JP2005129639A - 回路装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 チップ部品等を表面実装した回路装置を、プリント基板を使用することなく構成することができるようにする。
【解決手段】 金属製の導通部材３１をプレス加工により所定形状に成形することにより１または複数個の平板状のターミナル２６毎に切り離して成形し、当該ターミナル２６にマスキングして半田ペーストを印刷し、表面実装型のチップ部品２８を接着して一括してリフロー半田付けする。そしてターミナル２６をインシュレータ２７にインサート成形するため、プリント基板を用いることなくスイッチ回路装置を構成することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、チップ部品等を表面実装した回路装置およびその製造方法に関する。

この種の回路装置において、例えば図５に示すように構成された車両用のデフォガスイッチ回路装置１がある。このスイッチ回路装置１は次のように組立製造される。すなわち、プリント基板２にチップ部品搭載用パッド（図示せず）や位置決め用孔３が形成された状態で、チップ部品（チップ抵抗，チップＬＥＤ等）４を当該パッドに表面実装し、当該プリント基板２の位置決め用孔３がインシュレータ５に形成された位置決め突起６に例えばロボット等で半田付けすることにより位置決め状態に固定する。そして金属製のターミナル７が、プリント基板２上に形成された回路と電気的に接続されるようにインシュレータ５に搭載され、金属製のコンタクト８やレンズ９，スプリング１０，ロックピン１１等と共にノブ１２およびボディ１３に組み立てられる。

このとき、この組立品が車両内の所定位置に固定されると、ターミナル７の一部が車両に内蔵された電源供給部に接続される。この状態でノブ１２が押圧されオンオフ操作されると、コンタクト８が作動しターミナル７等と接触／非接触変化することで回路構成が変化する。このとき、プリント基板２に実装されたチップＬＥＤに通電されるとチップＬＥＤが発光し、レンズ９およびノブ１２に形成された前面窓１４を通して外部に光が照射されるようになる。

尚、本発明には直接関係しないが、関連文献として特許文献１に開示されたスイッチ用基板がある。
特開２００３−１５７７４４

しかしながら、プリント基板２を所定形状に加工する際には、プリント基板２を切断する必要があり、切断工程時には粉塵，異物が発生する。この粉塵，異物がスイッチ回路装置１の一部（例えば特にコンタクト８とターミナル７の接点）に密着してしまうと電気的特性の悪化を引き起こし、スイッチ回路装置１の信頼性を悪化させてしまうという問題を生じている。この問題はスイッチ回路装置１に限らず一般的な回路装置全般に適用される問題である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、プリント基板を使用することなくチップ部品を表面実装した回路装置を構成することができるようにして信頼性を向上することができる回路装置とその製造方法を提供することにある。

請求項１記載の発明は、所定形状に成形された金属製の導通部材に表面実装型のチップ部品を搭載して半田付けして実装する工程と、回路部品が半田付けされた導通部材をインシュレータにインサート成形する工程とを備えたところに特徴を有する。
請求項２記載の発明は、所定形状に成形された金属製の導通部材をインシュレータにアウトサート成形する工程と、金属製の導通部材に表面実装型のチップ部品を搭載して半田付けして実装する工程とを備えたところに特徴を有する。

このような発明によれば、導通部材をインシュレータにインサート成形もしくはアウトサート成形するため、プリント基板を用いることなくチップ部品を表面実装して回路装置を製造することができる。プリント基板を加工する必要がないため、プリント基板を加工することに基づいて粉塵や異物を発生させることがなくなり、電気的特性の信頼性が向上する。しかも、インシュレータとプリント基板をロボット半田付けなど行うことなく構成することができ、半田付けに関する不良を低減し、工数削減によるコストダウンを図ることができる。

請求項３記載の発明は、金型により金属製の導通部材を所定形状にプレス加工成形する工程を備え、プレス加工成形するときに用いる金型は変更可能であることを特徴としている。
この発明によれば、金型をわずかに変更するのみで回路の配線パターンを変更することができるので、回路機能を容易に変更することができるようになる。すなわち、プリント基板を用いるとプリント基板のプリント配線パターンを設計しなおす必要があるが、本願発明によれば金型を取り替えるだけで回路の配線パターンを変更することができる。

