JP4052371B2 - 弾性エラストマーの両面接点用コネクタ及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回路基板と表面実装型の電子部品との間に嵌挿させて使用するシリコンゴム等弾性エラストマーの両面接点用コネクタ、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回路基板と表面実装型の電子部品との間に、シリコンゴム等弾性エラストマーを介在させ、このエラストマーの厚さ方向に複数の導電細線を埋設するとともに、このエラストマーの両面に夫々の導電線と接合する接点を設けて、回路基板と電子部品との間を導通させるようにしたコンタクトが用いられる。この種のコンタクトでは、回路基板と電子部品との間の導通を確実なものとするために、電子部品を回路基板に向けて押圧させ、そのため弾性エラストマーは厚さ方向に圧縮変形される様になっている。そのため、このエラストマーの厚さ方向に埋設された導電細線は、例えば特開２００１−１６０４３４号公報等に示すように、その一部が弾性エラストマーの厚さ方向と交わる方向に傾斜させて、エラストマーの圧縮変形に順応するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら弾性エラストマーの圧縮変形がある限度を越えて繰返されると各導電細線が変形して弾性エラストマーから剥離し、層表面の接点やポールが層内に埋没して電子部品との間で接続不良になったり、逆に隣接する導電細線同士が接触して回路故障の原因となっている。この剥離を防止するために、例えば特開２００１−１５５７９９号公報に示すように、弾性エラストマー内の導電細線を弾性の絶縁性樹脂層で被覆することが行われているが、その製造工程が複雑になり、コンタクトの製造単価が必然的に高くなる。また、特開平１１−３１７４７６号公報に示すように、電子回路装置にワイヤを略垂直になるようにボンデイングし、ワイヤの一端が装置の表面に取り付けられ、その他端が装置の表面から去る方向に伸びるようにした後、ワイヤに曲げ加工を施すことは公知であるが、ボンデイング等の手間がかかる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、弾性エラストマー内に埋設される複数の導電細線が、このエラストマーの表及び裏面に略垂直方向に伸びて直線状となり、且つ複数の導電細線の両端部は前記エラストマーの表及び裏面から夫々突出させるようにして、弾性エラストマーの両面接点用コネクタを形成する。
【０００５】
前記弾性エラストマーの両面接点用コネクタの表裏面に、相手物と接続する電気接点と貫通したスルーホールとこのスルーホールと該電気接点を導通させる導体とからなるフレキシブルプリント基板を、表及び裏面に夫々突出した複数の導電細線と前記スルーホールとが合致するように接合する。
【０００６】
所定厚さの弾性エラストマーに、略垂直となるように導電細線を挿入・貫通させ、弾性エラストマーの表側及び裏側に所定長さだけ層の表面から突出させた状態で、導電細線の両側を所定の長さに形成することによって作成する。また、弾性エラストマーの表裏面側に所定長さに突出された導電細線の中間部若しくは先端部を、相手物と接続できる形状に形成する。
【０００７】
なお、前記弾性エラストマーの両面接点用コネクタの一方の表面若しくは裏面に、相手物と接続する電気接点と貫通したスルーホールとこのスルーホールと該電気接点を導通させる導体とからなるフレキシブルプリント基板を、表面若しくは裏面に夫々突出した複数の導電細線と前記スルーホールとが合致するように接合し、もう一方の表面若しくは裏面側に所定長さに突出された導電細線の中間部若しくは先端部を、相手物と接続できる形状に形成する。
【０００８】
上述したコネクタは、所定厚さの弾性エラストマーに対して、導電細線用ガイド孔を所定間隔で多数個設けた治具を、前記弾性エラストマーに対して略垂直となるように配置し、導電細線を前記治具に挿入し、弾性エラストマーを貫通させ、弾性エラストマーの表側及び裏側に所定長さだけ層の表面から突出させることで弾性エラストマーの両面接点用コネクタを製造できる。
【０００９】
また、弾性エラストマー両側に突出した複数の導電細線を所定の長さにするために、裏面側は所定数の所定深さの孔の開いた板上に弾性エラストマーを配置し、導線細線の先端が孔の底面に接するまで差し込み、表面側は弾性エラストマー上に所定厚さの板を設置し、導電細線の差し込みが完了した後に前記治具を所定方向に移動させ導電細線を切断後、前記所定厚さの板を取り除くことでも弾性エラストマーの両面接点用コネクタを製造することができる。
【００１０】
【発明の実施の態様】
この発明の一実施例を図１乃至図１０に示す。図１はこの発明による弾性エラストマーの両面接点用コネクタの断面を示す。図１のように、弾性エラストマーの両面接点用コネクタ１は、導電細線２と弾性エラストマー３とから構成される。導電細線２を弾性エラストマー３に挿入貫通させ、弾性エラストマー３の導電細線２を所定の長さだけ突出させて、接触部としたものである。
