JP2017103223A - リジッド−フレックス回路コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】組立てが容易になり、製造コストを削減することができ、インピーダンス不連続をなくすことによって、より良好な信号品位を提供する。【解決手段】リジッド−フレックス回路コネクタ１０８は、フレックス基板１５０の上に積み重ねられたリジッド基板１４８Ａ，１４８Ｂを有する層状回路基板１４０を備える。リジッド基板は、リジッド基板の上面１５４からリジッド基板内へ延びる複数の導電性ビア１５２を含むリジッド基板回路１５６とを含む。フレックス基板は、リジッド基板回路の導電性ビアに電気的に接続されたフレックス基板回路１５８とを含む。電気コンタクト１３６のアレイが導電性ビア内に装着される。電気コンタクトは相手側端部２１２を有し、この相手側端部は、リジッド基板の上面から突出して相手側電子部品の相手側コンタクトに機械的に係合し、電気的に接続する。【選択図】図３

Description

本発明は、リジッド−フレックス回路コネクタを有するコネクタシステムに関する。

一部の公知のコネクタは、マイクロプロセッサまたは他の処理装置などの電子部品から導電経路に沿って、例えば入力／出力（Ｉ／Ｏ）コネクタへ高速信号を送るために使用される。１つの選択肢は、マイクロプロセッサが取り付けられるマザーボードまたは他のプリント回路基板（ＰＣＢ）を通してデータ信号を送ることである。しかしながら、データ速度およびマザーボード上の電子機器の密度が増加するにつれて、マザーボードを通して高速信号を送ることにより、マザーボードから離れた別の信号経路に沿って高速信号を送る場合に比べて、信号転送性能が低下するおそれがある。例えば、マザーボードは、より低速で、かつ／またはフレックスフィルム、フレックスＰＣＢ、またはリジッドＰＣＢなどの補助回路デバイスよりも大きい信号劣化を伴って、データ信号を伝送するおそれがある。

現在の技術は、複数の接続インタフェースを使用して、例えば補助回路デバイスを通してマイクロプロセッサからそのような導電経路を形成する。マイクロプロセッサのコンタクト部は、ハウジングまたはソケット内に保持された電気コンタクトに係合することができ、電気コンタクトは、ハウジングの上面に沿ってマイクロプロセッサに係合する。ハウジングの反対側の下面はボールグリッドアレイを含むことができ、このボールグリッドアレイは、例えば導電信号経路の遠位端でハウジングとＩ／Ｏコネクタとの間に延びる補助回路デバイスに、電気コンタクトを電気的に接続する。ボールグリッドアレイは、補助回路デバイスの導電体にはんだ付けされたはんだボールのアレイである。ボールグリッドアレイは、周知の製造および信号品位の問題を有する。
例えば、製造の観点から、ハウジング内の電気コンタクトおよび補助回路デバイスの導電体の両方にはんだボールを位置合わせすること、およびはんだ付けプロセス中にはんだボールを適切に位置合わせして維持することは困難である。はんだボールは、異なる速度で異なる形状に溶解しやすい。例えば、別のはんだボールよりも平らな形状の１つのはんだボールは、はんだボールとハウジングまたは補助回路デバイスとの間に間隙を形成して、はんだボールが対応する電気コンタクトと導電体との間に導電経路を形成できなくなるリスクがある。さらに、信号品位の観点から、はんだボールがハウジング内の電気コンタクトおよび／または補助回路デバイス内の導電体に対して非常に異なるインピーダンスおよび／または他の特性を有することがあるため、はんだボールは導電信号経路に沿ってインピーダンス不連続を生じさせる。信号の一部が信号源に向かって後方へ反射することがあるため、インピーダンス不連続により減衰、定在波、歪みなどが生じるおそれがある。

良好な信号品位を有する高密度な電気接続をもたらすコネクタが必要である。

本発明によれば、リジッド−フレックス回路コネクタは、フレックス基板の上に積み重ねられたリジッド基板を有する層状回路基板を含む。リジッド基板は、少なくとも１つのリジッドサブストレートとリジッド基板回路とを含む。リジッド基板回路は、リジッド基板の上面からリジッド基板内へ延びる複数の導電性ビアを含む。フレックス基板は、少なくとも１つのフレキシブルサブストレートと、リジッド基板回路の導電性ビアに電気的に接続されたフレックス基板回路とを含む。電気コンタクトのアレイが、導電性ビア内に装着される。電気コンタクトは相手側端部を有し、この相手側端部は、リジッド基板の上面から突出して相手側電子部品の相手側コンタクトに機械的に係合し、かつ電気的に接続する。

実施形態による電気コネクタシステムの側方からの概略図である。 実施形態による電気コネクタシステムの一部の上面斜視図である。 図２に示す線３−３に沿った、コネクタシステムのリジッド−フレックス回路コネクタの断面の概略横断面図である。 実施形態によるリジッド−フレックス回路コネクタの電気コンタクトの斜視図である。 実施形態によるリジッド−フレックス回路コネクタの一部の横断面側面図である。

