JP2012156305A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工精度の向上、加工工程の簡単化、及び製品コストの低減を図りうる電子装置を提供する。
【解決手段】ボス15,16が設けられた成型部品11と、固定穴17,18が形成された基板12とを有し、この基板12の一面に成型部品11を搭載すると共に、固定穴17,18に挿入されたボス15,16をかしめることにより成型部品11を基板12に固定した電子装置であって、基板12を第１の基板部13と第２の基板部14とを積層した構成とし、固定穴17,18を第１の基板部13に形成された第１の穴部17a,18aと第２の基板部14に形成された第２の穴部17b,18bとにより構成する。また、第１の穴部17a,18aの直径D1,D3を第２の穴部17b,18bの直径D2,D4よりも小さく設定すると共に、第１の基板部13と第２の基板部14とを積層する際に各穴部17a,18a,17b,18bが同心的となるよう構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は電子装置に係り、特に成型部品に設けられたボスを基板の固定穴に挿入した後にかしめることにより成型部品を基板に固定した電子装置に関する。

一般に、基板に樹脂成型部品を取り付けた構造の電子装置が知られている。この構造の電子装置では、成型部品を基板に固定する必要がある。成型部品を基板に固定する方法としては、ねじを用いた固定方法や、樹脂成型品にボスを形成すると共にこのボスを基板に形成された穴に挿通した後に熱かしめ又は超音波かしめすることにより固定する方法が知られている（特許文献１参照）。

一方、この種の電子装置には、マザーボード等に表面実装されるものがある。この電子装置の一例を図６〜図９に示す。

電子部品１は、成型部品２と基板３とにより構成されており、成型部品２に立設されたボス５，６を基板３に熱かしめ又は超音波かしめすることにより、成型部品２を基板３に固定する構成とされている。また、電子部品１はマザーボード等に表面実装されるため、基板３の実装面３ｂにはマザーボード等に電気的に接続するためのランド９が形成されている。

しかしながら、基板３の実装面３ｂにランド９が形成された構成では、基板３と成型部品２とをネジ止め或いは単に熱かしめ又は超音波かしめにより固定する方法では、ネジの頭及びかしめ部分が基板から突出してしまい、これが邪魔となって電子部品１をマザーボード等に表面実装することができなくなってしまう。

このため、図７及び図８に示すように基板３に大径穴７ａ，８ａと小径穴７ｂ，８ｂを加工することによりザグリ穴７，８を形成し、ボス５．６を小径穴７ｂ，８ｂに挿通した後に大径穴７ａ，８ａ内で熱かしめ又は超音波かしめすることが行われている。これにより、熱かしめ又は超音波かしめされたボス５，６の先端部のボスかしめ部５ａ，６ａは、大径穴７ａ，８ａの内部に位置することとなり、基板３の実装面３ｂから突出するようなことはない。よって、ザグリ穴７，８を設けることにより、電子部品１を確実にマザーボード等に表面実装することが可能となる。

従来、このザグリ穴７，８は、先ず小径穴７ｂ，８ｂを穴加工した後、ザグリ用カッター等を用いた機械加工により大径穴７ａ，８ａを形成することが行われていた。

特開平８−４５３８２号公報

近年、電子部品１の軽薄短小化が図られ、これに伴い基板３の薄型化も図られている。例えば、図６〜図９に示した電子部品１に用いられる基板３は、その厚さが0.5mm程度である。

このような薄い基板３に対して機械加工によりザグリ穴７，８を形成する場合、特にザグリ用カッターで大径穴７ａ，８ａを加工することが困難で加工精度が低下してしまうという問題点があった。

また機械加工時において、大径穴７ａ，８ａと小径穴７ｂ，８ｂとの境界部に応力が集中してしまい、この部位にクラック等が発生するおそれがあった。更に、ザグリ穴加工は貫通孔を形成加工に比べて加工工程が複雑で、加工コストが上昇してしまうという問題点もあった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、加工精度の向上、加工工程の簡単化、及び製品コストの低減を図りうる電子装置を提供することを目的とする。

