可能ではない。伝導性要素202はフィラ メント220に沿って位置され、最小限の2本のモーメントアームが接触部材2 02のホディに沿ったインターフェイス点の位置の結果として創出される。単一 のリジッドサスペンション部材220は、回転のためのピボット点を備えるよう に、接触部材202の長軸のそば又は当該軸に沿った単一点221に位置させる こと ができる。二者択一的に、第2及び/又は第3サスペンションフィラメント22 7A,227Bが任意に含まれていてもよい(図19及び20参照)。 フィラメント220,227A,227Bは、コネクタ200が係止する際の 所望位置に位置するが移行又は回転動作の所望量から制限されないように、接触 部材202の本体に沿ったどの地点にも位置させることができる。サスペンショ ンフィラメント220,227A,227Bはカプセル化された後に所定位置に とどまることができ、カプセル体のみでのものよりも異なるように実際上機能す る補強された複合物となる。フィラメント220,227は、連結されるべき向 かい合う端末を付随して接触部材202の所望動作を容認するが、1つ以上の方 向において動きを制限し、接触部材202の全体的な移動が限定され、カプセル 体214、二次弾性部材212,213、接触部材202又は向かい合う端末2 16に対するダメージを防ぐ作用となる。接触部材202の作用の性質は、各部 材が連結されるべき向かい合う端末のいずれかと伝導要素の間での共平面性の変 化乃至相違を適応するのに十分な範囲を通して隣りのものと無関係に動くことを 可能とする。 接触部材202は好ましくはリジッドである。第1回路部材218でのコネク タ部材216は第1回路インターフェイス部分206と接触するようになると、 封緘材料214はフィラメント220まわりの接触部材202の移行・回転動作 の両方を容認する。 封緘材料214内での接触部材202の動きは、218のような回路部材での比 較的低い初期挿入力となる第1モードのコンプライアンスを備えて構成される。 コンプライアンスなカプセル体214は、接触部材202が弾性材料212,2 13の1つ又は両方と遭遇するまで鉛直動作を可能とする。カプセル体214( 及び任意にフィラメント220,227A,227B)と組み合わさって弾性材 料212,213は第2モードのコンプライアンスを備える。好ましい実施形態 において、弾性材料212,213はカプセル体214よりもかたく(高いデュ ロメーター値)、その結果、二次挿入力が初期挿入力よりも大きい。接触部材2 02は結局、ハウジング204上で端部止め部222,223と接触する。二者 択一的に、弾性材料212,213は、二次挿入力が初期挿入力よりも小さいよ うに選択されてもよい。 カプセル体214は低い力で比較的大きな範囲の動きを備え、重大な不適当な 組み合わせにもかかわらず、接触体202が連続性と平面性を達成することを可 能とする。或る実施形態において、フィラメント220はリジッドな支持体でな く、接触体202の回転動作と移行動作の両方を可能とする。接触部材202が 弾性材料212,213に対し圧縮されるや、第2モードのコンプライアンスは 疲労、振動、温度変動及び過度の又は繰り返しの挿入のための故障乃至破損に対 抗する長期連結をもたらす。接触部材202がフレキシブルであるような代替の 実施形態において、コネクタ200は図1〜3に関連して先に述べたように負荷 スプリ ングとして機能する。 図12Bは、フィラメント220を受けるための開口221,227を有する 接触部材202の斜視図である。図12Cは、接触部材202Aの開口221A がフィラメント220Aを受けるためのスロット構造である代替コネクタ200 Aを示す。 図13は、スペーサー224によって分けられた複数の接触部材202を有す るコネクタ200の斜視図である。スペーサーはフィラメント220に組み込ま れていてもよい。二者択一的に、接触部材202は、カプセル体214の適用の 間、所望の間隔をおいた関係において保持されていてもよい。フィラメント22 0はハウジング204によって支持される。接触部材202の間の間隔は、スペ ーサ224の厚みを変更することによって調整してもよい。本コネクタは好まし くは約0.4mmより少ない、好ましくは約0.2mmより少ないピッチを有し た接触部材を備えることが可能である。スペーサ224はプラスチックやセラミ ックのような多様な誘電材料から構成されうる。 図14Aは、カム形状の接触部材232がフィラメント244によってハウジ ング234内に少なくとも部分的に保持される代替コネクタ230の側断面図で ある。図14Bは接触部材232の斜視図である。