JPH10149862A - 回路基板の接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回路基板の接続面積の縮小化を促し、電子装置
のより一層の小型化を図る。 【解決手段】回路基板３は、その表裏両面に電子回路を
有する。回路基板３には、コネクタピン１０を接続する
ためのランド部１３が横一列に多数設けられている。コ
ネクタピン１０は、ターミナルハウジング４のピン孔１
１に挿通され、その先端部が外部との接続端子となる基
部１４と、前記ハウジング４よりも右方において回路基
板３上に延びる接続リード部１５とからなる。接続リー
ド部１５は、ばね性（弾性）が強い性質を有する材料に
より形成され、基部１４の長手方向に対して略直角に屈
曲形成された垂直形状部１５ａと、その先端にて略渦巻
き状に湾曲形成された湾曲形状部１５ｂとを有する。コ
ネクタピン１０の湾曲形状部１５ｂが回路基板３上のラ
ンド部１３に接触して電気的な接続がなされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車載用電子
装置に用いられる回路基板と外部端子との接続構造に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来技術として、図８に示す技
術が提案されている。図８（ａ）は、一般に「ワイヤボ
ンディング方式」と称される接続構造であり、かかる構
造では、例えば厚膜セラミック基板からなる回路基板２
１に多数のランド部２２が設けられ、外部ターミナル２
３との接続は、ワイヤボンディング２４を実装して行わ
れていた。また、この方式では、専用リードを回路基板
２１に実装してその先端を、外部ターミナル２３とはん
だ付けしたり、溶接などにより接続する方法が採用され
ていた。

【０００３】また、図８（ｂ）は、一般に「エッジクリ
ップ方式」と称される接続構造であり、かかる構造で
は、接続リード３２の一端に設けた挟持部３３を用い
て、回路基板３１と当該接続リード３２とを接続するよ
うにしていた。この場合、接続リード３２の一端ははん
だ付けにより回路基板３１に接続され、その他端は外部
機器との接続用コネクタ（図示せず）に接続されてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記図８（ａ），
（ｂ）の技術では、回路基板と外部端子との接続に要す
る長さは、各々Ｌａ，Ｌｂであり、両者を比較すれば、
通常Ｌａ＞Ｌｂとなり、後者の方が接続に要する面積の
縮小化が図られることになる。しかし、近年の車載用電
子装置等においては、限られたスペース内に、より多く
の電子部品を収容することが望まれており、上記従来技
術やその他既存技術よりも更に接続面積を縮小化し、ひ
いては電子装置全体の小型化が可能な技術が要望されて
いる。

【０００５】本発明は、上記問題に着目してなされたも
のであって、その目的とするところは、回路基板の接続
面積の縮小化を促し、電子装置のより一層の小型化を図
ることができる回路基板の接続構造を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明ではその特徴として、回路基
板の両面に接続電極を設けると共に、前記回路基板を支
持するハウジング部材を設け、回路基板の表面側及び裏
面側に略直交する方向に弾性による接触圧力を加えつつ
前記接続電極に接続される接続リードを前記ハウジング
部材に配設している。

【０００７】かかる場合、回路基板に略直交する方向に
弾性による接触圧力が加えられた状態で接続リードが接
続電極に接続されるため、回路基板と外部機器とが接続
リードを介して電気的に接続可能となる。そして、回路
基板の両面に接続電極を設けることにより、従来片面に
のみ接続電極を設けていた場合に比べて、電極数が同数
であるとすれば回路基板の接続面積が約半分に削減でき
る。このとき、回路基板及び接続リード間の接続は、接
続リードによる接触圧力を用いる構成としたため、構成
の煩雑化を招くこともない。その結果、回路基板の接続
面積の縮小化を促し、電子装置のより一層の小型化を図
るという本発明の目的が達せられる。

【０００８】また、上記発明のより具体的な構成とし
て、請求項２に記載の発明では、前記回路基板の表面側
及び裏面側に接続される接続リードを、互いに対称位置
に設けている。この場合、接続リードから受ける弾性に
よる接触圧力によって回路基板が反る等の不具合が生じ
るおそれがあったとしても、その不具合が未然に防止で
きる。

