JPS6028183A - コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は新規な電気コネクタ及びその部品に係り、特に
半導体装置（ＬＳＩ）の実装に好適な多ビン電気コネク
タ及びその部品に関する。

〔発明の背景〕

ピンコネクタはピンとそれが挿入されるソケット及びそ
れらをパッケージする部分から成り、電気・電子接続部
品として広く使用されている。また、コンピュータの高
密度化に伴い、実装技術の１つとしてこれらコネクタ類
の重要性が再認識されつつある。従来のビンコネクタの
ピン及びソケット部の形状の一例を第１図に示す。ソケ
ット部２はほとんどが主にＣｕ　−Ｂｅ合金からなるバ
ネ材によってできており、挿入されたピン１をソケット
部２のバネ力で接続する構造になっている。

このソケット部２はいずれもピン挿入方向に平行に配置
され、ピン１はそのバネ材（あるいは円筒）の間にはさ
み込まれる構造になっている。近年、電気、電子部品の
高集積化、コンピュータの高密度化が進むにつれ、これ
らコネクタのコンパクト化、マイクロ化が要求されるよ
うになってきた。

これら要求に対し従来のソケット形状では、ピン挿入方
向に沿っである程度の高さが必要であるため、ソケット
パッケージの肉厚が厚くなり、コンパクト化に際し大き
な問題となる。また、ソケット形状が複雑なためコネク
タのマイクロ化に際しその加工が困難なことからその形
状の単純化が必要となっている。

一方、コンピュータの高密度化としてコネクタの多ビン
化がある。すなわち、一度に挿入されるビン数が多くな
るためコネクタを接合する際の力が急激に増大しており
、ピン数が多くなると従来構造のバネ力によるコネクタ
では人間の力による接合が不可能になることが予想され
る。そこでピン挿入又は抜去時には小さい力ででき、接
合時には信頼性のある接合が得られる低挿力または零挿
入力コネクタの開発が進められている。

特開昭５７−１８５６８０には、平板上のバネ部材の中
央部に穴を設け、その穴部に雄接触子を挿入するものが
ある。しかし、このものは抜去が非常に困難である。

特開昭５８−７１５７２号公報、同５８−７３９７３号
公報にはバイメタルの温度変化による変形によって極低
温下で動作するジョセフソン素子半導体装置の電気コネ
クタが示されている。しかし、これらのバイメタルによ
る電気コネクタは所定の太きさがなければ大きな変形が
得られないので、小型にできない。

第１図（ａ）のソケットを形状記憶合金で構成した電気
コネクタが金属便覧（改訂４版、昭和５７年１２月発行
）に示されているが、これでは小型化ができない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、低挿入力で挿入でき、かつ小型にでき
るコネクタ及びその部品を提供するにある。

〔発明の概要〕

（発明の要点） 本発明は、雄接触子と雌接触子とが互いに接触して接続
してなるものにおいて、前記雌接触子は雄接触子が挿入
する穴部を有する形状記憶合金がらなり、その穴部を構
成する部分が雄接触子の挿入の上下方向に曲げ変形する
ように形状記憶を有していることを特徴とするコネクタ
にある。

形状記憶合金として、Ａ２０〜１０％、Ｚｎ１０〜４０
％を含むＣｕ合金、５ｎ２３〜２６％を含むＣｕ合金、
Ａｔ１２〜１５％、Ｎｉ３〜５％を含むＣｕ合金、Ｔｉ
４２〜４８％と残部Ｎｉからなる合金等が一般に知られ
ている。その他Ｆｅ　−Ｍ　ｎ系、Ｆｅ　−Ｃｒ　−Ｎ
　ｉ系、Ｕ−Ｍｏ系、Ｍ　ｎ　−Ｃ（１系、Ａ　ｕ　−
Ｃｄ系など使用可能である。

表は、−例としてＣｕ　Ａｔ　Ｎ１合金及びＮｉ−’ｌ
’ｉ合金の組成（重量％）及び特性を示す。

これらの合金は、Ｍｆ点以下の温度での最終形状及びＡ
ｆ点以上の温度での最終形状に形状記憶されることがで
きるので、これらの温度サイクルを受けることによって
それらの最終形状のサイクルを生じる。従って、使用温
度状態で雄接触子と雌接触子とが互いに所望の部分で接
触し導通するように形状記憶されればよい。

本発明のコネクタは平板状の薄膜からなる雌接触子を構
成するのがよい。その厚さは１００μｍ以下が好ましい
。

本発明における雌接触子は、その穴部を構成する部分が
形状記憶合金のマンテンサイド変態温度より低い温度又
は母相変態温度・より高い温度に変化させることによっ
て雄接触子の挿入方向と周方向又は反対方向に曲げ変形
可能に形状記憶されているものが好ましい。更に本発明
におけるコネクタはその穴部に形状記憶合金のマンテン
サイド変態温度以下の低い温度状態にて雄接触子を挿入
し、次いで前記合金の母相変態温度に高めて形状記憶さ
れた元の形状に戻すようにするものが好寸しい。

軟かいマルテンサイト状態で挿入するので、低挿入力に
よる挿入が可能になり、使用時では元の状態にもどって
強固な接続が得られる。

また、本発明における雌接触子はその穴部を形状記憶合
金のマルテンサイト変態温度より低い温度状態で雄接触
子との接触部分でその占める空間より大きくなるように
形状記憶させ、その状態で雄接触子を挿入し、次いで前
記合金の母相変態温度以上に高めてその形状を元に戻す
ようにするものが好ましい。雌接触子の穴部を広げた状
態で挿入するので零挿入力による挿入が可能になり、使
用時では前述の通り強固に接続される。

