JP6443609B2 - コネクタ装置及びそれに用いる雌側コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、コネクタ装置及びそれに用いられる雌側コネクタに関するものである。

従来、フレキシブル基板からなる第１の接続部材と、第２の接続部材とを組み付けて構成される低背の電気接続構造が提案されている（例えば特許文献１参照）。

第１の接続部材は、可撓性を有する薄い絶縁フィルムを基材とし、絶縁フィルムの一面には弾性及び導電性を有するパッド部が形成されている。絶縁フィルムには、パッド部の面内で、絶縁フィルムを厚み方向に貫通する貫通孔が設けられ、パッド部には貫通孔と連通する小孔が形成されている。

一方、第２の接続部材には、第１の接続部材のパッド部に対向する部位に、パッド部の小孔に挿入される円柱状の導電性突起が設けられている。

第１の接続部材と第２の接続部材とを接続させると、円柱状の導電性突起がパッド部の小孔に挿入され、パッド部が導電性突起の挿入方向に撓められた状態となり、パッド部の復元力によってパッド部が導電性突起に圧接する。

特許第４０５９５２２号公報

近年の電気製品の小型化、高密度実装化に伴い、小型で多極の電気接続構造が必要とされている。上記の電気接続構造では、絶縁フィルムの端部の一面にパッド部が設けられ、第２の接続部材の一面（パッド部と対向する面）に導電性突起が設けられているが、小型で多極の電気接続部材を実現するためには、パッド部及び導電性突起を高密度に設ける必要がある。パッド部を高密度に配置するために、複数個のパッド部を複数列に分けて狭ピッチで配置した場合、絶縁フィルムの片面だけでは多数のパッド部にそれぞれ接続される回路パターンを引き回すことが難しい。そこで、スルーホールにより絶縁フィルムの裏面に回路を引き回すことが考えられる。

図５（ａ）（ｂ）は絶縁フィルム４０の一例を示す斜視図であり、図５（ａ）はパッド部４２が設けられた表面の斜視図であり、図５（ｂ）は裏面の斜視図である。図示する絶縁フィルム４０では、絶縁フィルム４０を厚み方向においてそれぞれ貫通し、ヘッダの導電性突起（図示せず）がそれぞれ挿入される貫通孔４１が各列に７個ずつ４列に分けて形成されている。そして、絶縁フィルム４０の一面において、各々の貫通孔４１の周りには導電性のパッド部４２が形成されており、貫通孔４１に導電性突起が挿入されると、パッド部４２と導電性突起とが電気的に接続されるようになっている。この絶縁フィルム４０では、パッド部４２が各列に７個ずつ４列に分かれて形成されており、絶縁フィルム４０の端部から遠い２列のパッド部４２は、絶縁フィルム４０の表面に形成された回路パターン４３に電気的に接続されている。一方、絶縁フィルム４０の端部に近い２列のパッド部４２は、絶縁フィルム４０の表面にパッド部４２に接続するための回路パターンを形成するスペースがないため、スルーホール４４を介して、裏面に形成された回路パターン４５に電気的に接続されている。

ここで、絶縁フィルム４０にスルーホール４４を形成する工程について図６を参照して説明する。図６（ａ）に示すように、絶縁フィルムの元になる基材５０は、ポリイミド樹脂（ＰＩ）からなる内層５１の両面に銅層５２，５２が積層された三層構造を有している。

次に、図６（ｂ）に示すように基材５０にレーザー加工を施して貫通孔５３を形成した後、図６（ｃ）に示すように銅層５２，５２間を電気的に接続するために、スルーホールめっきを施して、貫通孔５３の内面に銅のめっき層５４を形成する。この場合、めっき層５４がつきにくいため、基材５０の表面及び裏面にマスクを形成することができず、銅層５２，５２の上にもめっき層５５，５５が形成されることになる。

最後に、基材５０の表面及び裏面にレーザ加工を施して、図６（ｄ）に示すように、絶縁フィルム４０となる内層５１を貫通する貫通孔４１を形成する。また内層５１の表面（図６（ｄ）の下面）において貫通孔４１の周りの銅層５２及びめっき層５５を残すことでパッド部４２及びスルーホール４４が形成される。また内層５１の裏面（図６（ｄ）の上面）において、銅層５２及びめっき層５５を一部残すことによって、パッド部４２及びスルーホール４４に電気的に接続される回路パターン４５が形成される。

このように、スルーホール４４を形成する工程で、パッド部４２となる銅層５２の表面に銅のめっき層５５が形成されるため、パッド部４２の厚みが、銅層５２の厚みにめっき層５５の厚み加えた厚みとなる。よって、パッド部４２が撓みにくくなり、導電性突起が当接することによってパッド部４２が撓められた場合に、パッド部４２に発生する応力が大きくなるという問題があった。

本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、ソケットとヘッダとが接続される際に、導電性突起によって撓められるバネ部分に発生する応力を低減したコネクタ装置及びそれに用いられる雌側コネクタを提供することにある。

本発明のコネクタ装置は雌側コネクタと雄側コネクタとを備える。前記雌側コネクタは、前記雌側コネクタは、絶縁材料により可撓性を有する薄板状に形成され、厚み方向に貫通する貫通孔が複数設けられたフィルム基板と、前記フィルム基板の表面において複数の前記貫通孔の周部にそれぞれ設けられた複数のパッド部とを備える。前記雄側コネクタは、前記雌側コネクタとの接続時に、対応する前記貫通孔に挿入され、前記貫通孔の周部を押して前記貫通孔の周部を弾性変形させながら、対応する前記パッド部に電気的に接続される複数の導電性突起を備える。前記フィルム基板の表面には、複数の前記パッド部のそれぞれに電気的に接続される複数の第１回路パターンが設けられ、複数の前記第１回路パターンの一部は、前記フィルム基板の裏面に形成された第２回路パターンに電気的に接続されている。前記フィルム基板は、前記フィルム基板の裏面から前記第１回路パターンに到達する穴に設けられたブラインドビアを有している。そして、前記第２回路パターンに電気的に接続される前記第１回路パターンは、前記ブラインドビアを介して、対応する前記第２回路パターンに接続されていることを特徴とする。

