JP2004055582A

JP2004055582A - 電極端子の接続構造

Info

Publication number: JP2004055582A
Application number: JP2002206794A
Authority: JP
Inventors: Toshio Hashimoto; 橋本　敏雄; Junji Oishi; 大石　純司; Masamitsu Hasebe; 長谷部　正光; Shigekatsu Kokubu; 国分　重勝
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】本発明は、より位置精度および平坦度が高く、より高さバラツキの少ない電極端子の接続構造を実現することを目的とする。
【解決手段】本発明の電極端子の接続構造は、モジュール部品の下面に設けられた円柱状の電極端子２と、前記円柱状の電極端子２と対向するように基板４上に設けられた半田付けランド部１とを半田により電気的に接続するための接続構造であって、前記半田付けランド部１は前記円柱状の電極端子２よりも大きく同心円状の形状を有するとともに、前記半田付けランド部１の外周から延伸するように設けられた突出部１ａを複数個有し、前記複数個の突出部１ａが前記半田付けランド部１の外周に均等に配設されていることを特徴とするものである。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モジュール部品の下面に設けられた円柱状の電極端子と、前記円柱状の電極端子と対向するように基板上に設けられた半田付けランドとを半田により電気的に接続するための電極端子の接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、機器の小型化、薄型化に伴い、実装されるモジュールの端子構造もこれに対応したものが要望されており、円柱サポート端子もその１つとして提案されている。これは導電性材料を円柱状に成型し、モジュールとマザー基板の電気的な接続をこの円柱サポート端子を介して行うものである。
【０００３】
一般に、この種の円柱サポート端子とその半田付けランド部との接続構造は、図９に示されるようなものであった。
【０００４】
すなわち、２２はモジュール部品（図示せず）の下面に設けられた円柱サポート端子であり、この円柱サポート端子２２と対向するように基板２４上に半田付けランド部２１が設けられており、クリーム半田２３を介してこの円柱サポート端子２２と半田付けランド部２１とが電気的に接続されるように構成されている。
【０００５】
ここで、半田付けランド部２１は、円柱サポート端子２２よりも一回り大きな同心円状のランド部で形成されており、接続の際に半田付けランド部２１の中心と円柱サポート端子２２の中心とがほぼ一致するように接続している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、円柱サポート端子２２と半田付けランド部２１の中心を一致させて接続することが困難であるため位置精度に限界があるとともに、円柱サポート端子２２を基板２４に対して傾くことなく垂直に接続することが困難であるため平坦度に限界があり、さらに、円柱サポート端子２２と半田付けランド部２１との間に入り込むクリーム半田２３の半田量を一定にすることが困難であるため、そのバラツキにより実装時の高さバラツキが生じてしまう等の課題を有するものであった。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、より位置精度および平坦度が高く、より高さバラツキの少ない電極端子の接続構造を実現することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の電極端子の接続構造は、モジュール部品の下面に設けられた円柱状の電極端子と、前記円柱状の電極端子と対向するように基板上に設けられた半田付けランドとを半田により電気的に接続するための接続構造であって、前記半田付けランドは前記円柱状の電極端子よりも大きく同心円状の形状を有するとともに、前記半田付けランドの外周から延伸するように設けられた突出部を複数個有し、前記複数個の突出部が前記半田付けランドの外周に均等に配設されていることを特徴とするものである。
