(57)【要約】【課題】フレキシブルプリント配線板等の接続信頼性を維持しつつ、薄型化，小型化が可能な接続構造体を提供する。【解決手段】接続構造体は、フレキシブルプリント配線板１０（第１の配線体）と、コネクタ枠体２５（押圧手段）が配設されたリジッドプリント配線板（第２の配線体）と、保持部材３０とを備えている。第１の配線体の上面１１ａ上には、凹凸パターン１３ａを有する第１の係合部１３が設けられ、下面１１ｂ上には第１の配線１２が形成されている。保持部材３０は平板３１と、凹凸パターン３３ａを有する第２の係合部３３を備えている。第１，第２の係合部の各凹凸パターンを係合させ、第１，第２の配線１２，２２を接触させた状態で、保持部材３０の平板３１がコネクタ枠体２５に挿入されている。【選択図】図４
2008192934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面上に第１の配線が形成され、前記第１の面に対向する第２の面上に第１の係合部が形成された第１の配線体と、
前記第１の配線に電気的に接続される第２の配線が形成された第２の配線体と、
前記第１の配線体の第１の係合部に係合する第２の係合部が設けられた保持部材と、
前記第２の配線体，第１の配線体および保持部材を順に重ねた状態で、相密着する方向に押圧する押圧手段とを備え、
前記第１の係合部と第２の係合部とは、互いに係合する凹凸パターンを有している、接続構造体。
【請求項２】
請求項１記載の接続構造体において、
前記第１の係合部と第２の係合部との少なくとも一方は、弾性体である、接続構造体。
【請求項３】
請求項１または２載の接続構造体において、
前記第１の係合部および第２の係合部の凹凸パターンは、配線の長さ方向における両者の相対的な移動方向を一方向に制限する機能を有している、接続構造体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の接続構造体において、
前記第１の配線体および第２の配線体のうち、少なくとも一方はフレキシブルプリント配線板である、接続構造体。
【請求項５】
請求項４記載の接続構造体において、
前記第１の配線体は、フレキシブルプリント配線板であり、
前記第２の配線体は、リジッド基板上に第２の配線が形成されたリジッドプリント配線板であり、
前記保持部材は、前記第２の係合部の両側に延びる板状部を有しており、
前記押圧手段は、前記リジッド基板上における前記第２の配線の両側に設けられ、前記保持部材の板状部の挿入部を有する１対の枠体である、接続構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等の各種電気機器に用いられる配線同士、特にフレキシブルプリント配線板を他の配線板に接続するための接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特に携帯電話等の小型軽量電気機器には、フィルム状配線体、いわゆるフレキシブルプリント配線板が配置されることが多い。フレキシブルプリント配線板は、携帯電話などの開閉機構や回転機構を有する機器中の電気的接続を行うために、極めて便利なものであることから、近年使用頻度が高まっている。フレキシブルプリント配線板は、可撓性に富む反面、剛体構造のリジッド配線板とは異なり、コネクタの挿入口に挿入する際の挿入力を大きくすることは困難である。そこで、フレキシブルプリント配線板を他の配線板に接続する接続構造体（コネクタ）として、無挿入力コネクタ（ＺＩＦ：Zero Interpose Force）が汎用されている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
図７（ａ），（ｂ）は、一般的なＺＩＦ構造のコネクタの構造を示す平面図、および側面図である。同図に示すように、リジッドプリント配線板において、配線１０１が形成された剛体構造のリジッド基板１００の上にＺＩＦコネクタ１１０が配置されている。フレキシブルプリント配線板においては、フレキシブル基板２００の上に配線２０１が形成されている。ＺＩＦコネクタ１１０には、配線１０１に各々接続される金属ワイヤ状の複数の接触子１０３が設けられている。接触子１０３は、側方から見てコ字状に設けられおり、そのうち上側先端部は、鈎状となっている。接続を行う際には、フレキシブルプリント配線板は、ＺＩＦコネクタ１１０の接触子１０３のコ字状開口部に、ほとんど無挿入力で挿入される。そして、接触子１０３と配線２０１とを接触させた状態でロック部１０５を軸１０６の回りに回動させて、接触子１０３の鈎状の上側先端部をフレキシブル基板２００に食い込ませるように押圧することで、配線同士の接続が完了する。ロック部１０５は、その先端部が最下方まで移動したときにＺＩＦコネクタ１１０の側方に延びる両腕部によって係止される。
