挿入実装型リレー用アダプタ基板およびそれを用いる表面実装型リレー
【課題】挿入実装タイプのリレーを表面実装タイプに変換するにあたって、信頼性を向上する。
【解決手段】底部から延びた端子Ｐ１〜Ｐ７を実装すべき基板に穿設されたスルーホールに挿通し、その裏側のランドと半田付けして使用される（ａ）で示す挿入実装タイプのリレー１に対して、（ｂ）で示すアダプタ基板５２を用い、前記端子Ｐ１〜Ｐ７を該アダプタ基板５２より短い長さにカットした後、挿入してレーザ溶接することで、（ｃ）で示す表面実装タイプのリレー５１に変換する。したがって、端子Ｐ１〜Ｐ７を屈曲させた場合に生じるようなストレスの発生を防止することができる。これによって、リレー１の基台と筐体３８との接合部や、端子孔の周囲等にクラックが生じ、気密性が損なわれてしまうことを防止することができ、信頼性を向上することができる。
【解決手段】底部から延びた端子Ｐ１〜Ｐ７を実装すべき基板に穿設されたスルーホールに挿通し、その裏側のランドと半田付けして使用される（ａ）で示す挿入実装タイプのリレー１に対して、（ｂ）で示すアダプタ基板５２を用い、前記端子Ｐ１〜Ｐ７を該アダプタ基板５２より短い長さにカットした後、挿入してレーザ溶接することで、（ｃ）で示す表面実装タイプのリレー５１に変換する。したがって、端子Ｐ１〜Ｐ７を屈曲させた場合に生じるようなストレスの発生を防止することができる。これによって、リレー１の基台と筐体３８との接合部や、端子孔の周囲等にクラックが生じ、気密性が損なわれてしまうことを防止することができ、信頼性を向上することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、挿入実装型リレーを表面実装型リレーに変換することができる挿入実装型リレー用アダプタ基板およびそれを用いる前記表面実装型リレーに関する。
【背景技術】
【０００２】
前記挿入実装型リレーは、本件出願人による特許文献１を始め、多数提案されている。図１５は、その挿入実装型リレー１の典型的な構造を示す分解斜視図である。この挿入実装型リレー１は、高周波リレーであり、大略的に、接点機構１１に、その接点機構１１を駆動する駆動機構２１が並列に配置されて構成されている。前記接点機構１１は、シールドボックス１２内に可動接点１３，１４が設けられ、その可動接点１３，１４が前記駆動機構２１によって参照符号Ｘ方向に変位駆動されることで、固定接点１５，１６；１６，１７と接触／離反し、高周波信号の切換えを行う。したがって、前記可動接点１３，１４が中心導体、シールドボックス１２が外部導体とした同軸線路を構成する。前記可動接点１３，１４は、前記駆動機構２１によって変位駆動される駆動部材１８，１９にそれぞれ保持されている。前記各固定接点１５，１６，１７は、シールドボックス１２内で電気的に絶縁されて立設され、前記可動接点１３，１４とは反対側が、基台２０の裏面から突出して、端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３となる。
【０００３】
そして、中間の固定接点１６（端子Ｐ２）は、前記可動接点１３，１４の何れとも接触できる共通接点となる。一方、両端の固定接点１５，１７（端子Ｐ１，Ｐ３）は、それぞれ前記可動接点１３，１４とだけ接触できる個別接点となる。さらに、固定接点１５は駆動機構２１の非駆動時に可動接点１３が接触して固定接点１６に接続されるノーマリーオンの接点となり、固定接点１７は駆動機構２１の非駆動時に可動接点１４が離反して固定接点１６から遮断されるノーマリーオフの接点となっている。前記各固定接点１５，１６，１７の端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３間には、接地端子Ｐ４，Ｐ５が設けられている。
【０００４】
前記駆動機構２１は、電磁石２２と変位部材２３とを備えて構成される。電磁石２２は、コイル２４の巻回されたボビン２５内に鉄心２６が挿通されるとともに、その鉄心２６の一方の端部と他方の端部との間に、継鉄２７によって磁路が形成されて構成されている。前記コイル２４の各端部は、外部から励磁電流が与えられる端子Ｐ６，Ｐ７にそれぞれ接続されている。
【０００５】
一方、前記変位部材２３は、前記駆動部材１８，１９を介して可動接点１３，１４を支持するカード３１と、前記カード３１の一端に設けられる磁石３２と、その磁石３２の両端にそれぞれ接触し、前記鉄心２６を挟み込む一対の接極子３３，３４と、前記カード３１の他端から延びる一対の平衡ばね３５，３６と、その平衡ばね３５，３６の他端を前記基台２０に取付ける平衡ばね保持板３７とを備えて構成される。したがって、前記電磁石２２が消磁／励磁することで、カード３１は、平衡ばね３５，３６部分が変形して前記Ｘ方向に変位し、前記可動接点１３，１４を変位駆動することができる。前記基台２０内に、前記固定接点１５，１６，１７、シールドボックス１２および電磁石２２を収納し、電磁石２２上に変位部材２３を搭載した後、筐体３８が被せられる。
【特許文献１】実公平７−２４７６９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、このような挿入実装型リレー１を表面実装型リレーに変換して使用する場合、典型的な従来技術では、図１６で示すように端子Ｐ１〜Ｐ７をＬ字に曲折し、必要な長さに切断した後、実装すべき基板のランドに搭載し、リフロー半田などによって取付けられている。このため、曲げ加工の際に、大きなストレスが加わり、基台２０と筐体３８との接合部や、前記端子Ｐ１〜Ｐ７が圧入される基台２０の端子孔の周囲等にクラックが生じ、気密不良（リーク不良）が生じる可能性がある。その場合、侵入した湿気等による錆や腐食によって、接触不良や動作不良を招くという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、信頼性を向上することができる挿入実装型リレー用アダプタ基板およびそれを用いる表面実装型リレーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板は、挿入実装タイプのリレーを表面実装タイプに変換するためのアダプタ基板であって、スルーホールが穿設される基板本体と、一端が前記スルーホールの内周面に露出して前記スルーホールに挿入された前記挿入実装タイプのリレーの端子と電気的および機械的に接続される接続部となり、中間部分が前記基板本体内または前記基板本体の少なくとも一方の表面に形成される導体パターンとなり、他端が前記基板本体の端面から離反方向に引出され、実装すべき基板のランドに搭載される端子部分となるリード端子とを含み、前記リード端子を前記基板本体にインサート成型して成ることを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、底部から延びた端子を実装すべき基板に穿設されたスルーホールに挿通し、その実装すべき基板の裏側のランドと半田付けして使用される挿入実装タイプのリレーに対して、スルーホールが穿設される基板本体と、一端が前記スルーホールの内周面に露出して前記スルーホールに挿入された前記挿入実装タイプのリレーの端子と電気的および機械的に接続される接続部となり、中間部分が前記基板本体内または前記基板本体の少なくとも一方の表面に形成される導体パターンとなり、他端が前記基板本体の端面から離反方向に引出され、前記実装すべき基板のランドに搭載される端子部分となるリード端子とを備えて構成されるアダプタ基板を用意し、該アダプタ基板を実装すべき基板とリレーとの間に介在することで、挿入実装型タイプのリレーを表面実装タイプに変換する。そして、前記リード端子が１枚のリードフレームから打抜かれ、必要に応じてプレス加工で曲折された後、前記基板本体にインサート成型されてアダプタ基板が作製された後、前記挿入実装タイプのリレーの端子が該アダプタ基板より短い長さにカットされ、スルーホールに挿入されて前記接続部とアーク溶接やレーザ溶接などで電気的および機械的に接続されることで、前記挿入実装タイプのリレーを表面実装タイプに変換することができる。
【００１０】
したがって、挿入実装タイプのリレーを表面実装タイプに変換するにあたって、端子を屈曲させた場合に生じるようなストレスの発生を防止することができる。これによって、リレーの基台と筐体との接合部や、前記端子が圧入される基台の端子孔の周囲等にクラックが生じ、気密性が損なわれてしまうことを防止することができ、信頼性を向上することができる。また、基板本体を先に成型した後、スルーホール等に導電層を形成してアダプタ基板を作製した場合には、半田付け端子部分の剥がれなど、信頼性に不安が生じたり、外観上も、端面に半田付けパターンが形成されるなどして、既存の表面実装型の部品との違和感が生じるのに対して、インサート成型で作製することで、そのような問題を無くすことができる。
【００１１】
