JP2017050218A - コンタクト部材 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化を図りつつ接触部と開口の端面と接触を防止しうるコンタクト部材を提供する。【解決手段】第１の基板に固定されるベース部と、前記第２の基板に接触する接触部と、前記ベース部に対し前記接触部を移動可能に支持するばね部とを有し、前記ベース部及び前記ばね部の少なくとも一部が前記第１の基板に形成された開口内に落とし込まれるコンタクト部材であって、前記接点部又は前記ばね部が前記第１の基板と当接する位置まで移動するのを規制するストッパー部を設ける。【選択図】 図１

Description

本発明は、コンタクト部材に関する。

電子機器内において、フレームグランドを行うために対向離間した基板と電子機器筺体のフレームとを電気的に接続したり、また対向離間した一対の基板間を電気的に接続したりする場合がある（以下、フレームと基板を総称して基板等ということがある）。このような場合、コンタクト部材を用いて対向離間した一対の基板等を電気的に接続することが行われている（特許文献１）。

なお、電子機器の薄型化を図るため、基板のコンタクト部材の配設位置に開口を設け、コンタクト部材の一部が開口内に落とし込まれるようにすることが考えられる。以下の説明において、一部が基板に形成された開口内に落とし込まれるコンタクト部材を基板落とし込みタイプのコンタクト部材ということがある。

特開２００２−０１５８０１号公報

コンタクト部材は、基板等と接続するための接点部と、この接点部を基板等に押圧するばね荷重を発生させるばね部を有している。基板等をコンタクト部材で接続する際、接点部は基板等に押され、これに伴いばね部は変形してばね荷重が発生する。接点部は、このばね荷重により基板の端子に圧接する。

しかしながら、基板落とし込みタイプのコンタクト部材は、その一部が基板に形成された開口内に入り込んでいるため、基板上にコンタクト部材を配設する構成に比べて接点及びばね部が開口の縁部に近くなる。また、開口内でコンタクト部材が移動することにより、コンタクト部材が所定装着位置からずれて基板に固定される場合がある。

コンタクト部材が所定装着位置からずれて固定された場合、接点部又はばね部が基板に当接してしまい、ばね部で適正なばね荷重を発生できなくなる。この場合、接点部が基板の端子に適正に圧接することができなくなり、よって基板とコンタクト部材との間で接続不良が発生するおそれがある。

本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、薄型化を図りつつ基板との接続信頼性を高めることができるコンタクト部材を提供することにある。

本発明のある態様によると、
第１の基板に固定されるベース部と、前記第２の基板に接触する接触部と、前記ベース部に対し前記接触部を移動可能に支持するばね部とを有し、前記ベース部及び前記ばね部の少なくとも一部が前記第１の基板に形成された開口内に落とし込まれるコンタクト部材であって、
前記接点部又は前記ばね部が前記第１の基板と当接する位置まで移動するのを規制するストッパー部を設ける。

本発明のある態様によると、薄型化を図りつつ基板との接続信頼性を高めることができる。

一実施形態によるコンタクト部材の斜視図である。 一実施形態によるコンタクト部材を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は右側面図、（Ｅ）は左側面図である。 一実施形態によるコンタクト部材の動作を説明する断面図であり、（Ａ）は接続前状態を示す図であり、（Ｂ）は接続後の状態を示す図である。 一実施形態によるコンタクト部材が開口内のずれた位置ではんだ付けされた状態を示す断面図である（その１）。 一実施形態によるコンタクト部材が開口内のずれた位置ではんだ付けされた状態を示す断面図である（その２）。 参考例によるコンタクト部材の動作を説明する断面図であり、（Ａ）は接続前状態を示す図であり、（Ｂ）は接続後の状態を示す図である。 参考例によるコンタクト部材が開口内のずれた位置ではんだ付けされた状態を示す断面図である（その１）。 参考例によるコンタクト部材が開口内のずれた位置ではんだ付けされた状態を示す断面図である（その２）。 他の実施形態による一実施形態によるコンタクト部材の斜視図である。

次に、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。

なお、添付した全図面の中の記載で、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、特に指定しない限り、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。従って、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。

