JP7427382B2 - インターポーザ - Google Patents

Description

本発明は、２つの電子部品（回路基板を含む）に挟まれて、それら２つの電子部品の各々に形成されている接続パッドに接してそれらの電子部品どうしを電気的に接続するインターポーザに関する。

従来より、２つの電子部品に挟まれて、それらの電子部品どうしを電気的に接続するインターポーザが知られている。このインターポーザは、配列された多数の貫通孔を有する板状のハウジングと、それら多数の貫通孔の各々に挿し込まれてハウジングに保持された多数のコンタクトとを備えている。

ここで、特許文献１には、プラスチック本体がオーバーモールドされた幅広の中央部から先端を除き一定幅のアームが上下に延びているコンタクトを備えたインターポーザが開示されている。

特表２０１６－５０３９４６号公報

インターポーザを構成するコンタクトは、ハウジングの貫通孔内に配置されてハウジングに保持される基部を備えている。そして、そのコンタクトは、基部からハウジングの第１面および第２面にそれぞれ延出する２つのコンタクトビームを備えている。

それら２つのコンタクトビームは、上掲の特許文献１のように、例えば互いに同一形状に形成される。この特許文献１の場合、２つのコンタクトビームは、先端側ほど狭幅、すなわち先細りの形状を有する。また、それらのコンタクトビームは基部を貫通孔内に配置する必要上、基部よりも狭幅に形成される。また、隣接する貫通孔どうしを隔てる隔壁は、強度を保持するため、所定以上の厚みが必要である。このような事情から、隣接するコンタクトの間隔は隔壁以上の間隔となる。

ところが、幅方向に隣接する２つのコンタクトを隔壁の厚みよりも狭めることが、電気的な特性の向上のために好ましいことがある。

本発明は、ハウジングの、隣接する貫通孔どうしを隔てる隔壁を所定厚み以上に保ちつつ、電気的な特性を向上させたインターポーザを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のインターポーザは、
２つの電子部品に挟まれて、該２つの電子部品の各々に形成されている接続パッドに接して該２つの電子部品どうしを電気的に接続するインターポーザであって、
前記２つの電子部品のうちの第１の電子部品側である上方を向いた上面と、前記２つの電子部品のうちの第２の電子部品側である下方を向いた下面と、上面と下面とに貫通する複数の貫通孔とを有するハウジング、および
貫通孔への圧入を担う左右に突き出た圧入部を有し上下方向および左右方向に平板状に広がる基部と、基部の上端につながりハウジング上面より外側に上方斜めに延出し先端部に第１の電気部品に接する第１の接点部を有する、左右方向の最大幅が基部の左右方向の最大幅よりも広い第１のコンタクトビームと、基部の下端につながりハウジング下面より外側に下方斜めに延出し先端部に第２の電気部品に接する第２の接点部を有する、左右の最大幅が基部の最大幅よりも狭い第２のコンタクトビームとを備えた複数のコンタクトを有し、
上記貫通孔が、
圧入部が貫通孔内に圧入された後の基部が接する平面状の第１の内壁面と、
第１の内壁面の左右それぞれの縁につながり、互いに向き合う第２の内壁面および第３の内壁面とを有し、
第２の内壁面と第３の内壁面が、
第２の内壁面と第３の内壁面双方の、第１の内壁面に隣接した第１部分の互いの間の間隔である第１の間隔が圧入部を壁面に食い込ませるだけの間隔を有し、
第２の内壁面と第３の内壁面双方の、上記第１部分に隣接した部分の互いの間の間隔が、圧入部が圧入された後の基部を、その基部の厚み方向に第１の内壁面との間に挟むように、第１の間隔よりも狭まり、
第２の内壁面と第３の内壁面双方の、圧入部が圧入された後の基部から離れた部分に、互いの間の間隔が第2のコンタクトビームの最大幅よりも広く、かつ、第１のコンタクトビームの最大幅よりも狭い部分を有することを特徴とする。

