JP4112118B2 - コンタクトの製造方法及びコネクタ - Google Patents
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- Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はコネクタ及びコネクタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来のコネクタの側面図である。
【０００３】
このコネクタはガルウイングタイプのＳＭＴ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）コネクタであり、リード端子１１０がハウジング１３０の底面１３５から側方へ突出している。
【０００４】
このコネクタは、半田ペーストを印刷したプリント基板上に、マウント装置によりリード端子１１０を位置合わせして搭載される。その後、リフロー炉を通過させてリード端子１１０の半田接続が行われる。
【０００５】
ところで、近年電子機器の小型・軽量・高性能化が進み、リード端子１１０の狭ピッチ化が進んでいる。
【０００６】
しかし、このようなリード端子１１０の狭ピッチ化に伴い、プリント基板への実装不良という新たな問題が生じた。
【０００７】
この問題を克服する方法としてリード端子１１０に代えてハウジングの底面にバンプを形成する方法が実用化されている。
【０００８】
バンプは銅箔の付いた基板上にフラックス転写後、半田ボールを載せ、リフロー加熱することによって形成される。
【０００９】
このコネクタ（ＢＧＡ（Ｂｕｍｐ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）コネクタ）によれば、半田ボールが底面に形成されるため、狭ピッチ化を図ることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、半田ボールは高価であるので、コネクタが高価なものとなってしまう。
【００１１】
また、コンタクトがハウジングに組み込まれた状態でリフローされるので、リフロー炉内の熱により、ハウジングに熱ストレスによる反りが発生し、コネクタをプリント基板に実装したとき、コンタクトとプリント基板の導体パターンとの間の接続不良が生じるおそれがあった。
【００１２】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は狭ピッチ化を図ることができるとともに、確実な実装を行うことができ、しかも安価なコンタクトの製造方法及びコネクタを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、金属板にニッケルメッキを施す工程と、前記金属板の所定位置のニッケルメッキをエッチングにより除去して窪みを形成する工程と、前記窪みに高融点金属を供給する工程と、前記高融点金属を加熱して高融点金属バンプを形成する工程と、前記金属板を所定の形状に打ち抜き、折り曲げる工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
高融点金属ボールを用いることなく高融点金属バンプを形成することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコンタクトの製造方法において、前記高融点金属が半田であることを特徴とする。
【００１６】
高融点金属として半田を用いたので、コンタクトと基板のランドとの接続が容易となり、接続信頼性も高まる。
【００１７】
請求項３記載に発明は、請求項１又は２に記載のコンタクトの製造方法によって製造されたコンタクトが、インシュレータに組み込まれたことを特徴とする。
【００１８】
高融点金属バンプはコンタクトをハウジングに組み込まれる前に形成されているので、ハウジングはプリント基板にコネクタを実装するときだけ加熱されるだけである。そのため、ハウジングは加熱によるハウジングの反りを少なくでき、確実な実装を行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は半田バンプの形成方法を説明する図である。
【００２１】
半田バンプ（高融点金属バンプ）はコンタクト２０（後述）として必要な所定厚さの銅板（金属板）５上に形成される。
【００２２】
まず、ニッケルメッキ６を銅板５上の全面に施す（図１（ａ）参照）。
【００２３】
次に、エッチングによって予め決められた電極領域だけに窪み７を形成する（図１（ｂ）参照）。
【００２４】
次に、メタルマスク等を用いて窪み７に半田ペースト（高融点金属）８を印刷する（図１（ｃ）参照）。このとき、印刷は例えばスクリーン印刷機（図示せず）を用いて行われる。
【００２５】
