特開 2024-124666 電子回路基板の構造

(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】P2024124666

(43)【公開日】2024-09-13

(54)【発明の名称】電子回路基板の構造

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/18 20060101AFI20240906BHJP

【ＦＩ】

H05K1/18 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023032498

(22)【出願日】2023-03-03

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】北出 誠

【テーマコード（参考）】

5E336

【Ｆターム（参考）】

5E336AA01

5E336CC23

5E336EE01

5E336GG14

5E336GG30

(57)【要約】

【課題】硬化型の液体組成物を用いることなく、組み付け作業中の電子部品の姿勢を安定化させ、回路基板への実装後の電子部品の耐振性を確保する。
【解決手段】回路基板は、電子部品の位置決め孔を２つ有する。前記電子部品は、底部と、端子列と、２つの側壁部と、２つの係合爪部とを備える。前記底部は、前記回路基板の表面に対向する底面を有する。前記２つの側壁部は、前記端子列の配列方向における前記底部の両側に設けられ、前記回路基板の表面に当接する当接面をそれぞれ有すると共に、前記底面の面方向における前記配列方向と直交する方向において前記底部の幅よりも広い幅をそれぞれ有する。前記２つの係合爪部は、前記当接面のそれぞれから前記回路基板の表面と直交する方向に延びて前記位置決め孔にそれぞれ挿入され、前記回路基板の裏面において前記位置決め孔の周縁部にそれぞれ係合される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回路基板に電子部品が組み合わされた電子回路基板の構造であって、
前記回路基板は、前記電子部品の位置決め孔を２つ有し、
前記電子部品は、
前記回路基板の表面に対向する底面を有する底部と、
前記底面から前記回路基板の表面と直交する方向に突出する端子列と、
前記端子列の配列方向における前記底部の両側に設けられ、前記回路基板の表面に当接する当接面をそれぞれ有すると共に、前記底面の面方向における前記配列方向と直交する方向において前記底部の幅よりも広い幅をそれぞれ有する２つの側壁部と、
前記当接面のそれぞれから前記回路基板の表面と直交する方向に延びて前記位置決め孔にそれぞれ挿入され、前記回路基板の裏面において前記位置決め孔の各周縁部にそれぞれ係合される２つの係合爪部と、
を備えることを特徴とする電子回路基板の構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、回路基板に電子部品が組み合わされた電子回路基板の構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許第５２６４１８９号公報は、インバータ装置の製造方法を開示する。この従来の製造方法では、コンデンサ、トランス、電圧検出器、電源制御装置といったインバータ装置の主要な電子部品を回路基板上に仮置きする。回路基板には複数の貫通孔が形成されており、主要な電子部品の仮置きに際しては、これらの部品の端子列が複数の貫通孔にそれぞれ挿入される。端子列の挿入後、回路基板の裏面から突出する端子列の突出部がはんだ付けされる。これにより、回路基板に電子部品が実装された電子回路基板が得られる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５２６４１８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

回路基板の表面と向かい合う電子部品の対向面積が大きい場合は、はんだ付け等の組み付け作業中の電子部品の姿勢が安定する。そうでない場合は、組み付け作業中に電子部品が倒れやすく、このことは電子回路基板の生産効率を低下させる。また、回路基板への実装後の電子部品の耐振性も低い。この問題は、その頂点から回路基板の表面までの距離が離れている電子部品、つまり、背の高い電子部品を回路基板に実装する場合にも起こる。

【0005】

このような問題への従来の対策は、電子部品の仮置き後、硬化型の液体組成物を電子部品及び回路基板に架け渡すように塗布し、これを硬化させるものであった。液体組成物が硬化すれば、組み付け作業中の電子部品の姿勢が安定化し、回路基板への実装後の電子部品の耐振性も確保される。しかしながら、この場合は、液体組成物の塗布態様のばらつきが発生しうること、液体組成物が硬化するまでに時間を要すること、液体組成物に含まれる揮発性物質がはんだ付け部位を腐食させること等といった別の問題が発生しうる。

