JP2008535200A - 保持するリブを有するコネクタ - Google Patents

Abstract

【解決手段】
コネクタは、ハウジングにおける開口に挿入された導電性のピンを有する。このピンは、ハウジングのリブが配置される単一の溝、または１対の対向する溝を有することができる。リブは、溝の形状に一致して、ハウジングの開口内にピンを保持することができる。開口は、接点ビームおよびシールドバーが上部から挿入されることができるように、ハウジングの上部表面上に開口する、拡張された側方開口を有することができる。ハンダボールは、コネクタの下側に配置されることができる。

Description

この発明は、電気的または電子的コネクタに係り、さらに特別には、ハウジングに固定されるピンのアレイを有するコネクタに関する。

絶縁性ハウジング内に導電性ピンの２次元アレイを有するコネクタは、多くの場合、そのハウジングの下側に配置されたハンダボールを有している。このハンダボールは、そのピンの端部に接続されるか、または配置されて、プリント配線基板に対する電気接続を可能にする。

多くの場合、ピンは、それらをコネクタハウジングにおける開口内にプレス嵌め（圧入）によって、アレイ内に適所に保持される。平担なシールドが、多くの場合、ピンの列の間に配置されて、クロストークおよび同様の欠点を防止する。シールドは、しっかりとパックされた、または高速のコネクタにおいて特に有用であるが、他の環境において使用することができる。プレス嵌めによって保持されたピンのような、いくつかのピンのアレイにおいては、残留応力が、圧力およびまたは張力が（ピンに近接する）ハウジングの一部分から隣接する部分に対して伝達されるように、構築することができる。

このように、応力は増加し、または積算し、それらはその接点およびまたはハンダボールの平面性を減少し、またはその他の欠点を有する。

発明を解決するための手段

コネクタは、それに複数のピンが配置される複数の開口を有するハウジングを有して規定される。このピンの少なくとも１つは、そこに形成された長手方向の溝を有しており、さらに、その開口の少なくとも１つは、リブによって少なくとも部分的に規定された間隙を有している。成型されたままの状態のリブは、その対応する長手方向の溝の横断面の形状とは異なる断面形状を有する。したがって、前記開口内へのピンの挿入時に、リブの形状は、溝の形状の少なくとも一部分と一致するように適合（conform）する。一実施例において、ピンの設置区域は固形体であり、さらに、その設置区域の外側表面は、凹所を形成する溝を規定する。その設置区域は、断面で、一般的に、砂時計形状を規定する。その溝は、リブの高さほど深くなく、したがって、リブは、溝内に圧縮される。

開口は、各ピンにおける１対の対向する溝内に配置され、かつ接触する１対の対向するリブを有する。あるいは、その開口は、ピンにおける溝内に配置され、かつ接触する単一のリブを有することができ、単一のリブに対向して、ハウジングは、平坦であるか、またはリブを構成しない他の形状を有することができる。好ましくは、その間隙は、溝で、または１対の溝間で測定されたピンの幅未満の大きさを有し、そこでリブの頂点は、締まり嵌めを形成するように、溝の底部に対して変形する。溝に対するリブの適合は、リブに隣接するハウジングの一部分に伝達された圧力を減少し、リブに隣接するハウジングの一部分における歪みを減少する。

ピンは、ハウジングから上方に延びる接点部分を有することができ、さらに、ハンダボールは、ハウジングの下側において押し下げられて配置され、そして、接点部分に対向するピンと接続される。ピンは、ピンとそれに対応するリブとの間の係合を増強するために溝内に形成された少なくとも１つの突起を有することができる。さらに、リブは、リブとその対応するピンとの間の係合を増強するためにそれに形成された少なくとも１つの突起を有することができる。

開口は、好ましくは、対応するリブの中心線に対してほぼ直角に、または対応するリブの中心線によって規定された平面に対して直角に延びる長手部分を有する。接点ビームは、開口の長手方向部分に配置され、かつ、その対応するピンと接触する。好ましくは、シールドは、ピンの列に沿って配置され、このシールドは、接点ビームと接続される。

