JP4222616B2 - 接続装置 - Google Patents

Description

本発明は、接続装置に関し、詳しくは、カマボコ形状の接続部材を備えた接続装置に関する。

図１２及び図１３は従来技術による基板とＩＣとを接続するコネクタを示す図で、図１２は部分断面図、図１３は斜視図である（特許文献１、参照）。

図１２及び図１３を参照すると接続装置であるコネクタ装置１０６は、第１の電気回路部材（ＩＣ）８１と第２の電気回路部材８８を接続するために設けられている。コネクタ装置１０６は，グリッド状に配された外部接続電極８１ａを底面８１ｂに配したＩＣ８１を位置決めするための構造体８４と、ＩＣ８１と電気的に接続を果たすためのフレキシブル配線部材（ＦＰＣ）８６と、ＦＰＣ８６を介しＩＣ８１の底面８１ｂに弾性作用するための弾性部材４３とで基本構成されている。

構造体８４は、任意のパッド８１ａとＦＰＣ８６の導電体露出部Ａ４６とを係合可能とするようにＩＣ８１の収容位置を定めるための内側壁８４ａと、配列されたパッド８１ａの各列に対応して弾性部材４３を配置するための溝状の保持手段Ａ８５ｃとを備えたハウジング８５を有し、さらに、ＩＣ８１を押し込むためのカバー８２と、これをハウジング８５に固定するための固定手段Ａ８９，８５ａと、弾性部材４３およびＦＰＣ８６を所定の配置でハウジング８５に保持するための保持手段Ｂ８３，８５ｂとを有している。

ＩＣ８１の他に、第２の電気回路部材８８も接続対象とし、これらを相互接続する構成としたところにある。第２の電気回路部材８８は、ＩＣ８１と同様にグリッド状のパッド８７を上面８８ａに配したプリント回路基板（ＰＣ板）を例としている。

ＰＣ板８８は、固定手段Ｂ８９により任意のパッド８７が、ＦＰＣ８６の導電体露出部Ｂ４８と係合するよう構造体８４のハウジング８５に位置決めされている。

図１２において、ＩＣ８１は、カバー８２によりパッド８１ａの表面が第１の端部４５を介し、バネ先端部Ａ４４を押圧変位させる所定の位置まで押し下げられている。また、ＰＣ板８８は、固定手段Ｂ８９ｂによりパッド８７の表面が第２の端部４７を介し、バネ先端部Ｂ４１を押圧変位させる所定の位置まで引き上げられている。この状態において、それぞれの導電体露出部Ａ４６の裏面側には、バネ先端部Ａ４４が対応して位置決めされており、導電体露出部Ａ４６と、これと係合するパッド８１ａとの当接部には、電気接続を可能とする接触力が発生している。

ＰＣ板８８が位置決めされる側においても、各部材の設定要件を上記ＩＣ８１が位置決めされる側の各部材の設定要件と同様にしているため、それぞれの導電体露出部Ｂ４８の裏面側には、バネ先端部Ｂ４１が対応して位置決めされており、導電体露出部Ｂ４８と、これと係合するパッド８７との当接部には、電気的接続を可能とする接触力が発生している。

図１４は従来技術による接続装置を示す部分図である（特許文献２，参照）。また、図１５は、図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。図１４及び図１５を参照すると、従来技術による接続装置１１０は、接続部材６０と、圧入された接続部材６０を保持するフレーム２０とを備えている。

図１５に示すように、接続部材６０は、細長く一側の角部が丸く形成された、いわゆるカマボコ形状の電極部１と、電極部１の他側に突出して設けられたダボ６１とを備え、これらは断面略Ｔ字形状の柔軟な弾性材料によって、一体に形成されている。また、電極部１の一側は、両端面から一側面を覆うように、細長い導電性膜からなる電極３を備えている。

図１４に示すように、電極３は、接続部材６０の長さ方向に定ピッチで形成されている。Ｔ字形状の接続部材６０のカマボコ形状の電極３が、フレーム２０の桟１３の間の接続部材収容部２１に、矢印６５に示すように、圧入され、ダボ６１によって、収容部２１内に保持される。この圧入ダボ６１は、例えば、１つのカマボコ形状の接続部材６０に電極３に対応して複数個設けられている。したがって、等間隔で、Ｔ字形状の接続部材６０は、保持される。

