JP2006049101A

JP2006049101A - シート状コネクタとその製造方法

Info

Publication number: JP2006049101A
Application number: JP2004228751A
Authority: JP
Inventors: Atsuto Noda; 敦人野田; Shigeyuki Hoshikawa; 重之星川
Original assignee: Molex Japan LLC
Current assignee: Molex Japan LLC
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2006-02-16
Also published as: US20060030169A1

Abstract

【課題】半導体集積回路素子の導電部の構成(極数)の変更に容易に対応できるシート状コネクタとその製造方法を提供する。
【解決手段】帯状の金属シート１０のキャリア１２間に導電コンタクト２０を、金属シート１０の長手方向に２列で順次打抜き成形し、キャリア３２間に１２個づつ、列方向に一定の間隔で貫通孔３３が形成されている帯状の絶縁シート３０に、導電コンタクト２０を１２行毎に金属シート１０から切り離し、導電コンタクト２０と貫通孔３３の位置を合わせて貼り付け、絶縁シート３０に貼り付けられた複数の導電コンタクト２０の相互を連結しているセンターキャリア１６を除いて中間シート４０が製造される。この中間シート４０から、４行４列の導電コンタクト２０が含まれている領域を切り出してシート状コネクタ５０が製造される。
【選択図】図１

Description

この発明は、ＣＰＵその他の半導体集積回路素子の接続に使用されるシート状コネクタに係り、更に詳しくは、導電コンタクトがＭ行Ｎ列の高密度で絶縁シートに配置されているシート状コネクタに関する。

従来、このようなシート状コネクタは、金属シートにエッチングと成形をほどこして複数の導電コンタクトをＭ行Ｎ列などのマトリックス状に形成した後、この金属シートを方形の絶縁シートに一体化させて製造していた(特許文献１、２参照)。

特許第２６２０５０２号公報（００１６〜００２８、図１〜図７）特開２００３−１２４４０４号公報（０００７〜００１２、図１〜図６）

このように、従来のシート状コネクタにおいては、前記ＣＰＵその他の半導体集積回路の導電部に対応する導電コンタクトを、金属シートに対するエッチングと成形によって形成していたので、一定の極数の半導体集積回路素子毎に、即ち前記ＭとＮが変更する都度、エッチング用のマスクや材料を変更する必要があり、製造が煩雑である問題があった。
また、金属シートのエッチングにおいては導電コンタクトの形状やピッチの精度向上に限界があり、導電コンタクトの高密度化や安定性の向上が難しいという問題もあった。

この発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、半導体集積回路素子の導電部の構成(極数)の変更に容易に対応できるシート状コネクタとその製造方法を提供することを主要な目的としている。
また、この発明は、導電コンタクトの形状やピッチの精度向上を図ることができるシート状コネクタとその製造方法を提供することを他の目的としている。
更にこの発明は、導電コンタクトの形状やピッチの精度向上を図ることができるシート状コネクタ用の導電コンタクトの製造方法を提供することを別の目的としている。

上記の如くの目的のもとになされたこの発明のシート状コネクタは、複数の導電コンタクトが絶縁シートにＭ行Ｎ列で配置されているシート状コネクタにおいて、
金属シートに順次打抜き成形された複数の導電コンタクトが帯状の絶縁シートにｍ行ｎ列（ｍはＭより大きい整数、ｎはＮより大きい整数）で配置された中間シートからＭ行Ｎ列の導電コンタクトが含まれている領域を切り出したものであることを特徴とするシート状コネクタである。
なお、上記Ｍ、Ｎは１以上の整数である。ただし、Ｍ＝Ｎ＝１、即ち、１極の場合は除かれる。以下、同様である。