本発明は、平板状の形状記憶合金からなる雌接触子であ
って、該雌接触子は雄接触子を挿入する穴部を有し、前
記合金のマルテンサイト変態温度以下又は母相変態温度
以上の温度で雌接触子と雄接触子とが互いに電気的に接
続するように形状記憶されていることを特徴とするコネ
クタにある。

本発明における雌接触子の穴部は雌接触子の中心部にア
ルファベットのＨ字状のスリットが形成されているもの
、雌接触子の中心部に少なくとも２本のスリットが等間
隔に形成されているもの又は円を中心にこれらの２本以
上のスリットヲ設けるものが好ましく、更に雄接触子と
の接触部分で雄接触子が占める空間より小さくなってい
るのが好ましい。これらの雌接触子は前述と同様にマル
テンサイト変態温度以下の温度で雄接触子を挿入し、そ
の後使用温度状態での母相変態温度以上にすることによ
って強固な接続が得られる。

本発明における雌接触子の穴部は挿入時に挿入される雄
接触子の占める空間より大きくなるように形状記憶され
ているのが好ましい。それによって零挿入力による雄接
触子の挿入が可能である。

本発明は、平板状の形状記憶合金からなる雌接触子であ
って、雌接触子は雄接触子を挿入する穴部を有し、その
穴部を絶縁基板に設けられた穴部に対応させて配置し、
絶縁基板に固着されていることを特徴とするコネクタに
ある。更にその雌接触子はその上部と下部に絶縁基板を
配置し、それらを互いに固着したものにある。このコネ
クタではより高密度の多ビン化が可能であり、更に小型
化が可能である。現在のコンピュータ用のＬＳＩ実装に
おいてはビン数が１００〜２００個であるが、将来は１
０Ｃｒｎ四方の基板に対して１０００〜２０００個にな
ると予想されている。本発明はこのようなビン数に対し
ても対処できるものである。

更に、本発明は絶縁基板の上下面に同様に雌接触子を設
けることができる。絶縁基板の片面に設けるときはその
面の反対の面に雄接触子が設けられる。これらの雌接触
子同志及び雌接触子と雄接触子とは互いに導通される。

絶縁基板として多層印刷配線基板、プリント回路用基板
が用いられる。これらの雄接触子挿入用穴部に対応させ
て本発明の形状記憶合金からなる雌接触子が電気的に導
通させて設けることができる。

本発明は、棒状の形状記憶合金からなる雄接触子であっ
て、該雄接触子は雌接触子に挿入され、使用温度状態で
雌接触子と電気的に接続されるように屈曲形状となるよ
うに形状記憶されていることを特徴とする電気コネクタ
部品にある。更に、この雄接触子は絶縁基板に固着され
る。この絶縁基板は高密度配線が可能な多層配線板から
なるものが好ましい。雄接触子は使用温度状態として母
相変態温度以上又はマンテンサイド変態温度以下で屈曲
するように形状記憶されており、雌接触子への挿入時に
はこれらの温度で真直ぐに形状記憶されているものであ
る。本発明の雄接触子は金属の溶湯から直接細線に凝固
させたものが好ましい。

本発明は、急冷凝固してなる金属薄膜又は金属細線から
なることを特徴とする形状記憶合金からなる。バルク状
の形状記憶合金はこれらの薄膜又は細線に塑性加工する
ことがきわめて困難である。

しかし、金属基板上に蒸着等の方法又は急速回転するロ
ール円周面上に注湯して急冷凝固することにより厚さ０
．１咽以下直径０．５　ｍｍ以下の薄膜又は細線を形成
させることができる。ロールとして室温で０，１ａ１ｔ
／ｃｍ・Ｓｅｃ、　ｃ以上の熱伝導率を有する鏡面加工
された面を有するものに注湯することにより、溶湯から
凝固するまでの冷却速度を１０３Ｃ／秒以上とすること
ができる。これにより微細な結晶粒のものが得られ、塑
性変形ができるので、複雑な形状にも加工できる。スパ
ッタリング、蒸着等の気相の方法で薄膜を形成するには
、絶縁基板に有する穴部に対応させてその部分に形状記
憶合金を形成させる必要がある。、この場合には、予め
金属箔を絶縁基板上に設けてその上に形状記憶合金を堆
積させ、絶縁基板の穴部に対応させて好ましくはエツチ
ングによって所定の平面形状に形成することができる。

（半導体装置の実装構造への応用） 本発明は、半導体装置と、該半導体装置を載置した多層
印刷配線基板と、該基板をコネクタに接続し、プリント
回路用基板に載置してなるものであって、前記コネクタ
は前記多層印刷配線基板に設けられた雄接触子を挿入す
る穴部を有する形状記憶合金よりなる雌接触子が該雌接
触子の穴部を絶縁基板に設けられた穴部に対応させて前
記絶縁基板に固着しており、前記雌接触子の穴部を構成
する部分が前記雄接触子の挿入の上下方向に曲げ変形す
るように形状記憶を有することを特徴とする半導体装置
の実装構造にある。多層基板へのコネクタの形成は前述
と同様に行うことができる。

