JPH10284194A - 一体化されたｐｃｂアセンブリを有する表面実装コネクタ - Google Patents

一体化されたｐｃｂアセンブリを有する表面実装コネクタ

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JPH10284194A
JPH10284194A JP10006607A JP660798A JPH10284194A JP H10284194 A JPH10284194 A JP H10284194A JP 10006607 A JP10006607 A JP 10006607A JP 660798 A JP660798 A JP 660798A JP H10284194 A JPH10284194 A JP H10284194A
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connector
contact
terminal
circuit board
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JP10006607A
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Bernardus L Paagman
ベルナルドゥス・エル・パーグマン
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Berg Technology Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】プリント基板モジュールから形成されるコネク
タ 【解決手段】プリント基板モジュール１０は、装着イン
ターフェースに、プリント基板上のトレースに装着基板
上のトレースを連結する表面係合端子２２が設けられ
る。これらの端子２２は、圧縮あるいは変形可能部材３
０を備える。シールド端子２８は、ホールドダウンとし
て作用し、挿入実装位置から表面実装位置に変換可能で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コネクタに関し、
特に、１またはそれ以上のＰＣＢ（プリント基板）アセ
ンブリを有するシールド付きの高速コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】米国特許第４，５７１，０
１４号は、１またはそれ以上のＰＣＢアセンブリを用い
るバックプレーンコネクタの製造方法を開示する。ＰＣ
Ｂアセンブリのそれぞれは、１の絶縁基板と１のスペー
サと１のカバープレートとを有し、これらの全てが互い
に取り付けられている。絶縁基板は、所定パターンの導
電路を形成され、接地路が導電路間に設けられている。
導電路は、一端を雌コンタクト端子に接続されてバック
プレーンに接続され、他端は、雄スルーホールコンタク
ト端子に接続される。１９９６年７月２日付け出願の国
際出願ＵＳ９６／１１２１４号も、側方に並置した複数
の回路基板を採用するコネクタを開示する。この国際出
願に記載のコネクタも、スルーホール端子を採用し、コ
ネクタが装着される回路基板に対して機械的かつ電気的
に強固に接続する。この国際出願に記載の内容は、参照
することにより、本願明細書の一部をなす。上述の双方
のコネクタ装置は、有用な連結システムを形成すること
が可能であるが、電子装置の製造者の多くは、プリント
基板上への表面実装部材を、より好んでいる。表面実装
は、小型化を容易とし、回路基板の両側に部材を装着す
る可能性を増大する。
【０００３】本発明は、収容基板上に表面実装可能な高
速コネクタを提供することを目的とする。本発明の他の
目的は、比較的安価に製造できる表面実装コネクタを提
供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】これらの目的は、コネク
タが装着される回路基板とのＰＣＢインターフェース
に、変形可能な導電部材を設けることにより、複数の導
電端子トレース採用するモジュラ化されたコネクタによ
り達成される。導電部材は、ＰＣＢの縁部における１ま
たはそれ以上の凹部内に収容することができる。変形可
能な部材を収容する凹部も、ＰＣＢのそれぞれを覆うカ
バープレート内に設けることができる。
