(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレートとこのプレートに設けられた電気接点よりなる第１コネクタと、この第１コネクタの嵌入口を有するハウジングと、前記第１コネクタと着脱自在に嵌合すると共にＦＰＣ基板に電気接触子を有する第２コネクタと、この第２コネクタが装着されるブロックとから構成される電気コネクタにおいて、
前記ハウジングにはＦＰＣ基板が突出する幅方向両側に直にＦＰＣ基板を基板側に押圧する凸部を設けるとともに前記凸部にＦＰＣ基板を基板のパッドに押し付ける押圧部材を設置し、前記ブロックにハウジングと係合する手段としてのビットインサートを取り付けるとともに前記ビットインサートのツバ部の底面部が前記基板に接し、前記底面部に空気逃げと半田付けフィレット増設用の凹部を設けたことを特徴とする電気コネクタ。
【請求項２】
前記ブロックのＦＰＣ基板が突出する両側にＦＰＣ基板を誘うためのテーパー部を設けた請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項３】
前記ビットインサートの底面部の中心に基板位置決め用の位置決めピンを設けた請求項１記載の電気コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１コネクタの複数の電気接点と第２コネクタの複数の電気接触子とを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ある。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、第１コネクタの複数の電気接点と第２コネクタの複数の電気接触子とを電気的に接続する構造については、特願平１０ー２４６５５７号として提案している。この構造を利用した従来の電気コネクタ７０の構造を図に基づいて説明する。
図７（Ａ）は従来の電気コネクタ７０と基板４０の斜視図であり、（Ｂ）は従来の電気コネクタ７０の基板４０との接続部の部分的な斜視図である。図８は、従来の電気コネクタ７０を長手方向中央部で断面した断面図である。図９（Ａ）は図７（Ａ）のボルト部分を断面した断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のナット８２の代わりにビットインサートを使用した場合の断面図である。図１０は従来のビットインサート７６を圧入した状態のブロック７４の断面図である。
図８のように第１コネクタ１０と第２コネクタ２０とはソケット構造の機構を持っていて着脱自在に装着できるようにしている。このソケット構造について説明する。
第２コネクタ２０はハウジング７２とブロック７４に挟み込まれ、基板４０のパッド４２に接続するためにＦＰＣ基板２４がハウジング７２及びブロック７４から突出している。
従来の電気コネクタは、図９（Ａ）のように基板４０にネジを通すための取付孔８４を開けて、裏面にナット８２を付けて取り付けていたが、基板４０裏面にはＳＭＴ部品が搭載されており、かつ、基板４０内層部は配線に使用するために使用されていない部分に取付孔８４を設けなければならず、基板面積が大きくなってしまう。その為、図９（Ｂ）のようなコネクタ搭載をＳＭＴで行いながら、ネジ取付できるビットインサート７６が考えられた。
前記ハウジング７２はビットインサート７６が圧入された前記ブロック７４にボルト３８によって固定されている。半田付けによってビットインサート７６の底面部と図７（Ｂ）のように第２コネクタ２０のＦＰＣ基板２４の金属層３０部分が基板４０のパッド４２に固定されることによって、第２コネクタ２０とハウジング７２が固定された前記ブロック７４は基板４０に取り付けられている。
第２コネクタ２０のＦＰＣ基板２４の金属層３０の半田付けに際しては、図７（Ｂ）のように基板４０のパッド４２に取り付け治具（図示せず）などによって押し付けられている。
【０００３】
このように基板４０に取付られた第２コネクタ２０とブロック７４及びハウジング７２に、このハウジング７２に設けられた嵌入口３６から第１コネクタ１０を挿入すると、この第１コネクタ１０の電気接点１２が前記第２コネクタ２０の電気接触子２２に接触することで電気的に接続する構造になっている。
この際に第１コネクタ１０は押し付け治具（図示せず）などによって第２コネクタ２０側に押し付けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような電気コネクタでは、ＦＰＣ基板２４の金属層３０を基板４０のパッド４２に確実に押し付けておく手段がなく、かつ、ＦＰＣ基板２４の追従性が悪く、接続不良の原因になるといった解決すべき課題があった。
