JP2014229506A - 端子、電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検査用のプローブを確実に当接することができ、かつ、該プローブ当接時にはんだ接合部分に与える損傷を低減することができる端子および該端子を備えた電子制御装置を提供する。【解決手段】第１基板１の表面１ａにはんだ付けされる平坦部８ａと、平坦部８ａの両端から折り曲げられて平坦部８ａの上方へ向かって伸びる一端部８ｃおよび他端部８ｄとを備えた端子８において、一端部８ｃの途中を折り曲げることにより設けられた第１折り曲げ部８ｅと、第１折り曲げ部８ｅより高い位置で、他端部８ｄを一端部８ｃへ向かって折り曲げることにより設けられた第２折り曲げ部８ｆとをさらに備える。【選択図】図６

Description

本発明は、基板にはんだ付けされる端子と、該端子を備えた電子制御装置に関する。

たとえば電動パワーステアリングシステムには、電動モータの駆動を制御する電子制御装置が設けられている。この電子制御装置では、一般に、大きな電流が流れる駆動回路と、大きな電流が流れない制御回路とが、別々の基板に設けられている。そして、これら複数の基板は、たとえば特許文献１に開示されているような、コネクタにより接続されている。

特許文献１のコネクタは、複数の端子を備えている。各端子の下端には、平坦部が設けられ、該平坦部は、下方に配置される基板の表面にはんだ付けされる。各端子の上端部は、上方に配置される他の基板に設けられた各貫通孔に挿入されて、該基板にはんだ付けされる。各端子の中間には、折り曲げ部が設けられ、該折り曲げ部により、端子に生じる応力を緩和して、平坦部と基板のはんだ接合部分の損傷（はんだクラックなど）を防止している。

また、端子のはんだ接合部分の強度を上げるため、たとえば特許文献２〜４では、端子の平坦部の両端から基板の上方に向かって、端子の一端部と他端部を折り曲げている。さらに、特許文献３および４では、端子の他端部（先端部）を、一端部へ向けて折り返している。これにより、端子の平坦部を基板の表面にはんだ付けしたときに、平坦部の両端に大きなはんだフィレットが形成される。

ところで、たとえば特許文献５に開示されているように、コネクタなどの電子部品の端子にプローブを当てて、電気的な検査を行うことが、従来行われている。

特許第４７９９２２７号公報 実開平６−５０２６１号公報 実開平５−１８０４３号公報 特開平９−２２３７６９号公報 特開平５−８２１９３号公報

特許文献１〜４に開示されているような、基板の表面にはんだ付けされる端子に、プローブを当てて、基板の電気的な検査を行う場合、プローブを当てたときに生じる応力によって、端子と基板のはんだ接合部分に損傷を与えるおそれがある。また、端子の近傍に背の高い部品があると、その部品が邪魔になって、プローブを端子に当てられないおそれがある。

本発明の課題は、検査用のプローブを確実に当接することができ、かつ、該プローブ当接時にはんだ接合部分に与える損傷を低減することができる端子および該端子を備えた電子制御装置を提供することである。

本発明では、基板の表面にはんだ付けされる平坦部と、平坦部の両端から折り曲げられて平坦部の上方へ向かって伸びる一端部および他端部とを備えた端子において、一端部の途中を折り曲げることにより設けられた第１折り曲げ部と、第１折り曲げ部より高い位置で、他端部を一端部へ向かって折り曲げることにより設けられた第２折り曲げ部とをさらに備える。

このようにすると、端子の平坦部を基板の表面にはんだ付けした状態で、端子の近傍に背の高い部品があっても、検査用のプローブを端子の真上から接近させて、第２折り曲げ部に確実に当接させることができる。また、端子の他端部の鉛直部分が長くなり、第２折り曲げ部が平坦部の直上に配置される。このため、プローブを第２折り曲げ部に当接させたときに生じる応力を他端部で吸収して、平坦部と基板のはんだ接合部分に与える損傷を低減することができる。

また、本発明では、上記端子において、第１折り曲げ部は、他端部へ向かって突出するように折り曲げられていてもよい。

また、本発明では、上記端子において、第２折り曲げ部より高い位置で、一端部の上端に設けられた係合部をさらに備え、係合部は、基板の上方に配置された他の基板に係合された状態ではんだ付けされてもよい。

さらに、本発明による電子制御装置は、上記端子と、該端子により接続された複数の基板とを備えている。

本発明によれば、検査用のプローブを確実に当接することができ、かつ、該プローブ当接時にはんだ接合部分に与える損傷を低減することができる端子および該端子を備えた電子制御装置を提供することができる。

