WO2023095377A1 - 接触圧調整方法及び高速伝送用コネクタ - Google Patents

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WO2023095377A1
WO2023095377A1 PCT/JP2022/026142 JP2022026142W WO2023095377A1 WO 2023095377 A1 WO2023095377 A1 WO 2023095377A1 JP 2022026142 W JP2022026142 W JP 2022026142W WO 2023095377 A1 WO2023095377 A1 WO 2023095377A1
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WO
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contact
connector
spring
pitch direction
contacts
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PCT/JP2022/026142
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English (en)
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Inventor
健太 大西
純士 大坂
Original Assignee
日本航空電子工業株式会社
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Publication date
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    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50Fixed connections
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    • H01R12/52Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures
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    • H01R12/73Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures
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    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/646Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00 specially adapted for high-frequency, e.g. structures providing an impedance match or phase match
    • H01R13/6473Impedance matching
    • H01R13/6474Impedance matching by variation of conductive properties, e.g. by dimension variations

Definitions

  • the present invention relates to a contact pressure adjusting method and a high-speed transmission connector.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 6901603 discloses a board-to-board connector 101 in which a plurality of contacts 100 are arranged in a row, as shown in FIG. 16 of the present application.
  • each contact 100 in order to increase the contact pressure of each contact 100 while maintaining the pitch of the plurality of contacts 100, each contact 100 typically has to be widened. not. However, in this case, the gap between two contacts 100 adjacent in the pitch direction is narrowed, so that the impedance of each contact 100 is lowered.
  • An object of the present invention is to provide a technique for increasing only the contact pressure of each contact while maintaining the pitch of a plurality of contacts and the impedance of each contact.
  • a contact pressure adjusting method for adjusting the contact pressure of each contact in a connector in which a plurality of conductive contacts are arranged in rows at a predetermined pitch, each contact comprising: It is assumed that one contact portion is supported by two spring pieces that are separated from each other in the pitch direction and extend parallel to each other and whose ends are connected, and that there is no conductor between the two spring pieces of each contact.
  • a contact pressure adjustment method is provided that increases the According to a second aspect of the present invention, there is provided a connector in which a plurality of conductive contacts are arranged in a row at a predetermined pitch, each contact extending parallel to each other while being spaced apart from each other in the pitch direction, and having both ends extending parallel to each other.
  • One contact portion is supported by two connected spring strips, no conductor exists between the two spring strips of each contact, and no conductor is present between the two contacts adjacent in the pitch direction.
  • the gap in the pitch direction between the two spring strips of each contact without a conductor is equal to the gap in the pitch direction between the two spring strips of one of the two contacts that are adjacent in the pitch direction.
  • a high-speed transmission connector in which the gap in the pitch direction between the spring piece near one contact and the spring piece near one of the two spring pieces of the other contact is equal to or less than the gap in the pitch direction.
  • the cross-sectional areas and cross-sectional shapes of the two spring pieces may be equal to each other. At least a part of the two spring pieces may be a cantilever bent in a U shape. Each contact may be formed symmetrically with respect to the center line.
  • An insulative housing for holding the plurality of contacts is further provided, wherein the housing includes a plurality of contact accommodating portions respectively accommodating the plurality of contacts, and a plurality of partition walls separating the plurality of contact accommodating portions in the pitch direction.
  • a corresponding partition may be arranged between the spring piece close to one of the contacts.
  • Each contact may have a soldering portion at the end opposite the contact portion.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of an information processing device
  • FIG. FIG. 4 is a perspective view of the CPU board viewed from another angle
  • 1 is a perspective view of a connector
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the connector
  • FIG. Fig. 2 is a perspective view of a housing
  • It is a partially notched perspective view of a connector.
  • It is a partially notched perspective view of a connector.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the connector corresponding to FIG. 6; It is a perspective view of a contact.
  • FIG. 11 is a perspective view of the contact seen from another angle
  • 4 is a plan view of a contact
  • FIG. 4 is a perspective view of a contact row
  • FIG. FIG. 4 is a partially cutaway perspective view of a contact row
  • It is explanatory drawing of a contact pressure adjustment method. It is the figure which simplified FIG. 3 of patent document 1.
  • FIG. 1 shows an exploded perspective view of the information processing device 1.
  • the information processing apparatus 1 includes a CPU board 2 (first board), a connector 3 (high-speed transmission connector), an input/output board 4 (second board), and a support board 5 .
  • the CPU board 2, connector 3, input/output board 4, and support board 5 are stacked in this order. That is, the connector 3 is arranged between the CPU board 2 and the input/output board 4 .
  • the CPU board 2 and the input/output board 4 are rigid boards such as paper phenol boards and glass epoxy boards.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the CPU board 2 viewed from another angle.
  • the CPU board 2 has a connector facing surface 2A that faces the connector 3.
  • a plurality of signal pad rows 6 are formed on the connector facing surface 2A.
  • a plurality of bolt fastening holes 8 are formed in the CPU board 2 .
  • a plurality of signal pad rows 6 extend parallel to each other. Each signal pad row 6 includes multiple signal pads 10 .
  • the longitudinal direction of each signal pad row 6 will be referred to as the pitch direction.
  • a direction orthogonal to the pitch direction is defined as a width direction.
  • a plurality of signal pad rows 6 are arranged in the width direction.
  • the thickness direction of the CPU board 2 is perpendicular to the pitch direction and width direction, and is hereinafter referred to as the vertical direction.
  • the vertical direction includes the downward direction toward which the connector facing surface 2A faces and the upward direction opposite to the downward direction. It should be noted that the vertical direction, the upward direction, and the downward direction are merely directions defined for convenience of explanation, and do not imply postures of the information processing apparatus 1 and the connector 3 in the actual usage state.
  • the plurality of bolt fastening holes 8 are arranged apart from each other in the pitch direction.
  • the multiple bolt fastening holes 8 include a first bolt fastening hole 8A, a second bolt fastening hole 8B, and a third bolt fastening hole 8C.
  • the first bolt fastening holes 8A, the second bolt fastening holes 8B, and the third bolt fastening holes 8C are arranged in this order.
  • the input/output board 4 has a connector facing surface 4A that faces the connector 3. As shown in FIG. A plurality of signal pad rows 11 and a plurality of hold-down pads 12 are formed on the connector facing surface 4A. Further, the input/output board 4 is formed with a plurality of bolt fastening holes 13 .
  • a plurality of signal pad rows 11 extend parallel to each other.
  • a plurality of signal pad rows 11 are arranged in the width direction.
  • Each signal pad row 11 includes multiple signal pads 15 .
  • the plurality of bolt fastening holes 13 are arranged apart from each other in the pitch direction.
  • the multiple bolt fastening holes 13 include a first bolt fastening hole 13A, a second bolt fastening hole 13B, and a third bolt fastening hole 13C.
  • the first bolt fastening holes 13A, the second bolt fastening holes 13B, and the third bolt fastening holes 13C are arranged in this order.
  • the support board 5 is typically a part of the housing that houses the CPU board 2, the connector 3, and the input/output board 4, and is made of aluminum or aluminum alloy, for example.
  • the support board 5 includes a flat board body 20 and a plurality of nuts 21 . A plurality of nuts 21 protrude upward from the board body 20 .
  • the multiple nuts 21 include a first nut 21A, a second nut 21B, and a third nut 21C.
  • the first nut 21A, the second nut 21B, and the third nut 21C are arranged to correspond to the first bolt fastening hole 13A, the second bolt fastening hole 13B, and the third bolt fastening hole 13C of the input/output board 4, respectively.
  • the connector 3 is configured to be mountable on the connector facing surface 4A of the input/output board 4 .
  • FIG. 3 shows a perspective view of the connector 3.
  • FIG. 4 shows an exploded perspective view of the connector 3.
  • the connector 3 includes a rectangular plate-like housing 30 made of insulating resin, a plurality of contact rows 31, and a plurality of hold-downs 32. As shown in FIG. A plurality of contact rows 31 and a plurality of holddowns 32 are held by the housing 30 .
  • a plurality of contact rows 31 extend parallel to each other.
  • a plurality of contact rows 31 are arranged in the width direction.
  • Each contact row 31 extends linearly along the pitch direction.
