JP2011034982A - コネクタ - Google Patents

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。凹凸構造は、例えば、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体パターンを形成することにより得ることができる。
【選択図】図３

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体パターンを形成してなる導体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、低い接触圧で導体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。

特開２００６−３１０１４０号公報 特開２００１−２５７０４７号公報 特開２００１−２６６９９０号公報

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、導体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体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。

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。

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体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、導体フィルムを構成する絶縁フィルム及び／又は導体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。

本発明の第１の実施の形態によるコネクタの用途の一例を概略的に示す斜視図である。 図１のコネクタを概略的に示す斜視図である。 図２のコネクタの接触部を概略的に示すIII−III線に沿った断面図である。 図２のコネクタのサンプルを評価する際に使用した評価系を概略的に示す図である。 図４に示される評価系を用いて評価した結果を示すグラフである。 図３のコネクタの接触部の変形例（参考例）を概略的に示す断面図である。 図２のコネクタの接触部の変形例を概略的に示す斜視図である 図２のコネクタの接触部の他の変形例を概略的に示す斜視図である 図２のコネクタの接触部の更に他の変形例を概略的に示す斜視図である 本発明の第２の実施の形態によるコネクタを概略的に示す斜視図である。 図１０のコネクタの接触部を概略的に示す正面図である。 図１１のコネクタの接触部の一部分を概略的に示す拡大図である。 図１２のコネクタの変形例を概略的に示す拡大図である。 図１２のコネクタの他の変形例を概略的に示す拡大図である。 図１０のコネクタの変形例を概略的に示す斜視図である。 図１０のコネクタの他の変形例を概略的に示す斜視図である。

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１３４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体フィルム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。サンプルの導体フィルム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体パターン１３０を設けた。なお、導体パターン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体フィルム（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、導体フィルム１４０に設けられた導体パターン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。参考例として、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を有する導体パターン１３０ａを形成することとしたものを図６に示す。この参考例の場合、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及び参考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 評価系
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 (3)

1. 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ものであり、
   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ものであり、
   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。
2. 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１記載のコネクタ。
3. 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１又は請求項２記載のコネクタ。

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