JPH07245133A

JPH07245133A - 電気接続構造

Info

Publication number: JPH07245133A
Application number: JP6062018A
Authority: JP
Inventors: Kiyoyasu Hiwada; 清康檜皮
Original assignee: Yokogawa Hewlett Packard Ltd
Current assignee: Hewlett Packard Japan Inc
Priority date: 1994-03-06
Filing date: 1994-03-06
Publication date: 1995-09-19
Also published as: US5597982A

Abstract

(57)【要約】【目的】被接触導体との電気的接続を高密度かつ高信
頼性で行うことができ、しかも特に高周波特性に優れ、
またＤＣリーク電流の低減を図ることができる電気接続
構造を提供する。【構成】可撓性の誘電体膜１１の一方の面に、少なく
とも被接触導体との接触面に１つまたは複数の微小導体
突起Ｂ１，Ｂ２を有する第１の導体パターン１３が形成
され、該誘電体膜の他方の面に弾性部材３が設けられて
なり、該弾性部材を介した押圧力により前記接触面を被
接触導体に圧接して電気的接続をなすことを特徴とす
る。本発明では、微小導体突起が被接触導体の端子に接
触する場合、微小導体突起の被接触端子に対する位置関
係は、接触開始から接触終了に至る間に変化し、微小導
体突起が被接触導体のパッドやラインパターン等の端子
に押接した際に、押接厚と移動距離が制御された引っ掻
き動作を生じさせることにより信頼性の高い接触が実現
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被接触導体との接続を
高密度で行うことができ、また低接触圧で信頼性の高い
接触を得ることができ、しかも特に高周波特性に優れ、
また主としてリーク電流を低減できる電気接続構造に関
する。

【０００２】

【技術背景】たとえば、ＩＣ，抵抗等の電気部品のプリ
ント回路基板（ＰＣボード）への実装、ケーブルとＰＣ
ボード，高集積大型部品との電気的接続等においては、
一般には、二つの部材の電極同士をハンダ，ロウ付け
剤，導電性接着剤等を用いて接合したり、コネクタやソ
ケットを用いて着脱可能に結合している。

【０００３】ハンダ付けは、ハンダゴテによる手付け，
ウェーブソルダー，リフロー，赤外線スポット等の方法
により行われる。ロウ付けや導電性接着剤を用いた接合
は、ハンダ付けが困難な場合に用いられる。

【０００４】また、ＩＣチップをハンダ付けやソケット
を用いることなくＰＣボード等に実装する場合や、二つ
のＰＣボード同士を電気的に接続する場合等において
は、いわゆる異方性導電性シートが用いられることがあ
る。この異方性導電性シートには、絶縁体や誘電体から
なるシートを貫通して両面に導体が形成されているもの
や、表面に導体のラインパターンが形成されたものがあ
り、これを装置やＰＣボードの端子間に介在させ、圧着
することで電気的な導通が図られる。

【０００５】たとえば、図２１に示すように、両面に導
体突起２０１が貫通して形成された異方性導電性シート
２００を用い、これを二つのＰＣボード２０２，２０３
の端子群２０４，２０５間に介在させて圧着するもの
や、図２２（Ａ）〜（Ｃ）に示すような弾性体内に導電
性ゴム、導電性粒子、導電性繊維等の導電性材を混入，
積層等したものを図２１と同様二つの部材間に介在させ
て機械的，熱的に圧着するものも知られている。

【０００６】また、従来、二つの装置（ＰＣボードやＩ
Ｃ等の電気部品など）の間で、電気的な接続／切り離し
を行う必要がある場合には、コネクタ，ソケット，ピ
ン，プローブ等の電気的接続手段を用い、適宜上記接続
／切り離しが行われる。たとえば、パッケージに封入さ
れたＩＣや多ピン構成のＭ．Ｃ．Ｍ．（ＭｕｌｔｉＣ
ｈｉｐＭｏｄｕｌｅ）等をハンダ付けしないで電気的
に接続したい場合には、パッケージタイプに合わせた種
々のＩＣソケットが用いられる。なお、ケーブルとＰＣ
ボード等とをハンダ付けすることなしに接続する場合に
は、金属電極多数をハウジング内に形成したコネクタや
ソケットが用いられている。

【０００７】また、、たとえば図２３に示すようなエラ
スチックコネクタも用いられている。図２３において、
エラスチックコネクタ５１は、誘電体膜（ポリイミドフ
ィルム５２）を基材とし、Ｎｉ下地メッキの上にＡｕメ
ッキを施した１５０μｍ幅程度のＣｕのラインパターン
５４が表面に平行配置されている。このエラスチックコ
ネクタ５１では、フィルム５２は柔らかいシリコンラバ
ーからなる棒状弾性体５９に巻かれて構成されており、
一方のＰＣボード３０１の端子３０２と、フィルミ５２
の端部のラインパターン５４との位置を合わせ、これら
が図示しない圧着手段により圧着される。

