CN1123479A - 基板用连接器 - Google Patents

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Abstract

一种沿垂直于基板间的方向直接挤压不产生弯曲、进行可靠性高的电连接的扁平结构的基板用连接器及连接方法。该连接器包括在基板260a、260b的相对面上形成的接线座261、262上的触头50的第1及第2连接器220a、220b。第1连接器外壳240a沿纵向具有凹部241，通过弹性连接部件30，将插在凹部241内的第2连接器220b的触头250b与第1连接器220a的触头250a的相对的接触部之间连接。触头最好是在外壳表面上形成的电镀层或固定在外壳上的FPC导体图案。

Description

基板用连接器
本发明涉及电连接器，特别是涉及分别形成若干接线座(插座)的基板(或电路板)的接线座之间互相连接用的基板连接器。
伴随电子仪器向轻量、超薄、短小化方向发展，近来，电子仪器的装配密度迅速增大。为了增大电子电路的装配密度，设计出了将一对基板互相连接的种种基板用连接器，而且已实用化。
将平行配置的在内侧面(相对面)上有多个接线座的一对基板上的接线座互相连接起来的扁式结构的基板用连接器的例子，图8所示的由美国宾夕法尼亚州哈里斯堡的アンプインコ-ポレ-テツド公司制造的以AMPLIFLEX为商标市售弹性连接器(弹性连接部件)。另外在特开昭61-284078号公报中公开了弹性连接器的另一例。
如图8所示，原有的弹性连接器100具有在由硅橡胶等制成的棒状弹性体(绝缘弹性部件)心子101的外周以一定的间隔形成的高密度的环状导电层102。该弹性连接器100被压缩插入其内侧面上呈直线状形成多个接线座104、106的第1及第2基板103、105之间。即，使接线座104、106排列成行，如果互相挤压两基板103、105，则弹性连接器100的弹性体心子101变形，由1个以上的导电层102使对应的接线座104、106互相连接。
可是，这种原有的基板用连接器或弹性连接器100是在基板之间直接连接的一种连接器，将很大的压力加在基板103、105上，弹性连接器被压缩变形，从而将其外周上的导电层102挤压接触在接线座104、106上，因此不产生摩擦接触作用，难以达到高度可靠性的连接。特别是当基板103、105由于挤压而产生弯曲时，不可能准确而高度可靠地与全部接线座连接。
为了阻止该基板103、105的弯曲，要用若干螺钉等沿基板103、105上的接线座104、106紧固，使基板维持大致一定的间隔。但是，如果增加紧固螺钉数，则可形成的接线座的个数便受到限制，另外，存在使组装作业效率显著下降的缺点。
另外，为了阻止或降低基板的弯曲，将基板本身的厚度加厚，以增大强度，或在基板的互相连接部分的外侧使用加强板。但是，如果使用较厚的基板或使用加强板时，会增加互相连接的装置的总体厚度，存在使装配密度下降的缺点。
因此，本发明的目的是提供一种新的基板用连接器及基板的互相连接的方法，它不需要对互相连接的基板之间施加大的挤压力，能防止基板弯曲，且不使用加强板等，呈扁式结构，具有高装配密度及高可靠性。
在将分别形成若干接线座的第1及第2基板上的上述接线座之间互相连接起来的基板用连接器中，本发明的基板用连接器的特征为：具有第1外壳、第2外壳、以及弹性连接部件，上述第1外壳安装在第1基板上，具有连接上述接线座的若干第1触头，同时沿纵向有凹部；上述第2外壳安装在第2基板上，具有连接上述接线座的若干第2触头，被收容在第1外壳的凹部内；上述弹性连接部件插在收容第2外壳的第1外壳上的凹部内，用来将第1及第2触头的接触部之间相互连接起来；上述第1及第2触头中的至少一方是在对应的外壳表面上形成的电镀层。
另外，在将分别形成若干接线座的第1及第2基板上的上述接线座之间互相连接起来的基板用连接器中，本发明的基板用连接器的特征为：具有第1外壳、第2外壳、以及弹性连接部件，上述第1外壳安装在第1基板上，具有连接上述接线座的若干第1触头，同时沿纵向具有凹部；上述第2外壳安装在第2基板上，具有连接上述接线座的若干第2触头，被收容在第1外壳的凹部内；上述弹性连接部件插在收容第2外壳的第1外壳上的凹部内，用来将第1及第2触头的接触部之间互相连接起来；上述第1及第2触头中的至少一方是沿对应的外壳的外表面配置的挠性电路基板的导电图案。
