KR20100003169A - 양면 접속형 커넥터 - Google Patents

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KR20100003169A
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신이치 니카이도
가츠야 야마가미
야스히로 오우치
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가부시키가이샤후지쿠라
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Abstract

이 양면 접속형 커넥터는, 절연 기재 및 이 절연 기재의 양면에 일체 성형된 엘라스토머를 가지며, 이들 절연 기재 및 엘라스토머의 두께 방향을 따라 관통공이 형성된 절연부재와; 상기 관통공의 내면에 형성되어 양단부가 상기 양면에서 노출되는 도전성부재와; 이 도전성부재의 일단에 마련된 접속 단자부를 구비한다. 상기 절연부재의 양면 중 적어도 한쪽 면상에서 상기 관통공의 일단에 근접한 위치에, 상기 엘라스토머의 일부가 상기 한쪽 면으로부터 돌출된 돌기부가 형성되어 있다. 상기 접속 단자부는, 상기 한쪽 면상에서 상기 관통공의 상기 일단부의 주위에 형성된 환상부와, 이 환상부에 접속되어 상기 돌기부의 꼭대기부를 향하여 비스듬히 연장되는 경사부와, 이 경사부에 접속되어 상기 꼭대기부를 덮는 대략 반구상의 접점부를 구비한다.

Description

양면 접속형 커넥터{Double-face connector}
본 발명은 CPU나 LSI 등의 IC 패키지, LGA 패키지, BGA 패키지 등을 프린트 기판 상에 실장할 때, 이들 패키지나 프린트 기판에 뒤틀림(wrap)이 발생할 우려가 없고, 접속 단자의 높이의 불균일(unevenness)을 흡수할 수 있는 양면 접속형 커넥터에 관한 것이다.
본원은 2008년 6월 30일에 출원된 일본특허출원 제2008-171004호에 대해 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
종래 CPU나 LSI 등의 IC 패키지를 소켓을 개재시켜 프린트 기판에 실장하는 기술이 검토되고 있다. 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터나 서버의 마더 보드의 대부분에는 LGA 패키지나 BGA 패키지의 CPU를 장착하기 위한 소켓이 실장되어 있다.
CPU는 그 기능 및 성능을 향상시키기 위해, 해마다 다핀화, 고속화가 이루어지고 있으며, 패키지의 사이즈업(sizeup)화, 파인피치(fine pitch)화가 이루어지고 있다.
이들 대응에 따라, 소켓의 다핀화에 대한 대응이 필요해지는 동시에, 패키지의 사이즈업에 의한 뒤틀림 양의 증대에 대한 대응, 패키지의 접촉 랜드나 볼의 높 이 불균일(coplanarity)에 대한 대응이 필요해지기 때문에, 소켓 콘택트의 스트로크를 확보할 필요가 있다.
또, 파인피치화에는 소켓 콘택트의 소형화가 중요하고, IC의 핀과 소켓 콘택트의 적절한 접촉 압력에서의 접촉을 확보할 필요가 있다.
또한, 고속화에는 소켓 콘택트가 저(低)인덕턴스인 것이 중요하며, 고속화에 의한 소비 전류의 증대에 대응하여 접촉 저항이 낮고, 허용 전류도 큰 것이 요구된다.
현재 이용되고 있는 LGA 패키지용 소켓은 약 1mm 피치로 400∼800 핀을 구비하는 것이 주류이고, 금속판을 복잡하게 구부림 가공하여 소정 형상의 콘택트를 형성하고, 이 콘택트를 소켓의 하우징에 삽입한 구조가 이용되고 있다(일본 공개특허 2004-158430호 공보 및 일본 공개특허 2005-19284호 등 참조).
상기한 구조는 금속으로 이루어지는 콘택트를 판스프링으로 기능시키고, 소정의 스트로크로 적절한 하중을 발생시킴으로써 안정된 접촉 저항을 얻는다. 또, 소정의 접촉압을 얻는 과정에서 하중을 높여 나가면, 접점 위치가 이동하여 표면의 이물질을 제거하는 와이핑 효과도 기대할 수 있다.
그렇지만, 이와 같은 LGA 패키지용 소켓은 기본적인 구조가 일측단지지스프링(cantilever spring)이므로, 파인피치화가 어렵다.
