JPS626312B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコネクタに関する。

従来の電子部品の接続方法は、コネクタ体にば
ね材を配設してこの弾性を利用し、これにより被
接続部品のピンを一定の圧接力で接触させる構成
のものが一般的である。このような従来技術に用
いるコネクタの一例を第１図に示す。かかる従来
技術は、被接続部品の挿抜が容易であり、かつ挿
入時のクリーニング効果やくり返し使用が可能で
あるなどの多くの利点があり、広く用いられてい
るものであるが、なおかつ以下の如き問題点を蔵
するものである。

まず、上記従来技術は、被接続部のピンのピツ
チ密度を高めることが困難であるという問題があ
る。即ち、被接続部側のピンに対し、コネクタ側
のばね材は必ず径方向に大きくとらなければなら
ず、かつ接触圧を十分にするためにはばね材を一
層大きくすることも要し、従つてばね材を有する
ピン挿入部同士は一定の距離を要し、結局被接続
部のピンのピツチもそれに対応して高密度化が困
難となるのである。

更に従来技術は、ばね材の弾性を利用した接触
であるので、くり返し使用する内に接触力が低減
して、接続不良を起こす場合がある。

また、接触は概ね一点または二点接触であるの
で、接続の信頼性に問題がある。

加うるに、一度に挿抜するピンの数が多い場
合、それに比例して挿抜力も大きいものを要する
ことになるが、このような時に実際には作業がで
きない場合も生じる。例えば、接触力が１極100
ｇのコネクタで500極同時に入れるには、50Kgも
の力を要することになり、部品の損傷のおそれも
出て来る。

上記事情に鑑みて、本発明の目的は、上記従来
技術の問題点を一掃し、高密度のピンピツチを実
現でき、信頼性の点でも優れ、接続不良が生ずる
こともなく、接続の際の挿入力も小さくてすむコ
ネクタを提供するにある。

上記目的を達成するため、本発明においては、
複数の貫通孔を設けた複数のシートを夫々貫通孔
の位置をずらして積層することにより貫通孔を有
底状の凹部とし、該複数の凹部内に溶融時基材の
配線と接続するように配設したコネクタを構成
し、このようなコネクタを加熱手段により熱して
低融点金属を融解させ、被接続部品のピン等の接
続部を該金属と接続させることによつて、基材の
配線と被接続部品との導通をとるべく構成する。

かかる構成の場合、低融点金属の融解のために
コネクタを外部から加熱するという構成をとるこ
とができる。また、外部加熱に伴なう基材の他の
部分やその他の部品に与える影響を最小ならしめ
るべく、コネクタ自体に発熱回路を具備せしめ、
これによつて低融点金属の溶融をなさしめる構成
をとることもできる。

低融点金属はコネクタに形成した凹部に配設
し、該凹部において基材の配線と接触せしめてお
くように構成することができる。この場合、基板
を２枚のシートにより形成し、各シートには貫通
孔を開設するとともに該貫通孔をずらしてシート
を積層し、これによつて構成された非貫通孔を凹
部として用いることもできる。このようにすると
凹部は常に一定深さであり、従つて容易に精度の
高い凹部形成をなすことができる。

勿論、基材を当初から一体に形成するのでもよ
いことは当然である。

以下、図面を参照して本発明の実施の一例につ
いて説明する。

第２図中、符号１は被接続部品たる電子部品で
あり、半導体チツプ、ハイブリツドモジユールな
どである。１１は該部品１の接続部たる導体ピン
であり、ベリリウム銅などにより形成されてい
る。符号２で示すのがコネクタである。

本発明におけるコネクタ２は、図に例示する如
く、低融点金属５を該金属５がその溶融時におい
て基材３の配線６と接続し得るように配設して成
るものである。

図示例にあつては、基材３の被接続部品側の層
３１（「上部層」と称する）に孔状の凹部４を形
成し、この凹部４の内壁を導体層として配線６と
し、該凹部４の中に低融点金属５を配設する。従
つて該金属５は配設時にすでに配線と接触してい
るものであるが、その溶融時には該金属５が配線
６に確実に接続するようになるものである。第３
図は凹部４附近の拡大断面図である。なお、配設
時には配線と接触しないが、溶融時に接続がなさ
れるように金属５を配設するのでもよい。

