JP2017050479A - プリント基板積層体 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板の部品配置の設計自由度が向上されて有利に高密度化を図ることができる、新規な構造のプリント基板積層体を提供すること。【解決手段】絶縁板１２の一方の面１４に、第１プリント基板１６に実装された端子３０，３２，３４の絶縁板１２側への突出部６２，６４を収容する第１有底凹所５２が設けられている一方、絶縁板１２の他方の面１８に、第２プリント基板２０に実装された端子３０，３２，３４の絶縁板１２側への突出部６２，６４を収容する第２有底凹所５４が設けられており、絶縁板１２が、第１有底凹所５２の深さ寸法と第２有底凹所５４の深さ寸法の和よりも大きな厚さ寸法を有しているようにした。【選択図】図４

Description

本発明は、絶縁板を介して２枚のプリント基板を積層配置したプリント基板積層体に関するものである。

従来から、自動車に搭載される電気接続箱の内部回路等として、２枚のプリント基板が絶縁板を介して積層配置されたプリント基板積層体が用いられている。このようなプリント基板積層体は、例えば特開２０１２−７４４３５号公報（特許文献１）に示されているように、２枚のプリント基板が合成樹脂製の絶縁板を間に挟むことにより隙間を隔てて対向配置されている。絶縁板は特許文献１に示されるように、枠体状に構成されて、プリント基板の四隅や電気部品が装着される端子群の支持領域以外は貫通した形状とされている。

ところで、近年の車載電装品の増加や車両のコンパクト化への要求に対応すべく、プリント基板積層体の一層の高密度化が要求されている。しかしながら、従来構造のプリント基板積層体では、荷重が想定される領域以外はなるべく貫通させて、例えば基板間端子の半田付け時の絶縁板の熱膨張の影響を回避するという考え方で絶縁板が設計されていることから、高密度化への適用に問題が生じる場合が考えられる。

具体的には、特許文献１の図７に示されているように、絶縁板の一方の面に載置されるプリント基板において、電気部品が装着される端子群が設けられている領域では、絶縁板の貫通部分に端子群の半田付け部が突出している。それゆえ、かかる端子群の半田付け部との接触や短絡を未然に防止するために、絶縁板の他方の面に載置されるプリント基板において、上述の端子群の半田付け部と対向する領域には、絶縁板の内部に突出する半田付け部が必要な回路を設けることができず、部品配置の自由度が制約されるという問題があり、高密度化への対応に支障がでるケースも考えられる。

特開２０１２−７４４３５号公報

本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、プリント基板の部品配置の設計自由度が向上されて有利に高密度化を図ることができる、新規な構造のプリント基板積層体を提供することにある。

本発明の第一の態様は、絶縁板と、該絶縁板の一方の面に重ね合された第１プリント基板と、前記絶縁板の他方の面に重ね合された第２プリント基板を含んでなるプリント基板積層体において、前記絶縁板の一方の面に、前記第１プリント基板に実装された端子の前記絶縁板側への突出部を収容する第１有底凹所が設けられている一方、前記絶縁板の他方の面に、前記第２プリント基板に実装された端子の前記絶縁板側への突出部を収容する第２有底凹所が設けられており、前記絶縁板が、前記第１有底凹所の深さ寸法と前記第２有底凹所の深さ寸法の和よりも大きな厚さ寸法を有していることを特徴とする。

本態様によれば、第１プリント基板と第２プリント基板に挟持される絶縁板には、第１／第２プリント基板への対向面にそれぞれ開口する第１／第２有底凹所が設けられており、それら有底凹所に各プリント基板に実装された端子の絶縁板側に突出した突出部が収容されるようになっている。それゆえ、絶縁板側に突出した端子の突出部の絶縁性が確実に確保されるようになっている。

