コネクタ及び該コネクタを備えた電子部品
【課題】ファインピッチ化及び接触抵抗の低減を簡便な構造で図ることができるコネクタを提供すること。
【解決手段】基板１と基板１の両面１ａ，１ｂに配されたエラストマー２Ａ，２Ｂとからなる基体３、基体３にあって、基板１とエラストマー２Ａ，２Ｂとの重なり方向において所定の間隔で並んで配された複数の貫通孔４、及び基体３の一面３ａ側から他面３ｂ側に渡って貫通孔４内を経由して配されたくの字状の導体５、から少なくともなり、エラストマー２Ａ，２Ｂには頂面２１ｓが傾斜を有した第一突出部２１Ａ，２１Ｂと、第一突出部２１Ａ，２１Ｂの頂面２１ｓからドーム上に突出した第二突出部２２Ａ，２２Ｂとが複数配され、導体５の両端には、内部が中空状、かつドーム形状を有した凸部５１Ａ，５１Ｂがそれぞれ形成され、凸部５１Ａ，５１Ｂが、それぞれ第二突出部２２Ａ，２２Ｂを覆うように配されている。
【解決手段】基板１と基板１の両面１ａ，１ｂに配されたエラストマー２Ａ，２Ｂとからなる基体３、基体３にあって、基板１とエラストマー２Ａ，２Ｂとの重なり方向において所定の間隔で並んで配された複数の貫通孔４、及び基体３の一面３ａ側から他面３ｂ側に渡って貫通孔４内を経由して配されたくの字状の導体５、から少なくともなり、エラストマー２Ａ，２Ｂには頂面２１ｓが傾斜を有した第一突出部２１Ａ，２１Ｂと、第一突出部２１Ａ，２１Ｂの頂面２１ｓからドーム上に突出した第二突出部２２Ａ，２２Ｂとが複数配され、導体５の両端には、内部が中空状、かつドーム形状を有した凸部５１Ａ，５１Ｂがそれぞれ形成され、凸部５１Ａ，５１Ｂが、それぞれ第二突出部２２Ａ，２２Ｂを覆うように配されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコネクタに係り、より詳しくは、簡便な構造でファインピッチ化及び低接触抵抗化を図ることが可能なコネクタ及び該コネクタを備えた電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＣＰＵやＬＳＩ等のＩＣパッケージを、ソケットを介してプリント基板に実装する技術が検討されており、パーソナルコンピューターやサーバのマザーボードの多くには、ＬＧＡパッケージやＢＧＡパッケージ等のＣＰＵを装着するためのソケットが実装されている。ＣＰＵは、その機能、性能の向上のため、年々多ピン化、高速化が進んでおり、パッケージのサイズアップやファインピッチ化によって対応がなされている。これに伴い、ソケットも多ピン化の対応が必要になると共に、パッケージのサイズアップに伴うたわみ量増大への対応や、パッケージの接触ランドやボールの高さのばらつきへの対応が必要になる。そのため、ソケットコンタクトの小型化が重要であり、ＩＣのピンとソケットとのコンタクトの適切な接圧での接触を確保できることが望まれる。更に高速化においては、コンタクトが低インダクタンスであることが重要であり、高速化による消費電流増大に対応して接触抵抗が小さく、許容電流も高いことが求められる。
【０００３】
現在のＬＧＡパッケージ用ソケットの主流は約１ｍｍピッチの４００〜８００ピンのものであり、例えば特許文献１や特許文献２に記載されているように、金属板を複雑に折り曲げて所定のコンタクト形状を作り、ソケットハウジングにコンタクトを挿入して製造する構造が用いられている。
これらの方法は、金属コンタクトを板バネとして機能させることで、所定のストロークにて適切な荷重を発生させ、安定した接触抵抗を得る方式である。また、所定の接触圧を得る過程で、荷重を高めていくと接点位置が移動し、表面の異物を除去できるワイピング効果が期待できる。
【０００４】
しかしながら、これらの方法でのファインピッチ化は困難であった。ファインピッチ化を図ろうとすると、コンタクト端子の片持ちバネ部分のバネ長を短くする必要があるが、バネ長を短くすると、同じ材料で同じ形状の片持ちバネの場合、所定のストロークを得るための荷重が高くなってしまう。そのため、これを適切な荷重にしようと片持ちバネの線径を細くすると、必要とされる許容応力が小さくなってしまい、本来弾性変形領域で動作させたいにもかかわらず、塑性変形してしまい、所定の荷重に耐えられなくなってしまう。これは、許容応力はバネの線径に比例するのに対し、荷重を決定する要因であるばね定数は、片持ちバネの線径の４乗に比例するためである。
【０００５】
このことを考慮し、片持ちバネによる荷重で所定の接触圧を得る方法ではなく、コンタクト部分の金属は塑性変形する領域で設計し、反発力をゴムやエラストマーで補う技術が考案されている。例えば特許文献３には、コンタクト部分の機能をフレキシブルプリント基板で実現しており、２枚のフレキシブルプリント基板の間にエラストマーを挟み、別途設けた金属ピンでフレキシブルプリント基板同士を半田付けにて接合し、上下の層間導通を得る構造が開示されている。
この技術では、フレキシブルプリント基板の接点部分に金属ドームを形成してあり、この金属ドームが相対する接点と接触する。また、所定の接触圧を得る過程で荷重を高めていくと接点位置が移動し、表面の異物を除去するワイピング効果が期待できる。
また、特許文献４では、予め金型にて所定のドーム形状と貫通穴を形成したエラストマー上に金属めっきを施し、フォトリソ工程にてスルーホールとドーム上の接点回路を結ぶように回路形成する方法が開示されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献３に開示されたように、フレキシブルプリント基板をエラストマーで挟む方法は、必要なパターンに回路形成を施したフレキシブルプリント基板を２枚作製する工程が必要であり、更にそれらを接続する層間導通を得るための金属コンタクトが必要となるため部品点数が多く、小型化を図ることが困難となる。また、フレキシブルプリント基板と金属ピンとを接続する工程が必要なため、製造方法が複雑となる問題がある。また、特許文献４に開示されたように、エラストマー上にめっきを施す技術は開発要素がまだ多くあり、一般的に量産技術が確立されていない問題がある。更に、特許文献４ではドーム部分が潰れることで接触圧を得るため、接触位置が変化せずワイピング効果が期待できない問題もある。
【特許文献１】特開２００４−１５８４３０号公報
【特許文献２】特開２００５−０１９２８４号公報
【特許文献３】特開２００４−０７１３４７号公報
【特許文献４】特開２００１−３３２３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ファインピッチ化及び接触抵抗の低減を簡便な構造で図ることができるコネクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に記載のコネクタは、基板と該基板の両面に配されたエラストマーとからなる基体、前記基体にあって、前記基板と前記エラストマーとの重なり方向において所定の間隔で並んで配された複数の貫通孔、及び前記基体の一面側から他面側に渡って前記貫通孔内を経由して配されたくの字状の導体、から少なくともなり、前記エラストマーには頂面が傾斜を有した第一突出部と、前記第一突出部の頂面からドーム上に突出した第二突出部とが複数配され、前記導体の両端には、内部が中空状、かつドーム形状を有した凸部がそれぞれ形成され、該凸部が、それぞれの前記第二突出部を覆うように配されていることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載のコネクタは、請求項１において、前記基板を対称の軸として、前記第一突出部と前記第二突出部とが対称に配されていることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載のコネクタは、請求項１または２において、前記基体において、貫通孔が配された周囲の領域は、前記基板が前記エラストマーから露呈していることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の電子部品は、請求項１ないし３にいずれかに記載のコネクタを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のコネクタによれば、エラストマーの弾性力により所定の荷重や変位特性を得ることができるため、導体にバネ性を要求する必要が無い。