JP2022021884A - 基板およびプレスフィット端子の正常挿入判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレスフィット端子がホール内に正常に挿入されているか否かを精度良く判定する。【解決手段】基板１０は、基材１１と、メッキ部１２ａと、メッキ部１２ｂとを備える。メッキ部１２ａの側部１２０ａおよびメッキ部１２ｂの側部１２０ｂは、導電性の材料により形成されている。また、側部１２０ａおよび側部１２０ｂは、基材１１のホール１１２の内側壁に沿ってホール１１２の内側壁の表面に設けられている。また、側部１２０ａおよび側部１２０ｂは、ホール１１２の深さ方向において、互いに離間するようにホール１１２内に配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は、基板およびプレスフィット端子の正常挿入判定方法に関する。

複数の基板を接続する方法として、プレスフィット接続が知られている。プレスフィット接続は、一方の基板に設けられたホール内に、他方の基板に設けられたプレスフィット端子を挿入することにより複数の基板を接続する接続方法であり、はんだ接続が困難な基板同士の接続が可能である。ホールおよびプレスフィット端子は、それぞれの基板に複数設けられる。

しかし、プレスフィッチ端子の取り付け誤差や寸法誤差等により、ホール内にプレスフィット端子が正しく挿入されず、プレスフィット端子が曲がったり折れたりする座屈が発生する場合がある。プレスフィット端子の座屈が発生すると、座屈したプレスフィット端子の部分における基板同士の接続における物理的な強度の低下や、電気特性のずれが生じる場合がある。

そこで、ホール周辺の基板の表面にホールの開口部を囲むように検査用の導体パターンを配置し、プレスフィット端子と検査用の導体パターンとが導通した場合に、プレスフィット端子が座屈していると判定する技術が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００２－２３７６６４号公報

しかし、座屈したプレスフィット端子の形状によっては、プレスフィット端子が座屈しても、プレスフィット端子と検査用の導体パターンとが接触しない場合がある。このような座屈の形態では、プレスフィット端子が座屈していたとしも、プレスフィット端子の座屈を検出することが難しい。

本願に開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、プレスフィット端子がホール内に正常に挿入されているか否かを精度良く判定することができる基板およびプレスフィット端子の正常挿入判定方法を提供することを目的とする。

１つの側面において、基板は、基材と、第１の導電層と、第２の導電層とを備える。第１の導電層および第２の導電層は、導電性の材料により形成されている。また、第１の導電層および第２の導電層は、基材のホールの内側壁に沿ってホールの内側壁の表面に設けられている。また、第１の導電層および第２の導電層は、ホールの深さ方向において、互いに離間するようにホール内に配置されている。

１実施形態によれば、プレスフィット端子がホール内に正常に挿入されているか否かを精度良く判定することができる。

図１は、基板の一例を示す断面図である。 図２は、プレスフィット端子が正常に挿入された状態の基板の一例を示す断面図である。 図３は、プレスフィット端子が座屈した状態の基板の一例を示す断面図である。 図４は、プレスフィット端子の正常挿入判定方法の一例を示すフローチャートである。 図５は、基板の製造過程の一例を示す断面図である。 図６は、基板の製造過程の一例を示す断面図である。 図７は、基板の製造過程の一例を示す断面図である。 図８は、基板の製造過程の一例を示す断面図である。 図９は、基板の製造過程の一例を示す断面図である。 図１０は、基板の他の例を示す断面図である。 図１１は、基板の他の例を示す断面図である。

以下に、本願が開示する基板およびプレスフィット端子の正常挿入判定方法の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す実施例は開示の技術を限定するものではない。

［基板１０の構造］
図１は、基板１０の一例を示す断面図である。本実施例における基板１０は、基材１１を備える。基材１１は、２つの第１の基材１１０と第２の基材１１１とを備える。図１に例示された基材１１では、２つの第１の基材１１０の間に第２の基材１１１が配置されている。基材１１には、第１の基材１１０および第２の基材１１１を貫通するようにホール１１２が形成されている。ホール１１２には、プレスフィット端子が挿入される。なお、基板１０には、図１に例示されたホール１１２が複数形成されている。