更に、本発明は、半導体装置と、該半導体装置を載置し
た多層印刷配線基板と、該基板を載置したプリント回路
用基板とを備えたものにおいて、該プリント回路用基板
は前記多層印刷配線基板に設けられた雄接触子を挿入す
る穴部を有する形状記憶合金からなる雌接触子が該雌接
触子の穴部を前記プリント回路用基板に設けられた前記
雄接触子挿入用穴部に対応させて固着しており、かつ前
記雌接触子の穴部を構成する部分が前記雄接触子の挿入
の上下方向に曲げ変形する構造を有することを特徴とす
る半導体装置の実装構造にある。

本発明のコネクタをプリント基板に設けることにより多
層基板をプリント基板に直接半田付することなく接続す
ることができる。

また、本発明は、半導体装置と、該半導体装置を載置し
た多層印刷配線基板と、該基板を載置したプリント回路
用基板とを備えたものにおいて、前記多層印刷配線基板
は前記半導体装置に設けられた雄接触子を挿入する穴部
を有する形状記憶合金からなる雌接触子が該雌接触子の
穴部を前記多層印刷配線基板に設けられた前記雄接触子
挿入用穴部に対応させて固着しており、かつ前記雌接触
子の穴部を構成する部分が前記雄接触子の挿入の上下方
向に曲げ変形するように構成されていることを特徴とす
る半導体装置の実装構造にある。

本発明のコネクタを多層基板に設けることにより半導体
装置を多層基板に半田付することなく接続することがで
きる。

〔発明の実施例〕

（実施例１） 第２図は本発明の電気コネクタの断面図である。

この電気コネクタは雄接触子としてピン１の挿入方向４
（雌接触子２の肉厚方向）の構造を平板状として単純化
し、さらにコンパクト化及びマイクロ化に際し加工成形
が容易なものである。絶縁基板３のピン挿入用穴部６に
ピン挿入方向４に対して薄板状あるいは薄膜状の雌接触
子２を直角に配することを特徴とする。この雌接触子２
は形状記憶合金からなる。ピン１はビン挿入穴部６上に
形成されるピン接合用雌接触子にはスリット状などのす
き間が形成されており、その部分に押し込まれる。ピン
は母相変態温度以上又はマルテンサイト変態温度下で、
バネ力によってピンの接合力が働くように形状記憶され
ている。雌接触子２は基板３のビン挿入穴部６に接着な
どの方法で固着される。この構造は肉厚方向の厚さを従
来に比べ薄くでき、コネクタのコンパクト化に有効であ
る。

さらにこの構造の雌接触子２が基板上に平面的に設けら
れるためＰＶＤ法（蒸着、スパッタ法等）、ＣＶＤ法、
溶湯急冷法及び溶射などの気相あるいは液相から直接成
形する方法により製造及び基板への一体成形が可能であ
る。雌接触子となる薄板あるいは薄膜を接着または形成
して、これをフォトリソグラフィ、化学エツチング等に
より所定の形状に一体成形が可能である。以上の利点は
、多ビンコネクタにおいて一度に多ピン接合部を成形で
き、また、微細加工も容易であることがらコネクタのマ
イクロ化に際し非常に有効である。

本発明のコネクタ構造において雌接触子に熱弾性型マル
テンサイト変態による形状記憶合金を適用すると次のよ
うな効果がある。形状記憶合金としては一般にＣｕ−Ａ
ｔ−、ＺｎＸＣｕ−ＡＡ−Ｎｉ及びＴｉ−Ｈ５合金が知
られているが、これはいずれも圧延、成形など加工が難
しい拐料である。第３図及び第４図に形状記憶合金を絶
縁基板３に形成したコネクタの接合プロセスの工程を示
す断面図である。形状記憶効果にはいくつかの種類のあ
ることが知られてい、るが、第３図は一方向形状記憶効
果を、第４図は二方向形状記憶効果をそれぞれ利用した
ものである。いずれの場合も形状記憶合金のマルテンサ
イト変態温度がコネクタの動作温度（一般には室温）以
下のものを使用する。第３図（ａ）は形状記憶合金から
なる雌接触子２を動作温度と平らな状態を記憶させたも
の、（ｂ）はそれをマルテンサイト変態温度以下に下げ
た状態である。この状態で合金はマルテンサイト変態し
、それに伴い形状は変化しないが、非常に軟かな状態と
なる。（Ｃ）はこの軟かな状態でピン１を挿入し、（ｄ
）で動作温度に戻すとマルテンサイトは元の母相に戻り
それに伴い合金が硬化し、形状記憶効果によって元の形
状（（ａ）状態）に戻ろうとする力が働く。それに伴い
挿入されたピン１に大きな接合力が付与される。これら
の結果から、形状記憶効果を用いると低挿入力ピンコネ
クタが実現できる。

第４図は（ａ）と（ｂ）状態における変態に伴う可逆的
形状記憶をさせた状、薦によるものである。コネクタの
動作温度状態では（ａ）の状態になるように形状記憶さ
せ、次にマルテンサイト変態温度以下で（ｂ）ノ状態に
なるように形状記憶させる。マルテンサイト変態温、度
まで冷却すると形状記憶効果によって特にスリッド状に
形成されたピン挿入穴部５′のすき間が開く。そこに（
Ｃ）のようにピンを挿入し、（ｄ）に示すように動作温
度状態に戻すと形状記憶効果によって合金は母相状態に
戻り硬くなるとともに（ａ）状態に戻るので、雌接触子
とピ／とに接合力が負荷される。これを（ｅ）に示すよ
うにもう一度マルチンサイト変態温度以下の状態まで冷
却するとピン挿入穴部が開き、ピンを容易に抜くことが
できる。このように二方向形状記憶効果を本発明コネク
タ構造に適用するとほぼ零挿入抜去力の電気コネクタが
実現できる。形状記憶合金は前述のように加工が難しい
ため、従来のソケット形状でマイクロ化しようとしても
形状が複雑なため加工が困難である。それに比べ、本発
明の構造は単純であるのでこのような難加工材で形状記
憶合金の適用が容易であり、本発明の大きな利点となる
。

