JPH0579875U - 電気接続用コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 伝送特性を改善する。 【構成】 電気接続用コネクタ３７ａは導電性フィルム
３１ａ、球状接点３３及び絶縁樹脂層３６で構成され
る。導電性フィルム３１ａには複数の貫通孔３２が形成
されており、球状接点３３は変形可能な球体３４の表面
に導電膜３５を形成して作られる。導電性フィルム３１
ａの各貫通孔３２の中心部には球状接点３３が置かれる
が、これら球状接点３３の一部が導電性フィルム３１ａ
の両面から突出する様に配置される。弾性の有る材料か
らなる絶縁樹脂層３６が導電性フィルム３１ａの貫通孔
３２の内周面と球状接点３３との間に充填されて、その
球状接点３３が導電性フィルム３１ａに保持される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ランドグリッドアレイ，ＩＣパッケージあるいは可撓性印刷配線 基板などと、配線基板やサブキャリアなどとを接続するために、これら間に挟ま れて用いられる電気接続用コネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種のコネクタとして、狭ピッチで形成された電極（パッド）の接続を信頼 性よく、簡易に、かつ比較的小さい加圧力で行うことができるものとして、特願 平３−２３２８４９号「電気接続用コネクタ」及び特願平４−１１０００号「電 気接続用コネクタ」が提案されている。このコネクタを図６，７を参照して説明 する。ポリエチレン、ポリエステルあるいはポリイミドなどよりなる樹脂フイル ム３１に複数の貫通孔３２が形成される。これら貫通孔３２はパンチングあるい はレーザ加工などにより形成され、この例においては格子状に配列されている。 各貫通孔３２には、粒径の揃った球状接点３３がそれぞれ１個ずつ配され、それ らは樹脂フイルム３１の両面からそれぞれ突出して接合面を形成している。

【０００３】 球状接点３３は変形可能な球体３４の表面に導電膜３５が形成されたものであ り、この球体３４の材料としては例えばポリエチレン、スチレン−ジビニルベン ゼン系あるいはアクリル系などの樹脂が用いられる。導電膜３５の形成はメッキ 、蒸着あるいはスパッタリングなどのいわゆる薄膜形成技術によって行われ、そ の材料としてはＮｉ−Ａｕ，Ｎｉ−Ｓｎ，Ｎｉ−Ｃｕなどが用いられる。

【０００４】 各貫通孔３２および球状接点３３間には、弾性を有する材料よりなる絶縁樹脂 層３６が充填されており、この絶縁樹脂層３６によって各球状接点３３は樹脂フ イルム３１に保持されている。絶縁樹脂層３６は例えばシリコン樹脂などが用い られる。 上述のように構成された電気接続用コネクタ３７を使用して、配線基板３８と ランドグリッドアレイ３９との接続を行う場合を図７Ａ，Ｂに示す。配線基板３ ８はガラス基板、セラミック基板、アルミナ基板、あるいはガラスエポキシ基板 などであり、パッド４１が形成されている。ランドグリッドアレイ３９は電子部 品（デバイス）の一面に複数のパッド４２が互いに絶縁されて格子状に形成され たものである。パッド４１もパッド４２と同一ピッチで格子状に配列されている 。

【０００５】 パッド４２と同一ピッチで格子状に配列された球状接点３３をもつ電気接続用 コネクタ３７を用い、配線基板３８とランドグリッドアレイ３９との間に電気接 続用コネクタ３７を配し、それらのパッド４１と球状接点３３とパッド４２とを 互いに位置合わせして、ランドグリッドアレイ３９を加圧して、ランドグリッド アレイ３９を電気接続用コネクタ３７を介して配線基板３８に押しつける。この 押しつけにより電気接続用コネクタ３７の樹脂フイルム３１の両面にそれぞれ配 線基板３８およびランドグリッドアレイ３９が当接される。つまり、押しつけに よる変位は樹脂フイルム３１の厚さにより規制される。

【０００６】 対向するパッド４１，４２により挾持され加圧された球状接点３３は、変形し 、貫通孔３２内における体積が増加するが、絶縁樹脂層３６はこの球状接点３３ により加圧され、体積が減少する。つまり、球状接点３３の変形は絶縁樹脂層３ ６により吸収される。あるいは絶縁樹脂層３６の一部が樹脂フイルム３１とラン ドグリットアレイ３９との間に弾性的に逃げる。

【０００７】 電気接続用コネクタ３７の両面に配線基板３８およびランドグリッドアレイ３ ９がそれぞれ接した状態で、これらが例えばねじ止め式あるいはスロットル式な どの方法により機械的に固定される。このようにして、配線基板３８とランドグ リッドアレイ３９とは電気接続用コネクタ３７を介して機械的に互いに固定され ると共に、対応するパッド４１と４２とが球状接点３３を通じて電気的に接続さ れる。

