JP2020077823A - 構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】締結具が基板を十分に加圧できない場合でも、基板と金属との間で導通を取る。【解決手段】構造体（１）は、導電性の内壁を有する貫通孔（２ａ）が設けられている基板（２）と、金属（３）と、金属（３）に螺合し、貫通孔（２ａ）を貫通した状態で、金属（３）との間で基板（２）を挟むことで、基板（２）と金属（３）とを締結する導電性の締結具（４）と、貫通孔（２ａ）の内壁と締結具（４）との間に介在している導電材（５）とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は構造体に関する。

基板と金属とを電気的に接続する場合、一般的に、導電性の締結具が、基板に設けられた導電性の貫通孔を貫通し、金属と螺合した状態で、金属との間で基板を挟むことによって、基板と金属とを締結する。

例えば、特許文献１には、一対配線基板同士を電気的に接続するための基板間接続構造であって、一方の前記配線基板の裏面に形成された第１接点と、他方の前記配線基板の表面に形成され、前記第１接点と対向する第２接点と、前記一対の配線基板間に設けられ、前記第１接点および前記第２接点に接触すると共に前記一対の配線基板間で加圧されることで前記第１接点と前記第２接点との間を導通させる異方性加圧導電材と、前記一対の配線基板を一体的に締結すると共に、当該締結により前記異方性加圧導電材を前記一対の配線基板間で加圧する締結具と、を備えたことを特徴とする基板間接続構造が記載されている。

特開２００６−２３７３３４号公報

しかしながら、上述のような従来技術において、例えば、ビスなどの締結具が基板の貫通孔に斜めから挿入され、締結具が基板を十分に加圧できない場合、基板と金属との間で導通を取れないことがある。

本発明の一態様は、締結具が基板を十分に加圧できない場合でも、基板と金属との間で導通を取ることができる構造体およびその関連技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る構造体は、導電性の内壁を有する貫通孔が設けられている少なくとも１つの基板と、金属と、前記金属に螺合し、前記貫通孔を貫通した状態で、該金属との間で前記基板を挟むことによって、前記基板と前記金属とを締結する導電性の締結具と、前記貫通孔の内壁と前記締結具との間に介在している導電材とを備える。

本発明の一態様によれば、締結具が基板を十分に加圧できない場合でも、基板と金属との間で導通を取ることができる構造体およびその関連技術を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る構造体の断面図である。 本発明の実施形態１に係る構造体における締結具の上面図である。 本発明の実施形態２に係る構造体の断面図である。 本発明の実施形態２に係る構造体における導電材を示す図である。 本発明の実施形態２の変形例に係る構造体における導電材を示す図である。 本発明の実施形態３に係る構造体の断面図である。 本発明の実施形態３の変形例に係る構造体の断面図である。

＜実施形態１＞
以下、図１および２を用いて本発明の実施形態１に係る構造体１について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る構造体１の断面図である。図２は、本発明の実施形態１に係る構造体１における締結具４の上面図である。

〔構造体１〕
図１に示すように、構造体１は、少なくとも１つの基板２と、金属３と、導電性の締結具４と、導電材５とを備えている。構造体１は、携帯端末などの電子機器全般の給電用電極およびグランド用電極に好適に用いることができる。

（基板２）
基板２は、導電性の内壁を有する貫通孔２ａが設けられている配線基板である。貫通孔２ａの内壁には、導電性のメッキ２ｂが設けられている。このように、基板２は、導電性のメッキ２ｂを介して、導電材５および締結具４と導通を取ることができる。

なお、貫通孔２ａの直径は、締結具４が貫通することができるものであれば、特に限定されない。また、メッキ２ｂの厚さは、基板２が、メッキ２ｂを介して、導電材５および締結具４と導通を取ることができれば、特に限定されない。

