JP2011096601A - コンタクト部材 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンデンサの機能を有するコンタクト部材を提供する。
【解決手段】 コンタクト部材１は、ベース部材２と、絶縁層３と、接触部材４と、からなる。ベース部材２は、銅合金の薄板をプレス加工などにより折り曲げて形成される。絶縁層３は、ベース部材２の表面に形成された薄膜であって、エポキシ系樹脂からなり、ベース部材２と接触部材４とを絶縁する。また、接触部材４は、絶縁層３の上に形成された薄膜であって、ＮｉにＡｇコーティングのインクペーストからなり、導電性を有している。絶縁層３および接触部材４は、ベース部材２の延出部２ｄと突出部２ｅとを覆うように形成されている。このように構成されたコンタクト部材１は、ベース部材２および接触部材４を平行な電極板とし、絶縁層３を誘電体とするコンデンサとして機能する。
【選択図】図１

Description

本発明は、導体パターンが形成されたプリント配線板などに実装されて用いられ、２つの導電性部材と接触し、それらを電気的に接続するコンタクト部材に関する。

従来、この種のコンタクト部材として、本願出願人は、既に下記特許文献１に記載のコンタクト部材（導電部材）を提案している。
この特許文献１に記載のコンタクト部材は、自動実装機を利用してプリント配線板の取付対象面に表面実装可能なものであり、このようなコンタクト部材を利用すれば、例えば、プリント配線板側のアースパターンとグランド電位を持つ筐体の一部とを電気的に接続することで、ノイズ対策などを図ることができる。

特許３４５２５４６号公報

従来、高周波フィルターなどとしてコンデンサを利用する場合、その両端の端子を同一のプリント配線板上で実装する必要があった。
ところで、電子機器は、軽量化や省スペースなどのために小型化することが求められる。そのため、プリント配線板も小型化が求められ、基板パターンが煩雑化している。そこで、コンタクト部材において、プリント配線板に実装されている要素を、プリント配線板以外に配置したいという課題があった。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンデンサの機能を有するコンタクト部材を提供することである。

上述した問題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、２つの導電性部材に接触するコンタクト部材であって、導電性の薄板からなり、一方の前記導電性部材に接触するベース部材と、他方の前記導電性部材に接触する導電性の接触部材と、前記ベース部材と前記接触部材とを絶縁する絶縁層と、を備えることを特徴とする。

このように構成されたコンタクト部材は、ベース部材が一方の導電性部材と接触し、接触部材が他方の導電性部材に接触すると、ベース部材および接触部材を電極板，絶縁層を誘電体とするコンデンサとなる。これにより、２つの導電性部材を導通させることで、コンタクト部材をコンデンサとして機能させることができる。

このようにコンタクト部材をコンデンサとして機能させることで、例えば、コンタクト部材を高周波フィルターして利用したり、直流電流の流入抑制などに利用したりすることができる。

ところで、従来から、ＥＭＣの放射を抑えるために、基板グランドとフレームグランドを低インピーダンス部材で接続する手法はよく用いられる。しかし、前記接続により、小型機器では特に低周波数帯域での電源ループが形成される場合がある。

しかしながら、上述した請求項１に記載のコンタクト部材を用いれば、コンデンサの機能を有することから、低周波帯域では電源ループをカットでき、高周波帯域では低インピーダンス接続を可能とする事ができる。

また、従来はコンタクト部材とコンデンサとを同一基板上で直列に接続して、上記の対策を行っている場合もあるが、本発明ならば、１部品で上記対策を行う事ができ、基板の高密度化を実現できる。

ところで、コンデンサの静電容量Ｃは、電極板間の面積Ｓ（ベース部材と接触部材との重なる領域の面積），電極板間の距離ｄ（絶縁層の厚さ），誘電体（絶縁層）の誘電率εにより、Ｃ＝ε×（Ｓ／ｄ）として定まる。そのため、それらを調整することで、静電容量を調整することができる。特に、ベース部材と接触部材との重なる面積は比較的容易に変更することができるため、これらを調整することにより静電容量の調整を容易に行うことができる。

また、ベース部材や接触部材における導電性部材との接触が、点接触や線接触となっていても、静電容量は影響を受けないので、コンデンサの機能を安定して発揮することができる。

ところで、上述したベース部材は、導電性を有する薄板状であれば様々な構成をとることができる。例えば、請求項２に記載のコンタクト部材のように、請求項１に記載のコンタクト部材において、前記ベース部材を、折り曲げられた金属の薄板として構成してもよい。

