コネクタ装置
【課題】ヘッドとソケットとが結合された状態で高い接続信頼性を実現できるコネクタ装置を提供する。
【解決手段】ヘッダ２０に設けられているポストには、ソケット１０とヘッダ２０とを電気的に接続する接続用ポスト２２１と、ソケット１０に対してヘッダ２０を位置決めする位置決め用ポスト２２２との２種類がある。接続用ポスト２２１は、接続用貫通孔１３１に挿入される。位置決め用ポスト２２２は、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５を弾性変形させながら、基端側の嵌合部２２５が嵌る位置まで位置決め用貫通孔１３２に挿入される。舌片１５は、位置決め用貫通孔１３２の周縁の四方から位置決め用貫通孔１３２内に張り出しており、位置決め用貫通孔１３２は、嵌合部２２５の外径に合わせて内径が設定されている。
【解決手段】ヘッダ２０に設けられているポストには、ソケット１０とヘッダ２０とを電気的に接続する接続用ポスト２２１と、ソケット１０に対してヘッダ２０を位置決めする位置決め用ポスト２２２との２種類がある。接続用ポスト２２１は、接続用貫通孔１３１に挿入される。位置決め用ポスト２２２は、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５を弾性変形させながら、基端側の嵌合部２２５が嵌る位置まで位置決め用貫通孔１３２に挿入される。舌片１５は、位置決め用貫通孔１３２の周縁の四方から位置決め用貫通孔１３２内に張り出しており、位置決め用貫通孔１３２は、嵌合部２２５の外径に合わせて内径が設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに機械的に結合され且つ電気的に接続されるソケットとヘッダとからなるコネクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のコネクタ装置は、たとえば一対の回路基板同士を、機械的に結合し且つ電気的に接続するために用いられている。すなわち、ソケットが接続された第１の回路基板と、ヘッダが接続された第２の回路基板とは、ヘッダがソケットに結合された状態で互いに電気的に接続される。
【０００３】
携帯電話機等の電子機器では、より一層の小型化、軽量化が求められており、これに伴い、電子機器内での回路基板接続用に一層の薄型化を図ったコネクタ装置が提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１記載のコネクタ装置（基板接続用コネクタ組立体）では、ヘッダ（雄コネクタ）は、ヘッダ基板（雄側基体）と、ヘッダ基板の表面に複数配列されたヘッダ端子（雄側端子）としてのポスト（バンプ）とを有している。ポストは、ヘッダ基板の表面から突出する断面円形状の首部と、この首部の先端に連続する頭部とを有し、所謂マッシュルーム形状に形成されている。ソケット（雌コネクタ）は、各ポストに対応する位置にそれぞれ貫通孔（切欠）が形成されたソケット基板（雌側基体）と、貫通孔の周縁部に形成されたパッド部（雌側端子）とを有している。
【０００５】
このコネクタ装置においては、貫通孔に挿通されたポストがソケットにおける貫通孔の周縁に引っ掛かることによりソケットとヘッダとを結合し、この状態でヘッダ端子とパッド部とが電気的に接続される。これにより、ポストの高さを低くしてもソケットとヘッダとを結合することができ、よって、コネクタ装置を薄型化できる。
【０００６】
ここで、特許文献１には、ヘッダ基板の長手方向の両端部に、円柱状の位置決め用のボスが形成され、ソケット基板の長手方向の両端部に、位置決め用のボスが嵌合されるガイド孔が形成されることが記載されている。ガイド孔は、ソケット基板の短手方向へのボスの移動をガイドするように長孔状に形成されている。この構成では、ヘッダとソケットとを結合する際に、位置決め用のボスはガイド孔に挿通され、ヘッダとソケットとの相互の位置決めに使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１３４１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記構成のコネクタ装置は、ソケット基板の短手方向においてガイド孔が位置決め用のボスの外径よりも大きく形成されているので、ボスがガイド孔の中でがたつくこととなる。すなわち、位置決めのボスは、少なくともソケット基板の短手方向においてはヘッダの移動を防止する機能はなく、コネクタ装置は、ヘッダとソケットとの間に相対的な位置ずれが生じることによって、ヘッダとソケットとの間の接続信頼性が低くなる可能性がある。
【０００９】
本発明は上記事由に鑑みて為されており、ヘッドとソケットとが結合された状態で高い接続信頼性を実現できるコネクタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のコネクタ装置は、互いに機械的に結合され且つ電気的に接続されるソケットとヘッダとを備え、前記ソケットは、厚み方向に貫通する貫通孔が複数形成されたソケット基板と、導電性材料からなるパッド部とを有し、前記ヘッダは、ヘッダ基板と、導電性材料からなり前記ヘッダ基板の厚み方向の一面である第１の面上における前記貫通孔に対応する各位置に設けられた柱状のポストとを有し、前記ソケット基板は、前記パッド部が形成され前記貫通孔の周縁から前記貫通孔内に張り出した弾性を有する舌片を具備し、複数の前記ポストは、前記ソケットと前記ヘッダとを電気的に接続する接続用ポストと、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際に前記ソケットに対して前記ヘッダを位置決めする位置決め用ポストとを含んでおり、複数の前記貫通孔は、前記接続用ポストに対応する位置に形成された接続用貫通孔と、前記位置決め用ポストに対応する位置に形成された位置決め用貫通孔とを含んでおり、前記接続用ポストは、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際には、前記舌片を弾性変形させながら前記接続用貫通孔に挿入され、前記パッド部と電気的に接続され、前記位置決め用ポストは、前記第１の面から突出する嵌合部を有し、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際には、前記嵌合部が前記位置決め用貫通孔に嵌る位置まで、前記舌片を弾性変形させながら前記位置決め用貫通孔に挿入され、前記舌片は、前記位置決め用貫通孔の周縁の少なくとも三方から前記位置決め用貫通孔内に張り出しており、前記位置決め用貫通孔は、前記嵌合部の外径に合わせて内径が設定されていることを特徴とする。
【００１１】
このコネクタ装置において、前記位置決め用ポストは、前記嵌合部の先端に連続し前記嵌合部よりも細い導入部を有していることが望ましい。
【００１２】
このコネクタ装置において、前記位置決め用ポストは、先端面が中心側ほど前記第１の面から離れるように湾曲していることがより望ましい。
【００１３】
このコネクタ装置において、前記接続用ポストは、前記第１の面から突出する首部と当該首部の先端に連続し前記首部よりも太い頭部とを有しており、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際には、少なくとも前記頭部が前記舌片を通過する位置まで前記接続用貫通孔に挿入されることがより望ましい。
【００１４】
このコネクタ装置において、前記ソケット基板は、剛性を有し前記位置決め用貫通孔に対応する位置に前記位置決め用貫通孔と連通する逃し孔が形成された剛性基板を有しており、前記舌片は、前記剛性基板の一表面において前記逃し孔内に張り出しており、前記位置決め用ポストは、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際には、前記嵌合部が前記逃し孔に嵌る位置まで、前記一表面側から前記舌片を弾性変形させながら前記位置決め用貫通孔に挿入され、前記逃し孔は、前記嵌合部が嵌った状態で内周面と前記嵌合部との間に前記舌片を挟み込むように、前記嵌合部の外径に合わせて内径が設定されていることがより望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、ヘッドとソケットとが結合された状態で高い接続信頼性を実現できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係るコネクタ装置の構成を示し、（ａ）はソケットとヘッダとが分離した状態の斜視図、（ｂ）はソケットとヘッダとが結合した状態の斜視図である。
【図２】実施形態に係るコネクタ装置の構成を示す正面図である。
【図３】実施形態に係るヘッダの構成を示す平面図である。
【図４】実施形態に係るソケットの構成を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図５】実施形態に係るコネクタ装置の結合動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本実施形態のコネクタ装置１は、図１および図２に示すように互いに機械的に結合され且つ電気的に接続されるソケット１０とヘッダ２０とを備えている。
【００１８】
ソケット１０は、一方向に長い短冊状のソケット基板１１と、導電性材料からなるパッド部１２（図４参照）とを有している。ヘッダ２０は、一方向に長い短冊状のヘッダ基板２１と、導電性材料からなりヘッダ基板２１の厚み方向の一面である第１の面２１０上に設けられた複数のポストとを有している。ポストには、ソケット１０−ヘッダ２０間を電気的に接続する接続用ポスト２２１と、ソケット１０−ヘッダ２０間の位置決めを行う位置決め用ポスト２２２との２種類（以下、各々を特に区別しないときには単に「ポスト２２」という）がある。
【００１９】
以下では、ソケット基板１１およびヘッダ基板２１の厚み方向を上下方向、長手方向を左右方向、短手方向を前後方向として、つまり図２の上下左右を上下左右とし、紙面に直交する方向を前後方向として説明する。ただし、これらの方向はコネクタ装置１の使用時の向きを限定する趣旨ではない。
【００２０】
ヘッダ基板２１は、たとえばガラスエポキシ基板（ＦＲ４）などの絶縁材料からなるリジッド基板により形成されている。このヘッダ基板２１において、図２に示すようにソケット基板１１と対向する面（上面）が第１の面２１０を構成する。ポスト２２は、ヘッダ基板２１の第１の面２１０から突出する柱状に形成されている。
【００２１】
接続用ポスト２２１は、第１の面２１０において左右方向に所定の間隔を空けて並ぶ複数個を１組として、前後方向に所定の間隔を空けて複数組設けられている。本実施形態のヘッダ２０においては、５個を１組として２組（計１０個）の接続用ポスト２２１が設けられている。ここで、前後方向に隣接する各組の接続用ポスト２２１同士は、互いに左右方向の位置がずれるように配置されている。この配置により、接続用ポスト２２１が配置される領域の面積を小さく抑えながらも、隣接する接続用ポスト２２１間の距離を比較的大きく確保することができる。
【００２２】
接続用ポスト２２１は、第１の面２１０から突出する首部２２３と、首部２２３の先端に連続する首部２２３よりも太い頭部２２４とを有している。ここでは、接続用ポスト２２１は、首部２２３と頭部２２４との各々の第１の面２１０に沿う断面が円形状に形成されており、その外径が首部２２３よりも頭部２２４で大きく設定されている。すなわち、接続用ポスト２２１は、基端側の首部２２３よりも先端側の頭部２２４の方が太く形成されることにより、所謂マッシュルーム形状に形成されている。なお、頭部２２４の先端面は、中心側ほど第１の面２１０から離れるように湾曲したドーム型に形成されている。
【００２３】
