WO2011108054A1

WO2011108054A1 - 非接触式コネクタ

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Publication number: WO2011108054A1
Application number: PCT/JP2010/007530
Authority: WO
Inventors: 秀樹草光
Original assignee: Yamaichi Electronics Co Ltd
Current assignee: Yamaichi Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2011-09-09
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Abstract

受信用ユニット部および送信用ユニット部が互いに近接された後、突起部（１８ＢＤ）の上端面が受信側配線基板（３０Ａ）の表面に、フレキシブル配線基板（１８Ｂ）の弾性力に起因した所定の圧力で当接されたとき、電極パッド（１８ｂｉ）および電極パッド（３０ａｉ）の相互間の隙間が、突起部（１８ＢＤ）によって所定の値に制限されるもの。

Description

非接触式コネクタ

　本発明は、静電容量結合方式および電磁誘導結合方式に適用され得る非接触式コネクタに関する。

　互いに接続される一対のメモリカードにおけるデータの送受信部においては、例えば、特許文献１にも示されるように、所謂、電磁誘導結合方式による非接触式コネクタが提案されている。なお、そのメモリカードは、例えば、書き込み読み込み装置に挿入されている。

　斯かる非接触式コネクタは、各メモリカードにおいて、例えば、そのメモリカードの端部に沿って一直線上に交互に形成される複数個の書き込み用コイルおよび読み込み用コイルと、書き込み用コントロールコイルおよび読み込み用コントロールコイルとを備えるものとされる。

　一方のメモリカードにおける書き込み用コイルと他方のメモリカードにおける読み込み用コイルとは、相対向して配置され、電磁誘導結合される。

　これにより、書き込み用コントロールコイルを介して書き込み用コントロールパルスが伝送されるとき、各書き込み用コイルが励磁されるのでデータが書き込み読み込み装置によってメモリカードに書き込まれる。また、読み込み用コントロールコイルを介して読み込み用コントロールパルスが伝送されるとき、各読み込み用コイルが励磁されるのでデータが書き込み読み込み装置によってメモリカードに読み込まれる。

　また、高周波電源からの電力を充填回路に供給する充電装置においては、例えば、特許文献２にも示されるように、所謂、静電容量結合式の非接触式コネクタが提案されている。

　斯かる非接触式コネクタは、例えば、高周波電源に接続され終端抵抗を有する一対の平行伝送線路と、一対の平行伝送線路を覆う誘電体である保護シートと、その保護シートに相対向して配される盗難防止用タグ内の充電回路の一部を構成する一対の電極とを含んで構成されている。その一対の電極は、大容量コンデンサに接続されている。

　これにより、一対の平行伝送線路と一対の電極とが容量結合されるもとで、充電回路における電極からの電流が共振用コイル、直流チョークコイル、および整流用ダイオードを介し大容量コンデンサに充電される。

特開平８－１４９０５４号公報特開２０００－１３４８０９号公報

　上述のような静電容量結合方式、若しくは、電磁誘導結合方式による非接触式コネクタは、一対の電極（書き込み用コイルおよび読み込み用コイル）における相互間距離によって伝送される信号の品質（伝送エラーレート）が大きく左右されるので相互間距離を一定に保つ構造が必要である。

　しかしながら、非接触式コネクタにおいて、電極が高密度に双方の基板上に配置され、伝送チャンネル数の増大が要望される場合、上述の相互間距離を非常に狭くする必要があるので機械的な精度のみでこれを達成することは製造上困難である。また、小型化された非接触式コネクタにおいては、簡単な構成により上述の相互間距離を所定の値に確実に維持する構成が見当たらない。

　以上の問題点を考慮し、本発明は、静電容量結合方式および電磁誘導結合方式に適用され得る非接触式コネクタであって、伝送される信号の品質を安定して良好に保つことができるように相対向して設けられる電極部における相互間距離を一定に保つことができる非接触式コネクタを提供することを目的とする。

　上述の目的を達成するために、本発明に係る非接触式コネクタは、供給される信号群を送信用チップおよび結合用構成要素を介して送信する送信用ユニット部と、送信用ユニット部からの信号群を結合用構成要素および受信用チップを介して受信する受信用ユニット部と、を備え、送信用ユニット部および受信用ユニット部のうちの少なくとも一方の結合用構成要素は、送信用チップおよび受信用チップの相互間であって、送信用チップまたは受信用チップに接続され、弾性手段により一方向に付勢されるフレキシブル配線基板上に形成され、送信用ユニット部の結合用構成要素および受信用ユニット部の結合用構成要素相互間の隙間を所定の距離に制限する隙間制限手段が、フレキシブル配線基板に設けられることを特徴とする。

　本発明に係る非接触式コネクタによれば、送信用ユニット部の結合用構成要素および受信用ユニット部の結合用構成要素相互間の隙間を所定の距離に制限する隙間制限手段が、弾性手段により一方向に付勢されるフレキシブル配線基板に設けられるので伝送される信号の品質を安定して良好に保つことができるように相対向して設けられる電極部における相互間距離を一定に保つことができる。

