JP2006310140A - コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】 低接続圧、半田レス、かつ多数回脱着を可能にして安定した接続を実現できるコネクタを提供すること。
【解決手段】 一対の突出部１５を形成した弾性体１１と、前記突出部１５及び前記突出部１５間を覆うフィルム２１とを有し、該フィルム２１には前記突出部１５に対応した位置に導体部３１が配設されており、前記突出部１５には複数の溝部１７が形成されており、前記フィルム２１は前記溝部１７に対応して形成した切り欠き部２３を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、接続対象物及び相手接続対象物を相互に接続するコネクタに関する。
近年の電子製品では、小型化が進む中で内部における実装基板の高密度化の要求が高まっている。このような状況においては、基板へ実装される各電子部品への小型化の要求が高く、限られたスペースの中にコネクタをいかに小型、多芯数、狭ピッチとすることができるかが要件となっている。
部品同士を固定し、同時に電気的接続を実現させる手段としては、主要なものに、導電粒子や半田を接続媒体として基板間へ挟み込む方法が知られている。
従来技術１におけるコネクタとしては、樹脂フィルムに導電薄膜を形成した球体を埋め込んでいる電気接続用コネクタがある（例えば、特許文献１を参照）。
従来技術２におけるコネクタとしては、絶縁シートの両面へ粘着剤を配し、導電性繊維を縫い込む構造となっている電機接続部材がある（例えば、特許文献２を参照）。
従来技術３におけるコネクタとしては、粘着性によってコンタクトがインシュレータに貼り付いている粘着性コンタクトを用いるコネクタがある（例えば、特許文献３を参照）。
特開平５−７４５１２号公報 特開２００２−５６９０７号公報 特開２００５−３８７００号公報
特許文献１は、樹脂フィルムに導電薄膜を形成した球体を埋め込む構造であり、球体を一つずつ樹脂フィルムへ挿入するため、量産性に劣りかつコンタクトの多芯数対応への展開が困難であるという問題がある。
また、特許文献２は、絶縁シートの両面へ粘着剤を配し、導電性繊維を縫い込む構造であり、縫い込み段階でミスをすると導電性繊維だけではなく、縫い込み孔の空いた絶縁シートを破棄する必要があるため、再試行性に劣るという問題がある。
また、特許文献３では、コンタクトが粘着性によってインシュレータに貼り付いているため、接続対象となる基板の端子への追従性を弱めてしまい、さらに粘着性面へ直接薄膜を形成しているため繰り返し嵌合性に劣るという問題がある。
それ故に、本発明の課題は、低接続圧、半田レス、かつ多数回の脱着を可能にして安定した接続を実現できるコネクタを提供することにある。
また、本発明の他の課題は、限られたスペースの中に小型、多芯数、狭ピッチで配置できるコネクタを提供することにある。
本発明は、接続対象物及び相手接続対象物間を接続するコネクタにおいて、前記接続対象物及び前記相手接続対象物の接触部に対応する部分に一対の突出部を形成した弾性体と、前記突出部及び前記突出部間を覆うフィルムとを有し、該フィルムには前記突出部に対応した位置に導体部が配設されており、前記突出部には複数の溝部が形成されており、前記フィルムは前記溝部に対応して形成した切り欠き部を有するコネクタであることを最も主要な特徴とする。
本発明のコネクタによれば、導体部が設けられているフィルムを弾性体に保持することにより変形能力をもたせ、さらに接続対象物及び相手側接続対象物の接触部に対応するように配列することによって、接続対象物及び相手側接続対象物の接触部の配列に合わせた配置が可能となり、限られたスペースの中に小型、多芯数、狭ピッチで配置することができる。
また、本発明のコネクタによれば、弾性体を接続対象物及び相手側接続対象物の接触部のピッチあるいは配線幅に合わせた溝部によって弾性体の変形能力を向上させることができ、接続対象物及び相手側接続対象物の接触部の歪や反り、または導電部の微小な高さの違いに対して導体部のレベルでの接続安定性を実現できる。