弾性材料238が封緘材料2 36に向かい合った側で接触部材232に隣接して位置している。ハウジング2 34は少なくとも1つの表面で接触部材242を有するカードエッジ装置240 を収容するように形作られている。図12Aに関連 して述べられたように、接触部材232は第1モードのコンプライアンスにおい て封緘材料236を転置する。その後、接触部材232が第2モードのコンプラ イアンスを始めるように弾性材料238を係合する。ハウジング234はフィラ メント244まわりの接触部材232の最大回転を制限するように形作られる。 図15は回路部材254でのJリード装置252との係合のために形作られた 代替コンテナ250の側断面図である。接触部材256は封緘材料260と弾性 材料262に隣接してフィラメント258に位置している。弾性材料は好ましく は封緘材料260よりも高いデュロメータ値を有する。 図16Aは回路部材274でのソルダボール装置272との係合のための代替 コネクタ270Aを示す。コネクタ要素276Aはコネクタハウジング280A の範囲内でピボット点278Aまわりに回転する。接触部材276Aの第1回路 インターフェイス部分282Aは、回路部材274のボール部材272との係合 を容易にするために窪み部284Aを有する。第2回路インターフェイス部分2 86Aは、第2回路部材(図示せず)との係合のためにハウジング280Aの底 部から突き出ている。図16Bは、接触部材276Bが一般的にピボット点27 8Bまわりの回転のために鉛直な形態であるような代替コネクタ270Bである 。 図17は、ピン294を有するピングリッドアレイ装置292との係合のため に形成された本発明に係る代替コネクタの側断面図である。接触部材296がハ ウジング300の範囲内でピボッ ト点298まわりに回転する。封緘材料302が第1モードのコンプライアンス をもたらし、弾性材料304が第2モードのコンプライアンスをもたらす。 図18は、接触部材322のアレイを有するコネクタ組立品320の斜視図で ある。多数の細溝326を備えたテンプレート324が、接触部材322の間で 好ましい間隔を維持する。上記コネクタ組立品は広範囲に多様なサイズと形状を とることができる。 図19は、1対のフレキシブルなフィラメント330,331と封緘材料33 2によってコネクタハウジング328に保持された、図18の1対の接触部材3 22の側断面図である。弾性材料334は2個所で接触部材322に隣接して位 置している。 図20は、回路部材(図示せず)との係合後の接触部材322とフィラメント 330,331の動きを示す。接触部材322が弾性材料334を圧縮する。接 触部材322の回転動作に加えて、接触部材322の移行動作が一般に方向「A 」においてコネクタ330の中心に向かうフィラメント330の動きによって示 される。フィラメント331は一般に方向「B」においてコネクタ330の中心 から離れるように動く。 本発明はまた、1つ以上の第1回路部材を第2回路部材に電気的に接続するた めの取り替え可能なチップモジュールに向けられる。第1回路部材は典型的には パッケージされた集積回路装置又はパッケージされない集積回路装置の機能群で あり、第2回路部材は典型的にはプリント配線回路基板、セラミックサブストレ ー ト(基板)又はフレックス回路である。或る実施形態において、第2回路部材は 取り替え可能なチップモジュールの一部である。第2回路部材は典型的には第3 回路部材と係合するための第3コネクタを有する。 図21は例示的な本発明に係る取り替え可能なチップモジュール400の斜視 図である。ハウジング402は1つ以上の第1回路部材414を受けるための複 数の装置位置(サイト)404を有する(図22参照)。第1回路部材414が 露出したダイ集積回路装置(die integrated circuit device)かパッケージされ た集積回路装置のいずれかとして示される。図21の実施形態において、装置位 置404は第1回路部材414を受けるように形作られた凹部406を備えてな る。 カバー408が、凹部406にて第1回路部材414を保持するために装置位 置404に対して備えられる。図21の実施形態において、カバー408は、ハ ウジング402での対応するリップ部411との滑動係合のため、斜めに切られ たエッジ409を有する。当該カバー408は第1回路部材414での識別マー キングを検分するため、任意に開口413を有してもよい。開口413を備えた カバー408は露出したダイシリコンIC装置に対しては好まれない。後述する マルチモードのソルダレスコネクタ420が凹部406の底に位置する。