【０００５】第２のコンタクト端子は、回路基板上のコ
ネクタを更に固定するために、圧入あるいは可撓性部を
有するピンを備え、基板上のコンタクトパッドに対して
変形可能な部材を保持することができる。このような第
２のコンタクトは、圧入し、あるいは、再配置の際、基
板上に表面実装可能な転換可能端子（convertible term
inal）を形成することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】添付図面はライトアングルコネク
タを示しているが、本発明の原理は、他のコネクタ構造
にも同様に適用可能なことは明らかである。図１の
（Ａ）および図２は、複数の一体化されたＰＣＢコラム
モジュール１０から形成されたコネクタの２つの図を示
している。モジュール１０は、基本的に、２つの部材、
すなわち、プリント基板（ＰＣＢ）１２と絶縁カバー１
４とを備えている。図１の点線は、ＰＣＢ１２の部材に
対するカバー１４の配置（features）を示している。
【０００７】図１を参照すると、ＰＣＢアセンブリ１０
は、ＰＣＢを製造するために使用されている一般的な市
販の材料から形成された絶縁基板１２を備えている。基
板１２は、例えば、０．４mmの厚さを有するＦＲ４とい
う名称で販売されているほぼ平坦状の樹脂含浸繊維アセ
ンブリとすることができる。基板１２の第１面上に、複
数の回路又は信号トレース１６が、通常のＰＣＢ技術に
より形成される。各トレース１６は、例えば、図１の
（Ａ）に示した前縁部の近部の基板１０の第１部から、
図１の（Ａ）に示す底縁部のような、基板１０の第２領
域又は区域に延びている。トレース１６は、一端にコン
タクトパッドを備えてもよく、これらのコンタクトパッ
ドには、例えば、はんだ付け又は溶接を使用する通常の
表面実装技術により、金属端子が固定される。複数の接
地又はシールドトレース１８も、基板１０に形成しても
よい。シールドトレース１８は、回路トレース１６のそ
れぞれの間に、又は、このようなトレースのグループの
間に配置してもよい。コンタクト端子２０のような端子
が、各トレース１６の第１端部に装着される。以下によ
り詳細に説明する基板装着端子２２は、各回路トレース
１６の第２端部に配置される。別のシールド又は接地層
２４は、基板１２のトレース支持側の残部に設けること
もできる。接地又はシールド端子２８が、接地層２４上
に固定される。
【０００８】コンタクト構造体である基板装着端子２２
は、トレース１６のそれぞれを、コネクタを装着すべき
回路基板（図示せず）にプリントされた回路トレースに
電気的に連結するための表面実装端子を備えている。好
ましい構造においては、コンタクト構造体２２は、エラ
ストマーすなわち弾性材料から形成された圧縮可能又は
変形可能な部材３０を含んでいる。部材３０は、断面
を、（図示したように）円形、Ｄ字形状、又は、他の好
適な形状とすることができる。部材３０は、整合した縁
部に沿って、（図３に）示したように、幾つかのＰＣＢ
モジュール間を延びる連続した細長い部材とすることが
できる。この場合、この部材は、交互に非導電性領域３
２と導電性領域３４とを有し、これらの領域は、金属化
コーテイングにより形成することができる。この導電性
領域は、一般的に、コンタクト２０の中心線にほぼ整合
している。このようにして、噛合いインターフェース
（mating interface）におけるコネクタの列ピッチは、
装着インターフェース（mounting interface）における
コンタクトピッチとなる。トラック１６の端部の近部に
おけるＰＣＢ１２の縁部３８に沿って、好適な形状の凹
部又はノッチ３６が設けられ、これらのノッチは、例え
ば、図１の（Ｂ）に示したような台形形状又は図４の
（Ｂ）に示したような円形形状としてもよい。圧縮可能
部材３０は、押し嵌め等で、ノッチ３６内で受入れられ
かつ保持され、一部が縁部３８を越えて延びている。こ
の構造は、優れた共平面性を有する装着インターフェー
スを提供する。各ノッチ３６の内面３６ａは、好ましく
は、回路トレース１６に連続したコーテイングにより、
金属化される。シールド又は接地層３７（図４の
（Ｂ））がＰＣＢ１２の見える側にある場合、シールド
はノッチから離隔し、以下により詳細に示すように、ノ
ッチがシールド層から電気的に分離された状態を維持す
