JPH0745973A - プリント配線板の取付け構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プリント配線板とこれを搭載した静電シールド
兼用の金属フレームとの間で良好な導電接触状態が安定
確保できるようにした信頼性の高いプリント配線板の取
付け構造を提供する。 【構成】放熱器，および静電シールド兼用の金属フレー
ム４に搭載したプリント配線板１に対して、そのねじ止
め位置に合わせてプリント配線板の導体パターン６に形
成した接地用ランド７の表面に半田をコーティングし、
この半田コート面に金属フレームのタップ４ａを重ねた
た上で締結ねじ５の締付けにより両者間を導電接触させ
たものにおいて、前記のランド７に対し、その表面にソ
ルダレジスト，あるいはエッチングにより半田コーティ
ングの施される露出電極面７ａを多点接触式に複数箇所
に分割してパターン形成するとともに、金属フレームの
タップ表面にはローレット加工などにより凹凸状の歯列
１１を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング電源装
置，インバータなどのパワー電子デバイスに適用するプ
リント配線板の取付け構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】頭記したスイッチング電源装置，インバ
ータなどのように、パワー素子と制御回路の電子部品を
実装したプリント配線板からなる電子デバイスの組立て
構造として、図７で示すようにプリント配線板をパワー
素子の放熱器，および静電シールドを兼ねた金属フレー
ムに搭載して構成したものが知られている。

【０００３】図７（ａ）〜（ｃ）において、１は電子部
品２を実装したプリント配線板、３はパワー素子、４は
プリント配線板１，パワー素子３を搭載した放熱器，静
電シールド兼用の金属フレーム（アルミニウム板）であ
り、プリント配線板１は２箇所で金属フレーム４に形成
したタップ（取付け座）４ａに重ね合わせた上で締結ね
じ５を介してねじ止めされている。なお、１ａはプリン
ト配線板１に穿孔したねじ孔、４ｂはタップ４ａに穿孔
したねじ孔であり、（ｂ）図はプリント配線板１をパタ
ーン側から見た平面図を示していいる。

【０００４】また、前記の組立構造で金属フレーム４を
プリント配線板１の静電シールドとして機能させるに
は、プリント配線板側から金属フレーム４に誘導された
ノイズ電流（パワー素子のスイッチング動作に伴って回
路に発生する急峻なサージが浮遊容量を介して金属フレ
ームに誘導される）を引出してアース側に落とす必要が
あり、このための手段として次記のようにプリント配線
板１の導体パターンを利用してグランド側に接地する方
式が採用されている。すなわち、プリント配線板１に形
成した導体パターン６に対し、金属フレーム４のタップ
４ａに対向してプリント配線板に穿孔したねじ孔１ａの
回りに接地用のランド７を形成しておき、ここに前記タ
ップ４ａを重ねた上で締結ねじ５によりタップ４ａとラ
ンド７との間を導電接触させるとともに、ランド７に連
なる導体パターン６に口出端子部（ランド）６ａを形成
し、ここに接続した引出しリード線８，およびソケット
９を介して金属フレーム４をグランド側に接地するよう
にしている。なお、図示されてないが、図７（ｂ）にお
ける左上に形成したランド７は、導体パターン６を介し
て右下側に形成した口出端子部６ａに内部接続されてい
る。

【０００５】さらに、前記したプリント配線板側のラン
ド７と金属フレーム４のタップ４ａとの間で良好な導電
接触状態を確保するために、通常はランド７の表面にデ
ィッピング法などにより半田をコーティングしておき、
この半田コートにタップ４ａを当てがってねじ締結する
ようにしている。図６は図７におけるプリント配線板１
と金属フレーム４との間のねじ締結部分の拡大図であ
り、符号１０がランド７の表面にディッピング法でコー
ティングされた半田コートを示す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
にプリント配線板側に形成したランド７に対し、その表
面に半田コート１０をディッピング法によりコーティン
グすると、半田の表面張力により半田コート１０は図６
で表すように山高に盛り上がった球面状を呈するように
なる。このために、プリント配線板１を金属フレーム４
に搭載した状態では、前記半田コート１０の頂面に相手
側のタップ４ａが殆ど点接触の状態で当接し合うだけと
なって広い面積を有する半田コートの機能が十分に活か
されず、両者の間には十分な導電接触状態が確保され難
くなる。また、このような一点接触では、半田コート１
０の摩耗などによりプリント配線板１と金属フレーム４
のタップ４ａとを締め付けた締結ねじ５が緩み易く、し
かもねじの締付力が緩むと半田コート１０とタップ４ａ
との間の電気的な接触抵抗が増加して静電シールドとし
ての機能が低下する。

【０００７】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記課題を解決し、プリント配線板
とこれを搭載した金属フレームとの間で良好な導電接触
状態が安定確保できるようにした信頼性の高いプリント
配線板の取付け構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
り、プリント配線板側に形成した接地用ランドに対し、
その表面に半田コーティングの施される露出電極面を複
数箇所に分割してパターン形成することにより達成され
る。ここで、前記における露出電極面は次記のような手
段でパターン形成することができる。