ゆえに、導体の許容応力を考慮することなく設計することができるため、更にファインピッチ化が可能である。また、本発明のコネクタにおいて、導体の凸部を半導体パッケージ等の接続端子に荷重を印加させて接触させた際に、該凸部と接続端子との接触位置がずれて装着される。これにより、導体と接続端子との接触部位に酸化膜や異物等が付着していた場合であっても、ワイピング効果によって新生面での接触を得ることが可能となり、接触抵抗の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を、図面を参照して詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００１１】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に関わるコネクタ１０Ａ（１０）を模式的に示した図である。図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＬ−Ｌ断面図を模式的に示した図である。
本発明のコネクタ１０Ａは、基板１と基板１の両面１ａ、１ｂに配されたエラストマー２（２Ａ，２Ｂ）とからなる基体３、基体３にあって、基板１とエラストマー２との重なり方向において所定の間隔で並んで配された複数の貫通孔４、及び基体３の一面３ａ側から他面３ｂ側に渡って貫通孔４内を経由して配されたくの字状の導体５から概略構成されている。また、エラストマー２には頂面２１ｓが傾斜を有した第一突出部２１と、第一突出部２１の頂面２１ｓからドーム上に突出した第二突出部２２（２２Ａ，２２Ｂ）とが複数配され、導体５の両端５ａ，５ｂには、内部が中空状、かつドーム形状を有した凸部５１（５１Ａ，５１Ｂ）がそれぞれ形成され、凸部５１が、それぞれの第二突出部２２を覆うように配されている。以下、コネクタ１０Ａについて詳細に説明する。
【００１２】
基板１は、絶縁性の平板であり、その両面１ａ、１ｂにはエラストマー２（２Ａ，２Ｂ）が配され基体３をなしている。基板１としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等の可撓性を有するものや、ガラスエポキシ、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等が挙げられ、その厚さは例えば２５μｍ以上２０００μｍ以下である。
【００１３】
エラストマー２（２Ａ，２Ｂ）としては、例えば天然ゴム、ラテックス、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、パーフルオロエーテルゴム等が挙げられ、コネクタに必要とされる弾性力や特性に応じて、適宜選択して用いることができる。すなわち、エラストマー２の寸法、材料を調整することで、本発明のコネクタ１０Ａの荷重や変位特性の制御が可能である。エラストマー２を用いることにより、導体５にバネ性を要求する必要が無いため、導体５の許容応力の制限無くファインピッチに対応することができる。
基板１の一面１ａに配されたエラストマー２Ａと基板１の他面１ｂに配されたエラストマー２Ｂとは、同一の材料からなるものであってもよいし、異なる材料からなり、弾性力の異なるものであってもよい。
また、基板１の一面１ａと他面１ｂとにおいて、貫通孔４の周囲には、このエラストマー２は配されてなく、基板１が露呈した部位１ｃを有している。このように、基板１が露呈した部位１ｃを有することで、後述するように、製造工程において、生産性の向上が図れる。
【００１４】
第一突出部２１は、エラストマー２と同一材料からなり、所定の間隔でエラストマー２の両面２ａ，２ｂに配され、その頂面２１ｓは傾斜を有している。この傾斜に沿って、導体５の一端５ａと他端５ｂが配されている。頂面２１ｓが傾斜を有することで、基体３から第二突出部２２の頂点までの高さを稼ぐことができ、導体５に荷重を加えた際に、動作可能なストローク範囲を広く設計できる。頂面２１ｓの傾斜角、傾斜の向きは、各第一突出部２１で同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、基板１の一面１ａ側と他面１ｂ側とで同一であってもよいし、異なっていてもよい。傾斜角、傾斜の向きは、本発明のコネクタ１０Ａと電気的に接続される導電性基板に応じて適宜調節して設けることができる。
第一突出部２１のエラストマー２からの高さは、それぞれの第一突出部２１で同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、基板１の一面１ａ側と他面１ｂ側とで同一であってもよいし、異なっていてもよい。本発明のコネクタ１０Ａと電気的に接続される導電性基板の接続端子の高さに応じて、各第一突出部２１の高さを適宜調節することができる。
なお、第一突出部２１の高さ、及び頂面２１ａの傾斜角を同一とすれば、簡便に所定の荷重や変位特性を制御することが出来る。
【００１５】
第二突出部２２（２２Ａ，２２Ｂ）は、エラストマー２と同一の材料からなり、第一突出部２１の頂面２１ｓに配され、ドーム形状を有している。この第二突出部２２の表面を覆うように、導体５の両端５ａ，５ｂに配された中空状かつドーム形状の凸部５１（５１Ａ，５１Ｂ）が配される。第二突出部２２の表面は、導体５の凸部５１と勘合する形状となっている。第二突出部２２の大きさは、導体５のピッチに応じて適宜調節することができる。
なお、第二突出部２２の形状としては、円柱、三角柱や四角柱などの多角柱、円錐、三角錐や四角錐などの多角錐とすることもできる。
【００１６】
第一突出部２１及び第二突出部２２は、基板１を対称の軸として、基板１の一面１ａ側と他面１ｂ側とで、対称に配されていることが好ましい。基板１に対して対称に配されることで、本発明のコネクタ１０Ａが他の導電性基板等と十分な接触圧で電気的に接続された際に、該接触圧は基板１の一面１ａ側と他面１ｂ側とからの同一部位に加わる。そのため、接触させたことで生じる応力によって、基板１に生じる歪みを極力抑制することができる。
【００１７】
貫通孔４は、基体３の厚さ方向（基板１とエラストマー２との重なり方向）に所定の間隔で複数設けられ、その大きさ及び形状は導体５が挿入可能であれば特に限定されるものではない。ここで所定の間隔とは、例えば０．３ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。
【００１８】
導体５は、貫通孔４を通して基体３の一面３ａ側と他面３ｂ側とに渡って配され、基体３の一面３ａ側に配された導電性基板と基体３の他面３ｂ側に配された導電性基板との電気的導通を図るものである。この導体５は、図２に示すように、導体５の中央部が角度θ１で折れ曲がったくの字状の形状で、その両端５ａ，５ｂには、内部が中空状、かつドーム形状を有した凸部５１（５１Ａ，５１Ｂ）がそれぞれ形成されている。なお、図２（ａ）は、導体５の側面図、上面図、及び背面図であり、図５（ｂ）は、横断面図である。
導体５を形成する材質としては、例えば銅や銅を含んだ合金等が挙げられる。その厚さは、半導体回路などに荷重を加えて実装した際に変形しない程度であればよく、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下である。また、導体５の幅は、コネクタに要求される導電性等に応じて適宜調節されるが、例えば１００μｍ以上１０００μｍ以下である。導体５として金属を用いることで、導電性基板の接続端子と電気的に接続させる際にメッキ処理が可能であるため、接触抵抗の低減を図ることができる。特に、接続端子と同じ種類の金属を用いてメッキ処理することで、より接触抵抗の低減を図ることができる。
本発明の構造において、導体５として例えば銅を用いた場合では、厚さが２０μｍ以上であれば荷重を５０ｇｆかけてもゴムの弾性（エラストマー２、第一突出部２１及び第二突出部２２の弾性）により変形はしない設計が可能である。
