JP2006041059A - 電極端子の固定構造およびその固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子回路基板の組み立て実装においてリフロー工程を再度行うなど、はんだが再溶融するような状況でも電極端子が動くことを防止でき、位置ズレによる性能の低下を防ぐことができる電極端子の固定構造を提供すること
【解決手段】 副基板１は、所定の回路パターンを形成してあって、電子部品を表面実装することでモジュール化した一つの機能部品になる。基板表面には、電極端子３を表面実装するための端子パッド２を形成するが、電極端子３を搭載する表面領域に、はんだが付かない非はんだ部位４を設ける。組み立て実装は、端子パッド２に予めはんだペーストを塗布し、非はんだ部位４には熱硬化性の接着剤５を塗布し、次に電極端子３および各電子部品を所定に搭載してこれをリフロー炉に通す。この組み立て実装した副基板１は、電極端子３を主基板の端子パッドに向けて搭載して両基板を再びリフロー炉に通す。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電極端子の固定構造およびその固定方法に関するもので、より具体的には、リフロー工程によりはんだ付けする表面実装に係わり、主基板上に副基板を搭載してリフロー炉を通すような再度の加熱工程を有する組み立てにおける電極端子の取り付け支持の改良に関する。

電子回路の実装技術に関して、回路の一部を副基板にモジュール化し、この副基板を主基板に実装する手法がある。例えば、特許文献１，２などに具体例が示されているように、コンピュータ装置では、電源部のＤＣ／ＤＣコンバータなどを副基板に形成してモジュール化し、これをメインボード（主基板）に実装することが行われている。

モジュール化した副基板の実装は、特許文献１などに見られるように、接続ピンおよび位置決めピンを副基板に組み付けておき、それらのピンにより主基板と接続する構成がある。しかし、係る構成では、ピンを立てるための孔加工が必要になり、工数やコスト，小型化の面で不利がある。このため、特許文献２などに見られるように、電子部品は基板に表面実装するように、主基板との間に電極端子つまり接続用のチップ部品を介在させる構成としている。

基板の組み立て実装は、リフロー工程によりはんだ付けする方法を採ることが多い。この方法は、基板上の各パターンに予めはんだペーストを印刷等により塗布しておき、次に各電子部品を所定に搭載して、これをリフロー炉に通すことによりはんだ付けを行う。
特開２００４−７９７７６号公報 特開２００２−７６５６６号公報

ところが、そうした表面実装による電極端子の固定構造にあっては、モジュール化した副基板を主基板に実装する際に、リフロー工程の熱によって電極端子が動いて位置ズレする問題がある。

つまり、電極端子は副基板のパターン面（端子パッド）にはんだ付けしておき、これを主基板に実装することから、２度目のリフロー工程の際に、副基板の側ではんだが再溶融あるいは半溶融し、このとき電極端子あるいは副基板，主基板が熱応力を発現する。その結果、副基板に固着したはずの電極端子が動いてしまい、位置ズレしてしまうことがある。

そして、この電極端子は電力系の接続ラインになっているので、位置ズレを起こすと、電気接続の状態が変化し、接続抵抗が変わるため電気的な特性が変わってしまい、設計時に想定した性能を得ることができなくなる。

この発明は上記した課題を解決するもので、その目的は、電子回路基板の組み立て実装においてリフロー工程を再度行うなど、はんだが再溶融するような状況でも電極端子が動くことを防止でき、位置ズレによる性能の低下を防ぐことができる電極端子の固定構造およびその固定方法を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明に係る電極端子の固定構造は、主基板および副基板の両者に、電極端子を表面実装するための端子パッドを形成し、前記電極端子を介在させて前記副基板を前記主基板上に実装して電気的に接続する電極端子の固定構造において、前記副基板は前記電極端子を搭載する表面領域に、はんだが付かない非はんだ部位を設け、当該非はんだ部位に熱硬化性の接着剤を塗る構成とした。

また、前記非はんだ部位は、前記端子パッドの対向する２辺について対に設けたり、そして前記非はんだ部位の領域は、前記電極端子が重なる全領域の多くとも１／２以下に設定することができる。

また、前記端子パッドは少なくとも前記電極端子の取付面を上回る大きさに形成し、前記端子パッド上に当該領域の一部を覆う所定パターンのレジスト膜を設けて、当該レジスト膜の部位を前記非はんだ部位としてもよい。また、前記端子パッドは前記電極端子と重なる領域の一部を切り欠いた外形に形成し、当該切り欠いた外形による非パッドの部位を前記非はんだ部位とすることもできる。

