JP2009181775A - ターミナル構造 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板を大型化することなく、接続端子を回路基板に正確にかつ簡単に実装する。
【解決手段】回路基板３に対する接続端子１の接続工程において、接続端子１に設けられた耐熱性の良い樹脂台座７で接続端子１を位置決めする。この際、樹脂台座７を回路基板３外に設けることで回路基板３の大型化を防ぐことができる。この後、接続端子１が回路基板３に対して位置決めされた状態で接続端子１を回路基板３にリフロー半田付けする。従って、接続端子１を回路基板３に正確にかつ簡単に実装することができる。
【選択図】図１

Description

本願発明は、回路基板に接続端子を実装したターミナル構造に関するものである。

大型の電子部品や、回路基板から離れた箇所に配置される電子部品と回路基板との接続には、回路基板に接続端子をリフロー半田付けにより実装したターミナル構造が用いられる。

例えば、特許文献１に開示されているように、電極端子部材１４は第１接続部１５と協働して電極端子部材１４を自立状態に保持可能な保持部３０を切り離し可能に備えたものが使用される。そして、ターミナル構造の製造は、電極端子部材１４を第１接続部１５と保持部３０により回路基板上に安定状態に自立させた状態でリフロー半田付けを行って電極端子部材１４を回路基板に接続する接続工程と、その後、保持部３０を第２接続部１８から切り離して除去する除去工程とによって行なわれる。保持部３０は電極端子部材１４の半田付け後不要となり、また保持部３０を除去しないで回路基板を筐体１１に搭載すると絶縁不良の原因になるため、保持部３０の除去工程がある。従って、特許文献１の発明は、保持部３０の除去工程を必要とするため、製造工程が複雑になり、コストアップにも繋がるという問題があった。

特許文献１の問題に対処するため、例えば特許文献２に開示されるように、接続端子ピン４に支持部を設ける方法が考えられる。特許文献２では、接続端子ピン４の端部４ａと支持部である折り曲げ部４ｄが金属ベース回路基板１上の接続ランド２と接続ランド３との２箇所で接合されるため、リフロー炉などによる半田接合時における接続端子ピン４の倒れはない。特に、接続端子ピン４の重心の位置を挟んで一方の端部４ａと折り曲げ部４ｄの先端部との距離を長くすると、金属ベース回路基板１と接続端子ピン４の平行度が安定し、また接続端子ピン４の金属ベース回路基板１に対する水平方向の振れも小さくなり安定する。

特開２００７−２７３１４７８号公報（第２、５頁、図１、２） 特開平８−２７９６７４号公報（第３頁、図１、２）

しかし、特許文献２で開示された接続端子ピン４の中間部に設けた折り曲げ部４ｄは接続端子ピン４の重心とともに基板１上に位置しなければならない。そのため、金属ベース回路基板１に折り曲げ部４ｄを配置するスペース３を余分に設ける必要があり、金属ベース回路基板１の大型化に繋がるという問題がある。また、接続端子ピン４の安定化のために、接続端子ピン４の端部４ａと折り曲げ部４ｄとの距離を長くすると、金属ベース回路基板１がより大型化するという問題がある。

本願発明の目的は、回路基板の大きさを変更することなく、接続端子を回路基板に正確にかつ簡単に実装できるようにする。

請求項１に記載の本願発明は、回路基板に接続端子を実装したターミナル構造において、前記回路基板外に位置する前記接続端子の一部に接続端子に対する位置決め用の樹脂台座を設けたことを特徴とする。

請求項１記載の本願発明によれば、回路基板外に設けられる樹脂台座により、回路基板を大型化することなく回路基板に対する接続端子の位置決めを正確に行なうことができ、また樹脂台座は絶縁性があるため切り離し等の後処理を必要とせず、接続端子の実装作業が簡単になる。

請求項２に記載の本願発明は、前記樹脂台座は直方体に形成され、前記接続端子とインサート成型により一体化されていることを特徴とするため、接続端子に対する樹脂台座の装着を正確にかつ簡単に行なうことができる。

請求項３に記載の本願発明は、前記樹脂台座は下部に設けた２つの突起部を有することを特徴とするため、接続端子の実装時あるいは筐体への回路基板の搭載時に、治具あるいは筐体に形成する位置決め用の孔を小さくして精度を高めることができ、より正確な位置決めにより信頼性を高めることができる。

請求項４に記載の本願発明は、前記樹脂台座はピン状に形成され、前記接続端子の一部に形成した孔に嵌合されていることを特徴とするため、ターミナル構造を簡単に構成することができる。

請求項５に記載の本願発明は、前記回路基板を筐体に搭載する時、前記樹脂台座は筐体に形成された位置決め用の孔に嵌合されることを特徴とするため、筐体への回路基板の搭載作業を容易に、かつ正確に行なうことができる。

