JP2002335086A

JP2002335086A - 基板装着具

Info

Publication number: JP2002335086A
Application number: JP2001137465A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Owada; 篤大和田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2002-11-22
Anticipated expiration: 2021-05-08
Also published as: JP3970550B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の熱応力による損傷を防止し、筐体から
容易に取り外すことができるとともに基板から筐体に接
地することができる基板装着具を得る。【解決手段】基板１１とほぼ同一の熱膨張率を有する
金属製のキャリア１４は、基板１１が半田１３によって
接着されているキャリア本体１７と、ねじ１５によって
筐体１２にとめられている取付部１６と、キャリア本体
１７及び取付部１６の間に設けられた狭小部２０とを有
しており、キャリア１４と筐体１２との熱膨張率の違い
によって生じる熱応力を狭小部２０が変形することによ
って吸収し、この熱応力によって基板１１が損傷するこ
とを防止する。また、ねじ１５を用いることによりキャ
リア１４を基板１１とともに筐体１２から容易に取り外
すことができる。さらに、基板１１は半田１３でキャリ
ア１４が金属製であるので、基板１１から筐体１２に接
地することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、基板、特に低温
焼成基板を筐体に装着する装着具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、低温焼成基板は通常、被装着体で
ある筐体に装着される。低温焼成基板が筐体に装着され
る際には接着剤が用いられ、低温焼成基板が筐体に接着
剤を介して接着される。低温焼成基板は縦弾性係数及び
破壊靭性等の機械的強度が筐体に比べて弱く、熱膨張率
が筐体に比べて小さい。

【０００３】図７は、従来の基板が筐体に装着された状
態を示す正面図である。図において、基板１は、筐体２
に接着剤３により接着されている。また、基板１は低温
で焼成されて成る焼成体である。

【０００４】筐体２は例えばアルミニウムで構成され、
この筐体２の熱膨張率は基板１の熱膨張率よりも大きく
なっている。また、筐体２は縦弾性係数及び破壊靭性と
もに基板１よりも大きくなっている。

【０００５】接着剤３は、シリコン系の柔らかい電気絶
縁性接着剤である。基板１の焼成体の熱膨張率は筐体２
のアルミニウムの熱膨張率に比べて小さいため、基板１
と筐体２とが固着した後、これらの間で熱応力が発生
し、縦弾性係数及び破壊靭性ともに小さい基板１が破損
する可能性があるので、柔らかい接着剤を介してこの熱
応力を吸収するようにして、基板１の破損を防止してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の構成では、例えば基板１自体に何らかの不良部分が
発見されたり、基板１を筐体２に取り付ける際に基板１
に損傷が与えられたりして、基板１を筐体２から取り外
す必要が生じる場合があるが、基板１が筐体２に接着剤
３によって接着されているので、基板１を取り外すこと
が困難であるという問題点があった。

【０００７】また、基板１を筐体２から容易に取り外し
できるようにするために、ねじ止めによって基板１を直
接筐体２に取り付けると、基板１及び筐体２に発生する
熱応力を吸収する部分がなくなるので、基板１がこの熱
応力によって破損する可能性があるという問題点があっ
た。

【０００８】また、基板１を筐体２に電気的に接地する
必要がある場合には、接着剤３は電気絶縁性の接着剤で
あるため接着剤３を介して筐体２に接地ができないとい
う問題点があった。

【０００９】そこでこの発明は、上記のような問題点を
解決することを課題とするもので、被装着体への基板の
取付け取り外しが容易にでき、熱応力による基板の破損
を防止するとともに基板が被装着体に接地可能な基板装
着具を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る基板装着
具は、被装着体に前記被装着体と熱膨張率の異なる基板
を装着する基板装着具であって、前記基板が接着剤によ
り接着されるキャリア本体及び前記キャリア本体の周縁
部に設けられた複数の取付部を有したキャリアと、前記
キャリアを前記被装着体に取り付ける取付部材とを備
え、前記キャリアは、前記基板とほぼ同一の熱膨張率を
有しており、前記キャリア本体及び前記取付部の間に狭
小部が設けられ、前記狭小部が変形することにより前記
被装着体及び前記キャリアの熱膨張率の違いによって生
じる熱応力を吸収するようになっているものである。