本明細書に開示された１つまたは複数の実施形態は、マイクロプロセッサなどの相手側電子部品に取外し可能に電気的に接続するためのリジッド−フレックス回路コネクタを含む。ボールグリッドアレイを介してフレックスＰＣＢなどに電気的に接続された電気コンタクト保持ハウジングまたはソケットを含む従来のコネクタの代わりに、リジッド−フレックス回路コネクタは、ボールグリッドアレイの使用をなくす。例えば、少なくとも１つのフレキシブル基板と積み重ねられた少なくとも１つのリジッドまたは堅い基板を含むリジッド−フレックスＰＣＢを使用する。リジッド−フレックスＰＣＢは、導電性（例えば、めっきした）ビアをリジッド部の上部に沿って画成し、電気コンタクトが導電性ビアに挿入される。ビア内の電気コンタクトは、導電性ビアを介してフレキシブル基板の１つの導電回路に電気的に接続される。リジッド−フレックスＰＣＢのフレキシブル基板は、１つまたは複数のリジッド基板の縁部を越えて離れた位置まで延びてもよい。リジッド−フレックス回路コネクタを使用して、電気コンタクトおよびリジッド−フレックスＰＣＢを通して相手側電子部品から離れた位置へ高速信号を伝えてもよい。リジッド−フレックス回路を使用して高速信号を伝えて、そのような高速信号を伝送するためにマザーボードなどの別の回路基板を使用しないようにしてもよい。

ボールグリッドアレイに依拠して、電気コンタクト（相手側電子部品に嵌合する）をフレックスＰＣＢに電気的に接続して信号を所定の距離に沿って伝える従来のコネクタとは異なり、本明細書に記載のリジッド−フレックス回路コネクタの電気コンタクトは、導電性ビアを介してリジッド−フレックスＰＣＢに直接装着され接続される。ボールグリッドアレイを使用しないことにより、リジッド−フレックス回路コネクタは、ボールグリッドアレイに関する周知の製造および信号品位の問題を回避する。例えば、リジッド−フレックス回路コネクタは、ボールグリッドアレイを形成するための困難な位置合わせおよびはんだ付けステップをなくすことなどによって複雑さが減り、組立てが容易になったため、製造コストを削減することができる。また、リジッド−フレックス回路コネクタは、ボールグリッドアレイのはんだボールで発生し得るインピーダンス不連続をなくすことによって、より良好な信号品位を有することができる。

図１は、実施形態によるコネクタシステム１００の側方からの概略図である。部品の一部が横断面で示される。コネクタシステム１００は、ホスト基板１０２、ソケットハウジング１０４、相手側電子部品１０６、およびリジッド−フレックス回路コネクタ１０８を含む。ホスト基板１０２は、マザーボードなどの回路基板である。ソケットハウジング１０４およびリジッド−フレックス回路コネクタ１０８は、いずれもホスト基板１０２の上面１１０に取り付けられるが、互いに対して離間した位置にある。相手側電子部品１０６はソケットハウジング１０４に取り付けられる。図示しないが、ソケットハウジング１０４は、相手側電子部品１０６とホスト基板１０２との間に回路経路をもたらす導電要素を含む。実施形態では、相手側電子部品１０６はマイクロプロセッサなどの処理デバイスである。

例示した実施形態では、コネクタシステム１００は、相手側電子部品１０６と２つのケーブル取付プラグコネクタとの間で電力信号およびデータ信号を送信および／または受信するように構成される。例えば、コネクタシステム１００は、相手側電子部品１０６と第１のプラグコネクタ１１４との間に第１の導電信号経路１１２を画成し、コネクタシステム１００は、相手側電子部品１０６と第２のプラグコネクタ１１８との間に第２の導電信号経路１１６を画成する。プラグコネクタ１１４、１１８は、場合により、入力／出力（Ｉ／Ｏ）トランシーバであってよい。第１の導電信号経路１１２は、相手側電子部品１０６からソケットハウジング１０４の導電要素を通り、ホスト基板１０２の導電回路（図示せず）に沿って、ホスト基板１０２の縁部１２２にある、または縁部１２２に近接した第１のレセプタクルコネクタ１２０まで延びる。第１のレセプタクルコネクタ１２０は、第１のプラグコネクタ１１４に嵌合するように構成される。実施形態では、電力信号および低速データ信号が第１の導電信号経路１１２に沿って伝送される。本明細書で使用される低速データ信号は、最大１Ｇｂｐｓ以上の周波数を有してもよい。低速データ信号は、相手側電子部品１０６に伝送され、かつ／または相手側電子部品１０６から伝送される他のより高速のデータ信号に対して「低速」と呼ばれる。

第２の導電信号経路１１６は、相手側電子部品１０６からリジッド−フレックス回路コネクタ１０８の導電回路を通って第２のレセプタクルコネクタ１２４まで延び、この第２のレセプタクルコネクタ１２４は第２のプラグコネクタ１１８に嵌合するように構成される。リジッド−フレックス回路コネクタ１０８は、第１の端部１２６と反対側の第２の端部１２８との間で長手方向に延びる。第１の端部１２６は相手側電子部品１０６に位置し、第２のレセプタクルコネクタ１２４は、相手側電子部品１０６から離れた第２の端部１２８に、または第２の端部１２８に近接して取り付けられる。図１に示すように、第２の導電信号経路１１６はホスト基板１０２から離れて、第２の導電信号経路１１６に沿って伝送される信号がホスト基板１０２を通過すること、またはホスト基板１０２に沿って進むことがないようにする。実施形態では、高速データ信号が第２の導電信号経路１１６に沿って伝送される。高速データ信号は最大１０Ｇｂｐｓ、２０Ｇｂｐｓ、３０Ｇｂｐｓ、またはそれ以上の周波数を有してもよい。

