JP2005051182A - 電子部品の実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂ケース型コンデンサなどの比較的大型で重量の重い電子部品を実装し、かつ基板の耐湿性を向上させるために樹脂コーティングを施した場合であっても、前記電子部品のリードが接続されたメッキ部に剥離が生じないと共に、基板の実装面積を減少させることがなく、さらには耐振性も向上させるようにした電子部品の実装構造を提供する。
【解決手段】基板（１６）に穿設されたスルーホール（２２）に電子部品（１０）のリード（２０）を挿入して実装する電子部品の実装構造において、前記電子部品（１０）の底面（１０Ａ）と前記基板（１６）のなす角度が第１の所定の角度（θ１）となるように、前記電子部品（１０）の底面（１０Ａ）の一部（足部１２ａ）のみを前記基板（１６）に接触させて実装する。また、前記リード（２０）を第２の所定の角度だけ屈曲させて屈曲部（２０ａ）を形成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、電子部品の実装構造に関し、より詳しくは、基板に穿設されたスルーホールに電子部品のリードを挿入して実装する、挿入実装型の電子部品の実装構造に関する。

電子部品を基板に挿入実装する場合、樹脂ケース型コンデンサ（耐湿性を向上させるため、コンデンサを樹脂製のケースに収容し、エポキシ系の樹脂でポッティングしたもの）などの比較的大型で重量の重い電子部品は、通常、その底面（リードが設けられる面）の各辺が基板の表面と接触するように、基板に対して直立して実装される（例えば特許文献１参照）。

ところで、基板の耐湿性を向上させるため、基板に搭載された電子部品やスルーホールなどの露出したメッキ部に樹脂コーティングを施すことが従来広く行われている。かかるコーティング樹脂は、基板の表面に所定の膜厚となるように塗布される。

上記した樹脂ケース型コンデンサを搭載した基板に樹脂コーティングを施した場合、樹脂ケース下部の各辺は、コーティング樹脂によって基板に面接着され、強固に固定される。また、樹脂ケース型コンデンサのリードは、コーティング樹脂によってスルーホール周辺のメッキ部と接着され、強固に固定される。

ところで、電子部品を搭載した基板を温度変化の激しい環境で使用すると、電子部品のリードに熱伸縮が発生する。かかるリードの熱伸縮は、電子部品の本体が基板に対して上下に変位させられることにより、吸収される。

一方、上記したように、樹脂ケース型コンデンサを搭載した基板に樹脂コーティングを施した場合、樹脂ケースと基板がコーティング樹脂によって強固に固定されていることから、リードに熱伸縮が発生しても樹脂ケース（即ち、電子部品の本体側）を変位させることができない。仮に、樹脂ケースに収容されたコンデンサが樹脂ケース内において変位することができれば、樹脂ケースが変位しなくともコンデンサの変位によってリードの熱収縮を吸収することができる。しかしながら、コンデンサと樹脂ケースの間隙には硬度の高いエポキシ系の樹脂がポッティングされていることから、コンデンサが樹脂ケース内で変位することはできず、よってリードの熱伸縮を電子部品の本体側で吸収することはできない。

結果として、リードの熱伸縮による応力は、機械的接合力の比較的弱い基板とメッキ部の間に作用することになる。具体的には、リードが熱伸縮することにより、それに接続されたメッキ部が基板に対して変位させられる、即ち、メッキ部と基板の間にそれらを剥離させようとする応力が作用することとなり、場合によっては、メッキ部が基板から剥離するに至るという不具合があった。

一方、例えば特許文献２，３に記載されるように、電子部品を、その底面（リードが設けられる面）が基板に対して垂直になるように横に寝かせて配置すると共に、電子部品の本体から離間した位置に穿設されたスルーホールにリードを折り曲げて挿入する技術が提案されている。かかる従来技術によれば、リードが屈曲部を有しているため、熱伸縮による変形や外部からの衝撃をリード自体が吸収することが可能となる。
特開平１１−２８４３０５号公報（図１など） 特開平３−１８３１８９号公報（図２など） 特開平８−２３６９５９号公報（図２など）

