JP2004119275A - コネクタ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】デバイスの高周波特性の劣化を防止することができるとともに、各接続端子の損傷を防止しそれらの長寿命化を図る。
【解決手段】基板2の一面に配設された略半球状の複数の接続端子4と、基板2の他面における各接続端子4の配設位置に相当する位置に各接続端子4と導通して配設された略半球状の接続端子9と、各接続端子4に対応する複数のコンタクタ6とを有し、各コンタクタ6が、スルーホール12およびこのスルーホール12の内部に配設された接触子14を有し、各接続端子4をスルーホール12に挿入することにより、各接続端子4の表面と接触子14の表面とを接触させる。
【選択図】 図1
【解決手段】基板2の一面に配設された略半球状の複数の接続端子4と、基板2の他面における各接続端子4の配設位置に相当する位置に各接続端子4と導通して配設された略半球状の接続端子9と、各接続端子4に対応する複数のコンタクタ6とを有し、各コンタクタ6が、スルーホール12およびこのスルーホール12の内部に配設された接触子14を有し、各接続端子4をスルーホール12に挿入することにより、各接続端子4の表面と接触子14の表面とを接触させる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はコネクタ装置に係り、特に着脱自在なコネクタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、パーソナルコンピュータや携帯機器等のコンピュータデバイスとPCカードや通信用モデムカード、メモリカード等のコンピュータ周辺機器とを電気的に接続する手段としてコネクタ装置が多用されている。
【0003】
このようなコネクタ装置は、ハウジングを有し、このハウジングには、板ばね等により構成される複数の接続端子が配設されている(例えば、特許文献1)。
【0004】
そして、コンピュータデバイスには、前記コネクタ装置が搭載されており、コンピュータ周辺機器を前記ハウジング内部に挿入することにより、このコンピュータ周辺機器の一端部分の一面に整列配置された複数の電極端子を前記各接続端子に接触させて前記コンピュータデバイスと前記コンピュータ周辺機器とを電気的に接続していた。
【0005】
また、従来の他のコネクタ装置として、複数のピン形状の接続端子を有するものが知られており、このコネクタ装置によれば、コンピュータ周辺機器の一端面に形成された複数の開口に前記接続端子を挿入することにより、コンピュータデバイスとコンピュータ周辺機器とを電気的に接続していた(例えば、特許文献2)。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−338722号公報
【特許文献2】
実用新案登録第3086612号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記コネクタ装置における各接続端子は長さ寸法が長い板ばねやピン形状等によって構成されているので、前記各接続端子と前記各電極端子との接触寸法が長くなってしまう。このため、インピーダンスが阻害要因となってしまい、例えば2.4GHz以上の高周波によって駆動するCPUが配設されたコンピュータデバイスとコンピュータ周辺機器とを従来のコネクタ装置によって接続する場合、前記CPUの高周波特性が1db以上劣化してしまう。この結果、前記CPUは、その性能を十分に発揮することが困難であるという問題を有していた。
【0008】
また、従来より前記コネクタ装置は、それらの安定した接続を図るために、前記各接続端子に対して1ピンの接続端子あたり20〜30gf程度の圧力を加えることにより前記各接続端子と前記各コンタクタとを接続するようになっている。このため、コネクタ装置の接続時に各接続端子に対して加えられる圧力が大きく、前記各接続端子が損傷してしまい、この結果前記各接続端子の寿命が短くなってしまっていた。そこで、この問題を解決するため、例えば前記各接続端子の外側面に約0.7μmの厚さの金メッキを施してこれら各接続端子の外側面を保護することにより前記各接続端子の長寿命化を図っている。しかし、前記各接続端子に前述の厚さの金メッキを施すと、前記コネクタ装置スの製造コストが上昇してしまうという問題を有していた。
【0009】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、着脱自在なコネクタ装置であって、接続するデバイスの高周波特性の劣化を防止することができるとともに、各接続端子の損傷を防止することによりそれらの長寿命化を図ることができるコネクタ装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記問題を解決するため、本発明に係るコネクタ装置は、基板の一面に配設された凸型形状の複数の接続端子と、前記基板の他面における前記各接続端子の配設位置に相当する位置に前記各接続端子と導通して配設された凸型形状の複数の他の接続端子と、前記各接続端子に対応する複数のコンタクタとを有してなり、前記各コンタクタが、開口およびこの開口の内部に配設された接触子を有し、前記各接続端子が前記各コンタクタの開口に挿入されることにより、前記各接続端子の表面と前記接触子の表面とが接触することを特徴とする。
【0011】
ここで、開口とは、有底穴と、貫通孔であるスルーホールとを含む概念である。
【0012】
この本発明に係るコネクタ装置によれば、前記各接続端子の表面と前記接触子とが短い接触寸法で接触することができるので、従来の挿入型コネクタと比較して各接続端子と各コンタクタの接触子との接続長さ寸法を短くすることができるので、インピーダンスを軽減することができ、これにより前記コネクタ装置が用いられた各種デバイス等の高周波特性の劣化を防止することができる。
【0013】
また、前記各接続端子と各コンタクタとの接続部分は、例えば半田等によって塞がれておらず、前記各接続端子と前記各コンタクタは接触することによって電気的に接続するため、前記各接続端子と各コンタクタとの間隙には空気が存在するので、接続されるデバイスからの輻射熱の放熱性を向上させることができる。
【0014】
また、本発明に係る他のコネクタ装置は、前記各コンタクタが、前記各接続端子と複数の接点によって接触されることを特徴とする。
【0015】
この本発明に係る他のコネクタ装置によれば、各接続端子と各コンタクタとは多点において接触するため、前記各接続端子と前記各コンタクタとを接続するにあたり1つの接続端子あたりに加えられる圧力を従来と比較して小さくしても安定した接続を行うことができる。このため、各接続端子の損傷を防止することができ、これにより、前記コネクタ装置が用いられた各種デバイスの長寿命化を図ることができる。さらに、各接続端子の表面に施される金メッキの厚さを大きくする必要がないので、前記デバイス等の製造コストの上昇を抑えることができる。
【0016】
また、本発明に係る他のコネクタ装置は、前記各接続端子が、先端部方向に徐々に細くなる形状に形成され、前記各コンタクタが、開口の表面側の開口部外縁から前記開口の内部中央に向かって傾斜するように形成され前記各接続端子と接触する接触部と、前記接触部の先端部から前記各開口の底方向であって前記傾斜方向とは反対側に屈曲するように延設され、前記各接続端子が前記各コネクタの開口に挿入されたとき前記開口の内側面に形成された導電膜に当接する当接部とにより構成される複数の接触子を有することを特徴とする。
【0017】
この本発明に係る他のコネクタ装置によれば、本コネクタ装置が用いられた各種デバイスの高周波特性の劣化を防止することができるとともに、各接続端子は、それらの表面を各接触子の接触部に摺接させながら各開口の内部に挿入されるので、前記各接続端子および前記各接触子の接触部の表面に形成される酸化皮膜を除去することができる。これにより、前記各接続端子と前記各接触子とを確実に接触させることができ、前記コネクタ装置が用いられた各種デバイスにその高周波特性を一層発揮させることができる。
【0018】
また、本発明に係る他のコネクタ装置は、前記各コンタクタが、前記開口の表面側の開口部外縁において相互に90°の間隔を有して四方向から前記各開口の内部中央に向かって形成されるように位置する4つの接触子を有することを特徴とする。
【0019】
この本発明に係る他のコネクタ装置によれば、コンタクタには4つの接触子が配設されているので、より確実に各接続端子を各接触子の接触部に接触させ、安定した接続を図ることができる。
【0020】
また、本発明に係る他のコネクタ装置は、前記各接触子が、それらの接触部に前記開口の表面側の開口部の方向へ突出するような複数の小突起を有することを特徴とする。
【0021】
この本発明に係る他のコネクタ装置によれば、各接続端子と各コンタクタとの接続長さ寸法を前記各接続端子と前記各小突起の先端部分との接触部分の寸法と一層短くすることができるので、インピーダンスをより軽減することができる。
【0022】
また、本発明に係る他のコネクタ装置は、前記各接続端子が、直方体形状に形成され、前記各コンタクタが、開口の表面側開口部であって前記各接続端子と直交して接触するように配設され、前記開口の内側面に形成された導電膜に連接されている直方体形状の接触子を有することを特徴とする。
【0023】
この本発明に係る他のコネクタ装置によれば、各接続端子と各コネクタの接触子とは直交するように配置されているので、前記各接続端子の表面と前記各コネクタの接触子の表面とを接触させることができ、従来の挿入型コネクタと比較して各接続端子と各コンタクタの接触子との接続長さ寸法を短くすることができるので、インピーダンスを軽減することができる。これにより、前記コネクタ装置が用いられた各種デバイス等の高周波特性の劣化を防止することができる。
