JP3296104B2 - コネクタピン接続装置及びその組立方法 - Google Patents

コネクタピン接続装置及びその組立方法

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    • H05K3/403Edge contacts; Windows or holes in the substrate having plural connections on the walls thereof

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回路基板の接触導体部
と、この回路基板に固定されるコネクタのコネクタピン
との接続構造及び組立方法に関する。
【0002】
【従来技術】回路基板にコネクタピンを取り付ける従来
構造の一例を図7に示す。コネクタ1は、樹脂成形され
たブロックからなるコネクタハウジング1と、コネク
タハウジング1に固定されたコネクタピン12とから
なり、コネクタ1は回路基板2に固定されている。コネ
クタピン12は、回路基板2上のコンタクト導体部3に
ワイヤボンディングされている。
【0003】回路基板にコネクタピンを取り付ける従来
構造の他例を図8に示す。この例では、図7のワイヤボ
ンディングに代えて、リード線15の両端をコンタクト
導体部3及びコネクタピン12に個別に溶接している。
回路基板にコネクタピンを取り付ける従来構造の他例を
図9に示す。この例では、図7のワイヤボンディングに
代えて、コネクタピン12の曲げ弾性を用いてコネクタ
ピン12の先端部をコンタクト導体部3に押し付けてい
る。
【0004】また、実開平5−82078号公報は、回
路基板上の接触導体部(上記コンタクト導体部)にコイ
ルばねの一端を溶接し、このコイルバネの中に上から棒
状のコネクタピンを押し込んで電気接続を行うことを提
案している。また、特開平4−370672号公報は、
コネクタピンをスルーホールに直接、圧入することを提
案している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
図7及び図8の接続方式では、ワイヤボンディング又は
溶接(ろう付けやはんだ付けを含む)を必要とするので
工程が複雑となり、加工費が増大した。また、接合され
る各部の熱膨張率の差により接合部分が疲労破壊すると
いう問題もあった。
【0006】また、図9の接続方式では、コネクタピン
を支持するコネクタハウジングの強度やコネクタハウジ
ングと回路基板との間の結合強度などの制約からコネク
タピンの曲げ弾性の大きさに限界があり、また、単にコ
ネクタピンの平坦面をコンタクト導体部の平坦面に向け
て近接させ、押圧するだけでは、これらの接触部に存在
する酸化膜や微小凹凸の存在などのためコネクタピンと
コンタクト導体部との接触抵抗を充分低下させることが
できないという問題があった。そこで、押圧力を増大す
ると、合計ピン数が多い場合、コネクタハウジングと回
路基板との接着部が剥離するという問題が生じる。たと
えば、図9において、コネクタピン12の曲げ弾性によ
りコネクタハウジング11と回路基板2との接着部A
に、剥離方向の反力が働いてしまう。
【0007】上記前者の公報のコイルばねを用いた接続
方式では、コイルバネが特殊な形状であり、部品を吸着
して回路基板上の所定位置に配設する通常の部品装着機
では基板に自動装着が困難であるため、多数のコイルば
ねの配設を手動で行うか、又は、特別の専用装着システ
ムを考案せねばならないという問題が派生した。後者の
公報が提案するコネクタピンをスルーホールに直接、圧
入する技術は、専用のコネクタピン圧入機を必要とし、
更に回路基板に大きなスルーホールを設ける手間も生じ
る。
【0008】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、工程が簡単であり、しかもコネクタハウジングと
回路基板との接合に与える悪影響を軽減できるコネクタ
ピン接続装置及びその組立方法を提供することを、その
目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の構成は、
