KR20060109866A - 상호 결합 접촉 시스템을 구비한 전기 상호 연결 조립체 - Google Patents

상호 결합 접촉 시스템을 구비한 전기 상호 연결 조립체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 회로 부재의 단자를 제2 회로 부재의 단자에 전기적으로 상호 연결시키는 전기 상호 연결 조립체에 관한 것이다. 전기 상호 연결 조립체는 다수의 관통구들이 제1 표면과 제2 표면 사이에서 연장된 하우징을 포함한다. 다수의 전기 접촉 부재들이 다수의 관통구들 내에 배치된다. 접촉 부재는 하우징과 스냅 핏 연결부를 형성하는 적어도 하나의 연결부를 구비한다. 하우징의 고정 구조체는 접촉 부재의 편향을 적어도 한 방향으로 제한시킨다.
상호 결합 접촉 시스템, 전기 상호 연결 조립체

Description

상호 결합 접촉 시스템을 구비한 전기 상호 연결 조립체{ELECTRICAL INTERCONNECT ASSEMBLY WITH INTERLOCKING CONTACT SYSTEM}
본 출원은 2003년 7월 16일자로 출원된 발명의 명칭이 "스냅인 유지 접촉 시스템(Snap-in Retention Contact System)"인 미국 특허 가출원 제60/487,630호의 우선권을 주장하는 출원이다.
본 발명은 제1 회로 부재를 하나 이상의 제2 회로 부재에 전기적으로 연결시키는 상호 결합 접촉 시스템을 구비한 전기 상호 연결 조립체에 관한 것이다.
컴퓨터 분야에 활용되는 커넥터의 현재 설계 추이는 여러 가지 회로 장치들 사이에 고밀도의 고신뢰성 커넥터를 제공하는 것이다. 장치의 연결 상태가 불량이면 시스템이 오작동할 가능성이 있기 때문에 이렇게 고신뢰성을 가지고서 연결시키는 작업이 필수적이다. 또한, 커넥터, 카드, 칩, 보드 및 모듈과 같은 여러 가지 구성 부품들의 수리, 성능 향상, 시험 및/또는 교체를 효율적으로 하기 위하여, 최종 제품의 이러한 연결부를 분리할 수 있고 재연결할 수 있도록 형성시키는 것이 바람직하다.
도금된 관통구 혹은 비아(via) 내로 납땜된 핀타입 커넥터가 오늘날 산업 분야에 활용되고 있는 가장 일반적인 커넥터이다. 커넥터 본체의 핀이 인쇄 회로 기 판의 도금 구멍 혹은 비아를 통해 삽입되어 종래의 기구를 사용하여 제 위치에 납땜된다. 이어서, 또 다른 커넥터 혹은 패키지형 반도체 장치가 삽입되어 커넥터 본체에 의해서 기계식 간섭 혹은 마찰에 의해 유지된다. 이러한 커넥터들을 인쇄 회로 기판에 납땜하는 공정 중에 사용되는 주석-납 합금 솔더(solder)와 해당 화학품은 그들이 환경에 미치는 영향으로 인해 보다 정밀하게 검사되고 있다. 이러한 커넥터들의 플라스틱 하우징에는 납땜 공정 중에 상당한 양의 열작용이 가해지기 때문에, 해당 부품에 응력이 가해지게 되고 신뢰도가 저하될 수 있게 된다.
커넥터 본체의 납땜된 접촉부는 일반적으로 커넥터와 접한 장치의 기계식 지지부로서, 그에 피로 현상, 응력 변형 현상, 솔더 브리징 현상 및 평탄도 오차 현상이 발생하게 되어, 조기 파손이나 연속성의 결여 현상을 초래할 수 있게 된다. 특히, 대응하는 커넥터 혹은 반도체 장치가 삽입되어 인쇄 회로 기판에 부착된 커넥터로부터 제거되면, 회로 기판에 납땜된 접촉부의 탄성 한계치가 초과되어 연속성의 결여 현상을 초래할 수 있게 된다. 일반적으로 이러한 커넥터들을 장치에 수회 이상 삽입하고 제거하기에는 신뢰성이 떨어진다. 이러한 장치들은 또한 전기적 길이가 비교적 길어 시스템 성능의 열화를 초래할 수 있으며, 특히 고주파수 혹은 저전력 부품에 대한 시스템 성능의 열화를 초래할 수 있다. 또한, 이러한 커넥터들을 사용하여 형성시킬 수 있는 인접 장치 리드들 사이의 피치 혹은 간격이 단락 위험성으로 인해 제한된다.
또 다른 전기 상호 연결 방법이 와이어 접합 방법으로서 공지되어 있으며, 이러한 방법에 따르면, 금과 같은 연질 금속 와이어가 한 회로로부터 다른 회로로 기계식으로 혹은 가열되어 압착된다. 하지만, 이러한 접합 방식에 따르면, 와이어 파손 가능성과 이에 부수되는 와이어 취급시의 기계적 곤란함으로 인해, 고밀도의 연결을 쉽게 형성시킬 수 없게 된다.
또 다른 전기 상호 연결 방식에 따르면, 솔더 볼 등을 각각의 회로 소자들 사이에 위치시킨다. 솔더가 역류되면서 전기 상호 연결부를 형성시킨다. 이러한 방식은 여러 가지 구조체에 고밀도의 상호 연결부를 형성시킬 수 있다는 점에서 성공적인 방식으로 판명되었으나, 이러한 방식으로는 회로 부재들을 쉽게 분리하여 재연결시킬 수가 없다.
다수의 전도성 경로들을 구비한 탄성체가 또한 상호 연결 장치로서 사용되고 있다. 탄성 시트에 내장된 전도성 소자는, 탄성 시트에 접촉하는 두 대향 단자 사이에서 전기 연결을 형성시키게 된다. 전도성 소자를 지지하는 탄성체는 사용 중에 압축되어, 전도성 소자가 어느 정도 움직일 수 있게 된다. 이러한 탄성 커넥터가 충분한 전기 연결을 형성시키기 위해서는 접촉면 당 비교적 많은 힘을 필요로 하기 때문에, 대응하는 표면들 사이의 비평탄도를 더욱 악화시키게 된다. 일반적으로 전도성 소자의 위치를 제어할 수 없다. 또한, 탄성 커넥터는 해당 회로 소자들 사이의 상호 연결부를 통해서 비교적 높은 전기 저항을 나타낸다. 이러한 회로 소자들을 구비한 상호 연결부는, 연결에 악영향을 미칠 수 있는 먼지, 부스러기, 산화 작용, 온도 변동, 진동 및 여타 다른 환경 요인에 민감할 수 있다.
본 발명은 제1 회로 부재의 단자와 제2 회로 부재의 단자를 전기적으로 상호 연결시키는 전기 상호 연결 조립체에 관한 것이다. 전기 상호 연결 조립체는 다수의 관통구들이 제1 표면과 제2 표면 사이에서 연장된 하우징을 포함한다. 다수의 전기 접촉 부재들이 다수의 관통구들 내에 위치된다. 접촉 부재는 하우징과 스냅 핏(snap-fit) 연결부를 형성하는 적어도 하나의 연결부를 구비한다. 하우징의 고정 구조체는 접촉 부재의 편향을 적어도 한 방향으로 제한한다.
