JPH043072B2

JPH043072B2 -

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Publication number: JPH043072B2
Application number: JP60003418A
Authority: JP
Priority date: 1984-05-01
Filing date: 1985-01-14
Publication date: 1992-01-21
Also published as: US4577918A; JPS60240075A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は高集積密度の電気回路のための電気
コネクタに関し、特に隣接カードやプリント回路
ボード上の回路間の電気的接続をはかるための弾
性接触押圧コネクタに関するものである。

〔従来技術〕

現在、回路ボードに挿入可能としたカード上に
は高密度に集積された半導体モジユールが取り付
けられている。そして、やはり高密度のコネクタ
線が、それらのモジユールとボード上の他の装置
とを接続するために設けられている。また、高い
演算と記憶容量を持つ分離した構成が、各々少く
とも１個の半導体モジユールを持つカードまたは
ボードを接続することによつて形成される。その
ような、高集積密度半導体モジユール及びそれに
接続された高密度コネクタ線を有する隣接カード
あるいは回路ボードの接続には、カード回路を固
体フレーム上の入出力ケーブルに接続できるよう
ないわゆるオフカード（off−card）接続よりも
ずつと困難な問題が伴う。

一般的に、半導体回路を隣接するモジユールに
接続する、カード対カードコネクタ、あるいはボ
ード対ボードコネクタに必要とされる点には次の
ものがある： (a) 接点が覆う距離ができるだけ短いこと。

(b) 接点部材に機械的保持手段が設けられている
こと。

(c) コネクタ部材がスプリング動作を受ける位置
に保持されていること。

(d) 均一なスプリング動作を行うために、クラン
プ部材が十分な剛性を有していること。

Evansの米国特許第4057311号には２個の離隔
するカード上で半導体モジユールの回路を接続す
るための電気的ボード対ボードコネクタが開示さ
れている。この特許の教示するところによれば、
接続すべき２つのボードが、互いに重なり合う端
面をもつ別々の平面上に取付けられ、多重の平行
な結線をもつコネクタ体が隣接する２つのボード
の重なり合う端面間に挾まれている。この特許の
構成ではコネクタ線をボードの対向側面に配置す
る必要がある。

Jensen他の米国特許第3597660号にはケーブル
ネツトワークの入出力回路導線をもつモジユール
回路ボード上で高密度端面コネクタを接続するた
めのオフカードコネクタが開示されている。そし
て、ポリイミドの可撓性薄膜上にはプリント回路
技術を用いて重畳体が形成され、圧力付与機構の
作用を受ける弾性体により接触圧が加えられる。

特に組立工程で、互いに離隔する回路ボード上
で電気回路を連結しそれらの間に電気的接続をは
かることに関連して生じてくる主要な問題は、コ
ネクタに埃が付着したり汚れたりする虞れがある
ことである。また、それらの結線は比較的細いの
で、電気的接続を行うには高い精度が要求され
る、ということに注意することは重要である。そ
の電気的接続の信頼性は導電部材に付着する外部
からの物質の量の関数である。従つて、接続すべ
き鋼の面は組立工程に先立ち、且つ組立工程の間
に出来るだけ清潔に保つておかねばならない。

そこで、離隔するプリント回路ボード上で回路
を電気的且つ構造的に接触させるためのコネクタ
があれば便利であろう。

また、そのコネクタは次のような特徴を具備し
ていることが必要であろう：（）可動部分が少なくて構成が簡単であり、
且つ容易に組み立てられること。

（）最終組立工程に先立ち、且つ組立工程の
間に十分に高い清潔度が保証されるようなコネ
クタであること。

（）偶然に接続が外れてしまうことがないよ
うに保持機構が設けられていること。

（）隣接する複数の回路ボードに対して、上
記保持機構が均等に働くようなコネクタである
こと。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明の目的は、半導体モジユールのカード
あるいはボード間の電気的接続を行うための改良
されたコネクタを提供することにある。このコネ
クタは、結線においてもまたコネクタ自身におい
ても出来るだけ量短の距離に沿つて電気的接続を
実現する必要がある。このコネクタは、さらに保
持機構を備えていなければならない。そして、多
重コネクタ接点に対して均一なスプリング動作を
行うためには、高い剛性が必要である。

