JP2602623B2 - Ｉｃソケット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は例えばＩＣと配線基板
間の接続媒体として使用されるＩＣソケット、殊に従
来、銅合金等で作っていたソケットの接触子を導電性エ
ラストマーの弾力性と導電性に着目して、ソケットの接
触子に利用した発明である。

【０００２】

【従来の技術と問題点】従来より導電性エラストマーを
使用したＩＣソケットが種々提案されているが、導電性
エラストマーはその電気伝導度が銅合金等から成る金属
ばねに比較すると不十分なものであり、弾力性について
も圧縮荷重による永久変形量の点などは、弾性の高い金
属ばねに比較すると不満足であり、上記ソケットはこれ
らの欠点を充分に克服しておらず、これが広範な実用を
妨げる要因となっている。

【０００３】しかしこれらの欠点をソケットの構造面か
ら補なえば、高密度で超多芯のＩＣソケットを新らしい
コンセプトで開発することができ、さらに高密度化に対
応したソケットを低コストで製作するすることが可能と
なる。

【０００４】この発明は斯る観点から種々研究、試行を
重ねた結果、得られた成果である。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】即ち、この発明は上記
問題点を有効に解決するＩＣソケットを提供するもので
あり、その手段として絶縁材から成る偏平なソケット基
盤に該基盤の上下面で開口する多数の孔を設け、この各
孔内に導電エラストマーから成る棒形状の接触子を保有
せしめ、この接触子と孔との接触界面に導電メッキ層を
形成し、この接触子の両端を上記孔の開口を通し露出さ
せ、この露出部をＩＣ及び配線基板等との接点部として
供するようにしたものである。上記接触子は上記上下露
出部に上記ＩＣ及び配線基板等により圧縮力が加わり、
孔の拘束下で径方向へ膨張する。これによって接触子と
導電メッキ層との所要の接触圧を得て上記接触子の上下
露出部から上記導電メッキ層を経由する導電路を形成す
る。

【０００６】上記導電メッキ層は上記孔の内周面又は接
点部材の外周面に施すことにより両者の接触界面に介在
せしめる。

【０００７】又この発明は上記ソケット基盤をメッキが
付き易い第１絶縁板と、メッキが付き憎い第２絶縁板か
ら成る複合板にて形成し、該第１絶縁板にソケット基盤
の上下面で開口する多数の孔を設け、この孔内周面に導
電メッキ層を施すと共に、この各孔内に導電エラストマ
ーから成る接触子を植装して上記導電メッキ層との接触
状態を形成するように構成したものである。

【０００８】上記接触子は好ましくは孔内に圧縮しつつ
挿入しその反発力で孔内に保持させると共に、同反発力
で導電メッキ層との接触圧を得る。

【０００９】この接触子を孔内において圧縮する手段と
して接触子の径を孔の径より大径にする。即ち接触子を
孔径より太くするか、又は孔内面に突起を設ける方法、
又は接触子に突起を設ける方法等を選択的に採用する。

【００１０】

【作用】上記接触子はその両端に外力を加えた時、孔の
拘束下において圧縮されるので孔内において大きな内部
応力を生ずる。この結果、圧縮に伴なう強い弾発力を生
じ、上記外力を与えているＩＣや配線基板の接点部との
良好な接触圧を得る。

【００１１】又導電メッキ層と短絡状態にある接触子は
上記圧縮により孔内における導電メッキ層との接触圧を
増加し良好な導通状態を形成する。

【００１２】ＩＣや配線基板の接点部は上記接触子の両
端面に接触し、信号はこの接触面に最も近い導電メッキ
層の縁を通って同メッキ層を経由して良好に流れ、導電
エラストマー（接触子）が有する導体抵抗を無視するこ
とができる。

【００１３】上記の結果、導電エラストマーをソケット
要素として用いる場合の前記問題点を有効に解決し、高
信頼の高密度ソケットを健全に形成することができる。

【００１４】

【実施例】以下この発明に実施例を図１乃至図１１に基
いて詳述する。

【００１５】図１，図２に示すように、プラスチック成
形品等の絶縁材から成る扁平なソケット基盤１を形成
し、このソケット基盤１に同基盤上下面で開口する多数
の孔２を高密度に設け、該各孔２の内面に無電解メッキ
による導電メッキ層３を施す。