이 파인피치화를 위해서는 콘택트 단자의 일측단지지스프링 부분의 스프링 길이를 짧게 할 필요가 있는데, 동일한 재료, 동일한 형상의 일측단지지스프링의 경우, 스프링 길이를 짧게 하면, 소정의 스트로크를 얻기 위한 하중이 높아진다. 그래서, 하중을 적절한 값으로 낮추기 위해, 일측단지지스프링의 스프링 선지름을 가늘게 하면, 소정의 하중에서도 소성 변형하지 않고, 필요한 허용 응력이 작아져서 소정의 하중을 견딜 수 없게 된다. 이는 허용 응력이 스프링의 선지름에 비례하는데 비해, 하중을 결정하는 요인인 스프링 정수가 일측단지지스프링의 선지름의 3제곱에 비례하기 때문이다.
그래서, 일측단지지스프링에 의한 하중에 의해 소정의 접촉압을 얻는 구조로 바뀌고, 콘택트 부분의 금속을 소성 변형하는 영역에서 설계하며, 반발력을 고무나 엘라스토머로 보충하는 구조가 제안되고 있다.
예를 들면, 콘택트 부분의 기능을 플렉시블 프린트 기판에 의해 실현한 것으로서, 2장의 플렉시블 프린트 기판 사이에 엘라스토머를 끼우고, 플렉시블 프린트 기판끼리 금속 핀으로 납땜하고, 상하층간 통전(通電)을 얻는 구조가 제안되고 있다(일본 공개특허 2004-71347호 공보 참조).
또, 미리 금형으로 소정의 돔 형상과 관통공을 성형한 엘라스토머 상에 금속 도금을 하고, 포토리소그래피에 의해 스루 홀과 돔 상의 접속점을 전기적으로 접속하는 회로를 형성한 구조가 제안되고 있다(일본 공개특허 2001-332321호 공보 참조).
최근 금형의 미세 가공 기술이 진보하고, 마이크로 오더에 의한 성형이 가능한 금형을 설계할 수 있게 되었다. 그래서, 상기한 바와 같은 콘택트 부분의 금속을 소성 변형시키는 동시에, 반발력을 고무나 엘라스토머로 보충하는 구조에서는, 상기한 바와 같은 금형을 이용함으로써 엘라스토머의 단자 형상의 전체 핀 또는 복 수의 핀을 일괄 성형하는 것이 가능하다.
따라서, 도금에 의한 도체 부분의 형성, 스루 홀을 도금하는 것에 의한 층간 통전후 포토리소그래피 및 식각에 의한 각 단자의 금속 접점부 및 통전 회로 부분에서의 전체 핀 또는 복수의 핀의 일괄 형성이 가능해지기 때문에, 다핀화가 요구되는 시장 동향에 알맞다.
또, 포토리소그래피 및 식각에 의한 회로 형성 기술을 이용하고 있으므로, 파인피치화의 측면에서 생각해도 유효하다.
그런데, 종래의 2장의 플렉시블 프린트 기판 사이에 엘라스토머를 끼운 구조는 2장의 플렉시블 프린트 기판, 및 층간 통전을 하기 위한 금속 콘택트, 또한 플렉시블 프린트 기판끼리 금속 핀으로 납땜하는 것 등을 필요로 한다. 그 때문에, 제조 공정이 복잡해지고, 제조 비용도 높아진다.
또, 돔 형상 및 관통공이 성형된 엘라스토머를 이용한 구조에서는, 상하방향으로 가압함으로써 돔 형상 부분이 하중에 따라 변형되어 찌부러져 버리므로, 소켓의 기능으로서 요구되는 와이핑 효과를 기대할 수 없다. 또, 다핀화는 접속하는 IC 패키지나 프린트 기판의 뒤틀림이나 접촉 랜드의 높이 불균일을 흡수하는 것이 요구된다. 그렇지만, 이 구조에서는 뒤틀림이나 높이불균일(coplanarity)를 흡수할 수 있는 주된 동작이 돔 형상의 높이에 의해 제한되어 버린다.
또, 엘라스토머 상에 금속 도금을 하고, 포토리소그래피에 의해 스루 홀과 돔 상의 접속점을 전기적으로 접속하는 회로를 형성한 구조에서는 엘라스토머 상의 금속 도금 부분의 일부에 응력이 집중되어 버린다.
또한, 엘라스토머 상에 금속 도금을 한 구조에서는, 접점부의 가동 범위가 엘라스토머의 상하 방향의 변형 범위로 한정되어 버리기 때문에, 가동 범위를 넓게 할 수 없다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 패키지나 프린트 기판의 뒤틀림에 기인하는 접촉 높이의 불균일이나 접속 단자 높이의 불균일을 흡수할 수 있고, 또 층간 통전을 위한 관통공 부분에 응력이 집중되는 것을 경감하고, 접점부의 가동 범위를 넓게 할 수 있으며, 이로써 최근의 파인피치화에 대응 가능한 양면 접속형 커넥터의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하여 관련 목적을 달성하기 위해 이하의 수단을 채용하였다.
