JPH05211074A

JPH05211074A - プリント基板の実装構造

Info

Publication number: JPH05211074A
Application number: JP4015330A
Authority: JP
Inventors: Hisao Tanaka; 久雄田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-01-30
Filing date: 1992-01-30
Publication date: 1993-08-20

Abstract

(57)【要約】【目的】面実装プリント基板に面実装された端子台へ
のリード線取り付け作業に於いて、端子ネジを締め付け
る際に端子台を押しつける力により、端子台リードや電
子部品ハンダ接合部、配線パターンが断線しない高信頼
性の面実装端子台付きの面実装プリント基板を得る。【構成】端子台の長さを実装されたプリント配線板と
同一にし、端子台の両端が位置するプリント配線板両端
部の板厚を２倍以上にするかあるいは両端部全体を支え
る構造にし、かつ端子台を孔明きの金属芯材入りの構造
にする。このため端子台へのリード線取り付け時の力は
プリント基板に加わらず、更に端子台の強度が高いため
信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器用のプリント
基板の実装構造に係わり、更に詳しくは外部導線の接続
用の端子ネジを設け装着部を有する端子台をプリント基
板の実装面にに面実装したプリント基板の実装構造に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の小形・軽量化傾向の進展に伴
い内部配線の実装密度が高められ、従来のリード線をス
ルーホールに挿入して裏面側でハンダ付けするリードス
ルー方式から表面実装（Surface Mount Technology…Ｓ
ＭＴ）方式が採用されることになった。面実装型の電子
部品はリード脚が短く、プリント基板の実装面に形成さ
れた導電パターンに直接ハンダ付けして面実装が行われ
る。また、機器によっては、外部導線接続用の複数の端
子ネジを列設した端子台を、直接プリント基板の実装面
に面実装する試みも行われている。

【０００３】図６は、従来のプリント基板の実装構造の
模式図である。図６において、１はプリント配線板（以
下、プリント基板）、２は取付孔、３はＩＣである。ま
た、４は端子台、５は複数の端子ネジ（１個だけ図
示）、６は端子台４のリード、７は装着孔である。端子
台４は装着孔７に挿入したピン等でプリント基板１の中
央部に装着され、リード６をハンダ付けして面実装され
る。面実装された端子台４の端子ネジ５をドライバーで
回して、図に示されていない外部接続用の導線がプリン
ト基板１に電気的に接続される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のプリント基板１
の実装構造は上述のように端子台４の装着孔７がプリン
ト基板１の取付孔２の位置に無関係に設けられていて、
装着孔７により端子台４がプリント基板１上の中央部に
装着されリード６をハンダ付けして面実装される。そし
て、端子台４に螺合された端子ネジ５によって、外部接
続用の導線が接続されるようになっている。したがっ
て、外部導線接続用の複数個の端子ネジ５を緩めるとき
や締め付けるときに、その都度端子台４に強い押圧力や
捩れ力が加えられることになる。このため、プリント基
板１の中央部が、前後と左右の両方向に撓むことにな
る。この結果、リード６やＩＣ３等の電子部品とプリン
ト基板１上の導電パターンとのハンダ付けが剥がれた
り、導電パターンに割れや剥離が発生することがある。
プリント基板１上の導電パターンに割れや剥離が生じる
と、接触不良と短絡の危険があるばかりか、製品の信頼
性が低下して社会的な問題が発生する等の問題点もあっ
た。

【０００５】本発明は、このような従来の実装構造の問
題点を解消するためになされたもので、端子台の装着部
をプリント基板の取付部に対応するようにした。また、
端子台とプリント基板を補強手段で補強した構造にし
て、撓みや捩じれ等の変形を防止する構成を採用した。
そして、外部導線接続時の端子ネジの緩めや締め付けに
伴う押圧力や捩れ力によってハンダ付け部分等の接触不
良や短絡等の事故がなく、製品としての信頼性の高いプ
リント基板の実装構造を実現することを目的としたもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、外部導線の
接続用の端子ネジが螺合され装着部を設けた樹脂成型の
端子台と、端子台の装着部により実装面に装着され面実
装されて取付部に設けられた取付手段で電子機器の筐体
等に取付けられる絶縁材のプリント基板とを備えたプリ
ント基板の実装構造において、端子台の装着部とプリン
ト基板の取付部とを対応させて端子台をプリント基板の
実装面に装着して実装するプリント基板の実装構造を構
成したものである。また、プリント基板の取付部を補強
手段で補強して端子台をプリント基板の実装面に装着し
て実装するプリント基板の実装構造を構成したものであ
る。

