JP4761127B2 - 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。

一般的に基板用コネクタのコネクタハウジングは、プリント回路基板の表面に載置固定される筒状のフード部を備え、このフード部の奥壁に、複数本の端子金具が貫通して装着されている（例えば、以下の特許文献１を参照）。各端子金具は、高さ方向に２段で幅方向に多数列となって配置されており、その前端部がフード部内に突出する一方、その後端部がフード部の奥壁の後面から後方へ突出して途中で下方へ曲げられ、コネクタハウジングの下面に達する下端部がさらに後方へ曲げられて接続部として形成されている。各端子金具の接続部は、フード部が基板に載せられるのに伴って基板上の対応する導電路に対し半田付けによって接続されるようになっている。
特開平１１−２６５７６５号公報

ところで、仮に、各端子金具の接続部を基板に対しリフロー半田付けにより接続しようとすると、各端子金具が装着されたフード部を基板に載せてその基板をリフロー炉内に通す必要があるが、このとき、リフロー路内の熱によってフード部の奥壁が熱膨張をおこし、この奥壁の伸長に伴って各端子金具が上方へ変動するという事情がある。そうすると、フード部の奥壁の上部側は下部側よりも下からの積み重ねがある分だけ熱膨張による高さ方向への変動量が大きいので、奥壁の上段に装着される上段端子金具の接続部が、奥壁の下段に装着される下段端子金具の接続部よりも、高さ方向に大きく変動することになる。その結果、リフロー半田付け後に、上段端子金具と下段端子金具との間で半田付着量にばらつきが生じることがあり、場合によっては、上段端子金具の接続部が半田から離間して未半田状態になる懸念もある。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、リフロー半田付けを行う場合に端子金具が未半田状態にならないように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として、請求項１の発明は、基板の表面に載置固定されるコネクタハウジングの端子保持部には、このコネクタハウジングの高さ方向に上下２段でかつ幅方向に複数列並んで複数本の端子金具が圧入またはインサートにより装着され、各端子金具は、略水平姿勢をとって前記端子保持部を貫通して同端子保持部の後端面から後方へ引き出された前端部と、この前端部の後端から下方へ略直角に曲げられて高さ方向に延びる中間部と、この中間部の下端からさらに後方へ曲げられて前記基板に載置される前の状態では僅かに下り勾配の形態で後方へ延びる接続部とにより構成され、この接続部が前記基板の導電路に対しリフロー半田付けによって接続されるようになっており、かつ、前記上下２段の端子金具のうち上段側に装着される端子金具を上段端子金具とし、下段側に装着される端子金具を下段端子金具とした場合に、前記上段端子金具の前記中間部は、前記前端部の後端に対して幅方向一端側にオフセット状態で連結され、前記下段端子金具の前記中間部は、前記前端部の後端に対して幅方向他端側にオフセット状態で連結されており、前記上段端子金具及び前記下段端子金具の各接続部の前後位置が幅方向に揃えられて同列状に配置されており、前記コネクタハウジングを前記基板に載置する前の状態では、前記リフロー半田付けに伴って前記コネクタハウジングが熱膨張することによって変動する前記上段端子金具と前記下段端子金具の変動量の差に対応して、前記上段端子金具の前記接続部を、前記下段端子金具の前記接続部よりも下方に位置させていることに加えて、前記コネクタハウジングには、このコネクタハウジングを前記基板に対してリフロー半田付けにより固定するための固定金具が装着されており、この固定金具の前記基板への取付部は、前記リフロー半田付けを行った後の状態では前記上段端子金具及び前記下段端子金具の各接続部の高さ位置とほぼ同じ位置に揃っている構成としたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記下段端子金具の接続部は、前記コネクタハウジングを前記基板に載置したあと前記リフロー半田付けを行う前後の状態で、常に前記導電路上の半田に接触状態にあるところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
コネクタハウジングに端子金具を圧入またはインサートにより装着し、コネクタハウジングの後面から引き出された接続部を基板の導電路に載せてリフロー半田付けによって接続する。このとき、リフロー炉内の熱によってコネクタハウジングが熱膨張をおこして、各端子金具の全体が高さ方向上方へ変動するが、請求項１の発明によれば、上段に位置する上段端子金具と下段に位置する下段端子金具とのリフロー半田に伴う変動量の差に対応して、コネクタハウジングを基板に載置する前に、上段端子金具の接続部を下段端子金具の接続部よりも下方に位置させてある。したがって、リフロー半田付け後には各端子金具の接続部をほぼ同じ高さ位置に揃えることが可能となり、各端子金具のいずれかが半田表面から浮き上がって未半田状態になるのを防止できる。
さらに、コネクタハウジングを、固定金具を介して基板に対しリフロー半田付けによって固定する場合に、固定金具の基板への取付部は、リフロー半田付けを行った後の状態では上段端子金具及び下段端子金具の各接続部の高さ位置とほぼ同じ位置に揃っているから、各端子金具と固定金具のいずれも未半田状態になるのを確実に防止できる。