  • Each contact row 31 includes multiple contacts 33 .
  • Each contact 33 is electrically conductive and is formed, for example, by punching and bending a metal plate plated with copper or a copper alloy.
  • the plurality of hold-downs 32 are arranged to correspond to the plurality of hold-down pads 12 of the input/output board 4, respectively, as shown in FIG.
  • Each hold-down 32 is formed by punching and bending a metal plate such as a stainless steel plate.
  • FIG. 5 shows a perspective view of the housing 30.
  • the housing 30 has a CPU board facing surface 30A as a housing upper surface that can face the CPU board 2 when facing upward, and a housing lower surface that can face the input/output board 4 when facing downward. and an input/output board facing surface 30B.
  • the CPU board facing surface 30A is the top surface of the housing 30 .
  • the input/output board facing surface 30B is the bottom surface of the housing 30 .
  • the connector 3 is mounted on the input/output board 4 .
  • the plurality of contact rows 31 are soldered to the plurality of signal pad rows 11, respectively, and the plurality of hold-downs 32 are soldered to the plurality of hold-down pads 12, respectively.
  • the input/output board 4 with the connector 3 mounted thereon is placed on the support board 5 .
  • the first nut 21A, the second nut 21B, and the third nut 21C of the support board 5 pass through the first bolt fastening hole 13A, the second bolt fastening hole 13B, and the third bolt fastening hole 13C of the input/output board 4, respectively. do.
  • the CPU board 2 is attached to the support board 5 so as to overlap the connector 3 with the CPU board 2 .
  • the first bolt 40A is fastened to the first nut 21A through the first bolt fastening hole 8A and the first bolt fastening hole 13A
  • the second bolt 40B is fastened to the second bolt fastening hole 8B and the second bolt.
  • the second nut 21B is fastened through the fastening hole 13B
  • the third bolt 40C is fastened to the third nut 21C via the third bolt fastening hole 8C and the third bolt fastening hole 13C.
  • the connector 3 of this embodiment is designed for high-speed transmission, and the frequency of signals flowing through each contact 33 is assumed to range from 10 GHz to 25 GHz. However, it is not limited to this.
  • the multiple contacts 33 include differential transmission signal contacts and ground contacts.
  • the connector 3 will be described in more detail below.
  • the housing 30 has a rectangular flat plate shape.
  • a plurality of contact housing rows 62 are formed in the housing 30 .
  • a plurality of contact housing rows 62 extend parallel to each other.
  • Each contact accommodation row 62 extends linearly along the pitch direction.
  • a plurality of contact housing rows 62 are arranged in the width direction.
  • Each contact accommodation row 62 includes a plurality of contact accommodation portions 63 .
  • FIG. 6 shows a partially cutaway perspective view of the connector 3 in which the housing 30 is cut along a plane orthogonal to the pitch direction.
  • FIG. 7 shows a partially cutaway perspective view of the connector 3 in which the housing 30 is cut along a plane perpendicular to the pitch direction and a plane perpendicular to the width direction.
  • FIG. 8 shows a partially cutaway perspective view of the connector 3 in which the housing 30 is cut along a plane perpendicular to the pitch direction.
  • FIG. 9 shows a cross-sectional view of the connector 3 obtained by cutting the housing 30 along a plane orthogonal to the pitch direction.
  • the plurality of contact accommodation rows 62 accommodate the plurality of contact rows 31, respectively. That is, the plurality of contact accommodating portions 63 accommodate the plurality of contacts 33 respectively.
  • Each contact accommodating portion 63 is formed for mounting each contact 33 to the housing 30 . As shown in FIG. 8, each contact accommodating portion 63 is formed to penetrate through the housing 30 in the vertical direction.
  • each contact accommodating portion 63 includes a contact accommodating portion main body 70 and a solder connection confirmation hole 71 .
  • the contact accommodating portion main body 70 and the solder connection confirmation hole 71 are formed apart from each other in the width direction. Both the contact accommodating portion main body 70 and the solder connection confirmation hole 71 are formed so as to pass through the housing 30 in the vertical direction.
  • the housing 30 has a width partition wall 72 that partitions the contact housing portion main body 70 and the solder connection confirmation hole 71 of the contact housing portion 63 in the width direction.
  • a notch 73 is formed at the lower end of the width partition wall 72 .
  • the housing 30 has a pitch partition wall 74 that partitions the contact accommodating portion bodies 70 of the two contact accommodating portions 63 that are adjacent in the pitch direction in the pitch direction.
  • a regulation wall 75 projecting in the pitch direction is formed at the upper end of the pitch partition wall 74 .
  • FIG. 10 and 11 show perspective views of each contact 33.
  • FIG. FIG. 12 shows a plan view of each contact 33. As shown in FIG.
  • each contact 33 includes a fixed portion 80, a soldering portion 81, and an electrical contact spring piece 82. As shown in FIGS.
  • the fixing portion 80 is a portion that is press-fitted into the contact housing main body 70 shown in FIG. That is, each contact 33 is held by the housing 30 by press-fitting the fixing portion 80 into the contact accommodating portion main body 70 .
  • the fixed portion 80 is a plate having a thickness direction perpendicular to the pitch direction.
  • the fixing portion 80 includes a fixing portion main body 80A and two press-fit claws 80B. The two press-fit claws 80B are formed so as to protrude in the pitch direction from both end portions in the pitch direction of the fixing portion main body 80A.
  • the soldering portion 81 and the electrical contact spring piece 82 are arranged opposite to each other in the width direction with the fixing portion 80 interposed therebetween.
  • the direction in which the electrical contact spring piece 82 is viewed from the soldering portion 81 is referred to as the front
  • the direction in which the electrical contact spring piece 82 is viewed from the soldering portion 81 is referred to as the rear. Accordingly, the electrical contact spring piece 82 is arranged in front of the fixing portion 80 and the soldering portion 81 is arranged behind the fixing portion 80 .
  • the soldering portion 81 includes a soldering portion main body 81A and a posture stabilizing spring piece 81B.
  • the soldering portion main body 81A is a portion that is soldered to the corresponding signal pad 15 of the input/output board 4 shown in FIG. As shown in FIG. 10, the soldering portion main body 81A extends rearward from the lower end of the fixing portion 80. As shown in FIG. The posture stabilizing spring piece 81B protrudes upward from the rear end of the soldering portion main body 81A.
  • the electrical contact spring piece 82 is a portion that functions as an electrical contact with the corresponding signal pad 10 of the CPU board 2 shown in FIG. As shown in FIG. 10 , the electrical contact spring piece 82 includes a curved connecting portion 83 , an elastically deformable portion 84 , a contact portion 85 and a displacement restricting portion 86 .
  • the curved connecting portion 83, the elastically deformable portion 84, the contact portion 85, and the displacement restricting portion 86 are connected in this order.
  • the curved connecting portion 83 protrudes forward from the upper end of the fixing portion 80 and is curved in a U shape so as to protrude upward and open downward.
  • the elastically deformable portion 84 When the elastically deformable portion 84 is observed along the pitch direction, the elastically deformable portion 84 includes a vertical portion 84A, a horizontal portion 84B, a curved portion 84C, and an inclined portion 84D.
  • the vertical portion 84A, horizontal portion 84B, curved portion 84C, and inclined portion 84D are arranged in this order.
  • the vertical portion 84A protrudes downward from the tip of the curved connecting portion 83.
  • the horizontal portion 84B extends forward from the lower end of the vertical portion 84A so as to be parallel to the width direction.
  • the curved portion 84C protrudes upward from the front end of the horizontal portion 84B and is curved in a U shape so as to protrude forward and open rearward.
  • the inclined portion 84D protrudes rearward from the upper end of the curved portion 84C and is inclined slightly upward.
  • the elastically deformable portion 84 is formed to have two spring pieces with both ends connected. That is, the elastically deformable portion 84 includes two spring pieces 90 extending along the elastically deformable portion 84, a fixed portion side connecting portion 91 connecting the two spring pieces 90 on the fixed portion 80 side, and two spring pieces. and a contact portion side connection portion 92 that connects the contact portion 85 side of the contact portion 90 .
  • the two spring pieces 90 face each other in the pitch direction and are separated from each other in the pitch direction.
