JP2648120B2 - 表面接触形接続器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はコンタクトピンの下部
ピン端子を配線回路基板の表面に配された接点部材に突
き当てて加圧接触すると共に、同上部ピン端子にＩＣの
表面に配された接点部材を突き当てて加圧接触を図るよ
うにした表面接触形接続器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来多く実用されているこの種表面接触
形接続器は例えば特開昭３−１２７７８９号の第４図に
示すように、スリーブを絶縁基板の孔内に圧入し、この
スリーブに上部ピン端子と下部ピン端子を上下動可に設
け、上下ピン端子間をスリーブ内に設けたコイルバネに
より弾持し、この接続器を配線基板相互間に介在し、上
下ピン端子を互いに反対方向から押圧することにより上
記バネを圧縮し、その弾発力により両配線基板との加圧
接触力を得ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】而して、上記コイル
バネ方式のコンタクトピンは上下ピン端子を軸線上にお
いて伸長、収縮させる上で有効であるが、上記従来例は
コンタクトピンがスリーブと上下ピン端子とコイルスプ
リングの四部品から成る上、絶縁基板への圧入精度のバ
ラツキにより接触圧が不均一となる欠点を有している。
殊に、接続器の下部ピン端子を配線基板に突き当てて実
装する場合に、コイルバネによる大きな負荷（弾発力）
に抗しつつ接続器を配線基板へ強固にビス止めせねばな
らない煩雑な実装作業を伴ない、又ビス止め後（実装
後）は上部ピン端子への上部対象部品の加圧接触の有無
に拘らず、全コイルバネによる大きな弾発力が配線基板
へ常時加わり、薄型化している配線基板に反りを発生し
たり、該反りにより下部ピン端子の加圧接触力を低下し
たり、又ビス止め部において割れを発生する等の問題を
有している。

【０００４】又上記従来例はコンタクトピン個々を絶縁
基板へ圧入せねばならない高度で煩雑なアッセンブリー
作業を要するばかりか、圧入時におけるコンタクトピン
の変形、孔壁の割れ、圧入不良等の問題を内在し、コン
タクトピンは交換が不能であるから、１ピンでも不良の
出たソケットは全体を廃棄せねばならず極めて不経済で
ある。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】この発明は上記問題点
を解決する表面接触形接続器を提供するものである。こ
の接続器は上記従来例の如く上部ピン端子と下部ピン端
子間にバネを介在して両端子を弾力的に上下動できるよ
うにしたコンタクトピンを用い、この上下ピン端子を有
するコンタクトピン全体をバネによる弾力結合下におい
て絶縁基板に対し所定ストロークだけ自由上下動可に保
有させている。

【０００６】換言するとコンタクトピンは上下ピン端子
個々の弾力的上下動とは別に全体が絶縁基板に対し所定
ストロークだけ上下自由動可能に孔内に保有させる。そ
してこのコンタクトピンと孔壁間に上記上下動ストロー
クを設定する上昇止めと下降止めを形成し、該下降止め
により上記コンタクトピンの下降位置を保ち、上記下部
ピン端子が下部接続対象たる配線基板に突き当てられた
時上記コンタクトピン全体が孔内において自由に上昇し
て上昇止めに係合すると共に、該上昇止めへの係合後下
部ピン端子のみを上記バネを圧縮しつつ上昇せしめ、更
に上部ピン端子に上記上部接続対象が突き当てられた時
上部ピン端子のみを上記バネを圧縮しつつ下降せしめ、
上記各加圧接触を図る構成としたものである。

【０００７】

【作用】上記接続器は下部ピン端子を配線基板表面の接
点部材に突き当てて実装する場合に、コンタクトピン全
体を無負荷で上昇させ、上昇終端における僅かなストロ
−ク量において小さな予備弾力を蓄えるのみであるか
ら、接続器を配線基板に単に載せて容易にビス止めでき
実装作業を簡便にする。

【０００８】加えてＩＣ等の上部接続対象を上部ピン端
子に加圧接触していない時には、従来の如きバネによる
大きな弾発力が負荷として下部接続対象たる配線基板に
のみ加わることがなく、配線基板の反り、これによる下
部ピン端子の接圧低下、基板の割れ等の問題を有効に解
消できる。

【０００９】加えて上記接続器はコンタクトピン個々を
絶縁基板の孔に圧入する煩雑なアッセンブリー工程を省
約でき、圧入に伴なうコンタクトピンの変形、孔壁の割
れ等の問題を一掃でき、絶縁基板へのコンタクトピンの
アッセンブリーを著しく単純化でき、又圧入によってコ
ンタクトピンを交換不能にする問題を解決し、コストダ
ウンに寄与する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

【００１１】第１実施例（図１乃至図５，図８） コンタクトピン１は絶縁基板２の孔３内に保有され、そ
の一端と他端に接続対象による互いに反対方向の加圧接
触力が加わる円柱形の上部ピン端子４と下部ピン端子５
を有する。