【０００７】この発明は、外部導線の接続用の端子ネジ
が螺合され装着部を設けた樹脂成型の端子台と、端子台
の装着部により実装面に装着され面実装されて取付部に
設けられた取付手段で電子機器の筐体等に取付けられる
絶縁材のプリント基板とを備えたプリント基板の実装構
造において、端子台にこの端子台より剛性の大きい補強
材を設けたプリント基板の実装構造を構成したものであ
る。また、補強材を金属にしたプリント基板の実装構造
を構成したものである。また、補強材をＬ字形若しくは
逆Ｔ字形に形成したプリント基板の実装構造を構成した
ものである。また、補強材に多数の凹部及び又は凸部を
設けて樹脂を没入させてこの樹脂と補強材とを密に結合
させたプリント基板の実装構造を構成したものである。
さらに、補強材に多数の貫通孔を設けて樹脂を没入させ
てこの樹脂と補強材とを密に結合したプリント基板の実
装構造を構成したものである。

【０００８】

【作用】端子台は装着部によって、プリント基板の取付
部の対応した位置でプリント基板の実装面に装着されて
保持されている。外部導線の先端の被覆を剥がして圧着
端子を取付けてから、端子台の端子ネジを緩めて圧着端
子を介して外部導線を端子台に接続する。点検・調整の
ときにも必要があれば、端子ネジを緩めて外部導線を端
子台から取外すこともある。このようなときに、端子ネ
ジの締め付けや緩めで端子台に加えられる押圧力や捩じ
れ力は、端子台の装着部に対応するプリント基板の取付
部で吸収されハンダ付けの部分等に及ばない。また、プ
リント基板の取付部の付近は板厚が厚くされたり補強板
が接着されて補強されているので、ドライバーで押付け
ながら端子ネジを回転してもプリント基板には撓みが殆
ど生じない。

【０００９】一方、端子台には剛性の高い芯材がインサ
ートされており、この芯材によって補強されて端子台自
体の変形が防止される。端子台が芯材で補強されている
ので、逆に端子台を実装したプリント基板の力や熱によ
る変形も防止される。特に、端子台にインサートされた
Ｌ字形や逆Ｔ字形の芯材には凹凸の粗面や貫通孔が設け
られ、被覆された樹脂がこれらの貫通孔等の内部に没入
して成型されているので芯材と樹脂との結合度が密に保
持されている。この結果、外力や外部から熱が加えられ
て体積が変化しても、樹脂が芯材から剥離したり変形す
るようなことが発生しない。

【００１０】

【実施例】実施例１．図１は、この発明の一実施例にお
ける端子台を面実装したプリント基板の実装構造の模式
図、図２は本発明の実施例１の配置を示す説明図であ
る。本発明の実施例図面において従来例と同等または相
当部分に同一符号を付してあり、一部重複するが構成が
相違する部分もあるのでやや詳しく説明する。

【００１１】図１において、１は絶縁材からなる長方形
のプリント基板である。プリント基板１の両面には、詳
しくは示されいないが周辺部を除いて環状や帯状の多数
の導電パターン８が形成されている。また、プリント基
板１の長手方向の両側の裏面には帯状の補強板９が短辺
方向に接着されて取付部Ａを構成し、この取付部Ａの板
厚がほぼ２倍の厚さに形成されている。２はプリント基
板１の取付部Ａの隅に設けられた取付孔、３は多数のＩ
Ｃである。ＩＣ３は、プリント基板１の実装面に面実装
されている。

【００１２】４は角柱状に樹脂成型された端子台であ
る。端子台４はプリント基板１の長手方向の中心付近に
配置され、中央の接続部Ｔの底面を浮かせて両端に装着
部Ｂが設けられている。５は接続部Ｔに列設された複数
の端子ネジで、各端子ネジ５はバリヤ１０に囲まれて埋
め込みナット１１に座金１２を介して螺合されている
〔図４（Ｃ）等も参照〕。６はリード、７は装着部Ｂに
設けられた狭い溝状の装着孔である。各リード６は対応
する端子ネジ５に接続され、接続部Ｔからプリント基板
１上に垂下している。