【０００９】
この構成により、熱により半田が溶融した際に、半田付けランドと円柱サポート端子間に入り込む半田の量が不均一になった場合に、突出部が半田溜りの機能を果たし、半田付けランドと円柱サポート端子間に入り込む半田の量を一定にするように作用し、円柱サポート端子を基板に対して垂直に接続することが容易にでき、また接続後の円柱サポート端子の高さも一定のものとなるものである。
【００１０】
また、複数個の突出部より円柱サポート端子へ均等に力が作用するため、円柱サポート端子と半田付けランドの中心を一致させて接続することが容易にできるため、非常に安定性の高いまた位置精度の高い円柱サポート端子の実装接続を実現することができるものである。
【００１１】
また、本発明は、半田付けランドは、その内周部分がくり貫かれたくり貫き部を有するとともに、前記くり貫き部はその中心と前記半田付けランドの中心とが一致するように形成されていることを特徴とするものであり、これにより、熱により半田が溶融した際の、半田付けランド内における半田の移動量が低減することにより、半田付けランドと円柱サポート端子間に入り込む半田の量をさらに均一にすることができ、より円柱サポートを基板に対して垂直に接続することが容易にでき、また接続後の円柱サポート端子の高さをさらに一定のものとし、且つ円柱サポート端子と半田付けランドの中心をさらに一致させて接続することが容易にできるものである。
【００１２】
また、本発明は、くり貫き部の面積が半田付けランドの面積の３〜５割であることを特徴とするものであり、これにより、半田付けランドと円柱サポートの接続強度を高く保ちつつ、適切に熱により半田が溶融した際の、半田付けランド内での半田の移動量が低減する効果と、半田付けランドと円柱サポート端子間に入り込む半田の量を、より一定にすることができ、円柱サポートを基板に対して垂直に接続することが容易にでき、また接続後の円柱サポート端子の高さも一定のものとし、且つ円柱サポート端子と半田付けランドの中心を一致させて接続することが容易にできるものである。
【００１３】
また、本発明は、突出部を少なくとも３個以上有することを特徴とするものであり、これにより、半田が溶融した際の突出部と円柱サポート端子間に加わる力が均等で且つ半田付けランドの中心と円柱サポート端子の中心を一致させる方向に働き、より円柱サポート端子と半田付けランドの中心を一致させて接続させることができるものである。
【００１４】
また、本発明は、くり貫き部の形状が真円であることを特徴とするものであり、これにより、半田付けランドと円柱サポート端子間に入り込む半田の量を、円柱サポート端子の全円周方向に対して一定にすることができ、円柱サポート端子と半田付けランドの中心を一致させて接続することが容易にでき、また円柱サポートを基板に対して垂直に接続することが容易にでき、また接続後の円柱サポート端子の高さも一定のものとなるため、非常に安定性の高い円柱サポート端子の実装接続を実現することができるものである。
【００１５】
また、本発明は、半田付けのフィレットの量が円周にほぼ均等に形成されると共に、その高さは円柱の高さの１／１０から１／２であることを特徴とするものであり、これにより、半田付け強度が円柱サポート端子の全方位から均等になり、またその強度を必要十分に保ち、且つ半田を適量に抑えることができるものである。
【００１６】
また、本発明は、突出部の外周側の形状が半田付けランドの中心に対して同心円状の弧をつけることを特徴とするものであり、これにより、突出部と円柱サポート端子間のフィレットが均一に形成されるため、円柱サポート端子と半田付けランドの中心を一致させて接続させることができる。
【００１７】
また、本発明は、突出部の形状が円の一部であることを特徴とするものであり、これにより、円柱サポート端子と半田付けランドの突出部との間に形成される円柱サポート端子の円周に対するフィレットの割合を長くでき、より円柱サポート端子と半田付けランドの接続強度を強くさせることができるものである。
【００１８】
また、本発明は、引き出しパターンを突出部が形成されていない部分に形成することを特徴とするものであり、これにより、突出部による作用効果を保ったまま、他との電気的接続を可能とすることができるものである。
