JP2011003798A - 電気接続部材およびそれを用いたソケットコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】半田・リフローが不要になり、ＬＥＤ素子リフロー時の熱によるダメージを回避、さらにＬＥＤ不良時のリワークを容易とする事が出来る電気接続部材およびそれを用いたソケットコネクタを提供する。
【解決手段】ソケットコネクタ７０は、電気接続部材２０と、それを保持するベースシェル３０とを有する。ベースシェル３０は、基板４０上に固定する基板固定部３１と、前記電気接続部材２０と半導体パッケージ１０を重ねて収容する収容部３９と、前記電気接続部材２０と前記半導体パッケージ１０を前記基板４０に押圧接続した状態で前記収容部３９に保持する保持部３５，３６とを有する。前記電気接続部材２０は、板状の弾性体２１と、弾性体２１の上面から下面側に連続するように配設された電気接続用導体及び放熱用導体とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、一般照明、バックライト、及びヘッドライトなどの車載光源に用いられる発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ等の半導体パッケージのソケットコネクタに関し、詳しくは、ＬＥＤチップパッケージを基板に電気的及び熱的に接続する電気接続部材及びソケットコネクタに関する。

従来、この種のＬＥＤパッケージの基板実装に関しては、例えば、特許文献１に示すように、半田リフローにて行う方法が最も常識的且つ一般的である。特許文献１においては、ＬＥＤ素子が熱に弱いため、リフロー時に素子破壊、輝度低下を発生させる等の問題が常に付きまとう。この解決策として、最近になって、ソケットによる実装が求められて来ている。

特開２００８−２８８５３６公報

しかし、従来この種のＬＥＤチップ（半導体パッケージ）の接続端子及び放熱端子を共に基板に電気的、熱的に接続できる電気接続部材やソケットはなく、専ら半田付けの方法によっていた。

そこで、本発明の一技術的課題は、半田／リフローが不要になり、ＬＥＤ素子リフロー時の熱によるダメージを回避、さらにＬＥＤ不良時のリワークを容易とする事が出来る電気接続部材およびそれを用いたソケットコネクタを提供することにある。

また、本発明のもう一つの技術的課題は、電気接続用端子及び放熱用端子を有するＬＥＤを基板に簡単且つ確実に電気的、熱的に接続することができる電気接続部材およびそれを用いたソケットコネクタを提供することにある。

本発明は、この種ＬＥＤの基板実装上の問題的を解決するために、弾性体の周りに導体フィルムを巻きつけてなる電気接続部材に、電気的接続機能の他に熱的接続機能を設け、下面に電気接続端子と放熱端子を有するＬＥＤ等の半導体パッケージを基板に簡単且つ確実に電気的及び熱的接続することができるように構成したものである。

即ち、本発明によれば、下面に平面状の電気接続端子及び放熱端子を有する半導体パッケージを基板に接続する電気接続部材であって、板状の弾性体と、該弾性体の上面から下面側に連続するように配設された電気接続用導体及び放熱用導体とを備え、前記基板上に搭載し上方から前記半導体パッケージを押圧することで、前記半導体パッケージの前記電気接続端子及び前記放熱端子と前記基板の電気接続用パッド及び放熱用パッドとの間を前記電気接続用導体及び前記放熱用導体を介してそれぞれ電気的、且つ熱的に接続可能にしたことを特徴とする電気接続部材が得られる。

また、本発明によれば、前記電気接続部材において、前記電気接続用導体及び前記放熱用導体はそれぞれ金属薄膜からなることを特徴とする電気接続部材が得られる。

また、本発明によれば、前記いずれか一つの電気接続部材において、前記電気接続用導体及び放熱用導体は、前記弾性体の上面から下面にかけて巻き回すように配設された絶縁フィルムの表面に夫々形成されていることを特徴とする電気接続部材が得られる。

また、本発明によれば、前記電気接続部材において、前記弾性体２１の上面または下面と前記絶縁フィルムとの間にベースフィルムが配設され、該ベースフィルムの両端に前記弾性体の両端から外方に突出するように形成された位置決め用突片を有することを特徴とする電気接続部材が得られる。

また、本発明によれば、前記いずれか一つの電気接続部材において、前記弾性体は、前記電気接続用導体に対応する部分の電気接続用弾性部と、前記放熱用導体に対応する部分の放熱用弾性部とに分割されていることを特徴とする電気接続部材が得られる。