【０００８】 なお、上述では押しつけによる変位が樹脂フイルム３１の厚さにより規制され ているが、電気接続用コネクタ３７の周縁部にスペーサ（図示せず）を配設し、 そのスペーサの厚さにより押しつけによる変位が規制される構造としてもよく、 この場合にはパッド４１，４２がそれぞれ球状接点３３に圧接するのみで、樹脂 フイルム３１の両面に配線基板３８およびランドグリッドアレイ３９が接しない 構造とすることができる。

【０００９】 球状接点３３の変形量は弾性領域を越えて塑性変形領域であり、粒径の１／３ 乃至１／２程度とされる。樹脂フイルム３１あるいはスペーサの厚さを球状接点 ３３の粒径の２／３乃至１／２程度とし、樹脂フイルム３１の両面からの球状接 点３３の突出量をその粒径の１／３乃至１／２程度として、球状接点３３を大き く変形させて使用される。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

年々、半導体素子は高集積化、高速化し、この半導体素子を集積して得られる ＩＣの入出力信号は高周波化してきた。したがって、ＩＣの入出力信号を取り扱 うコネクタには良好な高周波特性が要求されている。このことは、コネクタの接 触抵抗を減らし、電気信号の通過距離の長さ（パス）を短くし、電気信号線をグ ランドでシールドしたりする事を意味する。これらの条件を満足しないコネクタ を使用すると、隣接する信号線間でクロストークが発生したり、反射損失や伝送 損失が発生したりする。

【００１１】 上に述べた提案されている「電気接続用コネクタ」では、樹脂フィルムが非導 電性であることと球状接点が全て信号用に使用されている事から、電気信号線間 にグランド線を通してシールド効果を得る事が難しかった。但し、球状接点の一 部をグランド用の接点として利用する事もできるが、これにより取り扱える信号 の数が減少し、かつ信号線間の間隔が大きくなり、また総合的なコスト／パホー マンス（価格／性能）が悪くなってしまう。

【００１２】 この考案の目的は、従来の欠点を除去し、高周波信号に対応できる狭ピッチの 電気接続用コネクタを提供する事にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

この考案によれば、電気接続用コネクタは導電性フィルム、球状接点及び絶縁 樹脂層で構成される。導電性フィルムには複数の貫通孔が形成されており、球状 接点は変形可能な球体の表面に導電膜を形成して作られる。導電性フィルムの各 貫通孔の中心部には球状接点が置かれるが、これら球状接点の一部が導電性フィ ルムの両面から突出する様に配置される。弾性の有る材料からなる絶縁樹脂層が 導電性フィルムの貫通孔の内周面と球状接点との間に充填されて、その球状接点 が導電性フィルムに保持される。

【００１４】

【実施例】

この考案の一実施例を図面を参照して説明する。 この考案の実施例を図１、２に示し、図６、７と対応する部分に同一符号を付け てある。この考案においては図６、７に示した電気接続用コネクタの樹脂フィル ム３１の代わりに導電性フィルム３１ａが用いられ、その他は図６、７に示した ものと同一である。導電性フィルム３１ａとしては被接続体に対するなじみ易い 点から、比較的柔らかいものが好ましく、この点から例えば銅系の金属フィルム がよい。この様な金属フィルムを導電性フィルム３１ａとして用いる場合は、酸 化を防ぐために表面に錫、ニッケルなどのメッキを施すと良い。

【００１５】 図３、４を用いて、電気接続用コネクタ３７ａの使用例を説明する。図３、４ と図６、７の対応する部分には同一符号を付けてある。図３に示す様に、電気接 続用コネクタ３７ａは、図６、７の場合と同様に例えば配線基板３８とランドグ リッドアレイ３９との間に設けられ、また配線基板３８、ランドグリッドアレイ ３９にはそれぞれパッド４１、４２が、各球状接点３３と対応して設けられてい るが、この例では更にパッド４１間にグランド用ばっど４１ａ、又パッド４２間 にグランド用パッド４２ａがそれぞれ設けられている。導電性フィルム３１ａの 上面に突出した球状接点３３とランドグリッドアレイ３９の下面に配されたラン ド４２がそれぞれの中心部で対向され、導電性フィルム３１ａの下面に突出した 球状接点３３と配線基板３８の上面に配されたパッド４１がそれぞれの中心部で 対向され、導電性フィルム３１ａの上面とランドグリッドアレイ３９の下面に配 されたランド４２ａがそれぞれ位置合わせされて対向され、導電性フィルム３１ ａの下面と配線基板３８の上面に配されたパッド４１ａがそれぞれ位置合わせさ れて対向される。ランドグリッドアレイ３９の上面と配線基板３８の下面から均 一な圧力が加えられ、ランドグリッドアレイ３９の周縁は配線基板３８に機械的 に固定され、図４に示す様に、球状接点３３は対応するバッド４１、４２に、導 電性フィルム３１ａはパッド４１ａ、４２ａにそれぞれ当接されて電気的な接続 が取られる。図に示していないが、導電性フィルム３１ａの周辺部の両面が配線 基板３８、ランドグリッドアレイ３９の各グランドと対接される。従って、ラン ドグリッドアレイ３９上の信号用パッド４２と配線基板３８上の信号用バッド４ １が電気的な導通状態となり、これ等の間での電気信号の送受が可能となる。同 時に、ランドグリッドアレイ３９上のグランド用パッド４２ａと配線基板３８上 のグランド用パッド４１ａも導電性フィルム３１ａを介して電気的導通が取られ るので、パッド４２、球状接点３３及びパッド４１が形成する信号線はパッド４ ２ａ、導電性フィルム３１ａ及びパッド４１ａが形成するグランドの穴内に位置 される事になるので、シールド効果が得られる。グランドは信号線の囲いが十分 な程シールド効果が良くなるので、例えばランドグリッドアレイ３９上に遍在す るグランド用パッド４２ａは「島」の様に互いに独立して配置されるのではなく 、球状接点３３を取り囲む同心円の穴を有する連続した全体で１個のパッドとさ れるとよい。パッド４１ａの形状についても同様である。