上記の課題は、第１の観点からは、
ボス（１５，１６）が設けられた成型部品（１１）と、固定穴（１７，１８）が形成された基板（１２）とを有し、該基板（１２）の一面（１２ａ）に前記成型部品（１１）を搭載すると共に、前記固定穴（１７，１８）に挿入された前記ボス（１５，１６）の先端部を前記基板（１２）の他面（１２ｂ）側でかしめることにより前記成型部品（１１）を前記基板（１２）に固定した電子装置であって、
前記基板（１２）を、前記一面（１２ａ）を有する第１の基板部（１３）と、前記他面（１２ｂ）を有する第２の基板部（１４）とを積層した構成とし、
前記固定穴（１７，１８）を、前記第１の基板部（１３）に形成された第１の穴部（１７ａ，１８ａ）と、前記第２の基板部（１４）に形成された第２の穴部（１７ｂ，１８ｂ）とにより構成し、
前記第１の穴部（１７ａ，１８ａ）の直径（Ｄ１，Ｄ３）を前記第２の穴部（１７ｂ，１８ｂ）の直径（Ｄ２，Ｄ４）よりも大きく設定すると共に、前記第１の基板部（１３）と前記第２の基板部（１４）とを積層する際に前記第１の穴部（１７ａ，１８ａ）と前記第２の穴部（１７ｂ，１８ｂ）とが同心的となるよう構成したことを特徴とする電子装置により解決することができる。

尚、上記参照符号は、あくまでも参考であり、これによって、特許請求の範囲の記載が限定されるものではない。

開示の電子装置によれば、第１及び第２の穴部の直径が異なることにより第１及び第２の穴部により構成される固定穴はザグリ穴として機能し、かつ、第１及び第２の穴部はいずれも貫通孔であるため容易に加工することが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態である電子部品の斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態である電子部品を構成する基板の斜視図である。 図３は、本発明の一実施形態である電子部品の分解斜視図である。 図４は、本発明の一実施形態である電子部品を構成する基板の固定穴近傍を拡大した断面図である。 図５は、本発明の一実施形態である電子部品の固定穴近傍を拡大した断面図である。 図６は、従来の一例である電子部品の斜視図である。 図７は、従来の一例である電子部品を構成する基板の斜視図である。 図８は、従来の一例である電子部品を構成する基板の固定穴近傍の拡大した断面図である。 図９は、従来の一例である電子部品のザグリ穴近傍を拡大した断面図である。

次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。

図１〜図５は、本発明の一実施形態である電子部品１０を説明するための図である。図１は電子部品１０の斜視図であり、図２は電子部品１０を構成する基板１２の斜視図であり、図３は電子部品１０の分解斜視図であり、図４は基板１２の要部断面図であり、図５は電子部品１０の要部断面図である。

電子部品１０は、成型部品１１及び基板１２を有した構成とされている。この電子部品１０は、図示しないマザーボートに表面実装されるものである。

成型部品１１は樹脂成型されており、内部の所定の電子回路等が配設されている。本実施形態において、成型部品１１は特にその機能を特定されるものではなく、半導体部品，光学部品，スイッチング部品等の種々の電子部品を適用することができる。

また、成型部品１１の第１の基板部１３と対峙する対峙面１１ａには、基板１２に固定する際に熱かしめ又は超音波かしめされる複数のボス１５，１６が一体的に形成されている（図３参照）。本実施形態では、ボス１５とボス１６はその直径が異なっているが、成型部品１１に形成されるボスの形状及び配設数は適宜選定することが可能である。

また、ボス１５，１６の直径は、後述する第１の穴部１７ａ，１８ａの直径よりも小さく設定されている。更に、ボス１５，１６の対峙面１１ａからの突出高さは、ボス１５，１６が熱かしめ又は超音波かしめされることにより形成されるボスかしめ部１５ａ，１６ａが、後述する第２の穴部１７ｂ，１８ｂの高さよりも低くなるよう設定されている。

基板１２は、本実施形態では平面視で成型部品１１と略同じ外形を有している。基板１２は、第１の基板部１３と第２の基板部１４とを積層した構成とされている。第１の基板部１３は、成型部品１１が搭載される搭載面１２ａを有している。また第２の基板部１４はランド２０が形成されており、電子部品１０をマザーボードに実装する際の実装面１２ｂを有している。

