JP2549125Y2 - 電気接続用コネクタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、ランドグリッドアレ
イ，ＩＣパッケージあるいは可撓性印刷配線基板など
と、配線基板やサブキャリアなどとを接続するために、
これら間に挟まれて用いられる電気接続用コネクタに関
する。

【０００２】

【従来の技術】この種のコネクタとして、狭ピッチで形
成された電極（パッド）の接続を信頼性よく、簡易に、
かつ比較的小さい加圧力で行うことができるものとし
て、特願平３−２３２８４９号「電気接続用コネクタ」
及び特願平４−１１０００号「電気接続用コネクタ」が
提案されている。このコネクタを図６，７を参照して説
明する。ポリエチレン、ポリエステルあるいはポリイミ
ドなどよりなる樹脂フイルム３１に複数の貫通孔３２が
形成される。これら貫通孔３２はパンチングあるいはレ
ーザ加工などにより形成され、この例においては格子状
に配列されている。各貫通孔３２には、粒径の揃った球
状接点３３がそれぞれ１個ずつ配され、それらは樹脂フ
イルム３１の両面からそれぞれ突出して接合面を形成し
ている。

【０００３】球状接点３３は変形可能な球体３４の表面
に導電膜３５が形成されたものであり、この球体３４の
材料としては例えばポリエチレン、スチレン−ジビニル
ベンゼン系あるいはアクリル系などの樹脂が用いられ
る。導電膜３５の形成はメッキ、蒸着あるいはスパッタ
リングなどのいわゆる薄膜形成技術によって行われ、そ
の材料としてはＮｉ−Ａｕ，Ｎｉ−Ｓｎ，Ｎｉ−Ｃｕな
どが用いられる。

【０００４】各貫通孔３２および球状接点３３間には、
弾性を有する材料よりなる絶縁樹脂層３６が充填されて
おり、この絶縁樹脂層３６によって各球状接点３３は樹
脂フイルム３１に保持されている。絶縁樹脂層３６は例
えばシリコン樹脂などが用いられる。上述のように構成
された電気接続用コネクタ３７を使用して、配線基板３
８とランドグリッドアレイ３９との接続を行う場合を図
７Ａ，Ｂに示す。配線基板３８はガラス基板、セラミッ
ク基板、アルミナ基板、あるいはガラスエポキシ基板な
どであり、パッド４１が形成されている。ランドグリッ
ドアレイ３９は電子部品（デバイス）の一面に複数のパ
ッド４２が互いに絶縁されて格子状に形成されたもので
ある。パッド４１もパッド４２と同一ピッチで格子状に
配列されている。

【０００５】パッド４２と同一ピッチで格子状に配列さ
れた球状接点３３をもつ電気接続用コネクタ３７を用
い、配線基板３８とランドグリッドアレイ３９との間に
電気接続用コネクタ３７を配し、それらのパッド４１と
球状接点３３とパッド４２とを互いに位置合わせして、
ランドグリッドアレイ３９を加圧して、ランドグリッド
アレイ３９を電気接続用コネクタ３７を介して配線基板
３８に押しつける。この押しつけにより電気接続用コネ
クタ３７の樹脂フイルム３１の両面にそれぞれ配線基板
３８およびランドグリッドアレイ３９が当接される。つ
まり、押しつけによる変位は樹脂フイルム３１の厚さに
より規制される。

【０００６】対向するパッド４１，４２により挾持され
加圧された球状接点３３は、変形し、貫通孔３２内にお
ける体積が増加するが、絶縁樹脂層３６はこの球状接点
３３により加圧され、体積が減少する。つまり、球状接
点３３の変形は絶縁樹脂層３６により吸収される。ある
いは絶縁樹脂層３６の一部が樹脂フイルム３１とランド
グリットアレイ３９との間に弾性的に逃げる。

【０００７】電気接続用コネクタ３７の両面に配線基板
３８およびランドグリッドアレイ３９がそれぞれ接した
状態で、これらが例えばねじ止め式あるいはスロットル
式などの方法により機械的に固定される。このようにし
て、配線基板３８とランドグリッドアレイ３９とは電気
接続用コネクタ３７を介して機械的に互いに固定される
と共に、対応するパッド４１と４２とが球状接点３３を
通じて電気的に接続される。

【０００８】なお、上述では押しつけによる変位が樹脂
フイルム３１の厚さにより規制されているが、電気接続
用コネクタ３７の周縁部にスペーサ（図示せず）を配設
し、そのスペーサの厚さにより押しつけによる変位が規
制される構造としてもよく、この場合にはパッド４１，
４２がそれぞれ球状接点３３に圧接するのみで、樹脂フ
イルム３１の両面に配線基板３８およびランドグリッド
アレイ３９が接しない構造とすることができる。

