JP4531080B2 - コンタクト部材及びコネクタ - Google Patents

Description

この発明は２つの接続対象物によって挟まれることにより、接続対象物同士を電気的に接続するコンタクト部材及びコネクタに関する。

従来、芯体とフレキシブル基板とからなるコネクタが知られている（下記特許文献１参照）。

芯体はほぼ板状であり、芯体の断面形状はほぼＤ字形である。芯体はシリコーンゴム等の絶縁性エラストマで形成され、弾性を有している。

フレキシブル基板はフィルムと複数の線状導電路と複数のスルーホールと複数の突起電極とを有する。フィルムはポリイミド等の絶縁性耐熱合成樹脂で形成され、芯体の表面を覆う。スルーホールはフィルムに形成されている。電子部品の１つの端子部に対して複数のスルーホールが配置されている。突起電極はスルーホールの一端に形成され、接続対象物である電子部品の端子部に接触可能である。線状導電路はフィルムの芯体に接する面に形成され、一方の電子部品の端子部に接触するスルーホールと他方の電子部品の端子部に接触するスルーホールとを導通させる。

２つの電子部品でコネクタを挟むと、芯体は弾性変形する。弾性変形した芯体には元の状態に戻ろうとする弾性力が生じ、この弾性力によって突起電極が電子部品の端子部に押し付けられ、その結果、突起電極、スルーホール及び線状導電路を通じて電子部品同士が電気的に接続される。
特開平８−２０３５８３号公報（段落００１３〜００１７、図１参照）

上述のコネクタの構造は、弾性を有する芯体にフレキシブル基板を接着し、フレキシブル基板のフィルムの表面にある突起電極同士を、フィルムに埋設したスルーホールとフィルムの裏面にある線状導電路とで導通させたものに過ぎない。

したがって、周波数の高い信号に対するシールド性が低く、インピーダンス整合も難しい構造であるため、信号の高速化に対応できないという問題があった。

この発明はこのような事情に鑑みなされたもので、その課題は高速伝送に対応できるコンタクト部材及びそれを備えたコネクタを提供することである。

前述の課題を解決するため請求項１の発明のコンタクト部材は、第１、第２の接続対象物間に配置される板状の弾性体と、前記弾性体に設けられた導電部材と、前記弾性体及び前記導電部材を被覆する絶縁フィルムと、前記導電部材と前記弾性体を介して前記弾性体の厚さ方向へ対向するように前記絶縁フィルムに設けられ、前記第１、第２の接続対象物の信号用端子を導通させる信号用導電部と、前記導電部材と前記弾性体を介して前記弾性体の厚さ方向へ対向するように前記絶縁フィルムに設けられ、前記第１、第２の接続対象物のグランド用端子及び前記導電部材を導通させるグランド用導電部と、前記信号用導電部が、前記絶縁フィルムの表面に設けられ、前記第１、第２の接続対象物の信号用端子にそれぞれ接触可能な第１、第２の信号用接触部と、前記絶縁フィルムの裏面に設けられた信号用導電路と、前記絶縁フィルムを貫通し、前記信号用導電路と前記第１の信号用接触部とを導通させる第１の信号用連結部と、前記絶縁フィルムを貫通し、前記信号用導電路と前記第２の信号用接触部とを導通させる第２の信号用連結部とを有し、前記グランド用導電部が、前記絶縁フィルムの表面に設けられ、前記第１、第２の接続対象物のグランド用端子にそれぞれ接触可能な第１、第２のグランド用接触部と、前記絶縁フィルムの裏面に設けられたグランド用導電路と、前記絶縁フィルムを貫通し、前記グランド用導電路と前記第１のグランド用接触部とを導通させる第１のグランド用連結部と、前記絶縁フィルムを貫通し、前記グランド用導電路と前記第２のグランド用接触部とを導通させる第２のグランド用連結部とを有していることを特徴とする。

