JP4929329B2 - 回路基板の挿入位置決めコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、コネクタの設計に係り、特に、回路基板を圧着させることが可能な回路基板の挿入位置決めコネクタに関する。

コンピュータ、携帯電話、デジタルカメラ、ＧＰＳ、ＬＣＤパネル、測定装置、制御装置などの各種電気製品の回路設計では、信号線、同軸ケーブルまたは接続配線をコネクタにより回路基板、回路モジュールまたは電気製品に接続し、電気信号を伝送していた。一般にコネクタは、コネクタが有する接続端子と、回路基板上にレイアウトされた接触端子とを接触させて、電気的に接続していた。

従来のコネクタは、コンタクト端子および配線接続端子を含む。コンタクト端子は、雌コネクタの中に挿入し、導電端子との接続に用いられる。配線接続端子は、配線との接続に用いられる。

しかし、雄コネクタの挿入接続部の接触面と、雌コネクタの接触面との何れもが平坦面に形成されているため、両者間の係合力が不足し、雌コネクタのコンタクト端子から雄コネクタが緩んだり外れたりして電気的な接続が不安定になることがあった。

従って、従来の雄コネクタを雌コネクタに挿入して接続する場合、一般に、係合構造を設ける必要があった。しかし、係合構造を有するコネクタは、構造および製造工程が複雑で、金型が高価であるなど、様々な欠点があった。

さらに、従来のコネクタは、遮蔽が不完全である上に、接地が良好でないため、外部の電磁信号により干渉が発生し、回路システム間で信号を伝送するときにノイズが入り、信号品質が下がる虞があった。

本発明の第１の目的は、製造が困難であり、金型コストが高価であり、外部の電磁信号によるノイズを有効に防ぐことができないといった従来のコネクタの欠点を有さない回路基板の挿入位置決めコネクタを提供することにある。

本発明の第２の目的は、回路基板が圧着されて形成される突出部を利用することにより、雌コネクタから雄コネクタが緩んだり外れたりすることがなく、回路信号を正確に伝送する回路基板の挿入位置決めコネクタを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１の発明では、回路基板の一方の端部には、複数のコンタクト端子が設けられ、前記回路基板の他方の端部には、配線を接続する配線接続端子が設けられ、前記回路基板は、絶縁被覆層が形成された第１の表面と、第２の表面とを有し、前記回路基板の前記第１の表面の前記絶縁被覆層上には、接着層を介して少なくとも１つの突出部が接着され、且つ前記突出部を覆う第１のシールド層が設けられ、前記第１のシールド層の底面は、前記突出部の頂面に接着層を介して接着された基材を有し、前記突出部は、前記回路基板の前記第１の表面の基準平面から所定の高さで突出するとともに、前記基準平面の縦横方向で且つその縦方向にわたって、前記回路基板の前記コンタクト端子に隣接した箇所まで延設され、前記回路基板の前記コンタクト端子が雌コネクタの挿入空間に挿入されると、前記雌コネクタの前記挿入空間の対応した壁面に沿ってその縦横方向にわたって、前記突出部の少なくとも一部が接触されて位置決めされることを特徴とする。

請求項２の発明では、前記回路基板の前記第２の表面の底面には、第２のシールド層が底面に形成された基材が接続されることを特徴とする。

請求項３の発明では、前記回路基板の前記第２の表面に形成される第２のシールド層をさらに備えることを特徴とする。

請求項４の発明では、前記第１のシールド層および前記第２のシールド層は、前記回路基板に設けた貫通孔と、前記貫通孔の内壁面に形成した導電材料とを介し、所定の接地ラインに接続することを特徴とする。

請求項５の発明では、前記第２のシールド層の頂面は、前記回路基板の前記第２の表面の底面に、接着層を介して頂面が接着される基材を有することを特徴とする。

請求項６の発明では、前記回路基板の前記第２の表面の底面は、突出部が底面に形成された基材を有し、前記突出部は、前記回路基板の前記第２の表面の基準平面から所定の高さで突出されることを特徴とする。

請求項７の発明では、前記突出部を覆う第３のシールド層をさらに備えることを特徴とする。

請求項８の発明では、前記第３のシールド層の頂面は、接着層を介して前記突出部の底面に接着される基材を有することを特徴とする。

請求項９の発明では、前記回路基板の前記第２の表面の底面は、絶縁被覆層が底面に形成された導電層を有することを特徴とする。

請求項１０の発明では、前記絶縁被覆層の底面には、第４のシールド層が接着層を介して接着されることを特徴とする。

請求項１１の発明では、前記絶縁被覆層は、前記導電層の底面全体を覆わず、前記導電層の底面の所定位置に少なくとも１つの配線接続端子が形成されることを特徴とする。

本発明のコネクタは、所定の高さを有する突出部により、コネクタの回路基板上のシールド層と、突出部とを雌コネクタの中に係合させることができる。さらに、本発明のコネクタは、従来のコネクタよりも構造および製造工程が簡単である上、製造コストが安い。

