JP2005158619A - エラストマコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板に自動実装可能なエラストマコネクタを提供する。
【解決手段】異方導電性シート１は非導電性のシート状エラストマ１Ａに表裏面間に導電性を有するエラストマ１Ｂ群を形成する。コの字状に形成された複数の金属製の針２は、導電性を有するエラストマ１Ｂ群の両翼であって、シート状エラストマ１Ａの他方の面Ｑから打ち込まれる。針２は、シート状エラストマ１Ａの一方の面Ｐで折り曲げられてシート状エラストマ１Ａに綴じ合わされる。針２は、プリント基板３のランド３Ｂにはんだ接合される接合部となり、針２付き異方導電性シート１は、プリント基板３に表面実装される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プリント基板と電子部品との間の接続やプリント基板間の接続等に使用するためのエラストマコネクタに関する。特に、プリント基板に自動実装されるのに好適なエラストマコネクタであって、このエラストマコネクタはプリント基板にはんだ接合される接合部を備えている。

最近の電子機器は小型化や薄型化に伴い、微細な回路同士の接続、微細部分と微細な回路の接続等の必要性が増大してきている。その接続方法として、はんだ接合技術や、異方性の導電接着剤が使用されている。又、異方導電性シートを電子部品とプリント基板との間に介在させ、導通させる方法も行われている。

異方導電性シートは、ある方向にのみ導電性があるエラストマシートのことをいう。一般に、厚み方向にのみ導電性を示すもの、又は厚み方向に加圧されたときに厚み方向にのみ導電性を示すもの等がある。

この異方導電性シートは、はんだ付けあるいは機械的嵌合等の手段を用いずにコンパクトな電気的接続を達成することが可能であり、機械的な衝撃やひずみを吸収してソフトな接続が可能であること等の特徴を有するため、例えば、液晶ディスプレイ、携帯電話、電子計算機、電子式デジタル時計、電子カメラ、コンピューター等の分野において広く用いられている。

又、異方導電性シートは、エラストマコネクタとも呼称されている。このエラストマコネクタは、導電性エラストマと絶縁性エラストマの薄膜を交互に積み重ねた積層形と、水平方向に絶縁、垂直方向に導電という特性をもつシート形がある。更に、シート形のエラストマコネクタには、表裏面間に導電性を有する複数の可撓性導電線が絶縁性エラストマシートに配設されている異方導電性シートもある。

このエラストマコネクタは、例えば、対向するプリント基板を電気的に接続するプリント基板用コネクタ、いわゆるボードトゥボードコネクタとしても使用されている。このボードトゥボードコネクタとなるエラストマコネクタは、一方のプリント基板に表面実装され、他方のプリント基板が当該エラストマコネクタに押圧されて対向するプリント基板を電気的に接続する。

又、このエラストマコネクタは、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）型パッケージＩＣやＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）型パッケージＩＣに代表される表面実装型ＩＣを検査するために、プリント基板に実装されるＩＣソケットとしても使用される。

固有欠陥のある半導体デバイス又は、製造状のばらつきから、時間とストレスに依存する故障を起こすデバイスを取り除くためのスクリーニング試験を行う装置として、バーンイン装置がある。

このバーンイン装置はバーンインチャンバを備えており、このバーンインチャンバ内に多数個の被試験デバイスを収容するためのバーンインボードは、多数個のＩＣソケットが実装されている。

このＩＣソケットにソフトな接続が可能である異方導電性シートを使用することにより、例えば、表面実装型ＩＣのリードを傷つけること無く、表面実装型ＩＣを検査することができる。

ＢＧＡ型やＬＧＡ型半導体デバイスの電気的特性検査に適したＩＣソケットとして、金属板からなるソケットボデイーと、ソケットボデイーの所定の位置に設けられた貫通孔に充填された異方導電性樹脂層と、ソケットボデイーの周囲に設けられた半導体デバイス装着用のパッケージガイドとから構成されるＩＣソケットが発明されている（例えば、特許文献１参照）。

そして、特許文献１によるＩＣソケットは、異方導電性樹脂層を弾性ゴムとその中に分散した平均粒子径の異なる第１の導電性粒子と第２の導電性粒子から構成される。又、ソケットボデイーと異方導電性樹脂層は絶縁樹脂膜で絶縁化されている。
特開２００１−２３７０３９号公報

しかしながら、プリント基板にはんだ接合されるコネクタを含む表面実装電子部品は、自動実装機によってはんだ接合されることが普及している。手作業によるはんだ接合作業に換えて、自動実装によりはんだ接合することにより、部品が実装されるプリント基板の製造コストを引き下げることができる。

周知のとおり、エアーリフロー炉を用いる表面実装工法においては、クリームはんだをプリント基板に塗布し、実装部品をプリント基板に移載して仮実装した後に、エアーリフロー炉内でクリームはんだを溶融させて、部品を固着する。

特許文献１に示された異方導電性シートを有するＩＣソケットは、接続端子となる導電性エラストマがプリント基板の接続パターンとどのように接続されているかが、明確に開示されていない。

そして、特許文献１によるＩＣソケットは、プリント基板への自動実装については思慮されていないと推察される。又、特許文献１によるＩＣソケットは、プリント基板への自動実装には不向きな構造であると判断される。

プリント基板に表面実装されるボードトゥボードコネクタとなるエラストマコネクタ、又は被測定ＩＣが搭載されるＩＣソケットとなるエラストマコネクタをプリント基板に自動実装できる構造とすることにより、これらエラストマコネクタが実装されるプリント基板の製造コストを引き下げることができる。

本発明は、上述した課題を解決すべく、ソフトな接続が可能であるという異方導電性シートの特性を活かしつつ、プリント基板に自動実装可能なエラストマコネクタを提供することを目的とする。

