JP6566889B2 - コンタクト - Google Patents

Description

本発明は、回路基板のスルーホールに圧入されて回路基板に形成された配線等と電気的に接続するコンタクトに関する。

従来より、回路基板のスルーホールに圧入される、いわゆるプレスフィットコンタクトと称されるコンタクトが知られている。

特許文献１の図５には、回路基板のスルーホールに圧入された状態のプレスフィットコンタクトが示されている。この図５においてスルーホールに圧入されたプレスフィットコンタクトは、回路基板に埋め込まれた配線層と電気的に導通している。ただし、プレスフィットコンタクトの圧入された部分の先端及びスルーホールは、そのスルーホールが導通している配線層の深さよりも深い位置まで達している。この構造を高速信号伝送用として使用すると、プレスフィットコンタクトの、導通している配線層よりも深く差し込まれている部分で信号の反射が発生して信号が乱れる。したがって、プレスフィットコンタクトが導通している配線層よりもスルーホールが長い場合や、プレスフィットコンタクトがその配線層よりも深くまで差し込まれている構造は、高速伝送信号の品質を下げる原因になる。このため、回路基板のプレスフィットコンタクトが挿入される面と反対側の面からドリルで削除してスルーホールを短くしたり、プレスフィットコンタクト自体を短くする対策がとられてきた。

ここで、特許文献１では、導電体と絶縁体とを組み合わせ、回路基板のスルーホールを突き抜ける長さとすることで、この問題を解決しようとしている。しかしながら、このようなプレスフィットコンタクトを製造するにはインサート成形等を必要とし、コスト高となるおそれがある。

そこで、このプレスフィットコンタクトの圧入される部分を単純に短くすることを考える。特許文献１に示されているように、このプレスフィットコンタクトの圧入される部分には開口部が存在する。プレスフィットコンタクトはその開口部を狭くしながら圧入される。圧入される部分がある程度の長さを有する場合は、その開口部の位置の公差等、プレスフィットコンタクトの各部の公差にも余裕がある。しかしながら、プレスフィットコンタクトの、スルーホールに挿し込まれる部分の長さが、例えば０．４ｍｍなど極端に短いと、公差が厳しくなり、スルーホール内におけるプレスフィット部の高精度の位置決めが困難になる。

特開２０１０−１６０８９８号公報

本発明は、上記事情に鑑み、スルーホールへの圧入長が短くてもプレスフィット部の高精度な位置決めを可能としたコンタクトを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のコンタクトは、
回路基板のスルーホールに圧入されるプレスフィット部と、
プレスフィット部の、スルーホールへの圧入の向きの後方に位置して塑性変形する変形部と、
変形部の、プレスフィット部との境界部分に、プレスフィット部圧入側の回路基板の表面に当接するストッパ部とを備え、
プレスフィット部をスルーホールに対面させて変形部よりも後方の位置から回路基板に向けて荷重を加えたときに、変形部が、プレスフィット部がスルーホールに圧入される荷重では塑性変形を免れてプレスフィット部が圧入されるよりも大きな荷重を加えたときに塑性変形し、ストッパ部が、変形部が塑性変形してもなお回路基板の表面に当接し続ける荷重領域が存在する形状を有することを特徴とする。

ここで、本発明のコンタクトの場合、上記変形部は、プレスフィット部がスルーホールに圧入されるのに要する荷重よりも大きな荷重を受けたときに塑性変形する強さを有する。

また、本発明のコンタクトは、上記変形部の、プレスフィット部との境界部分に、プレスフィット部圧入側の回路基板の表面に当接するストッパ部を有する。

本発明のコンタクトは、上記のストッパ部を備えているため、変形部へのスルーホールの入り込みが確実に防止される。

ここで、本発明のコンタクトにおいて、プレスフィット部および変形部は、連続した１ 枚の平板形状を有することが好ましい。

また、本発明のコンタクトにおいて、上記回路基板が、その回路基板の厚み内に複数の配線層が埋め込まれた回路基板であって、上記プレスフィット部が、その回路基板に埋め込まれた複数の配線層のうちの最も浅い配線層との間の電気接続を担うことが好ましい。

本発明のコンタクトは、圧入長が短い場合に特に有効であり、回路基板に埋め込まれた複数の配線層のうちの最も浅い配線層との間の電気接続用として好適である。

以上の本発明によれば、圧入長が短い場合であってもプレスフィット部の高精度の位置決めが可能となる。

いわゆるチクレットと称される、主回路基板と子回路基板とを電気的に接続する部品の、子回路基板との接続部近傍の主要構成要素を示した図である 図１に４つ示したコンタクトを１つ取り上げて、圧入中の状態（Ａ）と圧入完了後の状態（Ｂ）を示した図である。 第２例のコンタクトの、圧入中の状態（Ａ）と圧入完了後の状態（Ｂ）を示した図である。 第３例のコンタクトの、圧入中の状態（Ａ）と圧入完了後の状態（Ｂ）を示した図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、いわゆるチクレットと称される、主回路基板と子回路基板とを電気的に接続する部品の、子回路基板との接続部近傍の主要構成要素を示した図である。

