JPS59205170A - 電気的接続装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃａ）　　発明の技術分野 本発明は電気的接続装置、特に比較的小さな面槍内で多
数の分離可能な相互接続を、非常に僅かな挿入力、抜去
力をもって行なうことが可能であり、多数回の挿入、抜
去を行なっても安定した信頼性の高い接続余得ることが
できる接続装置、すなわちコネクタに関する。

（ｂ）　　従来技術と問題点 ヤックにより構成されており、これらの低合金通じて電
気装置相互の接続を得るようにてきＣいる。

ジャックは、接点ビンとの接触の安定性を確保するため
、かなりの強さの接触力を接点ビンにかけることのでき
るスグリ／グ機構ヲ呉備している。

ところが、このスズリング機構が働いてかなりの強さの
接触力がすべての接点ビンにかかるため、接点ビンをジ
ャックに挿入する時の挿入力又は接点ビンをジャックか
ら抜き取る時の抜去力は、単位接続装置当ジの接点ビン
の数が増加すれば増加するほど大きくなり、接点ビンの
数が数百のオーダーになった場合においては数１０ｃＩ
ｖ：］以上の挿入力が必要である。こうなると、もはや
人力で成続装置を操作することが不可能であり、治具頬
を使用してのピンの挿入及び抜去が不可欠である〇さら
に、上記した↓うな従来の接続装置においては、その着
脱を行なうに際して大きなビン挿入力及び抜去力をかけ
る場合に電気装置を損傷させることが屡々である。さら
にまた、このような接続装置にり・いては、大きなビン
挿入力及び抜去力にｍｌえ得るだけの強＆ｉ−その構成
部材に付与することが必要であり、結果として、装置そ
のものの大型化を金銀なくされる。

最近、接続装随当ジのビン数の増加に対処して、ビン挿
入力及び抜去力の軽減ヲはかろうとする試みもなされて
いる。例えば、零挿入方（ＺＩＦ）接続装置及び軽挿入
力（ＬＩＦ）接続装置として知られている。販点ビンを
ジャックに挿入した後にカム機構により接触力を句与す
る形式の接続装置、あるいはスライドカムにより、一括
して接続するのではなくて、分割して接続する機構を採
り入れた接続装置、その他がそれである。しかしながら
、これらの接続装置は、複雑な４ｆｉ構と、それに伴な
う煩雑な取ジ扱いとを必要とし、また、製造コストの上
昇をもひきおこす。

従来のＬＳＩモジ−−ルを回路基板に筬絖するための電
気的接続装置は、一般にζ各々のＬＳＩモジ−−ルの底
面から突き出た接点ビンと、該接点ビンを挿入可能な回
路基板のジャックとから構成されており、また、回路基
板のジャックには、接点ビンに対してかなり大きな強さ
の接触力全付与するだめのある形状のスズリング機構が
配設されている。しかしながら、このよ′）な接続装置
ｒ使用した場合には、前述の接続装置の場合と同様に、
モジュールの接点ビン数の増加とともにより大きなビン
挿入力が必要となり、実病的な操作ができなくなる。

このタイプの接続装置においては、さらに、ジャックの
スプリング機構のためにかなり広いスペースが必要とな
不。かかるスペースの踊大は、一般的に、モジュールな
どに設けることができる接点ビンの数を制限する要因で
らジ、これがため、高密度の接点ビンを有する電気的接
続装置と得ることができない。

従来の電気的接続装置の上述のような欠点を克服した新
しいタイプの電気的接続装置を本願発明者は先に特願昭
５７−５１１５５号によって提供している。該発明によ
る電気的接続装置は、絶縁材料からなる接続ボード、該
接続ボードを貫通して穿たれた、電気装置の接点ビンを
挿入可能なガイド孔、該ガイド孔の一部に形成された金
属溜め、該金属溜めに収容された、接点間接続に供され
る低融点金属、そして前記金属溜めの近傍に配置された
、前記低融点′金属を溶融せしめるための発熱体、全組
み合わせて含んでなることを特徴としている。

