(57)【要約】【課題】接続信頼性の低下が抑制された電子基板を提供する。【解決手段】コネクタ（３０）が配線基板（１０）に半田（５０）を介して表面実装された電子基板（１００）。コネクタはターミナル（３１）、ホルダー（３２）、ペグ（３３）を有し、ペグはホルダーに固定される第１板部（３４）と、配線基板に固定される第２板部（３５）と、を有する。第２板部の中央部（３６）は配線基板の実装面（１１ａ）と対向し、その縁部（３７）は実装面に対して直交するように屈曲して中央部よりも実装面から離れている。中央部と配線基板とは、両者の間に構成される空間に応じた形状を成す半田によって固定され、縁部と配線基板とは、中央部と配線基板との間の空間からはみ出した凸型のメニスカス状の半田によって固定されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子素子が配線基板（１０）に表面実装された電子基板であって、
複数の電子素子として外部コネクタが接続されるコネクタ（３０）を有し、
前記コネクタは、前記外部コネクタと前記配線基板とを電気的に接続するターミナル（３１）と、前記ターミナルを保持しつつ前記外部コネクタが挿抜されるホルダー（３２）と、前記ホルダーと前記配線基板とを半田（５０）を介して固定するペグ（３３）と、を有し、
前記ペグは、前記ホルダーに固定される第１板部（３４）と、前記配線基板に固定される第２板部（３５）と、を有し、前記第１板部と前記第２板部が連結されて成り、
前記第２板部の中央部（３６）は、前記配線基板における前記電子素子の実装面（１１ａ）と対向し、その縁部（３７）の少なくとも一部は、前記実装面に対して直交するように屈曲して前記中央部よりも前記実装面から離れた突起部（３７ａ）を成しており、
前記第２板部の中央部と前記配線基板とは、両者の間に構成される空間に応じた形状を成す前記半田によって固定されるとともに、前記突起部と前記配線基板とは、前記中央部と前記配線基板との間の空間からはみ出した凸型のメニスカス状の前記半田によって固定されていることを特徴とする電子基板。
【請求項２】
前記第２板部の中央部には孔（３６ａ）が形成され、前記孔の開口部を構成する縁部（３６ｂ）が前記実装面に対して直交するように屈曲して前記中央部よりも前記実装面から離れており、
前記孔の縁部と前記配線基板とは前記中央部と前記配線基板との間の空間からはみ出した凸型のメニスカス状の前記半田によって固定されていることを特徴とする請求項１に記載の電子基板。
【請求項３】
前記第２板部の縁部の全てが前記突起部（３７ａ）と成っていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子基板。
【請求項４】
前記外部コネクタの挿抜、および、外部振動による前記配線基板からの前記ホルダーの剥離を抑制するために、前記コネクタと前記配線基板との固定状態を補強する補強部材（７０）を有することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の電子基板。
【請求項５】
前記補強部材として、前記第２板部と前記配線基板とを挟み込むクリップ（７２）を有することを特徴とする請求項４に記載の電子基板。
【請求項６】
前記クリップは、前記外部コネクタが挿抜される方向に延びた形状を成す第１バネ板部（７３）と第２バネ板部（７４）、および、前記第１バネ板部と前記第２バネ板部の一端を連結する連結部（７５）を有し、
前記第１バネ板部の他端が前記ペグと接触し、前記第２バネ板部の他端が前記配線基板と接触していることを特徴とする請求項５に記載の電子基板。
【請求項７】
前記補強部材として、前記ホルダーと前記配線基板とを接着固定する接着剤（７１）を有することを特徴とする請求項４〜６いずれか１項に記載の電子基板。
【請求項８】
前記ホルダーにおける前記配線基板との対向面（３２ａ）には、液体状態の前記接着剤に気泡が含まれた場合にその気泡を外部雰囲気に逃がすための溝（３２ｂ）が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の電子基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電子素子が配線基板に表面実装された電子基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、回路基板に表面実装される電気コネクタが提案されている。この電気コネクタは、コンタクトと、コンタクトを保持するハウジングと、ハウジングを回路基板の表面に固定するペグと、を備えている。ペグは、ハウジングの側面に固定されたハウジング固定部と、ハウジング固定部から直交する方向に延び、回路基板の表面に沿うように設けられる基板固定部と、を有する。基板固定部の端部には、回路基板の表面から離間する方向に湾曲した湾曲面が形成されている。
