JP2009259875A - 端子付き板金、および基板と端子付き板金との接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な設計変更によって、端子付き板金のリード端子を基板に対し確実に半田付け接続できるようにする。
【解決手段】リード端子１２の先端部分として、接続部２６よりも脚部１５の断面積を大きく形成することで、半田付け作業時において、リード端子１２は半田１７に接して熱を吸収する面積が増加する。一方、接続部２６よりも板金本体１１に近い部分に位置するリード端子１２の脚部１５は、接続部２６よりも断面積が小さく、接続部２６において半田１７から吸収した熱が脚部１５を経由して板金本体１１に拡散しにくくなる。その結果、リード端子１２の形状を設計変更するだけで、接続部２６における半田がなじみやすく、また接続部２６からの半田上がりが良好になる。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板の端子受け部に半田付け実装される端子付き板金、および基板と端子付き板金との接続構造に関する。

従来、放熱を目的とした熱容量の大きな板金や、大電流を流すための板金や、電子部品を支持するための板金を、プリント配線基板などの各種基板に直接半田付けする技術が知られている。例えば特許文献１では、プリント配線基板に固定される電子部品に取付け可能な端子付き板金としての固定部材が設けられ、当該固定部材は、電子部品の取付部に相当する本体と、この本体からアーム状に延びるリード端子としての雄コネクタ部とにより構成される。そして、雄コネクタ部の先端をプリント配線基板の表側から端子受け部である開口に挿入し、プリント配線基板の裏側から半田付けを行なうことで、固定部材ひいては電子部品とプリント配線基板との固定が図られる。

図３は、従来から知られている基板と端子付き板金との接続構造を示しており、また図４は、図３における要部の拡大図である。これらの各図において、１は放熱を目的として熱伝導性の高い金属材料で形成される平板状の板金、２は板金１と熱的および機構的に接続する電子部品である。電子部品２は周知のように、例えば電源装置のスイッチング素子（トランジスタ，ＭＯＳ型ＦＥＴ，ＩＧＢＴなど）や整流用ダイオードなどの、電力供給路に接続する半導体素子が、これに相当する。また３は、板金１や電子部品２を起立状態で実装する基板としての配線基板である。この配線基板３は、基材である絶縁層４の片面または両面に銅箔などの導電パターン（図示せず）が形成され、導電パターンの適所に貫通穴（図示せず）が設けられると共に、貫通穴の内面には、近傍の導電パターンと電気的に接続するメッキスルーホール５が形成される。

前記板金１は、電子部品２の取付部と放熱部とを兼用する板金本体１１と、この板金本体１１の一側からアーム状に延びる複数のリード端子１２とを一体的に形成して構成される。複数の電子部品２に跨って幅広に形成される板金本体１１には、各電子部品２の取付け位置に対応して挿通孔１３が形成され、この挿通孔１３を通して止着部材であるねじ１４により、当該板金本体１１と各電子部品２とを密着固定させるようになっている。

各々のリード端子１２は、板金本体１１より延設する脚部１５と、脚部１３の先端に設けられる接続部１６とにより構成されるが、接続部１６は、前記配線基板３の端子受け部に相当するメッキスルーホール５に挿入し、その後で半田１７による接続が可能な形状に形成される。なお、配線基板３には、板金１の各リード端子１２のみならず、電子部品２の図示しないリード端子に対応した別な形状のスルーホール６も設けられる。

そして、板金１の各リード端子１２と各電子部品２のリード端子とを、配線基板３の一側面である部品面から対応する位置に設けられたメッキスルーホール５，６にそれぞれ挿通し、配線基板３の他側面である半田面を半田液面に浸漬させるディップ半田付けを行なう。これにより、板金１の各リード端子１２とメッキスルーホール５との間、および各電子部品２のリード端子とメッキスルーホール６との間に半田１７が充填付着し、板金１と配線基板３，および電子部品２と配線基板３との接続固定が図られるようになっている。
特開２００７−２００９１６号公報

上記図３や図４に示す半田付け接続構造において、板金１のリード端子１２に着目すると、このリード端子１２はいわゆるストレート形状であって、脚部１５と接続部１６が同じ断面形状を有している。そのため、リード端子１２の先端から受けた半田１７の熱が、脚部１５から板金本体１１に速やかに伝わって拡散してしまうので、半田付け作業時において半田１７のなじみ（付着性）や、毛細管現象による配線基板３の部品面への半田上がりが悪くなり、板金１のリード端子１２を配線基板３に確実に半田付け接続することが困難であった。

そこで本発明は、こうした問題に鑑み、簡単な設計変更によって、端子付き板金のリード端子を基板に対し確実に半田付け接続することが可能な端子付き板金、および基板と端子付き板金との接続構造を提供することをその目的とする。

