JP2019047033A - 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サブ基板に取り付ける係合部材を用いた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に取り付けられる係合部材は、サブ基板がメイン基板に挿入されて組み合わされたとき、該他端側はサブ基板の表面に圧接した状態になっており、挿入動作が完了した後前記係合部材と前記メイン基板の端子部との間が半田結合される。【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も製品の小型化が進行している。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Ａ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。

特許文献２には、サブ基板とメイン基板の接合部分に取付孔を設けてプラグピンをサブ基板に直交状態に貫通し、該プラグピンとサブ基板の配線パターンとを半田付けし、メイン基板の取付孔に挿通した接続片とメイン基板との各々の配線パターンを半田付けしてプリント基板（配線板）の機械的強度を増大させる構造が開示されている。

また、引用文献３には、引用文献２と類似した構成を開示しておりサブ基板端子部へ端子の代わりにジャンパー線を配置してサブ基板の両面側を半田付けすることによりサブ基板のメイン基板に対する取り付けの誤挿入を防止しつつ機械的強度を増大させるものが開示されている。

特開２００４−１５３１７８号公報 特開平５−１９８９１１号公報 特開平５−１９８９１０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。

引用文献２に開示されている構造では、サブ基板及びメイン基板のサブ基板挿入用開口部（スリット）を特別に加工するための工程が増えるという問題が生じる。

引用文献３においても同様にメイン基板の開口部を特別に加工するための工程が増えるという問題が生じる。

したがって、本件発明は、サブ基板とメイン基板の結合動作の負担を極力軽減することができ、かつ、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。

本件発明の上記目的は、電子部品が配置されるメイン基板と、
該メイン基板の補助的な役割をするサブ基板と、前記サブ基板の導電パターンに取り付けられる導電性材料からなる係合部材と、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、
前記係合部材の一端側は該サブ基板の導電パターンに固定され、他端側は自由端になっており、前記サブ基板がメイン基板に挿入されて組み合わされたとき、前記サブ基板の係合部材と前記メイン基板のスリットとが係合関係を形成し、
前記挿入動作が完了した後前記係合部材と前記メイン基板の導電パターンとの間が半田結合される、プリント基板により達成することができる。

好ましい態様ではサブ基板がメイン基板に挿入されたとき、前記係合部材がメイン基板のスリットの内側からメイン基板を挟み込む爪部を備える。

別の態様では、サブ基板がメイン基板に挿入されたとき、前記係合部材がメイン基板のスリットの内側と当接状態となる突出部を備えていてもよい。

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。同時に係合部材をサブ基板の導電パターンに取り付けるとともに、係合部材を含んで半田付けをおこなうので、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もできる。

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係合部材を取り付けたサブ基板を示す斜視図である。 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、さらにハンダ付け後の状態を示す断面図である。 他の実施例にかかる図２と同様の断面図である。

以下、図面を参照して、本件発明を実施例に基づいて説明する。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は突出した形状になっており、突出した部分はスリット２１の長手方向の長さより小さくなっている。

この突出した部分は、メイン基板２０のスリット２１に挿入されるサブ基板３０の挿入部３１を構成している。すなわち、サブ基板３０の挿入部３１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。

また、本例のサブ基板３０の側面には複数の導電パターン３３が形成されており、それぞれの導電パターン３３には導電性の係合部材４０が取り付けられている。本例では係合部材４０はリフロー半田（図示せず）により、サブ基板３０の導電パターン３３に接着されている。本例の係合部材４０は平板４１を加工して形成されている。本例にかかる係合部材４０の原材を構成する平板４１の両端部に一対の爪状の突出部４２、４２が形成されている。

この状態で本例の係合部材４０はその厚み分をなす背面においてサブ基板３０の導電パターン３３にそれぞれリフロー半田により、貼り付けられている。

本例では、サブ基板３０の両側面には導電パターン３３が形成されており、導電パターン３３には上記導電性の係合部材４０が、上記のように貼り付け状態で取り付けられている。そして、サブ基板３０をメイン基板２０のスリット２１に挿入する前の状態では、サブ基板３０の両側面に係合部材４０が取り付けられた状態になっており、その状態でのサブ基板３０の厚さすなわち、両側面に取り付けられている係合部材４０の先端の間隔は、スリット２１の幅よりは大きくなっている。