このコネクタ装置において、前記フィルム基板には、前記貫通孔が各列に複数個並べて複数列設けられ、各々の前記貫通孔に前記パッド部が設けられることも好ましい。

本発明の雌側コネクタは上述した何れかのコネクタ装置に用いられる。この雌側コネクタは、絶縁材料により可撓性を有する薄板状に形成され、厚み方向に貫通する貫通孔が複数設けられたフィルム基板と、前記フィルム基板の表面において複数の前記貫通孔の周部にそれぞれ設けられた複数のパッド部とを備える。前記フィルム基板の表面には、複数の前記パッド部のそれぞれに電気的に接続される複数の第１回路パターンが設けられ、複数の前記第１回路パターンの一部は、前記フィルム基板の裏面に形成された第２回路パターンに電気的に接続されている。前記フィルム基板は、前記フィルム基板の裏面から前記第１回路パターンに到達する穴に設けられたブラインドビアを有している。前記第２回路パターンに電気的に接続される前記第１回路パターンは、前記ブラインドビアを介して、対応する前記第２回路パターンに接続されていることを特徴とする。

本発明のコネクタ装置によれば、フィルム基板の表面に形成された第１回路パターンと、フィルム基板の裏面に形成された第２回路パターンとが、フィルム基板の裏面から形成されたブラインドビアを介して電気的に接続されている。ブラインドビアはフィルム基板を貫通して設けられていないので、フィルム基板の裏面から第１回路パターンに到達するまで穴開けした後、穴の内面にメッキ処理を施す際に、フィルム基板の表面をマスクした状態でメッキ処理を行うことができる。よって、フィルム基板の表面において貫通孔の周部に形成されたパッド部の上にめっき層が形成されることがなく、従来例のようにパッド部の厚みがめっき層の分だけ厚くなることがない。したがって、雄側コネクタと雌側コネクタとが接続される際にパッド部が撓みやすくなり、導電性突起によってパッド部が撓められた際にパッド部に加わる応力を低減できる。

本発明の雌側コネクタによれば、フィルム基板の表面に形成された第１回路パターンと、フィルム基板の裏面に形成された第２回路パターンとが、フィルム基板の裏面から形成されたブラインドビアを介して電気的に接続されている。ブラインドビアはフィルム基板を貫通して設けられていないので、フィルム基板の裏面から第１回路パターンに到達するまで穴開けした後、穴の内面にメッキ処理を施す際に、フィルム基板の表面をマスクした状態でメッキ処理を行うことができる。よって、フィルム基板の表面において貫通孔の周部に形成されたパッド部の上にめっき層が形成されることがなく、従来例のようにパッド部の厚みがめっき層の分だけ厚くなることがない。したがって、雄側コネクタと雌側コネクタとが接続される際にパッド部が撓みやすくなり、導電性突起によってパッド部が撓められた際にパッド部に加わる応力を低減できる。

（ａ）〜（ｅ）は本実施形態のコネクタ装置に用いられるソケットの製造工程を説明する断面図である。 （ａ）は同上のコネクタ装置の分離状態を示す斜視図、（ｂ）はソケットを裏側から見た斜視図である。 同上のコネクタ装置に用いられるソケットの平面図である。 同上のコネクタ装置の結合状態を示す要部の断面図である。 従来のコネクタ装置に用いられるソケットを示し、（ａ）は表側から見た斜視図、（ｂ）は裏側から見た斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は従来のコネクタ装置に用いられるソケットの製造工程を説明する断面図である。

本実施形態のコネクタ装置１は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、互いに機械的に結合され且つ電気的に接続されるソケット１０（雌側コネクタ）とヘッダ２０（雄側コネクタ）とを備える。このコネクタ装置１は、例えば一対の回路基板同士を機械的に結合し且つ電気的に接続するために用いられる。例えばフレキシブル回路基板よりなる回路基板（図示せず）にソケット１０が実装され、リジッド基板よりなる回路基板（図示せず）にヘッダ２０が実装される。そして、ソケット１０とヘッダ２０とを結合することによって、２枚の回路基板が電気的且つ機械的に結合されるのである。

ソケット１０は、矩形板状のフィルム基板１１と、導電性材料からなるパッド部（接続用パッド部１２Ａ、結合用パッド部１２Ｂ、位置決め用パッド部１２Ｃからなる）と、補強板１３とを備えている。

ヘッダ２０は、一方向に長い矩形板状のヘッダ基板２１と、導電性材料からなるポスト（接続用ポスト２２Ａ、結合用ポスト２２Ｂ、位置決め用ポスト２２Ｃからなる）とを備えている。

尚、以下の説明ではフィルム基板１１及びヘッダ基板２１の厚み方向を上下方向、ヘッダ基板２１の長手方向を左右方向、ヘッダ基板２１の短手方向を前後方向として説明を行うが、これらの方向はコネクタ装置１の使用時の方向を限定するものではない。また、接続用パッド部１２Ａ、結合用パッド部１２Ｂおよび位置決め用パッド部１２Ｃを特に区別しないで説明する場合はパッド部１２と表記する。同様に、接続用ポスト２２Ａ、結合用ポスト２２Ｂおよび位置決め用ポスト２２Ｃを特に区別しないで説明する場合はポスト２２と表記する。

