JP7501422B2 - 電子装置 - Google Patents

Description

本開示は、配線基板のスルーホールにプレスフィット端子が圧入される電子装置に関する。

配線基板のスルーホールにプレスフィット端子を圧入してスルーホールとプレスフィット端子とを電気的に接続する技術が知られている。配線基板の板厚方向の両面には、配線基板に形成された配線を絶縁するためにソルダーレジストが形成される。

ここで、スルーホールにプレスフィット端子を圧入すると、スルーホールの内径を広げる方向にプレスフィット端子から力が加わり、配線基板の表面において、プレスフィット端子が圧入されるスルーホールの周囲が変形することがある。その結果、プレスフィット端子が圧入されるスルーホールの周囲のソルダーレジストが損傷するおそれがある。

そこで、下記の特許文献１には、配線基板の表面においてプレスフィット端子から力が加わる方向にスルーホールの径以上の大きさのランドを含む導体を形成し、配線基板の表面の変形を抑制することが提案されている。

特開２０１３－８９８４７号公報

しかしながら、配線基板の表面においてプレスフィット端子から力が加わる方向にスルーホールの径以上の大きさのランドを含む導体を形成すると、導体が形成されている領域には配線を形成できない。その結果、発明者の詳細な検討によると、スルーホールの周囲に配線を形成するときの自由度が制約されるという課題が見出された。

本開示の１つの局面は、スルーホールの周囲に配線を形成するときの自由度を確保し、プレスフィット端子が圧入される圧入面側のソルダーレジストの損傷を抑制する技術を提供することが望ましい。

本開示の１つの態様による電子装置は、配線基板（１２）と、プレスフィット端子（４０）と、第１のソルダーレジスト（３０）と、第２のソルダーレジスト（３２）と、を備える。

配線基板にはスルーホール（２０、２２）が形成されている。プレスフィット端子は、スルーホール（２０）に圧入されてスルーホールと電気的に接続する。第１のソルダーレジストは、配線基板の板厚方向の両面のうち、プレスフィット端子が圧入されるスルーホールの入口側の圧入面（１４）と反対側の反対面（１６）に少なくとも形成される。第２のソルダーレジストは、圧入面において少なくともスルーホールの周囲に形成され、第１のソルダーレジストよりも伸び率が高い。

この構成によれば、プレスフィット端子が圧入されることによりスルーホールの周囲の圧入面が変形しても、圧入面においてスルーホールの周囲に形成された第２のソルダーレジストは、圧入面の変形に合わせて伸び縮みする。したがって、スルーホールの周囲の圧入面が変形しても、第２のソルダーレジストの損傷を抑制できる。

また、スルーホールの周囲の第２のソルダーレジストが損傷することを抑制するために、プレスフィット端子から力が加わる方向にランドを含む導体を形成する必要がないので、スルーホールの周囲に配線を形成するときの自由度を確保できる。

第１実施形態の電子装置を示す断面図。 図１のII方向矢視図。 プレスフィット端子の圧入を説明する断面図。 配線基板の屈曲部を示す断面図。 第１実施形態の変形例１の電子装置を示す断面図。 第１実施形態の変形例２の電子装置を示す断面図。 第１実施形態の変形例３の断面図。 図２と同じ方向から見た第２実施形態の電子装置を示す矢視図。

以下、図を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１に示す電子装置１０は、配線基板１２と、スルーホール２０、２２と、第１のソルダーレジスト３０と、第２のソルダーレジスト３２と、プレスフィット端子４０と、を備える。

図１では図を簡略化するために配線基板１２は単層で示されているが、多層であってもよい。配線基板１２の各層には、図示しない配線が形成されている。配線基板１２は、プレスフィット端子４０が圧入されるスルーホール２０の入口側の圧入面１４と、板厚方向で圧入面１４と反対側の反対面１６とを有している。

スルーホール２０、２２は、配線基板１２を貫通して形成されている。スルーホール２０、２２の内周面２０ａ、２２ａには、例えば銅めっきが形成されている。スルーホール２０、２２の内周面２０ａ、２２ａに形成された銅メッキは、配線基板１２の板厚方向の両面において、スルーホール２０、２２の周囲に形成されたランド２４、ならびに配線基板１２の各層に形成された配線と電気的に接続している。