【０００８】ところが、上記したような接合手段、ある
いは接続／切り離し手段には、以下に述べるような不都
合がある。すなわち、ハンダによる接続の場合、安価で
確実な電気的接続が得られると言った利点を有する反
面、加熱工程において（さらにはハンダ付け後に洗浄が
行われる場合には該洗浄工程において）搭載部品の電気
的特性が劣化したり、ＰＣボードの内部または表面の電
気特性が変化して信頼性が低下することがある。この電
気特性の変化を防止するためには、部品の封止を工夫し
なければならない。また、ＤＣパラメトリック測定のよ
うな精密測定においては電流リークを低く抑える必要が
あるが、ハンダ付の洗浄工程により部品のみならずＰＣ
ボード自体が水分を吸収すると絶縁性が低下し、回路が
正常に機能しないと言った問題が生じる。

【０００９】有機溶剤の使用は環境汚染の観点から使用
が制限される傾向にあり、またハンダ付けが困難な金属
（たとえば、Ａｌ等）もあるため、ロウ付け等もハンダ
付けに代えて用いられているが、ハンダ付けと同様、加
熱による信頼性の低下等の不都合を免れることができな
い。

【００１０】導電性接着剤は、比較的簡便に使用できる
反面、有機物質に導電性物質（通常は金属粉）を混入し
た組成であるため、接続部の抵抗が大きくなり、電気特
性が劣化し易い。また、経時劣化により接着が不完全と
なったり、接着箇所が変形したりするおそれがあるた
め、硬化型接着剤を接合部の外側に充填することも行わ
れる。この充填剤により、電気的性能（リーク電流，耐
圧，接合部の誘電率の変化等）を劣化させると言った不
都合がある。

【００１１】コネクタ等を用いた電気的接続では、リー
ドの自己インダクタンスが増大したりクロストークが生
じ易くなるため、電気的な特性が劣化する傾向が強く、
また伝送路の特性インピーダンスを維持する構造を高密
度で実現することが困難である。さらに、接続や切り離
しの繰り返し回数に限界があり、また電気的接続を行う
端子面に酸化膜や汚れが生じた場合には、接続不良を生
じ易い。しかも、接続や切り離しのための機構を小型化
するには限界があるため、端子数を高密度とすることが
できない。

【００１２】また、前述した図２１のコンタクトシート
や図２２（Ａ）〜（Ｃ）のコンタクト部材では、高密度
実装が可能となる反面、シート成形時における厚味方向
の寸法制御に限界があり、また数μｍオーダでシートを
平坦にすることは困難である。このため、非熱圧着によ
る方法では満足な電気接続を得ることができない。この
ような事情から、通常、熱圧着による方法が用いられる
が、熱圧着による場合には加熱装置等の付属装置が必要
となり、また上述したハンダ付けやロウ付けと同様加熱
により信頼性が低下する等の不都合を生ずる。

【００１３】さらに、前述した図２３に示したコネクタ
では、ラインパターン５４の表面が平滑面をなしている
ため、表面酸化膜，硫化膜，油膜，塵等が該ラインパタ
ーン５４または被接触導体であるボード等の端子に形
成，付着等していると、電気的接触が不完全となる。こ
れを極力防ごうとすると、それに見合うだけの接触圧を
付与しなければならず、ＩＣテスタにおけるテストヘッ
ドのピンカードとＤＵＴボードとの接続の場合のよう
に、極数が多い場合（たとえば、数十、場合によっては
数百〜千極）には、押圧機構が大型化したり該機構を実
現するためのコストが膨大となると言った問題がある。
さらに、ポリイミドフィルム５２は吸水性が高いので、
リーク電流が大きくなり、１ｎＡ以下の電流を扱う用途
には不適切である。

【００１４】なお、図２４に示すような導体突起付シー
トが図２３に示したフィルムに代えて用いられることも
ある。この導体突起付シート６１は、ポリイミドフィル
ム６２の一方の面に接着剤層６３を介してラインパター
ン６４が形成され、導体突起６６がラインパターン６４
に導通してポリイミドフィルム６２の表面に突出して形
成されている。この導体突起付シート６１では、導体突
起の凸部先端が被接触導体の端子面に当接するので、平
坦な端子を押し付ける場合と比較して良好な接触を得る
ことができる。しかし、被接触導体の端子とは弾性接触
がなされないため、全ての微小導体突起が電気的接触に
寄与することはできず、電気的接続が不十分となると言
った問題がある。

【００１５】特に、被接触導体の端子の表面に酸化膜，
硫化膜，油膜等が形成されている場合には、接触が十分
に保証されないため、信頼性に劣るなどの問題があり、
必ずしも満足できる電気的，機械的特性を得ることがで
きない。加えて、前述したようにポリイミドフィルムは
リーク電流が大きいため、１ｎＡ以下の電流を扱う用途
には不適切である等の問題もある。

【００１６】

【発明の目的】本発明は上記のような問題を解決するた
めに提案されたものであって、被接触導体との電気的接
続を高密度かつ高信頼性で行うことができ、しかも特に
高周波特性に優れ、またＤＣリーク電流の低減を図るこ
とができ、さらにまた電気的接続および切り離しを低接
触圧で得ることができる電気接続構造を提供することを
目的とする。