本発明に係る非接触式コネクタの一例の構成を概略的に示す構成図である。本発明に係る非接触式コネクタの他の一例の要部の構成を部分的に示す断面図である。図２Ａに示される例における構成を分解して示す部分断面図である。図２ＢにおけるＩＩＣ－ＩＩＣ線に沿って示される部分断面図である。図２Ａに示される例が、相対向する送信用ユニットおよび受信用ユニットとして用いられる例を示す部分断面図である。図２Ｄに示される例における動作説明に供される部分断面図である。図２Ｄに示される例における動作説明に供される部分断面図である。図２Ａに示される例における変形例の要部を示す部分断面図である。図２Ａに示される例において用いられる電極パッドおよび突起部の配列を部分的に示す平面図である。図３ＡにおけるＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ線に沿って示される部分断面図である。図１に示される例における変形例の構成を概略的に示す構成図である。図１に示される例における変形例の構成を概略的に示す構成図である図１に示される例における変形例の構成を概略的に示す構成図である図１に示される例における変形例の構成を概略的に示す構成図である。図１に示される例における変形例の構成を部分的に拡大して示す断面図である。図１に示される例における変形例の構成を部分的に拡大して示す断面図である。本発明に係る非接触式コネクタのさらなる他の一例の構成を概略的に示す断面図である。図１０に示される例において用いられるコイルを示す平面図である。図１０に示される例において用いられるコイルの他の一例を示す平面図である。

　図２Ａは、本発明に係る非接触式コネクタの一例の基本的な構成を配線基板と共に示す。図２Ａに示される基本的な構成を備える静電容量結合方式の非接触式コネクタは、例えば、後述するように、相対向する配線基板を電気的に接続するボードツウボートコネクタとして構成されてもよい。

　図２Ａにおいて、その配線基板は、例えば、送信側配線基板１０Ｂまたは受信側配線基板１０Ａであってもよい。所定の波形整形回路を備える受信側配線基板１０Ａと送信側配線基板１０Ｂとは、後述する送信チップおよび受信チップを除いて互いに同一の構成を有する。そこで、受信用ユニット１２Ａを備える受信側配線基板１０Ａの基本的な構成について説明し、送信側配線基板１０Ｂの説明を省略する。

　図２Ａにおいて、受信側配線基板１０Ａには、図示が省略されるが、ＮＲＺ（Ｎｏｎ－Ｒｅｔｕｒｎ－ｔｏ－Ｚｅｒｏ）信号を処理する所定の波形整形回路が設けられている。　

　受信用ユニット部１２Ａは、縦横に所定の間隔で結合用構成要素としての電極パッド１８ａｉ（ｉ＝１～ｎ，ｎは正の整数）を外面に有する筒状のフレキシブル配線基板１８Ａと、フレキシブル配線基板１８Ａを受信側配線基板１０Ａに対し位置決めするとともに支持する基板用支持体１４Ａと、基板用支持体１４Ａと受信側配線基板１０Ａとの間に配されフレキシブル配線基板１８Ａを受信側配線基板１０Ａに対し電気的に接続する異方性導電ゴムシート２２Ａと、を主な要素として含んで構成されている。

　異方性導電ゴムシート２２Ａは、図２Ｂに示されるように、後述するフレキシブル配線基板１８Ａの電極パッド群１８Ｅｉ（ｉ＝１～ｎ，ｎは正の整数）および受信側配線基板１０Ａの電極パッド群１０Ｅｉ（ｉ＝１～ｎ，ｎは正の整数）に対応した位置に形成される導電部２２ａｉ（ｉ＝１～ｎ，ｎは正の整数）と、各導電部２２ａｉの周囲に形成される絶縁性基材とから構成されている。各導電部２２ａｉは、複合導電材料、例えば、シリコーンゴムと金属粒子からなる異方性導電ゴムで作られている。異方性導電ゴムは、その厚み方向に導電性を有し平面に沿った方向には導電性を有しない材料である。また、異方性導電ゴムには、導電部２２ａｉが絶縁性を有するゴムの中に分散している分散タイプと、導電部が部分的に複数個偏在している偏在タイプとがあり、いずれのタイプが用いられても良い。導電部２２ａｉがこのような異方性導電ゴムで作られることにより電極パッド群１８Ｅｉ，１０Ｅｉとその導電部２２ａｉとが面接触により接続されるので接触不良が回避されるとともに電極パッド群１８Ｅｉ，１０Ｅｉとの接触による損傷が回避されることとなる。薄板状の異方性導電ゴムシート２２Ａは、その４つの角に、後述する基板用支持体１４Ａの位置決めピン１４Ｐが挿入される比較的小さな透孔２２ＴＨＡを有している。各透孔２２ＴＨＡ近傍には、隣接して透孔２２ＴＨＡに比して大なる透孔２２ＴＨＢが形成されている。各透孔２２ＴＨＢには、後述する各締結用小ねじＢＳの雄ねじ部ＢＳ１が挿入される。