(1) 즉, 본 발명에 관한 제1 양면 접속형 커넥터는 절연 기재 및 이 절연 기재의 양면에 일체성형된 엘라스토머를 가지며, 이들 절연 기재 및 엘라스토머의 두께 방향을 따라 관통공이 형성된 절연부재와; 상기 관통공의 내면에 형성되어 양단부가 상기 양면에서 노출되는 도전성부재와; 이 도전성부재의 일단에 마련된 접속 단자부;를 구비한 양면 접속형 커넥터로, 상기 절연부재의 양면 중 적어도 한쪽 면상에서 상기 관통공의 일단에 근접한 위치에, 상기 엘라스토머의 일부가 상기 한쪽 면으로부터 돌출된 돌기부가 형성되고; 상기 접속 단자부가, 상기 한쪽 면상에서 상기 관통공의 상기 일단부의 주위에 형성된 환상부와, 이 환상부에 접속되어 상기 돌기부의 꼭대기부(頂部)를 향해 비스듬히 연장되는 경사부와, 이 경사부에 접속되어 상기 꼭대기부를 덮는 대략 반구상의 접점부를 구비한다.
상기 제1 양면 접속형 커넥터에 의하면, 절연부재의 한쪽 면을 구성하는 엘라스토머가 탄성을 가지므로, 이 절연부재의 한쪽 면에 대해 접점부를 넓은 범위에서 움직이게 할 수 있다.
또, 접점부의 형상을 대략 반구상으로 하였으므로, 이 접점부에 접촉하는 상대측 부재인 도전부재와의 접점이 점접촉이 된다. 그 결과, 이 점접촉 위치에만 하중을 집중시켜서 접촉 압력을 확보할 수 있다. 게다가, 접점부를 대략 반구상으로 하였으므로, 그 강성을 충분히 확보할 수도 있어서 하중이 집중하더라도 찌부러질 우려가 낮다.
또, 접속 단자부의 가동 부분인 접점부와, 층간 통전을 위한 관통공 사이가 떨어져 있으므로, 이들 접점부나 관통공에 응력이 집중하는 일이 없게 되어 이들이 파괴될 우려도 낮다.
따라서, 이 접점부의 설계 자유도를 제한하지 않고, 그 가동 범위를 넓게 확보할 수 있다. 그 결과, 패키지나 프린트 기판에 뒤틀림이 생길 우려가 없어지고, 접속 단자의 높이 불균일이 흡수되어 파인피치화에 대응할 수 있다.
또, 돌기부 및 이 돌기부에 마련되는 대략 반구상의 접점부를 일괄 성형할 수도 있기 때문에, 부품수가 필요 이상으로 많아지는 일도 없다.
(2) 상기 돌기부 및 상기 접속 단자부가 상기 절연부재의 양면 중 타측 면에도 더 마련되어 있을 수도 있다.
이 경우, 절연부재의 양면 각각에 패키지나 프린트 기판을 배치하더라도 패키지나 프린트 기판에 뒤틀림이 생길 우려가 없고, 접속 단자의 높이 불균일을 흡 수할 수 있다.
(3) 상기 절연부재의 양면 중 타측 면 상에서, 이 타측 면을 정면에서 보았을 경우에 상기 한쪽 면측에 형성된 상기 돌기부에 대응하는 위치에, 상기 도전성부재와 통전하는 땜납부를 더 구비할 수도 있다.
이 경우, 땜납부를 통해 도전성부재와 접속함으로써 전기적 접속이 더욱 확실해진다.
(4) 상기 돌기부의 측면과 상기 한쪽 면의 경계부가 곡선 형상을 이룰 수도 있다.
(5) 상기 환상부의 직경이 적어도, 상기 경사부의 선폭보다도 클 수도 있다.
(6) 상기 한쪽 면에 대한 상기 경사부의 경사 각도가 45도 이하일 수도 있다.
이 경우, 경사부가 상기 한쪽 면에서 이간될 우려가 없다. 따라서, 접속 단자부는 절연부재에 대해 소정 범위 내에서 확실히 가동될 수 있다.
(7) 상기 접속 단자부가 적어도 상기 한쪽 면에 복수개 마련되고, 또한 이들 서로 인접하는 접속 단자부끼리 서로 비접속 상태로 배치되어 있는 구성을 채용할 수도 있다.
이 경우, 접속 단자부를 서로 독립하여 가동시키면서 전기적으로 접속할 수 있다.