しかしながら、特許文献２，３に記載される従来技術にあっては、電子部品を横に寝かせて（倒して）配置すると共に、リードが挿入されるスルーホールと電子部品の本体が離間した位置に配置されることから、基板の実装面積が減少するという不都合があった。

また、上記した特許文献２の図４などに記載されるように、屈曲させたリードで電子部品を基板の表面から持ち上げて支持することにより、基板の実装面積が低下するのを防止することも考えられるが、かかる構成を樹脂ケース型コンデンサなどの比較的大型で重量の重い電子部品に適用すると、耐振性が低下するという問題が生じる。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、樹脂ケース型コンデンサなどの比較的大型で重量の重い電子部品を実装し、かつ基板の耐湿性を向上させるために樹脂コーティングを施した場合であっても、前記電子部品のリードが接続されたメッキ部に剥離が生じないと共に、基板の実装面積を減少させることがなく、さらには耐振性も向上させるようにした電子部品の実装構造を提供することにある。

上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、基板に穿設されたスルーホールに電子部品のリードを挿入して実装する電子部品の実装構造において、前記電子部品の底面と前記基板のなす角度が第１の所定の角度となるように、前記電子部品の底面の一部のみを前記基板に接触させて実装するように構成した。

また、請求項２にあっては、前記リードを第２の所定の角度だけ屈曲させ、よって前記電子部品の底面と前記基板のなす角度を前記第１の所定の角度に設定するように構成した。

また、請求項３にあっては、前記基板の表面を樹脂によってコーティングすると共に、前記第１の所定の角度を、前記電子部品の底面の一部のみが前記樹脂と接触する角度に設定するように構成した。

請求項１にあっては、電子部品の底面と基板のなす角度が第１の所定の角度となるように、前記電子部品の底面の一部のみを前記基板に接触させて実装する、即ち、電子部品を傾斜させて実装するように構成したので、樹脂ケース型コンデンサなどの比較的大型で重量の重い電子部品を実装し、かつ基板の耐湿性を向上させるために樹脂コーティングを施した場合であっても、樹脂ケースがコーティング樹脂を介して基板に強固に固定されることがないため、リードが樹脂ケース（即ち、電子部品の本体側）を変位させる方向に熱伸縮することが可能となり、よってリードが接続されたメッキ部に剥離が生じるのを防止することができる。

また、電子部品を傾斜させて実装するように構成したので、従来技術のように横に寝かせて（倒して）配置した場合に比して基板の実装面積の減少が少ない。さらに、電子部品の底面の一部が基板に接触させられることから、耐振性も向上させることができる。

また、請求項２にあっては、前記リードを第２の所定の角度だけ屈曲させ、よって前記電子部品の底面と前記基板のなす角度を前記第１の所定の角度に設定するように構成した、即ち、リードに屈曲部が形成されるように構成したので、上記した効果に加え、リードがより自由に熱伸縮することが可能となり、よってリードが接続されたメッキ部に剥離が生じるのを一層効果的に防止することができる。

また、請求項３にあっては、前記基板の表面を樹脂によってコーティングすると共に、前記第１の所定の角度を、前記電子部品の底面の一部のみが前記樹脂と接触する角度に設定するように構成したので、上記した効果に加え、樹脂ケースと基板がコーティング樹脂を介して強固に固定されることを確実に防止することができ、よってリードが接続されたメッキ部に剥離が生じるのをより一層効果的に防止することができる。また、電子部品の傾斜角度を、基板の表面に樹脂コーティングを施した際に樹脂が前記電子部品の底面の一部を除く残余の部位に付着しない程度の小さな値の角度に設定することにより、基板の実装面積の減少を最小限に止めることができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る電子部品の実装構造の最良の実施の形態について説明する。

