JPH1174041A - アレイタイプコネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度でもコンパクトであるとともに、ＩＣ
等の他の表面実装部品と同時にリフロー可能とすること
により、簡単且つ、確実にプリント基板への接続を行う
ことができるアレイタイプコネクタを得る。 【解決手段】 レセプタクルコネクタ１のレセプタクル
ハウジング１０にマトリックス状に複数のレセプタクル
コンタクト２０を配設し、プラグコネクタ５のプラグハ
ウジング５０にもマトリックス状に複数のプラグコンタ
クト６０を配設しており、両コネクタ１，５を嵌合させ
ることにより、導電シート３を介して各コンタクト２
０，６０同士の信号の伝達を行う。導電シートは、シー
ト状の絶縁性シリコンゴムの中に導電性繊維を高密度に
配向させることによって形成されているため、両コネク
タ１，５の嵌合状態において対応するコンタクト２０，
６０同士のみを導通させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板の表
面に取り付けられるコネクタに関し、さらには詳しくは
ＢＧＡ（Ball Grid Array ）タイプをはじめとするアレ
イタイプコネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板の表面に形成された配線パ
ターンにリードを直接半田付け接合する電子部品、すな
わち表面実装される電子部品としてはＩＣやコネクタが
知られている。ここで、近時においては表面実装される
電子部品の高密度化が進んでいるがリードを狭ピッチ化
すると、リードとパターン層とが誤接触する可能性が高
くなる。このため、ＩＣやＬＳＩにおいては高密度化し
た電子部品における誤接触を防止するためにＢＧＡ（Ba
ll Grid Array ）接続を行うように構成したものがあ
る。

【０００３】ＢＧＡ接続を行うように構成したＩＣの下
面には複数の電極パターンが形成されており、これら電
極パターンには、球状に形成された半田（球状電極）が
塗布されている。このようなＢＧＡタイプのＩＣは、球
状電極に対面する位置に配線パターンが形成された基板
上に直接載置され、球状電極を配線パターンに半田接合
することにより基板に表面実装される。このようなＢＧ
ＡタイプのＩＣを用いることにより、ＩＣの高密度化に
対応することができるとともに、ＩＣが実装された基板
全体の薄型化、即ち、ロー・プロファイル（Low Profil
e ）化を図ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＩＣ等
においては上記のように薄型化が可能となっているが、
コネクタにおいては基板に実装される基板側コネクタ
と、この基板側コネクタと嵌合する相手コネクタとにそ
れぞれ設けられたコンタクト同士に所定量の接触代が必
要となるため、薄型化を図ることができなかった。

【０００５】また、ＢＧＡタイプのＩＣ等をプリント基
板に表面実装（半田付け）する場合には、加熱された空
気（熱風）を流して、球状電極と配線パターンとを接続
させる半田をリフローさせる。このように半田をリフロ
ーさせることにより、全ての球状電極の配線パターンに
対する半田接合を確実且つ効率よく行うことができる
が、従来のコネクタは、ＢＧＡ接続を行うように構成さ
れていなかったため、ＩＣ等の他の表面実装部品と同時
にリフローすることができなかった。

【０００６】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、高密度でもコンパクトであるとともに、Ｉ
Ｃ等の他の表面実装部品と同時にリフローすることによ
り、簡単且つ、確実にプリント基板への接続を行うこと
ができるアレイタイプコネクタを提供することを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のアレイタイプコネクタは、第一コネクタ
と第二コネクタとからなり、両コネクタを嵌合させるこ
とにより、各コネクタの各ハウジングに保持された複数
の第一コンタクトと複数の第二コンタクトとの信号の伝
達を行うものである。

【０００８】第一コンタクトは、第二ハウジングとの嵌
合側表面上に位置する第一接続部およびこの第一接続部
の反対側に伸びて第一ハウジングの外方に突出する第一
電極部を有して形成されている。また、第二コンタクト
は、第一ハウジングとの嵌合側表面上に位置する第二接
続部およびこの第二接続部の反対側に伸びて第二ハウジ
ングの外方に突出する第二電極部を有して形成されてい
る。両コンタクトは、それぞれ、第一ハウジングおよび
第二ハウジングを貫通して保持されている。

