JP2003051347A

JP2003051347A - 電気コネクタ

Info

Publication number: JP2003051347A
Application number: JP2002209213A
Authority: JP
Inventors: Edward Joseph Pupkiewicz; ジョセフパプキーウィックズエドワード; Bohdan Petro Wozniak; ペトロウォズニアクボーダン
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2003-02-21
Also published as: CN1398020A; US6835071B2; CN100352104C; US20030017726A1

Abstract

(57)【要約】【課題】フレックス回路基板を印刷回路基板に容易に接
続でき、電子・電気システムの変更又は改良できるよう
に分解可能な電気コネクタの提供。【解決手段】フレックス回路基板１３６を回路基板１０
２に相互接続する電気コネクタ１００は、回路基板上に
実装するための底面と、フレックス回路基板を受容する
ための上面と、上面から底面まで貫通する溝１１８とを
有するベース１０８を有する。エラストマ部材１２２
は、相互に電気的に連通した底面側及び上面側の導電イ
ンタフェース部１３０，１３２を有する。底面側導電イ
ンタフェース部１３０は、回路基板上の導電パッド１０
６と係合するためにベースの底面を貫通する。上面側導
電インタフェース部１３２は、フレックス回路基板上の
導電パッド１４２と係合するためにベースの上面を貫通
する。カバー１４６は、エラストマ部材に向かってフレ
ックス回路基板を付勢するためにベースにスナップ取り
付けする形状である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コネクタ組立体に
関し、より詳細にはフレキシブル回路基板を印刷回路基
板に電気的に接続するためのエラストマコネクタに関す
る。また、本発明は、エラストマコネクタの製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】フレックス回路基板すなわちフレキシブ
ル回路基板は、種々の電子・電気デバイスと共に使用さ
れる。多くの応用例において、フレックス回路基板は、
印刷回路基板等の硬質回路基板と共に使用される。フレ
ックス回路基板及び硬質回路基板は共に使用されること
が多いので、フレックス回路基板を硬質回路に電気的に
接続するコネクタが使用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】フレックス回路基板を
硬質回路基板に接続する一方法は、エラストマコネクタ
を介する方法である。代表的なエラストマコネクタは、
例えばシリコーンゴムで形成された導電層及び非導電層
の交互列（交互層）を有する。導電層及び非導電層は、
各層の端部がフレックス回路基板及び硬質回路基板の導
電部と係合するように配向される。代表的にエラストマ
コネクタは、ねじ等の固定具によってフレックス回路基
板及び硬質回路基板に固定される。ねじを受容するため
に、印刷回路基板にはスルーホールが穿孔されるのが代
表的である。しかし、エラストマコネクタにねじを使用
すると、種々の電子装置にエラストマコネクタを使用す
ることを妨げるおそれがある。例えば、今日の多くの携
帯電話は十分に小型なので、コートのポケットに収める
ことができる。ねじ等の嵩張る固定具を使用すると、携
帯電話の寸法を増大させてしまう。すなわち、携帯電話
はその内部に部品を収容するためにより大きく設計しな
ければならない。ここで、部品寸法は部分的には部品間
の接続部の寸法に基づく。しかし、携帯電話の寸法が大
きくなると、より小型の携帯電話が流通している現在で
は、消費者の購買意欲を削ぐおそれがある。

【０００４】ねじの代替物として、ＺＩＦ（零挿入力）
コネクタによって印刷回路基板に固定されるフレックス
回路基板がある。ＺＩＦコネクタは圧縮型コネクタであ
る。すなわち、ＺＩＦコネクタの部品、フレックス回路
基板及び印刷回路基板を共に固定するためにねじは使用
されない。むしろ、フレックス回路基板は、印刷回路基
板に予め半田付けされたＺＩＦコネクタ内に摺動され
る。フレックス回路基板がＺＩＦコネクタ内に摺動した
後、フレックス回路基板、印刷回路基板及びＺＩＦコネ
クタは共にクランプ（挟み付け）される。ＺＩＦコネク
タは、フレックス回路基板及び印刷回路基板上の導電パ
ッドと接触するのに使用される小さな機械的ピンを有す
る。ＺＩＦコネクタの小さなピンは脆いので、容易に損
傷するおそれがある。