発明者は、上記目的を満たすため、異方導電性シートはプリント基板にはんだ接合される接合部を備える構造とし、以下のようなエラストマコネクタを発明した。

（１） 表裏面間に導電性を有する可撓性導電体群が非導電性のシート状エラストマに形成されており、当該シート状エラストマに前記導電性を有する可撓性導電体群が表出している一方の面を接続面とし、当該シート状エラストマに前記導電性を有する可撓性導電体群が表出している他方の面はプリント基板にはんだ接合される表面実装型の異方導電性シートであって、前記異方導電性シートは、前記プリント基板にはんだ接合される接合部を備えていることを特徴とするエラストマコネクタ。

（２） 前記導電性を有する可撓性導電体群の両翼に前記シート状エラストマの他方の面から打ち込まれて更に前記一方の面で折り曲げられて当該シート状エラストマに綴じ合わされている複数のコの字形の針を備えており、前記シート状エラストマの他方の面に表出している前記針が前記プリント基板にはんだ接合されることを特徴とする（１）記載のエラストマコネクタ。

（３） 立設片と横設片とでＬ字状に形成される一対の金具を備えており、当該一対の金具の立設片は、矩形に形成されている前記異方導電性シートの対向する板厚面に取り付けられており、当該一対の金具の横設片は、当該横設片の底面が前記シート状エラストマの他方の面と面一となるように相反して配置されており、前記一対の横設片の底面が前記プリント基板にはんだ接合されることを特徴とする（１）記載のエラストマコネクタ。

（４） 前記一対の金具の立設片は複数の穴が形成されており、当該複数の穴に複数の鎹が圧入されることにより当該一対の金具が前記異方導電性シートに取り付けられることを特徴とする（３）記載のエラストマコネクタ。

（５） 前記表裏面間に導電性を有する可撓性導電体群が表出する窓を形成しており、相反するように延出する一対の張り出し片を有しており、前記矩形に形成されている異方導電性シートを蓋う箱型のシェルを備えており、前記矩形に形成されている異方導電性シートは、前記一対の張り出し片の底面が前記導電性を有する可撓性導電体群が表出している他方の面と面一になるように前記シェルに蓋われており、前記一対の張り出し片の底面が前記プリント基板にはんだ接合されることを特徴とする（１）記載のエラストマコネクタ。

（６） 前記シェルにおいて対向する一対の内壁に形成される一対のディテントを更に備えており、前記一対のディテントは、前記矩形に形成されている異方導電性シートの相反する一対の側面を押圧して当該シェルが前記矩形に形成されている異方導電性シートに保持されることを特徴とする（５）記載のエラストマコネクタ。

（７） 前記シェルは、前記プリント基板に形成されている位置決め穴に嵌合する複数の突出片を備えていることを特徴とする（５）又は（６）のいずれかに記載のエラストマコネクタ。

（８） 前記シート状エラストマの他方の面から前記導電性を有する可撓性導電体群の両翼に装着される一対の接合タブを備えており、当該接合タブの底面が前記プリント基板にはんだ接合されることを特徴とする（１）記載のエラストマコネクタ。

（９） 前記異方導電性シートは、前記導電性を有する可撓性導電体群を囲むようにシート状エラストマの他方の面に銅箔板が接着されており、当該銅張積層板となる異方導電性シートが前記プリント基板にはんだ接合されることを特徴とする（１）記載のエラストマコネクタ。

（１０） 前記異方導電性シートは、前記シート状エラストマの他方の面から前記導電性を有する可撓性導電体群の周囲にスパッタリングによりはんだ接合膜が形成されており、当該はんだ接合膜が前記プリント基板にはんだ接合されることを特徴とする（１）記載のエラストマコネクタ。

（１１） 円錐状に開口する吸着パッドを備えており、当該吸着パッドが被吸着体に密閉されて当該密閉空間が負圧にされることにより前記被吸着体を吸着する吸着ハンドであって、当該吸着ハンドの吸着パッドに吸着されて前記プリント基板に移載されることを特徴とする（１）から（１０）のいずれかに記載のエラストマコネクタ。

（１２） 前記プリント基板に自動実装されることを特徴とする（１）から（１１）のいずれかに記載のエラストマコネクタ。

（１３） （１）から（１１）のいずれかに記載のエラストマコネクタに接続される表面実装型電子部品。

（１４） （１）から（１１）のいずれかに記載のエラストマコネクタに接続されるプリント基板。

（１）記載の発明によれば、「表裏面間に導電性を有する可撓性導電体群が非導電性のシート状エラストマに形成されており、当該シート状エラストマに前記導電性を有する可撓性導電体群が表出している一方の面を接続面とし、当該シート状エラストマに前記導電性を有する可撓性導電体群が表出している他方の面はプリント基板にはんだ接合される表面実装型の異方導電性シートであって、前記異方導電性シートは、前記プリント基板にはんだ接合される接合部を備えている」ことを特徴としてよい。

「シート状エラストマ」は、所定の厚みを有するとともに、この厚みの表及び裏に所定の表面及び裏面を有する可撓性のシートであってよい。「所定の厚みを有するとともに、この厚みの表及び裏に所定の表面及び裏面を有する」とは、通常のシートがもつ特徴であってよい。このシート状エラストマは、ある厚みを有し、厚みよりも大きな寸法で規定される表面及び裏面を厚みの前後若しくは上下に有していてよい。「可撓性」とは、シートが撓み得ることを意味してよい。

「表裏面間に導電性を有する可撓性導電体群」は、「表裏面間に導電性を有する可撓性導電線群」であってよく、「表裏面間に導電性を有するエラストマ群」であってもよい。

可撓性導電線を有する異方導電性シートは、「一面に電気的に絶縁された複数の導電部を有し他面に当該導電部と接続した複数の突起電極を有する可撓性の絶縁フィルムの一面にシート状エラストマを積層し、当該シート状エラストマ内に可撓性導電線群を貫通して配索し、当該可撓性導電線の一端を前記絶縁フィルムの導電部と接続するとともに他端に前記シート状エラストマの表面に露出する電極を形成した」ことを特徴とする異方導電性シートであってもよい。

