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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022176765
(43)【公開日】2022-11-30
(54)【発明の名称】配線基板、電子装置および電子装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
H05K 1/18 20060101AFI20221122BHJP
H01R 12/58 20110101ALI20221122BHJP
H05K 1/02 20060101ALI20221122BHJP
【ＦＩ】
H05K1/18 A
H01R12/58
H05K1/02 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021083358
(22)【出願日】2021-05-17
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】110000578
【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】植田 直樹
(72)【発明者】
【氏名】塩見 巧
(72)【発明者】
【氏名】大村 良輔
【テーマコード（参考）】
5E223
5E336
5E338
【Ｆターム（参考）】
5E223AB18
5E223BA27
5E223BA70
5E223BB01
5E223BB12
5E223CB63
5E223CD01
5E223CD06
5E223CD12
5E223CD15
5E223DB01
5E223DB08
5E336AA01
5E336AA05
5E336AA12
5E336AA14
5E336BB03
5E336BC04
5E336BC34
5E336CC03
5E336EE11
5E336GG16
5E338AA03
5E338BB04
5E338BB13
5E338BB25
5E338BB75
5E338CD02
5E338EE26
(57)【要約】
【課題】スルーホールにプレスフィット端子を圧入するときに、配線基板の反対面側が変形して損傷することを抑制する技術を提供する。
【解決手段】本開示の１つの態様による配線基板１２は、基板１４と、スルーホール５０と、第１のランド３２と、第２のランド３４と、を備える。スルーホールは、基板を貫通して形成され、プレスフィット端子５０が圧入される。第１のランドは、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１６においてスルーホールの周囲に形成される。第２のランドは、両面のうち圧入面と反対側の反対面１８においてスルーホールの周囲に、基板の剛性を高める厚さに形成されている。
【選択図】図１
【解決手段】本開示の１つの態様による配線基板１２は、基板１４と、スルーホール５０と、第１のランド３２と、第２のランド３４と、を備える。スルーホールは、基板を貫通して形成され、プレスフィット端子５０が圧入される。第１のランドは、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１６においてスルーホールの周囲に形成される。第２のランドは、両面のうち圧入面と反対側の反対面１８においてスルーホールの周囲に、基板の剛性を高める厚さに形成されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板（１４、６４）と、
前記基板を貫通して形成され、プレスフィット端子（５０）が圧入されるスルーホール（３０、７０、８０）と、
前記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（１６）において前記スルーホールの周囲に形成される第１のランド（３２、７２、８２）と、
前記両面のうち前記圧入面と反対側の反対面（１８）において前記スルーホールの周囲に、前記基板の剛性を高める厚さに形成されている第２のランド（３４、７４、８４）と、
を備える配線基板。
前記基板を貫通して形成され、プレスフィット端子（５０）が圧入されるスルーホール（３０、７０、８０）と、
前記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（１６）において前記スルーホールの周囲に形成される第１のランド（３２、７２、８２）と、
前記両面のうち前記圧入面と反対側の反対面（１８）において前記スルーホールの周囲に、前記基板の剛性を高める厚さに形成されている第２のランド（３４、７４、８４）と、
を備える配線基板。
【請求項2】
請求項１に記載の配線基板であって、
前記第２のランドの厚さは、前記第１のランドを含み、前記基板に回路として形成されている導体のうち最も薄い導体（２０、２６、２８、３２）よりも厚い、
配線基板。
前記第２のランドの厚さは、前記第１のランドを含み、前記基板に回路として形成されている導体のうち最も薄い導体（２０、２６、２８、３２）よりも厚い、
