CN103036075B

CN103036075B - 电连接器

Info

Publication number: CN103036075B
Application number: CN201210359807.5A
Authority: CN
Inventors: 长谷川严水; 木村毅
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2011-10-03
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2032-09-25
Also published as: JP5869282B2; JP2013080591A; CN103036075A; KR20130036149A

Abstract

本发明提供能够实现以预先在电路基板侧供给焊料的方法不能够实现的、基板连接部间的窄间距化，并且即使在对基板连接部间的间距实施窄间距化而使基板连接部的宽度变窄的情况下也能够确保连接所需的焊料量的电连接器。电连接器（1）中的电端子（20）的基板连接部（21）具有和电路基板（50）对置的面（22）。在该面（22）上，设置有焊料结构体（30）。焊料结构体（30）形成为从和电路基板（50）对置的面（22）的电路基板（50）侧看，具有椭圆形状的立体形状，并且，椭圆形状的长径方向配置于基板连接部（21）的长度方向，且椭圆形状的短径方向配置于基板连接部（21）的宽度方向，焊料结构体（30）的椭圆形状的长径比基板连接部（21）的宽度大。

Description

电连接器

技术领域

本发明涉及表面安装于电路基板上的电连接器。

背景技术

一般而言，作为将电连接器安装于电路基板上的技术，使用焊膏（solder paste）印刷法。该焊膏印刷法使用金属掩模（metal mask），该金属掩模具有和在电路基板上形成的多个导电焊盘相同间距（pitch）的多个开口部。在焊膏印刷法中，将金属掩模的开口部和电路基板上的导电焊盘位置对齐并将金属掩模载于电路基板上，从金属掩模上涂敷焊糊。由此，经由开口部，焊糊印刷于电路基板上的导电焊盘。然后，安装电连接器时，将金属掩模从电路基板去除，将电连接器的电端子的基板连接部载于印刷后的焊糊上，通过回流（reflow）焊将该基板连接部和导电焊盘焊接。

然而在近年，随着电子设备的小型化，也对电连接器提出了小型化、高密度的要求，提出多个电端子中基板连接部间的窄间距化的要求。

然而，上述使用焊膏印刷法将电连接器安装于电路基板上的做法，在基板连接部间的窄间距化存在极限。例如，当基板连接部间的间距变得比0.35mm小时，不能够在电路基板上形成的多个导电焊盘上适当地印刷焊糊。其理由是，当基板连接部间变为窄间距时，印刷焊糊的导电焊盘的间距变为窄间距，同时导电焊盘的宽度也变小。与此对应，金属掩模的开口部的间距及宽度也变小。于是，将焊糊从金属掩模上涂敷之后，在将金属掩模从电路基板去除时，焊糊附着在金属掩模的开口部，会发生在导电焊盘上焊糊不被适当地印刷的情况。

另一方面，有在将电连接器中的电端子的基板连接部和电路基板上的导电焊盘焊接时，预先在电端子侧安装焊料的方法。根据该方法，能够对应基板连接部间的窄间距化。

作为现有的该种预先在电端子侧安装焊料的方法，例如图7记载的技术被众所周知（参照专利文献1）。图7是现有技术例的在电端子的基板连接部安装焊球后的状态下的电连接器的示意图。

如图7所示，在电连接器101中，在安装于外罩（housing）110的电端子120的基板连接部121上安装有焊球130。以具有比基板连接部121的宽度大的直径的球状体形成焊球130。将焊球130安装于基板连接部121时，最开始将基板连接部121的下表面朝上，并将固体的焊球130放置于该下表面上。接下来，通过回流焊将焊球130熔融一次之后，通过固化使其固贴于基板连接部121的下表面。该回流焊之际，球状体的焊球130位于形成于外罩110的凹部111内，其位置被保持。这是因为如果不这样做，球状体的焊球130会从基板连接部121的下表面上滚落。

