(57)【要約】【課題】回路基板に形成された貫通穴に、応力緩和部を有するターミナルピンを挿入し接続してなる回路基板の接続構造において、応力緩和部が貫通穴に入らないようにする。【解決手段】ケース１０の一面上にターミナルピン２１が突出するとともに、回路基板３０が搭載されており、回路基板３０には、ケース側開口部が大径部でありそれとは反対側の開口部が小径部となるようなテーパ状の貫通穴３１が形成されており、貫通穴３１にターミナルピン２１の先端部が挿入され導電性接続部材５０を介して電気的に接続されており、ターミナルピン２１のうち貫通穴挿入部と突出根元部との間の部位には応力緩和部２４が形成されており、ターミナルピンの貫通穴挿入部には、貫通穴３１の大径部よりも小さく且つ貫通穴３１の小径部よりも大きい径を有する突出部２５が形成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持部材（１０）の一面上にターミナルピン（２１）が突出しており、
前記保持部材の一面上に回路基板（３０）が搭載されており、
前記回路基板には、前記保持部材の一面側の開口部が大径部となり前記大径部とは反対側の開口部が小径部となるようなテーパ状の貫通穴（３１）が形成されており、
前記貫通穴に前記ターミナルピンの先端部が挿入されるとともに、前記ターミナルピンは前記貫通穴にて導電性接続部材（５０）を介して前記回路基板と電気的に接続されており、
前記ターミナルピンのうち前記貫通穴への挿入部と前記保持部材からの突出根元部との間の部位には、応力を緩和するための応力緩和部（２４）が形成されており、
前記ターミナルピンのうち前記貫通穴への挿入部には、前記貫通穴の大径部よりも小さく且つ前記貫通穴の小径部よりも大きい径を有する突出部（２５）が形成されていることを特徴とする回路基板の接続構造。
【請求項２】
前記回路基板（３０）は接着剤（４０）を介して前記保持部材（１０）の一面に搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板に形成された貫通穴にターミナルピンを挿入し接続してなる回路基板の接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回路基板と外部とを接続するためのターミナルピンを、回路基板に形成された貫通穴に挿入することにより、回路基板とターミナルピンとを電気的に接続してなる回路基板の接続構造が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００３】
ここにおいて従来では、主としてターミナルピンは回路基板の貫通穴に圧入されることで、回路基板との電気的接触を確保している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１５８０５号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−１４３８００号公報
【０００６】
【特許文献３】
特開平１０−２０８７９８号公報
【０００７】
【特許文献４】
特開平１０−２２３２８４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ターミナルピンを回路基板の貫通穴に圧入し、ターミナルピンと回路基板との電気的接触を確保する場合、接触部の酸化等により接触不良が起こり、電気的接続が不十分となったり、圧入による応力が回路基板に悪影響を与える等の問題が生じる。
【０００９】
そこで、本発明者は、ターミナルピンを回路基板の貫通穴に挿入し、導電性接着剤やはんだ等の導電性接続部材を介して電気的接続を行うことを検討した。図１１は、本発明者が試作した、そのような回路基板の接続構造を示す概略断面図である。
【００１０】
図１１に示すように、保持部材としてのケース１００にコネクタ部材２００が取り付けられ、ケース１００の一面上にはコネクタ部材２００のターミナルピン２１０が突出している。また、ケース１００の一面上には回路基板３００が搭載されている。ここでは、回路基板３００は、接着剤４００を介してケース１００の一面に接着されている。
【００１１】