本発明の実施形態による電子制御装置の斜視図である。 図１の電子制御装置の分解状態を示した斜視図である。 本発明の実施形態による端子の斜視図である。 図３の端子の基板への表面実装状態を示した斜視図である。 図３の端子の基板への表面実装状態を示した断面図である。 図３の端子への検査用プローブの当接状態を示した断面図である。 図３の端子による複数基板の接続状態を示した斜視図である。 図３の端子による複数基板の接続状態を示した断面図である。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。

まず、本実施形態の電子制御装置１００について、図１および図２を参照しながら説明する。

電子制御装置１００は、電動パワーステアリングシステムに組み込まれ、車両の操舵を補助するために、電動モータ（図示省略）の駆動を制御する。

電子制御装置１００には、図２に示すように、基板１〜３、ケース４、フレーム５、およびコネクタ６、７が備わっている。第１基板１、第３基板３、およびケース４は、ほぼ矩形状に形成されている。第２基板２は、ほぼＬ字形に形成されている。

第１基板１には、コネクタ７が取り付けられている。電動モータに設けられたモータ端子（図示省略）をコネクタ７に嵌合することで、第１基板１と電動モータとが電気的に接続される。

また、第１基板１には、コネクタ７を介して電動モータに電流を流して、電動モータを駆動するための駆動回路（図示省略）が形成されている。この駆動回路は、たとえば複数のスイッチング素子（図示省略）を含んだＨブリッジ回路から成る。このため、第１基板１には、大きな電流が流れる。

さらに、第１基板１には、第２基板２を接続するための端子８と、第３基板３を接続するための多極コネクタ９が実装されている。端子８は、本発明の「端子」の一実施形態である。端子８の詳細は後述する。

第２基板２と第３基板３には、第１基板１にある駆動回路を介して、電動モータの駆動を制御するための制御回路（図示省略）が形成されている。また、第３基板３には、車両の他の電子制御装置（図示省略）と通信するための通信回路（図示省略）も形成されている。第２基板２と第３基板３には、第１基板１に流れる電流より小さな電流が流れる。

第１基板１と第２基板２の間には、樹脂製のフレーム５が配置される。フレーム５には、たとえば電解コンデンサなどの大型の電子部品（図示省略）が固定される。

電子制御装置１００を組み立てる場合、たとえば、まずケース４の内側に第１基板１を収容する。そして、各ねじ１１をフレーム５に設けられた各貫通孔５ｄを通して、ケース４の各台座４ｄに設けられたねじ孔４ａ（一部図示省略）に螺合する。これにより、フレーム５がケース４に固定されて、第１基板１がケース４とフレーム５に挟持される。この挟持状態で、端子８と多極コネクタ９は、フレーム５の開口部５ａから突出する。

次に、第１基板１と反対側を向いたフレーム５の表面５ｅに、第２基板２を平行に当接させる。これにより、フレーム５に設けられた各爪５ｂが、第２基板２に設けられた各切欠き２ｋの縁に係合して（図１参照）、第２基板２がフレーム５に固定される。

その固定状態で、各端子８が、第２基板２に設けられた各貫通孔２ａを貫通する（図７参照）。このため、各端子８を第２基板２にはんだ付けすることで、第１基板１と第２基板２が端子８により電気的に接続される。フレーム５に固定された電子部品も、はんだ付けなどすることにより、第２基板２に電気的に接続される。図２で、第１基板１の左下にある２つの多極コネクタ９の各ピン９ａは、第２基板２に設けられた各貫通孔２ｂを貫通する。

次に、各ねじ１２を第３基板３に設けられた各貫通孔３ｄを通して、ケース４の各台座４ｄに設けられたねじ孔４ｂ（一部図示省略）に螺合する。これにより、図１に示すように、第３基板３がケース４に固定される。

その固定状態で、コネクタ７が第３基板３に設けられた切欠き３ｋから突出する。また、各多極コネクタ９の各ピン９ａが、第３基板３に設けられた各貫通孔３ｂを貫通する。このため、各ピン９ａを第３基板３にはんだ付けすることで、第１基板１と第３基板３が多極コネクタ９により電気的に接続される。

次に、図２に示すように、ケース４に設けられた取付孔４ｃに、基板１〜３と反対側からコネクタ６を挿入する。そして、各ねじ１０をコネクタ６の貫通孔６ｄを通して、ケース４の台座４ｅに設けられたねじ孔（図示省略）に螺合する。これにより、図１に示すように、コネクタ６がケース４に固定される。

その固定状態で、コネクタ６に設けられた各リード端子６ｆ（図２）が、フレーム５に設けられた貫通孔５ｆと、第２基板２に設けられた各貫通孔２ｆを貫通する。このため、各リード端子６ｆを第２基板２にはんだ付けすることで、コネクタ６が第２基板２に電気的に接続される。

