JP6308384B2

JP6308384B2 - 端子付プリント基板

Info

Publication number: JP6308384B2
Application number: JP2014058214A
Authority: JP
Inventors: 剛司 ▲崎▼田; 伊藤　克也; 克也伊藤
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2018-04-11
Anticipated expiration: 2034-03-20
Also published as: US9373897B2; US20150270625A1; JP2015185572A; CN104934738A

Description

本発明は、端子の半田付け部がプリント基板のスルーホールに圧入されずに挿入されて半田付けにより固定されてなる端子付プリント基板に関するものである。

従来から、自動車用電気接続箱の内部回路として、複数の端子が立設された端子付プリント基板が広く用いられている。端子付プリント基板では、端子の一端部に設けられた半田付け部が、プリント基板のスルーホールに圧接されることなく隙間を隔てて挿通された状態で配設されている。スルーホールに遊挿された半田付け部がスルーホールに半田付けされることにより、半田付け部がプリント基板のプリント配線に接続されると共に端子がプリント基板に固定されている。そして、端子の他端部が、相手側端子との接続部として音叉形状やタブ形状等の任意の形状を有してプリント基板上に突出配置されている。

ところで、このような端子付プリント基板では、端子のプリント基板への半田付けに際して、端子をプリント基板上の所定箇所に確実に位置決め保持することが重要となる。そこで、従来では、例えば、特開２００３−２１７４３７号公報（特許文献１）に記載のように、端子を合成樹脂製の台座に圧入保持した状態で、プリント基板上に位置決め保持することが行われている。

ところが、このような合成樹脂製の台座を用いて端子の保持を行うと、プリント基板と台座の線膨張係数差に基づき、半田付け後に端子とプリント基板が相対変位して半田クラックが生じやすいという問題があった。しかも、台座という別部品が必要となると共に、半田付けの際に治具による台座の保持も必要となることから、部品点数の増加や製造工程の煩雑化が避けられず、コストアップの問題も招いていた。

これに対して、プリント基板のスルーホールに半田付け部を圧入することで、端子をプリント基板上に自立させて、台座の使用を無くす対策も提案されている。しかしながら、かかる対策では、スルーホールに半田付け部を圧入する際に、プリント基板の内層回路を傷つけて内層回路の断線等の不具合を招来したり、スルーホール内面のめっき剥がれや半田上がり量の低減により接続信頼性の確保が難しくなるという問題を内在していた。

特開２００３−２１７４３７号公報

本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、スルーホールめっきや内層回路の損傷を低減乃至は解消しつつ台座を用いることなくプリント基板に端子を自立させることができる、新規な構造の端子付プリント基板を提供することにある。

本発明の第一の態様は、端子の半田付け部がプリント基板のスルーホールに圧入されずに挿入されて半田付けにより固定されてなる端子付プリント基板において、前記端子が固定用脚部を有する一方、前記プリント基板が圧入孔を有しており、前記プリント基板の前記圧入孔に対して前記端子の前記固定用脚部が圧入されることにより、前記端子が前記プリント基板に位置決め保持されており、前記スルーホールの内周面にめっきが施されている一方、前記圧入孔の内周面にはめっきが施されておらず、前記端子は平板形状を有しており、一端部の幅方向の両側部分に一対の半田付け部が突設されかつ前記一端部の幅方向の中央部分に前記固定用脚部が突設されている一方、前記端子の前記他端部には相手側端子への接続部が設けられており、前記接続部に対して前記半田付け部と前記固定用脚部が、前記端子の板厚方向外方に突出しておらず、前記一端部が前記他端部に比して幅広とされており、前記一対の半田付け部が突設された前記一端部の前記幅方向の両側部分には、前記一対の半田付け部よりも前記幅方向の外方に向かって突出する前記プリント基板への当接部が構成されていることを特徴とする。

本発明の端子付プリント基板によれば、端子に設けられた固定用脚部をプリント基板に設けられた圧入孔に対して圧入することにより、端子がプリント基板に対して位置決め保持されている。従って、端子をプリント基板に半田付けする際に、合成樹脂製の台座により端子を保持することが不要となり、部品点数や製造工程の削減を図ることができる。しかも、台座の不使用により半田クラックの問題も解消できることから、端子とプリント基板の接続信頼性の向上を図ることもできる。また、圧入孔への固定用脚部の圧入固定により、プリント基板に端子を立設することができることから、従来のように端子をクランク形状に屈曲させてプリント基板に載置させる必要がない。従って、端子の接続部に対して半田付け部や固定用脚部を端子の板厚方向外方に突出させる必要がなく、プリント基板上の端子の搭載面積を大幅に小さくすることができる。それ故、プリント基板の高密度化・小型化への要望に有利に対応することができる。さらに、平板形状の端子の一端部において、幅方向の両側に一対の半田付け部が設けられていることから、半田付けにより端子をプリント基板に安定して固定することができる。しかも、一対の半田付け部の中間部分のスペースを利用して固定用脚部が設けられていることから、スペース効率よく固定用脚部を設けることができ、一層のプリント基板の高密度化／省スペース化に有利に対応することができる。