【０００４】
上記ＺＩＦコネクタ１１０の作動により、フレキシブル基板２００上の配線２０１と、マザーボードであるリジッド基板１００上の配線１０１とが電気的に接続された状態となる。そして、接触子１０３とフレキシブル基板２００上の配線２０１との接続状態が保持されるように、フレキシブルプリント配線板が把持された状態になる。特許文献１，２には、ロック部１０５や接触子１０３の各種構造が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特公平６−６５０９０号公報
【特許文献２】特公平７−２４２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、最近のように、携帯電話等の各種電気機器類の小型化の進展に伴い、ＺＩＦコネクタの薄型化，小型化が求められると、上記ＺＩＦコネクタ１１０における電気的な接続の信頼性を維持することが困難となってきている。
【０００７】
すなわち、ワイヤ状の接触子１０３や、接触子１０３を支持する部分の厚みや幅寸法を、形状を設定状態に保つための機械的強度を保ちつつ、低減すること自体に限界がある。
【０００８】
また、ＺＩＦコネクタ１１０や接触子１０３などの厚みや幅寸法を低減すると、上記ＺＩＦコネクタ１１０の接触子１０３によるフレキシブルプリント配線板の把持力を十分高く維持することが困難である。反面、この把持力を十分高く維持して接続の信頼性を確保しようとすると、ＺＩＦコネクタ１００の薄型化，小型化が困難である。たとえば、配線１０１，２０１の幅が０．１ｍｍ程度で、挟ピッチ化によって配線間の隙間が０．１ｍｍ程度になると、接触子１０３の幅もそれに対応させる必要が生じるが、その場合には、把持力が弱くなって、フレキシブルプリント配線板が非常に外れやすい。
【０００９】
上述のような不具合は、フレキシブルプリント配線板とリジッドプリント配線板との接続だけでなく、フレキシブルプリント配線板同士の接続においても生じており、かつ、各種フレキシブルプリント配線板についても生じうる。
【００１０】
本発明の目的は、フレキシブルプリント配線板と他の配線板との電気的接続を保持するための接続構造体として、薄型化，小型化が可能で、かつ、接続の信頼性を維持することが可能な接続構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の接続構造体は、配線が形成された面に対向する面に第１の係合部を有する第１の配線体と、配線が形成された第２の配線体と、第１の係合部に係合する第２の係合部を有する保持部材とを備え、前記第２の配線体，第１の配線体および保持部材を順に重ねた状態で、相密着する方向に押圧する構成としたものであり、第１の係合部と第２の係合部とは、互いに係合する凹凸パターンを有している。
【００１２】
これにより、第１の配線体と保持部材の各係合部の凹凸パターン同士を係合させ、第１，第２の配線体の配線同士を電気的に接合させた状態で、各配線体および保持部材を連結させることが可能になる。そして、凹凸パターン同士の係合によって、第１の配線体と保持部材との連結が外れにくくなり、かつ、第１，第２の係合部のうち少なくとも一方の弾性力によって第１の配線体が第２の配線体に押しつけられるので、２つの配線同士の電気的な接続が確保される。そして、従来のＺＩＦコネクタに存在していた，配線の数に対応した数の金属ワイヤからなる接触子が不要になり、かつ、ＺＩＦコネクタにおける，接触子を支持する部分も不要になる。したがって、接続構造体全体の厚みや幅寸法を低減することが可能であり、接続信頼性を高く維持しつつ、薄型化，小型化の進展に対応することができる。
【００１３】
第１の係合部および第２の係合部のうち少なくともいずれか一方が弾性体であることにより、弾性体の付勢力を利用して係合状態を確実に維持することができる。
