JP3976274B2

JP3976274B2 - コネクタ

Info

Publication number: JP3976274B2
Application number: JP2004090439A
Authority: JP
Inventors: 英之野口
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2024-03-25
Also published as: JP2005276707A

Description

本発明は、コネクタに関し、詳しくは、基板等の接続対象物を接続するための格子状配線パターン両面接続コネクタ及び製造方法に関する。

従来、電子部品等の基板への実装面積の小型化を図るべく格子状配線をもつＩＣチップ、コネクタ等が開発されている。それらの実装接続構造として、次のものが一般的である。

図９は従来技術による通信ネットワークサーバー用のコンピュータ装置を示す斜視図である。図１０（ａ）及び（ｂ）は図９のコンピュータ装置のサーバーユニットの基板に搭載されるマイクロＰＧＡソケットの２，３の例を示す斜視図である。

図９に示されるコンピュータ装置は複数のサーバーユニット８０の集合体であり、各サーバーユニット８０の基板８１に、メモリ等や各種コントローラＩＣ等の電子部品８２，８３と、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｕｎｉｔ）を搭載するためのＰＧＡ（ＰｉｎＧｒｉｄＡｒｒａｙ）ソケットコネクタ８４，８５を実装している。

図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＣＰＵのソケット１１１，１１２は、ＣＰＵの一面に配置されたピンに対応するピン穴を備えている。このＰＧＡタイプのソケクトコネクタを用いた接続方法の場合、多くはＺＩＦ（ＺｅｒｏＩｎｓｅｒｔｉｏｎＦｏｒｃｅ）構造を採っている。したがって、コネクタ構成部品点数が多く、コストが高い製造技術として難易度が高いだけでなく、小型化対応に限界があるという問題がある。

これに対してＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）という方式が開発されている。これは、例えばシート状の両面接続コネクタ（例えばＡＭＰ社）による実装方式である。

図１１は代表的なＢＧＡコネクタを示す図、図１２はＢＧＡコネクタを用いたＢＧＡデバイス５３の接続方法を示す図で、（ａ）は分解組立斜視図、（ｂ）は接続完成図、（ｃ）は側面図である。図１３はＢＧＡソケットの接続状態を示す部分断面図である。

図１１に示すように、ＢＧＡコネクタ５５は実装面に、実装するＢＧＡディバイスのＢＧＡボールに対応したボール収容孔（ウェル：ｗｅｌｌ）を備えている。

図１２に示すように、角部に立設された複数の固定ピン５８を備えた支持基板５７にプリント回路基板５６を重ね合わせて、図１１に示したものと同様のＢＧＡソケット５５を、ボール収容孔が形成された面を上面となるように、その上に重ねて、さらに、その上にＢＧＡデバイス５３のボール形成面を下にして、図１３に示すように、各々のボール６３がボール収容孔６５に入るように装着し、その上に上部支持板５２を重ねさらに、中央下面に鉛直方向に付勢するバネ５４を備えたバネ板５１を装着して四隅に突出したピン５８の先端部に設けられた螺子で固定することで、ボール収容孔６５の接点６１とボール６３とを圧接することによって、接続するものである。

図１３に示すように、ボール収容孔６５は、ポリアミドのキャリア６４上に形成されたＭＰＩポリマー柱６１がインジェクションモールディングによって形成されており、ボール６３はボール収容孔（ウェル）６５内のＭＰＩポリマー柱６１の上端面に接触して電気接続される。

前述したＢＧＡ方式の場合、ハンダ接続を行えば小型化が可能であるが、その後、接続したＩＣ、チップ類などを取り外すことが困難である。

これに対して、ハンダ接続によらない場合は、電気接続を得るために接圧（接触圧力）をかけるための別の構造機構が必要になり、コストアップの原因となり、また小型化対応に限界があるという問題がある。

一方、特許文献１には、複数のスリットが設けられた保持板に、断面半小判状の棒状であって、湾曲表面に巻着された金属細線群を長手方向に沿って並設した接続子を挿入した電気コネクタが開示されている。