また、本発明のコネクタによれば、接続対象物及び相手側接続対象物の接触部とは、フィルムに設けた導体部により面接触となるため、従来のコネクタよりもはるかに低接触力で、しかも接続の安定性を実現できる。
また、本発明のコネクタによれば、フィルムの導体部の間のフィルムをレーザーやプレスなどの方法でカットすることにより、導体部のレベルでの接続の安定性を向上させるこができる。
また、本発明のコネクタによれば、接続対象物及び相手側接続対象物の接触部との接続に半田を使用しないため、配列ミスなどによる多数回の脱着が可能となる。
さらに、本発明のコネクタによれば、低接触力かつ面接触を実現することにより、接続対象物及び相手側接続対象物の接触部を傷付けることなく接続することができることから、多数回の繰り返し嵌合性を向上することができる。
本発明のコネクタは、接続対象物及び相手接続対象物間を接続するコネクタにおいて、前記接続対象物及び前記相手接続対象物の接触部に対応する部分に一対の突出部を形成した弾性体と、前記突出部及び前記突出部間を覆うフィルムとを有し、該フィルムには前記突出部に対応した位置に導体部が配設されており、前記突出部には複数の溝部が形成されており、前記フィルムは前記溝部に対応して形成した切り欠き部を有することにより実現した。
図１は本発明に係るコネクタの実施例１を示している。図２は、コネクタを分解した状態を示している。
図１及び図２を参照して、コネクタ１は、弾性体１１と、この弾性体１１に保持されている絶縁性のフィルム２１と、フィルム２１に配設されている導電性の導体部３１とを有している。
弾性体１１は、略長板形状を呈しており、導体部３１が配設されているフィルム２１を保持する保持面１３と、保持面１３に対向している平坦な基面１４とを有している。
弾性体１１には、長手方向を直交する幅方向の両側のそれぞれから突出している一対の突出部１５が形成されている。突出部１５は、基面１４を延在されている平坦な突出基面１４ａと、保持面１３から突出基面１４の辺側へ向かって略円弧状に形成されている曲面１５ａと、曲面１５ａから突出基面１４ａに対して直交する方向で曲面１５ａ及び突出基面１４ａ間を接続している側面１５ｂとを有している。
フィルム２１は、弾性体１１の保持面１３全体を覆うように弾性体１１に保持されている。複数の導体部３１は、フィルム２１の表面でフィルム２１の長手方向に間隔をもち、かつフィルム２１の長手方向を直交する幅方向において帯状のパターンとして配列されている。即ち、導体部３１は、保持面１３上にフィルム２１を介して、一対の突出部１５及び一対の突出部１５間に対応して位置するような配線パターンとなっている。
一方側の突出部１５上の導体部３１は、配線基板としての接続対象物（図示せず）に接触する。また、もう一方側の突出部１５は、配線基板としての相手接続対象物（図示せず）に接触する。即ち、接続対象物及び相手接続対象物間は、導体部３１を介して相互に接続される。
弾性体１１は、成型などの方法を用いて成型することができる。導体部３１は、フィルム２１上に金属薄膜をパターンニングすることによって得られる。この際、導体部３１は、一対の突出部１５及び一対の突出部１５間に対応した位置に配設される。
金属薄膜をフィルム２１上に設けるには、メッキやスパッタ、もしくはエッチングなどの微細加工技術を用いることで、数ミクロン単位で積層できる。さらに、導体部３１は、フィルム２１の長手方向において０．５ｍｍ以下の間隔をもって配列することができるので、狭ピッチ化が可能である。なお、フィルム２１としては、ＦＰＣ（フレキシブル・プリンテッド・サーキット）を採用することもできる。
弾性体１１の保持面１３には、フィルム２１が追従するように貼り付け固定される。弾性体１１の材料としては、主にシリコン系の耐熱性を有するゴムが望ましい。なお、弾性体１１の材料としてはゲル材料としたものもある。
また、弾性体１１とフィルム２１との貼り付け方法は、接着剤あるいはカップリング剤を塗布することによって可能である。なお、弾性体１１とフィルム２１との貼り付けは、熱溶着を行うことによっても実現できる。フィルム２１としては、ポリイミド樹脂、アラミド樹脂などの樹脂の一種を採用する。
