JP3111054B2 - エラストマ接続子、接続装置、機械的組立体、接続方法および電気的接続子を形成する方法 - Google Patents
エラストマ接続子、接続装置、機械的組立体、接続方法および電気的接続子を形成する方法Info
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Description
接続子等の電気的接続子に関し、特に複数の電子モジュ
ールを接続させるための接続装置および機械的組立体に
関する。
刷配線板)を備えた(したがって多数の電気接続子を備
えた)複雑な電子システムにおいては、これらモジュー
ルおよびPC板の機械的および電子的組立が益々重要に
なってきている。これは、一方において、益々複雑にな
る集積構造および組立空間の制約のためであり、他方に
おいて、電子システムに関わる熱および冷却の問題のた
めである。更に、モジュール式組立が望まれている。
続子(エラストマ接続子)はしばしば、着脱可能接続を
達成するのに使用されている。欧州特許出願公開第0 23
8 410号明細書および欧州特許出願公開第0 558 855号明
細書には、弾性接続を与えるためにこのようなエラスト
マ接続子を使用する装置が開示されている。
10の主要構造を示している。エラストマ接続子10は、一
般に金属またはカーボンのワイヤまたはファイバなどの
導電要素20、およびシリコーンゴムのような弾性支持体
30から成り、導電要素20が通常弾性支持体30に埋め込ま
れている導電性の接続媒体である。
50との間にエラストマ接続子10を押し当てることによ
り、エラストマ接続子10の隣接する面に圧力を加えるこ
とにより、支持材30は弾性的に変形し、導電要素20は、
第1および第2のPC板40および50の対応する接触域と
接触し、したがって第1のPC板40と第2のPC板50と
の間に電気的(および機械的)接続が確立する。弾性支
持体30の中にある導電要素20を、たとえば、(図1に示
したように)列を成して、または他の所要の順序に設置
することができる。
なエラストマ接続子10が日本の信越ポリマ株式会社によ
りGB型インターコネクタとして供給されている。小ピ
ッチのPC板を接続する場合には、日本の信越ポリマ株
式会社によりGN型インターコネクタとして供給されて
いるような、絶縁スポンジゴムを支持用固体ゴムに適用
することができる。
特許第4,201,435号明細書には、各々が弾性材料内に埋
め込まれた導電要素を有するユニットを備えたエラスト
マ接続子を備えている。国際公開第96/22621号パンフレ
ットには、導電要素が強化材の中に部分的に埋め込まれ
ているユニットが開示されている。このユニットは更
に、柔軟な弾力性材料の中に埋め込まれている。他のエ
ラストマ接続子は、米国特許第5,500,280号明細書およ
び英国特許第2 054 284号明細書に開示されている。
るとき、当業界で知られているようにこれらエラストマ
接続子10には限られた量の圧力だけを加えることができ
ることが見いだされている。これは弾性支持体30の弾性
的性質のためである。すなわち、エラストマ接続子10は
圧力を加えられたとき「流れる」傾向があり、これはエ
ラストマ接続子10が圧力の影響を受けてその内部および
外部の形状および横寸法を変化するということを意味す
る。特にエラストマ接続子10が導電要素20の複数の列か
ら構成されているときは、個別導電要素20により与えら
れるエラストマ接続子10の接触域の位置が変わることが
ある。これにより、接触させようとするそれぞれの接触
域、たとえば、第1および第2のPC板40および50に対
するエラストマ接続子10の接触域の、位置の不整合を生
じ、したがって高い接触抵抗、または接触が行なわれな
いというような、接触欠陥を生ずる可能性がある。更
に、エラストマ接続子10は一般に、その熱伝導度が低い
ため、接続されるモジュールの間の熱接続を不能として
いる。
号明細書には、絶縁弾性シートの三つの水平層に埋め込
まれた垂直導電要素を備え、それにより圧縮性発泡合成
樹脂材料から形成された層が弾力性の非発泡合成樹脂材
料から形成された二つの隣接層の間に設けられる異方性
導電性弾性コネクタを開示している。英国特許第2 276
502号明細書には、上述の短所を克服し、「流れ」の問
題を解決している装置例が開示されている。しかし、こ
の装置の短所は、この装置が、たとえば、導電要素を、
製造プロセス中、すべての層が順次に形成されてしまう
まで整列したままにしておかなければならないから、製
造が困難であるということである。
圧縮性エラストマ接続子を提供することである。