＜請求項２の発明＞
上段端子金具の接続部を下段端子金具の接続部よりも下方に位置させてあるので、仮に上段端子金具と下段端子金具とのリフロー半田に伴う変動差が見込み量よりも小さい場合には、下段端子金具が導電路上の半田と未半田状態になる懸念もある。しかるに請求項２の発明によれば、下段端子金具の接続部がリフロー半田を行う前後で常に導電路上の半田に接触状態にあるので、下段端子金具の未半田状態を確実に防止でき、接続信頼性を担保できる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図６によって説明する。本実施形態の基板用コネクタは、相手側の雌コネクタと嵌合可能な雄コネクタとして構成され、基板５０（プリント配線基板）の表面に載置固定されるコネクタハウジング１０を備えている。なお、以下の説明において上下方向については、図１を基準とし、前後方向については、相手側の雌コネクタとの嵌合面側を前方とする。

コネクタハウジング１０は、合成樹脂製、詳しくはＬＣＰ（液晶ポリマー）等の高耐熱樹脂製であって、図１及び図４に示すように、雄型の端子金具３０を保持する横長縦壁状の端子保持部１１と、端子保持部１１の周縁から前方へ向けて突出する略横長で角筒状のフード部１２とからなる。端子保持部１１には端子金具３０を圧入可能な複数の端子挿入孔１３が高さ方向に２段でかつ幅方向に複数列並んで設けられている。各端子挿入孔１３は、幅方向で千鳥配列となっており、その後端縁がラッパ状に開口して端子金具３０の誘い込み縁１３Ａとなっている。

フード部１２の上壁の幅方向略中央には、図示しない相手側のコネクタハウジングにおけるロックアームに係止可能なロック部１４が下向きに突出して設けられている。ロック部１４の両側縁には、このロック部１４と一体化して前後方向に延びる一対のガイド部１５が垂設されており、両ガイド部１５間にロックアームが進入することで、相手側のコネクタハウジングの嵌合動作が案内されるようになっている。両ガイド部１５及びロック部１４の形成領域を挟んだ両側に、上段の端子挿入孔１３が設けられている。

フード部１２の両側壁には、図２及び図３に示すように、このフード部１２をリフロー半田付けにより基板５０上に固定するための一対の固定金具２０が装着されている。固定金具２０は、金属板をプレス加工して形成されており、フード部１２の両側壁の壁面に沿って配される本体部２１と、その下端から直角曲げされて基板５０上に載置可能とされる取付部２２とからなり、全体として略Ｌの字に形成されている。本体部２１は、詳しくは図示しないが、上から下にかけて３段階に幅が狭められた段付き形状となっており、このうち、中段部の両側縁に、幅方向に張り出した図示しない食い込み突起が設けられている。

一方、フード部１２の両側壁の外側面には、この側壁の前後方向略中央に、固定金具２０の本体部２１が上から挿入可能とされる装着溝１６が設けられている。固定金具２０の本体部２１が装着溝１６へ上から差し込まれると、食い込み突起が装着溝１６の内側縁に食い込みつつ押し込まれ、本体部２１の段付き部分が対応する装着溝１６の内側縁の段付き部分に当接することでその押し込みが規制され、もって抜け止め状態で取り付けられるとともに、取付部２２がフード部１２の下壁の下面より少し下方へ突出して位置決め状態で配置されるようになっている。

端子金具３０は、金属製の板材を屈曲して形成され、略水平姿勢をとって端子保持部１１を貫通する前端部３１と、前端部３１の後端から下方へ略直角に曲げられて縦方向に延びる中間部３２と、中間部３２の下端からさらに後方へ延びる後端部（以下、接続部３３という）とにより構成されている。また、前端部３１のうち、フード部１２内に突出する部分は、図示しない相手側の雌型端子金具と接続される一方、接続部３３は、基板５０の表面にプリントされた導電路に対しリフロー半田付けにより電気的に接続される。

