JP2000150034A - 電気コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明はＦＰＣ基板４０を容易に基板４０に押
し付けることができ、ＦＰＣ基板２４の追従性がよく、
半田付け部が容易に確認でき、ＦＰＣ基板２４の交換が
容易にでき、接続不良の起こらない電気コネクタ１を提
供することである。 【解決手段】この目的は、プレート１４とこのプレート
１４に設けられた電気接点１２よりなる第１コネクタ１
０と、この第１コネクタ１０の嵌入口３６を有するハウ
ジング１６と、第１コネクタ１０と着脱自在に嵌合する
と共にＦＰＣ基板２４に電気接触子２２を有する第２コ
ネクタ２０と、この第２コネクタ２０が装着されるブロ
ック２６とから構成される電気コネクタにおいて、ハウ
ジング１６にはＦＰＣ基板２４が突出する両側にＦＰＣ
基板２４を基板４０側に押圧する凸部１８を設け、ブロ
ック２６にハウジング１６と係合する手段としてのビッ
トインサート５４を取り付けることにより達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、第１コネクタの複
数の電気接点と第２コネクタの複数の電気接触子とを電
気的に接続するようにした電気コネクタに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、第１コネクタの複数の電気
接点と第２コネクタの複数の電気接触子とを電気的に接
続する構造については、特願平１０ー２４６５５７号と
して提案している。この構造を利用した従来の電気コネ
クタ７０の構造を図に基づいて説明する。図７（Ａ）は
従来の電気コネクタ７０と基板４０の斜視図であり、
（Ｂ）は従来の電気コネクタ７０の基板４０との接続部
の部分的な斜視図である。図８は、従来の電気コネクタ
７０を長手方向中央部で断面した断面図である。図９
（Ａ）は図７（Ａ）のボルト部分を断面した断面図であ
り、（Ｂ）は（Ａ）のナット８２の代わりにビットイン
サートを使用した場合の断面図である。図１０は従来の
ビットインサート７６を圧入した状態のブロック７４の
断面図である。図８のように第１コネクタ１０と第２コ
ネクタ２０とはソケット構造の機構を持っていて着脱自
在に装着できるようにしている。このソケット構造につ
いて説明する。第２コネクタ２０はハウジング７２とブ
ロック７４に挟み込まれ、基板４０のパッド４２に接続
するためにＦＰＣ基板２４がハウジング７２及びブロッ
ク７４から突出している。従来の電気コネクタは、図９
（Ａ）のように基板４０にネジを通すための取付孔８４
を開けて、裏面にナット８２を付けて取り付けていた
が、基板４０裏面にはＳＭＴ部品が搭載されており、か
つ、基板４０内層部は配線に使用するために使用されて
いない部分に取付孔８４を設けなければならず、基板面
積が大きくなってしまう。その為、図９（Ｂ）のような
コネクタ搭載をＳＭＴで行いながら、ネジ取付できるビ
ットインサート７６が考えられた。前記ハウジング７２
はビットインサート７６が圧入された前記ブロック７４
にボルト３８によって固定されている。半田付けによっ
てビットインサート７６の底面部と図７（Ｂ）のように
第２コネクタ２０のＦＰＣ基板２４の金属層３０部分が
基板４０のパッド４２に固定されることによって、第２
コネクタ２０とハウジング７２が固定された前記ブロッ
ク７４は基板４０に取り付けられている。第２コネクタ
２０のＦＰＣ基板２４の金属層３０の半田付けに際して
は、図７（Ｂ）のように基板４０のパッド４２に取り付
け治具（図示せず）などによって押し付けられている。

【０００３】このように基板４０に取付られた第２コネ
クタ２０とブロック７４及びハウジング７２に、このハ
ウジング７２に設けられた嵌入口３６から第１コネクタ
１０を挿入すると、この第１コネクタ１０の電気接点１
２が前記第２コネクタ２０の電気接触子２２に接触する
ことで電気的に接続する構造になっている。この際に第
１コネクタ１０は押し付け治具（図示せず）などによっ
て第２コネクタ２０側に押し付けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような電気コ
ネクタでは、ＦＰＣ基板２４の金属層３０を基板４０の
パッド４２に確実に押し付けておく手段がなく、かつ、
ＦＰＣ基板２４の追従性が悪く、接続不良の原因になる
といった解決すべき課題があった。電気コネクタのＦＰ
Ｃ基板２４の金属層３０を基板４０のパッド４２に押し
付ける場合、隣接のパッド４２面高さのバラツキに対応
することが出来なく、かつ、半田接続面を確認すること
も出来なく、隣接リード間の半田ブリッジが発生し易い
といった問題点もあった。また、従来のビットインサー
ト７６を基板４０に半田付けすると、図１０のように空
気８０を巻き込むことがあり、半田付け面の欠けやムラ
が発生したり、取り付け強度が低下し、しいてはＦＰＣ
基板２４の金属層３０部分の接続不良の原因になるとい
った問題点も発生する。なお、電気コネクタのＦＰＣ基
板２４の金属層３０を基板４０のパッド４２に半田付け
してしまうと、第１コネクタ１０の挿抜が多いために第
２コネクタ２０の電気接触子２２が摩耗した場合、基板
４０自体を交換しなければならなくなり、コストアップ
になるということもある。