【００１２】該上部ピン端子４と下部ピン端子５とはバ
ネ７に抗してこれを圧縮しつつ収縮方向へ移動し、バネ
７の反力で伸長方向へ移動可能であると共に、コンタク
トピン全体が絶縁基板２に対し孔３内において所定スト
ロークだけ上下自由動可能な構成にする。

【００１３】詳述すると、上記コンタクトピン１は上部
ピン端子４と下部ピン端子５とを有し、上部ピン端子４
は小径のピン端子部４ａの基部（下端）に一体に連設し
た大径の円形スリーブ４ｂを有し、換言すると大径スリ
ーブ４ｂの上端に一体に連設した小径のピン端子部４ａ
を有し、上記スリーブ４ｂの下端開口部内に別部品にて
形成した下部ピン端子５を上下動可能に嵌合し、この下
部ピン端子５上部ピン端子４とをスリーブ４ｂに内装し
たバネ７により弾発し、上下ピン端子４，５を弾力結合
する。即ち上下ピン端子４，５間にバネ７を介在して両
端子４，５を弾発した状態で弾力結合する。

【００１４】上記上下ピン端子４，５は相互に同芯円に
配置する。下部ピン端子５は基端（上端）に大径円柱形
の嵌合部５ｂと、この嵌合部５ｂの下端に連設した小径
円柱形のピン端子部５ａを有し、上記嵌合部５ｂをスリ
ーブ４ｂ内に上下動可に嵌合し、上記ピン端子部５ａを
スリーブ４ｂの下端開口部より下方へ突出している。

【００１５】上記スリーブ４ｂ内にコイル形のバネ７を
弾力を蓄えた状態で内装して上下ピン端子４，５間に介
在し、その反力で上部ピン端子４を上方向、下部ピン端
子５を下方向へ夫々弾発し弾力結合する。

【００１６】この時下部ピン端子５はスリーブ４ｂの下
端を縮径等して形成した段部８の内面に嵌合部５ｂの下
端段部９が係合するようにして下部ピン端子５の抜け止
めを形成し、上記バネ７による弾力結合を保持する。

【００１７】上記弾力結合されたコンタクトピン１を絶
縁基板２の孔３内に所定ストロークだけ加圧接触方向
（上下方向）へ自由動可に保有せしめる。

【００１８】上記孔３は上端と下端に円芯に連成した小
径の孔部３ａ，３ｂを有し、図１に示すように、上部小
径孔部３ａに上部ピン端子４のピン端子部４ａを挿入
し、下部小径孔部３ｂに上記下部ピン端子５のピン端子
部５を挿入し下方へ突出している。

【００１９】上記上下ピン端子４，５が弾力結合された
コンタクトピン１は上記孔３の内壁とコンタクトピン１
間に形成された上昇止めと下降止めとにより上下自由動
ストロークが設定される。

【００２０】この上下自由動ストロークを設定する具体
手段として、孔３とその上部小径孔部３ａの連設部に形
成した環状の段部１１と、スリーブ４ｂの上端とピン端
子部４ａの連設部に形成された環状の段部１２とが係合
するようにして上昇止めを形成し、更に大径の孔３と下
部小径孔部３ｂの連設部に形成された環状の段部１３
と、スリーブ４ｂの下端に形成された環状の段部８とが
係合するようにして下降止めを形成し、この下降止めと
上昇止め間において、コンタクトピン１全体の弾力結合
下における自由上下動が得られるようにする。

【００２１】上記絶縁基板２は孔３を上下に二分する上
部基板２ａと下部基板２ｂにより二枚構造にし、上下基
板２ａ，２ｂを分離することにより、上記孔３より自由
に取出し又は再挿入が容易に行なえるようにする。

【００２２】図１に示すように、上記接続器におけるコ
ンタクトピン１は下部接続対象たる配線基板１４が加圧
接触されていない状態では、重力で下降して上記下降止
めにより下限位置を保持している。

【００２３】図２に示すように、配線基板１４に接続器
を載せることによって下部ピン端子５が下部接続対象で
ある配線基板１４の表面に形成された接点部材に突き当
てられ、これにより下部ピン端子５は上方へ押し上げら
れてコンタクトピン１全体をバネ７を圧縮することなく
フリーに上昇させ、上昇止めに当接して孔下部に間隙６
を形成する。

【００２４】更に図３に示すように、この上昇止めにコ
ンタクトピン１が当接した後、引続き下部ピン端子５は
配線基板１４に押圧され、バネ７を圧縮しつつ若干量上
昇し、このバネ７の反力で下部ピン端子５の下端、即ち
ピン端子部５ａの下端を配線基板１４の回路パターンに
予備加圧接触した状態を形成し、バネ７による限定され
た小さな弾力とこれに抗する小さな突合せストロークを
以って接続器を形成する絶縁基板２を配線基板１４にね
じ止め等により固定し、上記下部ピン端子５の予備加圧
接触状態を保持する。