  • the two spring pieces 90 extend parallel to each other.
  • the fixed part side connecting part 91 is located in the vertical part 84A.
  • the contact portion side connecting portion 92 is positioned at the inclined portion 84D.
  • the two spring pieces 90 are formed from the vertical portion 84A to the inclined portion 84D.
  • the slit 93 defined by the two spring pieces 90, the fixing portion side connecting portion 91, and the contact portion side connecting portion 92 is formed from the vertical portion 84A to the inclined portion 84D.
  • the two spring pieces 90 have the same cross-sectional area and cross-sectional shape.
  • the cross-sectional areas and cross-sectional shapes of the two spring pieces 90 are equal to each other.
  • Each spring piece 90 has a constant cross-sectional area and cross-sectional shape at least in the sections of the horizontal portion 84B and the curved portion 84C.
  • the contact portion 85 is a portion that can be electrically contacted with the corresponding signal pad 10 of the CPU board 2 shown in FIG. As shown in FIG. 11, the contact portion 85 is provided at the tip of the inclined portion 84D of the elastically deformable portion 84, and is curved in a U shape that protrudes upward and opens downward.
  • the displacement restricting portion 86 includes two restricting pieces 86A projecting in opposite directions from the distal end of the contact portion 85 in the pitch direction.
  • each contact 33 is formed symmetrically with respect to a bisector 33D (center line) that bisects each contact 33 in the pitch direction.
  • FIG. 9 shows a state where each contact 33 is attached to each contact accommodating portion 63 .
  • each contact 33 is press-fitted into the contact accommodating portion main body 70 of each contact accommodating portion 63 from below. That is, the two press-fitting claws 80B of the fixing portion 80 are made to bite into the wall surfaces of the two pitch partition walls 74 that partition the contact housing portion main body 70 in the width direction.
  • the electrical contact spring piece 82 is accommodated in the contact accommodating portion main body 70
  • the attitude stabilization spring piece 81B of the soldering portion 81 is accommodated in the solder connection confirmation hole 71
  • the soldering portion main body 81A of the soldering portion 81 is disconnected. It is housed in the notch 73 .
  • the easily elastically deformable portions 84 are elastically deformed so that the easily elastically deformable portions 84 are compressed in the vertical direction by contacting the lower surfaces of the corresponding restricting walls 75 with the respective restricting pieces 86A. That is, the electrical contact spring piece 82 is housed in the contact housing body 70 with the elastically deformable portion 84 slightly elastically deformed.
  • the width partition wall 72 is inserted between the fixing portion 80 and the posture stabilizing spring piece 81B of the soldering portion 81, so that the soldering portion 81 is arranged so that the posture stabilizing spring piece 81B is attached to the fixing portion 80. It elastically deforms so as to move away from in the width direction.
  • the posture-stabilizing spring piece 81B is pressed against the width partition wall 72 by the elastic restoring force of the soldered portion 81 .
  • the fixing portion 80 and the soldering portion 81 elastically sandwich the width partition wall 72 in the width direction, thereby stabilizing the attitude of each contact 33 after the press-fitting.
  • a solder fillet (not shown) is formed between the soldering portion 81 and the signal pad 15 by soldering the soldering portion body 81A of the soldering portion 81 to the corresponding signal pad 15 of the input/output board 4 shown in FIG.
  • the solder fillet can be confirmed from above through the solder connection confirmation hole 71 .
  • FIG. 13 and 14 show perspective views of the contact row 31.
  • FIG. 13 and 14 show the pitch P of the contact row 31.
  • FIG. 14 shows the pitch P, the inner spring gap S1 and the outer spring gap S2.
  • the pitch P of the contact row 31 means the distance in the pitch direction between the reference points Q of two adjacent contacts 33 .
  • the position of the reference point Q in each contact 33 is the same among the contacts 33 .
  • the inner spring gap S1 is the gap in the pitch direction between the two spring pieces 90 of each contact 33 .
  • the outer spring gap S2 is defined by the spring piece 90 near the other contact 33 of the two spring pieces 90 of one of the two contacts 33 adjacent in the pitch direction, and the two spring pieces 90 of the other contact 33 . This is the gap in the pitch direction between the spring piece 90 closer to one contact 33 among the spring pieces 90 .
  • the contact 33A has a spring piece 90A and a spring piece 90B.
  • the spring piece 90B is closer to the contact 33B than the spring piece 90A.
  • the contact 33B has a spring piece 90C and a spring piece 90D.
  • the spring piece 90C is closer to the contact 33A than the spring piece 90D.
  • the outer spring gap S2 is a gap in the pitch direction between the spring pieces 90B and 90C.
  • the plurality of inner spring gaps S1 are equal to each other, and the plurality of outer spring gaps S2 are also equal to each other.
  • Each inner spring gap S1 is set to be equal to or less than each outer spring gap S2. In other words, each inner spring gap S1 is set so as not to be wider than each outer spring gap S2.
  • the inner spring gaps S1 may have different values, and the outer spring gaps S2 may have different values. That is, the outer spring gap S2 between the contacts 33A and 33B and the outer spring gap S2 between the contacts 33B and 33C may have different values.
  • FIG. 15 is a drawing showing only the cross section in FIG.
  • the contact pressure of each contact 33 referred to here means the contact pressure of each contact 33 with respect to the corresponding signal pad 10 .
  • each contact 33 supports one contact portion 85 by means of two spring pieces 90 extending parallel to each other while being separated from each other in the pitch direction and having both ends connected.
  • Several techniques are conceivable as techniques for increasing the contact pressure of the contact 33 .
  • the first is to shorten the spring length of each contact 33 .
  • the contact pressure of each contact 33 can be easily increased by shortening the elastically deformable portion 84 of each contact 33 .
  • the thickness of each contact 33 should be increased.
  • the plate thickness of each contact 33 as a whole may be increased, or only the plate thickness of the easily elastically deformable portion 84 of each contact 33 may be increased locally.
  • a slight increase or decrease in the plate thickness causes a large change in the contact pressure.
  • the third is to use a material with a higher Young's modulus as the material of each contact 33 .
  • the workability in manufacturing each contact 33 by punching is deteriorated, and the number of Young's moduli that can be adopted is limited from the viewpoint of easy material procurement, and fine adjustment of the contact pressure is impossible. Can not.
  • each contact 33 is expanded in the pitch direction. That is, in FIG. 14, if the outer spring gap S2 is reduced while the inner spring gap S1 remains unchanged, the cross-sectional area of each spring piece 90 increases, so that the contact pressure of each contact 33 can be easily increased. However, with this method, the impedance of each contact 33 is lowered, so that desired impedance and desired contact pressure cannot be achieved at the same time.
  • the two spring pieces 90 of each contact 33 are arranged in the pitch direction as indicated by the thick line arrows. , the two spring pieces 90 of each contact 33 are extended toward each other so as to approach each other at .
  • the two spring strips 90 of each contact 33 are arranged so that the two spring strips 90 of each contact 33 approach each other in the pitch direction. Flesh out each one.
  • the inner spring gap S1 is narrowed while maintaining the pitch P of the contact rows 31 and the outer spring gap S2.
  • the inner spring gap S1 is narrowed so that the inner spring gap S1 is equal to or narrower than the outer spring gap S2.
  • the contact pressure of each contact 33 can be increased while maintaining the predetermined pitch P and the impedance of each contact 33 .
  • it is as follows.
  • the contact pressure of each contact 33 when the contact pressure of each contact 33 is increased, the pitch P of the contact rows 31 does not change. Therefore, the contact pressure of each contact 33 can be freely set independently of the pitch P of the contact row 31 .
  • the elastically deformable portion 84 has a large geometrical moment of inertia, the elastically deformable portion 84 has a stiff spring characteristic (ease of bending), and the contact pressure of each contact 33 can be increased. Further, since the geometrical moment of inertia of the elastically deformable portion 84 is proportional to the inner spring gap S1, the contact pressure of each contact 33 can be easily finely adjusted.
  • both the inner spring gap S1 and the outer spring gap S2 are spaces in which conductors do not exist, and stubs for high-speed transmission, for example, are not formed.
