(57)【要約】【課題】伝送線路の特性インピーダンスの低下を抑制する電気コネクタを提供する。【解決手段】導体からなる接触子１２，１４とその接触子１２，１４を支持する樹脂構造物２，６とを備えた電気コネクタにおいて、樹脂構造物２，６中に気泡１８，１９が含まれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体からなる接触子とその接触子を支持する樹脂構造物とを備えた電気コネクタにおいて、上記樹脂構造物中に気泡が含まれることを特徴とする電気コネクタ。
【請求項２】
あらかじめガスを溶解させた樹脂を上記樹脂構造物に形成するときに減圧して上記気泡を発生させることで上記樹脂構造物に気泡が含まれていることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項３】
あらかじめガスが充填された微小容器を樹脂に混入させ、そのガス混合樹脂で上記樹脂構造物が構成されていることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項４】
上記樹脂構造物は、ケーブルを保持するケーブル保持部を有すると共に、該ケーブルの導体に導通されている上記接触子を相手コネクタの接触子に臨ませて相手コネクタの樹脂構造物に嵌合するプラグ側樹脂構造物であることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の電気コネクタ。
【請求項５】
上記樹脂構造物は、回路基板への機械的接合と該回路基板上の導体への電気的接続のためのリードが固定されており、該リードに導通されている上記接触子を相手コネクタの接触子に臨ませて相手コネクタの樹脂構造物に嵌合するレセプタクル側樹脂構造物であることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の電気コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送線路の特性インピーダンスの低下を抑制する電気コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気コネクタは、２つの電気部材間を電気的に接続するための接続用部材であり、一方の電気部材に取り付けられる側をプラグと呼び、他方の電気部材に取り付けられる側をレセプタクルと呼ぶ。
【０００３】
回路基板とケーブルとを電気的に接続するための電気コネクタの場合、回路基板に取り付けられる電気コネクタがレセプタクルであり、ケーブルに取り付けられる電気コネクタがプラグである。プラグでもレセプタクルでも、電気コネクタは、導体からなる接触子とその接触子を支持する樹脂構造物とを備える。プラグ側樹脂構造物とレセプタクル側樹脂構造物とが互いに嵌合して機械的に結合するようになっており、そのときに互いの接触子が接触しあって電気的な接続が達成される。
【０００４】
図５に示されるように、レセプタクル５１は、レセプタクル側樹脂構造物２に接触子（図示せず）を支持させたものである。レセプタクル側樹脂構造物２は、回路基板３への機械的接合と該回路基板３上の導体４への電気的接続のためのリード（図示せず）が固定されており、そのリードに導通されている接触子を相手コネクタであるプラグ５５の接触子に臨ませてプラグ５５の樹脂構造物６に嵌合するようになっている。
【０００５】
一方、プラグ５５は、プラグ側樹脂構造物６に接触子（図示せず）を支持させたものである。プラグ側樹脂構造物６は、ケーブル７を保持するケーブル保持部８を有すると共に、そのケーブル７の導体（図示せず）に導通されている接触子を相手コネクタであるレセプタクル５１の接触子に臨ませてレセプタクル５１の樹脂構造物２に嵌合するようになっている。
【０００６】
レセプタクル側樹脂構造物２とプラグ側樹脂構造物６は、一方に凸部があれば他方に凹部があるというように互いに相補的な形状であることにより嵌合を図るので、さまざまの形状がある。ここでは単純化して、図示のように、双方の樹脂構造物２，６は、高さ（図示ｚ方向）が最も高く所定の厚み（図示ｙ方向）を有するベース部２ａ，６ａと、そのベース部２ａ，６ａに連なり高さが最も低く所定の厚みを有するリブ部２ｂ，６ｂと、そのリブ部２ｂ，６ｂに連なり高さが中間的で所定の厚みを有するフック部２ｃ，６ｃとからなり、長さ（図示ｘ方向）には一様なＬ字状の断面を呈するものとする。