본 발명은 또한 다수의 전기 접촉 부재들이 하우징과 상호 결합되게 위치된 전기 상호 연결 조립체에 관한 것이다. 하우징의 고정 구조체는 접촉 부재의 편향을 적어도 한 방향으로 제한한다. 밀봉층은 접촉 부재와 하우징 사이의 관통구를 밀봉시킨다.
따라서, 이러한 구성의 기능 열화, 기능 향상 혹은 변경이 일어나는 경우에 제1 회로 부재가 제거되어 교체될 수 있게 된다. 통상적으로 밀폐되어 있는 커넥터의 전기적 길이가 짧기 때문에, 신호 충실도가 우수해지게 되고, 전체 크기가 현재 패키징 기술에서와 유사해지게 된다. 본 발명에 의하면, 제1 회로 부재를 모듈 내로 납땜할 필요가 없어지기 때문에, 공지된 우수 다이(known good die) 혹은 번인(burn-in) 패키지형 집적 회로를 사용할 필요성이 크게 줄어들게 된다. 단일 장치를 교체할 수 있는 기능은 교체가능 칩 모듈 분야에서 매우 중요하다.
연결부는 스냅 핏 연결부, 압입 연결부, 크림핑(crimping) 연결부일 수 있다. 이러한 연결부에 의해, 접촉 부재가 적어도 2개의 자유도를 가지고서 하우징에 대해 이동할 수 있게 된다. 일 실시예에 따르면, 이러한 연결부에 의해, 접촉 부재가 적어도 하나의 표면에 수직하게 연장된 종축을 따라 이동할 수 있게 된다.
또 다른 실시예들에서는, 적어도 하나의 탄성 부재는 접촉 부재를 제1 표면 쪽으로 편향시키도록 위치된다. 고정 구조체는 바람직하게는 접촉 부재의 편향을 적어도 두 방향으로 제한한다. 전기 접촉 부재의 원위 단부는 바람직하게는 한 접촉 부재의 단자의 형상에 대응되는 형상을 갖는다.
하우징은 선택적으로 다층 구조체이며, 그 층들 중 하나는 접촉부 결합층 혹은 고정층 및/또는 일례로 가요성 회로 부재와 같은 회로층을 포함한다.
전기 접촉 부재는, 압축력, 솔더, 웨지 접합제, 전도성 부착제, 초음파 접합제, 와이어 접합제 및 접촉 부재와 제1 회로 부재 사이의 기계식 결합부 중 하나 이상을 사용하여 제1 표면에 전기적으로 결합될 수 있다. 전기 접촉 부재는 선택적으로 한 접촉 부재의 전기 접촉부와 스냅 핏 연결부를 형성한다.
추출층이 선택적으로 제1 표면과 제1 회로 부재 사이에 배치된다. 추출층은 일반적으로 가요성 시트이다. 중간 접촉부 세트가 선택적으로 접촉 부재와 제1 회로 부재의 접촉부 사이에 배치된다.
일 실시예에 따르면, 접촉 부재는, 중앙부에 U자형으로 연결된 한 쌍의 빔(beam)과, 중앙부 부근에 배치되어 확대 개구를 형성하는 한 쌍의 대향 돌출부를 포함한다. 돌출부는 확대 개구를 하우징의 부재와 분리가능하게 결합시킨다.
또 다른 실시예에 따르면, 하우징은 상부와 하부를 포함하며, 상부를 하부에 대해 이동시킴으로써 접촉 부재와의 상호 결합 연결이 형성된다. 또 다른 실시예에 따르면, 하우징의 관통구는, 일반적으로 다층 구조체를 사용하여 형성되는 비성형부이다.
도 1은 본 발명에 따른 접촉 시스템을 구비한 전기 상호 연결 조립체를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 2는 도 1의 접촉 시스템의 일부를 보다 상세하게 도시한 측단면도이다.
도 3은 도 2의 접촉 부재를 하우징에 결합시키는 상호 결합부의 작동 상태를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 4는 결합 위치와 분리 위치에서 도 2의 접촉 부재의 작동 상태를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 5는 도 2의 접촉 부재가 하우징 내에서 측방향으로 운동하는 상태를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 6은 한 쌍의 회로 부재에 전기적으로 결합된 도 1의 전기 상호 연결 조립체를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 천공 패턴을 보이고 있는 접촉 시스템의 하우징의 일부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 긴 접촉 부재와 천공 패턴을 보이고 있는 접촉 시스템의 또 다른 하우징의 일부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 9는 상호 결합부가 본 발명에 따른 2개의 개별 하우징 부재로 형성된 상호 연결 조립체를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 10은 상호 결합부가 본 발명에 따른 2개의 개별 하우징 부재로 형성된 또 다른 상호 연결 조립체를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 2개의 빔 접촉 부재를 구비한 또 다른 상호 연결 조립체의 측단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 2개의 빔 접촉 부재를 구비한 또 다른 상호 연결 조립체의 측단면도이다.
도 13은 도 12의 상호 연결 조립체로부터 회로 부재를 제거하는 상태를 도시한 측단면도이다.
도 14는 본 발명에 따른 접촉 부재가 축방향으로 변위되도록 하는 또 다른 상호 연결 조립체의 측단면도이다.
도 15는 본 발명에 따른 또 다른 상호 연결 조립체의 측단면도이다.
도 16a 내지 도 16c는 도 15의 상호 연결 조립체를 형성하는 한 가지 방식을 도시한 도면들이다.
도 17a는 본 발명에 따른 추가 회로면을 구비한 또 다른 상호 연결 조립체의 도면이다.
도 17b는 도 17a의 접촉부 결합층을 도시한 도면이다.
도 17c 내지 도 17d는 도 17a의 상호 연결 조립체의 작동 상태를 도시한 도면들이다.
도 18은 본 발명에 따른 밀봉층을 구비한 또 다른 상호 연결 조립체의 도면이다.
도 19는 본 발명에 따른 상호 연결 조립체의 평면도이다.
도 20은 본 발명에 따른 또 다른 상호 연결 조립체의 측단면도이다.
도 21은 본 발명에 따른 또 다른 상호 연결 조립체의 측단면도이다.
도 22는 본 발명에 따른 또 다른 상호 연결 조립체의 측단면도이다.
도 23 내지 도 27은 본 발명에 따른 또 다른 커넥터 부재의 측단면도들이다.
도 28은 본 발명에 따른 또 다른 상호 연결 조립체의 측단면도이다.
도 1은 본 발명에 따른 상호 연결 조립체(20)를 도시하고 있다. 상호 연결 조립체(20)는, 접촉 시스템(22)과, 전기 절연 특성을 갖는 하우징(24)을 포함한다. 하우징(24)은 다수의 관통구(26)들을 포함한다. 접촉 부재(28A, 28B, 28C, 28D)(이하 총괄하여 "28"로 표기함)가 적어도 일부의 관통구(26) 내에 위치되어 하우징(24)에 결합된다. 도시된 실시예에 따르면, 상호 연결 조립체(20)는 회로 부재(40)와 전기적으로 결합된다. 본 명세서에서 사용되는 "회로 부재"라는 용어는, 일례로 패키지형 집적 회로 장치, 비패키지형 집적 회로 장치, 인쇄 회로 기판, 연성 회로, 베어 다이 장치(bare-die device), 유기 혹은 무기 기판, 강성 회로, 또는 전류를 전달할 수 있는 여타 다른 장치를 말한다.
