JP4131724B2 - 回路基板への端子の取付構造 - Google Patents

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Description

本発明は、スイッチング電源等において、電子部品を搭載した回路基板と他の基板との間を接続する端子の取付構造に関する。
回路基板をマザーボードなどの他の基板に重ねて接続する場合、回路基板に端子の一端側を接合し、他端を前記他の基板に接合する。このような端子として図５ないし図８に示すものがある。図５〜図８において、（Ａ）は各端子の斜視図、（Ｂ）〜（Ｄ）はそれぞれ端子の取付状態を示す平面図、正面図、側面図である。
各従来例のうち、図５は回路基板１に設けた貫通電極２０にピン状端子２１の一端を挿着して半田１０により接合し、他端を他の基板２の貫通電極３に挿着して半田１１により接合する。この種のピン状端子の取付構造として特許文献１に記載のものがある。
図６はピン状端子の他の例であり、このピン状端子２２はその下部を折り曲げて水平部２２ａを形成し、その水平部２２ａをマザーボード等の他の基板２の導体上に半田１１により接合して表面実装する。この種のピン状端子２２の取付構造として特許文献２に記載がある。
図７の従来例は、上端に弾性を有する２股状の取付部２３ａを設け、その取付部２３ａを回路基板１の端部電極２５に嵌めて半田１０により接合したものである。この端子２３の下部は水平に折り曲げ、その折り曲げた水平部２３ｂをマザーボード等の他の基板２の導体上に載置して半田１１により接合する。この種の端子２４の取付構造として特許文献３、４に記載がある。
図８の従来例の端子２４は、その上部に図７の例と同じ２股状の取付部２４ａを有し、下部２４ｂはストレート構造とし、この下部２４ｂをマザーボード等の他の基板２の貫通電極３に挿着して半田１１により接合する。
特開平９−２８９３２９号公報 特開２００４−２８１７２７号公報 特開２００２−３２０３８６号公報 特開２００４−２２２４８６号公報
図５、図６に記載のピン状端子２１、２２のように、回路基板１への取付部がストレートな場合は、振動等を受けやすい箇所に使用する場合、回路基板１とピン状端子２１、２２との接合強度が不十分になる場合も生じる。また、電気抵抗や回路基板の端部から端子取付部が占有する面積の点でも改善すべき面もある。
また、図６に記載のように、水平部２２ａを他の基板２に半田付けするものにおいては、基板２と水平部２２ａとの半田１１による接合部を光の反射によって光学的に検査しようとしても、その半田付け部が回路基板１に隠れるため、検査ができないという問題点がある。
一方、図７、図８に記載のように、２股状の取付部２３ａ（または２４ａ）を有する端子の場合には、回路基板１の両側に、取付部２３ａ（または２４ａ）が形成された２つのリードフレームを設けておき、回路基板１に対してリードフレームを近接させるか、あるいは回路基板１を移動させて取付部２３ａ（または２４ａ）を回路基板１の端部電極２５に嵌め込む作業が必要になる。このため、製造工程が複雑になる上、端部電極２５と取付部２３ａ（２４ａ）との位置ずれを生じるおそれがあり、このことも製造を困難にする原因となる。
本発明は、上記問題点に鑑み、端子の回路基板への取付けが自動挿着機を使用して容易に行なえると共に、他の基板への取付け部位における検査の面でも有利となり、その上、端子取付部の強度や電気抵抗の低下並びに回路基板の利用面積率の面で有利となる回路基板への端子の取付構造を提供することを目的とする。
本発明による回路基板への端子の取付構造は、回路基板の端部に、外部接続用端子を設ける為の凹状電極を、端子対応に２つ有し、
前記回路基板の前記凹状電極の近傍に、外部接続用端子を設ける為の中空の貫通電極を、端子対応に１つ有し、
端子の前記回路基板への取付部は、前記端子の主幹部より広幅に形成されると共に、この広幅部から上方に延出しかつ前記２つの凹状電極に対応して形成された２つの第１の垂直部と、前記主幹部の上部において前記２つの第１の垂直部の間より分岐して水平に折り曲げて形成された水平部と、この水平部の先端を上方に折り曲げて形成された第２の垂直部とを有し、
前記２つの第1の垂直部を前記回路基板の前記２つの凹状電極にそれぞれ嵌めて回路基板の表面より突出しないかあるいはわずかに突出させ、導電性接合剤により接合するとともに、前記第２の垂直部を前記貫通電極に挿着して回路基板の表面より突出しないかあるいはわずかに突出させて導電性接合剤により接合した
ことを特徴とする。
本発明において、端子は、その取付部に有する第１、第２の垂直部が、回路基板の端部の凹状電極とその近傍の貫通電極にそれぞれ嵌合、挿着して端子が取付けられるため、回路基板に対して垂直方向から端子を取付けることができる。このため、端子の自動挿着機の使用が可能で、端子の回路基板への取付けが容易に行なえる。