【００１７】

【発明の概要】本発明の電気接続構造は、可撓性の誘電
体膜の一方の面に、少なくとも被接触導体との接触面に
微小導体突起を有する第１の導体パターンが形成され、
該誘電体膜の他方の面に弾性部材が設けられてなり、該
弾性部材を介した押圧力により前記接触面を被接触導体
に圧接して電気的接続をなすことを特徴とする。

【００１８】微小導体突起の径は、大き過ぎると平坦な
端子と変わりがなくなってしまう。また小さ過ぎると、
大き過ぎるときと同様平坦な端子と変わりがなくなって
しまううえ、製造が容易ではなくなる。このため、微小
導体突起の径は、好ましくは５〜５００μｍとされ、特
に好ましくは１０〜１００μｍとされる。

【００１９】微小導体突起は、電気的な接触機能を持て
ばその形状に限定されないが、先端は丸味を帯びた曲面
であることが好ましい。導体突起として、半球形状（半
楕円球形状等の凸曲面状のものを含む）のもの、有茎形
状をなして第１の導体パターンに立設しその先端が半球
形状に形成されたもの、先端がキノコ形状をしているも
の等、種々のものが用いられる。

【００２０】被接触導体との接続の信頼性向上を図るた
めに、前記第１の導体パターン上の微小導体突起を複数
とすることができる。この場合、微小導体突起の密度
は、上記微小導体突起の径にもよるが、小さ過ぎると接
触点の数が少なくなり、大き過ぎると導体突起数が増え
て製造が容易でなくなる。このため、密度をピッチに換
算すると、半球状のものでは最小で１５μｍ程度、キノ
コ状のものでは２０μｍ程度とすることができる。な
お、上記ピッチの最大値については特に限定はなく、被
接触導体の端子の大きさに応じて適宜定めることができ
る。

【００２１】本発明の電気接続構造では、第１の導体パ
ターンに形成される導体突起を１つとすることもでる
が、複数とすることもできる。これにより、被接触導体
の端子１つに対して、第１の導体パターンに形成された
導体突起を、少なくとも１つ接触させることができ、信
頼性の高い接触が確保される。また、第１の導体パター
ンを複数とし、被接触導体の１つの端子に対して、１つ
または複数の導体パターンを対応させることもできる。
前記第１の導体パターンの被接触導体との接触面を、該
被接触導体に対して曲面状（たとえば、凸状や凹状）に
形成することもできる。

【００２２】前記第１の導体パターン上の少なくとも前
記微小導体突起の周囲に、該微小導体突起の先端を露出
させて補助層を形成することもできる。このような補助
層を設けることで、プリント回路のパターン自体の保護
等を図ることができる。補助層として、ポリイミド等の
絶縁性合成樹脂が使用され、また、前記誘電体膜と弾性
部材との間に、第２の導体パターンを形成することもで
きる。この第２の導体パターンは、信号ラインとするこ
ともできる。通常グランド面やガード面として使用され
る。

【００２３】前記誘電体膜の共振摂動法による１ＭＨｚ
での比誘電率が６．０以下で、共振摂動法による１ＭＨ
ｚでの誘電正接が０．１以下であり、かつ体積抵抗率が
１０^１４Ω・ｃｍ以上とすることもできる。このような
誘電体膜として、ポリテトラフルオトエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）樹脂からなるもの、より好適には多孔質ポリテトラ
フルオトエチレン（Ｐ−ＰＴＦＥ）樹脂からなるものが
用いられる。この場合、誘電体層をＰＴＦＥ樹脂やＰ−
ＰＴＦＥ樹脂の単一層により構成することもできるし、
ＰＴＦＥやＰ−ＰＴＦＥ樹脂を含む複数層により構成す
ることもできる。

【００２４】弾性部材は、シート状のもの、ブロック状
のもの等、種々の形状とされる。弾性部材の素材を適宜
選択することにより、接触圧の調整が可能となる。ま
た、弾性部材を、中空または中実の合成樹脂柱状体によ
り形成し、該合成樹脂柱状体に、前記誘電体膜（微小導
体突起を有する導体パターンが形成されている）を巻き
付けることもできる。中空とした場合、特に中空部の径
を調節することで被接触導体の端子との適切な接触圧を
得ることがより容易となる。また、弾性部材として、長
円形、角部が丸味を帯びた四角形や三角形等種々の形状
のものを採用することができる。さらに、弾性部材を、
斜め巻きのコイルスプリング柱状体により形成すること
もできる。上記弾性部材は、被接触導体との押接を行う
ものであるが、該弾性部材と併用して、バネ等による他
の押接手段を併用することもできる。

【００２５】なお、本発明においては、前記合成樹脂膜
の微小導体突起が形成された面の反対側に、弾性部材と
の接合を行うための接着剤層，ラインパターン間のリー
ク電流の解消，クロストーク防止，機械強度強化等を目
的とする合成樹脂層，ガラス膜層，導体層等の種々の層
を形成することができる。

【００２６】また、前記誘電体膜が巻き付けられた前記
合成樹脂柱状体または前記コイルスプリング柱状体を圧
接方向に対し傾斜したガイドに支持し、該圧接方向に対
する変位に伴って、前記第１の導体パターンを被接触導
体の前記接触面に沿って変位させることもできる。