配線基板。
【請求項3】
請求項２に記載の配線基板であって、
前記反対面に回路として形成されている前記導体は、前記第２のランドの厚さよりも薄い導体（２０）を備える、
配線基板。
前記反対面に回路として形成されている前記導体は、前記第２のランドの厚さよりも薄い導体（２０）を備える、
配線基板。
【請求項4】
請求項２または３に記載の配線基板であって、
前記基板は多層基板であり、
層と層との間に形成された内層導体（２６、２８）を備え、
前記第１のランドと、前記内層導体のうち前記スルーホールに電気的に接続する接続導体（２８）との少なくともいずれかの厚さは、前記最も薄い導体よりも厚い、
配線基板。
前記基板は多層基板であり、
層と層との間に形成された内層導体（２６、２８）を備え、
前記第１のランドと、前記内層導体のうち前記スルーホールに電気的に接続する接続導体（２８）との少なくともいずれかの厚さは、前記最も薄い導体よりも厚い、
配線基板。
【請求項5】
請求項２から４のいずれか１項に記載の配線基板であって、
前記基板は弾性率の異なる２種類以上の材質で形成された多層基板であり、
前記基板において最も弾性率が高い層よりも弾性率が低い層に形成されている前記スルーホール（７０、８０）の中間ランド（７６、８６）の厚さは、前記最も薄い導体よりも厚い、
配線基板。
前記基板は弾性率の異なる２種類以上の材質で形成された多層基板であり、
前記基板において最も弾性率が高い層よりも弾性率が低い層に形成されている前記スルーホール（７０、８０）の中間ランド（７６、８６）の厚さは、前記最も薄い導体よりも厚い、
配線基板。
【請求項6】
配線基板（１２、６２）と、
前記配線基板に実装される電子部品（４０、４２）と、
を備え、
前記配線基板は、
基板（１４、６４）と、
前記基板を貫通して形成され、プレスフィット端子（５０）が圧入されるスルーホール（３０、７０、８０）と、
前記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（１６）において前記スルーホールの周囲に形成される第１のランド（３２、７２、８２）と、
前記両面のうち前記圧入面と反対側の反対面（１８）において前記スルーホールの周囲に、前記基板の剛性を高める厚さに形成されている第２のランド（３４、７４、８４）と、
を備える、
電子装置。
前記配線基板に実装される電子部品（４０、４２）と、
を備え、
前記配線基板は、
基板（１４、６４）と、
前記基板を貫通して形成され、プレスフィット端子（５０）が圧入されるスルーホール（３０、７０、８０）と、
前記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（１６）において前記スルーホールの周囲に形成される第１のランド（３２、７２、８２）と、
前記両面のうち前記圧入面と反対側の反対面（１８）において前記スルーホールの周囲に、前記基板の剛性を高める厚さに形成されている第２のランド（３４、７４、８４）と、
を備える、
電子装置。
【請求項7】
電子装置の製造方法であって、
前記電子装置（１０、６０）は、
スルーホール（３０、７０、８０）が形成されている配線基板（１２、６２）と、
前記スルーホール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（５０）と、
を備え、
前記配線基板は、
基板（１４、６４）と、
前記基板を貫通して形成され、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と、
前記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（１６）において前記スルーホールの周囲に形成される第１のランド（３２、７２、８２）と、
前記両面のうち前記圧入面と反対側の反対面（１８）において前記スルーホールの周囲に、前記基板の剛性を高める厚さに形成されている第２のランド（３４、７４、８４）と、
を備え、
前記配線基板を支持する治具（２）を前記第２のランドに接触させた状態で、前記第１のランド側から前記スルーホールに前記プレスフィット端子を圧入する、
電子装置の製造方法。
前記電子装置（１０、６０）は、
スルーホール（３０、７０、８０）が形成されている配線基板（１２、６２）と、
前記スルーホール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（５０）と、
を備え、
前記配線基板は、
基板（１４、６４）と、
前記基板を貫通して形成され、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と、
前記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（１６）において前記スルーホールの周囲に形成される第１のランド（３２、７２、８２）と、
前記両面のうち前記圧入面と反対側の反対面（１８）において前記スルーホールの周囲に、前記基板の剛性を高める厚さに形成されている第２のランド（３４、７４、８４）と、