しばしば、電子モジュール間に電気的接続を与える接続
装置に適用される。英国特許第2 276 502号明細書には
更に、配線板とICパッケージとの間に電気的接続を与
える接続装置を開示している。この装置は、上述のエラ
ストマ接続子およびエラストマ接続子を位置決めするた
めのコネクタ枠を備えている。
間に電気的接続を与える他の接続装置を提供することで
ある。
る、電気的接続を与えるためのエラストマ接続子は、強
化材の中に埋め込まれた一つ以上の導電要素を有する安
定化ユニットを備えている。安定化ユニットは、これも
圧縮性材料の中に埋め込まれている。
子は、圧縮性材料の複数の圧縮性層、および各々が少な
くとも一つの埋め込み導電要素を備えた、強化材の複数
の接続層を備え、それにより、複数の接続層の各一つが
圧縮性層の隣接層の間に設置されるようになっている。
性材料は、圧力の影響を受けて圧縮される。エラストマ
接続子内部での圧縮性材料と強化材との構成により、強
化材の、したがって導電要素の、圧力の影響下での「流
れ」は、極小の程度にまで減少する。強化材の隣接層が
圧縮性材料の1層により分離されている複数の個別層か
ら成る構成を選択する場合には、個別の1層または強化
材の「流れ」は、強化材の次の層に影響しないか、また
は極小程度に影響するだけである。
て、エラストマ接続子に加えられる圧力の量を増大させ
ることができる。接触させようとするそれぞれの接触域
に対するエラストマ接続子の接触域の位置の不整合は、
防止される。
間の電気的接続を与えるための、本発明の第3の態様に
よる接続装置は、第1および第2の態様による圧縮性エ
ラストマ接続子、およびエラストマ接続子を位置決めす
るための位置決め枠を備えている。位置決め枠の内部寸
法は、エラストマ接続子の外部寸法と実質的に同じであ
り、エラストマ接続子の高さは、位置決め枠の高さより
少なくともわずかに大きい。
密な位置決めを可能とする。更に、接続装置をモジュー
ル間で押圧したとき、および特に位置決め枠を熱伝導度
の高い材料として設けると、接続させようとするモジュ
ール間の熱接続を改善することができる。
の、本発明の第4の態様による機械的組立体は、複数の
電子モジュールの隣接モジュール間に設置された、第3
の態様による接続装置を備えている。
のモジュールの取り扱いおよび接続を容易にし、大量の
モジュールに拡張することができ、一般に機械的公差の
ような制約により制限されるだけである。機械的組立体
全体は、接続させようとするモジュールの数に関係なく
唯一つの機械的組立体を表す。
える方法は、一つ以上の導電要素を強化材に埋め込み、
安定化ユニットを形成するステップ、および安定化ユニ
ットを圧縮性材料に埋め込むステップから成る。
圧縮性材料の第1の層を設けるステップ、複数の埋め込
み導電要素の第1の列を有する強化材の第2の層を設け
るステップ、圧縮性材料の第3の層を設けるステップ、
複数の埋め込み導電要素の第2の列を有する強化材の第
4の層を設けるステップ、および圧縮性材料の第5の層
を設けるステップ、から構成されている。
付図に関連して考察する下記詳細説明を参照することに
より容易に認識され、一層よく理解されるであろう。
接続子100の主要構造を示す。エラストマ接続子100は少
なくとも、強化材120の中に設置された一つ以上の導電
要素110を備えており、強化材120も圧縮性材料130の中
に埋め込まれている。
エラストマ接続子100の例により多数列エラストマ接続
子100の構造を説明している。エラストマ接続子100は、
圧縮性材料130の第1の層A、複数の埋め込み導電要素1
10の列を有する強化材120の第2の層B、圧縮性材料130
の第3の層C、今度も複数の埋め込み導電要素110の列
を有する強化材120の第4の層 D、および圧縮性材料13
0の第5の層Eの構成を備えている。
には、層ABCの構成を数回繰り返すことができ、それ
により、図2に示すような層ABCDEの構成により示
すように、圧縮性材料130の層がそれぞれ外側の層を与
えるとともに、複数の埋め込み導電要素110の列を有す
る強化材120のそれぞれの層の間に設置される。
構成を、用途により、図2に示すような1列の個別導電
要素110や、一つの接合した導電要素110、または類似の
もののようなどんな可能な順序にもすることができる。
可能に振る舞うどんな種類の材料としてもよい。これは
好適には、発泡体またはスポンジの中などへガスの吸蔵
により行なうことができる。圧縮性材料130は好適に
は、シリコーン発泡体またはスポンジである。
化材120の中の導電要素110の形状の安定性を−或る程度
−確保するのに適したどんな種類の材料でもよい。即