【０００９】請求項３に記載の発明では、前記接続リー
ドは、予め弾性を有する材料を湾曲形成したものとして
いる。この場合、接続リードの接触圧力がより確実に得
られ、回路基板及び接続リード間の電気的接続を適正に
行なわせることが可能となる。

【００１０】また、接続リードと回路基板との接続面積
をより一層効率的に縮小化するには、請求項４に記載し
たように、接続リードを回路基板の片側につき複数段に
配列するのが望ましい。かかる場合には、回路基板に直
交する方向に延びるハウジング部材において、接続リー
ドの取出し口を複数段に設ければよい。因みに、ハウジ
ング部材に設けられる複数段の接続リードの取出し口
は、例えば上下方向に異なる段部において、互い違いに
なるように設けるとよい。

【００１１】請求項５に記載の発明では、前記回路基板
の片側に設けられる複数段の接続リードには、互いに同
一形状をなす電極接触部が形成されている。この場合、
回路基板に作用する接触圧力のバランスが向上し、回路
基板の反りや変形等が防止される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した一実
施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、車
載用電子装置の回路基板と外部接続コネクタターミナル
との接続に関し、特にセラミック基板等、孔あけ加工に
適さない基板と外部コネクタターミナルとの接続を、回
路基板に略直交する方向に接触圧力を付与する接続リー
ドを用いて行なうものである。

【００１３】図３に示すように、本実施の形態の電子装
置１は大別して、樹脂成形されたベース部２と、回路基
板３及びターミナルハウジング４が一体化された本体部
５と、四角平板状のプレート部６とにて構成されてい
る。すなわち、本構成では、ベース部２に形成された凹
部２ａ内に本体部５が収容され、その状態で、ケース部
２にプレート部６を被蓋することにより、外部端子と接
続可能な電子装置１が構成されている。

【００１４】回路基板３は、四角板状（より詳しくは、
長方形状）の厚膜セラミック基板よりなり、回路基板３
上には電子回路構成部品である各種の電子部品７が搭載
されている。具体的には、電子部品７として、コンデン
サ、ＩＣ回路、発振器等が回路基板３上に搭載され、こ
れら電子部品７により電子回路が形成されている。また
図示は省略するが、本実施の形態では、回路基板３の裏
面にも図の上面（表面）と同様に、電子回路が形成され
ている。なお因みに、回路基板３はターミナルハウジン
グ４に形成された基板固定溝８に案内されることによ
り、同ハウジング４に対して一体化されている。

【００１５】ハウジング部材を構成するターミナルハウ
ジング４には、樹脂成形により左右一対のコネクタ部９
が形成されており、このコネクタ部９には、接続リード
としての多数のコネクタピン１０が突出配置されてい
る。ここで、図４（コネクタ部９の正面図）に示すよう
に、コネクタ部９には、それを上下方向に２分割する中
央線Ｌに対して、上下対称に２段ずつのピン孔１１が形
成されており、このピン孔１１に対して個々にコネクタ
ピン１０が挿入配置されるようになっている。また、中
央線Ｌに対して上段側及び下段側のピン孔１１は各々、
上下方向に互い違いに設けられている。ここで、コネク
タピン１０は、例えばキー溝等の係止機構（図示せず）
によりその回転が抑制される構成となっている。

【００１６】図１（ａ），（ｂ）は、回路基板３とター
ミナルハウジング４との接続構造を示す縦断面図及び正
面図である。同図において、電子部品７は、回路基板３
上に形成された所定のランド部にてはんだ材１２により
固着されている。また、回路基板３の図の左端部には、
前記コネクタピン１０を接続するためのランド部１３が
横一列に多数設けられている。なお因みに、本実施の形
態の構成では、このコネクタピン１０と回路基板３との
接続部において、両者にはんだメッキ或いははんだペー
ストが配されている。