【0024】
また、本発明に係る他のコネクタ装置は、前記接触子が、前記開口の表面側の開口部分であって前記開口部の表面から前記各接続端子の突出寸法と同一寸法分前記開口の内部に位置する位置に配設されていることを特徴とする。
【0025】
この本発明に係る他のコネクタ装置によれば、各接続端子が前記開口に挿入されることによって前記各接続端子と各コンタクタとを接触させることができるので、これにより前記各接続端子と前企画コンタクタとの位置がずれてしまうことを防止することができる。
【0026】
さらに、本発明に係る他のコネクタ装置は、前記各接続端子が、先端方向に徐々に細くなる形状に形成され、前記各コンタクタの接触子が、平面形状がスパイラル形状に形成されていることを特徴とする。
【0027】
この本発明に係る他のコネクタ装置によれば、本コネクタ装置が用いられた各種デバイスの高周波特性の劣化を防止することができるとともに、各接続端子は、それらの表面を各接触子の接触部に摺接させながら各開口の内部に挿入されるので、前記各接続端子および前記各接触子の接触部の表面に形成される酸化皮膜を除去することができる。これにより、前記各接続端子と前記各接触子とを確実に接触させることができ、前記コネクタ装置が用いられた各種デバイスにその高周波特性を一層発揮させることができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコネクタ装置の実施形態を図1から図12を参照して説明する。
【0029】
図1は、本発明の第1実施形態に係るコネクタ装置の一部を示す断面図であり、図2は、図1に記載のコネクタ装置のソケットを構成するコンタクタを示す斜視図である。ここで、本実施形態においては、コンピュータデバイスとコンピュータ周辺機器とを接続するコネクタ装置を用いて説明する。
【0030】
図1に示すように、本実施形態に係るコネクタ装置1が用いられるコンピュータデバイス2には、コンピュータ周辺機器25を挿入するハウジング10を有したコネクタ装置1が配設されており、このハウジング10には、一面に複数の略半球状の接続端子が整列配置された基板3が配設されている。また、この基板3の他面における前記各接続端子4の配置位置に相当する位置には、略半球状の複数の接続端子9が整列配置されている。そして、これら各接続端子4,9は、銅やニッケル等の導電材料により形成されたコア部の表面に金や銀等の導電材料によって薄膜のメッキが施されることにより構成されている。
【0031】
また、前記ハウジング10であって前記基板2における各接続端子4の配置面側には、前記各接続端4に対応する複数のコンタクタ6が配設されている。
【0032】
これら各コンタクタ6は、前記インターポーザ5を構成する基体11における前記各接続端子4に対応する位置に、図2に示すような平面形状が円形状に形成された開口としてのスルーホール12を有し、これらスルーホール12の側面には、銅等の導電材料により構成された導電膜13が形成されている。さらに、前記各コンタクタ6は、前記各スルーホール12の表面側の開口部外縁において相互に90度の間隔を有して4方向から前記各スルーホール12の内部中央に向かって傾斜するように形成されている接触子14を有しており、これら各接触子14の先端部分は、前記各スルーホール12の底方向であって前記傾斜方向とは反対側に屈曲されている。そして、前記各接触子14のうち前記各スルーホール12の内部中央に向かって傾斜する部分であって前記各接続端子4が前記各コンタクタ6に挿入されたとき前記各接続端子4と接触する部分は接触部16とされ、本実施形態において前記各接触部16は、10〜15μmの長さ寸法によって形成されている。また、各接触子14のうち屈曲されている部分であって前記各接触子14の接触部16が前記各接続端子4と接触して押圧されたときこの押圧にしたがって前記スルーホール12の側面に当接する先端部分は当接部17とされている。
【0033】
なお、本実施形態においては、各コンタクタ6は4つの接触子14を有するが、これに限定されず、複数の接触子を有するものであれば3つ以下であってもまた5つ以上であってもよい。
【0034】
また、前記基体11の表面には、エラストマやゴム等の弾性材料により構成されるスペーサ19が配設されており、そして、前記ハウジング10において、前記基板3は、前記インターポーザ5のスペーサ19の表面に当接するように配設されている。
【0035】
このとき、前記スペーサ19は、コンピュータ周辺機器25が前記コンピュータデバイス2のハウジング10に挿入されていない状態において、前記各接続端子4と前記各接触子14とが接触しない程度の厚さ寸法に形成されており、本実施形態においては、インターポーザ5は、60μmの厚さ寸法によって形成されている。
【0036】
また、前記コンピュータデバイス2におけるにおける前記コネクタ装置1の底面側には、表面に複数の配線21が配設されたプリント配線基板22が、前記各配線21が前記各インターポーザ5の導体膜13に当接するように配設されており、この各導体膜9と各配線21とは、例えばフローハンダ等によって半田付け等されている。そして、これによりコネクタ装置1とコンピュータデバイス2とを電気的に接続するようになっている。
【0037】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0038】
まず、図3に示すように、コンピュータ周辺機器25がハウジング10内部に挿入されると、前記各接続端子9が、図4に示すように、前記コンピュータ周辺機器25の一端部分に整列配置された複数の電極端子26にそれらの先端部を摺接されながら前記各コンタクタ6のスルーホール12の方向に押圧される。これにしたがい、前記各接続端子4も前記スペーサ19の弾性により前記各スルーホール12の内部方向に押圧されて、前記各接続端子4の先端部が前記各コンタクタ6の各接触子14の接触部16に弾性的に接触する。続いて、前記各接続端子4は、そのまま前記各スルーホール12の内部方向に押圧されると、前記各接続端子4の表面を前記各接触子14の接触部16に摺接させながら各スルーホール12の内部に確実に挿入される。そして、前記コンピュータ周辺機器25が前記ハウジング10の内部に確実に挿入されると、図5に示すように、前記各接触子14の当接部17は、前記各接触子14の接触部16が前記各接続端子4に押圧されるのにしたがって前記各スルーホール12の内側面方向に移動し、そして、前記各接触子14の当接部17が、前記各スルーホール12の内側面の導電膜13に当接する。
【0039】
このように、コンピュータ周辺機器25をハウジング10に挿入することにより、コンピュータ周辺機器25の各電極端子26を前記各接続端子9の先端部に接触させるとともに、前記各接続端子4を前記各接触子14および前記導電膜13を介して前記プリント配線22の各配線21と間接的に接続させることができる。これにより、前記コンピュータ周辺機器25と前記コンピュータデバイス2とを電気的に接続させることができる。
【0040】
本実施形態によれば、従来のコネクタ装置において各接続端子9とコンピュータ周辺機器25の各電極端子26との接続長さが数mm単位であったのに対し、前記各接続端子9と前記各電極端子26の接続長さ、および前記各接続端子4と前記各コンタクタ6の各接触子14との接続長さ寸法を短くし100μm以下とすることができるので、インピーダンスを軽減することができる。これにより、前記コンピュータデバイス2の高周波特性が劣化してしまうのを防止することができる。
【0041】
したがって、前記コンピュータデバイス2にその高周波特性を十分に発揮させることができ、これにより、前記コンピュータデバイス2とコンピュータ周辺機器25との間において高速でデータの通信を行わせ、前記コンピュータデバイス2を効率よく駆動させることができる。
【0042】
また、前記各接続端子4と前記各コンタクタ6とは多点において接触するため、前記各接続端子4と前記各コンタクタ6とを接続するにあたり1つの接続端子4あたりに加えられる圧力を従来と比較して小さくし10g以下に低減することができる。このため、各接続端子4の損傷を防止することができ、これにより、コネクタ装置1の長寿命化を図ることができる。さらに、各接続端子4の表面に施される金メッキの厚さを大きくする必要がないので、前記コネクタ装置1の製造コストの上昇を抑えることができる。
【0043】
さらに、前記各接続端子9は、コンピュータ周辺機器25がハウジング10の内部に挿入されるとき、前記各接続端子9の先端部を前記コンピュータ周辺機器25の各電極端子26に摺接させながら前記各電極端子26と接触するので、前記各接続端子9および前記各電極端子26の表面に形成される酸化皮膜を除去することができる。これとともに、前記各接続端子4は、それらの表面を前記各接触子14の接触部16に摺接させながら各スルーホール12の内部に挿入されるので、前記各接続端子4および前記各接触子14の接触部16の表面に形成される酸化皮膜を除去することができる。これにより、前記各接続端子4と前記各接触子14とを確実に接触させることができ、前記コンピュータデバイス2にその高周波特性を一層発揮させることができる。
【0044】
さらにまた、前記コンタクタ6には4つの接触子が配設されているので、より確実に各接続端子4を各接触子14の接触部16に接触させることができる。
【0045】
さらに、前記各接続端子4と各コンタクタ6との接続部分は、例えば半田等によって塞がれておらず、前記各接続端子4と各コンタクタ6との間隙には空気が存在するので、前記コンピュータデバイス2からの輻射熱の放熱性を向上させることができる。
【0046】
また、図6は本実施形態に係るコネクタ装置が挿入型(ピン型)の接続端子を有するコンピュータ周辺機器との接続に用いられる場合を示す断面図であり、図6に示すように、このコネクタ装置の各接続端子4,9は、円錐形状に形成されている。