また、スルーホールの内周面にはめっきが施されており端子の半田付け部が圧入されずに挿入されていることから、半田付けの際の半田上がり量も十分に確保できる。しかも、半田付け部がスルーホールに圧入されることなく挿入されていることから、スルーホールのめっき剥がれが防止でき、プリント基板の内層回路が設けられている場合には、内層回路の損傷も防止することができる。それ故、端子とプリント基板の接続信頼性を安定して確保することができるのである。

加えて、圧入孔の内周面には、めっきが施されていないことから、圧入孔の公差を小さく設定することができる。それ故、圧入孔に固定用脚部を圧入する際に必要な圧入力や、圧入孔に固定用脚部を圧入することによって得られる端子のプリント基板に対する位置決め保持力の設定を高精度に実現できる。その結果、端子のプリント基板に対する位置決め保持性や、端子のプリント基板への装着性を高精度に管理して製品間のばらつきを低減することで、端子とプリント基板の一層の接続安定性・信頼性を確保することができる。

本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記固定用脚部の先端部が突出する前記プリント基板の裏面側において、前記圧入孔の開口部の周囲にランド部が設けられているものである。

本態様によれば、プリント基板の裏面側において、圧入孔の開口部の周囲にランド部が設けられている。これにより、半田付けに際して、固定用脚部に被着した余剰な半田をランド部に吸着させることができ、余剰半田が半田ボール等を形成して落下等することにより不具合が生じることを未然に防止することができる。

本発明によれば、端子の固定用脚部をプリント基板の圧入孔に対して圧入するので、端子がプリント基板に対して位置決め保持されている。従って、半田付けの際に台座により端子を保持することが不要となり、部品点数や製造工程の削減を図ることができる。しかも、台座の不使用により半田クラックの問題も解消でき、端子とプリント基板の接続信頼性を向上できる。さらに、スルーホールの内周面にはめっきが施されており端子の半田付け部が圧入されずに挿入されていることから、半田付けの際の半田上がり量も十分に確保できる一方、スルーホールのめっき剥がれやプリント基板の内層回路の損傷も防止できる。加えて、圧入孔の内周面には、めっきが施されていないことから、圧入孔の公差を小さく設定することができる。それ故、圧入孔に固定用脚部を圧入する際に必要な圧入力や、圧入孔に固定用脚部を圧入することによって得られる端子のプリント基板に対する位置決め保持力の設定を高精度に実現できる。

本発明の一実施形態としての端子付プリント基板を構成する端子の正面図。図１に示した端子の背面図。図１に示した端子の側面図。図１に示した端子の平面拡大図。図１に示した端子の下面拡大図。図４におけるＶＩ−ＶＩ断面図であって、プリント基板に立設された状態を示す図（すなわち、本発明の一実施形態としての端子付プリント基板の断面図）。図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１〜７に、本発明の一実施形態としての端子付プリント基板１０を示す。端子付プリント基板１０は、端子１２がプリント基板１４上に立設されてなる構造とされている。なお、以下の説明において、長さ方向及び上下方向とは、図１における上下方向を言い、幅方向とは、図１における左右方向を言うものとする。また、板厚方向とは、図１における紙面に垂直な方向を言うものとする。

端子１２は平板形状を有しており、例えば銅板等の表面に錫等のめっきが施された金属板がプレス打ち抜き加工されて形成されている。端子１２の長さ方向の一端部１６には、一対の半田付け部１８，１８と固定用脚部２０が形成されている一方、端子１２の長さ方向の他端部２２には、図示しない相手側端子への接続部２４が形成されている。

端子１２の長さ方向の一端部１６は、横長の略矩形平板形状とされており、幅方向の両側部分には長さ方向外方（図１中、下方）に向かって幅広の平板形状をもって突出する一対の半田付け部１８，１８が設けられている。一対の半田付け部１８，１８の先端縁部には、従来から用いられている端子と同様に、テーパ状の先端先細部２６が形成されている。一方、一端部１６の幅方向の中央部分には同じく長さ方向外方に向かって細幅の平板形状をもって突出する固定用脚部２０が設けられている。固定用脚部２０の先端縁部にも、半田付け部１８と同様に、テーパ状の先端先細部２８が形成されている。すなわち、一対の半田付け部１８，１８と固定用脚部２０はいずれも端子１２の長さ方向外方に突出して形成されているのであって、板厚方向外方（図１における紙面に垂直な方向）に突出して形成されてはいない。なお、一端部１６は他端部２２に比して幅広とされていることから、プリント基板１４への当接部３０の面積を大きくすることができるので、端子１２をプリント基板１４に対して安定して載置できるようになっている。

