JP2006216427A - Manufacturing method of substrate with terminal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板に端子を圧入固定する端子付き基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a substrate with terminals in which terminals are press-fitted and fixed to the substrate.
従来より、基板上に端子を圧入固定した端子付き基板が知られている。
図15(a)はそのような端子付き基板20の一例である。
図15(a)に示すように、端子付き基板20はプリント回路基板などの基板1と、該基板1に基板面に対して垂直に圧入して固定される複数の端子2とからなる。なお基板1には電気伝送路となる回路パターン(図示しない)が形成されており、任意の端子2相互に電気伝導されるようになっている。また端子2にはその両端に先細り形状の尖端部2a、2bが形成されており、基板1の位置決め孔3に圧入しやすく、また、受け側部品等(図示せず)に挿入し易くされている。
Conventionally, a substrate with a terminal in which a terminal is press-fitted and fixed on the substrate is known.
FIG. 15A is an example of such a terminal-equipped
As shown in FIG. 15A, the terminal-equipped
このような端子2の尖端部2a、2bには、図16に示すように端子2の製造工程中に出来た突起部4(いわゆるバリ、メッキカス、ヒゲ等)が残っていることがある。とくに基板1に圧入されない側の端子2の尖端部(図15では2a)にこのような突起部4が残っていると、受け側部品等との電気的接続に用いられた場合、電気的、機械的な接続不良や受け側部品の破損などの問題を生じる可能性がある。このため、従来はこのような突起部4を除去したり端子2端部の角を丸める面取りをするために、成形加工処理を施していた(特許文献1)。
As shown in FIG. 16, protrusions 4 (so-called burrs, plating residue, whiskers, etc.) formed during the manufacturing process of the
しかし、特許文献1に開示されている方法は、突起部4を除去したり端部の面取りをするために、予め端子2の端部の成形加工工程(以下、端部成形工程と称する)を行い、その後別工程として、基板1に端子2を圧入固定する工程(以下、圧入固定工程と称する)を行うものである。このように端部成形工程と圧入固定工程とを別工程として行うことは、端子付き基板20の製造時間、製造コストが嵩む要因となっていた。
However, in the method disclosed in
また端部成形工程においては端子2の尖端部2a、2bのどちらが受け側部品との電気的接続に用いられる側の端部になるか分からないため、両方の尖端部2a、2bの突起部4を除去する必要があり、加工に手間がかかりすぎるという問題があった。
本発明の目的は、このような課題を解決し、端部成形工程と圧入固定工程とを同時に行うことができ、しかも端子を圧入固定工程に供給する際に、両方の端部に成形加工を加えておく必要がない端子付き基板の製造方法を提供することにある。
Further, in the end molding step, it is not known which one of the
The object of the present invention is to solve such a problem and to perform the end molding step and the press-fitting and fixing step at the same time, and at the time of supplying the terminal to the press-fitting and fixing step, both ends are molded. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a substrate with terminals that does not need to be added.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、請求項1に記載の端子付き基板の製造方法は、基板に端子を圧入固定してなる端子付き基板の製造方法であって、前記端子の一端側と前記基板とを突き当てるとともに、前記端子の他端側と、凹み部を有する加圧冶具の該凹み部とを突き当て、前記基板と前記加圧冶具を相対的に近接方向に移動させる圧入固定工程を施すことで、前記基板に前記端子の一端側を圧入することを特徴とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and the method of manufacturing a substrate with a terminal according to
このように本発明の端子付き基板の製造方法によれば、基板に端子の一端側を圧入するとともに、その際の圧入力を利用して、加圧冶具の凹み部により端子の端部に成形加工を加えることで、端部成形工程と圧入固定工程とを同時に行うことができる。しかも圧入固定工程の際に、端子の、基板に圧入されない側の端部に端部成形工程を施すことができるので、端子を圧入固定工程に供給する際に、両方の端部に成形加工を加えておく必要がない。 As described above, according to the method for manufacturing a substrate with a terminal of the present invention, one end side of the terminal is press-fitted into the substrate, and the pressure input at that time is used to form the end portion of the terminal by the recessed portion of the pressure jig. By adding the processing, the end molding step and the press-fitting and fixing step can be performed simultaneously. In addition, during the press-fitting and fixing process, an end molding process can be performed on the end of the terminal that is not press-fitted into the substrate. Therefore, when supplying the terminal to the press-fitting and fixing process, both ends are molded. There is no need to add.