さらに、ピンのアレイと、ハウジングと、ハンダボールのアレイと、複数の接点ビームとを有するボールグリッドアレイコネクタが提供される。ピンであって、それらは、ハウジングにおける開口の対応するアレイに配置されるものは、対向する長手方向の溝を有する。

ハウジングは、上部側面と、下側面と、開口のアレイとを有する。開口の少なくとも１つの部分は、ハウジングの上部側面上に開口する長手方向部分を有する。この開口は、１対の対向するリブによって少なくとも部分的に規定された間隙を有しており、それは、ピンを固定するために開口内へのピンの挿入に応じて適合している。ハンダボールは、前記ピンの端に最も近いハウジング下側に配置される。配置された接点ビームは、この接点ビームがハウジングの上部側面から開口内に挿入し得るように、開口の長手部分内に少なくとも部分的に位置する。

成型されたままの状態におけるリブは、好ましくは、前記ピン開口内へのピンの挿入時に、そのリブの形状が、溝形状の少なくとも一部分で一致するために適合するように、その対応するピン溝の横断面の形状と異なる横断面の形状を有する。好ましくは、そのリブは、締まり嵌めでピンと係合する。コネクタは、さらに、ハウジングの上部表面上に開口するスロット、およびこのスロット内に配置されたシールドバーを有すことができる。このシールドバーは、前記接点ビームの少なくとも一部分と接触している。

この発明の実施例を例証するために図を参照して、ボールグリッドアレイコネクタ１０は、絶縁性ハウジング１２と、このハウジング１２内に、またはそれによって保持された複数のピン１４と、ハンダボール１６とを有する。ハウジング１２は、好ましくは、上部表面（upper surface）または上部側面（upper side）２３ａおよび対向する下方側面（lower side）または下側面（underside）２３ｂを有するベース２２によって接続された１対の対向する側壁２０を有している。座標系が、いくつかの図において示され、部品の方向についての理解を助ける。

ハウジング１２は、上部側面２３ａから下側面２３ｂまでの開口２４のアレイを有している。ピン１４は、ピンが１対１の関係において各開口内に配置されるように、開口２４内のＺ軸に平行に配置される。図８はピン１４のフェース面で得られたｘ−ｙ平面の断面正面であって、この図８に最もよく示されるように、開口２４は、上方部分３２、およびこの上方部分３２以下に配置された中間部分３４を有している。中間部分３４は、底部に面するボールソケット３６内に開口する。したがって、開口２４は、好ましくは、ベース２２を介して、ハウジング上部側面２３ａから延びて下側面２３ｂの上に開口する。図３、４、７および９に最も良く示されるように、開口２４は、好ましくは、ハウジング上部側面２３ａ上に開口する拡大した、または延在した側部開口３８を有している。

細長いシールドバー２６は、ハウジング１２の上部側面２３ａ内に形成された細長い凹部２７内に配置される。好ましくは、シールドするバー２６は、ピン１４の隣接する列の間をシールドすることを提供するために平担である。接点ビーム２８は、シールドバー２６に接続され、延在された部分３８内に少なくとも部分的に配置される。シールドするバー２６および接点ビーム２８は、接点ビームがシールドするバー２６から延びるように曲げられるように、単一片の導電性シートから形成することができる。

好ましくは、接点ビーム２８は、斜めの角度でシールドするバー２６から外方に延び、さらに、以下に、より完全に説明するように、ピン１４と接触する曲がった丸い接触面２９を形成するために曲げ部を有する。凹部２７および開口延在部３８は、図に開示された例証された実施例において、ハウジング上部表面２３ａの上方に開口するので、シールド２６および接点ビーム２８は、ハンダボール１６に対向してハウジング１２の上部側面から挿入することができる。

接点ビーム２８は、電力、または接地接点として作用するそれぞれのピン１４において使用される。多くの場合、便宜上、電力接点、およびまたは接地接点は、１つまたはそれ以上の列に配置される。したがって、いくつかのシールドするバーは、電力または接点ピンの列の各ピン１４において接点ビームを装備することができ、また、他のシールドするバーは、信号ピンの列に沿うクロストークおよび同様の障害を減少するために接点ビームなしであることができる。図８は、接点ビーム２８および他の実施例の接点ビーム２８´を示している。