ホール１１２には、メッキ部１２ａおよびメッキ部１２ｂが設けられている。メッキ部１２ａおよびメッキ部１２ｂは、例えば銅等の導電性の材料により形成されている。メッキ部１２ａは、２つの第１の基材１１０のうち一方の第１の基材１１０に設けられ、メッキ部１２ｂは、２つの第１の基材１１０のうち他方の第１の基材１１０に設けられている。

メッキ部１２ａの側部１２０ａは、ホール１１２の内側壁に沿って、ホール１１２の内側壁の表面に配置されている。また、メッキ部１２ｂの側部１２０ｂは、ホール１１２の内側壁に沿って、ホール１１２の内側壁の表面に配置されている。側部１２０ａおよび側部１２０ｂは、ホール１１２の深さ方向において、互いに離間するようにホール１１２内に配置されている。側部１２０ａは、第１の導電層の一例であり、側部１２０ｂは、第２の導電層の一例である。

［プレスフィット端子２０の正常挿入判定］
図２は、プレスフィット端子２０が正常に挿入された状態の基板１０の一例を示す断面図である。プレスフィット端子２０がホール１１２内に正常に挿入されたか否かの判定が行われる場合、メッキ部１２ａは、配線３１ａを介して判定装置３０に接続され、メッキ部１２ｂは、配線３１ｂを介して判定装置３０に接続される。判定装置３０は、メッキ部１２ａとメッキ部１２ｂとが導通しているか否かを判定することにより、プレスフィット端子２０がホール１１２内に正常に挿入されているか否かを判定する。

例えば図２に示されるように、ホール１１２内にプレスフィット端子２０が正常に挿入されている場合、プレスフィット端子２０は、ホール１１２内において、メッキ部１２ａの側部１２０ａに接触すると共に、メッキ部１２ｂの側部１２０ｂにも接触する。プレスフィット端子２０は、導電性の材料により形成されているため、プレスフィット端子２０が側部１２０ａおよび側部１２０ｂに接触することにより、メッキ部１２ａとメッキ部１２ｂとがプレスフィット端子２０を介して導通する。従って、判定装置３０は、メッキ部１２ａとメッキ部１２ｂとが導通していることを検出した場合に、プレスフィット端子２０がホール１１２内に正常に挿入されていると判定することができる。

一方、例えば座屈等により、例えば図３に示されるように、ホール１１２内にプレスフィット端子２０が正常に挿入されていない場合、プレスフィット端子２０は、メッキ部１２ａには接触したとしても、メッキ部１２ｂの側部１２０ｂには接触しない。これにより、メッキ部１２ａとメッキ部１２ｂとは導通しない。図３は、プレスフィット端子２０が座屈した状態の基板の一例を示す断面図である。

従って、判定装置３０は、メッキ部１２ａとメッキ部１２ｂとが導通していないことを検出することにより、プレスフィット端子２０がホール１１２内に正常に挿入されていないと判定することができる。判定装置３０は、例えば、メッキ部１２ａとメッキ部１２ｂとの間の抵抗値が予め定められた値（例えば数ＭΩ）以上である場合に、メッキ部１２ａとメッキ部１２ｂとが導通していないと判定する。

ここで、ホール１１２の周囲に検出用の導電パターンが配置され、当該導電パターンとプレスフィット端子２０とが接触した場合に、プレスフィット端子２０の座屈を判定することも考えられる。しかし、座屈したプレスフィット端子２０の形状によっては、プレスフィット端子２０が座屈しても、検出用の導電パターンとプレスフィット端子２０とが接触しない場合がある。そのような場合には、プレスフィット端子２０が座屈していたとしても、プレスフィット端子２０がホール１１２内に正常に挿入されていると誤って判定されることになる。

これに対し、本実施例では、メッキ部１２ａとメッキ部１２ｂとが導通している場合に、プレスフィット端子２０がホール１１２内に正常に挿入されていると判定される。一方、メッキ部１２ａとメッキ部１２ｂとが導通していない場合に、プレスフィット端子２０がホール１１２内に正常に挿入されていないと判定される。これにより、プレスフィット端子２０の正常挿入を精度良く判定することができる。