【０００５】また、ＺＩＦコネクタは、組立工程におい
て作業中断時間を生じさせるおそれがある。例えば、Ｚ
ＩＦコネクタの上蓋がクランプされる際にフレックス回
路基板が適切に整合されないと、フレックス回路基板及
び印刷回路基板間の接続が強固でなくなるおそれがあ
る。この強固ではない接続により、フレックス回路基板
及び印刷回路基板を使用するシステム内に短絡を生ずる
おそれがある。さらに、システムの作動中にフレックス
回路基板が外れるおそれがある。例えば、携帯電話内で
使用されるフレックス回路基板は、携帯電話が落下する
と外れるおそれがある。システムによっては、ＺＩＦコ
ネクタの上面に圧力を印加し、ＺＩＦコネクタが開いて
フレックス回路基板を解放するおそれを低減する付加的
構造を有するものもある。しかし、ＺＩＦコネクタの上
面に印加される付加的力は、システムの製造時間及びコ
ストの増加を招く。また、付加的な力により、ＺＩＦコ
ンタクトの小さなピンを損傷するおそれがある。

【０００６】従って、フレックス回路基板を印刷回路基
板に容易に接続、すなわち容易に組立でき、電子・電気
システムの変更又は改良できるように分解可能な電気コ
ネクタに対するニーズがある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このニーズは特許請求の
範囲の請求項１に記載の電気コネクタによって解決され
る。本発明は、フレキシブル回路基板を回路基板に相互
接続する電気コネクタである。電気コネクタは、回路基
板上に実装するための底面と、フレキシブル回路基板を
受容するための上面と、上面から底面まで貫通する溝と
を有するベースを有する。エラストマ部材は溝内に受容
される。エラストマ部材は、相互に電気的に連通した底
面側及び上面側の導電インタフェース部を有する。底面
側導電インタフェース部は、回路基板上の導電パッドと
係合するためにベースの底面を貫通する。上面側導電イ
ンタフェース部は、フレキシブル回路基板上の導電パッ
ドと係合するためにベースの上面を貫通する。カバー
は、エラストマ部材に向かってフレキシブル回路基板を
付勢するためにベースにスナップ取付する形状である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に
従って形成された表面実装型コネクタ組立体の分解斜視
図である。図２は、本発明の一実施形態に従って形成さ
れたベースの斜視図である。図３は、本発明の一実施形
態に従った組立フローチャートである。図４は、本発明
の一実施形態に従って形成されたカバーの斜視図であ
る。

【０００９】図１は、本発明に従って形成された表面実
装型コネクタ組立体１００の分解斜視図である。コネク
タ組立体１００は、印刷回路基板１０２等の回路基板、
コネクタベース１０８、エラストマ部材１２２、フレッ
クス回路基板１３６及びカバー１４６を有する。回路基
板１０２は、固着領域１０４及び基板導電パッド列１０
６を有する上面１０３を有する。エラストマ部材１２２
は、導電性エラストマ材料１２７及び絶縁エラストマ材
料１２８の一連のコラムすなわち薄片の対向する両側に
沿って形成された、絶縁された両側面１２６を有する。
また、エラストマ部材１２２は、互いに電気的に連通す
る底面側導電インタフェース部１３０及び上面側導電イ
ンタフェース部１３２を有する。フレックス回路基板１
３６は、位置決め孔１３８、及びフレックス導電パッド
１４２が表面に設けられた底面１４０を有する。

