CN104934741A

CN104934741A - 卡缘连接器

Info

Publication number: CN104934741A
Application number: CN201510106419.XA
Authority: CN
Inventors: 长岭昭
Original assignee: JST Mfg Co Ltd
Current assignee: JST Mfg Co Ltd
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2015-09-23
Also published as: JP2015185210A

Abstract

本发明提供一种卡缘连接器，即使在温度变化的环境下也能够抑制电阻值的上升。卡缘连接器(10)具有多个触头端子(23)和容纳触头端子(23)的外壳(16)，这多个触头端子用于与形成有多个卡缘端子(13)的基板(12)连接，外壳(16)以与基板(12)的线膨胀系数相同或者近似的线膨胀系数形成。这样，即使环境温度变化，基板(12)膨胀的距离与外壳(16)膨胀的距离也相同或者大致相同，因而能够抑制在基板(12)上形成的卡缘端子(13)与被容纳在外壳(16)中的触头端子(23)在接触的状态下滑动。

Description

卡缘连接器

技术领域

本发明涉及卡缘连接器，在该卡缘连接器安装了形成有卡缘端子的基板，具体而言，涉及在温度环境大幅变化的场所使用时也能够抑制阻值的上升的卡缘连接器。

背景技术

以往，在将印制有电子电路等的基板与电子设备等连接的情况下，使用卡缘连接器以将基板和连接器直接连接，该卡缘连接器具有：卡部件，其具有在基板的端部形成的卡缘端子；以及外壳，其具有进行电连接的触头端子，在该外壳安装有该卡部件。

但是，以往的卡缘连接器由于形成基板的材料的线膨胀系数与形成安装有基板的卡缘连接器的外壳的材料的线膨胀系数不同，在被设置在温度变化较大的环境例如汽车的内部等时，如图9所示，基板120膨胀及收缩的箭头方向的距离W1与外壳160膨胀及收缩的箭头方向的距离W2彼此不同。因此，在连接形成于基板120的卡缘端子和设于外壳160的触头端子的接点处，由于膨胀的距离差异而反复滑动。并且，在连接卡缘端子与触头端子的接点PA反复滑动时，在各个端子或者任一个端子实施的镀层因磨损而剥落，剥落的部分被氧化，有可能导致阻值上升、连接的可靠性下降(参照图6A、图6B)。尤其在对卡缘端子进行了镀锡的情况下，这种阻值的上升特别明显。

为了解决这种问题，下述专利文献1公开了一种卡缘连接器的发明，能够抑制因外壳与电路基板的线膨胀系数差异而引起的不良情况。在下述专利文献1公开的卡缘连接器中，端子是通过冲裁金属板而形成的，在保持部中板宽大于板厚，在突出部中使板宽的方向沿着宽幅方向，在设接点部与电极的静止摩擦系数为μ、设因端子的弹力而在接点部产生的垂直载荷为N、设施加给接点部的为使突出部向宽幅方向挠曲而需要的宽幅方向的力为P时，端子在突出部的至少一部分的板宽比在保持部的板宽短(窄)，以满足μN>p。

通过形成这样的结构，根据下述专利文献1公开的卡缘连接器，由于使突出部在不易挠曲的板宽方向上容易挠曲，因而即使由于线膨胀系数差而在电路基板和外壳之间产生相对的位移，也能够在端子的接点部开始滑动以前使突出部挠曲，能够抑制端子的接点部与电路基板的电极的电连接可靠性下降。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2013－114962号公报

近年来的卡缘连接器所使用的场所例如在汽车的内部使用时，其配置空间受限制，因而要求小型化和扁平化。但是，上述专利文献1公开的卡缘连接器具备的端子是通过端子的突出部挠曲来抑制滑动，因而端子的构造变大型，其结果是难以实现卡缘连接器的小型化和扁平化。

另外，在以小型化和扁平化为目的的卡缘连接器中广泛采用直接连接式端子(大功率端子)，在这样的直接连接式端子中，由于其形状而难以形成与外壳的膨胀相应地挠曲的部分，因而不能直接采用专利文献1公开的结构。

