(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被装着体に前記被装着体と熱膨張率の異なる基板を装着する基板装着具であって、
前記基板が接着剤により接着されるキャリア本体及び前記キャリア本体の周縁部に設けられた複数の取付部を有したキャリアと、前記キャリアを前記被装着体に取り付ける棒状の取付部材とを備え、
前記基板と前記キャリアとの熱膨張率の差が前記基板と前記被装着体との熱膨張率の差よりも小さくなっており、
前記キャリアは、前記キャリア本体及び前記取付部の間に狭小部が設けられ、前記狭小部が変形することにより前記被装着体及び前記キャリアの熱膨張率の違いによって生じる熱応力を吸収するようになっており、
前記取付部は、前記取付部材の軸周りを回動可能となっていることを特徴とする基板装着具。
【請求項２】
前記キャリアは、金属製であることを特徴とする請求項１に記載の基板取付具。
【請求項３】
前記接着剤は、導電性を有していることを特徴とする請求項２に記載の基板装着具。
【請求項４】
前記接着剤は、半田であることを特徴とする請求項２に記載の基板装着具。
【請求項５】
前記狭小部は、前記被装着体の前記キャリアを取り付ける面に垂直方向に沿った溝部を前記キャリアに設けることにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の基板装着具。
【請求項６】
前記溝部は、前記垂直方向に沿ってみたときに矩形状となっていることを特徴とする請求項５に記載の基板装着具。
【請求項７】
前記溝部は、前記垂直方向に沿ってみたときに三角形状となっていることを特徴とする請求項５に記載の基板装着具。
【請求項８】
前記溝部は、前記垂直方向に沿ってみたときに円弧状となっていることを特徴とする請求項５に記載の基板装着具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板、特に低温焼成基板を筐体に装着する装着具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、低温焼成基板は通常、被装着体である筐体に装着される。低温焼成基板が筐体に装着される際には接着剤が用いられ、低温焼成基板が筐体に接着剤を介して接着される。低温焼成基板は縦弾性係数及び破壊靭性等の機械的強度が筐体に比べて弱く、熱膨張率が筐体に比べて小さい。
【０００３】
図７は、従来の基板が筐体に装着された状態を示す正面図である。図において、基板１は、筐体２に接着剤３により接着されている。また、基板１は低温で焼成されて成る焼成体である。
【０００４】
筐体２は例えばアルミニウムで構成され、この筐体２の熱膨張率は基板１の熱膨張率よりも大きくなっている。また、筐体２は縦弾性係数及び破壊靭性ともに基板１よりも大きくなっている。
【０００５】
接着剤３は、シリコン系の柔らかい電気絶縁性接着剤である。基板１の焼成体の熱膨張率は筐体２のアルミニウムの熱膨張率に比べて小さいため、基板１と筐体２とが固着した後、これらの間で熱応力が発生し、縦弾性係数及び破壊靭性ともに小さい基板１が破損する可能性があるので、柔らかい接着剤を介してこの熱応力を吸収するようにして、基板１の破損を防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の構成では、例えば基板１自体に何らかの不良部分が発見されたり、基板１を筐体２に取り付ける際に基板１に損傷が与えられたりして、基板１を筐体２から取り外す必要が生じる場合があるが、基板１が筐体２に接着剤３によって接着されているので、基板１を取り外すことが困難であるという問題点があった。
【０００７】
また、基板１を筐体２から容易に取り外しできるようにするために、ねじ止めによって基板１を直接筐体２に取り付けると、基板１及び筐体２に発生する熱応力を吸収する部分がなくなるので、基板１がこの熱応力によって破損する可能性があるという問題点があった。
【０００８】
また、基板１を筐体２に電気的に接地する必要がある場合には、接着剤３は電気絶縁性の接着剤であるため接着剤３を介して筐体２に接地ができないという問題点があった。
【０００９】
そこでこの発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするもので、被装着体への基板の取付け取り外しが容易にでき、熱応力による基板の破損を防止するとともに基板が被装着体に接地可能な基板装着具を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る基板装着具は、被装着体に前記被装着体と熱膨張率の異なる基板を装着する基板装着具であって、前記基板が接着剤により接着されるキャリア本体及び前記キャリア本体の周縁部に設けられた複数の取付部を有したキャリアと、前記キャリアを前記被装着体に取り付ける棒状の取付部材とを備え、前記基板と前記キャリアとの熱膨張率の差が前記基板と前記被装着体との熱膨張率の差よりも小さくなっており、前記キャリアは、前記キャリア本体及び前記取付部の間に狭小部が設けられ、前記狭小部が変形することにより前記被装着体及び前記キャリアの熱膨張率の違いによって生じる熱応力を吸収するようになっており、前記取付部は、前記取付部材の軸周りを回動可能となっているものである。
