(57)【要約】【課題】より容易に薄型化することが可能な基板接続用コネクタを得る。【解決手段】回路基板同士を接続するための基板接続用コネクタ４は、絶縁性部材からなる基板４ａと薄板状の導電性部材４ｂとを貼り合わせ、当該導電性部材４ｂが当該基板４ａに形成された孔を覆う部分にレーザ加工によってスリット４ｅを形成することで設けたスパイラル状の板バネ端子６を、接点端子として備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板同士を接続するための基板接続用コネクタであって、
絶縁性部材からなる基板と薄板状の導電性部材とを貼り合わせ、当該導電性部材が当該基板に形成された孔を覆う部分にレーザ加工によってスリットを形成することで設けたスパイラル状の板バネ端子を、接点端子として備えることを特徴とする基板接続用コネクタ。
【請求項２】
前記導電性部材と回路基板上に形成された導体パターンとの半田付けによって、当該回路基板に固定されることを特徴とする請求項１に記載の基板接続用コネクタ。
【請求項３】
前記板バネ端子に、その接触対象としての突起状端子を、当該板バネ端子の前記回路基板との当接面側から接触させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の基板接続用コネクタ。
【請求項４】
前記孔をレーザ加工によって形成したことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の基板接続用コネクタ。
【請求項５】
前記孔を加工するレーザ光と前記スリットを加工するレーザ光とを、略同一方向から照射するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の基板接続用コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板接続用コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の基板接続用のコネクタとして、特許文献１に開示されるものが知られている。この特許文献１に開示されるコネクタでは、一方のコネクタとしてのソケットに、帯状導体を袋小路状に折り曲げ成形したコンタクトを設け、このコンタクトの袋小路状部分に、他方のコネクタとしてのヘッダから突出させた導体部分を有するポストを挿入して嵌め込み、コンタクトの袋小路状部分の内側面とポストの外側面とを接触させて導通させる構造となっている。
【特許文献１】特開２００４−０５５４６４号公報（図２０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
携帯電話器等の小型の電子機器では、より一層の小型化、軽量化が求められており、これに伴って、当該電子機器内で用いられる基板接続用のコネクタに対しては、より一層の薄型化が求められている。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１のコネクタでは、コンタクトの袋小路状部分の内側面とポストの外側面とを接触させて導通させる構造となっているため、かかる構造をさらに薄型化しようとすると、コンタクトの折り曲げ成形が難しくなる上、接触部分の長さを短くすると、十分な接触面積を確保しづらくなり、また、コンタクトとポストとの嵌合による結合力が弱くなって、外れやすくなってしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、より容易に薄型化することが可能な基板接続用コネクタを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明にあっては、回路基板同士を接続するための基板接続用コネクタであって、絶縁性部材からなる基板と薄板状の導電性部材とを貼り合わせ、当該導電性部材が当該基板に形成された孔を覆う部分にレーザ加工によってスリットを形成することで設けたスパイラル状の板バネ端子を、接点端子として備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明にあっては、上記導電性部材と回路基板上に形成された導体パターンとの半田付けによって、当該回路基板に固定されることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明にあっては、上記板バネ端子に、その接触対象としての突起状端子を、当該板バネ端子の上記回路基板との当接面側から接触させるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明にあっては、上記孔をレーザ加工によって形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明にあっては、上記孔を加工するレーザ光と上記スリットを加工するレーザ光とを、略同一方向から照射するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、スパイラル状の板バネ端子を接触端子として用い、他方の突起状端子を押し当てて、板バネ端子を突起状端子の端部の外形状に沿わせた状態でこれら端子同士を接触導通させることができ、従来のように端子の挿入方向の側面同士を接触させる場合に比べて接触面積をより広く確保することができ、その分、より容易に薄型化することができる。
