説明

基板とリード線の接続構造及び接続方法

【課題】基板とリード線を高い信頼性で接続できると共に接続部を小型化でき、かつ、リード線がジャケット等で束状にまとめられていても基板とリード線を高い信頼性で樹脂で封止できる基板とリード線の接続構造及び接続方法を提供する。
【解決手段】複数のスルーホール3が形成された基板1と、基板1の側方に取り出され束状にまとめられた複数のリード線2とを有し、複数のリード線2の先端部5がスルーホール3に挿入されると共にハンダ6で固定されている基板1とリード線2の接続構造であって、複数のリード線2が、基板1の表面8側からスルーホール3に挿入されたリード線2と基板1の裏面10側からスルーホール3に挿入されたリード線2とを含み、複数のリード線2と基板1とが樹脂で被覆されて封止されているようにした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板にリード線を接続するときの接続構造及び接続方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、プリント基板等に複数のリード線を接続する方法としては、基板側にめすコネクタ端子をはんだ等で接続し、リード線側におすコネクタ端子を圧着等で接続し、おす、めすのコネクタ端子を嵌合させ接続する方法がある。しかし、近年、接続部の小型化の要求は厳しく、コネクタ端子を介して基板と複数のリード線を接続する方法では、コネクタ端子の分、余計にスペースを必要として小型化できないという課題がある。かかる課題を解決する方法としては、複数のリード線を直接基板にはんだで接続する方法がある。例えば、特許文献1には、フラットケーブルを基板表面にハンダ付けする方法が示されている。この接続方法によれば、接続部を小型化できるが、ケーブル部の引っ張り応力や、熱応力に対しての信頼性が乏しいという問題があった。また、特許文献2には、信頼性の高い接続としてケーブルを基板スルーホールに挿入し、はんだ接続する方法が記載されている。この接続方法によれば、接続の信頼性を損なうことなく接続部を小型化できる。
【0003】
【特許文献1】特開平5−183264号公報
【特許文献2】特開2002−299783号公報
【特許文献3】特開昭62−40944号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、取り扱い性向上のため複数のリード線がジャケット等で束状にまとめられている場合、特許文献2記載の接続方法では複数のリード線同士の隙間がない状態で基板に接続されるため、基板と基板に接続されたリード線を樹脂で被覆して封止するとき、樹脂がケーブルの周りに回らず封止信頼性が落ちるという課題があった。ジャケットの部分まで樹脂で被覆すると信頼性は向上するがサイズが大きくなってしまう。また、スルーホールの間隔を大きくした場合も樹脂回りはよくなるが、サイズが大きくなってしまう。
【0005】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、基板とリード線を高い信頼性で接続できると共に接続部を小型化でき、かつ、リード線がジャケット等で束状にまとめられていても基板とリード線を高い信頼性で樹脂で封止できる基板とリード線の接続構造及び接続方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために本発明は、複数のスルーホールが形成された基板と、該基板の側方に取り出され束状にまとめられた複数のリード線とを有し、上記複数のリード線の先端部が上記スルーホールに挿入されると共にハンダで固定されている基板とリード線の接続構造であって、上記複数のリード線が、上記基板の表面側から上記スルーホールに挿入されたリード線と上記基板の裏面側から上記スルーホールに挿入されたリード線とを含み、上記複数のリード線と上記基板とが樹脂で被覆されて封止されているものである。
【0007】
複数のリード線を基板の表面、裏面の両面からスルーホールに挿入することにより、基板がスペーサとなり、表面と裏面に挿入したリード線の間に隙間が出来る。このため、樹脂がリード線の周りによく回り、樹脂による封止の信頼性が高くなる。また、リード線を基板の両面から挿入することで基板軸に対してリード線がほぼ上下(表裏)対称に配置されるため、リード線が接続されると共に樹脂で封止された基板を治具等に取り付けるとき、取り付けの方向性をなくすことができる。
【0008】
上記スルーホールは、上記基板に一列又はちどり状に列べて形成され、上記リード線は上記スルーホールの列び順に交互に基板の表面側と裏面側から上記スルーホールに挿入されているとよい。
【0009】
リード線間の隙間がさらに空き、樹脂の回りがさらによくなる。
【0010】
また、上記樹脂が熱収縮チューブからなるとよい。
【0011】
基板の表裏方向に対する対称性が良いため、円筒状の熱収縮チューブで樹脂封止することで高い信頼性の接続構造が得られる。
【0012】
