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JP2008004369A - コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は基板60間の低背化も可能で、かつ、狭ピッチ化も可能で、複数回接続をしても安定した接続を得ることができるコネクタ10を提供する。
【解決手段】本目的は2つの接触部16と接触部16間を連設導通する導体18とを有する接触導体部20を複数設けるとともに接触導体部20を接続対象物の接点と接触部16とが接続できるように配置したFPC12と、FPC12の接触部16が設けられている反対側に保持される弾性部材14と、FPC12若しくは接続対象物を接続対象物側若しくはFPC12側に押圧する少なくとも1個以上の押圧部材15とを備えることにより達成できる。
【選択図】 図1

Description

この発明は、電子・電気機器に使用され、基板と基板との間や基板とフレキシブルプリント基板(以下「FPC」という)との間を接続するコネクタに関するもので、狭ピッチ化及び高密度実装を高める構造に関するものである。
電気・電子機器等に使用される基板と基板との間や基板とFPCとの間を接続するには、互いに各々の基板に装着した2つのコネクタ(所謂、基板間接続コネクタ)を嵌合することで基板間を接続している。
しかし、近年、基板間の低背化の要求が強くなってきている。
基板と基板との間や基板とFPCとの間を接続するためには、コネクタを用いることが多い。
特許文献1としては、基板間を2つのコネクタを用いて接続し、かつ、FPCをコンタクトとして使用した、本出願人が提案した特開平10−32062号を挙げる。
特許文献2〜4としては、相手物と接触する部分を渦巻き状(スパイラル)にした、特開2002−175659(特許文献2)と特開2004−241304(特許文献3)と特開2005−302705(特許文献4)とを挙げる。
特開平10−32062号の要約によると、基板相互間に生じた位置ずれ(0.5mm程度)に関係なく、各基板に設置されたコネクタが嵌合できる構造の電気コネクタ10を提供することを目的とし、絶縁体12にコンタクト14を保持・固定する手段を設け、前記コンタクト14が可撓性を有しているコネクタ構造と、該コネクタに使用するコンタクト14は絶縁層A18と絶縁層B20との間に導体19を挟み込んだコンタクト部材16を2枚張り合わせた構造のものが開示されている。 特開2002−175859の要約によると、小型の半導体デバイスからパッケージ、超小型のベアチップ、さらにウエーハ状のものにも対応可能で、軟質材の球状接続端子に変形やキズを与えることなく通電回路を形成し、球状接続端子の高密度化に対応可能で、かつ廉価で高信頼性検査を実現できるスパイラルコンタクタと半導体検査装置(テストソケット、テストボード、プローブカード)及び電子部品(実装用ソケット、実装用コネクタ)を提供することを目的とし、球状接続端子を有する半導体デバイス又は電子部品との電気的接続を行うコンタクタであって、前記コンタクタは、前記球状接続端子と接触する平面視してスパイラル形状を有するスパイラル状接触子2を、絶縁基板上に前記球状接続端子との接触の際に、当該球状接続端子の形状に対応して変形可能に備え、前記半導体デバイス又は電子部品との電気的接続を行う構成としたことを特徴とするスパイラルコンタクタ1の構造が開示されている。 特開2004−241304の要約によると、グランド系の端子の総数を減らして小型化が可能であるとともに、高周波帯域まで良好な伝送特性を有する電子コネクタを提供することを目的とし、中心側に信号系の端子としてスパイラル接触子7を設け、その周囲にグランド系の端子8を設け、1つの信号系の端子を1つのグランド系の端子8で電磁シールドすることができるため、高周波帯域まで伝送特性に優れた電子コネクタを提供できると同時に、従来に比較してグランド系の端子数を減らすことができるため、コネクタを小型化することが可能となる構造のコネクタが開示されている。 