カバー 408及び/又はハウジング402がヒートシンクとして機能可能であり、及び /又は回路部材410,414とソルダレスコネクタ420の間で追 加的に平面コンプライアンスを考慮するように弾性材料から構成されてもよい。 或る実施形態において、ソルダレスコネクタ420がハウジング402と一体 的に形成される。代替の実施形態において、ソルダレスコネクタ420は、ハウ ジング402の範囲内で動くことが容認される別個のコンポーネントである。こ の実施形態において、ハウジング402は一般的な整列及び/又は留置機構を備 える。ソルダレスコネクタ420が動くことが容認されるので、第1及び第2回 路部材410,414を備えた弾性接触部材422の作動は一般に同時に起こる 。追加的に、ソルダレスコネクタ420の動きは回路部材410,414の間の より大きな平面コンプライアンスと、接触部材422のよりバランスのとれたコ ンプライアンスを考慮する。 図22に最も良く認められるように、装置位置404は、第1回路部材414 と第2回路部材410と係合するため、マルチモードのソルダレスコネクタ42 0を有する。当該マルチモードのソルダレスコネクタ420は、第1回路部材4 14から第2回路部材410に延びる複数の弾性接触部材422を有する。代替 の実施形態において、分かれたセットの弾性接触部材422が第1及び第2回路 部材410,414と係合するように形作られることができる。 弾性接触部材422は第1コンプライアンス部材を備えてなっている。当該接 触部材422は第1回路インターフェイス415 で第1回路部材414での接触パッド416と係合するように位置した第1回路 インターフェイス部分424を有する。同様に幾つかの接触部材422は接触パ ッド432a,432bと係合するように位置した第2回路インターフェイス部 分431を有する。図22に示された実施形態においては、接触部材422は接 触パッド432cと係合しない。 弾力のある誘電性封緘材料426は弾性接触部材422の一部を取り囲む。封 緘材料426は第2コンプライアンス部材を備えてなる。弾性接触部材422と 誘電性封緘材料426とは、マルチモードのソルダレスコネクタ420の第1モ ードのコンプライアンスをもたらす。一連の端部止め部430は第2モードのコ ンプライアンスでの接触部材422の部分との係合のため、ハウジング402上 に位置する。第2回路部材410は接触パッド432a〜cに電気的に接続した 第3電気コネクタ407を有する。図示の実施形態において、電気コネクタ40 7は168DIMMエッジカードコネクタである。第3電気コネクタ407は、 第2回路部材410を第3回路部材に電気的に接続するためのものである(一般 に図26及び27参照)。 図23は代替の本発明に係る取り替え可能なチップモジュール440の斜視図 である。ハウジング442はマイクロプロセッサー装置(図示せず)を受ける乃 至収容するための装置位置444を有する。ハウジング442の1つのエッジに 沿って、一連の装置位置446がフラッシュメモリ集積回路装置(図示せず)を 受 けるように形成されている。装置位置448,450が、マイクロプロセッサー の支えとなる他の回路部材を受けるために、ハウジング442の他のエッジに沿 って備えられる。図23に示された実施形態において、装置位置444,446 ,448,450の各々は適当なカバー456a〜456cを有する。カバー4 56a〜456cは、ハウジング442での対応したリップ部411との滑動係 合のために傾斜したエッジ409を有する。 図23に示された取り替え可能なチップモジュール440は、1つのエッジに 沿って168DIMMエッジカードコネクタ452を有した第2回路部材451 と、他のエッジに沿ったフレックス回路連結部454とを有する。図示の実施形 態において、第2回路部材451はプリント配線回路基板である。図22と関連 して述べたように、装置位置444,446,448,450を形成する凹部の 底は、集積回路装置を第2回路部材451と電気的に接続するため、マルチモー ドのソルダレスコネクタ420を有する。電気コネクタ452と454は、第2 回路部材541を第3回路部材に電気的に接続するために備えられる(一般に図 26と27参照)。 図24と25は、本発明に係る取り替え可能なチップモジュール460の代替 実施形態を示す。たった1つの単位カバー462が、複数の装置位置466を含 むハウジング464との係合のために備えられる。図25に最も良く示されるよ うに、上記カバー462は、第1回路部材のマルチモードのソルダレスコネクタ 4 20との係合を容易にする一連の突出部468を有する。