　フレキシブル配線基板１８Ａは、例えば、ポリイミド、ポリエステルなどの絶縁性フィルムの片面あるいは両面に、銅などの導体の配線が形成された可撓性を有する配線基板とされる。

　フレキシブル配線基板１８Ａは、図２Ａに示されるように、基板用支持体１４Ａの表面との間に所定の隙間が形成されるよう筒状に折り曲げられている。また、フレキシブル配線基板１８Ａは、その両端部が、それぞれ、異方性導電ゴムシート２２Ａ上で向かい合うように筒状に折り曲げられている。

　その両端部には、図２Ｃに示されるように、それぞれ、複数の矩形状の電極パッドから構成されている電極パッド群１８Ｅｉが形成されている。

　その両端部から所定距離、離隔した位置には、後述する基板用支持体１４Ａの位置決めピン１４Ｐが挿入される透孔１８ｈが複数個、形成されている。各透孔１８ｈ近傍には、各締結用小ねじＢＳの雄ねじ部ＢＳ１が挿入される透孔１８ＨＳが形成されている。さらに、フレキシブル配線基板１８Ａにおける各透孔１８ＨＳに相対向する位置には、図２Ｃに示されるように、締結用小ねじＢＳの大径部ＢＳ２が挿入される透孔１８ＨＬが形成されている。透孔１８ＨＬの直径は、締結用小ねじＢＳの大径部ＢＳ２の外周部との間に所定の隙間が形成されるように設定されている。

　締結用小ねじＢＳは、図２Ｃに示されるように、後述する補強板２０Ａの雌ねじ孔２０ＦＳにねじ込まれる雄ねじ部ＢＳ１と、雄ねじ部ＢＳ１に連なり雄ねじ部ＢＳ１の直径よりも大なる直径を有する大径部ＢＳ２とから構成されている。

　これにより、各締結用小ねじＢＳの雄ねじ部ＢＳ１が、後述する基板用支持体１４Ａの小径孔１４Ｈｂおよび大径孔１４Ｈａを介してフレキシブル配線基板１８Ａの透孔１８ＨＳ、異方性導電ゴムシート２２Ａの透孔２２ＴＨＢ、受信側配線基板１０Ａの貫通孔１０ＴＨＢを貫通され補強板２０Ａの雌ねじ孔２０ＦＳにねじ込まれる場合、フレキシブル配線基板１８Ａの電極パッド群１８Ｅｉ（ｉ＝１～ｎ，ｎは正の整数）の基板用支持体１４Ａおよび異方性導電ゴムシート２２Ａの導電部２２ａｉに対する位置決めがなされる。また、接着フィルム１７により、フレキシブル配線基板１８Ａにおける電極パッド群に対向する内面と基板用支持体１４Ａの表面とが接着されている。その際、フレキシブル配線基板１８Ａの両端部の導体層と受信側配線基板１０Ａの導体層とが、異方性導電ゴムシート２２Ａを介して電気的に接続されることとなる。

　フレキシブル配線基板１８Ａの外周面部における後述する受信用チップ１６Ａｉ（ｉ＝１～ｎ，ｎは正の整数）に対向する部分には、矩形状の電極パッド１８ａｉが所定の間隔で形成されている。なお、図３Ｂにおいては、電極パッド群の一部を拡大して示す。

　電極パッド１８ａｉは、フレキシブル配線基板１８Ａの内面に、例えば、フリップチップ実装される受信用チップ１６Ａｉの各バンプにフレキシブル配線基板１８Ａの導電層を介して電気的に接続されている。受信用チップ１６Ａｉは、後述する基板用支持体１４Ａの凹部１４Ｒに配されている。

　電極パッド１８ａｉの各角近傍には、図３Ａに拡大されて示されるように、それぞれ、所定の高さを有する円柱状の突起部１８ＢＤが形成されている。後述するように、例えば、ボートツウボードコネクタに適用される場合、図３Ｂに二点鎖線で示されるように、フレキシブル配線基板１８Ａの突起部１８ＢＤの上端面に、フレキシブル配線基板１８Ｂの突起部１８ＢＤが当接せしめられる場合、上述の電極パッド１８ａｉと電極パッド１８ｂｉとの間の隙間を所定の値に制限する複数個の突起部１８ＢＤが、隙間制限手段として、電極パッド１８ｂｉ相互間に縦横に形成されることとなる。

　樹脂材料で成形された基板用支持体１４Ａは、フレキシブル配線基板１８Ａに固定される受信用チップ１６Ａｉを収容する凹部１４Ｒを一方の端部に有している。凹部１４Ｒは、フレキシブル配線基板１８Ａに向けて開口している。凹部１４Ｒは、後述するようにフレキシブル配線基板１８Ａがその弾性によって可動し、基板用支持体１４Ａに近接した場合、受信用チップ１６Ａｉが基板用支持体１４Ａに当接することを防ぐ。また、フレキシブル配線基板１８Ａが基板用支持体に当接するまでその弾性による可動が可能となり、フレキシブル配線基板１８Ａの可動量を大きくすることができる。また、基板用支持体１４Ａは、所定の間隔をもって一体に形成される複数の位置決めピン１４Ｐを端部に有している。位置決めピン１４Ｐの先端は、フレキシブル配線基板１８Ａの透孔１８ｈ、異方性導電ゴムシート２２Ａの透孔２２ＴＨＡを介して透孔１０ＴＨＡに挿入されている。透孔１０ＴＨＡは、受信側配線基板１０Ａにおける透孔１０ＴＨＢに隣接した位置に設けられている。