また、主基板および副基板の両者に、電極端子を表面実装するための端子パッドを形成し、前記電極端子を介在させて前記副基板を前記主基板上に実装して電気的に接続する電極端子の固定方法であって、前記副基板は前記電極端子を搭載する表面領域に、はんだが付かない非はんだ部位を設け、当該非はんだ部位に熱硬化性の接着剤を塗布し、そして前記端子パッドに予めはんだペーストを塗布しておき、次に前記電極端子を所定に搭載して前記副基板をリフロー炉に通し、リフロー工程を完了後に、当該副基板上の電極端子を前記主基板の端子パッドに向けて搭載して両基板を再びリフロー炉に通すようにした。

係る構成にすることにより本発明では、副基板の組み立て実装は、端子パッドに予めはんだペーストを塗布しておき、非はんだ部位に熱硬化性の接着剤を塗布し、次に電極端子および各電子部品を所定に搭載して、これをリフロー炉に通すことによりはんだ付けを行う。そして、主基板への実装は、副基板上の電極端子を主基板の端子パッドに向けて搭載して両基板を再びリフロー炉に通すことによりはんだ付けを行う。

したがって、リフロー炉に通すことでは、はんだペーストが溶融して電極端子がはんだ付けになり電気的に接続する。そして、非はんだ部位では接着剤が硬化して電極端子の対応部位が固着する。

さらに、この組み立て実装した副基板は、電極端子を主基板の端子パッド上に搭載して両基板を再びリフロー炉に通すので、この加熱によりはんだは再溶融するが、電極端子は接着剤により固着しているので動くことがない。

本発明に係る電極端子の固定構造およびその固定方法では、副基板の組み立て実装は、非はんだ部位に熱硬化性の接着剤を塗布するので、リフロー炉に通すと、はんだペーストが溶融してはんだ付けが行えるが、このとき非はんだ部位では接着剤が硬化して電極端子の対応部位が固着する。そして、主基板への実装は、副基板上の電極端子を主基板の端子パッドに向けて搭載して両基板を再びリフロー炉に通すので、この加熱によりはんだは再溶融するが、電極端子は接着剤により固着しているので動くことがない。

したがって、電子回路基板の組み立て実装においてリフロー工程を再度行うなど、はんだが再溶融するような状況でも電極端子が動くことを防止でき、位置ズレによる性能の低下を防ぐことができる。

図１は、本発明の一実施の形態を示す副基板の平面図である。本実施の形態において、副基板１は、所定の回路パターンを形成してあって、電子部品を表面実装することによりＤＣ／ＤＣコンバータを構成し、モジュール化した一つの機能部品になる。

回路パターンは、副基板１には表裏に形成してあり、その表裏に電子部品を搭載することになる。そして、図１に示す一方の表面には、後述する電極端子を表面実装するための端子パッド２を形成し、電極端子を介在させて主基板上に表面実装して電気的に接続するようになっている。もちろん、主基板には電極端子との対応位置に端子パッドを形成しておき、例えば、コンピュータ装置のメインボード（主基板）に実装することを想定している。

副基板１は、例えば厚さ０．９ｍｍの積層基板を使用して１３×３３ｍｍの外形寸法に形成している。そして、電極端子は図４に示すように直方体の形状からなり、例えば１．５ｍｍ角の断面で長さは２．５ｍｍのチップ形状に形成している。

本発明に係る電極端子の固定構造は、この副基板１に適用してあり、副基板１は、電極端子を搭載する表面領域に、はんだが付かない非はんだ部位４を設け、その非はんだ部位４に熱硬化性の接着剤を塗る構成を採る。

また、非はんだ部位４は、端子パッド２の対向する２辺について対に設ける。そして、非はんだ部位４の領域は、電極端子が重なる全領域の多くとも１／２以下に設定している。つまり、端子パッド２の外形は、図２，図３に拡大して示すように、対向する２辺について略半円状に凹み部分を有し、その凹み部分が非はんだ部位４になる。

図２，図３は当該部分での回路パターンが相違し、２つの異なる例である。図２に示す例では、端子パッド２のベースとなる回路パターンは外形を長方形に形成している。これは図２（ａ）に示すように、少なくとも電極端子の取付面を上回る大きさに形成し、そして図２（ｂ）に示すように、この長方形のパッド上に当該領域の一部を覆う所定パターンのレジスト膜６を設けて、当該レジスト膜６の対応部分を非はんだ部位４としている。