特開2005−302705の要約によると、コネクタの実装面積を小さくして小型化が可能であり、さらに高周波特性が良好なコネクタを提供することを目的とし、基板3には、第1の面である上面3aに複数のスパイラル接触子20と、第2の面である下面3bに複数の接続用端子40とが形成されており、前記スパイラル接触子20と前記接続用端子40とが電気的に接続され、前記スパイラル接触子20は前記第1の面である上面3aに平面マトリックス状に複数配列されているため、本発明の基板には前記スパイラル接触子20を多数設けることが可能となり、実質的にコネクタ1の小型化を図ることが可能となり、またスパイラル接触子20により高周波特性の向上を図れる構造のコネクタが開示されている。
近年、要求が強くなってきている基板間の低背化については、上記に挙げた特許文献2〜4でも対応することは可能である。
しかしながら、特許文献2〜4のような構造では、相手物との接触部分を渦巻き状(スパイラル状)にしているため、接触部分の大きさが大きくなってしまうので、狭ピッチ化することができない。
また、接触部分が渦巻き状(スパイラル状)のため、接触圧が弱く、安定した接続を得ることができなく、かつ、複数回の接続には不向きであった。
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、基板間の低背化も可能で、かつ、狭ピッチ化も可能で、複数回接続をしても安定した接続を得ることができるコネクタを提供せんとするものである。
本目的は、2つの接触部16と該接触部16間を連設導通する導体18とを有する接触導体部20を複数設けるとともに前記接触導体部20を接続対象物の接点と前記接触部16とが接続できるように配置したFPC12と、前記FPC12の接触部16が設けられている反対側に保持される弾性部材14と、前記FPC12若しくは前記接続対象物を前記接続対象物側若しくは前記FPC12側に押圧する少なくとも1個以上の押圧部材15とを備えることにより達成できる。
上記で言う「接続対象物の接点と前記接触部16とが接続できるように」とは、前記接続対象物に設けられている接点の位置に対応する位置に前記接触部16を設けるということである。また、少なくとも1個以上とは、前記接触導体部20の2つの接触部16で、一方側と他方側とで押圧方向を代えて、押圧部材15を2個設けてもよいという意味である。
請求項2記載のコネクタ10は、前記接触導体部20の接触部16の周囲には略U字形状をしたUスリット22を設けることを特徴とする請求項1記載のコネクタ10である。
また、請求項3記載のコネクタ10は、前記FPC12若しくは前記接続対象物の前記接続対象物若しくは前記FPC12側への接触圧を均一にするために前記弾性部材14の形状を変化させることを特徴とする請求項1または2記載のコネクタ10である。
請求項4記載のコネクタ10は、前記接触導体部20を並行に複数配置することを特徴とする請求項1、2または3記載のコネクタである。
また、請求項5記載のコネクタ10は、前記接触導体部20の接触部16を長手ピッチ方向で交互に千鳥に配置し、全ての前記接触導体部20の2つの接触部16間を同一長さにすることを特徴とする請求項4記載のコネクタ10である。
さらに、請求項6記載のコネクタ10は、前記接触導体部20の接触部16を長手ピッチ方向で交互に千鳥に配置し、隣接する前記接触導体部20の2つの接触部16間の長さを変更することを特徴とする請求項4記載のコネクタ10である。
請求項7記載のコネクタ10は、複数の前記接触導体部20の接触部16を幅方向同一直線に配置するとともに一方及び他方毎の前記接触部16を格子状に配置することを特徴とする請求項4記載のコネクタ10である。
また、請求項8記載のコネクタ10は、一部若しくは複数部分の前記FPC12の所定の位置に複数の前記接触導体部を配置することを特徴とする請求項1〜8項のうちいずれか1項記載のコネクタである。
ここでいう一部若しくは複数部分とは、1枚の前記FPC12上で、一部部分だけの場合や、2箇所以上の場合もあり、前記接続対象物の接点の位置によって、前記接触導体部の配置する位置を任意に適宜設計するという意味である。
