JP2002134201A - 圧接挟持型コネクタ及びその接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位置決め精度やアセンブリ性を向上させ、高
さ寸法を小さくして導通経路を短縮し、低荷重で接続で
きる圧接挟持型コネクタ及びその接続構造を提供する。 【解決手段】 電子回路基板１と電気接合物１０間に絶
縁性のハウジング２０を介在してその厚さ方向に複数の
貫通孔２１を並設し、各貫通孔２１に導電キャップ２５
をハウジング２０の下面から嵌着し、各貫通孔２１に、
導電キャップ２５嵌入用の導電ピン２６をハウジング２
０の上面からスライド可能に挿入する。そして、各導電
キャップ２５の開口上端部に、導電ピン２６に貫通され
て導電ピン２６をハウジング２０の上面側に付勢するコ
イルスプリング２７を載置し、各導電キャップ２５の下
面をハウジング２０の下面側から露出させ、各導電ピン
２６をコイルスプリング２７の付勢力でハウジング２０
の上面から突出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子回路基板と液
晶モジュール、電子回路基板と電子回路基板、各種ＩＣ
パッケージと電子回路基板、電子回路基板と携帯電話用
のマイクやスピーカ等との電気的な接続に用いられる圧
接挟持型コネクタ及びその接続構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、携帯電話用の電子回路基板と液晶
モジュールとを電気的に導通する場合には、図示しない
が、断面略半小判形あるいは断面略Ｕ字を呈した弾性エ
ラストマーの湾曲表面に複数本の金属細線を一列に並べ
備えた圧接挟持型コネクタを使用したり、又は特開平７
‐１６１４０１号公報の電気接続用コネクタピンを使用
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おける圧接挟持型コネクタや電気接続用コネクタピン
は、ホルダを省略した状態で電子回路基板と液晶モジュ
ールとの間に介在されるので、電子回路基板自体に実装
することができず、位置決め精度やアセンブリ(ａｓｓ
ｅｍｂｌｙ)性の悪化を招くおそれが少なくない。ま
た、近年における携帯電話の薄型化、軽量化、小型化に
伴い、圧接挟持型コネクタや電気接続用コネクタピンの
高さ寸法を小さくする必要があるが、高さ寸法(現在は
５ｍｍ程度)を支障なく小さくするのは非常に困難であ
り、これにより導通経路の短縮を図ることもできない。
さらに、低荷重で接続することもきわめて困難であると
いう問題がある。

【０００４】本発明は、上記に鑑みなされたもので、位
置決め精度やアセンブリ性を向上させ、高さ寸法を小さ
くして導通経路を短縮し、しかも、低荷重の接続をも可
能とする圧接挟持型コネクタ及びその接続構造を提供す
ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にお
いては、上記課題を達成するため、絶縁性のハウジング
の厚さ方向に複数の貫通孔を設け、各貫通孔に導電キャ
ップを該ハウジングの一面側から嵌めるとともに、各貫
通孔に、上記導電キャップ内に嵌まる導電ピンを上記ハ
ウジングの他面側からスライド可能に嵌め通したもので
あって、上記導電キャップの開口端部に、上記導電ピン
に貫通されてこれを上記ハウジングの他面側に付勢する
スプリングを支持させ、該導電キャップの閉塞端部を該
ハウジングの一面側から露出させ、上記導電ピンを上記
スプリングの付勢力により該ハウジングの他面側から突
出させるようにしたことを特徴としている。

【０００６】なお、上記各貫通孔を、上記導電キャップ
に接触する嵌合孔と、この嵌合孔に連続的に形成されて
該導電キャップの開口端部との間に空間を形成する区画
孔とから形成し、この区画孔に上記スプリングの一端部
を広げて嵌め入れることが好ましい。また、請求項３記
載の発明においては、上記課題を達成するため、相対向
する電極の間に、請求項１又は２記載の圧接挟持型コネ
クタを介在させて導通するようにしたことを特徴として
いる。

