JP2013114950A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】基板に対して確実に実装できるコネクタを提供する。
【解決手段】プラグコネクタ５（コネクタ）は、金属板M上に絶縁層Iを形成し、絶縁層I上に複数の導電パターンｅを形成することで、金属板Mを複数のコンタクトとして機能させつつ、プラグ側基板４（基板）に搭載されて用いられるものである。金属板Mの対向部M22の、プラグ側基板４に対向する面である基板対向面M22aには、プラグ側基板４に向かって膨らみ出る膨出部２４が複数形成されている。複数の導電パターンｅは、複数の膨出部２４に対して夫々重なるように形成されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、コネクタに関する。

この種の技術として、特許文献１は、本願の図１４に示すように、金属板である基材１００の一面に絶縁層を形成し、絶縁層上に金属鍍金を形成することで導体部を形成したコネクタ１０１を開示している。このコネクタ１０１は、基材１００の底部１００ａをプリント配線基板１０２に実装することで、プリント配線基板１０２に対して取り付けられる。

特開２００６−２２８６１２号公報

しかし、上記特許文献１のコネクタ１０１には、基板に対する実装に関し、改善の余地が残されていた。

本願発明の目的は、基板に対して確実に実装できるコネクタを提供することにある。

本願発明の第１の観点によれば、金属板上に絶縁層を形成し、前記絶縁層上に複数の導電パターンを形成することで、前記金属板を複数のコンタクトとして機能させつつ、基板に搭載されて用いられるコネクタであって、前記金属板の、前記基板に対向する面である基板対向面には、前記基板に向かって膨らみ出る膨出部が形成されており、前記複数の導電パターンのうち少なくとも何れかの導電パターンは、前記膨出部に対して重なるように形成されている、コネクタが提供される。
好ましくは、前記膨出部は、略球面状に膨らみ出ている。
好ましくは、前記膨出部の頂部は、略平坦状に形成されている。
好ましくは、前記基板対向面は、前記膨出部を除いて、絶縁被覆されている。
好ましくは、前記膨出部は複数形成されており、前記複数の膨出部は、千鳥配置されている。
本願発明の第２の観点によれば、金属板上に絶縁層を形成し、前記絶縁層上に複数の導電パターンを形成することで、前記金属板を複数のコンタクトとして機能させつつ、基板に搭載されて用いられるコネクタであって、前記金属板の、前記基板に対向する面である基板対向面には、前記基板に向かって膨らみ出る膨出部が複数形成されており、前記複数の導電パターンは、前記複数の膨出部に対して夫々重なるように形成されている。
好ましくは、前記基板対向面は、前記複数の膨出部を除いて、絶縁被覆されている。
好ましくは、前記複数の膨出部は、千鳥配置されている。

本願発明によれば、平坦な基板に対して、平坦な基板対向面から接続部を膨らみ出すことで、対向面に付加する絶縁被膜の厚さで接続部が埋没することを防止したり、基板面との間に隙間を生むことでハンダブリッジを抑止することなどで確実な基板への実装が可能となる。また、前記複数の導電パターン間で短絡することなく、且つ、狭ピッチで実装できるようになる。

図１は、レセプタクルコネクタからプラグコネクタを取り外した状態の斜視図である。（第１実施形態） 図２は、レセプタクルコネクタの斜視図である。（第１実施形態） 図３は、レセプタクルコネクタの一部切り欠き斜視図である。（第１実施形態） 図４は、図２のIV-IV線矢視断面図である。（第１実施形態） 図５は、プラグコネクタの斜視図である。（第１実施形態） 図６は、プラグコネクタから絶縁シートを取り外した状態の斜視図である。（第１実施形態） 図７は、プラグコネクタから絶縁シートを取り外した状態の平面図である。（第１実施形態） 図８は、図６のVIII-VIII線矢視断面図である。（第１実施形態） 図９は、図８のA部拡大図である。（第１実施形態） 図１０は、プラグ側基板に取り付けられたプラグコネクタの断面図である。（第１実施形態） 図１１は、レセプタクルコネクタとプラグコネクタの嵌合状態を示す断面図である。（第１実施形態） 図１２は、プラグコネクタの斜視図である。（第２実施形態） 図１３は、プラグコネクタから絶縁シートを取り外した状態の斜視図である。（第２実施形態） 図１４は、特許文献１の図８に相当する図である。

