JP2001273961A

JP2001273961A - 電気コネクタ

Info

Publication number: JP2001273961A
Application number: JP2000085508A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Otsuki; 智也大槻; Yasue Yamazaki; 靖恵山崎
Original assignee: DDK Ltd
Current assignee: DDK Ltd
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2001-10-05
Anticipated expiration: 2020-03-27
Also published as: JP4061383B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】第１コネクタの電気接点と第２コネクタの導体
とが数千回の接触（挿抜）を繰り返しても、導体の電気
接触子に不純物が付着し難く、かつ、接触不良が起こり
難い優れた電気コネクタを提供する。【解決手段】第１コネクタ１０と第２コネクタ２０とを
着脱自在に突き合わせて電気的に接続するようにし、電
気接触子３０を設けた第２コネクタ２０の基板２２の導
体２６周囲の基板２２にはスリット状の切り込み部を設
けて導体２６部分に弾性を持たせた電気コネクタにおい
て、第２コネクタ２０の電気接触子３０上に少なくとも
１個以上の角柱状凸起部３１を設け嵌合する際には電気
接点１２が電気接触子３０に設けた断面略Ｕ字形状の凸
起部３１の角を摺動する。電気接点１２の摺動方向と角
柱状凸起部３１を平行又は非平行に配列する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の電気接点と
複数の電気接触子とを一度に電気的に接続するようにし
た電気コネクタに関するもので、特に第１コネクタの半
田が第２コネクタの接触部への付着防止に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図に基づいて、従来の電気コネクタ６０
について説明する。電気コネクタの一つに、例えば図７
に示すように、第１コネクタ１０（ＢａｌｌＧｒｉｄ
Ａｒｒａｙ（ＢＧＡ））と第２コネクタ５０（ＢＧＡ
素子等に接触するソケットコネクタをいう）とを着脱自
在に突き合わせて、第１コネクタ１０の片面側に設けた
半田などの球状突起からなる複数の電気接点１２と第２
コネクタ５０の片面側に設けた複数の電気接触子５２と
を電気的に接続するようにしたものがある。なお、図示
しないが、第１コネクタ１０と第２コネクタ２０とはソ
ケット構造などのような機構を持っていて、着脱自在に
装着できるようになっている。

【０００３】第１コネクタ１０は、セラミックスや剛性
のある硬質樹脂基板などからなり、この硬質樹脂基板の
片側面には半田（ＰｂＳｎ）などの球状突起からなる複
数の電気接点１２が設けられている。この電気接点１２
は、半田ボールを硬質樹脂基板のランドにのせて、リフ
ローによって形成している。また、第２コネクタ５０
は、第１コネクタ１０の複数の電気接点１２と電気的に
接続できるように片面側に複数の電気接触子５２が設け
られている。この電気接触子５２は、第２コネクタ５０
の基板２２（ＦＰＣ等）の導体２６上に設けられ、当該
導体２６の周囲の基板にはスリット状の切り込み部２４
を設けて当該導体２６部分に弾性を持たせる構造にし、
この構造によって第１コネクタ１０の電気接点１２の高
さのバラツキを吸収できるようにしている。なお、電気
接触子５２は接触部分なので、一般的に、金メッキなど
の表面処理が施されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】第１コネクタと第２コ
ネクタとの嵌合においては、安定した接触を得るために
特開2000-30827号のように第２コネクタの接触片に凹所
を設ける提案がなされているが、この提案では第１コネ
クタと第２コネクタが嵌合した際に第２コネクタが摺動
しないので、下記に記述する課題の解決にはならない。
従来の技術に記載したように第２コネクタは、第１コネ
クタ１０を検査するコネクタであるので、第２コネクタ
に対しては数千個の第１コネクタ１０との接触が行われ
る。その為、次のような問題点が発生した。図８に基づ
いて問題点について説明する。第１コネクタ１０の電気
接点１２と第２コネクタの電気接触子５２が数百回接触
すると、従来施されているような金メッキなどの表面処
理層に、電気接点１２を形成している半田（ＰｂＳｎ）
が付着し易く、接触不良の原因になるといった解決すべ
き課題があった。電気接触子５２の表面処理層に半田が
付着すると、数百回もしくは数千回に一度ブラシ等で落
とすことになる。しかしながら、付着物の半田がなかな
かブラシ等で落ちないという問題点もあった。ブラシン
グを行う回数があまり頻繁だと工数アップになり、ひい
てはコストアップに繋がるといった問題にもなる。上記
のような課題を解決するために、本出願人は特願2000-6
4241号で、前記第２コネクタの電気接触子上に少なくと
も１個以上の山状凸起を設ける提案を行っている。しか
しながら、現状の技術では、考えていたような山状凸起
の頂部のエッジを得ることが出来なく、その為第１コネ
クタの電気接点への食い込み量が少なく、付着した半田
を掻き落とすことが出来なかった。

