JP4841444B2 - 接続端子 - Google Patents

Description

本発明は、平行に配置された互いの基板を接続するための接続端子に関するものである。

一方の基板としてのマザーボードと電子部品が実装された他方の基板（以降、単に基板と称する）とが所定の離間間隔を有して平行に配置され、互いが接続端子を介して接続される。このように接続に用いる接続端子が、特許文献１に「柱」として開示されている。

ところで、接続端子の接続は、簡便性を考慮して耐熱性を有する接着剤が用いられている。

すなわち、基板の所定の位置に、接続端子の一方端を接着剤によって固定した後、当該接続端子の他方端がマザーボードの所定の位置で接着剤によって固定され、マザーボードと電子部品とが所定の間隔を有して平行になるように接続される。

このように、耐熱性を有する接着剤を用いることで、例えば基板に接続端子の一方端を接着剤によって固定し、該基板に固定した接続端子の他方端をマザーボードに接着剤で固定した後、当該マザーボードを裏返し、該裏返しにより表になった面に電子部品をリフロー実装することが可能になる。尚、当該リフローの熱影響を耐熱性の接着剤は受け難くい。

従って、接続端子の両端を半田を用いて固定する場合では、リフローの熱によって半田が溶融することでマザーボードから基板が落脱してしまうが、耐熱性を有する接着剤を用いて接続端子を接続すれば、マザーボードから基板が落脱することを防止することができる。
特開２００５−１９７４０３号

ところで、接続端子を接続するための接着剤は、一般的に硬化させて接着力の向上を図るが、接着剤硬化のための手間や時間が必要になる。また接続されたマザーボードおよび基板の何れか一方を交換する際にも、接着剤を取除くための手間や時間が必要になる。

また、前記した従来の接続端子では、当該接続端子の一方端および基板を接続するための１回目の接着工程と、当該接続端子の他方端およびマザーボードを接続するための２回目の接着工程とが必要であるため、前記した手間や時間が２倍必要になる。
従って、本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、手間や時間を要する接着工程の低減を図った接続端子を提供することにある。

本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、一方の基板と他方の基板とを所定の離間間隔を有して平行に接続するための接続端子において、Ｌ字状の形状を有しており、その一方の軸を第1軸および他方の軸を第２軸とするとき、前記第1軸の軸端が他方の基板に設けた孔に圧入固定される第1端子と、他方の基板および該基板に固定された第1端子の第２軸と他方の基板との間隙に嵌込まれる嵌合部と、該嵌合部に隣接して一体形成されており突出した一方の突端に前記一方の基板と接着するための接着面および他方の突端に前記他方の基板と接する接面を有する支柱部と、を備えて成る第２端子と、を具備して成ることを特徴とする。

嵌合部は、第1軸を挟持すべく、Ｕ字形状を有する。
嵌合部は、嵌込により第1軸を挟持した状態においてＵ字形状の開口先端の離間間隔が第1軸より狭くなるように狭窄する。

第1軸は、第1軸を挟持した状態における前記第２端子の可動を抑制すべく、開口先端と掛合する凸部を、第1軸を挟持した前記開口先端が突出する側に当該開口先端より高い位置に有する。

第1軸は、前記第２軸との接合元から、軸端に向かって所定の傾斜を有して突出する突出部を有しており、嵌合部は、突出部と掛合すべく該突出部の突出形状に応じた凹欠部を有する。

他方の基板に複数の前記第1端子が圧入固定されるとき、第２端子は、複数の第1端子に連架的に嵌込まれるべく連成する。

第1端子は導電性を有し、第２端子は絶縁性を有しており、第1端子は、一方の基板と他方の基板とを電気的に接続する。
支柱部は、接着面を有する側の支柱に凹所を有する。

本発明の接続端子は、他方の基板に第1軸を圧入固定するための第1端子と、該第1端子の第２軸の間隙に嵌込まれて一方の基板に接着するための第２端子とから成る２つを組み合わせることにより、基板に対する接着工程が一方の基板に接着するだけでよく、一度の接着工程で済むことから、接着工程を低減することができる。これにより、接着工程による手間や時間を低減することができ、効率的に各基板を接続することができる。

以下、図面を用いて、本発明の実施形態を詳細に説明するが、以下の説明では、実施の形態に用いる図面について同一の構成要素は同一の符号を付し、かつ重複する説明は可能な限り省略する。