（実施例２） 本実施例では、雌接触子の形状加工を検討した。

雌接触子としては板厚０．０８ｔｏ＋のＣｕ−１３ｅ合
金からなるバネ材ＣＪＩ８Ｃ１７００）及び形状記憶合
金として前述の表に示すｃｕ−ｈｔ−Ｎｉ系並びにＮｉ
−’Ｉ’ｉ系合金の溶湯急冷リボン材を用いた。

この急冷材は双ロール型急冷装置により作製したもので
厚さ０，０６〜０．０９ｍｍ幅５〜１０日の薄板である
。製造条件は、ノズルとして０．８〜１．　Ｏｒｒａｎ
φの丸孔付石英製ノズＱ＝２用い、周速約１０ｍ／５（
ＤＣｕ−Ｂｅ製ロール（直径１２０　ｔｔｒｍ　１間に
高圧Ａｒガス（圧力１．　ｏ　〜１．５　ｋｇ／Ｃｒｎ
”　）で溶湯を噴出して急冷凝固させた。表中の緒特性
は室温において測定したものである。

第５図は前記合金薄板によって雌接触子２として外形を
円形に加工した４種類の平面形状を示す平面図である。

（ａ）及び（ｂ）は雄接触子断面が円形の場合、（Ｃ）
、　（ｄ）が矩形の場合である。これら加工には、ワイ
ヤによる放電加工、化学エツチング及び打抜を試みた。

ワイヤによる放電加工では、最初にワイヤを通す穴をド
リルで加工した。ドリル径は最小０．１　ｍｍ径まで加
工が可能であった。ワイヤには最小０．１　ｗｍ直径の
銅線又は０．０５　ｔｒａｎ直径のタングステン線を使
用した。その結果、スリット７の幅は０．１閣まで可能
であった。また、化学エツチングでは、写真フィルムに
焼付けたスリット形状を、光硬化性樹脂を表面にぬった
リボンに重ね感硬させ未感光のスリット部表面の樹脂だ
けで洗浄しておとす。その結果、スリット部のみが樹脂
により被覆されない状態となる。これを塩化第２鉄溶液
中に浸漬してエツチングした結果、やはり、スリット７
の幅を０．１　ｍｍまで加工が可能であった。

打抜きは８ＫＤ１１のダイス鋼製金型によりクリアラン
スがゼロの状態で打抜いた。この方法によってもスリッ
ト幅を最小０．１　ｒｔａｎまで加工することが可能で
あった。

このように加工した雌接触子にピンを挿入して接合力を
評価した。雌接触子形状は第５図（ａ）、　（ｂ）の場
合としてスリット７の長さ３叫、幅０．２ｍｍ中央部穴
部５の直径０．５ｇのもの、また（Ｃ）、　（ｄ）では
矩形の一辺が３胴、スリット７の幅０．２ｍのものであ
る（（ｄ）の場合、中央のスリット７の長さを１．５ｗ
ｎとした）。ビン形状は前者の（ａ）　、　（ｂ）の雌
接触子に対しては直径０．８＋＋＋ｍの棒状、後者の（
Ｃ）、（ｄ）に対しては０．４ｗｍＸ１ｍの矩形の棒状
のものを使用した。雌接触子は動作状態で平らになるよ
うに形状記憶させ、ピンを液体窒素中にて挿入した。

なお、上述のＣｕ−１４％Ａｔ−４％Ｎｉ合金薄板にス
リット加工したものを液体窒素中で変形させた後の温度
の上昇に伴う形状記憶効果による形状回復を光学顕微鏡
により連続的観察した。液体窒素中で直径１．５Ｂのピ
ンによって第４図（ｂ）のように開いた状態に変形させ
、次いでこれを室温に戻した結果、室温での形状はほぼ
完全に元に回復していた。以上のような条件で接合した
場合これらの引抜力は（ａ）、（ｂ）で２ｏｏｇ、（ｃ
）、（ｄ）で１５０ｇであった。この力は材質によって
あまシ大きな差は見られなかった。また、ビン接触部で
の接触抵抗は１０ｍΩ以上であった。

第６図はピンコネクタを接合後、抜去を容易にするため
の構造にしたスリットの平面形状を示す平面図である。

（ａ）は、第５図（ｂ）の３ケのスリット７を１ケにし
て扇型形状のスリット７及び（ｂ）は第５図（Ｃ＞の矩
形の下半分を取りのぞいた形状である。

図中の斜線部８にビシを挿入し抜去時には矢印の方向に
スライドさせ接合状態から解放した状態で引き抜く。（
ｂ）の形状を立体的に示したのが第７図である。スライ
ドする力は接合力の約１／１０程度であシ容易に引抜く
ことができる。また、形状記憶合金では液体窒素温度下
でスライドした場合材料が軟かくなっているため約１１
５０以下の力でスライドが可能であったつ 形状記憶合金を雌接触子に適用した場合の二方向形状記
憶効果によるピンの挿入、抜去を試みた。

スリット形状は第５図（ａ）及び（Ｃ）である。二方向
形状記憶させるため最初に２閲φあるいは１．２　Ｘ　
１瓢矩形のピンを液体窒素温度下で挿入して強加工する
。これを２〜３回くシ返して形状記憶させた。

