特表 2024-532816 電子アセンブリ用のコンプライアントコネクタのアレイ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-09-10

(54)【発明の名称】電子アセンブリ用のコンプライアントコネクタのアレイ

(51)【国際特許分類】

   H01R 13/24 20060101AFI20240903BHJP

   H01R 12/71 20110101ALI20240903BHJP

   H01R 31/06 20060101ALI20240903BHJP

【ＦＩ】

H01R13/24

H01R12/71

H01R31/06 P

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024508929

(86)(22)【出願日】2022-08-12

(85)【翻訳文提出日】2024-03-29

(86)【国際出願番号】 US2022040204

(87)【国際公開番号】W WO2023022939

(87)【国際公開日】2023-02-23

(31)【優先権主張番号】63/260,386

(32)【優先日】2021-08-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】510192916

【氏名又は名称】テスラ，インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】バンダリ，リシャブ

(72)【発明者】

【氏名】リー，ヨン グオ

(72)【発明者】

【氏名】ナスル，モハメド

(72)【発明者】

【氏名】リシ，サミュエル

(72)【発明者】

【氏名】ナボヴァティ，アイディン

(72)【発明者】

【氏名】ファージナザール，シヴァ

(72)【発明者】

【氏名】ヘシュケ，ミッチェル

【テーマコード（参考）】

5E223

【Ｆターム（参考）】

5E223AA30

5E223AC21

5E223AC23

5E223BA27

5E223CD01

5E223DA05

5E223DB08

(57)【要約】

電子アセンブリのためのコンプライアントコネクタのアレイが提供される。一態様では、システムは、第１の電子部品のアレイと第２の電子部品のアレイとを含む。第２の電子部品の各々は、第１の電子部品の対応するものと対をなす。前記第１の電子部品と前記第２の電子部品との各対が、複数のコンプライアントコネクタを介して結合されている。
【選択図】図２Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

システムであって、
第１の電子部品のアレイと、
第２の電子部品のアレイであって、前記第２の電子部品の各々が前記第１の電子部品の対応するものと対になっている、第２の電子部品のアレイと、を備え、
前記第１の電子部品と前記第２の電子部品との各対が、複数のコンプライアントコネクタを介して結合されている、システム。

【請求項2】

前記第１の電子部品と前記第２の電子部品との各々が、前記電子部品の少なくとも一方側に複数のコンプライアントコネクタパッドを備え、
前記コンプライアントコネクタの各々が、前記コンプライアントコネクタパッドの１つと接触するように構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記コンプライアントコネクタパッドの少なくとも１つが複数の前記コンプライアントコネクタに接続されている、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

複数のコンプライアントコネクタハウジングをさらに備え、前記コンプライアントコネクタハウジングの各々が、前記コンプライアントコネクタのサブセットを収容するように構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

中間プレートであって、前記第１の電子部品が前記中間プレートの第１の側に配置され、前記第２の電子部品が前記中間プレートの第２の側に配置され、前記第２の側が前記第１の側の反対側にある、中間プレートをさらに備え、
前記中間プレートが、その中を通る複数の開口を有し、
前記コンプライアントコネクタハウジングの各々が、前記中間プレートの前記開口の１つに圧入されるように構成されている、請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記コンプライアントコネクタハウジングの各々が、前記それぞれのコンプライアントコネクタハウジングが前記開口の１つに挿入された際に変形するように構成された複数のリブを備えている、請求項５に記載のシステム。

【請求項7】

前記中間プレートが、前記第１の電子部品および前記第２の電子部品ならびに前記コンプライアントコネクタを冷却するように構成されたコールドプレートを備え、
熱エポキシが、前記コンプライアントコネクタのさらなる熱冷却を提供するために、前記コンプライアントコネクタハウジングと前記コールドプレートとの間に設けられている、請求項５に記載のシステム。

【請求項8】

前記開口の少なくともいくつかが、２つのコンプライアントコネクタハウジングを受領するように構成されている、請求項５に記載のシステム。

【請求項9】

同じ開口内の２つの前記コンプライアントコネクタハウジングが、前記第１の電子部品および前記第２の電子部品の異なる対を結合するように構成されたコンプライアントコネクタのそれぞれのグループを収容する、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記コンプライアントコネクタが対に配置され、それにより、コンプライアントコネクタの前記対の第１のものが前記第１の電子部品および前記第２の電子部品の対応する前記対の前記第１の電子部品に対して構成され、コンプライアントコネクタの前記対の第２のものが前記第１の電子部品および前記第２の電子部品の対応する前記対の前記第２の電子部品に接触するように構成されるようになっている、請求項４に記載のシステム。

【請求項11】

前記コンプライアントコネクタハウジングの各々が、コンプライアントコネクタの各対のためのバネの対を備えており、
前記コンプライアントコネクタハウジング内の前記バネが双方向フローティングを提供し、それにより、前記コンプライアントコネクタの各々に印加される力が、前記コンプライアントコネクタの他のものに印加される力とは独立している、請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

前記コンプライアントコネクタハウジングの各々の前記コンプライアントコネクタが、２次元アレイを形成するように配置される、請求項４に記載のシステム。

【請求項13】

前記コンプライアントコネクタが、前記第１の電子部品および前記第２の電子部品の対応する対の間の、電気的、熱的、および／または通信の伝導性を提供するようにさらに構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項14】

