JP4420515B2 - 電気コネクタ - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電気接点と複数の電気接触子とを一度に電気的に接続するようにした電気コネクタに関するもので、特に第１コネクタの半田が第２コネクタの接触部への付着防止に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図に基づいて、従来の電気コネクタ６０について説明する。
電気コネクタの一つに、例えば図５に示すように、第１コネクタ１０（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ（ＢＧＡ））と第２コネクタ５０（ＢＧＡ素子等に接触するソケットコネクタをいう）とを着脱自在に突き合わせて、第１コネクタ１０の片面側に設けた半田などの球状突起からなる複数の電気接点１２と第２コネクタ５０の片面側に設けた複数の電気接触子５２とを電気的に接続するようにしたものがある。なお、図示しないが、第１コネクタ１０と第２コネクタ２０とはソケット構造などのような機構を持っていて、着脱自在に装着できるようになっている。
【０００３】
第１コネクタ１０は、セラミックスや剛性のある硬質樹脂基板などからなり、この硬質樹脂基板の片側面には半田（ＰｂＳｎ）などの球状突起からなる複数の電気接点１２が設けられている。この電気接点１２は、半田ボールを硬質樹脂基板のランドにのせて、リフローによって形成している。
また、第２コネクタ５０は、第１コネクタ１０の複数の電気接点１２と電気的に接続できるように片面側に複数の電気接触子５２が設けられている。この電気接触子５２は、第２コネクタ５０の基板２２（ＦＰＣ等）の導体２６上に設けられ、当該導体２６の周囲の基板にはスリット状の切り込み部２４を設けて当該導体２６部分に弾性を持たせる構造にし、この構造によって第１コネクタ１０の電気接点１２の高さのバラツキを吸収できるようにしている。なお、電気接触子５２は接触部分なので、一般的に、金メッキなどの表面処理が施されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように第２コネクタは、第１コネクタ１０を検査するコネクタであるので、第２コネクタに対しては数千個の第１コネクタ１０との接触が行われる。その為、次のような問題点が発生した。図６に基づいて問題点について説明する。
第１コネクタ１０の電気接点１２と第２コネクタの電気接触子５２が数百回接触すると、従来施されているような金メッキなどの表面処理層に、電気接点１２を形成している半田（ＰｂＳｎ）が付着し易く、接触不良の原因になるといった解決すべき課題があった。
電気接触子５２の表面処理層に半田が付着すると、数百回もしくは数千回に一度ブラシ等で落とすことになる。しかしながら、付着物の半田がなかなかブラシ等で落ちないという問題点もあった。ブラシングを行う回数があまり頻繁だと工数アップになり、ひいてはコストアップに繋がるといった問題にもなる。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、第１コネクタの電気接点と第２コネクタの電気接触子とが数千回の接触（挿抜）を繰り返しても、電気接触子の表面処理層に半田及びその酸化不純物５４が付着し難く、かつ、接触不良が起こり難い優れた電気コネクタを提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、第１コネクタと第２コネクタとを着脱自在に突き合わせて、前記第１コネクタの片面側に設けられた球状突起からなる複数の電気接点と、前記第２コネクタの基板の片面側に形成した円盤状の導体上に設けられた複数の電気接触子とを電気的に接続するようにし、前記円盤状導体の周囲の基板にスリット状の切り込み部を設けることにより、前記導体および電気接触子を設けた基板の部分を、舌状の可動小片部分として弾性を持たせ、前記第２コネクタの電気接触子上に少なくとも１個以上の山状凸起を設け、該山状凸起は、前記第２コネクタの前記導体上にスリット溝をもつ保護被覆層を設け、前記スリット溝に、徐々にメッキを施し、前記保護被覆層の表面よりメッキを突出させることにより形成され、かつ第１コネクタと第２コネクタを突き合わせて電気接触子と電気接点とを当接させたときに、電気接点に電気接触子を押しつける接触力により電気接触子をもつ舌状の可動小片部分が下方に変位し、これに伴って、電気接点が電気接触子上で変位することにより電気接点が電気接触子上を摺動する、電気接点の摺動方向と平行に配列してなることで達成できる。このように配列させることで、確実に前回の接触時に付いた半田を前方へ排除できる。
