JP4571545B2

JP4571545B2 - コネクタ

Info

Publication number: JP4571545B2
Application number: JP2005203658A
Authority: JP
Inventors: 勝弘木下
Original assignee: SMK Corp
Current assignee: SMK Corp
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2005-07-12
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2025-07-12
Also published as: JP2007026732A

Description

本発明は、ＬＧＡ（Land Grid Array）タイプの電子部品とプリント基板とを、あるいはプリント基板同士を合わせるようにして接続する際に、それらの間に押圧挟持されることで互いの電極間を導通させるコネクタに関する。

従来、ＬＧＡタイプの電子部品として、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＩＣ（Integreted Circuit）と、プリント基板などの電極端子を互いに接続するためのコネクタとして、図５に示すものがある。
この種のコネクタは、例えば、図５（ロ）に示すようにコンタクト１４０を貫通孔１５０に挿し込み、図５（イ）に示すようにコンタクト１４０の鍔部１４１を貫通孔１５０内の溝部１５１に、この鍔部１４１を圧入したものである。
しかし、このように鍔部１４１の圧入挟持によるコンタクト１４０の固定構造では、コンタクトの取付前に溝部１５１内にゴミやホコリが付着していたり、少しでも傾いて取り付けると、簡単に取付誤差が生じてしまう問題がある。
また、コンタクトに方向性があるため一度コンタクト１４０を治具に装填した上でベース部１２０に装着する必要があり、コネクタの生産性が低かった。
近年、電子部品の端子数が増大して端子ピッチが狭小化にするに伴い、使用するコンタクトも小型化してその数も膨大なものとなっている。
そのため、このように個々にコンタクトを取り付ける方法では、コンタクトの取付不良が非常に発生しやすく、装着するコンタクトに一つでも取付不良があると接続する高価な端子部品にまで影響が及ぶため、コンタクト取付信頼性の向上が要求されている。

特開平５−２２６０４３号公報

本発明は上記技術的課題に鑑みて、生産性に優れ、電子部品との接続性に優れるコネクタとそのコネクタ製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るコネクタは、コネクタ本体部の絶縁ベース部に複数の貫通孔を形成し、この貫通孔に導電性ゴム材からなるコンタクトを装着してあり、コンタクトの上下には貫通孔の上下からそれぞれ突出する接点部を形成してあることを特徴とする。
ここで、導電性ゴム材とは接点部としての弾性を有する導電性のある樹脂組成物をいう。

このようなコネクタの製造方法として、複数の貫通孔を形成した絶縁ベース部に、加硫前の導電性ゴム材シートを重ねる工程と、この加硫前の導電性ゴム材シートを押圧して貫通孔以外の部分が皮膜状につながって残るように当該貫通孔に充填する工程と、その後に加硫処理して貫通孔内に充填された部分を絶縁ベース部に固着させるとともに接点部を形成し、接点部以外の前記皮膜状残部をシートの一端から引き剥がすことで当該接点部と皮膜状残部との境界に応力集中による亀裂を生じさせ、一括して除去する工程とを有することを特徴とする。
未加硫の導電性ゴム材シートを絶縁ベース部に複数配設した貫通孔に向けて面圧すると、導電性ゴム材シートが貫通孔部分に塑性変形的に挿入され、コンタクトを形成するとともに絶縁ベース部の平面部に皮膜状のバリ部が残る。
このバリ部は、シート材の端から引っぱるとコンタクト部分を残して一体的に絶縁ベース部と分離出来る。

絶縁ベース部の貫通孔にゴムシート材を面圧するだけでもコンタクトの上下に凸状の接点部を形成することができるが、好ましくはベース部の貫通孔の位置に対応して凹部を形成した上型と下型とでベース部及びゴム材シートを挟み、プレスすると上型と下型との凹部にてそれぞれ成型された凸状の接点部になる。
射出成形装置を用いて型内に絶縁ベース部を配置して、溶融させた未加硫導電性ゴム材を絶縁ベース部の貫通孔に向けて射出成形してもよい。
その場合には、複数の貫通孔を有する絶縁ベース部を、該貫通孔の両側に凹部をそれぞれ有する射出成形型内に挟持して未加硫導電性ゴム材を該貫通孔に向けて射出し、未加硫導電性ゴム材を貫通孔内に充填しつつ、該成形型凹部により貫通孔の両側に凸部を形成した後に未加硫導電性ゴム材を加硫することで、絶縁ベース部にコンタクトを形成することができる。