図３、４および６に示されるように、ハウジング１２の１対の対向するリブ３０が、開口２４内に突出する。好ましくは、リブ３０は、開口上方部分３２内に（または大部分その中に）配置される。好ましくは、平面図、または、横方向の断面図において、リブ３０は、曲がった形状を有しており、先端４４で終端する。図７は、ピン１４の溝５４の中心を通って得られた部分的な断面図であり、かつリブ先端４４の領域におけるハウジング１２の断面を示しているが、この図７において最もよく示されるように、リブ３０は、それぞれ、開口２４に対してハウジングの上部側面２３ａから開口２４に対して下方に延びる傾斜路状の表面を作る導入部分４２を有している。リブ３０間の、さらには、特にリブ先端４４間の空間は、間隙Ｇ（図７）を形成する。好ましくは、図７に示されるように、間隙Ｇは、縦方向の断面において一定の寸法を有する。したがって、寸法Ｇは、ｘ軸に平行な方向に沿って得られる。

ピン１４は、好ましくは全体的に形成される接点部分４８と、ベース５０と、および杭（ｓｔａｋｅ）部分５２とを有している。それぞれのピン１４は、ピン１４の対向する側部に形成された１対の長手方向の溝５４を有する。好ましくは、溝５４は、杭部分５２、およびまたはベース５０の部分内に形成される。しかしながら、この発明は、図に示される溝５４の範囲、または長さに限定されないし、また、この発明は、ピン（図には示されていない）の長さ、またはそれの任意の部分に沿って延びる溝を有する。好ましくは、溝５４は、ピン１４のほぼ終端部まで、またはその近傍まで延びる。ピン１４は、溝５４を有する側面５５ｂに隣接する１対の溝なしの側面５５ａを有する。

ピン１４は、好ましくは、溝５４内に形成された１つまたはそれ以上の突起または突部６０を有するか、または、全く有していない。図５は、溝５４の底から延びる長方形の構造として形成された突部６０を示す。

突起または突部６１も、または二者択一で、図４に点線で概略的に示されるようにリブ先端４４に配置することができる。この発明は、突部６０およびまたは突部６１のいかなる特別の構造、量、または位置にも限定されない。

ピン１４の幅Ｗ１は、Ｗ１がｘ方向に平行に測定されるように、溝の主な部分の底部死点間で測定される。図５および７に示されるように、ピン１４は、その寸法を縮小するために傾斜するか、または先細りである先端５６を有する。溝が設けられた側部５５ｂは、溝５４が円滑に先端５６に合流して導入部分５８を形成する。したがって、その先端５６におけるピン１４の幅Ｗ２は、その全幅Ｗ１より小さい。ピン先端幅Ｗ２は、好ましくは、間隙Ｇより小さくて、開口２４内に中心を合わせ、かつ、当初はピン１４を挿入することを助ける。

溝が設けられていない側部５５ａも、先端５６で先細りであることができる。図は、先端５６近くの部分を除いて先細りでないように、ピン杭部分５２を示している。しかしながら、この発明は、先細り区域およびその長さに沿う横断面形状およびまたは寸法に対するその他の変更を有するピンを含む。

図６は、溝５４とリブ３０との間の関係をよりよく例証するためにピン接点部分４８およびベース５０を除いて、ハウジング上部表面２３ａの上、およびピン１４を通って得られた、ピン１４およびリブ３０の図である。ハウジング上部表面２３ａと、シールドするバー２６と、接点ビーム２８と、拡張された開口部分３８と、ピン１４の断面とが、図６に明確に示されている。ボールポケット３６は、それが下側表面２３ｂに配置されることを示すために、点線で示される。開口２４の部分は、上方に対面する面２３ｃによって部分的に規定されるキャビティまたは穴を形成する。この点では、キャビティ床２３ｃは、開口内側部分３４の下側境界を規定すると考えることができる。