【００２５】斯る状態において、図４に示すように、絶
縁基板２の上面にＩＣ１５又は配線基板等の上部接続対
象を搭載する。ＩＣ１５は下面に多数の接点部材、例え
ば球状のバンプ１６を有し、このバンプ１６は図４に示
す搭載初期において、上部ピン端子４の上端に自重によ
り載せられた状態に置かれる。

【００２６】図５に示すように、上記状態からＩＣ１５
を下降すると、バンプ１６が上部ピン端子４を押し下
げ、この結果、上部ピン端子４がバネ７を圧縮しつつ一
緒に下降し、このバネ７の反力で上部ピン端子４に押上
力を付与し、上部ピン端子４の上端、即ちピン端子部４
ａの上端をＩＣ１５のバンプ１６に加圧接触せしめる。

【００２７】同時に反作用として下部ピン端子５をより
大きな弾発力を以って配線基板１４表面の接点部材に加
圧接触せしめる。

【００２８】即ち上記下部ピン端子５に配線基板１４が
加圧接触しバネ７を僅かに圧縮した状態において、上部
ピン端子４にバネ７の反力による予備弾力（プリロー
ド）が蓄えられた状態に置かれ、この上部ピン端子４に
ＩＣ１５が加圧接触することによってより強い上下加圧
接触力が得られる。

【００２９】上記球形バンプ１６は上部小径孔部３ａの
上部に連設した拡径孔部３ｃ内へ受け入れられつつ、上
記上部ピン端子４の上端との加圧接触が果たされ、上部
ピン端子４の上端には球形バンプ１６の下部を受け入れ
る円錐形の凹部１７を設けている。

【００３０】図８に示すように、球形バンプ１６はその
下死点部１６ａの外域の球面部を凹部１７の斜面上端の
環状エッジ部１７ａによって当接支持され、球形バンプ
１６の下死点部１６ａと凹部１７の内底面１７ｂ間に逃
げ空間１７ｃを形成し非接触状態とする。

【００３１】図４に示すように、上記配線基板１４が下
部ピン端子５に加圧接触された時、下部ピン端子５は孔
３、即ち下部小径孔部３ｂ内へ没入し配線基板に接続器
が重合した状態になり、この時上部ピン端子４は図４に
示すように、上部小径孔部３ａの上端へ即ち拡径孔部３
の上端より上方へ突出した状態に置かれ、この上部ピン
端子４の突出端にＩＣ１５のバンプ１６が載せられ、こ
の位置からＩＣ１５を押下げることによって孔内へ没入
され上部ピン端子４とバンプ１６の加圧接触が得られ
る。

【００３２】上記ＩＣ１５はその下面に多数の球形バン
プ１６を有するＢＧＡ形ＩＣを示しているが、この他、
ＩＣ１５の下面に密着して平面形の導電パッドを設けた
リードレス形ＩＣを適用することが可能である。上記の
如くして配線基板１４とＩＣ１５間、又は図示しない
が、配線基板相互間に上記接続器を介在して上記両者の
加圧接触が得られる。

【００３３】上記図１乃至図５においてはピン端子部４
ａにスリーブ４ｂを一体に連設して上部ピン端子４を形
成した場合について説明したが、これとは逆に上記スリ
ーブ４ｂを下部ピン端子５のピン端子部５ａに一体に連
設することが可能である。

【００３４】即ち図１に示す状態を反転して下部ピン端
子５を上部ピン端子とし、上部ピン端子４を下部ピン端
子とし、小径の下部ピン端子のピン端子部５ａ上端に大
径のスリーブを一体に連設し、このスリーブの上端開口
部内に上部ピン端子４を上下動可に嵌合することができ
る。この場合上部ピン端子４の下端に前記大径の嵌合部
５ｂに相当する部分を設け、この嵌合部５ｂに相当する
部分の上端に小径のピン端子部５ａに相当する部分を設
ける。

【００３５】第２実施例（図６，図７） この実施例においては、接続器にＩＣ搭載板１８を具備
させている。

【００３６】図６に示すように、ＩＣ１５はこのＩＣ搭
載板１８に搭載され、ＩＣ１５の下面を搭載板１８の上
面に支持すると共に、搭載板１８にＩＣの下面に配した
バンプ１６を受容する孔１９を設け、この孔１９の下端
開口部から前記上部ピン端子４のピン端子部４ａの上端
を挿入してバンプ１６と対向した状態にし、図７に示す
ようにこの状態からＩＣ１５を搭載板１８と一緒に下降
することにより、相対的に上部ピン端子４のピン端子部
４ａを突き上げてバンプ１６に加圧接触せしめる。