この第１の基板部１３と第２の基板部１４は、接合部材を用いて接合されることにより基板１２を構成する。本実施形態では、この第１の基板部１３と第２の基板部１４とを接合する接合部材としてプリプレグ１９を用いている。

プリプレグ１９は、熱可塑性樹脂にガラス繊維を含浸させた構成とされている。そして、第１の基板部１３と第２の基板部１４との間にプリプレグ１９を介装した状態で加熱加圧することにより、第１の基板部１３と第２の基板部１４は接合され、これにより第１の基板部１３と第２の基板部１４を一体的に積層した基板１２が形成される。

尚，本実施形態では第１の基板部１３及び第２の基板部１４は、いずれもガラス−エポキシ基板により形成されている。しかしながら、各基板部１３，１４の材質はこれに限定されるものではなく、他の基板材料を用いることも可能である。

また、基板１２は、固定穴１７及び固定穴１８が形成されている。固定穴１７の形成位置は成型部品１１に突出形成されたボス１５の形成位置に対応するよう構成されおり、固定穴１８は成型部品１１に突出形成されたボス１６の形成位置に対応するよう構成されている。

この固定穴１７，１８の構成について、図２〜図５を用いて更に詳細に説明する。尚、図４及び図５は基板１２を固定穴１７の形成位置で切断した断面図であるが、固定穴１７の構造及び固定穴１８の構造は直径寸法が異なる点以外は同一構成である。このため、図４及び図５では固定穴１７の構成の符号のみを示し、固定穴１８の構成についてはその符号を括弧書きして示すものとする。

この固定穴１７は、第１の基板部１３に形成された第１の穴部１７ａと、第２の基板部１４に形成された第２の穴部１７ｂとにより構成されている。また、固定穴１８は、第１の基板部１３に形成された第１の穴部１８ａと、第２の基板部１４に形成された第２の穴部１８ｂとにより構成されている。

第１の穴部１７ａ，１８ａは第１の基板部１３に形成された貫通穴であり、また第２の穴部１７ｂ，１８ｂは第２の基板部１４に形成された貫通穴である。このように、各穴部１７ａ，１８ａ，１７ｂ，１８ｂは貫通穴であるため、従来のザクリ穴の形成に比べて容易にかつ低コストで各穴部１７ａ，１８ａ，１７ｂ，１８ｂを形成することができる。

また、第１の穴部１７ａの直径（Ｄ１）は第２の穴部１７ｂ（Ｄ２）の直径よりも小さく設定（Ｄ１＜Ｄ２）されており、第１の穴部１８ａの直径（Ｄ３）は第２の穴部１８ｂの直径（Ｄ４）よりも小さく設定（Ｄ３＜Ｄ４）されている。この第１の穴部１７ａと第２の穴部１７ｂ、及び第１の穴部１８ａと第２の穴部１８ｂの直径を異ならせるのは、貫通穴である各穴部１７ａ，１８ａ，１７ｂ，１８ｂを加工する際のドリル径を変更することにより容易に行うことができる。

尚、第１の穴部１７ａ，１８ａの直径はボス１５，１６の直径に対応するよう設定されており、具体的には第１の穴部１７ａの直径はボス１５を挿通しうる直径に設定されおり、第１の穴部１８ａの直径はボス１６を挿通しうる直径とされている。

前記のように第１の基板部１３と第２の基板部１４は、プリプレグ１９を用いて接合されることにより積層され、これにより基板１２を構成する。この第１及び第２の基板部１３，１４を積層する際、第１の穴部１７ａと第２の穴部１７ｂ及び第１の穴部１８ａと第２の穴部１８ｂとが同心的となるよう（中心位置が一致するように）構成されている。

尚、この積層処理の際、プリプレグ１９には第２の基板部１４に形成された第２の穴部１７ｂ，１８ｂと同等又は同等以上大きな穴が形成されており、よって固定穴１７，１８内にプリプレグ１９が露呈しないような構成とする。

上記のように固定穴１７，１８は、直径が異なる第１の穴部１７ａ，１８ａと第２の穴部１７ｂ，１８ｂとが重なることにより構成されているため段差を有した穴となる。従って、固定穴１７，１８は、ザグリ穴と実質的に等しい構造となる。

