JP4278777B2

JP4278777B2 - 電気コネクタ

Info

Publication number: JP4278777B2
Application number: JP13232299A
Authority: JP
Inventors: 智也大槻; 靖恵山崎
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 1999-05-13
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2019-05-13
Also published as: JP2000323214A

Description

【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ある。
【０００２】
【従来の技術】
電気コネクタは、主に第１コネクタ６０（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ（ＢＧＡ））とこの第１コネクタ６０の性能を検査する第２コネクタ８０（ＢＧＡ素子等に接触するソケットコネクタをいう）とから構成されている。検査が終了した第１コネクタ６０は、一般的に電気機器（電子機器）内のハード基板７０に取り付けられる。
第１コネクタ６０（チップ等）をハード基板７０に取り付けるためには、初めに図５（Ａ）のように半田ボール６８を矢印「イ」方向にランド６６にのせて、リフローによって電気接点６２として形成していた。その後第１コネクタ６０の電気接点６２を図５（Ｃ）のように矢印「ロ」方向にハード基板７０のランド６７に押圧して、再度リフローを行い第１コネクタ６０とハード基板７０を接続させている。
また、第１コネクタ６０をハード基板７０に取り付ける前に、第１コネクタ６０の性能の検査を行う為に、図６の左側のような第２コネクタ８０が用いられている。この第２コネクタ８０は、第１コネクタ６０と着脱自在に突き合わせできるようなソケット構造をしており、前記第１コネクタ６０の複数の電気接点６２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２６が設けられている。この電気接触子２６は、第２コネクタ８０の基板２２（ＦＰＣ等）上に設けられ、当該電気接触子２２の周囲の基板にはスリット状の切り込み部２４を設けて当該電気接触子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６０の電気接点６２の高さのバラツキを吸収できるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような第１コネクタ６０とハード基板７０との接続方法では、第１コネクタ６０の電気接点６２を作成する為の半田ボール６８のコストが高いことや、半田ボール６８を各々取り付けなければならず手間が掛かっていたことや、第１コネクタ６０とハード基板７０を接続するのに２回のリフロー（第１コネクタ６０を作成する際にチップと半田ボール６８を接続する時に１回、第１コネクタ６０とハード基板７０を接続する時にもう１回）を行い工数が掛かると言った問題が発生した。
そこで、図７（Ｂ）のように半田ボール６８の代えて価格の安いペースト半田７４にし、次のような接続方法が考えられてきた。初めに、ペースト半田７４をハード基板７０のランド６７に印刷形成法によって取り付け、次に、第１コネクタ１０をペースト半田７４の付いたハード基板７０に押圧して、リフローを行うようにすれば、上記問題のコスト高は解決できる。
ところが、このような接続方法では、従来技術に記述した構造の第２コネクタ８０で第１コネクタ１０の性能を検査出来ないと言った解決すべき課題があった。
【０００４】
本発明は、従来の課題に鑑みてなされたもので、基本的には、コストの安いペースト半田を使用し、接続工数が掛からない第１コネクタを容易に性能検査できる電気コネクタを提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的は、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コネクタと前記第２コネクタを電気的に接続するようにした電気コネクタであって、電気接点を前記第１コネクタの片面側に設け、電気接触子を第２コネクタの基板上に設けると共に、当該電気接触子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電気接触子部分に弾性を持たせた電気コネクタにおいて、前記第１コネクタの当該電気接点を平板状にし、かつ、前記第２コネクタの当該電気接触子に突出部を設け、前記第２コネクタの基板はフレキシブルプリント基板であり、当該基板の電気接触子形成側と反対側には、弾性体層が設けられるとともに、当該弾性体層を支えるためのバックアッププレートが設けられ、当該基板の電気接触子が位置する箇所の保護被覆層は除かれて開口が形成されており、当該開口によって露出された電気接触子上に直接もしくは金属層を介して前記電気接点と接触する導電性の突出部が設けられていることにより達成できる。