【0047】
そして、コンピュータ周辺機器25がコンピュータデバイス2のハウジング10内部に挿入されると、前記コンピュータ周辺機器25の一端面に配設された複数の円錐形状の電極端子26の先端部が前記各接続端子9の先端に当接し、前記各接続端子9がスルーホール12の方向に押圧される。これにしたがい、各接続端子4は前記スルーホールの12の内部に押圧されて各接触子14と接触する。これにともない、各接触子14の当接部17が、前記スルーホール12の内側面の導電膜13に当接する。これにより、コンピュータ周辺機器25とコンピュータデバイス2とを電気的に接続することができる。
【0048】
次に、本発明に係るコネクタ装置の第2の実施形態について図7および図8を参照して説明する。
【0049】
図7は、本実施形態に係るコネクタ装置の一部を示す断面図であり、図7に示すように、前記コネクタ装置28を構成する各コンタクタ29は、前記第一実施形態と同様に各スルーホール30の表面側の外縁から前記各スルーホール30の内部方向に向かって傾斜するように形成された接触子31を有している。また、前記各接触子31の接触部32には、導電材料により構成された複数の小突起33が前記各スルーホール30の表面側開口部の方向に突出するように配設されている。
【0050】
なお、本実施形態の他の構成は第1の実施形態の構成と同様であるので、説明を省略する。
【0051】
次に、本第2実施形態の作用について説明する。
【0052】
まず、前記各接続端子34が、前記各コンタクタ29のスルーホール30の挿入されると、前記各接続端子34の先端部が前記各コンタクタ29における各接触子31の各小突起33の先端部分に弾性的に接触する。続いて、前記各接続端子34は、そのまま前記各スルーホール30の内部方向に押圧されると、前記各接続端子34の表面を前記各小突起33に摺接させながら各スルーホール30の内部に確実に挿入される。
【0053】
本実施形態によれば、前記各接続端子34と前記各コンタクタ29との接続長さ寸法を前記各接続端子34と前記各小突起33の先端部分との接触部分の寸法とすることができ、前記第1実施形態と比較してもさらに短くすることができるので、インピーダンスをより軽減することができる。
【0054】
したがって、コンピュータデバイス35にその高周波特性を十分に発揮させることができ、これにより、前記コンピュータデバイス35とコンピュータ周辺機器との間において一層高速でデータの通信を行わせ、前記コンピュータデバイス35を効率よく駆動させることができる。
【0055】
次に、本発明に係るコネクタ装置の第3の実施形態について図8および図9を参照して説明する。
【0056】
図8は、本実施形態に係るコネクタ装置の一部を示す断面図であり、図9は、図8に記載したコネクタ装置を示す斜視図である。本実施形態においても、コンピュータデバイスとコンピュータ周辺機器とを接続するコネクタ装置を用いて説明する。
【0057】
図8に示すように、本実施形態に係るコネクタ装置36が用いられるコンピュータデバイス37のハウジング42には、一面に複数の接続端子39が整列配置された基板38が配設されており、これら各接続端子39は、細長い直方体形状にであって突出寸法が短くなるように形成されている。また、この基板37の他面における前記各接続端子39の配置位置に相当する位置には、略半球状の複数の接続端子44が整列配置されている。
【0058】
また、前記ハウジング42であって前記基板38における各接続端子39の配置面側には、前記各接続端38に対応する複数のコンタクタ41が配設されている。
【0059】
これら各コンタクタ41は、前記インターポーザ40を構成する基体46における前記各接続端子39に対応する位置に図9に示すような平面形状が円形状に形成されたスルーホール47を有し、これらスルーホール47の側面には、導電膜48が形成されている。さらに、前記スルーホール47の表面側の開口部分には、前記各スルーホール47の外縁から反対側の外縁に橋架された細長い直方体形状の接触子49が前記各接続端子39に直交するように配設されおり、これら接触子49の両端は、前記導電膜48に接続されている。また、前記接触子49は、その表面が前記インターポーザ40の表面よりも前記各接続端子39の突出寸法よりも少し長い寸法分スルーホール47の内部に位置するように配設されており、前記各接触端子39は、その長さ寸法が前記各スルーホール47の直径寸法と同一かまたは前記直径寸法よりも少し短く形成されている。
【0060】
また、前記基体46の表面には、弾性材料により構成されるスペーサ50が配設されており、そして、前記ハウジング42において、前記基板38は、前記インターポーザ40のスペーサ50の表面に当接するように配設されている。このとき、前記各接続端子39の表面は、前記接触子49の表面に接触しないようになっている。
【0061】
なお、本実施形態における他の構成は前記第1の実施形態の構成と同様であるので、説明を省略する。
【0062】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0063】
まず、コンピュータ周辺機器が、コンピュータデバイス37のハウジング42の内部に挿入されると、前記各接続端子44がコンピュータ周辺機器の各電極端子によって、前記各スルーホール47の方向に押圧される。これにしたがい、前記各接続端子39も前記スペーサ50の弾性により前記各スルーホール47の内部に押圧されて、前記各接続端子39の表面が前記各接触子49の表面に接触する。そして、このように前記コンピュータデバイス37の各接続端子39が前記各接触子49および前記導電膜48を介して前記プリント配線基板51の各配線52と間接的に接続されることにより、前記コンピュータ周辺機器と前記コンピュータデバイス37とを電気的に接続させることができる。
【0064】
本実施形態によれば、従来のコネクタにおいて各接続端子と各コネクタとの接続長さ寸法が数mm単位であったのに対し、前記各接続端子44と前記各コンピュータ周辺機器の電極端子との接続長さ、および前記各接続端子39と前記各コンタクタ41の各接触子49との接続長さ寸法を短くし100μm以下とすることができるので、インピーダンスを軽減することができ、これにより前記コンピュータデバイス37の高周波特性が劣化してしまうのを防止することができる。
【0065】
また、前記各接続端子39と前記各コンタクタ41の接触子49とは直交するように配置されており、これにより、前記各接続端子39の表面と前記各コンタクタ41の接触子49の表面とを接触させるので、前記各接続端子39と前記各接触子49とを広面積によって接触させることができる。このため、コネクタ装置36とプリント配線基板51とを接続するにあたり、各接続端子39に加えられる圧力を従来と比較して小さく10g以下とすることができる。
【0066】
したがって、前記コンピュータデバイス37にその高周波特性を十分に発揮させることができ、これにより、前記コンピュータデバイス37とコンピュータ周辺機器との間において高速データの通信を行わせ、前記コンピュータデバイス37を効率よく駆動させることができる。
【0067】
また、1つの接続端子あたりに加えられる圧力を小さくすることにより、各接続端子39の損傷を防止することができ、前記コネクタ装置36の長寿命化を図ることができる。さらに、各接続端子39,44の表面に施される金メッキの厚さを大きくする必要がなく、前記コンピュータデバイス37の製造コストの上昇を抑えることができる。
【0068】
さらに、前記各接続端子39と各コンタクタ41との接続部分において前記各接続端子39と各コンタクタ41との間隙には空気が存在するので、前記コンピュータデバイス37からの輻射熱の放熱性を向上させることができる。
【0069】
次に、本発明に係るコネクタ装置の第4の実施形態について、図10から図12を参照して説明する。本実施形態においても、コンピュータデバイスとコンピュータ周辺機器とを電気的に接続するコネクタ装置を用いて説明する。
【0070】
図10に示すように、本実施形態に係るコネクタ装置54が用いられるコンピュータデバイス57のハウジング58には、一面に複数の略半球状の接続端子56が整列配置された基板55が配設されており、これら、各基板55の他面における前記各接続端子56の配置位置に相当する位置には、略半球状の複数の接続端子59が配設されている。
【0071】
また、前記ハウジング58であって前記基板55における各接続端子56の配置側には、前記各接続端子56に対応する複数のコンタクタ61が配設されている。
【0072】
これら各コンタクタ61は、図10に示すような平面形状が円形状に形成されたスルーホール62を有しており、これらスルーホール62の側面には導電膜63が形成されている。そして、前記コンタクタ61は、前記各スルーホール62の表面側の開口部に平面形状がスパイラル形状に形成された断面形状が略椀形状のスパイラル状接触子65を有しており、これら各スパイラル状接触子65の外縁部分は、前記導電膜63に接続されている。
【0073】
また、基体55の表面には弾性材料により構成されるスペーサ64が配設されており、そして、前記ハウジングにおいて、前記基板55は、前記インターポーザのスペーサ64の表面に当接するように配設されている。このとき、前記各接続端子56の表面は、前記スパイラル状接触子65の表面に接触しないようになっている。
【0074】
なお、本実施形態に係るコネクタ装置54の他の構成は、前記第1実施形態の構成と同じであるので、説明を省略する。
【0075】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0076】
