JP2607794B2 - カードエッジコネクタ及びその形成方法 - Google Patents

カードエッジコネクタ及びその形成方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は電気コネクタに関し、
特に、回路基板（マザーボード）上カードインストール
で使われる回路カードのためのコネクタに関するもので
ある。さらに詳しくは、この発明は、カードまたは基板
の多層の回路からの接近して配置されたコンタクトを備
えたカードエッジコネクタを提供することを目的とす
る。
【０００２】
【従来の技術】最近の電子装置は、多数の電気部品を相
互接続するためにプリント回路基板を使っている。プリ
ント回路基板は、それらカード上の部品を相互接続する
のに必要なパターンに形成された多層の導電回路を含
む。より大きな電子装置は、それの特定の機能を果たす
ために多くの回路カードを必要とする。多くのカードが
使われる時、それらは典型的にはプリント回路基板（ｍ
ｏｔｈｅｒｂｏａｒｄ）の使用によって相互接続され
る。普通娘カード（ｄａｕｇｈｔｅｒ ｃａｒｄ）とし
て知られる回路カードのそれぞれは、一連の電気コンタ
クトを通して回路基板に接続される。
【０００３】プリント回路カード（多層回路カード）と
回路基板との間の電気的相互接続は、典型的には、回路
カード上の表面コンタクトパッドを接続するコンタクト
パッドの使用により行われていた。そして、回路基板上
のコネクタは、必要な機能を果たすために回路基板を通
じて設けられた回路に接続される。この従来の技術によ
るコネクタの例は米国特許第４６８５０３１号に示され
ている。
【０００４】従来の技術による装置はまた、プリント回
路基板により占められるスペースをそれを角度をもたせ
て実装することにより減らそうとしていた。米国特許第
４７５６６９４号はこの応用を示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】回路基板（マザーボー
ド）上の表面コンタクトパッドの使用は、多層回路カー
ドの下層からの電気回路が表面に出されることを要求す
る。これは典型的には、ヴァイアまたはメッキされたス
ルーホールを使用することにより達成される。回路をカ
ード表面まで延ばすためのこれらの技術の使用は、カー
ド内の信号経路長を増加させ、コネクタコンタクトに使
用できる表面領域が制限されるためにコネクタ密度を減
少させるという欠点を有している。結局、このコネクタ
技術を使用すると、二つまたはそれ以上のコンタクトイ
ンターフェースがインターフェースの信号保全性及び信
頼性に悪影響をもたらす。その二つのインターフェース
は、第一のものは回路カードとコネクタとの間に、第二
のものはコネクタと回路基板との間にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】この発明は、信号経路長を最小化し、イン
ターフェースの数を減少させるような多層回路カードの
回路基板（マザーボード）への接続方法を提供すること
によって、従来技術の問題を解決する。
【０００７】この発明は、多層回路カードと一体のカー
ドエッジコネクタを提供することを目的とする。このコ
ネクタはカードと一体に形成され、エラストマーカラム
の使用によって完全な一体型コネクタを提供する。この
結合基板コネクタは、娘カード（多層回路カード）の回
路と回路基板（マザーボード）の回路との間の単一の直
接インターフェースをもたらす。この接続機構は、カー
ドの表面に回路を通さないことにより部品間の信号経路
を短くする。それに加えて、この接続は、信号の劣化を
招く機会を減少させるために娘カードと回路基板との間
を単一のインターフェースとする。そして、コネクタの
コンタクト経路を支持するためのエラストマーカラムの
使用は、信頼性のある電気的接続を確保するために必要
なｗｉｐｉｎｇ作用、即ち接触した状態で多層回路カー
ドと回路基板との間に力が加わると、コンタクトタブと
ともに多層回路カードのコンタクトパッドを形成するエ
ラストマーが変形して、コンタクトタブが回路基板のコ
ンタクトパッドと接触した状態で表面を摺動して、電気
的接続を確実にする作用を提供する。
【０００８】
【実施例】この発明は、プリント回路カード（多層回路
カード）のためのコネクタを提供することを目的とす
る。図１において符号１００で全体的に示されているこ
の発明のプリント回路カードは、既知のカード形成技術
を使って形成される。このカードは典型的には、コンタ
クトタブがカードの端まで延びている銅回路が埋設され
た有機カードである。コンタクトタブは多層、例えば１
０２、１０４、１０６の中に設けられており、それぞれ
の層は用途により必要とされる経路に通された回路を含
む。回路カードやボード等は、能動及び受動電子部品を
受け取るように形成された堅い複合材料から作られる。
例えば、この有機カードは、ＦＲ４ファイバーガラスエ
ポキシ積層板のような様々な既知の材料から作ることが
できる。
【０００９】この発明のエッジコネクタは、多層回路カ
ードを処理してカードの層内の様々なレベルにコンタク
トタブを露出させることによって作られる。可撓性のコ
ンタクト経路を形成するためにダウコーニング（Ｄｏｗ
Ｃｏｒｎｉｎｇ）１８４シリコーン封入材のようなエ
ラストマー材料が使われる。好ましい実施例は、カード
と回路基板との間の電気的接続を向上させるために金メ
ッキされたタブを用いる。
【００１０】可撓性コンタクトパッドを形成するための
エラストマー材料の使用は、良好な電気的接触を得るた
