JP2013093433A - 回路基板エッジコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】エッジコネクタの端子導体間にコネクタの接触子が落ち込まない構造の回路基板エッジコネクタを提供する。
【解決手段】多数の接触子が収容されたコネクタに挿抜されて電気的に接続される多数の端子導体１３が配列された回路基板エッジコネクタ１１であって、端子導体１３の側面にコネクタの接触子１７が落ち込んで接触しないように、ソルダレジスト１４が形成されている。ソルダレジスト１４は、端子導体１３の厚さ以上に形成され、また、端子導体のエッジ側先端より先まで形成され、さらに、先端側が傾斜面で形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、光データリンク等の回路基板を、ホスト装置の電気コネクタに挿抜可能に接続する回路基板エッジコネクタに関する。

光通信の高速化に伴う光データリンク（例えば、光トランシーバ）等の通信機器の高密度化実装と、メンテナンス性向上のためのプラガブル化（活線挿抜）の要求が高く、機器の小型化とプラガブル化が進んでいる。光データリンクは、ホスト装置にガイドレール等により案内されて挿抜され、光データリンクの後部に形成された回路基板エッジコネクタ（カードエッジコネクタともいう）が、ホスト装置側の電気コネクタと着脱される。通常、ガイドレールは、光データリンクの挿入を案内し、電気コネクタのガイド機構で回路基板エッジコネクタの挿入を精度よく案内している。

回路基板エッジコネクタは、例えば、特許文献１に開示されるように、回路基板の端部のエッジ部分に多数の端子導体（エッジ端子）を配列してなり、接続相手のコネクタの接触子（コンタクト）と摺動的な操作で電気的に接触される。端子導体の表面は、防錆等のためのＮｉ／Ａｕめっきが施されているが、コネクタへの挿抜の繰り返しでＮｉ／Ａｕめっきがダメージを受ける。このため、特許文献１には、端子導体の先端側の延長部分にソルダレジスト等を形成して、Ｎｉ／Ａｕめっきがダメージを受けないようにすると共に電気的に絶縁することが開示されている。

特開平７−２３１１５３号公報

光データリンクの基本的な機能を備え、光と電気の変換に特化した１０ＧｂＥの光データリンク（ＳＦＰ＋：Small Form Pluggable ＋）は、光送信モジュール（ＴＯＳＡ）と光受信モジュール（ＲＯＳＡ）の基本回路で構成され、２０ピンの基本端子数を有する。これに、さらにジッタ低減のためのクロック・データ・リカバリ（ＣＤＲ）回路やシリアライザ／デシリアライザ（ＳｅｒＤｅｓ）等の多くの機能を実装する光データリンク（Ｘ２／ＸＥＮＰＡＫ）の基板端子数は、７０ピンとなる。このＸ２／ＸＥＮＰＡＫの回路基板のエッジコネクタは、端子導体の幅が０.６ｍｍで、端子間の絶縁間隔は０.２ｍｍが設計上の中心値とされ、非常に高密度で且つ微細化されている。

図５（Ａ）は、光データリンクをホスト装置に電気的に接続する回路基板のエッジコネクタ１と、該エッジコネクタが挿入されるホスト装置側のレセプタクル形状のコネクタ４と、を模式的に示した図である。エッジコネクタ１は、回路基板２にプリント回路技術により多数の端子導体３を形成してなる。コネクタ４は、ホスト装置の筐体５のスロット６内に、多数の接触子７を配列してなる。エッジコネクタ１は、コネクタ４のスロット６に設けた、例えばテーパ状のガイド部８により案内されて、電気接続のための挿入位置が位置決めされる。

図５（Ｂ）に示すように、エッジコネクタ１の端子導体３とコネクタ４の接触子７とは、一致するように配列されていて、正常状態では、エッジコネクタ１がコネクタ４に挿入されたとき、端子導体３の表面と接触子７が電気的に接触して電気接続される。
しかし、機器の試験等でエッジコネクタ１とコネクタ４との挿抜が繰り返し行われると、図５（Ｃ）に示すように、ガイド部８等が摩耗や破損して、端子導体３と接触子７とが電気的に正しく接続されなくなることがある。

図６は、端子導体３と接触子７とが電気的に正しく接続されないときの状態を説明する図である。図６（Ａ）に示すように、端子導体３は、所定の導体幅ａと間隔ｂで、回路基板２の端部エッジから多少離れた位置に導体先端がくるように形成されている。また、グランド用や電源用の端子導体３’は、信号用の端子導体３より多少飛び出て形成されている。なお、端子導体３，３’の露出表面は、Ｎｉ／Ａｕめっき等が施されている。

