JP4956609B2

JP4956609B2 - ファインピッチ電気接続アセンブリのための複合端子

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Publication number: JP4956609B2
Application number: JP2009501680A
Authority: JP
Inventors: ジェームスジェイ．ラスバーン
Original assignee: グリフィクスインコーポレーティッド
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2027-03-19
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Description

本発明は、第１回路部材を１又は複数の第２回路部材に電気的に接続する電気接続アセンブリ（電気インターコネクトアセンブリ）のための複合端子（コンポジットコンタクト）、特に、複合端子の機械的性質のための１又は複数のポリマー層に主に頼る複合端子に関する。

コンピュータ分野で利用されるこれらコネクターのコネクターデザインの最近のトレンドは、様々な回路デバイスの間に高密度と高信頼性の両方のコネクターを設けることである。このような接続の高信頼性は、デバイスの不適切な接続により生じる潜在的なシステム障害のために重要である。さらに、コネクター、カード、チップ、ボード及びモジュールなどの様々なコンポーネントの効率的な修復、アップグレード、テスト及び／又は交換を保証するために、このような接続が最終製品において分離可能かつ再接続可能であることが非常に望ましい。

めっきスルーホール又はバイアスにはんだ付けされたピン形コネクターは今日最も工業において一般的に使用されている。コネクターボディ上のピンはプリント回路基板のめっきスルーホール又はバイアスに挿入され、従来の機構を用いてそこにはんだ付けされる。別なコネクター又はパッケージ半導体デバイスは、機械干渉又は摩擦によりコネクターボディによって挿入され、保持される。これらのコネクターをプリント回路基板にはんだ付けするプロセスに使用されるスズ鉛合金はんだ及び関連する化合物は、それらの環境への影響のため益々監視されるようになった。これらのコネクターのプラスチックハウジングは、はんだ付けプロセスの間多大な熱作用を受ける。これは、コンポーネントにストレスを与え、信頼性を脅かす。

コネクターボディのはんだ付け端子は、一般的に、コネクターで接続されたデバイスの機械的サポートであり、初期故障や導通の損失を潜在的に生じさせる、疲労、応力変形、はんだ橋絡及び共平面性エラーを受ける。特に、組合せコネクター又は半導体デバイスがプリント回路基板に取り付けられたコネクターに挿入・除去されると、回路基板にはんだ付けされた端子の弾性限界が超えられ、導通が失われる。これらのコネクターは一般的に、デバイスの２，３の挿入・除去より信頼できない。これらのデバイスは、特に高周波数又は低電力コンポーネントのシステム性能を劣化させる比較的長い電気的長さを有する。これらのコネクターを用いて作られる隣接するデバイスリード間のピッチ又は分離も、ショートの恐れのため制限される。

別な電気接続方法は、金などの柔らかい金属ワイヤの機械的又は熱圧縮を含む、ある回路と別な回路のワイヤボンディングとして知られている。しかしながら、このようなボンディングは、場合により生じるワイヤ切断とワイヤ操作の付属の機械的困難さのために高密度接続に直ちには役に立たない。

別な電気接続技術には、それぞれの回路素子の間のはんだボールなどの設置がある。はんだはリフローし、電気接続を形成する。この技術が様々な構造のための高密度接続をもたらすことに成功したが、この技術では回路部材の滑らかな分離とその後の再接続は可能でない。

多数の導電経路を有するエラストマーは、接続デバイスとして使用されてきた。エラストマーシートに埋め込まれた導電素子は、エラストマーシートと接触した２つの対向するターミナル間の電気接続を与える。導電素子を保持するエラストマー材料は使用の間圧縮され、導電素子の移動を可能にする。このようなエラストマーコネクターは、適切な電気接続を実現するために端子当たりの比較的大きい力を必要とし、合せ面の非平面性を悪化させる。導電素子の位置は一般的に制御できない。エラストマーコネクターは、関連する回路素子の接続を介して比較的高い電気抵抗を示す。回路素子との接続は、ダスト、デブリ、酸化、温度変化、振動及び接続に悪影響する他の環境要素に反応する。

一般的に、優れた電気性能経路を作るために、金属導体は短く、好ましくは低いインダクタンス環境を供するように広くなければならない。これはスタンプメタルを用いた幾つかの伝統的な端子構造では非常に難しい。非常に小さく広い端子はスプリングのような大きいコンプライアンスを有しないからである。端子が小さくなり、それらの間隔が減少するにつれて、端子の構造は非常に複雑になり、製造が難しくなる。

たいていの電気端子（電気接点）は、金属を打ち抜き及び成形して正確な形状にし、次いでこれらをプラスチック絶縁体ハウジングに組み立てることで作られる。これらの端子部材は一般的に、端子部材を位置決めし、その露出した金属部分が隣接する端子の金属部分に触れるのを防ぐプラスチック又は絶縁ハウジングに挿入される。デザイン特徴は、ハウジング内の保持をもたらし又はスプリングの曲げ特性を最大化するように具体化される。これらの特徴は、しばしば電気経路の断面の変化を作り、又は信号クオリティを劣化させる傾向のある寄生効果又はスタブ効果を与えうる余分な金属を作る、伝統的な端子部材自体に組み込まれなければならない。

他方で、伝統的なフレキシブル回路は、ポリイミドまたは液体結晶ポリマーの層と接続した銅の薄層を使用する。回路の性質は、電気回路を破損することなく曲がり、撓むことができる。これらの回路は一般的に、電気信号を著しく劣化させない精密許容差及び特定配置で全くただちに設計される。しかしながら、フレキシブル回路の導電トレースは、従来のコネクターアセンブリに使用するにはフレキシブルすぎる。導電トレースはフレキシブルすぎて、回路部材に電気的に接続し続けるための十分な通常の力が得られない。フレキシブル回路の導電トレースが伝統的なコネクター又はソケットに使用される場合、端子は異常に撓み、通常の端子のように跳ねかえらず、開路（オープンサーキット）になるだろう。

