JP2014063624A

JP2014063624A - コネクタの端子構造

Info

Publication number: JP2014063624A
Application number: JP2012207655A
Authority: JP
Inventors: Kohei Hayashi; 耕平林; Katsuyoshi Tanaka; 克佳田中
Original assignee: SMK Corp
Current assignee: SMK Corp
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2014-04-10
Anticipated expiration: 2032-09-21
Also published as: JP6079088B2; CN103682736A

Abstract

【課題】アルミニウムで形成された接続部に対して安定的に電気接続できるコネクタの端子構造の提供を目的とする。
【解決手段】アルミニウムを用いてパターン形成された接続部にコネクタ接続するためのコネクタ端子であって、前記コネクタ端子は接触部が前記アルミニウムで形成された接続部に向けて付勢する付勢手段を有し、前記接触部はアルミニウム表面に食い込むエッジ部を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明はリジット基板、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）及びＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）等の間をコネクタ接続するのに用いるコネクタの端子構造に関する。

これまで、パターン配線された回路基板の接続部とＦＰＣやＦＦＣ等とを接続する方法に、異方導電性フィルム（ＡＣＦ）を挟み、加圧及び加熱する接続方法、ワイヤーボンディングを用いる方法、導電性の接着剤を用いて接続する方法等が行われている。
しかし、このような方法では専用設備が必要で作業工数も多い。
特許文献１はアルミの導体層を盛り上がり形成し、この盛り上がり部を基板と平行に切り込んで接続する方法を開示する。
しかし、この方向は接続部に盛り上がり部が必要であり、必ずしも実用的ではない。

特許第３２９３３４７号公報

本発明はアルミニウムで形成された接続部に対して安定的に電気接続できるコネクタの端子構造の提供を目的とする。

本発明に係るコネクタ端子構造は、アルミニウムを用いてパターン形成された接続部にコネクタ接続するためのコネクタ端子であって、前記コネクタ端子は接触部が前記アルミニウムで形成された接続部に向けて付勢する付勢手段を有し、前記接触部はアルミニウム表面に食い込むエッジ部を有することを特徴とする。
このようにすると、エッジ部はアルミニウム表面に有する不動態膜を突き破り、エッジ部側面にてアルミニウムの新生面と接触することになる。

ここで、アルミニウムとは純アルミニウムのみならず、アルミニウムの合金を含み、このようなアルミニウムを用いて配線パターンを形成すると、従来の銅を用いた配線パターンよりも安価に製造することができる。
しかし、アルミニウム等は表面に自然酸化膜が形成されやすく、この自然酸化膜が不動態膜となり、絶縁性を有することから接触不良が発生しやすい。
そこで、本発明はコネクタの端子の端触部にエッジ部を形成することで、このエッジ部にて不動態膜を押し破り、そのままエッジ部の側面でアルミニウムに形成された新生面（不動態膜が形成されていないアルミニウムの破断面）と電気接続させたものである。
アルミニウムを用いた配線パターンは、アルミ箔層を積層したリジット基板，ＦＰＣ用基板及びＦＦＣ用基板を用いて常法のパターンマスキング及びエッチング処理等にてパターン配線を形成することができる。

エッジ部の形状は、アルミニウム表面の不動態膜を押し破ることができれば特に限定されない。
コネクタ端子の接触部の材質も導電性を有する限りにおいて特に制限はないが、リン青銅等アルミニウムよりも硬いものがよい。
エッジ部にて不動態膜を押し破るには、接触圧が５０ＭＰａ以上になるように付勢力を設定するとともに、新生面における接触面を確保できるように接触部の面積は０．０１ｍｍ^２〜０．２ｍｍ^２の範囲がよい。

本発明におけるコネクタとは、リジット基板，ＦＰＣ及びＦＦＣ等との間を電気接続するためのコネクタをいう。
また、コネクタ端子の接触部がアルミニウムの表面に向けて押圧力が作用するように付勢力が生じればコネクタ構造において、コネクタ端子側を押圧しても基板側を押圧してもよい。

本発明に係るコネクタ端子構造は、アルミニウムにてパターン配線された接続部にコネクタ端子側の接触部を押し当てるだけでアルミニウムの新生面と電気接続できるので、接続安定性に優れる。
また、エッジ部で不動態膜を押し破り、このエッジ部の側部でアルミニウムの新生面と接触することになるので、特許文献１のようにアルミニウムの盛り上がり部を形成する必要がなく、薄いアルミ層のパターンを破壊することもない。
従来のＡＣＦ接続、ワイヤーボンデング接続及び導電性接着剤を用いる方法に比較して加熱処理等の専用設備が不要でコネクタ化が可能であるために接続作業が容易である。

