JP2009146666A - コネクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】オイルやグリースなどのコンタミが接触部に付着した場合であっても接触信頼性問題点を解決しうる新規且つシンプルな構造を有するコネクタを提供すること
【解決手段】導体フィルムにおける接触部又はその近傍を凹凸構造とし、その凸部によって電気的接触を図る一方で、その凹部によってコンタミを排除する。形態としては、例えば、1)絶縁フィルムの接触部に相当する部位を凸凹にしてから導電パターンを形成する、2)導電パターンを直接凸凹に加工する、3)接触部を複数の細線からなるように構成し、細線間の間隙をコンタミ排除に利用する、の3つが挙げられる。
【選択図】図1
【解決手段】導体フィルムにおける接触部又はその近傍を凹凸構造とし、その凸部によって電気的接触を図る一方で、その凹部によってコンタミを排除する。形態としては、例えば、1)絶縁フィルムの接触部に相当する部位を凸凹にしてから導電パターンを形成する、2)導電パターンを直接凸凹に加工する、3)接触部を複数の細線からなるように構成し、細線間の間隙をコンタミ排除に利用する、の3つが挙げられる。
【選択図】図1
Description
本発明は、接続対象物間の電気的接続を図るためのコネクタに関する。
電気的接続を図るための部位と、電気的接続を維持するための部位とを分けてなるコネクタとして、特許文献1に開示されたものがある。特許文献1記載のコネクタは、特に、絶縁フィルム上に導電パターンを形成してなる導電フィルムを弾性体ブロック上に貼り付けてなるものである。特許文献1記載のコネクタによれば、半田を用いることなく、低い接触圧で導電パターンと接続対象物のコンタクトとの電気的接続を図ることができる。
特許文献1のコネクタとは全く異なる構造のコネクタに関するものとして、特許文献2及び特許文献3に開示されているものがある。これらはいずれも、コネクタのコンタクト部に対する半田の付着による接触不良を回避するために行われていたブラッシングと同等の効果をコネクタと接続対象物との接続により得ることができるような構造を提案するものである。
前述のように、特許文献1のコネクタの場合、構造も用途も異なることから、特許文献2及び特許文献3において問題視されたような問題(半田付着による接触不良)は生じない。
しかしながら、特許文献1記載のコネクタの場合、導電パターンのうちの接続対象物のコンタクトと接触する部分、即ち接触部に対して、オイルやグリースなどのような主として流動体のコンタミが付着してしまった場合に、接触部全体がコンタミに覆われてしまい接触部の抵抗値が高くなってしまう恐れがあるといった問題がある。
かかる特許文献1記載のコネクタにおける問題点に対して、特許文献2及び特許文献3のコネクタの構造を採用した場合、構造が複雑すぎるという問題がある。
そこで、本発明は、特許文献1によるコネクタ特有の問題点を解決しうる新規且つシンプルな構造を有するコネクタを提供することを目的とする。
本発明は、導体フィルムの接触部を含む部分の断面の構造を凹凸構造とし、その凸部によって電気的接触を図る一方で、その凹部によってコンタミを排除することとする。
詳しくは、特許文献2又は特許文献3における角柱状凸起部は接触対象物の接点へ食い込んで不要な半田を掻き落とすためのものであることから(例えば、特許文献3の0004段落、0012段落)、磨耗等に耐性のあるような強固な構造である必要があった。これに対して、本発明の場合、問題視していたコンタミが主としてオイルやグリース等の流動体であるため、特許文献2又は特許文献3のような強固な構造にする必要はなく、特に、凸部は電気的接触を図ることが主たる目的であるので、それに適する強度を有していれば十分であり、シンプルな構造とすることができる。一方、凹部に関しては、接続対象物のコンタクトと導電フィルムの凸部とが接触した際にコンタミの逃げ場となり、且つ、そのコンタミを接触部位から適切に排除しうるように構成する必要がある。従って、本発明の場合、特許文献2又は特許文献3のように凸部間に保護被覆層を設けて凹部を不要に浅くすることは好ましくない。具体的には、本発明は、以下に掲げるコネクタを提供する。
即ち、本発明によれば、第1のコネクタとして、2つの接続対象物を相互接続するためのコネクタであって、弾性体ブロックと、絶縁フィルム上に導体パターンが形成されてなる導体フィルムであって前記弾性体ブロックに貼り付けられた導体フィルムとを備えるコネクタにおいて、
