(57)【要約】【課題】オス部とメス部間の導通、両者の固定及び抜き差しを容易に行うことができるようにピンの強度を保持でき、且つ高密度化及び小型化が可能なピンヘッダを提供する。【解決手段】オス部１６には、第１基板１２の一面側から突出する、横断面が四角形状の柱状部材と、前記柱状部材を構成する電気絶縁材から成る側面側の平坦面の各々に、互いに絶縁されて形成された側面導電層とから成る複数本のピン１４と、第１基板１２に形成され、ピン１４の側面導電層と第１基板１２の外周面に形成された端子２４とを電気的に接続する導体パターンとが設けられ、メス部２２には、挿入されるピン１４の形状に倣って四角形状に形成されたピン穴２０と、ピン穴２０の内壁面に形成され、挿入されたピン１４の側面導体層と接触するように形成された壁面導体層と、第２基板１８に形成され、ピン穴２０の壁面導体層と第２基板１８の外周面に形成された端子２６とを電気的に接続する導体パターンとが設けられていることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板の一面側から複数本のピンが突出するオス部と、前記第１基板の一面側に対向する第２基板の対向面に、前記オス部の各ピンに対応するピン穴が開口されているメス部とから成るピンヘッダにおいて、
該オス部には、前記第１基板の一面側から突出する、横断面が多角形状の柱状部材と、前記柱状部材を構成する電気絶縁材から成る側面側の平坦面の各々に、互いに絶縁されて形成された側面導電層とから成る複数本のピンと、前記第１基板に形成され、前記ピンの側面導電層と第１基板の外周面に形成された端子とを電気的に接続する導体パターンとが設けられ、
前記メス部には、横断面形状が挿入される前記ピンの形状に倣って形成された多角形状のピン穴と、前記ピン穴の内壁面に形成され、挿入されたピンの側面導体層と接触するように形成された壁面導体層と、前記第２基板に形成され、前記ピン穴の壁面導体層と第２基板の外周面に形成された端子とを電気的に接続する導体パターンとが設けられていることを特徴とするピンヘッダ。
【請求項２】
柱状部材が、絶縁性材料によって形成されている請求項１記載のピンヘッダ。
【請求項３】
柱状部材が、導電性材料によって形成された芯部を絶縁性材料で被覆する芯鞘構造の柱状部材である請求項１記載のピンヘッダ。
【請求項４】
柱状部材の横断面形状が、正多角形である請求項１〜３のいずれか一項記載のピンヘッダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はピンヘッダに関し、更に詳細には複数本のピンが基部から突出するオス部と、このオス部の各ピンに対応するピン穴が基部に形成されているメス部とから成るピンヘッダに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置等の電子部品を実装基板に実装する際に、或いは電子部品を実装した実装基板同士を接続する際に、図９に示すピンヘッダ１００を用いることがある。
かかるピンヘッダ１００は、第１基板１０２の一面側から複数本のピン１０４，１０４・・が突出するオス部１０６と、第１基板１０２の一面側に対向する第２基板１０８の対向面に、オス部１０６の各ピン１０４に対応するピン穴１１０が開口されているメス部１１２とから成る。
かかるオス部１０６には、第１基板１０２を実装基板又は電子部品等に固定する固定ピン１０５，１０５・・が設けられており、メス部１１２にも、第２基板１０８を実装基板又は電子部品等に固定する固定ピン１１１，１１１・・が設けられている。
図９に示すピンヘッダ１００では、通常、一対のピン１０４とメス穴１１０に対し、電子部品等の１端子が割り当てられている。
ところで、近年の電子部品や実装基板の高密度化及び小型化に伴なって、ピンヘッダ１００も高密度化及び小型化を図ることが必要である。
しかし、電子部品等の１端子に対し一対のピン１０４とピン穴１１０が対応するピンヘッダ１００では、その高密度化及び小型化は至難のことである。
【０００３】
また、下記特許文献１には、図１０に示す板状のピン２００が提案されている。このピン２００は、板状の芯部２０４の両面側を覆うように形成された絶縁層２０６ａ，２０６ｂ上に導電層２０８ａ，２０８ｂが形成され、基板２０２を貫通している。このピン２００の導電層２０８ａには、基板２０２外からの配線２１０を接続し、導電層２０８ｂには、基板２０２内の導体パターン２０４と接続できる。