而且，焊球130和设置于未图示的电路基板上的导电焊盘通过回流焊来焊接。

专利文献

专利文献1：日本特开2008-300365号公报。

发明内容

然而，该图7所示的电连接器101中，存在以下的问题点。

即，在专利文献1中，完全没有研究对电端子120的基板连接部121间的间距实施窄间距化时，如何决定焊球130的形状等。

如图7所示的电连接器101，以具有比基板连接部的宽度大的直径的球状体形成焊球时，回流焊至基板连接部之际，需要在形成于外罩等结构体的凹部保持焊球的位置。因为如果不这样做，球状体的焊球会从基板连接部的连接面滚落。然而，这样，当在形成于外罩等结构体的凹部保持焊球时，存在在将基板连接部和电路基板焊接之后不能从外罩的外部检查焊接部的缺点。

从而，为使能够从外罩的外部检查焊接部，可以考虑使球状体的直径比基板连接部的宽度小并将其载于基板连接部的连接面上，并回流焊而固贴，从而在回流焊时不需要保持焊球。

然而，若这样使球状体的直径比基板连接部的宽度小，则对基板连接部间的间距实施窄间距化时，基板连接部的宽度随之变窄。因此，固贴于基板连接部的球状体的焊球的直径也变小。若焊球的直径变小，则焊球的体积变小，存在相对于连接所需的焊料量，焊料量不足的问题。

因而，本发明鉴于上述问题点而完成，其目的在于提供能够实现以预先在电路基板侧供给焊料的方法不能够实现的、基板连接部间的窄间距化，并且即使在对基板连接部间的间距实施窄间距化而使基板连接部的宽度变窄的情况下也能够确保连接所需的焊料量的电连接器。

为达到上述目的，本发明中权利要求1涉及的电连接器，具有外罩和安装于该外罩的电端子，该电连接器表面安装于电路基板上，所述电端子具有和所述电路基板焊接的基板连接部，该基板连接部形成为在长度方向及宽度方向延伸的长方形板状，并且具有和所述电路基板对置的面，在该面上，设置有焊料结构体，并且所述焊料结构体通过回流焊和所述电路基板焊接，该电连接器的特征在于：所述焊料结构体形成为从和所述电路基板对置的面的电路基板侧看，具有椭圆形状的立体形状，并且，所述椭圆形状的长径方向配置于所述基板连接部的长度方向，且所述椭圆形状的短径方向配置于所述基板连接部的宽度方向，所述焊料结构体的椭圆形状的长径比所述基板连接部的宽度大。

此外，本发明中权利要求2涉及的电连接器，具有外罩和安装于该外罩的电端子，该电连接器表面安装于电路基板上，所述电端子具有和所述电路基板焊接的基板连接部，该基板连接部形成为在长度方向及宽度方向延伸的长方形板状，并且具有和所述电路基板对置的面，在该面上，设置有焊料结构体，并且所述焊料结构体通过回流焊和所述电路基板焊接，该电连接器的特征在于：设置有多个所述焊料结构体，该多个焊料结构体沿着所述基板连接部的长度方向而配置。

进而，本发明中权利要求3涉及的电连接器，其特征在于，在权利要求1或2记载的电连接器中，所述焊料结构体在所述基板连接部的和所述电路基板对置的面上具有亲和性地固贴而达到焊料润湿。

此外，本发明中权利要求4涉及的电连接器，其特征在于，在权利要求1至3中的任意一项记载的电连接器中，所述基板连接部的设置所述焊料结构体的部分从所述外罩的平面侧看，从所述外罩向外部突出。

根据本发明涉及的电连接器，基板连接部形成为在长度方向及宽度方向延伸的长方形板状，并且具有和电路基板对置的面。而且，在该面上，设置有焊料结构体，并且焊料结构体通过回流焊和电路基板焊接。因此，由于焊料结构预先设置于电连接器侧的基板连接部的和电路基板对置的面上，所以能够实现以预先在电路基板侧供给焊料的方法不能够实现的、基板连接部间的窄间距化。