請求項４記載の発明は、金属製の導通部材により形成され表面実装型のチップ部品を搭載可能に実装部が成形されたターミナルと、このターミナルがインサート成形もしくはアウトサート成形されたインシュレータとを備え、ターミナルにチップ部品が搭載されてなることを特徴としている。

本発明の回路装置の製造方法によれば、導通部材をインシュレータにインサート成形もしくはアウトサート成形するため、プリント基板を用いることなくチップ部品を表面実装して回路装置を製造することができる。

以下、本発明を、回路を開閉するスイッチ構造を有する車両用のデフォガスイッチ回路装置に適用した第１の実施形態について図１ないし図３を参照しながら説明する。
図２は、スイッチ回路装置の全体構成を概略的に示している。
回路装置としてのデフォガスイッチ回路装置２１は、ケース２２とノブ２３とコネクタ部２４とレンズ３２とを有して構成されている。ケース２２は、樹脂で直方体状に成形されており当該中央部に孔部２２ａが形成されている。尚、スイッチ回路装置２１としては例えばプッシュモーメンタリタイプのものやロックタイプの何れのもので構成されていても良い。

ノブ２３は樹脂を主体として形成されており、突部２３ａが形成されている。このノブ２３の前面には前面窓部２３ｂが前面方向に光を放射可能に形成されている。ノブ２３の下部には、金属製のコンタクト２５が固定される。コネクタ部２４は、金属製の導通部材が所定形状にプレス加工成形されたターミナル２６と、電気的に絶縁特性を有する基材からなるインシュレータ２７と、各種チップ部品２８とを備えて構成されており、具体的には以下に示すように製造される。

＜コネクタ部の製造方法について＞
図１は、コネクタ部の製造工程を概略的に示している。
コネクタ部２４の製造過程における初段階としてターミナル（金属製の端子）２６を成形する。このとき、金属製の導通部材３１をプレス加工機に順送りするようにして、１または複数個の平板状のフレーム３３付きのターミナル（端子）２６毎にプレス加工して短冊状に切り離す（図１（ａ）参照：ターミナル順送プレス工程）。所定大以上（例えばフープ状）に形成されたままでは、後工程でリフロー炉に挿入してリフロー半田付けする半田付け処理が困難になるため、１または複数（２〜３）個のターミナル２６毎に切り離すプレス加工が行われる。尚、スイッチ回路装置２１の配線パターンにより、プレス加工用の金型（図示せず）は複数用意されており、金型を変更するのみで回路の配線パターンを変更することができるようになる。その一例を図３（ａ）〜（ｃ）に示している。尚、この図３（ａ）〜（ｃ）に示す配線パターンは、図１（ａ）〜（ｄ）の配線パターンとは異なっているが、図３においてハッチングされた部位についてはプレスにより切断加工することを示している。
このようにプレス加工された平板状のターミナル２６には、少なくとも表面実装型のチップ部品を搭載可能にするようにそれぞれ実装部２６ａが形成されている（図３参照）。また、チップ部品２８をターミナル２６の実装部２６ａに実装するため、ターミナル２６は平板状に成形されている。

図１に戻って、切り離された短冊状のターミナル２６に、半田付けのためのマスキングを施す。その後、半田ペーストをスクリーン印刷する。さらに、チップＬＥＤ２９やチップ抵抗３０等のチップ部品２８を、このターミナル２６の実装部２６ａ上に接着することで搭載する（図１（ｂ）参照）。
そして、リフロー炉に挿入した状態でチップ部品２８を一括してリフロー半田付けして実装する（リフロー半田付け工程）。尚、チップＬＥＤ２９は側面発光タイプのもので構成されており、ターミナル２６に実装されるとチップＬＥＤ２９の照射部２９ａは前面側に配設されるようになり当該ターミナル２６の平板面に対して光を平行に照射するように構成されており、コネクタ部２４がノブ２３に組み立てられると、ターミナル２６は前面に略垂直に配設されるようになるため、この状態でチップＬＥＤ２９に通電されると、チップＬＥＤ２９はレンズ３２および前面窓部２３ｂを介して前面側に光を照射する。

