JP5287753B2 - 電子装置 - Google Patents

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Description

本発明は、コネクタの端子が基板の貫通孔に挿入され、貫通孔壁面に形成されたランドにはんだ付けされた挿入実装構造の電子装置に関するものである。
従来、コネクタの端子が基板の貫通孔に挿入され、貫通孔壁面に形成されたランドにはんだ付けされた挿入実装構造の電子装置として、例えば特許文献1に示されるものが知られている。この電子装置では、端子の挿入部(挿入実装部)の一部が貫通孔に挿入され、リフローはんだ付けにより、貫通孔壁面に形成されたランド(ランドの壁面部)と電気的且つ機械的に接続されている。
このように挿入実装構造を採用すると、表面実装構造に比べて、基板の表面に沿う方向における基板の体格増大を抑制しつつ、はんだや端子、ランドとの接触面積を確保することができる。すなわち、表面実装構造よりも、端子と対応するランドとの接続信頼性を向上することができる。
また、リフローはんだ付けによって挿入実装構造を得ると、フローはんだ付けよりも、基板のコネクタ配置面の裏面における貫通孔近傍に、電子部品を実装したり、配線を設けることができる。さらには、基板のコネクタ配置面に電子部品が表面実装される構成では、電子部品とともにコネクタを基板にリフローはんだ付けすることもできる。
一方、挿入実装構造の電子装置として、特許文献2に示されるように、コネクタが、端子として、信号伝送用のシグナル端子と該シグナル端子よりも径が太い電力伝送用のパワー端子の、径が異なる2種類の端子を含み、パワー端子が挿入される貫通孔の径が、シグナル端子が挿入される貫通孔の径よりも大きくされたものが知られている。
特開2009−182141号公報 特開2009−163991号公報
特許文献2に示される挿入実装構造の電子装置では、端子の種類に応じて貫通孔の孔径が異なる。したがって、リフローはんだ付けを採用した場合、スクリーン印刷によって基板のコネクタ配置面上にペースト状のはんだを塗布する際に、図1(a)に示すように、孔径の大きい貫通孔33のほうが孔径の小さい貫通孔34よりも深い位置まではんだ14が充填される。
このため、貫通孔内への充填量によっては、図1(b)に示すように、コネクタの端子における挿入部43a,44aを対応する貫通孔33,34内にそれぞれ挿入する際に、孔径の大きい貫通孔33に充填されたはんだ14が挿入部(例えばパワー端子の挿入部)に押されて貫通孔33を挿通し、図1(c)に示すように基板30から脱落することも考えられる。
なお、図1では、図1(c)に示すリフロー時に溶融したはんだ14が脱落する例を示しているが、図1(b)に示す端子の挿入部43aの挿入時点で、ペースト状のはんだ14が脱落することも起こりえる。
これに対し、印圧や印刷速度など印刷条件を調整し、図2(a)に示すように、孔径の大きい貫通孔33内へのペースト状のはんだ14の充填量を低減することで、図2(b)、図2(c)に示すように、端子の挿入部43aの挿入時やリフロー時において、はんだ14の脱落を抑制することも可能である。
しかしながら、これにともなって図2(a)に示すように、孔径の小さい貫通孔34内へのペースト状のはんだ14の充填量も減少してしまうため、図2(c)に示すリフロー時において、孔径の小さい貫通孔34内に、端子の挿入部44aとランド36との接続信頼性を確保するだけの十分なはんだ量を確保できないことも考えられる。
本発明は上記問題点に鑑み、断面が互いに異なる複数種類の端子をコネクタが有し、各端子が貫通孔壁面のランドにはんだ付けされた電子装置において、実装時のはんだの脱落が抑制されつつ端子とランドの接続信頼性が確保されたものを提供することを目的とする。
上記目的を達成する為に、以下に示す発明に係る電子装置は、基板の両表面を貫通し、壁面にランドが形成された貫通孔を複数有する基板と、電気絶縁材料からなるハウジングに複数の端子の一部位がそれぞれ保持され、複数の端子が、ハウジングから延出された部位として、貫通孔に挿入される挿入部をそれぞれ有するコネクタと、を備えており、複数の端子の挿入部が、それぞれ互いに異なる貫通孔に挿入されて貫通孔壁面のランドにはんだ付けされている。また、コネクタが、端子として、所定厚さの金属板を打ち抜いて形成されるとともに、挿入部の基板表面に沿う方向の断面が互いに異なる複数種類の端子を含んでいる。
そして、請求項1に係る発明では、断面が互いに異なる複数種類の端子と、該複数種類の端子の挿入部がそれぞれ挿入される貫通孔とが、
基板表面に沿う方向であって金属板の板厚方向及び該板厚方向に垂直な方向の少なくとも一方向において、断面が異なる任意の2種類の第1端子及び第2端子の挿入部の幅をそれぞれW1,W2、これら第1端子及び第2端子の挿入部がそれぞれ挿入される第1貫通孔及び第2貫通孔のランドを含む孔径をD1,D2とすると、
W1<W2、D1<D2、及びW2−W1>D2−D1、の関係を満たすように形成されていることを特徴とする。
このように本発明では、第2端子が挿入される第2貫通孔と第1端子が挿入される第1貫通孔との孔径の寸法差が、第2端子の挿入部と第1端子の挿入部の幅の寸法差よりも小さくなるように構成されている。すなわち、基板表面に沿う方向であって金属板の板厚方向及び該板厚方向に垂直な方向のいずれにおいてもW2−W1≦D2−D1の関係を満たす構成に比べて、第1貫通孔と第2貫通孔の孔径の寸法差が小さい構成となっている。
このような構成を採用しているため、金属板の板厚方向及び該板厚方向に垂直な方向のいずれの方向においてもW2−W1≦D2−D1の関係を満たす構成に比べて、端子の挿入部を対応するランドにリフローはんだ付けすべく、スクリーン印刷によって基板のコネクタ配置面上にペースト状のはんだを塗布する場合に、第1貫通孔と第2貫通孔に充填されるはんだの量(深さ)の差が小さくなる。そして、第1貫通孔内に充填されるはんだの量(深さ)を、第1端子とランドとの接続信頼性を確保できる程度の量としつつ、第2貫通孔内に充填されるはんだの量(深さ)を、第2端子を第2貫通孔に挿入する際や挿入後のリフロー時において、はんだが脱落しない程度の量とすることができる。
以上により、本発明に係る電子装置は、断面が互いに異なる複数種類の端子をコネクタが有し、各端子が貫通孔壁面のランドにはんだ付けされた構成でありながら、実装時のはんだの脱落が抑制され、且つ、端子とランドの接続信頼性が確保されたものとなっている。
請求項2に記載のように、複数種類の端子と、該複数種類の端子の挿入部がそれぞれ挿入される貫通孔とが、金属板の板厚方向及び該板厚方向に垂直な方向のいずれか一方のみにおいて、W1<W2、D1<D2、及びW2−W1>D2−D1、の関係を満たすように形成された構成を採用することが好ましい。
板厚方向及び該板厚方向に垂直な方向の両方向おいて、上記関係を満たす構成とすると、孔径が小さい第1貫通孔と第1端子の挿入部との間の隙間が、第1端子の挿入部のほぼ全周で大きくなる。このため、端子の挿入部を対応するランドにリフローはんだ付けする場合、リフロー後の状態で、基板の厚さ方向において、端子の挿入部とランドとのはんだによる接続長が短くなってしまう。
これに対し、本発明では、金属板の板厚方向及び該板厚方向に垂直な方向のいずれか一方のみにおいて、W1<W2、D1<D2、及びW2−W1>D2−D1、の関係を満たすようにしている。したがって、第1端子と第1貫通孔において、はんだの接続長を長くし、これにより端子とランドの接続信頼性を向上することができる。