さらに、本発明のコネクタは、シールド層を利用し、外部の電磁干渉信号を隣接した回路基板へ有効に案内し、遮蔽効果を向上させることができる。

また、本発明の回路基板の挿入位置決めコネクタは、一般の回路基板に対してエッチング、圧着成形などを行うことにより成形し、必要な機能を得るために、実際の必要に応じて単面基板、両面基板または多層基板に応用することができる。

本発明を両面回路基板に応用する場合、位置が変更可能なジャンパー構造を用いることにより、回路基板の第１の表面の所定信号端子は、貫通孔の導電材料を介して回路基板の他方の導電層の所定信号端子に連通させることができる。

本発明のコネクタは、導電端子の間隔が狭くて軽量で薄型化が可能なため、軽量で薄型の機構への適用が極めて好ましい。一般に、軽量で薄型の電子製品は、雄コネクタおよび雌コネクタを利用して信号を伝送させる。本発明は、回路基板を圧着して積層する技術により、雄型コネクタを含む構造に製作することもできる。さらに、ジャンパー構造を有する回路基板を含むコネクタを製作することもできる。本発明は、雄型コネクタの製造コストを低減できる上、従来の回路基板の製造工程を利用することにより大量生産を行うこともできる。

本発明の第１実施形態によるコネクタを示す斜視図である。 図１の線２−２に沿った断面図である。 図２の貫通孔の他の態様を示す断面図である。 本発明の第１実施形態によるコネクタ、配線および雌コネクタを示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態によるコネクタ、配線および雌コネクタを接続させたときの状態を示す平面図である。 図５の線６−６に沿った断面図である。 本発明の第２実施形態によるコネクタを示す断面図である。 本発明の第３実施形態によるコネクタを示す断面図である。 本発明の第４実施形態によるコネクタを示す断面図である。 本発明の第５実施形態によるコネクタを示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

図１および図２を同時に参照する。図１は、本発明の第１実施形態によるコネクタを示す斜視図である。図２は、図１の線２−２に沿った断面図である。図１および図２に示すように、コネクタ１００は、第１の表面１１ａおよび第２の表面１１ｂを有する回路基板１を含む。回路基板１の一方の端部には、互いに分離絶縁された複数のコンタクト端子２が設けられている。回路基板１の他方の端部には、互いに分離絶縁された複数の配線接続端子３が設けられている。

回路基板１の上は、絶縁被覆層１２により覆われている。絶縁被覆層１２の上には、接着層１０ａを介して少なくとも１つの突出部１３が圧着されている。突出部１３は、回路基板１の第１の表面１１ａの基準平面から所定の高さで突出され、回路基板１のコンタクト端子２に隣接した箇所まで、基準平面の方向で延設されている。

第１のシールド層４は、回路基板１の突出部１３と、第１の表面１１ａの一部とを覆う。第１実施形態の第１のシールド層４は、金属材料からなり、電磁波を遮蔽する機能を有する。第１のシールド層４の底面に形成された基材４１は、接着層１０ｂを介して突出部１３の表面に圧着される。回路基板１の第２の表面１１ｂには、接着層１０ｃを介して基材１４が圧着されている。基材１４の底面には、第２のシールド層４ａが接合されている。

第１のシールド層４および第２のシールド層４ａは、雌コネクタに予め設けられた接地端子に接触させたり、回路基板１に設けた貫通孔１１ｃと、貫通孔１１ｃの中にある半田４２を介して接続したり（図２に示す）、貫通孔１１ｃの壁面に形成された導電材料４３を介して接続し（図３に示す）、回路基板１の中に設けた所定の接地ライン３１と導通する。

図４〜図６を同時に参照する。図４〜図６に示すように、回路基板１は、雌コネクタ５の中にコンタクト端子２を挿入し、雌コネクタ５の中の導電端子５１へ対応するように接触させることができるように、必要な高さｈ０（図３に示す）を有するとともに、雌コネクタ５の中にコネクタ１００を係合させるのに必要な高さｈ１（図３に示す）を有する。

第１実施形態の回路基板１の配線接続端子３は、配線６と接続するために用いる。配線６の導電部６１は、半田７またはその他の方式により、配線接続端子３に接続される。

第１実施形態の配線６は、様々な実施形態のうちの単なる一例であり、従来の信号線、同軸ケーブルまたはフレキシブル回路配線でもよい。

雌コネクタ５は、回路基板８上に配置される。配線６が接続されたコネクタ１００が雌コネクタ５の挿入空間５０に挿入されると、雌コネクタ５の中の導電端子５１に、コネクタ１００の複数のコンタクト端子２が正確に位置決めされて接触し、これにより電気的に接続されて電気信号が伝送される。回路基板１の第１のシールド層４、第２のシールド層４ａおよび突出部１３に形成される第１の部分Ａ１および第２の部分Ａ２は、雌コネクタ５の挿入空間５０の両側に対応するように設けられた壁面５２，５３，５４，５５により接触されて位置決めが行われ、雌コネクタ５の中にコネクタ１００を係合させることができる。回路基板１の第１のシールド層４および第２のシールド層４ａは、外部の電磁信号による干渉を有効に遮蔽することができる。