另外，为了防止由于磨损而剥落的镀层的氧化、抑制阻值的上升，有时采用镀金，但是存在与镀锡相比制造费用非常高的问题。

发明内容

本发明正是为了解决现有技术存在的问题而提出的，并根据以下发现而完成了本发明：相对于由于温度变化而进行膨胀和收缩的基板，使卡缘连接器的安装有基板的外壳的、配备触头端子的部分的外壳进行与基板相同的膨胀和收缩，由此能够抑制基板的卡缘端子与卡缘连接器的触头端子滑动。

为了解决上述问题，本发明的第一方式的卡缘连接器具有多个触头端子和容纳所述触头端子的外壳，这多个触头端子用于与形成有多个卡缘端子的基板连接，其特征在于，所述外壳以与所述基板的线膨胀系数相同或者近似的线膨胀系数形成。

另外，第二方式的卡缘连接器的特征在于，在第一方式的卡缘连接器中，在环境温度变化时，所述外壳膨胀或者收缩与所述基板在宽度方向上膨胀或者收缩的距离相同或者近似的距离。

另外，第三方式的卡缘连接器的特征在于，在第一方式的卡缘连接器中，所述外壳的线膨胀系数与所述基板的线膨胀系数的关系如下：

在设所述基板的线膨胀系数为X、设所述外壳的线膨胀系数为Y时，

0.85X≤Y≤1.15X。

另外，第四方式的卡缘连接器的特征在于，在第二方式的卡缘连接器中，所述外壳的线膨胀系数与所述基板的线膨胀系数的关系如下：

0.85X≤Y≤1.15X。

另外，第五方式的卡缘连接器的特征在于，在第一～第四方式中的任一方式的卡缘连接器中，所述卡缘端子被实施了镀锡。

另外，第六方式的卡缘连接器的特征在于，在第一方式的卡缘连接器中，所述外壳在一侧具有平开口部，在另一侧具有贯插部，在内部具有内部空间，该平开口部供形成有所述卡缘端子的基板插入，该贯插部供与所述触头端子连接的线，该内部空间与所述平开口部连通并且用于配置所述卡缘端子，

在所述内部空间中，在至少一处形成有连接隔着所述平开口部的一侧和另一侧的肋。

另外，第七方式的卡缘连接器的特征在于，在第一方式的卡缘连接器中，在所述外壳上设有至少覆盖所述外壳的罩体。

发明效果

根据第一方式的卡缘连接器，外壳以与基板的线膨胀系数相同或者近似的线膨胀系数形成，因而即使环境温度变化，基板膨胀的距离和外壳膨胀的距离也相同或者大致相同，所以能够抑制在基板上形成的卡缘端子与在外壳中容纳的触头端子在接触的状态下滑动。并且，能够抑制对端子实施的镀层由于因滑动引起的磨损而剥落，能够抑制电阻值上升。另外，能够使用具有与基板相同或者近似的线膨胀系数的材料制造外壳。

另外，根据第二方式的卡缘连接器，基板和外壳随着环境温度的变化而膨胀或者收缩相同或者近似的距离，因而能够抑制卡缘端子与触头端子的接点由于滑动而磨损，能够抑制电阻值的上升。

另外，根据第三或者第四方式的卡缘连接器，能够将外壳的线膨胀系数设为与基板的线膨胀系数相同或者近似的值。例如，在基板的线膨胀系数为1.4×10^-5/℃时，能够将外壳的线膨胀系数设为1.2×10^-5/℃。

另外，根据第五方式的卡缘连接器，由于基板和外壳进行膨胀及收缩的距离相同或者近似，因而能够抑制由于卡缘端子与触头端子的滑动而磨损，所以即使卡缘端子采用镀锡，也能够抑制剥落，能够抑制氧化而导致阻值上升，因而能够低成本制造。

另外，根据第六方式的卡缘连接器，由于形成有连接隔着平开口部而形成的触头容纳部的一侧和另一侧之间的肋，因而能够抑制平开口部的变形。并且，通过抑制平开口部的变形，在连接了卡部件时能够抑制触头与卡缘端子的接触压力释放。另外，通过在基板上形成与肋对应的位置缝隙，能够可靠地进行基板与外壳的安装。