２００５年５月１７日に出願された「コンプライアントインターコネクトアセンブリ」というタイトルのＵＳ特許シリアルナンバー１１／１３０４９４ＵＳ５９１３６８７ＵＳ６１７８６２９ＵＳ６２４７９３８２００５年１０月１９日に出願された「ファインピッチエレクトリカルインターコネクトアセンブリ」というタイトルのＵＳ特許出願シリアルナンバー１１／２５３５１０

本願の様々な実施形態は、第１回路部材と１又は複数の第２回路部材を電気的に接続する電気接続アセンブリのための複合端子に関する。本発明はまた複合端子に関する。

複合端子は、少なくとも１つの積層ポリマー層を備えたフレキシブル導電部材を有する。ポリマー層は好ましくは、プリント回路又はＩＣデバイスなどの、少なくとも２つの外部回路部材に電気接続ポイントを与える露出部分を除いたフレキシブル導電部材を取り囲み又は包む。それに代えて、ポリマー層の間に挟まれるとき、導電部材のサイドエッジは露出してもよい。

ポリマー層は絶縁体として作用し、伝統的なソケット又はコネクター用途で動くための複合端子のほとんどの機械的性質をもたらす。好ましくは、導電部材の所望の領域だけが電気接触のために露出される。この特徴は、端子をショートさせないために使用されるハウジングの伝統的な絶縁特性の必要性をなくし又は大いに減少させる。

ポリマー層は、このようなハウジングに使用される伝統的なプラスチックのその上に一定に改良された誘電体を有する材料からなってもよい。結局、得られる複合端子は導電経路に沿って増加した電気性能をもたらす。ハウジングの絶縁壁の必要性も減ることで、ハウジングの複雑さとサイズが減少する。結局、本発明の複合端子は、従来のコネクターより細かいピッチで配置される。１つの実施形態では、複合端子は、電気性能に影響することなく互いに触れることもできる。

ポリマー層の本来異なる物理的性質は、特定の領域の、又はより多くの伝統的な端子又はスプリングの機械的性質を与える特定の物質特性を有する別な弱い導電部材を支持する。ポリマー層はまた、はんだがリフロープロセスの間導電部材の長さに沿ってウィッキング（這い上がり）するのを防ぐ。

別な実施形態では、ポリマー層は、メインアライメント・インターフェース部分として構成され、露出した金属先端は回路部材の導電表面に単純に接触する。１つの実施形態では、ポリマー層は、回路部材及び／又はハウジングと機械的インターフェース又は機械的インターロックを形成する。

伝統的な端子部材は金属先端にはんだを集める傾向があり、これが接触抵抗の増大と偶発的な接触不良を生じる。１つの実施形態では、ポリマー層は、ボールグリッドアレーのボールとの機械的インターロック、例えばスナップフィット関係を形成するように構成された係合特徴を有する。プラスチック部分は回路部材とのインターフェースの大部分を与える。係合特徴は、穴、凹部、突起部、とげ（バーブ）、又ははんだ部材に機械的に連結若しくは係合する様々な他の構造でもよい。タブ及び／又は係合特徴は、はんだ部材と係合するように塑性的及び／又は弾性的に変形してもよい。はんだ部材は、球状、立方体、六角形又は様々な他の形状でもよい。他の実施形態では、係合はインターフェースでの互いに対するコンポーネントの位置決めをする。

１つの実施形態では、導電部材の露出した金属先端は、例えばロジウムなどの、はんだ汚れの効果を減少させるために特別な物質でめっきされる。別な実施形態では、導電部材の露出した金属先端は、繰り返しはんだに穴をあけるためフォーカスされた圧力点を与えるように成形される。本発明の複合端子のプラスチック部分の性質は、毎日のプロセスを用いてめっきを集中させるのに使用されるナチュラルマスクを与える。別な実施形態では、プリント回路基板の作り方と同様に、導電部材のベースメタルの異なる部分は、プロセスの間異なるときに異なる部分を露出することで様々に処理されてもよい。

幾つかの実施形態の複合端子は、所望のばね力を備えた複合端子を作るために少なくとも２以上の異なる物質の機械的性質を組み合わせる。例えば、非常に薄い導電部材と非常に薄いポリマー層は非常にフレキシブルで、一般的によいスプリングを作らない。しかし、層の組み合わせは、異なって反応する複合スプリングをもたらす。層は互いを支持し、組合せが所望のばね力を与えるように設計される。本発明の複合端子は場合によっては、弱い又は固い局所領域を有する特定領域又は方向に曲げを導く様々な層、構造又は物質を有してもよい。プラスチックは金属とは異なってより曲がるので、ラミネートは、導電部材自体が曲がるのとは異なってより曲がり、跳ね返る。

特定形状のポリマー層は、特定方向の曲げを誘起又は抑制するために戦略的な位置に追加される。プラスチックのスプリング層は、それが所望の曲げ特性及び力をもたらすように成形される。加えて、複合端子は、スプリットフレックスを可能にするように切断されてもよい。端子の反対側に位置したスプリング部材により、スプリット複合端子は反対方向に曲がる。フレキシブル端子構造の性質のために、マルチプル導電ビームが曲げられ、マルチプル信号経路又はターミナル係合ビームが創出される。