すなわち、該発明の電気的接続装置は、絶縁材料からな
る接続ボードの、接続しようとする電気装置の接点ビン
、配線バター／、その他に対応する位置に、その接続ボ
ードを貫通して、接続しようとするビン全挿入可能な細
孔を穿ち、この細孔の内部の任意の個所に低融点金属（
電気装置の接点間の接続に供する）をプールするだめの
金属溜めを設け、よって、この金属溜めにプールされた
低融点金属を付属の発熱体の操作により溶融解及び凝固
させることによって所期の接点接続を達成しようとする
ものでおる。

第１図は、該発明の接続装置の一実施例の、１つの接続
点となる部分を拡大して示した０′Ｔ面図である。図中
のＩＶｉ−ｉ電気的に絶縁体であるアルミナから形成さ
れた接続ボード１には、それを艮通して、接点ピ／（図
示せず）全挿入するためのガイド孔２が穿たれている０
ガイド孔２の両肩は、２′で示すように、接点ビンの挿
入をスムーズならしめるために面取りされている。孔２
の中央部には、金属溜め３が形成されており、また、こ
の金属溜め３には、低融点金属４がプールさｈている０
金属ａめ３の周囲には、それ全〕収す囲むように発熱体
５が形成されている０６に、発熱体に通１１Ｕするため
の端子である。

第２図は、ぎ５１図に示した該発明による３４続装置を
使用して２つの電気装置（図示せず）ｔそのそれぞれの
接点ビンを介して接続１７た状態′ｊｆ：七した部分拡
大断面図である。接点ピ／は、１１及び１２で示されて
おジか°つ、それぞれ、ｈｄ　隊ｆ、にの接点ビン支持
体１３及び１４によって固定的に支承没している。接点
ビン支持体１３及び１４には、それぞれ、接点ビンを位
置決めするためのストッパー１５及び１６が数ケ所（第
２図では１ケ所のみ例示）において形成されている。接
続装置１０と接点ビン支持体１３及び１４とを貫通して
設けられた部材１７は、これらの部材を接続する時に横
方向の位置決めをするためのビンである。また第３図は
、多数の接点ビンを有するＬＳＩモジ一ルとプリント回
路基板と全接続するための該発明の接続装置の他の実施
例の、１つの接続点部分を拡大して示した断面図、第４
図は不実施例によって接続を行なうときの構成を示した
略示断面図である。この装置の形状は、金属溜め３がガ
イド孔２の下端に＃動してその形状がロート状になった
点？除いて、基本的に第１図のそれに同じである。ＬＳ
Ｉモジ−−ル２１は、接点ビン３１が所定面積例えば４
０Ｘ４０（■〕のなかに１．２７（河〕の間隔で取り付
けられており、その総計は９００本でおる。これらの接
点ビンは、それぞれ絶縁されておりかつ、図示の通ジ、
環状のパッド３６を有している。環状パッド３６は、Ｌ
ＳＩモジュールの下面に融着しである。このＬＳＩモジ
ュールに整列して設けである接点ピンに対応するように
、接続ボード１にガイド孔２が設けてあり、また、これ
らのガイド孔に対応する位置に、プリント回路基板２０
の回路バター／２５及び２８が整列して設けである。

プリント回路基板２０は多層プリント回路基板でおる。

図中の２９は回路を構成している銅箔を表わし、かつそ
れぞれ基板２０の絶縁材料により完全に独立した状態に
ある。各＠Ｗｉ層２９は、スルーホールメッキ層３４及
びメ・キ層３５によって、基板光面の回路パターン２５
及び２８に接続されている。

このように、多数本の接点ピン３１、ガイド孔２、そし
て回路パターン２５及び２８は、ＬＳＩモジュール２１
に取り付けられているストツノ（−３２付のガイドビン
３３と接続ボード１のガイド穴７及びプリント回路基板
２０のガイド穴２６とによって位置決めされるようにな
っている。

以上説明したシロく前記先願発明によりて、非常に僅か
な挿入力と抜去力とで、電気的接続及びその接続の解除
を行なうことが可能な電気的接続装置が提供される。し
かしながら前記先願発明の電気的接続装置において、接
点ピンの挿板の際に融解された低融点金属の一部が、例
えば第３図のプリント回路基板２０の被接続部分でおる
回路パターン２５の下部にあるスルーホール部へ流れ落
チる現象がある。このために接点ビンの挿板の繰返限定
きれており、その改善が要望されている。