前記コンプライアントコネクタがポゴピンを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項15】

システムであって、
第１の電子部品のアレイと、
複数のコンプライアントコネクタアセンブリであって、前記コンプライアントコネクタアセンブリの各々がコンプライアントコネクタのグループと、前記コンプライアントコネクタのグループの周りのハウジングとを備えている、複数のコンプライアントコネクタアセンブリと、を備え、
前記第１の電子部品の各々が、前記コンプライアントコネクタアセンブリのそれぞれのコンプライアントコネクタアセンブリの前記コンプライアントコネクタのグループの少なくとも１つに電気的に接続された１つまたは複数のパッドを備えている、システム。

【請求項16】

前記第１の電子部品のアレイの一方側に配置されたコールドプレートであって、前記コールドプレートが、前記第１の電子部品を冷却するように構成されるとともに、内部を通る複数の開口を有する、コールドプレートをさらに備え、
前記ハウジングの各々が、前記コールドプレートの前記開口の１つに圧入されるように構成されている、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

制御基板であって、前記コールドプレートが前記第１の電子部品のアレイと前記制御基板との間に位置するように配置された制御基板をさらに備え、
前記コンプライアントコネクタが、前記第１の電子部品を前記制御基板に電気的に接続するように構成され、前記制御基板が、前記第１の電子部品に電力および／または制御信号を提供するように構成されている、請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

その上に第２の電子部品のアレイを有する制御基板をさらに備え、
前記コンプライアントコネクタが前記第１の電子部品を前記第２の電子部品に電気的に接続する、請求項１６に記載のシステム。

【請求項19】

前記コンプライアントコネクタがポゴピンを備えている、請求項１５に記載のシステム。

【請求項20】

電子システムであって、
集積回路ダイのアレイと、
前記集積回路ダイのアレイの上に配置された電圧調整モジュールのアレイと、
複数のグループの電気コンタクトを備えたプリント回路基板と、
コンプライアントコネクタのグループを備えたコンプライアントコネクタであって、コンプライアントコネクタの各グループが前記電圧調整モジュールのアレイの電圧調整モジュールを、前記プリント回路基板上の電気コンタクトのそれぞれのグループに電気的に接続する、コンプライアントコネクタと、を備えている、電子システム。

【請求項21】

複数のコンプライアントコネクタハウジングをさらに備え、前記コンプライアントコネクタハウジングの各々が、前記コンプライアントコネクタのグループの個別のグループを収容するように構成されている、請求項２０に記載の電子システム。

【請求項22】

前記電圧調整モジュールのアレイと前記プリント回路基板との間に位置するコールドプレートをさらに備え、
前記コンプライアントコネクタハウジングの各々が、前記コールドプレートのそれぞれの開口を通って延在する、請求項２１に記載の電子システム。

【請求項23】

前記コンプライアントコネクタハウジングの各々が、前記コンプライアントコネクタハウジングが前記開口の１つに挿入された際に変形するように構成された複数のリブを備えている、請求項２２に記載の電子システム。

【請求項24】

前記コンプライアントコネクタがポゴピンを備えている、請求項２０に記載の電子システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０２１年８月１８日に出願された「ＡＲＲＡＹＯＦ ＰＯＧＯ ＰＩＮＳ ＦＯＲ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＡＳＳＥＭＢＬＩＥＳ」と題する米国仮特許出願第６３／２６０，３８６号の利益を主張し、その開示は、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は、一般に、サブアセンブリ間に伝導性を提供するために使用されるコネクタに関し、より具体的には、信号および／または電力を供給するためのコンプライアントコネクタに関する。

【背景技術】

【0003】

電子システムアセンブリは、システムオンチップ（ＳＯＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）などの複数の構成要素を含むことができ、これらは電気、熱、および／または通信の伝導性を提供するように接続することができる。基板間コネクタの従来の実施態様は、通常、いくつかの電子アセンブリに望まれる高い公差では機能しない。コンプライアントコネクタの他の実施態様を使用することもできるが、それらは組立てが難しく、はるかに高い公差および基板上の歪みを有する可能性がある。

【発明の概要】

【0004】

一態様では、システムであって、第１の電子部品のアレイと、第２の電子部品のアレイであって、第２の電子部品の各々が第１の電子部品の対応するものと対になっている、第２の電子部品のアレイと、を備え、第１の電子部品と第２の電子部品との各対が、複数のコンプライアントコネクタを介して結合されている、システムが提供される。

【0005】

いくつかの実施形態では、第１の電子部品と第２の電子部品との各々が、電子部品の少なくとも一方側に複数のコンプライアントコネクタパッドを備え、コンプライアントコネクタの各々が、コンプライアントコネクタパッドの１つと接触するように構成されている。

【0006】

いくつかの実施形態では、コンプライアントコネクタパッドの少なくとも１つが複数のコンプライアントコネクタに接続されている。

【0007】

いくつかの実施形態では、本システムは、複数のコンプライアントコネクタハウジングをさらに備え、コンプライアントコネクタハウジングの各々が、コンプライアントコネクタのサブセットを収容するように構成されている。

【0008】

いくつかの実施形態では、本システムは、中間プレートであって、第１の電子部品が中間プレートの第１の側に配置され、第２の電子部品が中間プレートの第２の側に配置され、第２の側が第１の側の反対側にある、中間プレートをさらに備え、中間プレートが、その中を通る複数の開口を有し、コンプライアントコネクタハウジングの各々が、中間プレートの開口の１つに圧入されるように構成されている。