このように構成されたコンタクト部材であれば、ベース部材が十分な弾性変形を行えるようになる。そのため、コンタクト部材が２つの導電性部材で挟み込まれるようにコンタクト部材および２つの導電性部材を配置することで、コンタクト部材の弾性力によりコンタクト部材との２つの導電性部材と確実に接触させることができる。

また、上記請求項２以外の構成として、カーボンやカーボン混合物で製造した薄板を用いてもよい。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のコンタクト部材において、前記ベース部材が、前記一方の導電性部材にはんだ接合されるはんだ接合面を有することを特徴とする。

このように構成されたコンタクト部材であれば、はんだ接合によってベース部材を導電性部材に固定することができる。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のコンタクト部材において、前記はんだ接合面が、導電性を有する導電領域と、絶縁領域と、を有しており、前記絶縁領域は、前記導電領域を２つ以上に分割するように設けられていることを特徴とする。

このように構成されたコンタクト部材であれば、コンタクト部材の導電性部材へのはんだ付けをリフロー工程によって行う場合に、コンタクト部材のはんだ接合面の絶縁領域がプリント配線板のレジストと同様にはんだをはじく役割を果たす為、セルフアライメント効果を得ることができる。このように、コンタクト部材の構造によってセルフアライメント効果を得ることができるため、プリント配線板の基板パット仕様をコンタクト部材に応じて変更する必要がなく都合がよい。

コンタクト部材を示す側面図 コンタクト部材を下方向から見た図 コンタクト部材を介してプリント配線板同士を接続させた状態を示す側面図 変形例のコンタクト部材を示す側面図

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（１）全体構成
図１（Ａ）にコンタクト部材１の側面断面図を示す。また、図１（Ｂ）に、図１（Ａ）に示すコンタクト部材１における破線で囲まれた領域の拡大図を示す。これらの断面図は模式的なものであって、その厚みは実際のものとは異なる。

コンタクト部材１は、プリント配線板にはんだ付けにより固定され、そのプリント配線板と、他のプリント配線板または筐体とを電気的に接触させるものであって、第１の導電層であるベース部材２と、絶縁層３と、第２の導電層である接触部材４と、からなる。

ベース部材２は、銅合金の薄板をプレス加工などにより折り曲げて形成されるものであって、プリント配線板にはんだ接合されるはんだ接合面２ａを有する接合部２ｂと、接合部２ｂから略９０度屈曲させる屈曲部２ｃと、屈曲部２ｃから接合部２ｂと略平行に延び出す延出部２ｄと、延出部２ｄから接合部２ｂと反対側に向かって突出する突出部２ｅと、が形成されている。

コンタクト部材１を図１（Ａ）の矢印Ａ方向から見た図を図２に示す。はんだ接合面２ａは、導電性を有する導電領域２ｆと、エポキシ樹脂皮膜で覆われた絶縁領域２ｇと、を有している。絶縁領域２ｇは、ベース部材２の延びる方向に沿って、導電領域２ｆを２つの領域に分割するように設けられている。

説明を図１に戻る。絶縁層３は、ベース部材２の表面に形成された薄膜であって、エポキシ系樹脂からなり、ベース部材２と接触部材４とを絶縁する。この絶縁層３は、塗布もしくは焼き付け塗装などにより、ベース部材２上に形成される。

また、接触部材４は、絶縁層３の上に形成された薄膜であって、ＮｉにＡｇコーティングのインクペーストからなり、導電性を有している。
この接触部材４は、塗布などにより絶縁層３上に形成される。

また、絶縁層３および接触部材４は、ベース部材２の延出部２ｄと突出部２ｅとを覆うように形成されている。
このように構成されたコンタクト部材１は、ベース部材２および接触部材４を平行な電極板とし、絶縁層３を誘電体とするコンデンサとして機能する。

コンタクト部材１を介してプリント配線板同士を接続させた状態を図３に示す。コンタクト部材１は、接合部２ｂがプリント配線板１０にはんだにより固定された状態において、他のプリント配線板１１をベース部材２の突出部２ｅ側（図３における上側）から接近させることで、コンタクト部材１がプリント配線板１０と他のプリント配線板１１とにより挟み込まれる。

このとき、ベース部材２は屈曲部２ｃなどがプリント配線板１１により圧縮され、延出部２ｄと突出部２ｅとが接合部２ｂ側に弾性変形する。そのときのベース部材２の弾性力により突出部２ｅを覆う接触部材４がプリント配線板１１に確実に接触する。なお、ベース部材２ははんだ付けによりプリント配線板１０に接触しており、接触部材４は他方のプリント配線板１１に接触する。
（２）発明の効果
このように構成されたコンタクト部材１は、ベース部材２および接触部材４を電極板，絶縁層３を誘電体とするコンデンサとなる。よって、プリント配線板１０とプリント配線板１１とをコンタクト部材１を介して導通させると、コンタクト部材１がコンデンサとして機能するため、高周波ノイズフィルターや、直流電流の流入抑制に利用することができる。

