JP3976217B2

JP3976217B2 - Connector structure

Info

Publication number: JP3976217B2
Application number: JP23602399A
Authority: JP
Inventors: 拓也 ▲高▼橋
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 1999-08-23
Filing date: 1999-08-23
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2019-08-23
Also published as: JP2001060483A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板と、ＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）パッケージ及びＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）パッケージ等の各種電子部品との接続に用いるコネクタ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板と各種パッケージとの接続に用いる従来のコネクタについて説明する。
【０００３】
まず、実開平５−１７９４６号公報に記載された従来の第１のコネクタについて図４を参照して説明する。コネクタは、多数組の一対のコンタクトを有するが、ここでは理解の便宜のために、１組の一対のコンタクトについて説明する。
【０００４】
一対のコンタクト１１，１２は、それぞれ略Ｕ字形状の板ばねから構成される。コンタクト１１，１２の一端部１１Ａ，１２Ａはインシュレータ１３に設けられた貫通孔１３Ａに形成された段部１３Ｂ，１３Ｃに係合し、他端部１１Ｂ，１２Ｂはコンタクト１１，１２相互間の接続を行うと共に係合も行う。また、コンタクト１１の湾曲部１１Ｃはパッケージのパッド（図示せず）と接触し、コンタクト１２の湾曲部１２Ｃは基板のパッド（図示せず）と接触する。
【０００５】
図４（ａ）は、一対のコンタクト１１，１２がインシュレータ１３の貫通孔１３Ａに挿入された状態を示す。この状態では、コンタクト１１，１２の一端部１１Ａ，１２Ａは貫通孔１３Ａの段部１３Ｂ，１３Ｃに係合すると共に、他端部１１Ｂ，１２Ｂの付近は相互に面接触し、また、湾曲部１１Ｃ，１２Ｃは貫通孔１３Ａから外部に突出している。コンタクト１１，１２は、まだ変形していない。
【０００６】
図４（ｂ）は、コンタクト１１，１２にパッケージと基板を組み付けた状態を示す。すなわち、コンタクト１１の湾曲部１１Ｃはパッケージのパッドによって上方から押圧され、また、コンタクト１２の湾曲部１２Ｃは基板のパッドによって下方から押圧されるので、コンタクト１１，１２は弾性変形する。そして、他端部１１Ｂ，１２Ｂと湾曲部１１Ｃ，１２Ｃ付近との２点で、相互に接触する。このとき、コンタクト１１，１２は接続方向に反発し合い、この反発力が、コンタクト１１，１２の相互間、コンタクト１１とパッケージとの間、及び、コンタクト１２と基板との間の接触力となる。
【０００７】
次に、特開平８−１６２２３８号公報に記載された従来の第２のコネクタについて図５を参照して説明する。
【０００８】
コンタクト２３は、図５（ａ）に示されるように、弾性変形可能な波形の導電体から製作され、パッケージ半田ボール用接点２３Ａと基板パッド用接点２３Ｂと中央部両側の係合部２３Ｄとから構成される。パッケージ半田ボール用接点２３Ａには、半田ボールに突き刺さるためのくさび状突起２３Ｃが設けられている。
【０００９】
図５（ｂ）に示されるように、各コンタクト２３は、組込みカバー２４とベース２１とでサンドイッチされ、インシュレータ２２に支持されて一体化される。組込みカバー２４は、複数本のコンタクト２３各々を絶縁し、また、各コンタクト２３のパッケージ半田ボール用接点２３Ａを整列させている。また、組込みカバー２４は、パッケージ４０のガイド部２４Ａとパッケージ４０のはめ込み部２４Ｂを有し、パッケージ４０をガイドし、パッケージ半田ボール用接点２３Ａとパッケージ４０に設けられたパッケージ半田ボール４１との位置合せを行うことができる。同様に、ベース２１も、複数本のコンタクト２３各々を絶縁し、また、各コンタクト２３の基板パッド用接点２３Ｂを整列させている。
【００１０】
ベース２１、インシュレータ２２、コンタクト２３及び組込みカバー２４を組立ててアッセンブリ３０とし、アッセンブリ３０にパッケージ４０をはめ込み、パッケージプレート２５をかぶせ、全体を基板５０にボルト２６とナット２７とによって締め付ける。この締め付けの程度によって、各コンタクト２３に加わる力は、強弱変化する。インシュレータ２２から突出している各コンタクト２３の腕部２３Ｅは、パッケージ４０と基板５０とによって図４（ｂ）の上下方向に挟圧力を加えられると、弾性変形する。そして、パッケージ半田ボール用接点２３Ａがパッケージ半田ボール４１に接触し、また、基板パッド用接点２３Ｂが基板パッド５１に接触するので、パッケージ４０と基板５０とは、接続する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の第１のコネクタでは、一対のコンタクトの形状が複雑であり、また、一対のコンタクトの接触状態が不安定であるため、接続信頼性が低い。