ち、強化材120は、コネクタの使用時に圧力に抗して
導電要素110が形状を安定に確保する能力を強化す
る。単独導電要素110の間の良好な電気的絶縁をも与え
なければならない。強化材120は好適には、シリコーン
材料、たとえば、シリコーンゴムである。
の銅ファイバまたは銅ワイヤ、個別の金属ファイバまた
は金属ワイヤ、またはカーボン線条から構成することが
できる。層ABCDEは必ずしも、図2に示すような
「平板」で構成とする必要はなく、用途により、必要に
応じてどんな所要形状にもすることができる。しかし、
接続させようとするPC板のほとんどは正に列状を成す
接触域を有するので、図2に示すような層ABCDEの
「平板」構成が最も普通であろう。
縮され、強化材120を実質的に圧縮させないようにする
ことができ、強化材120はこの圧力の影響を受けて圧
縮性材料130の中に「流れる」。しかし、エラストマ
接続子100の内部の圧縮性材料130および強化材120の本
発明による構成では、強化材120の、したがって導電要
素110の圧力の影響下での「流動」は極小にまで減少す
る。更に、複数の個別層は、強化材120の隣接層が圧縮
性材料130の1層により分離されるような構成ABCD
Eをとるため、一つの個別層BまたはDの、または強化
材120の「流動」は、強化材120の次の層には影響しない
か、ほんのわずか影響するだけである。
したような構成で使用される。エラストマ接続子100
は、位置決め枠200に挿入され、互いにエラストマ接続
子100により接続される第1のモジュール210と第2のモ
ジュール220との間で圧縮される。位置決め枠200は、エ
ラストマ接続子100を位置決めして中心に置き、且つモ
ジュール210と220との間の熱接続をも確立することがで
きる。位置決め枠200はまた、過剰圧縮をさけるためエ
ラストマ接続子100の圧縮可能な高さを制限する。
しようとする場合には、位置決め枠200は好適には、金
属枠であるか、または他の熱伝導度の高い材料から作ら
れる。熱接続が必要でないか、または絶縁を確立しよう
とする場合には、位置決め枠200を特定の用途に適する
どんな種類の被覆金属またはプラスチック材料からでも
作ることができる。
別ユニットにするか、または他の機能ユニットに、たと
えば、モジュール210または220の一方に組み込むことが
できる(たとえば、図6aおよび図6bを参照のこと。
それらの図では位置決め枠200はPC板400に組み込まれ
ている)。位置決め枠200の内部寸法は、エラストマ接
続子100を位置決め枠200に精密に嵌め込むために、エラ
ストマ接続子100の外部寸法と実質的に同じにするのが
よい。
示している。図4aは、モジュール210および220を接続
させる前の構成を示し、図4bは、第1のモジュール210
と第2のモジュール220との間に接続が確立してからの
構成を示している。
A、210B、210C、210D、210E、210F、および210G
を備えている。第2のモジュール220は、複数の接点220
A、220B、220C、220D、220E、220F、および220G
を備えている。エラストマ接続子100は、たとえば図2
に示したような構成に基づいて設置された複数の導電要
素110A、110B、110C、110D、110E、110F、および
110Gを備えている。接点210Aは導電要素110Aにより
接点220Aと接触し、接点210Bは導電要素110Bにより
接点220Bと接触するようになっており、以下同様であ
る。
いる場合には、これらの吸蔵は、圧力の影響を受けて崩
壊し、したがって体積の物理的減少が生ずる。
向上させるために、両者を押しつけない状態で、エラス
トマ接続子100の高さが位置決め枠200の高さより少なく
ともわずかに高くなるように選択する。(図3で矢印に
より示したように)両モジュールを互いに押しつける
と、エラストマ接続子100の高さは、(図4bに示したよ
うに)位置決め枠200の高さと実質的に同じになる。好
適実施例では、エラストマ接続子100の高さは、位置決
め枠200の高さより約10%大きい。エラストマ接続子100
と位置決め枠200との高さの差のため、導電要素110は、
圧力の影響を受けてわずかに曲がり、導電要素110の頂
部は、接触させようとするそれぞれの接点と係合し、ま
たはそれぞれの接点内に食い込み、かくして気密接続が
与えられる。しかし強化材120により導電要素110が不必
要な程に曲がったり変形したりすることが防がれる。
れた表面を位置決め枠200に押しつけることによ り、モ
ジュール210と220との間の熱接続度合いが向上し、余分
