JP2010160898A

JP2010160898A - 端子および当該端子を利用した装置および端子接続確認方法

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Publication number: JP2010160898A
Application number: JP2009000476A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Sudo; 亮司須藤
Original assignee: NEC Tohoku Corp
Current assignee: NEC Tohoku Corp
Priority date: 2009-01-06
Filing date: 2009-01-06
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2029-01-06
Also published as: JP5623701B2

Abstract

【課題】信号の伝送特性の悪化を回避しつつ、接続対象部材との接続を容易に確認できる端子を提供する。
【解決手段】端子２０は、接続対象部材２１の穴部２１Ａの内部で当該穴部２１Ａの内壁面と電気的に接続する接続用部位２２を有する。さらに、端子２０は、その接続用部位２２に延設される絶縁部２３ａを含む伸長部２３を有する。接続対象部材２１の穴部２１Ａの内部で当該穴部２１Ａの内壁面と接続用部位２２が電気的に接続されている状態で、伸長部２３の少なくとも一部が接続対象部材２１の穴部２１Ａから突出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、接続対象部材と電気的に接続する端子、および、当該端子を利用した装置、および、端子接続確認方法に関するものである。

図５（ａ）には、端子の一種であるプレスフィットピンの一形態例が模式的に示されている。このプレスフィットピン３０は、例えば図５（ｂ）に示されるような回路基板３１に形成されたスルーホール３２の内部に圧入される挿入部位３０ａを有する。当該プレスフィットピン３０は、金属板をプレス加工して作製されたものである。このプレスフィットピン３０の挿入部位３０ａには、開口部３４が形成されている。この開口部３４によって、挿入部位３０ａは、細くなる方向に弾性変形可能となっている。また、当該挿入部位３０ａは、スルーホール３２の内壁面に沿って細くなる方向に弾性変形しながら、スルーホール３２の内部に挿入・嵌合できる大きさを有するものである。つまり、挿入部位３０ａがスルーホール３２の内部に挿入・嵌合されている状態では、挿入部位３０ａは、細くなる方向に弾性変形している。このために、挿入部位３０ａは、スルーホール３２の内部において、弾性復元力により、スルーホール３２の内壁面を押圧している状態となる。その挿入部位３０ａの弾性押圧力によって、プレスフィットピン３０は、回路基板３１に機械的に固定される。

図５（ｂ）に示される例では、回路基板３１は、導体層３６ａ〜３６ｇと、絶縁層３７ａ〜３７ｉとを有する多層基板である。スルーホール３２の内壁面に形成された導体膜３８は、回路基板３１の一つの導体層３６ａに接続されている。プレスフィットピン３０の挿入部位３０ａは、上述のように、スルーホール３２の内壁面を弾性力でもって押圧する。つまり、プレスフィットピン３０は、スルーホール３２の内壁面上の導体膜３８に圧接する。これにより、プレスフィットピン３０は、導体膜３８を介して導体層３６ａに電気的に接続される。すなわち、回路基板３１に形成されている回路と、外部の回路とをプレスフィットピン３０を利用して電気的に接続することができる。

特開２００３−２８３０９３号公報特開２００４−１２７６１０号公報特開２００７−１２２７９号公報

ところで、プレスフィットピン３０に通電された電気信号は、例えば、図５（ｂ）に示される実線Ｉのような経路でもって回路基板３１の導体層３６ａに伝達される。この場合には、プレスフィットピン３０において、導体層３６ａに対応する位置から先端までの部分３０ｓ（図５（ａ）参照）は、信号伝送に必要なものではない。それどころか、その部分３０ｓの長さが、図５（ｂ）の点線に示されるように長いと、当該部分３０ｓが電気信号の伝送特性を悪化させてしまう虞がある。すなわち、プレスフィットピン３０において信号伝送に使用されない部分３０ｓが長いと、当該部分３０ｓがスタブとして動作する場合がある。この場合には、プレスフィットピン３０から導体層３６ａに向かう電気信号の一部がプレスフィットピン３０の部分３０ｓにより反射されてノイズとなってしまう。つまり、プレスフィットピン３０の部分３０ｓが電気信号の伝送特性を悪化させてしまう。