隣接する端子間のピッチが最大の信号保全性を可能にするので、本発明の複合端子は、導電部材の経路を短く、真っすぐで、広くすることができ、ポリマー部分は機械的保持又はスプリング特徴を有する。

本発明の複合端子は好ましくは、回路部材及び／又はハウジングの一つとプレスフィット、インターロッキング又はスナップフィット関係の一つを形成する。１つの実施形態では、ハウジングは、第１表面と第２表面の間に延在する多数の実質的に非成型（non-moldable）の開口を形成する多数の層を有する。複合端子をハウジングにプレス又はパチンと留めるのに使用される係合又はインターロッキング特徴が、好ましくはプラスチック部分に組み込まれる。少なくとも１つの複合端子は、実質的に非成型開口の１つとインターロッキング関係を形成する。開口は好ましくは、様々な回路部材と係合するように２次元アレーで配列される。

１つの実施形態では、ハウジングの少なくとも１つの層又は部分が、複合端子を支持するエラストマー材料である。エラストマーハウジングは複合端子の周りに成型され又は複合端子が挿入される開口により形成される。

シール層が場合により、少なくとも１つの第１表面及び第２表面に沿うハウジングと複合端子の間の開口を実質的にシールする。シール層は好ましくは硬化性ポリマー材料からなる。１つの実施形態では、ポリマー層は複合端子をハウジングに固定するようにオーバーモールド成型される。

１つの実施形態では、導電部材は、２つのループを形成する蛇行形状を有する第１及び第２ビームを有する。第１ビームは、第２ビームからある離散位置においてベース部分に取り付けられると好ましい。１つの実施形態では、第１及び第２ビームは、それぞれの基部端部と末端部の間の位置で重なり、第１ループを形成する。第１及び第２ビームの末端部は第２ループを有する。１つの実施形態では、第１又は第２回路部材の１つと係合すると、第１及び第２ビームの末端部はループを形成する。

図１は、本発明の実施形態に従う複合端子５２を有する電気接続アセンブリ５０の側面断面図である。複合端子５２は側面断面図と正面断面図で示されている。図１の右側の複合端子５２は、第１及び第２ポリマー層５６，５８に取り付けられた導電部材５４を示す。図１の左側の複合端子５２は、ポリマー層５８は除去されている。

ここで、用語「ポリマー層」は、例えばポリエチレン、軽量ポリエステル複合物、ポリ塩化ビニル、カプトン（登録商標）ポリイミドフィルム又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの、成型可能（moldable）な誘電体又は絶縁材料の１又は複数の層を言う。導電部材は、例えば金、銅又はＢｅＣｕなどの導電材料である。

１つの実施形態では、導電部材５４は、ポリマー層５６，５８の間に挟まれ、場合により導電部材５４のサイドエッジの少なくとも一部は露出したままである。例えば、導電部材５４の１又は複数のサイドエッジは領域８８で露出し、回路層８６と電気的に連結することができる。しかし好ましくは、導電部材５４は、露出した第１インターフェース部分６０と第２インターフェース部分６２を除き、ポリマー層５６，５８の間に実質的に包まれ又は囲まれる。

ポリマー層５６，５８は、隣接ピースに似るように溶着又は接着されると好ましい。ポリマー層５６，５８は、ベース材料又はシード層の接着、機械的溶解、融解の使用、又は半導体パッケージ又は回路製造プロセスで使用される析出技術の使用に適合する。以下に詳細に説明するように、ポリマー層５６，５８は、必要な形状に基づき変更されうる制御された又は設計された機械的性質を有する。導電部材５４は、積層（ラミネーション）の前又は所望の機能を与える特徴や形状を作った後にプリント、エッチング、レーザーカット、スタンプ又は成型される。１つの実施形態では、導電部材５４は、例えばプリンティング又はエッチングによりポリマー層５６，５８の１つに直接形成される。次いで、反対のポリマー層は導電部材５４の上に積層される。

複合端子５２は、例えばフレキシブル回路、リボンコネクター、ケーブル、プリント回路基板、ボールグリッドアレー（ＢＧＡ）、ランドグリッドアレー（ＬＧＡ）、プラスチックリードチップキャリア（ＰＬＣＣ）、ピングリッドアレー（ＰＧＡ）、小型化集積回路（ＳＯＩＣ）、デュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）、クワッドフラットパッケージ（ＱＦＰ）、リードレスチップキャリア（ＬＣＣ）、チップスケールパッケージ（ＣＳＰ）又はパッケージ若しくはパッケージされていない集積回路などの非常に様々な回路部材と電気的に連結するように設計される。

ポリマー層５６，５８の部分６４は、係合特徴６６を形成する。図示の実施形態では、係合特徴６６は、第１回路部材７２上のはんだボール７０の形状に全体的に対応する形状を有する１組の対向凹部６８を有する。第１回路部材７２は接続アセンブリ５０に向かって押圧されると、はんだボール７０が、凹部６８とスナップフィット、圧縮及び／又はインターロックなどの係合を形成するまで、係合特徴６６は方向７４に外側に撓む。ここで使用する用語「回路部材」は、例えば、パッケージ集積回路デバイス、パッケージされていない集積回路デバイス、プリント回路基板、フレキシブル回路、ベア−ダイデバイス、有機又は無機サブストレート、リジッド回路又は電流を運ぶことができる他のデバイスを表す。