請求項６に記載の本願発明は、前記樹脂台座は耐熱性を有する材料を使用していることを特徴とするため、接続端子が半田付けのために回路基板と共にリフロー炉等に挿入されても樹脂台座は劣化することが無い。

本願発明は、回路基板を大型化することなく、接続端子を回路基板に正確にかつ簡単に実装することができる。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態を図１、図２及び図３に基づいて説明する。まず、接続端子１の構造について説明する。図１に示すように、複数の電子部品２が実装されている回路基板３には、その端部４に接続端子１が２つ配置されている。接続端子１は、それぞれターミナル構造を構成する板状の端子であるとともに、銅材によって構成されている。また、接続端子１は側面視クランク状となっており、一端に回路基板３の接続ランド１５に半田によって接続される第１接続部５、他端に第１接続部５と略平行に延びる第２接続部６を有し、第１接続部５と第２接続部６の間に樹脂台座７が一体化された構造である。各接続端子１の第１接続部５には半田付けの際に発生するガスを抜くために孔８が設けられ、第２接続部６には回路基板３以外に設置された回路部品の電極端子１８（図３参照）に固定するための孔９が形成されている。第１接続部５と樹脂台座７の間には応力緩和のためにコの字状の曲げ部１０が設けられている。

次に、樹脂台座７の構造について説明する。樹脂台座７は回路基板３に配置したとき、回路基板３の端面よりも外方に位置するようにインサート成型により接続端子１に一体化されている。また、樹脂台座７はリフロー半田付けの際に接続端子１の第１接続部５が回路基板３の接続ランド１５と正確に一致するように位置決めの役割を果たすため、接続端子１から下方に長く突出した直方体で形成されている（図２参照）。また、樹脂台座７は耐熱性と絶縁性に優れた材料、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の樹脂材料を使用することが好ましい。従って、半田付けのために接続端子１が回路基板３と共にリフロー炉等に挿入されても樹脂台座７は劣化することが無く、接続端子１の実装精度を損なう恐れが無い。

次に、リフロー半田付けの際に用いる治具１１の構造について説明する。図１及び図２に示すように、治具１１には回路基板３を載置するための支持部１２が形成されている。支持部１２は、回路基板３とほぼ同一の形状と回路基板３の厚みとほぼ同一の深さを有する凹部で構成されているため、回路基板３を支持部１２に載置した時、回路基板３の表面が治具１１の表面とほぼ同一平面となる。また、治具１１には支持部１２の周縁から離れた２箇所の位置に、四角形状の位置決め溝１３が形成されている。この位置決め溝１３は、図２に示すように直方体で形成した樹脂台座７の下方部分が嵌合可能なように、樹脂台座７の下方部分とほぼ同じ大きさの形状である。

以上のように構成された第１の実施形態の製造方法を以下に説明する。接続端子１の回路基板３に対する接続工程では、まず、回路基板３を治具１１の支持部１２に載置するとともに、接続端子１の樹脂台座７を治具１１の位置決め溝１３に嵌合することにより、接続端子１は安定した自立状態に保持され、接続端子１の第１接続部５が回路基板３の半田と接触する位置である接続ランド１５に精度よく配置される。

次に、治具１１に回路基板３及び接続端子１を載置した状態で、リフロー半田付けを行う。リフロー半田付けの方法としては、例えば治具１１をコンベヤ上に載置してリフロー炉内を通過させる。回路基板３及び接続端子１が載置された治具１１がリフロー炉を通過している間に、接続ランド１５の半田が加熱溶融される。回路基板３及び接続端子１は治具１１と共にリフロー炉から出た後、冷却されて、接続端子１は回路基板３に実装される。

接続端子１を実装した回路基板３は図３に示すように、他の回路部品（図示せず）とともに筐体１６に搭載される。即ち、接続端子１の樹脂台座７の下部を筐体１６に設けられた位置決め溝１７に嵌合することにより回路基板３の位置決めが行なわれる。従って、回路基板３に実装した接続端子１の第２接続部６の孔９は前記他の回路部品の電極端子１８のねじ孔に精度よく一致され、ねじ１９により螺着される。

前記した本願発明の第１の実施形態は、以下の作用効果が得られる。
（１）回路基板３に対する接続端子１の接続工程において、治具１１に形成した位置決め溝１３に接続端子１の樹脂台座７を嵌合することで、第１接続部５が回路基板３の接続ランド１５に正確に位置決めされる。したがって、回路基板３に対する接続端子１の位置決め精度を向上させることができる。また、絶縁性を有する樹脂台座７は回路基板３が筐体１６に搭載されても問題を生じないため、従来のように除去する必要が無い。このため、製造工程が簡単化されコストには繋がらない。

