JP5203989B2

JP5203989B2 - 電気コネクタ

Info

Publication number: JP5203989B2
Application number: JP2009016642A
Authority: JP
Inventors: 哲也片野; 博幸田村
Original assignee: NEC Corp; Tyco Electronics Japan GK
Current assignee: NEC Corp; Tyco Electronics Japan GK
Priority date: 2009-01-28
Filing date: 2009-01-28
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2029-01-28
Also published as: JP2010176958A

Description

本発明は、半田及びフラックス上がりの可能性を低減させる電気コネクタに関する。

従来より、絶縁性のハウジングとハウジングに取り付けられた金属製のコンタクトとを備えた電気コネクタを回路基板上に実装することが行われている。この際に、コンタクトの半田接続部を回路基板上の導体パターンに半田接続するのが一般的である。
ここで、コンタクトの半田接続部を回路基板上に半田接続すると、いわゆる半田上がりやフラックス上がりが生じ、半田やフラックスがコンタクトに設けられた接触部（相手コンタクトに接触する部分）にまで至り、コンタクトの接触不良が生ずることがある。

この半田及びフラックス上がりのうちフラックス上がりを防止する電気コネクタとして、従来、例えば図５に示すものが知られている（特許文献１参照）。図５は、従来例の電気コネクタの断面図である。
図５に示す電気コネクタ１０１は、絶縁性のハウジング１１０と、ハウジング１１０に取り付けられた複数のコンタクト１２０と、ハウジング１１０の開口を覆う蓋体１３０とを備えている。

ここで、各コンタクト１２０は、ハウジング１１０に固定される断面略逆Ｕ字形の固定部１２１と、固定部１２１の一端から下方に延び、回路基板（図示せず）のスルーホールに半田接続されるタイン部１２２と、固定部１２１の他端から斜め上方に延び、相手コンタクト（図示せず）が接触する接触部１２３とを備えている。
また、ハウジング１１０には、各コンタクト１２０の接触部１２３が収容される複数の接触部収容室１１１が設けられている。各接触部収容室１１１は、ハウジング１１０の底壁に設けられた相手コンタクト挿入開口１１２に連通している。この相手コンタクト挿入開口１１２には、相手コンタクトの挿入を容易にするためのテーパ面１１３が設けられている。テーパ面１１３の対向する内壁には、それぞれ羽根部１１４，１１４がその先端が互いに略隣接するように対向して形成されている。

この一対の羽根部１１４，１１４により相手コンタクト挿入開口１１２が略閉塞されるので、タイン部１２２を回路基板に半田接続した際に、下方から相手コンタクト挿入開口１１２を通るフラックス飛沫の侵入を防止することができる。
また、半田及びフラックス上がりを防止する他の例の電気コネクタとして、例えば、図６に示すものも知られている（特許文献２参照）。図６は、従来の他の例の電気コネクタの断面図である。

図６に示す電気コネクタ２０１は、絶縁性のハウジング２１０と、ハウジング２１０にハウジング２１０と一体成形により保持された複数の金属製のコンタクト２２０とを備えている。
ハウジング２１０には、凹部２１１が形成され、この凹部２１１に相手コネクタ（図示せず）が受容されるようになっている。

各コンタクト２２０は、ハウジング２１０に保持される被保持部２２１と、被保持部２２１の内側端部から立ち上がる接触部２２３と、被保持部２２１の外側端部から外方に延びる半田接続部２２２とを備え、略Ｌ字形に形成されている。各コンタクト２２０の接触部２２３は、ハウジング２１０の凹部２１１内に延びていてその露呈している板面がハウジング２１０の側壁２１２の内面と同一平面をなしているか、もしくは側壁２１２の内面よりも若干突出している。また、半田接続部２２２は、その先端部の下面が回路基板（図示せず）上に半田接続される。