各端子金具３０のうち、上段の端子挿入孔１３に挿入される端子金具３０は、上段端子金具３０Ａとして構成され、下段の端子挿入孔１３に挿入される端子金具３０は、下段端子金具３０Ｂとして構成される。上段端子金具３０Ａの中間部３２は、図１に示すように、背面から見ると上段端子金具３０Ａの前端部３１の後部右端にオフセット状態で連結されるとともに、下段端子金具３０Ｂの中間部３２は、背面から見ると下段端子金具３０Ｂの前端部３１の後部左端にオフセット状態で連結される。これにより、上段端子金具３０Ａと下段端子金具３０Ｂとが内外で重なり合うことなく配置され、図２に示すように、上段端子金具３０Ａと下段端子金具３０Ｂの各接続部３３Ａ，３３Ｂの前後位置が幅方向に揃えられて同列状に配置される。

各端子金具３０の接続部３３は、図４に示すように、基板５０に載置される前の状態で前端から後端にかけて僅かに下り勾配の形態とされている。そして、上段端子金具３０Ａの接続部３３Ａは、図１に示すように、基板５０に載置される前の状態で下段端子金具３０Ｂの接続部３３Ｂよりも全体的に下方へ位置するように設定されており、したがって、上段端子金具３０Ａの接続部３３Ａの下端が下段端子金具３０Ｂの接続部３３Ｂの下端よりも下位に位置している。

固定金具２０における取付部２２の下面（取付面）の高さ位置は、上段端子金具３０Ａの接続部３３Ａの下端と下段端子金具３０Ｂの接続部３３Ｂの下端との間に設定されている。こうしてコネクタハウジング１０を基板５０に載置する前に、上段端子金具３０Ａの接続部３３Ａ、下段端子金具３０Ｂの接続部３３Ｂ、及び固定金具２０の取付部２２のそれぞれの高さ位置を異ならせることにより、リフロー半田付けを行った後で、これらがいずれもほぼ同じ高さ位置に揃うようになっている。つまり、上段端子金具３０Ａの接続部３３Ａ、下段端子金具３０Ｂの接続部３３Ｂ、及び固定金具２０の取付部２２のそれぞれの高さ位置の位置ずれは、後述するように、リフロー半田付けによってコネクタハウジング１０が熱膨張することによって吸収されるようになっている。

次に、本実施形態の作用効果を説明する。まず、固定金具２０をフード部１２の装着溝１６に対し上から差し込んで取り付ける。また、基板５０の表面において半田付けが予定されている各部位に予め半田７０を塗布しておく。続いて、上方からコネクタハウジング１０を基板５０の表面の所定位置に載せることにより、各端子金具３０の接続部３３を半田７０上に載せるとともに固定金具２０の取付部２２を同じく半田７０上に載せる。すると、図５に示すように、上段端子金具３０Ａの接続部３３Ａの一部は半田７０に埋め込まれるかもしくは前端部３１及び中間部３２の撓み変形を伴いながら半田７０の表面に接触する。また、下段端子金具３０Ｂの接続部３３Ｂはコネクタハウジング１０を基板５０に載せることによって半田７０の表面に接触し、その後は半田７０との接触状態を保っている。

この状態で、コネクタハウジング１０を載せた基板５０を図示しないリフロー炉内に走行させる。すると、基板５０に塗布された半田７０が溶融して各端子金具３０の接続部３３に付着するとともに、固定金具２０の取付部２２に付着する。そののち半田７０が冷却して固化されると、各端子金具３０の接続部３３が対応する導電路に固着されて導通がとられるとともに、固定金具２０の取付部２２が基板５０に対して固定され、これにより、コネクタハウジング１０が基板５０に対し確実に取り付けられる。あとは、フード部１２に相手側のコネクタハウジングを内嵌することで、両コネクタハウジングをロックアームとロック部１４との係止に基づいて離脱規制状態に保持するとともに、雌雄の両端子金具の導通をとるようにする。

ところで、基板５０をコネクタハウジング１０とともにリフロー炉内に走行させると、コネクタハウジング１０の端子保持部１１が熱膨張をおこして高さ方向に伸長し、それに伴いこの端子保持部１１に装着された各端子金具３０が全体的に上方へ変位するという事情がある。またこのとき、端子保持部１１の上部側が下部側よりも変動量が大きいことに起因し、上段端子金具３０Ａは下段端子金具３０Ｂよりも変動量が大きくなり、両者間で変動差を生じさせることになる。しかるに本実施形態によれば、上段端子金具３０Ａと下段端子金具３０Ｂとの間の変動差を予め見越して、その変動差に相当する分だけ予め上段端子金具３０Ａの接続部３３Ａの高さ位置を下段端子金具３０Ｂの接続部３３Ｂの高さ位置よりも下方に設定してあるので、図６に示すように、リフロー半田付けが行われたあと上段端子金具３０Ａの接続部３３Ａの高さ位置と下段端子金具３０Ｂの接続部３３Ｂの高さ位置とが全体的にほぼ同じ位置に揃うことになる。その結果、全ての端子金具３０の接続部３３を半田７０の表面（フラット面）に確実に接触させることが可能となり、端子金具３０が未半田状態になるのを回避できる。