この点では、キャビティ床２３ｃとボールポケット３６との間の部分は、開口下部部分を構成すると考えることができ、その部分は、図において番号が付けられていない。貫通開口、または狭い間隙２５は、好ましくは、ピン杭部分５２と、それぞれのキャビティ床２３ｃと、開口下部部分と、およびボールポケット３６の最も内側の端部との間に、ピン杭部分５２の周囲に途中ずっと存在する。代りに、開口最下の部分は、ピン杭部分５２と接触して、ハウジング１２内にピン１４の剛性を増強することができる。

ピン先細り先端５６およびリブ導入部分４２が、リブ３０に関してピン溝５４を位置するのを支援した後、開口２４の中へのピン１４の挿入中に、ピン１４は、開口２４内に下方へ押圧される。このような事情においては、金属ピン１４によってリブ材から作成された座金を除去するか、または少なくする間に、ピン１４は、開口２４内に挿入することができる。リブ３０は、溝５４内に延びる。リブ３０の横方向の断面形状は、溝５４の横方向の断面形状と一致しない。図６は、挿入時に生じる変形の前にその成型のままの状態におけるリブ３０を示している。この点では、図６は図解的である。

そのベースにおけるリブ３０の表面は、溝５４の対応する寸法よりもわずかに狭い。リブ先端４４間の間隙Ｇは、溝間のピン幅Ｗ１未満である。図６は、リブ先端４４において実線としてその成型されたままの状態でリブ３０を示し、かつ、点線で底部死点近くの溝５４の部分を示している。好ましくは、リブ３０は、溝５４の形に一致するようにその先端４４の範囲内において変形し、さらに、ピン１４は、締まり嵌めおよび溝５４内へのリブ３０の適合によって保持される。突部６０（およびまたは突部６１）は、うまく使用されることができ、その突部は、ｚ−方向にハウジング１２内におけるピン１４の保持を増強するように意図されている。

溝５４、リブ３０、および、同様の構造の正確な寸法は、選ばれた材料、ピン接点部分４８の望ましい全体寸法、挿入力のような望ましい機械的性質、ｘ−ｙ平面における歪みに対する抵抗、および類似のパラメータに依存する。一般に、ピン１４は、そのようなピンのために一般に使用されるあらゆる従来の導体材料で形成され、かつスエージングおよびまたは鋳造のような従来の技術を含む技術によって形成することができる。

ハウジング１２は、ハンダボール１６を使用する実施例、およびリフロー温度を備えた使用に一般的に適切である従来の液晶ポリマー、または、類似のエンジニアリングプラスティックで形成することができる。ハウジング１２の材料の硬度、降伏点、弾性係数、および類似の特性は、リブ３０と溝５４との間の望ましい阻止、およびその対応する適合の大きさを格別に考慮することができる。ピン１４の材料および構造に基づいて、ピン１４が、比較的柔軟性がないことが期待される。好ましくは、ｘ−ｙ平面におけるピン１４の適切な安定を提供するために、溝５４内のリブ先端４４の部分は、ほぼ０．０６０〜０．０８０インチ（すなわちｚ−方向において）の範囲内にあると期待される。

組立に際して、接点部分４８は、ハウジングベース２２から上方に延びる。ハウジング１２は、ハンダボール１６がリフロー工程においてそれに接続されるように、印刷配線基板９（図３）に付属することができる。上方からシールドするバー２６および接点ビーム２８を挿入する能力は、いくつかの状況で、挿入造形法（insertion molding）または類似の工程用の必要を取除くことができ、それによって製造工程を単純化することができる。側部（すなわち溝が設けられた側５５ａ）におけるリブ３０によってピン１４をしっかりと保持するうえに、さらには溝が設けられていない側５５ｂが接点ビーム２８接近のために開口していることを可能にするうえに、ハウジング１２のベース２２の全高も、小さくすることができる。

溝５４内におけるリブ３０の適合は、ハウジングの隣接セルまたは領域に伝達される圧縮応力を減少する。そのリブの適合のために、応力は、ピンの列またはアレイの全体にわたって蓄積しない。この点では、ここに開示された構造およびまたは機能は、その特別のピンの近くで局部的に、あるいは、その用語が時々使用されるようにセル内において、ピン１４の圧入または締まり嵌めによって引き起こされた圧力および張力を隔離する。