そして、各コンタクト２２０においては、ハウジング２１０と接している面にはめっきが施されずに露出せしめる部分にめっきが施されている。
この電気コネクタ２０１においては、ハウジング２１０とコンタクト２２０との間に隙間が存在していても、この隙間部分での各コンタクト２２０にはめっきが施されていないので、半田接続部２２２の半田接続時に、半田接続部２２２を上昇する半田及びフラックスは、当該隙間部分に進入する可能性が極めて低い。従って、半田接続部２２２を上昇する半田及びフラックスが接触部２２３に進入する可能性を極めて低いものとすることができる。

更に、フラックス上がりを防止するリードピンとして、例えば、図７に示すものが知られている（特許文献３参照）。図７は、従来例のリードピンの説明図である。
図７に示すリードピン３０１は、下端に設けられた、回路基板路に半田接続される半田接続部３０２と、上端に設けられた、測定用に用いられる接触部３０３とを備えている。そして、接触部３０３の下方部の全周にわたりテーパ状のフラックスガイド溝３０４が設けられ、フラックスガイド溝３０４の底部にはフラックストラップ穴３０５が設けられている。

そして、リードピン３０１の半田接続部３０２を半田付けした際には、半田接続部３０２を上昇してリードピン３０１の外周に沿って上昇したフラックスは、フラックスガイド溝３０４に誘導され、表面張力の効果により、フラックストラップ穴３０５に捕捉される。これにより、フラックスが接触部３０３に進入するのを防止することができる。
また、半田及びフラックス上がりを防止する電気コネクタとして、例えば、図８に示すものも開発されている。図８は、従来例の更に他の例の電気コネクタを示し、（Ａ）は一つのコンタクトを分離した状態の電気コネクタの斜視図、（Ｂ）は側面図である。

図８に示す電気コネクタ４０１は、回路基板（図示せず）上に搭載される絶縁性のハウジング４１０と、ハウジング４１０に取り付けられた複数の金属製のコンタクト４２０とを備えている。
ハウジング４１０は、長手方向に延びる略直方体状の本体部４１１と、本体部４１１の長手方向両端に設けられた一対の突出部４１２とを備えている。本体部４１１には、長手方向に沿って所定ピッチで複数のコンタクト収容キャビティ４１３が設けられている。各コンタクト収容キャビティ４１３は、ハウジング４１０の長手方向に直交する前後方向（図８（Ｂ）における左右方向）に延びるとともに、ハウジング４１０の下面に開口している。また、各突出部４１２には、ペグ取付スロット４１４が設けられている。ペグ取付スロット４１４には、ハウジング４１０を回路基板上に固定するためのソルダペグ４３０が取り付けられる。

また、各コンタクト４２０は、平板タブ状に形成されており、各コンタクト収容キャビティ４１３に取り付けられるようになっている。各コンタクト４２０は、図８（Ａ）に示すように、前後方向に延びる板状の基板部４２１を備えている。そして、各コンタクト４２０において、基板部４２１の後端縁から上方に向けて突出する固定部４２２が設けられるとともに、基板部４２１の略中央部から前端部にかけて上方に向けて突出する接触部４２４が設けられている。固定部４２２及び接触部４２４には、ハウジング４１０に圧入固定するためのバーブ４２３が設けられている。接触部４２４は、ハウジング４１０の本体部４１１から前方に向けて突出し、雌型の相手コンタクト（図示せず）に接触する。そして、基板部４２１の下方には、前後方向に延びる半田接続部４２５が設けられている。半田接続部４２５は、回路基板上の導電パッドに半田接続される。

そして、各コンタクト４２０の基板部４２１の表裏面には、前後方向に延びる溝４２６が形成されている。半田接続部４２５の半田接続時に、半田接続部４２５を上昇する半田・フラックスは、これら溝４２６内に溜まり、接触部４２４へ侵入する可能性を低くすることが可能となる。
なお、半田及びフラックス上がりを防止する従来例の他の電気コネクタとして、図８に示す電気コネクタ４０１における溝４２６に代えて、基板部４２１の表裏面においてニッケルめっき層が露出するニッケルダムを設けたものも開発されている。この電気コネクタにおいては、半田接続部４２５の半田接続時に、半田接続部４２５を上昇する半田・フラックスは、これらニッケルダムによって堰き止められ、接触部４２４へ侵入する可能性を低くすることはできる。

