JP5490262B2

JP5490262B2 - プリント基板および加速度検出装置

Info

Publication number: JP5490262B2
Application number: JP2012553452A
Authority: JP
Inventors: 直哉野▲ざき▼; 利幸山下
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2031-01-18
Also published as: WO2012098573A1; JPWO2012098573A1

Description

この発明は、コンデンサ等の電子部品の振動防止構造を備えたプリント基板、およびこのプリント基板を用いた加速度検出装置に関する。

車両等の移動体で、凹凸路等の悪路を走行する際の振動が直接かつ継続的に伝達される位置に電子機器を配置するケースでは、アルミ電解コンデンサのように高さのある部品を基板上に実装する場合、基板が振動するとコンデンサのリード端子にストレス（応力）が発生し、最悪の場合折損に至る可能性があった。そこで、例えば特許文献１のチップ型コンデンサは、コンデンサ素子を有底筒状の外装ケース内に収納して当該外装ケースの開放端からリード端子を導出すると共に封口部材により封口し、この封口部材または外装ケース端面に複数の突起部を設ける構成にしていた。このコンデンサを基板に実装すると、これら突起部が基板に当接してコンデンサの振動を抑制する。

特開２００１−１０２２３９号公報

このような従来の振動防止構造では、コンデンサ素子とは別に外装ケースが必要となり、価格が増大するという課題があった。また、外装ケースを装着することで、基板への実装面積が大きくなるという課題もあった。

他方、振動防止構造を設けずにコンデンサの振動を抑制するためには、コンデンサを実装した基板、または外装ケースと基板の当接部分に振動を吸収するためのダンパ機構等を設置する必要がある。しかしながら、特にエアバッグコントロールユニットのような、基板上に加速度センサを実装し加速度を検出する加速度検出装置では、上記ダンパ機構により振動が吸収され、実際に測定すべき加速度が基板に伝達されないという問題が発生するため、ダンパ機構を設置できない。よって、加速度センサとコンデンサを同一基板に実装するためには、基板が振動してもコンデンサは振動しないような構造が必要であった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、追加部品を用いることなく、プリント基板上に実装された電子部品の振動を防止することを目的とする。

この発明に係るプリント基板は、電子部品の座面のリード端子より外縁部に当接する当接面、および該当接面より低く形成されて外縁部より中心側で離間する離間面からなる段差部を備え、段差部の当接面は、円形の座面の外縁部と略同形の外周部を有する円環状であり、電子部品に突設された複数のリード端子を結ぶ線上にスリットが形成されるものである。

また、この発明に係る加速度検出装置は、電子部品の座面のリード端子より外縁部に当接する当接面、および該当接面より低く形成されて外縁部より中心側で離間する離間面からなる段差部を備え、段差部の当接面は、円形の座面の外縁部と略同形の外周部を有する円環状であり、電子部品に突設された複数のリード端子を結ぶ線上にスリットが形成されるプリント基板を用いるようにしたものである。

この発明によれば、プリント基板に段差部を設けて電子部品の座面のリード端子より外側の外縁部に当接させ、外縁部より中心側は離間させ、電子部品に突設された複数のリード端子を結ぶ線上にスリットが形成されるようにしたので、追加部品を用いることなく、プリント基板上に実装された電子部品の振動を防止することができる。
また、このプリント基板が振動しても電子部品の振動は防止できるようにしたので、同一基板上に加速度センサを実装するような加速度検出装置に用いることができる。

