端子取付け構造及び端子取付け方法
【課題】簡易な構造でありながら、取付け当初から十分な電気的導通と接合強度を有し、かつ長期信頼性に優れた基板への端子取付け構造及び端子取付け方法を提供する。
【解決手段】基板１上に形成された電熱線等の導体２に対し、端子３が導通接続される。端子３は、固定部３１と、固定部３１から延在する弾性部３２と、基板１に対して凸となるように弾性部３２に設けられ、導体２に電気的に接続された基板接触部３３とを備える。固定部３１は、両面接着テープ４等の接合手段によって基板１に固着される。また端子３の基板接触部３３は、弾性部３２の弾性変位による反発力で導体２に接触している状態で、接着剤５によって基板１に接着されている。
【解決手段】基板１上に形成された電熱線等の導体２に対し、端子３が導通接続される。端子３は、固定部３１と、固定部３１から延在する弾性部３２と、基板１に対して凸となるように弾性部３２に設けられ、導体２に電気的に接続された基板接触部３３とを備える。固定部３１は、両面接着テープ４等の接合手段によって基板１に固着される。また端子３の基板接触部３３は、弾性部３２の弾性変位による反発力で導体２に接触している状態で、接着剤５によって基板１に接着されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板との電気的接続を図る端子の取付け方法、及び該取付け方法に適用可能な端子取付け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のリアウインドウのような平面又は曲面に形成された電熱線等の導体に、端子を電気的に接続する方法又は構造としては、種々のものが知られている。例えば特許文献１には、「端子先端部２ａと弾性部材６が樹脂材料７に囲まれ、かつ、樹脂材料７が、端子先端部２ａの周囲に位置する接着部材８を介してバスバー４に接着されて取り付けられている」と記載されている。
【０００３】
また特許文献２には、「ステー部６の先端部に、導電性を有するシリコーンゴムを電気的に接続し、これをステー部６の弾性力により、給電パターン部３に押し付けることによって、電気的に接続されている」と記載されている。
【０００４】
さらに特許文献３には、「ばね接点２８は、フレーム２７の相対する辺からそれぞれ延出されており、図３に良好に示されるように、互いに交差する方向に傾斜している。そして、先端部は弧状に曲げられていて、その凸部分２９が、ガラスアンテナ又はフィルムアンテナの導体に設けられた電極８７と接触してアンテナとの導通を取るために使用される」と記載されており、さらに「接着時には、取出電極２６はソケットハウジング２０にも被着面にも、何の影響を及ぼさない（邪魔にならない）ので、接着剤層６５が固化して十分な接着強度が発生するまでの不安定な状態の時にソケットハウジング２０を被着面から剥がす力や、位置ずれさせるような力が作用することはなく、確実な接着が行える」と記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８９８１号公報
【特許文献２】特開２００１−２３０６１６号公報
【特許文献３】特開２００６−２９４４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来は、基板上の電熱線等の導体に端子を半田付けする場合が多かったが、半田付けに比べて熟練を要さず、室温に近い温度で確実に導通接続できる技術が望まれている。確実性という点ではネジ止めや基板を挟み込んで圧接する方法があるが、基板に孔を開けるか基板を挟み込む手段が必要となり、いずれも導通接続のための構造が基板の平面性を大きく損なうものであった。
【０００７】
一方、異方導電接着剤のように、熱可塑性又は熱硬化性の接着剤に導電性粒子を加え、熱圧着時に被圧着体の間に導電性粒子を介在させて電気的接続を図る手段も公知である。これは一般に２００℃以上が要求される半田付けや溶接と比較して工程温度を低くできるが、それでも１５０℃以上の温度は必要である。
【０００８】
さらに、導電性ゴムシートのように、ゴムシート中に導電性の電極を有し、これを被着体の間に挟持することで導通接続を図る手段も公知である。これは室温で加工できるメリットがあるが、ゴムシートに圧縮力を作用させるための手段が必要であり、故に接続部のスペースが半田付け等に比べ大幅に大きくなる問題がある。
【０００９】
そこで本発明は、簡易な構造でありながら、取付け当初から十分な電気的導通と接合強度を有し、かつ長期信頼性に優れた基板への端子取付け構造及び端子取付け方法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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、表面に導体が形成された基板に端子を取付けるための端子取付け構造であって、前記端子は、前記基板上に固着される固定部と、該固定部から延在する弾性部と、該固定部から離れた該弾性部の部位に自由端として設けられ、前記基板の前記導体に電気的に接続された基板接触部とを備え、前記端子の前記固定部が接合手段によって前記基板に固着され、前記端子の前記基板接触部が前記弾性部の弾性変位による反発力で前記導体に接触している状態で、前記端子の前記固定部が接着剤によって前記基板に接着されている、端子取付け構造が提供される。
【００１１】
また本発明の他の態様によれば、表面に導体が形成された基板に端子を取付けるための端子取付け構造であって、前記端子は、前記基板上に固着される固定部と、該固定部から延在する弾性部と、該固定部から離れた該弾性部の部位に設けられ、前記基板の前記導体に電気的に接続された基板接触部とを備え、前記端子の前記固定部が接合手段によって前記基板に固着され、前記端子の前記基板接触部が前記弾性部の弾性変位による反発力で前記導体に接触している状態で、前記端子の前記基板接触部が接着剤によって前記基板に接着されている、端子取付け構造が提供される。
【００１２】
本発明のさらなる他の態様によれば、基板の表面に導体を形成するステップと、固定部と、該固定部から延在する弾性部と、該固定部から離れた該弾性部の部位に自由端として設けられ、前記基板の前記導体に電気的に接続された基板接触部とを備える端子を、前記基板上に配置するステップと、前記端子の前記固定部を接合手段によって前記基板に固着するステップと、前記端子の前記基板接触部が前記弾性部の弾性変位による反発力で前記導体に接触している状態で、前記端子の前記固定部を接着剤によって前記基板に接着するステップと、を有する端子取付け方法が提供される。
【００１３】
本発明のまたさらなる他の態様によれば、基板の表面に導体を形成するステップと、固定部と、該固定部から延在する弾性部と、該固定部から離れた該弾性部の部位に設けられ、前記基板の前記導体に電気的に接続された基板接触部とを備える端子を、前記基板上に配置するステップと、前記端子の前記固定部を接合手段によって前記基板に固着するステップと、前記端子の前記基板接触部が前記弾性部の弾性変位による反発力で前記導体に接触している状態で、前記端子の前記基板接触部を接着剤によって前記基板に接着するステップと、を有する端子取付け方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、端子の基板接触部が基板の導体に弾性力により当接している状態で、基板接触部を接着剤により導体に固着させることができるので、簡単な手順で長期にわたり安定した接続状態が得られる。
【００１５】
本発明の他の態様によれば、端子の基板接触部が基板の導体に弾性力により当接している状態で、固定部を接着剤により導体に固着させることができるので、簡単な手順で長期にわたり安定した接続状態が得られるとともに、基板接触部を基板の導体に対して摺動させることができ、端子の熱膨張等の寸法変化にも柔軟に順応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明に係る端子取付け構造の第１の実施形態を示す斜視図である。自動車のリアウインドウのような基板１上に形成された電熱線等の導体２に対し、端子３が導通接続される。端子３は、２つの固定部３１と、２つの固定部の一方から他方に向けて略平行に延在する複数の弾性部３２と、基板１に対して凸となるように弾性部３２に設けられ、導体２に電気的に接続された基板接触部３３とを備える。固定部３１は略平板形状に形成され、その基板側表面が両面接着テープ４等の接合手段によって基板１に固着される。また端子３の基板接触部３３は、弾性部３２の弾性変位による反発力で導電体２に接触している状態で、接着剤５によって基板１に接着されている。なお端子３は、図示しない電源ケーブルに接続するためのケーブル接続部３４を有する。ケーブル接続部３４は、固定部３１の一端から略垂直に、基板１から離れる方向に延在している。ケーブル接続部３４には、電源ケーブルに取り付けられたコネクタ（図示せず）を装着することができる。必要に応じ、ケーブル接続部３４には樹脂等からなるハウジング（図示せず）を取り付けてもよい。電源ケーブルからの電流は端子３のケーブル接続部３４から基板接触部３３を経由して、基板１の導体２に流れることができる。
