WO2014061202A1

WO2014061202A1 - コネクタ

Info

Publication number: WO2014061202A1
Application number: PCT/JP2013/005579
Authority: WO
Inventors: 橋本　信一
Original assignee: タイコエレクトロニクスジャパン合同会社
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2014-04-24
Also published as: JP2014082094A; TWM468797U; CN104704680A

Abstract

　基材に形成されたスルーホールの内部に導電体を充填しなくてもチャンバ内部の気密性を保持すると同時に、チャンバの内部と外部との確実な電気的接続性が得られるとともに、コネクタにおける被接続部材を接続するための面積を小さくすることができるコネクタを提供する。コネクタ（１）は、隔壁６０の開口部（６１）を塞ぐ平板状の基材（１０）と、基材（１０）の内表面（１０ａ）及び外表面（１０ｂ）間を電気的に相互接続するスルーホール（１５）と、基材（１０）の内表面（１０ａ）及び外表面（１０ｂ）の少なくとも一方の面にスルーホール（１５）の貫通孔（１３）を塞ぐように配置されるとともに、導電めっき（１４）に接続された金属製導電体（２２）（３２）とを備えている。

Description

コネクタ

　本発明は、隔壁で区画される気密チャンバの内側及び外側を電気的に相互接続するために用いられ、隔壁に形成された、気密チャンバの内部と外部とを貫通する開口部を塞ぐコネクタに関する。

　従来より、隔壁で区画される気密チャンバの内側及び外側を電気的に相互接続する要請がある。例えば、集積回路を搭載した半導体チッププロセスにおいて内部を真空に近い状態にまで減圧することが可能な真空チャンバを用い、この真空チャンバの内部及び外部を電気的に接続することが行われる。また、隔壁で区画される気密チャンバの内部をＨｅガスのような分子量の少ないガスで充満させて減圧することも行われている。このような圧力が調整された気密チャンバの内部と外部との電気的接続に際しては、チャンバ内部の気密性を保持すると同時に、チャンバの内部と外部との確実な電気的接続性が求められる。

　従来のこの種の電気接続構造として、例えば、図７に示すものが知られている（特許文献１参照）。図７は、従来例の、隔壁で区画される、圧力が調整された気密チャンバの内側及び外側を電気的に相互接続する電気接続構造の模式図である。
　図７に示す電気接続構造１０１は、隔壁（図示せず）で区画され内部の圧力が調整されるチャンバ（図示せず）の内部Ａ側及び外部Ｂ側を電気的に相互接続するものである。

　図７に示す電気接続構造１０１を使用するチャンバにおいて、隔壁には、チャンバの内部Ａ側と外部Ｂ側とを貫通する開口部（図示せず）が形成されている。そして、この開口部は、コネクタ１１０によって塞がれている。
　ここで、コネクタ１１０の基材には、複数のバイアホール１１２が設けられている。各バイアホール１１２は、基材の内表面と外表面との間を貫通するスルーホールの内部に導電体を充填してなる。スルーホールは、基材の内表面と外表面との間を貫通する貫通孔の内周面に導電めっきを施して形成される。また、コネクタ１１０の内表面及び外表面には、バイアホール１１２の導電体によって相互接続された１対の導電パッド１１３ａ，１１３ｂが設けられている。

　そして、コネクタ１１０に対して内側に複数の第１コネクタ１２０Ａが配置されると共に、コネクタ１１０に対して外側に複数の第２コネクタ１２０Ｂが配置されている。
　各第１コネクタ１２０Ａは、コネクタ１１０に対して直交する方向に延びるように配置され、コネクタ１１０の長手方向（図７における上下方向）に沿って配置されている。また、各第２コネクタ１２０Ｂは、コネクタ１１０に対して直交する方向に延びるように配置され、第１コネクタ１２０Ａと対向するようにコネクタ１１０の長手方向に沿って配置されている。

