JPH08298144A

JPH08298144A - 選択的に金属化されたプラスチック製ホールドダウンコネクタ

Info

Publication number: JPH08298144A
Application number: JP7187537A
Authority: JP
Inventors: Niranjan Kumar Mitra; ニランジャン・クマール・ミトラ; Ronald Cornelis Maria Bekker; ロナルト・コルネリス・マリア・ベッカー
Original assignee: KONEKUTAA SYST TECHNOL NV; Connector Systems Technology NV
Current assignee: KONEKUTAA SYST TECHNOL NV; Connector Systems Technology NV
Priority date: 1994-07-22
Filing date: 1995-07-24
Publication date: 1996-11-12
Also published as: EP0694996A1; US5713762A

Abstract

(57)【要約】【課題】基板に装着したときに、コネクタと基板との間
の機械的なストレスが補償されるコネクタ【解決手段】導電性材料で形成されたハウジングを有
し、基板に装着されるコネクタであって、このハウジン
グは、金属層７を設けられたスタンドオフ２を備え、こ
のスタンドオフは、基板１５の近部に予め配置されるコ
ネクタ１の一側に配置され、これにより金属層７は、こ
のコネクタを基板１５にはんだ付け可能に結合しかつ固
定するための手段として作用するコネクタ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電材料製のハウ
ジングを有し、基板に装着されるコネクタに関する。こ
のようなコネクタは、電気コネクタの分野で広く用いら
れており、例えばその一側で印刷基板（ｐｃｂ）に結合
され、その他側で相手方コネクタを収容することができ
る。このようなコネクタは、端子を収容し、これらの端
子はコネクタから延び、一般的には、基板上の対応する
コンタクトパッドにはんだ付け可能なように折曲げられ
た平坦なコンタクト面を有する。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】実際には、これらの折曲
げ面がほぼ１の平面内に配置されるように、折曲げるこ
とは極めて困難である。更に、ほぼ平坦な基板を実際に
形成することは極めて困難である。したがって、端子を
収容するコネクタのスルーホールを通るセンターライン
に対して９０°よりも僅かに小さな角度にこれらの面を
形成し、コネクタを基板に装着したときに、基板の表面
に対して各コンタクトに小さなばね作用（したがって公
差）を形成する。

【０００３】更に小型化が要求される場合は、所定の領
域により多くの端子を配置する必要があり、所定サイズ
のコネクタにより多くの端子を設けることが要求され
る。あるいは、標準の表面領域当り従来より多くの端子
を有するより大きなコネクタを開発する必要がある。こ
のため、更に小型化を可能とするためには、端子の折曲
げられたコンタクト面および基板の平坦性は、公差の増
大に対応する必要がある。理想モデルからずれが生じる
と、コネクタと基板の間の接続部に応力を生じさせ、こ
れは電気的な結合不良あるいは基板からの金属パッドの
分離を生じさせる可能性がある。

【０００４】これらの不都合を解消するために、本願出
願人は、コネクタを基板に装着する前に各端子がコネク
タのそれぞれの凹部内で僅かに移動することのできるコ
ネクタを提案した（オランダ特許出願9301779 ）。これ
により、基板の所定の最大湾曲は、基板とコネクタの間
の接続部に機械的なストレスを形成することなく容易に
補償することができる。しかし、これは、問題に対する
極めて安価な解決というものではなく、このようなコネ
クタを基板に装着することは、例えば、端子のいくつか
が全体的に内方に移動し、一方他の端子は全く移動しな
い等の理由により、常に容易なものではない。

【０００５】コネクタの外面上に、このコネクタ上の金
属導電路によりコネクタ端子に接続される電気素子を設
けることが、例えば米国特許第５，１４１，４５４号に
記載されている。

【０００６】本発明の目的は、容易かつ確実に基板に装
着することのできるコネクタを提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、容易かつ安価に製造
することのできるコネクタを提供することにある。