図６（Ｂ），（Ｃ）は、図５（Ｃ）で述べたように、端子導体３と接触子７とが電気的に正しく接続されないときの状態を模擬した図である。端子導体３間の間隙ｂは、上述のように、０.２ｍｍ程度であると、端子導体３と接触子７とが位置ズレを生じた場合、接触子７は端子導体３間の間隙に落ち込んで、端子導体３の何れかの側面に高い確率で接触し、応力が生じる。このとき、コネクタ接続時の摺接で導体３ａの表面に施されためっき層３ｂが擦られ、バリや削り屑３ｃが生じることがある。

端子導体間の間隔が狭いため、僅かのバリや削り屑であっても端子導体間を電気的に短絡させる虞がある。グランド用や電源用の端子の短絡は、検査時に比較的見つけ易いが、その他の機能の信号端子は検査内容によっては見つけにくいことがある。また、コネクタに損傷が生じると、コネクタの挿抜力に変化を生じるが、端子数が多いと挿抜力も大きくなるため気付かずに多くの製品検査等を行ってしまう。このため、検査前の製品は良品であるにも関わらず、検査の際のコネクタ接続で不良品としてしまう虞がある。

本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、エッジコネクタの端子導体間にコネクタの接触子が落ち込まない構造の回路基板エッジコネクタの提供を目的とする。

本発明による回路基板エッジコネクタは、多数の接触子が収容されたコネクタに挿抜されて電気的に接続される多数の端子導体が配列された回路基板エッジコネクタであって、端子導体の側面にコネクタの接触子が落ち込んで接触しないように、ソルダレジストが形成されていることを特徴とする。
上記のソルダレジストは、端子導体の厚さ以上に形成され、また、端子導体のエッジ側先端より先まで形成され、さらに、先端側が傾斜面で形成されていることが好ましい。

本発明によれば、コネクタの接触子がソルダレジストにより、エッジコネクタの端子導体間に落ち込むことが防止され、端子導体の側面に接触子が接触して端子導体表面のめっき層を擦り、バリや削り屑が生じるのを抑制することができる。

本発明による回路基板エッジコネクタが適用される一例の光データリンクを示す図である。 本発明による回路基板エッジコネクタの正常な接続状態を示す図である。 本発明による回路基板エッジコネクタの不良時の接続状態を示す図である。 本発明による回路基板エッジコネクタの具体例を説明する図である。 回路基板エッジコネクタの従来技術を説明する図である。 従来の回路基板エッジコネクタの課題を説明する図である。

図により本発明の実施の形態を説明する。光通信に用いられる光データリンク１０は、例えば、図１に示すように、光ファイバが接続されるレセプタクル部１０ａと、光電変換素子及びそのための電子部品や回路が搭載された本体部１０ｂとからなる。この光データリンク１０は、ホスト装置の筐体１５のフェイスプレート１５ａに設けられた開口部から装置内に挿入される。筐体１５の底壁１５bには、ガイドレール１５ｃが設けられ、光データリンク１０の挿抜が案内される。

光データリンク１０の本体部１０ｂには、電子部品や回路を搭載するための回路基板が設置されていて、その後端部にはエッジコネクタ１１が形成されている。このエッジコネクタ１１に対応して、ホスト装置側にはコネクタ１６が設置されている。このコネクタ１６は、図５で説明したのと同様な構成のもので、エッジコネクタ１１の端子導体と電気的に接触する多数の接触子を配列したスロットを有し、エッジコネクタ１１の挿入をガイド部により位置決めして電気接続する。

本発明によるエッジコネクタ１１は、図２に示すように、回路基板１２のエッジ部分に多数の端子導体１３を配列すると共に、端子導体１３間にソルダレジスト１４を形成して成る。なお、端子導体のうち、例えばグランド用の端子導体１３’は、信号用の端子導体１３より回路基板１２のエッジ近くに延びていて、コネクタ接続時に信号用の端子導体１３より先に接地されるようになっている。
ホスト装置側の各コネクタの接触子１７は、図５（Ｂ）で説明した正常な接続形態においては、図２に示すように、対応する各端子導体１３の上面に摺接して電気的に接触し、電気接続が形成される。