【０００５】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、第１コネクタの電気接点と第２コネ
クタの電気接触子とが数千回の接触（挿抜）を繰り返し
ても、電気接触子の表面処理層に半田及びその酸化不純
物５４が付着し難く、かつ、接触不良が起こり難い優れ
た電気コネクタを提供せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、第１コネク
タと第２コネクタとを着脱自在に突き合わせて、前記第
１コネクタの片面側の複数の電気接点と前記第２コネク
タの片面側の複数の電気接触子とを電気的に接続するよ
うにし、前記電気接触子を第２コネクタの基板の導体上
に設けると共に、当該導体の周囲の基板にはスリット状
の切り込み部を設けて当該導体部分に弾性を持たせた電
気コネクタにおいて、前記第２コネクタの電気接触子上
に少なくとも１個以上の断面略Ｕ字形状の凸起部を設け
ると共に前記第１コネクタと第２コネクタとが嵌合する
際に前記第１コネクタの電気接点が前記第２コネクタの
電気接触子に設けた断面略Ｕ字形状の凸起部の角を摺動
することで達成できる。また、前記第１コネクタの電気
接点の摺動方向と前記断面略Ｕ字形状の凸起部を平行又
は非平行に配列したほうがよい。このように配列させる
ことで、確実に前回の接触時に付いた半田を前方へ排除
できる。なお、前記断面略Ｕ字形状の凸起部は、前記第
２コネクタの前記導体又は保護被覆層上に絶縁層を設
け、さらに該絶縁層に導体部まで達するスリット溝を設
置後に、徐々にメッキを絶縁層厚を越えない厚さまで施
した後に逆メッキ又はエッチングを行い、その後絶縁層
を除去することにより作成できる。ここでいうところの
「逆メッキ」とは、製品（凸起部）側を電極にし、電着
金属をメッキ液中にイオン化溶出させ電着金属を減じる
ことをいう。