この回路基板３００には、ケース１００の一面側から当該一面側とは反対側に貫通する貫通穴３１０、すなわち回路基板３００の厚さ方向に貫通する貫通穴３１０が形成されている。そして、貫通穴３１０にターミナルピン２１０の先端部が挿入されており、ターミナルピン２１０は貫通穴３１０にて導電性接続部材５００を介して回路基板３００と電気的に接続されている。
【００１２】
ここで、図１１に示す試作品では、ターミナルピン２１０のうち貫通穴３１０への挿入部とケース１００からの突出根元部との間の部位に、応力を緩和するための応力緩和部２４０が形成されている。
【００１３】
図示例では、応力緩和部２４０はターミナルピン２１０の長手方向に湾曲した形状を持つものであり、この応力緩和部２４０は、当該回路基板の接続構造に対して冷熱サイクルが加わったときの回路基板３００とケース１００との熱膨張差等による位置ずれを吸収する機能を有するものである。なお、このような応力緩和部を有するターミナルピンに準じたものは上記特許文献４に記載されている。
【００１４】
このような回路基板の接続構造は、次のようにして製造される。回路基板３００の貫通穴３１０におけるターミナルピン２１０の挿入側の開口部に導電性接続部材５００を配設し、この回路基板３００を、コネクタ部材２００を取付固定したケース１００の一面上に接着剤４００を介して搭載する。
【００１５】
このとき、回路基板３００の貫通穴３１０にターミナルピン２１０の先端部が挿入されるとともに、ターミナルピン２１０によって導電性接続部材５００が貫通穴３１０の内部へ運び込まれる。その後、導電性接続部材５００を硬化させることにより、上記接続構造が完成する。
【００１６】
しかしながら、このような接続構造においては、ターミナルピン２１０を回路基板３００の貫通穴３１０に挿入していくときに、所望の挿入量を超えてターミナルピン２１０の応力緩和部２４０までもが貫通穴３１０の中に入ってしまう場合がある。
【００１７】
すると、ターミナルピン２１０において、応力緩和部２４０が貫通穴３１０内にて導電性接続部材５００により固定された形となる。つまり、ターミナルピン２１０の応力緩和部２４０の動きが貫通穴３１０の内部で規制されるため、応力緩和部２４０の応力緩和機能が発揮されなくなってしまう。
【００１８】
本発明は上記問題に鑑み、回路基板に形成された貫通穴に、応力緩和部を有するターミナルピンを挿入し接続してなる回路基板の接続構造において、応力緩和部が貫通穴に入らないようにすることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、保持部材（１０）の一面上にターミナルピン（２１）が突出しており、前記保持部材の一面上に回路基板（３０）が搭載されており、前記回路基板には、前記保持部材の一面側の開口部が大径部となり前記大径部とは反対側の開口部が小径部となるようなテーパ状の貫通穴（３１）が形成されており、前記貫通穴に前記ターミナルピンの先端部が挿入されるとともに、前記ターミナルピンは前記貫通穴にて導電性接続部材（５０）を介して前記回路基板と電気的に接続されており、前記ターミナルピンのうち前記貫通穴への挿入部と前記保持部材からの突出根元部との間の部位には、応力を緩和するための応力緩和部（２４）が形成されており、前記ターミナルピンのうち前記貫通穴への挿入部には、前記貫通穴の大径部よりも小さく且つ前記貫通穴の小径部よりも大きい径を有する突出部（２５）が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
まず、本発明では、回路基板（３０）に形成する貫通穴（３１）を、保持部材（１０）の一面側の開口部が大径部となりこの大径部とは反対側の開口部が小径部となるようなテーパ状の貫通穴としている。
【００２１】
そして、ターミナルピン（２１）のうち貫通穴（３１）への挿入部には、貫通穴（３１）の大径部よりも小さく且つ貫通穴（３１）の小径部よりも大きい径を有する突出部（２５）が形成されている。
【００２２】
そのため、ターミナルピン（２１）を回路基板（３０）の貫通穴（３１）へ挿入していくと、ターミナルピン（２１）の突出部（２５）が貫通穴（３１）の内面に当たって、それ以上はターミナルピン（２１）の挿入方向への移動が停止する。つまり、ターミナルピン（２１）の突出部（２５）は、ターミナルピン（２１）の挿入時の位置決めのストッパとして機能する。