したがって、サブ基板３０をメイン基板２０のスリット２１に挿入する際には、係合部材４０の両端部の爪状の突出部４２、４２の一対の先端はスリットの内面に接触しつつ移動する。場合によっては、スリット２１の内面を削りながらあるいは、爪状の突出部４２、４２の一対の先端を変形させながら、移動する。そして、サブ基板３０の挿入部３１と一体化した係合部材４０の挿入が完了した時点では、サブ基板３０の爪状の突出部４２、４２は、両側からスリット２１の内側からメイン基板２０を挟み込むような状態でサブ基板３０はメイン基板２０に組み込まれる。

図２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断面図の形で説明的に示されている。

図に示すように、メイン基板２０の半田面側にも、サブ基板３０の導電パターン３３に対応する位置に導電パターン２３が設けられている。

ここで、重要なことは、サブ基板３０に取り付けられた係合部材４０の爪状の突出部４２、４２の先端がメイン基板２０の半田面側の導電パターン２３に圧接していることである。すなわち、サブ基板３０は図２において、係合部材４０の爪状の突出部４２、４２から圧力により一対の爪状の突出部４２、４２の間にメイン基板２０を挟み込むような形で、サブ基板３０はメイン基板２０に保持される。

また、スリット２１を金型によるプレスによって加工する場合には、スリット２１の中央部が断面において、やや広がった状態に仕上がるため、本例の係合部材４０のように、中央部が凹んだ形状を有することにより、密着度合いの向上が得られる。

この状態でメイン基板２０の導電パターン２３とサブ基板３０の表面上に形成された導電パターン３３の端子部とをハンダ付けする。

図２の状態は、サブ基板３０をメイン基板２０のスリット２１に係合部材４０を圧接しつつ挿入して、さらに半田５０により、ハンダ付け後の状態である。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の状態には変わりはない。図２に示すように半田５０は係合部材４０を一体化するとともに、メイン基板２０の導電パターン２３の端子部とサブ基板３０の表面上に形成された導電パターン３３を接続する。

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に保持されるとともに、メイン基板２０及びサブ基板３０の導電パターン２３、３３を半田付けすることによってサブ基板３０のメイン基板２０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、端子間の半田５０にかかる応力負荷を有効に抑えることができる。

図３には、本件発明の別の実施例が示されている。図３に示すように、本例の係合部材６０の原材を構成する平板６１において、先端がとがった複数の歯形６２を備えた構造を有する。

本例においては、サブ基板３０をメイン基板２０のスリット２１に挿入した後の状態では、図示にように係合部材６０の先端の歯形６２の部分が、スリット２１の内面に当接状態になっており、この状態でサブ基板３０とメイン基板２０とが結合される。そして、両者の結合後において、メイン基板２０及びサブ基板３０の導電パターン２３、３３を半田付けすることによって図に示すように半田５０が導電パターン２３、３３を一体的に結合する。

本例の示した実施例以外にも、請求項に記載されている範囲の様々な形状の係合部材を使用することができる。

１０ プリント基板
２０ メイン基板
２１ スリット
３２ 肩部
２３ 導電パターン（銅箔）
３０ サブ基板
３３ 導電パターン
４０ 係合部材
４１ 原材
５０ 半田
６０ 係合部材

Claims (3)

1. 電子部品が配置されるメイン基板と、
   該メイン基板の補助的な役割をするサブ基板と、前記サブ基板の導電パターンに取り付けられる導電性材料からなる係合部材と、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、
   前記係合部材の一端側は該サブ基板の導電パターンに固定され、他端側は自由端になっており、前記サブ基板がメイン基板に挿入されて組み合わされたとき、前記サブ基板の係合部材と前記メイン基板のスリットとが係合関係を形成し、
   前記挿入動作が完了した後前記係合部材と前記メイン基板の導電パターンとの間が半田結合される、プリント基板。
2. 前記サブ基板がメイン基板に挿入されたとき、前記係合部材がメイン基板のスリットの内側からメイン基板を挟み込む爪部を備えている、請求項１に記載のプリント基板。
3. 前記サブ基板がメイン基板に挿入されたとき、前記係合部材がメイン基板のスリットの内側と当接状態となる突出部を備えている、請求項１に記載のプリント基板。

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