また、コンタクト部材１におけるコンデンサの静電容量は、ベース部材２と接触部材４との重なる面積，絶縁層３の厚さ，絶縁層３の誘電率により定まるため、これらを調整することで、静電容量を調整することができる。特に、ベース部材２と接触部材４との重なる面積は比較的容易に変更することができるため、それらの調整により静電容量の調整を容易に行うことができる。

また、上述した静電容量は、接触部材４におけるプリント配線板１１との接触との接触状態の影響を受けない。よって、仮に接触部材４とプリント配線板１１との接触が点接触や線接触となってしまっても、静電容量は変化しないため、コンデンサの機能を安定して発揮することができる。

また、上記構成のコンタクト部材１であれば、コンタクト部材１の取り外しを、プリント配線板１０側においてのみはんだを外すことで実現できる。よって、通常のコンデンサの取り外しのように２つの端子両方を外す必要がなくなる。

また、上記構成のコンタクト部材１であれば、コンタクト部材１のプリント配線板１０へのはんだ付けをリフロー工程によって行う場合に、良好なセルフアライメント効果を得ることができる。

従来、セルフアライメント効果を効率よくするには、コンタクト部材１の底面部形状に合わせて、プリント配線板１０上の基板パット形状を変更する必要がある。その為、基板パット作成後にコンタクト部材１が変更となる場合、その都度基板パットを改版しなければならない。しかし、コンタクト部材１は底面の絶縁領域２ｇがプリント配線板のレジストと同様にはんだをはじく役割を果たす為、基板パット形状を変更しなくても、共通したパット形状でセルフアライメント効果を得ることができる。
（３）変形例
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。

例えば、上記実施例においては、コンタクト部材１を、プリント配線板同士を導通する際の高周波ノイズフィルターや直流電流の流入抑制のために利用する構成を例示したが、それ以外の利用方法であってもよい。例えば、プリント配線板と筐体、プリント配線板とヒートシンクなどの導電性がある物質と導通するように接続しても良い。

また、コンタクト部材１の形状は上述したものに限定されない。例えば、図４（Ａ），（Ｂ）に示すコンタクト部材２１のように、折り曲げ方を変えて、接触部材４がプリント配線板１１と面で接触するように形成してもよい。

また、上記コンタクト部材１では、ベース部材２として銅合金を用いる構成を例示したが、導電性を有するものであれば、それ以外の材質を用いてもよい。例えば、銅以外の金属で形成された薄板を用いても良いし、カーボンなどの導電性を有する材質で薄板を形成してもよい。

また、上記絶縁層３としてエポキシ系樹脂を用いる構成を例示したが、それ以外の材質を用いて構成してもよい。具体的には、ポリエステル系樹脂、ＰＥＳ系樹脂、エポキシ＋フッ素樹脂、ポリエーテル系樹脂などが挙げられる。

なお、絶縁層３の材質としては、絶縁性を有し、誘電率が高いものが好ましい。また、ベース部材２上に絶縁層３を形成した後に、プレス加工によりベース部材２を折り曲げる場合には、プレス加工に追従できる材質を用いることが好ましい。

また、上記接触部材４として、ＮｉにＡｇコーティングのインクペーストを用いる構成を例示したが、それ以外の材質を用いてもよい。例えば、Ｓｎペースト、Ａｕペーストなどを用いることが考えられる。

１…コンタクト部材、２…ベース部材、２ａ…はんだ接合面、２ｂ…接合部、２ｃ…屈曲部、２ｄ…延出部、２ｅ…突出部、２ｆ…導電領域、２ｇ…絶縁領域、３…絶縁層、４…接触部材、１０，１１…プリント配線板、２１…コンタクト部材

Claims (4)

1. ２つの導電性部材に接触するコンタクト部材であって、
   導電性の薄板からなり、一方の前記導電性部材に接触するベース部材と、
   他方の前記導電性部材に接触する導電性の接触部材と、
   前記ベース部材と前記接触部材とを絶縁する絶縁層と、を備える
   ことを特徴とするコンタクト部材。
2. 前記ベース部材は、折り曲げられた金属の薄板である
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンタクト部材。
3. 前記ベース部材は、前記一方の導電性部材にはんだ接合されるはんだ接合面を有する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンタクト部材。
4. 前記はんだ接合面は、導電性を有する導電領域と、絶縁領域と、を有しており、前記絶縁領域は、前記導電領域を２つ以上に分割するように設けられている
   ことを特徴とする請求項３に記載のコンタクト部材。

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