図１は、この発明の第１実施例に係る電子部品の実装構造を示す断面図である。

図１において、符合１０は、電子部品を示す。電子部品１０は、具体的には樹脂ケース型コンデンサであり、略直方体の樹脂ケース１２と、その内部に収容されたフィルムコンデンサ（図示せず）と、樹脂ケース１２とフィルムコンデンサとの間隙にポッティングされたエポキシ系の樹脂（図示せず）とからなる。電子部品１０は、図示の如く、その底面１０Ａが基板１６の実装面１６Ａに対して所定の角度θ１（前記した第１の所定の角度）だけ傾斜するように、基板１０に実装される。以下、この電子部品の実装構造について詳説する。

図２は、電子部品１０の正面図（図１の矢印Ｌ方向から見た正面図）である。図２に示すように、電子部品１０の底面１０Ａには、リード２０が複数本（具体的には２本）設けられる。複数本のリード２０は、図３に示す如く、同じ方向に所定の角度θ２（前記した第２の所定の角度）だけ屈曲させられる。より具体的には、複数本のリード２０は、それらの配列方向（図２で矢印Ｄで示す）と直交する方向にそれぞれ所定の角度θ２（この実施例にあっては、１０度とする）ずつ屈曲させられ、よってリード２０の途中の所定の位置に、屈曲部２０ａが形成される。また、図２および図３に示すように、樹脂ケース１２の下端の対向する２辺（符号１２Ａと１２Ｂで示す）には、足部１２ａと１２ｂがそれぞれ２個ずつ突設される。

図４は、基板とそれに搭載された電子部品の断面図である。

図４に示す如く、リード２０は、基板１６に穿設された複数個（具体的には２個）のスルーホール２２に挿入される。より詳しくは、リード２０のうち、前記屈曲部２０ａより先端側の部位が、手作業によってスルーホール２２に挿入される。また、リード２０の前記屈曲部２０ａより先端側の部位がスルーホール２２に挿入されることにより、電子部品の底面１０Ａの一部（具体的には、樹脂ケース１２の下端に形成された足部１２ａ，１２ｂのうち、前記リード２０の屈曲方向に位置する一辺１２Ａに形成された足部１２ａ）が、基板１６の実装面１６Ａに接触（より具体的には線接触）させられる。尚、スルーホール２２は、基板１６に対して垂直に穿設されているものとする。

これにより、電子部品１０は、その底面１０Ａが基板の実装面１６Ａに対して前記した所定の角度θ１となるように傾斜して配置される。尚、この実施例にあっては、所定の角度θ１が所定の角度θ２と同様に１０度となるように、リード２０の屈曲部２０ａより上方の長さ（屈曲部２０ａから底面１０Ａまでの長さ）と、底面１０Ａに対するリード２０の位置とが適宜設定される。

図１の説明に戻ると、基板１６に傾斜して配置された電子部品１０は、図示しない治具によって支持されつつ半田槽に浸漬され、よってスルーホール２２の周辺に設けられたメッキ部２４にリード２０が半田付けされる（半田を符号２８で示す）。これにより、電子部品１０は、その底面１０Ａと基板の実装面１６Ａのなす角度が所定の角度θ１となるように、基板１６に対して傾斜して実装される。

リード２０がメッキ部２４に半田付けされた後、基板１６の表面には、さらに耐湿性を向上させるための樹脂コーティングが施される。樹脂コーティングに使用されるコーティング樹脂３０は、具体的にはポリオレフィン系の樹脂であり、所定の膜厚（例えば３０から５０μｍ程度）となるように基板１６の両面に塗布される。

このとき、電子部品１０は、基板１６に対して所定の角度θ１となるように傾斜して実装されていることから、コーティング樹脂３０は、電子部品の底面１０Ａの一部（基板の実装面１６Ａに接触している足部１２ａ付近）のみに付着させられる。即ち、この実施例にあっては、前記した所定の角度θ１を、基板１６に樹脂コーティングを施した際に基板の実装面１６Ａに接触している足部１２ａ付近のみがコーティング樹脂３０と接触させられる角度に設定し、よってコーティング樹脂３０が前記電子部品の底面１０Ａの一部を除く残余の部位に付着するのを回避するように構成した。

