JP4709502B2 - 基板実装型電気コネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、基板に取り付けられる基板実装型電気コネクタに関し、特に、この電気コネクタに使用されるコンタクトの脚部が、電気コネクタのハウジングの後壁から外方に延出し、基板と略直交するように折り曲げられて基板の貫通孔に接続される形式の基板実装型電気コネクタに関するものである。
従来の基板実装型電気コネクタとしては、3列に配置されたコンタクトと、これらのコンタクトを保持する絶縁ハウジングとを備えた電気コネクタが知られている(特許文献1)。この電気コネクタの各コンタクトは、ハウジングが実装される基板と略平行な軸線を有する接触部と、ハウジングの後壁から外方に延出して接触部の軸線と直交する方向に延びて基板の貫通孔に接続される脚部とを有する。脚部は、ハウジングの後壁から基板に遠ざかる方向に上方に延びた延出部と、この延出部に連続する屈曲部と、この屈曲部から基板に略直交するように延びる直線部を有している。
特開平9−69371号公報(図2)
一般に、基板実装型電気コネクタは、電気コネクタを構成する絶縁ハウジングと、この絶縁ハウジングが取り付けられる基板とは熱膨張率が相違する。この熱膨張率の相違により、温度変化による部品の膨張、収縮の度合いが異なるので、コンタクトと基板との接続部(ロウ付け部分)に応力が生じ、このロウ付け部分に亀裂が生じることがある。このため、上記の従来の電気コネクタでは、延長部を基板から遠ざかる方向に延長させて、脚部の全長を長くすることによって、部品の膨張、収縮による寸法差を吸収して、基板とコンタクトとの接続部にかかる応力を低減しようとしている。その結果、コンタクトと基板との間隔が小さくとも、脚部の寸法を大きくすることができるので、コネクタの高密度・低背実装も実現できるようになっている。
通常、コンタクトの脚部は鉛を含んだはんだでめっきされる。この理由は、脚部が鉛を含んだはんだで基板にはんだ付けされるため、脚部が鉛を含んだはんだでめっきされていると接続性がよいためである。この結果、この鉛が、電気コネクタの製造段階および製品寿命後等の廃棄段階で環境を汚染する虞がある。脚部全体が、鉛を含まない金属(鉛フリーはんだ)、例えば錫、でめっきされている場合は、環境汚染の虞は少ないが、脚部の屈曲部の部分にウィスカー(経時的に針状結晶がめっき表面に自然に発生し成長する現象)が発生することがある。このウィスカーは、コンタクトに生じた内部応力が主な発生原因であり、屈曲部に発生しやすい。ウィスカーが発生すると隣接するコンタクト同士をこれらのウィスカーが短絡させることになり、所望の電気的特性が得られないという問題が生じる。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、電気コネクタの低背、高密度を実現しながら、鉛による環境汚染を防止し、またウィスカーの発生を防止することができる基板実装型電気コネクタを提供することを目的とするものである。
本発明の基板実装型電気コネクタは、コンタクトと、コンタクトを複数列保持する絶縁ハウジングとを備え、各コンタクトは、相手方コネクタと接触する接触部と、絶縁ハウジングの後壁から外方に突出して基板に接続される脚部とを有し、脚部は、後壁から延出する延出部と、延出部に連続する屈曲部と、屈曲部から基板に略直交するように延びて基板の貫通孔に接続される直線部とを有し、複数列のコンタクトのうち少なくとも最も基板に接近した列のコンタクトの延出部が、絶縁ハウジングの後壁から基板に遠ざかる方向に延出して屈曲部に至るように構成された基板実装型電気コネクタにおいて、脚部は、この脚部のうち屈曲部に至らない直線部のみが部分錫めっきされていることを特徴とするものである。
