JP5149762B2

JP5149762B2 - シェル付コネクタ

Info

Publication number: JP5149762B2
Application number: JP2008263683A
Authority: JP
Inventors: 浩史白井
Original assignee: Tyco Electronics Japan GK
Current assignee: Tyco Electronics Japan GK
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2028-10-10
Also published as: JP2010092786A; CN101728668A; CN101728668B

Description

本発明は、ハウジングの外面を覆う金属製のシェルを備えたシェル付コネクタに関する。

従来、この種のシェル付コネクタとして、例えば、図７に示すものが知られている（特許文献１参照）。図７は、回路基板上に実装された従来のシェル付コネクタの斜視図である。
図７に示すシェル付コネクタ１０１は、略矩形形状を有する絶縁性のハウジング１１０と、ハウジング１１０に取り付けられた複数のコンタクト１２０と、ハウジング１１０の外面を覆うようにハウジング１１０に取り付けられた金属製のシェル１３０とを具備している。

ここで、各コンタクト１２０は、ハウジング１１０内に延びて相手コンタクト（図示せず）に接触する接触部（図示せず）と、ハウジング１１０外に延びて回路基板１４０上に半田接続される基板接続部１２１とを具備している。各コンタクト１２０は、金属板（黄銅板）を打ち抜き及び曲げ加工することによって形成される。
また、シェル１３０は、ハウジング１１０の上面及び側面を覆うように、金属製の矩形平板を断面逆Ｕ字状に折り曲げて構成されている。シェル１３０は、シェル付コネクタ１０１にシールド性能を付与するものである。シェル１３０の両側の下縁部からは、１対の基板接続部１３１，１３１（図７では一方の基板接続部１３１のみを図示）が延びている。各基板接続部１３１は、回路基板１４０に形成された１対の貫通孔１４１，１４１（図７では一方の貫通孔１４１のみ図示）に挿通される。これにより、シェル１３０及びハウジング１１０の回路基板１４０に対する位置決めが行われる。そして、各基板接続部１３１は、各貫通孔１４１の近傍で半田接続され、これにより、シェル付コネクタ１０１が回路基板１４０に固定される。

図８は、図７に示すシェル付コネクタのシェルの一部を切断した断面図である。図８に示すように、シェル１３０は、鉄製の母材１３２の表面に下地層としてのニッケルめっき層１３３を形成し、ニッケルめっき層１３３の表面に表面処理層としての錫−ニッケル合金めっき層１３４を形成してなる。そして、錫−ニッケル合金めっき層１３４は、錫が７５重量％以上１００重量％未満、ニッケル残部の組成比の錫−ニッケル合金からなることが好ましいとされている。これにより、良好な半田付け性を有し、十分な耐熱性を有する合金によって表面処理を施したシェル１３０とすることができる。
特開平１１−１８９８３５号公報

ところで、図７に示したような金属製のシェルを備えたシェル付コネクタは、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ノートブックパソコン、デスクトップパソコンなどの電子機器のＩ／Ｏコネクタとして使用されることがある。
ここで、図７に示したシェル付コネクタ１０１をこの種のＩ／Ｏコネクタとして電子機器に搭載すると、一般的にコネクタ嵌合部におけるシェル１３０の内面が顧客から見た可視面となる。

前述したように、シェル１３０は、良好な半田付け性を有する合金によって表面処理されているので、シェル１３０の基板接続部１３１を回路基板１４０の貫通孔１４１に半田接続したときには、十分な固定力を得ることができる。
しかしながら、シェル１３０の表面に存在する錫−ニッケル合金めっき層１３４は金属色、たとえば銀色に近い色をしているので、全体が黒色の電子機器にシェル付コネクタ１０１をＩ／Ｏコネクタとして搭載すると、コネクタ嵌合部におけるシェル１３０の内面が金属色として露出し、外観上好ましくない。外観上好ましくないという意味は、コネクタ嵌合部におけるシェル１３０の内面に露出した金属色が電子機器全体に施された黒色と一致せずに、顧客の要求に合致しないという意味である。

一方、シェル１３０の内面及び外面を含む表面全体を黒色として黒色の電子機器と整合させ、外観性を損なわないようにすることも可能である。シェル１３０の外観を黒色とするには、さまざまな方法があるが、主なものとして、１）塗装皮膜、２）黒色めっき、３）薄膜形成などがあげられる。

