JP2010062350A - コネクタ回路基板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタの挿抜により削りカスなどが生じず、また、コネクタ接点の耐磨耗性が改善された信頼性のあるコネクタ回路基板とその製造方法を提供する。
【解決手段】エッジコネクタに挿抜されるプラグコネクタ部２４を備えたコネクタ回路基板で、リジッド基板２５とフレキシブル回路基板２７を有し、リジッド基板２５の端部断面が曲面形状とされ、該曲面をフレキシブル基板２７が覆ってプラグコネクタ部２４を形成していることを特徴とする。また、フレキシブル回路基板２７は、その表面にプラグ接点パターンを有し、リジッド基板２５は、その表面に前記のプラグ接点パターンと異方性導電フィルムを介して電気的に接続される導体を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、エッジコネクタに挿抜されるコネクタ回路基板のエッジ部分に形成されるプラグコネクタに関する。

多くの電子機器において、回路部品の高集積化と高密度配線に対応すべく、プリント配線された回路基板を用いて小型、高機能化が図られている。そして、カード状の回路基板の電気接続には、通常、挿抜（着脱）可能なエッジコネクタが用いられている。エッジコネクタは、多数のコネクタ接点を列状に配列してなり、通常、ホスト装置あるいはマザーボード等に設置された雌型のソケットコネクタに、カード状の回路基板の１辺に設けた雄型のプラグコネクタを挿入して電気接続を形成するようにしたものである。エッジコネクタは、一般的に、ソケットコネクタにプラグコネクタを挿抜する形態で構成され、従来、挿抜時における接点部の衝突や、導電パッドの角部による金属屑の発生等に対する改善が種々提案されている。

図４は、特許文献１に開示のエッジコネクタを示し、ソケットコネクタ１とプラグコネクタ３により構成される。ソケットコネクタ１は、ソケット筐体４内の両側面に多数のコネクタ接点２を配列してなり、マザーボード等に接続固定される。プラグコネクタ３は、電子回路素子等が搭載されたカード状の回路基板６のエッジの１辺に形成され、回路基板の両面にソケットコネクタ内に挿入されてコネクタ接点２と圧着して電気接続される導体パッド５が形成されている。

導体パッド５の先端部分（角部）には、樹脂等を塗布して形成される保護パッド７で覆い、また、プラグコネクタ３をソケットコネクタ１に挿抜するエッジ部分６ａは、傾斜面とされている。これにより、プラグコネクタ３の挿抜時におけるショックを緩和し、また、導体パッド５の端面を保護して導電パッドの破砕片の発生等を防止し、電気的な短絡が生じないとされている。

図５は、特許文献２に開示のエッジコネクタを示し、ソケットコネクタ１１とプラグコネクタ１３により構成される。ソケットコネクタ１１は、ソケット筐体１４内の両側面に多数の端子（コネクタ接点）１２ａ，１２ｂを上下２段に配列してなる。プラグコネクタ１３は、プリントボード組立体を構成する基板１６のエッジの１辺に形成され、基板１６の両面には、ソケットコネクタ１１内に挿入されて端子１２ａ，１２ｂと圧着して電気接続される導電パッド１５ａ，１５ｂが形成されている。

導電パッド１５ａ，１５ｂは、端子１２ａ，１２ｂに接触接続する当接部１７ｂと挿入側の端部１７ａとで形成され、挿入側の端部１７ａは、基板１６内に向けて湾曲され、当接部１７ｂを滑らかな角度で湾曲するように形成されている。また、プラグコネクタ１３をソケットコネクタ１１に挿抜するエッジ部分１６ａは、傾斜面とされている。これにより、プラグコネクタ１３の挿入時に、導電パッド１５ａ，１５ｂが端子１２ａ，１２ｂと接続するまで滑らかに移動し、導電パッドの端部１７ａの鋭い先端で、端子１２ａ，１２ｂのメッキを損傷しないとされている。
特開２００３−１４２７９１号公報 特開２００３−２３４５５３号公報

図４（Ａ）のように、プラグコネクタ３の導体パッド５の先端部分を保護パッド７で覆うことにより、導体パッド５の先端を保護し、また、この角部でコネクタ接点を擦り磨耗するのを回避することは可能となる。しかしながら、保護パッド７は樹脂等の軟質な材料で形成されているため、プラグコネクタ３の挿抜時に、ソケットコネクタ側のコネクタ接点２と摺接し削り屑が生じ、接触不良を起こす恐れがあり、根本的な解決とはなっていない。