【０００９】（１）露出電極面を除く面域にソルダレジ
ストを被覆して露出電極面をパターン形成する。 （２）ランド自身にエッチングを施して露出電極面をパ
ターン形成する。 さらに、プリント配線板側の接地用ランドにコーティン
グした半田層と金属フレームのタップとの間の導電接触
状態をより確実にするための手段として、金属フレーム
のタップ表面に凹凸状の歯列を形成するのがよく、また
この凹凸状の歯列をローレット加工により形成すること
ができる。

【００１０】

【作用】上記のようにプリント配線板側に形成した接地
用ランドに対して、その表面に半田コーティングの施さ
れる露出電極面を複数箇所に分割してパターン形成した
上で、各露出電極面の上にそれぞれ半田をコーティング
すれば、プリント配線板を金属フレーム上に搭載した状
態では、プリント配線板側のランドとこれに半田コート
層を介して重なり合う金属フレームのタップとの間が多
点接触となり、それだけ両者間の導電接触面積が増して
確実な接地状態が確保できる。

【００１１】また、プリント配線板側に形成したランド
に対向して、金属フレームのタップ表面にローレット加
工などにより凹凸状の歯列を形成しておくことにより、
ねじ締結した際にタップ面の歯列が接触相手側の半田コ
ートに食い込むようになるので、両者間の導電接触状態
がより確実となるほか、締結ねじの緩みも発生し難くな
って長期に亙り安定した導電接触状態を維持できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、図中で図６，図７に対応する同一部材には
同じ符号を付してその説明を省く。まず、図１（ａ）〜
（ｃ）において、その基本的な組立構造は図７と同様で
あるが、プリント配線板１に形成した導体パターン６の
接地用ランド７の表面には、ねじ孔１ａを中心としてそ
の回りに放射状に分散して並ぶ複数の露出電極面７ａが
後記の方法でパターン形成されている。さらに、プリン
ト配線板１の取付け座となる金属フレーム４のタップ４
ａの表面には、ローレット加工などによって与えた凹凸
状の歯列１１が形成されている。

【００１３】ここで、前記した露出電極面７ａのパター
ン形成方法を図２（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。
まず、プリント配線板１の基板に被着した銅箔に対し、
エッチングにより回路パターン，および図１に示した接
地用ランド７を形成した後、（ｂ）図のようなパターン
で並ぶ露出電極面７ａを除く面域にソルダレジスト１２
をスクリーン印刷法などで被覆する。次に、ソルダレジ
スト１２で覆われてない露出電極面７ａの上にディッピ
ング法などにより半田をコーティングし、図２（ａ）に
示す半田コート１３を形成する。なお、この場合に半田
コート１３は表面がソルダレジスト１２の表面より僅か
に突き出るようにし、そのコート層の厚さは高々0.３mm
以下となるように半田付着量を調整するものとする。

【００１４】かかる構成により、前記ランド７の周方向
に沿って展開した断面図（ｃ）から判るように、ランド
７の表面には同じ厚さの半田コート１３が複数箇所に分
散して形成された形となる。したがって、図示のように
半田コート１３の上に接触相手である金属フレームのチ
ップ４ａを重ね合わせると、プリント配線板側のランド
７に対してタップ４ａが各半田コート１３を介して多点
で接触することになり、両者の間に良好な導電接触状態
が確保される。

【００１５】なお、前記した露出電極面７ａのパターン
は図１，図２に示した放射状に限定されるものではな
く、図３（ａ）〜（ｃ）で示すように様々なパターンで
実施することができる。すなわち、（ａ）図は露出電極
面７ａを斑点模様にパターン形成したものである。一
方、（ｂ）図では放射状に並ぶ露出電極面７ａが円弧状
にパターン形成され、（ｃ）図では露出電極面７ａがね
じ孔１ａを中心に同心円状に配列してパターン形成され
ている。ここで、接地用ランド７は図示のような丸ラン
ド以外に角ランドにも適用でき、また、ランド７に連な
る導体パターン６の幅は少なくともランド幅よりも幅広
に設計するのがよい。

【００１６】また、図２，図３で述べた実施例では、露
出電極面７ａをソルダレジスト１２を使ってパターン形
成するようにしたが、ソルダレジストを用いる代わりに
ランド７自身に直接エッチング加工を施して複数に分割
した露出電極面７ａをパターン形成することもできる。
図４（ａ),（ｂ）はこのようにしてパターン形成した露
出電極面７ａの実施例を示すものであり、プリント配線
板１の銅箔に導体パターン６，ランド７を形成するエッ
チング工程で、同時にランド７にエッチングを施し、そ
のランド面上に一端を相互に連なて周方向に並ぶ櫛歯状
の露出電極面７ａをパターン形成する。なお、この場合
に露出電極面７ａのパターンは図示例に限定されるもの
ではなく、様々なパターンに変更して実施できる。