（ｃ）　　発明の目的 不発明の目的は、非常に小さなビン挿入力及び抜去力を
もって眠気的接続及びその接続の解除を行なうことが可
能であり、比較的に小さなスペースのなかにより多数の
電気的に独立した接点を高密度に接続することができ、
しかも多数回の挿抜全行うても安定した接続が得られる
電気的接α装置を提供することにある０ （ｄ）発明の構成 不発明の前記目的は、絶縁材料からなる接続ボードと、
該接続ボードに一端が埋設された第１の接点ビンと、前
記接続ボード内に形成されて該第１の接点ピンが表出す
る金属溜めと、前記接続ボードに穿たれて該金属溜めに
達する第２の汲点ヒ。

／のガイド孔と、前記金属溜め（で収容されて前記第１
の接点ビンと前記第２の接点ピンとの接続に供される低
融点金属と、前記金属溜めの近傍に配設されて前記低融
点金属を融解せしめる１こめの発熱体と金含んでなる電
気的接続装置により達成される。

すなわち不発明の電気的接続＆置は、先に説明した先願
発明にかかる装置と同様に、接続７に一ド円に設けられ
た金属溜めにブールされた低融点金属全付属の発熱体の
操作によって融解及び凝固させることによって所期の接
点接続を、Ａ成するが、先願発明においてＹｆ、接続ボ
ードｆＩ：Ｗ通する接点ビンガイド孔によって前記金属
溜めが２つの開口を有するのに対して、不発明において
は前記低融点金属によって接＠される接点ビンの一方が
接続ボードに予め埋設されて、金属溜めの開口は外部か
ら挿入さ４−る第２の接点ビン側のガイド孔１つとされ
ている。このために低融点金属を融解して接点ピンの挿
抜を行なうときに融解金属の金属溜めからの流出が抑制
されて、多数回の挿抜を行なっても安定した接続が得ら
れる。

不発明による電気的接続装置を用いて接続２行なうため
には、接続しようとする電気装置の一方の例えばグリン
ト回路基板等に不装置を、埋込接点ビン金挿入してはん
だ付けするなどの手段によって接続し、他方の被接続電
気装置の接点ピンを接続ボードの接続位置で対問して位
置合わせしておき、金属溜めの近傍に配置された発熱体
に電流金泥すことにより先ず接続ボードを加熱し、伝熱
効果によって金属溜め内の低融点金属を療融解させ、こ
の状態で被接続電気装置、例えばモジュールを軽く押し
付けてその接点ピンを接続ボードに挿入し、ビン挿入の
ままの状態で発熱体へのＡ電を遮断し、接続ボードの温
度を低下させ、よって、金属１′留めの低融点金屑企凝
固させる０このようにして、信頼性の高い、低い接触抵
抗の接続金得ることができる。

接点接続を解除する場合には、＃ａ（Ｄ場合と同様に発
熱体への通戒によって汲）−ボードを加熱し、低融点金
属のＩ融解後に接点ピンを抜去する。このよう（（シて
、非常に弱い力で接点接続を解除することができる。

（ｅ）　　発明の実施′ｆ／＋１ 以下本発明ｆｃ火施例により図面を参照して具体的に説
明する。

岑 第５図はｉ発明による電気的接続装置の実施例を示す断
面図である。図において、４１は第１の接続ボード、４
２は第２の接続ボード、４３は埋込接点ビン、４４は金
属溜めを兼ねるガイド孔、４５は低融点金属、４６は発
熱体、４７は接着層、４８は金属層を示す０ 不実施例においては接続ボードは４１及び４２０２枚の
紹合せにより構成きれ、何れも雲母を含むガラス−アル
ミナセラミック基板（朗品名゛マコール）を用いて、面
積的４０〔期）Ｘ４０（調〕、第１の接続ボード４工の
厚さを約１（：＋ｍ）、第２の接続ボード４２の厚さを
約２〔瓢〕としている。

第１の接続ボード４１には、直径約０．４（ｍｍ）の金
属溜め金兼ねるガイド孔４４が１．２７［■〕ピッチで
３０Ｘ３０＝９００個設けられている。このガイド孔４
４の穿孔は、従来技術によジレーザ加工。