（２）樹脂台座７は耐熱性に優れた材料を使用しているため、リフロー半田付けを行っても樹脂台座７が劣化することはない。したがって、半田の溶融時に接続端子１が位置ずれを起こすことがなく、接続端子１を回路基板３に精度よく実装することができる。

（第２の実施形態）
以下第２の実施形態を図４、図５及び図６に基づいて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態における樹脂台座７の形状を変更したもので、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図４に示すように、樹脂台座２０は接続端子１に装着された本体の下部に大きさの等しい円柱状の２つの突起部２１を有する。突起部２１は図５及び図６に示すように、治具１１に形成したほぼ同一形状の位置決め孔２２及び筐体１６に形成したほぼ同一形状の位置決め孔２３に嵌合させて接続端子１及び回路基板３を位置決めする。第２の実施形態は、樹脂台座２０下部に設けた２つの突起部２１を有することを特徴とするため、接続端子１の実装時（図５参照）あるいは筐体１６への回路基板３の搭載時（図６参照）の位置決めを正確に行なえるとともに、第２接続部６のねじ孔９を小さくしてねじ締結のための精度を高めることができ、より正確な位置決めによりねじ締結の信頼性を高めることができる。

（第３の実施形態）
図７、図８及び図９に示す第３の実施形態は、第１の実施形態における樹脂台座７の形状を変更したもので、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。第３の実施形態における樹脂台座２４は円柱のピン形状に形成され、接続端子２５とは別体の構成である。また、樹脂台座２４は接続端子２５に設けられた樹脂台座２４とほぼ同一径の孔２６に貫通可能に構成されている。接続端子２５を回路基板３に実装する場合、図８に示すように、樹脂台座２４は接続端子２５の孔２６を貫通するとともに治具１１に形成したほぼ同一形状の位置決め孔２７に嵌合される。回路基板３を筐体１６に搭載する場合は、樹脂台座２４を接続端子２５の孔２６に貫通させるとともに筐体１６に形成したほぼ同一形状の位置決め孔２８に嵌合させて位置決めする。なお、回路基板３の第２接続部６を他の回路部品の電極端子１８にねじ１９によって固定した後は、樹脂台座２４を接続端子２５から抜き取っても良く、あるいは筐体１６にそのまま搭載しておいても良い。第３の実施形態は、樹脂台座２４をピン形状にし、接続端子２５の一部に形成した孔２６に嵌合する構成としたことを特徴とするため、ターミナル構造を簡単に構成することができる。

本願発明は、前記した各実施形態の構成に限定されるものではなく本願発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、次のように実施することができる。

（１）樹脂台座７の取り付け場所は、回路基板３外ならどこでもよい。
（２）治具や筐体の位置決め孔は貫通孔でも良い。
（３）第３の実施形態における樹脂台座２４は熱圧着等により接続端子１に固定しても良い。

第１の実施形態におけるターミナル構造の斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 第１の実施形態における回路基板搭載時の断面図である。 第２の実施形態における接続端子の斜視図である。 第２の実施形態における接続端子実装時の断面図である。 第２の実施形態における回路基板搭載時の断面図である。 第３の実施形態における接続端子の斜視図である。 第３の実施形態における接続端子実装時の断面図である。 第３の実施形態における回路基板搭載時の断面図である。

符号の説明

１、２５ 接続端子
３ 回路基板
５ 第１接続部
６ 第２接続部
７、２０、２４ 樹脂台座
９、２６ 孔
１１ 治具
１２ 支持部
１３、１７ 位置決め溝
１５ 接続ランド
１６ 筐体
１８ 電極端子
１９ ねじ
２１ 突起部
２２、２３、２７、２８ 位置決め孔

Claims (6)

1. 回路基板に接続端子を実装したターミナル構造において、前記回路基板外に位置する前記接続端子の一部に回路基板に対する位置決め用の樹脂台座を設けたことを特徴とするターミナル構造。
2. 前記樹脂台座は直方体に形成され、前記接続端子とインサート成型により一体化されていることを特徴とする請求項１に記載のターミナル構造。
3. 前記樹脂台座は下部に設けた２つの突起部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のターミナル構造。
4. 前記樹脂台座はピン状に形成され、前記接続端子の一部に形成した孔に嵌合されていることを特徴とする請求項１に記載のターミナル構造。
5. 前記回路基板を筐体に搭載する時、前記樹脂台座は筐体に形成された位置決め用の孔に嵌合されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のターミナル構造。
6. 前記樹脂台座は耐熱性を有する材料を使用していることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のターミナル構造。

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