　受信側配線基板１０Ａにおいて、異方性導電ゴムシート２２Ａが載置される表面に対向する表面には、補強板２０Ａが設けられている。補強板２０Ａは、上述の締結用小ねじＢＳの雄ねじ部ＢＳ１がその雌ねじ孔２０ＦＳにねじ込まれることにより、受信側配線基板１０Ａに固定される。補強板２０Ａは、締結の際に発生する受信側配線基板１０Ａのたわみによる異方性導電ゴムシート２２Ａの電気接続の不安定さを軽減すべく基板のたわみを減らす目的で設けられるものである。従って、受信側配線基板１０Ａの厚さが厚く、締結する際のたわみが無視しえる場合には、補強板２０Ａは省略可能である。

　なお、上述の例においては、異方性導電性ゴムシート２２Ａは、受信側配線基板１０Ａと受信ユニット１２Ａとを脱着可能とする目的で用いられている。斯かる例に限られることなく、例えば、図２Ｇに示されるように、そのような脱着が不要とされる場合、異方性導電性ゴムシート２２Ａの代わりに、フレキシブル配線基板１８Ａの両端部に半田ボール１９ＳＢｉ（ｉ＝１～ｎ，ｎは正の整数）が形成されるもとで、受信側配線基板１０´Ａまたは送信側配線基板１０´Ｂの導電層１０´Ｅｉ（ｉ＝１～ｎ，ｎは正の整数）が、半田ボール１９ＳＢｉによりフレキシブル配線基板１８Ａの両端部に半田付け固定されてもよい。
従って、このような場合、異方性導電性ゴムシート２２Ａ、補強板２０Ａ（２０Ｂ）及び透孔１０ＴＨＢは不要である。

　図２Ｄにおいて、本発明に係る非接触式コネクタの一例は、例えば、静電容量結合方式のボードツウボートコネクタとして構成され、上述した受信用ユニット１２Ａおよび送信用ユニット１２Ｂをそれぞれ備える受信側配線基板１０Ａと送信側配線基板１０Ｂとを電気的に接続するものとされる。

　受信側配線基板１０Ａおよび送信側配線基板１０Ｂは、図示が省略される支持機構により、互いに近接または離隔可能に支持されている。受信側配線基板１０Ａには、図示が省略されるが、ＮＲＺ（Ｎｏｎ－Ｒｅｔｕｒｎ－ｔｏ－Ｚｅｒｏ）信号を処理する所定の波形整形回路が設けられている。

　非接触式コネクタは、受信側配線基板１０Ａの一方の表面に設けられる受信用ユニット部１２Ａと、送信側配線基板１０Ｂにおける受信側配線基板１０Ａに対向する表面に設けられる送信用ユニット部１２Ｂとから構成されている。

　送信用ユニット部１２Ｂは、結合用構成要素としての縦横に所定の間隔で電極パッド１８ｂｉ（ｉ＝１～ｎ，ｎは正の整数）を外面に有する筒状のフレキシブル配線基板１８Ｂと、フレキシブル配線基板１８Ｂを送信側配線基板１０Ｂに対し位置決めするとともに支持する基板用支持体１４Ｂと、基板用支持体１４Ｂと送信側配線基板１０Ｂとの間に配されフレキシブル配線基板１８Ｂを送信側配線基板１０Ｂに対し電気的に接続する異方性導電ゴムシート２２Ｂと、を主な要素として含んで構成されている。

　フレキシブル配線基板１８Ｂ、基板用支持体１４Ｂ、および、異方性導電ゴムシート２２Ｂ、補強板２０Ｂの構造は、それぞれ、上述のフレキシブル配線基板１８Ａ、基板用支持体１４Ａ、および、異方性導電ゴムシート２２Ａの構造と同一の構造を有しているので重複説明を省略する。

　送信用チップ１６Ｂｉ（ｉ＝１～ｎ，ｎは正の整数）は、基板用支持体１４Ｂの凹部１４Ｒに配されている。樹脂材料で成形された基板用支持体１４Ｂは、フレキシブル配線基板１８Ｂにフリップチップ実装される送信用チップ１６Ｂｉを収容する凹部１４Ｒを一方の端部に有している。凹部１４Ｒは、フレキシブル配線基板１８Ｂに向けて開口している。