最後に、リフロー炉（炉内が半田融点以上の温度にコントロールされた炉）を通過させて半田ペースト８を加熱して半田バンプ１０を形成する（図１（ｄ）参照）。
【００２６】
図２はコンタクトの製造方法を説明する図である。
【００２７】
コンタクト２０は、圧入部２１と、ばね接点部２２と、接続部２３とを備えている。
【００２８】
まず、半田バンプ１０が形成された銅板５をプレス機によって図示のようにキャリア２５と一体に打ち抜く。
【００２９】
次に、接続部２３を図２の右側の状態から左側の状態に９０°折り曲げる。
【００３０】
次に、ばね接点部２２に例えばＡｕ（金）メッキを施す。これによって、銅板で形成されているばね接点部２２の表面の酸化を防止することができる。
【００３１】
図３はコンタクトをハウジングに組み込んだ状態を示すＢＧＡコネクタの断面図である。
【００３２】
コンタクト２０をハウジング３０に組み込むには、まず複数のコンタクト２０を例えばキャリア２５を保持した挿入機でハウジング（インシュレータ）３０に挿入孔３１に圧入する。
【００３３】
このとき、コンタクト２０は圧入部２１がハウジング３０の底面３５からハウジング３０の内壁面３３に突き当たるまで挿入される。
【００３４】
圧入部２１の凸部２４がハウジング３０に食い込み、コンタクト２０はハウジング３０に確実に固定される。また、ばね接点部２２の一部がハウジング３０から突出する。
【００３５】
最後に、キャリア２５を切り取る。その結果、ハウジング３０の底面３５に半田バンプ１０が配列されたＢＧＡコネクタが完成する。
【００３６】
図４はＢＧＡコネクタの底面図である。
【００３７】
ハウジング３０の底面には接続部２３（半田バンプ１０）が千鳥状に配置されている。
【００３８】
図５はＢＧＡコネクタのプリント基板への実装を説明する図である。
【００３９】
プリント基板５０には予め部品接続ランドに合わせたスクリーンマスクにより半田ペースト５１が印刷されている。なお、プリント基板５０はガラスエポキシ樹脂をベース基材にし、この基材に接着剤でＣｕ（銅）箔を貼り付けた構造になっている。
【００４０】
マウント装置（図示せず）により吸着されたコネクタはプリント基板５０に半田バンプ１０とランド（半田ペースト５１）とが一致するように搭載される。その後、リフロー炉を通過させ、熱風又は赤外線により半田バンプ１０と半田ペースト５１とを溶融させる。
【００４１】
その結果、ＢＧＡコネクタとプリント基板５０のランド５０とが電気的に接続される。
【００４２】
図６は相手側コネクタとの接続状態を示す一部を断面とした側面図である。
【００４３】
相手側コネクタ（レセプタクルコネクタ）は、ハウジング８０とピンコンタクト７０と半田バンプ６０とを備え、プリント基板９０に搭載されている。
【００４４】
両コネクタを嵌合させたとき、ばね接触部２２がコンタクト挿入孔８１で相手側コネクタのコンタクトピン７０に付勢される。
【００４５】
その結果、ばね接触部２２とコンタクトピン７０とが確実に接触し、プリント基板５０とプリント基板９０とがばね接触部２２及びピンコンタクト７０を介して電気的に接続される。
【００４６】
この実施形態によれば、高価な半田ボールを用いないので、コンタクト２０及びコネクタの製造コストを低減することができる。
【００４７】
コンタクト２０がハウジング３０に組み込まれる前に半田バンプ１０が形成され、ハウジング３０は半田バンプ１０を形成するための熱の影響を受けず、ハウジング３０が熱ストレスによって反ることがない。したがって、ハウジング３０からプリント基板５０までの距離を一定にすることができるので、ＢＧＡコネクタをプリント基板５０に実装したとき、コンタクト２０とプリント基板との間の接触不良の発生を防止することができる。
【００４８】
また、接続部２３（半田バンプ１０）を千鳥状に配置したので、接続部２３（半田バンプ１０）を全て同じ向きに配置したときに比し２倍のピッチでコンタクト２０を配置することができ、狭ピッチ化を図ることができる。
【００４９】
なお、上記実施形態ではプリント基板５０には半田ペーストが印刷されているが、印刷に代えてマルチディスペンサを用い、マルチディスペンサのノズルから必要部分だけに半田ペーストを塗布するようにしてもよい。
【００５０】
また、半田バンプの形状を円形としているが、楕円形や矩形とすることによって更なる狭ピッチ化を図ることもできる。
【００５１】
【発明の効果】
以上に説明したように請求項１に記載の発明のコンタクトの製造方法によれば、半田ボールを用いないので、製造コストの低減を図ることができる。
【００５２】
請求項２に記載の発明のコンタクトの製造方法によれば、コンタクトとプリント基板のランドとの接続が容易となり、接続信頼性も高まる。
【００５３】