【００１６】 導電性フィルム３１ａは銅系金属のような柔らかな金属材料を使用して形成さ れ、ランドグリッドアレイ３９及び配線基板３８の凹凸、そり、うねり等に変形 対応して良好な接触が得られるようにされる。また、導電性フィルム３１ａの表 面の酸化を防ぐため、その表面に錫メッキ或いはニッケルメッキ等が施される。 図５に図４の導電性フィルム３１ａのパッド４１ａまたは４２ａ付近での横断 面図を示し、この考案によって得られる電気接続用コネクタの電気的特性につい て説明する。図５は導電性フィルムの横断面図であるが、前にも述べたとうり、 パッド４１ａとパッド４２ａの形状もこれと同じである。球状接点３３のパッド ４１ａ及び４２ａとの接触平面での接触円の直径をａとし、この接触円と同心円 を形成する導電性フィルム３１ａの貫通坑３２の直径をｂとすると、球状接点３ ３と導電性フィルム３１ａによって形成される疑似同軸伝送路の特性インピーダ ンスＺ₀ は Ｚ₀ ＝１３８／ε^1/2 ・ｌｏｇ₁₀（ｂ／ａ） で表される。εは球状接点３３と導電性フィルム３１ａの貫通孔３２の内周面と の間に充填された絶縁樹脂層３６の比誘電率である。ここで、ａ＝０．１ｍｍと し、絶縁樹脂層３６にシリコンゴムを使用するとε＝３となる。この条件で特性 インピーダンスＺ₀ として５０オームを得るには ｂ＝０．４２４ｍｍ とすれば良い。従って、十分に狭いピッチで球状接点３３を配置する事ができる 。また、この疑似同軸伝送路の入力部と出力部に対し特性インピーダンスは同じ 値にすることにより、反射損失や伝送損失も少なくなり、シールド効果も大であ る事からクロストーク等による信号の劣化を最小にする事ができる。なお導電性 フィルム３１ａの厚さとしては例えば１００μｍ程度とされる。

【００１７】

【考案の効果】

以上述べたように、この考案によれば球状接点が絶縁樹脂層３６を介して導電 性フィルムに保持されているため、導電性フィルムがグランド用の導体として作 用させる事により、球状接点と導電性フィルムが疑似同軸伝送路を形成し、その 疑似同軸伝送路の特性インピーダンスを、両端の接続されるべきものと等しくす る事により反射損失及び伝送損失が少なくなり、また導電性フィルムが大きなシ ールド効果を有するからクロストーク等による信号の劣化を最小限に抑える事が でき、良好な伝送特性を有する電気接続用コネクタが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例を示す一部断面図とした斜視
図。

【図２】図１に示す各球状接点の中心を切る縦断面図。

【図３】図１の実施例を用いたコネクタ接続前の例を示
す縦断面図。

【図４】図１の実施例を用いたコネクタ接続後の例を示
す縦断面図。

【図５】図４に示す導電性フィルムのパッド付近におけ
る横断面図。

【図６】提案されているコネクタを示す一部断面とした
斜視図。

【図７】図６に示したコネクタによる接続例を示す断面
図。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性フィルムと、球状接点と、絶縁樹
   脂層とよりなり、 上記導電性フィルムには複数の貫通孔が形成されてお
   り、 上記球状接点は変形可能な球体の表面に導電膜が形成さ
   れたものであり、 上記導電性フィルムの上記各貫通孔に、それぞれ上記球
   状接点が配され、これら球状接点はそれぞれ上記導電性
   フィルムの両面から突出しており、 上記絶縁樹脂層は弾性の有る材料からなり、 その絶縁樹脂層が上記導電性フィルムの貫通孔の内周面
   と上記球状接点との間にそれぞれ充填されて、その球状
   接点が上記導電性フィルムに保持されている電気接続用
   コネクタ。