しかしながら、これらの方法はいずれもシェル１３０の半田付け性を無くするか低下させることになる。例えば、塗装皮膜には半田付け性がない。また、黒色めっき層を形成する場合には、たとえば黒色ニッケル、黒色亜鉛、黒色クロムなどのめっきの種類があるが、どの場合にも半田付け性は、通常の銀色のめっき層（例えば、錫めっき層）に比較すると半田付け性は著しく低下することになる。また、黒色めっき層を形成する場合において、半田付け性を付与するために、例えば、錫層を下地層としてその表面に黒色ニッケルめっき層を形成するなどの工夫がなされる。しかし、その場合には逆に所望濃度の黒色とならずに外観性が損なわれることになる。黒色めっき層を形成する場合において、黒色めっき層の厚さを厚くすればするほど色は黒くなるが、半田付け性は黒色めっき層の厚さを厚くすればするほど低下していく。従って、錫層を下地層としてその表面に黒色ニッケルめっき層を施す場合において、所望濃度の黒色を得るために黒色ニッケルめっき層の厚さを厚くすると、半田付け性は著しく低下してしまう。

従って、本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、顧客の要求する外観と半田付け性が両立したシェルを備えたシェル付コネクタを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るシェル付コネクタは、絶縁性のハウジングと、該ハウジングに取り付けられたコンタクトと、前記ハウジングの外面を覆うように前記ハウジングに取り付けられた金属製のシェルとを具備し、該シェルが回路基板に半田接続される基板接続部を有するシェル付コネクタであって、前記シェルの外面には良半田付け性層が形成され、前記シェルの内面には黒色のめっき層が形成されており、前記シェルの前記基板接続部は、前記良半田付け性層が前記回路基板に対して対向するよう形成され、前記シェルが、前記ハウジングの上面を覆う上板部、前記ハウジングの下面を覆う下板部、及び前記ハウジングの両側面を覆う１対の側板部を備え、前記基板接続部が前記下板部から外方向に延設され、前記基板接続部の下面が、前記良半田付け性層が形成された前記シェルの外面となることを特徴としている。

また、本発明のうち請求項２に係るシェル付コネクタは、絶縁性のハウジングと、該ハウジングに取り付けられたコンタクトと、前記ハウジングの外面を覆うように前記ハウジングに取り付けられた金属製のシェルとを具備し、該シェルが回路基板に半田接続される基板接続部を有するシェル付コネクタであって、前記シェルの外面には良半田付け性層が形成され、前記シェルの内面には黒色のめっき層が形成されており、前記シェルの前記基板接続部は、前記良半田付け性層が前記回路基板に対して対向するよう形成され、前記シェルが、前記ハウジングの上面を覆う上板部、前記ハウジングの下面を覆う下板部、及び前記ハウジングの両側面を覆う１対の側板部を備え、前記基板接続部が、前記側板部から下方向に延びてから内方向に延びる断面Ｌ字形をなし、断面Ｌ字形をなす前記基板接続部の下面が、前記良半田付け性層が形成された前記シェルの外面となることを特徴としている。

本発明のうち請求項１及び２に係るシェル付コネクタによれば、シェルの内面には黒色のめっき層が形成されているので、製品全体に黒色が施されている場合に色が一致し、外観上好適で顧客の要求する外観を満足させることができる。また、シェルの外面には良半田付け性層が形成されているので、シェルの基板接続部におけるシェルの外面に相当する部分（良半田付け性層が形成されている部分）を回路基板に半田接続したときに、十分な固定力を得ることができる。従って、顧客の要求する外観と半田付け性が両立したシェル付コネクタを提供できる。

また、本発明のうち請求項１に係るシェル付コネクタによれば、シェルの基板接続部は、良半田付け性層が回路基板に対して対向するよう形成され、シェルが、ハウジングの上面を覆う上板部、ハウジングの下面を覆う下板部、及びハウジングの両側面を覆う１対の側板部を備え、基板接続部が下板部から外方向に延設され、基板接続部の下面が、良半田付け性層が形成されたシェルの外面となるので、良半田付け性層が形成された面で回路基板上に半田接続される基板接続部を有するシェルを簡単に製造することができる。

また、本発明のうち請求項２に係るシェル付コネクタによれば、シェルの基板接続部は、良半田付け性層が回路基板に対して対向するよう形成され、シェルが、ハウジングの上面を覆う上板部、ハウジングの下面を覆う下板部、及びハウジングの両側面を覆う１対の側板部を備え、基板接続部が、側板部から下方向に延びてから内方向に延びる断面Ｌ字形をなし、断面Ｌ字形をなす基板接続部の下面が、良半田付け性層が形成されたシェルの外面となるので、良半田付け性層が形成された面で回路基板上に半田接続される基板接続部を有するシェルを簡単に製造することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明に係るシェル付コネクタの第１実施形態の斜視図である。図２は、図１のシェル付コネクタを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は背面図である。図３は、図２（Ｃ）における３−３線に沿う断面図である。
図１において、シェル付コネクタ（以下、単にコネクタという。）１は、絶縁性のハウジング１０と、ハウジング１０に取り付けられた複数のコンタクト２０と、金属製のシェル３０とを具備している。コネクタ１は、回路基板ＰＣＢ（図２（Ｃ）参照）上に実装され、たとえば、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ノートブックパソコン、デスクトップパソコンなどの電子機器のＩ／Ｏコネクタとして使用される。

