JP6247596B2 - コネクタ組立体 - Google Patents

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Description

本発明は、2つのコネクタを有するコネクタ組立体に関する。
特許文献1は、半導体パッケージと回路基板の熱膨張係数の差に応じて生じる応力が両者の間の接続部に加わる問題を解決する構造について提案している。図18に示されるように、特許文献1においては、半導体パッケージと回路基板との接続にインターポーザーを用いている。特許文献1のインターポーザーには、内側端子と外側端子とが設けられている。このうち、外側端子を変形しやすいものとし、熱膨張係数の差に応じて生じる応力を外側端子の変形によって吸収することとしている。
特開2001−332644号公報
しかしながら、特許文献1の技術によっては変形後の外側端子に対して依然として応力が加わり続けている可能性がある。また、構造上、半導体パッケージと回路基板との間の距離を短くし難いという問題もある。
そこで、本発明は、2つの対象物を接続後に両者の熱膨張係数の差に起因して発生した応力を大きく緩和しうる接続手段を提供することを目的とする。
本発明は、第1のコネクタ組立体として、
第1接続対象物の第1主面に固定される第1コネクタと、第2接続対象物の第2主面に固定されると共に前記第1コネクタと接続される第2コネクタとを備えるコネクタ組立体であって、
前記第1接続対象物と前記第2接続対象物とは熱膨張係数において互いに異なっており、
前記第1コネクタは、複数の第1コンタクトを備えており、
前記複数の第1コンタクトは、互いに分離して前記第1主面に半田付けされるものであり、
前記第2コネクタは、複数の第2コンタクトを備えており、
前記第2コンタクトは、前記第2主面に半田付けされるものであり、
前記第1コンタクト及び前記第2コンタクトのいずれか一方のコンタクトは、被押付部を有しており、
前記第1コンタクト及び前記第2コンタクトのいずれか他方のコンタクトは、接点と前記接点を弾性支持するバネ部とを有しており、
前記第1コネクタ及び前記第2コネクタのうちの一方であって前記他方のコンタクトを備える一方は、受部を備えており、
前記第1コネクタと前記第2コネクタとが接続された状態において、前記接点は、前記第1主面と平行な面内における前記被押付部の移動を許容しつつ、前記第1主面と直交する直交方向において前記バネ部の弾性力により前記被押付部を前記受部に対して押し付ける
コネクタ組立体を提供する。
また、本発明は、第2のコネクタ組立体として、第1のコネクタ組立体であって、
前記第2コネクタは、前記第2コンタクトをまとめて保持する保持部材を備えている
コネクタ組立体を提供する。
また、本発明は、第3のコネクタ組立体として、第1又は第2のコネクタ組立体であって、
前記受部は、前記他方のコンタクトの一部として形成されている
コネクタ組立体を提供する。
また、本発明は、第4のコネクタ組立体として、第1乃至第3のいずれかのコネクタ組立体であって、
前記一方のコンタクトは、前記第1コンタクトであり、
前記他方のコンタクトは、前記第2コンタクトである
コネクタ組立体を提供する。
また、本発明は、第5のコネクタ組立体として、第1乃至第4のいずれかのコネクタ組立体であって、
前記第1コネクタは、前記第1主面に固定される前の状態において前記第1コンタクトを連結している仮連結部を更に備えており、
前記第1コンタクトが前記第1主面に半田付けされた後に前記仮連結部が前記第1コネクタから少なくとも部分的に切り離され、前記第1コンタクトが互いに分離される
コネクタ組立体を提供する。
また、本発明は、第6のコネクタ組立体として、第5のコネクタ組立体であって、
前記仮連結部は、絶縁体からなる
コネクタ組立体を提供する。
また、本発明は、第7のコネクタ組立体として、第6のコネクタ組立体であって、
前記仮連結部は、前記第1コンタクトを夫々保持する複数の小部と、前記小部を連結する大部とを有しており、
前記第1コンタクトが前記第1主面に半田付けされた後に前記大部と前記小部とを切り離して、前記小部に夫々保持された前記第1コンタクトを互いに分離させる
コネクタ組立体を提供する。
また、本発明は、第8のコネクタ組立体として、第7のコネクタ組立体であって、
前記大部と前記小部との境界部分には夫々ノッチが形成されている
コネクタ組立体を提供する。
また、本発明は、第9のコネクタ組立体として、第5又は第6のコネクタ組立体であって、