【０００７】ここで、特許請求の範囲におけるハウジン
グは、長方形、正方形、多角形、楕円形、小判形等に形
成することができる。このハウジングから突出する導電
ピンの端部は、所定の角度で尖った形、断面半円形、断
面半楕円形、断面半小判形、単数複数のピン、クラウン
状、略歯形滑節ジベル、略ジベル鋲状等に適宜形成する
ことができる。特に、導電ピンの端部を円錐や角錐等の
鋭利な形に形成すれば、電極のハンダの酸化膜を破壊し
て良好な導通を得ることができる。また、電極を有する
電気的接合物としては、液晶モジュール(ＣＯＧ、ＣＯ
Ｆ、ＴＡＢ等)、表面実装型(ＱＦＰ、ＢＧＡ、ＬＧＡ
等)等の各種ＩＣパッケージ、各種回路基板、携帯電話
や電子機器用のマイク、スピーカ等の各種電子部品が含
まれる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態を説明すると、本実施形態における圧接
挟持型コネクタ及びその接続構造は、図１ないし図３に
示すように、平坦な電子回路基板１と電気接合物１０と
の間に絶縁性のハウジング２０を介在してその上下厚さ
方向に複数の貫通孔２１を並設し、各貫通孔２１に導電
キャップ２５をハウジング２０の一面側である下面から
嵌着固定するとともに、各貫通孔２１に、各導電キャッ
プ２５内に嵌入する導電ピン２６をハウジング２０の他
面側である上面から上下方向にスライド可能に挿入し、
各導電キャップ２５の開口上端部に、各導電ピン２６に
貫通されてこの導電ピン２６をハウジング２０の上面側
に弾圧付勢するコイルスプリング２７を載置し、各導電
キャップ２５の閉塞下面をハウジング２０の下面側から
露出させ、各導電ピン２６の少なくとも上端部をコイル
スプリング２７の付勢力でハウジング２０の上面から突
出させるようにしている。

【０００９】電子回路基板１は、図１に示すように、例
えばプリント配線板からなり、表面に複数の電極２が平
坦に配列されており、各電極２にクリームハンダからな
るハンダ層３あるいはＡＣＦ(ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ
ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ：異方性導電膜)等
が導通接続時に形成される。電気接合物１０は、同図に
示すように、例えばＣＯＧの液晶モジュールからなり、
下方の電子回路基板１の表面に近接対向する。この電気
接合物１０には、ＩＴＯ電極からなる複数の電極１１が
並設されている。

【００１０】ハウジング２０は、図１や図２に示すよう
に、所定の材料を使用して薄い単層あるいは複層の平面
長方形・板形に形成され、長手方向に小径の貫通孔２１
が所定のピッチ(例えば、０．５ｍｍ〜１．２７ｍｍ)で
一列に並べて穿孔されている。この細長いハウジング２
０は、耐熱性、寸法安定性、成形性等に優れる汎用のエ
ンジニアリングプラスチック(例えば、ＡＢＳ樹脂、ポ
リカーボネート、ポリプロピレン、塩ビ、ポリエチレン
等)を使用して成形される。これらの材料の中でも、加
工性やコスト等を考慮すると、ＡＢＳ樹脂が材料として
は最適である。

【００１１】各貫通孔２１は、図２や図３に示すよう
に、電子回路基板１側に位置して導電キャップ２５に密
嵌される縦長の嵌合孔２２と、この嵌合孔２２の上端部
に連続的に形成されて導電キャップ２５の開口上端部と
の間に空間を形成する区画孔２３と、この区画孔２３の
上端部に段差を介し連続形成されて電気接合物１０側に
位置する縮径孔２４とから一体連続的に形成されてい
る。各導電キャップ２５は、同図に示すように、例えば
金メッキされた導電性の材料、例えば銅、真鍮、アルミ
ニウムを用いて断面略Ｕ字に形成されている。この導電
キャップ２５のハウジング２０の下面から僅かに突出す
る平坦な閉塞端面(突出量は、０．１〜０．３ｍｍ、好
ましくは０．１〜０．２ｍｍ程度)は、電子回路基板１
の電極２に接触したり、電子回路基板１の電極２にハン
ダ層３やＡＣＦ等を介し適宜固定され、導通を確実化す
る。