この発明の実施の形態１に係るプリント基板にコンデンサを実装した状態を示す外観斜視図である。実施の形態１に係るプリント基板を図１に示すＡＡ線に沿って切断した断面図である。実施の形態１に係るプリント基板の構成を示す平面図である。実施の形態１に係るプリント基板の変形例を示す平面図である。この発明の参考例に係るプリント基板の構成を示す平面図である。参考例に係るプリント基板を、図１に示すＡＡ線に相当する位置で切断した断面図である。この発明の実施の形態３に係るプリント基板を、図１に示すＡＡ線に相当する位置で切断した断面図である。実施の形態３に係るプリント基板の別の構成例を示す平面図である。実施の形態３の別の構成例のプリント基板を、図１に示すＡＡ線に相当する位置で切断した断面図である。実施の形態３に係るプリント基板の別の構成例の変形例を示す平面図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１および図２に示すコンデンサ３は、通常、内部の電解液等を封止するためのゴム部材（座面ゴム６）を座面にしてプリント基板１に実装されるが、座面ゴム６の基板に接触する面を平面状に加工することが難しいため、コンデンサ３の姿勢が不安定で振動しやすい。そのため、座面ゴム６を貫通するように突設されたリード端子４にストレスが発生して折損しやすい。そこで、本実施の形態１では、図１〜図３に示すように、プリント基板１に、コンデンサ３の座面ゴム６のリード端子４より外側の外縁部６ａに当接する当接面２ａと、この当接面２ａより低く形成されて座面ゴム６の中心側で離間する離間面２ｂとからなる段差部２を設ける。

本実施の形態１では段差部２をはんだにより形成する。
プリント基板１には、段差部２の当接面２ａを形成するために、銅箔のランド部８（図２に示す）を形成する。円筒状のコンデンサ３は座面ゴム６も円形形状のため、ランド部８を、この円形形状と略同形の外周部を有する円環状にする。また、２本のリード端子４を挿入するためのスルーホール５を２つ形成する。続いて、リフロー工程等によりランド部８にはんだ付けを行って、このはんだの厚みにより段差を形成し、高い側を段差部２の当接面２ａ、低い側を段差部２の離間面２ｂとする。図３に示すように、当接面２ａが座面ゴム６の円形形状と略同形の外周部を有する円環状になり、この円環に囲まれた部分が円形形状の離間面２ｂとなる。
続いて、はんだで形成された当接面２ａの上にコンデンサ３の座面ゴム６が当接するように、リード端子４をスルーホール５に挿入し、フローはんだ等によりはんだ部７を形成してプリント基板１にコンデンサ３を固定する。

コンデンサ３がプリント基板１に実装された状態では、リード端子４がある座面ゴム６の中心部と離間面２ｂ（プリント基板１の表面）との間で間隙を形成し、当接面２ａが座面ゴム６のリード端子４より外側の外縁部６ａに当接して安定した状態に支持する。よって、プリント基板１が振動しても、コンデンサ３の振動を抑制することができ、リード端子４の折損を防止できる。
なお、図示例では当接面２ａの外径を座面ゴム６の外径（図３に示す二点鎖線の外縁部６ａ）より大きくしたが、座面ゴム６の外径より小さくしてもよい。ただし、座面ゴム６をより外縁側で支持することにより、コンデンサ３がより振動しにくくなる。

この段差部２を形成するためのリフロー工程は、プリント基板１に実装部品を実装するためのリフロー工程を利用できるため、新たに工程を増やす必要がない。また、はんだを利用するため、従来のような外装ケース、ダンパ機構といった追加部品を設置する必要もない。

また、プリント基板１にダンパ機構を設けずともコンデンサ３の振動を防止できるので、同一基板上に加速度センサを実装して、エアバッグコントロールユニット等の加速度検出装置に用いることもできる。

以上より、実施の形態１によれば、座面ゴム６にリード端子４の突設されたコンデンサ３が実装されるプリント基板１に、座面ゴム６のリード端子４より外側の外縁部６ａに当接する当接面２ａ、および該当接面２ａより低く形成されて外縁部６ａより中心側で離間する離間面２ｂからなる段差部２を設ける構成にし、当接面２ａをはんだにより形成するようにした。これにより、プリント基板１に追加部品を設置することなく、コンデンサ３の振動を防止することができる。

なお、上記実施の形態１では当接面２ａを切れ目のない円環状にしたが、一部にスリットを形成してもよい。
図４は、実施の形態１に係るプリント基板１の変形例を示す平面図であり、当接面２ａに２箇所のスリット部９を形成している。この構成により、スルーホール５の通気性を向上させて、はんだ上がりを良くする効果がある。ただし、コンデンサ（不図示）は２つのスルーホール５を結ぶ線に直交する方向（矢印Ｂの方向）に振動しやすいので、その方向に当接面２ａを設けてコンデンサを支持することが好ましい。そこで、図示例ではスリット部９を２つのスルーホール５を結ぶ線上に形成して、振動防止効果が軽減しないようにしている。