先ず、ヘッダ２０の構成について図２及び図４を参照して説明する。

ヘッダ２０が備えるヘッダ基板２１は、例えばガラスエポキシ基板（ＦＲ４）のような、絶縁材料からなるリジッド基板により形成されている。ヘッダ基板２１において、ソケット１０と対向する面（上面）には、それぞれ上側に向かって突出する複数のポスト２２（接続用ポスト２２Ａ、結合用ポスト２２Ｂ、位置決め用ポスト２２Ｃからなる）が設けられている。

接続用ポスト２２Ａは、導電性材料により、ヘッダ基板２１の上面と平行な断面が円形となる円柱状に形成されており、上下方向（つまり、ヘッダ基板２１の上面と直交する方向）の全長に亘って外径がほぼ一定に形成されている。本実施形態ではヘッダ基板２１に複数個（例えば２個）で１組の接続用ポスト２２Ａが所定の間隔を空けて前後方向に並ぶように設けられ、且つ、複数組（例えば７組）の接続用ポスト２２Ａが所定の間隔を空けて左右方向に並ぶように設けられている。ここで、左右方向において隣接する各組の接続用ポスト２２Ａ同士は、前後方向の位置が互いにずれるように配置されており、接続用ポスト２２Ａはいわゆる千鳥配置となっている。その結果、ヘッダ基板２１の上面には、接続用ポスト２２Ａが、各列に７個ずつ並ぶように、４列に分かれて配置されている。このような配置とすることで、接続用ポスト２２Ａが配置される領域の面積を狭くしつつも、隣接する接続用ポスト２２Ａの間隔を比較的広くとることが可能になる。

結合用ポスト２２Ｂ及び位置決め用ポスト２２Ｃは、ヘッダ基板２１の上面において、複数の接続用ポスト２２Ａが配置された領域の左右両側方にそれぞれ１個ずつ設けられている。つまり、複数の接続用ポスト２２Ａは、ヘッダ基板２１の上面の長手方向において各一対の結合用ポスト２２Ｂ及び位置決め用ポスト２２Ｃに挟まれた領域に千鳥配置されている。ここで、結合用ポスト２２Ｂは、ヘッダ基板２１の上面において前後方向（短手方向）の中央付近に配置され、位置決め用ポスト２２Ｃは、ヘッダ基板２１の上面において、前後方向の片側寄りに配置されている。

結合用ポスト２２Ｂは、ヘッダ基板２１の上面から突出する円柱状の首部２３と、首部２３の先端に連続して設けられた頭部２４とを備え、頭部２４は首部２３よりも大径に形成されている。首部２３及び頭部２４は、それぞれ、ヘッダ基板２１の上面に平行な断面が円形状に形成されており、その外径は首部２３に比べて頭部２４の方が大きい寸法に設定されている。すなわち、結合用ポスト２２Ｂは、基端側の首部２３よりも先端側の頭部２４の方が太く形成されることにより、所謂マッシュルーム形状に形成されている。なお、頭部２４は、首部２３から離れるほど外径が小さくなる先細り形状に形成されている。

位置決め用ポスト２２Ｃは、ヘッダ基板２１の上面から突出する円柱状の大径部２５ａと、この大径部２５ａの先端部から突出する小径部２５ｂとを一体に備えている。小径部２５ｂは大径部２５ａと同心の円柱形状に形成されており、小径部２５ｂの直径は大径部２５ａの直径よりも小さい寸法に設定されている。

ここで、結合用ポスト２２Ｂ及び位置決め用ポスト２２Ｃは、ヘッダ基板２１の上面からの突出量が接続用ポスト２２Ａに比べて大きく設定されている。また結合用ポスト２２Ｂの頭部２４を除く首部２３の高さ寸法が、接続用ポスト２２Ａの高さ寸法より大きくなるように両者の高さ寸法が設定されている。また結合用ポスト２２Ｂの首部２３の高さ寸法は、位置決め用ポスト２２Ｃの大径部２５ａの高さ寸法よりも、やや高い寸法に設定されている。

また、図２（ａ）（ｂ）に示すようにヘッダ基板２１の上面には回路パターン２６，２７，２８が形成されている。接続用ポスト２２Ａは回路パターン２６の上に、結合用ポスト２２Ｂは回路パターン２７の上に、位置決め用ポスト２２Ｃは回路パターン２８の上にそれぞれ形成されている。

回路パターン２６は、対応する接続用ポスト２２Ａの位置に設けられた円形のランド部２６ａと、ヘッダ基板２１の前端部或いは後端部のうちランド部２６ａに近い側の端部に設けられた端面スルーホール２６ｂの間をつなぐように形成される。回路パターン２７は、対応する結合用ポスト２２Ｂの位置に設けられた円形のランド部２７ａと、ヘッダ基板２１の後端部（結合用ポスト２２Ｂに対して位置決め用ポスト２２Ｃと反対側の端部）に設けられた端面スルーホール２６ｂの間をつなぐように形成される。回路パターン２８は、対応する位置決め用ポスト２２Ｃの位置に設けられた円形のランド部２８ａと、ヘッダ基板２１の前端部に設けられた端面スルーホール２８ｂの間をつなぐように形成されている。尚、端面スルーホール２６ｂ，２７ｂ，２８ｂは、ヘッダ基板２１の端面に導電性のメッキを施すことによって形成され、図示しない回路基板にヘッダ基板２１を実装するために使用される。

次に、ソケット１０の構成について、図２〜図４を参照して説明する。

ソケット１０が備えるフィルム基板１１は、絶縁性材料（例えばポリイミド樹脂ＰＩ）により可撓性を有する薄板状に形成されたフレキシブルプリント基板（ＦＰＣＢ：Flexible Printed Circuit Board）からなる。