電気コネクタのＦＰＣ基板２４の金属層３０を基板４０のパッド４２に押し付ける場合、隣接のパッド４２面高さのバラツキに対応することが出来なく、かつ、半田接続面を確認することも出来なく、隣接リード間の半田ブリッジが発生し易いといった問題点もあった。
また、従来のビットインサート７６を基板４０に半田付けすると、図１０のように空気８０を巻き込むことがあり、半田付け面の欠けやムラが発生したり、取り付け強度が低下し、しいてはＦＰＣ基板２４の金属層３０部分の接続不良の原因になるといった問題点も発生する。
なお、電気コネクタのＦＰＣ基板２４の金属層３０を基板４０のパッド４２に半田付けしてしまうと、第１コネクタ１０の挿抜が多いために第２コネクタ２０の電気接触子２２が摩耗した場合、基板４０自体を交換しなければならなくなり、コストアップになるということもある。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、基本的には、ＦＰＣ基板２４の金属層３０を容易に基板４０のパッド４２に押し付けることができ、かつ、ＦＰＣ基板２４の追従性がよく、半田付け部が容易に確認でき、ＦＰＣ基板２４の交換が容易にでき、接続不良の起こらない電気コネクタ１を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、図２のプレート１４とこのプレート１４に設けられた電気接点１２よりなる第１コネクタ１０（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ（ＢＧＡ）素子等のコネクタをいう）と、この第１コネクタ１０の嵌入口３６を有するハウジング１６と、前記第１コネクタ１０と着脱自在に嵌合すると共にＦＰＣ基板２４に電気接触子２２を有する第２コネクタ２０（ＢＧＡ素子等に接触するソケットコネクタをいう）と、この第２コネクタ２０が装着されるブロック２６とから構成される電気コネクタにおいて、前記ハウジング１６にはＦＰＣ基板２４が突出する幅方向両側に直にＦＰＣ基板２４を基板４０側に押圧する凸部１８を設けるとともに前記凸部にＦＰＣ基板を基板のパッドに押し付ける押圧部材を設置し、前記ブロック２６にハウジング１６と係合する手段としてのビットインサート５４を圧入するとともに前記ビットインサートのツバ部の底面部が前記基板に接し、底面部に空気逃げと半田付けフィレット増設用の凹部を設けたことにより達成される。
【０００７】
前記ブロック２６にＦＰＣ基板２４が突出する両側にＦＰＣ基板２４を誘うためのテーパー部４４を設けることで、ＦＰＣ基板２４の追従性がよくなると共に、ＦＰＣ基板２４が基板４０のパッド４２に押し付け易くなる。前記ビットインサート５４の底面部に空気逃げと半田付けフィレット増設用の凹部５６を設けることで、コネクタが傾くことがなく、安定した接続がされると同時に接続強度を増すことが可能になる。前記ビットインサート５４の底面部の中心に基板位置決め用の位置決めピン６３を設けることで、電気コネクタを容易に基板４０に位置決めすることができる。前記ハウジング１６の凸部１８にＦＰＣ基板２４を基板４０のパッド４２に押し付ける押圧部材４６を設置することによりＦＰＣ基板２４を基板４０に半田しなくてすむようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図に基づいて、本発明の一実施例について説明する。
図１は、本発明の電気コネクタ１と基板４０の斜視図である。図２（Ａ）は本発明の電気コネクタ１を長手方向中央部で断面した断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の別の形態の電気コネクタ１の断面図である。図３（Ａ）は本発明の電気コネクタ１の基板４０との接続部の部分的な斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の別の形態の接続部の部分的な斜視図である。図４（Ａ）は本発明に使用するビットインサート５４の斜視図であり、（Ｂ）は図１のボルト３８部分を断面した断面図である。図５（Ａ）から（Ｃ）はビットインサート５４のツバ部６２の別の形態の例を示したものである。図６は、ビットインサート５４のツバ部６２の底面部の中心に位置決めピン６３を設けたものをブロック２６と基板４０に装着した時の断面図である。