而且，焊料结构体形成为从和电路基板对置的面的电路基板侧看，具有椭圆形状的立体形状。同时，椭圆形状的长径方向配置于基板连接部的长度方向，且椭圆形状的短径方向配置于基板连接部的宽度方向，焊料结构体的椭圆形状的长径比基板连接部的宽度大。因此，焊料结构体的体积比当直径和基板连接部的宽度相同时的半球状体焊球的体积大，能够使焊料结构体的焊料量比当直径和基板连接部的宽度相同时的半球状体焊球的焊料量多。从而，即使对基板连接部间的间距实施窄间距化而使基板连接部的宽度变窄，相对于该宽度，和半球状体相比也能够供给足够量的焊料，能够确保连接所需的焊料量。

此外，根据本发明涉及的电连接器，设置有多个焊料结构体，多个焊料结构体沿着基板连接部的长度方向而配置，由此即使对基板连接部间的间距实施窄间距化而使基板连接部的宽度变窄，相对于该宽度也能够供给足够量的焊料，能够确保连接所需的焊料量。

附图说明

图1示出本发明涉及的电连接器的第一实施方式的主要部分，（A）是左侧面图，（B）是正面图，（C）是底面图；

图2是示出用于图1所示的电连接器的电端子的基板连接部以及焊料结构体的局部立体图；

图3示出电连接器的变形例的主要部分，（A）是左侧面图，（B）是正面图，（C）是底面图；

图4是用于说明将图1所示的电连接器安装于电路基板的安装方法的一例的说明图；

图5是用于说明将图1所示的电连接器安装于电路基板的安装方法的其他的例子的图，（A）是在焊料结构体的表面转印助熔剂（flux）的方法的说明图，（B）是将在焊料结构体的表面转印了助熔剂的电连接器安装于电路基板的安装方法的说明图；

图6是本发明涉及的电连接器的第二实施方式的主要部分的左侧面图；

图7是现有例子的在电端子的基板连接部安装了焊球的状态下的电连接器的示意图。

具体实施方式

以下参照图1至图5说明本发明的电连接器的第一实施方式。

图1所示的电连接器1表面安装于电路基板50（参照图4），具备外罩10、多个（在图1（A）、（B）、（C）中只图示1个）电端子20。

在此，外罩10通过使绝缘性的合成树脂成形而形成，具有近似矩形形状。

多个电端子20，如图5所示，沿着外罩10的长度方向以既定间距（例如，0.3mm的间距）成一列状安装。各电端子20具备固定于外罩10的固定部20a和从固定部20a延伸的基板连接部21。各电端子20通过对导电性金属板进行冲裁及弯曲加工而形成。各电端子20的固定部20a如图1（A）所示，从外罩10的内部向下方延伸并从外罩10的底面向下方突出。此外，各基板连接部21从固定部20a的下端开始在和外罩10的长度方向正交的方向成近似90°弯曲。各基板连接部21从外罩10的平面侧（图1（A）中的上表面侧）看，比外罩10的端壁11向外部（图1（A）中的右侧）突出。各基板连接部21和形成于电路基板50上的导电焊盘51（参照图4）焊接。

在此，各基板连接部21在图1（C）中形成为沿箭头X—X所示的端子的长度方向（上述和外罩10的长度方向正交的方向）及和该长度方向正交的箭头Y—Y所示的端子的宽度方向（外罩10的长度方向）延伸的长方形板状。各基板连接部21如图1（A）、（B）所示，具有下表面22及上表面23。各基板连接部21的下表面22如图4所示，和电路基板50对置，构成权利要求1及2规定的“和电路基板对置的面”。