【００２７】

【作用】以下、本発明の作用を図面により説明する。な
お、以下の図面（図１〜図８および、実施例として掲げ
る図９〜図１９）では、説明の便宜上、特徴部分を誇張
して示しているので、各部の縮尺は実際のものとは異な
る場合もある。

【００２８】本発明では、微小導体突起が被接触導体の
端子に接触する場合、微小導体突起の被接触端子に対す
る位置関係は、接触開始から接触終了に至る間に変化
し、微小導体突起が被接触導体のパッドやラインパター
ン等の端子に押接した際に、押接厚と移動距離が制御さ
れた引っ掻き動作（以下、「スクラッチ」と称する）を
生じさせることにより信頼性の高い接触が実現される。

【００２９】図１（Ａ），（Ｂ）の接触端子１は、接触
面が曲面形状をなしており、第１の導体パターン（微小
導体突起Ｂ１，Ｂ２を有するラインパターン１３）を表
面に有する誘電体膜１１が、弾性部材３に通常は接着等
することなく取り付けられて構成されている。接触端子
１を端子面が平坦な被接触導体２に押接すると、押接前
には同図（Ａ）に示すようにＬｂ０であった微小導体突
起Ｂ１の接触点と微小導体突起Ｂ２の接触点との直線距
離は、押接後には同図（Ｂ）に示すようにＬｂ１に変化
する。すなわち、微小導体突起間距離は、Ｌｂ０→Ｌｂ
１（Ｌｂ０＜Ｌｂ１）のように変化して、スクラッチが
発生し接触が完全なものとなる。

【００３０】また、スクラッチは、図１（Ｃ），（Ｄ）
に示すような機構により発生させることもできる。同図
（Ｃ），（Ｄ）では、接触端子１は接触部がフラット
で、かつ弾性部材３がその下面に設けられて構成されて
いるものとする。この場合には、接触開始時（同図
（Ｃ）参照）にＬｂ０であったＢ１，Ｂ２間距離が、接
触終了後（同図（Ｄ）参照）にはＢ１，Ｂ２間部分が凸
状に変形するためにＬｂ１となる。すなわち、微小導体
突起間距離は、Ｌｂ０→Ｌｂ１（Ｌｂ０＞Ｌｂ１）のよ
うに変化して、図１（Ａ），（Ｂ）に示したと同様、ス
クラッチが発生し接触が完全なものとなる。なお、図１
（Ａ），（Ｂ）に示した接触においても、同図（Ｃ），
（Ｄ）に示したメカニズムが併せて発生すると考えられ
る。

【００３１】この直線距離の変化は、弾性部材３の、微
小導体突起Ｂ１とＢ２との間の凸状に形成された部分が
平坦になるように変形することにより生ずるのであり、
図２（Ａ），（Ｂ）に示すようなスクラッチを生じさせ
る。すなわち、被接触導体２の端子面に膜（油膜や酸化
膜）Ｐが形成されている場合、押接の初期の開始時にお
いては、微小導体突起Ｂと被接触導体２との電気的接触
は必ずしも良好ではないが（同図（Ａ）参照）、押接が
進むにつれて微小導体突起Ｂの先端は接触面に沿って矢
印の向きに変位して膜Ｐを削ぐので、接触端子部材と被
接触導体２との電気的接触が確実なものとなる（同図
（Ｂ）参照）。

【００３２】スクラッチは、このように微小導体突起を
被接触導体２の端子面に対して押接させたまま、微小導
体突起の先端を接触面に沿って変位させることにより生
じさせることもできるが、図３（Ａ）に示すように微小
導体突起Ｂの先端が被接触導体２の端子面に接触した状
態で、該接触点を支点に、わずかに回転させる（回転の
様子を矢印で示す）ことによっても生じさせることがで
きる。また、図３（Ｂ）に示すように微小導体突起Ｂを
棒状（同図では、キノコ状）に立設させることで、わず
かな面方向の変化（同図θ参照）により大きな微小導体
突起先端の変位（同図δ参照）を得ることができる。

【００３３】また、微小導体突起を有する導体パターン
が形成された誘電体膜で巻き付けられた中空または中実
の弾性部材（前記合成樹脂柱状体やスプリング）を、所
定形状のハウジングに収納し、該ハウジング内で該弾性
部材を圧縮することで、上記スクラッチを効果的に生じ
させることができる。

【００３４】弾性部材３を中空とした端子部材１が、収
納空間が矩形のハウジング４に収納された様子を図４
（Ａ），（Ｂ）に、また同じく収納空間がＶ字断面を有
するハウジング４に収納された様子を図５（Ａ），
（Ｂ）にそれぞれ示す。ここでは、弾性部材１を中空と
し、肉厚を適切に設定することで、ストローク（押圧距
離）と押圧力との特性を調整することができる。これに
より、微小導体突起Ｂと被接触導体２との良好な接触を
得ることができる。なお、弾性部材１の材質によって
も、押圧力を調整することもできる。