請求項３に記載の発明のコネクタによれば、加熱によるハウジングの反りを少なくできるので、コネクタをプリント基板に実装したとき、コンタクトとプリント基板の導体パターンとの間の接続不良の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は半田バンプの形成方法を説明する図である。
【図２】図２はコンタクトの製造方法を説明する図である。
【図３】図３はコンタクトをハウジングに組み込んだ状態を示すＢＧＡコネクタの断面図である。
【図４】図４はＢＧＡコネクタの底面図である。
【図５】図５はＢＧＡコネクタのプリント基板への実装を説明する図である。
【図６】図６は相手側コネクタとの接続状態を示す一部を断面とした側面図である。
【図７】図７は従来のコネクタの側面図である。
【符号の説明】
５ 銅板（金属板）
６ ニッケルメッキ
８ 半田ペースト（高融点金属）
１０ 半田バンプ（高融点金属バンプ）
３０ ハウジング（インシュレータ）
【発明の属する技術分野】
この発明はコネクタ及びコネクタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来のコネクタの側面図である。
【０００３】
このコネクタはガルウイングタイプのＳＭＴ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）コネクタであり、リード端子１１０がハウジング１３０の底面１３５から側方へ突出している。
【０００４】
このコネクタは、半田ペーストを印刷したプリント基板上に、マウント装置によりリード端子１１０を位置合わせして搭載される。その後、リフロー炉を通過させてリード端子１１０の半田接続が行われる。
【０００５】
ところで、近年電子機器の小型・軽量・高性能化が進み、リード端子１１０の狭ピッチ化が進んでいる。
【０００６】
しかし、このようなリード端子１１０の狭ピッチ化に伴い、プリント基板への実装不良という新たな問題が生じた。
【０００７】
この問題を克服する方法としてリード端子１１０に代えてハウジングの底面にバンプを形成する方法が実用化されている。
【０００８】
バンプは銅箔の付いた基板上にフラックス転写後、半田ボールを載せ、リフロー加熱することによって形成される。
【０００９】
このコネクタ（ＢＧＡ（Ｂｕｍｐ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）コネクタ）によれば、半田ボールが底面に形成されるため、狭ピッチ化を図ることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、半田ボールは高価であるので、コネクタが高価なものとなってしまう。
【００１１】
また、コンタクトがハウジングに組み込まれた状態でリフローされるので、リフロー炉内の熱により、ハウジングに熱ストレスによる反りが発生し、コネクタをプリント基板に実装したとき、コンタクトとプリント基板の導体パターンとの間の接続不良が生じるおそれがあった。
【００１２】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は狭ピッチ化を図ることができるとともに、確実な実装を行うことができ、しかも安価なコンタクトの製造方法及びコネクタを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、金属板にニッケルメッキを施す工程と、前記金属板の所定位置のニッケルメッキをエッチングにより除去して窪みを形成する工程と、前記窪みに高融点金属を供給する工程と、前記高融点金属を加熱して高融点金属バンプを形成する工程と、前記金属板を所定の形状に打ち抜き、折り曲げる工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
高融点金属ボールを用いることなく高融点金属バンプを形成することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコンタクトの製造方法において、前記高融点金属が半田であることを特徴とする。
【００１６】
高融点金属として半田を用いたので、コンタクトと基板のランドとの接続が容易となり、接続信頼性も高まる。
【００１７】
請求項３記載に発明は、請求項１又は２に記載のコンタクトの製造方法によって製造されたコンタクトが、インシュレータに組み込まれたことを特徴とする。
【００１８】
高融点金属バンプはコンタクトをハウジングに組み込まれる前に形成されているので、ハウジングはプリント基板にコネクタを実装するときだけ加熱されるだけである。そのため、ハウジングは加熱によるハウジングの反りを少なくでき、確実な実装を行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は半田バンプの形成方法を説明する図である。
