JP4016422B2 - Fpc変換アダプタ、それを用いた電子機器およびfpc変換接続方法。 - Google Patents
Fpc変換アダプタ、それを用いた電子機器およびfpc変換接続方法。 Download PDFInfo
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【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブルプリント回路シート(以下、「FPCシート」と称す)を他のケーブルに変換するFPC変換アダプタ、それを用いた電子機器およびFPC変換接続方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化、高密度化に伴い、特にコンピュータの内部などではFPCシートによる配線が用いられることが多くなり、また、FPCシートを使用したインターフェースを備えた電子デバイスが使用されるようになってきており、従来のフラットケーブルを使用したインターフェースを備えた電子デバイスとの接続を可能にする変換アダプタが必要になってきている。図6は、そのような変換アダプタに使用することのできるコネクタ接続構造を示している(例えば、特許文献1参照。)。表裏両面に配線パターンが形成されたFPCシート502が接着剤521によって電気絶縁体である中継基板503に接着されており、FPCシート502の表面から中継基板503の裏面まで貫通するスルーホールが形成されている。FPCシート502の表面のスルーホールの周りにはランド5091、5093が形成されており、FPCシート502の表面の配線パターンが、ランド5091に電気的に接続されているが、ランド5093には接続されていない。ランド5093の裏側に形成されたランド5092が、FPCシート502の裏面の配線パターンに電気的に接続されている。スルーホールにはピン504bが挿入されており、スルーホールの壁面に形成されたCuめっき層520と、ランド5091、または、ランド5092および5093とにはんだ付けされている。
【0003】
次に、図7を参照して、図6のコネクタ接続構造の製造方法を説明する。図7は、図6のX−X線に沿う断面図である。最初にランド5092とCuめっき層520とを位置合わせした後、接着剤521でFPCシート502と中継基板503とを接着する。次に、中継基板503の裏面から、予めはんだ508’が被着されたピン504bを挿入した後、FPCシート502の表面のランド5091、5093にはんだ508を積んで溶融させる。溶融したはんだ508は、ピン504bに被着されたはんだ508’を溶かしていき、中継基板503のスルーホールまで流れ込み、その部分のはんだをも溶かす。以上の工程によって、ピン504bが、スルーホールの壁面のCuめっき層520と、ランド5091、または、ランド5092および5093とに固着され、電気的に接続される。
【0004】
FPCシート502の先端に、FPCシートを使用したインターフェースを備えた電子デバイスを接続し、ピン504bに、フラットケーブルを使用したインターフェースを備えた電子デバイスに接続されたコネクタを接続することによって、両電子デバイスの接続が可能になる。
【0005】
【特許文献1】
特開昭60−85600号公報 (第2頁、第2図、第3図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述のコネクタ接続構造は、以下の問題点を有している。第1の問題点は、中継基板503の狭いスルーホール内で、予めピン504bに被着させておいたはんだ508’を完全に溶融させて、Cuめっき層520にピン504bをしっかりと固着させなければならないという点である。これは、多大の労力・手間を要し、コスト増大の要因になる。この固着が不完全であると、ピン504bへの外部コネクタの挿抜時にランド5091、5093とピン504bとのはんだ付け部分にストレスが掛かり、その部分にクラックが発生したり、破損したりする可能性がある。第2の問題点は、中継基板503がピン504bとFPCシート502との接続を補強する単なる補強材としてしか働いておらず、この中継基板503へのコンデンサ等の電子部品の搭載が不可能であった点である。第3の問題点は、ランド5092とCuめっき層520との導通を良好にするために、接着剤521をランド5092とCuめっき層520との上に被らせずに、かつ、FPCシート502と中継基板503とを隙間なく完全に接着して、ランド5092とCuめっき層520とが密着するようにしなければならないという点である。