例えば、コネクタ１０として１ｍｍピッチの接点を形成する場合は、導体５の幅は０．５ｍｍ、凸部５１のドーム半径は０．２５ｍｍで設計可能となる。同じ導体の厚さにおいて、ドーム径がより小さい場合の強度はより高くなる傾向にあるため、更にファインピッチ化する場合はより薄い金属厚でもよい。本発明によれば、０．３ｍｍピッチ〜１．０ｍｍピッチを実現することができる。
【００１９】
本発明のコネクタ１０Ａによれば、導体５自体に許容応力の制限がなく、塑性変形する程度の厚さ、幅であっても、エラストマー２や第一突出部２１、第二突出部２２の弾性力により所定の荷重や変位特性を得ることができ、例えば０．３ｍｍピッチ〜１．０ｍｍピッチといったファインピッチ化が可能である。また、エラストマー２や第一突出部２１、第二突出部２２の寸法、材質の選定により、コネクタ１０Ａの荷重や変位特性の制御が可能となる。さらに、導体５が金属製のことから、めっき処理による低接触抵抗化が可能となる。また、基板１と、エラストマー２と導体５とからなるので、部品点数が少なく小型化が図れると共に簡便に得ることができ、コストの削減や歩止りの向上を図ることができる。
【００２０】
＜製造方法＞
図３から図４は、本発明のコネクタ１０Ａの製造方法の一例を模式的に示した断面工程図である。
まず、図３（ａ）に示すように、基板１の所定の位置に、機械加工やレーザによる穿孔加工によって貫通孔４を複数形成する。
【００２１】
次に、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、基板１を金型３１に装着し、エラストマー２、第一突出部２１及び第二突出部２２の弾性材料を注入やインジェクションなどにより金型３１のキャビティ３２内に詰め込み、架橋温度まで加熱して成形する。金型３１としては特に限定される物ではなく、従来公知の物を用いることができる。
金型３１を用いた注入やインジェクションによりエラストマー２、第一突出部２１及び第二突出部２２を基板１上に配するため、エラストマー２、複数の第一突出部２１及び第二突出部２２は基板１の両面１ａ，１ｂに一括で形成することができ、作業性及び歩止りの向上を図ることができる。またエラストマー２は、貫通孔４の周辺部１ｃを除いた基板１の一面１ａ全域に配されることで、各第一突出部２１が基板１上で独立することがない。そのため、エラストマー２成形時に材料を入れ込む注入口（不図示）を金型３１の自由な場所に設けることができる。
【００２２】
次に、図３（ｄ）に示すように、金型３１を取り外し、図３（ｅ）に示すように、貫通孔４内にバリ２３が生じた場合は、押し子４１などでエラストマー２のバリ取りを行う。この際、図３（ｂ）〜図３（ｃ）に示すように、金型３１のパーティングライン３３が基板１の厚さ部分にくるように設定しておくことが好ましい。図３に示すようにバリ２３が生じた場合であっても、バリ２３は基板１上に形成されたエラストマー２とは接合しておらず、基板１の貫通孔４の内壁面４ａとのみ接触しているため、容易にバリ２３のみを除去することができる。
【００２３】
次に、図４（ａ）〜図４（ｂ）に示すように、図３（ｄ）で作製された基体３の貫通孔４に、導体５を挿入する。
【００２４】
導体５の製造に関しては、金属板を連送型にてプレス成形することで、図５に示すようなフープ状に成形可能である。フープ５０と導体５との切れ目にはＶ溝加工βを施しておけば、意図した工程でフープ５０から各導体５を簡便に切り離すことが可能である。
また、導電性基板の接続端子などとの接触部（凸部５１Ａ，５１Ｂに相当する。）は、Ｎｉ下地で表面にＡｕめっきを施すのが通常であるが、図５に示すように、この様な形状でフープ状にした場合、接触に使用する凸部５１Ａ，５１Ｂ及び導体５の両端５ａ，５ｂのみめっき浴５５に浸すことが可能となる。そのため、導体５の不要な部分をめっきすることが無く、安価にＮｉめっきやＡｕめっきが可能となる。
このように作製された導体５に関して、くの字の角度θ２は、貫通孔４に挿入し、エラストマー２の第一突出部２１及び第二突出部２２に装着しやすいように、くの字の角度を最終形状の角度θ１より充分に広げた形状としておくことが好ましい。
【００２５】
次に、図４（ｃ）に示すように、導体５の両端５ａ，５ｂにそれぞれ配されたドーム状の凸部５１Ａ，５１Ｂの内側をそれぞれ第二突出部２２Ａ，２２Ｂに勘合させるように、導体５の角度θ２を小さくし折り曲げ加工を行う。
【００２６】
以上で、図４（ｄ）に示すように、本発明の第１実施形態に係るコネクタ１０Ａが得られる。
本発明のコネクタ１０Ａの製造方法によれば、第一突出部２１及び第二突出部２２はそれぞれ独立することなくエラストマー２と接続されているため、一括形成が可能である。ゆえに、１の工程で基板１上にエラストマー２と第一突出部２１と第二突出部とを形成できるため、製造工程の簡略化が図れる。また、基体３への導体５の組み込みを容易に行える。
【００２７】
＜電子部品＞
図６は、本実施形態のコネクタ１０Ａを用いて、例えば半導体パッケージ６０と回路基板７０との電気的接続を行った電子部品８０の模式図である。図６（ａ）は導体５を半導体パッケージ６０に配された接続端子６１と回路基板７０に配された接続端子７１とを接触させた状態、図６（ｂ）は、図６（ａ）の状態から加重印加後の状態を模式的に示した断面図である。
なお、図中一点破線は、導体５の凸部５１と接続端子６１，７１との接点部分を通過している線である。
【００２８】
半導体パッケージ６０、および回路基板７０に関しては、特に限定されるものではなく、公知のものを用いることができる。
【００２９】
本実施形態のコネクタ１０Ａを用いて半導体パッケージ６０と回路基板７０とを電気的に接続することで、エラストマー２が弾性変形し、導体５の角度θ２が更に小さな角度であるθ３となる。この際、弾性変形で生じた応力により、コネクタ１０Ａと半導体パッケージと６０と回路基板７０とは適切な接触圧力で実装することが可能となる。さらに、図６に示すように加重負荷時に導体５と接続端子６１との接点が移動する。そのため、接続端子６１，７１や導体５の接触面に異物や酸化膜等が付着していた場合であっても、半導体パッケージ６０の接続端子６１と回路基板７０の接続端子７１の両方の接触部位で、ワイピング効果により新生面で接触を得ることができ、導通抵抗の低減を図ることができる。
【００３０】
＜第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態に係るコネクタ１０Ｂを模式的に示した図である。
図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＬ−Ｌ断面図である。第１実施形態と同一なものには同一な符号を付し、説明を省略することがある。
本実施形態のコネクタ１０Ｂが第１実施形態のコネクタ１０Ａと異なる点は、第一突出部２１Ａ及び第二突出部２２Ａを備えたエラストマー２が基板１の一面１ａにのみ配されている点である。このように本発明においては、適用する電子部品等に応じて基板１の一面１ａにのみエラストマー２と第一突出部２１と第二突出部２２とを配してもよい。この際、図８に示すように、導体５の他端５ｂには半田バンプαを配し、この半田バンプαを介して導体５は他の導電性基板等と電気的に接続される。
【００３１】
本実施形態のコネクタ１０Ｂによれば、基板１の一面１ａ側において他の導電性基板と接触された際に、ストローク量の調節を行うことができ、適切な接触圧で実装することが可能である。また、第１実施形態のコネクタ１０Ａよりも小型化を図ることができる。
【００３２】
＜製造方法＞
図９〜図１０は、本実施形態に係るコネクタ１０Ｂの製造方法の一例を模式的に示した断面工程図である。
まず、図９（ａ）に示すように、第１実施形態のコネクタ１０Ａと同様に、基板１に所定の間隔で貫通孔４を形成する。
【００３３】
次に、図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示すように、基板１を金型３１に装着し、エラストマー２の材料を注入やインジェクションなどにより金型３１のキャビティ３２内に詰め込み、架橋温度まで加熱して成形する。金型３１としては特に限定される物ではなく、従来公知の物を用いることができる。