一方、位置決め用ポスト２２２は、第１の面２１０において接続用ポスト２２１が配置された領域の左右両側方にそれぞれ１個ずつ設けられている。つまり、接続用ポスト２２１は、第１の面２１０の長手方向において一対の位置決め用ポスト２２２に挟まれた領域内に、配置されている。ここで、各位置決め用ポスト２２２は、それぞれ第１の面２１０の前後方向（短手方向）の中心に配置されている。
【００２４】
位置決め用ポスト２２２は、第１の面２１０から突出する嵌合部２２５と、嵌合部２２５の先端に連続する嵌合部２２５よりも細い導入部２２６とを有している。ここでは、位置決め用ポスト２２２は、嵌合部２２５と導入部２２６との各々の第１の面２１０に沿う断面が円形状に形成されており、その外径が嵌合部２２５よりも導入部２２６で小さく設定されている。すなわち、位置決め用ポスト２２２は、基端側の嵌合部２２５よりも先端側の導入部２２６の方が細くなる先細り形状に形成されている。
【００２５】
さらに、本実施形態では、導入部２２６は、上述した接続用ポスト２２１と同様に、首部２２７および頭部２２８からなる所謂マッシュルーム形状に形成されている。頭部２２８の外径は嵌合部２２５よりも小さく、首部２２７よりも大きく設定されている。また、位置決め用ポスト２２２の先端面となる頭部２２８の先端面は、中心側ほど第１の面２１０から離れるように湾曲したドーム型に形成されている。
【００２６】
また、図３に示すように、ヘッダ基板２１における第１の面２１０上には導体パターン２３が形成されており、各ポスト２２はそれぞれ導体パターン２３上に形成されている。導体パターン２３は、ポスト２２に対応する各位置に形成されたランド部２３１，２３４と、ランド部２３１，２３４から引き出された引出部２３２，２３５と、ヘッダ基板２１の表裏面を貫通するスルーホール部２３３，２３６とからなる。
【００２７】
接続用ポスト２２１が形成されるランド部２３１に連続する引出部２３２は、それぞれヘッダ基板２１の前端部あるいは後端部のうちランド部２３１から近い方の端部まで前後方向に沿って延長されており、その先端がスルーホール部２３３に連続している。一方、位置決め用ポスト２２２が形成されるランド部２３４に連続する引出部２３５は、ヘッダ基板２１の四隅のうちランド部２３４から近い２つの角部に向けて延長され、その先端がスルーホール部２３６に連続している。
【００２８】
スルーホール部２３３，２３６は、ヘッダ基板２１の外周端面に導電性のめっきが施されることにより、ヘッダ基板２１の表裏面の導体パターン２３を電気的に接続する端面スルーホール構造であって、回路基板等へのヘッダ２０の実装時に用いられる。
【００２９】
ソケット基板１１は、図４に示すように厚み方向に貫通する貫通孔が複数形成されている。この貫通孔は、ソケット１０とヘッダ２０との結合時にヘッダ２０のポスト２２が挿通される孔であって、複数のポスト２２と対応する各位置にそれぞれ形成されている。貫通孔には、接続用ポスト２２１に対応する位置に形成された接続用貫通孔１３１と、位置決め用ポスト２２２に対応する位置に形成された位置決め用貫通孔１３２との２種類（以下、各々を特に区別しないときには単に「貫通孔１３」という）がある。
【００３０】
つまり、ソケット基板１１の厚み方向の一面において、接続用貫通孔１３１は接続用ポスト２２１と同様に２列配置され、位置決め用貫通孔１３２は接続用貫通孔１３１が形成された領域の左右両側方にそれぞれ１個ずつ形成されている。
【００３１】
また、ソケット基板１１は、図４に示すように剛性基板１１１と可撓性基板１１２とから構成されている。剛性基板１１１はたとえばステンレス鋼（ＳＵＳ材）製のリジッド基板からなり、この剛性基板１１１のうちヘッダ基板２１側になる面（図２の下面）に対して、シート状の可撓性基板１１２が貼り付けられることによりソケット基板１１が構成される。可撓性基板１１２は、可撓性を有するたとえばポリイミド樹脂製の絶縁フィルムの一面に、パッド部１２を含む導体パターン１２０が形成されたフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible printedcircuits）からなる。
【００３２】
なお、ここでは可撓性基板１１２は、剛性基板１１１と長手方向（左右方向）の寸法は同一であるが、剛性基板１１１に比べて短手方向の寸法が大きく形成されている。そのため、可撓性基板１１２は、剛性基板１１１の一表面（ヘッダ基板２１側の面）に貼り付けられた状態で、余った短手方向の両端部分が剛性基板１１１の裏面に回り込むように、剛性基板１１１に対して巻き付けられている。剛性基板１１１は、洋白（洋銀）製であってもよい。
【００３３】
貫通孔１３は、可撓性基板１１２に形成されている。本実施形態では、可撓性基板１１２のうち各貫通孔１３に対応する部位には、左右方向に延びるスリットと、前後方向に延びるスリットとが互いの中心で交差した十字形状のスリットが形成されている。言い換えれば、十字形状のスリットの４つの端部を通る円（スリットの外接円）の内側が貫通孔１３となり、貫通孔１３の周縁からは後述の舌片１５が貫通孔１３内に張り出すように設けられており、貫通孔１３内で舌片１５がスリットにて分離されている。さらに、貫通孔１３のうち位置決め用貫通孔１３２に関しては、左右方向のスリットと前後方向のスリットとの交点部分（位置決め用貫通孔１３２の中心部分）に、円形状の小孔がスリットと連続するように形成されている。
【００３４】
接続用貫通孔１３１においては、内径（つまり十字形状のスリットの一辺の長さ）は接続用ポスト２２１の外径（頭部２２４の外径）よりも大きく設定されている。一方、位置決め用貫通孔１３２は、位置決め用ポスト２２２の外径（嵌合部２２５の外径）に合わせて内径（つまり十字形状のスリットの一辺の長さ）が設定されている。具体的には、位置決め用貫通孔１３２の内径は、位置決め用ポスト２２２の外径（嵌合部２２５の外径）と略一致するように設定されている。ただし、位置決め用ポスト２２２は、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５を弾性変形させながら位置決め用貫通孔１３２に挿入されるので、実際には、位置決め用貫通孔１３２の内径は、位置決め用ポスト２２２の外径よりも若干大きく設定される。
【００３５】
剛性基板１１１には、それぞれ円形状に開口し、剛性基板１１１を厚み方向に貫通する逃し孔１４が複数形成されている。各逃し孔１４は、貫通孔１３に対応する各位置に各貫通孔１３と中心を一致させるように形成されており、各貫通孔１３と連通している。ここで、各貫通孔１３は各々に連通する逃し孔１４と内径が略一致する。そのため、剛性基板１１１における各逃し孔１４の周縁からは舌片１５が逃し孔１４内に張り出している。したがって、貫通孔１３にヘッダ２０のポスト２２が挿通された状態では、ポスト２２は貫通孔１３を通して逃し孔１４に挿入されることになり、逃し孔１４は、ポスト２２によって押し退けられた舌片１５を逃す。
【００３６】
導体パターン１２０は、可撓性基板１１２の厚み方向における剛性基板１１１とは反対側の面上に形成されている。導体パターン１２０は、各貫通孔１３に対応する位置にそれぞれパッド部１２を有し、さらに接続用貫通孔１３１に対応する位置に形成された各パッド部１２にそれぞれ接続されたリード部１２１を有している。各パッド部１２には、貫通孔１３の周縁から貫通孔１３内に張り出すように設けられた舌片１５が形成されている。リード部１２１は、それぞれ可撓性基板１１２の前端縁あるいは後端縁のうちパッド部１２から近い方の端縁まで前後方向に沿って延長され、可撓性基板１１２と共に剛性基板１１１の裏面側（上面側）に回り込んでいる。
【００３７】
なお、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５に形成されたパッド部１２は外周形状が円弧状であるのに対し、接続用貫通孔１３１内に張り出した舌片１５に形成されたパッド部１２は外周形状が十字形状のスリットに沿った形である。
【００３８】
ここにおいて、パッド部１２は、導電性だけでなく弾性（形状復元性）をも有するように、材料および厚み寸法が決められている。これにより、可撓性基板１１２のうち少なくともパッド部１２に形成された舌片１５には、弾性が付与されることになる。なお、舌片１５は、パッド部１２によらずに可撓性基板１１２自体の弾性によって弾性が付与されていてもよい。
【００３９】
導電性および弾性を有する材料としては、たとえば銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）などがある。本実施形態では、絶縁フィルムの一面上に形成された銅パターンにニッケルあるいはニッケル系合金のめっきが施されることにより、導電性および弾性を有するパッド部１２が形成されている。厚み寸法は、一例として絶縁フィルムが２５μｍ、銅パターンが８μｍ、ニッケルめっきが２μｍであるとするが、これらの値に限定されない。
【００４０】
舌片１５は、位置決め用貫通孔１３２については、貫通孔１３の周縁の少なくとも三方から貫通孔１３の中心に向けて張り出している。本実施形態では、位置決め用貫通孔１３２と接続用貫通孔１３１とのいずれについても、舌片１５は十字形状のスリットにて４分割されており、貫通孔１３の四方から貫通孔１３の中心に向けて張り出している。
【００４１】
次に、本実施形態のコネクタ装置１におけるソケット１０とヘッダ２０との結合方法について、図５を参照して説明する。
【００４２】
ソケット１０とヘッダ２０とを結合する際には、ユーザは、図５（ａ）のように互いに分離したソケット１０とヘッダ２０との位置を合わせ、ヘッダ２０とソケット１０とに互いに近づく向きの力を加える。
【００４３】
このとき、位置決め用ポスト２２２は、まず、図５（ｂ）に示すように導入部２２６が舌片１５を弾性変形させながら位置決め用貫通孔１３２に挿入される。ここで、位置決め用ポスト２２２は、上述したように基端側の嵌合部２２５よりも先端側の導入部２２６の方が細く形成されているため、位置決め用貫通孔１３２の中心から少しずれていても、導入部２２６を位置決め用貫通孔１３２に挿入することができる。
【００４４】
しかも、導入部２２６の先端面（頭部２２８の先端面）は、中心側ほど第１の面２１０から離れるように湾曲したドーム型であるから、位置決め用ポスト２２２は、位置決め用貫通孔１３２から多少外れていても位置決め用貫通孔１３２に誘導される。つまり、導入部２２６は、第１の面２１０に沿う面内において位置決め用貫通孔１３２から食み出していても、ソケット１０側に押し付けられれば、位置決め用貫通孔１３２の周縁に引っ掛かることなく位置決め用貫通孔１３２に導入されることになる。
【００４５】
導入部２２６は、位置決め用貫通孔１３２に挿入された状態では、位置決め用貫通孔１３２内に四方から張り出した舌片１５によって位置決め用貫通孔１３２の中心に付勢されるため、位置決め用ポスト２２２と位置決め用貫通孔１３２とは中心位置が合わせられる。このように、位置決め用貫通孔１３２に導入部２２６が挿入された図５（ｂ）の状態で、ヘッダ２０とソケット１０とは大雑把に位置決めが為される。
【００４６】
さらに、位置決め用ポスト２２２は、図５（ｃ）に示すように嵌合部２２５が位置決め用貫通孔１３２に嵌る位置まで、舌片１５を弾性変形させながら位置決め用貫通孔１３２に挿入される。ここで、位置決め用貫通孔１３２は、嵌合部２２５の外径に合わせて内径が設定されているので、図５（ｃ）の状態では、位置決め用ポスト２２２は、第１の面２１０に沿う平面内での移動が防止されることになる。つまり、位置決め用ポスト２２２は、嵌合部２２５が位置決め用貫通孔１３２に挿入された状態では、前後左右へのがたつきが生じることなく、第１の面２１０に沿う平面内で確実に位置決めされることになる。
【００４７】