「表裏面間に導電性を有するエラストマ」は、シートの厚み方向に可撓性を有しており、「シート状エラストマ」の表面と裏面に所定の面積として表出し、実体としては体積をもつものと考えることができる。そして、「表裏面間に導電性を有するエラストマ」において、「シート状エラストマ」の表面又は裏面に表出する形状は「円」であってもよく、「矩形」であってもよく、その形状は、「シート状エラストマ」の表面又は裏面（又はその近傍）において、その他のいかなる形状をしていてもよい。

「非導電性のシート状エラストマ」はシート状エラストマが非導電性を有すると考えてよく、非導電性とは、導電率が十分低いことであってよく、又、電気抵抗が十分高いことであってよい。又、非導電性を有するシート状エラストマ全体としては、非導電方向において十分な非導電性を持たせることができるような非導電性を有することを意味している。

「非導電性のシート状エラストマ」とは、通常のエラストマが該当する。具体的には、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ブタジエン−スチレン、ブタジエン−アクリロニトル、ブタジエン−イソブチレン等のブタジエン共重合体や共役ジエン系ゴム及びこれらの水素添加物、スチレン−ブタジエン−ジエンブロック共重合体ゴム、スチレン−イソプレンブロック共重合体等のブロック共重合体ゴム及びこれらの水素添加物、クロロプレン重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ウレタンゴム、ポリエステル系ゴム、エピクロルヒドリンゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、軟質液状エポキシゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等が使用される。

これらの中でも、耐熱性、耐寒性、耐薬品性、耐候性、電気絶縁性、及び安全性に優れるシリコーンゴムが好適に用いられる。このような非導電性のシート状エラストマは、通常は体積抵抗が高い（例えば、１００Ｖで、１ＭΩ・ｃｍ以上）ため、非導電性である。

「表裏面間に導電性を有するエラストマ」は一定の貫通領域を有するエラストマが導電性を有すると考えてよく、導電率が十分高いことであってよい。又、電気抵抗が十分低いことであってよい。又、エラストマ全体としては、かかる構成を有するエラストマの導電方向において十分な導電性を持たせることができるような導電性を有することを意味している。

導電性を有するエラストマは、通常、体積固有抵抗を低く（例えば、１Ω・ｃｍ以下）するように、導電性を有する材料を混ぜたエラストマであってよい。このエラストマは、具体的には前述の通常のエラストマが該当する。

これら通常のエラストマの中でも、耐熱性、耐寒性、耐薬品性、耐候性、電気絶縁性、及び安全性に優れるシリコーンゴムが好適に用いられる。このようなエラストマに、金、銀、銅、ニッケル、タングステン、白金、パラジウム、その他の純金属、ＳＵＳ、りん青銅、ベリリウム銅等の金属の粉末（フレーク、小片、箔等も可）やカーボン等の非金属の粉末（フレーク、小片、箔等も可）等の導電性を有する物質を混合することにより、導電性エラストマが構成される。なお、カーボンにはカーボンナノチューブやフラーレン等を含んでいてよい。

この非導電性を有するシート状エラストマに導電性のエラストマ群を形成して異方導電性シートとなるエラストマコネクタをつくるにあたり、相互に化学的に結合させてよい。このような結合を生じさせるためにカップリング剤をその間に施してもよい。このようなカップリング材は、これらの部材を結合させる結合剤で、通常の市販の接着剤を含んでよい。具体的には、シラン系、アルミニウム系、チタネート系等のカップリング剤であってよく、シランカップリング剤が良好に用いられる。

好適な実施態様において、エラストマコネクタは、「表裏面間に導電性を有するエラストマ群が非導電性のシート状エラストマに点在」してよく、「表裏面間に導電性を有するエラストマ群が非導電性のシート状エラストマに規則性をもって配列」されてもよい。

「導電性を有するエラストマ群が点在している」とは、「導電性を有するエラストマ群」が無秩序に点在していることを意味しているとは限らない。「導電性を有するエラストマ群」を非導電性のシート状エラストマに適正配置できることをも意味している。

前述のとおり、本発明における「導電性を有する可撓性導電体群」は外部接続される接続端子として機能する。このエラストマコネクタにプリント基板を介在させ、いわゆる、ボードトゥボードコネクタとしてこのエラストマコネクタを使用する場合は、「導電性を有する可撓性導電体群」の配置を接続されるプリント基板のランドパターン配置に適合させ、プリント基板とプリント基板を電気的に接続できる。

「規則性をもって配列されている」とは、適正配置の一形態であるが、具体的には、円形あるいは矩形で形成される「導電性を有する可撓性導電体群」を、格子状に配列することが考えられる。この場合の格子形状は矩形あるいは菱形であってもよい。又、円形あるいは矩形の「導電性を有する可撓性導電体群」を一列に等間隔で配列してもよい。

この異方導電性シートにＢＧＡ型パッケージＩＣやＬＧＡ型パッケージＩＣに代表される表面実装型ＩＣを介在させ、いわゆる、プリント基板に実装されるＩＣソケットとしてこのエラストマコネクタを使用する場合は、「導電性を有する可撓性導電体群」の配置を接続される表面実装型ＩＣの端子配列に適合させ、表面実装型ＩＣとプリント基板を電気的に接続できる。

このエラストマコネクタは、プリント基板にはんだ接合される接合部を備えており、このエラストマコネクタはプリント基板に移載されて、接合部と導電性を有する可撓性導電体群とが接合されるランドパターンに仮実装される。なお、前記ランドパターンには、クリームはんだが予め塗布されている。そして、エアーリフロー炉内でクリームはんだを溶融させて、このエラストマコネクタがプリント基板に表面実装される。

このようなプリント基板への自動実装に好適な構造であるエラストマコネクタは、このエラストマコネクタが実装されるプリント基板（部品が搭載された完成品としてのプリント基板）の製造コストを引き下げることができる。