また、本発明によれば、前記電気接続部材において、前記放熱用弾性部は、熱伝導性に優れた材料からなることを特徴とする電気接続部材が得られる。

また、本発明によれば、前記いずれか一つの電気接続部材と、前記電気接続部材を保持するフレームとを有するソケットコネクタであって、前記フレームは、基板上に固定する基板固定部と、上下に貫通し、前記電気接続部材と前記半導体パッケージを重ねて収容する収容部と、前記電気接続部材と前記半導体パッケージを前記基板に押圧接続した状態で前記収容部に保持する保持部とを有することを特徴とするソケットコネクタが得られる。

また、本発明によれば、前記ソケットコネクタにおいて、前記保持部は、前記収納部を構成する内壁面のうち第１の方向で互いに対向する内壁面であって、その一方の内壁面に前記収容部内に突出するよう設けられた固定係合突部と、他方の内壁面に前記収容部内に突出するよう設けられた弾性係合突部とを備え、前記半導体パッケージを前記収容部に収容する際に、該半導体パッケージの前記第１の方向で対向する一方の側部を前記固定係合突部の下側に係合し、他方の側部を下方に押圧して前記弾性係合突部を弾性的に通過させその下側に係合させることで、前記電気接続部材及び前記半導体パッケージを前記収容部に収容保持することを特徴とするソケットコネクタが得られる。

また、本発明によれば、前記ソケットコネクタにおいて、前記弾性係合突部は、前記他方の内壁面に、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿うように且つ前記第１の方向に弾性変位可能に設けられた片持ち梁状の弾性アームと、前記弾性アームの自由端に前記収容部内に突出するよう設けられたと突起部とを有することを特徴とするソケットコネクタが得られる。

また、本発明によれば、前記ソケットコネクタにおいて、前記突起部の上面は、前記半導体パッケージの前記他方の側部を下方に押圧して前記突起部を通過させる際に、前記半導体ケージの前記他方の側部が当接して前記突部を前記他方の内壁面内側に没入させるテーパ面に形成されていることを特徴とするソケットコネクタが得られる。

また、本発明によれば、前記いずれか一つのソケットコネクタにおいて、前記収納部を構成する内壁面であって前記第１の方向と直交する第２の方向で対向する内壁面には、前記電気接続部材の位置決め用突片が挿入され、前記電気接続部材を前記収納部内の所定位置に収容案内し位置決めする電気接続部材用ガイド溝が形成されていることを特徴とするソケットコネクタが得られる。

また、本発明によれば、前記いずれか一つのソケットコネクタにおいて、前記収納部を構成する内壁面には、前記半導体パッケージの外形部分を規制し、該半導体パッケージを前記収納部内の所定位置に収容案内し位置決めする半導体パッケージ用ガイド部が形成されていることを特徴とするソケットコネクタが得られる。

また、本発明によれば、前記いずれか一つのソケットコネクタにおいて、前記収容部の下側開放面には、前記収容部内に突出し前記電気接続部材が下方へ落下するのを防ぐ落下防止部が設けられていることを特徴とするソケットコネクタが得られる。

さらに、本発明によれば、前記いずれか一つのソケットコネクタにおいて、前記フレームは、金属板から打ち抜き折り曲げ形成されていることを特徴とするソケットコネクタが得られる。

以上の通り、本発明によれば、基板実装においてＬＥＤの半田／リフローが不要になり、リフロー時の熱によるＬＥＤのダメージを回避、さらにＬＥＤ不良時のリワークを容易とする事が出来る電気接続部材およびそれを用いたソケットコネクタを提供することができる。

また、本発明によれば、電気的接続用端子と放熱用端子を有するＬＥＤとの電気的及び熱的接続を同時に、且つ簡単、確実に接続することができる電気接続部材およびそれを用いたソケットコネクタを提供することができる。

更に、本発明によれば、ＬＥＤと基板を接続するコンタクトとして、弾性体の周面に金属薄膜導体を設けてなる金属薄膜コネクタを使用することで、熱的接続部の接触面積を増やし、且つ密着接続を実現し、放熱効果を向上させることができる電気接続部材およびそれを用いたソケットコネクタを提供することができる。