【００１４】
第１の係合部および第２の係合部の凹凸パターンが、配線の長さ方向における両者の相対的な移動方向を一方向に制限する機能を有していることにより、特に外れにくい連結状態が実現する。
【００１５】
本発明の接続構造体は、第１の配線体および第２の配線体のうち、少なくとも一方がフレキシブルプリント配線板である場合に、特に有効である。
【００１６】
第１の配線体がフレキシブルプリント配線板で、第２の配線体がリジッド基板上に第２の配線が形成されたリジッドプリント配線板である場合には、保持部材に第２の係合部の両側に延びる板状部を設け、押圧手段としてリジッド基板上における第２の配線の両側に、保持部材の板状部の挿入部を有する１対の枠体を設けることにより、室温において機械的作業だけで着脱を容易に行いうる接続構造体が得られる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の接続構造体によると、凹凸パターン同士の係合を利用して、従来のＺＩＦコネクタのようなワイヤ状の接触子が不要な構造としたので、薄型化，小型化の進展に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施の形態１）
図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、順に、実施の形態１に係る第１の配線体であるフレキシブルプリント配線板（略称ＦＰＣ）の上面図、縦断面図および下面図である。フレキシブルプリント配線板１０は、ポリイミド樹脂等からなるフレキシブル基板１１と、フレキシブル基板１１の下面１１ｂ上に形成された第１の配線１２と、フレキシブル基板１１の上面１１ａ（裏面）上に設けられた第１の係合部１３とを有している。第１の係合部１３の上面は、垂直面と斜面とからなる凹凸パターン１３ａ（鋸刃パターン）を有している。フレキシブル基板１１としては、ポリイミドフィルムに限らず、ポリエステルフィルム（低温使用），ガラスエポキシ板（薄板）等が用いられる。第１の配線１２の材料としては、銅合金を用いるのが一般的であるが、これに限定されるものではない。本実施の形態では、第１の配線１２は、銅合金などのエッチングによって形成されている。本実施の形態では、第１の係合部１３は、たとえば多孔質ＰＴＦＥ等の多孔質樹脂、各種弾性樹脂，各種ゴム等の弾性体からなり、フレキシブル基板１１の上面１１ａの上に接着剤で固着されているが、フレキシブル基板１１と同じ材料によって一体的に構成されていてもよい。
【００１９】
図２（ａ），（ｂ）は、順に、実施の形態１における第２の配線体であるリジッドプリント配線板および保持部材の構造を示す上面図および縦断面図である。リジッドプリント配線板２０は、リジッド基板２１と、リジッド基板２１の上面上に形成された第２の配線２２とを備えている。そして、リジッド基板２１の上面上には、第２の配線２２を挟んで、剛性樹脂などからなる押圧手段である１対のコネクタ枠体２５が接着されている。コネクタ枠体２５は、断面がコ字状の挿入部２５ａを有しており、後述するように、挿入部２５ａに保持部材３０の平板３１を挿入させて、全体を押圧するように構成されている。
【００２０】
図３（ａ），（ｂ）は、順に、実施の形態１における保持部材の下面図および断面図である。保持部材３０は、金属からなる板状部である平板３１と、平板３１の中央部に設置された樹脂からなる第２の係合部３３とによって構成されている。第２の係合部３３の表面には、フレキシブルプリント配線板１０の第１の係合部１３の凹凸パターンと係合可能な凹凸パターン３３ａが形成されている。凹凸パターン３３ａは、垂直面と斜面とからなる鋸刃パターンであり、凹凸パターン３３ａの斜面の傾斜角は、フレキシブルプリント配線板１０の第１の係合部１３の凹凸パターン１３ａの斜面の傾斜角とほぼ等しくなっている。なお、平板３１の材料として、金属に代えて比較的剛性の高い樹脂を用いてもよい。また、平板３１（板状部）および第２の係合部３３は、金属又は樹脂等の共通材料によって一体的に構成してもよい。さらに、平板３１は金属によって構成し、第２の係合部材３３を特に弾性のある樹脂などによって構成してもよい。その場合には、第１の係合部１３は、必ずしも弾性体である必要はない。すなわち、第１の係合部１３又は第２の係合部３３のうち少なくとも一方が弾性体であれば、後述する弾性体による押圧機能を発揮させることが可能である。ただし、保持部材３０の平板３１は板バネとしても機能しうるので、必ずしも第１の係合部１３および第２の係合部のうちいずれか一方が弾性体である必要はない。