実施形態では、相手側電子部品１０６は、ソケットハウジング１０４に係合するベース部１３０と、ベース部１３０から延びるプラットフォーム部１３２とを含む。プラットフォーム部１３２は、ソケットハウジング１０４を越えて突出し、リジッド−フレックス回路コネクタ１０８に電気的に接続する。相手側電子部品１０６のベース部１３０は、ソケットハウジング１０４に電気的に接続し、プラットフォーム部１３２はリジッド−フレックス回路コネクタ１０８に電気的に接続する。したがって、電力信号および低速データ信号は、ベース部１３０へ伝送され、かつベース部１３０から伝送され、高速データ信号はプラットフォーム部１３２へ伝送され、かつプラットフォーム部１３２から伝送され得る。プラットフォーム部１３２に沿った相手側電子部品１０６の下面１３４は、コンタクトパッドなどの導電性相手側コンタクト（図示せず）のアレイを含む。相手側コンタクトは、リジッド−フレックス回路コネクタ１０８の電気コンタクト１３６に機械的に係合し電気的に接続する。

電気コンタクト１３６は、リジッド−フレックス回路コネクタ１０８の上面１３８から突出して、下面１３４に沿って相手側コンタクトに係合する。電気コンタクト１３６は、アレイとして配置され、リジッド−フレックス回路コネクタ１０８の第１の端部１２６に、または第１の端部１２６に近接して位置する。本明細書で使用されるように、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」などの相対的な用語または空間を表す用語は、言及される要素を区別するためのみに使用され、コネクタシステム１００またはコネクタシステム１００の周囲環境における特定の位置または向きを必ずしも必要とするものではない。

実施形態では、リジッド−フレックス回路コネクタ１０８は、電気コンタクト１３６と層状回路基板１４０と含む。層状回路基板１４０は、第１の端部１２６と第２の端部１２８との間でリジッド−フレックス回路コネクタ１０８の長さだけ延びる。層状回路基板１４０は、少なくとも１つのリジッド部１４２および少なくとも１つのフレキシブル部１４４を長さに沿って画成する。例示した実施形態では、第１のリジッド部１４２Ａが第１の端部１２６に位置し、第２のリジッド部１４２Ｂが第２の端部１２８に位置する。単一のフレキシブル部１４４が、第１のリジッド部１４２Ａと第２のリジッド部１４２Ｂとの間に延びる。

層状回路基板１４０は、フレックス基板１５０に対して鉛直に積み重ねられた少なくとも１つのリジッド基板１４８を含む。実施形態では、リジッド部１４２Ａ、１４２Ｂは、少なくとも１つのリジッド基板１４８とフレックス基板１５０との両方を含むが、フレキシブル部１４４は、フレックス基板１５０のみによって（リジッド基板１４８なしで）画成される。したがって、フレックス基板１５０は、層状回路基板１４０の全長、または長さの少なくとも大部分に沿って延びる。各リジッド基板１４８は１つまたは複数のリジッドサブストレートを含んで、層状回路基板１４０のリジッド部１４２Ａ、１４２Ｂが堅く、硬質で、略不撓性であるようにする。フレックス基板１５０は１つまたは複数のフレキシブルサブストレートを含むが、リジッドサブストレートを含まないため、図１のフレキシブル部１４４の中央部分に沿ったカーブ１４６により示すように、フレキシブル部１４４は、壊れることなく、曲がり、湾曲し、かつ／またはねじれることができる。
実施形態では、リジッド部１４２Ａ、１４２Ｂは各々、フレックス基板１５０の上に鉛直に積み重ねられた上部リジッド基板１４８Ａを含んで、フレックス基板１５０が上部リジッド基板１４８Ａとホスト基板１０２との間に配置されるようにする。第１のリジッド部１４２Ａおよび／または第２のリジッド部１４２Ｂは、場合により、フレックス基板１５０の下に鉛直に積み重ねられた下部リジッド基板１４８Ｂを含む。層状回路基板１４０は、リジッド基板１４８Ａ、１４８Ｂがフレックス基板１５０に固着されるように積層される。

例示的な実施形態では、第１のリジッド部１４２Ａは、上部リジッド基板１４８Ａに沿って複数の導電性ビア１５２（図３に示す）を含んで、導電性ビア１５２が上部リジッド基板１４８Ａの上面１５４に開くようにする。電気コンタクト１３６が導電性ビア１５２内に装着され、上面１５４から突出して、相手側電子部品１０６の相手側コンタクトに機械的に係合し電気的に接続する。上部リジッド基板１４８Ａは、層状回路基板１４０内でフレックス基板１５０のフレックス基板回路１５８（図３）に電気的に接続されるリジッド基板回路１５６（図３に示す）を画成する。導電性ビア１５２は、リジッド基板回路１５６の部品である。したがって、リジッド−フレックス回路コネクタ１０８によりもたらされる第２の導電信号経路１１６は、相手側電子部品１０６から電気コンタクト１３６を通り、上部リジッド基板１４８Ａの導電性ビア１５２を通り、フレックス基板１５０に沿ってフレックス基板回路１５８を通り、第２のレセプタクルコネクタ１２４まで延びる。場合により、フレックス基板１５０のフレックス基板回路１５８は、第２のリジッド部１４２Ｂの上部リジッド基板１４８Ａの導電性ビア１５２を介して、第２のレセプタクルコネクタ１２４に電気的に接続される。