하우징(24)은 플라스틱과 같은 유전체로 제조될 수 있다. 적절한 플라스틱으로는 페놀 수지, 폴리에스터, 필립스 페트롤륨 컴퍼니(Phillips Petroleum Company)로부터 입수가능한 라이톤(Ryton®)을 들 수 있다. 선택적으로, 하우징(24)은 금속, 일례로 산화 피막 처리된 표면과 같은 비전도성 표면을 구비한 알루미늄으로 제조될 수 있다. 어떤 적용 분야에서는, 금속 하우징은 접촉 부재의 차폐 기 능을 추가로 제공할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 하우징은 전기 시스템에 접지되어 제어식 임피던스 환경을 제공할 수 있게 된다. 어떤 접촉 부재는 금속 하우징의 코팅되지 않은 표면에 접촉함으로써 접지될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "전기 절연성 커넥터 하우징" 또는 "모듈 하우징"이라는 용어는, 위에서 설명한 바와 같이, 비전도성이거나 혹은 실질적으로 비전도체로 코팅되어 접촉 부재와 하우징 간의 원하지 않는 전기 전도를 방지할 수 있는 하우징을 말한다.
본 발명의 하우징은 다수의 개별층들로 제조될 수 있다. 이러한 층들은, 고가의 성형 가공을 할 필요없이 에칭되거나 융제(ablation)되어 적층될 수 있다. 이러한 층들은, 성형 혹은 기계 가공으로 가능한 종횡비(aspect ratio)보다 훨씬 큰 종횡비를 갖는 하우징을 형성시킬 수 있다. 또한 이러한 층들은, 종래의 성형 기술 혹은 기계 가공 기술을 이용하여서는 형성시킬 수 없는 내부 특징부 혹은 공동을 형성시키며, 이는 이하에서 "비성형부"로 불리운다. 또한 본 하우징에 따르면, 일례로 금속, 세라믹 혹은 교번 충진 수지와 같은 경화층이 추가될 수 있어, 성형 혹은 기계 가공된 부분이 뒤틀려질 수 있는 영역의 평탄도를 유지시킬 수 있게 된다.
선택적으로 본 발명의 하우징은, 접촉 부재를 소정의 장(field) 내에서 선택적으로 연결 혹은 절연시킬 수 있는 회로, 전원 및/또는 접지면을 포함할 수 있다. 층들은 접촉재 혹은 분리가능 층들을 형성할 수 있도록 선택적으로 접합되거나 접합되지 않을 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "접합"이라는 용어는, 일례로 부착 접합, 용매 접합, 초음파 용접, 열접합, 또는 하우징의 인접 층들을 부착시키기에 적합한 여타 다른 접합 기술을 말한다. 각기 다른 접촉 부재의 다수의 층들은 서로 상호 작용하도록 형성될 수 있으며, 영구적으로 접합되거나 혹은 분리가능하게 형성될 수 있다. 이러한 층들은, 접촉 부재를 견고하게 유지시키거나 혹은 접촉부가 접촉 부재의 X축, Y축 및/또는 Z축을 따라 부동(float)하거나 이동할 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 층들은, 접촉 부재의 베이스가 삽입 공정으로 인해 밀봉 상태에 있게 됨으로써 역류 중에 솔더(solder) 혹은 플럭스(flux)의 위킹(wicking) 현상이 방지되도록 구성되거나, 접촉면이 조립 후에 밀봉될 수 있도록 구성될 수 있다.
도 2는 하우징(24)에 상호 결합된 접촉 부재(28)들 중 하나를 보다 상세하게 도시하고 있다. 접촉 부재(28)는 제1 접촉부(30)와 제2 접촉부(36)를 구비한다. 제1 회로 부재(34)와 제2 회로 부재(40)가 하우징(24) 쪽으로 편향될 때, 제1 접촉부(30)는 제1 회로 부재(34)의 단자(32)와 전기적으로 연결되도록 위치되고, 제2 접촉부(36)는 제2 회로 부재(40)의 단자(38)와 전기적으로 연결되도록 위치된다. 볼트 체결 방식, 클램핑 방식 및 접착 방식을 포함한 임의의 고정 방식이 사용될 수 있다.
접촉 부재(28)는 상호 결합부(42)와 그 상호 결합부(42)에 연결된 전이부(44)를 포함한다. 도시된 실시예에 따르면, 상호 결합부(42)의 크기는 적어도 한 방향으로 전이부(44)의 크기보다 크다. 하우징(24)의 관통구(26)는 접촉 부재(28)의 상호 결합부(42)를 수용하기에 충분한 크기를 갖는 적어도 하나의 상호 결합부(46)를 포함한다. 도시된 실시예에 따르면, 상호 결합부(42)는 볼형 구조체이며, 상호 결합부(46)는 소켓이다. 본 명세서에서 사용되는 "상호 결합"이라는 용어는, 한 부재가 다른 부재에 의해 구속되거나 결합되되, 한 부재의 적어도 일부가 적어도 하나의 자유도를 가지고서 다른 부재에 대해 이동될 수 있게 일례로 후크 체결 방식, 스냅 핏(snap-fit) 방식, 비접합 간섭 체결 방식, 도브테일링(dovetailing) 방식에 의해 구속되거나 결합되는 기계식 결합 방식을 말한다. "상호 결합부"라는 용어는 상호 결합용 구조체를 말한다.
하우징(24)은, 전이부(44)를 수용하기에는 충분히 크지만 적어도 한 방향으로는 상호 결합부(42)보다 작아 접촉 부재(28)가 하우징(24) 외부로 떨어지지 않게끔 형성된 개구(48)를 포함한다. 따라서, 상호 결합부(42)는 전이부(44)가 개구(48)를 통해 연장된 상태에서 상호 결합부(46)에 고정될 수 있게 된다.
도 3은 접촉 부재(28)가 하우징(24)에 설치되기 전과 설치된 후를 함께 도시한 도면이다. 개구(48) 및/또는 상호 결합부(42)의 양측에 있는 부분(50, 52)은 상호 결합부(42)를 대응하는 상호 결합부(46) 내로 스냅 핏 방식으로 체결시키기에 충분한 유연성을 갖는다. 본 명세서에서 사용되는 "스냅 핏"이라는 용어는 접촉 부재 및/또는 하우징을 탄성적으로 변형시켜 상호 결합시키는 체결 방식을 말한다.
도 4는 접촉 부재(28)가 하우징(24) 내에서 작동되는 작동 상태를 도시하고 있다. 하우징(24)은 상단면(60)과 바닥면(62)을 포함한다. 상단면(60)은 제1 회로 부재(34) 쪽으로 편향되고, 바닥면(62)은 제2 회로 부재(40) 쪽으로 편향된다(도 2 참조). 제1 회로 부재(34)가 하우징(24)에 고정되어 있지 않으면, 접촉 부재(28)의 제1 접촉부(30)는 탄성 부재(64)에 의해 편향되어 상단면(60) 위로 돌출된다(위치 A). 제1 회로 부재(34)가 하우징(24) 쪽으로 편향되면, 제1 접촉부(30)는 상단면 (62) 쪽으로 변위된다(위치 B). 제1 회로 부재(34)와 제2 회로 부재(40)가 모두 하우징(24) 쪽으로 편향되면, 제2 접촉부(36)의 위치가 제1 회로 부재(40)에 대해 편향된다.
