JP2021034324A - シールドコネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】基板への接合強度が向上するシールドコネクタを提供する。【解決手段】シールドコネクタは、端子の外周を覆うシールド部材10と、シールド部材10に設けられ、基板30の面に半田41を介して固定される基板実装面20とを備え、基板実装面20は、基準面22と基準面22に対して異なる高さの段差面23とを有する。例えば、段差面23は、基板実装面20の基準面22よりも突出している凸部24と、基板実装面20の基準面22よりも凹んでいる凹部27との少なくともいずれか一方より形成される。【選択図】図5

Description

本発明は、基板上に半田によって実装されるシールドコネクタに関する。
第1従来例のシールドコネクタ(特許文献1参照)100は、図14、図15に示すように、端子101と、インナーハウジング102と、インナーシールド部材103と、アウターハウジング104と、アウターシールド部材105とを備えている。
インナーハウジング102は、端子101を保持する。インナーシールド部材103は、インナーハウジング102の外周を覆っている。アウターシールド部材105は、アウターハウジング104の外周を覆っている。インナーシールド部材103とアウターシールド部材105は、アウターシールド部材105の弾性接触片106によって接触している。
インナーシールド部材103の下部には、第1脚部110が設けられている。アウターシールド部材105の下部には、第2〜第4脚部111が設けられている。第1脚部〜第4脚部110,111は、基板(図示せず)のスルーホール(図示せず)に挿入されている。第1脚部〜第4脚部110,111は、基板(図示せず)に半田付けされている。このように第1脚部〜第4脚部110,111がスルーホール(図示せず)に挿入された状態で半田付けされることによって、シールドコネクタ100が基板上に実装されている。
第2従来例のシールドコネクタ(特許文献2参照)100は、同軸コネクタである。シールドコネクタ100は、図16、図17に示すように、中心端子130と、中心端子130を保持する絶縁体のハウジング131と、ハウジング131の外周を覆う外部導体であるシールド部材132とを備えている。
シールド部材132の下部には、複数の脚部133が設けられている。複数の脚部133が基板120の孔(図示せず)に挿入され、固定されている。
このように複数の脚部133が基板120の孔(図示せず)に挿入されることによって、シールドコネクタ100が基板120上に実装されている。
特開2013−58357号公報 特開2016−201234号公報
しかしながら、第1従来例のシールドコネクタ100は、第1脚部〜第4脚部110,111がスルーホール(図示せず)に挿入された状態で半田付けされる構成である。
そのため、アウターシールド部材105等に作用する外力によって半田クラックが発生する虞があり、また、シールドコネクタ100の基板120への接合強度が懸念される。
第2従来例のシールドコネクタ100は、複数の脚部133が基板120の孔(図示せず)に挿入され、固定される構成である。
そのため、シールド部材132に作用する外力によってシールド部材132が基板120に対して変位し易く、シールドコネクタ100の基板120への接合強度が懸念される。
ここで、基板120との接合強度を向上させるために、第1従来例にあってはアウターシールド部材105等の基板実装面の全体を、第2従来例にあってもシールド部材132の基板実装面の全体を半田接合することが考えられる。しかし、接合強度が基板実装面の面積に依存することになる。
仮に、小さな面積の基板実装面しか確保できない場合にも、十分な接合強度を確保したいという要請がある。
本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、基板への接合強度が向上するシールドコネクタを提供することにある。
本発明の態様に係るシールドコネクタは、端子の外周を覆うシールド部材と、前記シールド部材に設けられ、基板の面に半田を介して固定される基板実装面とを備え、前記基板実装面は、基準面と前記基準面に対して異なる高さの段差面とを有する。
前記段差面は、前記基板実装面の前記基準面よりも突出している凸部と、前記基板実装面の前記基準面よりも凹んでいる凹部との少なくともいずれか一方より形成されていることが好ましい。