一方、接続部２４は縦長の略矩形平板形状とされており、一方の面３２には係合突部３４が形成されている一方、一方の面３２に対向する他方の面３６には係合凹部３８が形成されている。係合突部３４は、板厚方向外方（図４中、下方）に向かって略一定の高さ寸法で略矩形状に突出して形成されていると共に、一方の面３２の幅方向中央部分において先端側（図１中、上端側）から長さ方向の大部分に亘って設けられている。一方、係合凹部３８は、略一定の深さ寸法で形成されていると共に、係合凹部３８と対向する位置に設けられて係合突部３４よりも狭幅とされている。なお、接続部２４の先端縁部にも、半田付け部１８や固定用脚部２０と同様に、テーパ状の先端先細部４０が形成されている。そして、かかる係合突部３４と係合凹部３８に対して、相手側端子の図示しない係合凹部と係合突部がそれぞれ嵌合されて、接続部２４と相手側端子が嵌合状態で安定して保持されるようになっている。

プリント基板１４は、図６に示されているように、ガラスエポキシ樹脂などの公知の絶縁材料で形成された略矩形平板状の絶縁基板４２において、その表面４４および裏面４６に図示しないプリント配線を設けたものである。また、プリント基板１４には、図５及び図６に示されているように、端子１２の一対の半田付け部１８，１８と固定用脚部２０が挿通される、一対のスルーホール４８，４８と圧入孔５０が形成されている。

図６及び図７に示されているように、スルーホール４８は略円形断面形状の貫通孔とされており、その径寸法：Ｒは、端子１２の半田付け部１８の矩形断面の対角寸法：Ａよりも大きく形成されている（Ｒ＞Ａ）。また、スルーホール４８の内周面には全面に亘ってめっき５２が施されていると共に、プリント基板１４の表面４４側および裏面４６側においてスルーホール４８の開口部の周囲にはランド部５４が設けられている。一方、圧入孔５０は略円形断面形状の貫通孔とされており、その径寸法：ｒは、端子１２の固定用脚部２０の矩形断面の対角寸法：ａよりも小さく形成されている（ｒ＜ａ）。また、圧入孔５０の内周面にはめっき５２が施されていないものの、固定用脚部２０の先端部が突出するプリント基板１４の裏面４６側において圧入孔５０の開口部の周囲にランド部５４が設けられている。

そして、図６及び図７に示されているように、このような構造とされたプリント基板１４の一対のスルーホール４８，４８と圧入孔５０に対して、プリント基板１４の表面４４側から裏面４６側に向って、端子１２の一対の半田付け部１８，１８と固定用脚部２０が挿入される。端子１２の一端部１６のスルーホール４８及び圧入孔５０への挿し込み量は、当接部３０がプリント基板１４の表面４４に当接されることで規定されるようになっており、スルーホール４８及び圧入孔５０の先端部がプリント基板１４の裏面４６側から突出した状態で位置決め保持されるようになっている。この際、圧入孔５０の径寸法：ｒは固定用脚部２０の矩形断面の対角寸法：ａよりも小さくされていることから、固定用脚部２０の４つの角部５６が圧入孔５０の内周面に圧接された状態で、固定用脚部２０が圧入孔５０に対して圧入されるようになっている。この結果、端子１２がプリント基板１４に位置決め保持されて立設されるようになっている。一方、スルーホール４８の径寸法：Ｒが半田付け部１８の矩形断面の対角寸法：Ａよりも大きくされていることから、半田付け部１８がスルーホール４８に圧接されることなく隙間５８を隔てて挿通された状態で配設されている。そして、半田付けによりかかる隙間５８に半田６０が充填されることにより、半田６０及びめっき５２を介して端子１２とプリント基板１４のプリント配線が導通されると共に、半田付け部１８がスルーホール４８に対して固定されることにより、端子付プリント基板１０が構成されるようになっている。

