特開 2024-171718 電子部品モジュール

(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】P2024171718

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】電子部品モジュール

(51)【国際特許分類】

   H05K 7/14 20060101AFI20241205BHJP

   B60R 16/02 20060101ALI20241205BHJP

   H02G 3/16 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

H05K7/14 C

B60R16/02 610Z

H02G3/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023088876

(22)【出願日】2023-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】000006895

【氏名又は名称】矢崎総業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】浅田 祥太

【テーマコード（参考）】

5E348

5G361

【Ｆターム（参考）】

5E348AA02

5E348AA07

5E348AA16

5E348AA25

5E348AA32

5E348AA35

5G361BA01

5G361BB01

5G361BC01

(57)【要約】

【課題】組立の作業負荷を軽減することができる電子部品モジュールを提供する。
【解決手段】電子部品モジュール１は、電子部品６が実装される第一基板２と、第一基板２と積層方向Ｚに対向して配置される第二基板３と、第一基板２と第二基板３との間に配置され、当該第一基板２と第二基板３を電気的に接続する複数のヘッダーピン５ａと、第一基板２及び第二基板３を積層方向Ｚに沿って間隔をあけて保持するフレーム４とを備える。このフレーム４は、複数のヘッダーピン５ａを保持する保持部１２，１２Ａを一体に含んで構成される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子部品が実装される第一基板と、
前記第一基板と積層方向に対向して配置される第二基板と、
前記第一基板と前記第二基板との間に配置され、前記第一基板と前記第二基板を電気的に接続する複数のヘッダーピンと、
前記第一基板及び前記第二基板を前記積層方向に沿って間隔をあけて保持するフレームと、を備え、
前記フレームは、
複数の前記ヘッダーピンを保持する保持部を一体に含んで構成される
ことを特徴とする電子部品モジュール。

【請求項2】

前記フレームは、
前記保持部と一体に形成され、かつ当該フレームが前記第一基板及び前記第二基板を保持した保持状態において、前記第一基板と前記第二基板との間の内部空間を覆うように位置する枠部と、
前記枠部において前記内部空間に面して前記形成され、前記保持部に保持された前記ヘッダーピンと前記第一基板との接続部位に対して前記積層方向と交差する対向方向に対向して位置する切欠き部と、を有する
請求項１に記載の電子部品モジュール。

【請求項3】

前記切欠き部は、
前記内部空間と外部空間とを連通し、かつ前記接続部位を前記対向方向から目視可能に形成される
請求項２に記載の電子部品モジュール。

【請求項4】

前記フレームは、
前記第一基板に電気的に接続されるコネクタ端子を収容し、かつ相手側コネクタに嵌合可能に形成されるコネクタハウジングを一体に含んで構成される
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子部品モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子部品モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の電子部品モジュールとして、第一基板と、第一基板と対向して配置される第二基板と、当該第一基板と当該第二基板との間に配置され、第二基板に固定される第一ピンヘッダおよび第二ピンヘッダとを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－６７６１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、従来の電子部品モジュールでは、当該電子モジュールの組立作業において、第二基板にヘッダーピンを取付けた後、当該第二基板を第一基板に固定するためのフレームを第二基板に取付けているが、組立の作業負荷の観点で改善の余地がある。

【0005】

本発明は、組立の作業負荷を軽減することができる電子部品モジュールを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明に係る電子部品モジュールは、電子部品が実装される第一基板と、前記第一基板と積層方向に対向して配置される第二基板と、前記第一基板と前記第二基板との間に配置され、前記第一基板と前記第二基板を電気的に接続する複数のヘッダーピンと、前記第一基板及び前記第二基板を前記積層方向に沿って間隔をあけて保持するフレームと、を備え、前記フレームは、複数の前記ヘッダーピンを保持する保持部を一体に含んで構成されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係る電子部品モジュールによれば、組立の作業負荷を軽減することができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る電子部品モジュールの概略構成を示す斜視図である。