　ここで、各第１コネクタ１２０Ａは、コネクタ１１０に対して直交する方向に延びるように配置された第２基板１２１と、第２基板１２１の幅方向（図７において紙面に対して直交する方向）に沿って所定ピッチで配列された複数のコンタクト１２３とを備えている。第２基板１２１の表面（図７における上面）には、第２基板１２１の幅方向に沿って所定ピッチで複数の導電パターン１２４が設けられている。各コンタクト１２３は、各導電パターン１２４の一端側に接続される。また、各導電パターン１２４の他端側には、信号線１２２が接続されている。また、各第２コネクタ１２０Ｂは、各第１コネクタ１２０Ａと同様の構成を有する。

　このような構成を有する電気接続構造１０１において、第１コネクタ１２０Ａを図７における矢印Ｆ方向に前進させ、コンタクト１２３をコネクタ１１０の内表面に設けられた導電パッド１１３ａに接触させる。一方、第２コネクタ１２０Ｂを図７における矢印Ｆ’方向に前進させ、コンタクト１２３をコネクタ１１０の外表面に設けられた導電パッド１１３ｂに接触させる。これにより、チャンバ内部Ａ側及び外部Ｂ側の信号線１２２、１２２は、チャンバ内部Ａ側の導電パターン１２４、コンタクト１２３、コネクタ１１０の内表面の導電パッド１１３ａ、バイアホール１１２、コネクタ１１０の外表面の導電パッド１１３ｂ、コンタクト１２３、チャンバ外部Ｂ側の導電パターン１２４を経由して電気的に接続されるのである。

特開２００４－３４９０７３号公報

　しかしながら、この図７に示した従来の電気接続構造１０１にあっては、以下の問題点があった。
　即ち、図７に示す電気接続構造１０１の場合、コネクタ１１０の基材にバイアホール１１２を形成するに際して、基材に形成されたスルーホールの内部に導電体を充填する工程が必要となる。この導電体の充填工程は、基材にスルーホールを形成する通常の工程に対して付加的な工程であると共に、導電体の充填に際して特別な設備も必要となり、生産性の極めて極めて悪いものであった。

　また、バイアホール１１２の導電体によって相互接続された１対の導電パッド１１３ａ，１１３ｂに第１コネクタ１２０Ａ及び第２コネクタ１２０Ｂのコンタクト１２３をそれぞれ接触させる。ここで、バイアホール１１２の導電体の部分と、各コンタクト１２３が接触する導電パッド１１３ａ，１１３ｂの部分とは、コネクタ１１０の内側あるいは外側から見て異なる位置にある。このため、コネクタ１１０の内側あるいは外側から見てコネクタ１１０におけるコンタクト１２３を接続するための面積が大きいので、コネクタ１１０の小型化には限界があった。

　従って、本発明はこれら問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、基材に形成されたスルーホールの内部に導電体を充填しなくてもチャンバ内部の気密性を保持すると同時に、チャンバの内部と外部との確実な電気的接続性が得られるとともに、コネクタにおける被接続部材を接続するための面積を小さくすることができるコネクタを提供することにある。

　上記目的を達成するために、本発明のうちある形態に係るコネクタは、隔壁で区画される気密チャンバの内側及び外側を電気的に相互接続するために用いられ、隔壁に形成された、気密チャンバの内部と外部とを貫通する開口部を塞ぐコネクタであって、前記開口部を塞ぐ平板状の基材と、前記基材の内表面及び外表面間を電気的に相互接続するスルーホールであって、前記基材の内表面と外表面との間を貫通する貫通孔の内周面に、前記基材の内表面と外表面との間を延びる導電めっきを施してなる前記スルーホールと、前記基材の内表面及び外表面の少なくとも一方の面に前記スルーホールの貫通孔を塞ぐように配置されるとともに、前記導電めっきに接続された金属製導電体とを備えたことを特徴としている。
　また、このコネクタにおいて、前記金属製導電体が、前記基材の内表面及び外表面の両方の面に配置されていることが好ましい。