【０００８】本発明の更に他の目的は、基板に装着した
ときに、コンタクト面と基板上の金属バッドとの間のは
んだ結合に追加する手段により、コネクタと基板との間
の機械的なストレスが補償されるコネクタを提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段および発明の効果】したが
って、本発明による導電性ハウジングを有して基板に装
着されたコネクタは、上記ハウジングが、金属層を設け
られた部分を備え、この部分が、基板の近部に予め配置
されるコネクタの一側に配置され、これにより金属層
は、このコネクタを基板にはんだ付け可能に結合しかつ
固定するための手段として作用することを特徴とする。
ハウジングの上記部分の金属層は、例えばはんだ付け工
程により、基板の対応する接地層に固定される。コネク
タと基板とを一体的に固定するときに、基板の湾曲ある
いはコネクタの製造公差を補償するために、機械的な力
を追加的に加えることができる。基板に固定すべきハウ
ジングの部分の表面領域は、比較的大きい値とすること
ができる。この部分の表面領域が大きくなると、コネク
タと基板との間の結合力が大きくなり、端子のコンタク
ト面と基板の金属パッドとの間の結合部に形成される応
力に対して補償する力も大きくなる。

【００１０】上記コネクタの部分は、基板と接触するた
めに、適宜の好適な形状を有することができる。第１の
実施の形態では、上記部分は、それぞれがコネクタの側
部から延びかつ少なくとも部分的に上記金属層を設けら
れた１組のスタンドオフ部材を備える。

【００１１】あるいは、上記部分は、少なくとも部分的
に上記金属層を設けられかつ端子を収容するための凹部
を有するリムを備える。

【００１２】上記部分に加え、コネクタは、それぞれが
前記部分と同じ側に配置される１組の保持片（a set of
hold-down pegs ）を備え、これらの保持片は他の金属
層を設けられて前記基板の対応する凹部内に嵌合され
る。上記保持片は、２つの機能を有し、第１に、これら
の保持片は基板のメッキされあるいはメッキされてない
対応する凹部内にはんだ付けされ、第２に、これらの保
持片は一体的に固定するときにホールドダウンコネクタ
（hold-down connector ）と基板との間の整合をサポー
トする。

【００１３】コネクタのハウジングは、このハウジング
に配置された電気素子と、このコネクタの端子とに接続
される金属導電路を設けられる。これにより、可能な限
り、接続ラインを短くすることができる。

【００１４】必要な場合には、コネクタは、シールド層
により、少くとも部分的にシールドすることができる。

【００１５】本発明は、更に、上記のコネクタの少なく
とも１と、基板とを備え、この基板が、コネクタの対応
する端子に接続される信号層と、コネクタの前記部分に
接続される接地層とを有するコネクタシステムにも向け
られている。

【００１６】コネクタが上述の保持片を備える場合に
は、このようなコネクタシステムの基板は、更に、それ
ぞれ保持片を挿入されかつ固定される凹部を設けられ
る。

【００１７】以下、本発明の実施の形態を例示する図面
を参照しつつ更に詳細に説明する。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１の（Ａ）には、１の側部３に
複数のスタンドオフ（stand-off ）２を配置されたコネ
クタ１が示されている。コネクタ１のハウジングは、端
子４（図の（Ｃ））を収容するための複数の凹部１０を
設けられている。図１の（Ａ）に示すコネクタ１は、一
体的に形成されるのが好ましい。

【００１９】次の製造工程で（図１の（Ｂ））全てのス
タンドオフ２に金属層７が設けられる。これは本願出願
人による欧州特許出願（ＢＯ39328 ）に記載の選択的な
金属化方法により行うことができる。しかし、他のいか
なる方法であっても、選択的に金属化（metallized）さ
れたスタンドオフ２を形成することが可能である。

【００２０】全てのスタンドオフ２を金属層７で金属化
した後に、端子４が凹部１０内に挿入される（図１の
（Ｃ））。

【００２１】各端子４は、例えば印刷基板（ＰＣＢ）で
ある基板１５上の対応する信号層１６と接触するため
に、側方に折曲げられた少なくとも１のコンタクト面を
持っている。

【００２２】各々のスタンドオフ２の上の各金属層７
は、基板１５上の接地層１８に接続されるようになって
いる。接地層１８と信号層１６との寸法は、図１の
（Ｄ）に示すように、スタンドオフ２間の相対距離と、
端子４間の相対距離に対応する。

