JP6162441B2 - 基板補強構造 - Google Patents
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Description
この発明は、電気部品用ソケットが固定された基板の変形等を防止、抑制するための基板補強構造に関する。この発明に係る基板補強構造は、例えば、ＩＣソケットが固定された配線基板に適用することができる。
従来の電気部品用ソケットとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたＩＣソケットが知られている。
特許文献１のＩＣソケットは、例えばバーンイン試験等の動作試験に使用される。このＩＣソケットは、多数のコンタクトピンを備えている。これらのコンタクトピンは、ＩＣパッケージの端子とプリント配線板とを電気的に接続するために、使用される。コンタクトピンの下部接触部は、ＩＣソケットの下面から突出している。そして、下部接触部を配線基板の貫通孔に挿入して半田付けすることにより、ＩＣソケットが配線基板に装着される（特許文献１の図２等参照）。
ＩＣパッケージをセットする前の状態では、ＩＣソケットの押圧部材が観音開き状に開いている（特許文献１の図４等参照）。そして、ＩＣパッケージを収容部に収容した後、押圧部材を回転させて閉じる。これにより、ＩＣパッケージを上方から押圧部材で押圧・固定することができる。
特許文献１では、コンタクトピンとして、浅い円弧状の湾曲ばね部が形成されたものを使用している。湾曲ばね部を設けることにより、ＩＣパッケージの端子とコンタクトピンとの接点を、適当な接圧に維持することができる。
しかしながら、特許文献１のＩＣソケットを配線基板に装着した場合、以下のような理由により、配線基板が変形し易いという欠点を生じる。
特許文献１のＩＣソケットには、多数のコンタクトピンが、一定の範囲内に、狭ピッチで設けられている。そして、これらのコンタクトピンの下部接触部は、配線基板の挿通孔に挿通されて、半田付けにより固定されている。
このため、ＩＣパッケージが収容部に収容されて押圧部材で押圧されたとき、その押圧力によってコンタクトピンが下方に押圧される。このため、下部接触部は配線基板を下方へ湾曲させようとする。このような押圧力は、ＩＣソケットにＩＣソケットがセットされて動作試験等が行われている間、配線基板に継続的に加えられる。その結果、配線基板に、反りが生じ易くなる。
配線基板の変形は、コンタクトピンとＩＣパッケージ端子との接触不良等の原因となる。
この発明は、上記問題点を解消するべくなされたもので、電気部品用ソケットが固定された基板の変形等を防止、抑制するための基板補強構造を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、複数のコンタクトピン挿通孔が形成された挿通孔形成領域を有し、電気部品用ソケットが上面に設置されて、該電気部品用ソケットのコンタクトピンが該コンタクトピン挿通孔に挿通された状態で、該コンタクトピンが固定された、基板に用いられる基板補強構造であって、前記挿通孔形成領域を囲むように、前記基板の下面側に設けられた、該基板の変形を抑えるための第１の補強板と、該第１の補強板に囲まれた領域を覆うように、該第１の補強板の下側に設けられた、該第１の補強板の変形を抑えるための第２の補強板と、前記第１の補強板、前記第２の補強板、前記基板及び前記電気部品用ソケットにそれぞれ形成された貫通穴に挿通されて、該第１の補強板、該第２の補強板、該基板及び該電気部品用ソケットを相互に押圧固定する締め付け具と、前記第１の補強板に囲まれた領域内であって且つ前記コンタクトピンが挿通されない位置で前記基板の下面を支持するために、前記第２の補強板の上面に取り付けられたスペーサとを備えることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加え、前記第１の補強板は、前記挿通孔が形成された領域の全周を囲む枠状平板であり、且つ、前記第２の補強板は、該第１の補強板に囲まれた領域を塞ぐ平板であることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２の構成に加え、前記基板の下面と前記第１の補強板の上面との間に第１の絶縁シートが配設されたことを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成に加え、前記第２の補強板の上面に第２の絶縁シートが配設されたことを特徴とする。
