(57)【要約】【課題】導電細線をエラストマーに埋設させる際に、導電細線のエラストマーからの突出量を制御することができ、しかも、導電細線をエラストマーに対して傾斜することなく垂直方向に保持することができる両面接点用コネクタを提供する。【解決手段】厚み方向に貫通孔２、３が形成された剛性を有する絶縁基板１と、貫通孔２に挿入されて両端部４ａ、４ｂ各々が絶縁基板１の両面から外方へ突出する導電細線４と、絶縁基板１に固定されこの絶縁基板１の両面から外方へ向かって突出する弾性を有するエラストマー５と、導電細線４の両端部４ａ、４ｂ各々に電気的に接続され、エラストマー５の突起部１１上に設けられた電気接点８とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向に複数の貫通孔が形成された剛性を有する絶縁基板と、前記貫通孔に挿入されて両端部各々が前記絶縁基板の両面から外方へ突出する導電細線と、前記絶縁基板に固定され前記絶縁基板の両面から外方へ向かって突出する弾性を有するエラストマーと、前記導電細線の両端部各々に電気的に接続され、前記エラストマーの突起部上に設けられた電気接点とを備えてなることを特徴とする両面接点用コネクタ。
【請求項２】
前記エラストマーは、前記絶縁基板の導電細線が挿入された貫通孔とは異なる貫通孔に挿入されて両端部各々が前記絶縁基板の両面から外方へ向かって突出してなることを特徴とする請求項１記載の両面接点用コネクタ。
【請求項３】
前記エラストマーの前記貫通孔内の部分は、前記エラストマーの他の部分より径の小さい縮径部であることを特徴とする請求項２記載の両面接点用コネクタ。
【請求項４】
前記絶縁基板の両面を、前記エラストマーと同一の材料により被覆し、前記エラストマーと一体化してなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の両面接点用コネクタ。
【請求項５】
前記導電細線の各々の端部と電気的に接触し、かつ前記エラストマーの各々の端部に接触するように柔軟性を有する回路基板が配置され、前記電気接点は前記回路基板上に設けられ、前記回路基板を介して前記導電細線の端部と電気的に接続していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の両面接点用コネクタ。
【請求項６】
前記回路基板は、前記電気接点の周囲にスリットが形成されてなることを特徴とする請求項５記載の両面接点用コネクタ。
【請求項７】
前記回路基板は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項５または６記載の両面接点用コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面接点用コネクタに関し、更に詳しくは、回路基板同士を接続する際、あるいは表面実装型の電子部品を回路基板上に実装する際に好適に用いられ、これら回路基板の間、あるいは表面実装型の電子部品と回路基板との間に嵌挿させて使用する両面接点用コネクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面実装型の電子部品を回路基板上に実装する際には、シリコンゴム等からなる弾性を有するエラストマーの厚さ方向に複数の導電細線を埋設するとともに、このエラストマーの両面に各々の導電細線と電気的に接続する電気接点を設け、回路基板と電子部品との間を導通させるようにしたコンタクトが用いられている。
この種のコンタクトでは、回路基板と電子部品との間の導通を確実なものとするために、電子部品を回路基板に向けて押圧させる必要がある。そこで、弾性エラストマー層内に埋設される複数の導電細線が、このエラストマー層の表及び裏面に略垂直方向に伸びて直線状となり、且つ複数の導電細線の両端部は前記エラストマーの表及び裏面から夫々突出させ、エラストマー層内に埋設された円柱状部分の径とエラストマー層から突出した両端部分の径とを異なる寸法に形成した両面接点用コネクタが提案されている（特許文献１）。
【０００３】
また、弾性エラストマー層内に埋設される複数の導電細線が、このエラストマー層の表及び裏面に略垂直方向に伸びて直線状となり、且つ複数の導電細線の両端部はエラストマーの表及び裏面から夫々突出させ、この突起部を、相手物と接続するフレキシブルプリント基板のスルーホールに一致させると共に、導電細線の両端部が前記スルーホールに入るように接合した両面接点用コネクタも提案されている（特許文献２、３）。
【特許文献１】特開２００３−８６２６８号公報
【特許文献２】特開２００３−２１７７０７号公報
【特許文献３】特開２００４−７１３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の両面接点用コネクタでは、高速信号を伝達するためには、導電細線の自己インダクタンスを軽減する必要があり、そこで、導電細線の長さをなるべく短く、且つ径をなるべく大きくする、換言すれば太くすることが必要となり、また、導電率の良い材料を用いることが必要となる。
