(57)【要約】【課題】  プリント基板を基板支持体に締付けねじで締付けて固定し、その締付け箇所でプリント基板側の半田盛りパターンを基板支持体の表面に圧接させる場合に、プリント基板に反りが発生するおそれを無くする。【解決手段】  シャーシでなる基板支持体４を、基準支持面４２ａを備えた支持片４２と、支持片４２を打ち抜くことによって形成した締付け片４６とに分ける。締付け片４６の耐変形強度を支持片４２の耐変形強度よりも弱くしておく。半田盛りパターン２の形成箇所の周囲を基準支持面４２ａに載架したプリント基板１を締付け片４６に締付けねじ５で締め付けることによって、半田盛りパターン２に締付け片４６を圧接させる。【選択図】        図４
2005327812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板を導体でなる基板支持体に締付け具により締付けて固定し、かつ、その締付け具による締付け箇所でプリント基板の板面に備わっている半田盛りパターンが上記基板支持体の表面に接触して上記基板支持体に電気的に導通しているプリント基板支持構造であって、
上記締付け具が頭付き締付けねじであり、上記半田盛りパターンが、プリント基板のコーナ部に開設されたねじ挿通孔の周囲に備わり、シャーシでなる上記基板支持体にプリント基板の基準位置を規制する基準支持面を備えた片持ち状の支持片が一体に具備され、その支持片の下側に、その支持片を打ち抜くことによって形成された片持ち状の締付け片が配備されていると共に、上記支持片に補強リブを具備させてその支持片を補強し、かつ、上記締付け片の根元部分に凹入状の欠除部を具備させてその根元部分の有効幅を狭めることによりその締付け片の耐変形強度を上記支持片の耐変形強度よりも弱めてあり、
上記半田盛りパターン形成箇所の周囲を上記基準支持面に載架してなる上記プリント基板の上記ねじ挿通孔に挿通された頭付き締付けねじが、上記締付け片に具備されているねじ孔にねじ込まれて締め付けられ、その締付け力により、上記支持片に形成されている締付け片の打抜き跡としての開口を通して配備された上記半田盛りパターンに上記締付け片が変形を伴って圧接していることを特徴とするプリント基板支持構造。
【請求項２】
プリント基板を導体でなる基板支持体に締付け具により締付けて固定し、かつ、その締付け具による締付け箇所でプリント基板の板面に備わっている半田盛りパターンが上記基板支持体の表面に接触して上記基板支持体に電気的に導通しているプリント基板支持構造であって、
上記プリント基板における半田盛りパターン形成箇所の隣接箇所が、上記基板支持体に連設されてそのプリント基板の基準位置を規制する基準支持面に載架されていると共に、上記プリント基板の半田盛りパターン形成箇所が上記締付け具により上記基板支持体に連設された締付け片に締め付けられ、その締付け力によって、上記半田盛りパターンにその締付け片の表面が圧接されていることを特徴とするプリント基板支持構造。
【請求項３】
上記基準支持面を備えた支持片の下側に、その支持片を打ち抜くことによって形成された上記締付け片が配備されていて、支持片に形成されている締付け片の打抜き跡としての開口を通して配備された上記半田盛りパターンに上記締付け片の表面が圧接されている請求項２に記載したプリント基板支持構造。
【請求項４】
上記締付け具が頭付き締付けねじであり、上記半田盛りパターンが、プリント基板の端部に開設されたねじ挿通孔の周囲に備わり、そのねじ挿通孔に挿通された上記頭付き締付けねじを上記締付け片に具備されているねじ孔にねじ込んで締め付けることによりその締付け片を変形させて上記半田盛りパターンに圧接させている請求項３に記載したプリント基板支持構造。
【請求項５】
上記締付け片の耐変形強度を上記支持片の耐変形強度よりも弱めてある請求項４に記載したプリント基板支持構造。
【請求項６】
上記締付け片を片持ち形状に形成し、かつ、その締付け片の根元部分に欠除部を具備させることによりその根元部分の有効幅を調節してその耐変形強度を上記支持片の耐変形強度よりも弱めてある請求項５に記載したプリント基板支持構造。
【請求項７】
