JPH1075054A

JPH1075054A - 電気導体

Info

Publication number: JPH1075054A
Application number: JP9169845A
Authority: JP
Inventors: Ulrich Stille; シュティレウルリッヒ
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 1998-03-17
Also published as: KR980007880A; TW329570B; DE19625934C1

Abstract

(57)【要約】【課題】プリント配線板２の両面３，４に配設されて
いる導体路５，６の導電接続のための電気導体１であっ
て、該導体はプリント配線板の開口９に挿入され、プリ
ント配線板上面３において導体路にあるはんだ付け接点
８，８′に接続可能でありかつ下面４において導体路に
あるはんだ付け接点７に接続可能である形式のものを、
大電流を流することができ、低価格で製造できるように
改良する。【解決手段】電気導体は一体の金属部材であり、該金
属部材を介して１Ａより多くの電流強度を有する電流が
流れることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の上位概
念に記載の電気導体から出発している。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板の両側に配設されている
導体路を導電接続するために、プリント配線板の開口に
挿入される電気導体は既に公知である。この電気導体を
製造するために、導電性のペーストがスクリーン印刷法
でスルーホールとして実現されている開口内に挿入され
る。この開口は、プリント配線板の上面および下面にお
いて導体路に配設されているはんだ付けアイによって取
り囲まれている。導電ペーストは、乾燥すると、貫通孔
の内壁に当接される電気導体を形成する。この場合電気
導体は上面および下面におけるはんだ付けアイを把持す
る。この形式の電気導体は従来技術において貫通接触接
続部と称される。この従来技術において不都合なのは、
導電ペーストが例えば金属として比較的不良な電気導体
でありかつ金属性のはんだ付けアイと導電ペーストとの
間の熱伝導接触抵抗がまさに大きいということである。
更に、貫通接触接続部の製造の際、導電ペーストがはん
だ付けアイの内壁を申し分ない強度で把持するように、
面倒な措置を講じなければならないということは不都合
である。この欠点のために、非常に大きな電流は個々の
貫通接触接続部を介して流れ出ることができない。

【０００３】それ故に、１Ａより大きな電流強度を有す
る大きな電流をプリント配線板の上面から下面に導くた
めに、従来技術では大面積の導体路を介して相互に接続
されている複数の貫通接触接続部がプリント配線板上に
空間的に密接した領域において設けられている。しかし
ながら、個々の貫通接触接続部における電流の分配は正
確には予測することができないので、今日の電力素子の
非常に高い電流強度において、この領域において個々の
貫通接触接続部に過負荷を来す可能性があり、その結果
プリント配線板が損傷される。更に、多数の貫通接触接
続部の製造はコストがかかりしかもプリント配線板にお
ける所要スペースは高められる。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】本発明の課題は、冒頭に述べ
た形式の電気導体を、大電流を流すことができ、しかも
過負荷が生じることがなく、コストもかからないように
改良することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、請求項１の特徴部分に記載の構成によって解決さ
れる。

【０００６】本発明の電気導体は、一体の金属部材を介
して、大きな電流も、プリント配線板上面における導体
路から下面にプリント配線板に設けられている開口を通
って流れることができるという利点を有している。更
に、金属部材は、大面積の導体路を介して接続されてい
る多数の貫通接触接続部よりわずかなスペースしか要求
しない。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の別の実施の態様はその他
の請求項に記載されている。金属部材を導体路とはんだ
付けすると特別有利である。というのはこれにより、導
体路と金属部材との間の電気的な接触抵抗が出来るだけ
僅かに抑えられるからである。更に、金属部材が、はん
だ付け接点間の機械的な応力を受け取るための手段を有
していることは有利である。その理由は、そうでなけれ
ば、プリント配線板材料および金属部材の異なった熱膨
張係数に基づいたプリント配線板の温度変化による負荷
によって、結果的にはんだ付け接点が裂けたりまたはも
ぎ取られたりすることがあるからである。