請求項3に記載のように、複数種類の端子と、該複数種類の端子の挿入部がそれぞれ挿入される貫通孔とが、板厚方向のみにおいて、W1<W2、D1<D2、及びW2−W1>D2−D1、の関係を満たすように形成された構成とするとなお良い。
所定厚さの金属板を打ち抜いて構成される端子の場合、端子における板厚方向の幅は、端子のいずれの箇所でも金属板の厚さと同じとするのが一般的であり、その幅(金属板の厚さ)は、外部機器側のコネクタとの嵌合の関係で決定される。
また、挿入部における板厚方向の幅を端子の他の部位における板厚方向の幅と異なる寸法とするには、挿入部に叩き加工などを施すことで薄くすることが考えられる。しかしながら、このような加工を施すと、挿入部が脆くなったり、板厚方向において寸法精度が低下することが考えられる。このように、端子における板厚方向の幅は、板厚方向に垂直な方向に比べて寸法自由度が小さい。
そこで、本発明では、板厚方向及び該板厚方向に垂直な方向のうち、端子の寸法自由度の小さい板厚方向のみにおいて、W1<W2、D1<D2、及びW2−W1>D2−D1、の関係を満たすようにし、板厚方向よりも寸法自由度が高い板厚方向に垂直な方向では、上記関係を満たさないようにしている。これによれば、挿入部の脆化や寸法精度の低下を抑制しつつ、孔径が小さい第1貫通孔と第1端子とにおいて、はんだの接続長を長くして、端子とランドの接続信頼性を向上することができる。
請求項4に記載のように、複数種類の端子として2種類の端子のみを含み、2種類の端子が挿入される各貫通孔は、基板表面に沿う方向の断面が円形とされ、第1端子をなす側の端子の挿入部は、基板表面に沿う方向において、金属板の板厚方向の幅よりも板厚方向に垂直な方向の幅の方が長い構成とすると良い。
これによれば、第1貫通孔と第1端子との間の隙間のうち、板厚方向に垂直な方向における隙間が、板厚方向における隙間よりも狭くなる。したがって、板厚方向においてW1<W2、D1<D2、及びW2−W1>D2−D1、の関係を満たしつつ、第1貫通孔と第1端子の挿入部との間の隙間を低減し、これにより、第1端子と第1貫通孔のランドとの間ではんだの接続長を長くすることができる。そして、端子とランドの接続信頼性を向上することができる。
また、請求項5に記載のように、複数種類の端子として2種類の端子のみを含み、2種類の端子が挿入される各貫通孔は、基板表面に沿う方向の断面が円形とされ、第2端子をなす側の端子の挿入部が、基板表面に沿う方向において、金属板の板厚方向の幅と板厚方向に垂直な方向の幅が等しくされた構成とすると良い。
これによれば、第2貫通孔と第2端子の挿入部との間の隙間が、板厚方向と板厚方向に垂直な方向とで理想的には同じとなる。したがって、W1<W2、D1<D2、及びW2−W1>D2−D1、の関係を満たしつつ、第2貫通孔と第2端子との間の隙間を低減し、これにより、第2端子と第2貫通孔のランドとの間ではんだの接続長を長くすることができる。そして、端子とランドの接続信頼性を向上することができる。
具体的には、請求項6に記載のように、複数種類の端子として、信号伝送用のシグナル端子と、該シグナル端子よりも基板表面に沿う方向の断面の面積が大きい電力伝送用のパワー端子を含み、シグナル端子とパワー端子とでは、シグナル端子が第1端子、パワー端子が第2端子をなす構成を採用することができる。
次に、請求項7に記載のように、コネクタが、少なくともはんだ付け前の状態で、基板の厚さ方向において、ハウジングを基板に対して所定の位置に固定するための固定部を有し、複数の端子が、基板表面に沿う方向のうちの少なくとも一方向において、挿入部より幅が広く、挿入部におけるハウジング側の端部に連結されたストッパ部を有し、ストッパ部の幅の最大長が、該最大長の方向において、対応する貫通孔のランドを含む孔径よりも長くされた構成を採用しても良い。
例えば基板がコネクタ配置面側に凸の反りを有していると、ストッパ部がない場合には、固定部によりコネクタが基板に対して所定の固定位置となるまで端子が貫通孔に挿入され、端子の先端が基板におけるコネクタ配置面の裏面側に大きく飛び出してしまう。すなわち、基板の反りに応じて、基板の裏面に対する端子の先端位置がばらついてしまう。例えばスクリーン印刷の条件が同じでも、端子の裏面側への飛び出し量が大きい場合には、飛び出し量の小さい場合に比べてはんだが脱落しやすくなる。
これに対し、本発明では、基板が凸の反りを有していても、端子のストッパ部が基板の反り部に接触し、コネクタが基板に対して所定の固定位置となるまで基板を押して、反りを強制することができる。これにより、基板の裏面に対する端子の先端位置のばらつきを抑制し、ひいては、はんだ脱落などの不具合を抑制することができる。
請求項8に記載のように、ランドが、貫通孔の壁面に形成された壁面部と、該壁面部に連結され、基板のコネクタ配置面における貫通孔周囲に形成された表面部を有し、ストッパ部の幅の最大長が、該最大長の方向において、対応する表面部のはんだに接触可能な外周端部間の距離よりも短くされた構成を採用するとなお良い。
上記構成を採用すると、ストッパ部の幅の最大長が、ランドの表面部におけるはんだに接触可能な外周端部間の距離以上の長さを有する構成に比べて、リフロー実装する場合に、毛細管現象によりストッパ部とランドの表面部との間に留まる溶融はんだの量を低減し、貫通孔内に流れ込む溶融はんだの量を増やすことができる。すなわち、端子とランド(壁面部)の接続信頼性を向上することができる。
請求項9に記載のように、複数の端子が挿入される各貫通孔の、基板表面に沿う方向の断面が円形とされ、複数種類の端子は、挿入部の基板表面に沿う方向の断面が八角形とされた構成を採用すると良い。
端子の挿入部の断面形状が多角形の場合、辺部を繋ぐ角部が、断面円形の貫通孔壁面(ランド表面)との間で、隙間が最も狭い部分となる。本発明によれば、矩形断面の端子よりも角部が多いので、挿入部の周囲における隙間を、矩形断面の端子よりも部分的に狭くすることができる。これにより、はんだの接続長を長くし、端子とランドの接続信頼性を向上することができる。
このような効果は、n>4のn角形であれば期待することができるが、特に本発明のように八角形を採用すると、打ち抜き加工して得られる矩形断面の端子の4つの角部をそれぞれ加工することで得ることができるので、他のn角形のものよりも端子の製造コストを低減することができる。
請求項10に記載のように、第1端子及び第2端子は、基板表面に沿う方向の断面の面積について第1端子よりも第2端子のほうが大きくされ、対応する貫通孔へ挿入された状態での基板のコネクタ配置面から挿入側の先端位置までの長さについて、第2端子よりも第1端子のほうが長くされた構成を採用すると良い。
これによれば、第2端子よりも剛性の低い第1端子を、第2端子よりも先に対応する貫通孔(第1貫通孔)に挿入することができるので、端子を貫通孔へ挿入してコネクタを基板に配置する際の挿入力、特に他方の端子が挿入されるまでの挿入初期の挿入力を、第2端子を長くした場合よりも低減することができる。これにより、貫通孔の壁面に設けられたランドの削れなどを抑制することもできる。
