JP2017004990A - プレスフィット端子の組み付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板のスルーホールに対するプレスフィット端子の接触圧を高めずとも、プレスフィット端子とスルーホールの内周の導電体層との間に安定した導通接続を確保することができ、プレスフィット端子の接触圧を低く設定することで、プレスフィット端子のメッキの削れ落ちや回路基板の白化等の不都合の発生を防止することのできるプレスフィット端子の組み付け方法を提供すること。
【解決手段】回路基板１００のスルーホール１１０の内周の導電体層１１１を覆っているプリフラックス層１１３を溶解して除去した後、前記スルーホール１１０にプレスフィット端子２００を圧入して、前記プレスフィット端子２００が直に前記スルーホール１１０の前記導電体層１１１に接触した導通接続状態を得る。
【選択図】図２

Description

本発明は、プレスフィット端子を回路基板のスルーホールに圧入して、プレスフィット端子をスルーホールの内周の導電体層に導通接続させるプレスフィット端子の組み付け方法に関する。

近年、回路基板のスルーホールに対して、半田付けが不要で簡単に電気的な接続を果たすプレスフィット端子が普及している。

プレスフィット端子は、プリント回路基板のスルーホールに圧入されるホール嵌合部が、径方向に圧縮された状態でスルーホールの内周面に接触し、接触圧でスルーホールと電気的接続状態になる端子である。

下記特許文献１には、回路基板に形成された複数のスルーホールに圧入した複数のプレスフィット端子同士を、回路基板に具備された回路パターンによってジョイント接続する技術が開示されている。

図３は特許文献１の技術で使用される従来の回路基板１００のスルーホール１１０の周辺の縦断面図、図４は図３に示したスルーホール１１０にプレスフィット端子２００のホール嵌合部２１０が圧入された状態を示す縦断面図である。

図３に示したスルーホール１１０は、多層構造の基板本体１０１に貫通形成された孔１０２の内周面を覆う筒状の導電体層１１１と、孔１０２の開口縁を覆うリング状の導電体層であるランド１１２と、を備えている。

スルーホール１１０に具備される導電体層１１１とランド１１２とは、隙間無く連続していて、互いに導通している。

また、スルーホール１１０のそれぞれの導電体層の酸化を防止するために、これらの導電体層の表面を覆うプリフラックス層（防錆皮膜）１１３が具備されている。
プリフラックス層１１３は、絶縁性の被膜である。

プレスフィット端子２００は、金属板をプレス成形することで形成される端子金具である。ホール嵌合部２１０は、最大外径がスルーホール１１０の筒状の導電体層１１１の内径よりも大きく設定されていて、スルーホール１１０に圧入された際に、縮径方向に弾性変形して、その接触圧によって、導電体層１１１との接触を果たす。プレスフィット端子２００は、プレス成形後に、導電性に優れたスズ（Ｓｎ）や、ニッケル（Ｎｉ）などの金属がメッキされる。

従来は、スルーホール１１０に成膜されたプリフラックス層１１３を特に除去する作業は行わず、プリフラックス層１１３が残存しているスルーホール１１０にホール嵌合部２１０を圧入していた。そして、ホール嵌合部２１０の圧入時の擦れによって、プリフラックス層１１３を導電体層１１１から剥離させ、露出した導電体層１１１にホール嵌合部２１０が接触することで、ホール嵌合部２１０と導電体層１１１とを導通接続させていた。

特開２００６−２１６５０１号公報

ところが、ホール嵌合部２１０の圧入時の擦れによるプリフラックス層１１３の除去作用は、スルーホール１１０へのホール嵌合部２１０の圧入時の接触圧等に影響される。
図５は、ホール嵌合部２１０の接触圧と、接触したホール嵌合部２１０と導電体層１１１との間の接触抵抗の関係を示したものである。

図５において、横軸はホール嵌合部２１０の接触圧（荷重）を示し、縦軸は、接触抵抗を示している。図５において、特性線ｆ１は、スルーホール１１０の導電体層の上にプリフラックス層１１３が形成されておらず、ホール嵌合部２１０が直にスルーホール１１０の導電体層１１１に接触したときの荷重と接触抵抗との相関を示している。この特性線ｆ１は、接触圧（荷重）が低くても、接触抵抗が低く、良好な導通状態が得られることを示している。

また、図５において、特性線ｆ２は、スルーホール１１０の導電体層の上にプリフラックス層１１３が形成されている場合である。この特性線ｆ２は、接触圧（荷重）が低くなると、接触圧の低下に応じて急激に接触抵抗が増大し、導通不良を招くことを示している。即ち、プリフラックス層１１３が残っている状態でホール嵌合部２１０を圧入する場合は、接触圧が低いと、絶縁性を有するプリフラックス層１１３を十分に除去できず、残存するプリフラックス層１１３のために、導通不良が発生することを示している。