　斯かる構成において、図２Ｅ，および、図３Ｂに示されるように、受信用ユニット部１２Ａおよび送信用ユニット部１２Ｂが互いに近接された後、フレキシブル配線基板１８Ａの突起部１８ＢＤの上端面がフレキシブル配線基板１８Ｂの突起部１８ＢＤの上端面に、フレキシブル配線基板１８Ａおよび１８Ｂの弾性力に起因した所定の圧力で当接される。この場合、図２Ｅにおいて、所定のＮＲＺ信号群が矢印の示す方向に沿って送信側配線基板１０Ｂに供給されるとき、フレキシブル配線基板１８Ｂを通じて送信用チップ１６Ｂｉに供給される。これにより、送信用チップ１６Ｂｉから出力された信号群が、電極パッド１８ｂｉおよび電極パッド１８ａｉを通じて受信用チップ１６Ａｉに供給される。その際、電極パッド１８ｂｉおよび電極パッド１８ａｉの相互間の隙間が、相対向する一対の突起部１８ＢＤによって所定の値に制限されることとなるので伝送される信号の品質を安定して良好に保つことができるように、相対向する電極部における相互間距離を一定に保つことができる。

　そして、受信用チップ１６Ａｉから出力された信号群は、図２Ｅにおいて、矢印の示す方向に沿ってフレキシブル配線基板１８Ａを通じて伝送され、受信側配線基板１０Ａにおける波形整形回路（不図示）等に供給されることとなる。

　また、図２Ｆに示されるように、受信側配線基板１０Ａが、送信側配線基板１０Ｂに対し所定の角度θで交差するように傾いた状態の場合であっても、上述のような構造をとることによって、フレキシブル配線基板１８Ａおよび１８Ｂの弾性可動範囲内であれば電極パッド１８ｂｉと電極パッド１８ａｉとは、突起部１８ＢＤにより、一定の距離を保つことができる。従って、機械的な精度によらず一定の隙間を確保し、信号伝送品質を安定させることができることがわかる。

　上述の例においては、受信用チップ１６Ａｉおよび送信用チップ１６Ｂｉがそれぞれ、柔軟性および弾性を有するフレキシブル配線基板１８Ａおよび１８Ｂに固定される構成とされるが、必ずしもこのように構成される必要がなく、例えば、図１に示されるように、受信側配線基板３０Ａにおいて、フレキシブル配線基板を用いることなく、電極パッド３０ａｉおよび受信用チップ３２が、受信側配線基板３０Ａにおいて隣接して配置されてもよい。なお、図１においては、１個の電極パッド１８ｂｉ，および、３０ａｉ、２個の突起部１８ＢＤを代表的に示し、上述のような基板用支持体および異方性導電ゴムシート等の図示が省略されている。

　斯かる場合において、受信用ユニット部および送信用ユニット部が互いに近接された後、突起部１８ＢＤの上端面が受信側配線基板３０Ａの表面に、フレキシブル配線基板１８Ｂの弾性力に起因した所定の圧力で当接されたとき、電極パッド１８ｂｉおよび電極パッド３０ａｉの相互間の隙間が、突起部１８ＢＤによって所定の値に制限されることとなる。また、フレキシブル配線基板１８Ｂの弾性による可動範囲内であれば受信側配線基板３０Ａが、送信側配線基板１０Ｂに対し傾いた状態の場合であっても、伝送される信号の品質を安定して良好に保つことができるように相対向して設けられる電極部における相互間距離を一定に保つことができる。

　図１および図２Ａ～図２Ｇに示される例においては、送信用ユニット部における突起部１８ＢＤが、弾性手段としての少なくとも一つの筒状のフレキシブル配線基板の弾性力に基づく圧力によってフレキシブル配線基板または受信側配線基板３０Ａの表面に当接されている。斯かる例に限られることなく、例えば、図４に概略的に示されるように、上述の隙間制限手段としての突起部４２ＢＤが、弾性手段としてのコイルスプリング４４の弾性力に起因した所定の圧力で受信側配線基板４０Ａの表面に当接せしめられるものであってもよい。

　図４に示される例においては、非接触式コネクタは、送信側配線基板４０Ｂに設けられる送信側ユニット部と、受信側配線基板４０Ａに設けられる受信側ユニット部とを含んで構成されている。

　なお、図４においては、受信側ユニット部における電極パッド４０ａｉを除く受信チップ等の他の構成部品の図示は省略される。また、送信側ユニット部における電極パッド４２ｂｉを除く送信チップ等の他の構成部品の図示も省略される。さらに、１個の電極パッド４２ｂｉ，および、電極パッド４０ａｉ、２個の突起部４２ＢＤが代表的に示され、上述のような基板用支持体および固定プレートの図示が省略されている。

　図４において、図示が省略される送信チップは、一端が送信側配線基板４０Ｂに電気的に接続される帯状のフレキシブル配線基板４２に固定されている。帯状のフレキシブル配線基板４２の他端部には、送信チップに電気的に接続される電極パッド４２ｂｉが、受信側配線基板４０Ａの電極パッド４０ａｉに相対向して設けられている。また、フレキシブル配線基板４２の他端部における電極パッド４２ｂｉの周囲には、上述の隙間制限手段としての突起部４２ＢＤが、形成されている。

　さらに、フレキシブル配線基板４２の他端部における表面と送信側配線基板４０Ｂの表面との間には、フレキシブル配線基板４２の他端部を受信側配線基板４０Ａに近接するように付勢するコイルスプリング４４が配されている。

