JP4579291B2 - 基板用コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、基板用コネクタに関する。

従来、基板用コネクタの一般的な構造として、下記特許文献１に記載のものが知られている。この基板用コネクタは、相手側コネクタと嵌合可能なフード部を備え、そのフード部の奥壁には端子金具が貫通している。そして、端子金具の一端はフード部の内部に突出する一方、他端はフード部の外部に突出した後、基板側に屈曲し、半田付けによって基板に接続されている。
実開昭６１−６０４８６号公報

基板用コネクタの端子金具の接続に使用される半田には、人体に有害とされる鉛が含まれている。そこで、近年、環境面からの要請により、鉛を使用しない鉛フリー半田が用いられるようになってきた。この鉛フリー半田は従来のものよりも融点が高いため、より高温で長時間リフローする必要がある。
しかし、従来の基板用コネクタでは、リフロー時にコネクタ全体が熱膨張することで、端子金具が基板から離れてしまい、端子金具が基板に対して半田付けされていない状態となることがあった。

本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであって、端子金具が基板から離れて半田付けされていない状態となることを防止することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段は、以下の発明である。
（１）フード部の奥側に横長の奥壁が一体的に設けられてなるコネクタハウジングと、前記奥壁の長手方向に並んで配置され前記奥壁を貫通するようにして設けられた端子金具とを備え、リフローにより基板の表面に半田付けされる基板用コネクタであって、
前記端子金具の一端には、前記奥壁を貫通して前記コネクタハウジングの外部に突出した後、半田付けによって前記基板と接続される基板接続部が設けられており、
前記フード部の外壁面において前記奥壁を挟む両側に配置された両面のうち一方の面が前記基板側に配置され、同他方の面がリフロー時の熱を受ける受熱壁を構成しており、
前記コネクタハウジングには、前記受熱壁から前記奥壁への熱伝達を抑制する熱伝達抑制部が設けられており、
前記熱伝達抑制部は、前記他方の面と平行に配置されかつ前記端子金具の付け根付近の部分に設けられた端子引き出し部位とは異なる位置に形成された貫通孔または断熱溝である、基板用コネクタ。
（２）上記（１）に記載の基板用コネクタであって、
請求項１に記載の基板用コネクタであって、
前記貫通孔は、前記奥壁において前記一方の面側を除く三方から前記端子金具を囲む形態とされている、基板用コネクタ。

上記（１）の発明によれば、基板用コネクタのリフロー時において、コネクタハウジングの奥壁が熱膨張によって変形するのを防止することができる。これにより、端子金具と基板とが半田によって接続されていない状態となることを未然に防止できる。

また、基板用コネクタのリフロー時において、コネクタハウジングの受熱壁から奥壁に伝達される熱量を低減することが可能である。これにより、コネクタハウジングの奥壁が熱膨張によって変形するのを防止することができる。この結果、端子金具と基板とが半田によって接続されていない状態となることをより確実に防止できる。

また、熱伝達抑制部を貫通孔とした場合、コネクタハウジングのリフロー時において、リフロー時の受熱面となっているフード部の上面から奥壁への熱伝達量を大幅に低減することができる。この結果、端子金具と基板とが半田によって接続されていない状態となることをより確実に防止できる。

また、熱伝達抑制部を断熱溝とした場合、断熱溝は非貫通の状態でコネクタハウジングの奥壁に形成されるので、奥壁に貫通孔を設けた場合と比較すると、コネクタハウジング全体の強度の低下を防止することが可能である。

実施形態１における基板用コネクタの背面図。 実施形態１における基板用コネクタの断面図。 実施形態１における基板用コネクタを基板に取り付けた後、ケース体内に装着した状態を示す正面図。 実施形態１における基板用コネクタを基板に取り付けた後、ケース体内に装着した状態を示す断面図。 実施形態２における基板用コネクタの背面図。 実施形態２における基板用コネクタの断面図。 実施形態３における基板用コネクタの背面図。 実施形態３における基板用コネクタの断面図。 参考例における基板用コネクタの背面図。 樹脂の配向性を分散させたコネクタハウジングを用いた基板用コネクタの平面図。

符号の説明

１…基板用コネクタ
２…基板
１０…コネクタハウジング
１１…奥壁
１３…貫通孔（熱伝達抑制部）
１４…端子引き出し部位
１５…端子群領域
１７…断熱溝（熱伝達抑制部）
１８…熱反射部
２０…端子金具
２１…基板接続部
２２…下段の肉抜き部
２３…中段の肉抜き部
２４…側端の肉抜き部