この雌接触子に前記条件のピンを挿入したところ挿入、
抜去時にはピンと接合部にすき間ができるためそれに必
要な力はゼロであった。接合時には引抜力として１５０
ｇまで耐えることが分かシ、低挿入力コネクタが得られ
ることを確認した。

（実施例３） 本実施例では前記実施例２で加工した雌接触子をピン挿
入用穴部を有する基板に固定する方法について検討した
。雌接触子の材質は前記実施例２と同等であシ、基板材
質としてガラスエポキシ樹脂、エポキシ樹脂及びアルミ
ナ板を使用し７た。これら基板の穴などの加工は前者は
一般ドリルで、後者はＣＯｘレーザでそれぞれ行なった
。まず、接着による固定方法を検討した。第８図は接着
の方式が異なる雌接触子の断面図である。（ａ）は基板
上に単純に接着剤９によって固定する方法である。

一般には接着強度が足シればどんな接着剤でもよいが、
形状記憶合金を使用とした時は室温と液体窒素までの熱
サイクルに耐えなければならない。

そのため、一般の有機接着剤ではこのサイクルに耐えな
い。これに耐えるのはアルミナ又はジルコニアと水ガラ
スなどからなる無機系接着剤である。

さらに銀ペーストも十分乾燥させることにより、はぐり
強度が１５０．ｇ程度と十分な接着強度が得られた。基
板がアルミナの場合５００〜６００ｔＴで１ｈ焼成する
と接着強度はさらに５０％程度向上する。第８図（ｂ）
は基板がセラミックスの場合熱サイクルに耐える接着と
して基板上にメタライズ後メッキ層１０を設けた後ろう
材１１によって接着する方法である。本実施例ではＭ　
Ｏ−Ｍ　ｎペーストにより１１００Ｃで１ｈメタライズ
し、Ｎｉメッキを施した後鍋ろうにより接着した。いず
れの合金もはぐり強度３００ｇ以上の良好な接着が得ら
れた。

このようなろう付接着及び前記実施例の化学エツチング
を用い雌接触子をピン挿入用穴部を有する基板上の穴部
への直接成形を試みた。ろう材として、インジウムはん
だ、銀ろう、鉛はんだ等が用いられる。その工程を示す
斜視図を第９図に示す。（ａ）は穴６のあいたアルミナ
基板３を示し、そ（７）上に、（ｂ）の如く雌接触子と
なる重量でＣｕ−１４％Ａ、１！、−４％Ｎｉ合金の薄
板１２を前記ろう付で接着し、これを（Ｃ）に示すよう
に前記化学エツチングにより穴周囲に雌接触子となると
ころを残してエツチングした。この状態でさらにマスキ
ングを替え、ピン接合部スリットをエツチングして成形
した。この工程が可能なことから多数のビンに対応する
多数の雌接触子を一度に製造することが可能であること
が分った。

固定方法の他の例として第１０図に示すように雌接触子
を２枚の基板間にはさむ方式を検討した。

（ａ）は上下の基板のピン挿入用穴径が同じもの、（ｂ
）は上下の穴径をピン径より若干大きくしてその穴をビ
ンのガイドとして働かすもの、（Ｃ）は上下基板を完全
に密着させるため下の基板に溝をもうけ、そこに雌接触
子を配置したものをそれぞれ示している。これらは前記
接着法に比べ構造はやや複雑になるが、固定強度の信頼
性が太きい。また、第８図（ａ）のように簡単に接着し
た後上部から基板ではさむことにより、熱サイクルにも
耐える固定が実現した。この固定方式を適用したビンコ
ネクタの斜視図を第１１図及び第１２図に示す。第１１
図は第１０図（ｂ）の方銚、第１２図は同じ＜（ｃ）の
方式を採用したもので、ピン数は３０ピン、ピントビン
との間のピッチ間隔は２インチのものである。

ピンは直径０．８關の丸形で雌接触子のスリット形状は
長さ３間で、第５図（ｂ）の形状である。基板はアクリ
ル樹脂である。第１１図は基板をネジ１８によって固定
したもの、第１２図は下の基板１７の両端に上の基板１
５を挿入し、固定するガイド溝１６を設け、矢印のよう
に上部基板を横からさしこむような構造となっている。

第１１図の場合、雌接触子の位置を固定するだめに下部
基板上に簡単な接着により固定する必要があるが、第１
２図の場合、下部基板上の溝に置くだけで位置が固定さ
れるだめ、１ピンだけの接合部が破損などの不具合があ
ってもすぐに交換が可能であるという利点がある。

（実施例４） ｃｕ−Ｎｉ−ｈｔ系形状記憶合金をスパッタ法により種
々のピン挿入用穴部を有する絶縁基板上にＣｕ、ｋｔ箔
を載置し、その上に積層複合化した。合金の組成として
Ｃｕ−４％Ｎ　ｔ−１４％Ａｔ（重量）とし、無酸素銅
（ＪＩＳ１種）、電解Ｎｉ（純度９９．５％）及びＡｔ
（純度９９．８％）を配合し真空中（１０−一〜１０−
’Ｔｏｒｒ　）にて１チャージ２．５ｋｇを高周波溶解
し、これを直径９５咽の金型に鋳込んだ。得られたイン
ゴットから直径９０ｍ、厚さ５馴の円板を機械加工によ
り切り出し、スパッタ用ターゲットとした。スパッタ装
置には２極ＤＣ−マグネトロン型を用いた。装置の容器
内を３　Ｘ　１０”Ｉ’ｏｒｒの真空にした後、Ａｒを
３０μｍ）（ｇの圧力まで導入して電極直距離６０叫、
５ｍ’ｌ’Ｑ　ｒ　ｒ ＡｒｅＥＥ、、、電力２００Ｗのスパッタ条件でＣｕ箔
。