【００１３】この場合、プリント基板１の左右の取付孔
２間の距離Ｌa と端子台４の左右の装着孔７間の距離Ｌ
b が、ほぼ等しく作られている。そして、図２に示すよ
うに端子台４の左右の装着孔７の位置が、プリント基板
１の左及び右の２つの取付孔２を結ぶ線Ｘ（取付線と呼
ぶ）上になるように選ばれている。この結果、端子台４
は両端の装着部Ｂをプリント基板１の取付部Ａに対応さ
せて、プリント基板１の実装面に保持されるようになっ
ている。

【００１４】このような構成の本発明のプリント基板１
の実装動作を、次に説明する。予め、シルク印刷技術を
応用してガラスエポキシ積層板のような絶縁基板の両面
に、多数の導電パターン８を成層したプリント基板１を
製作する。製作したプリント基板１の両側に、取付孔２
を貫通させて裏面に補強板９を接着した取付部Ａを構成
する。次に、プリント基板１の一方の面にクリームハン
ダを塗布してから、抵抗やコンデンサ或いはＩＣ３等の
電子部品を所定の位置に載せる。この際、必要に応じて
電子部品をプリント基板１に接着する。電子部品を載せ
たプリント基板１をリフローに浸漬して、片面のハンダ
付けを行う。

【００１５】同じ要領で、他方の面のリフローハンダを
行って、プリント基板１の両面に電子部品が面実装され
る。特に、端子台４の面実装は装着孔７に挿入したピン
等で位置決めされてプリント基板１上に装着され、リー
ド６をリフローハンダ付けしてＩＣ３と同様に他の電子
部品と共に面実装される。電子部品を装着したプリント
基板１は、取付孔２に挿通したピンやネジ等で電子機器
内に取付けて組み込まれる。このようにして、プリント
基板１の実装面の端子台４は装着部Ｂによって、対応し
たプリント基板１の取付部Ａの位置でプリント基板１に
連結されて一体に保持されることになる。

【００１６】その後、電子機器を購入したユーザサイド
において外部導線の先端の被覆を剥がして圧着端子を取
付けてから、ドライバーを用いて端子ネジ５を緩めて端
子台４から取り外す。取り外した端子ネジ５を圧着端子
と座金１２の孔に通し、再びナット１１に螺合して締め
付けて外部導線を端子台４に接続する。同様にして、接
続部Ｔに列設された端子ネジ５に、別の外部導線を接続
する。外部導線の接続によって、プリント基板１の内部
回路が外部回路に電気的に接続される。点検・調整のと
きにも必要があれば、端子ネジ５を緩めて外部導線を端
子台４から取外すこともある。

【００１７】外部導線を接続するときや取り外すとき
に、端子ネジ５の締め付けや緩めで端子台４とプリント
基板１に押圧力や捩じれ力か加えられる。しかしなが
ら、端子台４の装着部Ｂとプリント基板１の取付部Ａと
を互いに対応させて連結しているので、前述した従来の
実装構造で生じるようなプリント基板１の中央部の撓み
を減少することができる。また、プリント基板１の取付
部Ａの付近は板厚が厚くされたり接着した補強板９で補
強されているので、端子ネジ５の回転に伴うプリント基
板１の撓みが激減すると共に、リード６のハンダ付けの
部分等に外力が及ばないので割れや剥離が発生すること
が殆ど無くなる。

【００１８】図３の（Ａ），（Ｂ）は、上述した本発明
の実施例１の応用例の配置を示す説明図である。図３
（Ａ）の応用例では、端子台４がプリント基板１の長手
方向の一方の側縁部に実装されている。また、（Ｂ）で
は端子台４の両側の装着部Ｂを幅方向に延長し、平面形
状を「エの字」形に構成して各延長端に装着孔７を有す
る装着部Ｂを設けたものである。応用例（Ａ）と（Ｂ）
は共に端子台４の装着部Ｂがプリント基板１取付部Ａの
位置が一致して対応しているので、端子ネジ５の回転に
伴うプリント基板１の撓みが零になる。

【００１９】実施例２．この発明の実施例２の端子台４
の構成を、図４の（Ａ）〜（Ｃ）に示す。図４におい
て、１３は補強材である。補強材１３は断面Ｌ字型に形
成され、端子台４に芯材として長さ方向に沿ってインサ
ートされている。補強材１３には剛性の高い材質が用い
られており、この補強材１３によって端子台４自体が補
強されている。端子台４が補強材１３で補強された実施
例２の場合も実施例１と同様に、端子台４の装着部Ｂ間
の距離Ｌb とプリント基板１の取付部Ａ間の距離Ｌaが
等しく作られている。そして、端子台４の装着部Ｂがプ
リント基板１の取付部Ａに対応していて、プリント基板
１上に端子台４が実装されて保持されるように構成され
ている。