　本発明に係るコネクタによれば、基材の内表面及び外表面の少なくとも一方の面にスルーホールの貫通孔を塞ぐように配置されるとともに、スルーホールの導電めっきに接続された金属製導電体を備えているので、金属製導電体によりスルーホールの貫通孔を塞ぐことができ、チャンバ内部の気密性を保持することができる。また、金属製導電体がスルーホールの導電めっきに接続されるので、チャンバの内部と外部との確実な電気的接続性を得ることができる。このため、基材に形成されたスルーホールの内部に導電体を充填しなくてもチャンバ内部の気密性を保持すると同時に、チャンバの内部と外部との確実な電気的接続性を得ることができる。従って、基材にスルーホールを形成する通常の工程に対して付加的な工程である導電体の充填工程が不要となり、コネクタの生産性を向上させることができる。

　また、金属製導電体が、基材の内表面及び外表面の少なくとも一方の面にスルーホールの貫通孔を塞ぐように配置されるとともに、スルーホールの導電めっきに接続されるので、コネクタの内側あるいは外側から見て金属製導電体がスルーホールの導電めっきと重なる位置にある。このため、コネクタにおける被接続部材（金属製導電体）を接続するための面積を小さくすることができる。これにより、コネクタの小型化を図ることができる。

本発明に係るコネクタを用いた電気接続構造の概略模式図である。図１に示すコネクタを用いた電気接続構造において、コネクタの周辺を詳細に示す断面図である。図１に示すコネクタの平面図である。図３における４－４線に沿う断面図である。図１に示すコネクタに用いられる基材の平面図である。図５における６－６線に沿う断面図である。従来例の、隔壁で区画される、圧力が調整された気密チャンバの内側及び外側を電気的に相互接続する電気接続構造の模式図である。

　以下、本発明に係る電気接続構造の実施形態を図面を参照して説明する。
　図１に示す電気接続構造において、隔壁６０で区画され内部が気密に保たれる気密チャンバＣの内側及び外側をコネクタ１を用いて電気的に相互接続する。気密チャンバＣの内部は、真空に近い状態であってもよいし、Ｈｅガスのような分子量の少ないガスで充満させて外気圧よりも低い圧力の状態に減圧してもよい。また、気密チャンバＣの内部は、外気圧よりも高い圧力の状態であってもよい。
　ここで、隔壁６０には、図１に示すように、気密チャンバＣの内部と外部とを貫通する開口部６１が形成されている。また、隔壁６０には、隔壁６０の気密チャンバＣ内にガスを注入するためのガス注入用開口部６２が形成されている。この隔壁６０は、金属製である。
　そして、隔壁６０の開口部６１は、図１及び図２に示すように、コネクタ１によって塞がれる。

　コネクタ１は、図２に示すように、開口部６１を塞ぐ基材１０を備えている。基材１０は、図５に示すように、幅方向（図５における左右方向）及び長手方向（図５における上下方向）に延びる略矩形形状の平板状部材である。基材１０は、図２乃至図６に示すように、気密チャンバＣの内部側に位置する内表面１０ａ、外表面１０ｂ、幅方向右端面１０ｃ、幅方向左端面１０ｄ、長手方向後端面１０ｅ、及び長手方向前端面１０ｆを有する。基材１０の内表面１０ａには、基材１０の外周に沿って連続的に無端状に延びる所定幅の切欠１１が形成されている。基材１０は、例えば、ガラス入りエポキシ製である。そして、この切欠１１を含む基材１０の内表面１０ａには、基材１０の外周に沿って連続的に無端状に延びる半田付け層１２が形成されている。半田付け層１２は、例えば、すずめっきあるいは金めっきで形成される。