【００１１】また、前記取付部は、棒状の前記取付部材
の周りを回動可能となっている。

【００１２】また、前記キャリアは、金属製である。

【００１３】また、前記接着剤は、導電性を有してい
る。

【００１４】また、前記接着剤は、半田である。

【００１５】また、前記狭小部は、前記被装着体の前記
キャリアを取り付ける面に垂直方向に沿って溝部を設け
ることにより形成されている。

【００１６】また、前記溝部は、前記垂直方向に沿って
みたときに矩形状となっている。

【００１７】また、前記溝部は、前記垂直方向に沿って
みたときに三角形状となっている。

【００１８】また、前記溝部は、前記垂直方向に沿って
みたときに円弧状となっている。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明するが、各実施の形態における同一あるいは相
当する部位又は部材には、同一符号を付している。

【００２０】実施の形態１．図１は、この発明の実施の
形態１に係る基板装着具を用いて基板を筐体に装着した
状態を示す正面図であり、図２は、図１の基板を筐体に
装着した状態の斜視図である。図１及び図２において、
基板１１は基板装着具１８を介して被装着体であるアル
ミニウム製の筐体１２に装着されている。基板装着具１
８は、基板１１が接着剤１３によって接着されているキ
ャリア本体１７及びこのキャリア本体１７の周縁部に設
けられた取付部１６を有しているキャリア１４と、取付
部１６を筐体１２に取り付ける取付部材であるねじ１５
とを備えている。

【００２１】基板１１は、低温で焼成された焼成体であ
り、キャリア１４とほぼ同一の熱膨張率を有している。
また、基板１１は筐体１２より縦弾性係数及び破壊靭性
等の機械的強度、また熱膨張率が筐体１２に比べて小さ
い。さらに、基板１１は接地の必要な電気的回路を有し
ている。

【００２２】接着剤１３は、導電性を有しており、例え
ば半田等の固化して接着するものである。

【００２３】キャリア１４は、基板１１とほぼ同一の熱
膨張率を有する金属（例えば、鉄−ニッケル合金（鉄５
４％、コバルト１７％、ニッケル２９％の成分組成の合
金））であり、ねじ１５によって筐体１２に取り付けら
れている。また、キャリア本体１７は板状であり、一方
の面に基板１１が接着剤１３によって接着され、他方の
面に筐体１２が接触している。さらに、取付部１６はキ
ャリア本体１７の周縁四隅に設けられており、取付部１
６のほぼ中央には、キャリア本体１７の板厚方向に貫通
孔１６ａが設けられている。

【００２４】図３は、基板装着具１８の取付部１６部分
の詳細を示す拡大図である。図３において、取付部１６
は、この取付部１６よりも狭い幅の狭小部２０を介して
キャリア本体に設けられている。この狭小部２０は、キ
ャリア本体１７及び取付部１６の間に両側からキャリア
１４及び筐体１２の接触面に対して垂直方向に溝部２１
が設けられることにより形成される。従って、狭小部２
０の板厚方向の厚さはキャリア本体１７の板厚と等しく
なっている。また、溝部２１は、断面矩形状となってい
る。

【００２５】ねじ１５は、取付部１６の貫通孔１６ａを
挿通するとともに筐体１２に設けられたねじ穴１２ａに
螺着されている。このとき、ねじ１５は取付部１６及び
筐体１２を締め付けずに螺着され、筐体１２に固定され
ている。従って、取付部１６はねじ１５の軸周りに回動
可能となるように筐体１２に取り付けられている。