另外，根据第七方式的卡缘连接器，通过用罩体覆盖外壳，能够抑制外壳因外力而破损等。并且，通过以覆盖基板的方式形成罩体，能够抑制对基板施加外力而使基板和外壳破损等。

附图说明

图1是实施方式1的卡缘连接器的立体图。

图2A是卡部件的立体图，图2B是俯视图，图2C是主视图，图2D是仰视图。

图3是实施方式1的卡缘连接器的主视图。

图4是沿着图3中的IV-IV线的剖视图

图5是在卡缘连接器安装了卡部件的状态的与图4对应的剖视图。

图6是图5中的VI部分的放大剖视图。

图7是示出实验结果的曲线图。

图8A是示出了以往安装于外壳的基板的俯视图，图8B是图8A的VIIIB部分的放大图，图8C是示出了实施方式的安装于外壳的基板的俯视图，图8D是图8C的VIIID部分的放大图。

图9是说明基板和外壳的膨胀及收缩的俯视图。

标号说明

10：卡缘连接器；11：卡部件；12、120：基板；13(13a、13b)：卡缘端子；14：缝隙；15：侧面；16、160：外壳；16a：内部构造部；17：平开口部；18：贯插部；19：内部空间；20：触头端子容纳部；20a：上侧的触头端子容纳部；20b：下侧的触头端子容纳部；21：肋；22：线密封件安装部；23：触头端子；24：连接部；25：线安装部；26：线；27：线密封件；28：贯穿孔；29：密封部件；30：罩体；31：插入口；32：贯插口；33：引导槽；P/PA：接点。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是，下面所示的实施方式只是示例性地示出用于将本发明的技术思想具体化的卡缘连接器，并不是要将本发明特别规定成这样，还能够同样地适合于权利要求书中所包括的其它实施方式。

[实施方式1]

参照图1～图4对实施方式1的卡缘连接器10进行说明。如图1所示，卡缘连接器10通过安装卡部件11并将卡缘连接器10的触头端子23与卡部件11的卡缘端子13连接起来进行使用。

首先，参照图2对与实施方式的卡缘连接器10连接的卡部件11进行说明。卡部件11是印制有电路配线等的基板12，在基板12的表面或背面搭载有印制的电路和集成电路等，在卡部件11的端部形成有与卡缘连接器10所具有的触头端子23电连接的多个卡缘端子13。

另外，基板12的材质是使用玻璃环氧树脂材料形成的。用玻璃环氧树脂材料形成的该基板12的线膨胀系数为1.4×10^-5/℃。

另外，在卡部件11的形成有卡缘端子13的一侧形成有缝隙14，缝隙14是在与后述的卡缘连接器10连接时用于定位等的部分。

另外，实施方式中的卡部件11的卡缘端子13形成于两个面，形成于上表面的卡缘端子13a和形成于下表面的卡缘端子13b分别形成为互相交错(下面，有时将形成于上表面的卡缘端子13a和形成于下表面的卡缘端子13b总称为卡缘端子13)。另外，卡缘端子13由与电路配线等同样的材料形成，例如由表面镀锡的铜配线图案形成。此外，作为基板，可以采用一般使用的结构，可以采用双面配线基板，也可以采用层叠多个而成为一个单元的多层层叠基板。

下面，对卡缘连接器10进行说明。如图1、图3及图4所示，实施方式的卡缘连接器10由以下部分构成：触头端子23，其与卡部件11的卡缘端子13连接；外壳16，其具有容纳触头端子23的触头端子容纳部20。另外，在外壳16上安装有罩体30，罩体30支撑所连接的卡部件11，并覆盖卡部件11和外壳16。此外，触头端子23与线26连接，线26从与安装有卡部件11的一侧相反的一侧被导出。并且，在外壳16和罩体30之间设有密封部件29，在外壳16的导出线26的一侧设有线密封件27。

如图3和图4所示，外壳16由平坦的筒状体形成，该筒状体在一侧具有平开口部17，该平开口部17供卡部件11的形成有卡缘端子13的一侧插入，该平开口部17在宽度方向上形成得宽，在另一侧具有供线26贯插的贯插部18，在外壳16的内部设有与平开口部17连通的内部空间19。另外，在隔着内部空间19及外壳16的内部构造部16a而对置的上侧及下侧，设有与贯插部18连通的触头端子容纳部20。在外壳16的内侧设置的内部空间19成为用于配置所连接的卡部件11的形成有卡缘端子13的一侧的部分，触头端子容纳部20成为容纳触头端子23并对其进行定位及固定的部分。在外壳16的贯插部18侧的内部设有用于安装线密封件27的线密封件安装部22。