フィルム基板１１には、それぞれ厚み方向においてフィルム基板１１を貫通する複数の貫通孔が設けられている。複数の貫通孔は、ヘッダ２０との結合時にポスト２２が挿通される孔であり、複数のポスト２２のそれぞれに対応する位置に設けられている。貫通孔には、接続用ポスト２２Ａに対応する位置に設けられた接続用貫通孔１４Ａと、結合用ポスト２２Ｂに対応する位置に設けられた結合用貫通孔１４Ｂと、位置決め用ポスト２２Ｃに対応する位置に設けられた位置決め用貫通孔１４Ｃとがある。

複数の接続用貫通孔１４Ａは、それぞれ接続用ポスト２２Ａに対応する位置に設けられ、接続用ポスト２２Ａと同様に千鳥配置されている。結合用貫通孔１４Ｂ及び位置決め用貫通孔１４Ｃは、フィルム基板１１において接続用貫通孔１４Ａが設けられた領域の左右両側にそれぞれ１個ずつ形成されている。以下、接続用貫通孔１４Ａと結合用貫通孔１４Ｂと位置決め用貫通孔１４Ｃとを特に区別しないで説明する場合は単に貫通孔１４と表記する。

接続用貫通孔１４Ａは円形であり、接続用貫通孔１４Ａの直径は、接続用ポスト２２Ａの直径よりもやや小さい寸法に設定されている。フィルム基板１１には、接続用貫通孔１４Ａでほぼ直角に交差する溝穴１５Ａが、フィルム基板１１を厚み方向に貫通して設けられている。ここで、接続用貫通孔１４Ａと溝穴１５Ａとで十字形の開口が形成されており、この開口の最大幅は接続用ポスト２２Ａの直径よりも大きい寸法に設定されている。また、接続用貫通孔１４Ａの周りには、溝穴１５Ａで分割された４つの弾性ばね片１６Ａが形成されている。

結合用貫通孔１４Ｂは円形であり、結合用貫通孔１４Ｂの直径は、結合用ポスト２２Ｂの首部２３の直径よりもやや小さい寸法に設定されている。フィルム基板１１には、結合用貫通孔１４Ｂでほぼ直角に交差する溝穴１５Ｂが、フィルム基板１１を厚み方向に貫通して設けられている。結合用貫通孔１４Ｂと溝穴１５Ｂとで十字形の開口が形成されており、この開口の最大幅は頭部２４の直径よりも大きい寸法に設定されている。そして、結合用貫通孔１４Ｂの周りには、溝穴１５Ｂで分割された４つの弾性ばね片１６Ｂが形成されている。

位置決め用貫通孔１４Ｃは円形であり、位置決め用貫通孔１４Ｃの直径は、位置決め用ポスト２２Ｃの大径部２５ａの直径よりもやや小さい寸法に設定されている。フィルム基板１１には、位置決め用貫通孔１４Ｃを中心として放射状に延びる８本の溝穴１５Ｃが等間隔に設けられており、位置決め用貫通孔１４Ｃの周囲には、溝穴１５Ｃによって分割された８個の弾性ばね片１６Ｃが形成されている。ここで、位置決め用貫通孔１４Ｃ及び溝穴１５Ｃからなる開口の最大幅は、大径部２５ａの直径よりも大きい寸法に形成されている。

そして、フィルム基板１１の表面（ヘッダ２０との対向面）において接続用貫通孔１４Ａの周部には、フィルム基板１１の元になる基材の表面の銅層にレーザ加工を施すことによって、接続用ポスト２２Ａに電気的に接触するパッド部１２Ａが形成されている。各々のパッド部１２Ａは、接続用貫通孔１４Ａ及び溝穴１５Ａの周縁の全体にわたって設けられている。本実施形態では、フィルム基板１１の前後方向における一端側（図３における上側）に、複数のパッド部１２Ａが４列に分かれて設けられ、各々の列では、７個のパッド部１２Ａが、フィルム基板１１の一端側の端縁と平行するように設けられている。４列に分かれて形成されたパッド部１２Ａの内、フィルム基板１１の一端部から遠い２列（図３における下側の２列）のパッド部１２Ａは、フィルム基板１１の表面に形成された回路パターン１７Ａに接続されている。一方、フィルム基板１１の一端部に近い２列（図３における上側の２列）のパッド部１２Ａは、フィルム基板１１を小型化したために、フィルム基板１１の表面に回路パターンを形成するスペースがない。そこで、フィルム基板１１の一端部に近い２列のパッド部１２Ａは、フィルム基板１１の裏面側から形成されたブラインドビア（図示せず）を介して、フィルム基板１１の裏面に形成された回路パターン１７Ｂに電気的に接続されている。

同様に、フィルム基板１１の表面において、結合用貫通孔１４Ｂの周部にも、フィルム基板１１のもとになる基材の表面の銅層にレーザー加工を施すことによって、結合用ポスト２２Ｂに電気的に接触するパッド部１２Ｂが形成されている。また、フィルム基板１１の表面において、位置決め用貫通孔１４Ｃの周部にも、フィルム基板１１のもとになる基材の表面の銅層にレーザー加工を施すことによって、位置決め用ポスト２２Ｃに電気的に接触するパッド部１２Ｃが形成されている。フィルム基板１１の左側に設けられたパッド部１２Ｂ，１２Ｃは、フィルム基板１１の左側縁に沿って形成された回路パターン１７Ｃに共に接続されている。またフィルム基板１１の右側に設けられたパッド部１２Ｂ，１２Ｃは、フィルム基板１１の右側縁に沿って形成された回路パターン１７Ｃに共に接続されている。尚、以下の説明では、接続用ポスト２２Ａに接触するパッド部１２Ａと、結合用ポスト２２Ｂに接触するパッド部１２Ｂと、位置決め用ポスト２２Ｃに接触するパッド部１２Ｃとを特に区別しないで説明する場合は単にパッド部１２と表記する。また、結合用ポスト２２Ｂ及び位置決め用ポスト２２Ｃが電気的接続に使用されない場合は、ソケット１０にパッド部１２Ｂ，１２Ｃや回路パターン１７Ｃが設けられる必要はない。