好適な実施態様によるエラストマコネクタは、「前記導電性を有する可撓性導電体群の両翼に前記シート状エラストマの他方の面から打ち込まれて更に前記一方の面で折り曲げられて当該シート状エラストマに綴じ合わされている複数のコの字形の針を備えており、前記シート状エラストマの他方の面に表出している前記針が前記プリント基板にはんだ接合される」ことを特徴としてよい。

エラストマコネクタは、接続される表面実装型ＩＣの外形と合同の矩形形状に形成されてよく、接続される表面実装型ＩＣの外形と相似の矩形形状に形成されてもよい。そして、エラストマコネクタの両翼に複数のコの字形の金属製の針が固定され、当該針付きエラストマコネクタがプリント基板にはんだ接合される。

好適な実施態様によるエラストマコネクタは、「立設片と横設片とでＬ字状に形成される一対の金具を備えており、当該一対の金具の立設片は、矩形に形成されている前記異方導電性シートの対向する板厚面に取り付けられており、当該一対の金具の横設片は、当該横設片の底面が前記シート状エラストマの他方の面と面一となるように相反して配置されており、前記一対の横設片の底面が前記プリント基板にはんだ接合される」ことを特徴としてよい。

そして、好適な実施態様による前記一対の金具を備えるエラストマコネクタは、「前記一対の金具の立設片は複数の穴が形成されており、当該複数の穴に複数の鎹が圧入されることにより当該一対の金具が前記異方導電性シートに取り付けられる」ことを特徴としてよい。

好適な実施態様によるエラストマコネクタは、「前記表裏面間に導電性を有する可撓性導電体群が表出する窓を形成しており、相反するように延出する一対の張り出し片を有しており、前記矩形に形成されている異方導電性シートを蓋う箱型のシェルを備えており、前記矩形に形成されている異方導電性シートは、前記一対の張り出し片の底面が前記導電性を有する可撓性導電体群が表出している他方の面と面一になるように前記シェルに蓋われており、前記一対の張り出し片の底面が前記プリント基板にはんだ接合される」ことを特徴としてよい。

前記箱型のシェルを備えているエラストマコネクタがＩＣソケットとして使用される場合は、表裏面間に導電性を有する可撓性導電体群が表出する窓は被接続体となる表面実装型電子部品の外形より大きくてよく、前記箱型のシェルを備えているエラストマコネクタがボードトゥボードコネクタとして使用される場合は、接続面となる一方の面に段差を形成し、表裏面間に導電性を有する可撓性導電体群が前記窓から突出するようにしてもよい。

そして、好適な実施態様による箱型のシェルを備えているエラストマコネクタは、「前記シェルにおいて対向する一対の内壁に形成される一対のディテントを更に備えており、前記一対のディテントは、前記矩形に形成されている異方導電性シートの相反する一対の側面を押圧して当該シェルが前記矩形に形成されている異方導電性シートに保持される」ことを特徴としてよい。

ディテントは円錐状の突起であってよく、球状突起であってもよく、Ｖの字状に形成された山脈状突起であってもよい。いずれかの形状のディテントは弾性を有する異方導電性シートの相反する一対の側面を押圧して、シェルが異方導電性シートに保持される。

更に、好適な実施態様による箱型のシェルを備えているエラストマコネクタは、「前記プリント基板に形成されている位置決め穴に嵌合する複数の突出片を備えている」ことを特徴としてよい。

このような複数の突出片を備えているエラストマコネクタはプリント基板に仮実装されるにあたり、当該エラストマコネクタをプリント基板に正確に位置決めするものである。

好適な実施態様によるエラストマコネクタは、「前記シート状エラストマの他方の面から前記導電性を有する可撓性導電体群の両翼に装着される一対の接合タブを備えており、当該接合タブの底面が前記プリント基板にはんだ接合される」ことを特徴としてよい。

異方導電性シートの接続端子となる導電性を有する可撓性導電体群がプリント基板にはんだ接合されるにあたり、この接合タブが更にプリント基板にはんだ接合されることによって、エラストマコネクタとプリント基板との接合強度を補強しようとするものである。

そして、この接合タブはハウジングの直交する四方向に装着されてもよい。この接合タブはハウジングに圧入されてもよく、ハウジングの側面に固定されてもよい。

好適な実施態様によるエラストマコネクタは、「前記異方導電性シートは、前記導電性を有する可撓性導電体群を囲むようにシート状エラストマの他方の面に銅箔板が接着されており、当該銅張積層板となる異方導電性シートが前記プリント基板にはんだ接合される」ことを特徴としてよい。

好適な実施態様によるエラストマコネクタは、「前記異方導電性シートは、前記シート状エラストマの他方の面から前記導電性を有する可撓性導電体群の周囲にスパッタリングによりはんだ接合膜が形成されており、当該はんだ接合膜が前記プリント基板にはんだ接合される」ことを特徴としてよい。

このはんだ接合膜は、導電性を有する可撓性導電体群がマススキングされ、ターゲットとなるシート状エラストマに対向するように矩形に形成されてもよく、このはんだ接合膜は、導電性を有する可撓性導電体群を取り囲むように四角枠状に形成されてもよい。

そして、非導電性のシート状エラストマにスパッタリングではんだ接合膜を形成するにあたり、非導電性のシート状エラストマの基板温度が上がり過ぎないように、例えばマグネトロンスパッタやイオンビームスパッタで成膜されてよい。

好適な実施態様によるエラストマコネクタは、「円錐状に開口する吸着パッドを備えており、当該吸着パッドが被吸着体に密閉されて当該密閉空間が負圧にされることにより前記被吸着体を吸着する吸着ハンドであって、当該吸着ハンドの吸着パッドに吸着されて前記プリント基板に移載される」ことを特徴としてよい。

自動実装機に備わる吸着ハンドは本発明によるエラストマコネクタをプリント基板に移載可能とするものである。例えば、軽量のエラストマコネクタは吸着ハンドで移載されてよく、重量のエラストマコネクタは複数本の吸着ハンドで移載することも可能である。

