JP3924329B2 - 多段撓みモードのコネクタと当該コネクタを用いる取り替え可能なチップモジュール - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、多段撓みモードを備えたソルダレスコネクタに関し、また１つ又は多数の第１回路部材を第２回路部材に電気的に接続するために本コネクタを用いる取り替え可能なチップモジュールに関している。
発明の背景
コンピュータ分野において用いられる上記コネクタのためのコネクタデザインにおける現在のトレンドは、高い密度と高い信頼性双方のコネクタを各種の回路装置の間に備えることにある。そのような連結の高い信頼性は、装置の誤連結によって生じる潜在的なシステム故障のために、極めて重要である。更にコネクタ、カード、チップ、ボード、モジュールのような各種コンポーネントの有効なリペア、グレードアップ、試験及び／又は交換を保証するために、そのような連結が最終製品において分離可能で再連結可能であることが非常に望まれる。
メッキされた貫通孔に鍵付けされたピンタイプコネクタは今日、産業上最も一般的に用いられている。コネクタ体のピンはプリント配線回路基板でのメッキされた孔を通して挿入され、普通一般の手段を用いて所定位置に鍵付けされる。そして別のコネクタやパーケージングされた半導体装置が挿入され、機械的干渉や摩擦によってコネクタ体によって保持される。これらコネクタをプリント配線回路基板に鑞付けするプロセスをとおして用いられるスズ鉛合金の鑞や連関した薬品（ケミカル）は、それらの環境上のインパクトのためにその監視が増大している。これらコネクタのプラスチックケースは鑞付けプロセスの間、著しい量の熱の働きを受け、それはコンポーネントにストレスを与え、信頼性を脅かす。
コネクタ体での鑞付け接触は典型的には、コネクタで接続された装置を支持する手段であり、早すぎる故障や導通状態の損失を潜在的に引き起こす疲労、ストレス変形、鑞架橋、及び共平面性エラーを受けやすい。とりわけ、対をなすコネクタ又は半導体装置が本コネクタに挿入され又取り除かれるにつれ、回路基板に鑞付けされた接触体での弾性限界を上回り、導通状態の損失を生じる。これらコネクタは典型的には装置の数回の挿入と取り外しで信頼性をなくす。これら装置はまた、特に高周波数又は低パワーコンポーネントのためのシステム性能を下げうる比較的長い電気的な長さを有する。これらのコネクタを用いることで生じ得る隣接する装置リード（leads）の間のピッチ又は分離はまた、短絡の危険性のために制限される。
別の電気的な相互接続方法はワイヤボンディングとして公知であり、これは１つの回路から他の回路で金のような柔らかい金属ワイヤの機械的又は熱的圧縮を伴う。しかしながら、そのようなボンディングは、起こり得るワイヤ破損と伴って起こるワイヤの取り扱いでの機械的な困難性とのために高密度の連結を容易に備えない。
代替の電気的相互接続技術は夫々の回路要素の間にソルダボール等をおくことを要件としている。鑞（ソルダ、はんだ）は電気的な相互接続を形成するようにリフローされる。この技術が各種の構造のために高密度の相互接続をもたらすのに成功することが証明される一方、この技術は回路部材の手軽な分離とその後の再連結を容認しない。
多数の伝導路を有したエラストマーがまた相互接続装置として使用された。エラストマーシートに嵌め込まれた伝導要素は、エラストマーシートに接触することとなる２つの向かい合う端子の間の電気的な接続をもたらす。伝導要素を支持するエラストマー材料は使用の間、伝導要素の幾らかの動きを許容するように圧縮される。そのようなエラストマーコネクタは、充分な電気的接続を達成するために接触毎に比較的高い力を必要とし、対をなす表面の間の非平面性を悪化する。伝導要素の位置は一般に制御可能ではない。
エラストマーコネクタはまた、連関する回路要素の間の相互接続を介して比較的高い電気抵抗を呈する。回路要素での相互接続は、埃、破片、酸化、温度変動、振動及び上記連結にマイナスに作用を及ぼすその他の環境要素に対して影響されやすい。
複合集積回路装置が機能群に共にパッケージングされる場合、コネクタ設計に連関した問題は多種多様である。伝統的なやり方はコンポーネントをプリント配線回路基板、フレックス回路又はセラミック基体に、剥き出しのダイシリコン（die silicon）集積回路形態かパッケージングされた形態のいずれかで鑞付けすることである。マルチチップモジュール、ボールグリッド、アレイパッケージ及びチップスケールパッケージは、複合集積回路装置がひとまとめに相互接続されることを可能にすることを導き出す。
これら技術に関する主要な関心事の１つが、拒絶条件が存在しないことを保証しながらコンポーネントを鑞付けする際の困難性である。これら装置の多くは、集積回路装置の下側に取り付けられプリント配線回路基板、フレックス回路又はセラミック基体の表面マウントパッドと連結すべくリフローするソルダ（鑞）のボールに頼っている。上述したように、これらジョイントは非常に信頼できることも欠陥に関して簡単に検査することも証明されていない。ダメージを受けた又は欠陥のある装置を取り除き修理するプロセスは費用がかかり、多く使用不能な電子コンポーネントや機能群における他のコンポーネントに対するダメージをもたらす。
マルチチップモジュールは、テストされシリコンレベルでバーンインテストされた集積回路に対する大規模な公知で良好なダイを欠いているために産業界における受け入れがゆっくりである。そして、これらダイは幾つかのコンポーネントを相互接続する基体に取り付けられている。装置の数が増加するにつれ、故障の公算が劇的に増加する。１つの装置の欠点の見込みがいくつかあり、修理や交換の有効な手段が現在のところなく、生産率は低く、製造コストは高い。
発明の概要
本発明は、初期挿入力と二次挿入力をもたらす多段撓みモードを備えたソルダレスコネクタに関する。当該コネクタは広い範囲の回路部材と係合するように独立して調整可能な多数の可撓部材を有する。本コネクタは、接触部材が短絡なしに細かなピッチで配置されることを可能とする。多数の可撓部材は広い範囲の熱作用や振動作用に順応し、広い範囲の圧縮間隔に適合するように構成可能である。電気コネクタは第１回路部材を第２回路部材に電気的に接続可能である。
第１の実施形態において、電気コネクタは、１つ以上の開口を有する電気絶縁コネクタハウジングを備える。第１接触部材が上記開口に位置する。当該第１接触部材は、第１回路インターフェイスで第１回路部材と係合するように構成された第１回路インターフェイス部分を有する。弾性誘電包封材料が、開口の範囲内で第１接触部材の一部を取り囲む第１可撓部材を画定する。当該第１可撓材料は第１撓みモードをもたらす。第１接触部材は第１可撓部材を画定する。少なくとも１つの開口側壁が、圧縮モードの際に第１接触部材と係合するように位置し、それによって第１及び第２可撓部材が開口側壁との係合に応じて第２撓みモードを呈する。
圧縮モードは接触部材と包封材料の弾性変形を有する。第１接触部材は典型的には、実質的に第１回路インターフェイス部分のように作用する第２回路インターフェイスで第２回路部材と係合するように構成された第２回路インターフェイス部分を有する。
弾性包封材料と接触部材の弾性変形は第１撓みモードをもたらす。第１撓みモードでの接触部材の変形は典型的には最小限である。端部止め部との係合に応じた接触部材の弾性変形は第２撓みモードをもたらす。
少なくとも１つの支持部材が接触部材を支持するために備えられてもよい。或る実施形態において、支持部材は接触部材がそのまわりを回転するピボット点を備えてなっている。支持部材はまた、接触部材の並進及び／又は回転動作を可能とするフレキシブルなフィラメントを備えていてもよい。
第１回路インターフェイス部分での第２撓みモードは、第２回路インターフェイス部分での第２撓みモードよりも小さくても、大きくても、あるいは等しくてもよい。第１及び第２撓みモードは好ましくは接触部材の弾性限界の範囲内にある。
