JP6447401B2

JP6447401B2 - コネクタ実装基板

Info

Publication number: JP6447401B2
Application number: JP2015148302A
Authority: JP
Inventors: 規彰巽
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2015-07-28
Publication date: 2019-01-09
Anticipated expiration: 2035-07-28
Also published as: JP2017028215A

Description

本発明は、プリント基板に表面実装タイプのコネクタが実装されてなるコネクタ実装基板に関するものである。

従来から、自動車用の電気接続箱の内部回路等として、プリント基板に表面実装型のコネクタが実装されたコネクタ実装基板が用いられている。このようなプリント基板に実装される表面実装型のコネクタは、例えば、特開平７−８５９３２号公報（特許文献１）に開示されているように、プリント基板の側方に開口するコネクタ装着孔を有するコネクタハウジングと、コネクタハウジングに収容保持された複数の接続端子を含んで構成されており、コネクタ装着孔の奥壁を貫通して突出する各接続端子のリード部が、プリント基板上のパッド部に対してリフロー半田付けにより導通接続されている。

ところで、表面実装型のコネクタをプリント基板に対してリフロー半田付けにより実装する際には、半田の溶融時に半田の浮力等によりリード部がパッド部から浮き上がり易く、半田付け不良が発生するおそれがある。そこで、特許文献１に記載のとおり、リード部が突出するコネクタ装着孔の奥壁から離隔したコネクタ装着孔の開口部側において、コネクタハウジングの底面からプリント基板側に突出する突部を設ける構造が提案されている。これによれば、突部によってコネクタハウジングがプリント基板上に僅かに傾斜して載置されることにより、リード部をパット部上に押圧する力が働いて、リード部のパッド部からの浮き上がりを低減乃至は防止することができるのである。

しかしながら、特許文献１に記載の構造では、コネクタハウジングに特別に突部を設ける必要があることから、汎用性に乏しく、コネクタハウジングの設計変更等によるコスト高が懸念される。さらに、プリント基板に対して突部が接触する部位では、コネクタの支持荷重が集中することから、かかる部分のレジスト等が剥がれ易くなる。それゆえ、かかる部分にプリント配線を配索することが困難であり、プリント基板の高密度化に支障を来たすおそれもあった。

特開平７−８５９３２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、表面実装型コネクタのリード部のパッド部からの浮き上がりの防止と、プリント配線の高密度化を両立して達成することができる、新規な構造のコネクタ実装基板を提供することにある。

本発明の第一の態様は、プリント基板と、前記プリント基板に表面実装されたコネクタとを備え、前記コネクタが、側方に開口するコネクタ装着孔を有するコネクタハウジングと、該コネクタハウジングに収容保持された複数の接続端子を含んで構成されている一方、前記コネクタ装着孔の奥壁を貫通して突出する各前記接続端子のリード部が、前記プリント基板のパッド部に対して半田付けにて導通接続されている、コネクタ実装基板において、前記プリント基板の前記コネクタハウジングの載置領域には、絶縁層を部分的に厚くすることにより、前記コネクタハウジングの前記奥壁から突出する前記リード部が前記パッド部に押圧されるように前記コネクタハウジングを傾斜状態で載置させる隆起部が設けられており、前記隆起部は、前記複数のリード部の整列方向の両端部間の長さ寸法よりも大きな長さ寸法で延出しており、前記隆起部の下方領域がプリント配線の配索領域とされていることを特徴とする。

本態様によれば、プリント基板上のコネクタハウジングの載置領域において、絶縁層を部分的に厚くした隆起部によって、載置領域に載置されたコネクタハウジングを、リード部がパッド部に押圧されるように傾斜した状態で載置することができる。これにより、リフロー等による半田付けの際に、コネクタハウジングの傾斜によりリード部をパッド部に押し当てることが可能となり、半田付け時のリード部のパッド部からの浮き上がりを防止して、リード部とパッド部の確実な半田接続を実現することができる。

さらに、コネクタハウジングを傾斜した状態に支持する隆起部が、載置領域の絶縁層を部分的に厚くすることによって形成されていることから、プリント基板の表面に積層される絶縁層の厚さを調整する簡単な構成により隆起部を設けることができる。それゆえ、従来構造のようにコネクタハウジングに特別な突部を設ける必要がなく、既存のコネクタに適用可能であることから、汎用性の向上を図ることができる。

加えて、隆起部は、厚肉の絶縁層によって構成されていることから、隆起部にコネクタハウジングの支持荷重が集中した場合でも、厚肉の絶縁層によりプリント基板の内部への影響を低減乃至は回避することができる。それゆえ、従来構造ではコネクタハウジングの支持荷重が集中する突部の下方にプリント配線を配索することが困難であったが、本発明によれば、隆起部の下方領域をプリント配線の配索領域とすることも可能であり、プリント配線の高密度化も両立して達成することができる。