さらに、第１／第２有底凹所の深さ寸法の和よりも、絶縁板の厚さ寸法が大きくされていることから、仮に、第１／第２有底凹所が、絶縁板の厚さ方向でオーバーラップする位置に設けられた場合でも、第１／第２有底凹所が干渉することなく、底壁を挟んで確実に絶縁される。それゆえ、従来構造のように第１／第２プリント基板の部品配置の自由度が相互に制約されることがなく、第１／第２プリント基板のそれぞれの部品配置を自由に設定できることから、プリント基板積層体の高密度化を有利に向上させることができる。

本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記第１プリント基板のプリント配線と前記第２プリント基板のプリント配線が、前記第１プリント基板と前記第２プリント基板にそれぞれ設けられたスルーホールに両端が挿通圧接されたプレスフィット端子を介して導通されており、前記絶縁板には前記プレスフィット端子が挿通配置された挿通孔が設けられているものである。

本態様によれば、第１／第２プリント基板間の導通が、プレスフィット端子を用いて実現されていることから、従来の半田付けタイプの基板間端子の場合のように、半田付け時の絶縁板とプリント基板の熱膨張差による半田クラックの問題等を考慮する必要がない。それゆえ、特許文献１に記載の絶縁板のように、絶縁板を広範囲で貫通させて熱膨張の影響を低減する必要がない。したがって、各プリント基板からの突出部と絶縁板の干渉を防止するために、限られた箇所に第１／第２有底凹所を設けた絶縁板を有利に採用することができる。その結果、本願発明の利点を問題なく利用できるプリント積層体を有利に提供できるのである。

本発明の第三の態様は、前記第一または第二の態様に記載のものにおいて、複数の前記端子が前記第１プリント基板と前記第２プリント基板に実装されており、前記端子がプレスフィット端子を含んでいるものである。

本態様によれば、複数の端子がプレスフィット端子を含んで構成されていることから、従来の如き半田付けによりプリント基板に実装する場合に比して、スルーホールの周囲に広がるランドを削減できる分、端子間ピッチを狭くできる。それゆえ、プリント基板積層体の一層の高密度化を図ることができる。

本発明の第四の態様は、前記第一乃至第三の何れか１つの態様に記載のものにおいて、前記第１有底凹所と前記第２有底凹所が単一の前記突出部を収容するように構成されたものを含んでいるものである。

本態様によれば、第１／第２有底凹所が、単一の突出部を収容するように構成されたものを含んでいることから、より一層の絶縁性を担保することができる。特に、プレスフィット端子との組み合わせにおいては、仮にプレスフィット端子が傾斜等した場合でも、プレスフィット端子の突出部が第１／第２有底凹所に当接することにより、プレスフィット端子を所定位置に保持することができ、第１／第２有底凹所にプレスフィット端子の位置決め保持性をも担わせることができる。

本発明の第五の態様は、前記第一乃至第四の何れか１つの態様に記載のものにおいて、前記第１プリント基板と前記第２プリント基板の前記絶縁板への対向面の全面が、前記絶縁板に当接されているものである。

本態様によれば、第１／第２プリント基板が絶縁板により安定して支持され、各プリント基板に装着される電気部品の挿抜力を有利に保持できる。

本発明の第六の態様は、前記第一乃至第四の何れか１つの態様に記載のものにおいて、前記第１プリント基板と前記第２プリント基板の前記絶縁板への対向面の一部が、前記絶縁板に当接されているものである。

本態様によれば、絶縁板から外れた第１／第２プリント基板の領域において表裏両面を実装領域とすることができることから、さらなるプリント基板積層体の高密度化が図られる。

本発明によれば、第１／第２プリント基板に挟持される絶縁板には、第１／第２プリント基板にそれぞれ開口する第１／第２有底凹所が設けられており、それら有底凹所に各プリント基板に実装された端子の絶縁板側への突出部が収容されている。それゆえ、かかる突出部の絶縁性が確実に確保されている。さらに、第１／第２有底凹所の深さ寸法の和よりも、絶縁板の厚さ寸法が大きくされていることから、第１／第２有底凹所がオーバーラップする位置に設けられた場合でも、底壁を挟んで確実に絶縁される。それゆえ、従来構造のように第１／第２プリント基板の部品配置の自由度が相互に制約されることがないことから、プリント基板積層体の高密度化を有利に向上させることができる。