コネクタは回路部材に初期挿入力と二次挿入力をもたらす。初期挿入力は二次挿入力よりも小さくても、大きくても、あるいは等しくてもよい。第１及び第２端部止め部が、第２撓みモードを始めるべく接触部材との係合のためにハウジングに備えられる。第１及び第２回路インターフェイス部分は好ましくは向かい合うコネクタ部材との拭き取り係合をもたらす。
第１回路インターフェイス部分はコネクタ部材の形状を補う形状である。弾性接触部材は典型的には伝導性のシート材料片である。第１回路インターフェイス部分は第１回路部材との拭き取り係合をもたらしうる。第１回路部材はパッケージされた集積回路装置やパッケージされない集積回路装置である。第１回路インターフェイス部分は、エッジカード、ｊリード装置、フレックス回路、リボンコネクタ、ケーブル、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）、ランドグリッドアレイ（ＬＧＡ）、プラスチックの鉛で枠付けられたチップキャリア（ＰＬＣＣ）、ピングリッドアレイ（ＰＧＡ）、スモールアウトライン集積回路（ＳＯＩＣ）、デュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）、クワッドフラットパッケージ（ＱＦＰ）、リードレスチップキャリア（ＬＣＣ）及びチップスケールパッケージ（ＣＳＰ）の群から選択されたコネクタ部材と係合することができる。
第２の実施形態において、リジッドな接触部材が概してコネクタハウジングの範囲内に位置する。リジッドな接触部材は第１及び第２回路インターフェイス部分を有する。第１可撓部材からなる弾性誘電包封材料は接触部材の一部を取り囲む。包封材料は第１撓みモードをもたらすことができる。第２可撓部材からなる第１弾性材料はリジッドコネクタ部材とハウジングでの端部止め部の間におかれ、それによって第１及び第２可撓部材は第２撓みモードをもたらすことができる。
本発明はまた、１つ以上の第１回路部材を第２回路部材に電気的に接続するための取り替え可能なチップモジュールに関する。当該取り替え可能なチップモジュールは、各々少なくとも１つの第１回路部材を収容することができる複数の装置位置（サイト）を有したモジュールハウジングを有する。本発明に係る第１コネクタは上記装置位置の各々に位置する。第２コネクタが上記第１コネクタを第２回路部材に電気的に接続するために備えられる。
取り替え可能なチップモジュールは好ましくは第２コネクタを有し、これは第１接触部材と実質的に同じ構造を有した第２接触部材を備えてなっている。或る実施形態において、上記第１接触部材と第２接触部材とは、第１回路部材と第２回路部材の間に延在する唯一乃至共通の接触部材を備えてなっている。第３電気コネクタが第２回路部材を第３回路部材に電気的に接続するために任意に備えられうる。或る実施形態において、第３回路部材は取り替え可能な本チップモジュールを備えてなっている。
或る実施形態において、第１コネクタは多段撓みモードと、二次挿入力と異なる初期挿入力とを有する。当該第１コネクタは、広範囲の第１及び第２回路部材に適応するように独立に調整可能な多数の可撓部材を有する。第１コネクタは、接触部材が短絡なしに０．５０ミリメートルより小さなピッチで配置されることを可能とする。
第１回路部材の各々は、故障、グレードアップ、形態の変更の場合に取り除かれ交換されうる。多段撓みモードのコネクタの電気的に短い長さは、優れた信号の無欠性と電流パッケージ技術に似た全体サイズとを可能にする。第１回路部材をモジュールに鑞付けする必要性を排除することによって、本発明はパッケージされたバーンイン集積回路又は公知の良好なダイの影響乃至関与を非常に減らす。
理論上、どのようなプリント配線回路基板も、マルチチップモジュールも、或る回路に鑞付けされたコンポーネントを有するフレックス回路も、取り替え可能な本チップモジュールの使用によって排除可能である。その他の適用の例示的なリストとして、コンピュータでの使用のためのデュアルインライン乃至シングルインラインメモリモジュール、多様な適用での使用のためのマルチチップモジュール、ノートブックコンピュータでの使用のためのＰＣＭＣＩＡカード、嵌め込まれたコンピュータシステムカード、及び在来のＰＣボード交換がある。
各装置位置での多段撓みモードを備えた電気コネクタの使用によって、集積回路装置を一緒に非常に密にして位置させることが可能となる。露出したダイシリコン集積回路は追加的なパッケージなしに装置位置に直接的に位置させることができる。追加的に、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）、ランドグリッドアレイ（ＬＧＡ）、プラスチックの鉛で枠付けられたチップキャリア（ＰＬＣＣ）、ピングリッドアレイ（ＰＧＡ）、エッジカード、スモールアウトライン集積回路（ＳＯＩＣ）、デュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）、クワッドフラットパッケージ（ＱＦＰ）、リードレスチップキャリア（ＬＣＣ）及びパッケージサイズが露出したダイシリコンの２０％以内であるチップスケールパッケージ（ＣＳＰ）のような広範囲に多様なパッケージ装置が、取り替え可能な本チップモジュールの使用により多数の配置形態に収容可能である。ここで用いられているように、集積回路はパッケージされた又はパッケージされていない露出したシリコン集積回路装置を言う。
取り替え可能な本チップモジュールは、プリント配線回路基板を鑞付けされた集積回路装置の群に交換することができる。本発明は、繰り返されるリフローと鑞付けの温度作用に耐える必要のない在来の材料の経済的な使用を可能にする。１つのモジュールに多数の装置のための位置を有することによって、要求されるスペースは多数の装置コネクタが使用される場合よりも相当に少ない。
例えば最近の研究では、ＭＣＭ’ｓ、多重チップパッケージ、Intel社のPentium２、メモリモジュール、ＰＣＭＣＩＡカードのようなモジュール式スキームが短い相互接続長さを達成するために集積回路装置をグループ化する利益を証明したことが示された。本発明は、複数のコンポーネントが鑞又は鑞付けプロセスの必要なしに挿入可能で取り外し可能なシングルモジュールに保持された上記コンポーネントを備え、次のステップに取り上げられるべきモジュール式原理を考慮する。
本発明はまた、集積回路装置の寿命における複数の段階において、取り替え可能な本チップモジュールを利用する方法に関する。取り替え可能なチップモジュールに配置後、集積回路装置はテストされ、確認され、バーンインテストされ、取り除かれ処理される必要なく製造において使用されることができる。１つ以上の集積回路装置がテスト、確認、バーンイン又は製造の段階で破損した場合、個々の回路装置が、他の集積回路装置や取り替え可能なチップモジュールを損なうことなく、取り替え可能なチップモジュールから取り除くことができる。
図面の幾つかの眺めの簡単な説明
図１は本コネクタの例示的な実施形態の斜視図である。
図２Ａは図１のコネクタの側断面図である。
図２Ｂと２Ｃは図２Ａのコネクタでの使用のための交互接触部材の斜視図である。
図３は図１のコネクタを組み入れる回路部材の組立品の側断面図である。
図４Ａはソルダボール装置との係合のためのコネクタの側断画図である。
図４Ｂは図４Ａの接触部材の斜視図である。
図５Ａはソルダボール装置との係合のための代替コネクタの側断面図である。
図５Ｂは図５Ａの接触部材の斜視図である。
図６Ａはｊリード装置との係合のためのコネクタの側断面図である。
図６Ｂは図６Ａの接触部材の斜視図である。
図７Ａはエッジカードコネクタとの係合のためのコネクタの側断面図である。
図７Ｂは図７Ａの接触部材の斜視図である。
図８Ａは回路基板との係合のためのコネクタの側断面図である。
図８Ｂは図８Ａの接触部材の斜視図である。
図９Ａは回路基板との係合のための代替コネクタの側断面図である。
図９Ｂは図９Ａの接触部材の斜視図である。
図１０Ａは回路基板との係合のための代替コネクタの側断面図である。
図１０Ｂは図１０Ａの接触部材の斜視図である。
図１１Ａはピンリード装置との係合のためのコネクタの側断面図である。
図１１Ｂは図１１Ａの接触部材の斜視図である。