そこで、プレスフィットピン３０の挿入部位３０ａの長さを、例えば、図５（ｂ）に示されるように、スルーホール３２の深さ（長さ）よりも短くすることがある（例えば、特許文献１参照）。これにより、部分３０ｓがスタブとして動作する長さを持たないようにして、前記したような部分３０ｓのスタブ動作に起因した電気信号の伝送特性の悪化を防止しようというものである。

しかしながら、上記のように、プレスフィットピン３０の挿入部位３０ａの長さを、スルーホール３２の長さよりも短くすると、プレスフィットピン３０が正常にスルーホール３２に圧入できたか否かを容易には確認し難いという問題が生じる。

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、前記スタブ動作に起因した電気信号の伝送特性の悪化を回避でき、しかも、回路基板等の接続対象部材との接続の確認が容易な端子および当該端子を利用した装置および端子接続確認方法を提供することにある。

本発明の端子は、
接続対象部材の穴部内部で当該穴部の内壁面と電気的に接続する接続用部位と、
当該接続用部位に延設される絶縁部を含む伸長部と、
を有し、
前記接続対象部材の穴部内部で当該穴部の内壁面と前記接続用部位が電気的に接続されている状態で、前記伸長部の少なくとも一部が前記接続対象部材の穴部から突出する。

本発明の装置は、上記構成を持つ端子を利用して電気的な接続が行われている接続部を有する。

本発明の端子接続方法は、
上記構成を持つ端子の前記伸長部と前記接続用部位を前記伸長部から順に、前記接続対象部材の穴部である貫通孔の一端側の開口部から当該貫通孔の内部に挿入した後に、前記端子の前記伸長部の少なくとも一部が前記貫通孔の他端側の開口部から突出していることを確認することにより、前記端子の前記接続用部位が前記接続対象部材に接続されたことを確認する。

本発明によれば、電気信号の伝送特性の悪化を抑制しつつも、端子と接続対象部材との接続の確認が容易であるという効果を得ることができる。

本発明に係る端子の第２実施形態を簡略的に示したモデル図である。図１に示される端子と、接続対象部材である回路基板との接続形態の一例を説明するための回路基板の断面図である。本発明に係る第１実施形態を説明するための図である。本発明に係るその他の実施形態を説明するための図である。端子の一種であるプレスフィットピンの形態例を説明するための図である。

以下に、この発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図３（ａ）には本発明に係る端子の第１実施形態が、また、図３（ｂ）にはその端子を利用した装置の一実施形態が、それぞれ、簡略化されて示されている。この第１実施形態の端子２０は、接続用部位２２と、伸長部２３とを有している。接続用部位２２は、接続対象部材２１の穴部２１Ａの内部で当該穴部２１Ａの内壁面と電気的に接続する構成を有する。伸長部２３は、接続用部位２２に延設される絶縁部２３ａを少なくとも有するものである。この第１実施形態の端子２０は、接続対象部材２１の穴部２１Ａの内壁面と接続用部位２２が電気的に接続されている状態で、伸長部２３の少なくとも一部が接続対象部材２１の穴部２１Ａから突出する構成を備えている。また、第１実施形態の装置２４は、端子２０を利用して電気的な接続が行われている接続部２５を有している。

この第１実施形態では、端子２０の接続用部位２２に、伸長部２３の絶縁部２３ａが延設されている。この絶縁部２３ａは、電気信号の伝送に関与しない。つまり、伸長部２３は、電気信号の伝送に関与しない。このことから、電気信号の伝送特性に悪影響を与えずに、伸長部２３に、所望の長さを持たせることができる。つまり、伸長部２３は、電気信号の伝送特性に悪影響を与えることなく、次のような長さを持つことができる。すなわち、伸長部２３は、電気信号の伝送特性に悪影響を与えずに、端子２０と接続対象部材２１との接続を外観により容易に確認できる長さを持つことができる。よって、この第１実施形態では、電気信号の伝送特性の悪化を抑制しつつも、端子と接続対象部材との接続の確認が容易であるという効果を得ることができる。