【００１２】
さらに、レーザ加工によって微細なスパイラル形状を備えた板バネ端子を精度良く形成することができるため、基板接続用コネクタをより容易に小型化することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、上記基板接続用コネクタの導電性部材と回路基板の導体パターンとを半田付けすることで、基板接続用コネクタを容易に回路基板に固定することができる上、基板接続用コネクタを回路基板に固定する作業と、板バネ端子と導体パターンとを導通させる作業とを一度に実施することができる分、基板接続用コネクタの取付作業を容易化することができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、上記板バネ端子を有する基板接続用コネクタと、それに結合される上記突起状端子を有する基板接続用コネクタとが、上記回路基板に対して、当該回路基板の表裏方向に互い違いに接続されることになるため、上記板バネ端子を有する基板接続用コネクタと上記突起状端子を有する基板接続用コネクタとが、回路基板の表裏方向の一方側のみに二重に積み重ねるようにして設けられる場合に比べて、接続部分をより薄く構成することができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、上記板バネ端子のスリット形成に用いるレーザ設備を用いて上記孔を形成することができるため、別の設備を用いて孔を形成する場合に比べて、一連の工程をより迅速に実施することができてスループットを向上することができる上、製造設備の規模を小型化かつ簡素化することができる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、レーザを用いて上記スリット加工と上記孔加工とを行うにあたり、レーザ装置本体またはビーム照射部の位置や姿勢等を変化させる度合いを低減することができるため、一連の工程をより一層迅速に実施することができてスループットを向上することができる上、製造設備の規模をより一層小型化かつ簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
（第１実施形態）図１は、本実施形態にかかる基板接続用コネクタの縦断面図（回路基板の表面に垂直な断面図）、図２は、板バネ端子を有する基板接続用コネクタの表面側（板バネ端子が形成された側）の斜視図、図３は、板バネ端子を有する基板接続用コネクタの裏面側（円形孔が形成された側）の斜視図、図４は、基板接続用コネクタの板バネ端子が形成された部分を示す図であって、（ａ）は板バネ端子の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、図５は、板バネ端子と突起状端子とが接触した状態を示す断面図（図４の（ｂ）と同一断面における図）、図６は、板バネ端子を有する基板接続用コネクタの製造工程を順に追って示す縦断面図である。
【００１９】
本実施形態では、基板接続用のコネクタ組立体１は、回路基板２の絶縁性基材２ａの表面（図１では下面）に形成された導体パターン２ｂと、回路基板３の絶縁性基材３ａの表面（図１では下面）に形成された導体パターン３ｂとを電気的に接続すべく、基板接続用コネクタとしての第一のコネクタ４と第二のコネクタ５とを備えてなるものである。
【００２０】
第一のコネクタ４は、絶縁性部材からなる基板４ａと、当該基板４ａの表面（図１では上面）に設けられた導電性部材４ｂとを有しており、本実施形態では、この導電性部材４ｂと回路基板２の導体パターン２ｂとを半田付けすることで、回路基板２に固定されている。
【００２１】
第二のコネクタ５は、絶縁性部材からなる基板５ａと、当該基板５ａの表面（図１では下面）および側面（図１では左側面）に形成された導体パターン５ｂ，５ｃとを有しており、本実施形態では、導体部分同士の半田付けあるいは、接着等によって、他方の回路基板３に固定されている。
【００２２】