図３は、図１に示したコネクタ１の応用例を示している。図４は、図３に示したコネクタの一部を断面して拡大した状態を示している。なお、図１乃至図３に示したコネクタ１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。
図３及び図４を参照して、コネクタ１１１は、弾性体１１の突出部１５に複数の溝部１７が形成されている。弾性体１３には、突出部１５間に溝部１７が曲面１５ａ，側面１５ｂ及び曲面１５ａの近傍の保持面１３の一部に、かつ導体部３１に対向する部分を除く突出部１５に形成されている。即ち、溝部１７は、突出部１５間に位置している。
弾性体１１には、導体部３１の長手方向におけるピッチに合わせた溝部１７を形成することによって、これらの溝部１７が弾性体１１の幅方向である圧縮方向へ変形したときの弾性体１１の逃げ部分となり、一定の荷重状態において変形能力を向上させる役目を果たす。
フィルム２１には、弾性体１３の保持面１３へ保持するときに重ならないように弾性体１３に溝部１７を形成する。弾性体１３は突出部１５が溝部１７によって凹凸形状となっていることから高い変形能力が得られる。なお、溝部１７は、溝形状を変えることにより容易に変形能力を変えることができる。
図５は、コネクタの応用例を示している。図６は、図５に示したコネクタの一部を断面し拡大して示している。なお、図１乃至図４において説明したコネクタ１１，１１１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。
図５及び図６を参照して、コネクタ２１１は、図３及び図４に示したコネクタ１１１の溝部１７に対向しているフィルム２１を切り欠くことによって切り欠き部２３が形成されている。
フィルム２１には、切り欠き部２３を形成することによって、導体部３１間の弾性体１１の変形量に独立性を持たすことで、接続対象物または相手接続対象物の歪や反り、または導体部３１の微小な高さの違いに対して導体部３１のレベルでの接続安定性を得ることが可能である。
たとえば、接続対象物及び相手接続対象物の接触部の芯数が２０芯×４列接続の場合には、１００芯のコネクタ２１１を５分割しインシュレータ８１へ挿入する手法も可能である。
図７は、実施例３に示したコネクタ２１１を一列に設置するフレームとしてのインシュレータ５１を示している。インシュレータ５１には、長手方向に直列して並べられている二つの保持穴５２が形成されている。インシュレータ５１には、図８に示すように、コネクタ２１１を保持穴５２に挿入することによって保持する。
コネクタ２１１は、接続対象物及び相手接続対象物の配置及び接触部の芯数に合わせてインシュレータ５１に保持穴５２を形成し、その保持穴５２へコネクタ２１１を挿入して保持することで、簡易的なコネクタ構造体を形成することができるため、汎用性が高く量産性に優れたコネクタ２１１となる。
図９は、図５に示したコネクタ２１１を２列に配列して設置するインシュレータ６１を示している。インシュレータ６１には、二つの保持穴６２が二列に並列した状態に形成されている。
コネクタ２１１は、接続対象物及び相手接続対象物の配置及び接触部の芯数に合わせてインシュレータ６１に保持穴６２を形成し、その保持穴６２へコネクタ２１１を挿入して保持することで、図１０に示した簡易的なコネクタ構造体を形成することができるため、汎用性が高く量産性に優れたコネクタ２１１となる。
図１１は、図５に示したコネクタ２１１を四列に配列して設置するインシュレータ７１を示している。インシュレータ７１には、四つの保持穴７２が四角板状のインシュレータ７１の四つの辺のそれぞれに沿って形成されている。
コネクタ２１１は、接続対象物及び相手接続対象物の配置及び接触部の芯数に合わせてインシュレータ７１に保持穴７２を形成し、その保持穴７２へコネクタ２１１を挿入して保持することで、図１２に示した簡易的なコネクタ構造体を形成することができるため、汎用性が高く量産性に優れたコネクタ２１１となる。