以上の説明から明らかなように、本発明のカードコネクタ10及びハウジングSubAssy20の製造方法によると、次のような優れた顕著な効果が得られる。
(1)2つの接触部16と該接触部16間を連設導通する導体18とを有する接触導体部20を複数設けるとともに前記接触導体部20を接続対象物の接点と前記接触部16とが接続できるように配置したFPC12と、前記FPC12の接触部16が設けられている反対側に保持される弾性部材14と、前記FPC12若しくは前記接続対象物を前記接続対象物側若しくは前記FPC12側に押圧する少なくとも1個以上の押圧部材15とを備えているので、接続する基板60間の低背化が可能で、かつ、狭ピッチ化も可能で、繰り返り接続をしても安定した接続を得ることができる。
(2)請求項2記載のコネクタ10は、前記接触導体部20の接触部16の周囲には略U字形状をしたUスリット22を設けているので、接触部16の高さにバラつきがあっても安定して接続を得ることができる。
(3)請求項3記載のコネクタ10は、前記FPC12若しくは前記接続対象物の前記接続対象物若しくは前記FPC12側への接触圧を均一にするために前記弾性部材14の形状を変化させているので、安定した接触圧を得ることができる。
(4)請求項4記載のコネクタ10は、前記接触導体部20を並行に複数配置しているので、接続する基板60間の低背化が可能で、かつ、狭ピッチ化も可能で、繰り返り接続をしても安定した接続を得ることができる。
(5)請求項5記載のコネクタ10は、前記接触導体部20の接触部16を長手ピッチ方向で交互に千鳥に配置し、全ての前記接触導体部20の2つの接触部16間を同一長さにしているので、請求項4より更に狭ピッチ化が可能で、かつ、高密度化もでき、接触部16間が同一長さのため抵抗値が同じとなり、スキュー(複数信号の経路到達時間差)を同じにすることができ、安定した接続を得ることができる。
(6)請求項6記載のコネクタ10は、前記接触導体部20の接触部16を長手ピッチ方向で交互に千鳥に配置し、隣接する前記接触導体部20の2つの接触部16間の長さを変更しているので、請求項4より更に狭ピッチ化が可能で、かつ、高密度化もでき、安定した接続を得ることもできる。
(7)請求項7記載のコネクタ10は、複数の前記接触導体部20の接触部16を幅方向同一直線に配置するとともに一方及び他方毎の前記接触部16を格子状に配置しているので、請求項6より更に狭ピッチ化が可能で、かつ、高密度化もでき、安定した接続を得ることもできる。
(8)請求項8記載のコネクタ10は、一部若しくは複数部分の前記FPC12の所定の位置に複数の前記接触導体部20を配置しているので、特定の部分で前記接続対象物との安定した接続を得ることができる。
図1から図7に基づいて、本発明のコネクタの一実施例について説明する。図1(A)は接触方向からみた状態のコネクタの斜視図であり、(B)は接触と反対方向からみた状態のコネクタの斜視図である。図2(A)は接触部の部分拡大図であり、(B)は接触部中央で断面した断面図である。図3(A)は接触導体部が1列に配置された状態の接触部方向からみたFPCの平面図であり、図4(A)は接触導体部の接触部が千鳥で、かつ、接触導体部の長さが同一長さで複数列に配置された状態の接触部方向からみたFPCの平面図である。図5(A)は接触導体部の接触部を長手ピッチ方向で交互に千鳥で、かつ、複数列配置している状態のFPCの平面図であり、図6(A)は2つの接触導体部の接触部を幅方向同一直線に配置するとともに一方及び他方毎の接触部を格子状に配置している状態のFPCの平面図である。図7(A)は3つの接触導体部の接触部を幅方向同一直線に配置するとともに一方及び他方毎の接触部を格子状に配置している状態のFPCの平面図である。図8は本発明のコネクタが2つの接続対象物間を接続した状態の断面図である。図9に別の実施例として、略十字形状をした1枚のFPCの4辺に複数の接触導体部が設けられた状態で、表面方向からみたコネクタの斜視図である。図3から図7の(B)は、接触導体部を図3から図7の(A)のように配置した状態のコネクタの側面図である。
本発明のコネクタ10は、主にFPC12と弾性体14と押圧部材15とを備えている。