【０００７】
【作用】
第２コネクタの電気接触子３０上に少なくとも１個以上の山状凸起を設けると、第１コネクタ１０と第２コネクタ２０との接触時には、第１コネクタ１０の電気接点１２は第２コネクタ２０の電気接触子３０上を摺動するので、接触時に前回付いた半田は前方に排除される（かき落とされるように排除される）。
上述のように摺動させる方法は、金属導体部の背面側にシリコン等の弾性材料が配置されると共に第２コネクタの導体の周囲の基板にはスリット状の切り込み部を設け、第１コネクタの電気接点に第２コネクタの電気接触子を押しつける接触力によって、第２コネクタの電気接触子は下方に変位し、接触位置が変位し摺動する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図に基づいて、本発明の電気コネクタについて説明する。
図１は本発明に係る電気コネクタの部分拡大縦断側面図であり、図２は本発明に係る電気コネクタの部分拡大横断面図である。図３（Ａ）は図１の電気コネクタの第２コネクタの基板を示した部分拡大平面図であり、（Ｂ）は第２コネクタの電気接触子の平面図と断面側面図である。図４（Ａ）は導体に電気接触子及び山状凸起を設けるために保護被覆層にスリット溝を設けた状態の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のスリット溝にメッキを施して電気接触子及び山状凸起を作成した状態の電気接触子部分の側面図である。
図１から図４は、本発明に係る電気コネクタの一つの実施の形態を示したもので、図中、１０は従来と同様セラミックスや剛性のある硬質樹脂基板からなる第１コネクタ、１２は第１コネクタ１０の片面側に設けた半田などの球状突起からなる複数の電気接点、２０は適度の剛性を有する軟質樹脂などの基板２２からなる第２コネクタ、２６は基板２２の片面側に設けられた円盤状の金属層からなる導体、２８は基板２２の導体形成側に施した絶縁材料などからなる保護被覆層、３０は導体２６上に施された電気接触子、３１は電気接触子３０に設けられた山状凸起である。
【０００９】
この電気コネクタにおいて、図示しないが、第１コネクタ１０と第２コネクタ２０とは、従来と同様ソケット構造などのような機構を持っていて、着脱自在に装着できるようになっている。もちろん、第１コネクタ１０の電気接点１２側と反対側の片面には、電気接点１２側と接続（導通）されたプリント配線などの必要な配線が施してある。
【００１０】
まず、本発明のポイント部分である第２コネクタ２０について説明する。
本発明の第２コネクタ２０では、基板２２の片面側に例えば予め施してある銅箔などの金属層部分を、例えば基板製造技術の一つであるプリント配線パターン成形法によって処理して、図１に示すように、所望の導体２６を設けてある。
したがって、多数の導体２６を極めて低コストで、しかも、殆ど嵩張ることなく形成することができる。もちろん、この導体２６と接続されるリード線３４部分も同様のプリント配線パターン成形法によって形成することができる。なお、このリード線３４部分は、複数の導体２６を高密度で配列する場合、基板表側の配線スペースが不足することがあるため、基板２２の適宜位置にスルホール４０を設け、これと連通された形で、基板裏側に形成することもできる。
【００１１】
前記導体２６の第１コネクタ１０との接触部分には、導電性の良い材料で電気接触子３０が設けられている。この電気接触子３０は、前記導体２６にめっきなどによって設けられている。導体２６の材料としては、導電性の良い材料であれば如何なるものでもよく、黄銅やベリリウム銅やリン青銅などが挙げられる。
【００１２】
前記第１コネクタの電気接点１２との接触の際に付着した半田を排除できるように、第２コネクタ２０の前記電気接触子３０上に少なくとも１個以上の山状凸起３１を設け、その先端部はある程度鋭くとがった方がよい。即ち、この山状凸起３１は、付着した半田を排除するためのものである。
該凸起３１の突出量としては、上記役割を満足すればよく、０．１〜０．２ｍｍ程度あれば十分である。前記山状凸起３１の数量としては、第１コネクタ１０の電気接点１２と第２コネクタ２０の電気接触子３０との位置関係（位置ずれ）等を考えると複数あることが望ましい。このように山状凸起３１を複数設けると電気接触子３０の表面は山波状になる。
上述した作用と役割を考えると、前記第１コネクタ１０の電気接点１２の摺動方向と第２コネクタ２０の山状凸起３１を平行に配列したほうがよい。このように配列させることで、確実に前回の接触時に付いた半田を前方へ排除できる。
【００１３】
次に、図４に基づいて、前記山状凸起３１の作成方法について説明する。