前記導体パターンの一部には、前記接続対象物と電気的に接触するための接触部が設けられており、
前記導体フィルムは、前記接触部を含む断面の構造として凹凸構造を有しており、
該凹凸構造の凹部は、コンタミによる前記接触部と前記接続対象物との接触不良を抑制するためのコンタミ排除部として機能する
コネクタが得られる。
前記導体パターンの一部には、前記接続対象物と電気的に接触するための接触部が設けられており、
前記導体フィルムは、前記接触部を含む断面の構造として凹凸構造を有しており、
該凹凸構造の凹部は、コンタミによる前記接触部と前記接続対象物との接触不良を抑制するためのコンタミ排除部として機能する
コネクタが得られる。
本発明によれば、第2のコネクタとして、第1のコネクタにおいて、前記接触部は、複数の凸状接点部と、該複数の凸状接点部の間に形成された凹部とを有しており、前記凹部が前記コンタミ排除部として機能する、コネクタが得られる。
本発明によれば、第3のコネクタとして、第2のコネクタにおいて、
前記絶縁フィルムは、前記接触部に対応する所定領域を有しており、
前記所定領域は、断面構造として凹凸構造を有しており、
前記接触部は、当該凹凸構造の前記所定領域を有する前記絶縁フィルム上に前記導体パターンを形成することにより、前記凸状接点部と前記凹部を有している、
コネクタが得られる。
前記絶縁フィルムは、前記接触部に対応する所定領域を有しており、
前記所定領域は、断面構造として凹凸構造を有しており、
前記接触部は、当該凹凸構造の前記所定領域を有する前記絶縁フィルム上に前記導体パターンを形成することにより、前記凸状接点部と前記凹部を有している、
コネクタが得られる。
本発明によれば、第4のコネクタとして、第3のコネクタにおいて、前記凹凸構造の前記所定領域は、前記絶縁フィルムの前記所定領域に相当する領域に対してエッチング加工、レーザ加工、ブラスト加工又はマット加工を施すことにより形成されたものである、コネクタが得られる。
本発明によれば、第5のコネクタとして、第2のコネクタにおいて、前記接触部は、断面構造として凹凸構造を有している、コネクタが得られる。
本発明によれば、第6のコネクタとして、第5のコネクタにおいて、前記接触部は、前記絶縁フィルム上に前記導電パターンの基礎となる原パターンを形成し、該原パターンの前記接触部に相当する領域に対してエッチング加工、レーザ加工、ブラスト加工又はマット加工を施すことにより形成されたものである、コネクタが得られる。
本発明によれば、第7のコネクタとして、第2乃至第6のコネクタのいずれかにおいて、前記凹部は、前記接触部を横断するようにして延設されている、コネクタが得られる。
本発明によれば、第8のコネクタとして、第1のコネクタにおいて、前記接触部は、互いに間隔を開けて設けられた複数の細線からなり、前記細線間の間隙が前記コンタミ排除部として機能する、コネクタが得られる。
本発明によれば、第9のコネクタとして、第8のコネクタにおいて、前記絶縁フィルムの前記間隙に相当する位置には切込みが形成されている、コネクタが得られる。
本発明によれば、第10のコネクタとして、第8のコネクタにおいて、前記絶縁フィルムの前記間隙に相当する位置には、スリットが形成されている、コネクタが得られる。
本発明によれば、第11のコネクタとして、第8乃至第10のコネクタのいずれかにおいて、前記細線は、ジグザグ形状又は曲線形状を有する、コネクタが得られる。
本発明によれば、導体フィルムのうち、導体パターンの接触部に相当する部位を凹凸構造とし、その凹部をコンタミ排除部として機能させることにより、コンタミに起因した接触不良の発生を抑制することができる。
特に、本発明によれば、導電フィルムを構成する絶縁フィルム及び/又は導電パターンを加工することにより、コンタミ排除部を形成することができ、構造をシンプルにすることができる。
以下、本発明の実施の形態によるコネクタについて図面を参照して詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態によるコネクタ100は、図1に示されるように、絶縁体からなるフレーム200内に複数個並べるようにして夫々コンタクトユニットとして組み込まれることにより、例えば、LGAパッケージ搭載用のコネクタ装置300として用いられるものである。