前記電気接触子に突出部を設けることで第１コネクタの電気接点が平板状や窪んでいても、電気的に接触することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図に基づいて、本発明の一実施例について説明する。
図１は、本発明に係る電気コネクタの一例になる部分拡大縦断側面図である。図２は図１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り、図３は図１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背面図である。図４は、本発明に係る電気コネクタの他の例になる部分拡大縦断側面図である。
図中、１０は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電気接触子、３０は電気接触子２６上に設けられた突出部、２８は基板２２の電気接触子形成側に施した絶縁材料などからなる保護被覆層である。
【０００７】
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。
【０００８】
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２０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２に示すように、所望の電気接触子２６を設けてある。
したがって、多数の電気接触子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、この電気接触子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、複数の電気接触子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。
【０００９】
前記電気接触子２６の第１コネクタ１０との接触側には、突出部３０が設けられている。この突出部３０を設けることにより、第１コネクタ１０の電気接点１２が平板状や窪んでいても、電気接点１２に接触できるようになる。
前記突出部３０の突出量は、０．０２ｍｍ以上が良い。
前記突出部３０は、電気接触子２６にメッキや半田付けや溶接などによって取り付けられている。この突出部３０の材質としては、導電性や耐腐食性が要求されるので、金（Ａｕ）やパラジューム（Ｐｄ）などを挙げることができる。
この突出部３０は、開口３２の電気接触子２６部と同等か幾分小さくしている。前記突出部３０は、電気接触子２６と一体にしてもよい。
【００１０】
本実施例では、図２に示した最上段側の電気接触子２６をグランド（接地）側の接触子として使用するため、スルホール４０を通じて、図３に示すように、基板２２の裏側全面に設けたグランド用の金属導体部３８と導通させてある。この金属導体部３８は、図示のように基板２２の裏側全面に設ける場合に限定されず、パタンー化して部分的に設けることも可能である。具体的には、銅箔などの金属層を貼り付けて設けたり、銅箔などをプリント配線パターン成形法によって処理して設けるようにしてもよい。
【００１１】
また、電気接触子２６の周囲の基板２２には、ほぼ接触した形で概略Ｕ字形のスリット状の切り込み部２４を設けてある。これは、プレスによる打ち抜き加工やレーザ加工などによって簡単に形成することができる。
この切り込み部２４の形成によって、電気接触子２６は、基板２２の切り込み部２４の内側に位置する舌状の可動小片部分３６に載る形となるため、弾性的に支持される。
【００１２】
上記基板２２の電気接触子２６形成側に施した保護被覆層２８にあっては、図１に示すように、電気接触子２６の表面側に対応した部分に開口３２を設けると共に、基板２２のスリット状の切り込み部２４に対応した部分に同様の切り込み部分を設ける以外は、基板２２の全面に設けるとよい。この保護被覆層２８の形成も、プリント配線パターン成形法の技術を応用して簡単に行うことができる。
【００１３】
本発明の電気接触子２６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２６の突出部３０を第１コネクタ１０の平板状の電気接点１２と当接させれば、電気接触子２６の突出部３０は、電気接点１２に追随して弾性的に接触するため、電気接触子２６の突出部３０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。
【００１４】
つまり、信頼性の高い電気的な接続が得られる。このとき、電気接触子２６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。
【００１５】
また、本発明の電気接触子２６の配列において、図２に示すように、中段又は下段の電気接触子２６に対して、上述したように最上段の電気接触子２６をクランド側として、基板２２の裏面側のグランド用の金属導体部３８と導通させてあるが、この際、マイクロストリップライン設計を適用させれば、両者間のインピーダンスを５０Ω程度に設定することが容易に行える。つまり、インピーダンスの整合が容易に行えるようになる。
【００１６】