도 4에 도시된 실시예에 따르면, 제1 접촉부(30)는 그 제1 접촉부(30) 아래에 위치된 탄성 부재(64)에 의해서 적어도 부분적으로 편향된다. 탄성 부재(64)는 필요한 편향력을 제공하는 데 적합하기만 하다면 구형, 실린더형 및 직사각형을 포함한 임의의 형상으로 형성될 수 있다. 탄성 부재는 여러 가지 방식으로 고정될 수 있으며, 이러한 고정 방식에는 하우징(24) 및/또는 접촉 부재(28)에 접착되는 방식, 접촉 부재의 하우징 양측에 형성된 공동 내로 압입되는 방식, 또는 하우징과 접촉 부재 사이에 형성된 공간에 간단히 고정되는 방식이 포함된다. 제1 회로 부재(34)가 하우징(24) 쪽으로 편향되면, 탄성 부재(64)가 압축되고, 탄성 부재(64)에 의한 말단부(66)에서의 힘과 제1 접촉부(30)에서의 힘에 의해 형성된 모멘트 암으로 인해, 제2 접촉부(36)를 하우징(24)의 바닥면(62)에 고정된 제2 회로 부재(40) 쪽으로 편향시키는 힘이 형성된다.
본 명세서의 "상단"과 "바닥"이라는 용어는 편의상 접촉 시스템의 각기 다른 부재들을 식별하고 그 부재가 사용되는 상황을 구별하기 위해서 사용된다. 이러한 방향 관련 용어들과 기타 다른 방향 관련 용어들은 하우징이 특정 방향으로 지향되게 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 접촉 시스템(22)은 또한 접촉 부재의 응력을 해제시킬 수 있는 구조체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 가장 양호하게 도시된 일 실시예를 보면, 제2 접촉부(36)는, 제1 접촉부가 제1 회로 부재(34)에 의해 아래로 밀려질 때 접촉 부재(28)가 선회되도록 하는 아치형 바닥면을 구비한다. 접촉 부재(28)와 하우징(24)은 또한 응력을 해제시키기에 충분한 유연성을 가질 수 있다.
접촉 부재(28)는 바람직하게는 동이나 그와 유사한 금속 재료, 일례로 인청동(phosphor bronze) 혹은 베릴륨 동으로 제조된다. 접촉 부재는 니켈, 금, 은, 팔라듐 또는 이들로 형성된 다층 구조체와 같은 내부식성 금속 재료로 도금된다. 어떤 실시예에서는, 접촉 부재는 접촉부를 제외하고 둘러싸여진다. 둘러싸는 재료는 일반적으로 쇼어 에이 경도가 약 20 내지 약 40인 실리콘이다. 적절한 둘러싸는 재료의 예를 들어 보면, 미국 미시간주 미드랜드에 소재한 다우 코닝 실리콘(Dow Corning Silicone)으로부터 입수가능한 실가드(Sylgard®)와, 미국 뉴저지주 하켄색에 소재한 마스터 본드 실리콘(Master Bond Silicone)으로부터 입수가능한 마스터실(Master Sil) 713이 있다.
도 5는 접촉 부재(28)가 하우징(24) 내에서 측방향으로 운동 또는 이동하는 상태를 도시하고 있다. 바람직하게는 이동 거리(d)가 상호 결합부(42)의 폭과 개구(48)의 폭 사이의 차이에 비해 작아, 접촉 부재(28)가 상호 결합부(46) 외부로 떨어지지 않게 된다.
도 6은 본 상호 연결 조립체(20)의 작동 상태를 도시하고 있다. 상호 연결 조립체(20)는 바람직하게는 제1 회로 부재(34)와 제2 회로 부재(40) 사이에서 압축된다. 선택적인 정렬 부재(70)가, 제1 회로 장치(34)의 단자(32)를 접촉 부재(28)의 제1 접촉부(30)와 정렬시키는 장치 영역(71)을 형성한다(도 2 참조). 정렬 부재 (70)는 선택적으로 접촉 부재(28A, 28D)에 추가 편향력을 가하는 제2 탄성 부재(72)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 도 6의 상호 연결 조립체(20)는, 미국 특허 공보 제5,913,687호, 제6,178,629호 및 제6,247,938호에 개시된 교체가능 칩 모듈과 같은 다수의 회로 부재(34)들을 수용하도록 형성될 수 있으며, 이 문헌들은 본 명세서에 참고로 포함된다.
도시된 실시예에 따르면, 제1 회로 부재(34)는 LGA 장치이며, 제2 회로 부재(40)는 PCB이다. 하우징(24)은 선택적으로 PCB(40)에 고정되며, 이때 접촉 부재(28) 각각의 제2 접촉부(36)는 PCB(40)의 전도성 패드(38) 상에 위치된다. LGA 장치(34)가 접촉 시스템(22)에 대해 가압되면, 제1 접촉부(30)가 제1 탄성체(64)에 대해 아래로 가압된다. 접촉 부재(24)의 제2 접촉부(36)가 PCB(40) 각각의 전도성 패드(38) 상에서 약간 선회되고 활주되어 그 전도성 패드(38)에 대해 편향됨으로써, 신뢰성 있는 전기 접촉이 이루어진다. 상호 결합부(42)는 위로 이동하려 하지만, 하우징(24) 커버 또는 제2 탄성체(72)의 하향력에 의해 유지된다.
도 7과 도 8에 도시된 실시예에 따르면, 접촉 부재(80)의 형상은 길며, 하우징(82)은, 각각의 접촉 부재(80)를 수용하고 그 접촉 부재의 측방향 회전 또는 이동을 방지하는 긴 공동(84)을 포함한다. 긴 공동 혹은 슬롯(84)은, 기계식 혹은 레이저 천공 방식, 에칭 방식, 성형 방식 등을 포함한 여러 가지 방식에 의해 형성될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 2부품 하우징(102)을 구비한 상호 연결 조립체(100)를 도시하고 있다. 하우징(102)은 상단부(104)와 바닥부(106)를 포함한다. 상호 결 합부(108)는 바람직하게는 상단부(104)와 바닥부(106) 사이의 접촉면(110)을 가로질러 연장된다. 상단부(104)를 바닥부(106)에 대해 화살표 방향(112)으로 이동시킴으로써, 상호 결합부(108)가 접촉 부재(116)의 상호 결합부(114)에 결합된다. 상호 결합부(114)는 바람직하게는 접촉 부재(116)를 하우징(102) 내에서 유지시키지만, 접촉 부재(116)가 제1 회로 부재(118)와 제2 회로 부재(120)를 결합시키는 데 필요한 범위만큼 움직이는 것을 제한하지는 않는다. 탄성 부재(122)는 접촉 부재(116)를 회로 부재(118, 120)에 대해 편향시킨다.
도 10은 본 발명에 따른 2부품 하우징(132)을 구비한 또 다른 상호 연결 조립체(130)를 도시하고 있다. 상단부(134)와 바닥부(136)는 커넥터 부재(142)의 상호 결합부(140)와 결합되는 상호 결합부(138)를 형성한다. 제2 탄성 부재(144)가 선택적으로 상호 결합부(138)에 인접하게 배치된다. 탄성 부재(144, 146)는 접촉 부재(142)를 회로 부재(148, 150)에 대해 편향시킨다.