まず、コンピュータ周辺機器が、コンピュータデバイス57のハウジング58の内部に挿入されると、前記各接続端子59がコンピュータ周辺機器の各電極端子によって、前記スルーホール62の方向に押圧される。これにしたがい、前記各接続端子56も前記スペーサ64の弾性により前記スルーホール62の内部に押圧されて、前記各接続端子56の先端部が前記各スパイラル状接触子65の中央部分に弾性的に接触する。続いて、前記各接続端子56は、そのまま前記各スルーホール62の内部方向に押圧されると前記各スパイラル状接触子65の中央部から外側に接触範囲を広げ、前記各スパイラル状接触子65は、凹状に撓んで前記各接続端子56を抱き込むように変形する。このように、前記各スパイラル状接触子65が前記各接続端子56の表面に螺旋状に巻き付くことにより、前記各接続端子56と前記各スパイラル状接触子65とを確実に接触させることができ、これにより、前記パーソナルコンピュータ57と前記コンピュータ周辺機器とを電気的に接続させることができる。
【0077】
本実施形態によれば、従来の挿入型コネクタと比較して前記各接続端子56と前記各コンタクタ61のスパイラル状接触子65との接続長さ寸法を短くし、100μm以下とすることができるので、インピーダンスを軽減することができ、これにより前記パーソナルコンピュータ57の高周波特性が劣化してしまうのを防止することができる。
【0078】
したがって、前記パーソナルコンピュータ57にその高周波特性を十分に発揮させることができ、これにより、前記パーソナルコンピュータ57と前記コンピュータ周辺機器との間において高速でデータの通信を行わせ、前記コンピュータデバイス57を効率よく駆動させることができる。
【0079】
また、前記コンピュータ周辺機器とコンピュータデバイス57とを接続する際、1つの接続端子56,59あたりに加えられる圧力を従来と比較して小さく10g以下とすることができるので、各接続端子56,59の損傷を防止することができ、これにより、前記各コネクタ装置54の長寿命化を図ることができる。さらに、各接続端子56,59の表面に施される金メッキの厚さを大きくする必要がないので、前記各接続端子56が配設されたコネクタ装置54の製造コストの上昇を抑えることができる。
【0080】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【0081】
前記各本実施形態においては、コンピュータデバイスとコンピュータ周辺機器との電気的接続を行うためのコネクタ装置について説明したが、これに限定されるものではない。
【0082】
例えば、近年1つのパッケージ内部においてそれぞれ電気回路が形成されている複数のウエハが複数枚積層された半導体デバイスが製造されており、従来のピン型の各接続端子を用いた半導体デバイスにおいては、各ウエハはワイヤボンディングによって電気的に接続されているが、これによると半導体デバイスの厚さ寸法上1つのパッケージ内部において積層されるウエハは4層が限界であった。一方、この各ウエハの電気的接続において本発明に係るコネクタ装置を用いることにより、1つのパッケージ内部においてウエハを4層以上、例えば8層程度まで積層することができる。
【0083】
また、FPC等の各フィルムを電気的に接続する場合にも、本発明に係るコネクタ装置を用いることができる。
【0084】
さらに、このコネクタ装置を、PGA(Pin Grid Array)やBGA(Ball Grid Array )等のパッケージを有するICチップの各接続端子とマザー基板とを接続する際に用いるICチップの代替ソケットとして利用することもできる。またICチップのパッケージがBGAの場合、代替ソケットに本各実施形態の各コンタクタのみを形成し、ICチップの各接続端子と代替ソケットの各コンタクタとを接続するものであってもよい。
【0085】
さらにまた、第1実施形態ないし第4実施形態の各接続端子4,34,39,59の形状および第1実施形態、第2実施形態および第3実施形態の各接続端子9,59の形状は、略半球状に構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば円錐形状でもよく、さらには三角錐や四角錐等の角錐形状であってもよい。
【0086】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るコネクタ装置によれば、このコネクタ装置が用いられた各種デバイス等にその高周波特性を十分発揮させることができるので、これにより、前記デバイスは、高速でデータ通信を行うことができ、効率よく駆動することができる。また、各接続端子と各コンタクタとの間隙には空気が存在するので、前記デバイス等から発せられた熱の放熱性を向上させることができる。
【0087】
本発明に係る他のコネクタ装置によれば、各接続端子の損傷を防止することができるので、前記各接続端子の長寿命化を図ることができ、さらに。各接続端子の表面に施される金メッキの厚さを大きくする必要がないので、前記コネクタ装置を用いた各種デバイスの製造コストの上昇を抑えることができる。
【0088】
本発明に係る他のコネクタ装置によれば、各接続端子および各接触子の接続部の表面に形成される酸化皮膜を除去することができるので、前記各接続端子と前記各接触子とを確実に接触させることができ、本コネクタ装置が用いられた各種デバイスにその高周波特性を一層発揮させることができる。この結果、前記各種デバイスは、より高速にデータ通信を行い、効率よく駆動することができる。
【0089】
本発明に係る他のコネクタ装置によれば、錐形状の各接続端子と各接触子とを確実に接触させることができ、これにより、本コネクタ装置が用いられた各種デバイスにその高周波特性を一層発揮させることができる。この結果、前記各種デバイスは、より高速にデータ通信を行い、効率よく駆動することができる。
【0090】
本発明に係る他のコネクタ装置によれば、より確実に各接続端子を各接触子の接触部に接触させることができるので、前記各接続端子と前記各接触子との電気的接続をより安定的にすることができる。
【0091】
本発明に係る他のコネクタ装置によれば、各接続端子と前記各コンタクタとの接続長さ寸法を一層短くすることができるので、インピーダンスをより軽減することができ、これにより、デバイスにその高周波特性を十分に発揮させることができる。この結果、一層前記デバイス等とコンピュータ周辺機器等との間において高速でデータの通信を行わせ、前記デバイスを効率よく駆動させることができる。
【0092】
本発明に係る他のコネクタ装置によれば、本コネクタ装置が用いられた各種デバイス等の高周波特性が劣化してしまうのを防止することができるので、前記デバイス等にその高周波特性を十分発揮させることができ、これにより、前記デバイス等は、高速で通信を行い、効率的に駆動することができる。また、各接続端子と各コンタクタとの接続の際1つの接続端子あたりに加えられる圧力を従来と比較して小さくすることができるので、各接続端子の損傷を防止することができ、これにより、前記各接続端子の長寿命化を図り、かつ前記各接続端子が配設された各デバイス等の製造コストの上昇を抑えることができる。
【0093】
本発明に係る他のコネクタ装置によれば、各接続端子は前記スルーホールに確実に挿入されることにより各コンタクタと接続することができるので、前記各接続端子と前記各コンタクタとの位置ずれを防止することができ、より安定した接続を図ることができる。
【0094】
さらに、本発明に係る他のコネクタ装置によれば、本発明に係る他のコネクタ装置によれば、各接続端子および各接触子の接続部の表面に形成される酸化皮膜を除去することができるので、前記各接続端子と前記各接触子とを確実に接触させることができ、本コネクタ装置が用いられた各種デバイスにその高周波特性を一層発揮させることができる。この結果、前記各種デバイスは、より高速にデータ通信を行い、効率よく駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るコネクタ装置の第1実施形態の一部を示す断面図
【図2】図1に示すコネクタ装置を構成するコンタクタを示す斜視図
【図3】図1に示すコネクタ装置を用いたコンピュータデバイスにコンピュータ周辺機器を挿入する場合を示す概念図
【図4】図1に示すコネクタ装置の各接続端子を各コンタクタに挿入する一工程を示す断面図
【図5】図1に示すコネクタ装置の各接続端子を各コンタクタに挿入する一工程を示す断面図
【図6】本発明に係る他のコネクタ装置を用いたコンピュータデバイスにコンピュータ周辺機器を挿入する場合を示す概念図
【図7】本発明に係るコネクタ装置の第2実施形態の一部を示す断面図
【図8】本発明に係るコネクタ装置の第3の実施形態の一部を示す断面図
【図9】図8に示すコネクタ装置を構成するコンタクタを示す斜視図
【図10】本発明に係るコネクタ装置の第4の実施形態の一部を示す断面図
【図11】図10に示すコネクタ装置を構成するコンタクタを示す斜視図
【図12】図10に示すコネクタ装置の各接続端子を各コンタクタに挿入した場合を示す断面図
【符号の説明】
1 コネクタ装置
2 コンピュータデバイス
3 基板
4 接続端子
5 インターポーザ
6 コンタクタ
9 接続端子
12 スルーホール
13 導電膜
14 接触子
16 接触部
17 当接部
21 配線
22 プリント配線基板
【発明の属する技術分野】
本発明はコネクタ装置に係り、特に着脱自在なコネクタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、パーソナルコンピュータや携帯機器等のコンピュータデバイスとPCカードや通信用モデムカード、メモリカード等のコンピュータ周辺機器とを電気的に接続する手段としてコネクタ装置が多用されている。
【0003】
このようなコネクタ装置は、ハウジングを有し、このハウジングには、板ばね等により構成される複数の接続端子が配設されている(例えば、特許文献1)。
【0004】