請求項11に記載のように、コネクタは、一部位がハウジングに保持されるとともに、先端から所定の範囲が、基板の厚さ方向に沿って延びた位置決めピンを有し、基板には、貫通孔とは別に、位置決めピンが挿通されるピン用貫通孔が形成され、位置決めピン及び複数の端子が対応する貫通孔に挿入された状態で、基板のコネクタ配置面から挿入側の先端位置までの長さが、複数の端子より位置決めピンのほうが長くされた構成を採用しても良い。
上記した発明では、基板表面に沿う方向のうちの少なくとも一方向において、第2端子と第2貫通孔壁面(ランド表面)との隙間が従来よりも狭いため、端子を貫通孔へ挿入してコネクタを基板に配置する際に、挿入力が従来よりも増す恐れがある。
これに対し、本発明では、複数の端子を貫通孔に挿入する前に、位置決めピンをピン用貫通孔に挿入することで、基板表面に沿う方向の位置が補正できるので、第2端子を第2貫通孔へ位置精度良く挿入でき、これにより挿入力の増加を抑制することができる。
請求項12に記載のように、基板のコネクタ配置面に電子部品が表面実装された構成を採用することができる。これによれば、端子の挿入部を対応するランドにリフロー実装する場合に、表面実装構造の電子部品と挿入実装構造のコネクタ(端子)とを同一のリフロー工程で実装することができるので、製造工程を簡素化することができる。
従来の構成において、リフローはんだ付けにより挿入実装構造の電子装置を得る際の実装工程を示す断面図であって、孔径の大きい貫通孔へのペースト状のはんだの充填量を多くした場合を示しており、(a)はスクリーン印刷工程、(b)はコネクタ配置工程、(c)はリフロー工程である。 従来の構成において、リフローはんだ付けにより挿入実装構造の電子装置を得る際の実装工程を示す断面図であって、径の大きい貫通孔へのペースト状のはんだの充填量を少なくした場合を示しており、(a)はスクリーン印刷工程、(b)はコネクタ配置工程、(c)はリフロー工程である。 本発明の第1実施形態に係る電子制御装置の概略構成を説明するための分解図である。 コネクタを基板に実装した状態の実装部周辺の平面図である。 コネクタを基板に実装した状態を基板と端子との接続側から見た平面図である。 コネクタを基板に実装した状態を外部コネクタとの接続側から見た平面図である。 図4の破線VIIで囲まれた領域の拡大平面図である。 図7のVI−VI線に沿う断面図である。 パワー端子とシグナル端子において、各挿入部と対応する貫通孔との関係を示す平面図である。 図9のX−X線に沿う断面図である。 回路基板へのコネクタの実装工程を示す断面図であって、(a)はスクリーン印刷工程、(b)はコネクタ配置工程、(c)はリフロー工程を示している。 断面八角形の効果を示す図であり、(a)は本実施形態に係る端子と貫通孔との関係を示す平面図、(b)は比較例として、断面正方形の端子と貫通孔との関係を示す平面図である。 (a)は図12(a)のXIIIA−XIIIA線に沿う断面図、(b)は図12(b)のXIIIB−XIIIB線に沿う断面図である。 ストッパ部の効果を示す断面図である。 パワー端子の挿入部の変形例と貫通孔との関係を示す平面図である。 ストッパ部の変形例を示す断面図である。 (a),(b)は、ストッパ部の長さとランドの表面部の長さとの関係を示す断面図である。 端子及び位置決めピンの長さの関係を示す断面図である。 電子制御装置の製造方法のうち、スクリーン印刷工程の変形例示す平面図であり、貫通孔、ランドの表面部、及びメタルマスクの関係を示している。 図19のXX−XX線に沿う断面図である。
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本実施形態では、電子装置として、例えば車両のエンジンECU(Electric Control Unit)として用いられる、非防水構造の電子制御装置の例を示す。
なお、本実施形態では、図8に示すように、基板の厚さ方向を上下方向とし、図4、図7、図8などに示すように、コネクタのハウジングにおける端子の配列方向(換言すれば、ハウジングの長手方向)を左右方向、上下方向及び左右方向と直交する方向(換言すれば、ハウジングの短手方向)を前後方向とする。
また、図7、図9、図10、図12、図14〜16、図18、図19では、便宜上、はんだを省略して図示している。また、図9、図12、図15の各平面図では、端子の挿入部を断面で示している。
図3に示す電子制御装置10は、要部として、回路基板12と、該回路基板12に実装されたコネクタ13とを有している。また上記要素以外にも、本実施形態では、回路基板12及びコネクタ13を収容する筐体11を有している。この電子制御装置10は、基本的な構成が本出願人による特開2009−163991号公報に示されるものと同じである。したがって、本発明の特徴部分を重点的に説明し、それ以外の点の詳細な説明は割愛する。
筐体11は、アルミニウム、鉄等の金属材料や樹脂材料からなり、その内部に回路基板12とコネクタ13の一部を収容して、これらを保護するものである。筐体11の構成部材の個数は特に限定されるものではなく、1つの部材から構成されても良いし、複数の部材から構成されても良い。
本実施形態では、図3に示すように、一面が開口された箱状のケース20と、ケース20の開口部を閉塞する底の浅いカバー21との2つの部材によって構成されている。そして、ケース20とカバー21とを組み付けることで、回路基板12及びコネクタ13を収容する内部空間を備えた筐体11が構成される。
また、筐体11(ケース20)には、コネクタ13に対応したコネクタ用切り欠き部(図示略)が設けられており、回路基板12を収容するようにケース20とカバー21を組み付けた状態で、回路基板12とコネクタ13の端子41における回路基板12との接続側を含む一部位が、筐体11内に収容され、コネクタ13の端子41における外部コネクタとの接続側を含む残りの部分が、筐体11外に露出されるようになっている。
また、図示しないが、ケース20とカバー21を組み付けた状態で、ケース20とカバー21の間で、基板30における周縁部の一部を挟持し、回路基板12を筐体11内の所定位置に保持する構成となっている。
回路基板12は、図3に示すように、電極としてのランドを含む配線や、配線間を接続するビアホール等が形成されてなる基板30に、マイコン、パワートランジスタ、抵抗、コンデンサ等の電子部品31が実装されて、回路が構成されたものである。この回路基板12(基板30)にはコネクタ13も実装されている。また、基板30の表面30aに実装された電子部品31として、表面実装構造の電子部品31を含んでいる。
基板30には、上下方向に沿って延びて、基板30の表面30a及び裏面30bを貫通する貫通孔が形成されている。このような貫通孔として、コネクタ13の端子41が挿入される貫通孔32を少なくとも含み、さらに貫通孔32として、上下方向に垂直な断面の面積(開口面積)が互いに異なる複数種類の貫通孔を含む。
本実施形態では、貫通孔32として、開口面積が互いに異なる2種類の貫通孔33,34を有している。開口面積が大きい側の貫通孔33は、パワー端子43が挿入されるパワー用の貫通孔であり、開口面積が小さい側の貫通孔34は、シグナル端子44が挿入されるシグナル用の貫通孔である。これら貫通孔33,34は、上下方向に垂直な断面形状がいずれも円形となっている。また、貫通孔33,34の壁面には、図8に示すようにランド36がそれぞれ形成されている。本実施形態では、貫通孔33,34の壁面だけでなく、基板30の表面30a,30bにおける開口周囲にもランド36が形成されている。このランド36は、メッキや、導体箔のパターニングにより形成されている。