本発明の第1の実施の形態によるコネクタ100は、図1に示されるように、絶縁体からなるフレーム200内に複数個並べるようにして夫々コンタクトユニットとして組み込まれることにより、例えば、LGAパッケージ搭載用のコネクタ装置300として用いられるものである。
本実施の形態によるコネクタ100は、図2に示されるように、弾性体ブロック110と、絶縁フィルム120上に導体パターン130が形成されてなる導体フィルム140とを備えている。本実施の形態による導体フィルム140は、弾性体ブロック110上に接着剤により貼り付けられている。本実施の形態による導体パターン130は、夫々、略ストリップ状に形成されており、弾性体ブロック110の上下に接触部131を有している。この接触部131は、例えば、LGAパッケージのランドや基板上のパッドなどの接続対象物のコンタクトと一対一に接触するための部位である。図2から明らかなように、上側の接触部131と上側の接続対象物のコンタクトとの電気的接触は、導体パターン130及び下側の接触部(図示せず)を介して、下側の接触対象物に電気的に伝達される。このため、本実施の形態によるコネクタ100が図1に示されるようなコネクタ装置300に組み込まれた場合には、接触部131は、少なくとも接続対象物のコンタクトの数以上なければならない。
図2及び図3に示されるように、本実施の形態による導体パターン130の接触部131は、複数の凸状接触部132とその間に形成された凹部134とを備えている。本実施の形態における凹部134には例えば特許文献3の保護被覆層のような絶縁物は設けられていないので、接触部131を上方から見た場合には導電体のみが見えることとなっている。
詳しくは、図3に示されるように、絶縁フィルム120は、接触部131に対応する所定領域122を有しており、所定領域122は、接触部131に直交する少なくとも一つの面に沿った断面構造として凹凸構造を有している。本実施の形態による凸状接触部132及び凹部134は、凹凸構造の所定領域122を有する絶縁フィルム120上に導体パターン130を設けることにより、形成されている。なお、本実施の形態による凸状接触部132は、角柱形状を有している。
凹凸構造の所定領域122を有する絶縁フィルム120は、例えば、絶縁フィルム120の基材の所定領域122に対応する領域に対してエッチング加工、レーザ加工、ブラスト加工又はマット加工を施すことにより形成することができる。ここで、エッチング加工は、基材の所定領域122に対応する領域の表面にレジスト膜(レジストフィルムや塗布されたレジスト液など)を形成し、レジスト膜をパターニングした後、パターニングされたレジスト膜をマスクとして、酸やアルカリ溶液によりエッチングし、基材に凹凸を形成するものである。なお、レジスト膜は、凹凸形成後、除去される。酸やアルカリ溶液に代えてイオンビームを照射して、基材に凹凸を形成することとしてもよい。レーザ加工は、レーザビームにて所望とするパターンを直接描画していくことにより基材に凹凸を形成するか、又は、所望とするパターンを形成されたマスクを基材とレーザとの間に介在させた状態でレーザ光を照射することにより、基材に凹凸を形成するものである。ブラスト加工は、エッチング加工のときと同様に基材上にレジスト膜を形成・パターニングし、パターニングされたレジスト膜の上から基材上に対して研磨材を噴き付けることにより、基材表面を部分的に剥ぎ取り、それによって基材に凹凸を形成するものである。なお、レジスト膜は、凹凸形成後、除去される。マット加工は、前述のブラスト加工やエッチング加工により凹凸を形成した後、つや消し処理を行うものである。
上述したように、本実施の形態による凸状接触部132間には、凹部134が形成されている。従って、仮に接触部131の凸状接触部132上又は接続対象物のコンタクト(パッド)上にグリース等のコンタミが付着していたとしても、凸状接触部132と接続対象物のコンタクトとの接触時にコンタミが凹部134内に押し出され、それにより、凸状接触部132と接続対象物のコンタクトとの間からコンタミが排除される。即ち、凹部132は、凸状接触部132と接続対象物のコンタクトとの電気的接触を阻害しうるグリース等のコンタミを排除するためのコンタミ排除部として機能する。加えて、本実施の形態による凹部134は、接触部131を横断するようにして設けられている。従って、凹部134内に押し出されたコンタミの量が多すぎて凹部134内に収まりきらなかった場合であっても、コンタミが凹部134を通って接触部131の外部まで排除される。即ち、本実施の形態による凹部134は、高いコンタミ排除機能を有している。