再者，在将分别形成若干接线座的第1及第2基板上的上述接线座之间互相连接起来的基板用连接器中，本发明的基板用连接器的特征为：具有第1外壳、第2外壳、以及弹性连接部件，上述第1外壳安装在第1基板上，具有连接上述接线座的若干第1触头，同时沿纵向具有凹部；上述第2外壳安装在第2基板上，具有连接上述接线座的若干第2触头，被收容在第1外壳的凹部内；上述弹性连接部件插在收容第2外壳的第1外壳上的凹部内，用来将第1及第2触头的接触部之间互相连接起来；上述第1触头是沿第1外壳的外表面配置的挠性电路基板的导电图案，上述第2触头是在第2外壳的表面上形成的电镀层。
图1表示本发明的基板用连接器的第1实施例，(A)是嵌合状态的斜视图，(B)是分解斜视图，(C)是正面图。
图2是沿图1(C)中的II-II线的剖面图。
图3表示图1中的基板用连接器的变形例，(A)表示剖开前的状态，(B)表示剖开后的状态。
图4表示图1中的基板用连接器的另一变形例，(A)是总体斜视图，(B)是图(A)中所示部分B的放大斜视图。
图5表示本发明的基板用连接器的另一实施例，(A)是嵌合状态的斜视图，(B)是分解斜视图，(C)是正面图。
图6是沿图5中的VI—VI线的剖面图。
图7表示图5所示的基板用连接器被焊接在基板上的状态，是与图6相同的剖面图。
图8是配置在一对基板之间的原有的弹性连接器之例的正面图。
图中110、210：基板用连接器
120a、220a：第1连接器
120b、220b：第2连接器
30：弹性连接部件
140a、240a：第1连接器外壳
140b、240b：第2连接器外壳
141′、241：凹部
150a、150b、250a、250b：触头
260a、260b：基板
261、262：接线座
270a、270b：挠性电路基板
下面参照附图详细说明本发明的基板用连接器的实施例。
图1表示本发明的基板用连接器的一个极好的实施例，图1(A)是组装(或嵌合)状态的斜视图、图1(B)是其分解斜视图、图1(C)是图1(A)所示连接器的正面图，即从左侧看到的图。图2是沿图1(C)中的II-II线的剖面图。
本实施例的基板用连接器110由将触头150a(150b)分别配置成2排的第1连接器120a及第2连接器120b、以及2条弹性连接部件(弹性连接器)30、30构成。第1连接器120a的第1外壳140a最好沿其纵向有非对称形状的凹部141。在将该凹部141夹在中间的2条平行延伸的细长的横梁部147在其各自的外表面上，即内侧面147a、底面147b及外侧面147c、147d上形成平行配置的多个触头150a。同样，第2连接器120b也在第2外壳140b的外表面上，即侧面148a、外面148b、148c及底面148d上形成2排分离的触头150b。
第2连接器120b，在其两侧夹着一对弹性连接部件30、30插入或嵌合到第1连接器120a的第1外壳140a的凹部141中，分别通过2条弹性连接部件30、30，将相对的两排触头150a、150b的接触部147a、148a之间互相连接起来。其结果，分别通过2条弹性连接部件30、30，将采用SMT焊接方法分别焊接在相对地平行排列配置的2枚基板(图中未示出)的相对面上形成的2排接线座之间的第1及第2连接器120a、120b的2排触头150a、150b之间实现电气连接。另外，基板用连接器110通过2排触头150a(150b)实现高密度连接，但是触头也可以是1排或3排以上。
弹性连接部件30，实际上可以采用与图8所示的原有的弹性连接器100相同的结构。即，在其截面大至呈椭圆或长圆形状的弹性心子31的外周高密度地平行地形成多条导电线路。在该特定的实施例中，可以用下述方法代替在弹性心子31的外周直接被覆形成导电线路，即把采用众所周知的印刷或蚀刻加工技术等在外表面形成多条导电线路的挠性电路基板(FPC)32卷起来，并使该FPC 32的端部向一个方向(图中向上侧方向)延伸，形成保持片33。FPC 32上的导体34的间距为触头150a、150b的间距的1/5左右，例如触头150a、150b的间距为0.5mm时，导体34的间距最好为0.1mm。弹性连接部件30在嵌合式的第1及第2连接器120a、120b内只沿平行于基板面的方向压缩接触。因此在平行配置的2枚基板上不受沿垂直方向的压缩力的直接作用，所以2枚基板不会产生弯曲。