また、本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板では、前記導体パターンの少なくとも一部は、実装すべき基板側に形成されるパターンと立体交差するように、前記基板本体内またはリレー側の表面との少なくとも一方に形成されることで、前記リレーの端子位置変換を行うことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、リレーと実装すべき基板との間にアダプタ基板を介在するにあたって、前記リード端子において、リレーの端子と電気的および機械的に接続される接続部と前記実装すべき基板に半田付けされる端子部分との間を連結する導体パターンの少なくとも一部を、前記基板本体内またはリレー側の表面との少なくとも一方に形成することで、前記リレーの端子位置変換を行う。詳しくは、前記実装すべき基板側に形成される高周波信号のパターンとリレーの駆動信号とのパターンや、高周波信号のパターン同士の少なくとも一部を、前記導体パターンを使って立体交差させる。これによって、リレーの一方の端部側において一直線上に配置される端子の内、任意の端子を、前記アダプタ基板における導体パターンによって、前記実装すべき基板側に形成されるパターンを跨いで他方の端部側まで引回すことで、前記端子位置変換を行うことができる。
【００１３】
したがって、前記の挿入実装タイプのリレーの表面実装タイプのリレーへの変換とともに、リレーの各端子と、前記実装すべき基板上に実装されるアンプなどの他の素子との間の接続を、前記実装すべき基板上のパターンのみによって行うことができ、該実装すべき基板に、ジャンパー線やコネクタなどを用いた基板外の迂回経路が不要となり、低コストで、良好な高周波特性を得ることができる。
【００１４】
さらにまた、本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板は、前記基板本体において、リレー側の面には前記導体パターンを除き、ＧＮＤパターンが形成されることを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、前記基板本体のリレー側の面にできるだけＧＮＤパターンを形成することで、リレー内のシールド部材などとＧＮＤとを近付けることができる。
【００１６】
したがって、挿入損失や反射特性などの高周波特性を改善することができ、高周波リレーに好適である。
【００１７】
また、本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板は、前記リレーおよび実装すべき基板のインピーダンスに適合して、インピーダンスが設定されることを特徴とする。
【００１８】
上記の構成によれば、前記リード端子とＧＮＤパターンとの間隔や、基板本体の誘電率が異なることで、該アダプタ基板におけるインピーダンスが変化するので、そのインピーダンスをリレーおよび実装すべき基板のインピーダンスに適合して変化させる。たとえば、リレーと実装すべき基板とのインピーダンスのずれを緩和するようなインピーダンスに設定する。また、インピーダンスの異なる該アダプタ基板を複数種類用意しておき、所望とするインピーダンスに対応した物を使用するようにしてもよい。
【００１９】
したがって、端子形状だけでなく、インピーダンスも適合させることができる。
【００２０】
さらにまた、本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板では、前記リレーは高周波リレーであることを特徴とする。
【００２１】
上記の構成によれば、上述のように高周波特性を改善したり、インピーダンスを適合させることができるアダプタ基板であるので、高周波リレーに特に好適である。
【００２２】
また、本発明の表面実装型リレーは、前記の挿入実装型リレー用アダプタ基板を用いることを特徴とする。
【００２３】
上記の構成によれば、挿入実装型リレー用として作製されたリレーを、信頼性を損なうことなく表面実装型リレーに転用し、共用化によって低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板は、以上のように、底部から延びた端子を実装すべき基板に穿設されたスルーホールに挿通し、その実装すべき基板の裏側のランドと半田付けして使用される挿入実装タイプのリレーに対して、スルーホールが穿設される基板本体と、一端が前記スルーホールの内周面に露出して前記スルーホールに挿入された前記挿入実装タイプのリレーの端子と電気的および機械的に接続される接続部となり、中間部分が前記基板本体内または前記基板本体の少なくとも一方の表面に形成される導体パターンとなり、他端が前記基板本体の端面から離反方向に引出され、前記実装すべき基板のランドに搭載される端子部分となるリード端子とを備えて構成されるアダプタ基板を用意し、該アダプタ基板を実装すべき基板とリレーとの間に介在することで、挿入実装型タイプのリレーを表面実装タイプに変換するとともに、前記リード端子を前記基板本体にインサート成型してアダプタ基板を作製する。
【００２５】
それゆえ、挿入実装タイプのリレーを表面実装タイプに変換するにあたって、端子を屈曲させた場合に生じるようなストレスの発生を防止することができる。これによって、リレーの基台と筐体との接合部や、前記端子が圧入される基台の端子孔の周囲等にクラックが生じ、気密性が損なわれてしまうことを防止することができ、信頼性を向上することができる。また、基板本体を先に成型した後、スルーホール等に導電層を形成してアダプタ基板を作製した場合には、半田付け端子部分の剥がれなど、信頼性に不安が生じたり、外観上も、端面に半田付けパターンが形成されるなどして、既存の表面実装型の部品との違和感が生じるのに対して、インサート成型で作製することで、そのような問題を無くすことができる。
【００２６】
また、本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板は、以上のように、リレーと実装すべき基板との間にアダプタ基板を介在するにあたって、前記リード端子において、リレーの端子と電気的および機械的に接続される接続部と実装すべき基板に半田付けされる端子部分との間を連結する導体パターンの少なくとも一部を、基板本体内またはリレー側の表面との少なくとも一方に形成することで、前記リレーの端子位置変換を行う。
【００２７】
それゆえ、前記の挿入実装タイプのリレーの表面実装タイプのリレーへの変換とともに、リレーの各端子と、前記実装すべき基板上に実装されるアンプなどの他の素子との間の接続を、前記実装すべき基板上のパターンのみによって行うことができ、該実装すべき基板に、ジャンパー線やコネクタなどを用いた基板外の迂回経路が不要となり、低コストで、良好な高周波特性を得ることができる。
【００２８】
さらにまた、本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板は、以上のように、基板本体のリレー側の面にできるだけＧＮＤパターンを形成することで、リレー内のシールド部材などとＧＮＤとを近付ける。
【００２９】
それゆえ、挿入損失や反射特性などの高周波特性を改善することができ、高周波リレーに好適である。
【００３０】
また、本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板は、以上のように、前記リード端子とＧＮＤパターンとの間隔や、基板本体の誘電率が異なることで、該アダプタ基板におけるインピーダンスが変化するので、そのインピーダンスをリレーおよび実装すべき基板のインピーダンスに適合して変化させる。
【００３１】
それゆえ、端子形状だけでなく、インピーダンスも適合させることができる。
【００３２】
さらにまた、本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板は、以上のように、高周波特性を改善したり、インピーダンスを適合させることができるアダプタ基板であるので、前記リレーを高周波リレーとする。
【００３３】
それゆえ、特に好適に実施することができる。
【００３４】
また、本発明の表面実装型リレーは、以上のように、前記の挿入実装型リレー用アダプタ基板を用いる。
【００３５】
それゆえ、挿入実装型リレー用として作製されたリレーを、信頼性を損なうことなく表面実装型リレーに転用し、共用化によって低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１および図２は、本発明の実施の一形態に係る表面実装型リレー５１の構造を示す斜視図である。注目すべきは、本実施の形態の表面実装型リレー５１は、前述の図１５で示す挿入実装型の高周波リレー１に、アダプタ基板５２が取付けられて成ることである。
【００３７】
図３は前記アダプタ基板５２となるアダプタ基板５２ａ，５２ｂの上面図であり、図４はその底面図である。これらのアダプタ基板５２ａ，５２ｂの基板本体５３には、前記各端子Ｐ１〜Ｐ７が挿通されるスルーホールＨ１〜Ｈ８が穿設されている。スルーホールＨ８は、リレー１がラッチング型であるときに、その端子に対応したものである。
【００３８】
前記スルーホールＨ１〜Ｈ８の内周面には、対応するリード端子Ｆ１〜Ｆ８の一端に形成される接続部Ｆ１ａ〜Ｆ８ａが露出している。前記接続部Ｆ１ａ〜Ｆ８ａは、中間部分の導体パターンＦ１ｂ〜Ｆ８ｂを介して、該リード端子Ｆ１〜Ｆ８の他端に設けられる端子部分Ｆ１ｃ〜Ｆ８ｃと電気的に接続される。前記シールドボックス１２の接地端子Ｐ４，Ｐ５に対応したリード端子Ｆ４，Ｆ５にはまた、前記スルーホールＨ４，Ｈ５の周囲の接続部Ｆ４ａ，Ｆ５ａから、前記導体パターンＦ１ｂ〜Ｆ８ｂが引出される部分以外はＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５が延設されている。リード端子Ｆ９はダミー端子である。