(8) 상기 한쪽 면을 정면에서 보았을 경우에, 상기 접속 단자부의 연장 방향이 상기 한쪽 면의 한 변에 대해 경사져 있는 구성을 채용할 수도 있다.
이 경우, 접속 단자부 및 관통공을 효율적으로 배치할 수 있다.
(9) 상기 돌기부의 측벽이 상기 한쪽 면에 대해 경사져 있을 수도 있다.
상기 제1 양면 접속형 커넥터에 의하면, 절연부재의 한쪽 면을 구성하는 엘라스토머가 탄성을 가지므로, 이 절연부재의 한쪽 면에 대해 접점부를 넓은 범위에서 움직일 수 있다.
또, 접점부의 형상을 대략 반구상으로 하였으므로, 이 접점부에 접촉하는 상대측 부재인 도전 부재와의 접점이 점접촉이 된다. 그 결과, 이 점접촉 위치에만 하중을 집중시켜서 접촉 압력을 확보할 수 있다. 게다가, 접점부를 대략 반구상으로 하였으므로, 그 강성을 충분히 확보할 수도 있어서 하중이 집중하더라도 변형될 우려가 낮다.
또, 접속 단자부의 가동 부분인 접점부와 층간 통전을 위한 관통공 사이가 떨어져 있으므로, 이들 접점부나 관통공에 응력이 집중하는 일이 없게 되어 이들이 파괴될 우려도 낮다.
따라서, 이 접점부의 설계 자유도를 제한하지 않고, 그 가동 범위를 넓게 할 수 있다. 그 결과, 패키지나 프린트 기판에 뒤틀림이 생길 우려가 없어지고, 접속 단자의 높이 불균일이 흡수되어 파인피치화에 대응할 수 있다.
또, 돌기부 및 이 돌기부에 마련되는 대략 반구상의 접점부를 일괄 성형할 수도 있기 때문에, 부품수가 필요 이상으로 많아지는 일도 없다.
본 발명의 양면 접속형 커넥터를 실시하기 위한 바람직한 형태에 대해 설명한다.
각 형태는 본 발명의 취지를 더욱 잘 이해시키기 위해 구체적으로 설명하는 것이고, 특별히 지정이 없는 한 각 형태만으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
제1 실시형태
도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 양면 접속형 커넥터를 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2에 있어서, 부호 1은 절연부재이다. 상기 절연부재(1)는 미리 스루 홀(관통공)을 형성하는 위치에 구멍형성 가공(2a)이 실시된 절연 기판(절연 기재)(2)과, 이 절연 기판(2)의 구멍형성 가공(2a) 부분을 포함하는 표면(2b) 및 이면(2c)에 일체 성형된 소정의 두께를 가진 필름형상 혹은 시트형상의 엘라스토머(3)에 의해 형성되어 있다.
이 절연부재(1)에는 그 두께 방향으로 관통하는 복수의 스루 홀(관통공)(4)(도 1, 도 2에서는 2개)이 형성되어 있다. 이 절연부재(1)의 표면(한쪽 면)(1a) 및 이면(1b)의 각 스루 홀(4)의 단부에 근접한 위치에는 이 절연부재(1)의 표면(1a) 및 이면(1b)의 각각으로부터 돌출된, 대략 반구상의 엘라스토머로 이루어지는 돌기부(5)가 형성되어 있다.
여기서는 돌기부(5)의 융기 기점인 돌기부(5)의 하단과, 절연부재(1)의 표면(1a) 및 이면(1b)의 경계는 스루 홀(4)의 위치와 거리를 두고 있다.
이 돌기부(5)의 형상은 그 측벽이 어느 정도 경사져 있는 것이 바람직하다. 이는 후술하는 접속 단자부(7)를 형성할 때 노광 공정을 거칠 필요가 있고, 그 때 사각(死角)을 없애기 위함이다. 통상적으로, 측벽은 약 10도 이상의 경사각을 갖는 것이 바람직하다. 이 측벽의 형상에 날카로운 에지를 포함하는 것은 바람직하지 않다. 이는 접속 단자부(7)를 형성할 때의 현상 공정, 식각 공정, 레지스트 박리 공정 등에 있어서 액(液)의 흐름을 악화시키지 않게 하기 위함이다.
또, 이 돌기부(5)의 저면부는 곡률 반경(R)의 곡선으로 되어 있다.