このように、従来技術においては、フレーム２０には、等間隔にフレーム２０の桟１３が形成されていた。

しかしながら、接続部材６０のダボ６１で、フレーム２０の桟１３間に圧入し、治具などで、カマボコ形状の接続部材６０の上下方向の位置合わせも行わなければならないフレーム２０に保持されていたために、柔らかいゴムを圧入関係でフレーム２０の接続部材収容部（溝）に挿入するのは、とても挿入しずらく、組み立て性が良くなかった。

また、ダボ６１でフレーム２０に圧入保持しているために、接続部材６０のダボ６１の圧入代６２で、桟１３に圧入し、その反力で桟１３が割れたり、ひびが入ったり、折れることがあった。桟１３が折れると、接続部材６１の姿勢制御、位置ずれや短絡防止に支障をきたした。

また、接続部材６０の狭いピッチ化に伴い、桟１３が細くなり、桟１３の形成が、射出成形では、ショートしたりして形成できなくなった。

また、搬送時の振動、衝撃で圧入関係のみで、フレーム２０に保持される圧入保持だけなので、接続部材６０がフレーム２０から外れたり、位置がずれてしまっていた。

特開平１１−３０７２１２号公報 特開２００３−２２８５０４号公報

そこで、本発明の第１の技術的課題は、狭ピッチ化になると、接続部材の姿勢制御、隣接した接続部材の短絡防止用のフレームの桟がともに細くなり、桟が折れたりフレームにひびが入ったりすることを防止することができる接続装置を提供することにある。

また、本発明の第２の技術的課題は、狭ピッチ化になると、接続部材の姿勢制御、隣接した接続部材の短絡防止用のフレームの桟がともに細くなり、成形で形成できなくなるので、その桟を必要とせず、成形性が良く且つ短絡しない接続部材を用いた接続装置を提供することにある。

また、本発明の第３の技術的課題は、フレームへの接続部材の保持方法を改善した接続装置を提供することにある。

また、本発明の第４の技術的課題は、接続部材により組み立て性を改善した接続装置を提供することにある。

さらに、本発明の第５の技術的課題は、取り扱いの際や搬送の際に外れたり位置ずれすることのない接続部材を用いた接続装置を提供することにある。

本発明によれば、接続対象物間を接続する接続部材と、複数の前記接続部材を保持するフレームとを備えた接続装置において、前記接続部材は、弾性体と、前記弾性体内に配置された骨材と、前記弾性体の所定位置に所定のパターンで配置された導体とを有し、前記骨材は、前記弾性体から突出する突出部を有し、前記フレームは、前記突出部と係合する係合部を有し、前記弾性体は、前記導体が形成された電極部と、前記電極部から突出したピッチ間部とを備え、前記弾性体に前記電極部とピッチ間部とは一体形成され、前記電極と前記ピッチ間部とで、断面略Ｔ字形状に形成され、前記ピッチ間部は、断面角型に形成されるとともに、隣接する前記接続部材間を所定の間隔に維持することを特徴とする接続装置が得られる。

また、本発明によれば、前記接続装置において、前記係合部は、前記骨材の突出部が挿入されるものであり、前記骨材を前記フレームへ挿入する際のフレーム挿入側において、前記フレームは前記係合部の少なくとも一部を覆う蓋部材を有することを特徴とする接続装置が得られる。

本発明によれば、狭ピッチ化になると、例えば、接続部材の姿勢制御、隣接した接続部材の短絡防止用のフレームの桟がともに細くなり、桟が折れたりフレームにひびが入ったりするが、そのことを防止することができる接続装置を提供することができる。

また、本発明によれば、狭ピッチ化になると、例えば、接続部材の姿勢制御、隣接した接続部材の短絡防止用のフレームの桟がともに細くなり、成形で形成できなくなるので、接続部材を断面略Ｔ字形状にし、電極部とピッチ間部を形成することで、その桟を必要とせず、成形性が良く且つ短絡しない接続部材を用いた接続装置を提供することができる。

また、本発明によれば、フレームへの接続部材の保持方法を改善した接続装置を提供することができる。

また、本発明によれば、接続部材により組み立て性を改善した接続装置を提供することができる。

さらに、本発明によれば、取り扱いの際や搬送の際に外れたり位置ずれすることのない接続部材を用いた接続装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態による接続装置の部分平面図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図１及び図２を参照すると、本発明の第１の実施の形態による接続装置１００は、Ｔ字形状の接続部材１０ａと、接続部材１０ａを長さ方向に貫通する棒状の骨材５と、骨材５を保持するフレーム２０とを備えている。