そして、コンピュータデバイスには、前記コネクタ装置が搭載されており、コンピュータ周辺機器を前記ハウジング内部に挿入することにより、このコンピュータ周辺機器の一端部分の一面に整列配置された複数の電極端子を前記各接続端子に接触させて前記コンピュータデバイスと前記コンピュータ周辺機器とを電気的に接続していた。
【0005】
また、従来の他のコネクタ装置として、複数のピン形状の接続端子を有するものが知られており、このコネクタ装置によれば、コンピュータ周辺機器の一端面に形成された複数の開口に前記接続端子を挿入することにより、コンピュータデバイスとコンピュータ周辺機器とを電気的に接続していた(例えば、特許文献2)。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−338722号公報
【特許文献2】
実用新案登録第3086612号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記コネクタ装置における各接続端子は長さ寸法が長い板ばねやピン形状等によって構成されているので、前記各接続端子と前記各電極端子との接触寸法が長くなってしまう。このため、インピーダンスが阻害要因となってしまい、例えば2.4GHz以上の高周波によって駆動するCPUが配設されたコンピュータデバイスとコンピュータ周辺機器とを従来のコネクタ装置によって接続する場合、前記CPUの高周波特性が1db以上劣化してしまう。この結果、前記CPUは、その性能を十分に発揮することが困難であるという問題を有していた。
【0008】
また、従来より前記コネクタ装置は、それらの安定した接続を図るために、前記各接続端子に対して1ピンの接続端子あたり20〜30gf程度の圧力を加えることにより前記各接続端子と前記各コンタクタとを接続するようになっている。このため、コネクタ装置の接続時に各接続端子に対して加えられる圧力が大きく、前記各接続端子が損傷してしまい、この結果前記各接続端子の寿命が短くなってしまっていた。そこで、この問題を解決するため、例えば前記各接続端子の外側面に約0.7μmの厚さの金メッキを施してこれら各接続端子の外側面を保護することにより前記各接続端子の長寿命化を図っている。しかし、前記各接続端子に前述の厚さの金メッキを施すと、前記コネクタ装置スの製造コストが上昇してしまうという問題を有していた。
【0009】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、着脱自在なコネクタ装置であって、接続するデバイスの高周波特性の劣化を防止することができるとともに、各接続端子の損傷を防止することによりそれらの長寿命化を図ることができるコネクタ装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記問題を解決するため、本発明に係るコネクタ装置は、基板の一面に配設された凸型形状の複数の接続端子と、前記基板の他面における前記各接続端子の配設位置に相当する位置に前記各接続端子と導通して配設された凸型形状の複数の他の接続端子と、前記各接続端子に対応する複数のコンタクタとを有してなり、前記各コンタクタが、開口およびこの開口の内部に配設された接触子を有し、前記各接続端子が前記各コンタクタの開口に挿入されることにより、前記各接続端子の表面と前記接触子の表面とが接触することを特徴とする。
【0011】
ここで、開口とは、有底穴と、貫通孔であるスルーホールとを含む概念である。
【0012】
この本発明に係るコネクタ装置によれば、前記各接続端子の表面と前記接触子とが短い接触寸法で接触することができるので、従来の挿入型コネクタと比較して各接続端子と各コンタクタの接触子との接続長さ寸法を短くすることができるので、インピーダンスを軽減することができ、これにより前記コネクタ装置が用いられた各種デバイス等の高周波特性の劣化を防止することができる。
【0013】
また、前記各接続端子と各コンタクタとの接続部分は、例えば半田等によって塞がれておらず、前記各接続端子と前記各コンタクタは接触することによって電気的に接続するため、前記各接続端子と各コンタクタとの間隙には空気が存在するので、接続されるデバイスからの輻射熱の放熱性を向上させることができる。
【0014】
また、本発明に係る他のコネクタ装置は、前記各コンタクタが、前記各接続端子と複数の接点によって接触されることを特徴とする。
【0015】
この本発明に係る他のコネクタ装置によれば、各接続端子と各コンタクタとは多点において接触するため、前記各接続端子と前記各コンタクタとを接続するにあたり1つの接続端子あたりに加えられる圧力を従来と比較して小さくしても安定した接続を行うことができる。このため、各接続端子の損傷を防止することができ、これにより、前記コネクタ装置が用いられた各種デバイスの長寿命化を図ることができる。さらに、各接続端子の表面に施される金メッキの厚さを大きくする必要がないので、前記デバイス等の製造コストの上昇を抑えることができる。
【0016】
また、本発明に係る他のコネクタ装置は、前記各接続端子が、先端部方向に徐々に細くなる形状に形成され、前記各コンタクタが、開口の表面側の開口部外縁から前記開口の内部中央に向かって傾斜するように形成され前記各接続端子と接触する接触部と、前記接触部の先端部から前記各開口の底方向であって前記傾斜方向とは反対側に屈曲するように延設され、前記各接続端子が前記各コネクタの開口に挿入されたとき前記開口の内側面に形成された導電膜に当接する当接部とにより構成される複数の接触子を有することを特徴とする。
【0017】
この本発明に係る他のコネクタ装置によれば、本コネクタ装置が用いられた各種デバイスの高周波特性の劣化を防止することができるとともに、各接続端子は、それらの表面を各接触子の接触部に摺接させながら各開口の内部に挿入されるので、前記各接続端子および前記各接触子の接触部の表面に形成される酸化皮膜を除去することができる。これにより、前記各接続端子と前記各接触子とを確実に接触させることができ、前記コネクタ装置が用いられた各種デバイスにその高周波特性を一層発揮させることができる。
【0018】
また、本発明に係る他のコネクタ装置は、前記各コンタクタが、前記開口の表面側の開口部外縁において相互に90°の間隔を有して四方向から前記各開口の内部中央に向かって形成されるように位置する4つの接触子を有することを特徴とする。
【0019】
この本発明に係る他のコネクタ装置によれば、コンタクタには4つの接触子が配設されているので、より確実に各接続端子を各接触子の接触部に接触させ、安定した接続を図ることができる。
【0020】
また、本発明に係る他のコネクタ装置は、前記各接触子が、それらの接触部に前記開口の表面側の開口部の方向へ突出するような複数の小突起を有することを特徴とする。
【0021】
この本発明に係る他のコネクタ装置によれば、各接続端子と各コンタクタとの接続長さ寸法を前記各接続端子と前記各小突起の先端部分との接触部分の寸法と一層短くすることができるので、インピーダンスをより軽減することができる。
【0022】
また、本発明に係る他のコネクタ装置は、前記各接続端子が、直方体形状に形成され、前記各コンタクタが、開口の表面側開口部であって前記各接続端子と直交して接触するように配設され、前記開口の内側面に形成された導電膜に連接されている直方体形状の接触子を有することを特徴とする。
【0023】
この本発明に係る他のコネクタ装置によれば、各接続端子と各コネクタの接触子とは直交するように配置されているので、前記各接続端子の表面と前記各コネクタの接触子の表面とを接触させることができ、従来の挿入型コネクタと比較して各接続端子と各コンタクタの接触子との接続長さ寸法を短くすることができるので、インピーダンスを軽減することができる。これにより、前記コネクタ装置が用いられた各種デバイス等の高周波特性の劣化を防止することができる。
【0024】
また、本発明に係る他のコネクタ装置は、前記接触子が、前記開口の表面側の開口部分であって前記開口部の表面から前記各接続端子の突出寸法と同一寸法分前記開口の内部に位置する位置に配設されていることを特徴とする。
【0025】
この本発明に係る他のコネクタ装置によれば、各接続端子が前記開口に挿入されることによって前記各接続端子と各コンタクタとを接触させることができるので、これにより前記各接続端子と前企画コンタクタとの位置がずれてしまうことを防止することができる。
【0026】
さらに、本発明に係る他のコネクタ装置は、前記各接続端子が、先端方向に徐々に細くなる形状に形成され、前記各コンタクタの接触子が、平面形状がスパイラル形状に形成されていることを特徴とする。
【0027】
この本発明に係る他のコネクタ装置によれば、本コネクタ装置が用いられた各種デバイスの高周波特性の劣化を防止することができるとともに、各接続端子は、それらの表面を各接触子の接触部に摺接させながら各開口の内部に挿入されるので、前記各接続端子および前記各接触子の接触部の表面に形成される酸化皮膜を除去することができる。これにより、前記各接続端子と前記各接触子とを確実に接触させることができ、前記コネクタ装置が用いられた各種デバイスにその高周波特性を一層発揮させることができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコネクタ装置の実施形態を図1から図12を参照して説明する。
【0029】
図1は、本発明の第1実施形態に係るコネクタ装置の一部を示す断面図であり、図2は、図1に記載のコネクタ装置のソケットを構成するコンタクタを示す斜視図である。ここで、本実施形態においては、コンピュータデバイスとコンピュータ周辺機器とを接続するコネクタ装置を用いて説明する。
【0030】