また、以下説明する実施形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述される全ての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１〜図３は、コンタクト部材１Ａの一実施形態を説明する図である。図１は第１の基板１００に配設されたコンタクト部材１Ａの斜視図であり、図２はコンタクト部材１Ａの六面図であり、図３はコンタクト部材１Ａを第１の基板１００に配設されたコンタクト部材１Ａの断面図である。

コンタクト部材１Ａは、例えば図３に示すように対向離間して配置された第１の基板１００と第２の基板２００との間に配設され、第１の基板１００と第２の基板２００を電気的に接続する。第１の基板１００及び第２の基板２００は、電子機器に配設されたプリント基板等の基板であってもよく、また電子機器の筐体フレーム等であってもよい。

コンタクト部材１Ａは、図１及び図２に示すように、ベース部２、ばね部３、接触部５、ストッパー部６，７、接合部８，９、吸着部１０を有している。

コンタクト部材１Ａは、例えば金属製の平板をプレス加工することにより形成することができる。プレス加工を用いた場合には、ベース部２、ばね部３、接触部５、ストッパー部６，７、接合部８，９、吸着部１０を一体的に形成することができる。

コンタクト部材１Ａの材料は、例えばリン青銅、ベリリウム銅、ＳＵＳ等の導電性及びばね性を有した金属板を用いることができる。なお必要に応じて、コンタクト部材１Ａの表面の全部或いは一部にニッケル、銅、又は金などのメッキを施してもよい。

コンタクト部材１Ａは、第１の基板１００又は第２の基板２００のいずれか一方に配設される。コンタクト部材１Ａを配設する場合、コンタクト部材１Ａは第１の基板１００又は第２の基板２００にはんだ付けされる。以下の説明では、コンタクト部材１Ａを第１の基板１００に配設する例について説明する。

ベース部２はコンタクト部材１Ａの基部となるものであり、コンタクト部材１Ａの底部に位置している。ベース部２は、下部から見た状態（底面視）で図２（Ｃ）に示すように略Ｔ字形状とされている。また、ベース部２の後方側（図１図示Ｘ２方向側）には、ばね部３，アーム部３ｂ，及び接触部５が形成されている。

ばね部３には、第２の基板２００がコンタクト部材１Ａにより第１の基板１００と接続する際、接触部５を第２の基板２００の端子２０１に圧接するための弾性力が発生する。ばね部３は、湾曲部３ａとアーム部３ｂを有している。湾曲部３ａは、一端がベース部２に接続されると共に他端がアーム部３ｂに接続されている。

湾曲部３ａはＵ字状に形成されており、弾性変形可能とされている。アーム部３ｂはベース部２と対向するよう湾曲部３ａから延出し、ベース部２の長手方向（図に矢印Ｘ１，Ｘ２で示す）に延在するよう形成されている。なお、以下の説明において図中矢印Ｘ１，Ｘ２で示す方向をばね部３の延出方向といい、Ｘ１方向を前方といい、Ｘ２方向を後方というものとする。

接触部５は、アーム部３ｂの前方端部に形成されている。よって接触部５は、ばね部３により揺動する（図３（Ｂ）にＡ１，Ａ２で示す方向に移動する）。

また接触部５はＵ字形状に形成されており、アーム部３ｂから突出するよう形成されている。アーム部３ｂに対する接触部５の突出方向は、第２の基板２００と対向する方向とされている。

次に、ストッパー部６，７について説明する。

ストッパー部６，７は、ベース部２の両側に垂立するよう形成されている。またストッパー部６，７は、ばね部３の延出方向（Ｘ１，Ｘ２方向）に沿って長く延在している。図２（Ｃ），（Ｄ）に示すように、ストッパー部６とストッパー部７は平行に対向しており、その間にばね部３及び接触部５が配設されている。

ここで、図３を用いてストッパー部６，７の前端部６Ａ，７Ａの位置及び後端部６Ｂ，７Ｂの位置について説明する。なお、ストッパー部６の前端部６Ａ及び後端部６Ｂと、ストッパー部７の前端部７Ａ及び後端部７Ｂは同一構成であるため、図３ではストッパー部６のみを示して説明し、ストッパー部７については説明を省略するものとする。