（第１実施形態）
図１〜図１１を参照して、本願発明の第１実施形態を説明する。各図において、断面以外に施されている細かいハッチングは、導電パターンをイメージしたものである。

（コネクタユニット１）
図１に示すように、コネクタユニット１は、レセプタクル側基板２（第１基板）に搭載されて用いられるレセプタクルコネクタ３（第１コネクタ、第１ハウジングレスコネクタ）と、プラグ側基板４（基板、第２基板、図１０を併せて参照）に搭載されて用いられるプラグコネクタ５（コネクタ、第２コネクタ、第２ハウジングレスコネクタ）と、によって構成されており、図１１に示すようにプラグコネクタ５をレセプタクルコネクタ３に嵌合させることでレセプタクル側基板２とプラグ側基板４とを電気的に接続するものである。

図１に示すように、レセプタクルコネクタ３は、金属板M上に絶縁層Iを形成し、絶縁層I上に複数の導電パターンｃを形成することで、金属板Mを複数のコンタクトとして機能させている。本実施形態においてレセプタクルコネクタ３は、樹脂製のハウジングを有さない所謂ハウジングレスコネクタとして構成されている。

（レセプタクルコネクタ３）
図２〜図４に示すように、レセプタクルコネクタ３は、櫛状に並べられてコンタクトの一部として機能する複数の片持ち梁６と、複数の片持ち梁６を取り囲む外枠体７と、を備えて構成されている。図３に示すように、複数の片持ち梁６は、レセプタクル側基板２のコネクタ搭載面２ａの面方向に沿って２列になって並んでいる。

ここで、図３を参照して、「ピッチ方向」、「ピッチ直交方向」、「高さ方向」を定義する。「ピッチ方向」とは、レセプタクル側基板２のコネクタ搭載面２ａの面方向に含まれる方向であって、多数の片持ち梁６が並べられている方向を意味する。「ピッチ方向」のうちレセプタクルコネクタ３の中央に近づく方向を「ピッチ中央方向」と定義し、レセプタクルコネクタ３の中央から離れる方向を「ピッチ反中央方向」と定義する。「ピッチ直交方向」とは、レセプタクル側基板２のコネクタ搭載面２ａの面方向に含まれる方向であって、ピッチ方向に対して直交する方向である。「ピッチ直交方向」のうちレセプタクルコネクタ３の中央に近づく方向を「ピッチ直交中央方向」と定義し、レセプタクルコネクタ３の中央から離れる方向を「ピッチ直交反中央方向」と定義する。「高さ方向」とは、レセプタクル側基板２のコネクタ搭載面２ａに対して直交する方向である。「高さ方向」のうちレセプタクル側基板２のコネクタ搭載面２ａに近づく方向を「基板近接方向」と定義し、レセプタクル側基板２のコネクタ搭載面２ａから離れる方向を「基板離間方向」と定義する。なお、これら「ピッチ方向」「ピッチ直交方向」「高さ方向」等は、図１に示すように、プラグコネクタ５に対してもそのまま適用されるものとする。

（外枠体７）
図２〜図４に示すように、外枠体７は、天板８と、一対の側板９と、を備えている。

（外枠体７：天板８）
図３に示すように、天板８は、複数の片持ち梁６を挟んでレセプタクル側基板２と反対側に配置されており、レセプタクル側基板２に対して略平行である。天板８は、プラグコネクタ５が挿入される挿入開口ユニット１０を有している。挿入開口ユニット１０は、一対の挿入開口１１によって構成されている。即ち、天板８には、一対の挿入開口１１が形成されている。換言すれば、天板８は、各挿入開口１１を取り囲むように形成されている。一対の挿入開口１１は、ピッチ直交方向に並んで配置されている。各挿入開口１１は、ピッチ方向に長細く形成されている。天板８は、各挿入開口１１を取り囲む切れ目のない周縁１２を有している。そして、各周縁１２には、基板近接方向に垂れ下がるように湾曲する第１湾曲部１３と一対の第２湾曲部１４が形成されている。第１湾曲部１３は、挿入開口１１から見てピッチ直交反中央方向側に形成されている。一対の第２湾曲部１４は、挿入開口１１から見てピッチ反中央方向側に形成されている。第１湾曲部１３は、第１湾曲面１３ａを有している。第２湾曲部１４は、第２湾曲面１４ａを有している。