図1に示すように、本実施形態に係るコネクタ装置1が用いられるコンピュータデバイス2には、コンピュータ周辺機器25を挿入するハウジング10を有したコネクタ装置1が配設されており、このハウジング10には、一面に複数の略半球状の接続端子が整列配置された基板3が配設されている。また、この基板3の他面における前記各接続端子4の配置位置に相当する位置には、略半球状の複数の接続端子9が整列配置されている。そして、これら各接続端子4,9は、銅やニッケル等の導電材料により形成されたコア部の表面に金や銀等の導電材料によって薄膜のメッキが施されることにより構成されている。
【0031】
また、前記ハウジング10であって前記基板2における各接続端子4の配置面側には、前記各接続端4に対応する複数のコンタクタ6が配設されている。
【0032】
これら各コンタクタ6は、前記インターポーザ5を構成する基体11における前記各接続端子4に対応する位置に、図2に示すような平面形状が円形状に形成された開口としてのスルーホール12を有し、これらスルーホール12の側面には、銅等の導電材料により構成された導電膜13が形成されている。さらに、前記各コンタクタ6は、前記各スルーホール12の表面側の開口部外縁において相互に90度の間隔を有して4方向から前記各スルーホール12の内部中央に向かって傾斜するように形成されている接触子14を有しており、これら各接触子14の先端部分は、前記各スルーホール12の底方向であって前記傾斜方向とは反対側に屈曲されている。そして、前記各接触子14のうち前記各スルーホール12の内部中央に向かって傾斜する部分であって前記各接続端子4が前記各コンタクタ6に挿入されたとき前記各接続端子4と接触する部分は接触部16とされ、本実施形態において前記各接触部16は、10〜15μmの長さ寸法によって形成されている。また、各接触子14のうち屈曲されている部分であって前記各接触子14の接触部16が前記各接続端子4と接触して押圧されたときこの押圧にしたがって前記スルーホール12の側面に当接する先端部分は当接部17とされている。
【0033】
なお、本実施形態においては、各コンタクタ6は4つの接触子14を有するが、これに限定されず、複数の接触子を有するものであれば3つ以下であってもまた5つ以上であってもよい。
【0034】
また、前記基体11の表面には、エラストマやゴム等の弾性材料により構成されるスペーサ19が配設されており、そして、前記ハウジング10において、前記基板3は、前記インターポーザ5のスペーサ19の表面に当接するように配設されている。
【0035】
このとき、前記スペーサ19は、コンピュータ周辺機器25が前記コンピュータデバイス2のハウジング10に挿入されていない状態において、前記各接続端子4と前記各接触子14とが接触しない程度の厚さ寸法に形成されており、本実施形態においては、インターポーザ5は、60μmの厚さ寸法によって形成されている。
【0036】
また、前記コンピュータデバイス2におけるにおける前記コネクタ装置1の底面側には、表面に複数の配線21が配設されたプリント配線基板22が、前記各配線21が前記各インターポーザ5の導体膜13に当接するように配設されており、この各導体膜9と各配線21とは、例えばフローハンダ等によって半田付け等されている。そして、これによりコネクタ装置1とコンピュータデバイス2とを電気的に接続するようになっている。
【0037】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0038】
まず、図3に示すように、コンピュータ周辺機器25がハウジング10内部に挿入されると、前記各接続端子9が、図4に示すように、前記コンピュータ周辺機器25の一端部分に整列配置された複数の電極端子26にそれらの先端部を摺接されながら前記各コンタクタ6のスルーホール12の方向に押圧される。これにしたがい、前記各接続端子4も前記スペーサ19の弾性により前記各スルーホール12の内部方向に押圧されて、前記各接続端子4の先端部が前記各コンタクタ6の各接触子14の接触部16に弾性的に接触する。続いて、前記各接続端子4は、そのまま前記各スルーホール12の内部方向に押圧されると、前記各接続端子4の表面を前記各接触子14の接触部16に摺接させながら各スルーホール12の内部に確実に挿入される。そして、前記コンピュータ周辺機器25が前記ハウジング10の内部に確実に挿入されると、図5に示すように、前記各接触子14の当接部17は、前記各接触子14の接触部16が前記各接続端子4に押圧されるのにしたがって前記各スルーホール12の内側面方向に移動し、そして、前記各接触子14の当接部17が、前記各スルーホール12の内側面の導電膜13に当接する。
【0039】
このように、コンピュータ周辺機器25をハウジング10に挿入することにより、コンピュータ周辺機器25の各電極端子26を前記各接続端子9の先端部に接触させるとともに、前記各接続端子4を前記各接触子14および前記導電膜13を介して前記プリント配線22の各配線21と間接的に接続させることができる。これにより、前記コンピュータ周辺機器25と前記コンピュータデバイス2とを電気的に接続させることができる。
【0040】
本実施形態によれば、従来のコネクタ装置において各接続端子9とコンピュータ周辺機器25の各電極端子26との接続長さが数mm単位であったのに対し、前記各接続端子9と前記各電極端子26の接続長さ、および前記各接続端子4と前記各コンタクタ6の各接触子14との接続長さ寸法を短くし100μm以下とすることができるので、インピーダンスを軽減することができる。これにより、前記コンピュータデバイス2の高周波特性が劣化してしまうのを防止することができる。
【0041】
したがって、前記コンピュータデバイス2にその高周波特性を十分に発揮させることができ、これにより、前記コンピュータデバイス2とコンピュータ周辺機器25との間において高速でデータの通信を行わせ、前記コンピュータデバイス2を効率よく駆動させることができる。
【0042】
また、前記各接続端子4と前記各コンタクタ6とは多点において接触するため、前記各接続端子4と前記各コンタクタ6とを接続するにあたり1つの接続端子4あたりに加えられる圧力を従来と比較して小さくし10g以下に低減することができる。このため、各接続端子4の損傷を防止することができ、これにより、コネクタ装置1の長寿命化を図ることができる。さらに、各接続端子4の表面に施される金メッキの厚さを大きくする必要がないので、前記コネクタ装置1の製造コストの上昇を抑えることができる。
【0043】
さらに、前記各接続端子9は、コンピュータ周辺機器25がハウジング10の内部に挿入されるとき、前記各接続端子9の先端部を前記コンピュータ周辺機器25の各電極端子26に摺接させながら前記各電極端子26と接触するので、前記各接続端子9および前記各電極端子26の表面に形成される酸化皮膜を除去することができる。これとともに、前記各接続端子4は、それらの表面を前記各接触子14の接触部16に摺接させながら各スルーホール12の内部に挿入されるので、前記各接続端子4および前記各接触子14の接触部16の表面に形成される酸化皮膜を除去することができる。これにより、前記各接続端子4と前記各接触子14とを確実に接触させることができ、前記コンピュータデバイス2にその高周波特性を一層発揮させることができる。
【0044】
さらにまた、前記コンタクタ6には4つの接触子が配設されているので、より確実に各接続端子4を各接触子14の接触部16に接触させることができる。
【0045】
さらに、前記各接続端子4と各コンタクタ6との接続部分は、例えば半田等によって塞がれておらず、前記各接続端子4と各コンタクタ6との間隙には空気が存在するので、前記コンピュータデバイス2からの輻射熱の放熱性を向上させることができる。
【0046】
また、図6は本実施形態に係るコネクタ装置が挿入型(ピン型)の接続端子を有するコンピュータ周辺機器との接続に用いられる場合を示す断面図であり、図6に示すように、このコネクタ装置の各接続端子4,9は、円錐形状に形成されている。
【0047】
そして、コンピュータ周辺機器25がコンピュータデバイス2のハウジング10内部に挿入されると、前記コンピュータ周辺機器25の一端面に配設された複数の円錐形状の電極端子26の先端部が前記各接続端子9の先端に当接し、前記各接続端子9がスルーホール12の方向に押圧される。これにしたがい、各接続端子4は前記スルーホールの12の内部に押圧されて各接触子14と接触する。これにともない、各接触子14の当接部17が、前記スルーホール12の内側面の導電膜13に当接する。これにより、コンピュータ周辺機器25とコンピュータデバイス2とを電気的に接続することができる。
【0048】
次に、本発明に係るコネクタ装置の第2の実施形態について図7および図8を参照して説明する。
【0049】
図7は、本実施形態に係るコネクタ装置の一部を示す断面図であり、図7に示すように、前記コネクタ装置28を構成する各コンタクタ29は、前記第一実施形態と同様に各スルーホール30の表面側の外縁から前記各スルーホール30の内部方向に向かって傾斜するように形成された接触子31を有している。また、前記各接触子31の接触部32には、導電材料により構成された複数の小突起33が前記各スルーホール30の表面側開口部の方向に突出するように配設されている。
【0050】
なお、本実施形態の他の構成は第1の実施形態の構成と同様であるので、説明を省略する。
【0051】
次に、本第2実施形態の作用について説明する。
【0052】
まず、前記各接続端子34が、前記各コンタクタ29のスルーホール30の挿入されると、前記各接続端子34の先端部が前記各コンタクタ29における各接触子31の各小突起33の先端部分に弾性的に接触する。続いて、前記各接続端子34は、そのまま前記各スルーホール30の内部方向に押圧されると、前記各接続端子34の表面を前記各小突起33に摺接させながら各スルーホール30の内部に確実に挿入される。
【0053】