此外，基板连接部21的下表面22上如图1（A）、（B）、（C）及图2所示，设置有焊料结构体30。焊料结构体30如后文所述，通过回流焊和电路基板50上的导电焊盘51焊接。该焊料结构体30从下表面22的电路基板50侧即下侧看形成为如图1（C）所示的具有椭圆形状的立体形状。在此，所谓“椭圆形状”，在正常的椭圆形状之外，也包含部分地具有直线部分的所谓茧形。此外，焊料结构体30的椭圆形状的长径方向配置于基板连接部21的箭头X—X所示的长度方向，且椭圆形状的短径方向配置于基板连接部21的箭头Y—Y所示的宽度方向。而且，焊料结构体30的椭圆形状的长径比基板连接部21的宽度大。此外，焊料结构体30的椭圆形状的短径和基板连接部21的宽度几乎相同。进而，焊料结构体30在基板连接部21的下表面22上具有亲和性地固贴而达到焊料润湿，形成有焊脚（fillet）31。

在此，焊料结构体30形成为从下表面22的电路基板50侧看，具有椭圆形状的立体形状譬如圆顶（dome）形，焊料结构体30的椭圆形状的长径比基板连接部21的宽度大。因此，如图1（A）、（B）、（C）所示，与直径和基板连接部21的宽度相同时的半球状体的焊球40（图1（A）、（B）、（C）中用虚线表示）相比，大了箭头a所示部分的体积。从而，通过使焊料结构体30成为具有如上所述的椭圆形状的立体形状，能够使焊料量比使其成为直径和基板连接部21的宽度相同时的半球状体的焊球40时多。

另外，焊料结构体30的椭圆形状的短径，如图3（A）、（B）、（C）示出的变形例所示，也可以比基板连接部21的宽度大。此外，如果焊料结构体30的体积比直径和基板连接部21的宽度相同时的半球状体的焊球40的体积大，则焊料结构体30的椭圆形状的短径也可以比基板连接部21的宽度小。

此外，如图1（A）所示，基板连接部21设置焊料结构体30的部分，从外罩10的平面侧看，从外罩10向外部突出。而且，焊料结构体30的周围不存在在将焊料结构体30固贴于基板连接部21上时，支持焊料结构体30的结构体。

接下来，说明将焊料结构体30固贴于基板连接部21的下表面22上的方法。

首先，准备直径比基板连接部21的宽度大的固体的球状体焊球，将该焊球朝向基板连接部21的下表面22上而放出。接着，在焊球命中在基板连接部21的下表面22上之前，通过激光等能量照射熔融焊球，使熔融的焊球命中在该下表面22上。由此，熔融的焊球固化并相对于下表面22具有亲和性地固贴，焊料结构体30固贴于下表面22上。

另外，将焊料结构体30在基板连接部21的下表面22上固贴的方法，不局限于该方法。例如，使熔融的焊料成为直径比基板连接部21的宽度大的球状液滴，从距离基板连接部21的下表面22一定距离的位置吐出，命中于该下表面22上的方法也可以。此外，基板连接部21的下表面22上涂敷焊糊之后，通过使焊糊熔融一次之后而固化，从而在该下表面22上固贴焊料结构体30的方法也可以。

接下来，参照图4说明将电连接器1安装于电路基板50上的方法。

首先，对电路基板50进行说明，电路基板50上如图4所示，以和电连接器1中的基板连接部21相同的间距形成有多个导电焊盘51。

然后，将电连接器1安装于电路基板50上时，在导电焊盘51上通过金属掩模印刷法或其他的方法只印刷涂敷助熔剂32。此时，在导电焊盘51上不只是助熔剂32，也可以印刷涂敷含有助熔剂的焊膏（solder paste）。这种情况下，如果只使用焊膏则焊料量不足，因此在基板连接部21的下表面22上预先设置焊料结构体30较为有效。

接下来，将在基板连接部21的下表面22上固贴了焊料结构体30的电连接器1如图4所示，以焊料结构体30位于助熔剂32上的方式载置于电路基板50上。

然后，通过回流焊将焊料结构体30焊接于电路基板50上的导电焊盘51。由此，电连接器1被安装于电路基板50上。作为将电连接器1安装于电路基板50上的安装方法，不局限于此方法，也可以是图5（A）、（B）所示的方法。