また、この発明のシート状コネクタの製造方法は、複数の導電コンタクトが絶縁シートにＭ行Ｎ列で配置されているシート状コネクタの製造方法において、
帯状の金属シートの、キャリアの両側あるいは片側、サイドキャリアの両側あるいは片側、または、センターキャリアをキャリアとし、このキャリアに連結された導電コンタクトを、金属シートの長手方向に１以上の列で順次打抜き成形する工程と、
キャリアの両側あるいは片側をキャリアとし、該キャリア間にｍ個（ｍはＭより大きい整数）づつ、列方向に一定の間隔で貫通孔が形成されている帯状の絶縁シートに、前記打抜き成形された導電コンタクトをｍ行毎に金属シートから切り離し、導電コンタクトと貫通孔の位置を合わせて貼り付ける工程と、
絶縁シートに貼り付けられた複数の導電コンタクトの相互を連結しているセンターキャリアを除く工程と、
導電コンタクトが貼り付けられた絶縁シートでなる中間シートから、Ｍ行Ｎ列の導電コンタクトが含まれている領域を切り出す工程と、
を含んでいることを特徴とするシート状コネクタの製造方法である。

一方、この発明のシート状コネクタ用の導電コンタクトの製造方法は、シート状コネクタを構成する導電コンタクトの製造方法において、
帯状の金属シートの、キャリアの両側あるいは片側、サイドキャリアの両側あるいは片側、または、センターキャリアをキャリアとし、このキャリアに連結された導電コンタクトを、金属シートの長手方向に１以上の列で順次打抜き成形することを特徴とするシート状コネクタ用の導電コンタクトの製造方法である。

以上のように構成されるこの発明によれば、Ｍ行Ｎ列で導電コンタクトを有するシート状コネクタが、前記Ｍより大きいｍ行及び前記Ｎより大きいｎ列で導電コンタクトが配置されている中間シートから切り出されるので、接続の対象となる半導体集積回路素子の導電部の構成に対応した導電コンタクトを有するシート状コネクタを容易に製造することができる。
金属シートを順次打抜き成形する種々の金型は、各種の半導体集積回路素子毎に準備する必要はなく、各種の半導体集積回路素子に対して共通に使用することができ、製造の合理化を図ることが可能である。

また、導電コンタクトは、金属シートを順次打抜き成形して構成されるので、導電コンタクトの形状及びピッチの精度向上が可能であり、導電コンタクトの高密度化に対応することができると共に、導電コンタクトとしての接続性能を安定化させて、コネクタとしての信頼性を向上することができる。とりわけ、コネクタの低背化に伴い導電コンタクトの高さが低くなった場合でも、導電コンタクトは適度な接触力を保つことができる。

以下、この発明の一実施形態の製造方法及び完成品を添付の図を参照して説明する。

図１は、帯状の金属シート１０に導電コンタクト２０を順次打抜き成形し、打抜き成形された導電コンタクト２０を帯状の絶縁シート３０に貼り付けて中間シート４０を製造し、そして中間シート４０から種々の極数のシート状コネクタ５０、５１、５２を切り出す様子を表している。尚、この明細書において「行」の方向は、図１における帯状の絶縁シート３０の長手方向としており、矢示Ｍ，ｍの方向で行数をカウントすることとしている。また、「列」の方向は、図１における帯状の金属シート１０の長手方向としており、矢示Ｎ，ｎの方向で列数をカウントすることとしている。

帯状の金属シート１０に導電コンタクト２０を打抜き成形する工程は、図２に示すようなステップＳ１〜Ｓ５で行う。ステップＳ１では、金属シート１０の両側縁にそれぞれパイロットホール１１、１１を一定のピッチで設けて、金属シート１０の側縁部にキャリア１２、１２を形成する。