【００１９】
また、本発明は、半田付けランドが導体パターンの上に作成されたレジストパターンにより形成されていることを特徴とするものであり、これにより、電極パターンとレジストパターンの位置関係がずれた場合でも、レジストパターンの形状によってのみ半田付けランドが形成できるものであり、製造上の精度によらず半田付けランドの形状が設計通りにできるものである。
【００２０】
また、本発明は、突出部が略台形形状あるいは略矩形形状であることを特徴とするものであり、これにより、円柱サポート端子と半田付けランドの突出部との間に同心円上に均一な力を作用させることができ、より円柱サポート端子と半田付けランドの中心を一致させて接続させることができるものである。
【００２１】
また、本発明は、突出部のそれぞれの面積が同じであることを特徴とするものであり、これにより、半田が溶融した際の半田フィレットによる個々の突出部と円柱サポート端子間に加わる力が均等になるため、より円柱サポート端子と半田付けランドの中心を一致させて接続させることができるものである。
【００２２】
また、本発明は、半田付けランドの全円周と突出部の幅の合計との比が、４〜８：１であることを特徴とするものであり、これにより、突出部による半田が溶融した際の半田溜りの機能により、半田付けランドと円柱サポート端子間に入り込む半田の量を一定にする作用を果たしつつ、突出部以外の円周部半田付けランドによる円柱サポート端子の接続位置を半田付けランドの中心位置に保つ作用を適切にすることができるものである。
【００２３】
また、本発明は、突出部と突出部の間に、クリーム半田の未塗布部があることを特徴とするものであり、これにより、くり貫き部による半田付けランドと円柱サポート端子間に入り込む半田の量をさらに均一にする作用を果たし、且つ突出部の作用を損なう事無く、クリーム半田印刷のためのメタルマスクを構成することができるものである。
【００２４】
また、本発明は、クリーム半田の未塗布部によりくり貫き部が形成されていることを特徴とするものであり、これにより、クリーム半田が溶融した際に、クリーム半田が表面張力によりくり貫き部へ濡れ広がることにより、半田付けランドと円柱サポート端子の接続面積を増加させることができ、くり貫き部による半田付けランドと円柱サポート端子間の半田量を均一にする作用を損なうことなく、接続強度を向上させることが実現するものである。
【００２５】
また、本発明は、くり貫き部のランド内周部に半田が濡れ広がってフィレットを形成していることを特徴とするものであり、これにより、円柱サポート端子と半田付けランドの接続強度を強くすることができるものである。
【００２６】
また、本発明は、くり貫き部のランド内周部のエッジが、基板から直接立上っていることを特徴とするものであり、これにより、くり貫き部のランド内周部の半田フィレットが高く形成されることを特徴とするものであり、これにより、円柱サポート端子と半田付けランドの接続強度を強くすることができるものである。
【００２７】
また、本発明は、エッジ部が傾斜していることを特徴とするものであり、これにより、フィレットの接続面積が増加して円柱サポート端子と半田付けランドの接続強度をさらに高くすることができるものである。
【００２８】
また、本発明は、半田付けランドの外周から延伸するように設けられた突出部に対して、半田付けランドの内周に前記突出部の中間位置に前記突出部と同数の内向きの突出部が配置されていることを特徴とするものであり、これにより、円柱サポートに対して、外周から延伸するように設けられた突出部の外向きのと内向きに設けられた突出部を接続することが容易にできるため、非常に安定性の高い円柱サポート端子の実装接続を実現することができるものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態の電極端子接続構造について、図面を用いて説明する。
【００３０】
図１は本発明の一実施の形態における円柱サポート端子の実装接続構成を示すものであり、（ｂ）は基板上に半田付けランド部を設けクリーム半田を介して電極端子を接続実装した際の断面図で、（ａ）は前記半田付けランド部に円柱サポート端子を実装接続した際の上面図である。
