JP2015061037A - Substrate structure and substrate support structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント基板の複数を組み合わせて得られる基板構造体及びこれに用いる基板支持構造体に関する。 The present invention relates to a substrate structure obtained by combining a plurality of printed circuit boards and a substrate support structure used therefor.
例えば、2つのプリント基板同士を互いに垂直に接合することが従来から行われている。一例として、特許文献1には、一方のプリント基板に貫通孔が形成されており、当該貫通孔に他方のプリント基板の一端縁に突設された接栓端子部を挿入することでプリント基板同士を接合した構造体が開示されている。また、特許文献2には、一方のプリント基板に長手方向中心線が一直線上に整列しないように互いにオフセットして配置されている複数の長穴が形成されており、当該長穴に他方のプリント基板の端縁に設けられた凸状差込部を挿入することにより、基板同士を接合した基板構造体が開示されている。
For example, it has been conventionally performed to join two printed circuit boards vertically to each other. As an example, in Patent Document 1, a through hole is formed in one printed circuit board, and the printed circuit boards are inserted into the through hole by inserting a plug terminal portion projecting from one end edge of the other printed circuit board. A structure in which is bonded is disclosed. Further, in
特許文献1に開示されている構造によって基板同士を接合する場合、接栓端子部を有する基板の厚さが薄すぎると、半田固定工程の前の状態で基板の自立が保てないので、半田固定工程の際に何らかの手段で基板を支持する必要があり作業効率が悪いという欠点があった。また、特許文献2に開示されている構造によってプリント基板同士を接合する場合、プリント基板の曲げ応力によって固定が行われるため、プリント基板に機械的な歪みが発生し、プリント基板の寿命に悪影響を及ぼす恐れがあった。
In the case where the substrates are joined together by the structure disclosed in Patent Document 1, if the thickness of the substrate having the plug terminal portion is too thin, the substrate cannot be maintained in the state before the solder fixing step. In the fixing process, it is necessary to support the substrate by some means, and there is a disadvantage that the working efficiency is poor. Further, when the printed circuit boards are joined to each other by the structure disclosed in
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、例えば、接合する基板に不要な応力が生ずることを防止しつつ基板同士を単純な接合作業によって強固な接合が達成可能な基板構造体及びこれに用いる基板支持構造体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points. For example, a substrate structure capable of achieving strong bonding between substrates by a simple bonding operation while preventing unnecessary stress from being generated on the substrates to be bonded. And it aims at providing the substrate support structure used for this.
本発明の基板構造体は、少なくとも1つの貫通孔を有する第1のプリント基板と、当該貫通孔に嵌合する突出部を有する第2のプリント基板と、当該第1のプリント基板の貫通孔と当該第2のプリント基板の突出部の間に介在して当該第1及び第2のプリント基板の接合を補強する接合補強具と、を有する基板構造体であって、当該接合補強具は、少なくとも1つの開口部を有する底部と、当該底部から立ち上がりかつ所定間隔で互いに対向する一対の脚部と、当該脚部の先端縁部の少なくとも一部に設けられている係止部と、を有し、当該脚部は当該貫通孔に嵌合しており、当該係止部が当該貫通孔の周縁部と係合し、当該突出部は当該一対の脚部の間に嵌入されており、当該突出部の先端部が当該開口部に嵌入していることを特徴とする。 The substrate structure of the present invention includes a first printed circuit board having at least one through hole, a second printed circuit board having a protrusion that fits into the through hole, and a through hole of the first printed circuit board. A board reinforcing body interposed between projecting portions of the second printed circuit board to reinforce the bonding of the first and second printed circuit boards, wherein the bonding reinforcement is at least A bottom portion having one opening, a