かかる図１０に示す基板２０２に設けられた複数本のピン２００，２００・・を、図１１に示す様に、他の基板に設けられたメス部２２０に形成された対応するピン穴２２２に挿入すると、ピン穴２２２の内壁面に形成された内壁導電層２２４ａ，２２４ｂと挿入されたピン２００の導電層２０８ａ，２０８ｂとが接触して電気的に接続できる。
【特許文献１】特開平５−４１５８６号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１０に示すピン２００によれば、電子部品等の２端子分を一対のピン２００とピン穴２２２で対応できるため、電子部品等の１端子分が一対のピンとピン穴で対応していた場合に比較して、ピン２００の本数を減少できることに伴なって、ピン２００の各々に対応するピン穴２２２の数も減少でき、メス部２２０の小型化を図ることができる。
このため、本発明者は、図１０に示す板状のピン２００を、図９に示すピンヘッダ１００のピン１０４に用いることができないか試みたところ、板状のピン２００を細幅で且つ薄肉に形成したところ、その強度が著しく低下することが判明した。
この様に、図９に示すピンヘッダ１００を構成するピン１０４の強度が低下すると、両者間の導通や両者の固定、両者の抜き差しを容易に行うことができるという、ピンヘッダが本来有する特性が損なわれるおそれがある。
一方、最近の電子部品や実装基板の高密度化及び小型化の進展はめざましく、更に一層のピンヘッダの高密度化及び小型化が要望されている。
そこで、本発明の課題は、オス部とメス部間の導通、両者の固定及び抜き差しを容易に行うことができるようにピンの強度を保持でき、且つ高密度化及び小型化が可能なピンヘッダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、前記課題を解決するには、ピンヘッダのオス部を構成するピンとして、横断面形状が四角形のピンを用い、その側面の平坦面の各々に、互いに絶縁された側面導電層を形成することによって、電子部品等の４端子分を１本のピンで対応できるようにすることが有効であると考え検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、第１基板の一面側から複数本のピンが突出するオス部と、前記第１基板の一面側に対向する第２基板の対向面に、前記オス部の各ピンに対応するピン穴が開口されているメス部とから成るピンヘッダにおいて、該オス部には、前記第１基板の一面側から突出する、横断面が多角形状の柱状部材と、前記柱状部材を構成する電気絶縁材から成る側面側の平坦面の各々に、互いに絶縁されて形成された側面導電層とから成る複数本のピンと、前記第１基板に形成され、前記ピンの側面導電層と第１基板の外周面に形成された端子とを電気的に接続する導体パターンとが設けられ、前記メス部には、横断面形状が挿入される前記ピンの形状に倣って形成された多角形状のピン穴と、前記ピン穴の内壁面に形成され、挿入されたピンの側面導体層と接触するように形成された壁面導体層と、前記第２基板に形成され、前記ピン穴の壁面導体層と第２基板の外周面に形成された端子とを電気的に接続する導体パターンとが設けられていることを特徴とするピンヘッダにある。
【０００６】
かかる本発明において、柱状部材を絶縁性材料によって形成することによって、柱状部材の側面側の各平坦面に互いに絶縁された側面導電層を容易に形成できる。
或いは柱状部材を、導電性材料によって形成された芯部を絶縁性材料で被覆する芯鞘構造の柱状部材とすることによって、優れた強度を有する金属材料で芯部を形成でき、細く且つ高強度のピンを形成できる。
また、柱状部材の横断面形状を正多角形とすることによって、各柱状部材の側面に同一形状で且つ同一面積の側面導電層を形成できるため、側面導電層を容易に形成できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るピンヘッダによれば、少なくとも三層の側面導電層を側面に形成したオス部のピンをメス部のピン穴に挿入したとき、ピンの側面導電層の各々とピン穴の壁面導電層が接触する。
このため、本発明に係るピンヘッダは、少なくとも電子部品等の３端子分を一対のピンとピン穴によって対応でき、図１０に示す板状のピン２００とメス部２２０に比較して、更に一層の高密度化及び小型化を図ることができる。