当該突出部468は任 意に、回路部材(図示せず)とソルダレスコネクタ420の間で追加的な平面コ ンプライアンスをもたらすべく、エラストマー材料であってもよい。 図24と25の取り替え可能なチップモジュール460の機能性を最大限に強 化するために、カバー462は好ましくは、ネジ孔470を通って延在するネジ のような固定具によって取り外し可能にハウジング464に取り付けられる。整 列ピン472と対応する整列孔474とがまた、カバー462のハウジング46 4との位置合わせのために備えられてもよい。 図26と27は、ディスク駆動装置のような電子装置での使用のための、本発 明に係る取り替え可能な本チップモジュール480の代替実施形態を示す。ハウ ジング480は、集積回路装置488を受けるための装置位置486を形成する 凹部484を有する。カバー490が装置位置486にて集積回路装置488を 保持するために備えられる。マルチモードのソルダレスコネクタ492が凹部4 84の底に位置する。 図26と27に示された実施形態において、メイン回路基板494が、マルチ モードのソルダレスコネクタ492との係合のため、ハウジング482の表面に 沿って位置している。当該メイン回路基板494は、マルチモードのコンプライ アンスなソルダレスコネクタ492との係合のため、複数の集積回路装置接続位 置498を有する(図22参照)。補剛材500が任意にメイン回 路基板494の背表面に施されてもよい。メイン回路基板494が一連の表面取 付集積回路装置502を有する場合、ハウジング482は取り替え可能なチップ モジュール480との係合を可能にするために凹部504を有する。 図27に最も良く認識されるように、取り替え可能なチップモジュール480 の底エッジ506は、コントローラ基板512との係合のため、マルチモードの コンプライアンスなソルダレスコネクタ508を有する。図26に示された実施 形態において、コントローラ基板512は取り替え可能なチップモジュール48 0を受けるための凹部510を有する。 図28は、取り替え可能な第2チップモジュール570と電気的に接続した取 り替え可能な第1チップモジュール560での実施形態を示す。当該取り替え可 能な第1チップモジュール560は、カバー568によって第2回路部材(図示 せず)でのマルチモードのソルダレスコネクタ564に対し保持された1つ以上 の第1回路部材562を含む。取り替え可能な第2チップモジュール570は、 取り替え可能な第1チップモジュール560のハウジング574での第3コネク タ572と電気的に係合する。代替の実施形態において、複数の取り替え可能な チップモジュールが、三次元アレイ乃至マトリックスに共に積み重ねられてもよ い。 図29は、第1回路部材522の寿命における多重の段階の間で、本発明に係 る取り替え可能なチップモジュール520を利用するための方法を示す。1つ以 上の第1回路部材522が、カバ ー526によって取り替え可能なチップモジュール520内に保持され、第1回 路インターフェイス528でマルチモードのソルダレスコネクタ524と係合す る。図28に示された実施形態において、複数の弾性接触部材532はまた、取 り替え可能なチップモジュール520(とそれ故に第1回路部材)を多様な他の 回路部材540,544,550と電気的に接続するため、第2回路インターフ ェイス530を形成する。 集積回路のような第1回路部材522の寿命での初期ステージの間、第2回路 部材540は典型的には特性テスト、手動セットアップテスト及び/又は製造テ ストを行うための機能的なテスト基板である。機能的なテスト基板540は、第 2回路インターフェイス530で弾性接触部材532と係合するために配置され た一連の接触パッド542を有する。弾性接触部材532は、第1回路部材52 2が第2回路部材540に一時的に電気的に接続されることを可能とする。 第1回路部材522の寿命での次のステージの間、第3回路部材544は典型 的には、第1回路部材522を焼き付け・温度循環するための、焼き付け基板で ある。再び、焼き付け基板544は、第2回路インターフェイス530で弾性接 触部材532と係合するように配置された一連の接触パッド546を有する。回 路部材522の寿命における最終ステージにおいて、第4回路部材550は、適 当に配置された接触パッド552を備えたシステムレベル回路基板である。 取り替え可能な本チップモジュール520は、モジュール520から除去され なければならないことなしに、第1回路部材522が特性付けられ、テストされ 、確認され、焼き付けられ、製造において用いられることを可能とする。