【００１７】
図２（ａ）〜（ｃ）は、図１の端子を基板への取付ける方法を説明する図である。なお明瞭化のため、端子３の弾性部３２が１つの基板接触部を有するものとして図示している。先ず図２（ａ）に示すように、固定部３１に凸状の基板接触部３３を導体２側に向けて配置する。弾性部３２は固定部３１と平行に延在してもよいし、基板面側に傾斜するように延在してもよい。このとき固定部３１に、両面接着テープ４を貼付しておく。或いは両面接着テープ４は、基板側に貼付しておいてもよい。
【００１８】
次に図２（ｂ）に示すように、基板接触部３３が導体２に当接するように端子３を基板１に取り付ける。端子３の弾性部３２は弾性変形し、基板接触部３３は弾性部３２の反発力により導体２に押し付けられ、確実な導通接続がなされる。ここで、図示するように、両面接着テープとして住友スリーエム株式会社より入手可能なＶＨＢ（登録商標）アクリルフォーム構造用接合テープＹ４９２０のような３層構造のものを使用することが有利である。このような両面接着テープは２つの粘着層４１、４１の間の基材４２が弾性を有しており、故に弾性の基材４２はテープの面方向に作用するせん断力や、端子の熱膨張による寸法変化を吸収する機能を有する。従って接合した端子３の固定部３１が、基板の面方向に作用する外力により容易に基板から外れてしまうことが防止される。
【００１９】
次に図２（ｃ）に示すように、端子３の基板接触部３３を包埋するように液状樹脂５を流し込み、液状樹脂５を硬化させ、基板接触部３３を導体２に当接した状態で封止する。なお液状樹脂５としては種々のものが使用可能であるが、化学的に架橋反応が起こり、緻密な３次元網目を形成する樹脂が望ましい。このような樹脂としては、エポキシ系樹脂、光硬化型アクリル樹脂、熱硬化型アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ビスマレイミド、シアノアクリレート及び尿素樹脂等の室温硬化型又は熱硬化型樹脂が挙げられる。ここでエポキシ系樹脂のような室温硬化型樹脂を使用した場合は、熱を加えずに常温で作業可能であるので、各要素は熱による影響を受けない。或いは紫外線硬化樹脂を使用してもよい。また他の熱可塑性の樹脂を用いてもよいが、半田付けに必要な２００℃よりは低い融点のもの、好ましくは１５０℃以下の融点のものが使用される。
【００２０】
本発明に係る端子取付け構造では、端子３を両面テープ４で基板１に固定して基板接触部３３を弾性部３２の弾性力により導体２に押圧し、その状態で端子３と基板１の導体２との電気的接続部となる端子３の基板接触部３３を液状樹脂を用いた接着剤５で固定するので、端子３と導体２との確実な導通接続が長期間維持される。また、両面テープ４を用いて端子３を基板１に取り付けることにより、直ちに基板接触部に接圧が生じかつその状態が維持されるので、室温硬化型樹脂のように硬化まである程度の時間を要する手段を使用しても、樹脂の硬化を待つことなく次の工程に移行できるという長所が得られる。なお両面接着テープの代わりに治具等を用いて端子を基板に対して保持することもできるが、治具の着脱等の手間が必要となるので、作業が容易な両面接着テープを使用することが好ましい。また両面接着テープの代わりに瞬間接着剤を使用してもよい。
【００２１】
両面接着テープ４の厚さは、端子３の形状に合わせて適宜選定される。すなわち、テープ４が厚すぎると端子３の基板接触部３３すなわち凸部と基板１上の導体２との間に適度の接触力が発生せず、また薄すぎると当該接触力が高くなり過ぎてテープ４が端子３又は基板１から剥離する虞がある。但し、上述のように凸部と基板の導体とはエポキシ系接着剤等によって堅固に固定されるので、両面接着テープは接着剤が硬化するまでのいわゆる「仮止め」の役割を果たせればよい。一般に両面接着テープは、扱いが容易であるものの長時間にわたって大きな荷重を支持することには不向きであるが、本発明ではこのような理由から、両面接着テープをその特性を生かして有効に利用することができる。
【００２２】
また両面接着テープ４のような接合手段として絶縁性のものを使用すると、導体２と電気的に独立した他の導体（図示せず）がある場合に、当該他の導体上に接合手段を重畳して配置しても導体２と当該他の導体とは短絡しないので、高密度な配線箇所への適用が容易になる。また絶縁性の両面接着テープとしては、汎用の安価なものが利用可能である。一方、他の導体との短絡を気にする必要がない場合には、接合手段として導電性のものを使用してもよい。この場合、端子３の固定部３１も導体２との導通経路として作用することができ、結果として端子の導通経路を増やすことができる。
【００２３】
端子３の基板接触部３３を凸状に構成することにより、基板接触部３３に高い接触圧が発生するので、摺動によるワイピング効果がなくても、導体２の酸化膜を突き破って電気的接続を図ることができる。逆にワイピング効果が殆どないので、一般にガラス等から作製される基板表面を傷付ける虞も少ない。
【００２４】
基板１は必ずしも平面ではないので、図１に示すように、基板接触部３３は複数設けられることが好ましい。また基板接触部を複数設けることにより、基板接触部１つ当たりの電流を小さくでき、発熱を抑制することができる。また弾性部３２を図１のように櫛状に形成して各弾性部間にスリットのような開口部を設けることにより、基板接触部３３が液状樹脂５によって包埋されることを容易にすることができ、基板接触部３３をより確実に固定することができる。さらに、各弾性部は基板１の曲率に応じて変位するので、各基板接触部が確実に基板と導通する。なおスリット形状の代わりに又はそれに加えて、基板接触部の周りにパンチング加工等により孔を形成した構成としてもよい。
【００２５】
図１に示す端子３は、２つの固定部３１の間に弾性部３２が形成されたいわゆる両持ち梁の形状を呈しているが、１つの固定部から弾性部が延びるいわゆる片持ち梁の形状とすることも可能である。これは、端子の取付けスペースに制約がある場合や全体を小型化したい場合に適している。また必要に応じて、１つの固定部から２以上の方向に弾性部が延在する構成としてもよい。或いは他の形態として、複数の固定部と複数の弾性部が交互に配置された構成とすることもできる。
【００２６】
図３（ａ）は、第２の実施形態に係る端子１０３の概略平面図である。端子１０３の固定部１３１は枠状に形成され、弾性部１３２は枠部１３１の内側に配置される。この場合、固定部１３１が基板接触部１３３を囲繞する枠部として作用することになるので、液状樹脂を流し込んだときに固定部の外側に液状樹脂が流出することが防止され、マスキング等の処置が不要となる。
【００２７】
また図３（ｂ）及び（ｃ）は、図３（ａ）の端子の変形例である端子１０３′を示す。図３（ａ）の弾性部１３２が両持ち梁状に構成されているのに対し、端子１０３′の弾性部１３２′は片持ち梁状に構成され、その先端に基板接触部１３３′が形成される。この形態でも、固定部１３１′の外側への液状樹脂の流出を防止することができる。
【００２８】
図４は、第３の実施形態を示す斜視図である。第３の実施形態では、基板２０１上の導体と端子とがそれぞれ４つの導体２０２ａ〜２０２ｄと端子２０３ａ〜２０３ｄとに分割されて電気的に独立しており、端子２０３ａ〜２０３ｄがそれぞれ別個に導体２０２ａ〜２０２ｄに導通接続される。なお各導体と各端子との接続については、図１と同様に両面接着テープ２０４及び液状樹脂２０５を用いて行うことができるので、詳細な説明は省略する。このように、各導体及び各端子を電気的に独立させることにより、異なる電流や信号を送ることができる。
【００２９】
図１又は図４に示す実施形態は、２つの固定部の間に弾性部が設けられ、弾性部に設けられた基板接触部が液状樹脂等によって基板に接着されるものである。しかし、一般に液状樹脂等の接着剤とガラス等の基板とでは熱膨張率に大きな差があり、故に図１又は図４のような構成がかなりの高温条件下に置かれた場合には、接着剤に包埋されている接触部が端子の熱膨張によって基板から離れる虞もある。そこで以下に説明する第４の実施形態では、基板接触部を自由端として形成することにより熱膨張による影響を低減している。