また、基板に複数のスルーホールを形成し、これらスルーホールに束状にまとめられたリード線の先端部を1本ずつ分けて挿入すると共にハンダで固定し、これらリード線を基板から側方へ取り出すリード線の接続方法において、上記複数のスルーホールに上記リード線を挿入するとき、リード線を2つのグループに分け、一方のグループのリード線を基板の表面側から上記スルーホールに挿入すると共にハンダで固定し、他方のグループのリード線を基板の裏面側から上記スルーホールに挿入すると共にハンダで固定し、上記基板と上記複数のリード線を樹脂で被覆して封止するものである。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、基板とリード線を高い信頼性で接続できると共に接続部を小型化でき、かつ、リード線がジャケット等で束状にまとめられていても基板とリード線を高い信頼性で樹脂で封止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。
【0015】
図1は基板とリード線の接続部の側面図であり、図2は図1の平面図である。
【0016】
図1及び図2に示すように、基板1と、束ねられた複数のリード線2とを接続する場合、基板1に複数のスルーホール3をちどり状に列べて形成し、これらスルーホール3に、ジャケット4にて束状にまとめられたリード線2の先端部5を1本ずつ分けて挿入すると共にハンダ6で固定する。具体的には、リード線2の束7を基板1の側方に配置すると共に、リード線2を基板1の表面8側に延びる第1グループ9と、裏面10側に延びる第2グループ11とに分け、第1グループ9のリード線2を基板1の表面8側からスルーホール3に挿入しハンダ付けすると共に、第2グループ11のリード線2を基板1の裏面10側からスルーホール3に挿入しハンダ付けする。このとき、第1グループ9のリード線2と第2グループ11のリード線2がスルーホール3の列び順に交互に配置されるようにする。すなわち、リード線2がスルーホール3の列び順に交互に基板1の表面8側と裏面10側からスルーホール3に挿入されるようにする。これにより、基板1の表面8又は裏面10に沿うリード線2同士が均等に離間される。リード線2は、導体からなる芯線12を絶縁体からなる外皮13で被覆したものであり、先端部5は予め外皮13が剥かれ、芯線12が露出された状態になっている。
【0017】
この後、図3に示すように、基板1と複数のリード線2を樹脂たる熱収縮チューブ14で被覆して封止する。熱収縮チューブ14は、ポリアミド系、ポリエステル系のホットメルト材からなる。具体的には、熱収縮チューブ14は、硬い外層15と接着性のよい内層16とを有する2層収縮チューブからなる。2層収縮チューブは、中心軸に対して対称性がないとうまく被覆できないが、封止すべき基板1と複数のリード線2は基板軸に対してほぼ上下(表裏)対称となるため、容易に信頼性よく封止できる。2層収縮チューブは、衝撃や熱応力に強く、優れた封止信頼性を有しており、数秒間熱を加えるだけで収縮するため、加工コストも安価となる。基板1の表面8又は裏面10に沿うリード線2同士は離間されているため、熱収縮チューブ14がリード線2の周りに良く回り、信頼性の高い樹脂封止ができる。
【0018】
なお、封止用の樹脂はホットメルト材に限るものではない。封止用の樹脂としては、エポキシ系、シリコーン系、ウレタン系のポッティング材を用いてもよい。
【0019】
このようにして形成された基板1とリード線2の接続構造は、複数のスルーホール3が形成された基板1と、基板1の側方に取り出され束状にまとめられた複数のリード線2とを有し、複数のリード線2の先端部5がスルーホール3に挿入されると共にハンダ6で固定されるものであると共に、複数のリード線2が、基板1の表面8側からスルーホール3に挿入されたリード線2と基板1の裏面10側からスルーホール3に挿入されたリード線2とを含み、複数のリード線2と基板1とが熱収縮チューブ14で封止されているものとなる。
【0020】
このように、複数のスルーホール3にリード線2を挿入するとき、リード線2を2つのグループ9、11に分け、第1グループ9のリード線2を基板1の表面8側からスルーホール3に挿入すると共にハンダ6で固定し、第2グループ11のリード線2を基板1の裏面10側からスルーホール3に挿入すると共にハンダ6で固定し、基板1と複数のリード線2を樹脂で被覆して封止するものであるため、基板1とリード線2を高い信頼性で接続できると共に接続部17を小型化でき、かつ、リード線2がジャケット4等で束状にまとめられていても複数のリード線2間に隙間を形成でき、基板1とリード線2を高い信頼性で樹脂で封止できる。特に、樹脂がリード線2の周りに良く回るようになるため、樹脂封止の信頼性が高い。
【0021】
また、基板1にスルーホール3を一列又はちどり状に列べて形成し、これらスルーホール3にリード線2をスルーホール3の列び順に交互に基板1の表面8側と裏面10側から挿入するものであるため、リード線2周りへの樹脂の回りがさらによくなり、樹脂封止の信頼性を更に高めることができる。