［正常挿入判定方法］
図４は、プレスフィット端子２０の正常挿入判定方法の一例を示すフローチャートである。なお、図４のフローチャートに例示された手順が開始される前に、図１に例示された基板１０と、基板１０のホール１１２に対応する位置にプレスフィット端子２０が設けられた他の基板とが準備される。

まず、プレスフィット端子２０がホール１１２に挿入されるように、図１に例示された基板１０と、プレスフィット端子２０が設けられた他の基板とが接続される（Ｓ１０）。ステップＳ１０は、接続する処理の一例である。

次に、判定装置３０は、基板１０に設けられた複数のホール１１２の中で、ホール１１２を１つ選択する（Ｓ１１）。そして、判定装置３０は、選択されたホール１１２について、メッキ部１２ａとメッキ部１２ｂとの間の抵抗値を測定する（Ｓ１２）。ステップＳ１２は、測定する処理の一例である。

次に、判定装置３０は、ステップＳ１２において測定された抵抗値に基づいて、ステップＳ１１で選択されたホール１１２に挿入されるプレスフィット端子２０が座屈しているか否かを判定する（Ｓ１３）。ステップＳ１３は、判定する処理の一例である。例えば、ステップＳ１２において測定された抵抗値が予め定められた値以上である場合、判定装置３０は、プレスフィット端子２０が座屈していると判定する。一方、ステップＳ１２において測定された抵抗値が予め定められた値未満である場合、判定装置３０は、プレスフィット端子２０が座屈していない、即ち正常に挿入されていると判定する。

プレスフィット端子２０が座屈していないと判定された場合（Ｓ１３：Ｎｏ）、判定装置３０は、プレスフィット端子２０が挿入される全てのホール１１２が選択されたか否かを判定する（Ｓ１４）。未選択のホール１１２が存在する場合（Ｓ１４：Ｎｏ）、判定装置３０は、再びステップＳ１１に示された処理を実する。一方、全てのホール１１２が選択された場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、判定装置３０はプレスフィット端子２０が正常に挿入されている旨を判定装置３０のユーザ等に通知する。そして、本フローチャートに示された処理が終了する。

一方、プレスフィット端子２０が座屈していると判定された場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、判定装置３０は座屈しているプレスフィット端子２０が存在する旨を判定装置３０のユーザ等に通知する（Ｓ１５）。この時、判定装置３０は、座屈が判定されたプレスフィット端子２０やホール１１２の位置の情報を出力してもよい。そして、本フローチャートに示された処理が終了する。

［基板１０の製造手順］
次に、図５～図９を参照して、基板１０の製造手順を説明する。図５～図９は、基板１０の製造過程の一例を示す断面図である。

まず、例えば図５に示されるように、両面に銅等の導電性のメッキ層１２１が設けられた第１の基材１１０が準備される。そして、例えば図６に示されるように、メッキ層１２１が、ホール１１２の開口部よりも広い大きさのパターンにエッチングされる。

次に、例えば図７に示されるように、エッチングにより、第１の基材１１０にホール１１２が形成される。そして、メッキ層１２１の表面およびホール１１２の内側壁の表面に銅等によりメッキが施される。これにより、例えば図８に示されるように、第１の基材１１０のホール１１２に、メッキされた側部１２０を有するメッキ部１２が形成される。

次に、例えば図９に示されるように、メッキ部１２が形成された２つの第１の基材１１０が、第２の基材１１１を介して貼り合わされる。そして、ホール１１２に合わせて第２の基材１１１にドリル等で貫通孔が開けられることにより、例えば図１に示された基板１０が形成される。

［実施例の効果］
上記説明から明らかなように、本実施例の基板１０は、基材１１と、メッキ部１２ａと、メッキ部１２ｂとを備える。メッキ部１２ａおよびメッキ部１２ｂは、導電性の材料により形成されている。メッキ部１２ａの側部１２０ａおよびメッキ部１２ｂの側部１２０ｂは、基材１１のホール１１２の内側壁に沿ってホール１１２の内側壁の表面に設けられている。また、メッキ部１２ａの側部１２０ａおよびメッキ部１２ｂの側部１２０ｂは、ホール１１２の深さ方向において、互いに離間するようにホール１１２内に配置されている。これにより、ホール１１２にプレスフィット端子２０が挿入された際にメッキ部１２ａおよびメッキ部１２ｂが導通するか否かを判定することでプレスフィット端子２０の正常挿入を精度よく判別できる。