【００２１】
図４（ａ），（ｂ）は、順に、実施の形態１におけるフレキシブルプリント配線板，リジッドプリント配線板および保持部材の装着方法を示す斜視図、および装着した状態（接続構造体）を示す側面図である。
【００２２】
図４（ａ）に示すように、装着の際には、フレキシブルプリント配線板１０および保持部材３０をリジッドプリント配線板２０に重ね、図４（ｂ）に示すように、両側のコネクタ枠体２５（押圧手段）の挿入部２５ａに、保持部材３０の平板３１を挿入する。
【００２３】
そのとき、図４（ｂ）に示すように、第１の配線１２と第２の配線２２とが互いに密着するとともに、第１の係合部１３と第２の係合部３３の凹凸パターン１３ａ，３３ａ同士が噛み合って、係合した状態となる。このとき、各凹凸パターンの１３ａ，３３ａ同士の斜面の傾き方向が、フレキシブルプリント配線板１０および保持部材３０が互いに装着される方向への相対的移動を許容する方向であり、一方、各凹凸パターン１３ａ，３３ａの垂直部によって、フレキシブルプリント配線板１０および保持部材３０が外れる方向への相対的移動が阻止される。したがって、フレキシブルプリント配線板１０（第１の配線体）および保持部材３０がリジッドプリント配線板２０に、強固に連結される。
【００２４】
すなわち、フレキシブルプリント配線板１０が挿入される方向への移動は許容されるが、フレキシブルプリント配線板１０が引き抜かれる方向への移動は阻止されている。つまり、各係合部１３，３３の凹凸パターンは、配線の長さ方向におけるフレキシブルプリント配線板１０および保持部材３０の相対的な移動方向を一方向に制限する機能を有している。そして、コネクタ枠体２５により、弾性体である第１の係合部１３又は第２の係合部３３の付勢力（あるいは、板バネである平板３１の付勢力）により、フレキシブルプリント配線板１０および保持部材３０がリジッドプリント配線板２０に密着する方向に押圧されることで、第１の配線１２と第２の配線２２との電気的接続が確保され、接続信頼性の高い強固な連結構造が得られる。
【００２５】
また、本実施の形態においては、第１の係合部１３およびフレキシブルプリント配線板１０の幅が、２つのコネクタ枠体２５間の間隔に等しくなっていて、第１の配線１２と第２の配線２２との各配線同士が確実に接触するように位置決めされている。つまり、高い位置精度を実現することができる。
【００２６】
さらに、本実施の形態では、フレキシブル基板１１および第１の配線１２を併せた厚みがたとえば０．０５ｍｍ、第１の係合部１３の平均厚みが０．２ｍｍ、第２の係合部３３の平均厚みが０．１５ｍｍ、平板３１の厚みが０．２ｍｍ、コネクタ枠体２５の天井部の厚みが０．２ｍｍ程度であっても、強固な連結構造を維持することが十分可能である。その場合、リジッド基板２０上の各部材の合計厚みは、０．８ｍｍ程度であり、いわゆる低背構造を実現することができ、携帯電話などの小型機器に組み込むのに適した接続構造体を実現することができる。
【００２７】
また、本実施の形態の接続構造体を装着する際には、室温で機械的な装着ができるので、組立のための特別の装置を必要としない。したがって、製造コストも安価である。そして、各部材の連結を解除する際には、保持部材３０の平板３１の両端をさらに下方に押圧する、つまり、平板３０を曲げることにより、第２の係合部２３を上方に浮かせて、第１の係合部１３との係合状態を解除すればよい。したがって、本実施の形態の接続構造体は、着脱自在の構造となっている。ただし、本発明の接続構造体は、必ずしも着脱自在である必要はなく、装着が可能であればよい。
【００２８】
なお、保持部材３０をコネクタ枠体２５に挿入した後で、フレキシブルプリント配線板１０を挿入するようにしてもよい。
【００２９】