【００３０】
図５は、本発明に係る端子取付け構造の第４の実施形態を示す斜視図である。自動車のリアウインドウのような基板３０１上に形成された電熱線又は銀ペースト等の導体３０２に対し、端子３０３が導通接続される。端子３０３は、固定部３３１と、固定部３３１から異なる方向（図示例では互いに反対方向）に延びる複数の弾性部３３２と、基板３０２に対して凸となるように弾性部３３２に設けられ、導体３０２に電気的に接続された基板接触部３３３とを備える。固定部３３１は略平板形状に形成され、その基板側表面が両面接着テープ３０４等の接合手段によって基板３０１に固着される。また固定部３３１は、端子３０３の基板接触部３３３が弾性部３３２の弾性変位による反発力で導電体３０２に接触している状態で、接着剤３０５によって基板３０１に接着されている。なお接着剤３０５によって接着される固定部３３１の部分は、接合手段によって基板３０１に固着される固定部３３１の部分以外の部分とすることができる。
【００３１】
端子３０３は、図示しない電源ケーブルに接続するためのケーブル接続部３３４を有する。ケーブル接続部３３４は、固定部３３１の一端から略垂直に、基板３０１から離れる方向に延在している。ケーブル接続部３３４には、電源ケーブルに取り付けられたコネクタ（図示せず）を装着することができる。必要に応じ、ケーブル接続部３３４には樹脂等からなるハウジング（図示せず）を取り付けてもよい。電源ケーブルからの電流は端子３０３のケーブル接続部３３４から基板接触部３３３を経由して、基板１の導体３０２に流れることができる。
【００３２】
端子３０３の基板３０１への取付けについては、液状樹脂を流し込む部位が固定部３３１であることを除けば、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明したものと概ね同様でよいので、詳細な説明は省略する。
【００３３】
図５に示す第４の実施形態では、基板接触部３３３が基板に固定されていない自由端として形成されているので、端子３０３が外気温の変化等により膨張又は収縮した場合には基板接触部３３３は導体３０２上を摺動することができる。従って不都合な応力がガラス等の基板や端子にかかることはなく、常時安定した導通接続を維持することができる。
【００３４】
また第４の実施形態では、図５に示すように基板３０１がいくらか凹面状に形成されている場合には、基板に対する基板接触部の接圧が基板が平板の場合よりも高くなる。従って自動車のリアウインドウの内面のような部分への適用に特に適している。
【００３５】
図５に示すように、固定部３３１にスリット状の開口部３３５を設けることにより、固定部３３１が液状樹脂３０５によって包埋されることを容易にすることができ、固定部３３１をより確実に固定することができる。なおスリット形状の代わりに又はそれに加えて、パンチング加工等により孔を形成した構成としてもよい。
【００３６】
第４の実施形態では、基板接触部３３３と導体３０２との間に異物等が挟まったり、基板接触部３３３が外気に曝されることにより劣化したりして、基板接触部３３３と導体３０２との間の良好な導通接続が維持できなくなることを防止するために、弾性を有する樹脂等（図示せず）によって基板接触部を封止することが好ましい。封止用の樹脂としては、例えばシリコン系、エポキシ系、ウレタン系若しくはアクリル系の樹脂又はオレフィン系ホットメルト樹脂が挙げられる。
【００３７】
図５の実施形態では、端子３０３の固定部３３１のみが樹脂等の接着剤によって基板に固定されるが、接着形態はこれに限られない。例えば図６（ａ）に示すように、基板に面する端子３０３の部分すなわち固定部３３１、弾性部３３２及び基板接触部３３３を全て液状樹脂等の接着剤３０５′で固定することもできる。この実施形態は、熱膨張があまり問題とならない環境での使用に適している。或いは図６（ｂ）に示すように、基板接触部３３３のみを液状樹脂等の接着剤３０５″で固定してもよい。
【００３８】
図７は、図５に示す端子の変形例を示す。図５に示す端子３０３では２つの固定部３３１の間にスリット３３５が形成されている（固定部がスリットと弾性部との間に位置する）が、図７に示す端子３０３ａでは、１つの固定部３３１ａの両側の２つの部位にスリット３３５ａが形成される。図５の形態では液状樹脂等の接着剤３０５を配置する操作が１回で済むのに対し、図７の形態では、液状樹脂等の接着剤３０５ａを配置する操作が２回必要となるが、弾性部３３２ａの固定端側を、接着剤３０５ａで強固に固められた部分で支持することになるので、基板接触部３３３ａと図示しない基板との接触状態が両面テープ等の接合手段の劣化による影響を受けないという利点がある。なお図７の端子３０３ａも、自動車のリアウインドウの内面のような部分への適用に特に適している。
【００３９】
図８は、本発明に係る端子取付け構造の第５の実施形態を示す斜視図である。第５の実施形態に係る端子４０３は、第４の実施形態に係る端子３０３をその弾性部の延びる方向に関して略半分に分割した形状を有し、第４の実施形態と比べ端子取付け部位が比較的狭い場合等に適している。自動車のリアウインドウのような基板４０１上に形成された電熱線又は銀ペースト等の導体４０２に対し、端子４０３が導通接続される。端子４０３は、固定部４３１と、固定部４３１から一方向に延びる弾性部４３２と、基板４０２に対して凸となるように弾性部４３２に設けられ、導体４０２に電気的に接続された基板接触部４３３とを備える。固定部４３１は略平板形状に形成され、その基板側表面が両面接着テープ４０４等の接合手段によって基板４０１に固着される。また固定部４３１は、端子４０３の基板接触部４３３が弾性部４３２の弾性変位による反発力で導電体４０２に接触している状態で、接着剤４０５によって基板４０１に接着されている。なお端子４０３は、図示しない電源ケーブルに接続するためのケーブル接続部４３４を有する。ケーブル接続部４３４は、固定部４３１の一端から略垂直に、基板４０１から離れる方向に延在している。ケーブル接続部４３４には、電源ケーブルに取り付けられたコネクタ（図示せず）を装着することができる。必要に応じ、ケーブル接続部４３４には樹脂等からなるハウジング（図示せず）を取り付けてもよい。電源ケーブルからの電流は端子４０３のケーブル接続部４３４から基板接触部４３３を経由して、基板１の導体４０２に流れることができる。
【００４０】
端子４０３の基板４０１への取付けについては、液状樹脂を流し込む部位が固定部４３１であることを除けば、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明したものと概ね同様でよいので、詳細な説明は省略する。
【００４１】
図８に示す第５の実施形態では、基板接触部４３３が基板に固定されていない自由端として形成されているので、端子４０３が外気温の変化等により膨張又は収縮した場合には基板接触部４３３は導体４０２上を摺動することができる。従って不都合な応力がガラス等の基板や端子にかかることはなく、常時安定した導通接続を維持することができる。
【００４２】
また第５の実施形態では、図８に示すように基板４０１がいくらか凹面状に形成されている場合には、基板に対する基板接触部の接圧が基板が平板の場合よりも高くなる。従って自動車のリアウインドウの内面のような部分への適用に特に適している。
【００４３】
図８に示すように、固定部４３１にスリット状の開口部４３５を設けることにより、固定部４３１が液状樹脂４０５によって包埋されることを容易にすることができ、固定部４３１をより確実に固定することができる。なおスリット形状の代わりに又はそれに加えて、パンチング加工等により孔を形成した構成としてもよい。
【００４４】
第５の実施形態では、基板接触部４３３と導体４０２との間に異物等が挟まったり、基板接触部４３３が外気に曝されることにより劣化したりして、基板接触部４３３と導体４０２との間の良好な導通接続が維持できなくなることを防止するために、端子４０３を基板４０１に取り付けた後に、弾性を有する樹脂等（図示せず）によって基板接触部を封止することが好ましい。封止用の樹脂としては、例えばシリコン系、エポキシ系、ウレタン系若しくはアクリル系の樹脂又はオレフィン系ホットメルト樹脂が挙げられる。
【００４５】