本発明の接続端子１０は、一方の基板としてのマザーボードと、電子部品が実装された他方の基板（以降、単に基板と称す）とを互いに平行に接続するための端子であり、図１に示すように、第1端子２０と第２端子３０とを具備して成る。
第1端子２０は所定の板厚を有する導電性板部材を打抜き加工して形成されており、この打ち抜き加工により、図２に示すＬ字状の第1端子２０が形成される。

第1端子２０は、Ｌ字状における一方の軸を第1軸２１および他方の軸を第２軸２２とするとき、第1軸２１の先端が基板に設けた孔に圧入され易いように面取りされ、尖塔形状を有している。

第1軸２１が圧入されて固定される基板には、所定パターンのプリント配線が施されており、該プリント配線と圧入された第1軸２１とが半田によって固定される。

基板には、各種電子部品が実装されており、該電子部品とプリント配線とにより所望の回路が形成されている。また基板の回路は、必要に応じて導電性の第1軸２１（第1端子２０）を介してマザーボードに形成された回路と電気的に接続されている。

ところで、マザーボードに形成される回路も、前記した基板と同様に所定パターンのプリント配線と各種電子部品とによって構成されている。

第２軸２２は、底面側でマザーボードと面実装するために平坦面２３を有しており、該平坦面とマザーボードに形成されたプリント配線とが半田を介して固定される。

第1端子２０は、前記した第1軸２１および第２軸２２の接合元における内側、すなわち第1軸２１および第２軸２２が成す内角側は不規則な階段状に形成されている。この形状は、第1軸２１および第２軸２２の接合元強度の確保および後述する第２端子３０を嵌合せしめるためのものである。

また、第1端子２０の第1軸２１は、該第1軸２１および第２軸２２が成す内角側に対向する側の軸壁に、後述する第２端子３０のＵ字状の開口先端と掛合するための凸部２４を有している。凸部２４は、第1軸２１から突出するように形成されており、具体的には、所定の高さ位置に第1軸２１の軸端側から接合元へ向かって次第に突出し、その底面が平坦な形状を有している。

また、凸部２４は、第２端子３０が嵌込まれた際に該第２端子３０の開口先端が第1軸２１の先端側へ可動することを抑制すべく、第２端子３０が嵌込まれた状態で開口先端の端の上面が当該凸部２４の下面より下に位置するように形成されている。

第２端子３０は、絶縁性および弾性を有する例えば樹脂材を金型成型加工することで形成されており、図３に示すように、第1端子２０を挟持すべく嵌合部３１および該嵌合部３１に隣接して一体的に形成された支柱部３２とを備える。

ところで前記した嵌合部３１および支柱部３２から成る構成は、適宜連成されており、図１に示す例では、基板に圧入固定される３箇所の第1端子２０に対し、これらと連架的に嵌込まれるべく、両端の第1端子２０とそれぞれ嵌合する嵌合部３１と該各嵌合部３１にそれぞれ隣接する支柱部３２とが連成されている。

嵌合部３１は、図３に示すように第1端子２０の第1軸２１を挟持すべく、Ｕ字形状を有しており、平坦な底面を有している。Ｕ字形状の開口先端は、その端が第1軸２１の軸幅より狭くなるように狭窄し、かつ鈎状を有している。また嵌合部３１は前記したように弾性を有しており、該弾性と前記した構造によって嵌合部３１はＵ字形状の開口先端の端に外力が加えられると、その端が一旦広がって第1軸２１をＵ字形状の奥（開口元）に受け入れ、かつ受け入れた後の第1軸２１が容易に離脱しないように挟持することができる。尚、Ｕ字形状の開口先端の端は、第1軸２１を受け入れ易いように、面取りが施されている。

また、嵌合部３１は、その開口先端が端に向かうに従い次第に高さ寸法が低減するように形成されている。これにより、嵌合部３１の開口先端の端を第1軸２１の凸部２４と掛合し易くすることができる。

嵌合部３１に隣接して突出する支柱部３２は、底面側にマザーボードと接着するための接着面３３および上面側に基板と接するための接面３４を有している。

ところで、支柱部３２の接面３４から嵌合部３１の底面までの高さ寸法は、図４に示すように、第1端子２０を基板に圧入固定した際の第２軸２２における階段状の平坦面から基板の底面までの間隙寸法に対応するように形成されている。