【００２３】金属層７を接地層１８にはんだ付けにする
ことにより、コネクタ１と基板１５との間を結合する力
が、極めて増大される。スタンドオフの数およびコネク
タのコンタクト側におけるこれらの位置は、これらがコ
ネクタの比較的過剰領域（redundant area）に位置して
いるため、すなわちこれらが凹部１０間の側壁の縁部に
配置されており、これらの側壁が除外できないものであ
るため、何等の問題も生じない。

【００２４】図２の（Ａ）から（Ｄ）は、本発明による
他のコネクタを示す。図１の（Ａ）から（Ｄ）と同じ参
照符号は、コネクタの同様な部分を示す。図１の（Ａ）
から（Ｄ）を参照して説明した部分に加え、図２の
（Ａ）から（Ｄ）におけるコネクタ１は、延長部１９上
に配置される２つの保持片（hold-down peg ）１２を備
える。この追加の保持片１２はプラスチックから形成さ
れ、コネクタ１と一体的に形成されるのが好ましい。図
２の（Ｂ）は、スタンドオフ2 が金属層７で金属化され
る工程と同じ工程で、保持片12が金属化されることを示
す。図２の（Ｃ）では、コネクタ１が凹部１０内に端子
４を収容することを示す。図２の（Ｄ）は、基板１５が
追加の凹部１７を備え、コネクタ１の保持片１２を収容
することを示す。基板１５は、凹部１７を囲む金属リン
グ１１を備え、図２の（Ｄ）に示すように、延長部１９
の金属化された部分にはんだ付けにされるようになって
いる。図３の（Ａ）および（Ｂ）は、リフローはんだ付
け（reflow soldering）工程および流動はんだ付け（wa
ve soldering）工程が用いられたときの、保持片１２を
有するコネクタ１と基板１５との間の結合部の断面を示
す。リフローはんだ付け工程（図３の（Ａ））が用いら
れる場合は、凹部１７′が金属層１３でメッキされるの
が好ましい。流動はんだ付け工程が用いられる場合は、
コネクタ１と基板とが一体的に固定されるときに、はん
だの外部供給源があり、金属層１３を省略することがで
きる。コネクタ１の反対側の基板１５の側部で凹部１７
を囲む追加の金属リング２０は、図３の（Ｂ）に示すよ
うに、凹部１７と保持片１２との間の結合部を支えるこ
とができる。各端子４は、はんだ１４により、対応する
信号層１８に接続される。各スタンドオフ２の各金属層
７は、はんだ１４により、接地層１８の対応する部分に
接続される。図３の（Ａ）および（Ｂ）は、端子４の折
曲げられたコンタクト面が隣接するスタンドオフ２の間
（あるいは延長部１０とその隣接するスタンドオフ２と
の間）に延設されるために十分なスペースを有するよう
に、基板１５に面するコネクタ１の表面からスタンドオ
フ２が延びることを示す。

【００２５】図４の（Ａ）から（Ｄ）は、他のホールド
ダウンコネクタのための次の製造工程を示す。この場合
も、同様な参照符号は先の図面と同様な部分あるいは部
材を示す。スタンドオフ２を金属層７により選択的にの
み金属化することに代え、側面の全てがシールド層５に
より金属化される。この金属層５は金属層７と同様な製
造工程で金属化することができ、コネクタ１の縁部にお
けるスタンドオフ２上に配置されたこれらの金属層７に
電気的に接触する。これは、本願出願人による上述の欧
州特許（ＢＯ３９３２８）に記載の選択的金属化方法
により、容易に行うことができる。しかし、他の選択的
金属化方法によっても行うことは可能である。

【００２６】図４の（Ｃ）および（Ｄ）に示すように、
コネクタ１は外部の電磁干渉に対してシールド層５によ
りシールドされる。シールド層５が金属層７のいくつか
に電気的に接触し、全ての金属層７が基板１５の接地層
１８にはんだ付けされるため、シールド層５は接地電位
となる。