特開平７−２３５３６１号公報特開２００８−５９８８４号公報特開２００３−１７３８３２号公報

しかしながら、これら従来の電気コネクタ１０１，２０１，４０１及びリードピン３０１にあっては、以下の問題点があった。
即ち、図５に示す電気コネクタ１０１の場合には、一対の羽根部１１４，１１４により相手コンタクト挿入開口１１２を略閉塞し、下方から相手コンタクト挿入開口１１２を通るフラックス飛沫の侵入を防止するようにしている。しかし、図８に示す電気コネクタ４０１のように、コンタクトが平板タブ状に形成されて接触部がハウジングから突出し、相手コンタクト挿入開口のない電気コネクタにこの技術を適用することができない。

また、図６に示す電気コネクタ２０１の場合には、各コンタクト２２０の接触部２２３と半田接続部２２２との間にハウジング２１０が存在し、そのハウジング２１０とコンタクト２２０との間に隙間が存在していても当該隙間部分に半田・フラックスが進入するのを防止するようにしている。しかし、図８に示す電気コネクタ４０１のように、コンタクトの接触部がハウジングから突出し、半田接続部と接触部との間にハウジングが存在しない電気コネクタにこの技術は適用できない。また、コンタクト２２０及びハウジング２１０を一体成形した後にめっきを各コンタクト２２０に施すので、ハウジング２１０がめっき液に接触し、不具合が発生するおそれがある。

更に、図７に示すリードピン３０１の場合には、フラックスガイド溝３０４の底部に設けられるフラックストラップ穴３０５を形成するために、リードピン３０１の製作時において穴あけ加工といったピン加工以外の付加的な加工を要することになる。
また、図８に示す電気コネクタ４０１の場合には、各コンタクト４２０の製造時において接触部４２４と半田接続部４２５との間に特殊な溝加工をする必要があり、好ましくない。また、各コンタクト４２０の半田接続部４２５はコンタクト４２０の前後方向全体にわたって延びていることから、そのエリアにおいて電気コネクタ４０１が実装される回路基板上に配線パターンを形成できず、配線設計自由度が低いといった問題がある。

更に、図８に示す電気コネクタ４０１における溝４２６に代えて、基板部４２１の表裏面に形成されたニッケルダムを設けたものの場合には、コンタクトの製造時においてニッケルダムを付加する付加的な加工を要することになる。
従って、本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、コンタクトが平板タブ状に形成されてハウジングに対して突出する接触部を有する電気コネクタにおいて、溝などの特殊な加工やニッケルダム、穴あけなどの付加的な加工を要することなく、半田・フラックス上がりを低減できるとともに、配線設計自由度を高めることができる電気コネクタを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る電気コネクタは、回路基板上に搭載される絶縁性のハウジングと、該ハウジングに取り付けられた金属製のコンタクトとを備え、該コンタクトが平板タブ状に形成され、前記ハウジングに対して前後方向に延びる基板部と、基板部から上方に延び、前記ハウジングから前方に突出する接触部と、前記基板部の下方に設けられた前記回路基板上に半田接続される半田接続部とを備えた電気コネクタにおいて、前記半田接続部のうちの前記接触部の下方に位置する部分に、前記回路基板から離間する切欠を設けたことを特徴としている。

また、本発明のうち請求項２に係る電気コネクタは、請求項１記載の電気コネクタにおいて、前記切欠が、該切欠の前側に位置し前記回路基板上に半田接続される第１半田接続部と、前記切欠の後側に位置し前記回路基板に半田接続される第２半田接続部とが残るように、前記半田接続部のうちの前記接触部の下方に位置する部分に設けられていることを特徴としている。

本発明のうち請求項１に係る電気コネクタによれば、半田接続部のうちの接触部の下方に位置する部分に、回路基板から離間する切欠を設けたので、コンタクトは、半田接続部のうちの切欠を除く部分で回路基板上に半田接続される。このため、半田接続部のうちの接触部の下方に位置する部分において半田接続される部分の面積が切欠分だけ小さくなり、その分だけ半田付け量が少なくなるので、半田接続部から接触部に至るまで上昇する半田・フラックス上がりを低減できる。この際に、コンタクトに、溝などの特殊な加工やニッケルダム、穴あけなどの付加的な加工を要することはない。

