JP2014192282A

JP2014192282A - 端子構造、端子構造の製造方法およびトランス

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Publication number: JP2014192282A
Application number: JP2013065505A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Tawara; 博光田原
Original assignee: NEC Communication Systems Ltd
Current assignee: NEC Communication Systems Ltd
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2014-10-06
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: JP6222723B2

Abstract

【課題】実装の品質を向上させることができる端子構造を提供することである。
【解決手段】本発明にかかる端子構造は、端子部１１を備える基材１０と、端子部１１において、基材１０の厚さ方向に基材１０を貫通しているスルーホール１２と、スルーホール１２の内壁に形成された金属被覆層１４と、スルーホール１２内に配置され、当該スルーホール１２内において金属被覆層１４と当接する当接部２１を備えるリード部材１５と、スルーホール１２内に充填されリード部材１５と金属被覆層１４とを電気的に接続するはんだ１６と、基材１０の側面に形成され、はんだ１６をスルーホール１２に充填可能な開口部１３と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は端子構造、端子構造の製造方法およびトランスに関する。

近年、電子部品を基板に高密度かつ高精度に実装する技術が必要とされている。また、振動や衝撃に強い電子部品の実装技術が必要とされている。

特許文献１には、スルーホール内で発生する熱応力、プリント基板へ電気接続端子を挿入する際の応力を吸収、抑制することができる端子構造に関する技術が開示されている。特許文献２には、トランスコイルを作製する際、端子にコイルをはんだ付けする温度に制約がなくなるようなトランスコイルの構造に関する技術が開示されている。特許文献３には、端子への外力印加に伴う断線の問題と、はんだディップ熱による断線の問題とを解決可能な端子構造に関する技術が開示されている。

特開２０００−１２３８９９号公報特開平３−１２９７１２号公報特開２００７−２０１３２８号公報

特許文献１に開示されている技術では、基板に形成されたスルーホール内にリード部材（電気接続端子）の先端部分を挿入し、基板表面からスルーホール内にはんだを流し込むことで基板にリード部材を固定している。

しかしながら、リード部材を固定する基板が厚い場合は、基板表面からスルーホール内に流し込まれたはんだの温度が、基板の厚み方向中央部に到達する前に放熱される。このため、はんだが基板の厚み方向中央部まで到達せず、基板へのリード部材の取り付けが不十分となり、電子部品の実装の品質が低下するという問題がある。

上記課題に鑑み本発明の目的は、実装の品質を向上させることができる端子構造、端子構造の製造方法およびトランスを提供することである。

本発明にかかる端子構造は、端子部を備える基材と、前記端子部において、前記基材の厚さ方向に前記基材を貫通しているスルーホールと、前記スルーホールの内壁に形成された金属被覆層と、前記スルーホール内に配置され、当該スルーホール内において前記金属被覆層と当接する第１の当接部を備えるリード部材と、前記スルーホール内に充填され前記リード部材と前記金属被覆層とを電気的に接続するはんだと、前記基材の側面に形成され、前記はんだを前記スルーホールに充填可能な開口部と、を備える。

本発明にかかるトランスは、一次側巻線と接続される一次側端子および二次側巻線と接続される二次側端子の少なくとも一方が、上記の端子構造を備える。

本発明にかかる端子構造の製造方法は、基材の厚さ方向において当該基材を貫通する第１のスルーホールを形成し、前記基材の厚さ方向において当該基材を貫通し、前記第１のスルーホールと連続した空間を形成する第２のスルーホールを形成し、前記第１および第２のスルーホールの内壁に金属被覆層を形成し、前記第２のスルーホールの一部が切断されるように前記基材を切断して開口部を形成し、前記第１のスルーホール内において前記金属被覆層と当接する第１の当接部を備えるリード部材を前記第１のスルーホール内に配置し、前記基材の側面から前記開口部を経由して前記第１のスルーホールにはんだを充填して前記リード部材と前記金属被覆層とを電気的に接続する。

本発明にかかる端子構造の製造方法は、基材の厚さ方向において当該基材を貫通する第１のスルーホールを形成し、前記第１のスルーホールの内壁に金属被覆層を形成し、前記基材の厚さ方向において当該基材を貫通し、前記第１のスルーホールと連続した空間を形成する第２のスルーホールを形成し、前記第２のスルーホールの一部が切断されるように前記基材を切断して開口部を形成し、前記第１のスルーホール内において前記金属被覆層と当接する第１の当接部を備えるリード部材を前記第１のスルーホール内に配置し、前記基材の側面から前記開口部を経由して前記第１のスルーホールにはんだを充填して前記リード部材と前記金属被覆層とを電気的に接続する。

本発明にかかる端子構造の製造方法は、基材の厚さ方向において当該基材を貫通するスルーホールを形成し、前記スルーホールの内壁に金属被覆層を形成し、前記基材の側面から前記スルーホールへと前記基材を貫通するように開口部を形成し、前記スルーホール内において前記金属被覆層と当接する第１の当接部を備えるリード部材を前記スルーホール内に配置し、前記基材の側面から前記開口部を経由して前記スルーホールにはんだを充填して前記リード部材と前記金属被覆層とを電気的に接続する。