ここで、フィルム基板１１の裏面にある回路パターン１７Ｂにブラインドビアを介して電気的に接続されるパッド部１２Ａを形成する手順について図１（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。図１（ａ）に示すように、フィルム基板１１の元になる基材５０は、絶縁性の合成樹脂（例えばポリイミド樹脂など）からなる内層５１の両面に銅層５２，５２が積層された三層構造を有している。尚、内層５１の両面にある銅層５２の厚みは約９μｍとなっている。

先ず図１（ｂ）に示すように、基材５０の上面（フィルム基板１１の裏面となる面）にレーザ光を照射して、ブラインドビアのもとになる穴５６を、下側の銅層５２に達する深さまで形成する。穴開け加工が終了すると、穴５６の底から下側の銅層５２が露出する。尚、このレーザ加工においては、穴５６が下側の銅層５２まで到達し、且つ、下側の銅層５２を貫通しないように、基材５０に照射するレーザ光の出力が調整される。

次に、図１（ｃ）に示すように基材５０の下面（フィルム基板１１の表面となる面）にマスク５７を形成した後、図１（ｄ）に示すように基材５０に銅メッキを施して、穴５６の内側および基材５０の上面に銅のめっき層５８を形成する。この時、穴５６の内側面及び底面にめっき層５８が形成される。そして、内側面及び底面にめっき層５８が形成された穴５６からなるブラインドビア５９を介して、上下両側の銅層５２，５２の間が電気的に接続される。

最後に、基材５０の下面のマスク５７を除去した後、図１（ｅ）に示すように基材５０の上面及び下面にそれぞれレーザ加工を施すことでフィルム基板１１がパターニングされる。レーザ加工によってフィルム基板１１を貫通する貫通孔１４Ａ及び溝穴１５Ａが形成されるとともに、フィルム基板１１の表面（図１（ｅ）の下面）には、パッド部１２Ａと、パッド部１２Ａに連続する回路パターン１８が形成される。また、上記のレーザ加工によってフィルム基板１１の裏面（図１（ｅ）の上面）にはブラインドビア５９に接続される回路パターン１７Ｂが形成される。回路パターン１８はブラインドビア５９の底部に接触する位置に形成されており、表面の回路パターン１７Ｂと裏面の回路パターン１８とがブラインドビア５９を介して電気的に接続されることになる。

このように、フィルム基板１１の表面となる面では、表面の銅層５２をパターニングしてパッド部１２Ａ〜１２Ｃ及び回路パターン１７Ａ，１７Ｃとなる部位以外を除去することにより、パッド部１２Ａ〜１２Ｃ及び回路パターン１７Ａ，１７Ｃが形成される。またフィルム基板１１の裏面となる面では、裏面の銅層５２とこの銅層５２に積層されためっき層５２とをパターニングして回路パターン１７Ｂとなる部位以外を除去することにより、回路パターン１７Ｂが形成される。また各々のパッド部１２Ａ〜１２Ｃにおいて、内層５１及び下側の銅層５２を貫通する貫通孔１４Ａ〜１４Ｃ及び溝穴１５Ａ〜１５Ｃがレーザ加工により形成され、溝穴１５Ａ〜１５Ｃによって分離された弾性ばね片１６Ａ〜１６Ｃが形成される。

以上のような製造方法により、パッド部１２Ａに接続される表面の回路パターン１８（第１回路パターン）と、裏面の回路パターン１７Ｂとが、ブラインドビア５９を介して電気的に接続される。この製造方法では、基材５０の上面から下側の銅層５２に到達する深さまで穴５６が形成されており、この穴５６の内側面および底面にメッキ処理を施すことによって、上下両側の銅層５２，５２間を電気的に接続するブラインドビア５９が形成される。従来はめっきスルーホールを介してフィルム基板１１の表面にあるパッド部と裏面の回路パターンの間を電気的に接続しているので、めっきスルーホールを形成する際に基材５０の表面をマスクすることができず、パッド部の上面にめっき層が形成されていた。それに対して、本願のコネクタ装置１では、ブラインドビア５９を介して上下両側の銅層５２，５２間が電気的に接続されるから、ブラインドビア５９を形成する際に基材５０の下面（フィルム基板１１の表面となる面）にマスク５７を形成しておくことができる。したがって、パッド部１２Ａの表面に銅のめっき層が形成されることはなく、従来のようにめっき層の厚み分だけパッド部１２Ａの厚みが厚くなることがない。よって、パッド部１２Ａが形成された弾性ばね片１６Ａが撓みやすくなり、接続用ポスト２２Ａによって弾性ばね片１６Ａが撓められる際に弾性ばね片１６Ａに発生する応力を低減することができる。

補強板１３は、例えば洋白により、長辺方向および短片方向の寸法がヘッダ基板２１と同程度の矩形板状に形成されている。補強板１３は、フィルム基板１１においてヘッダ２０と対向する面の裏側に貼り付けられている。

補強板１３には、複数の接続用貫通孔１４Ａにそれぞれ対応する位置に、対応する接続用貫通孔１４Ａと同心であって、接続用貫通孔１４Ａよりも内径が大きく、且つ、接続用ポスト２２Ａの外径よりも内径が大きい孔１３Ａが設けられている。これにより、接続用貫通孔１４Ａの周縁部に設けられたパッド部１２Ａは、孔１３Ａの内周面よりも内側に張り出している。