図２は、実施形態によるコネクタシステム１００の一部の上面斜視図である。図２では、相手側電子部品１０６のプラットフォーム部１３２は例示されているが、相手側電子部品１０６のベース部１３０（図１に示す）およびソケットハウジング１０４（図１）は示されていない。さらに、図１に示した第１のプラグコネクタ１１４および第２のプラグコネクタ１１８、ならびに第１のレセプタクルコネクタ１２０および第２のレセプタクルコネクタ１２４も、図２では省略されている。コネクタシステム１００は、縦軸または仰角軸１９１、横軸１９２、および長手方向軸１９３に対して方向付けされる。軸１９１〜１９３は相互に直交している。仰角軸１９１は重力に略平行な鉛直方向に延びるように見えるが、軸１９１〜１９３は重力に対して特定の向きを有する必要はないことが理解される。

リジッド−フレックス回路コネクタ１０８は、フレームアセンブリ１６０を含む。フレームアセンブリ１６０は、ベースプレート１６２とカバープレート１６４とを含む。ベースプレート１６２はホスト基板１０２に取り付けられる。カバープレート１６４はベースプレート１６２に連結される。層状回路基板１４０の第１の端部１２６にある第１のリジッド部１４２Ａの少なくとも一部は、カバープレート１６４とホスト基板１０２との間でフレームアセンブリ１６０内に保持される。例えば、層状回路基板１４０はホスト基板１０２またはベースプレート１６２に固定されていてもよい。層状回路基板１４０のフレキシブル部１４４は、リジッド部１４２Ａから、およびフレームアセンブリ１６０から長手方向軸１９３に沿って第２の端部１２８側へ延びる。第２の端部１２８にある第２のリジッド部１４２Ｂは、フレームアセンブリ１６０から離れている。

カバープレート１６４は、第１のリジッド部１４２Ａの鉛直方向上方に（図１に示す上部リジッド基板１４８Ａの上面１５４の上などに）配置される。カバープレート１６４は、カバープレート１６４を通る少なくとも１つの窓１６６を、カバープレート１６４の上面１６８と下面１７０との間に画成する。例示した実施形態では、カバープレート１６４は、フレーム部材１７２により分割された２つの隣接する窓１６６を画成する。他の実施形態では、カバープレート１６４は、単一の窓１６６または３つ以上の窓１６６を画成してもよい。カバープレート１６４の上面１６８は、相手側電子部品１０６の下面１３４に係合するように構成される。例えば、相手側電子部品１０６が仰角軸１９１に沿ってリジッド−フレックス回路コネクタ１０８側へ嵌合方向に下がると、相手側電子部品１０６の相手側サブストレート１７４の下面１３４が、カバープレート１６４の上面１６８に当接する。

リジッド−フレックス回路コネクタ１０８の電気コンタクト１３６は、少なくとも１つのアレイ１７６として配置される。電気コンタクト１３６の各アレイ１７６は、カバープレート１６４の対応する窓１６６を少なくとも部分的に通って延びるように構成される。例示した実施形態では、電気コンタクト１３６は２つのアレイ１７６として配置されて、各アレイ１７６のコンタクトが、カバープレート１６４の２つの窓１６６の一方を少なくとも部分的に通って共通して延びるようになっている。アレイ１７６は、４つの電気コンタクト１３６など任意の数の電気コンタクト１３６を有してよい。一実施形態では、電気コンタクト１３６は、対応する窓１６６を完全に通って延び、コンタクト１３６の端部がカバープレート１６４の上面１６８と位置合わせされ、または上面１６８を越えて突出して、相手側電子部品１０６の相手側コンタクトに係合するようになっている。
例えば、相手側コンタクトは、相手側電子部品１０６の下面１３４と平面であるか、または下面１３４に対して凹んで、電気コンタクト１３６と相手側コンタクトとの嵌合境界面が、カバープレート１６４の上面１６８より上になるようにしてもよい。別の実施形態では、電気コンタクト１３６は対応する窓１６６を完全には通って延びず、コンタクト１３６の端部が上面１６８より下に配置されるようになっている。そのような実施形態では、相手側電子部品１０６の相手側コンタクトは、下面１３４から突出して窓１６６内へ少なくとも部分的に上から入り、カバープレート１６４の上面１６８より下で電気コンタクト１３６に係合してもよい。

ベースプレート１６２は、ホスト面１７８およびカバー面１８０を含む。ベースプレート１６２のホスト面１７８は、ホスト基板１０２の上面１１０に当接する。カバー面１８０はホスト面１７８の略反対側にあり、カバープレート１６４に面する。実施形態では、ベースプレート１６２は、ベースプレート１６２の取付柱１８２を介してカバープレート１６４に連結される。取付柱１８２は、カバー面１８０からほぼ鉛直方向に延びる。４つの取付柱１８２が図２に示されるが、他の実施形態では、ベースプレート１６２が４つよりも多いまたは少ない取付柱１８２を含んでもよい。カバープレート１６４は、上面１６８と下面１７０との間でカバープレート１６４を通って延びる連結開口１８４を画成する。連結開口１８４は各々、対応する取付柱１８２を内部に受けて、カバープレート１６４をベースプレート１６２と位置合わせし、カバープレート１６４をベースプレート１６２に連結する。図示しないが、取付柱１８２のうちの１つまたは複数がピン、ワッシャ、ナットなどを受けて、カバープレート１６４が取付柱１８２から鉛直方向に離れるのを防止することによりカバープレート１６４を取付柱１８２に固定してもよい。

