JP3956920B2

JP3956920B2 - コネクタ

Info

Publication number: JP3956920B2
Application number: JP2003301913A
Authority: JP
Inventors: 満飯田; 充孝阿部; 秀高森
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-08-26
Filing date: 2003-08-26
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2023-08-26
Also published as: US7134882B2; JP2005072383A; WO2005020385A1; CN1723591A; TW200527775A; US20060183358A1; KR100775161B1; CN100409497C; KR20060013363A; TWI247458B

Description

本発明は、電子部品を内蔵したコネクタに関するものである。

従来、電子機器への配線途中には、コンデンサ、抵抗、ダイオード等の電子部品が用途に合わせて使用されており、配線を簡素化する方法の一つとして、これら電子部品をコネクタに内蔵するという方法がある。

上述のような電子部品を内蔵されたコネクタとしては、金属端子やケーブル等の先端に電子部品を半田付けすることで、金属端子やケーブル等を互いに接合してコネクタに内蔵するものがあった。

このようなコネクタの例としては、図９（ａ）に示されるように、電子部品としてコンデンサ１０１を用い、導体１０２および内導体端子１０３とコンデンサ１０１の２つのリード端子１０４ａ、１０４ｂとをそれぞれ半田付けすることにより、導体１０２と内導体端子１０３とをコンデンサ１０１を介して電気的に接続し、コンデンサ１０１、導体１０２および内導体端子１０３を、絶縁体１０５および外導体端子１０６により被覆する構成としたものがある（特許文献１）。

また、図９（ｂ）に示されるように、チップ型電子部品１１１の両端に備えられた電極１１２ａ、１１２ｂと、嵌合端子１１３および接続端子１１４の各後端部１１３ａ、１１４ａとをそれぞれ半田付けにより接合し、チップ型電子部品１１１、嵌合端子１１３および接続端子１１４を、コネクタハウジング１１５に固設する構成としたものがある（特許文献２）。
特開２００２−１９８１３２号公報（第３図）特開２００２−１８４５３２号公報（第１２図）

上述のように、電子部品を金属端子やケーブルの先端に半田付けする方法では、コネクタ内部での電子部品の取り付けや、回路や導体パターン等の配線の変更を容易に行うことができず、また、複雑な配線を施すことが困難であるという問題があった。さらに、電子部品を保護するために、複数の部材が必要になるために、部品の実装作業が煩雑になるという問題があった。

本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、コネクタの導体パターンの変更を簡易化し、配線の設計の自由度、および電子部品の実装作業性の向上を実現できるコネクタを提供することである。

上述の課題を解決するために、請求項１の発明では、立体成形回路基板により形成され相手側コネクタと嵌合される嵌合部を一体に備えるコネクタ本体と、前記コネクタ本体に形成され、母基板の配線パターンと電気的に接続される端子体と、前記嵌合部の外側面に沿って形成され前記相手側コネクタの接触端子部と電気的に接続される接触体と、前記嵌合部に形成された凹部の底面に配設される電子部品と、前記コネクタ本体に形成され、前記端子体または前記接触体と前記電子部品とを電気的に接続する導体パターンとを備えることを特徴とするコネクタとした。

請求項１の発明によれば、コネクタ本体である立体成形回路基板に導体パターンを形成する構成としたので、導体パターンを簡単に変更できる。そのため、設計の自由度が増す。また、電子部品は、前記立体成形回路基板上に配設されるので、電子部品をリフロー半田付けによって接合することが可能になり、電子部品の実装作業性が向上する。

請求項２の発明では、請求項１の発明の構成に加えて、前記接触体は、前記コネクタ本体上に形成された導体パターンから形成されることを特徴とするコネクタとした。

請求項２の発明によれば、相手側コネクタと接続する接触体を導体パターンと一体的に形成することとしたので、コネクタの構成を簡素化できる。

請求項３の発明では、請求項１の発明の構成に加えて、前記接触体は、前記コネクタ本体の前記嵌合部に配設された金属製接触端子からなることを特徴とするコネクタとした。

請求項３の発明によれば、接触体に金属製接触端子を用いることで、相手側コネクタとの接触部の耐久性が向上する。

請求項４の発明では、請求項３の発明の構成に加えて、前記コネクタ本体には、前記相手側コネクタとの接圧方向に対して直交する方向に、金属製接触端子保持用の保持孔が形成され、前記金属製接触端子は、前記嵌合部の外側面に沿って配設される前記接触体と、前記接触体から延長され、前記保持孔に圧入保持される保持部とを有し、前記保持孔の内壁には、前記保持孔に圧入保持された前記金属製接触端子の保持部と接続されるために、前記導体パターンが延設されていることを特徴とするコネクタとした。