また、図５（Ａ）のように、保護パッドを用いずに、導電パッド１５の先端部分１７ａを基板内に食い込ませる場合においても、基板のエッジ部分は露出した状態になっている。このため、基板１６のエッジ部分１６ａは、傾斜により挿入力を小さくするとしても、ソケットコネクタ側のコネクタ接点（端子１２ａ，１２ｂ）と摺接し、これによる磨耗や削りカスの発生により、電気接続の信頼性を損なう恐れがある。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、コネクタの挿抜により削りカスなどが生じず、また、コネクタ接点の耐磨耗性が改善された信頼性のあるコネクタ回路基板とその製造方法の提供を目的とする。

本発明によるコネクタ回路基板は、エッジコネクタに挿抜されるプラグコネクタ部を備えたコネクタ回路基板であって、リジッド基板とフレキシブル回路基板を有し、リジッド基板の端部断面が曲面形状とされ、該曲面をフレキシブル回路基板が覆ってプラグコネクタ部を形成していることを特徴とする。また、フレキシブル回路基板は、その表面にプラグ接点パターンを有し、リジッド基板は、その表面に前記のプラグ接点パターンと異方性導電フィルムを介して電気的に接続される導体を有している。

本発明によれば、保護パッドを必要としないため樹脂の削りカスが生じず、電気接続不良の発生を抑制することができる。また、プラグコネクタ側のエッジ部分でソケットコネクタ側のコネクタ接点を擦って磨耗させることを軽減することができ、電気接続を良好に維持し信頼性を高めることができる。

図により本発明の実施の形態を説明する。図１（Ａ）は本発明によるエッジコネクタの概略を説明する図、図１（Ｂ）はプラグコネクタの上面を示す図、図２（Ａ）〜図３（Ｃ）は、本発明によるプラグコネクタの実施形態を説明する図である。図中、２１はソケットコネクタ、２２ａ，２２ｂはコネクタ接点、２３はコネクタ筐体、２４はプラグコネクタ、２５はリジッド基板、２５ａはエッジ部分、２６ａは外層配線パターン、２６ａ’は導電パッド、２６ｂは内層配線パターン、２６ｃはスルーホール、２７はフレキシブル回路基板（ＦＰＣ基板）、２７ａは絶縁フィルム、２８ａ、２８ｂは導電パッド、２８ｃはスルーホール、２９は金メッキ層、３０は異方性導電フィルムを示す。

本発明によるエッジコネクタは、図１（Ａ）に示すように、ソケットコネクタ２１とプラグコネクタ２４からなる。ソケットコネクタ２１は、コネクタ筐体２３のソケット内壁に沿って、多数のコネクタ接点２２ａと２２ｂが向き合うように配列して構成され、例えば、ホスト装置の回路基板、あるいはマザーボード等に固定的に配設される。プラグコネクタ２４は、カード状の回路基板の１辺のエッジ部分に形成され、ソケットコネクタ２１に挿抜可能（着脱可能）に形成され、コネクタ接点２２ａ，２２ｂにより電気的に接続される。

プラグコネクタ２４が形成される回路基板は、電気絶縁体からなるリジット基板２５からなる。リジット基板２５は、例えば、基板の少なくとも一方の表面に、外層配線パターン２６ａおよび外部回路との電気接続を形成する導電パッド２６ａ’を有する。また、リジッド基板２５は、内部に複数層の内層配線パターン２６ｂを有するものを用いることができ、これらの各層の配線パターンはスルーホール２６ｃにより電気的に接続され、所定の回路構成とされる。これらの配線パターンおよび導電パッドは、銅などの良導電材をプリントまたは蒸着したり、導体箔を貼り付ける等の種々の技術を用いて形成することができ、必要に応じてその表面に金メッキ等が施される。

プラグコネクタ２４が形成されるリジット基板２５のエッジ部分２５ａは、例えば、端部断面が滑らかな曲面（例えば、円弧面）を有する形状で形成され、その曲面を包み込むようにしてフレキブシブル回路基板２７（以下、ＦＰＣ基板と言う）が貼り合わされる。ＦＰＣ基板２７は、可撓性の絶縁フィルム２７ａの一方の面（ＦＰＣ基板２７の露出する面側）に、帯状に延びる導電パターンからなる導電パッド２８ａを有し、反対の面（貼り合わされる面側）に導電パッド２８ｂを有している。フィルム両面の導電パッド２８ａと２８ｂは、スルーホール２８ｃにより互いに電気的に接続されている。