本発明のインターポーザの場合、コンタクトを狭幅の第２のコンタクトビーム側から貫通孔に挿入して基部を貫通孔内に圧入する。こうすることで、隣接する貫通孔どうしの隔壁を所定厚み以上に保ちつつ、電気的な特性を向上させたインターポーザが実現する。

ここで、本発明のインターポーザにおいて、互いに幅方向に隣接する２つの隣接コンタクトの第１のコンタクトビームどうしの最近接した部分の第１の間隔が２つの隣接コンタクトの基部が圧入される２つの貫通孔を隔てる隔壁の厚みよりも狭くなるように第１のコンタクトビームが幅広であることが好ましい。

第１のコンタクトビームは、貫通孔への挿通が可能である必要はない。したがって、第１のコンタクトビームを、上記の第１の間隔が２つの貫通孔を隔てる隔壁の厚みよりも狭くなるように幅広とすることにより、電気的特性の改善が図られる。

また、本発明のインターポーザにおいて、第１のコンタクトビームの、第１の接点部を有する先端部を除いた部分が、均一の第１の幅を有するとともに、第２のコンタクトビームの、第２の接点部を有する先端部を除いた部分が、均一の、上記の第１の幅よりも狭幅の第２の幅を有することが好ましい。

第１のコンタクトビームおよび第２のコンタクトビームを均一の幅に形成すると、上掲の特許文献１のような先細りの形状のコンタクトビームと比べ、高速信号の伝送に優れたコンタクトとなる。したがって、そのコンタクトを採用することで、高速信号の伝送に優れたインターポーザが実現する。

さらに、本発明のインターポーザにおいて、コンタクトが、幅方向に左右対称な構造を有することが好ましい。

コンタクトビームは電子部品に押されて弾性的に変形する。ここで、コンタクトが幅方向に左右対称な構造を有すと、電気部品に押された時の力が幅方向左右に均等に分散するため、座屈等が生じにくく高い信頼性を確保できる。

以上の本発明によれば、ハウジングの、隣接する貫通孔どうしを隔てる隔壁を所定厚み以上に保ちつつ、電気的な特性を向上させたインターポーザが実現する。

本発明の一実施形態のインターポーザの斜視図である。 図１に示したインターポーザを構成している１つのコンタクトを示した図である。 図１に示したインターポーザを構成しているハウジングを示した図である。 貫通孔の変形例を示した図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態のインターポーザの斜視図である。ここで、図１（Ａ）はハウジングの第１面を上に向けた姿勢の斜視図、図１（Ｂ）はハウジングの第２面を上に向けた姿勢の斜視図である。インターポーザには例えば４０００個ものコンタクトが配置されているが、同じ構造の繰り返しであり、ここではその一部分のみが示されている。

インターポーザ１０は、板状のハウジング２０と、複数のコンタクト３０とを有する。ハウジング２０には、その第１面２０Ａと第２面２０Ｂとに貫通した、格子状に配列された複数の貫通孔２１（図３を合わせて参照）が形成されている。そして、各貫通孔２１に、コンタクト３０が１つずつ圧入されている。

図２は、図１に示したインターポーザを構成している１つのコンタクトを示した図である。ここで、図２（Ａ）は斜視図、図２（Ｂ）は正面図である。

また、図３は、図１に示したインターポーザを構成しているハウジングを示した図である。ここで、図３（Ａ）は斜視図、図３（Ｂ）は平面図である。

このコンタクト３０は、平板状の基部３１と、基部３１の上端および下端からそれぞれ延びる第１のコンタクトビーム３２および第２のコンタクトビーム３３とを有する。

基部３１には、幅方向に突き出た圧入部３１１が設けられている。この圧入部３１１は、このコンタクト３０が貫通孔２１内に圧入されたときに貫通孔２１の内壁面に食い込んで、コンタクト３０を貫通孔２１内に保持させる部分である。