図３（Ａ）は、第１の基板１００の既定位置にコンタクト部材１Ａが実装された状態を示している。また図３（Ｂ）は、コンタクト部材１Ａにより第１の基板１００と第２の基板２００が接続された状態を示している。

コンタクト部材１Ａにより第２の基板２００が第１の基板１００に接続されることにより、接触部５は第２の基板２００に押圧されてＡ２方向に移動する。この接触部５の移動に伴い、ばね部３は弾性変形する。

ストッパー部６の前端部６Ａは、図３（Ｂ）のように移動後の接触部５の前端位置よりも前方に位置している。図３（Ｂ）に示す例では、移動後の接触部５の前端位置に対し、前端部６Ａは図中矢印ＬＡ１で示す距離だけ前方（Ｘ１方向）に離間している。

またストッパー部６の後端部６Ｂは、弾性変形後のばね部３の後端位置よりも後方に位置している。図３（Ｂ）に示す例では、弾性変形後のばね部３の後端位置に対し、後端部６Ｂは図中矢印ＬＢ１で示す距離だけ後方（Ｘ２方向）に離間している。

次に、接合部８，９について説明する。接合部８及び接合部９は、第１の基板１００にはんだ付けされる部位である。接合部８はストッパー部６の上端部の前方及び後方位置に形成されており、ストッパー部６に対し外側方向に延出するよう折り曲げ形成されている。また接合部９はストッパー部７の上端部の前方及び後方位置に形成されており、ストッパー部７に対し外側方向に延出するよう折り曲げ形成されている。

接合部８，９の延出方向は、ベース部２の面方向に対して略平行となるよう設定されている。また接合部８，９は、ベース部２に対する高さが同じとなるよう設定されている（図２にこの高さをｈで示す）。

吸着部１０は、自動実装機の吸引ノズルにより吸着される部位である。自動実装機は、吸引ノズルで吸着部１０を吸引することにより、コンタクト部材１Ａを第１の基板１００の開口１０１へ搬送する。

吸着部１０は、ストッパー部６の上端部の中央位置に、ストッパー部６から内側方向に延出するよう折り曲げ形成されている。よって吸着部１０は湾曲部３ａの上部に位置している。なお、本実施形態では吸着部１０をストッパー部６に設けた例を示しているが、ストッパー部７に設けることも可能である。

次に、コンタクト部材１Ａの第１の基板１００への実装について説明する。

第１の基板１００には、図１及び図３に示すように、開口１０１が形成されている。開口１０１は、コンタクト部材１Ａの一部であるベース部２、ばね部３、ストッパー部６，７を内部に落とし込むことが可能な形状及び大きさとされている。具体的には、開口１０１の大きさは、自動実装機による装着性等を考慮して、コンタクト部材１Ａの開口１０１に落とし込む部分の大きさに比べて大きく設定されている。

接合部８，９は、コンタクト部材１Ａの一部が開口１０１に落とし込まれた状態において、第１の基板１００の開口１０１の外周部分と接触するよう設定されている。よって、コンタクト部材１Ａが開口１０１に挿入されても、接合部８，９が第１の基板１００と接触することによりコンタクト部材１Ａが開口１０１から抜け落ちることはない。

開口１０１の外周位置の、接合部８，９と対応する位置には、図１に示すように端子１０８，１０９が形成されている。接合部８は端子１０８にはんだ付けされ、接合部９は端子１０９にはんだ付けされる。

接合部８，９が端子１０８，１０９にはんだ付けされることにより、コンタクト部材１Ａは第１の基板１００に実装される。接合部８，９と端子１０８，１０９のはんだ付けには、例えばリフローを用いることができる。

コンタクト部材１Ａは、図１及び図３に示すように、コンタクト部材１Ａの一部であるベース部２、ばね部３、ストッパー部６，７が第１の基板１００の開口１０１に落とし込まれるため、第１の基板１００の全体としての薄型化を図ることができる。