【００３５】図６は、収納空間が非対照に形成されたハ
ウジング（同図では断面が平行四辺形形状となってい
る）４に接触端子部材１を収納した場合を示している。
ハウジング４をこのように形状とすることで、接触端子
部材１全体が接触面に平行に移動すので、被接触導体２
との接触部における微小導体突起Ｂの先端を、接触動作
中に接触面に圧接した状態で接触面に沿って適切に変位
させることができる。なお、図６では微小導体突起Ｂ
は、被接触導体２との接触部のみに設けてある。

【００３６】図４〜図６では弾性部材３として中空のも
のを例示したが、図７（Ａ）に示す断面が円形のもの、
同図（Ｂ）に示す断面が長円形のもの、同図（Ｃ）に示
すような断面が四角形のもの、同図（Ｄ）に示すような
断面が半円形のもの、同図（Ｅ）に示すような全体形状
が偏平なもの等種々のものが採用できる。なお、中空と
した場合、中空の断面形状を適宜変更し、また柱状体の
軸芯と孔の軸芯を偏心させることもできる。

【００３７】図８（Ａ），（Ｂ）に、前述した斜め巻き
のコイルスプリングからなる弾性部材３′の正面図およ
び側面図である。このようなコイルスプリングでは、押
圧力と押圧方向の変位との関係が線型となる。したがっ
て、この場合にも押圧に伴い、より良好な接触を得るこ
とができる。

【００３８】

【実施例】図９は本発明の接触端子部材１の一実施例を
示す断面図である。同図において、Ｐ−ＰＴＦＥ膜から
なる可撓性誘電体膜１１の一方の面には接着剤層１２を
介して第１の導体パターン（ラインパターン１３）が形
成され、このラインパターン１３の表面側には、微小導
体突起Ｂが多数形成されている。

【００３９】本実施例では、上記ラインパターン１３は
Ｃｕにより形成されており、また該ラインパターン１３
は等間隔で配置され、そのピッチは最小で１８０〜２０
０μｍとされる。ラインパターン１３の幅は、最小で８
０〜１５０μｍ程度に形成することができる。ラインパ
ターン１３の幅を適宜に調整することにより、インピー
ダンス整合を容易にとることができる。

【００４０】誘電体膜１１の上記ラインパターン１３が
形成された面とは反対側の面に、接着剤層１４を介して
第２の導体パターン（ここでは、グランドまたはガード
となる）１５が形成され、この導体パターン１５に接着
剤層１６を介して弾性体層１７が形成されている。ま
た、ラインパターン１３上の微小導体突起Ｂの周囲に、
該微小導体突起Ｂの先端を露出させて補助層１８が形成
されている。なお、この補助層１８は、ラインパターン
１３の保護等のために設けられるものであり、必要に応
じて省略することができる。なお、接着剤層１４，１６
は任意的であり、必ずしも設ける必要はない。特に、接
着剤層１６を設けない場合には、第２の導体パターン１
５と弾性体層１７とのすべりを良くしたり、接触端子部
材１の柔軟性を保証することができる。

【００４１】ここで、微小導体突起Ｂはキノコ形状をな
し、たとえばＮｉ（これに代えて、Ｓｎ，Ｆｅ，Ｒｈ
等、他の金属を用いることもできる）にＡｕを被覆する
ことで構成されており、規則的な格子状となってライン
パターン１３上に配列（同図では２列に整列）してい
る。なお、図９において、微小導体突起Ｂの大きさや各
層の厚さは説明のため誇張して示してあり、肉眼では識
別できない程の微小なものである。具体的には、微小導
体突起Ｂの径，高さ，ピッチはそれぞれ８０μｍ，３５
μｍ，２５０μｍ程度、ラインパターン１３の幅は１０
０μｍ程度とされる。また、ラインパターン１３，第２
の導体パターンの厚さは適宜決定され、たとえば１８〜
７０μｍ程度とすることができる。同様に、誘電体膜１
１の厚さも適宜決定され、たとえば数十μｍ〜数ｍｍ程
度とされる。

【００４２】図１０〜図１３は、端子がチップの外周に
並んでいるタイプ（ＱＦＰ，ＴＡＢ，ＬＣＣ等のタイ
プ）のＩＣについての接続例、すなわち図９の積層構造
を有する接触端子部材１を、ＩＣテスタのＤＵＴボード
とＤＵＴとの接続に適用した実施例を示している。

【００４３】図１０において、ハウジング４１にＤＵＴ
ボード２１が固定されており、該ハウジング４１内にお
いて、該ＤＵＴボード２１の一方の面に形成されたライ
ンパターン１３と、接触端子部材１のラインパターン２
２の端部の微小導体突起Ｂとが押圧接触している。ま
た、リード押さえガイド（ＤＵＴの固定部材）４２は、
ＤＵＴ５１のリード５２の先端と、接触端子部材１のラ
インパターン２２の端部の微小導体突起Ｂ′とを押圧し
ている。図１１に、図１０における接続態様を平面図で
示す。