本発明により、実装の品質を向上させることができる端子構造、端子構造の製造方法およびトランスを提供することができる。

実施の形態１にかかる端子構造を示す上面図である。実施の形態１にかかる端子構造を示す側面図である。図１に示す端子構造の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。図２に示す端子構造の切断線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。図２に示す端子構造の切断線Ｖ−Ｖにおける断面図である。実施の形態１にかかる端子構造が備えるリード部材の他の態様を示す断面図である。実施の形態１にかかる端子構造が備えるリード部材の他の態様を示す断面図である。実施の形態１にかかる端子構造の製造方法を説明するための断面図である。実施の形態１にかかる端子構造の製造方法を説明するための断面図である。実施の形態１にかかる端子構造の製造方法を説明するための断面図である。実施の形態１にかかる端子構造の製造方法を説明するための断面図である。実施の形態１にかかる端子構造の製造方法を説明するための断面図である。図８Ｅに示す端子構造の切断線ＶＩＩＩＦ−ＶＩＩＩＦに対応する位置における断面図である。実施の形態１にかかる端子構造の製造方法を説明するための断面図である。図８Ｇに示す端子構造の切断線ＶＩＩＩＨ−ＶＩＩＩＨに対応する位置における断面図である。実施の形態２にかかる端子構造を示す上面図である。実施の形態２にかかる端子構造を示す側面図である。図９に示す端子構造の切断線ＸＩ−ＸＩにおける断面図である。図１０に示す端子構造の切断線ＸＩＩ−ＸＩＩにおける断面図である。図１０に示す端子構造の切断線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩにおける断面図である。実施の形態２にかかる端子構造の製造方法を説明するための断面図である。実施の形態２にかかる端子構造の製造方法を説明するための断面図である。実施の形態２にかかる端子構造の製造方法を説明するための断面図である。図１４Ｃに示す端子構造の切断線ＸＩＶＤ−ＸＩＶＤに対応する位置における断面図である。実施の形態２にかかる端子構造の製造方法を説明するための断面図である。図１４Ｅに示す端子構造の切断線ＸＩＶＦ−ＸＩＶＦに対応する位置における断面図である。実施の形態２にかかる端子構造の製造方法を説明するための断面図である。図１４Ｆに示す端子構造の切断線ＸＩＶＨ−ＸＩＶＨに対応する位置における断面図である。実施の形態３にかかるトランスの上面図である。実施の形態３にかかるトランスの側面図である。図１６に示すトランスの切断線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩにおける断面図である。図１６に示すトランスの切断線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩにおける断面図である。図１５に示すトランスの切断線ＸＩＸ−ＸＩＸにおける断面図である。

＜実施の形態１＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、実施の形態１にかかる端子構造を示す上面図である。図２は、本実施の形態にかかる端子構造を示す側面図である。図３は、図１に示す端子構造の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。図４は、図２に示す端子構造の切断線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。図５は、図２に示す端子構造の切断線Ｖ−Ｖにおける断面図である。

図１、図２に示すように、基材１０は端部に端子部１１を備える。基材１０が備える端子部１１は複数であってもよい。端子部１１が複数の場合は、基材の端部に沿って各々の端子部１１を配列してもよい。例えば、基材１０は所定の電子部品を実装した基板であってもよく、また所定の電子部品の一部であってもよい。基材１０は所定の厚みを備えている。例えば、基材１０は、基材１０の表面側からスルーホール内にはんだを流し込むと、はんだがスルーホール内の途中で固まり、基材１０の厚み方向中央部付近まではんだが到達しない程度の厚みを備えている。例えば、基材１０は絶縁材料を用いて構成することができる。一例を挙げると、端子部１１が形成されている箇所の基材１０の厚みは、４ｍｍ以上、より好ましくは６ｍｍ以上である。

端子部１１は、スルーホール１２、開口部１３、金属被覆層１４、リード部材１５、およびはんだ１６を備える。図３に示すように、スルーホール１２は基材１０の厚さ方向において基材１０を貫通している。図２、図４、図５に示すように、開口部１３は、基材１０の厚さ方向において基材１０を貫通し、かつスルーホール１２と連続した空間を形成している。図４、図５に示すように、スルーホール１２の断面形状（基材１０の主面と平行な面における断面形状）は、一部が開口部１３と連結した略円形状である。なお、開口部１３の断面形状（基材１０の主面と平行な面における断面形状）は、基材１０の側面とスルーホール１２とを空間的につなぐ形状であればどのような形状であってもよい。基材１０の主面とは基材１０の表面および裏面と平行な面である。

ここで、スルーホール１２は、スルーホール１２と開口部１３との交点２５、２６と、スルーホール１２の中心点とで形成される扇形の中心角θが１８０度よりも大きくなるようにすることが好ましい（図４、図８Ｂ参照）。このように、中心角θを１８０度よりも大きくすることで、リード部材１５をスルーホール１２内に確実に固定することができる。また、製造工程においてリード部材１５をスルーホール１２に挿入した際に、リード部材１５が開口部１３側に移動して外れることを抑制することができる。開口部１３を通してスルーホール１２にはんだを充填することを考慮すると、交点２５、２６と、スルーホール１２の中心点とで形成される扇形の中心角θは３３０度以下とすることが好ましい。

図２〜図５に示すように、金属被覆層１４はスルーホール１２の内壁および開口部１３の内壁に形成されている。また、図１、図２に示すように、金属被覆層１４は基材１０の表面および裏面において矩形状に形成されている。例えば、金属被覆層１４は金属メッキ層である。金属被覆層１４を形成する際に開口部１３が基材１０の側面において開口していない場合（図８Ｂ参照）は、基材１０の表面側および裏面側からスルーホール１２および開口部１３の内部にメッキ液が供給される。このとき、メッキ液の金属濃度は基材１０の表面側および裏面側において高く、スルーホール１２および開口部１３の基材１０の厚み方向中央部において低くなる。このため、スルーホール１２および開口部１３の内壁に形成される金属被覆層１４の厚さは、基材１０の表面側および裏面側から当該基材１０の厚さ方向中央部に向かうに従い薄くなる。