上記支持片に補強リブを具備させてその支持片を補強することにより、上記締付け片の耐変形強度を上記支持片の耐変形強度よりも弱めてある請求項５又は請求項６に記載したプリント基板支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板支持構造、特に、プリント基板の板面に備わっている半田盛りパターンをシャーシなどの導体でなる基板支持体の表面に接触させて電気的に導通させることと併せて、その半田盛りパターンと基板支持体との接触箇所でプリント基板を基板支持体に固定してなるプリント基板支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、機器解体時に基板をシャーシから取り外しやすくするための基板固定装置が知られていた（たとえば特許文献１参照）。また、取付基板にプリント板を固定する方式として、ねじの締付け力によって取付基板に取り付けた取付具の基台部と挟持片とでプリント板を挾み付けるものや、取付基板に切起し形成した取付片にプリント板をねじ止めするものなどが知られていた（たとえば特許文献２参照）。
【０００３】
一方、回路基板のシャーシグランドとの接続構造において、回路基板を固定ねじを用いてシャーシグランドに締付け固定する際に、回路基板に形成した半田を締付け固定箇所でシャーシグランドに圧接させるものが知られていた（たとえば特許文献３参照）。また、シャーシに設けたボスに、取付孔の周囲にアース用の半田を設けたプリント基板をネジ止めするものも知られていた（たとえば特許文献４参照）。
【０００４】
ところで、プリント基板を金属シャーシなどの基板支持体に複数箇所で支持固定し、それらの固定箇所でプリント基板と金属シャーシとを電気的に接続させるというプリント基板支持構造を採用する場合、図６及び図７に示した構造を採用することがあった。同図のプリント基板支持構造では、プリント基板１のコーナ部にはねじ挿通孔１２とその周囲の板面に形成された半田盛りパターン２とが備わっているのに対し、金属シャーシ３には基板支持体４が備わっていて、基板支持体４の上に載架したプリント基板１のねじ挿通孔１２に挿通させた頭付き締付けねじ５を、基板支持体４に備わっているねじ孔４１にねじ込んで締め付けてある。そして、半田盛りパターン２のそれぞれの半田２１が押し潰される程度の頭付き締付けねじ５の締付け力を利用して、プリント基板１と基板支持体４との間に隙間Ｓを確保させたまま、半田盛りパターン２と基板支持体４の表面とを圧接させることによってプリント基板１と基板支持体４とを電気的に導通させている。
【０００５】
このプリント基板支持構造によると、プリント基板１を基板支持体４にねじ止めすることとプリント基板１を基板支持体４に電気的に導通させることとが同時に実現されるだけでなく、プリント基板１と基板支持体４との電気的導通信頼性や電気的導通安定性が向上するという利点がある。
【特許文献１】特開２００２−２９９８６０号公報
【特許文献２】特開平１−１６０８８２号公報
【特許文献３】特開２０００−２１６５６５号公報
【特許文献４】特開２００２−２１７５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図６及び図７を参照して説明したプリント基板支持構造をプリント基板１の複数箇所、たとえば矩形のプリント基板１の４つのコーナ部のそれぞれに対して適用すると、各コーナ部では、頭付き締付けねじ５による締付けトルクのばらつきや半田盛りパターン２の半田２１の盛り上がり高さのばらつきなどに起因して、プリント基板１と基板支持体４との間の隙間Ｓにばらつきが生じることがある。そして、その隙間Ｓにばらつきが生じると、プリント基板１の４つのコーナ部に対応している基板支持体４の高さが高精度で一致しているとしても、プリント基板１の取付寸法精度が低下し、そのプリント基板１に反りが発生して曲げ応力が残留しやすくなる。
【０００７】