上記構成とされた基板１２に成型部品１１を固定するには、先ず成型部品１１に形成されたボス１５，１６を固定穴１７，１８に挿入することにより成型部品１１を基板１２の搭載面１２ａに搭載する。次に、ボス１５，１６の第１の穴部１７ａ，１８ａから突出した先端部を基板１２の他面側（具体的には、第１の穴部１７ａ，１８ａと第２の穴部１７ｂ，１８ｂとの間の段差部分）で熱かしめ又は超音波かしめすることにより、図５に示すようにボスかしめ部１５ａ，１６ａを形成する。

ボスかしめ部１５ａ，１６ａは、ボス１５，１６が熱かしめ又は超音波かしめされることにより、第１の穴部１７ａ，１８ａの直径よりも大きくなる。よって、ボスかしめ部１５ａ，１６ａが固定穴１７，１８から抜け出すことはなく、成型部品１１は基板１２に固定された構成となる。

この際、第２の基板部１４の厚さＨ１（プリプレグ１９の厚さを含む）は、ボスかしめ部１５ａ，１６ａの高さＨ２よりも大きくなるよう設定されている（Ｈ１＞Ｈ２）。従って、ボスかしめ部１５ａ，１６ａが実装面１２ｂから突出するようなことはなく、電子部品１０をマザーボード等に実装する際、ボスかしめ部１５ａ，１６ａがランド２０とマザーボードとの接続の邪魔になるようなことはない。

上記のように本実施形態に係る固定穴１７，１８は、ザグリ穴と同等の効果を奏する。また、ザグリ穴と等価の機能を奏する固定穴１７，１８は、第１の基板部１３に形成された貫通穴である第１の穴部１７ａ，１８ａと、第２の基板部１４に形成された貫通穴である第２の穴部１７ｂ，１８ｂとを組み合わせて構成されている。よって、固定穴１７，１８を容易にかつ低コストで形成することができる。

また、第２の穴部１７ｂ，１８ｂの高さＨ１は、ボスかしめ部１５ａ，１６ａが実装面１２ｂから突出しないよう精度良く定める必用があるが、本実施形態に係る電子部品１０では、この第２の穴部１７ｂ，１８ｂの高さＨ１は第２の基板部１４とプリプレグ１９の厚さにより定まるため、容易に高精度に定めることができる。よって、ボスかしめ部１５ａ，１６ａの搭載面１２ａからの突出を確実に防止することができる。

尚、成型部品１１とランド２０は電気的に接続する必要があるが、第１の基板部１３、第２の基板部１４、及びプリプレグ１９には図示しないビア及び配線層が形成されており、これらにより成型部品１１とランド２０は電気的に接続された構成とされている。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。

１０ 電子部品
１１ 成型部品
１２ 基板
１２ａ 搭載面
１２ｂ 実装面
１３ 第１の基板部
１４ 第２の基板部
１５，１６ ボス
１５ａ，１６ａ ボスかしめ部
１７，１８ 固定穴
１７ａ，１８ａ 第１の穴部
１７ｂ，１８ｂ 第２の穴部
１９ プリプレグ
２０ ランド

Claims (5)

1. ボスが設けられた成型部品と、固定穴が形成された基板とを有し、該基板の一面に前記成型部品を搭載すると共に、前記固定穴に挿入された前記ボスの先端部を前記基板の他面側でかしめることにより前記成型部品を前記基板に固定した電子装置であって、
   前記基板を、前記一面を有する第１の基板部と、前記他面を有する第２の基板部とを積層した構成とし、
   前記固定穴を、前記第１の基板部に形成された第１の穴部と、前記第２の基板部に形成された第２の穴部とにより構成し、
   前記第１の穴部の直径を前記第２の穴部の直径よりも小さく設定すると共に、前記第１の基板部と前記第２の基板部とを積層する際に前記第１の穴部と前記第２の穴部とが同心的となるよう構成したことを特徴とする電子装置。
2. 前記第１の基板部と前記第２の基板部とをプリプレグで接合したことを特徴とする請求項１記載の電子装置。
3. 前記成型部品は樹脂成型されており、前記ボスを一体的に成型された構成であることを特徴とする請求項１又は２記載の電子装置。
4. 前記第２の基板部の厚さは、前記ボスのかしめ後の高さよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子装置。
5. 前記基板の前記他面にはランドが形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子装置。
   

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