【０００５】本発明は、このような従来の問題点を解消
するためになされたもので、基本的には、ＦＰＣ基板２
４の金属層３０を容易に基板４０のパッド４２に押し付
けることができ、かつ、ＦＰＣ基板２４の追従性がよ
く、半田付け部が容易に確認でき、ＦＰＣ基板２４の交
換が容易にでき、接続不良の起こらない電気コネクタ１
を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、図２のプレ
ート１４とこのプレート１４に設けられた電気接点１２
よりなる第１コネクタ１０（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒ
ｒａｙ（ＢＧＡ）素子等のコネクタをいう）と、この第
１コネクタ１０の嵌入口３６を有するハウジング１６
と、前記第１コネクタ１０と着脱自在に嵌合すると共に
ＦＰＣ基板２４に電気接触子２２を有する第２コネクタ
２０（ＢＧＡ素子等に接触するソケットコネクタをい
う）と、この第２コネクタ２０が装着されるブロック２
６とから構成される電気コネクタにおいて、前記ハウジ
ング１６にはＦＰＣ基板２４が突出する両側にＦＰＣ基
板２４を基板４０側に押圧する凸部１８を設け、前記ブ
ロック２６にハウジング１６と係合する手段としてのビ
ットインサート５４を圧入することにより達成される。

【０００７】前記ブロック２６にＦＰＣ基板２４が突出
する両側にＦＰＣ基板２４を誘うためのテーパー部４４
を設けることで、ＦＰＣ基板２４の追従性がよくなると
共に、ＦＰＣ基板２４が基板４０のパッド４２に押し付
け易くなる。前記ＦＰＣ基板２４の前記基板４０のパッ
ド４２に押圧される部分の絶縁層３２を除去すること
で、目視にてＦＰＣ基板２４の金属層３０の接続状況を
確認できるようになる。前記ＦＰＣ基板２４の先端に絶
縁層３２を残して前記ＦＰＣ基板２４の前記基板４０の
パッド４２に押圧される部分の絶縁層３２を除去するこ
とにより、目視にて半田の接続状況を確認でき、ＦＰＣ
基板２４の金属層３０の位置精度が向上すると共に、半
田ブリッジが起こらなくなる。前記ビットインサート５
４の底面部に空気逃げと半田付けフィレット増設用の凹
部５６を設けることで、コネクタが傾くことがなく、安
定した接続がされると同時に接続強度を増すことが可能
になる。前記ビットインサート５４の底面部の中心に基
板位置決め用の位置決めピン６３を設けることで、電気
コネクタを容易に基板４０に位置決めすることができ
る。前記ハウジング１６の凸部１８にＦＰＣ基板２４を
基板４０のパッド４２に押し付ける押圧部材４６を設置
することによりＦＰＣ基板２４を基板４０に半田しなく
てすむようになる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図に基づいて、本発明の一実施例
について説明する。図１は、本発明の電気コネクタ１と
基板４０の斜視図である。図２（Ａ）は本発明の電気コ
ネクタ１を長手方向中央部で断面した断面図であり、
（Ｂ）は（Ａ）の別の形態の電気コネクタ１の断面図で
ある。図３（Ａ）は本発明の電気コネクタ１の基板４０
との接続部の部分的な斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の
別の形態の接続部の部分的な斜視図である。図４（Ａ）
は本発明に使用するビットインサート５４の斜視図であ
り、（Ｂ）は図１のボルト３８部分を断面した断面図で
ある。図５（Ａ）から（Ｃ）はビットインサート５４の
ツバ部６２の別の形態の例を示したものである。図６
は、ビットインサート５４のツバ部６２の底面部の中心
に位置決めピン６３を設けたものをブロック２６と基板
４０に装着した時の断面図である。