しかも、本発明に係るピンヘッダのピンは、横断面形状が多角形状の柱状部材を用いているため、図１０に示す板状のピン２００よりも剛性を向上でき、オス部とメス部間の導通、両者の固定及び抜き差しを容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係るピンヘッダの一例を図１に示す。図１に示すピンヘッダ１０は、第１基板１２の一面側から複数本のピン１４，１４・・が突出するオス部１６と、第１基板１２の一面側に対向する第２基板１８の対向面に、オス部１６の各ピン１４に対応するピン穴２０が開口されているメス部２２とから成る。
かかるオス部１６には、第１基板１２を実装基板又は電子部品等に固定する固定ピン１５，１５・・が、ピン１４，１４・・と絶縁されて設けられており、メス部２２にも、第２基板１８を実装基板又は電子部品等に固定する固定ピン２１，２１・・が、ピン穴２０，２０・・と絶縁されて設けられている。
このピンヘッダ１０のオス部１６の第１基板１２は、図１及び図２に示す様に、第１層１２ａと第２層１２ｂとから構成され、第２層１２ｂの側面には、オス部１６が固定された基板に形成された配線パターン等と電気的に接続される端子２４，２４・・が形成されている。
かかるオス部１６の第１基板１２に対応するメス部２２の第２基板１８も、図１及び図６に示す様に、メス部第１層１８ａとメス部第２層１８ｂとから構成され、メス部第１層１８ａの側面には、メス部２２が固定された基板に形成された配線パターン等と電気的に接続される端子２６，２６・・が形成されている。
【０００９】
図２に示すオス部１６の第１層１２ａの一面側から突出するピン１４，１４・・の各々は、図３に示す様に、主として横断面が正四角形の絶縁性材料から成る柱状部材２８によって形成されている。この柱状部材２８の側面側の各平坦面には、側面導電層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが形成されている。この側面導電層間には、柱状部材２８の角部が露出面３２に形成されており、側面導電層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは互いに絶縁されて形成されている。
かかる側面導電層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの各々は、第１層１２ａの他面側に形成された導体パターン３４の一端部に接続され、導体パターン３４の他端部に設けられた端子２４と電気的に接続される。
【００１０】
このピン１４を形成する際には、先ず、図４（ａ）に示す様に、第１層１２ａの一面側から突出するセラミックや樹脂等の絶縁性材料から成る横断面形状が正四角形の柱状部材２８を形成した後、図４（ｂ）に示す様に、柱状部材２８の側面全面にめっきによって金属皮膜３０を形成する。次いで、金属皮膜３０の角部部分に面取りを施し、図４（ｃ）に示す様に、柱状部材２８の角部が露出する露出面３２を形成することによって、側面導電層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの各々を互いに電気的に絶縁状態に形成したピン１４を得ることができる。
図４に示すピン１４には、セラミックや樹脂等の絶縁性材料から成る横断面形状が正四角形の柱状部材２８を用いたが、図５に示す様に、芯部を形成する横断面形状が正四角形の金属柱２７ａを、鞘部としての樹脂層２７ｂによって覆って形成した芯鞘構造の柱状部材２８を用いてもピン１４を得ることができる。図５に示すピン１４では、柱状部材２８の角部が露出する露出面３２は金属柱２７ａを覆う樹脂層２７ｂである。
図５に示すピン１４では、芯部に金属柱２７ａを用いるため、その剛性を向上でき、ピン１４の細化を図ることができる。
【００１１】
図４又は図５に示すピン１４が挿入されるメス部２２の第２基板１８には、挿入されるピン１４の形状に倣って横断面形状が正四角形のピン穴２０が形成されている。かかるピン穴２０の内壁面の平坦面には、挿入されたピン１４の側面導体層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄのうち、対応する側面導体層と接触するように壁面導体層３６が形成されている。
この壁面導体層３６は、メス部第２層１８ｂのメス部第１層１８ａとの接合面に形成された導体パターン３８の一端部に接続され、端子２６と電気的に接続される。