例示した実施形態では、相手側電子部品１０６の相手側サブストレート１７４は、少なくとも１つの基準孔１８６を画成する。基準孔１８６は、少なくとも部分的に相手側サブストレート１７４を通って下面１３４から上方へ延びる。例示した実施形態では、相手側サブストレート１７４は、相手側サブストレート１７４を完全に通って延びる４つの基準孔１８６を画成する。基準孔１８６は、相手側電子部品１０６がフレームアセンブリ１６０に装着されるときに取付柱１８２を内部に受けて、相手側コンタクトを電気コンタクト１３６のアレイ１７６に位置合わせするように構成される。例えば、ベースプレート１６２は、特に層状回路基板１４０のリジッド部１４２Ａと、リジッド部１４２Ａに装着された電気コンタクト１３６とに対して位置決めされてよい。ベースプレート１６２の取付柱１８２が相手側サブストレート１７４の対応する基準孔１８６内に受けられると、相手側基板は、相手側コンタクトがリジッド部１４２Ａの電気コンタクト１３６と位置合わせされるように、特にリジッド部１４２Ａに対して位置する。

図３は、図２に示す線３−３に沿った、リジッド−フレックス回路コネクタ１０８の断面の概略横断面図である。図３に示す断面は、層状回路基板１４０の第１のリジッド部１４２Ａとフレキシブル部１４４の一部とを含む。リジッド部１４２Ａは、上部リジッド基板１４８Ａと下部リジッド基板１４８Ｂとの間に鉛直に積み重ねられた（仰角軸１９１に沿って）フレックス基板１５０を含む。フレックス基板１５０は、上部リジッド基板１４８Ａ（および下部リジッド基板１４８Ｂ）よりも長い長さ（長手方向軸１９３に沿った）を有して、フレックス基板１５０の部分が層状回路基板１４０のフレキシブル部１４４に沿ってリジッド基板１４８Ａの内縁部１８８を越えて延びるようになっている。例示した実施形態では、フレックス基板１５０と両リジッド基板１４８Ａ、１４８Ｂとが、リジッド−フレックス回路コネクタ１０８の第１の端部１２６で互いに位置合わせされる。
しかしながら、１つまたは複数の代替実施形態では、第１の端部１２６は、基板１４８Ａ、１４８Ｂ、１５０のすべてによって画成されるわけではない。例えば、フレックス基板１５０は、第１の端部１２６までの距離全体には延びておらず、第１の端部１２６がリジッド基板１４８Ａ、１４８Ｂの一方または両方により画成されるようになっていてもよい。図３に示すリジッド部１４２Ａは単一のフレックス基板１５０を挟む２つのリジッド基板１４８Ａ、１４８Ｂの積重ねを含むが、代替実施形態のリジッド部１４２Ａは、下部リジッド基板１４８Ｂなしで、上部リジッド基板１４８Ａおよびフレックス基板１５０のみを含んでもよい。別の代替実施形態では、リジッド部１４２Ａは、２つ以上のフレックス基板１５０および／または３つ以上のリジッド基板１４８Ａ、１４８Ｂの積重ねを含んでもよい。

上部リジッド基板１４８Ａは、少なくとも１つのリジッドサブストレート１９０およびリジッド基板回路１５６を含む。リジッドサブストレート１９０は、ＦＲ−４または別のタイプのシリカエポキシなどの電気絶縁誘電材料から構成される。リジッド基板回路１５６は導電性ビア１５２を含む。導電性ビア１５２は、上面１５４からリジッド基板１４８Ａ内へ延びる。リジッド基板回路１５６は、場合により、長手方向軸１９３に沿って少なくとも１つのリジッドサブストレート１９０に略平行に延びる少なくとも１つの導電層１９６も含む。導電層１９６は、銅または別の導電性金属材料であってよい。導電層１９６は、導電トレースを含んでもよい。実施形態では、導電性ビア１５２の少なくとも一部が、上部リジッド基板１４８Ａを完全に通って延び、これは少なくとも１つのリジッドサブストレート１９０および少なくとも１つの導電層１９６を通ることを含む。例示された実施形態の導電性ビア１５２は、積重ね全体を完全に通って延び、両リジッド基板１４８Ａ、１４８Ｂとその間のフレックス基板１５０とを貫通する。導電性ビア１５２は、鉛直方向に延びてビア１５２を少なくとも部分的に画成する金属側壁１９４を含む。導電性ビア１５２をめっきビアと呼んでもよい。

フレックス基板１５０は、少なくとも１つのフレキシブルサブストレート１９８とフレックス基板回路１５８とを含む。フレキシブルサブストレート１９８は、ポリイミドまたは別のフレキシブルポリマーなどの電気絶縁材料である。フレックス基板回路１５８は、フレキシブルサブストレート１９８に沿って長手方向に延びる少なくとも１つの導電層２００を含む。例示された実施形態では、フレックス基板回路１５８は２つの導電層２００を示す。導電層２００は、リジッド部１４２Ａからフレキシブル部１４４に沿って、層状回路基板１４０の第２の端部１２８（図２に示す）にある、または第２の端部１２８に近接したフレックス基板１５０の遠位端まで、フレックス基板１５０の長さだけ延びる。

フレックス基板１５０は、リジッド基板１４８Ａとフレックス基板１５０との間に積み重ねられた接着剤層２０２を介してリジッド基板１４８Ａに固定される。別の接着剤層２０４がフレックス基板１５０と下部リジッド基板１４８Ｂとの間に積み重ねられて、フレックス基板１５０を下部リジッド基板１４８Ｂに固定する。接着剤層２０２、２０４は、フレックス基板１５０をそれぞれのリジッド基板１４８Ａ、１４８Ｂに融着させる熱活性化接着剤または圧力活性化接着剤であってよい。例えば、熱、圧力、溶接を使用して、または熱もしくは圧力なしで接着剤層２０２、２０４のみにより、リジッド基板１４８Ａ、１４８Ｂ間にフレックス基板１５０を積層することにより、層状回路基板１４０を形成してもよい。