【００３７】即ちＩＣ１５及び搭載板１８を共に下降す
ることにより、バンプ１６が上部ピン端子４をバネ７に
抗し押し下げ、このバネ７の反力で上部ピン端子４をバ
ンプ１６に加圧接触せしめる。

【００３８】上記ＩＣ搭載板１８はバネ２０により接続
器の上面より上位に浮上（離間）した状態に支持され、
このバネ２０に抗して搭載板１８及びＩＣ１５が下降さ
れる。

【００３９】

【発明の効果】上記接続器は下部ピン端子を配線基板表
面の接点部材に突き当てて実装する場合に、コンタクト
ピン全体を無負荷で上昇させ、上昇終端における僅かな
ストロ−ク量において小さな予備弾力を蓄えるのみであ
るから、接続器を配線基板に単に載せて容易にビス止め
でき実装作業を簡便にする。

【００４０】加えてＩＣ等の上部接続対象を上部ピン端
子に加圧接触していない時には従来の如きバネによる大
きな弾発力が負荷として下部接続対象たる配線基板にの
み加わることがなく、配線基板の反り、これによる下部
ピン端子の接圧低下、基板の割れ等の問題を有効に解消
できる。

【００４１】この発明によれば、下部対象部品たる配線
基板により下部ピン端子を押し上げる時に上記端子に限
定された予備接触圧を付与できると同時に、上部ピン端
子の上昇位置（接触待機位置を適正に設定でき、下部ピ
ン端子を押上げて孔下部に間隙を形成することにより、
この間隙の許容範囲で上部ピン端子を適正に押し下げ上
下弾発力を増大し上下接続対象部品との健全な接触圧が
確保できる。

【００４２】又上部ピン端子と下部ピン端子とは弾力を
蓄えたコイルバネの弾発力の影響下において弾力結合さ
れ、孔内においては実質一部品として最大伸長状態を健
全に保ちつつ所定ストロークだけ自由動させることがで
き、これにより対象部品との加圧接触が均一に開始され
且つ均一接圧が確保できる。

【００４３】又コンタクトピンを所定ストロークだけ上
下自由動可にしつつ、上下ピン端子個々をコイルバネを
圧縮しつつ夫々単独で上下動可能に弾持することによっ
て、上下ピン端子による加圧接触力を上記コンタクトピ
ン全体の上下自由動ストロークの設定により適宜調整す
る接触法を採ることができる。

【００４４】加えてコンタクトピンを絶縁基板に圧入し
た場合の如き、取り外し難い状態を形成せず、コンタク
トピンを容易に交換可能とする利点も享受できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す接続器の要部断面図で
ある。

【図２】上記接続器の下部ピン端子に配線基板を押し当
てた時の初期状態を示す断面図である。

【図３】図２の状態から配線基板を下部ピン端子に押し
当てた終期状態を示す接続器断面図である。

【図４】図３の状態において上部ピン端子に接続対象を
搭載した初期状態を示す接続器断面図である。

【図５】図４の状態から接続対象を上部ピン端子に押し
当てた終期状態を示す接続器断面図である。

【図６】この発明の他例を示す接続器であり、下部ピン
端子に配線基板を加圧接触した状態を示す断面図であ
る。

【図７】図６における上部ピン端子に接続対象を加圧接
触した状態を示す接続器断面図である。

【図８】ＩＣの球形バンプと上部ピン端子の接触状態を
示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１ コンタクトピン ２ 絶縁基板 ３ 孔 ４ 上部ピン端子 ５ 下部ピン端子 ６ スリーブ ７ バネ １４ 配線基板 １５ ＩＣ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＩＣ等の上部接続対象と下部接続対象たる
   配線基板間に介在して各対象の表面に配した接点部材へ
   夫々突き当て加圧接触する上部ピン端子と下部ピン端子
   とを備えた接続器であって、上記上部ピン端子と下部ピ
   ン端子とをバネを介して弾発状態に保持するコンタクト
   ピンを形成し、該コンタクトピンを絶縁基板の孔に所定
   ストロークだけ上下動可に保有すると共に、該コンタク
   トピンと孔壁間に上記上下動ストロークを設定する上昇
   止めと下降止めを形成し、該下降止めにより上記コンタ
   クトピンの下降位置を保ち、上記下部ピン端子が下部接
   続対象たる配線基板に突き当てられた時上記コンタクト
   ピン全体が孔内において自由に上昇して上昇止めに係合
   すると共に、該上昇止めへの係合後下部ピン端子のみを
   上記バネを圧縮しつつ上昇せしめ、更に上部ピン端子に
   上記上部接続対象が突き当てられた時上部ピン端子のみ
   を上記バネを圧縮しつつ下降せしめ、上記各加圧接触を
   図る構成としたことを特徴とする接続器。