JP2007535094A

JP2007535094A - 連動接触システムを備えた電気相互接続アセンブリ

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Publication number: JP2007535094A
Application number: JP2006520364A
Authority: JP
Inventors: ジェームスラスバーン; マーティンケイブン
Original assignee: グリフィクスインコーポレーティッド
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2007-11-29
Also published as: CN100459833C; CN1823560A; WO2005011060A3; WO2005011060B1; KR101124015B1; US20050221675A1; WO2005011060A2; KR20060109866A; US7326064B2; EP1645173A2

Abstract

【課題】本発明は、第１回路部材のターミナルを第２回路部材のターミナルに電気的に相互接続するための電気相互接続アセンブリに関する。電気相互接続アセンブリは、第１面と第２面の間に延びる複数の開口を有するハウジングを有する。複数の電気接触部材が複数の開口に位置決めされている。接触部材は、ハウジングとスナップフィット関係を形成する少なくとも１つの係合構成を有する。ハウジングにおける安定化層構造は少なくとも１方向に接触部材の偏向を制限する。

Description

本発明は、第１回路部材を１つ又は複数の第２回路部材に電気的に接続するための連動接触システムを備えた電気相互接続アセンブリに関する。

コンピュータ分野で利用されるコネクタのコネクタデザインの最近の流行は、高い密度と高い信頼性の両方のある様々な回路装置（回路デバイス）のコネクタを提供することである。装置の不適切な接続で生じる電位システムの故障のため、このような接続の高い信頼性は重要である。さらに、コネクタ、カード、チップ、ボード及びモジュールなどの様々な部品の効率的な修理、アップグレード、テスト及び／又は交換を保証するために、このような接続は最終製品において分離できかつ再接続できることが非常に望ましい。

めっきスルーホール又はバイアスにはんだ付けされたピン型コネクタは、今日工業で最も一般に用いられるものである。コネクタボディ上のピンは、プリント回路基板上のスルーめっきホール又はバイアスに挿入され、従来の機構を用いてそこにはんだ付けされる。次いで、別なコネクタ又は包装された半導体装置は機械インターフェース又は摩擦によりコネクタボディにより挿入され、保持される。スズ鉛合金はんだ、及びこれらコネクタをプリント回路基板にはんだ付けする工程にわたって用いられる関連する化学物質は、それらの環境影響のために益々調査されてきている。これらコネクタのプラスチックハウジングは、はんだ付け工程の際、部品にストレスを与え信頼性を脅かすかなりの量の熱作用を受ける。

コネクタボディ上のはんだ付けされた接触部は一般的には、コネクタで接続された装置のための機械支持であり、疲労、ストレス変形、はんだブリッジング及び共平面性エラーを受けやすく、これらは初期故障や連続性のロスを電位により引き起こす。特に、組み合わせコネクタ又は半導体装置が挿入され、プリント回路基板に取り付けられたコネクタから取り外されると、回路基板にはんだ付けされた接触の弾性限界を超え、連続性のロスが生じる。これらコネクタは一般的に、数回以上の装置の挿入・取り外しには信頼できない。これら装置も、特に高周波数又は低電力部品にとってシステム性能を低下させる比較的長い電気的長さを有する。これらコネクタを用いて製造される装置リード間のピッチ又は分離箇所もショートの危険のために制限される。

ワイヤボンディングのような別な電気相互接続法が知られており、これはある回路から別な回路への、金などの柔らかい金属ワイヤの機械又は熱圧縮を有する。しかしながら、このようなボンディングは、場合によってはワイヤ破損及びワイヤ操作の機械的困難を伴うため、高密度接続にすぐに役立たない。

別な電気相互接続技術は、それぞれの回路要素の間にはんだボールなどの配置を有する。はんだは電気相互接続を形成するために流される。この技術は、様々な構造の高密度相互接続をもたらすことに成功したが、この技術は回路部材の滑らかな分離とその後の再接続を可能にするものではない。

複数の導電経路を有するエラストマーは相互接続装置として使用されてきた。エラストマーシートに埋め込まれた導電要素は、エラストマーシートと接続された２つの対向するターミナルの間の電気接続をもたらす。導電要素を保持するエラストマー材料は導電要素の運動を可能にするべく使用中に固まる。このようなエラストマーコネクタは適切な電気接続を実現するために接触当たりに比較的高い力を要し、これは接続面の非平面性を悪化させる。導電要素の位置は一般に制御することができない。エラストマーコネクタは、関連する回路要素間の相互接続を通る比較的高い電気抵抗を示す。回路要素との相互接続は、接続に悪い影響を与える埃、くず、酸化、温度変動、振動及び他の環境要素に敏感である。

U.S. 5913687 U.S. 6178629 U.S. 6247938

本発明は、第１回路部材上のターミナルを第２回路部材上のターミナルに電気的に相互接続するための電気相互接続アセンブリに関する。電気相互接続アセンブリは、第１面と第２面の間に延びる複数の開口を有するハウジングを有する。複数の電気接触部材が複数の開口に位置決めされている。接触部材は、ハウジングとスナップフィット関係を形成する少なくとも１つの係合構成を有する。ハウジング上の安定化構造は少なくとも１方向に接触部材の偏向を制限する。