本実施の形態による凹部134のコンタミ排除機能を検証すべく、本実施の形態による導電フィルム140のサンプルを作成し、図4に示される評価系500で評価した。サンプルの導電フィルム140は、厚さ4μmのアラミド系ベースフィルムを絶縁フィルム120の基材とし、凸状接触部として、30μm角で高さ3μmの角柱を60μmピッチで配置してなる導電パターン130を設けた。なお、導電パターン130は、Au(0.3μm)Ni(0.5μm)Cu(3μm)からなる。凹凸を有しない接触部を有する導電フィルム(特許文献1の構造)も比較例として用意した。評価系500としては、XYステージ510と、XYステージ510上に配置されたFRP(Fiber Reinforced Plastics)基板520と、ゴムシート530と、ゴムシート530上に配置される透明フィルム(又は板)540と、透明フィルム540を介してゴムシート530に加圧するための円柱プローブ550を備えたものを用意した。FRP基板520には、Cu電極パッド522が設けられており、このCu電極パッド522に、導電フィルム140に設けられた導電パターン130の接触部131を接触させつつ、絶縁フィルム120の裏面側からゴムシート530と透明フィルム(又は板)540を介して円柱プローブ550により加圧した状態で、抵抗値を測定した。この測定は、グリースを塗布した場合と塗布しない場合とのそれぞれについて行った。グリースは、信越シリコーン社製のX−23−7783Dであり、これをCu電極パッド522上に約0.01mm塗布した。比較例についても同様にして測定した。それらの結果を図5に示す。
図5から明らかなように、比較例の場合、グリースの塗布により抵抗値が大きく上昇するのに対して、本実施の形態によるサンプルでは、さほど抵抗値に変化はなく、凹部134が適切にグリースを排除する機能を発揮しているものと認められる。
なお、上述した実施の形態においては、凹凸構造を有するように、絶縁フィルム120の所定領域122を加工した後、導体パターン130を形成することにより、接触部131に凸状接触部132と凹部134を設けることとしていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図6に示されるように、絶縁フィルム120には何ら加工をせず、従って、平坦な形状を有する所定領域122a上に、凸状接触部132a及び凹部134aを有する接触部131aを有する導電パターン130aを形成することとしてもよい。この場合、図示されたように、接触部131aは、接触部131aに直交する少なくとも一つの面に沿った断面構造として凹凸構造を有している。
上述したような凹凸構造の接触部131aを有する導体パターン130aは、例えば、絶縁フィルム120上に所定膜厚の導体膜からなる原パターン(例えば、特許文献1におけるコネクタの導体パターン)を形成し、その原パターンの接触部131aに対応する領域に対してエッチング加工、レーザ加工、ブラスト加工又はマット加工を施すことにより形成することができる。この場合、エッチング加工は、原パターンの接触部131aに対応する領域の表面にレジスト膜(レジストフィルムや塗布されたレジスト液など)を形成し、レジスト膜をパターニングした後、パターニングされたレジスト膜をマスクとして、酸やアルカリ溶液によりエッチングし、原パターンの接触部131aに対応する領域に凹凸を形成するものである。なお、レジスト膜は、凹凸形成後、除去される。酸やアルカリ溶液に代えてイオンビームを照射して、原パターンに凹凸を形成することとしてもよい。レーザ加工は、レーザビームにて所望とするパターンを直接描画していくことにより原パターンに凹凸を形成するか、又は、所望とするパターンを形成されたマスクを原パターンとレーザとの間に介在させた状態でレーザ光を照射することにより、原パターンの接触部131aに対応する領域に凹凸を形成するものである。ブラスト加工は、エッチング加工のときと同様に原パターン上にレジスト膜を形成・パターニングし、パターニングされたレジスト膜の上から原パターン上に対して研磨材を噴き付けることにより、原パターン表面を部分的に剥ぎ取り、それによって原パターンに凹凸を形成するものである。なお、レジスト膜は、凹凸形成後、除去される。エッチング加工、レーザ加工及びブラスト加工のいずれの場合も、加工後に、加工後の原パターン上に金メッキ処理を行うなどといったように他の導電体膜を積層することとしてもよい。マット加工は、前述のブラスト加工やエッチング加工により凹凸を形成した後、つや消し処理を行うものである。