尚、前記した関係は、支柱部３２の接面３４から支柱３２の底面までの高さ寸法が、基板裏面からの間隙寸法よりも小さくなっているようにすることが好ましい。このような寸法調整を図ることで、基板の厚さが公差内で最大となっても、その間隙に不都合無く嵌合部３１を嵌込むことができる。

次に、本発明の接続端子１０を用いて基板およびマザーボードを接続する方法を説明する。
先ず、プリント配線が施され、その所定位置に穿設が施された基板に第1端子２０の第1軸２１を圧入すべく、図４に示すように、第1端子２０の第1軸２１の底面（位置Ａ）を押圧する。その後、圧入された第1端子２０と基板を半田を介して固定する。

尚、第1端子２０と基板とを固定するための半田が再溶融しても、基板から第1端子２０が抜け落ちることの無いように、圧入だけでも基板に第1端子２０が安定して固定されるように、基板に設けた孔と第1軸２１との寸法調整が図られていることが好ましい。

その後、図５に示すように、基板と該基板に圧入固定された第1端子２０の第２軸２２との間隙に第２端子３０を嵌込む。このとき、第２端子３０の嵌合部３１の開口先端の端が、嵌込による押圧により広がって第1端子２０の第1軸２１を受け入れる。そして、Ｕ字形状の奥で第1軸２１を保持するように、該第1軸２１が挟持される。このようにして第1端子２０に第２端子３０を嵌込んで成る接続端子１０が、基板に取り付けられる。

ところでマザーボードの表面および裏面には、所定パターンのプリント配線が施されている。このマザーボードに接続端子１０が取り付けられた基板を実装すべく、スクリーン印刷でマザーボードのプリント配線の所定の位置に半田が塗布される。

その後、接続端子１０が取り付けられた基板が、マザーボード上の所定の位置に配置された後、該マザーボードと接続端子１０とを接着するための接着剤が供給される。

供給された接着剤は、第２端子３０の支柱部３２の接着面３３周囲を覆うと共に、一部が接着面３３とマザーボードの表面との間に入り込む。

ところで、前記したようにマザーボード上に接続端子１０が取り付けられた基板を配置している間に、各種電子部品もマザーボード上の所定の位置に配置される。

その後、基板および各種電子部品が配置されたマザーボードに熱処理（リフロー処理）が施される。
これにより、基板に圧入固定された接続端子１０は、半田を介してマザーボードのプリント配線と電気的に接続されると共に、接着剤の硬化が図られる。これにより、基板に圧入固定された第1端子２０に嵌込まれた第２端子３０が接着剤を介してマザーボード上に固定される。

尚、この実施例では、マザーボード上に基板および電子部品を同時的に実装する例で説明したが、これに限る必要は無く、基板を実装した後電子部品を実装するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明の接続端子１０は、基板との接続には第1端子２０を圧入固定し、マザーボードに固定する際は、接着剤で固定することから、手間を要する接着工程が１度だけで済む。

ところで、マザーボードは、表面のみならず裏面にも各種電子部品が実装される。この場合、基板をマザーボードに実装した後、当該マザーボードをひっくり返して表になった裏面に各種電子部品を実装する。

尚、マザーボード裏面への各種電子部品の実装は、前記した表面への実装と同様に、予め半田スクリーン印刷を施し、各種電子部品を所定位置に配置した後、熱処理（リフロー処理）が施される。

熱処理では、マザーボード裏面に塗布された半田の溶融のみならず、マザーボード表面の半田も再溶融してしまう。

すなわち、マザーボードをひっくり返してぶら下がった状態の基板は、半田による固定だけなら自重によって落下してしまうが、当該基板に取り付けた接続端子１０が接着剤でマザーボードに固定されていることから、半田が溶融しても基板がマザーボードから落下することを防止することができる。尚、樹脂材を用いて形成される本発明の第２端子３０の形成部材は、前記した熱処理でも変形することの無い従来から知られた耐熱性を有するものである。また、基板に実装された電子部品は基板と比して軽く、仮に半田が溶融しても、その表面張力によって保持され落下することは無い。

上記したように、本発明の接続端子１０は、基板に第1軸２１を圧入固定するための第1端子２０と、該第1端子２０の第２軸２２および基板の間隙に嵌込んでマザーボードに接着剤で固定する第２端子３０と、から成る２つを組み合わせたことにより、接着工程が接続端子１０をマザーボードに固定する際の一度だけで済む。これにより本発明の接続端子１０は、従来と比較して接着工程を低減することができ、接着工程による手間や時間を低減することができ、効率的に基板とマザーボードとを接続することができる。