図２に示すように、接続部材１０ａは、細長く一側の角部が丸く形成された、いわゆるカマボコ形状の電極部１と、電極部１の他側に設けられた断面角型のピッチ間部２とを備え、これらは断面略Ｔ字形状の柔軟な弾性材料によって、一体に形成されている。電極部１の他側には、骨材５が貫通する細長い貫通穴４ａが設けられている。また、電極部１の一側は、両端面から一側面を覆うように、細長い導電性膜からなる電極（導体）３を備えている。電極３は、無電解めっきによって形成しても良いし、導電性薄膜、例えば、金属箔を貼り付けても良いし、また、導電性塗料もしくは導電性ペーストを塗布形成しても良い。

図１に戻って、電極３は、接続部材１０ａの長さ方向に定ピッチで形成されている。フレーム２０は、接続部材１０ａを貫通するとともに、この接続部材１０ａよりも長く、両端に露出して形成された骨材５の両側に露出する突出部５ａを係合して収容する係合部をなす骨溝１１が形成されている。Ｔ字形状の接続部材１０ａのカマボコ形状の電極部１の両端の露出した骨材５がフレーム２０に、この骨材５の長さ方向と垂直な方向に一定のピッチで形成されたの骨溝１１に入り係合し、したがって、等間隔で、Ｔ字形状の接続部材１０ａのカマボコ形状の電極部１は保持される。

このように、本発明の第１の実施の形態においては、カマボコ形状の電極部１を備えた接続部材１０ａのフレーム２０への挿入時、圧入で押し込むことはなく、楽に挿入でき、組み立て性を改善することができる。

なお、図示の例においては、断面カマボコ形状の電極部１は、断面カマボコ形状の電極部１に形成されているが、電極３の間には、溝が設けられて、断面角型とし、電極部１が形成されている部分のみカマボコ形状としても良い。

また、電極部１に貫通穴４ａを設けて、この貫通穴４ａに骨材を設けることで、接続部材１０ａの取り扱い性を良くすることができる。また、電極部１を断面カマボコ形状とすることによって、狭いピッチ化に対応している。

Ｔ字形状の接続部材１０ａの両端の露出した骨材５がフレーム２０の骨溝１１に入り、等間隔で、Ｔ字形状の接続部材１０ａは整列保持される。

図３は本発明の第２の実施の形態による接続装置の部分平面図である。図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図３及び図４を参照すると、本発明の第２の実施の形態による接続装置１０１は、接続部材１０ｂと、接続部材１０ｂを長さ方向に貫通する骨材５と、骨材５を保持するフレーム２０と、骨材５のフレーム２０からの離脱を防止する蓋３０とを備えている。

図４に示すように、接続部材１０ｂは、細長く一側の角部が丸く形成された、いわゆるカマボコ形状の電極部１を備えている。断面カマボコ形状の柔軟な弾性材料によって、一体に形成されている。電極部１の他側には、骨材５が貫通する細長い貫通溝４ｂが設けられている。また、電極部１の一側は、両端面から一側面を覆うように、細長い導電性膜からなる電極（導体）３を備えている。電極３は、無電解めっきによって形成しても良いし、導電性薄膜、例えば、金属箔を貼り付けても良いし、また、導電性塗料もしくはペーストを塗布形成しても良い。

図４に示すように、電極３は、接続部材１０ｂの長さ方向に定ピッチで形成されている。フレーム２０は、接続部材１０ｂを貫通するとともに、この接続部材１０ａよりも長く、両端に露出して形成された骨材５の両側の突出部５ａを係合して収容する係合部をなす骨溝１１が形成されている。また、骨溝１１の間には、フレームの桟１３が設けられ、接続部材収容部２１を構成している。ピッチ方向の隣接の電極３間の短絡を防ぐために、カマボコ状の電極部１間には、フレーム２０の桟１３が入っている。かまぼこ形状の電極部１の両端の骨材５でフレーム２０の骨溝１１に挿入し、最後に上から蓋部材３０によって蓋をして、Ｔ字形状の接続部材１０ｂのフレーム２０の保持が完了する。この蓋部材３０は、図示しない螺子等によって、フレーム２０に固定されている。即ち、接続部材１０ｂのカマボコ形状の電極部１の両端の露出した骨材５がフレーム２０に、この骨材５の長さ方向と垂直な方向に一定のピッチで形成された骨溝１１に入って係合し、したがって、等間隔で、接続部材１０ｂのカマボコ形状の電極部１は、接続部材収容部２１内で保持される。また、骨溝１１には、蓋部材３０が覆い被さるために、骨材５の骨溝１１からの離脱を防止することができる。