次のステップＳ２、Ｓ３では、パイロットホール１１、１１を介して一定のピッチで矢示Ｐの方向に間欠的に送られる金属シート１０のキャリア１２、１２の間に、導電コンタクト２０の外形に沿う外形抜きを行う。ステップＳ２の外形抜き１では、「いちょう」の葉状の開口部１３を、柄側を向き合うようにして２列に形成し、ステップＳ３の外形抜き２では、２列の開口部１３の間に「分銅」状の開口部１４を形成する。このような外形抜きによって、略円形のコンタクト形成部１５が２列で一定のピッチで形成される。各列のコンタクト形成部１５が、列間に残った十字状のセンターキャリア１６で相互に連結されていると共に、列の外側に残ったサイドキャリア１７でキャリア１２と連結されている状態が得られる。図２に表れているように、センターキャリア１６は、４個のコンタクト形成部１５の中央に対角状に形成されて、４個のコンタクト形成部１５の連結を繰り返している。なお、金属シート１０の両側にパイロットホール１１を設けてキャリア１２としたが、パイロットホール１１を片側にのみ形成して、片側をキャリア１２としてもよい。また、一つのキャリア１２の両側に導電コンタクト２０を複数列連結してもよい。さらに、帯状の金属シート１０にキャリア１２を形成せず、サイドキャリア１７又はセンターキャリア１６をキャリアとしてもよい。

導電コンタクト２０の外形抜きが行われた後、ステップＳ４で前記コンタクト形成部１５に対してコンタクト形状抜きを行い、環状導電部２１とその内側の渦巻状導電部２２を形成する。渦巻状導電部２２は一対とし、それぞれの一端(基端)は、環状導電部２１と連続させる。そして、ステップＳ５で渦巻状導電部２２を環状導電部２１の軸線方向に立ち上げるコンタクト立ち上げを行い、環状導電部２１と環状導電部２１の軸線方向に突出する螺旋状導電部２３とで成る導電コンタクト２０を完成する。

前記ステップＳ５の渦巻状導電部２２の立ち上げは、図３に示したように、金属シート１０を挟んで下側にパンチ６０、上側にダイ６１を対設して、ダイ６１を金属シート１０の上面に当接させる一方、パンチ６０をダイ６１の凹入部６２に突き上げるようにして行う。

図４には、上記の打抜き成形の工程で、形状を変化していく金属シート１０のみを取り出して示している。金属シート１０は、りん青銅製の薄金属板を用いたが、ベリリウム銅その他のばね性のある薄金属板とすることもできる。また、導電コンタクト２０は、金属シート１０の長手方向に沿って２列に打抜き成形したが、１列又は３列以上とすることもできる。更に、導電コンタクト２０を構成している環状導電部２１は、円形としているが、多角形や楕円形の環状導電部とすることもできる。そして、螺旋状導電部２３は２個（一対）としたが、１又は３個以上とすることもできる。

このようにして打抜き成形された導電コンタクト２０を帯状の絶縁シート３０に貼り付けて中間シート４０を製造する工程は、金属シート１０から一定の行数で切り離した２列の導電コンタクト２０を絶縁シート３０に貼り付ける工程と、貼り付けられた導電コンタクト２０の相互を連結しているセンターキャリア１６を除く工程とで行う。

帯状の絶縁シート３０は、図１において下面に接着層(図示せず)が設けられている。前記の金属シート１０の場合と同様に、先ず絶縁シート３０の両側縁にそれぞれパイロットホール３１、３１を一定のピッチで設けて、絶縁シート３０の側縁部にキャリア３２、３２を形成し、次いで、パイロットホール３１、３１を介して一定のピッチで矢示Ｑの方向に間欠的に送られる絶縁シート３０のキャリア３２、３２間に貫通孔３３を１乃至複数列づつ順次形成する。この実施形態では、４個のパイロットホール３１間の距離ｒ１と、前記金属シート１０の両側のパイロットホール１１間の距離ｒ２が一致するようにした。また、貫通孔３３の列間のピッチは、金属シート１０の導電コンタクト２０の列間のピッチと一致させ、列内における貫通孔３３のピッチと導電コンタクト２０のピッチも一致させた。したがって、パイロットホール１１、３１を介して金属シート１０と絶縁シート３０の相対位置を合わせることによって、金属シート１０から切り離した２列の導電コンタクト２０と絶縁シート３０に形成されている２列の貫通孔３３が１対１の関係で合致できるようになっている。