  • the two spring pieces 90 of each contact 33 are arranged so that the two spring pieces 90 of each contact 33 approach each other in the pitch direction while maintaining the pitch P of the contact row 31 and the outer spring gap S2.
  • the respective expansion toward each other narrows the inner spring gap S1, thereby increasing the contact pressure of each contact 33 while maintaining the pitch P of the contact row 31 and the impedance of each contact 33 .
  • each contact 33 supports one contact portion 85 by two spring pieces 90 extending parallel to each other while being separated from each other in the pitch direction and having both ends connected. It is assumed that no conductor exists between the two spring pieces 90 of each contact 33 . As shown in FIG. 13, it is assumed that no conductor exists between two contacts 33 adjacent in the pitch direction. Then, as shown in FIG. 15, the two spring pieces 90 of each contact 33 are arranged so that the two spring pieces 90 of each contact 33 approach each other in the pitch direction while maintaining the predetermined pitch P and the outer spring gap S2.
  • the contact pressure of each contact 33 can be increased while maintaining the predetermined pitch P and the impedance of each contact 33 .
  • the connector 3 in which a plurality of conductive contacts 33 are arranged in a row at a predetermined pitch is configured as follows. That is, as shown in FIG. 11, each contact 33 supports one contact portion 85 by two spring pieces 90 extending parallel to each other while being separated from each other in the pitch direction and having both ends connected. There is no conductor between the two spring pieces 90 that each contact 33 has. As shown in FIG. 13, no conductor exists between two contacts 33 adjacent in the pitch direction. As shown in FIG. 15, the inner spring gap S1 in the pitch direction between the two spring pieces 90 of each contact 33 is less than the outer spring gap S2. In other words, the dimension of the inner spring gap S1 is less than or equal to the dimension of the outer spring gap S2. In other words, the inner spring gap S1 is not wider than the outer spring gap S2. According to the above configuration, the connector 3 in which the contact pressure of each contact 33 is increased while maintaining the predetermined pitch P and the impedance of each contact 33 is realized.
  • the two spring pieces 90 of the contact 33 have the same cross-sectional area and cross-sectional shape.
  • the two spring pieces 90 are cantilever beams at least a portion of which is bent in a U shape.
  • each contact 33 is formed symmetrically across a bisecting line 33D (center line).
  • the connector 3 further comprises an insulating housing 30 holding a plurality of contacts 33.
  • the housing 30 has a plurality of contact housing portions 63 that respectively house the plurality of contacts 33, and a plurality of pitch partition walls 74 (partition walls) that separate the plurality of contact housing portions 63 in the pitch direction.
  • one of the two spring pieces 90 of the contact 33A has a spring piece 90B that is closer to the other contact 33B and the other contact 33B.
  • a corresponding pitch partition wall 74 is arranged between a spring piece 90C closer to one contact 33A of the two spring pieces 90 possessed by .
  • the insulating pitch partition wall 74 Since the insulating pitch partition wall 74 has a higher dielectric constant than air, it acts to lower the impedance of each contact 33 . Furthermore, the insulating pitch partition wall 74 also exhibits the effect of preventing a short circuit between two contacts 33 adjacent in the pitch direction.
  • each contact 33 has a soldering portion 81 at the end opposite to the contact portion 85 .
  • the contact row 31 extends linearly along the pitch direction in the above embodiment.
  • the contact row 31 may extend in an arc shape in plan view.
  • the connector 3 is a board-to-board connector for connecting the CPU board 2 and the input/output board 4, but it is not limited to this.