【0022】
封止用の樹脂が熱収縮チューブ14からなるものとしたため、数秒間熱を加えるだけで容易に封止でき、高い信頼性で安価に封止できる。また、基板1とリード線2の接続構造における基板1の表裏方向に対する対称性が良いため、円筒状の熱収縮チューブ14の樹脂が基板1の表裏に均等に被覆されるようになる。このため、熱収縮チューブ14による封止の信頼性を高くすることができ、よって高い信頼性の接続構造が得られる。
【0023】
上述の実施の形態では、基板1に複数のスルーホール3をちどり状に列べて形成するものとしたが、これに限るものではない。例えば図4及び図5に示すように、基板20に複数のスルーホール3を一列に列べて形成してもよい。この場合も上述と同様に、リード線2の束7を基板20の側方に配置すると共に、リード線2を基板20の表面21側に延びる第1グループ9と、裏面22側に延びる第2グループ11とに分け、第1グループ9のリード線2を基板20の表面21側からスルーホール3に挿入しハンダ付けすると共に、第2グループ11のリード線2を基板20の裏面22側からスルーホール3に挿入しハンダ付けするとよい。上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、リード線2がスルーホール3の列び順に交互に基板1の表面21側と裏面22側からスルーホール3に挿入されるようにするとさらによい。リード線2周りへの樹脂の回りをさらによくでき、樹脂封止の信頼性を更に高めることができる。
【実施例】
【0024】
本発明に係るリード線接続構造の実施例と、従来のリード線接続構造の比較例とについて説明する。
【0025】
(実施例1)
図1、2に示すリード線接続構造を試作した。基板寸法は長さ18mm×幅10mm×厚さ1.6mmである。基板1には、穴径1.2mmのスルーホール3を図2に示すちどり状の配置で6個設けた。
【0026】
かかる基板1に、ジャケット4(材質:塩ビ)でまとめられた6本のリード線2(外径1.4mm、芯線:素線径0.26mmの7本撚り線、素線材質:銅、外皮材質:塩ビ)を基板表面8側から3本、基板裏面10側から3本、スルーホール3に交互に挿入した。その後、リード線2の芯線12とスルーホール3を鉛フリーハンダ6(千住金属製、商品名M705-GRN360-K2-V(Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5))ではんだ付けをし、熱収縮チューブ14たる2層収縮チューブ(タイコエレクトロニクスアンプ(株)製、ES2000-3)を基板1とリード線2の接続部17に被せ、160℃で1分間加熱して熱収縮させ封止を行った。2層収縮チューブは、ジャケット4の手前のリード線6本部まで被覆させた。
【0027】
この結果、リード線外皮13の周りに2層収縮チューブの内層16が綺麗に充填され封止性は良好であった。また、基板1の先端から2層収縮チューブの端部までの長さ(ラップ量)が5mmと小さく小型化することができた。また、基板軸に対してほぼ上下(表裏)対称の構造となったため、リード線2が接続されると共に樹脂で封止された基板1を治具等に取り付けるとき、方向性を気にする必要がなくなった。
【0028】
(実施例2)
図4、5に示すリード線接続構造を試作した。基板寸法は長さ16mm×幅13mm×厚さ1.6mmである。基板20には、穴径1.2mmのスルーホール3を図4に示す配置(一列に列べる配置)で5個設けた。
【0029】
かかる基板20に、ジャケット4(材質:塩ビ)でまとめられた5本のリード線2(外径1.4mm、芯線:素線径0.26mmの7本撚り線、素線材質:銅、外皮材質:塩ビ)を基板表面21側から3本、基板裏面22側から2本、スルーホール3に交互に挿入した。その後、リード線2の芯線12とスルーホール3を鉛フリーハンダ(千住金属製、商品名M705-GRN360-K2-V(Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5))ではんだ付けをし、2層収縮チューブ(タイコエレクトロニクスアンプ(株)製、ES2000-3)を基板20とリード線2の接続部23に被せ、160℃で1分間加熱して熱収縮させ封止を行った。2層収縮チューブはジャケット4の手前のリード線5本部まで被覆させた。
【0030】
この結果、リード線外皮13の周りに2層収縮チューブの内層16が綺麗に充填され封止性は良好であった。また、基板20の先端から2層収縮チューブの端部までの長さ(ラップ量)が5mmと小さく小型化することができた。また、基板軸に対して上下(表裏)対称の構造となったため、リード線2が接続されると共に樹脂で封止された基板20を治具等に取り付けるとき、方向性を気にする必要がなくなった。
【0031】
(比較例1)
実施例1と同じ基板1、同じリード線2の束7、同じハンダ6、同じ2層収縮チューブを用い、図6、7に示す従来のリード線接続構造を試作した。
【0032】