【０００７】

【作用】第２コネクタの電気接触子３０上に少なくとも
１個以上の角柱状凸起部を設けると、第１コネクタ１０
と第２コネクタ２０との接触時には、第１コネクタ１０
の電気接点１２は第２コネクタ２０の電気接触子３０上
を摺動するので、接触時に前回付いた半田は前方に排除
される（かき落とされるように排除される）。第１コネ
クタ１０と第２コネクタ２０とが嵌合した際に、第１コ
ネクタ１０の電気接点１２が第２コネクタ２０の電気接
触子３０上を摺動する理由について説明する。上述のよ
うに摺動するのは、金属導体部の背面側にシリコン等の
弾性材料３９が配置されると共に第２コネクタ２０の導
体２６の周囲の基板２２にはスリット状の切り込み部２
４を設け、第１コネクタ１０の電気接点１２に第２コネ
クタ２０の電気接触子３０を押しつける接触力によっ
て、第２コネクタ２０の電気接触子３０は下方に変位
し、接触位置が変位し摺動する。この摺動について、図
４に基づいて動きを説明する。第１コネクタ１０の電気
接点１２は一定の力で第２コネクタ２０の電気接触子３
０に押しつけられ、第１コネクタ１０と第２コネクタ２
０とが接触する位置がＡ点（図１の状態）である。その
後、一定の力で押しつけられ続けると、上述のように第
２コネクタ２０には弾性材料層３９や切り込み部２４が
設けられているために、Ｏ点を支点にして第２コネクタ
２０の電気接触子３０は図４の下方向へ変位すると、第
２コネクタ２０の電気接触子３０はＡ点からＡ’点に押
し下げられる。しかし、第１コネクタ１０はソケット構
造でガイドされている為、前後左右には大きく動けず、
第１コネクタ１０の電気接点１２は下方向に垂直に押し
つけられるだけの動きになる。したがって、第２コネク
タの電気接触子３０が変位した状態ではＢ点（図２の状
態）で接触することになる。即ち、第１コネクタ１０の
電気接点１２は、第２コネクタ２０の電気接触子３０上
をＡ’点からＢ点に一定の力で押しつけられながら移動
したことになる。この移動が摺動であり、移動方向が摺
動方向ということになる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図に基づいて、本発明の電気コネ
クタについて説明する。図１は第１コネクタと第２コネ
クタとが嵌合した摺動直前の本発明に係る電気コネクタ
の部分拡大縦断面図であり、図２は第１コネクタと第２
コネクタとが嵌合した摺動完了時の本発明に係る電気コ
ネクタの部分拡大縦断面図である。図３は第１コネクタ
と第２コネクタとが嵌合した摺動直前の本発明に係る電
気コネクタの部分拡大横断面図であり、図４は第１コネ
クタの電気接点の摺動についての説明図である。図５
（Ａ）は図１の電気コネクタの第２コネクタの角柱状凸
起部の配列状態図であり、（Ｂ）は別の配列状態図であ
る。図６は角柱状凸起部の作成方法を説明するための図
面である。図１から図５は、本発明に係る電気コネクタ
の一つの実施の形態を示したもので、図中、１０は従来
と同様セラミックスや剛性のある硬質樹脂基板からなる
第１コネクタ、１２は第１コネクタ１０の片面側に設け
た半田などの球状突起からなる複数の電気接点、２０は
適度の剛性を有する軟質樹脂などの基板２２からなる第
２コネクタ、２６は基板２２の片面側に設けられた円盤
状の金属層からなる導体、２８は基板２２の導体形成側
に施した絶縁材料などからなる保護被覆層、３０は導体
２６上に施された電気接触子、３１は電気接触子３０に
設けられた断面略Ｕ字形状の凸起部である。

【０００９】この電気コネクタにおいて、図示しない
が、第１コネクタ１０と第２コネクタ２０とは、従来と
同様ソケット構造などのような機構を持っていて、着脱
自在に装着できるようになっている。もちろん、第１コ
ネクタ１０の電気接点１２側と反対側の片面には、電気
接点１２側と接続（導通）されたプリント配線などの必
要な配線が施してある。

【００１０】まず、本発明のポイント部分である第２コ
ネクタ２０について説明する。本発明の第２コネクタ２
０では、基板２２の片面側に例えば予め施してある銅箔
などの金属層部分を、例えば基板製造技術の一つである
プリント配線パターン成形法によって処理して、図１に
示すように、所望の導体２６を設けてある。したがっ
て、多数の導体２６を極めて低コストで、しかも、殆ど
嵩張ることなく形成することができる。もちろん、この
導体２６と接続されるリード線３４部分も同様のプリン
ト配線パターン成形法によって形成することができる。
なお、このリード線３４部分は、複数の導体２６を高密
度で配列する場合、基板表側の配線スペースが不足する
ことがあるため、基板２２の適宜位置にスルホール４０
を設け、これと連通された形で、基板裏側に形成するこ
ともできる。

【００１１】前記導体２６の第１コネクタ１０との接触
部分には、導電性の良い材料で電気接触子３０が設けら
れている。この電気接触子３０は、前記導体２６にめっ
きなどによって設けられている。導体２６の材料として
は、導電性の良い材料であれば如何なるものでもよく、
黄銅やベリリウム銅やリン青銅などが挙げられる。