金型３１を用いた注入やインジェクションによりエラストマー２を基板１の一面１ａに配するため、エラストマー２に形成された複数の第一突出部２１及び第二突出部２２は、基板１の一面１ａに一括で形成することができ、作業性及び歩止りの向上を図ることができる。またエラストマー２は、貫通孔４周辺部１ｃを除いた基板１の一面１ａの全域に配することで、各の第一突出部２１が基板１上で独立することがない。そのため、エラストマー２成形時に材料を入れ込む注入口（不図示）を金型３１の自由な場所に設けることができる。
【００３４】
次に、図９（ｄ）に示すように、金型３１を取り外し、図９（ｅ）に示すように、貫通孔４内にバリ２３が生じた場合は、押し子４１などでエラストマー２のバリ取りを行う。この際、金型３１のパーティングライン３３が基板１の厚さ部分にくるように設定しておくことが好ましい。図９（ｄ）〜図９（ｅ）に示すようにバリ２３が生じた場合であっても、バリ２３は基板１上のエラストマー２とは接合しておらず、基板１に形成された貫通孔４の内壁面４ａと接触しているため、容易に除去することができる。
【００３５】
次に、図１０（ａ）〜図１０（ｂ）に示すように、図９（ｄ）で作製された基体３の貫通孔４に、導体５を挿入する。
【００３６】
導体５の製造に関しては、金属板を連送型にてプレス成形することで、図１１に示すようなフープ状に成形可能である。フープ５０と導体５との切れ目にはＶ溝加工βを施しておけば、意図した工程でフープ５０から導体５を切り離すことが可能である。また、導電性基板などとの接触部は、Ｎｉ下地で表面にＡｕめっきを施すのが通常であるが、図１２に示すように、この様な形状でフープ状にした場合、接触に使用するドーム状の凸部５１Ａと導体５の他端５ｂにのみめっき浴に浸すことが可能となる。そのため、不要な部分をめっきすることが無く、安価にＮｉめっきやＡｕめっきが可能となる。
このように作製された導体５に関して、くの字の角度θ１は、貫通孔４に挿入し、エラストマー２の第二突出部２２に凸部５１を装着しやすいように、くの字の角度θ２を最終形状の角度θ１より充分に広げた形状にしておくことが好ましい。
【００３７】
次に、図１０（ｃ）に示すように、第一突出部２１に、導体５の一端５ａに配されたドーム状の凸部５１の内側が勘合するように導体５の角度θ２を小さくし、折り曲げ加工を行う。
【００３８】
以上で、図１０（ｄ）に示すように、本発明の第２実施形態に係るコネクタ１０Ｂが得られる。
本実施形態のコネクタ１０Ｂの製造方法によれば、エラストマー２の第一突出部２１及び第二突出部２２は基板１の一面１ａに一括形成が可能であるため、製造工程の簡略化が図れる。また、基体３への導体５の組み込みを容易に行える。
【００３９】
＜電子部品＞
図１２は、本実施形態のコネクタ１０Ｂを用いて、例えば半導体パッケージ６０と回路基板７０との電気的接続を行った電子部品９０の一例を模式的に示した図である。図１３（ａ）は導体５と、半導体パッケージ６０に配された接続端子６１と、回路基板７０に配された接続端子７１とを接触させた状態、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の状態から加重印加後の状態を模式的に示した断面図である。コネクタ１０Ｂと回路基板７０とは、導体５の他端５ｂに配された半田バンプαを介して、導体５と回路基板７０に配された接続端子７１とが電気的に接続されている。なお、コネクタ１０Ｂは、半田バンプαのリフローにより回路基板７０と実装後、加重印加により半導体パッケージ６０と電気的に接続される。
加重を印加することで、エラストマー２が弾性変形し、導体５の角度θ２が更に小さな角度であるθ３となっている。この際、弾性変形で生じた応力により、コネクタ１０Ａと半導体パッケージとは適切な接触圧力で実装することが可能となる。また、図中一点破線は、導体５の凸部５１と接続端子６１との接点部分を示しているが、荷重を印加することで接点部分が移動している。のため、接続端子６１や導体５の接触面に異物や酸化膜等が付着していた場合であっても、半導体パッケージ６０の接続端子６１との接触部位で、ワイピング効果により新生面で接触を得ることができ、導通抵抗の低減を図ることができる。また、エラストマー２、第一突出部２１及び第二突出部２２は、基板１の一面１ａにしか配されていないため、第１実施形態のコネクタ１０Ａを用いた電子部品８０よりも、第２実施形態のコネクタ１０Ｂも用いた電子部品９０では、小型化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
ＣＰＵやＬＳＩ等のＩＣパッケージをプリント基板に実装する際に使用するＩＣソケットに適用することができ、ファインピッチ化及び接触抵抗の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るコネクタの一例を模式的に示した図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るコネクタに用いた導体を模式的に示した図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るコネクタにおいて、第一製造工程を模式的に示した断面工程図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るコネクタにおいて、第二製造工程を模式的に示した断面工程図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るコネクタにおいて、導体の製造方法を模式的に示した図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るコネクタを用いた電子部品を模式的に示した断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るコネクタの一例を模式的に示した図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るコネクタに用いた導体を模式的に示した図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るコネクタにおいて、第一製造工程の一例を模式的に示した断面工程図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るコネクタにおいて、第二製造工程を模式的に示した断面工程図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るコネクタにおいて、導体の製造方法を模式的に示した図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係るコネクタを用いた電子部品を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ 基板、２（２Ａ，２Ｂ） エラストマー、３ 基体、４ 貫通孔、５ 導体、１０（１０Ａ，１０Ｂ） コネクタ、２１ 第一突出部、２１ａ 第一突出部の頂面、２２ 第二突出部、２３ バリ、３１ 金型、３２ キャビティ、３３ パーティングライン、４１ 押し子、５０ フープ、６０ 半導体パッケージ、６１ 接続端子、７０ 回路基板、７１ 接続端子、８０，９０ 電子部品、α 半田バンプ。
【技術分野】
【０００１】
本発明はコネクタに係り、より詳しくは、簡便な構造でファインピッチ化及び低接触抵抗化を図ることが可能なコネクタ及び該コネクタを備えた電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＣＰＵやＬＳＩ等のＩＣパッケージを、ソケットを介してプリント基板に実装する技術が検討されており、パーソナルコンピューターやサーバのマザーボードの多くには、ＬＧＡパッケージやＢＧＡパッケージ等のＣＰＵを装着するためのソケットが実装されている。ＣＰＵは、その機能、性能の向上のため、年々多ピン化、高速化が進んでおり、パッケージのサイズアップやファインピッチ化によって対応がなされている。これに伴い、ソケットも多ピン化の対応が必要になると共に、パッケージのサイズアップに伴うたわみ量増大への対応や、パッケージの接触ランドやボールの高さのばらつきへの対応が必要になる。そのため、ソケットコンタクトの小型化が重要であり、ＩＣのピンとソケットとのコンタクトの適切な接圧での接触を確保できることが望まれる。更に高速化においては、コンタクトが低インダクタンスであることが重要であり、高速化による消費電流増大に対応して接触抵抗が小さく、許容電流も高いことが求められる。