また本発明は、ハウジングと連動関係を有する位置決めされた複数の電気接触部材を有する電気相互接続アセンブリに関する。ハウジング上の安定化構造は少なくとも１方向に接触部材の偏向を制限する。シール層が接触部材とハウジングの間の開口を実質的にシールする。

従って、第１回路部材は故障、アップグレード又は設計変更の場合に取り外し、移動させることができる。通常閉じられたコネクタの短い電気的長さにより、最近の包装技術に似た優れたシグナル整合性と全体サイズが可能になる。第１回路部材をモジュールにはんだ付けする必要性をなくすことで、本発明により公知の商品型又はバーンイン包装された集積回路の意味合いが大いに減少する。単一の装置を交換する能力は、交換できるチップモジュールの用途において特に重要である。

関係状態は、スナップフィット、圧入（プレスフィット）、圧着（クリンプ）などである。関係状態は好ましくは、接触部材を少なくとも２の自由度でハウジングに対して移動させることができる。ある実施形態では、関係状態は、接触部材を少なくとも１つの面と垂直に延びる縦軸に沿って移動させることができる。

ある実施形態では、少なくとも１つのエラストマー部材は接触部材を第１面に向かってバイアスをかけるために位置決めされる。安定化構造は好ましくは、少なくとも２つの方向に接触部材の偏向を制限する。電気接触部材の末端は好ましくは、回路部材の１つのターミナルの形状に対応する形状を有する。

ハウジングはオプションで多層構造でもよく、層の１つは接触連結層又は安定化層及び／又は例えばフレキシブル回路部材などの回路層を有する。

電気接触部材は、圧縮力、はんだ、ウエッジボンディング、導電接着、超音波ボンディング、ワイヤボンディング及び接触部材と第１回路部材の間の機械連結の１つ又は複数を用いて第１面に電気的に連結する。電気接触部材は、回路部材の１つの電気接触部とスナップフィット関係をオプションで形成する。

抽出層はオプションで第１面と第１回路部材の間に位置する。抽出層は一般に柔軟なシートである。中間接触セットはオプションで接触部材と第１回路部材の接触部の間に位置する。

ある実施形態では、接触部材は、Ｕ形構造の中央部分に接続した１組のビームと、大開口を形成する中央部分の近くに位置した１組の対向突出部を有する。突出部は、大開口とハウジングの部材を解除可能に連結する。

別な実施形態では、ハウジングは上側部分及び下側部分を有し、上側部分を下側部分に対して移動させることで接触部材との連動関係が形成される。別な実施形態では、ハウジングの開口は、一般に多層構造を用いて形成された非成形構造である。

図１は、本発明に従う相互接続アセンブリ２０を示す。相互接続アセンブリ２０は接触システム２２と、電気絶縁特性を有するハウジング２４を有する。ハウジング２４は複数の開口２６を有する。接触部材２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ及び２８Ｄ（まとめて「２８」という）が少なくとも数個の開口２６に位置し、ハウジング２４と結合している。示された実施形態では、相互接続アセンブリ２０は回路部材４０に電気的に結合している。ここで用いる用語「回路部材」は、例えば、包装された集積回路装置、包装されてない集積回路装置、プリント基板、フレキシブル回路、ベアダイ装置、有機若しくは無機基板、固い回路、又は電流を運ぶことができる他の装置を表す。

ハウジング２４はプラスチックのような誘電体で構成される。適切なプラスチックは、フェノール樹脂、ポリエステル、フィリップス石油社のＲｙｔｏｎ（登録商標）である。それに代えて、ハウジング２４は、陽極酸化面のような非導電性面を有するアルミニウムなどの金属から構成されてもよい。ある用途のために、金属ハウジングは接触部材の別なシールドを有してもよい。別な実施形態では、ハウジングは電気システムに接地され、従って制御されたインピーダンス環境をもたらす。幾つかの接触部材は、それらを金属ハウジングのコーティングされていない表面に接触させて接地される。ここで用いる「電気絶縁コネクタハウジング」又は「モジュールハウジング」は、前記のように、接触部材とハウジングの間の望まれない導電性を防ぐために、非導電性のハウジング又は非導電性材料で実質的にコーティングされたハウジングを表す。

本発明のハウジングは複数の別個の層から構成される。層は、高価な成形工具の必要なくエッチング又は除去及び積層される。層は、成形又は加工で可能な大きめのアスペクト比を有するハウジング構造を作る。層は、「非成形構造」と呼ばれる、従来の成形又は加工技術を用いて可能でない内部構造又は空洞の創出をも可能にする。このハウジングは、成形又は加工された部分がゆがむところで平らを保つために金属、セラミック又は別なふさがれた樹脂などの硬化層を加えることも可能にする。

本発明のハウジングは、与えられたフィールド内で接触部材を選択的に接続又は絶縁させるために、回路、電源及び／又は接地面をオプションで有する。層は、接触材料又は解除層をもたらすために選択的に結合したり結合しなかったりできる。ここで用いる「結合」又は「結合している」は、例えば接着結合、溶剤結合、超音波溶接、熱融着又はハウジングの隣接層を接着するのに適した他の技術を表す。互いに相互作用するように異なる接触部材の多層が実行されるが、永続的に係合するか分離できる。接触部材をしっかり保持し、又は接触部を接触部材のＸ、Ｙ及び／又はＺ軸に沿って浮かせ又は移動させるように、層を構成することができる。レフローの際、はんだ付け又はフラックス（融剤）のウィッキング（はいあがり）を防ぐための挿入工程の結果として接触部材の基部がシール状態にあるか、インターフェースがシールされたポストアセンブリであるように層が構成される。