前記凸部又は前記凹部には、補助凸部又は補助凹部が設けられていることが好ましい。
前記基板実装面は、前記シールド部材の壁部の底面であり、前記基板実装面の中央領域が前記基準面に、前記基板実装面の両端領域が前記凹部による前記段差面にそれぞれ形成されていることが好ましい。
前記基板実装面には、前記基板の位置決めピン挿通孔に挿入される位置決めピンが設けられ、前記位置決めピンの周囲は、前記基準面と前記段差面の内で最も低い面に形成されていることが好ましい。
本発明によれば、基準面と段差面とこれらの段差によって形成された段差側面とが半田の接合面となり、基板実装面がフラット面の場合に比較して半田接合面積が増える。従って、シールドコネクタの基板への接合強度が向上するシールドコネクタを提供することができる。
第1実施形態を示し、基板に実装されたシールドコネクタの斜視図である。 第1実施形態を示し、シールドコネクタの分解斜視図である。 第1実施形態を示し、シールド部材の底面側から見た要部斜視図である。 第1実施形態を示し、(a)はシールド部材を基板に配置する前の状態を示す斜視図、(b)はシールド部材を基板に配置した状態を示す斜視図である。 第1実施形態を示し、(a)は図4(b)のIV−IV線断面図、(b)は(a)の半田付けされた状態を示す断面図である。 第1実施形態を示し、(a)は図5(b)のVIa−VIa線断面図、(b)は図5(b)のVIb−VIb線断面図である。 第1実施形態を示し、(a)は図4(b)のVII−VII線断面図、(b)は多い半田量で半田付けされた場合の図4(b)のVII−VII線断面図、(c)は少ない半田量で半田付けされた場合の図4(b)のVII−VII線断面図である。 第2実施形態を示し、基板に実装されたシールドコネクタの斜視図である。 第2実施形態を示し、シールド部材の底面側から見た要部斜視図である。 第2実施形態を示し、(a)はシールド部材を基板に配置した状態を示す要部断面図、(b)は(a)のE1部拡大図である。 第2実施形態を示し、(a)は図10の半田付けされた状態を示す断面図、(b)は(a)のE2部拡大図である。 第2実施形態の第1変形例を示し、シールド部材の底面側から見た要部斜視図である。 第2実施形態の第2変形例を示し、シールド部材の底面側から見た要部斜視図である。 第1従来例を示し、シールドコネクタの分解斜視図である。 第1従来例を示し、シールドコネクタの断面図である。 第2従来例を示し、シールドコネクタの分解斜視図である。 第2従来例を示し、シールドコネクタの断面図である。
以下、図面を用いて本実施形態に係るシールドコネクタを詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。
(第1実施形態)
第1実施形態に係るシールドコネクタ1は、図1〜図7に示されている。シールドコネクタ1は、図1及び図2に示すように、通信に使用される高周波コネクタである。シールドコネクタ1は、4つの端子アッセンブリ2と、導電材より形成されたシールド部材10と、電気絶縁材より形成されたハウジング28とを備えている。
各端子アッセンブリ2は、インナー端子3と、アウター端子4と、インナー端子3及びアウター端子4を保持するインナーハウジング5とを備えている。インナー端子3とアウター端子4は、基板接続ピン3a,4aをそれぞれ有する。
シールド部材10は、ダイキャスト鋳造により成形されたダイキャスト製である。シールド部材10は、上面壁11と、上面壁11より間隔を置いて下方に突出する5つの壁部12,13とを有する。上面壁11と隣り合う2つの壁部12,13によって4つの端子収容室14が形成されている。各端子収容室14に各端子アッセンブリ2が収容される。これによって、シールド部材10は、インナー端子3及びアウター端子4の外周を覆っている。
尚、シールド部材10とアウター端子4は、互いに接触し、電気的に接続している。
各壁部12,13の底面は、基板30の面に半田41を介して固定される基板実装面20,26にそれぞれ形成されている。
図3、図5に示すように、シールド部材10の両端に位置する各壁部12の基板実装面20には、2本の位置決めピン21がそれぞれ設けられている。図4に示すように、シールド部材10の各位置決めピン21が下記する基板30の位置決めピン挿通孔33に挿入することによって、シールド部材10が基板30上に配置される。