【０００７】
図６に示されるように、レセプタクル５１は、レセプタクル側樹脂構造物２のベース部２ａの下面から露出したリード１１がリブ部２ｂに埋め込まれ、そのリード１１がフック部２ｃから厚み方向に露出して接触子１２となっている。リード１１を回路基板３の導体４に半田付けすることで、回路基板３への機械的接合と回路基板３上の導体４への電気的接続を図ることができる。なお、回路基板３とレセプタクル５１との接合構造、リード１１や接触子１２の形状・姿勢などは図示以外にも各種のものが知られている。
【０００８】
プラグ５５は、プラグ側樹脂構造物６のベース部６ａの厚み方向に形成された丸穴状のケーブル保持部８にケーブル７が挿入されて保持され、そのケーブル７から剥き出された導体１３がベース部６ａを突き抜け、ベース部６ａのリブ部６ｂ側の側面に沿わせて設けられた接触子１４にこの導体１３が接触（半田付けしてもよい）して導通されている。なお、ケーブル７を保持する構造、接触子１４の形状・姿勢などは図示以外にも各種のものが知られている。
【０００９】
接触子１２，１４、リード１１の材料としては、銅又は銅合金がよく、例えば、リン青銅が用いられる。
【００１０】
レセプタクル５１はベース部２ａの上面と両側面をシールド１５で覆ってある。プラグ５５は、ベース部６ａ、リブ部６ｂ、フック部６ｃにわたる上面、ベース部６ａの外側の側面、フック部６ｃの外側の側面をシールド１６で覆ってある。シールド１５，１６の材料としては、銅又は銅合金がよく、例えば、リン青銅が用いられる。
【００１１】
図７に示されるように、レセプタクル５１とプラグ５５は、一方のリブ部と他方のフック部が向き合うようにして重ね合わせることにより嵌合する。このとき、レセプタクル側樹脂構造物２から露出した接触子１２とプラグ側樹脂構造物６の側面に沿った接触子１４とが密に接触するので、両接触子の電気的接続を図ることができ、ケーブル７の導体１３と回路基板３の導体４とが導通する。
【００１２】
レセプタクル５１とプラグ５５を嵌合させると、レセプタクル５１のシールド１５とプラグ５５のシールド１６は、互いに密に接する。このとき、シールド１５，１６が接地されると好ましい。
【００１３】
ここで、レセプタクル側樹脂構造物２及びプラグ側樹脂構造物６は、例えば、ＬＣＰ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｉｌｍｅｒ）樹脂で構成されている。ＬＣＰ樹脂とは、液晶構造を有する高分子の総称である。ＬＣＰ樹脂は、溶液あるいは溶融したとき液晶性（分子鎖が流動方向に並ぶ性質）と剛直な分子構造を有する。ＬＣＰ樹脂は、高強度、高弾性率、高耐熱性及び寸法安定性に優れた性質を有する。溶液状態で液晶性を示すリオトロピックとして全芳香族ポリアミド、溶融したときに液晶性を示すサーモトロピックとして芳香族ポリエステルがある。
【００１４】
ＬＣＰ樹脂は、熱変形が始まる温度が２７５℃である。この温度が半田の融点（約２６０℃）より高いため、レセプタクル５１のリード１１を回路基板３の導体４に半田付けするとき、あるいはケーブル７の導体１３をプラグ５５の接触子１４に半田付けするとき、樹脂構造物２，５に熱が悪影響しないという利点がある。
【００１５】
【特許文献１】特開平６−４４８３１号公報
【特許文献２】特開２０００−６８００６号公報
【特許文献３】特開２００２−３５２９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
電気コネクタを１ＧＨｚ〜２ＧＨｚあるいはそれ以上の高周波伝送に使用するとき、接合部における特性インピーダンスが問題になることがある。例えば、携帯電話の液晶パネルとメイン基板とを電気的に接続するときがこれにあたる。
【００１７】
電気コネクタの接合部における特性インピーダンスについて図８により説明する。図８は、時間を横軸にとり特性インピーダンスの大きさを縦軸にとって電気コネクタ近傍の伝送線路（回路基板の導体、双方の接触子、ケーブルの導体）における特性インピーダンスの時間的変化を示したグラフである。時間的変化は伝送線路に沿った距離方向の分布と見なすことができる。すなわち、グラフに添えて示した電気コネクタにおける伝送線路の範囲（一点鎖線で挟んだ範囲）がグラフにおける所定の時間範囲に対応する。なお、この特性はＬＣＰ樹脂の誘電率を３．７として計算したものである。