図８の実施形態では、端子４０３の固定部４３１のみが樹脂等の接着剤によって基板に固定されるが、接着形態はこれに限られない。例えば図９（ａ）に示すように、基板に面する端子４０３の部分すなわち固定部４３１、弾性部４３２及び基板接触部４３３を全て液状樹脂等の接着剤４０５′で固定することもできる。或いは図９（ｂ）に示すように、基板接触部４３３のみを液状樹脂等の接着剤４０５″で固定してもよい。
【００４６】
図１０は、図８に示す端子の変形例を示す。図８に示す端子４０３ではスリット４３５と弾性部４３２との間に固定部４３１が位置するが、図１０に示す端子４０３ａでは、固定部４３１ａと弾性部４３２ａとの間にスリット４３５ａ又は接着剤４０５ａが位置する。図８の形態では液状樹脂等の接着剤４０５を配置する操作が１回で済むのに対し、図１０の形態では、液状樹脂等の接着剤４０５ａを配置する操作が１回で済むのに加え、弾性部４３２ａの固定端側を、接着剤４０５で強固に固められた部分で支持することになるので、基板接触部４３３ａと図示しない基板との接触状態が両面テープ等の接合手段の劣化による影響を受けないという利点がある。なお図１０の端子４０３ａも、自動車のリアウインドウの内面のような部分への適用に特に適している。
【００４７】
本発明は、自動車のリアウインドウの曇り止めに使用される電熱線を電源ケーブルに接続するのに非常に有効である。このような電熱線は通常、ガラス上に導電性ペーストを印刷することにより形成され、電熱線と端子とを接続するために手作業による半田付けが従来は行われていた。しかし本発明によれば、手間のかかる半田付けを極めて簡単な接着工程に置換することができ、しかも確実な導通接続状態が得られる。
【００４８】
また本発明は、プリント配線板にコネクタを実装する場合にも適用可能である。本発明を利用すれば、予め半田を塗布した基板上にコネクタを載置し、連続炉で半田を溶融して接合するいわゆるリフロー工程を行う必要がなくなり、コネクタ等を高温に曝すことなく実装が行える。
【００４９】
さらに本発明によれば、アルミニウムや導電性セラミックスのような半田による接合が困難な導体に対しても、容易かつ確実に端子を導体に導通接続することができる。
【実施例】
【００５０】
以下、本発明に係る端子取付け構造の実施例について説明する。図１１に示すような形状の厚さ０．５ｍｍ真鍮板を作製し、破線で囲まれた部分を図１２に示すような金型６１及び６２を用いて、約３０００Ｎの荷重をかけて真鍮板に凸形状を形成した。これにより、図１３に示すような固定部５３１、弾性部５３２及び凸状の基板接触部５３３を有する端子５０３が得られる。次に真鍮板の両端を厚さ０．４ｍｍの接合テープ（住友スリーエム株式会社より入手可能なＶＨＢ（登録商標）アクリルフォーム構造用接合テープＹ４９２０）５０４を用いて銅板５０１に接着し、凸形状部分５３３を銅板５０１に圧接させた。この状態で、２液硬化型エポキシ樹脂（住友スリーエム株式会社より入手可能なスコッチウェルド（登録商標）ＥＰＸ接着剤ＤＰ４６０）５０５で基板接触部５３３を封止し、室温で硬化させた。硬化後に、端子５０３を６つの端子５０３ａ〜５０３ｆに分割すべくその両端を切断し、銅板と各端子との接続抵抗を４端子法で測定した。以下の表１にその結果を示す。
【００５１】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る端子取付け構造を示す概略斜視図である。
【図２】（ａ）端子の取付け方法を説明する概略図であって、端子を基板の上方に用意した状態を示す図であり、（ｂ）両面接着テープを用いて端子を基板に接合した状態を示す図であり、（ｃ）液状樹脂を用いて端子の基板接触部を導体に当接した状態で固定した状態を示す図である。
【図３】（ａ）本発明の第２の実施形態に係る端子を示す概略平面図であり、（ｂ）（ａ）の端子の変形例を示す図であり、（ｃ）（ｂ）のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る端子取付け構造を示す概略斜視図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る端子取付け構造を示す概略斜視図である。
【図６】（ａ）図５に類似する図であって液状樹脂を端子全体にわたって配置した例を示す図であり、（ｂ）液状樹脂を基板接続部に配置した例を示す図である。
【図７】図５の変形例を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る端子取付け構造を示す概略斜視図である。
【図９】（ａ）図８に類似する図であって液状樹脂を端子全体にわたって配置した例を示す図であり、（ｂ）液状樹脂を基板接続部に配置した例を示す図である。
【図１０】図８の変形例を示す図である。
【図１１】本発明の実施例に係る端子の、基板接触部を形成する前の状態を示す図である。
【図１２】本発明の実施例に係る端子を成形加工するための金型の概略形状を示す図である。
【図１３】本発明の実施例に係る端子を銅板に取付けた状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 基板
２ 導体
３ 端子
３１ 固定部
３２ 弾性部
３３ 基板接触部
４ 両面接着テープ
５ 液状樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板との電気的接続を図る端子の取付け方法、及び該取付け方法に適用可能な端子取付け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のリアウインドウのような平面又は曲面に形成された電熱線等の導体に、端子を電気的に接続する方法又は構造としては、種々のものが知られている。例えば特許文献１には、「端子先端部２ａと弾性部材６が樹脂材料７に囲まれ、かつ、樹脂材料７が、端子先端部２ａの周囲に位置する接着部材８を介してバスバー４に接着されて取り付けられている」と記載されている。
【０００３】
また特許文献２には、「ステー部６の先端部に、導電性を有するシリコーンゴムを電気的に接続し、これをステー部６の弾性力により、給電パターン部３に押し付けることによって、電気的に接続されている」と記載されている。
【０００４】
さらに特許文献３には、「ばね接点２８は、フレーム２７の相対する辺からそれぞれ延出されており、図３に良好に示されるように、互いに交差する方向に傾斜している。そして、先端部は弧状に曲げられていて、その凸部分２９が、ガラスアンテナ又はフィルムアンテナの導体に設けられた電極８７と接触してアンテナとの導通を取るために使用される」と記載されており、さらに「接着時には、取出電極２６はソケットハウジング２０にも被着面にも、何の影響を及ぼさない（邪魔にならない）ので、接着剤層６５が固化して十分な接着強度が発生するまでの不安定な状態の時にソケットハウジング２０を被着面から剥がす力や、位置ずれさせるような力が作用することはなく、確実な接着が行える」と記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８９８１号公報
【特許文献２】特開２００１−２３０６１６号公報
【特許文献３】特開２００６−２９４４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来は、基板上の電熱線等の導体に端子を半田付けする場合が多かったが、半田付けに比べて熟練を要さず、室温に近い温度で確実に導通接続できる技術が望まれている。確実性という点ではネジ止めや基板を挟み込んで圧接する方法があるが、基板に孔を開けるか基板を挟み込む手段が必要となり、いずれも導通接続のための構造が基板の平面性を大きく損なうものであった。
【０００７】
一方、異方導電接着剤のように、熱可塑性又は熱硬化性の接着剤に導電性粒子を加え、熱圧着時に被圧着体の間に導電性粒子を介在させて電気的接続を図る手段も公知である。これは一般に２００℃以上が要求される半田付けや溶接と比較して工程温度を低くできるが、それでも１５０℃以上の温度は必要である。
【０００８】
さらに、導電性ゴムシートのように、ゴムシート中に導電性の電極を有し、これを被着体の間に挟持することで導通接続を図る手段も公知である。これは室温で加工できるメリットがあるが、ゴムシートに圧縮力を作用させるための手段が必要であり、故に接続部のスペースが半田付け等に比べ大幅に大きくなる問題がある。
【０００９】