本実施形態によれば、前記各接続端子34と前記各コンタクタ29との接続長さ寸法を前記各接続端子34と前記各小突起33の先端部分との接触部分の寸法とすることができ、前記第1実施形態と比較してもさらに短くすることができるので、インピーダンスをより軽減することができる。
【0054】
したがって、コンピュータデバイス35にその高周波特性を十分に発揮させることができ、これにより、前記コンピュータデバイス35とコンピュータ周辺機器との間において一層高速でデータの通信を行わせ、前記コンピュータデバイス35を効率よく駆動させることができる。
【0055】
次に、本発明に係るコネクタ装置の第3の実施形態について図8および図9を参照して説明する。
【0056】
図8は、本実施形態に係るコネクタ装置の一部を示す断面図であり、図9は、図8に記載したコネクタ装置を示す斜視図である。本実施形態においても、コンピュータデバイスとコンピュータ周辺機器とを接続するコネクタ装置を用いて説明する。
【0057】
図8に示すように、本実施形態に係るコネクタ装置36が用いられるコンピュータデバイス37のハウジング42には、一面に複数の接続端子39が整列配置された基板38が配設されており、これら各接続端子39は、細長い直方体形状にであって突出寸法が短くなるように形成されている。また、この基板37の他面における前記各接続端子39の配置位置に相当する位置には、略半球状の複数の接続端子44が整列配置されている。
【0058】
また、前記ハウジング42であって前記基板38における各接続端子39の配置面側には、前記各接続端38に対応する複数のコンタクタ41が配設されている。
【0059】
これら各コンタクタ41は、前記インターポーザ40を構成する基体46における前記各接続端子39に対応する位置に図9に示すような平面形状が円形状に形成されたスルーホール47を有し、これらスルーホール47の側面には、導電膜48が形成されている。さらに、前記スルーホール47の表面側の開口部分には、前記各スルーホール47の外縁から反対側の外縁に橋架された細長い直方体形状の接触子49が前記各接続端子39に直交するように配設されおり、これら接触子49の両端は、前記導電膜48に接続されている。また、前記接触子49は、その表面が前記インターポーザ40の表面よりも前記各接続端子39の突出寸法よりも少し長い寸法分スルーホール47の内部に位置するように配設されており、前記各接触端子39は、その長さ寸法が前記各スルーホール47の直径寸法と同一かまたは前記直径寸法よりも少し短く形成されている。
【0060】
また、前記基体46の表面には、弾性材料により構成されるスペーサ50が配設されており、そして、前記ハウジング42において、前記基板38は、前記インターポーザ40のスペーサ50の表面に当接するように配設されている。このとき、前記各接続端子39の表面は、前記接触子49の表面に接触しないようになっている。
【0061】
なお、本実施形態における他の構成は前記第1の実施形態の構成と同様であるので、説明を省略する。
【0062】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0063】
まず、コンピュータ周辺機器が、コンピュータデバイス37のハウジング42の内部に挿入されると、前記各接続端子44がコンピュータ周辺機器の各電極端子によって、前記各スルーホール47の方向に押圧される。これにしたがい、前記各接続端子39も前記スペーサ50の弾性により前記各スルーホール47の内部に押圧されて、前記各接続端子39の表面が前記各接触子49の表面に接触する。そして、このように前記コンピュータデバイス37の各接続端子39が前記各接触子49および前記導電膜48を介して前記プリント配線基板51の各配線52と間接的に接続されることにより、前記コンピュータ周辺機器と前記コンピュータデバイス37とを電気的に接続させることができる。
【0064】
本実施形態によれば、従来のコネクタにおいて各接続端子と各コネクタとの接続長さ寸法が数mm単位であったのに対し、前記各接続端子44と前記各コンピュータ周辺機器の電極端子との接続長さ、および前記各接続端子39と前記各コンタクタ41の各接触子49との接続長さ寸法を短くし100μm以下とすることができるので、インピーダンスを軽減することができ、これにより前記コンピュータデバイス37の高周波特性が劣化してしまうのを防止することができる。
【0065】
また、前記各接続端子39と前記各コンタクタ41の接触子49とは直交するように配置されており、これにより、前記各接続端子39の表面と前記各コンタクタ41の接触子49の表面とを接触させるので、前記各接続端子39と前記各接触子49とを広面積によって接触させることができる。このため、コネクタ装置36とプリント配線基板51とを接続するにあたり、各接続端子39に加えられる圧力を従来と比較して小さく10g以下とすることができる。
【0066】
したがって、前記コンピュータデバイス37にその高周波特性を十分に発揮させることができ、これにより、前記コンピュータデバイス37とコンピュータ周辺機器との間において高速データの通信を行わせ、前記コンピュータデバイス37を効率よく駆動させることができる。
【0067】
また、1つの接続端子あたりに加えられる圧力を小さくすることにより、各接続端子39の損傷を防止することができ、前記コネクタ装置36の長寿命化を図ることができる。さらに、各接続端子39,44の表面に施される金メッキの厚さを大きくする必要がなく、前記コンピュータデバイス37の製造コストの上昇を抑えることができる。
【0068】
さらに、前記各接続端子39と各コンタクタ41との接続部分において前記各接続端子39と各コンタクタ41との間隙には空気が存在するので、前記コンピュータデバイス37からの輻射熱の放熱性を向上させることができる。
【0069】
次に、本発明に係るコネクタ装置の第4の実施形態について、図10から図12を参照して説明する。本実施形態においても、コンピュータデバイスとコンピュータ周辺機器とを電気的に接続するコネクタ装置を用いて説明する。
【0070】
図10に示すように、本実施形態に係るコネクタ装置54が用いられるコンピュータデバイス57のハウジング58には、一面に複数の略半球状の接続端子56が整列配置された基板55が配設されており、これら、各基板55の他面における前記各接続端子56の配置位置に相当する位置には、略半球状の複数の接続端子59が配設されている。
【0071】
また、前記ハウジング58であって前記基板55における各接続端子56の配置側には、前記各接続端子56に対応する複数のコンタクタ61が配設されている。
【0072】
これら各コンタクタ61は、図10に示すような平面形状が円形状に形成されたスルーホール62を有しており、これらスルーホール62の側面には導電膜63が形成されている。そして、前記コンタクタ61は、前記各スルーホール62の表面側の開口部に平面形状がスパイラル形状に形成された断面形状が略椀形状のスパイラル状接触子65を有しており、これら各スパイラル状接触子65の外縁部分は、前記導電膜63に接続されている。
【0073】
また、基体55の表面には弾性材料により構成されるスペーサ64が配設されており、そして、前記ハウジングにおいて、前記基板55は、前記インターポーザのスペーサ64の表面に当接するように配設されている。このとき、前記各接続端子56の表面は、前記スパイラル状接触子65の表面に接触しないようになっている。
【0074】
なお、本実施形態に係るコネクタ装置54の他の構成は、前記第1実施形態の構成と同じであるので、説明を省略する。
【0075】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0076】
まず、コンピュータ周辺機器が、コンピュータデバイス57のハウジング58の内部に挿入されると、前記各接続端子59がコンピュータ周辺機器の各電極端子によって、前記スルーホール62の方向に押圧される。これにしたがい、前記各接続端子56も前記スペーサ64の弾性により前記スルーホール62の内部に押圧されて、前記各接続端子56の先端部が前記各スパイラル状接触子65の中央部分に弾性的に接触する。続いて、前記各接続端子56は、そのまま前記各スルーホール62の内部方向に押圧されると前記各スパイラル状接触子65の中央部から外側に接触範囲を広げ、前記各スパイラル状接触子65は、凹状に撓んで前記各接続端子56を抱き込むように変形する。このように、前記各スパイラル状接触子65が前記各接続端子56の表面に螺旋状に巻き付くことにより、前記各接続端子56と前記各スパイラル状接触子65とを確実に接触させることができ、これにより、前記パーソナルコンピュータ57と前記コンピュータ周辺機器とを電気的に接続させることができる。
【0077】
本実施形態によれば、従来の挿入型コネクタと比較して前記各接続端子56と前記各コンタクタ61のスパイラル状接触子65との接続長さ寸法を短くし、100μm以下とすることができるので、インピーダンスを軽減することができ、これにより前記パーソナルコンピュータ57の高周波特性が劣化してしまうのを防止することができる。
【0078】
したがって、前記パーソナルコンピュータ57にその高周波特性を十分に発揮させることができ、これにより、前記パーソナルコンピュータ57と前記コンピュータ周辺機器との間において高速でデータの通信を行わせ、前記コンピュータデバイス57を効率よく駆動させることができる。
【0079】
また、前記コンピュータ周辺機器とコンピュータデバイス57とを接続する際、1つの接続端子56,59あたりに加えられる圧力を従来と比較して小さく10g以下とすることができるので、各接続端子56,59の損傷を防止することができ、これにより、前記各コネクタ装置54の長寿命化を図ることができる。さらに、各接続端子56,59の表面に施される金メッキの厚さを大きくする必要がないので、前記各接続端子56が配設されたコネクタ装置54の製造コストの上昇を抑えることができる。