pair of leg portions that rise from the bottom portion and face each other at a predetermined interval, and a locking portion that is provided on at least a part of a tip edge portion of the leg portion The leg portion is fitted in the through hole, the locking portion is engaged with the peripheral edge portion of the through hole, and the protruding portion is fitted between the pair of leg portions, and the protruding portion The tip of the part is fitted in the opening
以下に、本発明の実施例である基板構造体について、添付図面を参照しつつ説明する。図1(a)及び図1(b)に示すように、本発明による基板構造体は、第1のプリント基板11と第2のプリント基板21とが接合補強具31を介して垂直に接合されている構造体である。
Below, the substrate structure which is an Example of this invention is demonstrated, referring an accompanying drawing. As shown in FIG. 1A and FIG. 1B, the substrate structure according to the present invention has a first printed board 11 and a second printed
第1のプリント基板11は、板状の絶縁体基材13と、絶縁体基材13の両面に形成されている導体配線15と、絶縁体基材13に形成されている貫通孔17(図1(b))内に形成されている導体19からなっている。図1において絶縁体基材13の裏面の導体配線15は省略している。貫通孔17は、絶縁体基材13の所定の位置に絶縁体基材13を貫通するように形成されており、一対の対向直線部とこれらを曲線にて終端結合した断面形状(すなわち小判型)の長穴である(図1(b))。導体19は貫通孔17内側面に被覆されており、導体配線15が貫通孔17の長手辺の中央領域に達して、貫通孔17内側面の導体19と電気的に接続され、絶縁体基材13の両面に形成されている導体配線15が導体19を介して互いに電気的に接続されている。
The first printed circuit board 11 includes a plate-like
第2のプリント基板21は、板状の絶縁体基材23及び絶縁体基材23の表面に形成されている導体配線25からなっている。絶縁体基材23の一端縁23A(図1(b))には、絶縁体基材23の主面23B(図1(b))に沿った方向(板面方向)に外方に突出した突出部27が形成されている。突出部27は2段構造を有しており、1段目の第1突出部27A及び先端部としての2段目の(先端の)第2突出部27Bからなっている。第2のプリント基板21に形成されている導体配線25は、絶縁体基材23の表面において第2突出部27Bの先端縁まで伸張しており、導体配線25は第2突出部27Bの表面領域において半田(図4参照)を介して第1のプリント基板11の導体配線15と電気的に接続される。
The second printed
接合補強具31は、第1のプリント基板11と第2のプリント基板21との接合部に配されている部材である。接合補強具31は、第1のプリント基板11の貫通孔11に嵌入せしめられ、第2のプリント基板21の突出部27を受容している。
The
図2は接合補強具31の拡大斜視図である。図2に示すように、接合補強具31は、第1のプリント基板11の貫通孔17に嵌入するとともに第2のプリント基板21の突出部27の嵌入を受容する樋状形状を有する樋状部33と、樋状部33の上端縁部の両端に形成され第1のプリント基板11の貫通孔17の周縁部と係合する係止部35とからなっている。
FIG. 2 is an enlarged perspective view of the
樋状部33は、接合補強具31の長手方向に垂直な面においてほぼU字形状の断面を有している。すなわち、樋状部33は、半円筒状の曲面からなる底部33Aと底部33Aから立ち上がりかつ第2のプリント基板の突出部27が嵌入する間隙を有して対向する平板形状部である一対の脚部33Bとからなっている。係止部35は、樋状部33の脚部33Bの端縁部を外側に折曲させたものであり、貫通孔17の開口縁部に係合する。
The hook-
樋状部33は、弾性を有する金属材料からなり、貫通孔17に嵌入することで貫通孔17と嵌合するように、桶状部33の幅Wが貫通孔17の短手方向の幅よりもやや大きくなされるかまたは貫通孔17の短手方向の幅と略同一となるようになされ、桶状部33の長さLが貫通孔17の長手辺の長さ以下になるように形成される。また、樋状部33の脚部33Bの高さHは、樋状部33の底部33Aが第1のプリント基板11の底面よりも下方に突出するように、第1のプリント基板11の絶縁体基材13の厚さより高く形成されている。
The hook-
樋状部33の上端縁部の各々の中央領域には切り欠き部33Cが設けられている。切り欠き部33Cは、第1のプリント基板11の貫通孔17の周縁部の導体配線15が形成されている部分に対向する位置に形成されている。
A
樋状部33の脚部33Bの内側面には、例えば一方の側面に2つずつ、向かい合うように4つの半球状の突起部37が設けられている。また、樋状部33の底部33Aの中央部分には、第2のプリント基板21の第2突出部27Bが嵌入する、すなわち突出部27の先端部が嵌入する開口部33Dが設けられている。また、開口部33Dは、後述する半田工程時に、溶融半田が浸入する浸入路としての役目を果たす。
Four
図3は、第1のプリント基板11に嵌入した接合補強具31への第2のプリント基板21の嵌入を示す斜視図である。接合補強具31は、図3に示すように第1のプリント基板11の貫通孔17内に嵌入せしめられ、第2のプリント基板21は矢印A方向に第1突出部の先端が接合補強具31の底部33Aに接するまで挿入され接合補強具31に嵌合せしめられる。
FIG. 3 is a perspective view showing the insertion of the second printed
接合補強具31を貫通孔17に嵌入すると、係止部35が貫通孔17の開口縁に係合して接合補強具31が第1のプリント基板11に対して係止される。上記したように樋状部33は樋形状を有しかつ弾性を有している材料からなることが好ましく、接合補強具31は、例えば、桶状部33の幅Wが貫通孔の短手方向に大きくなる方向に寸法の誤差が生じても、桶状部33が撓むことにより、プリント基板に損傷を与えずに貫通孔17としっかりと嵌合する。