【００２３】
それによって、ターミナルピン（２１）の応力緩和部（２４）は、貫通穴（３１）の中に入ることはなく、当該応力緩和部（２４）は、ターミナルピン（２１）のうち貫通穴（３１）への挿入部と保持部材（１０）からの突出根元部との間の部位に、位置することになる。そして、適切に応力緩和部（２４）の機能が発揮されることになる。
【００２４】
以上のように、本発明によれば、回路基板に形成された貫通穴に、応力緩和部を有するターミナルピンを挿入し接続してなる回路基板の接続構造において、応力緩和部が貫通穴に入らないようにすることができる。
【００２５】
ここで、請求項２に記載の発明のように、前記回路基板（３０）は接着剤（４０）を介して前記保持部材（１０）の一面に搭載されているものにすることができる。
【００２６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態に係る回路基板の接続構造の概略断面構成を示す図である。本実施形態の回路基板の接続構造は、例えば自動車のＥＣＵの回路装置等に適用される。
【００２８】
保持部材としてのケース１０は、例えばアルミダイカスト等により成形されたものであり、例えば自動車等の被取付部材に対してネジやブラケット等を介して取り付けられるようになっている。
【００２９】
このケース１０にはターミナルピン２１を有するコネクタ部材２０が取り付けられている。ここで、コネクタ部材２０の単体断面構成を図２（ａ）に示す。コネクタ部材２０は、ターミナルピン２１を樹脂２２にてインサート成形したものである。そして、開口部２２ａにてハーネス等の外部配線部材が結合されるようになっている。
【００３０】
ターミナルピン２１は真鍮やリン青銅等にＮｉめっき等を施したものからなり、樹脂２２はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂からなる。ここでは、図２（ａ）に示すように、ターミナルピン２１における樹脂２２によりモールドされている部位には、樹脂２２に引っかかる形状を有する引っかけ部２３が形成されている。
【００３１】
この引っかけ部２３は図２（ａ）では、曲がり形状を有しており、ターミナルピン２１が樹脂２２から抜けるのを防止するようにしている。なお、ターミナルピン２１の引っかけ部２３は、図２（ｂ）に示すような幅広形状や、図２（ｃ）に示すような穴形状のものであってもよい。
【００３２】
そして、図１に示すように、このコネクタ部材２０は、ケース１０に形成された嵌合穴１１に挿入され、接着剤等によってケース１０に固定されている。こうして、ターミナルピン２１は、保持部材としてのケース１０の一面上に突出している。
【００３３】
また、ケース１０の一面上には回路基板３０が搭載されている。ここでは、回路基板３０は、例えばシリコン系接着剤等の接着剤４０を介してケース１０の一面に搭載されており、ケース１０の一面に接着され固定されている。これにより、回路基板３０に発生する熱は、ケース１０を介して放熱されるようになっている。
【００３４】
この回路基板３０としては、セラミック基板、プリント基板等を採用できる。回路基板３０には、ケース１０の一面側から当該一面側とは反対側に貫通する貫通穴３１が形成されている。
【００３５】
この貫通穴３１は、ケース１０の一面側の開口部が大径部となり当該大径部とは反対側の開口部が小径部となるようなテーパ状の穴である。つまり、この貫通穴３１は、ケース１０の一面側の開口部からこれとは反対側の開口部に向かって連続的に縮径するテーパ状の穴である。
【００３６】
また、図示しないが、この貫通穴３１の内面には、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ合金等の貴金属メッキが施されており、このメッキが回路基板３０の回路を構成する導体と電気的につながっている。
【００３７】
ちなみに、このようなテーパ状の貫通穴３１は、例えば図３に示すような方法により形成することができる。すなわち、ダイＫ１の上に回路基板３０を搭載し、先端側からストレート部Ｋ２、テーパ部Ｋ３を有するパンチＫ４を用いて、回路基板３０に穴開け加工を行う。
【００３８】