前記第1コネクタは、前記第1主面に固定される前の状態において前記第1コンタクトから夫々延びる複数の延長部であって前記第1コンタクトと同一部材からなる延長部を更に備えており、
前記仮連結部は、前記複数の延長部を連結しており、
前記第1コンタクトが前記第1主面に半田付けされた後に、前記延長部を前記仮連結部と共に前記第1コンタクトから切り離して、前記第1コンタクトを互いに分離させる
コネクタ組立体を提供する。
また、本発明は、第10のコネクタ組立体として、第9コネクタ組立体であって、
前記延長部と前記第1コンタクトの境界部分には夫々ノッチが形成されている
コネクタ組立体を提供する。
更に、本発明は、第11のコネクタ組立体として、第5乃至第10のコネクタ組立体であって、
前記第1コンタクトの夫々は、前記第1主面に半田付けされる半田付け部と、前記半田付け部から一方に延びる主部であって前記被押付部又は前記接点が形成された主部と、前記半田付け部から他方に延びる副部とを有しており、
前記仮連結部は、前記副部を相互に連結している
コネクタ組立体を提供する。
また、本発明は、第1のコネクタとして、
接続対象物の主面に固定されるコネクタであって、相手側接続対象物の主面に固定された相手側コネクタと接続されるコネクタにおいて、
前記コネクタは、複数のコンタクトを備えており、
前記複数のコンタクトは、互いに分離して前記接続対象物の前記主面に半田付けされるものであり、
前記コネクタは、前記接続対象物の前記主面に固定される前の状態において前記コンタクトを連結している仮連結部を更に備えており、
前記コンタクトが前記接続対象物の前記主面に半田付けされた後に前記仮連結部が前記コネクタから少なくとも部分的に切り離され、前記コンタクトが互いに分離される
コネクタを提供する。
更に、本発明は、第2のコネクタとして、第1のコネクタであって、
前記仮連結部は、絶縁体からなる
コネクタを提供する。
第1コンタクトを互いに分離して第1主面に半田付けすることとしたことから、それら第1コンタクトが相対位置を互いに変えることにより第1接続対象物の膨張収縮に対応することができる。
また、接点が、第1主面と平行な面内における被押付部の移動を許容しつつ、バネ部の弾性力により第1コンタクトの被押付部を第1主面と直交する直交方向において受部に対して押し付けることとしたことから、熱膨張収縮によって生じた応力が被押付部の移動によって緩和される。従って、特許文献1の場合に懸念されるような問題が接続部に生じることはない。
本発明の実施の形態による第1コネクタと第2コネクタとを備えるコネクタ組立体を示す斜視図である。 図1の第1コネクタを示す斜視図である。第1コネクタは、第1接続対象物に固定されている。 第1接続対象物に固定された第1コネクタと第2接続対象物に固定された第2コネクタとの接続方法を説明するための斜視図である。第1コネクタは、第1接続対象物に隠れて見えていない。 図1のコネクタ組立体の一部を示す拡大斜視図である。第1コネクタと第2コネクタとは接続されていない。 図1のコネクタ組立体の一部を示す拡大斜視図である。第1コネクタと第2コネクタとは接続されている。 図1のコネクタ組立体の一部を示す拡大正面図である。 図2の第1コネクタの一部を示す拡大斜視図である。 図1の第1コネクタを示す斜視図である。第1コネクタは、複数の延長部を介してキャリアに接続されている。 図8の第1コネクタを示す斜視図である。複数の延長部はキャリアにより連結されていると共に仮連結部により連結されている。 図9の第1コネクタを示す斜視図である。キャリアは切り離されており、複数の延長部は仮連結部により連結されている。 図10の第1コネクタを複数示す斜視図である。仮連結部により連結された第1コネクタは、夫々、第1接続対象物に固定されている。 図1の第2コネクタの一部を示す拡大斜視図である。 図12の第2コネクタに含まれる第2コンタクトを示す斜視図である。 図6のコネクタ組立体をA--A線に沿って示す断面図である。第1コネクタと第2コネクタとは接続されていない。 図6のコネクタ組立体をA--A線に沿って示す断面図である。第1コネクタと第2コネクタとは接続されている。 変形例による第1コネクタの一部を示す拡大斜視図である。 図16の第1コネクタの一部を示す他の拡大斜視図である。 特許文献1のコネクタを示す図である。