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を、図１ないし図４によって説明する。
本実施形態における基板用コネクタ１は、図２に示すように、コネクタハウジング１０と、コネクタハウジング１０の奥壁１１を貫通して設けられた端子金具２０を備えている。コネクタハウジング１０は、相手側コネクタが嵌合する部位であるフード部１２と、このフード部１２の奥側に一体的に設けられた部位である奥壁１１とを備えている。
基板用コネクタ１は、図４に示すように、リフローにより基板２の表面に半田付けされた後、ケース体３内に組付けされるようになっている。
本実施形態において、以下、基板用コネクタ１の前後方向は、図２における右側（相手コネクタが嵌合する側）を前方として説明する。また、上下方向については、図２における上側を上方として説明する。

コネクタハウジング１０は、ＬＣＰ（液晶ポリマー）やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）といった高耐熱性の樹脂製部品であり、図１（基板用コネクタ１を後方から見た図）に示すように、断面が略方形をなす横長の直方体状に形成されている。フード部１２の上下両面は奥壁１１に比べて薄肉化されており、これにより、コネクタハウジング１０の高さが低くなっている。奥壁１１には、図４に示すように、圧入あるいはインサート成形などの方法により、端子金具２０が上下２段に分かれて配置されている。なお、奥壁１１の外面のうち、端子金具２０の付け根付近の部分は、端子金具２０が引き出されている部位である端子引き出し部位１４となっている。
本実施形態では、図１に示すように、合計１５個の端子引き出し部位１４を取り囲む領域を、端子群領域１５と定義する。端子引き出し部位１４には、図２に示すように、テーパ状の誘い込み部が形成されている。フード部１２の奥壁１１の左右両側部には、端子金具２０を保護する一対の保護壁１６，１６が後方に向けて突出形成されている。

図１に示すように、上段側には６本の端子金具２０が配置されており、下段側には９本の端子金具２０が配置されている。上段側に配置された６本の端子金具２０は、ロック用の突部８を挟んで、それぞれ３個ずつ左右に分かれて配置されている。これらの端子金具２０は、左右方向に同一ピッチで配置されており、中央寄りの下段側に位置する３個の端子金具２０を除く１２個の端子金具２０については、上段側と下段側とがそれぞれ対応する位置に配置されている。
図２に示すように、端子金具２０は、端子引き出し部位１４よりコネクタハウジング１０の外部へ向けて突出した後に、下方側（基板２側）に屈曲し、基板２の表面に至ると再び後方へ向けて屈曲している。この２回目の屈曲部分が、基板２と接続するための基板接続部２１となっている。基板２上のランド６と、基板接続部２１とは、半田付けによって接続される。

図１に示すように、各端子金具２０において端子引き出し部位１４よりも後部側は、上下段に対応するもの同士で左右方向へそれぞれ偏位させてある。これにより、基板接続部２１が左右方向に同一ピッチで同一線上に並ぶようにされている。
図４に示すように、基板用コネクタ１が基板２に取り付けられたときには、基板用コネクタ１の前端は、基板２の前端から少し前方に突き出た状態となっている。

図３に示すように、ケース体３は、上面側が開口する本体部２５と、その本体部２５の上面を覆うようにして装着される蓋２６とからなっている。このケース体３の内部には、基板２および基板用コネクタ１を収容可能となっている。
本体部２５の前面５には、フード部１２の前端部形状に適合するように切り欠かれた開口部９が形成されている。ケース体３の内部に基板２が取り付けられたときには、開口部９からフード部１２の前端部が突出した状態で、開口部９に対してフード部１２が嵌合するようになっている。
図４に示すように、ケース体３の内側の下面には、基板２を取り付けるための取付用突部７が突設されている。基板２は、この取付用突部７に対してビス等によって固定される。

図３に示すように、蓋２６の前端側の縁部には、開口部９に対応する幅範囲にわたって、押さえ片２７が前方に突出して設けられている。押さえ片２７は、フード部１２の開口部の上面と当接しており、これにより、コネクタ同士の嵌合時において、フード部１２の開口部の上面が上方へ膨出変形するのを防止することができる。

図４に示すように、フード部１２の開口部の上縁部は、押さえ片２７の先端と面一の状態となっている。また、フード部１２の開口部の下縁部は、本体部２５の開口部９の下縁部と面一の状態となっている。これにより、仮に、フード部１２に対して相手側コネクタが真っ直ぐに挿入されなかった場合でも、フード部１２が拡開変形して端子金具２０の先端が折れ曲がるなどの不具合が防止されている。