또, 이 스루 홀(4)의 내면에는 구리, 알루미늄, 은―파라듐 합금 등의 금속(도전성부재)로 이루어지는 도체부(6)가 소정 두께로 형성되어 있다. 이 도체부(6)의 양단부 각각에는 포토리소그래피 및 식각에 의해 도체부(6)와 동일한 금속으로 이루어진 도금막을 가공하여 이루어진 접속 단자부(7)가 형성되어 있다.
이 접속 단자부(7)는 표면(1a) 및 이면(1b) 각각에 있어서, 절연부재(1)에 대해 대칭되는 위치에 형성되어 있다.
이 접속 단자부(7)는 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 절연부재(1)의 표면(1a) 및 이면(1b)에서의 각각의 스루 홀(4)의 단부에 형성된 링모양의 판부재로 이루어진 랜드부(환상부)(11)와, 이 랜드부(11)에 형성되어 돌기부(5)를 향하여 띠 모양으로 수평으로 연장되는 평탄면의 접속부(12)와, 이 접속부(12)의 주연부의 일단에 형성되어 돌기부(5)의 정점을 향하여 비스듬한 띠 모양으로 연장되는 경사부(13)와, 이 경사부(13)의 일단에 접속되어 돌기부(5)의 꼭대기부를 덮는 대략 반구상의 금속막으로 이루어진 접점부(14)로 이루어진다.
이 접속 단자부(7) 전체의 변형 상태가 안정되고 양호한 와이핑 효과를 얻기 위해서는 경사부(13)와 절연부재(1)의 표면(1a)(또는 이면(1b))이 이루는 각도(θ)(경사부(13)와 접속부(12)가 이루는 각도(θ))가 45도 이하인 것이 바람직하고, 30도 정도가 더욱 바람직하다. 이 각도(θ)가 약 30도보다도 작아지면, 접속 단자부(7) 전체의 높이를 충분히 확보할 수 없게 되므로 바람직하지 않다.
이 각도(θ)를 45도 이하로 함으로써 경사부(13)가 절연부재(1)의 표면(1a)(또는 이면(1b))과 반대 방향으로 가동해 버리는 것을 막고, 원래대로 되돌아가지 않게 되는 등의 문제점을 방지할 수 있다. 따라서, 접속 단자부(7)가 절연부재(1)의 표면(1a)(또는 이면(1b))을 향하는 방향으로 확실히 가동할 수 있다.
이 접점부(14)는, 예를 들면, 2층 이상의 적층 구조의 금속막으로 이루어진다. 예를 들면, 돌기부(5) 상에 형성된 구리 등의 도전율이 좋은 도전층과, 이 도전층 상에 형성된 니켈 등의 중간 금속층과, 이 중간 금속층 상에 형성되어 접점에 적합한 귀금속 등의 접점용 금속층으로 이루어지는 3층 구조의 금속막이 적절히 이용될 수 있다.
이 접점부(14)는 대략 반구상의 금속막으로 구성되어 있으므로, 그 강성이 강화되고, 접점부(14)에 하중이 걸린 경우에도 접점부(14)가 거의 변형되지 않고, 대략 반구상의 형상을 계속 유지할 수 있다.
또, 이 접점부(14)를 대략 반구상으로 함으로써 이 접점부(14)가 패키지나 프린트 기판의 접속 단자와 접촉하는 경우에도, 접점부(14)가 접속 단자에 대해 매끄럽게 슬라이딩하여 접점부(14)의 응력이 접속 단자의 일부에 집중되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들면, 이 접속 단자부에 50gf의 하중이 걸린 경우, 이 하중이 접점부(14)에 가해짐으로써, 이 접점부(14)에 접속하는 경사부(13)가 접속부(12)와 경사부(13)의 경계선을 중심축으로 하여 회전한다. 이 경우, 접점부(14) 및 경사부(13)는 접촉해 있는 엘라스토머(3)의 탄성력에 의해 바깥쪽으로 눌리기 때문에, 접속 단자에 양호하게 접촉하고, 전기적 접속을 양호하게 유지할 수 있다.
또, 접속 단자부(7)의 스루 홀(4) 근방에서의 환상부(11)의 직경은 이 접속 단자부의 선폭보다도 크다.
또, 압축 영구 왜곡을 고려한 경우, 이 엘라스토머(3)의 왜율(歪率)은 25% 이하가 바람직하다. 특히, 접점부(14) 밑에 위치하는 엘라스토머의 총 두께에 대해, 사용하는 압축 범위를 약 25% 이하로 하는 것이 바람직하다.
또, 이 엘라스토머(3) 중 돌기부(5)의 측벽이 되는 부분은 절연부재(1)의 표면(1a) 및 이면(1b) 각각에 대해 경사져 있다.