図２は、ハウジング２４に連動した接触部材２８の１つをより詳細に示す。接触部材２８は、第１接合部分３０と第２接合部分３６を有する。第１及び第２回路部材３４，４０がハウジング２４に向かってバイアスをかけられるとき、第１接合部分３０は第１回路部材３４のターミナル３２と電気的に接続するように位置決めされ、第２接合部分３６は第２回路部材４０のターミナル３８と電気的に接続するように位置決めされる。ボルト締め、クランプ及び接着を含むどんな固定方法も用いられる。

接触部材２８は、連動構造４２と、連動構造４２に接続した移行部４４を有する。図示した実施形態では、連動構造４２は少なくとも１方向において移行部４４よりサイズが大きい。ハウジング２４における開口２６は、接触部材２８の連動構造４２を収容するために、少なくとも１つの異なるサイズの連動構造４６を有する。図示した実施形態では、連動構造４２はボール形構造であり、連動構造４６はソケットである。ここで用いる「連動の」及び「連動した」は、例えば、フッキング、スナップフィット、非結合干渉フィット、あり継などの、１つの部品が他の部品にトラップされ又は捉えられる機械連結を表し、部品の１つの少なくとも一部が少なくとも１の自由度を介して他の部品に対して動くことができる。「連動構造」はインターロッキングのための構造を表す。

ハウジング２４は開口４８を有し、これは移行部４４を収容するのに十分大きいが、少なくとも１方向に連動構造４２より小さく、それで接触部材２８はハウジング２４から落ちない。従って、連動構造４２は、開口４８を通って延びる移行部４４により連動構造４６に固定される。

図３は、接触部材２８がハウジング２４に取り付けられる前後両方を示す複合図である。開口４８及び／又は連動構造４２のどちらかの側面の部分５０，５２は十分柔軟であり、連動構造４２を対応する連動構造４６にスナップフィットさせることができる。ここで用いる「スナップフィット」は、接触部材及び／又はハウジングの実質的な弾性変形による連動を表す。

図４は、ハウジング２４における接触部材２８の作動を表す。ハウジング２４は上面６０及び下面６２を有する。上面６０は第１回路部材３４に向かってバイアスをかけるのに適応し、下面６２は第２回路部材４０に向かってバイアスをかけるのに適応する（例えば、図２参照）。第１回路部材３４がハウジング２４に固定されていないときに上面６０の上に突出するように（位置Ａ）、接触部材２８の第１接合部分３０はエラストマー部材６４によりバイアスをかけられる。第１回路部材３４がハウジング２４に向かってバイアスをかけられると、第１接合部分３０は下面６２に向かって移動する（位置Ｂ）。第１回路部材３４及び第２回路部材４０がハウジング２４に向かってバイアスをかけられると、第２接合部分３６の位置は第２回路部材４０に対してバイアスをかけられる。

図４に示される実施形態では、少なくとも部分的に、第１接合部分３０の下に位置したエラストマー部材６４により、第１接合部分３０のバイアスが行われる。エラストマー部材６４は必要なバイアス力を提供するのに適した、球体、円柱及び直方形を含むどんな形状でもよい。それは、ハウジング２４及び／又は接触部材２８に接着されるか、接触部材のハウジングに定められた空洞に圧入されるか、ハウジングと接触部材の間に定められた空間に単純に捕捉されるなどの様々な方法で固定される。第１回路部材３４がハウジング２４に向かってバイアスをかけられると、エラストマー部材６４は圧縮され、エラストマー部材６４による上部６６と第１接合部分３０における力によって創出されたモーメントアームが、ハウジング２４の下面６２に固定された第２回路部材４０に向かって第２接合部分３６にバイアスをかける力を生じさせる。

この文脈で「上」及び「下」の名称は、単に接触システムの異なる部品とそれが用いられた環境を識別するための便宜のためであることを付言しておく。これらと他の方向の名称は、ハウジングを特定の方向に指向させる必要があり本発明の範囲を制限することを意図するものではない。

この接触システムも、接触部材への応力緩和をもたらす構造を有する。例えば、図４で最もよく表された１つの実施形態では、第２接合部分３６はアーチ状底部を有し、第１接触部分が第１回路部材３４により下に押されたときに接触部材２８が転がることができる。接触部材２８とハウジング２４も応力緩和をもたらすように十分に対応しうる。

接触部材２８は、好ましくは銅、又はリン青銅やベリリウム銅などの同様な金属材料からなる。接触部材は、好ましくはニッケル、金、銀、パラジウム又はその多層などの耐食金属材料でめっきされる。ある実施形態では、接触部材は接合部分を除いてカプセルに入れられる。カプセル材料は一般に約２０〜約４０のデュロメータ硬さのシリコンである。適切なカプセル材料の例は、ミッドランドのダウコーニングシリコン社製のシルガード（Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標））、ニュージャージー州のハッケンサックのマスターボンドシリコン社製のＭＩａｎｄＭａｓｔｅｒＳｉｌ７１３である。

