(57)【要約】【課題】プレスフィット端子を挿着可能なメタルコア基板を提供する。【解決手段】メタルコア基板１０は、第１回路基板１１と、第２回路基板１２と、第１回路基板１１と第２回路基板１２との間に配置される金属板１３と、を備え、第１回路基板１１と第２回路基板１２と金属板１３とが独立して配置されている。プレスフィット端子２１を圧入固定可能な第１貫通穴１８が、第１回路基板１１、第２回路基板１２及び金属板１３の板厚方向に貫通している。そして、プレスフィット端子２１が第１貫通穴１８に圧入される際に第１回路基板１１及び第２回路基板１２に対する金属板１３の微少な相対移動を許容するように、金属板１３を第１回路基板１１と第２回路基板１２との間に保持するプレスフィット固定部材２２をさらに備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回路基板と、
第２回路基板と、
前記第１回路基板と前記第２回路基板との間に配置される金属板と、
を備え、
前記第１回路基板と前記第２回路基板と前記金属板とが独立して配置され、
プレスフィット端子を圧入固定可能な第１貫通穴が、前記第１回路基板、前記第２回路基板及び前記金属板をそれらの板厚方向に貫通するメタルコア基板であって、
前記プレスフィット端子が前記第１貫通穴に圧入される際に前記第１回路基板及び前記第２回路基板に対する前記金属板の微少な相対移動を許容するように、当該金属板を前記第１回路基板と前記第２回路基板との間に保持する保持機構をさらに備えていることを特徴とするメタルコア基板。
【請求項２】
前記保持機構が、
前記第１回路基板、前記第２回路基板及び前記金属板をそれらの板厚方向に貫通する第２貫通穴と、
前記金属板の前記第１回路基板及び前記第２回路基板に対する微少な相対移動を可能とするように前記第２貫通穴の一部と協働して、前記金属板を前記第１回路基板と前記第２回路基板との間に保持する保持部材と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載のメタルコア基板。
【請求項３】
前記保持部材が、前記第２貫通穴に圧入固定されるプレスフィット固定部材であり、
前記プレスフィット固定部材が、
前記第２貫通穴を部分的に画成する前記第１回路基板の内周面に圧接する第１突起部と、
前記第２貫通穴を部分的に画成する前記第２回路基板の内周面に圧接する第２突起部と、
前記第１突起部と前記第２突起部との間に形成された金属板移動許容部と、
を有し、
前記第２貫通穴の前記金属板に形成された部分の径が、前記金属板移動許容部の外径よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のメタルコア基板。
【請求項４】
前記第１回路基板と前記第２回路基板とは、各々、絶縁板と、該絶縁板の前記金属板側とは反対側の外側面上に形成された導電性回路パターンと、を有し、
前記プレスフィット固定部材の前記第１突起部が、前記第２貫通穴を部分的に画成する前記第１回路基板の前記絶縁板の内周面に圧接し、
前記プレスフィット固定部材の前記第２突起部が、前記第２貫通穴を部分的に画成する前記第２回路基板の前記絶縁板の内周面に圧接することを特徴とする請求項３に記載のメタルコア基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタルコア基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、搭載された電気部品の放熱を良好に行う回路基板として、メタルコア基板が用いられている（例えば、特許文献１参照）。このメタルコア基板を用いれば、メタルコア基板のメタルコア（即ち、金属板）によって均熱化も図られる。
【０００３】
ところで、プレスフィット端子が回路基板に圧入固定される形態で用いられるのは周知のことである。例えば、図７に示すように、プリント回路基板を貫いて押し込まれる接触端部である電気接続部７１と、プリント回路基板に圧入される柔軟領域である突起部７２と、を備え、コネクタ７３に収納された状態でプリント回路基板に装着されるプレスフィット端子７０が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１９８３８号公報