そこで本発明は、簡易な構造でありながら、取付け当初から十分な電気的導通と接合強度を有し、かつ長期信頼性に優れた基板への端子取付け構造及び端子取付け方法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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、表面に導体が形成された基板に端子を取付けるための端子取付け構造であって、前記端子は、前記基板上に固着される固定部と、該固定部から延在する弾性部と、該固定部から離れた該弾性部の部位に自由端として設けられ、前記基板の前記導体に電気的に接続された基板接触部とを備え、前記端子の前記固定部が接合手段によって前記基板に固着され、前記端子の前記基板接触部が前記弾性部の弾性変位による反発力で前記導体に接触している状態で、前記端子の前記固定部が接着剤によって前記基板に接着されている、端子取付け構造が提供される。
【００１１】
また本発明の他の態様によれば、表面に導体が形成された基板に端子を取付けるための端子取付け構造であって、前記端子は、前記基板上に固着される固定部と、該固定部から延在する弾性部と、該固定部から離れた該弾性部の部位に設けられ、前記基板の前記導体に電気的に接続された基板接触部とを備え、前記端子の前記固定部が接合手段によって前記基板に固着され、前記端子の前記基板接触部が前記弾性部の弾性変位による反発力で前記導体に接触している状態で、前記端子の前記基板接触部が接着剤によって前記基板に接着されている、端子取付け構造が提供される。
【００１２】
本発明のさらなる他の態様によれば、基板の表面に導体を形成するステップと、固定部と、該固定部から延在する弾性部と、該固定部から離れた該弾性部の部位に自由端として設けられ、前記基板の前記導体に電気的に接続された基板接触部とを備える端子を、前記基板上に配置するステップと、前記端子の前記固定部を接合手段によって前記基板に固着するステップと、前記端子の前記基板接触部が前記弾性部の弾性変位による反発力で前記導体に接触している状態で、前記端子の前記固定部を接着剤によって前記基板に接着するステップと、を有する端子取付け方法が提供される。
【００１３】
本発明のまたさらなる他の態様によれば、基板の表面に導体を形成するステップと、固定部と、該固定部から延在する弾性部と、該固定部から離れた該弾性部の部位に設けられ、前記基板の前記導体に電気的に接続された基板接触部とを備える端子を、前記基板上に配置するステップと、前記端子の前記固定部を接合手段によって前記基板に固着するステップと、前記端子の前記基板接触部が前記弾性部の弾性変位による反発力で前記導体に接触している状態で、前記端子の前記基板接触部を接着剤によって前記基板に接着するステップと、を有する端子取付け方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、端子の基板接触部が基板の導体に弾性力により当接している状態で、基板接触部を接着剤により導体に固着させることができるので、簡単な手順で長期にわたり安定した接続状態が得られる。
【００１５】
本発明の他の態様によれば、端子の基板接触部が基板の導体に弾性力により当接している状態で、固定部を接着剤により導体に固着させることができるので、簡単な手順で長期にわたり安定した接続状態が得られるとともに、基板接触部を基板の導体に対して摺動させることができ、端子の熱膨張等の寸法変化にも柔軟に順応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明に係る端子取付け構造の第１の実施形態を示す斜視図である。自動車のリアウインドウのような基板１上に形成された電熱線等の導体２に対し、端子３が導通接続される。端子３は、２つの固定部３１と、２つの固定部の一方から他方に向けて略平行に延在する複数の弾性部３２と、基板１に対して凸となるように弾性部３２に設けられ、導体２に電気的に接続された基板接触部３３とを備える。固定部３１は略平板形状に形成され、その基板側表面が両面接着テープ４等の接合手段によって基板１に固着される。また端子３の基板接触部３３は、弾性部３２の弾性変位による反発力で導電体２に接触している状態で、接着剤５によって基板１に接着されている。なお端子３は、図示しない電源ケーブルに接続するためのケーブル接続部３４を有する。ケーブル接続部３４は、固定部３１の一端から略垂直に、基板１から離れる方向に延在している。ケーブル接続部３４には、電源ケーブルに取り付けられたコネクタ（図示せず）を装着することができる。必要に応じ、ケーブル接続部３４には樹脂等からなるハウジング（図示せず）を取り付けてもよい。電源ケーブルからの電流は端子３のケーブル接続部３４から基板接触部３３を経由して、基板１の導体２に流れることができる。
【００１７】
図２（ａ）〜（ｃ）は、図１の端子を基板への取付ける方法を説明する図である。なお明瞭化のため、端子３の弾性部３２が１つの基板接触部を有するものとして図示している。先ず図２（ａ）に示すように、固定部３１に凸状の基板接触部３３を導体２側に向けて配置する。弾性部３２は固定部３１と平行に延在してもよいし、基板面側に傾斜するように延在してもよい。このとき固定部３１に、両面接着テープ４を貼付しておく。或いは両面接着テープ４は、基板側に貼付しておいてもよい。
【００１８】
次に図２（ｂ）に示すように、基板接触部３３が導体２に当接するように端子３を基板１に取り付ける。端子３の弾性部３２は弾性変形し、基板接触部３３は弾性部３２の反発力により導体２に押し付けられ、確実な導通接続がなされる。ここで、図示するように、両面接着テープとして住友スリーエム株式会社より入手可能なＶＨＢ（登録商標）アクリルフォーム構造用接合テープＹ４９２０のような３層構造のものを使用することが有利である。このような両面接着テープは２つの粘着層４１、４１の間の基材４２が弾性を有しており、故に弾性の基材４２はテープの面方向に作用するせん断力や、端子の熱膨張による寸法変化を吸収する機能を有する。従って接合した端子３の固定部３１が、基板の面方向に作用する外力により容易に基板から外れてしまうことが防止される。
【００１９】
次に図２（ｃ）に示すように、端子３の基板接触部３３を包埋するように液状樹脂５を流し込み、液状樹脂５を硬化させ、基板接触部３３を導体２に当接した状態で封止する。なお液状樹脂５としては種々のものが使用可能であるが、化学的に架橋反応が起こり、緻密な３次元網目を形成する樹脂が望ましい。このような樹脂としては、エポキシ系樹脂、光硬化型アクリル樹脂、熱硬化型アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ビスマレイミド、シアノアクリレート及び尿素樹脂等の室温硬化型又は熱硬化型樹脂が挙げられる。ここでエポキシ系樹脂のような室温硬化型樹脂を使用した場合は、熱を加えずに常温で作業可能であるので、各要素は熱による影響を受けない。或いは紫外線硬化樹脂を使用してもよい。また他の熱可塑性の樹脂を用いてもよいが、半田付けに必要な２００℃よりは低い融点のもの、好ましくは１５０℃以下の融点のものが使用される。
【００２０】
本発明に係る端子取付け構造では、端子３を両面テープ４で基板１に固定して基板接触部３３を弾性部３２の弾性力により導体２に押圧し、その状態で端子３と基板１の導体２との電気的接続部となる端子３の基板接触部３３を液状樹脂を用いた接着剤５で固定するので、端子３と導体２との確実な導通接続が長期間維持される。また、両面テープ４を用いて端子３を基板１に取り付けることにより、直ちに基板接触部に接圧が生じかつその状態が維持されるので、室温硬化型樹脂のように硬化まである程度の時間を要する手段を使用しても、樹脂の硬化を待つことなく次の工程に移行できるという長所が得られる。なお両面接着テープの代わりに治具等を用いて端子を基板に対して保持することもできるが、治具の着脱等の手間が必要となるので、作業が容易な両面接着テープを使用することが好ましい。また両面接着テープの代わりに瞬間接着剤を使用してもよい。
【００２１】
両面接着テープ４の厚さは、端子３の形状に合わせて適宜選定される。すなわち、テープ４が厚すぎると端子３の基板接触部３３すなわち凸部と基板１上の導体２との間に適度の接触力が発生せず、また薄すぎると当該接触力が高くなり過ぎてテープ４が端子３又は基板１から剥離する虞がある。但し、上述のように凸部と基板の導体とはエポキシ系接着剤等によって堅固に固定されるので、両面接着テープは接着剤が硬化するまでのいわゆる「仮止め」の役割を果たせればよい。一般に両面接着テープは、扱いが容易であるものの長時間にわたって大きな荷重を支持することには不向きであるが、本発明ではこのような理由から、両面接着テープをその特性を生かして有効に利用することができる。