【００２１】
半田バンプ（高融点金属バンプ）はコンタクト２０（後述）として必要な所定厚さの銅板（金属板）５上に形成される。
【００２２】
まず、ニッケルメッキ６を銅板５上の全面に施す（図１（ａ）参照）。
【００２３】
次に、エッチングによって予め決められた電極領域だけに窪み７を形成する（図１（ｂ）参照）。
【００２４】
次に、メタルマスク等を用いて窪み７に半田ペースト（高融点金属）８を印刷する（図１（ｃ）参照）。このとき、印刷は例えばスクリーン印刷機（図示せず）を用いて行われる。
【００２５】
最後に、リフロー炉（炉内が半田融点以上の温度にコントロールされた炉）を通過させて半田ペースト８を加熱して半田バンプ１０を形成する（図１（ｄ）参照）。
【００２６】
図２はコンタクトの製造方法を説明する図である。
【００２７】
コンタクト２０は、圧入部２１と、ばね接点部２２と、接続部２３とを備えている。
【００２８】
まず、半田バンプ１０が形成された銅板５をプレス機によって図示のようにキャリア２５と一体に打ち抜く。
【００２９】
次に、接続部２３を図２の右側の状態から左側の状態に９０°折り曲げる。
【００３０】
次に、ばね接点部２２に例えばＡｕ（金）メッキを施す。これによって、銅板で形成されているばね接点部２２の表面の酸化を防止することができる。
【００３１】
図３はコンタクトをハウジングに組み込んだ状態を示すＢＧＡコネクタの断面図である。
【００３２】
コンタクト２０をハウジング３０に組み込むには、まず複数のコンタクト２０を例えばキャリア２５を保持した挿入機でハウジング（インシュレータ）３０に挿入孔３１に圧入する。
【００３３】
このとき、コンタクト２０は圧入部２１がハウジング３０の底面３５からハウジング３０の内壁面３３に突き当たるまで挿入される。
【００３４】
圧入部２１の凸部２４がハウジング３０に食い込み、コンタクト２０はハウジング３０に確実に固定される。また、ばね接点部２２の一部がハウジング３０から突出する。
【００３５】
最後に、キャリア２５を切り取る。その結果、ハウジング３０の底面３５に半田バンプ１０が配列されたＢＧＡコネクタが完成する。
【００３６】
図４はＢＧＡコネクタの底面図である。
【００３７】
ハウジング３０の底面には接続部２３（半田バンプ１０）が千鳥状に配置されている。
【００３８】
図５はＢＧＡコネクタのプリント基板への実装を説明する図である。
【００３９】
プリント基板５０には予め部品接続ランドに合わせたスクリーンマスクにより半田ペースト５１が印刷されている。なお、プリント基板５０はガラスエポキシ樹脂をベース基材にし、この基材に接着剤でＣｕ（銅）箔を貼り付けた構造になっている。
【００４０】
マウント装置（図示せず）により吸着されたコネクタはプリント基板５０に半田バンプ１０とランド（半田ペースト５１）とが一致するように搭載される。その後、リフロー炉を通過させ、熱風又は赤外線により半田バンプ１０と半田ペースト５１とを溶融させる。
【００４１】
その結果、ＢＧＡコネクタとプリント基板５０のランド５０とが電気的に接続される。
【００４２】
図６は相手側コネクタとの接続状態を示す一部を断面とした側面図である。
【００４３】
相手側コネクタ（レセプタクルコネクタ）は、ハウジング８０とピンコンタクト７０と半田バンプ６０とを備え、プリント基板９０に搭載されている。
【００４４】
両コネクタを嵌合させたとき、ばね接触部２２がコンタクト挿入孔８１で相手側コネクタのコンタクトピン７０に付勢される。
【００４５】
その結果、ばね接触部２２とコンタクトピン７０とが確実に接触し、プリント基板５０とプリント基板９０とがばね接触部２２及びピンコンタクト７０を介して電気的に接続される。
【００４６】
この実施形態によれば、高価な半田ボールを用いないので、コンタクト２０及びコネクタの製造コストを低減することができる。
【００４７】
コンタクト２０がハウジング３０に組み込まれる前に半田バンプ１０が形成され、ハウジング３０は半田バンプ１０を形成するための熱の影響を受けず、ハウジング３０が熱ストレスによって反ることがない。したがって、ハウジング３０からプリント基板５０までの距離を一定にすることができるので、ＢＧＡコネクタをプリント基板５０に実装したとき、コンタクト２０とプリント基板との間の接触不良の発生を防止することができる。
【００４８】
また、接続部２３（半田バンプ１０）を千鳥状に配置したので、接続部２３（半田バンプ１０）を全て同じ向きに配置したときに比し２倍のピッチでコンタクト２０を配置することができ、狭ピッチ化を図ることができる。
【００４９】
なお、上記実施形態ではプリント基板５０には半田ペーストが印刷されているが、印刷に代えてマルチディスペンサを用い、マルチディスペンサのノズルから必要部分だけに半田ペーストを塗布するようにしてもよい。