【００４４】図１２は、ＩＣテスタのＤＵＴボードとＤ
ＵＴとの接続に本発明を適用した場合の実施例を示して
いる。同図の接触端子部材１は、微小導体突起付シート
（微小導体突起を有する導体パターンが形成された誘電
体膜）が湾曲し、該湾曲部内部に弾性体層１７が形成さ
れた構造となっている。また、ＤＵＴボード２１とハウ
ジング４１との間に前記微小導体突起付シートの湾曲部
が挟まれた状態となっている。

【００４５】図１３は、更に他の実施例を示しており、
接触端子部材１の端子部分（プレート４３に挟まれてい
る）が突出し、リード押さえガイド４２がリード５２の
先端とＤＵＴ５１の端子５２とを押圧している。

【００４６】図１４〜図１６は、端子がチップの底面に
並んでいるタイプ（ＢＧＡ、ＬＧＡタイプ）のＤＵＴに
ついての接続例を示す。

【００４７】図１４では、弾性体層１７の、接触端子部
材１側の端子とＤＵＴ５１の凸状端子５３との接触部分
に、厚味を持たせている（同図では突起ｂによりこの厚
味が作られている）。また、図１５（Ａ）（側断面
図），（Ｂ）（平面説明図）では、誘電体層１１にグラ
スファイバーメッシュｍを埋め込み、弾性体層１７の、
接触端子部材１側の凸状端子５３とＤＵＴ５１の端子と
の接触部分に、メッシュｍの四角形の中心を位置させて
いる。

【００４８】接触端子部材１側の端子は、図１４の場合
には端子５３に接しつつ凸状に変形することで、また図
１５の場合には端子５３に接しつつ凹状に変形すること
で、それぞれスクラッチ効果を生じさせる。図１６は図
１４，図１５における接続態様を平面図で示したもので
ある。

【００４９】図９の接触端子部材１において、接触面に
微細な塵埃等が付着していても、該塵埃は後述するスク
ラッチ効果によりこそぎ落とされてしまうか、微小導体
突起Ｂ，Ｂ間の凹部に追いやられる。このため、表面の
ラインパターン３が平滑である従来のコンタクトシート
やコンタクト部材（図２０〜図２３参照）に比較して接
触の信頼性が極めて高い。また、微小導体突起Ｂは、少
なくとも１点で接触すればよいが、接触をより確実にす
るために接触の終了時点で２点以上（たとえば、１６，
３２，・・・等）の多点接触とされる。

【００５０】図１７は、中心部が中空のシリコンラバー
からなる合成樹脂柱状体（同図では符号１９で示す）
に、微小導体突起付シートを巻き付けて（ラインパター
ン１３が合成樹脂柱状体１９の周に沿うように一重に巻
き付けて）、接触端子部材１を構成した様子を示してい
る。ここでは、微小導体突起付シートの端部同士が重ね
合わされており、該微小導体突起付シートの湾曲部に合
成樹脂柱状体１９が配置され、その両端部はフラップＦ
を突出させてある。図には表されていないが、微小導体
突起Ｂはラインパターン１３の、図示しない被接触導体
の端子に接触する部位にのみ設けられている。なお、ラ
インパターン１３の全域にわたって導体突起Ｂを設ける
こともできる。

【００５１】図１８はＩＣテスタのテストヘッド内のピ
ンカードとＤＵＴボードとの電気接続構造の一例を拡大
して示す図である。同図においては、ＰＰＳ，ＰＴＦ
Ｅ，ＥＴＦＥ等の高絶縁プラスチックからなるハウジン
グ４は図１７に示した接触端子部材１の長手方向に沿っ
た長尺の部材４５と、縦断面がクランク形状をなす同じ
く長尺の部材４６とからなる。両者は接合されて上部が
開口し下部にスリット４７を形成している。このスリッ
ト４７は、後述するピンカード２５の端子２６とフラッ
プＦとの電気接続を図るために設けられている。この重
ね合わせ部分はハウジング４５，４６の両部材をネジ等
により締め付けることで圧着され、接触端子部材１の柱
状部分はハウジング４の内部に側面の一部を開口部から
突出させて収容され、この突出部はＰＣボード２１の端
子２２に接触している。

【００５２】図１８に示した電気接続構造では、接触端
子部材１が弾性を有していること、被接触導体（ＰＣボ
ード２１）の端子２２との接触が微小導体突起Ｂにより
行われること等の効果が相乗的に作用して、図１におい
て説明したスクラッチ作用が奏される。

【００５３】図１９は、図１８に示した接触端子部材１
に接続されたピンカードを複数のカードガイド対４８，
４８にそれぞれ挿着した様子を示している。

【００５４】ところで、ＩＣテスターのテストヘッドに
おいては、従来、スプリングコンタクトピン構成の電気
接触部材（先端端子がスプリング付勢されたピン）が一
般的であり、テストヘッド本体から上方に立設している
複数のピンに、ＤＵＴボードの下面のパッドを接触さ
せ、電気的接触を得ている。通常、このインターフェー
スとして、数百〜数千のスプリングコンタクトピンが実
装されている。当然、ＤＵＴの１つの端子について１本
のピンが必要となるのであるが、ピン自体がある程度の
太さを必要とし、しかもピン装着のためにはソケットが
必要となることから、単位長さ，単位面積あたりの極数
には限界がある。また、単位ピン当たりの押し付け力が
たとえば２０〜５０ｇであり、ピン数が多くなるとＤＵ
Ｔボードが受ける力は相当大きくなり、接触を担保する
ための機構も大掛かりとなる。

