JP4420515B2 - 電気コネクタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電気接点と複数の電気接触子とを一度に電気的に接続するようにした電気コネクタに関するもので、特に第1コネクタの半田が第2コネクタの接触部への付着防止に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図に基づいて、従来の電気コネクタ60について説明する。
電気コネクタの一つに、例えば図5に示すように、第1コネクタ10(Ball Grid Array(BGA))と第2コネクタ50(BGA素子等に接触するソケットコネクタをいう)とを着脱自在に突き合わせて、第1コネクタ10の片面側に設けた半田などの球状突起からなる複数の電気接点12と第2コネクタ50の片面側に設けた複数の電気接触子52とを電気的に接続するようにしたものがある。なお、図示しないが、第1コネクタ10と第2コネクタ20とはソケット構造などのような機構を持っていて、着脱自在に装着できるようになっている。
【0003】
第1コネクタ10は、セラミックスや剛性のある硬質樹脂基板などからなり、この硬質樹脂基板の片側面には半田(PbSn)などの球状突起からなる複数の電気接点12が設けられている。この電気接点12は、半田ボールを硬質樹脂基板のランドにのせて、リフローによって形成している。
また、第2コネクタ50は、第1コネクタ10の複数の電気接点12と電気的に接続できるように片面側に複数の電気接触子52が設けられている。この電気接触子52は、第2コネクタ50の基板22(FPC等)の導体26上に設けられ、当該導体26の周囲の基板にはスリット状の切り込み部24を設けて当該導体26部分に弾性を持たせる構造にし、この構造によって第1コネクタ10の電気接点12の高さのバラツキを吸収できるようにしている。なお、電気接触子52は接触部分なので、一般的に、金メッキなどの表面処理が施されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように第2コネクタは、第1コネクタ10を検査するコネクタであるので、第2コネクタに対しては数千個の第1コネクタ10との接触が行われる。その為、次のような問題点が発生した。図6に基づいて問題点について説明する。
第1コネクタ10の電気接点12と第2コネクタの電気接触子52が数百回接触すると、従来施されているような金メッキなどの表面処理層に、電気接点12を形成している半田(PbSn)が付着し易く、接触不良の原因になるといった解決すべき課題があった。
電気接触子52の表面処理層に半田が付着すると、数百回もしくは数千回に一度ブラシ等で落とすことになる。しかしながら、付着物の半田がなかなかブラシ等で落ちないという問題点もあった。ブラシングを行う回数があまり頻繁だと工数アップになり、ひいてはコストアップに繋がるといった問題にもなる。
【0005】
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、第1コネクタの電気接点と第2コネクタの電気接触子とが数千回の接触(挿抜)を繰り返しても、電気接触子の表面処理層に半田及びその酸化不純物54が付着し難く、かつ、接触不良が起こり難い優れた電気コネクタを提供せんとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、第1コネクタと第2コネクタとを着脱自在に突き合わせて、前記第1コネクタの片面側に設けられた球状突起からなる複数の電気接点と、前記第2コネクタの基板の片面側に形成した円盤状の導体上に設けられた複数の電気接触子とを電気的に接続するようにし、前記円盤状導体の周囲の基板にスリット状の切り込み部を設けることにより、前記導体および電気接触子を設けた基板の部分を、舌状の可動小片部分として弾性を持たせ、前記第2コネクタの電気接触子上に少なくとも1個以上の山状凸起を設け、該山状凸起は、前記第2コネクタの前記導体上にスリット溝をもつ保護被覆層を設け、前記スリット溝に、徐々にメッキを施し、前記保護被覆層の表面よりメッキを突出させることにより形成され、かつ第1コネクタと第2コネクタを突き合わせて電気接触子と電気接点とを当接させたときに、電気接点に電気接触子を押しつける接触力により電気接触子をもつ舌状の可動小片部分が下方に変位し、これに伴って、電気接点が電気接触子上で変位することにより電気接点が電気接触子上を摺動する、電気接点の摺動方向と平行に配列してなることで達成できる。このように配列させることで、確実に前回の接触時に付いた半田を前方へ排除できる。