  • the connector 3 may be a cable-to-board connector or a cable-to-cable connector.

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Abstract

各コンタクト(33)は、ピッチ方向において互いに離れつつ互いに平行に延びると共に両端が連結された2つのバネ片(90)によって1つの接点部(85)を支持するものとする。所定ピッチP及び外バネ隙間S2を維持しながら、各コンタクト(33)が有する2つのバネ片(90)がピッチ方向において互いに近づくように各コンタクト(33)が有する2つのバネ片(90)を互いに向かってそれぞれ拡張し、これにより、所定ピッチP及び各コンタクト(33)のインピーダンスを維持しながら各コンタクト(33)の接触圧を増大させる。

Description

接触圧調整方法及び高速伝送用コネクタ
本発明は、接触圧調整方法及び高速伝送用コネクタに関する。
特許文献1(特許第6901603号公報)は、本願の図16に示すように、複数のコンタクト100が列状に並べられた基板対基板コネクタ101を開示している。
上記特許文献1の基板対基板コネクタ101において、複数のコンタクト100のピッチを維持しながら各コンタクト100の接触圧を増大させるには、典型的には、各コンタクト100を幅広(wide)にしなければならない。しかし、この場合、ピッチ方向で隣り合う2つのコンタクト100の間の隙間が狭くなるので、各コンタクト100のインピーダンスが下がることになる。
要するに、複数のコンタクト100のピッチと各コンタクト100のインピーダンスを維持しながら、各コンタクト100の接触圧のみを増大させることはできなかった。
本発明の目的は、複数のコンタクトのピッチと各コンタクトのインピーダンスを維持しながら、各コンタクトの接触圧のみを増大させる技術を提供することにある。
本願発明の第1の観点によれば、導電性を有する複数のコンタクトが所定ピッチで列状に並べられたコネクタにおいて各コンタクトの接触圧を調整する接触圧調整方法であって、各コンタクトは、ピッチ方向において互いに離れつつ互いに平行に延びると共に両端が連結された2つのバネ片によって1つの接点部を支持するものとし、各コンタクトが有する前記2つのバネ片の間には導体が存在しないものとし、前記ピッチ方向で隣り合う2つのコンタクトの間には導体が存在しないものとし、前記所定ピッチ、及び、前記ピッチ方向で隣り合う2つのコンタクトのうち、一方のコンタクトが有する前記2つのバネ片のうち他方のコンタクトに近いバネ片と、他方のコンタクトが有する前記2つのバネ片のうち一方のコンタクトに近いバネ片と、の間の前記ピッチ方向における隙間、を維持しながら、各コンタクトが有する前記2つのバネ片が前記ピッチ方向において互いに近づくように各コンタクトが有する前記2つのバネ片を互いに向かってそれぞれ拡張し、これにより、前記所定ピッチ及び各コンタクトのインピーダンスを維持しながら各コンタクトの接触圧を増大させる、接触圧調整方法が提供される。
本願発明の第2の観点によれば、導電性を有する複数のコンタクトが所定ピッチで列状に並べられたコネクタであって、各コンタクトは、ピッチ方向において互いに離れつつ互いに平行に延びると共に両端が連結された2つのバネ片によって1つの接点部を支持しており、各コンタクトが有する前記2つのバネ片の間には導体が存在せず、前記ピッチ方向で隣り合う2つのコンタクトの間には導体が存在せず、各コンタクトが有する前記2つのバネ片の間の前記ピッチ方向における隙間は、前記ピッチ方向で隣り合う2つのコンタクトのうち、一方のコンタクトが有する前記2つのバネ片のうち他方のコンタクトに近いバネ片と、他方のコンタクトが有する前記2つのバネ片のうち一方のコンタクトに近いバネ片と、の間の前記ピッチ方向における隙間以下である、高速伝送用コネクタが提供される。
前記2つのバネ片の断面積及び断面形状は、互いに等しくてもよい。
前記2つのバネ片は少なくとも一部がU字状に曲げられた片持ち梁であってもよい。
各コンタクトは、中心線を挟んで左右対称に形成されてもよい。
前記複数のコンタクトを保持する絶縁性のハウジングを更に備え、前記ハウジングは、前記複数のコンタクトをそれぞれ収容する複数のコンタクト収容部と、前記複数のコンタクト収容部を前記ピッチ方向でそれぞれ隔てる複数の隔壁と、を有し、前記ピッチ方向で隣り合う2つのコンタクトのうち、一方のコンタクトが有する前記2つのバネ片のうち他方のコンタクトに近いバネ片と、他方のコンタクトが有する前記2つのバネ片のうち一方のコンタクトに近いバネ片と、の間に、対応する隔壁が配置されてもよい。
各コンタクトは、前記接点部の反対側の端部に半田付け部を有してもよい。
本願発明によれば、複数のコンタクトのピッチと各コンタクトのインピーダンスを維持しながら、各コンタクトの接触圧のみを増大させることができる。
情報処理装置の分解斜視図である。 CPUボードを別の角度から見た斜視図である。 コネクタの斜視図である。 コネクタの分解斜視図である。 ハウジングの斜視図である。 コネクタの一部切り欠き斜視図である。 コネクタの一部切り欠き斜視図である。 コネクタの一部切り欠き斜視図である。 図6に対応するコネクタの断面図である。 コンタクトの斜視図である。 コンタクトの別の角度から見た斜視図である。 コンタクトの平面図である。 コンタクト列の斜視図である。 コンタクト列の一部切り欠き斜視図である。 接触圧調整方法の説明図である。 特許文献1の図3を簡略化した図である。
以下、図1から図15を参照して、本願発明の実施形態を説明する。図1には、情報処理装置1の分解斜視図を示している。図1に示すように、情報処理装置1は、CPUボード2(第1基板)、コネクタ3(高速伝送用コネクタ)、入出力ボード4(第2基板)、サポートボード5を含む。CPUボード2、コネクタ3、入出力ボード4、サポートボード5は、この記載順に重ねられる。即ち、コネクタ3は、CPUボード2と入出力ボード4の間に配置される。
CPUボード2及び入出力ボード4は、例えば紙フェノール基板やガラスエポキシ基板などのリジット基板である。
図2には、CPUボード2を別の角度から見た斜視図を示している。図1及び図2に示すように、CPUボード2は、コネクタ3に対向するコネクタ対向面2Aを有する。図2に示すように、コネクタ対向面2Aには、複数の信号パッド列6が形成されている。また、CPUボード2には、複数のボルト締結孔8が形成されている。
複数の信号パッド列6は、互いに平行に延びている。各信号パッド列6は、複数の信号パッド10を含む。以下、各信号パッド列6の長手方向をピッチ方向と称する。また、ピッチ方向と直交する方向を幅方向と定義する。複数の信号パッド列6は、幅方向に並べられている。CPUボード2の板厚方向は、ピッチ方向及び幅方向に対して直交しており、以下、上下方向と称する。上下方向は、コネクタ対向面2Aが向く下方と、下方に対して反対の上方と、を含む。なお、上下方向、上方、下方は、説明の便宜上定義した方向に過ぎず、情報処理装置1やコネクタ3の実際の使用状態における姿勢を示唆するものではない。
複数のボルト締結孔8は、ピッチ方向に互いに離れて配置されている。複数のボルト締結孔8は、第1ボルト締結孔8A、第2ボルト締結孔8B、第3ボルト締結孔8Cを含む。第1ボルト締結孔8A、第2ボルト締結孔8B、第3ボルト締結孔8Cは、この記載順に並べられている。
図1に戻り、入出力ボード4は、コネクタ3に対向するコネクタ対向面4Aを有する。コネクタ対向面4Aには、複数の信号パッド列11と複数のホールドダウンパッド12が形成されている。また、入出力ボード4には、複数のボルト締結孔13が形成されている。
複数の信号パッド列11は、互いに平行に延びている。複数の信号パッド列11は、幅方向に並べられている。各信号パッド列11は、複数の信号パッド15を含む。
複数のボルト締結孔13は、ピッチ方向に互いに離れて配置されている。複数のボルト締結孔13は、第1ボルト締結孔13A、第2ボルト締結孔13B、第3ボルト締結孔13Cを含む。第1ボルト締結孔13A、第2ボルト締結孔13B、第3ボルト締結孔13Cは、この記載順に並べられている。
サポートボード5は、典型的には、CPUボード2、コネクタ3、入出力ボード4を収容する筐体の一部であって、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金製である。サポートボード5は、平板状のボード本体20と、複数のナット21を含む。複数のナット21は、ボード本体20から上方に突出している。
複数のナット21は、第1ナット21A、第2ナット21B、第3ナット21Cを含む。第1ナット21A、第2ナット21B、第3ナット21Cは、入出力ボード4の第1ボルト締結孔13A、第2ボルト締結孔13B、第3ボルト締結孔13Cとそれぞれ対応するように配置されている。
コネクタ3は、入出力ボード4のコネクタ対向面4Aに実装可能に構成されている。図3には、コネクタ3の斜視図を示している。図4には、コネクタ3の分解斜視図を示している。図3及び図4に示すように、コネクタ3は、絶縁樹脂製の矩形平板状のハウジング30と、複数のコンタクト列31と、複数のホールドダウン32と、を含む。複数のコンタクト列31及び複数のホールドダウン32は、ハウジング30に保持されている。