図４は、図２に示す端子構造の切断線ＩＶ−ＩＶにおける断面図であり、基材１０の表面（裏面）近傍における断面図である。図５は、図２に示す端子構造の切断線Ｖ−Ｖにおける断面図であり、基材１０の厚み方向中央部近傍における断面図である。図４、図５に示すように、基材１０の厚み方向中央部近傍における金属被覆層１４の厚さ（図５参照）は、基材１０の表面（裏面）近傍における金属被覆層１４の厚さ（図４参照）よりも薄くなっている。

図１、図３〜図５に示すように、リード部材１５はスルーホール１２内に配置されている。リード部材１５は当接部２１（第１の当接部）を備えており、当接部２１はスルーホール１２内において金属被覆層１４と当接している。例えば、当接部２１の断面形状は略円形状である。また、スルーホール１２の断面形状も略円形状である。よって、当接部２１をスルーホール１２内の金属被覆層１４と当接させることで、リード部材１５をスルーホール１２内において精度よくかつ強固に固定することができる。また、リード部材１５をスルーホール１２内に配置する際に（つまり、はんだをスルーホール１２内に流し込む前に）、当接部２１を金属被覆層１４と当接させることで、リード部材１５をスルーホール１２内に精度よく配置することができる。

また、リード部材１５は、基材１０の裏面に形成された金属被覆層１４と当接する当接部２２（第３の当接部）を備えていてもよい。リード部材１５が当接部２２を備える場合は、リード部材１５がスルーホール１２内の所定の位置まで挿入された際に当接部２２が金属被覆層１４と当接するので、リード部材１５をスルーホール１２内に精度よく配置することができる。

はんだ１６は、スルーホール１２内に充填され、リード部材１５と金属被覆層１４とを電気的に接続する。はんだ１６をスルーホール内１２に充填する際は、基材１０の側面から開口部１３を通して充填する。本実施の形態では、はんだ１６を開口部１３内にも充填している場合を示しているが、はんだ１６は少なくともスルーホール１２内に充填していればよく、必ずしも開口部１３内に充填する必要はない。例えば、開口部１３の一部にはんだ１６を充填してもよい。

図６、図７は、図３に示したリード部材１５の他の態様を示す断面図である。図６に示すように、リード部材１５'は、スルーホール１２内において金属被覆層１４と当接する当接部２３（第２の当接部）を更に備えていてもよい。ここで、当接部２３の断面形状（基材１０の主面と平行な面における断面形状）は略円形状である。図６に示す場合は、２つの当接部２１、２３がスルーホール１２内の金属被覆層１４と当接している。よって、当接部２１のみを設けた場合（図３参照）よりも、より精度よくかつ強固にリード部材１５をスルーホール内に固定することができる。

また、図７に示すように、リード部材１５''が備える当接部２１'の断面における直径ｄ１と、当接部２３'の断面における直径ｄ２とが異なるようにしてもよい。例えば、当接部２１'の断面における直径ｄ１を、当接部２３'の断面における直径ｄ２よりも小さくしてもよい。このとき、当接部２１'は、当接部２３'よりも基材１０の表面側寄りに配置してもよい。このように、リード部材１５''の先端部に形成されている当接部２１'の直径ｄ１を小さくすることで、リード部材１５''をスルーホール１２に挿入する際に、挿入口側（基材１０の裏面側）に形成されている金属被覆層１４に働く応力を軽減することができる。また、スルーホール１２へのリード部材１５''の挿入が容易になる。また、当接部２１'の直径を小さくした分だけ当接部２１'を当接部２３'よりも基材１０の表面側寄りに配置することで、当接部２１'を金属被覆層１４に確実に当接させることができる。よって、精度よくかつ強固にリード部材１５''をスルーホール１２内に固定することができる。

次に、本実施の形態にかかる端子構造の製造方法について説明する。図８Ａ〜図８Ｈは、本実施の形態にかかる端子構造の製造方法を説明するための図である。本実施の形態にかかる端子構造を作製する際は、まず、図８Ａに示すように基材１０の厚さ方向において当該基材１０を貫通するスルーホール１２（第１のスルーホール）を形成する。スルーホール１２は、例えばドリルを用いて形成することができる。次に、図８Ｂに示すように、基材１０の厚さ方向において当該基材を貫通し、かつスルーホール１２と連続した空間を形成するスルーホール１７（第２のスルーホール）を形成する。換言すると、スルーホール１２の一部と重畳するようにスルーホール１７を形成する。スルーホール１７も、例えばドリルを用いて形成することができる。スルーホール１２およびスルーホール１７の断面形状は略円形状とすることができる。

図８Ｂでは、スルーホール１２およびスルーホール１７の直径を略同一としているが、スルーホール１２およびスルーホール１７の直径はそれぞれ異なるように形成してもよい。なお、スルーホール１７を形成する際は、スルーホール１２とスルーホール１７との交点２５、２６と、スルーホール１２の中心点とで形成される扇形の中心角θが１８０度よりも大きくなるようにする。このように、中心角θを１８０度よりも大きくすることで、リード部材１５をスルーホール１２に挿入した際に、リード部材１５が開口部１３側に移動して外れることを抑制することができる。また、開口部１３を通してスルーホール１２にはんだを充填することを考慮すると、交点２５、２６と、スルーホール１２の中心点とで形成される扇形の中心角θは３３０度以下とすることが好ましい。

次に、図８Ｃに示すように、スルーホール１２およびスルーホール１７の内壁に金属被覆層１４を形成する。金属被覆層１４は、スルーホール１２およびスルーホール１７の内壁に金属メッキを施すことで形成することができる。このとき、メッキ液の金属濃度は基材１０の表面側および裏面側において高く、スルーホール１２およびスルーホール１７の基材１０の厚み方向中央部において低くなる。このため、スルーホール１２およびスルーホール１７の内壁に形成される金属被覆層１４は、基材１０の表面側および裏面側から当該基材１０の厚さ方向中央部に向かうに従い薄くなるように形成される（図８Ｆ参照）。