【００３９】
また、共通接点となる端子Ｐ２に対応したリード端子Ｆ２の導体パターンＦ２ｂは、前記端子Ｐ１〜Ｐ３が一直線上に配置される一方の端部側から他方の端部側に引回され、これによって実装すべき基板側に形成される高周波信号のパターンや該リレー１の駆動信号とのパターンと立体交差して、前記端子Ｐ２の位置変換を行う。
【００４０】
このリード端子Ｆ１〜Ｆ８は、１枚のリードフレームから打抜かれ、プレス加工で曲折されることで、図３（ｃ）および図４（ｂ）で示すような形状に加工される。その後、前記スルーホールＨ１〜Ｈ８の部分に金型のピンが挿通するように成型器にセットされ、前記基板本体５３となる樹脂にインサート成型されることでアダプタ基板５２ａ，５２ｂが完成する。
【００４１】
図３（ａ）で示すアダプタ基板５２ａは、前記接続部Ｆ１ａ〜Ｆ８ａおよびＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５が前記基板本体５３の高周波リレー１側の表面に露出している。これに対して、図３（ｂ）で示すアダプタ基板５２ｂは、前記接続部Ｆ１ａ〜Ｆ８ａおよびＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５が前記基板本体５３内に埋込まれている。したがって、アダプタ基板５２ａ，５２ｂは、上面側から見た形状は異なるが、底面から見た形状は同様であり、共に図４（ａ）で示す。以下、これらのアダプタ基板５２ａ，５２ｂを特に区別しない場合は、参照符号５２で示す。
【００４２】
図５は、上述のようにして作製されたアダプタ基板５２を挿入実装型の高周波リレー１に取付ける工程を説明するための斜視図である。図５（ａ）は、前記図１５と同様に挿入実装型リレー１を示し、図５（ｃ）ならびに図１で示す表面実装型リレー５１とするには、先ず図５（ｂ）で示すように、前記基台２０の底部から延びた端子Ｐ１〜Ｐ７を、アダプタ基板５２より短い長さ、たとえばスルーホールＨ１〜Ｈ７の深さの２／３程度にカットする。その後、前記スルーホールＨ１〜Ｈ７内に、前記の長さの端子Ｐ１〜Ｐ７が挿入され、アーク溶接やレーザ溶接などで電気的および機械的に接続されることで、前記端子Ｐ１〜Ｐ７と対応する接続部Ｆ１ａ〜Ｆ７ａとが電気的に接続されるとともに、高周波リレー１とアダプタ基板５２とが機械的に接合され、表面実装型リレー５１となる。
【００４３】
そして、このアダプタ基板５２は、リレー１および実装すべき基板（マザーボード）のインピーダンスに適合して、インピーダンスが設定される。具体的には、図３（ｃ）で示す前記共通接点１６となる端子Ｐ２に対応したリード端子Ｆ２の導体パターンＦ２ｂの幅Ｗ１およびその導体パターンＦ２ｂとＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５との間隔Ｗ２、ならびに基板本体５３の厚さや誘電率が異なることで、該アダプタ基板５２におけるインピーダンスが変化するので、そのインピーダンスをリレー１および前記実装すべき基板のインピーダンスに適合して変化する。たとえば、リレー１と実装すべき基板とのインピーダンスのずれを緩和するようなインピーダンスに設定する。また、インピーダンスの異なる該アダプタ基板５２を複数種類用意しておき、所望とするインピーダンスに対応した物を使用するようにしてもよい。たとえば、テレビジョンチューナにおいてテレビジョン信号の切換えに使用される場合には７５Ω、無線中継装置の混合経路や分岐経路で使用される場合には５０Ωである。
【００４４】
したがって、このように挿入実装タイプのリレー１を表面実装タイプのリレー５１に変換するにあたって、アダプタ基板５２を実装すべき基板とリレー１との間に介在することで、端子Ｐ１〜Ｐ７を屈曲させた場合に生じるようなストレスの発生を防止することができる。これによって、リレー１の基台２０と筐体３８との接合部や、前記端子Ｐ１〜Ｐ７が圧入される基台２０の端子孔の周囲等にクラックが生じ、気密性が損なわれてしまうことを防止することができ、信頼性を向上することができる。また、挿入実装タイプと表面実装タイプとでリレー１を共用化して、低コスト化を図ることができる。
【００４５】
また、アダプタ基板５２の、特に図３（ａ）で示すようにリレー１側の表面にＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５を形成することで、図６と図７とで示すように、前記シールドボックス１２とＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５との距離が近くなる。図６は、図３（ａ）で示すようにリレー１側の表面にＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５を形成したアダプタ基板５２ａを用いて挿入実装タイプのリレー１を表面実装タイプのリレー５１に変換した状態を示す断面図であり、図７は挿入実装タイプのリレー１を、前記図１６で示すように、その端子Ｐ１〜Ｐ７を曲折させて、実装すべき基板（マザーボード）５７に装着した状態を示す断面図である。これらの図６および図７から明らかなように、図６のアダプタ基板５２ａを用いる場合には、リレー１の底面が直ぐＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５に対向するのに対して、図７の曲折形成の場合には、曲げ治具の関係で、基板５７に形成されているＧＮＤパターンとの間に、その曲折部分の寸法、たとえば０．７〜１ｍｍが必要になる。
【００４６】
そこで、図８および図９に、本件発明者の実験結果を示す。これらは、リレー１を前記無線中継装置に対応した５０Ωのインピーダンスとして、共通接点となる前記端子Ｐ２から高周波信号を入力した場合のタイム・ドメイン・リフレクト特性を示すグラフであり、図８は図６、すなわちアダプタ基板５２ａを用いる場合に、図９は図７、すなわち端子Ｐ１〜Ｐ７を曲折させる場合に対応している。また、図８および図９において、丸で囲って示す数字は、同様に図６および図７において付した数字に対応し、すなわち前記端子Ｐ２を介する基板５２ａ，５７（ＧＮＤ）からの距離を示す。
【００４７】
一般に、シールド板に囲まれない端子部分はインピーダンスが構造上大きくなるが、このミスマッチング部分をＧＮＤ面に近付けることでインピーダンスを小さくできる。したがって、図９から明らかなように、ＧＮＤからの距離が遠いと端子Ｐ２のインピーダンスが大きくなり、それに連なる固定接点１６と可動接点１４との境界で大きな反射が生じているのに対して、ＧＮＤからの距離が近いと、図８で示すように、反射が小さく、インピーダンスの大きなずれも無くなっている。こうして、アダプタ基板５２のリレー１側の面にできるだけＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５を形成しておくことで、ＶＳＷＲ、インサーションロス、アイソレーション、インピーダンスマッチングなどの高周波特性を向上することができ、高周波リレーに好適である。
【００４８】
また、アダプタ基板５２のマッチングを設定（たとえば、前記５０Ω）より小さく設計することで、このミスマッチングの影響をより小さくすることができる。こうして、端子形状だけでなく、リレー１とアダプタ基板５２とでトータルのインピーダンスマッチングを実現できるとともに、各種の基板（マザーボード）のインピーダンスズレの影響も抑制することができる。
【００４９】
さらにまた、本実施の形態では、前記アダプタ基板５２を、図３および図４で説明したように、インサート成型によって作製している。これに対して、図１０で示す表面実装型リレー５１’のように、アダプタ基板５２’を、スルーホールＨ１〜Ｈ８を有する基板本体５３’の端面に、半田付けパターンＦ１’〜Ｆ８’をメッキなどで形成することで作製することも考えられる。前記半田付けパターンＦ１’〜Ｆ８’は、基板本体５３’のリレー１側の表面または実装すべき基板側の表面に形成された導体パターンを介して、前記スルーホールＨ１〜Ｈ８の内周面に形成された導電層と電気的に接続される。
【００５０】
しかしながら、このようなアダプタ基板５２’を用いる場合、スルーホールＨ１〜Ｈ７に対して前記端子Ｐ１〜Ｐ７をリフローによって半田付けして表面実装型リレー５１’を作製した後、さらにその表面実装型リレー５１’を実装すべき基板に半田付けすることになる。このため、後の半田付けで先の半田付けが剥がれないように、先の半田付けに溶融温度の高い半田を使用したり、アダプタ基板５２’とリレー１とのずれを抑えたりするなどの対策が必要になる。これに対して本実施の形態のように前記アダプタ基板５２をインサート成型によって作製することで、前述のように端子Ｐ１〜Ｐ７をアーク溶接やレーザ溶接などで電気的および機械的に接続することができ、半田付けに対する問題は無くなり、コスト面および信頼性の面でも優れている。
【００５１】
