JP7453601B2 - コネクタ、コネクタアセンブリ、カメラモジュール及び組立方法 - Google Patents
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Description
本発明は、コネクタ、コネクタアセンブリ、カメラモジュール及び組立方法に関する。
車載モジュールのコネクタ規格としては、ドイツのＦＡＫＲＡ規格や米国のＵＳＣＡＲ規格等がある。この種の車載規格製品には、構造上、車両の外部に取り付けられるため、防水構造が求められる場合がある。
例えば、特許文献１には、防水性を確保するために、第２のコネクタ（ＦＡＫＲＡ規格の相手コネクタに嵌合する中継用のコネクタ）とリアケースとの間にＯリングを介在させる構成が開示されている。
ところが、特許文献１のような構成の場合、中継コネクタを締結するためのネジ穴をリアケースに設ける必要がある。この場合、基板の位置を下方に押し下げなければならず、その分だけコネクタ全体が大型化したりケースの内部の空間が狭小化したりする。
また、特許文献１のような構成の場合、内部導体の接触ストロークを相手コネクタの内部に確保する必要がある。この場合も、コネクタ全体が大型化したりケースの内部の空間が狭小化したりする。
また、特許文献１のような構成の場合、内部導体の接触ストロークを相手コネクタの内部に確保する必要がある。この場合も、コネクタ全体が大型化したりケースの内部の空間が狭小化したりする。
そこで、特許文献２や特許文献３のように、中継コネクタを省略することで、上記のようなデメリットを解消する構成が考えられる。
しかしながら、特許文献２や特許文献３の構成は、基板に形成されたスルーホールを用いて、基板コネクタを基板の背面ではんだ付けしており、基板の厚さ寸法や重量の点でデメリットがある。
とは言え、基板コネクタを例えばリフローはんだ付け等で基板に表面実装した場合、防水性を担保するＯリング等のシール部材が熱で損傷してしまい、シール部材が防水性を発揮しなくなる可能性がある。
とは言え、基板コネクタを例えばリフローはんだ付け等で基板に表面実装した場合、防水性を担保するＯリング等のシール部材が熱で損傷してしまい、シール部材が防水性を発揮しなくなる可能性がある。
そこで、本発明は、シール部材による防水性を保証しつつ、リフローはんだ付けによって基板の表面に実装することができるコネクタ、コネクタアセンブリ、カメラモジュール及び組立方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明のコネクタ、コネクタアセンブリ、カメラモジュール及び組立方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の一態様に係るコネクタは、基板に実装されるコネクタであって、軸線方向に延びた筒状の外部導体と、前記外部導体の外周面に密着した状態で設けられた第１シール部材と、前記外部導体の内周面に密着した状態で設けられた第２シール部材と、前記外部導体の内側において前記軸線方向に沿って前記第２シール部材に挿入された内部導体と、を備え、前記第１シール部材及び前記第２シール部材は、前記基板に実装するときのリフローはんだ付けの温度に耐え得る耐熱性を有している。
すなわち、本発明の一態様に係るコネクタは、基板に実装されるコネクタであって、軸線方向に延びた筒状の外部導体と、前記外部導体の外周面に密着した状態で設けられた第１シール部材と、前記外部導体の内周面に密着した状態で設けられた第２シール部材と、前記外部導体の内側において前記軸線方向に沿って前記第２シール部材に挿入された内部導体と、を備え、前記第１シール部材及び前記第２シール部材は、前記基板に実装するときのリフローはんだ付けの温度に耐え得る耐熱性を有している。
本態様に係るコネクタによれば、外部導体と、第１シール部材と、第２シール部材と、内部導体と、を備え、第１シール部材及び第２シール部材は、基板に実装するときのリフローはんだ付けの温度に耐え得る耐熱性を有しているので、第１シール部材及び第２シール部材の機能（防水性）を保証しつつ、第１シール部材及び第２シール部材が設けられた状態のコネクタをリフローはんだ付けによって基板の表面に実装することができる。
第１シール部材及び第２シール部材の材料としては、ダウ・ケミカル社製のＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）ＳＨ５２Ｕ等のシリコンラバーが例示される。
第１シール部材及び第２シール部材の材料としては、ダウ・ケミカル社製のＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）ＳＨ５２Ｕ等のシリコンラバーが例示される。
また、本発明の一態様に係るコネクタにおいて、前記第１シール部材及び前記第２シール部材は、２００℃以上の温度に耐え得る耐熱性を有している。
本態様に係るコネクタによれば、第１シール部材及び前記第２シール部材は、２００℃以上の温度に耐え得る耐熱性を有しているので、第１シール部材及び第２シール部材の機能（防水性）を保証しつつ、第１シール部材及び第２シール部材が設けられた状態のコネクタを２００℃以上の温度環境とされたリフローはんだ付けによって基板の表面に実装することができる。