また、本発明の基板実装型電気コネクタは、コンタクトと、コンタクトを複数列保持する絶縁ハウジングとを備え、各コンタクトは、相手方コネクタと接触する接触部と、絶縁ハウジングの後壁から外方に突出して基板に接続される脚部とを有し、脚部は、後壁から延出する延出部と、延出部に連続する屈曲部と、屈曲部から基板に略直交するように延びて基板の貫通孔に接続される直線部とを有し、複数列のコンタクトの延出部が、絶縁ハウジングの後壁から基板に略平行に延出して屈曲部に至るように構成された基板実装型電気コネクタにおいて、脚部は、この脚部のうち屈曲部に至らない直線部のみが部分錫めっきされていることを特徴とするものである。
ここでいう錫めっきとは、純粋な錫によるめっきのほか、鉛を含まない、錫―銅、或いは、錫―ビスマス等の錫合金によるめっきも含むものとする。
また、直線部とは、完全に直線である場合の外、例えば、軸線方向と直交する方向に対し弾性を持たせるために僅かに膨出した形状を有し、この膨出した部分で基板の貫通孔に接続するように構成された形状も含むものとする。
さらに、部分錫めっきとは、直線部の一部または全部が錫めっきされ、直線部以外の屈曲部等は錫めっきされないことを意味する。
また、屈曲部は、比較的大きな半径を有する湾曲形状を意図的に形成した場合のほか、直線的な脚部を単に折り曲げることにより生じる比較的小さな半径を有する湾曲形状も含む。
請求項1に係る本発明によれば、少なくとも基板に最も接近した列のコンタクトの延出部が、絶縁ハウジングの後壁から基板に遠ざかる方向に延出して屈曲部に至るように構成されており、また脚部は、直線部が部分錫めっきされているので、電気コネクタの低背実装を実現可能にしながら、鉛による環境汚染を防止するとともに、屈曲部まで錫めっきを行わないので屈曲部におけるウィスカーの発生を防止することができる。
また、請求項2に係る本発明によれば、複数列のコンタクトの延出部が、絶縁ハウジングの後壁から基板に略平行に延出して屈曲部に至るように構成されており、また脚部は、直線部が部分錫めっきされているので、鉛による環境汚染を防止するとともに、屈曲部まで錫めっきを行わないので屈曲部におけるウィスカーの発生を防止することができる。
以下、本発明による基板実装型電気コネクタの実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施形態の基板実装型電気コネクタ(以下、単にコネクタという)の概略図を示し、図1(a)は、脚部の全長が比較的短い場合を示し、図1(b)は脚部の全長が比較的長い変形例を示す。最初に図1(a)を参照して説明する。コネクタ1は、基板14に取り付けられる絶縁ハウジング2と、この絶縁ハウジング2に保持された複数のコンタクト6(6a、6b)を有する。絶縁ハウジング2は、相手方コネクタ(図示せず)を受容する嵌合凹部8を有する。
コンタクト6は、上段に紙面と直交方向に複数個配列されるコンタクト6aと、下段に同様に複数個配列されるコンタクト6bから構成されている。この実施形態では、コンタクト6は、上段と下段の2列に配置されているが、3列以上に配置されていてもよい。コンタクト6は、絶縁ハウジング2の後壁4を貫通して圧入等により保持される被保持部10と、被保持部10から前方即ち嵌合方向に直線的に延びて相手方コネクタのコンタクト(図示せず)と接触する接触部12と、後壁4から後方に延出して、基板14に接続される脚部16とを有する。なお、絶縁ハウジング2は、脚部16のみで基板14に固定されてもよく、或いは図示しないねじ止め等の固定手段を追加して基板14に固定されてもよい。
上段のコンタクト6aの脚部16aは、後壁4から外方に僅かに斜め上方に延出した延出部18aと、この延出部18aに連続する屈曲部18bと、屈曲部18bから基板14に略直交するように垂下する直線部18cとを有する。直線部18cは、基板14の対応する貫通孔20に挿通されて、例えば錫―銅はんだのような鉛フリーはんだによってロウ付けされる。