【特許文献２】特開昭６０−４４９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
メタルコアに絶縁層をモールドして形成されたメタルコア基板には、プレスフィット端子を用いることができない。それは、プレスフィット端子が圧入で穴に無理やり差し込む構成になっているので、絶縁層の露出している穴の周りの部分に、白化、クラック等が発生してしまう虞があるためである。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、プレスフィット端子を圧入固定可能なメタルコア基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１）本発明に係るメタルコア基板は、第１回路基板と、第２回路基板と、前記第１回路基板と前記第２回路基板との間に配置される金属板と、を備え、
前記第１回路基板と前記第２回路基板と前記金属板とが独立して配置され、
プレスフィット端子を圧入固定可能な第１貫通穴が、前記第１回路基板、前記第２回路基板及び前記金属板をそれらの板厚方向に貫通するメタルコア基板であって、
前記プレスフィット端子が前記第１貫通穴に圧入される際に前記第１回路基板及び前記第２回路基板に対する前記金属板の微少な相対移動を許容するように、当該金属板を前記第１回路基板と前記第２回路基板との間に保持する保持機構をさらに備えていることを特徴としている。
【０００８】
上記１）の発明では、プレスフィット端子が第１貫通穴に圧入される際に第１回路基板及び第２回路基板に対する金属板の微少な相対移動を許容するように、保持機構によって、金属板を第１回路基板と第２回路基板との間に保持する。この保持構造により、プレスフィット端子をメタルコア基板に挿着した際の応力が緩和される。
【０００９】
２）本発明に係るメタルコア基板は、上記１）のメタルコア基板であって、
前記保持機構が、前記第１回路基板、前記第２回路基板及び前記金属板をそれらの板厚方向に貫通する第２貫通穴と、前記金属板の前記第１回路基板及び前記第２回路基板に対する微少な相対移動を可能とするように前記第２貫通穴の一部と協働して、前記金属板を前記第１回路基板と前記第２回路基板との間に保持する保持部材と、を備えていることを特徴としている。
【００１０】
上記２）の発明によれば、保持部材が、第２貫通穴の一部と協働することで、金属板を第１回路基板と第２回路基板との間に保持しながらも第１回路基板及び第２回路基板に対する金属板の微少な相対移動を許容するので、プレスフィット端子をメタルコア基板に挿着した際の応力が緩和される。
【００１１】
３）本発明に係るメタルコア基板は、上記２）のメタルコア基板であって、
前記保持部材が、前記第２貫通穴に圧入固定されるプレスフィット固定部材であり、
前記プレスフィット固定部材が、前記第２貫通穴を部分的に画成する前記第１回路基板の内周面に圧接する第１突起部と、前記第２貫通穴を部分的に画成する前記第２回路基板の内周面に圧接する第２突起部と、前記第１突起部と前記第２突起部との間に形成された金属板移動許容部と、を有し、
前記第２貫通穴の前記金属板に形成された部分の径が、前記金属板移動許容部の外径よりも大きいことを特徴としている。
【００１２】
上記３）の発明によれば、金属板を第１回路基板及び第２回路基板に対して相対移動自在にしつつも、金属板を第１回路基板と第２回路基板との間に確実に保持することができる。
【００１３】
４）本発明に係るメタルコア基板は、上記３）のメタルコア基板であって、
前記第１回路基板と前記第２回路基板とは、各々、絶縁板と、該絶縁板の前記金属板側とは反対側の外側面上に形成された導電性回路パターンと、を有し、
前記プレスフィット固定部材の前記第１突起部が、前記第２貫通穴を部分的に画成する前記第１回路基板の前記絶縁板の内周面に圧接し、
前記プレスフィット固定部材の前記第２突起部が、前記第２貫通穴を部分的に画成する前記第２回路基板の前記絶縁板の内周面に圧接することを特徴としている。
【００１４】