【００１２】各導電ピン２６は、図１や図２に示すよう
に、例えば金メッキされた導電性の銅、真鍮、アルミニ
ウム、導電性エラストマー等を用いたピンからなる。こ
の導電ピン２６は、上部が径の小さい縮径に形成され、
上端部が径の大きい拡径の半円弧状に湾曲形成されてお
り、この上端部の上端面が電気接合物１０の電極１１に
接触する。

【００１３】複数本のコイルスプリング２７は、電子回
路基板１、検査回路基板、表面実装型のＩＣパッケー
ジ、液晶モジュールとの接続の場合には、これらの電極
２・１１数と同本数が使用される。各コイルスプリング
２７は、例えば直径３０〜１００μｍ、好ましくは３０
〜８０μｍの直径を有する所定の金属細線が例えば５０
μｍの等ピッチで巻回されることにより形成され、０．
５ｍｍの圧縮時に３０ｇ〜６０ｇの荷重を発生させる。
金属細線の径を３０〜８０μｍとするのは、この値の範
囲を選択すれば、低コストや低荷重接続の実現が容易と
なるからである。各コイルスプリング２７を形成する金
属細線としては、リン青銅、銅、ステンレス、ベリリウ
ム銅、ピアノ線等の金属線、あるいはこれらの金属線に
金メッキした金属細線があげられる。

【００１４】各コイルスプリング２７の長さとしては、
例えば０．５〜３．０ｍｍ、好ましくは１．０〜１．５
ｍｍが良く、半分程度の長さがハウジング２０の表面か
ら露出するのが良い。係る範囲とすれば、外部からのノ
イズによる悪影響を回避し、弾性特性を維持することが
可能になるからである。各コイルスプリング２７の一端
部である下端部は、図３に示すように、導電キャップ２
５の開口上端部に接触する拡径に形成され、貫通孔２１
の区画孔２３に密嵌して脱落をきわめて有効に規制す
る。

【００１５】各コイルスプリング２７の上端部は、同図
に示すように、導電ピン２６に嵌合する小さな縮径に形
成され、導電ピン２６の溝状を呈した縮径上部に嵌合し
て脱落や抜けをきわめて有効に防止する。各コイルスプ
リング２７の上端部の径は、下端部、下部、中央部、上
部の径よりも縮径に形成される。具体的には、最近の電
極１１の低ピッチ化を考慮し、中央部の径よりも０．０
５〜０．２ｍｍ程度縮径に形成される。これは、各コイ
ルスプリング２７の上端部の径が導電ピン２６の上部と
同径の場合には、円滑に導電ピン２６が導電キャップ２
５に嵌入しないおそれがあるからである。また、クリア
ランスが大きい場合、貫通孔２１全体が大きくなり、コ
イルスプリング２７の抜け防止機能が低下する。

【００１６】上記構成において、電子回路基板１に圧接
挟持型コネクタを位置決め固定し、電子回路基板１と電
気接合物１０とに圧接挟持型コネクタを位置決め挟持さ
せ、電子回路基板１の各電極２と導電キャップ２５を面
接触させるとともに、電気接合物１０の各電極１１と導
電ピン２６を面接触させる。そして、電子回路基板１に
対して電気接合物１０を少々加圧圧縮すれば、各コイル
スプリング２７が圧縮変形して導電ピン２６が下降し、
電子回路基板１と電気接合物１０を導電キャップ２５と
導電ピン２６を介し電気的・弾発的に導通することがで
きる(図１参照)。