尚、下記のシールドコネクタ1の製造手順で説明するように、シールド部材10は、4つの端子アッセンブリ2とハウジング28を組付けた状態で基板30上に配置されるが、図4では、シールド部材10が基板30上に配置された状態のみを図示している。
両端に位置する壁部12の基板実装面20は、基準面22と基準面22に対して異なる高さの段差面23とを有する。基準面22は、各位置決めピン21の周囲に形成され、その以外の面が段差面23に形成されている。段差面23は、基板実装面20の基準面22よりも突出している凸部24(図5に示す)と、凸部24よりも更に突出している補助凸部25(図5に示す)とにより形成されている。
つまり、両端に位置する2つの壁部12の基板実装面20は、最も低い基準面22と、凸部24により形成された中間高さの第1段差面23aと、補助凸部25により形成された最も高い第2段差面23bより構成されている。
従って、図5(a)に示すように、半田ペースト40が塗布された基板30上にシールド部材10を配置した場合には、第2段差面23bと基板30間に隙間d1、第1段差面23aの基板30間に隙間d2、基準面22と基板30間に隙間d3が形成される。そして、隙間d3が最も大きい寸法、隙間d2が次に大きい寸法、隙間d1が最も小さい寸法となる。
図3、図7に示すように、中間位置の3つの壁部13の基板実装面26は、基準面22と基準面22に対して異なる高さの段差面23とを有する。基準面22は、基板実装面26の幅方向の中央領域であり、基板実装面26の幅方向の両端領域が段差面23に形成されている。段差面23は、基準面22よりも窪んだ凹部27(図7に示す)により形成されている。
ハウジング28は、図1に示すように、シールド部材10を更に覆うように配置されている。ハウジング28は、相手コネクタ嵌合室(図示せず)を有する。相手コネクタ嵌合室(図示せず)に相手コネクタ(図示せず)が嵌合されることによって、インナー端子3と相手インナー端子(図示せず)間が、アウター端子4と相手アウター端子(図示せず)間がそれぞれ電気的に接続される。
ハウジング28の両側部には、ペグ29がそれぞれ固定されている。この一対のペグ29のペグピン29aによってハウジング28が基板30に半田付けで固定される。
基板30には、インナーピン挿通孔31、アウターピン挿通孔32、位置決めピン挿通孔33、ペグピン挿通孔34が設けられている。基板30の部品実装面である上面には、位置決めピン挿通孔33を有するシールド実装位置に導電パッド35が設けられている。インナーピン挿通孔31及びアウターピン挿通孔32の周り位置には、導電パッド36,37がそれぞれ設けられている。シールド実装位置の導電パッド35とアウターピン挿通孔32の周りの導電パッド37は、基板30のグランド回路に接続されている。
次に、シールドコネクタ1の製造手順を簡単に説明する。導電パッド35,36,37等の上には、半田ペースト40(図5(a)参照)が塗布されているものとする。半田ペースト40は、図2、図3(a)には図示されていない。
先ず、ハウジング28にシールド部材10とペグ29を組み付ける。
次に、4つの端子アッセンブリ2がシールド部材10の各端子収容室14に組付ける。これにより、シールドコネクタ1が組付けられる。
次に、シールドコネクタ1を基板30上に配置する。具体的には、各ペグ29のペグピン29aをペグピン挿通孔34に挿入し、ハウジングを基板30上に配置する。各端子アッセンブリ2の基板接続ピン3aをインナーピン挿通孔31に、基板接続ピン4aをアウターピン挿通孔32にそれぞれ挿入し、各端子アッセンブリ2を基板30上に配置する。シールド部材10の位置決めピン21を基板30の位置決めピン挿通孔33に挿入し、シールド部材10を基板30上に配置する。
シールド部材10を基板30上に配置すると、基板実装面20、26と基板30との間には、半田ペースト40が隙間なく配置される(図5(a)、図7(a)参照)。
次に、半田リフロー工程を行う。この半田リフロー工程では、半田ペースト40が溶融する。溶融した半田41は、温度低下によって固化する。これによって、インナー端子3、アウター端子4、ペグピン29aが基板30に半田付けされる。又、シールド部材10及びその位置決めピン21が基板30に半田付けされる。これで、完了する。