また請求項2に記載の端子付き基板の製造方法は、前記請求項1の方法において、前記圧入固定工程に際して、前記基板には前記端子の圧入位置に、前記端子と少なくとも接触する程度の大きさの位置決め孔が形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a substrate with a terminal according to the first aspect, wherein the substrate has a size at least in contact with the terminal at the press-fitting position of the terminal in the press-fitting and fixing step. The positioning hole is formed.
このような位置決め孔があることで、端子は該位置決め孔にガイドされるため、基板上の所望の箇所に端子を圧入固定することが容易となる。 By having such positioning holes, the terminals are guided by the positioning holes, so that it is easy to press-fit and fix the terminals at desired locations on the substrate.
また請求項3に記載の端子付き基板の製造方法は、請求項1または請求項2の方法において、前記凹み部は、少なくとも一方向において軸対称な断面略U字形状をなしていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a substrate with a terminal according to the first or second aspect, wherein the recess has a substantially U-shaped cross section that is axisymmetric in at least one direction. And
このような形状の凹み部を用いることで、基板上に端子が圧入固定された際、端子の、凹み部に接触している側の端部が端子の凹み部への押し込み量に関わらず凹み部の対称中心軸に合うように位置決めされる。したがって各端子の基板上における固定角度のばらつきが低減される。 By using such a recess, when the terminal is press-fitted and fixed on the substrate, the end of the terminal that is in contact with the recess is recessed regardless of the amount of pressing into the recess of the terminal. It is positioned so as to match the central axis of symmetry of the part. Therefore, variations in the fixing angle of each terminal on the substrate are reduced.
また請求項4に記載の端子付き基板の製造方法は、請求項1〜請求項3のいずれかの方法において、前記圧入固定工程時に、前記基板と前記加圧冶具との間に位置規制部材を設け、該位置規制部材に前記端子を沿わせて移動させることを特徴とする。
A method for manufacturing a substrate with a terminal according to
このような位置規制部材により、端子が基板や凹み部の所望の位置にガイドされる。 By such a position regulating member, the terminal is guided to a desired position of the substrate or the recess.
また請求項5に記載の端子付き基板の製造方法は、請求項1〜請求項4のいずれかの方法において、前記端子から剥離した突起部を吸引して除去する吸引工程を有することを特徴とする。
The method for manufacturing a substrate with a terminal according to
このような吸引工程により、連続して圧入固定工程を行っても端子から剥離した突起部が次の端子の圧入固定工程に悪影響を及ぼすことを防止することができる。 By such a suction process, it is possible to prevent the protruding portion peeled off from the terminal from adversely affecting the next terminal press-fitting process even if the press-fitting process is performed continuously.
また請求項6に記載の端子付き基板の製造方法は、請求項1〜請求項5のいずれかの方法において、前記加圧冶具には凹み部が複数形成され、前記圧入固定工程において複数の端子を前記基板上に一括で圧入固定することを特徴とする。
The method for manufacturing a substrate with a terminal according to
このように複数の端子を一括で圧入固定することで、複数の端子について一括で端部を成形加工するとともに端子付き基板を製造することができる。 Thus, by press-fitting and fixing a plurality of terminals in a lump, the end portions of the plurality of terminals can be molded together and a terminal-equipped substrate can be manufactured.