次に、図８Ｄに示すように、スルーホール１７の一部が切断されるように切断線２８で基材１０を切断する。これにより、開口部１３が形成される。その後、図８Ｅ、図８Ｆに示すように、リード部材１５をスルーホール１２内に配置する。例えば、基材１０の裏面側からスルーホール１２内にリード部材１５を挿入することで、リード部材１５をスルーホール１２内に配置することができる。また、例えば基材１０の側面から開口部１３を経由してスルーホール１２にリード部材１５を嵌め込むことで、リード部材１５をスルーホール１２内に配置することができる。

このとき、図８Ｆに示すように、当接部２１をスルーホール１２内の金属被覆層１４と当接させることで、リード部材１５をスルーホール１２内に精度よく配置することができる。また、基材１０の裏面側からスルーホール１２内にリード部材１５を挿入する場合は、リード部材１５がスルーホール１２内の所定の位置まで挿入された際に当接部２２が金属被覆層１４と当接するので、リード部材１５をスルーホール１２内に精度よく配置することができる。

次に、図８Ｇ、図８Ｈに示すように、基材１０の側面から開口部１３を経由してスルーホール１２にはんだ１６を充填し、リード部材１５と金属被覆層１４とを電気的に接続する。本実施の形態では、はんだ１６を開口部１３内にも充填している場合を示しているが、はんだ１６は少なくともスルーホール１２内に充填していればよく、必ずしも開口部１３内に充填する必要はない。例えば、開口部１３の一部にはんだ１６を充填してもよい。

以上の方法を用いることで、本実施の形態にかかる端子構造を作製することができる。なお、上記で説明した端子構造の製造方法では、スルーホール１２およびスルーホール１７を形成した後に金属被覆層１４を形成していた。しかし、金属被覆層１４は、スルーホール１２を形成した後、スルーホール１７を形成する前に形成してもよい。この場合、金属被覆層１４は、スルーホール１２の内壁にのみ形成され、スルーホール１７（開口部１３）の内壁には形成されない。

また、金属被覆層１４は、スルーホール１２およびスルーホール１７を形成し、スルーホール１７の一部を切断して開口部１３を形成した後に形成してもよい。開口部１３を形成した後に金属被覆層１４を形成した場合は、メッキ液が開口部１３を通してスルーホール１２の中央部に供給されるので、スルーホール１２の内壁に形成される金属被覆層１４の厚さを均一にすることができる。

特許文献１に開示されている技術では、基板に形成されたスルーホール内にリード部材（電気接続端子）の先端部分を挿入し、基板表面からスルーホール内にはんだを流し込むことで基板にリード部材を固定していた。

しかしながら、リード部材を固定する基板が厚い場合は、基板表面からスルーホール内に流し込まれたはんだの温度が、基板の厚み方向中央部に到達する前に放熱される。このため、はんだが基板の厚み方向中央部まで到達せず、基板へのリード部材の取り付けが不十分となり、電子部品の実装の品質が低下するという問題があった。

例えば、スルーホールの内壁とリード部材との間隔を増やすことで、スルーホール内をはんだが流れやすくすることができる。しかしながら、スルーホールの内壁とリード部材との間隔を増やすと、スルーホール内にリード部材を配置する際の位置精度が低下するという問題があった。

そこで本実施の形態にかかる発明では、はんだ１６をスルーホール１２に充填するための開口部１３を基材１０の側面に形成している。よって、基板が厚い場合であっても、スルーホール１２の基板の厚み方向中央部にもはんだを均一に充填することができ、はんだ付けの品質を向上させることができる。

また、リード部材１５に当接部２１を形成し、当接部２１をスルーホール１２内の金属被覆層１４と当接させることで、リード部材１５をスルーホール１２に精度よくかつ強固に固定することができる。また、リード部材１５をスルーホール１２内に配置する際に（つまり、はんだをスルーホール１２内に流し込む前に）、当接部２１を金属被覆層１４と当接させることで、リード部材１５をスルーホール１２内に精度よく配置することができる。

以上で説明した本実施の形態にかかる発明により、実装の品質を向上させることができる端子構造、および端子構造の製造方法を提供することができる。

＜実施の形態２＞
次に本発明の実施の形態２について説明する。
図９は、実施の形態２にかかる端子構造を示す上面図である。図１０は、本実施の形態にかかる端子構造を示す側面図である。図１１は、図９に示す端子構造の切断線ＸＩ−ＸＩにおける断面図である。図１２は、図１０に示す端子構造の切断線ＸＩＩ−ＸＩＩにおける断面図である。図１３は、図１０に示す端子構造の切断線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩにおける断面図である。本実施の形態にかかる端子構造２は、実施の形態１にかかる端子構造１と比べて、開口部の形状が異なる。これ以外は実施の形態１で説明した端子構造と同様である。

図９、図１０に示すように、基材３０は端部に端子部３１を備える。基材３０が備える端子部３１は複数であってもよい。端子部３１が複数の場合は、基材の端部に沿って各々の端子部３１を配列してもよい。例えば、基材３０は所定の電子部品を実装した基板であってもよく、また所定の電子部品の一部であってもよい。基材３０は所定の厚みを備えている。例えば、基材３０は、基材３０の表面側からスルーホール内にはんだを流し込むと、はんだがスルーホール内の途中で固まり、基材３０の厚み方向中央部付近まではんだが到達しない程度の厚みを備えている。例えば、基材３０は絶縁材料を用いて構成することができる。一例を挙げると、端子部３１が形成されている箇所の基材３０の厚みは、４ｍｍ以上、より好ましくは６ｍｍ以上である。