本発明の第一の実施形態としてのプリント基板積層体を示す分解斜視図。 図１に示したプリント基板積層体の組付状態の全体斜視図。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面の要部拡大図。 図２におけるＩＶ−ＩＶ断面の要部拡大図。 図２におけるＶ−Ｖ断面の要部拡大図。 本発明の第二の実施形態としてのプリント基板積層体を示す全体斜視図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

先ず、図１〜５に、本発明の第一の実施形態としてのプリント基板積層体１０を示す。プリント基板積層体１０は、絶縁板１２と、絶縁板１２の一方の面１４に重ね合された第１プリント基板１６と、絶縁板１２の他方の面１８に重ね合された第２プリント基板２０を含んで構成されている。なお、以下の説明において、上方とは、図１中の上方、下方とは、図１中の下方を言うものとする。

図１に示されているように、第１プリント基板１６と第２プリント基板２０はいずれも、ガラスエポキシ樹脂などの公知の絶縁材料で形成された略矩形平板状の絶縁基板２２において、その表面２４および裏面２６に図示しないプリント配線を設けたものである。なお、表面２４とは、絶縁板１２に載置されない側の面を言い、一方裏面２６とは、絶縁板１２に載置される側の面を言うものとする。また、第１プリント基板１６と第２プリント基板２０の中央部には、リレー２８のリード部３０を挿通して半田付けすることにより各プリント基板１６，２０のプリント配線に接続するためのスルーホール３２と、プレスフィット端子である各種基板端子３４，３６のリード部３８，４０を挿通圧接することにより各プリント基板１６，２０のプリント配線に接続するためのスルーホール４２，４４、が設けられている。加えて、第１プリント基板１６と第２プリント基板２０の外縁部には、後述するプレスフィット端子である基板間端子６８の両端部を挿通圧接することにより第１プリント基板１６と第２プリント基板２０のプリント配線を相互に接続するためのスルーホール４６も併せて設けられている。

ここで、図１に示されているように、リレー２８のリード部３０は、スルーホール３２の径よりも狭幅とされた略平板状とされており、スルーホール３２に対して遊嵌状態で挿通保持されるようになっている。一方、プレスフィット端子である基板端子３４のリード部３８は、リード部３８の軸直方向外方に突出して撓み変形可能とされた弾性舌片部４８を設けることにより、スルーホール４２に対して圧接状態で挿通保持されるようになっている。また、プレスフィット端子である基板端子３６のリード部４０については、略平板状とされたリード部４０の中央部分に設けたスリット５０の両側を互いに反対側に突出させる、所謂アクションピン形状によりリード部４０の軸直方向に撓み変形可能とされており、スルーホール４４に対して圧接状態で挿通保持されるようになっている。

一方、図１〜２に示されているように、絶縁板１２は、例えばガラスエポキシ樹脂などの絶縁材料で形成された略矩形平板状を呈しており、平面視において第１プリント基板１６および第２プリント基板２０と略同形状とされている。絶縁板１２の一方の面１４には、一方の面１４に開口しかつ略一定の円形断面形状を有する第１有底凹所５２が設けられている（図３参照）。かかる第１有底凹所５２には、第１プリント基板１６に実装されたリレー２８の端子であるリード部３０における後述する絶縁板１２側への突出部６２や各種基板端子３４，３６のリード部３８，４０における後述する絶縁板１２側への突出部６２，６４が収容されるようになっている。また、絶縁板１２の他方の面１８にも、同様に他方の面１８に開口しかつ略一定の円形断面形状を有する第２有底凹所５４が設けられている（図４参照）。かかる第２有底凹所５４にも、第２プリント基板２０に実装されたリレー２８のリード部３０の突出部６２や各種基板端子３４，３６のリード部３８，４０の突出部６２，６４が収容されるようになっている。加えて、絶縁板１２の外縁部には、後述するプレスフィット端子である基板間端子６８が挿通配置される複数の挿通孔５６が貫設されている。