次に、シールド部材10及びその位置決めピン21の基板30への半田付け構造について説明する。図5(a)に示すように、両端に位置する壁部12の基板実装面20は、高さの異なる基準面22と第1段差面23aと第2段差面23bとを有する。
そのため、図5(b)、図6(a)、(b)に示すように、基準面22と第1段差面23aと第2段差面23bと共に、これらの段差によって形成された各段差側面23cが半田41の接合面となって半田付けが行われる。
図7(a)に示すように、両端以外の壁部13の基板実装面26は、高さの異なる基準面22と段差面23とを有する。そのため、図6(b)に示すように、基準面22と段差面23と共に、これらの段差によって形成された各段差側面23cが半田41の接合面となって半田付けが行われる。
以上説明したように、シールドコネクタ1は、インナー端子3及びアウター端子4の外周を覆うシールド部材10と、シールド部材10に設けられ、基板30の面に半田41を介して固定される基板実装面20,26とを備えている。そして、基板実装面20,26は、基準面22と基準面22に対して異なる高さの段差面23(23a,23b)とを有する。
従って、上記したように、基準面22と段差面23(23a,23b)と共にこれらの段差によって形成された段差側面23cが半田41の接合面となって半田付けが行われる。これにより、基板実装面20,26がフラット面の場合に比較して半田接合面積が増えるため、シールドコネクタ1の基板30への接合強度が向上する。
つまり、小さな基板実装面しか確保できない場合にあっても、シールド部材10の基板30への接合強度を確保できる。
両端位置の壁部12の基板実装面20では、段差面23(23a,23b)は、基板実装面20の基準面22よりも突出している凸部24と補助凸部25によって形成されている。従って、基板実装面20に凸部24と補助凸部25を設けるだけで段差面23(23a,23b)を形成できるため、構造が単純で作製が容易である。
両端以外に位置する壁部13の基板実装面26では、段差面23は、基板実装面26の基準面22よりも窪んでいる凹部27によって形成されている。
従って、基板実装面26に凹部27を設けるだけで段差面23を形成できるため、構造が単純で作製が容易である。
両端以外に位置する壁部13の基板実装面26では、基板実装面26の中央領域が基準面22に、基板実装面26の両端領域が凹部27による段差面23にそれぞれ形成されている。
従って、基板実装面26と基板30との間に介在される半田41の量が多いと、図6(b)に示すように、基準面22と段差面23とこれらによって形成される段差側面23cの間に半田41が介在されると共に壁部13の両側面に半田フィレットが形成される。これにより、壁部13の両側面も半田41の接合面とされることから半田接合面積が更に増えるため、シールドコネクタ1の基板30への接合強度が更に向上する。
基板実装面26と基板30との間に介在される半田41の量が少ないと、図6(c)に示すように、基準面22にしか半田41が接合されない状態となる場合がある。その場合には基準面22と段差面23の段差によって形成される段差側面23cによって半田フィレットが形成され、適正な半田接合形態を確保できる。そのため、小さな半田接合面積であっても、シールドコネクタ1の基板30への接合強度を強くできる。
つまり、このように壁部13の基板実装面26を形成すれば、壁部13の厚みt(図7に示す)を薄くしても適正な半田接合形態を確保できるため、端子収容室14のピッチを狭くできる。従って、シールドコネクタ1の小型化が可能になる。
両端位置の壁部12の基板実装面20には、基板30の位置決めピン挿通孔33に挿入される位置決めピン21が設けられている。位置決めピン21の周囲は、基準面22と第1段差面23aと第2段差面23bの内で最も低い面(この実施形態では基準面22)に形成されている。
従って、図5(b)に示すように、位置決めピン21の周囲の基準面22と基板30との間には、確実に半田41が介在するための隙間d3が形成されるため、位置決めピン21の周囲は確実に半田付けされる。位置決めピン21の周囲が確実に半田付けされ、位置決めピン21の周囲での接合強度を確実に高くすることができるため、シールドコネクタ1の基板30への接合強度が向上することになる。
(第2実施形態)
第2実施形態に係るシールドコネクタ1は、図8〜図11に示されている。シールドコネクタ1は、通信に使用される高周波コネクタである。シールドコネクタ1は、図8に示すように、インナー端子50を保持するインナーハウジング5Aと、インナーハウジング5Aの外周に配置されたシールド部材10とを備えている。その上、シールドコネクタ1は、シールド部材10の外周に配置されたハウジング28を備えている。