Ａ４箔（いずれも厚さ２０μｍ）の片側にデポジットし
た。これらの基板上にデポジットした際のスパッタ膜厚
のスパッタ時間の依存性は時間と共にほぼ直線的に増加
し、４．５ｈで５０μｍ近くまで積層でき、その積層し
たままの状態で良好にＡ４箔に密着していた。Ｃｕ箔上
においてもほぼ同様のスパッタ膜厚の時間依存性及び密
着性の高い膜が得られた。これらスパッタ膜のマルテン
サイト変態開始温度（ＭＳ）は四端子電気抵抗測定の結
果、−１２３ｔｌ：：であった。従って、この形状記憶
合金は、液体窒素と室温の間で顕著な形状記憶効果を示
し、それらの温度間で動作させる部材に用いることがで
きる。

急冷した組織を走査電子顕微鏡で観察すると表面で直径
約２〜３μｍの微細結晶層となり曲げ変形に対して粒界
への応力集中を緩和するため曲げ延性が向上した。

このようにｋｔ及びＣｕ箔上に形状記憶合金をデポジッ
トした基板を第１０図に示す化学エツチングによる工程
で雌接触子ｆ：製造した。厚さ５０μｍのＡ７箔との複
合体では約２μｍ以上、同じくＣｕ箔との複合体では約
４μｍ以上の厚さの形状記憶合金を積層させることによ
り良好な形状記憶効果が認められ、また互いに密着した
複合体が形成されていた。

本実施例では、外径１ｗｎ５中央部穴部５の直径０．５
＋ｏ＋、スリット７の長さ３配、幅０．２８のものを化
学エツチングにより製造した。このものを液体窒素中に
て直径０．８咽のピンを挿入し、中央部穴部５をより大
きく開口する曲げの強加工を施し、次いで室温に戻した
が、雌接触子の接触部は元の平らな状態に戻ることが確
認された。次にこのものを再び液体窒素中に入れ、同様
にピンを挿入したが全く抵抗なく挿入でき、それを室温
に戻し、その引抜力は約１００ｇであり、零挿入力コネ
クタが得られる。

（実施例５） 本実施例では、雄接触子としてピンを形状記憶合金によ
って製造した例を示す。形状記憶合金として前述の表の
ｃｕ−ｐ、ｔ−Ｎｔ金合金溶湯を直径１２０ｍｍの１３
ｅ含有Ｃｕ基合金製ロール表面に高圧Ａｒガスによって
石英製ノズルより噴射して直径約０．５■の細線を急冷
凝固させ、製造した。

この細線の特性は前述の表とはソ同じである。この細線
を用いて第１図（ａ）の形状のピンを母相変態温度以上
で塑性加工によって雌接触子との接触部分を曲げて”く
”の字状にした。次いでこのものを液体窒素中でその接
触部分がストレートになるように塑性加工した。このよ
うにして得られたピンを第１図（ａ）に示す雌接触子に
液体窒素中で挿入し、次いで母相変態温度以上である動
作温度にした結果、前述のゞ゛＜″の字状に曲がり、ピ
ンと雌接触子とは互いに電気的に接続することが確認さ
れた。このものの引抜力は雌接触子に形状記憶合金を用
いたものに比較し、小さいものであった。

なお、液体窒素中での挿入に際し、予めストレートに変
形なせなくても軟いマルテンサイト状態にあるので、低
挿入力による挿入が可能である。

（実施例６） 本実施例はＬＳＩ実装に適用した例を示す。第１３図は
本発明の電気コネクタが使用されたＬＳＩパッケージ１
９．１９’を実装したプリント回路用基板２２の斜視図
である。ＬＳ１１９．１９’はセラミック多層印刷配線
基板２０に半田付され、更に本発明のコネクタ２１に接
続されている。本発明のコネクタはプリント回路用基板
２２に半田２５によって接合されている。

第１４図はプリント回路用基板４スに本発明のコネクタ
を載置し、そのコネクタに多層印刷配線基板２０を載置
した断面の構成図である。本発明のコネクタはセラミッ
ク絶縁基板１５のビン１′挿入用の穴部６に雌接触子２
とプリント回路用基板２２に挿入するビン１″とを電気
的に接続する導電膜２３が設けられ、その上部に形状記
憶合金よりなる雌接触子２が上部のセラミック絶縁基板
１４とによって固定されている。本発明の雌接触子２は
前述のように溶湯急冷、蒸着、スパッタリング等によっ
て薄膜状に形成され、その薄膜を絶縁基板に張付け、エ
ツチングによって前述のように所定の形状にしたもので
ある。

第１５図はプリント回路用基板■に本発明の２２は通常
の方法で配線が形成され、そのものにビン１′の挿入用
穴部に形状記憶合金からなる雌接触子２が前述と同様に
形成される。配線膜２４と雌接触子２とは導電性ペース
ト等で接合される。

雌接触子２は樹脂で２６の如くコートされる。第１４図
ともにビン１′の挿入は軟かいマルテンサイト状態で行
うのが低挿入力で挿入できる。

第１４図及び第１５図において雌接触子２をスパッタリ
ング棹び蒸着等の気相で形成させるにはビン挿入用穴部
を塞ぐ必要があるので、金属の箔膜を絶縁基板３又はプ
リント回路用基板２２の上に固着し、その上に形状記憶
合金を形成させ、エツチングによって所望の形状にする
。