【0009】

いくつかの実施形態では、コンプライアントコネクタハウジングの各々が、それぞれのコンプライアントコネクタハウジングが開口の１つに挿入された際に変形するように構成された複数のリブを備えている。

【0010】

いくつかの実施形態では、中間プレートが、第１の電子部品および第２の電子部品ならびにコンプライアントコネクタを冷却するように構成されたコールドプレートを備え、熱エポキシが、コンプライアントコネクタのさらなる熱冷却を提供するために、コンプライアントコネクタハウジングとコールドプレートとの間に設けられている。

【0011】

いくつかの実施形態では、開口の少なくともいくつかが、２つのコンプライアントコネクタハウジングを受領するように構成されている。

【0012】

いくつかの実施形態では、同じ開口内の２つのコンプライアントコネクタハウジングが、第１の電子部品および第２の電子部品の異なる対を結合するように構成されたコンプライアントコネクタのそれぞれのグループを収容する。

【0013】

いくつかの実施形態では、コンプライアントコネクタが対に配置され、それにより、コンプライアントコネクタの対の第１のものが第１の電子部品および第２の電子部品の対応する対の第１の電子部品に対して構成され、コンプライアントコネクタの対の第２のものが第１の電子部品および第２の電子部品の対応する対の第２の電子部品に接触するように構成されるようになっている。

【0014】

いくつかの実施形態では、コンプライアントコネクタハウジングの各々が、コンプライアントコネクタの各対のためのバネの対を備えており、コンプライアントコネクタハウジング内のバネが双方向フローティングを提供し、それにより、コンプライアントコネクタの各々に印加される力が、コンプライアントコネクタの他のものに印加される力とは独立している。

【0015】

いくつかの実施形態では、コンプライアントコネクタハウジングの各々のコンプライアントコネクタが、２次元アレイを形成するように配置される。

【0016】

いくつかの実施形態では、コンプライアントコネクタは、第１の電子部品および第２の電子部品の対応する対の間の、電気的、熱的、および／または通信の伝導性を提供するようにさらに構成されている。

【0017】

いくつかの実施形態では、第１の電子部品は電圧調整モジュール（ＶＲＭ）であり、第２の電子部品はプリント回路基板上の回路である。

【0018】

いくつかの実施形態では、コンプライアントコネクタはポゴピンを備えている。

【0019】

別の態様では、システムであって、第１の電子部品のアレイと、複数のコンプライアントコネクタアセンブリであって、コンプライアントコネクタアセンブリの各々がコンプライアントコネクタのグループと、コンプライアントコネクタのグループの周りのハウジングとを備えている、複数のコンプライアントコネクタアセンブリと、を備え、第１の電子部品の各々が、コンプライアントコネクタアセンブリのそれぞれのコンプライアントコネクタアセンブリのコンプライアントコネクタのグループの少なくとも１つに電気的に接続された１つまたは複数のパッドを備えている、システムが提供される。

【0020】

いくつかの実施形態では、本システムは、第１の電子部品のアレイの一方側に配置されたコールドプレートであって、コールドプレートが、第１の電子部品を冷却するように構成されるとともに、内部を通る複数の開口を有する、コールドプレートをさらに備え、ハウジングの各々が、コールドプレートの開口の１つに圧入されるように構成されている。

【0021】

いくつかの実施形態では、本システムは、制御基板であって、コールドプレートが第１の電子部品のアレイと制御基板との間に位置するように配置された制御基板をさらに備え、コンプライアントコネクタが、第１の電子部品を制御基板に電気的に接続するように構成され、制御基板が、第１の電子部品に電力および／または制御信号を提供するように構成されている。

【0022】

いくつかの実施形態では、本システムは、その上に第２の電子部品のアレイを有する制御基板をさらに備え、コンプライアントコネクタが第１の電子部品を第２の電子部品に電気的に接続する。

【0023】

いくつかの実施形態では、コンプライアントコネクタはポゴピンを備えている。

【0024】

さらに別の態様では、電子システムであって、集積回路ダイのアレイと、集積回路ダイのアレイの上に配置された電圧調整モジュールのアレイと、複数のグループの電気コンタクトを備えたプリント回路基板と、コンプライアントコネクタのグループを備えたコンプライアントコネクタであって、コンプライアントコネクタの各グループが電圧調整モジュールのアレイの電圧調整モジュールを、プリント回路基板上の電気コンタクトのそれぞれのグループに電気的に接続する、コンプライアントコネクタと、を備えている、電子システムが提供される。

【0025】

いくつかの実施形態では、電子システムは、複数のコンプライアントコネクタハウジングであって、コンプライアントコネクタハウジングの各々が、コンプライアントコネクタのグループの個別のグループを収容するように構成されている、複数のコンプライアントコネクタハウジングをさらに備えている。

【0026】

いくつかの実施形態では、電子システムは、電圧調整モジュールのアレイとプリント回路基板との間に位置するコールドプレートをさらに備え、コンプライアントコネクタハウジングの各々が、コールドプレートのそれぞれの開口を通って延在する。

【0027】

いくつかの実施形態では、コンプライアントコネクタハウジングの各々が、コンプライアントコネクタハウジングが開口の１つに挿入された際に変形するように構成された複数のリブを備えている。