【図2】図２は、電子部品モジュールの分解斜視図である。

【図3】図３は、電子部品モジュールの主要部を示す部分拡大斜視図である。

【図4】図４は、電子部品モジュールの主要部を示す平面図である。

【図5】図５は、電子部品モジュールの主要部を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本発明の実施形態に係る電子部品モジュールについて図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記実施形態により本発明が限定されるものではない。すなわち、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれ、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

【0010】

［実施形態］
図１に示す電子部品モジュール１は、例えば、自動車等の車両に搭載される電気接続箱やワイヤハーネス等に組み込まれるものである。電気接続箱は、ワイヤハーネス等の接続処理用部品を構成するコネクタ、ヒューズ、リレー、分岐部、電子制御ユニット等の電装品を集約して内部に収容するものである。ワイヤハーネスは、例えば、車両に搭載される各装置間の接続のために、電源供給や信号通信に用いられる電線を、コネクタ等で一度に各装置に接続するものである。

【0011】

電子部品モジュール１は、第一基板２と、第二基板３と、フレーム４と、２２本のヘッダーピン５ａで構成されるヘッダーピン群５，５Ａと、筐体１００とを含んで構成される。電子部品モジュール１は、これら第一基板２、第二基板３、及びフレーム４等が筐体１００の内部に収容されたものである。筐体１００は、例えば、絶縁性を有する合成樹脂によって形成される。筐体１００は、例えば、積層方向Ｚに分割されたロアカバー、アッパーカバーの２層構造となっている。

【0012】

なお、以下の説明において、便宜上、図示のＸ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向のうち、Ｘ方向が「第１幅方向Ｘ」を意味し、Ｙ方向が「第２幅方向Ｙ」を意味し、Ｚ方向が「積層方向Ｚ」を意味する。第１幅方向Ｘと第２幅方向Ｙと積層方向Ｚとは、相互に直交する。ここでは、積層方向Ｚは、第一基板２及び第二基板３の板厚方向に相当し、第１幅方向Ｘ及び第２幅方向Ｙと交差する方向に相当する。また、積層方向Ｚは、フレーム４に対して、第一基板２側を「第一基板方向Ｚ１」、第二基板３側を「第二基板方向Ｚ２」とする。

【0013】

第一基板２及び第二基板３は、例えば、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、紙エポキシ樹脂やセラミック等の絶縁性の材料からなる絶縁層に銅等の導電性の材料によって配線パターン（プリントパターン）が印刷されている。

【0014】

第一基板２は、図２に示すように、各種の電子部品６が実装され、これらを電気的に接続する電子回路を構成するものである。電子部品６は、例えば、コンデンサ、リレー、抵抗、トランジスタ、ヒューズ等である。電子部品６は、第一基板２の実装面２ａ側に設けられる。第一基板２は、積層方向Ｚから視た形状が矩形に形成される。第一基板２は、実装面２ａから裏面に向けて貫通するスルーホール２ｂが複数設けられている。

【0015】

第二基板３は、例えば、コネクタ７、不図示のＩＰＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｓｗｉｔｃｈ）、マイコン等が実装され、これらを電気的に接続する電子回路を構成するものである。第二基板３は、第一基板２と同様に、積層方向Ｚから視た形状が矩形に形成されるが、当該第一基板２に対して相対的に異なるサイズを有する。本実施形態における第二基板３は、例えば、第一基板２に比べて相対的にサイズが小さい。第二基板３は、第一基板２と積層方向Ｚに対向して配置される。

【0016】

フレーム４は、第一基板２及び第二基板３を積層方向Ｚに沿って間隔をあけて保持するものである。フレーム４は、例えば、絶縁性を有する樹脂材料等によって形成される。フレーム４は、枠部１０と、複数の梁部１１と、保持部１２，１２Ａとを含んで構成される。