を備え、
前記配線基板を支持する治具（２）を前記第２のランドに接触させた状態で、前記第１のランド側から前記スルーホールに前記プレスフィット端子を圧入する、
電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、スルーホールにプレスフィット端子が圧入される配線基板に関する。
【背景技術】
【0002】
基板を貫通するスルーホールが形成された配線基板において、スルーホールにプレスフィット端子を圧入する技術が知られている。
スルーホールにプレスフィット端子を圧入すると、プレスフィット端子を圧入する力が配線基板に加わるため、スルーホールの周辺の配線基板が損傷することがある。
スルーホールにプレスフィット端子を圧入すると、プレスフィット端子を圧入する力が配線基板に加わるため、スルーホールの周辺の配線基板が損傷することがある。
【0003】
下記の特許文献１には、プレスフィット端子が傾いてスルーホールに圧入されるときに配線基板にひび割れが生じることを防ぐために、プレスフィット端子を圧入する入口側のスルーホールの開口周辺に設けた凹部に充填材を埋設する技術が記載されている。特許文献１に記載された技術では、開口周辺の凹部に埋設された充填材により、スルーホールにプレスフィット端子を圧入するときに配線基板に加わる力を低減しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００７－１８００７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
通常、スルーホールにプレスフィット端子を圧入する場合、配線基板の板厚方向の両面のうち、スルーホールにプレスフィット端子を圧入する入口側の圧入面と反対側の反対面に形成されたスルーホールランドに、配線基板を支持する治具が設置される。
【0006】
しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、プレスフィット端子を圧入するときに、反対面側において、治具で支持されていないスルーホールの開口周辺の配線基板が変形して損傷するという課題が見出された。
【0007】
基板が柔らかい材質で形成されるか、あるいは基板が薄いなどのために基板の剛性が低い場合、配線基板が変形して損傷しやすい。
本開示の１つの局面は、スルーホールにプレスフィット端子を圧入するときに、配線基板の反対面側が変形して損傷することを抑制する技術を提供することである。
本開示の１つの局面は、スルーホールにプレスフィット端子を圧入するときに、配線基板の反対面側が変形して損傷することを抑制する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の１つの態様による配線基板（１２、６２）は、基板（１４、６４）と、スルーホール（３０、７０、８０）と、第１のランド（３２、７２、８２）と、第２のランド（３４、７４、８４）と、を備える。
【0009】
スルーホールは、基板を貫通して形成され、プレスフィット端子（５０）が圧入される。第１のランドは、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（１６）においてスルーホールの周囲に形成される。第２のランドは、両面のうち圧入面と反対側の反対面（１８）においてスルーホールの周囲に、基板の剛性を高める厚さに形成されている。
【0010】
本開示の他の態様による電子装置では、上記の配線基板の第２のランドに電子部品（４２）が電気的に接続されている。
本開示の他の態様による電子装置の製造方法では、上記配線基板を支持する治具（２）を第２のランドに接触させた状態で、第１のランド側からスルーホールにプレスフィット端子を圧入する。
本開示の他の態様による電子装置の製造方法では、上記配線基板を支持する治具（２）を第２のランドに接触させた状態で、第１のランド側からスルーホールにプレスフィット端子を圧入する。
【0011】
このような上記の本開示の各態様の構成によれば、第２のランドは基板の剛性を高める厚さに形成されているので、スルーホールにプレスフィット端子を圧入するときに、配線基板の反対面側において、スルーホールの開口周辺の配線基板の変形を抑制できる。
【0012】
また、本開示の他の態様による電子装置によれば、基板の剛性を高める厚さに形成されている第２のランドに電子部品が電気的に接続されているので、電子部品に大きな電流を流すことができる。
【0013】
また、本開示の他の態様による電子装置の製造方法によれば、第１のランド側からスルーホールにプレスフィット端子を圧入するときに、第２のランドに加わる力を治具が支える。これにより、配線基板の反対面側において、スルーホールの開口周辺の配線基板の変形を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
【0016】