【００２０】この種の面実装に使用される端子台４は、
普通溶融温度が２５０℃前後で浸漬時間１０sec 程度の
ハンダ付け工程を経て製造される。したがって、端子台
４の樹脂材料には、例えばポリフェニレンサルファイド
（ＰＰＳと略される）のような、耐熱性のある合成樹脂
材料が用いられている。この実施例２の場合は、端子台
４は補強材１３としてアルミニウム合金を使い、この補
強材１３を芯にして回りをＰＰＳで覆って樹脂成形して
作られている。

【００２１】一般に、構造物の剛性は形状や構造が同一
の場合は、使用材料の物性値の一つであるヤング率（縦
弾性係数）に依存する。ヤング率が大きいほど、剛性が
高く変形し難い。実施例２では芯の補強材１３としてア
ルミニウム合金〔ヤング率７０００ｋｇ／(mm)²〕を用
いたので、材料がＰＰＳ〔ヤング率１２００ｋｇ／(mm)
²〕だけの従来の端子台に較べて剛性がほぼ５倍アップ
される。よって、端子ネジ５を締付けたり緩める際の押
圧力や回転トルクに基づく端子台４の撓みや捩じれを、
理論上約１／５に減少させることができる。

【００２２】実施例３．実施例３の端子台４の要部を構
成する補強材１３の構造が、図５の斜視図で示されてい
る。上述した実施例２の端子台４のように、金属の補強
材１３を樹脂被覆して成型する場合の問題点の一つに、
合成樹脂と金属との境界層における剥離が挙げられる。
境界層の剥離の主因は、両材料の熱膨張係数の相違と見
做される。即ち、端子台４は合成樹脂粉末を高温に加熱
して溶融し、所望の形状の金型に注入してから冷却して
成型される。この樹脂成型過程の温度変化に伴って、両
者が異なる熱膨張係数で膨脹及び収縮する。このため、
金属の補強材１３と樹脂被覆に内部歪が発生して、境界
層が剥離するようなことが発生する。

【００２３】図５において、１４は貫通孔である。貫通
孔１４は図示されているように、Ｌ字形の補強材１３の
垂直面１５や水平面１６に多数設けられている。図５に
示された補強材１３をインサートして樹脂成型すると、
溶融した樹脂流体が垂直面１５と水平面１６の貫通孔１
４内に没入して冷却されて固化する。このため、貫通孔
１４に樹脂が抱え込まれ補強材１３と被覆樹脂の接触面
が三次元方向に拡大されると共に、接触面積も増加す
る。この結果、補強材１３と被覆樹脂との結合度合が密
になり、膨脹係数が相違しても熱の変化で剥離するよう
なことがない。また、補強材１３で端子台４が補強され
ているので、一体に連結されたプリント基板１の変形も
防ぐことにもなる。

【００２４】なお、上述の実施例では接続部Ｔが一列の
端子台４をプリント基板１の長手方向に配置した場合を
例示して説明したが、多列の端子台４を長手方向と直交
して取付部Ａと装着部Ｂとを対応させてもよい。また、
補強材１３はアルミニウム合金の外に鋼板等を用いても
よく、剛性の高い非金属材料を面に添わせて接着しても
よい。鋼板を用いれば、重量が重くなるが剛性はより大
きくなる利点がある。さらに、図５の貫通孔１４の代わ
りに、補強材１３の表面にギザギザや凹凸等の粗面を形
成することもできる。このほか、端子台４やプリント基
板１或いは補強材の構造等も、必ずしも実施例に限定す
るものではない。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明は、外部導線の接続
用の端子ネジが螺合され装着部を設けた樹脂成型の端子
台と、端子台の装着部により実装面に装着され面実装さ
れて取付部に設けられた取付手段で電子機器の筐体等に
取付けられる絶縁材のプリント基板とを備えたプリント
基板の実装構造において、端子台の装着部とプリント基
板の取付部とを対応させて端子台をプリント基板の実装
面に装着して実装するプリント基板の実装構造を構成し
た。また、プリント基板の取付部を補強手段で補強して
端子台をプリント基板の実装面に装着して実装するプリ
ント基板の実装構造を構成した。

