JP2010067364A - Surface-mounted connector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面実装(Surface-Mount-Technology:SMT)コネクタに係り、特に、リフローはんだ付け処理(リフロー処理)時におけるハウジングの変形を抑えることで、ハウジングに圧入された端子のテール部の回路基板に対する位置精度を確保した表面実装コネクタに関する。 The present invention relates to a surface-mount-technology (SMT) connector, and in particular, a circuit of a tail portion of a terminal press-fitted into a housing by suppressing deformation of the housing during a reflow soldering process (reflow process). The present invention relates to a surface mount connector that ensures positional accuracy with respect to a substrate.
回路基板へのコネクタの実装方式としては、上記表面実装方式とディップ方式とが広く採用されている。このうち表面実装方式は、コネクタを回路基板にはんだ付けするためのリフロー設備が比較的小規模で済み、且つコネクタのスピーディーな自動実装が可能で、しかもその実装占有面積を小さくすることができるため、極めて多くの電子機器に用いられている。 As a method for mounting the connector on the circuit board, the surface mounting method and the dip method are widely adopted. Of these, the surface mounting method requires a relatively small reflow facility for soldering the connector to the circuit board, enables speedy automatic mounting of the connector, and can reduce the mounting area. It is used in many electronic devices.
この表面実装方式では、先ず回路基板に用意されたランド部にはんだペーストを100μm前後の厚さ塗布し、次にそのペースト上にコネクタの端子のテール部を載置し、こうしてコネクタを搭載した回路基板をリフロー炉に搬入し、これを約260℃程度に加熱して上記はんだペーストを溶融させ、同炉から搬出して冷却して同はんだを凝固させる。このリフロー処理により、端子のテール部が回路基板のランド部にはんだ付けされる。 In this surface mounting system, first, a solder paste is applied to a land portion prepared on a circuit board to a thickness of about 100 μm, and then a tail portion of a connector terminal is placed on the paste, thus a circuit on which a connector is mounted. The substrate is carried into a reflow furnace, heated to about 260 ° C. to melt the solder paste, taken out from the furnace and cooled to solidify the solder. By this reflow process, the tail portion of the terminal is soldered to the land portion of the circuit board.
表面実装方式では、各端子のテール部が精度良く揃っていること、即ち、ペースト上に載置された状態でどのテール部も、一様に、ペーストに接していることが肝要で、仮に同ペーストに接しないテール部があると、そのテール部はランド部にはんだ付けされず、不導通となってしまう。よって、表面実装方式では、各端子のテール部には高い平坦度(上下方向の位置精度)が要求され、各テール部の平坦度を前記はんだペーストの厚さの100μm以下に管理しなければならない。 In the surface mounting method, it is important that the tails of each terminal are accurately aligned, that is, all the tails are in contact with the paste evenly when placed on the paste. If there is a tail portion that does not contact the paste, the tail portion is not soldered to the land portion and becomes non-conductive. Therefore, in the surface mounting method, the tail portion of each terminal is required to have high flatness (position accuracy in the vertical direction), and the flatness of each tail portion must be controlled to 100 μm or less of the thickness of the solder paste. .
しかし乍ら、端子をハウジングに圧入して組み立てるタイプの表面実装コネクタにおいては、圧入深さを適切に管理したとしても、端子を圧入することで発生した応力がハウジングに蓄積されてしまうため、このようなコネクタがリフロー炉で前記温度に晒されると、ハウジングの樹脂組織が緩んで蓄積されていた応力が解き放たれ、ハウジングが変形して端子のテール部の平坦度が悪化してしまう。 However, in a surface mount connector that is assembled by press-fitting the terminal into the housing, even if the press-fitting depth is properly controlled, the stress generated by press-fitting the terminal is accumulated in the housing. When such a connector is exposed to the above temperature in a reflow furnace, the resin structure of the housing is loosened and the accumulated stress is released, and the housing is deformed to deteriorate the flatness of the tail portion of the terminal.