【００３１】
図１において、２は円柱サポート端子であり、マザー基板４上に設けられた半田付けランド部１とクリーム半田３を介して、モジュール部品（図示せず）が電気的に接続されるように構成されている。
【００３２】
この半田付けランド部１は、円柱サポート端子２の底面よりも大きく、また、円柱サポート端子２の底面と同心円状の形状となっており、半田付けランド部１の外周から延伸するように半田付けランド突出部１ａを半田付けランド部１の外周に均等に設けられている。
【００３３】
従って、熱によりクリーム半田３が溶融した際に、半田付けランド部１と円柱サポート端子２間に入り込むクリーム半田３の量が均等にならなくても、突出部１ａにクリーム半田３が流れ集まるため、半田付けランド部１と円柱サポート端子２間に入り込むクリーム半田３の量を一定にすることができる。
【００３４】
よって、円柱サポート端子２をマザー基板４に対し、垂直に実装接続することが容易にでき、且つ、接続後の円柱サポート端子の高さも一定にすることができるため、生産性が向上するものである。
【００３５】
また、突出部１ａが半田付けランド部１の外周に均等に設けられているため、突出部１ａより円柱サポート端子２に対し均等に力が作用するため、半田付けランド部１と円柱サポート端子２の中心を一致させて実装接続することが容易にできるため、非常に安定性の高いまた位置精度の高い円柱サポート端子２の実装接続を確実に行うことができる。
【００３６】
また、クリーム半田３のフィレット３ａが円柱サポート端子２の外周部に対し、ほぼ均等の大きさで形成されるとともに、そのフィレット３ａの高さは、円柱サポート端子２の高さの１／１０から１／２で形成されるため、半田付け強度が向上するとともにクリーム半田量を適量に抑えることができる。
【００３７】
また、突出部１ａの形状を略台形形状、あるいは略矩形形状にすることにより、円柱サポート端子２と半田付けランド突出部１ａとの間に同心円状に均一な力を作用させることができるため、半田付けランド部１と円柱サポート端子２の中心を一致させることができる。
【００３８】
また、突出部１ａの面積を均一にすることにより、熱によりクリーム半田３が溶融した際に形成されるフィレット３ａによる個々の突出部１ａと円柱サポート端子２間に加わる力が均等になるため、より円柱サポート端子２と半田付けランド部１の中心を一致させることができる。
【００３９】
また、半田付けランド部１の全円周と突出部１ａの幅の合計との比が４〜８：１にすることで、クリーム半田３が溶融した際に突出部１ａに流れ集まることにより、半田付けランド部１と円柱サポート端子２間に入り込むクリーム半田３の量を一定にする作用を果たしつつ、突出部１ａ以外の円周部半田付けランド部１による円柱サポート端子２の接続位置を半田付けランド部１の中心位置に保つ作用を適切に行うことができる。
【００４０】
図２において、（ａ）は、半田付けランド部１の内周部にくり貫き部を設けた上面図で、（ｂ）はその断面図である。
【００４１】
図２において、５は、半田付けランド部１の内周部をくり貫いたくり貫き部で、熱により、クリーム半田３が溶融した際の円柱サポート端子２と半田付けランド部１の間に入り込むクリーム半田３量を更に均一にすることができ、また、円柱サポート端子２をマザー基板４に対し、より垂直に実装接続することができる。
【００４２】
また、接続後の円柱サポート端子２の高さを更に一定のものとし、且つ、円柱サポート端子２と半田付けランド部１の中心を更に一致させて実装接続することが容易にできる。
【００４３】
また、このくり貫き部５の面積は、半田付けランド部１の面積の３から５割であるため、半田付けランド部１と円柱サポート端子２の接続強度を高く保ちつつ、適切に熱によりクリーム半田３が溶融した際の、半田付けランド部１内でのクリーム半田３の移動量が低減するとともに、半田付けランド部１と円柱サポート端子２間に入り込むクリーム半田３量を更に一定にすることができ、円柱サポート端子２をマザー基板４に対し、垂直に実装接続することが容易にでき、また、接続後の円柱サポート端子２の高さも一定のものとなり、且つ、円柱サポート端子２と半田付けランド部１の中心を一致させて接続することが容易にできる。