在该方法中，如图5（A）所示，准备内部具备液状助熔剂32的夹具60。夹具60用于正确地控制助熔剂32的液膜的厚度（深度）。

将电连接器1安装于电路基板50上时，首先如图5（A）所示，将固贴于基板连接部21下表面22的焊料结构体30浸渍于夹具60的助熔剂32内。然后，一同提起焊料结构体30和电连接器1。由此，在焊料结构体30的表面转印适量的助熔剂32。

接下来，如图5（B）所示，将电连接器1以焊料结构体30和助熔剂32一同位于导电焊盘51上的方式载置于电路基板50上。

然后，通过回流焊将焊料结构体30焊接于电路基板50上的导电焊盘51。由此，电连接器1被安装于电路基板50上。

在此，根据本实施方式涉及的电连接器1，基板连接部21形成为在长度方向及宽度方向延伸的长方形板状，并且具有下表面22，即和电路基板50对置的面。而且，在该下表面22上设置有焊料结构体30，并且焊料结构体30通过回流焊来焊接于电路基板。因此，由于焊料结构体30预先设于与电连接器1侧的基板连接部21的电路基板对置的面22，所以能够实现以预先在电路基板侧供给焊料的方法不能够实现的、基板连接部21间的窄间距化。

而且，焊料结构体30形成为从下表面22的电路基板50侧看，具有椭圆形状的立体形状，椭圆形状的长径方向配置于基板连接部21的长度方向，且椭圆形状的短径方向配置于基板连接部21的宽度方向。而且，焊料结构体30的椭圆形状的长径比基板连接部21的宽度大。因此，如前所述，焊料结构体30的体积比直径和基板连接部21的宽度相同时的半球状体的焊球40的体积大，能够使焊料结构体30的焊料量比直径和基板连接部21的宽度相同时的半球状体的焊球40的焊料量多。从而，即使对基板连接部21间的间距实施窄间距化而使基板连接部21的宽度变窄，相对于该宽度和半球状体比较也能够供给足够量的焊料，能够确保连接所需的焊料量。

此外，根据本实施方式涉及的电连接器1，焊料结构体30在基板连接部21的下表面22即和电路基板50对置的面上具有亲和性地固贴而达到焊料润湿，形成焊脚31。因此，即使使基板连接部21间的间距变窄而基板连接部21间的间隙变小，也能够抑制邻接的基板连接部21间的焊桥（solder bridge）。

进而，如前所述，因为能够抑制邻接的基板连接部21间的焊桥，所以即使对导电焊盘51间实施窄间距化也不需要设置用于在该导电焊盘51间抑制焊桥的阻焊剂（solder resist）。

此外，基板连接部21设置焊料结构体30的部分，从外罩10的平面侧看，从外罩10向外部突出。而且，焊料结构体30的周围不存在在将焊料结构体30固贴于基板连接部21上时，支持焊料结构体30的结构体。由此，将电连接器1安装于电路基板50上之后，能够从外罩10的外部检查焊接部。

接下来，参照图6说明本发明涉及的电连接器的第二实施方式。图6中，有时对和图1所示的电连接器的结构构件相同的构件附以相同的符号，省略说明。

图6所示的电连接器1和图1所示的电连接器1基本结构相同，但基板连接部21的下表面22上设置的焊料结构体30的个数及形状不同。

即，图6所示的电连接器1中，有多个（在本实施方式中为2个）直径和基板连接部21的宽度大致相同的半球状体焊料结构体30，设置于基板连接部21的下表面22上。然后，多个焊料结构体30沿着基板连接部21的长度方向配置。焊料结构体30也可以不是半球状体而是球状体或其他的形状，直径比基板连接部21的宽度大或者小都可以。

这样，设置有多个焊料结构体30，多个焊料结构体30沿着所述基板连接部的长度方向配置。由此，即使对基板连接部21间的间距实施窄间距化而使基板连接部21的宽度变窄，相对于该宽度也能够供给足够量的焊料，能够确保连接所需的焊料量。