触头端子容纳部20在隔着内部空间19及外壳16的内部构造部16a的上侧的触头端子容纳部20a(以下仅称为上侧20a)和下侧的触头端子容纳部20b(以下仅称为下侧20b)，分别具有容纳一个触头端子23的容纳空间。另外，上侧20a和下侧20b的触头端子容纳部20是相互交错地形成的。

另外，在外壳16中，与外壳16一体地形成有肋21，该肋21从平开口部17朝向内部空间19内连接触头端子容纳部20的上侧20a和下侧20b。通过形成这样的肋21，即使外壳16的平开口部17形成为横宽较长地开口，也能够抑制平开口部17及内部空间19的变形。并且，该肋21在图3中是形成于一处，但不限于此，也可以形成于多处，通过在多处形成肋，也能够抑制具有拓宽了横宽的平开口部的大外壳的变形，该大外壳与具有多个卡缘端子的宽度较宽的卡部件连接。

另外，实施方式的外壳16是由在LCP(液晶聚合物)中混合了40％的玻璃材料而成的材料形成的。另外，实施方式的外壳16的线膨胀系数为1.2×10^-5/℃。

另外，如图4所示，触头端子23与卡部件11的卡缘端子13(参照图2)电连接，并且一体地形成有在一侧与卡缘端子13电连接的连接部24、和在另一侧用于安装线26的线安装部25。该触头端子23的形成例如是通过对冲裁加工后的金属制的板体进行冲压加工和弯折加工等而形成的。

另外，如图4所示，线密封件27由如下形状的弹性部件形成：该弹性部件中形成有供线26贯穿的多个贯穿孔28，并且能够安装在外壳16的线密封件安装部22上，线密封件27将配设在外壳16内的线26固定，而且抑制液体等从配设有线26的一侧进入。

另外，如图4所示，密封部件29由大筒状体形成，该筒状体设于外壳17的平开口部17侧的外周，而且超出外壳16的端部。并且，所连接的卡部件11嵌合在密封部件29的超出侧的内侧。另外，在密封部件29的内侧形成有环状的凹凸。

另外，如图1及图4所示，罩体30以覆盖如下部件的尺寸形成：外壳16、安装于外壳16的状态下的密封部件29和与外壳16连接的状态下的卡部件11，罩体30由筒状体构成，该筒状体在一侧形成有供卡部件11插入的插入口31，在另一侧形成有供线26贯插的贯插口32。并且，在罩体30的内侧形成有引导槽33。

下面，参照图1、图5及图6说明卡部件11向卡缘连接器10的安装。在向卡缘连接器10中安装卡部件11的情况下，首先，以使卡部件11的形成有卡缘端子13的一侧朝前的方式，将卡部件11从罩体30的插入口31插入。此时，使罩体30的引导槽33和卡部件11的基板12的侧面15的位置对齐地进行插入。并且，使卡部件11的形成于卡缘端子13侧的缝隙14与在外壳16的平开口部17形成的肋21嵌合。通过使肋嵌入到形成于卡部件的缝隙中，肋能够在连接卡部件时将卡部件准确引导到规定的位置，能够抑制卡部件的卡缘端子与凹型连接器的触头错误连接。然后，继续插入而使卡缘端子13与触头端子23的连接部24连接。在该连接中，利用触头端子23的连接部24的弹力从上下夹持并按压卡缘端子13，由此进行连接。通过以上操作，完成卡部件向卡缘连接器的连接。

下面，说明实施方式的卡缘连接器10的外壳16由具有与基板12的线膨胀系数近似的线膨胀系数的材料形成的效果。

卡缘连接器由于所使用的环境的温度变化，卡部件和卡缘连接器反复膨胀及收缩。此时，在以往的卡缘连接器中，膨胀的距离(W1、W2)由于基板120和外壳160的线膨胀系数的差异而不同，导致触头端子在卡缘端子上滑动(参照图9)。并且，由于反复该滑动，卡缘端子及触头端子的镀层磨损而导致剥落，剥落后的镀层被氧化，导致电阻值上升。