また、前記アダプタ基板５２’の場合、その作製方法は、図１１で示すようになる。すなわち、大きな基板５５に、ドリルなどで前記スルーホールＨ１〜Ｈ８の穿設を行い、続いて、金属メッキ、スパッタ、印刷などによってその内周面へ導電層を形成するとともに、導体パターンを形成する。この時、前記半田付けパターンＦ１’〜Ｆ８’となる部分にもスルーホールおよび導電層を形成しておき、ミシン目５６に沿って分割することで、その外周縁の導電層が外部に露出し、該アダプタ基板５２’の端面に形成された前記半田付けパターンＦ１’〜Ｆ８’となる。しかしながら、このようにして作製すると、前記ミシン目５６に沿って分割する際に、カッター刃が前記半田付けパターンＦ１’〜Ｆ８’を引っ掛けて剥がれてしまい、信頼性が低下する可能性がある。このため、実際は各アダプタ基板５２’を隣接して形成することはできず、周囲に余白となる領域が必要となる（前記剥がれが、その余白側に生じるように、前記カッター刃を余白側に寄せて切断する。）。これに対して本実施の形態のように前記アダプタ基板５２をインサート成型によって作製した場合、そのような不具合がない。
【００５２】
さらにまた、外観上も、アダプタ基板５２’では端面に半田付けパターンＦ１’〜Ｆ８’が形成されるのに対して、本実施の形態のアダプタ基板５２では、ランドに搭載される端子部分Ｆ１ｃ〜Ｆ８ｃを有するので、既存の表面実装型の部品との違和感もない。
【００５３】
また、前述のように共通接点となる端子Ｐ２に対応したリード端子Ｆ２の導体パターンＦ２ｂを実装すべき基板側のパターンと立体交差してアダプタ基板５２の反対側の端部まで引回し、前記端子Ｐ２の位置変換を行うことで、図１２で示すように、実装すべき基板７２上に実装されるアンプ（ＬＮＡ）などの他の素子との間の接続を、前記実装すべき基板７２上のパターン７２，７４のみによって行うことができ、該実装すべき基板７２に、図１３で示すようなジャンパー線８９，９０，９１やコネクタなどを用いた基板８２外の迂回経路が不要となり、低コストで、良好な高周波特性を得ることができる。図１３は、前記立体交差をさせないアダプタ基板を用いた高周波リレー５１’を搭載した高周波モジュール８１の構造を示す図である。
【００５４】
具体的には、前記図１２および図１３は、２つの高周波リレー５１，５１’、１つのアンプ（ＬＮＡ）および高周波リレー用基板７２，８２をそれぞれ備えて構成され、アンプ（ＬＮＡ）を介するライン７４，８４と、スルーライン７３，８３とを切換えるものである。なお、図１２で用いる高周波リレー５１Ｒは、基本的に図１５で示す高周波リレー１の構造となっているが、リレー内部のシールド構造で、ノーマリーコンタクトの接点（図１５の例では固定接点１５（端子Ｐ１））とノーマリーオフの接点（図１５の例では固定接点１７（端子Ｐ３））とが相互に逆に設けられている。
【００５５】
したがって、図１３で示す高周波モジュール８１では、駆動信号のパターン８５，８６と、前記端子Ｐ２に対応した基板８２上のパターン８７，８８とは交差することになるので、ジャンパー線８９，９０が必要になるのに対して、本実施の形態の高周波モジュール７１では、駆動信号のパターン７５，７６と前記導体パターンＦ２ｂとは、前述のように立体交差によって、相互に接触することなく直交しており、前記ジャンパー線８９，９０が不要になり、低コストで、良好な高周波特性を得ることができる。また、２種類の高周波リレー５１と５１Ｒとを用意し、それらを一対として高周波モジュール７１に使用することで、ノーマリーコンタクトの接点（Ｐ１，Ｐ１’）同士およびノーマリーオフの接点（Ｐ３，Ｐ３’）同士が相互に対向することになり、分岐した２つの信号経路７３，７４を相互に交差させなくすることができ、これによっては前記図１３で示すジャンパー線９１を不要にすることができる。
【００５６】
上述の実施の形態では、リード端子Ｆ１〜Ｆ８は、プレス加工でクランク状に曲折され、基板７１に実装される際には、リレー５１，５１Ｒの底面が該基板７１上に搭載されるようになっているけれども、基板７１にリレーに対応した孔が形成されている場合には、図１４で示すアダプタ基板５２ｃのように、曲折されていなくてもよい。このアダプタ基板５２ｃは、前述のアダプタ基板５２ａに対応したもので、基板本体５３のリレー１側の表面にリード端子Ｆ１〜Ｆ８およびＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５が形成されている。
【００５７】
ここで、特表２００６−５２３００１号公報には、リレーの基台にパターンが形成されているが、そのパターンは、固定接点を成すものや、コイルへの給電線となるものであり、本発明とは、基板を用いている点が類似しているだけで、そのパターンの機能は全く異なるものである。具体的には、本発明では、表面実装の場合にアダプタ基板５２が介挿され、挿入実装の場合にはアダプタ基板５２は用いられず、従来とおりリレー１の端子Ｐ１〜Ｐ７がその基板（マザーボード）の端子孔に直接差込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の一形態に係る表面実装型リレーの構造を示す上面側から見た斜視図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る表面実装型リレーの構造を示す底面側から見た斜視図である。
【図３】図１および図２で示す表面実装型リレーに用いられるアダプタ基板の構造を説明するための上面側から見た斜視図である。
【図４】図１および図２で示す表面実装型リレーに用いられるアダプタ基板の構造を説明するための底面側から見た斜視図である。
【図５】本発明の実施の一形態に係る表面実装型リレーの組立て工程を説明するための斜視図である。
【図６】本実施の形態で挿入実装タイプのリレーを表面実装タイプのリレーに変換した状態を示す断面図である。
【図７】挿入実装タイプのリレーの端子を曲折させて、実装すべき基板に表面実装した状態を示す断面図である。
【図８】図６のタイム・ドメイン・リフレクト特性を示すグラフである。
【図９】図７のタイム・ドメイン・リフレクト特性を示すグラフである。
【図１０】他に考えられる構造例のアダプタ基板を用いた表面実装型リレーの構造を示す底面側から見た斜視図である。
【図１１】図１０で示すアダプタ基板の製造方法を説明するための斜視図である。
【図１２】本発明の実施の一形態に係るアダプタ基板を用いる表面実装型リレーを搭載した高周波モジュールの構造を示す上面図である。
【図１３】さらに他に考えられる構造例のアダプタ基板を用いる表面実装型リレーを搭載した高周波モジュールの構造を示す上面図である。
【図１４】図１および図２で示す表面実装型リレーに用いられるアダプタ基板の他の構造を説明するための上面側から見た斜視図である。
【図１５】挿入実装型リレーの典型的な構造例を示す分解斜視図である。
【図１６】挿入実装型リレーを表面実装する場合の典型的な従来技術を示す側面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 挿入実装型リレー
１１ 接点機構
１２ シールドボックス
１３，１４ 可動接点
１５，１６，１７ 固定接点
１８，１９ 駆動部材
２０ 基台
２１ 駆動機構
２２ 電磁石
２３ 変位部材
２４ コイル
２５ ボビン
２６ 鉄心
２７ 継鉄
３１ カード
３２ 磁石
３３，３４ 接極子
３８ 筐体
５１，５１Ｒ 表面実装型リレー
５２，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ アダプタ基板
５３ 基板本体
７２ 実装すべき基板（マザーボード）
Ｌ４，Ｌ５ ＧＮＤパターン
Ｆ１〜Ｆ８ リード端子
Ｆ１ａ〜Ｆ８ａ 接続部
Ｆ１ｂ〜Ｆ８ｂ 導体パターン
Ｆ１ｃ〜Ｆ８ｃ 端子部分
Ｈ１〜Ｈ８ スルーホール
Ｐ１〜Ｐ７ 端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、挿入実装型リレーを表面実装型リレーに変換することができる挿入実装型リレー用アダプタ基板およびそれを用いる前記表面実装型リレーに関する。
【背景技術】
【０００２】
前記挿入実装型リレーは、本件出願人による特許文献１を始め、多数提案されている。図１５は、その挿入実装型リレー１の典型的な構造を示す分解斜視図である。この挿入実装型リレー１は、高周波リレーであり、大略的に、接点機構１１に、その接点機構１１を駆動する駆動機構２１が並列に配置されて構成されている。前記接点機構１１は、シールドボックス１２内に可動接点１３，１４が設けられ、その可動接点１３，１４が前記駆動機構２１によって参照符号Ｘ方向に変位駆動されることで、固定接点１５，１６；１６，１７と接触／離反し、高周波信号の切換えを行う。したがって、前記可動接点１３，１４が中心導体、シールドボックス１２が外部導体とした同軸線路を構成する。前記可動接点１３，１４は、前記駆動機構２１によって変位駆動される駆動部材１８，１９にそれぞれ保持されている。前記各固定接点１５，１６，１７は、シールドボックス１２内で電気的に絶縁されて立設され、前記可動接点１３，１４とは反対側が、基台２０の裏面から突出して、端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３となる。
【０００３】