図５（ｃ）の状態において、位置決め用ポスト２２２は、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５を、第１の面２１０に対して略垂直に跳ね上げる位置まで押し上げる。これにより、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５は、位置決め用貫通孔１３２の周縁から略垂直に折り曲げられた形に塑性変形し、位置決め用貫通孔１３２の周縁に連続する壁を形成するので、位置決め用ポスト２２２の傾きを防止するガイドとなる。したがって、位置決め用ポスト２２２は、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５によって、前後左右へのがたつきだけでなく、ヘッダ２０がソケット１０に対して傾く方向へのがたつきも防止され、より確実に位置決めされる。
【００４８】
しかも、本実施形態においては、貫通孔１３に連通する逃し孔１４が剛性基板１１１に形成されており、位置決め用貫通孔１３２に連通する逃し孔１４は位置決め用貫通孔１３２と内径が略一致している。つまり、位置決め用貫通孔１３２に連通する逃し孔１４は、位置決め用ポスト２２２の嵌合部２２５の外径に合わせて内径が設定されている。厳密には、位置決め用貫通孔１３２に連通する逃し孔１４の内径は、嵌合部２２５の外径に舌片１５の厚みの２倍を加えた寸法に設定されている。そのため、図５（ｃ）のように逃し孔１４に嵌合部２２５が嵌る位置まで位置決め用ポスト２２２が挿入されることにより、逃し孔１４は、内周面と嵌合部２２５の外周面との間に舌片１５を挟み込むことになる。
【００４９】
この状態において、位置決め用ポスト２２２は、位置決め用貫通孔１３２に挿通された状態で舌片１５に対して引っ掛かる部分がなく、舌片１５との間に生じる摩擦力のみで位置決め用貫通孔１３２から抜け止めされる。
【００５０】
さらに、位置決め用貫通孔１３２に位置決め用ポスト２２２が挿通されると、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５がパッド部１２を嵌合部２２５の外周面に押し付けるので、位置決め用ポスト２２２はパッド部１２と電気的に接続される。ただし、本実施形態では位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５のパッド部１２には、リード部１２１が接続されていないため、位置決め用ポスト２２２はソケット１０−ヘッダ２０間の電気的接続には寄与しない。
【００５１】
一方、接続用ポスト２２１は、位置決め用貫通孔１３２に導入部２２６が挿入された図５（ｂ）の状態から、位置決め用貫通孔１３２に嵌合部２２５が嵌った図５（ｃ）の状態にかけて、舌片１５を弾性変形させながら接続用貫通孔１３１に挿入される。このとき、接続用ポスト２２１は、先端側の頭部２２４が舌片１５を通過する（乗り越える）位置まで接続用貫通孔１３１に挿入される。頭部２２４が舌片１５を通過した図５（ｃ）の状態では、接続用貫通孔１３１内に張り出した舌片１５がパッド部１２を首部２２３の外周面に押し付けるので、接続用ポスト２２１はパッド部１２と電気的に接続される。これにより、ソケット１０とヘッダ２０とは電気的に接続される。
【００５２】
しかも、接続用ポスト２２１は、上述したように基端側の首部２２３より先端側の頭部２２４の方が太くなるマッシュルーム形状に形成されている。そのため、接続用ポスト２２１の接続用貫通孔１３１への挿入時に、接続用貫通孔１３１内に張り出した舌片１５を頭部２２４が通過すると、舌片１５がその弾性によって開口を狭めるように変形する。したがって、接続用ポスト２２１は、頭部２２４が舌片１５に引っ掛かり、接続用貫通孔１３１から抜け止めされ、ソケット１０とヘッダ２０とが機械的に結合される。
【００５３】
また、ソケット１０とヘッダ２０との結合を解除する際には、ユーザは、ヘッダ２０とソケット１０とに互いに離れる向きの力を加える。これにより、各ポスト２２は貫通孔１３から引き抜かれる。このとき、接続用ポスト２２１は、接続用貫通孔１３１内に張り出した舌片１５に頭部２２４が引っ掛かるものの、ある程度大きな力で引き抜かれれば、舌片１５が弾性変形することにより頭部２２４が接続用貫通孔１３１を通過する。位置決め用ポスト２２２は、上述のように舌片に対して引っ掛かる部分がなく、摩擦力のみで位置決め用貫通孔１３２から抜け止めされるので、摩擦力よりも大きな力で引き抜かれれば、位置決め用貫通孔１３２から抜ける。最終的には、図５（ａ）のようにソケット１０とヘッダ２０とは分離した状態となり、ソケット１０とヘッダ２０との機械的結合並びに電気的接続が解除される。
【００５４】
上述した構成のコネクタ装置１は、たとえばソケット１０が第１の回路基板（図示せず）に接続され、ヘッダ２０が第２の回路基板（図示せず）に接続されることにより、第１および第２の回路基板同士を機械的に結合し且つ電気的に接続するために用いられる。一例として第２の回路基板はコンピュータ（図示せず）のマザーボードであって、第１の回路基板はカメラ（図示せず）に接続されており、ソケット１０とヘッダ２０との結合時には、コンピュータとカメラとが接続される。
【００５５】
第１の回路基板は、フレキシブルプリント基板からなり、その上面側に形成された回路パターンに、ソケット基板１１の導体パターン１２０のリード部１２１が接続される。第２の回路基板は、リジッド基板からなり、その上面側に形成された回路パターンに、ヘッダ基板２１のスルーホール部２３３，２３６が半田付けされることにより、ヘッダ２０が表面実装される。これにより、第１の回路基板に対するヘッダ２０の固定と、電気的な接続とが同時に為されることになる。
【００５６】
以上説明した本実施形態のコネクタ装置１によれば、ソケット１０とヘッダ２０との結合時には、位置決め用ポスト２２２は、嵌合部２２５が嵌る位置まで位置決め用貫通孔１３２に挿入されることにより、第１の面２１０に沿う平面内で確実に位置決めされる。つまり、位置決め用貫通孔１３２は、嵌合部２２５の外径に合わせて内径が設定されているので、嵌合部２２５が位置決め用貫通孔１３２に嵌った状態では、ソケット１０に対してヘッダ２０が確実に位置決めされる。
【００５７】
また、嵌合部２２５が位置決め用貫通孔１３２に嵌った状態では、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５が押し上げられて位置決め用貫通孔１３２の周縁に連続する壁を形成するので、位置決め用ポスト２２２はより確実に位置決めされることになる。要するに、舌片１５は、位置決め用ポスト２２２の傾きを防止するガイドになるので、ソケット１０に対してヘッダ２０がより確実に位置決めされる。
【００５８】
さらに、本実施形態においては、位置決め用貫通孔１３２に連通する逃し孔１４も嵌合部２２５の外径に合わせて内径が設定されているので、逃し孔１４に嵌合部２２５が嵌った状態では、逃し孔１４は内周面と嵌合部２２５の外周面との間に舌片１５を挟み込む。したがって、舌片１５は、嵌合部２２５から離れる向きに倒れることがないので、位置決め用ポスト２２２の傾きを確実に防止でき、ソケット１０に対するヘッダ２０の位置決めが一層確実になる。
【００５９】
結果的に、本実施形態のコネクタ装置１は、ソケット１０とヘッダ２０との結合時に、相互の位置決めを確実に行うことができ、ヘッダ２０とソケット１０との間に相対的な位置ずれが生じることはない。そのため、本実施形態においては、ソケット１０とヘッダ２０とは、高い接続信頼性を実現できるという利点がある。
【００６０】
また、このコネクタ装置１は、位置決め用ポスト２２２が、嵌合部２２５の先端側に嵌合部２２５よりも細い導入部２２６を有しているため、ヘッダ２０とソケット１０とを結合する際の位置合わせが容易である。つまり、導入部２２６の外径は位置決め用貫通孔１３２の内径よりも小さいので、位置決め用ポスト２２２は、位置決め用貫通孔１３２の中心から少しずれていても、導入部２２６を位置決め用貫通孔１３２に挿入することができる。したがって、ユーザは、ヘッダ２０とソケット１０とを結合する際に、位置決め用ポスト２２２と位置決め用貫通孔１３２との位置を正確に合わせる必要がなく、大雑把に位置を合わせるだけでよい。導入部２２６が位置決め用貫通孔１３２に挿入されれば、舌片１５によって位置決め用ポスト２２２と位置決め用貫通孔１３２とは中心位置が合わせられる。
【００６１】
しかも、導入部２２６の先端面（頭部２２８の先端面）はドーム型に湾曲しているので、位置決め用ポスト２２２は、位置決め用貫通孔１３２から多少外れていても、先端が位置決め用貫通孔１３２の周縁に引っ掛かることなく位置決め用貫通孔１３２に導入される。そのため、コネクタ装置１は、位置決め用ポスト２２２の嵌合部２２５が位置決め用貫通孔１３２に嵌った状態ではソケット１０に対するヘッダ２０の位置決めを確実に行いながらも、ヘッダ２０とソケット１０との位置合わせが容易であるという利点がある。
【００６２】
さらにまた、本実施形態では、接続用ポスト２２１は、基端側の首部２２３より先端側の頭部２２４の方が太く形成されているので、頭部２２４が舌片１５を通過する位置まで接続用貫通孔１３１に挿入されることにより、接続用貫通孔１３１から抜け止めされる。そのため、接続用ポスト２２１は接続用貫通孔１３１から容易に抜けることがなく、この点でも、ヘッダ１０とソケット２０との接続信頼性は高くなる。
【００６３】
また、接続用ポスト２２１は第１の面２１０の長手方向に複数組並んで設けられており、位置決め用ポスト２２２は第１の面２１０の短手方向の中心に設けられているので、少ない個数の位置決め用ポスト２２２でソケット１０−ヘッダ２０間の位置決めが可能になる。つまり、位置決め用ポスト２２２は第１の面２１０の短手方向の中心に設けられているので、第１の面２１０の短手方向において１箇所でソケット１０−ヘッダ２０を位置決めすることができ、且つ安定した結合状態を実現することができる。
【００６４】
なお、頭部２２４が舌片１５に引っ掛かることにより、ヘッダ２０とソケット１０とが機械的に結合されるので、ソケット１０−ヘッダ２０間の結合強度は、舌片１５の弾性等によって調節することができる。したがって、上記コネクタ装置１では、ソケット１０やヘッダ２０の高さ寸法によらず、所望の結合強度を確保することができるので、ソケット１０やヘッダ２０の低背化を図ることができる。また、ソケット１０−ヘッダ２０の着脱作業時に、第１の面２１０に沿う面内でソケット１０とヘッダ２０とが相対的に移動させられることはないので、第１の面２１０に沿う面内でのコネクタ装置１の小型化を図ることができる。
【００６５】
ところで、本実施形態のコネクタ装置１においては、位置決め用ポスト２２２は、第１の面２１０からの突出量（高さ寸法）が接続用ポスト２２１に比べて大きく設定されている（図２参照）。さらに、本実施形態では、位置決め用ポスト２２２の嵌合部２２５のみに比べると、接続用ポスト２２１の方が大きくなるように両者の高さ寸法（第１の面２１０からの突出量）が設定されている。つまり、接続用ポスト２２１は、位置決め用ポスト２２２全体より低く嵌合部２２５よりは高く形成されている。
【００６６】
また、本実施形態においては、接続用ポスト２２１の首部２２３と位置決め用ポスト２２２の嵌合部２２５とは、ランド部２３１，２３４表面からの突出量については同一であり、ランド部２３１，２３４の厚み寸法によって第１の面２１０からの突出量が異なっている。すなわち、接続用ポスト２２１が形成されたランド部２３１は、位置決め用ポスト２２２が形成されたランド部２３４に比べて薄い。ここでは一例として、首部２２３、嵌合部２２５のランド部２３１，２３４からの突出量はいずれも１８７μｍ、ランド部２３１の厚み寸法は１０μｍ、ランド部２３４の厚み寸法は４７μｍに設定されているが、これらの数値は適宜変更可能である。なお、導入部２２６における首部２２７の高さ寸法は、たとえば７５μｍに設定される。
