JP4887412B2 - 回路基板用電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は回路基板用電気コネクタに関する。

回路基板用電気コネクタは、回路基板に取り付ける際に、該コネクタの端子の接続部が回路基板の対応回路部と半田接続される。この種のコネクタとしては、特許文献１に開示されているコネクタが知られている。

特許文献１のコネクタは、相手コネクタを受け入れるために回路基板の面に対し直角に延びる周壁を有するハウジングを有し、該周壁の対向側壁に端子が一体モールド成形により保持されている。該端子は側壁の内面に沿って位置する接触部と、該接触部の下端で屈曲され、ハウジング外へ延出する接続部とを有し、上記接触部で相手コネクタの端子と接触し、接続部で回路基板の対応回路部と半田接続される。

この特許文献１においては、端子は、その長手方向において、接続部とハウジング側壁との間の部分の周面と、ハウジングの側壁で一体成形により保持されている部分の下面とに、第１そして第２の低濡れ領域部をそれぞれ形成している。したがって、特許文献１によると、端子の接続部が回路基板へ半田接続されたとき、半田上がりは上記第１そして第２の低濡れ領域部で抑制される、とされている。

特開２００８−２２６６８１

特許文献１のコネクタでは、端子はハウジングとの一体モールド成形により保持されており、したがって、端子の周面を保持しているハウジングの側壁は該端子の周面と密着しており、この密着が崩れるような部分的剥離という不測の事態が生じない限り、もともと、半田上がりの虞れはない。したがって、特許文献１の上記第１そして第２の低濡れ領域部は、かかる部分的な剥離という不測の事態に備えた対策とも言える。

しかし、端子がハウジングとの一体モールド成形によらず、成形後のハウジングの壁部へ取り付ける形式のコネクタにあっては、端子とハウジングの壁部との間には微小な隙間が形成されるので、半田上がり防止策は十分に行っておかなければならない。一般的に、半田上がり防止策としては、特許文献１のように、端子の接続部と接触部との間の部分の周面に、ニッケルめっき等の低濡れ領域を形成することが行われる。本来、端子は良導電性が要求されるので、端子は基材の面に基層としてニッケルめっき層をそしてその上に上層として高濡れ材質である良導電性の金めっき層が施され、低濡れ領域とされるべき部分でレーザ等により金めっき層が除去または溶解され、その結果、ニッケル層が露呈して低濡れ領域を形成するようにしている。

接続部は回路基板の回路部との間で半田が良好になされる必要があり、一方、接触部は良電導性の金めっき層領域を少しでも広く確保しておく必要がある。すなわち、接続部と接触部は高濡れ領域として広く形成されることが要求されるのに対し、接続部と接触部の間に位置する低濡れ領域は、半田上がりを確実に阻止するために、少しでも広い領域に形成されていることが要求される。このように、接続部そして接触部における高濡れ領域と
、中間における低濡れ領域との両者は相反する条件を要求する。このような状況で、低背化の要求もあり相反する両者を満足させることは困難である。

本発明は、このような事情に鑑み、両者の要求を満足して、接続部における良好な半田接続性、接触部における良電導性を確保しつつ、中間における低濡れ領域による半田上がりを確実に阻止できる回路基板用電気コネクタを提供することを課題とする。

本発明に係る回路基板用電気コネクタは、回路基板へ取り付けられるコネクタであって、端子の一方の自由端側に相手コネクタの端子との接触部をそして他方の自由端側に回路基板の回路部に半田接続される接続部を有し、該端子の中間部に回路基板の面に対して直角なハウジングの壁部へ接面して保持される被保持部が形成されていると共に、該被保持部の下端位置で屈曲されて回路基板の面に沿って延びる接続部とが形成されており、被保持部は上記壁部に接面する接面部と、該接面部に対向する背面部と、接面部と背面部をつなぐ側面部とを有し、上記端子は、上記接触部と接続部を除いた、少なくとも被保持部での長手方向の一部の周面を低濡れ領域として形成されており、上記背面部における接触部が背面部における低濡れ領域の上限よりも上方域に形成されている高濡れ領域に位置している。

このような回路基板用電気コネクタにおいて、本発明では、上記低濡れ領域は背面部における上限が側面部及び接面部における上限よりも下方に位置しており、上記背面部における高濡れ領域は、高さ方向で、該背面部の両側の側面部の低濡れ領域の上限と下限との間にまで及んでいることを特徴としている。