【0080】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【0081】
前記各本実施形態においては、コンピュータデバイスとコンピュータ周辺機器との電気的接続を行うためのコネクタ装置について説明したが、これに限定されるものではない。
【0082】
例えば、近年1つのパッケージ内部においてそれぞれ電気回路が形成されている複数のウエハが複数枚積層された半導体デバイスが製造されており、従来のピン型の各接続端子を用いた半導体デバイスにおいては、各ウエハはワイヤボンディングによって電気的に接続されているが、これによると半導体デバイスの厚さ寸法上1つのパッケージ内部において積層されるウエハは4層が限界であった。一方、この各ウエハの電気的接続において本発明に係るコネクタ装置を用いることにより、1つのパッケージ内部においてウエハを4層以上、例えば8層程度まで積層することができる。
【0083】
また、FPC等の各フィルムを電気的に接続する場合にも、本発明に係るコネクタ装置を用いることができる。
【0084】
さらに、このコネクタ装置を、PGA(Pin Grid Array)やBGA(Ball Grid Array )等のパッケージを有するICチップの各接続端子とマザー基板とを接続する際に用いるICチップの代替ソケットとして利用することもできる。またICチップのパッケージがBGAの場合、代替ソケットに本各実施形態の各コンタクタのみを形成し、ICチップの各接続端子と代替ソケットの各コンタクタとを接続するものであってもよい。
【0085】
さらにまた、第1実施形態ないし第4実施形態の各接続端子4,34,39,59の形状および第1実施形態、第2実施形態および第3実施形態の各接続端子9,59の形状は、略半球状に構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば円錐形状でもよく、さらには三角錐や四角錐等の角錐形状であってもよい。
【0086】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るコネクタ装置によれば、このコネクタ装置が用いられた各種デバイス等にその高周波特性を十分発揮させることができるので、これにより、前記デバイスは、高速でデータ通信を行うことができ、効率よく駆動することができる。また、各接続端子と各コンタクタとの間隙には空気が存在するので、前記デバイス等から発せられた熱の放熱性を向上させることができる。
【0087】
本発明に係る他のコネクタ装置によれば、各接続端子の損傷を防止することができるので、前記各接続端子の長寿命化を図ることができ、さらに。各接続端子の表面に施される金メッキの厚さを大きくする必要がないので、前記コネクタ装置を用いた各種デバイスの製造コストの上昇を抑えることができる。
【0088】
本発明に係る他のコネクタ装置によれば、各接続端子および各接触子の接続部の表面に形成される酸化皮膜を除去することができるので、前記各接続端子と前記各接触子とを確実に接触させることができ、本コネクタ装置が用いられた各種デバイスにその高周波特性を一層発揮させることができる。この結果、前記各種デバイスは、より高速にデータ通信を行い、効率よく駆動することができる。
【0089】
本発明に係る他のコネクタ装置によれば、錐形状の各接続端子と各接触子とを確実に接触させることができ、これにより、本コネクタ装置が用いられた各種デバイスにその高周波特性を一層発揮させることができる。この結果、前記各種デバイスは、より高速にデータ通信を行い、効率よく駆動することができる。
【0090】
本発明に係る他のコネクタ装置によれば、より確実に各接続端子を各接触子の接触部に接触させることができるので、前記各接続端子と前記各接触子との電気的接続をより安定的にすることができる。
【0091】
本発明に係る他のコネクタ装置によれば、各接続端子と前記各コンタクタとの接続長さ寸法を一層短くすることができるので、インピーダンスをより軽減することができ、これにより、デバイスにその高周波特性を十分に発揮させることができる。この結果、一層前記デバイス等とコンピュータ周辺機器等との間において高速でデータの通信を行わせ、前記デバイスを効率よく駆動させることができる。
【0092】
本発明に係る他のコネクタ装置によれば、本コネクタ装置が用いられた各種デバイス等の高周波特性が劣化してしまうのを防止することができるので、前記デバイス等にその高周波特性を十分発揮させることができ、これにより、前記デバイス等は、高速で通信を行い、効率的に駆動することができる。また、各接続端子と各コンタクタとの接続の際1つの接続端子あたりに加えられる圧力を従来と比較して小さくすることができるので、各接続端子の損傷を防止することができ、これにより、前記各接続端子の長寿命化を図り、かつ前記各接続端子が配設された各デバイス等の製造コストの上昇を抑えることができる。
【0093】
本発明に係る他のコネクタ装置によれば、各接続端子は前記スルーホールに確実に挿入されることにより各コンタクタと接続することができるので、前記各接続端子と前記各コンタクタとの位置ずれを防止することができ、より安定した接続を図ることができる。
【0094】
さらに、本発明に係る他のコネクタ装置によれば、本発明に係る他のコネクタ装置によれば、各接続端子および各接触子の接続部の表面に形成される酸化皮膜を除去することができるので、前記各接続端子と前記各接触子とを確実に接触させることができ、本コネクタ装置が用いられた各種デバイスにその高周波特性を一層発揮させることができる。この結果、前記各種デバイスは、より高速にデータ通信を行い、効率よく駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るコネクタ装置の第1実施形態の一部を示す断面図
【図2】図1に示すコネクタ装置を構成するコンタクタを示す斜視図
【図3】図1に示すコネクタ装置を用いたコンピュータデバイスにコンピュータ周辺機器を挿入する場合を示す概念図
【図4】図1に示すコネクタ装置の各接続端子を各コンタクタに挿入する一工程を示す断面図
【図5】図1に示すコネクタ装置の各接続端子を各コンタクタに挿入する一工程を示す断面図
【図6】本発明に係る他のコネクタ装置を用いたコンピュータデバイスにコンピュータ周辺機器を挿入する場合を示す概念図
【図7】本発明に係るコネクタ装置の第2実施形態の一部を示す断面図
【図8】本発明に係るコネクタ装置の第3の実施形態の一部を示す断面図
【図9】図8に示すコネクタ装置を構成するコンタクタを示す斜視図
【図10】本発明に係るコネクタ装置の第4の実施形態の一部を示す断面図
【図11】図10に示すコネクタ装置を構成するコンタクタを示す斜視図
【図12】図10に示すコネクタ装置の各接続端子を各コンタクタに挿入した場合を示す断面図
【符号の説明】
1 コネクタ装置
2 コンピュータデバイス
3 基板
4 接続端子
5 インターポーザ
6 コンタクタ
9 接続端子
12 スルーホール
13 導電膜
14 接触子
16 接触部
17 当接部
21 配線
22 プリント配線基板
Claims (8)
- 基板の一面に配設された凸型形状の複数の接続端子と、
前記基板の他面における前記各接続端子の配設位置に相当する位置に前記各接続端子と導通して配設された凸型形状の複数の他の接続端子と、
前記各接続端子に対応する複数のコンタクタとを有してなり、
前記各コンタクタが、開口およびこの開口の内部に配設された接触子を有し、前記各接続端子が前記各コンタクタの開口に挿入されることにより、前記各接続端子の表面と前記接触子の表面とが接触することを特徴とするコネクタ装置。 - 前記各コンタクタが、前記各接続端子と複数の接点によって接触されることを特徴とする請求項1に記載のコネクタ装置。
- 前記各接続端子が、先端部方向に徐々に細くなる形状に形成され、
前記各コンタクタが、
前記開口の開口部外縁から前記開口の内部中央に向かって傾斜するように形成され前記各接続端子と接触する接触部と、
前記接触部の先端部から前記各開口の底方向であって前記傾斜方向とは反対側に屈曲するように延設され、前記各接続端子が前記各コネクタの開口に挿入されたとき前記開口の内側面に形成された導電膜に当接する当接部と
により構成される複数の接触子を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のコネクタ装置。 - 前記各コンタクタが、前記開口の表面側の開口部外縁において相互に90度の間隔を有して四方向から前記各開口の内部中央に向かって形成されるように位置する4つの接触子を有することを特徴とする請求項3に記載のコネクタ装置。
- 前記各接触子が、それらの接触部に前記開口の表面側の開口部の方向へ突出するような複数の小突起を有することを特徴とする請求項3または請求項4に記載のコネクタ装置。
- 前記各接続端子が、直方体形状に形成され、
前記各コンタクタが、
前記開口の表面側開口部であって前記各接続端子と直交して接触するように配設され、前記開口の内側面に形成された導電膜に連接されている直方体形状の接触子を有することを特徴とする請求項1に記載のコネクタ装置。 - 前記接触子が、前記開口の表面側の開口部分であって前記開口部の表面から前記各接続端子の突出寸法と同一寸法分前記開口の内部に位置する位置に配設されていることを特徴とする請求項6に記載のコネクタ装置。
- 前記各接続端子が、先端方向に徐々に細くなる形状に形成され、
前記各コンタクタの接触子が、平面形状がスパイラル形状に形成され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。
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