When the joining
上記したように、切り欠き部33Cは、第1のプリント基板11の貫通孔17の周縁部の導体配線15が形成されている部分に対向する位置に形成されているので、図3からも明らかなように、接合補強具31が貫通孔17に嵌入されている際に、接合補強具31が貫通孔17の周縁部の導体配線15と貫通孔内面に形成されている導体19の接続部付近に接触しない。
As described above, the
図4は、図3の4−4線に沿った基板構造体の接合補強具31周辺の断面図である。図4に示すように、開口部33Dに嵌入された第2突出部27Bは開口部33Dを通り抜けて樋状部33の下方から突出する。半田41は、第1のプリント基板11及び第2プリント基板21の嵌入接合の後、溶融半田の供給などによる半田工程によって形成される。半田41は、第1のプリント基板11と第2のプリント基板21との間に形成され、第1のプリント基板11と第2のプリント基板21の機械的な接合をなすとともに導体配線25と第1のプリント基板11の貫通孔17の周辺の導体配線15との電気的接続を形成する。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the periphery of the joint reinforcing
図4に示すように、第2のプリント基板21は、突起部37の各々の頂点及び樋状部33の底部33Aの内面に接することで接合補強具31に保持されている。従って、第2のプリント基板21は、接合補強具31の2つの脚部33Bの間の間隙に嵌入されるだけで、第1のプリント基板11に対して垂直に自立保持させられる。また、その自立保持の際、樋状部33の内側面の突起部37が形成されていない部分と、第2のプリント基板21とが離間し、空隙がある状態で保持される。第2のプリント基板21の自立保持を可能とするために、向かい合う突起部37の頂点間の距離Dは、第2のプリント基板21の絶縁体基材23の厚さと同一かまたはそれより多少小さくされている。
As shown in FIG. 4, the second printed
本実施例の基板構造体は、第1のプリント基板11の貫通孔17に接合補強具31を例えば自動マウンタによって嵌入して支持基板構造体を形成し、続いて第2のプリント基板21を接合補強具31に嵌入した後に、接合補強具31の下方から溶融半田を供給することにより形成される半田41によって半田付け固定される。この半田付けの際、溶融半田は、樋状部33の底部33Aに沿って濡れ広がり、第2のプリント基板21の第2突出部27Bと第1のプリント基板11の裏面との間でフィレット様の半田構造が形成される。これにより、第1のプリント基板11と第2のプリント基板21との強固な半田接合が形成され、さらに第1のプリント基板11の裏面に形成されている導体配線15と第2のプリント基板21の突出部27の表面に形成されている導体配線25の電気的接続も良好に行われる。また、溶融半田は接合補強具31の開口部33Dから浸入して、樋状部33の内側面と第2のプリント基板との間の空隙に沿って濡れ広がるので、第1のプリント基板11と第2のプリント基板21とが強固に半田接合される。
In the substrate structure of the present embodiment, a joining reinforcing
本実施例の基板構造体によれば、接合補強具31を介してプリント基板11、21同士を直接接触させずに接合させている。従って、半田41を除去してプリント基板11、21を互いに分離しても、分離したプリント基板11、21にプリント基板11、21同士の嵌め合い接触によって生じる基板の損傷が生じず、分離したプリント基板11、21を再度利用することが可能である。
According to the substrate structure of the present embodiment, the printed
また、本実施例の基板構造体によれば、弾性を有する接合補強具31を介してプリント基板11、21同士を接合することで、多少基板の厚さまたは貫通孔の大きさに誤差が生じても、プリント基板11、21に損傷を与えずにプリント基板11、21同士の嵌合による接合をスムーズに行うことが可能である。従って、自動マウンタによる組み立てが可能であり、プリント基板同士の接合強度を高めつつ生産性の向上を図ることが可能である。
Further, according to the substrate structure of the present embodiment, there is a slight error in the thickness of the substrate or the size of the through hole by bonding the printed
なお、上記実施例において、樋状部33は略U字断面を有しているとしたが、樋状部33が貫通孔17に嵌合可能であり、かつ第2のプリント基板21を自立保持可能であれば、例えば、コの字断面またはV字断面等他の断面形状を有していてもよい。接合補強具31において、係止部35の位置及び個数は図示した例に限定されず、接合補強具31を貫通孔17へ嵌入する際に貫通孔17の周縁部に係合し、接合補強具31を係止可能であればよい。
In the above embodiment, the hook-shaped
また、接合補強具31において、突起部37の個数及び位置は図示した例に限定されず、接合補強具31に第2のプリント基板21を嵌入した際に、第2のプリント基板21が自立保持可能であればよい。また、突起部37を形成せずに、樋状部33の脚部33Bの内表面全体で第2のプリント基板21を自立保持することとしてもよい。
In addition, the number and position of the
また、上述の実施例において、樋状部33の脚部33Bの高さHを第1のプリント基板11の絶縁体基材13の厚さより高くすることとしたが、接合補強具31の脚部33Bの高さHを第1のプリント基板11の絶縁体基材13の厚さよりも大きくすることで、突出部27が当該貫通孔17を通過した先の位置において位置決めされて接合補強具31に保持されるようにし、第1のプリント基板11の保持を安定化させることが可能である。
Further, in the above-described embodiment, the height H of the
また、接合補強具31には、導体配線の保護を考えなくてよい場合などには、切り欠き33Cは必ずしも必要ではない。また、開口部33Dは複数形成されていてもよく、その場合には、複数の開口部33Dに対応した位置に第2突出部27Bが複数形成されていてもよい。
Further, the