ここで、ハウジング１０は、左右方向（図２（Ｃ）における左右方向）に長くのびるほぼ直方体形状の本体部１１と、本体部１１から前方（図３における左方）に延びる板状の延出部１２とを備えている。ハウジング１０は、絶縁性の樹脂を成形することによって形成される。ハウジング１０の延出部１２の下面には、１列状の複数のコンタクト収容溝１３が形成されている。

また、各コンタクト２０は、図３に示すように、ハウジング１０の本体部１１に固定される固定部２１と、固定部２１から前方に延びる接触部２２と、固定部２１の後端から直角下方に折り曲げられてから後方に延びる基板接続部２３とを具備している。各コンタクト２０は、金属板を打ち抜き及び曲げ加工することによって形成される。接触部２２は、図３に示すように、コンタクト収容溝１３内に収容され、接触部２２の前端部は延出部１２に固定される。図示しない相手コネクタとの嵌合時に、接触部２２の下面が、相手コネクタに設けられた相手コンタクトに接触する。基板接続部２３は、後方に延びた部分の下面が回路基板ＰＣＢ上の導電パッドに半田接続される。

更に、シェル３０は、コネクタ１にシールド性能を付与するものであって、ハウジング１０の外面を覆うようにハウジング１０に取り付けられる。シェル３０は、上板部３１と、下板部３２と、１対の側板部３３，３３とを備えている。シェル３０の製造方法は後述する。上板部３１は、ハウジング１０の本体部１１及び延出部１２の上面を覆う。下板部３２は、ハウジング１０の本体部１１及び延出部１２の下面を覆う。１対の側板部３３，３３は、上板部３１の左右両縁と下板部３２の左右両縁とをそれぞれ連結し、ハウジング１０の本体部１１及び延出部１２の両側面を覆う。シェル３０の下板部３２の左右両縁には、外方向に向けて延設された１対の基板接続部３９が設けられている。各基板接続部３９は、シェル３０の下板部３２の左右両縁近傍から外方向に向けて延びるようにシェル３０の側板部３３から切り起こされている。そして、各基板接続部３９の下面は、後述するように、良半田付け性層３０ｂが形成されたシェル３０の外面となっている。各基板接続部３９の下面が回路基板ＰＣＢ上のパッドに半田接続され、これによりコネクタ１が回路基板ＰＣＢ上に固定される。

また、シェル３０の上板部３１、下板部３２、及び１対の側板部３３，３３のそれぞれの前縁には、図示しない相手コネクタの嵌合を容易にするための導入案内部３４、３５、３６，３６が設けられている。導入案内部３４、３５、３６，３６のそれぞれは、上板部３１、下板部３２、及び１対の側板部３３，３３のそれぞれの前縁から前方且つ外方に延びるように形成される。さらに、シェル３０の上板部３１の後縁からは、１対の連結片３７，３７を介して背面板３８が下方に向けて延びている。

図４は、シェルを構成する上板部の一部を切断した拡大断面図である。
ここで、シェル３０の外面には、すなわちシェル３０を構成するすべての構成部（上板部３１、下板部３２、１対の側板部３３、基板接続部３９、連結片３７、背面板３８、導入案内部３４，３５，３６）の外面には、良半田付け性層３０ｂが形成されている。その一方、シェル３０の内面、すなわちシェル３０を構成するすべての構成部の内面には、黒色のめっき層３０ｃが形成されている。図４には、上板部３１の一部を切断した状態が示されており、上板部３１は、母材としての鉄板３０ａと、鉄板３０ａの外面（上面）に形成された良半田付け性層３０ｂと、鉄板３０ａの内面（下面）に形成された黒色のめっき層３０ｃとから構成されている。上板部３１以外のシェル３０の構成部についても、図示はしないが、同様に母材としての鉄板３０ａと、鉄板３０ａの外面に形成された良半田付け性層３０ｂと、鉄板３０ａの内面に形成された黒色のめっき層３０ｃとから構成されている。