本発明における端子付き板金は、上記目的を達成するために、板状をなす板金本体にリード端子を形成し、前記リード端子は、前記板金本体より延設する脚部，および前記脚部の先端に設けられ、基板の端子受け部に半田付け接続が可能な接続部を備えた端子付き板金において、前記脚部よりも前記接続部の断面積を大きく形成した構成としている。

また、本発明における基板と端子付き板金との接続構造は、上記目的を達成するために、端子受け部を備えた基板と、板状をなす板金本体にリード端子を形成し、前記リード端子は、前記板金本体より延設する脚部，および前記脚部の先端に設けられ、前記基板の端子受け部に半田付け接続が可能なる接続部とを備えた端子付き板金と、からなる基板と端子付き板金との接続構造において、前記脚部よりも前記接続部の断面積を大きく形成した構成としている。

請求項１および請求項２の発明によれば、リード端子の先端部分として、基板の端子受け部に半田付け接続される接続部の断面積を、脚部よりも大きく形成することで、半田付け作業時において、リード端子は半田に接して熱を吸収する面積が増加する一方で、接続部よりも板金本体に近い部分に位置するリード端子の脚部は、接続部よりも断面積が小さく、接続部において半田から吸収した熱が脚部を経由して板金本体に拡散しにくくなる。その結果、リード端子の形状を設計変更するだけで、接続部における半田がなじみやすく、また接続部からの半田上がりが良好になって、端子付き板金のリード端子を基板に対し確実に半田付け接続することが可能になる。

以下、本発明における端子付き板金、および基板と端子付き板金との接続構造の好ましい一実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、従来例で示した図３や図４と共通部分は共通符号を付し、共通する箇所の説明は重複を避けるため極力省略する。

図１は、リード端子１２付き板金１単体の構成をあらわしており、この板金１はどの部位においても共通の板厚ｔ１を有している。当該板金１として従来例と異なる点は、板金本体１からアーム状に延びる各リード端子１２がストレート形状ではなく、脚部１５の横幅ｔ２よりも接続部２６の横幅ｔ３が大きいラケット形状に形成されることにある。これにより、脚部１５における横断面の面積は、接続部２６における横断面の面積よりも意図的に大きく形成される。接続部２６の形状を除いて、それ以外の板金１の構成は、従来例で示したものと共通している。

板金１の変形例として、各電子部品２の取付けおよび放熱以外の目的で板金本体１１を形成してもよい。例えば板金１そのものが大電流を流すバスバーとして機能する場合、板金１に流れる電流容量を満たす形状に板金本体１１が形成される。したがって、この場合は電子部品２の取付け用ではなく、他の板金１との導通を図るために、挿通孔１３が設けられる。勿論、導電性および放熱性に優れた部材で板金１を形成することで、大電流を流すバスバーとしての機能と、電子部品２を放熱する放熱器としての機能を、板金本体１１に兼用させてもよい。

それ以外に、ここで使用するリード端子１２付き板金１は、大電流が流れるトランス（図示せず）の二次巻線にも利用できる。この場合の板金本体１１は、筒状をなすトランスの磁芯（図示せず）を囲むように形成され、当該板金本体１１の両端にラケット形状のリード端子１２がそれぞれ設けられる。

また、図１に示す板金１は全体が横方向に拡がる平板状に形成されているが、例えば板金本体１１の適所に縦方向の折曲げ部を設け、板金１全体をＬ字状やコ字状などの各種形状に形成してもよい。こうすることで、限られた配線基板３上のスペースに、板金１を効率良く実装できる。

一方、従来の接続部１６に代わって、当該接続部１６よりも横幅ｔ３の広い接続部２６を採用したことに伴い、配線基板３には、従来のメッキスルーホール５とは形状の異なるメッキスルーホール３５が、接続部２６に対応した位置にそれぞれ設けられる。このメッキスルーホール３５は、従来例と同じく配線基板３に形成された導電パターンと電気的に接続するが、前記リード端子１２の先端部分である接続部２６が挿通し、その後で当該接続部２６とメッキスルーホール３５の内面との間に半田１７が付着し得る形状に形成される。その他の構成は、従来の配線基板３と共通している。

他の変形例として、配線基板３の端子受け部に相当するメッキスルーホール３５は、例えば表面実装用の導電パッドであっても構わない。また、単独の配線基板３にではなく、複数の配線基板３に板金１が接続される構成であってもよい。