図５は、ハウジング２４内での接触部材２８の横運動又はシフトを示す。シフト量ｄは好ましくは連動構造４２の幅と開口４８の幅の差より小さく、それで接触部材２８は連動構造４６から落ちない。

図６は、作動時の相互接続アセンブリ２０を示す。相互接続アセンブリ２０は好ましくは第１回路部材３４と第２回路部材４０の間で圧縮される。オプションの調整部材７０は装置サイト７１を形成し、このサイトは第１回路装置３４のターミナル３２と接触部材２８の第１接合部分３０を調整する（図２参照）。調整装置７０は、接触部材２８Ａ及び２８Ｄにさらなるバイアス力を与える第２のエラストマー部材７２をオプションで有する。図６の相互接続アセンブリ２０は、特許文献１，２及び３に開示された交換可能なチップモジュールなどの多数の回路部材３４を収容するようにオプションで設計されうる。これら文献は全て参照により盛り込まれる。

図示した実施形態では、第１回路部材３４はＬＧＡ装置であり、第２回路部材４０はＰＣＢである。ハウジング２４はオプションでＰＣＢ４０に固定され、各接触部材２８の第２接合部分３６はＰＣＢ４０上の導電パッド３８の上に位置する。ＬＧＡ装置３４が接触システム２２に押し付けられると、第１接合部分３０は第１のエラストマー６４に押し付けられる。接触部材２４のアーチ状第２接合部分３６は、ＰＣＢ上のそれぞれの導電パッド３８上を幾らか転がり、滑り、導電パッド３８からバイアスをかけられ、信頼できる電気接触を保証する。連動構造４２は上方に動く傾向があるが、ハウジング２４のカバー又は第２のエラストマー７２からの下方の力で抑えられる。

図７及び８の実施形態では、接触部材８０は形状が細長く、ハウジング８２は細長い空洞８４を有する。この空洞はそれぞれの接触部材８０を収容し、それらの横の回転又はシフトを防ぐ。細長い空洞又はスロット８４は、機械若しくはレーザ穴開け、エッチング、成形などの様々な方法で作られる。

図９は、本発明に従う２部ハウジング１０２を備えた相互接続アセンブリ１００を示す。ハウジング１０２は上部分１０４と下部分１０６を有する。連動部分１０８は好ましくは上部分１０４と下部分１０６の間の接合部１１０に交差して延びる。下部分１０６に対して方向１１２に上部分１０４を移動させることで、連動部分１０８は接触部材１１６の連動構造１１４を捕捉する。連動構造１１４は好ましくは接触部材１１６をハウジング１０２に保持するが、第１及び第２回路部材１１８，１２０と連結するのに必要な運動範囲を通る接触部材１１６の運動を制限したり限定したりしない。エラストマー部材１２２は回路部材１１８，１２０に抗して接触部材１１６にバイアスをかける。

図１０は、本発明に従う２部ハウジング１３２を備えた別な相互接続アセンブリ１３０を示す。上部分１３４と下部分１３６はコネクタ部材１４２の連動構造１４０を捕捉する連動部分１３８を形成する。第２のエラストマー部材１４４がオプションで連動部分１３８に隣接して位置する。エラストマー部材１４４，１４６は、回路部材１４８，１５０に抗して接触部材１４２にバイアスをかける。

図１１は、本発明に従う別な相互接続アセンブリ２００の側面断面図である。図１１の実施形態では、ハウジング２０２が接触連結層２０４、調整層２０６及び安定化層２０８を有する。接触連結層２０４は、中央部材２１２で分けられた１組の開口２１０を有する。接触調整層２０６も、開口２１０と大体位置合わせされた１組の開口２１４を有する。開口２１４は中央部材２１６で分けられている。図１１の実施形態における安定化層２０８は、開口２１４に大体位置合わせされた単一の開口２１８を有する。

本発明の接触システム２２０は、スナップフィット関係でハウジング２０２に連結した複数の接触部材２２２を有する。図１１の実施形態では、接触部材２２２は、中央部分２２６で一体化した１組のビーム２２４Ａ，２２４Ｂ（まとめて「２２４」と称する）を有する大体Ｕ形の構造を有する。ビーム２２４は、大開口２２７を形成する中央部分２２６の近くに位置した１組の対向突出部２２８Ａ，２２８Ｂ（まとめて「２２８」と称する）を有する。突出部２２８の間のギャップ２３０は大開口２２７より小さいが、好ましくは中央部材２１２の幅より小さい。

この相互接続アセンブリ２００を組み立てるために、ビーム２２４の末端２３２Ａ，２３２Ｂ（まとめて「２３２」と称する）が開口２１０を通して挿入される。突出部２２８Ａ，２２８Ｂが中央部材２１２に当たると、接触部材２２２及び／又は中央部材２１２がスナップフィット連結を創出するために実質的に弾性的に変形する。いったん組み立てられると、突出部２２８は接触部材２２２を中央部材２１２に保持する。突出部２２８は好ましくは、接触調整層２０６の中央部材２１６に抗して又は隣接して位置決めされ、それによりハウジング２０２に対する接触部材２２２の回転を最小にする。中央部材２１６は第１接合部分２３４の間のギャップを維持する。

大開口２２７及び中央部材２１２のサイズと形状は、接触部材２２２がハウジング２０２に対して幾らか動けるように調節される。縦軸２５０に沿う接触部材２２２の運動と中央部材２１２の大体の周りの回転は、回路部材２４０，２４２の不変で信頼できる電気的連結を得る際に特に関心がある。