（外枠体７：側板９）
図３に示すように、一対の側板９は、複数の片持ち梁６をレセプタクル側基板２のコネクタ搭載面２ａの面方向において挟むように配置されている。一対の側板９は、天板８のピッチ直交方向の端部に接続しており、基板近接方向に延びて形成されている。一対の側板９は、レセプタクル側基板２に対して略直交している。図２に示すように、各側板９のピッチ方向の端部の下端には、レセプタクルコネクタ３をレセプタクル側基板２にハンダ付けするためのホールドダウン１５が形成されている。各ホールドダウン１５は、各側板９に接続しつつ、側板９からピッチ直交中央方向に向かって折り曲げられて形成されている。

（片持ち梁６）
図４に示すように、各片持ち梁６は、レセプタクル側基板２から離れるように延びて形成されている。詳しくは、各片持ち梁６は、外枠体７の各側板９の下端部９ａに接続しつつピッチ直交中央方向に向かって延びる直線部６ａと、直線部６ａに接続しつつ基板離間方向、ピッチ直交反中央方向、基板近接方向へ順番に向かうように湾曲する湾曲部６ｂと、によって構成されている。この湾曲部６ｂの存在により、各片持ち梁６は、レセプタクル側基板２から離れるように延びて形成されていると言及することができる。そして、各片持ち梁６のうちレセプタクル側基板２から最も離れた部分である頂部６ｃは、天板８によって覆われている。具体的には、各片持ち梁６の頂部６ｃは、天板８のうち一対の挿入開口１１を仕切る部分としての天板中央部８ａによって覆われている。

（導電パターンｃ）
以上の構成のレセプタクルコネクタ３には、図１及び図２に示すように、複数の導電パターンｃが形成されている。各導電パターンｃは、各片持ち梁６に対応するように形成されている。即ち、導電パターンｃの本数と、片持ち梁６の本数は同じである。

図３及び図４に示すように、各導電パターンｃは、各片持ち梁６と、側板９と、天板８と、に跨るように形成されている。詳しくは、各導電パターンｃは、各片持ち梁６の湾曲部６ｂから天板８の第１湾曲部１３にかけて形成されている。図４に示すように、各導電パターンｃは、レセプタクル側基板２のコネクタ搭載面２ａに形成した電極パッド２ｂにハンダ付けされる。

（ホールドダウンパターンｄ）
図２に示すように、レセプタクルコネクタ３には、複数のホールドダウンパターンｄが形成されている。各ホールドダウンパターンｄは、各ホールドダウン１５と、側板９と、に跨るように形成されている。各ホールドダウン１５は、各ホールドダウンパターンｄが、レセプタクル側基板２のコネクタ搭載面２ａに形成したホールドダウン用パッド２ｃにハンダ付けされることにより、レセプタクル側基板２に固定される。

（プラグコネクタ５）
次に、図１及び図５〜図１０に基づいて、プラグコネクタ５を説明する。図１に示すプラグコネクタ５は、金属板M上に絶縁層Iを形成し、絶縁層I上に複数の導電パターンｅを形成することで、金属板Mを複数のコンタクトとして機能させている。本実施形態においてプラグコネクタ５は、樹脂製のハウジングを有さない所謂ハウジングレスコネクタとして構成されている。

詳しくは、図５に示すように、プラグコネクタ５は、プラグコネクタ本体２０と、絶縁シート２１と、によって構成されている。

（プラグコネクタ本体２０）
プラグコネクタ本体２０は、金属板Mと絶縁層I、複数の導電パターンｅを有している。

金属板Mは、プラグ側基板４に対向する対向部M22と、一対のU字部M23と、によって構成されている（図１０も併せて参照）。

図７及び図８に示すように、金属板Mの対向部M22の、プラグ側基板４に対向する面である基板対向面M22aには、プラグ側基板４に向かって膨らみ出る膨出部２４が複数形成されている。各膨出部２４は、プラグ側基板４に向かって略球面状に膨らみ出ている。また、図９に示すように、各膨出部２４の頂部２４ａは、略平坦状に形成されている。即ち、各膨出部２４の頂部２４ａには、直径Dの略円状平面が形成されている。そして、複数の膨出部２４は、図６及び図７に示すように、略千鳥状に配置されている。