【００１７】上記構成によれば、電子回路基板１と電気
接合物１０との間に圧接挟持型コネクタをハウジング２
０を介して介在するので、電子回路基板１自体に圧接挟
持型コネクタを簡単に組み込んだり、実装することがで
き、位置決め精度やアセンブリ性を著しく向上させるこ
とができる。また、導電ピン２６とコイルスプリング２
７とを一体化し、導電キャップ２５の凹部に導電ピン２
６を往復動可能に嵌入するので、圧接挟持型コネクタの
高さ寸法を問題なく小さくする(１．５０ｍｍ〜２．０
０ｍｍ程度)ことができ、低抵抗、低荷重接続(例えば、
３０ｇ〜６０ｇ／ピン)も大いに期待できる。

【００１８】また、図３に矢印で示すように、導電キャ
ップ２５と導電ピン２６とが側面で常時直接接触し、最
短の導通経路を形成するので、螺旋状に巻かれた長いコ
イルスプリング２７のみを導通経路とする場合と異な
り、導通経路を短縮してインダクタンスの著しい低下、
すなわち高周波特性を実現することができ、加えて導電
ピン２６の全長を短くすることもできる。また、各貫通
孔２１に安定性と実装性に優れる導電キャップ２５を嵌
着して塞ぎ、かつ導電ピン２６を電気接合物１０の電極
１１に接触させるので、安定した導通が大いに期待でき
る。また、導電ピン２６の上端部を半球状、半楕球状と
するので、例えコイルスプリング２７が前後左右に少々
傾斜しても、導通の安定性を確保することが可能とな
る。

【００１９】さらに、区画孔２３と導電キャップ２５と
にコイルスプリング２７の下端部を挟持させるので、簡
易な構成でコイルスプリング２７の抜け防止を図ること
ができる。さらにまた、コイルスプリング２７が部分的
に径の異なる三段形状なので、例え導電ピン２６がハウ
ジング２０から突出していても、横方向からの外力でな
んら悪影響を蒙ることがない。

【００２０】なお、上記実施形態ではハウジング２０を
単に示したが、なんらこれに限定されるものではない。
例えば、ハウジング２０の両側面に略三角形状のスリッ
トを導電ピン２６の本数に応じてそれぞれ切り欠き形成
し、ハウジング２０を導電ピン２６毎に分割することが
できるようにしても良い。こうすれば、スリットを用い
てハウジング２０を導電ピン２６毎に容易に割り、不要
な導電ピン２６をユーザが簡単に省くことができるの
で、組立性、実装性、及び作業性を大幅に向上させるこ
とが可能になる。

【００２１】また、電子回路基板１に図示しない一対の
位置決め孔を穿孔するとともに、ハウジング２０の下面
両端に位置決めピンをそれぞれ植設し、これら位置決め
孔と位置決めピンを用いて電子回路基板１に圧接挟持型
コネクタを位置決め固定しても良い。こうすれば、簡易
な構成で圧接挟持型コネクタの位置決め精度や実装性を
さらに向上させることができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明に係る圧接挟持型コネクタ及び
その接続構造の実施例を説明する。先ず、電子回路基板
１に圧接挟持型コネクタをハンダクリームを介し位置決
め固定し、電子回路基板１と電気接合物１０とに圧接挟
持型コネクタを位置決め挟持させ、電子回路基板１の各
電極２と導電キャップ２５を面接触させるとともに、電
気接合物１０の各電極１１と導電ピン２６を面接触させ
た。

【００２３】圧接挟持型コネクタを構成するハウジング
２０の複数の貫通孔２１には、導電ピン２６とコイルス
プリング２７を高さ２．０ｍｍでそれぞれ組み込んだ。
ハウジング２０はＡＢＳ樹脂を使用して高さ１．２５ｍ
ｍに成形し、複数の貫通孔２１は１．０ｍｍピッチで一
列に１０個並べて穿孔した。各貫通孔２１は、嵌合孔２
２の開口下端部から区画孔２３までの径をφ０．８５ｍ
ｍ、及び縮径孔２４の径をφ０．５５ｍｍの大きさとし
た。各導電キャップ２５と導電ピン２６とは、真鍮に金
メッキをニッケル下地メッキを介してメッキすることに
より形成した。また、各コイルスプリング２７を形成す
る金属細線としては、φ７０μｍの径のピアノ線を使用
した。

