(57)【要約】【課題】端子挿入力を下げても、端子保持力を向上させることができ、信頼性の高い電気的接続を実現できるプレスフィット端子と基板との接続構造を提供する。【解決手段】本接続構造は、プレスフィット端子３の表面には第１のメッキ層４が被覆され、基板１のスルーホール２の内壁には第２のメッキ層７が被覆され、基板１の内部には熱伝導性を備えたコア層５を有し、コア層５の端部は、第２のメッキ層７又はその近傍まで延びて形成され、第１のメッキ層４と第２のメッキ層７との間を拡散接合させることにより、プレスフィット端子３を基板１のスルーホール２内に保持させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成されたスルーホールにプレスフィット端子が圧入保持されるプレスフィット端子と基板との接続構造において、
前記プレスフィット端子の表面には第１のメッキ層が被覆され、
前記基板のスルーホールの内壁には第２のメッキ層が被覆され、
前記基板の内部には熱伝導性を備えたコア層を有し、
前記コア層の端部は、第２のメッキ層又はその近傍まで延びて形成され、
前記第１のメッキ層と第２のメッキ層との間を拡散接合させることにより、前記プレスフィット端子を基板のスルーホール内に保持させる、
ことを特徴とするプレスフィット端子と基板との接続構造。
【請求項２】
前記第１のメッキ層は錫で作られ、前記第２のメッキ層は銅で作られていることを特徴とする請求項１に記載のプレスフィット端子と基板との接続構造。
【請求項３】
前記プレスフィット端子は、前記スルーホールの内壁に接触する圧入保持部を有し、当該圧入保持部は、その中央に形成された開口部の上下端が略U字状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプレスフィット端子と基板との接続構造。
【請求項４】
前記圧入保持部における前記スルーホールの内壁に接触する部分の長さは、８０μｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載のプレスフィット端子と基板の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の車両に搭載されるジャンクションボックスやジャンクションコネクタ等の各種電子機器に用いられるプレスフィット端子と基板との接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半田フリー化、取付作業の効率化、低コスト化等の要請から、各種電子機器に使用されるコネクタとしてプレスフィット端子が用いられている。
【０００３】
プレスフィット端子は、各種電子機器の基板に形成されたスルーホールに圧入保持され、電気的に接続されるものである。
【０００４】
プレスフィット端子を基板のスルーホールに圧入する際に、基板及びプレスフィット端子に応力が加わるため、基板の損傷（層間剥離）、端子の損傷（クラック）、バリの発生といった種々の問題が生じやすい。
【０００５】
これらの問題を解決するために、例えば特許文献１では、スルーホールの外縁のうち端子の圧入端となる入口部を、周方向に面取りされた形状に形成した基板が提案されている。これによって、端子と接触する入口部の面積が大きくなり、端子に加わる力が分散されるため、端子挿入力が下がり、端子のメッキ層の剥がれを防止できる、としている（以下、この技術を従来例という）。
【特許文献１】特開２００５−２６８４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来例では、端子挿入力が下がるため、それに比例して端子保持力も下がり、振動や熱等に対して弱くなる。特に、車両等のような過酷な環境の下では、製品の信頼性を低下させるという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、端子挿入力を下げても、端子保持力を向上させることができ、信頼性の高い電気的接続を実現できるプレスフィット端子と基板との接続構造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】
本発明は、基板に形成されたスルーホールにプレスフィット端子が圧入保持されるプレスフィット端子と基板との接続構造において、前記プレスフィット端子の表面には第１のメッキ層が被覆され、前記基板のスルーホールの内壁には第２のメッキ層が被覆され、前記基板の内部には熱伝導性を備えたコア層を有し、前記コア層の端部は、第２のメッキ層又はその近傍まで延びて形成され、前記第１のメッキ層と第２のメッキ層との間を拡散接合させることにより、前記プレスフィット端子を基板のスルーホール内に保持させることを特徴とするものである。
【０００９】