本実施形態では、基板30に形成された貫通孔33,34と、該貫通孔33,34にそれぞれ対応する端子43,44の挿入部43a,44aとの寸法関係に主たる特徴部分がある。したがって、貫通孔33,34の詳細については後述する。
貫通孔33,34は、それぞれ左右方向に沿って配列され、本実施形態ではさらに前後方向にも多段に設けられている。そして、図7に示すように、各段の貫通孔33,34が千鳥配置となっている。
パワー端子43の挿入部43aが挿入されるパワー用の貫通孔33は、図7に示すように、前後方向2段の貫通孔33a,33bを含んでいる。貫通孔33aは、前後方向においてコネクタ13のハウジング40に近い側の1段目の貫通孔であり、貫通孔33bは2段目の貫通孔である。これら貫通孔33a,33bは、それぞれ左右方向に沿って配列されている。また、貫通孔33a,33bは互いに千鳥配置となっており、左右方向において、交互に設けられている。
シグナル端子44の挿入部44aが挿入されるシグナル用の貫通孔34は、図7に示すように、前後方向4段の貫通孔34a,34b,34c,34dを含んでいる。貫通孔34aは、前後方向においてコネクタ13のハウジング40に近い側の1段目の貫通孔であり、貫通孔34bは2段目、貫通孔34cは3段目、貫通孔34dは4段目の貫通孔である。これら貫通孔34a〜34dは、それぞれ左右方向に沿って配列されている。また、貫通孔34a〜34dは互いに千鳥配置となっており、左右方向における一方側から見たときに、1段目の貫通孔34a、3段目の貫通孔34c、2段目の貫通孔34b、4段目の貫通孔34d、1段目の貫通孔34a、・・・の順に設けられている。
また、基板30には、上記した貫通孔32(貫通孔33,34)以外にも、補強用のフックピン42が挿入される貫通孔35が形成されている。図4に示すように、本実施形態では、左右方向において4箇所に貫通孔35が形成されている。また、それぞれの箇所において、前後方向2箇所に貫通孔35が形成されている。
コネクタ13は、回路基板12に構成された回路と外部機器などとを電気的に中継する中継部品であり、樹脂などの電気絶縁材料からなるハウジング40と、導電材料からなり、実質的に電気的な中継機能を果たす複数の端子41を有している。
複数の端子41は、ハウジング40から延出された部位の一部として、対応する貫通孔32(貫通孔33,34)に挿入される挿入部をそれぞれ有している。また、基板30の表面30aに沿う方向において、挿入部の断面が互いに異なる複数種類の端子を含んでいる。本実施形態では、断面が異なる複数種類の端子として、図4〜図8に示すように、電力伝送用のパワー端子43と信号伝送用のシグナル端子44を有している。
パワー端子43は、1段目の貫通孔33aに挿入されるパワー端子50と、2段目の貫通孔33bに挿入されるパワー端子51を有している。これらパワー端子50,51は、挿入部が同一の断面形状及び大きさを有しているので、図8では、パワー端子51の断面を示しながらも、パワー端子共通の符号43で示している。
また、シグナル端子44は、1段目の貫通孔34aに挿入されるシグナル端子52、2段目の貫通孔34bに挿入されるシグナル端子53、3段目の貫通孔34cに挿入されるシグナル端子54、4段目の貫通孔34dに挿入されるシグナル端子55を有している。これらシグナル端子52〜55も、挿入部が同一の断面形状及び大きさを有しているので、図8では、シグナル端子53の断面を示しながらも、シグナル端子共通の符号44で示している。
パワー端子43及びシグナル端子44は、対応する貫通孔33,34に挿入される部位として、上下方向に沿って延びる挿入部43a,44aを有しており、挿入部43a,44aにおける上下方向に垂直な断面形状、基板30の表面30aに沿う方向の断面形状は、図9に示すように、いずれも八角形となっている。
上記したように、本実施形態では、基板30に形成された貫通孔33,34と、該貫通孔33,34にそれぞれ対応する端子43,44の挿入部43a,44aとの寸法関係に主たる特徴部分がある。したがって、挿入部43a,44aの詳細については後述する。
また、本実施形態では、全てのパワー端子43及びシグナル端子44が、図8に示すように、ハウジング40から延出された一部位として、一端が挿入部43a,44aに連結され、挿入部43a,44aの伸延方向に対して垂直な方向に延びたストッパ部43b,44bをそれぞれ有している。このストッパ部43b,44bの詳細についても後述する。
一方、ハウジング40は、前後方向よりも左右方向に長い形状となっており、上記した複数の端子41は、互いに干渉しないようにそれぞれの一部がハウジング40に保持されている。また、この保持状態で、複数の端子41は、図4〜図6に示すように、左右方向、すなわちハウジング40の長手方向に沿って配列されている。また、コネクタ13は、端子41が、基板30の表面30a側に主として位置しており、コネクタ13のハウジング40も、主として基板30の表面30a上に配置されている。すなわち、基板30の表面30aが特許請求の範囲に記載のコネクタ配置面に相当する。
本実施形態では、図5及び図6に示すように、パワー端子43(50,51)が上下方向に2段、シグナル端子44(52〜55)が上下方向に4段で、ハウジング40に保持されている。また、図4〜図6に示すように、エンジン関係の各系統と電気的に接続される3つの外部コネクタと接続され、この接続に供せられる端子ブロックとして、1つの端子ブロック13aと2つの端子ブロック13bを有している。端子ブロック13aでは、シグナル端子44(52〜55)のみが集められており、端子ブロック13bでは、シグナル端子44(52〜55)とパワー端子43(50,51)が集められている。
さらに、本実施形態では、図4〜図6に示すように、先端に係止部42a(爪部)を有し、基板30に形成された貫通孔35に挿入された状態で、基板30の裏面30bにおける貫通孔35の周辺に係止部42aが係止するフックピン42を有している。このフックピン42は、リフローはんだ付けされるまで、コネクタ13を基板30に対して仮止めする機能を果たすものである。また、対応する貫通孔35の壁面にランドが形成され、フックピン42がランドにはんだ付けされた構成とすると、コネクタ13を基板30により強固に固定することもできる。この場合、フックピン42は、端子41とランド36との接続信頼性を向上する機能も果たすこととなる。
次に、本実施形態に係る特徴部分である、端子43,44の挿入部43a,44aと貫通孔33,34について説明する。
本実施形態では、複数種類の端子43,44、すなわち全ての端子41は、所定厚さの金属板を所定形状に打ち抜いて形成されている。また、各端子41(43,44)は、板厚方向が同一方向となるようにハウジング40に保持されている。具体的には、図9に示すように、板厚方向が左右方向、すなわちハウジング40の長手方向とほぼ一致し、板厚方向に垂直な方向(以下、板幅方向と示す)が前後方向、すなわちハウジング40の短手方向とほぼ一致するように、端子41が曲げ加工されずに平板状に構成されつつハウジング40に保持されている。
例えば、パワー端子43を厚さ0.64mmの金属板、シグナル端子44を厚さ0.4mmの金属板を用いてそれぞれ形成すると、左右方向において、挿入部43aの幅W2aは0.64mm、挿入部44aの幅W1aは0.4mmとなる。