【０００３】
現在のＬＧＡパッケージ用ソケットの主流は約１ｍｍピッチの４００〜８００ピンのものであり、例えば特許文献１や特許文献２に記載されているように、金属板を複雑に折り曲げて所定のコンタクト形状を作り、ソケットハウジングにコンタクトを挿入して製造する構造が用いられている。
これらの方法は、金属コンタクトを板バネとして機能させることで、所定のストロークにて適切な荷重を発生させ、安定した接触抵抗を得る方式である。また、所定の接触圧を得る過程で、荷重を高めていくと接点位置が移動し、表面の異物を除去できるワイピング効果が期待できる。
【０００４】
しかしながら、これらの方法でのファインピッチ化は困難であった。ファインピッチ化を図ろうとすると、コンタクト端子の片持ちバネ部分のバネ長を短くする必要があるが、バネ長を短くすると、同じ材料で同じ形状の片持ちバネの場合、所定のストロークを得るための荷重が高くなってしまう。そのため、これを適切な荷重にしようと片持ちバネの線径を細くすると、必要とされる許容応力が小さくなってしまい、本来弾性変形領域で動作させたいにもかかわらず、塑性変形してしまい、所定の荷重に耐えられなくなってしまう。これは、許容応力はバネの線径に比例するのに対し、荷重を決定する要因であるばね定数は、片持ちバネの線径の４乗に比例するためである。
【０００５】
このことを考慮し、片持ちバネによる荷重で所定の接触圧を得る方法ではなく、コンタクト部分の金属は塑性変形する領域で設計し、反発力をゴムやエラストマーで補う技術が考案されている。例えば特許文献３には、コンタクト部分の機能をフレキシブルプリント基板で実現しており、２枚のフレキシブルプリント基板の間にエラストマーを挟み、別途設けた金属ピンでフレキシブルプリント基板同士を半田付けにて接合し、上下の層間導通を得る構造が開示されている。
この技術では、フレキシブルプリント基板の接点部分に金属ドームを形成してあり、この金属ドームが相対する接点と接触する。また、所定の接触圧を得る過程で荷重を高めていくと接点位置が移動し、表面の異物を除去するワイピング効果が期待できる。
また、特許文献４では、予め金型にて所定のドーム形状と貫通穴を形成したエラストマー上に金属めっきを施し、フォトリソ工程にてスルーホールとドーム上の接点回路を結ぶように回路形成する方法が開示されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献３に開示されたように、フレキシブルプリント基板をエラストマーで挟む方法は、必要なパターンに回路形成を施したフレキシブルプリント基板を２枚作製する工程が必要であり、更にそれらを接続する層間導通を得るための金属コンタクトが必要となるため部品点数が多く、小型化を図ることが困難となる。また、フレキシブルプリント基板と金属ピンとを接続する工程が必要なため、製造方法が複雑となる問題がある。また、特許文献４に開示されたように、エラストマー上にめっきを施す技術は開発要素がまだ多くあり、一般的に量産技術が確立されていない問題がある。更に、特許文献４ではドーム部分が潰れることで接触圧を得るため、接触位置が変化せずワイピング効果が期待できない問題もある。
【特許文献１】特開２００４−１５８４３０号公報
【特許文献２】特開２００５−０１９２８４号公報
【特許文献３】特開２００４−０７１３４７号公報
【特許文献４】特開２００１−３３２３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ファインピッチ化及び接触抵抗の低減を簡便な構造で図ることができるコネクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に記載のコネクタは、基板と該基板の両面に配されたエラストマーとからなる基体、前記基体にあって、前記基板と前記エラストマーとの重なり方向において所定の間隔で並んで配された複数の貫通孔、及び前記基体の一面側から他面側に渡って前記貫通孔内を経由して配されたくの字状の導体、から少なくともなり、前記エラストマーには頂面が傾斜を有した第一突出部と、前記第一突出部の頂面からドーム上に突出した第二突出部とが複数配され、前記導体の両端には、内部が中空状、かつドーム形状を有した凸部がそれぞれ形成され、該凸部が、それぞれの前記第二突出部を覆うように配されていることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載のコネクタは、請求項１において、前記基板を対称の軸として、前記第一突出部と前記第二突出部とが対称に配されていることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載のコネクタは、請求項１または２において、前記基体において、貫通孔が配された周囲の領域は、前記基板が前記エラストマーから露呈していることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の電子部品は、請求項１ないし３にいずれかに記載のコネクタを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のコネクタによれば、エラストマーの弾性力により所定の荷重や変位特性を得ることができるため、導体にバネ性を要求する必要が無い。ゆえに、導体の許容応力を考慮することなく設計することができるため、更にファインピッチ化が可能である。また、本発明のコネクタにおいて、導体の凸部を半導体パッケージ等の接続端子に荷重を印加させて接触させた際に、該凸部と接続端子との接触位置がずれて装着される。これにより、導体と接続端子との接触部位に酸化膜や異物等が付着していた場合であっても、ワイピング効果によって新生面での接触を得ることが可能となり、接触抵抗の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を、図面を参照して詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００１１】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に関わるコネクタ１０Ａ（１０）を模式的に示した図である。図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＬ−Ｌ断面図を模式的に示した図である。
本発明のコネクタ１０Ａは、基板１と基板１の両面１ａ、１ｂに配されたエラストマー２（２Ａ，２Ｂ）とからなる基体３、基体３にあって、基板１とエラストマー２との重なり方向において所定の間隔で並んで配された複数の貫通孔４、及び基体３の一面３ａ側から他面３ｂ側に渡って貫通孔４内を経由して配されたくの字状の導体５から概略構成されている。また、エラストマー２には頂面２１ｓが傾斜を有した第一突出部２１と、第一突出部２１の頂面２１ｓからドーム上に突出した第二突出部２２（２２Ａ，２２Ｂ）とが複数配され、導体５の両端５ａ，５ｂには、内部が中空状、かつドーム形状を有した凸部５１（５１Ａ，５１Ｂ）がそれぞれ形成され、凸部５１が、それぞれの第二突出部２２を覆うように配されている。以下、コネクタ１０Ａについて詳細に説明する。
【００１２】
基板１は、絶縁性の平板であり、その両面１ａ、１ｂにはエラストマー２（２Ａ，２Ｂ）が配され基体３をなしている。基板１としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等の可撓性を有するものや、ガラスエポキシ、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等が挙げられ、その厚さは例えば２５μｍ以上２０００μｍ以下である。