図５及び図６に示すように、各U字部M23は、対向部M22のピッチ直交方向の端部から基板近接方向（レセプタクル側基板２に近づく方向、以下同様。）に延び、ピッチ直交中央方向に向かって湾曲し、その後、基板離間方向（レセプタクル側基板２から離れる方向、以下同様。）に延びるように略U字状に形成されている。

絶縁層Iは、金属板M上に形成されている。絶縁層Iは、金属板Mの二面のうち、基板対向面M22aを含む面上に形成されている。絶縁層Iは、例えばポリイミドやアラミドによって形成される。また、これに代えて、絶縁層Iを金属板M自体の酸化膜として形成してもよい。

複数の導電パターンｅは、絶縁層I上に形成されている。複数の導電パターンｅと、金属板Mと、の間に絶縁層Iが介在することで、複数の導電パターンｅは、相互に電気的に絶縁された状態となっている。複数の導電パターンｅは、図２に示す複数の片持ち梁６（導電パターンｃ）に対応するように形成されている。即ち、導電パターンｅの本数と、片持ち梁６（導電パターンｃ）の本数は同じである。

図８に示すように、各導電パターンｅは、一方のU字部M23と対向部M22とに跨るように形成されている。また、各導電パターンｅは、各膨出部２４に至るまで延びており、各膨出部２４に対して重なるように形成されている。この結果、対向部M22において、各導電パターンｅは、プラグ側基板４側に膨らみ出ることになる。そして、図１０に示すように、各導電パターンｅは、プラグ側基板４のコネクタ搭載面４ａの電極パッド４ｂにハンダ付けされる。具体的には、各導電パターンｅは、各膨出部２４において、プラグ側基板４のコネクタ搭載面４ａの電極パッド４ｂにハンダ付けされる。

（絶縁シート２１）
図５及び図６に示すように、絶縁シート２１は、金属板Mの対向部M22の基板対向面M22aを被覆している。換言すれば、金属板Mの対向部M22の基板対向面M22aは、絶縁シート２１により絶縁被覆されている。詳しくは、金属板Mの対向部M22の基板対向面M22aは、複数の膨出部２４を除いて、絶縁シート２１により絶縁被覆されている。換言すれば、金属板Mの対向部M22の基板対向面M22aが絶縁シート２１により絶縁被覆された図５の状態で、複数の膨出部２４は外部に露出した状態となっている。更には、金属板Mの対向部M22の基板対向面M22aが絶縁シート２１により絶縁被覆された図５の状態で、複数の膨出部２４が絶縁シート２１を貫通してプラグ側基板４側に突出するように、複数の膨出部２４は、プラグ側基板４に向かって十分に膨らみ出ている。絶縁シート２１は、例えばポリイミドやアラミドで形成されている。

（作動）
次に、コネクタユニット１の作動を説明する。先ず、図４に示すようにレセプタクルコネクタ３をレセプタクル側基板２に搭載し、図１０に示すようにプラグコネクタ５をプラグ側基板４に搭載する。次に、図１１に示すように、プラグコネクタ５の各U字部M23を、レセプタクルコネクタ３の各挿入開口１１に挿入する。挿入開口１１の周縁１２には、第１湾曲部１３と第２湾曲部１４が形成されているので、プラグコネクタ５の各U字部M23は、レセプタクルコネクタ３の各挿入開口１１へ挿入し易い。プラグコネクタ５の各U字部M23をレセプタクルコネクタ３の各挿入開口１１へ挿入する際、プラグコネクタ５の各U字部M23は、各片持ち梁６の湾曲部６ｂをピッチ直交中央方向へと押し退ける。そして、各片持ち梁６は、自己弾性復元力によりプラグコネクタ５の各U字部M23に対して強力に接触し、この接触により、レセプタクルコネクタ３の各導電パターンｃと、プラグコネクタ５の各導電パターンｅと、の導通が実現される。