また、特許文献２には、テープ状の基材の一面に、粘着材層を形成し、その上に一方向に互いに平行になるように細長い帯状の金属薄膜を複数設けた導電体モジュールを用いたコネクタが開示されている。しかし、このコネクタは、芯数の多いコネクタには、幅寸法が長くなりすぎて適用できない。

特開２００２−８８１０号公報特開２００１−２１０９３３号公報

そこで、本発明の技術的課題は、接続基板面積の極小化、ＩＣ、チップ、コネクタ等を基板実装する際の実装容積の削減、小型化、製造コストの低減化を図ることにある。

本発明によれば、接続対象物と接続するコネクタにおいて、前記コネクタは、基材と、粘着剤層と、瑞子部を備えた導電体とからなるモジュール部材を複数有し、前記基材と前記粘着剤層の内、少なくとも一方は弾性を有し、前記モジュール部材は、両端部に端子部を配置するように、折り曲げて形成され、端子部を露出させることによって、折り曲げられたモジュール部材を積層し、互いに隣接して積層された一対のモジュール部材間に形成された空間の内の少なくとも一つの空間内に補助母材を配置するとともに、モジュール部材間を粘着剤層によって貼り付けたことを特徴とするコネクタが得られる。

また、本発明によれば、接続対象物と接続するコネクタにおいて、前記コネクタは、基材と、粘着剤層と、瑞子部を備えた導電体とからなるモジュール部材を複数有し、前記基材と前記粘着剤層の内、少なくとも一方は弾性を有し、前記モジュール部材は、両端部に端子部を配置するように、折り曲げて形成され、端子部を露出させることによって、折り曲げられたモジュール部材を積層し、且つモジュール部材間を粘着剤層によって貼り付けるとともに、前記モジュール部材は、互いに重なる第１のモジュール部材と第２のモジュール部材とを備え、前記第１のモジュール部材の導電体と前記第２のモジュール部材の基材とが互いに重なりあう前記第２のモジュール部材の基材の部分に前記第１のモジュール部材の導電体をそれぞれ収容するように溝が設けられていることを特徴とするコネクタが得られる。

ここで、本発明において、前記接続対象物として基板等、前記基材として、テープ、シート等を夫々用いることができ、また、導電体として、金属箔、金属片もしくは金属薄膜を用いることができる。

また、本発明によれば、前記いずれか一つのコネクタにおいて、前記モジュール部材はＵ字形状に折り曲げられていることを特徴とするコネクタが得られる。

また、本発明によれば、前記コネクタにおいて、前記Ｕ字状に形成されたモジュール部材は、略同一形状であることを特徴とするコネクタが得られる。

また、本発明によれば、前記いずれか一つのコネクタにおいて、前記コネクタは更に、テーパ形状の外周面を備えた母材を備え、最初に積層された前記モジュール部材は、前記外周面に、前記粘着剤層が形成された一面とは反対側の面が貼り合わされていることを特徴とするコネクタが得られる。

本発明によれば、接続基板面積の極小化、ＩＣ、チップ、コネクタ等を基板実装する際の実装容積の削減、小型化、製造コストの低減化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態によるコネクタを示す斜視図である。図２は図１のコネクタの側面図である。図３は図１のコネクタを構成するモジュール部材の斜視図である。図４は図２のコネクタの部分拡大側面図である。図５は図１のコネクタの接続に用いられる部品を底面側から見た斜視図である。図６は図１のコネクタの分解組立斜視図である。

まず、図３を用いてモジュール部材について説明する。図３を参照すると、モジュール部材１０は、テープ、シート等の基材１の一面に粘着剤層２に、細長い帯状の金属薄膜からなる導電体３を幅方向に同一間隔で設けることによって形成されている（さらに、詳しくは、特許文献２を参照。）。

図１乃至図４を参照すると、コネクタ１０１は、図３で示したものと同モジュール部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・を夫々中央部（折り曲げ部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）にてＵ字形状に折り曲げ、母材本体１１ａの外周面上に、母材エッジ１１ｃに合わせて、母材１１の外周面上に形成された母材粘着部１１ｂの粘着力によってモジュール部材１０ａの導電体の形成された面とは反対面（反粘着面）を貼り付け、以下モジュール部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・、それぞれの粘着剤層２を基に、定寸ピッチｐで順次積層貼り付けすることで、両面に格子状の配線パターンを有する極薄状の両面接続コネクタを構成したものである。