このコンタクト３０は、基部３１が貫通孔２１の１つの内壁面２１１に沿うように、ハウジング２０の第１面２０Ａ側から貫通孔２１内に圧入される。

また、第１のコンタクトビーム３２は、基部３１からハウジング２０の第１面２０Ａより外側に、第１面２０Ａに対し斜めに延出している。そして、その第１のコンタクトビーム３２の延出した先端部には、第１の接点部３２１が設けられている。第１面２０Ａに対面する位置に、本発明の第１の電子部品の一例である、不図示のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が搭載される。このＩＣの第１面２０Ａ側を向いた面には、コンタクト２０と同じ配列および同じピッチで配列された接続パッドが設けられている。そして、ＩＣが搭載されると、各コンタクト３０の各第１のコンタクトビーム３２の先端部に設けられた各第１の接点部３２１が接続パッドに電気的に接触する。接触パッドに接触する接点部３２１の面は、接続パッド上を摺動できるよう丸められている。

この第１のコンタクトビーム３２の、先端部を除く中央部分には開口３２２が形成されている。この第１のコンタクトビーム３２は、この開口３２２によって２本のサブビーム３２３に分かれている。第１のコンタクトビーム３２を、開口３２２を挟んだ２本のサブビーム３２３で構成することで、ＩＣが搭載された際の弾性変形のばね力が調整されている。すなわち、第１のコンタクトビーム３２の幅、すなわち２本のサブビーム３２３の、開口３２２から離れた側の側縁どうしの間の距離は、一定幅ｄ１となっている。これに対し、開口３２２は、先端に向かう方ほど幅広に形成されている。これらの構成により、応力集中が生じにくい、先細りのサブビームが形成される。

コンタクト３０とＩＣとの間では、例えば１００ＧＨｚもの高速信号が伝送される。この高速信号の伝送には、コンタクトビーム全体の幅が重要である。すなわち、コンタクトビームが、間にスリットを挟んだ２本のサブビームで構成されているか、あるいは、スリットのない、一体のビームとして構成されているかは重要ではない。そこで、本実施形態では、第１のコンタクトビーム３２を、開口３２２を間に挟んだ２本のサブビーム３２３で構成することで、一定幅ｄ１に形成して高速信号伝送性能を確保するとともに、コンタクトビームのばね性を適度に調整している。

また、第２のコンタクトビーム３３は、基部３１からハウジング２０の第２面２０Ｂより外側に、第２面２０Ｂに対し斜めに延出している。そして、その第２のコンタクトビーム３３の延出した先端部には、第２の接点部３３１が設けられている。ここで、このインターポーザ１０は、その第２面２０Ｂ側を、本発明の第２の電子部品の一例である回路基板（不図示）に向けた姿勢で、その回路基板に搭載される。この回路基板の、第２面２０Ｂ側を向いた面には、コンタクト２０と同じ配列および同じピッチで配列された接続パッドが設けられている。そして、このインターポーザ１０が回路基板に搭載されると、各コンタクト３０の各第２のコンタクトビーム３３の先端部に設けられた各第２の接点部３３１が回路基板上の接続パッドに電気的に接触する。すなわち、このインターポーザ１０は、一例として、このインターポーザ１０が搭載される回路基板と、このインターポーザ１０に搭載されるＩＣとの間の信号伝送を仲介するインターポーザである。

この第２のコンタクトビーム３３の、先端部を除く部分には開口３３２が形成されている。第２のコンタクトビーム３３は、この開口３３２によって２本のサブビーム３３３に分かれている。第２のコンタクトビーム３３を、開口３３２を挟んだ２本のサブビーム３３３で構成することで、ＩＣが搭載された際の変形のばね力が調整されている。各サブビーム３３３が先細りの形状をなす点は、サブビーム３２３と同様である。すなわち、第２のコンタクトビーム３３の幅、すなわち２本のサブビーム３３３の開口３３２から離れた側の側縁どうしの間の距離は、一定幅ｄ２となっている。これに対し、開口３３２は、先端に向かうほど幅広に形成されている。