この図１には、４つ並んだ状態の、本実施形態に特徴的なコンタクト１０が示されている。これらのコンタクト１０は、樹脂製のハウジング３０に支持されている。これらのコンタクト１０は、プレスフィット部１１と変形部１２とを有する。プレスフィット部１１は、上方からの荷重を受けて、子回路基板２０のスルーホール２１（図２参照）に圧入される。すなわち、このコンタクト１０は子回路基板２０との接続を担っている。プレスフィット部１１と変形部１２の詳細については後述する。

また、ここには、整列板４０が備えられている。この整列板４０は、ハウジング３０に対し図１の上下方向に可動式となっている。この図１には、上方に移動した状態の整列板４０が示されている。この整列板４０は、子回路基板２０が存在しない状態では下方に移動した状態にあって、コンタクト１０のプレスフィット部１１を保護する。また、この整列板４０は、コンタクト１０の位置決めの役割を成し、プレスフィット部１１が子回路基板２０のスルーホール２１に圧入される際には、子回路基板２０に押されて上方に移動する。

各コンタクト１０からは、配線部１３が上方から側方に曲がりながら延びている。そして、各配線部１３の延びた先端部には、不図示の主回路基板に接続するための接触部（不図示）が設けられている。

各コンタクト１０から延びる各配線部１３は、樹脂３１でモールドされている。また、各コンタクト１０を構成するプレスフィット部１１と変形部１２、各コンタクト１０から延びる各配線部１３は、平板導体の打ち抜き加工で作製されていて、プレスフィット部１１と変形部１２と配線部１３は、各コンタクト１０ごとに繋がった各１枚の平板形状を有する。

この配線部１３を介して接続された主回路基板（不図示）と子回路基板２０（図２参照）との間では、極めて高速な信号伝送が行われる。

図２は、図１に４つ示したコンタクトを１つ取り上げて、圧入中の状態（Ａ）と圧入完了後の状態（Ｂ）を示した図である。

このコンタクト１０は、上述の通り、プレスフィット部１１と変形部１２を有する。

プレスフィット部１１は、子回路基板２０のスルーホール２１に圧入される。このプレスフィット部１１は、その中央に開口部１１１を有し、この開口部１１１により、適度な荷重で圧入されるように調整されている。プレスフィット部１１は、その開口部１１１が狭くなることにより塑性変形を生じながらスルーホール２１に圧入される。

また、変形部１２は、プレスフィット部１１の、スルーホール２１への圧入の向きの後方（図２に示す姿勢における、プレスフィット部１１の上方）に位置する。この変形部１２も、その中央に開口部１２１を有する。また、この変形部１２の下端には、プレスフィット部１１に対し左右に段状に広がった段部（ストッパ部）１２２が形成されている。

この段部１２２は、プレスフィット部１１がスルーホール２１内の正規の深さまで圧入された時点で、子回路基板２０の上面（スルーホール２１にプレスフィット部１１が圧入される側の面）の、スルーホール２１の周りの部分に突き当たる。この段部１２２が子回路基板２０に突き当たることで、スルーホール２１内へのプレスフィット部１１の挿入深さが決定される。そして、この変形部１２は、その後の更なる荷重を受けて、図２（Ｂ）に示す形状に塑性変形する。ここで、図示の便宜のため、この図２では、子回路基板２０は、１つのスルーホール２１の近傍の部分のみ示されていて、しかも、コンタクト１０は上下に移動させずに、子回路基板２０が相対的に持ち上げられているように示されている。後述する図３，図４も同様である。

この変形部１２は、プレスフィット部１１がスルーホール２１に圧入されるのに要する荷重よりも大きな荷重を受けたときにはじめて塑性変形する強さを有する。したがって、プレスフィット部１１は、変形部１２の下端の段部１２２が子回路基板２０に突き当たる深さまで確実にスルーホール２１に圧入される。ここで、子回路基板２０は、その子回路基板２０の厚み内に、例えば２０層等の多層の配線層が埋め込まれている回路基板である。そして、このプレスフィット部１１は、その子回路基板２０に埋め込まれている多層の配線層のうちの最も浅い配線層との間の電気接続を担っている。

この図２に示す構造のコンタクト１０の場合、変形部１２の寸法誤差や、その変形部１２よりも上方の、例えばハウジング３０への固定位置誤差等、また、圧入時の荷重の誤差等は、変形部１２の変形により吸収される。したがって、この図２に示す構造のコンタクト１０の場合、変形部１２の下端の段部１２２を基準としたときの、その変形部１２よりも先端の部分、すなわちプレスフィット部１１のみ高精度の寸法を確保すればよく、これは容易に実現可能である。したがって、この構造のコンタクト１０であれば、極めて短い寸法のプレスフィット部１１であっても、そのプレスフィット部１１を、子回路基板２０に対し高精度に位置決めされた深さに圧入される。