このとき、パンチＫ４のストレート部Ｋ２によって、回路基板３０にストレートの穴が形成され、続いてパンチＫ４のテーパ部Ｋ３によって、当該ストレートの穴が押し広げられることにより、上記テーパ状の貫通穴３１が形成されるのである。その後、電気メッキや無電解メッキにより貫通穴３１内面の上記貴金属メッキを形成する。
【００３９】
そして、図１に示すように、貫通穴３１には、ターミナルピン２１の先端部が挿入されており、ターミナルピン２１は貫通穴３１にて導電性接続部材５０を介して回路基板３０と電気的に接続されている。
【００４０】
この導電性接続部材５０は、導電性接着剤やはんだ等である。導電性接着剤としてはエポキシ系樹脂にＡｇ等の導電性フィラーを含有した一般的なものが採用できる。
【００４１】
また、ターミナルピン２１のうち貫通穴３１への挿入部とケース１０からの突出根元部との間の部位には、応力を緩和するための応力緩和部２４が形成されている。
【００４２】
また、ターミナルピン２１のうち貫通穴３１への挿入部には、貫通穴３１の大径部よりも小さく且つ貫通穴３１の小径部よりも大きい径を有する突出部２５が形成されている。
【００４３】
これらターミナルピン２１における応力緩和部２４、突出部２５について、図４、図５、図６も参照して述べる。図４は図１中の貫通穴３１近傍部において導電性接続部材５０を省略して示す拡大図であり、図５はターミナルピン２１の詳細構成を示す図であり、また、図６は図５中のターミナルピン２１のＡ矢視図である。
【００４４】
ターミナルピン２１は、丸棒もしくは角棒形状のものであり、丸棒の場合は例えば直径が６ｍｍ（φ６ｍｍ）程度、角棒の場合は角の一変の長さが６ｍｍ（□６ｍｍ）程度のものである。
【００４５】
また、図５に示すように、本例のターミナルピン２１では、応力緩和部２４は湾曲形状を有する湾曲部として構成されている。このような湾曲部は曲げ加工により形成することができるとともに、当該曲げ加工によって、ターミナルピン２１における応力緩和部２４以外の部分よりも細いものとなっている。
【００４６】
この応力緩和部２４は、冷熱サイクルが加わったときの回路基板３０とケース１０との熱膨張差等による位置ずれを吸収したり、ターミナルピン２１を貫通穴３１へ挿入する際のターミナルピン２１と貫通穴３１との位置ずれによるターミナルピン２１のたわみを緩和したり、振動を吸収する等の機能を有するものである。
【００４７】
応力緩和部２４は上記のような応力緩和機能を持つために、ターミナルピン２１における応力緩和部２４以外の部分よりも細いかまたは薄い方が好ましい。ただし、細くなり過ぎると、ターミナルピン２１を貫通穴３１に挿入する際において、ターミナルピン２１が変形しやすくなって位置精度が出なくなるので、この点を考慮する必要がある。
【００４８】
また、応力緩和部２４は、ターミナルピン２１のうち貫通穴３１への挿入部とケース１０からの突出根元部との間の部位に形成されるが、本例では、ターミナルピン２１の当該突出根元部は、樹脂２２から突出する根元部である。
【００４９】
そして、応力緩和部２４は、応力緩和機能を発揮するためにも、樹脂２２にモールドされていないことが必要である。好ましくは、図５に示すように、ターミナルピン２１において、応力緩和部２４と突出根元部との間にストレート部２６があることが好ましい。
【００５０】
また、図４〜図６に示す例では、ターミナルピン２１の突出部２５は、ターミナルピン２１の先端部側を押しつぶして広げることにより、ヒレのように出っ張った形となっている。また、ターミナルピン２１の先端は、貫通穴３１に挿入しやすいように尖った形状であることが好ましい。
【００５１】
そして、図４に示すように、このターミナルピン２１の先端部が貫通穴３１に挿入され、ターミナルピン２１の突出部２５が貫通穴３１の内面に当たっている。これにより、これ以上のターミナルピン２１の挿入方向への移動が停止している。
【００５２】
ここで、上述したように、ターミナルピン２１は、例えばφ６ｍｍ程度の丸棒もしくは□６ｍｍ程度の角棒とできるが、このような場合、例えば貫通穴３１のサイズは次のようなものにできる。
【００５３】