図1並びに図4乃至図6を参照すると、本発明の実施の形態によるコネクタ組立体10は、第1コネクタ(コネクタ)100と、第1コネクタ100に接続される第2コネクタ200(相手側コネクタ)とを備えている。図2に示されるように、第1コネクタ100は、第1接続対象物(接続対象物)500の主面の一つである第1主面510に固定される。図3に示されるように、第2コネクタ200は、第2接続対象物(相手側接続対象物)600の主面の一つである第2主面610に固定される。図2に示されるように、第1主面510上に固定された第1コネクタ100の数は4である。同様に、図3に示されるように、第2主面610上に固定された第2コネクタ200の数は4である。
本実施の形態において、第1接続対象物500は、半導体パッケージであり、第2接続対象物600は、回路基板である。このように、第1接続対象物500及び第2接続対象物600としては、熱膨張係数において互いに異なっているものが想定されている。
図1に示されるように、各第1コネクタ100は、複数の第1コンタクト110と、2つのガイド部材160とを備えている。複数の第1コンタクト110は、Y方向(ピッチ方向)に並べられており、2つのガイド部材160は、Y方向において第1コンタクト110の外側に位置している。即ち、第1コンタクト110は、Y方向において、2つのガイド部材160の間に位置している。図2及び図7に示されるように、複数の第1コンタクト110は、互いに分離して第1主面510に半田付けされるものであり、各ガイド部材160は、第1コンタクト110から分離して第1主面510に半田付けされるものである。即ち、第1コンタクト110及びガイド部材160の移動を規制するのは、第1接続対象物500の第1主面510に対して半田付けされた部位のみである。従って、本実施の形態において、第1コンタクト110同士の間隔や第1コンタクト110とガイド部材160との間隔は、第1接続対象物500の熱膨張や熱収縮に応じて変化することができる。なお、第1主面510に対する第1コンタクト110及びガイド部材160の半田付けに関しては、後述する。
図7、図14及び図15に示されるように、第1コンタクト110の夫々は、半田付け部120と、主部130と、副部140とを有している。図7に示されるように、半田付け部120は、第1主面510上に設けられたパッド512に半田付けされる。図7、図14及び図15に示されるように、主部130は半田付け部120から一方に延びており、副部140は半田付け部120から他方に延びている。本実施の形態の主部130は、細長い板状の被押付部132を有している。被押付部132は、X方向(第1コネクタ100と第2コネクタ200の接続方向)とY方向とで規定されるXY平面内に延びている。即ち、被押付部132は、第1主面510(図2参照)と平行に延びている。
図2並びに図8乃至図11から理解されるように、本実施の形態においては、第1コンタクト110及びガイド部材160を第1主面510上にまとめて半田付けするために、絶縁体からなる仮連結部300を用いている。
詳しくは、図8に示されるように、第1コンタクト110及びガイド部材160からなる第1コネクタ100は、一枚の金属板をプレスした状態において、複数の延長部144及び2つの延長部164を更に備えている。このことから理解されるように、第1コンタクト110、ガイド部材160、延長部144及び延長部164は、同一部材からなる。延長部144及び延長部164は、第1コネクタ100が第1主面510(図2参照)に固定される前の状態において、第1コンタクト110及びガイド部材160から夫々延びている。延長部144及び延長部164は、キャリア170に繋がっている。延長部144と第1コンタクト110の境界部分には夫々ノッチ146が形成されている。更に、延長部144とキャリア170との境界部分には夫々ノッチ172が形成されている。同様に、延長部164とガイド部材160の境界部分には夫々ノッチ166が形成されている。更に、延長部164とキャリア170との境界部分には夫々ノッチ174が形成されている。
図9に示されるように、仮連結部300をインサート成型法により形成する。これにより、延長部144及び延長部164は仮連結部300内に埋め込まれて連結される。このようにして、仮連結部300は、延長部144を介して、副部140を相互に連結している。次いで、ノッチ172及びノッチ174を利用して、キャリア170を切り離すと、図10に示される状態となる。