このように、端子41として打ち抜き端子を採用すると、棒状(線状)の部材を曲げ加工してなる曲げ端子を採用する場合よりも、対応する貫通孔32(33,34)への位置精度を向上することができる。なお、本実施形態では、黄銅を金属メッキしてなる打ち抜き端子を採用している。
また、本実施形態では、パワー端子43の挿入部43aと、シグナル端子44の挿入部44aの、基板30の表面30aに沿う方向(上下方向に垂直な方向)の断面形状が、図9に示すようになっている。基板30の表面30aに沿う方向のうち、左右方向(板厚方向)においては、図9及び図10に示すように、パワー端子43の挿入部43aの幅W2aが、シグナル端子44の挿入部44aの幅W1aよりも長い(W2a>W1a)という寸法の関係を満たしている。
また、パワー端子43の挿入部43aが挿入される貫通孔33と、シグナル端子44の挿入部44aが挿入される貫通孔34とは、上下方向に垂直な断面がいずれも円形状とされている。そして、図9及び図10に示すように、パワー端子43の挿入部43aが挿入されるパワー用の貫通孔33の直径D2が、シグナル端子44の挿入部44aが挿入されるシグナル用の貫通孔34の直径D1よりも長い(D2>D1)という寸法の関係を満たしている。
このように、左右方向(板厚方向)において、W2a>W1a、且つ、D2>D1という寸法関係を満たして貫通孔33,34、及び、端子43,44の挿入部43a,44aが構成されている。したがって、パワー端子43が特許請求の範囲に記載の第2端子に相当し、シグナル端子44が特許請求の範囲に記載の第1端子に相当する。また、パワー端子43の挿入部43aが挿入される貫通孔33が特許請求の範囲に記載の第2貫通孔に相当し、シグナル端子44の挿入部44aが挿入される貫通孔34が特許請求の範囲に記載の第1貫通孔に相当する。
さらに本実施形態では、図9及び図10に示すように、左右方向(板厚方向)において、W2a―W1a>D2−D1の寸法関係を満たすように、貫通孔33,34、及び、端子43,44の挿入部43a,44aが構成されている。すなわち、貫通孔33,34の寸法差が、挿入部43a,44aの寸法差よりも小さくなっている。
このような構成を採用しているため、貫通孔33,34全周においてW2−W1≦D2−D1の関係を満たす従来の構成に比べて、以下に示す効果を奏することができる。
コネクタ13を基板30に実装する際、先ずスクリーン印刷によって、基板30の表面30a上にペースト状のはんだ14を塗布する。このとき、はんだ14は、ランド36における表面30a側の部位(以下、表面部と示す)上に配置されるとともに、貫通孔33,34内にも所定の深さをもって充填される。なお、ランド36の表面部に配置されたはんだ14は、端子43,44の挿入とともに一部が貫通孔33,34内に引き込まれ、リフロー時に溶融状態で、毛細管現象により貫通孔33,34内に流れ込む。
従来の構成では、全周でD1−W1≦D2−W2の関係を満たすため、貫通孔33,34の寸法差が、挿入部43a,44aの寸法差以上となっている。このように貫通孔33,34の寸法差が大きいので、図1に示したように、はんだ14の塗布量が多いと、孔径の大きい貫通孔33にてはんだ14の充填深さが深くなり、端子に挿入部43a(本実施形態のパワー端子43の挿入部43aに相当)に押されて貫通孔33を挿通し、脱落する恐れがある。
一方、図2に示したように、はんだ14の塗布量が少ないと、孔径の小さい貫通孔34内へのペースト状のはんだ14の充填量が不足し、端子に挿入部44a(本実施形態のシグナル端子44の挿入部44aに相当)とランド36との接続信頼性を確保するだけの十分なはんだ量を確保できない恐れがある。
これに対し本実施形態では、上記したように、左右方向(板厚方向)において、貫通孔33,34の寸法差が、挿入部43a,44aの寸法差よりも小さくなっている。すなわち、貫通孔33,34の寸法差が従来よりも小さくなっている。したがって、図11(a)に示すように、パワー用の貫通孔33に充填されるペースト状のはんだ14の深さ(充填量)と、シグナル用の貫通孔34に充填されるペースト状のはんだ14の深さ(充填量)の差を、従来に比べて小さくすることができる。
これにより、シグナル用の貫通孔34内に充填されるはんだの量(深さ)を、シグナル端子44(の挿入部44a)とランド36との接続信頼性を確保できる程度の量としつつ、貫通孔34よりも大きいパワー用の貫通孔33内に充填されるはんだの量(深さ)を、パワー端子43の挿入部43aを貫通孔33に挿入する際や挿入後のリフロー時において、はんだ14が脱落しない程度の量とすることができる。
したがって、図11(b)に示すように、端子43,44の挿入部43a,44aを対応する貫通孔33,34に挿入しても、いずれの貫通孔33,34からもはんだ14の脱落は生じず、図11(c)に示すようにリフローを実施しても、いずれの貫通孔33,34からもはんだ14の脱落は生じない。また、いずれの貫通孔33,34においても、挿入部43a,44aと対応するランド36との間で接続信頼性を確保することができる。
以上から、本実施形態に係る電子制御装置10は、断面が互いに異なる複数種類の端子43,44をコネクタ13が有し、各端子43,44が貫通孔壁面のランド36にリフローはんだ付けされた構成でありながら、実装時のはんだ14の脱落が抑制され、且つ、端子43,44とランド36の接続信頼性が確保されたものとなっている。なお、板厚方向及び板幅方向の両方向において、W1<W2、D1<D2、及びW2−W1>D2−D1、の関係を満たす構成としても同様の効果を期待することができる。
電子制御装置10は、少なくとも上記効果を奏するものであれば良い。本実施形態では上記構成に加え、基板30の表面30aに表面実装される電子部品31と挿入実装構造のコネクタ13とを同一のリフロー工程で実装するようにしている。これにより、製造工程を簡素化することもできる。
また、上記構成に加え、本実施形態では、図9に示すように、前後方向(板幅方向)において、パワー端子43の挿入部43aの幅W2bが、シグナル端子44の挿入部44aの幅W1bと同じ(W2b=W1b)という寸法の関係を満たしている。貫通孔33,34はいずれも断面円形であるから、W2―W1<D2−D1の寸法関係を満たして、貫通孔33,34、及び、端子43,44の挿入部43a,44aが構成されている。
W2−W1>D2−D1という関係式は、D1−W1>D2−W2と示すこともできる。D1−W1は、貫通孔34とシグナル端子44の挿入部44aとの間の「隙間」を意味し、D2−W2は、貫通孔33とパワー端子43の挿入部43aとの間の「隙間」を意味する。したがって、上記関係式は、シグナル端子44側の隙間のほうが、パワー端子43側の隙間よりも広いことを意味している。
したがって、左右方向(板厚方向)及び前後方向(板幅方向)の両方向において、W2−W1>D2−D1の関係式を満たすと、直径D1が小さい貫通孔34とシグナル端子44の挿入部44aとの隙間が、挿入部44aのほぼ全周で大きくなる。このため、リフロー後の状態で、上下方向において、シグナル端子44の挿入部44aとランド36とのはんだ14による接続長が短くなってしまう。
これに対し、本実施形態では、上記したように、左右方向(板厚方向)及び前後方向(板幅方向)のうち、左右方向(板厚方向)においてのみ、W1<W2、D1<D2、及びW2−W1>D2−D1、の関係を満たすようにしている。したがって、シグナル端子44と貫通孔34において、はんだ14の接続長を長くし、これによりシグナル端子44の挿入部44aとランド36の接続信頼性を向上することができる。なお、板厚方向ではなく、板幅方向のみにおいて、W1<W2、D1<D2、及びW2−W1>D2−D1、の関係を満たす構成としても同様の効果を期待することができる。