図３に示す例では、端子パッド２となる回路パターンそのものを、略ひょうたん形状に形成している。つまり、電極端子と重なる領域の一部を切り欠いた外形に形成していて、当該切り欠いた外形による非パッドの部分を非はんだ部位４としている。何れにしても非はんだ部位４には熱硬化性の接着剤５を塗る。

図４は、端子パッドに対する電極端子の実装を説明する斜視図である。副基板１の組み立て実装は、リフロー工程によりはんだ付けする方法を採る。つまり、副基板１上の各パターンには予めはんだペーストを印刷等により塗布しておき、次に各電子部品を所定に搭載して、これをリフロー炉に通すことによりはんだ付けを行う。このとき、本発明にあっては、はんだペーストの塗布に伴い、非はんだ部位４に熱硬化性の接着剤５を塗布し、そして電極端子３を端子パッド２の上に搭載する。このため、リフロー炉に通すことでは、はんだペーストが溶融して電極端子３の取付面のうち、端子パッド２との重畳面がはんだ付けになり電気的に接続する。そして、非はんだ部位４では接着剤５が硬化して電極端子３の対応部位が固着することになる。このように、接着剤５は非はんだ部位４に塗布し、はんだペーストの塗布領域とは分けているので、リフロー工程の際に溶けたはんだ，接着剤の両者が混ざり合ってしまうことがなく、両者を共に機能させることができる。

次に、この組み立て実装した副基板１は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、電極端子３を介在させて主基板７上に表面実装するが、これもやはりリフロー工程によりはんだ付けする方法を採る。

つまり、主基板７には電極端子３との対応位置に端子パッド８を形成してあって、それら端子パッド８に予めはんだペーストを印刷等により塗布しておく。そして、副基板１の電極端子３を主基板７の端子パッド８上に搭載して（ａ）、リフロー炉に通す（ｂ）。このとき、リフロー炉での加熱によりはんだは再溶融するが、電極端子３は接着剤５により固着しているので動くことがない。

すなわち本発明によれば、電子回路基板の組み立て実装においてリフロー工程を再度行うなど、はんだが再溶融するような状況でも電極端子３が動くことを防止でき、位置ズレによる性能の低下を防ぐことができる。

本発明の一実施の形態を示す副基板の平面図である。 端子パッド部位を拡大して示す平面図である。 端子パッド部位の他例を拡大して示す平面図である。 端子パッドに対する電極端子の実装を説明する斜視図である。 主基板に対する組み付け作業を説明する側面図であり、（ａ）は副基板の搭載作業を示し、（ｂ）はリフロー工程での状態を示す。

符号の説明

１ 副基板
２，８ 端子パッド
３ 電極端子
４ 非はんだ部位
５ 接着剤
６ レジスト膜
７ 主基板

Claims (6)

1. 主基板および副基板の両者に、電極端子を表面実装するための端子パッドを形成し、前記電極端子を介在させて前記副基板を前記主基板上に実装して電気的に接続する電極端子の固定構造において、
   前記副基板の前記電極端子を搭載する表面領域に、はんだが付かない非はんだ部位を設け、当該非はんだ部位に熱硬化性の接着剤を塗ることを特徴とする電極端子の固定構造。
2. 前記非はんだ部位は、前記端子パッドの対向する２辺について対に設けることを特徴とする請求項１に記載の電極端子の固定構造。
3. 前記非はんだ部位の領域は、前記電極端子が重なる全領域の多くとも１／２以下に設定することを特徴とする請求項１または２に記載の電極端子の固定構造。
4. 前記端子パッドは少なくとも前記電極端子の取付面を上回る大きさに形成し、前記端子パッド上に当該領域の一部を覆う所定パターンのレジスト膜を設けて、当該レジスト膜の部位を前記非はんだ部位とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極端子の固定構造。
5. 前記端子パッドは前記電極端子と重なる領域の一部を切り欠いた外形に形成し、当該切り欠いた外形による非パッドの部位を前記非はんだ部位とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極端子の固定構造。
6. 主基板および副基板の両者に、電極端子を表面実装するための端子パッドを形成し、前記電極端子を介在させて前記副基板を前記主基板上に実装して電気的に接続する電極端子の固定方法であって、
   前記副基板は前記電極端子を搭載する表面領域に、はんだが付かない非はんだ部位を設け、当該非はんだ部位に熱硬化性の接着剤を塗布し、そして前記端子パッドに予めはんだペーストを塗布しておき、次に前記電極端子を所定に搭載して前記副基板をリフロー炉に通し、リフロー工程を完了後に、当該副基板上の電極端子を前記主基板の端子パッドに向けて搭載して両基板を再びリフロー炉に通すことを特徴とする電極端子の固定方法。

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