【0028】

いくつかの実施形態では、コールドプレートの開口の少なくともいくつかは、それを通って延びる２つのポゴピンハウジングと、各々が異なる電圧調整モジュールに電気的に接続される２つのポゴピンハウジング内のポゴピンのグループとを有する。

【0029】

いくつかの実施形態では、コンプライアントコネクタはポゴピンを備えている。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1A】一実施形態によるポゴピンを有するシステムオンウエハ（ＳｏＷ）アセンブリの概略側断面図である。

【0031】

【図1B】本開示の態様によるポゴピンの複数のグループを有する電子サブシステムアセンブリを示す図である。

【0032】

【図2A】図１Ｂの電子システムサブアセンブリを含む電子システムアセンブリの様々な図である。

【図2B】図１Ｂの電子システムサブアセンブリを含む電子システムアセンブリの様々な図である。

【図2C】図１Ｂの電子システムサブアセンブリを含む電子システムアセンブリの様々な図である。

【図2D】図１Ｂの電子システムサブアセンブリを含む電子システムアセンブリの様々な図である。

【0033】

【図3】図２Ｄの線３－３の断面図である。

【0034】

【図4】ポゴピンハウジングの内部構造を含む、図２Ｄの線４－４の断面図である。

【0035】

【図5】本開示の態様による、ポゴピンの複数のグループを有する電子システムサブアセンブリの一部の別の実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

特定の実施形態の以下の詳細な説明は、特定の実施形態の様々な説明を提示する。しかし、本明細書に記載された技術革新は、例えば、特許請求の範囲によって定義および包含されるように、多数の異なる方法で実施することができる。この説明では、同様の参照符号および／または用語が同一または機能的に同様の要素を示すことができる図面を参照する。図面に示されている要素は、必ずしも縮尺通りに描かれていないことが理解されよう。さらに、特定の実施形態は、図面に示されているよりも多くの要素および／または図面に示されている要素のサブセットを含むことができることが理解されよう。さらに、いくつかの実施形態は、２つ以上の図面からの特徴の任意の適切な組合せを組み込むことができる。本明細書で提供される見出しは、便宜上のものに過ぎず、特許請求の範囲の意味または範囲に影響を及ぼすことを意図するものではない。
電子アセンブリにおける電気的接続

【0037】

本開示の態様は、電子システムアセンブリの２つ以上のサブアセンブリを電気的に接続するために使用することができるコネクタまたは他の結合デバイスに関する。用途に応じて、例示的な電子システムアセンブリは、それらの間の電気的、熱的、および／または通信の伝導性を含む複数の電子部品を含むことができる。例示的な電子部品には、システムオンチップ（ＳＯＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）などが含まれるが、これらに限定されない。

【0038】

電子システムのサイズを縮小するために、２つ以上の電子部品を垂直に積み重ね、これにより、実質的に同じ設置面積を占めることができる。電子部品の全体的なサイズおよび個々の接点のサイズが縮小するにつれて、電子部品を電気的に接続するために使用されるコネクタの公差がより狭くなる。特定の用途の電子部品の公差を満たしながら、従来のコネクタ（例えば、はんだ接続）を使用することは困難であり得る。
コンプライアントコネクタ

【0039】

本開示の態様は、電子システムアセンブリ内の電子デバイスを接続するために使用することができるコンプライアントコネクタの使用に関する。本開示の一部は、例示的なコンプライアントコネクタとしてポゴピンの使用を説明しているが、本開示はそれに限定されず、本開示の任意の適切な原理および利点に従って任意の適切なコンプライアントコネクタを使用することができる。本開示および図におけるポゴピンへの言及は、例示を目的として提供されている。本開示の態様による電子デバイスを接続するのに適し得るコンプライアントコネクタの例には、ポゴピン、可撓性ピン、バネ接点などが含まれるが、これらに限定されない。

【0040】

本開示の態様は、他のコネクタを超える様々な利点を提供することができるポゴピンコネクタに関する。多くの用途では、電子部品は、ボンドワイヤ、または電子部品上のパッドにはんだ付けされる他の伝導性材料を使用して電気的に接続される。時間がかかるこのタイプのはんだ付けに加えて、電子部品および／またはその中に形成されたコネクタパッドの寸法が減少するにつれて、はんだ付けエラーを導入することなく対応するパッドにコネクタを正確にはんだ付けすることがますます困難になってきている。典型的な基板間接続は、比較的高い公差の用途では機能しない可能性がある。

【0041】

ポゴピンは、製造中の電子部品の試験などの特定の用途に使用することができるタイプのコネクタである。ポゴピンは、バネ付勢された電気コネクタの一種である。ポゴピンは、電子部品を接続するために使用することができるが、電子システムを組み立てる際にポゴピンを使用することに関する技術的課題があった。

【0042】

有利には、ポゴピンは、多くの他のコネクタ技術と比較して、電子部品に対してはるかに高い公差および低い歪みを有する。本明細書に記載の製品内の電子部品間の電気、熱、および／または通信の伝導性接続のためにポゴピンを使用することは、いくつかの追加の利点を有することができる。例えば、一態様では、ポゴピンを損傷することなくシステムを梱包、出荷、および使用することを容易にするための、ピンに対する構造的支持を含むポゴピンの配置。別の態様では、ポゴピンの配置は、部品のはんだ付けを除去し、ポゴピンを接続された電子部品から独立させることによって組立てを容易にすることができる。別の態様では、ポゴピンの配置は、閾値量未満の最小の角度誤差を含む、ピンおよび対応するパッドのより正確な位置合わせを提供することができる。