即ち、スルーホール１１０の導電体層上にプリフラックス層１１３が残っている状態で、ホール嵌合部２１０をスルーホール１１０に圧入する従来の場合では、接触圧を高くしないと、ホール嵌合部２１０の擦れによってプリフラックス層１１３を剥離除去する効力が低下し、残存するプリフラックス層１１３のために導通不良が発生するおそれがあった。

ところが、ホール嵌合部２１０の接触圧を高めると、ホール嵌合部２１０の表面のメッキが削れ落ちて、導通性能が低下したり、あるいは、接触荷重によってスルーホール１１０の周縁の回路基板１００の白化が生じたりするおそれがあった。回路基板１００の白化は、基板に作用する荷重や衝撃によって基板に割れが生じて、基板としての機能が損なわれる現象である。

また、ホール嵌合部２１０の接触圧でプリフラックス層１１３を削り落とす場合には、図４に示すように、プリフラックス層１１３の削れかす１１３ａがホール嵌合部２１０の前端部に貯まり、貯まったプリフラックス層１１３の削れかすが、再び、ホール嵌合部２１０に噛み込まれて、接触不良を招くおそれがあった。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解消することに係り、回路基板のスルーホールに対するプレスフィット端子の接触圧を高めずとも、プレスフィット端子とスルーホールの内周の導電体層との間に安定した導通接続を確保することができ、プレスフィット端子の接触圧を低く設定することで、プレスフィット端子のメッキの削れ落ちや回路基板の白化等の不都合の発生を防止することのできるプレスフィット端子の組み付け方法を提供することにある。

本発明の前述した目的は、下記の構成により達成される。
（１） 回路基板のスルーホールの内周の導電体層を覆っているプリフラックス層を溶解して除去した後、前記スルーホールにプレスフィット端子を圧入して、前記プレスフィット端子が直に前記スルーホールの前記導電体層に接触した導通接続状態を得ることを特徴とするプレスフィット端子の組み付け方法。

上記（１）の構成によれば、プレスフィット端子を回路基板のスルーホールに圧入する時には、スルーホールの内周に成膜されていたプリフラックス層は既に除去されていて、スルーホールの内周には、導電体層が露出している。従って、スルーホールの導電体層とプレスフィット端子とが直に接触することになる。そのため、スルーホールに対するプレスフィット端子の接触圧を低くしても、接触抵抗を低く抑えて、安定した導通接続状態を得ることができる。

また、プレスフィット端子の接触圧を低くすることで、プレスフィット端子の表面に施す金属メッキの剥がれを防止することができ、また、スルーホールの周縁の基板の白化を防止することができる。

また、プレスフィット端子が、直にスルーホールの導電体層に接触し、金属同士の接触によって接触部に凝着が起こり、この凝着がプレスフィット端子をスルーホールに固定する保持力として有効に働く。そのため、接触圧が低くても、プレスフィット端子とスルーホールとの機械的な結合強度が高くなり、振動等で電気的な接続状態が不安定になることを防止することができる。

本発明によるプレスフィット端子の組み付け方法によれば、回路基板のスルーホールに対するプレスフィット端子の接触圧を高めずとも、プレスフィット端子とスルーホールの内周の導電体層との間に安定した導通接続を確保することができ、プレスフィット端子の接触圧を低く設定することで、プレスフィット端子のメッキの削れ落ちや回路基板の白化等の不都合の発生を防止することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。さらに、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明に係るプレスフィット端子の組み付け方法の一実施形態で、スルーホールの内周の全域に亘ってプリフラックス層が除去された状態のスルーホールの縦断面図である。 図２は、図１に示した回路基板のスルーホールにプレスフィット端子が圧入された状態の縦断面図である。 図３は、従来の回路基板のスルーホールの構造を示す縦断面図である。 図４は、図３に示したスルーホールに従来のプレスフィット端子が圧入完了した状態の縦断面図である。 図５は、プレスフィット端子のスルーホールへの接触圧と接触抵抗との相関を示すグラフである。

以下、本発明に係るプレスフィット端子の組み付け方法の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１及び図２は本発明に係るプレスフィット端子の組み付け方法の一実施形態を示したもので、図１は本発明に係るプレスフィット端子の組み付け方法の一実施形態で、スルーホールの内周の全域に亘ってプリフラックス層が除去された状態のスルーホールの縦断面図、図２は図１に示した回路基板のスルーホールにプレスフィット端子が圧入された状態の縦断面図である。