図１２Ａは本発明に係る代替コネクタの側断面図である。
図１２Ｂは図１２Ａの接触部材の斜視図である。
図１２Ｃは図１２Ａの代替コネクタの側断面図である。
図１３は図１２Ａのコネクタの斜視図である。
図１４Ａはエッジカード装置を備えた使用のための本発明に係るコネクタの側断面図である。
図１４Ｂは図１４Ａの接触部材の斜視図である。
図１５はｊリード装置を備えた使用のための本発明に係るコネクタの側断面図である。
図１６Ａはソルダボール装置を備えた使用のための本発明に係るコネクタの側断面図である。
図１６Ｂはソルダボール装置を備えた使用のための本発明に係る代替コネクタの側断面図である。
図１７はピンリード装置を備えた使用のための本発明に係るコネクタの側断面図である。
図１８は本発明に係る代替コネクタの斜視図である。
図１９は回路部材との係合前の図１８のコネクタの断面図である。
図２０は回路部材との係合後の図１８のコネクタの断面図である。
図２１は本発明に係る例示的な交換可能チップモジュールの斜視図である。
図２２は取り替え可能なチップモジュールでの使用のためのソルダレスコネクタの断面図である。
図２３は本発明に係る代替の取り替え可能なチップモジュールの斜視図である。
図２４は一体カバーを備えた本発明に係る代替の取り替え可能なチップモジュールの斜視図である。
図２５は一体カバーを備えた本発明に係る代替の取り替え可能なチップモジュールの斜視図である。
図２６は電気コンポーネントと係合する本発明に係る取り替え可能なチップモジュールの斜視図である。
図２７は電気コンポーネントと係合する本発明に係る取り替え可能なチップモジュールの斜視図である。
図２８は第２の取り替え可能なチップモジュールと係合する本発明に係る代替の取り替え可能なチップモジュールの斜視図である。
図２９は回路部材の寿命の各種部分を通じた取り替え可能な本チップモジュールの使用の概略図である。
図３０は１つ以上の螺旋部分を備えた接触部材を用いる代替コネクタの側断面図である。
図３１は概して図３０に係るコネクタを用いる取り替え可能なチップモジュールの側断面図である。
図３２は概して図３０に係るコネクタを用いる取り替え可能な代替チップモジュールの側断面図である。
図３３Ａ〜３３Ｆは螺旋部分を有する代替コネクタ部材を示す。
図３４はボールグリッドアレイを備えた使用のためのコネクタを変えるための挿入体を示す。
発明の詳細な説明
図１は本発明に従うソルダレスコネクタ４０の斜視図である。複数の弾性接触部材４２が包封材料４６によってハウジング４４に保持されている。ハウジング４４は好ましくは開口８２のようなアライメント機構を有する。弾性接触部材４２の密集度と間隔は各種の回路部材を収容するために変更できるようになっていてもよい。
図２Ａは、第１回路部材５０と第２回路部材５２と係合するように位置したソルダレスコネクタ４０の側断面図である。第１回路部材５０はソルダボール装置５６を含む第１機能表面５４を有する。第２回路部材５２はコネクタパッド６０を含む第２機能表面５８を有する。回路部材５０，５２はプリント配線回路基板、回路モジュール、集積回路装置、ケーブル、フレックス回路、リボンコネクタ、表面取付装置を含む半導体装置、及びその他の各種電気コンポーネントである。
弾性接触部材４２は弾性誘電包封材料４６によってハウジング４４に保持されている。図２Ｂ，２Ｃは、包封される前の接触部材を配置するのに役立つ尖り部（プロング）８８を有するそれぞれ接触部材４２Ｂ，４２Ｃの斜視図である。接触部材４２は図２Ａに示されたサスペンションフィラメント４３のような機械的手段によってハウジング４４に任意に保持されてもよい。フィラメント４３は好ましくはハウジング４４に繋ぎ止められている。フィラメント４３は包封材料４６の適用後に不変であってもよいし、取り除かれてもよい。サスペンションフィラメント４３はリジッドな材料であってもフレキシブルな材料であってもよい。これらフィラメントは、接触部材４２の限定された並進・回転動作を容認するために、好ましくはフレキシブルであるが伸長可能ではない。並進運動は水平及び／又は垂直成分を有する動きを言う。
接触部材４２は、ハウジング４４の第１表面６４上に延在する第１回路インターフェイス部分６２を有する。接触部材４２の第２回路インターフェイス部分６６はハウジング４４の第２表面６８上に延在する。回路インターフェイス部分６２，６６のどちらもハウジング４４の表面６４，６８の下に凹んでいてもよい。接触部材４２の末端部７０はハウジング４４での端部止め部７２と向かい合って位置している。接触部材４２の中央部分７５はハウジング４４での端部止め部７８と向かい合って位置している。接触部材４２の末端部７４はハウジング４４での端部止め部７６と向かい合って位置している。
２つの回路部材５０，５２のコネクタ４０に対する位置合わせは、第１回路部材５０にわたって延在するカバー８１から延びる突き出しピン８０を用いることによってもたらされる。上記ピン８０はハウジング４４における対応する開口８２と位置合わせされ位置決めされる。図示の実施形態において、ハウジング４４はピン８０に沿ってフリーに滑動し、回路部材５０，５２にさらなる平坦可撓性を与える。アライメントプロセスを履行するために受け開口８４が第２回路部材５２に備えられる。夫々の回路部材５０，５２の範囲内で対応する開口内に挿入するためにハウジング４４の対向する（上下）表面から延びるピンを備えるようなアライメントの他の手段が容易に可能であると理解されるべきである。実際の適用において、典型的には、突き出しピン８０のような２つ以上のアライメント機構がコンポーネント５０，５２，４０の適当なアライメントを達成するために備えられる。コネクタ４０との機能的な係合において回路部材５０，５２を保持するための他の機構は米国特許第４４４５７３５号（Bonnefoy）、第４５９３９６１号（Cosmo）、第４７９３８１４号（Zifcat等）、第５０６１１９２号（Chapin等）、第５０９６４２６号（Simpson等）に開示されている。
ハウジングは好ましくはプラスチックのような誘電材料で構成されている。適当なプラスチックとしては、フェノール樹脂、ポリエステル及びPhillips Petroleum社製のRyton▲Ｒ▼である。接触部材は好ましくは銅や、燐青銅やベリリウム銅のような類似の金属材料で構成されている。接触部材は好ましくはニッケル、金、銀又はパラジウムのような耐食性の金属材料でメッキされる。適当な包封材料の例としては、ミシガン州MidlandのDow Coming Silicone社製のSylgard▲Ｒ▼やニュージャージー州HackensackのMaster Bond Silicone社製のMaster Sil 713である。
図３は、回路部材５０，５２を備えてなる組立品に組み込まれたコネクタ４０の側断面図である。コネクタ４０が回路インターフェイス部分６６に押圧されると、パッド６０と接触するようになる。可撓包封体４６は、ハウジングでの端部止め部７６と接触するまでの末端部７４の初期の動きを考慮に入れている。末端部７４の動きは好ましくは、パッド６０の表面を横切る回路インターフェイス部分６６の拭き取り作用を生じるように、垂直と水平の両成分を有する。
接触部材４２の伸縮自在な変形と比較的柔らかな包封材料４６内の接触部材４２の動きとは第１撓みモードを規定する。フィラメント４３も第１撓みモードの一因となりうる。第１撓みモードは第２回路部材５２での接触部材の非平面性を補償する。比較的柔らかな包封材料４６は本コネクタ４０のための比較的低い初期挿入力を与える。挿入力は１つ以上の回路部材５０，５２と本コネクタ４０の係合に関する。
接触部材４２の末端部７４が端部止め部７６と係合した後、接触体のベース金属は負荷スプリングとして作用し、第２撓みモードがもたらされる。端部止め部７６は接触体４２又は包封体４６の弾性限界を越える圧縮を阻止する。そして同様に接触体４２の末端部７０はハウジング４４での端部止め部７２と衝突し、水平又は垂直の方向での回転・並進動作を止める。