端子部３１は、スルーホール３２、開口部３３、金属被覆層３４、リード部材３５、およびはんだ３６を備える。図１１に示すように、スルーホール３２は基材３０の厚さ方向において基材３０を貫通している。図１０、図１２、図１３に示すように、開口部３３は、基材３０の側面の一部からスルーホール３２へと基材３０を貫通している。開口部３３は、基材３０の厚み方向中央部に形成されている。つまり、開口部３３は、基材３０の側面とスルーホール３２とを空間的につないでいる。図１２、図１３に示すように、スルーホール３２の断面形状（基材３０の主面と平行な面における断面形状）は略円形状である。

また、図１０に示すように、基材３０の側面における開口部３３の形状は略円形状である。なお、基材３０の側面における開口部３３の形状は、これ以外にも楕円形や矩形など任意の形状とすることができる。すなわち、基材３０の側面における開口部３３の形状は、基材３０の側面とスルーホール３２とを空間的につなぐことができるのであればどのような形状であってもよい。また、本実施の形態では、図１０に示すように１つの端子部３１につき１つの開口部３３を形成しているが、開口部は１つの端子部３１につき複数形成してもよい。

図１０〜図１３に示すように、金属被覆層３４はスルーホール３２の内壁に形成されている。また、図９、図１０に示すように、金属被覆層３４は基材３０の表面および裏面において矩形状に形成されている。例えば、金属被覆層３４は金属メッキ層である。金属被覆層３４を形成する際に開口部３３が形成されていない場合（図１４Ｂ参照）は、基材３０の表面側および裏面側からスルーホール３２の内部にメッキ液が供給される。このとき、メッキ液の金属濃度は基材３０の表面側および裏面側において高く、スルーホール３２の基材３０の厚み方向中央部において低くなる。このため、スルーホール３２の内壁に形成される金属被覆層３４の厚さは、基材３０の表面側および裏面側から当該基材３０の厚さ方向中央部に向かうに従い薄くなる。

図１２は、図１０に示す端子構造の切断線ＸＩＩ−ＸＩＩにおける断面図であり、基材３０の表面（裏面）近傍における断面図である。図１３は、図１０に示す端子構造の切断線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩにおける断面図であり、基材３０の厚み方向中央部近傍における断面図である。図１２、図１３に示すように、基材３０の厚み方向中央部近傍における金属被覆層３４の厚さ（図１３参照）は、基材３０の表面（裏面）近傍における金属被覆層３４の厚さ（図１２参照）よりも薄くなっている。

図９、図１１〜図１３に示すように、リード部材３５はスルーホール３２内に配置されている。リード部材３５は当接部４１を備えており、当接部４１はスルーホール３２内において金属被覆層３４と当接している。例えば、当接部４１の断面形状は略円形状である。また、スルーホール３２の断面形状も略円形状である。よって、当接部４１をスルーホール３２内の金属被覆層３４と当接させることで、リード部材３５をスルーホール３２内において精度よくかつ強固に固定することができる。また、リード部材３５をスルーホール３２内に配置する際に（つまり、はんだをスルーホール３２内に流し込む前に）、当接部４１を金属被覆層３４と当接させることで、リード部材３５をスルーホール３２内に精度よく配置することができる。

また、リード部材３５は、基材３０の裏面に形成された金属被覆層３４と当接する当接部４２を備えていてもよい。リード部材３５が当接部４２を備える場合は、リード部材３５がスルーホール３２内の所定の位置まで挿入された際に当接部４２が金属被覆層３４と当接するので、リード部材３５をスルーホール３２内に精度よく配置することができる。なお、本実施の形態においても、リード部材３５として図６、図７に示したリード部材１５'、１５''を用いてもよい。

はんだ３６は、スルーホール３２内に充填され、リード部材３５と金属被覆層３４とを電気的に接続する。はんだ３６をスルーホール内３２に充填する際は、基材３０の側面から開口部３３を通して充填することができる。本実施の形態では、はんだ３６を開口部３３内にも充填している場合を示しているが、はんだ３６は少なくともスルーホール３２内に充填していればよく、必ずしも開口部３３内に充填する必要はない。例えば、開口部３３の一部にはんだ３６を充填してもよい。

次に、本実施の形態にかかる端子構造の製造方法について説明する。図１４Ａ〜図１４Ｈは、本実施の形態にかかる端子構造の製造方法を説明するための図である。本実施の形態にかかる端子構造を作製する際は、まず、図１４Ａに示すように基材３０の厚さ方向において当該基材３０を貫通するスルーホール３２を形成する。スルーホール３２は、例えばドリルを用いて形成することができる。

次に、図１４Ｂに示すように、スルーホール３２の内壁に金属被覆層３４を形成する。金属被覆層３４は、スルーホール３２の内壁に金属メッキを施すことで形成することができる。このとき、メッキ液の金属濃度は基材３０の表面側および裏面側において高く、スルーホール３２の基材３０の厚み方向中央部において低くなる。このため、スルーホール３２の内壁に形成される金属被覆層３４の厚さは、基材３０の表面（裏面）から当該基材３０の厚さ方向中央部に向かうに従い薄くなる（図１４Ｄ参照）。

次に、図１４Ｃ（図１３の断面図に対応。図１４Ｅ、図１４Ｇについても同様。）、図１４Ｄに示すように、基材３０に開口部３３を形成する。開口部３３は、基材３０の側面の一部からスルーホール３２へと基材３０を貫通するように形成する。例えば、図１４Ｄに示すように、開口部３３は、基材３０の厚み方向中央部に形成する。開口部３３は、例えばドリルを用いて形成することができる。

次に、図１４Ｅ、図１４Ｆに示すように、リード部材３５をスルーホール３２内に配置する。例えば、基材３０の裏面側からスルーホール３２内にリード部材３５を挿入することで、リード部材３５をスルーホール３２内に配置することができる。このとき、図１４Ｆに示すように、当接部４１をスルーホール３２内の金属被覆層３４と当接させることで、リード部材３５をスルーホール３２内に精度よく配置することができる。また、リード部材３５がスルーホール３２内の所定の位置まで挿入された際に当接部４２が金属被覆層３４と当接するので、リード部材３５をスルーホール３２内に精度よく配置することができる。