【0017】

枠部１０は、フレーム４が第一基板２及び第二基板３を保持した保持状態において、第一基板２と第二基板３との間の内部空間２０を覆うように位置する部分である。枠部１０は、図４に示すように、積層方向Ｚから視た形状が矩形に形成される。枠部１０は、フレーム４が第二基板３を保持した状態で、当該第二基板３の外周端を覆い隠すように形成される。枠部１０は、フレーム４が第一基板２を保持した状態で、当該第一基板２の外周端の一部を覆うように形成される。枠部１０は、フレーム４が第一基板２及び第二基板３をそれぞれ保持するための係止構造を有する。本実施形態における枠部１０は、第二基板３に組み付けられるヘッダーピン群５の数に応じて切欠き部１３を有する。本実施形態では、２つのヘッダーピン群５に対して、フレーム４には２つの切欠き部１３が設けられている。２つの切欠き部１３は、いずれも同一の形状を有する。

【0018】

切欠き部１３は、図５に示すように、いずれも、フレーム４が第一基板２及び第二基板３を保持した保持状態において、内部空間２０に面して形成される。図５は、図１に示す電子部品モジュール１を第２幅方向Ｙの一方から視た図である。また、切欠き部１３は、上記保持状態において、フレーム４の保持部１２，１２Ａに保持された複数のヘッダーピン５ａに対して、積層方向Ｚと交差する対向方向に対向して形成される。具体的には、切欠き部１３は、上記保持状態において、保持部１２，１２Ａに保持されたヘッダーピン５ａと第一基板２との接続部位Ｐに対して積層方向Ｚと交差する対向方向に対向して位置する。接続部位Ｐは、例えば、第一基板２のスルーホール２ｂに挿通されたヘッダーピン５ａと当該第一基板２上の配線パターン（不図示）との接続部位であって、半田付けが行われる部分である。

【0019】

切欠き部１３は、積層方向Ｚと交差する対向方向から視た場合、枠部１０の第一基板方向Ｚ１側の端部から第二基板方向Ｚ２側に向けて凹むように、矩形状に形成される。切欠き部１３は、長辺に対応する第１幅方向Ｘまたは第２幅方向Ｙの長さが、ヘッダーピン群５，５Ａの第１幅方向Ｘまたは第２幅方向Ｙの長さに対応する。また、切欠き部１３は、内部空間２０と外部空間とを連通し、上記保持状態において接続部位Ｐを対向方向から目視可能に形成される。切欠き部１３は、短辺に対応する積層方向Ｚの長さ（深さ）が、第一基板２の板厚より長く、第一基板２の実装面２ａから保持部１２（の第一基板方向Ｚ１側の端面１２ｃ）までの長さより短く設定される。

【0020】

梁部１１は、図４に示すように、枠部１０の内側に形成され、矩形状の枠部１０における辺同士を連結する部分である。梁部１１は、フレーム４を積層方向Ｚから視た場合、枠部１０と共に、保持部１２，１２Ａ及びコネクタハウジング７ａの周囲をそれぞれ囲むように配置されている。本実施形態では、複数の梁部１１が、第１幅方向Ｘと第２幅方向Ｙに互いに交差するように配置されている。複数の梁部１１のうち、いくつかの梁部１１には、１以上の円柱状の緩衝部材１１ａが設けられている。緩衝部材１１ａは、梁部１１から積層方向Ｚの両側に向けて突出して形成され、フレーム４が第二基板３を保持した状態において、当該梁部１１から第二基板側に突出する部分が当該第二基板３に当接している。これにより、例えば外部からの振動による梁部１１の積層方向Ｚの振れ等を抑制する。