上述の如き構造とされたプリント基板積層体１０を組み立てる場合には、図１〜４に示されているように、先ず、リレー２８や各種基板端子３４，３６が表面２４に実装された第１プリント基板１６と第２プリント基板２０を準備する。より詳細には、半田付けが必要なリレー２８のリード部３０を、第１プリント基板１６と第２プリント基板２０のスルーホール３２に挿通してリフロー法などにより半田付けを行う。これにより、図３に示されているように、リード部３０が半田５８を介して、スルーホール３２の内面に設けられた図示しないめっき層に接続されたプリント配線に導通接続されるようになっている。ここで、スルーホール３２の表面２４側および裏面２６側の開口部には、略フランジ状に広がるランド部６０が設けられている。これにより、スルーホール３２の両開口部において半田５８がフィレット状となり、半田５８がリード部３０およびスルーホール３２の内面に対して広い面積で密着されるようになっている。以上の結果、リレー２８のリード部３０の先端部が、第１プリント基板１６や第２プリント基板２０の裏面２６から突出されている。そして、かかる突出された部位により、突出部６２が形成される。続いて、半田付けが不要なプレスフィット端子である各種基板端子３４，３６のリード部３８，４０を、第１プリント基板１６と第２プリント基板２０のスルーホール４２，４４に挿通圧接する。これにより、図４に示されているように、リード部３８，４０が、スルーホール４２，４４の内面に設けられた図示しないめっき層に接続されたプリント配線に導通接続されるようになっている。なお、半田が不要とされていることから、スルーホール４２，４４にはランド部は設けられていない。また、この場合も、各種基板端子３４，３６のリード部３８，４０の先端部が、第１プリント基板１６や第２プリント基板２０の裏面２６から突出されている。そして、かかる突出された部位により、突出部６４が形成されるのである。

次に、図１に示されているように、プレスフィット端子である基板間端子６８の一方のリード部７０を、リレー２８や各種基板端子３４が表面２４に実装された第２プリント基板２０の裏面２６側からスルーホール４６に挿通圧接する。基板間端子６８のリード部７０については、潰し部７２を設けたことにより外方に突出された部位によって圧接部７４が構成されており、第１プリント基板１６と第２プリント基板２０のスルーホール４６に対して圧接状態で挿通保持されるようになっている（図５参照）。なお、理解を容易にするために、左端部の基板間端子６８のみを斜視図で記載している。続いて、図１〜２に示されているように、基板間端子６８の一方のリード部７０が挿通圧接された第２プリント基板２０の裏面２６に対して絶縁板１２の他方の面１８を載置後、リレー２８や各種基板端子３４，３６が表面２４に実装された第１プリント基板１６の裏面２６を載置する。かかる状態において、絶縁板１２が平面視において第１プリント基板１６および第２プリント基板２０と略同形状とされていることから、第１プリント基板１６と第２プリント基板２０の絶縁板１２への対向面である裏面２６の全面が、絶縁板１２に当接されるようになっている。これにより、図５に示されているように、第２プリント基板２０の裏面２６上に突設された基板間端子６８のもう一方のリード部７０が、絶縁板１２のスルーホール５６を挿通して、第１プリント基板１６のスルーホール４６に挿通圧接されるようになるのである。それゆえ、第１プリント基板１６のプリント配線と第２プリント基板２０のプリント配線が、第１プリント基板１６と第２プリント基板２０のスルーホール４６に両端が挿通圧接された基板間端子６８を介して導通されるようになっているのである。こうして、本実施形態のプリント基板積層体１０が完成する。なお、本実施形態においては、かかる組付状態において、図４に示されているように、第１有底凹所５２と第２有底凹所５４が単一の基板端子３４の突出部６４を収容するように構成されている。また、絶縁板１２が、第１有底凹所５２の深さ寸法：ｔ１と第２有底凹所５４の深さ寸法：ｔ２の和よりも大きな厚さ寸法：Ｔを有するように構成されている。