【００１０】導電性エラストマ材料１２７及び非導電性
エラストマ材料１２８のコラムすなわち薄片は、（矢印
１２９で示される）長手方向に沿って互いに隣接して交
互に積み重ねられている。導電性エラストマ材料１２７
及び非導電性エラストマ材料１２８の各コラムすなわち
各薄片は、多数の導電エラストマ材料１２７の薄片が１
個の基板導電パッド１０６及び１個のフレックス回路基
板導電パッド１４２と重なるように、個別の基板導電パ
ッド１０６及びフレックス回路基板導電パッド１４２の
幅よりも小さい横方向の厚さで形成されている。導電性
エラストマ材料１２７の薄片の厚さは十分に薄いので、
導電エラストマ材料１２７の単一薄片は、隣接する２個
のフレックス回路基板導電パッド１４２にも、隣接する
２個の基板導電パッド１０６にも接触しない。

【００１１】図２及び図４は、本発明の一実施形態に従
って形成されたベース１０８及びカバー１４６をそれぞ
れ示す。ベース１０８は、その両垂直端壁１０９に配置
された切欠き１１０を有する。また、ベース１０８は、
ベース１０８と交差してベース１０８の両側面に沿って
形成されたタブ１１２を有する。クリアランス領域１１
４が、タブ１１２によって区切られたベース１０８の底
面に形成されている。溝１１８が、ベース１０８内にベ
ース１０８の長手に沿って延びて形成されている。溝１
１８は、エラストマ部材１２２を受容する形状である。
リブ１１６が、溝１１８を区画する壁に沿った複数の位
置に配置されている。リブ１１６はエラストマ部材１２
２と摩擦係合する。位置決めピン１２０が、ベース１０
８の上面に形成され、上方へ突出する。

【００１２】カバー１４６（図４参照）は、その両端１
４７にラッチ１４８を有する矩形形状である。ラッチ１
４８には、傾斜面１４９及びロック上面１５１が形成さ
れている。傾斜面１４９は、ロック上面１５１が切欠き
１１０内にスナップ係合するまで、両垂直端壁１０９と
摺動係合し、端壁１０９を外方に付勢する。また、カバ
ー１４５は、ベース１０８の位置決めピン１２０と整列
するように配置された位置決め孔１５０を有する。

【００１３】コネクタ組立体１００は、ねじ等の嵩張る
固定具及び回路基板１０２への穿孔を要することなく、
組み立てられる。ベース１０８は、タブ１１２が固着領
域１０４と整列するように、回路基板１０２の上面１０
３上に配置される。タブ１１２はベース１０８内にイン
サート成形してもよい。或いは、タブ１１２はベース１
０８の底面に直接接合してもよいし、ベース１０８内に
縫い込んでもよい。本発明の一実施形態において、固着
領域１０４は、リフロー半田クリームで製造する際に設
けてもよい。タブ１１２は固着領域１０４に半田付けし
てもよい。或いは、タブ１１２は、のり又は接着材料に
よって固着領域に固定されてもよい。

【００１４】クリアランス領域１１４は、タブ１１２よ
りも若干高いベース１０８の底面に切欠きを有する。ク
リアランス領域１１４により、タブ１１２を固着領域１
０４に固定配置することができ、タブ１１２間を延びる
ベース１０８の横位置を回路基板１０２に固定配置する
ことができる。これにより、ベース１０８の底面と基板
導電パッド１０６との均等な接触を提供しながら、同時
にタブ１１２と固着領域１０４との均等な接触を提供す
る。或いは、ベース１０８はクリアランス領域１１４を
具備しなくてよい。この場合、固着領域１０４が回路基
板１０２の表面から外側に突出してもよい。

【００１５】ベース１０８が回路基板１０２に一旦固定
されると、溝１１８は基板導電パッド１０６と整合する
と共にパッド１０６を露出する。エラストマ部材１２２
は溝１１８内に垂直方向下方に挿入される。リブ１１６
は、エラストマ部材１２２と摩擦係合し、溝１１８内で
のエラストマ部材１２２の保持を補助する。エラストマ
部材１２２の底面側導電インタフェース部１３０は、回
路基板１０２の基板導電パッド１０６と接触する。