本発明の実施の形態によるＬＥＤソケットコネクタの基本構成を示し、ＬＥＤをＬＥＤソケットコネクタに嵌合した後の基板に実装した状態を示す図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線斜視断面図である。 ＬＥＤをＬＥＤソケットコネクタに嵌合する前の状態を示す分解組立斜視図である。 ＬＥＤのサブマウント基板５の下面（実装面）を示す図である。 電気接続部材の全体構成を示す斜視図である。 図５の電気接続部材の一面の導体フィルム金属薄膜を有する絶縁フィルムを除去したときの斜視図である。 ベースシェルを基板に実装したＬＥＤソケットコネクタの組立分解斜視図である。 ＬＥＤソケットコネクタの組立状態を示す斜視図で、一部拡大斜視図を合わせて示している。 ベースシェルを基板に実装した状態を示す斜視図である。 ＬＥＤソケットコネクタの基板実装前の状態を示す斜視図である。 基板に実装されたＬＥＤソケットコネクタにＬＥＤを実装する前の状態を示す斜視図である。 基板に実装されたＬＥＤソケットコネクタにＬＥＤを実装した状態を示す斜視図である。 基板に実装されたＬＥＤソケットコネクタにＬＥＤを実装した状態を示す平面図である。 本発明の実施の形態によるＬＥＤソケットコネクタの図１のＩＩ−ＩＩ線と同じ位置の切断線における断面図で、基板に実装されたＬＥＤソケットコネクタにＬＥＤを実装する前の状態を示している。 図１４のＬＥＤソケットコネクタの図１のＩＩ−ＩＩ線と同じ位置の切断線における断面図で、基板に実装されたＬＥＤソケットコネクタにＬＥＤを実装した状態を示している。 発明の実施の形態によるソケットコネクタの半導体パッケージの放熱経路を示す図である。 本発明の実施の形態によるＬＥＤソケットコネクタ７０の別の実装例を示す分解組立斜視図である。 図１７のＬＥＤソケットコネクタの斜視図である。 本発明の実施の形態によるＬＥＤソケットコネクタの変形例を示す斜視図である。 図１９の部分６５の部分拡大斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１乃至図３は本発明の実施の形態によるＬＥＤソケットコネクタの基本構成を示す図で、図１はＬＥＤをソケットコネクタに嵌合した後の基板に実装した状態を示す図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線斜視断面図、及び図３はＬＥＤをソケットコネクタに嵌合する前の状態を示す分解組立斜視図である。

図１乃至図３を参照すると、ＬＥＤソケットコネクタ７０は、３Ｗ程度の出力を備えたＬＥＤ素子を有する半導体パッケージ（ＬＥＤ）１０をワンタッチで装着できる構成を有している。

図２、図４及び図１６を参照すると、ＬＥＤ１０は、四角形状のサブマウント基板５と、サブマウント基板５上に絶縁材料からなる支持底部４を介して搭載されたＬＥＤチップからなる発光素子１と、発光素子１を覆うドーム型レンズ２と、ドーム型レンズ２をサブマウント基板５上に支持固定するための樹脂筐体部３と、サブマウント基板５の下面（実装面）に形成された平面状の放熱端子１２及び電気接続端子１１とを有し、電気接続端子１１と発光素子１とは図示しない導電部材で電気的に接続されている。

図４に示すように、ＬＥＤ１０の電気接続端子１１は細長長方形状で、サブマウント基板５の下面の対向する両側部に夫々有し、放熱端子１２は電気接続端子１１間にあって比較的大きな四角形状をしている。

図３に最もよく示されるように、ＬＥＤソケットコネクタ７０は、ＬＥＤ１０の位置決め及び接続保持を行うソケットコネクタ本体としてのベースシェル（フレーム）３０と、ＬＥＤ１０と基板４０とを接続する電気接続部材２０を有している。電気接続部材は、金属薄膜コネクタからなり、金属薄膜コネクタを以下同様の符号２０で示す。

図５は電気接続部材の全体構成を示す斜視図、図６は図５の電気接続部材の一面の導体フィルム、即ち、一面に金属薄膜を有する絶縁フィルムを除去したときの斜視図である。

図７乃至図１０はＬＥＤソケットコネクタの組み立て、及び基板への実装方法の説明に供せられる斜視図で、図７はベースシェルを基板に実装したＬＥＤソケットコネクタの組立分解斜視図、図８はＬＥＤソケットコネクタの組立状態を示す斜視図で、一部拡大斜視図を合わせて示している。図９はベースシェルを基板に実装した状態を示す斜視図、図１０はＬＥＤソケットコネクタの基板実装前の状態を示す斜視図である。

図５及び図６を参照すると、電気接続部材である金属薄膜コネクタ２０は、絶縁性のベースフィルム２５と、ベースフィルム２５の両面に形成された板状の弾性体２１と、ベースフィルム２５上面の弾性体２１の上からベースフィルム２５の下面の弾性体２１上にかけて連続して巻かれて貼り付けられた導体フィルム２２とを有している。導体フィルム２２は、一面に金属薄膜からなる導体２３（２３ａ，２３ｂ）を有する絶縁フィルム２２ａから構成され、貼り付け又は両面接着テープ等で弾性体２１上に固定される。