また、上記構成に加え、本実施形態では、端子41(43,44)として、打ち抜き端子を採用している。打ち抜き端子の場合、板厚は外部機器側のコネクタとの嵌合の関係で決定される。また、挿入部43a,44aにおける板厚方向の幅(本実施形態では幅W1a,W2a)を、端子43,44の他の部位における板厚方向の幅と異なる寸法とするには、挿入部43a,44aに叩き加工などを施すことで薄くすることが考えられる。しかしながら、このような加工を施すと、挿入部43a,44aが脆くなったり、板厚方向において寸法精度が低下することが考えられる。このように、端子43,44における板厚方向の幅は、板幅方向の幅に比べて寸法自由度が小さい。
これに対し、本実施形態では、板厚方向及び板幅方向のうち、端子43,44の寸法自由度の小さい板厚方向のみにおいて、W1<W2、D1<D2、及びW2−W1>D2−D1、の関係を満たすようにし、板厚方向よりも寸法自由度が高い板幅方向では、上記関係を満たさないようにしている。したがって、挿入部43a,44aの脆化や寸法精度の低下を抑制しつつ、孔径が小さい貫通孔34とシグナル端子44とにおいて、はんだ14の接続長を長くして、シグナル端子44とランド36の接続信頼性を向上することができる。
また、上記構成に加え、本実施形態では、断面が互いに異なる2種類の端子43,44のうち、第1端子をなす側のシグナル端子44が、図9に示すように、左右方向(板厚方向)の幅W1aよりも、前後方向(板幅方向)の幅W1bの方が長い構成となっている。
このような構成とすると、貫通孔34とシグナル端子44の挿入部44aとの隙間において、前後方向(板幅方向)の隙間が、左右方向(板厚方向)の隙間よりも狭くなる。したがって、左右方向(板厚方向)においてW1a<W2a、D1<D2、及びW2a−W1a>D2−D1、の関係を満たしつつ、貫通孔34とシグナル端子44の挿入部44aの隙間を低減し、これにより、シグナル端子44とランド36においてはんだ14の接続長を長くすることができる。そして、シグナル端子44とランド36の接続信頼性を向上することができる。
また、上記構成に加え、本実施形態では、図9に示すように、断面が互いに異なる2種類の端子43,44において、挿入部43a,44aの基板30の表面30aに沿う方向の断面が八角形となっている。
挿入部43a,44aの断面形状が多角形の場合、辺部を繋ぐ角部が、断面円形の貫通孔33,34との間で、隙間が最も狭い部分となる。例えば図12(b)に示すように一般的な断面正方形の挿入部44aの場合、4つの角部に対し、各角部をつなぐ4つの辺部と貫通孔34との間で隙間が大きくなる。
これに対し、本実施形態では、断面八角形の挿入部44aを採用しているため、図12(a)に示すように、各角部をつなぐ辺部と貫通孔34との間の隙間を、正方形よりも狭くすることができる。これにより、図13(a)に示すように、上下方向において、はんだ14の接続長を図13(b)よりも長くし、端子41(43,44)とランド36の接続信頼性を向上することができる。なお、図12(a)では、比較のため、図12(b)に示す正方形の挿入部44aを破線で示している。また、図12では、シグナル端子44の挿入部44aを例示したが、パワー端子43の挿入部43aも同様である。
なお、このような効果は、n>4のn角形であれば期待することができる。しかしながら、本実施形態に示すように断面八角形を採用すると、打ち抜き加工して得られる矩形断面の端子の4つの角部をそれぞれ加工することで、断面八角形の挿入部43a,44aを有する端子43,44を容易に得ることができるので、他のn角形のものよりも端子43,44の製造コストを低減することができる。なお、八角形としては、ほぼ八角形も含まれる。例えば、断面矩形状の端子の4つの角部を叩き加工などにより丸めたほぼ八角形の断面を有する端子43,44についても同様の効果を期待することができる。
また、上記構成に加え、本実施形態では、図8に示すように、パワー端子43及びシグナル端子44が、一端が挿入部43a,44aに連結され、挿入部43a,44aの伸延方向に対して垂直な方向に延びたストッパ部43b,44bをそれぞれ有している。本実施形態では、ストッパ部43b,44bが、金属板の板幅方向である前後方向に沿って延びている。そして、図14に示すように、基板30の表面30aに沿う方向において、ストッパ部43bの幅の最大長L1が、該最大長の方向(図14では前後方向)において、対応する貫通孔33の直径D2よりも長くなっている。なお、図14では、パワー端子43側のみを例示したが、シグナル端子44側も同様である
基板30が表面30a側に凸の反りを有していると、ストッパ部43b,44bがない場合には、上記したフックピン42の係止部42aが貫通孔35を挿通し、裏面30bにに係止してコネクタ13が基板30に対して所定の固定位置となるまで、端子43,44の挿入部43a,44aが貫通孔33,34に挿入されることとなる。したがって、端子43,44の先端が、基板30の裏面30b側に大きく飛び出してしまう。
このように基板30の反りに応じて、基板30の裏面30bに対する端子43,44の先端位置がばらついてしまう。例えばスクリーン印刷の条件が同じでも、端子43,44の裏面30b側への飛び出し量が大きい場合には、飛び出し量の小さい場合に比べてはんだ14が脱落しやすくなる。
これに対し、本実施形態では、図14に例示するように、基板30が表面30a側に凸の反りを有していても、端子43,44(図14ではパワー端子43)のストッパ部43b,44b(図14ではストッパ部43b)が基板30の反り部に接触し、コネクタ133が基板30に対して所定の固定位置となるまで基板30を押して、反りを強制することができる。これにより、基板30の裏面30bに対する端子43,44の先端位置のばらつきを抑制し、ひいては、はんだ14の脱落などの不具合を抑制することができる。なお、図14では、二点鎖線にて基板30の沿った状態、実線にて反りを強制した状態を示しており、符号30asは反った状態の基板30の表面、符号30bsは反った状態の基板30の裏面を示している。
(変形例1)
上記実施形態では、第2端子をなすパワー端子43について、挿入部43aにおける左右方向(板厚方向)の幅W2aと前後方向(板幅方向)の幅W2bの関係について特に言及しなかった。しかしながら、断面が互いに異なる2種類の端子43,44のうち、図15に示すように、第2端子をなす側のパワー端子43の挿入部43aが、左右方向(板厚方向)の幅W2aと、前後方向(板幅方向)の幅W2bが等しくされた構成とすると良い。
このような構成とすると、貫通孔33とパワー端子43の挿入部43aとの隙間において、前後方向(板幅方向)の隙間が左右方向(板厚方向)の隙間と理想的には同じとなる。したがって、左右方向(板厚方向)においてW1a<W2a、D1<D2、及びW2a−W1a>D2−D1、の関係を満たしつつ、貫通孔33とパワー端子43の挿入部43aの隙間を低減し、これにより、パワー端子43とランド36においてはんだ14の接続長を長くすることができる。そして、パワー端子43とランド36の接続信頼性を向上することができる。