更に、上述した実施の形態においては、凸状接触部132は角柱形状を有しており、凹部134は凸状接触部132に応じた形状を有していたが、本発明は、これに限定されるものではなく、コンタミ排除機能を有する凹部が設けられる限り、様々な形状に変形することができる。例えば、図7に示されるように、接触部131bが円柱形状を有する凸状接触部132bと、その間に形成された凹部134bとを備えることとしてもよい。また、接触部131cが三角柱状を有する凸状接触部132cと、その間に形成された凹部134cとを備えることとしてもよい。更には、図9に示されるように、凸状接触部132dをストライプ状に構成することとしてもよい。図9に示される接触部131dの場合も、ストライプ状を構成する凸状接触部132d間の凹部134dがコンタミ排除部として機能する。なお、図6の接触部131aのように導体パターンを加工することにより、図7乃至図9に示された接触部131b〜131dを構成するように変形してもよい。
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態によるコネクタ100eは、図10に示されるように、第1の実施の形態によるコネクタ100の変形である。従って、図10においては、図1と同様な構成要素には同様な参照符号を付すこととし、詳細な説明を省略することとする。
本発明の第2の実施の形態によるコネクタ100eは、図10に示されるように、第1の実施の形態によるコネクタ100の変形である。従って、図10においては、図1と同様な構成要素には同様な参照符号を付すこととし、詳細な説明を省略することとする。
本実施の形態によるコネクタ100eは、絶縁フィルム120eとその絶縁フィルム120e上に形成された導体パターン130eからなる導体フィルム140eを備えている。ストリップ状の導体パターン130eのそれぞれの上下には、接続対象物のコンタクトと接触するための接触部131eが設けられている。
図10乃至図12に示されるように、本実施の形態による接触部131eは、互いに間隔を開けて設けられた複数の細線132eからなる。図11及び図12から理解されるように、複数の細線132eの間には、絶縁フィルム120eが露出されている。その結果、細線132e間の間隙と絶縁フィルム120eとで、第1の実施の形態によるコネクタ100の凹部134と同等の機能を有するコンタミ排除部が形成されている。
図12に示されるように、かかる構造を有していると、接続対象物のコンタクト(パッド)600にグリースやオイルなどのコンタミ700が付着していたとしても、細線132e(接触部131e)がパッド600に当接する際に、コンタミ700が細線132e間の間隙と絶縁フィルム120eとで構成されるコンタミ排除部内に押し出されるため、接触部131eとパッド600との良好な電気的接触を得ることができる。
上述した実施の形態によるコネクタ100eについても、種々変更することが可能である。例えば、図13に示されるように、細線132eの形状等は変えずに、絶縁フィルム120fのうち、細線132e間の間隙に相当する位置に切込み122fを形成することにより、細線132eを個々に変位可能とし、細線132eにワイピング機能を付与することにより、コンタミ排除機能を高めることとしても良い。同様に、図14に示されるように、細線132eの形状等は変えずに、絶縁フィルム120gのうち、細線132e間の間隙に相当する位置にスリット122gを形成することにより、図13の場合と同様、細線132eにワイピング機能を付与することにより、コンタミ排除機能を高めることとしても良い。なお、この場合、スリット122g内に弾性体ブロック110が露出されることとなる。
また、上述した実施の形態によるコネクタ100eにおいて、細線132eは直線形状を有していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図15に示されるように、導体フィルム140h上の導体パターン130hに対して、ジグザグ形状の細線132hからなる接触部131hを設けることとし、それにより細線132h間の応力集中を低減し、屈曲耐久性を向上させることとしても良い。同様に、図16に示されるように、導体フィルム140i上の導体パターン130iに対して、曲線形状の細線132iからなる接触部131iを設けることとし、屈曲耐久性を向上させることとしても良い。なお、図16に示される細線132iは、複数のカーブを有する波線形状を有しているが、カーブを一つのみ有する曲線としても良い。更には、図15や図16に示されるような直線形状以外の形状を有する細線の場合に、絶縁フィルムに対して図13や図14にて例示したような切込みやスリットを形成することとしても良い。