【０００９】球状接点３３の変形量は弾性領域を越えて
塑性変形領域であり、粒径の１／３乃至１／２程度とさ
れる。樹脂フイルム３１あるいはスペーサの厚さを球状
接点３３の粒径の２／３乃至１／２程度とし、樹脂フイ
ルム３１の両面からの球状接点３３の突出量をその粒径
の１／３乃至１／２程度として、球状接点３３を大きく
変形させて使用される。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】年々、半導体素子は高
集積化、高速化し、この半導体素子を集積して得られる
ＩＣの入出力信号は高周波化してきた。したがって、Ｉ
Ｃの入出力信号を取り扱うコネクタには良好な高周波特
性が要求されている。このことは、コネクタの接触抵抗
を減らし、電気信号の通過距離の長さ（パス）を短く
し、電気信号線をグランドでシールドしたりする事を意
味する。これらの条件を満足しないコネクタを使用する
と、隣接する信号線間でクロストークが発生したり、反
射損失や伝送損失が発生したりする。

【００１１】上に述べた提案されている「電気接続用コ
ネクタ」では、樹脂フィルムが非導電性であることと球
状接点が全て信号用に使用されている事から、電気信号
線間にグランド線を通してシールド効果を得る事が難し
かった。但し、球状接点の一部をグランド用の接点とし
て利用する事もできるが、これにより取り扱える信号の
数が減少し、かつ信号線間の間隔が大きくなり、また総
合的なコスト／パホーマンス（価格／性能）が悪くなっ
てしまう。

【００１２】この考案の目的は、従来の欠点を除去し、
高周波信号に対応できる狭ピッチの電気接続用コネクタ
を提供する事にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この考案によれば、電気
接続用コネクタは導電性フィルム、球状接点及び絶縁樹
脂層で構成される。導電性フィルムには複数の円筒状の
貫通孔が形成されており、球状接点は変形可能な球体の
表面に導電膜を形成して作られる。導電性フィルムの各
貫通孔の中心部には球状接点が置かれるが、これら球状
接点の一部が導電性フィルムの両面から突出する様に配
置される。弾性の有る材料からなる絶縁樹脂層が導電性
フィルムの貫通孔の内周面と球状接点との間に充填され
て、その球状接点が導電性フィルムに保持される。

【００１４】

【実施例】この考案の一実施例を図面を参照して説明す
る。この考案の実施例を図１、２に示し、図６、７と対
応する部分に同一符号を付けてある。この考案において
は図６、７に示した電気接続用コネクタの樹脂フィルム
３１の代わりに導電性フィルム３１ａが用いられ、その
他は図６、７に示したものと同一である。導電性フィル
ム３１ａとしては被接続体に対するなじみ易い点から、
比較的柔らかいものが好ましく、この点から例えば銅系
の金属フィルムがよい。この様な金属フィルムを導電性
フィルム３１ａとして用いる場合は、酸化を防ぐために
表面に錫、ニッケルなどのメッキを施すと良い。

【００１５】図３、４を用いて、電気接続用コネクタ３
７ａの使用例を説明する。図３、４と図６、７の対応す
る部分には同一符号を付けてある。図３に示す様に、電
気接続用コネクタ３７ａは、図６、７の場合と同様に例
えば配線基板３８とランドグリッドアレイ３９との間に
設けられ、また配線基板３８、ランドグリッドアレイ３
９にはそれぞれパッド４１、４２が、各球状接点３３と
対応して設けられているが、この例では更にパッド４１
間にグランド用ばっど４１ａ、又パッド４２間にグラン
ド用パッド４２ａがそれぞれ設けられている。導電性フ
ィルム３１ａの上面に突出した球状接点３３とランドグ
リッドアレイ３９の下面に配されたランド４２がそれぞ
れの中心部で対向され、導電性フィルム３１ａの下面に
突出した球状接点３３と配線基板３８の上面に配された
パッド４１がそれぞれの中心部で対向され、導電性フィ
ルム３１ａの上面とランドグリッドアレイ３９の下面に
配されたランド４２ａがそれぞれ位置合わせされて対向
され、導電性フィルム３１ａの下面と配線基板３８の上
面に配されたパッド４１ａがそれぞれ位置合わせされて
対向される。ランドグリッドアレイ３９の上面と配線基
板３８の下面から均一な圧力が加えられ、ランドグリッ
ドアレイ３９の周縁は配線基板３８に機械的に固定さ
れ、図４に示す様に、球状接点３３は対応するバッド４
１、４２に、導電性フィルム３１ａはパッド４１ａ、４
２ａにそれぞれ当接されて電気的な接続が取られる。図
に示していないが、導電性フィルム３１ａの周辺部の両
面が配線基板３８、ランドグリッドアレイ３９の各グラ
ンドと対接される。従って、ランドグリッドアレイ３９
上の信号用パッド４２と配線基板３８上の信号用バッド
４１が電気的な導通状態となり、これ等の間での電気信
号の送受が可能となる。同時に、ランドグリッドアレイ
３９上のグランド用パッド４２ａと配線基板３８上のグ
ランド用パッド４１ａも導電性フィルム３１ａを介して
電気的導通が取られるので、パッド４２、球状接点３３
及びパッド４１が形成する信号線はパッド４２ａ、導電
性フィルム３１ａ及びパッド４１ａが形成するグランド
の穴内に位置される事になるので、シールド効果が得ら
れる。グランドは信号線の囲いが十分な程シールド効果
が良くなるので、例えばランドグリッドアレイ３９上に
遍在するグランド用パッド４２ａは「島」の様に互いに
独立して配置されるのではなく、球状接点３３を取り囲
む同心円の穴を有する連続した全体で１個のパッドとさ
れるとよい。パッド４１ａの形状についても同様であ
る。