また、本発明の一態様に係るコネクタにおいて、前記第１シール部材及び前記第２シール部材は、ピーク温度を２６０℃とした２００℃以上の温度に３０秒以上耐え得る耐熱性を有している。
本態様に係るコネクタによれば、第１シール部材及び第２シール部材は、ピーク温度を２６０℃とした２００℃以上の温度に３０秒以上耐え得る耐熱性を有しているので、当該温度環境に準じたリフローはんだ付けに耐え得る第１シール部材及び第２シール部材を備えたコネクタを提供することができる。
また、本発明の一態様に係るコネクタアセンブリは、上記のコネクタと、前記内部導体及び前記外部導体が表面に実装された基板と、を備えている。
本態様に係るコネクタアセンブリによれば、上記のコネクタと、内部導体及び外部導体が表面に実装された基板と、を備えているので、第１シール部材及び第２シール部材が設けられた状態のコネクタをリフローはんだ付けによって基板の表面に実装したコネクタアセンブリを提供することができる。
また、本発明の一態様に係るカメラモジュールは、上記のコネクタアセンブリと、外部コネクタが嵌合される嵌合部が形成された筐体と、を備え、前記コネクタアセンブリに実装された前記コネクタは、前記筐体との間に前記第１シール部材を設けた状態で前記筐体に挿入されている。
本態様に係るカメラモジュールによれば、上記のコネクタアセンブリと、外部コネクタが嵌合される嵌合部が形成された筐体と、を備え、コネクタアセンブリに実装されたコネクタは、筐体との間に第１シール部材を設けた状態で筐体に挿入されているので、第１シール部材によって筐体と外部導体との間の防水性を確保しつつ、いわゆる中継コネクタが省略されたカメラモジュールを提供することができる。これにより、中継コネクタを締結するためのネジ穴等を省略できるので、カメラモジュールの小型化又はカメラモジュールのサイズはそのままに筐体内部の空間（基板等を収容する空間）の拡大が可能となる。また、内部導体が基板の表面に実装されているので、内部導体の接触ストロークをコネクタの内部に確保する必要がなく、これによっても小型化又は筐体内部の空間の拡大が可能となる。
また、本発明の一態様に係る組立方法は、上記のコネクタアセンブリの組立方法であって、はんだが設けられた前記基板の表面に前記コネクタを設置するマウント工程と、前記コネクタが設置された前記基板を前記はんだが溶融する温度環境に晒すはんだ付け工程と、を含んでいる。
本態様に係る組立方法によれば、はんだが設けられた基板の表面にコネクタを設置するマウント工程と、コネクタが設置された基板をはんだが溶融する温度環境に晒すはんだ付け工程と、を含んでいるので、第１シール部材及び第２シール部材が設けられた状態のコネクタをはんだが溶融する温度環境とされたリフローはんだ付けによって基板の表面に実装することができる。
また、本発明の一態様に係る組立方法において、前記はんだが溶融する温度環境は、２００℃以上とされている。
本態様に係る組立方法によれば、はんだが溶融する温度環境は、２００℃以上とされているので、当該温度環境に準じたリフローはんだ付けによってコネクタを基板の表面に実装することができる。
また、本発明の一態様に係る組立方法は、前記はんだ付け工程の前に予熱工程を含み、前記予熱工程は、前記コネクタが設置された前記基板を１５０℃以上１８０℃以下の温度環境に６０秒以上晒し、前記はんだ付け工程は、前記コネクタが設置された前記基板を２００℃以上２６０℃以下の温度環境に３０秒以上晒す。
本態様に係る組立方法によれば、はんだ付け工程の前に予熱工程を含み、予熱工程は、コネクタが設置された基板を１５０℃以上１８０℃以下の温度環境に６０秒以上晒し、はんだ付け工程は、コネクタが設置された基板を２００℃以上２６０℃以下の温度環境に３０秒以上晒すので、当該温度環境に準じたリフローはんだ付けによってコネクタを基板の表面に実装することができる。
本発明によれば、シール部材による防水性を保証しつつ、リフローはんだ付けによって基板の表面に実装することができる。
以下、本発明の一実施形態に係るコネクタ、コネクタアセンブリ、カメラモジュール及び組立方法について、図面を参照しながら説明する。
［構成について］
図１に示すように、カメラモジュール１は、例えば車載カメラの駆動モジュールユニットであり、外部コネクタ４００と接続される。
外部コネクタ４００としては、ＦＡＫＲＡ規格の同軸タイプのものが例示される。
図１に示すように、カメラモジュール１は、例えば車載カメラの駆動モジュールユニットであり、外部コネクタ４００と接続される。
外部コネクタ４００としては、ＦＡＫＲＡ規格の同軸タイプのものが例示される。
図２及び図３に示すように、カメラモジュール１は、コネクタアセンブリ１０、グランドシェル２００及びそれらを収容するカメラケース（筐体）３００を備えている。
カメラケース３００は、上部ケース３１０及び下部ケース３２０を有している。
上部ケース３１０及び下部ケース３２０は、コネクタアセンブリ１０及びグランドシェル２００を収容する空間を内側に画定している。
上部ケース３１０及び下部ケース３２０の材料としては、ＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテレフタレート樹脂）等の樹脂が例示される。
