JPH0982390A - コネクタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的容易に導電部間のピッチ幅を微細化で
きると共に、接触抵抗や固有抵抗を可能な限り低減で
き、かつ耐電圧の比較的高いコネクタを実現する。 【解決手段】 弾性絶縁材32より成る本体部12と、本体
部12内に埋設された金属導電材より成る超微細コイルス
プリング14とを備え、コイルスプリング14は、螺旋状に
連続し相互間に所定の間隙18が設けられた複数のループ
16を備えており、各ループの上端16ａは本体部の上面12
ａより外部に露出すると共に、下端16ｂは本体部の下面
12ｂより外部に露出しており、ループの上端16ａが所定
の間隔毎に切断され、以てコイルスプリング14が複数の
導電部22に分断されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、各種電子素子の
端子等とプリント基板の導電パターン等との間を電気的
に接続するコネクタに係り、特に導電体としてコイルス
プリングを用いたコネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】各種エレクトロニクス製品の軽薄短小化
を背景とした電子機器の高密度実装化に伴い、各素子の
電極や端子とプリント基板間を接続するコネクタに対し
ても微細化の要請が強まって来ている。図１２は、従来
のコネクタの一例であるゼブラコネクタ70を示すもので
ある。このゼブラコネクタ70は、細長い直方体形状を有
した絶縁性の本体部72と、該本体部72内に一定のピッチ
で埋め込まれた複数の導電部74より構成される。上記本
体部72は、絶縁性のシリコーンゴム等より成る。また、
上記導電部74は、導電性のシリコーンゴム等より成り、
上記本体部72の表面72ａから裏面72ｂまで貫通してい
る。

【０００３】このゼブラコネクタ70は、例えば、その表
面をＬＣＤパネル76の裏面に取り出された一連の端子部
（図示省略）に密着させると共に、その裏面をコントロ
ール基板78の一端辺に取り出された一連の接続端子部80
に密着させ、適当な係止手段を介してＬＣＤパネル76を
コントロール基板78に圧着させることによって配置・固
定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このゼブラコネクタ70
は、全体が弾性部材より構成されており、上記のように
素子と基板の端子間に挟み込んで圧着させるだけで固定
できるため、ハンダ付けの必要がなく、実装作業の効率
化のみならず、弱熱性電子部品の熱破壊を防止できる利
点がある。また、導電部74間のピッチを相手方の端子間
ピッチよりも小さく設定しておけば、必ずしも導電部74
の数と相手方の端子数とが一対一に対応している必要が
ないため、様々な用途に汎用的に応用できる利点があ
る。

【０００５】しかしながら、この従来のゼブラコネクタ
70は、絶縁性シリコーンゴム内に多数の導電性シリコー
ンゴムを一定のピッチで正確に埋め込む必要があるた
め、導電部74間のピッチ幅の微細化には製造技術上の限
界があった。また、導電部74がシリコーンゴムより成る
ため、金属製の導電体を用いる場合に比較して、接触抵
抗や固有抵抗がどうしても高くなり、電送ロスが大きく
なる点で問題であった。また、耐電圧も低くなるため、
プラズマ・ディスプレイ・パネル（以下「ＰＤＰ」とい
う）のように、１００Ｖ／５０μといった比較的高い電
圧印加が行われる機器には利用できないという欠点があ
った。

【０００６】この発明は、従来の上記問題を解決しよう
とするものであり、比較的容易に導電部間のピッチ幅を
微細化できると共に、接触抵抗や固有抵抗を可能な限り
低減でき、かつ耐電圧の比較的高いコネクタを実現する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るコネクタは、弾力性を備えた絶縁材よ
り成る本体部と、該本体部内に埋設された金属導電材よ
り成るコイルスプリングとを備え、該コイルスプリング
は、相互間に所定の間隙を保って螺旋状に連続した複数
のループを備えており、各ループの一端は上記本体部の
一面より外部に露出すると共に、各ループの他端は上記
本体部の他面より外部に露出し、上記複数のループの少
なくとも一端が所定の間隔毎に切断され、以て上記コイ
ルスプリングが複数の導電部に分断されていることを特
徴とする。