例えば回路基板３０の厚さは０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度であるが、一例として、貫通穴３１は、大径部Ｄ１の直径が１．２ｍｍ、小径部Ｄ２の直径が０．８ｍｍ程度のものにできる（図４参照）。そして、この場合、ターミナルピン２１の突出部２５の最大径Ｄ３は０．８ｍｍより大きく１．２ｍｍよりも小さいものになる（図６参照）。
【００５４】
また、図４に示すように、ターミナルピン２１の先端は、貫通穴３１から突き出た方が好ましい。これは、ターミナルピン２１を貫通穴３１へ挿入して組み付ける際に、ターミナルピン２１の先端が突き出れば、ターミナルピン２１が確かに挿入されたことが確認できるためである。
【００５５】
このような回路基板の接続構造においては、回路基板３０と外部とのやり取りは、回路基板３０から導電性接続部材５０、ターミナルピン２１、コネクタ部材２０に結合された外部配線部材を介して行われる。
【００５６】
次に、この接続構造の組み付け方法について述べておく。まず、ケース１０の嵌合穴１１にコネクタ部材２０を挿入し、接着する。次に、図７に示すようにして、回路基板３０の搭載およびターミナルピン２１の貫通穴３１への挿入を行う。
【００５７】
具体的には、回路基板３０の貫通穴３１においてターミナルピン２１が挿入される側の開口部すなわち大径部の開口部に、導電性接着剤またははんだ等の導電性接続部材５０を配設する。また、ケース１０の一面に回路基板３０を搭載するための接着剤４０を配設する。
【００５８】
そして、ケース１０の一面上に接着剤４０を介して回路基板３０を搭載する。このとき、図７（ａ）に示すように、回路基板３０の貫通穴３１における導電性接続部材５０が配設された部分を下にして、上記の回路基板３０の搭載を行うようにする。
【００５９】
そして、回路基板３０の貫通穴３１にターミナルピン２１の先端部を挿入していく。それと同時に、ターミナルピン２１によって導電性接続部材５０が貫通穴３１の内部へ運び込まれる。その後、導電性接続部材５０を硬化させる。導電性接着剤の場合は加熱等により硬化させ、はんだの場合はリフロー・冷却を行い硬化させる。これにより、上記接続構造が完成する。
【００６０】
ところで、本実施形態によれば、回路基板３０に形成する貫通穴３１を、ケース１０の一面側の開口部が大径部となりこの大径部とは反対側の開口部が小径部となるようなテーパ状の貫通穴としている。
【００６１】
そして、ターミナルピン２１のうち貫通穴３１への挿入部には、貫通穴３１の大径部よりも小さく且つ貫通穴３１の小径部よりも大きい径を有する突出部２５が形成されている。
【００６２】
そのため、ターミナルピン２１を回路基板３０の貫通穴３１へ挿入していくと、ターミナルピン２１の突出部２５が貫通穴３１の内面に当たって、それ以上はターミナルピン２１の挿入方向への移動が停止する。つまり、ターミナルピン２１の突出部２５は、ターミナルピン２１の挿入時の位置決めのストッパとして機能する。
【００６３】
それによって、ターミナルピン２１の応力緩和部２４は、貫通穴３１の中に入ることはなく、当該応力緩和部２４は、ターミナルピン２１のうち貫通穴３１への挿入部とケース１０からの突出根元部との間の部位に、位置することになる。そして、適切に応力緩和部２４の機能が発揮されることになる。
【００６４】
以上のように、本実施形態によれば、回路基板３０に形成された貫通穴３１に、応力緩和部２４を有するターミナルピン２１を挿入し接続してなる回路基板の接続構造において、応力緩和部２４が貫通穴３１に入らないようにすることができる。
【００６５】
さらに、本実施形態では、ターミナルピン２１を貫通穴３１に挿入する際に、突出部２５が導電性接続部材５０をすくいながら貫通穴３１内へ運び込むため、突出部２５の無い従来のものに比べて、効率よく導電性接続部材５０を貫通穴３１内へ運び込むことができる。また、ターミナルピン２１の挿入後は、突出部２５が導電性接続部材５０を保持して貫通穴３１から下降して出ていくのを防止する。
【００６６】
さらに、貫通穴３１が、ターミナルピン２１の挿入方向へ向かって先すぼまりのテーパ形状となっているため、運び込まれていく導電性接続部材５０が、貫通穴３１における小径部側の開口部からはみ出ることが極力抑制される。
【００６７】
