JP2019029518A - プリント基板 - Google Patents

Abstract

【課題】メイン基板のスリットへのサブ基板の取り付けを安定的かつ効率的におこなうことができ、メイン基板及びサブ基板の導電パターン間を結合する半田への負荷を軽減できるスリット構造を有するプリント基板を提供する。【解決手段】プリント基板のサブ基板は、メイン基板に設けられた開口を形成するスリットに挿入されることによってメイン基板と組み合わせられるようになっており、スリットの内側には、突起が形成されており、挿入されるサブ基板の表面に部分的に近接するように構成され、突起にはメイン基板の導通パターンの端子が設けられており、挿入されるサブ基板の対応する導通パターンの端子と半田によって接合されている。【選択図】図１

Description

本発明は、メイン基板とサブ基板とを組み合わせて構成されるプリント基板に関し、とりわけ、メイン基板へのサブ基板の取り付けを安定的かつ効率的におこなうことができるプリント基板に関する。

電子回路の分野において製品の小型化への追求は顕著である。プリント基板に小信号用などの目的でサブ基板を設けるに際して、サブ基板をプリント基板のメイン基板に固定するに当り、コネクタ等の部品を用いることなく、直接サブ基板をメイン基板の取り付け用の溝に挿入する手法が知られている。
しかし、サブ基板を挿入する為のメイン基板に開口された取り付け用の溝(スリット)はサブ基板を取り付けた際に両者に結合部分に「がたつき」が生じないようにする必要がある。そのためには、メイン基板のスリットとサブ基板の表面との間の隙間(クリアランス)が極力少なくすることが望ましい。しかしながら、メイン基板のスリット、すなわち開口の大きさ及びサブ基板の板厚の各々には公差がある為に一定の隙間を設けて設計せざるを得ず、この隙間(クリアランス)がサブ基板取り付け時の「がたつき」の原因となる。
この「がたつき」分の隙間はサブ基板がメイン基板に半田付けされると、その半田によって固定される。しかし、製品としてのプリント回路基板に全体が振動するような場合には、サブ基板も振動する。しかし、サブ基板がメイン基板のスリットに挿入されている構造ではサブ基板が振動するとその衝撃が半田付け部に集中することになる。したがって、このような状況を回避するためには、振動が生じた場合のメイン基板とサブ基板との間の「がたつき」を防止でき、かつサブ基板とメイン基板の間の導電パターンを接合する半田への衝撃(ストレス)を軽減することが製品の長寿命化・品質の向上の為に必要である。
特許文献１には補助基板（サブ基板）下部の表裏両面に母基板（メイン基板）と半田接続するための端子パッドを設け、母基板（メイン基板）に空けたスリットに補助基板（サブ基板）を直接挿入して接続するようにした構造が開示されている。そして、スリットには、補助基板（サブ基板）と半田接続するための第１スリット幅の部位と、補助基板（サブ基板）を母基板（メイン基板）に対して略垂直に保持するための第２スリット幅の部位とを設け、第１スリット幅は第２スリット幅よりも大きく、第２スリット幅は補助基板（サブ基板）の厚みとほぼ同等以下としたものが開示されている。

特開２００４−１５３１７８号公報

上記特許文献１に開示されたものでは「がたつき」の問題については解消することはできると考えることができる。しかしながら、サブ基板の厚さよりも同等以下となっている部分が多いため、サブ基板をメイン基板のスリットへの挿入時に、却って、圧入動作の負担が大きくなる、あるいはスリットの互いの干渉部分が損傷し易くなるという別の問題が発生する。
また、サブ基板の振動によるサブ基板とメイン基板とをつなぐ半田への負荷が大きくなるという問題は依然として解消することができない。
これとは異なり、本件発明は、サブ基板をメイン基板のスリットへの挿入を容易におこなうことができ、かつ両者の安定した結合状態を確保することができるとともに、メイン基板とサブ基板の導電パターンを接続する半田への負荷も軽減することができるプリント基板を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本件発明は、電子部品が配置されるメイン基板と、前記メイン基板の補助的な役割をするサブ基板と、を備えたプリント基板において、前記サブ基板は、前記メイン基板に設けられた開口を形成するスリットに挿入されることによってメイン基板と組み合わせられるようになっており、前記スリットの内側には、突起が形成されており、挿入される前記サブ基板の表面に部分的に近接するように構成されており、前記突起には前記メイン基板の導電パターンの端子が設けられており、挿入される前記サブ基板の対応する導電パターンの端子と半田によって接合されていることを特徴とするプリント基板を提供する。
好ましい態様では前記突起はスリットの内側の対向する両側に設けられている。これによってスリットに挿入されるサブ基板はスリットの両側から突起によって極めて僅かの隙間でメイン基板のスリット内に挟持されて固定される。これによってがたつきは少なくなくなる。また、プリント基板が振動しても、サブ基板により近い突起上の端子に半田付けされるため突起にも応力が分散される。したがって半田にかかる応力は少なくなる。
別の態様では、突起はスリットの内側の対向する両側の対向位置に設けられている、すなわち、一対の突起が互いに向き合う形でスリットが形成される。
さらに別の態様では、突起はスリットの内側の対向する両側において互い違いの位置に設けられている。突起はスリットの内側の片側のみに設けることもできる。
突起の形状については、好ましくは、突起の先端に向けて細くなる三角形状になっている。サブ基板をスリットに挿入するのが比較的容易であり、隙間を少なくすることができる。したってその分だけ、がたつきを少なくすることができる。
突起を台形状とすることもできる。また、突起形状を矩形状としてもよい。また、先端を、円形状にすることもできる。半円状で突出させてもよい。
なお、メイン基板のスリットを金型で成型する場合には、金型の寿命も考慮しつつ突起の先端形状を確定することが望ましい。