（製造方法）
ここで、レセプタクルコネクタ３の製造方法を説明する。先ず、金属板の一方の面に絶縁層を形成する。次に、この絶縁層上に所望の導電パターンｃ及びホールドダウンパターンｄを形成する。そして、不要な部分をパンチ加工などで取り除き、折り曲げ加工を実施することにより、図２に示すようなレセプタクルコネクタ３が完成する。

プラグコネクタ５の製造方法は、上記レセプタクルコネクタ３の製造方法と同じであるからその説明を割愛する。

以上に本願発明の第１実施形態を説明したが、上記第１実施形態の特長は以下の通りである。

即ち、プラグコネクタ５（コネクタ）は、金属板M上に絶縁層Iを形成し、絶縁層I上に複数の導電パターンｅを形成することで、金属板Mを複数のコンタクトとして機能させつつ、プラグ側基板４（基板）に搭載されて用いられるものである。金属板Mの対向部M22の、プラグ側基板４に対向する面である基板対向面M22aには、プラグ側基板４に向かって膨らみ出る膨出部２４が複数形成されている。複数の導電パターンｅは、複数の膨出部２４に対して夫々重なるように形成されている。以上の構成によれば、複数の導電パターンｅをプラグ側基板４に対してメリハリよく接触させることができるので、プラグコネクタ５をプラグ側基板４に対して確実に実装することが可能となる。また、複数の導電パターンｅ間で短絡することなく、且つ、狭ピッチで実装できるようになる。

なお、この種のコネクタにおいて、導電パターン自体を部分的に膨らみ出すような技術的発想は従来、存在していなかった。というのは、従来発想だと、そのまま実装すると隣接端子が短絡する虞があり、隣接端子と短絡しないようにするため絶縁処理を施すと、基板実装部分とコネクタ実装部分が接触しない（距離が長くなる）ため確実に実装できない虞があった。これに対し、本実施形態では、絶縁処理を施した上で、実装部分を膨らませることで、隣接端子との短絡を防ぎつつ、基板実装部分とコネクタ実装部分を接触させ（近づかせ）確実に実装させることを可能とした。

また、金属板Mの対向部M22の基板対向面M22aは、複数の膨出部２４を除いて、絶縁被覆されている。以上の構成によれば、隣り合う導電パターンｅ間での意に反する短絡を効果的に抑制できる。

また、複数の膨出部２４は、千鳥配置されている。以上の構成によれば、各膨出部２４を大きな面積で形成することが可能となる。

以上に本願発明の第１実施形態を説明したが、上記第１実施形態は、以下のように変更できる。

上記第１実施形態では、対向部M22を絶縁被覆するために、対向部M22上に絶縁シート２１を貼り付けることとした。しかし、これに代えて、対向部M22上に絶縁塗料を塗布したり、対向部M22上に酸化シリコンなどの絶縁材を蒸着させることで、対向部M22を絶縁被覆することとしてもよい。

また、上記第１実施形態において、レセプタクルコネクタ３及びプラグコネクタ５は、何れも、樹脂製のハウジングを備えない所謂ハウジングレスコネクタとした。しかし、これに代えて、レセプタクルコネクタ３及びプラグコネクタ５は、樹脂製のハウジングを備えていてもよい。

（第２実施形態）
次に、図１２及び図１３を参照しつつ、本願発明の第２実施形態を説明する。ここでは、本実施形態が上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、重複する説明は適宜省略する。また、上記第１実施形態の各構成要素に対応する構成要素には原則として同一の符号を付すこととする。

本実施形態におけるプラグコネクタ５では、対向部M22の基板対向面M22aに、プラグ側基板４に向かって膨らみ出る膨出部２４が複数形成されている。膨出部２４の個数は、導電パターンｅの本数の半分である。複数の膨出部２４は、略千鳥状に配置されている。そして、複数の導電パターンｅのうち半数の導電パターンｅは、各膨出部２４に対して重なるように形成されている。この結果、対向部M22において、複数の導電パターンｅのうち半数の導電パターンｅは、プラグ側基板４側に膨らみ出ることになる。そして、複数の導電パターンｅは、プラグ側基板４のコネクタ搭載面４ａの電極パッド４ｂにハンダ付けされる。具体的には、複数の導電パターンｅのうち半数の導電パターンｅは、各膨出部２４において、プラグ側基板４のコネクタ搭載面４ａの電極パッド４ｂにハンダ付けされる。また、複数の導電パターンｅのうち残りの半数の導電パターンｅは、金属板Mの対向部M22とU字部M23の境界で湾曲する湾曲部ｅ１において、プラグ側基板４の第２湾曲面１４ａの電極パッド４ｂにハンダ付けされる。なお、絶縁シート２１には、湾曲部ｅ１を外部へ露出されるためのハンダ付け窓部３５が形成されている。