図４は、本発明に係る電気コネクタの他の実施の形態を示したもので、基本的には、上記図１〜図３のものとほぼ同様であるが、第２コネクタ２０の電気接触子２６の形成される基板２２として、可撓性に富むフレキシブルプリント基板を用いる一方、この基板２２の電気接触子２６形成側と反対の側には、弾性に富むエラストマー樹脂材料などからなる弾性体層４４を設けると共に、さらにこの弾性体層４４を支えるための剛性のあるバックアッププレート４６を設ける形で、第２コネクタ２０を構成してある。
なお、この弾性体層４４は、弾性に富むエラストマー樹脂材料などに限定されず、金属バネやエラストマー樹脂材料と金属バネの複合体などとして構成することもできる。
【００１７】
この構成では、電気接触子２６の弾性は、フレキシブルプリント基板からなる基板自体の良好な弾性と弾性に富むエラストマー樹脂材料などの弾性体層４４の弾性による相乗効果によって、より柔軟に微妙なタッチで発揮されるようになっている。このため、第１コネクタ１０の電気接点１２とは、極めて良好に接触されることになる。
【００１８】
【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、次のような顕著な効果を得ることができる。
（１）第１コネクタの電気接点が平板状であっても、第２コネクタの電気接触子に突出部を設けることにより、第１コネクタの電気接点に第２コネクタの電気接触子の突出部が確実に接触できるので、容易に第１コネクタに接続して性能検査を行うことができる。
（２）第１コネクタの電気接点が平板状で、ハード基板との接続の際には、ペースト半田を使用しているので、コストが安くてすむ。
（３）第１コネクタとハード基板とを接続する際には、半田ボールを用いないでペースト半田を用いているので、１個ずつ取り付ける必要がなく、印刷形成法によって取り付けられる為にコストを低減することができる。
（４）第２コネクタの電気接触子の突出部は、メッキなどによって形成されているので、簡単に設けることができる。
（５）従来のように半田ボールを用いて第１コネクタの電気接点を形成するのと比べて、第２コネクタの電気接触子に突出部を設け、第１コネクタは平面パターンのままで形成する方が第１コネクタのコストが安くてすむ。
（６）第２コネクタの基板には、スリット状の切り込み部が設けてあるので、電気接触子に設けた突出部に多少の高低差があっても安定して接触し、確実に第１コネクタに接続して性能検査を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気コネクタの一例になる部分拡大縦断側面図である。
【図２】図１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。
【図３】図１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背面図である。
【図４】本発明に係る電気コネクタの他の例になる部分拡大縦断側面図である。
【図５】（Ａ）
半田ボールと部分的なチップの断面図である。
（Ｂ）
従来の第１コネクタの部分的な断面図である。
（Ｃ）
第１コネクタとハード基板の部分的な断面図である。
（Ｄ）
第１コネクタとハード基板を接続した場合の部分的な断面図である。
【図６】従来の電気コネクタを示した部分拡大縦断側面図である。
【図７】（Ａ）
本願の第１コネクタの部分的な断面図である。
（Ｂ）
ペースト半田と部分的なハード基板の断面図である。
（Ｃ）
部分的な本願の第１コネクタと部分的なハード基板とペースト半田の断面図である。
（Ｄ）
本願の第１コネクタとハード基板を接続した場合の部分的な断面図である。
【符号の説明】
１０、６０第１コネクタ
１２、６２電気接点
２０、８０第２コネクタ
２２基板
２４スリット状の切り込み部
２６電気接触子
２８保護被覆層
３０突出部
３２開口
３４リード線
３６舌状の可動小片部分
３８金属導体部
４０スルホール
４２金属層
４４弾性体層
４６バックアッププレート
６４チップ
６６、６７ランド
６８半田ボール
７０ハード基板
７２半田
７４ペースト半田

Claims

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コネクタと前記第２コネクタを電気的に接続するようにした電気コネクタであって、電気接点を前記第１コネクタの片面側に設け、電気接触子を第２コネクタの基板上に設けると共に、当該電気接触子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電気接触子部分に弾性を持たせた電気コネクタにおいて、
前記第１コネクタの当該電気接点を平板状にし、かつ、前記第２コネクタの当該電気接触子に突出部を設け、前記第２コネクタの基板はフレキシブルプリント基板であり、当該基板の電気接触子形成側と反対側には、弾性体層が設けられるとともに、当該弾性体層を支えるためのバックアッププレートが設けられ、当該基板の電気接触子が位置する箇所の保護被覆層は除かれて開口が形成されており、当該開口によって露出された電気接触子上に直接もしくは金属層を介して前記電気接点と接触する導電性の突出部が設けられていることを特徴とする電気コネクタ。