一方、図８に例示したように、プリント基板１としては、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）６を実装したものがある。ＢＧＡ６は、その下面に配列された端子とソルダーボールとを備えていて、プリント基板に実装するときにはソルダーボールを溶融させることによって上記端子とプリント基板１の導体パターンとを接続するものであるため、ＢＧＡ６を搭載したプリント基板１がいびつな反り変形を起こしていたりすると、ＢＧＡが経時的にプリント基板の板面から浮き上がって上記端子と上記導体パターンとの接続箇所が剥離したり破壊したりするおそれが生じ、そのことが機器の信頼性を大幅に低下させる要因になる。なお、図８において、Ａは図６で説明した支持構造による取付箇所を示していて、１２はねじ挿通孔、２は半田盛りパターンである。
【０００８】
この点に関し、上掲の特許文献１や特許文献２は、プリント基板をシャーシなどに固定する構造だけを提供しているに過ぎず、特許文献３や特許文献４は、プリント基板の半田盛り部を図６又は図７で説明したものに準じた構造を採用して基板支持体に電気的に導通させているに過ぎないものであるため、これらの特許文献に記載されている技術をどのように組み合わせたとしても、基板支持体に対するプリント基板の固定箇所でプリント基板と金属シャーシとを電気的に接続させる場合に発生するおそれのあるプリント基板の反りを防ぐことはできない。
【０００９】
そこで、図６及び図７で説明したプリント基板支持構造において、半田盛りパターン２を省略することにより、プリント基板１の板面のランドを基板支持体４に直接に重ね合わせて上記した隙間Ｓを生じさせない支持構造を採用することも考えられる。この構造を採用すると、上記隙間Ｓが存在しなくなるので、プリント基板１の取付寸法精度が向上してプリント基板１に反りが発生しにくくなるという長所がある。しかし、その反面で、プリント基板１と基板支持体４との電気的導通信頼性や電気的導通安定性が低下するという短所が生まれる。この短所を補うために、プリント基板１からリード線などの別部品を介して基板支持体４に対する電気的導通を図るということが行われているけれども、そのようにすると、リード線が余分に必要になって部品点数や作業工数が増大して製造コストが高くなるという欠点や、電気的接続経路が長くなるために接続インピーダンスが高くなって電気的性能が低下するという欠点が生じる。
【００１０】
また、表裏両面に導体パターンを備えたプリント基板の表面の導体パターンを、金属ねじを介してシャーシに電気的に接続することも行われている。しかし、これによっても電気的接続経路が比較的長くなって、特に高周波領域での接続インピーダンスに悪影響を及ぼすおそれがある。
【００１１】
そこで、本発明は、リード線などの余分の部品を用いる必要がなく、接続インピーダンスの増大を来さず、高周波領域での接続インピーダンスに悪影響を及ぼすことがないという長所を備えた図６又は図７で説明したような支持構造、すなわち、プリント基板を導体でなる基板支持体に締付け具により締付けて固定し、その締付け箇所でプリント基板の板面に備わっている半田盛りパターンを基板支持体の表面に圧接させるというプリント基板支持構造を採用することを基本として、プリント基板に反りが発生するおそれを無くすることのできるプリント基板支持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】
【００１２】
本発明に係るプリント基板支持構造は、プリント基板を導体でなる基板支持体に締付け具により締付けて固定し、かつ、その締付け具による締付け箇所でプリント基板の板面に備わっている半田盛りパターンが上記基板支持体の表面に接触して上記基板支持体に電気的に導通しているプリント基板支持構造であって、上記プリント基板における半田盛りパターン形成箇所の隣接箇所が、上記基板支持体に連設されてそのプリント基板の基準位置を規制する基準支持面に載架されていると共に、上記プリント基板の半田盛りパターン形成箇所が上記締付け具により上記基板支持体に連設された締付け片に締め付けられ、その締付け力によって、上記半田盛りパターンにその締付け片の表面が圧接されている。
【００１３】