【0043】

さらに別の態様では、ポゴピン用のハウジングの配置は、ハウジングをコールドプレートに向かって押すことができ、したがって、ポゴピンを組み立てる間の接触抵抗を低減することができる。さらに別の態様では、ポゴピンハウジングは、両側からの力と公差とのバランスをとることによって、接続された両方の電子部品への力および歪みを低減するための双方向浮動ピン設計を組み込むことができる。これにより、ピンの接触抵抗および発熱を低減することができ、一方、全体的な基板の歪みを最小限に抑えもする。

【0044】

さらに別の態様では、ポゴピンの配置はピンの冷却を提供し、ピンとコールドプレートとの間に熱グリースを添加し、接触抵抗を低減するためにポゴピンハウジング（例えば、カートリッジ）をコールドプレートにインサート成形することによって改善することができる。

【0045】

本開示の態様は、大電流または多数の信号が実施される任意の基板間信号伝送にも使用することができる。本明細書で開示される技術は、接続のための電気部品（複数可）上のスペースが比較的小さく、全体の設置面積も比較的大きい用途に特によく適している。特定の態様では、ポゴピンは、高伝導性材料（例えば、Ｃｕ合金）で形成することができる。カートリッジは、高い電気抵抗および良好な熱伝導率を達成することができる材料とすることができる。

【0046】

当業者であれば、本出願の態様によるポゴピンの配置の個々の実施態様は、識別された利益のすべてまたはいずれかを満足することを伴うことができることを理解するであろう。さらに、本出願の１つまたは複数の実施形態では、さらなる利点も実現することができる。

【0047】

ポゴピンは、電子部品の第１のアレイの電子部品と電子部品の第２のアレイの電子部品とを電気的に接続することができる。ポゴピンによって接続することができる電子部品の１つの例示的な用途は、電圧調整モジュール（ＶＲＭ）のアレイおよび制御プリント回路基板（制御基板とも呼ばれる）上の回路のアレイである。さらに、本開示の態様を使用して、これらに限定されないが、プリント回路基板をウェハに、プリント回路基板をパネルに、２つのプリント回路基板を一緒に、ＶＲＭの第１のアレイをＶＲＭの第２のアレイに、などを含む電子部品の他の適切な組合せを接続することもできる。

【0048】

図１Ａは、中間プレート１８（コールドプレートなど）を一方の側のシステムオンウエハ１４上の電圧調整モジュール（ＶＲＭ）１６および他方の側の制御基板２０と結合した後の、ＳｏＷアセンブリ１０の概略側断面図を示す。図１Ａに示すように、ＳｏＷアセンブリ１０は、冷却構成要素１２、ＳｏＷ１４、ＶＲＭ１６、中間プレート１８、および制御基板２０を含む。ＳｏＷ１４は、集積回路ダイのアレイを含むことができる。ＶＲＭ１６のアレイは、図１Ａに示すように配置することができる電子部品のアレイの一例である。図１Ａの配置は、様々な異なる電子部品に適用することができる。

【0049】

制御基板２０は、電子部品２２のアレイを含むことができる。電子部品２２は、各々がＶＲＭ１６のうちの対応するものを制御するように構成された制御回路とすることができる。例えば、電子部品２２は、ＶＲＭ１６を動作させるために、対応するＶＲＭ１６に電力および／または制御信号を提供するように構成することができる。中間プレート１８は、内部にポゴピン２４を有する複数の開口を含むことができる。

【0050】

ポゴピン２４は、制御基板２０をＶＲＭ１６に電気的に接続することができる。例えば、開口の各々は、カートリッジなどのハウジングに収容され得る複数のポゴピン２４を受け入れるように構成することができる。ポゴピン２４は、中間プレート１８の両側に配置された電気部品の間に電力および／または制御信号を供給するために、中間プレート１８の両側に配置された電気部品を接続するように構成することができる。ポゴピン２４は、本明細書に開示される任意の適切な原理および利点に従って実施することができる。本明細書に開示されるポゴピンは、電子部品の任意の適切なアレイを接続することができる。

【0051】

本開示の１つまたは複数の態様は、電子アセンブリのサブアセンブリに信号、熱、および／または通信の接続を提供するためのポゴピンの配置の利用に関する。具体的には、図１Ｂは、本開示の態様によるポゴピンの複数のグループを有する電子サブシステムアセンブリ１００を示す図である。

【0052】

図１Ｂを参照すると、電子システムサブアセンブリ１００および複数のポゴピンハウジング１０４（「カートリッジ」とも呼ばれる）。ハウジング１０４の各々は、複数のポゴピン１０６を収容することができ、本明細書で説明するように、ポゴピン１０６を電子部品（複数可）上の対応するパッドと位置合わせするのを助けることができる。有利には、本開示の態様によるポゴピンハウジング１０４を使用することにより、ポゴピン１０６に構造的支持を提供することによって、ポゴピン１０６を損傷することなく、ポゴピン１０６をより容易に梱包、出荷、および使用することができる。例えば、ポゴピンハウジング１０４は、出荷および取扱い中にポゴピン１０６が屈曲するのを防止することができる。したがって、ポゴピンハウジング１０４は、本開示の態様によるポゴピン１０６に十分な安定性および位置合わせを提供することができる。