フレックス基板回路１５８は、上部リジッド基板１４８Ａのリジッド基板回路１５６に電気的に接続される。例えば、例示された実施形態では、リジッド基板回路１５６の導電性ビア１５２は、フレックス基板１５０を通って延び、フレックス基板回路１５８の導電層２００の一方または両方に電気的に接続する。導電性ビア１５２の金属側壁１９４は、導電層２００に機械的に係合する。例示された実施形態の導電性ビア１５２は、層状回路基板１４０を完全に通って延びる導電性貫通孔である。導電性ビアは、リジッド基板回路１５６の導電層１９６とフレックス基板回路１５８の導電層２００の少なくとも１つとの間に延びて、導電層１９６を導電層２００に電気的に接続する。したがって、例示された実施形態では、リジッド基板回路１５６の導電性ビア１５２の金属側壁１９４とフレックス基板回路１５８の導電層２００の一方または両方との直接の係合により、フレックス基板回路１５８がリジッド基板回路１５６に電気的に接続される。

代替実施形態では、図３に示す貫通孔１５２の代わりに、またはこれに加えて、リジッド基板回路１５６は、上面１５４に開き、上部リジッド基板１４８Ａを通って延びるが、フレックス基板１５０を通っては延びない少なくとも１つのブラインドビアを含んでもよい。例えば、そのような代替実施形態では、ブラインドビアを上部リジッド基板１４８Ａの導電層１９６に電気的に接続してもよく、導電層１９６を、ブラインドビアから離間した１つまたは複数の埋設されたビアに電気的に接続してもよい。埋設されたビアは、フレックス基板１５０を通って延び、その導電層２００の少なくとも１つに電気的に接続する。したがって、フレックス基板回路１５８を導電経路に沿ってリジッド基板回路１５６に電気的に接続してもよく、この導電経路は、リジッド基板回路１５６のブラインドビアから導電層１９６の長さに沿って、１つまたは複数の埋設されたビアを通ってフレックス基板回路１５８の導電層２００まで延びる。

電気コンタクト１３６の１つが導電性ビア１５２内に装着される。電気コンタクト１３６は、終端部２１０と相手側端部２１２との間に延びる。電気コンタクト１３６は、１つまたは複数の金属により形成された一体構造を有する。電気コンタクト１３６は、終端部２１０まで延びて導電性ビア１５２内に受けられるピン２０６を含む。ピン２０６は、導電性ビア１５２の金属側壁１９４に係合する。例示された実施形態では、ピン２０６は可撓性の針穴ピンである。電気コンタクト１３６は、可撓性のピン２０６と側壁１９４との締まり嵌めにより導電性ビア１５２内に保持されてもよい。場合により、電気コンタクト１３６を導電性ビア１５２にはんだ付けして、コンタクト１３６を層状回路基板１４０に、より恒久的に固定してもよい。例えば、電気コンタクト１３６を導電性ビア１５２内に装着した後に、はんだ材料を導電性ビア１５２の開口部に沿って塗布してもよい。

電気コンタクト１３６は、導電性ビア１５２から上部リジッド基板１４８Ａの上面１５４を越えて相手側端部２１２まで延びる偏向可能なアーム２０８をさらに含む。偏向可能なアーム２０８は、フック状の輪郭を有してもよい。偏向可能なアーム２０８は、相手側電子部品１０６（図２に示す）の対応する相手側コンタクトに機械的に係合するように構成された係合領域２１４を含む。例示された実施形態において、係合領域２１４は突起２１６である。突起２１６は湾曲し、コンタクトパッドに引っ掛かったりコンタクトパッドを引っ掻いたりすることなく、相手側電子部品１０６の平面のコンタクトパッドに係合するように構成される。偏向可能なアーム２０８は弾性偏向可能であって、相手側コンタクトが偏向可能なアーム２０８の係合領域２１４に係合するときに、アーム２０８が少なくとも部分的に上部リジッド基板１４８Ａ側へ曲がるまたは圧縮するようになっている。アーム２０８の偏向により、係合領域２１４と相手側コンタクトとの接触を維持するようにアーム２０８を付勢する。

図３に示すように、リジッド−フレックス回路コネクタ１０８を通る導電信号経路１１６（図１に示す）は、電気コンタクト１３６を通り、層状回路基板１４０を通って遠隔デバイスまたはコネクタ（例えば、図１に示すＩ／Ｏレセプタクル１２４）まで延び、ホスト基板１０２（図１）は通らない。例えば、経路１１６の第１の部分は、各コンタクト１３６の偏向可能なアーム２０８の係合領域２１４から電気コンタクト１３６を通ってピン２０６まで延びる。ピン２０６は導電性ビア１５２に電気的に接続される。経路１１６の第２の部分は、リジッド基板回路１５６の導電性ビア１５２からフレックス基板回路１５８の導電層２００の少なくとも１つまで直接または間接的に延びる。
経路１１６の第２の部分は、導電層２００に沿ってリジッド部１４２Ａからフレキシブル部１４４内へ、かつフレキシブル部１４４に沿って、層状回路基板１４０の第２の端部１２８（図２に示す）にある遠隔デバイスまたはコネクタ側へさらに延びる。電気信号を電気コンタクト１３６から層状回路基板１４０の基板回路１５６、１５８へ直接送ることにより、ボールグリッドアレイの使用が避けられる。したがって、導電信号経路１１６は、信号品位性能を高め（例えば、インピーダンス不連続を避けることにより）、従来のルーティング方式に関連する製造の問題（例えば、コスト、複雑性、および追加のステップ）を低減することができる。