　また、コネクタ１の基材１０には、図５及び図６に示すように、基材１０の内表面１０ａ及び外表面１０ｂ間を電気的に相互接続する複数のスルーホール１５が形成されている。複数のスルーホール１５は、基材１０の幅方向において２列状に形成されている。各列のスルーホール１５は、前後方向に沿って所定ピッチで形成される。各スルーホール１５は、基材１０の内表面１０ａと外表面１０ｂとの間を貫通する貫通孔１３の内周面に、基材１０の内表面１０ａと外表面１０ｂとの間を延びる環状の導電めっき１４を施してなる。導電めっき１４は、図５及び図６に示すように、基材１０の内表面１０ａと外表面１０ｂとの間を延びるとともに、基材１０の内表面１０ａ及び外表面１０ｂで矩形状に施され導電パッド１４ａを構成する。この導電めっき１４は、例えば、すずめっきあるいは金めっきで形成される。

　また、コネクタ１は、基材１０の内表面１０ａ側に配置される第１コネクタ２０と、基材１０の外表面１０ｂ側に配置される第２コネクタ３０とを備えている。
　ここで、第１コネクタ２０は、図２に示すように、絶縁性のハウジング２１と、ハウジング２１に収容される複数の電気コンタクト２２とを備えている。複数の電気コンタクト２２は、基材１０に形成されたスルーホール１５に対応してハウジング２１の幅方向において２列状に配置されている。各列の電気コンタクト２２は、前後方向に沿って所定ピッチで形成される。

　そして、各電気コンタクト２２は、ハウジング２１に固定される固定部２２ａと、固定部２２ａの一端からハウジング２１外へ延びる接続部２２ｂと、固定部２２ａの他端からハウジング２１外へ延びる弾性接触部２２ｃとを備えている。各電気コンタクト２２は、導電性金属板を打抜き及び曲げ加工することによって形成される。各電気コンタクト２２の接続部２２ｂは、図２乃至図４に示すように、基材１０の内表面１０ａにスルーホール１５の貫通孔１３を塞ぐように配置されるとともに、導電めっき１４の導電パッド１４ａに半田接続される。従って、電気コンタクト２２は、本発明における「金属製導電体」を構成する。

　一方、第２コネクタ３０は、第１コネクタ２０と同一の構成を有し、絶縁性のハウジング３１と、ハウジング３１に収容される複数の電気コンタクト３２とを備えている。複数の電気コンタクト３２は、基材１０に形成されたスルーホール１５に対応してハウジング３１の幅方向において２列状に配置されている。各列の電気コンタクト３２は、前後方向に沿って所定ピッチで形成される。
　そして、各電気コンタクト３２は、ハウジング３１に固定される固定部３２ａと、固定部３２ａの一端からハウジング３１外へ延びる接続部３２ｂと、固定部３２ａの他端からハウジング３１外へ延びる弾性接触部３２ｃとを備えている。各電気コンタクト３２は、導電性金属板を打抜き及び曲げ加工することによって形成される。各電気コンタクト３２の接続部３２ｂは、図２及び図４に示すように、基材１０の外表面１０ｂにスルーホール１５の貫通孔１３を塞ぐように配置されるとともに、導電めっき１４の導電パッド１４ａに半田接続される。従って、電気コンタクト３２は、本発明における「金属製導電体」を構成する。

　次に、気密チャンバＣの内側及び外側をコネクタ１を用いて電気的に相互接続する際には、先ず、図１に示すように、第１回路基板４０を気密チャンバＣ内に配置しておく。そして、図２に示すように、コネクタ１の内表面１０ａを隔壁６０側にして開口部６１側に向ける。そして、基材１０の内表面１０ａ側にある半田付け層１２を半田Ｓによって隔壁６０に接続する。これにより、コネクタ１が隔壁６０に固定されると共に、開口部６１がコネクタ１によって塞がれる。また、第１コネクタ２０の電気コンタクト２２における弾性接触部２２ｃが第１回路基板４０に接触する。
　そして、図１に示すように、第２回路基板５０を、第２コネクタ３０における電気コンタクト３２の弾性接触部３２ｃに接触させる。これにより、第１回路基板４０及び第２回路基板５０がコネクタ１を介して電気的に相互接続される。