但是，在实施方式的卡缘连接器中，外壳的线膨胀系数与基板的线膨胀系数近似。因此，即使环境温度发生变化，也能够使基板膨胀及收缩的距离与外壳膨胀及收缩的距离大致相同，由此抑制卡缘端子与触头端子滑动。

图7示出了关于以往的外壳和实施方式的外壳在温度变化反复时的热冲击次数(thermal shock times)、以及形成于基板的卡缘端子和设于外壳的触头端子之间的阻值上升的实验结果。另外，关于热冲击的温度变化，是在25℃～130℃的温度范围内进行的。此外，以往的外壳采用在PBT(聚丁烯对酞酸盐)中混合了15％的玻璃材料的外壳。该以往的外壳的线膨胀系数为1.1×10^-4/℃。此外，以往安装于外壳的基板是采用在上述实施方式中说明的玻璃环氧树脂材料并对卡缘端子实施了镀锡的基板。

根据图7所示的实验结果，以往的外壳160通过几次热冲击，阻值急剧上升，而实施方式的外壳16即使反复了几次热冲击后，也未确认到阻值的上升。这可以理解为，在以往的卡缘连接器中，由于温度变化反复，在进行膨胀及收缩时因基板120和外壳的线膨胀系数的差异导致移动的距离不同，因而卡缘端子13与触头端子的接点PA滑动，由于因该滑动而引起的磨损使得锡镀层剥落，剥落后的锡镀层被氧化(参照图8A、图8B)。另一方面，关于实施方式的卡缘连接器，可以理解为，外壳16由具有与基板12近似的线膨胀系数的材料形成，因而即使温度发生变化，外壳也以与基板12膨胀及收缩的距离相应的距离进行膨胀及收缩，由此抑制了卡缘端子13与触头端子的接点PA的滑动，没有产生磨损(参照图8C、图8D)。

根据以上所述的实施方式的卡缘连接器，无需采用特殊的构造且无需使用镀金，即可抑制阻值的上升，因而能够低成本地制造卡缘连接器。

另外，优选的是，关于实施方式的外壳与基板的线膨胀系数的关系，在设基板的线膨胀系数为X、设外壳的线膨胀系数为Y时，在0.85X≤Y≤1.15X的范围内。在实施方式中，Y/X＝(1.2×10^-5)/(1.4×10^-5)＝0.86。另外，更优选外壳和基板的线膨胀系数相同。

另外，在实施方式中，外壳采用了在LCP中混合了40％的玻璃材料的材料，但不限于此，也能够由具有与所使用的基板的线膨胀系数相同或者近似的线膨胀系数的材料形成外壳，能够发挥与实施方式相同的效果。

另外，实施方式的卡缘连接器的罩体以覆盖基板的尺寸形成，但不限于此，也可以形成为覆盖外壳的尺寸，并且也可以不设置罩体和密封部件。这样能够扩大设计的自由度。

Claims

1.一种卡缘连接器，其具有多个触头端子和容纳所述触头端子的外壳，这多个触头端子与形成有多个卡缘端子的基板连接，其特征在于，

所述外壳以与所述基板的线膨胀系数相同或者近似的线膨胀系数形成。

2.根据权利要求1所述的卡缘连接器，其特征在于，

在环境温度变化时，所述外壳膨胀或者收缩与所述基板在宽度方向上膨胀或者收缩的距离相同或者近似的距离。

3.根据权利要求1所述的卡缘连接器，其特征在于，

所述外壳的线膨胀系数与所述基板的线膨胀系数的关系如下：

0.85X≤Y≤1.15X。

4.根据权利要求2所述的卡缘连接器，其特征在于，

0.85X≤Y≤1.15X。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的卡缘连接器，其特征在于，

所述卡缘端子被实施了镀锡。

6.根据权利要求1所述的卡缘连接器，其特征在于，

所述外壳在一侧具有平开口部，在另一侧具有贯插部，在内部具有内部空间，该平开口部供形成有所述卡缘端子的基板插入，该贯插部供与所述触头端子连接的线贯插，该内部空间与所述平开口部连通并且用于配置所述卡缘端子，

7.根据权利要求1所述的卡缘连接器，其特征在于，

在所述外壳上设有至少覆盖所述外壳的罩体。