【００５０】
また、半田バンプの形状を円形としているが、楕円形や矩形とすることによって更なる狭ピッチ化を図ることもできる。
【００５１】
【発明の効果】
以上に説明したように請求項１に記載の発明のコンタクトの製造方法によれば、半田ボールを用いないので、製造コストの低減を図ることができる。
【００５２】
請求項２に記載の発明のコンタクトの製造方法によれば、コンタクトとプリント基板のランドとの接続が容易となり、接続信頼性も高まる。
【００５３】
請求項３に記載の発明のコネクタによれば、加熱によるハウジングの反りを少なくできるので、コネクタをプリント基板に実装したとき、コンタクトとプリント基板の導体パターンとの間の接続不良の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は半田バンプの形成方法を説明する図である。
【図２】図２はコンタクトの製造方法を説明する図である。
【図３】図３はコンタクトをハウジングに組み込んだ状態を示すＢＧＡコネクタの断面図である。
【図４】図４はＢＧＡコネクタの底面図である。
【図５】図５はＢＧＡコネクタのプリント基板への実装を説明する図である。
【図６】図６は相手側コネクタとの接続状態を示す一部を断面とした側面図である。
【図７】図７は従来のコネクタの側面図である。
【符号の説明】
５ 銅板（金属板）
６ ニッケルメッキ
８ 半田ペースト（高融点金属）
１０ 半田バンプ（高融点金属バンプ）
３０ ハウジング（インシュレータ）
Claims (3)
- 金属板にニッケルメッキを施す工程と、
前記金属板の所定位置のニッケルメッキをエッチングにより除去して窪みを形成する工程と、
前記窪みに高融点金属を供給する工程と、
前記高融点金属を加熱して高融点金属バンプを形成する工程と、
前記金属板を所定の形状に打ち抜き、折り曲げる工程と
を含むことを特徴とするコンタクトの製造方法。 - 前記高融点金属が半田であることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトの製造方法。
- 請求項１又は２に記載のコンタクトの製造方法によって製造されたコンタクトが、インシュレータに組み込まれたことを特徴とするコネクタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11786199A JP4112118B2 (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | コンタクトの製造方法及びコネクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11786199A JP4112118B2 (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | コンタクトの製造方法及びコネクタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000311757A JP2000311757A (ja) | 2000-11-07 |
| JP4112118B2 true JP4112118B2 (ja) | 2008-07-02 |
Family
ID=14722121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11786199A Expired - Fee Related JP4112118B2 (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | コンタクトの製造方法及びコネクタ |
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|---|---|---|---|---|
| JP2002203624A (ja) * | 2000-12-14 | 2002-07-19 | Molex Inc | カードエッジコネクタ |
| CN103000609A (zh) * | 2011-09-15 | 2013-03-27 | 复旦大学 | 凸点制作材料及凸点制备方法 |
-
1999
- 1999-04-26 JP JP11786199A patent/JP4112118B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
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| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
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