スルーホール２０には、プレスフィット端子４０が圧入される。スルーホール２２は、電子部品のピン等が挿入されてはんだ付けされるために形成されている。
第１のソルダーレジスト３０は、配線基板１２の両面に形成された配線を絶縁するために、反対面１６と、第２のソルダーレジスト３２が形成されている領域以外の圧入面１４とを覆って形成されている。第１のソルダーレジスト３０の材質として、例えば、カルボキシ基を有するエポキシアクリレートを主成分とする硬化性樹脂組成物が使用される。

図１および図２に示すように、第２のソルダーレジスト３２は、圧入面１４において、プレスフィット端子４０が圧入されるスルーホール２０の周囲全周にだけ環状に形成されている。第２のソルダーレジスト３２の内周側は、ランド２４の外周を覆っている。

スルーホール２０にプレスフィット端子４０が圧入されると、図２に示すように、スルーホール２０の内周面２０ａに、スルーホール２０の内径が広がる矢印２００が示す方向にばね部４２から力が加わる。

第２のソルダーレジスト３２の材質として、例えば、スルフィド結合を有する硬化性樹脂を含む硬化性成分とセルロースナノファイバーとを含む硬化性樹脂組成物が使用される。第２のソルダーレジスト３２の伸び率は第１のソルダーレジスト３０の伸び率よりも高い。

プレスフィット端子４０は、ばね部４２と、プレスフィット端子４０の圧入方向と反対側でばね部４２に続くリード部４４とを有している。ばね部４２は、長さ方向の両端で結合された二股状に形成されている。リード部４４のばね部４２と反対側は、例えば、電子部品と電気的に結合される。

図１に示すように、プレスフィット端子４０を圧入面１４からスルーホール２０に圧入する場合、反対面１６側に、スルーホール２０の周囲を支持する治具２が設置される。
図３に示すように、スルーホール２０に圧入する前のプレスフィット端子４０の最大幅Ｄ０は、スルーホール２０の内径Ｄ１よりも大きい。スルーホール２０にプレスフィット端子４０を圧入すると、ばね部４２が弾性変形して生じる弾性力により、プレスフィット端子４０はスルーホール２０内に保持される。

プレスフィット端子４０がスルーホール２０内に圧入された状態で、スルーホール２０内においてプレスフィット端子４０の幅が最大になっているのは、ばね部４２とスルーホール２０の内周面２０ａとが接触している位置１００である。この位置１００は、反対面１６よりも圧入面１４に近い。また、位置１００は、ばね部４２の長さ方向の中央よりもばね部４２とリード部４４との境界４６側に近い。

図４に示すように、設置場所の形状や周囲環境の制約のために、配線基板１２として薄膜基板５０が使用される箇所がある。薄膜基板５０の圧入面１４側には、少なくとも薄膜基板５０の屈曲部５２の凸面において、第２のソルダーレジスト３２が形成されている。

［１－２．圧入時の作動］
スルーホール２０の内径Ｄ１よりも圧入前の最大幅Ｄ０が大きいプレスフィット端子４０がスルーホール２０に圧入されると、プレスフィット端子４０が弾性変形するので、以下の（１）～（３）に示す力が配線基板１２に加わる。

（１）プレスフィット端子４０がスルーホール２０に圧入されることにより、スルーホール２０の圧入面１４側からプレスフィット端子４０の圧入が終了する位置１００まで、内径が広がる方向にプレスフィット端子４０からスルーホール２０に加わる力。

（２）プレスフィット端子４０がスルーホール２０の圧入面１４側から位置１００まで圧入されるときに、摩擦によりスルーホール２０に対して治具２側に加わる力。
（３）プレスフィット端子４０がスルーホール２０に圧入された状態で、内径が広がる方向にプレスフィット端子４０からスルーホール２０に加わる力。

上記の（１）、（２）の力はプレスフィット端子４０をスルーホール２０に圧入するときに加わるので、スルーホール２０の周囲の圧入面１４が変形しやすい。
上記の（３）の力はプレスフィット端子４０がスルーホール２０に圧入された状態で常にスルーホール２０に加わる。その結果、周囲環境の温度変化により配線基板１２に冷熱ストレスが加わると、スルーホール２０を変形させる力が加わる。