まず、第２コネクタ２０の導体２６上の保護被覆層２８に図４（Ａ）のようにスリット溝４２を第１コネクタ１０の電気接点１２の摺動方向と平行に設ける。該スリット溝４２は、レーザー加工などによって作成する。
次に、作成された前記スリット溝４２に、徐々にメッキを施し、前記保護被覆層２８の表面よりメッキを突出させて、電気接触子３０部分を含んだ山状凸起３１の形状を作成する。（該スリット溝４２の数が、複数あれば電気接触子３０の表面は山波状になる。）
【００１４】
図３（Ａ）のように基板２２にはスリット状の切り込み部２４を設け、本発明の導体２６及び電気接触子３０には弾性を持たせてあるため、図１に示すように、第１コネクタ１０に第２コネクタ２０を突き合わせてセットし、この電気接触子３０を第１コネクタ１０の球状突起からなる電気接点１２と当接させれば、導体２６及び電気接触子３０は、電気接点１２に追随して弾性的に接触するため、電気接点１２側に多少の高さ不整などがあっても、安定して接続される。
【００１５】
つまり、信頼性の高い電気的な接続が得られる。このとき、導体２６及び電気接触子３０側の弾性は、基板２２の舌状の可動小片部分３６の弾性に左右されるため、上述した適度の剛性を有する軟質樹脂などからなる基板２２硬さは、可動小片部分３６に十分な弾性が付与される程度の硬さである必要がある。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る電気コネクタによると、次のような優れた効果が得られる。
（１）導体２６に施す電気接触子３０の表面に突出する山状凸起３１を設けているので、前の接触時に付いた半田を容易に排除（かき落とす）することができる。
（２）前記山状凸起３１を前記第１コネクタ１０の電気接点１２の摺動方向と平行に配列しているので、より確実に前回の接触時に付いた半田カスが先方に排除することができる。
（３）前記山状凸起３１の作成は、導体２６上の保護被覆層２８にスリット溝４２を設けて、このスリット溝４２に徐々にメッキを施すことで容易に作成することができ、凸起３１の先端部が摩耗した際には再度メッキを施せばよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気コネクタの部分拡大縦断側面図である。
【図２】本発明に係る電気コネクタの部分拡大横断面図である。
【図３】（Ａ）図１の電気コネクタの第２コネクタの基板を示した部分拡大平面図である。
（Ｂ）第２コネクタの電気接触子の平面図と断面側面図である。
【図４】（Ａ）導体に電気接触子及び山状凸起を設けるために保護被覆層にスリット溝を設けた状態の平面図である。
（Ｂ）（Ａ）のスリット溝にメッキを施して電気接触子及び山状凸起を作成した状態の電気接触子部分の側面図である。
【図５】従来の電気コネクタの部分拡大縦断側面図である。
【図６】課題を説明するための図５の電気コネクタの第２コネクタの基板を示した部分拡大平面図である。
【符号の説明】
１、６０ 電気コネクタ
１０ 第１コネクタ
１２ 電気接点
２０、５０ 第２コネクタ
２２ 基板
２４ スリット状の切り込み部
２６ 導体
２８ 保護被覆層
３０、５２ 電気接触子
３１ 凸起
３２ 開口
３４ リード線
３６ 舌状の可動小片部分
３８ 金属導体部
３９ 弾性材料層
４０ スルホール
４２ スリット溝
５４ 不純物

Claims (1)

  1. 第１コネクタと第２コネクタとを着脱自在に突き合わせて、前記第１コネクタの片面側に設けられた球状突起からなる複数の電気接点と、前記第２コネクタの基板の片面側に形成した円盤状の導体上に設けられた複数の電気接触子とを電気的に接続するようにし、前記円盤状導体の周囲の基板にスリット状の切り込み部を設けることにより、前記導体および電気接触子を設けた基板の部分を、舌状の可動小片部分として弾性を持たせ、
    前記第２コネクタの電気接触子上に少なくとも１個以上の山状凸起を設け、
    該山状凸起は、前記第２コネクタの前記導体上にスリット溝をもつ保護被覆層を設け、前記スリット溝に、徐々にメッキを施し、前記保護被覆層の表面よりメッキを突出させることにより形成され、かつ第１コネクタと第２コネクタを突き合わせて電気接触子と電気接点とを当接させたときに、電気接点に電気接触子を押しつける接触力により電気接触子をもつ舌状の可動小片部分が下方に変位し、これに伴って、電気接点が電気接触子上で変位することにより電気接点が電気接触子上を摺動する、電気接点の摺動方向と平行に配列してなることを特徴とする電気コネクタ。
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