JP5668306B2 - コネクタシェル - Google Patents

Description

本発明は、プラグが挿入されるレセプタクルに用いられるコネクタシェルに関する。

プラグが挿入されることで電子部品間の電気的接続を確立するレセプタクルが知られている。このレセプタクルも他の電子部品同様、小型化が要請され、他の小型電子部品と同様にはんだリフロー方式によって基板表面へ表面実装されている。

従来のレセプタクル１００の断面図を図４に示す。レセプタクル１００は、プラグ挿入空間を画成する略角筒状コネクタシェル１０１と、プラグ挿入空間に配置されたプラグ案内片１０４と、プラグ案内片１０４に設けられプラグ側端子と導通可能な接続端子１０５とを有する。コネクタシェル１０１はシェル本体１０２と、シェル本体１０２から基板１０６に向かって突出する取付片１０３とを有し、取付片１０３が基板１０６にはんだ付けされることによりレセプタクル１００が基板１０６に取り付けられる。

コネクタシェル１０１を基板１０６へはんだ付けする際は、取付片１０３をはんだ溶融温度まで加熱してはんだを取付片１０３に付着させる必要がある。この時、シェル本体１０２も取付片１０３と一緒に加熱されてしまうので、リフロー工程で必要以上のはんだ１１０が取付片１０３を伝ってシェル本体１０２の側壁を上ってしまう虞があった。このとき、図４の符号Ａで示すはんだ１１０はプラグ挿入空間まで上ってきて固化したもので、挿入されるプラグと干渉してしまってプラグが所定位置まで挿入できなくなる虞があった。

このため、はんだ上がりを確実に防止するために何らかの措置を講じる必要がある。そこではんだ上がりを防止する技術として、はんだ付けされる領域の上部にはんだ上がり防止層を形成して、はんだ上がり防止層より上にはんだが上がらないようにする技術が知られている。

特許文献１には、コネクタ部材の接点部位にはんだとぬれ性の低い樹脂やセラミックスをコネクタ端子に塗布してはんだ上がり防止帯を形成する方法が記載されている。

また、特許文献２には、はんだ付けされる端子部において、ニッケル下地層の上にはんだが付着しやすい金めっき層を設けてはんだ付け領域を形成し、更にこのはんだ付け領域の上部にレーザー光線を照射してはんだとぬれ性の劣るニッケル・金合金層を形成してはんだ這い上がり防止領域を形成する方法が記載されている。

特開２００５−２４６４２４号公報 特開２００５−２４３４６８号公報

以上のようなはんだ上がり防止技術が知られているが、これらの方法は樹脂やセラミックを塗布したり、レーザー加工を施したりするので、工数が嵩む。そこで、本発明は簡便な方法で安価にはんだ上がりを防止できるコネクタシェルを提供することを目的とする。

本発明によれば、以下のコネクタシェルが提供される。
（１） 基板に取り付けられるコネクタシェルであって、
内部にプラグ挿入空間を画成するシェル本体と、
前記シェル本体と一体であって、前記基板にはんだ付けされて取り付けられる取付片とを有し、
前記プラグ挿入空間の前記基板側を基板取付基準面と規定したとき、
前記取付片の先端は、前記シェル本体から前記基板取付基準面を挟んで前記プラグ挿入空間の反対側に延出して前記基板にはんだ付けされ、
前記取付片の先端と前記シェル本体との間には断面積を減少させる断面積減少部が設けられ、
前記断面積減少部は、前記基板取付基準面よりも前記プラグ挿入空間側に位置することを特徴とするコネクタシェル。
（２） 前記断面積減少部は前記取付片に設けられた開口であることを特徴とする（１）のコネクタシェル。
（３） 前記取付片には、前記取付片の前記先端側から前記開口に延びて、前記開口にはんだを誘導する溝が設けられていることを特徴とする（２）のコネクタシェル。
（４） 前記開口は前記溝よりも幅広であることを特徴とする（３）のコネクタシェル。

はんだ付けのために取付片の先端に加えられる熱は、取付片の先端からシェル本体まで伝わる。一般に部材の断面積が小さいほどその部材を伝わる熱量は減少するため、断面積を減少させる断面積減少部によって取付片の先端からシェル本体への熱伝導が妨げられる。したがって、はんだ付け時に取付片の先端をはんだ融点温度まで加熱した時でも、シェル本体がはんだ融点温度まで加熱されることを抑制できる。はんだは相手材がはんだ融点温度近傍まで加熱された時に相手材に付着するため、はんだ融点温度まで加熱されないシェル本体まではんだが上がることを防止できる。