電子ビーム加工及び超音波加工等によって行なうことが
可能であるが、不実施例に用いた材料ではドリル加工も
げ能である。

この第１の接続ボード４１の１而に発熱体４６を形成す
る。不実施例における発熱体４６のノくターンの平面図
を第６図に示す０第６図に示す発熱体４６のパターンと
して、厚膜スクリーン技術を用いて、発熱体４６（抵抗
体）及びそれらを接続する導体４９を形成する０図示の
例の場合、発熱体の寸法は１陽Ｏ１４〔簡〕及び長さ１
〔■〕であった。

ガイド孔４４は、長手力量について、−列あたりについ
て３０個であるので、図示のような発熱体を３０個形成
し、これを直列に接続するよう導体を形成する。これら
の直列に接続した発熱体は、孔の数が３０個であるから
、図の横方向について３１列を形成する。次に、各列の
抵抗を、並列となるように導体で接続する。本例の場合
、発熱体導体ペーストを使用した。もちろん、他の発熱
体及び導体ペーストラ使用することも可能であり、また
、スパッタリングなどの薄膜技術を応用しても差しつか
えない。このようにして製作した発熱体の、正極及び負
極間で測定した抵抗は、約２５０〔Ω〕であった０ また第２の接続ボード４２には、直径約０．４Ｃｍ：１
の貫通孔を前記第１の接続ボード４１と同一の配置で設
けた後に、その１面について深さ約０５（ｍＪまで孔径
を直径約０．６（ｍ）まで拡大する０次いでこの孔の内
壁に厚膜法によって金属層４８の一部を形成する。なお
前記の直径約０．６（＋＋ｏａ〕の孔の底面の形状は平
面であることが望ましいが、傾斜面でもよい。

次に不実施例の埋込接点ビン４３は、一端に直径約０．
６（１１１１〕、高さ約０．５（ｍ）のつばを有する直
径約０．３［ａｍ］の燐青銅製のビンであり、パラジウ
ム（Ｐｄ）めっきが施されている。

この埋込接点ビン４３全第２の接続ボード４２の前記孔
に嵌合し、金−錫（Ａｕ−８ｎ）合金ペーストで両者間
のすき間を埋めて固定する。しかる後に必要ならば弐面
を平担にするための研摩等を行なう。

しかる後に第５図に示す如く、第１の接続ボード４１と
第２の接続ボード４２とを接着層４７によって接着する
。本実施例においては、接着剤としてイー・アイ・デー
ボン社製の９１３７ペーストを用いている。

次いで低融点金属４５の適量を金属溜めを兼ねるガイド
孔４４にプールする。

不発明の装ぼを通常の状態で動作する場合には、有用な
低融点金、属は好ましくは１００〜１７０〔℃）の融点
を有している。このような金属として、例えば、Ｉｎ−
８ｎ合金、Ｂ１−８ｎ合金、Ｂ１−Ｐｂ合蛍、ローズ合
金（Ｓｎ、Ｂｉ、Ｐｂから成る）、その他を有利に用い
ることができる。低融点金属の融点が１００（℃）以下
の場合には、電気的装置の動作時にこの金属がヂ融解し
、接続障害が発生するおそれがある。これは、装置を通
常の状襟で匠用する場合、ＬＳＩ素子の発熱により、素
子を実榛するモジュールの温度が上昇し、さらに、これ
と隣接する接続ボードの温度も上昇するためである。−
それにともない、低融点金属を内蔵する接続ボードの温
度も必然的に上昇する。このことは、接続ボードの近傍
に配置されるプリント回路基板に対し悪影響をお１ぼす
。すなわち、プリント回路基板上の回路は、通常、６０
Ｓｎ−４０Ｐｂばんだめっき膜が形成されており、この
はんだ材料の融点は約１８０〔℃〕である・ため、接続
ボードの温度がこれ以上になると、はんだめっき膜が熱
的な影ｆ＃を受けることが起こりうる。また、プリント
回路基板がたとえ耐熱性にすぐれたポリイミドなどの材
料で構成されていたとしても、このプリント回路基板も
熱的影渉を受けることは避けられない。以上のような理
由により、不発明による低融点金属の好ましい融点の範
囲は前記のごとくに規定される。ただし、この融点の範
囲は、現在、通常の状態で使用される装置に対して規定
されるものでらり、モジュール、回路基板等がたとえば
浸漬液冷されるなどの場合、あるいは、プリント回路基
板およびはんだめっき膜に対する熱的制約条件が変更さ
れる場合には、低融点金属の好ましい融点の範囲は上で
述べた範囲に限定されるものではない０なお、先に述べ
た埋込接点ビ／４３を第２の接続ボード４２に固定する
ために用いたＡｕ−８ｎ合金は、その融点が２８０〔℃
〕であって低融点金属４５の融解の際にこれが融解する
ことはない。従って被接続心気装置の接点ビンを接続し
、また接続全解除するために低融点金属４５を融解する
ときに、埋込接点ビン４３側は封止されており低融点金
属４５の流出が阻止される。