【００５５】そこで、上記のような接触端子部材を、テ
ストヘッド本体上面に設けて使用することで、極数密度
が格段に高く、しかも接触圧が極めて低い、テストヘッ
ドの電気接続構造を提供することができる。

【００５６】従来、ＤＵＴの１つの端子（極）について
は１つの独立した接触部材（具体的にはスプリングコン
タクトピン）を必要としていたが、本発明によれば、複
数の極について１つの接触端子部材が用いられる。すな
わち、接触を確保するための機構は、多数の極ごとに独
立しているわけではないので、該機構のサイズを小さく
することができる。したがって、単位長さ，単位面積あ
たりに設けられる極数を大幅に増やすことができる。

【００５７】従来のスプリングコンタクトピン１００で
は、図２０に示すように、可動ピン１０１と、該可動ピ
ンを収容する筒状体１０２との接触（ピンの可動方向と
は垂直な押圧による接触）により、可動ピンと筒状部材
との電気的な接触を行っている。すなわち、ピンの可動
方向の力を、該方向と垂直な方向に変換して接触を確保
しているため、大きな押し付け力が必要となる。これに
対して、本発明では、極数が多くなっても、ＤＵＴボー
ドが受ける力はさ程大きくはならないので、押圧機構も
大掛かりにはならず、接触は上述したように十分担保さ
れる。

【００５８】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、以
下のような効果を奏することができる。

【００５９】（１）ボード間や、電子部品とボード等と
の間で、信頼性の高い電気的接続を低接触圧で実現でき
る。すなわち、微小導体突起による効果（スクラッチ効
果、多点接触効果等）により確実な接続と高寿命を単純
な構成により達成することができる。

【００６０】（２）多極の高密度実装が可能となる。し
たがって、電子部材の電気的接続や小型電子機器のＩＣ
カードのソケットへの応用等、広範な用途での利用が可
能となる。また、ＩＣテスタのテストヘッドにおけるピ
ンカードとＤＵＴボードとの接続においては、従来のス
プリングコンタクトピンに比べ、５〜１０倍以上の密度
の向上を図ることができる。

【００６１】（３）高い電気性能を有する。すなわち、
誘電体膜としてフッ素系樹脂膜を用いた場合には、リー
クを大幅に低減することができる。ラインパターンの幅
調整、誘電体膜厚の調整、誘電体膜素材の選択等により
インピーダンス整合を行い易い。グランドやガードを金
属微小導体突起と導通するラインパターンとは別個に形
成することもできるので、クロストークの防止やリーク
電流の低減を容易に行うことができる。

【００６２】（４）維持・管理が、従来のコネクタ，ソ
ケット，ピン，プローブと比較して容易である。すなわ
ち、従来、取扱ミスによりピンやプローブを折り曲げて
しまうと言った事故の発生は不可避であるが、本発明に
よれば、このような問題は生じにくい。また、従来のコ
ネクタ，ソケット等と比較して低価格化を図ることがで
きる。

【００６３】（５）上記（１）〜（４）の効果の広範囲
な応用と適用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における接触端子部材のスクラッチ作用
を説明するための図であり、（Ａ）は曲面を持つ接触端
子部材の接触開始時、（Ｂ）は接触完了時における押接
状態をそれぞれ示す図である。

【図２】本発明における接触端子部材のスクラッチ作用
の様子を具体的に示す図であり、（Ａ）はスクラッチ開
始時、（Ｂ）はスクラッチにより酸化膜等が削がれた様
子を示す図である。

【図３】スクラッチの態様と示す図であり、（Ａ）は微
小導体突起が接触点を支点に、わずかに回転させること
によってスクラッチが生じた様子を示す図、（Ｂ）は微
小導体突起Ｂをキノコ状に立設させることで、わずかな
面方向の変化により大きな微小導体突起先端の変位を生
じさせた様子を示す図である。

【図４】端子部材が矩形のＵ字溝を持つハウジングに収
納されている場合の、本発明の作用を説明するための図
であり、（Ａ）は接触前の状態を、（Ｂ）は接触完了時
の押接状態をそれぞれ示す図である。

【図５】端子部材がＶ字溝を持つハウジングに収納され
ている場合の、本発明の作用を説明するための図であ
り、（Ａ）は接触前の状態を、（Ｂ）は接触完了時の押
接状態をそれぞれ示す図である。

【図６】端子部材が平行四辺形のＵ字溝を持つハウジン
グに収納されている場合の、本発明の作用を説明するた
めの図であり、（Ａ）は接触前の状態を、（Ｂ）は接触
完了時の押接状態をそれぞれ示す図である。

【図７】柱状弾性体を示す図で、（Ａ）は断面が円形の
もの、（Ｂ）は断面が長円形のもの、（Ｃ）は断面が四
角形のもの、（Ｄ）は断面が半円形のもの、（Ｅ）は全
体形状が偏平なものをそれぞれ示している。