【００１６】フレックス回路基板１３６は、ベース１０
８の上面及びエラストマ部材１２２の上面に配置され
る。図１において、フレックス回路基板１３６は、フレ
ックス回路基板導電パッド１４２を明瞭に示すために、
反転されている。位置決め孔１３８から位置決めピン１
２０まで延びる破線の円弧は、ベース１０８上にフレッ
クス回路基板１３６がどのように配置されるか（すなわ
ち、図１に示されるようにどのように反転されるか）を
示す。位置決め孔１３８は位置決めピン１２０を受容し
保持する。フレックス回路基板導電パッド１４２は、エ
ラストマ部材１２２の上面側導電インタフェース部１３
２と接触する。フレックス回路基板導電パッド１４２と
上面側導電インタフェース部１３２との間の接触、及び
底面側導電パッド１３０と基板導電パッド１０６との間
の接触を維持するために、コネクタ組立体１００は部品
１４２，１３２，１３０，１０６を一緒に圧縮する。カ
バー１４６は、コネクタ組立体１００に圧縮力を与え
る。

【００１７】カバー１４６はプラスチック又は金属で製
造することができる。或いは、カバー１４６は、剛性を
付加するためにカバー１４６内にインサート成形された
金属片を有するプラスチックであってもよい。カバー１
４６はベース１０８の上面に配置されるので、フレック
ス回路基板１３６、エラストマ部材１２２、ベース１０
８及び回路基板１０２を一緒に挟む。カバー１４６のラ
ッチ１４８は、ベース１０８の切欠き１１０に受容され
る。ラッチ１４８は切欠き１１０上にスナップ係合す
る。或いは、カバー１４６は切欠きを有してもよいし、
ベース１０８がラッチを有してもよい。

【００１８】カバー１４６の位置決め孔１５０はベース
１０８の位置決めピン１２０を受容し保持するので、ベ
ース１０８上にカバー１４６が適正に整合することを保
証する。カバー１４６がベース１０８にスナップ係合可
能に配置された後、コネクタ組立体１００の部品は一緒
に圧縮され挟まれる。コネクタ組立体１００の部品を圧
縮して挟むことにより、基板導電パッド１０６から底面
側導電インタフェース部１３０まで、底面側導電インタ
フェース部１３０から上面側導電インタフェース部１３
２、及び上面側導電インタフェース部１３２からフレッ
クス回路基板導電パッド１４２までの電気経路を提供す
る。このため、ねじ等の嵩張る固定具を要することな
く、コネクタ組立体１００に電気経路が確立する。カバ
ー１４６がベース１０８にスナップ係合するので、カバ
ー１４６をベース１０８から容易に外すことができ、繰
り返し再接続できる。コネクタ組立体１００内のエラス
トマ部材１２２は、エラストマ部材１２２の脆いピンの
心配をすることなく、変更又はアップグレードすること
ができる。

【００１９】本発明のある実施形態は、コネクタ組立体
１００の簡単な製造方法を提供する。コネクタ組立体１
００全体がＺ軸すなわち垂直方向に組立できるので、こ
の製造方法は簡単である。Ｚ軸組立法では、コネクタ組
立体１００内に部品を水平方向に挿入する代わりに、コ
ネクタ組立体１００の各部品が隣接する部品の上に配置
できる。Ｚ軸組立法は、自動又はロボット組立装置によ
るコネクタ組立体１００の組立を可能にする。