ここで用いる「インターロッキング」及び「インターロック」は、例えばフッキング、スナップフィット、ノンバインド締り嵌め、ダブテーリングなどにより、ある部分が別な部分により捕えられ又は捕捉され、当該部分の１つの少なくとも一部が少なくとも１自由度で他の部分に対して動くことができる機械的連結を表す。「インターロッキング特徴」は、インターロッキングのための構造を表す。ここで用いられる「スナップフィット」は、複合端子及び／又はハウジングの実質的な弾性変形によるインターロッキングを表す。

はんだボール７０はプラスチック部分６４と係合するので、挿入力は比較的小さくなる。加えて、プラスチック係合特徴６６は、挿入の間溝を形成せず、はんだボール７０に損傷も与えない。本発明の複合端子は、比較的薄い導電部材５４にほとんど又は全く機械的応力を与えない挿入プロセスを可能にする。

第２インターフェース部分６２は、一般的にはんだにより第２回路部材８２上の端子パッド８０と電気的に連結するように構成されている。ポリマー層５６，５８は、第２インターフェース部分６２の周りのはんだがハウジング８４にウィッキングするのを防止する。

図示の実施形態では、ハウジング８４は複合端子５２上の連結特徴８８と係合する端子連結層８６を有する。図示の実施形態では、連結特徴８８は、連結層８６とインターロック又は連結する狭い領域である。それに代えて、連結特徴８８は、突起、不規則若しくは非対称なエッジ、又はハウジング８４と係合するのに適合する様々な他の構造でもよい。

調整層９０は、第２回路部材８２上の端子パッド８０に対応する所定位置に第２インターフェース部分６２を配置する機能を有する。安定化層９２は、係合特徴６６の偏向を方向７４に制限する。層８６，９０，９２は選択的に接着され又は接着されず、隣接材料又は切り離し可能層を与える。ここで使用される「接着（ボンド）」又は「ボンディング」は、例えば接着結合、溶剤結合、超音波溶接、熱接着、又はハウジングの隣接層をくっつけるのに適切な他の技術を表す。

ハウジング８４は好ましくは、主に複合端子５２の位置決めと機械的支持のために設計される。ハウジング８４は、保持のため又は屈曲を誘起する干渉点を作るためにも使用される。別な実施形態では、モノリシック層ハウジング又は単一層ハウジングが使用される。層８６，９０，９２は同じ又は多数の材料タイプから構成されてもよい。層８６，９０，９２は、熱膨張差で生じる応力を除去するために場合により選択的に積層される。

ハウジング８４は、プラスチックなどの誘電材料で構成されてもよい。適切なプラスチックは、フェノール樹脂、ポリエステル、及びフィリップスペトロリアム社製のＲｙｔｏｎ（登録商標）などがある。それに代えて、ハウジング８４は、アノード表面などの非導電表面を有する、アルミニウムなどの金属から構成されてもよい。幾つかの用途のために、金属ハウジングは複合端子のさらなるシールドを与えてもよい。別な実施形態では、ハウジングは電気システムにアースされ、従って制御されたインピーダンス環境が得られる。複合端子の幾つかは、金属ハウジングの非コーティング表面に接触させることでアースされる。ここで用いる「電気的に絶縁のコネクターハウジング」又は「モジュールハウジング」は、前述のように、複合端子とハウジングの望まれない導電性を防ぐために非導電材料の又は実質的に非導電材料でコーティングされたハウジングを表す。

離散層８６，９０，９２は、高価な成型工具の必要なくエッチング又は切除及びスタックされる。層８６，９０，９２は、成型又は加工により一般的に可能なものよりかなり大きいアスペクト比を有するハウジング特徴を創出する。層８６，９０，９２はまた、ここで「非成型特徴」と呼ぶ、従来の成型又は加工技術を用いて作るのが難しい又は一般的に可能でない内部特徴、アンダーカット又はキャビティの創出を可能にする。本発明のハウジングはまた、金属、セラミック又は別な満たされた樹脂などの補強層を加え、成型又は加工部分が歪みうるところの平坦さを維持することができる。

ハウジング８４の層８６，９０，９２はまたオプションで、特許文献１（これは参照により組み込まれる）に開示されるような回路を含む。電力、アース及び／又はデカップリングキャパシタンスが層８６，９０，９２に若しくは間に、又はピンの間に加えられてもよく、埋め込みＩＣデバイス又はＲＦアンテナなどの独特な特徴が場合により組み込まれてもよい。あるケースでは、ＺＩＦ又はストリッパープレート作動メカニズムなどの、デバイス挿入又は取り外しのアシストのために付加的な層が使用されてもよい。従って、接続アセンブリ５０は、従来の成型又は加工技術を用いて可能でない方法により高められる。

１つの実施形態では、層８６は、例えば接地平面又は電力平面などの回路層である。当該回路層８６はオプションで、連結特徴８８に隣接した導電部材５４と電気的に連結する。複合端子５２を回路層８６に選択的に連結することで、接続アセンブリ５０は、電流コネクター構造ではすぐには手に入らない接続性をもたらす。

接続アセンブリ５０は、細かい端子−端子間隔（ピッチ）で、端子屈曲クリアランスを可能にするため、非成型特徴を有する内部キャビティを有する高いアスペクト比のスルーホール及びスロットの創出を可能にする。本発明の接続アセンブリ５０は、１．０ｍｍピッチ、より好ましくは約０．８ｍｍのピッチ、最も好ましくは約０．５ｍｍのピッチで、１０００〜２５００Ｉ／Ｏレンジのピン数を収容する。このようなファインピッチ接続アセンブリは、通信、ワイヤレス及びメモリーデバイスに特に有用である。