【００２６】この結果、面実装された端子台の装着部と
プリント配線板の固定部が対応して、端子台がプリント
配線板の固定部の位置で保持される。したがって、プリ
ント配線板の撓みが少なくなり、導電パターンやハンダ
付け接続部に生じる割れや剥離を防ぐことができる。ま
た、プリント配線板の固定部が厚みや接着した補強材で
補強され、一層撓み等を減少させることになる。よっ
て、故障のない端子台付き面実装基板が実現して、信頼
性の高い電子機器を提供することができる。

【００２７】この発明は、外部導線の接続用の端子ネジ
が螺合され装着部を設けた樹脂成型の端子台と、端子台
の装着部により実装面に装着され面実装されて取付部に
設けられた取付手段で電子機器の筐体等に取付けられる
絶縁材のプリント基板とを備えたプリント基板の実装構
造において、端子台にこの端子台より剛性の大きい補強
材を設けたプリント基板の実装構造を構成した。また、
補強材を金属にしたプリント基板の実装構造を構成し
た。また、補強材をＬ字形若しくは逆Ｔ字形に形成した
プリント基板の実装構造を構成した。また、補強材に多
数の凹部及び又は凸部を設けて樹脂を没入させてこの樹
脂と補強材とを密に結合させたプリント基板の実装構造
を構成した。さらに、補強材に多数の貫通孔を設けて樹
脂を没入させてこの樹脂と補強材とを密に結合したプリ
ント基板の実装構造を構成した。

【００２８】この結果、面実装される端子台を剛性の高
い補強材で補強したので、同一構造であるにも拘らず剛
性が著しく増加した。このため、端子ネジの回転に伴う
強い押圧力や回転トルクに耐えることができ、短絡や断
線等による故障の発生しない端子台付き面実装形のプリ
ント基板を実現される。さらに、補強材にギザギザや凹
凸或いは貫通穴を設けたので、補強材と成型樹脂との結
合度が強固になり剥離することもない。よって、本発明
に因れば、端子台を面実装して便利で寿命が長く、高密
度実装型のプリント基板の実装構造を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例１の面実装端子台付きプ
リント基板の実装構造の模式図である。

【図２】本発明の実施例１の配置を示す説明図である。

【図３】（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例１の応用例の
配置を示す説明図である。

【図４】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明の実施例２の
端子台の模式図である。

【図５】本発明の実施例３の要部である端子台の補強材
の模式図である。

【図６】従来のプリント板の実装構造の模式図である。

【符号の説明】

１プリント基板２取付孔４端子台５端子ネジ６リード７装着孔８導電パターン９補強板１３補強材１４貫通孔１５垂直面１６水平面Ａ取付部Ｂ装着部Ｌa 取付部間の距離Ｌb 装着部間の距離

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部導線の接続用の端子ネジが螺合され
装着部を設けた樹脂成型の端子台と、該端子台の装着部
により実装面に装着され面実装されて取付部に設けられ
た取付手段で電子機器の筐体等に取付けられる絶縁材の
プリント基板とを備えたプリント基板の実装構造におい
て、前記端子台の装着部とプリント基板の取付部とを対応さ
せて前記端子台をプリント基板の実装面に装着して実装
するようにしたことを特徴とするプリント基板の実装構
造。
【請求項２】前記プリント基板の取付部を補強手段で
補強して前記端子台をプリント基板の実装面に装着して
実装するようにしたことを特徴とする請求項１記載のプ
リント基板の実装構造。
【請求項３】外部導線の接続用の端子ネジが螺合され
装着部を設けた樹脂成型の端子台と、該端子台の装着部
により実装面に装着され面実装されて取付部に設けられ
た取付手段で電子機器の筐体等に取付けられる絶縁材の
プリント基板とを備えたプリント基板の実装構造におい
て、前記端子台に該端子台より剛性の大きい補強材を設けた
ことを特徴とするプリント基板の実装構造。
【請求項４】前記補強材を金属で構成したことを特徴
とする請求項３記載のプリント基板の実装構造。
【請求項５】前記補強材をＬ字形若しくは逆Ｔ字形に
形成したことを特徴とする請求項３及び４記載のプリン
ト基板の実装構造。
【請求項６】前記補強材に多数の凹部及び又は凸部を
設けて前記樹脂を没入させて該樹脂と補強材とを密に結
合したことを特徴とする請求項３乃至５記載のプリント
基板の実装構造。
【請求項７】前記補強材に多数の貫通孔を設けて前記
樹脂を没入させて該樹脂と補強材とを密に結合したこと
を特徴とする請求項３乃至５記載のプリント基板の実装
構造。