【0007】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、外部コネクタの挿抜時にFPCシートとピンとのはんだ付け部分にストレスが掛からず、また、ランドと中継基板に形成されたスルーホールのめっき層との位置合わせを要することなく、FPCシートおよび中継基板に形成された配線パターン、およびコネクタのピンが互いに電気的に接続されるFPC変換アダプタを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によれば、上下両面間を貫通するようにスルーホールが設けられた中継基板と、少なくとも一部分が前記中継基板に固定された、前記スルーホールに対向する部分に開口を有するフレキシブルプリント回路シート(以下、「FPCシート」という)と、前記スルーホールおよび前記開口に挿入されたリード部が前記フレキシブルプリント回路シート上に形成された配線パターンに電気的に接続されたコネクタとを有するFPC変換アダプタであって、前記スルーホールの壁面に金属層が形成され、前記リード部に形成されたプレスフィットによって前記リード部が前記スルーホールに固定され、前記スルーホールの壁面に形成された前記金属層に電気的に接続され、かつ、前記リード部が前記FPCシート上に形成された配線パターンに接続するランドにはんだ付けされていることを特徴とするFPC変換アダプタ、が提供される。
【0010】
また、上記目的を達成するため、本発明によれば、前記FPC変換アダプタを用いた電子機器およびFPC変換接続方法、が提供される。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
〔第1の実施の形態〕
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るコネクタ接続構造の斜視図である。図2は、図1のA−A線に沿う拡大断面図である。図1と図2とにおいて、同じ構成要素には等しい参照符号が付されている。図1、2に示すように、本実施の形態に係るFPC変換アダプタ30は、中継基板3と、中継基板3に固定された信号コネクタ4および電源コネクタ5と、中継基板3に接着されたFPCシート2とを有する。中継基板3は、例えばガラスエポキシ樹脂を本体としてその表面に配線パターン(図示せず)が形成されており、例えばコンデンサ等の電子部品11を搭載可能である。信号コネクタ4は、例えば、34本のピンを持つFDD用の雄型コネクタである。
【0012】
中継基板3には、その上下表面間を貫通するスルーホール10が設けられている。スルーホール10の内壁面には、中継基板3の表面に形成された配線パターンに接続するCuめっき層(図示せず)が形成されている。FPCシート2は、中継基板3に接着剤で接着されており、中継基板3のスルーホール10に対応する部分がホール2aを形成するように開口している。また、ホール2aのまわりのFPCシート2の表面には、ランド9が形成されている。ランド9の形成されたFPCシート2の表面には、ランド9に電気的に接続する配線パターン(図示せず)が形成されている。信号コネクタ4のハウジング4aに埋め込まれたピン4bの根元のリード部4cには、プレスフィット4dが形成されており、信号コネクタ4に上方から圧力をかけることによって、このプレスフィット4dが中継基板3のスルーホール10内に圧入されている。これによって、信号コネクタ4のリード部4cが、中継基板3にしっかりと固定されるとともに、スルーホール10の内壁のCuめっき層を介して、中継基板3の表面に形成された配線パターンに電気的に接続されている。信号コネクタ4のリード部4cは、また、FPCシート2のホール2aの外側に突き出て、FPCシート2のランド9に、はんだ8によってはんだ付けされ、電気的に接続されている。以上の構成は、電源コネクタ5の場合にも同様である。
【0013】
以上説明したように、本実施の形態に係るFPC変換アダプタは、コネクタのリード部に形成されたプレスフィットによってリード部が中継基板のスルーホールに固定されており、これによって、外部コネクタの挿抜時にFPCシートとリード部とのはんだ付け部分にストレスが掛かることを防止するという効果を有する。本実施の形態に係るFPC変換アダプタは、また、コネクタのリード部およびFPCシート表面の配線パターンが、中継基板のスルーホールの壁面に形成されたCuめっき層を介して、中継基板の表面に形成された配線パターンに電気的に接続されており、これによって、中継基板上に電子部品を搭載することが可能になるという効果を有する。
【0014】