ることが必要である。カバー１４は、同様にノッチを形
成され、圧縮可能な部材３０を受入れる。電導部３４
は、一方の端部がノッチ内に延びかつノッチの内面３６
ａ内のメッキに電気接触するように配置される。
【０００９】各ＰＣＢモジュール１０は、回路基板のこ
のようなモジュールの複数から形成されたコネクタを保
持あるいは押えるホールドダウンを含むのが好ましい。
図１において、プレス嵌め端子２８が、このようなホー
ルドダウンを備えている。また、ハウジング７０の配置
用ペグ７１とホールドダウンペグ７３が、押え又は基板
保持機能をなすために用いられる。コネクタが受回路基
板上に押圧されかつ端子２８が回路基板の孔内に押込ま
れると、縁部３８を越えて延びる各部材３０の一部が圧
縮される。この圧縮により、導電部３４を、装着基板の
導電性トレースとノッチの表面３６ａとに押圧する垂直
方向の力が形成される。この結果、信号トレース１６と
装着基板の対応する回路トレースとの間に確実な電気接
続が形成される。
【００１０】圧縮可能な部材３０は、例えば、弾性変形
可能なばねコンタクトまたは非弾性的に変形可能な金属
コンタクトを備えることもできる。更に、圧縮可能な部
材３０は、個々の導電性部材を備えることが可能であ
り、それぞれはノッチ３６の１に対応している。例え
ば、部材３０は、弾性変形可能な導電性球状部材または
（後述する）はんだボールのような熱変形可能な部材を
備えてもよい。
【００１１】配置孔４０を、基板１２に配置することが
できる。配置孔４０は、基板１２の後面に沿って延びる
金属シールド層３７（図４の（Ｂ）参照）に電気接続す
るためのメッキされたスルーホールを備えるのが好まし
い。上述のように、メッキされたスルーホールを形成す
る小さなブァイアホール（図示せず）が、接地路１８の
それぞれに配置可能であり、接地路１８とシールド層２
４と後部シールド層３７は、信号トレース１６及び配置
された端子のためのシールド構造を形成する。
【００１２】図１に示したように、コンタクト端子２０
は、一体部材の打抜きとして形成され、ピンヘッダから
のピンのような相手側端子の挿入軸線を規定するデユア
ルビームコンタクトを備えることができる。
【００１３】端子モジュール１０は、ＰＣＢアセンブリ
１２をカバー１４に配置することにより形成される。カ
バー１４とＰＣＢ１２は、上述の国際出願に記載されて
いるものとほぼ同様な態様で結合される。端子２８は、
カバー１４のコンタクト凹部４２内に配置されている。
基板装着端子２８が、例えば、圧入端子のように端子が
実装基板の貫通孔内に押込まれるときに、軸方向の比較
的大きな挿入力がこれに作用する型式のものである場合
には、凹部４２の表面４２ａ（図１）は、端子２８の倒
立した突片２８ａで支えられるように配置されるのが有
益である。上述の国際出願で参照したように、この構造
は、コネクタに作用する挿入力が、端子２８とＰＣＢ１
２との間の接続部に作用するせん断応力を最小化する態
様で、カバー１４を通って端子２８に伝達することがで
きる。
【００１４】図２は、モールド成形されたプラスチック
ハウジング７０と、側方に並置した関係の複数のＰＣＢ
モジュール１０とを備えるコネクタの背面図を示す。図
２に示すコネクタでは、回路基板１２が背部と背部とを
並置した関係に配置され、したがって対応する信号対
（この配置は、小さな方形部１１で概略的に示してあ
る）がツインアックス対（twinax pairs）に配置でき
る。しかし、他のシールド付きあるいはシールド無し信
号コンタクト装置も使用することができる。ＰＣＢモジ
ュール１０は、ハウジング７０内に、好ましくはそれぞ
れ各カバー１４内に形成された上下のダブテールリブ６
６，６４により、固定される。これらのリブ６６，６４
は、それぞれハウジング７０の内側頂面及び底面に形成
された上下のダブテール溝６８，６５内に収容される。
図２に示すように、各回路基板は、圧入端子２８を備え
る。コネクタの底部の領域は、面コンタクト部材３０
が、一端を保持ペグ７３によりかつ他端を圧入端子２８
により、側面を接触させて配置され、好適な圧縮力を確
保し、部材３０を装着基板上のコンタクトパッド（図示
しない）に対して付勢する。
【００１５】図４の（Ａ）は、端子あるいは導電部材が
ノッチを設けられる前のＰＣＢ１２の後部における底部