上述のように、コンタクト部材は弾性体と導電部材と信号用導電部とグランド用導電路とでマイクロストリップライン構造が構成され、弾性体の厚さ、導電路の寸法等を適宜設定することによってインピーダンスマッチングを容易に行うことができる。

請求項２の発明は、請求項１記載のコンタクト部材において、前記第１、第２の信号用連結部及び前記第１、第２のグランド用連結部がスルーホールであることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２記載のコンタクト部材において、前記導電部材が、前記信号用導電部及び前記グランド用導電部の配列方向へ伸びる金属板であることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載のコンタクト部材において、前記信号用導電部と前記グランド用導電部とが前記絶縁フィルムに交互に配置されていることを特徴とする。

請求項５の発明のコネクタは、請求項１から４のいずれか１項記載のコンタクト部材と、前記コンタクト部材を、前記第１、第２の信号用接触部、前記第１、第２のグランド用接触部及び前記弾性体のそれらの接触部に隣接する部分が外部へ突出するように、保持する板状のハウジングとを備えることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５記載のコネクタにおいて、複数の前記コンタクト部材が所定方向へ配列されているとともに、前記複数のコンタクト部材のうちの任意のコンタクト部材の前記信号用導電部とこのコンタクト部材に隣接するコンタクト部材の前記グランド用導電部とがコンタクト部材配列方向へ隣接していることを特徴とする。

この発明によれば、高速伝送に対応できるコンタクト部材及びそれを備えたコネクタを提供することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１はこの発明の第１の実施形態のコネクタの斜視図、図２は図１に示すコネクタの弾性体の斜視図、図３は図１に示すコネクタの絶縁フィルムを表側から見た斜視図、図４は図１に示すコネクタの絶縁フィルムを裏側から見た斜視図、図５は図１に示すコネクタの絶縁フィルムを弾性体に貼り付ける途中の状態を示す斜視図、図６は図１に示すコネクタの断面図、図７は図６のVII−VII線に沿う断面図である。なお、図６では絶縁フィルム及び導電部のハッチングを便宜上省略した。

図１に示すように、このコネクタは複数のコンタクト部材３、３´とハウジング１１とを備える。

図２〜６に示すように、コンタクト部材３は弾性体４と金属板（導電部材）５と絶縁フィルム６と複数の信号用導電部７と複数のグランド用導電部８とを有する。

弾性体４は絶縁性を有する弾性材料（例えば、ゴムやゲル等）で形成され、ほぼ長板状である。

弾性体４の短手方向Ｓ１（弾性体４の高さ方向）の一端部には、支持部４１と支持部４２とが弾性体４の長手方向Ｌ１に沿って交互に形成されている。

弾性体４の短手方向Ｓ１の他端部には、支持部４５と支持部４６とが弾性体４の長手方向Ｌ１に沿って交互に形成されている。

弾性体４の支持部４１と支持部４２との間には切欠き４３が形成され、弾性体４の支持部４５と支持部４６との間には切欠き４７が形成されている。

金属板５は弾性体４の一方の面に埋設されている。金属板５の一方の面は弾性体４の一方の面で露出している。金属板５の長手方向は弾性体４の長手方向Ｌ１とほぼ平行である。金属板５はモールドイン成形によって弾性体４に埋設されているが、接着等によって弾性体４の一方の面に設けてもよい。

絶縁フィルム６は弾性体４及び金属板５を覆っている。絶縁フィルム６の材料としてはポリイミド、アラミド等が適する。

信号用導電部７は、第１の信号用接触部７１と第２の信号用接触部７２と信号用導電路７３と第１の信号用スルーホール（第１の信号用連結部）７４と第２の信号用スルーホール（第２の信号用連結部）７５とを有する。信号用導電部７はスパッタリングとエッチング等によって絶縁フィルム６に形成されている。