【００１６】この導電メッキ層３は孔２の開口端を超
え、ソケット基板上下面における孔縁まで達し、この又
導電メッキ層３を形成する金属は例えば良導体たる銅又
は銅合金とする。

【００１７】上記導電メッキ層３を施した孔２内に導電
エラストマーから成る接触子４を植装する。この導電エ
ラストマーは多数の微細金属線を弾力性を有する絶縁材
に高密度に植埋した構造や、その他の既知の構造が適用
可能である。

【００１８】接触子４は基本的には図３，図４に示すよ
うに、横断面形状が円形等の棒状を呈し、その外径を孔
２の内径より大径にし孔２内に圧縮しつつ挿入する。

【００１９】接触子４を孔２内に圧縮状態にして挿入す
ることにより、孔２の拘束力が作用して接触子４は導電
メッキ層３に密着する。即ち両者４，３は短絡状態に置
かれる。

【００２０】この状態で上記ソケット基盤をＩＣと配線
基板との間に介在し、上記接触子４の両端に外力を加え
た時、接触子４は孔２の拘束下において大きな内部応力
を生じ、この結果、圧縮に伴なう強い弾発力を生じ、こ
の弾発力により、接触子４の両端に押し付けられたＩＣ
や配線基板の接点部との接触圧を確保すると共に、又接
触子４は上記弾発力により孔２の内面に形成された導電
メッキ層３に、より強い加圧力で接触する。

【００２１】上記ＩＣの接点部からの信号は上記接触子
４の上端面にて受けられ、この接触面と最も近い導電メ
ッキ層３の上縁部から導電メッキ層３を経由して、その
下縁部から配線基板の接点部へと流れ、最短の導電路を
形成する。

【００２２】上記接触子４と導電メッキ層３の界面には
接着剤層等を介在せず、両者４，３を直接的に接触させ
る。

【００２３】この発明は接触子４の両端にＩＣや配線基
板が加圧接触していない時に、接触子４と導電メッキ層
３とが加圧接触していない場合を含む。即ち、接触子４
が導電メッキ層３に対し圧力を与えずに接触している場
合、又は接触子４が導電メッキ層３に対し僅少なる間隙
を以って孔２内に保持され、接触子４の両端にＩＣや配
線基板による圧縮力が加わった時に膨みを生じて導電メ
ッキ層３と加圧接触する場合を含む。

【００２４】上記接触子４は孔２の内面又は接触子４の
外面に形成された突起や凹所の係合によって孔内に保持
することができる。

【００２５】図５，図６においては、上記導電エラスト
マーから成る棒状の接触子４の周面に例えば孔２の軸線
方向に沿うリブ形の突起５を等間隔に複数設け、この突
起５を孔２内面で拘束することにより圧縮し、これによ
って孔２内に接触子４を保持すると共に、孔２内に接触
子４を圧入した時、上記突起５間に上下方向の溝状の空
隙１０を形成するようにする。

【００２６】この空隙１０は接触子４が長手方向に圧縮
されて孔２内で径方向に膨張する時の体積を吸収するス
ペースである。

【００２７】上記実施例は接触子４の突起５に形成され
る外径が孔２の内径より大径に設定することを意味して
いる。

【００２８】又図７，図８に示す実施例は、孔２内面中
央部に環状の突起６を形成し、他方接触子４の外面中央
部に環状の溝７を形成し、この溝７内に上記突起６が緊
密に係合され、突起６が溝７を形成する部位を圧縮する
ようにしている。この時接触子４は上記係合部位以外の
部位において孔２の内面と加圧接触するか、又は加圧を
与えずに接触するか、又は僅少の間隙を存して非接触状
態に置かれる。