　斯かる構成において、受信用ユニット部および送信用ユニット部が互いに近接された後、突起部４２ＢＤの上端面が受信用配線基板４０Ａの表面に、コイルスプリング４４の弾性力に起因した所定の圧力で当接された場合、電極パッド４２ｂｉおよび電極パッド４０ａｉの相互間の隙間が、突起部４２ＢＤによって所定の値に制限されることとなるので伝送される信号の品質を安定して良好に保つことができるように相対向して設けられる電極部における相互間距離を一定に保つことができる。

　図４に示される例においては、フレキシブル配線基板４２の他端部における表面と送信側配線基板４０Ｂの表面との間には、フレキシブル配線基板４２の他端部を受信側配線基板４０Ａに近接するように付勢するコイルスプリング４４が配されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、図５、図６、図７にそれぞれ、示されるように、コイルスプリング４４に代えて、弾性手段としてゲル、エラストマ等で成形された弾性体４６、ゴム材料で成形された一対のチューブ状の管状部材４８、薄いフィルムで略球状に形成されるフィルム体５０であってもよい。

　なお、図５乃至図７においては、図１における同一の構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。

　図１乃至図７に示される例においては、隙間制限手段として突起部が、フレキシブル配線基板上に形成されているが、必ずしもこのようになされる必要はなく、例えば、図８に示されるように、上述の突起部を設けることなく、フレキシブル配線基板で構成される受信側配線基板５０Ａの電極パッド５０ａｉとフレキシブル配線基板で構成される送信側配線基板５０Ｂの電極パッド５０ｂｉとの間に、隙間制限手段として所定の厚さを有するフィルム５２が配置される構成であってもよい。その際、フィルム５２の両端部は、例えば、上述のようなフレキシブル配線基板に支持されてもよい。

　さらに、図９に示されるように、上述の突起部を設けることなく、受信側配線基板６０Ａの電極パッド６０ａｉが、誘電体としてのソルダレジスト層６２Ａにより被覆されてもよい。その際、受信側配線基板６０Ａの表面に塗布されたソルダレジスト層６２Ａの厚さＴＡは、電極パッド６０ａｉの厚さに比して若干大に設定されている。

　また、同様に、送信側配線基板６０Ｂの電極パッド６０ｂｉが、誘電体としてのソルダレジスト層６２Ｂにより被覆されてもよい。その際、送信側配線基板６０Ｂの表面に塗布されたソルダレジスト層６２Ｂの厚さＴＢは、電極パッド６０ｂｉの厚さに比して若干大に設定されている。これにより、隙間制限手段としてのソルダレジスト層６２Ａおよびソルダレジスト層６２Ｂを電極パッド６０ａｉ、６０ｂｉと一体化できることとなる。

　また、図９に二点鎖線で示されるように、ソルダレジスト層６２Ａとソルダレジスト層６２Ｂとが互いに当接されるとき、電極パッド６０ａｉと電極パッド６０ｂｉとの相互間距離が、精度よく所定の値に維持される。

　従って、本発明に係る静電容量結合方式の非接触式コネクタの一例においては、電力消費、および、周囲回路への影響が少なく、しかも、隙間制限手段により電極パッド相互間距離のばらつきがなく、所定の値に維持できることとなる。

　図１０は、本発明に係る非接触式コネクタの他の一例の構成を、相対向して配される配線基板とともに示す。

　図１０において、非接触式コネクタは、例えば、電磁誘導結合方式のボードツウボートコネクタとして構成され、送信側配線基板１０Ｂと受信側配線基板１０Ａとを電気的に接続するものとされる。なお、図１０においては、図２Ａ～図２Ｇに示される例における同一の構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。

　受信側配線基板１０Ａおよび送信側配線基板１０Ｂは、図示が省略される支持機構により、互いに近接または離隔可能に支持されている。受信側配線基板１０Ａには、図示が省略されるが、パルス信号を処理する所定の波形整形回路が設けられている。

　非接触式コネクタは、受信側配線基板１０Ａの一方の表面に設けられる受信用ユニット部７２Ａと、送信側配線基板１０Ｂにおける受信側配線基板１０Ａに対向する表面に設けられる送信用ユニット部７２Ｂとから構成されている。

　受信用ユニット部７２Ａは、結合用構成要素としての縦横に所定の間隔でループ状のコイル７８ａｉ（ｉ＝１～ｎ，ｎは正の整数）を外面に有する筒状のフレキシブル配線基板７８Ａと、フレキシブル配線基板７８Ａを受信側配線基板１０Ａに対し位置決めするとともに支持する基板用支持体１４´Ａと、基板用支持体１４´Ａおよびフレキシブル配線基板７８Ａを受信側配線基板１０Ａに対し固定する固定プレート２２´Ａと、を含んで構成されている。

　フレキシブル配線基板７８Ａは、例えば、ポリイミド、ポリエステルなどの絶縁性フィルムの片面あるいは両面に、銅などの導体の配線が形成された可撓性を有する配線基板である。