【０００８】しかして、上記導電部に含まれる各ループ
の一端を一方の接続対象、例えばプリント基板の導電パ
ターンに接触させると共に、各ループの他端を他方の接
続対象、例えば各種電子素子の端子部に接触させること
により、上記導電部を介して両接続対象間を電気的に接
続することができる。また、上記コイルスプリングの寸
法や本数、切断するループの間隔等を適宜選定すること
により、様々な接続対象に対応した導電部を容易に形成
できる。特に、予め絶縁性の本体部内に埋設されたコイ
ルスプリングの露出部分（相互に所定の間隙を保って配
列された各ループの少なくとも一端）を選択的に切断す
るだけで複数の導電部が形成されるため、複数の導電部
材を相互に一定の間隙を保って個別的に本体部内に埋設
する場合に比べ、容易に導電部間のピッチの微細化が実
現できる。

【０００９】例えば、上記コイルスプリングを、各ルー
プの直径が20〜100μｍの範囲にある超微細コイルスプ
リングによって構成することにより、極めて微細な接続
対象に対応できる。この場合、上記本体部の一面より露
出している上記複数のループの一端に対して、所定のピ
ッチでレーザー光線を照射してこれを溶融切断し、以て
上記導電部を形成するようにすれば、上記超微細コイル
スプリングを極めて微細な単位に容易に分断することが
可能となる。

【００１０】上記コイルスプリングは、金属導電材より
成るため、接触抵抗及び固有抵抗を可能な限り低減する
ことができる。例えば、上記コイルスプリングを、タン
グステン、モリブデン及び鉄の少なくとも一つを主成分
とする材料によって構成すると共に、その表面に金メッ
キを施すことが望ましい。

【００１１】上記本体部に１本のコイルスプリングを配
置すると共に、該コイルスプリングに属する複数のルー
プの少なくとも一端を所定の間隔毎に切断し、以て一列
に配置された複数の導電部を形成してもよい。あるい
は、接続対象の形状や配列に合わせて、上記本体部に複
数本のコイルスプリングを所定の間隔をおいて並列配置
すると共に、各コイルスプリングに属する複数のループ
の少なくとも一端を所定の間隔毎に切断し、以て縦横に
配置された複数の導電部を形成してもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
の実施の形態を説明する。図１及び図２に示すように、
第１のコネクタ10は、弾力性を備えた絶縁性のシリコー
ンゴム等より成る帯状の本体部12と、該本体部12内に埋
め込まれた超微細コイルスプリング14より構成される。

【００１３】この超微細コイルスプリング14は、タング
ステンやモリブデン、鉄等より成る直径１〜５μｍの超
微細弾性ワイヤを、直径20〜100μｍの微細な芯線の周
囲に一定のピッチで螺旋状に巻回し、焼き鈍し終了後に
上記芯線を溶融させることによって形成される。この結
果、上記超微細コイルスプリング14には、それぞれ直径
20〜100μｍの円形あるいは楕円形を呈し、螺旋状に連
続する複数のループ16が形成される。また、各ループ16
の表面には、金メッキが施されている。なお、上記超微
細コイルスプリング14は、上記超微細弾性ワイヤを、い
わゆる突き当て法によって螺旋状に巻回することで形成
してもよい。

【００１４】上記超微細コイルスプリング14は、完全に
収縮してはおらず、各ループ16間に10μｍ程度の間隙18
が形成される程度に引き伸ばされた状態で上記本体部12
内に埋め込まれている。また、上記超微細コイルスプリ
ング14は、上記本体部12内に完全に埋没しているのでは
なく、各ループ16の上端16ａが本体部12の上面12ａより
数μｍほど突出しており、また各ループ16の下端16ｂも
本体部12の下面12ｂより数μｍほど突出している。

【００１５】本体部12の上面12ａから突出したループ16
の上端16ａには、一定の間隔毎に上端16ａを切断した欠
損部20が形成されており、この結果、それぞれ複数のル
ープ16を備え、かつ相互間が絶縁された複数の導電部22
が形成される。各導電部22の長さＬは、約50μｍ程度に
設定されている。