また、端子は、回路基板の端部の凹状電極と、その近傍の貫通電極とで接合されるので、回路基板に対する取付強度が向上し、端子が安定する。また、凹状電極と貫通電極の双方を回路基板の導体パターンに接続すれば、端子取付部における電気抵抗が低下する。また、回路基板の端部近傍に端子の取付部を近接配置することができるため、回路基板の使用可能な領域が拡がり、回路基板の利用率が上がり、回路基板の小型化に寄与する。
図１は本発明の回路基板への端子の取付構造の一実施の形態を示す図である。図１（Ａ）は端子の斜視図、図１（Ｂ）〜（Ｄ）はそれぞれ端子の回路基板１への取付構造を示す平面図、正面図、側面図である。図１において、１はガラスエポキシ樹脂等の樹脂製あるいはセラミックスでなる回路基板である。２は回路基板1とともに多段に重ねて集合基板を構成するかあるいはマザーボードとなる他の基板である。４は銅、アルミニウム等の導電性の高い金属製の外部接続用端子である。
この端子４は、リードフレームにより、打抜き、折曲げ、切断により作製される。この端子４は、回路基板１への取付部４ｂが主幹部４ａより広幅に形成されている。この取付部４ｂは、この広幅部から上方向に延出させた２つの第１の垂直部４ｃと、その２つの第１の垂直部４ｃの間から分岐して水平に形成された水平部４ｄと、この水平部４ｄの先端から上方に折り曲げ形成された第２の垂直部４ｅとを有する。主幹部４ａの下部には、マザーボード等の他の基板３に取付けるために折り曲げ形成された水平部４ｆを有する。
回路基板１の端部には、前記第1の垂直部４ｃを取付けるための凹状電極１ａを有する。また、回路基板１における凹状電極１ａの近傍に、前記第２の垂直部４ｅを挿着するための貫通電極１ｂを有する。
図２はこの回路基板１を得るための基板母材を示す平面図である。基板母材１Ａには、図３に示すように、予め前記貫通電極１ｂを設けるためのスルーホール３０と、前記凹状電極１ａを設けるためのスルーホール３１を設けておく。そして、これらのスルーホール３０、３１の内部に導体３２を無電解めっきや電解めっきにより形成する。また、基板母材１Ａの表面または表裏面に部品搭載および回路間や端子との結合のための導体パターンを形成する。
このようにスルーホール３０、３１および導体３２や導体パターンを形成した後、前記凹状電極１ａを得ると共に個々の回路基板１に分離するためのスリット３３を打抜きにより図面上縦方向に形成する。すなわち、凹状電極１ａは、スルーホール３１を約半分の部分から除去することにより、残りの部分によって半円弧状の凹状電極１ａが形成される。また、スリット３３の方向に直交する方向に、個々の回路基板１に分離するためのＶ字溝３４および分離を容易とするためのスリット３５を設ける。
その後、基板母材１Ａの裏面（他の基板２に対面する面）に電子部品を搭載する場合には、この裏面に半田ペーストのパターンを塗布し、電子部品を搭載してリフロー炉に通し、電子部品を基板母材１Ａに固定する。この裏面への電子部品搭載後、基板母材１Ａの裏面に端子の自動挿着機（図示せず）により、端子４を取付ける。すなわち、端子４の第１の垂直部４ｃを凹状電極１ａに嵌めると同時に、第２の垂直部４ｅを貫通電極１ｂに挿着する。このとき、端子４の垂直部４ｃ、４ｅは基板母材１Ａの表面より突出しないかあるいは突出してもわずかしか突出しないようにして回路基板１の表面への半田ペーストの印刷を可能にする。
そして、基板母材１Ａの表面における電子部品搭載部（図示せず）および前記端子４と凹状電極１ａ、貫通電極１ｂとの接合部上に半田ペーストを塗布する。次に、電子部品（図示せず）を回路基板１上に搭載して回路基板１をリフロー炉に通すことにより、半田による電子部品の固定と端子４の接合を行なう。図１（Ｃ）、（Ｄ）は半田５により端子４を凹状電極１ａや貫通電極１ａに接合した状態を示している。
続いて前記Ｖ字溝３３に沿って基板母材１Ａを個々の回路基板１に分離する。なお、端子４の回路基板１への半田付けは、回路基板１のみを半田浴に浸漬した状態で端子４の半田付け部を浸漬することにより行なってもよいが、前記リフローによって半田付けを行なうことにより、基板母材１Ａの状態で同時に複数の回路基板１の半田付けを行なうことができ、能率上有利である。
このように構成した回路基板１をマザーボード等の他の基板２に取付ける。この取付けは、端子４の下部の水平部４ｆを他の基板２に対して半田６によって接合することにより行なう。
前述のように、本発明の端子４は、第１、第２の垂直部４ｃ，４ｅが、回路基板１の端部の凹状電極１ａとその近傍の貫通電極１ｂにそれぞれ嵌合、挿着して端子が取付けられるため、回路基板１に対して垂直方向から端子４を取付けることができる。このため、端子４の自動挿着機による取付けが可能で、端子４の回路基板１への取付けが容易に行なえる。