参考例．
上記実施の形態１では段差部をはんだにより形成したが、実装部品（チップ部品、例えば抵抗）により形成してもよい。
図５は、参考例に係るプリント基板１の構成を示す平面図である。図６は、参考例に係るプリント基板１を図１のＡＡ線に相当する位置で切断した断面図である。
図のように、２つの実装部品１０により段差を形成する。なお、図５および図６において図１〜図２と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。

図５に示すように、段差部となる２つの実装部品１０を実装するための実装部品用ランド部１１を４箇所、プリント基板１に形成する。なお、振動防止の効果を高めるために、これら実装部品用ランド部１１を、コンデンサ３の座面ゴム６の外縁部６ａと当接する位置であって、２つのスルーホール５を結ぶ線に直交する方向に形成することが好ましい。
続いて、図６に示すように、リフロー工程等によりはんだ付けを行って実装部品用はんだ部１２を形成し、実装部品１０をプリント基板１に固定する。そして、実装部品１０の上にコンデンサ３の座面ゴム６が当接するように、リード端子４をスルーホール５に挿入し、フローはんだ等によりはんだ部７を形成してプリント基板１にコンデンサ３を固定する。

実装部品１０同士を隙間を空けて配置するので、スルーホール５の通気性を向上させてはんだ上がりを良くすることができる。また、実装部品１０を実装するリフロー工程は、プリント基板１に他の実装部品を実装するためのリフロー工程を利用できるため、新たに工程を増やす必要がない。さらに、実装部品１０としては、回路構成に必要な実装部品を利用するようにしてもよく、この場合には追加部品が不要である。

コンデンサ３がプリント基板１に実装された状態では、プリント基板１の表面がリード端子４のある座面ゴム６の中心部から離間する離間面になり、この離間面より高さのある実装部品１０の天面が座面ゴム６の外縁部６ａに当接する当接面になって、コンデンサ３をプリント基板１に対して安定した状態に支持して振動を抑制する。

なお、実装部品１０の配置数および配置位置は図５の例に限定されるものではなく、任意でよい。また、実装部品１０を座面ゴム６の外径に相当する円周上（図５に示す二点鎖線の外縁部６ａ）に配置したが、この円周より内側に配置して、当接面が外縁部６ａより中心側にくるように構成してもよい。ただし、上記実施の形態１でも説明したように、座面ゴム６をより外縁側で支持することにより、コンデンサ３がより振動しにくくなる。

以上より、参考例によれば、段差部の当接面を、プリント基板１の上に実装される実装部品１０により形成するようにしたので、上記実施の形態１と同様に追加部品を設置することなく、コンデンサ３の振動を防止することができる。

実施の形態３．
上記実施の形態１、参考例では段差部をはんだまたは実装部品により形成したが、プリント基板の製造工程において回路パターン形成に用いられる銅箔等の導電材、ソルダレジスト材、およびシルク印刷用のインク等、印刷部材により形成してもよい。

図７は、実施の形態３に係るプリント基板１を、図１のＡＡ線に相当する位置で切断した断面図である。なお、図７において図２と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
この例では、プリント基板１に文字等を印字するために用いる印刷部材である、シルク印刷用のインク（シルク材）の厚みにより段差を形成し、シルク部を段差部１３の当接面１３ａとする。この当接面１３ａは、図３に示すように、座面ゴム６の円形形状と略同形の外周部を有する円環状にし、さらに図４に示すようなスリット部９を形成してもよい。また、この円環に囲まれた部分が円形形状の離間面１３ｂとなる。

図８は、実施の形態３に係るプリント基板１の構成を示す平面図である。図９は、実施の形態３に係るプリント基板１を、図１のＡＡ線に相当する位置で切断した断面図である。なお、図８および図９において、図１〜図３と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
この例では、プリント基板１の表面に層状に形成された銅箔部１４およびレジスト部１５が部分的に欠落して出来た窪みにより段差を形成する。銅箔部１４およびレジスト部１５は回路パターンを形成するために用いる印刷部材であり、例えば、プリント基板１の表面に印刷する際に離間面１６ｂに相当する部分にマスクをして窪みを形成する。そして、銅箔部１４およびレジスト部１５が印刷された部分を段差部１６の当接面１６ａにし、マスク部分の窪み（プリント基板１の表面露出部分）を離間面１６ｂにする。この離間面１６ｂの外径は、外縁部６ａより小径にする。
また、この段差部１６についても、図４の場合と同様に、当接面１６ａの一部にスリットを形成してもよい。図１０にスリット部９の一例を示す。