図３は、図５（Ｂ）で説明したようにホスト装置のコネクタが破損したりして不良状態にある場合の接続形態を示している。この場合、ホスト装置側の各コネクタの接触子１７は、各端子導体１３間に形成されたソルダレジスト１４上に乗り上げるか、若しくは、端子導体１３とソルダレジスト１４に跨るようにして摺接する。
すなわち、端子導体１３間のソルダレジスト１４により、接触子１７が端子導体１３の間に落ち込むのを防止する。この結果、接触子１７は、端子導体１３の側面を擦ったり摺接しないので、端子導体側面のめっき層を削り、バリや削り屑が生じるのを防止することができる。

図４は、上記のエッジコネクタ１１の具体例を説明する図である。エッジコネクタ１１の端子導体幅や端子間隔等は、光データリンクの（ＳＦＰ＋）〜（Ｘ２／ＸＥＮＰＡＫ）で共通の仕様となっている。端子導体１３の導体長さｆは、信号用で１.７ｍｍ、電源用で３.０ｍｍが中心値となっている。また、端子導体幅ａは６００μｍ、端子間隔ｂは２００μｍで、導体ピッチは８００μｍとなる。

端子導体間に設けるソルダレジスト１４は、紫外線硬化樹脂等の材料でスクリーン印刷などで形成することを想定し、端子導体１４とのクリアランスを５０μｍ程度に設定すると、レジスト幅ｃは１００μｍ程度となる。しかし、ソルダレジスト１４の両側面が端子導体１３の側面に接していても特に問題はなく、製造的な問題がなければレジスト幅ｃは、１００μ以上としてもよい。
端子導体１３の厚さｄ１は、仕様としてはめっき厚さが規定（Ｎｉめっき＞１.２７μｍ，Ａｕめっき＞０．３８μｍ）されているだけで、特に厚さ制限はない。しかしながら、端子導体１３間がコネクタの接触子により電気的に短絡するのを回避するには、端子導体１３の厚さは薄い方が好ましい。

したがって、端子導体１３の厚さｄ１は、基準設計値として５０μｍ程度とする。一方、ソルダレジスト１４の厚さｄ２は、端子導体１３の側面にコネクタの接触子１４が接触するのを回避するには、端子導体１３の厚さｄ１以上であるのが確実である。このため、ソルダレジスト１４の厚さｄ２は、バラツキを考慮して７０μｍ以上とするのが好ましい。

また、ソルダレジスト１４は、コネクタの接触子と較べると軟質であり、該接触子と摺接すると摩耗しやすい。これを軽減するために、ソルダレジスト１４の先端（接触子と最初に当たる部分）をテーパ状にして、接触子と接続開始時に当接するときの応力を緩和して、摩耗が軽減されるようにするのが好ましい。
なお、仕様として、コネクタエッジの１１の基板先端１１ａには、３００μｍのテーパを設けること、基板先端１１ａから信号導体１３の先端までの距離が５００μｍあることが規定されている。このため、製造上のマージンとして１００μｍ程度が必要なことからテーパ部の寸法ｅは、５０μｍ〜１００μｍで形成するのが好ましい。

上述した構成を備えた回路基板エッジコネクタは、端子導体間にプリント回路技術等の簡単な方法でソルダレジストを設けておくことにより、コネクタとの接続の不良により、端子導体にバリ等が生じるのを未然に防ぐことができる。この結果、検査段階での製品の不良発生を抑制し、歩留まりを向上させることができる。

１０…光データリンク、１０ａ…レセプタクル部、１０ｂ…本体部、１１…エッジコネクタ、１１ａ…基板先端、１２…回路基板、１３，１３’…端子導体、１４…ソルダレジスト、１５…ホスト装置の筺体、１５ａ…フェイスプレート、１５ｂ…底壁、１５ｃ…ガイドレール、１６…コネクタ、１７…接触子。

Claims (4)

1. 多数の接触子が収容されたコネクタに挿抜されて電気的に接続される多数の端子導体が配列された回路基板エッジコネクタであって、
   前記端子導体の側面に前記コネクタの接触子が落ち込んで接触しないように、ソルダレジストが形成されていることを特徴とする回路基板エッジコネクタ。
2. 前記ソルダレジストは、前記端子導体の厚さ以上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板エッジコネクタ。
3. 前記ソルダレジストは、前記端子導体のエッジ側先端より先まで形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回路基板エッジコネクタ。
4. 前記ソルダレジストは、先端側が傾斜面で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の回路基板エッジコネクタ。

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