【００１２】
前記従来の第２のコネクタでは、コンタクトが組込みカバーとインシュレータとベースに挿入されているから、構造が複雑であり、また、コンタクトに湾曲部が多いので、電気特性が低下する。
【００１３】
そこで、本発明は、前記従来の各コネクタの欠点を改良し、構造が簡単で、コンタクトが確実に接触することによって接続信頼性が高く、しかも、電気特性が良好な、基板と電子部品との接続に用いるコネクタ構造を提供しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、次の手段を採用する。
【００１５】
１．電子部品とスルーホールが設けられた基板との間を接続するコネクタ構造において、コネクタはインシュレータと前記インシュレータに揺動可能に保持されるコンタクトとから構成され、前記コンタクトは、前記インシュレータに保持される保持部分と、前記スルーホールの内面に接触する第１接触部及び前記スルーホールの開口部付近に形成されたパッドのエッジに接触する第２接触部を有する略直線状部分と、前記電子部品に接触する第３接触部を有する部分とから構成され、前記コンタクトは前記電子部品と前記基板との接続方向に対して傾斜し、前記電子部品と前記基板とを接続する際、前記保持部分が前記インシュレータの貫通孔内を移動するコネクタ構造。
【００１６】
２．前記コンタクトの前記第３接触部を有する前記部分が略直線状部分に形成されている前記１記載のコネクタ構造。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の２つの実施の形態例のコネクタ構造について説明する。
【００１８】
まず、本発明の第１実施の形態例について図１と図２を参照して説明する。
【００１９】
図１に示されるように、コネクタは、合成樹脂製のインシュレータ１と、インシュレータ１の縦横方向に設けられた多数の円形の貫通孔１Ａ内にそれぞれ保持された多数のコンタクト２とから構成される。各コンタクト２は、略直線状部分２Ａと湾曲状部分２Ｂと保持部分（後述する一対の凹部２Ｃ）とから構成される。各貫通孔１Ａ内の両側には、一対の凸部１Ｂが形成される。各コンタクト２における湾曲状部分２Ｂに隣接する略直線状部分２Ａの付近の両側には、一対の凹部２Ｃが形成され、一対の凹部２Ｃが一対の凸部１Ｂにはまることによって、各コンタクト２は、各貫通孔１Ａの深さ方向の移動を規制されるが、各貫通孔１Ａの直径方向の移動を許容される。また、各コンタクト２の略直線状部分２Ａがインシュレータ１の各貫通孔１Ａの深さ方向に対して傾斜するように、各コンタクト２はインシュレータ１に保持される。
【００２０】
インシュレータ１は基板３上に載置され、基板３の縦横方向に多数の円形のスルーホール３Ａが設けられる。各コンタクト２の下端（第１接触部）２Ｄは基板３の各スルーホール３Ａの内面に接触し、略直線状部分２Ａの中間の箇所（第２接触部）２Ｅは各スルーホール３Ａの開口の周囲に設けられた正方形状のパッド３Ｂのエッジに接触し、湾曲状部分２Ｂの頂上（第３接触部）２ＦはＩＣパッケージ４の各パッド４Ａに対向する。
【００２１】
図２（ａ）に示されるコネクタの未接続状態において、ＩＣパッケージ４を図２（ｂ）の矢印方向へ押圧すると、ＩＣパッケージ４の各パッド４Ａが各コンタクト２の第３接触部２Ｆを下方に押圧する。すると、各コンタクト２の第３接触部２Ｆと第１接触部２Ｄとの間は全体的にたわみ、各コンタクト２の一対の凹部２Ｃはインシュレータ１の各一対の凸部１Ｂにガイドされて右方に若干移動し、ＩＣパッケージ４と基板３とは、図２（ｂ）の接続状態に至る。
【００２２】
次に、本発明の第２実施の形態例について図３を参照して説明する。第２実施の形態例については、第１実施の形態例と同様な部分の説明を省略し、相違する部分のみを説明する。
【００２３】
各コンタクト２は、略直線状部分２Ａと保持部分２Ｃと中間湾曲状部分２Ｇと略直線状部分２Ｈとから構成される。各略直線状部分２Ｈは、ＩＣパッケージ４の各半田ボール４Ｂと接触する。
【００２４】
なお、本発明においては、インシュレータ１の一対の凸部１Ｂとコンタクト２の一対の凹部２Ｃを逆に換えることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次の効果を奏することができる。
【００２６】
１．コンタクト、コンタクトを保持するインシュレータ及びスルーホールが設けられた基板から構成されるので、構造が簡単で、また、コンタクトが確実に電子部品と基板に接触する。
【００２７】
２．基板に設けられたスルーホールを利用することによって、コンタクトにてこの倍力効果が得られる。したがって、弱い力でコンタクトが電子部品と基板に確実に接触するから、信頼性の高い接続が可能となる。
【００２８】
３．従来のコネクタと対比して、コンタクトを一層直線的形状に構成することができるので、コネクタの自己インダクタンスが低下する。
【００２９】