【００１２】
また、前記キャリアは、金属製である。
【００１３】
また、前記接着剤は、導電性を有している。
【００１４】
また、前記接着剤は、半田である。
【００１５】
また、前記狭小部は、前記被装着体の前記キャリアを取り付ける面に垂直方向に沿った溝部を前記キャリアに設けることにより形成されている。
【００１６】
また、前記溝部は、前記垂直方向に沿ってみたときに矩形状となっている。
【００１７】
また、前記溝部は、前記垂直方向に沿ってみたときに三角形状となっている。
【００１８】
また、前記溝部は、前記垂直方向に沿ってみたときに円弧状となっている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明するが、各実施の形態における同一あるいは相当する部位又は部材には、同一符号を付している。
【００２０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る基板装着具を用いて基板を筐体に装着した状態を示す正面図であり、図２は、図１の基板を筐体に装着した状態の斜視図である。図１及び図２において、基板１１は基板装着具１８を介して被装着体であるアルミニウム製の筐体１２に装着されている。基板装着具１８は、基板１１が接着剤１３によって接着されているキャリア本体１７及びこのキャリア本体１７の周縁部に設けられた取付部１６を有しているキャリア１４と、取付部１６を筐体１２に取り付ける取付部材であるねじ１５とを備えている。
【００２１】
基板１１は、低温で焼成された焼成体であり、キャリア１４とほぼ同一の熱膨張率を有している。また、基板１１は筐体１２より縦弾性係数及び破壊靭性等の機械的強度、また熱膨張率が筐体１２に比べて小さい。さらに、基板１１は接地の必要な電気的回路を有している。
【００２２】
接着剤１３は、導電性を有しており、例えば半田等の固化して接着するものである。
【００２３】
キャリア１４は、基板１１とほぼ同一の熱膨張率を有する金属（例えば、鉄−ニッケル合金（鉄５４％、コバルト１７％、ニッケル２９％の成分組成の合金））であり、ねじ１５によって筐体１２に取り付けられている。また、キャリア本体１７は板状であり、一方の面に基板１１が接着剤１３によって接着され、他方の面に筐体１２が接触している。さらに、取付部１６はキャリア本体１７の周縁四隅に設けられており、取付部１６のほぼ中央には、キャリア本体１７の板厚方向に貫通孔１６ａが設けられている。
【００２４】
図３は、基板装着具１８の取付部１６部分の詳細を示す拡大図である。図３において、取付部１６は、この取付部１６よりも狭い幅の狭小部２０を介してキャリア本体に設けられている。この狭小部２０は、キャリア本体１７及び取付部１６の間に両側からキャリア１４及び筐体１２の接触面に対して垂直方向に溝部２１が設けられることにより形成される。従って、狭小部２０の板厚方向の厚さはキャリア本体１７の板厚と等しくなっている。また、溝部２１は、断面矩形状となっている。
【００２５】
ねじ１５は、取付部１６の貫通孔１６ａを挿通するとともに筐体１２に設けられたねじ穴１２ａに螺着されている。このとき、ねじ１５は取付部１６及び筐体１２を締め付けずに螺着され、筐体１２に固定されている。従って、取付部１６はねじ１５の軸周りに回動可能となるように筐体１２に取り付けられている。
【００２６】
このような構成により、基板１１は基板装着具１８によって筐体１２に取り付けられているが、以下の手順に従って基板１１の取付け及び取り外しを行う。
即ち、基板１１を筐体１２に取り付けるときは、まず基板１１をキャリア１４のキャリア本体１７に接着剤１３によって接着する。その後、キャリア１４を筐体１２に接触させ、キャリア本体１７の四隅に設けられた取付部１６の貫通孔１６ａにねじ１５を挿通させて筐体１２のねじ穴１２ａに螺着する。このとき、ねじ１５は完全に締め付けられないようになっている。
【００２７】
基板１１を筐体１２から取り外すときは、ねじ１５を緩めて取り外せば、筐体１２から基板１１を取り外すことができる。また、接着剤１３が半田であるので、この部分に熱を加えることによって容易に基板１１と基板装着具１８とを取り外すことができる。
【００２８】