基板1のスルーホール3にリード線2を基板表面8側から挿入し、リード線2の芯線12とスルーホール3を鉛フリーハンダではんだ付けをし、熱収縮チューブ14たる2層収縮チューブを基板1とリード線2の接続部に被せ、160℃で1分間加熱して熱収縮させ封止を行った。2層収縮チューブは、ジャケット4の手前のリード線6本部まで被覆させた。
【0033】
この結果、6本のリード線2間に空間がないため、2層収縮チューブの内層16がリード線外皮13周りに充填されず、封止性は不十分であった。また、リード線2が基板軸に対して偏った構造となったため、基板1の上下(表裏)が非対称となり、リード線2が接続されると共に樹脂で封止された基板1を治具等に取り付けるとき、方向性を気にする必要が生じてしまった。
【0034】
(比較例2)
実施例2と同じ基板20、同じリード線2の束7、同じハンダ6、同じ2層収縮チューブを用い、5本のリード線2を全て基板20の表面側から挿入した以外は実施例2と同じ構造の従来のリード線接続構造を試作した。
【0035】
この結果、5本のリード線2間の空間が不十分なため、2層収縮チューブの内層16がリード線外皮13周りに充填されず、封止性は不十分であった。また、リード線2が基板軸に対して偏った構造となったため、基板20の上下(表裏)が非対称となり、リード線2が接続されると共に樹脂で封止された基板20を治具等に取り付けるとき、方向性を気にする必要が生じてしまった。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明の好適実施の形態を示す基板とリード線の接続部の側面図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】熱収縮チューブで被覆して封止した接続部の側面図である。
【図4】他の実施の形態を示す基板とリード線の接続部の平面図である。
【図5】図4の側面図である。
【図6】従来の基板とリード線の接続部の側面図である。
【図7】図6の平面図である。
【符号の説明】
【0037】
1 基板
2 リード線
3 スルーホール
5 先端部
6 ハンダ
8 表面
9 第1グループ
10 裏面
11 第2グループ
14 熱収縮チューブ(樹脂)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のスルーホールが形成された基板と、該基板の側方に取り出され束状にまとめられた複数のリード線とを有し、上記複数のリード線の先端部が上記スルーホールに挿入されると共にハンダで固定されている基板とリード線の接続構造であって、上記複数のリード線が、上記基板の表面側から上記スルーホールに挿入されたリード線と上記基板の裏面側から上記スルーホールに挿入されたリード線とを含み、上記複数のリード線と上記基板とが樹脂で被覆されて封止されていることを特徴とする基板とリード線の接続構造。
【請求項2】
上記スルーホールは、上記基板に一列又はちどり状に列べて形成され、上記リード線は上記スルーホールの列び順に交互に基板の表面側と裏面側から上記スルーホールに挿入されている請求項1記載の基板とリード線の接続構造。
【請求項3】
上記樹脂が熱収縮チューブからなる請求項1又は2記載の基板とリード線の接続構造。
【請求項4】
基板に複数のスルーホールを形成し、これらスルーホールに束状にまとめられたリード線の先端部を1本ずつ分けて挿入すると共にハンダで固定し、これらリード線を基板から側方へ取り出す基板とリード線の接続方法において、上記複数のスルーホールに上記リード線を挿入するとき、リード線を2つのグループに分け、一方のグループのリード線を基板の表面側から上記スルーホールに挿入すると共にハンダで固定し、他方のグループのリード線を基板の裏面側から上記スルーホールに挿入すると共にハンダで固定し、上記基板と上記複数のリード線を樹脂で被覆して封止することを特徴とする基板とリード線の接続方法。
【請求項5】
上記基板に上記スルーホールを一列又はちどり状に列べて形成し、これらスルーホールに上記リード線をスルーホールの列び順に交互に基板の表面側と裏面側から挿入する請求項4記載の基板とリード線の接続方法。
【請求項6】
上記樹脂が熱収縮チューブからなる請求項4又は5記載の基板とリード線の接続方法。

【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】
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【図7】
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【公開番号】特開2010−118510(P2010−118510A)
【公開日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−290952(P2008−290952)
【出願日】平成20年11月13日(2008.11.13)
【出願人】(000005120)日立電線株式会社 (3,358)
【Fターム(参考)】