特に、近年、前記電子機器はますます高機能化・小型化し、それに伴ってコネクタも多端子化・狭ピッチ化が迫られ、コネクタのハウジングは数十から百数十本の端子を有することになり、そのピッチ方向に長大なものとなりがちであるが、斯様にコネクタの多端子化が進むと、各テール部の前記平坦度を確保することが一層難しくなってくる。 In particular, in recent years, electronic devices have become more sophisticated and smaller in size, and accordingly, connectors are also required to have multiple terminals and a narrow pitch, and the housing of the connector has tens to hundreds of terminals. Therefore, it tends to be long in the pitch direction. However, when the number of terminals of the connector is increased, it becomes more difficult to ensure the flatness of each tail portion.
何故なら、多端子化に伴いコネクタのハウジングが長大になると、そのモールド成形時における樹脂の流れ方が複雑となって内部に応力が蓄積されたり、或いは該ハウジングの肉厚の相違による冷却速度の違いに基づく応力が蓄積する。更に、既述のように端子を同ハウジングに圧入することによって発生した応力も蓄積するため、このようなコネクタがリフロー炉で前記温度に晒され、ハウジングの樹脂組織が緩んだ際、これら蓄積されていた応力が解き放たれ、ハウジングが変形され、上記テール部の平坦度を乱すことになるからである。 This is because if the housing of the connector becomes longer due to the increase in the number of terminals, the resin flow at the time of molding becomes complicated and stress is accumulated inside, or the cooling rate due to the difference in the wall thickness of the housing. Stress based on the difference accumulates. Furthermore, since the stress generated by press-fitting the terminal into the housing as described above also accumulates, when such a connector is exposed to the temperature in a reflow furnace and the resin structure of the housing is loosened, these are accumulated. This is because the stress that has been released is released, the housing is deformed, and the flatness of the tail portion is disturbed.
例えば、図8(a)に示す如く、細長いハウジング20に端子30を圧入して完成したコネクタ10は略直方体形状を呈しているが、これをリフロー炉で加熱すると、前記応力が解き放たれ、図8(b)に示す如く、ハウジング20が上下方向(Z方向)にアーチ橋の如く山状に変形をきたすことがある(時として逆に谷状に変形することもある)。その結果、このハウジング20に取り付けられている各端子30のテール部32の平坦度が乱れる。或いは、ハウジング20がリフロー処理によって図示はしないが幅方向(Y方向)に屈曲変形し、同テール部32が的確にはんだペースト上に位置しなくなる虞もある。さらに、これら上下方向の変形と水平方向の変形とが同時に現われることもある。なお、以下、ハウジング20の長さ方向をX、幅方向をY、高さ方向をZとする。
For example, as shown in FIG. 8A, the
斯様なテール部32の平坦度悪化等の問題に対し、従来から、種々の対策が講じられている。例えば、特許文献1には「端子をハウジング内にインサート成形し、前記端子の圧入による応力の発生を抑えた」ものが記載され、また特許文献2には「ハウジングの上面とその端子保持部との間に空隙を設けてリフローはんだ付け時に最も高温となり易い該上面の熱が端子保持部に伝わり難くしてハウジングの変形を防止する」ものが記載されている。
Conventionally, various measures have been taken against such problems as deterioration of flatness of the
上記文献1、2に記載のいずれの技術も、端子30のテール部32の平坦度を確保する手段として所期の効果を奏すると思われる。
Any of the techniques described in Documents 1 and 2 seems to have the desired effect as means for ensuring the flatness of the
しかし乍ら、文献1の「端子のインサート成形方式」は、数十から百数十本も端子を金型にセットしなければならないため、生産性が悪く、安価なコネクタを得難い。また、文献2の「空隙付きハウジング」は、空隙に相当する分、コネクタの背が高くなり、同空隙分、剛性が低くなるだけでなく、モールド成形時における樹脂の流れを一層複雑とし、ハウジング各部の冷却速度の違いも増長し、前記蓄積応力に対する対応は何らなされていないため、根本的な解とはなり得ない。 However, the “terminal insert molding method” of Document 1 has to have tens to hundreds of terminals set in a mold, so that productivity is poor and it is difficult to obtain an inexpensive connector. Further, the “housing with a gap” in Document 2 not only increases the height of the connector by the amount corresponding to the gap, and the rigidity is lowered by the gap, but also makes the resin flow more complicated during molding, The difference in the cooling rate of each part also increases, and since no correspondence is made to the accumulated stress, it cannot be a fundamental solution.