此外，在图6所示的电连接器1中，基板连接部21也形成为在长度方向及宽度方向延伸的长方形板状，并且具有下表面22，即和电路基板50对置的面。而且，该下表面22上设置有多个焊料结构体30，并且多个焊料结构体30通过回流焊来焊接于电路基板。因此，因为焊料结构体30预先设置于电连接器1侧的基板连接部21的和电路基板对置的面22，所以能够实现以预先在电路基板侧供给焊料的方法不能够实现的、基板连接部21间的窄间距化。

此外，在图6所示的电连接器1中，焊料结构体30也在基板连接部21的下表面22即和电路基板50对置的面上具有亲和性地固贴而达到焊料润湿，形成焊脚31。因此，即使使基板连接部21间的间距变窄而基板连接部21间的间隙变小，也能够抑制邻接的基板连接部21间的焊桥。

进而，因为能够抑制邻接的基板连接部21间的焊桥，所以即使对导电焊盘51间实施窄间距化，也不需要在该导电焊盘51间设置用于抑制焊桥的阻焊剂。

此外，基板连接部21设置焊料结构体30的部分从外罩10的平面侧看，从外罩10向外部突出。而且，焊料结构体30的周围不存在在将焊料结构体30固贴于基板连接部21上时，支持焊料结构体30的结构体。由此，将电连接器1安装于电路基板50上之后，能够从外罩10的外部检查焊接部。

再者，讲述将多个焊料结构体30固贴于基板连接部21的下表面22上的方法，例如，最开始将直径和基板连接部21的宽度同等或者比基板连接部21的宽度小的多个固体焊球朝向基板连接部21的下表面22放出。接下来，在固体焊球命中于该基板22之前，通过激光等能量照射熔融固体焊球，使熔融的焊球命中于该下表面22。优选该方法。此外，将直径和基板连接部21的宽度同等或者比基板连接部21的宽度小的多个熔融的球状焊料液滴从距离基板连接部21的下表面22一定距离的位置吐出，命中于该下表面22的方法也可以。

以上，说明了本发明的实施方式，但本发明并不限定于此，而能够进行各种的更改、改良。

例如，如果将焊料结构体30设置于基板连接部21的下表面22即和电路基板50对置的面上，即使不在该面上具有亲和性地固贴而达到焊料润湿也可以。这种情况下，优选将焊料结构体30通过凹凸形状等机械性结构或者粘接剂等固贴于基板连接部21。

此外，基板连接部21设置有焊料结构体30的部分从外罩10的平面侧看，不一定需要从外罩10向外部突出。

进而，使基板连接部21设置有焊料结构体30的部分从外罩10的平面侧看从外罩10向外部突出时，不一定需要将基板连接部21从固定部20a的下端开始在和外罩10的长度方向正交的方向弯曲近似90°。

符号说明

1 电连接器；10 外罩；20 电端子；21 基板连接部；22 下表面（和电路基板对置的面）；30 焊料结构体；31 焊脚；50 电路基板。

Claims

1.一种电连接器，具有外罩和安装于该外罩的电端子，该电连接器表面安装于电路基板上，所述电端子具有和所述电路基板焊接的基板连接部，该基板连接部形成为在所述外罩的长度方向及宽度方向延伸的长方形板状，并且具有和所述电路基板对置的面，在该面上，设置有焊料结构体，并且所述焊料结构体通过回流焊接和所述电路基板焊接，

该电连接器的特征在于：

所述焊料结构体形成为从和所述电路基板对置的面的电路基板侧看，具有椭圆形状的立体形状，并且，所述椭圆形状的长径方向配置于所述基板连接部的长度方向，且所述椭圆形状的短径方向配置于所述基板连接部的宽度方向，所述焊料结构体的椭圆形状的长径比所述基板连接部的宽度大。

2.如权利要求1所述的电连接器，其特征在于：

所述焊料结构体在所述基板连接部的和所述电路基板对置的面上具有亲和性地固贴而达到焊料润湿。

3.如权利要求1或2所述的电连接器，其特征在于：

所述基板连接部的设置所述焊料结构体的部分从所述外罩的平面侧看，从所述外罩向外部突出。