【0053】

ポゴピン１０６は、ポゴピン１０６の両側に位置する電子部品の間に配置することができる。図示の実施形態では、各ハウジング１０４は、サブアセンブリ１００の縁部に沿って配置される。図１Ｂは、３６個のポゴピン１０６の配置を有する電子システムサブアセンブリ１００を示す。ポゴピン１０６の配置は、電子システムサブアセンブリの４つの縁部の各々に９個のポゴピン１０６の４つの別個のサブ配置を含む。しかしながら、本開示の態様は、図１Ｂの配置に限定されず、より多いまたはより少ないグループ、より多いまたはより少ないポゴピン１０６が存在してもよく、ポゴピン１０６のグループは、サブアセンブリに対して異なる位置に配置されてもよい。有利には、電子部品を接続するためにポゴピン１０６を使用することによって、電子システムサブアセンブリ１００の組立ては、はんだ付けされた点が接続された電子部品から独立していることを確実にしながら部品を正確にはんだ付けする必要性を排除することによって簡略化される。ポゴピン１０６は、はんだ付けされたコネクタよりも電子部品上のパッドとのより正確な位置合わせをさらに提供する。

【0054】

実施態様に応じて、ポゴピン１０６は、電子システムサブアセンブリ１００の電力仕様、熱仕様、または通信仕様のうちの１つまたは複数に基づいてスケーリングすることができる反復可能なパターンに従ってさらに配置することができる。例示的には、ポゴピン１０６の配置は、特に電子システムアセンブリの中間プレート（例えば、コールドプレート）の状況で利用することができる。

【0055】

ポゴピン１０６は、ポゴピン１０６の上下に配置された電子部品（複数可）（図示せず）を結合する（例えば、電気、熱、および／または通信の伝導性を提供する）ように構成されている。ポゴピンハウジング１０４は、個々のポゴピン１０６を電子部品上に形成された対応する接点（例えば、パッド）と位置合わせするように構成される。

【0056】

図２Ａ～図２Ｄは、図１Ｂの電子システムサブアセンブリ１００を含む電子システムアセンブリ２００の複数の図を示す。特に、図２Ａは、本開示の態様による中間プレート２０２（コールドプレートなど）に対するポゴピンハウジング１０４の配置を示す。図２Ｂは、本開示の態様による、ポゴピンハウジング１０４が挿入されている中間プレート２０２の開口２０４（例えば、スロット）の拡大図を提供する。図２Ｃは、本開示の態様による、２つのポゴピンハウジング１０４が挿入される別の開口２０４を示す。図２Ｄは、対応する開口２０４内に配置された２つのポゴピンハウジング１０４の平面図である。

【0057】

図２Ａを参照すると、電子システムアセンブリ２００は、複数対の電子部品の間に形成された中間プレート２０２を含む。電子システムアセンブリ２００は、図１Ｂに示す電子サブアセンブリ１００のアレイをさらに含む。各サブアセンブリ１００は、ポゴピン１０６の両側に配置された一対の電子部品を結合するように構成することができる。したがって、電子部品対のアレイは、電子システムアセンブリ２００に含まれるポゴピン１０６を介して接続することができる。アレイの各電子部品への電気接続を提供するために、比較的多数のポゴピンを使用することができる。本明細書に開示されるポゴピンアセンブリの特徴は、そのような電子部品アレイの比較的狭い物理的領域で多数の電気接続を形成する際の製造時間および位置合わせに関する技術的課題の克服に寄与することができる。例えば、特定の用途では、電子システムアセンブリ２００に数百のポゴピンが存在し得る。いくつかの用途では、電子システムアセンブリ２００に１０００個を超えるポゴピンが存在し得る。本明細書に記載のポゴピンハウジング１０４の使用は、電子システムアセンブリ２００内にポゴピン１０６を組み立てるプロセスを再現可能にし、他のコネクタタイプを使用するよりも速くすることができる。中間プレート２０２は、その中に形成された複数の開口２０４、２０６をさらに含む。各開口２０４、２０６は、１つまたは複数のポゴピンハウジング１０４を受け入れるように構成される。中間プレート２０２は、例えばコールドプレートとすることができる。

【0058】

図２Ｂに示す開口２０４は、単一のポゴピンハウジング１０４を受け入れるように構成される。いくつかの実施態様では、図２Ｂの開口２０４は、開口に配置されたポゴピン１０６が一対の電子部品を結合するように、電子システムアセンブリ２００の縁部に配置されてもよい。

【0059】

図２Ｃおよび図２Ｄに示すように、開口２０６は、２つのポゴピンハウジング１０４を受け入れるように構成される。各ポゴピンハウジング１０４内のポゴピン１０６は、異なる対の電子部品を結合するように構成することができる。すなわち、隣接する一対の電子部品の縁部は、開口２０６に受け入れられた一対のポゴピンハウジング１０４の間の界面と実質的に位置合わせすることができる。図３に関連して説明したように、２つのポゴピンハウジング１０４を単一の開口２０６に挿入することによって、ポゴピンハウジング１０４は、開口２０６内に嵌合するように別のものを押すことができる。ポゴピンハウジング１０４は、形状を有する一方の側が別のポゴピンハウジング１０４の同じ側と相補的であるように設計することができる。例えば、相補的な側は、ポゴピンハウジング１０４を互いに位置合わせする、相互ロックする溝２０８および隆起部２１０を有することができる。