かかる構成の本発明のコネクタにあっては、端子は接触部と接続部の間に位置する被保持部が端子の長手方向で少なくとも一部について周囲に低濡れ領域が形成されている。該周面は、ハウジングの壁部に接面している接面部、外部に露呈しているがこの接面部につながる側面部そして外部に露呈していて接面部の反対側に位置して該接面部からもっとも離れている背面部で一周をなしているが、接面部、側面部、そして背面部の順に、半田上がりが生じにくくなっている。したがって、背面部では低濡れ領域の上限が接面部や側面部における上限よりも下方、すわなち、半田接続がなされる回路基板の面に近づいて設定され上記長手方向での低濡れ領域の範囲が小さくなっていても半田上がりの問題がなく、しかも、上記背面部での低濡れ領域の上限を下げて位置させることで、その上方に位置する接触部の領域を広くすることができる。結果として、背面部における半田上がり阻止効果を阻害することなく、接触部での相手コネクタの端子との接触確実性を高めることができる。したがって、コネクタの低背化が可能で、特に低背化が求められるコネクタにおいては、より効果的である。

本発明において、端子の低濡れ領域は、被保持部から接続部へ移行する屈曲部に下限を有していることができる。低濡れ領域の下限を上記屈曲部にまで下げて設定することにより、低濡れ領域の範囲を広く確保し、半田上がりをより確実に防止できる。低濡れ領域の下限を上記屈曲部にまで下げても、該屈曲部よりも下方にある接続部にまで低濡れ領域が及ぶわけでもないので、接続部における半田接続性には何ら影響を与えることはない。

本発明において、端子は端子基材の全面に基層としての低濡れ材質層の上に上層として高濡れ材質層を施した後に、低濡れ領域に相当する領域で上層の高濡れ材質層を除去または溶解することにより基層の低濡れ材質層が露呈して、その結果、この露呈した低濡れ材質層が低濡れ領域を形成することができる。

本発明において、高濡れ領域が金めっきにより、低濡れ領域がニッケルめっきによりそれぞれ表面を形成しているようにすることができる。

本発明において、低濡れ領域はレーザ光の照射での高濡れ材質層の除去または溶解により形成することができる。

本発明は、半田上がり阻止のための低濡れ領域が形成されている端子について、接触部が形成されている背面部における低濡れ領域の上限を側面部そして接面部の上限よりも低くすることとしたので、上記背面部における低濡れ領域の上限よりも上方の上記接触部を大きく確保できるので、相手コネクタの端子との接触を確実なものとすることができる。しかも、背面部は、もともと、半田上がりの生ずる程度が低い面であり、低濡れ領域の上限を接面部や側面部の上限より下げても、半田上がり阻止機能が低下することはない。一方、半田上がりが生ずる可能性が背面部よりも高い接面部と側面部は低濡れ領域の上限が背面部の上限よりも高く位置していて該低濡れ領域は広く確保されているので、半田上がり阻止機能は良好に保ったままとなる。したがって、端子はハウジングへ取り付けられてハウジングとの間に若干隙間が形成されているコネクタはもとより、端子がハウジングと一体モールド成形されていても、成形後の剥離等により隙間が生ずる可能性のあるコネクタにおいても、半田上がりが阻止される。

本発明の一実施形態のコネクタの外観を示す斜視図である。 図１のコネクタについての、対向する一対の端子の位置での縦断面図である。 （Ａ）は図１そして図２のコネクタの一対の端子のみを示す図であり（Ｂ）は一つの端子の被保持部での断面と、レーザ光照射方向を示す図である。 図２のコネクタと相手コネクタとを嵌合状態で示す断面図である。 端子についての変形例を示す斜視図である。 端子についての他の変形例を示す斜視図である。 端子についてのさらに他の変形例を示す斜視図である。

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態について説明する。

図１に示される本実施形態のコネクタ１は、平面形状を長い矩形とするハウジング１０の長手方向に延びる一対の側壁（壁部）１１に配列取付けされた端子２０を有している。また、上記ハウジング１０は長手方向両端に、コネクタ１を回路基板（図示せず）に半田固定するための固定金具３０も取り付けられている。

ハウジング１０は、電気絶縁材料で作られており、対向して位置し上記長手方向に延びる一対の側壁１１と、上記長手方向の両端で該一対の側壁１１を連結する端壁１２と、上記側壁１１及び端壁１２の下端側に位置する底壁１３とで、相手コネクタ（図示せず）を受け入れる受入凹部１４を形成している。