第１の信号用接触部７１は絶縁フィルム６の一方の面（表面）に形成されている。絶縁フィルム６が弾性体４に貼り付けられたとき、第１の信号用接触部７１は弾性体４の支持部４１の先端面に位置する。

第２の信号用接触部７２は絶縁フィルム６の一方の面（表面）に形成されている。絶縁フィルム６が弾性体４に貼り付けられたとき、第２の信号用接触部７２は弾性体４の支持部４５の先端面に位置する。

信号用導電路７３は絶縁フィルム６の他方の面（裏面）に所定の間隔をあけて形成されている。信号用導電路７３は直線状に伸びている。信号用導電路７３の一端部は絶縁フィルム６の第１の信号用接触部７１が形成されている部分の裏側に位置し、信号用導電路７３の他端部は絶縁フィルム６の第２の信号用接触部７２が形成されている部分の裏側に位置する。

第１の信号用スルーホール７４は絶縁フィルム６を貫通し、第１の信号用接触部７１と信号用導電路７３の一端部とを導通させる。

第２の信号用スルーホール７５は絶縁フィルム６を貫通し、第２の信号用接触部７２と信号用導電路７３の他端部とを導通させる。

第１、２の信号用スルーホール７４，７５は導電性ペースト９によって塞がれている。

グランド用導電部８は、第１のグランド用接触部８１と第２のグランド用接触部８２とグランド用導電路８３と第１のグランド用スルーホール（第１のグランド用連結部）８４と第２のグランド用スルーホール（第２のグランド用連結部）８５とを有する。グランド用導電部８はスパッタリングとエッチング等によって絶縁フィルム６に形成されている。

第１のグランド用接触部８１は絶縁フィルム６の一方の面（表面）に形成されている。絶縁フィルム６が弾性体４に貼り付けられたとき、第１のグランド用接触部８１は弾性体４の支持部４２の先端面に位置する。

第２のグランド用接触部８２は絶縁フィルム６の一方の面（表面）に形成されている。絶縁フィルム６が弾性体４に貼り付けられたとき、第２のグランド用接触部８２は弾性体４の支持部４６の先端面に位置する。

グランド用導電路８３は絶縁フィルム６の他方の面（裏面）に所定の間隔をあけて形成されている。グランド用導電路８３は直線状に伸びている。グランド用導電路８３の一端部にはグランド接続用端子８３ａが形成されている。絶縁フィルム６が弾性体４及び金属板５に貼り付けられたとき、グランド接続用端子８３ａは金属板５に導通する。グランド用導電路８３は絶縁フィルム６の第１のグランド用接触部８１が形成されている部分の裏側を通る。グランド用導電路８３の他端部は絶縁フィルム６の第２のグランド用接触部８２が形成されている部分の裏側に位置する。

第１のグランド用スルーホール８４は絶縁フィルム６を貫通し、第１のグランド用接触部８１とグランド用導電路８３の長手方向中間部とを導通させる。

第２のグランド用スルーホール８５は絶縁フィルム６を貫通し、第２のグランド用接触部８２とグランド用導電路８３の他端部とを導通させる。

第１、第２のグランド用スルーホール８４，８５は導電性ペースト９によって塞がれている。

図１に示すように、コンタクト部材３´の構造は信号用導電部７とグランド用導電部８との配置が、逆である以外、コンタクト部材３の構造と同じであるので、コンタクト部材３と共通する部分にコンタクト部材３と同じ符号を付け、その説明を省略する。

図６に示すように、ハウジング１１は絶縁性材料でほぼ板状に形成されている。ハウジング１１には複数の保持孔１１１が形成されている。保持孔１１１はハウジング１１の長手方向Ｌ２へ伸び、ハウジング１１の短手方向Ｓ２に沿って並んでいる。保持孔１１１にはコンタクト部材３とコンタクト部材３´とが交互に配置されている。コンタクト部材３、３´が保持孔１１１に挿入されたとき、コンタクト部材３、３´の両端部が保持孔１１１から突出する。