【００１１】
図に基づいて、本発明の弾性エラストマーの両面接点用コネクタの製造方法の一実施例について説明する。図１に基づいて、本発明のポイントである弾性エラストマーの両面接点用コネクタ１について説明する。当該コネクタは、導電細線２と弾性エラストマー３とから構成され、この弾性エラストマー３に導電細線２を挿入・貫通させ、表・裏面から導電細線を所定の長さだけ突出させた簡単な構造のものであるが、従来の技術では弾性エラストマーから導電細線を所定の長さだけ突出させることが困難であった。
【００１２】
ここで、この発明による弾性エラストマーの両面接点用コネクタの製造方法について、図１及び図２と図３に基づいて説明する。まず、所定厚さの弾性エラストマーを図２のように、導電細線が貫通する位置に所要数の孔の開いた絶縁性の板４の上に、弾性エラストマー３の裏面が接するように配置する。この板４は、所要数の孔の開いた位置決め部材となっており、その下面にセンサー部材５を配置する。この位置決め部材の厚さは導電細線の突出量と同一寸法にしておく。
【００１３】
センサー部材５は、導電細線と導通させておき、導電細線２の先端がセンサー部材５に接触すると感知するようなセンサー的役割を果すようにしておく。次に導電細線を挿入する位置に所要数の孔の開いた板６を、弾性エラストマー３表面上に設置する。これら板４，６の厚さは、裏側及び表側の導電細線を弾性エラストマー３表面から突出させたい長さと同等の厚みにしておく。
【００１４】
次に、図４に示すように、導電細線用ガイドが所定間隔で多数個設けられた治具８を、前記弾性エラストマー３に対して略垂直となるように配置する。導電細線用ガイドは、導電細線が挿入される間隔にあわせて適宜設けられ、その径は導電細線の径より僅かに大きく設けている。前記治具８は、図４のように導電細線用ガイド孔の開いた筒状体を所定数だけ連結したものでもいいし、図５のように導電細線の挿入分だけ導電細線用ガイド孔の開いた板状治具９でもいいし、図４の導電細線用ガイド孔の開いた筒状体１つでもよい。この治具の材質としては、後述する切断（剪断）のことを考えると、金属材がよく、工具鋼などが挙げられる。
【００１５】
次に、導電細線２を前記治具８に挿入し、弾性エラストマーを貫通させ、貫通させた後導電細線の先端が板のセンサー部材５に接触するまで挿入する。上述したように、導電細線の先端部がセンサー部材５に接触すると、これを電気的に感知して、挿入を止めるようにしておく。これは、導電細線が非常に細いために、過剰に挿入すると撓んでしまうことを防止するためである。
【００１６】
最後に、前記治具を矢印１０方向に移動させ、導線細線２を剪断し、弾性エラストマー３の表側及び裏側に所定長さだけ層の表面から突出させることで弾性エラストマー３の両面接点用コネクタを製造できる。このように、前記板上を、導電細線用ガイド孔の開いた前記治具を移動させることで、板と治具によって導電細線２を所定箇所で剪断することができる。
【００１７】
上述した弾性エラストマーの両面接点用コネクタの製造方法では、導電細線を弾性エラストマーに垂直に突出させる製造方法について説明したが、相手物によっては、相手物の接触部分の形状に沿ったようにし、接触性を良くする方が望まれている。
【００１８】
そこで、更に、相手物の接触部分の形状に沿ったように、導電細線の形状を成形する方法について説明する。第一に、相手物の接触部分に沿った形状にする側の前記板を取り除く。導電細線を、相手物と接続できる形状にするための部材を入れ、その部材の形状にそって別の部材を移動させる。例えば、導電細線の形状を略Ｓ字形状にする場合には、図６に示す形状にした部材１１を入れ、その形状にそって別の部材１２を移動させる。このようにして形成された導電細線の先端部は、そのままでも相手物と接触することができる。
【００１９】
図７に、導電細線２を挿通し電気接続するスルーホール７と腕部１９とを備える電気接点が半球状突部１３からなるものを、また図８に山並状突起１４からなるものを示す。半球状突部１３及び山並状突起１４は夫々回路基板１５及び電子部品１６の各接点との導通が確実になるように、互いに押圧接合される。この場合、図９に示すように、電気接点１３の接合部を通る垂線すなはち回路基板と電子部品の各接点と押圧接触する押圧中心線１７は、導電細線２の中心軸線１８から、電気接点１３の腕部１９の長さだけ横方向に偏心しているので、電気接点にかかる押圧力により腕部１９が内側に向かって湾曲するだけで、押圧力が直接導電細線２に加わって細線を屈曲させることはない。
【００２０】