第1回 路装置の1つ以上がこれらの段階のいずれかで破損したならば、当該破損した回 路部材は取り替え可能なチップモジュール520から容易に取り除かれ、他の第 1回路部材又は取り替え可能なチップモジュールを損なうことなく、取り替える ことができる。 図30は本発明の他の実施形態に係るコネクタ600の側断面図である。接触 部材602a〜dはコンプライアンスな誘電性封緘材料606によってハウジン グ604での開口610a〜dに保持される。螺旋部分607a〜dが封緘材料 606に接触部材602a〜dを保持するのを補助する。封緘材料606は接触 部材602a〜dにつながってもよく、つながっていなくてもよい。図示の実施 形態において、接触部材は長さ「L」を有し、上端603a〜dがハウジング6 04の上方に延在し、下端605a〜dがハウジング604の下方に延在する。 封緘材料606は、向かい合った回路部材との圧縮係合に関し、接触部材60 2a〜dの鉛直、側方及び回転動作を容認する(図31〜35参照)。接触部材 602a〜dは開口610a〜dに緩く嵌め込まれることができる。二者択一的 に、端部止め部は、接触部材602a〜dの限定された回転及び/又は側方動作 に対して開口の長さに沿って位置してもよい。他の実施形態において、 開口の1つの開き口は接触部材602a〜dの垂直動作を1つの方向に制限する ように先細っていることができる。封緘材料606は第1モードのコンプライア ンスを規定する第1コンプライアンス部材を備えてなっている。 接触部材602a〜dは厚み「T」より大きな幅「W」を有する横断面範囲を 備えたリボン形状を有する。接触部材602a〜dの少なくとも一部が一般に螺 旋部分607a〜dを形成するように捩じられる。図示の実施形態において、捩 じられた接触部材602a〜dの長さ「L」に沿った径は一般に一定である。一 般に一定の径は、コネクタ600での接触部材602a〜dの細かめのピッチと 小さめの径の開口610a〜dを考慮に入れている。代替の実施形態において、 幅「W」は特有の適用のために接触部材602a〜dの長さ「L」に沿って変わ りうる。 1つ以上の螺旋部分607a〜dは各接触部材の長さ「L」に沿って、幾何学 的図形の中心のそばのような、独立位置に位置することが可能である。二者択一 的に、螺旋部分は接触部材の全長に延在可能である。或る実施形態において、2 つの独立した螺旋部分607cは、中央のそばに一般に平坦な部分608を備え た接触部材602cでの端部603c,610cのそばに位置する。螺旋部分は 、一定のピッチ又は変動するピッチのほぼ柱筒渦巻きに関する。幅「W」が接触 部材の長さ「L」に沿って変わる実施形態において、ほぼ柱筒渦巻きは、一定の 又は変動するピッチでの一連のほぼ同心の柱筒渦巻きを備えてなる。接触部材6 02a, 602dは約180゜捩じれる。接触部材602bは約90°捩じれ、接触部材 602cは180度の全体の捩じれのために各端部603c,610cのそばで 約90゜捩じれる。螺旋部分の位置と捩じれの度合いは予め定められた屈曲点を 与える。屈曲点は特有の適用のために調整可能である。接触部材602a〜dは 第2コンプライアンス部材を備えてなる。第1及び第2コンプライアンス部材の 組み合わされた弾性は第2モードのコンプライアンスを規定する。 接触部材602aの上下端部603a,605aは一般に凸状である。接触部 材602dの上端部603dは一般に凹状で下端部605dは一般に凸状である 。接触部材602a〜dの端部は、第1及び第2回路部材でのインターフェイス の形状に対応するように形作られうる。二者択一的に、接触部材602a〜dの 端部は回路部材でのインターフェイスを変形する及び/又はこれに食い込むよう に形作られ得、それによってソリッドな電気接触部を形成する。 向かい合う回路部材によって接触部材602a〜dに施与された圧縮力は、螺 旋部分607a〜dのため、接触部材602a〜dの僅かな回転と、カプセル体 606の屈曲を引き起こす。回転力の性質と程度は向かい合う回路部材と先端の 形状に依存することとなる。封緘材料606の性質は、接触部材602a〜dの 開口610a〜dの壁又は端部止め部との付随的な接触までの、第1モードのコ ンプライアンスにおける開口610a〜dの範囲内 での接触部材602a〜dの僅かな動作を考慮する。 回路部材によって施与された圧縮力が増加すると、通常、接触部材の開口の側 壁との係合に応じて、リボン接触部材602a〜dの僅かな屈曲となる。リボン 材料の弾性の性質並びに更に封緘材料の変形は、第2モードのコンプライアンス をもたらす。