【００６７】
このように、接続用ポスト２２１が位置決め用ポスト２２２全体より第１の面２１０からの突出量が小さいことによって、ソケット１０とヘッダ２０とを結合する際には、接続用ポスト２２１よりも先に位置決め用ポスト２２２が貫通孔１３に挿入される。これにより、第１の面２１０に沿う面内でのソケット１０とヘッダ２０との相対的な位置がずれた状態で、接続用ポスト２２１がパッド部１２に接続されることを回避できる。要するに、接続用ポスト２２１は位置決め用ポスト２２２より後で貫通孔１３に挿入されるので、ソケット１０とヘッダ２０との相対的な位置が合ってから、ソケット１０−ヘッダ２０間が電気的に接続される。
【００６８】
次に、上述した本実施形態のコネクタ装置１の製造方法について説明する。
【００６９】
作業者は、まず、ヘッダ基板２１のもとになるリジッド基板の一表面（第１の面２１０に相当）上に、導体パターン２３を形成する（回路形成工程）。この回路形成工程において、作業者は、端面スルーホール構造のスルーホール部２３３，２３６を形成するために、リジッド基板のうちヘッダ基板２１の外周縁となるカットライン上に、厚み方向に貫通するスルーホールを形成する。さらに、作業者はこのスルーホールに対してめっき（たとえば無電解銅めっき）を施すことにより、スルーホールの内周面にスルーホール部２３３，２３６となるスルーホールめっきを形成する。
【００７０】
それから、作業者は、導体パターン２３上にめっきによりポスト２２を形成するために使用する第１のレジストを、リジッド基板の一表面上に形成する（第１のレジスト形成工程）。第１のレジスト形成工程では、作業者は、リジッド基板のうちポスト２２を形成する側の表面に形成された第１のレジストに、フォトリソグラフィ技術を用いてランド部２３１，２３４の各中央部を露出させる円形状に開口した成型孔を形成する。具体的には、第１のレジストは、リジッド基板上に積層され、露光、現像により所望の形状にパターニングすることができるネガ型のドライフィルムから形成される。
【００７１】
その後、作業者は、電気銅（Ｃｕ）めっきを施すことにより、ランド部２３１，２３４の表面に金属材料（ここでは銅）を析出させる（第１のめっき工程）。第１のめっき工程では、第１のレジストにおける成型孔に金属材料を充填することで接続用ポスト２２１の首部２２３と、位置決め用ポスト２２２の嵌合部２２５とを形成する。それから、作業者は、ポスト２２が形成された成型孔の部分を覆うように、第１のレジスト上に第２のレジストを形成する（第２のレジスト形成工程）。第２のレジスト形成工程では、作業者は、第２のレジストに、フォトリソグラフィ技術を用いて嵌合部２２５の中央部を露出させる円形状に開口した成型孔を形成する。この状態で、作業者は、電気銅めっきを施すことにより、嵌合部２２５よりも細い導入部２２６の首部２２７を形成する。
【００７２】
その後、作業者は、第２のレジストのうち接続用ポスト２２１を覆う部分を除去し、さらに電気銅めっきを施すことにより、成型孔の外側に接続用ポスト２２１の頭部２２４および位置決め用ポスト２２２の頭部２２８を形成する（第２のめっき工程）。つまり、レジストで覆われた部分を除き成型孔の開口面から金属材料が溢れるまで銅めっきが施されることにより、金属材料のうち成型孔から溢れた部分が頭部２２４，２２８となる。
【００７３】
第２のめっき工程後、作業者は、第１のレジストおよび第２のレジストを剥離する（レジスト剥離工程）。その後、作業者は、リジッド基板上に形成されているポスト２２に対してニッケルめっき、金（Ａｕ）めっきを施す。
【００７４】
最後に、作業者はリジッド基板から各ヘッダ基板２１をそれぞれ切り出す（ダイシング工程）。このダイシング工程において、ヘッダ基板２１はリジッド基板のうちスルーホールを結ぶカットラインでカットされることにより、端面スルーホール構造のスルーホール部２３３，２３６が形成される。
【００７５】
なお、第１および第２のめっき工程においては、電気銅めっきとして一般的に多く用いられている可溶性電極銅めっきではなく、不溶性電極銅めっきが用いられることが望ましい。つまり、可溶性の電極（銅極板）を使用する可溶性電極銅めっきでは、めっきと共に電極の形状が変化し、形成されるポスト２２の高さにばらつきが生じる可能性がある。これに対し、不溶性電極銅めっきは、通常酸化イリジウム電極を使用し、薬液で銅イオンを補充しながらめっきを行うことにより、電極の形状が変化しないため、ポスト２２の高さのばらつきを低減できる利点がある。
【００７６】
次に、ソケット１０の製造方法について説明する。
【００７７】
作業者は、まず、可撓性基板１１２のもとになる絶縁フィルムに貫通孔１３を形成する（貫通孔形成工程）。その後、作業者は、絶縁フィルムの一面上にめっきを施すことにより、パッド部１２を含む導体パターン１２０を形成する（パッドめっき工程）。このパッドめっき工程によって、可撓性基板１１２における貫通孔１３に対応する部分にパッド部１２による弾性が付与された舌片１５が形成される。
【００７８】
それから、作業者は、逃し孔１４が形成された剛性基板１１１に可撓性基板１１２を巻き付けて、接着剤により可撓性基板１１２を剛性基板１１１に貼り付けることによって、ソケット１０を形成する。
【００７９】
以上説明したコネクタ装置１の製造方法によれば、第１のめっき工程によって、接続用ポスト２２１の首部２２３と位置決め用ポスト２２２の嵌合部２２５とを同時に形成することができる。さらに、その後の第２のめっき工程によって、接続用ポスト２２１の頭部２２４と位置決め用ポスト２２２の頭部２２８とを同時に形成することができる。
【００８０】
要するに、互いに形状が異なるポスト２２が、一連の製造工程の中で、一部同時に形成される。したがって、互いに形状が異なるポスト２２を有するコネクタ装置１であっても、これらのポスト２２を全く別々に製造する場合に比べて、工数を減らすことができ、製造方法の簡略化を図ることができる。
【００８１】
ところで、上記実施形態では、ソケット基板１１は、剛性基板１１１と可撓性基板１１２との２層構造であるが、この例に限らず１層構造であってもよい。すなわち、ソケット基板１１は単一の基板から構成され、貫通孔１３の内側部分のみ薄肉に形成されることにより舌片１５が形成されてもよい。この構成では、剛性基板１１１に可撓性基板１１２を貼り付ける工程が不要になり、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００８２】
また、上記実施形態では、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５のパッド部１２は、ソケット１０−ヘッダ２０間の電気的接続には寄与していないが、この例に限定されない。つまり、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５のパッド部１２にリード部１２１が接続され、位置決め用ポスト２２２が位置決め用貫通孔１３２に挿通された状態でソケット１０−ヘッダ２０間の電気的接続に寄与する構成であってもよい。このように、位置決め用ポスト２２２が電気的な接続に用いられることにより、接続用ポスト２２１の個数を減らすことができ、コネクタ装置１の更なる小型化を図ることができる。
【００８３】
さらにまた、ポスト２２は、断面が円形となる円柱状に限らず、たとえば断面が多角形となる角柱状など、他の形状であってもよい。ここで、位置決め用ポスト２２２の導入部２２６は、上記実施形態のようなマッシュルーム形状に限らず、たとえば第１の面２１０に直交する方向において第１の面２１０から離れるほど細くなる先細り形状であってもよい。
【００８４】
各貫通孔１３に対応する部位に形成されるスリットの形状についても、十字形状に限らず、たとえば３本以上のスリットを互いの中心で交差させた形状や、星形状などでもあってもよい。このような形状のスリットであっても、貫通孔１３内に張り出した舌片１５は、貫通孔１３の周縁の少なくとも三方から貫通孔１３の中心に向けて張り出すことになる。
【００８５】
なお、上記実施形態にて例示したコネクタ装置１の各部の材料や寸法は一例であって、必要な機能・性能に応じて適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１ コネクタ装置
１０ ソケット
１１ ソケット基板
１２ パッド部
１４ 逃し孔
１５ 舌片
２０ ヘッダ
２１ ヘッダ基板
１１１ 剛性基板
１３１ 接続用貫通孔
１３２ 位置決め用貫通孔
２１０ 第１の面
２２１ 接続用ポスト
２２２ 位置決め用ポスト
２２３ 首部
２２４ 頭部
２２５ 嵌合部
２２６ 導入部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに機械的に結合され且つ電気的に接続されるソケットとヘッダとからなるコネクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のコネクタ装置は、たとえば一対の回路基板同士を、機械的に結合し且つ電気的に接続するために用いられている。すなわち、ソケットが接続された第１の回路基板と、ヘッダが接続された第２の回路基板とは、ヘッダがソケットに結合された状態で互いに電気的に接続される。
【０００３】
携帯電話機等の電子機器では、より一層の小型化、軽量化が求められており、これに伴い、電子機器内での回路基板接続用に一層の薄型化を図ったコネクタ装置が提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１記載のコネクタ装置（基板接続用コネクタ組立体）では、ヘッダ（雄コネクタ）は、ヘッダ基板（雄側基体）と、ヘッダ基板の表面に複数配列されたヘッダ端子（雄側端子）としてのポスト（バンプ）とを有している。ポストは、ヘッダ基板の表面から突出する断面円形状の首部と、この首部の先端に連続する頭部とを有し、所謂マッシュルーム形状に形成されている。ソケット（雌コネクタ）は、各ポストに対応する位置にそれぞれ貫通孔（切欠）が形成されたソケット基板（雌側基体）と、貫通孔の周縁部に形成されたパッド部（雌側端子）とを有している。
【０００５】
このコネクタ装置においては、貫通孔に挿通されたポストがソケットにおける貫通孔の周縁に引っ掛かることによりソケットとヘッダとを結合し、この状態でヘッダ端子とパッド部とが電気的に接続される。これにより、ポストの高さを低くしてもソケットとヘッダとを結合することができ、よって、コネクタ装置を薄型化できる。
【０００６】
ここで、特許文献１には、ヘッダ基板の長手方向の両端部に、円柱状の位置決め用のボスが形成され、ソケット基板の長手方向の両端部に、位置決め用のボスが嵌合されるガイド孔が形成されることが記載されている。ガイド孔は、ソケット基板の短手方向へのボスの移動をガイドするように長孔状に形成されている。この構成では、ヘッダとソケットとを結合する際に、位置決め用のボスはガイド孔に挿通され、ヘッダとソケットとの相互の位置決めに使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１３４１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記構成のコネクタ装置は、ソケット基板の短手方向においてガイド孔が位置決め用のボスの外径よりも大きく形成されているので、ボスがガイド孔の中でがたつくこととなる。すなわち、位置決めのボスは、少なくともソケット基板の短手方向においてはヘッダの移動を防止する機能はなく、コネクタ装置は、ヘッダとソケットとの間に相対的な位置ずれが生じることによって、ヘッダとソケットとの間の接続信頼性が低くなる可能性がある。
【０００９】