【００１６】つぎに、上記第１のコネクタ10の製造方法
について説明する。まず、図３に示すように、上記超微
細コイルスプリング14の両端をやや引っ張った状態で、
回転ドラム24の両端に形成されたフランジ26，26の内面
に固定する。この際、一定間隔をおいて複数本の超微細
コイルスプリング14が、上記ドラムの曲周面28に沿って
並列配置される。そして、上記ドラム24を軸30を中心に
一定方向に回転させながら、その曲周面28に向けて溶融
したシリコーンゴム等の弾性絶縁材32を注ぎ、超微細コ
イルスプリング14を該弾性絶縁材32の内部に埋没させ
る。この後、上記弾性絶縁材32に脱泡、加熱処理を施
し、該弾性絶縁材32が硬化した時点で、この弾性絶縁材
32より成る環状体を切開してシート状とする。

【００１７】この段階では、超微細コイルスプリング14
は完全に上記弾性絶縁材32の内部に埋没したままである
ため、上記シートの表面及び裏面にエッチング処理を施
し、図４に示すように、超微細コイルスプリング14に属
するループの上端16ａ及び下端16ｂを露出させる。この
シート34には、複数本の超微細コイルスプリング14が一
定の間隔をおいて並列配置されているが、図中の二点鎖
線に沿って切断することにより、それぞれ１本の超微細
コイルスプリング14を備えた複数の帯状本体部12が形成
される。

【００１８】最後に、図５に示すように、各ループ16の
上端16ａに向けてＹＡＧレーザー光線36を約10μｍでス
ポット照射し、コイルスプリング14を所定のピッチで溶
融切断して上記欠損部20を形成することにより、第１の
コネクタ10が完成する。このレーザー照射は、ミクロン
・オーダーでの制御が可能である。また、本体部12を構
成するシリコーンゴム等の弾性絶縁材は、透明で可能な
限りＹＡＧレーザー光線36を吸収し難いものを選定する
必要がある。

【００１９】なお、上記のように、回転ドラム24の曲周
面28に超微細コイルスプリング14及び弾性絶縁材32を配
置して環状体を形成した後に、これを切開してシート状
とする代わりに、複数本の超微細コイルスプリング14を
所定の間隔をおいて平面上に並列配置し、その上に弾性
絶縁材32を充填することにより、最初からシート状に形
成してもよいことは言うまでもない。また、弾性絶縁材
32中に超微細コイルスプリング14を完全に埋没させた後
に、両面にエッチング処理を施して各ループの上端16ａ
及び下端16ｂを露出させる代わりに、初めから各ループ
の上端16ａあるいは下端16ｂの少なくとも一方が露出す
るように弾性絶縁材32の厚さを形成しても勿論よい。

【００２０】この第１のコネクタ10は、例えば図６に示
すように、プリント基板38と電子素子の端子板40との間
に介装される。この際、第１のコネクタ10の各導電部22
が、プリント基板38側の各導電パターン42と端子板側の
各端子44との間に挟み込まれるように位置決めされる。
また、第１のコネクタ10の固定は、ボルト等の図示しな
い係止手段を介して、上記端子板40を上記プリント基板
38側に圧着させることで実現される。

【００２１】図示の通り、第１のコネクタ10の各導電部
22は、その上端が端子板40の各端子44と、また下端がプ
リント基板38の各導電パターン42と接触しているため、
第１のコネクタ10を介して端子板40とプリント基板38と
の電気的接続が実現されている。上記のように、第１の
コネクタ10の本体部12が弾力性に富んだ物質によって構
成されると共に、導電部22も弾力性のある超微細コイル
スプリング14によって構成されているため、第１のコネ
クタ10を上記のように圧着固定した際には、その弾力性
に基づく反発力により、各導電部22は、上記端子板40の
各端子44及びプリント基板38の各導電パターン42に対し
て極めて強固に密着することができ、接触不良が生じる
ことがない。

【００２２】なお、図７に示すように、第１のコネクタ
10の接続対象である各端子44及び各導電パターン42の配
列ピッチがそれぞれ狭まる場合には、第１のコネクタ10
のコイルスプリング14に形成する欠損部20の形成ピッチ
を狭め、導電部22の形成数を増加させることで簡単に対
応できる。また、第１のコネクタ10の導電部22は、接続
対象である各端子44及び各導電パターン42と必ずしも一
対一で対応する必要はなく、図８に示すように、複数の
導電部22を各一の端子44及び導電パターン42に対応させ
てもよい。