上部ケース３１０及び下部ケース３２０は、コネクタアセンブリ１０及びグランドシェル２００を収容する空間を内側に画定している。
上部ケース３１０及び下部ケース３２０の材料としては、ＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテレフタレート樹脂）等の樹脂が例示される。
上部ケース３１０の上面には、筒状の嵌合部３１１が形成されている。嵌合部３１１は、外部コネクタ４００を接続する筒状の部分である。
嵌合部３１１の内部には、コネクタ挿入穴３１２が形成されている。コネクタ挿入穴３１２には、後述するコネクタアセンブリ１０のコネクタ１００が挿入される。
嵌合部３１１の外周面には、外部コネクタ４００を係止するための突起３１１ａが形成されている。
嵌合部３１１の内部には、コネクタ挿入穴３１２が形成されている。コネクタ挿入穴３１２には、後述するコネクタアセンブリ１０のコネクタ１００が挿入される。
嵌合部３１１の外周面には、外部コネクタ４００を係止するための突起３１１ａが形成されている。
図４に示すように、コネクタアセンブリ１０は、実装基板１６０（以下、「基板１６０」という。）及び基板１６０に実装された基板コネクタ１００（以下、「コネクタ１００」という。）を備えている。
図５及び図６に示すように、基板１６０は、例えば車載カメラを駆動するための回路基板であり、コネクタ１００の他にも様々な電子部品（図示せず）が実装されている。
基板１６０の表面（図５において上面）には、金属製のパッド１６１が設けられている。
パッド１６１は、後述するリフローはんだ付けを行ったときに、コネクタ１００と電気的に接続される箇所である。
パッド１６１は、少なくともコネクタ１００の底面形状（図６において一点鎖線で図示）を含む領域に設けられている。
パッド１６１は、後述するリフローはんだ付けを行ったときに、コネクタ１００と電気的に接続される箇所である。
パッド１６１は、少なくともコネクタ１００の底面形状（図６において一点鎖線で図示）を含む領域に設けられている。
図３及び図４に示すように、コネクタ１００は、基板１６０の表面に実装された部品であって、外部コネクタ４００と基板１６０とを電気的に接続する機能を有している。
図７から図９に示すように、コネクタ１００は、外部端子（外部導体）１１０、外ブッシュ１２０、内ブッシュ１３０、コンタクトピン（内部導体）１４０及びインシュレータ１５０を備えている。
外部端子１１０は、軸線Ｘ方向に延びた筒状の部材である。外部端子１１０は、導電性を有した材料で形成されている。具体例としては、ＺａｍａｋやＺＤＣ等の亜鉛合金でダイキャスト成形されている。
外部端子１１０は、上鍔部１１１、下鍔部１１２及び台座部１１３を有している。
外部端子１１０は、上鍔部１１１、下鍔部１１２及び台座部１１３を有している。
上鍔部１１１は、軸線Ｘに沿った外部端子１１０の略中央部において、外部端子１１０の外周面から半径方向に突出するように形成された部分である。
上鍔部１１１は、下鍔部１１２と共に後述する外ブッシュ１２０の位置を規制する機能を有している。
上鍔部１１１の上面は、外ブッシュ１２０の挿入を容易にするために、テーパ状に形成されている。
上鍔部１１１は、下鍔部１１２と共に後述する外ブッシュ１２０の位置を規制する機能を有している。
上鍔部１１１の上面は、外ブッシュ１２０の挿入を容易にするために、テーパ状に形成されている。
下鍔部１１２は、軸線Ｘに沿った上鍔部１１１の下方において、外部端子１１０の外周面から半径方向に突出するように形成された部分である。
下鍔部１１２は、上鍔部１１１と共に後述する外ブッシュ１２０の位置を規制する機能を有している。
下鍔部１１２は、上鍔部１１１と共に後述する外ブッシュ１２０の位置を規制する機能を有している。
台座部１１３は、軸線Ｘに沿った下鍔部１１２の下部に形成された部分であり、基板１６０とはんだ付けされる部分である。
図７及び図８に示すように、台座部１１３の正面には、外部端子１１０の内部空間（筒状の内部空間）に連通する開口１１３ａが形成されている。この開口１１３ａには、コンタクトピン１４０の脚部１４２が挿通される。
図７から図９に示すように、台座部１１３の底面には、軸線Ｘを中心とした円周方向に複数の切欠き１１３ｂが形成されている。この切欠き１１３ｂには、リフローはんだ付けを行ったときに溶融したはんだが流れ込む。これにより、はんだが接触する面積を増やし、はんだ付けによる接合強度を向上させることができる。
台座部１１３の上面は、グランド面１１３ｃとされており、グランドシェル２００に形成された複数のグランドピン２１０（図２参照）が接触する。これにより、外部端子１１０をより確実に接地させることができる。
図７及び図８に示すように、台座部１１３の正面には、外部端子１１０の内部空間（筒状の内部空間）に連通する開口１１３ａが形成されている。この開口１１３ａには、コンタクトピン１４０の脚部１４２が挿通される。
図７から図９に示すように、台座部１１３の底面には、軸線Ｘを中心とした円周方向に複数の切欠き１１３ｂが形成されている。この切欠き１１３ｂには、リフローはんだ付けを行ったときに溶融したはんだが流れ込む。これにより、はんだが接触する面積を増やし、はんだ付けによる接合強度を向上させることができる。