第１撓みモードは、接触部材４２とフィラメント４３の弾性変形がまたファクターであるけれども、第一に包封材料４６の弾性によって決定される。包封体４６は小さな力で比較的大きな範囲の動きを備え、かなり不釣合いな組み合わせにもかかわらず接触体５６が導通状態と平面性を達成できる。フィラメント４３は第１撓みモードの間、接触部材４２の回転・並進動作を規定するのを助ける。
接触部材４２が端部止め部７２，７８に対し圧縮されると、ベース金属は実質的に第２撓みモードを規定し、（包封体４６もまた一因となりうるけれども）疲労、振動、温度変動、及び過剰乃至繰り返し挿入のための破損に抗する長期連結をもたらす。初期挿入力及び二次挿入力が変化しうるけれども、第２回路インターフェイス部分６６が同様に機能する。
本コネクタ４０の重大性は、接触部材４２と装置リード５６，６０の間の相互連結が独立して行われ、独立して制御される点にある。例えば、コネクタ４０は２つ以上の包封材料によってそれぞれ第１及び第２回路インターフェイス、部分６２，６６のための異なる第１撓みモードを有することが可能である。接触部材の幾何学形状又は厚みはまた、第１及び第２回路インターフェイス部分６２，６６で異なる第２撓みモードがもたらされるように調整されてもよい。例えば第１回路インターフェイス部分６２が第２撓みモードにおいて接触体５６に対する一層大きな抵抗を備える。第２回路インターフェイス部分６６の幾何学形状は、第２撓みモードにおける接触体６０に備えられる抵抗が第１回路インターフェイス部分によって備えられた抵抗よりも小さいようになっている。
本方法体系は、接触部材と構成物のサイズ、形状、位置又は材料、包封材料のデュロメーター（硬度測定計）値及び量を、広い範囲のコネクタ適用に合わせるように変化させることを可能にする。本コネクタ４０もまた比較的短い電気路を備えるように形成されうる。コネクタ４０は、典型的にはピンタイプのコネクタによっては達成できないような細かなピッチを達成することができる。本コネクタ４０は支持の単独手段として包封体に依存せず、回路部材５０，５２との導通状態を得るために変形されるべき連結部材を必要としない。
在来の半導体装置適用のために、包封材料４６は約１０グラムから約３０グラムの範囲での低い初期挿入力を備える。接触部材は約４０グラムから約１００グラムの範囲での高めの二次的挿入力を備える。その結果、電気的な相互連結は係合動作のために大きめの長期の力の負荷を備え、疲労、圧縮ひずみ又は酸化による破損なしに長期の導通状態を保証する。
図４Ａはソルダボール装置を備えた使用に適する代替コネクタ４０Ａを示す。図４Ｂは接触部材４２Ａの斜視図である。第１回路インターフェイス部分６２Ａは好ましくは図２の第１回路部材５０に関して示されたようなボールグリッドアレイとの係合のために形成される。コネクタ部材４２Ａは包封材料４６Ａによってハウジング４４Ａに保持されている。末端部７０Ａは端部止め部７２Ａと向かい合って保持され、末端部７４Ａは端部止め部７６Ａと向かい合って包封材料４６Ａによって保持されている。図５Ａと５Ｂはソルダボール装置を備えた使用に適する代替コネクタ４０Ｂを示す。接触部材４２Ｂの第１回路インターフェイス部分６２Ｂは２個所でのソルダボール装置との係合のために形成される。第１回路インターフェイス部分６２Ｂの２個所は好ましくは包封体４６Ｂの表面上に延在する。
図６Ａは、回路部材９４でのＪリード装置とで特に有用な本発明に係る代替コネクタ９０の側面図である。接触部材９６の末端部１０４は包封材料１００によってハウジング９８での端部止め部１０６から間隔をおいた関係で保持される。同様に、接触部材９６の末端部１０８は包封材料１０２によって端部止め部１１０から間隔をおいた関係で保持される。接触部材９６は包封材料１００，１０２によってハウジング９８に付着される。包封材料１００，１０２は同じ材料であっても異なる材料であってもよい。例えば、包封材料１００は約２５のデュロメーター値を有しうる一方、材料１０２は約６０のデュロメーター値を有する。
Ｊリード装置９２が接触部材９６での回路インターフェイス部分１１２と係合する場合、末端部１０４，１０８は始めに第１撓みモードにおいてそれぞれ包封材料１００，１０２の範囲内で動く。再び、接触部材９６の変形は第１撓みモードの部分をもたらす。末端部１０４，１０８がそれぞれ端部止め部１０６，１１０と係合すると、接触部材９６が第２撓みモードにおいてその弾性限界の範囲内で変形する。図６Ｂは図６Ａの接触部材９６の斜視図である。
図７Ａはエッジカードコネクタとして用いるための本コネクタ１２０の側断面図である。ハウジング１２２は少なくとも１つのコネクタパッド１２８を有するカード１２６のエッジを収容するためのスロット１２４を形成する。接触部材１３０は包封材料１３２の範囲内に位置し、その結果、回路インターフェイス部分１３４がスロット１２４に突き出る。包封材料１３２は端部止め部１３８と間隔をおいて接触部材１３０の末端部１３６を保持する。同様に、包封材料は端部止め部１４２と間隔をおいて接触部材１３０の末端部１４０を保持する。図７Ｂは接触部材１３０の斜視図を提供する。
カード１２６がスロット１２４内に挿入されると、回路インターフェイス部分１３４が接触体１２８と係合するようになる。包封材料１３２と接触部材１３０の変形は第１撓みモードをもたらし、それによって末端部１３６は端部止め部１３８の方へ動く。同様に、第２回路インターフェイス部分１４４がコネクタ部材（図示せず）と係合すると、末端部分１４０は第１撓みモードにおいて端部止め部１４２の方へ動く。末端部分１３６，１４０がそれぞれ端部止め部１３８，１４２と係合すると、接触部材１３０は第２撓みモードにおいて負荷スプリングとして機能し、その伸縮性範囲内で変形する。
図８Ａは、コネクタパッド１５２との電気的接続のための本発明に係るコネクタ１５０の側断面図である。接触部材１５４は包封材料１５８によってハウジング１５６の範囲内に保持されている。包封材料１５８は端部止め部１６２から間隔をおいて接触部材１５４の末端部１６０を保持する。コネクタパッド１５２が接触部材１５４の回路インターフェイス部分１６４と係合すると、末端部１６０は第１撓みモードにおいて端部止め部１６２と係合するまで変位する。接触部材１５４の変形は第１撓みモードの部分をもたらす。接触部材１５４の中央部分１６６がハウジング１５６の部分１６８でピボット旋回し、その結果、接触パッド１５２との係合が接触部材１５４の反時計回りの回転を生じる。回路インターフェイス部分１７０がコネクタ部材（図示せず）と係合するときも、同様に変位する。図８Ｂは図８Ａの接触部材１５４の斜視図である。末端部１６０が端部止め部１６２と係合すると、接触部材１５４が負荷スプリングとして機能し、その伸縮性範囲内で変形する。
図９Ａは、接触部材１５４Ａが第２撓みモードにおける大きめの抵抗を備えるように設計された形状を有する代替コネクタ１５０Ａである。とりわけ、回路インターフェイス部分１６４Ａ，１７０Ａで接触部材１５４Ａに形成された鋭い先端（ポイント）が、図８Ａに示された湾曲した回路インターフェイス部分１６４，１７０よりも大きな弾性変形に対する抵抗をもたらす。図９Ｂは図９Ａの接触部材１５４Ａの斜視図である。
図１０Ａは本発明に係る代替コネクタ１５０Ｂの側断面図である。接触部材１５４Ｂは図８Ａの接触部材１５４によって備えられるよりも低い抵抗を備えることを予定する形状を有する。回路インターフェイス部分１６４Ｂ，１７０Ｂの曲がりは一般に図８Ａに示されたものに対応するけれども、接触部材１５４Ｂの逆転した曲がりは第２撓みモードの間、低い抵抗を、それ故、低めの二次挿入力を準備する。
図１１Ａはピングリッドアレイ装置１８２との係合のための本発明に係るコネクタ１８０の側断面図である。ハウジング１８４はピン１８８を収容するためのスリット１８６を有する。接触部材１９０スリット１８６に隣接して位置する。接触部材１９０の末端部１９２，１９４はハウジング１８４の夫々端部止め部１９６，１９８から間隔をおいた構成で保持される。図１１Ｂは接触部材１９０の斜視図である。