まず、前記FPC12について説明する。前記FPC12には、少なくとも接続対象物に接触する複数の接触部16を有している。前記接触部16の形状としては、接続対象物の形状によって最適化を図って、適宜設計されている。ここでいう最適化とは、相手形状が平坦であれば本実施例のように半球状の凸形状にするとか、相手形状が半球状の凸形状であれば接触部16の形状を平坦や山並み状の凸形状にするということをいう。また、前記接触部16の周囲には、図のようにU字状のUスリット22が設けられている。Uスリット22を設けることで、前記接触部16が接続対象物と接触した際に前記接触部16が弾性変位し、前記接触部16の高さのバラツキを吸収できる。このように吸収するために、前記接触部16が設けられた側の反対側に、弾性部材14が配置されている。前記弾性部材14の大きさは前記接触部16が配置された部分の前記FPC12とほぼ同等であり、厚さは前記接触部16が変位することやコネクタ10の低背等を考慮して適宜設計する。また、前記弾性部材14は、前記FPC12若しくは前記接続対象物の前記接続対象物若しくは前記FPC12側への接触圧を均一にするために、形状を変化させている。本実施例では中央部分を湾曲させている。
本発明のコネクタ10は、2つの接続対象物間(例えば、2つの基板60間、基板60とFPCとの間、基板60とFPCケーブルとの間、電子機器と基板60との間等)を接続するためのものであるため、前記FPC12上に設けられた2つの前記接触部16は導体18により連設導通され、1つの接触導体部(2つの接触部16と該接触部16を連設導通する導体18とを有する)が形成され、前記接触導体部20は複数配置され、前記接触導体部20は前記接続対象物の接点と前記接触部16とが接続できるように配置されている。
ここで言う「接続対象物の接点と前記接触部16とが接続できるように」とは、前記接続対象物に設けられている接点の位置に対応する位置に前記接触部16を設けるということである。また、少なくとも1個以上とは、前記接触導体部20の2つの接触部16で、一方側と他方側とで押圧方向を代えて、押圧部材15を2個設けてもよいという意味である。
コネクタの1つの実施例としては、図1のようなものがある。即ち、前記接触導体部20を並行に複数配置した前記FPC12に、前記弾性部材14を接続対象物と反対側に配置したものである。配置された前記接触部16が前記接続対象物の接点と接続することになる。
以下で、図に基づいて、接触導体部20の配列について説明する。
図3(A)は前記接触導体部20が複数列、ピッチ方向に配置された状態である。即ち、2つの前記接触部16と該接触部16とを連設導通する導体18とを有する前記接触導体部20がピッチ方向に、一定のピッチで複数列配置されたものである。隣接する前記接触導体20の間隔は、Uスリット22の加工技術や前記接触部16の大きさ(高さ)によって決まるが、最小で30μm程度にすることができる。
図4(A)は前記接触導体部20の接触部16が千鳥で、かつ、前記接触導体部20の長さが同一長さ(つまり、図4のように接触部16のAとAの間と接触部16のBとBの間が同じということである)で2列に配置された状態である。2列の前記接触導体部20を1対とし、1対の前記接触導体部20がピッチ方向に、一定のピッチで複数列配置されたものである。隣接する1対の前記接触導体20の間隔は、Uスリット22の加工技術や前記接触部16の大きさ(高さ)によって決まるが、最小で30μm程度にすることができる。前記接触導体部20の接触部16間を同一長さにすることで、抵抗値が同じとなり、スキュー(複数信号の経路到達時間差)が同じになる。
図5(A)は前記接触導体部20の接触部16を長手ピッチ方向で交互に千鳥で、かつ、複数列配置している状態である。2列の前記接触導体部20を1対とし、1対の前記接触導体部20がピッチ方向に、一定のピッチで複数列配置されたものである。
図6(A)は2つの前記接触導体部20の接触部16を幅方向同一直線に配置するとともに一方及び他方毎の接触部を格子状に配置している状態である。つまり、2つの前記接触導体部20の接触部16は幅方向では同一直線上に配置され、かつ、前記接触部16間を接続する前記導体18は2列に配置されている。前記接触部16が幅方向で同一直線上に配置された2つの前記接触導体部20を1対とし、1対の前記接触導体部20がピッチ方向に、一定のピッチで複数列配置され、一方及び他方毎の前記接触部16は格子状に配置されている。