【０００３】
基板固定部は、回路基板の表面に面接触する平面部を有している。平面部は矩形で、ハウジング固定部側の一辺をのぞく辺に、回路基板の表面から離間するように折り返された折り返し部が形成されている。この折り返し部は、平面部との交差角θが鋭角となるように平面部の中心側に向けて折り返され、回路基板から離間する方向に延びるように形成されている。ここで、ハウジング固定部と平面部、および、平面部と折り返し部との間それぞれの表面は、折り曲げ加工により上記した湾曲面となっている。
【０００４】
ペグと回路基板とは半田により固定される。半田付けによって、ペグの周囲に半田フィレットが形成される。この半田フィレットは、回路基板の表面と基板固定部の湾曲面との間に形成される。この構成により、電気コネクタに外力が加わった際、基板固定部を起点として半田にクラックが生じることを抑制し、信頼性を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１２５５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したように特許文献１に示される電気コネクタでは、折り曲げ加工によってペグに湾曲面を形成し、その湾曲面に半田フィレットを形成する。湾曲面は平面部と折り返し部との間に形成されるが、折り返し部は平面部との交差角θが鋭角となるように、平面部の中心側に向けて折り返されている。そのために半田は折り返し部まで濡れ広がらず、半田フィレットは折り返し部と平面部との間の湾曲面のみに形成される。このため、ペグと半田フィレットとの接触面積が小さく、結局のところ半田にクラックが生じ、接続信頼性が低下する虞がある。
【０００７】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、接続信頼性の低下が抑制された電子基板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】
【０００８】
上記した目的を達成するために本発明は、複数の電子素子が配線基板（１０）に表面実装された電子基板であって、複数の電子素子として外部コネクタが接続されるコネクタ（３０）を有し、コネクタは、外部コネクタと配線基板とを電気的に接続するターミナル（３１）と、ターミナルを保持しつつ外部コネクタが挿抜されるホルダー（３２）と、ホルダーと配線基板とを半田（５０）を介して固定するペグ（３３）と、を有し、ペグは、ホルダーに固定される第１板部（３４）と、配線基板に固定される第２板部（３５）と、を有し、第１板部と第２板部が連結されて成り、第２板部の中央部（３６）は、配線基板における電子素子の実装面（１１ａ）と対向し、その縁部（３７）の少なくとも一部は、実装面に対して直交するように屈曲して中央部よりも実装面から離れた突起部（３７ａ）を成しており、第２板部の中央部と配線基板とは、両者の間に構成される空間に応じた形状を成す半田によって固定されるとともに、突起部と配線基板とは、中央部と配線基板との間の空間からはみ出した凸型のメニスカス状の半田によって固定されていることを特徴とする。
【０００９】
このように本発明によれば、第２板部（３５）の縁部（３７）の少なくとも一部（突起部（３７ａ））は、実装面（１１ａ）に対して直交するように屈曲している。そのため、突起部（３７ａ）と中央部（３６）との交差角が鋭角の構成とは異なり、突起部（３７ａ）と中央部（３６）との間だけではなく、突起部（３７ａ）にも液体状態の半田（５０）が濡れ広がる。この結果、突起部（３７ａ）と配線基板（１０）とが凸型のメニスカス状の半田（５０）によって固定される。したがって、上記した比較構成と比べて本発明は、第２板部（３５）と半田（５０）との接触面積が大きく、コネクタ（３０）と配線基板（１０）との接続信頼性の低下が抑制される。
【００１０】
第２板部の中央部には孔（３６ａ）が形成され、孔の開口部を構成する縁部（３６ｂ）が実装面に対して直交するように屈曲して中央部よりも実装面から離れており、孔の縁部と配線基板とは中央部と配線基板との間の空間からはみ出した凸型のメニスカス状の半田によって固定されている。
【００１１】