【0006】

本開示の１つの目的は、硬化型の液体組成物を用いることなく、組み付け作業中の電子部品の姿勢を安定化させ、回路基板への実装後の電子部品の耐振性を確保することが可能な技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示は、回路基板に電子部品が組み合わされた電子回路基板の構造であり、次の特徴を有する。
前記回路基板は、前記電子部品の位置決め孔を２つ有する。
前記電子部品は、底部と、端子列と、２つの側壁部と、２つの係合爪部とを備える。
前記底部は、前記回路基板の表面に対向する底面を有する。
前記端子列は、前記底面から前記回路基板の表面と直交する方向に突出する。
前記２つの側壁部は、前記端子列の配列方向における前記底部の両側に設けられる。前記２つの側壁部は、また、前記回路基板の表面に当接する当接面をそれぞれ有する。前記２つの側壁部は、更に、前記底面の面方向における前記配列方向と直交する方向において前記底部の幅よりも広い幅をそれぞれ有する。
前記２つの係合爪部は、前記当接面のそれぞれから前記回路基板の表面と直交する方向に延びて前記位置決め孔にそれぞれ挿入される。前記２つの係合爪部は、また、前記回路基板の裏面において前記位置決め孔の各周縁部にそれぞれ係合される。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、底部の幅よりも広い幅を有する２つの側壁部によって電子部品が支えられる。また、電子部品が有する２つの係合爪部が回路基板の２つの位置決め孔にそれぞれ挿入され、回路基板の裏面においてこれらの係合爪部がこれらの位置決め孔の各周縁部にそれぞれ係合される。従って、硬化型の液体組成物を用いることなく、組み付け作業中の電子部品の姿勢を安定化させ、回路基板への実装後の電子部品の耐振性を確保することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係る電子回路基板の構成例を示す図である。

【図2】電子回路基板を構成する電子部品の底部周辺の第１構成例を示す図である。

【図3】図２に示した電子部品が組み付けられた回路基板を側面から見た図である。

【図4】電子回路基板を構成する電子部品の底部周辺の第２構成例を示す図である。

【図5】図４に示した電子部品が組み付けられた回路基板を側面から見た図である。

【図6】参考例に係る電子部品の底部周辺の構成例を示す図である。

【図7】図６に示した電子部品が組み付けられた回路基板を側面から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら本開示の実施形態について説明する。尚、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。

【0011】

１．電子回路基板の構成例
図１は、実施形態に係る電子回路基板の構成例を示す図である。図１には、電子部品１と、回路基板２とが描かれている。実施形態に係る電子回路基板の構造は、回路基板２に電子部品１が組み合わされたものである。実施形態に係る電子回路基板は、例えば、車両の駆動源として搭載されるモータに供給する電力を制御するための基板である。

【0012】

電子部品１は、回路基板２に実装される高背部品である。本開示における高背部品とは、高さ方向（Ｚ方向）の長さと幅方向（Ｘ又はＹ方向）のそれの比（アスペクト比）がｋ：１（ｋ≧２）であることをいう。このアスペクト比の計算において、高さ方向の長さは、この高さ方向において電子部品１の最も長い部位を計測した値である。幅方向の長さは、この幅方向において電子部品１の最も短い部位を計測した値である。電子部品１は、回路基板２に複数設けられる。ただし、説明の都合上、図１には電子部品１が１つだけ描かれている。電子部品１の種類は特に限定されない。

【0013】

回路基板２の表面２１には、この表面２１から裏面に貫通する孔２２ａ及び２２ｂが形成されている。孔２２ａ及び２２ｂは、回路基板２における電子部品１の設置位置に対応して形成される位置決め孔である。位置決め孔２２ａ及び２２ｂには、電子部品１が有する係合爪部（後述される）が挿入される。そのため、位置決め孔２２ａ及び２２ｂのサイズ及び形状は、係合爪部を挿入できるサイズ及び形状として事前に設計されている。