これにより、この実施例にあっては、比較的大型で重量の重い樹脂ケース型コンデンサからなる電子部品１０を実装し、かつ基板１６の耐湿性を向上させるために樹脂コーティングを施した場合であっても、樹脂ケース１２がコーティング樹脂３０を介して基板１６に強固に固定されることがなく、よってリード２０が樹脂ケース１２を変位させる方向に熱伸縮することが可能となる。即ち、リード２０の熱伸縮は、樹脂ケース１２が基板１６に対して変位させられることによって吸収されるため、リード２０に接続されたメッキ部２４の基板１６に対する変位は生じない。従って、メッキ部２４と基板１６の間にそれらを剥離させようとする応力が作用せず、よってメッキ部２４が基板１６から剥離させられるのを防止することができる。

また、リード２０を所定の角度θ２だけ屈曲させて屈曲部２０ａを形成するようにしたので、リード２０がより自由に熱伸縮することが可能となり、メッキ部２４に剥離が生じるのを一層効果的に防止することができる。尚、発明者らは、マイナス４０度の環境下に３０分間放置した後、プラス１００度の環境下に３０分放置する温度試験を計６００サイクル繰り返した結果、メッキ部２４に剥離が生じないことを確認した。

また、この実施例にあっては、電子部品１０を傾斜させて実装するように構成したので、従来技術のように横に寝かせて配置した場合に比して基板１６の実装面積の減少が少ない。即ち、この実施例にあっては、従来技術のようにリードが挿入されるべきスルーホールから離間した位置に電子部品の本体を寝かして配置するのではなく、リード２０の直上に電子部品１０の本体（樹脂ケース１２）が配置させられることから、実装面積の消費を抑制することができる。さらに、電子部品の底面１０Ａの一部（足部１２ａ）が基板１６に接触させられることから、電子部品１０の耐振性も向上させることができる。

また、前記所定の角度θ１を、基板１６の表面を樹脂コーティングしたとき、電子部品の底面１０Ａの一部（足部１２ａ付近）のみがコーティング樹脂３０と接触する角度、別言すれば、基板１６の表面にコーティングを施した際にコーティング樹脂３０が電子部品の底面１０Ａの一部を除く残余の部位に付着しない程度の小さな値の角度（１０度）に設定したので、樹脂ケース１２と基板１６がコーティング樹脂３０を介して強固に固定されることを確実に防止することができ、よってメッキ部２４に剥離が生じるのをより一層効果的に防止することができる。また、樹脂ケース１２の横方向への張り出しが小さくなるため、基板１６の実装面積の減少を最小限に止めることができる。

次いで、図５を参照してこの発明の第２実施例に係る電子部品の実装構造について説明する。

図５は、第２実施例に係る電子部品の実装構造を示す断面図である。以下、第１実施例との相違点に焦点をおいて説明すると、第２実施例にあっては、図５に示す如く、スルーホール２２２を基板１６に対して前記した所定の角度θ２となるように傾斜させて穿設する一方、電子部品１０のリード２０２を直線に形成するようにした。

即ち、直線のリード２０２を、傾斜したスルーホール２２２に挿入することで、電子部品１０が基板１６に対して所定の角度θ１をなして傾斜して実装されるようにした。より具体的には、リード２０を第１実施例のように所定の角度θ２だけ屈曲させるのではなく、スルーホール２２の穿設方向を所定の角度θ２だけ傾斜させることで、電子部品の底面１０Ａが基板の実装面１６Ａに対して所定の角度θ１をなすように構成した。これにより、第１実施例で述べたのと同様の効果を得ることができる。尚、第２実施例にあっても、所定の角度θ２は１０度に設定されると共に、所定の角度θ１が１０度となるように、リード２０２の長さと、底面１０Ａに対するリード２０２の位置とが適宜設定される。また、残余の構成については、第１実施例と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。

次いで、図６を参照してこの発明の第３実施例に係る電子部品の実装構造について説明する。

図６は、第３実施例に係る電子部品の実装構造を示す断面図である。以下、従前の実施例との相違点に焦点をおいて説明すると、第３実施例にあっては、図６に示す如く、スルーホール２２３の直径を通常より大きい値に設定するようにした。