【００２３】上記した第１の第１のコネクタ10は、帯状
の本体部12に１本の超微細コイルスプリング14を埋設し
て成るが、本発明はこれに限定されるものではなく、図
４に示したシート34を、そのまま（二点鎖線に沿って帯
状に切断することなく）本体部として利用してもよい。
図９はその一例として第２のコネクタ46を示すものであ
り、シート状の本体部12に６本の超微細コイルスプリン
グ14ａ〜14ｆを所定の間隔をおいて並列配置してなる。
超微細コイルスプリング14ａ〜14ｆを構成する各ループ
16の上端16ａ及び下端16ｂは、もちろん本体部12の上面
12ａ及び下面12ｂから突出している。

【００２４】超微細コイルスプリング14ａ〜14ｆに属す
るループ16の上端16ａには、所定の間隔をおいて欠損部
20が形成されており、この結果それぞれ絶縁された複数
の導電部が形成されている。すなわち、最前列に位置す
る超微細コイルスプリング14ａ及び最後列に位置する超
微細コイルスプリング14ｆには、それぞれ９カ所に欠損
部20が設けられ、この結果それぞれ10個の小導電部22ａ
が形成されている。これらの小導電部22ａは、それぞれ
４個のループ16を備えている。これに対し、その他の超
微細コイルスプリング14ｂ〜14ｅにあっては、２カ所に
欠損部20が設けられ、それぞれ３個の導電部が形成され
ている。この中、真ん中に位置する大導電部22ｂは極め
て長大であり、その両側の小導電部22ａは上記と同様に
４個のループ16を備えている。

【００２５】上記第２のコネクタ46は、例えばＰＤＰ駆
動用のドライバＩＣチップ48とプリント基板との間に介
装される。このドライバＩＣチップ48は、図示の通り基
板50の表面中央に回路パターン部52を有すると共に、そ
の周囲に計２８個の接続端子54を配している。しかし
て、上記第２のコネクタ46の周囲に配置された、計２８
個の小導電部22ａの上端を上記ドライバＩＣチップ48の
各接続端子54に当接させると共に、該小導電部22の下端
をプリント基板上に形成された導電パターンに接触さ
せ、適当な係止手段を介してドライバＩＣチップ48をプ
リント基板側に押圧することにより、第２のコネクタ46
が圧着・固定される。この場合、上記大導電部22ｂはド
ライバＩＣチップ48の接続端子54とは接触せず、したが
って接続には全く寄与しないこととなる。

【００２６】図10はこの係止方法の具体例を示すもので
あり、プリント基板38の表面に、第２のコネクタ46を３
個配置すると共に、第２のコネクタ46の上にそれぞれド
ライバＩＣチップ48を載置し、各ドライバＩＣチップ48
の上に押さえ金具56を被せた状態を表している。上記押
さえ金具56の両端フランジ部58，58は、プリント基板38
を貫通して裏面側でカシメ止めされている。また、押さ
え金具56の裏面には３個の突起部60が形成されており、
該突起部60によって各ドライバＩＣチップ48はプリント
基板38側に押圧される。図示は省略したが、上記プリン
ト基板38の表面には、第２のコネクタ46の小導電部22ａ
に対応した複数の微細な導電パターンが形成されている
ことはいうまでもない。

【００２７】図１１に示すように、従来はドライバＩＣ
チップ48をリードフレーム62の台部64に載置し、各接続
端子54とリードフレームの外部端子部66との間をボンデ
ィング・ワイヤ68で結線した後、セラミックやプラスチ
ック等によってパッケージングを施し、これをプリント
基板の表面に載置して導電パターンと外部端子部66とを
ハンダ付けしていたため、接続作業が繁雑なものとなる
だけでなく、大きな設置スペースを占めるという問題が
あった。すなわち、従来はドライバＩＣチップ48の極め
て微細な接続端子54を直接プリント基板の導電パターン
に接続することが作業精度上の制約から困難であったた
め、リードフレーム62を介してドライバＩＣチップ48の
各接続端子54を拡大して取り出す必要があったのであ
る。