【０００９】
本発明に係る電気コネクタ１の実施の形態について説明する。図２中、１０はセラミックスや剛性のある硬質樹脂基板からなる第１コネクタで、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である。２０は適度の柔軟性を有するポリイミド樹脂などのＦＰＣ基板２４からなる第２コネクタで、２２はＦＰＣ基板２４の片面側に設けられた円盤状の金属層３０からなる電気接触子である。
本発明の電気コネクタ１も従来同様に、ソケット構造になっており、第１コネクタ１０と第２コネクタ２０が着脱自在になっている。
本発明の電気コネクタ１は、主に第１コネクタ１０と第２コネクタ２０とハウジング１６とブロック２６とビットインサート５４とボルト３８から構成されている。
【００１０】
第１コネクタ１０と第２コネクタ２０の構造については、従来技術でも記述したように既に本出願人が提案している特願平１０ー２４６５５７号と同様であるため説明を省略し、本電気コネクタ１の特徴点部分についてのみ説明する。
まず、ハウジング１６について説明する。図１のように、前記ハウジング１６には、第１コネクタ１０が挿入される厚み方向に貫通した嵌入口３６が設けられている。なお、この嵌入口３６の長手方向両側には図４（Ｂ）のようにブロック２６とハウジング１６を固定するためのボルト３８が挿入されるボルト孔が設けられている。
また、第２コネクタ２０のＦＰＣ基板２４が突出される側（幅方向）両側には、図２（Ａ）のようにＦＰＣ基板２４を基板４０のパッド４２側に押し付けるための凸部１８が設けられている。この凸部１８の形状としては、ＦＰＣ基板２４を基板４０のパッド４２側に押し付けられれば如何なる形状でもよいが、ＦＰＣ基板２４に接触する部分にはＣ面取りを設け、ＦＰＣ基板２４を傷つけないようにした方がよい。前記凸部１８の大きさは、強度や加工性を考慮して適宜設計する。
【００１１】
図２（Ｂ）に基づいて、第２コネクタ２０のＦＰＣ基板２４を押し付ける別のハウジング１６の構造について説明する。
図２（Ａ）のような構造はＦＰＣ基板２４を基板４０のパッド４２側に押し付けた後に、ＦＰＣ基板２４を基板４０のパッド４２に半田付けする必要が生じるが、図２（Ｂ）の構造では半田付けしなくてもよい構造にしたものである。
即ち、基板４０のパッド４２の相対する位置に押圧部材４６を凸部１８に設置することで、ＦＰＣ基板２４を押し付け半田付け無しでもＦＰＣ基板２４の金属層３０を基板４０のパッド４２に接続できるようにした。
前記押圧部材４６の材質としては、ＦＰＣ基板２４を押し付けられれば如何なるものでもよいが、ＦＰＣ基板２４を傷つけないようにするために弾性体がよく、弾性体としてエラストマーが考えられる。
前記押圧部材４６は凸部１８に圧入や接着剤によって固定されている。
図２（Ａ）及び（Ｂ）のハウジング１６は電気絶縁性のプラスチックで、公知技術の射出成形によって作成される。材質としては、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリアミド（ＰＡ）や液晶ポリマー（ＬＣＰ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などを挙げることができる。
【００１２】
次に、ブロック２６について説明する。
このブロック２６には、図４（Ａ）のようにハウジング１６のボルト孔に対応する位置にビットインサート５４を挿入する挿入孔６０が設けられている。この挿入孔６０にビットインサート５４は圧入や接着剤によって取り付けられている。
また、ハウジング１６の嵌入口３６に対応する位置に、嵌入口３６より幾分大きい窪みを設けて、その窪みに図２のように弾性体２８を配置している。
この弾性体２８によって第１コネクタ１０を挿入した際に安定した接触が得られるようになっており、材質としてはエラストマーが考えられる。
なお、第２コネクタ２０のＦＰＣ基板２４が突出される側（幅方向）両側には、図２（Ａ）のようにＦＰＣ基板２４を基板４０のパッド４２側に誘い易くするためにテーパー部４４が設けられている。このテーパー部４４の形状としては、誘い易くなる形状であれば如何なるものでもよい。
ブロック２６は電気絶縁性のプラスチックで、公知技術の射出成形によって作成される。材質としては、ハウジング１６と同様である。
【００１３】
次に図３に基づいて、第２コネクタ２０の基板４０のパッド４２との接続部分について説明する。
