JP4767450B2 - コネクタおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話、パーソナル・ハンディーホン・システム(ＰＨＳ)、パーソナル・デジタル・アシスタント(ＰＤＡ)等の情報機器、ＡＶ機器、パソコン等の各種電気機器の内部に組み込まれる電子部品の電気的接続に用いられるコネクタの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話等の電子機器の内部に組み込まれる電子部品には、例えばマイクロフォン、スピーカ、レシーバ、バイブレータ、モーター、電池、メモリーカードなど様々なものが挙げられるが、それら電子部品の電極と基板電極と電気的に接続する方法として、従来はリード線を用いてハンダ付けで接続する方法、金属板バネあるいはスプリングピンを介して接続する方法等を用いていた。
【０００３】
また、弾性の導電ゴムと絶縁ゴムが交互に積層されたコネクタ、あるいは弾性の絶縁ゴム中に金属細線を導通方向に配列したコネクタ等の圧縮型の弾性コネクタを用いることで、筐体の組み付け時に電子部品の電極と基板電極の間に挟み圧縮することによって電気的に接続する方法も行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子部品の接続方法にはいくつかの問題点があった。
リード線を用いてハンダ付けで接続する方法は、細いリード線を手作業によって半田付けしているため生産性が悪くコストが高くなってしまう。また、リード線があるために取り付けスペースを広く必要とし、近年の小型化ニーズには対応しなかった。金属板バネあるいはスプリングピンを介して接続する方法は、バネあるいはスプリングピンの取り付けスペースを広く必要とし、近年の小型化ニーズには対応しなかった。
【０００５】
また、弾性の導電ゴムと絶縁ゴムが交互に積層されたコネクタ、あるいは弾性の絶縁ゴム中に金属細線を導通方向に配列したコネクタ等の弾性コネクタを介して筐体の組み付け時に基板と接続する方法は、取り付ける際に弾性コネクタの導電部と電子部品および基板の電極との位置合わせに細かな作業を必要とし、生産性が悪くコストが高くなった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題を解決するものであって、異方性コネクタ部と電子部品あるいは基板への取付部とを一体化し、コネクタの取り付けの簡略化、生産コストの削減、取り付けスペースを小さくしたコネクタの製造方法を提供するものである。
【０００７】
すなわち、請求項１記載の発明は、電子部品の電極部と基板の電極部とを接続する異方性コネクタ部に、電子部品あるいは基板への取付部が一体化されているコネクタの製造方法であって、金型内に予め成形した取付部を挿入し、次いで金型に導電媒体を配合した液状ポリマーを注入し、金型の所望の位置に磁力を与え導電媒体を配向させ導通部を特定して異方性コネクタ部を形成した後、液状ポリマーを架橋させ、異方性コネクタ部と取付部とを一体化することを特徴とするコネクタの製造方法である。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、前記取付部が、ゴム状弾性体、硬質樹脂、金属、セラミクス、あるいはこれらの複合体からなることを特徴とする請求項１に記載のコネクタの製造方法である。
【０００９】
さらに、請求項３記載の発明は、取付部に、爪形状、球形状、湾曲形状、Ｌ字形状のいずれかの形状である嵌合部を形成することを特徴とする請求項１あるいは２に記載のコネクタの製造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を、図を用いて詳しく説明する。
本発明によるコネクタ複合部品は、図１に示すように、導電媒体を磁力で配向し導通部１を形成したゴム状弾性体からなる異方性コネクタ部２と、それを取り付ける嵌合部３が形成されている取付部４とが一体化されている。電子部品もしくは基板との嵌合部を持つ取付部を弾性の異方性コネクタに一体化したことで、電子部品あるいは基板への取り付けを容易に行うことができる。
【００１１】