さらに、この断面積減少部は、基板取付基準面よりもプラグ挿入空間側に位置するので、プラグ挿入空間を画成するシェル本体の内側側面にはんだが上がってきたとしても、はんだが断面積減少部に溜まることで、はんだがプラグ挿入空間に侵入してプラグと干渉することを確実に防止することができる。

本発明の第１実施形態にかかるコネクタシェルを用いたレセプタクルの斜視図である。 図１にかかるレセプタクルの断面図である。 本発明の第２実施形態にかかるコネクタシェルを用いたレセプタクルの斜視図である。 従来のレセプタクルの断面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係るコネクタシェル２を適用したレセプタクル１の斜視図である。レセプタクル１は、プラグ挿入空間を内部に有するコネクタシェル２と、プラグ挿入空間内に配置されるプラグ案内片３と、プラグ案内片３に設けられプラグ側端子と導通可能な接続端子４とを備え、基板５に取り付けられている。
不図示のプラグがプラグ案内片３で案内されながらコネクタシェル２のプラグ挿入空間に挿入されると、プラグ側の端子と接続端子４とが導通し、両者間の電気的接続が確立される。

コネクタシェル２は、略角筒状のシェル本体６と、シェル本体６から基板５側に延出する一対の取付片７とを有する。シェル本体６は、略矩形状に打ち抜かれた一枚の導電性の金属板を折り曲げて略角筒状に形成されたものであり、基板５に当接される底壁６ｂと、一対の側壁６ｓと、底壁６ｂに対向する上壁６ｕとを有する。

一対の取付片７は、一対の側壁６ｓから基板５側に向かって延出するシェル本体６と一体の部位である。この取付片７はシェル本体６の素材となる金属板を略Ｕ字状に打ち抜き、これに折り曲げ加工を施すことによってシェル本体６と一体的に形成される。

取付片７の先端はシェル本体６から基板取付基準面を挟んでプラグ挿入空間の反対側に延出し、基板５に設けられた取付穴５ａに挿入されてはんだ付けされる。なお、本実施形態では、基板取付基準面とはプラグ挿入空間の基板５側を構成するシェル本体６の底壁６ｂの内面である。

この取付片７の先端とシェル本体６との間には、その断面積を減少させる断面積減少部としての開口８が形成されている。開口８はシェル本体６を金属板から形成する際に、金属板を円形に打ち抜くことによって形成される。

開口８が形成されていることによって、取付片７の先端側からシェル本体６側に向けて取付片７の断面積が減少されている。換言すれば、開口８によって、開口８の位置で基板５と平行な面に現れる取付片７の断面積が、取付片７の先端側の取付片７の断面積と比べて小さくされている。

はんだ付けの際は、はんだを付着させる部材をはんだ溶融温度まで加熱する必要がある。このとき、取付片７の先端を加熱すると、取付片７を伝ってシェル本体６まで熱が伝わる。一般に、部材中を所定時間に伝わる熱量は部材の断面積に比例するので、取付片７からシェル本体６への伝熱経路である取付片７の断面積が開口８によって減少されていると、所定時間に取付片７の先端からシェル本体６まで伝導される熱量が減少する。すなわち、開口８によって取付片７の先端からシェル本体６への熱伝導が抑制される。したがって取付片７をはんだ溶融温度まで加熱してもシェル本体６ははんだ溶融温度まで昇温されないので、はんだがシェル本体６に付着することを防止できる。

また、この開口８がシェル本体６の底壁６ｂの内面（基板取付基準面）よりもプラグ挿入空間側に開口するので、万一基板５からプラグ挿入空間まではんだが上がってきても、溶融はんだを開口８で貯留することができるので、はんだがプラグ挿入空間側へ侵入して固化することを防止できる。したがって、プラグをプラグ挿入空間に挿入するときにはんだと干渉することを確実に防止できる。

さらに取付片７には、その先端側から開口８側に延びて溶融はんだを開口８に誘導する溝９が設けられている。この溝９もシェル本体６を金属板から形成する際に金属板をスリット状に打ち抜くことによって形成される。溝９によって、はんだ付け時に基板５側から上ってくる溶融はんだを開口８まで確実に誘導することができ、はんだを開口８で貯留させることができる。

また、溝９によって取付片７の先端側の体積の一部を減少させているので、取付片７の先端側の熱容量を低下させることができる。したがって、取付片７の先端を短時間の加熱ではんだ融点温度付近まで加熱することができるので、シェル本体６へ伝導される熱量を低減することができる。よって、シェル本体６がはんだ融点温度まで加熱されることを抑制され、シェル本体６へのはんだ上がりを防止できる。