（金属３）
金属３は、締結具４と螺合するものである。具体的には、金属３は、螺合部３ａにおいて締結具４と螺合するものである。

金属３としては、例えば、ナットなどの雌ネジを挙げることができ、任意の金属を用いることができる。

（締結具４）
締結具４は、金属３に螺合し、基板２の貫通孔２ａを貫通した状態で、金属３との間で基板２を挟むことによって、基板２と金属３とを締結するものである。締結具４としては、例えば、ビスなどの雄ネジが挙げられる。締結具４が雄ネジであり、金属３が雌ネジである場合、締結具４は、金属３と螺合しながら、締結具４と金属３との間にある基板２を挟むことによって、基板２と金属３とを好適に締結できる。

また、締結具４には、導電材５を基板２の貫通孔２ａの内壁と締結具４との間に注入する（流し込む）ための少なくとも１つの注入口４ａが設けられている。注入口４ａが締結具４に設けられていることで、締結具４によって、基板２と金属３とを締結した後（例えば、ビス締めをした後）締結具４の外側から、基板２の貫通孔２ａの内壁と締結具４との間に導電材５を好適に注入できる。このように、締結具４によって基板２と金属３とを締結した後に導電材５を注入することで、予め導電材５を注入しておく場合に比べて、導電材５の量および導電材５が固まるまでの時間を考慮せずに、好適に導電材５を注入できる。

また、図１および図２に示すように、注入口４ａは、締結具４の胴体部４ｂよりも外側に設けられていることが好ましい。締結具４に穴開けすることで、注入口４ａを設ける場合、締結具４の胴体部４ｂに比べて、胴体部４ｂよりも外側に注入口４ａを容易に設けることができる。また、注入口４ａが、締結具４の胴体部４ｂよりも外側に設けられていることで、より簡易な構成によって、貫通孔２ａの内壁と締結具４との間に導電材５を好適に注入できる。ただし、本実施形態では、注入口４ａは、貫通孔２ａの内壁と締結具４との間に導電材５を注入できれば、例えば、ドライバの溝など、締結具４の胴体部４ｂに設けられていてもよい。

また、図１および図２に示すように、締結具４には、複数の注入口４ａが設けられていることが好ましい。締結具４に複数の注入口４ａが設けられていることにより、締結具４の傾きに応じて、より注入しやすい注入口４ａから貫通孔２ａの内壁と締結具４との間に導電材５を好適に注入できる。これにより、作業性（作業効率）を向上させることができる。

また、図１に示すように、注入口４ａは、すり鉢状に形成されていることが好ましい。例えば、図１に示すように、締結具４が斜めに傾いて貫通孔２ａに挿入されている場合、注入口４ａがすり鉢状に形成されているほうが、すり鉢状に形成されていない場合に比べて、導電材５を好適に注入することができる。なお、すり鉢状の注入口４ａの傾斜角θとしては、例えば、１０°が好ましい。これにより、締結具４の傾きによらず、導電材５が注入口４ａから漏れることなく、導電材５を好適に注入することができる。

また、図２に示すように、複数の注入口４ａのうち、少なくとも２つの注入口４ａは、互いに向き合う位置（対角線上）に設けられていることが好ましい。これにより、締結具４の傾きに応じて、より注入しやすい注入口４ａから貫通孔２ａの内壁と締結具４との間に導電材５を好適に注入できる。これにより、作業性を向上させることができる。

（導電材５）
導電材５は、基板２の貫通孔２ａの内壁と締結具４との間に介在しているものである。

ここで、締結具４が基板２の貫通孔２ａに斜めから挿入され、締結具４が基板２を十分に加圧できない場合、基板２と金属３との間で導通を取れないことがある。具体的には、締結具４が斜めから挿入された場合、貫通孔２ａの内壁に形成されたメッキ２ｂと締結具４とが接触しないため、メッキ２ｂおよび締結具４を介して、基板２と金属３とが導通を取れない。