【0060】

いくつかの実施形態では、ポゴピンハウジング１０４は、これらがいずれかのタイプの開口２０４または２０６に嵌合することができるように成形することができる。例えば、単一のポゴピンハウジング１０４を図２Ｂに示すように開口２０４に圧入することができ、または一対のポゴピンハウジング１０４を図２Ｃおよび図２Ｄに示す開口２０６に嵌合することができる。したがって、ポゴピンハウジング１０４が挿入される開口に基づいて異なるポゴピンハウジング１０４を設計する必要がない。

【0061】

開口２０４、２０６は、ポゴピンハウジング１０４と共に、ポゴピン１０６が電子部品上の各接触点に接触するのに十分なレベルの垂直性を提供するように構成される。いくつかの実施形態では、開口２０４、２０６およびポゴピンハウジング１０４は、例えば、０．３度、０．４度、０．５度、０．６度、０．７度などの範囲内の垂直性を提供することができる。しかしながら、実施態様に応じて他の量の垂直性を提供することができる。

【0062】

図３は、図２Ｄの線３－３の断面図である。図３に示すように、ポゴピン１０６は、中間プレート２０２の上方に配置された第１の電子部品３０２ａ、３０２ｂの一方と、中間プレート２０２の下方に配置された第２の電子部品３０４ａ、３０４ｂの一方とに接触するように構成されている。ポゴピンハウジング１０４は、中間プレート２０２に形成された開口２０６に圧入可能である。さらに、ポゴピンハウジング１０４の各々は、１つまたは複数のリブ３０６を含む。リブ３０６は、ポゴピンハウジング１０４が開口２０６に挿入されるときに変形することができ、ポゴピンハウジング１０４を定位置に固定する。したがって、ポゴピンハウジング１０４は、ポゴピン１０６の固定を助けるために、互いおよび開口２０６に対して力を生成することができる。

【0063】

いくつかの実施形態では、ポゴピンハウジング１０４およびリブ３０６は成形プラスチックで形成されてもよく、中間プレート２０２は金属で形成され、ポゴピンハウジング１０４が開口２０４、２０６に挿入されたときにリブ３０６の変形を容易にする。リブ３０６は、ポゴピンハウジング１０４を対応する開口２０４、２０６に固定するのを助けるために、ポゴピンハウジング１０４を開口２０４、２０６に挿入する際に押しつぶされてもよい。いくつかの実装形態では、各ポゴピンハウジング１０４は、一緒に組み合わされてポゴピンハウジング１０４の本体を形成する２つの部品に成形されてもよい。いくつかの実施態様では、ポゴピン１０６およびポゴピンハウジング１０４の材料の選択は、１Ｗ／ｍＫを超える熱コンダクタンスを提供しながら、１０^１３オームを超える電気絶縁をさらに提供することができる。しかしながら、これらは単なる例示的な値であり、他の材料は、より多いまたはより少ない量の電気絶縁および熱コンダクタンスを提供することができる。

【0064】

本出願の態様によれば、ポゴピン１０６は、個々のポゴピン１０６がポゴピンハウジング１０４内で互いに対して力を生成するように配置することができる。これは、特に、ポゴピン１０６の配置が中間プレート２０２に接着するために利用される実施形態において、接触抵抗を低減することができる。

【0065】

図４は、ポゴピンハウジング１０４の内部構造を含む、図２Ｄの線４－４の断面図である。図示の実施形態では、ポゴピンハウジング１０４は、ポゴピン１０６の対ごとに一対のバネ４０２を含むことができる。したがって、ポゴピンハウジング１０４は、個々のポゴピン１０６の各々に加えられる力が他のポゴピン１０６に加えられる力から独立するように、双方向フローティングを提供する。いくつかの実施態様では、ポゴピンハウジング１０４の双方向フローティング設計は、電子部品３０２ａ、３０４ａの各々に実質的に一定の力を提供することができる。双方向フローティング設計はまた、比較的小さいポゴピン１０６がより高い公差を吸収することを可能にし、図示のバネ設計は、バランス力の自動的な吸収を容易にする。

【0066】

大電流用途などの特定の実施形態では、ポゴピンハウジング１０４をコールドプレートである中間プレート２０２の開口に挿入する追加の冷却を行うことができる。コールドプレートは、電子部品３０２ａ、３０４ａならびにポゴピンハウジング１０４およびポゴピン１０６を冷却するように構成することができる。コールドプレートを通って流れる冷却剤は、能動冷却を実施することができる。圧入固体シールドを利用して、ポゴピンハウジング１０４およびポゴピン１０６を冷却することができる。さらに、ポゴピンハウジング１０４およびポゴピン１０６の追加の熱伝導／冷却を提供するために、熱エポキシを設けることができる。

【0067】

図４はまた、電子部品３０２ａ、３０４ａの各々の表面に形成されたポゴピンタッチパッド４０４（「パッド」とも呼ばれる）を示している。パッド４０４は、個々のポゴピン１０６が電子部品に接触して、電子部品３０２ａ、３０４ａの間に電気、熱、および／または通信の伝導経路を形成することができる接触点を提供する。

【0068】

ポゴピン１０６は、ほぼ半球形または丸みを帯びた端部を有するものとして示されているが、本開示の態様はこれに限定されない。例えば、ポゴピン１０６は、ポゴピンタッチパッド４０４上に位置する破片または他の汚染物質をより良好に穿刺または貫通することができるより鋭い端部（例えば、円錐形）を有することができる。