前記第１のメッキ層は例えば錫で作られ、前記第２のメッキ層は例えば銅で作られている。
前記プレスフィット端子は、前記スルーホールの内壁に接触する圧入保持部を有し、当該圧入保持部は、その中央に形成された開口部の上下端が略U字状に形成されているのが好ましい。
【００１０】
前記圧入保持部における前記スルーホールの内壁に接触する部分の長さは、８０μｍ以上であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１又は２に係る本発明によれば、第１のメッキ層と第２のメッキ層との間を拡散接合させることにより、プレスフィット端子を基板のスルーホール内に保持させているので、端子挿入力を下げても、端子保持力を向上させることができる。その結果、基板や端子の損傷、バリの発生を抑制できるとともに、車両等に搭載しても十分に耐えうる信頼性の高い電気的接続を実現できる。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、圧入保持部とスルーホールの内壁との接触面積を広く確保し、拡散接合される面積を広くすることができるため、保持力をさらに向上させることができる。
【００１３】
請求項４に係る発明によれば、プレスフィット端子とスルーホールの内壁との接触面積が充分に確保されているので、プレスフィット端子を基板に確実に保持させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１（Ａ）は本発明の実施形態例に係るプレスフィット端子と基板との接続構造を示す断面図、（Ｂ）はプレスフィット端子と基板とを接続する前の状態を示す断面図である。
【００１５】
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本発明の実施形態例に係る接続構造は、プリント配線板等の基板１に形成されたスルーホール２にプレスフィット端子３が圧入保持されるものである。
【００１６】
プレスフィット端子３は、銅、銅合金（例えばリン青銅）等の導電性金属板を打ち抜いて製造される板状体からなり、先端に形成され、基板１のスルーホール２内に導入される導入部３ａと、導入部３ａに連結され、スルーホール２内に圧入保持される圧入保持部３ｂと、圧入保持部３ｂに連結された本体部３ｃとを有する。
【００１７】
圧入保持部３ｂの中央から本体部３ｃ側及び導入部３ａ側には長手方向に延びた開口部３ｄが形成されている。
【００１８】
導入部３ａは、基板１のスルーホール２内に圧入保持部３ｂを導く部分であり、スルーホール２の内径よりも幅が狭く形成されている。
【００１９】
圧入保持部３ｂは、スルーホール２内に圧入され、幅が狭くなるように変形されてスルーホール２内に保持されて電気的な接続を行う部分である。
圧入保持部３ｂは、スルーホール２の深さ方向に沿って長手方向に延びて形成され、その外形が導入部３ａ側に向かってやや内側に傾斜して形成されている。これによって、挿入時のプレスフィット端子３及び基板１の損傷を低減できる。
【００２０】
本体部３ｃは、例えば各種電子機器に用いられるコネクタ（図示せず）に連結され、そのコネクタに多数の上述したプレスフィット端子３が間隔を隔てて配置されている。
開口部３ｄの上端３ｅ及び下端３ｆは、平面視略Ｕ字状に外側に湾曲して形成されている。これによって、スルーホール２の圧入時に生じる応力の集中を防止できる。
【００２１】
プレスフィット端子３の表面には例えば錫（Ｓｎ）で作られた第１のメッキ層４が被覆されている。
【００２２】
基板１としては、例えば銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、セラミック等の熱容量が大きく熱伝導性が良好な材質で作られたコア層５と、コア層５の表面及び裏面に積層され、例えばエポキシ樹脂等の材質で作られた絶縁層６とを有する。
【００２３】
基板１のスルーホール２の内壁には例えば銅（Ｃｕ）で作られた第２のメッキ層７が被覆されている。
【００２４】
コア層５の端部は、スルーホール２の第２のメッキ層７の近傍まで延びて形成されている。
【００２５】
圧入保持部３ｂとスルーホール２の内壁との接触部分は８０μｍ以上の長さが確保されているのが好ましい。これによって、プレスフィット端子３とスルーホール２の内壁との接触面積が充分に確保されているので、プレスフィット端子３を基板１に確実に保持させることができる。
【００２６】
図２（Ａ）は第１のメッキ層４と第２のメッキ層７との間が拡散接合していることを示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）の○部分の拡大図である。
【００２７】
基板１上に実装された電子部品から発生した熱は、絶縁層６を介してコア層５によって均一に伝導される。