本発明に係るコネクタにおいては、貫通孔を複数備えたコネクタの絶縁ベース部に、この貫通孔の上下に接点部が突出するコンタクトを導電性ゴム材で形成したので、ゴム材に有する弾性圧で電子部品を接続することになりコンタクトの信頼性が向上する。
本発明に係るコンタクト形成は、従来のようにコンタクトの取付を治具に一度装填した上で行う必要が無く、また、多数個取りによる生産も可能であることから生産性が非常に高い。
従来の貫通孔内にゴミやホコリが侵入付着することによる接続不良も防止できる。

本発明に係るコネクタの実施例を図１に示す。
図１（イ）は平面図を示し、図１（ロ）はＡ−Ａ線断面図を示し、図１（ハ）はＢ部分の断面を拡大した模式図を示す。
コネクタ１０は、例えばＬＧＡソケットとして一方の接続面１１ａにＬＧＡタイプのＬＳＩを装着して、もう一方の接続面１１ｂをプリント基板に接続する。
コネクタ１０は、絶縁樹脂製の本体部１１に、薄板状の絶縁ベース部１２を備えて、この絶縁ベース部１２に電子部品の電極と接続するコンタクト２１を複数配設している。
このコンタクト２１は図１（ハ）のＢ部分の拡大図に示すように、絶縁ベース部１２の上下両側の接続面１１ａ、１１ｂに開口する端子用貫通孔１３に導電性ゴム材を充填し、その貫通孔１３の上下両側の開口部から半球状に突出する接点部２１ａ、２１ｂを形成している。

図２に本発明に係るコネクタを製造する方法の説明図を示す。
図２は、絶縁ベース部１２付近の縦断面を拡大して模式的に描いてある。
先ず図２（イ）に示すように、プレス成形装置３０の上下の成形型３１、３２の間にコネクタ本体部の絶縁ベース部１２をセットして、絶縁ベース部１２に薄い板状（シート状）の未加硫導電性ゴム材２０を重ねるように配置する。
上下の成形型３１、３２のそれぞれの成形面３１ａ、３２ａには、対向位置に凹部３１ｂ、３２ｂを設けている。
絶縁ベース部１２は、絶縁ベース部１２の貫通孔１３の位置が、上下の成形型の凹部３１ｂ、３２ｂが貫通孔１３を挟んで対向する位置となるように位置決めする。
成形型の凹部３１ｂ、３２ｂの径と貫通孔１３の径とは、ほぼ等しく、凹部３１ｂ、３２ｂの径は少なくとも隣接する別の凹部と繋がる大きさにならないものとする。
未加硫導電性ゴム材２０は、絶縁ベース部１２に備わっている貫通孔１３をもれなく覆って塞ぐ大きさで、加硫前は柔らかく可塑性を有するものを用いる。
この、柔らかく可塑性を有する未加硫導電性ゴム材とは、ゴム成分に加硫剤等の各種の配合薬品と導電性粒子とを混入して混練りした、加硫前のゴム材を意味する。
そして、未加硫導電性ゴム材は、加硫温度がコネクタ本体部の軟化点よりも低いものを用い、例えばコネクタ本体部を液晶ポリマーやポリエチレンテレフタレートで形成し、未加硫導電性ゴム材は未加硫の導電性シリコンゴムを用いる。
図２（ロ）は型閉じした状態を示し、図２（ハ）は型開きした状態を示す。
図２（ロ）に示すように上型３１は、型閉じすることで未加硫導電性ゴム材２０を貫通１３孔に向けてプレス押しだしして、貫通孔の空間に未加硫導電性ゴム材２０を充填する。
また図２（ハ）に示すように、上型３１に設けている凹部３１ｂは、貫通孔の開口部１３ａから突出する凸部２０ａを形成し、下型に設けている凹部３２ｂは開口部１３ｂから突出する凸部２０ｂを形成する。
そして、上型３１の成形面３１ａの平面部３１ｃと絶縁ベース部１２の平面部１２ａとの間に、貫通孔１３及び凹部３１ｂ、３２ｂに充填されずに残った皮膜状の未加硫導電性ゴム材のバリ部２０ｃが形成される。
成型後、未加硫導電性ゴム材を加硫して弾性を付加する。
この加硫は、加硫して未加硫導電性ゴム材に架橋を生じされれば良く、コネクタ本体部を成形型３１、３２内に取り付けたまま、成形型３１、３２から熱を加えて行っても、成形型間から取り出して行ってもよい。
絶縁ベース部１２の平面部１２ａ上に形成されたバリ部２０ｃは、未加硫導電性ゴム材２０を加硫して弾性を付加した後に、図２（ニ）に示すようにバリ部２０ｃの一端を摘む等して、絶縁ベース部１２からバリ部２０ｃを引き剥がすと、加硫導電性ゴム材の貫通孔１３内部分が絶縁ベース部１２に固着しているため、バリ部２０ｃと凸部２０ａとの境界２０ｄに応力集中による亀裂を生じさせることが出来る。
この応力集中を利用して、境界２０ｄ部分で凸部２０ａとバリ部２０ｃを切り離し、バリ部２０ｃのみを絶縁ベース部１２から一括して取り除くことが出来る。
図２（ホ）にバリ部２０ｃを取り除いて、絶縁ベース部１２の貫通孔１３にコンタクト２１を形成した状態を示す。
コンタクトは上下に突出している凸部２０ａ、２０ｂの頂部にそれぞれ接点部２１ａ、２１ｂを形成している。