【0021】

保持部１２，１２Ａは、いずれも枠部１０及び梁部１１と一体に形成され、それぞれが２２本のヘッダーピン５ａを保持する部分である。保持部１２，１２Ａは、同一形状を有する。各保持部１２，１２Ａは、積層方向Ｚから視た形状が矩形に形成され、長辺方向に沿って２列に２２個の貫通孔１２ａが設けられている。各貫通孔１２ａは、各保持部１２，１２Ａの積層方向Ｚに向けて貫通する。各保持部１２，１２Ａは、２つの連結部１２ｂを介して梁部１１または枠部１０に連結されている。

【0022】

連結部１２ｂは、図４に示すように、各保持部１２，１２Ａと梁部１１及び枠部１０との間で、当該各保持部１２，１２Ａの周囲を囲むように形成されておらず、互いを部分的に連結している。つまり、各保持部１２，１２Ａは、フレーム４が第一基板２及び第二基板３を保持した保持状態において、梁部１１及び枠部１０に対して連結部１２ｂにより連結されると共に、隙間空間２１を介して離間している。この隙間空間２１は、内部空間２０の一部を構成する。

【0023】

フレーム４は、第一基板２に電気的に接続されるコネクタ端子３０を収容し、不図示の相手側コネクタに嵌合可能に形成されるコネクタハウジング７ａを一体に含んで構成される。コネクタハウジング７ａは、保持部１２，１２Ａと同様に、連結部１２ｂ等を介して梁部１１または枠部１０に連結されている。コネクタハウジング７ａは、相手側コネクタに嵌合するコネクタ７として複数のコネクタ端子３０を収容して保持する。

【0024】

次に、本実施形態における電子部品モジュール１の組立作業について説明する。まず、作業者は、第二基板３に対してフレーム４を積層方向Ｚの一方（第二基板方向Ｚ２）から組み付ける。この場合、フレーム４の保持部１２，１２Ａには、ヘッダーピン５ａが組み付けられており、コネクタハウジング７ａには、コネクタ端子３０が組み付けられている。つまり、作業者は、第二基板３に対してフレーム４を組み付けることで、複数のヘッダーピン５ａをも組み付けることが可能となる。そして、作業者は、図２に示す第二基板３が組み付けられた状態のフレーム４に対して積層方向Ｚの他方（第一基板方向Ｚ１）から第一基板２を組み付ける。

【0025】

従来の電子部品モジュールでは、フレーム４に保持部１２，１２Ａが設けられておらず、作業者が第二基板３に複数のヘッダーピン５ａを組み付けた後に、当該第二基板３に対して枠部１０と梁部１１のみのフレームを組み付けていた。これに対して、本実施形態の電子部品モジュール１では、作業者は、第二基板３にフレーム４を組み付けることで、当該フレーム４の保持部１２，１２Ａに保持された複数のヘッダーピン５ａを当該第二基板３に組み付けることが可能となる。これにより、本実施形態の電子部品モジュール１は、従来の組付け作業において、第二基板３に対して別々に行っていたフレームとヘッダーピンの組付作業を同時に行うことが可能となり、作業工数を削減して作業者の作業負荷を軽減することができる。

【0026】

フレーム４と保持部１２，１２Ａを一体に形成することで、第二基板３に別々に行っていたフレーム４とヘッダーピン５ａの組付作業を同時に行うことが可能となった反面、枠部１０により接続部位Ｐの半田付け状態の目視確認が困難になるおそれがある。つまり、従来のフレームを用いた場合、例えば、図５に示す切欠き部１３に相当する領域Ｓが枠部１０により閉塞されている。そのため、従来のフレーム形状では、作業者が、ヘッダーピン５ａと第一基板２との接続部位Ｐの半田付け状態を容易に目視確認することができなかった。これに対して、本実施形態の電子部品モジュール１は、組立工程の途中でフレーム４の枠部１０により内部空間２０が覆われてしまっても、切欠き部１３を通して接続部位Ｐを目視確認することが可能となる。