【００２６】このような構成により、基板１１は基板装
着具１８によって筐体１２に取り付けられているが、以
下の手順に従って基板１１の取付け及び取り外しを行
う。即ち、基板１１を筐体１２に取り付けるときは、ま
ず基板１１をキャリア１４のキャリア本体１７に接着剤
１３によって接着する。その後、キャリア１４を筐体１
２に接触させ、キャリア本体１７の四隅に設けられた取
付部１６の貫通孔１６ａにねじ１５を挿通させて筐体１
２のねじ穴１２ａに螺着する。このとき、ねじ１５は完
全に締め付けられないようになっている。

【００２７】基板１１を筐体１２から取り外すときは、
ねじ１５を緩めて取り外せば、筐体１２から基板１１を
取り外すことができる。また、接着剤１３が半田である
ので、この部分に熱を加えることによって容易に基板１
１と基板装着具１８とを取り外すことができる。

【００２８】従って、このような構成の基板装着具１８
によって基板１１が筐体１２に取り付けられると、キャ
リア１４がねじ１５によって筐体１２に取り付けられて
いるので、容易に金属キャリア１４を筐体１２から取り
外すことができる。また、取付部１６とキャリア本体１
７との間に狭小部２０が設けられているので、キャリア
１４と筐体１２との熱膨張率の違いにより生じる熱応力
をこの狭小部２０が変形することにより吸収することが
できる。

【００２９】図４は、狭小部２０及びねじ１５が取り外
された取付部１６部分を示す斜視図である。図４におい
て、狭小部２０は溝部２１が設けられることにより幅ｂ
となっている。このときの狭小部２０の厚さｈはキャリ
ア本体１７の厚さと等しいままである。

【００３０】ここで、筐体１２の熱膨張率と金属キャリ
ア１４の熱膨張率との違いによる熱応力は、図４におけ
るｘｙ平面上に発生し、ｚ軸方向には発生しない。従っ
て、狭小部２０はｘｙ平面上での筐体１２及び金属キャ
リア１４の変位量の差を変形によって吸収できればよ
く、ｚ軸方向にはできるだけ変形しないほうがよい。即
ち、図４での狭小部２０のｘｚ平面における断面は、幅
ｂ及び高さｈの長方形であるが、ｚ軸方向の外力による
曲げ応力に対して狭小部２０の変形を抑えるためにｙ軸
方向の中立軸に関する断面二次モーメントＩｙが大き
く、上記熱応力に対してｘｙ平面上の変形を容易にする
ためにｚ軸方向の中立軸に関する断面二次モーメントＩ
ｚが小さくなるようにするのがよい。

【００３１】狭小部２０のｙ軸方向の中立軸に関する断
面二次モーメントＩｙは、Ｉｙ＝ｂｈ³／１２で示さ
れ、ｚ軸方向の中立軸に関する断面二次モーメントＩｚ
は、Ｉｚ＝ｈｂ³／１２で示される。このことから、Ｉ
ｙは高さｈの３乗に比例し、Ｉｚは幅ｂの３乗に比例す
ることが分かる。従って、Ｉｙの値に大きく影響を与え
る高さｈを減らさないようにしてＩｙの値を大きく保
ち、Ｉｚの値に影響を与える幅ｂを減らしてＩｚの値を
小さくするのがよい。なお、Ｉｚの値を小さくするため
に幅ｂを減らすと、Ｉｙの値もこの幅ｂに比例して小さ
くなるので、ｚ軸方向の外力及び金属キャリア１４の材
質の物性値等を考慮に入れて幅ｂを決定する。

【００３２】このようにして寸法を決定したことによっ
て、ｚ軸方向の外力に対して変形しにくく、ｘｙ平面上
に沿って働く熱応力に対して変形し易い狭小部２０が形
成される。

【００３３】また、溝部２１がｚ軸方向にのみ設けら
れ、断面が矩形状であることから、側フライス等による
切削加工、プレス打ち抜きあるいは放電加工等の多くの
加工方法によって容易に溝部２１を形成することができ
る。