請求項１の発明によれば、基板の下面側に、挿通孔形成領域を囲むように第１の補強板を取り付けると共に、該第１の補強板の下側に、該第１の補強板を覆う第２の補強板を設けることとした。これにより、基板の下側面からコンタクトピンが突出していても、該コンタクトピンに触れること無しに、第２の補強板を取り付けることができる。そして、これら第１及び第２の補強板により、基板の変形を防止、抑制することができる。
加えて、請求項１の発明によれば、基板の下面のうち、第１の補強板が取り付けられた部分に加えて、スペーサが設けられた位置でも基板を支えることができるので、挿通孔形成領域の面積が広い場合であっても、該基板の変形を十分に防止、抑制することができる。
請求項２の発明によれば、第１の補強板を枠状平板とすると共に、第２の補強板を平板としたので、基板の変形を防止、抑制する効果が更に増大する。
請求項３の発明によれば、基板と第１の補強板との間に第１の絶縁シートを設けたので、金属等の導電性材料で第１の補強板を形成した場合でも、基板の回路短絡等の不都合を防止できる。
請求項４の発明によれば、第２の補強板上に第２の絶縁シートを設けたので、コンタクトピンが第２の補強板に接触して他のコンタクトピンと短絡することを防止できる。
［発明の実施の形態１］
以下、この発明の実施の形態１を、図１乃至図４に基づいて説明する。
以下、この発明の実施の形態１を、図１乃至図４に基づいて説明する。
図１に示すように、「基板」としての配線基板１０の上面には、「電気部品用ソケット」としてのＩＣソケット１１が搭載されている。また、配線基板１０の下面には、基板補強構造３０が取り付けられている。なお、ＩＣソケット１１の構造は、上記特許文献１に記載されたＩＣソケットと同様である。
ＩＣソケット１１は、配線基板１０上に装着される合成樹脂製のソケット本体１３を有する。ソケット本体１３上には収容部１４が形成されており、この収容部１４にＩＣパッケージ（図示せず）が収容される。
更に、ソケット本体１３には、操作部材１５と押圧部材１６とが設けられている。操作部材１５が押し下げられたときに、押圧部材１６が観音開き状に開いて（図１参照）、ＩＣパッケージの、収容部１４への収容・取り出しが可能となる。一方、操作部材１５が押し上げられると、押圧部材１６が回動して、収容部１４に収容されたＩＣパッケージを上方から押圧する（図示せず）。
また、ソケット本体１３のベース部材１７には、多数のコンタクトピン２０が取り付けられている。コンタクトピン２０の圧入部２０ａは、ＩＣソケット１１のベース部材１７に設けられた圧入孔２２ｃに、圧入固定されている。下部接触部２０ｂは、配線基板１０のコンタクトピン挿入孔１０ａに挿入されて、ハンダにより固定されている。ここで、コンタクトピン挿入孔１０ａは、図３（ａ）の底面図に示すような、枠状の挿入孔形成領域１０ｂ内に配置されている。また、上部接触部２０ｃは、フローティングプレート１８の挿通孔内に配置され、ＩＣパッケージの端子に下側から当接される。
配線基板１０は、複数個のボルト貫通孔１０ｃを備えている。
基板補強構造３０は、図１乃至図３に示したように、第１の補強板３１と、第２の補強板３２と、スペーサ３３と、第１の絶縁シート３４（図２では示さず）と、第２の絶縁シート３５とを備えている。
第１の補強板３１は、例えば枠状の板材であり、剛性が十分に高い材料（例えばステンレス鋼等）で形成される。図３（ｂ）の底面図に示すように、第１の補強板３１は、配線基板１０の下面（裏面）に、挿通孔形成領域１０ｂを囲むように取り付けられる。また、第１の補強板３１は、複数個のボルト貫通孔３１ａを備えている。
なお、第１の補強板３１は、枠状の１枚の板材から形成するのでは無く、例えばコの字状の一対の板材を使用する等、複数個の部品からなる構造であっても良い。但し、配線基板１０の変形を効果的に防止するためには、第１の補強板３１を枠状に形成して、挿通孔形成領域１０ｂの全周を完全に囲むことが望ましい。
第２の補強板３２は、平板状の板材であり、剛性が十分に高い材料（例えばステンレス鋼等）で形成される。図２（ａ）、（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、第２の補強板３２は、第１の補強板３１の下面に配置される。第２の補強板３２は、第１の補強板３１に、例えば溶接等によって強固に固定することが望ましい。第２の補強板３２は、スペーサ３３の脚部３３ｂを嵌め込むための孔部３２ａを備える。また、第２の補強板３２は、複数個のボルト貫通孔３２ｂを備えている。