本発明は上記事由に鑑みて為されており、ヘッドとソケットとが結合された状態で高い接続信頼性を実現できるコネクタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のコネクタ装置は、互いに機械的に結合され且つ電気的に接続されるソケットとヘッダとを備え、前記ソケットは、厚み方向に貫通する貫通孔が複数形成されたソケット基板と、導電性材料からなるパッド部とを有し、前記ヘッダは、ヘッダ基板と、導電性材料からなり前記ヘッダ基板の厚み方向の一面である第１の面上における前記貫通孔に対応する各位置に設けられた柱状のポストとを有し、前記ソケット基板は、前記パッド部が形成され前記貫通孔の周縁から前記貫通孔内に張り出した弾性を有する舌片を具備し、複数の前記ポストは、前記ソケットと前記ヘッダとを電気的に接続する接続用ポストと、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際に前記ソケットに対して前記ヘッダを位置決めする位置決め用ポストとを含んでおり、複数の前記貫通孔は、前記接続用ポストに対応する位置に形成された接続用貫通孔と、前記位置決め用ポストに対応する位置に形成された位置決め用貫通孔とを含んでおり、前記接続用ポストは、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際には、前記舌片を弾性変形させながら前記接続用貫通孔に挿入され、前記パッド部と電気的に接続され、前記位置決め用ポストは、前記第１の面から突出する嵌合部を有し、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際には、前記嵌合部が前記位置決め用貫通孔に嵌る位置まで、前記舌片を弾性変形させながら前記位置決め用貫通孔に挿入され、前記舌片は、前記位置決め用貫通孔の周縁の少なくとも三方から前記位置決め用貫通孔内に張り出しており、前記位置決め用貫通孔は、前記嵌合部の外径に合わせて内径が設定されていることを特徴とする。
【００１１】
このコネクタ装置において、前記位置決め用ポストは、前記嵌合部の先端に連続し前記嵌合部よりも細い導入部を有していることが望ましい。
【００１２】
このコネクタ装置において、前記位置決め用ポストは、先端面が中心側ほど前記第１の面から離れるように湾曲していることがより望ましい。
【００１３】
このコネクタ装置において、前記接続用ポストは、前記第１の面から突出する首部と当該首部の先端に連続し前記首部よりも太い頭部とを有しており、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際には、少なくとも前記頭部が前記舌片を通過する位置まで前記接続用貫通孔に挿入されることがより望ましい。
【００１４】
このコネクタ装置において、前記ソケット基板は、剛性を有し前記位置決め用貫通孔に対応する位置に前記位置決め用貫通孔と連通する逃し孔が形成された剛性基板を有しており、前記舌片は、前記剛性基板の一表面において前記逃し孔内に張り出しており、前記位置決め用ポストは、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際には、前記嵌合部が前記逃し孔に嵌る位置まで、前記一表面側から前記舌片を弾性変形させながら前記位置決め用貫通孔に挿入され、前記逃し孔は、前記嵌合部が嵌った状態で内周面と前記嵌合部との間に前記舌片を挟み込むように、前記嵌合部の外径に合わせて内径が設定されていることがより望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、ヘッドとソケットとが結合された状態で高い接続信頼性を実現できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係るコネクタ装置の構成を示し、（ａ）はソケットとヘッダとが分離した状態の斜視図、（ｂ）はソケットとヘッダとが結合した状態の斜視図である。
【図２】実施形態に係るコネクタ装置の構成を示す正面図である。
【図３】実施形態に係るヘッダの構成を示す平面図である。
【図４】実施形態に係るソケットの構成を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図５】実施形態に係るコネクタ装置の結合動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本実施形態のコネクタ装置１は、図１および図２に示すように互いに機械的に結合され且つ電気的に接続されるソケット１０とヘッダ２０とを備えている。
【００１８】
ソケット１０は、一方向に長い短冊状のソケット基板１１と、導電性材料からなるパッド部１２（図４参照）とを有している。ヘッダ２０は、一方向に長い短冊状のヘッダ基板２１と、導電性材料からなりヘッダ基板２１の厚み方向の一面である第１の面２１０上に設けられた複数のポストとを有している。ポストには、ソケット１０−ヘッダ２０間を電気的に接続する接続用ポスト２２１と、ソケット１０−ヘッダ２０間の位置決めを行う位置決め用ポスト２２２との２種類（以下、各々を特に区別しないときには単に「ポスト２２」という）がある。
【００１９】
以下では、ソケット基板１１およびヘッダ基板２１の厚み方向を上下方向、長手方向を左右方向、短手方向を前後方向として、つまり図２の上下左右を上下左右とし、紙面に直交する方向を前後方向として説明する。ただし、これらの方向はコネクタ装置１の使用時の向きを限定する趣旨ではない。
【００２０】
ヘッダ基板２１は、たとえばガラスエポキシ基板（ＦＲ４）などの絶縁材料からなるリジッド基板により形成されている。このヘッダ基板２１において、図２に示すようにソケット基板１１と対向する面（上面）が第１の面２１０を構成する。ポスト２２は、ヘッダ基板２１の第１の面２１０から突出する柱状に形成されている。
【００２１】
接続用ポスト２２１は、第１の面２１０において左右方向に所定の間隔を空けて並ぶ複数個を１組として、前後方向に所定の間隔を空けて複数組設けられている。本実施形態のヘッダ２０においては、５個を１組として２組（計１０個）の接続用ポスト２２１が設けられている。ここで、前後方向に隣接する各組の接続用ポスト２２１同士は、互いに左右方向の位置がずれるように配置されている。この配置により、接続用ポスト２２１が配置される領域の面積を小さく抑えながらも、隣接する接続用ポスト２２１間の距離を比較的大きく確保することができる。
【００２２】
接続用ポスト２２１は、第１の面２１０から突出する首部２２３と、首部２２３の先端に連続する首部２２３よりも太い頭部２２４とを有している。ここでは、接続用ポスト２２１は、首部２２３と頭部２２４との各々の第１の面２１０に沿う断面が円形状に形成されており、その外径が首部２２３よりも頭部２２４で大きく設定されている。すなわち、接続用ポスト２２１は、基端側の首部２２３よりも先端側の頭部２２４の方が太く形成されることにより、所謂マッシュルーム形状に形成されている。なお、頭部２２４の先端面は、中心側ほど第１の面２１０から離れるように湾曲したドーム型に形成されている。
【００２３】
一方、位置決め用ポスト２２２は、第１の面２１０において接続用ポスト２２１が配置された領域の左右両側方にそれぞれ１個ずつ設けられている。つまり、接続用ポスト２２１は、第１の面２１０の長手方向において一対の位置決め用ポスト２２２に挟まれた領域内に、配置されている。ここで、各位置決め用ポスト２２２は、それぞれ第１の面２１０の前後方向（短手方向）の中心に配置されている。
【００２４】
位置決め用ポスト２２２は、第１の面２１０から突出する嵌合部２２５と、嵌合部２２５の先端に連続する嵌合部２２５よりも細い導入部２２６とを有している。ここでは、位置決め用ポスト２２２は、嵌合部２２５と導入部２２６との各々の第１の面２１０に沿う断面が円形状に形成されており、その外径が嵌合部２２５よりも導入部２２６で小さく設定されている。すなわち、位置決め用ポスト２２２は、基端側の嵌合部２２５よりも先端側の導入部２２６の方が細くなる先細り形状に形成されている。
【００２５】
さらに、本実施形態では、導入部２２６は、上述した接続用ポスト２２１と同様に、首部２２７および頭部２２８からなる所謂マッシュルーム形状に形成されている。頭部２２８の外径は嵌合部２２５よりも小さく、首部２２７よりも大きく設定されている。また、位置決め用ポスト２２２の先端面となる頭部２２８の先端面は、中心側ほど第１の面２１０から離れるように湾曲したドーム型に形成されている。
【００２６】
また、図３に示すように、ヘッダ基板２１における第１の面２１０上には導体パターン２３が形成されており、各ポスト２２はそれぞれ導体パターン２３上に形成されている。導体パターン２３は、ポスト２２に対応する各位置に形成されたランド部２３１，２３４と、ランド部２３１，２３４から引き出された引出部２３２，２３５と、ヘッダ基板２１の表裏面を貫通するスルーホール部２３３，２３６とからなる。
【００２７】
接続用ポスト２２１が形成されるランド部２３１に連続する引出部２３２は、それぞれヘッダ基板２１の前端部あるいは後端部のうちランド部２３１から近い方の端部まで前後方向に沿って延長されており、その先端がスルーホール部２３３に連続している。一方、位置決め用ポスト２２２が形成されるランド部２３４に連続する引出部２３５は、ヘッダ基板２１の四隅のうちランド部２３４から近い２つの角部に向けて延長され、その先端がスルーホール部２３６に連続している。
【００２８】
スルーホール部２３３，２３６は、ヘッダ基板２１の外周端面に導電性のめっきが施されることにより、ヘッダ基板２１の表裏面の導体パターン２３を電気的に接続する端面スルーホール構造であって、回路基板等へのヘッダ２０の実装時に用いられる。
【００２９】
ソケット基板１１は、図４に示すように厚み方向に貫通する貫通孔が複数形成されている。この貫通孔は、ソケット１０とヘッダ２０との結合時にヘッダ２０のポスト２２が挿通される孔であって、複数のポスト２２と対応する各位置にそれぞれ形成されている。貫通孔には、接続用ポスト２２１に対応する位置に形成された接続用貫通孔１３１と、位置決め用ポスト２２２に対応する位置に形成された位置決め用貫通孔１３２との２種類（以下、各々を特に区別しないときには単に「貫通孔１３」という）がある。
【００３０】
つまり、ソケット基板１１の厚み方向の一面において、接続用貫通孔１３１は接続用ポスト２２１と同様に２列配置され、位置決め用貫通孔１３２は接続用貫通孔１３１が形成された領域の左右両側方にそれぞれ１個ずつ形成されている。
【００３１】
また、ソケット基板１１は、図４に示すように剛性基板１１１と可撓性基板１１２とから構成されている。剛性基板１１１はたとえばステンレス鋼（ＳＵＳ材）製のリジッド基板からなり、この剛性基板１１１のうちヘッダ基板２１側になる面（図２の下面）に対して、シート状の可撓性基板１１２が貼り付けられることによりソケット基板１１が構成される。可撓性基板１１２は、可撓性を有するたとえばポリイミド樹脂製の絶縁フィルムの一面に、パッド部１２を含む導体パターン１２０が形成されたフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible printedcircuits）からなる。
【００３２】
なお、ここでは可撓性基板１１２は、剛性基板１１１と長手方向（左右方向）の寸法は同一であるが、剛性基板１１１に比べて短手方向の寸法が大きく形成されている。そのため、可撓性基板１１２は、剛性基板１１１の一表面（ヘッダ基板２１側の面）に貼り付けられた状態で、余った短手方向の両端部分が剛性基板１１１の裏面に回り込むように、剛性基板１１１に対して巻き付けられている。剛性基板１１１は、洋白（洋銀）製であってもよい。
【００３３】