【図８】本発明における弾性部材として用いる斜め巻き
のコイルスプリングを示す図であり、（Ａ）は正面図
を、（Ｂ）は側面図を示す。

【図９】本発明の接触端子部材の一実施例を示す断面図
である。

【図１０】図９の積層構造を有する接触端子部材を、Ｉ
ＣテスタのＤＵＴボードとＤＵＴとの接続に適用した実
施例を示す図である。

【図１１】図１０における接続態様を平面図で示す図で
ある。

【図１２】図９の積層構造を有する接触端子部材を、Ｉ
ＣテスタのＤＵＴボードとＤＵＴとの接続に適用した他
の実施例を示す図である。

【図１３】図９の積層構造を有する接触端子部材を、Ｉ
ＣテスタのＤＵＴボードとＤＵＴとの接続に適用した更
に他の実施例を示す図である。

【図１４】弾性体層の接触端子部材側の端子とＤＵＴの
端子との接触部分に厚味を持たせた実施例を示す図であ
る。

【図１５】誘電体層にグラスファイバーメッシュを埋め
込んだ実施例を示す図である。

【図１６】図１４，図１５における接続態様を平面図で
示す図である。

【図１７】本発明において、中心部が中空のシリコンラ
バーからなる合成樹脂柱状体を、微小導体突起付シート
で囲繞した接触端子部材を示す図である。

【図１８】ＩＣテスタのピンカードとテストヘッドとの
電気接続構造の一例を拡大して示す図である。

【図１９】図１８に示した接触端子部材に接続されたピ
ンカードを複数のカードガイド対にそれぞれ挿着した様
子を示す図である。

【図２０】従来のスプリングコンタクトピンを示す図で
ある。

【図２１】従来のコンタクトシートを用いた接続態様を
示す図である。

【図２２】（Ａ）はシリコンラバー中に導電ゴム層を方
向性を持たせて形成したコンタクト部材、（Ｂ）はシリ
コンラバー中に導電性粒子を混入したコンタクト部材、
（Ｃ）はシリコンラバー中に導電性繊維を方向性を持た
せて形成したコンタクト部材をそれぞれ示している。

【図２３】従来のエラスチックコネクタの使用態様を示
す図である。

【図２４】従来の微小導体突起付シートを示す図であ
る。

【符号の説明】

１接触端子部材１１誘電体膜１３ラインパターン（第１の導体パターン）１５ラインパターン（第２の導体パターン）３弾性体層（弾性部材）Ｂ１，Ｂ２微小導体突起

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可撓性の誘電体膜の一方の面に、少なく
とも被接触導体との接触面に１つまたは複数の微小導体
突起を有する第１の導体パターンが形成され、該誘電体
膜の他方の面に弾性部材が設けられてなり、該弾性部材
を介した押圧力により前記接触面を被接触導体に圧接し
て電気的接続をなすことを特徴とする電気接続構造。
【請求項２】前記微小導体突起の径が５〜５００μｍ
であることを特徴とする請求項１に記載の電気接続構
造。
【請求項３】前記第１の導体パターンを複数とし、被
接触導体の１つの端子に対して、複数の導体パターンが
対応してなることを特徴とする請求項１または２に記載
の電気接続構造。
【請求項４】前記第１の導体パターンの前記接触面
が、該被接触導体に対して曲面状に形成されてなること
を特徴とする請求項１〜３に記載の電気接続構造。
【請求項５】前記第１の導体パターン上の少なくとも
前記微小導体突起の周囲に、該微小導体突起の先端を露
出させて補助層が形成されてなることを特徴とする請求
項１〜４に記載の電気接続構造。
【請求項６】前記誘電体膜と弾性部材との間に、第２
の導体パターンが形成されてなることを特徴とする請求
項１〜５に記載の電気接続構造。
【請求項７】前記誘電体膜の共振摂動法による１ＭＨ
ｚでの比誘電率が６．０以下で、共振摂動法による１Ｍ
Ｈｚでの誘電正接が０．１以下であり、かつ体積抵抗率
が１０^１４Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項
１〜６に記載の電気接続構造。
【請求項８】前記誘電体膜が多孔質ポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂からなることを特徴とする請求項１〜７
に記載の電気接続構造。
【請求項９】前記弾性部材が、中空または中実の合成
樹脂柱状体からなり、該合成樹脂柱状体に前記誘電体膜
が巻き付けられてなることを特徴とする請求項１〜８に
記載の電気接続構造。
【請求項１０】前記弾性部材が、コイルスプリング柱
状体からなり、該コイルスプリングに前記誘電体膜が巻
き付けられてなることを特徴とする請求項１〜８に記載
の電気接続構造。
【請求項１１】前記誘電体膜が巻き付けられた前記合
成樹脂柱状体または前記コイルスプリング柱状体を圧接
方向に対し傾斜したガイドに支持し、該圧接方向に対す
る変位に伴って、前記第１の導体パターンを被接触導体
の前記接触面に沿って変位させることを特徴とする請求
項９または１０に記載の電気接続構造。