次に、上述した弾性エラストマーの両面接点用コネクタを使用したものについて説明する。図９及び図１０に示すように、前記弾性エラストマーの両面接点用コネクタの表裏面に、相手物と接続する電気接点と貫通したスルーホールとこのスルーホールと該電気接点を導通させる導体とからなるフレキシブルプリント基板を、表及び裏面に夫々突出した複数の導電細線と前記スルーホールとが合致するように接合する。簡単にいえば、両面接点用コネクタの表裏面にＦＰＣ基板を装着させたものである。この場合の導電細線の表裏面への突出量としては、スルーホール部の厚み＋０．１ｍｍ程度突出させれば十分であり、スルーホール部と導電細線を半田付けや導電接着剤等により接合する。
【００２１】
また、前記電気接点の形状としては、例えば接触相手がＢＧＡチップの場合は図８のように山並状突起を設けたものにすればいいし、接触相手が基板のランドの場合は図７のように半球状の突起を設けたものにすればよい。即ち、接触相手物の形状に合わせて、接触性のよい形状にしている。
【００２２】
このように接触相手物の形状に合うように接触性のよい形状にすることを考えると、図９のように表裏面にＦＰＣ基板を配置するもの以外でも、接触相手物の形状に合わせることは可能である。つまり、表裏面のどちらか一方にＦＰＣ基板を配置し、もう一方は導電細線をそのまま接触部として使うこともできる。導電細線は、先端部を接触部として使用することもできるし、略Ｓ字形状にし導電細線の中間部を接触部として使用することもできる。導電細線の先端部か中間部かを接触部にするかは、相手接触部の形状によって適宜設計する。
【００２３】
【発明の効果】
この発明の電気コネクタは次のような顕著な効果を有する。
・導電細線を弾性エラストマーに挿入・貫通させるだけで、容易に両面接点用コネクタを製造することができる。
・上述した製造方法をとることによって、容易に弾性エラストマーの表裏面両側に所定長さだけ突出することができる。
・この発明の両面接点用コネクタは、相手物の接続部分に沿った形状に簡単にすることができるので、容易に使用目的に合わせた接点の最適化を図ることができる。
・簡単に弾性エラストマーの表裏面両側に導電細線を所定長さだけ突出することができるので、容易にＦＰＣ基板を接合することができる。
・この発明の電気コネクタは接点間の導通距離を３mm未満にしているので、測定検査の際に、特別な考慮は不必要で、伝送路としての特性を配慮したマイクロストリップラインの検討が不要となり、コストの低減に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による弾性エラストマーの両面接点用コネクタ１の断面を示す。
【図２】 導電細線を弾性エラストマーに挿通し、層の上下面に突出端部を形成した状態を示す側断面図を示す。
【図３】 図２の状態から導電細線を剪断する動作を示す。
【図４】 この発明の弾性エラストマーの両面接点用コネクタの製造に用いるための、シリコンゴム板に導電細線を埋設する治具の一例を示す。
【図５】 導電細線の挿入分だけ導電細線用ガイド孔の開いた板状片からなる治具を示す。
【図６】 相手物の接触部分の形状に沿ったように、導電細線の形状を成形する方法の一実施例を示す。
【図７】 この発明による弾性エラストマーの両面に設ける電気接点の一実施例を示す。
【図８】 弾性エラストマーの両面に設ける電気接点の他の実施例を示す。
【図９】 電気接点を配置した、この発明の弾性エラストマーの両面接点用コネクタの側断面図を示す。
【図１０】 この発明の弾性エラストマーの一実施例の平面図を示す。
【符号の説明】
１ 両面接点用コネクタ
２ 導電細線
３ 弾性エラストマー
４ 板
５ センサー部材
６ 板
７ スルーホール
８ 治具
９ 板状治具
１０ 矢印
１１、１２ 部材
１３ 半球状突部
１４ 山並状突起
１５ 回路基板
１６ 電子部品
１７ 押圧中心線
１８ 中心軸線
１９ 腕部

Claims (3)

1. 所定厚さの弾性エラストマーに対して、導電細線用ガイド孔を所定間隔で多数個設けた治具を、前記弾性エラストマーに対して略垂直となるように配置し、導電細線を前記治具に挿入し、弾性エラストマーを貫通させ、弾性エラストマーの表側及び裏側に所定長さだけ層の表面から突出させたことを特徴とする弾性エラストマーの両面接点用コネクタの製造方法。
2. 弾性エラストマー両側に突出した複数の導電細線を所定の長さにするために、裏面側は所定数の所定深さの孔の開いた板上に弾性エラストマーを配置し、導線細線の先端が孔の底面に接するまで差し込み、表面側は弾性エラストマー上に所定厚さの板を設置し、導電細線の差し込みが完了した後に前記治具を所定方向に移動させ導電細線を切断後、前記所定厚さの板を取り除いたことを特徴とする請求項１記載の弾性エラストマーの両面接点用コネクタの製造方法。
3. 弾性エラストマーの表側及び裏側に所定長さだけ層の表面から突出させた後の導電細線の中間部もしくは先端部を相手物と接続できるよう略S字状に屈曲形成したことを特徴とする請求項１記載の弾性エラストマーの両面接点用コネクタの製造方法。

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