「上部の」「下部の」、または、「底部」、および同種のものという句は、ここでは、単に、例証的実施例の説明において支援するために相対的な方向付けを提供するために使用されているもので、この発明の実施例の範囲をあらゆる特別の方向付けに限定するようには意図されていない。さらに、この発明は、あらゆる特別の構成にも限定されていない。例えば、用語のピンは、ここに示された単一の直線状の接点を包含するだけでなく、その対応する雌型接点、フォーク状のレセプタクル、および同種のものをも包含する。このピンは、杭部分５２内に配置された溝５４を有するとして記述され、さらに、この発明は、例えばピンの長さ中にわたって形成された対向する溝を含むあらゆる構成も包含し、それは、いくつかの状況で生産単純性を促進することができる。ハウジングは、ピン１４の対向する側に形成された、１対の拡張された側部開口で形成することができる。同様に、この発明は、ここに示された特別のタイプのコネクタに限定されないし、例えば、この発明は、雄雌コネクタ、ハンダボールを有し、または有しないコネクタ、および請求項の言語によってもちろん限定されるように、それらの目的にかかわらずにコネクタを包含する。また、この発明は、あらゆる特別の問題の解決に限定されていないし、例えば、背景の項は、列あるいは多くのピンの中の圧力強化について議論しているが、この発明は、圧力強化が生じる構造または状況に制限されてはいない。前述のものによれば、請求項は、この発明の範囲を規定するために読まれるべきである。

この発明の実施例によるコネクタの斜視図 請求項１のコネクタの他の斜視図 図１に示されたコネクタの部分の、拡大した、部分的に分解した図 図３に示されたコネクタの部分の、拡大した、部分的に分解した図 図１に示されたコネクタのピン部材の、拡大した斜視図 コネクタの開口内に配置されて概略的に示されたピンの部分を備えた図１に示されたコネクタにおける部分の、拡大した断面図 コネクタの開口内への挿入用の位置近傍のピンを備えた図６に示された７−７線によって概略的に得られた図１に示されるコネクタの部分の、拡大した断面図 図１に示されるコネクタの部分の、拡大した断面図 図８の視野に対して直角に得られるような図８に示されるコネクタの部分の上面または平面図

Claims (30)

