(57)【要約】【課題】本発明は、高速信号化が可能で、導電細線２０の長さを気にすることがなく、弾性エラストマー２２に反りが発生することなく、導電細線２０とＦＰＣ１８との安定した接続が得られ、導電性物品の接続部の周囲が絶縁体で覆われているような場合にも、導線性物品の接続部とＦＰＣ１８の接続部とを容易に接続できる接続方法を提供せんとするものである。【解決手段】本発明の目的は、弾性エラストマー２２層内に埋設される複数の導電細線２０が、このエラストマー２２層の表及び裏面に略垂直方向に伸びて直線状となり、導電細線２０が埋設された弾性エラストマー２２層の孔の周縁部分に窪み部２６を設けることによって達成できる。また、表裏両側のＦＰＣ１８の接続部が弾性エラストマー２２から浮かないように、押さえ治具３２で押さえながら、ベーパーリフローによってＦＰＣ１８と導電細線２０とを半田付けする。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性エラストマー層内に埋設される複数の導電細線が該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、前記導電細線が埋設された前記弾性エラストマー層の孔の周縁部分に窪み部を設けたことを特徴とする両面接点用コネクタ。
【請求項２】
前記導電細線の全長を前記弾性エラストマーの厚さとほぼ同一にした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】
前記導電細線の両端部を前記弾性エラストマー層の表及び裏面から突出させた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４】
前記弾性エラストマー層の両面接点用コネクタの表・裏面に、相手物と接続する電気接点と貫通したスルーホールとこのスルーホールと該電気接点を導通させる導体とからなるフレキシブルプリント基板を、表面及び裏面の複数の導電細線の両端部と前記スルーホールとが合致するように接合したことを特徴とする請求項２乃至３記載の両面接点用コネクタ。
【請求項５】
前記窪み部は略円錐形状である、請求項１に記載の両面接点用コネクタ。
【請求項６】
前記窪み部は階段状環溝である、請求項１に記載の両面接点用コネクタ。
【請求項７】
エラストマー層内に埋設された前記導電細線の外周部に少なくとも１個以上の凹部を設けた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８】
表裏両側のフレキシブルプリント基板の接続部が前記弾性エラストマー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ってフレキシブルプリント基板と導電細線とを半田付けしたことを特徴とする請求項４記載の両面接点用コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回路基板と表面実装型の電子部品との間に嵌挿させて使用するシリコンゴム等弾性エラストマーの両面接点用コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回路基板と表面実装型の電子部品との間に、シリコンゴム等弾性エラストマーを介在させ、この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夫々の導電線と接合する接点を設けて、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。そのため、このエラストマーの厚さ方向に埋設された導電細線は、例えば特願２００１−２７０５２１号に示すように、弾性エラストマー内に埋設される複数の導電細線が、このエラストマー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るようにして、弾性エラストマーの両面接点用コネクタを形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＣチップとテスト基板、又は基板同士を接続する両面接点用コネクタにおいて、このような導電細線からなる導体は、高速信号を伝達するために、その間を接続する導線の自己インダクタンスを軽減するために、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、また導電率の良い材料を用いることが必要となる。
【０００４】
また、ＩＣチップとテスト基板、又は基板同士を接続する両面接点用コネクタにおいて、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く、そのため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表面から突出する不均衡が生ずる。そして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ので、エラストマー層に反りが発生する。