以上、2つの実施の形態とそれらの変形例について説明してきたが、2つの実施の形態等を互いに組み合わせることとしても良い。例えば、第1の実施の形態における凸状接触部の間に形成されていた凹部を一部除去して、その除去した部分から絶縁フィルムが見えるように構成しても良いし、更に、その見えている絶縁フィルムに切込みやスリットを形成することとしても良い。
100 コネクタ
110 弾性体ブロック
120 絶縁フィルム
122 所定領域
122f 切込み
122g スリット
130 導体パターン
131,131a〜131e,131h,131i 接触部
132,132a〜132d 凸状接触部
132e,132h,132i 細線
134,134a〜134d 凹部
140,140e,140h,140i 導体フィルム
200 フレーム
300 コネクタ装置
500 測定系
510 XYステージ
520 FRP基板
522 Cu電極パッド
530 ゴムシート
540 透明フィルム
550 円柱プローブ
110 弾性体ブロック
120 絶縁フィルム
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132e,132h,132i 細線
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140,140e,140h,140i 導体フィルム
200 フレーム
300 コネクタ装置
500 測定系
510 XYステージ
520 FRP基板
522 Cu電極パッド
530 ゴムシート
540 透明フィルム
550 円柱プローブ
Claims (11)
- 2つの接続対象物を相互接続するためのコネクタであって、弾性体ブロックと、絶縁フィルム上に導体パターンが形成されてなる導体フィルムであって前記弾性体ブロックに貼り付けられた導体フィルムとを備えるコネクタにおいて、
前記導体パターンの一部には、前記接続対象物と電気的に接触するための接触部が設けられており、
前記導体フィルムは、前記接触部を含む断面の構造として凹凸構造を有しており、
該凹凸構造の凹部は、コンタミによる前記接触部と前記接続対象物との接触不良を抑制するためのコンタミ排除部として機能する
コネクタ。 - 前記接触部は、複数の凸状接点部と、該複数の凸状接点部の間に形成された凹部とを有しており、前記凹部が前記コンタミ排除部として機能する、請求項1記載のコネクタ。
- 前記絶縁フィルムは、前記接触部に対応する所定領域を有しており、
前記所定領域は、断面構造として凹凸構造を有しており、
前記接触部は、当該凹凸構造の前記所定領域を有する前記絶縁フィルム上に前記導体パターンを形成することにより、前記凸状接点部と前記凹部を有している、
請求項2記載のコネクタ。 - 前記凹凸構造の前記所定領域は、前記絶縁フィルムの前記所定領域に相当する領域に対してエッチング加工、レーザ加工、ブラスト加工又はマット加工を施すことにより形成されたものである、請求項3記載のコネクタ。
- 前記接触部は、断面構造として凹凸構造を有している、請求項2記載のコネクタ。
- 前記接触部は、前記絶縁フィルム上に前記導電パターンの基礎となる原パターンを形成し、該原パターンの前記接触部に相当する領域に対してエッチング加工、レーザ加工、ブラスト加工又はマット加工を施すことにより形成されたものである、請求項5記載のコネクタ。
- 前記凹部は、前記接触部を横断するようにして延設されている、請求項2乃至請求項6のいずれかに記載のコネクタ。
- 前記接触部は、互いに間隔を開けて設けられた複数の細線からなり、前記細線間の間隙が前記コンタミ排除部として機能する、請求項1記載のコネクタ。
- 前記絶縁フィルムの前記間隙に相当する位置には切込みが形成されている、請求項8記載のコネクタ。
- 前記絶縁フィルムの前記間隙に相当する位置には、スリットが形成されている、請求項8記載のコネクタ。
- 前記細線は、ジグザグ形状又は曲線形状を有する、請求項8乃至請求項10のいずれかに記載のコネクタ。
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