次に、第1端子２０の第２軸２２と基板との間隙に嵌込む第２端子３０を、より安定的に保持することができる接続端子を説明する。

実施例２の接続端子４０は、実施例１の構成に加えて、図７〜図９に示すように第1端子２０の第1軸２１に第２軸２２との接合元から当該第1軸２１の先端方向に向かって所定の傾斜を有して突出する突出部２５を有し、第２端子３０のＵ字状の開口先端の奥に、突出部２５の突出形状に応じた凹欠部３５を有している。

突出部２５は、図８に示すように第1軸２１において凸部２４が設けられる軸壁と対向する側（第1軸２１および第２軸２２が成す内角側）に設けられており、第２端子３０の凹欠部３５と掛合可能に第1軸２１における高さ位置が調整されて設けられている。

また突出部２５は、その突端が第２軸２２と成す空間が第1軸２１の先端に向かうに従い離間し、また第２軸２２の先端に向かうに従い該先端にせり出すよう傾斜しており、このせり出す突出部２５が、当該傾斜に応じて顎欠されて成る凹欠部３５と掛合される。

実施例２の第２端子３０は、図９に示すように、嵌合部３１の表面においてＵ字形状の開口元に突出部２５の形状に応じて顎欠されて成る凹欠部３５を有している。これにより、図７に示すように第２端子３０の凹欠部３５を第1端子２０の第２軸２２と基板との間隙に嵌込むとき、その嵌込量に応じて第1軸２１の突出部２５の第２軸２２と対向する面と、第２端子３０表面に設けた凹欠部３５の表面との密着力が増加する。

これにより、実施例２の接続端子４０は、第1端子２０に設けた突出部２５と第２端子３０に設けた凹欠部３５との掛合によって得る密着力により、第1端子２０の第２軸２２と基板との間隙に嵌込れる第1端子２０を安定して保持することができる。

また、実施例２の第２端子３０は、複数の第1端子２０に連架的に嵌込まれるべく連成されているとき、嵌合部３１の表面に凹欠部３５設ける他に、連架する各第1端子２０の位置に応じて設けても良く、例えば図７に示す第２端子３０においては、凹欠部３５を有する嵌合部３１間に、第1端子２０の突出部２５と掛合するための凹欠部３５を有する例が示されている。

ところで、実施例２の接続端子４０は、マザーボード上に接続端子４０を用いて基板を実装した後、実装した基板を取り外す必要が生じた場合、その取り外しを簡便に行なうための工夫が施されている。

この技術内容を説明するに先立ち、マザーボードに実装した基板を取り外す際の動作を説明する。
本発明の接続端子４０は、第1端子２０の第1軸２１の先端が基板に圧入固定され、第２軸２２がマザーボードに半田接続されており、第２軸２２と基板との間隙に嵌込まれる第２端子３０は、支柱部３２の接着面３３がマザーボードに接着されていることから、先ず第２端子３０の支柱部３２を切断する。この切断によって、支柱部３２の接着面３３側の支柱が切断される。

切断によって、接着面３３側と接面３４側とに分断された支柱部３２は、分断された接面３４側は基板と何ら接続されておらず、単に嵌合部３１が第1端子２０の第1軸２１を挟持し、かつ嵌合部３１の凹欠部３５に第1端子２０の突出部２５が掛合しているだけである。従って、単に挟持、掛合している接面３４側の支柱部３２および嵌合部３１を第1端子２０側から簡単に取り外すことができる。

その後、第1端子２０の第２軸２２とマザーボードと接続した半田を取除く、これによって基板をマザーボードから取り外すことができる。
尚、マザーボードには切断されたもう一方の支柱部３２が接着剤で固定された状態で残っており、これを溶剤などを用いて接着剤を取除く。これによって、マザーボードに残るもう一方の支柱部３２を取除くことができる。

尚、基板をマザーボードに再実装する際は、基板に圧入固定されている接続端子４０を再活用することができ、切断によって利用できなくなった第２端子３０のみを新規に用意するだけでよい。

ところで、前記したように良好なリペア性を有する本発明の接続端子４０は、支柱部３２の切断工程を必要としている。この切断工程を良好に行なうべく、実施例２の支柱部３２に工夫が施されている。