絶縁シート３０に形成した複数列の貫通孔３３は１２行とされている。したがって、金属シート１０からの導電コンタクト２０の切り離しは１２行毎に行う。ここで、絶縁シート３０に形成される貫通孔３３の行数（ｍ）は、最終的に製造されるシート状コネクタ５０、５１、５２の行数（Ｍ）を考慮して選定されるもので、シート状コネクタ５０、５１、５２の行数Ｍより大きい整数ｍが選定される。導電コンタクト２０の切り離しは、キャリア１２と導電コンタクト２０の環状導電部２１を連結しているサイドキャリア１７を切断して行う。切り離された１２行２列の導電コンタクト２０の相互はセンターキャリア１６で未だ連結されている。

位置合わせと切り離しがされた１２行２列の導電コンタクト２０を、螺旋状導電部２３を上向きにして絶縁シート３０の下面(図１において)に貼り付ける。各導電コンタクト２０は、外周の環状導電部２１の上面が絶縁シート３０の下面に被着し、螺旋状導電部２３が貫通孔３３を通して絶縁シート３０の上面側に突出する。

次に、１２行２列毎に導電コンタクト２０が貼り付けられた絶縁シート３０に残っているセンターキャリア１６を除いて中間シート４０を完成する。センターキャリア１６を除く処理は、４個の導電コンタクト２０を対角状に連結しているセンターキャリア１６の部分とその上側の絶縁シート３０を同時に打抜いて第２の貫通孔３４を形成することで行う。センターキャリア１６を除くことで、各導電コンタクト２０は電気的に分離されて、独立した一つの極を形成する。１２行ｎ列で導電コンタクト２０が貼り付けられた中間シート４０が完成する。

前記絶縁シート３０は、この実施形態ではポリイミドシートを用いたが、他の絶縁性を有する合成樹脂シートを用いても同様の製造が可能である。また、センターキャリア１６を除く際に、絶縁シート３０とセンターキャリア１６を同時に打抜いて第２の貫通孔３４を形成したが、第２の貫通孔３４を前記貫通孔３３の形成と同時又はその前後に予め形成し、予め形成されている第２の貫通孔３４を通してセンターキャリア１６のみを打抜くようにすることもできる。

１２行ｎ列で導電コンタクト２０が配置されている中間シート４０からは、絶縁シート３０を任意に裁断して種々の極数（Ｍ行Ｎ列）の導電コンタクト２０を有するシート状コネクタを切り出すことができる。図１では、４行４列で導電コンタクト２０が含まれている領域を切り出したシート状コネクタ５０、４行１２列で導電コンタクト２０が含まれている領域を切り出したシート状コネクタ５１、８行１６列で導電コンタクト２０が含まれている領域を切り出したシート状コネクタ５２が示されている。また、図５には、上記のうちの一つであるシート状コネクタ５０が拡大して示されている。

このように、Ｍ行Ｎ列で導電コンタクト２０を有するシート状コネクタが、Ｍより大きいｍ行及びＮより大きいｎ列で導電コンタクト２０が絶縁シート３０に貼り付けられている中間シート４０から切り出されるので、接続の対象となる半導体集積回路素子の導電部の構成に対応した導電コンタクトを有するシート状コネクタの製造を容易にすることができる。

また、導電コンタクト２０は、金属シート１０を順次打抜き成形する、いわゆる順送プレスによって構成されるので、導電コンタクト２０の形状及びピッチの精度向上が可能であり、導電コンタクト２０の高密度化に容易に対応することができると共に、導電コンタクト２０としての接続性能を安定化させて、シート状コネクタとしての信頼性を向上することができる。

図６〜図８には、シート状コネクタ５０の使用の態様を示した。各図において、７０は半導体集積回路素子、８０は回路基板を概念的に示している。７１は半導体集積回路素子７０の導電部であり、８１は回路基板８０の導電パッドである。