４．コネクタの構造が簡単であるため、コンタクトの狭ピッチ化が可能となる。
【００３０】
５．コネクタは、各種のパッケージ等の電子部品の形態に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態例のコネクタ構造の諸図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は（ｂ）における線Ａ−Ａによる断面図、（ｄ）は（ｃ）における線Ｂ−Ｂによる断面図を、それぞれ示す。
【図２】本発明の第１実施の形態例のコネクタ構造の接続未接続状態を示す断面図であり、（ａ）は未接続状態、（ｂ）は接続状態を、それぞれ示す。
【図３】本発明の第２実施の形態例のコネクタ構造の接続状態を示す断面図である。
【図４】従来の第１のコネクタの断面図であり、（ａ）は未接続状態、（ｂ）は接続状態を、それぞれ示す。
【図５】従来の第２のコネクタを示し、（ａ）はコンタクトの斜視図、（ｂ）はコネクタの接続状態の断面図である。
【符号の説明】
１インシュレータ
１Ａ貫通孔
１Ｂ凸部
２コンタクト
２Ａ略直線状部分
２Ｂ湾曲状部分
２Ｃ凹部（保持部分）
２Ｄ第１接触部
２Ｅ第２接触部
２Ｆ第３接触部
２Ｇ中間湾曲状部分
２Ｈ略直線状部分
３基板
３Ａスルーホール
３Ｂパッド
４ＩＣパッケージ
４Ａパッド
４Ｂ半田ボール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a connector structure used for connecting a substrate and various electronic components such as an LGA (Land Grid Array) package and a BGA (Ball Grid Array) package.
[0002]
[Prior art]
A conventional connector used for connecting the substrate and various packages will be described.
[0003]
First, a conventional first connector described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-17946 will be described with reference to FIG. Although the connector has a large number of pairs of contacts, a pair of contacts will be described here for convenience of understanding.
[0004]
Each of the pair of contacts 11 and 12 is configured by a substantially U-shaped leaf spring. One end portions 11A and 12A of the contacts 11 and 12 engage with step portions 13B and 13C formed in a through hole 13A provided in the insulator 13, and the other end portions 11B and 12B connect the contacts 11 and 12 to each other. And engaging. Further, the curved portion 11C of the contact 11 is in contact with a pad (not shown) of the package, and the curved portion 12C of the contact 12 is in contact with a pad (not shown) of the substrate.
[0005]
FIG. 4A shows a state in which the pair of contacts 11 and 12 are inserted into the through hole 13 A of the insulator 13. In this state, the one end portions 11A and 12A of the contacts 11 and 12 engage with the step portions 13B and 13C of the through hole 13A, and the vicinity of the other end portions 11B and 12B are in surface contact with each other, and the curved portion 11C. , 12C protrude from the through hole 13A to the outside. The contacts 11 and 12 are not yet deformed.