【００１７】コネクタピン１０は大きくは、ターミナル
ハウジング４のピン孔１１に挿通され、その先端部が外
部との接続端子となる基部１４と、ターミナルハウジン
グ４よりも右方において回路基板３上に延びる接続リー
ド部１５とからなる。基部１４は、その断面が円筒状若
しくはＣ字状に形成されている。接続リード部１５は全
体として帯状をなし、ばね性（弾性）が強い性質を有す
る燐青銅（銅合金）により形成されている。また、接続
リード部１５は、基部１４の長手方向に対して略直角に
屈曲形成された垂直形状部１５ａと、その先端にて略渦
巻き状に湾曲形成された湾曲形状部１５ｂとを有し、こ
れらの部位は曲げ加工の結果としてばね性を有してい
る。このとき、図１の状態では、コネクタピン１０の湾
曲形状部１５ｂが回路基板３上のランド部１３に接触し
て電気的な接続がなされている。

【００１８】ここで、回路基板３はターミナルハウジン
グ４の縦方向の中心線Ｌに一致する位置に配設され、そ
のため、中心線Ｌに近い内側のコネクタピン１０（内側
ピン）は、垂直形状部１５ａが外側方向に、すなわち図
１中で中心線Ｌよりも上側では上側方向に、中心線Ｌよ
りも下側では下側方向に屈曲形成される。これに対し、
中心線Ｌから遠い外側のコネクタピン１０（外側ピン）
は、垂直形状部１５ａが内側方向に、すなわち図１中で
中心線Ｌよりも上側では下側方向に、中心線Ｌよりも下
側では上側方向に屈曲形成されている。但し、いずれの
コネクタピン１０も湾曲形状部１５ｂは同一形状となっ
ている。

【００１９】要するに、こうした回路基板３とコネクタ
ピン１０との接続構造では、ターミナルハウジング４の
寸法を大型化させることなく、コネクタピン１０の接続
リード部１５による回路基板３への接触圧力を高める必
要がある。この場合、コネクタピン１０の湾曲形状部１
５ｂのストローク量（撓み量）をできるだけ大きくする
ことが望ましい。そこで、本実施の形態では、既述した
ように、内側ピンと外側ピンとで逆方向に折り曲げられ
た垂直形状部１５ａを設けている。

【００２０】つまり、図６に示すように、内側ピンに垂
直形状部を設けない場合、当該ピンと回路基板３とのス
トロークが大きくとれず、接触圧力を大きくすることが
できない。具体的には、図１に示す構成では、コネクタ
ピン１０の湾曲形状部１５ｂと回路基板３との最大距離
がｃ１，ｃ２であるのに対し、図６に示す構成では、内
側ピンと回路基板３との最大距離がｄ１，ｄ２（＜ｃ
１，ｃ２）となる。以上のことから、図１の構成では、
ｃ１，ｃ２の寸法を大きくするように構成したため、コ
ネクタピン１０による回路基板３への押圧力が大きくな
る。

【００２１】なお図１中、コネクタピン１０の縦方向の
ピッチは、ａ，ｂ１，ｂ２で表されているが、実際には
ａ＝４ｍｍ程度であり、ここに厚さ１ｍｍの回路基板３
を挿入した残りの寸法は約３ｍｍとなっている。本実施
の形態では、こうした寸法上の制限がある場合にも、接
触部分に対する接触圧力を大きくすることが可能とな
る。

【００２２】また本実施の形態では、回路基板３の各面
側において、内側に位置するコネクタピン１０（内側ピ
ン）と、外側に位置するコネクタピン１０（外側ピン）
との湾曲形状部１５ｂの形状を同一にしているため、内
側ピンと外側ピンとにより作用する接触圧力のバラツキ
が抑制されるようになっている。

【００２３】以上の如く構成される電子装置１では、そ
の製造に際し、先ず前述したコネクタピン１０を図２に
示すように、ターミナルハウジング４のピン孔１１に対
して圧入する。このとき、回路基板３をターミナルハウ
ジング４に組み付ける前は、図５に示すように、互いに
対向するコネクタピン１０の湾曲形状部１５ｂ間のクリ
アランスが前記中心線Ｌ付近にて寸法Ｄ１となってい
る。本実施の形態では、前記寸法Ｄ１が略「０」になる
ように構成している。