ところで、チップ部品２８がターミナル２６上に実装された後、コネクタ部２４がノブ２３に組み立てられる前には、外観検査を行うことではんだ付け実装の検査工程が行われる。その後、ターミナル２６をインシュレータ２７にインサート成形（射出成形）する（図１（ｃ）参照：インサート成形工程）。この場合、インシュレータ２７は電気的に絶縁特性を有する樹脂製で形成されているが、組立工程上、リフロー炉に挿入する必要がないため、比較的熱に弱い樹脂であっても耐熱樹脂であっても良い。
そして、ターミナル２６のフレーム３３をインシュレータ２７の外形に沿ってトリミングして切り離す（図１（ｄ）参照）。このようにしてコネクタ部２４が製造される。

このように製造されたコネクタ部２４は、図２に示すケース２２の孔部２２ａに挿通される。さらにノブ２３の突部２３ａがケース２２の孔部２２ａに挿通され、ロックピン３４，ばね３５，コネクタ部２４と共に一体化されて固定されることにより、スイッチ回路装置２１が製造される。
このようにしてプリント基板を用いることなく構成することができるので、スイッチ回路装置２１を製造する際に粉塵，異物等を発生させることなく製造することができる。

上記構成の作用について簡単に説明する。
さて、ケース２２とノブ２３とコネクタ部２４が一体化されるとスイッチ回路装置２１がスイッチとして機能する。このスイッチ回路装置２１が車両内の所定位置に固定されると、ターミナル２６の一部が車両に内蔵された電源供給部に接続される。
図２に示すように、ノブ２３の下部に固定されるコンタクト２５は、コネクタ部２４の所定面部を摺動する可動接点２５ａを有しており、スイッチがオフ状態からオン状態に移行する過程においては、可動接点２５ａがコネクタ２４上を摺動することにより、可動接点２５ａがターミナル２６の所定の面部に形成された２つの固定接点２４ａ，２４ａに接触し、当該固定接点２４ａ，２４ａが電気的な非導通状態から導通状態に移行する。この導通状態を示すオン信号は、図示しない制御装置に与えられる。この制御装置は、必要に応じてチップＬＥＤ２９に通電可能な回路を形成する。チップＬＥＤ２９に通電されると、チップＬＥＤ２９は前面側に照射するようになる。

逆に、スイッチがオフ状態からオン状態に移行する過程においては、可動接点２５ａが、ターミナル２６上を摺動することにより、可動接点２５ａが、両固定接点２４ａ，２４ａを導通状態から非導通状態とし、図示しない制御装置には非導通状態を示すオフ信号が与えられる。この制御装置は、必要に応じてチップＬＥＤ２９に非通電する回路に切り替える。チップＬＥＤ２９に通電されなくなると、チップＬＥＤ２９は照射しない。

このような第１の実施形態によれば、金属製の導通部材３１をプレス加工により所定形状に成形することにより１または複数個の平板状のターミナル２６毎に切り離して成形し、当該ターミナル２６にマスキングして半田ペーストを印刷し、表面実装型のチップ部品２８を接着して搭載しチップ部品２８を一括してリフロー半田付けした後、ターミナル２６をインシュレータ２７にインサート成形するため、プリント基板を用いることなくスイッチ回路装置２１を構成することができ、粉塵や異物等を発生させることなく回路装置を製造することができる。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態を説明するための図を示すもので、第１の実施形態と異なるところは、コネクタ部の製造方法にある。以下、第１の実施形態と異なる製造方法について説明する。
＜コネクタ部の製造方法について＞
第１の実施形態と同様に、コネクタ部２４の製造過程における初段階としてターミナル２６を成形する。後述する製造工程上、図４（ａ）に示すように、金属製の導通部材３１はフープ材で形成されていることが望ましい。この場合、連続してコネクタ部２４を製造することができ、生産性が良い。リール供給装置（図示せず）からフープ材をプレス加工機（図示せず）に供給し、プレス加工成形を行う。すなわち、金属製の導通部材３１をプレス加工機によりターミナル２６の所定パターンにプレス加工する（図４（ａ）参照）。