そして、例えば基板４ａ，５ａ同士を結合する所定の結合手段によって、第一のコネクタ４と第二のコネクタ５とが相互に結合され、それらが結合された状態で、第二のコネクタ５の導体パターン５ｂ上に形成された突起状端子７が、第一のコネクタ４の導電性部材４ｂに形成された板バネ端子６を押圧して弾性変形させる。かくして、これら板バネ端子６と突起状端子７とが相互に接触導通し、当該接触導通部分を介して回路基板２の導体パターン２ｂと回路基板３の導体パターン３ｂとが導通された状態が得られる。
【００２３】
ここで、本実施形態では、図１に示すように、板バネ端子６に、その接触対象としての突起状端子７を、当該板バネ端子６の回路基板２との当接面（図１では上面）側から接触させるようにし、これにより、回路基板２の下側に第一のコネクタ４を配置する一方、第一のコネクタ４の上側に第二のコネクタ５を接続して、回路基板２に対し、第一のコネクタ４と第二のコネクタ５とが、当該回路基板２の表裏方向に互い違いにずれて配置されるようにしている。かかる構成とすることで、第一のコネクタ４と第二のコネクタ５とが、回路基板２の表裏方向の一方側のみに二重に積み重ねるようにして設けられる場合に比べて、接続部分をより薄く構成することができる。
【００２４】
第一のコネクタ４は、基本的には、絶縁性部材（例えばポリイミド等）からなる基板４ａと、薄板状でバネ性を有する導電性部材（例えば、ステンレススチールや銅合金等の板材）４ｂとを相互に接着等して貼り合わせることで構成されている。
【００２５】
この導電性部材４ｂは、第一のコネクタ４の導体パターンに相当する。また、導電性部材４ｂの、基板４ａに形成された円形孔（孔）４ｃを覆う被覆領域４ｄには、レーザ加工によるスリット４ｅ（図２）を形成することでスパイラル状の板バネ端子６が形成され、この板バネ端子６が接触端子として機能するようになっている。
【００２６】
具体的には、図３に示すように、基板４ａには、３×３のマトリクス状に合計９個の円形孔（貫通孔）４ｃが形成される一方、図２に示すように、導電性部材４ｂは、第一のコネクタ４の表面側で、この円形孔４ｃを塞ぐように被覆する被覆領域４ｄと、各被覆領域４ｄと基板４ａの端縁とを接続する帯状の導出領域４ｆと、を有するように成形されている。
【００２７】
そして、図４に示すように、被覆領域４ｄには、円形孔４ｃの外周部から周方向に徐々に径を狭める渦巻き状のスリット４ｅが形成されており、このスリット４ｅによって被覆領域４ｄを分断することで、スパイラル状の板バネ端子６が形成されている。なお、図４の例では、図中、右半円部分のみスリット４ｅの半径を周方向に沿って変化させているが、左半円部分を含めて全体的にスリット４ｅの半径を周方向に沿って変化させるようにしてもよい。
【００２８】
このレーザ加工には、例えば、ＦＨＧ−ＹＡＧレーザの第４次高調波（波長：２６６［ｎｍ］）を用いるのが好適である。発明者らの詳細な検討により、ＹＡＧレーザ基本波（波長：１０６４［ｎｍ］）は、波長が長いため、焦点径（０．１５〜０．２［ｍｍ］）が比較的大きくなって、より微細な加工に適さない上、溶断部分の投影面積が大きくなる分、加工対象物に与える熱量が大きくなるという問題があるのに対し、ＦＨＧ−ＹＡＧレーザの第４次高調波は、波長が短いため、焦点径を０．０１［ｍｍ］以下と極めて小さく設定することができて、より微細な加工をより容易にかつより精度良く行うことができる上、溶断部分の投影面積をより小さくすることができる分、加工対象物に与える熱量をより小さくできるという利点があることが判明した。
【００２９】
また、通常のＹＡＧレーザ基本波は、各種金属による吸収率が低く、加工対象物（金属）に、熱影響による劣化（例えば、金属組織の劣化、バネ定数の低下等）が生じたり、大気中で加工する場合には熱による酸化が生じたりする恐れがあるのに対し、ＦＨＧ−ＹＡＧレーザの第４次高調波は、各種金属の吸収率が高い分（例えば、銅の場合、ＹＡＧレーザ基本波の２５倍）、加工対象物における熱劣化、酸化等の問題が殆ど無視できる程度となることが判明した。
【００３０】
また、導電性部材４ｂの板厚や、スリット４ｅの幅は、適宜に設定することが可能であるが、発明者らの詳細な検討により、ＦＨＧ−ＹＡＧレーザの第４次高調波の場合、スリット４ｅの幅に対する導電性部材４ｂの厚みの比（アスペクト比）を、３〜５程度に設定できるとともに、板バネ端子６のピッチは、０．５［ｍｍ］以下に設定できることが判明した。
【００３１】
そして、円形孔４ｃの加工もＦＨＧ−ＹＡＧレーザの第４次高調波の照射によって行うのが、さらに好適である。
【００３２】
この場合、基板４ａを、ポリイミド等の光分解特性の良好な絶縁性樹脂とするのが好適である。こうすれば、レーザ光の照射条件を適宜に設定することで、絶縁性樹脂によってレーザ光のエネルギを十分に吸収することができ、導電性部材４ｂに殆ど損傷を与えることなく、基板４ａの一部を除去して円形孔４ｃを形成することができる。
【００３３】