【００２９】次に図９，図１０に示す実施例は、孔２の
内面に上下に延在する突起８を形成し、この突起８を前
記図４に示す如き接触子４の外面に喰い込ませる構成と
している。即ち、突起８は接触子４を圧縮しつつ喰い込
む。

【００３０】この突起８が接触子４に弾力的に喰い込む
とその反作用として接触子４は突起８間において膨出し
孔２の内面に加圧接触するか又は近接状態となる。

【００３１】プラスチック成形品等から成るソケット基
盤１に、高密度に開設した孔２の内面に無電解メッキに
よる導電メッキ層３を施し、この孔２に導電エラストマ
ーから成る接触子４を圧入し、導電メッキ層３に密着す
る状態に植装すると、導電エラストマーから成る接触子
４とメッキ層３とは電気的に短絡される。

【００３２】この場合、電流は導電エラストマーより電
気抵抗が低いメッキ側を流れることは明らかであり、導
電エラストマーから成る接触子４の導体抵抗は無視する
ことができる。

【００３３】本発明のソケットを配線基板に実装したと
き、ＩＣの接触面がソケット基盤面と接し、ソケット基
盤１の底面が配線基板の回路配線面に接する位置まで、
押圧し、各々の接触面とメッキ層３の縁が限りなく接近
する状態が、導電エラストマーの最適圧縮状態となる様
に寸法設定がなされれば、各々の接点とメッキ層３まで
の距離は減少し、この間で発生する導電エラストマーの
導体抵抗は微小な値となる。

【００３４】上述したことから導電エラストマーをソケ
ットの接触子に使う欠点の一つであった、導体抵抗の問
題は、本発明の構造で十分に解決することができる。

【００３５】次に、導電エラストマーから成る接触子４
がＩＣの接触面及び配線基板の回路配線面と接触する接
触信頼性についても考えてみる。

【００３６】真の接触抵抗は、物質表面がもっている固
有の表面抵抗で決定するが、その様に活性化した状態で
物質の表面が存在することはなく、一般的に酸化膜或い
は硫化膜で覆われているのが普通である。これらの皮膜
は絶縁皮膜であり安定な接触状態を維持するには、機械
的に前述の絶縁皮膜を破壊して接触させることが必要で
ある。

【００３７】従来のソケット、コネクタ等の接触子は多
くの場合接触開始状態から弾性変形を起こし、接触位置
の変化によるワイピング手段で、絶縁被膜を破壊して良
好な接触を維持する。

【００３８】導電エラストマーからなる接触子は、金属
ばねを使った接触子と異なり、その接触機構は、主に圧
縮変形による接触であり、ワイピング作用を起こさせる
構造は取りにくい上に接触面は柔軟であり、ＩＣの接触
面、或いは配線板の回路配線面に僅かな凹凸があって
も、その面によく密着し接触信頼性を良くするが、その
反面機械的に絶縁被膜を破壊することは不可能である。
この点が接触信頼性を低下させる大きな原因となってい
る。

【００３９】この問題点を解決する方法を説明する前
に、導電エラストマーの導電性について簡単に触れる必
要がある。

【００４０】現在エラストマーと言われている材料は、
シリコン・ゴムに代表されるように全て高絶縁材料であ
って、エラストマーその物が物性的に導電性を備えた材
料は開発されていないと言ってよい。そのために導電エ
ラストマーはエラスチック・ゴムに電気伝導度の高い物
質を混入して作られる。一般に使われている材料は、カ
ーボン、ニッケル、ステンレス、等の耐蝕性の高い物質
が主体で、形状的には粉体、粒体、或いは繊維状に加工
した物が使われる。

【００４１】前述した接触面の絶縁被膜を導電性エラス
チック・ゴムで作った接触子にて、機械的に破壊するに
は、繊維状の金属材料を混練した接触子が良好な接触信
頼性を示す。

【００４２】その理由は、導電エラストマーからなる接
触子がソケットの実装状態で、圧縮されたことで混入し
た金属繊維が接触子の表面に突き出る作用が働き、相手
側接触面の絶縁被膜を破壊して、良好な電気的導通を取
ることができるからである。