そして、中間の固定接点１６（端子Ｐ２）は、前記可動接点１３，１４の何れとも接触できる共通接点となる。一方、両端の固定接点１５，１７（端子Ｐ１，Ｐ３）は、それぞれ前記可動接点１３，１４とだけ接触できる個別接点となる。さらに、固定接点１５は駆動機構２１の非駆動時に可動接点１３が接触して固定接点１６に接続されるノーマリーオンの接点となり、固定接点１７は駆動機構２１の非駆動時に可動接点１４が離反して固定接点１６から遮断されるノーマリーオフの接点となっている。前記各固定接点１５，１６，１７の端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３間には、接地端子Ｐ４，Ｐ５が設けられている。
【０００４】
前記駆動機構２１は、電磁石２２と変位部材２３とを備えて構成される。電磁石２２は、コイル２４の巻回されたボビン２５内に鉄心２６が挿通されるとともに、その鉄心２６の一方の端部と他方の端部との間に、継鉄２７によって磁路が形成されて構成されている。前記コイル２４の各端部は、外部から励磁電流が与えられる端子Ｐ６，Ｐ７にそれぞれ接続されている。
【０００５】
一方、前記変位部材２３は、前記駆動部材１８，１９を介して可動接点１３，１４を支持するカード３１と、前記カード３１の一端に設けられる磁石３２と、その磁石３２の両端にそれぞれ接触し、前記鉄心２６を挟み込む一対の接極子３３，３４と、前記カード３１の他端から延びる一対の平衡ばね３５，３６と、その平衡ばね３５，３６の他端を前記基台２０に取付ける平衡ばね保持板３７とを備えて構成される。したがって、前記電磁石２２が消磁／励磁することで、カード３１は、平衡ばね３５，３６部分が変形して前記Ｘ方向に変位し、前記可動接点１３，１４を変位駆動することができる。前記基台２０内に、前記固定接点１５，１６，１７、シールドボックス１２および電磁石２２を収納し、電磁石２２上に変位部材２３を搭載した後、筐体３８が被せられる。
【特許文献１】実公平７−２４７６９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、このような挿入実装型リレー１を表面実装型リレーに変換して使用する場合、典型的な従来技術では、図１６で示すように端子Ｐ１〜Ｐ７をＬ字に曲折し、必要な長さに切断した後、実装すべき基板のランドに搭載し、リフロー半田などによって取付けられている。このため、曲げ加工の際に、大きなストレスが加わり、基台２０と筐体３８との接合部や、前記端子Ｐ１〜Ｐ７が圧入される基台２０の端子孔の周囲等にクラックが生じ、気密不良（リーク不良）が生じる可能性がある。その場合、侵入した湿気等による錆や腐食によって、接触不良や動作不良を招くという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、信頼性を向上することができる挿入実装型リレー用アダプタ基板およびそれを用いる表面実装型リレーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板は、挿入実装タイプのリレーを表面実装タイプに変換するためのアダプタ基板であって、スルーホールが穿設される基板本体と、一端が前記スルーホールの内周面に露出して前記スルーホールに挿入された前記挿入実装タイプのリレーの端子と電気的および機械的に接続される接続部となり、中間部分が前記基板本体内または前記基板本体の少なくとも一方の表面に形成される導体パターンとなり、他端が前記基板本体の端面から離反方向に引出され、実装すべき基板のランドに搭載される端子部分となるリード端子とを含み、前記リード端子を前記基板本体にインサート成型して成ることを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、底部から延びた端子を実装すべき基板に穿設されたスルーホールに挿通し、その実装すべき基板の裏側のランドと半田付けして使用される挿入実装タイプのリレーに対して、スルーホールが穿設される基板本体と、一端が前記スルーホールの内周面に露出して前記スルーホールに挿入された前記挿入実装タイプのリレーの端子と電気的および機械的に接続される接続部となり、中間部分が前記基板本体内または前記基板本体の少なくとも一方の表面に形成される導体パターンとなり、他端が前記基板本体の端面から離反方向に引出され、前記実装すべき基板のランドに搭載される端子部分となるリード端子とを備えて構成されるアダプタ基板を用意し、該アダプタ基板を実装すべき基板とリレーとの間に介在することで、挿入実装型タイプのリレーを表面実装タイプに変換する。そして、前記リード端子が１枚のリードフレームから打抜かれ、必要に応じてプレス加工で曲折された後、前記基板本体にインサート成型されてアダプタ基板が作製された後、前記挿入実装タイプのリレーの端子が該アダプタ基板より短い長さにカットされ、スルーホールに挿入されて前記接続部とアーク溶接やレーザ溶接などで電気的および機械的に接続されることで、前記挿入実装タイプのリレーを表面実装タイプに変換することができる。
【００１０】
したがって、挿入実装タイプのリレーを表面実装タイプに変換するにあたって、端子を屈曲させた場合に生じるようなストレスの発生を防止することができる。これによって、リレーの基台と筐体との接合部や、前記端子が圧入される基台の端子孔の周囲等にクラックが生じ、気密性が損なわれてしまうことを防止することができ、信頼性を向上することができる。また、基板本体を先に成型した後、スルーホール等に導電層を形成してアダプタ基板を作製した場合には、半田付け端子部分の剥がれなど、信頼性に不安が生じたり、外観上も、端面に半田付けパターンが形成されるなどして、既存の表面実装型の部品との違和感が生じるのに対して、インサート成型で作製することで、そのような問題を無くすことができる。
【００１１】
また、本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板では、前記導体パターンの少なくとも一部は、実装すべき基板側に形成されるパターンと立体交差するように、前記基板本体内またはリレー側の表面との少なくとも一方に形成されることで、前記リレーの端子位置変換を行うことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、リレーと実装すべき基板との間にアダプタ基板を介在するにあたって、前記リード端子において、リレーの端子と電気的および機械的に接続される接続部と前記実装すべき基板に半田付けされる端子部分との間を連結する導体パターンの少なくとも一部を、前記基板本体内またはリレー側の表面との少なくとも一方に形成することで、前記リレーの端子位置変換を行う。詳しくは、前記実装すべき基板側に形成される高周波信号のパターンとリレーの駆動信号とのパターンや、高周波信号のパターン同士の少なくとも一部を、前記導体パターンを使って立体交差させる。これによって、リレーの一方の端部側において一直線上に配置される端子の内、任意の端子を、前記アダプタ基板における導体パターンによって、前記実装すべき基板側に形成されるパターンを跨いで他方の端部側まで引回すことで、前記端子位置変換を行うことができる。
【００１３】
したがって、前記の挿入実装タイプのリレーの表面実装タイプのリレーへの変換とともに、リレーの各端子と、前記実装すべき基板上に実装されるアンプなどの他の素子との間の接続を、前記実装すべき基板上のパターンのみによって行うことができ、該実装すべき基板に、ジャンパー線やコネクタなどを用いた基板外の迂回経路が不要となり、低コストで、良好な高周波特性を得ることができる。
【００１４】
さらにまた、本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板は、前記基板本体において、リレー側の面には前記導体パターンを除き、ＧＮＤパターンが形成されることを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、前記基板本体のリレー側の面にできるだけＧＮＤパターンを形成することで、リレー内のシールド部材などとＧＮＤとを近付けることができる。
【００１６】
したがって、挿入損失や反射特性などの高周波特性を改善することができ、高周波リレーに好適である。
【００１７】
また、本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板は、前記リレーおよび実装すべき基板のインピーダンスに適合して、インピーダンスが設定されることを特徴とする。
【００１８】
上記の構成によれば、前記リード端子とＧＮＤパターンとの間隔や、基板本体の誘電率が異なることで、該アダプタ基板におけるインピーダンスが変化するので、そのインピーダンスをリレーおよび実装すべき基板のインピーダンスに適合して変化させる。たとえば、リレーと実装すべき基板とのインピーダンスのずれを緩和するようなインピーダンスに設定する。また、インピーダンスの異なる該アダプタ基板を複数種類用意しておき、所望とするインピーダンスに対応した物を使用するようにしてもよい。
【００１９】
したがって、端子形状だけでなく、インピーダンスも適合させることができる。
【００２０】