また補強板１３には、２個の結合用貫通孔１４Ｂに対応する位置に補強板１３を厚み方向に貫通する孔１３Ｂが設けられ、２個の位置決め用貫通孔１４Ｃに対応する位置に補強板１３を厚み方向に貫通する孔１３Ｃが設けられている。孔１３Ｂは、対応する結合用貫通孔１４Ｂと同心であって、結合用貫通孔１４Ｂよりも内径が大きく、且つ、結合用ポスト２２Ｂ（頭部２４）の外径よりも内径が大きく形成されている。これにより、結合用貫通孔１４Ｂの周縁部に設けられたパッド部１２Ｂは、孔１３Ｂの内周面よりも内側に張り出している。また孔１３Ｃは、対応する位置決め用貫通孔１４Ｃと同心であって、位置決め用貫通孔１４Ｃよりも内径が大きく、且つ、位置決め用ポスト２２Ｃ（大径部２５ａ）の外径よりも内径が大きく形成されている。これにより、位置決め用貫通孔１４Ｃの周縁部に設けられたパッド部１２Ｃは、孔１３Ｃの内周面よりも内側に張り出している。

而して、ソケット１０とヘッダ２０とが接続された状態では、接続用ポスト２２Ａが接続用貫通孔１４Ａを通して孔１３Ａ内に挿入され、接続用ポスト２２Ａの周面にパッド部１２Ａが接触する。また結合用ポスト２２Ｂが結合用貫通孔１４Ｂを通して孔１３Ｂ内に挿入され、首部２３の周面にパッド部１２Ｂが接触する。また位置決め用ポスト２２Ｃが位置決め用貫通孔１４Ｃを通して孔１３Ｃ内に挿入され、大径部２５ａの周面にパッド部１２Ｃが接触する。

ここにおいて、パッド部１２は、導電性だけでなく弾性（形状復元性）をも有するように、材料および厚み寸法が決められている。これにより、フィルム基板１１のうち少なくともパッド部１２が形成された部分には、弾性が付与されることになる。すなわち、フィルム基板１１のうち孔１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの内周面からそれぞれ内側に張り出した部位が、弾性を有する弾性ばね片１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃとなる。そして、弾性ばね片１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの端部周縁にそれぞれパッド部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが形成されている。

図４に示すようにソケット１０とヘッダ２０との結合時には、接続用ポスト２２Ａが、接続用貫通孔１４Ａの周囲の弾性ばね片１６Ａに当接し、弾性ばね片１６Ａを弾性変形させて接続用貫通孔１４Ａを広げながら、接続用貫通孔１４Ａに挿入される。そして、接続用貫通孔１４Ａの周囲の弾性ばね片１６Ａが、その弾性によって、パッド部１２Ａを接続用ポスト２２Ａの周面に押し付けるので、接続用ポスト２２Ａがパッド部１２Ａと電気的に接続される。同様に結合用ポスト２２Ｂは、結合用貫通孔１４Ｂの周囲の弾性ばね片１６Ｂに当接し、弾性ばね片１６Ｂを弾性変形させることによって、結合用貫通孔１４Ｂを広げながら、結合用貫通孔１４Ｂに挿入される。そして、結合用貫通孔１４Ｂの周囲の弾性ばね片１６Ｂが、その弾性によって、結合用ポスト２２Ｂの首部２３の周面にパッド部１２Ｂを押し付けるので、結合用ポスト２２Ｂがパッド部１２Ｂと電気的に接続される。また位置決め用ポスト２２Ｃは、位置決め用貫通孔１４Ｃの周囲の弾性ばね片１６Ｃに当接し、弾性ばね片１６Ｃを弾性変形させることによって、位置決め用貫通孔１４Ｃを広げながら、位置決め用貫通孔１４Ｃに挿入される。そして、位置決め用貫通孔１４Ｃの周囲の弾性ばね片１６Ｃが、その弾性によって、位置決め用ポスト２２Ｃの大径部２５ａに当接する。

なお、接続用ポスト２２Ａは上下方向の全長に亘って外径がほぼ同じであり、結合用ポスト２２Ｂのように出っ張っている部分がない。そのため、接続用ポスト２２Ａは、接続用貫通孔１４Ａに挿通された状態でパッド部１２Ａと引っ掛かる部分がなく、ソケット１０とヘッダ２０との間の機械的結合には殆ど寄与しない。一方、結合用ポスト２２Ｂは、基端側の首部２３よりも先端側の頭部２４の方が太いマッシュルーム形状に形成されており、ソケット１０とヘッダ２０との結合時には、弾性ばね片１６Ｂが頭部２４を超えて、首部２３に接触している。よって、弾性ばね片１６Ｂの先端が頭部２４に引っ掛かることで、結合用ポスト２２Ｂの抜け止めが行われ、ソケット１０とヘッダ２０とが機械的に結合される。また、位置決め用ポスト２２Ｃの大径部２５ａと孔１３Ｃとの間の隙間は、接続用ポスト２２Ａと孔１３Ａとの隙間に比べて狭いので、位置決め用ポスト２２Ｃが孔１３Ｃ内に挿入されることで、ソケット１０とヘッダ２０との相対的な位置関係が位置決めされる。尚、接続用ポスト２２Ａが、結合用ポスト２２Ｂと同様のマッシュルーム形状に形成されていてもよく、接続用ポスト２２Ａによりソケット１０とヘッダ２０とを機械的に結合することができる。

また、ソケット１０からヘッダ２０を引き抜く場合、結合用ポスト２２Ｂは結合用貫通孔１４Ｂの周囲にある弾性ばね片１６Ｂを弾性変形させて、結合用貫通孔１４Ｂを広げながら、結合用貫通孔１４Ｂから引き抜かれる。このとき、頭部２４は弾性ばね片１６Ｂの先端部に引っ掛かるものの、ある程度大きな力で引き抜かれれば、弾性ばね片１６Ｂが弾性変形することによって、弾性ばね片１６Ｂの先端が頭部２４を越え、結合用ポスト２２Ｂが結合用貫通孔１４Ｂの外に出る。一方、接続用ポスト２２Ａは上下方向において外径がほぼ同じ円柱状に形成され、位置決め用ポスト２２Ｃは、基端側に比べて先端側の方が細径に形成されている。したがって、ソケット１０からヘッダ２０を引き抜く際に、貫通孔１４Ａ，１４Ｃの周部にある弾性ばね片１６Ａ，１６Ｃがポスト２２Ａ，２２Ｃに引っ掛かることはなく、ポスト２２Ａ，２２Ｃを貫通孔１４Ａ，１４Ｃから容易に引き抜くことができる。