【0007】
【作用】
第2コネクタの電気接触子30上に少なくとも1個以上の山状凸起を設けると、第1コネクタ10と第2コネクタ20との接触時には、第1コネクタ10の電気接点12は第2コネクタ20の電気接触子30上を摺動するので、接触時に前回付いた半田は前方に排除される(かき落とされるように排除される)。
上述のように摺動させる方法は、金属導体部の背面側にシリコン等の弾性材料が配置されると共に第2コネクタの導体の周囲の基板にはスリット状の切り込み部を設け、第1コネクタの電気接点に第2コネクタの電気接触子を押しつける接触力によって、第2コネクタの電気接触子は下方に変位し、接触位置が変位し摺動する。
【0008】
【発明の実施の形態】
図に基づいて、本発明の電気コネクタについて説明する。
図1は本発明に係る電気コネクタの部分拡大縦断側面図であり、図2は本発明に係る電気コネクタの部分拡大横断面図である。図3(A)は図1の電気コネクタの第2コネクタの基板を示した部分拡大平面図であり、(B)は第2コネクタの電気接触子の平面図と断面側面図である。図4(A)は導体に電気接触子及び山状凸起を設けるために保護被覆層にスリット溝を設けた状態の平面図であり、(B)は(A)のスリット溝にメッキを施して電気接触子及び山状凸起を作成した状態の電気接触子部分の側面図である。
図1から図4は、本発明に係る電気コネクタの一つの実施の形態を示したもので、図中、10は従来と同様セラミックスや剛性のある硬質樹脂基板からなる第1コネクタ、12は第1コネクタ10の片面側に設けた半田などの球状突起からなる複数の電気接点、20は適度の剛性を有する軟質樹脂などの基板22からなる第2コネクタ、26は基板22の片面側に設けられた円盤状の金属層からなる導体、28は基板22の導体形成側に施した絶縁材料などからなる保護被覆層、30は導体26上に施された電気接触子、31は電気接触子30に設けられた山状凸起である。
【0009】
この電気コネクタにおいて、図示しないが、第1コネクタ10と第2コネクタ20とは、従来と同様ソケット構造などのような機構を持っていて、着脱自在に装着できるようになっている。もちろん、第1コネクタ10の電気接点12側と反対側の片面には、電気接点12側と接続(導通)されたプリント配線などの必要な配線が施してある。
【0010】
まず、本発明のポイント部分である第2コネクタ20について説明する。
本発明の第2コネクタ20では、基板22の片面側に例えば予め施してある銅箔などの金属層部分を、例えば基板製造技術の一つであるプリント配線パターン成形法によって処理して、図1に示すように、所望の導体26を設けてある。
したがって、多数の導体26を極めて低コストで、しかも、殆ど嵩張ることなく形成することができる。もちろん、この導体26と接続されるリード線34部分も同様のプリント配線パターン成形法によって形成することができる。なお、このリード線34部分は、複数の導体26を高密度で配列する場合、基板表側の配線スペースが不足することがあるため、基板22の適宜位置にスルホール40を設け、これと連通された形で、基板裏側に形成することもできる。
【0011】
前記導体26の第1コネクタ10との接触部分には、導電性の良い材料で電気接触子30が設けられている。この電気接触子30は、前記導体26にめっきなどによって設けられている。導体26の材料としては、導電性の良い材料であれば如何なるものでもよく、黄銅やベリリウム銅やリン青銅などが挙げられる。
【0012】
前記第1コネクタの電気接点12との接触の際に付着した半田を排除できるように、第2コネクタ20の前記電気接触子30上に少なくとも1個以上の山状凸起31を設け、その先端部はある程度鋭くとがった方がよい。即ち、この山状凸起31は、付着した半田を排除するためのものである。
該凸起31の突出量としては、上記役割を満足すればよく、0.1〜0.2mm程度あれば十分である。前記山状凸起31の数量としては、第1コネクタ10の電気接点12と第2コネクタ20の電気接触子30との位置関係(位置ずれ)等を考えると複数あることが望ましい。このように山状凸起31を複数設けると電気接触子30の表面は山波状になる。
上述した作用と役割を考えると、前記第1コネクタ10の電気接点12の摺動方向と第2コネクタ20の山状凸起31を平行に配列したほうがよい。このように配列させることで、確実に前回の接触時に付いた半田を前方へ排除できる。
【0013】
次に、図4に基づいて、前記山状凸起31の作成方法について説明する。