なお、良半田付け性層３０ｂとしては、半田付け性の良好なものであればよく、たとえば、錫めっき層、はんだめっき層、金めっき層などがあげられる。
また、黒色のめっき層３０ｃとしては、黒色をしためっき層であればよく、例えば、黒色クロムめっき層、黒色ニッケルめっき層、黒色亜鉛めっき層、黒色錫−ニッケル合金めっき層、黒色亜鉛−ニッケル合金めっき層、黒色クロム−ニッケル合金めっき層などがあげられる。

更に、めっきの好適な厚さは、良半田付け性層３０ｂについては錫めっき層の場合１〜１０μｍ、黒色のめっき層３０ｃについては１〜２０μｍである。
このシェル３０は、次のように製造される。図５は、シェルを製造するための金属板の斜視図である。
先ず、図５に示すように、鉄板４０ａの表面に黒色のめっき層４０ｃを形成し、鉄板４０ａの裏面に良半田付け性層４０ｂを形成した金属板４０を製造する。

そして、シェル３０の形状に適した形状に金属板４０を打ち抜く。
次いで、金属板４０から打ち抜かれた金属ブランク（シェル３０）を、図１に示すように、内面に黒色のめっき層４０ｃ（黒色のめっき層３０ｃ）、外面に良半田付け性層４０ｂ（良半田付け性層３０ｂ）となるように曲げ加工し、シェル３０の下板部３２におけるシーム部４１で両端を接合する。これにより、シェル３０は完成する。

コネクタ１の製造に際しては、複数のコンタクト２０を取り付けたハウジング１０に、シェル３０の内面が内側、シェル３０の外面を外側となるように、シェル３０を取り付ければよい。
このように製造されたコネクタ１は、シェル３０の各基板接続部３９の下面を回路基板ＰＣＢ上のパッドに半田接続し、各コンタクト２０の基板接続部２３の下面を回路基板ＰＣＢ上のパッドに半田接続することにより、回路基板ＰＣＢ上に実装される。

ここで、シェル３０の外面には良半田付け性層３０ｂが形成され、シェル３０の基板接続部３９は、良半田付け性層３０ｂが回路基板ＰＣＢに対して対向するよう形成されている。即ち、基板接続部３９の下面に良半田付け性層３０ｂが形成されているので、基板接続部３９を回路基板ＰＣＢ上のパッドに半田接続したときに、十分な固定力を得ることができる。

回路基板ＰＣＢ上に実装されたコネクタ１は、たとえば、携帯電話、ＰＤＡ、ノートブックパソコン、デスクトップパソコンなどの電子機器のＩ／Ｏコネクタとして使用され、かかる電子機器の筺体内に装着される。この際に、コネクタ１の嵌合面（前面）が顧客から見た可視面となる。
本実施形態のコネクタ１においては、シェル３０の内面には黒色のめっき層３０ｃが形成されているので、製品全体に黒色が施されている場合に色が一致し、外観上好適で顧客の要求する外観を満足させることができる。

また、シェル３０の内面の黒色めっき層３０ｃの半田付け性が十分でなかったとしても、シェル３０の外面に半田付け性層３０ｂが形成され、シェル３０の基板接続部３９は、良半田付け性層３０ｂが回路基板ＰＣＢに対して対向するよう形成されているので、基板接続部３９を回路基板ＰＣＢ上のパッドに半田接続したときの固定力に問題は生じない。従って、本実施形態のコネクタ１にあっては、顧客の要求する外観と半田付け性が両立したシェル付コネクタを提供できる。

そして、黒色めっきの場合には、半田付け性を維持するために、その色の制御が十分にできないのが普通である。前述したように、黒色めっき層を形成する場合において、黒色めっき層の厚さを厚くすればするほど色は黒くなるが、半田付け性は黒色めっき層の厚さを厚くすればするほど低下していく。しかし、本実施形態においては、黒色のめっき層３０ｃのあるシェル３０の内面は、半田接続しないので、色制御の自由度を大きくすることができる。

また、本実施形態にあっては、シェル３０の基板接続部３９が下板部３２から外方向に延設され、基板接続部３９の下面が、良半田付け性層が形成されたシェル３０の外面となるので、良半田付け性層３０ｂのある面で回路基板ＰＣＢ上に半田接続される基板接続部を有するシェルを簡単に製造することができる。
次に、本発明に係るシェル付コネクタの第２実施形態を図６を参照して説明する。図６は、本発明に係るシェル付コネクタの第２実施形態の一部分の斜視図である。