接触部材２２２は、末端２３２の近くの第１接合部分２３４と中央部分２２６の近くの第２接合部分２３６を有する。第１及び第２接合部分２３４，２３６は、はんだ付け、圧縮力、又はその組み合わせを用いて、第１及び第２回路部材２４０，２４２に電気的に連結される。接触部材２２２の第１接合部分２３４の構造は、第１回路部材２４０上のはんだボール２４４と係合するのに特によく適している。接触部材２２２は、広範囲の回路部材２４０と電気的に連結するために設計される。これら回路部材は、例えば、フレキシブル回路、リボンコネクタ、ケーブル、プリント回路基板、ボールグリッドアレー（ＢＧＡ）、ランドグリッドアレー（ＬＧＡ）、プラスチックリードチップキャリア（ＰＬＣＣ）、ピングリッドアレー（ＰＧＡ）、小型化集積回路（ＳＯＩＣ）、デュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）、グオ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）、チップスケールパッケージ（ＣＳＰ）、又はパッケージされた若しくはされてない集積回路である。

第１回路部材２４０がハウジング２０２と圧縮の関係にされると、接触部材２２２の末端２３２は安定化層２０８の側壁２４８に向かう方向２４６に移動する。側壁２４８は末端２３２の移動を制限する。

図１２は、本発明に従う別な相互接続アセンブリ３００の側面断面図である。複数の接触部材３０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃ，３０２Ｄ，３０２Ｅ（まとめて「３０２」と称する）が、大体図１１の接続で述べたように、ハウジング３０４における開口３２６に位置決めされている。図１２の実施形態では、回路層３０６とオプションの補強層３０８が接触連結層３１０と接触調整層３１２の間に位置決めされる。回路層３０６は、電力面、グラウンド面又は他の回路構造でもよい。図示した実施形態では、開口３２６は非成形であり、一般に多数の層からハウジング３０４を形成することで作られる。

図１１の接続で述べたように、接触部材３０２は接触連結層３１０に連結される。接触部材３０２の第１接合部分３１８は好ましくは、第１回路部材３２２上のはんだボール３２０とスナップフィット係合を形成するように設計される。ある実施形態では、はんだボール３２０と第１接合部分３１８のスナップフィット関係は、第１回路部材３２２を相互接続アセンブリ３００に保持するのに十分である。

図１２の実施形態は、接触調整層３１２の上面３１６に接着された摘出層３１４を有する。摘出層３１４は好ましくは低粘着性の感圧接着剤などにより上面３１６に取り外せるように接着される。好ましい実施形態では、摘出層３１４は接触調整層３１２の上面３１６から剥がすことができる柔軟なシート部材からなる。図１３に示されるように、摘出層３１４が方向３２４に剥がされるので、第１回路部材３２２は接触部材３０２の第１接合部分３１８から安全に外される。

図１４は、本発明に従う別な相互接続アセンブリ４００を示す。接触部材４０２は大体図１１に示されるように設計される。対向突出部４０４Ａ，４０４Ｂは中央部材４０８に圧縮力４０６を加える。しかしながら、図１４に示された実施形態では、中央部材４０８は軸４１０に沿う接触部材４０２の運動を抑制しない。むしろ、第１回路部材４１２を第２回路部材４１４に連結するための最適な位置を実現するために、接触部材４０２は軸４１０に沿って滑ることができる。

図示された実施形態では、第１回路部材４１２は複数のターミナル４１６を備えたＬＧＡ装置である。中間接触セット４１８はターミナル４１６と接触部材４０２の第１接合部分４２０との接合面（インターフェース）を与える。中間接触セット４１８は複数の導電部材４２４を備えたキャリア４２２を有する。図示した実施形態では、導電部材４２４の下部は、第１接合部分４２０と連結するために適用されたＢＧＡ装置をシミューレートする。導電部材４２４の上部は、第１回路部材４１２上の接触パッド４１６と連結するために適用される。キャリア４２２は柔らかくても硬くてもよい。好ましい実施形態では、キャリア４２２は電力、信号を運ぶ回路トレースを有するフレキシブル回路であり、及び／又は第１及び第２回路部材４１２，４１４にグラウンド面をもたらす。

図１５は、本発明に従う別な相互接続アセンブリ５００の横断面図である。接触部材５０２は広がった第２接合部分５０４を有し、細い係合領域５０６が第２接合部分５０４とビーム５０８の間に位置している。図示した実施形態では、第１回路部材５１０はＢＧＡ装置であり、はんだボール５１２はビーム５０８と圧縮連結されている。

接触連結層５１４の厚さに対する係合領域５０６の長さにより、接触部材５０２は軸５１６に沿ってハウジング５２０内で浮くことができる。安定化層５２４の側壁５２２と接触調整層５２８の側壁５２６が、ビーム５０８の横移動を制限する。