도 11은 본 발명에 따른 또 다른 상호 연결 조립체(200)의 측단면도이다. 도 11의 실시예에 따르면, 하우징(202)은 접촉부 결합층(204), 정렬층(206) 및 고정 층(208)을 포함한다. 접촉부 결합층(204)은 중앙 부재(212)에 의해 분리된 한 쌍의 관통구(210)를 포함한다. 또한 접촉부 정렬층(206)은 일반적으로 관통구(210)와 정렬된 한 쌍의 관통구(214)를 포함한다. 관통구(214)는 중앙 부재(216)에 의해 분리된다. 도 11에 도시된 실시예의 고정층(208)은 일반적으로 관통구(214)와 정렬된 단일 관통구(218)를 포함한다.
본 발명의 접촉 시스템(220)은 하우징(202)과 스냅 핏 방식으로 결합된 다수 의 접촉 부재(222)들을 포함한다. 도 11의 실시예에 따르면, 접촉 부재(222)는, 한 쌍의 빔(224A, 224B)(이하 총괄하여 "224"로 표기함)이 중앙부(226)에 결합된 일반적으로 U자형의 형상을 갖는다. 빔(224)은, 중앙부(226) 부근에 위치되고 확대 개구(227)를 형성하는 한 쌍의 대향 돌출부(228A, 228B)(이하 총괄하여 "228"로 표기함)를 포함한다. 돌출부(228)들 사이의 간극(230)은 확대 개구(227)에 비해 작으며, 바람직하게는 중앙 부재(212)의 폭보다 작다.
본 상호 연결 조립체(200)를 조립하기 위해서, 빔(224)의 원위 단부(distal end)(232A, 232B)(이하 총괄하여 "232"로 표기함)가 관통구(210)를 통해 삽입된다. 돌출부(228A, 228B)가 중앙 부재(212)와 접촉하게 되면, 접촉 부재(222) 및/또는 중앙 부재(212)가 탄성적으로 변형되면서 스냅 핏 결합부를 형성하게 된다. 일단 조립되면, 돌출부(228)는 접촉 부재(222)를 중앙 부재(212)에 유지시키게 된다. 돌출부(228)는 바람직하게는 접촉부 정렬층(206)의 중앙 부재(216)에 맞대어져 혹은 그에 인접하게 위치되어, 접촉 부재(222)가 하우징(202)에 대해 선회되는 현상을 최소화시킬 수 있게 된다. 중앙 부재(216)는 또한 제1 접촉부(234)들 사이의 간극을 유지시키는 역할을 한다.
확대된 개구(227) 및 중앙 부재(212)의 크기와 형상은, 접촉 부재(222)가 하우징(202)에 대해 어느 정도 움직이게 할 수 있도록 조절될 수 있다. 접촉 부재(222)를 종축(250)을 따라 이동시키고 중앙 부재(212) 주위로 회전시키게 되면, 회로 부재(240, 242)와의 견고하면서도 신뢰성 있는 전기 접촉을 형성하는 데 매우 바람직하다.
접촉 부재(222)는 원위 단부(232) 부근의 제1 접촉부(234)와 중앙부(226) 부근의 제2 접촉부(236)를 포함한다. 제1 접촉부(234)와 제2 접촉부(236)는, 솔더(solder) 혹은 압축력을 사용하거나 그들을 조합하여 제1 회로 부재(240)와 제2 회로 부재(242)에 전기적으로 결합될 수 있다. 접촉 부재(222)의 제1 접촉부(234)의 형상은 제1 회로 부재(240)의 솔더 볼(244)과 연결되기에 아주 적합하게 형성된다. 접촉 부재(222)는, 일례로 연성 회로, 리본 커넥터, 케이블, 인쇄 회로 기판, 볼 그리드 어레이(BGA), 랜드 그리드 어레이(LGA), 플라스틱 리드 칩 캐리어(PLCC), 핀 그리드 어레이(PGA), 소형 집적 회로(SOIC), 듀얼 인라인 패키지(DIP), 4방향 플랫 패키지(QFP), 리드리스 칩 캐리어(LCC), 칩 스케일 패키지(CSP), 또는 패키지형 혹은 비패키지형 집적 회로를 포함한 여러 가지 회로 부재(240)와 전기적으로 결합되도록 형성될 수 있다.
제1 회로 부재(240)가 하우징(202)과 함께 압착되면, 접촉 부재(222)의 원위 단부(232)가 고정층(208)의 측벽(248) 쪽을 향해 화살표 방향(246)으로 변위된다. 측벽(248)은 원위 단부(232)의 변위를 제한한다.
도 12는 본 발명에 따른 또 다른 상호 연결 조립체(300)의 측단면도이다. 도 11에서 설명한 바와 같이, 다수의 접촉 부재(302A, 302B, 302C, 302D, 302E)(이하 총괄하여 "302"로 표기함)들이 하우징(304)의 관통구(326) 내에 위치된다. 도 12의 실시예에 따르면, 회로층(306)과 선택적인 보강층(308)이 접촉부 결합층(310)과 접촉부 정렬층(312) 사이에 위치된다. 회로층(306)은 전원면, 접지면 또는 다른 임의의 회로 구조체일 수 있다. 도시된 실시예에 따르면, 관통구(326)는 성형되는 것이 아니라 일반적으로 하우징(304)을 다층으로 형성시킴으로써 형성된다.
접촉 부재(302)는 도 11에서 설명한 바와 같이 접촉부 결합층(310)에 결합된다. 접촉 부재(302)의 제1 접촉부(318)는 바람직하게는 제1 회로 부재(322)의 솔더 볼(320)과 스냅 핏 연결부를 형성하도록 구성된다. 어떤 실시예에서는, 솔더 볼(320)과 제1 접촉부(318) 사이의 스냅 핏 연결에 의해서도 제1 회로 부재(322)를 상호 연결 조립체(300)에 유지시키는 데 충분할 수 있다.
도 12의 실시예에는 접촉부 정렬층(312)의 상단면(316)에 부착된 추출층(314)이 포함된다. 추출층(314)은 바람직하게는 일례로 저점도 압력 감지 접착제에 의해 표면(316)에 탈착가능하게 부착된다. 바람직한 실시예에 따르면, 추출층(314)은 접촉부 정렬층(312)의 상단면(316)으로부터 벗겨져 떼어질 수 있는 가요성 시트 금속으로 제조된다. 도 13에 도시된 바와 같이, 추출층(314)이 화살표 방향(324)으로 벗겨져 떼어지면, 제1 회로 부재(322)는 접촉 부재(302)의 제1 접촉부(318)로부터 안전하게 분리된다.
도 14는 본 발명에 따른 또 다른 상호 연결 조립체(400)를 도시하고 있다. 접촉 부재(402)는 일반적으로 도 11에 도시된 바와 같이 구성된다. 대향 돌출부(404A, 404B)가 중앙 부재(408)에 압축력(406)을 가한다. 하지만, 도 14에 도시된 실시예에 따르면, 중앙 부재(408)는 축(410)을 따른 접촉 부재(402)의 운동을 제한하지 않는다. 오히려, 접촉 부재(402)는 축(410)을 따라 활주할 수 있어, 제1 회로 부재(412)를 제2 회로 부재(414)에 결합시키는 최적의 위치에 위치할 수 있게 된다.