【００１３】
エラストマー２（２Ａ，２Ｂ）としては、例えば天然ゴム、ラテックス、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、パーフルオロエーテルゴム等が挙げられ、コネクタに必要とされる弾性力や特性に応じて、適宜選択して用いることができる。すなわち、エラストマー２の寸法、材料を調整することで、本発明のコネクタ１０Ａの荷重や変位特性の制御が可能である。エラストマー２を用いることにより、導体５にバネ性を要求する必要が無いため、導体５の許容応力の制限無くファインピッチに対応することができる。
基板１の一面１ａに配されたエラストマー２Ａと基板１の他面１ｂに配されたエラストマー２Ｂとは、同一の材料からなるものであってもよいし、異なる材料からなり、弾性力の異なるものであってもよい。
また、基板１の一面１ａと他面１ｂとにおいて、貫通孔４の周囲には、このエラストマー２は配されてなく、基板１が露呈した部位１ｃを有している。このように、基板１が露呈した部位１ｃを有することで、後述するように、製造工程において、生産性の向上が図れる。
【００１４】
第一突出部２１は、エラストマー２と同一材料からなり、所定の間隔でエラストマー２の両面２ａ，２ｂに配され、その頂面２１ｓは傾斜を有している。この傾斜に沿って、導体５の一端５ａと他端５ｂが配されている。頂面２１ｓが傾斜を有することで、基体３から第二突出部２２の頂点までの高さを稼ぐことができ、導体５に荷重を加えた際に、動作可能なストローク範囲を広く設計できる。頂面２１ｓの傾斜角、傾斜の向きは、各第一突出部２１で同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、基板１の一面１ａ側と他面１ｂ側とで同一であってもよいし、異なっていてもよい。傾斜角、傾斜の向きは、本発明のコネクタ１０Ａと電気的に接続される導電性基板に応じて適宜調節して設けることができる。
第一突出部２１のエラストマー２からの高さは、それぞれの第一突出部２１で同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、基板１の一面１ａ側と他面１ｂ側とで同一であってもよいし、異なっていてもよい。本発明のコネクタ１０Ａと電気的に接続される導電性基板の接続端子の高さに応じて、各第一突出部２１の高さを適宜調節することができる。
なお、第一突出部２１の高さ、及び頂面２１ａの傾斜角を同一とすれば、簡便に所定の荷重や変位特性を制御することが出来る。
【００１５】
第二突出部２２（２２Ａ，２２Ｂ）は、エラストマー２と同一の材料からなり、第一突出部２１の頂面２１ｓに配され、ドーム形状を有している。この第二突出部２２の表面を覆うように、導体５の両端５ａ，５ｂに配された中空状かつドーム形状の凸部５１（５１Ａ，５１Ｂ）が配される。第二突出部２２の表面は、導体５の凸部５１と勘合する形状となっている。第二突出部２２の大きさは、導体５のピッチに応じて適宜調節することができる。
なお、第二突出部２２の形状としては、円柱、三角柱や四角柱などの多角柱、円錐、三角錐や四角錐などの多角錐とすることもできる。
【００１６】
第一突出部２１及び第二突出部２２は、基板１を対称の軸として、基板１の一面１ａ側と他面１ｂ側とで、対称に配されていることが好ましい。基板１に対して対称に配されることで、本発明のコネクタ１０Ａが他の導電性基板等と十分な接触圧で電気的に接続された際に、該接触圧は基板１の一面１ａ側と他面１ｂ側とからの同一部位に加わる。そのため、接触させたことで生じる応力によって、基板１に生じる歪みを極力抑制することができる。
【００１７】
貫通孔４は、基体３の厚さ方向（基板１とエラストマー２との重なり方向）に所定の間隔で複数設けられ、その大きさ及び形状は導体５が挿入可能であれば特に限定されるものではない。ここで所定の間隔とは、例えば０．３ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。
【００１８】
導体５は、貫通孔４を通して基体３の一面３ａ側と他面３ｂ側とに渡って配され、基体３の一面３ａ側に配された導電性基板と基体３の他面３ｂ側に配された導電性基板との電気的導通を図るものである。この導体５は、図２に示すように、導体５の中央部が角度θ１で折れ曲がったくの字状の形状で、その両端５ａ，５ｂには、内部が中空状、かつドーム形状を有した凸部５１（５１Ａ，５１Ｂ）がそれぞれ形成されている。なお、図２（ａ）は、導体５の側面図、上面図、及び背面図であり、図５（ｂ）は、横断面図である。
導体５を形成する材質としては、例えば銅や銅を含んだ合金等が挙げられる。その厚さは、半導体回路などに荷重を加えて実装した際に変形しない程度であればよく、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下である。また、導体５の幅は、コネクタに要求される導電性等に応じて適宜調節されるが、例えば１００μｍ以上１０００μｍ以下である。導体５として金属を用いることで、導電性基板の接続端子と電気的に接続させる際にメッキ処理が可能であるため、接触抵抗の低減を図ることができる。特に、接続端子と同じ種類の金属を用いてメッキ処理することで、より接触抵抗の低減を図ることができる。
本発明の構造において、導体５として例えば銅を用いた場合では、厚さが２０μｍ以上であれば荷重を５０ｇｆかけてもゴムの弾性（エラストマー２、第一突出部２１及び第二突出部２２の弾性）により変形はしない設計が可能である。
例えば、コネクタ１０として１ｍｍピッチの接点を形成する場合は、導体５の幅は０．５ｍｍ、凸部５１のドーム半径は０．２５ｍｍで設計可能となる。同じ導体の厚さにおいて、ドーム径がより小さい場合の強度はより高くなる傾向にあるため、更にファインピッチ化する場合はより薄い金属厚でもよい。本発明によれば、０．３ｍｍピッチ〜１．０ｍｍピッチを実現することができる。
【００１９】
本発明のコネクタ１０Ａによれば、導体５自体に許容応力の制限がなく、塑性変形する程度の厚さ、幅であっても、エラストマー２や第一突出部２１、第二突出部２２の弾性力により所定の荷重や変位特性を得ることができ、例えば０．３ｍｍピッチ〜１．０ｍｍピッチといったファインピッチ化が可能である。また、エラストマー２や第一突出部２１、第二突出部２２の寸法、材質の選定により、コネクタ１０Ａの荷重や変位特性の制御が可能となる。さらに、導体５が金属製のことから、めっき処理による低接触抵抗化が可能となる。また、基板１と、エラストマー２と導体５とからなるので、部品点数が少なく小型化が図れると共に簡便に得ることができ、コストの削減や歩止りの向上を図ることができる。
【００２０】
＜製造方法＞
図３から図４は、本発明のコネクタ１０Ａの製造方法の一例を模式的に示した断面工程図である。
まず、図３（ａ）に示すように、基板１の所定の位置に、機械加工やレーザによる穿孔加工によって貫通孔４を複数形成する。
【００２１】
次に、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、基板１を金型３１に装着し、エラストマー２、第一突出部２１及び第二突出部２２の弾性材料を注入やインジェクションなどにより金型３１のキャビティ３２内に詰め込み、架橋温度まで加熱して成形する。金型３１としては特に限定される物ではなく、従来公知の物を用いることができる。
金型３１を用いた注入やインジェクションによりエラストマー２、第一突出部２１及び第二突出部２２を基板１上に配するため、エラストマー２、複数の第一突出部２１及び第二突出部２２は基板１の両面１ａ，１ｂに一括で形成することができ、作業性及び歩止りの向上を図ることができる。またエラストマー２は、貫通孔４の周辺部１ｃを除いた基板１の一面１ａ全域に配されることで、各第一突出部２１が基板１上で独立することがない。そのため、エラストマー２成形時に材料を入れ込む注入口（不図示）を金型３１の自由な場所に設けることができる。
【００２２】