接続アセンブリ５０は、複合端子を位置決め、指向及び保持するため、複合端子５２を下側層にプレスフィットさせ、リフローの間はんだ又はフラックスウィッキングを防止するためインターフェースをシールする機能を有する。はんだ析出形成及びウィッキング防止を改善するため、（プリント回路基板及びＩＣパッケージになされるような）後挿入はんだマスクが加えられてもよい。

積層プロセスは、補強層、スペーサー、回路及び／又は保護層を接続アセンブリ５０に加える。積層システムはまた、高いアスペクト比の複合端子の創出を可能にし、クワッド端子ビームシステムでも、端子の物理的高さのほとんど８０〜９０％が垂直に圧縮される。高さが低く（ロー・プロファイル）、システムのプリント配線板にはんだ付けされる、本発明の低コストの高い信号性能接続アセンブリ５０は、特にデスクトップ及びモバイルＰＣアプリケーションに有用である。

本発明の接続アセンブリ５０の使用により、製造者はシステム製造の間高価なＩＣデバイスを取り付けることができ、代替の回路基板をストックすることなくシステムを後にカスタマイズする機会が得られる。本発明の接続アセンブリ５０により、システムを分解し又は回路基板を作り直す必要なくその分野（又はＯＥＭ）で初期リリースＩＣデバイスを新たなＩＣデバイスに交換することができる。鉛のないエレクトロニクスに対するトレンドは本発明の接続アセンブリの魅力を増している。ＩＣ供給者は、鉛含量を減らすためそれらのパッケージ又はデバイスからはんだボールを省くことができる。

ここで開示される接続アセンブリは場合により、特許文献２〜４（これらは全て参照により組み込まれる）に開示される交換可能なチップモジュールなどの複数回路部材を受容するように設計されてもよい。

図２は、簡明のためにハウジングが除去された、本発明の別な実施形態に従う別な接続アセンブリ１００を示す。ここで開示される全てのハウジングは別な接続アセンブリ１００を用いて使用できる。複合端子１０２は側面断面図及び正面断面図で示されている。はんだ１０４は第２インターフェース部分１０６を第２回路部材１０８に結合する。ポリマー層１１６，１１８ははんだ１０４が導電部材１１０の長さに沿ってウィッキングするのを防止する。

図示の実施形態では、導電部材１１０は、第２インターフェース部分１０６から突出する一組のビーム１１２，１１４を有する。第１及び第２ポリマー層１１６，１１８は好ましくは、第１インターフェース部分１２０と第２インターフェース部分１０６を除き導電部材１１０を実質的に包み又は囲む。

ポリマー層１１６，１１８の部分１２２は、第１回路部材１２８のはんだボールとスナップフィット又はインターロッキング、圧縮関係を形成する係合特徴１２４を有する。図２の実施形態では、はんだボール１２６が挿入されると、係合特徴は軸１３０に沿って外側に撓む。ビーム１１２，１１４も係合特徴１２４と共に撓んでもよい。

図３は、簡明のためにハウジングが除去された、本発明の実施形態に従う別な接続アセンブリ１５０の側面断面図を示す。複合端子１５２は側面断面図及び正面断面図の両方で示されている。導電部材１５４は、第１インターフェース部分１５８と第２インターフェース部分１６０の間に位置する多数の開口１５６で構成されている。開口は、スタンピング、エッチング、レーザードリル、モールド又は他の様々なプロセスで形成される。図示の実施形態では、開口は、第１及び第２インターフェース部分１５８，１６０の間の領域の導電部材１５４の可撓性を増加させる働きをする。

図３の実施形態では、ポリマー層１６４，１６６の部分１６２は第１回路部材１７０のはんだボール１６８を第１インターフェース部分１５８に係合・整列させる働きをする。はんだボール１６８は、はんだ、圧縮、導電ペースト又は他の様々な技術により第１インターフェース部分１５８と電気的に接続される。ここで用いる「機械的に連結」及び「機械的連結」は、インターフェースにおいて２以上のコンポーネントを互いに位置決めするための１又は複数の物理的構造を言う。機械的連結は、インターロッキング係合とノンインターロッキング係合の両方を含む。

図４は、本発明の実施形態に従う別な接続アセンブリ２００の側面断面図を示す。複合端子２０２の側面断面図及び正面断面図がある。図示の実施形態では、導電部材２０８の第１及び第２インターフェース部分２０４，２０６は強度を増加するためめっきされている。プラスチック２１２の補強層が場合によりポリマー層２１０に貼り付けられる。

導電部材２０８の第１及び第２インターフェース部分２０４，２０６の露出した金属先端部は、はんだ汚れの影響を低減するため例えばロジウムなどの特別な物質でめっきされる。別な実施形態では、導電部材２０８の露出した金属先端部は、はんだに繰り返し穴をあけるためフォーカスされた圧力点を与えるように成形される。本発明の複合端子のポリマー層２１２の性質は、日常プロセスを用いた集中めっきに用いられるナチュラルマスクをもたらす。別な実施形態では、導電部材２０８のベースメタルの様々な部分が、プリント回路基板の作り方と同様に、プロセスの間様々なときに様々な部分を露出することで様々に処理される。

図５は、本発明の実施形態に従う別な接続アセンブリ２５０の側面断面図を示す。複合端子２５２は、Ｕ型構造で配置された細長い導電部材２５４を有する。ポリマー層２５６，２５８は、導電部材２５４のビーム２７０，２７２を実質的に包み、第１及び第２インターフェース部分２６０，２６２は露出したままである。図示の実施形態では、第２インターフェース部分２６２は、導電部材２５４のループを有する。第１インターフェース部分２６０は図１に示されるものと実質的に同じである。