本発明にあつては、コネクタ２を低融点金属５
の溶融温度に熱し、被接続部品１の接続部１１を
第４図の如く低融点金属５と接続させることによ
つて、基材３の配線６と被接続部品１との導通を
とるものである。

更に詳しくは、図示例の具体的構成は下記のよ
うになつている。

本例の基材３はセラミツクにより形成されてお
り、前述のようにその上部層３１の凹部４が低融
点金属５の配設位置となつている。本例の基材３
は、後に第３図のＡ―A′面で積層される２枚の
グリーンシートから構成する。各グリーンシート
には予めパンチ等で貫通孔４１，４２が開けら
れ、該孔４１，４２の内壁及び接続部に印刷や吸
引による方法でタングステンペーストが付けられ
これが配線６及び７などをなすことになる。次い
で第３図の如く積層され、焼結されるのである
が、積層の段階で貫通孔４１，４２をずらしてお
き、結果的に上部層３１の孔４１を非貫通孔とし
て、これを凹部４として用いるのである。焼結
後、ピン付けやニツケルメツキなどの表面処理を
行なう。

上記の如くして形成した凹部４に低融点金属５
を充填して接続をなすわけであるが、かかる低融
点金属５としては例えばBi（ビスマス）、Pb
（鉛）、Sn（錫）が各々50％，30％，20％の合金
や、50％，31.2％，18.8％のものなどを用いるこ
とができる。前者の融解温度は92℃、後者の融解
温度は94℃である。被接続部品１との接続時に
は、コネクタ２を加熱して上記融解温度以上に
し、低融点金属５の溶けた時点で被接続部品１の
接続部（ピン）１１をここに挿入する。低融点金
属５は遅くとも溶融の段階で基材３の配線６とし
つかりと接続するので、この金属５を介して配線
６と被接続部品１とが接続されるのである。

なお、上記例ではコネクタ２の基材３としてセ
ラミツクを用いたが、エポキシ樹脂等の合成樹脂
の使用も可能である。更に、上記では別体のシー
トを積層して上下の二層３１，３２とし、その後
焼結して一体化したが、コネクタがもともと一体
の基板から構成されるものでもよいことは勿論で
ある。このようなものの一例を第５図に示す。図
中、７は内部配線パターンの導体層である。その
他の符号は上述の説明と同様である。

第６図に示すのは、本発明の更に別の実施例で
ある。この例は、コネクタ２に発熱回路８を具備
せしめ、該発熱回路８を作動させてその熱により
コネクタ２を熱し、もつて低融点金属５を融解さ
せる構成をとるものである。この例の発熱回路８
は、第６図及び第７図に示す如く基材３の上面に
載置した発熱用配線から構成し、この配線に通電
することにより、その時に発生するジユール熱を
コネクタ２の加熱に用いるものである。発熱回路
８は例えば第１０図のように、低融点金属５の配
設位置（図示例の凹部４の位置）を囲つて蛇行す
る如く配設することができる。このようにする
と、加熱の効率を大ならしめることができる。な
お、発熱回路８は、基材３内部に埋め込む形でも
よい。金属５を熱し得るように設ければよいので
ある。

本実施例にあつては、前記例が外部からの適宜
加熱手段をもつてコネクタ２を加熱するのに対
し、上記の如きコネクタ２自体に具備せしめた発
熱回路８によつて低融点金属を融解し、被接続部
品１の接続部１１を第８図及び第９図に示すよう
に低融点金属５と接続させ、基材３の配線６と被
接続部品１との導通をとるのである。

このように構成すると、外部から加熱する場合
に生じ得る不必要部分の加熱や、それに伴なう悪
影響・トラブルなどを防止することができる。

本実施例のその他の具体的構成、即ち基材３、
その上部層３１、下部層３２、凹部４、貫通孔４
１，４２、配線６等は先きの例と同様である。低
融点金属５としても、前記説明したものを用いる
ことができ、その融解に際しての操作も、外部加
熱の代わりにコネクタ２自体が有する発熱回路８
を作動して低融点金属を加熱溶融させる以外は、
前述の実施例と同様である。第７図はコネクタの
要部拡大図、第８図は接続操作を示す拡大図であ
る。