【００１２】前記第１コネクタの電気接点１２との接触
の際に付着した半田を排除できるように、第２コネクタ
２０の前記電気接触子３０上に少なくとも１個以上の断
面略Ｕ字形状の凸起部３１を設けると共に第１コネクタ
１０と第２コネクタ２０とが嵌合する際に前記第１コネ
クタ１０の電気接点１２が第２コネクタ２０の電気接触
子３０に設けた前記略Ｕ字形状の凸起部３１の角を摺動
させ、前記凸起部３１の角（エッジ）部分はある程度鋭
くとがった方がよい。即ち、この断面略Ｕ字形状の凸起
部３１は、付着した半田を排除するためのものである。
該凸起部３１の突出量としては、上記役割を満足すれば
よく、０．１〜０．２ｍｍ程度あれば十分である。前記
断面略Ｕ字形状の凸起部３１の数量としては、第１コネ
クタ１０の電気接点１２と第２コネクタ２０の電気接触
子３０との位置関係（位置ずれ）等を考えると複数ある
ことが望ましい。このように断面略Ｕ字形状の凸起部３
１を複数設けると電気接触子３０の表面は略パルス波形
状になる。上述した作用と役割を考えると、前記第１コ
ネクタ１０の電気接点１２の摺動方向と第２コネクタ２
０の角柱状凸起部３１を平行又は非平行に配列したほう
がよい。このように配列させることで、確実に前回の接
触時に付いた半田を前方へ排除できる。

【００１３】次に、図６に基づいて、前記断面略Ｕ字形
状の凸起部３１の作成方法について説明する。まず、第
２コネクタ２０の導体２６又は保護被覆層２８上に絶縁
層３３を設ける。即ち、絶縁層３３は導体２６に直接設
けてもよく、導体２６に保護被覆層２８を設けその上に
設けてもよい。前記絶縁層３３の厚みは、１５〜１００
μｍにする。次に、絶縁層３３に導体２６部まで達する
スリット溝４２を設置する。このスリット溝４２は、図
３のように第１コネクタ１０の電気接点１２の摺動方向
と平行又は非平行に設ける。該スリット溝４２は、レー
ザー加工などによって作成することができるが、スリッ
ト溝４２を設置できれば如何なる方法で設置してもよ
い。非平行の場合は、凸起部３１の役割を考慮すると、
第１コネクタ１０の摺動方向に対して５°〜２０°度程
度がよい。次に、スリット溝４２内に徐々にメッキを施
し、メッキを施す終端位置としては絶縁層３３厚を越え
ない厚さまで施す。次に、メッキ部の先端部分を略Ｕ字
形状にするために、逆メッキ又はエッチングを行う。最
後に、絶縁層３３をアルカリ性溶液（水酸化ナトリウ
ム）によって除去することにより、断面略Ｕ字形状の凸
起部３１の形状を作成することができる。（該スリット
溝４２の数が、複数あれば電気接触子３０の表面は略パ
ルス波形状になる。）

【００１４】前記基板２２にはスリット状の切り込み部
２４を設け、本発明の導体２６及び電気接触子３０には
弾性を持たせてあるため、図１に示すように、第１コネ
クタ１０に第２コネクタ２０を突き合わせてセットし、
この電気接触子３０を第１コネクタ１０の球状突起から
なる電気接点１２と当接させれば、導体２６及び電気接
触子３０は、電気接点１２に追随して弾性的に接触する
ため、電気接点１２側に多少の高さ不整などがあって
も、安定して接続される。

【００１５】つまり、信頼性の高い電気的な接続が得ら
れる。このとき、導体２６及び電気接触子３０側の弾性
は、基板２２の舌状の可動小片部分３６の弾性に左右さ
れるため、上述した適度の剛性を有する軟質樹脂などか
らなる基板２２硬さは、可動小片部分３６に十分な弾性
が付与される程度の硬さである必要がある。