また、上記した実施例において、基材１１は、２つの第１の基材１１０と、２つの第１の基材１１０の間に配置された第２の基材１１１とを有する。メッキ部１２ａの側部１２０ａは、２つの第１の基材１１０のうち一方の第１の基材１１０に設けられている。メッキ部１２ｂの側部１２０ｂは、２つの第１の基材１１０のうち他方の第１の基材１１０に設けられている。これにより、ホール１１２の深さ方向において、互いに離間するようにホール１１２内に配置されているメッキ部１２ａおよびメッキ部１２ｂを容易に製造することができる。

また、上記した実施例におけるプレスフィット端子２０の正常挿入判定方法は、接続する処理と、測定する処理と、判定する処理とを含む。接続する処理では、（ａ）導電性の材料により形成されており、基材１１のホール１１２の内側壁に沿って、当該内側壁の表面に設けられているメッキ部１２ａの側部１２０ａおよびメッキ部１２ｂの側部１２０ｂを備え、メッキ部１２ａの側部１２０ａおよびメッキ部１２ｂの側部１２０ｂは、ホール１１２の深さ方向において、互いに離間するようにホール１１２内に配置されている基板１０と、（ｂ）プレスフィット端子２０が設けられた他の基板とが接続される。測定する処理では、メッキ部１２ａとメッキ部１２ｂとがプレスフィット端子２０を介して導通しているか否かが測定される。判定する処理では、メッキ部１２ａとメッキ部１２ｂとがプレスフィット端子２０を介して導通している場合に、プレスフィット端子２０がホール１１２内に正しく挿入されていると判定される。これにより、プレスフィット端子２０の正常挿入を精度よく判別できる。

＜その他＞
なお、開示の技術は、上記した実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。

例えば、上記した実施例における基板１０では、基材１１の最上層の第１の基材１１０にメッキ部１２ａが設けられ、基材１１の最下層の第１の基材１１０にメッキ部１２ｂが設けられているが、開示の技術はこれに限られない。メッキ部１２ａおよびメッキ部１２ｂは、例えば図１０に示されるように、基材１１に含まれる複数の基材の中で、最上層の基材および最下層の基材以外の基材に設けられていてもよい。図１０は、基板１０の他の例を示す断面図である。

図１０に例示された基板１０では、基材１１は、２つの第３の基材１１３、２つの第１の基材１１０、および第２の基材１１１を有する。第３の基材１１３は、基材１１の最上層および最下層に設けられている。メッキ部１２ａは、２つの第１の基材１１０のうち上層の第１の基材１１０に設けられ、メッキ部１２ｂは、２つの第１の基材１１０のうち下層の第１の基材１１０に設けられている。このような構造の基材１１においても、ホール１１２にプレスフィット端子２０が挿入された際にメッキ部１２ａおよびメッキ部１２ｂが導通するか否かを判定することでプレスフィット端子２０の正常挿入を精度よく判別できる。

なお、図１０に例示された基板１０では、ホール１１２内に正しく挿入された場合のプレスフィット端子２０の先端は、ホール１１２内に位置している。このように、ホール１１２内に正しく挿入された場合にプレスフィット端子２０の先端が基材１１の下面よりも下方に突出しない構造の場合、基板１０の下面を観察することではプレスフィット端子２０が正しく挿入されているか否かを判別することが難しい。そのため、ホール１１２内に正しく挿入された場合のプレスフィット端子２０の先端がホール１１２内に位置する構造の基板１０において、開示の技術が特に有効であり、プレスフィット端子２０の正常挿入を精度よく判別することができる。