ケース(以下、コネクタハウジングともいう)と、前記
ケースに固定される回路基板と、前記回路基板の主面に
形成された導体層と、導電性繊維が集積されてなる繊維
集積ブロック体により構成されて前記導体層に接合され
る基板側ターミナルと、前記ケースに固定されて前記基
板側ターミナルに突き込まれるコネクタピンとを備え、
前記コネクタピンは、連続的に先細に形成されて前記基
板側ターミナルに密着する先細部分を有することを特徴
としている。
【0010】本発明の第2の構成は、上記第1の構成に
おいて更に、前記コネクタピンは、略平行に形成される
一対の棒状部を有して二股形状に形成されていることを
特徴としている。本発明の第3の構成は、上記第2の構
成において更に、前記コネクタピンの前記両棒状部はそ
れぞれ先細形状に形成されていることを特徴としてい
る。本発明の第4の構成は、上記第1又は第2の構成に
おいて更に、前記基板側ターミナルが、前記コネクタピ
ンにより突き刺されるとともに、前記コネクタピンを支
持する前記ケースにより前記回路基板へ押圧されること
を特徴としている。
【0011】本発明の第5の組み立て方法は、上記第1
乃至第4のいずれかの構成において更に、部品装着機の
吸着ヘッドにより前記基板側ターミナルの上面を吸着し
て前記導体層上に載置し、その後、前記基板側ターミナ
ルの下面に配設されたはんだ層をリフローして前記基板
側ターミナルを前記導体層に接合し、その後、前記ケー
を前記回路基板に固定するとともに前記コネクタピン
を前記基板側ターミナルに突き込むことを特徴としてい
る。
【0012】
【作用及び発明の効果】本発明の第1の構成によれば、
回路基板の導体層に導電性繊維が集積されてなる繊維集
積ブロック体(例えば銅ファイバーウール)により構成
されて導体層に接合される基板側ターミナルを接合し、
この基板側ターミナルにコネクタの先細のコネクタピン
を突き込んで、回路基板とコネクタとの電気的接続を行
う。このようにすれば、コネクタピンが突き込まれた基
板側ターミナルとコネクタピンとは突き込後、コネクタ
ピン突込み方向に大きな反力を生じることがなく、回路
基板とケースの接合に問題が生じることがない。また、
コネクタピンが基板側ターミナルの内部の銅ファイバー
ウールなどを擦ったり、切断したりするので、それらの
酸化膜が破壊され、接触抵抗が低減される。
【0013】更に、回路基板をコネクタの所定位置に相
対移動してセットする動作により上記接続が完了するの
で、接続工程が極めて簡単である。好適には、基板側タ
ーミナルは、導電性クロス又は導電性ファイバーウール
で構成される。このような繊維マット構造の基板側ター
ミナルは、製造が容易であり、また、突き込まれたコネ
クタピンに各繊維が自己の曲げ弾性により押圧されるの
で、良好な接触が得られる。
【0014】他の構成によれば、前記基板側ターミナル
が、コネクタピンにより突き刺されるとともにコネクタ
ピンを支持するコネクタハウジングにより回路基板へ押
圧されるので、コネクタピンが突き刺された繊維マット
状の基板側ターミナルが圧縮されて強くコネクタピンに
押し付けられるので、両者の接触抵抗を一層低減するこ
とができる。
【0015】他の構成によれば、部品装着機の吸着ヘッ
ドにより基板側ターミナルの上面を吸着して導体層上に
載置し、その後、基板側ターミナルの下面に配設された
はんだ層をリフローして基板側ターミナルを導体層に接
合し、その後、ケースを前記回路基板に固定するととも
にコネクタピンを前記基板側ターミナルに突き込むの
で、上記第1の構成で説明した作用効果を簡単な工程で
奏することができる。
【0016】
【実施例】
(実施例1)図1は本発明のコネクタピン接続装置及び
その組立方法の一例を示す要部縦断面図である。1は、
樹脂成形により形成された下端開口のケースであり、ケ
ース1の図中、右端部がコネクタハウジング10となっ
ている。
【0017】コネクタハウジング10は右端開口の凹部
11を有しており、凹部11には複数のコネクタピン1
2(図では1本)の一端部が突出している。各コネクタ
ピン12の中央部はケース1の側壁に固定されており、
各コネクタピン12の他端部はケース内部に突出してい