以上の開口８及び溝９はシェル本体６を金属板から形成する際に円形あるいは長円形に金属板を打ち抜くだけで加工できるので、従来の樹脂やセラミックの塗布やレーザー加工と比べて簡単で低コストではんだ上がりを確実に防止できる。

なお、開口８は溝９よりも減少させる断面積を大きく形成されている。換言すれば開口８の切り抜かれた幅寸法は溝９の切り抜かれた幅寸法よりも大きく形成されている。はんだ付けの際に溶融はんだが溝９を満たしながらプラグ挿入空間側へ上っていくと、プラグ挿入空間側に設けられる開口８の幅が広いので、開口８に貯留される溶融はんだの液面が上昇しにくくなる。したがって、プラグ挿入空間側へのはんだの侵入を抑制できる。

以上の本実施形態にかかるレセプタクル１による効果を、図２を参照して説明する。図２は基板５にはんだ付けされて取り付けられたレセプタクル１の開口８を含む垂直断面図である。

レセプタクル１を基板５にはんだ付けする際、断面積減少部である開口８によって取付片７からシェル本体６への熱伝導が抑制されるので、はんだ付けのために取付片７を加熱してもシェル本体６ははんだ溶融温度まで温度が上昇しない。したがって取付片７を伝ってその先端からプラグ挿入空間側まで上がってきたはんだ１０はシェル本体６には付着しないので、上ってきたはんだ１０がプラグ挿入空間に侵入することがない。したがって、プラグとはんだ１０とが干渉することを防止することができる。

＜第２実施形態＞
図３は、本発明の第２実施形態に係るレセプタクル１Ａを示す斜視図である。第１実施形態では略角筒状のシェル本体６を用いていたが、第２実施形態では断面略Ｕ字状のシェル本体１１を用いている。

第２実施形態においては、シェル本体１１は金属板を折り曲げて形成された、底壁を持たない断面略Ｕ字状の部材である。この略Ｕ字状のシェル本体１１はＵ字の開放端部１１ｓを基板５の取付面５ａに当接させることにより、基板５とシェル本体１１とでプラグ挿入空間を画成している。

この場合、基板取付基準面はシェル本体１１に対向する基板５の取付面５ａが該当し、取付片７の先端はプラグ挿入空間側のシェル本体１１の側壁から基板取付基準面である基板５の取付面５ａを挟んで反対側まで延出する。

このように、底壁のないレセプタクル１Ａであっても、取付片７の先端とシェル本体１１との間で、かつ、基板取付基準面よりもプラグ挿入空間側に位置する開口８によって、上述の第１実施形態と同様にプラグ挿入空間側へのはんだ上がりを防止することができる。

以上の第１，２実施形態では略角筒型のコネクタシェルを例に挙げて説明したが、円筒型等、コネクタシェルの形状は特に限られない。

また、上述の実施形態では断面積減少部（開口８）の形状は円形のものを図示したが、本発明はこれに限られず、例えば断面積減少部を矩形や三角形状としてもよい。また、上述した実施形態では単一の断面積減少部を設けた例を説明したが、複数設けてもよい。さらに、本実施形態では取付片７の中央に断面積減少部を設けた構成を図示したが、取付片７の両側から切り込まれた形状のスリット等、取付片７の側方に設けてもよい。つまり、取付片７からシェル本体６，１１への熱伝導を抑制するように断面積を減少させることができれば断面積減少部の形状は限られない。

１，１Ａ レセプタクル
２ コネクタシェル
３ プラグ案内片
４ 接続端子
５ 基板
６，１１ シェル本体
７ 取付片
８ 開口（断面積減少部）
９ 溝
１０ はんだ

Claims (3)

1. 基板に取り付けられるコネクタシェルであって、
   取り付け時において前記基板の第１の側に配置され、内部にプラグ挿入空間を画成するシェル本体と、
   前記シェル本体と一体であって、前記基板にはんだ付けされて取り付けられる取付片とを有し、
   前記取付片には、取り付け時において前記基板の第１の側から当該第１の側の反対側である第２の側にわたって延びるように開放端を有しない溝が形成されており、
   取り付けの前後を通じて前記溝の幅は不変であり、
   取り付け時において前記溝よりも前記基板から離間する位置に断面積減少部が設けられており、
   取り付け時において前記基板と平行な面に現れる前記断面積減少部の断面積は、取り付け時において前記基板と平行な面に現れる前記取付片の前記溝が形成されている部分の断面積よりも小さいことを特徴とするコネクタシェル。
2. 前記断面積減少部は、前記溝に連通する開口を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のコネクタシェル。
3. 前記開口は、前記溝の幅よりも広い部分を有していることを特徴とする請求項２に記載のコネクタシェル。

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