接触部材602a〜dの組み合わされた側方及び回転の動きは、回 路部材端末に在る非伝導性フィルム又は潜在的酸化物を破る又は壊すための僅か な拭き取り機能(wiping action)をもたらす。図30のコネクタ600は、本発 明に係る取り替え可能なチップモジュールで使用可能である。 図31は、一般に本発明に係るコネクタ600’を利用する例示的な取り替え 可能なチップモジュール620の側断面図である。ハウジング624は、1つ以 上の第1回路部材628を受けるための装置位置626を有する。第1回路部材 628は露出したダイ集積回路装置かパッケージされた集積回路装置のいずれか として示される。カバー630が、第1回路部材628をモジュール620に保 持するための装置位置626のために備えられる。当該カバー630及び/又は ハウジング624はヒートシンクとして機能可能である。接触部材634a〜c が第1回路部材628から第2回路部材632に延在する。当該接触部材634 a〜cは、圧縮モードにおいて第1回路インターフェイス640で第1回路部材 628での接触パッド638と係合するように位置した第1回路インターフェイ ス部分636a〜cを有する。 図32は、接触パッド638の代わりにボールグリッドアレイ638’を有し た代替の第1回路部材628’を示す。同様に、接触部材634a〜cは、圧縮 モードにおいて第2回路インターフェイス部分644で接触パッド645と係合 するように位置した第2回路インターフェイス部分642a〜cを有する。図3 1に示された実施形態において、第1及び第2回路インターフェイス部分636 a〜c,642a〜cはサイズ及び形状を変えうるものである。 弾力のある誘電性封緘材料646は、弾性接触部材634a〜cの一部を取り 囲む。図31と32の実施形態において、接触部材634a〜cは90度の捩じ れを有している。封緘材料646は第1コンプライアンス部材を備えてなり、第 1モードのコンプライアンスをもたらす。接触部材634a〜cの屈曲と誘電性 封緘材料646の更なる変形とは、マルチモードソルダレスコネクタ600’の 第2モードのコンプライアンスをもたらす。上に述べたように、第2回路部材6 32は典型的には、接触パッド645に電気的に接続された第3電気コネクタ( 図21参照)を有する。第3電気コネクタ(図示せず)は典型的には、第2回路 部材632を第3回路部材に電気的に接続するのに用いられる(一般に図26と 27参照)。 図33A〜33Fは、螺旋部分652a〜652fを有した代替の接触部材6 50a〜650fを示す。対称性乃至シンメトリーが求められないにもかかわら ず、図示された実施形態の全ては 対称である。図33A〜33Dの実施形態は、螺旋部分652a〜dの上方に第 1曲がり部654a〜dを、螺旋部分652a〜dの果報に第2曲がり部656 a〜dを有する。 図34は、ハウジング664上方に延在する接触部材662を有するコネクタ 660の斜視図である。当該コネクタ660は一般にランドグリッドアレイとの 係合のために形作られる。接触部材662のピッチに対応する複数の開口668 を有する挿入体666はハウジング664に対して位置していてもよい。開口6 68は、回路部材672とのボールグリッドアレイ670との係合を容易にする 凹部を形成する。 発明の背景に引用されたものを含みここに開示された特許及び特許出願は、こ の結果、言及乃至参照によって組み込まれる。本発明の他の実施形態も可能であ る。上記したことは例証としてものであり、限定されるべきものではない。多く の他の実施形態は上記のものに照らして当業者にとり明らかであろう。したがっ て、本発明の範囲は下記請求の範囲に照らして等価の十分な範囲を加えて、決定 されなければならない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 60/063,927 (32)優先日 平成9年10月31日(1997.10.31) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR, NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL ,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR, BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,E E,ES,FI,GB,GE,GH,HU,IL,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,Z W