ベースフィルム２５の長手方向両側には、ベースシェル３０（図１及び図３等参照）の長手方向両側に形成されたガイド溝３４に挿入される位置決め用突片２５ａとその両側の溝２５ｃと、さらにその両側に突出片２５ｂとを備えている。弾性体２１は、ベースフィルム２５の表裏両側に形成され、各側の弾性体２１は、その長手方向両端寄りの２つの電気接続用弾性部２１ａと、その電気接続用弾性部２１ａ間に形成された放熱用弾性部２１ｂとに夫々分割されている。弾性体２１の材料として、シリコーン材が挙げられるが、それ以外にも必要性能に合わせた材料を用いることで、より接続信頼性を満足することが可能となる。なお、放熱用弾性部２１ｂの材料としては、例えばシリコーン材にカーボン等の粒子を混ぜて熱伝導性を高めた材料を使用するのが望ましい。

導体フィルム２２は、絶縁フィルム２２ａとその表面に、ベースフィルム２５の長さ方向、両端寄りよりの電気接続用弾性部２１ａに対応する位置に形成された２つの電気接続用導体２３ａ及びベースフィルム２５の長さ方向中央寄りの電気接続用導体２３ａ間に設けられた放熱用弾性部２１ｂに対応する位置に形成された放熱用導体２３ｂとを有している。

弾性体２１は、ここでは、ベースフィルム２５の表裏両側に有し、各側の弾性体２１は、夫々電気接続用弾性部２１ａと放熱用弾性部２１ｂとに別々分割されているが、各側の弾性体２１は、分割しないで一枚のシリコーンゴムシート等で一体に形成しても良く、さらに、表裏両側の弾性体２１を一体のものとして形成してもよい。また、弾性体２１は、ベースフィルム２５の表裏の一側にのみ形成するようにしてもよい。また、ベースフィルム２５は、必ずしも必要としない。

また、電気接続用導体２３ａ及び放熱用導体２３ｂは、ここでは、絶縁フィルム２２ａ上に形成しているが、弾性体２１上に直接形成し、絶縁フィルム２２ａをなくしてもよい。

図３及び図７乃至１０に示すように、ＬＥＤソケットコネクタ７０は、ベースシェル３０と、ベースシェル３０内の収容部３９に収容される電気接続部材である金属薄膜コネクタ２０とを備えている。ベースシェル３０は、一枚金属板から打ち抜き折り曲げによって形成された４角形の枠型を有するフレームであり、内部に収容部３９を有する。

ベースシェル３０は、この４角形の対向する２辺をなす一対の第１部分フレーム３２と、４角形の対向する他の２辺をなすように、第１部分フレーム３２の夫々の両外側同士を連結するように設けられた一対の第２部分フレーム３３とを備えている。第１部分フレーム３２は、その中央部に上端から下端に延びるガイド溝３４を備えている。ガイド溝３４で、金属薄膜コネクタ２０は位置決め用突片２５ａを用いて位置決めおよびガイドが行われる。

ベースシェル３０は、第１部分フレーム３２の上端から、ベースシェル３０の収容部３９に延び下方に屈曲するＬ字形状の板片からなり、半導体パッケージの収容部３９内への収容案内を行い、位置決めをする半導体パッケージガイド部３７を有する。また、第１部分フレーム３２の下端からベースシェル３０の外側に延びる四角形の板片からなり、基板４０のパッド４３に半田付けされる基板固定部３１を有する。また、第１部分フレーム３２の下端には、ガイド溝３４の両側部分で連結され、ベースシェル３０の内側に延びて、底部の一部をなすように設けられた長方形の板片からなる落下防止部３８を備えている。

後に詳述する図１４及び図１５に最もよく示されるように、第２部分フレーム３３は、ベースシェル３０の収容部３９内に装着されたＬＥＤ１０をロックしたり、解除するロック機構を有している。ロック機構は、一方の第２部分フレーム３３に設けられた固定側ロック機構と他方の第２部分フレーム３３に設けられた可動側ロック機構とを有している。

一方の第２部分フレーム３３には、収容部３９内への第２部分フレーム３３の切り起こしによって、固定側ロック機構をなす固定係合突部（第１の保持部）３５が左右対称的に一対形成されている。固定係合突部３５は、基部３５ｃと突起部３５ｂと、突起部３５ｂの先端部下側に設けられた半導体パッケージ１０のサブマウント基板５の一端部が係合する切欠き部３５ａとを備えている。