次に、図１４Ｇ、図１４Ｈに示すように、基材３０の側面から開口部３３を経由してスルーホール３２にはんだ３６を充填し、リード部材３５と金属被覆層３４とを電気的に接続する。本実施の形態では、はんだ３６を開口部３３内にも充填している場合を示しているが、はんだ３６は少なくともスルーホール３２内に充填していればよく、必ずしも開口部３３内に充填する必要はない。例えば、開口部３３の一部にはんだ３６を充填してもよい。

また、はんだ３６は、開口部３３からスルーホール３２内に充填するのに加えて、基材３０の表面側および裏面側からスルーホール３２内に充填してもよい（裏面側からはんだ３６を充填する場合は当接部４２を設けない）。このように、開口部３３に加えて基材３０の表面側および裏面側からはんだ３６をスルーホール３２内に充填することで、開口部３３からのみはんだ３６を充填した場合よりも均一にはんだ３６をスルーホール３２内に充填することができる。

以上の方法を用いることで、本実施の形態にかかる端子構造を作製することができる。なお、上記で説明した端子構造の製造方法では、開口部３３を形成する前に金属被覆層３４を形成していた。しかし、金属被覆層３４は、開口部３３を形成した後に形成してもよい。開口部３３を形成した後に金属被覆層３４を形成した場合は、メッキ液が開口部３３を通してスルーホール３２の中央部に供給されるので、スルーホール３２の内壁に形成される金属被覆層３４の厚さを均一にすることができる。

本実施の形態にかかる発明においても、はんだ３６をスルーホール３２に充填するための開口部３３を基材３０の側面に形成している。よって、基板が厚い場合であっても、スルーホール３２の基板の厚み方向中央部にはんだを均一に充填することができ、はんだ付けの品質を向上させることができる。

また、リード部材３５に当接部４１を形成し、当接部４１をスルーホール３２内の金属被覆層３４と当接させることで、リード部材３５をスルーホール３２に精度よくかつ強固に固定することができる。また、リード部材３５をスルーホール３２内に配置する際に（つまり、はんだをスルーホール３２内に流し込む前に）、当接部４１を金属被覆層３４と当接させることで、リード部材３５をスルーホール３２内に精度よく配置することができる。

＜実施の形態３＞
次に本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態では、実施の形態１、２にかかる端子構造をトランスに適用した場合について説明する。図１５は、本実施の形態にかかるトランスの上面図である。図１６は、本実施の形態にかかるトランスの側面図である。図１７は、図１６に示すトランスの切断線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩにおける断面図である。図１８は、図１６に示すトランスの切断線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩにおける断面図である。図１９は、図１５に示すトランスの切断線ＸＩＸ−ＸＩＸにおける断面図である。

図１５、図１６に示すように、本実施の形態にかかるトランス３は、トランス本体部５０とコア部５２とを備える。トランス本体部５０は、基材５１、一次側導体層７１、および二次側導体層７２を備える（図１７〜図１９参照）。

基材５１はトランス本体部５０の母材となる構造体であり、絶縁材料を用いて構成することができる。基材５１は、基材５１の一次側５５の端部に一次側端子５７を備える。また、基材５１は、基材５１の二次側５６の端部に二次側端子５８を備える。例えば、トランス本体部５０は矩形状であり、一次側端子５７と二次側端子５８はトランス本体部５０の長手方向の各々の端部にそれぞれ配置されている。一次側端子５７は一次側導体層７１と接続される端子である（図１７参照）。二次側端子５８は二次側導体層７２と接続される端子である（図１８参照）。一次側端子５７および二次側端子５８は、基材５１の一次側５５および二次側５６の端部においてそれぞれ基材５１の外部に露出している。ここで、一次側端子５７および二次側端子５８は、実施の形態１および２で説明した端子構造を備える。

図１６に示すように、本実施の形態にかかるトランス３は、リード部材６１、６５を用いて基板６０と電気的に接続されている。リード部材６１の一端６２は一次側端子５７と電気的に接続され、他端６３は基板６０と電気的に接続されている。同様に、リード部材６５の一端６６は一次側端子５８と電気的に接続され、他端６７は基板６０と電気的に接続されている。また、例えば、少なくとも２つの一次側端子５７と基板６０とをリード部材６１を用いてそれぞれ接続し、少なくとも２つの二次側端子５８と基板６０とをリード部材６５を用いてそれぞれ接続することで、基板６０にトランス３を安定して固定することができる。

一次側端子５７と二次側端子５８との間の基材５１の表面の少なくとも一部には、凸部５３および凹部５４が形成されている。図１５、図１６に示す例では、基材５１の側面および上下面に凸部５３および凹部５４を形成している。換言すると、基材５１が備える面のうち、一次側端子５７と二次側端子５８との間に配置されている面に凸部５３および凹部５４を形成している。

図１７に示すように、一次側導体層７１は基材５１内に設けられており、一次側端子５７と電気的に接続されている。一次側導体層７１はトランスの一次巻線に対応している。例えば、一次側導体層７１は、一次側端子５７から二次側５６の方向に向かって延び、更に基材５１の貫通孔５９に設けられたコア部５２を一周するように形成する。このとき、一次側導体層７１の一端は一次側端子５７_１と接続し、他端は一次側端子５７_２と接続する。一次側導体層７１は、例えば銅やアルミニウムなどの金属材料を用いて構成することができる。