配線基板１２は、基板１４と、配線２０、２２、２４、２６、２８と、スルーホール３０と、ランド３２、３４と、を備える。基板１４は、多層基板であり、プレスフィット端子５０が圧入されるスルーホール３０の入口側の圧入面１６と、板厚方向で圧入面１６と反対側の反対面１８とを有している。基板１４は、単層であってもよい。
【0017】
配線２０、２２、２４は、圧入面１６と反対面１８とに形成されている。配線２６、２８は、基板１４の層と層との間に形成されている。配線２２、２４の厚さは、他の配線２０、２６、２８よりも厚い。配線２８はスルーホール３０に電気的に接続している。
【0018】
スルーホール３０は、基板１４を貫通して形成されている。スルーホール３０の内周面３０ａには、例えば銅めっきが形成されている。スルーホール３０の内周面３０ａに形成された銅メッキは、基板１４の板厚方向の両面において、スルーホール３０の開口の周囲に形成されたランド３２、３４、ならびに配線２８と電気的に接続している。
【0019】
ランド３２は、基板１４の圧入面１６に形成されている。ランド３４は、基板１４の反対面１８に形成されている。ランド３４の厚さは、ランド３２、配線２０、２２、２４、２６、２８等の回路を形成する他の導体のうち、最も薄い導体の厚さよりも厚い。例えば、配線２０、２６、２８とランド３２とが最も薄い導体である。
【0020】
電子部品４０は、はんだ４４により配線２０と電気的に接続されている。電子部品４２は、はんだ４４により配線２２およびランド３４に電気的に接続するランド３４と同じ厚さの配線２４と電気的に接続されている。配線２２と配線２４とは同じ厚さである。電子部品４０は、例えば制御回路に使用されて制御信号が流れる電子部品である。電子部品４２は、例えば駆動電流が流れる電子部品である。
【0021】
図１および図２に示すように、プレスフィット端子５０は、スルーホール３０に圧入されている。プレスフィット端子５０は、ばね部５２と、プレスフィット端子５０の圧入方向と反対側でばね部５２に続くリード部５４とを有している。ばね部５２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５４のばね部５２と反対側は、例えば、図示しない電子部品と電気的に結合される。
【0022】
図１に示すように、プレスフィット端子５０を圧入面１６からスルーホール３０に圧入する場合、反対面１８側のランド３４に治具２を接触させ、配線基板１２を支持させる。スルーホール３０にプレスフィット端子５０を圧入すると、ばね部５２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５０はスルーホール３０内に保持される。
【0023】
プレスフィット端子５０をスルーホール３０に圧入するとき、プレスフィット端子５０が弾性変形するときの弾性力により摩擦が発生し、スルーホール３０に対して治具２に向けて力が加わる。治具２が接触しているランド３４の厚さは、回路を形成する導体のうち最も厚さの薄い導体よりも厚いので、ランド３４が形成された基板１４の剛性は高くなっている。その結果、反対面１８において、スルーホール３０の開口周辺の配線基板１２の変形が抑制される。
【0024】
［１－２．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）プレスフィット端子５０が圧入されるスルーホール３０の入口側の圧入面１６と板厚方向で反対側の反対面１８のスルーホール３０の周囲に、最も厚さの薄い導体よりも厚いランド３４が形成されている。これにより、基板１４の剛性は高くなっている。
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）プレスフィット端子５０が圧入されるスルーホール３０の入口側の圧入面１６と板厚方向で反対側の反対面１８のスルーホール３０の周囲に、最も厚さの薄い導体よりも厚いランド３４が形成されている。これにより、基板１４の剛性は高くなっている。
【0025】
その結果、反対面１８のランド３４に治具２を接触させた状態でスルーホール３０にプレスフィット端子５０を圧入するときに、反対面１８側においてスルーホール３０の開口周辺の配線基板１２の変形を抑制できる。
【0026】
（１ｂ）駆動電流が流れる電子部品４２が厚さの厚い配線２２とランド３４に電気的に接続するランド３４と同じ厚さの配線２４とにはんだ付けされて電気的に接続しているので、電子部品４２に電子部品４０よりも大きな電流を流すことができる。
【0027】
以上説明した上記第１実施形態では、ランド３２が第１のランドに対応し、ランド３４が第２のランドに対応し、ランド３２、３４、配線２０、２２、２４、２６、２８が基板１４に回路として形成された導体に対応し、配線２６、２８が内層導体に対応し、配線２８が接続導体に対応する。また、配線２０、２６、２８とランド３２とが最も薄い導体に対応する。
【0028】
［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。
［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。