また、ＩＣチップとテスト基板、あるいは基板同士を接続する際に、エラストマー層の厚さと導電細線の太径部分の長さを、寸分違わずに合致させるように弾性エラストマー層内に埋設することは難しい。そのために、エラストマー層の表裏面付近の一方側では導電細線の肩部がエラストマー層内に埋没してしまい、他方側では導電細線の肩部がエラストマー層の表面から突出するという不均衡が生ずるという問題点があった。
さらに、エラストマー層の表裏でエラストマー層の押し退け量が相違するために、エラストマー層に反りが発生するという問題点があった。エラストマー層にこのような反りが発生した場合、この両面接点用コンタクトの複数の導電細線の両端部と、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）のスルーホールとを合致させ、導電細線の両端部をスルーホールに入るように接合する際に、どちらか一方の導電細線の肩部とフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）のスルーホールの裏面との間に空隙ができてしまうという問題点が生じることとなる。
【０００５】
また、特許文献２、３の両面接点用コネクタでは、エラストマー層に導電細線を埋設させる際に、この導電細線をエラストマー層に対して傾斜することなく垂直方向に直線状に保持することができなければ、フレキシブルプリント基板のスルーホールと一致させることができず、寸分違わず鉛直方向に導電細線を埋設させることが難しいという問題点があった。また、エラストマー層の熱膨張係数は非常に大きく、成形後や穴あけ後においても寸法が変化する懸念があり、これも寸法違わず導電細線を埋設させるのに、困難の要素となっている。
また、いずれの技術においても、導電細線の保持および弾性力の保持の機能をエラストマー層に持たせていることにより、エラストマーの必要量が多くなってしまうという問題点もあった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、導電細線をエラストマーに埋設させる際に、導電細線のエラストマーからの突出量を制御することができ、しかも、導電細線をエラストマーに対して傾斜することなく垂直方向に保持することができる両面接点用コネクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る両面接点用コネクタは、厚み方向に複数の貫通孔が形成された剛性を有する絶縁基板と、前記貫通孔に挿入されて両端部各々が前記絶縁基板の両面から外方へ突出する導電細線と、前記絶縁基板に固定され前記絶縁基板の両面から外方へ向かって突出する弾性を有するエラストマーと、前記導電細線の両端部各々に電気的に接続され、前記エラストマーの突起部上に設けられた電気接点とを備えてなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２に係る両面接点用コネクタは、請求項１記載の両面接点用コネクタにおいて、前記エラストマーは、前記絶縁基板の導電細線が挿入された貫通孔とは異なる貫通孔に挿入されて両端部各々が前記絶縁基板の両面から外方へ向かって突出してなることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３に係る両面接点用コネクタは、請求項２記載の両面接点用コネクタにおいて、前記エラストマーの前記貫通孔内の部分は、前記エラストマーの他の部分より径の小さい縮径部であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４に係る両面接点用コネクタは、請求項１ないし３のいずれか１項記載の両面接点用コネクタにおいて、前記絶縁基板の両面を、前記エラストマーと同一の材料により被覆し、前記エラストマーと一体化してなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５に係る両面接点用コネクタは、請求項１ないし４のいずれか１項記載の両面接点用コネクタにおいて、前記導電細線の各々の端部と電気的に接触し、かつ前記エラストマーの各々の端部に接触するように柔軟性を有する回路基板が配置され、前記電気接点は前記回路基板上に設けられ、前記回路基板を介して前記導電細線の端部と電気的に接続していることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項６に係る両面接点用コネクタは、請求項５記載の両面接点用コネクタにおいて、前記回路基板は、前記電気接点の周囲にスリットが形成されてなることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項７に係る両面接点用コネクタは、請求項５または６記載の両面接点用コネクタにおいて、前記回路基板は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、厚み方向に複数の貫通孔が形成された剛性を有する絶縁基板と、前記貫通孔に挿入されて両端部各々が前記絶縁基板の両面から外方へ突出する導電細線と、前記絶縁基板に固定され前記絶縁基板の両面から外方へ向かって突出する弾性を有するエラストマーと、前記導電細線の両端部各々に電気的に接続され、前記エラストマーの突起部上に設けられた電気接点とを備えたので、導電細線を貫通孔に挿入することで、導電細線を絶縁基板に対して垂直に立てることができる。また、剛性を有する絶縁基板に挿入するので、導電細線の位置精度を高めることができ、従来の弾性エラストマーに立てる場合より優れたものとなり、したがって、回路基板を配置する際の回路基板の位置合わせが容易になり、製造の容易性が増す。