これによれば、中央部（３６）に孔（３６ａ）が形成されていない構成と比べて、第２板部（３５）と半田（５０）との接触面積が大きくなる。そのため、コネクタ（３０）と配線基板（１０）との接続信頼性の低下が抑制される。
【００１２】
なお、特許請求の範囲に記載の請求項、および、課題を解決するための手段それぞれに記載の要素に括弧付きで符号をつけているが、この括弧付きの符号は実施形態に記載の各構成要素との対応関係を簡易的に示すためのものであり、実施形態に記載の要素そのものを必ずしも示しているわけではない。括弧付きの符号の記載は、いたずらに特許請求の範囲を狭めるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る電子基板の概略構成を示す正面図である。
【図２】図１に示す電子基板の側面を示す側面図である。
【図３】ペグと半田との接触状態を示す拡大断面図である。
【図４】電子基板の変形例を示す正面図である。
【図５】図４に示す電子基板の側面を示す側面図である。
【図６】ペグと半田との接触状態を示す拡大断面図である。
【図７】電子基板の変形例を示す正面図である。
【図８】図７に示す電子基板のペグの上面を示す上面図である。
【図９】電子基板の変形例を示す正面図である。
【図１０】図９に示す電子基板の側面を示す側面図である。
【図１１】ホルダーにおける接着剤の塗布領域を示す下面図である。
【図１２】ホルダーにおける接着剤の塗布領域を示す下面図である。
【図１３】ホルダーにおける接着剤の塗布領域を示す下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図３に基づいて、本実施形態に係る電子基板を説明する。以下においては互いに直交の関係にある３方向を、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向と示す。ｘ方向とｙ方向とによって規定される平面をｘ−ｙ平面、ｙ方向とｚ方向とによって規定される平面をｙ−ｚ平面、ｚ方向とｘ方向とによって規定される平面をｚ−ｘ平面と示す。
【００１５】
図１および図２に示すように、電子基板１００は、配線基板１０と、コネクタ３０と、半田５０と、を有する。図示しないが、配線基板１０にはコネクタ３０の他にもコンデンサやＭＯＳＦＥＴなどの電子素子が半田５０を介して表面実装されている。そして電子基板１００はコネクタ３０に外部コネクタが挿入されることで外部装置と電気的に接続される。また、本実施形態に係る電子基板１００は上記した構成要素１０，３０，５０のほかに補強部材７０を有する。補強部材７０によってコネクタ３０と配線基板１０との接続強度が補われる。
【００１６】
配線基板１０は、絶縁基板１１と、絶縁基板１１の実装面１１ａに形成された配線パターン１２と、を有する。この配線パターン１２と上記した電子素子とが半田５０を介して電気的および機械的に接続される。
【００１７】
コネクタ３０は、ターミナル３１と、ホルダー３２と、ペグ３３と、を有する。ターミナル３１は外部コネクタと配線基板１０とを電気的に接続し、ホルダー３２はターミナル３１を保持する。ペグ３３はホルダー３２と配線基板１０とを半田５０を介して固定する。本実施形態においてコネクタ３０はターミナル３１を複数有し、これら複数のターミナル３１の中央部がホルダー３２に固定されている。ターミナル３１の一端は外部コネクタの端子と電気的に接続され、他端は配線基板１０の配線パターン１２と電気的に接続される。ホルダー３２は樹脂材料から成り、有底筒状を成す。ホルダー３２の底部に複数のターミナル３１が固定され、筒状を成す壁部によって囲まれた空間内に外部コネクタが挿抜される。
【００１８】
ペグ３３は、ホルダー３２に固定される第１板部３４と、配線基板１０に固定される第２板部３５と、を有する。第１板部３４の一端がホルダー３２の外壁に形成された孔（図示略）に圧入されることでホルダー３２に固定され、第２板部３５は半田５０によって配線基板１０に固定される。
【００１９】