上記ハウジング１０の一対の側壁１１のそれぞれには、図２に見られるように、その内面、上面、外面に連続して逆Ｕ字状をなす端子保持溝１５が左右対称に形成されている。該端子保持溝１５で保持される端子２０は、金属平帯体をその厚み方向に屈曲成形されて作られており、上記ハウジング１０の側壁１１の内面側に位置する接触部２１と、外面側に位置する被保持部２２と、該被保持部２２の下端位置から外方へ延出する接続部２３とを有している。上記接触部２１と被保持部２２は、側壁１１の上面側に位置する連結部２４により連結され、これらにより逆Ｕ字状をなし、上記端子保持溝１５内で保持されている。本実施形態においては、端子２０の上記接触部２１、連結部２４そして被保持部２２で形成される逆Ｕ字状部分がハウジング１０の側壁１１の上方から上記端子保持溝１５へ組み込まれ、上記被保持部２２の幅方向両側端面２２Ａが端子保持溝１５の対応溝内面により圧入保持されている。

上記端子２０の接触部２１は、上記側壁１１の内面側に位置しており、該接触部２１の側壁側と反対の面が相手コネクタの端子の接触部と接触する接触面２１Ａを形成している。側壁１１の外面側に位置する被保持部２２は、その外面にロック凹部２２Ｂが形成されている。このロック凹部２２Ｂは、相手コネクタの端子のロック部を受け入れて、抜け防止のロックを図るものであるが、相手コネクタの端子と接触するので、上記接触部２１に加えて、副接触部としても機能する。上記接続部２３の下面は、ハウジング１０の底壁１３の底面と同じレベルで延出しており、コネクタ１が回路基板上に配されたときに、該回路基板の対応回路部と接面するようになっている。このような端子２０について、図３にともづき、再度詳述する。

図３（Ａ）は、ハウジング１０の対向する一対の側壁１１で保持されている一対の端子２０を抜き出して図示するものである。両端子２０は同一形状であるが、図３（Ａ）に見られるように、左右対称形態をなすように配置されている。

図３（Ａ）に見られるごとく、端子２０は金属平帯体をその板厚方向に屈曲すると共に部分的にプレス加工して作られている。上述した接触部２１と被保持部２２そして両者を連結している連結部２４が逆Ｕ字状形状を形成し、上記被保持部２２の下端側の屈曲部２５を経た後に水平方向に接続部２３が延出している。本実施形態では、接触部２１、連結部２４そして接続部２３は同じ幅を有しているが、被保持部２２は幅がこれらよりも幅広に形成され、また、側端面が丸味をもって形成されている。該被保持部２２の外面には、略四角形の周縁をもロック凹部２２Ｂがプレス加工により形成されている。

上記端子２０は、図３（Ａ）で、被保持部２２の細点を施して示される領域を低濡れ領域とし、白地で示される接触部２１、連結部２４、接続部２３の領域を高濡れ領域としている。上記低濡れ領域は、表面がＮｉ，Ｐｄなどの半田材料に対して濡れ特性の良くない低濡れ材料によって形成され、高濡れ領域はＡｕ，Ａｇ，Ｓｕなどの半田材料に対して濡れ特性の良い高濡れ材料によって形成される。具体的には、例えば、端子２０の全面に基層として低濡れ材料でめっきを施し、しかる後、上層として高濡れ材料によるめっきを施し、しかる後に、上記低濡れ領域に相当する領域にレーザ照射等により、該領域で上層の高濡れ材料を除去あるいは溶解させて、低濡れ領域を得る。

図３（Ａ）では、被保持部２２と屈曲部２５に低濡れ領域が形成されている。上記被保持部２２は、その周面が、図３（Ｂ）に見られるように、ハウジング１０の側壁１１に接面する接面部２２−１、外部に露呈して該接面部２２−１と対向面をなす背面部２２−４、そして接面部２２−１と背面部２２−４を結ぶ側面部２２−２，２２−３を有している。