図７に示すように、コンタクト部材３，３´では、弾性体４の一方の面に金属板５が配置され、弾性体５の他方の面に信号用導電部７が配置されており、マイクロストリップライン構造が形成されている。

このコネクタを使用するには、コネクタを２つの接続対象物（例えば、プリント基板とプリント基板、プリント基板と半導体装置）で挟み、これらを適宜の結合手段（例えば、ボルト、ナット）によって結合する。

コネクタが２つの接続対象物で挟まれると、弾性体４の支持部４１，４５や支持部４２，４６が圧縮され、その反発力によって第１、２の信号用接触部７１，７２がそれぞれ両接続対象物の信号用端子に押し付けられ、第１、２のグランド用接触部８１，８２がそれぞれ両接続対象物のグランド用端子に押し付けられる。これにより、信号用導電部７によって両接続対象物の信号用端子同士が導通し、グランド用導電部８によって両接続対象物のグランド用端子同士が導通する。

この実施形態によれば、弾性体４と金属板５と信号用導電部７とでマイクロストリップライン構造が構成され、弾性体４の比誘電率や厚さ、信号用導電部７の寸法等を適宜設定することよってインピーダンス整合を簡単に行うことができる。

また、グランド用導電部８を備えているので、シールド性を有しており、ノイズが信号用導電部７に侵入するのを防止することができる。

また、コンタクト部材３の信号用導電部７とグランド用導電部８とが絶縁フィルム６に交互に配置され、コンタクト部材３の信号用導電部７の信号用導電路７３がグランド用導電部８のグランド用導電路８３に挟まれるので、シールド性がより向上する。

更に、コンタクト部材３´の信号用導電部７とこのコンタクト部材３´に隣接するコンタクト部材３のグランド用導電部８とがコンタクト部材配列方向へ隣接し、しかもコンタクト部材３´の信号用導電部７が、コンタクト部材３´のグランド用導電部８で挟まれ、その結果、信号用導電部７がコンタクト部材３、３´のグランド用導電部８によって四方を包囲されるので、シールド性がより一層向上する。

また、弾性体４の一方の面に金属板５が埋設されているので、金属板５によってもシールド性の向上がもたらされる。

弾性体４の切欠４３，４７によって支持部４１，４２，４５，４６が独立して弾性変形できるので、両接続対象物同士の接続方向における端子間距離にバラツキがあっても、そのバラツキを吸収することができ、両接続対象物同士を確実に接続することができる。

以上のように、この実施形態では、インピーダンス整合を簡単に行うことができ、また、シールド性に優れているので、高速伝送に対応可能である。

なお、上述の実施形態では、信号用導電部７、グランド用導電部８をそれぞれ複数設けたが、信号用導電部を１つ設け、グランド用導電部を２つ設けてもよい。

また、コンタクト部材３，３´の長手方向に沿って信号用導電部７とグランド用導電部８とを交互に設けたが、必ずしもこのように構成する必要はない。

なお、上述の実施形態では、２種類のコンタク部材３，３´をハウジング１１の短手方向Ｓ２に沿って並べて、ハウジング１１の短手方向Ｓ２で信号用導電部７とグランド用導電部８とが交互に並ぶようにしたが、コンタクト部材３だけを用い、コンタクト部材３の長手方向における信号用導電部７とグランド用導電部８との間隔分だけ、隣接するコンタクト部材３をずらしてハウジングに配置し、これにより、ハウジング１１の短手方向Ｓ２で信号用導電部７とグランド用導電部８とが交互に並ぶようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、２種類のコンタクト部材３，３´が備えられているが、コンタクト部材は１種類でも、３種類以上でも構わない。