基材３としてセラミツクや合成樹脂を用い得る
点や、基板は別体のシートを積層してなくても、
もともと一体の基板から構成してもよいことも同
様である。一体の基板から成る例は第９図に示
す。

以上説明した如く、本発明では低融点金属を接
続の媒体として用いているため、ばね材を用いる
従来例の如きピンのピツチ間の距離制限がなく、
従つて高密度ピツチを実現することができる。接
続は溶融金属の「ぬれ」を利用しているので、面
接触をしていることになり、接続は確実であり、
信頼性はきわめて優れている。図示例の如く非貫
通孔をなす凹部にピンを入れてしまう構造をとれ
ば、機械的にもその信頼性は高いということがで
きる。

かつ、ばね材を備えたコネクタへの挿入に比
し、本発明においては、被接続部品の接続部は、
溶融金属内へ挿通するだけでよいので、その挿入
時の力はきわめて少なくてすみ、作業は容易で、
部品の損傷も生じない。

また本発明においては、基材と被接続部品側と
の熱膨張係数の差により生ずる可能性のある応用
に対しても、低融点金属を用いるが故に加熱は比
較的少ない温度上昇をもたらすだけでよいので、
容易な応力緩和を期待できる。その他生じ得る応
力についても同様である。更にまた本発明の接続
方法は、半導体チツプから厚膜モジユールといつ
た大型部品にまで適用が可能であり、汎用性に富
んで有利なものである。

なお、当然のことではあるが、本発明は図示の
実施例にのみ限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のコネクターの一例を示す斜視図
である。第２図は本発明の実施の一例を示す概略
側断面図、第３図は同じくコネクタの要部拡大側
断面図、第４図は同じく接続操作を示す要部拡大
側断面図である。第５図は上記例の変形例を示す
要部側断面図である。第６図は本発明の別の一実
施例を示す概略側断面図、第７図はそのコネクタ
の要部拡大側断面図、第８図はその接続操作を示
す要部拡大側断面図である。第９図は該例の変形
例を示す要部側断面図である。第１０図は発熱回
路の構造の一例を示すための上面略示図である。 １……被接続部品、１１……接続部、２……コ
ネクタ、３……基材、３１……上部層、３２……
下部層、４……凹部、４１……貫通孔、５……低
融点金属、６……（基材の）配線、８……発熱回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被接続部品の接続部を接続するようになした
   コネクタであつて、基材内に複数の有底状の凹部
   を形成し、これら複数の凹部の内壁に第１の配線
   を形成するとともに、上記基材の内部に上記第１
   の配線を接続する第２の配線を形成し、かつ複数
   の凹部内に溶融時上記第１の配線と接続する低融
   点金属を配設するとともに凹部の近傍位置に低融
   点金属を溶融温度以上に加熱させる加熱手段を具
   備したことを特徴とするコネクタ。 ２ 前記加熱手段は、前記基材に具備された発熱
   回路であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のコネクタ。 ３ 被接続部品の接続部を接続するようになした
   コネクタであつて、基材を夫々複数の貫通孔を有
   する上部層と下部層とから構成し、これら上部層
   と下部層とを夫々貫通孔の位置をずらすように積
   層して夫々の貫通孔を有底状の凹部に形成し、こ
   れら複数の凹部の内壁に第１の配線を形成すると
   ともに上部層と下部層との間に上記複数の第１の
   配線間を接続する第２の配線を形成し、かつ少な
   くとも一方の層の複数の凹部内に溶融時上記第１
   の配線と接続するように低融点金属を配設すると
   ともに当該凹部の近傍位置に低融点金属を溶融温
   度以上に加熱させる加熱手段を具備したことを特
   徴とするコネクタ。 ４ 前記加熱手段は前記基材に具備された発熱回
   路であることを特徴とする特許請求の範囲第３項
   記載のコネクタ。