台座部１１３の上面は、グランド面１１３ｃとされており、グランドシェル２００に形成された複数のグランドピン２１０（図２参照）が接触する。これにより、外部端子１１０をより確実に接地させることができる。
上鍔部１１１及び下鍔部１１２には、それぞれカット面１１１ａ及びカット面１１２ａが形成されている。
カット面１１１ａは、上鍔部１１１の外周面の一部が切り落とされたように形成された平面である。カット面１１２ａも同様である。
カット面１１１ａ及びカット面１１２ａは、平面視したとき、軸線Ｘ中心とした円周方向において、開口１１３ａから覗くコンタクトピン１４０の脚部１４２と同位置に形成されている。これによって、平面視したときに、脚部１４２の状態（はんだ付けの状態）の視認性が向上する。
カット面１１１ａは、上鍔部１１１の外周面の一部が切り落とされたように形成された平面である。カット面１１２ａも同様である。
カット面１１１ａ及びカット面１１２ａは、平面視したとき、軸線Ｘ中心とした円周方向において、開口１１３ａから覗くコンタクトピン１４０の脚部１４２と同位置に形成されている。これによって、平面視したときに、脚部１４２の状態（はんだ付けの状態）の視認性が向上する。
外ブッシュ１２０は、弾性を有した環状の部材であって、その弾性によって外部端子１１０とカメラケース３００（詳細には、上部ケース３１０に形成されたコネクタ挿入穴３１２）との間で防水機能を発揮する。
外ブッシュ１２０は、端子挿入穴１２１及び凸条部１２２を有している。
外ブッシュ１２０は、端子挿入穴１２１及び凸条部１２２を有している。
端子挿入穴１２１は、外部端子１１０が挿入される貫通穴である。
変形していない状態の端子挿入穴１２１の内径は、外部端子１１０の直径（上鍔部１１１と下鍔部１１２との間の外部端子１１０の直径）よりも小径とされている。これによって、外ブッシュ１２０に外部端子１１０を挿入したときに、外ブッシュ１２０が外部端子１１０の外周面に密着した状態となる。すなわち、防水機能を発揮することになる。
変形していない状態の端子挿入穴１２１の内径は、外部端子１１０の直径（上鍔部１１１と下鍔部１１２との間の外部端子１１０の直径）よりも小径とされている。これによって、外ブッシュ１２０に外部端子１１０を挿入したときに、外ブッシュ１２０が外部端子１１０の外周面に密着した状態となる。すなわち、防水機能を発揮することになる。
凸条部１２２は、外ブッシュ１２０の外周面から半径方向に突出するように形成された部分（つぶれ代）である。
凸条部１２２は、軸線Ｘを中心とした全周に亘って形成されている。
本実施形態の場合、凸条部１２２は、軸線Ｘ方向に２段構成とされているが、１段であっても３段以上であってもよく、外部端子１１０の仕様によって適宜変更できる。
変形していない状態の凸条部１２２の直径は、後述する上部ケース３１０に形成されたコネクタ挿入穴３１２の内径よりも大径とされている。これによって、外ブッシュ１２０が取り付けられた外部端子１１０をコネクタ挿入穴３１２に挿入したときに、外ブッシュ１２０がコネクタ挿入穴３１２の内周面に密着した状態となる。すなわち、防水機能を発揮することになる。
凸条部１２２は、軸線Ｘを中心とした全周に亘って形成されている。
本実施形態の場合、凸条部１２２は、軸線Ｘ方向に２段構成とされているが、１段であっても３段以上であってもよく、外部端子１１０の仕様によって適宜変更できる。
変形していない状態の凸条部１２２の直径は、後述する上部ケース３１０に形成されたコネクタ挿入穴３１２の内径よりも大径とされている。これによって、外ブッシュ１２０が取り付けられた外部端子１１０をコネクタ挿入穴３１２に挿入したときに、外ブッシュ１２０がコネクタ挿入穴３１２の内周面に密着した状態となる。すなわち、防水機能を発揮することになる。
内ブッシュ１３０は、弾性を有した環状の部材であって、その弾性によってコンタクトピン１４０と外部端子１１０との間で防水機能を発揮する。
内ブッシュ１３０は、ピン挿入穴１３１及び凸条部１３２を有している。
内ブッシュ１３０は、ピン挿入穴１３１及び凸条部１３２を有している。
ピン挿入穴１３１は、コンタクトピン１４０が挿入される貫通穴である。
変形していない状態のピン挿入穴１３１の内径は、コンタクトピン１４０の直径（棒状部１４１の直径）よりも小径とされている。これによって、内ブッシュ１３０にコンタクトピン１４０を挿入したときに、内ブッシュ１３０がコンタクトピン１４０の外周面に密着した状態となる。すなわち、防水機能を発揮することになる。
変形していない状態のピン挿入穴１３１の内径は、コンタクトピン１４０の直径（棒状部１４１の直径）よりも小径とされている。これによって、内ブッシュ１３０にコンタクトピン１４０を挿入したときに、内ブッシュ１３０がコンタクトピン１４０の外周面に密着した状態となる。すなわち、防水機能を発揮することになる。
凸条部１３２は、内ブッシュ１３０の外周面から半径方向に突出するように形成された部分（つぶれ代）である。
凸条部１３２は、軸線Ｘを中心とした全周に亘って形成されている。
本実施形態の場合、凸条部１３２は、軸線Ｘ方向に２段構成とされているが、１段であっても３段以上であってもよく、外部端子１１０の仕様によって適宜変更できる。
変形していない状態の凸条部１３２の直径は、外部端子１１０の内径よりも大径とされている。これによって、内ブッシュ１３０が取り付けられたコンタクトピン１４０を外部端子１１０に挿入したときに、内ブッシュ１３０が外部端子１１０の内周面に密着した状態となる。すなわち、防水機能を発揮することになる。