なお、ここでは、変形部１２を変形させる前の状態でプレスフィット部１１を圧入させる工法について説明したが、プレスフィット部１１の圧入の前に変形部１２を変形させておいてもよい。すなわち、子回路基板２０のスルーホール２１よりも若干大きな、プレスフィット部１１の変形を免れる程度の径の孔を有するダミーの回路基板を用意し、変形部１２の段部１２２をそのダミーの回路基板に押し当てて変形部１２を変形させる。これにより、変形部１２を含む変形部１２よりも上方の構成部分の寸法誤差等を吸収しておく。その後、正規の子回路基板２０のスルーホール２１に圧入する。この圧入に当たっては、プレスフィット部１１の圧入には十分な荷重であって、変形部１２は変形しない程度の荷重に抑えておく。この工法を採用した場合も、プレスフィット部１１を子回路基板２０のスルーホール２１に高精度に圧入することができる。

次に、図１，図２に示した第１例のコンタクト１０とは形状が異なるコンタクトについて例示する。なお、以下では、分かり易さのため、図１，図２に示した第１例のコンタクト１０の各要素に対応する要素には、形状等の相違があっても、図１，図２において付した符号と同じ符号を付して示し、特徴的な相違点のみ説明する。

図３は、第２例のコンタクトの、圧入中の状態（Ａ）と圧入完了後の状態（Ｂ）を示した図である。

この図３に示す第２例のコンタクト１０’は、図１，図２に示す第１例のコンタクト１０と比べ、変形部１２の形状が異なっている。すなわち、このコンタクト１０’の変形部１２の段部（ストッパ部）１２２は、は、第１例のコンタクト１０の変形部１２の段部１２２よりも狭幅である。また開口部１２１も、第１例のコンタクト１０の変形部１２の開口部１２１よりも小さい。

狭幅の段部１２２は、子回路基板２０の表面の、スルーホール２１の近傍に、別の配線パターンが存在する場合に、その配線パターンを損傷しない点で有益である。また、開口部１２１の形状や寸法は、変形部１２が適度な荷重で変形するように、この平板形状のコンタクト１０’厚み寸法や材質等に応じて設計されている。この第２例のコンタクト１０’の変形部１２は、図２（Ｂ）に示す形状に塑性変形する。

図４は、第３例のコンタクトの、圧入中の状態（Ａ）と圧入完了後の状態（Ｂ）を示した図である。

この図４に示す第３例のコンタクト１０’’は、図３に示す第２例のコンタクト１０’の変形部１２の段部１２２に代わり、その段部１２２とほぼ同じ寸法の、スルーホール２１に対して外向きの斜面に形成された肩部（ストッパ部）１２３を有する。

図３に示す第２例のコンタクト１０’の場合、そのコンタクト１０’の板厚が薄く、かつ、段部１２２の寸法が小さ過ぎると、その段部１２２がスルーホール２１の壁面を削りながらスルーホール２１の内側に入り込むおそれがある。

これに対し、図４に示す第３例のコンタクト１０’’の場合、第２例における段部１２２に代わり、斜面に形成された肩部１２３を有する。この肩部１２３はスルーホール２１の入口を押し広げるように作用し、図３に示す第２例における同一長の段部１２２と比べると、変形部１２がスルーホール２１に入り込むのを阻止する能力が高い。この肩部１２３の形成により、子回路基板２０の表面の、段部１２２では持ちこたえられない程度に接近した位置に他の配線パターンが存在していても、変形部１２をスルーホール２１に入り込ませずに、変形部１２を塑性変形させることができる。

１０，１０’，１０’’ コンタクト
１１ プレスフィット部
１１１ 開口部
１２ 変形部
１２１ 開口部
１２２ 段部
１２３ 肩部
１３ 配線部
２０ 子回路基板
２１ スルーホール
３０ ハウジング
３１ 樹脂
４０ 整列板

Claims (4)

1. 回路基板のスルーホールに圧入されるプレスフィット部と、
   前記プレスフィット部の、前記スルーホールへの圧入の向きの後方に位置して塑性変形する変形部と、
   前記変形部の、前記プレスフィット部との境界部分に、該プレスフィット部圧入側の回路基板の表面に当接するストッパ部とを備え、
   前記プレスフィット部を前記スルーホールに対面させて前記変形部よりも後方の位置から前記回路基板に向けて荷重を加えたときに、前記変形部が、該プレスフィット部が該スルーホールに圧入される荷重では塑性変形を免れて該プレスフィット部が圧入されるよりも大きな荷重を加えたときに塑性変形し、前記ストッパ部が、該変形部が塑性変形してもなお該回路基板の表面に当接し続ける荷重領域が存在する形状を有することを有することを特徴とするコンタクト。
2. 前記変形部が、塑性変形時に形を変える開口部を有することを特徴とする請求項１に記載のコンタクト。
3. 前記プレスフィット部および前記変形部は、連続した１枚の平板形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載のコンタクト。
4. 前記回路基板は、該回路基板の厚み内に複数の配線層が埋め込まれた回路基板であって、
   前記プレスフィット部は、前記回路基板に埋め込まれた複数の配線層のうちの最も浅い配線層との間の電気接続を担うことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載のコンタクト。

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