これは、ＦＨＧ−ＹＡＧレーザの第４次高調波の波長が短く、化学的光分解特性が高くなることによるものであり、このように化学的光分解加工となる分、絶縁性樹脂（基板４ａ）の加工部分に炭化部等が残存しないという利点もある。ちなみに、この加工を、通常のＹＡＧレーザ基本波で行うと、絶縁性樹脂の加工が燃焼加工となって、加工部分に炭化部が残存することになるため、好ましくない。
【００３４】
そして、この場合の円形孔４ｃの加工（除去）は、基板４ａの導電性部材４ｂが設けられない側（裏面側）からＦＨＧ−ＹＡＧレーザの第４次高調波を照射し、スリット４ｅの加工に先立って行うようにするのが好適である。
【００３５】
以上のように、ＦＨＧ−ＹＡＧレーザの第４次高調波（波長が２６６［ｎｍ］のレーザ光）は、導電性部材４ｂと絶縁性樹脂からなる基板４ａとの双方の加工に極めて有効であり、導電性部材４ｂおよび基板４ａの双方の加工設備を共用できる分、製造設備の規模をより一層小型化かつ簡素化することができるという利点がある。
【００３６】
図５は、板バネ端子６に、略円錐台状の突起状端子７が当接した状態を示している。このように、スパイラル状に形成された板バネ端子６は、突起状端子７に押圧されて弾性変形し、円形孔４ｃの軸方向に撓んで、突起状端子７の外形状に沿うため、比較的広い接触面積を確保することができる。なお、板バネ端子６のスリット４ｅのピッチは、突起状端子７の直径より十分に小さくしておき、中央部から外側に向かう数周回分の渦巻きが突起状端子７の先端面に当接するようにしておくのが好適である。
【００３７】
以上の構成を備える第一のコネクタ４は、次の手順で製造することができる。まず、図６の（ａ）に示すように、絶縁性部材からなる基板４ａと、薄板状でバネ性を有する導電性部材４ｂとを接着等して相互に貼り合わせる。そして、図６の（ｂ）に示すように、導電性部材４ｂを所定形状にエッチングして、導体パターンを形成する。
【００３８】
次に、上述した手法で、図６の（ｃ）に示すように、レーザ加工によって基板４ａに円形孔４ｃを形成し、次いで、図６の（ｄ）に示すように、レーザ加工によってスパイラル状の板バネ端子６を形成する。なお、板バネ端子６を形成した後、導電性部材４ｂに対して、適宜にメッキ処理を施してもよい。
【００３９】
最後に、図６の（ｅ）に示すように、基板４ａを所定形状に型抜きし、第一のコネクタ４を得る。
【００４０】
以上の本実施形態によれば、板バネ端子６を接触端子として用い、他方の突起状端子７を押し当てて接触導通させるようにしたので、板バネ端子６を突起状端子７の端部の外形状に沿わせた状態でこれら端子６，７同士を接触導通させることができ、従来のように端子の挿入方向の側面同士を接触させる場合に比べて接触面積を広く確保することができ、その分、より容易に薄型化することができる。
【００４１】
さらに、レーザ加工によって、微細なスパイラル形状を備えた板バネ端子６を精度良く形成することができるため、板バネ端子６を有する第一のコネクタ４を容易に小型化することができるという利点がある。
【００４２】
また、本実施形態によれば、導電性部材４ｂと回路基板２の導体パターン２ｂとを半田付けすることで、第一のコネクタ４を極めて容易に回路基板２に固定することができる上、第一のコネクタ４を回路基板２に固定する作業と、板バネ端子６と導体パターン２ｂとを導通させる作業とを一度に実施することができて、取付作業を容易化することができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、板バネ端子６を有する第一のコネクタ４と、それに結合される突起状端子７を有する第二のコネクタ５とが、回路基板２に対して、当該回路基板２の表裏方向に互い違いにずれて接続されることになるため、第一のコネクタ４と第二のコネクタ５とが、回路基板２の表裏方向の一方側のみに二重に積み重ねるようにして設けられる場合に比べて、接続部分をより薄く構成することができる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、板バネ端子６の成形に用いるレーザ設備を用いて円形孔４ｃを形成することができるので、別の設備を用いて当該円形孔４ｃを形成する場合に比べて、一連の工程をより迅速に実施することができてスループットを向上することができる上、製造設備の規模を小型化かつ簡素化することができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、レーザを用いてスリット４ｅ加工と円形孔４ｃ加工とを行うにあたってレーザ光を同一方向から照射することで、それら工程間でレーザ装置本体またはビーム照射部の位置や姿勢等を変化させる度合いを低減することができるため、一連の工程をより一層迅速に実施することができてスループットを向上することができる上、製造設備の規模をより一層小型化かつ簡素化することができる。
【００４６】