【００１６】導電性フィルム３１ａは銅系金属のような
柔らかな金属材料を使用して形成され、ランドグリッド
アレイ３９及び配線基板３８の凹凸、そり、うねり等に
変形対応して良好な接触が得られるようにされる。ま
た、導電性フィルム３１ａの表面の酸化を防ぐため、そ
の表面に錫メッキ或いはニッケルメッキ等が施される。
図５に図４の導電性フィルム３１ａのパッド４１ａまた
は４２ａ付近での横断面図を示し、この考案によって得
られる電気接続用コネクタの電気的特性について説明す
る。図５は導電性フィルムの横断面図であるが、前にも
述べたとうり、パッド４１ａとパッド４２ａの形状もこ
れと同じである。球状接点３３のパッド４１ａ及び４２
ａとの接触平面での接触円の直径をａとし、この接触円
と同心円を形成する導電性フィルム３１ａの貫通坑３２
の直径をｂとすると、球状接点３３と導電性フィルム３
１ａによって形成される疑似同軸伝送路の特性インピー
ダンスＺ₀ は Ｚ₀ ＝１３８／ε^1/2 ・ｌｏｇ₁₀（ｂ／ａ） で表される。εは球状接点３３と導電性フィルム３１ａ
の貫通孔３２の内周面との間に充填された絶縁樹脂層３
６の比誘電率である。ここで、ａ＝０．１ｍｍとし、絶
縁樹脂層３６にシリコンゴムを使用するとε＝３とな
る。この条件で特性インピーダンスＺ₀ として５０オー
ムを得るには ｂ＝０．４２４ｍｍ とすれば良い。従って、十分に狭いピッチで球状接点３
３を配置する事ができる。また、この疑似同軸伝送路の
入力部と出力部に対し特性インピーダンスは同じ値にす
ることにより、反射損失や伝送損失も少なくなり、シー
ルド効果も大である事からクロストーク等による信号の
劣化を最小にする事ができる。なお導電性フィルム３１
ａの厚さとしては例えば１００μｍ程度とされる。

【００１７】

【考案の効果】以上述べたように、この考案によれば球
状接点が絶縁樹脂層３６を介して導電性フィルムに保持
されているため、導電性フィルムがグランド用の導体と
して作用させる事により、球状接点と導電性フィルムが
疑似同軸伝送路を形成し、その疑似同軸伝送路の特性イ
ンピーダンスを、両端の接続されるべきものと等しくす
る事により反射損失及び伝送損失が少なくなり、また導
電性フィルムが大きなシールド効果を有するからクロス
トーク等による信号の劣化を最小限に抑える事ができ、
良好な伝送特性を有する電気接続用コネクタが得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例を示す一部断面図とした斜視
図。

【図２】図１に示す各球状接点の中心を切る縦断面図。

【図３】図１の実施例を用いたコネクタ接続前の例を示
す縦断面図。

【図４】図１の実施例を用いたコネクタ接続後の例を示
す縦断面図。

【図５】図４に示す導電性フィルムのパッド付近におけ
る横断面図。

【図６】提案されているコネクタを示す一部断面とした
斜視図。

【図７】図６に示したコネクタによる接続例を示す断面
図。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性フィルムと、球状接点と、絶縁樹
   脂層とよりなり、 上記導電性フィルムには複数の円筒状の貫通孔が形成さ
   れており、 上記球状接点は変形可能な球体の表面に導電膜が形成さ
   れたものであり、 上記導電性フィルムの上記各貫通孔の中心部に、それぞ
   れ上記球状接点が配され、これら球状接点はそれぞれ上
   記導電性フィルムの両面から突出しており、 上記絶縁樹脂層は弾性の有る材料からなり、 その絶縁樹脂層が上記導電性フィルムの貫通孔の内周面
   と上記球状接点との間にそれぞれ充填されて、その球状
   接点が上記導電性フィルムに保持されている電気接続用
   コネクタ。