JP5718658B2

JP5718658B2 - コネクタ及びコネクタ製造方法

Info

Publication number: JP5718658B2
Application number: JP2011010713A
Authority: JP
Inventors: 佑太森岡
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2031-01-21
Also published as: JP2012151066A

Description

本発明は、メタルコア基板のメタルプレートの一部をコネクタ端子とするコネクタ、及び、そのコネクタ製造方法に関する。

近年、カーエレクトロニクスの進化は目まぐるしく、車両への電子部品の搭載は今後ますます増加していく。それに伴って、電子部品の車載スペースの占有割合の増加が懸念され、電子部品の小型化が強く求められている。電子部品の一つであるコネクタにも小型化の要求があり、メタルコア基板を内蔵するコネクタが提案されている。

この種の従来例のコネクタとしては、特許文献１に開示されたものがある。このコネクタ５０は、図４に示すように、メタルコア基板５１と、このメタルコア基板５１上に実装された電子部品６０と、電子部品６０を実装したメタルコア基板５１の外周に組み付けされたケース７０とを備えている。

メタルコア基板５１は、メタルプレート５２と、この両面に配置された絶縁層５３と、上下の各絶縁層５３の表面に配置された各導電パターン部５４とを備えている。メタルプレート５２は、メインプレート部５２ａとこのメインプレート部５２ａの左右両端に分離若しくは一体に配置された複数のコネクタ端子５２ｂとから構成されている。メインプレート部５２ａとコネクタ端子５２ｂが分離配置される場合には、双方の間に絶縁層５３が入り込むことによって絶縁が確保されている。

ケース７０は、電子部品６０が実装された箇所を被うケース保護部７１と、コネクタ端子５２ｂの外周に配置されたコネクタフード部７２とを備えている。コネクタ端子５２ｂとコネクタフード部７２によって外部接続用のコネクタ７３が構成されている。コネクタ７３に相手コネクタ８０が嵌合される。

上記従来例によれば、メタルコア基板５１は、機械的強度が強く、放熱性及びシールド性に優れているため、強度補強構造や放熱部材やシールド構造を別途設ける必要がなかったり、一部省略したりできるため、コネクタ５０を小型化できる。メタルコア基板５１のメタルプレート５２の一部をコネクタ端子５２ｂとして用いるため、大電流用のコネクタ端子となる。ここで、基板に大電流用のコネクタ端子（クリップ端子、プレスフィット端子）をハンダ付けや圧入によって付設すると、コネクタが大型化するため、この点からもコネクタ５０を小型化できる。

特開２００６−２５３４２８号公報

しかしながら、前記従来のコネクタ５０では、メタルコア基板５１にケース７０を組み付ける構造であるため、付属品としてケース７０が必要であると共にその組み付け工程が必要である。従って、部品点数の増加と組み付け工程の増加によって材料費及び加工費が増大するという問題があった。また、メタルコア基板５１とケース７０間にガタ付きが発生する可能性があるため、メタルコア基板５１とケース７０間の位置精度が低い。メタルコア基板５１とケース７０間の位置精度が低いと、コネクタ端子５２ｂとコネクタフード部７２が適正な位置関係とならないため、コネクタ嵌合不良の原因になる。さらに、相手コネクタ８０の嵌合力をメタルコア基板５１で受けるが、メタルコア基板５１に実装された電子部品６０がその嵌合力による悪影響を受けやすいという問題があった。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、材料費・加工費の削減と、コネクタ嵌合性の向上と、コネクタ嵌合時の電子部品へのダメージの軽減を図ることができるコネクタ及びそのコネクタ製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、メタルプレートの一部をコネクタ端子とするメタルコア基板と、電子部品を実装した面を前記メタルコア基板の対向面として前記メタルコア基板に間隔を置いて固定された基板と、前記基板及び前記メタルコア基板をインサート部品とするインサート成形によって作製され、前記メタルコア基板及び前記基板を封止する樹脂封止部と前記コネクタ端子の外周に配置されるコネクタフード部を有するハウジング部と、前記メタルコア基板と前記基板の間に充填されたポッティング部とを備え、前記メタルコア基板と前記基板の内で、前記基板にのみ前記電子部品が実装されたことを特徴とするコネクタである。