次に、図３（ｄ）に示すように、金型３１を取り外し、図３（ｅ）に示すように、貫通孔４内にバリ２３が生じた場合は、押し子４１などでエラストマー２のバリ取りを行う。この際、図３（ｂ）〜図３（ｃ）に示すように、金型３１のパーティングライン３３が基板１の厚さ部分にくるように設定しておくことが好ましい。図３に示すようにバリ２３が生じた場合であっても、バリ２３は基板１上に形成されたエラストマー２とは接合しておらず、基板１の貫通孔４の内壁面４ａとのみ接触しているため、容易にバリ２３のみを除去することができる。
【００２３】
次に、図４（ａ）〜図４（ｂ）に示すように、図３（ｄ）で作製された基体３の貫通孔４に、導体５を挿入する。
【００２４】
導体５の製造に関しては、金属板を連送型にてプレス成形することで、図５に示すようなフープ状に成形可能である。フープ５０と導体５との切れ目にはＶ溝加工βを施しておけば、意図した工程でフープ５０から各導体５を簡便に切り離すことが可能である。
また、導電性基板の接続端子などとの接触部（凸部５１Ａ，５１Ｂに相当する。）は、Ｎｉ下地で表面にＡｕめっきを施すのが通常であるが、図５に示すように、この様な形状でフープ状にした場合、接触に使用する凸部５１Ａ，５１Ｂ及び導体５の両端５ａ，５ｂのみめっき浴５５に浸すことが可能となる。そのため、導体５の不要な部分をめっきすることが無く、安価にＮｉめっきやＡｕめっきが可能となる。
このように作製された導体５に関して、くの字の角度θ２は、貫通孔４に挿入し、エラストマー２の第一突出部２１及び第二突出部２２に装着しやすいように、くの字の角度を最終形状の角度θ１より充分に広げた形状としておくことが好ましい。
【００２５】
次に、図４（ｃ）に示すように、導体５の両端５ａ，５ｂにそれぞれ配されたドーム状の凸部５１Ａ，５１Ｂの内側をそれぞれ第二突出部２２Ａ，２２Ｂに勘合させるように、導体５の角度θ２を小さくし折り曲げ加工を行う。
【００２６】
以上で、図４（ｄ）に示すように、本発明の第１実施形態に係るコネクタ１０Ａが得られる。
本発明のコネクタ１０Ａの製造方法によれば、第一突出部２１及び第二突出部２２はそれぞれ独立することなくエラストマー２と接続されているため、一括形成が可能である。ゆえに、１の工程で基板１上にエラストマー２と第一突出部２１と第二突出部とを形成できるため、製造工程の簡略化が図れる。また、基体３への導体５の組み込みを容易に行える。
【００２７】
＜電子部品＞
図６は、本実施形態のコネクタ１０Ａを用いて、例えば半導体パッケージ６０と回路基板７０との電気的接続を行った電子部品８０の模式図である。図６（ａ）は導体５を半導体パッケージ６０に配された接続端子６１と回路基板７０に配された接続端子７１とを接触させた状態、図６（ｂ）は、図６（ａ）の状態から加重印加後の状態を模式的に示した断面図である。
なお、図中一点破線は、導体５の凸部５１と接続端子６１，７１との接点部分を通過している線である。
【００２８】
半導体パッケージ６０、および回路基板７０に関しては、特に限定されるものではなく、公知のものを用いることができる。
【００２９】
本実施形態のコネクタ１０Ａを用いて半導体パッケージ６０と回路基板７０とを電気的に接続することで、エラストマー２が弾性変形し、導体５の角度θ２が更に小さな角度であるθ３となる。この際、弾性変形で生じた応力により、コネクタ１０Ａと半導体パッケージと６０と回路基板７０とは適切な接触圧力で実装することが可能となる。さらに、図６に示すように加重負荷時に導体５と接続端子６１との接点が移動する。そのため、接続端子６１，７１や導体５の接触面に異物や酸化膜等が付着していた場合であっても、半導体パッケージ６０の接続端子６１と回路基板７０の接続端子７１の両方の接触部位で、ワイピング効果により新生面で接触を得ることができ、導通抵抗の低減を図ることができる。
【００３０】
＜第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態に係るコネクタ１０Ｂを模式的に示した図である。
図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＬ−Ｌ断面図である。第１実施形態と同一なものには同一な符号を付し、説明を省略することがある。
本実施形態のコネクタ１０Ｂが第１実施形態のコネクタ１０Ａと異なる点は、第一突出部２１Ａ及び第二突出部２２Ａを備えたエラストマー２が基板１の一面１ａにのみ配されている点である。このように本発明においては、適用する電子部品等に応じて基板１の一面１ａにのみエラストマー２と第一突出部２１と第二突出部２２とを配してもよい。この際、図８に示すように、導体５の他端５ｂには半田バンプαを配し、この半田バンプαを介して導体５は他の導電性基板等と電気的に接続される。
【００３１】
本実施形態のコネクタ１０Ｂによれば、基板１の一面１ａ側において他の導電性基板と接触された際に、ストローク量の調節を行うことができ、適切な接触圧で実装することが可能である。また、第１実施形態のコネクタ１０Ａよりも小型化を図ることができる。
【００３２】
＜製造方法＞
図９〜図１０は、本実施形態に係るコネクタ１０Ｂの製造方法の一例を模式的に示した断面工程図である。
まず、図９（ａ）に示すように、第１実施形態のコネクタ１０Ａと同様に、基板１に所定の間隔で貫通孔４を形成する。
【００３３】
次に、図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示すように、基板１を金型３１に装着し、エラストマー２の材料を注入やインジェクションなどにより金型３１のキャビティ３２内に詰め込み、架橋温度まで加熱して成形する。金型３１としては特に限定される物ではなく、従来公知の物を用いることができる。
金型３１を用いた注入やインジェクションによりエラストマー２を基板１の一面１ａに配するため、エラストマー２に形成された複数の第一突出部２１及び第二突出部２２は、基板１の一面１ａに一括で形成することができ、作業性及び歩止りの向上を図ることができる。またエラストマー２は、貫通孔４周辺部１ｃを除いた基板１の一面１ａの全域に配することで、各の第一突出部２１が基板１上で独立することがない。そのため、エラストマー２成形時に材料を入れ込む注入口（不図示）を金型３１の自由な場所に設けることができる。
【００３４】
次に、図９（ｄ）に示すように、金型３１を取り外し、図９（ｅ）に示すように、貫通孔４内にバリ２３が生じた場合は、押し子４１などでエラストマー２のバリ取りを行う。この際、金型３１のパーティングライン３３が基板１の厚さ部分にくるように設定しておくことが好ましい。図９（ｄ）〜図９（ｅ）に示すようにバリ２３が生じた場合であっても、バリ２３は基板１上のエラストマー２とは接合しておらず、基板１に形成された貫通孔４の内壁面４ａと接触しているため、容易に除去することができる。
【００３５】
次に、図１０（ａ）〜図１０（ｂ）に示すように、図９（ｄ）で作製された基体３の貫通孔４に、導体５を挿入する。
【００３６】
導体５の製造に関しては、金属板を連送型にてプレス成形することで、図１１に示すようなフープ状に成形可能である。フープ５０と導体５との切れ目にはＶ溝加工βを施しておけば、意図した工程でフープ５０から導体５を切り離すことが可能である。また、導電性基板などとの接触部は、Ｎｉ下地で表面にＡｕめっきを施すのが通常であるが、図１２に示すように、この様な形状でフープ状にした場合、接触に使用するドーム状の凸部５１Ａと導体５の他端５ｂにのみめっき浴に浸すことが可能となる。そのため、不要な部分をめっきすることが無く、安価にＮｉめっきやＡｕめっきが可能となる。
このように作製された導体５に関して、くの字の角度θ１は、貫通孔４に挿入し、エラストマー２の第二突出部２２に凸部５１を装着しやすいように、くの字の角度θ２を最終形状の角度θ１より充分に広げた形状にしておくことが好ましい。
【００３７】
次に、図１０（ｃ）に示すように、第一突出部２１に、導体５の一端５ａに配されたドーム状の凸部５１の内側が勘合するように導体５の角度θ２を小さくし、折り曲げ加工を行う。
【００３８】
以上で、図１０（ｄ）に示すように、本発明の第２実施形態に係るコネクタ１０Ｂが得られる。