本件発明よれば、メイン基板とサブ基板を備え、メイン基板に設けたスリットにサブ基板を挿入する構造のプリント基板において、振動、衝撃等の負荷がプリント基板に加わった場合に、メイン基板とサブ基板との間のがたつきを有効に抑えることができる。同時に突起部に端子を設けたことにより、がたつきの少ない部分に半田付けをおこなうこととなるため、基板とサブ基板の導電パターンを連結する半田の応力負担を軽減することができる。

本発明の１つの実施例にかかるプリント基板を構成するメイン基板及びサブ基板を示す斜視図である。 図１のメイン基板のスリットを半田面側からみた平面図である。 図１のサブ基板の斜視図である。 図１のプリント基板においてサブ基板をメイン基板に挿入した状態を示す斜視図である。 図４のプリント基板においてメイン基板のスリットの周辺部を半田面側からみた平面図である。 図４に示すプリント基板においてメイン基板のスリットの周辺の状態を半田面側からみた斜視図である。 ハンダ付け後のプリント基板においてメイン基板のスリットの周辺の状態を半田面側からみた斜視図である。

以下、図面を参照して、本件発明を説明する。図１を参照するとプリント基板１０を構成するメイン基板２０とサブ基板３０の部品面側からの斜視図が示されている。図１では、メイン基板２０のスリット２１に部品面側から挿入されようとしているサブ基板３０の状態が示されている。本例のサブ基板３０はスリット２１の長手方向の長さよりも全体的には長くなっている。そして、サブ基板３０の挿入側の中心部の先端部は突出しており、スリットの長手方向の長さより小さくなっており、サブ基板３０の挿入部３０ａを構成している。すなわち、サブ基板３０の挿入部３０ａの両側は外側に向かって張り出した肩部３２、３２を形成している。スリット２１の幅は、挿入作業の効率を考慮して全体としてはサブ基板３０の厚さより若干大きく設定されている。
スリット２１の内側には複数の突起２２が設けられており、それぞれの突起２２はスリット２１の幅方向内側に突出するように形成されている。図２を参照すると、スリット２１を半田面側からすなわち裏面側から平面視した図が示されている。図２に示されているように本例では、メイン基板２０の突起部２２と導電パターン（銅箔）の端子部２３とが一致するようにメイン基板２０は形成されている。
再び図１を参照すると、図１には、メイン基板２０のスリット２１に部品面側から挿入されるサブ基板３０の挿入前の状態が示されている。サブ基板３０にも導電パターンの端子部３１が形成されており、このサブ基板３０の導電パターンの端子部３１はメイン基板２０の導電パターンの端子部２３に合うようにそれぞれ対峙する位置に形成されている。
本例のサブ基板３０の場合には、図３に示すように裏面側にも同様に導電パターンの端子部３１が形成されており、両面基板として構成されている。
図４を参照すると、サブ基板３０がメイン基板２０のスリット２１に挿入された状態が示されている。図５を参照すると、サブ基板３０がメイン基板２０のスリット２１に挿入された状態を半田面側すなわち裏面側から平面視した状態が概略的に示されている。スリット２１の上記突起部２２が設けられている部分のスリット２１の幅は、挿入されたサブ基板３０の厚みより、僅かに小さくなっている。したがって、本例では図５に示すようにメイン基板２０の突起部２２もスリット２１の厚さ方向両側から互い向き合うように内側に向かって延びている。
したがって、サブ基板３０をスリット２１の挿入する際には、メイン基板２０のスリット２１の突起部２２の先端がサブ基板３０の側面と接触する。サブ基板３０はメイン基板２０の突起部３３で側面を押されながら、メイン基板２０のスリット２１にはめ込まれていく。メイン基板２０のサブ基板３０のスリット２１にサブ基板固定用の突起部２２を設ける。そして、サブ基板３０は長手方向の両側に設けられた肩部３２がメイン基板の上面に当接することによってサブ基板３０のメイン基板２０への挿入動作は完了する。この本例にかかる構成では、突起部２２を圧入(サブ基板の表面に接触しつつ、場合によっては僅かサブ基板の表面または突起部２２の先端部を削りながら差し込まれていく)ことになる。