次に、上記構成についてその作用を説明する。電子部品２を板金１に固定した状態で、板金１の各リード端子１２と各電子部品２のリード端子とを、配線基板３の部品面から対応する位置に設けられたメッキスルーホール３５，６にそれぞれ挿通し、配線基板３の半田面を半田液面に浸漬させるディップ半田付けを行なう。ここで、電子部品２と板金１との固定は、板金１の挿通孔１３と電子部品２の挿通孔（図示せず）に共通のねじ１４を挿通し、電子部品２の挿通孔から突出するねじ１４のねじ部にナット（図示せず）を螺合することで実現するが、例えばねじ１４とナットに代わり、別な止着部材にて電子部品２と板金１とを固定する構造であっても構わない。また、半田付けの方法としては、上述のディップ方式に代わり、例えば融けた半田の噴流上に配線基板３を搬送して半田付けするフロー方式を採用してもよい。

上記半田付け作業により、板金１の各リード端子１２とメッキスルーホール３５との間、および各電子部品２のリード端子とメッキスルーホール６との間に半田１７が充填付着し、板金１と配線基板３，および電子部品２と配線基板３との接続固定が図られる。特に各リード端子１２においては、その先端部分に形成した接続部２６と半田１７との接触面積が従来よりも増加し、接続部２６から多くの熱を吸収することが可能になる。

その一方で、接続部２６よりも板金本体１１の近傍に位置するリード端子１２の脚部１５は、接続部２６よりも断面積が小さく、接続部２６において半田１７から吸収した熱が脚部１５から板金本体１１に拡散しにくくなる。そのため、半田１７から吸収した熱の大部分は接続部２６に止まることになるため、接続部２６において半田１７がなじみやすくなり、また接続部２６からの半田上がりが良好になって、接続部２６とメッキスルーホール３５とを強固に固定できる。そしてこれは、従来のストレート形状のリード端子１２に代わって、リード端子１２をラケット形状にし、リード端子１２の脚部１５よりも接続部２６の断面積を大きく形成するだけの簡単な設計変更で実現できる。

以上のように、本実施例における端子付き板金１は、板状をなす板金本体１１にリード端子１２を形成し、このリード端子１２は、板金本体１１より延設する脚部１５と、当該脚部１５の先端に設けられ、基板たる配線基板３の端子受け部であるメッキスルーホール３５に半田付け接続が可能な接続部２６を備えたものにおいて、脚部１５よりも接続部２６の断面積を大きく形成している。

また本実施例では、メッキスルーホール３５を備えた配線基板３と、板状をなす板金本体１１にリード端子１２を形成し、このリード端子１２は、板金本体１１より延設する脚部１５と、当該脚部１５の先端に設けられ、配線基板３の端子受け部であるメッキスルーホール３５に半田付け接続が可能な接続部２６を備えた端子付き板金１と、からなる配線基板３と端子付き板金１との接続構造おいて、脚部１５よりも接続部２６の断面積を大きく形成している。

このようにすると、リード端子１２の先端部分として、配線基板３のメッキスルーホール３５に半田付け接続される接続部２６の断面積を、脚部１５よりも大きく形成することで、半田付け作業時において、リード端子１２は半田１７に接して熱を吸収する面積が増加する一方で、接続部２６よりも板金本体１１に近い部分に位置するリード端子１２の脚部１５は、接続部２６よりも断面積が小さく、接続部２６において半田１７から吸収した熱が脚部１５を経由して板金本体１１に拡散しにくくなる。その結果、リード端子１２の形状を設計変更するだけで、接続部２６における半田がなじみやすく、また接続部２６からの半田上がりが良好になって、端子付き板金１のリード端子１２を配線基板１に対し確実に半田付け接続することが可能になる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実施が可能である。実施例に示す板金１や配線基板３の形状はあくまでも一例に過ぎず、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

本発明の一実施形態における端子付き板金の斜視図である。 同上、図１の端子付き板金を配線基板に実装した状態を示す要部の拡大斜視図である。 従来例における基板と端子付き板金との接続構造を示す全体斜視図である。 同上、図３における要部の拡大斜視図である。

符号の説明

１ 端子付き板金
３ 配線基板（基板）
１１ 板金本体
１２ リード端子
１５ 脚部
２６ 接続部
３５ スルーホール（端子受け部）

Claims (2)

1. 板状をなす板金本体にリード端子を形成し、
   前記リード端子は、前記板金本体より延設する脚部，および前記脚部の先端に設けられ、基板の端子受け部に半田付け接続が可能な接続部を備えた端子付き板金において、
   前記脚部よりも前記接続部の断面積を大きく形成したことを特徴とする端子付き板金。
2. 端子受け部を備えた基板と、
   板状をなす板金本体にリード端子を形成し、前記リード端子は、前記板金本体より延設する脚部，および前記脚部の先端に設けられ、前記基板の端子受け部に半田付け接続が可能なる接続部とを備えた端子付き板金と、からなる基板と端子付き板金との接続構造において、
   前記脚部よりも前記接続部の断面積を大きく形成したことを特徴とする基板と端子付き板金との接続構造。

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