かかる壁面導体層３６と導体パターン３８とは、例えば先端部を曲折して壁面導体層３６に形成したリードを具備するリードフレームを、メス部第２層１８ｂのメス部第１層１８ａとの接合面に圧着することによって形成できる。
また、図８に示す様に、導体パターン３８，３８・・のピン穴２０側の端部を曲折してスプリング状とし、ピン穴２０に挿入されるピン１４の対応する側面導体層と確実に接触できるようにしてもよい。
【００１２】
図１〜図８に示すピンヘッダ１０を構成するオス部１６は、その固定ピン１５，１５・・によって、実装基板又は電子部品等に固定されていると共に、実装基板等の配線パターン等に形成されたパッドと端子２４とが電気的に接続される。
一方、ピンヘッダ１０を構成するメス部２２は、その固定ピン２１，２１・・によって、オス部１６が固定された実装基板等と接続される他の実装基板又は電子部品に固定されていると共に、他の実装基板等の配線パターン等に形成されたパッドと端子２６とが電気的に接続される。
この様に、実装基板等に固定されたオス部１６のピン１４，１４・・の各々を、他の実装基板等に固定されたメス部２２の対応するピン穴２０に挿入することによって、各ピン１４の各面に形成された側面導体層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、対応するメス部２２のピン穴２０の壁面導体層３６に接続され、両基板等は電気的に接続される。
また、オス部１６のピン１４，１４・・の各々を、メス部２２の対応するピン穴２０から抜き出すことによって、両基板は電気的に切断できる。
【００１３】
図１〜図８に示すピンヘッダ１０は、一対のピン１４とピン穴２０が実装基板等の４端子分に対応でき、一対のピンとピン穴が実装基板等の１端子分に対応する従来のピンヘッダに比較して、著しく高密度化及び小型化を図ることができる。
しかも、ピン１４の横断面形状を正四角形としているため、ピン１４は優れた剛性を有するため、ピン１４を細化でき、ピンヘッダ１０の更なる高密度化及び小型化を図ることができる。
【００１４】
以上、説明してきたピン１４は、横断面形状が正四角形であるが、長方形状であってもよい。この様に、ピン１４の横断面形状を長方形とすることによって、ピン１４をピン穴２０に挿入する際に、誤ったピン穴２０に挿入する事態を回避できる。
更に、ピン１４の横断面形状は、三角形状、五角形状又は六角形状であってよく、多角形状であれば正多角形でなくてもよい。
また、図１〜図８に示すピンヘッダ１０は、実装基板等に固定するために固定ピン１５，２１を設けているが、接着剤等の接着力で充分な場合は、固定ピン１５，２１を設けることは要しない。
尚、端子２４，２６は、はんだバンプから成る端子としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るピンヘッダの一例を説明する斜視図である。
【図２】図１に示すピンヘッダを構成するオス部の部分斜視図である。
【図３】オス部の内部構造を説明する断面図である。
【図４】図３に示すピンの形成方法を説明する工程図である。
【図５】ピンの他の例を示す断面図である。
【図６】図１に示すピンヘッダを構成するメス部の部分斜視図である。
【図７】メス部の内部構造を説明する断面図である。
【図８】メス部の内部構造の他の例を説明する部分断面図である。
【図９】従来のピンヘッダを示す斜視図である。
【図１０】改良されたピンの構造を示す部分断面斜視図である。
【図１１】図１０に示すピンがメス部に挿入された状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１０  ピンヘッダ
１２  第１基板
１２ａ  第１層
１２ｂ  第２層
１４  ピン
１５，２１  固定ピン
１６  オス部
１８  第２基板
１８ａ  メス部第１層
１８ｂ  メス部第２層
２０  ピン穴
２２  メス部
２４，２６  端子
２７ａ  金属柱
２７ｂ  樹脂層
２８  柱状部材
３０  金属皮膜
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ  側面導体層
３２  露出面
３４，３８  導体パターン
３６  壁面導体層
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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