即ち、直線のリード２０３を、直径が通常より大きい値に設定されたスルーホール２２３に挿入することにより、スルーホール２２３の内部でリード２０３を所定の角度θ２だけ傾斜させ、よって電子部品１０が基板１６に対して所定の角度θ１をなして傾斜して実装されるようにした。これにより、従前の実施例で述べたのと同様の効果を得ることができる。尚、スルーホール２２３の直径は、リード２０３の傾斜角が所定の角度θ２（同様に１０度とする）となるように、リード２０３の直径と基板１６の厚さを鑑みて適宜設定される。また、所定の角度θ１が１０度となるように、リード２０３の長さと底面１０Ａに対するリード２０３の位置が適宜設定されるのは、従前の実施例と同様である。また、残余の構成については、従前の実施例と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。

以上の如く、この発明の第１から第３実施例にあっては、基板（１６）に穿設されたスルーホール（２２，２２２，２２３）に電子部品（１０）のリード（２０，２０２，２０３）を挿入して実装する電子部品の実装構造において、前記電子部品（１０）の底面（１０Ａ）と前記基板（１６）のなす角度が第１の所定の角度（θ１）となるように、前記電子部品（１０）の底面（１０Ａ）の一部（足部１２ａ）のみを前記基板（１６）に接触させて実装するように構成した。

また、第１実施例にあっては、前記リード（２０）を第２の所定の角度（θ２）だけ屈曲させ、よって前記電子部品（１０）の底面（１０Ａ）と前記基板（１６）のなす角度を前記第１の所定の角度（θ１）に設定するように構成した。

また、第１から第３実施例にあっては、前記基板（１６）の表面を樹脂（コーティング樹脂３０）によってコーティングすると共に、前記第１の所定の角度（θ１）を、前記電子部品（１０）の底面（１０Ａ）の一部（１２ａ）のみが前記樹脂（３０）と接触する角度に設定するように構成した。

尚、上記において、電子部品１０として樹脂ケース型コンデンサを例に挙げたが、それに限られるものではない。また、所定の角度θ１，θ２の大きさやリード２０の本数なども例示に過ぎず、それに限られないのは言うまでもない。

また、基板１６に接触する部位として足部１２ａを設けるようにしたが、必ずしも設ける必要はない。即ち、電子部品の底面１０Ａのうち、一辺あるいはその一部が基板１６に対して線接触（あるいは点接触）すれば良く、接する部位としては、足部１２ａのような部分的に突設された部位であっても良いし、一辺全体であっても良い。

この発明の第１実施例に係る電子部品の実装構造を示す断面図である。 図１に示す電子部品の正面図である。 図１に示す電子部品の側面図である。 図１に示す基板とそれに搭載された電子部品の断面図である。 この発明の第２実施例に係る電子部品の実装構造を示す断面図である。 この発明の第３実施例に係る電子部品の実装構造を示す断面図である。

符号の説明

１０ 電子部品
１０Ａ 電子部品の底面
１２ａ 足部（電子部品の底面の一部）
１６ 基板
２０ リード（第１実施例）
２０２ リード（第２実施例）
２０３ リード（第３実施例）
２２ スルーホール（第１実施例）
２２２ スルーホール（第２実施例）
２２３ スルーホール（第３実施例）
３０ コーティング樹脂

Claims (3)

1. 基板に穿設されたスルーホールに電子部品のリードを挿入して実装する電子部品の実装構造において、前記電子部品の底面と前記基板のなす角度が第１の所定の角度となるように、前記電子部品の底面の一部のみを前記基板に接触させて実装するように構成したことを特徴とする電子部品の実装構造。
2. 前記リードを第２の所定の角度だけ屈曲させ、よって前記電子部品の底面と前記基板のなす角度を前記第１の所定の角度に設定するように構成したことを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装構造。
3. 前記基板の表面を樹脂によってコーティングすると共に、前記第１の所定の角度を、前記電子部品の底面の一部のみが前記樹脂と接触する角度に設定することを特徴とする請求項１または２記載の電子部品の実装構造。

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