专利名称：压配合端子及连接构造的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将连接器等的连接端子无软钎料接合在印刷线路板等上的压配合端子及连接构造。
背景技术：
以前，在安装印刷线路板等电子部件、形成电子电路的基板上，采用连接端子用以与外部电连接。连接端子大多是集中多个来形成连接器。连接端子往基板上的安装，大多不仅是电连接，而且也要求机械强度。为此，连接端子大多不是安装在基板表面、而是插入贯通基板形成的通孔中使用。
插入通孔中的连接端子，大多还用软钎焊以确保电连接和机械强度。采用的软钎料，大多是铅(Pb)40％左右、锡(Sn)60％左右的共晶软钎料。但是，近年来，在避免使用铅的无铅的趋势下，对连接端子软钎焊时，要求采用不含铅的软钎料。不含铅的软钎料，一般情况下，接合所必需的温度比共晶软钎料要高。用于连接端子的软钎焊的温度高，则会担心对印刷线路板等上形成电子电路的部件等带来不好的影响。为此，即使进行软钎焊也能进行可靠性高的电连接的压配合端子被人们所关注(参照例如专利文献1或专利文献2)。
专利文献1中公布了一种构成，是在由于基板的多层化而基板的板厚变厚时，为了防止由压配合端子向通孔内壁面部的压接部沿厚度方向在1处产生弯矩而使基板翻转，因此在厚度方向设置多个压接部。专利文献2中公布了一种构成，是将压配合端子的前端附近的主体部分割成2部分，可以相互错开地与通孔内壁面部接触。
专利文献1实开平2-119514号公报专利文献2专利第2911043号公报将使用压配合端子的压配合连接器等采用到车载控制微机等得以发展。利用内燃机的汽车中也进行各种电子控制，控制微机使用很多。再有，在效率良好的状态运转内燃机，发电也并行进行，剩余电力被蓄电，用内燃机和电力马达从而获得驱动力的混合方式也被实用化，大电力控制成为必要。再有，为了使用燃料电池发电、用电力马达从而获得驱动力的方式得以实用化，大电力控制成为必要。不仅大电力控制是必要的，在用于与外部连接用等的连接器中，无铅化和制品的低成本化等也是必要的，从而更期望使用压配合连接器。
不过，专利文献1或专利文献2所公开的现有的压配合端子，以在小信号系中使用为目的被开发出来。
专利文献1和专利文献2等的构成中，即使能减少与通孔的内壁面部的接触电阻，也不能增加压配合端子自身的容许电流。专利文献1中，在压配合端子的插过方向设置多个压接部，因此必须增大基板的厚度。专利文献2中，通孔的形状若不是正圆，则可以推定的是不能充分获得接触电阻的减少效果。大电力控制的必要性，不仅是在车载控制微机，而且在各种电气装置中谋求省电和节能等方面，今后都会日益增大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能增大容许电流并可减少与通孔的接触电阻的压配合端子及连接构造。
根据本发明的一实施方案，压配合端子插入基板上形成的通孔中。该压配合端子，具备端子本体和至少3个突起部。上述至少3个突起部从上述端子本体的表面向外侧突出。至少一部分的上述突起部，在与上述端子本体的插入方向相交叉的方向上隔开间隔设置。
根据上述的构成，增多了与通孔的内壁面的接触的地方、减少接触电阻。能减少与通孔的接触电阻，因此，可增大端子基体的剖面面积、增大容许电流，能进行大电流的通电。
根据本发明的一实施方案，压配合端子插入基板上形成的通孔中。该压配合端子具有端子本体与突起部。端子本体具有可插入上述通孔中的大致板状的形状。突起部从上述端子本体的主向的表面向外侧突出。在上述端子本体的一方表面上，在上述端子本体的宽度方向上相互隔开间隔地排列有至少2个突起部。
根据上述的构成，因为端子本体具有大致板状的形状，所以能增大端子本体的宽度方向而增大容许电流。在一方表面上沿上述端子本体的宽度方向相互隔开间隔地排列有至少2个突起部，因此，能够降低接触电阻。
另外，根据本发明的一实施方案，可以从上述端子本体的与一方表面相对的另一方表面突出至少1个突出部。另外，设置在上述端子本体上另一方表面上的上述至少1个突起部，可以夹上述端子方体，被设置在与一方表面上所设置的突起部间形成的空隙相对一侧的部位。