この発明のさらに他の目的は、電気的接続操作
の直前及びその間に亘つて導電体間の接点を清掃
するための手段を備えたコネクタを提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の原理に基づけば、半導体モジユールの
ボード間に使用するための高密度電気的コネクタ
が得られる。そのコネクタは剛性の部材と、その
剛性の部材に連結された可撓性の部材とを有し、
その可撓性の部材が弾性接触圧を与える。この剛
性と可撓性の一組の部材は例えば双対のデユロメ
ータゴム層により実現される。すなわち上記剛性
の部材には比較的高い硬度のゴム層が対応し、上
記可撓性の部材には比較的低い硬度のゴム層が対
応する。その比較的硬度の低いゴム層の表面には
比較的高い硬度のゴム層とは反対側の側面に回路
コネクタ線が設けられる。そして、回路ボードに
抗して押し込むことによつて、その比較的低い硬
度のゴム層に導体を配置する際に拭去動作が生
じ、これにより導電体の電気的接着に先立つてコ
ネクタ面から埃粒子や汚れが除去される。

〔実施例〕第１図を参照すると、プリント回路ボード１０
上には１個乃至は複数個の半導体モジユール（図
示しない）とそれに接続された回路（図示しな
い）とが配置されている。ボード１０は共通の端
面２５を介してもう一つのボード２０と接してい
る。

ボード１０上には、回路に接続され半導体モジ
ユールを各部の装置に接続するために使用される
端子領域３０が配置されている。高集積密度半導
体モジユールを載置した回路カードまたは回路ボ
ードは１インチ平方（6452cm²）に少くとも50本の
端子領域を有することができる。ところが、カー
ドや端子領域の自動的且つ慎重な製造工程にもか
かわらず、やはり寸法誤差は避けられない。しか
しこの誤差は以下に述べるバネによる押圧手段に
より補償される。ボード１０上の端子領域３０に
対応して、もう一方のボード２０にも端子領域４
０が配置されている。

端子領域３０，４０の真上には下方に押圧され
た銅片５０が配置されており、この銅片５０によ
り端子領域３０，４０の電気的接続がはかられ
る。尚、銅片５０のかわりにプラチナやアルミニ
ウムなどを用いてもよいことを理解されたい。そ
して銅のような酸化しやすい物質の場合は、電気
的接続を行う前にメツキ処理を行うべきである。
このとき、金メツキもしくは燐青銅メツキが好ま
しい。

銅片５０の周囲は低い硬度ゴムのような比較的
に弾性を有する部材７０が配置されている。この
機能を果たすためには、ポリビニルクロライド、
熱可塑性エラストマー（TPE）などのようなデ
ユロメータ範囲が60A−50Dの物質を使用するこ
とができる。この弾性部材７０は銅片５０を端子
領域３０，４０側へ付勢する役目を果たす。

弾性部材７０には、より硬い、比較的高いデユ
ロメータ値を有するゴム８０が接着されている。
この高いデユロメータ値の物質としてはスチレン
や、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン
（ABS）、ポリプロピレンなどのような50D以上の
デユロメータ範囲の物質を使用することができ
る。この高いデユロメータ値のゴム８０の役目は
ボード１０，２０の共通端面２５の長さ方向に沿
つて力を分散させることにある。

ここで第２図を参照すると、同図は第１図の２
−２線断面図をあらわすものである。第２図から
は複数の端子領域３０が対応する隣接領域にそれ
ぞれ交差しており、後述するクランプ動作により
一定位置に保持されることが見てとれよう。銅製
の導体からなる多重コネクタ部材５０は、それら
の部材５０が埋め込まれている弾性材７０との関
係によりすべて付勢作用を受けている。その押圧
作用により、カード１０，２０上で多重コネクタ
部材５０と端子領域３０，４０（第１図）の間に
多重接続がはかられる。このとき比較的硬い部材
８０の下面により弾性の大きい（すなわちより軟
い）部材７０が担持され、これにより個々のコネ
クタ部材５０にはほぼ均一な圧力が加えられる。

次に第３図には、双対デユロメータからなるコ
ネクタ本体２１０が示されている。それの弾性部
材７０は、スプリング動作を行うために上層（第
３図）に配置されている。弾性部材７０には、剛
性を付与するためにより硬い部材８０が貼着され
ている。そして、コネクタ本体２１０が適当な押
出成型手段（図示しない）から押出成型されると
きに、銅線５０がコネクタ本体２１０の弾性部材
７０中に埋め込まれる。第３図では、水平の矢印
Ａが、コネクタ本体２１０と銅線５０の押出方向
を示している。

この押出成型処理は周知の適当な任意の技術で
行うことができる。この押出成型処理に、メツキ
された銅のワイヤを押出用ダイに供給する工程を
追加することにより、ワイヤ５０が弾性部材７０
と接着され、こうして実際の多重コネクタが形成
される。