(変形例2)
上記実施形態では、ストッパ部43b,44bが、挿入部43a,44aにおける基板表面側の端部から、前後方向(板幅方向)のうちの後ろ方向のみに延びる例を示した。換言すれば、挿入部43a,44aとストッパ部43b,44bの連結された構造が略L字状とされる例を示した。
しかしながら、ストッパ部43b,44bの配置は上記例に限定されるものではない。例えば図16に示すように、挿入部43aにおける基板表面側の端部から、前後方向(板幅方向)のうちの前方向と後ろ方向の両方に延びた構造のストッパ部43bを採用することもできる。換言すれば、挿入部43aとストッパ部43bの連結された構造が略T字状とされる構成を採用することもできる。なお、図16では、パワー端子43側のみを例示したが、シグナル端子44側も同様である
(変形例3)
上記実施形態では、ストッパ部43b,44bの最大長L1については特に言及しなかった。例えば図17(a)に示すように、ストッパ部43bの幅の最大長L1が、ランド36における表面部36aにおける外周端部間の距離L2以上の長さを有すると、リフロー時において、毛細管現象によりストッパ部43bとランド36の表面部36aとの間に溶融したはんだ14が多く留まることととなり、結果、貫通孔33内に流れ込むはんだ14の量が低減してしまう。すなわち、ランド36の壁面部36bとパワー端子43の挿入部43aとのはんだ接続長が短くなってしまう。
これに対し、図17(b)に示すように、ストッパ部43bの幅の最大長L1が、ランド36における表面部36aにおける外周端部間の距離L2よりも短い構成とすると、リフロー時において、ストッパ部43bとランド36の表面部36aとの間に留まる溶融したはんだ14の量が低減するため、貫通孔33内に流れ込むはんだ14の量を増やすことができる。これにより、パワー端子43とランド36の壁面部36bとのはんだ接続長を長くして、接続信頼性を向上することができる。図17では、パワー端子43側のみを例示したが、シグナル端子44側も同様である。
なお、ランド36の表面部36aとは、ランド36のうち、基板30の表面30aに位置し、ソルダレジストから露出された部分であり、壁面部36bとは、貫通孔33,34の壁面に形成された部分である。図17(a),(b)に示す符号36cは、基板30の表面30aに位置するランド36のうち、ソルダレジストに覆われている部分である。このように、図17(a),(b)では、ランド36のうち、基板30の表面30aに位置する部分の一部がソルダレジストによって被覆されたオーバーレジスト構造となっている。しかしながら、ランド36のうち、基板30の表面30aに位置する部分全てが露出されたノーマルレジスト構造を採用しても良い。
(変形例4)
上記実施形態では、挿入部43a,44aの断面積の異なる2種類の端子43,44において、対応する貫通孔33,34へ挿入された状態での基板30の表面30aから挿入側の先端位置までの長さの関係は特に言及しなかった。しかしながら、図18に示すように、断面積の大きい挿入部43aを有するパワー端子43よりも、断面積の小さい挿入部44aを有するシグナル端子44の方が、基板30の表面30aから挿入側の先端位置までの長さが長い構成を採用すると良い。換言すれば、ストッパ部43b,44bを有する構成において、パワー端子43よりもシグナル端子44の方が、対応するストッパ部43b,44bから挿入側の先端位置までの長さが長い構成を採用すると良い。
これによれば、剛性の低い第1端子としてのシグナル端子44を、剛性の高い第2端子としてのパワー端子43よりも先に対応する貫通孔34に挿入することができる。したがって、端子41を貫通孔32へ挿入してコネクタ13を基板30に配置する際の挿入力、2種類の端子43,44のうちの他方の端子が挿入されるまでの挿入初期の挿入力を、パワー端子43を長くした場合よりも低減することができる。これにより、貫通孔33,34の壁面に設けられたランド36の削れなどを抑制することもできる。
(変形例5)
図18に示す例では、コネクタ13が、一部位がハウジング40に保持されるとともに、先端から所定の範囲が、上下方向に沿って延びた位置決めピン45を有し、基板30には、貫通孔32とは別に、位置決めピン45用の貫通孔37が形成されている。そして、位置決めピン45における基板30の表面30aから挿入側の先端位置までの長さが、端子41(パワー端子43及びシグナル端子44)における基板30の表面30aから挿入側の先端位置までの長さよりも長くされた構成を採用しても良い。
上記実施形態に示した構成では、基板30の表面30aに沿う方向のうち、左右方向(板厚方向)及び前後方向(板幅方向)の少なくとも一方において、第2端子をなすパワー端子43に挿入部43aと貫通孔33との隙間が従来よりも狭いため、パワー端子43を貫通孔33へ挿入してコネクタ13を基板30に配置する際に、挿入力が従来よりも増す恐れがある。
これに対し、図18に示す構成を採用すると、端子41(パワー端子43及びシグナル端子44)を貫通孔32(33,34)に挿入する前に、位置決めピン45を貫通孔37に挿入することで、基板30の表面30aに沿う方向の位置が補正できる。したがって、パワー端子43を貫通孔33へ位置精度良く挿入でき、これにより挿入力の増加を抑制することができる。
なお、ハウジング40に保持される端子41の数がパワー端子43<シグナル端子44の関係を満たし、且つ、総挿入力(=端子数×1端子あたりの挿入力)がパワー端子43<シグナル端子44の関係を満たす場合には、パワー端子43をシグナル端子44よりも長くする構成を採用してもよい。
(変形例6)
上記実施形態では、スクリーン印刷時における、基板30の表面30a上のはんだ14の塗布領域について特に言及しなかった。しかしながら、図19及び図20に示すように、好ましくは、ソルダレジスト38から露出するランド36の表面部36a上のみでなく、表面部36aの周辺のソルダレジスト38上にも、ペースト状のはんだ14を塗布すると良い。例えば図19及び図20に示すように、オーバーレジスト構造の場合には、基板30の表面30aに位置するランド36のうち、ソルダレジストに覆われている部分36c上にも、ソルダレジスト38を介してペースト状のはんだ14を塗布すると良い。なお、ランド36が、ソルダレジストに覆われている部分36cを有さないノーマルレジスト構造の場合にも、表面部36aの周辺のソルダレジスト38上に、ペースト状のはんだ14を塗布すると良い。
なお、図19及び図20において、符号60はメタルマスクを示し、符号60aはメタルマスク60において貫通孔33側の開口部、符号60bは、貫通孔34側の開口部を示している。
このような製造方法を採用すると、リフロー時において、ソルダレジスト38上の溶融したはんだ14は、毛細管現象によって貫通孔33,34内に流れ込むはんだ14に引きづられて、貫通孔33,34に流れ込む。これにより、基板30の表面30a上からより多くのはんだ14を貫通孔33,34内に供給することができるので、端子41(パワー端子43及びシグナル端子44)とランド36の接続信頼性を向上することができる。
なお、パワー端子43が挿入される貫通孔33のほうが、シグナル端子44が挿入される貫通孔34よりも開口面積が大きいため、図19及び図20に示す例では、パワー側の開口部60aの開口面積をシグナル側の開口部60bの開口面積よりも大きくしている。また基板30の表面30a上における印刷面積も、パワー側の印刷面積をシグナル側の印刷面積よりも大きくしている。なお、この印刷面積とは、例えばパワー側において、開口部60aの開口面積から、貫通孔33の開口面積を減じた面積である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