この構成であると、プリント基板が載架された基準支持面によってプリント基板の取付寸法精度が高精度に保たれる。また、プリント基板の半田盛りパターンには、締付け具によって締め付けられる締付け片の表面が圧接しているので、プリント基板と基板支持体とが締付け片を介して確実に電気的接続されて電気的導通信頼性と電気的導通安定性とが確保される。言い換えると、この構成によると、プリント基板と基板支持体との電気的接続を確実に行わせるための締付け具による締付け力のばらつきの影響や半田盛りパターンの盛り上がり高さのばらつきの影響がプリント基板の取付寸法精度に及ばなくなるので、高い電気的導通信頼性と電気的導通安定性とを確保した上で、取付け後のプリント基板に反りが発生することを確実に防止することが可能になる。
【００１４】
本発明では、上記基準支持面を備えた支持片の下側に、その支持片を打ち抜くことによって形成された上記締付け片が配備されていて、支持片に形成されている締付け片の打抜き跡としての開口を通して配備された上記半田盛りパターンに上記締付け片の表面が圧接されている、という構成を採用することが可能である。これによれば、基板支持体が基準支持面を備えた支持片と締付け片とにより分かれ、プリント基板と基板支持体との電気的接続を確実かつ安定化するための半田盛りパターンが締付け片だけに接触する形態になって、締付け具による締付け力のばらつきの影響や半田盛りパターンの盛り上がり高さのばらつきの影響がプリント基板の取付寸法精度に及ばなくなり、高い電気的導通信頼性と電気的導通安定性とを確保した上で、取付け後のプリント基板に反りが発生することを確実に防止することが可能になる。また、締付け片は、支持片を打抜くことによって形成されているので、余分に部品を追加する必要もない。
【００１５】
本発明では、上記締付け具が頭付き締付けねじであり、上記半田盛りパターンが、プリント基板の端部に開設されたねじ挿通孔の周囲に備わり、そのねじ挿通孔に挿通された上記頭付き締付けねじを上記締付け片に具備されているねじ孔にねじ込んで締め付けることによりその締付け片を変形させて上記半田盛りパターンに圧接させているという構成を採用することが可能である。この構成であれば、図６又は図７を参照して説明したプリント基板支持構造における基板支持体４の構造を変更するだけで済む。
【００１６】
本発明では、上記締付け片の耐変形強度を上記支持片の耐変形強度よりも弱めてあることが望ましい。これによれば、締付けねじを締め付ける工程を行うだけで、耐変形強度が支持片のそれよりも弱い締付け片が変形して、支持片の基準支持面に載架されているプリント基板の板面の半田盛りパターンに圧接する。
【００１７】
締付け片の耐変形強度を支持片の耐変形強度よりも弱める手段としては、たとえば、締付け片を片持ち形状に形成し、かつ、その締付け片の根元部分に欠除部を具備させることによりその根元部分の有効幅を調節してその耐変形強度を上記支持片の耐変形強度よりも弱めてあるという手段や、上記支持片に補強リブを具備させてその支持片を補強することにより、上記締付け片の耐変形強度を上記支持片の耐変形強度よりも弱めてあるという手段などを採用することが可能である。なお、上記欠除部は、凹入状に形成しても打抜き孔によって形成してもよい。
【００１８】
本発明に係るプリント基板支持構造は、プリント基板を導体でなる基板支持体に締付け具により締付けて固定し、かつ、その締付け具による締付け箇所でプリント基板の板面に備わっている半田盛りパターンが上記基板支持体の表面に接触して上記基板支持体に電気的に導通しているプリント基板支持構造であって、上記締付け具が頭付き締付けねじであり、上記半田盛りパターンが、プリント基板のコーナ部に開設されたねじ挿通孔の周囲に備わり、シャーシでなる上記基板支持体にプリント基板の基準位置を規制する基準支持面を備えた片持ち状の支持片が一体に具備され、その支持片の下側に、その支持片を打ち抜くことによって形成された片持ち状の締付け片が配備されていると共に、上記支持片に補強リブを具備させてその支持片を補強し、かつ、上記締付け片の根元部分に凹入状の欠除部を具備させてその根元部分の有効幅を狭めることによりその締付け片の耐変形強度を上記支持片の耐変形強度よりも弱めてあり、上記半田盛りパターン形成箇所の周囲を上記基準支持面に載架してなる上記プリント基板の上記ねじ挿通孔に挿通された頭付き締付けねじが、上記締付け片に具備されているねじ孔にねじ込まれて締め付けられ、その締付け力により、上記支持片に形成されている締付け片の打抜き跡としての開口を通して配備された上記半田盛りパターンに上記締付け片が変形を伴って圧接している、という構成を採用することによっていっそう具体化される。