プレスフィット端子４０がスルーホール２０と接触する位置１００が反対面１６よりも圧入面１４に近く、ばね部４２の長さ方向の中央よりもばね部４２とリード部４４との境界４６側に近い場合、スルーホール２０の周囲の圧入面１４は反対面１６より変形しやすい。

第１実施形態では、スルーホール２０の周囲の圧入面１４に第１のソルダーレジスト３０よりも伸び率の高い第２のソルダーレジスト３２が形成されているので、スルーホール２０の周囲の圧入面１４の変形に合わせて、第２のソルダーレジスト３２が伸び縮みする。

［変形例１］
第１実施形態の変形例１を図５に示す。変形例１の電子装置６０では、第２のソルダーレジスト３２が、ランド２４の外周と第１のソルダーレジスト３０の内周とを覆っている。

［変形例２］
第１実施形態の変形例２を図６に示す。変形例２の電子装置７０では、第２のソルダーレジスト３２がランド２４の外周を覆い、第１のソルダーレジスト３０が第２のソルダーレジスト３２の外周を覆っている。

［変形例３］
第１実施形態の変形例３を図７に示す。変形例３の電子装置８０では、第１実施形態の電子装置１０と異なり、第２のソルダーレジスト３２はランド２４の外周を覆っていない。

［１－３．効果］
以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１ａ）配線基板１２の圧入面１４のスルーホール２０の周囲に、反対面１６に形成される第１のソルダーレジスト３０よりも伸び率の高い第２のソルダーレジスト３２が形成されている。

これにより、プレスフィット端子４０がスルーホール２０に圧入されるときに、プレスフィット端子４０からスルーホール２０に加わる力によりスルーホール２０の周囲の圧入面１４が変形しても、この変形に合わせて第２のソルダーレジスト３２が伸び縮みする。その結果、スルーホール２０の周囲の圧入面１４に形成された第２のソルダーレジスト３２の損傷を抑制できる。

（１ｂ）スルーホール２０内に圧入された状態で、スルーホール２０内においてプレスフィット端子４０の幅が最大になり、ばね部４２とスルーホール２０の内周面２０ａとが接触している位置１００は、ばね部４２とリード部４４との境界４６側に近い。

この構成では、プレスフィット端子４０がスルーホール２０に奥深く圧入されても、プレスフィット端子４０がスルーホール２０と接触している位置１００は、反対面１６よりも圧入面１４に近くなりやすい。その結果、プレスフィット端子４０がスルーホール２０に圧入された状態で、プレスフィット端子４０からスルーホール２０に加わる力により、スルーホール２０の周囲の反対面１６よりも圧入面１４が変形しやすい。

第１実施形態では、スルーホール２０の周囲の圧入面１４に第１のソルダーレジストよりも伸び率の高い第２のソルダーレジスト３２が形成されているので、スルーホール２０の周囲の圧入面１４の変形に合わせて、第２のソルダーレジスト３２が伸び縮みする。これにより、スルーホール２０の周囲の圧入面１４に形成された第２のソルダーレジスト３２の損傷を抑制できる。

（１ｃ）圧入面１４の全面ではなく、プレスフィット端子４０を圧入するスルーホール２０の周囲の圧入面１４にだけ第２のソルダーレジスト３２を形成するので、第１のソルダーレジスト３０よりも高価な第２のソルダーレジスト３２の使用量を低減できる。

（１ｄ）薄膜基板５０の屈曲部５２に形成された第２のソルダーレジスト３２は、屈曲部５２の形状に合わせて伸び縮みする。したがって、屈曲部５２に形成された第２のソルダーレジスト３２の損傷を抑制できる。

（１ｅ）プレスフィット端子４０が圧入されることによりスルーホール２０の周囲の圧入面１４が変形することを抑制するために導体を圧入面１４に形成することなく、第２のソルダーレジスト３２の損傷を抑制することができる。したがって、スルーホール２０の周囲に配線を形成するときの自由度を確保できる。

［２．第２実施形態］
［２－１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

前述した第１実施形態では、スルーホール２０の周囲全周の圧入面１４に第２のソルダーレジスト３２を形成した。これに対し、第２実施形態では、図８に示すように、プレスフィット端子４０がスルーホール２０の内周面２０ａに力を加える矢印２００が示す方向の圧入面１４にだけ、第２のソルダーレジスト３２が形成されている点で、第１実施形態と相違する。