また、半田接続部のうちの切欠の領域の回路基板上には、配線パターンを形成でき、配線設計の自由度を高めることができる。
また、本発明のうち請求項２に係る電気コネクタによれば、請求項１記載の電気コネクタにおいて、前記切欠が、該切欠の前側に位置し前記回路基板上に半田接続される第１半田接続部と、前記切欠の後側に位置し前記回路基板に半田接続される第２半田接続部とが残るように、前記半田接続部のうちの前記接触部の下方に位置する部分に設けられているので、切欠の前後の第１半田接続部及び第２半田接続部が回路基板上に半田接続されるから、半田接続された状態でコンタクトは両端支持構造となり、半田接続後に、基板部が延びる前後方向と直交する方向に力が加わったときに容易に半田接続状態が解除され得ない。従って、切欠を半田接続部のうちの接触部の下方に位置する部分に設けるに際して、比較的機械的強度の強い切欠の設置の仕方とすることができる。

本発明に係る電気コネクタの一つのコンタクトを分離した状態の斜視図である。図１の電気コネクタを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図である。ただし、図２（Ｂ）においては、回路基板を一点鎖線で示してある。図１に示す電気コネクタの右側面図である。ただし、図３においては、回路基板を一点鎖線で示してある。相手コネクタを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は（Ｂ）における４Ｃ−４Ｃ線に沿う断面図である。従来例の電気コネクタの断面図である。従来の他の例の電気コネクタの断面図である。従来例のリードピンの説明図である。従来例の更に他の例の電気コネクタを示し、（Ａ）は一つのコンタクトを分離した状態の電気コネクタの斜視図、（Ｂ）は側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る電気コネクタの一つのコンタクトを分離した状態の斜視図である。図２は、図１の電気コネクタを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図である。ただし、図２（Ｂ）においては、回路基板を一点鎖線で示してある。図３は、図１に示す電気コネクタの右側面図である。ただし、図３においては、回路基板を一点鎖線で示してある。

図１乃至図３に示す電気コネクタ１は、バッテリーパックを着脱する携帯電話、デジタルカメラ、携帯型オーディオなどの電子機器本体側に用いられるものであり、回路基板（図１（Ｂ）、図３参照）ＰＣＢ上に搭載される。
電気コネクタ１は、回路基板ＰＣＢ上に搭載される絶縁性のハウジング１０と、ハウジング１０に取り付けられた複数の金属製のコンタクト２０とを備えている。

ハウジング１０は、長手方向（図２（Ａ）における左右方向）に延びる略直方体状の本体部１１と、本体部４１１の長手方向両端に設けられた一対の突出部１２とを備えている。ハウジング１０は、絶縁性の樹脂を成形することによって形成される。ハウジング１０の本体部１１には、長手方向に沿って所定ピッチで複数のコンタクト収容キャビティ１３が設けられている。各コンタクト収容キャビティ１３は、本体部１１の長手方向に対して直交する前後方向（図２（Ｃ）における上下方向）に延びて本体部１１の前後面を貫通している。また、各コンタクト収容キャビティ１３は、本体部１１の下面に開口している。各コンタクト収容キャビティ１３の前後方向から見た形状は、平板タブ形状の各コンタクト２０を立てた状態で取付可能なように上下方向に長いほぼ矩形形状になっている。ハウジング１０の各突出部１２には、上下方向に貫通するペグ取付スロット１４が形成されている。各ペグ取付スロット１４には、ハウジング１０を回路基板ＰＣＢ上に固定するための金属製のソルダペグ３０が取り付けられる。