이어, 본 실시형태의 양면 접속형 커넥터를 이용한 실장 방법에 대해, 프린트 기판 상에 반도체 칩을 탑재하는 경우를 예로 들어 설명한다.
우선 도 4에 나타내는 바와 같이, 프린트 기판(21)의 접속 패드(22) 상에 양면 접속형 커넥터의 하면측 접점부(14)를 안착시키고, 이 양면 접속형 커넥터의 표면측 접점부(14) 상에 반도체 칩(23)의 접속 패드(24)를 안착시킨다.
이 시점에서는, 접점부(14)에는 하중이 걸리지 않았으므로, 이 접점부(14) 및 경사부(13)는, 접속부(12)와 경사부(13)의 경계선을 중심축으로 하여 회전하지 않고, 초기 위치를 유지하고 있다. 따라서, 도 4에 나타내는 접점부(14)는 프린트 기판(21)의 접속 패드(22)나 반도체 칩(23)의 접속 패드(24)에 점접촉해 있는 상태이다.
이어서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 각각의 접점부(14)가 프린트 기판(21)의 접속 패드(22)나 반도체 칩(23)의 접속 패드(24)에 점접촉한 상태에서 반도체 칩(23)의 상방으로부터 프린트 기판(21)을 향해 하중(25)을 가한다.
이 때, 접속부(12)와 경사부(13)의 경계선 부분이 변형된다. 그 결과, 접속 단자부(7)의 경사부(13) 및 접점부(14)는 이 경계선 부분을 회전축으로 하여 회전한다. 이 회전 동작에 의해 접점부(14)가 접속 패드(22) 위를 매끄럽게 슬라이딩하는 동시에, 엘라스토머(3)가 압축될 때 접점부(14)가 반발력을 얻는다.
그 결과, 프린트 기판(21)의 접속 패드(22)에 점접촉해 있는 접점부(14)의 접촉 위치가 접속 패드(22) 상에서 어긋나고, 이 접점부(14)가 엘라스토머(3)의 반발력에 의해 접속 패드(22)에 압압된다.
마찬가지로, 반도체 칩(23)의 접속 패드(24)에 점접촉해 있는 접점부(14)의 접촉 위치도 이 접속 패드(24) 상에서 어긋나고, 이 접점부(14)가 엘라스토머(3)의 반발력에 의해 접속 패드(24)에 압압된다.
이상과 같이, 접점부(14)에 하중(25)이 가해졌을 경우, 이 접점부(14)의 대략 반구상 부분이 변형하지 않고, 접속부(12)와 경사부(13)의 경계선 부분이 변형된다.
이 경계선 부분을 회전축으로 하여 접점부(14) 및 경사부(13)가 회전함으로써 그 밑의 엘라스토머(3)가 압축되어 변형된다. 또, 접점부(14)는 경사부(13) 및 접속부(12)를 통해 랜드부(11)에 접속되어 있으므로, 접점부(14)의 접속 패드(22)(24) 상의 접점 위치는 랜드부(11)와는 반대 방향으로 원호를 그리듯이 이동한다.
따라서, 이 슬라이딩 동작에 의해 하중(25)을 가하였을 때 접점부(14)가 새로운 접촉 위치에서 접속 패드(22)(24)에 접촉하여 와이핑 효과를 얻을 수 있다.
또, 돌기부(5)의 하단과 절연부재(1)의 표면(1a) 및 이면(1b)의 경계가, 스루 홀(4)의 위치와 거리를 두고, 또한 접속 단자부(7)의 경사부(13)가 비스듬히 점진적으로 위로 올라가는 형상으로 되어 있다. 그 결과, 접점부(14)에 하중(25)이 가해진 경우에, 경사부(13)가 원호를 그리듯이 변형할 때의 지점(支點)이 둔각이 되어 응력 집중을 피할 수 있다.
또, 접속 단자부(7)의 경사부(13)가 비스듬히 점진적으로 올라가는 형상이므로, 스루 홀(4) 근방에서의 엘라스토머(3)의 두께보다 접점부(14)의 바로 밑의 엘라스토머(3)의 두께를 두껍게 할 수 있다. 이로써, 엘라스토머(3)의 일정한 스트로크를 얻기 위해 엘라스토머(3)를 압축하더라도, 총 두께에 대한 압축율을 낮추는 것이 가능해진다. 또, 엘라스토머(3)의 압축 영구 왜곡에 대한 내성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 스루 홀(4) 근방의 엘라스토머(3)의 두께를 얇게 함으로써 반복 굴곡이나 열충격의 내성을 향상시킬 수 있다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 양면 접속형 커넥터는, 절연부재(1)의 표면(1a) 및 이면(1b) 각각의 스루 홀(4)의 각각의 단부에 근접한 위치에 대략 반구상의 엘라스토머로 이루어지는 돌기부(5)를 형성한다. 또한, 이 스루 홀(4)의 내면에 도체부(6)를 형성하고, 돌기부(5)를 포함하는 절연부재(1) 상에, 랜드부(11)와, 접속부(12)와, 경사부(13)와, 접점부(14)로 이루어지는 접속 단자부(7)을 형성한다. 그 결과,경사부(13) 및 접점부(14)가 랜드부(11) 및 접속부(12)에 대해 넓은 범위에서 가동할 수 있다.