前記メタルコア基板と前記基板は、前記メタルコア基板側の回路部と前記基板側の回路部を電気的に接続するリードを介して固定されたことが好ましい。

他の本発明は、メタルコア基板と基板の内で、前記基板にのみ電子部品を実装する部品実装工程と、前記メタルコア基板のメタルプレートの一部をコネクタ端子とする加工を行うコネクタ端子作製工程と、部品実装工程とコネクタ端子作製工程の後に、前記基板の電子部品を実装した面を前記メタルコア基板の対向面として双方の基板を間隔を置いて固定する基板間固定工程と、基板間固定工程の後に、前記メタルコア基板と前記基板の間にポッティング材を充填してポッティング部を形成するするポッティング充填工程と、前記ポッティング充填工程の後に、前記基板が一体に固定された前記メタルコア基板をインサート部品とするインサート成形を行い、前記メタルコア基板及び前記基板を封止する樹脂封止部と前記コネクタ端子のコネクタフード部を有するハウジング部を作製するインサート成形工程とを備えたことを特徴とするコネクタ製造方法である。

本発明によれば、ケース及びその組み付け工程を無くすことができ、部品点数の削減と組み付け工程の低減によって材料費及び加工費の低減を図ることができる。又、メタルコア基板等をインサート部品としてインサート成形でハウジング部を作製するため、ハウジング部とメタルコア基板等の間にガタ付きが発生せず、ハウジング部とメタルコア基板間の位置精度が高く、ハウジング部のコネクタフード部とコネクタ端子間の位置精度が高くなる。更に、相手コネクタの嵌合時にあって、嵌合力をメタルコア基板で受けるが、電子部品はメタルコア基板ではなく基板に実装されているため、コネクタ嵌合時の嵌合力による悪影響を受け難い。以上より、材料費・加工費の削減と、コネクタ嵌合性の向上と、コネクタ嵌合時の電子部品へのダメージの軽減を図ることができる。

本発明の一実施形態を示し、ケースを透明表示したコネクタの全体斜視図である。本発明の一実施形態を示し、コネクタの断面図である。本発明の一実施形態を示し、（ａ）〜（ｃ）はコネクタの各製造工程を示す断面図である。従来例のコネクタ及び相手コネクタの断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図３は本発明の一実施形態を示す。図１及び図２に示すように、コネクタ１は、メタルコア基板２と、このメタルコア基板２に間隔を置いて平行配置された基板１０と、この基板１０に実装された複数の電子部品２０と、メタルコア基板２と基板１０の間に充填されたポッティング部２１と、メタルコア基板２及び基板１０をインサート部品としてインサート成形によって成形されたハウジング部３０とを備えている。

メタルコア基板２は、例えば銅製や銅合金製のメタルプレート３と、このメタルプレート３の両面に配置された絶縁層４と、上下の各絶縁層４の表面に印刷等によって配置された各回路部である各導電パターン部（図示せず）とを備えている。メタルプレート３の厚みは、０．４〜０．６４ｍｍ程度である。メタルプレート３の左右両端側には、複数のコネクタ端子３ａ，３ｂが打ち抜き加工によってそれぞれ形成されている。各コネクタ端子３ａ，３ｂの両面は、絶縁層４で被われず外部に露出している。

基板１０は、ガラスエポキシ樹脂材より形成されている。基板１０の表面には、印刷等によって配置された回路部である導電パターン部（図示せず）が配置されている。導電パターン部に各電子部品２０が電気的に接続されている。基板１０は、電子部品２０が実装された面をメタルコア基板２に向けてメタルコア基板２に複数のリード２２によって固定されている。