【００１５】
エラストマーの寸法や材料を調整することで、荷重−変位特性を制御することができる。
エラストマーの使用量を最小限に抑えることができるので、製造コストの低減を図ることができる。
導電細線の径を小さくすることで、導電細線間のピッチを狭くすることができ、狭ピッチのコネクタを実現することができる。
電気接点を金属とすることにより、この電気接点と接続端子との接続を金属めっき処理により行うことができ、接触部分における接触抵抗を小さくすることができる。
【００１６】
回路基板には、電気接点の周囲にスリットを設けているので、この回路基板の導体部が導電細線を支点として動くこととなり、したがって、荷重を加えた際に、相対する接触面と擦れ合いながら位置をずらして接触するワイピング機能を実現することができる。したがって、金属表面の酸化物や異物を除去することで、新鮮な金属表面同士を接続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の両面接点用コネクタを実施するための最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００１８】
「第１の実施の形態」
図１は、本発明の第１の実施形態の両面接点用コネクタを示す断面図であり、図において、１は厚み方向に複数の貫通孔２、３が形成された剛性を有する絶縁基板、４は複数の貫通孔２、３のうち一方の貫通孔２に挿入されて両端部４ａ、４ｂ各々が絶縁基板１の両面から外方へ向かって突出する導電細線、５は他方の貫通孔３に挿入されて両端部５ａ、５ｂ各々が絶縁基板１の両面から外方へ突出する弾性を有するエラストマー、６はエラストマー５の端部５ａ及び導電細線４の端部４ａに接触するように配置された柔軟性を有するフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、７はエラストマー５の端部５ｂ及び導電細線４の端部４ｂに接触するように配置された柔軟性を有するフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、８ははんだ９及び導体１０を介して導電細線４に電気的に接続されＦＰＣ６、７上各々のエラストマー５の端部５ａ、５ｂに対向する位置に設けられた電気接点である。
【００１９】
絶縁基板１は、剛性及び絶縁性を有する基板であればよく、例えば、ガラスエポキシ基板、液晶ポリマー等が好適に用いられる。
導電細線４の材質は、導電率が高いものが望ましく、また、剛性があり、半田付けしやすいものが望ましく、例えば、黄銅、銅、銀、銀合金等の金属からなる円柱状の棒状体が好ましい。
【００２０】
この導電細線４は、端部４ａ（または４ｂ）を貫通孔２に挿入し、この端部４ａ（または４ｂ）を貫通孔３から外方へ突出させるように、この導電細線４の中央部を貫通孔２に嵌め込むことにより、絶縁基板１の表裏面各々に対して垂直に固定するようになっている。
【００２１】
エラストマー５は、円錐台状の突起部１１、１１を底部が対向するように配置し、これらの突起部１１、１１の底部間に突起部１１、１１より径の小さい縮径部１２を配置し、さらに、これら突起部１１、１１及び縮径部１２を接合一体化したものである。このエラストマー５は、一方の突起部１１を貫通孔３に挿入し、この突起部１１を貫通孔３から外方へ突出させると同時に縮径部１２を貫通孔３に嵌め込むことにより、絶縁基板１の表裏面各々に対して垂直に固定するようになっている。この様な構造とすることにより、エラストマー５が絶縁基板１から脱落するのを防止することができる。
【００２２】
ＦＰＣ６は、電気接点８の周囲にスリット６ａが形成され、導電細線４の端部４ａと、このＦＰＣ６の電気接点８と接続する回路の貫通孔に挿入される形で接続され、はんだ９によって固定されている。さらに、エラストマー５の端部５ａに接触するとともに、この接触部分に対応する表面上の位置に電気接点８が設けられている。
ＦＰＣ７も同様に、電気接点８の周囲にスリット７ａが形成され、導電細線４の端部４ｂと、このＦＰＣ７の電気接点８と接続する回路のスルーホールに挿入される形で接続され、はんだ９によって固定されている。さらに、エラストマー５の端部５ｂに接触するとともに、この接触部分に対応する表面上の位置に電気接点８が設けられている。
【００２３】
電気接点８は、黄銅、銅、銀、銀合金等の金属からなる半球状突部あるいは山並み状突起とされたものである。この電気接点８は、ＦＰＣ６（または７）上に形成された導体部１０に接合一体化され、はんだ９を介して導電細線４に電気的に接続され、さらに、エラストマー５の突起部１１の端部によりＦＰＣ６（または７）を介して押圧されている。これにより、電気的な導通が確実なものとなる。
【００２４】