図６の使用態様では、シート状コネクタ５０の下面に露出している導電コンタクト２０の環状導電部(２１)にはんだボール９０が取り付けられている。はんだボール９０を回路基板８０の導電パッド８１に半田付けしてシート状コネクタ５０が回路基板８０に実装されている。導電コンタクト２０の螺旋状導電部２３と半導体集積回路素子７０の導電部７１を弾接させて、半導体集積回路素子７０と回路基板８０を接続している。

図７の使用態様では、一対のシート状コネクタ５０、５０を貼り合わせて使用している。図において上側のシート状コネクタ５０の導電コンタクト２０と、下側のシート状コネクタ５０の導電コンタクト２０は、それぞれの環状導電部(２１)が接触して導通している。回路基板８０の導電パッド８１には下側のシート状コネクタ５０の導電コンタクト２０の螺旋状導電部２３を弾接させて、半導体集積回路素子７０と回路基板８０を接続している。

図８の使用態様では、シート状コネクタ５０が直接回路基板８０に実装されている。導電コンタクト２０の環状導電部(２１)が回路基板８０の導電パッド８１に半田付けされている。図６、７の場合と同様に、半導体集積回路素子７０と回路基板８０を接続している。

この発明の実施形態の製造方法を説明する斜視図である。実施形態で打抜き成形される金属シートの一部平面図である。実施形態の導電コンタクトを構成した螺旋状導電部の立ち上げを説明する断面図である。実施形態で打抜き成形される金属シートの一部斜視図である。実施形態の中間シートから切り出されたシート状コネクタの拡大斜視図である。実施形態のシート状コネクタの使用の態様を説明する概念図である。実施形態のシート状コネクタの別の使用態様を説明する概念図である。実施形態のシート状コネクタの更に別の使用態様を説明する概念図である。

符号の説明

１０金属シート
１１パイロットホール
１２キャリア
１３開口部
１４開口部
１５コンタクト形成部
１６センターキャリア
１７サイドキャリア
２０導電コンタクト
２１環状導電部
２２渦巻状導電部
２３螺旋状導電部
３０絶縁シート
３１パイロットホール
３２キャリア
３３貫通孔
３４第２の貫通孔
４０中間シート
５０シート状コネクタ
５１シート状コネクタ
５２シート状コネクタ
６０パンチ
６１ダイ
６２凹入部
７０半導体集積回路素子
７１導電部
８０回路基板
８１導電パッド
９０はんだボール