ＦＰＣ基板２７が貼り合わされる面側の導電パッド２８ｂは、リジット基板２５側に設けられた導電パッド２６ａ’に重ねられて電気的に接続される。ＦＰＣ基板２７の露出する面側の導電パッド２８ａは、ソケットコネクタ２１のコネクタ接点２２ａ，２２ｂと接触接続される。この導電パッド２８ａは、絶縁フィルム２７ａの全長に亘って形成することもできるが、ＦＰＣ基板２７の中央部分で分離して、プラグコネクタ２４の両面で独立した導電パッドとなるようにしてもよい。

導電パッド２８ａをＦＰＣ基板２７の中央部分で分離する場合、その分離個所の終端２８ｄ間の間隔ｄが所定の電気絶縁距離となるようにする。また、導電パッドの終端２８ｄは、ＦＰＣ基板２７をリジッド基板２５のエッジ部分２５ａに添わせて湾曲させた際に、ＦＰＣ基板２７と共に湾曲され、リジッド基板２５の両面より内側の偏った位置になるようにされる。なお、導電パッド２８ａは、スルーホール２８ｃを介してリジット基板２５上の導電パッド２６ａ’に電気的に接続されることとなる。これにより、ＦＰＣ基板２７の導電パッド２８ａは、回路基板のプラグコネクタ２４のプラグ接点として、外部回路との電気接続に供せられる。

上述のプラグコネクタ２４は、リジッド基板２５のエッジ部分２５ａにＦＰＣ基板２７を貼り付けるだけの簡単な構成で、容易に製造することができる。そして、プラグコネクタ２４の挿入端部は、ＦＰＣ基板２７の湾曲された滑らかな表面形状とされ、挿抜時の摺接等の抵抗力を減じて挿抜を容易にすることができる。また、ソケットコネクタ２１のコンタクト接点２２ａ，２２ｂと摺接し圧接力を受ける導電パッド２８ａの終端２８ｄは、プラグコネクタ２４の両側面より内側に位置しているため、ソケットコネクタ２１のコネクタ接点２２ａ，２２ｂとの直接の接触が軽減される。この結果、コネクタの接点同士が擦りあってコンタクト面が磨耗するのを低減でき、電気接続を良好に維持し信頼性を高めることができる。

図２は、リジット基板のエッジ部分に形成されたプラグコネクタの一例を示す図である。コネクタ回路基板は、図２（Ａ）に示すように、複数の内層配線パターン２６ｂが形成されたリジッド基板２５の両面に、外層配線パターン２６ａを形成した多層の回路基板で形成することができる。外層の配線パターン２６ａは、外部回路との電気接続を形成する導電パッド２６ａ’を含み、内層配線パターン２６ｂあるいはスルーホール２６ｃにより、所定の回路パターンが形成されている。また、この他にコネクタ回路基板には、種々の回路素子（図示せず）が実装されている。

多層の回路基板として、例えば、光トランシーバ等の小型機器では、内層配線パターンが２〜３層、外層配線パターンの２層を加えて、４層〜５層の多層回路基板が一般的である。また、リジット基板２５の厚さは１.０±０.１ｍｍが一般的で、配線パターン１層分の厚さは、０.２ｍｍ〜０.２５ｍｍとなる。この場合、エッジ部分２５ａの端部断面の曲面を円弧で形成すると、円弧半径は０.５ｍｍとなる。

図２（Ｂ）に示すように、リジッド基板２５のプラグコネクタを形成するエッジ部分２５ａを、上記のように端部断面が円弧状の滑らかな曲面となるように形成し、この曲面に沿うようにＦＰＣ基板２７を貼り付ける。このＦＰＣ基板２７の貼り付けには、例えば、ホットプレスを用いて行うことができる。ＦＰＣ基板２７は、図１の例で説明したように、可撓性の樹脂フィルム２７ａの両面に導電パッド２８ａと２８ｂを形成し、これをスルーホール２８ｃ等で電気的に接続して、プラグ接点パターンを有する構成としたものである。

ＦＰＣ基板２７の樹脂フィルム２７ａは、例えば、厚さ０.０２５ｍｍのポリイミド樹脂フィルムが用いられ、厚さ０.０１５ｍｍの接着層により、導電パッド２８ａ，２８ｂとして圧延銅箔等を貼り付けて形成される。圧延銅箔の厚さは、例えば、０.０１２ｍｍでその表面に、厚さ０.０１５ｍｍの銅メッキが施される。このＦＰＣ基板２７は、前記の例によれば、トータル厚さ０.１０９ｍｍとなる。