【０００９】また、第一コネクタと第二コネクタとを嵌
合させた状態における、第一接続部と第二接続部との間
には、第一コンタクトと第二コンタクトとの間の信号の
伝達を行う信号伝達部材が設けられている。

【００１０】このように構成されたアレイタイプコネク
タにおいては、各ハウジングにおいて上下方向に伸びる
各コネクタを両コネクタの間に設けられた信号伝達部材
を介して両コンタクト間の信号の伝達を行うことによ
り、嵌合状態におけるコネクタの上下方向の寸法、すな
わち、第一電極部と第二電極部との距離を短くすること
ができるため、コネクタを薄型化することができる。

【００１１】なお、上記のアレイタイプコネクタにおい
ては、信号伝達部材として導電シートや一対の平面コイ
ルを用いることが好ましい。導電シートは、絶縁性シリ
コンゴムや絶縁性ゴムのシート状部材中に、導電性繊維
や導電性ゴム、あるいは金属微粒子を高密度に配向させ
ることによって形成されている。このため、嵌合状態に
おいて対応するコンタクト同士のみを確実に導通させる
ことができる。また、一対の平面コイルを用いた場合に
は、一方の平面コイルに通電することにより磁束が生じ
る。この磁束による電磁誘導によって対抗する平面コイ
ルに起電力が生じるため、嵌合状態において対応するコ
ンタクト同士のみの信号の伝達を行うことができる。

【００１２】また、上記のアレイタイプコネクタにおい
ては、複数の第一コンタクトを第一ハウジングにおける
第二ハウジングとの嵌合側表面上の第一コンタクト保持
面にマトリックス状に配設するとともに、複数の第二コ
ンタクトを第二ハウジングにおける第一ハウジングとの
嵌合側表面上の第二コンタクト保持面にマトリックス状
に配設することが好ましい。このような構成とすること
により、第一コネクタと第二コネクタとを嵌合させた状
態でコンタクト保持面同士を対向させるようにすれば、
複数のコンタクトを狭ピッチで配設した上で第一コンタ
クトと第二コンタクトとの信号の伝達を行うことができ
る。

【００１３】さらに、上記のアレイタイプコネクタにお
いては、第一電極部および第二電極部の少なくとも一方
を球状に形成することによりＢＧＡ接続を行うことがで
きるように構成することが好ましい。このような構成と
することにより、ＩＣやＬＳＩのＢＧＡ接続を行う実装
装置と同一の実装装置を用いて、ＩＣ等と同時にアレイ
タイプコネクタのリフローを行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図面を参照しながら説明する。図１から図４に
は、本発明に係るアレイタイプコネクタの一例であるＢ
ＧＡコネクタを示している。このＢＧＡコネクタは、レ
セプタクルコネクタ１とプラグコネクタ５とからなり、
レセプタクルコネクタ１はプリント基板Ｋに表面実装さ
れ、プラグコネクタ５にはフィルムケーブルＣが取り付
けられている。そして、レセプタクルコネクタ１とプラ
グコネクタ５とを嵌合させることにより、プリント基板
Ｋの表面に形成された配線パターンＰとフィルムケーブ
ルＣとを接続させるようになっている。

【００１５】まず、レセプタクルコネクタ１について説
明する。レセプタクルコネクタ１は、レセプタクルハウ
ジング１０と、レセプタクルコンタクト２０とから構成
されている。レセプタクルハウジング１０は絶縁材料に
よって形成され、矩形板状の基部１１と、この基部１１
の外縁から上方に伸びて形成された壁部１２と、この壁
部１２の上端部から水平方向内側に伸びて形成されたツ
バ部１３とから有底箱状に形成されている。そして、各
部１１，１２，１３で囲まれた部分がプラグコネクタ受
容空間１４を形成する。