このような構造とされたプリント基板積層体１０によれば、第１プリント基板１６と第２プリント基板２０が重ね合わされる絶縁板１２のそれぞれの面１４，１８には、略一定の円形断面形状を有する第１／第２有底凹所５２，５４が設けられている。そして、第１／第２有底凹所５２，５４に対して、第１／第２プリント基板１６，２０に実装されたリレー２８のリード部３０や各種基板端子３４，３６のリード部３８，４０の絶縁板１２側への突出部６２，６４が収容されるようになっている。これにより、突出部６２，６４の絶縁性が確実に確保されるようになっている。しかも、絶縁板１２が、第１有底凹所５２の深さ寸法：ｔ１と第２有底凹所５４の深さ寸法：ｔ２の和よりも大きな厚さ寸法：Ｔを有している。これにより、仮に第１有底凹所５２と第２有底凹所５４が絶縁板１２の厚さ方向でオーバーラップする位置に設けられるような場合であっても（図４参照）、第１有底凹所５２と第２有底凹所５４が相互に干渉することなく、底壁７６を挟んで確実に絶縁されるようになっている。それゆえ、従来構造のように第１／第２プリント基板の部品配置の自由度が相互に制約されることなく、第１／第２プリント基板１６，２０のそれぞれの部品配置を自由に設定できることから、プリント基板積層体１０の高密度化を有利に向上させることができる。

また、第１プリント基板１６のプリント配線と第２プリント基板２０のプリント配線が、第１プリント基板１６と第２プリント基板２０のスルーホール４６に両端が挿通圧接された基板間端子６８を介して導通されるようになっている。ここで、基板間端子６８がプレスフィット端子であることから、従来の半田付けタイプの基板間端子の場合のように、半田付け時の絶縁板とプリント基板の熱膨張差による半田クラックの問題等を考慮する必要がない。したがって、特許文献１に記載の絶縁板のように、絶縁板を広範囲で貫通させて熱膨張の影響を低減する必要がないことから、第１／第２プリント基板１６，２０の突出部６２，６４と絶縁板１２との干渉を防止するために、限られた箇所に第１／第２有底凹所５２，５４を設けた絶縁板１２を有利に採用することができる。加えて、各種基板端子３４，３６がプレスフィット端子であることから、従来の如き半田付けにより各種基板端子をプリント基板に実装する場合に比して、スルーホール４２，４４の周囲に広がるランド部を削減でき、各種基板端子３４，３６間のピッチを狭くすることができる。これにより、プリント基板積層体１０の一層の高密度化を図ることができるのである。

さらに、第１有底凹所５２と第２有底凹所５４が単一の基板端子３４の突出部６４を収容するように構成されていることから、より一層の絶縁性を担保することができる。特に、本実施形態のように基板端子３４がプレスフィット端子である場合は、仮に基板端子３４が傾斜等した場合であっても、基板端子３４の突出部６４が第１／第２有底凹所５２，５４の内面に当接することにより、基板端子３４を所定位置に保持することができる。それゆえ、第１／第２有底凹所５２，５４に基板端子３４の位置決め保持性をも担わせることができるようになっている。加えて、第１プリント基板１６と第２プリント基板２０の絶縁板１２への対向面である裏面２６の全面が絶縁板１２に当接されるようになっていることから、各プリント基板１６，２０が絶縁板１２により安定して支持され、各プリント基板１６，２０に装着される各種基板端子３４，３６の挿抜力を有利に保持できるのである。

次に、図６を用いて、本実施形態の第二の実施形態としてのプリント基板積層体７８について詳述するが、上記実施形態と同様な構造とされた部材および部位については、図中に、上記実施形態と同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。本実施形態では、第１プリント基板８０と第２プリント基板８２の絶縁板８４への対向面である裏面２６の一部が、絶縁板８４に当接されるようになっている点に関して、上記実施形態と異なる実施形態を示すものである。