図１２Ａは本発明に係る代替コネクタ２００の側断面図である。接触部材２０２はハウジング２０４内に位置する。接触部材２０２の第１回路インターフェイス部分２０６がハウジング２０４の表面２０８の上方に延びる。第２回路インターフェイス部分２１０がハウジング２０４の表面２０９の上方に延びる。それに代えて、第１及び第２インターフェイス部分２０６，２１０はそれぞれ表面２０８，２０９の下方に凹んでいてもよい。弾性材料２１２，２１３はリジッドコネクタ部材２０２とハウジング２０４の間で２つの分かれた位置に挿入される。コネクタ部材２０２と弾性材料２１２，２１３とは包封材料２１４によってハウジング２０４の範囲内に保持される。
接触部材２０２は包封される間、当該接触部材２０２を正確に位置するために１つ以上のサスペンションフィラメント２２０，２２７Ａ，２２７Ｂによって支持されてもよい。サスペンションフィラメント２２０，２２７Ａ，２２７Ｂは好ましくはハウジング２０４に繋ぎ止められる（図１３参照）。サスペンションフィラメント２２０，２２７Ａ，２２７Ｂは包封材料２１４の適用後、不変であってもよいし、取り除かれてもよい。サスペンションフィラメント４３はリジッドな材料であってもフレキシブルな材料であってもよい。
サスペンションフィラメント２２０，２２７Ａ，２２７Ｂは、リジッド材料でもフレキシブル材料でもよい。当該サスペンションフィラメント２２０，２２７Ａ，２２７Ｂは接触部材２０２の限定された並進・回転動作を容認するために、好ましくはフレキシブルであるが伸長可能ではない。伝導性要素２０２はフィラメント２２０に沿って位置され、最小限の２本のモーメントアームが接触部材２０２のホディに沿ったインターフェイス点の位置の結果として創出される。単一のリジッドサスペンション部材２２０は、回転のためのピボット点を備えるように、接触部材２０２の長軸のそば又は当該軸に沿った単一点２２１に位置させることができる。それに代えて、第２及び／又は第３サスペンションフィラメント２２７Ａ，２２７Ｂが任意に含まれていてもよい（図１９及び２０参照）。
フィラメント２２０，２２７Ａ，２２７Ｂは、コネクタ２００が係止する際の所望位置に位置するが並進又は回転動作の所望量から制限されないように、接触部材２０２の本体に沿ったどの地点にも位置させることができる。サスペンションフィラメント２２０，２２７Ａ，２２７Ｂは包封された後に所定位置にとどまることができ、包封体のみでのものと異なって実際に機能する補強された複合物となる。フィラメント２２０，２２７は、連結されるべき向かい合う端子と付随して接触部材２０２の所望動作を容認するが、１つ以上の方向において動きを制限し、接触部材２０２の全体的な移動が限定され、包封体２１４、二次弾性部材２１２，２１３、接触部材２０２又は向かい合う端子２１６に対するダメージを防ぐ作用となる。接触部材２０２の作用の性質により、各部材が、伝導要素間の共平面性の変化を調整するのに十分な範囲を通して近隣と、連結すべき向かい合ういずれの端子とから独立して動くことが可能になる。
接触部材２０２は好ましくはりジッドである。第１回路部材２１８でのコネクタ部材２１６は第１回路インターフェイス部分２０６と接触すると、包封材料２１４はフィラメント２２０まわりの接触部材２０２の並進・回転動作の両方を容認する。包封材料２１４内での接触部材２０２の動きは、２１８のような回路部材での比較的低い初期挿入力となる第１撓みモードを与える。可撓包封体２１４は、接触部材２０２が弾性材料２１２，２１３の１つ又は両方と遭遇するまで鉛直動作を可能とする。包封体２１４（及び任意にフィラメント２２０，２２７Ａ，２２７Ｂ）と組み合わさって弾性材料２１２，２１３は第２撓みモードを与える。好ましい実施形態において、弾性材料２１２，２１３は包封体２１４よりもかたく（高いデュロメーター値）、その結果、二次挿入力が初期挿入力よりも大きい。接触部材２０２は結局、ハウジング２０４上で端部止め部２２２，２２３と接触する。それに代えて、弾性材料２１２，２１３は、二次挿入力が初期挿入力よりも小さいように選択されてもよい。
包封体２１４は低い力で比較的大きな範囲の動きを備え、かなり不釣合いな組み合わせにもかかわらず、接触体２０２が導通状態と平面性を達成することを可能とする。或る実施形態において、フィラメント２２０はリジッドな支持体ではなく、接触体２０２の回転動作と並進動作の両方を可能とする。接触部材２０２が弾性材料２１２，２１３に対し圧縮されると、第２撓みモードは疲労、振動、温度変動及び過度の又は繰り返しの挿入のための故障乃至破損に対抗する長期連結をもたらす。接触部材２０２がフレキシブルであるような代替の実施形態において、コネクタ２００は図１〜３に関連して先に述べたように負荷スプリングとして機能する。
図１２Ｂは、フィラメント２２０を受けるための開口２２１，２２７を有する接触部材２０２の斜視図である。図１２Ｃは、接触部材２０２Ａの開口２２１Ａがフィラメント２２０Ａを受けるためのスロット構造である代替コネクタ２００Ａを示す。
図１３は、スペーサ２２４によって分けられた複数の接触部材２０２を有するコネクタ２００の斜視図である。スペーサはフィラメント２２０に組み込まれていてもよい。それに代えて、接触部材２０２は、包封体２１４の適用の間、所望の間隔をおいた関係において保持されていてもよい。フィラメント２２０はハウジング２０４によって支持される。接触部材２０２の間の間隔は、スペーサ２２４の厚みを変更することによって調整してもよい。本コネクタは好ましくは約０．４ｍｍより少ない、好ましくは約０．２ｍｍより少ないピッチを有した接触部材を備えることが可能である。スペーサ２２４はプラスチックやセラミックのような多様な誘電材料から構成されうる。
図１４Ａは、カム形状の接触部材２３２がフィラメント２４４によってハウジング２３４内に少なくとも部分的に保持される代替コネクタ２３０の側断面図である。図１４Ｂは接触部材２３２の斜視図である。弾性材料２３８が包封材料２３６に向かい合った側で接触部材２３２に隣接して位置している。ハウジング２３４は少なくとも１つの表面で接触部材２４２を有するカードエッジ装置２４０を収容するように形作られている。図１２Ａに関連して述べられたように、接触部材２３２は第１撓みモードにおいて包封材料２３６をずらす。その後、接触部材２３２が弾性材料２３８と係合し、第２撓みモードを開始する。ハウジング２３４はフィラメント２４４まわりの接触部材２３２の最大回転を制限するように形作られる。
図１５は回路部材２５４でのＪリード装置２５２との係合のために形作られた代替コンテナ２５０の側断面図である。接触部材２５６は包封材料２６０と弾性材料２６２に隣接してフィラメント２５８に位置している。弾性材料は好ましくは包封材料２６０よりも高いデュロメータ値を有する。
図１６Ａは回路部材２７４でのソルダボール装置２７２との係合のための代替コネクタ２７０Ａを示す。コネクタ要素２７６Ａはコネクタハウジング２８０Ａの範囲内でピボット点２７８Ａまわりに回転する。接触部材２７６Ａの第１回路インターフェイス部分２８２Ａは、回路部材２７４のボール部材２７２との係合を容易にするために窪み部２８４Ａを有する。第２回路インターフェイス部分２８６Ａは、第２回路部材（図示せず）との係合のためにハウジング２８０Ａの底部から突き出ている。図１６Ｂは、接触部材２７６Ｂが一般的にピボット点２７８Ｂまわりの回転のために鉛直な形態であるような代替コネクタ２７０Ｂである。
図１７は、ピン２９４を有するピングリッドアレイ装置２９２との係合のために形成された本発明に係る代替コネクタの側断面図である。接触部材２９６がハウジング３００の範囲内でピボット点２９８まわりに回転する。包封材料３０２が第１撓みモードをもたらし、弾性材料３０４が第２撓みモードをもたらす。
図１８は、接触部材３２２のアレイを有するコネクタ組立品３２０の斜視図である。多数の細溝３２６を備えたテンプレート３２４が、接触部材３２２の間で好ましい間隔を維持する。上記コネクタ組立品は広範囲に多様なサイズと形状をとることができる。
図１９は、１対のフレキシブルなフィラメント３３０，３３１と包封材料３３２によってコネクタハウジング３２８に保持された、図１８の１対の接触部材３２２の側断面図である。弾性材料３３４は２個所で接触部材３２２に隣接して位置している。