また、上段端子金具３０Ａの接続部３３Ａを下段端子金具３０Ｂの接続部３３Ｂよりも下方に位置させてあるので、仮に上段端子金具３０Ａと下段端子金具３０Ｂとのリフロー半田に伴う変動差が見込み量よりも小さい場合には、下段端子金具３０Ｂが導電路上の半田７０と未半田状態になる懸念もあるが、本実施形態によれば、下段端子金具３０Ｂの接続部３３Ｂがリフロー半田を行う前後で常に導電路上の半田７０に接触状態にあるので、下段端子金具３０Ｂの未半田状態を確実に防止でき、接続信頼性を担保できる。

さらに、固定金具２０の取付部２２は、コネクタハウジング１０を基板５０に載置する前の状態では、リフロー半田に伴う各端子金具３０との間の変動差を予め見越して上段端子金具３０Ａ及び下段端子金具３０Ｂの各接続部３３Ａ，３３Ｂのいずれとも異なる高さ位置に設定されているが、リフロー半田付けを行った後の状態では上段端子金具３０Ａ及び下段端子金具３０Ｂの各接続部３３Ａ，３３Ｂの高さ位置とほぼ同じ位置に揃うようになっている。したがって、各端子金具３０のみならず固定金具２０も未半田状態になるのを確実に防止できる。

＜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、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）上記実施形態では、各端子金具がコネクタハウジングに圧入により装着されていたが、本発明によれば、各端子金具がコネクタハウジングにインサートにより装着されてもよい。

実施形態１の基板用コネクタの背面図 その底面図 その側面図 その断面図 リフロー半田付けを行う前の状態であって端子金具の接続部と導電路上の半田との接触状態を示す拡大断面図 リフロー半田付けを行った後の状態であって端子金具の接続部と導電路上の半田との接触状態を示す拡大断面図

符号の説明

１０…コネクタハウジング
１１…端子保持部
１２…フード部
１４…ロック部
３０…端子金具
３０Ａ…上段端子金具
３０Ｂ…下段端子金具
３３…接続部
３３Ａ…上段端子金具の接続部
３３Ｂ…下段端子金具の接続部

Claims (2)

1. 基板の表面に載置固定されるコネクタハウジングの端子保持部には、このコネクタハウジングの高さ方向に上下２段でかつ幅方向に複数列並んで複数本の端子金具が圧入またはインサートにより装着され、各端子金具は、略水平姿勢をとって前記端子保持部を貫通して同端子保持部の後端面から後方へ引き出された前端部と、この前端部の後端から下方へ略直角に曲げられて高さ方向に延びる中間部と、この中間部の下端からさらに後方へ曲げられて前記基板に載置される前の状態では僅かに下り勾配の形態で後方へ延びる接続部とにより構成され、この接続部が前記基板の導電路に対しリフロー半田付けによって接続されるようになっており、かつ、
   前記上下２段の端子金具のうち上段側に装着される端子金具を上段端子金具とし、下段側に装着される端子金具を下段端子金具とした場合に、前記上段端子金具の前記中間部は、前記前端部の後端における幅方向一端にオフセット状態で連結され、前記下段端子金具の前記中間部は、前記前端部の後端における幅方向他端にオフセット状態で連結されており、前記上段端子金具及び前記下段端子金具の各接続部の前後位置が幅方向に揃えられて同列状に配置されており、
   前記コネクタハウジングを前記基板に載置する前の状態では、前記リフロー半田付けに伴って前記コネクタハウジングが熱膨張することによって変動する前記上段端子金具と前記下段端子金具の変動量の差に対応して、前記上段端子金具の前記接続部を、前記下段端子金具の前記接続部よりも下方に位置させていることに加えて、前記コネクタハウジングには、このコネクタハウジングを前記基板に対してリフロー半田付けにより固定するための固定金具が装着されており、この固定金具の前記基板への取付部は、前記リフロー半田付けを行った後の状態では前記上段端子金具及び前記下段端子金具の各接続部の高さ位置とほぼ同じ位置に揃っていることを特徴とする基板用コネクタ。
2. 前記下段端子金具の接続部は、前記コネクタハウジングを前記基板に載置したあと前記リフロー半田付けを行う前後の状態で、常に前記導電路上の半田に接触状態にあることを特徴とする請求項１に記載の基板用コネクタ。

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