（第２実施形態）図７は、本実施形態にかかる基板接続用コネクタの縦断面図（回路基板の表面に垂直な断面図）、図８は、板バネ端子を有する基板接続用コネクタの製造工程を順に追って示す当該基板接続用コネクタの縦断面図である。なお、本実施形態にかかる基板接続用コネクタは、上記第１実施形態にかかる基板接続用コネクタと同様の構成要素を備えている。よって、以下では、それら同様の構成要素については共通の符号を付与し、重複する説明を省略する。
【００４７】
本実施形態では、図７に示すように、回路基板２の上側に第一のコネクタ４Ａを接続し、さらにその第一のコネクタ４Ａの上側（すなわち第一のコネクタ４Ａに対して回路基板２の反対側）に第二のコネクタ５を接続し、板バネ端子６に対して、第二のコネクタ５の突起状端子７を、当該上側（すなわち第一のコネクタ４Ａに対して回路基板２の反対側）から接触させている。
【００４８】
そして、かかる構成を実現すべく、基板４ａの裏面に導体層４ｇを形成するとともに、円形孔４ｃの内面に導体層４ｈを設け、回路基板２の導体パターン２ｂと導電性部材４ｂとを、導体層４ｇ，４ｈを介して導通させている。
【００４９】
これら導体層４ｇ，４ｈは、メッキ処理によって形成することができる。この場合、図８に示すように、（ｄ）の工程で円形孔４ｃを形成した後に、メッキ処理を施すことで、導体層４ｇ，４ｈを形成するようにすればよい。なお、図８の（ａ）〜（ｄ）の各工程は、上述した第１実施形態と全く同様の手順（図６の（ａ）〜（ｄ））で行うことができ、図８の（ｆ）は、図６の（ｅ）と全く同様の手順で行うことができる。
【００５０】
また、本実施形態では、導体層４ｇと回路基板２の導体パターン２ｂとを半田付けすることで、第一のコネクタ４Ａを回路基板２に固定するのが好適である。
【００５１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に種々の改変を施すことができる。
【００５２】
例えば、板バネ端子は、マトリクス状に設けることは必須ではなく、基板上に一列だけ配置してもよいし、複数列配列してもよいし、適宜に分散させて配置してもよい。また、突起状端子は、例えば、球状や半球状等、他の形状としてもよい。
【００５３】
また、基板として積層基板を用いてもよいし、基板に設ける孔を円形孔とすることも必須ではなく、他の断面形状の孔としてもよいし、孔径を軸方向に沿って変化させるようにしてもよい。
【００５４】
また、基板接続用コネクタとしての第一および第二のコネクタには、それぞれ樹脂成形（インサート成形）によって、嵌合させるための部分（嵌合部分）を設け、それら嵌合部分同士を相互に嵌合させてコネクタ同士を結合させるようにしてもよい。また、コネクタ同士を相互に結合させた状態で、板バネ端子と突起状端子との接触導通部分が樹脂等で被覆されるようにするのが好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる基板接続用コネクタの縦断面図（回路基板の表面に垂直な断面図）。
【図２】本発明の実施形態にかかる板バネ端子を有する基板接続用コネクタの表面側（板バネ端子が形成された側）の斜視図。
【図３】本発明の実施形態にかかる板バネ端子を有する基板接続用コネクタの裏面側の斜視図。
【図４】本発明の実施形態にかかる板バネ端子を有する基板接続用コネクタの板バネ端子が形成された部分を示す図であって、（ａ）は板バネ端子の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図５】本発明の実施形態にかかる基板接続用コネクタの板バネ端子に突起状端子が接触した状態を示す断面図（図４の（ｂ）と同一断面における図）。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる板バネ端子を有する基板接続用コネクタの製造工程を順に追って示す当該基板接続用コネクタの縦断面図。
【図７】本発明の第２実施形態にかかる基板接続用コネクタの縦断面図（回路基板の表面に垂直な断面図）。
【図８】本発明の第２実施形態にかかる板バネ端子を有する基板接続用コネクタの製造工程を順に追って示す当該基板接続用コネクタの縦断面図。
【符号の説明】
【００５６】
２，３  回路基板
４  第一のコネクタ（基板接続用コネクタ）
４ａ  基板
４ｂ  導電性部材
４ｃ  円形孔（孔）
４ｅ  スリット
６  板バネ端子
７  突起状端子
【図１】
2007128787.tif 000003
【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】
2007128787.tif 000009
【図８】
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