根据上述构成，能够在通孔内保证稳定的接触状态。
另外，根据本发明的一实施方案，上述突起部可以还设在上述端子本体的宽度方向的表面上。
根据该构成，能增加通孔内壁面部与压配合端子的接触地方。
并且，根据本发明的一实施方案，压配合端子插入基板上形成的通孔中。该压配合端子具备电导通的端子本体和从上述端子本体前端附近分支的多个分支部。上述各个分支部具有压配合形状。
根据该构成，在多个分支部与通孔之间得到的容许电流增大几倍。
另外，根据本发明的一实施方案，连接构造具备设有基板和压配合端子。上述基板，具有由通用的连接盘相互电连接的多个通孔。上述压配合端子具有电导通的端子本体和从端子本体的前端附近分支的多个分支部。上述各分支部具有压配合形状。在将各分支部插入各通孔中的状态下，各分支部与通孔的内壁面部压接。
根据该结构，可能进行大电流通电。
图1是表示作为本发明的一实施例的压配合端子11的概略形状及使用状态的局部的主视图、侧视图、平面剖视图及斜视图。
图2是表示作为本发明的另一实施例的压配合端子31的概略形状及使用状态的部分的主视图、侧视图、平面剖视图及斜视图。
图3是表示作为本发明的再一实施例的压配合端子41的概略构成的前端部分的斜视图。
图4是表示形成图1及图2的压配合端子11、31的突起部13的冲压加工用模的概略构成的剖视图。
图5是表示利用图1～图3的压配合端子11、31、41的形状形成的外部连接用连接器70的概略使用状态的侧面剖视图。
图6是表示利用图1～图3的压配合端子11、31、41的形状形成的中转用连接器80的概略使用状态的侧面剖视图。
图7是表示在将1个分支部43插入到1个通孔50中之前的状态的放大图及表示将分支部43插入到通孔50中后的状态的剖视图。
图8是表示本发明的一实施例的电子设备111的概略图。
图中11、31、41-压配合端子；12、42-端子本体；13、32、46-突起部；15、35-角部；16-外表面部；20、50、75、85-通孔；22、52-内壁面部；43-分支部；60-素材；61-上模；64-下模；70-外部连接用连接器；71、72-连接器端子；73-壳体；74、83、84-基板；80-中转用连接器；81-中转端子；82-绝缘体。
具体实施例方式
图1表示作为本发明的一实施例的压配合端子11的概略形状及使用状态。图1(a)及图1(b)分别表示正面看及侧面看前端部分。图1(c)表示以与长度方向垂直的剖面表示压配合端子11的使用状态。图1(d)表示斜视压配合端子11的前端部分的构造。
如图1(a)所示，压配合端子11，具有大致板状的端子本体12。作为材料，使用弹性及导电性高的铜合金等。如图1(b)所示，从端子本体12的表面，多个突起部13向外方突出。在从压配合端子11的宽度方向观察时，突起部13具有大致半圆柱形状。端子本体12，也可以图1(a)所示的宽度比图1(b)所示的厚度大。这时，与实开平2-119514及日本专利2911043相比，压配合端子11的突起部13具有较大的剖面面积。因此，压配合端子11与内壁面部22之间的接触部分可具有较大的容许电流。端子本体12的前端，形成尖状的前端部分14。
如图1(c)所示，多个突起部13，在至少一方表面侧沿板状的宽度方向隔开间隔设置多个，在另一方的表面侧，突起部13设置在与至少一方表面侧的间隔所对应的部分。如图示那样，也可以在突起部13之间形成有凹部。这种剖面形状的压配合端子11，往具有长圆形的剖面形状的通孔20中插入时，能在突起部13的角部15和外表面部16等进行电连接。端子本体12，剖面形状为矩形，能以空间上有富余的状态插入通孔20内。通孔20，由铜等导电性材料形成，具有从外围绕着基板表面开口部的连接盘部21和包覆着基板的贯通孔内周面的内壁面部22。通常，用蚀刻法和添加法等在电绝缘性基板表面形成连接盘部21后，用电沉积法等在贯通孔的内周面形成内壁面部22。内壁面部22的厚度为几十μm左右。从端子本体12的表面交替突出的突起部13，与通孔20的内壁面部22压接，进行电连接。通孔20的剖面形状为长圆形，则内壁面部22，其平面部分相对置，以突起部13面接触平坦的外表面部16。