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.第1回路部材を第2回路部材に電気的に接続するための電気コネクタにして 、 1つ又は複数の開口を有した電気絶縁コネクタハウジングと; 第1回路インターフェイスで上記第1回路部材と係合するように形成された第 1回路インターフェイス部分を有し、上記開口に位置した第1接触部材と; 当該第1接触部材の一部を取り囲み第1モードのコンプライアンスを備えた第 1コンプライアンス部材を規定する弾力のある誘電性封緘材料と; 第2コンプライアンス部材を規定する上記第1接触部材と圧縮モードで係合す るように位置した少なくとも1つの開口側壁とを備えて構成され、第1及び第2 コンプライアンス部材は開口側壁との係合に応えて第2モードのコンプライアン スを示すようなコネクタ。 2.上記圧縮モードが第1接触部材と封緘材料の弾性変形を備えて構成される、 請求項1の装置。 3.上記第1接触部材が、第2回路インターフェイスで第2回路部材と係合する ように構成された第2回路インターフェイス部分を備えて構成され、それによっ て第1及び第2コンプライアンス部材が開口側壁との係合に応えて第2モードの コンプライアンスを示す、請求項1の装置。 4.第1回路インターフェイス部分での第2モードのコンプライアンスが概して 第2回路インターフェイス部分での第2モードのコンプライアンスに等しい、請 求項3の装置。 5.第1回路インターフェイス部分での第2モードのコンプライアンスが第2回 路インターフェイス部分での第2モードのコンプライアンスよりも大きい、請求 項3の装置。 6.上記コネクタが二次挿入力よりも小さな初期挿入力を備えてなる、請求項1 の装置。 7.上記接触部材が少なくとも1つの螺旋部分を備えてなる、請求項1の装置。 8.上記第1回路インターフェイス部分がコネクタ部材の形状を補完する形状を 備えてなる、請求項1の装置。 9.上記弾性接触部材が一片の伝導性シート材料を備えてなる、請求項1の装置 。 10.上記第1回路インターフェイス部分が第1回路部材との拭き取り係合をも たらす、請求項1の装置。 11.上記第1回路部材が、パッケージされた集積回路装置、パッケージされな い集積回路装置及び集積回路装置の機能群からなる群から選択される、請求項1 の装置。 12.上記第1回路インターフェイス部分が、エッジカード、jリード装置、フ レックス回路、リボンコネクタ、ケーブル、ボールグリッドアレイ(BGA)、 ランドグリッドアレイ(LGA)、プラスチックの鉛で枠付けられたチップキャ リア(PLCC)、 ピングリッドアレイ(PGA)、スモールアウトライン集積回路(SOIC)、 デュアルインラインパッケージ(DIP)、クワッドフラットパッケージ(QF P)、リードレスチップキャリア(LCC)及びチップスケールパッケージ(C SP)の群から選択されたコネクタ部材と係合することができる、請求項1の装 置。 13.上記接触部材を支持する少なくとも1つの支持部材を更に備える、請求項 1の装置。 14.上記支持部材が、接触部材の回転するピボット点を備えてなる、請求項1 3の装置。 15.上記支持部材が、接触部材の移動動作を可能とするフレキシブルなフィラ メントを備えてなる、請求項13の装置。 16.上記開口に向かい合うように位置した開き口を有する挿入体を更に備えて なる、請求項1の装置。 17.それぞれコネクタ部材を備えた第1及び第2作用表面を有する第1回路部 材と第2回路部材を電気的に接続するためのコネクタにして、 上記第1及び第2回路部材の間に実質的に位置するのに適応した電気絶縁コネ クタハウジングと; 第1及び第2回路インターフェイス部分を有し、上記コネクタハウジング内に 概して位置したリジッド接触部材と; 上記接触部材の一部を取り囲む第1コンプライアンス部材を備えてなり、第1 モードのコンプライアンスをもたらす弾力のある誘電性封緘材料と; 上記リジッドコネクタ部材とハウジングでの端部止め部との間におかれた第2 コンプライアンス部材を備えてなる第1弾性材料と を備えて構成され、第1及び第2コンプライアンス部材は第2モードのコンプラ イアンスをもたらすようなコネクタ。 18.上記端部止め部との接触部材の係合が接触部材の移行動作を開始すること を可能とする、請求項17の装置。 19.上記接触部材を支持する少なくとも1つの支持部材を更に備えてなる、請 求項17の装置。 20.上記支持部材が、接触部材の回転するピボット点を備えてなる、請求項1 7の装置。 