めに必要な圧縮力を与える。それぞれのコンタクトタブ
は関連した可撓性パッドを有するため、それぞれのコン
タクトタブは独立した圧縮力を有している。この独立し
た圧縮により、組み合わされた回路基板コンタクトパッ
ドの表面でのどのような変化にも適応することが可能と
なる。エラストマーはさらに、良好な電気的コンタクト
を確保するために圧縮の間に必要なｗｉｐｉｎｇ作用も
行う。
【００１１】この発明による一体型エラストマーカード
エッジコネクタにより、例えば０．５０８mm（０．０２
０インチ）かそれより小さいピッチの高密度のコンタク
トを有するカードが得られる。
【００１２】この発明によるエッジコネクタは、様々な
用途に使うことができる。一つの用途は、高密度の基板
上カードパッケージ設計のための使用である。別の用途
は大きなマルチチップ有機基板の使用のためである。エ
ッジコネクタは、回路基板をその片方又は両方の面でプ
リント回路基板または他の基板に相互接続するために使
うことができる。回路基板はその両方の面で二つの異な
るプリント回路基板に接続することができる。二つの基
板の互いの接続は、傾斜したエッジの端同士をつなげる
ことにより達成することができる。どのような用途にお
いても、組み合わされた基板上の平坦なコネクタにカー
ドエッジ上の傾斜したコンタクトパッドを位置合わせす
る正確な方法は高密度の相互接続のために重要である。
【００１３】多層回路カードが接続される回路基板に
は、複数の金メッキされた平面コンタクトパッドが形成
されている。これらのコンタクトパッドは、それぞれの
コンタクトパッドが回路カードからのコンタクトタブの
少なくとも一つと関連するように間隔をおいて並べられ
る。接続の冗長性は、多層回路カードと回路基板との間
の同一の信号に対して定義された二つかそれ以上の経路
を持つことによって得られる。多層回路カードと回路基
板とを位置合わせするための位置合わせ機構は、高密度
の用途に重要である。例えば、０．５０８mm（０．０２
０インチ）のピッチを達成するためには、好ましくは、
硬い治具ピンと誤差の少ない穴位置合わせ機構とを備え
る必要がある。
【００１４】この発明による一体型エラストマーカード
エッジコネクタは、図２を参照して説明される以下のプ
ロセスにより形成される。このプロセスは、埋設された
銅回路１０２、１０４、１０６を有する標準的な多層回
路カード１００で始まる。上に接続が形成されるエッジ
が識別され、斜面２０２が機械的研磨または斜面２０２
を形成する同様なプロセスにより形成される（図２の
（Ｂ））。あるいは、カードに必要な斜面を形成してお
いてもよい。斜面には、多層上の銅のコンタクトタブ１
１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０など
（図３）の端が露出している。次の段階は、図２の
（Ｃ）で示されているようにある長さの銅のコンタクト
タブを露出するためのエポキシまたはガラス材料のエッ
チングを含んでいる。このエッチングは、レーザアブレ
ーションまたはプラズマアークエッチングによって達成
することができる。
【００１５】露出されたコンタクトタブは、処理の間に
付加的な機械的強度を与え、それぞれのコンタクト表面
に金を電気メッキすることができるようにするために銅
のタイ・バー（図示せず）で互いに接続される。
【００１６】次に、個々のエラストマーカラムを形成す
るために、エラストマー樹脂が表面エッジに塗布され
る。この樹脂はポッティング及びキュアされてコンタク
トの領域（図２の（Ｄ）の２０４）に大きなエラストマ
ー部を形成する。
【００１７】銅のタイ・バーは、例えば機械的トリミン
グによってコンタクトパッドから除去される。次に、
銅のコンタクトタブの下のエラストマーカラム１４０、
１４２が形成される。エラストマーカラムを形成するた
めに、エキシマレーザを使ったレーザアブレーションを
使うことができる。レーザアブレーションが使われる時
には、エラストマーのコンタクトタブマスク部分の余分
な領域だけが除去されるように回路カードが配置され、
レーザが図２の（Ｅ）に示されている領域に沿って当て
られる。残ったエラストマーは、コンタクトタブを支持
するのに使われているエラストマーカラムを形成する。
レーザアブレーションプロセスの角度と深さは、エラス
トマーカラムの弾性特性を変化させるために調節するこ
とができる。例えば、レーザ装置がカードの縦軸に対し
て鈍角でカードに向くようにカードをレーザ装置に対し
て配置し、レーザを発振させてコンタクトタブによりレ
ーザで保護されていない部分のエラトマー材料を除去す
る。
【００１８】図３及び図４に示されているように、カー
ドを別の基板の表面１５０に接続するためにコンタクト
パッドが使われる。回路基板の表面１５０は、回路カー
ド１００からのコンタクトパッドと結合するために間隔
をあけて配置された複数の表面コンタクトパッド１５
２、１５４、１５６を有している。エラストマーカラム
は、独立したコンタクトパッドの下の水平面から多層回
路カードの接続点に向かってテーパがついており、この
点は独立したコンタクトパッドの端より多層回路カード
に水平方向に近くてもよい。
【００１９】接続圧力が加えられた後、コンタクトパッ
ド、例えば１１４と表面コンタクトパッド１５６とがｗ
ｉｐｉｎｇ作用により強固な接続を形成する。
【００２０】
【発明の効果】この発明による一体型エラストマーカー
ドエッジコネクタは、従来の技術を越えるいくつかの利
点を備えている。特に、この発明は、メッキされたスル