コネクタハウジング１０の奥壁１１には、図１に示すように、端子群領域１５を上側および左右両側から囲むようにして、貫通孔１３が設けられている。貫通孔１３は、フード部１２（コネクタハウジング１０）の底面側を除く三方において貫通している。そのため、貫通孔１３は、フード部１２（コネクタハウジング１０）の左右両側面および上面から奥壁１１への伝熱を抑制する機能を果たす。フード部１２（コネクタハウジング１０）の左右両側面及び上面が、本発明の「受熱壁」に対応している。

以下、上述のように構成された基板用コネクタ１の作用について説明する。
まず、基板用コネクタ１を基板２に取り付ける。このとき、端子金具２０の一端に設けられた基板接続部２１は、基板２のランド６上に載せられる。この状態で、基板２をリフロー炉内に走行させると、基板２のランド６に予め塗布されている半田が溶融する。その後、この半田が冷却固化し、基板接続部２１とランド６とが導通可能な状態で接続される。

基板用コネクタ１のリフロー時には、コネクタハウジング１０は主に上方から熱を受ける。したがって、特に、コネクタハウジング１０（フード部１２）の上面は高温となる。
コネクタハウジング１０の上面が高温になると、コネクタハウジング１０の上面から奥壁１１への熱伝達により、奥壁１１が高温となって熱膨張する。奥壁１１が熱膨張により変形すると、基板接続部２１と基板２とが半田によって接続されていない状態となるおそれがある。
そこで、本実施形態においては、コネクタハウジング１０の上面と奥壁１１との間に、熱の伝達を抑制するための貫通孔１３が設けられている。この貫通孔１３が、本発明における「熱伝達抑制部」に対応している。

本実施形態では、貫通孔１３の内部は空気層であるから、一部が連結されている場合と比較すると、奥壁１１への熱の伝達を抑制する効果が高い。
本実施形態では、上述したように、コネクタハウジング１０（フード部１２）の下面側を除く三方に貫通孔１３を設けているから、より効果的に伝熱を抑制ないし遮断することができる（コネクタハウジング１０の上面と奥壁１１との間にのみ貫通孔１３を設けた場合には、コネクタハウジング１０の左右両側を構成する壁部を介して熱が奥壁１１へ伝達する可能性がある。）。
さらに、本実施形態においては、コネクタハウジング１０に高耐熱性の樹脂を採用しているため、より高温環境下においても使用可能である。

基板用コネクタ１を基板２上に取り付けた後に、この基板２をケース体３内に組み付ける。基板２は、ケース体３の内側の下面に設けられている取付用突部７にビス等を用いて固定される。基板２の組み付け時には、押さえ片２７がフード部１２の開口部の上面を押さえつけている。このため、フード部１２の開口部上面が、相手側コネクタの無理な挿入によって膨出変形することを防止することができる。

以上のように、本実施形態においては、端子群領域１５を取り囲む三方向に貫通孔１３を設けたので（図１参照）、コネクタハウジング１０（フード部１２）の上面および左右両側面を構成する壁部（受熱壁）から奥壁１１への熱の伝達が抑制されている。したがって、奥壁１１の熱膨張による変形量を低減することが可能であり、端子引き出し部位１４が基板２の表面から離れる方向に変位することを防止できる。この結果、基板接続部２１と基板２とが半田によって接続されていない状態となることを防止することが可能である。

また、本実施形態においては、フード部１２の上面部および下面部を薄肉化した結果、コネクタハウジング１０が低背化されている。

また、フード部１２の上面部及び下面部を薄肉化した結果、フード部１２の強度が低下するものの、フード部１２の上面及び下面をケース体３の蓋２６および本体部２５によってそれぞれ押さえつけているので、フード部１２に対して相手側コネクタが真っ直ぐに挿入されなかった場合でも、フード部１２が変形して端子金具２０が破損することが防止されている。

なお、貫通孔１３は、コネクタハウジング１０の上面と奥壁１１との間に設けられるのが好ましい。コネクタハウジング１０の上面は、リフロー炉からの熱を最も受けやすい受熱壁となっているからである。

＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を、図５及び図６によって説明する。
実施形態２に係る基板用コネクタ１は、実施形態１に係る基板用コネクタ１の構造を一部変更したものであり、実施形態１と重複した部分については説明を省略する。
実施形態２では、実施形態１における貫通孔１３のかわりに、上段側の端子引き出し部位１４に対応する幅範囲に亘って、計６個の断熱溝１７が設けられている（図５参照）。断熱溝１７は、奥壁１１前面との間に一部を残した非貫通の状態で形成されている（図６参照）。
本実施形態によると、奥壁１１とフード部１２とが全周方向で連結されているから、フード部１２から奥壁１１への熱伝達を抑制しつつ、奥壁１１の強度向上を図ることができる。
なお、断熱溝１７は、実施形態１と同様に、コネクタハウジング１０の上面と奥壁１１との間に設けられるのが好ましい。コネクタハウジング１０の上面は、リフロー炉からの熱を最も受けやすい受熱壁となっているからである。