【０００９】本発明に係る電気コネクタ１の実施の形態
について説明する。図２中、１０はセラミックスや剛性
のある硬質樹脂基板からなる第１コネクタで、１２は第
１コネクタ１０の片面側に設けた半田などの球状突起か
らなる複数の電気接点である。２０は適度の柔軟性を有
するポリイミド樹脂などのＦＰＣ基板２４からなる第２
コネクタで、２２はＦＰＣ基板２４の片面側に設けられ
た円盤状の金属層３０からなる電気接触子である。本発
明の電気コネクタ１も従来同様に、ソケット構造になっ
ており、第１コネクタ１０と第２コネクタ２０が着脱自
在になっている。本発明の電気コネクタ１は、主に第１
コネクタ１０と第２コネクタ２０とハウジング１６とブ
ロック２６とビットインサート５４とボルト３８から構
成されている。

【００１０】第１コネクタ１０と第２コネクタ２０の構
造については、従来技術でも記述したように既に本出願
人が提案している特願平１０ー２４６５５７号と同様で
あるため説明を省略し、本電気コネクタ１の特徴点部分
についてのみ説明する。まず、ハウジング１６について
説明する。図１のように、前記ハウジング１６には、第
１コネクタ１０が挿入される厚み方向に貫通した嵌入口
３６が設けられている。なお、この嵌入口３６の長手方
向両側には図４（Ｂ）のようにブロック２６とハウジン
グ１６を固定するためのボルト３８が挿入されるボルト
孔が設けられている。また、第２コネクタ２０のＦＰＣ
基板２４が突出される側（幅方向）両側には、図２
（Ａ）のようにＦＰＣ基板２４を基板４０のパッド４２
側に押し付けるための凸部１８が設けられている。この
凸部１８の形状としては、ＦＰＣ基板２４を基板４０の
パッド４２側に押し付けられれば如何なる形状でもよい
が、ＦＰＣ基板２４に接触する部分にはＣ面取りを設
け、ＦＰＣ基板２４を傷つけないようにした方がよい。
前記凸部１８の大きさは、強度や加工性を考慮して適宜
設計する。

【００１１】図２（Ｂ）に基づいて、第２コネクタ２０
のＦＰＣ基板２４を押し付ける別のハウジング１６の構
造について説明する。図２（Ａ）のような構造はＦＰＣ
基板２４を基板４０のパッド４２側に押し付けた後に、
ＦＰＣ基板２４を基板４０のパッド４２に半田付けする
必要が生じるが、図２（Ｂ）の構造では半田付けしなく
てもよい構造にしたものである。即ち、基板４０のパッ
ド４２の相対する位置に押圧部材４６を凸部１８に設置
することで、ＦＰＣ基板２４を押し付け半田付け無しで
もＦＰＣ基板２４の金属層３０を基板４０のパッド４２
に接続できるようにした。前記押圧部材４６の材質とし
ては、ＦＰＣ基板２４を押し付けられれば如何なるもの
でもよいが、ＦＰＣ基板２４を傷つけないようにするた
めに弾性体がよく、弾性体としてエラストマーが考えら
れる。前記押圧部材４６は凸部１８に圧入や接着剤によ
って固定されている。図２（Ａ）及び（Ｂ）のハウジン
グ１６は電気絶縁性のプラスチックで、公知技術の射出
成形によって作成される。材質としては、ポリブチレン
テレフタレート（ＰＢＴ）やポリアミド（ＰＡ）や液晶
ポリマー（ＬＣＰ）やポリフェニレンサルファイド（Ｐ
ＰＳ）などを挙げることができる。

【００１２】次に、ブロック２６について説明する。こ
のブロック２６には、図４（Ａ）のようにハウジング１
６のボルト孔に対応する位置にビットインサート５４を
挿入する挿入孔６０が設けられている。この挿入孔６０
にビットインサート５４は圧入や接着剤によって取り付
けられている。また、ハウジング１６の嵌入口３６に対
応する位置に、嵌入口３６より幾分大きい窪みを設け
て、その窪みに図２のように弾性体２８を配置してい
る。この弾性体２８によって第１コネクタ１０を挿入し
た際に安定した接触が得られるようになっており、材質
としてはエラストマーが考えられる。なお、第２コネク
タ２０のＦＰＣ基板２４が突出される側（幅方向）両側
には、図２（Ａ）のようにＦＰＣ基板２４を基板４０の
パッド４２側に誘い易くするためにテーパー部４４が設
けられている。このテーパー部４４の形状としては、誘
い易くなる形状であれば如何なるものでもよい。ブロッ
ク２６は電気絶縁性のプラスチックで、公知技術の射出
成形によって作成される。材質としては、ハウジング１
６と同様である。