또, 접점부(14)가 대략 반구상의 형상을 하고 있기 때문에, 프린트 기판(21)의 접속 패드(22)나 반도체 칩(23)의 접속 패드(24)와의 접점이 점접촉이 되고, 이 점접촉 부분에 하중이 집중된다. 그 결과, 이 접점부(14)의 점접촉에 있어서의 접촉 압력을 확보할 수 있다. 또한, 접점부(14)를 대략 반구상으로 하였으므로, 강성을 충분히 확보할 수 있어서 하중이 집중하더라도 변형될 우려가 없다.
또, 접속 단자부(7)의 가동 부분인 접속부(12)와 경사부(13)의 경계 부분과, 층간 통전을 위한 스루 홀(4)과의 사이가 떨어져 있으므로, 이들 접속부(12)와 경사부(13)의 경계 부분이나 스루 홀(4)에 응력이 집중하는 일이 없어 이들이 파괴될 우려도 없다.
따라서, 이 접점부(14)의 설계 자유도를 제한하지 않고 이 가동 범위를 절연부재(1)의 두께 방향으로 넓게 할 수 있다. 그 결과 프린트 기판(21)이나 반도체 칩(23)에 뒤틀림 등의 문제점이 생길 우려가 없어지고, 접속 단자부(7)의 높이의 불균일이 흡수되어 파인피치화에 대응할 수 있다.
또, 층간통전을 위한 스루 홀(4) 부분의 엘라스토머(3)의 두께를 돌기부(5)의 엘라스토머(3)의 두께보다 얇게 할 수 있다.
또, 돌기부(5) 및 이 돌기부(5)에 마련되는 대략 반구상의 접점부(14)를 일 괄 성형에 의해 형성할 수 있으므로, 부품수가 필요 이상으로 많아지는 일도 없다.
또, 돌기부(5)의 형상이나 엘라스토머(3)의 재질을 바꿈으로써 하중-변위 특성을 제어할 수 있다.
또, 접속 단자부(7) 중 돌기부(5)의 정점에 위치하는 부분을 접점에 적합한 귀금속 등의 접점용 금속층으로 하였으므로, 접점부(14)에서의 접촉 저항을 작게 할 수 있다.
제2 실시형태
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태의 양면 접속형 커넥터를 나타내는 평면도이다.
본 실시형태의 양면 접속형 커넥터가 상기 제1 실시형태의 양면 접속형 커넥터와 다른 점은 단자간 피치(p)로 스루 홀(4)을 절연부재의 양면 중 한쪽 면에 4행×4열의 매트릭스 모양으로 형성한 점이다. 또한, 각 스루 홀(4)의 도체부(6)에 접속 단자부(7)를 형성하고, 서로 인접하는 각 접속 단자부(7)끼리 서로 접속하지 않고 서로 독립시켰다. 또, 절연부재(1)의 양면 중 한쪽 면을 정면에서 보았을 경우에, 이 접속 단자부(7)의 연장 방향과 절연부재(1)의 변(1c)이 이루는 각도(φ)를 45도로 하였다.
단자간 피치(p)는, 예를 들면, 1mm 피치이고, 접속 단자부(7)의 폭은 약 0.5mm로 실현 가능하다. 이로써, 접점부(14)의 반경은 0.25mm로 실현 가능해진다.
또, 절연부재(1)의 양면 중 한쪽 면을 정면에서 보았을 경우에, 접속 단자부(7)의 연장 방향과 절연부재(1)의 변(1c)이 이루는 각도(φ)를 45도로 하고 있 다. 이는 접속 단자부(7)의 띠 모양 부분의 길이를 길게 하기 위함이다. 그 결과, 접속 단자부(7)에 하중이 가해지고 접속 단자부(7)가 변형하는 경우에, 변형 지점(支點)이 되는 부분에 발생하는 응력을 최대한 낮출 수 있다.