図１３は、コネクタ２１１を複数列に配列して設置するインシュレータ（ＧＲＩＤ接続用）８１を示している。インシュレータ８１には、複数の保持穴８２が四角板状のインシュレータ８１に整列して形成されている。
コネクタ２１１は、接続対象物及び相手接続対象物の配置及び接触部の芯数に合わせてインシュレータ８１に複数の保持穴８２を形成し、これらの保持穴８２へコネクタ８１１を挿入して保持することで、図１４に示した簡易的なコネクタ構造体を形成することができるため、汎用性が高く量産性に優れたコネクタ２１１となる。
なお、図１４では、保持穴８２の一部にコネクタ２１１が保持されている状態を示しているが、全部の保持穴８２にコネクタ２１１が保持することが可能である。
図１５は、ＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）もしくはＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）チップ用のコネクタであり、下部にコネクタ２１１を実装したコネクタ構造体３１１を備えている。コネクタ構造体３１１は、接続対象物としての基板３１２に実装されている。コネクタ構造体３１１上には、相手接続対象物３２２が位置している。コネクタ２１１はバネ３２３によって押え込まれている。
図１６は、図１２に示したコネクタ２１１が設けられているインシュレータ７１の中央部分のスペース部分に接着剤４１１を塗布もしくは粘着性をもつ両面テープを貼り付けることによって、図１５に示した相手接続対象物の接触を保持する形態例を示している。
図１５及び図１６によって説明した接続対象物及び相手側接続対象物との接続には、半田を使用しないため配列ミスなどにより多数回の脱着が可能である。
本発明のコネクタは、ＩＣチップあるいは可撓性印刷配線基板などと配線基板、サブキャリアなどを接続するために用いる電気接続用のコネクタとしての用途にも適用できる。
図１は本発明に係るコネクタの実施例１を示す斜視図である。 図１に示したコネクタを分解して示した斜視図である。 図１に示したコネクタの応用例を示す斜視図である。 図３に示したコネクタの一部を拡大し断面して示した斜視図である。 図３に示したコネクタの応用例を示す斜視図である。 図５に示したコネクタの一部を拡大し断面して示した斜視図である。 図５に示したコネクタを保持するインシュレータを示す斜視図である。 図５に示したコネクタを図７に示したインシュレータに保持した状態を示す斜視図である。 図５に示したコネクタを保持するインシュレータの応用例を示す斜視図である。 図５に示したコネクタを図９に示したインシュレータに保持した状態を示す斜視図である。 図５に示したコネクタを保持するインシュレータの応用例を示す斜視図である。 図５に示したコネクタを図１１に示したインシュレータに保持した状態を示す斜視図である。 図５に示したコネクタを保持するインシュレータの応用例を示す斜視図である。 図５に示したコネクタを図１３に示したインシュレータに保持した状態を示す斜視図である。 図５に示したコネクタを図１３に示したインシュレータに保持した状態で、構造体とした応用例を示す斜視図である。 図５に示したコネクタを図１２に示したインシュレータに保持した状態を示す斜視図である。
符号の説明
１１１，２１１ コネクタ
１１ 弾性体
１５ 突出部
１７ 溝部
２１ フィルム
２３ 切り欠き部
３１ 導体部
５１，６１，７１，８１ インシュレータ
５２，６２，７２，８２ 保持穴

Claims (1)

  1. 接続対象物及び相手接続対象物間を接続するコネクタにおいて、前記接続対象物及び前記相手接続対象物の接触部に対応する部分に一対の突出部を形成した弾性体と、前記突出部及び前記突出部間を覆うフィルムとを有し、該フィルムには前記突出部に対応した位置に導体部が配設されており、前記突出部には複数の溝部が形成されており、前記フィルムは前記溝部に対応して形成した切り欠き部を有することを特徴とするコネクタ。
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