上記低濡れ領域は、被保持部２２と屈曲部２５に形成されていて、接面部２２−１側と側面部２２−２，２２−３側に対しては、上限が上記被保持部２２の上端近傍そして下限が屈曲部２５の下端とする高さの範囲Ｈにわたって、背面部２２−４側に対しては、上限が被保持部２２の下端近傍そして下限が屈曲部２５の下端とする高さ範囲Ｌにわたっている。すなわち、低濡れ領域は、その上限が背面部２２−４側で、接面部２２−１そして側面部２２−２，２２−３側よりも低くなっている。その結果、相手コネクタに対する副接触部ともなるロック凹部２２Ｂが高濡れ領域となっており、背面部における低濡れ領域の上限よりも上方域にロック凹部２２Ｂが形成されている。

このような端子２０における低濡れ領域は、レーザ光の照射により得ることができる。
被保持部２２での横断面形状を示す図３（Ｂ）において、丸味をもっている四つの角部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの方に向けレーザ光を照射する。ここでＡ−Ｂ間の面は背面部２２−４、Ｂ−Ｃ間そしてＤ−Ａ間の面は側面部２２−２，２２−３、そしてＣ−Ｄ間の面は接面部２２−１である。角部Ａ，Ｂに向けては高さ範囲Ｌをもって、角部Ｃ，Ｄに向けては高さ範囲Ｈをもって、それぞれ端子の面にレーザ光を照射する。その結果、レーザ光が照射された面で、上層の高濡れ材料が除去或いは溶解されて、基層の低濡れ材料が露呈することとなり、図３（Ａ）のような範囲をもつ低濡れ領域を得る。レーザ光照射の際、例えば、接面部２２−１へのレーザ光を接触部２１の下端部分が遮断する虞れがあるので、接面部２２−１への照射、すなわち図３（Ｂ）にて高さ範囲Ｈで示される照射は水平方向でなく、若干下方から上方に向く傾きをもってなされるのが良い。

上記コネクタ１の端子２０は、回路基板（図示せず）の対応回路部と半田接続される。半田は接続部２３の底面に対してなされるが、半田の濡れ特性により、該接続部２３の側面や上面にも上がり、又、屈曲部２５にも及ぼうとする。しかし、屈曲部２５そして被保持部２２には、低濡れ領域が形成されているので、半田はそれ以上、上昇せず、副接続部としても機能するロック凹部２２Ｂまでは達しない。ましてや、接触部２１には及ばない。

このようにして得られた端子２０は、図１そして図２のようにハウジング１０に組み込まれてコネクタ１をなし、図４のごとく、相手コネクタ２の端子と接続される。図４において、相手コネクタ２は、ハウジング３０に端子４０が取り付けられている。

相手コネクタ２のハウジング３０は、コネクタ１を受け入れる受入凹部３１が形成されており、図４において、紙面に対して直角な方向で、コネクタ１の端子２０の配列位置に対応する位置に端子収容溝３２が形成されている。上記受入凹部３１は、中央壁３３に対して両側に、該中央壁３３と側壁３４との間に形成されており、上記端子収容溝３２はこの受入凹部３１の対向両内面そして上底面、さらには上記側壁３４の対向両外面そして下底面にわたり連通して形成されている。端子４０はこの端子収容溝３２に収められるべく、金属板の平坦面を維持して形状づけられており、逆Ｕ字状部４１とＵ字状部４２とを結んで得られる横Ｓ字状をなしている。逆Ｕ字状部４１が受入凹部３１内に、そしてＵ字状部４２が受入凹部３１外に位置している。

上記端子４０の逆Ｕ字状部４１は、自由端側の下端に接触部４１Ａと当接部４１Ｂが隣接して突起状に形成されている。接触部４１Ａは上記コネクタ１の端子２０の接触部２１に対して弾性接触し、当接部４１Ｂは該接触部２１から若干離れて位置していて、コネクタ２の挿抜時に該コネクタ２が傾いた場合に、上記コネクタ１の端子２０の接触部２１と当接して端子４０がハウジング３０から抜けることを防止するようになっている。上記逆Ｕ字状部４１は、Ｕ字状部４２との境界近くに、上記接触部４１Ａと対向してロック突部４１Ｃが設けられている。このロック突部４１Ｃはコネクタ１の端子２０のロック凹部２２Ｂと係合してコネクタの抜け防止を図るが、端子同士の接触には変りはないので副接触部としても機能する。

上記端子４０のＵ字状部４２は、受入凹部３１外での自由端に接続部４２Ａを有し、回路基板への半田接続がなされるようになっている。

かくして、コネクタ２は上方からコネクタ１へ嵌合し、コネクタ２の端子４０の接触部４１Ａがコネクタ１の端子２０の接触部２１と接触し、上記端子４０のロック突部４１Ｃが上記端子２０のロック凹部２２Ｂと係合かつ接触する。既述したように、コネクタ１の端子２０の接続部２３での回路基板との半田接続時に、上記ロック凹部２２Ｂには半田上がりしていないので、このロック凹部２２Ｂは副接触部としても相手コネクタの端子と良好な接触をなす。