さらにまた、本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板では、前記リレーは高周波リレーであることを特徴とする。
【００２１】
上記の構成によれば、上述のように高周波特性を改善したり、インピーダンスを適合させることができるアダプタ基板であるので、高周波リレーに特に好適である。
【００２２】
また、本発明の表面実装型リレーは、前記の挿入実装型リレー用アダプタ基板を用いることを特徴とする。
【００２３】
上記の構成によれば、挿入実装型リレー用として作製されたリレーを、信頼性を損なうことなく表面実装型リレーに転用し、共用化によって低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板は、以上のように、底部から延びた端子を実装すべき基板に穿設されたスルーホールに挿通し、その実装すべき基板の裏側のランドと半田付けして使用される挿入実装タイプのリレーに対して、スルーホールが穿設される基板本体と、一端が前記スルーホールの内周面に露出して前記スルーホールに挿入された前記挿入実装タイプのリレーの端子と電気的および機械的に接続される接続部となり、中間部分が前記基板本体内または前記基板本体の少なくとも一方の表面に形成される導体パターンとなり、他端が前記基板本体の端面から離反方向に引出され、前記実装すべき基板のランドに搭載される端子部分となるリード端子とを備えて構成されるアダプタ基板を用意し、該アダプタ基板を実装すべき基板とリレーとの間に介在することで、挿入実装型タイプのリレーを表面実装タイプに変換するとともに、前記リード端子を前記基板本体にインサート成型してアダプタ基板を作製する。
【００２５】
それゆえ、挿入実装タイプのリレーを表面実装タイプに変換するにあたって、端子を屈曲させた場合に生じるようなストレスの発生を防止することができる。これによって、リレーの基台と筐体との接合部や、前記端子が圧入される基台の端子孔の周囲等にクラックが生じ、気密性が損なわれてしまうことを防止することができ、信頼性を向上することができる。また、基板本体を先に成型した後、スルーホール等に導電層を形成してアダプタ基板を作製した場合には、半田付け端子部分の剥がれなど、信頼性に不安が生じたり、外観上も、端面に半田付けパターンが形成されるなどして、既存の表面実装型の部品との違和感が生じるのに対して、インサート成型で作製することで、そのような問題を無くすことができる。
【００２６】
また、本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板は、以上のように、リレーと実装すべき基板との間にアダプタ基板を介在するにあたって、前記リード端子において、リレーの端子と電気的および機械的に接続される接続部と実装すべき基板に半田付けされる端子部分との間を連結する導体パターンの少なくとも一部を、基板本体内またはリレー側の表面との少なくとも一方に形成することで、前記リレーの端子位置変換を行う。
【００２７】
それゆえ、前記の挿入実装タイプのリレーの表面実装タイプのリレーへの変換とともに、リレーの各端子と、前記実装すべき基板上に実装されるアンプなどの他の素子との間の接続を、前記実装すべき基板上のパターンのみによって行うことができ、該実装すべき基板に、ジャンパー線やコネクタなどを用いた基板外の迂回経路が不要となり、低コストで、良好な高周波特性を得ることができる。
【００２８】
さらにまた、本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板は、以上のように、基板本体のリレー側の面にできるだけＧＮＤパターンを形成することで、リレー内のシールド部材などとＧＮＤとを近付ける。
【００２９】
それゆえ、挿入損失や反射特性などの高周波特性を改善することができ、高周波リレーに好適である。
【００３０】
また、本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板は、以上のように、前記リード端子とＧＮＤパターンとの間隔や、基板本体の誘電率が異なることで、該アダプタ基板におけるインピーダンスが変化するので、そのインピーダンスをリレーおよび実装すべき基板のインピーダンスに適合して変化させる。
【００３１】
それゆえ、端子形状だけでなく、インピーダンスも適合させることができる。
【００３２】
さらにまた、本発明の挿入実装型リレー用アダプタ基板は、以上のように、高周波特性を改善したり、インピーダンスを適合させることができるアダプタ基板であるので、前記リレーを高周波リレーとする。
【００３３】
それゆえ、特に好適に実施することができる。
【００３４】
また、本発明の表面実装型リレーは、以上のように、前記の挿入実装型リレー用アダプタ基板を用いる。
【００３５】
それゆえ、挿入実装型リレー用として作製されたリレーを、信頼性を損なうことなく表面実装型リレーに転用し、共用化によって低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１および図２は、本発明の実施の一形態に係る表面実装型リレー５１の構造を示す斜視図である。注目すべきは、本実施の形態の表面実装型リレー５１は、前述の図１５で示す挿入実装型の高周波リレー１に、アダプタ基板５２が取付けられて成ることである。
【００３７】
図３は前記アダプタ基板５２となるアダプタ基板５２ａ，５２ｂの上面図であり、図４はその底面図である。これらのアダプタ基板５２ａ，５２ｂの基板本体５３には、前記各端子Ｐ１〜Ｐ７が挿通されるスルーホールＨ１〜Ｈ８が穿設されている。スルーホールＨ８は、リレー１がラッチング型であるときに、その端子に対応したものである。
【００３８】
前記スルーホールＨ１〜Ｈ８の内周面には、対応するリード端子Ｆ１〜Ｆ８の一端に形成される接続部Ｆ１ａ〜Ｆ８ａが露出している。前記接続部Ｆ１ａ〜Ｆ８ａは、中間部分の導体パターンＦ１ｂ〜Ｆ８ｂを介して、該リード端子Ｆ１〜Ｆ８の他端に設けられる端子部分Ｆ１ｃ〜Ｆ８ｃと電気的に接続される。前記シールドボックス１２の接地端子Ｐ４，Ｐ５に対応したリード端子Ｆ４，Ｆ５にはまた、前記スルーホールＨ４，Ｈ５の周囲の接続部Ｆ４ａ，Ｆ５ａから、前記導体パターンＦ１ｂ〜Ｆ８ｂが引出される部分以外はＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５が延設されている。リード端子Ｆ９はダミー端子である。
【００３９】
また、共通接点となる端子Ｐ２に対応したリード端子Ｆ２の導体パターンＦ２ｂは、前記端子Ｐ１〜Ｐ３が一直線上に配置される一方の端部側から他方の端部側に引回され、これによって実装すべき基板側に形成される高周波信号のパターンや該リレー１の駆動信号とのパターンと立体交差して、前記端子Ｐ２の位置変換を行う。
【００４０】
このリード端子Ｆ１〜Ｆ８は、１枚のリードフレームから打抜かれ、プレス加工で曲折されることで、図３（ｃ）および図４（ｂ）で示すような形状に加工される。その後、前記スルーホールＨ１〜Ｈ８の部分に金型のピンが挿通するように成型器にセットされ、前記基板本体５３となる樹脂にインサート成型されることでアダプタ基板５２ａ，５２ｂが完成する。
【００４１】
図３（ａ）で示すアダプタ基板５２ａは、前記接続部Ｆ１ａ〜Ｆ８ａおよびＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５が前記基板本体５３の高周波リレー１側の表面に露出している。これに対して、図３（ｂ）で示すアダプタ基板５２ｂは、前記接続部Ｆ１ａ〜Ｆ８ａおよびＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５が前記基板本体５３内に埋込まれている。したがって、アダプタ基板５２ａ，５２ｂは、上面側から見た形状は異なるが、底面から見た形状は同様であり、共に図４（ａ）で示す。以下、これらのアダプタ基板５２ａ，５２ｂを特に区別しない場合は、参照符号５２で示す。
【００４２】
図５は、上述のようにして作製されたアダプタ基板５２を挿入実装型の高周波リレー１に取付ける工程を説明するための斜視図である。図５（ａ）は、前記図１５と同様に挿入実装型リレー１を示し、図５（ｃ）ならびに図１で示す表面実装型リレー５１とするには、先ず図５（ｂ）で示すように、前記基台２０の底部から延びた端子Ｐ１〜Ｐ７を、アダプタ基板５２より短い長さ、たとえばスルーホールＨ１〜Ｈ７の深さの２／３程度にカットする。その後、前記スルーホールＨ１〜Ｈ７内に、前記の長さの端子Ｐ１〜Ｐ７が挿入され、アーク溶接やレーザ溶接などで電気的および機械的に接続されることで、前記端子Ｐ１〜Ｐ７と対応する接続部Ｆ１ａ〜Ｆ７ａとが電気的に接続されるとともに、高周波リレー１とアダプタ基板５２とが機械的に接合され、表面実装型リレー５１となる。
【００４３】