第１実施形態では、単面基板を用いて説明しているが、これだけに限定されるわけではなく、両面基板または多層基板を用いてもよい。本発明のコネクタの配線接続端子は、両面基板または多層基板の配線設計に基づき、実際の必要に応じ、回路基板の第１の表面および第２の表面のうちの少なくとも何れか１つにコネクタの配線接続端子を設けてもよい。つまり、第１実施形態では最適と思われる実施形態を開示しているだけであり、第１実施形態の態様だけに本発明が限定されるわけではない。

図７は、本発明の第２実施形態によるコネクタを示す断面図である。第２実施形態のコネクタ１００ｂは、構成部材が第１実施形態と略同一であるが、以下の点が異なる。回路基板１の第２の表面１１ｂに、接着層１０ｄを介して基材１４ａを圧着させてから、基材１４ａの底面へ、接着層１０ｅを介して突出部１７が圧着される。突出部１７は、回路基板１の第２の表面１１ｂの基準平面から所定の高さで突出され、接着層１０ｆを介して基材４１ａおよび第３のシールド層４ｂが圧着されている。これにより、第３のシールド層４ｂは、回路基板１の突出部１７と、第２の表面１１ｂの一部とを覆う（図７に示す）。これにより、第２実施形態のコネクタ１００ｂのコンタクト端子２は、雌コネクタの導電端子を接触させるのに必要な高さｈ２と、雌コネクタの挿入空間へ係合させるのに必要な高さｈ３と、を有する。

図８は、本発明の第３実施形態によるコネクタを示す断面図である。第３実施形態のコネクタ１００ｃは、構成が第１実施形態と略同一であるが、以下の点が異なる。第１実施形態では、単面回路基板が用いられているのに対し、第３実施形態では、両面回路基板が応用されている。即ち、回路基板１の第２の表面１１ｂの底面には、導電層１８および絶縁被覆層１２ａが形成されている。絶縁被覆層１２ａの底面には、接着層１０ｇを介して接着された基材１４ｂが形成されている。この基材１４ｂの底面には、第４のシールド層４ｃが形成されている。これにより、第３実施形態によるコネクタ１００ｃのコンタクト端子２は、雌コネクタの導電端子を接触させる必要な高さｈ４と、雌コネクタの挿入空間へ係合させるのに必要な高さｈ５と、を有する。

第１のシールド層４と第４のシールド層４ｃとは、貫通孔１１ｅの中にある半田４４を介して接続されたり、回路基板１の所定接地ライン３１と導通されたり、導電材料４５を有する貫通孔１１ｆにより接続されたりし（本発明の第４実施形態によるコネクタ１００ｄを示す断面図である図９に示す。）、回路基板１の所定接地ライン３２と導通する。

図１０は、本発明の第５実施形態によるコネクタを示す断面図である。図１０に示すように、コネクタ１００ｅは、両面回路基板を用いる。即ち、回路基板１の第２の表面１１ｂの底面には、導電層１８および絶縁被覆層１２ａが形成されている。絶縁被覆層１２ａの底面には、接着層１０ｇを介して基材１４ｂが接着される。この基材１４ｂの底面には、第４のシールド層４ｃが形成されている。第５実施形態の絶縁被覆層１２ａは、導電層１８全体を覆っておらず、導電層１８の底面の所定の位置には、少なくとも１つの配線接続端子１８ａが形成されている。

コネクタ１００ｅの配線接続は、一方の配線の導電部が、配線接続端子３に半田接続されたり、他方の配線の導電部が、配線接続端子１８ａに半田接続されたり、上部配線の導電部が、配線接続端子３に半田接続されるとともに、下部配線の導電部が、配線接続端子１８ａに半田接続されたりすることにより行ってもよい。

本発明を両面回路基板に応用する場合、位置の変更が可能な信号のジャンパー構造を利用してもよい。即ち、回路基板１は、内壁面に導電材料４６が形成された貫通孔１１ｇを有する（図１０に示す）。これにより、回路基板１の第１の表面１１ａの所定信号端子３３は、貫通孔１１ｇの導電材料４６により、回路基板１の他方の導電層１８と連通する。このように、信号のジャンパー線構造を得ることができる。