な熱を、モジュールから、たとえば、取付けられたヒー
トシンクに流入させることができる。
強化材120の高さよりわずかに大きい。これにより導電
要素110を、接触させようとするそれぞれの接点に押し
当てると、押し当てにより導電要素にかかる力が増大
し、熱接続が向上する。
当ててからわずかに曲げ、安定な接続を構成することが
できる。しかし、圧縮性材料に埋め込まれているため、
強化材120、およびしたがって導電要素110は、ほんのわ
ずか「流れる」だけであるから、導電要素110の横方向
の位置は、圧力の影響を受けてもわずかに変わるだけで
ある。
接続子100の設置を、糊付け、ねじ止め、テーピングな
どの当業者に周知の位置決め方法および手段によりおこ
なうことができる。図5は、位置決め枠200を位置決め
するための構成の好適実施例を示す。位置決め枠200
は、少なくとも二つの位置決めピン、すなわち第1の位
置決めピン300および第2の位置決めピン310、により第
2のモジュール220の上に位置決めされてその中心に置
かれる。位置決めピン300および310は、第1および第2
のモジュール210および220および位置決め枠200の対応
する穴に挿入される。
および220を組立てて押しつける前は、位置決め枠200の
上方にエラストマ接続子100がわずかに高くはみだして
いることも示している。位置決めピン300および310は、
第1および第2のモジュール210および220を接続させる
ための位置決め枠200のしたがってエラストマ接続子100
の簡単かつ精密な位置決めおよび心出しを可能とする。
く装置を示しており、この装置は、電子的におよび/ま
たは熱的に接続される複数の垂直に積み上げられたモジ
ュール400、410、420、および430を備えている。この装
置を図6aに分解斜視図で、図6bに側面図で示してあ
る。図6aおよび図6bの例では、モジュール400およ
び430はPC板を表すが、モジュール410、および420
は、PC板400および430の間に随意に組入れることがで
きる記憶モジュールを表している。エラストマ接続子10
0A、100B、および100Cは、それぞれ対応する位置決
め枠200A、200B、および200Cの内部に設置され、心
出しされている。位置決め枠200A、200B、および200
Cの対応する一つの中にあるエラストマ接続子100A、1
00B、および100Cの一つは、図6aおよび図6bから
明らかなように、モジュール400、410、420、および430
の隣接する側面間に位置決めされている。
200Aは、熱伝導度の高い金属製の枠で、位置決め枠200
Aのヒートシンクとして働くモジュール400の中に組み
込まれている。位置決め枠200 A、200B、および200C
の位置決めおよび心出しは、第1の位置決めピン300お
よび第2の位置決めピン310により行なわれる。圧力板4
40は、積み重ねモジュール400、410、420、および430、
エラストマ接続子100A、100B、および100C、および
位置決め枠200A、200B、および200Cに十分な垂直接
触圧力を与えるために、位置決めピン300および310によ
り更に位置決めされる。
0Cはそれぞれ、モジュール400、410、420、および430
の対応する接触域(たとえば、図6aにおける接点配列4
50、460、および470;更に他の接点配列が隣接モジュー
ルの対応する側に設けられている)の間の電気的接続を
与える。接触域を、たとえば、個別の接触パッドおよび
ヴァイア(たとえば、貫通穴、重点穴、または行き止ま
りのヴァイア等)から成る、当業者に周知などんな接触
手段とすることもできる。
より多くのモジュールを接続する場合に拡張することが
でき、一般に機械的公差のような制約により数が制限さ
れるだけであることを理解すべきである。構成全体は、
接続させようとするモジュールの数に関係なく一つの単
独機械的組立体を表している。
造を示す図である。
造を示す図である。
る状態の構成を示す図である。
ルを接続させる前の構成を示す図である。
ル間の接続を確立してからの構成を示している図であ
る。
施形態を示す図である。
する複数の垂直に積み重ねたモジュールから成る、図5
の構成に基づく装置のモジュール配列の分解斜視図を示
す図である。
する複数の垂直に積み重ねたモジュールから成る、図5
の構成に基づく装置のモジュール配列の断面図を示す図
である。
Claims (12)
- 【請求項1】電気的接続を与えるエラストマ接続子であ
って、強化材に埋め込まれた一つ以上の導電要素を有す
る安定化ユニットと、前記安定化ユニットを埋め込んだ