本実施形態では、ガラスエポキシ基板のように剛性および絶縁性を有する絶縁基板１に導電細線４を、挿入型コネクタの要領で挿入することで、導電細線４を絶縁基板１に対して正確に垂直に保持することができ、導電細線４の高さバラつきも精度良く制御することができる。このような挿入の場合、挿入深さを決めるための基準となる段差を設けた治具を利用すれば、導電細線４の高さばらつきを制御することができる。
【００２５】
また、この両面接点用コネクタは、導電細線４を挿入した絶縁基板１を、エラストマーの金型にセットしインサート成形することにより、突起部１１、１１及び縮径部１２が接合一体化されるとともに、絶縁基板１の表裏面各々に対して垂直に固定されたエラストマー５を形成することができる。この構造では、コンタクトに必要な弾性力をエラストマー５で確保することができればよいので、絶縁基板１の表面および裏面各々の突起部１１が互いに独立していても、また互いに繋がっていても構わない。
【００２６】
また、ＦＰＣ６（または７）をエラストマー５の端部５ａ（５ｂ）及び導電細線４の端部４ａ（４ｂ）に接触するように配置した場合、絶縁基板１の表面および裏面に突出した導電細線４は、ＦＰＣ６（または７）の貫通孔と合致するように接合される。そこで、導電細線４がＦＰＣ６（または７）の貫通孔と合致しやすいように、この導電細線４の先端を細くしておいても良く、また、導体抵抗を抑える目的で、導電細線４の中央部を太くても良い。
【００２７】
また、エラストマー５は、エラストマー５と絶縁基板１との密着力が十分であれば、これら突起部１１、１１を接合一体化することなく、互いに独立していても構わない。また、円柱状、あるいは角柱状であってもよい。
また、電気接点８の接合部を通る垂線、すなわちＦＰＣ６（または７）と、接続の相手方となる電子部品の接続端子と押圧接触する押圧中心線は、導電細線４の軸線から電気接点８の導体部の長さだけＦＰＣ６（または７）の面方向（横方向）に偏心しているので、電気接点８に掛かる押圧力によりＦＰＣ６（または７）の導体部が絶縁基板１に向かって湾曲するだけで、押圧力が直接、導電細線４に加わって、導電細線４にダメージを与えることはない。
【００２８】
また、導電細線４とＦＰＣ６、７との接続は、表裏両側のＦＰＣ６、７の接続部が導電細線４から浮かないように、押さえ治具で押さえながら、ベーパーリフローにより導電細線４とＦＰＣ６、７とを半田付けする方法により、容易かつ確実に半田付けすることができる。
【００２９】
本実施形態によれば、導電細線４を挿入することで、導電細線４を絶縁基板１に対して垂直に立てることができる。また、剛性を有する絶縁基板１に挿入するので、導電細線４の位置精度を高めることができる。したがって、ＦＰＣ６、７を配置する際の位置合わせが容易になり、製造の容易性が増す。
エラストマー５の寸法や材料を調整することで、荷重−変位特性を制御することができる。
エラストマー５の使用量を最小限に抑えることができるので、製造コストの低減を図ることができる。
【００３０】
導電細線４の径を小さくすることで、導電細線４間のピッチを狭くすることができる。したがって、狭ピッチのコネクタを実現することができる。
電気接点８を金属とすることにより、この電気接点８と相手方である接続端子との接続を金属めっき処理により行うことができ、接触部分における接触抵抗を小さくすることができる。
【００３１】
ＦＰＣ６、７には、電気接点８の周囲にスリット６ａ、7ａを設けているので、このＦＰＣ６、７の導体部１０が導電細線４を支点として独立して動くこととなり、したがって、荷重を加えた際に、相対する接触面と擦れ合いながら位置をずらして接触するワイピング機能を実現することができる。したがって、金属表面の酸化物や異物を除去することで、新鮮な金属表面同士を接続することができる。
【００３２】
「第２の実施の形態」
図２は、本発明の第２の実施形態の両面接点用コネクタを示す断面図である。
ここで、本実施形態の両面接点用コネクタが第１の実施形態の両面接点用コネクタと異なる点は、絶縁基板１の両面をエラストマー５と同一の材料であるエラストマー２１により被覆し、これらエラストマー２１、２１をエラストマー５と一体化した点である。
【００３３】
本実施形態においても、第１の実施形態の両面接点用コネクタと同様の作用、効果を奏することができる。
しかも、絶縁基板１の両面をエラストマー２１により被覆し、これらエラストマー２１、２１をエラストマー５と一体化したので、絶縁基板１とエラストマー５、２１との密着力をさらに確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態の両面接点用コネクタを示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の両面接点用コネクタを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…絶縁基板、２、３…貫通孔、４…導電細線、４ａ、４ｂ…端部、５…エラストマー、５ａ、５ｂ…端部、６、７…ＦＰＣ、６ａ、７ａ…スリット、８…電気接点、９…はんだ、１０…導体部、１１…突起部、１２…縮径部、２１…エラストマー。
【図１】
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【図２】
2010123340.tif 000004