【０００５】
エラストマー層にこのような反りが発生すると、両面接点用コンタクトの相手物と接続する電気接点と貫通したスルーホールとこの電気接点を導通させる導体とからなるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を、表及び裏面に夫々突出した複数の導電細線の両端部と前記スルーホールとを合致させると共に、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する際に、どちらか一方の導電細線の肩部とＦＰＣのスルーホールの裏面との間に空隙ができ、その部分にエラストマー層の孔の端部が盛り上がって入りこむために、導電細線とＦＰＣのスルーホールとの半田付けのための接触面積が小さくなってしまい、接合強度が低下する。この結合強度が低下すると、相手物との繰り返しの接続時に半田が剥離することがあり、コネクタの接続不良の原因となってしまう。
【０００６】
上述のように、前記導電細線の肩部の周囲は、弾性エラストマーで覆われているので、ＦＰＣに前記導電細線を所定の位置に載せ、前記導電細線を押しつけながらリフロー等により接続することができなく、前記導電細線をＦＰＣに接続することが出来なかった。
なぜなら、リフロー時の熱によりＦＰＣが熱膨張し、ＦＰＣに反りが発生してしまうので、ＦＰＣの接続部と前記導電細線の肩部とが離れ接続が出来ないと言った課題があった。また、反りが有って、仮に、接続出来たとしても、十分な接続強度が得られないといった問題点も発生する。
また、ＦＰＣの接続部と前記導電細線の肩部との離れを防止するために、治具等でＦＰＣを押しつけながら、リフローを行うことが考えられる。しかし、接続する部分が高密度で多数ある場合には治具の押え位置が狭く限定され、押え部分が大変狭く、言い換えれば、治具の繋ぎ部は大変細くなり、また、押さえたままリフローの高温に晒されるため、治具の材質は加工精度や耐熱性を考えると金属に限定される。
しかしながら、金属製の治具は熱容量が大きく、温風や赤外線等による加熱リフローでは、半田付け部を必要温度に上げるためには供給温度を大幅に高温にするか、また、加熱時間を極端に長くするかであるが、すると周囲に及ぼす悪影響（他の部品が破損する等）が大変大きい言った問題点もあった。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、高速信号化が可能で、前記導電細線の長さを気にすることがなく、弾性エラストマーに反りが発生することなく、導電細線とＦＰＣとの安定した接続が得られ、前記導電性物品の接続部の周囲が絶縁体で覆われているような場合にも、前記導線性物品の接続部とＦＰＣの接続部とを容易に接続できる接続方法を提供せんとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、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、前記導電細線が埋設された前記弾性エラストマー層の孔の周縁部分に窪み部を設けることによって達成できる。
前記導電細線の全長を前記弾性エラストマーの厚さとほぼ同一にするか、若しくは、前記導電細線の両端部を前記弾性エラストマー層の表及び裏面から突出させる。
【０００９】
前記弾性エラストマー層の両面接点用コネクタの表・裏面に、相手物と接続する電気接点と貫通したスルーホールとこのスルーホールと該電気接点を導通させる導体とからなるＦＰＣを、表面及び裏面の複数の導電細線の両端部と前記スルーホールとが合致するように接合する。
前記窪み部は略円錐形状とか階段状環溝にする。このような形状にすることで、容易に窪み部を設けることができ、実施例として孔と同心の椀状又は略円錐形状の表面をもつもの、または階段状環溝或いはアリ溝状のものがあるが、前述したように、エラストマー層の孔の端部が盛り上がりを防止し、導電細線とＦＰＣのスルーホールとの半田付けのための接触面積を確保するものであればどのような形状でも良い。
【００１０】
弾性エラストマー層内に埋設された前記導電細線の外周部に少なくとも１個以上の凹部を設ける。このように凹部を設けることで、エラストマー層内に埋設された際の前記導電細線の保持力を上げることができる。すなはち、両面接点用コネクタの、導電細線のエラストマー層内に埋設された円柱状部分の中央部分に、内向きに設けた段部に、エラストマー層の孔壁が膨出して、導電細線が孔から抜け出ることを防止する。この抜け止め防止により、導電細線がエラストマー層内に安定的に保持され、前述したエラストマー層の反りと、それによる接続不良が未然に防止される。
【００１１】