複数のリード部２２は、基板１０の四隅付近に配置されている。各リード２２は、メタルコア基板２と基板１０の各スルーホール（図示せず）にそれぞれリフロー半田付け又は圧入で固定されている。又、メタルコア基板２の導電パターン部（図示せず）と基板１０の導電パターン部（図示せず）は、リード２２によって電気的に接続されている。尚、メタルコア基板２と基板１０間は、クリップリードを介して固定しても良い。クリップリードは、クリップ部をリフロー半田付けで固定される。

ポッティング部２１は、アンダーフィルかエポキシ樹脂をポッティング材として形成されている。複数の電子部品２０は、全てポッティング部２１内に埋設されている。

ハウジング部３０は、基板１０、電子部品２０、ポッティング部２１及びメタルコア基板２の一体品をインサート部品としてインサート成形によって作製されている。

ハウジング部３０は、基板１０、電子部品２０、ポッティング部２１及びメタルコア基板２の一体品のコネクタ端子３ａ，３ｂを除く外周を封止する樹脂封止部３１と、コネクタ端子３ａ，３ｂの外周を囲むように配置されたコネクタフード部３２ａ，３２ｂとを備えている。コネクタ端子３ａ，３ｂとコネクタフード部３２ａ，３２ｂによって外部接続用のコネクタ３３Ａ，３３Ｂがそれぞれ構成されている。各コネクタ３３Ａ，３３Ｂに各相手コネクタ（図示せず）が嵌合される。

次に、上記したコネクタ１の製造方法を説明する。先ず、図３(ａ)に示すように、基板１０に電子部品２０を実装する（部品実装工程）。具体的には、基板１０の導電パターン部の所望箇所に半田及び導電性ペースト、又は、半田ペーストと導電性ペーストの混合物をスクリーン印刷したり、半田ディスペンサによって適量塗布する。そして、そのスクリーン印刷位置や適用塗布位置に電子部品２０をマウンタなどで搭載することによって電子部品２０を実装する。

又、メタルコア基板２のメタルプレート３を打ち抜き加工し、メタルプレート３の両端側に複数のコネクタ端子３ａ，３ｂをそれぞれ作製する（コネクタ端子作製工程）。

次に、図３（ｂ）に示すように、基板１０の電子部品２０を実装した面をメタルコア基板２の対向面として双方の基板２，１０を間隔を置いて複数のリード部２２を介して固定する（基板間固定工程）。各リード部２２は、メタルコア基板２と基板１０にそれぞれリフロー半田付け又は圧入で固定する。

次に、図３（ｃ）に示すように、メタルコア基板２と基板１０の間にポッティング材を充填してポッティング部２１を作製する（ポッティング充填工程）。

次に、基板１０、電子部品２０、ポッティング部２１及びメタルコア基板２の一体品をインサート部品として熱可塑性樹脂によってインサート成形を行い、ハウジング部３０を作製する（インサート成形工程）。これで、図１及び図２に示すコネクタ１の製造が完了する。

以上説明したように、メタルプレート３の一部をコネクタ端子３ａ，３ｂとするメタルコア基板２と、電子部品２０を実装した面をメタルコア基板２の対向面としてメタルコア基板２に間隔を置いて固定された基板１０と、基板１０及びメタルコア基板２をインサート部品とするインサート成形によって作製され、メタルコア基板２及び基板１０の外周を封止する樹脂封止部３１とコネクタ端子３ａ，３ｂのコネクタフード部３２ａ，３２ｂを有するハウジング部３０とを備えている。従って、従来例のようにメタルコア基板２にケースを組み付ける必要がなく、ケース及びケース組み付け工程を無くすことができ、部品点数の削減と組み付け工程の低減によって材料費及び加工費の低減を図ることができる。又、メタルコア基板２等をインサート部品としてインサート成形でハウジング部３０を作製するため、ハウジング部３０とメタルコア基板２等の間にガタ付きが発生せず、ハウジング部３０とメタルコア基板２間の位置精度が高い。これにより、ハウジング部３０のコネクタフード部３２ａ，３２ｂとコネクタ端子３ａ，３ｂ間の位置精度が高く、コネクタ嵌合制が向上する。更に、相手コネクタ（図示せず）の嵌合時にあって、嵌合力をメタルコア基板２で受けるが、電子部品２０はメタルコア基板２ではなく基板１０に実装されているため、コネクタ嵌合時の嵌合力による悪影響を受け難い。以上より、材料費・加工費の削減と、コネクタ嵌合性の向上と、コネクタ嵌合時の電子部品２０へのダメージの軽減を図ることができる。

