JP6047973B2

JP6047973B2 - 同軸コネクタ

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Publication number: JP6047973B2
Application number: JP2012162659A
Authority: JP
Inventors: 弘道中川; 和哉冨永; 服部　光男; 光男服部; 純士大坂
Original assignee: Dai Ichi Seiko Co Ltd
Current assignee: I Pex Inc
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2032-07-23
Also published as: TWI501487B; JP2014022315A; CN103579803A; CN103579803B; TW201405978A

Description

本発明は、筒状部を有する外部導体と、前記外部導体と同軸に配置された中心導体を備えて、回路基板に表面実装される同軸コネクタに関する。

携帯電話やノートＰＣ・タブレットＰＣなどの電子機器あるいは電気機器は、各種の電気コネクタを備えている。電気コネクタには各種の信号伝送媒体、例えば、同軸ケーブル、フラットケーブルあるいはフレキシブルケーブルが接続され、当該電子機器の内部で、あるいは当該電子機器と外部機器との間で、電気信号あるいは電力の送受が行われる。このような電気コネクタの一種として、印刷回路基板に表面実装される同軸コネクタ（リセプタクルコネクタ）が知られている。

同軸コネクタは、一般に、筒状部を有する外部導体と、前記筒状部と同軸に配置された中心導体を備え、外部導体と中心導体の間に樹脂成形体を配置して構成される。また、外部導体と中心導体の底面は、印刷回路基板と接触して当該印刷回路基板に半田付けされる。

樹脂成形体は、外部導体と中心導体を樹脂成形金型内に取り付けて、その樹脂成形金型の内部に樹脂を充填して成形されるが、同軸コネクタを印刷回路基板に半田付けする際に熱歪みが生じて、樹脂成形体と外部導体の間に微細な隙間が生じる。そのため、融解した半田が、該微細な隙間を通って樹脂成形体の上面に染み出す現象、つまり、毛細管現象による半田上がりが生じることがある。半田上がりは相手方コネクタとの電気的接続不良等の原因となる。

特に近年は、同軸コネクタも小型化・低背化が要求されて、樹脂成形体の高さが低くされ、印刷回路基板の実装面と樹脂成形体の上面の距離が小さくされている。そのため、半田上がりが生じやすくなっている。

同軸コネクタの半田上がりを抑制する発明は、既に幾つか提案されている。例えば、特許文献１に開示された同軸コネクタは、筒状部を有する外部導体と該筒状部と同軸に配置された中心導体とを有し、樹脂成形された誘電体（樹脂成形体）を介して両導体が互いに保持されていて、中心導体の誘電体（樹脂成形体）と接触する面に突出部・没入部を形成している。

また、特許文献２に開示された同軸コネクタは、合成樹脂製のケース（下側絶縁ケースと上側絶縁ケース）、金属製の固定端子、可動端子および外部端子とで構成され、下側絶縁ケース（樹脂成形体）に、固定端子と可動端子をそれぞれ収納する切欠部が形成されている。そして、該切欠部は、両端子のリード部（基板接続部）と下側絶縁ケースとの間に、毛細管現象が発生しない程度のクリアランスを有している。

特開２００４−２２１０５５号公報特開２００１−１７６６１２号公報

特許文献１の同軸コネクタは、中心導体の誘電体（樹脂成形体）と接触する面に突出部・没入部を形成して、中心導体と誘電体（樹脂成形体）の間の保持力を向上させて、半田付けの熱を受けても中心導体と誘電体（樹脂成形体）の間に微細な隙間が生じないようしているが、外部導体と誘電体（樹脂成形体）の間においては、このような対策はされていない。そのため、外部導体と誘電体（樹脂成形体）の間で半田上がりが生じる可能性がある。