[0006]
FIG. 4B shows a state in which a package and a substrate are assembled to the contacts 11 and 12. That is, the curved portion 11C of the contact 11 is pressed from above by the pad of the package, and the curved portion 12C of the contact 12 is pressed from below by the pad of the substrate, so that the contacts 11 and 12 are elastically deformed. And it contacts mutually at two points, the other end parts 11B and 12B, and the curved parts 11C and 12C vicinity. At this time, the contacts 11 and 12 repel each other in the connection direction, and this repulsive force becomes a contact force between the contacts 11 and 12, between the contact 11 and the package, and between the contact 12 and the substrate. .
[0007]
Next, a conventional second connector described in JP-A-8-162238 will be described with reference to FIG.
[0008]
As shown in FIG. 5 (a), the contact 23 is made of an elastically deformable corrugated conductor, and is composed of a package solder ball contact 23A, a substrate pad contact 23B, and engaging portions 23D on both sides of the central portion. Composed. The package solder ball contact 23A is provided with a wedge-shaped projection 23C for piercing the solder ball.
[0009]
As shown in FIG. 5B, each contact 23 is sandwiched between the built-in cover 24 and the base 21, supported by the insulator 22, and integrated. The built-in cover 24 insulates each of the plurality of contacts 23 and aligns the contact 23A for the package solder ball of each contact 23. Further, the built-in cover 24 has a guide portion 24A of the package 40 and a fitting portion 24B of the package 40, and guides the package 40, and positions of the package solder ball contact 23A and the package solder ball 41 provided on the package 40. Can be combined. Similarly, the base 21 also insulates each of the plurality of contacts 23 and aligns the substrate pad contacts 23B of the contacts 23.
[0010]
The base 21, the insulator 22, the contact 23, and the built-in cover 24 are assembled into an assembly 30, the package 40 is fitted into the assembly 30, the package plate 25 is covered, and the whole is fastened to the substrate 50 with bolts 26 and nuts 27. The force applied to each contact 23 varies with the degree of tightening. The arm portion 23E of each contact 23 protruding from the insulator 22 is elastically deformed when a clamping force is applied in the vertical direction of FIG. 4B by the package 40 and the substrate 50. The package solder ball contact 23A contacts the package solder ball 41, and the substrate pad contact 23B contacts the substrate pad 51, so that the package 40 and the substrate 50 are connected.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional first connector, since the shape of the pair of contacts is complicated and the contact state of the pair of contacts is unstable, the connection reliability is low.
[0012]
In the conventional second connector, since the contact is inserted into the built-in cover, the insulator, and the base, the structure is complicated, and the contact has many curved portions, so that the electrical characteristics are deteriorated.
[0013]
Therefore, the present invention improves the drawbacks of the conventional connectors described above, and has a simple structure, a reliable contact and high connection reliability, and good electrical characteristics between the substrate and the electronic component. It is an object of the present invention to provide a connector structure used for connection.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
[0015]
1. In a connector structure for connecting between an electronic component and a substrate provided with a through hole, the connector includes an insulator and a contact that is swingably held by the insulator, and the contact is held by the insulator. A substantially linear portion having a holding portion, a first contact portion that contacts the inner surface of the through hole, and a second contact portion that contacts an edge of a pad formed near the opening of the through hole; and the electronic component The contact portion is inclined with respect to a connection direction between the electronic component and the substrate, and the holding portion is connected to the electronic component and the substrate when the electronic component and the substrate are connected to each other. Connector structure that moves in the through hole of the insulator .
[0016]
2. 2. The connector structure according to 1, wherein the portion having the third contact portion of the contact is formed in a substantially linear portion.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The connector structure of two embodiments of the present invention will be described.
[0018]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG.
[0019]
As shown in FIG. 1, the connector includes an insulator 1 made of synthetic resin, and a large number of contacts 2 respectively held in a large number of circular through holes 1 A provided in the vertical and horizontal directions of the insulator 1. . Each contact 2 includes a substantially linear portion 2A, a curved portion 2B, and a holding portion (a pair of concave portions 2C described later). A pair of convex portions 1B are formed on both sides in each through hole 1A. A pair of recesses 2C are formed on both sides of the contact 2 in the vicinity of the substantially linear portion 2A adjacent to the curved portion 2B, and the pair of recesses 2C fits into the pair of protrusions 1B. Although the movement in the depth direction of each through hole 1A is restricted, the movement in the diameter direction of each through hole 1A is allowed. Further, each contact 2 is held by the insulator 1 so that the substantially linear portion 2A of each contact 2 is inclined with respect to the depth direction of each through hole 1A of the insulator 1.