【０００８】更に、金属部材が、プリント配線板のこの
ために設けられている開口に導入可能である軸部を備え
るようにすると有利である。というのはこれにより、上
面から下面までの連続的な金属性の接続部が実現される
からである。軸部から横断方向に突出した接点部材によ
り、軸部が開口を滑り抜けることが妨げられ、かつ同時
に、軸部と上面におけるはんだ付け接点との電気的な接
続が可能になる。この場合有利にも、軸部の侵入深度は
接点部材によって、上面から開口に導入された金属部材
が少なくともプリント配線板の下面まで開口を通って案
内可能でありかつ引き続いて下面におけるはんだ付け接
点と例えば流動はんだ付け法においてはんだ付けするこ
とができるように確定される。その際、軸部の長さは、
同じ金属部材が異なった厚さを有する種々異なったプリ
ント配線板に使用することができるように選定すること
ができる。

【０００９】接点部材が軸部から側方に突出している、
ばね弾性の接点アームの形に実現されており、該接点ア
ームが、温度変化による負荷によって惹き起されかつ上
面および下面におけるはんだ付け接点に生じる機械的な
応力を受け取りかつこれによりはんだの脱落を妨げるよ
うにすれば、有利である。

【００１０】接点部材を、軸部から反対の方向に突出し
た２つの接点アームから構成すると特別有利である。と
いうのは、これにより金属部材をプリント配線板似そう
着する際の安定性および位置決め精度が改善されるから
である。

【００１１】更に、それぞれの接点部材に、軸部の方向
において半円形に曲げ出されている巻き毛状部を成形す
ると有利である。巻き毛の湾曲した形状によって、はん
だ付け接点間の機械的な応力が更に良好に金属部材によ
って受け取られることが可能である。

【００１２】軸部に対して垂直方向に延在する扁平な面
を開口に挿入されない、軸部の第２の端部に構成するこ
とによって非常に大きな利点が得られる。この扁平な面
により、金属部材をＳＭＤ実装装置（Surface mouted d
evice）を用いて収容しかつプリント配線板上に装着す
ることが可能になる。その際ＳＭＤ実装装置の吸い込み
器が金属部材を上記の扁平な面に収容しかつ通例のＳＭ
Ｄ部品のようにプリント配線板上に装着することができ
る。

【００１３】プリント配線板の両側には移設された導体
路の導電接続を実現するための本発明の方法によって、
プリント配線板の製造の際に著しい利点が得られる。電
気導体はＳＭＤ部品として既存のＳＭＤ実装装置によっ
てプリント配線板に取り付けられるので、導体を取り付
けるために付加的な特別な装着装置を作る必要はない。
導体がＳＭＤ部品として実現されていなければ、導体は
例えば特別な軸方向実装装置によって貫通差し込み組み
立てにおいてプリント配線板に取り付けられなければな
らにことになる。この形式の取り付けでは、はんだ付け
接点に既に装着されているその他のＳＭＤ部品がずらさ
れるかもしれないので、導体の取り付けの前にこれらＳ
ＭＤ部品はまず、リフローはんだ付け法において固定さ
れなければならないことになる。リフローはんだ付けは
２度は実施することができないので、ＳＭＤ部品のリフ
ローはんだ付け後、導体を上面において接点面と、その
時別の回路部品を損傷することなしにはんだ付けするこ
とには困難がある。回路部品のこの形式の損傷は本発明
の方法では有利にも、導体の、上面におけるはんだ付け
接点とのはんだ付けを、上面に設けられているその他す
べてのＳＭＤ素子のはんだ付けと一緒にリフローはんだ
付け法において行うことによって回避される。プリント
配線板の下面におけるはんだ付け接点は引き続いて流動
はんだ付け法によって簡単に導体と電気接続される。

【００１４】

【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。

【００１５】図１には、プリント配線板２の断面が略示
されている。プリント配線板２は上面３および下面４を
有している。プリント配線板２に、貫通孔として実現さ
れている開口９が形成されている。これらの開口のうち
１つしか図１には図示されていない。分かり易くする理
由から、断面は、プリント配線板２の、観察者の方の側
の隅が開口９の内壁の一部とともにプリント配線板から
取り除かれた形において示されている。