る。コネクタピン12は図2に示すように細長い平板形
状の銅板からなり、それらの主面が水平となる姿勢で図
2に示すように配設されている。コネクタピン12の他
端部は、図2に示すように、尖った先端を有し、後述す
る基板側ターミナル4に突き込まれている。
【0018】ケース1の上記下端開口は、アルミ平板か
らなるベース13により閉鎖されて内部に密閉空間が形
成されている。更に詳しく説明すると、ベース13の周
縁部はケース1の上記下端開口を囲む周縁部に接着され
ている。ベース13の上面には回路基板2が接着されて
おり、回路基板2には多数の電子回路素子(図示せず)
が装着され、配線されている。また、回路基板2の右端
部の上面には接触導体部(いわゆるコンタクト導体部)
3が印刷、焼成されて形成され、この接触導体部3上に
はハンダペースト(図示せず)のリフローにより基板側
ターミナル4が接合されている。
【0019】基板側ターミナル4は、銅ファイバーウー
ルを集積してなる繊維集積ブロック体からなる。次に、
このコネクタピン接続装置の組立方法を示す。まず、回
路基板2上に必要な電子回路素子(図示せず)及び基板
側ターミナル4を部品装着機で装着する。
【0020】この部品装着機自体は周知であるので図示
しないが、真空吸着ヘッドを有し、この真空吸着ヘッド
下端の吸着面により基板側ターミナル4の上端面を吸着
して回路基板2上の接触導体部3上に載置する。この基
板側ターミナル4の下面にははんだペーストが塗布され
ており、リフロー炉における加熱と、その後の冷却によ
りこのはんだペーストの溶融及び凝固が行われ、基板側
ターミナル4が接触導体部3に接合される。もちろん、
接触導体部3側にはんだペーストを印刷してもよいこと
は当然である。
【0021】次に、この回路基板2をベース13に接着
し、ベース13をケース1の下端開口の所定位置にセッ
ト後、図中、前から後ろへ変位させることにより、コネ
クタピン12の尖った先端部を基板側ターミナル4に突
き刺すとともに、ベース13がケース1の下端開口を閉
鎖し、この状態でベース13がケース1に接着されて組
立が完了する。
【0022】このようにすれば、上述の作用効果を奏す
ることができる。 (実施例2)他の実施例を図3を参照して説明する。こ
の実施例は、実施例1のコネクタピン12を変形したも
のであって、コネクタピン12のケース1の内部に突出
する内側突出部分は二股の銛状に形成されている。この
ようにすれば、コネクタピン12の先端部が股部12a
に近づくほど断面積が増加している点、及び、股部12
aが存在している点により、コネクタピン12を突き込
むにつれて、基板側ターミナル4の繊維マットが圧縮さ
れ、これによりコネクタピン12と基板側ターミナル4
との接触抵抗が低減される。 (実施例3)他の実施例を図4及び図5を参照して説明
する。図4はコネクタピン12を基板側ターミナル4に
突き込む前を示し、図5は突き込み後を示す。
【0023】この実施例は、コネクタピン12の突き込
み方向、すなわち、ケース1に対する回路基板2の相対
移動方向だけが実施例1と異なっている。すなわち、図
4及び図5から明白なように回路基板2の主面と直角に
コネクタピン12が突き刺される。更に詳しく説明する
と、コネクタピン12が嵌まるための回路基板2にはス
ルーホール20が形成されており、このスルーホール2
0の周囲に銀ペーストの印刷、焼成により角輪状の接触
導体部3が形成されている。この接触導体部3上に印刷
されたはんだペースト層5はその後のリフローにより基
板側ターミナル4を接触導体部3に接合する。
【0024】このようにすれば、回路基板2をその主面
と直角方向に移動させて回路基板2とコネクタハウジン
グ10とを位置合わせする場合でも、本発明のマット突
き刺し方式を採用することができる。なお、10aはコ
ネクタピン12を支持するためにコネクタハウジング1
0から突設されるコネクタピン支持部であり、樹脂によ
りコネクタハウジング10と一体に同時成形される。 (実施例4)他の実施例を図6を参照して説明する。
【0025】この実施例は、図5に示す実施例3の構造
において、コネクタピン12を基板側ターミナル4に突