このように、本発明の第２の実施の形態においては、カマボコ形状の電極部１を備えた接続部材１０ｂのフレーム２０への挿入時、圧入で押し込むことはなく、楽に挿入でき、組み立て性を改善することができる。

なお、図示の例においては、断面カマボコ形状の電極部１は、断面カマボコ形状の電極部１に形成されているが、電極３の間には、溝を設けて、断面角型とし、電極３が形成されている部分のみカマボコ形状としても良い。

また、電極部１に貫通溝４ｂを設けて、この貫通溝４ｂに骨材５を設けることで、接続部材１０ｂの取り扱い性を良くすることができる。また、電極部１を断面カマボコ形状とすることによって、狭ピッチ化に対応している。

Ｔ字形状の接続部材１０ｂの両端に露出した骨材５がフレーム２０の骨溝１１に入り、等間隔で、Ｔ字形状の接続部材１０ｂは整列保持される。

本発明の第２の実施の形態によれば、狭ピッチ化で、桟１３が細くなっても外力を受けないので、桟１３が折れたりすることはない。

また、最後に蓋部材３０によって、骨溝１１に蓋をすることで、物理的にＴ字形状の接続部材１０ｂがフレーム２０から抜けたり、位置ずれをしたりすることがない。

図５は本発明の第３の実施の形態による接続装置のフレームを示す図で、図６は図５のフレームに接続部材を装着した接続装置の適用例を示す図である。図５及び図６では、基板間を接続する例を示している。

図５を参照すると、接続装置１０２は、フレーム２０とこのフレーム２０の接続部材収容部に挿入された接続部材１０とを有している。接続部材１０は、第１の実施の形態による接続部材１０ａであっても、第２の実施の形態による接続部材１０ｂであっても良い。上下に突出して、溝６を介して水平方向に定ピッチで並んで設けられた電極３が図示しない上下に配置された基板の導体パターン（ランド）に、夫々圧接することで、基板間の接続がなされる。尚、突出部５ａと係合部の構成は図示されていない。

図７は本発明の第４の実施の形態による接続装置のフレームを示す図で、図８は図７のフレームに接続部材を装着した接続装置の適用例を示す図である。図７及び図８では、基板と半導体素子（ＩＣ）との間を接続する例を示している。

図７を参照すると、接続装置１０３は、フレーム２０と、このフレーム２０の４辺寄りに設けられた４本の接続部材収容部２１に挿入された接続部材１０とを有している。接続部材１０は、勿論、第１の実施の形態によるものであっても、第２の実施の形態によるものであっても良い。上部に突出して定ピッチで並んで設けられた電極３が図示しない上方に配置された半導体素子（ＩＣ）の導体パターン（パッド）に、夫々圧接するとともに、下部に同様に突出して定ピッチで並んで設けられた電極３が図示しない下方に配置された基板の導体パターン（ランド）に、夫々圧接することで基板とＩＣもしくは半導体基板間の接続がなされる。尚、突出部５ａと係合部の構成は図示されていない。

図９は本発明の第５の実施の形態による接続装置のフレームを示す図で、図１０は図９のフレームに接続部材を装着した接続装置の適用例を示す図である。図９及び図１０では、基板と半導体素子（ＩＣ）との間を接続する例を示している。

図９及び図１０を参照すると、接続装置１０４は、フレーム２０と、このフレーム２０に縦方向に３列に複数並んで設けられた複数列の接続部材収容部２１に挿入された接続部材１０とを有している。接続部材１０は、勿論、第１の実施の形態による接続部材１０ａであっても、第２の実施の形態による接続部材２ｂであっても良い。上部に突出して定ピッチで並んで設けられた電極３が図示しない上方に配置された半導体素子（ＩＣ）の導体パターン（パッド）に、夫々圧接するとともに、下部に同様に突出して定ピッチで並んで設けられた電極３が図示しない下方に配置された基板の導体パターン（ランド）に、夫々圧接することで基板とＩＣもしくはチップ間の接続がなされる。尚、突出部５ａと係合部の構成は図示されていない。