なお、端子30の数がそれ程多くなく、ハウジング20の全長(X方向の長さ)が比較的短い表面実装コネクタにあっては、前記ハウジング20のY方向の変形はそれ程問題にならなかったが、ハウジング20の全長が長大化した最近の表面実装コネクタ10においては、ハウジング20のY方向の変形により、端子30のテール部32の位置が回路基板のはんだペーストに対してY方向に大きくずれるため、その対策が強く望まれている。
In the surface mount connector in which the number of
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、ハウジングに端子を圧入して成る表面実装コネクタにおいて、リフロー処理時のハウジングの変形を抑えることで、端子のテール部の回路基板に対する位置精度を確保でき、且つ生産性が高く安価で背が高くならない表面実装コネクタを提供することにある。 The object of the present invention created in view of the above circumstances is to suppress the deformation of the housing during reflow processing in the surface mount connector formed by press-fitting the terminal into the housing, so that the position of the tail portion of the terminal with respect to the circuit board An object of the present invention is to provide a surface mount connector that can ensure accuracy, has high productivity, is inexpensive, and does not become tall.
上記目的を達成するために本発明は、樹脂製のハウジングと、該ハウジングに間隔を隔てて複数並設された端子とを有し、該端子が、上記ハウジングに圧入される圧入部と、回路基板に表面実装されるテール部とを備えた表面実装コネクタであって、上記ハウジングの内部に、上記端子の並設方向に沿って、上記ハウジングの変形を抑制するための芯金を埋設し、該芯金が、上記ハウジングから突出されて上記回路基板に表面実装されるダミーピンを有するものである。 In order to achieve the above object, the present invention has a resin housing and a plurality of terminals arranged in parallel with the housing at intervals, a press-fit portion into which the terminals are press-fitted into the housing, and a circuit. A surface-mount connector having a tail portion that is surface-mounted on a substrate, and a cored bar for suppressing deformation of the housing is embedded in the housing along the parallel arrangement direction of the terminals, The core bar has dummy pins that protrude from the housing and are surface-mounted on the circuit board.
上記芯金が、上記端子の並設方向に沿って、少なくとも上記端子の圧入範囲に亘って形成されていてもよい。 The cored bar may be formed over at least the press-fitted range of the terminal along the parallel arrangement direction of the terminal.
上記芯金が、略矩形に形成された垂直板部を有していてもよい。 The cored bar may have a vertical plate part formed in a substantially rectangular shape.
上記芯金が、上記ハウジングの下面若しくは回路基板に対して略平行に形成された水平板部を有していてもよい。 The cored bar may have a horizontal plate portion formed substantially parallel to the lower surface of the housing or the circuit board.
本発明によれば、ハウジングに端子を圧入して成る表面実装コネクタにおいて、リフロー処理時のハウジングの変形を抑えることで、端子のテール部の回路基板に対する位置精度を確保でき、且つ生産性が高く安価で背が高くならない表面実装コネクタを提供することができる。 According to the present invention, in a surface mount connector in which a terminal is press-fitted into a housing, the positional accuracy of the terminal tail portion with respect to the circuit board can be ensured by suppressing deformation of the housing during reflow processing, and the productivity is high. A surface mount connector that is inexpensive and does not become tall can be provided.
本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本実施形態に係る表面実装コネクタの斜視図、図2は図1のII−II線断面斜視図、図3は図1のIII−III線断面斜視図である。 1 is a perspective view of a surface mount connector according to the present embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional perspective view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional perspective view taken along line III-III in FIG.