図４を参照して、電気接続端子をなす導電体３の先端の接点端子部６ａ，６ｂ，６ｃ，・・・は接続基板面に対して平行であり、この端子平行部６ａ，６ｂ，６ｃ，・・・，で基板上の導体部と電気的接続を得ることができる。

本発明の第１の実施の形態による両面碗続コネクタでは、基板への実装接続固定に粘着テープの粘着力を用いる。また、電気接続を得るための接圧は、粘着力による機械的結合力にて発生可能である。

コネクタの上下面をなす端子並行部の形成時、テープ基材、粘着材、電気接続端子の曲げ部は、テープ基材、粘着材は弾性体であることより容易に形成可能である。

次に、本発明の第１の実施の形態によるコネクタを使用してＩＣ、ＣＰＵパッケージを基板に接続する例について説明する。

図５を参照すると、ＩＣ、ＣＰＵパッケージ２１は、接続側の一面に格子状配線パターンを有している。

図６に示すように、ＩＣ、ＣＰＵパッケージ２１の格子状配線パターン２２と、基板３０の格子状のパターン３１との間にコネクタ１０１を配置して、基板３０へＩＣ、ＣＰＵパッケージを実装する。

このように、本発明の第１の実施の形態によるコネクタ１０１を介在させることによって、基板３０との実装面積（容積）削減、小型化を図る事が可能となる。

また、本発明の第１の実施の形態によるコネクタ１０１の接続は、粘着剤層を備えた基材１、即ち、粘着テープによる接続構造であるため、実装したＩＣ類の取り外しが容易である。

また、コネクタ１０１の粘着剤層２による機械結合力接続が可能であり、実装接続が簡単で実装工数の削減にも効果がある。

また、本発明の第１の実施の形態によるコネクタでは、薄い基材１、例えば、テープを使用することで、製品全体厚さを薄く抑える事が出来る。

また、本発明の実施の形態によるコネクタの組み立て方法は、従来技術の応用で簡単に実現可能であり、単純構造で低価格にて製造することが可能である。

図７は、本発明の第２の実施の形態によるコネクタを示す部分拡大斜視図である。図７を参照すると、本発明の第２の実施の形態によるコネクタ１０２では、テープ状の基材１の反粘着面に、重ね合わさるモジュール部材１０の導電体に対応する位置に溝７を設けることで、接点端子６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの弾性を増し、ＩＣ類接点端子部への接触圧力、接続追従性を向上させることで導通安定性を向上させることができるものである。

図８は本発明の第３の実施の形態によるコネクタ１０３を示す側面図である。図８に示すように、母材を台形として、これに図３に示したものと同様のモジュール部材１０ｊの反粘着面を貼り合わせ、さらに、母材１４と同じ幅（図では高さ）で、厚さ（即ち、基板面に沿う方向で、積層方向の長さ）の薄い同形状の補助母材１５を介して、モジュール部材１０ｋ，１０ｌ，・・・，１０ｔを順次積層して貼り合わせることによって、格子状配線パターンを形成している。この配線パターンによって、基板３０ａと、基板３０ｂとを接続している。

このように、本発明の第３の実施の形態によるコネクタ１０３においては、コネクタの厚さ、即ち、基板面方向に直交方向の距離、を大きくとることで基板３０ａと基板３０ｂの接続用コネクタとして使用することができる。