通过这样的面接触，压配合端子11能获得现有技术的几十倍的接触面积。由于接触面积的增加，能抑制由大电力通电带来的接合部分发热。
图1(c)，表示突起部13最突出的位置附近的剖面构造。突起部13，如果从端子本体12的一侧表面最低限突出2个、从另一侧表面，沿2个的中间位置突出，则突起部13与内壁面部22之间的接触稳定。若从两表面只突出各1个突起部13，则要担心端子本体12的宽度方向相对于通孔20的长圆的延长方向倾斜。突起部13至少从一侧表面突出2个以上，从另一侧表面突出1个以上，则整体上有3个以上突起部13与通孔20的内壁面部22接触，与只有2个突起部6的如图7所示的压配合端子1相比较，能减少接触电阻。通孔20的剖面形状即使不是长圆而是椭圆形，也能由突起部13的弹性变形保持在角部15的接触，减少接触电阻。
图2表示作为本发明的另一实施例的压配合端子31的概略形状及使用状态。图2(a)及图2(b)分别表示正面看及侧面看前端部分。图2(c)表示以与长度方向垂直的剖面表示压配合端子31的使用状态。图2(d)表示斜视压配合端子31的前端部分的构造。本实施例中，对与图1的实施例相对应的部分附以同一参照符号，省略重复说明。
本实施例的压配合端子31，在图1的压配合端子11的端子本体12的前端部分，追加了向侧方突出的突起部32。压配合端子31是对角外径比通孔20的内径小的方棒状，且由磷青铜等具有高弹性与高导电性的金属材料制成。压配合端子31是通过冲压加工对带状的金属材料进行冲裁而形成的，且其宽度与板厚大致相同。突起部32，用冲裁用的跳步模(级进模)，在压配合端子31上将压配合端子31的宽度方向的两侧向外方扩大而形成扩径孔33。在压配合端子31的使用状态中，如图2(c)所示，向宽度方向突出的突起部32也与通孔20的内壁面部22弹性接触而形成压接部，能有助于电连接、减少接触电阻。
再有，由于突起部32与通孔20的内壁面部22相压接的是内壁面部22为凹曲面的部分，因此只有角部35接触。对角部35施以R倒角，则突起部32以凸曲面与凹曲面的内壁面部22接触，能增大接触面积、减少接触电阻。还有，即使通孔20的剖面形状为椭圆和其他形状等，而突起部13和突起部32等所接触的内壁面部22为凹曲面，也通过使突起部13和突起部32的外表面形状形成适合于该凹曲面的凸曲面，从而能增大接触面积、减少接触电阻。
另外，图1的压配合端子11中，宽度方向的两侧不与通孔20的内壁面部22的曲面部分接触，因此，在形成连接器等时，根据连接器的固定状态，有时会在宽度方向产生所谓的别紧力，突起部13相对于内壁面部22发生细微滑动。若发生细微滑动，则接触部分会发生氧化而劣化，与此相关会增加接触电阻。通过在宽度方向也形成突起部32，从而能防止细微滑动。
图3表示作为本发明的再一实施例的压配合端子41的外观构成。本实施例的压配合端子41，宽度宽的端子本体42的前端侧分支成多个且岔开形成分支部43。各分支部43，能例如图7所示那样形成。图7A是表示在将1个分支部43插入到1个通孔50中之前的状态的放大图。图7B是表示将分支部43插入到通孔50中后的状态的剖视图。剖面矩形状的各分支部43具有尖状的前端部分44和由于形成扩径孔45而向宽度方向突出的突出部46。突起部46在宽度方向上具有比通孔50的内径大的外径。通孔50以与分支部43相对应的间隔形成在通用的连接盘部51上。各通孔50具有包覆贯通孔的内周面的内壁面部52。
在将压配合端子41插入通孔50中时，各分支部43的突起部46与内壁面部52弹性压接。由此，在突起部46与内壁面部52之间能进行电连接。在通孔50是正圆、突起部46均匀形成在各分支部43的宽度方向两侧的情况下，如图7B所示，4个角部58形成有连接部。压配合端子41具有多个分支部43，因此，在压配合端子41与内面壁部50之间会存在多个电连接部。其结果，作为整体能够降低接触电阻。
另外，即使各分支部43上形成的突起部46为单数，只要分支部43在3个以上，则也能在比压配合端子41更多的连接地方进行电连接，降低接触电阻。
再有，分支部43分开的宽度宽的端子本体42，还能获得散热效果。若在突起部46和内壁面部52的接触部分流过大电流，则由于接触电阻而带来发热，接触部分的温度上升。接触电阻在温度上升的同时增大，因此温度再上升，接触电阻再增大。利用在端子本体42的散热能抑制温度上升，因此还能降低由于温度上升产生的接触电阻的增加。