本発明の適用例としては、エラストマコネクタは表面実装型電子部品に接続されることを特徴としている。又、エラストマコネクタはプリント基板に接続されることを特徴としている。

本発明によるエラストマコネクタは、表裏面間に導電性を有する可撓性導電体群が非導電性のシート状エラストマに形成されており、当該シート状エラストマに前記導電性を有する可撓性導電体群が表出している一方の面を接続面とし、当該シート状エラストマに前記導電性を有する可撓性導電体群が表出している他方の面はプリント基板にはんだ接合される表面実装型の異方導電性シートであって、前記異方導電性シートは、前記プリント基板にはんだ接合される接合部を備えているので、プリント基板への自動実装が容易となる。このエラストマコネクタがプリント基板へ自動実装されることにより実装工程における製造コストを引き下げることができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。

本発明の第１実施形態であるエラストマコネクタ（以下、コネクタと略称する）の構成を図１と図２により説明する。図１は、本発明の第１実施形態であるコネクタ１１を示す斜視分解組立図である。

図１の第１実施形態において、異方導電性シート１は、非導電性のエラストマでシート状に形成されている。そして、異方導電性シート１の基材となるシート状エラストマ１Ａには、表裏面間に導電性を有する可撓性導電体となるエラストマ１Ｂ群が配列されている。

図１において、シート状エラストマ１Ａに導電性を有するエラストマ１Ｂ群が表出している一方の面Ｐを接続面とし、シート状エラストマ１Ａに導電性を有するエラストマ１Ｂ群が表出している他方の面Ｑがプリント基板にはんだ接合される。なお、一方の面Ｐと他方の面Ｑは同じものであるが、説明の便宜上、一方の面Ｐと他方の面Ｑとに区分した。

エラストマ１Ｂ群は、例えば、後述する表面実装型ＩＣの端子配列に対応して配列されている。導電性を有するエラストマ１Ｂはシリコーンゴムに導電性の粒子が混入されている。異方導電性シート１は、シート状エラストマ１Ａにエラストマ１Ｂ群が規則性をもって配列されてシート状のコネクタを形成している。

図１の第１実施形態において、コの字状に形成された複数の金属製の針２は、導電性を有するエラストマ１Ｂ群の両翼であって、シート状エラストマ１Ａの他方の面Ｑから打ち込まれる。

図２は、本発明の第１実施形態であるコネクタ１１の斜視外観図である。図２は要部を断面としている。図２の第１実施形態に示されるように、シート状エラストマ１Ａの他方の面Ｑから打ち込まれた針２は、シート状エラストマ１Ａの一方の面Ｐで折り曲げられてシート状エラストマ１Ａに綴じ合わされている。

このような針２付き異方導電性シート１は、導電性を有するエラストマ１Ｂ群がプリント基板３にパターン形成される複数のランド３Ａに表面実装される。又、異方導電性シート１において他方の面Ｑに表出している複数の針２は、複数のランド３Ａの両翼に形成されている対向する矩形のランド３Ｂに表面実装される。この針２は、プリント基板３にはんだ接合される接合部となる。

なお、図２に示されたランド３Ａはパッドオンホール（Ｐａｄ ｏｎ ｈｏｌｅ）としてもよく、プリント基板３を多層プリント基板で形成して、複数のパッドオンホールを立体接続してもよい。

次に、本発明の第２実施形態であるコネクタの構成を図３と図４により説明する。図３は、本発明の第２実施形態であるコネクタ１２を示す斜視分解組立図である。なお、図３と図４による第２実施形態の説明において、図１と図２による第１実施形態で使用された同符号の構成品は、作用を同一とするので説明を割愛する場合がある。

図３の第２実施形態において、異方導電性シート１は正方形に形成されている。一対の金具４Ａ及び４Ｂは立設片４１Ａ及び４１Ｂと横設片４２Ａ及び４２ＢとでそれぞれＬ字状に形成される。

そして、図３に示されるように、一対の金具４Ａ及び４Ｂにおける立設片４１Ａ及び４１Ｂは、矩形に形成されている異方導電性シート１の対向する板厚面に取り付けられている。又、立設片４１Ａ及び４１Ｂは、前記対向する板厚面と隣接する側面を挟持するようにそれぞれ端部が直角に折り曲げられている。

一方、一対の金具４Ａ及び４Ｂにおける横設片４２Ａ及び４２Ｂは、当該横設片４２Ａ及び４２Ｂとの底面がシート状エラストマ１Ａの他方の面Ｑと面一となるように相反してそれぞれ配置されている。

図３に示されるように、一対の立設片４１Ａ及び４１Ｂは、立設壁に複数の穴４３Ａ及び４３Ｂがそれぞれ形成されている。そして、複数の穴４３Ａ及び４３Ｂに複数の鎹４Ｃが圧入される。

一方、異方導電性シート１は、相反する一対の側壁に鎹４Ｃが圧入される複数の下穴１Ｃが形成されている。複数の下穴１Ｃに複数の鎹４Ｃが圧入されることにより、一対の金具４Ａ及び４Ｂは異方導電性シート１に取り付けられる。

図３の第２実施形態において、他方の面Ｑに表出している導電性を有するエラストマ１Ｂ群は、プリント基板３に形成されているランド３Ａ群にはんだ接合される。又、一対の横設片４２Ａ及び４２Ｂの底面は、ランド３Ａ群に両翼に配置される矩形のランド３Ｂにはんだ接合される。

図４は第２実施形態であるコネクタ１２の正面図であり、要部を断面としている。図４の第２実施形態において、一対の金具４Ａ及び４Ｂは複数の鎹４Ｃによって異方導電性シート１に保持されている。そして、一対の横設片４２Ａ及び４２Ｂの底面は、矩形のランド３Ｂにはんだ接合される。この一対の金具４Ａ及び４Ｂは、プリント基板３にはんだ接合される接合部となる。