【００２８】これに対して、上記第２のコネクタ46にあ
っては、各小導電部22ａが巻径の極めて微細なコイルス
プリング14によって構成されると共に、欠損部20の形成
箇所を調整することによって各小導電部22ａの寸法を容
易に微細化できる。このため、第２のコネクタ46を用い
れば、ドライバＩＣチップ48の各接続端子54を上記小導
電部22ａを介して直接プリント基板上に印刷された微細
な導電パターンに接続でき、設置スペースの大幅な縮小
が実現できる。また、第２のコネクタ46は上記のように
シート状の本体部12を備え、その表面に複数の超微細コ
イルスプリング14をいわば面状に並列配置して成るた
め、上記欠損部20の形成箇所を調整することにより、複
数の導電部22を様々なパターンで縦横に配列させること
が可能となり、優れた応用性（汎用性）を発揮すること
ができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係るコネクタにあっては、複数
の導電部が、予め本体部に埋設されたコイルスプリング
の露出部分（相互に所定の間隙を保って配列された各ル
ープの少なくとも一端）を選択的に切断することによっ
て形成されるため、コイルスプリングの寸法や切断する
ループの間隔を適宜選定するだけで、導電部間のピッチ
を極めて容易に微細化することができ、電子機器の高密
度実装化に寄与できる。また、各導電部を構成するコイ
ルスプリングが金属導電材より成るため、導電部を導電
性シリコーンゴム等によって形成する場合に比べ、その
固有抵抗及び接触抵抗を容易に低減することができると
共に、耐電圧特性をも向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１のコネクタを示す側面図である。

【図２】第１のコネクタを示す斜視図である。

【図３】第１のコネクタの製造過程を示す部分断面図で
ある。

【図４】第１のコネクタの製造過程を示す斜視図であ
る。

【図５】第１のコネクタの製造過程を示す側面図であ
る。

【図６】第１のコネクタの使用例を示す部分断面図であ
る。

【図７】第１のコネクタの他の使用例を示す部分断面図
である。

【図８】第１のコネクタの他の使用例を示す部分断面図
である。

【図９】第２のコネクタ及びその使用例を示す斜視図で
ある。

【図１０】第２のコネクタの使用例を示す側面図であ
る。

【図１１】ドライバＩＣチップの従来の接続例を示す平
面図である。

【図１２】従来のコネクタ及びその使用例を示す斜視図
である。

【符号の説明】

10 第１のコネクタ 12 本体部 12ａ 本体部の上面 12ｂ 本体部の下面 14 超微細コイルスプリング 16 ループ 16ａ ループの上端 16ｂ ループの下端 18 間隙 22 導電部 22ａ 小導電部 22ｂ 大導電部 32 弾性絶縁材 36 レーザー光線 46 第２のコネクタ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾力性を備えた絶縁材より成る本体部
   と、該本体部内に埋設された金属導電材より成るコイル
   スプリングとを備え、該コイルスプリングは、相互間に
   所定の間隙を保って螺旋状に連続した複数のループを備
   えており、各ループの一端は上記本体部の一面より外部
   に露出すると共に、各ループの他端は上記本体部の他面
   より外部に露出し、上記複数のループの少なくとも一端
   が所定の間隔毎に切断され、以て上記コイルスプリング
   が複数の導電部に分断されていることを特徴とするコネ
   クタ。
2. 【請求項２】 上記コイルスプリングを、各ループの直
   径が20〜100μｍの範囲にある超微細コイルスプリング
   によって構成したことを特徴とする請求項１に記載のコ
   ネクタ。
3. 【請求項３】 上記コイルスプリングを、タングステ
   ン、モリブデン及び鉄の少なくとも一つを主成分とする
   材料によって構成すると共に、その表面に金メッキを施
   したことを特徴とする請求項１または２に記載のコネク
   タ。
4. 【請求項４】 上記本体部に１本のコイルスプリングを
   配置すると共に、該コイルスプリングに属する複数のル
   ープの少なくとも一端を所定の間隔毎に切断し、以て一
   列に配置された複数の導電部を形成したことを特徴とす
   る請求項１乃至３の何れかに記載のコネクタ。
5. 【請求項５】 上記本体部に複数本のコイルスプリング
   を所定の間隔をおいて並列配置すると共に、各コイルス
   プリングに属する複数のループの少なくとも一端を所定
   の間隔毎に切断し、以て縦横に配置された複数の導電部
   を形成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに
   記載のコネクタ。
6. 【請求項６】 上記本体部の一面より露出している上記
   複数のループの一端に対して、所定のピッチでレーザー
   光線を照射してこれを溶融切断し、以て上記導電部を形
   成することを特徴とするコネクタの製造方法。