図３に示すように、ペグ３３は、第１板部３４と第２板部３５とがｚ−ｘ平面においてＬ字を成すように連結されて成り、平板状の金属板を屈曲することで形成される。第２板部３５の中央部３６は主面がｘ−ｙ平面に沿い、配線基板１０の実装面１１ａとｚ方向にて対向している。そして第２板部３５の縁部３７の少なくとも一部は、実装面１１ａに対して直交するように屈曲して中央部３６よりも実装面１１ａから離れている。ここで、上記した中央部３６とは第２板部３５の中心を含む領域であり、縁部３７はその周りの領域である。したがって縁部３７は第２板部３５のｘ方向における両端部とｙ方向における両端部それぞれを含んでいる。本実施形態では第２板部３５における第１板部３４との連結端とは反対側の端部が実装面１１ａに対して直交するように屈曲し（以下、この直交して屈曲した端部を突起部３７ａと示す）、この突起部３７ａを除く縁部３７の主面は中央部３６と同様にｘ−ｙ平面に沿っている。突起部３７ａはｚ方向に延び、中央部３６は主面がｘ−ｙ平面に沿う形状を成しているので、中央部３６と突起部３７ａとの交差角が直角（９０°）に成っている。
【００２０】
半田５０は、電子素子を配線基板１０に電気的および機械的に接続するものである。半田５０は、先ず液体状態で配線基板１０に塗布される。その後、液体状態の半田５０の上に電子素子を載せ、熱を加えて固体状態とする。こうすることで半田５０が形成される。
【００２１】
図３に示すように、半田５０は第２板部３５と配線基板１０との間に設けられる。液体状態の半田５０に第２板部３５の中央部３６が接触すると、半田５０は中央部３６から縁部３７へと濡れ広がる。そして実装面１１ａに対して直交するように屈曲した突起部３７ａの壁面を伝い、鉛直方向上方へと這い上がる。このように、中央部３６と配線基板１０との間に構成される空間が半田５０によって満たされ、中央部３６と配線基板１０との間の空間からはみ出した凸型のメニスカス状の半田５０が突起部３７ａと配線基板１０との間に設けられる。この半田５０の濡れ状態が保たれたまま半田５０が固体状態とされることで、コネクタ３０と配線基板１０とが固定される。以上により、中央部３６と配線基板１０、および、突起部３７ａを除く縁部３７と配線基板１０とは、両者の間に構成される空間に応じた形状を成す半田５０によって固定され、突起部３７ａと配線基板１０とは、中央部３６と配線基板１０との間の空間からはみ出した凸型のメニスカス状の半田５０によって固定される。
【００２２】
補強部材７０は、外部コネクタの挿抜、および、外部振動による配線基板１０からのホルダー３２の剥離を抑制するために、コネクタ３０と配線基板１０との固定状態を補強するものである。本実施形態では補強部材７０として接着剤７１を有している。図１に示すように、接着剤７１はホルダー３２と配線基板１０との間に設けられ、両者を機械的に連結している。接着剤７１としてはＵＶ硬化樹脂を採用することができる。
【００２３】
次に、本実施形態に係る電子基板１００の作用効果を説明する。上記したように、第２板部３５の縁部３７の一部（突起部３７ａ）は、実装面１１ａに対して直交するように屈曲している。そのため、突起部と中央部との交差角が鋭角の構成とは異なり、コネクタ３０を液体状態の半田５０に載せた際、突起部３７ａと中央部３６との間だけではなく、突起部３７ａにも液体状態の半田５０が濡れ広がる。この結果、突起部３７ａと配線基板１０とが凸型のメニスカス状の半田５０によって固定される。したがって、上記した比較構成と比べて電子基板１００は第２板部３５（ペグ３３）と半田５０との接触面積が大きく、コネクタ３０と配線基板１０との接続信頼性の低下が抑制される。
【００２４】
また、交差角が直角と成っているので、交差角が鈍角の構成とは異なり、突起部３７ａと配線基板１０との間に半田５０が形成されているか否かを実装面１１ａに直交する方向（ｚ方向において実装面１１ａに向かう方向）から外観検査することができる。
【００２５】
以上示したように、電子基板１００では第２板部３５の突起部３７ａが実装面１１ａに対して直交するように屈曲しているため、突起部と中央部との交差角が鋭角の構成、および、突起部と中央部との交差角が鈍角の構成それぞれと比べて顕著な作用効果を奏する。
【００２６】
更に言えば、ターミナルの他端を挿入するスルーホールが配線基板に形成された構成とは異なり、電子基板１００ではコネクタ３０を含む全ての電子素子が配線基板１０に表面実装される。このようにスルーホールにターミナルを挿入しなくとも、上記したように本実施形態に係る電子基板１００はコネクタ３０と配線基板１０との接続信頼性の低下が抑制される。そのため、スルーホールの形成によって実装面１１ａの裏面を電子素子の搭載や配線パターンの引き回しに活用するための領域が狭くなることが抑制される。この結果、電子基板１００の製造コストの増大が抑制される。
【００２７】
外部コネクタの挿抜、および、外部振動による配線基板１０からのホルダー３２の剥離を抑制するために、コネクタ３０と配線基板１０との固定状態を補強する補強部材７０を有する。これによれば、補強部材を有さない構成と比べて、コネクタ３０と配線基板１０との接続信頼性の低下が抑制される。