另外，通孔50，只要贯穿基板就能形成多个贯通孔。在具有图1和图2等所示的长圆状剖面形状的通孔20和具有椭圆状剖面形状的通孔中，在基板上相邻形成多个贯通孔后，还需要精加工以使内周面圆滑地连接。
图4表示用于形成图1及图2的压配合端子11、31的突起部13的冲压模的概略构成。压配合端子11、31，可以由如上所述的铜合金等素材60以顺序方式的冲压加工冲裁形成。冲压加工，分为多个工序，以在冲压机的每一个行程进行顺次工序的方式连续进行。在其工序之一中，用上模61所设置的凸部62及凹部63与下模64所设置的凸部65及凹部66夹着素材60，能形成向素材60的厚度方向突出的突起部13。为了使突起部13交替形成，可以将上模61的凸部62与下模64的凹部66相对置，将上模61的凹部63与下模64的凸部65相对置。
各实施例的压配合端子11、31、41，不仅用冲压加工，还能用切削加工、放电加工、电解加工、激光加工、蚀刻加工等形成。加工成基本形状的压配合端子11、31、41还要施以镍和金、铑、锡等的金属镀等表面处理。
图5表示使用多个以上说明的各实施例的压配合端子11、31、41的外部连接用连接器70的概略构成。外部连接用连接器70，包括一端侧形成与压配合端子11、31、41任意一个同样端子形状、另一端侧形成规定的连接用端子形状的作为连接端子的多个连接器端子71、72，和保持固定多个连接器端子71、72的壳体73。壳体73，将连接器端子71、72一端侧插入基板74上形成的通孔75中而连接，另一端侧以电绝缘的状态保持固定，以使规定的连接器可以进行安装拆卸。基板74与连接器端子71、72的连接，只要在通孔75中插入连接器端子71、72就可完成，能获得高的可靠性，因此，能不受如用软钎焊接合时的加热影响，以高生产性将连接器70安装在基板74上。各连接器端子71、72，耐大电力通电，因此能将连接器70使用于大电力控制的用途。
图6表示利用与各实施例的压配合端子11、31、41同样的压配合端子形状的中转用连接器80的概略构成。中转用连接器80，包括多个两端具有与压配合端子11、31、41任意一个同样形状的中转端子81、和使该多个连接端子81隔开间隔保持的绝缘体82。绝缘体82，能使两基板83、84及中转端子81保持在电绝缘的状态，以使在对置的基板83、84间能由中转端子81进行电中转。只要将各中转端子81的两端分别插入基板83、84上设置的通孔85中，就能完成基板83、84间的电连接。
图8是表示本发明的一实施例的电子设备111的概略图。电子设备111具有设有多个贯通孔116的电路基板115与连接器。电子设备101被安装在基板115上，相互以布线相连接。上述连接器具有壳体112、端子113a、插入贯通孔116中的压配合端子113。端子113a因为在壳体112内突出，所以能够将其他的雌连接器连接在壳体112上。各压配合端子113的端部113b具有与上述的压配合端子11、31、41中任一个相同的形状。
权利要求
1.一种压配合端子，是插入基板上形成的通孔中的压配合端子，其特征在于具备端子本体和从上述端子本体表面向外侧突出的至少3个突起部；至少一部分的上述突起部，在与上述端子本体的插入方向相交叉的方向上隔开间隔设置。
2.根据权利要求1所述的压配合端子，其特征在于上述端子本体，具有比通孔内径小的外径，上述突起部，在将端子本体插入通孔中的状态下、与通孔的内壁面部压接。
3.根据权利要求1所述的压配合端子，其特征在于在将压配合端子插入通孔中时，上述至少一部分的突起部与通孔的内壁面部面接触。
4.根据权利要求1所述的压配合端子，其特征在于在将压配合端子插入通孔中时，突起部可以弹性变形。
5.根据权利要求1所述的压配合端子，其特征在于上述端子本体具有相对的第1面、第2面，从端子本体的上述第1面突出至少2个上述突出部，从端子本体的上述第2面突出至少1个上述突出部。
6.根据权利要求5所述的压配合端子，其特征在于从上述第2面突出的上述突起部被形成在从上述第1面突出的上述突起部之间形成的空隙的相对侧的位置。