メタルコア基板２と基板１０の間は、ポッティング部２１によって充填されている。従って、構造体としての剛性が向上する。又、電子部品２０等の周囲は、ポッティング部２１が充填されるため、電子部品２０等の防水性、防塵性が向上する。更に、インサート成形時には、成形樹脂が電子部品２０の周囲に流れ込まないため、電子部品２０が射出成形圧を受けることによる不具合を防止できる。更に、インサート成形時には、成形樹脂が電子部品２０の周囲に流れ込まず、電子部品２０が実装されていないメタルコア基板２と基板１０面側、つまり、凹凸のない面側を流れることになるため、流動樹脂の流動性が良く、成形性が向上する。

メタルコア基板２と基板１０は、メタルコア基板２側の導電パターン部（図示せず）と基板１０側の導電パターン部（図示せず）を電気的に接続するリード２２を介して固定されている。従って、メタルコア基板２側の導電パターン部（図示せず）と基板１０側の導電パターン部（図示せず）を電気的に接続する手段を別途設ける必要がない。

１コネクタ
２メタルコア基板
３メタルプレート
３ａ，３ｂコネクタ端子
１０基板
２０電子部品
２１ポッティング部
２２リード
３０ハウジング部
３１樹脂封止部
３２ａ，３２ｂコネクタフード部

Claims

メタルプレートの一部をコネクタ端子とするメタルコア基板と、
電子部品を実装した面を前記メタルコア基板の対向面として前記メタルコア基板に間隔を置いて固定された基板と、
前記基板及び前記メタルコア基板をインサート部品とするインサート成形によって作製され、前記メタルコア基板及び前記基板を封止する樹脂封止部と前記コネクタ端子の外周に配置されるコネクタフード部を有するハウジング部と、
前記メタルコア基板と前記基板の間に充填されたポッティング部とを備え、
前記メタルコア基板と前記基板の内で、前記基板にのみ前記電子部品が実装されたことを特徴とするコネクタ。
請求項１記載のコネクタであって、
前記メタルコア基板と前記基板は、前記メタルコア基板側の回路部と前記基板側の回路部を電気的に接続するリードを介して固定されたことを特徴とするコネクタ。
メタルコア基板と基板の内で、前記基板にのみ電子部品を実装する部品実装工程と、
前記メタルコア基板のメタルプレートの一部をコネクタ端子とする加工を行うコネクタ端子作製工程と、
部品実装工程とコネクタ端子作製工程の後に、前記基板の電子部品を実装した面を前記メタルコア基板の対向面として双方の基板を間隔を置いて固定する基板間固定工程と、
基板間固定工程の後に、前記メタルコア基板と前記基板の間にポッティング材を充填してポッティング部を形成するするポッティング充填工程と、
前記ポッティング充填工程の後に、前記基板が一体に固定された前記メタルコア基板をインサート部品とするインサート成形を行い、前記メタルコア基板及び前記基板を封止する樹脂封止部と前記コネクタ端子のコネクタフード部を有するハウジング部を作製するインサート成形工程とを備えたことを特徴とするコネクタ製造方法。