表裏両側のＦＰＣの接続部が前記弾性エラストマー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ってＦＰＣと導電細線とを半田付けする。このような接続によって、容易にＦＰＣと導電細線とを半田付けできる。
【００１２】
【発明の実施の態様】
図に基づいて、本発明について説明する。
この発明の一実施例を図１から図６に示す。図１は両面接点用コネクタの上面図であり、図２は両面接点用コネクタの部分的な縦断面図である。
弾性エラストマー２２の両面接点用コネクタ１０は、導電細線２０と弾性エラストマー２２とを備えている。前記導電細線２０は弾性エラストマー２２に挿入埋設され、前記導電細線２０が埋設された位置の周囲には前記弾性エラストマー２２に窪み部２６が設けられている。前記導電細線２０の両端は、前記弾性エラストマー２２の窪み部２６内に突出している。
つまり、本発明の弾性エラストマー２２の両面接点用コネクタ１０の特徴は、弾性エラストマー２２層内に埋設される複数の導電細線２０が、このエラストマー２２層の表及び裏面に略垂直方向に伸びて直線状となり、前記導電細線２０が埋設された前記弾性エラストマー２２層の孔の周縁部分に窪み部２６を設けたことである。前記導電細線２０の全長は前記弾性エラストマー２２の厚さとほぼ同一にするか、若しくは、前記導電細線２０の両端部を前記弾性エラストマー２２層の表及び裏面から突出させる。前記導電細線２０の径は、電気接点のピッチや導電性を考慮して適宜設計される。
前記導電細線２０の材質は、半田付性や剛性や導電率を考慮し、例えば黄銅、ベリリウム銅、リン青銅、純銅、純銀、純金等を挙げられる。
【００１３】
図３はこの発明による弾性エラストマー２２層に挿入される導電細線２０の円柱状部分に対応する孔の窪み部２６断面を示している。この発明では、導電細線２０が埋設された表裏部分であって、前記導電細線２０の円柱状部分を埋設した前記弾性エラストマー２２層の孔の開口周縁部分に窪み部２６が設けられるので、弾性エラストマー２２層の端部の膨出部の形成は未然に防止される。即ち、前記導電細線２０の肩部３６が弾性エラストマー２２で覆われることがなく、導電細線２０の全長を厳密に管理することがなく、弾性エラストマー２２の厚みとほぼ同等か０．０５〜０．１ｍｍ程度長くしている。
【００１４】
前記窪み部２６は図示のように、孔を囲む図３（Ａ）のように略椀形、又は（Ｂ）のような円錐形状のものが用いられる。また他の実施例として、図３（Ｃ）に示すように階段状環溝、（Ｄ）に示すようにアリ溝等種々の形状のものが用いられるが、弾性エラストマー２２層の孔の端部の盛り上がりを防止し、導電細線２０とＦＰＣ１８のスルーホール１４部との半田付けのための接触面積を確保するものであれば、どのような形状でも良い。窪み部２６の大きさも、上記役割や弾性エラストマー２２の強度や導電細線２０の保持力を考慮して適宜設計している。
【００１５】
前記導電細線２０をエラストマー２２層内に挿入した後も、導電細線２０はエラストマー２２層内を軸方向に移動して、ＦＰＣ１８の反りを生ずることがある。これを未然に防止し、前記導電細線２０がエラストマー２２層内に安定的に保持されるために、エラストマー２２層内に埋設される前記導電細線２０の円柱状部分に凹部３０を設けている。図４（Ａ）のように前記導電細線２０の凹部３０は、導電細線２０のエラストマー２２層内に埋設された円柱状部分の中央部分に内向きに設けられ、導電細線２０をエラストマー２２層の孔内に挿入した時に、孔壁が膨出して、その膨出部３８により導電細線２０が孔内に安定的に保持され、そこから抜け出ることを防止する。
図４（Ｂ）に示す導電細線２０の凹部３０は断面が彎曲した窪み状溝が複数本形成されたものであり、更に図４（Ｃ）に示す実施例では、前記凹部３０として導電細線２０の円柱状部分の外面に多数本の条溝が刻設され、弾性エラストマー２２層の孔の内壁面が凹部になって円柱状部分に密接して、導電細線２０の軸方向の移動を未然に防止し、導電細線２０がエラストマー２２層内に安定的に保持されるようにしている。
【００１６】
ここで、両面接点用コネクタ１０の両側に、ＦＰＣ１８を取付けた場合について説明する。
前記エラストマー２２層の両面接点用コネクタ１０の表・裏面に、相手物と接続する電気接点１２と貫通したスルーホール１４とこのスルーホール１４と該電気接点１２を導通させる導体２４とからなるＦＰＣ１８を、表面及び裏面の複数の導電細線２０の両端部と前記スルーホール１４とが合致するように接合する。
前記電気接点１２の形状は、相手物の形状によって、接続性を考慮して最適化を図っている。
図２のように、前記ＦＰＣ１８のスルーホール１４に前記導電細線２０が挿入されてなく、前記ＦＰＣ１８の接続部と前記導電細線２０の肩部３６とが合致し接しているだけなので、前記導電細線２０の接続部の強度を気にすることがない。
【００１７】
最後に、前記ＦＰＣ１８の接続部と前記導電細線２０との半田付け方法について説明する。