第１６図は同じ＜ＬＳＩ実装用に適用した本発明の電気
コネクタの他の例を示す断面図である。

絶縁基板３０両面に形状記憶合金からなる雌接触子２，
２′を設けた構造である。雌接触子２．２′は互いに電
気的に接続するように導電膜２３が設けられており、雌
接触子２には多層印刷配線基板２０及び２′にはプリン
ト回路用基板２２に設けられたビン１″′が挿入される
。雌接触子を講成する薄膜は前述と同仔に種々の方法で
製造できるが、スパッタリング、蒸着等の気相で形状記
憶合金を形成させるには前述と同様にビン挿入用穴部を
金属箔で塞いで行うことができる。

本実施例によれば軟かいマルテンサイト状態、或いは低
温で雌接触子の穴部の空間が大きく広がるように形状記
憶させることにより低挿入力による挿入ができ、かつエ
ツチング技術によって製造が可能なのでマイクロ化が可
能となり、かつ一体成形による生産性の高い電気コネク
タが得られる。

第１７図は多層印刷配線基板２０に本発明の形状記憶合
金を使用したコネクタ２を設けたＬＳＩ実装構造を示す
断面図である。多層印刷配線基板２０への薄膜のコネク
タ２は前述と同様に形状記憶合金を溶湯急冷によって製
造した薄帯を使用するもの、蒸着、スパッタリング等の
気相で形成させる方法等によって通常の方法で製造した
多層印刷配線基板上に導通させて直接薄膜を形成させ、
エツチング技術によって所望の形状に形成させることが
できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、低挿入力で挿入でき、かつマイクロ化
、コンパクト化が可能でしかも一体成形が可能な電気コ
ネクタが製作できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のピッコネクタの・ビン（雄接触子）及び
雌接触子（ソケット）の斜視図、第２図は本発明のコネ
クタの接続状況を示す断面図、第３図は一方向形状記憶
効果を利用した本発明のコイ・フタの接続状況を示す断
面図、第４図は二方向形状記憶効果を利用した本発明の
ビンコネクタの接続状況を示す断面図、第５図は本発明
の雌接触子の平面図、第６図は本発明の他の例を示ず雌
接触子の平面図と雄接触子の挿入又は抜去の状況を示す
平面図、第７図は第６図（ｂ）の雌接触子と雄接触子と
の挿入時及び抜去時の状態を示す斜視図、第８図は絶縁
基板上に雌接触子を形成させた本発明の他の例を示すコ
ネクタ部品、第９図は接着及び化学エツチングによって
本発明の雌接触子を一体成形する製造工程を示す斜視図
、第１０図は絶縁基板間に雌接触子をはさみ込んだ本発
明のコネクタ部品の断面図、第、１１図及び第１２図は
第１０図の断面金有するものの多ピンコネクタ構造を示
す斜視図、第１３図は本発明のコネクタを使用したＬＳ
Ｉ実装を示す斜視図、第１４図〜第１７図は同じ＜ＬＳ
Ｉ実装に本発明の電気コネクタを適用した断面である。 １、ｔ／　、　１．／／／、　１“″・・・雄接触子（
ビン）、２゜２′・・・雌接触子、３．１４・・・絶縁
基板、５・・・雄接触子（ピン）挿入用穴部、７・・・
スリット、９・・・接着剤、１０・・・メタライズ層、
メッキ層、１１・・・ろう、１２・・・形状記憶合金の
薄膜、１９．１９’・・・半導体装置（ＬＳＩ）、２０
・・・多層印刷配線基板、２１・・・コネクタ、２２・
・・プリント回路用基板、２３．２４・・・導電膜、２
５・・・半田、２６・・・保護膜。 代理人　弁理士　高橋明夫 ％　１　口 （ｃＬ）　（ｂ）、　（Ｃ） 電２日 （αつ ろ （シ） 第　３　図 第４０ 第　５　口 （ＯＬ）　（ｂ） （Ｃ）　（ｃＬ） 第　６　図 宅　９口 ｌ′ （６しン ＜ｂ） 案　９　図 第　１０　口 第　１１図 第　１２凶 第　１３１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、雄接触子と雌接触子とが接触し接続してなるものに
   おいて、前記雌接触子は前記雄接触子が挿入される穴部
   を有する形状記憶合金からなシ、前記雌接触子の穴部を
   構成している部分が前記雄接触子の挿入の上下方向に曲
   げ変形する構造を有していることを特徴とするコネクタ
   。 ２、前記雌接触子は平板状の薄膜からなる特許請求の範
   囲第１項に記載のコネクタ。 ３゜前記雌接触子の穴部に前記合金のマルテンサイト変
   態温度以下の温度で前記雄接触子が挿入され、前記合金
   の母相変態温度以上に保たれている特許請求の範囲第１
   項又は第２項に記載のコネクタ。 ４、前記雌接触子の穴部を構成する部分は前記合金のマ
   ルテンサイト変態温度以下の温度状態で前記接触部分で
   の雄接触子の占める空間より大きな空間になるように形
   状記憶を有し、かつ前記接触状態で前記雄接触子の占め
   る空間より小さな空間になるように形状記憶されている
   特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載のコネ
   クタ。 ５、形状記憶合金からなる雌接触子であって、該雌接触
   子は雄接触子を挿入する穴部を有し、該雌接触子の穴部
   を構成している部分が雄接触子の挿入の上下方向に曲げ