又、図４は、異方導電性シート１における導電性を有するエラストマ１Ｂ群がランド３Ａ群に表面実装された状態図である。図４に示されたプリント基板３に実装されたコネクタ１２は、例えば、ボードトゥボードコネクタとして使用されている。

そして、図４に示されるように、プリント基板３に対向する被接続体となるプリント基板５がコネクタ１２に押圧され、導電性を有するエラストマ１Ｂ群における一方の面Ｐが、プリント基板５にパターン形成される複数のランド５Ａに接触する。

このようにして、コネクタ１２を備えるプリント基板３と、被接続体となるプリント基板５が電気的に接続される。なお、図４の実施形態において、エラストマ１Ｂの一方の面Ｐとランド５Ａの接触を確実にするため、導電性のエラストマ１Ｂにおける一方の面Ｐを、非導電性のシート状エラストマ１Ａから僅かに突出させてもよい。

次に、本発明の第３実施形態であるコネクタの構成を図５と図６により説明する。図５は、本発明の第３実施形態であるコネクタ１３を示す斜視分解組立図である。なお、図５と図６による第３実施形態の説明において、図１と図２による第１実施形態で使用された同符号の構成品は、作用を同一とするので説明を割愛する場合がある。

図５の第３実施形態において、異方導電性シート１は正方形に形成されている。シェル６は金属薄板が折り曲げ加工されて箱型に成形されている。シェル６の中央部は、表裏面間に導電性を有するエラストマ１Ｂ群が表出する窓６Ａを形成している。

そして、図５に示されるように、箱型のシェル６は、相反するように延出する一対の張り出し片６１Ａ及び６１Ｂを有している。箱型のシェル６は、矩形に形成されている異方導電性シート１を覆うように装着される。

図５の第３実施形態において、矩形に形成されている異方導電性シート１は、一対の張り出し片６１Ａ及び６１Ｂの底面が、導電性を有するエラストマ１Ｂ群が表出している他方の面Ｑと面一になるようにシェル６に蓋われる。

そして、図５に示されるように、プリント基板３はエラストマ１Ｂ群が接触するランド３Ａ群の周囲に対向するように矩形のランド３Ｂが形成されている。そして、一対の張り出し片６１Ａ及び６１Ｂの底面は、矩形のランド３Ｂにそれぞれはんだ接合される。この一対の張り出し片６１Ａ及び６１Ｂがプリント基板３にはんだ接合される接合部となる。

図５の第３実施形態において、シェル６は、シェル６において対向する一対の内壁に形成される一対のディテント６１Ｃ及び６１Ｄを更に備えている。一対のディテント６１Ｃ及び６１Ｄは、好適には円錐状の突起であってよく、半球状の突起であってもよい。

図５の第３実施形態において、一対のディテント６１Ｃ及び６１Ｄは、矩形に形成されている異方導電性シート１の相反する一対の側面を押圧して、シェル６が矩形に形成されている異方導電性シート１に保持される。

又、図５の第３実施形態において、シェル６は、プリント基板３に形成されている複数の位置決め穴３Ｃに嵌合する複数の突出片６１Ｅ及び６１Ｆを備えている。そして、突出片６１Ｅ及び６１Ｆは、位置決め穴３Ｃに挿入容易となるように挿入端が鋭角に形成されている。

図６は第３実施形態であるコネクタ１３の斜視外観図である。図６において、箱型のシェル６は、矩形に形成されている異方導電性シート１に装着されている。そして、一対のディテント６１Ｃ及び６１Ｄ（図５参照）は、弾性を有する異方導電性シート１の相反する一対の側面を押圧して、シェル６が異方導電性シート１に保持されている。

一方、一対一組の突出片６１Ｅ及び６１Ｆは、プリント基板３に形成されている複数の位置決め穴３Ｃに挿入されている。このような複数の突出片６１Ｅ及び６１Ｆを備えているコネクタ１３はプリント基板３に仮実装されるにあたり、このコネクタ１３をプリント基板３に正確に位置決めするものである。

又、図６は、導電性を有するエラストマ１Ｂ群がランド３Ａ（図５参照）に表面実装された状態図である。図６に示されたプリント基板３に実装されたコネクタ１３は、例えば、測定基板に搭載されるＩＣソケットとして使用されている。

そして、図６に示されるように、プリント基板３に対向する被測定デバイスとなるＢＧＡ型パッケージＩＣ７がコネクタ１３に押圧され、導電性を有するエラストマ１Ｂ群の一方の面Ｐが、ＢＧＡ型パッケージＩＣ７に形成されている図示されない複数のボール端子７Ａに接触する。

このようにして、測定基板となるプリント基板３に実装されたコネクタ１３に被測定デバイスとなるＢＧＡ型パッケージＩＣ７が電気的に接続される。なお、図６の実施形態において、被測定デバイスとしてＢＧＡ型パッケージＩＣ７を例示したが、他の表面実装型電子部品であってもよい。

一方、図７は、図５と図６の第３実施形態で示されたコネクタ１３の変形例となるコネクタ１３０の斜視外観図である。図７における第３実施形態の変形例においては、箱型のシェル６を備えているコネクタ１３０は、接続面となる一方の面Ｐに段差が形成されている。そして、表裏面間に導電性を有するエラストマ１Ｂ群が、シェル６に形成された窓６Ａから突出するようにしてある。

このようなコネクタ１３０はプリント基板３に表面実装されており、当該コネクタ１３０は、プリント基板３に対向配置されるプリント基板５に接続するボードトゥボードコネクタとして使用される。

次に、本発明の第４実施形態であるコネクタの構成を図８により説明する。図８は、本発明の第４実施形態であるコネクタ１４を示す斜視分解組立図である。なお、図８による第４実施形態の説明において、図１と図２による第１実施形態で使用された同符号の構成品は、作用を同一とするので説明を割愛する場合がある。