請求項４の発明によれば、金属製接触端子を圧入保持する部位を形成したので、さらに接触部の耐久性が向上し、導体パターンの剥離を防止できる。

請求項５の発明では、請求項１乃至４いずれかの発明の構成に加えて、前記端子体は、前記コネクタ本体上に形成された導体パターンから形成されることを特徴とするコネクタとした。

請求項５の発明によれば、母基板と接続する端子体を導体パターンと一体的に形成することとしたので、コネクタの構成を簡素化できる。

請求項６の発明では、請求項５の発明の構成に加えて、前記導体パターンは、前記母基板に接合する前記コネクタ本体の接合面に形成されるとともに、前記接合面と平行ではない前記コネクタ本体の面上に延設されてなることを特徴とするコネクタとした。

請求項６の発明によれば、母基板と接続する端子体の両端に平行でない面を形成したので、母基板と半田付けする際に、ハンダフィレットを形成できる。

請求項７の発明では、請求項１乃至６いずれかの発明の構成に加えて、前記凹部に、前記電子部品を封止する封止材が注入されていることを特徴とするコネクタとした。

請求項７の発明によれば、電子部品を保護することが出来る。

本発明のコネクタは、立体成形回路基板に導体パターンを形成する構成としたので、導体パターンを簡単に変更でき、設計の自由度が増し、電子部品をリフロー半田付けによって接合することが可能になり、電子部品の実装作業性の向上を図ることができる。

以下に、本発明の実施形態について説明する。
（実施形態１）
図１および２を用いて、本発明の実施形態１について説明する。

図１に示されるように、本実施形態のコネクタ本体１は、立体成形回路基板により形成され、コネクタ本体１は、相手側コネクタとの嵌合部２、導体パターン３、電子部品４等を有している。

次に、図２を用いて、本実施形態のコネクタについて詳細に説明する。コネクタ本体１は、矩形状の平面部５を有し、平面部５の中央部周辺には、平面部５内に収まるように、直方体形状を有する嵌合部２が一体的に形成され、相手側コネクタ６の接触端子部７とコネクタ本体１とを電気的に接続する接触体８が、嵌合部２の外側面に沿って、導体パターン３と一体的に形成される。嵌合部２の中央部には、嵌合部２の厚さ寸法よりも長い深さ寸法を有する直方体形状の穴である凹部９が形成され、凹部９の底面１０には、電子部品４が半田付けにより配設され、導体パターン３と電気的に接続される。また、凹部９には、凹部９の底面１０から、コネクタ本体１の底面部１１へと貫通する貫通孔であるスルーホール１２が形成される。底面部１１には、コネクタ本体１の長手方向に沿って溝部１３が形成され、さらに、底面部１１の端部には、コネクタ本体１が母基板１４と半田付けされる際に、母基板１４の配線パターン１５とコネクタ本体１とを電気的に接続する端子体１６が、導体パターン３と一体的に形成される。端子体１６は、その中央部に母基板１４の配線パターン１５と平行な面を有し、その両端部に母基板１４の配線パターン１５と平行ではない外側の斜面１６ａ、内側の斜面１６ｂを有し、斜面１６ａ、１６ｂにハンダフィレットが形成されることで、母基板１４の配線パターン１５と半田付けされる。コネクタ本体１に形成される導体パターン３は、スルーホール１２の内壁に延設されることで、凹部９の底面１０と底面部１１とを電気的に接続し、接触体８と端子体１６とを電子部品４を介して電気的に接続する。

次に、図３を用いて、立体成形回路基板により形成されるコネクタ本体１の製造工程について簡単に説明する。図３のフローチャートに示されるように、まず、立体成形回路基板の基体を成形する（工程Ｓ１）。次に、前記基体の全面を覆うように、Ｃｕ膜をスパッタリング法により成膜する（工程Ｓ２）。そして、レーザーを用いてＣｕ膜をパターニングする（工程Ｓ３）。次に、必要部分にのみＣｕ電解メッキを施す（工程Ｓ４）。次いで、不必要部分のＣｕをエッチングにより除去する（工程Ｓ５）。その後、前記基体にＮｉ電解メッキを施す（工程Ｓ６）。次に、前記基体にＡｕ電解メッキを施す（工程Ｓ７）。最後に、図４に示されるように、平面部５上の切断部１７で、コネクタ本体１とメッキ電流の供給側１８とを切断する（工程Ｓ８）。以上により、導体パターン３が形成された立体成形回路基板からなるコネクタ本体１が完成する。