本発明に係るコネクタ端子の接触部の形状例を示し、（ａ）は接触部の前後方向の断面図、（ｂ）は左右方向（幅方向）の拡大断面図を示す。（ａ）はコネクタ端子の形状例、（ｂ）〜（ｄ）はコネクタに基板を接続する手順例を示す。エッジ部の形状例を示し、（ａ）は外観図、（ｂ）は接触状態の断面図を示す。（ａ）〜（ｃ）はエッジ部の他の形状例を示す。

本発明に係るコネクタ端子の構造例を以下、図面に基づいて説明する。
図１（ａ）にコネクタ端子１１の前後方向の接続断面図を示し、（ｂ）は左右方向（幅方向）の拡大接続断面図（Ａ視方向断面図）を示す。
コネクタ端子１１は、図１（ｂ）に示すように幅方向端部コーナーが略直角形状になっているエッジ部１２ａを形成した接触部１２となっている。
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ視方向で拡大した断面図となっていて、Ｌ＝Ｗ＝０．１５ｍｍの例である。
基板２０には、アルミニウム又はその合金でアルミパターン２１が配線されている。
アルミパターン２１の表面には、酸化皮膜からなる極薄い不動態膜２２が形成されているが、コネクタ端子１１の接触部が相対的にアルミパターン２１に向けて付勢されていて、エッジ部１２ａにて不動態膜が押し破られた状態になっている。
接触部１２の先端で押し破られた不動態膜２２ａは、破断しながらアルミ側に押し付けた状態になっていると推定される。
これにより、エッジ部１２ａの側部がそのままアルミ新生面２１ａにて接触している。

本実施例では、板厚０．１５ｍｍのリン青銅の板材を用いて図２（ａ）に示すような形状のコネクタ端子１１にプレス成形することで、プレス破断面にてエッジ部１２ａを形成した。
このようなコネクタ端子１１を図２（ｂ）〜（ｄ）に示すようなコネクタ１０のハウジングに装着した。
コネクタの構造に制限はないが、コネクタ１０の基板挿入部１０ａを介して基板２０を挿入した後にクランプ１０ｂを回動すると、クランプ部１０ｃにて基板を矢印の方向に押圧し、コネクタ端子１１の接触部１２ａが基板２０側のアルミパターン２１に相対的に押し付けられるようになっている。
コネクタの構造は本実施例に限定されるものではなく、コネクタ端子１１が基板に向けて押圧付勢するものでもよい。

本実施例では接触部１２の面積が、Ｌ＝０．１５ｍｍ，Ｗ＝０．１５ｍｍの０．０２２５ｍｍ^２であり、付勢力が約３００ｇに設定されている。
従って接触部１２の接触圧力は約１３０ＭＰａとなっている。
接触部１２の接触面積を増やすと、図１（ｂ）に示すように新生面２２ａとの接触面積を多くとることができるが、それだけ接触部１２の押圧力を大きくしなければならない。
従って、接触部の面積は０．０１ｍｍ^２以上で０．２ｍｍ^２以下が好ましい。
また、接触圧力は５０ＭＰａ以上が好ましい。

本発明でエッジ部は不動態膜を押し破りながら、そのままエッジ部の側部（側面）でアルミの新生面と面接触するものであれば、その形状に制限がない。
エッジ部のコーナー部が略直角に近いものとして、図３（ａ）に示すようにエッジ部１１２ａを有する凹部を備えた接触部１１１でもよい。
このときの断面図を図３（ｂ）に示す。
また、その他に図４（ａ）に示すように接触部の先端にエッジ部２１２ａを形成した例、図４（ｂ）に示すようにエッジ状のスリット３１２ａを形成した例、円柱状の突起からなるエッジ部４１２ａを形成した例が挙げられる。
本発明は接触部にエッジ状の接触面を形成した点に特徴があり、先端が尖ったピン形状の接触形状は含まれない。

１１コネクタ端子
１２接触部
１２ａエッジ部
２０基板
２１アルミパターン
２１ａ新生面
２２不動態膜

Claims

アルミニウムを用いてパターン形成された接続部にコネクタ接続するためのコネクタ端子であって、
前記コネクタ端子は接触部が前記アルミニウムで形成された接続部に向けて付勢する付勢手段を有し、
前記接触部はアルミニウム表面に食い込むエッジ部を有することを特徴とするコネクタ端子構造。
前記エッジ部はアルミニウム表面に有する不動態膜を突き破り、エッジ部側面にてアルミニウムの新生面と接触するものであることを特徴とする請求項１記載のコネクタ端子構造。
前記接触部の接触面積が０．０１ｍｍ^２〜０．２ｍｍ^２で接触圧が５０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項２記載のコネクタ端子構造。