【００１６】プリント配線板の上面３には導体路５が存
在している。導体路は図１には簡単にするために、図示
されていない。導体路５にははんだ付け接点８および
８′が配設されている。接点８，８′ははんだ付けパッ
ドの形の矩形の面状部分として実現されている。これら
面状部分は開口９に関して相互に相対向している。プリ
ント配線板２の下面４には、図示されていない別の導体
路６が存在している。導体路には、はんだ付け接点７が
配設されている。下面４におけるはんだ付け接点７はリ
ング形状のはんだ付けアイの形で開口９を取り囲んでい
る。

【００１７】上面３におけるはんだ付け接点８，８′お
よび下面４におけるはんだ付け接点７は、開口９に導入
される電気導体１によって相互に接続される。電気導体
１は一体の金属部材から成りかつ打ち抜き曲げ出し部材
として実現されている。金属部材１は例えば銅から製造
することができるが、別の良導電性の金属または合金も
考えられる。この場合金属部材１は、１Ａより大きな電
流強度を有する電流が流れることができるものでなけれ
ばならない。

【００１８】金属部材１は軸部１０を有している。軸部
の第２の端部１９はプリント配線板２の上面３から開口
９内を、該第２の端部１９がプリント配線板２の下面４
まで貫通案内されかつ下面から一部突出し、一方第１
の、開口には挿入されない、軸部１０の端部１８がプリ
ント配線板２の上面３から一部突出するところまで挿入
される。その際軸部１０の長さは少なくとも、金属部材
が種々異なった厚さを有する種々の市販のプリント配線
板の開口に導入することができる程度の大きさに選定さ
れている。軸部１０の直径は、開口９の直径より著しく
小さく選定されていりはずであるので、軸部は、それが
開口９にセンタリングされて導入されるとき、開口の内
壁に接触する必要がない。軸部１０が摩擦力を克服する
ための力を消費することなしに、開口９に導入すること
ができることは重要である。開口９は例えば、約１．１
ｍｍの直径を有することができ、一方軸部は例えば、軸
部１０が、開口の内壁に当たる個となく開口９に導入す
ることができるように選定されている矩形の横断面を有
している。軸部１０が開口を通り抜けないように、開口
に導入されない、軸部１０の第１の端部１８に接点部材
が成形されている。この接点部材は、軸部１０から垂直
に反対の方向に突出している２つの接点アーム１１およ
び１１′から成っておりかつ軸部１０が開口９に導入さ
れると上面３におけるはんだ付け接点８および８′に当
て付けられる。接点アーム１１および１１′は、ばね弾
性の、軸部１０と一体に連結されているウェブとして実
現されている。接点アーム１１および１１′の、軸部１
０とは反対の側の端部は、半円形状に曲げ出されている
巻き毛１２および１２′の形に実現されている。軸部１
０が開口９に導入されると、巻き毛１２の下端部がはん
だ付け接点８上に載置されかつ巻き毛１２′の下端部が
はんだ付け接点８′上に載置され、これにより軸部１０
の、開口９への侵入深度が決まってくる。その際半円形
状の巻き毛１２および１２′の半径および軸部１０の長
さは、接点アーム１１，１１′の１２，１２′がはんだ
付け接点８，８′に当て付けられたとき、軸部１０の第
２の端部１９がプリント配線板の下面４から一部突出す
るように、相互に調整されている。