【００１８】
このグラフから分かるように、電気コネクタの接合部においては伝送線路のインピーダンス不整合等により、特性インピーダンスが低下する。
【００１９】
レセプタクル５１の接触子１２とプラグ５５の接触子１４との相対位置がずれると特性インピーダンスが変化するので、接触子１２，１４がそれぞれ所定の位置を保つように樹脂構造物２，６によって剛に支持されている。樹脂構造物２，６は、樹脂がその空間に充填されたものである。つまり、接触子１２，１４の周囲に樹脂が充填されていることで、接触子１２，１４が固定的に支持される。樹脂は絶縁体であることはもちろん、前述のように半田付け時の耐熱性に優れた樹脂であり、ＬＣＰ樹脂が好適である。
【００２０】
しかしながら、一般に樹脂構造物では、樹脂の充填率（樹脂構造物が占める空間の体積に対する当該樹脂構造物を構成する樹脂の重量の割合）が高くなると、誘電率が大きくなる。よって、電気コネクタにおいても樹脂構造物２，６における樹脂の充填率が高くなると、接触子１２，１４等の伝送線路を取り囲む樹脂構造物２，６の誘電率が大きくなり、その結果、伝送線路の特性インピーダンスの低下が大きくなる。伝送線路の特性インピーダンスの低下が大きくなると、反射係数が大きくなり、信号のリターンロスが大きくなって伝送性能が低下する。
【００２１】
従来の電気コネクタは、樹脂構造物における樹脂の充填率が高いために伝送線路の特性インピーダンスの低下が大きくなって伝送性能が低下するという問題がある。
【００２２】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、伝送線路の特性インピーダンスの低下を抑制する電気コネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するために本発明は、導体からなる接触子とその接触子を支持する樹脂構造物とを備えた電気コネクタにおいて、上記樹脂構造物中に気泡が含まれるものである。
【００２４】
あらかじめガスを溶解させた樹脂を上記樹脂構造物に形成するときに減圧して上記気泡を発生させることで上記樹脂構造物に気泡が含まれていてもよい。
【００２５】
あらかじめガスが充填された微小容器を樹脂に混入させ、そのガス混合樹脂で上記樹脂構造物が構成されていてもよい。
【００２６】
上記樹脂構造物は、ケーブルを保持するケーブル保持部を有すると共に、該ケーブルの導体に導通されている上記接触子を相手コネクタの接触子に臨ませて相手コネクタの樹脂構造物に嵌合するプラグ側樹脂構造物であってもよい。
【００２７】
上記樹脂構造物は、回路基板への機械的接合と該回路基板上の導体への電気的接続のためのリードが固定されており、該リードに導通されている上記接触子を相手コネクタの接触子に臨ませて相手コネクタの樹脂構造物に嵌合するレセプタクル側樹脂構造物であってもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２９】
（１）伝送線路の特性インピーダンスの低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００３１】
図１に示されるように、本発明に係るレセプタクル１は、レセプタクル側樹脂構造物２に接触子１２を支持させたものであって、レセプタクル側樹脂構造物２中に気泡１８が含まれるものである。また、本発明に係るプラグ５は、プラグ側樹脂構造物６に接触子１４を支持させたものであって、プラグ側樹脂構造物６中に気泡１９が含まれるものである。レセプタクル１及びプラグ５は、樹脂構造物２，６中に気泡１８，１９が含まれる点を除けば、図５、図６に示した従来のレセプタクル５１及びプラグ５５と同じ構造を有するので、重複した説明は省略する。
【００３２】
図２により本発明の電気コネクタの製造方法を説明すると、押出機２１中に、加熱されかつ加圧された樹脂２２が矢印の方向に流れている。押出機２１に挿入されたガス流入口２３からガスが押出機２１中に流入される。ガスは、樹脂に対する溶解度の高いガスであり、例えば、炭化水素である。流入されたガスは、樹脂２２に溶解する。このようにして、ガスが溶解した樹脂２２が押出機２１のテーパ状になった先端から低圧の外部に噴出するとき、樹脂２２が減圧されるので、溶解していたガスが分離して気泡２４が発生する。こうして気泡２４を含んだ樹脂２２が噴出先に充填される。すなわち、レセプタクル１やプラグ５のための金型中に気泡２４を含んだ樹脂２２が充填され、固化の後、気泡１８，１９が含まれた樹脂構造物２，６が形成され、これら樹脂構造物２，６に接触子１２，１４、リード１１が支持される。