また、特許文献２の同軸コネクタは、下側絶縁ケース（誘電体）に設けた切欠部と両端子（固定端子、可動端子）との間に、毛細管現象が発生しない程度のクリアランスを設定し、半田上がりを抑制しているが、近時の同軸コネクタは小型化・低背化を強く要求されているので、クリアランスを設定する余裕がない。つまり、このようなクリアランスを設定することは、小型化・低背化の要請と矛盾する。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、外部導体と樹脂成形体の間で半田上がりが生じにくく、かつ小型化・低背化に適した同軸コネクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る同軸コネクタは、筒状部と、印刷回路基板と接触して半田付けされる基板接続部と、前記基板接続部と前記筒状部との間で前記筒状部の外側に向かって湾曲し、前記基板接続部と前記筒状部を電気的に連絡する連絡部を有する外部導体と、前記外部導体の筒状部の内部空間に、前記筒状部と同軸に配置された中心導体と、前記筒状部の内部空間に充填されて前記外部導体と前記中心導体を電気的に絶縁する樹脂成形体を備えて、回路基板に表面実装される同軸コネクタにおいて、前記連絡部に、前記筒状部の内部空間から前記筒状部の外部まで貫く貫通穴があけられており、前記連絡部の内側端面における前記貫通穴の断面積は、前記連絡部の外側端面における前記貫通穴の断面積よりも大きく、前記連絡部は、その水平断面積が、強度及び導電性の確保に必要な大きさを有している。

前記連絡部の内側端面における前記貫通穴の断面積は、前記連絡部の外側端面における前記貫通穴の断面積よりも大きくしてもよい。

前記樹脂成形体の一部は前記筒状部の外部に成形されて、前記一部は前記貫通穴を通って、前記筒状部の内部空間にある前記樹脂成形体と連続するようにしてもよい。

前記筒状部の前記回路基板側の端面に、前記筒状部の内部と外部を連絡する溝が形成されるようにしてもよい。

前記樹脂成形体の一部は前記筒状部の外部に成形されて、前記一部は前記溝を通って、前記筒状部の内部空間にある前記樹脂成形体と連続しているようにしてもよい。

本発明によれば、外部導体と樹脂成形体を備える同軸コネクタにおいて、外部導体と樹脂成形体の間の保持力を向上させることができるので、半田付けの熱を受けても外部導体と樹脂成形体に微細な隙間が生じにくい同軸コネクタ、つまり外部導体と樹脂成形体の間で半田上がりが生じにくい同軸コネクタであって、電気的接続信頼性が高く、かつ、小型化・低背化に適した同軸コネクタを提供することができる。

本発明の実施形態に係る同軸コネクタの使用状態を示す斜視図である。同軸コネクタの平面図である。同軸コネクタの底面図である。同軸コネクタ装置の断面図であって、（ａ）は図２のＡＡ線で切断した断面図であり、（ｂ）はＢＢ線で切断した断面図である。外部導体の外形を示す斜視図であって、（ａ）は外部導体を上方から見た図であり、（ｂ）は外部導体を下方から見た図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

同軸コネクタ１は本発明の実施形態の例示であって、図１に示すように、主印刷回路基板１０１に表面実装されるリセプタクルコネクタであり、図示しない同軸プラグコネクタが嵌合または抜去される構造を備える。また、図１ないし図３に示すように、同軸コネクタ１は、外部導体２、中心導体３及び樹脂成形体４から構成される。なお以下、本明細書においては、同軸コネクタ１の主印刷回路基板１０１と接する面を同軸コネクタ１の「底面」と呼び、主印刷回路基板１０１から離れた面を同軸コネクタ１の「上面」と呼ぶ。そして、「底面」から「上面」に向かう方向を「上方向」と言い、「上面」から「底面」に向かう方向を「下方向」と言う。例えば、前記同軸プラグコネクタは同軸コネクタ１の「上面」から「下方向」に向かって挿入され、「上方向」に抜去される。

［外部導体］
外部導体２は、前記同軸プラグコネクタの外部導体と接触する金属部品であって、金属板をプレス加工して成形される。また、外部導体２は、前記同軸プラグコネクタが挿入される筒状部２１と、主印刷回路基板１０１の図示しない配線パターンに半田付けされる基板接続部２２，２３，２４を有する。なお、外部導体２の詳細な形状については後述する。