　フレキシブル配線基板７８Ａは、その両端部が、それぞれ、固定プレート２２´Ａ上で向かい合うように筒状に折り曲げられている。その両端部から所定距離、離隔した位置には、後述する基板用支持体１４´Ａの位置決めピン１４´Ａｐが挿入される透孔が複数個、形成されている。これにより、フレキシブル配線基板７８Ａの電極パッド群の基板用支持体１４´Ａに対する位置決めがなされる。また、両端部の導体層は、それぞれ、固定プレート２２´Ａに設けられる接続端子部に半田付け固定されている。

　フレキシブル配線基板７８Ａにおける送信用ユニット部７２Ｂに対向する部分には、ループ状のコイル７８ａｉが所定の間隔で形成されている。所定の間隔をもって互いに平行に配される各コイル７８ａｉは、図１１に拡大されて示されるように、両端がバンプ７２Ａｂを介して後述する受信用チップ７６Ａに接続されている。各コイル７８ａｉには、図１１に示される矢印の示す方向に電流が供給される。一方、コイル７８ｂｉについては、電流が、その矢印の示す方向とは逆方向に供給される。

　コイル７８ａｉは、フレキシブル配線基板７８Ａの内面に配置される受信用チップ７６Ａの各バンプにフレキシブル配線基板７８Ａの導電層を介して電気的に接続されている。
受信用チップ７６Ａは、基板用支持体１４´Ａの凹部１４´ａに配されている。

　送信用ユニット部７２Ｂは、結合用構成要素としての所定の間隔でループ状のコイル７８ｂｉ（ｉ＝１～ｎ，ｎは正の整数）を外面に有する筒状のフレキシブル配線基板７８Ｂと、フレキシブル配線基板７８Ｂを送信側配線基板１０Ｂに対し位置決めするとともに支持する基板用支持体１４´Ｂと、基板用支持体１４´Ｂおよびフレキシブル配線基板７８Ｂを送信側配線基板１０Ｂに対し固定する固定プレート２２Ｂと、を含んで構成されている。

　柔軟性および弾性を有するフレキシブル配線基板７８Ｂは、フレキシブル配線基板７８Ａと同様な構成とされる。

　フレキシブル配線基板７８Ｂは、その両端部が、それぞれ、固定プレート２２Ｂ上で向かい合うように筒状に折り曲げられている。その両端部から所定距離、離隔した位置には、基板用支持体１４´Ｂの位置決めピン１４´Ｂｐが挿入される透孔が複数個、形成されている。これにより、フレキシブル配線基板７８Ｂの電極パッド群の基板用支持体１４´Ｂに対する位置決めがなされる。また、両端部の導体層は、それぞれ、固定プレート２２´Ｂに設けられる接続端子部に半田付け固定されている。

　フレキシブル配線基板７８Ｂにおける受信用ユニット部７２Ａに対向する部分には、コイル７８ａｉと同様な形状を有するループ状のコイル７８ｂｉが所定の間隔で形成されている。

　コイル７８ｂｉは、フレキシブル配線基板７８Ｂの内面に配置される送信用チップ７６Ｂの各バンプにフレキシブル配線基板７８Ｂの導電層を介して電気的に接続されている。

　各コイル７８ｂｉに隣接した側方の位置には、それぞれ、所定の高さを有する円柱状の突起部７８ＢＤが形成されている。これにより、フレキシブル配線基板７８Ａの表面が突起部７８ＢＤの上端面に当接せしめられる場合、上述のコイル７８ａｉとコイル７８ｂｉとの間の隙間を所定の値に制限する複数個の突起部７８ＢＤが、隙間制限手段として、フレキシブル配線基板７８Ｂの共通の平面上に縦横に形成されることとなる。送信用チップ７６Ｂは、基板用支持体１４´Ｂの凹部１４´ｂに配されている。

　なお、斯かる例に限られることなく、例えば、複数個の突起部７８ＢＤは、図２Ｄに示される例と同様に、受信用ユニット部７２Ａにも設けられてもよい。

　斯かる構成において、受信用ユニット部７２Ａおよび送信用ユニット部７２Ｂが互いに近接された後、突起部７８ＢＤの上端面がフレキシブル配線基板７８Ａに、フレキシブル配線基板７８Ａおよび７８Ｂの弾性力に起因した所定の圧力で当接された場合、図１０において、所定のパルス信号群が矢印の示す方向に沿って送信側配線基板１０Ｂに供給されるとき、フレキシブル配線基板７８Ｂを通じて送信用チップ１６Ｂｉに供給される。これにより、送信用チップ７６Ｂから出力された信号群が、電磁誘導により、相対向するコイル７８ｂｉおよびコイル７８ａｉを通じて形成された誘導電流が受信信号として受信用チップ７６Ａに供給される。その際、コイル７８ｂｉおよびコイル７８ａｉの相互間の隙間が、突起部７８ＢＤによって所定の値に制限されることとなるので伝送される信号の品質を安定して良好に保つことができるように相対向して設けられる電極部における相互間距離を一定に保つことができる。