また、コネクタ６に設けられた各リード端子６ｅ（図２）が、フレーム５に設けられた各貫通孔５ｃと、第３基板３に設けられた各貫通孔３ｅとをそれぞれ貫通する。各リード端子６ｅを第３基板３にはんだ付けすることで、コネクタ６が第３基板３に電気的に接続される。

車両に備わる他の装置（図示省略）に接続されたハーネスのコネクタ（図示省略）を、コネクタ６に嵌合することで、該他の装置と第２基板２または第３基板３が電気的に接続される。

図１において、電子制御装置１００のケース４から露出するコネクタ６、７以外の部分は、カバー（図示省略）などにより覆われる。

次に、端子８の詳細を、図３〜図８を参照しながら説明する。

端子８は、銅などの金属製の板材を所定の形状に打ち抜いて、折り曲げ加工することにより、形成されている。端子８の表面には、はんだなどのメッキ加工が施されている。

図３に示すように、端子８の下端には、平坦部８ａが設けられている。平坦部８ａには、貫通孔８ｂが設けられている。

平坦部８ａの両側には、一端部８ｃと他端部８ｄが設けられている。一端部８ｃと他端部８ｄは、平坦部８ａの対向する両端から折り曲げられて、平坦部８ａの上方へ向かって伸びている。

一端部８ｃの途中には、第１折り曲げ部８ｅが設けられている。第１折り曲げ部８ｅは、他端部８ｄへ向かって突出するように円弧状に折り曲げられている。第１折り曲げ部８ｅと他端部８ｄは離間している。

他端部８ｄの上端には、第２折り曲げ部８ｆが設けられている。第２折り曲げ部８ｆは、平坦部８ａに対して、第１折り曲げ部８ｅより高い位置で、他端部８ｄを一端部８ｃへ向かって折り曲げた部分である。第２折り曲げ部８ｆと一端部８ｃは離間している。第２折り曲げ部８ｆは、平坦部８ａと平行になっている。

一端部８ｃの上端には、係合部８ｕが設けられている。係合部８ｕは、平坦部８ａに対して、第２折り曲げ部８ｆより高い位置にあって、二股のフォーク状に形成されている。

このような端子８を複数用いて、第１基板１と第２基板２を接続する場合、たとえば、まず第１基板１の表面１ａに設けられたパッド１ｐ（図４）上に、はんだペースト（図示省略）を塗布する。次に、そのはんだペースト上に、端子８の平坦部８ａを載置する。図４では、第１基板１において、端子８とパッド１ｐ以外の図示を省略している（後述の図７も同様）。

そして、第１基板１および端子８をリフローはんだ槽などで一旦加熱した後冷却することで、図５に示すように、平坦部８ａを第１基板１の表面１ａにはんだ付けする。

これにより、端子８の平坦部８ａの周囲と貫通孔８ｂの内側に、はんだフィレット（クロスハッチングで示す部分）が形成され、端子８が第１基板１に表面実装された状態となる。しかも、端子８の一端部８ｃと他端部８ｄが平坦部８ａの両端から第１基板１の上方へ立ち上がっているので、両端部８ｃ、８ｄと平坦部８ａとの境界にある円弧部８ｇ、８ｈの外側に、大きなはんだフィレットが形成される。このため、端子８と第１基板１のはんだ接合強度が高くなる。

第１基板１上に端子８がはんだ付けされた後、第１基板１に形成された駆動回路の電気的な検査が行われる。そのために、図６に示すように、検査用のプローブ２０を端子８の真上から接近させて、第２折り曲げ部８ｆに当接させる（二点鎖線で図示）。

このプローブ２０の当接時に、端子８に生じる応力は、第２折り曲げ部８ｆを含む他端部８ｄで吸収される。このため、平坦部８ａと第１基板１のはんだ接合部分（はんだフィレットなど）に与える損傷は少なくなる。

第１基板１の検査後、図７に示すように、第１基板１の上方（表面１ａ側）に第２基板２が配置される（詳細は前述のとおり）。これにより、第２基板２の各貫通孔２ａに、各端子８の係合部８ｕが挿入されるように係合され、該係合部８ｕの上端が第２基板２の上方へ突出する。

その際、第２基板２から端子８の係合部８ｕに衝撃が加わっても、該衝撃により端子８に生じる応力は、第１折り曲げ部８ｅを含む一端部８ｃで吸収される。このため、平坦部８ａと第１基板１のはんだ接合部分（はんだフィレットなど）に与える損傷は少なくなる。