이렇게 절연부재(1)의 양면 중 한쪽 면을 정면에서 보았을 경우에, 접속 단자부(7)의 연장 방향과 절연부재(1)의 변(1c)이 이루는 각도가 45도가 되도록 배치함으로써 접속 단자부(7) 및 스루 홀(4)을 효율적으로 배치할 수 있다.
또, 서로 인접하는 각 접속 단자부(7)끼리 서로 접속되지 않고 서로 독립해 있으므로, 서로 독립된 가동 및 전기적 접속이 가능해진다.
제3 실시형태
도 7은 본 발명의 제3 실시형태의 양면 접속형 커넥터를 나타내는 평면도이고, 도 8은도 7의 B-B선에 따른 단면도이다.
여기서, 본 실시형태의 양면 접속형 커넥터가 제1 실시형태의 양면 접속형 커넥터와 다른 점은 절연부재(1)의 이면(1b)에서의 각 스루 홀(4)의 단부에 근접한 위치에, 도체부(6)에 접속되는 단자부(31)를 형성하고, 이 단자부(31) 상에 땜납부(32)를 형성한 점이다.
이와 같이 절연부재(1)의 이면(1b)에 땜납부(32)를 형성함으로써, 본 발명의 양면 접속형 커넥터는 상하 양면이 접점의 구조를 가지는 경우뿐 아니라, 한쪽 면이 땜납 실장인 경우에도 적용 가능해진다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 구성의 부가, 생 략, 치환, 기타 변경이 가능하다. 본 발명은 상술한 설명만으로 한정되지 않고, 첨부한 청구항의 범위에 의해서만 한정된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 양면 접속형 커넥터를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 양면 접속형 커넥터의 접속 단자부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 양면 접속형 커넥터를 이용한 실장 방법을 나타내는 도면으로, 도 2에 상당하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 양면 접속형 커넥터를 이용한 실장 방법을 나타내는 도면으로, 도 2에 해당하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 양면 접속형 커넥터의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시형태에 관한 양면 접속형 커넥터의 평면도이다.
도 8은 도 7의 B-B선에 따른 단면도이다.

Claims (9)

  1. 절연기재 및 이 절연기재의 양면에 일체 성형된 엘라스토머를 가지며, 이들 절연 기재 및 엘라스토머의 두께 방향을 따라 관통공이 형성된 절연부재와;
    상기 관통공의 내면에 형성되어 양단부가 상기 양면에서 노출되는 도전성부재와;
    이 도전성부재의 일단에 마련된 접속 단자부;를 구비한 양면 접속형 커넥터로,
    상기 절연부재의 양면 중 적어도 한쪽 면상에서 상기 관통공의 일단에 근접한 위치에, 상기 엘라스토머의 일부가 상기 한쪽 면으로부터 돌출된 돌기부가 형성되며,
    상기 접속 단자부가,
    상기 한쪽 면상에서 상기 관통공의 상기 일단부의 주위에 형성된 환상부와,
    이 환상부에 접속되어 상기 돌기부의 꼭대기부를 향하여 비스듬히 연장되는 경사부와,
    이 경사부에 접속되어 상기 꼭대기부를 덮는 대략 반구상의 접점부를 구비하는 것을 특징으로 하는 양면 접속형 커넥터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌기부 및 상기 접속 단자부가 상기 절연부재의 양면 중 다른 쪽 면에 도 더 마련되어 있는 양면 접속형 커넥터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연부재의 양면 중 다른 쪽 면상에서, 이 다른 쪽 면을 정면에서 보았을 경우에 상기 한쪽 면측에 형성된 상기 돌기부에 대응하는 위치에, 상기 도전성부재와 통전하는 땜납부를 더 구비하는 양면 접속형 커넥터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 돌기부의 측면과 상기 한쪽 면의 경계부가 곡선 형상을 이루는 양면 접속형 커넥터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 환상부의 직경이 적어도, 상기 경사부의 선폭보다도 큰 양면 접속형 커넥터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 한쪽 면에 대한 상기 경사부의 경사 각도가 45도 이하인 양면 접속형 커넥터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 접속 단자부가 적어도 상기 한쪽 면에 복수개 마련되고, 또한 이 서로 인접하는 접속 단자부끼리 서로 비접속 상태로 배치되어 있는 양면 접속형 커넥터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 한쪽 면을 정면에서 보았을 경우에, 상기 접속 단자부의 연장 방향이 상기 한쪽 면의 하나의 변에 대해 경사져 있는 양면 접속형 커넥터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 돌기부의 측벽이 상기 한쪽 면에 대해 경사져 있는 양면 접속형 커넥터.
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