ポリマー層２５６，２５８の凹部又は狭い領域２６４は、所望の指向及び間隔で導電部材２５４のビーム２７０，２７２を維持するため、ハウジング２６８の端子連結層２６６と係合する。いったん複合端子２５２がハウジング２６８に挿入されると、第２インターフェース部分２６２は、第２回路部材２８２の端子パッド２８０に押し付けられるときに撓む。

図６は、本発明の実施形態に従う別な接続アセンブリ３００の側面断面図を示す。複合端子３０２は、凹部３０８のハウジング３０６に連結したポリマー層３０４を有する。層３０４は、ハウジング３０６の開口３１０を通って延在し、導電部材３１２が、下側表面３１２からハウジング３０６の上側表面３１４に延びる弧（アーク）を形成する。

第２ポリマー層３１６は好ましくは、導電部材３１２が、第１インターフェース部分３１８及び第２インターフェース部分３２０を除いて実質的に包まれるように設けられる。この文脈での「上側」及び「下側」の指定は、単に端子装置及びそれが使用される環境の異なる部分を区別するためのものである。これらのそして他の方向の指定は本発明の範囲を制限する意図ではなく、ハウジングに特定の方向に指向するよう要求するものではない。

図示の実施形態では、第１層３０４は好ましくは、第２インターフェース部分３２０を第２回路部材３２４上の端子パッド３２２に押し付けるためのスプリングのように作用するように、ある量の弾力性を有する。第１インターフェース部分３１８は好ましくは、第１回路部材３２６に電気的に接続するように上側表面３１４の上に延在する。１つの実施形態では、第１インターフェース部分３１８は、穴３２８とハウジング３２６にスライドすることができる。層３０４，３１６は好ましくは、上側表面３１４の上に第１インターフェース部分３１８を維持するためのバイアス力をもたらし、第１回路部材３２６との圧縮インターフェースをもたらす。従って、第１インターフェース部分３１８はスプリングのように作用する一方、第１回路部材３２６と係合する。

図７Ａ，７Ｂは、本発明の実施形態に従う別な複合端子３５０の正面及び側面断面図を示す。図７Ａに最良に示されるように、導電部材３５２は、複合端子３５０の長さに沿ってデファレンシャルの撓みを与えるように構成される。図示の実施形態では、上側部分３５４は下側部分３５６より大きいコンプライアンスを有する。導電部材３５２及び包囲ポリマー層３５８，３６０の形状は、本導電端子３５０のどの部分に沿っても様々な量の撓み及びコンプライアンスをもたらすように構成される。

図８Ａ，８Ｂは、本発明の実施形態に従う別な複合端子３７０の正面及び側面断面図を示す。導電部材３７２及びポリマー層３７４，３７６は、複合端子３７０のための中央屈曲軸を与えるように狭い領域３７８により構成される。

図９Ａ，９Ｂは、本発明の実施形態に従う別な複合端子４００の正面及び側面断面図を示す。導電部材４０２は中央スロット又は開口４０４により構成され、ビーム４０６，４０８はそれぞれ第１及び第２インターフェース部分４１０，４１２で実質的に合わさる。開口４０４は幾つかのアプリケーションのための所望の電気的性質を与える。

本複合端子技術は、一般に指定される特許文献５（これは参照により組み込まれる）に開示されるような、様々な他の端子構造によって使用される。

図１０Ａ，１０Ｂは、ポリマー物質４５４に埋め込まれた又は取り囲む複合二重ループ導電部材４５２を有する別な複合端子４５０を示す。導電部材４５２の先端４５６，４５８は、第１インターフェース部分を有する。先端４５６，４５８は好ましくは、上述のようにめっきされる。領域４６０は第２インターフェース部分を有する。

ポリマー物質４５４の部分４６２はタブ４６４，４６６を有する。タブ４６４，４６６は１又は複数の係合特徴４６８を有する。図１０Ｂに最良に示されるように、係合特徴４６８は、はんだ部材４７０に機械的に係合するように構成される。はんだ部材４７０は部分４６０と電気的に接続する。図示の実施形態では、タブ４６４，４６６は、圧縮又はインターロッキングにより２つのサイドではんだ部材４７０に係合する。タブ４６４，４６６及び係合特徴４６８は、一般に指定される特許文献５（先に参照により組み込まれた）に開示されるように様々な方法の構成である。

図１１は、本発明の実施形態に従う別な接続アセンブリ５００の側面断面図を示す。複合端子５０２は、Ｕ型構造で配置された細長い導電部材５０４を有する。ポリマー層５０６，５０８は、導電部材５０４のビーム５１０，５１２を実質的に包み、第１及び第２インターフェース部分５１４，５１６は露出したままである。図示の実施形態では、ポリマー層５０６，５０８はそれぞれ２以上の層を有してもよい。

図示の実施形態では、第２インターフェース部分５１６は導電物質５０４のループ５１８を有する。図示の実施形態では、ループ５１８は１８０°以上のまわりに延びるアイレット構造である。従って、ループ５１８は、圧縮により第２回路部材５２２と係合するとき外側に撓む。

導電物質５０４が係合特徴５２６の凹部５２４の周囲に実質的に延びることを除き、第１インターフェース部分２１４は実質的に図１に示されるものと同じである。ハウジング５２８は好ましくは全体的に平行な構造でビーム５１０，５１２を維持し、第１回路部材５３２上のはんだ部材５３０と係合特徴５２６の係合を容易にする。