【００３４】また、貫通孔１６ａの軸線の周りに回動可
能になっているので、取付部１６自体に負荷をかけるこ
となく狭小部２０が変形する。

【００３５】また、接着剤１３が導電性を有する半田
で、キャリアが金属製であるので、基板１１から筐体１
２に接地することができ、安定した電気特性が得られ
る。

【００３６】なお、キャリア１４は、ねじ１５によって
筐体１２に取り付けられているが、ねじ１５に限定する
必要はなく、例えば釘等のように取付部１６ａが軸を中
心に回動可能であり、筐体１２から取り外しができるも
のであれば何でもよい。

【００３７】また、取付部１６は、回動可能に取り付け
られることが望ましいが、完全にねじ１５によって締め
付けられていても、狭小部２０は変形することができる
ので、熱応力を吸収することができる。

【００３８】また、接着剤１３は、半田でなくてもシリ
コン又はエポキシ系の接着剤に導電性の金属粉を混ぜ込
んだものでもよいし、また、半田等の導電性のある接着
剤１３であるほうが望ましいが、基板１１が筐体１２か
ら取り外すことができるので、基板１１とキャリア１４
とを接着することができるものであれば、導電性がなく
ても構わない。

【００３９】また、キャリア１４は、金属製であること
が望ましいが、基板１１とほぼ同一の熱膨張率である材
質であれば、金属製以外であっても構わない。

【００４０】実施の形態２．図５は、この発明の実施の
形態２に係る基板装着具１８の取付部１６部分の詳細を
示す拡大図である。図５において、溝部２１は、キャリ
ア本体１７と取付部１６との間に設けられており、筐体
１２のキャリア１４を取り付ける面に垂直方向に伸びて
いる。狭小部２０は、溝部２１と同様、キャリア本体１
７と取付部１６との間に設けられており、狭小部２０の
両側に設けられた溝部２１によってこの狭小部２０が形
成されている。これら両側の溝部２１は断面が三角形と
なっており、この三角形断面の頂点が向かい合うように
設けられている。溝部２１が筐体１２のキャリア１４を
取り付ける面に垂直方向にのみ設けられているので、狭
小部２０の厚さはキャリア本体１７の厚さと同一になっ
ている。他の構成は実施の形態１と同様である。

【００４１】このように構成された基板装着具１８は、
実施の形態１と同様の効果を奏するとともに溝部２１の
断面が三角形となっているので、フライス等による切削
加工あるいはプレス打ち抜き等の機械加工、放電加工等
の多くの加工方法によって容易に溝部２１を形成するこ
とができる。

【００４２】なお、溝部２１は図６に示すように、断面
が円弧状となっていると、同様に実施の形態１と同様の
効果を奏するとともにエンドミル等による切削加工ある
いはプレス打ち抜き等の機械加工、放電加工等の多くの
加工方法によって容易に溝部２１を形成することができ
る。

【００４３】また、上記各実施の形態は、被装着体を筐
体１２として記載したが、当然のことながら、被装着体
は形状が例えば板状のように基板装着具１８がねじ１５
によって取り付けられるものであればよく、また、材質
もアルミニウムだけでなく基板１１より機械的強度が大
きく熱膨張率が異なるものであればよい。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、この発明
によれば、この発明に係る基板装着具は、被装着体に前
記被装着体と熱膨張率の異なる基板を装着する基板装着
具であって、前記基板が接着剤により接着されるキャリ
ア本体及び前記キャリア本体の周縁部に設けられた複数
の取付部を有したキャリアと、前記キャリアを前記被装
着体に取り付ける取付部材とを備え、前記キャリアは、
前記基板とほぼ同一の熱膨張率を有しており、前記キャ
リア本体及び前記取付部の間に狭小部が設けられ、前記
狭小部が変形することにより前記被装着体及び前記キャ
リアの熱膨張率の違いによって生じる熱応力を吸収する
ようになっているので、前記基板が前記熱応力により破
損する虞がなくなり、なおかつ前記基板を前記被挿着体
から容易に脱着することができる。

【００４５】また、前記取付部は、棒状の前記取付部材
の周りを回動可能となっているので、前記取付部への前
記熱応力による影響を極力抑えることができ、前記狭小
部に働く前記熱応力も前記狭小部の変位量が小さくなる
ことにより小さくなる。