図１６Ａ〜１６Ｃは、図１５の接続部５００を構成するための１つの方法を示す。図１６Ａに示されるように、接触連結層５１４は複数の隣接するスリット５３２で囲まれた一連の開口５３０を有する。接触部材５０２の第２接合部分５０４は開口５３０に挿入されている。接触連結層５１４は一部はスリット５３２のために弾性的に変形し、第２接合部分５０４を開口５３０に通らせることができる。接触連結層５１４の弾性変形は接触部材５０２とのスナップフィット関係を作り出す。スリット５３２の構造しだいで、接触部材５０２は係合領域５０６の周りの幾らかの回転自由度５１３を有する（図１５参照）。従って、コネクタ５００は、１又は２の自由度を有する接触部材５０２を有して設計される。

図１６Ｂは接触調整層５２８の図である。接触調整層５２８は一般に、接触連結層５１４に接着された分離した別個の構造である。

図１６Ｃは安定化層５２４の図を示す。図示した実施形態では、安定化層５２４は、ＢＧＡ装置５１０上のはんだボール５１２を収容するのに適応した複数の開口５３６を有する。開口５３６は、接触部材５０２のビーム５０８が偏向する１組の対向凹部５３８をオプションで有する。凹部５３８は、ハウジング５２０内の方向５４０の接触部材５０２の回転を制限する。

図１７Ａ〜１７Ｄは、本発明に従う別な相互接続アセンブリ８００の様々な面の図である。接触部材８０４は、接触連結層８０６上の中央部材８１２と滑って係合する。ある実施形態では、接触部材８０４は中央部材８１２と摩擦フィットを形成する。別な実施形態では、接触部材８０４を相互接続アセンブリ８００に捕捉し又は保持するために、誘電体層８１６，８１８は中央部材８１２の上下に位置する。接触部材８０４は接触連結層８０６にオプションで圧着される。それに代えて、熱若しくは超音波ボンディング、接着剤、機械的取り付けなどの様々な技術を用いて、接触部材８０４は中央部材８１２に接着される。

上側及び下側誘電体層８１６，８１８は、圧縮の際に接触部材８０４のショートと転倒を防ぐ。別な回路面８２０と誘電体カバー層８２２がオプションで本相互接続アセンブリ８００に加えられる。ある実施形態では、接触連結層８０６はフレキシブル回路部材を有する。図１７Ａ〜１７Ｄの実施形態では、フレキシブル回路部材は接触連結層８０６に取り付けられる前にシミュレートされる。

図１７Ｂに示されるように、接触連結層８０６は数組の隣接するスロット８０８，８１０を有する。スロット８０８と８１０の間の接触連結層８０６の中央部分８１２は、ねじり棒（トーションバー）として働く。接触部材８０４はスロット８０８に挿入され、中央部材８１２上に位置決めされる。それに代えて、対応部材８０４は単一のスロット８１４を通って接触連結層８０６に連結してもよい。

図１７Ｃ及び１７Ｄに最も良く示されるように、中央部分８１２はねじれ及び／又は変形し、接触部材８０４は第１及び第２回路部材８２４，８２６における非平面性を補償することができる。接触部材８０４の末端８２８，８３０も第１及び第２回路部材８２４，８２６により圧縮されると、屈曲する。キャリア８０６の中央部分８１２のサイズ及び形状、接触部材８０４の末端８２８，８３０のサイズ及び形状（図１７Ａ参照）を変え、及び／又は対応部材８０４の移動に抵抗するより硬い又は柔らかい材料からキャリア８０６を構成することで、移動の量と移動に対する抵抗が調整される。

図１８は、図１７Ａ〜１７Ｄの相互接続アセンブリ８００の変形例である相互接続アセンブリ８４０を示す。相互接続アセンブリ８４０は、前記の接触連結層８４４に連結した複数の独立の接触部材８４２を有する。末端８４６は第１回路部材８５０上のターミナル８４８と電気的に連結するように位置決めされる。はんだボール８５２は図１７Ａの末端８３０の代わりである。はんだボール８５２は第２回路部材８５６上のターミナル８５４と電気的に連結するように位置決めされる。

ある実施形態では、誘電体層８５６及び／又は誘電体層８５８は好ましくは、接触部材８４２と接触連結層８４４の間のシールを形成する。誘電体層８５６，８５８はオプションで、ギャップをシールするために接触部材８４２の周りを流れるシーリング材でもよい。シーリング材は好ましくは、非脆性シールを形成するために固まる流動性のポリマー材料である。ある実施形態では、溜まったシーリング材８５６，８５８を取り除くために末端８６０及び／又は８４６は平坦化される。シーリング材ははんだが接触連結層８４４を通ってはいあがるのを防ぐ。ある実施形態では、シーリング材８５６，８５８は、接触連結層８４４に連結した接触部材８４２を保持するのに役立つ。

図１９は、本発明に従う相互接続アセンブリ９００の平面図である。ここで開示された接触部材構造はどれも相互接続アセンブリ９００と共に使用できる。ハウジング９０２は、接触部材の末端が回路部材に連結する穴９０４の配列を有する。別な回路面は好ましくは相互接続アセンブリ９００の側面から好ましくはフレキシブル回路部材９０６，９０８により移される。

図２０は、本発明に従う別な相互接続アセンブリ１０００の側面断面図である。ハウジング１００２が接触連結層１００４と安定化層１００６を有する。接触連結層１００４は、接触部材１０１０と連結するように適応された開口１００８を有する。