本発明で使用される異方性コネクタ部は、導通部を形成したゴム状弾性体からなる異方導電性の圧縮型コネクタである。導通部を圧縮した状態で電子部品あるいは基板の電極部と接続することにより電気的接続が安定する。
【００１２】
本発明で使用される導通部は、ポリマー中に導電媒体を分散して形成したもの、あるいはポリマー中で導電媒体を凝集して形成したものである。液状ポリマーに分散した導電媒体を磁力で凝集し導通部を形成したものが、製造が容易であり好ましい。この場合、導電媒体が、ニッケル、鉄、コバルト等の磁性導電体であると、磁力により凝集でき、数珠繋ぎ状に配向し易いため望ましい。また導電媒体は、ニッケル、鉄、コバルト等を主成分とする磁性導電体を、合金、金、銀、銅、アルミニウム等の導電性金属にめっきしたもの、磁性導電体に金、銀、銅等の導電性金属をめっきしたもの等でもかまわない。
【００１３】
導通部を形成する導電媒体の粒径は、粒径が大きいほど低く安定した抵抗値が得られ、逆に粒径が小さいほどきれいな異方導電性の導通部を得ることが出来る。そこで、低く安定した抵抗値が得られ、かつきれいな導通部を形成させる場合は、導電媒体の粒径が２０μｍ〜５０μｍであることが好ましい。
【００１４】
本発明で使用される取付部は、異方性コネクタ部を保持できるものであれば素材は限定されない。異方性コネクタ部と一体化し易く電子部品あるいは基板に取り付け易いことから、ゴム状弾性体、硬質樹脂、金属、セラミクス、あるいはこれらの複合体からなるものが好ましい。
【００１５】
本発明で使用される嵌合部は、電子部品あるいは基板に取り付け易い形状であれば限定されない。嵌合部の形状は、例えば、図７に示すような（１）爪形状、（２）球形状、（３）湾曲形状、（４）Ｌ字形状等が挙げられ、嵌合部を電子部品あるいは基板の取り付け位置に嵌入しコネクタを固定する。また、必要に応じて、コネクタを嵌入した後、接着、溶着等により電子部品あるいは基板に固着してもかまわない。
【００１６】
本発明の異方性コネクタ部と取付部との一体化は、両者を金型内で一体成形したものである。両者を金型内で一体成形したものの形態は、同一材料による単色の形態、異種材料によるインサート一体成形の形態、異種材料による二色一体成形の形態等が挙げられる。
【００１７】
本発明のコネクタの製造方法は、図２に示すように、金型５に導電媒体を配合した液状ポリマーを注入し、金型の所望の位置に磁力を与え導電媒体を配向させ導通部１を特定して異方性コネクタを形成した後、液状ポリマーを架橋させ、異方性コネクタ部２と取付部４を一体化するコネクタの製造方法である。
【００１８】
本発明の導電媒体を配合した液状ポリマーの粘度は、導電媒体の配向時間に影響を与える。粘度が低いほど配向に要する時間が短く成形サイクルの面から有利といえるが、ポリマーの粘度が低いほど硬化物が脆く強度が悪くなる傾向にあるため、導電媒体を配合した液状ポリマーの粘度は、１０Ｐ〜２５００Ｐが好ましく、より好ましくは１００Ｐ〜１０００Ｐである。
【００１９】
本発明の異方性コネクタ部と取付部の一体化とは、異方性コネクタ部と取付部とを同一材料にて一体成形すること、あるいは異方性コネクタ部と取付部とを異種材料にて一体成形すること等を含むものである。同一材料にて一体成形すると、成形工程を一工程にすることができ、生産性に優れたものとなる。異種材料にて一体成形すると、取付部に様々な任意の材料を用いることができ、コネクタの取り付け易さ、固定や固着の方法に合わせて取付部の形状や材料を適宜に選択できる。
【００２０】
以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
【実施例１】
（異種材料によるインサート一体成形の形態）
ナイロン樹脂を用いて、嵌合部を有する取付部を射出成形にて作製した。
金型内に予め成形したナイロン樹脂からなる取付部を挿入し、次いで金型に導電媒体としてニッケル粉末を配合した液状シリコーンゴムを注入し、金型の所望の位置に磁力を与えニッケル粉末を配向させて導通部を特定した後、液状シリコーンゴムを架橋させ、異方性コネクタ部と取付部を一体化した実施例１のコネクタを得た。
【００２１】
