JP2002158053A

JP2002158053A - 圧接挟持型コネクタ及びその接続構造

Info

Publication number: JP2002158053A
Application number: JP2000354805A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Sasaki; 勇一郎佐々木
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-11-21
Filing date: 2000-11-21
Publication date: 2002-05-31

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、低荷重で接続可
能な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】絶縁性のハウジング２０と、ハウジング
２０の複数の貫通孔２３にハウジング下面からスライド
可能に嵌通される導電トーピン２８と、各貫通孔２３に
ハウジング上面からスライド可能に嵌通されて導電トー
ピン２８に嵌合する導電ピン３０と、各貫通孔２３に嵌
合されて導電トーピン２８の開口上端部に支持され、導
電ピン３０に貫通されるコイルスプリング３２とを備え
る。ハウジング上面側に位置する各貫通孔２３の上端部
を小径孔２７に形成し、各導電ピン３０の周面に、貫通
孔２３の拡径孔２６と小径孔２７の段差に規制される係
止フランジ３１を形成し、係止フランジ３１にコイルス
プリング３２を接触させる。

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、電子回路
基板と各種ＩＣパッケージ、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
ールとの間に単に介在されるので、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(ａ
ｓｓｅｍｂｌｙ)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
と、このハウジングの厚さ方向に設けられる複数の貫通
孔と、各貫通孔に該ハウジングの一面側からスライド可
能に嵌められる略キャップ状の導電トーピンと、各貫通
孔に該ハウジングの他面側からスライド可能に嵌められ
て該導電トーピン内に嵌まる導電ピンと、各貫通孔に嵌
められて該導電トーピンの開口端部に接触し、上記導電
ピンに貫通されるスプリングとを含んでなるものであっ
て、上記ハウジングの他面側に位置する上記各貫通孔の
端部を小径孔に形成し、各導電ピンの周面に、上記貫通
孔と上記小径孔との段差に規制される係止フランジを形
成するとともに、この係止フランジに上記スプリングの
自由端部を接触させ、このスプリングの付勢力で上記導
電トーピンと上記導電ピンとを上記ハウジングからそれ
ぞれ突出させるようにしたことを特徴としている。

【０００６】なお、上記ハウジングの一面側に位置する
上記各貫通孔の端部を縮径孔に形成し、各導電トーピン
の外周面に、上記貫通孔と上記縮径孔との段差に規制さ
れるフランジを形成することが好ましい。また、請求項
２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、正方形、多角形、楕円形、円形、小判形等に形成
することができる。複数の貫通孔の数や配列は、一列で
も良いが、二列等の複数列でも良く、この場合には、二
列平行で一列当たり１〜４個、好ましくは二列平行で一
列当たり１〜２個程度がコスト上望ましい。勿論、必要
に応じて増減変更することができる。また、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
ジベル鋲状等に適宜形成することが可能である。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
ことが可能になる。さらに、電極を有する電気的接合物
には、少なくとも各種回路基板、検査回路基板、ＢＧＡ
等の各種ＩＣパッケージが含まれる。

【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、電子回路基板１と電気接合物１０との間に
介在配置される圧接挟持型コネクタを、細長い絶縁性の
ハウジング２０と、このハウジング２０の上下厚さ方向
に穿孔される複数の貫通孔２３と、各貫通孔２３にハウ
ジング２０の下面側からスライド可能に嵌通されるキャ
ップ状の導電トーピン２８と、各貫通孔２３にハウジン
グ２０の上面側からスライド可能に嵌通されて導電トー
ピン２８内に嵌合する導電ピン３０と、各貫通孔２３に
嵌合されて導電トーピン２８の開口上端部に接触支持さ
れ、導電ピン３０に貫通されるコイルスプリング３２と
から構成し、このコイルスプリング３２の弾圧付勢力で
導電トーピン２８と導電ピン３０とをハウジング２０の
上下両面からそれぞれ弾発的に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、その表面に複数の電極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
らなるハンダ層あるいはＡＣＦ(ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉ
ｃｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｆｉｌｍ：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ないし図３に示す
ように、上下一対の薄いハウジング板２１・２２が積層
されることにより平面長方形・板形に形成され、長手方
向に小径の貫通孔２３が所定のピッチ(例えば、０．５
ｍｍ〜１．２７ｍｍ)で一列の単列に並べて穿孔されて
いる。各ハウジング板２１・２２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。ハウジン
グ２０は、その両端下部に位置決めピン２４がそれぞれ
下方向に向けて植設され、各位置決めピン２４が電子回
路基板１の図示しない位置決め孔に挿入されることによ
り、位置決め固定される。