本実施の形態によると、従来採用されていたＺＩＦコネクタの金属ワイヤからなる接触子を使用する必要がなく、フレキシブルプリント配線板１０（第１の配線体）の第１の係合部１３と、保持部材３０の第２の係合部３３との凹凸パターン１３ａ，３３ａ（鋸刃パターン）同士の係合を利用して、フレキシブルプリント配線板１０とリジッドプリント配線板２０（第２の配線体）とを確実に連結するようにしたので、薄型化，小型化に容易に対応することができる。すなわち、コネクタ枠体２５において、接触子を支持する部分が不要となり、各部材の厚みなどの寸法は、高い強度を維持しつつ、低減が可能である。
【００３０】
なお、配線の長さ方向における２つの配線体の相対的な移動を一方向に制限するためには、凹凸パターン１３ａ，３３ａ（鋸刃パターン）の両側の面が斜面であっても、両側の傾斜角が大きく異なっていればよい。そうすれば、図４（ｂ）に示す状態で、押圧力の大きさに応じて、フレキシブルプリント配線板１０の挿入方向への移動を許容する一方、逆方向への移動を制限することは可能である。
【００３１】
特に、本実施の形態では、各係合部１３，３３の凹凸パターン１３ａ，３３ａは、垂直面と斜面とを有し、各係合部１３，３３は、垂直部同士が当接した状態で係合しているので、各係合部１３，３３同士の係合の解除を確実に阻止して、フレキシブルプリント配線板１０に対する把持力を確実に発揮することができる。
【００３２】
（実施の形態２）
上記実施の形態では、第２の配線体として、リジッド基板２１を有するリジッドプリント配線板２０を用いた例について説明したが、本発明の第１の配線体は、リジッド配線板に限らず、フレキシブルプリント配線板であってもよい。以下、第１の配線体および第２の配線体がいずれもフレキシブルプリント配線板である実施の形態２について説明する。
【００３３】
図５（ａ），（ｂ）は、それぞれ、実施の形態２に係る接続構造体の２つの例を示す断面図である。なお、図５（ａ），（ｂ）において、第１および第２係合部は図示を省略して、それぞれフレキシブルプリント配線板１０，保持部材３０に一体化されているように描かれているが、実施の形態１と同様に、第１の係合部および第２の係合部は、フレキシブルプリント配線板１０，保持部材３０とは個別に設けられている。
【００３４】
図５（ａ）に示す接続構造体では、第２の配線体として、フレキシブル基板４１および第２の配線４２を有するフレキシブルプリント配線板４０を用いる。そして、第１の配線体であるフレキシブルプリント配線板１０と、第２の配線体であるフレキシブルプリント配線板４０保持部材３０とが、保持部材３０と共に重ねられて、コネクタ枠体２５に挿入される。図示されていない第１，第２係合部の少なくとも一方は、必ず弾性体で構成されている。また、各フレキシブルプリント配線板１０，４０の各部材の材料は、実施の形態１で説明した通りである。ただし、この例では、コネクタ枠体２５は、１対でなく単一である。
【００３５】
図５（ｂ）に示す接続構造体においても、第２の配線体として、フレキシブル基板４１および第２の配線４２を有するフレキシブルプリント配線板４０を用いる。そして、第１の配線体であるフレキシブルプリント配線板１０は、第２の配線体であるフレキシブルプリント配線板４０および保持部材３０とは逆の方向からコネクタ枠体２５に挿入されて、連結される。図示されていない第１，第２係合部の少なくとも一方は、必ず弾性体で構成されている。また、各フレキシブルプリント配線板１０，４０の各部材の材料は、実施の形態１で説明した通りである。ただし、この例では、コネクタ枠体２５は、１対でなく単一である。
【００３６】
図５（ａ），（ｂ）に示すいずれの場合であっても、各係合部の凹凸パターン同士の係合を利用して、上記実施の形態１と同様に、各配線体に対する強い保持力を維持しつつ、接続構造体の小型化，薄型化を図ることができる。
【００３７】
（他の実施形態）
上記実施の形態１においては、各係合部１３，３３の凹凸パターンが、配線の長さ方向における第１の配線体と保持部材との相対的な移動を一方向に制限する機能を有している場合について説明したが、本発明の各係合部１３，３３の凹凸パターンは、必ずしもかかる機能を有している必要はない。
【００３８】
（凹凸パターンの変形例）