貫通孔１３は、可撓性基板１１２に形成されている。本実施形態では、可撓性基板１１２のうち各貫通孔１３に対応する部位には、左右方向に延びるスリットと、前後方向に延びるスリットとが互いの中心で交差した十字形状のスリットが形成されている。言い換えれば、十字形状のスリットの４つの端部を通る円（スリットの外接円）の内側が貫通孔１３となり、貫通孔１３の周縁からは後述の舌片１５が貫通孔１３内に張り出すように設けられており、貫通孔１３内で舌片１５がスリットにて分離されている。さらに、貫通孔１３のうち位置決め用貫通孔１３２に関しては、左右方向のスリットと前後方向のスリットとの交点部分（位置決め用貫通孔１３２の中心部分）に、円形状の小孔がスリットと連続するように形成されている。
【００３４】
接続用貫通孔１３１においては、内径（つまり十字形状のスリットの一辺の長さ）は接続用ポスト２２１の外径（頭部２２４の外径）よりも大きく設定されている。一方、位置決め用貫通孔１３２は、位置決め用ポスト２２２の外径（嵌合部２２５の外径）に合わせて内径（つまり十字形状のスリットの一辺の長さ）が設定されている。具体的には、位置決め用貫通孔１３２の内径は、位置決め用ポスト２２２の外径（嵌合部２２５の外径）と略一致するように設定されている。ただし、位置決め用ポスト２２２は、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５を弾性変形させながら位置決め用貫通孔１３２に挿入されるので、実際には、位置決め用貫通孔１３２の内径は、位置決め用ポスト２２２の外径よりも若干大きく設定される。
【００３５】
剛性基板１１１には、それぞれ円形状に開口し、剛性基板１１１を厚み方向に貫通する逃し孔１４が複数形成されている。各逃し孔１４は、貫通孔１３に対応する各位置に各貫通孔１３と中心を一致させるように形成されており、各貫通孔１３と連通している。ここで、各貫通孔１３は各々に連通する逃し孔１４と内径が略一致する。そのため、剛性基板１１１における各逃し孔１４の周縁からは舌片１５が逃し孔１４内に張り出している。したがって、貫通孔１３にヘッダ２０のポスト２２が挿通された状態では、ポスト２２は貫通孔１３を通して逃し孔１４に挿入されることになり、逃し孔１４は、ポスト２２によって押し退けられた舌片１５を逃す。
【００３６】
導体パターン１２０は、可撓性基板１１２の厚み方向における剛性基板１１１とは反対側の面上に形成されている。導体パターン１２０は、各貫通孔１３に対応する位置にそれぞれパッド部１２を有し、さらに接続用貫通孔１３１に対応する位置に形成された各パッド部１２にそれぞれ接続されたリード部１２１を有している。各パッド部１２には、貫通孔１３の周縁から貫通孔１３内に張り出すように設けられた舌片１５が形成されている。リード部１２１は、それぞれ可撓性基板１１２の前端縁あるいは後端縁のうちパッド部１２から近い方の端縁まで前後方向に沿って延長され、可撓性基板１１２と共に剛性基板１１１の裏面側（上面側）に回り込んでいる。
【００３７】
なお、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５に形成されたパッド部１２は外周形状が円弧状であるのに対し、接続用貫通孔１３１内に張り出した舌片１５に形成されたパッド部１２は外周形状が十字形状のスリットに沿った形である。
【００３８】
ここにおいて、パッド部１２は、導電性だけでなく弾性（形状復元性）をも有するように、材料および厚み寸法が決められている。これにより、可撓性基板１１２のうち少なくともパッド部１２に形成された舌片１５には、弾性が付与されることになる。なお、舌片１５は、パッド部１２によらずに可撓性基板１１２自体の弾性によって弾性が付与されていてもよい。
【００３９】
導電性および弾性を有する材料としては、たとえば銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）などがある。本実施形態では、絶縁フィルムの一面上に形成された銅パターンにニッケルあるいはニッケル系合金のめっきが施されることにより、導電性および弾性を有するパッド部１２が形成されている。厚み寸法は、一例として絶縁フィルムが２５μｍ、銅パターンが８μｍ、ニッケルめっきが２μｍであるとするが、これらの値に限定されない。
【００４０】
舌片１５は、位置決め用貫通孔１３２については、貫通孔１３の周縁の少なくとも三方から貫通孔１３の中心に向けて張り出している。本実施形態では、位置決め用貫通孔１３２と接続用貫通孔１３１とのいずれについても、舌片１５は十字形状のスリットにて４分割されており、貫通孔１３の四方から貫通孔１３の中心に向けて張り出している。
【００４１】
次に、本実施形態のコネクタ装置１におけるソケット１０とヘッダ２０との結合方法について、図５を参照して説明する。
【００４２】
ソケット１０とヘッダ２０とを結合する際には、ユーザは、図５（ａ）のように互いに分離したソケット１０とヘッダ２０との位置を合わせ、ヘッダ２０とソケット１０とに互いに近づく向きの力を加える。
【００４３】
このとき、位置決め用ポスト２２２は、まず、図５（ｂ）に示すように導入部２２６が舌片１５を弾性変形させながら位置決め用貫通孔１３２に挿入される。ここで、位置決め用ポスト２２２は、上述したように基端側の嵌合部２２５よりも先端側の導入部２２６の方が細く形成されているため、位置決め用貫通孔１３２の中心から少しずれていても、導入部２２６を位置決め用貫通孔１３２に挿入することができる。
【００４４】
しかも、導入部２２６の先端面（頭部２２８の先端面）は、中心側ほど第１の面２１０から離れるように湾曲したドーム型であるから、位置決め用ポスト２２２は、位置決め用貫通孔１３２から多少外れていても位置決め用貫通孔１３２に誘導される。つまり、導入部２２６は、第１の面２１０に沿う面内において位置決め用貫通孔１３２から食み出していても、ソケット１０側に押し付けられれば、位置決め用貫通孔１３２の周縁に引っ掛かることなく位置決め用貫通孔１３２に導入されることになる。
【００４５】
導入部２２６は、位置決め用貫通孔１３２に挿入された状態では、位置決め用貫通孔１３２内に四方から張り出した舌片１５によって位置決め用貫通孔１３２の中心に付勢されるため、位置決め用ポスト２２２と位置決め用貫通孔１３２とは中心位置が合わせられる。このように、位置決め用貫通孔１３２に導入部２２６が挿入された図５（ｂ）の状態で、ヘッダ２０とソケット１０とは大雑把に位置決めが為される。
【００４６】
さらに、位置決め用ポスト２２２は、図５（ｃ）に示すように嵌合部２２５が位置決め用貫通孔１３２に嵌る位置まで、舌片１５を弾性変形させながら位置決め用貫通孔１３２に挿入される。ここで、位置決め用貫通孔１３２は、嵌合部２２５の外径に合わせて内径が設定されているので、図５（ｃ）の状態では、位置決め用ポスト２２２は、第１の面２１０に沿う平面内での移動が防止されることになる。つまり、位置決め用ポスト２２２は、嵌合部２２５が位置決め用貫通孔１３２に挿入された状態では、前後左右へのがたつきが生じることなく、第１の面２１０に沿う平面内で確実に位置決めされることになる。
【００４７】
図５（ｃ）の状態において、位置決め用ポスト２２２は、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５を、第１の面２１０に対して略垂直に跳ね上げる位置まで押し上げる。これにより、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５は、位置決め用貫通孔１３２の周縁から略垂直に折り曲げられた形に塑性変形し、位置決め用貫通孔１３２の周縁に連続する壁を形成するので、位置決め用ポスト２２２の傾きを防止するガイドとなる。したがって、位置決め用ポスト２２２は、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５によって、前後左右へのがたつきだけでなく、ヘッダ２０がソケット１０に対して傾く方向へのがたつきも防止され、より確実に位置決めされる。
【００４８】
しかも、本実施形態においては、貫通孔１３に連通する逃し孔１４が剛性基板１１１に形成されており、位置決め用貫通孔１３２に連通する逃し孔１４は位置決め用貫通孔１３２と内径が略一致している。つまり、位置決め用貫通孔１３２に連通する逃し孔１４は、位置決め用ポスト２２２の嵌合部２２５の外径に合わせて内径が設定されている。厳密には、位置決め用貫通孔１３２に連通する逃し孔１４の内径は、嵌合部２２５の外径に舌片１５の厚みの２倍を加えた寸法に設定されている。そのため、図５（ｃ）のように逃し孔１４に嵌合部２２５が嵌る位置まで位置決め用ポスト２２２が挿入されることにより、逃し孔１４は、内周面と嵌合部２２５の外周面との間に舌片１５を挟み込むことになる。
【００４９】
この状態において、位置決め用ポスト２２２は、位置決め用貫通孔１３２に挿通された状態で舌片１５に対して引っ掛かる部分がなく、舌片１５との間に生じる摩擦力のみで位置決め用貫通孔１３２から抜け止めされる。
【００５０】
さらに、位置決め用貫通孔１３２に位置決め用ポスト２２２が挿通されると、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５がパッド部１２を嵌合部２２５の外周面に押し付けるので、位置決め用ポスト２２２はパッド部１２と電気的に接続される。ただし、本実施形態では位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５のパッド部１２には、リード部１２１が接続されていないため、位置決め用ポスト２２２はソケット１０−ヘッダ２０間の電気的接続には寄与しない。
【００５１】
一方、接続用ポスト２２１は、位置決め用貫通孔１３２に導入部２２６が挿入された図５（ｂ）の状態から、位置決め用貫通孔１３２に嵌合部２２５が嵌った図５（ｃ）の状態にかけて、舌片１５を弾性変形させながら接続用貫通孔１３１に挿入される。このとき、接続用ポスト２２１は、先端側の頭部２２４が舌片１５を通過する（乗り越える）位置まで接続用貫通孔１３１に挿入される。頭部２２４が舌片１５を通過した図５（ｃ）の状態では、接続用貫通孔１３１内に張り出した舌片１５がパッド部１２を首部２２３の外周面に押し付けるので、接続用ポスト２２１はパッド部１２と電気的に接続される。これにより、ソケット１０とヘッダ２０とは電気的に接続される。
【００５２】
しかも、接続用ポスト２２１は、上述したように基端側の首部２２３より先端側の頭部２２４の方が太くなるマッシュルーム形状に形成されている。そのため、接続用ポスト２２１の接続用貫通孔１３１への挿入時に、接続用貫通孔１３１内に張り出した舌片１５を頭部２２４が通過すると、舌片１５がその弾性によって開口を狭めるように変形する。したがって、接続用ポスト２２１は、頭部２２４が舌片１５に引っ掛かり、接続用貫通孔１３１から抜け止めされ、ソケット１０とヘッダ２０とが機械的に結合される。
【００５３】
また、ソケット１０とヘッダ２０との結合を解除する際には、ユーザは、ヘッダ２０とソケット１０とに互いに離れる向きの力を加える。これにより、各ポスト２２は貫通孔１３から引き抜かれる。このとき、接続用ポスト２２１は、接続用貫通孔１３１内に張り出した舌片１５に頭部２２４が引っ掛かるものの、ある程度大きな力で引き抜かれれば、舌片１５が弾性変形することにより頭部２２４が接続用貫通孔１３１を通過する。位置決め用ポスト２２２は、上述のように舌片に対して引っ掛かる部分がなく、摩擦力のみで位置決め用貫通孔１３２から抜け止めされるので、摩擦力よりも大きな力で引き抜かれれば、位置決め用貫通孔１３２から抜ける。最終的には、図５（ａ）のようにソケット１０とヘッダ２０とは分離した状態となり、ソケット１０とヘッダ２０との機械的結合並びに電気的接続が解除される。
【００５４】