また、他方の第２部分フレーム３３には、第２部分フレーム３３の中心寄りからの収容部３９内への切り起こしによって、ＬＥＤ１０の押圧挿入方向（第１の方向）に交差するベースシェル３０の幅方向（第２の方向）に沿って移動可能な可動側ロック機構をなす弾性係合突部（第２の保持部）３６が他方の第２部分フレームの中心に対して左右対称的に一対形成されている。弾性係合突部３６は、バネ片からなる弾性アーム部３６ｃと、弾性アーム部３６Ｃの一端からベースシェル３０の内側に折り曲げられて内側に突出形成された突起部３６ｂとを備えている。突起部３６ｂは、先端部上側が斜めに切欠かれたテーパ部３６ｄと、先端部下側に設けられた半導体パッケージ１０のサブマウント基板５の他端部が係合する切欠き部３６ａとを備えている。

図３及び図１０に示すように、ＬＥＤソケットコネクタ７０を実装する基板４０は、一面にベースシェル３０の半田取り付けするための基板固定部３１を半田付け固定するための４個のフレーム半田付け用パッド４３，４３と、その内側に、金属薄膜コネクタ２０を接続するために導体フィルムの電気接続用導体２３ａ及び放熱用導体２３ｂに対応して設けられた一対の電気接続用パッド４１と放熱用パッド４２とを備えている。

図７乃至１０に示すように、基板４０上へ半田／リフロー接続されたベースシェル３０によって，ＬＥＤ１０及び金属薄膜コネクタ２０は、各々の外形と、ベースシェル３０の内形によって自動的に位置決めされる。これにより、各部品はベースシェル３０内へ順番に置くだけで良く、実装の容易化を実現している。

ベースシェル３０と各部品との実装方法について更に、具体的に示す。

図７乃至図９を参照して、ベースシェル３０と金属薄膜コネクタ２０について説明する。

図７を参照すると、基板４０上へ半田あるいはリフロー実装されたベースシェル３０の第１部分フレーム３２のガイド溝３４にベースフィルム２５の両端に夫々設けられた位置決め用突片２５ａを挿入しこれをガイドとして、金属薄膜コネクタ２０をベースシェル３０の収容部３９にスライド導入させる。すると、図８に示すように、金属薄膜コネクタ２０がベースシェル３０の収容部３９の所定位置に位置決め実装され、金属薄膜コネクタ２０の電気接続用導体２３ａ及び放熱用導体２３ｂが基板４０の電気接続用パッド４１上及び放熱用パッド４２上に載置される。

ここで、ベースシェル３０には金属薄膜コネクタ２０の落下防止部３８，３８が設けられているため、製造元からの出荷時に予め金属薄膜コネクタ２０をベースシェル３へ実装した状態にしておくことで、使用者は、ＬＥＤソケットコネクタ７０の基板実装時に金属薄膜コネクタ２０の実装工程を省くことができ、コストダウンに繋げることが可能である。なお、金属薄膜コネクタ２０のベースフィルム２５及び絶縁フィルム２２ａには、ＰＩ（ポリイミド）のような耐熱性に優れた材料を使用することが望ましい。

続いて、図８に示す金属薄膜コネクタ２０の実装後にＬＥＤ１０を実装する方法について図１１乃至図１５を参照しながら説明する。

図１１は基板に実装されたＬＥＤソケットコネクタ７０にＬＥＤを実装する前の状態を示す斜視図で、図１２は基板に実装されたＬＥＤソケットコネクタ７０にＬＥＤ１０を実装した状態を示す斜視図、図１３は基板に実装されたＬＥＤソケットコネクタ７０にＬＥＤ１０を実装した状態を示す平面図である。図１４は、図１のＩＩ−ＩＩ線と同じ位置の切断線における基板４０に実装されたＬＥＤソケットコネクタ７０にＬＥＤ１０を実装する前の状態を示す断面図で、図１５は図１４と同様に図１のＩＩ−ＩＩ線と同じ位置に切断線における、基板４０に実装されたＬＥＤソケットコネクタ７０にＬＥＤ１０を実装した状態を示す断面図である。

図１１に示すように、基板４０上に実装されたベースシェル３０へ金属薄膜コネクタ２０が実装された状態で、ベースシェル３０に設けられた半導体パッケージガイド部３７に沿ってＬＥＤ１０を収容部３９内に押し込む。この時ロック機構を構成する４箇所の係合突部３５，３６がＬＥＤ１０に係合し、ＬＥＤ１０をベースシェル３０の所定位置に実装保持する。