（ｆ）　　発明の詳細 な説明した如く不発明の電気的接続装置においては、非
常に僅かな挿入力と抜去力とでｊＪＬ気装置間の接続及
びその解除を行なうことかでさ、かつ比較的小さな面積
内に非常に多数のｊα体を設けることができる効果全損
することなく、多数回の挿入、抜去を行なっても女足し
た摺頼性の高い接続を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電気的接続装置の１例？示す部分拡大断
面図、第２図は前記従来例ケ用いて接点ビン間の接続を
行なった状態金示す断面図、第３図は他の従来例’に藺
用してＬＳＩモジュールとプリント回路基板との間の接
α全行なった状、・原をボす部分拡大断面図、第４１は
前記ヤ［米例を用いる接続構成を示す断面図、Ｊ５図は
不発明の実施例を示す部分拡大断面図、第６図は６１Ｊ
記実施例の発熱体パターンを示す平面図である。 図において、４１及び４２　＆、１：接続ボード、４３
は埋込接点ビン、４４は金属溜めヲ末ねるガイド孔、４
５は低ｍ１点金属、４６は発熱体、４７は接層層、４８
は霊属層、４９は導体を示す。 −？−ｌ　関 俗２日 ３　阻 察４唄 「 第Ｓ昭 寮４閃 り続補　正　書輸発） １、　ｉ（ｆ’ｌの人２Ｊ、 １）Ｉ′何）１イ＞　；ｒｌ旨′１シ１１１・１７メｑ
フ３／お３　　４山　＋Ｅ　　：’−（１・、　８・Ｉ
ｆｆ’置腎り閏１、　　　　　ｉ’＋、１’ｌ出１・１
１人１１１す１　神全用県用崎市１１曽区１−／ｊ・１
１１中１０１５番地（５２２）　）’、　ｆ！＋富士通
株式会社４　代　　理　　人　　　　１１曲　　神争用
県１１１崎山中ハ：！１／１小■川１１０１５番地富１
：通株式会社内 昭（ＩＩ　　　　ｉｔ’　　　　ＩＩ　　　　ＩＩなし
く【）　　本願明細書記１３頁２行目「ガラス−アルミ
ナセラミック基板」を「ガラスセラミック基板」と正す
る。 （３）明細書第１５頁３行目〜１６行目「次に・　用い
ている。」を［しかる後に第５図に示す如く、第１の接
続ボード４１と第２の接続ボード４２とを接着層４７に
よって接着する。本実施例においては、接着剤としてイ
ー・アイーデーピン社製の９１３７ペ〜ストを用いてい
る。 次に埋込接点ピン４３を第２の接続ボード４２の前記孔
に嵌合し、金−錫（Ａｕ−３１１）合金ペーストで両者
間のすき間を埋めて固定する。 本実施例の埋込接点ピン４３は、一端に直径約０．６〔
ｍ＋＋Ｑ、高さ約０．５（ａｍ）のつばを有する直径約
０．３　［詣］の燐青銅製のピンであり、・？ラジウム
（Ｐｄ　）めっきが施されている。」と補正する。 ４）図面第５図を別紙の通り補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁材料からなる接続ボードと、該接続ボードに一端が
   埋設された第１の接点ビンと、前記接続ボード内に形成
   されて該第１の接点ビンが表出する金属溜めと、ＡｉＪ
   記接続ボードに穿たれて該金属溜めに、＋Ｉ−ｒる第２
   の接点ビンのガイド孔と、前記金属溜めに収容されて前
   記第１の接点ビンと前記第２の接点ビンとの接続に供さ
   れる低融点金属と、前記金属溜めの近傍に配設されて前
   記低融点金属全融解せしめるための発熱体と全含んでな
   ることを特徴とする電気的接続装置。