即ち、図３（Ａ）に示すようにコンタクト部材１Ａの高さをＨ、第１の基板１００の厚さをＷとした場合、コンタクト部材１Ａを第１の基板１００に表面実装した場合を想定すると、コンタクト部材１Ａと第１の基板１００の全体の高さは（Ｈ＋Ｗ）となってしまう。これに対し、本実施形態のようにコンタクト部材１Ａの一部が第１の基板１００の開口１０１に落とし込まれる構成とすることにより、コンタクト部材１Ａと第１の基板１００の全体の高さはＨとなり、コンタクト部材を表面実装する構成に比べて薄型化を図ることができる。

次に、コンタクト部材１Ａを第１の基板１００にはんだ付けする際に生じる、コンタクト部材１Ａの開口１０１内での移動について説明する。

コンタクト部材１Ａを第１の基板１００にはんだ付けするには、第１の基板１００の端子１０８，１０９上にはんだペーストを塗布した上で、コンタクト部材１Ａを開口１０１に挿入し接合部８，９を端子１０８，１０９上に載置させる。続いて、コンタクト部材１Ａが装着された第１の基板１００をリフローすることにより接合部８，９と端子１０８，１０９をはんだ付けし、コンタクト部材１Ａを第１の基板１００に実装する。

リフローを行う際、はんだペーストが溶融することにより、接合部８，９が端子１０８，１０９に対して浮上する現象が発生することがある。また開口１０１の大きさは、コンタクト部材１Ａの開口１０１に落とし込まれる部分の大きさに比べて大きく設定されている。よって、リフロー時にコンタクト部材１Ａが開口１０１の内部で移動することがある。

ここで、図６〜８を用いて参考例のコンタクト部材２０について説明する。なお、図６〜８において、図１〜３に示した構成と対応する構成については同一符号を付してその説明は省略する。

図６（Ａ）は、第１の基板１００にコンタクト部材２０が実装された状態を示し、図６（Ｂ）は第２の基板２００がコンタクト部材２０により第１の基板１００と接続された状態を示している。

参考例では、側板部２６の前端部２６Ａは、第２の基板によって押された状態の接触部５の前端位置よりも後方に位置している。図６（Ｂ）に示す例では、第２の基板に押された接触部５の前端位置に対し、前端部２６Ａは図中矢印ＬＡ２０で示す距離だけ後方（Ｘ２方向）に離間している。

また側板部２６の後端部２６Ｂは、弾性変形後のばね部３の後端部位置よりも前方に位置している。図６（Ｂ）に示す例では、弾性変形後のばね部３の後端位置に対し、後端部２６Ｂは図中矢印ＬＢ２０で示す距離だけ前方（Ｘ１方向）に離間している。

参考例に係るコンタクト部材２０を第１の基板１００の開口１０１に挿入しリフロー処理を実施すると、はんだが溶融することにより接合部８，９が端子１０８，１０９に対して浮上し、開口１０１内でコンタクト部材２０が移動可能な状態となる。

図７は、開口１０１内でコンタクト部材２０が前方（Ｘ１方向）に移動した状態ではんだ付けされた場合を示している。

参考例に係る側板部２６では、前端部２６Ａが第２の基板で押さえる接触部５の前端位置よりも後方に位置しているが、リフロー時に側板部２６が開口１０１の前方側開口縁部１０２の近傍まで移動した場合には、第２の基板２００に接触部５が押圧された際、図７に示すように接触部５が第１の基板１００に当接するおそれがある。

一方、図８は開口１０１内でコンタクト部材２０が後方（Ｘ２方向）に移動した状態ではんだ付けされた場合を示している。

参考例に係る側板部２６では、側板部２６の後端部２６Ｂが弾性変形後のばね部３の後端部位置よりも前方に位置している。このため、リフロー時にコンタクト部材が移動すると、図８に示すようにばね部が第１の基板１００の後方側開口縁部と当接するおそれがある。

図７に示すように接触部５が第１の基板１００と当接し、また図８に示すようにばね部３が第１の基板１００の後方側開口縁部１０３と当接した場合には、ばね部３の変位が第１の基板１００により規制されてしまう。このためばね部３に適正なばね荷重を発生させることができず、接触部５と第２の基板２００との間で接続不良が発生するおそれがある。