より詳細には、絶縁板８４が平面視において第１プリント基板８０および第２プリント基板８２より狭幅とされており、第１プリント基板８０および第２プリント基板８２が互いに絶縁板８４から幅方向の逆側に向かって突出するように絶縁板８４上に載置されているのである。これにより、絶縁板８４から突出された第１／第２プリント基板８０，８２の領域８６において表裏両面２４，２６を実装領域とすることができることから、さらなるプリント基板積層体７８の高密度化が図られるようになっている。なお、本実施形態においても、平面視において第１プリント基板８０および第２プリント基板８２がオーバーラップしている領域には絶縁板８４が挟持されており、絶縁板１２側への突出部６２，６４が第１／第２有底凹所５２，５４に収容されるようになっていることから、突出部６２，６４の絶縁性が確実に確保されるようになっている。

以上、本発明の複数の実施形態について説明してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。例えば、上記実施形態においては、第１有底凹所５２と第２有底凹所５４が単一の基板端子３４の突出部６４を収容するように構成されていたが、第１有底凹所５２と第２有底凹所５４の少なくとも一方が一部の領域において複数の突出部６４を収容するように形成されていてもよい。また、上記実施形態においては、第１プリント基板１６と第２プリント基板２０は基板間端子６８を介して導通されていたが、必ずしも基板間端子６８を介して導通されていなくてもよい。

１０，７８：プリント基板積層体、１２，８４：絶縁板、１４：一方の面、１６，８０：第１プリント基板、１８：他方の面、２０，８２：第２プリント基板、２６：裏面（対向面）、３０：リード部（端子）、３４：基板端子（端子，プレスフィット端子）、３６：基板端子（端子，プレスフィット端子）、４６：スルーホール、５２：第１有底凹所、５４：第２有底凹所、５６：挿通孔、６２：突出部、６４：突出部、６８：基板間端子（プレスフィット端子）

Claims (6)

1. 絶縁板と、該絶縁板の一方の面に重ね合された第１プリント基板と、前記絶縁板の他方の面に重ね合された第２プリント基板を含んでなるプリント基板積層体において、
   前記絶縁板の一方の面に、前記第１プリント基板に実装された端子の前記絶縁板側への突出部を収容する第１有底凹所が設けられている一方、
   前記絶縁板の他方の面に、前記第２プリント基板に実装された端子の前記絶縁板側への突出部を収容する第２有底凹所が設けられており、
   前記絶縁板が、前記第１有底凹所の深さ寸法と前記第２有底凹所の深さ寸法の和よりも大きな厚さ寸法を有している
   ことを特徴とするプリント基板積層体。
2. 前記第１プリント基板のプリント配線と前記第２プリント基板のプリント配線が、前記第１プリント基板と前記第２プリント基板にそれぞれ設けられたスルーホールに両端が挿通圧接されたプレスフィット端子を介して導通されており、前記絶縁板には前記プレスフィット端子が挿通配置された挿通孔が設けられている請求項１に記載のプリント基板積層体。
3. 複数の前記端子が前記第１プリント基板と前記第２プリント基板に実装されており、前記端子がプレスフィット端子を含んでいる請求項１または２に記載のプリント基板積層体。
4. 前記第１有底凹所と前記第２有底凹所が単一の前記突出部を収容するように構成されたものを含んでいる請求項１〜３の何れか１項に記載のプリント基板積層体。
5. 前記第１プリント基板と前記第２プリント基板の前記絶縁板への対向面の全面が、前記絶縁板に当接されている請求項１〜４の何れか１項に記載のプリント基板積層体。
6. 前記第１プリント基板と前記第２プリント基板の前記絶縁板への対向面の一部が、前記絶縁板に当接されている請求項１〜４の何れか１項に記載のプリント基板積層体。

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