この発明の作用については、後述する実施形態を参照して詳細に説明する。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば、プリント基板を導体でなる基板支持体に締付け具により締付けて固定し、その締付け箇所でプリント基板の板面に備わっている半田盛りパターンを基板支持体の表面に圧接させるというプリント基板支持構造を採用しているので、リード線などの余分の部品を用いる必要がなく、接続インピーダンスの増大を来さず、高周波領域での接続インピーダンスに悪影響を及ぼすことがないという長所を備えたプリント基板支持構造を提供することができるだけにとどまらず、取付け後のプリント基板に反りの発生するおそれが無くなって機器の信頼性を容易に向上させることができるという卓越した効果が奏される。また、本発明は、ＢＧＡを搭載したプリント基板に適用することによって、プリント基板の反りに起因するプリント基板からのＢＧＡの経時的な剥離や接続箇所の破壊などを生じるおそれがなくなるという効果も奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は本発明に係るプリント基板支持構造の実施形態を示した概略分解斜視図、図２は基板支持体４の平面図、図３はプリント基板支持構造の概略平面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う部分の拡大断面図、図５は図４の要部の拡大図である。
【００２１】
図１のように、プリント基板１のコーナ部にねじ挿通孔１２が備わっていると共に、プリント基板１の板面上のねじ挿通孔１２の周囲に半田盛りパターン２が形成されている。この半田盛りパターン２は、プリント基板１に形成されているアース接続用導体パターンのランド上に形成されていて、図例では、個々の半田２１が放射方向に延びているけれども、半田２１の形状は、ねじ挿通孔１２を取り囲むリング状であっても、ドット状であっても、その他の形状であってもよい。
【００２２】
基板支持体４は、図４のように金属シャーシ３に切起し形成されていて、立上り片部３１の上端から片持ち状に水平に延び出た矩形の支持片４２と、その支持片４２を打ち抜くことによって片持ち状に形成されてその支持片４２の下側に配備された略矩形の締付け片４６とを備えている。支持片４２は、その上面が平坦な基準支持面４２ａ（図４又は図５参照）として形成されていて、その基準支持面４２ａにプリント基板１を載架すると、そのプリント基板１が高精度で位置決めされるようになっていると共に、基準支持面４２ａに載架されたプリント基板１側の半田盛りパターン２が、支持片４２に形成されている締付け片４６の打抜き跡としての開口４４を通してその下側に突出して締付け片４６に上方から対峙するようになっている。また、図例では、締付け片４６の耐変形強度が支持片４２の耐変形強度よりも弱くなっている。すなわち、支持片４２は、その２辺に上向きに曲成された補強リブ４３によって耐変形強度が高められているのに対し、締付け片４６は、その根元部分の一部に凹入状の欠除部４７を具備させることによりその根元部分の有効幅を調節してその耐変形強度を弱めてある。また、締付け片４６には、頭付き締付けねじ５をねじ込むためのねじ孔４１が備わっている。
【００２３】
そして、図３又は図４のように、コーナ部を支持片４２の基準支持面４２ａに載架したプリント基板１のねじ挿通孔１２に頭付き締付けねじ５を挿通させてその頭付き締付けねじ５を締付け片４６のねじ孔４１にねじ込んで締め付けてある。また、頭付き締付けねじ５の締付け力によって、図５に矢印ａで示したように締付け片４６を仮想線の位置から実線の位置まで変形させて半田盛りパターン２に圧接させている。この場合の頭付き締付けねじ５の締付けトルクは、締付け片４６が圧接した半田盛りパターン２の半田２１が少し押し潰される程度の強さであり、その程度の強さにしておくと、半田盛りパターン２を介してプリント基板１が締付け片４６に確実に電気的に接触して良好な電気的導通信頼性と電気的接続安定性とが確保される。