具体的には図９に示すように、支柱部３２の接面３４に近い部位に、ニッパ、鋏、カッターなど尖鋭な刃物によって当該支柱部３２を切断（剪断）し易いように凹所３６が設けられている。

支柱部３２に凹所３６を設けたことにより、該凹所３６の空間に尖鋭な刃物の刃先を入れ易く、かつ凹所３６によって支柱部３２の柱幅を低減せしめることができ、この柱幅が低減した箇所を容易に切断することができる。

以上、説明したように、実施例２の接続端子４０によれば、第1端子２０の突出部２５と第２端子３０の凹欠部３５とを掛合することにより、第1端子２０の第２軸２２と基板との間隙に嵌込む第２端子３０を安定的に保持することができる。更に実施例２の接続端子４０によれば、第２端子３０の支柱部３２に凹所３６を設けたことにより、該凹所３６を容易に分断することができ、リペア性の向上を図ることができる。

前記した実施例では、一つの第２端子３０を複数の第1端子２０に嵌込む例で説明したが、これに限る必要は無く、一つの第1端子２０に一つの第２端子３０を嵌込む構成であってもよい。

前記した実施例では、第２端子３０を樹脂材で形成する例で説明したが、これに限る必要は無く、弾性を有していれば導電性を有する金属であってもよい。尚、この場合、導電性の第２端子３０を複数の第1端子２０に対して嵌込む場合、各第1端子２０が第２端子３０によって電気的に接続された状態になるが、基板とマザーボードとの電気的な接続関係において問題なければ、弾性を有する金属を用いて第２端子３０を形成してもよい。

実施例１の接続端子の全体構造を示す図である。 実施例１の第1端子の構造を示す図である。 実施例１の第２端子の構造を示す図である。 実施例１の第1端子と第２端子との関係を示す図である。 実施例１の第1端子と第２端子における嵌込動作を示す図である。 実施例１の接続端子の使用状態を示す図である。 実施例２の接続端子の全体構造を示す図である。 実施例２の第1端子の構造を示す図である。 実施例２の第２端子の構造を示す図である。

符号の説明

１０、４０ 接続端子
２０ 第1端子
２１ 第1軸
２２ 第２軸
２３ 平坦面
２４ 凸部
２５ 突出部
３０ 第２端子
３１ 嵌合部
３２ 支柱部
３３ 接着面
３４ 接面
３５ 凹欠部

Claims (7)

1. 一方の基板と他方の基板とを所定の離間間隔を有して平行に接続するための接続端子において、
   Ｌ字状の形状を有しており、その一方の軸を第1軸および他方の軸を第２軸とするとき、前記第1軸の軸端が他方の基板に設けた孔に圧入固定される第1端子と、
   前記他方の基板および該基板に固定された前記第1端子の前記第２軸と前記他方の基板との間隙に嵌込まれる嵌合部と、該嵌合部に隣接して一体形成されており突出した一方の突端に前記一方の基板と接着するための接着面および他方の突端に前記他方の基板と接する接面を有する支柱部と、を備えて成る第２端子と、を具備して成ることを特徴とする接続端子。
2. 前記嵌合部は、前記第1軸を挟持すべく、Ｕ字形状を有していることを特徴とする請求項１記載の接続端子。
3. 前記嵌合部は、嵌込により前記第1軸を挟持した状態において前記Ｕ字形状の開口先端の離間間隔が前記第1軸より狭くなるように狭窄することを特徴とする請求項２記載の接続端子。
4. 前記第1軸は、前記第1軸を挟持した状態における前記第２端子の可動を抑制すべく、前記開口先端と掛合する凸部を、前記第1軸を挟持した前記開口先端が突出する側に当該開口先端より高い位置に有することを特徴とする請求項３記載の接続端子。
5. 前記第1軸は、前記第２軸との接合元から、前記軸端に向かって所定の傾斜を有して突出する突出部を有しており、
   前記嵌合部は、前記突出部と掛合すべく該突出部の突出形状に応じた凹欠部を有することを特徴とする請求項２記載の接続端子。
6. 前記他方の基板に複数の前記第1端子が圧入固定されるとき、
   前記第２端子は、前記複数の第1端子に連架的に嵌込まれるべく連成されていることを特徴とする請求項１記載の接続端子。
7. 前記第1端子は導電性を有し、
   前記第２端子は絶縁性を有しており、
   前記第1端子は、前記一方の基板と前記他方の基板とを電気的に接続することを特徴とする請求項１記載の接続端子。

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