Claims

複数の導電コンタクト（２０）が絶縁シート（３０）にＭ行Ｎ列で配置されているシート状コネクタ（５０、５１、５２）において、
金属シート（１０）に順次打抜き成形された複数の導電コンタクト（２０）が帯状の絶縁シート（３０）にｍ行ｎ列（ｍはＭより大きい整数、ｎはＮより大きい整数）で配置された中間シート（４０）からＭ行Ｎ列の導電コンタクト（２０）が含まれている領域を切り出したものであることを特徴とするシート状コネクタ。
前記導電コンタクト（２０）は、外側の環状導電部（２１）と、環状導電部（２１）の内側に設けられ環状導電部（２１）の軸線方向に突出する螺旋状導電部（２３）とから成り、環状導電部（２１）が絶縁シート（３０）の下面に貼り付けられ、内側の螺旋状導電部（２３）が絶縁シート（３０）の貫通孔（３３）を通して上面に突出している請求項１に記載のシート状コネクタ。
前記環状導電部（２１）に、はんだボール（９０）が取り付けられている請求項１又は２に記載のシート状コネクタ。
複数の導電コンタクト（２０）が絶縁シート（３０）にＭ行Ｎ列で配置されているシート状コネクタ（５０、５１、５２）の製造方法において、
帯状の金属シート（１０）の、キャリア（１２）の両側あるいは片側、サイドキャリア（１７）の両側あるいは片側、または、センターキャリア（１６）をキャリアとし、このキャリアに連結された導電コンタクト（２０）を、金属シート（１０）の長手方向に１以上の列で順次打抜き成形する工程と、
キャリア（３２）の両側あるいは片側をキャリアとし、該キャリア（３２）間にｍ個（ｍはＭより大きい整数）づつ、列方向に一定の間隔で貫通孔（３３）が形成されている帯状の絶縁シート（３０）に、前記打抜き成形された導電コンタクト（２０）をｍ行毎に金属シート（１０）から切り離し、導電コンタクト（２０）と貫通孔（３３）の位置を合わせて貼り付ける工程と、
絶縁シート（３０）に貼り付けられた複数の導電コンタクト（２０）の相互を連結しているセンターキャリア（１６）を除く工程と、
導電コンタクト（２０）が貼り付けられた絶縁シート（３０）でなる中間シート（４０）から、Ｍ行Ｎ列の導電コンタクト（２０）が含まれている領域を切り出す工程と、
を含んでいることを特徴とするシート状コネクタの製造方法。
前記導電コンタクト（２０）は、外側の環状導電部（２１）と、環状導電部（２１）の内側に設けられ環状導電部（２１）の軸線方向に突出する螺旋状導電部（２３）とから成り、金属シート（１０）に対して環状導電部（２１）の外形抜き、環状導電部（２１）及び螺旋状導電部（２３）の形状抜き、螺旋状導電部（２３）の立ち上げの順に順次行われる請求項４に記載のシート状コネクタの製造方法。
前記導電コンタクト（２０）は、金属シート（１０）に２列以上で打抜き成形され、前記センターキャリア（１６）は列と列の間に跨って４個の導電コンタクト（２０）に対して対角状に設けられる請求項４又は５に記載のシート状コネクタの製造方法。
前記センターキャリア（１６）を除く工程は、絶縁シート（３０）とセンターキャリア（１６）を同時に打抜いて行われる請求項４〜６のいずれかに記載のシート状コネクタの製造方法。
前記絶縁シート（３０）は、貫通孔（３３）の列の間にセンターキャリア（１６）と合致する第２の貫通孔（３４）が設けられ、前記センターキャリア（１６）を除く工程は、第２の貫通孔（３４）を通した打抜きで行われる請求項４〜６のいずれかに記載のシート状コネクタの製造方法。
前記導電コンタクト（２０）の貼り付けは、絶縁シートの下面に設けた接着層を介して行われる請求項４に記載のシート状コネクタの製造方法。
前記導電コンタクトの貼り付けは、絶縁シート（３０）の下面に設けた接着層に前記環状導電部（２１）を被着して行われる請求項５に記載のシート状コネクタの製造方法。
前記導電コンタクト（２０）と貫通孔（３３）の位置を合わせは、金属シート（１０）のキャリア（１２）に形成されたパイロットホール（１１）と絶縁シート（３０）のキャリア（３２）に形成されたパイロットホール（３１）を介して行われる請求項４に記載のシート状コネクタの製造方法。
シート状コネクタ（５０、５１、５２）を構成する導電コンタクト（２０）の製造方法において、
帯状の金属シート（１０）の、キャリア（１２）の両側あるいは片側、サイドキャリア（１７）の両側あるいは片側、または、センターキャリア（１６）をキャリアとし、このキャリアに連結された導電コンタクト（２０）を、金属シート（１０）の長手方向に１以上の列で順次打抜き成形することを特徴とするシート状コネクタ用の導電コンタクトの製造方法。
前記導電コンタクト（２０）は、外側の環状導電部（２１）と、環状導電部（２１）の内側に設けられ環状導電部（２１）の軸線方向に突出する螺旋状導電部（２３）とから成り、金属シート（１０）に対して環状導電部（２１）の外形抜き、環状導電部（２１）及び螺旋状導電部（２３）の形状抜き、螺旋状導電部（２３）の立ち上げの順に順次行われる請求項１２に記載のシート状コネクタ用の導電コンタクトの製造方法。