［中心導体］
中心導体３は、筒状部２１の内部空間に筒状部２１と同軸に配置されて、前記同軸プラグの中心導体と接触する金属部品であって、金属板をプレス加工して成形される。また、中心導体３は、基板接続部３１と接触部３２を有し、基板接続部３１は、主印刷回路基板１０１の図示しない配線パターンに半田付けされ、接触部３２は図示しない前記同軸プラグコネクタの中心導体と接触する。

［樹脂成形体］
樹脂成形体４は、外部導体２と中心導体３を電気的に絶縁する絶縁体である。また、樹脂成形体４は、図示しない樹脂成形金型に外部導体２と中心導体３を置いて、該樹脂成形金型に融解した樹脂を注入して成形される。

樹脂成形体４の一部は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、筒状部２１の外側にも形成され、図１及び図２に示すように、平面形において略矩形の輪郭を構成する。また、樹脂成形体４の筒状部２１の外側に形成された部位は、外部導体２に形成された貫通穴２５ａ，２５ｂ，２５ｃを通って、筒状部２１の内側に形成された部位と連続している。つまり、樹脂成形体４の筒状部２１の外側に形成された部位と筒状部２１の内側に形成された部位は一体成形されている。なお、中心導体３の接触部３２が、基板接続部３１から立ち上がってボス状に突出していることと、中心導体３が全体として略逆Ｔ字状をなしていることにも注意されたい。

［外部導体の形状の詳細］
図５（ａ）および（ｂ）に示すように、外部導体２の筒状部２１の外面には、接触部２１１があって、接触部２１１は図示しない前記同軸プラグコネクタの外部導体と接触する。また、筒状部２１と基板接続部２２，２３，２４の間には、連絡部２６，２７，２８がある。連絡部２６，２７，２８を備えることによって、筒状部２１と主印刷回路基板１０１（図１参照）の間に隙間が形成され、該隙間に樹脂成形体４が充填され（図４参照）、筒状部２１は主印刷回路基板１０１に対して電気的に絶縁される。貫通穴２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、連絡部２６，２７，２８の幅方向の略中心に穿孔されて、連絡部２６，２７，２８を厚さ方向に貫通している。また、貫通穴２５ａ，２５ｂ，２５ｃの穴の断面積は、筒状部２１の外側、つまり図５（ａ）で見える側において小さく、筒状部２１の内側、つまり図５（b）で見える側において大きい。

また、筒状部２１の下端縁部２９には、溝部２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄが形成されているので、樹脂成形体４の筒状部２１の外側に形成された部位は、溝２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄを通って、筒状部２１の内側に形成された部位と連続する。そのため、樹脂成形体４は、貫通穴２５ａ，２５ｂ，２５ｃ及び溝２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄにおいて、外部導体２と噛み合って係合しているので、樹脂成形体４は外部導体２と機械的に強固に結合される。そのため、外部導体２と樹脂成形体４の隙間ができにくくなり、融解した半田の半田上がりが抑制される。

なお、外部導体２を上方から平面視する場合（図２参照）において、基板接続部２２，２３，２４は略矩形をなして、筒状部２１の平面形の円に略接するように配置され、該矩形の長手方向は前記円に接線に平行に延びている。また、図２において、筒状部２１の平面形を時計の文字盤に例えるならば、基板接続部２２は６時の位置に配置され、基板接続部２３と基板接続部２４は、それぞれ９時と１２時の位置に配置されている。

［貫通穴の効果］
最後に、貫通穴２５ａ，２５ｂ，２５ｃの効果を説明する。前述したように、一般に、同軸コネクタ１を主印刷回路基板１０１（図１参照）に半田付けする場合は、基板接続部２２，２３，２４の底面が融解半田の液面に触れ、融解半田は、毛細管現象によって外部導体２と樹脂成形体４の間の微小な隙間を登り、半田上がりを生じる虞がある。しかしながら、同軸コネクタ１は、連絡部２６，２７，２８において貫通穴２５ａ，２５ｂ，２５ｃを備えるので、融解半田が流れる流路の幅（同軸コネクタ１の水平断面における樹脂成形体４と連絡部２６，２７，２８の境界の長さ）が小さくなる。そのため、半田上がりが妨げられる。また、連絡部２６，２７，２８は、基板接続部２２，２３，２４と筒状部２１の間にあって湾曲しているので、基板接続部２２，２３，２４と筒状部２１の間で融解半田が流れる流路の長さが長くなる。これによっても、半田上がりは妨げられる。そのため、筒状部２１の内側で生じる半田上がりが効果的に抑制され、同軸コネクタ１の形状を損なったり、接続不良が生じたりすることが抑制される。