21.1つ以上の第1回路部材を第2回路部材に電気的に接続するための取り替 え可能なチップモジュールにして、 各々が少なくとも1つの第1回路部材を収容することができる複数の装置位置 を有したモジュールハウジングと; 上記装置位置の各々に位置した第1コネクタと を備えてなり、上記第1コネクタが、 第1回路インターフェイスで上記第1回路部材と係合するように形成された第 1回路インターフェイス部分を有し、上記ハウジングでの開口に位置した1つ以 上の第1接触部材と; 当該第1接触部材の一部を上記開口の範囲内で取り囲み第1モードのコンプラ イアンスを備えた第1コンプライアンス部材を規定する弾力のある誘電性封緘材 料と; 第2コンプライアンス部材を規定する第1接触部材と圧縮モードで係合するよ うに位置した少なくとも1つの開口側壁と; 上記第1コネクタを第2回路部材に電気的に接続するための第2コネクタと を備えて構成され、第1及び第2コンプライアンス部材は開口側壁との係合に応 えて第2モードのコンプライアンスを示すような装置。 22.上記第2コネクタが、 第2回路インターフェイスで上記第2回路部材と係合するように形成された第 2回路インターフェイス部分を有し、開口に位置した1つ以上の第2接触部材と ; 当該第2接触部材の一部を上記開口の範囲内で取り囲み第1モードのコンプラ イアンスを備えた第1コンプライアンス部材を規定する弾力のある誘電性封緘材 料と; 第2コンプライアンス部材を規定する第2接触部材と圧縮モードで係合するよ うに位置した少なくとも1つの開口側壁と を備えて構成され、第1及び第2コンプライアンス部材は開口側壁との係合に応 えて第2モードのコンプライアンスを示すような装置。 23.第1接触部材と第2接触部材とは、第1及び第2回路部材の間に延在する ように形作られた単一の接触部材を備えてなる、請求項22の装置。 24.上記第2回路部材を第3回路部材に電気的に接続するため の第3コネクタを更に備えてなる、請求項22の装置。 25.上記第3回路部材が取り替え可能なチップモジュールを備えてなる、請求 項24の装置。 26.上記第1回路部材が、パッケージされた集積回路装置、パッケージされて いない集積回路装置及び集積回路装置の機能群からなる群から選択される、請求 項21の装置。 27.上記第2回路部材が、エッジコネクタ、リボンケーブル、プリント配線回 路基板、集積回路装置、有機乃至無機サブストレート、フレックス回路及びリジ ッド回路からなる群から選択される、請求項22の装置。 28.第1回路部材を備えた弾性インターフェイスを有する少なくとも1つのカ バーを更に備えてなる、請求項21の装置。 29.コネクタを組み入れる組立品にして、 各々が少なくとも1つの第1回路部材を含む複数の装置位置を有したモジュー ルハウジングと; 上記装置位置の各々に位置し上記第1回路部材との第1回路インターフェイス 係合を規定する第1コンプライアンス部材を備えてなる1つ以上の第1接触部材 を備えて構成される第1コネクタと; 上記第1接触部材の一部を折り囲む第2コンプライアンス部材を規定する弾力 のある誘電性封緘材料と; 第2モードのコンプライアンスにて上記第1接触部材と係合するように位置し た少なくとも1つの端部止め部と; 上記第1コネクタを第2回路部材に電気的に接続するための第2コネクタと を備えてなり、上記第1及び第2コンプライアンス部材が第1モードのコンプラ イアンスを備える組立品。 30.第1回路部材の寿命での多重相で取り替え可能なチップモジュールを用い る方法にして、 モジュールハウジングでの装置位置に複数の第1回路部材を位置させること; 第1コネクタとの第1回路インターフェイスを形成するために上記第1回路部 材を装置位置に圧縮すること、ここで上記第1コネクタは第1回路部材と係合可 能な第1回路インターフェイスを画定する第1コンプライアンス部材、弾力のあ る誘電性封緘材料及び少なくとも1つの端部止め部を備えてなる1つ以上の第1 接触部材を備えて構成され、上記封緘材料は第1接触部材の一部を取り囲む第2 コンプライアンス部材を画定し、第1及び第2コンプライアンス部材は第1モー ドのコンプライアンスをもたらし、上記端部止め部は第2モードのコンプライア ンスにおいて第1接触部材と係合するように位置しており; 上記第1コネクタに電気的に接続されたモジュールハウジングに第2コネクタ を位置させること; 上記第2コネクタを第2回路部材に電気的に接続すること; 上記第2コネクタを第2回路部材から電気的に遮断すること; 及び 上記第2コネクタを第3回路部材と電気的に接続すること の各ステップを備えて構成される、方法。
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