電子装置としては、非防水構造の電子制御装置10に限定されるものではない。防水構造の電子制御装置にも適用することができる。また、電子制御装置に限定されるものでもない。
断面が互いに異なる複数種類の端子としては、パワー端子43とシグナル端子44に限定されるものではない。例えば、シグナル端子44において、断面を複数種類異ならせても良い。また、端子41が、断面が互いに異なる3種類以上の端子を含む構成としても良い。断面が互いに異なる複数種類(2種類以上)の端子と、該端子が挿入される貫通孔は、基板30の表面30aに沿う方向のうちの少なくとも一方向において、断面が異なる任意の2種類の第1端子及び第2端子の挿入部の幅をそれぞれW1,W2、これら第1端子及び第2端子の挿入部がそれぞれ挿入される第1貫通孔及び第2貫通孔のランドを含む孔径をD1,D2とすると、W1<W2、D1<D2、及びW2−W1>D2−D1、の関係を満たすように形成されれば良い。
10・・・電子制御装置(電子装置)
12・・・回路基板
13・・・コネクタ
14・・・はんだ
30・・・基板
30a・・・表面(コネクタ配置面)
33・・・貫通孔(第2貫通孔)
34・・・貫通孔(第1貫通孔)
36・・・ランド
40・・・ハウジング
41・・・端子
43,50,51・・・パワー端子(第2端子)
44,52〜55・・・シグナル端子(第1端子)
43a,44a・・・挿入部

Claims (12)

  1. 基板の両表面を貫通し、壁面にランドが形成された貫通孔を複数有する基板と、
    電気絶縁材料からなるハウジングに複数の端子の一部位がそれぞれ保持され、前記複数の端子が、前記ハウジングから延出された部位として、前記貫通孔に挿入される挿入部をそれぞれ有するコネクタと、を備え、
    前記複数の端子の挿入部が、それぞれ互いに異なる前記貫通孔に挿入されて前記ランドにはんだ付けされた電子装置であって、
    前記コネクタは、前記端子として、所定厚さの金属板を打ち抜いて形成され、前記挿入部の基板表面に沿う方向の断面が互いに異なる複数種類の端子を含み、
    前記複数種類の端子と、該複数種類の端子の挿入部がそれぞれ挿入される前記貫通孔とが、
    前記基板表面に沿う方向であって前記金属板の板厚方向及び該板厚方向に垂直な方向の少なくとも一方向において、断面が異なる任意の2種類の第1端子及び第2端子の挿入部の幅をそれぞれW1,W2、これら第1端子及び第2端子の挿入部がそれぞれ挿入される第1貫通孔及び第2貫通孔のランドを含む孔径をD1,D2とすると、
    W1<W2、D1<D2、及びW2−W1>D2−D1、の関係を満たすように形成されていることを特徴とする電子装置。
  2. 前記複数種類の端子と、該複数種類の端子の挿入部がそれぞれ挿入される前記貫通孔とが、前記金属板の板厚方向及び該板厚方向に垂直な方向のいずれか一方のみにおいて、W1<W2、D1<D2、及びW2−W1>D2−D1、の関係を満たすように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電子装置。
  3. 前記複数種類の端子と、該複数種類の端子の挿入部がそれぞれ挿入される前記貫通孔とが、前記板厚方向のみにおいて、W1<W2、D1<D2、及びW2−W1>D2−D1、の関係を満たすように形成されていることを特徴とする請求項2に記載の電子装置。
  4. 前記複数種類の端子として、2種類の端子のみを含み、
    前記2種類の端子が挿入される各貫通孔は、基板表面に沿う方向の断面が円形とされ、
    前記第1端子をなす側の端子の挿入部は、前記基板表面に沿う方向において、前記金属板の板厚方向の幅よりも前記板厚方向に垂直な方向の幅の方が長いことを特徴とする請求項3に記載の電子装置。
  5. 前記複数種類の端子として、2種類の端子のみを含み、
    前記2種類の端子が挿入される各貫通孔は、基板表面に沿う方向の断面が円形とされ、
    前記第2端子をなす側の端子の挿入部が、前記基板表面に沿う方向において、前記金属板の板厚方向の幅と前記板厚方向に垂直な方向の幅が等しくされていることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載の電子装置。
  6. 前記複数種類の端子として、信号伝送用のシグナル端子と、該シグナル端子よりも前記基板表面に沿う方向の断面の面積が大きい電力伝送用のパワー端子を含み、
    前記シグナル端子と前記パワー端子とでは、前記シグナル端子が前記第1端子、前記パワー端子が前記第2端子をなすことを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載の電子装置。
  7. 前記コネクタは、少なくともはんだ付け前の状態で、前記基板の厚さ方向において、前記ハウジングを前記基板に対して所定の位置に固定するための固定部を有し、
    前記複数の端子は、前記基板表面に沿う方向のうちの少なくとも一方向において、前記挿入部より幅が広く、前記挿入部におけるハウジング側の端部に連結されたストッパ部を有し、
    前記ストッパ部の幅の最大長が、該最大長の方向において、対応する前記貫通孔のランドを含む孔径よりも長いことを特徴とする請求項1〜6いずれか1項に記載の電子装置。
  8. 前記ランドは、前記貫通孔の壁面に形成された壁面部と、該壁面部に連結され、前記基板のコネクタ配置面における貫通孔周囲に形成された表面部を有し、
    前記ストッパ部の幅の最大長が、該最大長の方向において、対応する前記表面部のはんだに接触可能な外周端部間の距離よりも短いことを特徴とする請求項7に記載の電子装置。
  9. 前記複数の端子が挿入される各貫通孔は、基板表面に沿う方向の断面が円形とされ、
    前記複数種類の端子は、前記挿入部の基板表面に沿う方向の断面が八角形であることを特徴とする請求項1〜8いずれか1項に記載の電子装置。
  10. 前記第1端子及び前記第2端子は、前記基板表面に沿う方向の断面の面積について前記第1端子よりも前記第2端子のほうが大きく、対応する前記貫通孔へ挿入された状態での前記基板のコネクタ配置面から挿入側の先端位置までの長さについて前記第2端子よりも前記第1端子のほうが長いことを特徴とする請求項1〜9いずれか1項に記載の電子装置。
  11. 前記コネクタは、一部位が前記ハウジングに保持されるとともに、先端から所定の範囲が、前記基板の厚さ方向に沿って延びた位置決めピンを有し、
    前記基板には、前記貫通孔とは別に、前記位置決めピンが挿通されるピン用貫通孔が形成され、
    前記位置決めピン及び前記複数の端子が対応する貫通孔に挿入された状態で、前記基板のコネクタ配置面から挿入側の先端位置までの長さが、前記複数の端子より前記位置決めピンのほうが長いことを特徴とする請求項1〜10いずれか1項に記載の電子装置。
  12. 前記基板には、コネクタ配置面に電子部品が表面実装されていることを特徴とする請求項1〜11いずれか1項に記載の電子装置。
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