また、図２（Ｃ）に示すように、ＦＰＣ基板２７のプラグ接点となる導電パッド２８ａの表面に、金メッキ層２９を施すようにしてもよい。導電パッド２８ａに金メッキ（厚さ０.０５〜０.１μｍ）を施すことにより、電気接点体としての低接触抵抗、耐蝕性、耐磨耗性を向上させることができる。なお、導電パッド２８ａの銅箔に直接金メッキを施すと銅の拡散が生じるので、下地にニッケルメッキ（厚さ１〜５μｍ）を施すのが望ましい。また、金メッキ層２９は、ＦＰＣ基板２７の製造時に施すようにしてもよいが、リジッド基板２５のエッジ部分２５ａに貼り付けた後に施すようにしてもよい。

図３は、リジッド基板側とＦＰＳ基板側との電気接続に、異方性導電フィルムを用いた例を示す図である。コネクタ回路基板を構成するリジッド基板２５は、図２（Ａ）で用いたのと同じ構成のものを用いることができ、図３（Ａ）に示すように、複数の内層配線パターン２６ｂと基板両面の外層配線パターン２６ａからなる多層の回路基板で形成することができる。また、外層の配線パターン２６ａには、外部回路との電気接続を形成する導電パッド２６ａ’を有し、配線パターンあるいはスルーホール２６ｃにより、所定の回路パターンとされる。

図３（Ｂ）に示すように、リジッド基板２５のプラグコネクタを形成するエッジ部分２５ａは、端部断面が円弧状の滑らかな曲面となるようにされて、この曲面に被せるようにして異方性導電フィルム３０を配する。次いで、その外側に、図３（Ｃ）に示すようにＦＰＣ基板２７を被せて、異方性導電フィルム３０をリジッド基板２５のエッジ部分２５ａとＦＰＣ基板２７との間に挟み、ホットプレスして接着一体化する。

異方性導電フィルム３０は、熱硬化性樹脂に導電性を持つ微細な金属粒子を混ぜ合わせたものを、膜状に成型したフィルムである。この異方性導電フィルムを互いに電気的に接続される電極や端子間に挟んで、ホットプレスすると、電極等の凸部が当るフィルム部のみに圧力がかかる。すると、フィルム内に分散している粒子が接触しながら重なり、やがて押し付けられることでフィルム内の金属粒子が引っ付きあうことで導電する経路を形成する。圧力がかからなかったフィルム部分の金属粒子は絶縁層を保持しているため、横に並ぶ電極間の絶縁は保持される。すなわち厚み方向（縦方向）には導電性を示し、で面方向（横方向）には絶縁性が保たれる異方性が形成される。そのため、面方向の電極同士の間隔が狭くても短絡を起こさずに電気接続することができる。

ＦＰＣ基板２７は、図２（Ｂ）で説明したのと同様なものを用いることができ、可撓性の樹脂フィルム２７ａの両面に導電パッド２８ａと２８ｂを形成し、これをスルーホール２８ｃ等で電気的に接続して、プラグ接点パターンを有する構成としたものである。リジッド基板２５側の導電パッド２６ａ’とＦＰＣ基板２７側の導電パッド２８ｂとは、上述した異方性導電フィルム３０により厚み方向に導通されて電気接続される。また、プラグ接点となる導電パッド２８ａの表面に、図２（Ｃ）で説明したのと同様に金メッキ層を施すようにしてもよい。

本発明によるエッジコネクタの概略を説明する図である。 本発明のプラグコネクタの実施形態を説明する図である。 本発明のプラグコネクタの他の実施形態を説明する図である。 従来技術を説明する図である。 他の従来技術を説明する図である。

符号の説明

２１…ソケットコネクタ、２２ａ，２２ｂ…コネクタ接点、２３…コネクタ筐体、２４…プラグコネクタ、２５…リジッド基板、２５ａ…エッジ部分、２６ａ…外層配線パターン、２６ａ’…導電パッド、２６ｂ…内層配線パターン、２６ｃ…スルーホール、２７…フレキシブル回路基板（ＦＰＣ基板）、２７ａ…絶縁フィルム、２８ａ，２８ｂ…導電パッド、２８ｃ…スルーホール、２９…金メッキ層、３０…異方性導電フィルム。

Claims (2)

1. エッジコネクタに挿抜されるプラグコネクタ部を備えたコネクタ回路基板であって、
   リジッド基板とフレキシブル回路基板を有し、前記リジッド基板の端部断面が曲面形状とされ、該曲面を前記フレキシブル回路基板が覆って前記プラグコネクタ部を形成していることを特徴とするコネクタ回路基板。
2. 前記フレキシブル回路基板は、その表面にプラグ接点パターンを有し、前記リジッド基板は、その表面に該プラグ接点パターンと異方性導電フィルムを介して電気的に接続される導体を有していることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ回路基板。

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