の角部の概略的な斜視図である。基板１２の縁部で終端
する信号トレース１６を示す。凹部３６は、ＰＣＢ１２
の縁部に形成され、凹部の面３６ａがメッキされ、した
がって、トレース１６と凹部３６との間が電気的に接続
される。図４の（Ｂ）を参照すると、ＰＣＢが、信号ト
レース１６及びシールドトレース１８を印刷された側と
反対側にシールド層３７を有する場合は、このシールド
層は、例えば非メッキ領域３９により、凹部３６から離
隔される。
【００１６】図５の（Ａ）は、ホールドダウン５０の転
換可能（convertible ）な形態を有するコネクタの部分
断面図を示す。図５の（Ａ）および図６は、装着基板に
圧入可能な位置を示し、図５の（Ｂ）は、端子が９０°
曲げられることにより表面実装用に配置する方法を示
す。図７および図８に詳細に示す端子５２は、装着部５
２と可撓性スルーホール部５４とを有する。この装着部
５２は、ベース５５と、このベース５５に対してほぼ直
角に配置されたはんだタブ５６とを備える。装着部５２
は、幅を縮小されたネック部５３により、可撓性部（co
mpliant section）５４に結合される。可撓性部５４は
一対の脚部５８を有し、これらの脚部は、スルーホール
内に挿入される際に矢印Ｆの撓み方向の力が作用すると
きに、内方に移動することができる。知られているよう
に、脚部５８の弾性変形は、垂直方向の力を形成し、こ
の垂直方向の力は、端子５０の長手方向軸線の方向に沿
う動きに抗して、端子をスルーホール内に保持する摩擦
力を形成する。
【００１７】各端子５０は、はんだタブ５６により、対
応するＰＣＢ上に装着される。このような装着は、ベー
ス５５および可撓性部５４の平面をＰＣＢの平面に対し
てほぼ横方向に配置する。ベース５２とはんだタブ５６
との間の角度が９０°の場合は、ベース５２および可撓
性部５４の平面は、ＰＣＢ１２の平面とほぼ垂直とな
る。この配置の利点は、図５の（Ａ）に示すように、ネ
ック５３の領域でベース部５２に対して可撓性部５４を
曲げるコンタクトにより、容易に表面実装端子に転換可
能なことである。この結果、可撓性部５４は９０°曲げ
られ、コネクタが装着される回路基板の面にほぼ平行に
配置される。これは、可撓性部５４を、コネクタ収容回
路基板上に表面実装される配置とする。はんだメニカス
が、開口５７に沿いかつ通して延びるため、強いはんだ
取付部が形成される。
【００１８】端子５０の他の利点は、ベース５５をＰＣ
Ｂ１２上にはんだ付けすることにより、通常の圧入端子
として使用し、図１および図２に示す端子２８と同じ配
置で可撓性部５４を位置決めできることである。この配
置では、タブ５６は、タブ２８ａ（図１）と同じ態様で
作用し、基板に挿入中の端子が軸方向力を受ける。
【００１９】上述の説明では、装着インターフェース端
子２２を原則的に、力が作用したときに変形する部材と
して説明してきた。この端子２２（図１）は、熱が作用
したときに変形可能な部材を備えることもできる。これ
に関して、図９は、ＰＣＢ１２の縁部３８における導電
性凹部あるいはノッチ３６が、熱変形可能部材６０を収
容する実施形態を示す。
【００２０】図示の部材６０は、ほぼ円筒状のはんだボ
ディである。これに代え、例えば球状のはんだボール等
の他の形状とすることもできる。部材６０は、スナップ
嵌合、摩擦嵌合、リフロー作用によるはんだペースト、
あるいは部材６０の溶融等により、ノッチ３６内に保持
することができる。この実施形態の利点は、装着インタ
ーフェースにおけるこの形態の端子を使用するコネクタ
は、上述の実施形態におけるように、圧縮力を維持する
必要のあるホールドダウン配置を必要とすることなく、
装着できることである。
【００２１】「表面実装」の用語は、明細書中で基板装
着端子あるいはコンタクト２２に関して使用する場合、
スルーホール形式の結合部を持たない結合を意味し、は
んだあるいははんだペーストを用いる連結のみを意味す
るものではない。
【００２２】上述の構造は、低コストで製造可能であり
ながらも優れた高速特性を有するコネクタを形成する。
好ましい実施形態は、ライトアングルコネクタとして図
示してあるが、本発明はこれに制限されるものではな
く、本明細書に記載の技術は、信号コンタクトが縦横の
列に配置される多くの形式の高密度コネクタに利用可能
である。
【００２３】本発明について、種々の図に示す好ましい