すなわち、ソケット１０とヘッダ２０とを結合する際には、ユーザは、貫通孔１４とポスト２２との位置を合わせた上で、パッド部１２が設けられた面をヘッダ基板２１に向け、ヘッダ基板２１に対してフィルム基板１１を押し付ければよい。これにより、接続用ポスト２２Ａが接続用貫通孔１４Ａに挿通されて、パッド部１２Ａに電気的に接続される。また結合用ポスト２２Ｂが結合用貫通孔１４Ｂに挿通されて、パッド部１２Ｂに電気的に接続されることで、ソケット１０とヘッダ２０とが電気的に接続される。また、結合用ポスト２２Ｂの頭部２４に、結合用貫通孔１４Ｂの周部にある弾性ばね片１６Ｂが引っ掛かることで、結合用ポスト２２Ｂが結合用貫通孔１４Ｂから抜け止めされ、これによりソケット１０とヘッダ２０とが機械的に結合される。さらに、位置決め用ポスト２２Ｃの大径部２５ａに、位置決め用貫通孔１４Ｃの周部にある弾性ばね片１６Ｃが当接することによって、ソケット１０とヘッダ２０とが相対的に位置決めされる。

また、ソケット１０とヘッダ２０との結合を解除する際には、ユーザは、ヘッダ基板２１からフィルム基板１１を引き離せばよい。これにより、結合用ポスト２２Ｂが結合用貫通孔１４Ｂから引き抜かれてソケット１０とヘッダ２０との機械的結合が解除される。またポスト２２（２２Ａ〜２２Ｃ）が貫通孔１４（１４Ａ〜１４Ｃ）から引き抜かれることによって、パッド部１２（１２Ａ〜１２Ｃ）がポスト２２（２２Ａ〜２２Ｃ）から離れるので、ソケット１０とヘッダ２０との電気的接続が解除される。

以上説明したように、本実施形態のコネクタ装置１はソケット１０（雌側コネクタ）とヘッダ２０（雄側コネクタ）とを備える。ソケット１０はフィルム基板１１と複数の接続用パッド部１２Ａ（パッド部）とを備える。フィルム基板１１は、絶縁材料により可撓性を有する薄板状に形成され、厚み方向に貫通する接続用貫通孔１４Ａ（貫通孔）が複数設けられている。複数の接続用パッド部１２Ａは、フィルム基板１１の表面において複数の接続用貫通孔１４Ａの周部にそれぞれ設けられている。ヘッダ２０は複数の接続用ポスト２２Ａ（導電性突起）を備える。接続用ポスト２２Ａは、ソケット１０との接続時に、対応する接続用貫通孔１４Ａに挿入され、接続用貫通孔１４Ａの周部を押して接続用貫通孔１４Ａの周部を弾性変形させながら、対応する接続用パッド部１２Ａに電気的に接続される。フィルム基板１１の表面には、複数の接続用パッド部１２Ａのそれぞれに電気的に接続される複数の回路パターン１７Ａ，１８（第１回路パターン）が設けられている。複数の回路パターン１７Ａ，１８の一部、すなわち回路パターン１８は、フィルム基板１１の裏面に形成された回路パターン１７Ｂ（第２回路パターン）に電気的に接続されている。回路パターン１７Ｂに電気的に接続される回路パターン１８は、フィルム基板１１を裏面から回路パターン１８に到達するまで穴開けして形成されたブラインドビア５９を介して、対応する回路パターン１７Ｂに接続されている。

このように、パッド部に接続される回路パターンの一部、すなわち回路パターン１８は、フィルム基板１１の裏面から形成されたブラインドビア５９を介して、フィルム基板１１の裏面に形成された回路パターン１７Ｂに電気的に接続されている。よって、パッド部に接続される回路パターンを全てフィルム基板１１の表面に形成する場合に比べて、フィルム基板１１の小型化を図ることができる。さらに、ブラインドビア５９はフィルム基板１１を貫通していないので、フィルム基板１１の裏面から回路パターン１８に到達するまで穴開けした後、穴の内面にメッキ処理を施す際に、フィルム基板１１の表面をマスクした状態でメッキ処理を行うことができる。よって、フィルム基板１１の表面において貫通孔１４Ａの周部に形成されたパッド部１２Ａの上にめっき層が形成されることがなく、従来例のようにパッド部１２Ａの厚みがめっき層の分だけ厚くなることがない。したがって、ヘッダ２０とソケット１０とが接続される際にパッド部１２Ａが撓みやすくなり、接続用ポスト２２Ａによってパッド部１２Ａが撓められた場合に、パッド部１２Ａに加わる応力を低減できる。

また本実施形態のコネクタ装置では、フィルム基板１１には、接続用貫通孔１４Ａ（貫通孔）が各列に複数個並べて複数列設けられ、各々の接続用貫通孔１４Ａに接続用パッド部１２Ａが設けられている。

このように、接続用パッド部１２Ａが各列に複数個並べて複数列設けられた場合でも、一部の接続用パッド部１２Ａに接続された回路パターン１８は、ブラインドビア５９を介して裏面の回路パターン１７Ｂに接続されるから、コネクタ装置１の小型化が図れる。しかも、回路パターン１８はブラインドビア５９を介して裏面の回路パターン１７Ｂに接続されているから、ブラインドビア５９を形成する際にフィルム基板１１の表面をマスクした状態でメッキ処理を行うことができる。よって、パッド部１２Ａの厚みがめっき層の分だけ厚くなることがなく、パッド部１２Ａを撓みやすくして、パッド部１２Ａに加わる応力を低減できる。