接触部材１０１０は、３つのビーム１０１２ａ，１０１２ｂ，１０１２ｃ（まとめて「１０１２」と称する）を有する。これらは、ＢＧＡ装置に見られるようなはんだボール１０１４（例えば図１１参照）、又は中間接触セット１０１８（例えば図１４参照）上の導電部材１０１６と電気的に連結するように適応される。ビーム１０１２の構造をよりよく表すために、一番左の接触部材１０１０は接触部材に対して９０°向いている。

接触部材１０１０の基部端部１０２０は、接触連結層１００４の開口１００８とスナップフィット関係を形成する狭領域１０２２を有する。第１回路部材（図示せず）のはんだボール１０１４又は中間接触セット１０１８と第２回路部材１０２８を連結するために最適位置を実現するために、接触部材１０１０は軸１０２４に沿って動くことができる。はんだボール１０１４又は導電部材１０１６との最適な電気接合を形成するために、ビーム１０１２は側壁１０３２で制限された方向１０２８に曲がる。

流動的なシーリング材などのシーリング層１０３０が、接触連結層１００４の露出面にオプションで適用される。シーリング層１０３０は好ましくは接触部材１０１０の周りの開口１００８をシールする。

図２１は、本発明に従う別な相互接続アセンブリ１０５０の側面断面図である。ハウジング１０５２は、接触連結層１０５４、調整層１０５６及び安定化層１０５８を有する。接触連結層１０５４は、接触部材１０６４の狭領域１０６２とスナップフィット関係を形成する開口１０６０を有する。

接触部材１０６４は、ＢＧＡ装置又は中間接触セット（例えば図１４参照）の導電部材と電気的に連結するように適応される２つのビーム１０６６ａ，１０６６ｂを有する。最も左の接触部材１０６４は、ビーム１０６６の構造をよりよく表すために、他の接触部材に対して９０°向いている。

回路部材１０７０，１０７２に対する最適な位置決めを実現するために、接触部材１０６４は軸１０６８に沿って移動することができる。はんだボール１０７８との最適な電気接合を形成するために、ビーム１０６６は側壁１０７６で制限された方向１０７４に曲がる。

図２２は、接触部材１０６４がハウジング１１０２と連動することを除いて、図２１に実質的に示される別な相互接続アセンブリ１１００の側面断面図である。シーリング層１００４はハウジング１１０２の面１１０６にオプションで適用される。シーリング層１００４はハウジング１１０２における接触部材１０６４を維持するのを助け、及び／又ははんだが接触部材１０６４からはいあがるのを防ぐ。

図２３は、本発明に従う別なコネクタ部材１１５０を示す。スナップフィット構成１１５２はハウジング１１５４と連動する。末端１１５６は、スペーサ１１６４の側壁１１６０で制限された方向１１５８に曲がる。回路部材（図示せず）に対して指向した接触部材１１５０を維持するために、調整構成１１６２はハウジング１１５４と係合する。

図２４は、接触連結層１１７２と連動した別なコネクタ部材１１７０を示す。図２５は、接触連結層１１７６と連動したコネクタ部材１１７４を示す。図２６は、接触連結層１１８０と連動したコネクタ部材１１７８を示す。図２７は、接触連結層１１８４と連動したコネクタ部材１１８２を示す。図２３〜２７のコネクタ部材は、ここで開示した様々な実施形態で使用することができる。

図２８は、図１７Ａ及び１８の相互接続アセンブリの変形例である別な相互接続アセンブリ１２００を示す。相互接続アセンブリ１２００は、そこに連結した複数の独立した接触部材１２０４，１２０６を備えた接触連結層１２０２を有する。曲部１２０８とはんだボール１２１０は、接触部材１２０４を接触連結層１２０２に保持するのに役立つ。第１回路部材１２１４と連結すると、曲部１２０８により末端１２１２が曲がることができる。

接触部材１２０４は、第１及び第２曲部１２１６，１２１８を有する。相互接続アセンブリ１２００の高さ（オーバーハイト）を減少させ、引き出し強度又ははんだジョイントの信頼性を増加させるため、曲部１２１８は、適所に接触部材１２０６をロックするために０°〜約９０°の角度を形成する。９０°より小さい角度で曲部１２１８を形成することで、圧縮して第２回路部材１２２２と連結したときに基部端部１２２０が曲がる。

曲部１２０８，１２１６，１２１８は単独で、又は接触連結層１２０６とのスナップフィット連結を組み合わせて使用できる。ある実施形態では、はんだボール１２１０などのはんだが接触部材１２０４，１２０６にはいあがるのを防ぐために、シーリング材１２２４は接触連結層１２０２の片面又は両面に適用される。

前記の特定の実施形態は説明のためであり、本発明は、別な風に又はここでの教示の利益を有するいわゆる当業者にとって等価な態様で変形及び実行されてもよい。さらに、請求項に記載されたものと異なる構造の詳細又はここで示されたデザインに限定されない。ゆえに、前記の特定の実施形態が変形・修正されてもよく、このようなバリエーションは全て本発明の範囲及び精神を逸脱しないことは明らかである。