【００１６】基部１１には上下方向に貫通する複数のビ
アホール１１ａが形成されており、このビアホール１１
ａ内にレセプタクルコンタクト２０が配設される。レセ
プタクルコンタクト２０は、基部１１のコンタクト保持
面１１ｂ上に位置するコンタクトランド２１と、このコ
ンタクトランド２１から下方に伸びて形成されビアホー
ル１１ａ内に位置するビア２２と、このビア２２の下端
に形成されて基部１１の底面１１ｃに露出するボールパ
ッド２３と、このボールパッド２３に固着された半田ボ
ール（球状に形成された電極部）２４とから構成されて
いる。

【００１７】なお、レセプタクルコンタクト２０は、必
ずしも上記のような構成に限られるものではなく、コン
タクトランド２１、ビア２２およびボールパッド２３を
いわゆるスルーホールによって形成し、フラックスを用
いてこのスルーホールに半田ボール２４を固着（仮止
め）するように構成してもよい。

【００１８】このように構成されたレセプタクルコネク
タ１においては、コンタクト保持面１１ｂ上においてプ
ラグコネクタ受容空間１４内に突出してコンタクトラン
ド２１が設けられ、底面１１ｃから外方に突出してボー
ルパッド２３と半田ボール２４が設けられる。これによ
り、プリント基板Ｋ上に形成された配線パターンＰに半
田ボール２４を載置してリフローを行えば、半田ボール
２４が溶解して各レセプタクルコンタクト２０と配線パ
ターンＰとの接続を行うことができる。

【００１９】このようにしてプリント基板Ｋ上に取り付
けられたレセプタクルコネクタ１におけるプラグコネク
タ受容空間１４内にはインターコネクタ（信号伝達部
材）３が配設される。インターコネクタ３は、エラスト
マーコネクタとも称されるいわゆる導電シートであり、
絶縁性シリコンゴムをシート状に形成し、このシリコン
ゴムの厚さ方向にカーボン系導電繊維や金属微粒子を高
密度に配向させることによって形成されている。これに
より、シート状の水平方向は絶縁されるとともに、垂直
方向（厚さ方向）は導通という性格を持つ。このため、
インターコネクタ３の上下方向に当接したコンタクト２
０，６０同士の導通のみを許容するようになっている。

【００２０】このように構成されたインターコネクタ３
は、各コンタクトランド２１上に載置されるようにして
プラグコネクタ受容空間１４内に位置する。これによ
り、レセプタクルコンタクト２０を介して配線パターン
Ｐとインターコネクタ３とが導通することとなる。

【００２１】次に、プラグコネクタ５について説明す
る。プラグコネクタ５は、プラグハウジング５０と、プ
ラグコンタクト６０とから構成されている。プラグハウ
ジング５０は絶縁材料によって形成され、矩形板状の基
部５１と、この基部５１の外縁から上方に伸びて形成さ
れた壁部５２と、この壁部５２で囲まれたケーブル受容
空間５４内に配設可能なケーブル押え板５３とから有底
箱状に形成されている。なお、基部５１の下端部外縁に
は水平方向外側に伸びて係止突起５５が形成されてい
る。

【００２２】基部５１にも前記の基部１１と同様に上下
方向に貫通する複数のビアホール５１ａが形成されてお
り、このビアホール５１ａ内にプラグコンタクト６０が
配設される。レセプタクルコンタクト６０は、基部５１
の上面５１ｃ上に位置する半田付けパッド６１と、この
半田付けパッド６１から下方に伸びて形成されビアホー
ル５１ａ内に位置するビア６２と、このビア６２の下端
に形成されて基部５１のコンタクト保持面５１ｂに露出
するコンタクトバンプ６３とから構成されている。な
お、プラグコネクタ５においても、半田付けパッド６
１、ビア６２およびコンタクトバンプ６３をスルーホー
ルによって形成するようにしてもよい。

【００２３】このように構成されたプラグコネクタ５に
おいては、上面５１ｃ上においてケーブル受容空間５４
内に突出して半田付けパッド６１が設けられ、コンタク
ト保持面５１ｂから外方に突出してコンタクトバンプ６
３が設けられる。これにより、各半田付けパッド６１に
フィルムケーブルＣの各配線Ｃａを半田付けした後、フ
ィルムケーブルＣをケーブル受容空間５４内に位置させ
てケーブル押え板５３をケーブル受容空間５４内に挿入
嵌合させることにより、各配線Ｃａとコンタクトバンプ
６３との接続およびフィルムケーブルＣのプラグハウジ
ング５０への固定を行うことができる。