1. ピンが配置される開口を規定し、そのピンは、そこに形成された縦方向の溝を有するハウジングと、
   リブによって少なくとも一部分を規定される間隙を有する少なくとも１つの開口であって、この成型されたままの状態におけるリブは、前記対応する縦方向の溝の横断面の形状と異なる横断面の形状を有し、前記開口内へのピンの挿入時に、リブの形状が、前記溝形状の少なくとも一部分と一致するように適合するもの、とを有するコネクタ。
2. 前記間隙は、前記溝で測定された前記ピンの幅未満の寸法を有し、前記リブの頂部は、前記溝の底部に対して変形する請求項１記載のコネクタ。
3. 前記溝形状は、曲げられ、かつ、前記リブは、前記ピンと締まり嵌めで係合する前記請求項１記載のコネクタ。
4. 前記リブ形状は、曲げられ、かつ、前記リブ先端は、前記ピン溝と締まり嵌めで係合する請求項３記載のコネクタ。
5. 前記少なくとも１本のピンは、前記ハウジングから上方に延びる接点部分を有し、かつ、ハンダボールは、前記接点部分に対向する前記ピンと接続される請求項１記載のコネクタ。
6. 前記ハウジングは、前記ハンダボールがそのハウジングの下側に配置される凹所を有する前記請求項５記載のコネクタ。
7. 少なくとも１本の前記ピンは、このピンとその対応するリブとの間の係合を増強するために前記溝内に形成された少なくとも１つの突起を有する請求項１記載のコネクタ。
8. 前記リブは、このリブとその対応するピンとの間の係合を増強するためにその上に形成された少なくとも１つの突起を有する請求項１記載のコネクタ。
9. 前記リブ構成は、それに隣接した前記ハウジングの部分に伝達された応力を減少する請求項１記載のコネクタ。
10. 前記リブ構成は、そのリブに隣接する前記ハウジングの部分における応力を減少する請求項１記載のコネクタ。
11. 前記開口の少なくとも一部分は、その対応するリブの中心線にほぼ直角に延びる延長部分を有する請求項１記載のコネクタ。
12. 前記開口の延長部分において少なくとも部分的に配置された少なくとも１本の接点ビームをさらに有し、前記接点ビームは、対応するピンと接触している請求項１１記載のコネクタ。
13. ピンの列に沿って配置された少なくとも１つのシールドをさらに有し、そのシールドは、前記接点ビームに接続されている請求項１２記載のコネクタ。
14. 前記ハウジングは、それの上部側面に配置されたポケットを有し、前記シールドは、このハウジングに少なくとも部分的に配置されている請求項１３記載のコネクタ。
15. 前記縦方向の溝は、第１の溝を構成し、かつ、前記リブは、第１リブを構成し、前記少なくとも１本のピンは、さらに、前記第１の溝と対向する第２の縦方向の溝を有し、かつ、前記開口は、前記第１のリブと対向する第２のリブとによって少なくとも部分的に規定される間隙を有しており、成型されたままの状態の第２リブは、前記対応する第２のピン溝の横断面の形状と異なる横断面の形状を有し、前記開口内への前記ピンの挿入時に、前記第２の形状は、前記第２の溝形状の少なくとも一部分と一致するように適合する、請求項１記載のコネクタ。
16. 前記間隙は、前記対向する溝の底部間のピンの幅未満の寸法を有し、前記リブの頂部は、前記溝の底部に対して変形する請求項１５記載のコネクタ。
17. 前記溝形状は、曲げられ、かつ、前記リブは、前記ピンを締まり嵌めで係合する請求項１６記載のコネクタ。
18. 前記リブ形状は、曲げられ、かつ、前記リブ先端は、前記ピンを締まり嵌めで係合する請求項１７記載のコネクタ。
19. 前記複数のピンの各１本は、前記ハウジングから上方に延びる接点部分と、この接点部分と対向する前記ピンに接続されたハンダボールとを有する請求項１記載のコネクタ。
20. 前記ハウジングは、前記ハンダボールが前記ハウジングの下側に配置される複数の凹所を有する請求項１９記載のコネクタ。
21. 前記ピンの各１本は、前記ピンとその対応するリブとの間の係合を増強するために前記溝内に形成された突起を有する請求項１５記載のコネクタ。
22. 各リブは、リブとこのリブと対応するピンとの間の係合を増強するためにその上に形成された突起を有する請求項１５記載のコネクタ。
23. 前記リブの適合は、それに隣接した前記ハウジングの部分に伝達された応力を減少する請求項１５記載のコネクタ。
24. 前記リブの適合は、前記リブに隣接した前記ハウジングの部分における応力を減少する請求項１５記載のコネクタ。
25. 前記開口の各１つは、前記対応するリブの中心線によって規定された平面に対してほぼ直角に延びる延長部分を有する請求項１５記載のコネクタ。
26. 前記開口の延長部分に少なくとも部分的に配置された複数の接点ビームをさらに有し、前記接点ビームの各１本は、対応するピンと接触している請求項２５記載のコネクタ。
27. ピンの列に沿って配置された少なくとも１つのシールドをさらに有し、前記シールドは、前記接点ビームに接続されている請求項２６記載のコネクタ。
28. 前記ハウジングは、それの上部側面に配置されたポケットを有し、前記シールドは、前記ハウジングに少なくとも部分的に配置されている請求項２７記載のコネクタ。
29. 前記ピンは、固形体の設置区域を規定し、かつ、その設置区域は、砂時計形状の横断面形状を有する請求項１記載のコネクタ。
30. 前記ピンは、さらに前記縦方向の溝を規定する固形体の設置区域を規定する請求項１記載のコネクタ。

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