【0014】

２．電子部品の構成例
２－１．第１構成例
図２は、電子部品１の底部周辺の第１構成例を示す図である。この第１構成例では、電子部品１が、底部１１と、側壁部１２ａ及び１２ｂとを備えている。底部１１、側壁部１２ａ及び１２ｂは、例えば樹脂から構成される。側壁部１２ａ及び１２ｂは、底部１１の左右に設けられている。側壁部１２ａ及び１２ｂは、底部１１と一体的に形成されていてもよいし、側壁部１２ａ及び１２ｂのうちの底部１１の構成面よりも外側に位置する部位（コの字部位）が別体で形成されていてもよい。

【0015】

底部１１は底面１３を有している。底面１３からは、端子列１７が突出している。端子列１７は、電子部品１の電極に相当する構成である。図１で説明した回路基板２にはんだ等を用いて端子列１７が組み付けられると、電子部品１と回路基板２が電気的に接続される。回路基板２に電子部品１が組み付けられた際、底面１３は、回路基板２の表面２１と対向する。

【0016】

側壁部１２ａは底面１４を有し、側壁部１２ｂは底面１５を有している。回路基板２に電子部品１が組み付けられた際、側壁部１２ａ及び１２ｂは、回路基板２の表面２１に当接する。底面１４及び１５は、この当接面に該当する。端子列１７の配列方向（Ｘ方向）に対して直交する方向（つまり、Ｙ方向）における底面１４及び１５の幅は、底面１３のそれよりも大きい。つまり、側壁部１２ａ及び１２ｂのＹ方向の幅は、底部１１のそれよりも大きい。

【0017】

底面１４には、係合爪部１６ａが形成されている。係合爪部１６ａは側壁部１２ａと一体的に形成されている。底面１５には、係合爪部１６ｂが形成されている。係合爪部１６ｂは側壁部１２ｂと一体的に形成されている。係合爪部１６ａ及び１６ｂは、本体部と、この本体部の先端において外側に突出する抜け止め部とから構成される。

【0018】

図３は、図２に示した電子部品１が回路基板２に組み付けられた後の電子回路基板を側面から見た図である。図３Ａは、図２に示した矢印３Ａの方向から見た図に相当し、図３Ｂは、図２に示した矢印３Ｂの方向から見た図に相当する。図３Ａから理解されるように、回路基板２に電子部品１が組み付けられると、側壁部１２ａ及び１２ｂが、底部１１とともに電子部品１を支持する。また、係合爪部１６ｂの一部が回路基板２の裏面２３よりも下方に突出する。また、図３Ｂから理解されるように、係合爪部１６ａ及び１６ｂは、これらが挿入された孔（図１に示した位置決め孔２１ａ及び２１ｂ）の周縁部にそれぞれ係合される。尚、図３Ｂにおいては、端子列１７の各先端部が回路基板２に形成された端子孔（図示せず）にそれぞれ挿入され、裏面２３においてはんだＳＤによって接合されている。

【0019】

このように、第１構成例によれば、底部１１の幅よりも大きい幅を有する側壁部１２ａ及び１２ｂによって電子部品１が支えられる。また、係合爪部１６ａ及び１６ｂにより電子部品１が回路基板２に固定される。従って、はんだ付け作業中の電子部品１の姿勢を安定化させることが可能となる。加えて、回路基板２への実装後の電子部品１の耐振性を確保することも可能となる。

【0020】

２－２．第２構成例
図４は、電子部品１の底部周辺の第２構成例を示す図である。この第２構成例では、底面１４に係合爪部１８ａが形成されている。係合爪部１８ａは側壁部１２ａと一体的に形成されている。底面１５には、係合爪部１８ｂが形成されている。係合爪部１８ｂは側壁部１２ｂと一体的に形成されている。係合爪部１８ａ及び１８ｂは、中央部分がくり抜かれた本体部と、この中央部分に設けられた抜け止め部とから構成される。係合爪部１８ａ及び１８ｂ以外の構成は、第１構成例と同じである。