圧縮性材料とを備え、前記導電要素は前記エラストマ接続子の接触域を除き前
記強化材により完全に囲まれており、前記圧縮性材料は
圧力の影響で体積の物理的減少を生じるように埋め込ま
れた吸蔵ガスを有するようにした ことを特徴とするエラ
ストマ接続子。 - 【請求項2】電気的接続を与えるエラストマ接続子であ
って、 圧縮性材料の第1の層、 複数の埋め込み導電要素の第1の列を有する強化材の第
2の層、 圧縮性材料の第3の層、 複数の埋め込み導電要素の第2の列を有する強化材の第
4の層、および圧縮性材料の第5の層、 から成る構成を備え、前記第1、第3、第5の層と前記
第1、第2の列とは互いに離れており、前記第1の層の
圧縮性材料は圧力の影響で体積の物理的減少を生じるよ
うに埋め込まれた吸蔵ガスを有することを特徴とするエ
ラストマ接続子。 - 【請求項3】圧縮性材料の複数の層、導電要素を少なく
とも一つ埋め込んだ強化材の接続層を複数備え、前記第
1の層の圧縮性材料は圧力の影響で体積の物理的減少を
生じるように埋め込まれた吸蔵ガスを有し、該接続層は
隣接する前記圧縮性材料の層間に配置されていることを
特徴とするエラストマ接続子。 - 【請求項4】第1のモジュールと第2のモジュールとの
間に電気的接続を与える接続装置であって、圧縮性エラ
ストマ接続子、およびエラストマ接続子を位置決めする
ための位置決め枠を備えているものにおいて、 エラストマ接続子は、請求項1〜請求項3のいずれか一
つに従って構成され、 位置決め枠の内部寸法は、エラストマ接続子の外部寸法
と実質的に同じであり、 エラストマ接続子の高さは、位置決め枠の高さより少な
くともわずか大きいことを特徴とする接続装置。 - 【請求項5】位置決め枠は熱伝導性の高い材料から作ら
れていることを特徴とする請求項4記載の接続装置。 - 【請求項6】更に、位置決め枠を位置決めするため前記
第1、第2のモジュール間に配置された少なくとも一つ
の位置決め手段を備えていることを特徴とする請求項4
または請求項5のいずれかに記載の接続装置。 - 【請求項7】複数の電子モジュールを接続させるための
機械的組立体であって、複数の電子モジュールの隣接モ
ジュール間に設置された、請求項4または請求項5に記
載の接続装置を備え、少なくとも1つの前記導電要素が
前記隣接モジュール間の電気的接続をおこなうものであ
ることを特徴とする機械的組立体。 - 【請求項8】複数の電子モジュールを接続させるため請
求項1または請求項2に記載のエラストマ接続子を使用
することを特徴とする接続方法。 - 【請求項9】複数の電子モジュールを接続させるため請
求項4または請求項5に記載の接続装置を使用すること
を特徴とする接続方法。 - 【請求項10】複数の電子モジュールを接続させるのに
請求項7に記載の機械的組立体を使用することを特徴と
する接続方法。 - 【請求項11】電気的接続子を形成する方法であって、 a 一つ以上の導電要素を強化材に埋め込み、安定化ユ
ニットを構成するステップ、および b 圧力の影響で体積の物理的減少を生じるように埋め
込まれた吸蔵ガスを有する圧縮性材料を用意し、前記安
定化ユニットを前記強化材が前記圧縮性材料と前記導電
要素間に位置するように前記圧縮性材料に埋め込むステ
ップ、 から成ることを特徴とする方法。 - 【請求項12】電気的接続子を形成する方法であって、 圧縮性材料の第1の層を設けるステップ、 複数の埋め込み導電要素の第1の列を有する強化材の第
2の層を設けるステップ、前記 圧縮性材料の第3の層を設けるステップ、 複数の埋め込み導電要素の第2の列を有する強化材の第
4の層を設けるステップ、および前記圧縮性材料の第5
の層を設けるステップ、 から成り、前記圧縮性材料は圧力の影響で体積の物理的
減少を生じるように埋め込まれた吸蔵ガスを有すること
を特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE97111370.9 | 1997-07-04 | ||
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Publication Number | Publication Date |
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JPH1140227A JPH1140227A (ja) | 1999-02-12 |
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ID=8227017
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