図１２は、本発明の実施形態に従う別な接続アセンブリ５５０の側面断面図を示す。複合端子５５２は、Ｕ型構造で配置された細長い導電部材５５４を有する。ポリマー層５５６，５５８は、導電部材５５４のビーム５６０，５６２を実質的に包み、第１及び第２インターフェース部分５６４，５６６は露出したままである。図示の実施形態では、ビーム５６０，５６２のそれぞれは２つの付加的なビーム５６１Ａ，５６１Ｂ，５６１Ｃ（ビーム５６１Ｄ図示せず）に分かれている。

図示の実施形態では、第２インターフェース部分５６６は導電物質５５４のループ５６８を有する。第１インターフェース部分５６４は、ビーム５６１の露出した先端５７０Ａ，５７０Ｂ，５７０Ｃ（先端５７０Ｄ図示せず）を有する。図示の実施形態では、先端５７０は一般的に長方形構造で配置される。本複合端子５５２の柔軟な性質のため、ハウジング５７２は様々な構造でビーム５６１を独立して位置決めでき、それで先端５７０は第１回路部材５７６上の対応する端子表面５７４と係合するように配置される。

図１３は、本発明の実施形態に従う別な接続アセンブリ６００の側面断面図を示す。複合端子６０２は、側面及び正面断面図の両方で示されている。ポリマー層６０６，６０８の部分６０４は、第１回路部材１７０のはんだボール６１０を第１インターフェース部分６１２に整列させる働きをする。はんだボール６１０は、はんだ、圧縮、導電ペースト及び他の様々な技術により第１インターフェース部分６１２と電気的に接続される。

複合端子６０２は、エラストマー材料から構成されたハウジング６１４内に配置される。エラストマーハウジング６１４は、複合端子６０２の外側の回復力を与える。従って、複合端子６０２は疲労することなく多数回作動できる。また、ポリマー層６０６，６０８及び／又は導電部材６１６は極めて薄く、柔軟である。ポリマー層６０６，６０８が薄い実施形態では、補充補強層６１８が、第１インターフェース部分６１２の近傍で複合端子６０２に場合により追加されてもよい。複合端子６０２はハウジング６１４に挿入されてもよく、又はハウジングは複合端子６０２の周りに場合により成型されてもよい。

図１４は、簡明のためにハウジングを除去した、本発明の実施形態に従う別な接続アセンブリ６３０の側面断面図を示す。複合端子６３２は、側面及び正面断面図の両方で示されている。ポリマー層６３６，６３８の部分６３４は、第１回路部材１７０のはんだボール６４０を第１インターフェース部分６４２に整列させる働きをする。

複合端子６３２はスプリング部材６４４で保持される。スプリング部材６４４は、金属、ポリマー物質又は他の様々な物質でもよい。スプリング部材６４４は導電経路の部分ではないので、信号は導電部材６４６を通過する際劣化しない。図示の実施形態では、スプリング部材６４４はその長さの部分に沿って複合端子６３２を取り囲む。ポリマー層６３６，６３８が薄い実施形態では、補充補強層６４８が、第１インターフェース部分６４２の近傍で複合端子６３２に場合により追加されてもよい。スプリング部材６４４は場合により、複合端子６３２のハウジングへの挿入を助けるように構成される（例えば、テーパーなどを有する）。それに代えて、スプリング部材６４４は、ハウジング内の複合端子６３２に指向する特徴を有してもよい。

図１５Ａ，１５Ｂは、本発明の実施形態に従う別な複合端子６５０を示す。図１５Ａに最良に示されるように、導電部材６５２は信号を運ぶのに必要な最小の物理的サイズに減少している。ポリマー層６５６，６５８の弾力は複合端子６５０の構造特徴のほとんどを与えるので、導電部材６５２は信号を運ぶのに必要以外の特徴を必要としない。低いインピーダンスの導電部材６５２は、例えば携帯電話やワイヤレスチップアプリケーションに好ましい。例えば、導電部材６５２は複合端子６５０のインピーダンスを非平衡終端された５０オームに合わせることができる。

図１６は、本発明の実施形態に従う別な接続アセンブリ７００の側面断面図を示す。複合端子７０２は、側面及び正面断面図の両方で示される。図示の実施形態では、複合端子７０２は、交互のポリマー層７０４と導電部材７０６を有する。結局、接続アセンブリ７００のピッチはポリマー層７０４の厚さと導電部材７０６の厚さで決定される。実用的な態様として、ピッチは接続アセンブリ７００の電気性能要件によってのみ制限される。

１つの実施形態では、導電部材７０６の第１及び第２インターフェース部分７０８，７１０は場合により、強度を増加させ又ははんだ汚れの影響を低減するためめっきされる。別な実施形態では、導電部材７０６の露出した金属先端は、はんだに繰り返し穴をあけるようにフォーカスされた圧力点を与えるように成形される。

図示の実施形態では、第１インターフェース部分７０８は、第１回路部材７１６上の凹部７１２に電気的に連結し、第２インターフェース部分７１０は、第２回路部材７１８上のパッド７１４に電気的に連結する。接触表面７１２，７１４は、はんだ、圧縮、導電ペースト又は他の様々な技術により第１インターフェース部分７０８，７１０と電気的に接続される。

１つの実施形態では、層７２０は、例えば接地平面やパワー平面などの回路層である。回路層７２０は場合により、連結特徴７２２の近傍で１又は複数の複合端子７０２の導電部材７０６と電気的に接続される。複合端子７０２を回路層７２０に選択的に連結することで、接続アセンブリ７００に一般のコネクター構造ではすぐに得られない接続性をもたらされる。