なお、第１、２の信号用接触部７１，７２はエッチング等によって絶縁フィルム６の一方の面に形成された金属薄膜で構成されているが、第１，２の信号用接触部７１，７２はこれに限られず、例えば、導体ペーストが充填されたスルーホールの接続対象物側端部を第１、２の信号用接触部７１，７２としてもよい。この場合、スルーホールの接続対象物側端部以外の部分は連結部となる。

また、第１、２のグランド用接触部８１，８２はエッチング等によって絶縁フィルム６の一方の面に形成された金属薄膜で構成されているが、第１，２のグランド用接触部８１，８２はこれに限られず、例えば、導体ペーストが充填されたスルーホールの接続対象物側端部を第１、２のグランド用接触部８１，８２としてもよい。この場合、スルーホールの接続対象物側端部以外の部分は連結部となる。

図８はこの発明の第２の実施形態に係るコネクタの絶縁フィルムを裏側から見た斜視図である。第１の実施形態と共通する部分については同一符号を付してその説明を省略する。以下、第１の実施形態との主な相違部分についてだけ説明する。

第１の実施形態では弾性体４の背面に金属板（導電部材）５を設けたが、この実施形態では図示しないが弾性体の背面には金属板が設けられていない。

その代わりにこの実施形態では、絶縁フィルム２０６の一端部に矩形の対向導電部２８７が形成されている。

３つのグランド用導電路２８３はそれぞれ対向導電部２８７に導通している。したがって、３つのグランド用導電路２８３は対向導電部２８７によって互いに接続されている。

絶縁フィルム２０６を弾性体に巻き付けると、信号用導電路７３は弾性体を解して対向導電部２８７と対向する。その結果、マイクロストリップライン構造が構成される。

第２の実施形態によれば、第１の実施形態の作用効果を奏する。

図１はこの発明の一実施形態のコネクタの斜視図である。 図２は図１に示すコネクタの弾性体の斜視図である。 図３は図１に示すコネクタの絶縁フィルムを表側から見た斜視図である。 図４は図１に示すコネクタの絶縁フィルムを裏側から見た斜視図である。 図５は図１に示すコネクタの絶縁フィルムを弾性体に貼り付ける途中の状態を示す斜視図である。 図６は図１に示すコネクタの断面図である。 図７は図６のVII−VII線に沿う断面図である。 図８はこの発明の第２の実施形態に係るコネクタの絶縁フィルムを裏側から見た斜視図である。

符号の説明

３、３´ コンタクト部材
４ 弾性体
５ 金属板（導電部材）
６，２０６ 絶縁フィルム
７ 信号用導電部
７１ 第１の信号用接触部
７２ 第２の信号用接触部
７３ 信号用導電路
７４ 第１の信号用スルーホール（第１の信号用連結部）
７５ 第２の信号用スルーホール（第２の信号用連結部）
８ グランド用導電部
８１ 第１のグランド用接触部
８２ 第２のグランド用接触部
８３，２８３ グランド用導電路
８４ 第１のグランド用スルーホール（第１のグランド用連結部）
８５ 第２のグランド用スルーホール（第２のグランド用連結部）
２８７ 対向導電部

Claims (7)