上記のような端子２０が接続対象部材２１と接続されているか否かの確認は次のようにして行うことができる。例えば、端子２０の伸長部２３と接続用部位２２を伸長部２３から順に、接続対象部材２１の穴部（貫通孔）２１Ａの一端側の開口部から当該貫通孔２１Ａの内部に挿入する（図３（ｃ）のステップＳ１参照）。その後に、端子２０の伸長部２３の少なくとも一部が貫通孔２１Ａの他端側の開口部から突出していることを確認する（ステップＳ２）。これにより、端子２０の接続用部位２２が接続対象部材２１に接続されたと判断する。つまり、端子２０と接続対象部材２１との接続を確認する（ステップＳ３）。

このように、この第１実施形態における端子接続確認手法では、端子２０と接続対象部材２１との接続確認を外観により行うことができる。これにより、端子２０と接続対象部材２１との接続確認を容易に、しかも、正確に行うことができる。
（第２実施形態）
以下に、本発明に係る端子の第２実施形態を説明する。

すなわち、図１に示されるように、第２実施形態の端子１は、接続用部位２と、伸長部３とを有して構成されている。その接続用部位２は、導体材料により構成され、接続対象部材である回路基板５と電気的に接続する部分である。すなわち、回路基板５に形成されているスルーホール（穴部（貫通孔））６の内壁面には、導体膜７が形成されている。その導体膜７は、回路基板５に形成されている回路（図示せず）に電気的に接続されている。接続用部位２は、スルーホール６の内部に圧入され、例えば弾性力によってスルーホール６の内壁面（導体膜７）に圧接する構成を備えている。この構成により、接続用部位２は、導体膜７を介して回路基板５の回路と電気的に接続する。また、接続用部位２は、当該接続用部位２からスルーホール６の内壁面への弾性押圧力によって、端子１が回路基板５に機械的に固定されるように構成されている。なお、スルーホールの内部に圧入された部材が弾性力によってスルーホールの内壁面を押圧するための構成は様々に提案されており、ここでは、何れの構成をも接続用部位２の構成として採用してよく、その構成の説明は省略する。

この第２実施形態では、接続用部位２は次のような構成をも有する。すなわち、前記スタブ動作に起因した電気信号の伝送特性の悪化を防止すべく、接続用部位２の図１に示される長さＬ₂は、図２に示されるように、スルーホール６の長さ（深さ）よりも短くなっている。換言すれば、接続用部位２におけるスルーホール６への挿入方向の長さＬ₂は、スルーホール６の一端側の開口部６ａから他端側の開口部６ｂまでの長さよりも短くなっている。これにより、スタブ動作に起因した電気信号の伝送特性の悪化が回避可能である。つまり、接続用部位２が、スルーホール６の導体膜７を介して、例えば図２の鎖線に示されるような導体層１０に電気的に接続されているとする。この場合に、図２の点線に示されるように接続用部位２が長くて、接続用部位２における、導体層１０に接続している位置から先端部までの部分の長さが長いと、その部分がスタブとして機能してしまう場合がある。その場合には、そのスタブとして機能する部分のために、電気信号の伝送特性が悪化するという問題が生じる。これに対して、この第２実施形態では、接続用部位２の長さＬ₂は、そのような問題を回避できる短さとなっている。

伸長部３は、その全体が絶縁部４と成している。当該絶縁部４は樹脂等の絶縁材料により構成されている。このため、伸長部３は、端子１に通電する電気信号に対して電気的な影響を与えないものである。この伸長部３は、例えばインサート成形により接続用部位２の挿入先端部２ｆに一体的に形成される。当該伸長部３は、接続用部位２の挿入先端部２ｆから、端子１の延長方向に直線状に伸びた形態と成している。この伸長部３の長さは、図２に示されるように、接続用部位２がスルーホール６の所定領域に配置しているときに、伸長部３の少なくとも先端部がスルーホール６の外に突出する長さとなっている。また、この伸長部３は、スルーホール６の径よりも細くなっており、スルーホール６の内部への挿入が容易な構成を備えている。