図３のように、第２コネクタ２０のＦＰＣ基板２４の金属層３０の半田付け後の接続部の確認をする為に、ＦＰＣ基板２４の接続部近辺の絶縁層３２を取り除いた形状にした。前記絶縁層３２を取り除く部分としては、半田付け後の接続部の確認を考えると基板４０のパッド４２と相対する位置がよい。
取り除く方法としては、図３（Ａ）のようにＦＰＣ基板２４の先端部分を取り除き金属層３０部分を突出させるものと図３（Ｂ）のようにＦＰＣ基板２４の先端部分にある程度の絶縁層３２部分を残し金属層３０を露出させるものとが考えられる。
どちらの場合も、半田付け後の接続部の確認をすることができるが、図３（Ａ）の場合は金属層３０の厚さが薄く、金属層３０が隣接方向へも動き易いために隣接間のピッチが狭くなると半田付け時にブリッチしてしまうことが考えられる。その為、ピッチが狭くなっても金属層３０同士が接触し難い図３（Ｂ）のような形状の方がよい。
【００１４】
最後に、図４から図６に基づいてビットインサート５４について説明する。
ビットインサート５４は一般的に２段の円筒形をしており、細い径の方には圧入部６４が設けられ、ブロック２６の挿入孔６０に圧入されている。
ビットインサート５４のツバ部６２（太い径の方）の底面側には、半田付け時の空気の逃げ及び半田付けフィレット増設用として図４（Ａ）のように凹部５６が設けられている。この凹部５６の大きさは、ツバ部６２の強度を考慮して適宜設計する。
凹部５６の形状としては役割を満足できればどんな形状でもよいが、図４（Ａ）のように円周形にしたものや、図５（Ａ）のように円周形を二重にしたものや、図５（Ｂ）のように直線形にしたものや、図５（Ｃ）のように十字形にしたものでもよい。図５（Ａ）では二重にしたものを図示したが、二重でなくてもいくつでもよい。
ビットインサート５４のツバ部６２に凹部５６を設けることで、図４（Ｂ）のように凹部５６の所にも半田のフィレット５８ができ、半田付けの強度アップにも繋がる。
また、図６のように、ビットインサート５４のツバ部６２の底面部の中心に基板位置決め用の位置決めピン６３を設けた。この位置決めピン６３の大きさは、強度や基板４０の空きスペース等を考慮して適宜設計する。本実施例では、位置決めピン６３はビットインサート５４と一体構造にしたが、別部品を圧入などによって固定したものでもよい。
なお、基板４０には、この位置決めピン６３に対応する位置に嵌入孔４１が設けてある。本実施例では、嵌入孔４１は貫通孔にしたが、貫通孔ではなく、窪みでもよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上のような構造にすることにより、下記のような優れた効果が得られる。
・ハウジング１６に凸部１８を設けることで、ＦＰＣ基板２４の追従性もよく、容易にＦＰＣ基板２４を基板４０のパッド４２に押し付けることができるようになり、接続不良も起こらなくなった。
・ＦＰＣ基板２４の接続部において、基板４０のパッド４２と接続する部分の絶縁層３２の一部を取り除くことによって、目視でリードの位置ずれを確認できるようになり、かつ、半田付け後の接続部を確認できるようになった。
・ＦＰＣ基板２４の接続部において、絶縁層３２の一部を取り除く際に先端部分は絶縁層３２を残しておくことにより、接続部を目視で確認でき、金属層３０のピッチ精度の維持が容易にでき、かつ、金属層３０間で半田ブリッジの発生がなく、安定した接続が得られるようになった。
・ビットインサート５４を用いることによって、基板４０の高密度化が可能になり、第２コネクタ２０の電気接触子２２のクリーニングの際に簡単にブロック２６からハウジング１６を取り外せるようになった。
・ビットインサート５４の底面部に凹部５６を設けることにより、空気を巻き込んでも空気が凹部５６に逃げるようになり半田付け面の欠けやムラが発生しなくなり、安定した半田付けが出来ると共に、半田付けの強度もアップすることができた。
・ビットインサート５４の底面部の中心に位置決めピン６３を設けることにより、容易に電気コネクタ１を基板４０に位置決めすることができるようになった。
・基板４０のパッド４２に対応する位置にハウジング１６の凸部１８に押圧部材４６を設置することで、基板４０のパッド４２とＦＰＣ基板２４を半田付けする必要が無くなり、かつ、コネクタ同士の挿抜の繰り返しによって第２コネクタ２０の電気接触子２２が摩耗した際に容易に第２コネクタ２０を交換できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気コネクタと基板の斜視図である。
【図２】（Ａ）