【００２８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００２９】
本実施形態では中央部３６について特に言及しなかった。しかしながら例えば図４〜図６に示すように、中央部３６にしぼり穴加工によって孔３６ａが形成された構成を採用することもできる。この孔３６ａの開口部を構成する縁部３６ｂの全ては、実装面１１ａに対して直交するように屈曲して中央部３６よりも実装面１１ａから離れている。したがって、液体状態の半田５０に第２板部３５の中央部３６が接触すると、実装面１１ａに対して直交するように屈曲した縁部３６ｂの壁面を伝い、鉛直方向上方へと這い上がる。この結果、図６に示すように中央部３６と配線基板１０との間の空間からはみ出した半田５０が縁部３６ｂと配線基板１０との間に設けられる。したがって、縁部３６ｂと配線基板１０とは、中央部３６と配線基板１０との間の空間からはみ出した半田５０によって固定される。これによれば、中央部に孔が形成されていない構成と比べて、第２板部３５（ペグ３３）と半田５０との接触面積が大きくなる。そのため、コネクタ３０と配線基板１０との接続信頼性の低下が抑制される。なお、図６では孔３６ａの全てが半田５０によって満たされる構成を示したが、孔３６ａの径によっては孔３６ａの全てではなく、その一部が半田５０によって満たされる。上記したように表面張力によって中央部３６と配線基板１０との間の空間から縁部３６ｂの壁面を伝い、鉛直方向上方へと液体状態の半田５０が這い上がる場合、厳密に言えば、凸型のメニスカス状の半田５０が縁部３６ｂと配線基板１０との間に設けられる。また、中央部３６に形成される孔３６ａの数としては単数でも複数でもよい。
【００３０】
本実施形態では第２板部３５の縁部３７の一部（突起部３７ａ）が実装面１１ａに対して直交するように屈曲して中央部３６よりも実装面１１ａから離れている例を示した。しかしながら図７および図８に示すように、第２板部３５の縁部３７の全てが実装面１１ａに対して直交するように屈曲して中央部３６よりも実装面１１ａから離れている構成を採用することもできる。これによれば、第２板部３５（ペグ３３）と半田５０との接触面積が大きくなるため、コネクタ３０と配線基板１０との接続信頼性の低下が抑制される。なおもちろんではあるが、第２板部３５におけるｙ方向の２つの端部のうちの少なくとも１つが実装面１１ａに対して直交するように屈曲した構成を採用することもできる。
【００３１】
本実施形態では補強部材７０として接着剤７１を有する例を示した。しかしながら補強部材７０としてはこれだけに限らず、例えば図９および図１０に示すように、第２板部３５と配線基板１０とを挟み込むクリップ７２を有する構成を採用することもできる。このクリップ７２は、外部コネクタが挿抜される方向（ｙ方向）に延びた形状を成す第１バネ板部７３と第２バネ板部７４、および、第１バネ板部７３と第２バネ板部７４それぞれの一端を連結する連結部７５を有する。第１バネ板部７３の他端がペグ３３と接触し、第２バネ板部７４の他端が配線基板１０と接触することで、第２板部３５と配線基板１０がクリップ７２によって挟持される。なお、補強部材７０は無くとも良い。
【００３２】
本実施形態では特に接着剤７１の塗布領域について言及しなかった。しかしながら例えば図１１にハッチングで示すように、ホルダー３２における配線基板１０との対向面３２ａの全面を塗布領域としても良いし、図１２にハッチングで示すように、対向面３２ａの一部を塗布領域としても良い。更に言えば、図１３に示すように、液体状態の接着剤７１に気泡が含まれた場合にその気泡を外部雰囲気に逃がすための溝３２ｂが対向面３２ａに形成された構成を採用することもできる。これによれば、接着剤７１に含まれた気泡の膨張収縮によって生じる応力によって接着剤７１に亀裂が生じることが抑制される。そのため、コネクタ３０と配線基板１０との接続信頼性の低下が抑制される。
【符号の説明】
【００３３】
１０・・・配線基板、１１ａ・・・実装面、３０・・・コネクタ、３１・・・ターミナル、３２・・・ホルダー、３３・・・ペグ、３４・・・第１板部、３５・・・第２板部、３６・・・中央部、３７・・・縁部、１００・・・電子基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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