また、上記した実施例における基板１０では、２つのメッキ部が導通しているか否かを判定することにより、プレスフィット端子２０がホール１１２内に正しく挿入されているか否かが判定されたが、開示の技術はこれに限られない。例えば図１１に示されるように、３つ以上のメッキ部が導通しているか否かを判定することにより、プレスフィット端子２０がホール１１２内に正しく挿入されているか否かが判定されてもよい。図１１は、基板１０の他の例を示す断面図である。

図１１に例示された基板１０では、基材１１は、３つの第１の基材１１０、および、２つの第２の基材１１１を有する。それぞれの第２の基材１１１は、２つの第１の基材１１０の間に配置されている。また、図１１の例では、メッキ部１２ａは、最上層の第１の基材１１０に設けられており、配線３１ａを介して判定装置３０に接続されている。また、メッキ部１２ｂは、中間の第１の基材１１０に設けられており、配線３１ｂを介して判定装置３０に接続されている。また、メッキ部１２ｃは、最下層の第１の基材１１０に設けられており、配線３１ｃを介して判定装置３０に接続されている。

判定装置３０は、メッキ部１２ａ、メッキ部１２ｂ、およびメッキ部１２ｃが全て導通している場合に、プレスフィット端子２０が正しく挿入されていると判定する。なお、判定装置３０は、メッキ部１２ａ、メッキ部１２ｂ、およびメッキ部１２ｃのうち、２つ以上が導通している場合にプレスフィット端子２０が正しく挿入されていると判定してもよい。これにより、配線３１ａ、配線３１ｂ、および配線３１ｃのいずれかが断線していても、プレスフィット端子２０の正常挿入を精度よく判別できる。

また、上記した実施例では、ホール１１２内にプレスフィット端子２０が挿入される場合を例に説明したが、開示の技術は、トレンチ内にプレスフィット端子２０挿入される場合にも適用することができる。

また、上記した実施例では、ホール１１２は、基材１１を貫通するが、開示の技術は、基材１１を貫通しない形状のホール１１２にプレスフィット端子２０が挿入される場合にも適用することができる。

また、上記した実施例では、板状の基板１０に形成されたホール１１２にプレスフィット端子２０が挿入される場合を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。例えば、基板１０以外の構造物に形成されたホール１１２にプレスフィット端子２０が挿入される場合にも、開示の技術を適用することができる。

１０ 基板
１１ 基材
１１０ 第１の基材
１１１ 第２の基材
１１２ ホール
１１３ 第３の基材
１２ メッキ部
１２０ 側部
１２１ メッキ層
２０ プレスフィット端子
３０ 判定装置
３１ 配線

Claims (4)

1. 基材と、
   導電性の材料により形成されており、前記基材のホールの内側壁に沿って前記内側壁の表面に設けられている第１の導電層および第２の導電層と
   を備え、
   前記第１の導電層および前記第２の導電層は、
   前記ホールの深さ方向において、互いに離間するように前記ホール内に配置されていることを特徴とする基板。
2. 前記基材は、
   ２つの第１の基材と、
   ２つの前記第１の基材の間に配置された第２の基材と
   を有し、
   前記第１の導電層は、２つの前記第１の基材のうち一方の前記第１の基材に設けられ、
   前記第２の導電層は、２つの前記第１の基材のうち他方の前記第１の基材に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板。
3. 前記ホール内にはプレスフィット端子が挿入され、
   前記ホール内に正しく挿入された場合の前記プレスフィット端子の先端は、前記ホール内に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の基板。
4. （ａ）導電性の材料により形成されており、基材のホールの内側壁に沿って前記内側壁の表面に設けられている第１の導電層および第２の導電層を備え、前記第１の導電層および前記第２の導電層が、前記ホールの深さ方向において、互いに離間するように前記ホール内に配置されている基板と（ｂ）プレスフィット端子が設けられた他の基板とを接続し、
   前記第１の導電層と前記第２の導電層とが前記プレスフィット端子を介して導通しているか否かを測定し、
   前記第１の導電層と前記第２の導電層とが前記プレスフィット端子を介して導通している場合に、前記プレスフィット端子が前記ホール内に正しく挿入されていると判定する
   処理を含むことを特徴とするプレスフィット端子の正常挿入判定方法。

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