【００２４】そしてその後、ターミナルハウジング４に
対して回路基板３を組み付けると、コネクタピン１０の
湾曲形状部１５ｂが回路基板３の厚み分だけ撓み変形
し、それと共にコネクタピン１０の湾曲形状部１５ｂ
（接続リード部１５）が回路基板３のランド部１３をそ
の弾性により押圧しつつそれと接触する。この状態が図
１に示す状態である。なお、かかる組み付け時には、湾
曲形状部１５ｂ（回路基板３との接触部）に予めはんだ
メッキを施し、回路基板３側には、はんだペーストを印
刷しておくとよい。この場合、実際の組み立て時におい
て、回路基板３が図７に示すように反りを生じた場合に
も、電気的な接続が適正に行われることとなる。このと
き、回路基板３の反り量は、自身の厚みをｔとすると、
最大でその半分のｔ／２以下のものを使用するのが望ま
しい。

【００２５】以上詳述した本実施の形態によれば、以下
に示す効果が得られる。 （ａ）本実施の形態では、回路基板３の両面にランド部
１３（接続電極）を設けると共に、回路基板３を支持す
るターミナルハウジング４を設け、回路基板３に略直交
する方向に弾性による接触圧力を加えつつランド部１３
に接続されるコネクタピン１０を前記ハウジング４に配
設した。かかる場合、回路基板３の両面に接続電極を設
けることにより、従来片面にのみ接続電極を設けていた
場合に比べて、回路基板３の接続面積が大幅に削減でき
る。より具体的に記述すると、回路基板３の電極数が同
じで、且つ同じピッチでコネクタピン（接続リード）を
設けた本発明者の試作品によれば、本実施の形態では図
１に示すように接続部にかかる寸法がＬ１となり、前記
図８（ａ），（ｂ）に示す従来構造の寸法Ｌａ，Ｌｂと
比較すれば、 Ｌ１＜Ｌｂ＜Ｌａ の関係が成立する。すなわち、接続部に要する寸法が従
来構造よりも小さくなることとなる。

【００２６】また、本実施の形態では、回路基板３及び
コネクタピン１０間の接続を、コネクタピン１０による
接触圧力を用いる構成としたため、構成の煩雑化を招く
こともない。その結果、回路基板３の接続面積の縮小化
を促し、電子装置１のより一層の小型化を図ることがで
きる。

【００２７】（ｂ）回路基板３の表面側及び裏面側に接
続されるコネクタピン１０（接続リード）を、互いに対
称位置に設けたため、コネクタピン１０から受ける接触
圧力によって回路基板３が反る等の不具合が生じるおそ
れがあったとしても、その不具合が未然に防止できる。

【００２８】（ｃ）コネクタピン１０の接続リード部１
５は、予め弾性を有する材料を湾曲形成した。この場
合、コネクタピン１０の接触圧力がより確実に得られ、
回路基板３及びコネクタピン１０間の電気的接続を適正
に行なわせることが可能となる。

【００２９】（ｄ）また、本実施の形態では、コネクタ
ピン１０を回路基板３の片側につき複数段に配列すると
共に、ターミナルハウジング４に設けられる複数段のピ
ン孔１１を上下段において、互い違いになるように設け
た。そのため、かかる構成によれば、コネクタピン１０
と回路基板３との接続面積をより一層効率的に縮小化す
ることが可能となる。

【００３０】（ｅ）回路基板３の片側に設けられる複数
段のコネクタピン１０には、互いに同一形状をなす湾曲
形状部１５ｂ（電極接触部）を形成した。この場合、回
路基板３に作用する接触圧力のバランスが向上し、回路
基板３の反りや変形等が防止できる。

【００３１】（ｆ）また、上記構成の電子部品１におい
ては、回路基板３の接続構造が簡素化できるため、製造
時における作業効率が向上し、その製造コストを削減す
ることが可能となる。