本実施形態に係る表面実装コネクタ(ソケットコネクタ)10は、モールド成形により細長い略直方体形状に成形された樹脂製のハウジング20と、ハウジング20にX方向に間隔を隔てて複数並設された端子30とを有する。端子30は、ハウジング20に圧入される圧入部36と、回路基板に表面実装されるテール部32とを備えている。
A surface mount connector (socket connector) 10 according to the present embodiment includes a
詳しくは、端子30は、薄い金属板を打ち抜いて製造され、ハウジング20の圧入溝(圧入穴)23に圧入される略平板状の圧入部36と、圧入部36からZ方向に延出され相手側コネクタ(プラグコネクタ)の端子と接触する接触部39と、圧入部36からY方向に延出された脚部38と、脚部38の先端に形成されたテール部32とを備えている。圧入部36の両端には、圧入溝23の両端に食い込む矢尻35が形成されている。接触部39は、圧入部36からZ方向に延出された一対のアーム37と、アーム37の先端に形成され実質的にプラグコネクタの端子と接触するコンタクト34とを有する所謂フォークタイプであり、アーム37が弾性変形することで相手側コネクタの端子を弾性的に挟持する。
Specifically, the
かかる端子30は、20本の端子群31がハウジング20のY方向の左右に、X方向に間隔を隔てて3群ずつ配設され、計120本が整列してハウジング20に圧入されている。すなわち、ハウジング20の下面21には、端子30が圧入される圧入溝23が、20個ずつ6群(Y方向に2群、X方向に3群)設けられており、計120個形成されている。各圧入溝23は、端子30の接触部39を収容するようにハウジング20内に形成された収容部26と繋がっており、収容部26は、プラグコネクタの端子が嵌入されるようにハウジング20の上面に形成された嵌合凹部22と繋がっている。
The
ハウジング20の各圧入溝23には、図示しない自動圧入装置によって、端子30が夫々圧入される。ハウジング20の圧入溝23に端子30を圧入する際、各端子30の圧入深さが適切に制御され、各端子30のテール部32の下面(回路基板に対する面)33は、夫々、許容誤差(例えば50μm程度)の範囲で回路基板に対して平行、即ち平坦となっている。
A
因みに、各端子30の幅は0.2mm、同ピッチは0.5mm、ハウジング20の全長Lは35mm、同幅Wは6mm、同高さHは3mmとなっている。
Incidentally, the width of each
ハウジング20の内部には、X方向に沿って、ハウジング20の変形を抑制するための芯金40が埋設されている。芯金40は、端子30の並設方向に沿って少なくとも端子30が圧入された範囲に亘って、即ちハウジング20のX方向の略全長に亘って形成されている。かかる芯金40は、ハウジング20内のY方向の両側部に、ハウジング20の側面24及び下面21から所定間隔を隔てるようにして、インサート成形により埋設されている。
A cored
図4は芯金40の斜視図である。なお、図1に破線で示す芯金40は、手前側のもののみを表示し、奥側のものは図示省略している。
FIG. 4 is a perspective view of the cored
芯金40は、的確な高さh、厚さt、長さlを備えた略矩形の垂直板部43を有し、この垂直板部43が、ハウジング20内のY方向の両側部に、側面24と平行に埋設されている。また、芯金40は、垂直板部43から下方に延出されてハウジング20の下面21から突出されたダミーピン41を有する。ダミーピン41は、垂直板部43の下端部に、その長手方向に間隔を隔てて複数形成されており、その下端部が回路基板に表面実装されるものである。
The cored
このように垂直板部43及びダミーピン41を備えた芯金40は、薄い金属板を打ち抜いて曲げ加工して製造される。この芯金40は、上述したようにインサート成形により、垂直板部43がハウジング20内に埋設され、ダミーピン41がハウジング20の下面21から下方に突出されている。
Thus, the cored
ダミーピン41は、垂直板部43の下端部から下方に延出されてハウジング20の下面21を貫く架橋部44と、架橋部44の下端からY方向に延出され実質的に回路基板に表面実装される取付部45とを有し、左右の垂直板部43に4個ずつ計8個形成されている。
The
各ダミーピン41の取付部45の下面42(回路基板に対する面)は、夫々、前記許容誤差の範囲で回路基板に対して平行、即ち平坦となっている。また、各ダミーピン41の取付部45の下面42と上記各端子30のテール部32の下面33とも、前記許容誤差の範囲で回路基板に対して平行、即ち平坦となっている。
The lower surface 42 (surface with respect to the circuit board) of the mounting
因みに、ダミーピン41の幅は1.0mm、同ピッチは11mmであり、芯金40の垂直板部43は、その全長l、全高h、厚さtが、ハウジング20の全長L、全高H、肉厚Tに対して、l<L、h<H、t<Tの関係となっている。
Incidentally, the width of the dummy pins 41 is 1.0 mm, the pitch is 11 mm, and the
本実施形態の作用を述べる。 The operation of this embodiment will be described.