図２０は、回路部材（図示せず）との係合後の接触部材３２２とフィラメント３３０，３３１の動きを示す。接触部材３２２が弾性材料３３４を圧縮する。接触部材３２２の回転動作に加えて、接触部材３２２の並進動作が一般に方向「Ａ」においてコネクタ３３０の中心に向かうフィラメント３３０の動きによって示される。フィラメント３３１は一般に方向「Ｂ」においてコネクタ３３０の中心から離れるように動く。
本発明はまた、１つ以上の第１回路部材を第２回路部材に電気的に接続するための取り替え可能なチップモジュールに関する。第１回路部材は典型的にはパッケージされた集積回路装置又はパッケージされない集積回路装置の機能群であり、第２回路部材は典型的にはプリント配線回路基板、セラミックサブストレート（基板）又はフレックス回路である。或る実施形態において、第２回路部材は取り替え可能なチップモジュールの一部である。第２回路部材は典型的には第３回路部材と係合するための第３コネクタを有する。
図２１は例示的な本発明に係る取り替え可能なチップモジュール４００の斜視図である。ハウジング４０２は１つ以上の第１回路部材４１４を受けるための複数の装置位置（サイト）４０４を有する（図２２参照）。第１回路部材４１４が露出したダイ集積回路装置（die integrated circuit device)かパッケージされた集積回路装置のいずれかとして示される。図２１の実施形態において、装置位置４０４は第１回路部材４１４を受けるように形作られた凹部４０６を備えてなる。
カバー４０８が、凹部４０６にて第１回路部材４１４を保持するために装置位置４０４に対して備えられる。図２１の実施形態において、カバー４０８は、ハウジング４０２での対応するリップ部４１１との滑動係合のため、斜めに切られたエッジ４０９を有する。当該カバー４０８は第１回路部材４１４での識別マーキングを検分するため、任意に開口４１３を有してもよい。開口４１３を備えたカバー４０８は露出したダイシリコンＩＣ装置に対しては好ましくない。後述する多段モードのソルダレスコネクタ４２０が凹部４０６の底に位置する。カバー４０８及び／又はハウジング４０２がヒートシンクとして機能可能であり、及び／又は回路部材４１０，４１４とソルダレスコネクタ４２０の間でさらに平面可撓性をもたらすように弾性材料から構成されてもよい。
或る実施形態において、ソルダレスコネクタ４２０がハウジング４０２と一体的に形成される。代替の実施形態において、ソルダレスコネクタ４２０は、ハウジング４０２の範囲内で動くことが容認される別個のコンポーネントである。この実施形態において、ハウジング４０２は一般的な整列及び／又は留置機構を備える。ソルダレスコネクタ４２０が動くことが容認されるので、第１及び第２回路部材４１０，４１４を備えた弾性接触部材４２２の作動は一般に同時に起こる。追加的に、ソルダレスコネクタ４２０の動きは回路部材４１０，４１４の間のより大きな平面可撓性と、接触部材４２２のよりバランスのとれた可撓性をもたらす。
図２２に最も良く認められるように、装置位置４０４は、第１回路部材４１４と第２回路部材４１０と係合するため、多段モードのソルダレスコネクタ４２０を有する。当該多段モードのソルダレスコネクタ４２０は、第１回路部材４１４から第２回路部材４１０に延びる複数の弾性接触部材４２２を有する。代替の実施形態において、別個のセットの弾性接触部材４２２が第１及び第２回路部材４１０，４１４と係合するように形作られることができる。
弾性接触部材４２２は第１可撓部材を備えてなっている。当該接触部材４２２は第１回路インターフェイス４１５で第１回路部材４１４での接触パッド４１６と係合するように位置した第１回路インターフェイス部分４２４を有する。同様に幾つかの接触部材４２２は接触パッド４３２ａ，４３２ｂと係合するように位置した第２回路インターフェイス部分４３１を有する。図２２に示された実施形態においては、接触部材４２２は接触パッド４３２ｃと係合しない。
弾性誘電包封材料４２６は弾性接触部材４２２の一部を取り囲む。包封材料４２６は第２可撓部材を備えてなる。弾性接触部材４２２と誘電性包封材料４２６とは、多段モードのソルダレスコネクタ４２０の第１撓みモードをもたらす。一連の端部止め部４３０は第２撓みモードでの接触部材４２２の部分との係合のため、ハウジング４０２上に位置する。第２回路部材４１０は接触パッド４３２ａ〜ｃに電気的に接続した第３電気コネクタ４０７を有する。図示の実施形態において、電気コネクタ４０７は１６８ＤＩＭＭエッジカードコネクタである。第３電気コネクタ４０７は、第２回路部材４１０を第３回路部材に電気的に接続するためのものである（一般に図２６及び２７参照）。
図２３は代替の本発明に係る取り替え可能なチップモジュール４４０の斜視図である。ハウジング４４２はマイクロプロセッサー装置（図示せず）を受ける乃至収容するための装置位置４４４を有する。ハウジング４４２の１つのエッジに沿って、一連の装置位置４４６がフラッシュメモリ集積回路装置（図示せず）を受けるように形成されている。装置位置４４８，４５０が、マイクロプロセッサーの支えとなる他の回路部材を受けるために、ハウジング４４２の他のエッジに沿って備えられる。図２３に示された実施形態において、装置位置４４４，４４６，４４８，４５０の各々は適当なカバー４５６ａ〜４５６ｃを有する。カバー４５６ａ〜４５６ｃは、ハウジング４４２での対応したリップ部４１１との滑動係合のために傾斜したエッジ４０９を有する。
図２３に示された取り替え可能なチップモジュール４４０は、１つのエッジに沿って１６８ＤＩＭＭエッジカードコネクタ４５２を有した第２回路部材４５１と、他のエッジに沿ったフレックス回路連結部４５４とを有する。図示の実施形態において、第２回路部材４５１はプリント配線回路基板である。図２２と関連して述べたように、装置位置４４４，４４６，４４８，４５０を形成する凹部の底は、集積回路装置を第２回路部材４５１と電気的に接続するため、多段モードのソルダレスコネクタ４２０を有する。電気コネクタ４５２と４５４は、第２回路部材５４１を第３回路部材に電気的に接続するために備えられる（一般に図２６と２７参照）。
図２４と２５は、本発明に係る取り替え可能なチップモジュール４６０の代替実施形態を示す。たった１つの一体カバー４６２が、複数の装置位置４６６を含むハウジング４６４との係合のために備えられる。図２５に最も良く示されるように、上記カバー４６２は、第１回路部材の多段モードのソルダレスコネクタ４２０との係合を容易にする一連の突出部４６８を有する。当該突出部４６８は任意に、回路部材（図示せず）とソルダレスコネクタ４２０の間でさらなる平面可撓性をもたらすべく、エラストマー材料であってもよい。
図２４と２５の取り替え可能なチップモジュール４６０の機能性を最大限に強化するために、カバー４６２は好ましくは、ネジ孔４７０を通って延在するネジのような固定具によって取り外し可能にハウジング４６４に取り付けられる。整列ピン４７２と対応する整列孔４７４とがまた、カバー４６２のハウジング４６４との位置合わせのために備えられてもよい。
図２６と２７は、ディスク駆動装置のような電子装置での使用のための、本発明に係る取り替え可能な本チップモジュール４８０の代替実施形態を示す。ハウジング４８０は、集積回路装置４８８を受けるための装置位置４８６を形成する凹部４８４を有する。カバー４９０が装置位置４８６にて集積回路装置４８８を保持するために備えられる。多段モードのソルダレスコネクタ４９２が凹部４８４の底に位置する。
図２６と２７に示された実施形態において、メイン回路基板４９４が、多段モードのソルダレスコネクタ４９２との係合のため、ハウジング４８２の表面に沿って位置している。当該メイン回路基板４９４は、多段モードの可撓ソルダレスコネクタ４９２との係合のため、複数の集積回路装置接続位置４９８を有する（図２２参照）。補剛材５００が任意にメイン回路基板４９４の背表面に施されてもよい。メイン回路基板４９４が一連の表面取付集積回路装置５０２を有する場合、ハウジング４８２は取り替え可能なチップモジュール４８０との係合を可能にするために凹部５０４を有する。