ハウジング28には、相手コネクタ嵌合室28aが形成されている。この相手コネクタ嵌合室28aにインナー端子50が配置されている。インナー端子50は、相手コネクタ嵌合室28a内では、シールド部材10の円筒部10a内に収容されている。相手コネクタ嵌合室28aに相手コネクタ(図示せず)が嵌合される。
シールド部材10は、インナーハウジング5Aの外周に配置されることによってインナー端子50の外周を覆っている。シールド部材10は、上面壁11と上面壁11より垂下された3つの壁部12を有する。上面壁11と3方の壁部12に囲まれて収容空間55が形成されている。収容空間55には、インナーハウジング5Aが収容されている。インナーハウジング5Aの底面側よりインナー端子50の基板接続ピン50aが突出している。基板接続ピン50aは、基板30に半田付けされる。
シールド部材10の各壁部12の底面は、図9に示すように、基板実装面51に形成されている。基板実装面51の4隅位置には、位置決めピン21がそれぞれ設けられている。
基板実装面51は、図9〜図11に示すように、基準面22と基準面22に対して異なる高さの段差面23とを有する。基準面22は、各位置決めピン21の周囲に形成され、その以外の面が段差面23に形成されている。
一部の段差面23は、基板実装面51の基準面22よりも突出している凸部24より形成されている。それ以外の段差面23は、凸部24と凸部24に設けられた補助凹部52とにより形成されている。補助凹部52は、円形状の溝である。
つまり、基板実装面51は、最も低い基準面22と、凸部24により形成された最も高い第1段差面23aと、補助凹部52により形成された中間高さの第2段差面23bとから構成されている。
基板実装面51は、前記第1実施形態と同様にして半田リフロー工程によって基板30に半田付けされる。半田リフロー工程では、溶融した半田41が補助凹部52の中にも入り込む(図11(b)参照)。従って、第1実施形態と同様に、図11に示すように、基準面22と第1段差面23aと第2段差面23bと共に、これらの段差によって形成された各段差側面23cが半田41の接合面となって半田付けが行われる。
以上説明したように、シールドコネクタ1は、端子(図示せず)の外周を覆うシールド部材10と、シールド部材10に設けられ、基板30の面に半田41を介して固定される基板実装面51とを備える。そして、基板実装面51は、基準面22と基準面22に対して異なる高さの段差面23(第1段差面23aと第2段差面23b)とを有する。
従って、第1実施形態と同様に、基準面22と段差面23(第1段差面23aと第2段差面23b)と共に、これらの段差によって形成された段差側面23cが半田41の接合面となって半田付けが行われる。
これにより、基板実装面51がフラット面の場合に比較して半田接合面積が増えるため、シールドコネクタ1の基板30への接合強度が向上する。
(第2実施形態の第1変形例)
第2実施形態の第1変形例に係るシールドコネクタ1は、図12に示されている。第2実施形態の第1変形例に係るシールドコネクタ1は、前記第2実施形態に係るシールドコネクタ1と比較するに、補助凹部52がローレットによって形成されている点のみが相違する。
他の構成は、前記第2実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。図面の同一構成箇所には同一符号を付して明確化を図る。
この第1変形例にあって、シールド部材10を基板30に配置した状態の断面図、及び、半田付けされた状態の断面図は、前記第2実施形態の図10及び図11とほぼ同様な図面となる。
図10及び図11を参照して説明するに、この第2実施形態の第1変形例においても、基準面22と段差面 23(第1段差面23aと第2段差面23b)と共に、これらの段差によって形成された段差側面23cが半田41の接合面となって半田付けが行われる。
これにより、基板実装面51がフラット面の場合に比較して半田接合面積が増えるため、シールドコネクタ1の基板30への接合強度が向上する。
(第2実施形態の第2変形例)