複数のコンタクト列31は、互いに平行に延びている。複数のコンタクト列31は、幅方向に並べられている。各コンタクト列31は、ピッチ方向に沿って直線的に延びている。各コンタクト列31は、複数のコンタクト33を含む。各コンタクト33は、導電性であって、例えば銅又は銅合金をメッキした金属板を打ち抜いて曲げることで形成されている。
複数のホールドダウン32は、図1に示すように、入出力ボード4の複数のホールドダウンパッド12とそれぞれ対応するように配置されている。各ホールドダウン32は、例えばステンレス鋼板などの金属板を打ち抜いて曲げることで形成されている。
図5には、ハウジング30の斜視図を示している。図5に示すように、ハウジング30は、上方を向くことでCPUボード2と対向可能なハウジング上面としてのCPUボード対向面30Aと、下方を向くことで入出力ボード4と対向可能なハウジング下面としての入出力ボード対向面30Bと、を有する。CPUボード対向面30Aは、ハウジング30の最上面である。入出力ボード対向面30Bは、ハウジング30の最下面である。
ここで、図1に戻り、情報処理装置1の組立手順を概説する。
まず、入出力ボード4にコネクタ3を実装する。具体的には、複数のコンタクト列31を複数の信号パッド列11にそれぞれ半田付けすると共に、複数のホールドダウン32を複数のホールドダウンパッド12にそれぞれ半田付けする。
次に、コネクタ3が搭載された入出力ボード4をサポートボード5に載せる。このとき、サポートボード5の第1ナット21A、第2ナット21B、第3ナット21Cがそれぞれ入出力ボード4の第1ボルト締結孔13A、第2ボルト締結孔13B、第3ボルト締結孔13Cを貫通する。
そして、CPUボード2をコネクタ3に重ね合わせるように、CPUボード2をサポートボード5に取り付ける。具体的には、第1ボルト40Aを第1ボルト締結孔8A及び第1ボルト締結孔13Aを介して第1ナット21Aに締結させると共に、第2ボルト40Bを第2ボルト締結孔8B及び第2ボルト締結孔13Bを介して第2ナット21Bに締結させ、第3ボルト40Cを第3ボルト締結孔8C及び第3ボルト締結孔13Cを介して第3ナット21Cに締結させる。このようにコネクタ3がCPUボード2と入出力ボード4の間に挟まれることで、入出力ボード4の複数の信号パッド15と図2に示すCPUボード2の複数の信号パッド10がコネクタ3の複数のコンタクト33を介してそれぞれ電気的に接続される。
本実施形態のコネクタ3は高速伝送用として設計されたものであって、各コンタクト33を流れる信号の周波数は10GHzから25GHzまでを想定している。しかし、これに限定されない。
複数のコンタクト33は、差動伝送用信号コンタクトと、グラウンドコンタクトと、を含む。
以下、コネクタ3について更に詳細に説明する。
図5に示すように、ハウジング30は、矩形平板状に構成されている。ハウジング30には、複数のコンタクト収容列62が形成されている。複数のコンタクト収容列62は、互いに平行に延びている。各コンタクト収容列62は、ピッチ方向に沿って直線的に延びている。複数のコンタクト収容列62は、幅方向に並べられている。各コンタクト収容列62は、複数のコンタクト収容部63を含む。
図6には、ピッチ方向に対して直交する面でハウジング30を切断したコネクタ3の一部切り欠き斜視図を示している。図7には、ピッチ方向に対して直交する面及び幅方向に対して直交する面でハウジング30を切断したコネクタ3の一部切り欠き斜視図を示している。図8には、ピッチ方向に対して直交する面でハウジング30を切断したコネクタ3の一部切り欠き斜視図を示している。図9には、ピッチ方向に対して直交する面でハウジング30を切断したコネクタ3の断面図を示している。
図6及び図7に示すように、複数のコンタクト収容列62は、複数のコンタクト列31をそれぞれ収容する。即ち、複数のコンタクト収容部63は、複数のコンタクト33をそれぞれ収容する。各コンタクト収容部63は、各コンタクト33をハウジング30に取り付けるために形成されている。図8に示すように、各コンタクト収容部63は、ハウジング30を上下方向に貫通するように形成されている。
図8及び図9に示すように、各コンタクト収容部63は、コンタクト収容部本体70と半田接続確認孔71を含む。コンタクト収容部本体70と半田接続確認孔71は、幅方向で互いに離れて形成されている。コンタクト収容部本体70と半田接続確認孔71は、何れもハウジング30を上下方向に貫通するように形成されている。
ハウジング30は、コンタクト収容部63が有するコンタクト収容部本体70及び半田接続確認孔71を幅方向で仕切る幅仕切壁72を有する。幅仕切壁72の下端には、切り欠き73が形成されている。
ハウジング30は、ピッチ方向で隣り合う2つのコンタクト収容部63のコンタクト収容部本体70をピッチ方向で仕切るピッチ仕切壁74を有する。ピッチ仕切壁74の上端には、ピッチ方向に突出する規制壁75が形成されている。
続いて、図10から図12を参照して、各コンタクト33を詳細に説明する。
図10及び図11には、各コンタクト33の斜視図を示している。図12には、各コンタクト33の平面図を示している。
図10から図12に示すように、各コンタクト33は、固定部80と半田付け部81、電気接触バネ片82を含む。
固定部80は、図8に示すコンタクト収容部本体70に圧入される部分である。即ち、固定部80をコンタクト収容部本体70に圧入することにより、各コンタクト33はハウジング30に保持される。固定部80は、ピッチ方向に対して直交する板厚方向を有する板体である。固定部80は、固定部本体80Aと2つの圧入爪80Bを含む。2つの圧入爪80Bは、固定部本体80Aのピッチ方向における両端部からそれぞれピッチ方向に突出して形成されている。
半田付け部81と電気接触バネ片82は、固定部80を挟んで幅方向で互いに反対側に配置されている。以下、半田付け部81から電気接触バネ片82を見る方向を前方と称し、電気接触バネ片82から半田付け部81を見る方向を後方と称する。従って、電気接触バネ片82は固定部80の前方に配置され、半田付け部81は固定部80の後方に配置されている。
半田付け部81は、半田付け部本体81Aと姿勢安定バネ片81Bを含む。半田付け部本体81Aは、図1に示す入出力ボード4の対応する信号パッド15に半田付けされる部分である。図10に示すように、半田付け部本体81Aは、固定部80の下端から後方に延びている。姿勢安定バネ片81Bは、半田付け部本体81Aの後方端から上方に突出している。
電気接触バネ片82は、図2に示すCPUボード2の対応する信号パッド10との電気的接点として機能する部分である。図10に示すように、電気接触バネ片82は、湾曲連結部83、弾性変形容易部84、接点部85、変位規制部86を含む。湾曲連結部83、弾性変形容易部84、接点部85、変位規制部86は、この記載順で連なっている。
湾曲連結部83は、固定部80の上端から前方に突出すると共に、上方に凸となり下方に開口するようにU字に湾曲している。
ピッチ方向に沿った視線で弾性変形容易部84を観察すると、弾性変形容易部84は、垂直部84A、水平部84B、湾曲部84C、傾斜部84Dを含む。垂直部84A、水平部84B、湾曲部84C、傾斜部84Dは、この記載順に連なっている。
垂直部84Aは、湾曲連結部83の先端から下方に突出する。水平部84Bは、垂直部84Aの下端から前方に向かって、幅方向に対して平行となるように延びている。湾曲部84Cは、水平部84Bの前方端から上方に突出すると共に、前方に凸となり後方に開口するようにU字に湾曲している。傾斜部84Dは、湾曲部84Cの上端から後方に突出すると共に、若干上向きに傾斜している。
そして、図11に示すように、弾性変形容易部84は、両端が連結された2つのバネ片を有するように形成されている。即ち、弾性変形容易部84は、弾性変形容易部84に沿って延びる2つのバネ片90と、2つのバネ片90を固定部80側で連結する固定部側連結部91と、2つのバネ片90を接点部85側で連結する接点部側連結部92と、を含む。2つのバネ片90は、ピッチ方向で対向すると共に、ピッチ方向で互いに離れている。2つのバネ片90は、互いに平行に延びている。固定部側連結部91は、垂直部84Aに位置している。接点部側連結部92は、傾斜部84Dに位置している。従って、2つのバネ片90は、垂直部84Aから傾斜部84Dに渡って形成されている。換言すれば、2つのバネ片90、固定部側連結部91、接点部側連結部92で区画されるスリット93は、垂直部84Aから傾斜部84Dに渡って形成されている。
2つのバネ片90は、同一の断面積及び断面形状を有している。2つのバネ片90の断面積及び断面形状は、互いに等しい。各バネ片90は、少なくとも水平部84B及び湾曲部84Cの区間において一定の断面積及び断面形状を有している。
接点部85は、図2に示すCPUボード2の対応する信号パッド10と電気的に接触可能な部分である。図11に示すように、接点部85は、弾性変形容易部84の傾斜部84Dの先端に設けられており、上方に凸となり下方に開口するU字に湾曲している。
図10に示すように、変位規制部86は、接点部85の先端(distal end)からピッチ方向に互いに反対向きに突出する2つの規制片86Aを含む。
そして、図12に示すように、各コンタクト33は、各コンタクト33をピッチ方向で二分する二分線33D(中心線)に関して線対称に形成されている。