ターミナル２６には、表面実装型のチップ部品を搭載可能にするように実装部２６ａが成形されている。尚、第１の実施形態においてターミナル２６は平板状に成形されていたが、本実施形態においてターミナル２６は平板状に成形される必要はない。すなわちターミナル２６を三次元形状に成形しても良い。
次に、プレス加工された金属製の導通部材３１（ターミナル２６）をインシュレータ２７にアウトサート成形する（図４（ｂ）参照。）。そして、前述実施形態と同様にフレーム３３をトリミングして切り離す（図４（ｃ）参照）。そして、外観検査（樹脂かぶり、導通検査、イオンエアブロー）の後、ロボット等により少量の半田を実装部２６ａに塗布し部分的，局所的に半田を溶融させて半田付けを行う（図４（ｄ）参照）。尚、これを部分リフロー半田付けと称している。
尚、本実施形態ではロボット等により半田付けを行うが、ターミナル２６が三次元形状に成形されておらず平板状に形成されていればリフロー炉に挿入して半田付けしても良い。この場合、インシュレータ２７を耐熱樹脂で形成すると良い。逆に言えば、本実施形態の工程順序の場合、第１の実施形態の説明と同様にインシュレータ２７を熱に弱い樹脂で形成しても良い。

このような第２の実施形態によれば、フープ材で形成された金属製の導通部材３１をインシュレータ２７にアウトサート成形し、個々のターミナル２６にトリミングして切り離し、当該金属製の導通部材３１にマスキングしてチップ部品２８を接着して半田付けするため、第１の実施形態と略同様の作用効果を得ることができる。
尚、ノブ２３やケース２２やレンズ３２等と共に回路装置２１を構成したが、必要に応じて部品を削除したり付加して構成しても良い。デフォガスイッチ回路装置に適用した実施形態を示したが、ハザードスイッチ等の各種スイッチ回路装置や、他の回路装置に適用することもできる。

本発明の第１の実施形態を示す概略的な製造工程図 回路装置の分解斜視図 配線パターンの一例を示す図 本発明の第２の実施形態を示す図１相当図 従来例を示す図２相当図

符号の説明

図面中、２１はデフォガスイッチ回路装置（回路装置）、２２はケース、２３はノブ、２４はコネクタ部、２５はコンタクト、２６はターミナル、２７はインシュレータ、２８はチップ部品、２９はチップＬＥＤ、３０はチップ抵抗、３１は金属製の導通部材である。

Claims (4)

1. 所定形状に成形された金属製の導通部材に表面実装型のチップ部品を搭載して半田付けして実装する工程と、
   前記チップ部品が半田付けされた導通部材をインシュレータにインサート成形する工程とを備えたことを特徴とする回路装置の製造方法。
2. 所定形状に成形された金属製の導通部材をインシュレータにアウトサート成形する工程と、
   前記金属製の導通部材に表面実装型のチップ部品を搭載して半田付けして実装する工程とを備えたことを特徴とする回路装置の製造方法。
3. 金型により前記金属製の導通部材を所定形状にプレス加工成形する工程を備え、前記プレス加工成形するときに用いる金型は変更可能であることを特徴とする請求項１または２記載の回路装置の製造方法。
4. 金属製の導通部材により形成され表面実装型のチップ部品を搭載可能に実装部が成形されたターミナルと、
   このターミナルがインサート成形もしくはアウトサート成形されたインシュレータとを備え、
   前記ターミナルに前記チップ部品が搭載されてなることを特徴とする回路装置。
   
   

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