基板用连接器110的触头150a、150b是采用下述方法形成的，即利用添加法等，通过非电解电镀或电解电镀，在绝缘树脂表面上形成三维导电图案，即所谓注(射)模(塑)成形电路部件(Molded Interconnection Device)(以下简称MID)。触头150a、150b的电镀厚度最好为20μm左右。已知的采用MID进行的导体成形法，主要有单注(射)模法及双注(射)模法。单注(射)模法是将镀层抗蚀剂或抗腐剂涂敷(掩蔽)在绝缘树脂表面上，通过光刻工序形成导体图案的一种方法(参见特开昭61-113295号公报等)。双注(射)模法是用可电镀树脂和不可电镀树脂两种材料进行双重成形，只在可电镀树脂表面上形成导体图案的一种方法(参见特开昭63-50482号公报等)。由于成形金属模的成本低等原因，最好采用单注(射)模法，但也可采用双注(射)模法。
本申请人在原先申请的特愿平6-36551号中所述的实施例是通过加压工序将形成的金属制的触头压入外壳中或在内部成形形成，但由于高度为1mm至1.5mm，连接到基板上的连接部的位置不齐(平坦性差)等原因，很难适应扁平化及窄间距化。与此相反，在基板用连接器中110中，由于触头150a、150b是利用MID形成的，因此能获得用加压工序难以实现的扁平且间距窄的触头。由于触头上不需要有固定到外壳上用的部分，因此能实现扁平化及缩小基板占有面积，能使连接到基板上的连接部达到高平坦性，以及即使触头多，尺寸也能高度精确，有许多技术性的优点。另外，由于不需要触头的金属模及将触头插入外壳中的组装机等，零件数量很少，因此还具有总的制造成本低的经济上的优点。
连接第1及第2连接器120a、120b的基板的连接部是在从第1及第2外壳140a、140b的侧面突出的凸部149a、149b的表面上形成导体图案构成的，较复杂。在取多个MID的情况下，利用切割锯等，将1枚大的板状体或长方体切断，以便降低成本。例如，如图3所示，在第2外壳140′的连结体上开设通孔160后，利用MID形成触头150b′，沿大致通过通孔160中心的虚线162，将连结体切断，可获得低成本的第2连接器120b。而且可以如图4所示的那样，在梳齿状的舌形部164的表面上或在无凸部149a、149b的平坦面上形成导体图案。
图5表示本发明的基板用连接器的另一实施例，图5(A)是组装(或嵌合)状态的斜视图，图5(B)是其分解斜视图，图5(C)是从图5(A)的正面即从左侧方向看到的正面图。图6是沿图5(C)中的VI-VI线的剖面图。图7表示将图5中的连接器实际装在基板上的状态，是与图6同样的剖面图。
本实施例的基板用连接器210由第1连接器220a、第2连接器220b及弹性连接部件30、30构成，这一点与前一个实施例相同。第1连接器220a的第1外壳240a上细长的两条横梁部247、247的内侧面247a、底面247b及外侧面被第1 FPC(挠性电路基板)270a所覆盖。第2连接器220b也一样，第2外壳240b的底面248a及两个侧面248b、248c三个面被第2 FPC 270b所覆盖。在备FPC 270a、270b上形成若干互相平行的导体图案250a、250b，该导体图案250a、250b构成第1及第2连接器220a、220b的各触头。另外，FPC 270a、270b也可缠绕在横梁部247及第2外壳240b的全周表面上。各导体图案250a、250b的焊接部251a、251b分别被焊接在基板260a、260b的接线座261、262上。
FPC 270a、270b可利用通常的FPC制造工序即通过光刻工序，在平面上形成导体图案250a、250b。因此，在本实施例的连接器210的情况下，导体图案250a、250b的间距为0.5mm，但如有必要，还可使间距更窄一些。另外，由于采用平面上的光刻技术，因此容易使用同一平面上的导体图案250a、250b的幅度(或间距)在与弹性连接部件30接触的接触部252a、252b和焊接到基板260a、260b上的焊接部251a、251b之间有所有不同。另外还能确保电镀膜的厚度均匀。
将FPC 270a、270b固定在外壳240a、240b上的方法，可以采用环氧树脂类粘合剂、或者デユポン公司销售的商标为“パイララツクヌ”的改性丙烯酸类粘合剂等适当的粘合剂进行粘接。或者将FPC 270a、270b与两个外壳240a、240b的凸棱或沟槽(图中未示出)对准位置，通过热压接等方法在短时间内就能容易地固定。