本発明による接触システムを備えた電気相互接続アセンブリの概略側面断面図である。図１の接触システムの一部のより詳細な概略側面断面図である。図２の接触部材をハウジングに連結するための連動操作の概略側面断面図である。係合・解除位置の両方における図２の接触部材の操作の概略側面断面図である。図２の接触部材のハウジング内の側方運動の概略側面断面図である。１組の回路部材に電気的に連結した図１の電気相互接続アセンブリの概略側面断面図である。本発明に従う穴あけパターンを示す接触システムのハウジングの一部の概略平面図である。本発明に従う穴あけパターンと長い接触部材を示す接触システムの別なハウジングの一部の概略平面図である。本発明に従う２つの別個のハウジング部分から形成された連動部分を備えた相互接続アセンブリの概略側面図である。本発明に従う２つの別個のハウジング部分から形成された連動部分を備えた別な相互接続アセンブリの概略側面図である。本発明に従う２つのビーム接触部材を備えた別な相互接続アセンブリの側面断面図である。本発明に従う２つのビーム接触部材を備えたさらに別な相互接続アセンブリの側面断面図である。図１２の相互接続アセンブリからの回路部材の取り外しを説明する側面断面図である。本発明に従う接触部材の広範な軸方向運動を可能にする別な相互接続アセンブリの側面断面図である。本発明に従う別な相互接続アセンブリの側面断面図である。図１５の相互接続アセンブリを構成する１つの方法を示す図である。本発明に従う付加的な回路面を有する別な相互接続アセンブリの図である。図１７Ａの接触結合層を示す図である。図１７Ａの相互接続アセンブリの操作を示す図である。図１７Ａの相互接続アセンブリの操作を示す図である。本発明に従うシール層を備えた別な相互接続アセンブリの図である。本発明に従う相互接続アセンブリの平面図である。本発明に従う別な相互接続アセンブリの側面断面図である。本発明に従う別な相互接続アセンブリの側面断面図である。本発明に従う別な相互接続アセンブリの側面断面図である。本発明に従う別なコネクタ部材の側面断面図である。本発明に従う別なコネクタ部材の側面断面図である。本発明に従う別なコネクタ部材の側面断面図である。本発明に従う別なコネクタ部材の側面断面図である。本発明に従う別なコネクタ部材の側面断面図である。本発明に従う別な相互接続アセンブリの側面断面図である。

符号の説明

２４ハウジング
２８接触部材
３０第１接合部分
３２ターミナル
３４第１回路部材
３６第２接合部分
３８ターミナル
４０第２回路部材
４２連動構造
４４移行部
４６連動構造
４８開口

Claims

第１回路部材のターミナルと第２回路部材のターミナルを電気的に相互接続するための電気相互接続アセンブリにして、
ハウジングの第１面と第２面の間に延びる複数の実質的に非成形の開口を形成する複数の層を有するハウジング、
複数の開口に位置決めされた複数の接触部材、及び
第１面と第２面の少なくとも１つに沿って接触部材とハウジングの間の開口を実質的にシールするシーリング層
を有する電気相互接続アセンブリ。
接触部材がハウジングとスナップフィット連動関係を形成することを特徴とする請求項１に記載の電気相互接続アセンブリ。
接触部材がハウジングとスナップフィット関係を形成することを特徴とする請求項１に記載の電気相互接続アセンブリ。
接触部材がハウジングと圧入関係を形成することを特徴とする請求項１に記載の電気相互接続アセンブリ。
シーリング層が固まるポリマー材料であることを特徴とする請求項１に記載の電気相互接続アセンブリ。
ハウジングの調整層が接触部材の偏向を少なくとも２つの方向に制限することを特徴とする請求項１に記載の電気相互接続アセンブリ。
接触部材の末端が回路部材の１つのターミナルの形状に対応する形状を有することを特徴とする請求項１に記載の電気相互接続アセンブリ。
ハウジングにおける少なくとも１つの層が回路層であることを特徴とする請求項１に記載の電気相互接続アセンブリ。
複数の開口が２次元配列で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気相互接続アセンブリ。
少なくとも１つの接触部材と機械的に連結した少なくとも１つの第２の接触部材を有することを特徴とする請求項１に記載の電気相互接続アセンブリ。
接触部材が、少なくとも２つのループを形成する１組の蛇紋石ビームを有することを特徴とする請求項１に記載の電気相互接続アセンブリ。
接触部材が１組の重なり合った先端を有することを特徴とする請求項１に記載の電気相互接続アセンブリ。
接触部材が、実質的に非成形の開口とスナップフィット関係を形成する１組のビームを有することを特徴とする請求項１に記載の電気相互接続アセンブリ。
接触部材の部分が第１面又は第２面を超えて延びることを特徴とする請求項１に記載の電気相互接続アセンブリ。
接触部材が、圧縮力、はんだ、ウエッジボンディング、導電接着、超音波ボンディング、ワイヤボンディング及び接触部材と第１回路部材との機械連結の内の１つ又は複数を用いてハウジングの少なくとも１つの層に連結することを特徴とする請求項１に記載の電気相互接続アセンブリ。
第１回路部材のターミナルと第２回路部材のターミナルを電気的に相互接続するための電気相互接続アセンブリにして、
ハウジングの第１面と第２面の間に延びる複数の実質的に非成形の開口を形成する複数の層を有するハウジング、
複数の開口に位置決めされた複数の接触部材、
接触部材の偏向を少なくとも１方向に制限するハウジングの安定化層、及び
第１面と第２面の少なくとも１つに沿って接触部材とハウジングの間の開口を実質的にシールするシーリング層
を有する電気相互接続アセンブリ。