また、各コンタクト２０は、平板タブ状に形成されており、縁部が上になるように立てた状態で各コンタクト収容キャビティ１３に取り付けられるようになっている。各コンタクト２０は、図１に示すように、前後方向に延びる板状の基板部２１を備えている。そして、各コンタクト２０において、基板部２１の後端縁から上方に向けて突出する固定部２２が設けられるとともに、基板部２１の略中央部から前端部にかけて上方に向けて突出する接触部２４が設けられている。固定部２２及び接触部２４の対向する縁部には、ハウジング１０の本体部１１に圧入固定するためのバーブ２３が設けられている。各コンタクト２０は、金属板を打ち抜き加工することによって形成される。各コンタクト２０は、図１の矢印で示すように、縁部が上になるように立てた状態でハウジング１０の下方から固定部２２及び接触部２４のバーブ２３がある部分を各コンタクト収容キャビティ１３に挿入する。これにより、各コンタクト２０は、バーブ２３で圧入固定される。この際に、接触部２４の残りの前側部分は、ハウジング１０の本体部１１の前面から前方に突出する。接触部２４には、相手コンタクト７０（図４参照）が接触する。

そして、各コンタクト２０の基板部２１の下方には、後述する切欠２６を除き前後方向に前端から後端に至るまで延びる半田接続部２５が設けられている。この半田接続部２５の下縁面は、回路基板ＰＣＢ上に形成された導電パッド（図示せず）に半田接続される。
ここで、半田接続部２５のうちの接触部２４の下方に位置する部分には、回路基板ＰＣＢから離間する切欠２６が設けられている。半田接続部２５のうちの接触部２４の下方に位置する部分に、回路基板ＰＣＢから離間する切欠２６を設けることにより、各コンタクト２０は、半田接続部２５の下縁面のうちの切欠２６を除く部分で回路基板ＰＣＢ上の導電パッドに半田接続される。このため、半田接続部２６のうちの接触部２４の下方に位置する部分において半田接続される部分の面積が切欠分だけ小さくなり、その分だけ半田付け量が少なくなるので、半田接続部２５から接触部に至るまで上昇する半田・フラックス上がりを低減できる。切欠２６は、コンタクト２０の打抜き加工時に同時に形成される。そして、コンタクト２０に、溝などの特殊な加工やニッケルダム、穴あけなどの付加的な加工を要することはない。

また、半田接続部２５のうちの切欠２６の領域の回路基板ＰＣＢ上には、配線パターンを形成でき、配線設計の自由度を高めることができる。
また、この切欠２６は、図１、図２（Ｃ）及び図３に示すように、切欠２６の前側に位置し回路基板ＰＣＢ上に半田接続される第１半田接続部２５ａと、切欠２６の後側に位置し回路基板ＰＣＢ上に半田接続される第２半田接続部２６ｂとが残るように、半田接続部２５のうちの接触部２４の下方に位置する部分に設けられている。第１半田接続部２５ａは、切欠２６からコンタクト２０の前端に至るまで延び、第２半田接続部２６ｂは、切欠２６からコンタクト２０の後端に至るまで延びる。このため、切欠２６の前後の第１半田接続部２５ａ及び第２半田接続部２５ｂが回路基板ＰＣＢ上に半田接続されるから、半田接続された状態でコンタクト２０は両端支持構造となり、半田接続後に、基板部２１が延びる前後方向と直交する方向に力が加わったときに容易に半田接続状態が解除され得ない。従って、切欠２６を半田接続部２５のうちの接触部２４の下方に位置する部分に設けるに際して、比較的機械的強度の強い切欠２６の設置の仕方とすることができる。切欠２６の前部には第１半田接続部２５ａに至る約４５°で傾斜する第１傾斜部２６ａが設けられ、また、切欠２６の後部には第２半田接続部２５ｂに至る約４５°で傾斜する第２傾斜部２６ｂが設けられている。