＜実施形態３＞
本発明の実施形態３を、図７及び図８によって説明する。
実施形態３に係る基板用コネクタ１は、実施形態１に係る基板用コネクタ１の構造を一部変更したものであり、実施形態１と重複した部分については説明を省略する。
本実施形態では、図７，図８に示すように、奥壁１１に対して、下段の肉抜き部２２、中段の肉抜き部２３、及び側端の肉抜き部２４が設けられている。下段の肉抜き部２２は、端子群領域１５の下方の位置に、左右方向に連続して設けられた非貫通の溝である。中断の肉抜き部２３は、上段側の端子金具２０と下段側の端子金具２０との間に、左右方向に間欠して合計８個設けられた非貫通の溝である。側端の肉抜き部２４は、上下２段の端子金具２０の左右両端に、合計４個設けられた非貫通の溝である。

本実施形態によると、端子金具２０と基板２との間に肉抜き部２２，２３，２４が設けられているので、奥壁１１の熱膨張に伴う変形をこの肉抜き部２２，２３，２４によって吸収することができる。これにより、端子金具２０が基板２の表面から離間する方向に変位することを防止することができる。

＜参考例＞
本発明の参考例を、図９によって説明する。
参考例に係る基板用コネクタ１は、実施形態１に係る基板用コネクタ１の構造を一部変更したものであり、実施形態１と重複した部分については説明を省略する。
参考例に係る基板用コネクタ１では、図９に示すように、コネクタハウジング１０の上面に熱反射部１８が形成されている。この熱反射部１８は、セラミック、金属、またはこれらの粉末を含む塗料等で形成されている。熱反射部１８は、コネクタハウジング１０のフード部１２の上面における奥壁１１寄りの位置に形成されている。熱反射部１８はコネクタハウジング１０に対して一体的に形成されている。

本参考例によると、リフロー炉からの熱をフード部１２の上面で受けることになるが、熱反射部１８で熱を反射することができる。これにより、フード部１２の上面が受ける熱量自体を減らすことが可能である。さらに、熱反射部１８は奥壁１１寄りの位置に形成されているので、より効果的に奥壁１１への熱伝達を防ぐことが可能である。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）上記各実施形態のコネクタハウジングに使用されている樹脂は、加熱されたときにすべての方向に均一に膨張しないために、熱歪みが生じやすい。すると、奥壁の熱膨張による変形だけでなく、コネクタハウジング自体の熱変形によって、端子金具が基板から離れてしまい、端子金具と基板とが半田によって接続されていない状態が生じうる。そこで、コネクタハウジングにできるだけ歪みが生じないように、図１０に示すように、三角形、四角形、あるいはこれらの結合など、さまざまな形状をなす凹凸部１９をコネクタハウジング１０の上面に設けてもよい。これにより、加熱の際に溶融した樹脂に乱流が起こるので、コネクタハウジング１０に歪みが生じにくくなる。

（２）実施形態２では、断熱溝は奥壁の後面側に開口する形状となっている例を示したが、非貫通のものであれば、奥壁の前面側に開口する形状としてもよい。あるいは、奥壁の後面側に開口する形状と、前面側に開口する形状とを組み合わせてもよい。

本発明は、基板に対して取り付けられる基板用コネクタの製造技術に関するものであり、産業上の利用可能性を有する。

Claims (2)

1. フード部の奥側に横長の奥壁が一体的に設けられてなるコネクタハウジングと、前記奥壁の長手方向に並んで配置され前記奥壁を貫通するようにして設けられた端子金具とを備え、リフローにより基板の表面に半田付けされる基板用コネクタであって、
   前記端子金具の一端には、前記奥壁を貫通して前記コネクタハウジングの外部に突出した後、半田付けによって前記基板と接続される基板接続部が設けられており、
   前記フード部の外壁面において前記奥壁を挟む両側に配置された両面のうち一方の面が前記基板側に配置され、同他方の面がリフロー時の熱を受ける受熱壁を構成しており、
   前記コネクタハウジングには、前記受熱壁から前記奥壁への熱伝達を抑制する熱伝達抑制部が設けられており、
   前記熱伝達抑制部は、前記他方の面と平行に配置されかつ前記端子金具の付け根付近の部分に設けられた端子引き出し部位とは異なる位置に形成された貫通孔または断熱溝である、基板用コネクタ。
2. 請求項１に記載の基板用コネクタであって、
   前記貫通孔は、前記奥壁において前記一方の面側を除く三方から前記端子金具を囲む形態とされている、基板用コネクタ。

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