上述した構成のコネクタ装置１は、たとえばソケット１０が第１の回路基板（図示せず）に接続され、ヘッダ２０が第２の回路基板（図示せず）に接続されることにより、第１および第２の回路基板同士を機械的に結合し且つ電気的に接続するために用いられる。一例として第２の回路基板はコンピュータ（図示せず）のマザーボードであって、第１の回路基板はカメラ（図示せず）に接続されており、ソケット１０とヘッダ２０との結合時には、コンピュータとカメラとが接続される。
【００５５】
第１の回路基板は、フレキシブルプリント基板からなり、その上面側に形成された回路パターンに、ソケット基板１１の導体パターン１２０のリード部１２１が接続される。第２の回路基板は、リジッド基板からなり、その上面側に形成された回路パターンに、ヘッダ基板２１のスルーホール部２３３，２３６が半田付けされることにより、ヘッダ２０が表面実装される。これにより、第１の回路基板に対するヘッダ２０の固定と、電気的な接続とが同時に為されることになる。
【００５６】
以上説明した本実施形態のコネクタ装置１によれば、ソケット１０とヘッダ２０との結合時には、位置決め用ポスト２２２は、嵌合部２２５が嵌る位置まで位置決め用貫通孔１３２に挿入されることにより、第１の面２１０に沿う平面内で確実に位置決めされる。つまり、位置決め用貫通孔１３２は、嵌合部２２５の外径に合わせて内径が設定されているので、嵌合部２２５が位置決め用貫通孔１３２に嵌った状態では、ソケット１０に対してヘッダ２０が確実に位置決めされる。
【００５７】
また、嵌合部２２５が位置決め用貫通孔１３２に嵌った状態では、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５が押し上げられて位置決め用貫通孔１３２の周縁に連続する壁を形成するので、位置決め用ポスト２２２はより確実に位置決めされることになる。要するに、舌片１５は、位置決め用ポスト２２２の傾きを防止するガイドになるので、ソケット１０に対してヘッダ２０がより確実に位置決めされる。
【００５８】
さらに、本実施形態においては、位置決め用貫通孔１３２に連通する逃し孔１４も嵌合部２２５の外径に合わせて内径が設定されているので、逃し孔１４に嵌合部２２５が嵌った状態では、逃し孔１４は内周面と嵌合部２２５の外周面との間に舌片１５を挟み込む。したがって、舌片１５は、嵌合部２２５から離れる向きに倒れることがないので、位置決め用ポスト２２２の傾きを確実に防止でき、ソケット１０に対するヘッダ２０の位置決めが一層確実になる。
【００５９】
結果的に、本実施形態のコネクタ装置１は、ソケット１０とヘッダ２０との結合時に、相互の位置決めを確実に行うことができ、ヘッダ２０とソケット１０との間に相対的な位置ずれが生じることはない。そのため、本実施形態においては、ソケット１０とヘッダ２０とは、高い接続信頼性を実現できるという利点がある。
【００６０】
また、このコネクタ装置１は、位置決め用ポスト２２２が、嵌合部２２５の先端側に嵌合部２２５よりも細い導入部２２６を有しているため、ヘッダ２０とソケット１０とを結合する際の位置合わせが容易である。つまり、導入部２２６の外径は位置決め用貫通孔１３２の内径よりも小さいので、位置決め用ポスト２２２は、位置決め用貫通孔１３２の中心から少しずれていても、導入部２２６を位置決め用貫通孔１３２に挿入することができる。したがって、ユーザは、ヘッダ２０とソケット１０とを結合する際に、位置決め用ポスト２２２と位置決め用貫通孔１３２との位置を正確に合わせる必要がなく、大雑把に位置を合わせるだけでよい。導入部２２６が位置決め用貫通孔１３２に挿入されれば、舌片１５によって位置決め用ポスト２２２と位置決め用貫通孔１３２とは中心位置が合わせられる。
【００６１】
しかも、導入部２２６の先端面（頭部２２８の先端面）はドーム型に湾曲しているので、位置決め用ポスト２２２は、位置決め用貫通孔１３２から多少外れていても、先端が位置決め用貫通孔１３２の周縁に引っ掛かることなく位置決め用貫通孔１３２に導入される。そのため、コネクタ装置１は、位置決め用ポスト２２２の嵌合部２２５が位置決め用貫通孔１３２に嵌った状態ではソケット１０に対するヘッダ２０の位置決めを確実に行いながらも、ヘッダ２０とソケット１０との位置合わせが容易であるという利点がある。
【００６２】
さらにまた、本実施形態では、接続用ポスト２２１は、基端側の首部２２３より先端側の頭部２２４の方が太く形成されているので、頭部２２４が舌片１５を通過する位置まで接続用貫通孔１３１に挿入されることにより、接続用貫通孔１３１から抜け止めされる。そのため、接続用ポスト２２１は接続用貫通孔１３１から容易に抜けることがなく、この点でも、ヘッダ１０とソケット２０との接続信頼性は高くなる。
【００６３】
また、接続用ポスト２２１は第１の面２１０の長手方向に複数組並んで設けられており、位置決め用ポスト２２２は第１の面２１０の短手方向の中心に設けられているので、少ない個数の位置決め用ポスト２２２でソケット１０−ヘッダ２０間の位置決めが可能になる。つまり、位置決め用ポスト２２２は第１の面２１０の短手方向の中心に設けられているので、第１の面２１０の短手方向において１箇所でソケット１０−ヘッダ２０を位置決めすることができ、且つ安定した結合状態を実現することができる。
【００６４】
なお、頭部２２４が舌片１５に引っ掛かることにより、ヘッダ２０とソケット１０とが機械的に結合されるので、ソケット１０−ヘッダ２０間の結合強度は、舌片１５の弾性等によって調節することができる。したがって、上記コネクタ装置１では、ソケット１０やヘッダ２０の高さ寸法によらず、所望の結合強度を確保することができるので、ソケット１０やヘッダ２０の低背化を図ることができる。また、ソケット１０−ヘッダ２０の着脱作業時に、第１の面２１０に沿う面内でソケット１０とヘッダ２０とが相対的に移動させられることはないので、第１の面２１０に沿う面内でのコネクタ装置１の小型化を図ることができる。
【００６５】
ところで、本実施形態のコネクタ装置１においては、位置決め用ポスト２２２は、第１の面２１０からの突出量（高さ寸法）が接続用ポスト２２１に比べて大きく設定されている（図２参照）。さらに、本実施形態では、位置決め用ポスト２２２の嵌合部２２５のみに比べると、接続用ポスト２２１の方が大きくなるように両者の高さ寸法（第１の面２１０からの突出量）が設定されている。つまり、接続用ポスト２２１は、位置決め用ポスト２２２全体より低く嵌合部２２５よりは高く形成されている。
【００６６】
また、本実施形態においては、接続用ポスト２２１の首部２２３と位置決め用ポスト２２２の嵌合部２２５とは、ランド部２３１，２３４表面からの突出量については同一であり、ランド部２３１，２３４の厚み寸法によって第１の面２１０からの突出量が異なっている。すなわち、接続用ポスト２２１が形成されたランド部２３１は、位置決め用ポスト２２２が形成されたランド部２３４に比べて薄い。ここでは一例として、首部２２３、嵌合部２２５のランド部２３１，２３４からの突出量はいずれも１８７μｍ、ランド部２３１の厚み寸法は１０μｍ、ランド部２３４の厚み寸法は４７μｍに設定されているが、これらの数値は適宜変更可能である。なお、導入部２２６における首部２２７の高さ寸法は、たとえば７５μｍに設定される。
【００６７】
このように、接続用ポスト２２１が位置決め用ポスト２２２全体より第１の面２１０からの突出量が小さいことによって、ソケット１０とヘッダ２０とを結合する際には、接続用ポスト２２１よりも先に位置決め用ポスト２２２が貫通孔１３に挿入される。これにより、第１の面２１０に沿う面内でのソケット１０とヘッダ２０との相対的な位置がずれた状態で、接続用ポスト２２１がパッド部１２に接続されることを回避できる。要するに、接続用ポスト２２１は位置決め用ポスト２２２より後で貫通孔１３に挿入されるので、ソケット１０とヘッダ２０との相対的な位置が合ってから、ソケット１０−ヘッダ２０間が電気的に接続される。
【００６８】
次に、上述した本実施形態のコネクタ装置１の製造方法について説明する。
【００６９】
作業者は、まず、ヘッダ基板２１のもとになるリジッド基板の一表面（第１の面２１０に相当）上に、導体パターン２３を形成する（回路形成工程）。この回路形成工程において、作業者は、端面スルーホール構造のスルーホール部２３３，２３６を形成するために、リジッド基板のうちヘッダ基板２１の外周縁となるカットライン上に、厚み方向に貫通するスルーホールを形成する。さらに、作業者はこのスルーホールに対してめっき（たとえば無電解銅めっき）を施すことにより、スルーホールの内周面にスルーホール部２３３，２３６となるスルーホールめっきを形成する。
【００７０】
それから、作業者は、導体パターン２３上にめっきによりポスト２２を形成するために使用する第１のレジストを、リジッド基板の一表面上に形成する（第１のレジスト形成工程）。第１のレジスト形成工程では、作業者は、リジッド基板のうちポスト２２を形成する側の表面に形成された第１のレジストに、フォトリソグラフィ技術を用いてランド部２３１，２３４の各中央部を露出させる円形状に開口した成型孔を形成する。具体的には、第１のレジストは、リジッド基板上に積層され、露光、現像により所望の形状にパターニングすることができるネガ型のドライフィルムから形成される。
【００７１】
その後、作業者は、電気銅（Ｃｕ）めっきを施すことにより、ランド部２３１，２３４の表面に金属材料（ここでは銅）を析出させる（第１のめっき工程）。第１のめっき工程では、第１のレジストにおける成型孔に金属材料を充填することで接続用ポスト２２１の首部２２３と、位置決め用ポスト２２２の嵌合部２２５とを形成する。それから、作業者は、ポスト２２が形成された成型孔の部分を覆うように、第１のレジスト上に第２のレジストを形成する（第２のレジスト形成工程）。第２のレジスト形成工程では、作業者は、第２のレジストに、フォトリソグラフィ技術を用いて嵌合部２２５の中央部を露出させる円形状に開口した成型孔を形成する。この状態で、作業者は、電気銅めっきを施すことにより、嵌合部２２５よりも細い導入部２２６の首部２２７を形成する。
【００７２】
その後、作業者は、第２のレジストのうち接続用ポスト２２１を覆う部分を除去し、さらに電気銅めっきを施すことにより、成型孔の外側に接続用ポスト２２１の頭部２２４および位置決め用ポスト２２２の頭部２２８を形成する（第２のめっき工程）。つまり、レジストで覆われた部分を除き成型孔の開口面から金属材料が溢れるまで銅めっきが施されることにより、金属材料のうち成型孔から溢れた部分が頭部２２４，２２８となる。
【００７３】
第２のめっき工程後、作業者は、第１のレジストおよび第２のレジストを剥離する（レジスト剥離工程）。その後、作業者は、リジッド基板上に形成されているポスト２２に対してニッケルめっき、金（Ａｕ）めっきを施す。
【００７４】
最後に、作業者はリジッド基板から各ヘッダ基板２１をそれぞれ切り出す（ダイシング工程）。このダイシング工程において、ヘッダ基板２１はリジッド基板のうちスルーホールを結ぶカットラインでカットされることにより、端面スルーホール構造のスルーホール部２３３，２３６が形成される。
【００７５】
なお、第１および第２のめっき工程においては、電気銅めっきとして一般的に多く用いられている可溶性電極銅めっきではなく、不溶性電極銅めっきが用いられることが望ましい。つまり、可溶性の電極（銅極板）を使用する可溶性電極銅めっきでは、めっきと共に電極の形状が変化し、形成されるポスト２２の高さにばらつきが生じる可能性がある。これに対し、不溶性電極銅めっきは、通常酸化イリジウム電極を使用し、薬液で銅イオンを補充しながらめっきを行うことにより、電極の形状が変化しないため、ポスト２２の高さのばらつきを低減できる利点がある。
【００７６】
次に、ソケット１０の製造方法について説明する。
【００７７】