なお、載置領域における隆起部の形成部位は、リード部がパッド部に押圧されるようにコネクタハウジングを傾斜させることができれば、何れの部位に形成されてもよく、隆起部の形状や個数等も任意に設定可能である。例えば、複数の小型の隆起部を点在して設けてもよいし、隆起部を長尺状に設けてもよい。

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、前記隆起部が、前記コネクタハウジングにおける前記コネクタ装着孔の開口部側の載置部位に設けられているものである。

本態様によれば、リード部が突出するコネクタ装着孔の奥壁から最も離隔するコネクタ装着孔の開口部側が載置される載置部位に、隆起部が設けられていることから、リード部をより大きな押圧力でパッド部に押圧することができる。

本発明の第三の態様は、前記第二の態様に記載のものにおいて、前記コネクタ装着孔の前記奥壁から複数の前記リード部が突出しており、前記複数の前記リード部が、前記コネクタ装着孔の幅方向で相互に離隔して整列配置されている一方、前記隆起部が、前記載置部位において、前記コネクタ装着孔の前記幅方向に延出する長尺形状を有しており、前記隆起部の前記幅方向の両端部が、前記整列配置された前記複数の前記リード部の両端に位置する前記リード部よりも前記幅方向で外方に突出しているものである。

本態様によれば、リード部が突出するコネクタ装着孔の奥壁から最も離隔するコネクタ装着孔の開口部側が載置される載置部位において、隆起部がコネクタ装着孔の幅方向に延出する長尺状に形成されている。しかも、コネクタ装着孔の幅方向で相互に離隔して整列配置された複数のリード部の両端よりも、隆起部の両端部の方が幅方向で外方に突出する長さで設けられている。これにより、コネクタハウジングをコネクタ装着孔の開口部側で隆起部によって安定して支持することができ、全てのリード部をより確実にパッド部に対して安定して押圧することができる。

本発明によれば、プリント基板上のコネクタハウジングの載置領域において、絶縁層を部分的に厚くした隆起部によって、載置領域に載置されたコネクタハウジングを、リード部がパッド部に押圧されるように傾斜した状態で載置できる。これにより、リフロー等による半田付けの際に、半田付け時のリード部のパッド部からの浮き上がりを防止して、リード部とパッド部の確実な半田接続を実現できる。さらに、隆起部が、載置領域の絶縁層を部分的に厚くすることによって形成されていることから、プリント基板の表面に積層される絶縁層の厚さを調整する簡単な構成により隆起部を設けることができ、既存のコネクタに適用可能な汎用性の高い構造を提供できる。加えて、隆起部は、厚肉の絶縁層によって構成されていることから、隆起部にコネクタハウジングの支持荷重が集中した場合でも、プリント基板の内部への影響を低減乃至は回避することができる。それゆえ、隆起部の下方領域をプリント配線の配索領域として利用して、プリント配線の高密度化も達成できる。

本発明の一実施形態としてのコネクタ実装基板の平面図。図１に示すコネクタ実装基板の側面図。

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。

先ず、図１〜２に、本発明の一実施形態としてのコネクタ実装基板１０を示す。コネクタ実装基板１０は、プリント基板１２と、プリント基板１２の一方の面である表面１４に実装されたコネクタ１６を含んで構成されている。また、コネクタ１６は、コネクタハウジング１８内に、複数の接続端子２０が挿通されて収容保持された構造とされている。より詳細には、接続端子２０の一方の端部であるリード部２２がプリント基板１２のパッド部２４に対して半田付けにより導通接続されるようになっている一方、接続端子２０の他方の端部が図示しない相手側コネクタと接続されることにより、相手側コネクタがプリント基板１２に対して電気的に接続されるようになっているのである。なお、理解を容易とするために、図１〜２においては、半田の図示を省略している。また、以下の説明において、上方とは、図２中の上方、下方とは、図２中の下方を言うものとする。