この第２実施形態の端子１は上記のように構成されている。この第２実施形態では、端子１の接続用部位２および伸長部３を、伸長部３から順に、回路基板５のスルーホール６の一端側の開口部６ａからスルーホール６の内部に挿入する。その後に、次のようにして端子１と回路基板５との接続を確認する。すなわち、スルーホール６の他端側の開口部６ｂから伸長部３の先端側が外に突出しているか否かを調べる。その伸長部３の突出の有無を調べる手法としては、目視でもよいが、例えば、回路基板５におけるスルーホール６の開口部６ｂの形成面をカメラにより撮影し当該撮影映像の画像処理によって、自動検出してもよい。あるいは、圧力センサの圧力検知部をスルーホール６の開口部６ｂに押し当てて圧力センサの出力値に基づいて伸長部３の突出の有無を自動検出してもよい。このように、伸長部３の突出の有無の検出手法には様々な手法があり、ここでは、何れの手法を利用してもよい。

上記のようにして、伸長部３がスルーホール６の開口部６ｂから外に突出していることを確認できたことにより、端子１が回路基板５に接続できたと判断する。つまり、端子１と回路基板５との接続（スルーホール６の内部における接続用部位２とスルーホール６の内壁面（導体膜７）との接続）を外観で確認する。

この第２実施形態の端子１は前記のような短さの接続用部位２を有しているので、前述したようなスタブ動作に起因した電気信号の伝送特性の悪化を回避できる。しかも、その接続用部位２に伸長部３が延設されているので、接続用部位２が短くとも、回路基板５からの伸長部３の突出の有無によって、つまり、外観によって、端子１と回路基板５との接続の確認が容易にできる。

この第２実施形態の端子１が接続されている回路基板５を備えた装置としては、例えば、携帯型電話機等の通信装置や、自動車等の車両に搭載される装置などの様々な装置がある。このような装置は、端子１と回路基板５との接続部分における電気信号の伝送特性の悪化を抑制できるので、電気的な特性の信頼性を高めることができる。また、端子１と回路基板５との接続の確認が外観でできるので、端子１と回路基板５との接続確認が容易である。このことから、例えば、製造工程において、接続確認作業に要する時間の短縮を図ることができて、装置の製造効率を高めることができる。
（その他の実施形態）
なお、この発明は第１や第２の各実施形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得るものである。例えば、図１等に示される伸長部３は、スルーホール６の径よりも細く形成されていた。換言すれば、伸長部３は、接続用部位２よりも細く形成されていた。これにより、接続用部位２がスルーホール６に嵌合している状態では、伸長部３は、スルーホール６の内壁面に接触しないような構成であった。これに対して、伸長部３は、例えば図４（ａ）に示されるような弾性部３Ａを有していてもよい。その弾性部３Ａには、例えば開口部３ｍが形成されている。当該開口部３ｍによって、弾性部３Ａは、弾性変形可能となっている。これにより、当該弾性部３Ａには、接続用部位２と同様に、スルーホール６の内壁面を弾性力によって押圧する機能を持たせることができる。この場合には、伸長部３の一部分もスルーホール６の内壁面を弾性押圧するので、回路基板５に対する端子１の固定力を強化することができる。

ところで、信号の周波数を考慮することによって、スタブでの信号の反射を抑制することが可能である。このことから、端子１に次のような構成を持たせてもよい。つまり、図４（ｂ）に示すように、導体から成る接続用部位２の先端側に、絶縁材料から成る芯材８が延設されている。当該芯材８の表面には、次に示す部分Ｚを除いて導体膜９が形成されている。この構成においては、部分Ｚよりも図４（ｂ）に示す上側の芯材８および導体膜９の部分は、接続用部位２の一部として機能する。部分Ｚは伸長部３の絶縁部４として機能する。当該部分Ｚの配置位置は、接続用部位２におけるスタブとして機能する部分の長さが信号反射を抑制できる長さとなるように、端子１を伝送する信号の周波数を考慮して、決定されている。

上記のような端子１は次のように製造することができる。例えば、接続用部材２を構成する金属板に芯材８を延設した後に、芯材８の表面に導体膜９を形成する。その後、所定の部分の導体膜９を例えば化学的あるいは機械的な処理によって除去して前記部分Ｚ（４）を形成する。このような製造工程を経て図４（ｂ）に示されるような端子１を製造できる。

上記のような端子１における部分Ｚの形成位置の変更は容易に行うことができる。つまり、製造工程において、例えば化学的あるいは機械的な処理によって導体膜９の一部分を除去する位置を変更することは容易にできる。このために、図４（ｂ）に示す構成の端子１は次のような効果を得ることができる。すなわち、例えば端子１の接続対象部材である回路基板の回路構成の変更等のために、部分Ｚの形成位置をずらさなければならない端子１の設計変更があった場合に、部分Ｚの形成位置の変更は容易にできるから、上記設計変更に迅速に対応できる。