図４は、実施形態によるリジッド−フレックス回路コネクタ１０８の電気コンタクト１３６の１つの斜視図である。電気コンタクト１３６は、偏向可能なアーム２２０、平面ベース部分２２２、およびピン２２４を含む。ピン２２４は、図３に示すピン２０６のような可撓性の針穴ピンである。ベース部分２２２は、上面２２６と反対側の下面２２８とを有する。ベース部分２２２は、第１の端部２３０と反対側の第２の端部２３２とをさらに含む。偏向可能なアーム２２０は、ベース部分２２２の第１の端部２３０に接続され、上面２２６の上へ延びる。ピン２２４は、ベース部分２２２の第２の端部２３２に接続され、下面２２８の下へ延びる。ベース部分２２２の下面２２８は、ピン２２４が対応する導電性ビア１５２（図３）内に装着されるときに、上部リジッド基板１４８Ａ（図３）の上面１５４（図３に示す）に当接してもよい。場合により、接着剤またははんだ材料を下面２２８に塗布して、ベース部分２２２を上部リジッド基板１４８Ａに固定してもよい。あるいは、コンタクト１３６がビア１５２内に装着された後に接着剤またははんだ材料を上面２２６に塗布して、接着剤またははんだ材料がベース部分２２２の縁部を越えて延びて、ベース部分２２２を上部リジッド基板１４８Ａに当てるようにしてもよい。

偏向可能なアーム２２０は、２つの梁２３６の間に開口部２３４を有する分割梁構造を有し、これらの梁２３６は、偏向可能なアーム２２０の可撓性および弾力性を支えることができる。偏向可能なアーム２２０は、湾曲した突起２３８を係合領域２１４に含み、この突起２３８は、コンタクトパッドに引っ掛かったりコンタクトパッドを引っ掻いたりすることなく、相手側電子部品１０６（図２に示す）の平面のコンタクトパッドに係合するように構成される。電気コンタクト１３６を、銅合金などの１枚の金属板から打ち抜いて形成してもよい。場合により、突起２３８を、金などのコンタクト１３６の残りの部分とは異なる金属または金属合金でめっきしてもよい。

図５は、実施形態によるリジッド−フレックス回路コネクタ１０８の一部の横断面側面図である。例示した部分は、フレームアセンブリ１６０の一部を示す。ベースプレート１６２はホスト基板１０２に取り付けられる。層状回路基板１４０のリジッド部１４２Ａは、接着剤、留め具を介して、またはクランプなどによりもたらされる摩擦嵌めによってベースプレート１６２に固着される。あるいは、リジッド部１４２Ａをホスト基板１０２に直接固定してもよい。ベースプレート１６２の取付柱１８２の１つが、ベースプレート１６２のカバー面１８０から鉛直方向に延びる。取付柱１８２は、取付柱１８２から横方向に離間した層状回路基板１４０を通って延びてはいない（例えば、層状回路基板１４０は取付柱１８２の後方に配置される）。カバープレート１６４は、取付柱１８２上に装着される。カバープレート１６４の上面１６８が相手側電子部品１０６に当接するように構成されるが、相手側電子部品１０６（図２に示す）は図５には示されていない。

実施形態では、フレームアセンブリ１６０は、ベースプレート１６２とカバープレート１６４との間に少なくとも１つのばね部材２４０を含んで、カバープレート１６４がばね付勢され、ベースプレート１６２および層状回路基板１４０に対して可動であるようにする。例示した実施形態では、ばね部材２４０が取付柱１８２を囲む。ばね部材２４０は、コイル圧縮ばね、圧縮性ガスケット、軸受、またはブッシングなどであってよい。ばね部材２４０の一端部２４２はカバープレート１６４の下面１７０に係合し、ばね部材２４０の他端部２４４はベースプレート１６２のカバー面１８０に係合する。
ばね部材２４０により、カバープレート１６４は、定位置に固着された層状回路基板１４０上の電気コンタクト１３６に対して浮動することができる。浮動するカバープレート１６４により、相手側電子部品１０６（図２に示す）は電気コンタクト１３６に対して可変高さを有することができ、これにより、フレームアセンブリ１６０の公差不一致により生じるコンタクト高さ変動を補償する。ばね部材２４０は、電気コンタクト１３６に損傷を与えるリスクのある程度までカバープレート１６４がベースプレート１６２側へ押されるのを制限するハードストップを提供してもよい。例えば、ばね部材２４０は、カバープレート１６４がベースプレート１６２近くの境目に入らないようにすることにより、相手側電子部品１０６がコンタクト１３６を過剰に偏向させることを防いでもよい。

Claims (10)