【００１６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る電気コネクタによると、次のような優れた効果が
得られる。（１）導体２６に施す電気接触子３０の表面に突出する
断面略Ｕ字形状の凸起部３１を設けると共に前記第１コ
ネクタと第２コネクタとが嵌合する際に前記第１コネク
タの電気接点が前記第２コネクタの電気接触子に設けた
断面略Ｕ字形状の凸起部の角を摺動させているので、前
の接触時に付いた半田を容易に排除（かき落とし）する
ことができる。（２）前記断面略Ｕ字形状の凸起３１を前記第１コネク
タ１０の電気接点１２の摺動方向と平行又は非平行に配
列しているので、より確実に前回の接触時に付いた半田
カスが先方に排除することができる。（３）前記断面略Ｕ字形状の凸起部３１は、前記第２コ
ネクタ２０の前記導体２６又は保護被覆層２８上に絶縁
層３３を設け、さらに該絶縁層３３に導体２６部まで達
するスリット溝４２を設置後に、徐々にメッキを絶縁層
３３厚さを越えない厚さまで施した後に逆メッキ又はエ
ッチングを行い、その後絶縁層３３を除去することによ
り容易に作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１コネクタと第２コネクタとが嵌合した摺動
直前の本発明に係る電気コネクタの部分拡大縦断面図で
ある。

【図２】第１コネクタと第２コネクタとが嵌合した摺動
完了時の本発明に係る電気コネクタの部分拡大縦断面図
である。

【図３】第１コネクタと第２コネクタとが嵌合した摺動
直前の本発明に係る電気コネクタの部分拡大横断面図で
ある。

【図４】本発明に係る電気コネクタの摺動についての説
明図である。

【図５】（Ａ）図１の電気コネクタの第２コネクタの略
Ｕ字形状の凸起部の配列状態図である。（Ｂ）（Ａ）と
は別の配列状態図である。

【図６】略Ｕ字形状の凸起部の作成方法を説明するため
の図面である。

【図７】従来の電気コネクタの部分拡大縦断側面図であ
る。

【図８】課題を説明するための図５の電気コネクタの第
２コネクタの基板を示した部分拡大平面図である。

【符号の説明】

１、６０電気コネクタ１０第１コネクタ１２電気接点２０、５０第２コネクタ２２基板２４スリット状の切り込み部２６導体２８保護被覆層３０、５２電気接触子３１凸起部３２開口３３絶縁層３４リード線３６舌状の可動小片部分３８金属導体部３９弾性材料層４０スルホール４２スリット溝５４不純物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１コネクタと第２コネクタとを着脱自
在に突き合わせて、前記第１コネクタの片面側の複数の
電気接点と前記第２コネクタの片面側の複数の電気接触
子とを電気的に接続するようにし、前記電気接触子を第
２コネクタの基板の導体上に設けると共に、当該導体の
周囲の基板にはスリット状の切り込み部を設けて当該導
体部分に弾性を持たせた電気コネクタにおいて、前記第２コネクタの電気接触子上に少なくとも１個以上
の断面略Ｕ字形状の凸起部を設けると共に前記第１コネ
クタと第２コネクタとが嵌合する際に前記第１コネクタ
の電気接点が前記第２コネクタの電気接触子に設けた断
面略Ｕ字形状の凸起部の角を摺動することを特徴とする
電気コネクタ。
【請求項２】前記第１コネクタの電気接点の摺動方向
と前記断面略Ｕ字形状の凸起部を平行又は非平行に配列
したことを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項３】前記断面略Ｕ字形状の凸起部は、前記第
２コネクタの前記導体又は保護被覆層上に絶縁層を設
け、さらに該絶縁層に導体部まで達するスリット溝を設
置した後に、徐々にメッキを絶縁層厚を越えない厚さま
で施した後に逆メッキ又はエッチングを行い、その後絶
縁層を除去することにより作成したことを特徴とする請
求項２記載の電気コネクタ。