도시된 실시예에 따르면, 제1 회로 부재(412)는 다수의 단자(416)들을 구비한 LGA 장치이다. 중간 접촉부 세트(418)가 접촉 부재(402)의 제1 접촉부(420)와 단자(416) 사이의 접촉면을 형성한다. 중간 접촉부 세트(418)는 다수의 전도성 부재(424)들을 구비한 캐리어(422)를 포함한다. 도시된 실시예에 따르면, 전도성 부재(424)의 하부는 제1 접촉부(420)와 결합되는 BGA 장치의 역할을 한다. 전도성 부재(424)의 상부는 제1 회로 부재(412)의 접촉 패드(416)와 결합된다. 캐리어(422)는 가요성이거나 혹은 강성일 수 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 캐리어(422)는, 전력, 신호를 전달하고 그리고/또는 제1 회로 부재(412) 및 제2 회로 부재(414)용 접지면을 형성하는 회로 트레이스(circuit trace)를 구비한 가요성 회로 부재이다.
도 15는 본 발명에 따른 또 다른 상호 연결 조립체(500)의 단면도이다. 접촉 부재(502)는 확대된 제2 접촉부(504)를 포함하며, 이때 폭이 좁은 연결 영역(506)이 제2 접촉부(504)와 빔(508) 사이에 위치된다. 도시된 실시예에 따르면, 제1 회로 부재(510)는, 솔더 볼(512)이 빔(508)과 압축되어 결합된 BGA 장치이다.
접촉부 결합층(514)의 두께에 대한 연결 영역(506)의 길이로 인해, 접촉 부재(502)가 축(516)을 따라 하우징(520) 내에서 부동(float)할 수 있게 된다. 고정층(524)의 측벽(522)과 접촉부 정렬층(528)의 측벽(526)은 빔(508)의 측방향 변위를 제한한다.
도 16a 내지 도 16c는 도 15의 상호 연결 조립체(500)를 형성하는 한 가지 방식을 도시하고 있다. 도 16a에 도시된 바와 같이, 접촉부 결합층(514)은 다수의 인접 슬릿(532)들에 의해 둘러싸인 일련의 관통구(530)들을 포함한다. 접촉 부재 (502)의 제2 접촉부(504)가 관통구(530) 내로 삽입된다. 접촉부 결합층(514)이 슬릿(532)에 의해 부분적으로 탄성 변형되어, 제2 접촉부(504)가 관통구(530)를 통해 통과되도록 한다. 접촉부 결합층(514)이 탄성 변형됨으로써, 접촉 부재(502)와의 스냅 핏 연결이 이루어진다. 슬릿(532)의 형상에 따라서, 접촉 부재(502)는 연결 영역(506) 주위로 어느 정도의 회전 자유도(513)(도 15 참조)를 가질 수 있다. 결과적으로, 커넥터(500)는 하나 또는 2개의 자유도를 갖는 접촉 부재(502)로 형성될 수 있다.
도 16b는 접촉부 정렬층(528)의 설치 상태를 도시하고 있다. 접촉부 정렬층(528)은 일반적으로 접촉부 결합층(514)에 접합되는 별도의 분리된 구조체이다.
도 16c는 고정층(524)의 설치 상태를 도시하고 있다. 도시된 실시예에 따르면, 고정층(524)은 BGA 장치(510)의 솔더 볼(512)을 수용하는 다수의 개구(536)들을 포함한다. 관통구(536)는 선택적으로 한 쌍의 대향 홈(538)을 포함할 수 있으며, 그 홈 내로 접촉 부재(502)의 빔(508)이 편향될 수 있다. 홈(538)은 또한 접촉 부재(502)가 하우징(520) 내에서 화살표 방향(540)으로 회전되지 못하게 제한한다.
도 17a 내지 도 17d는 본 발명에 따른 또 다른 상호 연결 조립체(800)의 여러 가지 실시 형태들을 도시하고 있다. 접촉 부재(804)는 접촉부 결합층(806)의 중앙 부재(812)와 활주가능하게 연결된다. 일 실시예에 따르면, 접촉 부재(804)는 중앙 부재(812)와 밀착부를 형성한다. 또 다른 실시예에 따르면, 유전층(816, 818)이 중앙 부재(812)의 상하에 위치되어 상호 연결 조립체(800)의 접촉 부재(804)를 구속 혹은 유지시킨다. 접촉 부재(804)는 선택적으로 접촉부 결합층(806)에 압착된 다. 선택적으로, 접촉 부재(804)는, 예를 들어 열접합 혹은 초음파 접합 방식, 접착제 방식, 기계식 부착 방식 등과 같은 여러 가지 방식들을 이용하여 중앙 부재(812)에 부착된다.
상부 유전층(816)과 하부 유전층(818)은 압축 중에 접촉 부재(804)의 단락 및 전복 현상을 방지한다. 또 다른 회로면(820)과 유전 보호층(822)이 선택적으로 본 상호 연결 조립체(800)에 추가될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 접촉부 결합층(806)은 가요성 회로 부재를 포함한다. 도 17a 내지 도 17d의 실시예에 따르면, 가요성 회로 부재는 접촉부 결합층(806)에 부착되기 전에 단편화(singulation)된다.
도 17b에 도시된 바와 같이, 접촉부 결합층(806)은 한 쌍의 인접 슬롯(808, 810)을 포함한다. 슬롯(808, 810)들 사이의 접촉부 결합층(806)의 중앙부(812)는 토숀바의 역할을 한다. 접촉 부재(804)가 슬롯(808)을 통해 삽입되어 중앙부(812)에 위치된다. 선택적으로, 가요성 부재(804)는 단일 슬롯(814)을 통해 접촉부 결합층(806)에 결합될 수 있다.
도 17c와 도 17d에 가장 양호하게 도시된 바와 같이, 중앙부(812)가 비틀려지거나 그리고/또는 변형되어, 접촉 부재(804)가 제1 회로 부재(824)와 제2 회로 부재(826)의 비평탄성을 보상할 수 있게 된다(도 17a 참조). 접촉 부재(804)의 원위 단부(828, 830)는 또한 제1 회로 부재(824)와 제2 회로 부재(826)에 의해 압축될 때 굽혀진다. 변위량과 변위에 대한 저항도는, 캐리어(806)의 중앙부(812)의 크기 및 형상과 접촉 부재(804)의 원위 단부(828, 830)(도 17a 참조)의 크기 및 형상을 변경시킴으로써, 그리고/또는 가요성 부재(804)의 변위에 저항할 수 있는 강성 재료로 캐리어(806)를 제조함으로써 조절될 수 있다.
도 18은 도 17a 내지 도 17d에 도시된 상호 연결 조립체(800)의 변형예인 상호 연결 조립체(840)를 도시하고 있다. 상호 연결 조립체(840)는 위에서 설명한 바와 같이 접촉부 결합층(844)에 결합된 다수의 분리 접촉 부재(842)들을 포함한다. 원위 단부(846)가 제1 회로 부재(850)의 단자(848)와 전기적으로 결합되게 위치된다. 도 17a의 원위 단부(830) 대신에 솔더 볼(852)이 배치된다. 솔더 볼(852)은 제2 회로 부재(856)의 단자(854)와 전기적으로 결합되게 위치된다.