本発明の端子付き基板の製造方法によれば、端部成形工程と圧入固定工程とを同時に行うことができ、しかも端子を圧入固定工程に供給する際に、両方の端部に成形加工を加えておく必要がない。 According to the method for manufacturing a substrate with a terminal of the present invention, the end molding step and the press-fitting and fixing step can be performed at the same time, and when the terminal is supplied to the press-fitting and fixing step, a molding process is applied to both ends. There is no need to keep it.
本発明の端子付き基板の製造方法について、実施形態を説明する。
まず図1に示すような連鎖端子5が準備される。これはくびれのない単純な形状の線材の適宜な位置に、潰し加工等によってくびれ部6を形成することで製造される。
なお、ここでは断面が正方形の線材を用いている。
An embodiment is described about a manufacturing method of a substrate with a terminal of the present invention.
First, a
Here, a wire having a square cross section is used.
このような連鎖端子5のくびれ部6の箇所に、図2(a)に示すような捻り切り、図2(b)に示すような連鎖端子5長手方向への引張り、図2(c)に示すような連鎖端子5幅方向へのせん断応力付与などの方法で切断し、尖端部2a、2bが形成された断面が正方形の端子2を得る(図3)。
上記の工程の際、図4に示すように、端子2の尖端部2a、2bには、くびれ部6での切断による突起部4が形成されることがある。なお端子2には角部(2c〜2f)が存在する。
Twist cutting as shown in FIG. 2 (a) at the
At the time of the above process, as shown in FIG. 4, the
次に図5(a)、図5(b)、図6に示すような基板1を準備する。
図5(a)、図5(b)に示すように、基板1はガラスエポキシ樹脂からなる板材1a上下に銅系の金属からなる回路パターン1b、1cが形成され、さらに該回路パターン1b、1cを保護する樹脂からなるソルダーレジスト層1d、1eが形成されている。このように形成された基板1には、端子2の圧入固定位置に位置決め孔3が打ち抜き加工など適宜の方法で形成されている。
Next, a
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
この位置決め孔3の断面形状は適宜選択され得るが、本実施形態では、図6に示すように、円形に形成され、その直径は前記端子2の対角線の長さよりも短い程度に形成されている。
このように端子2と位置決め孔3の形状や寸法を規定することにより、後述する圧入固定工程において、端子2の角部2c、2d、2e、2fにおいて基板1の位置決め孔3壁面に圧接されるので、端子2と基板との機械的および/または電気的な接続圧を確保することができる。
Although the cross-sectional shape of the
By defining the shapes and dimensions of the
さてこのように準備された基板1、端子2に対して図7〜図9に示すような圧入固定装置を用いて図10に示すように圧入固定工程が行われる。
なお図7〜図10においてx軸、y軸、z軸はそれぞれ同一の軸である。
図7は圧入固定工程において用いる圧入固定装置の一部を示す。
図7に示すように、圧入固定装置は、位置規制ブロック7と端子加圧ブロック8と基板加圧ブロック15を有している。
Now, a press-fitting and fixing step is performed on the
7 to 10, the x axis, the y axis, and the z axis are the same axes.
FIG. 7 shows a part of the press-fitting device used in the press-fitting step.