上記実施例において、第2のプリント基板21の突出部27は2段構造であることとしたが、突出部27は1段構造または3段以上の構造にしてもよいし、三角形等他の多角形状にしてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施例において、貫通孔17は、第1のプリント基板11に1つ形成することとしたが、第1のプリント基板11に複数の貫通孔17を形成して、複数の第2のプリント基板21を第1のプリント基板11と接合することとしてもよい。また、第1のプリント基板11に複数の貫通孔を形成して、当該貫通孔に対応する複数の突出部を有する第2のプリント基板21を接合することとしてもよい。
In the above embodiment, one through
また、接合補強具31は、樹脂材等に部分的にまたは全体的に金属メッキを施したもので形成してもよい。例えば、半田の濡れを考慮して樋状部33の表面にのみ金属メッキを施した樹脂材で接合補強具31を形成してもよい。
Moreover, you may form the joining
上述した実施例における種々の材料、構成、形状等は、例示に過ぎず、用途等に応じて、適宜選択することができる。 Various materials, configurations, shapes, and the like in the above-described embodiments are merely examples, and can be appropriately selected depending on the application and the like.
11 第1のプリント基板
13、23 絶縁体基材
15、19、25 導体配線
17 貫通孔
21 第2のプリント基板
27 突出部
27A 第1突出部
27B 第2突出部
31 接合補強具
33 樋状部
33A 底部
33B 脚部
33C 切り欠き部
33D 開口部
35 係止部
37 突起部
41 半田
11 1st printed
Claims (8)
前記貫通孔に嵌合する突出部を有する第2のプリント基板と、
前記第1のプリント基板の貫通孔と前記第2のプリント基板の突出部の間に介在して前記第1及び第2のプリント基板の接合を補強する接合補強具と、を有し、
前記接合補強具は、少なくとも1つの開口部を有する底部と、前記底部から立ち上がりかつ所定間隔で互いに対向する一対の脚部と、前記脚部の先端縁部の少なくとも一部に設けられている係止部と、を有し、前記脚部は前記貫通孔に嵌合しており、前記係止部が前記貫通孔の周縁部と係合し、前記突出部は前記一対の脚部の間に嵌入されており、前記突出部の先端部が前記開口部に嵌入していることを特徴とする基板構造体。 A first printed circuit board having at least one through hole;
A second printed circuit board having a protrusion fitted into the through hole;
A joining reinforcement tool that reinforces the joining of the first and second printed circuit boards interposed between the through hole of the first printed circuit board and the protruding portion of the second printed circuit board,
The joint reinforcing tool is provided on at least a part of a bottom portion having at least one opening, a pair of legs rising from the bottom and facing each other at a predetermined interval, and a tip edge of the leg. A stop portion, the leg portion is fitted in the through hole, the locking portion engages with a peripheral edge portion of the through hole, and the protruding portion is interposed between the pair of leg portions. A substrate structure, wherein the substrate structure is inserted, and a distal end portion of the protruding portion is inserted into the opening.
前記第1のプリント基板の貫通孔と前記第2のプリント基板の突出部の間に介在して前記第1及び第2のプリント基板の接合を補強する接合補強具と、を有し、
前記接合補強具は、少なくとも1つの開口部を有する底部と、前記底部から立ち上がりかつ所定間隔で互いに対向する一対の脚部と、前記脚部の先端縁部の少なくとも一部に設けられている係止部と、を有し、前記脚部は前記貫通孔に嵌合しており、前記係止部が前記貫通孔の周縁部と係合していることを特徴とする基板支持構造体。 A first printed circuit board having at least one through hole;
A joining reinforcement tool that reinforces the joining of the first and second printed circuit boards interposed between the through hole of the first printed circuit board and the protruding portion of the second printed circuit board,
The joint reinforcing tool is provided on at least a part of a bottom portion having at least one opening, a pair of legs rising from the bottom and facing each other at a predetermined interval, and a tip edge of the leg. A board supporting structure, wherein the leg part is fitted in the through hole, and the locking part is engaged with a peripheral part of the through hole.
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