そして、このアダプタ基板５２は、リレー１および実装すべき基板（マザーボード）のインピーダンスに適合して、インピーダンスが設定される。具体的には、図３（ｃ）で示す前記共通接点１６となる端子Ｐ２に対応したリード端子Ｆ２の導体パターンＦ２ｂの幅Ｗ１およびその導体パターンＦ２ｂとＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５との間隔Ｗ２、ならびに基板本体５３の厚さや誘電率が異なることで、該アダプタ基板５２におけるインピーダンスが変化するので、そのインピーダンスをリレー１および前記実装すべき基板のインピーダンスに適合して変化する。たとえば、リレー１と実装すべき基板とのインピーダンスのずれを緩和するようなインピーダンスに設定する。また、インピーダンスの異なる該アダプタ基板５２を複数種類用意しておき、所望とするインピーダンスに対応した物を使用するようにしてもよい。たとえば、テレビジョンチューナにおいてテレビジョン信号の切換えに使用される場合には７５Ω、無線中継装置の混合経路や分岐経路で使用される場合には５０Ωである。
【００４４】
したがって、このように挿入実装タイプのリレー１を表面実装タイプのリレー５１に変換するにあたって、アダプタ基板５２を実装すべき基板とリレー１との間に介在することで、端子Ｐ１〜Ｐ７を屈曲させた場合に生じるようなストレスの発生を防止することができる。これによって、リレー１の基台２０と筐体３８との接合部や、前記端子Ｐ１〜Ｐ７が圧入される基台２０の端子孔の周囲等にクラックが生じ、気密性が損なわれてしまうことを防止することができ、信頼性を向上することができる。また、挿入実装タイプと表面実装タイプとでリレー１を共用化して、低コスト化を図ることができる。
【００４５】
また、アダプタ基板５２の、特に図３（ａ）で示すようにリレー１側の表面にＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５を形成することで、図６と図７とで示すように、前記シールドボックス１２とＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５との距離が近くなる。図６は、図３（ａ）で示すようにリレー１側の表面にＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５を形成したアダプタ基板５２ａを用いて挿入実装タイプのリレー１を表面実装タイプのリレー５１に変換した状態を示す断面図であり、図７は挿入実装タイプのリレー１を、前記図１６で示すように、その端子Ｐ１〜Ｐ７を曲折させて、実装すべき基板（マザーボード）５７に装着した状態を示す断面図である。これらの図６および図７から明らかなように、図６のアダプタ基板５２ａを用いる場合には、リレー１の底面が直ぐＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５に対向するのに対して、図７の曲折形成の場合には、曲げ治具の関係で、基板５７に形成されているＧＮＤパターンとの間に、その曲折部分の寸法、たとえば０．７〜１ｍｍが必要になる。
【００４６】
そこで、図８および図９に、本件発明者の実験結果を示す。これらは、リレー１を前記無線中継装置に対応した５０Ωのインピーダンスとして、共通接点となる前記端子Ｐ２から高周波信号を入力した場合のタイム・ドメイン・リフレクト特性を示すグラフであり、図８は図６、すなわちアダプタ基板５２ａを用いる場合に、図９は図７、すなわち端子Ｐ１〜Ｐ７を曲折させる場合に対応している。また、図８および図９において、丸で囲って示す数字は、同様に図６および図７において付した数字に対応し、すなわち前記端子Ｐ２を介する基板５２ａ，５７（ＧＮＤ）からの距離を示す。
【００４７】
一般に、シールド板に囲まれない端子部分はインピーダンスが構造上大きくなるが、このミスマッチング部分をＧＮＤ面に近付けることでインピーダンスを小さくできる。したがって、図９から明らかなように、ＧＮＤからの距離が遠いと端子Ｐ２のインピーダンスが大きくなり、それに連なる固定接点１６と可動接点１４との境界で大きな反射が生じているのに対して、ＧＮＤからの距離が近いと、図８で示すように、反射が小さく、インピーダンスの大きなずれも無くなっている。こうして、アダプタ基板５２のリレー１側の面にできるだけＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５を形成しておくことで、ＶＳＷＲ、インサーションロス、アイソレーション、インピーダンスマッチングなどの高周波特性を向上することができ、高周波リレーに好適である。
【００４８】
また、アダプタ基板５２のマッチングを設定（たとえば、前記５０Ω）より小さく設計することで、このミスマッチングの影響をより小さくすることができる。こうして、端子形状だけでなく、リレー１とアダプタ基板５２とでトータルのインピーダンスマッチングを実現できるとともに、各種の基板（マザーボード）のインピーダンスズレの影響も抑制することができる。
【００４９】
さらにまた、本実施の形態では、前記アダプタ基板５２を、図３および図４で説明したように、インサート成型によって作製している。これに対して、図１０で示す表面実装型リレー５１’のように、アダプタ基板５２’を、スルーホールＨ１〜Ｈ８を有する基板本体５３’の端面に、半田付けパターンＦ１’〜Ｆ８’をメッキなどで形成することで作製することも考えられる。前記半田付けパターンＦ１’〜Ｆ８’は、基板本体５３’のリレー１側の表面または実装すべき基板側の表面に形成された導体パターンを介して、前記スルーホールＨ１〜Ｈ８の内周面に形成された導電層と電気的に接続される。
【００５０】
しかしながら、このようなアダプタ基板５２’を用いる場合、スルーホールＨ１〜Ｈ７に対して前記端子Ｐ１〜Ｐ７をリフローによって半田付けして表面実装型リレー５１’を作製した後、さらにその表面実装型リレー５１’を実装すべき基板に半田付けすることになる。このため、後の半田付けで先の半田付けが剥がれないように、先の半田付けに溶融温度の高い半田を使用したり、アダプタ基板５２’とリレー１とのずれを抑えたりするなどの対策が必要になる。これに対して本実施の形態のように前記アダプタ基板５２をインサート成型によって作製することで、前述のように端子Ｐ１〜Ｐ７をアーク溶接やレーザ溶接などで電気的および機械的に接続することができ、半田付けに対する問題は無くなり、コスト面および信頼性の面でも優れている。
【００５１】
また、前記アダプタ基板５２’の場合、その作製方法は、図１１で示すようになる。すなわち、大きな基板５５に、ドリルなどで前記スルーホールＨ１〜Ｈ８の穿設を行い、続いて、金属メッキ、スパッタ、印刷などによってその内周面へ導電層を形成するとともに、導体パターンを形成する。この時、前記半田付けパターンＦ１’〜Ｆ８’となる部分にもスルーホールおよび導電層を形成しておき、ミシン目５６に沿って分割することで、その外周縁の導電層が外部に露出し、該アダプタ基板５２’の端面に形成された前記半田付けパターンＦ１’〜Ｆ８’となる。しかしながら、このようにして作製すると、前記ミシン目５６に沿って分割する際に、カッター刃が前記半田付けパターンＦ１’〜Ｆ８’を引っ掛けて剥がれてしまい、信頼性が低下する可能性がある。このため、実際は各アダプタ基板５２’を隣接して形成することはできず、周囲に余白となる領域が必要となる（前記剥がれが、その余白側に生じるように、前記カッター刃を余白側に寄せて切断する。）。これに対して本実施の形態のように前記アダプタ基板５２をインサート成型によって作製した場合、そのような不具合がない。
【００５２】
さらにまた、外観上も、アダプタ基板５２’では端面に半田付けパターンＦ１’〜Ｆ８’が形成されるのに対して、本実施の形態のアダプタ基板５２では、ランドに搭載される端子部分Ｆ１ｃ〜Ｆ８ｃを有するので、既存の表面実装型の部品との違和感もない。
【００５３】
また、前述のように共通接点となる端子Ｐ２に対応したリード端子Ｆ２の導体パターンＦ２ｂを実装すべき基板側のパターンと立体交差してアダプタ基板５２の反対側の端部まで引回し、前記端子Ｐ２の位置変換を行うことで、図１２で示すように、実装すべき基板７２上に実装されるアンプ（ＬＮＡ）などの他の素子との間の接続を、前記実装すべき基板７２上のパターン７２，７４のみによって行うことができ、該実装すべき基板７２に、図１３で示すようなジャンパー線８９，９０，９１やコネクタなどを用いた基板８２外の迂回経路が不要となり、低コストで、良好な高周波特性を得ることができる。図１３は、前記立体交差をさせないアダプタ基板を用いた高周波リレー５１’を搭載した高周波モジュール８１の構造を示す図である。
【００５４】
具体的には、前記図１２および図１３は、２つの高周波リレー５１，５１’、１つのアンプ（ＬＮＡ）および高周波リレー用基板７２，８２をそれぞれ備えて構成され、アンプ（ＬＮＡ）を介するライン７４，８４と、スルーライン７３，８３とを切換えるものである。なお、図１２で用いる高周波リレー５１Ｒは、基本的に図１５で示す高周波リレー１の構造となっているが、リレー内部のシールド構造で、ノーマリーコンタクトの接点（図１５の例では固定接点１５（端子Ｐ１））とノーマリーオフの接点（図１５の例では固定接点１７（端子Ｐ３））とが相互に逆に設けられている。
【００５５】