凸条部１３２は、軸線Ｘを中心とした全周に亘って形成されている。
本実施形態の場合、凸条部１３２は、軸線Ｘ方向に２段構成とされているが、１段であっても３段以上であってもよく、外部端子１１０の仕様によって適宜変更できる。
変形していない状態の凸条部１３２の直径は、外部端子１１０の内径よりも大径とされている。これによって、内ブッシュ１３０が取り付けられたコンタクトピン１４０を外部端子１１０に挿入したときに、内ブッシュ１３０が外部端子１１０の内周面に密着した状態となる。すなわち、防水機能を発揮することになる。
以上の通り説明した外ブッシュ１２０及び内ブッシュ１３０は、例えば耐熱性を有するシリコーンゴムで形成されている。材料の詳細については後述する。
コンタクトピン１４０は、軸線Ｘ方向に延びた長尺の部材であり、外部コネクタ４００に接続されるメインコンタクトである。コンタクトピン１４０は、導電性を有した材料（例えば金属）で形成されている。金属としては、リン青銅、コルソン銅、ベリリウム銅等が例示される。
コンタクトピン１４０は、棒状部１４１及び脚部１４２を有している。
コンタクトピン１４０は、棒状部１４１及び脚部１４２を有している。
棒状部１４１は、軸線Ｘ方向に延びた細長い中実の棒状部分であり、後述するインシュレータ１５０に挿入されている。
棒状部１４１には、係止爪１４１ａが形成されている。係止爪１４１ａは、コンタクトピン１４０をインシュレータ１５０に挿入したときに、インシュレータ１５０にくい込む突起である。係止爪１４１ａによって、コンタクトピン１４０がインシュレータ１５０に固定される。
棒状部１４１には、係止爪１４１ａが形成されている。係止爪１４１ａは、コンタクトピン１４０をインシュレータ１５０に挿入したときに、インシュレータ１５０にくい込む突起である。係止爪１４１ａによって、コンタクトピン１４０がインシュレータ１５０に固定される。
脚部１４２は、棒状部１４１の下部から軸線Ｘに直交する方向に延出するように形成された部分である。
脚部１４２の先端は、接地端１４２ａとされている。接地端１４２ａは、基板１６０とはんだ付けされる部分である。
脚部１４２の先端は、接地端１４２ａとされている。接地端１４２ａは、基板１６０とはんだ付けされる部分である。
インシュレータ１５０は、絶縁性を有した部材であり、コンタクトピン１４０を外部端子１１０の内側に保持している。
インシュレータ１５０は、ピン挿入穴１５１を有している。
インシュレータ１５０は、ピン挿入穴１５１を有している。
ピン挿入穴１５１は、コンタクトピン１４０が挿入される貫通穴である。
ピン挿入穴１５１の内周面には、コンタクトピン１４０の棒状部１４１に形成された係止爪１４１ａがくい込む。
ピン挿入穴１５１の内周面には、コンタクトピン１４０の棒状部１４１に形成された係止爪１４１ａがくい込む。
なお、外部端子１１０の内周面とコンタクトピン１４０の外周面との間には、所定距離の間隙が設けられている。間隙を設けることで伝送特性を所定の値に合わせている。すなわち、当該間隙の距離は、伝送特性との関係で一義的に決定される。
以上のような構成部品を有するコネクタ１００は、次のように組み立てられる。
すなわち、図１０に示すように、まず、インシュレータ１５０の下方から、コンタクトピン１４０の棒状部１４１をピン挿入穴１５１に挿入して、脚部１４２がインシュレータ１５０に当接するまでコンタクトピン１４０を押し込む（図９参照）。これにより、棒状部１４１の先端がインシュレータ１５０の上面から突出する。
すなわち、図１０に示すように、まず、インシュレータ１５０の下方から、コンタクトピン１４０の棒状部１４１をピン挿入穴１５１に挿入して、脚部１４２がインシュレータ１５０に当接するまでコンタクトピン１４０を押し込む（図９参照）。これにより、棒状部１４１の先端がインシュレータ１５０の上面から突出する。
次に、図１１に示すように、インシュレータ１５０から突出したコンタクトピン１４０の棒状部１４１の上方から内ブッシュ１３０を嵌め込み、内ブッシュ１３０の下面がインシュレータ１５０に当接するまで押し込む（図９参照）。
次に、図１２に示すように、内ブッシュ１３０の上方から外部端子１１０を嵌め込む。このとき、外部端子１１０の内周面には内ブッシュ１３０が密着するとともに、コンタクトピン１４０が固定されたインシュレータ１５０が嵌合する（図９参照）。
次に、図１３に示すように、外部端子１１０の上方から外ブッシュ１２０を嵌め込み、上鍔部１１１と下鍔部１１２との間に位置させる。このとき、軸線Ｘに沿った外ブッシュ１２０の位置は、上鍔部１１１及び下鍔部１１２によって規制される。すなわち、上鍔部１１１及び下鍔部１１２は、外ブッシュ１２０の位置決め機構や抜け防止機構として機能する。
なお、外ブッシュ１２０は、アウトサート成形によって設けてもよい。これにより、外ブッシュ１２０を外部端子１１０に嵌め込む必要がなくなり、外ブッシュ１２０が損傷する可能性を低減できる。
以上のように構成されたコネクタ１００は、リフローはんだ付けによって基板１６０の表面に実装される。リフローはんだ付けによる組立方法については後述する。