上記４）の発明によれば、第１回路基板と第２回路基板とは、片面回路基板であるので、メタルコア基板としてのコストが安価になり、金属板との絶縁を考慮する必要がないので設計自由度が高い。また、絶縁板の白化やクラック等を防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プレスフィット端子を支障なく挿着可能なメタルコア基板を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図を参照して本発明の複数の好適な実施形態を説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
本発明に係るメタルコア基板の第１実施形態を説明する。
図１〜図４は本発明に係るメタルコア基板の第１実施形態を説明するものであり、図１は本発明の第１実施形態に係るメタルコア基板が適用される電気接続箱の分解斜視図、図２は図１のメタルコア基板の分解斜視図、図３は図１のメタルコア基板におけるプレスフィット端子及びプレスフィット固定部材周りの縦断面図、そして図４は図１のメタルコア基板における端子金具周りの縦断面図である。
【００１８】
図１に示すように、メタルコア基板１０は、金属板に絶縁層をモールドして形成された従来のメタルコア基板と異なり、第１回路基板１１と、第２回路基板１２と、金属板１３と、を独立して備えている。即ち、図１では、第１回路基板１１と第２回路基板１２とで金属板１３を挟んだ積層構造を持つメタルコア基板１０が、電気接続箱１を構成する上ケース２と下ケース３とに収容される形態が示されている。
【００１９】
第１回路基板１１は、絶縁性が良好で且つ熱伝導率の低い、例えばガラスエポキシ樹脂等からなる第１絶縁板１４と、所定の回路を形成するように第１絶縁板１４の表面に印刷された導電性金属（例えば、銅）からなる第１導電性回路パターン（図３参照）１５と、を備えた片面回路基板である。つまり、第１回路基板１１は、導電性金属からなるスルーホールを持たない。
【００２０】
第２回路基板１２は、第１回路基板１１と同様に、絶縁性が良好で且つ熱伝導率の低い、例えばガラスエポキシ樹脂等からなる第２絶縁板１６と、所定の回路を形成するように第２絶縁板１６の裏面に印刷された導電性金属（例えば、銅）からなる第２導電性回路パターン（図３参照）１７と、を備えた片面回路基板である。つまり、第２回路基板１２も、導電性金属からなるスルーホールを持たない。
【００２１】
金属板１３は、熱伝導性に優れた、例えば、銅合金やアルミ合金等の金属製板材であり、予め定められた厚さを有し、第１回路基板１１及び第２回路基板１２と同一の大きさに形成されている。
【００２２】
図２に示すように、第１回路基板１１と金属板１３と第２回路基板１２とは、第１貫通穴１８と、第２貫通穴１９と、端子金具用貫通穴２０とが、所定位置にそれぞれ板厚方向に複数貫通形成されている。
【００２３】
第１貫通穴１８には、プレスフィット端子２１が第１回路基板１１の表面または第２回路基板１２の裏面から圧入可能である。また、第２貫通穴１９には、プレスフィット固定部材２２が第１回路基板１１の表面または第２回路基板１２の裏面から圧入可能である。また、端子金具用貫通穴２０には、端子金具２３が第１回路基板１１の表面または第２回路基板１２の裏面から挿入可能である。
【００２４】
図３に示すように、第１回路基板１１には、その第１絶縁板１４の表面に第１導電性回路パターン１５が形成されている。また、第２回路基板１２には、第２絶縁板１６の裏面に第２導電性回路パターン１７が形成されている。
【００２５】
プレスフィット端子２１Ａは、プレスフィット型音叉端子であって、電気接続部２４と、回路基板側固定部２５と、を一体に備えている。この回路基板側固定部２５に略楕円状の穴を有する所謂ニードルアイタイプの圧接部分として突起部２６が形成されている。
【００２６】
プレスフィット固定部材２２は、第１回路基板１１と金属板１３と第２回路基板１２とを合わせた厚さに対応した十分な長さを有している。そして、中央に形成された金属板移動許容部２７の上側には略楕円状の穴を有する第１突起部２８が形成され、そして金属板移動許容部２７の下側には同じく略楕円状の穴を有する第２突起部２９が形成されている。即ち、第１突起部２８と第２突起部２９も所謂ニードルアイタイプの圧接部分である。