図６には、スリット２１への挿入が完了した場合の状況をメイン基板２０の裏面側すなわち半田面側からみたスリットの周辺の状況が斜視図で示されている。図６に示すように、本例ではメイン基板２０の突起部２２の導電パターンの端子部２３とサブ基板３０の表面上に形成された導電パターンの端子部３１とがそれぞれサブ基板３０の両側で繋がるようになっている。
この状態でメイン基板２０の突起部２２の導電パターンの端子部２３とサブ基板３０の表面上に形成された導電パターンの端子部３１とをハンダ付けする。
ハンダ付けは半田面側において行われるので、ハンダ付け後においても部品面側からみたプリント基板１０の状態は、図４に示すものと同じである。
図７には、プリント基板１０の半田面側からみたメイン基板２０のスリット２１の周辺の半田付け後の斜視図が示されている。
図７に示すように、基板２０のスリット２１に挿入されたサブ基板３０の導電パターンの端子部３１と、メイン基板２０の導電パターンの端子部２３とがメイン基板の半田面側においてそれぞれの導電パターンの端子部２３、３１において半田４０によって半田付けされている。
本例ではメイン基板２０のスリット２１の突起部２２に導電パターンの端子部２３が設けられているため、サブ基板３０及びその端子３１との間隔が小さくなる。
つまり、本例では、半田４０はメイン基板２０とサブ基板３０の両者の間隔が近くなった端子２３、３１間を接続する構造になっている。この結果として、従来から問題であった「がたつき」がない状態でサブ基板３０はメイン基板２０に支持され、上記のように互いに近くなったメイン基板２０及びサブ基板３０の導電パターンの端子部２３、３１同士を半田付けすることによってサブ基板３０とメイン基板３０とを強固に固定することができる。したがって、プリント基板１０に振動、衝撃等が加わった場合でも、間隔の大きい端子間の半田４０にかかる応力負荷を有効に抑えることができる。
本例では、メイン基板２０の突起部２２は向かい合わせになる様に配置されているが必ずしもその必要はない。また、突起の数量も１個、または複数個設けることもできる。また、この突起はメイン基板の端子位置などの都合で片側からのみとしてもよい。
突起部の先端形状について説明すると、上記の実施例では突起の先端部は、三角形状になっている。サブ基板圧入時に挿入し易い形状だが金型を用いてスリットを形成する場合には、鋭利な先端部の加工条件を充足するための金型の寿命は短くなることに留意する必要がある。
別の態様として、突起の先端部を台形形状とすることもできる。この場合には、鋭利な構造を要しないため金型寿命は長くなる。さらに別の態様として、突起の先端部を矩形状とすることもできる。また先端部を楕円形状あるいは半円形状などの丸形で突出させることもできる。

１０ プリント基板
２０ メイン基板
２１ スリット
２２ 突起部
２３ 導電パターン（銅箔）の端子部
３０ サブ基板
３０ａ 挿入部
３１ 導電パターンの端子部
３２ 肩部
４０ 半田

Claims (9)

1. 電子部品が配置されるメイン基板と、
   前記メイン基板の補助的な役割をするサブ基板と、を備えたプリント基板において、
   前記サブ基板は、前記メイン基板に設けられた開口を形成するスリットに挿入されることによって前記メイン基板と組み合わせられるようになっており、
   前記スリットには、内側に張り出す突起が形成されており、挿入される前記サブ基板の表面に部分的に近接するように構成されており、
   前記突起には前記メイン基板の導電パターンの端子が設けられており、挿入される前記サブ基板の対応する導電パターンの端子と半田によって接合されていることを特徴とするプリント基板。
2. 前記突起は、前記スリットの内側の対向する両側に設けられている、請求項１に記載のプリント基板。
3. 前記突起は、前記スリットの内側の対向する両側の対向位置に設けられている、請求項２に記載のプリント基板。
4. 前記突起は、前記スリットの内側の対向する両側において互い違いの位置に設けられている、請求項２に記載のプリント基板。
5. 前記突起は、前記スリットの内側の片側のみに設けられている、請求項１に記載のプリント基板。
6. 前記突起は、前記突起の先端に向けて細くなる三角形状になっている、請求項１に記載のプリント基板。
7. 前記突起は、台形状で突出している、請求項１に記載のプリント基板。
8. 前記突起は、矩形状で突出している、請求項１に記載のプリント基板。
9. 前記突起は、円形状で突出している、請求項１に記載のプリント基板。

Images