図３において、第１半田接続部２５ａの前後方向長さＬ２は、コンタクト２０の半田付けを行える長さであれば特に制限はない。この第１半田接続部２５ａの前後方向長さＬ２は、本実施形態では、コンタクト２０の前後方向全体の長さが約５ｍｍ程度に対して約０．３〜０．４ｍｍとされている。また、切欠２６の前後方向長さＬ１は、特に制限はないが、本実施形態では、コンタクト２０の前後方向全体の長さが約５ｍｍ程度に対して約２ｍｍ程度とされている。更に、第２半田接続部２５ｂの前後方向長さＬ３も特に制限はないが、本実施形態では、２．６〜２．７ｍｍとされている。また、切欠２６の深さも特に制限はないが、接触部２４が相手コンタクト７０の接触突部７２（図４参照）と接触するのに十分な幅を持てる程度であればよい。

電気コネクタ１の製造に際し、各コンタクト２０及び各ソルダペグ３０がハウジング１０に取りつけられた後、各コンタクト２０の半田接続部２５の下縁面及びソルダペグ３０の下面がリフロー半田付けにより回路基板ＰＣＢ上の導電パッドに半田付けされる。これにより、電気コネクタ１は完成する。
次に、電気コネクタ１が嵌合する相手コネクタについて図４を参照して説明する。図４は、相手コネクタを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は（Ｂ）における４Ｃ−４Ｃ線に沿う断面図である。

図４において、電気コネクタ１が嵌合する相手コネクタ５０は、長手方向（図４（Ｂ）における左右方向）に延びる相手ハウジング６０と、相手ハウジング６０に取り付けられた複数の相手コンタクト７０とを具備している。
相手ハウジング６０には、相手コンタクト７０を収容する複数のコンタクト収容キャビティ６１が長手方向に沿って所定のピッチで形成されている。各コンタクト収容キャビティ６１は、電気コネクタ１の各コンタクト２０の接触部２４を受容可能なように、図４に示すように、前面（図４（Ｃ）における左面）が開口している。相手ハウジング６０は、絶縁性の樹脂を成形することによって形成される。

各相手コンタクト７０は、各コンタクト収容キャビティ６１内に固定される。各相手コンタクト７０には、接触突部７２が互いに向き合うように突出する一対の弾性接触片７１が設けられている。一対の弾性接触片７１の接触突部７２間にコンタクト２０の接触部２４が挿入されて接触部２４の表裏面に接触突部７２が弾性的に接触する。各相手コンタクト７０は、金属板を打抜き及び曲げ加工することによって形成される。

電気コネクタ１の各コンタクト２０の接触部２４が相手コネクタ５０の各相手コンタクト７０の接触突部７２に接触することにより、電気コネクタ１の各コンタクト２０が相手コネクタ５０の各相手コンタクト７０と電気的に接続される。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。

例えば、切欠２６の設置する位置は、半田接続部２５のうちの接触部２４の下方に位置する部分であればよく、必ずしも前後に第１半田接続部２５ａ及び第２半田接続部２５ｂを残すように設置しなくてもよい。
また、切欠２６の前部および後部のそれぞれに、第１傾斜部２６ａ、第２傾斜部２６ｂを設けなくても良い。

また、電気コネクタ１と嵌合する相手コネクタ５０は、図４に示す形態のものに限られない。

１電気コネクタ
１０ハウジング
２０コンタクト
２１基板部
２４接触部
２５半田接続部
２５ａ第１半田接続部
２５ｂ第２半田接続部
２６切欠
ＰＣＢ回路基板

Claims

回路基板上に搭載される絶縁性のハウジングと、該ハウジングに取り付けられた金属製のコンタクトとを備え、該コンタクトが平板タブ状に形成され、前記ハウジングに対して前後方向に延びる基板部と、基板部から上方に延び、前記ハウジングから前方に突出する接触部と、前記基板部の下方に設けられた前記回路基板上に半田接続される半田接続部とを備えた電気コネクタにおいて、
前記半田接続部のうちの前記接触部の下方に位置する部分に、前記回路基板から離間する切欠を設けたことを特徴とする電気コネクタ。
前記切欠が、該切欠の前側に位置し前記回路基板上に半田接続される第１半田接続部と、前記切欠の後側に位置し前記回路基板に半田接続される第２半田接続部とが残るように、前記半田接続部のうちの前記接触部の下方に位置する部分に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。