【００３３】
さて、本発明にあっては、樹脂構造物２，６中に気泡１８，１９が含まれるので、樹脂構造物２，６における樹脂の充填率が低い。よって、樹脂構造物２，６の誘電率が小さくなり、伝送線路の特性インピーダンスの低下が抑制され、伝送性能が向上する。
【００３４】
本発明による特性インピーダンスの改善について図３により説明する。図３中の（ａ）〜（ｃ）のグラフは図８と同様に、時間を横軸にとり特性インピーダンスの大きさを縦軸にとったものであるが、伝送線路に沿った距離方向の分布と見なすことができる。
【００３５】
図３（ａ）は気泡を多くあるいは大きくすることにより、樹脂構造物２，６におけるＬＣＰ樹脂の充填率を最も低くし、誘電率を２とした場合を示す。特性インピーダンスが最も低下した場所で、特性インピーダンスは６９Ωである。
【００３６】
図３（ｂ）は気泡をやや減らすことにより、樹脂構造物２，６におけるＬＣＰ樹脂の充填率をやや高くして誘電率を３とした場合を示す。特性インピーダンスが最も低下した場所で、特性インピーダンスは５３Ωである。
【００３７】
図３（ｃ）は樹脂構造物２，６におけるＬＣＰ樹脂の充填率を従来と同じ、つまり気泡が存在せず、誘電率がＬＣＰ樹脂単体の３．７のままとした場合を示す。特性インピーダンスが最も低下した場所で、特性インピーダンスは４５Ωである。
【００３８】
これらの比較により、樹脂構造物２，６中に含まれる気泡１８，１９を多くあるいは大きくすることにより、特性インピーダンスの低下が抑制されることが実証された。
【００３９】
図４は、ＬＣＰ樹脂を用いた樹脂構造物２，６の誘電率と発泡度の関係を示したものである。ここで、発泡度（％）とは、１００−（発泡後の樹脂密度／発泡前の樹脂密度）×１００である。発泡度が高い樹脂構造物２，６は気泡１８，１９によるガス成分が大きな体積を占め、樹脂の重量が軽い。つまり、樹脂の充填率が低いということである。
【００４０】
これまでの実施形態では、あらかじめガスを溶解させた樹脂２２を樹脂構造物２，６に形成するときに減圧して気泡２４を発生させることで樹脂構造物２，６に気泡１８，１９が含まれるようにしたが、本発明は、最終的に樹脂構造物２，６に気泡１８，１９が含まれていればよいわけであるから、製造方法は異なっていてもよい。例えば、あらかじめガスが充填された微小容器を樹脂に混入させ、そのガス混合樹脂で樹脂構造物２，６を構成しても良い。微小容器としては、ガラス製の中空球体がある。
【００４１】
これまでの実施形態では、電気コネクタは回路基板に取り付けられるレセプタクルとケーブルに取り付けられるプラグとしたが、これに限らず、回路基板と回路基板を繋ぐ電気コネクタ、ケーブルとケーブルを繋ぐ電気コネクタでも本発明は適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態を示す電気コネクタの断面図である。
【図２】本発明の電気コネクタの製造に用いる押出機の断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は樹脂の充填率を異ならせた電気コネクタにおける特性インピーダンスの時間的変化を示すグラフである。
【図４】本発明における樹脂構造物の誘電率と発泡度の関係を示すグラフである。
【図５】電気コネクタの斜視図である。
【図６】従来の電気コネクタの断面図である。
【図７】従来の電気コネクタの嵌合時の断面図である。
【図８】従来の電気コネクタの伝送線路に沿った距離方向の特性インピーダンス分布を特性インピーダンスの時間的変化で示したグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１  レセプタクル
２  レセプタクル側樹脂構造物
３  回路基板
４  回路基板の導体
５  プラグ
６  プラグ側樹脂構造物
７  ケーブル
１１  リード
１２，１４  接触子
１３  ケーブルの導体
１８，１９  気泡
【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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