【００４４】
また、このくり貫き部５の形状は真円であるため、半田付けランド部１と円柱サポート端子２間に入り込むクリーム半田３量を円柱サポート端子２の下部全周囲に対し一定にすることができ、円柱サポート端子２と半田付けランド部１の中心を一致させて接続することができ、また、円柱サポート端子２の高さも一定のものとなるため、非常に安定性の高い円柱サポート端子２の実装接続ができる。
【００４５】
また、（ｂ）で示すごとく、このくり貫き部５のランド内周部にクリーム半田３が濡れ広がってフィレット３ａを形成しているため、円柱サポート端子２と半田付けランド部１の接続強度を向上させることができる。
【００４６】
また、くり貫き部５のランド内周部のエッジ５ａが、マザー基板４から直接立ち上がっているため、くり貫き部５の内周部に形成されるフィレットの高さは高くなり、よって、円柱サポート端子２と半田付けランド部１の接続強度を向上することができる。
【００４７】
また、このエッジ５ａが傾斜していることにより、フィレット３ａの接続面積が増加し、円柱サポート端子２と半田付けランド部１の接続強度を更に高くすることができる。
【００４８】
図３において１ｂは、突出部１ａの外周側の形状を半田付けランド部１の中心に対して、同心円状の弧としたもの（７）である。これにより、突出部１ａと円柱サポート端子２間のフィレットが均一に形成されるため、円柱サポート端子２と半田付けランド部１の中心を一致させて接続することができる。
【００４９】
図４において１ｃは、突出部１ａの形状が円の一部とさせているものである。これにより、円柱サポート端子２と半田付けランド部１の突出部１ａとの間に形成される円柱サポート端子２の外周に対するフィレットの割合を長くすることができ、更に円柱サポート端子２と半田付けランド部１の接続強度を高くさせることができる。
【００５０】
図５において８は、半田付けランド部１の突出部１ａが形成されていない部分に、他との電気的接続をするための引き出しパターンである。これにより、突出部１ａによる作用効果を保ち、且つ、他との電気的接続を可能にすることができる。
【００５１】
図６において９は、導体パターン（図示せず）の上にくり貫き部を設けるように形成されたレジストである。これにより、レジスト９の形成時にレジスト印刷の位置ずれが発生した場合でも、半田付けランド部１の形状は変化しないため、基板パターンの製造上の精度によらず半田付けランドの形状が設計通り構成する事ができる。
【００５２】
図７において１０は、半田付けランド部１の突出部１ａとの間に設けたクリーム半田未塗布部である。これにより、くり貫き部５による半田付けランド部１と円柱サポート端子２間に入り込むクリーム半田量を更に均一にすることができ、且つ、突出部１ａの作用も損なうことなく、クリーム半田を印刷するためのメタルマスク（図示せず）を構成することができる。
【００５３】
また、くり貫き部５は、導体パターン（図示せず）の上にクリーム半田の未塗布部１０で形成されている。これにより、クリーム半田が溶融した際に、クリーム半田が表面張力によりくり貫き部５へ濡れ広がることにより、半田付けランド部１と円柱サポート端子２の接続面積を増加させることができ、くり貫き部５による半田付けランド部１と円柱サポート端子２間の半田量を均一にする作用を損なうことなく、接続強度を向上させることが実現するものである。
【００５４】
図８において１ｄは、半田付けランド部１の外周から延伸するように設けられた突出部１ａに対して、半田付けランド部１の内周に、突出部１ａの中間位置に前記突出部１ａと同数の内向きの突出部である。これにより、円柱サポート端子２に対し、外周から延伸するように設けられた外向き突出部１ａと内向きに設けられた突出部１ｄを接続することができるため、非常に安定性の高い円柱サポート端子２の実装接続を実現することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、モジュール部品の下面に設けられた円柱状の電極端子と、前記円柱状の電極端子と対向するように基板上に設けられた半田付けランドと半田を介して実装接続する際に、半田付けランド部に複数個の突出部を設けるとともに、半田付けランド部内周部にくり貫き部を設けることで、より位置精度及び、平坦度が高く、より高さのバラツキの少ない電極端子の実装接続構造を実現することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１における円柱サポート端子の実装接続構成図