コネクタハウジング１８は、図１〜２に示されているように、合成樹脂から形成された一体成形品とされており、側方（図１〜２中、右方）に開口する略矩形の箱体形状とされたコネクタ装着孔２８を有している。そして、かかるコネクタ装着孔２８に対して図示しない相手側コネクタが嵌合されるようになっている。また、コネクタハウジング１８の幅方向（図１中、上下方向）の両側の下端部には、外方に向かって突出する扁平ブロック状のペグ保持部３０が設けられている。さらに、ペグ保持部３０の上面３２には、コネクタハウジング１８の長手方向（図１〜２中、左右方向）に離隔した３箇所において略溝状のペグ挿通孔３４が貫設されている。そして、このようなコネクタハウジング１８のペグ保持部３０に設けられた３箇所のペグ挿通孔３４に対してそれぞれ、ペグ３６が収容保持されるようになっている。ペグ３６は、略縦長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。なお、ペグ３６の長さ方向（図２中、上下方向）の下端部には、後述するプリント基板１２のスルーホール４４に挿通配置され半田付けされるリード部３８が設けられている。

加えて、コネクタハウジング１８には、複数の接続端子２０が収容保持されている。より詳細には、図１に示されているように、複数の接続端子２０の一方の端部であるリード部２２がコネクタ装着孔２８の奥壁４０を貫通して外方（図１中、左方）に向かって略クランク形状で突出しており、リード部２２の先端部がプリント基板１２の表面１４に設けられたパッド部２４上に載置されるようになっていると共に、コネクタ装着孔２８の幅方向（図１中、上下方向）で相互に離隔して整列配置されている。一方、複数の接続端子２０の他方の端部は、コネクタ装着孔２８の内部に突設されている。

プリント基板１２は、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において、その表面１４や裏面４２等にパッド部２４等のプリント配線を設けたものである。また、プリント基板１２には、コネクタハウジング１８の両側のペグ保持部３０に取り付けられたペグ３６のリード部３８が挿通配置される、６個の略円形断面形状のスルーホール４４が３個ずつ平行に整列配置された状態で貫設されている。

加えて、図１〜２に示されているように、プリント基板１２の表面１４におけるコネクタハウジング１８の載置領域４６のうち、コネクタハウジング１８におけるコネクタ装着孔２８の開口部側の載置部位４８には、コネクタ装着孔２８の幅方向（図１中、上下方向）に延出する長尺形状を有する隆起部５０が設けられている。しかも、隆起部５０の幅寸法：Ｗ１が複数のリード部２２の整列幅方向：Ｗ２よりも大きくされており、隆起部５０の幅方向（図１中、上下方向）の両端部が、整列配置された複数のリード部２２の両端に位置するリード部２２よりも幅方向で外方に突出するように形成されている。また、隆起部５０は、図２に示されているように、プリント配線を構成する銅箔からなる銅箔層５２と、プリント基板１２の表面１４を保護するレジスト層５４と、プリント基板１２の表面１４に印刷を行うシルク印刷層５６と、が積層された構造とされている。ここで、レジスト層５４は、ほこりや熱や湿気からプリント配線を保護する絶縁性の保護膜であり、公知の任意のレジストが採用可能である。なお、レジスト層５４の膜厚は、一般的には、５０〜１００μｍ程度とされている。また、シルク印刷層５６は、公知の防水・絶縁性のインクを用いてシルク印刷することにより形成されており、シルク印刷層５６の膜厚は、一般的には、５０μｍ以上の任意の値に設定可能とされている。それゆえ、隆起部５０においては、リード部２２の先端部が載置されているプリント基板１２のパッド部２４に比して、レジスト層５４とシルク印刷層５６分の高さ寸法：Ｈだけ高く形成されている。すなわち、隆起部５０の形成領域では、パッド部２４の形成領域に比して、レジスト層５４とシルク印刷層５６分の高さ寸法：Ｈだけ絶縁層が厚く形成されているのである。これにより、図２に示されているように、プリント基板１２のスルーホール４４に対してコネクタ１６に装着されたペグ３６のリード部３８が挿通配置された状態すなわち正規位置に位置決め保持された状態において、コネクタハウジング１８が傾斜されるようになっている。それゆえ、複数のリード部２２がパッド部２４に対して押圧された状態で載置できるのである。

そして、このようにプリント基板１２に対してコネクタ１６が正規位置に位置決め載置された状態において、複数のリード部２２をパッド部２４へ半田付けする工程と、ペグ３６のリード部３８をプリント基板１２のスルーホール４４に半田付けする工程を、例えばリフロー方式を用いて同時に行う。これにより、リード部２２がパッド部２４に半田付けされて、相手側コネクタとプリント基板１２が電気的に接続されると共に、プリント基板１２のスルーホール４４に挿通配置されたペグ３６のリード部３８が半田付けされることにより、コネクタハウジング１８がプリント基板１２に固定されるようになっている。