図２７に最も良く認識されるように、取り替え可能なチップモジュール４８０の底エッジ５０６は、コントローラ基板５１２との係合のため、多段モードの可撓ソルダレスコネクタ５０８を有する。図２６に示された実施形態において、コントローラ基板５１２は取り替え可能なチップモジュール４８０を受けるための凹部５１０を有する。
図２８は、取り替え可能な第２チップモジュール５７０と電気的に接続した取り替え可能な第１チップモジュール５６０での実施形態を示す。当該取り替え可能な第１チップモジュール５６０は、カバー５６８によって第２回路部材（図示せず）での多段モードのソルダレスコネクタ５６４に対し保持された１つ以上の第１回路部材５６２を含む。取り替え可能な第２チップモジュール５７０は、取り替え可能な第１チップモジュール５６０のハウジング５７４での第３コネクタ５７２と電気的に係合する。代替の実施形態において、複数の取り替え可能なチップモジュールが、三次元アレイ乃至マトリックスに共に積み重ねられてもよい。
図２９は、第１回路部材５２２の寿命の複数段階の間で、本発明に係る取り替え可能なチップモジュール５２０を利用するための方法を示す。１つ以上の第１回路部材５２２が、カバー５２６によって取り替え可能なチップモジュール５２０内に保持され、第１回路インターフェイス５２８で多段モードのソルダレスコネクタ５２４と係合する。図２８に示された実施形態において、複数の弾性接触部材５３２はまた、取り替え可能なチップモジュール５２０（とそれ故に第１回路部材）を多様な他の回路部材５４０，５４４，５５０と電気的に接続するため、第２回路インターフェイス５３０を形成する。
集積回路のような第１回路部材５２２の寿命の初期段階の間、第２回路部材５４０は典型的には特性テスト、手動セットアップテスト及び／又は製造テストを行うための機能的なテスト基板である。機能的なテスト基板５４０は、第２回路インターフェイス５３０で弾性接触部材５３２と係合するために配置された一連の接触パッド５４２を有する。弾性接触部材５３２は、第１回路部材５２２が第２回路部材５４０に一時的に電気的に接続されることを可能とする。
第１回路部材５２２の寿命の次の段階の間、第３回路部材５４４は典型的には、第１回路部材５２２をバーンイン・温度サイクル試験するための、バーンイン基板である。再び、バーンイン基板５４４は、第２回路インターフェイス５３０で弾性接触部材５３２と係合するように配置された一連の接触パッド５４６を有する。回路部材５２２の寿命の最終段階において、第４回路部材５５０は、適当に配置された接触パッド５５２を備えたシステムレベル回路基板である。
取り替え可能な本チップモジュール５２０により、モジュール５２０から除去する必要なく第１回路部材５２２が特性付けられ、テストされ、確認され、バーンインテストされ、製造において用いることができる。第１回路装置の１つ以上がこれらの段階のいずれかで破損したならば、当該破損した回路部材は取り替え可能なチップモジュール５２０から容易に取り除かれ、他の第１回路部材又は取り替え可能なチップモジュールを損なうことなく、取り替えることができる。
図３０は本発明の他の実施形態に係るコネクタ６００の側断面図である。接触部材６０２ａ〜ｄは可撓誘電性包封材料６０６によってハウジング６０４での開口６１０ａ〜ｄに保持される。螺旋部分６０７ａ〜ｄが包封材料６０６に接触部材６０２ａ〜ｄを保持するのを補助する。包封材料６０６は接触部材６０２ａ〜ｄにつながってもよく、つながっていなくてもよい。図示の実施形態において、接触部材は長さ「Ｌ」を有し、上端６０３ａ〜ｄがハウジング６０４の上方に延在し、下端６０５ａ〜ｄがハウジング６０４の下方に延在する。
包封材料６０６は、向かい合った回路部材との圧縮係合の際、接触部材６０２ａ〜ｄの鉛直、側方及び回転動作を容認する（図３１〜３５参照）。接触部材６０２ａ〜ｄは開口６１０ａ〜ｄに緩く嵌め込まれることができる。それに代えて、端部止め部は、接触部材６０２ａ〜ｄの限定された回転及び／又は側方動作のために開口の長さに沿って位置してもよい。他の実施形態において、開口の１つの開き口は接触部材６０２ａ〜ｄの垂直動作を１つの方向に制限するように先細りしてもよい。包封材料６０６は第１撓みモードを規定する第１可撓部材を備えてなっている。
接触部材６０２ａ〜ｄは厚み「Ｔ」より大きな幅「Ｗ」を有する横断面範囲を備えたリボン形状を有する。接触部材６０２ａ〜ｄの少なくとも一部が一般に螺旋部分６０７ａ〜ｄを形成するように捩じられる。図示の実施形態において、捩じられた接触部材６０２ａ〜ｄの長さ「Ｌ」に沿った径は一般に一定である。一般に一定の径は、コネクタ６００での接触部材６０２ａ〜ｄの細かめのピッチと小さめの径の開口６１０ａ〜ｄを可能にする。代替の実施形態において、幅「Ｗ」は特有の適用のために接触部材６０２ａ〜ｄの長さ「Ｌ」に沿って変わりうる。
１つ以上の螺旋部分６０７ａ〜ｄは各接触部材の長さ「Ｌ」に沿って、幾何学的図形の中心のそばのような、別個の位置に位置することが可能である。それに代えて、螺旋部分は接触部材の全長に延在可能である。或る実施形態において、２つの別個の螺旋部分６０７ｃは、中央のそばに一般に平坦な部分６０８を備えた接触部材６０２ｃでの端部６０３ｃ，６１０ｃのそばに位置する。螺旋部分は、一定のピッチ又は変動するピッチのほぼ円筒形の螺旋を言う。幅「Ｗ」が接触部材の長さ「Ｌ」に沿って変わる実施形態において、ほぼ円筒形の螺旋は、一定の又は変動するピッチの一連のほぼ同心の円筒形の螺旋を備えてなる。接触部材６０２ａ，６０２ｄは約１８０°捩じれる。接触部材６０２ｂは約９０°捩じれ、接触部材６０２ｃは１８０度の全体の捩じれのために各端部６０３ｃ，６１０ｃのそばで約９０°捩じれる。螺旋部分の位置と捩じれの度合いは予め定められた屈曲位置を与える。屈曲位置は特有の適用のために調整可能である。接触部材６０２ａ〜ｄは第２可撓部材を備えてなる。第１及び第２可撓部材の組み合わされた弾性は第２撓みモードを規定する。
接触部材６０２ａの上下端部６０３ａ，６０５ａは一般に凸状である。接触部材６０２ｄの上端部６０３ｄは一般に凹状で下端部６０５ｄは一般に凸状である。接触部材６０２ａ〜ｄの端部は、第１及び第２回路部材でのインターフェイスの形状に対応するように形作られうる。それに代えて、接触部材６０２ａ〜ｄの端部は回路部材でのインターフェイスを変形する及び／又はこれに食い込むように形作られ得、それによってソリッドな電気接触部を形成する。
向かい合う回路部材によって接触部材６０２ａ〜ｄに施与された圧縮力は、螺旋部分６０７ａ〜ｄのため、接触部材６０２ａ〜ｄの僅かな回転と、包封体６０６の屈曲を引き起こす。回転力の性質と程度は向かい合う回路部材と先端の形状に依存することとなる。包封材料６０６の性質は、接触部材６０２ａ〜ｄが開口６１０ａ〜ｄの壁又は端部止め部と付随的に接触するまでの第１撓みモードにおける開口６１０ａ〜ｄの範囲内での接触部材６０２ａ〜ｄの僅かな動作を可能にする。
回路部材によって施与された圧縮力が増加すると、通常、接触部材の開口の側壁との係合に応じて、リボン接触部材６０２ａ〜ｄが僅かに屈曲する。リボン材料の弾性の性質並びに更に包封材料の変形は、第２撓みモードをもたらす。接触部材６０２ａ〜ｄの組み合わされた側方及び回転の動きは、回路部材端子に在る非伝導性フィルム又は潜在的酸化物を破る又は壊すための僅かな拭き取り動作（wiping action）をもたらす。図３０のコネクタ６００は、本発明に係る取り替え可能なチップモジュールで使用可能である。
図３１は、一般に本発明に係るコネクタ６００’を利用する例示的な取り替え可能なチップモジュール６２０の側断面図である。ハウジング６２４は、１つ以上の第１回路部材６２８を受けるための装置位置６２６を有する。第１回路部材６２８は露出したダイ集積回路装置かパッケージされた集積回路装置のいずれかとして示される。カバー６３０が、第１回路部材６２８をモジュール６２０に保持するための装置位置６２６のために備えられる。当該カバー６３０及び／又はハウジング６２４はヒートシンクとして機能可能である。接触部材６３４ａ〜ｃが第１回路部材６２８から第２回路部材６３２に延在する。当該接触部材６３４ａ〜ｃは、圧縮モードにおいて第１回路インターフェイス６４０で第１回路部材６２８の接触パッド６３８と係合するように位置した第１回路インターフェイス部分６３６ａ〜ｃを有する。