【００４６】また、前記キャリアは、金属製であるの
で、機械的強度を確保することができ、前記狭小部が弾
性的に変形して効率的に前記熱応力を吸収できる。

【００４７】また、前記接着剤は、導電性を有している
ので、前記キャリアが金属製のときに前記基板から前記
被装着体に接地することができる。

【００４８】また、前記接着剤は、半田であるので、容
易に入手できコストが低減する。また、熱が加えられる
ことにより容易に溶解するので、前記基板と前記キャリ
アとを取り外すことができる。

【００４９】また、前記狭小部は、前記被装着体の前記
キャリアを取り付ける面に垂直方向に沿って溝部を設け
ることにより形成されているので、前記垂直方向に前記
狭小部に働く外力に対して変形しにくく、前記熱応力が
前記狭小部に働く方向に前記狭小部が変形し易くなる。

【００５０】また、前記溝部は、前記垂直方向に沿って
みたときに矩形状となっているので、側フライス等によ
る機械加工等の多くの加工方法により容易に加工でき
る。

【００５１】また、前記溝部は、前記垂直方向に沿って
みたときに三角形状となっているので、プレス撃ち抜き
等による機械加工等の多くの加工方法により容易に加工
できる。

【００５２】また、前記溝部は、前記垂直方向に沿って
みたときに円弧状となっているので、エンドミル等によ
る機械加工等の多くの加工方法により容易に加工でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係る基板装着具を
用いて基板を筐体に装着した状態を示す正面図である。

【図２】図１の基板を筐体に装着した状態の斜視図で
ある。

【図３】基板装着具の取付部部分の詳細を示す拡大図
である。

【図４】狭小部及び取付部部分のねじを取り外したと
きの形状を示す斜視図である。

【図５】この発明の実施の形態２に係る基板装着具の
取付部部分の詳細を示す拡大図である。

【図６】図５における溝部の断面が円弧状になってい
る取付部部分の詳細を示す拡大図である。

【図７】従来の基板が筐体に装着された状態を示す正
面図である。

【符号の説明】

１１基板、１２筐体（被装着体）、１３半田（接
着剤）、１４キャリア、１５ねじ（取付部材）、１
６取付部、１７キャリア本体、１８基板装着具、
２０狭小部、２１溝部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被装着体に前記被装着体と熱膨張率の異
なる基板を装着する基板装着具であって、前記基板が接着剤により接着されるキャリア本体及び前
記キャリア本体の周縁部に設けられた複数の取付部を有
したキャリアと、前記キャリアを前記被装着体に取り付
ける取付部材とを備え、前記キャリアは、前記基板とほぼ同一の熱膨張率を有し
ており、前記キャリア本体及び前記取付部の間に狭小部
が設けられ、前記狭小部が変形することにより前記被装
着体及び前記キャリアの熱膨張率の違いによって生じる
熱応力を吸収するようになっていることを特徴とする基
板装着具。
【請求項２】前記取付部は、棒状の前記取付部材の周
りを回動可能となっていることを特徴とする請求項１に
記載の基板装着具。
【請求項３】前記キャリアは、金属製であることを特
徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板取付具。
【請求項４】前記接着剤は、導電性を有していること
を特徴とする請求項３に記載の基板装着具。
【請求項５】前記接着剤は、半田であることを特徴と
する請求項３に記載の基板装着具。
【請求項６】前記狭小部は、前記被装着体の前記キャ
リアを取り付ける面に垂直方向に沿って溝部を設けるこ
とにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至
請求項５の何れかに記載の基板装着具。
【請求項７】前記溝部は、前記垂直方向に沿ってみた
ときに矩形状となっていることを特徴とする請求項６に
記載の基板装着具。
【請求項８】前記溝部は、前記垂直方向に沿ってみた
ときに三角形状となっていることを特徴とする請求項６
に記載の基板装着具。
【請求項９】前記溝部は、前記垂直方向に沿ってみた
ときに円弧状となっていることを特徴とする請求項６に
記載の基板装着具。