押出成型処理の途中で、比較的低いデユロメー
タ値をもつ部材７０が好適には熱によつて高いデ
ユロメータ値の部材８０に接着される。尚、この
ときどのような接着手段を用いてもよく、また低
いデユロメータ値の部材７０と高いデユロメータ
値の部材８０の間の接着が事実上永久的なもので
なくともよいことを理解されたい。押出成型され
た部分２１０はさまざまな長さに形成してもよ
く、また必要な係合長で切断してもよい。さらに
コネクタ本体には、下層製造体に取り付けるため
隙間孔（図示しない）がドリルまたはスタンプに
より形成される。

次に第４図を参照すると、調節ボルト１６０ま
たはネジ１７０がナツト１９０，２００にネジ込
まれ、これによりプリント回路ボード１０に対し
て、予め切断されていたコネクタ本体２１０が取
付けられクランプされる。これにより銅製のワイ
ヤ導体５０がコネクタ本体２１０とプリント回路
ボード１０の間にクランプされる。尚、第２図及
び第４図では、弾性ゴム層７０をプリント回路ボ
ード１０に対してクランプし、以て銅線５０と端
子領域３０とサンドウイツチ状に挾むための手段
としてナツトとボルトとが示されているが、スナ
ツプラツチなどの任意の適当なクランプ手段を用
いてもよいことを理解されたい。

ナツト１９０，２００にある特定のトルクを加
えることにより、高いデユロメータ値をもつ層８
０が低いデユロメータ値をもつ層７０上に寄りか
かり、これにより隣接するカードまたはボード１
０，２０の端子領域３０，４０（第１図）に対し
て、個々の端子毎に均一な圧力で銅製コネクタ線
が押しつけられる。

このように、第４図に詳細に図示するコネクタ
を介してカード１０上の端子領域３０とそれに対
応するカード２０上の端子領域４０との間に多重
接続を実現することにより、カード２０の上の半
導体モジユールの回路が、カード２０上の半導体
モジユールの回路と電気的に接続される。

このとき高いデユロメータ値の層８０が必要な
剛性を提供し、一方低いデユロメータ値の層７０
が個々の銅線部材５０に対して特定の弾性動作と
均一なトルクを与える。

次に、第５図にはクランプ装置の断面図が示さ
れている。同図において、適正に整合され隣接す
るプリント回路ボード１０，２０に対してコネク
タ本体２１０（弾性部材７０が下向き）をクラン
プするためにボルト１６０とそれに対応するナツ
ト１９０とが使用される。銅線５０はコネクタ本
体２１０と、プリント回路ボード１０，２０との
間でサンドウイツチ状に挾まれ、ボード１０，２
０の端部上で端子領域３０，４０間の電気的接続
を行う。

次に、第６図には、高いデユロメータ値をもつ
部材８０に接着された、低いデユロメータ値をも
つ部材７０に銅線５０のうちの一本が埋め込まれ
る状態の拡大断面図である。

低デユロメータ値の部材７０には、銅線５０を
受容するためにはじめから凹部２３０が形成され
る。そして、銅線５０は、その中心または基部２
７０Ａが、低デユロメータ値の部材７０の上面に
よつて規定される面とほぼ同一平面上に位置する
ように低デユロメータ値の部材７０に配置され
る。

銅線５０はほぼ環状の断面積をもつが、頂点２
４５に達する三角形の突起２４０を有している。
突起２４０の頂点２４５は、弾性のゴム層７０と
硬いゴム層８０との間に設けられた接着線２４８
に付着されている。尚、接着線２４８は層体７
０，８０の外表面にほぼ平行である。このように
銅線５０はその頂点２４５において弾性のゴム層
７０と硬いゴム層８０の両方に接着されている。

銅線５０に形成された三角形状の突起部２４０
の直線状の側面２５０，２６０に沿つて弾性のゴ
ム７０が接着されている。接着線２４８と、中央
部２７０Ａを通る突起２４０の仮想２分線２４９
Ａとの間の角度をθとしよう。すると、この角度
θは後述する拭去動作に関連して重要である。

回路ボード１０とは相対的な銅線５０の初期位
置は、銅線５０が符号２７２で示す点で接点領域
３０に接触するような位置である。そして、垂直
の矢印Ｂ（第６図）で示すように、比較的硬いゴ
ム８０の下方の表面２７４にある一方の垂直力が
加えられると、銅線５０が弾性のゴム７０中に押
圧され、これにより凹部２３０に銅線５０が嵌入
して、角度θが減少する。点２４５は、接続操作
の間に銅線５０が時計方向に回転するように押圧
されるところの回転中心をなす。すなわち、銅線
５０を弾性部材７０中に押圧する操作において
は、弾性部材２９０の一部が変位を受ける。