【0021】

図５は、図４に示した電子部品１が回路基板２に組み付けられた後の電子回路基板を側面から見た図である。図５は、図４に示した矢印４の方向から見た図に相当する。図４から理解されるように、係合爪部１８ａ及び１８ｂは、これらが挿入された孔（図１に示した位置決め孔２１ａ及び２１ｂ）の周縁部にそれぞれ係合される。

【0022】

このように、第２構成例によれば、第１構成例による効果と同一の効果が得られる。

【0023】

３．電子部品の参考例
図６は、本発明者により考案された参考例に係る電子部品の底部周辺の構成例を示す図である。この参考例では、電子部品３が、底部３１と、側壁部３２ａ及び３２ｂとを備えている。側壁部３２ａ及び３２ｂは、底部３１の左右に設けられている。側壁部３２ａ及び３２ｂは、底部３１と一体的に形成されていてもよいし、側壁部３２ａ及び３２ｂのうちの底部３１の構成面よりも外側に位置する部位が別体で形成されていてもよい。

【0024】

底部３１は底面３３を有している。底面３３からは、端子列３７が突出している。端子列３７は、電子部品１の電極に相当する構成である。図１で説明した回路基板２にはんだ等を用いて端子列３７が組み付けられると、電子部品１と回路基板２が電気的に接続される。回路基板２に電子部品１が組み付けられた際、底面３３は、回路基板２の表面２１と対向する。

【0025】

側壁部３２ａは底面３４を有し、側壁部３２ｂは底面３５を有している。回路基板２に電子部品１が組み付けられた際、側壁部３２ａ及び３２ｂは、回路基板２の表面２１に当接する。底面３４及び３５は、この当接面に該当する。端子列３７の配列方向（Ｘ方向）に対して直交する方向（つまり、Ｙ方向）における底面３４及び３５の幅は、底面３３のそれよりも大きい。つまり、側壁部３２ａ及び３２ｂのＹ方向の幅は、底部３１のそれよりも大きい。

【0026】

側壁部３２ａには、電子部品１の高さ方向（Ｚ方向）に沿ってボルト孔３６ａが形成されている。側壁部３２ｂには、ボルト孔３６ａ同様にボルト孔３６ｂが形成されている。ボルト孔３６ａ及び３６ｂは、回路基板２に形成された２つのボルト孔（図示しない）と連通する。ボルト孔３６ａとこれに連通する回路基板２のボルト孔には、ボルトが嵌め合わされる。ボルト孔３６ｂとこれに連通する回路基板２のボルト孔にも、ボルトが嵌め合わされる。

【0027】

図７は、図６に示した電子部品１が回路基板２に組み付けられた後の電子回路基板を側面から見た図である。図７は、図６に示した矢印７の方向から見た図に相当する。図７から理解されるように、回路基板２に電子部品１が組み付けられると、側壁部３２ａ及び３２ｂが、底部３１とともに電子部品１を支持する。また、ボルトＢＴの先端が回路基板２の裏面２３よりも下方に突出する。

【0028】

このように、参考例によれば、底部３１の幅よりも大きい幅を有する側壁部３２ａ及び３２ｂによって電子部品１が支えられる。また、ボルトＢＴにより、電子部品１が回路基板２に固定される。従って、第１構成例による効果と同一の効果が得られる。

【符号の説明】

【0029】

１ 電子部品、 ２ 回路基板、１１ 底部、１２ａ，１２ｂ 側壁部、１３，１４，１５ 底面、１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂ 係合爪部 １７ 端子列 ２１ 表面 ２２ａ，２２ｂ 孔 ２３ 裏面 ＳＤ はんだ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】