本実施形態１によれば、コネクタ本体１は、立体形成回路基板により形成され、接触体８および端子体１６は、導体パターン３と一体的に形成され、電子部品４は、コネクタ本体１の上面に設置される。これにより、導体パターン３を容易に変更できるようになり、回路の設計の自由度が向上し、さらに電子部品４は、コネクタ本体１の上面に設置されるために、電子部品４の半田付けにリフロー半田付けを利用でき、電子部品４の実装作業性が向上し、製品の歩留まりが向上する。

また、本実施形態は、母基板に使用されるコネクタに限られるものではなく、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）に設けられたインターフェースケーブルと接続されるコネクタにも使用できる。
（実施形態２）
図５を用いて、本発明の実施形態２について説明する。

図５に示されるように、本実施形態では、凹部９に封止材１９を注入し、電子部品４を封止材１９で被覆し、封止する。その他の構成については、上述の実施形態１と同様なので説明を省略する。

本実施形態２によれば、電子部品４を封止材１９で被覆し、封止する構成としたので、上述の実施形態１の効果に加えて電子部品４の保護を図ることができる。

また、本実施形態は、母基板に使用されるコネクタに限られるものではなく、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）に設けられたインターフェースケーブルと接続されるコネクタにも使用できる。
（実施形態３）
図６および７を用いて、本発明の実施形態３について説明する。

図６に示されるように、本実施形態では、コネクタ本体１には、平面部５と溝部１３とを貫通し、相手側コネクタ６との接圧方向に対して直交する方向に、後述する金属製接触端子２１保持用の保持孔２０が、嵌合部２の外側面に沿って形成され、保持孔２０の内壁には、導体パターン３が延設される。

前記金属製接触端子２１は、Ｌ字型に形成された金属板からなり、縦辺部で接触体８を、横辺部で端子体１６を構成している。

金属製接触端子２１は、接触体８をコネクタ本体１の下方より上方へと、端子体１６の先端が外側を向くように、保持孔２０に圧入され、接触体８が、嵌合部２の外側面に沿い、端子体１６がコネクタ本体１の下面に接触して、コネクタ本体１に配設され、保持孔２０内で、保持孔２０内に延設された導体パターン３と接続される。

図７に示されるように、金属製接触端子２１と導体パターン３とを電気的に接続し、機械的に固定するために、溝部１３において、金属製接触端子２１と導体パターン３とは、半田により接続され、固定される。金属製接触端子２１と導体パターン３との電気的接続および機械的固定には、上述の半田付けによる接続以外に、単に金属製接触端子２１を保持孔２０で圧入保持することにより、導体パターン３と接触させたものや、導電ペーストなどを用いることもできる。その他の構成は上述の実施形態２と同様なので説明を省略する。

本実施形態３によれば、相手側コネクタ６の接触端子部７とコネクタ本体１とを電気的に接続する接触体８として、金属製接触端子２１を使用することとしたので、接触体８の耐久性が向上する。さらに、金属製接触端子２１のコネクタ本体１への圧入方向と、相手側コネクタ６から受ける接圧方向とが互いに垂直になるようにしたので、接圧による金属製接触端子２１と導体パターン３との半田付け部２２への負荷を軽減でき、前記負荷により生じていた導体パターン３のコネクタ本体１からの剥離を防止できる。

また、本実施形態は、母基板に使用されるコネクタに限られるものではなく、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）に設けられたインターフェースケーブルと接続されるコネクタにも使用できる。
（実施形態４）
図８を用いて、本発明の実施形態４について説明する。

図８に示されるように、本実施形態では、コネクタ本体１の平面部５には、嵌合部２の外側面に沿って、相手側コネクタ６との接圧方向に対して直交する方向に、後述する金属製接触端子２７の長い縦辺部２７ａ保持用の圧入孔２３が形成される。嵌合部２の上面２４には、相手側コネクタ６との接圧方向に対して直交する方向に、後述する金属製接触端子２７の短い縦辺部２７ｂ保持用の保持孔２５が形成され、保持孔２５の開口部２６は、外部に向かうにつれ徐々に大きく形成される。保持孔２５の内壁には、導体パターン３が延設される。