図８に示すように、プレスフィット端子４０の厚さ方向の第２のソルダーレジスト３２の幅Ｌ０は、プレスフィット端子４０の厚さＬ１よりも大きい。
［２－２．効果］
以上説明した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１ａ）～（１ｅ）に加え、さらに、以下の効果を得ることができる。

（２ａ）スルーホール２０の周囲全周ではなく、プレスフィット端子４０がスルーホール２０の内周面２０ａに力を加える方向の圧入面１４にだけ、第２のソルダーレジスト３２が形成されている。したがって、第１のソルダーレジスト３０よりも高価な第２のソルダーレジスト３２の使用量を低減できる。

［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（３ａ）上記実施形態では、配線基板１２の圧入面１４において、スルーホール２０の周囲にだけ第２のソルダーレジスト３２を形成したが、これに限定されるものではない。例えば、配線基板１２の圧入面１４の全面に第２のソルダーレジスト３２を形成してもよい。

（３ｂ）プレスフィット端子４０のばね部４２は、ばね部４２がスルーホール２０に圧入されてスルーホール２０の内周面２０ａに力を加えるのであれば、上記実施形態で説明した二股状に限るものではない。例えば、ばね部は、断面が円弧状に形成されてもよい。

（３ｃ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。

（３ｄ）上記の電子装置１０、６０、７０、８０の他、当該電子装置１０、６０、７０、８を構成要素とするシステムなど、種々の形態で本開示を実現することもできる。

１０、６０、７０、８０：電子装置、１２：配線基板、１４：圧入面、１６：反対面、２０、２２：スルーホール、２０ａ：内周面、３０：第１のソルダーレジスト、３２：第２のソルダーレジスト、４０：プレスフィット端子、４２：ばね部、４４：リード部、５０：薄膜基板、５２：屈曲部

Claims (6)

1. スルーホール（２０、２２）が形成されている配線基板（１２）と、
   前記スルーホール（２０）に圧入されて前記スルーホールと電気的に接続するように構成されたプレスフィット端子（４０）と、
   前記配線基板の板厚方向の両面のうち、前記プレスフィット端子が圧入される前記スルーホールの入口側の圧入面（１４）と反対側の反対面（１６）に少なくとも形成される第１のソルダーレジスト（３０）と、
   前記圧入面において少なくとも前記スルーホールの周囲に形成され、前記第１のソルダーレジストよりも伸び率が高い第２のソルダーレジスト（３２）と、
   を備え、
   前記配線基板は薄膜基板（５０）を有し、
   前記薄膜基板が屈曲している屈曲部（５２）の前記圧入面には前記第２のソルダーレジストが形成されている、
   電子装置。
2. 請求項１に記載の電子装置であって、
   前記プレスフィット端子と前記スルーホールの内周面（２０ａ）とは、前記反対面よりも前記圧入面に近い位置で接触する、
   電子装置。
3. 請求項１または２に記載の電子装置であって、
   前記プレスフィット端子は、前記スルーホールに圧入されるばね部（４２）と、圧入方向と反対側で前記ばね部に続くリード部（４４）とを有し、
   前記プレスフィット端子が前記スルーホールに圧入された状態で、前記スルーホール内において前記ばね部の幅が最大になる位置（１００）は、前記ばね部の中央よりも前記ばね部と前記リード部との境界側に近い、
   電子装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の電子装置であって、
   前記プレスフィット端子が圧入される前記スルーホールの周囲の前記圧入面において、少なくとも前記プレスフィット端子が前記スルーホールの内周面に力を加える方向の前記圧入面に、前記第２のソルダーレジストは形成されている、
   電子装置。
5. 請求項４に記載の電子装置であって、
   前記プレスフィット端子が圧入される前記スルーホールの周囲の前記圧入面において、前記プレスフィット端子が前記スルーホールの内周面に力を加える方向の前記圧入面にだけ、前記第２のソルダーレジストは形成されている、
   電子装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の電子装置であって、
   前記第２のソルダーレジストは、前記プレスフィット端子が圧入される前記スルーホールの周囲の前記圧入面にだけ形成されている、
   電子装置。

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