図１１は、本発明の第６の実施の形態による接続装置を用いた半導体チップの実装例を示している。図１１を参照すると、図８及び図１０に示された接続装置１０３，１０４を基板５０上に実装し、半導体素子を収容して、枠状の蓋部材５１によってこの半導体素子を固定する構成である。なお、符号２５は接続装置を押さえ込むためのばねである。

このように、本発明の実施の形態による接続装置は、接続部材を圧入する必要がなく、単にフレーム２０に装着するだけであるので、簡単に接続装置を搬送、及び組み立てができるとともに、電極間の短絡を防止することができるので、成形も容易で小型化に対応することができる。

以上の説明の通り、本発明に係る接続装置は、半導体装置と基板間の電気接続や基板間の電気接続に適用することができる。

本発明の第１の実施の形態による接続装置の部分平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 本発明の第２の実施の形態による接続装置の部分平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 本発明の第３の実施の形態による接続装置のフレームを示す図である。 図５のフレームに接続部材を装着した接続装置の適用例を示す図である。 本発明の第４の実施の形態による接続装置のフレームを示す図である。 図７のフレームに接続部材を装着した接続装置の適用例を示す図である。 本発明の第５の実施の形態による接続装置のフレームを示す図である。 図９のフレームに接続部材を装着した接続装置の適用例を示す図である。 本発明の第６の実施の形態による接続装置を用いた半導体チップの実装例を示している。 従来技術による基板とＩＣとを接続するコネクタを示す部分断面図である。 従来技術による基板とＩＣとを接続するコネクタを示す斜視図である。 従来技術による接続装置を示す部分図である。 図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。

符号の説明

１ 電極部
３ 電極
４ａ 貫通穴
４ｂ 貫通溝
５ 骨材
５ａ 突出部
１１ 骨溝
１０，１０ａ，１０ｂ 接続部材
１３ 桟
２０ フレーム
２１ 接続部材収容部
２５ ばね
３０ 蓋
４３ 弾性部材
４４ バネ先端部Ａ
４５ 第１の端部
４６ 導電体露出部Ａ
４７ 第２の端部
４８ 導電体露出部Ｂ
５０ 基板
５１ 蓋部材
６０ 接続部材
６１ ダボ
６２ 圧入代
６５ 矢印
８１ 第１の電気回路部材（ＩＣ）
８１ａ 外部接続電極（パッド）
８１ｂ 底面
８２ カバー
８３，８５ｂ 保持手段Ｂ
８４ 構造体
８４ａ 内側壁
８５ ハウジング
８５ａ 固定手段Ａ
８５ｃ 保持手段Ａ
８６ フレキシブル配線部材（ＦＰＣ）
８７ パッド
８８ 第２の電気回路部材（ＰＣ板）
８８ａ 上面
８９ａ 固定手段Ａ
８９ｂ 固定手段Ｂ
１００、１０１、１０２，１０３，１０４，１０５ 接続装置
１１０ 接続装置

Claims (2)

1. 接続対象物間を接続する接続部材と、複数の前記接続部材を保持するフレームとを備えた接続装置において、
   前記接続部材は、弾性体と、前記弾性体内に配置された骨材と、前記弾性体の所定位置に所定のパターンで配置された導体とを有し、
   前記骨材は、前記弾性体から突出する突出部を有し、前記フレームは、前記突出部と係合する係合部を有し、
   前記弾性体は、前記導体が形成された電極部と、前記電極部から突出したピッチ間部とを備え、前記弾性体に前記電極部とピッチ間部とは一体形成され、前記電極と前記ピッチ間部とで、断面略Ｔ字形状に形成され、前記ピッチ間部は、断面角型に形成されるとともに、隣接する前記接続部材間を所定の間隔に維持することを特徴とする接続装置。
2. 請求項１に記載の接続装置において、前記係合部は、前記骨材の突出部が挿入されるものであり、前記骨材を前記フレームへ挿入する際のフレーム挿入側において、前記フレームは前記係合部の少なくとも一部を覆う蓋部材を有することを特徴とする接続装置。

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