図８の第４実施形態において、異方導電性シート１は長方形に形成されている。一対の金属板となる接合タブ８Ａ及び８Ｂは、シート状エラストマ１Ａの他方の面Ｑから圧入される。一対の接合タブ８Ａ及び８Ｂは、導電性を有するエラストマ１Ｂ群の両翼に装着される。

図８の第４実施形態において、一対の接合タブ８Ａ及び８Ｂは、それぞれの両端部において僅かに突出する係止爪８１を形成している。このような係止爪８１を有する一対の接合タブ８Ａ及び８Ｂが、シート状エラストマ１Ａに形成された矩形穴１Ｄに圧入されることにより、一対の接合タブ８Ａ及び８Ｂが異方導電性シート１から抜けることを防止している。

このような一対の接合タブ８Ａ及び８Ｂ付き異方導電性シート１は、接合タブ８Ａ及び８Ｂの底面がプリント基板３にパターン形成される一対のランド３Ｂに表面実装される。この一対の接合タブ８Ａ及び８Ｂは、プリント基板３にはんだ接合される接合部となる。

一対の接合タブ８Ａ及び８Ｂを備えるコネクタ１４は、異方導電性シート１の接続端子となる導電性を有するエラストマ１Ｂ群がプリント基板３のランド３Ａ群にはんだ接合されるにあたり、この接合タブ８Ａ及び８Ｂ更にプリント基板にはんだ接合されることによって、コネクタ１４とプリント基板３との接合強度を補強しようとするものである。

そして、この一対の接合タブ８Ａ及び８Ｂは、第１実施形態から第３実施形態に示されたいずれの異方導電性シート１にも取り付け可能とする。そして、この接合タブ８Ａ及び８Ｂは、実施形態によっては異方導電性シート１の直交する四方向に装着されてもよい。この接合タブ８Ａ及び８Ｂは異方導電性シート１に圧入された後に接着されてもよく、異方導電性シート１の側面に固定されてもよい。

次に、本発明の第５実施形態であるコネクタの構成を図９により説明する。図９は、本発明の第５実施形態であるコネクタ１５を示す斜視分解組立図である。なお、図９による第５実施形態の説明において、図１と図２による第１実施形態で使用された同符号の構成品は、作用を同一とするので説明を割愛する場合がある。

図９の第５実施形態において、コネクタ１５は、シート状エラストマ１Ａの他方の面Ｑから接着される銅箔板９１を備えている。銅箔板９１は導電性を有するエラストマ１Ｂ群を囲むように形成されている。この銅箔板９１は、プリント基板３にはんだ接合される接合部となる。

図９の第５実施形態において、プリント基板３はランド３Ａ群の四周囲に矩形のランド３Ｂが形成されており、銅箔板９１は矩形のランド３Ｂにはんだ接合される。

第５実施形態におけるコネクタ１５は低背のコネクタとなっており、ボードトゥボードコネクタとして使用されてもよく、図９に示されるように、後述する吸着ハンド１０によって移載されるＢＧＡ型パッケージＩＣ７と接続されるＩＣソケットとして使用されてもよい。

次に、本発明の第６実施形態であるコネクタの構成を図１０により説明する。図１０は、本発明の第６実施形態であるコネクタ１５を示す斜視外観図である。なお、図１０による第６実施形態の説明において、図１と図２による第１実施形態で使用された同符号の構成品は、作用を同一とするので説明を割愛する場合がある。

図１０の第６実施形態において、異方導電性シート１は、シート状エラストマ１Ａの他方の面Ｑから導電性を有するエラストマ１Ｂ群の周囲にスパッタリングによりはんだ接合膜９２が形成されている。このはんだ接合膜９２は、プリント基板にはんだ接合される接合部となる。

そして、図１０（ａ）は導電性を有するエラストマ１Ｂ群の四周囲に矩形のはんだ接合膜９２が形成されたコネクタ１６を示しており、図１０（ｂ）は導電性を有するエラストマ１Ｂ群を囲むようにはんだ接合膜９２が形成されたコネクタ１６を示している。

このはんだ接合膜９２は、導電性を有するエラストマ１Ｂ群がマススキングされ、ターゲットとなるシート状エラストマ１Ａに成膜される。図１０の第６実施形態において、図９に示されたようにプリント基板３はランド群３Ａの四周囲に矩形のランド３Ｂが形成されており、はんだ接合膜９２は矩形のランド３Ｂにはんだ接合される。

次に、本発明によるコネクタの作用を説明する。

図１１は、本発明によるコネクタを搬送する吸着ハンドの斜視図である。自動実装機は、例えば、図１１の実施形態に示されるような吸着ハンド１０を備えている。吸着ハンド１０は円錐状に開口する吸着パッド１０Ａを備えており、吸着パッド１０Ａが被吸着体に密閉されて当該密閉空間が負圧にされることにより被吸着体を吸着する。

図１１の実施形態において、吸着ハンド１０の吸着パッド１０Ａは、例えば、第２実施形態で示されたコネクタ１２を吸着している。吸着ハンド１０はＸＹ軸方向に移動される。そして、吸着ハンド１０がＺ軸方向に降下し、コネクタ１２を解放することにより、コネクタ１２をプリント基板３における所定のランド群に実装可能とするものである。

なお、吸着ハンド１０はＺ軸方向に昇降するのみであり、プリント基板３を載置する図示しないテーブルがＸＹ軸方向に移動することにより、コネクタ１２を位置決めすることも可能である。

このように、図１１に示された自動実装機は被実装部品を吸着してプリント基板に移載可能とするものである。この吸着ハンドは、比較的軽量の被実装部品を吸着可能とするものであるが、被実装部品に把持する厚さが無い場合や被実装部品に突出物がある場合に有用となる。又、吸着パッドは、例えばゴム体で形成されているので、被実装部品を傷つけずに移載できるというメリットがある。