この一実施形態のプレスフィット端子の組み付け方法では、図３に示した構造の回路基板１００と、図４に示した構造のプレスフィット端子２００と、を使う。

この一実施形態のプレスフィット端子の組み付け方法では、図１に示すように、回路基板１００のスルーホール１１０の内周の導電体層１１１を覆っているプリフラックス層１１３を溶解して除去した後、図２に示すように、スルーホール１１０にプレスフィット端子２００のホール嵌合部２１０を圧入して、プレスフィット端子２００のホール嵌合部２１０が直に前記スルーホール１１０の導電体層１１１に接触した導通接続状態を得る。

本実施形態の場合、スルーホール１１０の内周の全域のプリフラックス層１１３を溶解して、除去している。

プリフラックス層１１３の溶解は、プリフラックス層１１３に溶剤を塗布することで行う。プリフラックス層１１３の溶解に使用する溶剤としては、アルコール等の揮発性溶液、純水、硫酸等の酸性溶液、あるいはこれらの各溶液の組み合わせ、が考えられる。プリフラックス層１１３の成分に応じて、最適な溶剤を選択すると良い。

そして、溶剤の塗布によって溶解させたプリフラックス層１１３の溶解物は、布等で払拭することによって除去する。これによって、スルーホール１１０の内周の全域に、導電体層１１１が露出した状態が得られる。

プレスフィット端子２００のスルーホール１１０への圧入は、スルーホール１１０の内周のプリフラックス層１１３を除去したら、できる限り早期に行うことが望ましい。プリフラックス層１１３の除去後、速やかに、スルーホール１１０へプレスフィット端子２００を圧入することで、プリフラックス層１１３を除去して露出した導電体層１１１の表面の酸化を防止することができ、導電体層１１１とプレスフィット端子２００の電気的接続状態を良好に保つことができる。

以上に説明した一実施形態のプレスフィット端子の組み付け方法では、プレスフィット端子２００を回路基板１００のスルーホール１１０に圧入する時には、図１に示したように、スルーホール１１０の内周に成膜されていたプリフラックス層１１３は既に除去されていて、スルーホール１１０の内周には、導電体層１１１が露出している。

従って、スルーホール１１０にプレスフィット端子２００のホール嵌合部２１０を圧入すると、図２に示したように、スルーホール１１０の導電体層１１１とプレスフィット端子２００のホール嵌合部２１０とが直に接触することになる。そのため、スルーホール１１０に対するプレスフィット端子２００の接触圧を低くしても、接触抵抗を低く抑えて、安定した導通接続状態を得ることができる。

また、プレスフィット端子２００の接触圧を低くすることで、プレスフィット端子２００の表面に施す金属メッキの剥がれを防止することができ、また、スルーホール１１０の周縁の基板の白化を防止することができる。

また、プレスフィット端子２００が、直にスルーホール１１０の導電体層１１１に接触し、金属同士の接触によって接触部に凝着が起こり、この凝着がプレスフィット端子２００をスルーホール１１０に固定する保持力として有効に働く。そのため、接触圧が低くても、プレスフィット端子２００とスルーホール１１０との機械的な結合強度が高くなり、振動等で電気的な接続状態が不安定になることを防止することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、他部品への溶剤の影響を嫌う場合、スルーホール１１０のみに溶剤が付着するように、スルーホール１１０の周りを障壁等で囲んで溶剤を塗布・噴射し、綿棒のような治具で溶剤を払拭したり、エアーブロー等で溶剤を吹き飛ばして溶剤を除去したりしてもよい。

また、プリフラックス層１１３を除去する領域は、回路基板１００の全域に設定することもできる。この場合には、溶解槽に貯留された溶剤中に回路基板１００の全体を浸漬することで、回路基板１００の全域のプリフラックス層１１３を一気に溶解させると良い。

ここで、上述した本発明に係るプレスフィット端子の組み付け方法の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］に簡潔に纏めて列記する。

［１］ 回路基板（１００）のスルーホール（１１０）の内周の導電体層（１１１）を覆っているプリフラックス層（１１３）を溶解して除去した後、前記スルーホール（１１０）にプレスフィット端子（２００）を圧入して、前記プレスフィット端子（２００）が直に前記スルーホール（１１０）の前記導電体層（１１１）に接触した導通接続状態を得ることを特徴とするプレスフィット端子の組み付け方法。

１００ 回路基板
１１０ スルーホール
１１１ 導電体層
１１３ プリフラックス層
２００ プレスフィット端子

Claims (1)

1. 回路基板のスルーホールの内周の導電体層を覆っているプリフラックス層を溶解して除去した後、前記スルーホールにプレスフィット端子を圧入して、前記プレスフィット端子が直に前記スルーホールの前記導電体層に接触した導通接続状態を得ることを特徴とするプレスフィット端子の組み付け方法。

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