図7(A)は3つの前記接触導体部20の接触部16を幅方向同一直線に配置するとともに一方及び他方毎の接触部16を格子状に配置している状態である。つまり、3つの前記接触導体部20の接触部16は幅方向では同一直線上に配置され、かつ、前記接触部16間を接続する前記導体18は2列(表側と裏側で)に配置されている。前記接触部16が幅方向で同一直線上に配置された3つの前記接触導体部20を1対とし、1対の前記接触導体部20がピッチ方向に、一定のピッチで複数列配置され、一方及び他方毎の前記接触部16は格子状に配置されている。図7のように、一番外側の前記接触部16間を接続する前記導体18はスルーホールを介して裏側にしている。このようにスルーホールを介すことで、狭ピッチ化を図っている。
図6及び図7では、前記接触導体部20を2つ及び3つで幅方向同一直線に配置したものについて説明したが、言うまでもなく、4つ以上についても同様のことが可能である。但し、隣接する前記接触導体部20のピッチは、2つの接触部16間を連設導通させる導体18をどのように配置するかで、適宜設計する。
次に、押圧部材15について説明する。この押圧部材15は、本発明のコネクタ10を、接続対象物側に押し付けるものであり、押付けられれば如何なる部材(方法)でもよく、コネクタ10の低背や押圧の簡便性を考慮して適宜設計している。例えば、本実施例では、図1のように略逆U字形状をしたものを前記弾性部材16に押付け(接続対象物方向へ押圧)、基板60へ引っ掛けやねじ固定によって押圧している。即ち、前記接触導体部20の一方の接触部16を基板60のランド62へ、もう一方の接触部16をFPCケーブル70の接点へ、前記押圧部材15で押圧している。
また、押圧方向としては、本発明のコネクタ10を接続対象物側へ押圧する場合もあれば、接続対象物を本発明のコネクタ10側へ押圧する場合もあれば、2つの接続対象物毎に押圧方向を変える場合(一方の接続対象物はコネクタ10を接続対象物側へ押圧し、もう一方の接続対象物はコネクタ10側に接続対象物を押圧する)も考えられる。
さらに、前記押圧部材15は、一体でもよく、前記接触導体部20の両端の前記接触部16毎に分割したものでもよい。
図8は本発明のコネクタが2つの接続対象物間を接続した状態の断面図である。このように、本発明のコネクタ10は、2つの接続対象物に、押し付けるだけで2つの接続対象物間の接続を行っている。例えば、図8では、一方が基板60であり、もう一方がFPCケーブル70である。即ち、前記接触導体部20の一方の接触部16を基板60のランド62へ、もう一方の接触部16をFPCケーブル70の接点へ、前記押圧部材15で押圧している。場合によっては、どちらか一方若しくは両方を半田付けすることも考えられる。
図9に基づいて、別の実施例について説明する。図9は、略十字形状をした1枚のFPCの4辺に複数の接触導体部が設けられた状態で、表面方向からみたコネクタの斜視図である。客先の要求仕様等によって、1枚の前記FPC12の一部若しくは複数部分の所定の位置に所要数の前記接触導体部20を配置(接続対象物の接点と前記接触導体部20の接触部16とが接続する位置)することにより複数種類の2つの接続対象物間を接続することができる。ここでいう一部若しくは複数部分とは、1枚の前記FPC12上で、一部部分だけの場合や、2箇所以上の場合もあり、前記接続対象物の接点の位置によって、前記接触導体部の配置する位置を任意に適宜設計するという意味である。本実施例では、略十字形状をした1枚のFPCの4辺に複数の接触導体部を設け、つまり、4箇所で2つの接続対象物間を接続したものである。
また、場合によっては、前記接触導体部20に対応するように、前記FPC12を用いた複数のコネクタ10を使用することで、複数種類の2つの接続対象物間を接続することもできる