本発明のコネクタは、例えば、反りのある異方導電シートであっても、軟体となる吸着ハンドを有する自動実装機でコネクタをプリント基板に自動実装できるようになった。

本発明の第１実施形態であるエラストマコネクタを示す斜視分解組立図である。 本発明の第１実施形態であるエラストマコネクタの斜視外観図である。 本発明の第２実施形態であるエラストマコネクタを示す斜視分解組立図である。 本発明の第２実施形態であるエラストマコネクタの正面図である。 本発明の第３実施形態であるエラストマコネクタを示す斜視分解組立図である。 本発明の第３実施形態であるエラストマコネクタの斜視外観図である。 本発明の第３実施形態の変形例となるエラストマコネクタを示す斜視外観図である。 本発明の第４実施形態であるエラストマコネクタを示す斜視分解組立図である。 本発明の第５実施形態であるエラストマコネクタを示す斜視分解組立図である。 本発明の第６実施形態であるエラストマコネクタを示す斜視外観図である。 本発明によるエラストマコネクタを搬送する吸着ハンドの斜視図である。

符号の説明

１ 異方導電性シート
１Ａ シート状エラストマ
１Ｂ エラストマ（導電性を有するエラストマ）
２ 針
３・５ プリント基板
３Ａ・３Ｂ・５Ａ ランド
３Ｃ 位置決め穴
４Ａ・４Ｂ 金具
４Ｃ 鎹
６ シェル
６Ａ 窓
７ ＢＧＡ型パッケージＩＣ
１１・１２・１３・１４・１５・１６・１３０ エラストマコネクタ（コネクタ）
４１Ａ・４１Ｂ 立設片
４２Ａ・４２Ｂ 横設片
４３Ａ・４３Ｂ 穴
６１Ａ・６１Ｂ 張り出し片
６１Ｃ・６１Ｄ ディテント
６１Ｅ・６１Ｆ 突出片
８Ａ・８Ｂ 接合タブ
９１ 銅箔板
９２ はんだ接合膜
Ｐ 一方の面
Ｑ 他方の面

Claims (14)

1. 表裏面間に導電性を有する可撓性導電体群が非導電性のシート状エラストマに形成されており、当該シート状エラストマに前記導電性を有する可撓性導電体群が表出している一方の面を接続面とし、当該シート状エラストマに前記導電性を有する可撓性導電体群が表出している他方の面はプリント基板にはんだ接合される表面実装型の異方導電性シートであって、
   前記異方導電性シートは、前記プリント基板にはんだ接合される接合部を備えていることを特徴とするエラストマコネクタ。
2. 前記導電性を有する可撓性導電体群の両翼に前記シート状エラストマの他方の面から打ち込まれて更に前記一方の面で折り曲げられて当該シート状エラストマに綴じ合わされている複数のコの字形の針を備えており、
   前記シート状エラストマの他方の面に表出している前記針が前記プリント基板にはんだ接合されることを特徴とする請求項１記載のエラストマコネクタ。
3. 立設片と横設片とでＬ字状に形成される一対の金具を備えており、
   当該一対の金具の立設片は、矩形に形成されている前記異方導電性シートの対向する板厚面に取り付けられており、
   当該一対の金具の横設片は、当該横設片の底面が前記シート状エラストマの他方の面と面一となるように相反して配置されており、
   前記一対の横設片の底面が前記プリント基板にはんだ接合されることを特徴とする請求項１記載のエラストマコネクタ。
4. 前記一対の金具の立設片は複数の穴が形成されており、当該複数の穴に複数の鎹が圧入されることにより当該一対の金具が前記異方導電性シートに取り付けられることを特徴とする請求項３記載のエラストマコネクタ。
5. 前記表裏面間に導電性を有する可撓性導電体群が表出する窓を形成しており、相反するように延出する一対の張り出し片を有しており、前記矩形に形成されている異方導電性シートを蓋う箱型のシェルを備えており、
   前記矩形に形成されている異方導電性シートは、前記一対の張り出し片の底面が前記導電性を有する可撓性導電体群が表出している他方の面と面一になるように前記シェルに蓋われており、前記一対の張り出し片の底面が前記プリント基板にはんだ接合されることを特徴とする請求項１記載のエラストマコネクタ。
6. 前記シェルにおいて対向する一対の内壁に形成される一対のディテントを更に備えており、
   前記一対のディテントは、前記矩形に形成されている異方導電性シートの相反する一対の側面を押圧して当該シェルが前記矩形に形成されている異方導電性シートに保持されることを特徴とする請求項５記載のエラストマコネクタ。
7. 前記シェルは、前記プリント基板に形成されている位置決め穴に嵌合する複数の突出片を備えていることを特徴とする請求項５又は６のいずれかに記載のエラストマコネクタ。
8. 前記シート状エラストマの他方の面から前記導電性を有する可撓性導電体群の両翼に装着される一対の接合タブを備えており、当該接合タブの底面が前記プリント基板にはんだ接合されることを特徴とする請求項１記載のエラストマコネクタ。
9. 前記異方導電性シートは、前記導電性を有する可撓性導電体群を囲むようにシート状エラストマの他方の面に銅箔板が接着されており、当該銅張積層板となる異方導電性シートが前記プリント基板にはんだ接合されることを特徴とする請求項１記載のエラストマコネクタ。
10. 前記異方導電性シートは、前記シート状エラストマの他方の面から前記導電性を有する可撓性導電体群の周囲にスパッタリングによりはんだ接合膜が形成されており、当該はんだ接合膜が前記プリント基板にはんだ接合されることを特徴とする請求項１記載のエラストマコネクタ。
11. 円錐状に開口する吸着パッドを備えており、当該吸着パッドが被吸着体に密閉されて当該密閉空間が負圧にされることにより前記被吸着体を吸着する吸着ハンドであって、当該吸着ハンドの吸着パッドに吸着されて前記プリント基板に移載されることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のエラストマコネクタ。
12. 前記プリント基板に自動実装されることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載のエラストマコネクタ。
13. 請求項１から１１のいずれかに記載のエラストマコネクタに接続される表面実装型電子部品。
14. 請求項１から１１のいずれかに記載のエラストマコネクタに接続されるプリント基板。

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