図３は、本発明の実施例１における簡易取り付け型のコネクタの組み立て図を示すものである。図３に示す通り、嵌合部３を有するナイロン樹脂からなる取付部４とニッケル粉末を磁力で配向し導通部１を形成したシリコーンゴムからなる弾性の異方性コネクタ部２とを一体化したコネクタを、導通部１と基板７の電極部８とが接触する状態にして、コネクタを基板に取り付けた。
【００２２】
実施例１のコネクタの異方性コネクタ部は、中空の取付部４に貫入している構成である。異方性コネクタ部２は、電子部品（図示せず）と基板に圧縮され安定した抵抗値を示すようになる。異方性コネクタ部２の全側面が取付部４に覆われていないため、圧縮時に異方性コネクタ部２が撓み、圧縮荷重を低く抑えることができる。本実施例においては、嵌合部３は外向きの爪状のものであるが、内向きでもよい。また、取付部４の上側にも嵌合部を設け、電子部品への取り付けを容易にすることも可能である。
【００２３】
【実施例２】
（両者の凹凸嵌合による形態）
ポリアセタール樹脂を用いて、図４に示すような嵌合部を有する取付部４を射出成形にて作製した。中空部分の内周側面には、凸状のリブ部９を設けた。
金型内に予め成形したポリアセタール樹脂からなる取付部４を挿入し、次いで金型に導電媒体として金で被覆したニッケル粉末を配合した液状シリコーンゴムを注入し、金型の所望の位置に磁力を与え金で被覆したニッケル粉末を配向させ導通部１を特定して異方性コネクタ部２を形成した後、液状シリコーンゴムを架橋させて、取付部４を一体成形した実施例２のコネクタを得た。
【００２４】
図６に示すように、本発明によるコネクタは、リード線等を半田付けにより接続するという工程がなく、部品を取り付けるだけの行程になり、簡単に組み付けが可能となった。嵌合部３を有するポリアセタール樹脂からなる取付部４と金で被覆したニッケル粉末を磁力で配向し導通部１を形成したシリコーンゴムからなる弾性の異方性コネクタ部２とを一体化したコネクタを、導通部１と基板７の電極部８とが接触する状態にして、コネクタを基板７に取り付けた。コネクタと電子部品１０の電極部１１との間に安定した導通を取ることができた。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、電子部品の電極と基板の電極とを接続するためにコネクタを使用することで、リード線等を半田付けで接続する工程がなくなり、さらに組み付け工程を簡略化することでコストの削減が達成できる。さらに導電媒体を磁力で配向させてなる導通部を有するので、圧縮荷重が小さくても確実な電気的接続が得られ、筐体内にかかる圧力を低減することが出来る。
また、本発明の製造方法は、基板または電子部品との嵌合に用いる複雑な形状の嵌合部を有する取付部と異方性コネクタ部が一体化したコネクタを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコネクタの実施形態の縦断面図および斜視図
【図２】本発明のコネクタ用金型例の縦断面図
【図３】本発明のコネクタを取り付ける例の縦断面図
【図４】（１）本発明による取付部例の上面図、（２）本発明による取付部例の側面図
【図５】（１）本発明によるコネクタの実施形態の上面図、（２）本発明によるコネクタの実施形態の側面図
【図６】本発明によるコネクタを取り付ける例の縦断面図
【図７】嵌合部の形状例（１）爪形状、（２）球形状、（３）湾曲形状、（４）Ｌ字形状

Claims (3)

1. 電子部品の電極部と基板の電極部とを接続する異方性コネクタ部に、電子部品あるいは基板への取付部が一体化されているコネクタの製造方法であって、
   金型内に予め成形した取付部を挿入し、次いで金型に導電媒体を配合した液状ポリマーを注入し、金型の所望の位置に磁力を与え導電媒体を配向させ導通部を特定して異方性コネクタ部を形成した後、液状ポリマーを架橋させ、異方性コネクタ部と取付部とを一体化することを特徴とするコネクタの製造方法。
2. 前記取付部が、ゴム状弾性体、硬質樹脂、金属、セラミクス、あるいはこれらの複合体からなることを特徴とする請求項１に記載のコネクタの製造方法。
3. 取付部に、爪形状、球形状、湾曲形状、Ｌ字形状のいずれかの形状である嵌合部を形成することを特徴とする請求項１あるいは２に記載のコネクタの製造方法。

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