   変形する構造を有していることを特徴とするコネクタ。 ６、前記穴部は前記雌接触子の中心部にアルフーアペッ
   トの８字状にスリットが設けられている特許請求の範囲
   第１項〜第５項のいずれかに記載のコネクタ。 ７、前記雌接触子は平板状の薄膜よりなる特許請求の範
   囲第５項又は第６項に記載のコネクタ。 ８、前記雌接触子の穴部を構成する部分は該穴部に挿入
   される雄接触子との接触部で該雄接触子の占める空間よ
   り小さい空間を有するように形状記憶されている特許請
   求の範囲第５項〜第７項のいずれかに記載のコネクタ。 ９、雄接触子を挿入する穴部を有し、形状記憶合金から
   なる雌接触子であって、該雌接触子は前記穴部を絶縁基
   板上に設けられた穴部に対応させて前記絶縁基板に固着
   しており、前記雌接触子の穴部を構成している部分が雄
   接触子の挿入の上下方向に曲げ変形する構造を有してい
   ることを特徴とするコネクタ。 １０、前記雌接触子の上面と下面に前記絶縁基板が固着
   されている特許請求の範囲第９項に記載のコネクタ。 １１、前記絶縁基板は多層印刷配線基板であって、該配
   線基板の前記雄接触子を挿入する穴部に前記雌接触子の
   穴部を対応させて前記雌接触子を前記配線基板に固着し
   た特許請求の範囲第９項又は第１０項に記載のコネクタ
   。 １２、前記絶縁基板はプリント回路用基板であって、該
   回路用基板の前記雄接触子を挿入する穴部に前記雌接触
   子の穴部に対応させて前記雌接触子を前記回路用基板に
   固着した特許請求の範囲第９項又は第１０項に記載のコ
   ネクタ。 １３、雄接触子を挿入する穴部を有する形状記憶合金か
   らなる雌接触子であって、該雌接触子は前記穴部を絶縁
   基板上に設けられた穴部に対応させて前記絶縁基板に固
   着しており、前記穴部を構成している部分が雄接触子の
   挿入の上下方向に曲げ変形するように形状記憶を有して
   おり、かつ前記絶縁基板上の雌接触子が設けられた反対
   面側に雄接触子が設けられていることを特徴とするコネ
   クタ。 １４、棒状の形状記憶合金からなる雄接触子であって、
   該雄接触子は雌接触子に挿入し、使用温度状態で前記雌
   接触子と接続されるように屈曲形状となるように形状記
   憶を有することを特徴とするコネクタ部品。 １５、前記雄接触子は絶縁基板に設けられている特許請
   求の範囲第１４項に記載のコネクタ部品。 １６、急冷凝固してなる金属薄膜又は金属細線からなる
   ことを特徴とする形状記憶合金。 １７、前記金属薄膜又は金属細線は室温でｏ、１ｒ１１
   ｔ／α・秒・Ｃ以上の熱伝導率を有する部材の表面に注
   湯凝固してなる特許請求の範囲第１６項に記載の形状記
   憶合金。 １８、雄接触子を挿入する穴部を有し、形状記憶合金か
   らなるものであって、該雌挑触子は前記穴部を絶縁基板
   上に設けられた穴部に対応させて前記絶縁基板の上下面
   に固着しており、前記雌接触子の穴部を構成している部
   分が雄接触子の挿入の上下方向に曲げ変形する構造を有
   していることを特徴とするコネクタ。 １９、前記上下面の雌接触子は前記絶縁基板に設けられ
   た穴部を通して電気的に接続している特許請求の範囲第
   １８項に記載のコネクタ。 句、半導体装置と、該半導体装置を載置した多層印刷配
   線基板と、該基板をコネクタに接続し、プリント回路用
   基板に載置してなるものであって、前記コネクタは前記
   多層印刷配線基板に設けられた雄接触子を挿入する穴部
   を有する形状記憶合金よりなる雌接触子が該雌接触子の
   穴部を絶縁基板に設けられた穴部に対応させて前記絶縁
   基板に固着しており、前記雌接触子の穴部を構成する部
   分が前記雄接触子の挿入の上下方向に曲げ変形する構造
   を有することを特徴とする半導体装置の実装構造。 ２１、半導体装置と１．該半導体装置を載置した多層印
   刷配線基板と、該基板を載置したプリント回路用基板と
   を備えたものにおいて、該プリント回路用基板は前記多
   層印刷配線基板に設けられた雄接触子を挿入する穴部を
   有する形状記憶合金からなる雌接触子が該雌接触子の穴
   部を前記プリント回路用基板に設けられた前記雄接触子
   挿入用穴部に対応させて固着しており、かつ前記雌接触
   子の穴部を構成する部分が前記雄接触子の挿入の上下方
   向に曲げ変形する構造を有することを特徴とする半導体
   装置の実装構造。 ２２、半導体装置と、該半導体装置を載置した多層印刷
   配線基板と、該基板を載置したプリント回路用基板とを
   備えたものにおいて、前記多層印刷配線基板は前記半導
   体装置に設けられた雄接触子を挿入する穴部を有する形
   状記憶合金からなる雌接触子が該雌接触子の穴部を前記
   多層印刷配線基板に設けられた前記雄接触子挿入用穴部
   に対応させて固着しており、かつ前記雌接触子の穴部を
   構成する部分が前記雄接触子の挿入の上下方向に曲げ変
   形するように構成されていることを特徴とする半導体装
   置の実装構造。