【0069】

図５は、本開示の態様による、ポゴピンの複数のグループを有する電子システムサブアセンブリ５００の一部の別の実施形態を示す。図１Ｂの実施形態とは対照的に、ポゴピンハウジング５０４は、サブアセンブリ５００の縁部から離れて配置され、ポゴピン１０６の二次元アレイを含む。さらに、ポゴピンハウジング５０４ごとにより多くの数のポゴピン１０６を設けることにより、図１Ｂに示す実施形態と比較してハウジング５０４の数を減らすことができる。さらに、図５のようないくつかの実施態様では、各開口は、単一のポゴピンハウジング５０４を受け入れることができる。

【0070】

いくつかの実施形態では、ポゴピン１０６は、ポゴピン１０６の機能に応じて様々な直径を有することができる。例えば、ＶＲＭなどの特定の電子部品は、最適なパラメータ（例えば、高密度コンピュータ用途向け）で動作するために比較的大量の電力を消費する可能性があるが、電力集約度の低い制御信号のための電気接続も使用する。そのような用途は、高温部品を冷却するための限られた領域を有することができると同時に、多くの信号および電力を通過させることを伴う。ポゴピン１０６によって提供され得る電力量は、ポゴピン１０６の直径に関連するポゴピン１０６の抵抗によって制限され得る。したがって、電子部品に電力を供給するために使用されるポゴピン１０６は、ポゴピンハウジング５０４内（またはハウジング１０４内）に収容された他のポゴピン１０６よりも大きい直径を有することができる。

【0071】

いくつかの実装形態では、より大きな直径のポゴピン１０６を使用する代わりに、またはそれに加えて、複数のポゴピン１０６が単一のパッド４０４に接続され、それにより、複数のポゴピン１０６がパッド４０４により大きな電力量を提供することができるようにしてもよい。あるいは、同じ電圧を提供する複数のポゴピン１０６は、ＶＲＭ内で電気的に接続される複数のパッド４０４に接続されてもよい。

【0072】

各ポゴピンハウジング５０４に示されているポゴピン１０６の数は、図５では必ずしも縮尺通りに示されていない。例示的な実施形態では、ポゴピン１０６の数は、各サブアセンブリ５００に対して２６または３６であってもよいが、サブアセンブリ５００（またはサブアセンブリ１００）の設計に応じて、任意の適切な数のポゴピン１０６を含めることができる。
結論

【0073】

前述の開示は、開示された正確な形態または特定の使用分野に本開示を限定することを意図していない。したがって、本明細書に明示的に記載されているか暗示されているかにかかわらず、本開示に対する様々な代替の実施形態および／または修正が本開示に照らして可能であると考えられる。このように本開示の実施形態を説明してきたが、当業者は、本開示の範囲から逸脱することなく形態および詳細に変更を行うことができることを認識するであろう。したがって、本開示は特許請求の範囲によってのみ限定される。

【0074】

上記の明細書では、特定の実施形態を参照して本開示を説明した。しかしながら、当業者が理解するように、本明細書に開示される様々な実施形態は、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な他の方法で修正または別様に実施することができる。したがって、この説明は例示と見なされるべきであり、開示された圧入コネクタアセンブリの様々な実施形態を作製および使用する方法を当業者に教示する目的のためのものである。本明細書に示され説明される開示の形態は、代表的な実施形態として解釈されるべきであることを理解されたい。同等の要素、材料、プロセスまたはステップは、本明細書に代表的に示され記載されたものに置き換えられてもよい。さらに、本開示の特定の特徴は、すべてが、本開示のこの説明の利益を得た後に当業者に明らかになるように、他の特徴の使用とは無関係に利用することができる。本開示を説明および特許請求するために使用される「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「組み込む（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ）」、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」、「有する（ｈａｖｅ）」、「である（ｉｓ）」などの表現は、非排他的な方法で解釈されること、すなわち、明示的に説明されていない項目、構成要素または要素も存在することを可能にすることを意図している。単数形への言及はまた、複数形に関連すると解釈されるべきである。

【0075】

さらに、本明細書に開示された様々な実施形態は、例示的かつ説明的な意味で解釈されるべきであり、決して本開示を限定するものと解釈されるべきではない。すべての結合についての言及（例えば、取付け、固定、結合、接続など）は、読者の本開示の理解を助けるためにのみ使用され、特に本明細書に開示されるシステムおよび／または方法の位置、向き、または使用に関して限定を生じさせるものではない。したがって、結合についての言及がある場合、それは広く解釈されるべきである。さらに、そのような接合についての言及は、２つの要素が互いに直接接続されていることを必ずしも意味しない。さらに、限定するものではないが、「第１」、「第２」、「第３」、「一次」、「二次」、「主」などのすべての数値用語、または任意の他の通常のおよび／もしくは数値用語もまた、本開示の様々な要素、実施形態、変形形態および／または修正形態の読者の理解を助けるために、識別子としてのみ解釈されるべきであり、特に、任意の要素、実施形態、変形形態および／または修正形態の、別の要素、実施形態、変形形態および／または修正形態に対するか、それを超える順序、または好みに関していかなる制限も生じない。

【0076】

特定の用途に応じて有用であるように、図面／図に示された要素のうちの１つまたは複数はまた、より分離または統合された方法で実施されてもよく、または特定の場合には動作不能として除去またはレンダリングさえされてもよいことも理解されよう。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】