また、図８に示すように、図４で空間１２であった箇所に補助母材１５を入れて接点端子全体の弾性を確保しても良いことは勿論である。

以上説明したように、本発明に係るコネクタは、接続対象物、例えば、基板間を接続するコネクタに適用される。

本発明の第１の実施の形態によるコネクタを示す斜視図である。図１のコネクタの側面図である。図１のコネクタを構成するモジュール部材の斜視図である。図２のコネクタの部分拡大側面図である。図１のコネクタの接続に用いられる部品を底面側から見た斜視図である。図１のコネクタの分解組立斜視図である。本発明の第２の実施の形態によるコネクタを示す部分拡大斜視図である。本発明の第３の実施の形態によるコネクタ１０３を示す側面図である。従来技術による通信ネットワークサーバー用のコンピュータ装置を示す斜視図である。（ａ）及び（ｂ）は図９のコンピュータ装置のサーバーユニットの基板に搭載されるマイクロＰＧＡソケットの２，３の例を示す斜視図である。代表的なＢＧＡコネクタを示す図である。ＢＧＡコネクタを用いたＢＧＡデバイス５３の接続方法を示す図で、（ａ）は分解組立斜視図、（ｂ）は接続完成図、（ｃ）は側面図である。ＢＧＡソケットの接続状態を示す部分断面図である。

符号の説明

１基材
２粘着剤層
３導電体
６ａ，６ｂ，６ｃ，・・・先端部（端子平行部）
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ，１０ｊ，１０ｋ，１０ｌ，１０ｍ，１０ｎ，１０ｏ，１０ｐ，１０ｑ，１０ｒ，１０ｓ，１０ｔモジュール部材
１１母材
１１ａ母材本体
１１ｂ母材粘着部
１１ｃ母材エッジ
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，・・・１３ｎ中央部（折り曲げ部）
１４母材
１５補助母材
２１ＩＣ、ＣＰＵパッケージ
２２格子状配線パターン
３０，３０ａ，３０ｂ基板
３１パターン
５１バネ板
５２上部支持板
５３ＢＧＡデバイス
５４バネ
５５ＢＧＡコネクタ
５６プリント回路基板
５７支持基板
５８固定ピン
６１ＭＰＩポリマー柱
６３ボール
６５ボール収容孔
６４キャリア
８０サーバーユニット
８１基板
８２，８３電子部品
８４，８５ＰＧＡソケットコネクタ
１０１，１０２，１０３コネクタ

Claims

接続対象物と接続するコネクタにおいて、前記コネクタは、基材と、粘着剤層と、瑞子部を備えた導電体とからなるモジュール部材を複数有し、前記基材と前記粘着剤層の内、少なくとも一方は弾性を有し、前記モジュール部材は、両端部に端子部を配置するように、折り曲げて形成され、端子部を露出させることによって、折り曲げられたモジュール部材を積層し、互いに隣接して積層された一対のモジュール部材間に形成された空間の内の少なくとも一つの空間内に補助母材を配置するとともに、モジュール部材間を粘着剤層によって貼り付けたことを特徴とするコネクタ。
接続対象物と接続するコネクタにおいて、前記コネクタは、基材と、粘着剤層と、瑞子部を備えた導電体とからなるモジュール部材を複数有し、前記基材と前記粘着剤層の内、少なくとも一方は弾性を有し、前記モジュール部材は、両端部に端子部を配置するように、折り曲げて形成され、端子部を露出させることによって、折り曲げられたモジュール部材を積層し、且つモジュール部材間を粘着剤層によって貼り付けるとともに、前記モジュール部材は、互いに重なる第１のモジュール部材と第２のモジュール部材とを備え、前記第１のモジュール部材の導電体と前記第２のモジュール部材の基材とが互いに重なりあう前記第２のモジュール部材の基材の部分に前記第１のモジュール部材の導電体をそれぞれ収容するように溝が設けられていることを特徴とするコネクタ。
請求項１又は２に記載のコネクタにおいて、前記モジュール部材はＵ字形状に折り曲げられていることを特徴とするコネクタ。
請求項３に記載のコネクタにおいて、前記Ｕ字状に形成されたモジュール部材は、略同一形状であることを特徴とするコネクタ。
請求項１又は２に記載のコネクタにおいて、前記コネクタは更に、テーパ形状の外周面を備えた母材を備え、最初に積層された前記モジュール部材は、前記外周面に、前記粘着剤層が形成された一面とは反対側の面が貼り合わされていることを特徴とするコネクタ。