【００２８】
コア層５の熱（３０℃以上）がスルーホール２の第２のメッキ層７に伝導されると（図２（Ａ）の矢印参照）、第１のメッキ層４と第２のメッキ層７との間に拡散現象が起こり、Ｃｕ6Ｓｎ5からなる拡散物８が形成され、両者は拡散接合される（図２（Ｂ）参照）。これによって、プレスフィット端子３と基板１のスルーホール２との間の金属間接合が強固なものとなり、端子保持力が上昇する。
【００２９】
また、プレスフィット端子３の圧入保持部３ｂは、その中央に形成された開口部３ｄの上端３ｅ及び下端３ｆが略U字状に形成されているので、圧入保持部３ｂとスルーホール２の内壁との接触面積を広く確保し、拡散接合される面積を広くすることができるため、端子保持力をさらに向上させることができる。
すなわち、一般的なプレスフィット端子５０の形状は、穴端部の曲率が小さく、ほぼV字構造となっており、圧入が完了するとコンタクト接触面の上方がスルーホール２の内壁に当たり、中央が内側に引っ込む構造になっている（図５（Ａ）参照）。これに対し、本願発明の実施形態例に係るプレスフィット端子３では、熱伝導性を備えたコア層５を有する基板１と組み合わせることで、端子挿入力を従来よりも下げつつ所定の端子保持力を確保することができるため、上記形状を採用して接触面積を広く確保することができる。
【００３０】
図３は、スルーホール２からコア層５までの距離に対する高温試験後（加熱後）の保持力上昇分の推移を、本発明の基板１と従来の基板（樹脂基板）で比較したグラフである。なお、この高温試験は１２０℃、１２０時間の条件の下で行った。
【００３１】
図３から、スルーホール２からコア層５までの距離が短いほど、高温試験後（加熱後）の保持力上昇分が大きく、本発明の基板１について保持力の上昇は、従来の基板についての保持力の上昇の約３倍近く大きいことがわかる。
【００３２】
本発明の実施形態例に係るプレスフィット端子３と基板１との接続構造によれば、第１のメッキ層４と第２のメッキ層７との間を拡散接合させることにより、プレスフィット端子３を基板１のスルーホール２内に保持させているので、端子挿入力を下げても、端子保持力を向上させることができる。その結果、基板１やプレスフィット端子３の損傷、バリの発生を抑制できるとともに、車両等に搭載しても十分に耐えうる信頼性の高い電気的接続を実現できる。
図４は、本発明の他の実施形態例に係るプレスフィット端子と基板との接続構造を示す断面図である。
図４に示すように、コア層５の端部は、スルーホール２の第２のメッキ層７と接触してもよい。これによって、コア層５からの熱が直接第2のメッキ層７に伝導されるため、第１のメッキ層４と第２のメッキ層７との間を拡散接合を促進させ、プレスフィット端子３の端子保持力をより向上させることができる。
【００３３】
本発明は、上記実施の形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内において、種々の変更が可能である。  
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、例えば自動車等の車両に搭載されるジャンクションボックスやジャンクションコネクタ等の各種電子機器に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（Ａ）は本発明の実施形態例に係るプレスフィット端子と基板との接続構造を示す断面図、（Ｂ）はプレスフィット端子と基板とを接続する前の状態を示す断面図である。
【図２】（Ａ）は第１のメッキ層と第２のメッキ層との間が拡散接合していることを示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）の○部分の拡大図である。
【図３】スルーホールからコア層までの距離に対する高温試験後（加熱後）の保持力上昇分の推移を、本基板と従来の基板（樹脂基板）で比較したグラフである。
【図４】本発明の他の実施形態例に係るプレスフィット端子と基板との接続構造を示す断面図である。
【図５】（Ａ）は一般的なプレスフィット端子の圧入保持部とスルーホールの内壁との接触状態を示す説明図、（Ｂ）は本発明の実施形態例に係るプレスフィット端子の圧入保持部とスルーホールの内壁との接触状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１：基板
２：スルーホール
３：プレスフィット端子
４：第１のメッキ層
５：コア層
６：絶縁層
７：第２のメッキ層
８：拡散物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008294299.tif 000006
【図５】
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