図9には、各コンタクト収容部63に各コンタクト33を取り付けた状態を示している。各コンタクト収容部63に各コンタクト33を取り付けるには、各コンタクト33を下側から各コンタクト収容部63のコンタクト収容部本体70に圧入する。即ち、固定部80の2つの圧入爪80Bをコンタクト収容部本体70を幅方向で区画する2つのピッチ仕切壁74の壁面にそれぞれ食いつかせる。これにより、電気接触バネ片82がコンタクト収容部本体70に収容され、半田付け部81の姿勢安定バネ片81Bが半田接続確認孔71に収容され、半田付け部81の半田付け部本体81Aが切り欠き73に収容される。
上記圧入の際、各規制片86Aが対応する規制壁75の下面に接触することで、弾性変形容易部84が上下方向で圧縮されるように弾性変形容易部84が弾性変形する。即ち、電気接触バネ片82は、弾性変形容易部84が若干弾性変形した状態でコンタクト収容部本体70に収容される。
また、上記圧入の際、幅仕切壁72が固定部80と半田付け部81の姿勢安定バネ片81Bの間に挿入されることで、半田付け部81は、姿勢安定バネ片81Bが固定部80から幅方向で遠ざかるように弾性変形する。そして、上記圧入した状態で、姿勢安定バネ片81Bは、半田付け部81の弾性復元力により幅仕切壁72に対して押圧される。換言すれば、固定部80及び半田付け部81が幅仕切壁72を幅方向で弾性的に挟み込むことで、上記圧入後の各コンタクト33の姿勢が安定する。
半田付け部81の半田付け部本体81Aを図1に示す入出力ボード4の対応する信号パッド15に半田付けすると、半田付け部81と信号パッド15の間に図示しない半田フィレットが形成される。本実施形態において上記半田フィレットは、半田接続確認孔71を介して上方から確認できるようになっている。これにより、コネクタ3を入出力ボード4に実装した後に、各コンタクト33の半田付けの成否を確認できる。
図1に戻り、CPUボード2をサポートボード5に固定すると、図9に示す接点部85がCPUボード2によって下方に押し下げられてコンタクト収容部本体70に収容される。即ち、CPUボード2をサポートボード5に固定すると、接点部85は、所定量、下方に弾性変位する。CPUボード2をサポートボード5から取り外すと、接点部85は、電気接触バネ片82の弾性復元力によって上方に弾性変位し、やがて、各規制片86Aが対応する規制壁75の下面に到達するとそれ以上の弾性変位が規制され、図9の状態へと戻ることになる。
ところで、図13及び図14には、コンタクト列31の斜視図を示している。図13及び図14には、コンタクト列31のピッチPを示している。図14には、ピッチP、内バネ隙間S1及び外バネ隙間S2を示している。
コンタクト列31のピッチPは、隣り合う2つのコンタクト33の基準点Qの間の、ピッチ方向における距離を意味する。各コンタクト33における基準点Qの位置は複数のコンタクト33間において互いに同一である。
図14に示すように、内バネ隙間S1は、各コンタクト33が有する2つのバネ片90の間のピッチ方向における隙間である。
外バネ隙間S2は、ピッチ方向で隣り合う2つのコンタクト33のうち、一方のコンタクト33が有する2つのバネ片90のうち他方のコンタクト33に近いバネ片90と、他方のコンタクト33が有する2つのバネ片90のうち一方のコンタクト33に近いバネ片90と、の間のピッチ方向における隙間である。
以下、説明の便宜上、図14に示すように、ピッチ方向において連続する3つのコンタクト33をコンタクト33A及びコンタクト33B、コンタクト33Cと称する。コンタクト33Aは、バネ片90A及びバネ片90Bを有する。バネ片90Bは、バネ片90Aよりもコンタクト33Bに近い。コンタクト33Bは、バネ片90C及びバネ片90Dを有する。バネ片90Cは、バネ片90Dよりもコンタクト33Aに近い。外バネ隙間S2は、バネ片90Bとバネ片90Cの間のピッチ方向における隙間である。
本実施形態において、複数の内バネ隙間S1は互いに等しく、複数の外バネ隙間S2も互いに等しい。そして、各内バネ隙間S1は、各外バネ隙間S2以下に設定されている。換言すれば、各内バネ隙間S1は、各外バネ隙間S2よりも広くならないように設定されている。ただし、複数の内バネ隙間S1が互いに異なる値であってもよく、複数の外バネ隙間S2が互いに異なる値であってもよい。即ち、コンタクト33Aとコンタクト33Bの間の外バネ隙間S2と、コンタクト33Bとコンタクト33Cの間の外バネ隙間S2は、互いに異なる値であってもよい。
次に、図15を参照して、各コンタクト33の接触圧調整方法を説明する。図15は、図14における断面のみを描いた図である。ここで言う各コンタクト33の接触圧とは、各コンタクト33の、対応する信号パッド10に対する接触圧を意味する。
即ち、図11に示すように各コンタクト33が、ピッチ方向において互いに離れつつ互いに平行に延びると共に両端が連結された2つのバネ片90によって1つの接点部85を支持するものである場合において、各コンタクト33の接触圧を増大させる手法として幾つかの手法が考えられる。
第1に、各コンタクト33のバネ長を短くすることである。典型的には、各コンタクト33の弾性変形容易部84を短くすれば、各コンタクト33の接触圧を容易に増大させることができる。しかし、この手法では、各コンタクト33の弾性変形容易部84の弾性域内で接点部85の上下方向における所定のストロークを確保することが困難となり、現実的ではない。
第2に、各コンタクト33の板厚を厚くすることである。この場合、各コンタクト33全体の板厚を厚くしてもよく、各コンタクト33の弾性変形容易部84の板厚のみを局所的に厚くしてもよい。しかし、この手法では、僅かな板厚の増減で接触圧が大きく変化してしまうので、板厚の高度な寸法管理が求められるなどして煩雑である。
第3に、各コンタクト33の材料としてヤング率がより高い材料を採用することである。しかし、この場合、各コンタクト33を打ち抜き加工によって製造する際の加工性が悪くなるし、材料調達容易の観点から採用し得るヤング率は数に限りがあり、接触圧を微調整することなど到底できない。
第4に、各コンタクト33の弾性変形容易部84をピッチ方向で拡張することである。即ち、図14において、内バネ隙間S1はそのままで外バネ隙間S2を小さくすれば、各バネ片90の断面積が大きくなるので、各コンタクト33の接触圧を容易に増大させることができる。しかし、この手法では、各コンタクト33のインピーダンスが下がってしまうので、所望のインピーダンスと所望の接触圧を同時に達成することができない。
そこで、本実施形態では、図15に示すように、コンタクト列31のピッチP及び外バネ隙間S2を維持しながら、太線矢印で示すように、各コンタクト33が有する2つのバネ片90がピッチ方向において互いに近づくように各コンタクト33が有する2つのバネ片90を互いに向かってそれぞれ拡張する。換言すれば、コンタクト列31のピッチP及び外バネ隙間S2を維持しながら、各コンタクト33が有する2つのバネ片90がピッチ方向において互いに近づくように各コンタクト33が有する2つのバネ片90を互いに向かってそれぞれ肉付け(flesh out)する。端的に言えば、コンタクト列31のピッチP及び外バネ隙間S2を維持しながら、内バネ隙間S1を狭める。具体的には、内バネ隙間S1が外バネ隙間S2と等しいか外バネ隙間S2よりも狭くなるように内バネ隙間S1を狭める。これにより、所定ピッチP及び各コンタクト33のインピーダンスを維持しながら各コンタクト33の接触圧を増大させることができる。具体的には以下の通りである。
この手法によれば、第1に、各コンタクト33の接触圧を増大させるに際して、コンタクト列31のピッチPが変わることがない。従って、各コンタクト33の接触圧をコンタクト列31のピッチPと切り離して自由に設定することができる。
第2に、各コンタクト33の接触圧を増大させるに際して、外バネ隙間S2が変わることがない。従って、各コンタクト33の接触圧を各コンタクト33のインピーダンスと切り離して自由に設定することができる。なお、各コンタクト33の内バネ隙間S1の大小は、各コンタクト33のインピーダンスに影響しない。
第3に、弾性変形容易部84の断面二次モーメントが大きくなるので、弾性変形容易部84のバネ特性(撓み易さ)が硬くなり、各コンタクト33の接触圧を増大させることができる。また、弾性変形容易部84の断面二次モーメントが内バネ隙間S1と比例の関係にあるので、各コンタクト33の接触圧の微調整も容易である。
また、内バネ隙間S1も外バネ隙間S2も導体の存在しない空間となっており、例えば高速伝送用のスタブも形成されていない。
以上によれば、コンタクト列31のピッチP及び外バネ隙間S2を維持しながら、各コンタクト33が有する2つのバネ片90がピッチ方向において互いに近づくように各コンタクト33が有する2つのバネ片90を互いに向かってそれぞれ拡張することで内バネ隙間S1を狭め、これにより、コンタクト列31のピッチP及び各コンタクト33のインピーダンスを維持しながら各コンタクト33の接触圧を増大させることができる。
以上に、本願発明の実施形態を説明した。上記実施形態は以下の特徴を有する。