図10に示されるように、仮連結部300は、第1コネクタ100の第1主面510(図2参照)に固定される前の状態において第1コンタクト110及びガイド部材160を連結している。この仮連結部300のため、バラバラの第1コンタクト110及びガイド部材160からなる第1コネクタ100の取り扱いが容易となる。また、仮連結部300は、比較的大きな平面302を有している。従って、平面302を吸着して第1コネクタ100を搬送することが可能となる。
図11に示されるように、仮連結部300により連結された第1コネクタ100を第1接続対象物500の第1主面510の所定位置に搭載する。その状態において、第1コンタクト110及びガイド部材160を第1主面510上に半田付けする。更に、図10及び図11から理解されるように、第1コンタクト110及びガイド部材160が第1主面510に半田付けされた後に、ノッチ146,166を利用して延長部144及び延長部164を仮連結部300と共に第1コンタクト110及びガイド部材160から切り離して、図2に示されるように、第1コンタクト110及びガイド部材160を互いに分離させる。このようにして、バラバラの第1コンタクト110及びガイド部材160からなる第1コネクタ100を第1接続対象物500の第1主面510上にまとめて固定することができる。
図1及び図12に示されるように、各第2コネクタ200は、複数の第2コンタクト210と、それらをまとめて保持する保持部材220とを備えている。本実施の形態の保持部材220は、第2接続対象物600である回路基板の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する樹脂からなる。図4及び図12から理解されるように、保持部材220には、ガイド部材160のガイド部162にガイドされる被ガイド部222が形成されている。
図13乃至図15に示されるように、第2コンタクト210は、接点212と、バネ部214と、受部216と、被固定部218とを有している。バネ部214は、接点212を弾性支持しており、それによって接点212は主としてZ方向(直交方向)に移動することができる。受部216は、Z方向において接点212と対向している。本実施の形態の受部216は、第2コンタクト210の一部として形成されているが、本発明はこれに限定されるわけではなく、受部216は第2コンタクト210と別体に形成することとしてもよい。例えば、受部216を保持部材220の一部で構成することとしてもよい。被固定部218は、第2主面610(図3参照)に半田付けされる。
図12及び図13から理解されるように、本実施の形態の第2コンタクト210は、保持部材220に対して圧入されている。但し、本発明はこれに限定されるわけではなく、インサート成型のような他の手段により、第2コンタクト210を保持部材220に保持させることとしてもよい。
上述した第1コネクタ100(図2参照)と第2コネクタ200(図3参照)との接続は、図3に示される矢印1及び矢印2に従って行われる。まず、図2及び図3から理解されるように、Z方向において第1主面510と第2主面610とを対向させ(即ち、第1接続対象物500の裏面520を+Z側に向けると共に第2主面610を+Z側に向け)、矢印1のように両者をZ方向において近づける。この際、第1接続対象物500の+X側の2つの角と第2主面610上に形成された2つのマーカー620とで粗い位置決めを行う(図3参照)。次いで、矢印2のように、第1接続対象物500を+X方向に移動させて、図14及び図15に示されるように、第1コネクタ100と第2コネクタ200の接続を行う。この際、第1コネクタ100の+X方向への移動、即ち、第1接続対象物500の+X方向への移動はガイド部162と被ガイド部222(図4参照)とにより適切になされる。
図15に示されるように、第1コネクタ100と第2コネクタ200とが接続された状態において、接点212は、第1主面510(図2参照)と平行な面内(XY平面内)における被押付部132の移動を許容しつつ、第1主面510(図2参照)と直交するZ方向においてバネ部214の弾性力により被押付部132を受部216に対して押し付ける。換言すると、被押付部132は、接点212と受部216とにより挟まれる。このようにして、第1コンタクト110が第2コンタクト210と接続される。