FPCシート2の中継基板3側と反対側の端部には、FPCシート2上の配線パターンに接続する、等間隔に並んだ複数個の接続端子よりなる雄型コネクタ2Aが形成されており、この雄型コネクタ2Aを、例えばコンピュータなどの電子機器の内部に内蔵されたFDD1のFPC用の雌型コネクタ1Aに挿入することによって、FPC変換アダプタ30がFPC接続仕様のインターフェースを持つFDD1に接続される。信号コネクタ4、および、電源コネクタ5を、それぞれ、複数本の導線を並列に配置し、各導線を被覆材で挟むように被覆してシート状に形成したフラットケーブル6の先端に取り付けられた、従来通りの34本ピン仕様のFDD用の雌型の外部コネクタ6A,および、外部電源に接続された電源ケーブル7の先端に取り付けられた雌型の電源コネクタ7Aに接続することによって、フラットケーブル6の紙面右端に接続された従来通りのフラットケーブル接続仕様の電子デバイス(図示せず)とFPC変換アダプタ30とが接続される。以上によって、FPC変換アダプタ30を中継して、FPC接続仕様のデバイスとフラットケーブル接続仕様のデバイスとの接続が可能である。
【0015】
〔第2の実施の形態〕
図3は、本発明の第2の実施の形態に係るFPC変換アダプタの断面図である。図3において、図2の部分と同等の部分には等しい参照符号を付し重複する説明を適宜省略する。本実施の形態が図2に示した第1の実施の形態と異なる点は、FPCシート2が2枚のFPCシート21、22を貼り合わせてつくられており、ランドの少なくとも一部92が中継基板3側のFPCシート22の、もう一方のFPCシート21に相対する面に形成されているという点である。ランド92の形成されたFPCシート22の表面には、ランド92に電気的に接続する配線パターンが形成されている。
【0016】
一部のピン4b1のリード部4c1は、図2に示した第1の実施の形態の場合と同様にFPCシート2のホール2aの外部で、FPCシート2(21)の表面に形成された配線パターンに接続されたランド91にはんだ付けされている。残りのピン4b2のリード部4c2が貫通するFPCシート2のホール2a内において、FPCシート21にFPCシート22よりも大きな開口が形成され、ランド92の上面が露出している。ランド92にリード部4c2をはんだ付けすることによって、リード部4c2が、ランド92に電気的に接続され、また、機械的にも確実に固着される。
【0017】
本実施の形態の動作は、図2に示した第1の実施の形態の動作と同様である。なお、配線パターンおよびランドは全て、FPCシート22上に形成されてもよい。また、FPCシートは3層以上貼り合わせられたものであってもよい。何層の貼り合わせであっても、ランドと中継基板3のスルーホールに形成されためっき層との接触導通などは必要ないので、中継基板3とFPCシート2とを隙間なく完全に接着させる必要もない。FPCシート2は、接着に限らず、何らかの固定手段によって、少なくともその一部分が中継基板3に固定されていればよい。
【0018】
第1、第2の実施の形態において、典型的には、中継基板の厚さは1.6mm程度、FPCシートの厚さは0.05〜0.5mm程度、ピンのリード部の長さ、直径はそれぞれ2〜2.5mm、0.8mm程度、中継基板のスルーホールの直径は1mm程度とするのが望ましい。
【0019】
〔比較例〕
図4は、比較例に係るコネクタ接続構造の斜視図である。図5は、図4のB−B線に沿う拡大断面図である。図4、5において、図1、2の部分と同等の部分には下2桁が等しい参照符号を付し重複する説明を適宜省略する。本比較例が図1、2に示した第1の実施の形態と異なる点は、コネクタのピンのリード部にプレスフィットが形成されていないという点と、中継基板の表面に配線パターンが形成されていないという点とである。コネクタは、そのハウジングの底部が中継基板3に、ねじ等によって固定されている。
【0020】
本比較例の動作は、第1の実施の形態の動作と同様である。しかしながら、本比較例においては、中継基板103上の信号コネクタ104への外部コネクタ106Aの挿抜を繰り返すうちに、薄いFPCシート102上に形成されたランド109とリード部104cとのはんだ付け部分にストレスが掛かり、その部分に早期にクラックが発生したり、破損したりするのが観察された。また、中継基板の表面に配線パターンが形成されていないため、その表面への電子部品の搭載が不可能であった。
【0021】
以上、本発明をその好適な実施の形態に基づいて説明したが、本発明のFPC変換アダプタは、上述した実施の形態のみに制限されるものではなく、本願発明の要旨を変更しない範囲で種々の変化を施したFPC変換アダプタも、本発明の範囲に含まれる。例えば、ランド9は必ずしも形成されなくともよく、コネクタピンのリード部を、FPCシート上に形成した配線パターンに直接接続してもよい。また、コネクタのハウジングは中継基板に一体で形成されてもよく、ピンが埋め込まれる底部のみがあるだけでもよい。さらに、FPCシートが接続される電子デバイスはFDDに限られず、HDD(ハードディスクドライブ)や光ディスクドライブ等のコンピュータ機器に使用されるFPC接続仕様の電子デバイス一般が含まれる。