また、端子４の他の基板２への半田付け状態の検査は、本実施の形態のように他の基板２に端子４を表面実装構造で取付ける場合には、他の基板２への取付脚である水平部４ｆを回路基板１に対して外向きとすることにより、他の基板２の表面側から端子４の半田６による接合状態を光学的に検査することができる。
また、端子４は、回路基板１の端部の凹状電極１ａと、その近傍の貫通電極１ｂとで接合されるので、回路基板１に対する取付強度が向上し、端子４が安定する。また、本実施の形態で示すように、凹状電極１ａと貫通電極１ｂの双方を回路基板１の導体パターン７（図１（Ｂ）参照）に接続すれば、端子取付部における電気抵抗が低下する。
また、回路基板１の端部近傍に端子４の取付部４ｂの幅、すなわち凹状電極１ａおよび貫通電極１ｂが回路基板１の端部から占有する領域の幅を狭く形成することができるため、回路基板１の使用可能な領域（端子４の回路基板１への取付け部以外の領域）が拡がり、回路基板の利用率が上がる。また、回路基板１の端子４の取付部以外の領域の広さを従来のものと同一にすれば、回路基板１の面積を小さくすることができ、回路基板１の小型化に寄与することができる。
図４は本発明の他の実施の形態であり、図４（Ａ）〜（Ｄ）は図１の（Ａ）〜（Ｄ）に対応して描いてある。この実施の形態は、前記端子４の他の基板２への取付部４ｇの構造をストレートにしたものである。この実施の形態においては、前記他の基板２への取付部４ｇを他の基板２の貫通電極３に挿着し、半田６により接合する。
この実施の形態においても、前記同様の効果をあげることができる。また、本実施の形態のように、他の基板２の貫通電極３に端子４を挿着する場合には、その他の基板２と端子４との接合の良否は、他の基板２の裏側から光を照射してその反射光を監視することで光学的に検査することができる。
本発明を実施する場合、端子４を凹状電極１ａ、１ｂや他の基板２に接合する接合剤としては、半田以外に導電性接着剤を用いることができる。
本発明の一実施の形態であり、（Ａ）は端子を示す斜視図、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ端子の回路基板への取付構造を示す平面図、正面図、側面図である。 図１の回路基板を得るための基板母材を示す平面図である。 図２の基板母材において、凹状電極を得るための工程を説明する平面図である。 本発明の他の実施の形態を、図１（Ａ）〜（Ｄ）に対応させて描いた図である。 回路基板への端子の取付構造の従来例であり、（Ａ）は端子を示す斜視図、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ端子の回路基板への取付構造を示す平面図、正面図、側面図である。 回路基板への端子の取付構造の他の従来例を、図５（Ａ）〜（Ｄ）に対応させて描いた図である。 回路基板への端子の取付構造の他の従来例を、図５（Ａ）〜（Ｄ）に対応させて描いた図である。 回路基板への端子の取付構造の他の従来例を、図５（Ａ）〜（Ｄ）に対応させて描いた図である。
符号の説明
１:回路基板、１Ａ：基板母材、１ａ：凹状電極、１ｂ：貫通電極、２：他の基板、３：貫通電極、４：端子、４ａ：主幹部、４ｂ：回路基板への取付部、４ｃ：第１の垂直部、４ｄ：水平部、４ｅ：第２の垂直部、４ｆ：水平部、４ｇ：ストレート構造の取付部、５、６：半田、７：導体パターン、３０、３１：スルーホール、３２：導体、３３：スリット、３４：Ｖ字溝、３５：スリット

Claims (1)

  1. 回路基板の端部に、外部接続用端子を設ける為の凹状電極を、端子対応に２つ有し、
    前記回路基板の前記凹状電極の近傍に、外部接続用端子を設ける為の中空の貫通電極を、端子対応に１つ有し、
    端子の前記回路基板への取付部は、前記端子の主幹部より広幅に形成されると共に、この広幅部から上方に延出しかつ前記２つの凹状電極に対応して形成された２つの第１の垂直部と、前記主幹部の上部において前記２つの第１の垂直部の間より分岐して水平に折り曲げて形成された水平部と、この水平部の先端を上方に折り曲げて形成された第２の垂直部とを有し、
    前記２つの第1の垂直部を前記回路基板の前記２つの凹状電極にそれぞれ嵌めて回路基板の表面より突出しないかあるいはわずかに突出させ、導電性接合剤により接合するとともに、前記第２の垂直部を前記貫通電極に挿着して回路基板の表面より突出しないかあるいはわずかに突出させて導電性接合剤により接合した
    ことを特徴とする回路基板への端子の取付構造。
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