【００２４】このように構成されたプラグコネクタ５
は、レセプタクルコネクタ１のプラグコネクタ受容空間
１４内に基部５１を挿入して係止突起５５をツバ部１３
に係止させることにより、レセプタクルコネクタ１内に
配設されたインターコネクタ３とコンタクトバンプ６３
とを接触させることができる。これにより、インターコ
ネクタ３を介して対向する各コネクタ２０，６０のコン
タクトランド２１とコンタクトバンプ６３とを導通させ
ることができる。

【００２５】なお、インターコネクタ３は、上下方向に
弾性を有して形成されているため、レセプタクルコネク
タ１とプラグコネクタ５とを嵌合させた状態において
は、コンタクトランド２１とコンタクトバンプ６３とに
挟持されるようにして押しつぶされる。このため、コン
タクトランド２１とインターコネクタ３とをしっかりと
接続させることができるとともに、コンタクトバンプ６
３とインターコネクタ３とをしっかりと接続させること
ができる。

【００２６】さらに、このインターコネクタ３の弾性力
により、係止突起５５をツバ部１３に押し付けることが
できる（上方への付勢力を得ることができる）ため、嵌
合状態にあるレセプタクルコネクタ１とプラグコネクタ
５とをしっかりと保持させることができる。

【００２７】次に、図５および図６を参照して本発明に
係るＢＧＡコネクタの異なる実施形態について説明す
る。このＢＧＡコネクタもレセプタクルコネクタ１０１
とプラグコネクタ１０５とから構成されて、レセプタク
ルコネクタ１０１がプリント基板に表面実装されるとと
もに、プラグコネクタ１０５にはケーブルが接続される
ように構成されている。

【００２８】そして、このＢＧＡコネクタにおいては、
前記のＢＧＡコネクタにおけるインターコネクタ（信号
伝達部材）３に代えて、レセプタクルコンタクト２０の
コンタクトランド２１に取り付けられるレセプタクルコ
イル１２０と、プラグコンタクト６０のコンタクトバン
プ６３に取り付けられるプラグコイル１６０とからなる
一対の平面コイルを信号伝達部材として有しており、い
わゆる電磁誘導を用いて両コンタクト２０，６０間の信
号の伝達を行うように構成されている。

【００２９】なお、このＢＧＡコネクタにおいてはイン
ターコネクタ３を有しない点を除いて、レセプタクルハ
ウジング１０、レセプタクルコネクタ２０、プラグハウ
ジング５０およびプラグコネクタ６０の構成は、前記の
ＢＧＡコネクタと同一の構成であるため、同一の符号を
付してここでの詳細な説明は省略する。

【００３０】レセプタクルコイル１２０およびプラグコ
イル１６０は、基板１２１，１６１に平面コイル１２
２，１６２を配設することにより形成されており、レセ
プタクルハウジング１０とプラグハウジング５０とを嵌
合させることにより、両コイル１２０および１６０が対
向して位置するようになっている。なお、両コネクタ１
０１，１０５を嵌合させた状態においては、両コイル１
２０，１６０は近接しているが接触はしないようになっ
ている。

【００３１】このように両コネクタ１０１，１０５を嵌
合させた状態のＢＧＡコネクタにおいては、一方のコイ
ル１２０もしくは１６０に通電して磁束を発生させるこ
とにより、電磁誘導によって他方のコイル１２０もしく
は１６０に起電力が生じるため、両コイル１２０，１６
０を接触させなくても、配線パターンとケーブルとの信
号の伝達を行うことができるようになっている。

【００３２】なお、上記の各ＢＧＡコネクタにおいて
は、配線パターンＰとの接触部である電極部に半田ボー
ル２４を用いることにより球状の電極として形成した場
合について説明したが、本発明はこのような構成に限ら
れるものではなく、半田ボール２４に代えて金ボールを
用いてもよい。このような構成とした場合には、金ボー
ルと配線パターンＰとの間にプリコート半田を設けてリ
フローすることにより、金ボールと半田（すず）とが共
晶となるため、金ボールと配線パターンＰとをしっかり
と接触させることができる。