As shown in FIG. 7, the press-fitting and fixing device has a
位置規制ブロック7は複数の位置規制部材9を有し、該位置規制部材9はx軸方向に長い直方体形状に形成されていて、y軸方向に並列に複数配置されている。このような位置規制部材9は、端子2を端子加圧ブロック8側にガイドする役割を果たすため、y軸方向に端子2の幅にクリアランスを加えた分程度の間隔で配置される。
The
図8は端子加圧ブロック8を図7中、z方向上側から見下ろした平面図である。図7、図8に示すように、端子加圧ブロック8は基台10と複数の加圧冶具11を有する。加圧冶具11はy軸方向に長い直方体形状を有し、基台10上に複数、並列状態に配置固定されている。
基台10には、端子2の尖端部2a、2b等から剥離する突起部4などの屑の吸引を行う吸引孔12が形成されている。吸引孔12は、図7中のz方向下側において図示しない吸引装置と接続され、端子加圧ブロック8上に落ちている突起部4などの屑を吸引孔12を介して吸引除去する構成となっている。
加圧冶具11にはy軸方向に複数設けられた凹み部13を有している。この凹み部13は、図8に示すように、基板1の端子2圧入固定位置に対応する位置全てに形成されている。
この凹み部13は図9に詳細に示すように、z軸方向の軸zaを中心にy軸方向に対して軸対称な断面略U字状に形成されている。また、図7、図8に示すように、凹み部13はx軸方向両側に開口した形状になっており、この開口部分に対して基台10の吸引孔12が隣接した状態で配置されている。
FIG. 8 is a plan view of the
The
The
As shown in detail in FIG. 9, the
基板加圧ブロック15には、端子2尖端部2a(または2b)が基板1を貫通してきた際にその妨げとならないように各端子2が圧入される位置に対応させて貫通穴からなる端子逃がし部15aが形成されている。
このような圧入固定装置は、位置規制ブロック7と端子加圧ブロック8とが圧入固定工程において重ね合わせられ、位置規制ブロック7と基板加圧ブロック15の間に基板1を挟み込んだ状態で使用される。
The
Such a press-fitting and fixing device is used in a state in which the
図10(a)〜図10(d)はこのような圧入固定装置を用いて基板1と端子2を固定する圧入固定工程を示している(装置の一部のみ図示している)。
まず図10(a)に示すように、端子加圧ブロック8の加圧冶具11上に位置規制ブロック7が配置固定される。
この状態で、複数の端子2が位置規制部材9にガイドされながら端子加圧ブロック8の凹み部13上に接触配置される。
さらに端子2の尖端部2b側には基板1が配置されるとともに、そのz軸方向上側に基板加圧ブロック15が基板1に接触状態に配置される。
このとき基板1は圧入固定装置に対してx軸、y軸方向において正確に位置決めされている。
FIG. 10A to FIG. 10D show a press-fitting and fixing step for fixing the
First, as shown in FIG. 10A, the
In this state, the plurality of
Further, the
At this time, the
このような状態で、図10(b)に示すように、端子加圧ブロック8を位置固定し、基板加圧ブロック15をz軸方向下側に向かって移動させると、基板1と凹み部13とが相対的に近接方向に移動される。
このような基板加圧ブロック15の押し下げ移動においては端子2と基板との圧入がスムーズに行われる程度の機械的圧力(圧入力)が加えられる。
In this state, as shown in FIG. 10B, when the
In such a push-down movement of the
このような基板加圧ブロック15の押し下げ移動と圧入力の付与によって端子2の尖端部2bが基板1の位置決め孔3内にガイドされ、位置決め孔3内に圧入されて基板1のz軸方向上側に貫通され、基板加圧ブロック15の端子逃がし部15aに挿通される。
また同じく基板加圧ブロック15の押し下げ移動と圧入力の付与によって、端子2の尖端部2a側は加圧冶具11の凹み部13の奥部に向かって押し込まれ、尖端部2a側の突起部4が剥離されるかもしくは押し潰されて尖端部2aと一体化される。
このとき端子2の尖端部2aは凹み部13に押し付けられることで塑性変形し、凹み部13の略U字状に沿った丸みが形成される(図11(a)、(b)参照)。すなわち尖端部2aの面取り(R付け)が行われる。
なお凹み部13により端子2の尖端部2aが成形加工される際に位置規制部材9が狭いクリアランスで端子2をy軸方向両側で位置規制していることで、端子2のy軸方向への揺動や位置ずれが規制されるので、端子2の尖端部2aの奥部への押し込みがスムーズに行われる。
The
Similarly, by pressing down the
At this time, the pointed
When the pointed
その後、図10(c)に示すように、加圧冶具11と基板1との距離が規定の値になったところで基板加圧ブロック15のz軸方向下への移動を停止する。
この時点でそれぞれの端子2は基板1に十分圧入され、図6に示すように端子2の角部(2c〜2f)において基板1の位置決め孔3壁面と圧接状態となっており、十分な接続圧が確保されている。
また端子2の尖端部2aは、突起部4がなく角の面取りが施された好ましい形状となっている。
Thereafter, as shown in FIG. 10C, when the distance between the
At this time, each