【００４３】さらに、この様にして作った導電エラスト
マーの接触子をエッチング処理することにより、接触子
を形成するエラスチック・ゴムの表面が極薄くはぎ取ら
れ、金属繊維を表面に浮き出させた接触子となり、相手
側接触面のワイピング作用ばかりでなく、接触子を植装
する導電メッキ層３を施した孔２との接続が更に改善さ
れる。

【００４４】接触子４は棒形状であり、長手方向の両端
面がＩＣの接触面、或いは配線基板の回路配線面と接触
する。このことからこの接触面における導電繊維９の配
向方向は、図１１に示すように棒状接触子の長手方向と
平行が良く、ソケット基板１に植装されてメッキ層３と
接する側は、棒状接触子の長手方向に対して直角方向の
配向が最良である。混入する金属繊維の配向方向を特に
制御して混練しなくても、十分な接触信頼性を確保する
ことができ、コストも低減できる。

【００４５】導電エラストマーを接触子４として使うた
めには、基本的に弾力性に富み、しかも永久変形の少な
い素材でなければならないことは当然であるが、接触子
が応力を受けて無理なく変形できる構造であれば、繰り
返し加重や静止加重に対して特性が更に向上することが
考えられる。

【００４６】図４乃至図１０に示す全ての接触子はその
両端に長手方向への圧力が加えられ全長が縮み、その分
断面積の大きさが孔２内において大きくなる構造であっ
て、接触子４を植装したソケット基盤１の孔２の中で圧
縮による太さの増加に対応して、孔２の内部で接触子４
が膨張する分だけ吸収できるスペースが必要となる。

【００４７】更にソケット基盤１に植装した接触子４
と、メッキ孔２とは、常に電気的短絡状態を維持してい
なければならない。

【００４８】この問題を解決したのが前記各実施例であ
る。

【００４９】本発明のソケットは、導電エラストマーで
作った接触子４を植装する部分のみに無電解メッキを付
けたモールド成形品を使う。さらにモールド成形にてソ
ケット基盤１を作れるため、接触子を植装する孔形状
も、ソケットの外形形状も自由に設計できる利点があ
る。

【００５０】一般にプラスチック成形品に無電解メッキ
処理を施すと、上記プラスチック成形品の全表面にメッ
キが付き、回路配線を形成することはできない。そこで
考え出された方法が、既知の２−Ｓｈｏｔ Ｍｏｌｄｉ
ｎｇ ＭＩＤ（ＭｏｌｄｅｄＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ
ｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ）法である。

【００５１】このＭＩＤ法もいくつかの方法が提案され
ているが、図３、図８、図１０はこのＭＩＤ法の一つを
利用して前記ソケットを形成した実施例である。最初の
成形工程で使う一次成形材料に、無電解メッキの反応を
促進する触媒を混入し一時成形を行なう物で、一次成形
品の形状は、後工程で付ける無電解メッキ部分の形状を
作る成形工程である。これによってメッキが付き易い第
１絶縁板１ａを成形する。

【００５２】続いて二次成形作業で目的とするソケット
形状の成形を行なう。これによってメッキがつきにくい
第２絶縁板１ｂを成形する。この際に無電解メッキを施
す孔２以外の全ての部分を、二次成形材料（第２絶縁板
１ｂ）で覆う金型構造にすると、化学エッチング処理後
に無電解メッキを施しても、一次成作業で成形した第１
絶縁板１ａの二次成形で露出させた部分のみにメッキが
付くことになる。即ち孔２の内面に良好な導電メッキ層
３が施される。

【００５３】上記のように、図３、図８、図１０はメッ
キが付き易い第１絶縁板１ａとメッキが付き憎い第２絶
縁板１ｂの複合板にてソケット基盤を形成し、第１絶縁
板１ａにソケット基盤１の上下面で開口する多数の孔２
を設け、この各孔２の内面に導電メッキ層３を施し、こ
の各孔２内に前記導電エラストマーから成る接触子４を
圧入植装する。この接触子４の両端を上記孔２の開口を
通し露出させ、この露出部にてＩＣや配線基板と接触す
る電気接点部とする。