他方、下段のコンタクト16bは、後壁4からやや急角度で斜め上方に向けて延出する延出部22aと、この延出部22に連続する屈曲部22bと、直線部22cとを有する。上段の脚部16aとの相違は、下段の脚部16bの全長が短く、延出部22aが比較的急角度で基板14から遠ざかる方向に延びている点である。延出部18a、22aが基板14から遠ざかる方向に一旦延びているのは、前述したように後壁4から延出して基板14に至るまでの脚部16a、16bの長さを、少ない実装面積内でできるだけ長くするためである。これにより、コネクタ1と基板14との熱膨張率の相違による収縮の度合いの差を吸収して、基板14と直線部18c、22cとの接続部分に加わる力を低減して、接続部のロウ付け部分29に亀裂を生じないようにしている。
ここで重要なことは、脚部16が、部分錫めっきされている点である。下段の脚部16bは、直線部22c、即ち脚部16bの先端22dから屈曲部22bの直前に至る部分まで、図1中、斜線で示す領域で錫めっきされている。また上段の脚部16aは、脚部16aの先端18dから脚部16bの直線部22cの錫めっき部分と同じ高さまで錫めっきされている。即ち矢印24で示す位置まで錫めっきされている。
上段の脚部16aは、屈曲部18bの直前に至る直線部18c、即ち矢印28で示す部分まで錫めっきされていてもよい。このように錫めっきは屈曲部18b、22bに至らない直線部18c、22cの全領域、或いはその一部の領域のみ錫めっきされているので、屈曲部18b、22bにウィスカーが発生するおそれがない。
なお、ここでめっきに使用される錫は、純粋な錫のほか、鉛を含まない錫合金でもよい。例えば、錫―銅合金からなる鉛フリーはんだをめっきして、銅―錫はんだによりロウ付けする場合は、はんだ付け性が良好であり、且つ経済的である。また、錫―ビスマス合金の鉛フリーはんだでめっきしてもよい。
次に、この錫めっきが行われるまでのコネクタ1の製造工程について概略説明する。コンタクト6は、最初に銅合金等の金属板からスタンピングにより打ち出されて、次に、個々のコンタクト6の全体がニッケルめっきされる。この後、コンタクト6の脚部16の先端18d、22dから所定の長さ、即ち前述の矢印24、また脚部16aの場合矢印28のいずれかの寸法だけ部分錫めっきされる。この後、コンタクト6は、脚部16が所定の形状に折り曲げられて絶縁ハウジング2の後壁4に打ち込まれるか、或いは絶縁ハウジング2に打ち込まれた後、脚部16が所定の形状に折り曲げられてコネクタ1が構成される。
次に、コネクタ1の変形例のコネクタ40について図1(b)を参照して説明する。なお、説明にあたり、図1(a)と同じ部分については、同じ参照番号を付して説明する。また、コネクタ40の内部構造は、コネクタ1と同じなので説明は省略する。コネクタ40がコネクタ1と異なる点は、コンタクト46(46a、46b)の脚部56(56a、56b)の全長が長い点である。このため、コネクタ40と基板14との収縮差により基板14との接続部即ちロウ付け部分29に発生する応力に対しては、コネクタ1と比べて比較的余裕がある。
従って、上段のコンタクト46aの延出部58aは、基板14と略平行に延び、下段のコンタクト46bの延出部62aは、絶縁ハウジング42の後壁44から外方に延出する角度、即ち基板14から遠ざかる方向に向く角度は、コネクタ1の下段のコンタクト6bの延出部22aより緩やかである。この変形例のコネクタ40の場合でも、コネクタ1の場合と同様に、脚部56の直線部58c、62cに部分錫めっきがなされる。錫めっきがなされる領域は、コネクタ1の場合と同様に屈曲部58b、62bを避けた直線部58c、62cであるので、詳細な説明は省略する。