実施形態との関連で説明してきたが、他の同様な実施形
態を使用し、あるいは、本発明から逸脱することなく本
発明と同様な機能をなすために上述の実施形態を変更し
あるいは追加することが可能なことは明らかである。し
たがって、本発明は、いずれか１の実施形態に制限され
るものではなく、特許請求の範囲の記載にしたがう幅お
よび範囲で形成されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を示す説明図であり、（Ａ）はコ
ネクタの部分断面図、（Ｂ）はその鎖線で囲んだ部分の
拡大図。
【図２】図１に示すコネクタの背面図。
【図３】図１に示すコネクタの一部の底面図。
【図４】本発明によるＰＣＢアセンブリの説明図であ
り、（Ａ）は一部の斜視図、（Ｂ）羽ＰＣＢの側方から
見たシールド層を有するＰＣＢアセンブリの概略図。
【図５】（Ａ）は、図１のコネクタのＰＣＢアセンブリ
上のシールド端子の他の装着方法を示す部分断面図、
（Ｂ）は、（Ａ）の鎖線で囲む部分を、実際の表面実装
配置状態で示すシールド／ホールドダウン端子の図。
【図６】図５のコネクタの背面図。
【図７】図５のコネクタに使用するホールドダウン端子
の正面図。
【図８】図７に示すホールドダウン端子の側面図。
【図９】第２の形態の装着インターフェース端子の説明
図。
【符号の説明】
１０…モジュール、１２…プリント基板、１４…カバ
ー、１６…信号トレース、１８…シールドトレース、２
０…コンタクト端子、２２…基板装着端子、２４…接地
層、２８…接地層、３０…変形可能部材、３２…非導電
領域、３４…導電領域、３６…ノッチ、３６ａ…内面、
３７…シールド層、３８…縁部、３９…非メッキ領域、
４０…配置孔、４２…コンタクト凹部、４２ａ…面、５
０…ホールドダウン端子、５２…装着部、５３…ネック
部、５４…可撓性部、５５…ベース、５６…はんだタ
ブ、５８…脚部、６０…可撓性部材、６４，６６…リ
ブ、６５，６８…ダブテール溝、７０…ハウジング。

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１領域とこの第１領域から離隔した第
    ２領域とを有する少なくとも１の回路基板と、 この基板の第１領域に配置され、相手方コンタクトと電
    気的に接続するコンタクトと、 この基板の第２領域に配置され、実装される電気基板に
    対して表面実装接続するコンタクトと、 第１領域のコンタクトから第２領域のコンタクトに延び
    る導線と、 を備える電気コネクタ。
  2. 【請求項２】 回路基板はプリント基板であり、導線
    は、プリント基板上のトレースを備える請求項１に記載
    のコネクタ。
  3. 【請求項３】 第２コンタクトは圧縮可能部材である請
    求項２に記載のコネクタ。
  4. 【請求項４】 圧縮可能部材は、弾性材料を備える請求
    項３に記載のコネクタ。
  5. 【請求項５】 プリント基板は、圧縮可能部材を収容す
    る凹部を含む請求項４に記載のコネクタ。
  6. 【請求項６】 凹部は、導電性のノッチを備える請求項
    ５に記載のコネクタ。
  7. 【請求項７】 圧縮可能部材は、導電材料を支える弾性
    ボディを備える請求項３に記載のコネクタ。
  8. 【請求項８】 基板は、第２領域に延びるシールド層
    と、このシールド層に接続されかつ横方向可撓性部分を
    有する端子部材とを備え、この可撓性部分の撓み方向
    は、導線が配置される基板の表面に対して横方向であ
    る、請求項１に記載のコネクタ。
  9. 【請求項９】 可撓性部分は、電気基板に対してほぼ平
    行な装着位置に移動可能である請求項８に記載のコネク
    タ。
  10. 【請求項１０】 第２領域のコンタクトは、熱変形可能
    である請求項１に記載のコネクタ。
  11. 【請求項１１】 コンタクトは、はんだボディである請
    求項１０に記載のコネクタ。
  12. 【請求項１２】 それぞれが第１領域と、この第１領域
    から離隔した第２領域と、この第１領域から第２領域に
    延びる少なくとも１の導線とを有し、互いに側方に並置
    して配置された複数の回路基板と、 各導線の第１領域に配置され、他のコネクタと電気的に