このような構造とされた本実施形態のコネクタ実装基板１０によれば、リード部２２の先端部が載置されているプリント基板１２のパッド部２４に比して、隆起部５０がレジスト層５４とシルク印刷層５６分の高さ寸法：Ｈだけ高く形成されていることから、複数のリード部２２がパッド部２４に対して押圧されるように、コネクタハウジング１８を傾斜させた状態でプリント基板１２の表面１４に載置できるようになっている。そして、かかる状態でリフロー等による半田付けを行うことにより、半田付けの際のリード部２２のパッド部２４からの浮き上がりを防止して、リード部２２のパッド部２４に対する確実な半田接続を実現することができるのである。

さらに、コネクタハウジング１８を傾斜した状態に支持する隆起部５０が、絶縁層であるレジスト層５４とシルク印刷層５６の積層によって形成されていることから、積層する絶縁層の選択や選択された絶縁層の厚さを調整することにより容易に隆起部５０を構成することができる。それゆえ、従来構造のようにコネクタハウジング１８に特別な突部を設ける必要がないことから、汎用性の向上を図ることができる。加えて、隆起部５０は、レジスト層５４とシルク印刷層５６の積層といった厚肉の絶縁層によって構成されていることから、隆起部５０にコネクタハウジング１８の支持荷重が集中したとしても、厚肉の絶縁層によってプリント基板１２への影響を低減乃至は回避することができる。それゆえ、従来の如きコネクタハウジング１８の支持荷重が集中する突部の下方にプリント配線を配索することが困難であった場合に比して、本発明によれば、隆起部５０の配設領域をプリント配線の配索領域とすることも可能であり、プリント配線の高密度化も両立して達成することができる。

加えて、コネクタハウジング１８の載置領域４６のうち、リード部２２から最も離隔した、コネクタ装着孔２８の開口部側の載置部位４８に、隆起部５０が設けられていることから、リード部２２をより大きな押圧力でパッド部２４に押圧することができる。しかも、隆起部５０がコネクタ装着孔２８の幅方向に延出する長尺形状を有していると共に、隆起部５０の幅方向の両端部が複数のリード部２２の両端に位置するリード部２２よりも幅方向で外方に突出されている。これにより、コネクタハウジング１８をコネクタ装着孔２８の開口部側で隆起部５０によって安定して支持することができると共に、全てのリード部２２をより確実にパッド部２４に対して安定して押圧することができる。

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、上記実施形態では、隆起部５０は、コネクタハウジング１８におけるコネクタ装着孔２８の開口部側の載置部位４８に設けられていたが、リード部２２がパッド部２４に押圧されるようにコネクタハウジング１８を傾斜させることができれば何れの部位に形成されてもよい。また、隆起部５０の形状や個数等も任意に設定可能であり、例えば、複数の小型の隆起部を点在して設けてもよい。

１０：コネクタ実装基板、１２：プリント基板、１４：表面、１６：コネクタ、１８：コネクタハウジング、２０：接続端子、２２：リード部、２４：パッド部、２８：コネクタ装着孔、４０：奥壁、４６：載置領域、４８：載置部位、５０：隆起部、５４：レジスト層（絶縁層）、５６：シルク印刷層（絶縁層）

Claims

プリント基板と、
前記プリント基板に表面実装されたコネクタとを備え、
前記コネクタが、側方に開口するコネクタ装着孔を有するコネクタハウジングと、該コネクタハウジングに収容保持された複数の接続端子を含んで構成されている一方、
前記コネクタ装着孔の奥壁を貫通して突出する各前記接続端子のリード部が、前記プリント基板のパッド部に対して半田付けにて導通接続されている、コネクタ実装基板において、
前記プリント基板の前記コネクタハウジングの載置領域には、絶縁層を部分的に厚くすることにより、前記コネクタハウジングの前記奥壁から突出する前記リード部が前記パッド部に押圧されるように前記コネクタハウジングを傾斜状態で載置させる隆起部が設けられており、
前記隆起部は、前記複数のリード部の整列方向の両端部間の長さ寸法よりも大きな長さ寸法で延出しており、
前記隆起部の下方領域がプリント配線の配索領域とされている
ことを特徴とするコネクタ実装基板。
前記隆起部が、前記コネクタハウジングにおける前記コネクタ装着孔の開口部側の載置部位に設けられている請求項１に記載のコネクタ実装基板。
前記コネクタ装着孔の前記奥壁から複数の前記リード部が突出しており、前記複数の前記リード部が、前記コネクタ装着孔の幅方向で相互に離隔して整列配置されている一方、
前記隆起部が、前記載置部位において、前記コネクタ装着孔の前記幅方向に延出する長尺形状を有しており、
前記隆起部の前記幅方向の両端部が、前記整列配置された前記複数の前記リード部の両端に位置する前記リード部よりも前記幅方向で外方に突出している請求項２に記載のコネクタ実装基板。