なお、図１９では、トランス本体部５０が４層の一次側導体層７１を備える場合を例として示しているが、一次側導体層７１の層の数は任意に決定することができる。複数の一次側導体層７１を設けた場合、複数の一次側導体層７１は、例えばスルーホールを介して互いに電気的に接続することができる。また、複数の一次側導体層７１は、例えば複数の一次側端子５７同士を接続することで互いに電気的に接続することができる。

図１８に示すように、二次側導体層７２は基材５１内に設けられており、二次側端子５８と電気的に接続されている。二次側導体層７２はトランスの二次巻線に対応している。例えば、二次側導体層７２は、二次側端子５８から一次側５５の方向に向かって延び、更に基材５１の貫通孔５９に設けられたコア部５２を一周するように形成する。このとき、二次側導体層７２の一端は二次側端子５８_１と接続され、他端は二次側端子５８_２と接続される。二次側導体層７２は、例えば銅やアルミニウムなどの金属材料を用いて構成することができる。

なお、図１９では、トランス本体部５０が４層の二次側導体層７２を備える場合を例として示しているが、二次側導体層７２の層の数は任意に決定することができる。複数の二次側導体層７２を設けた場合、複数の二次側導体層７２は、例えばスルーホールを介して互いに電気的に接続することができる。また、複数の二次側導体層７２は、例えば複数の二次側端子５８同士を接続することで互いに電気的に接続することができる。

図１９に示すように、一次側導体層７１および二次側導体層７２は絶縁材料を介して互いに積層されている。図１９に示す例では、複数の一次側導体層７１を積層方向の中央部付近に配置し、複数の二次側導体層７２を積層方向の端部側（上面側および下面側）に配置している。しかし、図１９に示す一次側導体層７１および二次側導体層７２の配置は一例であり、一次側導体層７１および二次側導体層７２の配置は任意に決定することができる。

また、基材５１は複数の絶縁体基板を用いて構成してもよい。この場合、複数の一次側導体層７１と、複数の絶縁体基板と、複数の二次側導体層７２とを互いに積層することで、トランス本体部５０を構成することができる。基材５１を構成する絶縁体基板としては、例えばガラスエポキシ基板、ガラスコンポジット基板、紙エポキシ基板、ベークライト基板などを用いることができる。

複数の絶縁体基板を用いて基材５１を構成する場合は、基材５１を構成する各々の絶縁体基板を同一の材料とすることが好ましい。同一の絶縁体基板を用いることで、基材５１の振動や衝撃に対する耐性を高めることができる。また、同一の絶縁体基板を用いることで、基材５１を構成する絶縁体基板の熱膨張係数を略等しくすることができ、基材５１の温度サイクル特性を向上させることができる。

コア部５２は、一次側導体層７１の少なくとも一部および二次側導体層７２の少なくとも一部をそれぞれ囲むように配置する。コア部５２はフェライトなどの磁性材料を用いて構成することができる。一次側導体層７１および二次側導体層７２をコア部５２で囲むことで、一次側導体層７１および二次側導体層７２を磁気的に結合することができる。図１５、図１６に示すように、コア部５２はトランス本体部５０の二次側５６寄りの周囲を覆うように設ける。また、図１７、図１８に示すように、コア部５２の一部は、基材５１に形成された貫通孔５９に挿通されている。

ここで、本実施の形態にかかるトランスでは、一次側端子５７の電圧は二次側端子５８の電圧よりも高電圧である。よってコア部５２は、電圧が低い二次側端子５８側に設けている。換言すると、コア部５２の一次側端子５７側の端部と一次側端子５７との距離は、コア部５２の二次側端子５８側の端部と二次側端子５８との距離よりも長い。

図１９に示すように、コア部５２は、断面形状がＥ型であるコア部材５２ａ、５２ｂを用いて構成することができる。そしてコア部材５２ａ、５２ｂでトランス本体部５０を挟むことで、トランス本体部５０にコア部５２を取り付けることができる。図１９に示すように、一次側導体層７１および二次側導体層７２は基材５１内に埋設されているので、コア部５２と直接接触することはなく、絶縁性が保たれている。

本実施の形態にかかるトランスでは、一次側端子５７に高電圧（例えば、１５〜３０ｋＶ／ｍｍ程度）が印加される。ここで一次側端子５７は基材５１の外部に露出しているため、一次側端子５７と二次側端子５８との間の絶縁距離（コア部５２が接地されている場合は、一次側端子５７とコア部５２との間の絶縁距離）を確保する必要がある。そこで本実施の形態にかかるトランスでは、一次側端子５７と二次側端子５８との間の基材５１の表面の少なくとも一部に、凸部５３および凹部５４を形成している。

また、本実施の形態では、一次側端子５７の電圧は二次側端子５８の電圧よりも高いので、一次側端子５７とコア部５２との間に配置されている凸部５３および凹部５４の数は、二次側端子５８とコア部５２との間に配置されている凸部５３および凹部５４の数よりも多くしている。

以上で説明した本実施の形態にかかるトランス３では、実施の形態１、２で説明した端子構造を備えているので、トランス３を基板６０に実装する際の品質を向上させることができる。つまり、振動や衝撃に強い実装を実現することができ、トランスの寿命を長くすることができる。また、トランスの動作を安定させることができる。よってトランスの信頼性を向上させることができる。更に、トランス３を基板６０に高精度に実装することができる。

以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。

１、２端子構造
３トランス
１０、３０基材
１１、３１端子部
１２、３２スルーホール
１３、３３開口部
１４、３４金属被覆層
１５、３５リード部材
１６、３６はんだ
１７スルーホール
２１、２２、２３、４１、４２当接部
５０トランス本体部
５１基材
５２コア部
５３凸部
５４凹部
５５一次側
５６二次側
５７一次側端子
５８二次側端子
５９貫通孔
６０基板
６１、６５リード部材
７１一次側導体層
７２二次側導体層