일 실시예에 따르면, 유전층(856) 및/또는 유전층(858)은 바람직하게는 접촉 부재(842)와 접촉부 결합층(844) 사이에서 밀봉부를 형성한다. 선택적으로 유전층(856, 858)은, 접촉 부재(842) 주위로 유동되어 임의의 간극을 밀봉시키는 밀봉재이다. 바람직하게는 밀봉재는, 경화되어 쉽게 파손되지 않는 밀봉부를 형성시키는 유동성 중합체이다. 일 실시예에 따르면, 원위 단부(860 및/또는 846)는 평탄화되어 어떠한 축적된 밀봉재(856, 858)도 제거되게 된다. 밀봉재는 솔더가 접촉부 결합층(844)에서 위킹(wicking)되는 현상을 방지한다. 일 실시예에 따르면, 밀봉재(856, 858)는 접촉부 결합층(844)에 결합된 접촉 부재(842)를 유지시키는 역할을 한다.
도 19는 본 발명에 따른 상호 연결 조립체(900)의 평면도이다. 본 명세서에 기재되어 있는 임의의 구성의 접촉 부재가 상호 연결 조립체(900)에 사용될 수 있다. 하우징(902)은 접촉 부재의 원위 단부가 회로 부재와 결합되도록 하는 구멍(904)들을 포함한다. 추가의 회로면이 바람직하게는 가요성 회로 부재(906, 908)에 의해 상호 연결 조립체(900)의 측부로부터 이송된다.
도 20은 본 발명에 따른 또 다른 상호 연결 조립체(1000)의 측단면도이다. 하우징(1002)은 접촉부 결합층(1004)과 고정층(1006)을 포함한다. 접촉부 결합층(1004)은 접촉 부재(1010)와 결합하는 관통구(1008)를 포함한다.
접촉 부재(1010)는, 예를 들어 BGA 장치에 형성된 솔더 볼(1014)(일례로 도 11 참조) 또는 중간 접촉부 세트(1018)의 전도성 부재(1016)(일례로 도 14 참조)와 전기적으로 결합되는 3개의 빔(1012a, 1012b, 1012c)(이하 총괄하여 "1012"로 표기함)을 포함한다. 빔(1012)의 형상을 보다 양호하게 도시하기 위하여, 최좌측의 접촉 부재(1010)를 접촉 부재에 대해 90°만큼 회전시켜 도시하였다.
접촉 부재(1010)의 근위 단부(proximal end)(1020)는, 접촉부 결합층(1004)에서 개구(1008)와 스냅 핏 결합부를 형성하는 폭이 좁은 영역(1022)을 포함한다. 접촉 부재(1010)는 축(1024)을 따라 이동할 수 있어, 제1 회로 부재(미도시)의 중간 접촉부 세트(1018) 혹은 솔더 볼(1014)과 제2 회로 부재(1028)를 결합시키는 최적의 위치에 위치할 수 있게 된다. 측벽(1032)에 의해 제한된 빔(1012)이 화살표 방향(1028)으로 굽혀져, 솔더 볼(1014) 혹은 전도성 부재(1016)와의 최적의 전기 접촉면을 형성하게 된다.
일례로 유동가능 밀봉재와 같은 밀봉층(1030)이 선택적으로 접촉부 결합층(1004)의 노출면에 도포된다. 밀봉층(1030)은 바람직하게는 접촉 부재(1010) 주위로 개구(1008)를 밀봉시킨다.
도 21은 본 발명에 따른 또 다른 상호 연결 조립체(1050)의 측단면도이다. 하우징(1052)은 접촉부 결합층(1054), 정렬층(1056) 및 고정층(1058)을 포함한다. 접촉부 결합층(1054)은 접촉 부재(1064)의 폭이 좁은 영역(1062)과 스냅 핏 연결부를 형성하는 관통구(1060)를 포함한다.
접촉 부재(1064)는 BGA 장치 혹은 중간 접촉부 세트의 전도성 부재(일례로 도 14 참조)와 전기적으로 결합되는 2개의 빔(1066a, 1066b)(이하 총괄하여 "1066"으로 표기함)을 포함한다. 빔(1066)의 형상을 보다 양호하게 도시하기 위하여, 최좌측의 접촉 부재(1064)를 다른 접촉 부재에 대해 90°만큼 회전시켜 도시하였다.
접촉 부재(1064)는 축(1068)을 따라 이동할 수 있어, 회로 부재(1070, 1072)의 중간 접촉부 세트(1018) 혹은 솔더 볼(1014)과 제2 회로 부재(1028)를 결합시키는 최적의 위치에 위치할 수 있게 된다. 측벽(1076)에 의해 제한된 빔(1066)이 화살표 방향(1074)으로 굽혀져, 솔더 볼(1078)과 최적의 전기 접촉면을 형성하게 된다.
도 22는, 접촉 부재(1064)가 하우징(1102)과 상호 결합되는 점을 제외하고는 실질적으로 도 21에 도시된 바와 같은 또 다른 상호 연결 조립체(1100)의 측단면도이다. 밀봉층(1004)이 선택적으로 하우징(1102)의 표면(1106)에 도포된다. 밀봉층(1004)은 접촉 부재(1064)를 하우징(1102) 내에서 유지시키는 역할을 하거나, 솔더가 접촉 부재(1064)에서 위킹(wicking)되는 현상을 방지하는 역할을 할 수 있다.
도 23은 본 발명에 따른 또 다른 접촉 부재(1150)를 도시하고 있다. 스냅 핏 연결부(1152)가 하우징(1154)과 상호 결합된다. 이격기(1164)의 측벽(1160)에 의해 제한된 원위 단부(1156)가 화살표 방향(1158)으로 굽혀진다. 정렬부(1162)가 하우 징(1154)과 연결되어, 회로 부재(미도시)에 대한 접촉 부재(1150)의 방향을 유지시킨다.
도 24는 접촉부 결합층(1172)과 상호 결합된 또 다른 커넥터 부재(1170)를 도시하고 있다. 도 25는 접촉부 결합층(1176)과 상호 결합된 커넥터 부재(1174)를 도시하고 있다. 도 26은 접촉부 결합층(1180)과 상호 결합된 커넥터 부재(1178)를 도시하고 있다. 도 27은 접촉부 결합층(1184)과 상호 결합된 커넥터 부재(1182)를 도시하고 있다. 도 23 내지 도 27의 커넥터 부재는 본 명세서에 기재되어 있는 여러 가지 실시예들에 사용될 수 있다.
도 28은 도 17a와 도 18에 도시된 상호 연결 조립체의 변형예인 또 다른 상호 연결 조립체(1200)를 도시하고 있다. 상호 연결 조립체(1200)는 다수의 개별 접촉 부재(1204, 1206)들이 결합된 접촉부 결합층(1202)을 포함한다. 굴곡부(1208)와 솔더 볼(1210)이 접촉 부재(1204)를 접촉부 결합층(1202)에 유지시키는 역할을 한다. 굴곡부(1208)는 제1 회로 부재(1214)와 결합될 때 원위 단부(1212)가 굽혀지도록 한다.
접촉 부재(1204)는 제1 굴곡부(1216)와 제2 굴곡부(1218)를 포함한다. 굴곡부(1218)는 0°내지 약 90°의 각도를 형성할 수 있어, 접촉 부재(1206)를 제 위치에 고정시킬 수 있게 되고, 상호 연결 조립체(1200)의 초과 높이를 감소시킬 수 있게 되며, 인발 강도 혹은 솔더 접합부 신뢰도를 향상시킬 수 있게 된다. 굴곡부(1218)를 90°미만의 각도로 형성시킴으로써, 근위 단부(1220)가 제2 회로 부재(1222)와 압축되어 결합될 때 굽혀질 수 있게 된다.