【００５４】各実施例において説明した接触子４はその
両端が孔２の開口面より若干突出状態にして接点部を形
成する。然しながら、本発明は相手側接触部品に応じ接
触子４の両端を孔２の開口面より内側に配置し露出する
ことを妨げない。

【００５５】

【発明の効果】上記各孔内に保持された接触子は弾性を
有する導電エラストマーから成り、その両端に外力を加
えた時に長手方向に圧縮されて孔の拘束下において径方
向への膨張力を生ずる。接触子はこの反作用として強い
弾発力を生じ、この弾発力によって上記外力を与えてい
るＩＣや配線基板との接触圧が確保され、同時に孔内面
の導電メッキ層との接触圧を確保し良好な導通状態を形
成することができる。

【００５６】従って又ＩＣ及び配線基板間の信号（電
流）は上記接触子上下端の接触面からこれに最も近い導
電メッキ層の縁を通り同メッキ層を経由して流すことが
でき、導電エラストマーの導体抵抗を殆ど無視すること
ができる。

【００５７】この発明は上記によって導電エラストマー
をソケットの要素として用いた場合の電気伝導性の低下
や、弾力性に劣る問題点を有効に解決し、信頼性の高い
高密度ソケットを健全且つ安価に形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すＩＣソケットの外観を
表す斜視図である。

【図２】上記ＩＣソケットの要部拡大断面図である。

【図３】この発明の他例を示すＩＣソケットの要部拡大
断面図である。

【図４】導電エラストマーから成る接触子の一例を示す
拡大斜視図である。

【図５】上記接触子の他例を示す拡大側面図である。

【図６】同接触子と孔との関係を示す拡大平面図であ
る。

【図７】上記接触子の更に他例を示す拡大側面図であ
る。

【図８】同接触子を植装したＩＣソケットの拡大断面図
である。。

【図９】上記接触子を植装した孔形状の実施例を示すＩ
Ｃソケットの拡大平面図である。

【図１０】同ＩＣソケットの拡大断面図である。

【図１１】上記接触子に埋込む導電繊維の配向構造の実
施例を示す側面図である。

【符号の説明】

１ ソケット基盤 ２ 孔 ３ 導電メッキ層 ４ 接触子

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁材から成る偏平なソケット基盤に該基
   盤の上下面で開口する多数の孔を設け、この各孔内に導
   電エラストマーから成る棒形状の接触子を保有せしめ、
   この接触子と孔との接触界面に導電メッキ層を形成し、
   この接触子の上下端を上記孔の開口を通し露出させ、こ
   の棒状接触子は上記上下露出部に加えられる圧縮力によ
   り導電メッキ層との所要の接触圧を得て上記接触子の上
   下露出部から上記導電メッキ層を経由する導電路を形成
   する構成としたことを特徴とするＩＣソケット。
2. 【請求項２】メッキが付き易い第１絶縁板とメッキが付
   き憎い第２絶縁板との複合板にてソケット基盤を形成
   し、上記第１絶縁板に上記ソケット基盤の上下面におい
   て開口する多数の孔を設け、この各孔の内周面に導電メ
   ッキ層を施すと共に、この各孔内に導電エラストマーか
   ら成る接触子を植装して上記導電メッキ層と接触させ、
   この接触子の両端を上記孔の開口を通し露出させたこと
   を特徴とするＩＣソケット。
3. 【請求項３】上記導電エラストマーから成る接触子と孔
   との接触面間に接触子の圧縮時の逃げを許容する空隙を
   形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のＩＣソ
   ケット。
4. 【請求項４】上記導電エラストマーから成る接触子は上
   記孔内面によって圧縮される突出部を有することを特徴
   とする請求項１又は２記載のＩＣソケット。
5. 【請求項５】上記孔内面に上記導電エラストマーから成
   る接触子に係合する突起を設けたことを特徴とする請求
   項１又は２記載のＩＣソケット。