ＩＣと回路基板との間ではコンタクト３０を介して高速信号が伝送される。この高速信号の伝送には、コンタクトビームの幅が一定であることが好ましい。そこで、本実施形態では、第１のコンタクトビーム３２と同様、第２のコンタクトビーム３３についても開口３３２を間に挟んだ２本のサブビーム３３３で構成している。これにより、一定幅に形成して高速信号伝送性能を確保するとともに、第２のコンタクトビームのばね性を適度に調整している。

ここで、基部３１の最大幅をｄ３としたとき、
ｄ１＞ｄ３＞ｄ２
となっている。

このコンタクト３０は、第２のコンタクトビーム３３がハウジング２０の貫通孔２１に挿し込まれて貫通孔２１を通り抜け、基部３１が貫通孔２１内に圧入される。このため、第２のコンタクトビーム３３の幅ｄ２は、貫通孔２１を通り抜けることができる幅である必要がある。また、基部３１の幅ｄ３は、貫通孔２１内に圧入される必要があり、圧入部３１１が突き出ている分だけ貫通孔２１よりも幅広となっている。

ここで、図３（Ｂ）に示すように、貫通孔２１の、圧入された基部３１が接する側の内壁面２１１に沿う貫通孔２１の幅ｗ１は、その壁面２１１から離れた部分の貫通孔２１の幅ｗ２よりも幅広となっている。これは、第２のコンタクトビーム３３は幅ｗ２の部分を通り抜けることができる寸法であるとともに、基部３１が圧入される部分を幅ｗ１に広げた形状とすることによって、貫通孔２１内での基部３１の位置を安定化させるためである。

一方、第１のコンタクトビーム３２は、貫通孔２１には挿し込むことができない幅ｄ１となっている。貫通孔２１には、第２のコンタクトビーム３３が挿し込まれる。したがって、第１のコンタクトビーム３２を貫通孔２１に挿し込む必要はない。このため、隣接する２つのコンタクト３０の第１のコンタクトビーム３２どうしの間隔ｘ１（図１（Ａ）参照）が、隣接する２つの第２のコンタクトビーム３３どうしの間隔ｘ２（図１（Ｂ）参照）よりも狭くなっている。また、隣接する２つの貫通孔２１を隔てる隔壁２２の厚みをｘ３（図３参照）とすると、
ｘ２≧ｘ３＞ｘ１
の関係を満たしている。

本実施形態の場合、これらの関係を満たすように第１のコンタクトビーム３２を広い幅ｄ１とし、幅方向に隣接するコンタクト３０どうしの距離を近づけて特性インピーダンスを下げることで、電気的特性を向上させている。

なお、ここでは、第１のコンタクトビーム３２を、先端部にある第１の接点部３２１の部分を除き一定幅ｄ１とし、第２のコンタクトビーム３３を、先端部にある第２の接点部３３１の部分を除き一定幅ｄ２としている。そして、基部３１、第１のコンタクトビーム３２、および第２のコンタクトビーム３３を、ｄ１＞ｄ３＞ｄ２およびｘ２≧ｘ３＞ｘ１を満たす幅としている。ただし、第１のコンタクトビーム３２や第２のコンタクトビーム３３がそれぞれ一定幅ｄ１，ｄ２である必要はない。一定幅ではないときは、第１のコンタクトビーム３２や第２のコンタクトビーム３３の各最大幅ｄ１，ｄ２どうし、および隣接する２つのコンタクトビーム３２，３３どうしの最近接間隔ｘ１，ｘ２どうし比較して、ｄ１＞ｄ３＞ｄ２、ｘ２≧ｘ３＞ｘ１を満たせばよい。