【0027】

以上説明したように、本実施形態に係る電子部品モジュール１は、電子部品６が実装される第一基板２と、第一基板２と積層方向Ｚに対向して配置される第二基板３と、第一基板２と第二基板３との間に配置され、当該第一基板２と第二基板３を電気的に接続する複数のヘッダーピン５ａと、第一基板２及び第二基板３を積層方向Ｚに沿って間隔をあけて保持するフレーム４とを備える。このフレーム４は、複数のヘッダーピン５ａを保持する保持部１２，１２Ａを一体に含んで構成される。

【0028】

上記構成により、電子部品モジュール１は、第二基板３に対して、フレーム４の組み付けと同時に、ヘッダーピン５ａを組み付けることが可能となる。この結果、電子部品モジュール１は、従来、第二基板３に対して別々に行っていたフレームの組付けとヘッダーピンの組付けを同時に行うことが可能となり、作業工数を削減して作業者の作業負荷を軽減することができる。

【0029】

また、本実施形態に係る電子部品モジュール１は、フレーム４が、枠部１０と、枠部１０において内部空間２０に面して形成され、保持部１２，１２Ａに保持されたヘッダーピン５ａと第一基板２との接続部位Ｐに対して積層方向Ｚと交差する対向方向に対向して位置する切欠き部１３とを有する。上述したように、フレーム４と保持部１２，１２Ａを一体に形成することで、第二基板３に別々に行っていたフレーム４とヘッダーピン５ａの組付作業を同時に行うことが可能となった反面、枠部１０により接続部位Ｐの半田付け状態の目視確認が困難になるおそれがある。そこで、電子部品モジュール１は、枠部１０に切欠き部１３を設けることで、組立工程の途中であっても、第一基板２とヘッダーピン５ａとの半田付け部分である接続部位Ｐを、切欠き部１３を通して目視確認することが可能となる。

【0030】

また、本実施形態に係る電子部品モジュール１は、切欠き部１３が、内部空間２０と外部空間とを連通し、接続部位Ｐを積層方向Ｚと交差する対向方向から目視可能に形成される。これにより、電子部品モジュール１は、接続部位Ｐに対して作業者による目視確認が容易になる。

【0031】

また、本実施形態に係る電子部品モジュール１は、フレーム４が、第一基板２に電気的に接続されるコネクタ端子３０を収容し、相手側コネクタに嵌合可能に形成されるコネクタハウジング７ａを一体に含んで構成される。これにより、電子部品モジュール１は、従来、個別に行っていたフレーム４の組付け作業及びコネクタ端子３０の組付け作業並びにコネクタ７の組付け作業を同時に行うことが可能となり、作業工数を削減して作業者の作業負荷を軽減することができる。

【0032】

また、本実施形態に係る電子部品モジュール１において、各保持部１２，１２Ａは、フレーム４が第一基板２及び第二基板３を保持した保持状態において、梁部１１及び枠部１０に対して連結部１２ｂにより連結されると共に、隙間空間２１を介して離間している。これにより、電子部品モジュール１は、隙間空間２１により内部空間２０のサイズを大きくすることが可能となり、例えば、内部空間２０に籠もるような熱を容易に流動させることができる。また、電子部品モジュール１は、フレーム４に隙間空間２１を設けることで、当該フレーム４の軽量化を図ることができる。

【0033】

なお、上記実施形態では、第二基板３は、第一基板２に対して相対的に小さいサイズであるが、これに限定されず、同一サイズであってもよい。また、連結部１２ｂは、保持部１２，１２Ａと梁部１１または枠部１０との間を連結しているが、これに限定されず、保持部１２，１２Ａと梁部１１のみ、または、枠部１０のみに連結されていてもよい。

【符号の説明】

【0034】

１ 電子部品モジュール
２ 第一基板
３ 第二基板
４ フレーム
５ａ ヘッダーピン
６ 電子部品
７ａ コネクタハウジング
１０ 枠部
１２，１２Ａ 保持部
１３ 切欠き部
２０ 内部空間
３０ コネクタ端子
１００ 筐体
Ｐ 接続部位

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】