【００２７】図４の（Ａ）から（Ｄ）に示す実施の形態
でも、図２の（Ａ）から（Ｄ）に示すような保持片１２
を延長部１９に設けることができる。

【００２８】図の５の（Ａ）から（Ｄ）は、ホールドダ
ウンコネクタ（hold-down connector ）の更に他の実施
の形態の次の製造工程を示す。

【００２９】この場合も、同様な参照符号は先の図面と
同様な部分あるいは部材を示す。

【００３０】図１の（Ａ）から図４の（Ｄ）の実施の形
態におけるスタンドオフ２に代え、図の５の（Ａ）から
（Ｄ）によるコネクタ１′は、隣接する凹部１０間の側
壁の縁部とすることができるリム６を備える。これらの
リム６は、少なくとも部分的に金属層８を設けられてい
る。コネクタ１′の側縁部で、リム６は端子４の折曲げ
られたコンタクト面用の凹部９を有する。端子４のコン
タクト面は、凹部１０を通るセンターラインに対して９
０°よりも僅かに小さく折曲げられるのが好ましい。こ
れにより、端子４のコンタクト面の端部は、コネクタ
１′を基板１５に固定するときに、基板１５に最初に接
触し、端子４と基板１５上のその対応する信号層１６と
のとの間の接触を信頼性の高いものとする。同様に、金
属層８は基板１５の接地ライン１８にはんだ付けされ、
これにより、コネクタ１′と基板１５との間の結合力を
大きく増大する。

【００３１】好ましい実施の形態では、凹部１０の内面
に近接するリム６の外側部分は、金属層８と端子４との
間の回路の短絡を防止し、このコネクタを基板１５に装
着するときにより大きな公差を形成するために金属化さ
れていない。

【００３２】図５の（Ｂ）から（Ｄ）に示すように、コ
ネクタ１′はシールド層５によりシールドすることがで
きる。しかし、このシールド層５は、必要でない場合に
は省略することができる。

【００３３】図５の（Ａ）から（Ｄ）に示すコネクタ
１′の実施の態様においても、図２の（Ａ）から（Ｄ）
に示すような保持片１２を設けた延長部１９を有するこ
とができる。

【００３４】図２の（Ａ）から（Ｄ）では、保持片は方
形の断面形状を有する。しかし、必要な場合は、円形あ
るいは他の多角形形状を含む他の断面形状を有すること
ができる。更に、保持片１２の端部は図３の（Ａ）およ
び（Ｂ）に示すように傾斜面に形成し、凹部１７，１
７′内への保持片１２の挿入を容易にさせることができ
る。

【００３５】図６の（Ａ）および（Ｂ）は、コネクタ
１，１′のスペア表面領域上の追加金属層７，８による
基板１５へのコネクタの保持（hold-down ）は、図１の
（Ａ）から図５の（Ｂ）に示す実施の形態のように、側
方に曲げられたコンタクト面を有する端子を備えたコネ
クタにのみ限定されるものではないことを示す。

【００３６】図６の（Ａ）は、互いに結合可能な２つの
コネクタ２１，３１を示す。これらのコネクタ２１，３
１のそれぞれは、対応する基板（図示しない）に結合す
ることができる。このため、コネクタ２１は、各コンタ
クトピン２９から延びる結合端部２２を備える。これら
の結合端部は、基板の対応するコンタクト孔に挿入され
る。コネクタ２１には延長部２８が設けられ、これらの
延長部には、通常、ボルトなどの結合手段（図示しな
い）を収容するための貫通孔２６が設けられる。コネク
タ２１と基板（図示しない）との間の保持を強固にする
ために、延長部２８には金属層２５が設けられ、この金
属層は基板上の対応する接地層にはんだ付けされる。

【００３７】図６の（Ａ）は、更に、コネクタ３１を示
し、このコネクタはほぼ９０°の角度で基板（図示しな
い）に固定される。このため、コネクタ３１は、ほぼ９
０°に曲げられる端子３２を備える。このコネクタ３１
には延長部３８が設けられており、これらの延長部は通
常、ボルトなどの結合手段を収容するための孔３６を設
けられている。しかし、本発明においては、延長部３８
は金属層３５を設けられ、この金属層を基板（図示しな
い）上の対応する接地層にはんだ付けされる。