図７の場合、ならびに図８および図９の場合とも、コンデンサ３がプリント基板１に実装された状態では、座面ゴム６の中心部と離間面１３ｂ，１６ｂとの間で間隙を形成し、印刷部材により形成した当接面１３ａ，１６ａが座面ゴム６のリード端子４より外側の外縁部６ａに当接することとなり、コンデンサ３をプリント基板１に対して安定した状態に支持できると共に、振動を抑制することができる。また、新たな工程を増やす必要がなく、追加部品を設置する必要もない。

以上より、実施の形態３によれば、段差部１３，１６の当接面１３ａ，１６ａを印刷部材により形成するようにしたので、または、プリント基板１に形成された窪みを段差部１６の離間面１６ｂに用いるようにしたので、上記実施の形態１、参考例と同様に追加部品を設置することなく、コンデンサ３の振動を防止することができる。

また、上記実施の形態３において、図７ではシルク材単独で段差を形成し、図８および図９では銅箔とレジスト材を組み合わせて段差を形成する例を示したが、これらに限定されるものではなく、様々な印刷部材を単独または組み合わせて段差を形成してもよい。さらに、これらの印刷部材にはんだを重ねて段差を形成してもよい。その場合にも上記同様の防振効果が得られることは自明である。

また、上記実施の形態１、参考例、実施の形態３では、プリント基板１に実装する電子部品の一例としてコンデンサ３を挙げたが、これに限定されるものではなく、リード端子が突設された座面を有する電子部品であればよい。特に、振動によるリード端子へのストレスが大きい大型部品の場合に本発明の効果が高い。また、図示例では、座面ゴム６の形状に合わせるために、段差部の当接面を円環状にすると共に離間面を円形形状にしたが、この形状に限定されるものではなく、電子部品の座面形状に合わせた形状の段差部を形成すればよい。

上記以外にも、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１プリント基板、２，１３，１６段差部、２ａ，１３ａ，１６ａ当接面、２ｂ，１３ｂ，１６ｂ離間面、３コンデンサ（電子部品）、４リード端子、５スルーホール、６座面ゴム（座面）、６ａ外縁部、７はんだ部、８ランド部、９スリット部、１０実装部品（段差部）、１１実装部品用ランド部、１２実装部品用はんだ部、１４銅箔部（印刷部材）、１５レジスト部（印刷部材）。

Claims

座面にリード端子の突設された電子部品が実装されるプリント基板において、
前記座面の前記リード端子より外縁部に当接する当接面、および該当接面より低く形成されて前記外縁部より中心側で離間する離間面からなる段差部を備え、
前記段差部の当接面は、円形の前記座面の外縁部と略同形の外周部を有する円環状であり、前記電子部品に突設された複数のリード端子を結ぶ線上にスリットが形成されることを特徴とするプリント基板。
前記段差部の当接面は、プリント基板上にはんだにより形成されることを特徴とする請求項１記載のプリント基板。
前記段差部の当接面は、プリント基板上に印刷部材により形成されることを特徴とする請求項１記載のプリント基板。
前記段差部の離間面は、プリント基板上に形成された窪みであることを特徴とする請求項１記載のプリント基板。
前記電子部品はコンデンサであることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のプリント基板。
加速度センサ、および座面にリード端子の突設された電子部品がそれぞれ実装されたプリント基板であって、前記電子部品の座面のリード端子より外縁部に当接する当接面、および該当接面より低く形成されて前記外縁部より中心側で離間する離間面からなる段差部を備え、前記段差部の当接面は、円形の前記座面の外縁部と略同形の外周部を有する円環状であり、前記電子部品に突設された複数のリード端子を結ぶ線上にスリットが形成されるプリント基板
を用いた加速度検出装置。