これに対し、上述のように、基板２の貫通孔２ａの内壁と締結具４との間に導電材５が介在していることで、締結具４が基板２を十分に加圧できない場合でも、基板２と金属３との間で導通を取れる。また、締結具４が、基板２を十分に加圧できず、基板２と金属３との間に介在する樹脂などによって形成された隙間６が依然として存在し、基板２と金属３とが接触しない場合がある。この場合も、基板２が、メッキ２ｂおよび導電材５を介して、金属３と螺合している締結具４と接することで、締結具４が基板２を十分に加圧できなくても、基板２と金属３との間で間接的に導通を取れる。

導電材５としては、導電性をあるものであれば特に限定されないが、例えば、導電性フィラーを含む物質および銀などを挙げることができる。導電材５が導電性フィラーを含む物質または銀であることにより、貫通孔２ａの内壁と締結具４との間に好適に注入することができる。導電性フィラーを含む物質としては、例えば、コア周辺に低抵抗の物質をコーティングしたものを挙げることができる。このようなものであれば、材料は特に限定されない。銀としては、具体的には、銀粉を挙げることができる。銀が銀粉である場合、当該銀粉を含む粘着剤を導電材５として好適に使用することができる。

＜実施形態２＞
実施形態１に係る構造体１では、導電材５が、注入口４ａから、基板２の貫通孔２ａの内壁と締結具４との間に注入されている。ただし、本実施形態に係る構造体１０のように、導電材５０が、貫通孔２ａの内壁に接触するように、当該導電材５０が締結具４に取り付けられていてもよい。

以下に、実施形態２に係る構造体１０について、図３を用いて説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

〔構造体１０〕
図３は、本発明の実施形態２に係る構造体１０の断面図である。図３に示すように、構造体１０は、導電材５の代わりに、導電材５０を備えている。この点以外、構造体１０は、実施形態１に係る構造体１と同様の構成である。

（導電材５０）
導電材５０は、貫通孔２ａの内壁に接触するように、締結具４に取り付けられている。具体的には、導電材５０は、貫通孔２ａのメッキ２ｂに接触し、締結具４に取り付けられている。導電材５０としては、例えば、導通金具が挙げられる。以下、図３および４を用いて導電材５０について、より具体的に説明する。

図４は、本発明の実施形態２に係る構造体１０における導電材５０を示す図である。具体的には、図４の（ａ）は、導電材５０の上面図であり、図４の（ｂ）は、導電材５０をＡ方向から見た側面図であり、図４の（ｃ）は、導電材５０をＢ方向から見た側面図である。

図４の（ａ）および（ｂ）に示すように、導電材５０は、基板２の貫通孔２ａの内壁の少なくとも一部と接触する湾曲部５０ｂを備えている。このように、導電材５０が湾曲部５０ｂを備えていることで、湾曲部５０ｂを、貫通孔２ａのメッキ２ｂにバネ性を持たせて接触させることができる。これにより、例えば、締結具４が斜めに傾いた場合でも、湾曲部５０ｂを、貫通孔２ａのメッキ２ｂに好適に接触させることができる。その結果、締結具４の傾きによらず、導電材５０を介して基板２と金属３とを好適に導通させることができる。

また、図４の（ａ）〜（ｃ）に示すように、導電材５０は、互いに対向し、締結具４に向かって突出し、締結具４と接触している複数の突起部５０ａを備えている。

締結具４の外周を囲いながら、互いに対向する導電材５０の突起部５０ａにおいて締結具４と接触させることで、図４の（ｃ）に示すように、突起部５０ａを、締結具４の溝にバネ性を持たせて接触させることができる。これにより、例えば、締結具４が斜めに傾いた場合でも、突起部５０ａを当該締結具４に好適に接触させることができる。その結果、締結具４の傾きによらず、導電材５０を介して基板２と金属３とを好適に導通させることができる。

また、互いに対向する突起部５０ａは、鉛直方向（図４の（ｃ）のＣ方向）逆向きに突出している。これにより、突起部５０ａを、締結具４の溝によりバネ性を持たせて接触させることができる。