1. フレックス基板（１５０）の上に積み重ねられたリジッド基板（１４８）を有する層状回路基板（１４０）と、電気コンタクト（１３６）のアレイ（１７６）とを備えるリジッド−フレックス回路コネクタ（１０８）であって、
   前記リジッド基板が、少なくとも１つのリジッドサブストレート（１９０）と、前記リジッド基板の上面（１５４）から前記リジッド基板内へ延びる複数の導電性ビア（１５２）を含むリジッド基板回路（１５６）と、を含み、
   前記フレックス基板が、少なくとも１つのフレキシブルサブストレート（１９８）と、前記リジッド基板回路の前記導電性ビアに電気的に接続されたフレックス基板回路（１５８）と、を含んでおり、
   前記アレイ（１７６）は、前記導電性ビア内に装着された前記電気コンタクト（１３６）のアレイ（１７６）であって、
   前記電気コンタクトが相手側端部（２１２）を有し、前記相手側端部が、前記リジッド基板の前記上面から突出して相手側電子部品（１０６）の相手側コンタクトに機械的に係合し、かつ電気的に接続する、
   ことを特徴とするリジッド−フレックス回路コネクタ（１０８）。
2. 前記層状回路基板（１４０）が、前記リジッド基板（１４８）および前記フレックス基板（１５０）の両方を含むリジッド部（１４２）と、前記リジッド部から延びるフレキシブル部（１４４）と、を含み、
   前記フレキシブル部が前記フレックス基板を含むが前記リジッド基板を含まない、
   請求項１に記載のリジッド−フレックス回路コネクタ。
3. 前記フレックス基板（１５０）の長さが前記リジッド基板（１４８）よりも長く、前記フレックス基板の部分が前記リジッド基板の縁部（１８８）を越えて延びるようになっている、
   請求項１に記載のリジッド−フレックス回路コネクタ。
4. 前記フレックス基板回路（１５８）が、前記フレックス基板（１５０）の長さに沿って前記リジッド基板（１４８）の前記縁部（１８８）を越えて前記フレックス基板の遠位端（１２８）まで延びる導電層（２００）を含み、
   前記リジッド基板回路（１５６）の前記導電性ビア（１５２）が金属側壁（１９４）を含み、前記金属側壁（１９４）は、前記フレックス基板回路の前記導電層を通って延び、かつ前記導電層に電気的に接続し、
   前記リジッド−フレックス回路コネクタが電気回路経路を提供し、
   前記電気回路経路は、前記電気コンタクト（１３６）を通り、前記リジッド基板の前記導電性ビアを通り、前記導電層に沿って前記フレックス基板の前記遠位端まで延びる、
   請求項３に記載のリジッド−フレックス回路コネクタ。
5. フレームアセンブリ（１６０）をさらに備えており、
   前記フレームアセンブリ（１６０）は、ホスト基板（１０２）に取り付けられるように構成されたベースプレート（１６２）と、前記ベースプレートに連結されたカバープレート（１６４）と、を含み、
   前記層状回路基板（１４０）の少なくとも一部が、前記カバープレートと前記ベースプレートとの間で前記フレームアセンブリ内に保持され、
   前記カバープレートが、前記カバープレートを通る少なくとも１つの窓（１６６）を、前記カバープレートの上面（１６８）と下面（１７０）との間に画成し、前記上面が前記相手側電子部品（１０６）に係合するように構成され、
   前記電気コンタクト（１３６）の前記相手側端部（２１２）が、前記少なくとも１つの窓を通って延びて、前記相手側電子部品（１０６）の前記相手側コンタクトに係合する、
   請求項１に記載のリジッド−フレックス回路コネクタ。
6. 少なくとも４つの電気コンタクト（１３６）の前記相手側端部（２１２）が、前記カバープレート（１６４）の前記少なくとも１つの窓（１６６）を通って延びる、
   請求項５に記載のリジッド−フレックス回路コネクタ。
7. 前記ベースプレート（１６２）が、ホスト面（１７８）と、カバー面（１８０）と、前記ベースプレートの前記カバー面から延びる複数の取付柱（１８２）と、を有し、
   前記カバープレート（１６４）が、前記取付柱を内部に受けて前記カバープレートを前記ベースプレートに連結する連結開口（１８４）を画成し、
   前記取付柱が、前記相手側電子部品（１０６）の基準孔（１８６）内に受けられて、前記相手側電子部品を前記層状回路基板（１４０）の電気コンタクト（１３６）の前記アレイ（１７６）と位置合わせするようにさらに構成される、
   請求項５に記載のリジッド−フレックス回路コネクタ。
8. 前記層状回路基板（１４０）の少なくとも一部が、前記ホスト基板（１０２）または前記ベースプレート（１６２）の少なくとも一方に固着され、
   前記フレームアセンブリ（１６０）が前記ベースプレートと前記カバープレート（１６４）との間にばね部材（２４０）を含んで、前記カバープレートが前記相手側電子部品（１０６）に対してばね付勢され、前記ベースプレートおよび前記層状回路基板に対して可動であるようにする、
   請求項５に記載のリジッド−フレックス回路コネクタ。
9. 前記層状回路基板（１４０）の前記リジッド基板（１４８）が第１のリジッド基板（１４８Ａ）であり、
   前記層状回路基板が第２のリジッド基板（１４８Ｂ）をさらに含み、
   前記フレックス基板（１５０）が、前記第１のリジッド基板と前記第２のリジッド基板との間に鉛直に積み重ねられる、
   請求項１に記載のリジッド−フレックス回路コネクタ。
10. 前記電気コンタクト（１３６）の少なくとも一部が、前記層状回路基板（１４０）の対応する前記導電性ビア（１５２）内に受けられるピン（２０６）と、前記リジッド基板（１４８）の前記上面（１５４）を越えて前記相手側端部（２１２）まで延びる偏向可能なアーム（２０８）とを含み、
    前記偏向可能なアームが、前記相手側電子部品（１０６）の前記相手側コンタクトのコンタクトバッドに係合するように構成された係合領域（２１４）を含む、
    請求項１に記載のリジッド−フレックス回路コネクタ。

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