　そして、受信用チップ７６Ａから出力されたパルス信号群は、図１０において、矢印の示す方向に沿ってフレキシブル配線基板７８Ａを通じて伝送され、受信側配線基板１０Ａにおける波形整形回路（不図示）等に供給されることとなる。

　コイル７８ｂｉおよびコイル７８ａｉの形状は、斯かる例に限られることなく、例えば、図１２に拡大されて示されるように、受信用ユニット部７２Ａおよび送信用ユニット部７２Ｂにそれぞれ、相対向して配されるコイル８８ａｉおよびコイル８８ｂｉ（不図示）の形状が、渦巻きの模様、または、雷文の模様のように形成されてもよい。なお、図１２においては、図１１における同一の構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。

　図１２において、コイル８８ａｉおよびコイル８８ｂｉの形状は、互いに同一形状とされるのでコイル８８ａｉについて説明し、コイル８８ｂｉの説明は省略される。

　図１２において、コイル８８ａｉは、その端部が一方のバンプ７２Ａｂに接続され、反時計回り方向に雷文の模様のように互いに密に近接し共通の平面上に形成される部分８８Ａと、その端部が他方のバンプ７２Ａｂに接続され、部分８８Ａを横切る部分８８Ｂとから構成されている。このような構成において、電流が図１２における矢印の示す方向に供給される。一方、コイル８８ｂｉについては、電流が、その矢印の示す方向とは逆方向に供給される。

　これにより、受信用ユニット部７２Ａおよび送信用ユニット部７２Ｂにそれぞれ、相対向して配されるコイル８８ａｉおよびコイル８８ｂｉの相互間隔が、図１１に示される例において受信用ユニット部７２Ａおよび送信用ユニット部７２Ｂにそれぞれ、相対向して配されるコイル７８ｂｉおよびコイル７８ａｉの相互間隔よりも大であっても、信号の伝達が可能であり、従って、信号伝達の信頼性を向上させることができる。

　なお、上述した電磁誘導結合方式の例においても、図１、図４乃至図７に示される静電容量結合方式の一例における電極パッド、受信用チップ、および、送信用チップの代わりに、上述のコイル、受信用チップ、および、送信用チップが設けられることにより、図１、図４乃至図７に示される隙間制限手段が、電磁誘導結合方式の一例に適用されてもよい。また、上述の例においては、本発明に係る非接触式コネクタの一例が、ボードツウボードコネクタに適用されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、プローブカード用コネクタ等の他の装置に適用されてもよいことは勿論である。

１２Ａ，７２Ａ　　受信用ユニット部
１２Ｂ，７２Ｂ　　送信用ユニット部
１６Ａｉ、７６Ａ　　受信用チップ
１６Ｂｉ、７６Ｂ　　送信用チップ
１８Ａ，１８Ｂ，４２、７８Ａ，７８Ｂ　　フレキシブル配線基板
１８ａｉ，１８ｂｉ　　電極パッド
１８ＢＤ，７８ＢＤ　　突起部
７８ａｉ，７８ｂｉ、８８ａｉ　　コイル

Claims

　供給される信号群を送信用チップおよび結合用構成要素を介して送信する送信用ユニット部と、
　前記送信用ユニット部からの信号群を結合用構成要素および受信用チップを介して受信する受信用ユニット部と、を備え、
　前記送信用ユニット部および前記受信用ユニット部のうちの少なくとも一方の結合用構成要素は、前記送信用チップおよび前記受信用チップの相互間であって、前記送信用チップまたは前記受信用チップに接続され、弾性手段により一方向に付勢されるフレキシブル配線基板上に形成され、
　前記送信用ユニット部の結合用構成要素および前記受信用ユニット部の結合用構成要素相互間の隙間を所定の距離に制限する隙間制限手段が、前記フレキシブル配線基板に設けられることを特徴とする非接触式コネクタ。
　前記送信用ユニット部および前記受信用ユニット部の結合用構成要素が、前記送信用チップおよび前記受信用チップの相互間であって、前記送信用チップまたは前記受信用チップに接続され、前記弾性手段により一方向に付勢されるフレキシブル配線基板上に形成されることを特徴とする請求項１記載の非接触式コネクタ。
　前記弾性手段は、筒状に折り曲げられた前記フレキシブル配線基板であることを特徴とする請求項１記載の非接触式コネクタ。
　前記フレキシブル配線基板は、基板用支持体に支持され、
前記フレキシブル配線基板と前記基板用支持体の表面との間には隙間が形成されることを特徴とする請求項３記載の非接触式コネクタ。
　前記基板用支持体には、前記送信用チップまたは前記受信用チップを収容する凹部が形成されることを特徴とする請求項４記載の非接触式コネクタ。
　前記結合用構成要素は、静電容量結合方式の前記送信用ユニット部および前記受信用ユニット部に用いられる電極パッドであることを特徴とする請求項１記載の非接触式コネクタ。
　前記結合用構成要素は、電磁誘導結合方式の前記送信用ユニット部および前記受信用ユニット部に用いられるコイルであることを特徴とする請求項１記載の非接触式コネクタ。