　ここで、本実施形態に係るコネクタ１によれば、基材１０の内表面１０ａ及び外表面１０ｂの両方の面にスルーホール１５の貫通孔１３を塞ぐように配置される電気コンタクト（金属製導電体）２２，３２を備えている。そして、これら電気コンタクト２２，３２は、スルーホール１５の導電めっき１４の導電パッド１４ａに接続される。このため、電気コンタクト２２，３２によりスルーホール１５の貫通孔１３を塞ぐことができ、気密チャンバＣの内部の気密性を保持することができる。また、電気コンタクト２２，３２がスルーホール１５の導電めっき１４に接続されるので、気密チャンバＣの内部と外部との確実な電気的接続性を得ることができる。このため、従来のように、基材１０に形成されたスルーホール１５の内部に導電体を充填しなくても、気密チャンバＣの内部の気密性を保持することができる。また、同時に、気密チャンバＣの内部と外部との確実な電気的接続性を得ることができる。従って、基材１０にスルーホール１５を形成する通常の工程に対して付加的な工程である導電体の充填工程が不要となり、コネクタ１の生産性を向上させることができる。

　また、電気コンタクト２２，３２の接続部２２ｂ，３２ｂが、基材１０の内表面１０ａ及び外表面１０ｂの両方の面にスルーホール１５の貫通孔１３を塞ぐように配置される。そして、当該接続部２２，３２が導電めっき１４の導電パッド１４ａに接続される。このため、コネクタ１の内側あるいは外側から見て電気コンタクト２２，３２の接続部２２ｂ，３２ｂがスルーホール１５の導電めっき１４と重なる位置にある。このため、コネクタ１における被接続部材（金属製導電体、電気コンタクト２２，３２の接続部２２ｂ，３２ｂ）を接続するための面積を小さくすることができる。これにより、コネクタ１の小型化を図ることができる。

　以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、種々の変更、改良を行うことができる。
　例えば、スルーホール１５の貫通孔１３を塞ぐように配置される金属製導電体としては、電気コンタクト２２，３２に限らず、金属製の導電体であれば何でもよく、例えば、抵抗やコンデンサなどの表面実装部品の端子部であってもよい。
　また、金属製導電体としての電気コンタクト２２，３２は、ハウジング２１、３１に収容されているものに限らず、コンタクト単体であてもよい。
　更に、電気コンタクト２２及び３２は、基材１０の内表面１０ａ及び外表面１０ｂの両方の面にスルーホール１５の貫通孔１３を塞ぐように配置されているが、金属製導電体は、基材１０の内表面１０ａ及び外表面１０ｂの少なくとも一方の面に配置されていればよい。本実施形態のように、電気コンタクト２２及び３２が基材１０の内表面１０ａ及び外表面１０ｂの両方の面に配置されてスルーホール１５の貫通孔１３を塞ぐと、気密チャンバＣの内部の気密性の保持効果を高めることができる。

　１　コネクタ
　１０　基材
　１０ａ　内表面
　１０ｂ　外表面
　１３　貫通孔
　１４　導電めっき
　１５　スルーホール
　２０　第１コネクタ
　２１　ハウジング
　２２　電気コンタクト（金属製導電体）
　３０　第２コネクタ
　３１　ハウジング
　３２　電気コンタクト（金属製導電体）
　６０　隔壁
　６１　開口部
　Ｃ　気密チャンバ

Claims

　隔壁で区画される気密チャンバの内側及び外側を電気的に相互接続するために用いられ、隔壁に形成された、気密チャンバの内部と外部とを貫通する開口部を塞ぐコネクタであって、
　前記開口部を塞ぐ平板状の基材と、前記基材の内表面及び外表面間を電気的に相互接続するスルーホールであって、前記基材の内表面と外表面との間を貫通する貫通孔の内周面に、前記基材の内表面と外表面との間を延びる導電めっきを施してなる前記スルーホールと、前記基材の内表面及び外表面の少なくとも一方の面に前記スルーホールの貫通孔を塞ぐように配置されるとともに、前記導電めっきに接続された金属製導電体とを備えたことを特徴とするコネクタ。
　前記金属製導電体が、前記基材の内表面及び外表面の両方の面に配置されていることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。