従って、このような構成の基板装着具１８によって基板１１が筐体１２に取り付けられると、キャリア１４がねじ１５によって筐体１２に取り付けられているので、容易に金属キャリア１４を筐体１２から取り外すことができる。また、取付部１６とキャリア本体１７との間に狭小部２０が設けられているので、キャリア１４と筐体１２との熱膨張率の違いにより生じる熱応力をこの狭小部２０が変形することにより吸収することができる。
【００２９】
図４は、狭小部２０及びねじ１５が取り外された取付部１６部分を示す斜視図である。図４において、狭小部２０は溝部２１が設けられることにより幅ｂとなっている。このときの狭小部２０の厚さｈはキャリア本体１７の厚さと等しいままである。
【００３０】
ここで、筐体１２の熱膨張率と金属キャリア１４の熱膨張率との違いによる熱応力は、図４におけるｘｙ平面上に発生し、ｚ軸方向には発生しない。従って、狭小部２０はｘｙ平面上での筐体１２及び金属キャリア１４の変位量の差を変形によって吸収できればよく、ｚ軸方向にはできるだけ変形しないほうがよい。即ち、図４での狭小部２０のｘｚ平面における断面は、幅ｂ及び高さｈの長方形であるが、ｚ軸方向の外力による曲げ応力に対して狭小部２０の変形を抑えるためにｙ軸方向の中立軸に関する断面二次モーメントＩｙが大きく、上記熱応力に対してｘｙ平面上の変形を容易にするためにｚ軸方向の中立軸に関する断面二次モーメントＩｚが小さくなるようにするのがよい。
【００３１】
狭小部２０のｙ軸方向の中立軸に関する断面二次モーメントＩｙは、Ｉｙ＝ｂｈ3／１２で示され、ｚ軸方向の中立軸に関する断面二次モーメントＩｚは、Ｉｚ＝ｈｂ3／１２で示される。このことから、Ｉｙは高さｈの３乗に比例し、Ｉｚは幅ｂの３乗に比例することが分かる。従って、Ｉｙの値に大きく影響を与える高さｈを減らさないようにしてＩｙの値を大きく保ち、Ｉｚの値に影響を与える幅ｂを減らしてＩｚの値を小さくするのがよい。なお、Ｉｚの値を小さくするために幅ｂを減らすと、Ｉｙの値もこの幅ｂに比例して小さくなるので、ｚ軸方向の外力及び金属キャリア１４の材質の物性値等を考慮に入れて幅ｂを決定する。
【００３２】
このようにして寸法を決定したことによって、ｚ軸方向の外力に対して変形しにくく、ｘｙ平面上に沿って働く熱応力に対して変形し易い狭小部２０が形成される。
【００３３】
また、溝部２１がｚ軸方向にのみ設けられ、断面が矩形状であることから、側フライス等による切削加工、プレス打ち抜きあるいは放電加工等の多くの加工方法によって容易に溝部２１を形成することができる。
【００３４】
また、貫通孔１６ａの軸線の周りに回動可能になっているので、取付部１６自体に負荷をかけることなく狭小部２０が変形する。
【００３５】
また、接着剤１３が導電性を有する半田で、キャリアが金属製であるので、基板１１から筐体１２に接地することができ、安定した電気特性が得られる。
【００３６】
なお、キャリア１４は、ねじ１５によって筐体１２に取り付けられているが、ねじ１５に限定する必要はなく、例えば釘等のように取付部１６ａが軸を中心に回動可能であり、筐体１２から取り外しができるものであれば何でもよい。
【００３７】
また、取付部１６は、回動可能に取り付けられることが望ましいが、完全にねじ１５によって締め付けられていても、狭小部２０は変形することができるので、熱応力を吸収することができる。
【００３８】
また、接着剤１３は、半田でなくてもシリコン又はエポキシ系の接着剤に導電性の金属粉を混ぜ込んだものでもよいし、また、半田等の導電性のある接着剤１３であるほうが望ましいが、基板１１が筐体１２から取り外すことができるので、基板１１とキャリア１４とを接着することができるものであれば、導電性がなくても構わない。
【００３９】
また、キャリア１４は、金属製であることが望ましいが、基板１１とほぼ同一の熱膨張率である材質であれば、金属製以外であっても構わない。
【００４０】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係る基板装着具１８の取付部１６部分の詳細を示す拡大図である。図５において、溝部２１は、キャリア本体１７と取付部１６との間に設けられており、筐体１２のキャリア１４を取り付ける面に垂直方向に伸びている。狭小部２０は、溝部２１と同様、キャリア本体１７と取付部１６との間に設けられており、狭小部２０の両側に設けられた溝部２１によってこの狭小部２０が形成されている。これら両側の溝部２１は断面が三角形となっており、この三角形断面の頂点が向かい合うように設けられている。溝部２１が筐体１２のキャリア１４を取り付ける面に垂直方向にのみ設けられているので、狭小部２０の厚さはキャリア本体１７の厚さと同一になっている。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００４１】