図３２は、接触パッド６３８の代わりにボールグリッドアレイ６３８’を有した代替の第１回路部材６２８’を示す。同様に、接触部材６３４ａ〜ｃは、圧縮モードにおいて第２回路インターフェイス部分６４４で接触パッド６４５と係合するように位置した第２回路インターフェイス部分６４２ａ〜ｃを有する。図３１に示された実施形態において、第１及び第２回路インターフェイス部分６３６ａ〜ｃ，６４２ａ〜ｃはサイズ及び形状を変えうるものである。
弾性誘電包封材料６４６は、弾性接触部材６３４ａ〜ｃの一部を取り囲む。図３１と３２の実施形態において、接触部材６３４ａ〜ｃは９０度の捩じれを有している。包封材料６４６は第１可撓部材を備えてなり、第１撓みモードをもたらす。接触部材６３４ａ〜ｃの屈曲と誘電性包封材料６４６の更なる変形とは、多段モードソルダレスコネクタ６００’の第２撓みモードをもたらす。上に述べたように、第２回路部材６３２は典型的には、接触パッド６４５に電気的に接続された第３電気コネクタ（図２１参照）を有する。第３電気コネクタ（図示せず）は典型的には、第２回路部材６３２を第３回路部材に電気的に接続するのに用いられる（一般に図２６と２７参照）。
図３３Ａ〜３３Ｆは、螺旋部分６５２ａ〜６５２ｆを有した代替の接触部材６５０ａ〜６５０ｆを示す。対称性乃至シンメトリーが求められないにもかかわらず、図示された実施形態の全ては対称である。図３３Ａ〜３３Ｄの実施形態は、螺旋部分６５２ａ〜ｄの上方に第１曲がり部６５４ａ〜ｄを、螺旋部分６５２ａ〜ｄの下方に第２曲がり部６５６ａ〜ｄを有する。
図３４は、ハウジング６６４上方に延在する接触部材６６２を有するコネクタ６６０の斜視図である。当該コネクタ６６０は一般にランドグリッドアレイとの係合のために形作られる。接触部材６６２のピッチに対応する複数の開口６６８を有する挿入体６６６はハウジング６６４に対して位置していてもよい。開口６６８は、回路部材６７２のボールグリッドアレイ６７０との係合を容易にする凹部を形成する。
発明の背景に引用されたものを含みここに開示された特許及び特許出願は、この結果、言及乃至参照によって組み込まれる。本発明の他の実施形態も可能である。上記したことは例証としてものであり、限定されるべきものではない。多くの他の実施形態は上記のものに照らして当業者にとり明らかであろう。したがって、本発明の範囲は下記請求の範囲に照らして等価の十分な範囲を加えて、決定されなければならない。

Claims (22)

1. コネクタ部材を備えた第１機能表面及び第２機能表面をそれぞれに有する第１回路部材と第２回路部材を電気的に接続するためのコネクタ装置にして、
   第１回路部材と第２回路部材の間に実質的に位置するのに適応した電気絶縁コネクタハウジングと；
   第１回路部材及び第２回路部材におけるコネクタ部材との係合のために、第１インターフェイス部分及び第２回路インターフェイス部分を有し、コネクタハウジング内に概して位置した、第１可撓部材から成る弾性接触部材と；
   第２可撓部材から成る、弾性接触部材の一部を取り囲む弾性誘電包封材料と；
   ハウジング上の少なくとも一つの表面と
   を備えて構成され、
   接触部材が回路部材により移動するとき、第１可撓部材及び第２可撓部材によって第１撓みモードがもたらされ、
   第２可撓部材の一部がハウジングの表面に少なくとも部分的に押し付けられて、第２撓みモードにおいて接触部材が弾性変形する屈曲位置がもたらされるコネクタ装置。
2. 接触部材の弾性変形が第２撓みモードからなる、請求項１の装置。
3. 屈曲位置における接触部材の係合が第２撓みモードを開始させる、請求項１の装置。
4. 屈曲位置がハウジングの第１端部止め部及び第２端部止め部からなる、請求項１の装置。
5. 屈曲位置がハウジングの平坦面からなる、請求項１の装置。
6. コネクタが二次挿入力よりも小さな初期挿入力を有する、請求項１の装置。
7. 接触部材が少なくとも１つの螺旋部分を有する、請求項１の装置。
8. 第１回路インターフェイス部分がコネクタ部材の形状を補完する形状を有する、請求項１の装置。
9. 第一回路インターフェイス部分が回路部材のコネクタ部材と係合するように構成されたカップ形状を有する、請求項１の装置。
10. 弾性接触部材が一枚の導電シート材料からなる、請求項１の装置。
11. 第１回路インターフェイス部分が第１回路部材と拭き取り係合を行う、請求項１の装置。
12. 第１回路インターフェイス部分が、エッジカード、ｊリード装置、フレックス回路、リボンコネクタ、ケーブル、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）、ランドグリッドアレイ（ＬＧＡ）、プラスチックの鉛で枠付けられたチップキャリア（ＰＬＣＣ）、ピングリッドアレイ（ＰＧＡ）、スモールアウトライン集積回路（ＳＯＩＣ）、デュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）、クワッドフラットパッケージ（ＱＦＰ）、リードレスチップキャリア（ＬＣＣ）及びチップスケールパッケージ（ＣＳＰ）の群から選択されたコネクタ部材と係合することができる、請求項１の装置。
13. 接触部材を支持する少なくとも１つの支持部材を更に備える、請求項１の装置。
14. 支持部材が、接触部材の回転するピボット点を有する、請求項１３の装置。
15. 支持部材が、接触部材の移動動作を可能とするフレキシブルなフィラメントを有する、請求項１３の装置。
16. 第２撓みモードの少なくとも一部が第１接触部材の幾何学形状により決定される、請求項１の装置。
17. 第２撓みモードの少なくとも一部が第１接触部材の厚さにより決定される、請求項１の装置。
18. 第２回路部材が、
    少なくとも一つの第１回路部材を受けることがそれぞれできる多数の装置位置を有する交換可能なチップモジュールと；
    一つ又は複数の装置位置に位置した請求項１に記載のコネクタ装置と；
    第２回路部材を第３回路部材に電気的に接続するための第２コネクタとを備えてなる、請求項１の装置。
19. 第２コネクタが、エッジコネクタ、リボンケーブル、プリント配線回路基板、集積回路装置、有機乃至無機サブストレート、フレックス回路及びリジッド回路及び請求項１に従うコネクタ装置からなる群から選択される、請求項１８の装置。
20. 第１回路部材が、パッケージされた集積回路装置、パッケージされていない集積回路装置及び集積回路装置の機能群からなる群から選択される、請求項１８の装置。
21. 第３回路部材が交換可能なチップモジュールを備えてなる、請求項１８の装置。
22. 第１回路部材の寿命の複数段階のために交換可能なチップモジュールを用いる方法にして、
    モジュールハウジングの装置位置に複数の第１回路部材を位置させること；
    第１コネクタにより第１回路インターフェイスを形成するために第１回路部材を装置位置に押し込むこと、ここで第１コネクタは第１回路部材と係合可能な第１回路インターフェイスを画定する第１可撓部材から成る１つ又は複数の第１接触部材、弾性誘電包封材料及びハウジングにおける少なくとも１つの表面を備えて構成され、包封材料は第１接触部材の一部を取り囲む第２可撓部材を画定し、第１及び第２可撓部材は第１撓みモードをもたらし、接触部材が第２撓みモードにおいて弾性的に変形する屈曲位置をもたらすために、第２可撓部材の一部がハウジングの表面に少なくとも部分的に押し付けられ；
    第１コネクタに電気的に接続されたモジュールハウジングに第２コネクタを位置させること；
    第２コネクタを第２回路部材に電気的に接続すること；
    第２コネクタを第２回路部材から電気的に遮断すること；及び
    第２コネクタを第３回路部材と電気的に接続すること
    の各ステップを備えて構成される方法。

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