第２の補強板３２は、第１の補強板３１に囲まれた領域を覆うように配置される。但し、第２の補強板３２は、その剛性を十分高くできる範囲内であれば、開口部を備えていても良い。
なお、第１及び第２の補強板３１、３２は、一体成形しても良い。
スペーサ３３は、大径の頭部３３ａと、小径の足部３３ｂとを備える。上述のように、足部３３ｂは、第２の補強板３２の孔部３２ａに上側から嵌め込まれる。スペーサ３３は、例えば硬質のモールド樹脂等、剛性の高い材料で形成することが望ましい。頭部３３ａの高さは、第１の補強板３１の厚さと略同一である。これにより、スペーサ３３の頭部３３ａは、基板補強構造３０を配線基板１０に取り付けたときに、コンタクトピン２０が設けられない領域（この実施の形態１では、挿通孔形成領域１０ｂの中央部にある、コンタクトピン挿通孔１０ａの非形成領域）に、当接される。これにより、第１の補強板３１の内側における配線基板１０の変形を、効果的に抑えることができる。但し、ＩＣソケット１１の面積が小さい場合（従って、第１の補強板３１の枠内の面積が小さい場合）等には、スペーサ３３を設けなくても、配線基板１０の変形を十分に抑えることが可能である。
第１の絶縁シート３４は、配線基板１０と第１の補強板３１との間に配設され、これら配線基板１０と第１の補強板３１との絶縁に使用される（図１参照）。第１の絶縁シート３４は、例えば樹脂等で形成され、第１の補強板３１と略同一の寸法及び形状を備える。また、第１の絶縁シート３４は、複数個のボルト貫通孔３４ａを備えている。
第２の絶縁シート３５は、コンタクトピン２０と第２の補強板３２との導通を防止するために使用される。この第２の絶縁シート３５は、例えば樹脂等で形成され、第１及び第２の補強板３１、３２で形成される空隙内に配置される。第２の絶縁シート３４は、貫通孔３５ａを備えている。そして、この貫通孔３５ａを介して、スペーサ３３の足部３３ｂを第２の補強板３２の孔部３２ａに嵌め込むことで、第２の絶縁シート３４が第２の補強板３２上に保持される。
上述のように、配線基板１０、第１及び第２の補強板３１、３２及び第１の絶縁シート３４には、ボルト貫通孔１０ｃ、３１ａ、３２ｂ及び３４ａが設けられている。そして、第２の補強板３２の裏側から、これらボルト貫通孔１０ｃ、３１ａ、３２ｂ及び３４ａにボルト３６を挿通して配線基板１０の表側に突出させ、ナット３７を螺合して締め付けることにより、基板補強構造３０が配線基板１０に固定される。
以下、本発明の効果について、図４を参照して説明する。
上述のように、配線基板１０にＩＣソケット１１を搭載した場合、ＩＣパッケージが収容部１４に収容されて押圧部材１６で押圧されたときに、その押圧力によってコンタクトピン２０が下方に押圧され、これによりベース部材１７が下方に変形して下部接触部２０ｂを下方に押圧する。その結果、図４（ａ）に符号Ａで示したような形状に、配線基板１０が変形する。
ここで、配線基板１０の変形を防止、抑制する方法としては、この配線基板１０の裏面を、補強用の平板（図１の第２の補強板３２に相当）で覆う方法が考えられる。しかしながら、ＰＴＨ(Pin Through Hole)型の基板の場合、挿通孔形成領域１０ｂでコンタクトピン２０やハンダが基板の裏面から突出するので、平板を用いて補強することはできない。
一方、挿通孔形成領域１０ｂを囲む枠状の補強板（図１の第１の補強板３１に相当）であれば、ＰＴＨ型配線基板１０の裏面に取り付けることが可能である。しかしながら、本願発明者の検討によれば、このような枠状補強板のみでは、配線基板１０の変形を十分に抑えることはできない。
これに対して、図４（ｂ）に示したように、配線基板１０の裏面に枠状の第１の補強板３１を取り付けると共に、この第１の補強板３１の下面側に更に平板状の第２の補強板３２を固定することとすれば、配線基板１０の変形を十分に抑えることが可能であった。
加えて、図４（ｂ）に示したように、コンタクトピン挿通孔１０ａが形成されていない領域にスペーサ３３を設けることにより、第１の補強板３１の内側での配線基板１０の変形を、より効果的に抑えることが可能となり、従って、挿通孔形成領域１０ｂの面積が大きい場合（従って、第１の補強板３１の内側面積が大きい場合）であっても配線基板１０の変形を十分に抑えることができる。