【００１９】更に、軸部１０の第１の端部１８に、軸部
に対して垂直に延在している、扁平な面１３が設けられ
ている。別個の合成樹脂部材を、上面が扁平な面１３の
形を有している軸部１０に連結することができる。合成
樹脂部材は例えば、射出成形部品として設けることがで
きる。しかし一層簡単には、扁平な面１３を実現するた
めに、金属部材１の第１の端部と一体に連結されている
脚部を設けることができる。このために、金属部材１の
端部１８に、２つの接点アーム１１，１１′の間に、接
点アームからも垂直に、軸部１０からも垂直に曲げ出さ
れている脚部１６が成形されている。軸部の端部１８と
は反対側の、脚部１６の端部１５は、接点アーム１１，
１１′に平行に延在している縁１７に沿って、１８０°
だけ軸部の方向に戻る方向に畳まれており、その結果戻
る方向に畳まれた端部１５の下面が扁平な面状部分１３
を形成し、該面状部分は軸部１０の端部１８を突出して
いる。脚部１６の戻る方向に畳まれた端部１５は該脚部
の全長のほぼ１／３を有しているので、軸部１０の長手
軸線は扁平な面１３の中心点を垂直方向に延在してい
る。

【００２０】上面３におけるはんだ付け接点８，８ ′
および下面４におけるはんだ付け接点７の導電接続の手
法は次のように実施される。上面３に設けられているは
んだ付け接点がまず、印刷ステーションにおいてはんだ
ペーストによってプリントされる。引き続いて、プリン
ト配線板２がＳＭＤ実装装置に挿入される。ＳＭＤ実装
装置はプリント配線板をこのために定められている位置
にＳＭＤ素子で実装する。これら素子はＳＭＤ実装装置
の吸い込みヘッドによって取り付けられかつその前には
んだで覆われているはんだ付け接点上に装着される。公
知のＳＭＤ素子の他に、本発明の電気導体もＳＭＤ実装
装置によって取り付けられる。このために実装装置の吸
い込みヘッドが金属部材１の扁平な面１３を吸い込みか
つ金属部材１を、開口９が存在している、プリント配線
板の所定の位置に搬送する。ＳＭＤ実装装置は扁平な面
１３をプリント配線板の上面に対して平行に案内するの
で、軸部１０は上面に対して垂直に保持される。金属部
材１がプリント配線板の上面に装着されると、軸部１０
は自動的に開口９に導入される。この場合、軸部１０
の、開口９に比べて小さな直径に基づいて、摩擦力は発
生せずかつＳＭＤ実装装置によってプリント配線板上で
の素子の非常に正確な位置決めが可能であるので、金属
部材１の実装はその他のＳＭＤ素子と同じように正確に
実施することができる。金属部材をプリント配線板に取
り付ける際に、接点アーム１１，１１′の端部１２，１
２′がはんだペーストが覆われているはんだ付け接点８
および８′に載置され、これにより軸部１０の、開口９
への侵入深度が決まってきる。装着後、金属部材は２つ
の接点アーム１１および１１′によってその位置が確保
される。それからプリント配線板２はＳＭＤ実装装置か
ら取り外されかつリフローはんだ付けステーションに供
給され、そこでＳＭＤ素子として取り付けられた金属部
材１はその他のＳＭＤ素子と一緒に、上面上のはんだ付
け接点にはんだ付けされる。引き続いて、プリント配線
板２は流動はんだ付けステーションに供給される。流動
はんだ付けステーションにおいて、プリント配線板の下
面４における接点が流動はんだ付け浴によって導体路と
はんだ付けされる。その際開口９を通って実現された、
軸部１０の端部１９が、はんだ付けアイ７とそれ自体公
知の方法ではんだ付けされる。