なお、鉛直方向逆向きに突出する複数の突起部５０ａは、例えば、バネをそれぞれ鉛直方向逆向きに折り曲げることによって形成することができる。

〔変形例１〕
上述の例では、構造体１は、湾曲部５０ｂが設けられた導電材５０を備えているが、本実施形態ではこれに限定されない。本実施形態では、導電材５０の代わりに、切り起こし部５００ｂが設けられた導電材５００を備えていてもよい。以下、図５を用いて、実施形態２の変形例に係る構造体１０における導電材５００について説明する。

（導電材５００）
図５は、本発明の実施形態２の変形例に係る構造体１０における導電材５００を示す図である。図５に示すように、導電材５００は、湾曲部５０ｂの代わりに、内側から外側に斜め上向き方向に広がる切り起こし部５００ｂを備えている。この点以外は、導電材５００は、導電材５０と同様の構成である。

このように、湾曲部５０ｂの代わりに切り起こし部５００ｂを備えている場合でも、切り起こし部５００ｂを、貫通孔２ａのメッキ２ｂにバネ性を持たせて接触させることができる。これにより、例えば、締結具４が斜めに傾いた場合でも、切り起こし部５００ｂを、貫通孔２ａのメッキ２ｂに好適に接触させることができる。その結果、締結具４の傾きによらず、導電材５００を介して基板２と金属３とを好適に導通させることができる。

なお、切り起こし部５００ｂは、例えば、バネを切り起こすことによって形成することができる。

〔変形例２〕
また、導電材５０は、貫通孔２ａのメッキ２ｂに接触し、締結具４に取り付けられていれば、締結具４と一体化していてもよい。

これによっても、上述の例と同様に、導電材５０を、貫通孔２ａのメッキ２ｂに接触させることができる。その結果、締結具４が基板２を十分に加圧できない場合でも、基板２と金属３との間で導通を取ることができる。

＜実施形態３＞
実施形態１に係る構造体１では、構造体１は、１枚の基板２を備えている。ただし、本実施形態に係る構造体１００のように、構造体１００は、複数の基板２から構成される基板２０を備えていてもよい。

以下に、実施形態３に係る構造体１００について、図６を用いて説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

〔構造体１００〕
図６は、本発明の実施形態３に係る構造体１００の断面図である。図６に示すように、構造体１００は、基板２および導電材５の代わりに、基板２０および導電材５５を備えている。この点以外、構造体１００は、実施形態１に係る構造体１と同様の構成である。

（基板２０）
基板２０は、複数の基板２から構成されている。また、ここでは、複数の基板２の間に隙間６０が形成されている。

（導電材５５）
導電材５５は、複数の基板２の貫通孔２ａ内壁にそれぞれ接触している。具体的には、導電材５５は、複数の基板２の貫通孔２ａにおけるメッキ２ｂにそれぞれ接触している。この点以外は、導電材５５は、実施形態１における導電材５と同様の構成である。

このように、導電材５５が、複数の基板２の貫通孔２ａにおけるメッキ２ｂそれぞれに接触していることで、基板２０が複数の基板２から構成されていても、上述の実施形態と同様に、基板２と金属３との間で導通を取れる。また、複数の基板２の間に樹脂などが存在することで、複数の基板２の間に隙間６０が形成されていても、上述の実施形態と同様に、基板２と金属３との間で導通を取れる。

〔変形例〕
本実施形態では、構造体は、導電材５５を備える構造体１００の代わりに、導電材５５０を備える構造体１０００であってもよい。以下、図７を用いて、実施形態３の変形例に係る構造体１０００について説明する。

〔構造体１０００〕
図７は、本発明の実施形態３の変形例に係る構造体１０００の断面図である。図７に示すように、構造体１０００は、導電材５５の代わりに、導電材５５０を備えている。この点以外は、構造体１０００は、構造体１００と同様の構成である。