図1に示すコネクタ1、40の場合は、被保持部10からコネクタ1、40の底面30に至る寸法が短くても、延長部18a、22a、62aを基板14から遠ざかるほうに形成することにより脚部16の長さを長くすることができる。このため基板を14´に示す位置に配置すると、コネクタを低背で実装することが可能になる。従って、低背実装を可能にしながら、コネクタ1、40の実装面積を小さくして、基板14上に複数のコネクタを高密度に配置することができる。
次に、図2を参照して第2の実施形態のコネクタについて説明する。図2は第2の実施形態のコネクタ80の概略図である。第2の実施形態のコネクタ80が図1に示したコネクタ1、40と異なる点は、絶縁ハウジング82に保持されるコンタクト86(86a、86b)の脚部96(96a、96b)の延出部98a、102aが基板14と略平行に延出している点である。このような脚部96の形状は、脚部96の長さを比較的長く取れる場合や、絶縁ハウジング82と基板14との熱膨張率の差が大きくない場合に適している。この場合も図2中斜線で示すように、直線部98c、102cに部分錫めっきを施すことができる。この部分錫めっきも屈曲部98b、102bに至る直前までの範囲で行うことができるが、この態様は図1に示したコネクタ1、40の場合と同じなので詳細な説明は省略する。
図2に示すコネクタ80の場合は、延長部98a、102aは基板14と平行であるので、コネクタ80の実装面積は小さくしにくく、コネクタの低背実装が実現しにくいが、鉛による環境汚染を防止するとともに、基板14との接続部のロウ付け部分の亀裂を防止することができる。
本発明の第1の実施形態の基板実装型電気コネクタの概略図を示し、(a)は、脚部の全長が比較的短い場合を示し、(b)は脚部の全長が比較的長い変形例を示す。 第2の実施形態の基板実装型コネクタの概略図
符号の説明
1、40、80 基板実装型電気コネクタ
2、42、82 絶縁ハウジング
4、44 後壁
6、46、86 コンタクト
12 接触部
14、14´ 基板
16、56、96 脚部
18a、22a、58a、62a、98a、102a 延出部
18b、22b、58b、62b、98b、102b 屈曲部
18c、22c、58c、62c、98c、102c 直線部
20 貫通孔
29 ロウ付け部分

Claims (2)

  1. コンタクトと、該コンタクトを複数列保持する絶縁ハウジングとを備え、前記各コンタクトは、相手方コネクタと接触する接触部と、前記絶縁ハウジングの後壁から外方に突出して前記基板に接続される脚部とを有し、該脚部は、前記後壁から延出する延出部と、該延出部に連続する屈曲部と、該屈曲部から前記基板に略直交するように延びて前記基板の貫通孔に接続される直線部とを有し、複数列の前記コンタクトのうち少なくとも最も前記基板に接近した列のコンタクトの前記延出部が、前記絶縁ハウジングの後壁から前記基板に遠ざかる方向に延出して前記屈曲部に至るように構成された基板実装型電気コネクタにおいて、
    前記各脚部は、該脚部のうち前記屈曲部に至らない前記直線部のみが部分錫めっきされていることを特徴とする基板実装型電気コネクタ。
  2. コンタクトと、該コンタクトを複数列保持する絶縁ハウジングとを備え、前記各コンタクトは、相手方コネクタと接触する接触部と、前記絶縁ハウジングの後壁から外方に突出して前記基板に接続される脚部とを有し、該脚部は、前記後壁から延出する延出部と、該延出部に連続する屈曲部と、該屈曲部から前記基板に略直交するように延びて前記基板の貫通孔に接続される直線部とを有し、複数列の前記コンタクトの前記延出部が、前記絶縁ハウジングの後壁から前記基板に略平行に延出して前記屈曲部に至るように構成された基板実装型電気コネクタにおいて、
    前記各脚部は、該脚部のうち前記屈曲部に至らない前記直線部のみが部分錫めっきされていることを特徴とする基板実装型電気コネクタ。
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