つまり、本実施形態によれば、より少ない導電性接続部材５０の量で済むのである。また、貫通穴３１からの導電性接続部材５０のはみ出しを極力防止できるため、隣接するターミナルピン２１の間の短絡を防止することができる。
【００６８】
ちなみに、貫通穴がストレートの場合、ターミナルピンの挿入先端側の開口部から導電性接続部材がはみ出たり、ターミナルピンに突出部が無いと、貫通穴内部に十分な導電性接続部材が運び込まれなかったりするため、このような無駄を考慮して多量の導電性接続部材が必要となる
また、本実施形態では、ターミナルピン２１のうち貫通穴３１への挿入部には、突出部２５が形成されている分、そうでない従来のものよりも貫通穴３１内に充填される導電性接続部材５０の量を少なくすることができる。
【００６９】
導電性接続部材５０が多いと、冷熱サイクルにより導電性接続部材５０自身が収縮して剥離が生じやすくなるが、本実施形態ではそのような問題も極力回避できる。
【００７０】
また、本実施形態では、回路基板３０は接着剤４０を介してケース１０の一面に搭載されている。この場合、もし、ターミナルピン２１の突出部２５がないと、上述したように、所望の挿入量を超えて応力緩和部２４までもが貫通穴３１の中に入ってしまうだけでなく、それに伴って回路基板３０が沈み込んで接着剤４０の厚さが所望値よりも薄くなってしまい、接着強度が確保されない場合も生じる。
【００７１】
その点、本実施形態ではそのような問題を回避することができ、回路基板３０とケース１０とを接着する接着剤４０の厚さを適切に確保することができるという利点もある。
【００７２】
なお、回路基板３０における貫通穴３１は通常複数個、設けられる。上記図１では、２列の貫通穴３１が紙面垂直方向に複数個配置されたものとなっている。このような場合、図８に示すような千鳥状の平面配置構成とすれば、スペースの有効活用が図れる。
【００７３】
また、ターミナルピン２１の突出部２５は、上記図４および図６に示した形状に限定されるものではない。それ以外にも、例えば図９（ａ）、（ｂ）に示すような形状でもよい。
【００７４】
図９（ａ）は、上記図６に対応した視点から見た図であり、球状の突出部２５としている。また、図９（ｂ）は、上記図５に対応した視点から見た図であり、この突出部２５は折り曲げ形状のものである。
【００７５】
また、ターミナルピン２１の応力緩和部２４は、上記図５に示した形状に限定されるものではない。それ以外にも、例えば図１０（ａ）、（ｂ）に示すような形状でもよい。図１０（ａ）では、コイルバネ形状の応力緩和部２４としており、図１０（ｂ）ではねじり形状の応力緩和部２４としている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る回路基板の接続構造の概略断面図である。
【図２】（ａ）はコネクタ部材の単体断面構成図、（ｂ）および（ｃ）はターミナルにおける引っかけ部の変形例を示す図である。
【図３】回路基板の貫通穴の形成方法の一例を示す概略断面図である。
【図４】図１中の貫通穴近傍の拡大図である。
【図５】ターミナルピンの詳細構成を示す図である。
【図６】図５中のターミナルピンのＡ矢視図である。
【図７】ターミナルピンの貫通穴への挿入方法を示す概略断面図である。
【図８】回路基板における貫通穴の平面配置の一例を示す平面図である。
【図９】ターミナルピンの突出部の他の例を示す図である。
【図１０】ターミナルピンの応力緩和部の他の例を示す図である。
【図１１】本発明者が試作した回路基板の接続構造を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０…保持部材としてのケース、２１…ターミナルピン、
２４…応力緩和部、２５…突出部、３０…回路基板、３１…貫通穴、
４０…接着剤、５０…導電性接続部材。
【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】
2004342677.tif 000008
【図７】
2004342677.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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