以上に、本願発明の第１及び第２の実施形態を説明したが、第１及び第２実施形態は、以下のように変更できる。

即ち、上記第１及び第２実施形態において、膨出部２４はプラグコネクタ５に形成されているものとしたが、これに代えて、レセプタクルコネクタ３にも膨出部２４を形成してもよい。また、膨出部２４は、導電パターンｅ（又は導電パターンｃ）と同じ数だけ形成するのが好ましいが、必ずしも同数である必要はない。従って、例えば、１本の導電パターンｅを２つ以上の膨出部２４に対して重なるように構成してもよい。これによれば、１本の導電パターンｅを、プラグ側基板４のコネクタ搭載面４ａに形成された複数の電極パッド４ｂに同時に接触させることができる。

１ コネクタユニット
２ レセプタクル側基板
２ａ コネクタ搭載面
２ｂ 電極パッド
２ｃ ホールドダウン用パッド
３ レセプタクルコネクタ
４ プラグ側基板（基板）
４ａ コネクタ搭載面
４ｂ 電極パッド
５ プラグコネクタ（コネクタ）
６ 片持ち梁
６ａ 直線部
６ｂ 湾曲部
６ｃ 頂部
７ 外枠体
８ 天板
８ａ 天板中央部
９ 側板
９ａ 下端部
１０ 挿入開口ユニット
１１ 挿入開口
１２ 周縁
１３ 第１湾曲部
１３ａ 第１湾曲面
１４ 第２湾曲部
１４ａ 第２湾曲面
１５ ホールドダウン
２０ プラグコネクタ本体
２１ 絶縁シート
２４ 膨出部
２４ａ 頂部
３５ ハンダ付け窓部
ｃ 導電パターン
D 直径
ｄ ホールドダウンパターン
ｅ 導電パターン
ｅ１ 湾曲部
M 金属板
M22 対向部
M22a 基板対向面
M23 U字部
I 絶縁層

Claims (8)

1. 金属板上に絶縁層を形成し、前記絶縁層上に複数の導電パターンを形成することで、前記金属板を複数のコンタクトとして機能させつつ、基板に搭載されて用いられるコネクタであって、
   前記金属板の、前記基板に対向する面である基板対向面には、前記基板に向かって膨らみ出る膨出部が形成されており、
   前記複数の導電パターンのうち少なくとも何れかの導電パターンは、前記膨出部に対して重なるように形成されている、
   コネクタ。
2. 請求項１に記載のコネクタであって、
   前記膨出部は、略球面状に膨らみ出ている、
   コネクタ。
3. 請求項２に記載のコネクタであって、
   前記膨出部の頂部は、略平坦状に形成されている、
   コネクタ。
4. 請求項１〜３の何れかに記載のコネクタであって、
   前記基板対向面は、前記膨出部を除いて、絶縁被覆されている、
   コネクタ。
5. 請求項１〜４の何れかに記載のコネクタであって、
   前記膨出部は複数形成されており、
   前記複数の膨出部は、千鳥配置されている、
   コネクタ。
6. 金属板上に絶縁層を形成し、前記絶縁層上に複数の導電パターンを形成することで、前記金属板を複数のコンタクトとして機能させつつ、基板に搭載されて用いられるコネクタであって、
   前記金属板の、前記基板に対向する面である基板対向面には、前記基板に向かって膨らみ出る膨出部が複数形成されており、
   前記複数の導電パターンは、前記複数の膨出部に対して夫々重なるように形成されている、
   コネクタ。
7. 請求項６に記載のコネクタであって、
   前記基板対向面は、前記複数の膨出部を除いて、絶縁被覆されている、
   コネクタ。
8. 請求項６又は７に記載のコネクタであって、
   前記複数の膨出部は、千鳥配置されている、
   コネクタ。

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