図３は、本発明に係るコネクタを用いた電子部品同士の接続状態についての説明図を示す。
図３（イ）は接続前の状態の縦断面の模式図を示し、図３（ロ）は接続時における縦断面の模式図を示す。
コネクタ１０は接続面１１ａ、１１ｂに、貫通孔１３に充填した加硫導電性ゴム材からなるコンタクト接点部２１ａ、２１ｂを有している。
この接点部２１ａ、２１ｂは、接続するＬＳＩ１のランド（電極）１ａ、あるいは、プリント基板２のランド（電極）２ａに向けて設けてある。
コネクタは図３（イ）に示すように、積み重ねるようにＬＳＩ１とプリント基板２との間に配置し、図３（ロ）に示すようにＬＳＩ１とプリント基板２との間に押圧挟持する。
これにより、対向位置のランド１ａ、２ａは、コネクタ１０の接点部２１ａ、接点部２１ｂを両側から互いに押圧して弾性変形させてコンタクト２１に接続し、そして導電性ゴム材からなるコンタクト２１を介して互いに導通する。
コンタクト２１の接点部２１ａ、２１ｂとランド１ａ、２ａとの接続は、コンタクト２１がゴム弾性により変形してランドへ密着するため接続性が良い。
コンタクト２１は貫通孔１３内に導電性ゴム材を充填して形成していることから、従来のように貫通孔内にゴミやホコリが入ってずれることが無い。
また、コンタクトを一括して成形により形成することから、成形型内にコネクタ本体部を多数個取りして製造することも可能で、極めて生産性が高い。
本発明に係るコネクタは、このように電子部品を基板に取り付ける際に用いる他、基板同士を接続するのに用いても良い。
図４にコネクタ１０の斜視図を示す。
コンタクト２１は、電子部品間にコネクタを挟持することでそれらの端子同士を接続出来れば、未加硫導電性ゴム材の代わりに未硬化の導電性樹脂を用いて形成しても良く、例えば熱硬化性樹脂等に金属粉等の導電フィラーを練り込んだ未硬化導電性樹脂材を用いて、熱で硬化させる等して形成しても良い。
また、導電性ゴム材等を絶縁ベース部の端子用貫通孔に充填する方法として射出成形法を用いてもよい。

（イ）は本発明に関するコネクタの実施例の平面図を示し、（ロ）はＡ−Ａ線断面図を示し、（ハ）はコンタクト部分の拡大縦断面図を示す。本発明に関するコネクタの製造方法の説明図を示す。電子部品同士をコネクタを用いて接続する状態の説明図を示す。本発明に関するコネクタの実施例の斜視図を示す。従来のコネクタ例を示す。

符号の説明

１ＬＧＡタイプのＬＳＩ
１ａランド（電極）
２プリント基板
２ａランド（電極）
１０コネクタ
１１コネクタ本体部
１１ａ、１１ｂコネクタ接続面
１２絶縁ベース部
１３端子用貫通孔
２０未加硫導電性ゴム材
２０ａ、２０ｂ凸部
２０ｃバリ部
２１コンタクト
２１ａ、２１ｂ接点部

Claims

複数の貫通孔を形成した絶縁ベース部に、加硫前の導電性ゴム材シートを重ねる工程と、この加硫前の導電性ゴム材シートを押圧して貫通孔以外の部分が皮膜状につながって残るように当該貫通孔に充填する工程と、その後に加硫処理して貫通孔内に充填された部分を絶縁ベース部に固着させるとともに接点部を形成し、接点部以外の前記皮膜状残部をシートの一端から引き剥がすことで当該接点部と皮膜状残部との境界に応力集中による亀裂を生じさせ、一括して除去する工程とを有することを特徴とするコネクタの製造方法。