リフローはんだ付けでは、コネクタ１００及び基板１６０が、はんだが溶融する高温環境に晒される。このため、外ブッシュ１２０及び内ブッシュ１３０の材料を適切に選定する必要がある。高温環境に晒されることで外ブッシュ１２０及び内ブッシュ１３０の物性が変化して、外ブッシュ１２０及び内ブッシュ１３０が本来発揮すべき防水機能が喪失してしまうことを回避するためである。
そこで、発明者は、外ブッシュ１２０及び内ブッシュ１３０の材料（以下、まとめて「ブッシュ材料」ともいう。）を次のように選定した。
まず、リフローはんだ付けは、図１４に示すような温度プロファイルに基づいて既知のリフロー炉を用いて行われる。
なお、図１４に示す温度プロファイルは例示であり、使用するはんだの種類や実装する部品の面積等の仕様によって適宜変更できる。
使用されるはんだとしては、ＳＡＣ３０５等の一般的な鉛フリーのクリームはんだ／ソルダーペーストが例示される。
なお、図１４に示す温度プロファイルは例示であり、使用するはんだの種類や実装する部品の面積等の仕様によって適宜変更できる。
使用されるはんだとしては、ＳＡＣ３０５等の一般的な鉛フリーのクリームはんだ／ソルダーペーストが例示される。
図１４において、
Ｔ０：室温
Ｔ１：予熱温度（１５０℃以上１８０℃以下）
Ｔ２：はんだ付けの最低温度（２００℃以上２２０℃以下）
Ｔ３：はんだ付けのピーク温度（２５０℃以上２６０℃以下）
である。
Ｔ０：室温
Ｔ１：予熱温度（１５０℃以上１８０℃以下）
Ｔ２：はんだ付けの最低温度（２００℃以上２２０℃以下）
Ｔ３：はんだ付けのピーク温度（２５０℃以上２６０℃以下）
である。
図１４に示すように、まず、炉内の温度を上昇することで対象物（はんだ／はんだ付け箇所）の温度をＴ０からＴ１まで上昇させる。対象物の温度がＴ１まで上昇したら、その状態を６０秒以上１２０秒以下維持する（予熱工程）。これにより、はんだが溶融しやすくなる（溶融はしていない）。
なお、はんだの温度は、例えばリフローチェッカーによって測定される。具体的には、リフローチェッカーが有する温度測定用の導線をはんだ付け箇所に固定した状態でリフロー炉に流すことではんだの温度を測定する。
導線の固定は、テープ（耐熱性を有するもの）やはんだ付けによって行われる。
導線の固定は、テープ（耐熱性を有するもの）やはんだ付けによって行われる。
次に、炉内の温度を更に上昇することで対象物の温度をＴ１からＴ２を経てＴ３まで上昇させる。そして、対象物の温度がＴ３に達したら、炉内の温度を下げることで対象物の温度を徐々に下降させる。このとき、対象物において、Ｔ２以上の温度を３０秒以上６０秒以下維持することとする。また、その間のいずれかのタイミングで対象物の温度をＴ３にする（はんだ付け工程）。
これにより、はんだが溶融して、その後、溶融したはんだが固化する。
これにより、はんだが溶融して、その後、溶融したはんだが固化する。
このような温度プロファイルを踏まえて、ブッシュ材料は、リフローはんだ付けではんだが溶融し始める温度、具体的にはＴ２の下値である２００℃以上の温度に耐え得る耐熱性を有しているものを選定する。
ここで、耐熱性は、（１）圧縮永久歪［％］、（２）硬さ変化［％］、好ましくは、更に、（３）引張強さ［ＭＰａ］、（４）引張変化［％］、（５）伸び［％］、（６）伸び変化［％］を指標にして評価／確認される。
圧縮永久歪とは、厚みを２５％変位させた状態の試験片を１８０℃の温度環境に２２時間晒して、試験前後の寸法を百分率で表したものである。
圧縮永久歪は、ＪＩＳ Ｋ ６２４９に準拠した試験によって測定される。
本実施形態の場合、圧縮永久歪は、１７％以下であることが好ましい。
圧縮永久歪は、ＪＩＳ Ｋ ６２４９に準拠した試験によって測定される。
本実施形態の場合、圧縮永久歪は、１７％以下であることが好ましい。
硬さ変化とは、試験片を２５０℃の温度環境に７２時間晒して、試験前後の硬さを百分率で表したものである。
硬さは、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠した試験によって測定される。
本実施形態の場合、硬さ変化は、±５％以内であることが好ましい。
硬さは、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠した試験によって測定される。
本実施形態の場合、硬さ変化は、±５％以内であることが好ましい。
引張強さは、ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠した試験によって測定される。
引張変化とは、試験片を２５０℃の温度環境に７２時間晒して、試験前後の引張強さを百分率で表したものである。
伸びは、ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠した試験によって測定される。
伸び変化とは、試験片を２５０℃の温度環境に７２時間晒して、試験前後の伸びを百分率で表したものである。
選定された材料としては、ダウ・ケミカル社製のＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標） ＳＨ５２Ｕ等のシリコンラバーが例示される。
図１５には、ＳＩＬＡＳＴＩＣ ＳＨ５２Ｕ及び比較品（一般的なシリコーンゴム）としてのＸＩＡＭＥＴＥＲ（登録商標） ＲＢＢ－６６５０－５０の各指標がまとめられている。