本実施形態のコネクタ１０Ｂの製造方法によれば、エラストマー２の第一突出部２１及び第二突出部２２は基板１の一面１ａに一括形成が可能であるため、製造工程の簡略化が図れる。また、基体３への導体５の組み込みを容易に行える。
【００３９】
＜電子部品＞
図１２は、本実施形態のコネクタ１０Ｂを用いて、例えば半導体パッケージ６０と回路基板７０との電気的接続を行った電子部品９０の一例を模式的に示した図である。図１３（ａ）は導体５と、半導体パッケージ６０に配された接続端子６１と、回路基板７０に配された接続端子７１とを接触させた状態、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の状態から加重印加後の状態を模式的に示した断面図である。コネクタ１０Ｂと回路基板７０とは、導体５の他端５ｂに配された半田バンプαを介して、導体５と回路基板７０に配された接続端子７１とが電気的に接続されている。なお、コネクタ１０Ｂは、半田バンプαのリフローにより回路基板７０と実装後、加重印加により半導体パッケージ６０と電気的に接続される。
加重を印加することで、エラストマー２が弾性変形し、導体５の角度θ２が更に小さな角度であるθ３となっている。この際、弾性変形で生じた応力により、コネクタ１０Ａと半導体パッケージとは適切な接触圧力で実装することが可能となる。また、図中一点破線は、導体５の凸部５１と接続端子６１との接点部分を示しているが、荷重を印加することで接点部分が移動している。のため、接続端子６１や導体５の接触面に異物や酸化膜等が付着していた場合であっても、半導体パッケージ６０の接続端子６１との接触部位で、ワイピング効果により新生面で接触を得ることができ、導通抵抗の低減を図ることができる。また、エラストマー２、第一突出部２１及び第二突出部２２は、基板１の一面１ａにしか配されていないため、第１実施形態のコネクタ１０Ａを用いた電子部品８０よりも、第２実施形態のコネクタ１０Ｂも用いた電子部品９０では、小型化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
ＣＰＵやＬＳＩ等のＩＣパッケージをプリント基板に実装する際に使用するＩＣソケットに適用することができ、ファインピッチ化及び接触抵抗の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るコネクタの一例を模式的に示した図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るコネクタに用いた導体を模式的に示した図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るコネクタにおいて、第一製造工程を模式的に示した断面工程図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るコネクタにおいて、第二製造工程を模式的に示した断面工程図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るコネクタにおいて、導体の製造方法を模式的に示した図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るコネクタを用いた電子部品を模式的に示した断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るコネクタの一例を模式的に示した図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るコネクタに用いた導体を模式的に示した図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るコネクタにおいて、第一製造工程の一例を模式的に示した断面工程図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るコネクタにおいて、第二製造工程を模式的に示した断面工程図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るコネクタにおいて、導体の製造方法を模式的に示した図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係るコネクタを用いた電子部品を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ 基板、２（２Ａ，２Ｂ） エラストマー、３ 基体、４ 貫通孔、５ 導体、１０（１０Ａ，１０Ｂ） コネクタ、２１ 第一突出部、２１ａ 第一突出部の頂面、２２ 第二突出部、２３ バリ、３１ 金型、３２ キャビティ、３３ パーティングライン、４１ 押し子、５０ フープ、６０ 半導体パッケージ、６１ 接続端子、７０ 回路基板、７１ 接続端子、８０，９０ 電子部品、α 半田バンプ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と該基板の両面に配されたエラストマーとからなる基体、
前記基体にあって、前記基板と前記エラストマーとの重なり方向において所定の間隔で並んで配された複数の貫通孔、
及び前記基体の一面側から他面側に渡って前記貫通孔内を経由して配されたくの字状の導体、から少なくともなり、
前記エラストマーには頂面が傾斜を有した第一突出部と、前記第一突出部の頂面からドーム上に突出した第二突出部とが複数配され、前記導体の両端には、内部が中空状、かつドーム形状を有した凸部がそれぞれ形成され、該凸部が、それぞれの前記第二突出部を覆うように配されていることを特徴とするコネクタ。
【請求項２】
前記基板を対称の軸として、前記第一突出部と前記第二突出部とが対称に配されていることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
【請求項３】
前記基体において、貫通孔が配された周囲の領域は、前記基板が前記エラストマーから露呈していることを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のコネクタを備えたことを特徴とする電子部品。
【請求項１】
基板と該基板の両面に配されたエラストマーとからなる基体、
前記基体にあって、前記基板と前記エラストマーとの重なり方向において所定の間隔で並んで配された複数の貫通孔、
及び前記基体の一面側から他面側に渡って前記貫通孔内を経由して配されたくの字状の導体、から少なくともなり、
前記エラストマーには頂面が傾斜を有した第一突出部と、前記第一突出部の頂面からドーム上に突出した第二突出部とが複数配され、前記導体の両端には、内部が中空状、かつドーム形状を有した凸部がそれぞれ形成され、該凸部が、それぞれの前記第二突出部を覆うように配されていることを特徴とするコネクタ。
【請求項２】
前記基板を対称の軸として、前記第一突出部と前記第二突出部とが対称に配されていることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
【請求項３】
前記基体において、貫通孔が配された周囲の領域は、前記基板が前記エラストマーから露呈していることを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のコネクタを備えたことを特徴とする電子部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−４０２５３（Ｐ２０１０−４０２５３Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９９６５４（Ｐ２００８−１９９６５４）
【出願日】平成２０年８月１日（２００８．８．１）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１日（２００８．８．１）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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