つまり、表裏両側のＦＰＣ１８の接続部が前記弾性エラストマー２２から浮かないように、押さえ治具３２で押さえながら、ベーパーリフローによってＦＰＣ１８と導電細線２０とを半田付けする。
即ち、前記ＦＰＣ１８の接続部と前記導電細線２０とを半田付けする場合に、導電細線２０の肩部３６の周囲が弾性エラストマー２２（絶縁体）に覆われているように、ＦＰＣ１８の接続部と半田付けする導電細線２０の肩部３６（接続部）が弾性エラストマー２２（絶縁体）に覆われている場合のＦＰＣへの接続方法である。
【００１８】
前記押さえ治具３２について説明する。前記押さえ治具３０は、金属製であり、切削加工等によって作成されている。前記押さえ治具３２には、所要数の電気接点１２を逃げるための貫通孔３４が設けられている。この貫通孔３４の大きさは、電気接点１２より０．０１〜０．０８ｍｍ程度大きくしている。前記押さえ治具３２は、ネジやクリップなどによりＦＰＣ１８が浮かないように固定され、その状態でベーパーリフローの装置内に搬送される。
前記貫通孔３４の役割は、電気接点１２の逃げだけでなく、半田付け完了時の目視による確認やリフロー時の熱が半田付け部に伝わり易くすることや接点の逃げなどが考えられる。本実施例では、両面のＦＰＣ１８に対応できるように、貫通孔３４が設けられている。
また、弾性エラストマー２２より突出した導電細線２０がＦＰＣ１８のスルーホール１４に入り、半田付けされる場合には、図示はしないが、前記押さえ治具３２にはスルーホール１４に対応した位置に貫通孔を設ける。
【００１９】
【発明の効果】
この発明の両面接点用コネクタ１０は次のような顕著な効果を有する。
（１）導電細線２０を弾性エラストマー２２に挿入・埋設させるだけで、容易に両面接点用コネクタ１０が形成される。
（２）本発明の両面接点用コネクタ１０は、電気接点１２のピッチが狭小化しでも、導電細線２０の径がある一定以上確保できるので、自己インダクタンスが軽減できる。
（３）容易に弾性エラストマー２２内に所定の径の導電細線２０を埋設することができるので、容易に高速伝送に適したＦＰＣ１８基板を接合することができる。
（４）本発明の電気コネクタ１０は接点１２間の導通距離を短く設定しているので、高速信号を測定検査する際のソケットコネクタとして、挿入損失を顕著に軽減することができる。
（５）前記導電細線２０が埋設された前記弾性エラストマー２２層の孔の周縁部分に窪み部２６を設けられているので、ＦＰＣ１８の接続部と導電細線２０の肩部３６が確実に接することができ、十分な半田付け強度を得ることができる。
（６）表裏両側のＦＰＣ１８の接続部が弾性エラストマー２２から浮かないように、押さえ治具３２で押さえながら、ベーパーリフローによってＦＰＣ１８と導電細線２０とを半田付けしているので、確実にＦＰＣ１８の接続部と導電細線２０の肩部３６とを半田付けすることができ、十分な半田付け強度を得ることができる。
（７）前記ＦＰＣ１８のスルーホール１４に前記導電細線２０が挿入されてなく、前記ＦＰＣ１８の接続部と前記導電細線２０の肩部３６とが接しているだけなので、前記導電細線２０の強度を気にすることがなく、容易に半田付けすることができる。
（８）エラストマー２２層内に埋設される前記導電細線２０の円柱状部分に凹部３０を設けているので、導電細線２０をエラストマー２２層の孔内に挿入した時に、孔壁が膨出して、その膨出部３８により導電細線２０が孔内に安定的に保持され、そこから抜け出ることを防止できる。
（９）前記導電細線２０が埋設された前記弾性エラストマー２２層の孔の周縁部分に窪み部２６を設けられているので、弾性エラストマー２２の反りを防止でき、ＦＰＣ１８の接続部と導電細線２０の肩部３６が確実に接することができ、接続不良を未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】両面接点用コネクタの上面図である。
【図２】両面接点用コネクタの部分的な縦断面図である。
【図３】両面接点用コネクタの窪み部の形状説明図である。
【図４】両面接点用コネクタの導電細線に設けた凹部の形状説明図である。
【図５】押さえ治具の上面図である。
【図６】押さえ治具でＦＰＣを押さえた状態の両面接点用コネクタの部分的な縦断面図である。
【符号の説明】
１０　　両面接点用コネクタ
１２　　電気接点
１４　　スルーホール
１６　　スリット
１８　　フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）
２０　　導電細線
２２　　弾性エラストマー
２４　　導体
２６　　窪み部
２８　　半田
３０　　凹部
３２　　押さえ治具
３４　　貫通孔
３６　　肩部
３８　　膨出部
【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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