【００２０】図３は、本発明の一実施形態に従った組立
フローチャート３００である。工程３１０において、回
路基板１０２が第１平面（すなわち図１の回路基板１０
２を保持する平面）内のコネクタ組立位置で配向され
る。次に、工程３２０において、コネクタベース１０８
が回路基板１０２の上面１０３上の表面実装位置まで実
装軸１７０に沿って移送される。（図１に矢印で示され
る）実装軸１７０は第１平面に対して直交する。工程３
３０において、エラストマ部材１２２がベース１０８に
形成された溝１１８まで実装軸１７０に沿って移送され
る。エラストマ部材１２２は、底面側導電インタフェー
ス部１３０が回路基板１０２の基板導電パッド１０６と
電気的に係合するように配置される。工程３４０におい
て、フレックス回路基板１３６は、実装軸１７０に沿っ
て移送され、フレックス回路基板導電パッド１４２が上
面導電性インタフェース部１３２と電気的に接触するよ
うに、コネクタベース１０８に固定される。工程３５０
において、カバー１４６は、コネクタ組立体１００のエ
ラストマ部材１２２の上面に配置されるまで、実装軸１
７０に沿って移送される。カバー１４６は下方に押圧さ
れベース１０８とスナップ係合するので、フレックス回
路基板１３６、エラストマ部材１２２及びベース１０８
を一緒に圧縮し挟み込む。この結果、エラストマ部材１
２２を介して基板導電パッド１０６からフレックス回路
基板導電パッド１４２までの電気経路が確立する。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、エラストマコネクタを
介して硬質基板をフレックス回路基板に接続する、改良
された装置及び接続方法が提供される。加えて、コネク
タ組立体が全体的にＺ軸に沿って製造できるので、コネ
クタの容易な製造方法が提供される。さらに、電子又は
電気システム内で容易に変更及びアップグレードでき
る、より堅牢なコネクタ組立体が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に従って形成された表面実
装型コネクタ組立体の分解斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態に従って形成されたベース
の斜視図である。

【図３】本発明の一実施形態に従った組立フローチャー
トである。

【図４】本発明の一実施形態に従って形成されたカバー
の斜視図である。

【符号の説明】

１０２回路基板１０６基板導電パッド１０８ベース１１０切欠き１１２タブ１１６リブ１１８溝１２０位置決めピン１２２エラストマ部材１２６絶縁側面１２７導電性材料層１２８絶縁性材料層１３０底面側導電インタフェース部１３２上面側導電インタフェース部１３６フレキシブル回路基板１３８孔１４２フレックス回路基板導電パッド１４６カバー１４８ラッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者エドワードジョセフパプキーウィックズアメリカ合衆国 19401 ペンシルベニア州ノリスタウンマリールレーン 129 (72)発明者ボーダンペトロウォズニアクアメリカ合衆国 18976 ペンシルベニア州ウォリングトンウェルシュロード 1335 Ｆターム(参考） 5E023 AA04 AA05 AA16 AA18 BB01 BB22 CC02 CC22 CC26 EE18 GG02 GG09 HH01 HH05 HH17 HH18 HH28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フレキシブル回路基板を回路基板に相互接
続する電気コネクタであって、前記回路基板上に実装するための底面、前記フレキシブ
ル回路基板を受容するための上面、及び該上面から前記
底面まで貫通する溝を有するベースと、前記溝内に受容され、相互に電気的に連通した底面側導
電インタフェース部及び上面側導電インタフェース部を
有するエラストマ部材であって、前記底面側導電インタ
フェース部は、前記回路基板上の導電パッドと係合する
ために前記ベースの前記底面を貫通し、前記上面側導電
インタフェース部は、前記フレキシブル回路基板上の導
電パッドと係合するために前記ベースの前記上面を貫通
するエラストマ部材と、該エラストマ部材に向かって前記フレキシブル回路基板
を付勢するために前記ベースに対して取り付け可能であ
るカバーとを具備する電気コネクタにおいて、前記カバ
ーは、前記ベースにスナップ取付する形状であることを
特徴とする電気コネクタ。
【請求項２】前記カバーは、前記ベースの切欠きにスナ
ップ係合するラッチを有す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】前記ベースは、前記回路基板に接合される
タブを有す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】前記エラストマ部材は、該エラストマ部材
の長手方向に沿って配列された導電性材料層及び絶縁性
材料層の列を有し、前記導電性材料及び前記絶縁性材料の前記列の対向する
両側に沿って絶縁された両側面が形成されたことを特徴
とする請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項５】前記ベースは、前記エラストマ部材と摩擦
係合して前記溝内での前記エラストマ部材の保持を補助
するリブを有す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６】前記フレキシブル回路基板の孔に挿入され
るために、前記ベースの前記上面から少なくとも１本の
位置決めピンが突出することを特徴とする請求項１記載
の電気コネクタ。