図4、図14及び図15から理解されるように、被押付部132がZ方向において接点212と受部216との間に挟まれることにより第1コンタクト110が第2コンタクト210と接続されていることから、被押付部132は接続状態を維持しつつ接点212と受部216の間でXY平面に沿ってある程度移動することができる。第1コンタクト110と第2コンタクト210との接続部がXY平面内での移動できない場合、第1接続対象物500(図2参照)の熱膨張や熱収縮により半田付け部120に応力が集中してしまうが、本実施の形態によれば、第1コンタクト110が第1接続対象物500の熱膨張や熱収縮に応じて移動したとしても第1コンタクト110と第2コンタクト210との間の接続状態を維持することができる。しかも、第1接続対象物500の熱膨張や熱収縮に応じて生じる応力が被押付部132の移動により緩和されることから、特許文献1のように応力が部分的に集中してしまったり残ってしまったりすることがない。
以上、本発明について実施の形態を掲げて具体的に説明してきたが本発明は、これに限定されるものではない。
例えば、上述した実施の形態においては、仮連結部300の全体が第1コネクタ100から切り離されていたが、第1コンタクト110同士を分離できるのであれば、仮連結部300を部分的に残してもよい。
具体的には、図16及び図17に示されるように、変形例による仮連結部300Aは、複数の小部310Aと、小部310Aを連結する大部320Aとを有している。小部310Aには、第1コンタクト110Aの一部140Aとガイド部材160Aの一部164Aが夫々保持されている。小部310Aと大部320Aとの境界部分には夫々ノッチ330Aが形成されている。
このような構造の場合、第1コンタクト110A及びガイド部材160Aが第1主面510(図2参照)に半田付けされた後にノッチ330Aを利用して大部320Aを小部310Aから切り離し、小部310Aに夫々保持された第1コンタクト110Aを互いに分離させることができる。
上述した実施の形態において、接点212だけでなく受部216もZ方向に移動できるように構成してもよい。例えば、受部216をバネ性を有する支持部で支持すると共に、受部216の変位を許容するように保持部材220の形状を変更してもよい。
上述した実施の形態においては、被押付部132は細長い板状の形状を有していたが、第2コンタクト210との接続状態が維持された状態でXY平面内での移動が許容されるような形状であれば、他の形状であってもよい。例えば、被押付部132は、丸棒状の形状や角棒状の形状を有していてもよい。
上述した実施の形態においては、保持部材に保持されていない第1コンタクト110が被押付部132を有しており、保持部材220に保持された第2コンタクト210が接点212を有していたが、保持部材220に保持された第2コンタクト210が被押付部を有し且つ保持部材に保持されていない第1コンタクト110が接点を有していてもよい。その場合、主部130にはバネ部や接点が形成される。
上述した本実施の形態においては、仮連結部300は絶縁体からなるものであったが、キャリアを仮連結部として利用してもよい。即ち、仮連結部は金属からなるものであってもよい。
10 コネクタ組立体
100 第1コネクタ(コネクタ)
110,110A 第1コンタクト
120 半田付け部
130 主部
132 被押付部
140 副部
140A 一部
144 延長部
146 ノッチ
160,160A ガイド部材
162 ガイド部
164 延長部
164A 一部
166 ノッチ
170 キャリア
172,174 ノッチ
200 第2コネクタ(相手側コネクタ)
210 第2コンタクト
212 接点
214 バネ部
216 受部
218 被固定部
220 保持部材
222 被ガイド部
300,300A 仮連結部
302 平面
310A 小部
320A 大部
330A ノッチ
500 第1接続対象物(接続対象物)
510 第1主面(主面)
512 パッド
520 裏面
600 第2接続対象物(相手側接続対象物)
610 第2主面(主面)
620 マーカー

Claims (12)

  1. 第1接続対象物の第1主面に固定される第1コネクタと、第2接続対象物の第2主面に固定されると共に前記第1コネクタと接続される第2コネクタとを備えるコネクタ組立体であって、
    前記第1接続対象物と前記第2接続対象物とは熱膨張係数において互いに異なっており、
    前記第1コネクタは、複数の第1コンタクトを備えており、
    前記複数の第1コンタクトは、互いに分離して前記第1主面に半田付けされるものであり、
    前記第2コネクタは、複数の第2コンタクトを備えており、
    前記第2コンタクトは、前記第2主面に半田付けされるものであり、
    前記第1コンタクト及び前記第2コンタクトのいずれか一方のコンタクトは、被押付部を有しており、