本発明の電気コネクタを長手方向中央部で断面した断面図である。
（Ｂ）
（Ａ）の別の形態の電気コネクタの断面図である。
【図３】（Ａ）
本発明の電気コネクタの基板との接続部の部分的な斜視図である。
（Ｂ）
（Ａ）の別の形態の接続部の部分的な斜視図である。
【図４】（Ａ）
本発明に使用するビットインサートの斜視図である。
（Ｂ）
図１のボルト部分を断面した断面図である。
【図５】（Ａ）
ビットインサートのツバ部の別の形態の例である。
（Ｂ）
他の形態の例である。
（Ｃ）
また他の形態の例である。
【図６】ビットインサート５４のツバ部６２の底面部の中心に位置決めピン６３を設けたものをブロック２６と基板４０に装着した時の断面図である。
【図７】（Ａ）
従来の電気コネクタと基板の斜視図である。
（Ｂ）
従来の電気コネクタの基板との接続部の部分的な斜視図である。
【図８】従来のの電気コネクタを長手方向中央部で断面した断面図である。
【図９】（Ａ）
図６（Ａ）のボルト部分を断面した断面図である。
（Ｂ）
（Ａ）のナットの代わりにビットインサートを使用した場合のボルト部分の断面図である。
【図１０】従来のビットインサートを圧入した状態のブロックの断面図である。
【符号の説明】
１、７０                        電気コネクタ
１０                            第１コネクタ
１２                            電気接点
１４                            プレート
１６、７２                      ハウジング
１８                            凸部
２０                            第２コネクタ
２２                            電気接触子
２４                            ＦＰＣ基板
２６、７４                      ブロック
２８                            弾性体
３０                            金属層
３２                            絶縁層
３４                            スリット部
３６                            嵌入口
３８                            ボルト
４０                            基板
４１                            嵌入孔
４２                            パッド
４４                            テーパー部
４６                            押圧部材
４７                            舌状の可動小片部分
４８                            スリット状の切り込み部
５０                            リード線
５２                            スルーホール
５４、７６                      ビットインサート
５６、５６１、５６２、５６３    凹部
５８                            フィレット
６０                            挿入孔
６２                            ツバ部
６３                            位置決めピン
６４                            圧入部
７８                            芯
８０                            空気
８２                            ナット
８４                            取付孔
【図１】
0003702113.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003702113.tif 000008
【図８】
0003702113.tif 000009
【図９】
0003702113.tif 000010
【図１０】
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