長さＸは共通端部２５（第１図）に垂直な端子
領域３０，４０の変位領域である。銅線５０が弾
性部材７０中に押圧されるとき、銅線７０の上部
がカード１０，２０双方の下面に対して拭去動作
を行うように擦り付けられる。このとき銅線５０
はコネクタ本体２１０とは相対的に位置を移動さ
せる。銅線５０の最終位置は第６図中で点線で示
されている。第６中にはまた、頂点２４５の側面
をなし最終角度φを決定する、三角形の突起２４
０を２分する仮想線２４９Ｂの最終位置が示され
ている。角度φは、θがφに対して減少するにつ
れ、Ｘの幅の拭去面がCOSφとして増加するよう
にＸ関連づけられている。銅線５０と端子領域３
０の間の初期接点位置２７２と最終接点位置２７
６によつて区画される領域Ｘは接続操作の間に埃
粒子や、汚れや、酸化被膜などを除去される。こ
のように、銅線５０と、プリント回路ボード１
０，２０の２つの端子領域３０，４０の間の電気
抵抗はこの拭去動作により大いに減少する。この
ように、システム全体の電気的動作の予測性が高
められるのである。

銅線５０が圧力下で接続されるとき、銅線５０
の中心２７０Ａが最終位置２７０Ｂに変位され
る。そして、銅線５０と端子領域３０，４０とが
押圧されて領域Ｘの主要部に沿つて互いに接触す
る。

上記の記載から、２つの分離されたプリント回
路ボードまたはカード上の２つの分離された端子
領域の結線がはかられていることが見てとれよ
う。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、剛性の異な
る２枚の弾性部材を、剛性の小さい方をボード側
に置いて２枚のボードの共通端部に重ね、これら
の間に複数の導線を配置して所定の応力をその弾
性部材とカードとに加えるようにしたので、２枚
の弾性部材の相互作用により各導線に均一な圧力
が加えられ、以て各ボードの端子領域間の確実な
電気的接続をはかることができる。

また、この発明によれば、端子領域間の接続距
離を最短にし、コネクタの低コスト化、小型化を
はかることができる。

さらに、この発明によれば、弾性部材に嵌め込
んだ導線をして、接続動作時に端子領域を拭去さ
せるように構成した（第６図参照）ので、接続動
作を行うことにより自動的に端子の接点がクリー
ニングされて、接触抵抗を低く抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、２つの隣接する回路ボード及び本発
明に基づく多重コネクタの概要を示す部分断面
図、第２図は、第１図の２−２線側面図、第３図
は、本発明に基づく多重コネクタの側面図、第４
図は、本発明に基づく多重コネクタと回路ボード
の拡大断面図、第５図は、第４図の５−５断面
図、第６図は、銅線を配置した多重コネクタの拡
大断面図である。１０，２０……プリント回路ボード、３０，４
０……端子領域、５０……導線、７０……弾性部
材、８０……比較的剛性の高い部材、１６０，１
７０，１９０，２００……押圧手段、２３０……
凹部、２４０……突起。

Claims

【特許請求の範囲】１２個のプリント回路ボートの離隔するぞれぞ
れの端子領域間を電気的に接続するためのコネク
タにおいて、 (a) 弾性を有する絶縁性の材料からなり、導線を
受け入れるための凹部が形成された第１の弾性
部材と、 (b) 上記第１の弾性部材よりも剛性の大きい材料
からなり、上記第１の弾性部材の、上記凹部が
形成されている面とは反対側の面上に載置され
た第２の弾性部材と、 (c) 周縁の少くとも一部が円形であり且つ周縁の
一部に尖つた突起が形成されている断面形状を
もつ長尺の導電性の部材であり、該突起の先端
が上記第１の弾性部材と上記第２の弾性部材の
境界面付近に位置し且つ上記円形の周縁の少く
とも一部が上記第１の弾性部材から突出するよ
うに上記第１の弾性部材に埋め込まれ、以て上
記突起の先端を中心に揺動可能である導線と、 (d) 上記第２の弾性部材を介して上記第１の弾性
部材を上記プリント回路ボード上に押圧するた
めの手段、とを具備し、上記押圧による上記端子領域と上記導線の円形
の周縁との接触によつて、上記導線が上記突起の
先端を中心に揺動するようにしたプリント回路ボ
ート用コネクタ。