前記金属製接触端子２７は、前記長い縦辺部２７ａと前記短い縦辺部２７ｂとを有するコの字型に形成された金属板からなり、長い縦辺部２７ａで接触体８を構成している。

金属製接触端子２７は、コネクタ本体１の上方から、長い縦辺部２７ａを圧入孔２３、短い縦辺部２７ｂを保持孔２５により圧入保持され、保持孔２５内に延設された導体パターン３と接続され、接触体８は嵌合部２の外側面に沿い、金属製接触端子２７の横辺部が、上面２４に接触するようにしてコネクタ本体１に配設される。

金属製接触端子２７と導体パターン３とを電気的に接続し、機械的に固定するために、開口部２６において、金属製接触端子２７と導体パターン３とは、半田により接続され、固定される。金属製接触端子２７と導体パターン３との電気的接続および機械的固定には、上述の半田付けによる接続以外に、単に金属製接触端子２７を保持孔２５に圧入することにより、導体パターン３と接触させたものや、導電ペーストなどを用いることもできる。その他の構成は上述の実施形態２と同様なので説明を省略する。

本実施形態４によれば、相手側コネクタ６の接触端子部７とコネクタ本体１とを電気的に接続する接触体８として金属製接触端子２７を使用することとしたので、接触体８の耐久性が向上する。さらに、金属製接触端子２７のコネクタ本体１への圧入方向と、相手側コネクタ６から受ける接圧方向とが互いに垂直になるようにしたので、接圧による金属製接触端子２１と導体パターン３との半田付け部２８への負荷を軽減でき、前記負荷により生じていた導体パターン３のコネクタ本体１からの剥離を防止できる。

また、本実施形態は、母基板に使用されるコネクタに限られるものではなく、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）に設けられたインターフェースケーブルと接続されるコネクタにも使用できる。

本発明のコネクタの概略説明図である。本発明の実施形態１の断面図である。本発明のコネクタの電解メッキによる製造方法を示すフローチャートである。導体パターン形成過程の本発明のコネクタの部分断面図である。本発明の実施形態２の断面図である。本発明の実施形態３の半田付け前の断面図である。同上の断面図である。本発明の実施形態４の断面図である。（ａ）は、従来のコネクタの断面図であり、（ｂ）は、他の従来のコネクタの斜視図である。

符号の説明

１コネクタ本体
２嵌合部
３導電パターン
４電子部品
５平面部
８接触体
９凹部
１０凹部の底面
１１底面部
１６端子体
１６ａ斜面
２４嵌合部の上面

Claims

立体成形回路基板により形成され相手側コネクタと嵌合される嵌合部を一体に備えるコネクタ本体と、前記コネクタ本体に形成され、母基板の配線パターンと電気的に接続される端子体と、前記嵌合部の外側面に沿って形成され前記相手側コネクタの接触端子部と電気的に接続される接触体と、前記嵌合部に形成された凹部の底面に配設される電子部品と、前記コネクタ本体に形成され、前記端子体または前記接触体と前記電子部品とを電気的に接続する導体パターンとを備えることを特徴とするコネクタ。
前記接触体は、前記コネクタ本体上に形成された導体パターンから形成されることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
前記接触体は、前記コネクタ本体の前記嵌合部に配設された金属製接触端子からなることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
前記コネクタ本体には、前記相手側コネクタとの接圧方向に対して直交する方向に、金属製接触端子保持用の保持孔が形成され、前記金属製接触端子は、前記嵌合部の外側面に沿って配設される前記接触体と、前記接触体から延長され、前記保持孔に圧入保持される保持部とを有し、前記保持孔の内壁には、前記保持孔に圧入保持された前記金属製接触端子の保持部と接続されるために、前記導体パターンが延設されていることを特徴とする請求項３記載のコネクタ。
前記端子体は、前記コネクタ本体上に形成された導体パターンから形成されることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載のコネクタ。
前記導体パターンは、前記母基板に接合する前記コネクタ本体の接合面に形成されるとともに、前記接合面と平行ではない前記コネクタ本体の面上に延設されてなることを特徴とする請求項５記載のコネクタ。
前記凹部に、前記電子部品を封止する封止材が注入されていることを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載のコネクタ。