作業者は、まず、可撓性基板１１２のもとになる絶縁フィルムに貫通孔１３を形成する（貫通孔形成工程）。その後、作業者は、絶縁フィルムの一面上にめっきを施すことにより、パッド部１２を含む導体パターン１２０を形成する（パッドめっき工程）。このパッドめっき工程によって、可撓性基板１１２における貫通孔１３に対応する部分にパッド部１２による弾性が付与された舌片１５が形成される。
【００７８】
それから、作業者は、逃し孔１４が形成された剛性基板１１１に可撓性基板１１２を巻き付けて、接着剤により可撓性基板１１２を剛性基板１１１に貼り付けることによって、ソケット１０を形成する。
【００７９】
以上説明したコネクタ装置１の製造方法によれば、第１のめっき工程によって、接続用ポスト２２１の首部２２３と位置決め用ポスト２２２の嵌合部２２５とを同時に形成することができる。さらに、その後の第２のめっき工程によって、接続用ポスト２２１の頭部２２４と位置決め用ポスト２２２の頭部２２８とを同時に形成することができる。
【００８０】
要するに、互いに形状が異なるポスト２２が、一連の製造工程の中で、一部同時に形成される。したがって、互いに形状が異なるポスト２２を有するコネクタ装置１であっても、これらのポスト２２を全く別々に製造する場合に比べて、工数を減らすことができ、製造方法の簡略化を図ることができる。
【００８１】
ところで、上記実施形態では、ソケット基板１１は、剛性基板１１１と可撓性基板１１２との２層構造であるが、この例に限らず１層構造であってもよい。すなわち、ソケット基板１１は単一の基板から構成され、貫通孔１３の内側部分のみ薄肉に形成されることにより舌片１５が形成されてもよい。この構成では、剛性基板１１１に可撓性基板１１２を貼り付ける工程が不要になり、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００８２】
また、上記実施形態では、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５のパッド部１２は、ソケット１０−ヘッダ２０間の電気的接続には寄与していないが、この例に限定されない。つまり、位置決め用貫通孔１３２内に張り出した舌片１５のパッド部１２にリード部１２１が接続され、位置決め用ポスト２２２が位置決め用貫通孔１３２に挿通された状態でソケット１０−ヘッダ２０間の電気的接続に寄与する構成であってもよい。このように、位置決め用ポスト２２２が電気的な接続に用いられることにより、接続用ポスト２２１の個数を減らすことができ、コネクタ装置１の更なる小型化を図ることができる。
【００８３】
さらにまた、ポスト２２は、断面が円形となる円柱状に限らず、たとえば断面が多角形となる角柱状など、他の形状であってもよい。ここで、位置決め用ポスト２２２の導入部２２６は、上記実施形態のようなマッシュルーム形状に限らず、たとえば第１の面２１０に直交する方向において第１の面２１０から離れるほど細くなる先細り形状であってもよい。
【００８４】
各貫通孔１３に対応する部位に形成されるスリットの形状についても、十字形状に限らず、たとえば３本以上のスリットを互いの中心で交差させた形状や、星形状などでもあってもよい。このような形状のスリットであっても、貫通孔１３内に張り出した舌片１５は、貫通孔１３の周縁の少なくとも三方から貫通孔１３の中心に向けて張り出すことになる。
【００８５】
なお、上記実施形態にて例示したコネクタ装置１の各部の材料や寸法は一例であって、必要な機能・性能に応じて適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１ コネクタ装置
１０ ソケット
１１ ソケット基板
１２ パッド部
１４ 逃し孔
１５ 舌片
２０ ヘッダ
２１ ヘッダ基板
１１１ 剛性基板
１３１ 接続用貫通孔
１３２ 位置決め用貫通孔
２１０ 第１の面
２２１ 接続用ポスト
２２２ 位置決め用ポスト
２２３ 首部
２２４ 頭部
２２５ 嵌合部
２２６ 導入部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに機械的に結合され且つ電気的に接続されるソケットとヘッダとを備え、
前記ソケットは、厚み方向に貫通する貫通孔が複数形成されたソケット基板と、導電性材料からなるパッド部とを有し、
前記ヘッダは、ヘッダ基板と、導電性材料からなり前記ヘッダ基板の厚み方向の一面である第１の面上における前記貫通孔に対応する各位置に設けられた柱状のポストとを有し、
前記ソケット基板は、前記パッド部が形成され前記貫通孔の周縁から前記貫通孔内に張り出した弾性を有する舌片を具備し、
複数の前記ポストは、前記ソケットと前記ヘッダとを電気的に接続する接続用ポストと、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際に前記ソケットに対して前記ヘッダを位置決めする位置決め用ポストとを含んでおり、
複数の前記貫通孔は、前記接続用ポストに対応する位置に形成された接続用貫通孔と、前記位置決め用ポストに対応する位置に形成された位置決め用貫通孔とを含んでおり、
前記接続用ポストは、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際には、前記舌片を弾性変形させながら前記接続用貫通孔に挿入され、前記パッド部と電気的に接続され、
前記位置決め用ポストは、前記第１の面から突出する嵌合部を有し、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際には、前記嵌合部が前記位置決め用貫通孔に嵌る位置まで、前記舌片を弾性変形させながら前記位置決め用貫通孔に挿入され、
前記舌片は、前記位置決め用貫通孔の周縁の少なくとも三方から前記位置決め用貫通孔内に張り出しており、
前記位置決め用貫通孔は、前記嵌合部の外径に合わせて内径が設定されていることを特徴とするコネクタ装置。
【請求項２】
前記位置決め用ポストは、前記嵌合部の先端に連続し前記嵌合部よりも細い導入部を有していることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ装置。
【請求項３】
前記位置決め用ポストは、先端面が中心側ほど前記第１の面から離れるように湾曲していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコネクタ装置。
【請求項４】
前記接続用ポストは、前記第１の面から突出する首部と当該首部の先端に連続し前記首部よりも太い頭部とを有しており、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際には、少なくとも前記頭部が前記舌片を通過する位置まで前記接続用貫通孔に挿入されることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ装置。
【請求項５】
前記ソケット基板は、剛性を有し前記位置決め用貫通孔に対応する位置に前記位置決め用貫通孔と連通する逃し孔が形成された剛性基板を有しており、
前記舌片は、前記剛性基板の一表面において前記逃し孔内に張り出しており、
前記位置決め用ポストは、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際には、前記嵌合部が前記逃し孔に嵌る位置まで、前記一表面側から前記舌片を弾性変形させながら前記位置決め用貫通孔に挿入され、
前記逃し孔は、前記嵌合部が嵌った状態で内周面と前記嵌合部との間に前記舌片を挟み込むように、前記嵌合部の外径に合わせて内径が設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のコネクタ装置。
【請求項１】
互いに機械的に結合され且つ電気的に接続されるソケットとヘッダとを備え、
前記ソケットは、厚み方向に貫通する貫通孔が複数形成されたソケット基板と、導電性材料からなるパッド部とを有し、
前記ヘッダは、ヘッダ基板と、導電性材料からなり前記ヘッダ基板の厚み方向の一面である第１の面上における前記貫通孔に対応する各位置に設けられた柱状のポストとを有し、
前記ソケット基板は、前記パッド部が形成され前記貫通孔の周縁から前記貫通孔内に張り出した弾性を有する舌片を具備し、
複数の前記ポストは、前記ソケットと前記ヘッダとを電気的に接続する接続用ポストと、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際に前記ソケットに対して前記ヘッダを位置決めする位置決め用ポストとを含んでおり、
複数の前記貫通孔は、前記接続用ポストに対応する位置に形成された接続用貫通孔と、前記位置決め用ポストに対応する位置に形成された位置決め用貫通孔とを含んでおり、
前記接続用ポストは、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際には、前記舌片を弾性変形させながら前記接続用貫通孔に挿入され、前記パッド部と電気的に接続され、
前記位置決め用ポストは、前記第１の面から突出する嵌合部を有し、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際には、前記嵌合部が前記位置決め用貫通孔に嵌る位置まで、前記舌片を弾性変形させながら前記位置決め用貫通孔に挿入され、
前記舌片は、前記位置決め用貫通孔の周縁の少なくとも三方から前記位置決め用貫通孔内に張り出しており、
前記位置決め用貫通孔は、前記嵌合部の外径に合わせて内径が設定されていることを特徴とするコネクタ装置。
【請求項２】
前記位置決め用ポストは、前記嵌合部の先端に連続し前記嵌合部よりも細い導入部を有していることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ装置。
【請求項３】
前記位置決め用ポストは、先端面が中心側ほど前記第１の面から離れるように湾曲していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコネクタ装置。
【請求項４】
前記接続用ポストは、前記第１の面から突出する首部と当該首部の先端に連続し前記首部よりも太い頭部とを有しており、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際には、少なくとも前記頭部が前記舌片を通過する位置まで前記接続用貫通孔に挿入されることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ装置。
【請求項５】
前記ソケット基板は、剛性を有し前記位置決め用貫通孔に対応する位置に前記位置決め用貫通孔と連通する逃し孔が形成された剛性基板を有しており、
前記舌片は、前記剛性基板の一表面において前記逃し孔内に張り出しており、
前記位置決め用ポストは、前記ソケットと前記ヘッダとが結合される際には、前記嵌合部が前記逃し孔に嵌る位置まで、前記一表面側から前記舌片を弾性変形させながら前記位置決め用貫通孔に挿入され、
前記逃し孔は、前記嵌合部が嵌った状態で内周面と前記嵌合部との間に前記舌片を挟み込むように、前記嵌合部の外径に合わせて内径が設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のコネクタ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−６９４６２（Ｐ２０１３−６９４６２Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０５６６３（Ｐ２０１１−２０５６６３）
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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