図１４及び図１５を参照すると、ＬＥＤ１０を実装するときは、まず、２箇所の固定係合部３５の切欠き部３５ａに係合するように、ＬＥＤ１０のサブマウント基板５の一端部を斜めに入れ、切欠き部３５ａに引っ掛け、その後ＬＥＤ１０を矢印８１に示すように、この切欠き部３５ａを中心にして回転させるようにしてサブマウント基板５の他端部を突起部３６ｂのテーパ部３６ｄに当接させ、弾性アーム部３６ｃのバネ力に抗して押し込むことで、突起部３６ｂを矢印８２で示すようにベースシェル３０の幅方向外方に変位させつつ突起部３６ｂの先端部を通過させる。サブマウント基板５の他端部が突起部３６ｂの先端部を通過した後は、弾性アーム部３６ｃの弾性復帰力により突起部３６ｂが元位置に復帰することで、切欠き部３６ａがサブマウント基板５の他端部に係合し、図１２，１３及び図１５に示すような実装状態となる。

この実装状態において、ＬＥＤ１０は基板４０との間で金属薄膜コネクタ２０の弾性体２１（図６参照）をやや圧縮した状態でベースシェル３０の収容部３９内に保持され、弾性体２１（図６参照）の弾性復帰力により、金属薄膜コネクタ２０の電気接続用導体２３ａおよび放熱用導体２３ｂが基板４０の電気接続用パッド４１及び放熱用パッド４２とＬＥＤ１０の電気接続端子１１及び放熱端子１２に密着し、ＬＥＤ１０と基板４０とが、電気的且つ熱的に接続される。

なお、ＬＥＤソケットコネクタ７０からＬＥＤ１０を取り外すには、治具等を用い、突起部３６ｂをベースシェル３０の幅方向外方に変位させることで、ＬＤ１０との係合を解除すればよい。

以上の説明のように、本発明の実施の形態によるＬＥＤソケットコネクタ７０は、ベースシェル３０および電気接続部材としての金属薄膜コネクタ２０とを備えている。ベースシェル３０はＬＥＤ１０を着脱自在であり、ＬＥＤ１０を金属薄膜コネクタ２０を介して基板４０に接続できるので、基板４０にＬＥＤ１０を実装する際に、ＬＥＤ１０の半田／リフローが不要になり、リフロー時の熱によるＬＥＤのダメージを回避し、さらにＬＥＤ不良時のリワークを容易とする事が出来る。

また、金属薄膜コネクタ２０は電気接続用導体２３ａの他に放熱用導体２３ｂを有し、ＬＥＤ１０との接続の際に、電気的接続と同時に熱的接続も出来るので、電気的、熱的接続時の取り扱いがきわめて容易である。

また、金属薄膜コネクタ２０を使用することで、ＬＥＤ１０と基板４０とその間を接続する接触面積を増やし、且つ密着接続できるようにしたので、放熱効果を向上することが出来る。

さらに、ＬＥＤ１０はベースシェル３０に押し込むだけのワンタッチ操作にて係合しロックできるので、その接続作業が簡単である。

また、本発明の実施の形態によるＬＥＤソケットコネクタ７０のベースシェル３０に設けられたロック（バネ）機構としての弾性係合突部３６は、ベースシェル３０の側面に横向きに設けることで、弾性アーム部３６ｃの長さを長くする事が出来、結果として変形量を大きく取る事が可能である。

また、本発明の実施の形態によるＬＥＤソケットコネクタ７０へのＬＥＤ１０嵌合（接続）時には、弾性アーム部３６ｃは、板厚方向に力を受ける事により変形し易く、ＬＥＤ１０の接続作業が容易であり、また嵌合保持時には反力を板幅方向で受ける事で変形を抑える効果があり、抜け防止効果の機能を高めることができる。

次に、本発明の実施の形態によるＬＥＤソケットコネクタ７０の放熱について説明する。

図１６は本発明の実施の形態によるＬＥＤソケットコネクタの半導体パッケージ（ＬＥＤ１０）の放熱経路を概略的に示す図である。

図１６を参照すると、第１の経路７１は、発熱部であるＬＥＤ発光素子部１からＬＥＤ放熱端子１２、金属薄膜コネクタ２０の放熱用導体２３ｂ（及び放熱用弾性部２１ｂ）、基板４０の放熱用パッド４２の順に至る経路で、メインとなる放熱経路をなす。

また、第２の経路７２は、発熱部のＬＥＤ発光素子部１からＬＥＤ電気接続端子１１、金属薄膜コネクタ２０の電気接続用導体２３ａ（及び電気接続用弾性部２１ａ）、基板４０の電気接続用パッド４１の順に至る経路である。

また、第３の経路７３は、発熱部のＬＥＤ発光素子部１からサブマウント基板５、ベースシェル３０、基板４０に至る経路である。さらに、第４の経路７４は、発熱部のＬＥＤ発光素子部１からサブマウント基板５、ベースシェル３０に至り、ベースシェル３０から大気放熱される経路である。