上述した表面実装コネクタ10においては、ハウジング20のモールド成形時に生じた応力や、モールド成形後のハウジング20の圧入溝23に端子30を圧入することによって生じた応力は、モールド成形後や端子圧入後には、ハウジング20の樹脂(硬化状態)によって抑え込まれている。
In the
このようなコネクタ10を回路基板に表面実装すべくリフロー処理すると、ハウジング20の樹脂組織が緩んで蓄積されていた応力が解き放たれ、ハウジング20に変形を与えんとするところ、本実施形態に係る表面実装コネクタ10では、ハウジング20内にその略全長に亘ってインサート成形により埋設された芯金40がこれに抗し、ハウジング20の変形の顕在化を阻止する。よって、端子30のテール部32の下面33及びダミーピン41の取付部45の下面42の平坦度が、リフロー処理の前後で大きく変化することはなく、上記平坦度を前記許容誤差範囲内に維持することができる。
When such a
詳しくは、芯金40は垂直板部43を有し、この垂直板部43が、ハウジング20がZ方向に変形しようとする際に大きな抗力を発揮するので、ハウジング20の上下方向の変形が効果的に阻止される。これにより、端子30のテール部32の下面33及びダミーピン41の取付部45の下面42の平坦度を、効果的に前記許容誤差範囲内に維持できる。また、芯金40の垂直板部43は、ハウジング20がY方向に変形しようとする際にも一定の抗力を発揮するので、ハウジング20の水平方向の変形も抑制される。これにより、端子30のテール部32の下面33及びダミーピン41の取付部45の下面42のはんだペーストに対する水平方向の位置が、リフロー処理の前後で大きく変化することはなく、前記許容誤差範囲内に維持される。
Specifically, the cored
芯金40の垂直板部43をハウジング20内にインサート成形により埋設する際、その垂直板部43から延出されたダミーピン41をインサート成形用金型に保持させることで、そのダミーピン41が、垂直板部43を上記金型内の所定位置に正確に位置付けする保持機能を発揮する。よって、垂直板部43を上記金型内にて所定位置に保持するための保持専用部材が不要となる。また、ダミーピン41がハウジング20内にインサート成形された垂直板部43から延出されているので、ハウジング20にダミーピン用の圧入溝を設ける必要がなく、従ってその圧入工程も不要で、安価な表面実装コネクタ10を得ることができる。
When the
また、この表面実装コネクタ10は、特許文献1に記載のもののように各端子30をハウジング20に夫々インサート成形する必要はなく、安価で生産性が高い。すなわち、本実施形態に係る表面実装コネクタ10は、ハウジング20に芯金40のみをインサート成形しているので、全ての端子30をインサート成形する文献1に記載のコネクタと比べるとハウジング20の製造コストが遙かに小さく、且つ、このように芯金40が埋設されたハウジング20に従来と同様に自動圧入装置によって端子30を圧入して製造されるので、全体の製造コストも低く抑えられる。
Further, the
また、本実施形態に係る表面実装コネクタ10は、ハウジング20の内部に芯金40をインサート成形で埋設することでリフロー処理時のハウジング20の変形を抑えているので、特許文献2に記載のもののように、ハウジングの上面とその端子保持部との間にリフロー処理時に断熱層として機能する空隙を設ける必要がなく、高さHが高くなることはない。よって、電子機器の薄型化に対応できる。
Moreover, since the
本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、端子30の接触部39はフォークタイプでなくても構わない。端子30をハウジング20の幅方向に間隔を隔てて2条配設した例を示したが、片側のみの1条配置でもよい。端子30は、端子群31に分けなくてもよい。ソケットコネクタではなくプラグコネクタであってもよく、あらゆるコネクタに適用できる。ハウジング20内に芯金40をインサート成形する際に、芯金40の保持専用部材を要しないとの説明をしたが、保持専用部材を配設することを妨げるものではない。
For example, the
図5は、芯金40の変形例を示す斜視図である。図5の芯金40aは、図4を用いて説明した芯金40の垂直板部43の先端部からハウジング20の幅方向に沿って延出された延長部46を有し、平面視L字状となっている。この芯金40aは、垂直板部43がハウジング20の側面24(図1参照)に沿って配置され、延長部46がハウジング20の端面25(図1参照)に沿って配置される。この芯金40aを備えた表面実装コネクタは、延長部46を除き、前実施形態の表面実装コネクタ10と同様の構成となっており、前実施形態と同様の作用効果を奏する。