Further, the pointed
この後、図10(d)に示すように、基板加圧ブロック15と基板1をz軸方向上側に移動させると、端子2は基板1に圧入固定されたまま基板1とともに加圧冶具11および位置規制部材9間から抜き出される。
このようにして、図12に示すように、基板1上に端子2が垂直に圧入固定された端子付き基板20が完成する。
このように複数の端子2を一括で基板1に圧入固定することで、複数の端子2について一括で端部2aを成形加工するとともに端子付き基板20を製造することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 10 (d), when the
In this way, as shown in FIG. 12, the terminal-equipped
In this way, by press-fitting and fixing the plurality of
なお図7、図8に示す吸引孔12からの屑の吸引工程は、上述した圧入固定工程中、寸断なく、もしくは適当な時間間隔をもって行われている。
したがって端子2から剥離した突起部4などの屑が凹み部13上に残留している場合でも、凹み部13のx軸方向の開口部分を介して基台10の吸引孔12から吸引され、凹み部13上から速やかに除去される。
このような吸引工程により、連続して上述の圧入固定工程を行っても端子2から剥離した突起部4などの屑が次の端子2の圧入固定工程に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
7 and 8 is performed without any breakage or at an appropriate time interval during the above-described press-fitting and fixing step.
Therefore, even when debris such as the
By such a suction process, it is possible to prevent debris such as the
さてこのような方法で製造された端子付き基板20においては、凹み部13と基板1(およびその位置決め孔3)とのx軸およびy軸方向の相対位置が精密に位置決めされている。
In the terminal-equipped
したがって基板1に対する端子2の尖端部2aの非常に正確な位置決めが、圧入固定工程時に基板1からz軸方向に対して所定間隔を有する凹み部13の位置で行われていることになり、基板1に対する端子2の固定角度は非常に精度よく垂直に規定される。
Therefore, very accurate positioning of the
また凹み部13はy軸方向において軸zaに軸対称な断面略U字形状を成している。
したがって図10(c)に示すように基板1への端子2の圧入固定が終了した時点で尖端部2aのz軸方向位置が同一基板1上の端子2ごとにもしくは端子付き基板20ごとに多少ばらついたとしても、尖端部2aの中心軸は常に軸za上に位置することになり、全ての端子2は基板1に対して非常に精度よく垂直に固定される。
In addition, the
Therefore, as shown in FIG. 10C, when the press-fitting and fixing of the
また図13に示すように、該圧入固定工程により、端子2の角部2c〜2fが位置決め孔3のところで該基板1に形成された回路パターン1b、1cと物理的に接触するため、回路パターン1b、1cと端子2との電気的接続が確保される。
Further, as shown in FIG. 13, the
なお本実施形態では、位置決め孔3はここでは基板1の両面に貫通状態に形成された貫通孔であるが、図14(a)に示すように、最低限、端子2が圧入される側に形成されていればよい。
また図14(b)に示すように、場合によっては位置決め孔3形成後、圧入固定工程前に、該位置決め孔3内表面に銅メッキ層1fを形成しておけば、回路パターン1bと回路パターン1cの電気的接続を十分にとることができる。
また図14(c)、図14(d)に示すように、圧入固定工程を実施した後、端子2の尖端部2bと回路パターン1c、および/もしくは、尖端部2a側の端子2と回路パターン1bに対し半田層14a、14bを形成することで、端子2と回路パターン1b、1cとの電気的接続をさらに十分に確保することができる。
基板1や端子2の構成や寸法などは上述したものに限定されるものではなく、例えば端子2の形状を断面円形としてもよいことはもちろんであるし、基板1は単なる板材であってもよい。基板1の材質が端子2の材質に比べて非常に柔軟な、例えば発泡性の樹脂などの材質の場合に圧入固定が十分行える場合は、位置決め孔3を形成する必要はない。
また凹み部の形状は、例えば図9に示す断面略U字形状が回転対象に形成された、いわゆるすりつぼ形状としてもよい。
In the present embodiment, the
Further, as shown in FIG. 14B, in some cases, if the
Further, as shown in FIGS. 14C and 14D, after performing the press-fitting and fixing step, the
The configuration and dimensions of the
In addition, the shape of the recess may be a so-called crucible shape in which, for example, a substantially U-shaped cross section shown in FIG.