【００２２】
また両面接着テープ４のような接合手段として絶縁性のものを使用すると、導体２と電気的に独立した他の導体（図示せず）がある場合に、当該他の導体上に接合手段を重畳して配置しても導体２と当該他の導体とは短絡しないので、高密度な配線箇所への適用が容易になる。また絶縁性の両面接着テープとしては、汎用の安価なものが利用可能である。一方、他の導体との短絡を気にする必要がない場合には、接合手段として導電性のものを使用してもよい。この場合、端子３の固定部３１も導体２との導通経路として作用することができ、結果として端子の導通経路を増やすことができる。
【００２３】
端子３の基板接触部３３を凸状に構成することにより、基板接触部３３に高い接触圧が発生するので、摺動によるワイピング効果がなくても、導体２の酸化膜を突き破って電気的接続を図ることができる。逆にワイピング効果が殆どないので、一般にガラス等から作製される基板表面を傷付ける虞も少ない。
【００２４】
基板１は必ずしも平面ではないので、図１に示すように、基板接触部３３は複数設けられることが好ましい。また基板接触部を複数設けることにより、基板接触部１つ当たりの電流を小さくでき、発熱を抑制することができる。また弾性部３２を図１のように櫛状に形成して各弾性部間にスリットのような開口部を設けることにより、基板接触部３３が液状樹脂５によって包埋されることを容易にすることができ、基板接触部３３をより確実に固定することができる。さらに、各弾性部は基板１の曲率に応じて変位するので、各基板接触部が確実に基板と導通する。なおスリット形状の代わりに又はそれに加えて、基板接触部の周りにパンチング加工等により孔を形成した構成としてもよい。
【００２５】
図１に示す端子３は、２つの固定部３１の間に弾性部３２が形成されたいわゆる両持ち梁の形状を呈しているが、１つの固定部から弾性部が延びるいわゆる片持ち梁の形状とすることも可能である。これは、端子の取付けスペースに制約がある場合や全体を小型化したい場合に適している。また必要に応じて、１つの固定部から２以上の方向に弾性部が延在する構成としてもよい。或いは他の形態として、複数の固定部と複数の弾性部が交互に配置された構成とすることもできる。
【００２６】
図３（ａ）は、第２の実施形態に係る端子１０３の概略平面図である。端子１０３の固定部１３１は枠状に形成され、弾性部１３２は枠部１３１の内側に配置される。この場合、固定部１３１が基板接触部１３３を囲繞する枠部として作用することになるので、液状樹脂を流し込んだときに固定部の外側に液状樹脂が流出することが防止され、マスキング等の処置が不要となる。
【００２７】
また図３（ｂ）及び（ｃ）は、図３（ａ）の端子の変形例である端子１０３′を示す。図３（ａ）の弾性部１３２が両持ち梁状に構成されているのに対し、端子１０３′の弾性部１３２′は片持ち梁状に構成され、その先端に基板接触部１３３′が形成される。この形態でも、固定部１３１′の外側への液状樹脂の流出を防止することができる。
【００２８】
図４は、第３の実施形態を示す斜視図である。第３の実施形態では、基板２０１上の導体と端子とがそれぞれ４つの導体２０２ａ〜２０２ｄと端子２０３ａ〜２０３ｄとに分割されて電気的に独立しており、端子２０３ａ〜２０３ｄがそれぞれ別個に導体２０２ａ〜２０２ｄに導通接続される。なお各導体と各端子との接続については、図１と同様に両面接着テープ２０４及び液状樹脂２０５を用いて行うことができるので、詳細な説明は省略する。このように、各導体及び各端子を電気的に独立させることにより、異なる電流や信号を送ることができる。
【００２９】
図１又は図４に示す実施形態は、２つの固定部の間に弾性部が設けられ、弾性部に設けられた基板接触部が液状樹脂等によって基板に接着されるものである。しかし、一般に液状樹脂等の接着剤とガラス等の基板とでは熱膨張率に大きな差があり、故に図１又は図４のような構成がかなりの高温条件下に置かれた場合には、接着剤に包埋されている接触部が端子の熱膨張によって基板から離れる虞もある。そこで以下に説明する第４の実施形態では、基板接触部を自由端として形成することにより熱膨張による影響を低減している。
【００３０】
図５は、本発明に係る端子取付け構造の第４の実施形態を示す斜視図である。自動車のリアウインドウのような基板３０１上に形成された電熱線又は銀ペースト等の導体３０２に対し、端子３０３が導通接続される。端子３０３は、固定部３３１と、固定部３３１から異なる方向（図示例では互いに反対方向）に延びる複数の弾性部３３２と、基板３０２に対して凸となるように弾性部３３２に設けられ、導体３０２に電気的に接続された基板接触部３３３とを備える。固定部３３１は略平板形状に形成され、その基板側表面が両面接着テープ３０４等の接合手段によって基板３０１に固着される。また固定部３３１は、端子３０３の基板接触部３３３が弾性部３３２の弾性変位による反発力で導電体３０２に接触している状態で、接着剤３０５によって基板３０１に接着されている。なお接着剤３０５によって接着される固定部３３１の部分は、接合手段によって基板３０１に固着される固定部３３１の部分以外の部分とすることができる。
【００３１】
端子３０３は、図示しない電源ケーブルに接続するためのケーブル接続部３３４を有する。ケーブル接続部３３４は、固定部３３１の一端から略垂直に、基板３０１から離れる方向に延在している。ケーブル接続部３３４には、電源ケーブルに取り付けられたコネクタ（図示せず）を装着することができる。必要に応じ、ケーブル接続部３３４には樹脂等からなるハウジング（図示せず）を取り付けてもよい。電源ケーブルからの電流は端子３０３のケーブル接続部３３４から基板接触部３３３を経由して、基板１の導体３０２に流れることができる。
【００３２】
端子３０３の基板３０１への取付けについては、液状樹脂を流し込む部位が固定部３３１であることを除けば、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明したものと概ね同様でよいので、詳細な説明は省略する。
【００３３】
図５に示す第４の実施形態では、基板接触部３３３が基板に固定されていない自由端として形成されているので、端子３０３が外気温の変化等により膨張又は収縮した場合には基板接触部３３３は導体３０２上を摺動することができる。従って不都合な応力がガラス等の基板や端子にかかることはなく、常時安定した導通接続を維持することができる。
【００３４】
また第４の実施形態では、図５に示すように基板３０１がいくらか凹面状に形成されている場合には、基板に対する基板接触部の接圧が基板が平板の場合よりも高くなる。従って自動車のリアウインドウの内面のような部分への適用に特に適している。
【００３５】
図５に示すように、固定部３３１にスリット状の開口部３３５を設けることにより、固定部３３１が液状樹脂３０５によって包埋されることを容易にすることができ、固定部３３１をより確実に固定することができる。なおスリット形状の代わりに又はそれに加えて、パンチング加工等により孔を形成した構成としてもよい。
【００３６】
第４の実施形態では、基板接触部３３３と導体３０２との間に異物等が挟まったり、基板接触部３３３が外気に曝されることにより劣化したりして、基板接触部３３３と導体３０２との間の良好な導通接続が維持できなくなることを防止するために、弾性を有する樹脂等（図示せず）によって基板接触部を封止することが好ましい。封止用の樹脂としては、例えばシリコン系、エポキシ系、ウレタン系若しくはアクリル系の樹脂又はオレフィン系ホットメルト樹脂が挙げられる。
【００３７】
図５の実施形態では、端子３０３の固定部３３１のみが樹脂等の接着剤によって基板に固定されるが、接着形態はこれに限られない。例えば図６（ａ）に示すように、基板に面する端子３０３の部分すなわち固定部３３１、弾性部３３２及び基板接触部３３３を全て液状樹脂等の接着剤３０５′で固定することもできる。この実施形態は、熱膨張があまり問題とならない環境での使用に適している。或いは図６（ｂ）に示すように、基板接触部３３３のみを液状樹脂等の接着剤３０５″で固定してもよい。
【００３８】