上述した第１乃至第４の放熱経路７１乃至７４は、主な放熱経路であり、実際には、このような放熱経路は無数に存在するものと考えられる。このように本発明の実施の形態によれば、ソケットコネクタ７０へのＬＥＤ１０の接続によって放熱経路が増え、また第４の経路として示すように、ベースシェル３０を通した空気中への発散も可能となり、結果的に基板４０への半田接続よりも優れた放熱性を実現できる。

図１７及び図１８は、本発明の実施の形態によるＬＥＤソケットコネクタ７０の別の実装例を示す分解組立斜視図、図１８は、図１７のＬＥＤソケットコネクタの斜視図である。図１７及び図１８のＬＥＤソケットコネクタ７０は、図１乃至１６に示した搭載されている基板４０の構成が異なる他は、前述したものと同様である。

図１７及び図１８に示すように、基板４０上の放熱用パッド４２をＨ字形状に拡大する、即ち、パッド４５をさらに、放熱用パッド４２に連続させて追加することによって、面積を大きくすることで、放熱効果を高めることができる。尚、符号４６は他の放熱部材、例えば、後に述べる図１９及び図２０で用いた放熱フィン６２ｂを有するヒートシンク６０に基板４０を固定するための固定孔である。

図１９は本発明の実施の形態によるＬＥＤソケットコネクタ７０の変形例を示す斜視図である。図２０は図１９に示す部分６５の部分拡大斜視図である。図１９及び図２０に示すように、変形例に係るＬＥＤソケットコネクタ７０は、前述したベースシェル３０と異なる形状のベースシェル５０を用いている点で異なる。また、基板４０を載置する台部６２を備えたヒートシンク６０は、台部６２ａの基板搭載部分と反対側の底面から立設された複数の放熱フィン６２ｂを有している。

図２０に最もよく示されるように、ベースシェル５０は、ベースシェル３０の半田付け用の基板固定部３１に代えて、第２部分フレーム３３の中心寄り下端から外側に延びる４角形の板片からなるネジ止め用の基板取り付け部５１を設けたものである。基板取り付け部５１は固定穴（図示せず）を有し、この固定穴及び基板４０に設けた固定穴（図示せず）にネジ５２を通して互いを締め付けることで、ＬＥＤソケットコネクタ７０を基板４０上に実装する。

図１９、図２０の実施形態では、基板４０の裏面に更にヒートシンク６０を配置し、ヒートシンク６０にネジ５２をねじ込むことで、ＬＥＤソケットコネクタ７０、基板４０及びヒートシンク６０を固定し、放熱効果を向上している。

以上説明した通り、本発明に係る電気接続部材とそれを用いたソケットコネクタは、一般照明、バックライト、及びヘッドライトなどの車載光源に用いられる発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ等の半導体パッケージのソケットコネクタに最適である。

１ 発光素子部
２ ドーム型レンズ
３ 樹脂筐体部
４ 支持底部
５ サブマウント基板
１０ 半導体パッケージ（ＬＥＤ）
１１ 電気接続端子
１２ 放熱端子
２０ 金属薄膜コネクタ
２１ 弾性体
２１ａ 電気接続用弾性部
２１ｂ 放熱用弾性部
２２ 導体フィルム
２２ａ 絶縁フィルム
２３ａ 電気接続用導体
２３ｂ 放熱用導体
２５ ベースフィルム
２５ａ 位置決め用突片
２５ｂ 突出片
３０ ベースシェル
３１ 基板固定部
３２ 第１部分フレーム
３３ 第２部分フレーム
３４ ガイド溝
３５ 固定係合突部（第１の保持部）
３５ａ 切欠き部
３５ｂ 突起部
３５ｃ 基部
３６ 弾性係合突部（第２の保持部）
３６ａ 切欠き部
３６ｂ 突起部
３６ｃ 弾性アーム部
３６ｄ テーパ部
３７ 半導体パッケージガイド部
３８ 落下防止部
３９ 収容部
４０ 基板
４１ 電気接続用パッド
４２ 放熱用パッド
４３ フレーム半田付け用パッド
４６ 固定孔
５０ ベースシェル
６０ ヒートシンク
６２ａ 台部
６２ｂ 放熱フィン
７０ ＬＥＤソケットコネクタ
７１ 第１の経路
７２ 第２の経路
７３ 第３の経路
７４ 第４の経路
８１，８２ 矢印

Claims (14)