また、信号コネクタにも、フラットケーブル接続仕様の電子デバイス用のコネクタ一般が使用可能であるし、さらには、フラットケーブル用のコネクタ以外のコネクタであってもよい。さらに、中継基板に固定される信号コネクタ、電源コネクタ、FPCシートは、それぞれ一個ずつとは限らず、何個であってもよい。また、中継基板のスルーホールの壁面には、めっき法以外の方法で金属層が形成されてもよい。さらに、FPC変換アダプタは、FPCシートの先のコネクタで電子デバイスに着脱可能になっているのではなく、電子デバイスに固定されていてもよい。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るFPC変換アダプタは、コネクタのリード部に形成されたプレスフィットによってリード部が中継基板のスルーホールに固定されるものであるから、外部コネクタの挿抜時にFPCシートとリード部とのはんだ付け部分にストレスが掛かることを防止することが可能である。
【0023】
また、本発明に係るFPC変換アダプタは、コネクタのリード部が、中継基板のスルーホールの壁面に形成された金属層を介して、中継基板の表面に形成された配線パターンに電気的に接続されるものであるから、中継基板上に電子部品を搭載することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態に係るコネクタ接続構造の斜視図。
【図2】 図1のA−A線に沿う拡大断面図。
【図3】 本発明の第2の実施の形態に係るコネクタ接続構造の断面図。
【図4】 比較例に係るコネクタ接続構造の斜視図。
【図5】 図4のB−B線に沿う拡大断面図。
【図6】 従来のコネクタ接続構造の斜視図。
【図7】 図6のX−X線に沿う拡大断面図。
【符号の説明】
1 FDD
2、21、22 FPCシート
2a ホール
2A 雄型コネクタ
3 中継基板
4 信号コネクタ
4a ハウジング
4b、4b1、4b2 ピン
4c、4c1、4c2 リード部
4d プレスフィット
5 電源コネクタ
6 フラットケーブル
6A 外部コネクタ
7 電源ケーブル
8 はんだ
9、91、92 ランド
10 スルーホール
11 電子部品
30 FPC変換アダプタ
Claims (9)
- 上下両面間を貫通するようにスルーホールが設けられた中継基板と、少なくとも一部分が前記中継基板に固定された、前記スルーホールに対向する部分に開口を有するフレキシブルプリント回路シート(以下、「FPCシート」という)と、前記スルーホールおよび前記開口に挿入されたリード部が前記フレキシブルプリント回路シート上に形成された配線パターンに電気的に接続されたコネクタとを有するFPC変換アダプタであって、前記スルーホールの壁面に金属層が形成され、前記リード部に形成されたプレスフィットによって前記リード部が前記スルーホールに固定され、前記スルーホールの壁面に形成された前記金属層に電気的に接続され、かつ、前記リード部が前記FPCシート上に形成された配線パターンに接続するランドにはんだ付けされていることを特徴とするFPC変換アダプタ。
- 前記FPCシートが前記中継基板に接着されていることを特徴とする請求項1に記載のFPC変換アダプタ。
- 前記FPCシートが複数のFPCシートを貼り合わせてつくられていることを特徴とする請求項1または2に記載のFPC変換アダプタ。
- 前記コネクタが、少なくとも1個の電源コネクタと、少なくとも1個の電源コネクタ以外のコネクタとであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のFPC変換アダプタ。
- 前記電源コネクタ以外のコネクタの少なくとも1つは、フラットケーブル用のコネクタであることを特徴とする請求項4に記載のFPC変換アダプタ。
- 前記リード部が、前記金属層を介して前記中継基板の表面に形成された配線パターンに電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のFPC変換アダプタ。
- 請求項1から6のいずれかに記載されたFPC変換アダプタを有する電子機器であって、複数の電子デバイスを有し、該複数の電子デバイスのうちの少なくとも2つが前記FPC変換アダプタによって接続されていることを特徴とする電子機器。
- 請求項1から6のいずれかに記載されたFPC変換アダプタのFPCシートにFPC接続仕様の電子デバイスを接続し、コネクタに、FPC接続仕様ではない電子デバイスの接続された外部コネクタを接続することによって、前記FPC接続仕様の電子デバイスと前記FPC接続仕様ではない電子デバイスとを接続するFPC変換接続方法。
- 中継基板の表面に形成された配線パターンに電子部品を搭載することを特徴とする請求項8に記載のFPC変換接続方法。
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