[0020]
The insulator 1 is placed on the substrate 3, and a large number of circular through holes 3 A are provided in the vertical and horizontal directions of the substrate 3. The lower end (first contact portion) 2D of each contact 2 is in contact with the inner surface of each through hole 3A of the substrate 3, and the middle portion (second contact portion) 2E of the substantially linear portion 2A is the opening of each through hole 3A. The edge of the square pad 3 B provided around is in contact with the top (third contact portion) 2 F of the curved portion 2 B and faces each pad 4 A of the IC package 4.
[0021]
When the IC package 4 is pressed in the direction of the arrow in FIG. 2B in the unconnected state of the connector shown in FIG. 2A, each pad 4A of the IC package 4 moves down the third contact portion 2F of each contact 2. Press on. As a result, the entire contact portion 3F bends between the third contact portion 2F and the first contact portion 2D, and the pair of concave portions 2C of each contact 2 is guided by the pair of convex portions 1B of the insulator 1 to the right. The IC package 4 and the substrate 3 reach the connection state shown in FIG.
[0022]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Regarding the second embodiment, the description of the same parts as those of the first embodiment will be omitted, and only different parts will be described.
[0023]
Each contact 2 includes a substantially straight portion 2A, a holding portion 2C, an intermediate curved portion 2G, and a substantially straight portion 2H. Each substantially linear portion 2H is in contact with each solder ball 4B of the IC package 4.
[0024]
In the present invention, the pair of protrusions 1B of the insulator 1 and the pair of recesses 2C of the contact 2 can be reversed.
[0025]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, the following effects can be obtained.
[0026]
1. Since the contact, the insulator for holding the contact, and the substrate provided with the through hole are included, the structure is simple, and the contact reliably contacts the electronic component and the substrate.
[0027]
2. By using a through hole provided in the substrate, this boosting effect can be obtained at the contact. Therefore, since the contact reliably contacts the electronic component and the substrate with a weak force, a highly reliable connection is possible.
[0028]
3. In contrast to the conventional connector, the contact can be formed in a more linear shape, so that the self-inductance of the connector is reduced.
[0029]
4). Since the connector structure is simple, the contact pitch can be reduced.
[0030]
5). The connector can correspond to the form of electronic components such as various packages.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams of a connector structure according to a first embodiment of the present invention, where FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a cross-sectional view, and FIG. 1C is a cross-section taken along line AA in FIG. FIG. 4D is a sectional view taken along line BB in FIG.
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views showing a connection unconnected state of the connector structure according to the first embodiment of the present invention, where FIG. 2A shows the unconnected state, and FIG. 2B shows the connected state.
FIG. 3 is a sectional view showing a connection state of a connector structure according to a second embodiment of the present invention.
4A and 4B are cross-sectional views of a first conventional connector, in which FIG. 4A shows an unconnected state, and FIG. 4B shows a connected state.
FIGS. 5A and 5B show a conventional second connector, in which FIG. 5A is a perspective view of a contact, and FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulator 1A Through-hole 1B Convex part 2 Contact 2A Substantially linear part 2B Curved part 2C Concave part (holding part)
2D 1st contact portion 2E 2nd contact portion 2F 3rd contact portion 2G Intermediate curved portion 2H Substantially straight portion 3 Substrate 3A Through hole 3B Pad 4 IC package 4A Pad 4B Solder ball

Claims

In a connector structure for connecting an electronic component and a substrate provided with a through hole, the connector includes an insulator and a contact that is swingably held by the insulator, and the contact is held by the insulator. A substantially linear portion having a holding portion, a first contact portion that contacts an inner surface of the through hole, and a second contact portion that contacts an edge of a pad formed near the opening of the through hole; and the electronic component The contact portion is inclined with respect to a connection direction of the electronic component and the substrate, and the holding portion is connected to the electronic component and the substrate when the electronic component and the substrate are connected to each other. A connector structure that moves in a through hole of an insulator .

The connector structure according to claim 1, wherein the portion having the third contact portion of the contact is formed in a substantially linear portion.