さらに、第２実施形態では、伸長部３はその全体が絶縁部４であったが、伸長部３は、図４（ｂ）、（ｃ）に示されるように、絶縁部４の先端側に延長部１２が更に設けられている構成としてもよい。その延長部１２は、図４（ｃ）に示されるように、例えば金属材料により構成される。あるいは、延長部１２は、図４（ｂ）に示されるように、絶縁材料から成る芯材の表面に導体膜が形成されている層構造を有するものであってもよい。延長部１２が上記のように導通可能な構成を有している場合には、次のような端子接続確認を行うことが可能となる。例えば、図４（ｃ）の点線に示すような断線部１４を有する配線パターン１５が形成された検査用部材１６を用意する。そして、延長部１２を持つ端子１と、回路基板５との接続工程の後に、検査用部材１６の断線部１４と、端子１の先端側との位置が合うようにして、検査用部材１６を回路基板５に近付ける、あるいは、当接させる。これにより、断線部１４が、端子１の延長部１２によって導通し、配線パターン１５が導通した状態となったときには、端子１が回路基板５に正常に接続したと判断する。また、配線パターン１５が導通しなかったときには、延長部１２が回路基板５から突出していないために断線部１４が導通状態にならなかったので、端子１が回路基板５に正常に接続していないと判断する。このようにして、端子の接続確認を行ってもよい。

さらに、図４（ｂ）や図４（ｃ）に示されるように、伸長部３が絶縁部４と延長部１２を有する構成の場合に、当該伸長部３に、例えば図４（ａ）に示されるような弾性部３Ａが設けられていてもよい。

１，２０端子
２，２２接続用部位
３，２３伸長部
５回路基板
６スルーホール
２１接続対象部材

Claims

接続対象部材の穴部内部で当該穴部の内壁面と電気的に接続する接続用部位と、
当該接続用部位に延設される絶縁部を含む伸長部と、
を有し、
前記接続対象部材の穴部内部で当該穴部の内壁面と前記接続用部位が電気的に接続されている状態で、前記伸長部の少なくとも一部が前記接続対象部材の穴部から突出することを特徴とする端子。
前記伸長部は、前記絶縁部に延設され当該絶縁部と異なる構成の延長部をさらに有することを特徴とする請求項１記載の端子。
前記延長部は、導体材料により構成されていることを特徴とする請求項２記載の端子。
前記延長部は、絶縁材料から成る芯材の表面に導体膜が設けられている構成を有することを特徴とする請求項２記載の端子。
前記芯材は、前記絶縁部が延長したものであることを特徴とする請求項４記載の端子。
前記接続用部位は、前記絶縁部につながる絶縁材料から成る芯材の表面に導体膜が形成されている構成の部位を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載の端子。
前記伸長部は、弾性変形可能な弾性部を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一つに記載の端子。
前記接続用部位は、前記接続対象部材の穴部である貫通孔の一端側の開口部から当該貫通孔の内部に挿入し当該貫通孔に嵌合する構成を有し、当該接続用部位における前記貫通孔への挿入方向の長さは、前記貫通孔の一端側の開口部から他端側の開口部までの長さよりも短いことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一つに記載の端子。
前記伸長部は、前記接続用部位が前記接続対象部材の前記貫通孔の一端側から挿入され当該貫通孔の内部における所定領域に配置している状態のときに、前記貫通孔の他端側の開口部から外に突出する長さを有していることを特徴とする請求項８記載の端子。
請求項１乃至請求項９の何れか一つに記載の端子を利用して電気的な接続が行われている接続部を有する装置。
請求項１乃至請求項９の何れか一つに記載の端子の前記伸長部と前記接続用部位を前記伸長部から順に、前記接続対象部材の穴部である貫通孔の一端側の開口部から当該貫通孔の内部に挿入した後に、前記端子の前記伸長部の少なくとも一部が前記貫通孔の他端側の開口部から突出していることを確認することにより、前記端子の前記接続用部位が前記接続対象部材に接続されたことを確認する端子接続確認方法。