本発明の活用例としては、各種電子・電気機器に使用され、基板と基板との間や基板とFPCとの間とを接続するコネクタに関するもので、特に、狭ピッチ化及び高密度実装を高める構造に関するものである。
(A) 接触方向からみた状態のコネクタの斜視図である。(B) 接触と反対方向からみた状態のコネクタの斜視図である。 (A) 接触部の部分拡大図である。(B) 接触部中央で断面にした断面図である。 (A) 接触導体部が1列に配置された状態の接触部方向からみたFPCの平面図である。(B) 接触導体部を(A)のように配置した状態のコネクタの側面図である。 (A) 接触導体部の接触部が千鳥で、かつ、接触導体部の長さが同一長さで2列に配置された状態の接触部方向からみたFPCの平面図である。(B) 接触導体部を(A)のように配置した状態のコネクタの側面図である。 (A) 接触導体部の接触部を長手ピッチ方向で交互に千鳥で、かつ、複数列配置している状態のFPCの平面図である。(B) 接触導体部を(A)のように配置した状態のコネクタの側面図である。 (A) 2つの接触導体部の接触部を幅方向同一直線に配置するとともに一方及び他方毎の接触部を格子状に配置している状態のFPCの平面図である。(B) 接触導体部を(A)のように配置した状態のコネクタの側面図である。 (A) 3つの接触導体部の接触部を幅方向同一直線に配置するとともに一方及び他方毎の接触部を格子状に配置している状態のFPCの平面図である。(B) 接触導体部を(A)のように配置した状態のコネクタの側面図である。 本発明のコネクタが2つの接続対象物間を接続した状態の断面図である。 別の実施例として、略十字形状をした1枚のFPCの4辺に複数の接触導体部が設けられた状態で、表面方向からみたコネクタの斜視図である。
符号の説明
10 コネクタ
12 FPC(フレキシブルプリント基板)
14 弾性部材
15 押圧部材
16 接触部
18 導体
20 接触導体部
22 Uスリット
24 孔
60 基板
62 パッド
70 FPCケーブル

Claims (8)

  1. 2つの接触部と該接触部間を連設導通する導体とを有する接触導体部を複数設けるとともに前記接触導体部を接続対象物の接点と前記接触部とが接続できるように配置したフレキシブルプリント基板と、前記フレキシブルプリント基板の接触部が設けられている反対側に保持される弾性部材と、前記フレキシブルプリント基板若しくは前記接続対象物を前記接続対象物側若しくは前記フレキシブルプリント基板側に押圧する少なくとも1個以上の押圧部材とを備えることを特徴とするコネクタ。
  2. 前記接触導体部の接触部の周囲には略U字形状をしたUスリットを設けることを特徴とする請求項1記載のコネクタ。
  3. 前記フレキシブルプリント基板若しくは前記接続対象物の前記接続対象物若しくは前記フレキシブルプリント基板側への接触圧を均一にするために前記弾性部材の形状を変化させることを特徴とする請求項1または2記載のコネクタ。
  4. 前記接触導体部を並行に複数配置することを特徴とする請求項1、2または3記載のコネクタ。
  5. 前記接触導体部の接触部を長手ピッチ方向で交互に千鳥に配置し、全ての前記接触導体部の2つの接触部間を同一長さにすることを特徴とする請求項4記載のコネクタ。
  6. 前記接触導体部の接触部を長手ピッチ方向で交互に千鳥に配置し、隣接する前記接触導体部の2つの接触部間の長さを変更することを特徴とする請求項4記載のコネクタ。
  7. 複数の前記接触導体部の接触部を幅方向同一直線に配置するとともに
    一方及び他方毎の前記接触部を格子状に配置することを特徴とする請求項4記載のコネクタ。
  8. 一部若しくは複数部分の前記フレキシブルプリント基板の所定の位置に複数の前記接触導体部を配置することを特徴とする請求項1〜8項のうちいずれか1項記載のコネクタ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6286675A (ja) * 1985-10-01 1987-04-21 ソニ−・テクトロニクス株式会社 相互接続装置
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