    前記第1コンタクト及び前記第2コンタクトのいずれか他方のコンタクトは、接点と前記接点を弾性支持するバネ部とを有しており、
    前記第1コネクタ及び前記第2コネクタのうちの一方であって前記他方のコンタクトを備える一方は、受部を備えており、
    前記第1コネクタと前記第2コネクタとが接続された状態において、前記接点は、前記第1主面と平行な面内における前記被押付部の移動を許容しつつ、前記第1主面と直交する直交方向において前記バネ部の弾性力により前記被押付部を前記受部に対して押し付ける
    コネクタ組立体。
  2. 請求項1記載のコネクタ組立体であって、
    前記第2コネクタは、前記第2コンタクトをまとめて保持する保持部材を備えている
    コネクタ組立体。
  3. 請求項1又は請求項2記載のコネクタ組立体であって、
    前記受部は、前記他方のコンタクトの一部として形成されている
    コネクタ組立体。
  4. 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のコネクタ組立体であって、
    前記一方のコンタクトは、前記第1コンタクトであり、
    前記他方のコンタクトは、前記第2コンタクトである
    コネクタ組立体。
  5. 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のコネクタ組立体であって、
    前記第1コネクタは、前記第1主面に固定される前の状態において前記第1コンタクトを連結している仮連結部を更に備えており、
    前記第1コンタクトが前記第1主面に半田付けされた後に前記仮連結部が前記第1コネクタから少なくとも部分的に切り離され、前記第1コンタクトが互いに分離される
    コネクタ組立体。
  6. 請求項5記載のコネクタ組立体であって、
    前記仮連結部は、絶縁体からなる
    コネクタ組立体。
  7. 請求項6記載のコネクタ組立体であって、
    前記仮連結部は、前記第1コンタクトを夫々保持する複数の小部と、前記小部を連結する大部とを有しており、
    前記第1コンタクトが前記第1主面に半田付けされた後に前記大部と前記小部とを切り離して、前記小部に夫々保持された前記第1コンタクトを互いに分離させる
    コネクタ組立体。
  8. 請求項7記載のコネクタ組立体であって、
    前記大部と前記小部との境界部分には夫々ノッチが形成されている
    コネクタ組立体。
  9. 請求項5又は請求項6記載のコネクタ組立体であって、
    前記第1コネクタは、前記第1主面に固定される前の状態において前記第1コンタクトから夫々延びる複数の延長部であって前記第1コンタクトと同一部材からなる延長部を更に備えており、
    前記仮連結部は、前記複数の延長部を連結しており、
    前記第1コンタクトが前記第1主面に半田付けされた後に、前記延長部を前記仮連結部と共に前記第1コンタクトから切り離して、前記第1コンタクトを互いに分離させる
    コネクタ組立体。
  10. 請求項9記載のコネクタ組立体であって、
    前記延長部と前記第1コンタクトの境界部分には夫々ノッチが形成されている
    コネクタ組立体。
  11. 請求項5乃至請求項10のいずれかに記載のコネクタ組立体であって、
    前記第1コンタクトの夫々は、前記第1主面に半田付けされる半田付け部と、前記半田付け部から一方に延びる主部であって前記被押付部又は前記接点が形成された主部と、前記半田付け部から他方に延びる副部とを有しており、
    前記仮連結部は、前記副部を相互に連結している
    コネクタ組立体。
  12. 接続対象物の主面に固定されるコネクタであって、相手側接続対象物の主面に固定された相手側コネクタと接続されるコネクタにおいて、
    前記コネクタは、複数のコンタクトを備えており、
    前記複数のコンタクトは、互いに分離して前記接続対象物の前記主面に半田付けされるものであり、
    前記コネクタは、前記接続対象物の前記主面に固定される前の状態において前記コンタクトを連結している仮連結部を更に備えており、
    前記コンタクトが前記接続対象物の前記主面に半田付けされた後に前記仮連結部が前記コネクタから少なくとも部分的に切り離され、前記コンタクトが互いに分離され、
    前記仮連結部は、絶縁体からなる
    コネクタ。
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