【図２】本発明の実施形態１における円柱サポート端子の実装接続構成図
【図３】同実装接続構成を示す上面図
【図４】同実装接続構成を示す上面図
【図５】同実装接続構成を示す上面図
【図６】同実装接続構成を示す上面図
【図７】同実装接続構成を示す上面図
【図８】同実装接続構成を示す上面図
【図９】従来例における円柱サポート端子の実装接続構成図
【符号の説明】
１　半田付けランド部
１ａ　半田付けランド突出部
１ｂ　半田付けランド突出部外周弧
１ｃ　半田付けランド突出部外周弧
１ｄ　半田付けランド突出部
２　円柱サポート端子
３　クリーム半田
３ａ　フィレット
４　マザー基板
５　くり貫き部
５ａ　パターンエッジ
７　同心円を示す仮想線
８　引き出しパターン
９　レジスト
１０　クリーム半田未塗布部
２１　半田付けランド部
２２　円柱サポート端子
２３　クリーム半田
２４　マザー基板

Claims

モジュール部品の下面に設けられた円柱状の電極端子と、前記円柱状の電極端子と対向するように基板上に設けられた半田付けランドとを半田により電気的に接続するための接続構造であって、前記半田付けランドは前記円柱状の電極端子よりも大きく同心円状の形状を有するとともに、前記半田付けランドの外周から延伸するように設けられた突出部を複数個有し、前記複数個の突出部が前記半田付けランドの外周に均等に配設されていることを特徴とする電極端子の接続構造。
半田付けランドは、その内周部分がくり貫かれたくり貫き部を有するとともに、前記くり貫き部はその中心と前記半田付けランドの中心とが一致するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の電極端子の接続構造。
くり貫き部の面積が半田付けランドの面積の３〜５割であることを特徴とする請求項１記載の電極端子の接続構造。
突出部を少なくとも３個以上有することを特徴とする請求項１記載の電極端子の接続構造。
くり貫き部の形状が真円であることを特徴とする請求項１記載の電極端子の接続構造。
半田付けのフィレットの量が円周にほぼ均等に形成されると共に、その高さは円柱の高さの１／１０から１／２であることを特徴とする請求項１記載の電極端子の接続構造。
突出部の外周側の形状が半田付けランドの中心に対して同心円状の弧をつけることを特徴とする請求項１記載の電極端子の接続構造。
突出部の形状が円の一部であることを特徴とする請求項１記載の電極端子の接続構造。
引き出しパターンを突出部が形成されていない部分に形成することを特徴とする請求項１記載の電極端子の接続構造。
半田付けパターンがレジストで形成されていることを特徴とする請求項１記載の電極端子の接続構造。
突出部が略台形形状あるいは略矩形形状であることを特徴とする請求項１記載の電極端子の接続構造。
突出部のそれぞれの面積が同じであることを特徴とする請求項１記載の電極端子の接続構造。
半田付けランドの全円周と突出部の幅の合計との比が、３〜８：１であることを特徴とする請求項１記載の電極端子の接続構造。
突出部と突出部の間に、クリーム半田の未塗布部があることを特徴とする請求項１記載の電極端子の接続構造。
クリーム半田の未塗布部によりくり貫き部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の電極端子の接続構造。
くり貫き部のランド内周部に半田が濡れ広がってフィレットを形成していることを特徴とする請求項１記載の電極端子の接続構造。
くり貫き部のランド内周部のエッジが、基板から直接立上っていることを特徴とする請求項１記載の電極端子の接続構造。
エッジ部が傾斜していることを特徴とする請求項１７記載の電極端子の接続構造。
半田付けランドの外周から延伸するように設けられた突出部に対して、半田付けランドの内周に前記突出部の中間位置に前記突出部と同数の内向きの突出部が配置されていることを特徴とする請求項１記載の電極端子の接続構造。