図７および図８に示すように、第２基板２の各貫通孔２ａの周囲には、パッド２ｐが形成されている。各端子８の係合部８ｕは、各パッド２ｐにはんだ付けされる（はんだはクロスハッチングで示す部分）。これにより、第１基板１と第２基板２が端子８により電気的に接続される。

上記実施形態によると、端子８の一端部８ｃに設けた第１折り曲げ部８ｅより高い位置で、他端部８ｄを一端部８ｃへ向かって折り曲げることで、第２折り曲げ部８ｆを設けている。このため、端子８の平坦部８ａを第１基板１の表面１ａにはんだ付けした状態で、端子８の近傍に背の高い部品があっても、検査用のプローブ２０を端子８の真上から接近させて、第２折り曲げ部８ｆに確実に当接させることができる。

また、端子８の他端部８ｄの鉛直部分が長くなっていて、第２折り曲げ部８ｆが平坦部８ａの直上に配置されている。このため、プローブ２０を第２折り曲げ部８ｆに当接させたときに生じる応力を他端部８ｄで吸収して、平坦部８ａと第１基板１のはんだ接合部分に与える損傷を低減することができる。

また、端子８の第１折り曲げ部８ｅが、他端部８ｄへ向かって突出するように折り曲げられて、平坦部８ａの直上に配置されている。このため、端子８の第２折り曲げ部８ｆより高い位置にある一端部８ｃの係合部８ｕを、第２基板２の貫通孔２ａに係合する際に、端子８に生じた応力を一端部８ｃで吸収して、端子８と第１基板１のはんだ接合部分に与える損傷を低減することができる。

さらに、係合部８ｕを第２基板２にはんだ付けした後、何らかの外力により端子８に生じた応力を一端部８ｃで吸収して、端子８と基板１、２のはんだ接合部分に与える損傷を低減することもできる。

本発明では、以上述べた以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、以上の実施形態では、端子８の他端部８ｄの第２折り曲げ部８ｆを、平坦部８ａと平行に平坦に折り曲げた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、端子の第２折り曲げ部を上方、下方、または一端部の方へ向かって突出するように、円弧状、Ｓ字状、またはクランク状などに折り曲げてもよい。

また、以上の実施形態では、端子８の一端部８ｃの第１折り曲げ部８ｅを、他端部８ｄへ向かって突出するように円弧状に折り曲げた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、端子の第１折り曲げ部を、他端部側へまたは他端部と反対側へ突出するように、Ｓ字状またはクランク状などに折り曲げてもよい。

また、以上の実施形態では、銅製の板材を折り曲げ加工して、端子８を形成した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、金属製の線材を折り曲げ加工して、ピン状の端子を形成してもよい。

また、以上の実施形態では、上下に平行に配置される基板１、２を接続するように、端子８を形成した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、第１基板に対して第２基板が垂直に配置される場合に、端子の平坦部を第１基板にはんだ付けし、端子の一端部に設ける係合部を第２基板にはんだ付けできるように折り曲げて形成してもよい。

さらに、以上の実施形態では、電動パワーステアリングシステムで使用される電子制御装置１００の複数の基板１、２を接続するための端子８に、本発明を適用した例を挙げたが、他の電子制御装置に備わる複数の基板を接続するための端子に対しても、本発明を適用することは可能である。

１ 第１基板
２ 第２基板
８ 端子
８ａ 平坦部
８ｃ 一端部
８ｄ 他端部
８ｅ 第１折り曲げ部
８ｆ 第２折り曲げ部
８ｕ 係合部
１００ 電子制御装置

Claims (4)

1. 基板の表面にはんだ付けされる平坦部と、
   前記平坦部の両端から折り曲げられて前記平坦部の上方へ向かって伸びる一端部および他端部と、を備えた端子において、
   前記一端部の途中を折り曲げることにより設けられた第１折り曲げ部と、
   前記第１折り曲げ部より高い位置で、前記他端部を前記一端部へ向かって折り曲げることにより設けられた第２折り曲げ部と、をさらに備えた、ことを特徴とする端子。
2. 請求項１に記載の端子において、
   前記第１折り曲げ部は、前記他端部へ向かって突出するように折り曲げられている、ことを特徴とする端子。
3. 請求項１または請求項２に記載の端子において、
   前記第２折り曲げ部より高い位置で、前記一端部の上端に設けられた係合部をさらに備え、
   前記係合部は、前記基板の上方に配置された他の基板に係合された状態ではんだ付けされる、ことを特徴とする端子。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の端子と、
   該端子により接続された複数の基板と、を備えた、ことを特徴とする電子制御装置。

Images