当該技術分野の当業者が実施できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１ 回路基板
２ コンタクト端子
３ 配線接続端子
４ 第１のシールド層
４ａ 第２のシールド層
４ｂ 第３のシールド層
４ｃ 第４のシールド層
５ 雌コネクタ
６ 配線
７ 半田
８ 回路基板
１０ａ 接着層
１０ｂ 接着層
１０ｃ 接着層
１０ｄ 接着層
１０ｅ 接着層
１０ｆ 接着層
１０ｇ 接着層
１１ａ 第１の表面
１１ｂ 第２の表面
１１ｃ 貫通孔
１１ｄ 貫通孔
１１ｅ 貫通孔
１１ｆ 貫通孔
１１ｇ 貫通孔
１２ 絶縁被覆層
１２ａ 絶縁被覆層
１３ 突出部
１４ 基材
１４ａ 基材
１４ｂ 基材
１７ 突出部
１８ 導電層
１８ａ 配線接続端子
３１ 所定接地ライン
３２ 所定接地ライン
３３ 所定信号端子
４１ 基材
４１ａ 基材
４２ 半田
４３ 導電材料
４４ 半田
４５ 導電材料
４６ 導電材料
５０ 挿入空間
５１ 導電端子
５２ 壁面
５３ 壁面
５４ 壁面
５５ 壁面
６１ 導電部
１００ コネクタ
１００ａ コネクタ
１００ｂ コネクタ
１００ｃ コネクタ
１００ｄ コネクタ
１００ｅ コネクタ
Ａ１ 第１の部分
Ａ２ 第２の部分
ｈ０ 高さ
ｈ１ 高さ
ｈ２ 高さ
ｈ３ 高さ
ｈ４ 高さ
ｈ５ 高さ

Claims (11)

1. 回路基板の一方の端部には、複数のコンタクト端子が設けられ、前記回路基板の他方の端部には、配線を接続する配線接続端子が設けられ、
   前記回路基板は、絶縁被覆層が形成された第１の表面と、第２の表面とを有し、
   前記回路基板の前記第１の表面の前記絶縁被覆層上には、接着層を介して少なくとも１つの突出部が接着され、且つ前記突出部を覆う第１のシールド層が設けられ、前記第１のシールド層の底面は、前記突出部の頂面に接着層を介して接着された基材を有し、
   前記突出部は、前記回路基板の前記第１の表面の基準平面から所定の高さで突出するとともに、前記基準平面の縦横方向で且つその縦方向にわたって、前記回路基板の前記コンタクト端子に隣接した箇所まで延設され、
   前記回路基板の前記コンタクト端子が雌コネクタの挿入空間に挿入されると、前記雌コネクタの前記挿入空間の対応した壁面に沿ってその縦横方向にわたって、前記突出部の少なくとも一部が接触されて位置決めされることを特徴とする、回路基板の挿入位置決めコネクタ。
2. 前記回路基板の前記第２の表面の底面には、第２のシールド層が底面に形成された基材が接続されることを特徴とする、請求項１に記載の回路基板の挿入位置決めコネクタ。
3. 前記回路基板の前記第２の表面に形成される第２のシールド層をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の回路基板の挿入位置決めコネクタ。
4. 前記第１のシールド層および前記第２のシールド層は、前記回路基板に設けた貫通孔と、前記貫通孔の内壁面に形成した導電材料とを介し、所定の接地ラインに接続することを特徴とする、請求項３に記載の回路基板の挿入位置決めコネクタ。
5. 前記第２のシールド層の頂面は、前記回路基板の前記第２の表面の底面に、接着層を介して頂面が接着される基材を有することを特徴とする、請求項２に記載の回路基板の挿入位置決めコネクタ。
6. 前記回路基板の前記第２の表面の底面は、突出部が底面に形成された基材を有し、
   前記突出部は、前記回路基板の前記第２の表面の基準平面から所定の高さで突出されることを特徴とする、請求項１に記載の回路基板の挿入位置決めコネクタ。
7. 前記突出部を覆う第３のシールド層をさらに備えることを特徴とする、請求項６に記載の回路基板の挿入位置決めコネクタ。
8. 前記第３のシールド層の頂面は、接着層を介して前記突出部の底面に接着される基材を有することを特徴とする、請求項７に記載の回路基板の挿入位置決めコネクタ。
9. 前記回路基板の前記第２の表面の底面は、絶縁被覆層が底面に形成された導電層を有することを特徴とする、請求項１に記載の回路基板の挿入位置決めコネクタ。
10. 前記絶縁被覆層の底面には、第４のシールド層が接着層を介して接着されることを特徴とする、請求項９に記載の回路基板の挿入位置決めコネクタ。
11. 前記絶縁被覆層は、前記導電層の底面全体を覆わず、
    前記導電層の底面の所定位置に少なくとも１つの配線接続端子が形成されることを特徴とする、請求項９に記載の回路基板の挿入位置決めコネクタ。