このように構成された基板装着具１８は、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに溝部２１の断面が三角形となっているので、フライス等による切削加工あるいはプレス打ち抜き等の機械加工、放電加工等の多くの加工方法によって容易に溝部２１を形成することができる。
【００４２】
なお、溝部２１は図６に示すように、断面が円弧状となっていると、同様に実施の形態１と同様の効果を奏するとともにエンドミル等による切削加工あるいはプレス打ち抜き等の機械加工、放電加工等の多くの加工方法によって容易に溝部２１を形成することができる。
【００４３】
また、上記各実施の形態は、被装着体を筐体１２として記載したが、当然のことながら、被装着体は形状が例えば板状のように基板装着具１８がねじ１５によって取り付けられるものであればよく、また、材質もアルミニウムだけでなく基板１１より機械的強度が大きく熱膨張率が異なるものであればよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、この発明によれば、この発明に係る基板装着具は、被装着体に前記被装着体と熱膨張率の異なる基板を装着する基板装着具であって、前記基板が接着剤により接着されるキャリア本体及び前記キャリア本体の周縁部に設けられた複数の取付部を有したキャリアと、前記キャリアを前記被装着体に取り付ける棒状の取付部材とを備え、前記基板と前記キャリアとの熱膨張率の差が前記基板と前記被装着体との熱膨張率の差よりも小さくなっており、前記キャリアは、前記キャリア本体及び前記取付部の間に狭小部が設けられ、前記狭小部が変形することにより前記被装着体及び前記キャリアの熱膨張率の違いによって生じる熱応力を吸収するようになっており、前記取付部は、前記取付部材の軸周りを回動可能となっているものであるので、前記基板が前記熱応力により破損する虞がなくなり、なおかつ前記基板を前記被挿着体から容易に脱着することができる。また、前記取付部への前記熱応力による影響を極力抑えることができ、前記狭小部に働く前記熱応力も前記狭小部の変位量が小さくなることにより小さくなる。
【００４６】
また、前記キャリアは、金属製であるので、機械的強度を確保することができ、前記狭小部が弾性的に変形して効率的に前記熱応力を吸収できる。
【００４７】
また、前記接着剤は、導電性を有しているので、前記キャリアが金属製のときに前記基板から前記被装着体に接地することができる。
【００４８】
また、前記接着剤は、半田であるので、容易に入手できコストが低減する。また、熱が加えられることにより容易に溶解するので、前記基板と前記キャリアとを取り外すことができる。
【００４９】
また、前記狭小部は、前記被装着体の前記キャリアを取り付ける面に垂直方向に沿った溝部を前記キャリアに設けることにより形成されているので、前記垂直方向に前記狭小部に働く外力に対して変形しにくく、前記熱応力が前記狭小部に働く方向に前記狭小部が変形し易くなる。
【００５０】
また、前記溝部は、前記垂直方向に沿ってみたときに矩形状となっているので、側フライス等による機械加工等の多くの加工方法により容易に加工できる。
【００５１】
また、前記溝部は、前記垂直方向に沿ってみたときに三角形状となっているので、プレス撃ち抜き等による機械加工等の多くの加工方法により容易に加工できる。
【００５２】
また、前記溝部は、前記垂直方向に沿ってみたときに円弧状となっているので、エンドミル等による機械加工等の多くの加工方法により容易に加工できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係る基板装着具を用いて基板を筐体に装着した状態を示す正面図である。
【図２】  図１の基板を筐体に装着した状態の斜視図である。
【図３】  基板装着具の取付部部分の詳細を示す拡大図である。
【図４】  狭小部及び取付部部分のねじを取り外したときの形状を示す斜視図である。
【図５】  この発明の実施の形態２に係る基板装着具の取付部部分の詳細を示す拡大図である。
【図６】  図５における溝部の断面が円弧状になっている取付部部分の詳細を示す拡大図である。
【図７】  従来の基板が筐体に装着された状態を示す正面図である。
【符号の説明】
１１  基板、１２  筐体（被装着体）、１３  半田（接着剤）、１４  キャリア、１５  ねじ（取付部材）、１６  取付部、１７  キャリア本体、１８  基板装着具、２０  狭小部、２１  溝部。
【図１】
0003970550.tif 000002
【図２】
0003970550.tif 000003
【図３】
0003970550.tif 000004
【図４】
0003970550.tif 000005
【図５】
0003970550.tif 000006
【図６】
0003970550.tif 000007
【図７】
0003970550.tif 000008