【００３３】また、上記のアレイタイプコネクタは、各
ハウジング１０，５０の嵌合側表面上のコンタクト保持
面１１ｂ，５１ｂにマトリックス状に各コンタクト２
０，６０を配設した場合について説明したが、本発明の
アレイタイプコネクタは、このような構成に限られるも
のではなく、各コンタクトは必ずしもマトリックス状に
配設する必要はない。

【００３４】さらに、上記の各アレイタイプコネクタ
は、一方の電極部を球状にしてプリント基板へのＢＧＡ
接続が可能な構成とした場合について説明したが、本発
明のアレイタイプコネクタはこのような構成に限られる
ものではない。例えば、両方の電極部を球状にしてプリ
ント基板同士の接続を行うように構成してもよい。ま
た、両電極部とも球状に形成せずにピン状に形成してＰ
ＧＡ接続を行うように構成したり、電極部をリードによ
って形成して配線パターンと半田付けするように構成し
てもよい。

【００３５】また、信号伝達部材としては、上記のよう
なインターコネクタ３や、平面コイル１２０，１６０に
限られるものではない。例えば、互いに嵌合する嵌合ピ
ンを各コンタクト２０，６０に設けたり（メカコンタク
トとしたり）、各コンタクト２０，６０導電性のワイヤ
ーを複数本立てたり（ワイヤーコンタクトとしたり）す
ることにより、ピン同士やワイヤー同士を接触させるよ
うに構成して、信号の伝達を行うようにしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明のアレイタイ
プコネクタは、第一コネクタの第一コンタクトと、第二
コネクタの第二コンタクトとの間に設けた信号伝達部材
によって信号の伝達を行わせることができるため、嵌合
状態におけるコネクタの上下方向の寸法、すなわち、第
一電極部と第二電極部との距離を短くすることができ、
コネクタを薄型化することができる。また、各コンタク
トの上下方向の長さを短くすることができるため、コネ
クタの高周波特性を向上させることができる。

【００３７】なお、信号伝達部材としては導電シートを
用いることが好ましく、この導電シートによって両コン
タクトを導通させれば、複数の第一コンタクト同士およ
び、複数の第二コンタクト同士は絶縁することができる
とともに、各第一コンタクトとこの第一コンタクトに対
応する各第二コンタクトとの接続を確実に行うことがで
きる。

【００３８】また、信号伝達部材としては一対の平面コ
イルを用いることも好ましく、このような構成とした場
合には、両コネクタを嵌合させることにより一方の平面
コイルと他方の平面コイルとが近接した状態となるた
め、一方の平面コイルへの通電を行うことにより電磁誘
導によって他方の平面コイルに起電力が生じるため、両
コンタクトを直接接触させなくても対応する両コンタク
ト間での信号の伝達を行うことができる。

【００３９】なお、本発明に係るアレイタイプコネクタ
は、各ハウジングの嵌合側表面上のコンタクト保持面に
各コンタクトをマトリックス状に配設したコネクタとし
て用いることが好ましい。これにより、上下方向の寸法
が短くコンパクトな、複数のコンタクトを狭ピッチで有
した多極のコネクタを得ることができる。

【００４０】さらに上記のアレイタイプコネクタにおい
ては、第一電極および第二電極の少なくとも一方を球状
に形成してＢＧＡ接続を行うことができるように構成す
ることが好ましい。このような構成とすることにより、
アレイタイプコネクタのプリント基板等への表面実装を
簡単に、且つ、確実に行うことができ、特に多数のコン
タクトを狭ピッチで配設した場合でも表面実装を容易に
行うことができる。