まず、第2コネクタ20の導体26上の保護被覆層28に図4(A)のようにスリット溝42を第1コネクタ10の電気接点12の摺動方向と平行に設ける。該スリット溝42は、レーザー加工などによって作成する。
次に、作成された前記スリット溝42に、徐々にメッキを施し、前記保護被覆層28の表面よりメッキを突出させて、電気接触子30部分を含んだ山状凸起31の形状を作成する。(該スリット溝42の数が、複数あれば電気接触子30の表面は山波状になる。)
【0014】
図3(A)のように基板22にはスリット状の切り込み部24を設け、本発明の導体26及び電気接触子30には弾性を持たせてあるため、図1に示すように、第1コネクタ10に第2コネクタ20を突き合わせてセットし、この電気接触子30を第1コネクタ10の球状突起からなる電気接点12と当接させれば、導体26及び電気接触子30は、電気接点12に追随して弾性的に接触するため、電気接点12側に多少の高さ不整などがあっても、安定して接続される。
【0015】
つまり、信頼性の高い電気的な接続が得られる。このとき、導体26及び電気接触子30側の弾性は、基板22の舌状の可動小片部分36の弾性に左右されるため、上述した適度の剛性を有する軟質樹脂などからなる基板22硬さは、可動小片部分36に十分な弾性が付与される程度の硬さである必要がある。
【0016】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る電気コネクタによると、次のような優れた効果が得られる。
(1)導体26に施す電気接触子30の表面に突出する山状凸起31を設けているので、前の接触時に付いた半田を容易に排除(かき落とす)することができる。
(2)前記山状凸起31を前記第1コネクタ10の電気接点12の摺動方向と平行に配列しているので、より確実に前回の接触時に付いた半田カスが先方に排除することができる。
(3)前記山状凸起31の作成は、導体26上の保護被覆層28にスリット溝42を設けて、このスリット溝42に徐々にメッキを施すことで容易に作成することができ、凸起31の先端部が摩耗した際には再度メッキを施せばよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電気コネクタの部分拡大縦断側面図である。
【図2】本発明に係る電気コネクタの部分拡大横断面図である。
【図3】(A)図1の電気コネクタの第2コネクタの基板を示した部分拡大平面図である。
(B)第2コネクタの電気接触子の平面図と断面側面図である。
【図4】(A)導体に電気接触子及び山状凸起を設けるために保護被覆層にスリット溝を設けた状態の平面図である。
(B)(A)のスリット溝にメッキを施して電気接触子及び山状凸起を作成した状態の電気接触子部分の側面図である。
【図5】従来の電気コネクタの部分拡大縦断側面図である。
【図6】課題を説明するための図5の電気コネクタの第2コネクタの基板を示した部分拡大平面図である。
【符号の説明】
1、60 電気コネクタ
10 第1コネクタ
12 電気接点
20、50 第2コネクタ
22 基板
24 スリット状の切り込み部
26 導体
28 保護被覆層
30、52 電気接触子
31 凸起
32 開口
34 リード線
36 舌状の可動小片部分
38 金属導体部
39 弾性材料層
40 スルホール
42 スリット溝
54 不純物
Claims (1)
- 第1コネクタと第2コネクタとを着脱自在に突き合わせて、前記第1コネクタの片面側に設けられた球状突起からなる複数の電気接点と、前記第2コネクタの基板の片面側に形成した円盤状の導体上に設けられた複数の電気接触子とを電気的に接続するようにし、前記円盤状導体の周囲の基板にスリット状の切り込み部を設けることにより、前記導体および電気接触子を設けた基板の部分を、舌状の可動小片部分として弾性を持たせ、
前記第2コネクタの電気接触子上に少なくとも1個以上の山状凸起を設け、
該山状凸起は、前記第2コネクタの前記導体上にスリット溝をもつ保護被覆層を設け、前記スリット溝に、徐々にメッキを施し、前記保護被覆層の表面よりメッキを突出させることにより形成され、かつ第1コネクタと第2コネクタを突き合わせて電気接触子と電気接点とを当接させたときに、電気接点に電気接触子を押しつける接触力により電気接触子をもつ舌状の可動小片部分が下方に変位し、これに伴って、電気接点が電気接触子上で変位することにより電気接点が電気接触子上を摺動する、電気接点の摺動方向と平行に配列してなることを特徴とする電気コネクタ。
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