【００２１】リフローおよび流動はんだ付けプロセスの
後では、プリント配線板の上面における導体路５は金属
部材１を通してプリント配線板の下面における所属の導
体路６と電気的に接続された状態にある。プリント配線
板の温度変化による負荷により、金属およびプリント配
線板材料の異なった膨張係数に基づいて、金属部材およ
びプリント配線板の異なった長さの膨張が生じる。この
ことから生じる応力は可撓性の、ばね弾性の接点アーム
１１，１１′および成形された巻き毛部１２，１２′に
よって受け取られ、一方開口９中を自由に移動する軸部
１０は膨張しかつ再び収縮することができる。従って、
はんだ付けアイの脱落は回避される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気導体の実施例の概略を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１電気導体、２プリント配線板、３上面、
４下面、５，６導体路、７，８，８′ はんだ付
け接点、９開口、１０軸部、１１，１１′
接点アーム、１２，１２′ 巻き毛部、１３扁平
な面、１６脚部、１７縁、１８，１９軸端部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント配線板（２）の両面（３，４）
に配設されている導体路（５，６）の導電接続のための
電気導体（１）であって、該電気導体（１）はプリント
配線板（２）の開口（９）に挿入可能でありかつ該プリ
ント配線板（２）の上面（３）において前記導体路
（５，６）に配設されているはんだ付け接点（８，
８′）に接続可能でありかつプリント配線板（２）の下
面（４）において前記導体路（５，６）に配設されてい
るはんだ付け接点（７）に接続可能である形式のものに
おいて、該電気導体（１）は一体の金属部材であり、該
金属部材を介して１Ａより多くの電流強度を有する電流
が流れることができることを特徴とする電気導体。
【請求項２】前記金属部材（１）は上面（３）におけ
るはんだ付け接点（８，８′）および下面（４）におけ
るはんだ付け接点（７）にはんだ付け可能でありかつ上
面（３）におけるはんだ付け接点（８，８′）と下面
（４）におけるはんだ付け接点（７）との間の機械的な
応力を受け取るための手段（１１，１１′，１２，１
２′）を有している請求項１記載の電気導体。
【請求項３】前記金属部材（１）は軸部（１０）を有
し、該軸部の第１の、前記開口（９）に挿入されていな
い端部（１８）に、該軸部から横断方向に突出している
接点部分（１１，１１′）が成形されており、該接点部
分は前記軸部（１０）の第２の端部（１９）が前記開口
（９）に挿入された後、前記プリント配線板の上面
（３）における前記はんだ付け接点（８，８′）と当接
することができかつこれにより前記軸部（１０）の、前
記開口（９）における侵入深度を、前記開口（９）に導
入された、前記軸部（１０）の第２の端部（１９）が少
なくとも前記プリント配線板の下面（４）まで通り抜け
ることができるように確定する請求項１記載の電気導
体。
【請求項４】前記機械的な応力を受け取るための手段
として、前記軸部（１０）から側方に突出している、ば
ね弾性の接点アーム（１１）の形の接点部材が形成され
ている請求項２または３記載の電気導体。
【請求項５】前記機械的な応力を受け取るための手段
として、前記軸部（１０）から反対の方向に突出してい
る、２つのばね弾性の接点アーム（１１，１１′）の形
の接点部材が形成されている請求項２または３記載の電
気導体。
【請求項６】それぞれの接点アーム（１１，１１′）
に、前記軸部（１０）とは反対の側の端部において、軸
部の方向に半円形状に曲げ出されている巻き毛部（１
２，１２′）が成形されている請求項４または５記載の
電気導体。
【請求項７】前記軸部（１０）の前記第１の端部（１
８）に、前記軸部に対して垂直に延在している扁平な面
（１３）が設けられている請求項３から６までのいずれ
か１項記載の電気導体。
【請求項８】前記金属部材（１）は打ち抜き曲げ出し
部材として実現されている請求項１から７までのいずれ
か１項記載の電気導体。
【請求項９】プリント配線板（２）の開口（９）に挿
入される電気導体（１）が上面（３）における導体路
（５）に配設されているはんだ付け接点（８，８′）に
導電接続されかつ下面（４）における導体路（６）に配
設されているはんだ付け接点（７）に導電接続される形
式の、プリント配線板（２）の両側（３，４）に配設さ
れている導体路（５，６）の導電接続のための方法にお
いて、前記電気導体（１）をＳＭＤ素子としてＳＭＤ実
装装置によって前記プリント配線板（２）上に装着し、
この場合該導体の少なくとも部分（１９）を前記開口
（９）を通して案内しかつ前記導体（１）を前記上面
（３）におけるはんだ付け接点（８，８′）にリフロー
はんだ付け法においてはんだ付けしかつ下面（４）にお
けるはんだ付け接点（７）に流動はんだ付け法において
はんだ付けすることを特徴とする方法。