【0029】
前述した第１実施形態では、スルーホール３０に、圧入面１６側と反対面１８側との２箇所にランド３２、３４が形成されていた。
これに対し、図３に示す第２実施形態の電子装置６０の配線基板６２では、スルーホール７０、８０の圧入面１６側と反対面１８側とに加え、基板６４の層と層との間に中間ランド７６、８６が形成されている点で、第１実施形態と相違する。反対面１８側のランド７４、８４と中間ランド７６、８６とが形成されている基板６４の層６４ａの材質は、他の層６４ｂの材質よりも弾性率が低い。
これに対し、図３に示す第２実施形態の電子装置６０の配線基板６２では、スルーホール７０、８０の圧入面１６側と反対面１８側とに加え、基板６４の層と層との間に中間ランド７６、８６が形成されている点で、第１実施形態と相違する。反対面１８側のランド７４、８４と中間ランド７６、８６とが形成されている基板６４の層６４ａの材質は、他の層６４ｂの材質よりも弾性率が低い。
【0030】
スルーホール７０では、反対面１８側のランド７４、中間ランド７６、圧入面１６側のランド７２の順番で厚さが厚くなっている。ランド７４および中間ランド７６の厚さは、配線基板６２において回路を形成する導体のうち最も薄い導体である配線２６、２８よりも厚くなっている。
【0031】
スルーホール８０では、反対面１８側のランド８４の厚さが一番厚くなっており、中間ランド８６および圧入面１６側のランド８２の厚さは同じであり、ランド８４よりも薄くなっている。ランド８２、８４および中間ランド８６の厚さは、配線基板６２の導体のうち最も薄い導体である配線２６、２８よりも厚くなっている。
【0032】
［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）に加え、さらに、以下の効果を得ることができる。
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）に加え、さらに、以下の効果を得ることができる。
【0033】
（２ａ）反対面１８側のランド７４、８４だけでなく、他のランド８２と中間ランド７６、８６との厚さも、配線基板６２において回路を形成する導体のうち最も薄い導体である配線２６、２８よりも厚くなっているので、基板６４の剛性がより高くなっている。
【0034】
（２ｂ）基板６４の他の層の材質よりも弾性率が低い層６４ａに形成されているランド７４、８４と中間ランド７６、８６との厚さが、配線基板６２において回路を形成する導体のうち最も薄い導体である配線２６、２８よりも厚くなっている。このように、厚さの厚いランド７４、８４と中間ランド７６、８６とが形成されていることにより、弾性率が低いために変形しやすい層６４ａの剛性が高くなる。その結果、スルーホール３０にプレスフィット端子５０を圧入するときに、反対面１８側においてスルーホール７０、８０の開口周辺の配線基板６２の変形を抑制できる。
【0035】
以上説明した上記第２実施形態では、ランド７２、８２が第１のランドに対応し、ランド７４、８４が第２のランドに対応する。
［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。
［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。
【0036】
（３ａ）上記実施形態では、スルーホール３０、７０、８０に形成されて最も薄い導体よりも厚いランドの厚さは、１種類または２種類であったが、これに限るものではなく、３種類以上であってもよい。
【0037】
（３ｂ）第２実施形態において、スルーホール８０に電気的に接続する配線２８の厚さを、スルーホール８０の周囲の基板６４の剛性を高めるために、最も薄い導体である配線２６より厚くしてもよい。この場合、配線２８は、接続導体に対応する。
【0038】
（３ｃ）上記実施形態では、制御信号が流れる電子部品４０を最も厚さの薄い配線２０と電気的に接続させたが、これに限るものではない。例えば、最も薄い導体よりも厚さの厚い配線に電子部品４０を電気的に接続させてもよい。
【0039】
（３ｄ）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。
【0040】
（３ｅ）上記の配線基板１２、６２と電子装置１０、６０の他、当該配線基板１２、６２または電子装置１０、６０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。
【符号の説明】
【0041】
２：治具、１０、６０：電子装置、１２、６２：配線基板、１４、６４：基板、１６：圧入面、１８：反対面、２０、２２、２４：配線（導体）、２６：配線（内層導体）、２８：配線（内層導体、接続導体）、３０、７０、８０：スルーホール、３２、７２、８２：ランド（第１のランド、導体）、３４、７４、８４：ランド（第２のランド、導体）、７６、８６：中間ランド（導体）、４０、４２：電子部品、５０：プレスフィット端子
【図1】
【図2】
【図3】