本発明では、端子２０の低濡れ領域の下限は、図３に示された例に限定されない。例えば、接続部２３の底面そして側面での高濡れ領域、すなわち半田面積を広く確保するために、図５のごとく、図３の場合にくらべて、低濡れ領域の下限を屈曲部２５の側面そして底面で、屈曲部２５の上端位置近くにまで上げて設定することができる。こうすることにより、接続部２３の半田接続に効果的な接続部２３の底面そして側面の高濡れ領域の面積を大きくすることができる。

屈曲部２５はその底面と回路基板との間に楔状空間を形成する。一般に端子を回路基板に半田接続する際に、この楔状空間に半田を埋めて、いわゆるフィレットを形成して半田接続を強固にする手法が採られることがある。本実施形態で、このフィレットを形成したいときには、図６のように、低濡れ領域の下限を屈曲部２５の上端近くまで引き上げて、接続部２３のみならず、上記屈曲部２５でも底面側を高濡れ領域として、ここでフィレットを形成するとともに、側面そして上面を含む周面も半田接続に寄与させることができる。この場合、上面の半田接続の寄与を求めないときには、図５のように底面側と側面でのフィレット形成にとどめることとしてもよいし、屈曲部２５の側面及び上面の半田接続の寄与を求めないときには、図７のように底面側でのフィレット形成にとどめることとしてもよい。

本発明は、図示したような端子がハウジングへ取り付けられたコネクタ以外にも、端子がハウジングと一体モールド成形により保持されるコネクタについても適用可能である。一体モールド成形によるコネクタの場合には、本来、端子の接触部への半田上がりの問題はない筈であるが、端子の被保持部とハウジングとが剥離して隙間を形成するような事態となったとき、本発明は有効に作用する。

１ コネクタ ２２−１ 接面部
１０ ハウジング ２２−２ 側面部
２０ 端子 ２２−３ 側面部
２１ 接触部 ２２−４ 背面部
２２ 被保持部 ２３ 接続部
１１ 壁部（側壁） ２５ 連結部

Claims (5)

1. 回路基板へ取り付けられるコネクタであって、端子の一方の自由端側に相手コネクタの端子との接触部をそして他方の自由端側に回路基板の回路部に半田接続される接続部を有し、該端子の中間部に回路基板の面に対して直角なハウジングの壁部へ接面して保持される被保持部が形成されていると共に、該被保持部の下端位置で屈曲されて回路基板の面に沿って延びる接続部とが形成されており、被保持部は上記壁部に接面する接面部と、該接面部に対向する背面部と、接面部と背面部をつなぐ側面部とを有し、上記端子は、上記接触部と接続部を除いた、少なくとも被保持部での長手方向の一部の周面を低濡れ領域として形成されており、上記背面部における接触部が背面部における低濡れ領域の上限よりも上方域に形成されている高濡れ領域に位置する回路基板用電気コネクタにおいて、
   上記低濡れ領域は背面部における上限が側面部及び接面部における上限よりも下方に位置しており、
   上記背面部における高濡れ領域は、高さ方向で、該背面部の両側の側面部の低濡れ領域の上限と下限との間にまで及んでいることを特徴とする回路基板用電気コネクタ。
2. 端子の低濡れ領域は、被保持部から接続部へ移行する屈曲部に下限を有していることとする請求項１に記載の回路基板用電気コネクタ。
3. 端子は端子基材の全面に基層としての低濡れ材質層の上に上層として高濡れ材質層を施した後に、低濡れ領域に相当する領域で高濡れ材質層を除去または溶解することにより低濡れ材質層が露呈して、この露呈した低濡れ材質層が低濡れ領域を形成していることとする請求項１又は請求項２に記載の回路基板用電気コネクタ。
4. 高濡れ領域が金めっきにより、低濡れ領域がニッケルめっきによりそれぞれ表面を形成していることとする請求項１ないし請求項３に記載の回路基板用電気コネクタ。
5. 低濡れ領域はレーザ光の照射での高濡れ材質層の除去または溶解により形成されていることとする請求項３に記載の回路基板用電気コネクタ。

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