【００２７】
第１貫通穴１８は、金属板１３部分の内周面３０の内径Ｄ１が、第１回路基板１１部分の内周面３１及び第２回路基板１２部分の内周面３２の内径Ｄ２よりも大きく形成されている。そのため、図３中の右側において、第１回路基板１１の表面側から、回路基板側固定部２５を先にしてプレスフィット端子２１が押圧挿入されることで、突起部２６が第１貫通穴１８の第１絶縁板１４部分の内周面３１に圧接される。これにより、電気接続部２４が第１導電回路パターン１５のランド３３に電気的に接続される。このとき、プレスフィット端子２１Ａは、突起部２６を除いた回路基板側固定部２５が第１貫通穴１８の金属板１３部分の内周面３０及び第２絶縁板１６部分の内周面３２に隙間を置いて接触しない状態で配置される。
【００２８】
また、図３中の左側において、第２回路基板１２の裏面側から、回路基板側固定部２５を先にして別形態のプレスフィット端子２１Ｂが押圧挿入されることで、略楕円状の穴を有する突起部２６が、第１貫通穴１８を部分的に画成する第２絶縁板１６の部分の内周面に圧接される。これにより、電気接続部２４が第２導電回路パターン１７のランド３４に電気的に接続される。このとき、プレスフィット端子２１Ｂは、突起部２６を除いた回路基板側固定部２５が第１貫通穴１８の金属板１３部分の内周面３０及び第１絶縁板１４部分の内周面３１に隙間を置いて接触しない状態で配置される。
【００２９】
第２貫通穴１９は、金属板１３部分の内周面３５の内径Ｄ３が、第１回路基板１１部分の内周面３６及び第２回路基板１２部分の内周面３７の内径Ｄ４よりも大きく形成されている。そのため、図３中の中央において、第１回路基板１１の表面側から、プレスフィット固定部材２２が押圧挿入されることで、第１突起部２８が第２貫通穴１９を部分的に画成する第１絶縁板１４の部分の内周面３６に圧接されるとともに、第２突起部２９が第２貫通穴１９を部分的に画成する第２絶縁板１６の部分の内周面３７に圧接される。これにより、金属板１３を挟んで第１回路基板１１と第２回路基板１２とが一体的に組み付けられる。このとき、プレスフィット固定部材２２は、金属板移動許容部２７が金属板１３部分の内周面３５に隙間を置いて接触しない状態で配置される。なお、前述では、プレスフィット固定部材２２を押圧挿入するのを第１回路基板１１の表面側からとしたが、第２回路基板１２の裏面側からでもよいことは言うまでも無い。
【００３０】
次に、メタルコア基板１０において、端子金具２３が挿着される部分の基板構造を説明する。
【００３１】
図４に示すように、端子金具２３は、電気接続部３８と、回路基板側固定部３９と、を一体に備えている。端子金具用貫通穴２０は、金属板１３部分の内周面４０の内径Ｄ５が、第１回路基板１１部分の内周面４１及び第２回路基板１２部分の内周面４２の内径Ｄ６よりも大きく形成されている。
【００３２】
図４中の左方側において、端子金具２３は、第１回路基板１１の表面側から、端子金具２３が電気接続部３８を先にして端子金具用貫通穴２０に挿通され、第２回路基板１２の裏面側から電気接続部３８部分が貫通される。そして、第１回路基板１１の表面側に突出した回路基板側固定部３９が、第１導電性回路パターン１５のランド３３に半田付けされる。これにより、端子金具２３が電気接続部３８を第２回路基板１２上に突出させた状態で組付け固定される。このとき、回路基板側固定部３９が第１絶縁板１４の内周面４１と、金属板１３の内周面４０と、第２絶縁板１６の内周面４２とに隙間を置いて接触しない状態に配置される。
【００３３】
また、図４中の右方側において、端子金具２３は、第２回路基板１２の裏面側から、端子金具２３が電気接続部３８を先にして端子金具用貫通穴２０に挿通され、第１回路基板１１の表面側から電気接続部３８部分が貫通される。そして、第２回路基板１２の裏面側に突出した回路基板側固定部３９が、第２導電性回路パターン１７のランド３４に半田付けされる。これにより、端子金具２３が電気接続部３８を第１回路基板１１上に突出させた状態で組付け固定される。このとき、回路基板側固定部３９が第１絶縁板１４の内周面４１と、金属板１３の内周面４０と、第２絶縁板１６の内周面４２とに隙間を置いて接触しない状態で配置される。