【００１１】各貫通孔２３は、図１に示すように、下方
のハウジング板２１に穿孔されて電子回路基板１側に位
置する縮径孔２５と、ハウジング板２１・２２に穿孔さ
れて縮径孔２５の上端部に段差を介し縦長に連続形成さ
れる拡径孔２６と、上方のハウジング板２２に穿孔され
て拡径孔２６の上端部に段差を介して連続するととも
に、電気接合物１０側に位置する小径孔２７とから形成
されている。

【００１２】各導電トーピン２８は、同図に示すよう
に、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
導電トーピン２８は、そのハウジング２０の下面から僅
かに突出する閉塞端面(突出量は、０．１〜１．５ｍ
ｍ、好ましくは０．５〜１．０ｍｍ程度)が電子回路基
板１の電極２に接触したり、電子回路基板１の電極２に
ハンダ層やＡＣＦ等を介し適宜固定され、導通を確実化
する。導電トーピン２８の外周面上部には、リング状の
フランジ２９が半径外方向に突出形成され、このフラン
ジ２９が縮径孔２５と拡径孔２６との段差に係止するこ
とにより、導電トーピン２８の下降や脱落がきわめて有
効に規制される。

【００１３】各導電ピン３０は、図１や図３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３０は、その周面上部から拡径孔２６内に位
置するリング状の係止フランジ３１が半径外方向に突出
し、この係止フランジ３１が拡径孔２６と小径孔２７と
の段差に係止することにより、導電ピン３０の抜け等が
有効に規制される。導電ピン３０は、その上端面が断面
略半円弧状に湾曲形成され、この上端面がハウジング２
０の上面から僅かに突出(突出量は、０．１〜１．５ｍ
ｍ、好ましくは０．５〜１．０ｍｍ程度)して電気接合
物１０の電極１１に接触し、導通を確保する。

【００１４】複数本のコイルスプリング３２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と同本数が使用される。各コイルスプリング３
２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５０μ
ｍの等ピッチで巻回されることにより形成され、０．５
ｍｍ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。圧縮時の荷重は、接続状況に応じて適宜
選択すれば良い。各コイルスプリング３２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。

【００１５】各コイルスプリング３２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３２は、図１に示す
ように、その下端部が導電トーピン２８の開口上端部に
接触する拡径に形成され、自由端部である上端部が係止
フランジ３１に当接する。

【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と導電トーピン２８を接
触させるとともに、電気接合物１０の各電極１１と導電
ピン３０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３２が圧縮変形して導電トーピン２８と導電ピ
ン３０がそれぞれ上下動し、電子回路基板１と電気接合
物１０を導電トーピン２８、導電ピン３０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３０とコイルスプリング３
２とを一体化し、導電トーピン２８の内部に導電ピン３
０を往復動可能に嵌入するので、挟持圧縮導通時の圧接
挟持型コネクタの高さ寸法を問題なく小さくする(１．
５０ｍｍ〜２．００ｍｍ程度)ことができ、従来の１／
３程度の低抵抗、低荷重接続(例えば、３０ｇ〜６０ｇ
／ピン)も大いに期待できる。

【００１８】また、導電トーピン２８と導電ピン３０と
が周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３２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３０の全長を短くするこ
ともできる。また、導電ピン３０の上端面を半球状、半
楕球状とするので、例えコイルスプリング３２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で
きる。さらに、一対のハウジング板２１・２２で導電部
分を上下から挟むよう圧接挟持型コネクタを組み立てる
ので、簡易な構成で導電トーピン２８、導電ピン３０、
コイルスプリング３２の位置ずれ、脱落、抜け等をきわ
めて有効に抑制防止することができる。

【００１９】次に、図４は本発明の第２の実施形態を示
すもので、この場合には、ハウジング２０の長手方向に
小径の貫通孔２３を所定のピッチでマトリクスの複数列
に並べて穿孔し、マトリクスの電極２・１１に対応させ
るようにしている。その他の部分については、上記実施
形態と同様であるので説明を省略する。