したがって、図１３で示す高周波モジュール８１では、駆動信号のパターン８５，８６と、前記端子Ｐ２に対応した基板８２上のパターン８７，８８とは交差することになるので、ジャンパー線８９，９０が必要になるのに対して、本実施の形態の高周波モジュール７１では、駆動信号のパターン７５，７６と前記導体パターンＦ２ｂとは、前述のように立体交差によって、相互に接触することなく直交しており、前記ジャンパー線８９，９０が不要になり、低コストで、良好な高周波特性を得ることができる。また、２種類の高周波リレー５１と５１Ｒとを用意し、それらを一対として高周波モジュール７１に使用することで、ノーマリーコンタクトの接点（Ｐ１，Ｐ１’）同士およびノーマリーオフの接点（Ｐ３，Ｐ３’）同士が相互に対向することになり、分岐した２つの信号経路７３，７４を相互に交差させなくすることができ、これによっては前記図１３で示すジャンパー線９１を不要にすることができる。
【００５６】
上述の実施の形態では、リード端子Ｆ１〜Ｆ８は、プレス加工でクランク状に曲折され、基板７１に実装される際には、リレー５１，５１Ｒの底面が該基板７１上に搭載されるようになっているけれども、基板７１にリレーに対応した孔が形成されている場合には、図１４で示すアダプタ基板５２ｃのように、曲折されていなくてもよい。このアダプタ基板５２ｃは、前述のアダプタ基板５２ａに対応したもので、基板本体５３のリレー１側の表面にリード端子Ｆ１〜Ｆ８およびＧＮＤパターンＬ４，Ｌ５が形成されている。
【００５７】
ここで、特表２００６−５２３００１号公報には、リレーの基台にパターンが形成されているが、そのパターンは、固定接点を成すものや、コイルへの給電線となるものであり、本発明とは、基板を用いている点が類似しているだけで、そのパターンの機能は全く異なるものである。具体的には、本発明では、表面実装の場合にアダプタ基板５２が介挿され、挿入実装の場合にはアダプタ基板５２は用いられず、従来とおりリレー１の端子Ｐ１〜Ｐ７がその基板（マザーボード）の端子孔に直接差込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の一形態に係る表面実装型リレーの構造を示す上面側から見た斜視図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る表面実装型リレーの構造を示す底面側から見た斜視図である。
【図３】図１および図２で示す表面実装型リレーに用いられるアダプタ基板の構造を説明するための上面側から見た斜視図である。
【図４】図１および図２で示す表面実装型リレーに用いられるアダプタ基板の構造を説明するための底面側から見た斜視図である。
【図５】本発明の実施の一形態に係る表面実装型リレーの組立て工程を説明するための斜視図である。
【図６】本実施の形態で挿入実装タイプのリレーを表面実装タイプのリレーに変換した状態を示す断面図である。
【図７】挿入実装タイプのリレーの端子を曲折させて、実装すべき基板に表面実装した状態を示す断面図である。
【図８】図６のタイム・ドメイン・リフレクト特性を示すグラフである。
【図９】図７のタイム・ドメイン・リフレクト特性を示すグラフである。
【図１０】他に考えられる構造例のアダプタ基板を用いた表面実装型リレーの構造を示す底面側から見た斜視図である。
【図１１】図１０で示すアダプタ基板の製造方法を説明するための斜視図である。
【図１２】本発明の実施の一形態に係るアダプタ基板を用いる表面実装型リレーを搭載した高周波モジュールの構造を示す上面図である。
【図１３】さらに他に考えられる構造例のアダプタ基板を用いる表面実装型リレーを搭載した高周波モジュールの構造を示す上面図である。
【図１４】図１および図２で示す表面実装型リレーに用いられるアダプタ基板の他の構造を説明するための上面側から見た斜視図である。
【図１５】挿入実装型リレーの典型的な構造例を示す分解斜視図である。
【図１６】挿入実装型リレーを表面実装する場合の典型的な従来技術を示す側面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 挿入実装型リレー
１１ 接点機構
１２ シールドボックス
１３，１４ 可動接点
１５，１６，１７ 固定接点
１８，１９ 駆動部材
２０ 基台
２１ 駆動機構
２２ 電磁石
２３ 変位部材
２４ コイル
２５ ボビン
２６ 鉄心
２７ 継鉄
３１ カード
３２ 磁石
３３，３４ 接極子
３８ 筐体
５１，５１Ｒ 表面実装型リレー
５２，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ アダプタ基板
５３ 基板本体
７２ 実装すべき基板（マザーボード）
Ｌ４，Ｌ５ ＧＮＤパターン
Ｆ１〜Ｆ８ リード端子
Ｆ１ａ〜Ｆ８ａ 接続部
Ｆ１ｂ〜Ｆ８ｂ 導体パターン
Ｆ１ｃ〜Ｆ８ｃ 端子部分
Ｈ１〜Ｈ８ スルーホール
Ｐ１〜Ｐ７ 端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入実装タイプのリレーを表面実装タイプに変換するためのアダプタ基板であって、
スルーホールが穿設される基板本体と、
一端が前記スルーホールの内周面に露出して前記スルーホールに挿入された前記挿入実装タイプのリレーの端子と電気的および機械的に接続される接続部となり、中間部分が前記基板本体内または前記基板本体の少なくとも一方の表面に形成される導体パターンとなり、他端が前記基板本体の端面から離反方向に引出され、実装すべき基板のランドに搭載される端子部分となるリード端子とを含み、
前記リード端子を前記基板本体にインサート成型して成ることを特徴とする挿入実装型リレー用アダプタ基板。
【請求項２】
前記導体パターンの少なくとも一部は、実装すべき基板側に形成されるパターンと立体交差するように、前記基板本体内またはリレー側の表面との少なくとも一方に形成されることで、前記リレーの端子位置変換を行うことを特徴とする請求項１記載の挿入実装型リレー用アダプタ基板。
【請求項３】
前記基板本体において、リレー側の面には前記導体パターンを除き、ＧＮＤパターンが形成されることを特徴とする請求項１または２記載の挿入実装型リレー用アダプタ基板。
【請求項４】
前記リレーおよび実装すべき基板のインピーダンスに適合して、インピーダンスが設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の挿入実装型リレー用アダプタ基板。
【請求項５】
前記リレーは高周波リレーであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の挿入実装型リレー用アダプタ基板。
【請求項６】
前記請求項１〜５のいずれか１項に記載の挿入実装型リレー用アダプタ基板を用いることを特徴とする表面実装型リレー。
【請求項１】
挿入実装タイプのリレーを表面実装タイプに変換するためのアダプタ基板であって、
スルーホールが穿設される基板本体と、
一端が前記スルーホールの内周面に露出して前記スルーホールに挿入された前記挿入実装タイプのリレーの端子と電気的および機械的に接続される接続部となり、中間部分が前記基板本体内または前記基板本体の少なくとも一方の表面に形成される導体パターンとなり、他端が前記基板本体の端面から離反方向に引出され、実装すべき基板のランドに搭載される端子部分となるリード端子とを含み、
前記リード端子を前記基板本体にインサート成型して成ることを特徴とする挿入実装型リレー用アダプタ基板。
【請求項２】
前記導体パターンの少なくとも一部は、実装すべき基板側に形成されるパターンと立体交差するように、前記基板本体内またはリレー側の表面との少なくとも一方に形成されることで、前記リレーの端子位置変換を行うことを特徴とする請求項１記載の挿入実装型リレー用アダプタ基板。
【請求項３】
前記基板本体において、リレー側の面には前記導体パターンを除き、ＧＮＤパターンが形成されることを特徴とする請求項１または２記載の挿入実装型リレー用アダプタ基板。
【請求項４】
前記リレーおよび実装すべき基板のインピーダンスに適合して、インピーダンスが設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の挿入実装型リレー用アダプタ基板。
【請求項５】
前記リレーは高周波リレーであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の挿入実装型リレー用アダプタ基板。
【請求項６】
前記請求項１〜５のいずれか１項に記載の挿入実装型リレー用アダプタ基板を用いることを特徴とする表面実装型リレー。
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
【図１６】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
【図１６】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−２２６７２４（Ｐ２００８−２２６７２４Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６５４７２（Ｐ２００７−６５４７２）
【出願日】平成１９年３月１４日（２００７．３．１４）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１４日（２００７．３．１４）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
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