図７は、図５に示す端子の変形例を示す。図５に示す端子３０３では２つの固定部３３１の間にスリット３３５が形成されている（固定部がスリットと弾性部との間に位置する）が、図７に示す端子３０３ａでは、１つの固定部３３１ａの両側の２つの部位にスリット３３５ａが形成される。図５の形態では液状樹脂等の接着剤３０５を配置する操作が１回で済むのに対し、図７の形態では、液状樹脂等の接着剤３０５ａを配置する操作が２回必要となるが、弾性部３３２ａの固定端側を、接着剤３０５ａで強固に固められた部分で支持することになるので、基板接触部３３３ａと図示しない基板との接触状態が両面テープ等の接合手段の劣化による影響を受けないという利点がある。なお図７の端子３０３ａも、自動車のリアウインドウの内面のような部分への適用に特に適している。
【００３９】
図８は、本発明に係る端子取付け構造の第５の実施形態を示す斜視図である。第５の実施形態に係る端子４０３は、第４の実施形態に係る端子３０３をその弾性部の延びる方向に関して略半分に分割した形状を有し、第４の実施形態と比べ端子取付け部位が比較的狭い場合等に適している。自動車のリアウインドウのような基板４０１上に形成された電熱線又は銀ペースト等の導体４０２に対し、端子４０３が導通接続される。端子４０３は、固定部４３１と、固定部４３１から一方向に延びる弾性部４３２と、基板４０２に対して凸となるように弾性部４３２に設けられ、導体４０２に電気的に接続された基板接触部４３３とを備える。固定部４３１は略平板形状に形成され、その基板側表面が両面接着テープ４０４等の接合手段によって基板４０１に固着される。また固定部４３１は、端子４０３の基板接触部４３３が弾性部４３２の弾性変位による反発力で導電体４０２に接触している状態で、接着剤４０５によって基板４０１に接着されている。なお端子４０３は、図示しない電源ケーブルに接続するためのケーブル接続部４３４を有する。ケーブル接続部４３４は、固定部４３１の一端から略垂直に、基板４０１から離れる方向に延在している。ケーブル接続部４３４には、電源ケーブルに取り付けられたコネクタ（図示せず）を装着することができる。必要に応じ、ケーブル接続部４３４には樹脂等からなるハウジング（図示せず）を取り付けてもよい。電源ケーブルからの電流は端子４０３のケーブル接続部４３４から基板接触部４３３を経由して、基板１の導体４０２に流れることができる。
【００４０】
端子４０３の基板４０１への取付けについては、液状樹脂を流し込む部位が固定部４３１であることを除けば、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明したものと概ね同様でよいので、詳細な説明は省略する。
【００４１】
図８に示す第５の実施形態では、基板接触部４３３が基板に固定されていない自由端として形成されているので、端子４０３が外気温の変化等により膨張又は収縮した場合には基板接触部４３３は導体４０２上を摺動することができる。従って不都合な応力がガラス等の基板や端子にかかることはなく、常時安定した導通接続を維持することができる。
【００４２】
また第５の実施形態では、図８に示すように基板４０１がいくらか凹面状に形成されている場合には、基板に対する基板接触部の接圧が基板が平板の場合よりも高くなる。従って自動車のリアウインドウの内面のような部分への適用に特に適している。
【００４３】
図８に示すように、固定部４３１にスリット状の開口部４３５を設けることにより、固定部４３１が液状樹脂４０５によって包埋されることを容易にすることができ、固定部４３１をより確実に固定することができる。なおスリット形状の代わりに又はそれに加えて、パンチング加工等により孔を形成した構成としてもよい。
【００４４】
第５の実施形態では、基板接触部４３３と導体４０２との間に異物等が挟まったり、基板接触部４３３が外気に曝されることにより劣化したりして、基板接触部４３３と導体４０２との間の良好な導通接続が維持できなくなることを防止するために、端子４０３を基板４０１に取り付けた後に、弾性を有する樹脂等（図示せず）によって基板接触部を封止することが好ましい。封止用の樹脂としては、例えばシリコン系、エポキシ系、ウレタン系若しくはアクリル系の樹脂又はオレフィン系ホットメルト樹脂が挙げられる。
【００４５】
図８の実施形態では、端子４０３の固定部４３１のみが樹脂等の接着剤によって基板に固定されるが、接着形態はこれに限られない。例えば図９（ａ）に示すように、基板に面する端子４０３の部分すなわち固定部４３１、弾性部４３２及び基板接触部４３３を全て液状樹脂等の接着剤４０５′で固定することもできる。或いは図９（ｂ）に示すように、基板接触部４３３のみを液状樹脂等の接着剤４０５″で固定してもよい。
【００４６】
図１０は、図８に示す端子の変形例を示す。図８に示す端子４０３ではスリット４３５と弾性部４３２との間に固定部４３１が位置するが、図１０に示す端子４０３ａでは、固定部４３１ａと弾性部４３２ａとの間にスリット４３５ａ又は接着剤４０５ａが位置する。図８の形態では液状樹脂等の接着剤４０５を配置する操作が１回で済むのに対し、図１０の形態では、液状樹脂等の接着剤４０５ａを配置する操作が１回で済むのに加え、弾性部４３２ａの固定端側を、接着剤４０５で強固に固められた部分で支持することになるので、基板接触部４３３ａと図示しない基板との接触状態が両面テープ等の接合手段の劣化による影響を受けないという利点がある。なお図１０の端子４０３ａも、自動車のリアウインドウの内面のような部分への適用に特に適している。
【００４７】
本発明は、自動車のリアウインドウの曇り止めに使用される電熱線を電源ケーブルに接続するのに非常に有効である。このような電熱線は通常、ガラス上に導電性ペーストを印刷することにより形成され、電熱線と端子とを接続するために手作業による半田付けが従来は行われていた。しかし本発明によれば、手間のかかる半田付けを極めて簡単な接着工程に置換することができ、しかも確実な導通接続状態が得られる。
【００４８】
また本発明は、プリント配線板にコネクタを実装する場合にも適用可能である。本発明を利用すれば、予め半田を塗布した基板上にコネクタを載置し、連続炉で半田を溶融して接合するいわゆるリフロー工程を行う必要がなくなり、コネクタ等を高温に曝すことなく実装が行える。
【００４９】
さらに本発明によれば、アルミニウムや導電性セラミックスのような半田による接合が困難な導体に対しても、容易かつ確実に端子を導体に導通接続することができる。
【実施例】
【００５０】
以下、本発明に係る端子取付け構造の実施例について説明する。図１１に示すような形状の厚さ０．５ｍｍ真鍮板を作製し、破線で囲まれた部分を図１２に示すような金型６１及び６２を用いて、約３０００Ｎの荷重をかけて真鍮板に凸形状を形成した。これにより、図１３に示すような固定部５３１、弾性部５３２及び凸状の基板接触部５３３を有する端子５０３が得られる。次に真鍮板の両端を厚さ０．４ｍｍの接合テープ（住友スリーエム株式会社より入手可能なＶＨＢ（登録商標）アクリルフォーム構造用接合テープＹ４９２０）５０４を用いて銅板５０１に接着し、凸形状部分５３３を銅板５０１に圧接させた。この状態で、２液硬化型エポキシ樹脂（住友スリーエム株式会社より入手可能なスコッチウェルド（登録商標）ＥＰＸ接着剤ＤＰ４６０）５０５で基板接触部５３３を封止し、室温で硬化させた。硬化後に、端子５０３を６つの端子５０３ａ〜５０３ｆに分割すべくその両端を切断し、銅板と各端子との接続抵抗を４端子法で測定した。以下の表１にその結果を示す。
【００５１】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る端子取付け構造を示す概略斜視図である。
【図２】（ａ）端子の取付け方法を説明する概略図であって、端子を基板の上方に用意した状態を示す図であり、（ｂ）両面接着テープを用いて端子を基板に接合した状態を示す図であり、（ｃ）液状樹脂を用いて端子の基板接触部を導体に当接した状態で固定した状態を示す図である。
【図３】（ａ）本発明の第２の実施形態に係る端子を示す概略平面図であり、（ｂ）（ａ）の端子の変形例を示す図であり、（ｃ）（ｂ）のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る端子取付け構造を示す概略斜視図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る端子取付け構造を示す概略斜視図である。
【図６】（ａ）図５に類似する図であって液状樹脂を端子全体にわたって配置した例を示す図であり、（ｂ）液状樹脂を基板接続部に配置した例を示す図である。
【図７】図５の変形例を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る端子取付け構造を示す概略斜視図である。