1. 下面に平面状の電気接続端子及び放熱端子を有する半導体パッケージを基板に接続する電気接続部材であって、板状の弾性体と、該弾性体の上面から下面側に連続するように配設された電気接続用導体及び放熱用導体とを備え、前記基板上に搭載し上方から前記半導体パッケージを押圧することで、前記半導体パッケージの前記電気接続端子及び前記放熱端子と前記基板の電気接続用パッド及び放熱用パッドとの間を前記電気接続用導体及び前記放熱用導体を介してそれぞれ電気的、且つ熱的に接続可能にしたことを特徴とする電気接続部材。
2. 請求項１に記載の電気接続部材において、前記電気接続用導体及び前記放熱用導体はそれぞれ金属薄膜からなることを特徴とする電気接続部材。
3. 請求項１又は２に記載された電気接続部材において、前記電気接続用導体及び放熱用導体は、前記弾性体の上面から下面にかけて巻き回すように配設された絶縁フィルムの表面に夫々形成されていることを特徴とする電気接続部材。
4. 請求項３に記載の電気接続部材において、前記弾性体の上面または下面と前記絶縁フィルムとの間にベースフィルムが配設され、該ベースフィルムの両端に前記弾性体の両端から外方に突出するように形成された位置決め用突片を有することを特徴とする電気接続部材。
5. 請求項１乃至４の内のいずれか一項に記載の電気接続部材において、前記弾性体は、前記電気接続用導体に対応する部分の電気接続用弾性部と、前記放熱用導体に対応する部分の放熱用弾性部とに分割されていることを特徴とする電気接続部材。
6. 請求項５に記載の電気接続部材において、前記放熱用弾性部は、熱伝導性に優れた材料からなることを特徴とする電気接続部材。
7. 請求項１乃至５の内のいずれか一項に記載の電気接続部材と、前記電気接続部材を保持するフレームとを有するソケットコネクタであって、前記フレームは、基板上に固定する基板固定部と、上下に貫通し、前記電気接続部材と前記半導体パッケージを重ねて収容する収容部と、前記電気接続部材と前記半導体パッケージを前記基板に押圧接続した状態で前記収容部に保持する保持部とを有することを特徴とするソケットコネクタ。
8. 請求項７に記載のソケットコネクタにおいて、前記保持部は、前記収納部を構成する内壁面のうち第１の方向で互いに対向する内壁面であって、その一方の内壁面に前記収容部内に突出するよう設けられた固定係合突部と、他方の内壁面に前記収容部内に突出するよう設けられた弾性係合突部とを備え、前記半導体パッケージを前記収容部に収容する際に、該半導体パッケージの前記第１の方向で対向する一方の側部を前記固定係合突部の下側に係合し、他方の側部を下方に押圧して前記弾性係合突部を弾性的に通過させその下側に係合させることで、前記電気接続部材及び前記半導体パッケージを前記収容部に収容保持することを特徴とするソケットコネクタ。
9. 請求項８に記載のソケットコネクタにおいて、前記弾性係合突部は、前記他方の内壁面に、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿うように且つ前記第１の方向に弾性変位可能に設けられた片持ち梁状の弾性アームと、前記弾性アームの自由端に前記収容部内に突出するよう設けられた突起部とを有することを特徴とするソケットコネクタ。
10. 請求項９に記載のソケットコネクタにおいて、前記突起部の上面は、前記半導体パッケージの前記他方の側部を下方に押圧して前記突起部を通過させる際に、前記半導体ケージの前記他方の側部が当接して前記突部を前記他方の内壁面内側に没入させるテーパ面に形成されていることを特徴とするソケットコネクタ。
11. 請求項７乃至１０の内のいずれか一項に記載のソケットコネクタにおいて、前記収納部を構成する内壁面であって前記第１の方向と直交する第２の方向で対向する内壁面には、前記電気接続部材の位置決め用突片が挿入され、前記電気接続部材を前記収納部内の所定位置に収容案内し位置決めする電気接続部材用ガイド溝が形成されていることを特徴とするソケットコネクタ。
12. 請求項７乃至１１の内のいずれか一項に記載のソケットコネクタにおいて、前記収納部を構成する内壁面には、前記半導体パッケージの外形部分を規制し、該半導体パッケージを前記収納部内の所定位置に収容案内し位置決めする半導体パッケージ用ガイド部が形成されていることを特徴とするソケットコネクタ。
13. 請求項７乃至１２の内のいずれか一項に記載のソケットコネクタにおいて、前記収容部の下側開放面には、前記収容部内に突出し前記電気接続部材が下方へ落下するのを防ぐ落下防止部が設けられていることを特徴とするソケットコネクタ。
14. 請求項７乃至１３の内のいずれか一項に記載のソケットコネクタにおいて、前記フレームは、金属板から打ち抜き折り曲げ形成されていることを特徴とするソケットコネクタ。

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