Claims

端子部を備える基材と、
前記端子部において、前記基材の厚さ方向に前記基材を貫通しているスルーホールと、
前記スルーホールの内壁に形成された金属被覆層と、
前記スルーホール内に配置され、当該スルーホール内において前記金属被覆層と当接する第１の当接部を備えるリード部材と、
前記スルーホール内に充填され前記リード部材と前記金属被覆層とを電気的に接続するはんだと、
前記基材の側面に形成され、前記はんだを前記スルーホールに充填可能な開口部と、を備える、
端子構造。
前記開口部は、前記基材の厚さ方向において前記基材を貫通し、かつ前記スルーホールと連続した空間を形成している、請求項１に記載の端子構造。
前記スルーホールの前記基材の主面と平行な面における断面形状は、一部が前記開口部と連結した略円形状である、請求項２に記載の端子構造。
前記スルーホールと前記開口部との交点および前記スルーホールの中心点で形成される前記スルーホールの断面形状は、中心角θが１８０度よりも大きい扇型である、請求項２に記載の端子構造。
前記開口部は、前記基材の側面の一部から前記スルーホールへと前記基材を貫通するように形成されている、請求項１に記載の端子構造。
前記開口部は、前記基材の厚み方向中央部に形成されている、請求項５に記載の端子構造。
前記金属被覆層は、前記基材の表面および裏面から当該基材の厚さ方向中央部に向かうに従い薄くなるように形成されている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の端子構造。
前記リード部材は、前記スルーホール内において前記金属被覆層と当接する第２の当接部を更に備える、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の端子構造。
前記第１および第２の当接部の前記基材の主面と平行な面における断面形状は略円形状であり、前記第１の当接部の断面における直径と、前記第２の当接部の断面における直径とが異なる、請求項８に記載の端子構造。
前記第１の当接部の断面における直径は、前記第２の当接部の断面における直径よりも小さく、
前記第１の当接部は、前記第２の当接部よりも前記基材の表面側寄りに配置されている、
請求項９に記載の端子構造。
前記リード部材は、前記基材の裏面の一部に形成された金属被覆層と当接する第３の当接部を備え、
前記第２の当接部は、前記第１の当接部よりも前記第３の当接部側に配置されている、
請求項１０に記載の端子構造。
一次側巻線と接続される一次側端子および二次側巻線と接続される二次側端子の少なくとも一方が、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の端子構造を備えるトランス。
前記トランスは前記リード部材を用いて基板と電気的に接続されている、請求項１２に記載のトランス。
基材の厚さ方向において当該基材を貫通する第１のスルーホールを形成し、
前記基材の厚さ方向において当該基材を貫通し、前記第１のスルーホールと連続した空間を形成する第２のスルーホールを形成し、
前記第１および第２のスルーホールの内壁に金属被覆層を形成し、
前記第２のスルーホールの一部が切断されるように前記基材を切断して開口部を形成し、
前記第１のスルーホール内において前記金属被覆層と当接する第１の当接部を備えるリード部材を前記第１のスルーホール内に配置し、
前記基材の側面から前記開口部を経由して前記第１のスルーホールにはんだを充填して前記リード部材と前記金属被覆層とを電気的に接続する、
端子構造の製造方法。
前記第１のスルーホールの前記基材の主面と平行な面における断面形状は、一部が前記開口部と連結した略円形状である、請求項１４に記載の端子構造の製造方法。
前記第２のスルーホールは、前記第１のスルーホールと前記第２のスルーホールとの交点および前記第１のスルーホールの中心点で形成される断面形状が、中心角θが１８０度よりも大きい扇型となるように形成する、請求項１４に記載の端子構造の製造方法。
前記金属被覆層は、前記基材の表面おより裏面から当該基材の厚さ方向中央部に向かうに従い薄くなるように形成する、請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載の端子構造の製造方法。
前記リード部材は、前記第１のスルーホール内において前記金属被覆層と当接する第２の当接部を更に備え、
前記第１および第２の当接部を前記金属被覆層に当接させることで前記リード部材を前記第１のスルーホール内に固定する、
請求項１４乃至１７のいずれか一項に記載の端子構造の製造方法。
前記リード部材は、前記基材の裏面の一部に形成された金属被覆層と当接する第３の当接部を更に備え、
前記リード部材を前記第１のスルーホール内に配置する際、前記第３の当接部を前記金属被覆層に当接させることで、前記第１のスルーホールに対する前記リード部材の位置を決定する、
請求項１８に記載の端子構造の製造方法。
基材の厚さ方向において当該基材を貫通する第１のスルーホールを形成し、
前記第１のスルーホールの内壁に金属被覆層を形成し、
前記基材の厚さ方向において当該基材を貫通し、前記第１のスルーホールと連続した空間を形成する第２のスルーホールを形成し、
前記第２のスルーホールの一部が切断されるように前記基材を切断して開口部を形成し、
前記第１のスルーホール内において前記金属被覆層と当接する第１の当接部を備えるリード部材を前記第１のスルーホール内に配置し、
前記基材の側面から前記開口部を経由して前記第１のスルーホールにはんだを充填して前記リード部材と前記金属被覆層とを電気的に接続する、
端子構造の製造方法。
基材の厚さ方向において当該基材を貫通するスルーホールを形成し、
前記スルーホールの内壁に金属被覆層を形成し、
前記基材の側面から前記スルーホールへと前記基材を貫通するように開口部を形成し、
前記スルーホール内において前記金属被覆層と当接する第１の当接部を備えるリード部材を前記スルーホール内に配置し、
前記基材の側面から前記開口部を経由して前記スルーホールにはんだを充填して前記リード部材と前記金属被覆層とを電気的に接続する、
端子構造の製造方法。