即ち、図3に示すように、導電性を有する複数のコンタクト33が所定ピッチPで列状に並べられたコネクタ3において各コンタクト33の接触圧は、以下のように調整する。即ち、図11に示すように、各コンタクト33は、ピッチ方向において互いに離れつつ互いに平行に延びると共に両端が連結された2つのバネ片90によって1つの接点部85を支持するものとする。各コンタクト33が有する2つのバネ片90の間には導体が存在しないものとする。図13に示すように、ピッチ方向で隣り合う2つのコンタクト33の間には導体が存在しないものとする。そして、図15に示すように、所定ピッチP及び外バネ隙間S2を維持しながら、各コンタクト33が有する2つのバネ片90がピッチ方向において互いに近づくように各コンタクト33が有する2つのバネ片90を互いに向かってそれぞれ拡張し、これにより、所定ピッチP及び各コンタクト33のインピーダンスを維持しながら各コンタクト33の接触圧を増大させる。以上の方法によれば、所定ピッチP及び各コンタクト33のインピーダンスを維持しながら各コンタクト33の接触圧を増大させることができる。
また、図3に示すように、導電性を有する複数のコンタクト33が所定ピッチで列状に並べられたコネクタ3は、以下のように構成されている。即ち、図11に示すように、各コンタクト33は、ピッチ方向において互いに離れつつ互いに平行に延びると共に両端が連結された2つのバネ片90によって1つの接点部85を支持している。各コンタクト33が有する2つのバネ片90の間には導体が存在しない。図13に示すように、ピッチ方向で隣り合う2つのコンタクト33の間には導体が存在しない。図15に示すように、各コンタクト33が有する2つのバネ片90の間のピッチ方向における内バネ隙間S1は外バネ隙間S2以下である。換言すれば、内バネ隙間S1の寸法は外バネ隙間S2の寸法以下である。換言すれば、内バネ隙間S1は外バネ隙間S2よりも広くない。以上の構成によれば、所定ピッチP及び各コンタクト33のインピーダンスを維持しながら各コンタクト33の接触圧を増大させたコネクタ3が実現される。
また、図14に示すように、コンタクト33が有する2つのバネ片90の断面積及び断面形状は、互いに等しい。
また、図11に示すように、2つのバネ片90は少なくとも一部がU字状に曲げられた片持ち梁である。
また、図12に示すように、各コンタクト33は、二分線33D(中心線)を挟んで左右対称に形成されている。
また、図6及び図8に示すように、コネクタ3は、複数のコンタクト33を保持する絶縁性のハウジング30を更に備える。ハウジング30は、複数のコンタクト33をそれぞれ収容する複数のコンタクト収容部63と、複数のコンタクト収容部63をピッチ方向でそれぞれ隔てる複数のピッチ仕切壁74(隔壁)と、を有する。図6から図13に示すように、ピッチ方向で隣り合う2つのコンタクト33のうち、一方のコンタクト33Aが有する2つのバネ片90のうち他方のコンタクト33Bに近いバネ片90Bと、他方のコンタクト33Bが有する2つのバネ片90のうち一方のコンタクト33Aに近いバネ片90Cと、の間に、対応するピッチ仕切壁74が配置されている。絶縁性のピッチ仕切壁74は、空気よりも誘電率が高いので各コンタクト33のインピーダンスを下げる方向に作用する。更に、絶縁性のピッチ仕切壁74は、ピッチ方向で隣り合う2つのコンタクト33間の短絡を防止する効果も発揮する。
また、図9に示すように、各コンタクト33は、接点部85の反対側の端部に半田付け部81を有している。
上記の実施形態は、例えば以下のように変更できる。
即ち、図3に示すように、上記実施形態においてコンタクト列31はピッチ方向に沿って直線的に延びている。しかし、これに代えて、コンタクト列31は平面視で円弧状に延びていてもよい。
図1に示すように、上記実施形態においてコネクタ3はCPUボード2と入出力ボード4を接続する基板対基板コネクタとしたが、これに限定されない。コネクタ3は、ケーブル対基板コネクタであってもよく、ケーブル対ケーブルコネクタであってもよい。
この出願は、2021年11月29日に出願された日本出願特願2021-192701を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
1 情報処理装置
2 CPUボード
2A コネクタ対向面
3 コネクタ(高速伝送用コネクタ)
4 入出力ボード
4A コネクタ対向面
5 サポートボード
6 信号パッド列
8 ボルト締結孔
8A 第1ボルト締結孔
8B 第2ボルト締結孔
8C 第3ボルト締結孔
10 信号パッド
11 信号パッド列
12 ホールドダウンパッド
13 ボルト締結孔
13A 第1ボルト締結孔
13B 第2ボルト締結孔
13C 第3ボルト締結孔
15 信号パッド
20 ボード本体
21 ナット
21A 第1ナット
21B 第2ナット
21C 第3ナット
30 ハウジング
30A CPUボード対向面
30B 入出力ボード対向面
31 コンタクト列
32 ホールドダウン
33 コンタクト
33A コンタクト
33B コンタクト
33C コンタクト
33D 二分線(中心線)
40A 第1ボルト
40B 第2ボルト
40C 第3ボルト
62 コンタクト収容列
63 コンタクト収容部
70 コンタクト収容部本体
71 半田接続確認孔
72 幅仕切壁
73 切り欠き
74 ピッチ仕切壁(隔壁)
75 規制壁
80 固定部
80A 固定部本体
80B 圧入爪
81 半田付け部
81A 半田付け部本体
81B 姿勢安定バネ片
82 電気接触バネ片
83 湾曲連結部
84 弾性変形容易部
84A 垂直部
84B 水平部
84C 湾曲部
84D 傾斜部
85 接点部
86 変位規制部
86A 規制片
90 バネ片
90A バネ片
90B バネ片
90C バネ片
90D バネ片
91 固定部側連結部
92 接点部側連結部
93 スリット
P ピッチ
Q 基準点
S1 内バネ隙間(隙間)
S2 外バネ隙間(隙間)

Claims (7)

  1. 導電性を有する複数のコンタクトが所定ピッチで列状に並べられたコネクタにおいて各コンタクトの接触圧を調整する接触圧調整方法であって、
    各コンタクトは、ピッチ方向において互いに離れつつ互いに平行に延びると共に両端が連結された2つのバネ片によって1つの接点部を支持するものとし、
    各コンタクトが有する前記2つのバネ片の間には導体が存在しないものとし、
    前記ピッチ方向で隣り合う2つのコンタクトの間には導体が存在しないものとし、
    前記所定ピッチ、及び、前記ピッチ方向で隣り合う2つのコンタクトのうち、一方のコンタクトが有する前記2つのバネ片のうち他方のコンタクトに近いバネ片と、他方のコンタクトが有する前記2つのバネ片のうち一方のコンタクトに近いバネ片と、の間の前記ピッチ方向における隙間、を維持しながら、各コンタクトが有する前記2つのバネ片が前記ピッチ方向において互いに近づくように各コンタクトが有する前記2つのバネ片を互いに向かってそれぞれ拡張し、
    これにより、前記所定ピッチ及び各コンタクトのインピーダンスを維持しながら各コンタクトの接触圧を増大させる、
    接触圧調整方法。
  2. 導電性を有する複数のコンタクトが所定ピッチで列状に並べられたコネクタであって、
    各コンタクトは、ピッチ方向において互いに離れつつ互いに平行に延びると共に両端が連結された2つのバネ片によって1つの接点部を支持しており、
    各コンタクトが有する前記2つのバネ片の間には導体が存在せず、
    前記ピッチ方向で隣り合う2つのコンタクトの間には導体が存在せず、
    各コンタクトが有する前記2つのバネ片の間の前記ピッチ方向における隙間は、前記ピッチ方向で隣り合う2つのコンタクトのうち、一方のコンタクトが有する前記2つのバネ片のうち他方のコンタクトに近いバネ片と、他方のコンタクトが有する前記2つのバネ片のうち一方のコンタクトに近いバネ片と、の間の前記ピッチ方向における隙間以下である、
    高速伝送用コネクタ。
  3. 請求項2に記載の高速伝送用コネクタであって、
    前記2つのバネ片の断面積及び断面形状は、互いに等しい、
    高速伝送用コネクタ。
  4. 請求項2又は3に記載の高速伝送用コネクタであって、
    前記2つのバネ片は少なくとも一部がU字状に曲げられた片持ち梁である、
    高速伝送用コネクタ。
  5. 請求項2から4までの何れか1項に記載の高速伝送用コネクタであって、
    各コンタクトは、中心線を挟んで左右対称に形成されている、
    高速伝送用コネクタ。
  6. 請求項2から5までの何れか1項に記載の高速伝送用コネクタであって、
    前記複数のコンタクトを保持する絶縁性のハウジングを更に備え、
    前記ハウジングは、前記複数のコンタクトをそれぞれ収容する複数のコンタクト収容部と、前記複数のコンタクト収容部を前記ピッチ方向でそれぞれ隔てる複数の隔壁と、を有し、
    前記ピッチ方向で隣り合う2つのコンタクトのうち、一方のコンタクトが有する前記2つのバネ片のうち他方のコンタクトに近いバネ片と、他方のコンタクトが有する前記2つのバネ片のうち一方のコンタクトに近いバネ片と、の間に、対応する隔壁が配置されている、
    高速伝送用コネクタ。
  7. 請求項2から6までの何れか1項に記載の高速伝送用コネクタであって、
    各コンタクトは、前記接点部の反対側の端部に半田付け部を有している、
    高速伝送用コネクタ。
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