【００３８】シールド５を必要としない本発明の実施の
形態では、コネクタの側面には、１のコネクタ内の他の
端子間に結合される他の電気素子を支えることができ
る。これは図６の（Ａ）に示してある。コネクタ３１の
凹部３９の少なくともいくつかは内部を金属化され、コ
ネクタ３１の外面上の金属導電路３４に結合される。こ
の金属導電路３４は電気素子３３を接続するために、端
子部（terminal points）に導かれる。

【００３９】コネクタ３１と同様に、コネクタ２１にも
電気素子２３を設けることができ、これらの電気素子
は、内部を金属化されて対応するコンタクトピン２９を
収容する凹部に至る金属導電路に接続される。

【００４０】もちろん、図１の（Ａ）から（Ｄ）および
図２の（Ａ）から（Ｄ）に示すコネクタの実施の態様に
おいても、コネクタ１の外面上に支えられた電気素子に
至る金属導電路を、コネクタ１の外面上に設けることも
可能である。

【００４１】図４の（Ａ）から（Ｄ）および図５の
（Ａ）から（Ｄ）のコネクタ１，１′の実施の形態は、
図６の（Ａ）の実施の形態に示すように電気素子を用い
るために利用可能な表面領域をある程度残すために、一
部のみシールドする更に他の実施の形態とすることも可
能である。もちろん、このような実施の形態では、シー
ルド層５のシールド効果に関する電気的な動作は低下す
る。

【００４２】図６の（Ｂ）は、他のコネクタ２１，３１
を示し、この場合には、金属層２５，３５のそれぞれが
保持片２７，３７で置換えられている。理解を容易とす
るため、図６の（Ｂ）では、コネクタ２１，３１の端子
２２，３２に関する全ての細部を省略してある。

【００４３】図１の（Ａ）から図６の（Ｂ）に示すコネ
クタを製造するため、本願出願人による欧州特許出願
（ＢＯ３９３２８）に記載の方法を用いることができ
る。概略的には、これは、以下の工程により、所要の選
択的に金属化プラスチック部材を形成するものであり、
すなわち、ａ．第１所定厚さの第１無電解金属層（electroless me
tal layer ）をプラスチック部材の表面上に配置し、ｂ．上記第１金属層の所定のトレースを融蝕し（ablati
ng）、プラスチック部材の所定のサブ領域に、第１金属
層の残りの領域から電気的に分離される第１金属層のサ
ブ領域を形成し、ｃ．上記第１金属層のサブ領域にのみ、第２所定厚さの
第２メッキ金属層を配置し、ｄ．上記第１金属層の残りの領域を除去する工程を備え
るものである。

【００４４】上記工程ｂ，ｃにおける第１金属層のサブ
領域は、図１の（Ａ）から（Ｄ）、図２の（Ａ）から
（Ｄ）および図４の（Ａ）から（Ｄ）の実施の形態にお
ける金属層７と、図２の（Ｂ）から図３の（Ｂ）におけ
る保持片１２および保持片１２を支える延長部１９上の
金属層と、図４の（Ｂ）から（Ｄ）および図５の（Ｂ）
から（Ｄ）におけるシールド層５と、図５の（Ｂ）から
（Ｄ）における金属層８と、図６の（Ａ）における金属
層２５，３５と、図６の（Ｂ）における保持片２７，３
７とを含む。更に、図６の（Ａ）におけるコネクタ２
１，３１の金属導電路２４，３４も含む。上述の金属層
および導電路の回りに好適な形状の掃引線（trace ）
を、欧州特許出願（ＢＯ３９３２８）に更に説明されて
いるように好適な手段で形成することにより、必要に応
じて選択的に金属化された領域を有する本発明のコネク
タを容易に得ることができる。しかし、本発明の実施の
形態におけるコネクタは、上述の方法で製造されるもの
に限定されるものではない。他の好適な適宜の方法を用
いることが可能である。