【００２４】
この実施形態によると、プリント基板１が載架された支持片４２の基準支持面４２ａによってプリント基板の取付寸法精度が高精度に保たれることに加えて、プリント基板１の半田盛りパターン２には、頭付き締付けねじ５によって締め付けられた締付け片４６の表面が圧接してプリント基板１と締付け片４６を備える基板支持体４との電気的導通信頼性と電気的導通安定性とが確保される。そのため、プリント基板１の複数箇所、たとえば矩形のプリント基板１の４つのコーナ部を上記構成で基板支持体４によって支持させた場合に、プリント基板１と基板支持体４との電気的接続を確実に行わせるための頭付き締付けねじ５による締付けトルクにばらつきがあっても、また、半田盛りパターン２の盛り上がり高さにばらつきがあっても、それらの影響がプリント基板１の取付寸法精度に及ばない。したがって、高い電気的導通信頼性と電気的導通安定性とを確保した上で、取付け後のプリント基板１に反りの発生するおそれが無くなる。そのため、図８で説明したように、プリント基板１がＢＧＡ６を搭載していても、プリント基板１の反りに起因するプリント基板１からのＢＧＡ６の経時的な剥離や接続箇所の破壊などを生じるおそれがなくなる。
【００２５】
この実施形態では、締付け片４６の耐変形強度を支持片４２のそれよりも弱めるための手段として、支持片４２を補強リブ４３により補強してその耐変形強度を高める一方で、締付け片４６の根元部分の一部に凹入状の欠除部４７を具備させてその耐変形強度を弱めるという手段を採用しているけれども、当該手段はこの実施形態に限定されない。たとえば、支持片４２に補強リブ４３を設けなくても、支持片４２の根元部分の有効幅を締付け片４６の根元部分の有効幅よりも広くしておくだけでも、締付け片４６の耐変形強度を支持片４２のそれよりも弱めることが可能であるし、支持片４２に補強リブ４３を設けるだけ、あるいは、締付け片４６の根元部分の有効幅を狭めるだけでも、締付け片４６の耐変形強度を支持片４２のそれよりも弱めることが可能である。
【００２６】
また、この実施形態では、頭付き締付けねじ５を締付け具の一例として例示してあるけれども、締付け具として他の止め具、たとえば締付けボルトとナット、加締めピンなどを用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るプリント基板支持構造の実施形態を示した概略分解斜視図である。
【図２】基板支持体の平面図である。
【図３】プリント基板支持構造の概略平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う部分の拡大断面図である。
【図５】図４の要部の拡大図である。
【図６】比較例に係るプリント基板支持構造の概略分解斜視図である。
【図７】比較例に係るプリント基板支持構造の一部破断側面図である。
【図８】ＢＧＡを搭載したプリント基板の概略平面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  プリント基板
２  半田盛りパターン
４  基板支持体（シャーシ）
５  頭付き締付けねじ（締付け具）
１２  ねじ挿通孔
４１  ねじ孔
４２  支持片
４２ａ  基準支持面
４３  補強リブ
４４  開口
４６  締付け片
４７  欠除部
【図１】
2005327812.tif 000003
【図２】
2005327812.tif 000004
【図３】
2005327812.tif 000005
【図４】
2005327812.tif 000006
【図５】
2005327812.tif 000007
【図６】
2005327812.tif 000008
【図７】
2005327812.tif 000009
【図８】
2005327812.tif 000010