【００３４】
このように、端子金具２３は、第１導電性回路パターン１５に電気的に接続された少なくとも１つが、端子金具用貫通穴２０を貫通して第２回路基板１２から突出するとともに、第２導電性回路パターン１７に電気的に接続された少なくとも他の１つが、端子金具用貫通穴２０を貫通して第１回路基板１１から突出する。従って、メタルコア基板１０が、スルーホールを有する両面回路基板と同等な機能を持つものとして形成されている。また、第１回路基板１１と第２回路基板１２それぞれにそれらと同じ厚さの両面回路基板を採用した場合と比較して、金属板１３側の半田付け部分の絶縁を考慮する必要がないため、メタルコア基板１０を薄く形成することができる。
【００３５】
図３に戻って、メタルコア基板１０では、プレスフィット固定部材２２が第２貫通穴１９に圧入されることで、第１回路基板１１と第２回路基板１２とが一体的に組み付けられる。そして、プレスフィット端子２１が第１貫通穴１８に圧入されることで、第１回路基板１１または第２回路基板１２に圧入固定される。また、プレスフィット固定部材２２が、第１回路基板１１と第２回路基板１２に対する金属板１３の微少な相対移動を許容するように、金属板１３を第１回路基板１１と第２回路基板１２との間に保持することができる。
【００３６】
また、メタルコア基板１０は、端子金具２３が、第１回路基板１１の表面側または第２回路基板１２の裏面側から端子金具用貫通穴２０に挿通される。そして、第２回路基板１２の裏面側の第２導電性回路パターン１７のランド３４または第１回路基板１１の表面側の第１導電性回路パターン１５のランド３３に半田付けされる。即ち、端子金具用貫通穴２０に挿通され且つ第１回路基板１１の第１導電性回路パターン１５に電気的に接続された端子金具２３は、端子金具貫通穴２０を貫通して第２回路基板１２から突出して配置される。また、端子金具用貫通穴２０に挿通され且つ第２回路基板１２の第２導電性回路パターン１７に電気的に接続された端子金具２３は、端子金具貫通穴２０を貫通して第１回路基板１１から突出して配置される。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態のメタルコア基板１０によれば、プレスフィット固定部材２２によって、プレスフィット端子２１が第１貫通穴１８に圧入される際に第１回路基板１１及び第２回路基板１２に対する金属板１３の微少な相対移動を許容するように、金属板１３が第１回路基板１１と第２回路基板１２との間に確実に保持される。これにより、プレスフィット端子２１を挿着した際の応力を緩和できるので、プレスフィット端子２１を支障なく挿着することができる。
【００３８】
さらに、本実施形態のメタルコア基板１０によれば、第１回路基板１１と第２回路基板１２は、それぞれ片面回路基板であるので、モールド成形により形成されたメタルコア基板に較べてコストが安価になり、金属板との絶縁を考慮する必要がないので設計自由度が高い。また、第１絶縁板１４及び第２絶縁板１６の白化やクラック等を防止することができる。
【００３９】
（第２実施形態）
次に、本発明に係るメタルコア基板の第２実施形態を説明する。
図５は本発明に係るメタルコア基板の第２実施形態を示すものであり、図５は本発明の第２実施形態に係るメタルコア基板の縦断面図である。なお、以下の各実施形態において、上述した第１実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。
【００４０】
図５に示すように、本実施形態に係るメタルコア基板５０は、金属板１３を挟んで積層された第１回路基板１１と第２回路基板１２の外側を固定部材５１で挟み込んで一体的に組み立てられている。
【００４１】
固定部材５１は、コ字形状に形成されており、フランジ部５２を第１回路基板１１の表面と第２回路基板１２の裏面とに外嵌させてから、ねじ等の固定手段５３を第１回路基板１１及び第２回路基板１２にねじ込むことによりフランジ部５２が第１回路基板１１及び第２回路基板１２にねじ止め固定されている。
【００４２】