図６（ａ），（ｂ）は、凹凸パターンの２つの変形例を示す断面図である。図６（ａ）に示す例では、第１の配線体であるフレキシブルプリント配線板１０の第１の係合部１３と、保持部材３０の第２の係合部３３との凹凸パターンは、鋸刃パターンであっても、両側が斜面であって垂直面は存在しない。図６（ｂ）に示す例では、第１、第２の係合部１３１，３３の凹凸パターンは、波線状パターンであって垂直面は存在しない。つまり、凹凸パターンは、配線の長さ方向における第１の配線体と保持部材との相対的な移動を一方向に制限する機能を有していない。かかる場合にも、押圧手段による押圧力により、係合が解除されて配線体が抜けるのを防止するための把持力を備えることは可能である。ただし、実施の形態１，２のように、配線の長さ方向における第１の配線体と保持部材との相対的な移動を一方向に制限する機能を有している場合には、押圧手段の押圧力が小さくてもよいので、より薄型化に有利な構造となる。
【００３９】
上記実施の形態では、リジッド基板２０上の第２の配線２２に、直接フレキシブルプリント配線板１０の第１の配線１２を接続したが、コネクタ枠体中に第２の配線を有する小型の第２の配線体を設け、第１の配線と接続するようにしてもよい。その場合には、リジッド基板上の配線に、コネクタ枠体中の第２の配線が接続される構造となる。
【００４０】
上記実施の形態では、第１の配線体としてリジッドプリント配線板またはフレキシブルプリント配線板を用い、第２の配線体としてフレキシブルプリント配線板を用いた例について説明したが、本発明の第１の配線体，第２の配線体のうち少なくとも１つが、フレキシブルプリント配線板の一種であるフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）であってもよい。
【００４１】
上記開示された本発明の実施の形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、携帯電話などの電気機器に搭載されるフレキシブルプリント配線板と他の配線板との配線間の電気接続を行うコネクタとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、順に、実施の形態１に係る第１の配線体であるフレキシブルプリント配線板（略称ＦＰＣ）の上面図、縦断面図および下面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、順に、実施の形態１における第２の配線体であるリジッドプリント配線板および保持部材の構造を示す上面図および縦断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、順に、実施の形態１における保持部材の下面図および断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、順に、実施の形態１におけるフレキシブルプリント配線板，リジッドプリント配線板および保持部材の装着方法を示す斜視図、および装着した状態（接続構造体）を示す側面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、それぞれ、実施の形態２に係る接続構造体の２つの例を示す断面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、凹凸パターンの２つの変形例を示す断面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は、一般的なＺＩＦ構造のコネクタの構造を示す平面図、および側面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  フレキシブルプリント配線板
１１  フレキシブル基板
１２  第１の配線
１３  第１の係合部
１３ａ  凹凸パターン
２０  リジッドプリント配線板
２１  リジッド基板
２２  第２の配線
２５  コネクタ枠体
２５ａ  挿入部
３０  保持部材
３１  平板
３３  第２の係合部
３３ａ  凹凸パターン
４０  フレキシブルプリント配線板
４１  フレキシブル基板
４２  第２の配線
【図１】
2008192934.tif 000003
【図２】
2008192934.tif 000004
【図３】
2008192934.tif 000005
【図４】
2008192934.tif 000006
【図５】
2008192934.tif 000007
【図６】
2008192934.tif 000008
【図７】
2008192934.tif 000009