【００１３】次に図３に基づいて、第２コネクタ２０の
基板４０のパッド４２との接続部分について説明する。
図３のように、第２コネクタ２０のＦＰＣ基板２４の金
属層３０の半田付け後の接続部の確認をする為に、ＦＰ
Ｃ基板２４の接続部近辺の絶縁層３２を取り除いた形状
にした。前記絶縁層３２を取り除く部分としては、半田
付け後の接続部の確認を考えると基板４０のパッド４２
と相対する位置がよい。取り除く方法としては、図３
（Ａ）のようにＦＰＣ基板２４の先端部分を取り除き金
属層３０部分を突出させるものと図３（Ｂ）のようにＦ
ＰＣ基板２４の先端部分にある程度の絶縁層３２部分を
残し金属層３０を露出させるものとが考えられる。どち
らの場合も、半田付け後の接続部の確認をすることがで
きるが、図３（Ａ）の場合は金属層３０の厚さが薄く、
金属層３０が隣接方向へも動き易いために隣接間のピッ
チが狭くなると半田付け時にブリッチしてしまうことが
考えられる。その為、ピッチが狭くなっても金属層３０
同士が接触し難い図３（Ｂ）のような形状の方がよい。

【００１４】最後に、図４から図６に基づいてビットイ
ンサート５４について説明する。ビットインサート５４
は一般的に２段の円筒形をしており、細い径の方には圧
入部６４が設けられ、ブロック２６の挿入孔６０に圧入
されている。ビットインサート５４のツバ部６２（太い
径の方）の底面側には、半田付け時の空気の逃げ及び半
田付けフィレット増設用として図４（Ａ）のように凹部
５６が設けられている。この凹部５６の大きさは、ツバ
部６２の強度を考慮して適宜設計する。凹部５６の形状
としては役割を満足できればどんな形状でもよいが、図
４（Ａ）のように円周形にしたものや、図５（Ａ）のよ
うに円周形を二重にしたものや、図５（Ｂ）のように直
線形にしたものや、図５（Ｃ）のように十字形にしたも
のでもよい。図５（Ａ）では二重にしたものを図示した
が、二重でなくてもいくつでもよい。ビットインサート
５４のツバ部６２に凹部５６を設けることで、図４
（Ｂ）のように凹部５６の所にも半田のフィレット５８
ができ、半田付けの強度アップにも繋がる。また、図６
のように、ビットインサート５４のツバ部６２の底面部
の中心に基板位置決め用の位置決めピン６３を設けた。
この位置決めピン６３の大きさは、強度や基板４０の空
きスペース等を考慮して適宜設計する。本実施例では、
位置決めピン６３はビットインサート５４と一体構造に
したが、別部品を圧入などによって固定したものでもよ
い。なお、基板４０には、この位置決めピン６３に対応
する位置に嵌入孔４１が設けてある。本実施例では、嵌
入孔４１は貫通孔にしたが、貫通孔ではなく、窪みでも
よい。

【００１５】

【発明の効果】以上のような構造にすることにより、下
記のような優れた効果が得られる。 ・ハウジング１６に凸部１８を設けることで、ＦＰＣ基
板２４の追従性もよく、容易にＦＰＣ基板２４を基板４
０のパッド４２に押し付けることができるようになり、
接続不良も起こらなくなった。 ・ＦＰＣ基板２４の接続部において、基板４０のパッド
４２と接続する部分の絶縁層３２の一部を取り除くこと
によって、目視でリードの位置ずれを確認できるように
なり、かつ、半田付け後の接続部を確認できるようにな
った。 ・ＦＰＣ基板２４の接続部において、絶縁層３２の一部
を取り除く際に先端部分は絶縁層３２を残しておくこと
により、接続部を目視で確認でき、金属層３０のピッチ
精度の維持が容易にでき、かつ、金属層３０間で半田ブ
リッジの発生がなく、安定した接続が得られるようにな
った。 ・ビットインサート５４を用いることによって、基板４
０の高密度化が可能になり、第２コネクタ２０の電気接
触子２２のクリーニングの際に簡単にブロック２６から
ハウジング１６を取り外せるようになった。 ・ビットインサート５４の底面部に凹部５６を設けるこ
とにより、空気を巻き込んでも空気が凹部５６に逃げる
ようになり半田付け面の欠けやムラが発生しなくなり、
安定した半田付けが出来ると共に、半田付けの強度もア
ップすることができた。 ・ビットインサート５４の底面部の中心に位置決めピン
６３を設けることにより、容易に電気コネクタ１を基板
４０に位置決めすることができるようになった。 ・基板４０のパッド４２に対応する位置にハウジング１
６の凸部１８に押圧部材４６を設置することで、基板４
０のパッド４２とＦＰＣ基板２４を半田付けする必要が
無くなり、かつ、コネクタ同士の挿抜の繰り返しによっ
て第２コネクタ２０の電気接触子２２が摩耗した際に容
易に第２コネクタ２０を交換できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気コネクタと基板の斜視図である。