き刺した後、コネクタピン支持部10aにより基板側タ
ーミナル4すなわち導電繊維マットを回路基板2(詳し
くは接触導体部3)に押し付けるものである。このよう
にすれば、上記突き刺した後、基板側ターミナル4は圧
縮されるので、基板側ターミナル4とコネクタピン12
との接触が一層良好となる。
【0026】更にこの実施例では、コネクタピン支持部
10aの頂面にコネクタピン12を囲んで輪板状に銅板
10bが接着されているので、基板側ターミナル3から
この銅板10bを通じてこのコネクタピン12に電気的
接続を取ることもでき、一層の接触抵抗低減を実現する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1のコネクタピン接続装置を示
す要部縦断面図である。
【図2】図1のコネクタピン12の平面図である。
【図3】他の実施例におけるコネクタピン12の平面図
である。
【図4】本発明の実施例2のコネクタピン接続装置を示
す要部縦断面図(接続前)である。
【図5】本発明の実施例2のコネクタピン接続装置を示
す要部縦断面図(接続後)である。
【図6】本発明の実施例3のコネクタピン接続装置を示
す要部縦断面図(接続後)である。
【図7】従来のコネクタピン12と回路基板2の接触導
体部3とを接続した状態を示す断面側面図である。
【図8】従来のコネクタピン12と回路基板2の接触導
体部3とを接続した状態を示す断面側面図である。
【図9】従来のコネクタピン12と回路基板2の接触導
体部3とを接続した状態を示す断面側面図である。
【符号の説明】
1はケース、10はコネクタハウジング、2は回路基
板、3は接触導体部、4は基板側ターミナル、12はコ
ネクタピン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−3052(JP,A) 特開 平1−302792(JP,A) 特開 昭61−288123(JP,A) 実開 昭62−15778(JP,U) 実開 昭57−122676(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01R 12/04 H01R 13/03

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ケースと、 前記ケースに固定される回路基板と、 前記回路基板の主面に形成された導体層と、 導電性繊維が集積されてなる繊維集積ブロック体により
    構成されて前記導体層に接合される基板側ターミナル
    と、 前記ケースに固定されて前記基板側ターミナルに突き込
    まれるコネクタピンと、 を備え、 前記コネクタピンは、連続的に先細に形成されて前記基
    板側ターミナルに密着する先細部分を有する ことを特徴
    とするコネクタピン接続装置。
  2. 【請求項2】前記コネクタピンは、略平行に形成される
    一対の棒状部を有して二股形状に形成されている請求項
    1記載のコネクタピン接続装置。
  3. 【請求項3】前記コネクタピンの前記両棒状部はそれぞ
    れ先細形状に形成されている請求項2記載のコネクタピ
    ン接続装置。
  4. 【請求項4】前記基板側ターミナルは、前記コネクタピ
    ンにより突き刺されるとともに、前記コネクタピンを支
    持する前記ケースにより前記回路基板へ押圧される請求
    項1乃至3のいずれか記載のコネクタピン接続装置。
  5. 【請求項5】部品装着機の吸着ヘッドにより前記基板側
    ターミナルの上面を吸着して前記導体層上に載置し、そ
    の後、前記基板側ターミナルの下面に配設されたはんだ
    層をリフローして前記基板側ターミナルを前記導体層
    接合し、その後、前記ケースを前記回路基板に固定する
    とともに前記コネクタピンを前記基板側ターミナルに突
    き込むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載
    コネクタピン接続装置の組立方法。
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