【図９】（ａ）図８に類似する図であって液状樹脂を端子全体にわたって配置した例を示す図であり、（ｂ）液状樹脂を基板接続部に配置した例を示す図である。
【図１０】図８の変形例を示す図である。
【図１１】本発明の実施例に係る端子の、基板接触部を形成する前の状態を示す図である。
【図１２】本発明の実施例に係る端子を成形加工するための金型の概略形状を示す図である。
【図１３】本発明の実施例に係る端子を銅板に取付けた状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 基板
２ 導体
３ 端子
３１ 固定部
３２ 弾性部
３３ 基板接触部
４ 両面接着テープ
５ 液状樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に導体が形成された基板に端子を取付けるための端子取付け構造であって、
前記端子は、前記基板上に固着される固定部と、該固定部から延在する弾性部と、該固定部から離れた該弾性部の部位に自由端として設けられ、前記基板の前記導体に電気的に接続された基板接触部とを備え、
前記端子の前記固定部が接合手段によって前記基板に固着され、
前記端子の前記基板接触部が前記弾性部の弾性変位による反発力で前記導体に接触している状態で、前記端子の前記固定部が接着剤によって前記基板に接着されている、
端子取付け構造。
【請求項２】
前記基板接触部が凸状に曲げられた凸部を備え、該凸部の頂点部分が前記基材の前記導体との電気的な接点部となっている、請求項１に記載の端子取付け構造。
【請求項３】
前記固定部及び前記弾性部の少なくとも一方に１つ以上の貫通孔が設けられている、請求項１又は２に記載の端子取付け構造。
【請求項４】
表面に導体が形成された基板に端子を取付けるための端子取付け構造であって、
前記端子は、前記基板上に固着される固定部と、該固定部から延在する弾性部と、該固定部から離れた該弾性部の部位に設けられ、前記基板の前記導体に電気的に接続された基板接触部とを備え、
前記端子の前記固定部が接合手段によって前記基板に固着され、
前記端子の前記基板接触部が前記弾性部の弾性変位による反発力で前記導体に接触している状態で、前記端子の前記基板接触部が接着剤によって前記基板に接着されている、
端子取付け構造。
【請求項５】
前記基板接触部が凸状に曲げられた凸部を備え、該凸部の頂点部分が前記基材の前記導体との電気的な接点部となっている、請求項４に記載の端子取付け構造。
【請求項６】
前記基板接触部及び前記弾性部の少なくとも一方に１つ以上の貫通孔が設けられている、請求項４又は５に記載の端子取付け構造。
【請求項７】
前記固定部に連絡して枠部が設けられており、前記弾性部が前記固定部と前記枠部とによって画定される領域内に延在し、前記枠部と前記固定部との基板面側に両面テープが貼着されている、請求項４〜６のいずれか１項に記載の端子取付け構造。
【請求項８】
前記固定部と前記枠部とによって画定される領域内に、前記枠部から延在している弾性部をさらに有する、請求項７に記載の端子取付け構造。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の端子取付け構造を備えた、自動車用ウインドウ。
【請求項１０】
基板の表面に導体を形成するステップと、
固定部と、該固定部から延在する弾性部と、該固定部から離れた該弾性部の部位に自由端として設けられ、前記基板の前記導体に電気的に接続された基板接触部とを備える端子を、前記基板上に配置するステップと、
前記端子の前記固定部を接合手段によって前記基板に固着するステップと、
前記端子の前記基板接触部が前記弾性部の弾性変位による反発力で前記導体に接触している状態で、前記端子の前記固定部を接着剤によって前記基板に接着するステップと、
を有する端子取付け方法。
【請求項１１】
基板の表面に導体を形成するステップと、
固定部と、該固定部から延在する弾性部と、該固定部から離れた該弾性部の部位に設けられ、前記基板の前記導体に電気的に接続された基板接触部とを備える端子を、前記基板上に配置するステップと、
前記端子の前記固定部を接合手段によって前記基板に固着するステップと、
前記端子の前記基板接触部が前記弾性部の弾性変位による反発力で前記導体に接触している状態で、前記端子の前記基板接触部を接着剤によって前記基板に接着するステップと、
を有する端子取付け方法。
【請求項１】
表面に導体が形成された基板に端子を取付けるための端子取付け構造であって、
前記端子は、前記基板上に固着される固定部と、該固定部から延在する弾性部と、該固定部から離れた該弾性部の部位に自由端として設けられ、前記基板の前記導体に電気的に接続された基板接触部とを備え、
前記端子の前記固定部が接合手段によって前記基板に固着され、
前記端子の前記基板接触部が前記弾性部の弾性変位による反発力で前記導体に接触している状態で、前記端子の前記固定部が接着剤によって前記基板に接着されている、
端子取付け構造。
【請求項２】
前記基板接触部が凸状に曲げられた凸部を備え、該凸部の頂点部分が前記基材の前記導体との電気的な接点部となっている、請求項１に記載の端子取付け構造。
【請求項３】
前記固定部及び前記弾性部の少なくとも一方に１つ以上の貫通孔が設けられている、請求項１又は２に記載の端子取付け構造。
【請求項４】
表面に導体が形成された基板に端子を取付けるための端子取付け構造であって、
前記端子は、前記基板上に固着される固定部と、該固定部から延在する弾性部と、該固定部から離れた該弾性部の部位に設けられ、前記基板の前記導体に電気的に接続された基板接触部とを備え、
前記端子の前記固定部が接合手段によって前記基板に固着され、
前記端子の前記基板接触部が前記弾性部の弾性変位による反発力で前記導体に接触している状態で、前記端子の前記基板接触部が接着剤によって前記基板に接着されている、
端子取付け構造。
【請求項５】
前記基板接触部が凸状に曲げられた凸部を備え、該凸部の頂点部分が前記基材の前記導体との電気的な接点部となっている、請求項４に記載の端子取付け構造。
【請求項６】
前記基板接触部及び前記弾性部の少なくとも一方に１つ以上の貫通孔が設けられている、請求項４又は５に記載の端子取付け構造。
【請求項７】
前記固定部に連絡して枠部が設けられており、前記弾性部が前記固定部と前記枠部とによって画定される領域内に延在し、前記枠部と前記固定部との基板面側に両面テープが貼着されている、請求項４〜６のいずれか１項に記載の端子取付け構造。
【請求項８】
前記固定部と前記枠部とによって画定される領域内に、前記枠部から延在している弾性部をさらに有する、請求項７に記載の端子取付け構造。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の端子取付け構造を備えた、自動車用ウインドウ。
【請求項１０】
基板の表面に導体を形成するステップと、
固定部と、該固定部から延在する弾性部と、該固定部から離れた該弾性部の部位に自由端として設けられ、前記基板の前記導体に電気的に接続された基板接触部とを備える端子を、前記基板上に配置するステップと、
前記端子の前記固定部を接合手段によって前記基板に固着するステップと、
前記端子の前記基板接触部が前記弾性部の弾性変位による反発力で前記導体に接触している状態で、前記端子の前記固定部を接着剤によって前記基板に接着するステップと、
を有する端子取付け方法。
【請求項１１】
基板の表面に導体を形成するステップと、
固定部と、該固定部から延在する弾性部と、該固定部から離れた該弾性部の部位に設けられ、前記基板の前記導体に電気的に接続された基板接触部とを備える端子を、前記基板上に配置するステップと、
前記端子の前記固定部を接合手段によって前記基板に固着するステップと、
前記端子の前記基板接触部が前記弾性部の弾性変位による反発力で前記導体に接触している状態で、前記端子の前記基板接触部を接着剤によって前記基板に接着するステップと、
を有する端子取付け方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−１０５０３６（Ｐ２００９−１０５０３６Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３６８６８（Ｐ２００８−２３６８６８）
【出願日】平成２０年９月１６日（２００８．９．１６）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１６日（２００８．９．１６）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]