FIG. 5 is a perspective view showing a modification of the cored
図6は、芯金40の別の変形例を示す斜視図である。図6の芯金40bは、図4に示す一対の芯金40の垂直板部43の両端部同士を延長部46で接続したものであり、平面視ロ字状(矩形枠状)となっている。この芯金40bは、一対の垂直板部43がハウジング20の側面24(図1参照)に沿って配置され、一対の延長部46がハウジング20の端面25(図1参照)に沿って配置される。この芯金40bを備えた表面実装コネクタは、延長部46を除き、最初の実施形態の表面実装コネクタ10と同様の構成となっており、同様の作用効果を奏する。
FIG. 6 is a perspective view showing another modification of the cored
図7は、芯金40の別の変形例を示す斜視図である。図7の芯金40cは、図4を用いて説明した芯金40の垂直板部43の下端部から垂直板部43と交差する方向(例えば直角方向)に延出された水平板部46を有し、長手方向から見たときJ字状を呈している。水平板部46は、ハウジング20の下面21若しくは回路基板と略平行に形成されている。
FIG. 7 is a perspective view showing another modification of the cored
この芯金40cを備えた表面実装コネクタは、水平板部46を除き、最初実施形態の表面実装コネクタ10と同様の構成となっており、同様の作用効果を奏する上、水平板部46がハウジング20の水平方向の変形(図1のXY平面におけるY方向の変形)に対して大きな抗力を発揮するので、リフロー処理時におけるハウジング20の水平方向の変形を効果的に抑えることができる。
The surface mount connector provided with the cored
また、図7の芯金40cの水平板部46を省略し、この芯金40cの垂直板部43を水平方向に湾曲させた形状(垂直板部43を図1のZ方向から見て弓状に湾曲させた形状)としてハウジング20内にインサート成形し、リフロー処理時にハウジング20がXY平面にて垂直板部43の前記湾曲方向とは逆方向に湾曲しようとすることを阻止してもよい。
Further, the
また、図7にて、垂直板部43を省略し、水平板部46及びそれに形成されたダミーピン41のみから芯金を構成してもよい。また、図7の水平板部46を、図5の芯金40a又は図6の芯金40bに、付加してもよい。
Further, in FIG. 7, the
10表面実装コネクタ
20 ハウジング
30 端子
32 テール部
36 圧入部
40 芯金
41 ダミーピン
43 垂直板部
46 水平板部
10
Claims (4)
上記ハウジングの内部に、上記端子の並設方向に沿って、上記ハウジングの変形を抑制するための芯金を埋設し、該芯金が、上記ハウジングから突出されて上記回路基板に表面実装されるダミーピンを有することを特徴とする表面実装コネクタ。 A resin housing and a plurality of terminals arranged side by side at a distance from the housing, the terminals including a press-fit portion that is press-fitted into the housing and a tail portion that is surface-mounted on the circuit board. A surface mount connector,
A cored bar for suppressing deformation of the housing is embedded in the housing along the parallel arrangement direction of the terminals, and the cored bar protrudes from the housing and is surface-mounted on the circuit board. A surface mount connector having a dummy pin.
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