第2実施形態の第2変形例に係るシールドコネクタ1は、図13に示されている。第2実施形態の第2変形例に係るシールドコネクタ1は、前記第2実施形態に係るシールドコネクタ1と比較するに、補助凹部52が半球状の溝によって形成されている点のみが相違する。
基板実装面51は、最も低い基準面22と、凸部24により形成された最も高い第1段差面23aと、補助凹部52により形成された中間高さの第2段差面23bとから構成されている。第2段差面23bは、半球状の溝によって形成されるため、一定の高さではなく徐々に変化する高さである。
他の構成は、前記第2実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。図面の同一構成箇所には同一符号を付して明確化を図る。
この第2実施形態の第2変形例においては、基準面22と段差面 23(第1段差面23aと第2段差面23b)と共に、これらの段差によって形成された段差側面23cが半田41の接合面となって半田付けが行われる。
これにより、基板実装面51がフラット面の場合に比較して半田接合面積が増えるため、シールドコネクタ1の基板30への接合強度が向上する。
(その他)
前記第1実施形態では、両端位置の壁部12の基板実装面20にあっては、段差面23は、基板実装面20の基準面22よりも突出している凸部24により形成されている。両端以外の壁部13の基板実装面26にあっては、段差面23は、基板実装面51の基準面22よりも凹んでいる凹部27により形成されている。
変形例の段差面23として、凸部と凹部の双方より形成するものが考えられる。つまり、段差面23は、基板実装面20の基準面22よりも突出している凸部24と、基板実装面20の基準面22よりも凹んでいる凹部27との少なくともいずれか一方より形成されるものであれば良い。
前記第1実施形態では、第2段差面23bは、凸部24に補助凸部25を設けることによって形成されている。第2実施形態では、第2段差面23bは、凸部24に補助凹部52を設けることによって形成されている。
変形例としては、第2段差面及び第3段差面は、凸部24に補助凸部と補助凹部の双方を設けて形成したものが考えられる。
変形例としては、凹部に補助凸部を設けて形成したもの、又は、凹部に補助凹部を設けて形成したもの、又は、凹部に補助凸部と補助凹部の双方を設けて形成したものが考えられる。
前記第1、第2実施形態では、段差面23は、第1段差面23aと第2段差面23bの2つであるが、3つ以上としても良い。
前記第1、第2実施形態では、基準面22は、基板30の面との間の隙間d3が最も広い面であるが、これに限定されることはない。基準面22は、基板30の面との間の隙間寸法が最も狭い面でも、基板30の面との間の隙間寸法が中間の面でも良い。
本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。
1 シールドコネクタ
3 インナー端子(端子)
4 アウター端子(端子)
10 シールド部材
20,26,51 基板実装面
22 基準面
23 段差面
24 凸部
25 補助凸部
27 凹部
30 基板
41 半田
52 補助凹部

Claims (5)

  1. 端子の外周を覆うシールド部材と、
    前記シールド部材に設けられ、基板の面に半田を介して固定される基板実装面とを備え、
    前記基板実装面は、基準面と前記基準面に対して異なる高さの段差面とを有するシールドコネクタ。
  2. 前記段差面は、前記基板実装面の前記基準面よりも突出している凸部と、前記基板実装面の前記基準面よりも凹んでいる凹部との少なくともいずれか一方より形成されている、請求項1に記載のシールドコネクタ。
  3. 前記凸部又は前記凹部には、補助凸部又は補助凹部が設けられている、請求項2に記載のシールドコネクタ。
  4. 前記基板実装面は、前記シールド部材の壁部の底面であり、前記基板実装面の中央領域が前記基準面に、前記基板実装面の両端領域が前記凹部による前記段差面にそれぞれ形成されている、請求項2に記載のシールドコネクタ。
  5. 前記基板実装面には、前記基板の位置決めピン挿通孔に挿入される位置決めピンが設けられ、
    前記位置決めピンの周囲は、前記基準面と前記段差面の内で最も低い面に形成されている、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のシールドコネクタ。
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