上述の特定の実施形態は説明のためのものであり、本発明は、ここに教示された利益を有する当業者に明らかな異なるしかし等価な方法で変形そして実行される。例えば、ここに開示された複合端子とハウジングは様々な方法で組み合わさられる。また、ここに開示されたはんだ部材取り付けメカニズムはコネクター部材ビーム構造のいずれとも組み合わせられる。さらに、請求項に記載されるもの以外の、ここに示された構造又はデザインの詳細に制限されるものではない。ゆえに、上で開示された特定の実施形態は変更又は変形されてもよく、全てのこれらのバリエーションは本発明の範囲及び精神の範囲内のものと考えられることは明らかである。

本発明の実施形態に従う複合端子を有する電気接続アセンブリの側面断面図である。本発明の実施形態に従う複合端子を有する別な電気接続アセンブリの側面断面図である。本発明の実施形態に従う複合端子を有する別な電気接続アセンブリの側面断面図である。本発明の実施形態に従う複合端子を有する別な電気接続アセンブリの側面断面図である。本発明の実施形態に従う複合端子を有する別な電気接続アセンブリの側面断面図である。本発明の実施形態に従う複合端子を有する別な電気接続アセンブリの側面断面図である。本発明の実施形態に従う別な複合端子の正面図（図７Ａ）と側面断面図（図７Ｂ）である。本発明の実施形態に従う別な複合端子の正面図（図８Ａ）と側面断面図（図８Ｂ）である。本発明の実施形態に従う別な複合端子の正面図（図９Ａ）と側面断面図（図９Ｂ）である。本発明の実施形態に従う別な複合端子の斜視図（図１０Ａ、図１０Ｂ）である。本発明の実施形態に従う複合端子を有する別な電気接続アセンブリの側面断面図である。本発明の実施形態に従う複合端子を有する別な電気接続アセンブリの側面断面図である。本発明の実施形態に従う複合端子を有する電気接続アセンブリの側面断面図である。本発明の実施形態に従う複合端子を有する別な電気接続アセンブリの側面断面図である。本発明の実施形態に従う別な複合端子の正面断面図（図１５Ａ）と、図１５Ａの複合端子の側面図（図１５Ｂ）である。本発明の実施形態に従う複合端子を有する別な電気接続アセンブリの側面断面図である。

符号の説明

５０電気接続アセンブリ
５２複合端子
５４導電部材
５６ポリマー層
５８ポリマー層
６０第１インターフェース部分
６２第２インターフェース部分
６６係合特徴
７０はんだボール

Claims

第１回路部材上の端子を第２回路部材上の端子に電気的に接続するための電気接続アセンブリであって、
電気接続アセンブリは、第１表面と第２表面の間に延在する多数の開口を有するハウジングと、多数の開口に位置決めされた多数の複合端子を有し、
複合端子は、中央部分及び少なくとも第１及び第２インターフェース部分を有する導電部材と、少なくとも中央部分の導電部材に沿って延在する１又は複数のポリマー層と、ハウジングに係合する１又は複数の連結特徴と、第１回路部材上の端子と機械的に連結するための第１インターフェース部分の近傍でポリマー層に形成された少なくとも１つの係合特徴とを有する、電気接続アセンブリ。
ハウジングは、第１表面と第２表面の間に延在する多数の実質的に非成型の開口を形成する多数の層を有する、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
ハウジングは、多数の実質的に非成型の開口を形成する多数の層を有し、少なくとも１つの複合端子は、少なくとも１つの実質的に非成型の開口とインターロッキング関係を形成する、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
圧縮力、はんだ、ウェッジ接合、導電接着剤、超音波接着、ワイヤボンディング、複合端子と第１回路部材との機械的連結、及び複合端子をハウジングに連結するオーバーモールド層の１又は複数を用いて、複合端子はハウジングの少なくとも１つの層に連結される、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
多数の開口は２次元アレーで配置される、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
ハウジングは多数の層を有し、少なくとも１つの層は回路層を有する、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
ハウジングは多数の層を有し、少なくとも１つの層は、少なくとも１つの複合端子に電気的に連結された回路層を有する、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
ハウジングは多数の層を有し、少なくとも１つの層は、中央部分の近傍で少なくとも１つの複合端子に電気的に連結された回路層を有する、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
少なくとも１つの複合端子の連結特徴は、ハウジングとインターロッキング関係を形成する、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
少なくとも一部のハウジングはエラストマー材料からなる、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
ハウジングの少なくとも１つの層は、多数の複合端子の周りに成型されたエラストマー材料からなる、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
ポリマー層は導電部材を実質的に取り囲む、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
導電部材は対向するポリマー層の間に位置する、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
導電部材のサイドエッジの少なくとも一部は露出している、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
係合特徴は一組の対向するタブを有する、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
係合特徴は、第１回路部材上の端子に機械的に連結する穴、凹部、突起部又はとげの１つからなる、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
係合特徴は、第１回路部材上の端子とインターロッキング関係を形成する、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
係合特徴は、第１回路部材上の端子と圧縮関係を形成する、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
第１回路部材上の端子と、複合端子の第１インターフェース部分との機械的連結は、電気的連結の唯一の手段である、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
係合特徴は塑性変形し、第１回路部材上の端子と係合する、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
係合特徴は弾性変形し、第１回路部材上の端子と係合する、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
係合特徴は主にポリマー層からなる、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
第１回路部材上の端子ははんだ部材からなり、係合特徴ははんだ部材とインターロッキング係合を形成する、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
第２インターフェース部分はループを有する、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
複合端子は接地平面を有する、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
導電部材は、所定の機械的性質を与える形状を有する、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。
複合端子の少なくとも中央部分を取り囲むスプリング部材を有する、請求項１に記載の電気接続アセンブリ。