図１５には、ＳＩＬＡＳＴＩＣ ＳＨ５２Ｕ及び比較品（一般的なシリコーンゴム）としてのＸＩＡＭＥＴＥＲ（登録商標） ＲＢＢ－６６５０－５０の各指標がまとめられている。
以上の各指標を考慮した上で選定された材料であって、リフローと同じ温度環境に晒した後に所定の防水試験に合格した材料が、ブッシュ材料として採用される。
ここで、所定の防水試験とは、防水規格ＩＰ６９Ｋに準拠した防水試験である。
ここで、所定の防水試験とは、防水規格ＩＰ６９Ｋに準拠した防水試験である。
［組立方法について］
以下、組み立てられたコネクタ１００を基板１６０に実装して、カメラモジュール１を組み立てるまでの手順について説明する。
以下、組み立てられたコネクタ１００を基板１６０に実装して、カメラモジュール１を組み立てるまでの手順について説明する。
図１６に示すように、まず、基板１６０のパッド１６１にはんだ（例えばクリームはんだ／ソルダーペースト）を塗布する。その後、実装マウンタ５００でコネクタ１００を吸引して持ち上げる。
次に、図１７に示すように、外部端子１１０の台座部１１３の底面及びコンタクトピン１４０の接地端１４２ａの底面がパッド１６１の上に位置するようにコネクタ１００を基板１６０に載置する（マウント工程）。
次に、実装マウンタ５００を取り外すことなくリフローはんだ付けを行う。ここで、リフローはんだ付けは、上記の予熱工程及びはんだ付け工程を含む。これらの工程を経て、コネクタ１００が基板１６０の表面に実装される。
なお、上記リフローはんだ付けの後に、基板１６０の裏面に対してもリフローはんだ付けで他の部品を実装してもよい。この場合、２回目のリフローはんだ付けの温度条件は、１回目のリフローはんだ付け（コネクタ１００を実装するためのリフローはんだ付け）の温度条件よりも低い。１回目のリフローはんだ付けで固化したはんだが再び溶融することを回避するためである。
なお、上記リフローはんだ付けの後に、基板１６０の裏面に対してもリフローはんだ付けで他の部品を実装してもよい。この場合、２回目のリフローはんだ付けの温度条件は、１回目のリフローはんだ付け（コネクタ１００を実装するためのリフローはんだ付け）の温度条件よりも低い。１回目のリフローはんだ付けで固化したはんだが再び溶融することを回避するためである。
以上のようにして組み立てられたコネクタアセンブリ１０は、図２及び図３に示すように、上部ケース３１０の下方からグランドシェル２００を介在させた状態で組み立てられる。コネクタ１００がコネクタ挿入穴３１２に挿入されたら、コネクタアセンブリ１０を下方からネジ３１３で上部ケース３１０に固定する。
次に、下部ケース３２０を下方から図示しないネジで上部ケース３１０に固定する。これによって、カメラモジュール１が完成する。
本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
外部端子１１０と、外ブッシュ１２０と、内ブッシュ１３０と、コンタクトピン１４０と、を備え、外ブッシュ１２０及び内ブッシュ１３０は、基板１６０に実装するときのリフローはんだ付けの温度（例えば２００℃以上の温度）に耐え得る耐熱性を有しているので、外ブッシュ１２０及び内ブッシュ１３０の機能（防水性）を保証しつつ、外ブッシュ１２０及び内ブッシュ１３０が設けられた状態のコネクタ１００を２００℃以上の温度環境とされたリフローはんだ付けによって基板１６０の表面に実装することができる。
外部端子１１０と、外ブッシュ１２０と、内ブッシュ１３０と、コンタクトピン１４０と、を備え、外ブッシュ１２０及び内ブッシュ１３０は、基板１６０に実装するときのリフローはんだ付けの温度（例えば２００℃以上の温度）に耐え得る耐熱性を有しているので、外ブッシュ１２０及び内ブッシュ１３０の機能（防水性）を保証しつつ、外ブッシュ１２０及び内ブッシュ１３０が設けられた状態のコネクタ１００を２００℃以上の温度環境とされたリフローはんだ付けによって基板１６０の表面に実装することができる。
また、外ブッシュ１２０及び内ブッシュ１３０は、ピーク温度を２６０℃とした２００℃以上の温度に３０秒以上耐え得る耐熱性を有しているので、当該温度環境に準じたリフローはんだ付けに耐え得る外ブッシュ１２０及び内ブッシュ１３０を備えたコネクタ１００を提供することができる。
また、上記のコネクタ１００と、コンタクトピン１４０及び外部端子１１０が表面に実装された基板１６０と、を備えているので、外ブッシュ１２０及び内ブッシュ１３０が設けられた状態のコネクタ１００をリフローはんだ付けによって基板１６０の表面に実装したコネクタアセンブリ１０を提供することができる。
また、上記のコネクタアセンブリ１０と、外部コネクタ４００が嵌合される嵌合部３１１が形成されたカメラケース３００と、を備え、コネクタアセンブリ１０に実装されたコネクタ１００は、カメラケース３００との間に外ブッシュ１２０を設けた状態でカメラケース３００に挿入されているので、外ブッシュ１２０によってカメラケース３００と外部端子１１０との間の防水性を確保しつつ、いわゆる中継コネクタが省略されたカメラモジュール１を提供することができる。これにより、中継コネクタを締結するためのネジ穴等を省略できるので、カメラモジュール１の小型化又はカメラモジュール１のサイズはそのままにカメラケース３００内部の空間（基板１６０等を収容する空間）の拡大が可能となる。また、コンタクトピン１４０が基板１６０の表面に実装されているので、コンタクトピン１４０の接触ストロークをコネクタ１００の内部に確保する必要がなく、これによっても小型化又はカメラケース３００内部の空間の拡大が可能となる。