このような構造とされた端子付プリント基板１０によれば、圧入孔５０の径寸法：ｒが固定用脚部２０の矩形断面の対角寸法：ａよりも小さくされていることから、固定用脚部２０の４つの角部５６が圧入孔５０の内周面に圧接された状態で、固定用脚部２０が圧入孔５０に対して圧入されるようになっている。この結果、端子１２がプリント基板１４に位置決め保持されるようになっている。それ故、従来端子をプリント基板に半田付けする際に必要であった合成樹脂製の台座が不要となる。これにより、部品点数や製造工程が削減できると共に、台座が原因の半田クラックの問題も解消できる。

また、半田付け部１８がスルーホール４８に圧接されることなく隙間５８を隔てて挿通された状態で配設されており、しかもスルーホール４８の内周面にはめっき５２が施されていることから、半田付けの際の半田上がり量も十分に確保できる。また、半田付け部１８がスルーホール４８に圧接されていないことから、スルーホール４８のめっき５２の剥がれが有利に防止できる。さらに、プリント基板１４の内層にプリント配線が設けられているような場合でも、内層のプリント配線の損傷によるミーズリングの発生も防止することができる。

しかも、圧入孔５０の内周面には、めっき５２が施されていないことから、圧入孔５０の径寸法：ｒのばらつき量（寸法公差）を小さくすることができる。それ故、圧入孔５０の径寸法：ｒを小さく且つ高精度に形成することができるので、端子付プリント基板１０の小型化や、ばらつきの低減による接続安定性・信頼性の確保を実現できる。

さらに、プリント基板１４の裏面４６側から突出する固定用脚部２０の先端部において、圧入孔５０の裏面４６側の開口部の周囲にランド部５４が設けられていることから、固定用脚部２０に被着した余剰な半田６０を固定用脚部２０とランド部５４の間に吸着させることができる。その結果、余剰半田が半田ボール等を形成して落下等することにより不具合を未然に防止することができる。

加えて、固定用脚部２０を圧入孔５０に対して圧入固定することにより、端子１２をプリント基板１４に立設することができることから、従来のように端子をクランク形状に屈曲させる必要がない。それ故、端子１２を小型化できると共に、プリント基板１４への端子１２の搭載面積を大幅に小さくすることができることから、プリント基板１４の高密度化・小型化への要望に有利に対応することができる。また、端子１２の半田付け部１８が一対設けられていることから、端子１２をプリント基板１４に安定して固定することができる。しかも、一対の半田付け部１８，１８の中間部分のスペースを利用して固定用脚部２０が設けられていることから、スペース効率よく固定用脚部２０を設けることができる。

以上、本発明の複数の実施形態について詳述したが、本発明はこれらの具体的な記載によって限定されない。例えば、本実施形態では、半田付け部１８や固定用脚部２０の形状は矩形断面形状のものを用いて説明を行ったが、勿論この形状に限定されるものではなく、円形や楕円や多角形といった断面形状のものも選択可能である。また、スルーホール４８や圧入孔５０についても、円形断面形状の他、楕円や多角形といった断面形状のものも選択可能である。加えて、プリント基板１４の内層にプリント配線が設けられていてもよい。なお、本実施形態では、半田付け部１８は２つであったが、１つでも、３つ以上あってもよい。また、固定用脚部２０は１つであったが、複数あってもよい。

１０：端子付プリント基板、１２：端子、１４：プリント基板、１６：一端部、１８：半田付け部、２０：固定用脚部、２２：他端部、２４：接続部、４６：裏面、４８：スルーホール、５０：圧入孔、５２：めっき、５４：ランド部

Claims

端子の半田付け部がプリント基板のスルーホールに圧入されずに挿入されて半田付けにより固定されてなる端子付プリント基板において、
前記端子が固定用脚部を有する一方、前記プリント基板が圧入孔を有しており、
前記プリント基板の前記圧入孔に対して前記端子の前記固定用脚部が圧入されることにより、前記端子が前記プリント基板に位置決め保持されており、
前記スルーホールの内周面にめっきが施されている一方、前記圧入孔の内周面にはめっきが施されておらず、
前記端子は平板形状を有しており、一端部の幅方向の両側部分に一対の半田付け部が突設されかつ前記一端部の幅方向の中央部分に前記固定用脚部が突設されている一方、前記端子の前記他端部には相手側端子への接続部が設けられており、前記接続部に対して前記半田付け部と前記固定用脚部が、前記端子の板厚方向外方に突出しておらず、
前記一端部が前記他端部に比して幅広とされており、前記一対の半田付け部が突設された前記一端部の前記幅方向の両側部分には、前記一対の半田付け部よりも前記幅方向の外方に向かって突出する前記プリント基板への当接部が構成されている
ことを特徴とする端子付プリント基板。
前記固定用脚部の先端部が突出する前記プリント基板の裏面側において、前記圧入孔の開口部の周囲にランド部が設けられている請求項１に記載の端子付プリント基板。