図６に示すシェル付コネクタ（以下、単にコネクタという）２は、図１に示すシェル付コネクタ１と基本構成が同様であるが、基板接続部の設け方が異なっている。従って、基板接続部の設け方のみを説明し、その他の構成についいては説明を省略する。
図６において、シェル３０の１対の側板部３３，３３（図６には一方のみ図示）には、１対の基板接続部３９’，３９’が設けられている。各基板接続部３９’は、シェル３０の側板部３３の下縁近傍から下方向に向けて延びるようにシェル３０の下板部３２から切り起こされている。各基板接続部３９’は、側板部３３の下縁近傍から下方向に延びてから内方向に延びる断面Ｌ字形をなしている。そして、断面Ｌ字形をなす各基板接続部３９’の下面が、良半田付け性層３０ｂが形成されたシェル３０の外面となっている。各基板接続部３９’の下面が回路基板ＰＣＢ上のパッドに半田接続され、これにより、回路基板ＰＢ上にコネクタ２が固定される。

この第２実施形態のコネクタ２においては、基板接続部３９’が、側板部３３から下方向に延びてから内方向に延びる断面Ｌ字形をなし、断面Ｌ字形をなす基板接続部３９’の下面が、良半田付け性層３０ｂが形成されたシェル３０の外面となるので、良半田付け性層のある面で回路基板上に半田接続される基板接続部を有するシェルを簡単に製造することができる。

また、コネクタ２は、コネクタ１と同様に、シェル３０の内面には黒色のめっき層３０ｃが形成されているので、電子機器全体に黒色が施されている場合に色が一致し、外観上好適で顧客の要求する外観を満足させることができる。
また、シェル３０の内面の黒色めっき層３０ｃの半田付け性が十分でなかったとしても、シェル３０の外面に半田付け性層３０ｂが形成され、シェル３０の基板接続部３９’は、良半田付け性層３０ｂが回路基板ＰＣＢに対して対向するよう形成されているので、基板接続部３９’を回路基板ＰＣＢ上のパッドに半田接続したときの固定力に問題は生じない。従って、本実施形態のコネクタ２にあっても、顧客の要求する外観と半田付け性が両立したシェル付コネクタを提供できる。

本発明に係るシェル付コネクタの第１実施形態の斜視図である。図１のシェル付コネクタを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は背面図である。図２（Ｃ）における３−３線に沿う断面図である。シェルを構成する上板部の一部を切断した拡大断面図である。シェルを製造するための金属板の斜視図である。本発明に係るシェル付コネクタの第２実施形態の一部分の斜視図である。回路基板上に実装された従来のシェル付コネクタの斜視図である。図７に示すシェル付コネクタのシェルの一部を切断した断面図である。

符号の説明

１シェル付コネクタ
１０ハウジング
２０コンタクト
３０シェル
３０ｂ良半田付け性層
３０ｃ黒色のめっき層
３１上板部
３２下板部
３３側板部
３９，３９’基板接続部
ＰＣＢ回路基板

Claims

絶縁性のハウジングと、該ハウジングに取り付けられたコンタクトと、前記ハウジングの外面を覆うように前記ハウジングに取り付けられた金属製のシェルとを具備し、該シェルが回路基板に半田接続される基板接続部を有するシェル付コネクタであって、
前記シェルの外面には良半田付け性層が形成され、前記シェルの内面には黒色のめっき層が形成されており、
前記シェルの前記基板接続部は、前記良半田付け性層が前記回路基板に対して対向するよう形成され、前記シェルが、前記ハウジングの上面を覆う上板部、前記ハウジングの下面を覆う下板部、及び前記ハウジングの両側面を覆う１対の側板部を備え、前記基板接続部が前記下板部から外方向に延設され、前記基板接続部の下面が、前記良半田付け性層が形成された前記シェルの外面となることを特徴とするシェル付コネクタ。
絶縁性のハウジングと、該ハウジングに取り付けられたコンタクトと、前記ハウジングの外面を覆うように前記ハウジングに取り付けられた金属製のシェルとを具備し、該シェルが回路基板に半田接続される基板接続部を有するシェル付コネクタであって、
前記シェルの外面には良半田付け性層が形成され、前記シェルの内面には黒色のめっき層が形成されており、
前記シェルの前記基板接続部は、前記良半田付け性層が前記回路基板に対して対向するよう形成され、前記シェルが、前記ハウジングの上面を覆う上板部、前記ハウジングの下面を覆う下板部、及び前記ハウジングの両側面を覆う１対の側板部を備え、前記基板接続部が、前記側板部から下方向に延びてから内方向に延びる断面Ｌ字形をなし、断面Ｌ字形をなす前記基板接続部の下面が、前記良半田付け性層が形成された前記シェルの外面となることを特徴とするシェル付コネクタ。