【００３２】なお、本発明は、上記実施の形態の他に次
の形態にて実現できる。 （１）上記実施の形態では、ターミナルハウジング４の
ピン孔１１にコネクタピン１０を圧入することにより両
部材を一体化していたが、これを変更してもよい。例え
ば、ターミナルハウジング４の樹脂成形時にコネクタピ
ン１０を一体成形するようにしてもよい。

【００３３】（２）上記実施の形態では、回路基板３の
表裏各面に相当するターミナルハウジング４において、
２段ずつのコネクタピン（接続リード）１０を配列した
が、この構成を変更してもよい。例えば、回路基板３の
表裏各面に相当するターミナルハウジング４において、
１段ずつのコネクタピンを配列したり、３段以上のコネ
クタピンを配列したりしてもよい。

【００３４】（３）コネクタピン１０の基部１４側の先
端形状は任意で良い。例えば断面を多角形状にしたり、
棒状にしたりしてもよい。 （４）コネクタピン１０の接続リード部１５（垂直形状
部１５ａ，湾曲形状部１５ｂ）の形状は図示したものに
限定されるものではなく、例えば頂部がランド部１３に
当接するような三角形状にしたり、その他多角形状にし
たりしてもよい。また、垂直形状部１５ａを設けない構
成としてもよい。要は、回路基板３の表面側及び裏面側
に略直交する方向に弾性による接触圧力を加えつつラン
ド部１３（接続電極）に接続される構成を有するもので
あれば、任意に変更できる。

【００３５】（５）上記実施の形態では、コネクタピン
１０と回路基板３との接続部において、両者にはんだメ
ッキ及びはんだペーストを施した構成としたが、これを
変更し、特殊な表面処理を必要とせずとも両者が接続可
能となる材質の回路基板３を用いて構成してもよい。

【００３６】（６）上記実施の形態では、回路基板とし
て厚膜セラミック基板を用いたが、他の基板でもよく、
例えば導線パターンが印刷されただけのプリント基板で
あってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態において、回路基板とターミ
ナルハウジングとの接続構造を示す縦断面図及び正面
図。

【図２】ターミナルハウジングとコネクタピンの形状を
示す分解斜視図。

【図３】電子装置の全体構成を示す分解斜視図。

【図４】ターミナルハウジングのコネクタ部を示す正面
図。

【図５】回路基板の組み付け前において、上下のコネク
タピンのクリアランスを示す図。

【図６】垂直形状部の無いコネクタピンを有する接続構
造を示す断面図。

【図７】回路基板の反りの状態を示す断面図。

【図８】従来技術の回路基板の接続構造を示す説明図。

【符号の説明】

１…電子装置、３…回路基板、４…ハウジング部材とし
てのターミナルハウジング、１０…接続リードとしての
コネクタピン、１１…ピン孔、１３…接続電極としての
ランド部、１５…接続リード部、１５ｂ…電極接触部を
なす湾曲形状部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回路基板の両面に接続電極を設けると共
   に、前記回路基板を支持するハウジング部材を設け、回
   路基板の表面側及び裏面側に略直交する方向に弾性によ
   る接触圧力を加えつつ前記接続電極に接続される接続リ
   ードを前記ハウジング部材に配設したことを特徴とする
   回路基板の接続構造。
2. 【請求項２】前記回路基板の表面側及び裏面側に接続さ
   れる接続リードは、互いに対称位置に設けられている請
   求項１に記載の回路基板の接続構造。
3. 【請求項３】前記接続リードは、予め弾性を有する材料
   を湾曲形成したものである請求項１又は請求項２に記載
   の回路基板の接続構造。
4. 【請求項４】前記ハウジング部材に設けられる接続リー
   ドは、前記回路基板の片側につき複数段に配列されてい
   る請求項１〜請求項３のいずれかに記載の回路基板の接
   続構造。
5. 【請求項５】前記回路基板の片側に設けられる複数段の
   接続リードには、互いに同一形状をなす電極接触部が形
   成されている請求項４に記載の回路基板の接続構造。