7.根据权利要求5所述的压配合端子，其特征在于第2面在突起面之间区划形成凹部。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的压配合端子，其特征在于各突起部具有大致半圆柱形状。
9.根据权利要求5～7中任一项所述的压配合端子，其特征在于端子本体还具有相对的第3面、第4面，至少1个突出部从各第3面、第4面突出。
10.一种压配合端子，是插入基板上形成的通孔中的压配合端子，其特征在于具有可插入上述通孔中的呈大致板状形状的端子本体、和从上述端子本体的厚度方向的表面向外侧突出的突起部；在上述端子本体的一方表面上，沿上述端子本体的宽度方向相互隔开间隔地排列有至少2个上述突起部。
11.根据权利要求10所述的压配合端子，其特征在于上述突起部，在将端子本体插入通孔中的状态下、与通孔的内壁面部压接。
12.根据权利要求10所述的压配合端子，其特征在于从上述端子本体的与一方表面相对的另一方表面突出至少1个突出部，设置在上述端子本体的另一方表面上的上述至少1个的突起部，夹着上述端子本体，被设置在与一方表面上所设置的突起部间形成的空隙相对侧的部位。
13.根据权利要求10～12中任一项所述的压配合端子，其特征在于上述突起部还设置在上述端子本体的宽度方向的表面上。
14.一种压配合端子，是插入基板上形成的通孔中、相对该通孔进行电连接的压配合端子，其特征在于具备电导通的端子本体和从上述端子本体前端附近分支的多个分支部；上述各个分支部具有压配合形状。
15.根据权利要求14所述的压配合端子，其特征在于各分支部，在将各分支部插入通孔中的状态下、与通孔的内壁面部压接。
16.一种连接构造，其特征在于具备设有通孔的基板和插入到通孔中的压配合端子；压配合端子，具有端子本体和从端子本体表面向外侧突出的至少3个突起部；至少一部分的上述突起部，在与上述端子本体的插入方向相交叉的方向上隔开间隔设置。
17.根据权利要求16所述的压配合端子，其特征在于上述突起部，在将端子本体插入通孔中的状态下、与通孔的内壁面部压接。
18.根据权利要求16所述的压配合端子，其特征在于在将端子本体插入通孔中的状态下，上述至少一部分的突起部与通孔的内壁面部面接触。
19.根据权利要求16～18中任意一项所述的压配合端子，其特征在于通孔具有剖面长圆形状的内壁面部，通孔具有直线部分，上述至少一部分的突起部与该直线部分的内壁面部面接触。
20.一种连接构造，其特征在于具有设有由通用的连接盘相互电连接的多个通孔的基板、和压配合端子，上述压配合端子具有导电性的端子本体和从端子本体的前端附近分支的多个分支部；上述各分支部具有压配合形状，在将各分支部插入各通孔中的状态下，各分支部与上述通孔的内壁面部压接。
21.一种电子设备，其特征在于具备设有通孔的电路基板和插入到通孔中的压配合端子；上述压配合端子，具有端子本体和从上述端子本体表面向外侧突出的至少3个突起部；至少一部分的上述突起部，在与上述端子本体的插入方向相交叉的方向上隔开间隔设置。
22.一种电子设备，其特征在于具有设有由通用的连接盘相互电连接的多个通孔的电路基板、和压配合端子，上述压配合端子具有导电性的端子本体和从上述端子本体的前端附近分支的多个分支部；上述分支部分别具有压配合形状，在将各分支部插入各通孔中的状态下，各分支部与通孔的内壁面压接。
全文摘要
本发明提供一种能增大容许电流、减少与通孔的接触电阻的压配合端子及连接构造。压配合端子(11)的端子本体(12)，宽度比厚度大，增大剖面面积，能使容许电流增大。多个突起部(13)，往具有长圆形的剖面形状的通孔(20)中插入时，能在角部(15)和外表面部(16)等进行电连接。内壁面部(22)，其平面部分相对置，能以突起部(13)面接触平坦的外表面部(16)。通过面接触，与只在角部(15)接触相比较，能获得几十倍的接触面积。
文档编号H01R43/16GK1610185SQ20041008690
公开日2005年4月27日 申请日期2004年10月20日 优先权日2003年10月21日
发明者渡边弘道, 深津佳史, 西冈安夫 申请人:富士通天株式会社