図４は、本実施形態に係るコンタクト部材１Ａが開口１０１内で前方（Ｘ１方向）に移動した状態ではんだ付けされた場合を示している。

コンタクト部材１Ａに設けられたストッパー部６は、前端部６Ａが第２の基板により押された後の接触部５の前端位置（図４に矢印Ｐ２で示す）よりも前方に位置している。このため、リフロー時に開口１０１内でコンタクト部材１Ａが前方（Ｘ１方向）に移動したとしても、ストッパー部６の前端部６Ａが開口１０１の前方側開口縁部１０２に当接する。

このように、前端部６Ａが前方側開口縁部１０２に当接した状態ではんだ付けされたとしても、第２の基板により押された状態の接触部５の前端位置と前方側開口縁部１０２は離間している。よって、第２の基板２００が第１の基板１００に装着され、接触部５が第２の基板２００により押圧されても、接触部５が第１の基板１００と当接することはない。

一方、図５は開口１０１内でコンタクト部材１Ａが後方（Ｘ２方向）に移動した状態ではんだ付けされた場合を示している。

コンタクト部材１Ａのストッパー部６は、後端部６Ｂが弾性変形後のばね部３の後端位置（図５に矢印Ｐ３で示す）よりも後方に位置している。このため、開口１０１内でコンタクト部材１Ａが後方（Ｘ２方向）に移動したとしても、ストッパー部６の後端部６Ｂが開口１０１の後方側開口縁部１０３に当接する。

このように、ストッパー部６の後端部６Ｂが前方側開口縁部１０２に当接した状態ではんだ付けされたとしても、弾性変形後のばね部３の後端位置と後方側開口縁部１０３は離間した状態となっている。よって、第２の基板２００が第１の基板１００に装着され、接触部５が第２の基板２００により押圧されたとしても、ばね部３が第１の基板１００と当接することはない。

更に、図２（Ｄ），（Ｅ）に示すように、ばね部３及び接触部５の両側位置にはストッパー部６，７が立設されているため、コンタクト部材の側部から第１の基板１００がばね部３及び接触部５に当接するようなこともない。

このように、本実施の形態によるコンタクト部材１Ａは、ストッパー部６，７が設けられることにより、はんだ溶融時の開口１０１内でばね部３又は接触部５が第１の基板１００と当接する位置までの移動が規制される。このため、ばね部３は第１の基板１００から離間した状態を維持するため、コンタクト部材１Ａが開口１０１内で移動したてはんだ付けされたとしても、ばね部３は第１の基板に接触せず、適正なばね荷重を発生することができる。これにより、接触部５と第２の基板２００との間で接続不良が発生することを防止することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。

具体的には、図１〜図３に示すコンタクト部材１Ａでは、ストッパー部６，７をベース部２の両側に設けた構成したが、図９に示すコンタクト部材１Ｂのように、ベース部２の前方側（Ｘ１方向側）で接触部５と対向する位置にもストッパー部１２及び接合部１３を形成した構成としてもよい。コンタクト部材１Ｂでは、開口１０１内でコンタクト部材１Ｂが前方に移動した場合、ストッパー部１２が前方側開口縁部１０２と当接することにより移動が規制される。

１Ａ，１Ｂ，２０ コンタクト部材
２ ベース部
３ ばね部
３ａ 湾曲部
３ｂ アーム部
５ 接触部
６，７ ストッパー部
６Ａ，７Ａ 前端部
６Ｂ，７Ｂ 後端部
８，９，１３ 接合部
１０ 吸着部
１２ ストッパー部
１００ 第１の基板
１０１ 開口
１０２ 前方側開口縁部
１０３ 後方側開口縁部
２００ 第２の基板
２０１，１０８，１０９ 端子

Claims (3)

1. 第１の基板に固定されるベース部と、第２の基板に接触する接触部と、前記ベース部に対し前記接触部を移動可能に支持するばね部とを有し、前記ベース部及び前記ばね部の少なくとも一部が前記第１の基板に形成された開口内に落とし込まれるコンタクト部材であって、
   前記コンタクト部材の前記開口内での移動を規制するストッパー部を設けたことを特徴とするコンタクト部材。
2. 前記ストッパー部に吸着ノズルにより吸着される吸着部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のコンタクト部材。
3. 前記ストッパー部に、前記第１の基板にはんだ付けされる接合部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のコンタクト部材。
   

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