【００２０】次に、図５は本発明の第３の実施形態を示
すもので、この場合には、ハウジング２０の長手方向に
小径の貫通孔２３を所定のピッチで複数列に並べて穿孔
するとともに、複数の貫通孔２３を千鳥状に配列し、マ
トリクスの電極２・１１に対応させるようにしている。
その他の部分については、上記実施形態と同様であるの
で説明を省略する。

【００２１】次に、図６は本発明の第４の実施形態を示
すもので、この場合には、各導電ピン３０の上端部を円
錐に形成し、この上端部を電気接合物１０の電極１１に
接触させて電極１１のハンダの酸化膜を破壊するように
し、良好な導通を確保するようにしている。その他の部
分については、上記実施形態と同様であるので説明を省
略する。

【００２２】次に、図７は本発明の第５の実施形態を示
すもので、この場合には、各導電ピン３０の上端面中心
に尖った円錐を小さく突出形成し、この円錐部分を電気
接合物１０の電極１１に接触させてそのハンダの酸化膜
を破壊するようにしている。その他の部分については、
上記実施形態と同様であるので説明を省略する。

【００２３】次に、図８は本発明の第６の実施形態を示
すもので、この場合には、各導電ピン３０の上端部を拡
径のクラウン状、略ジベル状に突出形成するとともに、
この上端部を電気接合物１０の電極１１(特に、ＢＧＡ
の電極ハンダボールに対しては位置ずれもなく、有効で
ある)に接触させてそのハンダの酸化膜を破壊するよう
にしている。その他の部分については、上記実施形態と
同様であるので説明を省略する。

【００２４】なお、上記実施形態ではハウジング２０の
両端下部に位置決めピン２４をそれぞれ下方向に向けて
植設したが、これらの位置決めピン２４は省略すること
が可能である。また、ハウジング２０の両側面に、導電
ピン３０等の本数に応じて複数の溝を形成し、この溝を
用いてハウジング２０を任意の箇所で分割するようにし
ても良い。

【００２５】

【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ることができるという効
果がある。また、高さ寸法を小さくして導通経路を短縮
し、電極を備えた電気接合物を低荷重で接続することが
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に
おけるハウジングを示す平面図である。

【図３】本発明に係る圧接挟持型コネクタの実施形態を
示す一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の第２の実施
形態におけるハウジングを示す平面図である。

【図５】本発明に係る圧接挟持型コネクタの第３の実施
形態におけるハウジングを示す平面図である。

【図６】本発明に係る圧接挟持型コネクタの第４の実施
形態を示す断面説明図である。

【図７】本発明に係る圧接挟持型コネクタの第５の実施
形態を示す断面説明図である。

【図８】本発明に係る圧接挟持型コネクタの第６の実施
形態を示す一部断面説明図である。

【符号の説明】

１電子回路基板２電極１０電気接合物１１電極２０ハウジング２１ハウジング板２２ハウジング板２３貫通孔２５縮径孔２６拡径孔２７小径孔２８導電トーピン２９フランジ３０導電ピン３１係止フランジ３２コイルスプリング(スプリング)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性のハウジングと、このハウジング
の厚さ方向に設けられる複数の貫通孔と、各貫通孔に該
ハウジングの一面側からスライド可能に嵌められる略キ
ャップ状の導電トーピンと、各貫通孔に該ハウジングの
他面側からスライド可能に嵌められて該導電トーピン内
に嵌まる導電ピンと、各貫通孔に嵌められて該導電トー
ピンの開口端部に接触し、上記導電ピンに貫通されるス
プリングとを含んでなる圧接挟持型コネクタであって、上記ハウジングの他面側に位置する上記各貫通孔の端部
を小径孔に形成し、各導電ピンの周面に、上記貫通孔と
上記小径孔との段差に規制される係止フランジを形成す
るとともに、この係止フランジに上記スプリングの自由
端部を接触させ、このスプリングの付勢力で上記導電ト
ーピンと上記導電ピンとを上記ハウジングからそれぞれ
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。
【請求項２】上記ハウジングの一面側に位置する上記
各貫通孔の端部を縮径孔に形成し、各導電トーピンの外
周面に、上記貫通孔と上記縮径孔との段差に規制される
フランジを形成した請求項１記載の圧接挟持型コネク
タ。
【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。