【００４１】また、このアレイタイプコネクタとともに
ＩＣやＬＳＩ等のＢＧＡ接続を行う場合には、同一の実
装装置を用いて同時にアレイタイプコネクタとＩＣ等の
リフローを行うことができるため、表面実装時間の短縮
および作業効率の向上を図ることができる。さらに、ア
レイタイプコネクタの外方にリードが突出することがな
いため、アレイタイプコネクタの外形寸法を小さくする
ことができ、基板上の配設スペースを小さくすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアレイタイプコネクタの一例であ
るＢＧＡコネクタの部分断面を示す斜視図である。

【図２】上記ＢＧＡコネクタの外観を示す斜視図であ
る。

【図３】上記ＢＧＡコネクタの図２におけるIII−III断
面図である。

【図４】上記ＢＧＡコネクタの部分拡大図（断面図）で
ある。

【図５】本発明に係るアレイタイプコネクタの一例であ
るＢＧＡコネクタの異なる実施形態の部分拡大図（断面
図）である。

【図６】上記ＢＧＡコネクタの図５におけるVI−VI矢視
図である。

【符号の説明】

１，１０１ レセプタクルコネクタ ３ インターコネクタ（導電シート） ５，１０５ プラグコネクタ １０ レセプタクルハウジング ２０ レセプタクルコンタクト ５０ プラグハウジング ６０ プラグコンタクト １２０ レセプタクルコイル １６０ プラグコイル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一ハウジング内に上下方向に伸びた複
   数の第一コンタクトを並べて保持する第一コネクタと、
   第二ハウジング内に上下方向に伸びた複数の第二コンタ
   クトを並べて保持する第二コネクタとからなり、前記第
   一コネクタと前記第二コネクタとを嵌合させて前記第一
   コンタクトと対応する前記第二コンタクトとの間の信号
   の伝達を行うコネクタであって、 前記複数の第一コンタクトが、前記第二ハウジングとの
   嵌合側表面上に位置する第一接続部およびこの第一接続
   部の反対側に伸びて前記第一ハウジングの外方に突出す
   る第一電極部を有して前記第一ハウジングを貫通して保
   持され、 前記複数の第二コンタクトが、前記第一ハウジングとの
   嵌合側表面上に位置する第二接続部およびこの第二接続
   部の反対側に伸びて前記第二ハウジングの外方に突出す
   る第二電極部を有して前記第二ハウジングを貫通して保
   持され、 前記第一コネクタと前記第二コネクタとを嵌合させた状
   態において、前記第一接続部と前記第二接続部との間に
   位置して前記第一コンタクトと前記第二コンタクトとの
   間の信号の伝達を行う信号伝達部材を有していることを
   特徴とするアレイタイプコネクタ。
2. 【請求項２】 前記信号伝達部材が、前記第一コンタク
   トと対応する前記第二コンタクトとを導通させる導電シ
   ートであることを特徴とする請求項１に記載のアレイタ
   イプコネクタ。
3. 【請求項３】 前記信号伝達部材が、前記第一接続部に
   繋がる第一平面コイルと、前記第二接続部に繋がる第二
   平面コイルとからなり、 前記第一コネクタと前記第二コネクタとを嵌合させた状
   態において、前記第一平面コイルと対応する前記第二平
   面コイルとの間に生ずる電磁誘導によって前記第一コン
   タクトと前記第二コンタクトとの信号の伝達を行うこと
   を特徴とする請求項１に記載のアレイタイプコネクタ。
4. 【請求項４】 前記複数の第一コンタクトが前記第一ハ
   ウジングにおける前記第二ハウジングとの嵌合側表面上
   の第一コンタクト保持面にマトリックス状に配設され、 前記複数の第二コンタクトが前記第二ハウジングにおけ
   る前記第一ハウジングとの嵌合側表面上の第二コンタク
   ト保持面にマトリックス状に配設され、 前記第一コネクタと前記第二コネクタとを嵌合させた状
   態において前記コンタクト保持面同士が対向して前記第
   一コンタクトと前記第二コンタクトとの信号の伝達を行
   うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに
   記載のアレイタイプコネクタ。
5. 【請求項５】 前記第一電極部および前記第二電極部の
   少なくとも一方が球状に形成されてＢＧＡ接続が可能で
   あることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか
   に記載のアレイタイプコネクタ。