本実施形態のメタルコア基板５０は、第１実施形態と同様の作用効果を奏するが、特に、プレスフィット固定部材を用いないので、第２貫通穴を形成する必要がなく、第１回路基板１１及び第２回路基板１２に対する金属板１３の微少な相対移動を許容するように、金属板１３を第１回路基板１１と第２回路基板１２との間に保持することができる。
【００４３】
（第３実施形態）
次に、本発明に係るメタルコア基板の第３実施形態を説明する。
図６は本発明に係るメタルコア基板の第３実施形態を示すものであり、図６は本発明の第３実施形態に係るメタルコア基板の縦断面図である。
【００４４】
図６に示すように、本実施形態に係るメタルコア基板６０では、第２貫通穴１９にブッシュ６１を挿通させ、このブッシュ６１に第１回路基板１１側及び第２回路基板１２側から、それぞれ、ねじ等の固定手段６２をねじ込ませることで、ブッシュ６１が第１回路基板１１側及び第２回路基板１２にねじ止め固定されている。
【００４５】
本実施形態のメタルコア基板６０は、第１実施形態と同様の作用効果を奏するが、特に、プレスフィット固定部材を用いずに、第１回路基板１１及び第２回路基板１２に対する金属板１３の微少な相対移動を許容するように、金属板１３を第１回路基板１１と第２回路基板１２との間に保持することができる。
【００４６】
尚、本発明は、上述した各々実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００４７】
尚、本発明のメタルコア基板では勿論、金属板（即ち、メタルコア）が２枚の回路基板により挟まれているのだが、該金属板の代わりにシート状の放熱体（放熱ジェル等）を２枚の回路基板で挟む形態も考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るメタルコア基板が適用される電気接続箱の分解斜視図である。
【図２】図１のメタルコア基板の分解斜視図である。
【図３】図１のメタルコア基板におけるプレスフィット端子及びプレスフィット固定部材周りの縦断面図である。
【図４】図１のメタルコア基板における端子金具周りの縦断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るメタルコア基板の縦断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るメタルコア基板の縦断面図である。
【図７】従来のプレスフィット端子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０，５０，６０    メタルコア基板
１１                第１回路基板
１２                第２回路基板
１３                金属板
１４                第１絶縁板（絶縁板）
１５                第１導電性回路パターン（導電性回路パターン）
１６                第２絶縁板（絶縁板）
１７                第２導電性回路パターン（導電性回路パターン）
１８                第１貫通穴
１９                第２貫通穴（保持機構）
２１                プレスフィット端子
２２                プレスフィット固定部材（保持機構、保持部材）
２７                金属板移動許容部
２８                第１突起部
２９                第２突起部
３６，３７          内周面
５１                固定部材（保持機構、保持部材）
６１                ブッシュ（保持機構、保持部材）
６２                固定手段（保持機構、保持部材）
【図１】
2008258189.tif 000003
【図２】
2008258189.tif 000004
【図３】
2008258189.tif 000005
【図４】
2008258189.tif 000006
【図５】
2008258189.tif 000007
【図６】
2008258189.tif 000008
【図７】
2008258189.tif 000009