【００４５】上記欧州特許出願（ＢＯ３９３２８）に記
載の方法を用いる場合は、例えば電子ビームあるいはイ
オンビームなどの高エネルギビームを用いることができ
る。光ビームあるいはレーザビームを代りに使用するこ
ともでき、一方、研磨を用いることも可能である。上述
の工程ｄにおける非選択金属層領域の除去は、化学的な
エッチング工程あるいは研磨工程により行うことが可能
である。第１金属層は無電解（electroless ）の銅ある
いはニッケルで、１から２μｍの厚さに形成でき留。第
２厚さは５から１０μｍとすることができる。電気メッ
キ金属層は、例えばニッケル、金、あるいは、錫−鉛か
らなる２から４μｍのトップコート仕上げ層で被覆して
もよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハウジングがスタンドオフを有するコネクタの
連続的な製造工程を示す図である。

【図２】ハウジングがスタンドオフおよび保持片を有す
るコネクタの連続的な製造工程を示す図である。

【図３】図２の（Ａ）から（Ｄ）のコネクタと異なる態
様で保持片により基板に装着する状態の断面図である。

【図４】ハウジングがスタンドオフとシールド層とを有
するコネクタの連続的な製造工程を示す図である。

【図５】ハウジングがコンタクトリムを有するコネクタ
の連続的な製造工程を示す図である。

【図６】表面に電気素子を設けられた他のコネクタを示
す図である。

【符号の説明】

１，１′，２１，３１…コネクタ、２…スタンドオフ、
３…側部、４，２２，３２…端子、５…シールド層、６
…リム、７，８，１３，２５，３５…金属層、９，１
０，１７，１７′，３９…凹部、１１，２０…金属リン
グ、１２…保持片、１５…基板、１６…信号層、１８…
接地層、１９，２８，３８…延長部、２２…結合端部、
２６…貫通孔、２９…コンタクトピン、３３…電気素
子、３４…導電路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ロナルト・コルネリス・マリア・ベッカーオランダ国、エヌエル − 5581 イーイー・ワールレ、ベフェールラーン１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性材料で形成されたハウジングを有
し、基板に装着されるコネクタであって、前記ハウジン
グは、金属層（７；８；２５；３５）を設けられた部分
（２；６；２８；３８）を備え、この部分は、基板（１
５）の近部に予め配置されるコネクタ（１；１′；２
１；３１）の一側に配置され、これにより金属層（７；
８；２５；３５）は、このコネクタを基板（１５）には
んだ付け可能に結合しかつ固定するための手段として作
用することを特徴とするコネクタ。
【請求項２】前記部分は、それぞれがコネクタ（１）
の側部（３）から延びかつ少なくとも部分的に前記金属
層（７）を設けられた１組のスタンドオフ部材（２）を
備えることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
【請求項３】前記部分は、少なくとも部分的に前記金
属層（８）を設けられかつ端子（４）を収容するための
凹部（９）を有するリム（６）を備えることを特徴とす
る請求項１に記載のコネクタ。
【請求項４】それぞれが前記部分と同じ側に配置され
る１組の保持片（１２）を備え、これらの保持片は他の
金属層（１３）を設けられて前記基板（１５）の対応す
る凹部（１７）内に嵌合されることを特徴とする請求項
１から３のいずれか１に記載のコネクタ。
【請求項５】コネクタ（２１；３１）のハウジング
は、このハウジングに配置された電気素子（２３；３
３）と、このコネクタの端子（２２；３２）とに接続さ
れる金属製導電路（２４；３４）を設けられることを特
徴とする請求項１から４のいずれか１に記載のコネク
タ。
【請求項６】シールド層（５）により少なくとも部分
的にシールドされることを特徴とする請求項１から５の
いずれか１に記載のコネクタ。
【請求項７】請求項１から６のいずれかに記載の少な
くとも１のコネクタと基板（１５）とを備え、この基板
は、コネクタの対応する端子に接続される信号層（１
６）と、コネクタの前記部分に接続される接地層（１
８）とを有するコネクタシステム。
【請求項８】請求項４に記載の少なくとも１のコネク
タと基板（１５）とを備え、この基板は、コネクタの対
応する端子に接続される信号層（１６）と、コネクタの
前記部分に接続される接地層（１８）と、それぞれ保持
片（１２）が挿入されかつ固定される凹部（１７；１
７′）とを設けられるコネクタシステム。
【請求項９】前記凹部（１７′）は、更に他の金属層
（１３）でメッキされていることを特徴とする請求項８
に記載のコネクタシステム。