굴곡부(1208, 1216, 1218)는 단독으로 혹은 접촉부 결합층(1206)과 스냅 핏 방식으로 결합되어 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 밀봉재(1224)가 접촉부 결합층(1202)의 일측부 혹은 양측부에 가하여져, 솔더 볼(1210)과 같은 솔더가 접촉 부재(1204, 1206)에서 위킹되는 현상을 방지할 수 있게 된다.
위에서 설명한 특정 실시예들은 단지 예시적인 실시예들일 뿐이며, 본 기술 분야의 당업자라면 본 발명을 달리 변형시켜 실시할 수 있음을 명확하게 파악할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명은 본 명세서에 기재되고 도시된 사항만으로 한정되는 것이 아니라 하기의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 한정된다. 따라서, 위에서 설명한 실시예들은 변형되거나 변경될 수 있으며, 이러한 모든 변형예들은 본 발명의 사상과 범위 내에 속한다.

Claims (45)

  1. 제1 회로 부재의 단자를 제2 회로 부재의 단자에 전기적으로 상호 연결시키는 전기 상호 연결 조립체로서,
    제1 표면과 제2 표면 사이에서 연장되는 다수의 관통구들을 구비한 하우징과;
    상기 다수의 관통구들 내에 위치되고, 상기 하우징과의 스냅 핏 연결부를 형성하는 최소한 하나의 연결부를 구비하는, 다수의 전기 접촉 부재들과;
    상기 접촉 부재의 편향을 최소한 하나의 방향으로 제한시키는 하우징의 고정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스냅 핏 연결부에 의해, 접촉 부재가 최소한 2개의 자유도를 가지고서 하우징에 대해 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스냅 핏 연결부에 의해, 접촉 부재가 최소한 하나의 표면에 수직하게 연장되는 종축을 따라 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 부재를 제1 표면 쪽으로 편향시키도록 위치된 최소한 하나의 탄성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고정층은 접촉 부재의 편향을 최소한 두 방향으로 제한시키는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 최소한 하나의 표면은 하나의 회로 부재에 대응되는 최소한 하나의 장치 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전기 접촉 부재의 원위 단부는 하나의 회로 부재의 단자의 형상에 대응되는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 관통구는 비성형부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 다층 구조체를 포함하고, 상기 층들 중 하나는 가요성 회로 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전기 접촉 부재는, 압축력, 솔더, 웨지 접합제, 전도성 부착제, 초음파 접합제, 와이어 접합제 및 접촉 부재와 제1 회로 부재 사이의 기계식 결합부 중 하나 이상을 사용하여 제1 표면에 전기적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전기 접촉 부재는 하나의 회로 부재의 전기 접촉부와 스냅 핏 연결부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 다층 구조체를 포함하고, 상기 층들 중 하나는 회로층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 다층 구조체를 포함하고, 상기 층들 중 하나는 접촉부 결합층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 다층 구조체를 포함하고, 상기 층들 중 하나는 고정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 전기 접촉 부재는 제2 원위 단부보다 제1 원위 단부에 인접한 큰 단면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 관통구들은 2차원 배열로 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표면과 제1 회로 부재 사이에 위치된 추출층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 추출층은 가요성 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 부재와 제1 회로 부재의 접촉부 사이에 위치된 중간 접촉부 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 부재와 하우징 사이의 관통구를 밀봉시키는 밀봉층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 부재는,
    중앙부에 U자형으로 연결된 한 쌍의 빔과,
    상기 중앙부 부근에 위치되고 확대 개구를 형성하며 상기 확대 개구를 하우징의 부재에 탈착가능하게 결합시키는 한 쌍의 대향 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  22. 제1 회로 부재의 단자를 제2 회로 부재의 단자에 전기적으로 상호 연결시키는 전기 상호 연결 조립체로서,
    제1 표면과 제2 표면 사이에서 연장되는 다수의 관통구들을 구비한 하우징과;
    상기 다수의 관통구들 내에 위치되고, 상기 하우징과의 상호 결합부를 구비하는, 다수의 전기 접촉 부재들과;
    상기 접촉 부재의 편향을 최소한 하나의 방향으로 제한시키는 하우징의 고정 구조체와;
    상기 접촉 부재와 하우징 사이의 관통구를 밀봉시키는 밀봉층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 상호 결합부는 스냅 핏 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 상호 결합부는 압입 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 접촉 부재는 하우징에 압착되는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 상호 결합부에 의해, 접촉 부재가 최소한 2개의 자유도를 가지고서 하우징에 대해 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  27. 제22항에 있어서,
    상기 상호 결합부에 의해, 접촉 부재가 최소한 하나의 표면에 수직하게 연장되는 종축을 따라 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  28. 제22항에 있어서,
    상기 접촉 부재를 제1 표면 쪽으로 편향시키도록 위치된 최소한 하나의 탄성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  29. 제22항에 있어서,
    상기 고정 구조체는 접촉 부재의 편향을 최소한 두 방향으로 제한시키는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  30. 제22항에 있어서,
    상기 하우징의 최소한 하나의 표면은 하나의 회로 부재에 대응되는 최소한 하나의 장치 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  31. 제22항에 있어서,
    상기 전기 접촉 부재의 원위 단부는 하나의 회로 부재의 단자의 형상에 대응되는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  32. 제22항에 있어서,
    상기 하우징은 다층 구조체를 포함하고, 상기 층들 중 하나는 가요성 회로 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  33. 제22항에 있어서,
    상기 하우징은 다층 구조체를 포함하고, 상기 층들 중 하나는 회로층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  34. 제22항에 있어서,
    상기 하우징은 다층 구조체를 포함하고, 상기 층들 중 하나는 접촉부 결합층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  35. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 다층 구조체를 포함하고, 상기 층들 중 하나는 고정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  36. 제22항에 있어서,
    상기 전기 접촉 부재는, 압축력, 솔더, 웨지 접합제, 전도성 부착제, 초음파 접합제, 와이어 접합제 및 접촉 부재와 제1 회로 부재 사이의 기계식 결합부 중 하나 이상을 사용하여 제1 표면에 전기적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  37. 제22항에 있어서,
    상기 전기 접촉 부재는 하나의 회로 부재의 전기 접촉부와 스냅 핏 연결부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  38. 제22항에 있어서,
    상기 전기 접촉 부재는 제2 원위 단부보다 제1 원위 단부에 인접한 큰 단면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  39. 제32항에 있어서,
    상기 다수의 관통구들은 2차원 배열로 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  40. 제22항에 있어서,
    상기 제1 표면과 제1 회로 부재 사이에 위치된 추출층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 추출층은 가요성 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  42. 제22항에 있어서,
    상기 접촉 부재와 제1 회로 부재의 접촉부 사이에 위치된 중간 접촉부 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  43. 제22항에 있어서,
    상기 접촉 부재는,
    중앙부에 U자형으로 연결된 한 쌍의 빔과,
    상기 중앙부 부근에 위치되고 확대 개구를 형성하며 상기 확대 개구를 하우징의 부재에 탈착가능하게 결합시키는 한 쌍의 대향 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  44. 제22항에 있어서,
    상기 하우징은 상부와 하부를 포함하고, 상기 접촉 부재와의 상호 결합부는 상부를 하부에 대해 이동시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
  45. 제22항에 있어서,
    상기 관통구는 비성형부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 상호 연결 조립체.
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