また、貫通穴２５ａ，２５ｂ，２５ｃの断面積は、筒状部２１の内側において大きく、筒状部２１の外側で小さくしているので、外部導体２の強度や導電性の確保に必要な連絡部２６，２７，２８の水平断面積を確保しながら、融解半田が流れる流路の幅を効果的に縮小することができる。

なお、上記実施態様は、本発明の具体的な実施態様の例示であって、本発明の技術的範囲は上記実施態様によっては限定されない。本発明は特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲において、自由に応用、変形、あるいは改良して実施することができる。

特に、外部導体２の形状は例示であって、本発明の技術的範囲は外部導体２の形状によっては限定されない。例えば、基板接続部２２，２３，２４の数は、任意に設計できる。また、１片の連絡部２６，２７，２８について何個の貫通孔２５ａ，２５ｂ，２５ｃを設けるかは任意である。要するに、融解半田が流れる流路の幅が小さくして、半田上げを抑制するのに十分な数あるいは大きさの貫通穴をあけていれば足りる。

また、本発明において「連絡部」とは「外部導体の筒状部と基板接続部の間にあって、両者を電気的に連絡する部位」であれば足りる。つまり、連絡部２６，２７，２８のように、筒状部２１及び基板接続部２２，２３，２４と明確に区分できるような形態的特徴を備えていなくてもよい。また、筒状部２１と基板接続部２２，２３，２４が、機械的に直接結合されていれば、筒状部２１と基板接続部２２，２３，２４の境界が「連絡部」に相当する。

１・・・同軸コネクタ，２・・・外部導体，３・・・中心導体，３１・・・基板接続部，３２・・・接触部，４・・・樹脂成形体２１・・・筒状部，２１１・・・接触部，２２，２３，２４・・・基板接続部，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ・・・貫通穴，２６，２７，２８・・・連絡部，２９・・・下端縁部，２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ・・・溝，１０１・・・主印刷回路基板

Claims

筒状部と、印刷回路基板と接触して半田付けされる基板接続部と、前記基板接続部と前記筒状部との間で前記筒状部の外側に向かって湾曲し、前記基板接続部と前記筒状部を電気的に連絡する連絡部を有する外部導体と、
前記外部導体の筒状部の内部空間に、前記筒状部と同軸に配置された中心導体と、
前記筒状部の内部空間に充填されて前記外部導体と前記中心導体を電気的に絶縁する樹脂成形体を備えて、
回路基板に表面実装される同軸コネクタにおいて、
前記連絡部に、前記筒状部の内部空間から前記筒状部の外部まで貫く貫通穴があけられており、
前記連絡部の内側端面における前記貫通穴の断面積は、前記連絡部の外側端面における前記貫通穴の断面積よりも大きく、前記連絡部は、その水平断面積が、強度及び導電性の確保に必要な大きさを有している
ことを特徴とする同軸コネクタ。
前記連絡部の内側端面における前記貫通穴の断面積は、前記連絡部の外側端面における前記貫通穴の断面積よりも大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の同軸コネクタ。
前記樹脂成形体の一部は前記筒状部の外部に成形されて、前記一部は前記貫通穴を通って、前記筒状部の内部空間にある前記樹脂成形体と連続している
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の同軸コネクタ。
前記筒状部の前記回路基板側の端面に、前記筒状部の内部と外部を連絡する溝が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の同軸コネクタ。
前記樹脂成形体の一部は前記筒状部の外部に成形されて、前記一部は前記溝を通って、前記筒状部の内部空間にある前記樹脂成形体と連続している
ことを特徴とする請求項４に記載の同軸コネクタ。