ーホールやヴァイアを使って表面に信号経路を通す必要
がないため、従来の技術の回路経路より短いカード回路
経路を備えている。それに加えて、この発明のエッジコ
ネクタによって形成された接続は、従来の技術のコネク
タ機構では典型的には二つかそれ以上のインターフェー
スが使われていたのに対したった一つのインターフェー
スしか有していない。接続インターフェースの減少は、
信号劣化及び信頼性の問題を少なくする。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるエッジコネクタの一部の拡大等
角投影図である。
【図２】この発明に従って処理される時に生じる変化を
示す回路カードの側面図である。
【図３】カードと回路基板との間の最初の接触点でのこ
の発明によるカード及び結合回路基板の側面図である。
【図４】カードが回路基板と接続された後のこの発明に
よるカード及び回路基板の圧縮位置における側面図であ
る。
【符号の説明】
１００ 回路カード １４０、１４２ エラストマーカラム

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多層回路カードの複数の層の中に形成さ
    れた電気回路を回路基板に接続するための一体型カード
    エッジコネクタを形成する方法であって、 上記電気回路を露出させるために傾斜したカードエッジ
    を形成する工程と、 上記電気回路の直線部分であってコンタクトタブを形成
    する該直線部分を露出させるために上記傾斜したカード
    エッジにおいて上記多層回路カード材料をエッチングす
    る工程と、 上記エッチングした傾斜カードエッジをエラストマー材
    料で満たす工程と、 上記コンタクトタブが一方の側で露出され、他方の側の
    下でエラストマーカラムによって支持されるように上記
    エラストマー材料を除去するように上記エッジを処理す
    る工程と を含む方法。
  2. 【請求項２】 上記カードエッジを処理する工程が、 レーザ装置が上記多層回路カードの縦軸に対して鈍角で
    上記多層回路カードに向くように、上記多層回路カード
    を上記レーザ装置について配置する工程と、 上記エラストマー材料を除去するために、上記レーザ装
    置を作動させる工程と、 を含む、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 複数の表面コンタクトパッドを有する回
    路基板に多層回路カードを接続するためのカードエッジ
    コネクタであって、上記多層回路カードの回路に接続さ
    れ、上記多層回路カードの一つのエッジから横方向に延
    在する複数の互いに独立したコンタクトタブと、それぞ
    れの上記コンタクトタブと上記回路基板との間の接続圧
    力を一定に保つための可撓性支持手段と、を有する複数
    の独立した可撓性コンタクトパッドを含むカードエッジ
    コネクタ。
  4. 【請求項４】 上記可撓性支持手段はエラストマーカラ
    ムを含み、上記可撓性コンタクトパッドの下の水平面か
    ら上記多層回路カードの接続点に向かってテーパがつい
    ている、請求項３記載のカードエッジコネクタ。
  5. 【請求項５】 複数の多層回路カードを回路基板に接続
    するための接続システムであって、 上記回路基板の一つの表面上に配置される複数の表面コ
    ンタクトパッドと、 上記複数の多層回路カードのそれぞれに与えられる可撓
    性コンタクトパッドであって、上記多層回路カードの回
    路に接続され、上記多層回路カードの一つのエッジ上の
    一つまたはそれ以上の層から横方向に延在する複数の互
    いに独立したコンタクトタブと、それぞれの上記コンタ
    クトタブと上記表面コンタクトパッドとの間の接続圧力
    を一定に保つための可撓性支持手段と、を有する上記可
    撓性コンタクトパッドと、 を含む接続システム。
JP4026000A 1991-02-01 1992-01-17 カードエッジコネクタ及びその形成方法 Expired - Lifetime JP2607794B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US648950 1991-02-01
US07/648,950 US5092782A (en) 1991-02-01 1991-02-01 Integral elastomeric card edge connector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04319276A JPH04319276A (ja) 1992-11-10
JP2607794B2 true JP2607794B2 (ja) 1997-05-07

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JP4026000A Expired - Lifetime JP2607794B2 (ja) 1991-02-01 1992-01-17 カードエッジコネクタ及びその形成方法

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US (1) US5092782A (ja)
EP (1) EP0497473B1 (ja)
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