また本実施形態のソケット１０（雌側コネクタ）は、上述したコネクタ装置１に用いられるものであり、フィルム基板１１と複数の接続用パッド部１２Ａ（パッド部）を備える。フィルム基板１１は、絶縁材料により可撓性を有する薄板状に形成され、厚み方向に貫通する接続用貫通孔１４Ａ（貫通孔）が複数設けられている。複数の接続用パッド部１２Ａは、フィルム基板１１の表面において複数の接続用貫通孔１４Ａの周部にそれぞれ設けられている。フィルム基板１１の表面には、複数の接続用パッド部１２Ａのそれぞれに電気的に接続される複数の回路パターン１７Ａ，１８（第１回路パターン）が設けられる。複数の回路パターン１７Ａ，１８の一部、すなわち回路パターン１８は、フィルム基板１１の裏面に形成された回路パターン１７Ｂ（第２回路パターン）に電気的に接続されている。そして、回路パターン１７Ｂに接続される回路パターン１８は、フィルム基板１１を裏面から回路パターン１８に到達するまで穴開けして形成されたブラインドビア５９を介して、対応する回路パターン１７Ｂに接続される。

このように、接続用パッド部１２Ａに接続される回路パターンの一部、すなわち回路パターン１８は、フィルム基板１１の裏面から形成されたブラインドビア５９を介して、フィルム基板１１の裏面に形成された回路パターン１７Ｂに電気的に接続されている。よって、パッド部１２Ａに接続される回路パターンを全てフィルム基板１１の表面に形成する場合に比べて、フィルム基板１１の小型化を図ることができる。さらに、ブラインドビア５９はフィルム基板１１を貫通していないので、フィルム基板１１の裏面から回路パターン１８に到達するまで穴開けした後、穴の内面にメッキ処理を施す際に、フィルム基板１１の表面をマスク５７した状態でメッキ処理を行える。よって、フィルム基板１１の表面において貫通孔１４Ａの周部に形成されたパッド部１２Ａの上にめっき層が形成されることがなく、従来例のようにパッド部１２Ａの厚みがめっき層の分だけ厚くなることがない。したがって、ヘッダ２０とソケット１０とが接続される際にパッド部１２Ａが撓みやすくなり、接続用ポスト２２Ａによってパッド部１２Ａが撓められた際にパッド部１２Ａに加わる応力を低減できる。

なお、上記実施形態にて例示したコネクタ装置１の各部の材料や寸法は一例であって、必要な機能・性能に応じて適宜変更可能である。

１ コネクタ装置
１０ ソケット（雌側コネクタ）
１１ フィルム基板
１２Ａ 接続用パッド部（パッド部）
１２Ｂ 結合用パッド部
１２Ｃ 位置決め用パッド部
１４Ａ 接続用貫通孔（貫通孔）
１４Ｂ 結合用貫通孔
１４Ｃ 位置決め用貫通孔
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ 溝穴
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ 弾性ばね片
１７Ｂ 回路パターン（第１回路パターン）
１８ 回路パターン（第２回路パターン）
２０ ヘッダ（雄側コネクタ）
２１ ヘッダ基板
２２Ａ 接続用ポスト（導電性突起）
２２Ｂ 結合用ポスト
２２Ｃ 位置決め用ポスト
５９ ブラインドビア

Claims (3)

1. 雌側コネクタと雄側コネクタとを備え、
   前記雌側コネクタは、絶縁材料により可撓性を有する薄板状に形成され、厚み方向に貫通する貫通孔が複数設けられたフィルム基板と、前記フィルム基板の表面において複数の前記貫通孔の周部にそれぞれ設けられた複数のパッド部とを備え、
   前記雄側コネクタは、前記雌側コネクタとの接続時に、対応する前記貫通孔に挿入され、前記貫通孔の周部を押して前記貫通孔の周部を弾性変形させながら、対応する前記パッド部に電気的に接続される複数の導電性突起を備え、
   前記フィルム基板の表面には、複数の前記パッド部のそれぞれに電気的に接続される複数の第１回路パターンが設けられ、複数の前記第１回路パターンの一部は、前記フィルム基板の裏面に形成された第２回路パターンに電気的に接続されており、
   前記フィルム基板は、前記フィルム基板の裏面から前記第１回路パターンに到達する穴に設けられたブラインドビアを有し、
   前記第２回路パターンに電気的に接続される前記第１回路パターンは、前記ブラインドビアを介して、対応する前記第２回路パターンに接続されていることを特徴とするコネクタ装置。
2. 前記フィルム基板には、前記貫通孔が各列に複数個並べて複数列設けられ、各々の前記貫通孔に前記パッド部が設けられたことを特徴とする請求項１記載のコネクタ装置。
3. 請求項１又は２の何れか１項に記載されたコネクタ装置に用いられる雌側コネクタであって、
   絶縁材料により可撓性を有する薄板状に形成され、厚み方向に貫通する貫通孔が複数設けられたフィルム基板と、前記フィルム基板の表面において複数の前記貫通孔の周部にそれぞれ設けられた複数のパッド部とを備え、
   前記フィルム基板の表面には、複数の前記パッド部のそれぞれに電気的に接続される複数の第１回路パターンが設けられ、複数の前記第１回路パターンの一部は、前記フィルム基板の裏面に形成された第２回路パターンに電気的に接続されており、
   前記フィルム基板は、前記フィルム基板の裏面から前記第１回路パターンに到達する穴に設けられたブラインドビアを有し、
   前記第２回路パターンに電気的に接続される前記第１回路パターンは、前記ブラインドビアを介して、対応する前記第２回路パターンに接続されていることを特徴とする雌側コネクタ。

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