上述のような実施形態例で説明した圧入固定工程によって実際に基板1に端子2を圧入固定した。
例えば基板1は1mm程度の厚さで形成されたガラスエポキシ基板であって、直径0.8mmの位置決め孔3を10×10に等間隔に貫通状態に形成したものとした。
端子2は錫メッキ付きの7/3黄銅からなるもので、断面正方形の一辺0.64mm、長さ10mmで形成した。
この場合、端子2の断面において対角線の長さは0.90mm程度となるので、圧入固定工程を行うことで、端子2の側面の角部2c〜2fがそれぞれ0.1mm程度、基板1に圧入した。
基板1上における端子2の突出長は尖端部2a側が7mm程度になるように圧入固定工程を行った。このとき基板1の基板面に対する端子2の角度は0.1mm以内の誤差であった。
このように製造された基板1に対する端子2の引き抜き強度をプッシュプルゲージにより測定したところ、14N程度であった。
よって機械的には十分な接続圧が確保されていることが分かった。
また電気的には基板1上における全ての端子2の許容電流値7Aとなり、電気的接続も十分に確保されていることが確認された。
The
For example, the
The
In this case, since the length of the diagonal line in the cross section of the
The press-fitting and fixing step was performed so that the protruding length of the
The pull-out strength of the
Therefore, it was found that a sufficient connection pressure was ensured mechanically.
In addition, it was electrically confirmed that the allowable current value of all the
1 基板
1a 基材
1b、1c 回路パターン
1d、1e ソルダーレジスト
2 端子
2a、2b 尖端部
2c、2d、2e、2f 角部
3 位置決め孔
4 突起部
5 連鎖端子
6 くびれ部
7 位置規制ブロック
8 端子加圧ブロック
9 位置規制部材
10 基台
11 加圧冶具
12 吸引孔
13 凹み部
14a、14b 半田層
15 基板加圧ブロック
15a 端子逃がし部
20 端子付き基板
1 Substrate
1a Base material
1b, 1c circuit pattern
1d, 1e Solder resist 2 terminal
2a, 2b Point
2c, 2d, 2e,
Claims (6)
前記端子の一端側と前記基板とを突き当てるとともに、前記端子の他端側と、凹み部を有する加圧冶具の該凹み部とを突き当て、前記基板と前記加圧冶具を相対的に近接方向に移動させる圧入固定工程を施すことで、前記基板に前記端子の一端側を圧入することを特徴とする端子付き基板の製造方法。 A method for manufacturing a substrate with a terminal formed by press-fitting and fixing a terminal to a substrate,
While abutting one end side of the terminal and the substrate, butting the other end side of the terminal and the recessed portion of the pressure jig having a recessed portion, the substrate and the pressure jig are relatively close to each other. A method of manufacturing a substrate with a terminal, wherein one end side of the terminal is press-fitted into the substrate by performing a press-fitting and fixing step of moving in a direction.
6. The terminal according to claim 1, wherein a plurality of recesses are formed in the pressing jig, and the plurality of terminals are press-fitted and fixed together on the substrate in the press-fitting and fixing step. A method for manufacturing a substrate with a substrate.
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