図４は、貫通孔の変形例を示した図である。

貫通孔２１の形状は、この図４に示されるようにｗ１＝ｗ２’に設定してもよい。この場合においても、第２コンタクトビーム３３の幅ｄ２と基部３１の幅ｄ３は、ｄ３＞ｄ２の関係にある。

１０ インターポーザ
２０ ハウジング
２０Ａ ハウジングの第１面
２０Ｂ ハウジングの第２面
２１ 貫通孔
２２ 隣接する貫通孔を隔てる隔壁
３０ コンタクト
３１ 基部
３１１ 圧入部
３２ 第１のコンタクトビーム
３２１ 第１の接点部
３３ 第２のコンタクトビーム
３３１ 第２の接点部
ｄ１ 第１の幅
ｄ２ 第２の幅
ｘ１ 第１の間隔
ｘ２ 第２の間隔

Claims (4)

1. ２つの電子部品に挟まれて、該２つの電子部品の各々に形成されている接続パッドに接して該２つの電子部品どうしを電気的に接続するインターポーザであって、
   前記２つの電子部品のうちの第１の電子部品側である上方を向いた上面と、前記２つの電子部品のうちの第２の電子部品側である下方を向いた下面と、該上面と該下面とに貫通する複数の貫通孔とを有するハウジング、および
   前記貫通孔への圧入を担う左右に突き出た圧入部を有し上下方向および左右方向に平板状に広がる基部と、該基部の上端につながり前記上面より外側に上方斜めに延出し先端部に前記第１の電気部品に接する第１の接点部を有する、左右方向の最大幅が該基部の左右方向の最大幅よりも広い第１のコンタクトビームと、該基部の下端につながり前記下面より外側に下方斜めに延出し先端部に前記第２の電気部品に接する第２の接点部を有する、左右の最大幅が該基部の最大幅よりも狭い第２のコンタクトビームとを備えた複数のコンタクトを有し、
   前記貫通孔が、
   前記圧入部が前記貫通孔内に圧入された後の前記基部が接する平面状の第１の内壁面と、
   前記第１の内壁面の左右それぞれの縁につながり、互いに向き合う第２の内壁面および第３の内壁面とを有し、
   前記第２の内壁面と前記第３の内壁面が、
   前記第２の内壁面と前記第３の内壁面双方の、前記第１の内壁面に隣接した第１部分の互いの間の間隔である第１の間隔が前記圧入部を壁面に食い込ませるだけの間隔を有し、
   前記第２の内壁面と前記第３の内壁面双方の、前記第１部分に隣接した部分の互いの間の間隔が、前記圧入部が圧入された後の前記基部を、該基部の厚み方向に前記第１の内壁面との間に挟むように、前記第１の間隔よりも狭まり、
   前記第２の内壁面と前記第３の内壁面双方の、前記圧入部が圧入された後の前記基部から離れた部分に、互いの間の間隔が前記第2のコンタクトビームの最大幅よりも広く、かつ、前記第１のコンタクトビームの最大幅よりも狭い部分を有することを特徴とするインターポーザ。
2. 互いに幅方向に隣接する２つの隣接コンタクトの前記第１のコンタクトビームどうしの最近接した部分の第１の間隔が該２つの隣接コンタクトの前記基部が圧入される２つの貫通孔を隔てる隔壁の厚みよりも狭くなるように該第１のコンタクトビームが幅広であることを特徴とする請求項１に記載のインターポーザ。
3. 前記第１のコンタクトビームの、前記第１の接点部を有する先端部を除いた部分が、均一の第１の幅を有するとともに、前記第２のコンタクトビームの、前記第２の接点部を有する先端部を除いた部分が、均一の、該第１の幅よりも狭幅の第２の幅を有することを特徴とする請求項１または２に記載のインターポーザ。
4. 前記コンタクトが、幅方向に左右対称な構造を有することを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載のインターポーザ。

Images