    接続するコンタクトと、 各導線の第２領域に配置され、装着される電気基板に対
    して電気的に接続するコンタクトとを備え、この第２領
    域のコンタクトは、圧縮可能部材を有する、コネクタ。
  13. 【請求項１３】 圧縮可能部材は、基板の整合した縁部
    に配置される請求項１２に記載のコネクタ。
  14. 【請求項１４】 圧縮可能部材は、複数の基板間に延び
    る請求項１２に記載のコネクタ。
  15. 【請求項１５】 圧縮可能部材は、弾性ボディを備える
    請求項１４に記載のコネクタ。
  16. 【請求項１６】 圧縮可能部材は、基板の整合した縁部
    に沿って配置される請求項１４に記載のコネクタ。
  17. 【請求項１７】 弾性ボディは、基板の整合した縁部に
    沿って配置される請求項１５に記載のコネクタ。
  18. 【請求項１８】 弾性ボディは、凹部内に保持される請
    求項１７に記載のコネクタ。
  19. 【請求項１９】 電気基板上に実装するためのコネクタ
    であって、 噛合いインターフェースおよび装着インターフェースを
    形成するハウジングと、 ハウジング内で整列した複数の回路基板とを備え、各回
    路基板は、噛合いインターフェースに近接配置されて相
    手方コネクタのコンタクトと連結するコンタクトと、装
    着インターフェースに近接し、コネクタとこのコネクタ
    が実装される電気基板との間に表面実装結合を形成する
    コンタクト部材とを有し、更に、 各基板の表面に配置され、各コンタクト間に延びる導線
    を備える、コネクタ。
  20. 【請求項２０】 回路基板は、ほぼ平坦であり、導線は
    回路トレースを備える請求項１９に記載のコネクタ。
  21. 【請求項２１】 基板は、互いに側方に並置して配置さ
    れたほぼ平坦な回路基板を備える請求項２０に記載のコ
    ネクタ。
  22. 【請求項２２】 装着インターフェースに近接する回路
    基板上のコンタクトは、圧縮可能である請求項２１に記
    載のコネクタ。
  23. 【請求項２３】 圧縮可能なコンタクトは、弾性材料で
    形成される請求項２２に記載のコネクタ。
  24. 【請求項２４】 回路基板は、それぞれ装着インターフ
    ェースに近接する縁部に凹部を有し、圧縮可能なコンタ
    クトは、これらの凹部内に保持される請求項２３に記載
    のコネクタ。
  25. 【請求項２５】 基板の１に装着された少なくとも１の
    圧入端子を更に備える請求項１９に記載のコネクタ。
  26. 【請求項２６】 基板の１に装着された少なくとも１の
    圧入端子を更に備え、この圧入端子は、前記電気基板上
    に選択的に挿入実装あるいは表面実装により配置可能な
    装着部を有する請求項２０に記載のコネクタ。
  27. 【請求項２７】 コンタクト部材は、熱変形可能である
    請求項１９に記載のコネクタ。
  28. 【請求項２８】 コンタクト部材は、はんだボディであ
    る請求項２７に記載のコネクタ。
  29. 【請求項２９】 圧入と表面実装とを選択可能な端子で
    あって、 回路基板上に端子を固定する固定セグメントと、 固定セグメントから傾斜して延びる可撓性部ベースセグ
    メントと、 可撓性部のベース部から延びる可撓性部と、 を備える端子。
  30. 【請求項３０】 可撓性部ベースセグメントと可撓性部
    とは、ほぼ平行な平面内に配置される請求項２９に記載
    の端子。
  31. 【請求項３１】 固定セグメントと可撓性部ベースセグ
    メントとは、共通の接触縁部に沿って傾斜状態に結合さ
    れる請求項２９に記載の端子。
  32. 【請求項３２】 可撓性部は、接触縁部に近接する可撓
    性部ベースセグメントの第２縁部から延びる請求項２９
    に記載の端子。
  33. 【請求項３３】 固定セグメントと可撓性部ベースセグ
    メントとの間の角度は、約９０度である請求項２９に記
    載の端子。
  34. 【請求項３４】 可撓性部は、容易に屈曲し、可撓性部
    ベースセグメントから傾斜して延びる請求項２９に記載
    の端子。
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