【図２】（Ａ）本発明の電気コネクタを長手方向中央部
で断面した断面図である。 （Ｂ）（Ａ）の別の形態の電気コネクタの断面図であ
る。

【図３】（Ａ）本発明の電気コネクタの基板との接続部
の部分的な斜視図である。 （Ｂ）（Ａ）の別の形態の接続部の部分的な斜視図であ
る。

【図４】（Ａ）本発明に使用するビットインサートの斜
視図である。 （Ｂ）図１のボルト部分を断面した断面図である。

【図５】（Ａ）ビットインサートのツバ部の別の形態の
例である。 （Ｂ）他の形態の例である。 （Ｃ）また他の形態の例である。

【図６】ビットインサート５４のツバ部６２の底面部の
中心に位置決めピン６３を設けたものをブロック２６と
基板４０に装着した時の断面図である。

【図７】（Ａ）従来の電気コネクタと基板の斜視図であ
る。 （Ｂ）従来の電気コネクタの基板との接続部の部分的な
斜視図である。

【図８】従来のの電気コネクタを長手方向中央部で断面
した断面図である。

【図９】（Ａ）図６（Ａ）のボルト部分を断面した断面
図である。 （Ｂ）（Ａ）のナットの代わりにビットインサートを使
用した場合のボルト部分の断面図である。

【図１０】従来のビットインサートを圧入した状態のブ
ロックの断面図である。

【符号の説明】

１、７０ 電気コネクタ １０ 第１コネクタ １２ 電気接点 １４ プレート １６、７２ ハウジング １８ 凸部 ２０ 第２コネクタ ２２ 電気接触子 ２４ ＦＰＣ基板 ２６、７４ ブロック ２８ 弾性体 ３０ 金属層 ３２ 絶縁層 ３４ スリット部 ３６ 嵌入口 ３８ ボルト ４０ 基板 ４１ 嵌入孔 ４２ パッド ４４ テーパー部 ４６ 押圧部材 ４７ 舌状の可動小片部分 ４８ スリット状の切り込
み部 ５０ リード線 ５２ スルーホール ５４、７６ ビットインサート ５６、５６１、５６２、５６３ 凹部 ５８ フィレット ６０ 挿入孔 ６２ ツバ部 ６３ 位置決めピン ６４ 圧入部 ７８ 芯 ８０ 空気 ８２ ナット ８４ 取付孔

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレートとこのプレートに設けられた電
   気接点よりなる第１コネクタと、この第１コネクタの嵌
   入口を有するハウジングと、前記第１コネクタと着脱自
   在に嵌合すると共にＦＰＣ基板に電気接触子を有する第
   ２コネクタと、この第２コネクタが装着されるブロック
   とから構成される電気コネクタにおいて、 前記ハウジングにはＦＰＣ基板が突出する両側にＦＰＣ
   基板を基板側に押圧する凸部を設け、前記ブロックにハ
   ウジングと係合する手段としてのビットインサートを取
   り付けたことを特徴とする電気コネクタ。
2. 【請求項２】 前記ブロックのＦＰＣ基板が突出する両
   側にＦＰＣ基板を誘うためのテーパー部を設けた請求項
   １記載の電気コネクタ。
3. 【請求項３】 前記ＦＰＣ基板の基板のパッドに押圧さ
   れる部分の絶縁層を除去した請求項２記載の電気コネク
   タ。
4. 【請求項４】 前記ＦＰＣ基板の先端に絶縁層を残して
   前記ＦＰＣ基板の前記基板のパッドに押圧される部分の
   絶縁層を除去した請求項２記載の電気コネクタ。
5. 【請求項５】 前記ビットインサートの底面部に空気逃
   げと半田付けフィレット増設用の凹部を設けた請求項２
   記載の電気コネクタ。
6. 【請求項６】 前記ビットインサートの底面部の中心に
   基板位置決め用の位置決めピンを設けた請求項５記載の
   電気コネクタ。
7. 【請求項７】 前記ハウジングの凸部にＦＰＣ基板を基
   板のパッドに押し付ける押圧部材を設置した請求項５記
   載の電気コネクタ。