【００２４】そして、電子回路基板１に対して電気接合
物１０を加圧圧縮し、電子回路基板１と電気接合物１０
を導電キャップ２５と導電ピン２６を介し電気的・弾発
的に導通し、この際の圧接挟持型コネクタの圧縮量と荷
重の関係を図４のグラフに記載した。同図において、縦
軸は導電ピン２６の1ピン当たりの荷重(Ｎ／ｐｉｎ)を
示し、横軸は圧縮量(ｍｍ)である。また、圧接挟持型コ
ネクタの圧縮量と接続抵抗値の関係を図５のグラフにま
とめ、圧接挟持型コネクタの圧縮量とインダクタンスの
関係を図６のグラフにまとめた。図５において、縦軸は
接続抵抗値(ｍｉｌｌｉ‐ｏｈｍ)、横軸は圧縮量(ｍｍ)
を示し、図６において、縦軸はインダクタンス(ｎＨ)、
横軸は周波数(ＭＨｚ)を示す。

【００２５】図４からも明らかなように、本実施例の圧
接挟持型コネクタによれば、１０本の導電ピン２６を
０．４ｍｍ圧縮した場合、荷重を０．５Ｎ／ピン程度と
することができ、低荷重で接続することができた。ま
た、図５からも明らかなように、導電ピン２６を０．４
ｍｍ圧縮した場合、接続抵抗値を１３ｍΩ／ピン程度に
でき、低抵抗で安定して接続することができた。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、位置決め
精度やアセンブリ性を向上させ、高さ寸法を小さくして
導通経路を短くすることができるという効果がある。ま
た、低荷重での接続も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧接挟持型コネクタ及びその接続
構造の実施形態における使用状態を示す断面説明図であ
る。

【図２】本発明に係る圧接挟持型コネクタの実施形態を
示す一部断面説明図である。

【図３】本発明に係る圧接挟持型コネクタの実施形態を
示す要部断面説明図である。

【図４】本発明に係る圧接挟持型コネクタ及びその接続
構造の実施例における圧縮量と荷重の関係を示すグラフ
である。

【図５】本発明に係る圧接挟持型コネクタ及びその接続
構造の実施例における圧縮量と抵抗値の関係を示すグラ
フである。

【図６】本発明に係る圧接挟持型コネクタ及びその接続
構造の実施例における圧縮量とインダクタンスの関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

１ 電子回路基板 ２ 電極 ３ ハンダ層 １０ 電気接合物 １１ 電極 ２０ ハウジング ２１ 貫通孔 ２２ 嵌合孔 ２３ 区画孔 ２４ 縮径孔 ２５ 導電キャップ ２６ 導電ピン ２７ コイルスプリング(スプリング)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性のハウジングの厚さ方向に複数の
   貫通孔を設け、各貫通孔に導電キャップを該ハウジング
   の一面側から嵌めるとともに、各貫通孔に、上記導電キ
   ャップ内に嵌まる導電ピンを上記ハウジングの他面側か
   らスライド可能に嵌め通した圧接挟持型コネクタであっ
   て、 上記導電キャップの開口端部に、上記導電ピンに貫通さ
   れてこれを上記ハウジングの他面側に付勢するスプリン
   グを支持させ、該導電キャップの閉塞端部を該ハウジン
   グの一面側から露出させ、上記導電ピンを上記スプリン
   グの付勢力により該ハウジングの他面側から突出させる
   ようにしたことを特徴とする圧接挟持型コネクタ。
2. 【請求項２】 上記各貫通孔を、上記導電キャップに接
   触する嵌合孔と、この嵌合孔に連続的に形成されて該導
   電キャップの開口端部との間に空間を形成する区画孔と
   から形成し、この区画孔に上記スプリングの一端部を広
   げて嵌め入れた請求項１記載の圧接挟持型コネクタ。
3. 【請求項３】 相対向する電極の間に、請求項１又は２
   記載の圧接挟持型コネクタを介在させて導通するように
   したことを特徴とする圧接挟持型コネクタの接続構造。