1. 第１、第２の接続対象物間に配置される板状の弾性体と、
   前記弾性体に設けられた導電部材と、
   前記弾性体及び前記導電部材を被覆する絶縁フィルムと、
   前記導電部材と前記弾性体を介して前記弾性体の厚さ方向へ対向するように前記絶縁フィルムに設けられ、前記第１、第２の接続対象物の信号用端子を導通させる信号用導電部と、
   前記導電部材と前記弾性体を介して前記弾性体の厚さ方向へ対向するように前記絶縁フィルムに設けられ、前記第１、第２の接続対象物のグランド用端子及び前記導電部材を導通させるグランド用導電部と、
   前記信号用導電部が、前記絶縁フィルムの表面に設けられ、前記第１、第２の接続対象物の信号用端子にそれぞれ接触可能な第１、第２の信号用接触部と、前記絶縁フィルムの裏面に設けられた信号用導電路と、前記絶縁フィルムを貫通し、前記信号用導電路と前記第１の信号用接触部とを導通させる第１の信号用連結部と、前記絶縁フィルムを貫通し、前記信号用導電路と前記第２の信号用接触部とを導通させる第２の信号用連結部とを有し、
   前記グランド用導電部が、前記絶縁フィルムの表面に設けられ、前記第１、第２の接続対象物のグランド用端子にそれぞれ接触可能な第１、第２のグランド用接触部と、前記絶縁フィルムの裏面に設けられたグランド用導電路と、前記絶縁フィルムを貫通し、前記グランド用導電路と前記第１のグランド用接触部とを導通させる第１のグランド用連結部と、前記絶縁フィルムを貫通し、前記グランド用導電路と前記第２のグランド用接触部とを導通させる第２のグランド用連結部とを有している
   ことを特徴とするコンタクト部材。
2. 第１、第２の接続対象物間に配置される板状の弾性体と、
   前記弾性体を被覆する絶縁フィルムと、
   前記絶縁フィルムの裏面に設けられた対向導電部と、
   前記対向導電部と前記弾性体を介して前記弾性体の厚さ方向へ対向するように前記絶縁フィルムに設けられ、前記第１、第２の接続対象物の信号用端子を導通させる信号用導電部と、
   前記対向導電部と前記弾性体を介して前記弾性体の厚さ方向へ対向するように前記絶縁フィルムに設けられ、前記第１、第２の接続対象物のグランド用端子を導通させるグランド用導電部と、
   前記信号用導電部が、前記絶縁フィルムの表面に設けられ、前記第１、第２の接続対象物の信号用端子にそれぞれ接触可能な第１、第２の信号用接触部と、前記絶縁フィルムの裏面に設けられた信号用導電路と、前記絶縁フィルムを貫通し、前記信号用導電路と前記第１の信号用接触部とを導通させる第１の信号用連結部と、前記絶縁フィルムを貫通し、前記信号用導電路と前記第２の信号用接触部とを導通させる第２の信号用連結部とを有し、
   前記グランド用導電部が、前記絶縁フィルムの表面に設けられ、前記第１、第２の接続対象物のグランド用端子にそれぞれ接触可能な第１、第２のグランド用接触部と、前記絶縁フィルムの裏面に設けられ、前記対向導電部に導通したグランド用導電路と、前記絶縁フィルムを貫通し、前記グランド用導電路と前記第１のグランド用接触部とを導通させる第１のグランド用連結部と、前記絶縁フィルムを貫通し、前記グランド用導電路と前記第２のグランド用接触部とを導通させる第２のグランド用連結部とを有している
   ことを特徴とするコンタクト部材。
3. 前記第１、第２の信号用連結部及び前記第１、第２のグランド用連結部がスルーホールであることを特徴とする請求項１又は２記載のコンタクト部材。
4. 前記導電部材が、前記信号用導電部及び前記グランド用導電部の配列方向へ伸びる金属板であることを特徴とする請求項１又は３記載のコンタクト部材。
5. 前記信号用導電部と前記グランド用導電部とが前記絶縁フィルムに交互に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のコンタクト部材。
6. 請求項１から５のいずれか１項記載のコンタクト部材と、
   前記コンタクト部材を、前記第１、第２の信号用接触部、前記第１、第２のグランド用接触部及び前記弾性体のそれらの接触部に隣接する部分が外部へ突出するように、保持する板状のハウジングと
   を備えることを特徴とするコネクタ。
7. 複数の前記コンタクト部材が所定方向へ配列されているとともに、
   前記複数のコンタクト部材のうちの任意のコンタクト部材の前記信号用導電部とこのコンタクト部材に隣接するコンタクト部材の前記グランド用導電部とがコンタクト部材配列方向へ隣接している
   ことを特徴とする請求項６記載のコネクタ。

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