（導電材５５０）
導電材５５０は、複数の導電材５０から構成されている。導電材５５０は、複数の基板２の貫通孔２ａそれぞれの内壁に接触する。具体的には、導電材５５０は、複数の基板２の貫通孔２ａにおけるメッキ２ｂそれぞれに接触する。この点以外は、導電材５５０は、実施形態１における導電材５０と同様の構成である。

このように、導電材５５０が、複数の基板２の貫通孔２ａにおけるメッキ２ｂそれぞれに接触していることで、基板２０が複数の基板２から構成されていても、上述の実施形態と同様に、基板２と金属３との間で導通を取れる。また、複数の基板２の間に樹脂などが存在することで、複数の基板２の間に隙間６０が形成されていても、上述の実施形態と同様に、基板２と金属３との間で導通を取れる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る構造体は、導電性の内壁を有する貫通孔が設けられている少なくとも１つの基板と、金属と、前記金属に螺合し、前記貫通孔を貫通した状態で、該金属との間で前記基板を挟むことによって、前記基板と前記金属とを締結する導電性の締結具と、前記貫通孔の内壁と前記締結具との間に介在している導電材とを備える。

本発明の態様２に係る構造体は、上記態様１において、前記締結具には、前記貫通孔の内壁と前記締結具との間に前記導電材を注入するための少なくとも１つの注入口が設けられていてもよい。

本発明の態様３に係る構造体は、上記態様２において、前記注入口は、前記締結具の胴体部よりも外側に設けられていてもよい。

本発明の態様４に係る構造体は、上記態様２または３において、前記締結具には、複数の注入口が設けられていてもよい。

本発明の態様５に係る構造体は、上記態様２〜４において、前記注入口は、すり鉢状に形成されていてもよい。

本発明の態様６に係る構造体は、上記態様１において、前記導電材は、前記貫通孔の内壁に接触するように、前記締結具に取り付けられていてもよい。

本発明の態様７に係る構造体は、上記態様６において、前記導電材は、互いに対向し、前記締結具に向かって突出し、前記締結具と接触している複数の突起部を備えていてもよい。

本発明の態様８に係る構造体は、上記態様６または７において、前記導電材は、前記貫通孔の内壁の少なくとも一部と接触する湾曲部を備えていてもよい。

本発明の態様９に係る構造体は、上記態様１〜８において、複数の基板を備え、前記導電材は、該複数の基板の貫通孔の内壁にそれぞれ接触していてもよい。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１、１０、１００、１０００ 構造体
２、２０ 基板
２ａ 貫通孔
３ 金属
４ 締結具
４ａ 注入口
４ｂ 胴体部
５、５０、５５、５００、５５０ 導電材
５０ａ 突起部
５０ｂ 湾曲部

Claims (9)

1. 導電性の内壁を有する貫通孔が設けられている少なくとも１つの基板と、
   金属と、
   前記金属に螺合し、前記貫通孔を貫通した状態で、該金属との間で前記基板を挟むことによって、前記基板と前記金属とを締結する導電性の締結具と、
   前記貫通孔の内壁と前記締結具との間に介在している導電材と
   を備えることを特徴とする構造体。
2. 前記締結具には、前記貫通孔の内壁と前記締結具との間に前記導電材を注入するための少なくとも１つの注入口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
3. 前記注入口は、前記締結具の胴体部よりも外側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の構造体。
4. 前記締結具には、複数の注入口が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の構造体。
5. 前記注入口は、すり鉢状に形成されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の構造体。
6. 前記導電材は、前記貫通孔の内壁に接触するように、前記締結具に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
7. 前記導電材は、互いに対向し、前記締結具に向かって突出し、前記締結具と接触している複数の突起部を備えていることを特徴とする請求項６に記載の構造体。
8. 前記導電材は、前記貫通孔の内壁の少なくとも一部と接触する湾曲部を備えていることを特徴とする請求項６または７に記載の構造体。
9. 複数の基板を備え、前記導電材は、該複数の基板の貫通孔の内壁にそれぞれ接触していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の構造体。

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