这样，通过将在平面上形成了导体图案250a、250b的FPC270a、270b以沿三维空间弯曲的形态固定在外壳240a、240b上，便可获得接触部252a、252b和焊接部251a、251b之间宽度不同的窄间距的触头。另外，由于能获得用加压工序难以实现的窄间距触头，以及能用粘接剂等将FPC固定在外壳上，所以能实现扁平化及缩小基板占有面积，并使焊接部达到很高的平坦性，以及触头(导体图案)的尺寸精度高，除了这些技术上的优点外，由于不需要触头的金属模及触头插入组装机，因此具有总的制造成本低的经济上的优点。
以上参照图1至图7详细说明了本发明的基板用连接器的极好的实施例。可是，本发明并不限于这些实施例，根据需要可进行各种变形，这是本专业人员容易理解的。例如，各触头不一定是SMT用触头，也可以是能插入基板上的通孔连接的有焊接引线的触头。
另外，本实施例的基板用连接器是两枚基板平行配置的水平安装型的，但也可以是两枚基板垂直配置的垂直安装型的。另外，有两排触头的基板用连接器使用了两条弹性连接部件，但也可只用一条弹性连接部件，当使一排触头互相连接时，将该弹性连接部件插入后，另一排触头能直接互相连接。这时，另一排触头的压缩是由于第2外壳的存在而使一条弹性连接部件产生的弹性力(挤压力)进行的。另外，第1连接器及第2连接器中，一个连接器的触头由MID形成，而用FPC导体图案作另一个连接器的触头。特别是由MID形成第2连接器的触头、同时用FPC导体图案作第1连接器的触头时，最容易制造，而且制造成本低。
根据以上的说明可以理解，如果采用本发明的基板用连接器，则要将具有排列成行的若干触头的第1连接器及第2连接器分别焊接在想要使其连接的第1及第2基板的内侧表面上形成的接线座上。其次，将弹性连接部件插在这两个连接器的触头的接触部之间，从而将两个连接器互相连接起来。由于在这些触头的接触部和弹性接触部件之间产生摩擦作用，可实现可靠性高的电连接。另外，由于弹性连接部件不是对基板之间进行直接压缩连接，而是压缩力沿平行于基板表面的方向作用，因此不会使基板弯曲而导致连接的可靠性下降。另外，由于基板之间可以非常靠近地连接起来，因此可使电子仪器高密度化等，具有以往的基板用连接器所没有的各种实用上显著的良好效果。另外，采用在外壳上形成的电镀层或FPC导体图案作为触头，与原来使用金属制的触头时相比较，能较容易地形成三维结构的导电图案，能达到窄间距化、进一步扁平化、以及与基板接触的接触部的平坦性，由于减少了工序，所以还能获得低成本的连接器。特别是窄间距安装时，与基板接触的接触部的平坦性只依赖于外壳的平坦性，因此能获得良好的平坦性。

Claims (3)

1.一种基板用连接器，用来将分别在第1及第2基板上形成的若干接线座之间互相连接起来，该基板用连接器的特征为：备有第1外壳，它安装在上述第1基板上，具有与上述接线座连接的若干第1触头，同时沿纵向具有凹部；第2外壳，它安装在上述第2基板上，有与上述接线座连接的若干第2触头，该外壳被收容在上述第1外壳的上述凹部内；以及弹性连接部件，它插在收容上述第2外壳的上述第1外壳的凹部内，将上述第1及第2触头的接触部之间互相连接起来，上述第1及第2触头两者中至少一者是在对应的外壳表面上形成的电镀层。
2.一种基板用连接器，用来将分别在第1及第2基板上形成的若干接线座之间互相连接起来，该基板用连接器的特征为：备有第1外壳，它安装在上述第1基板上，具有与上述接线座连接的若干第1触头，同时沿纵向有凹部；第2外壳，它安装在上述第2基板上，具有与上述接线座连接的若干第2触头，该外壳被收容在上述第1外壳的上述凹部内；以及弹性连接部件，它插在收容上述第2外壳的上述第1外壳的凹部内，将上述第1及第2触头的接触部之间互相连接起来，上述第1及第2触头两者中至少一者是沿对应的外壳的外表面配置的挠性电路基板上的导电图案。
3.一种基板用连接器，用来将分别在第1及第2基板上形成的若干接线座之间互相连接起来，该基板用连接器的特征为：备有第1外壳，它安装在上述第1基板上，具有与上述接线座连接的若干第1触头，同时沿纵向有凹部；第2外壳，它安装在上述第2基板上，具有与上述接线座连接的若干第2触头，该外壳被收容在上述第1外壳的上述凹部内；以及弹性连接部件，它插在收容上述第2外壳的上述第1外壳的凹部内，将上述第1及第2触头的接触部之间互相连接起来，上述第1触头是沿上述第1外壳的外表面配置的挠性电路基板上的导电图案，上述第2触头是在上述第2外壳的表面上形成的电镀层。
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