【００１７】次に、図１（ｃ）において、金属フレーム
４のタップ４ａに形成した凹凸状の歯列１１について、
その加工方法，および歯列パターンのいくつかの実施例
を図５（ａ）〜（ｄ）で説明する。すなわち、歯列１１
はローレット加工などによりタップ４ａの表面に刻み込
まれる。ここで、歯列の深さは0.１〜0.５mm程度とし、
タップ４ａにプリント配線板を重ねてねじ締結した際
に、歯列が先述したランド７の半田コート面へ確実に食
い込むようにその先端が鋭角なナイフエッジを呈するよ
うに形成されている。

【００１８】また、歯列１１のローレットパターンにつ
いて、（ａ）図の実施例は歯列が筋目状に並んでいる。
また（ｂ）図は格子状に歯列が並ぶ実施例を、さらに
（ｃ）図は波紋状に歯列が並ぶ実施例を示している。そ
して、図５に示したいずれのパターンでも、金属フレー
ム４にプリント配線板１を搭載してねじ締結すると、タ
ップ４ａに形成した歯列１１がプリント配線板側の接地
用ランド７の露出電極面７ａにコーティングされた半田
コート１３に食い込むように圧接されるので、両者の間
が確実に導電接触するようになるとともに、締結ねじ５
も緩み難くなり、これにより長期安定した導電接触状態
が確保される。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成によれ
ば、金属フレームにプリント配線板を搭載して両者の間
をねじ締結した状態では、金属フレームのタップがこれ
と対向するプリント配線板側の接地用ランドの半田コー
ト面に多点接触するようになる。したがって、両者の間
に良好，かつ信頼性の高い導電接触状態が確保されこと
になり、これにより金属フレームを静電シールドとして
安定よく機能させることができる。

【００２０】また、プリント配線板を搭載する金属フレ
ームのタップにローレット加工などで歯列を形成してお
くことにより、ねじ締結状態ではこの歯列がプリント配
線板側に形成した接地用ランドの半田コート面に食い込
んで両者間の導電接触状態をより一層確実にするととも
に、併せて締結ねじの緩み防止効果が得られるので信頼
性がより一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるプリント配線板の取付け
構造図であり、（ａ）はプリント配線板を金属フレーム
に搭載した組立構造の側面図、（ｂ）はプリント配線板
のパターン面から見た平面図、（ｃ）は金属フレームの
平面図

【図２】図１のプリント配線板取付け構造における要部
の詳細構造図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はソルダ
レジストを用いてランド表面に形成した露出電極面のパ
ターンを表す平面図、（ｃ）はランドの周方向に沿った
断面展開図

【図３】ソルダレジストを用いて接地用ランドに形成し
た露出電極面のパターンを表す本発明の応用実施例を示
し、（ａ),（ｂ),（ｃ）はそれぞれ異なる露出電極面の
パターン図

【図４】エッチング法により露出電極面をパターン形成
した接地用ランドの構成図であり、（ａ）は断面図、
（ｂ）は露出電極面のパターンを表すランドの平面図

【図５】図１における金属フレームのタップに形成した
歯列を表す図であり、（ａ）〜（ｃ）は異なる歯列のパ
ターン図、（ｄ）はタップの断面図

【図６】従来のプリント配線板取付け構造における要部
の詳細構造図

【図７】従来におけるプリント配線板の取付け構造図で
あり、（ａ）はプリント配線板を金属フレームに搭載し
た組立構造の側面図、（ｂ）はプリント配線板のパター
ン面から見た平面図、（ｃ）は金属フレームの平面図

【符号の説明】

１ プリント配線板 ３ パワー素子 ４ 金属フレーム ４ａ タップ ５ 締結ねじ ６ 導体パターン ７ 接地用ランド ７ａ 露出電極面 １１ 歯列 １２ ソルダレジスト １３ 半田コート

フロントページの続き (72)発明者 川上 浩之 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 渡辺 学 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放熱器，静電シールド兼用の金属フレーム
   に搭載したプリント配線板の取付け構造であり、取付け
   位置に合わせてプリント配線板の導体パターンに形成し
   た接地用ランドの表面に半田をコーティングし、この半
   田コート面に金属フレームのタップを重ねたた上で両者
   間をねじ締結により導電接触させたものにおいて、前記
   ランドに対し、その表面上に半田コーティングの施され
   る露出電極面を複数箇所に分割してパターン形成したこ
   とを特徴とするプリント配線板の取付け構造。
2. 【請求項２】請求項１記載の取付け構造において、露出
   電極面を除く面域にソルダレジストを被覆して露出電極
   面をパターン形成したことを特徴とするプリント配線板
   の取付け構造。
3. 【請求項３】請求項１記載の取付け構造において、ラン
   ド自身にエッチングを施して露出電極面をパターン形成
   したことを特徴とするプリント配線板の取付け構造。
4. 【請求項４】請求項１記載の取付け構造において、金属
   フレームのタップ表面に凹凸状の歯列を形成したことを
   特徴とするプリント配線板の取付け構造。
5. 【請求項５】請求項４記載の取付け構造において、凹凸
   状の歯列をローレット加工により形成したことを特徴と
   するプリント配線板の取付け構造。