また、はんだが設けられた基板１６０の表面にコネクタ１００を設置するマウント工程と、コネクタ１００が設置された基板１６０をはんだが溶融する温度環境（例えば２００℃以上の温度環境）に晒すはんだ付け工程と、を含んでいるので、外ブッシュ１２０及び内ブッシュ１３０が設けられた状態のコネクタ１００を２００℃以上の温度環境とされたリフローはんだ付けによって基板１６０の表面に実装することができる。
また、はんだ付け工程の前に予熱工程を含み、予熱工程は、コネクタ１００が設置された基板１６０を１５０℃以上１８０℃以下の温度環境に６０秒以上晒し、はんだ付け工程は、コネクタ１００が設置された基板１６０を２００℃以上２６０℃以下の温度環境に３０秒以上晒すので、当該温度環境に準じたリフローはんだ付けによってコネクタ１００を基板１６０の表面に実装することができる。
１ カメラモジュール
１０ コネクタアセンブリ
１００ 基板コネクタ
１１０ 外部端子（外部導体）
１１１ 上鍔部
１１１ａ カット面
１１２ 下鍔部
１１２ａ カット面
１１３ 台座部
１１３ａ 開口
１１３ｂ 切欠き
１１３ｃ グランド面
１２０ 外ブッシュ（第１シール部材）
１２１ 端子挿入穴
１２２ 凸条部
１３０ 内ブッシュ（第２シール部材）
１３１ ピン挿入穴
１３２ 凸条部
１４０ コンタクトピン（内部導体）
１４１ 棒状部
１４１ａ 係止爪
１４２ 脚部
１４２ａ 接地端
１５０ インシュレータ
１５１ ピン挿入穴
１６０ 実装基板（基板）
１６１ パッド
２００ グランドシェル
２１０ グランドピン
３００ カメラケース（筐体）
３１０ 上部ケース
３１１ 嵌合部
３１１ａ 突起
３１２ コネクタ挿入穴
３１３ ネジ
３２０ 下部ケース
４００ 外部コネクタ
５００ 実装マウンタ
１０ コネクタアセンブリ
１００ 基板コネクタ
１１０ 外部端子（外部導体）
１１１ 上鍔部
１１１ａ カット面
１１２ 下鍔部
１１２ａ カット面
１１３ 台座部
１１３ａ 開口
１１３ｂ 切欠き
１１３ｃ グランド面
１２０ 外ブッシュ（第１シール部材）
１２１ 端子挿入穴
１２２ 凸条部
１３０ 内ブッシュ（第２シール部材）
１３１ ピン挿入穴
１３２ 凸条部
１４０ コンタクトピン（内部導体）
１４１ 棒状部
１４１ａ 係止爪
１４２ 脚部
１４２ａ 接地端
１５０ インシュレータ
１５１ ピン挿入穴
１６０ 実装基板（基板）
１６１ パッド
２００ グランドシェル
２１０ グランドピン
３００ カメラケース（筐体）
３１０ 上部ケース
３１１ 嵌合部
３１１ａ 突起
３１２ コネクタ挿入穴
３１３ ネジ
３２０ 下部ケース
４００ 外部コネクタ
５００ 実装マウンタ
Claims (8)
- 基板に実装されるコネクタであって、
軸線方向に延びた筒状の外部導体と、
前記外部導体の外周面に密着した状態で設けられた第１シール部材と、
前記外部導体の内周面に密着した状態で設けられた第２シール部材と、
前記外部導体の内側において前記軸線方向に沿って前記第２シール部材に挿入された内部導体と、
を備え、
前記第１シール部材及び前記第２シール部材は、前記基板に実装するときのリフローはんだ付けの温度に耐え得る耐熱性を有しているコネクタ。 - 前記第１シール部材及び前記第２シール部材は、２００℃以上の温度に耐え得る耐熱性を有している請求項１に記載のコネクタ。
- 前記第１シール部材及び前記第２シール部材は、ピーク温度を２６０℃とした２００℃以上の温度に３０秒以上耐え得る耐熱性を有している請求項２に記載のコネクタ。
- 請求項１から３のいずれかに記載のコネクタと、
前記内部導体及び前記外部導体が表面に実装された基板と、
を備えているコネクタアセンブリ。 - 請求項４に記載のコネクタアセンブリと、
外部コネクタが嵌合される嵌合部が形成された筐体と、
を備え、
前記コネクタアセンブリに実装された前記コネクタは、前記筐体との間に前記第１シール部材を設けた状態で前記筐体に挿入されているカメラモジュール。 - 請求項４に記載のコネクタアセンブリの組立方法であって、
はんだが設けられた前記基板の表面に前記コネクタを設置するマウント工程と、
前記コネクタが設置された前記基板を前記はんだが溶融する温度環境に晒すはんだ付け工程と、
を含んでいる組立方法。 - 前記はんだが溶融する温度環境は、２００℃以上とされている請求項６に記載の組立方法。
- 前記はんだ付け工程の前に予熱工程を含み、
前記予熱工程は、前記コネクタが設置された前記基板を１５０℃以上１８０℃以下の温度環境に６０秒以上晒し、
前記はんだ付け工程は、前記コネクタが設置された前記基板を２００℃以上２６０℃以下の温度環境に３０秒以上晒す請求項７に記載の組立方法。
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|---|---|---|---|
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