以上説明したように、この実施の形態１によれば、配線基板１０の下面側に、挿通孔形成領域１０ｂを囲むように第１の補強板３１を取り付け、更に、第１の補強板３１の下面側に、この第１の補強板３１を覆う第２の補強板３２を設けたので、配線基板１０の下側面からコンタクトピン２０が突出していても、このコンタクトピン２０に触れること無しに、第２の補強板３２を取り付けることができる。そして、これら第１及び第２の補強板３１、３２により、配線基板１０の変形を防止、抑制することができる。
また、この実施の形態１によれば、配線基板１０の下面のうち、第１の補強板３１が取り付けられた部分に加えて、スペーサ３３が設置された位置でも配線基板１０を支えることができるので、挿通孔形成領域１０ｂの面積が広い場合であっても、この配線基板１０の変形を十分に防止、抑制することができる。
更に、この実施の形態１によれば、第１の補強板３１を枠状平板とすると共に、第２の補強板３２を平板としたので、配線基板１０の変形を防止、抑制する効果が更に増大する。
更にまた、この実施の形態１によれば、配線基板１０と第１の補強板３１との間に第１の絶縁シート３４を設けたので、ステンレス鋼等の導電性材料で第１の補強板３１を形成しているにも拘わらず、配線基板１０の回路短絡等が発生しない。
加えて、この実施の形態１によれば、第２の補強板３２上に第２の絶縁シート３５を設けたので、コンタクトピン２０が第２の補強板３２に接触して他のコンタクトピン２０と短絡することを防止できる。
１０ 配線基板
１０ａ コンタクトピン挿入孔
１０ｂ 挿入孔形成領域
１０ｃ、３１ａ、３２ｂ、３４ａ ボルト挿入孔
１１ ＩＣソケット
１３ ソケット本体
１４ 収容部
１５ 操作部材
１６ 押圧部材
１７ ベース部材
１８ フローティングプレート
２０ コンタクトピン
２０ａ 圧入部
２０ｂ 下部接触部
２０ｃ 上部接触部
２２ｃ 圧入孔
３１ 第１の補強板
３２ 第２の補強板
３２ａ 孔部
３３ スペーサ
３３ａ 頭部
３３ｂ 足部
３４ 第１の絶縁シート
３５ 第２の絶縁シート
３５ａ 貫通孔
１０ａ コンタクトピン挿入孔
１０ｂ 挿入孔形成領域
１０ｃ、３１ａ、３２ｂ、３４ａ ボルト挿入孔
１１ ＩＣソケット
１３ ソケット本体
１４ 収容部
１５ 操作部材
１６ 押圧部材
１７ ベース部材
１８ フローティングプレート
２０ コンタクトピン
２０ａ 圧入部
２０ｂ 下部接触部
２０ｃ 上部接触部
２２ｃ 圧入孔
３１ 第１の補強板
３２ 第２の補強板
３２ａ 孔部
３３ スペーサ
３３ａ 頭部
３３ｂ 足部
３４ 第１の絶縁シート
３５ 第２の絶縁シート
３５ａ 貫通孔
Claims (4)
- 複数のコンタクトピン挿通孔が形成された挿通孔形成領域を有し、
電気部品用ソケットが上面に設置されて、該電気部品用ソケットのコンタクトピンが該コンタクトピン挿通孔に挿通された状態で、該コンタクトピンが固定された、
基板に用いられる基板補強構造であって、
前記挿通孔形成領域を囲むように、前記基板の下面側に設けられた、該基板の変形を抑えるための第１の補強板と、
該第１の補強板に囲まれた領域を覆うように、該第１の補強板の下側に設けられた、該第１の補強板の変形を抑えるための第２の補強板と、
前記第１の補強板、前記第２の補強板、前記基板及び前記電気部品用ソケットにそれぞれ形成された貫通穴に挿通されて、該第１の補強板、該第２の補強板、該基板及び該電気部品用ソケットを相互に押圧固定する締め付け具と、
前記第１の補強板に囲まれた領域内であって且つ前記コンタクトピンが挿通されない位置で前記基板の下面を支持するために、前記第２の補強板の上面に取り付けられたスペーサと、
を備えることを特徴とする基板補強構造。 - 前記第１の補強板は、前記挿通孔形成領域の全周を囲む枠状平板であり、且つ、
前記第２の補強板は、該第１の補強板に囲まれた領域を塞ぐ平板である、
ことを特徴とする請求項１に記載の基板補強構造。 - 前記基板の下面と前記第１の補強板の上面との間に第１の絶縁シートが配設されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板補強構造。
- 前記第２の補強板の上面に第２の絶縁シートが配設されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基板補強構造。
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