JP2007142344A - 部品実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ又は部品実装構造１の故障等が生じた場合に、ＬＥＤ又は部品実装構造の修理等を行って、回路デバイス全体の不良品化を阻止すること。
【解決手段】
第１の部品実装ピン１３と、回路基板３における第１の部品実装ピン１３の近傍に設けられかつ電子部品５における他方の部品電極７に接触可能な導電性のある第２の部品実装ピン１４と、を備え、各々の部品実装ピン１３（１４）は、回路基板３に対して直交する方向Ｄ１における電子部品５の位置ずれを規制する直交規制突起１７、及び回路基板３に対して平行な方向Ｄ２における電子部品６の位置ずれを規制する平行規制突起１８をそれぞれ有し、第１の部品実装ピン１３と第２の部品実装ピン１４との間に電子部品５を挿入すると、第１の部品実装ピン１３及び第２の部品実装ピン１４の反発力によって電子部品５が取外し可能に挟持されるように設定されている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えばＬＥＤ等の電子部品を例えばメンブレンスイッチ等の回路デバイスにおける回路基板に実装するための部品実装構造に関する。

一般的な部品実装構造について、図７及び図８を参照して説明する。なお、図７（ａ）及び図７（ｂ）は、一般的な部品実装構造の正面図である。

図７（ａ）に示すように、一般的な部品実装構造１０１は、例えばメンブレンスイッチ等の回路デバイス１０２における回路基板１０３の上面（表面）に形成された第１の上部配線パターン１０４にＬＥＤ（例えば電子部品の一例）１０５における一対の部品電極（端子）１０６，１０７のうちの一方の部品電極１０６を、回路基板１０３の上面に形成された第２の上部配線パターン１０８にＬＥＤ１０５における他方の部品電極１０７をそれぞれ電気的に接続させつつ、ＬＥＤ１０５を回路基板１０３に実装するための構造である。

ここで、ＬＥＤ１０５は、ＬＥＤベース１０９と、このＬＥＤベース１０９の頂部に設けられた発光部１１０と、ＬＥＤベース１０９に設けられかつ発光部１１０に電気的に接続された前述の一対の部品電極１０６，１０７とを備えている。なお、回路基板１０３の下面（裏面）には、第１の上部配線パターン１０４に第１のスルーホール（図示省略）を介して導通した第１の下部配線パターン１１１、及び第２の上部配線パターン１０８に第２のスルーホール（図示省略）を介して導通した第２の下部配線パターン１１２がそれぞれ形成されている。

次に、一般的な部品実装構造１０１の具体的な構造について説明する。

第１の上部配線パターン１０４の実装ランド部には、一方の部品電極１０６を第１の上部配線パターン１０４を電気的に接続する第１の接続部１１３が設けられており、この第１の接続部１１３は、導電性接着剤からなるものである。同様に、第２の上部配線パターン１０８の実装ランド部には、他方の部品電極１０７を第２の上部配線パターン１０８を電気的に接続する第２の接続部１１４が設けられており、この第２の接続部１１４は、導電性接着剤からなるものである。

回路基板１０３には、ＬＥＤ１０５全体と第１の接続部１１３と第２の接続部１１４を封止する封止部１１５が設けられており、この封止部１１５は、絶縁樹脂からなるものである。ここで、封止部１１５は、第１の接続部１１３と第２の接続部１１４を封止すれば、ＬＥＤ１０５全体を封止しなくても差し支えない。

なお、図７（ｂ）に示すように、回路基板１０３における第１の上部配線パターン１０４の実装ランド部と第２の上部配線パターン１０８の実装ランド部の間には、封止部１１５による封止の前にＬＥＤ１０５を仮止めする仮止め部１１６が設けられてもよく、この仮止め部１１６は、絶縁性接着剤からなるものである。

続いて、一般的な部品実装構造１０１による実装について説明する。

即ち、図７（ａ）に示すように、第１の上部配線パターン１０４の実装ランド部及び第２の上部配線パターン１０８の実装ランド部に、導電性接着剤をスクリーン印刷法又はディスペンス法によって塗布する。そして、第１の上部配線パターン１０４に一方の部品電極１０６を、第２の上部配線パターン１０８に他方の部品電極１０７を導電性接着剤によって接着させつつ、ＬＥＤ１０５を回路基板１０３に対して搭載する。更に、回路デバイス１０２全体を高温環境化に置くことにより、導電性接着剤を十分に硬化させて、第１の接続部１１３及び第２の接続部１１４を形成する。

続いて、ＬＥＤ１０５全体と第１の接続部１１３と第２の接続部１１４に、封止樹脂をディスペンス法によって塗布する。更に、回路デバイス１０２全体を高温環境化に置くことにより、封止樹脂を十分に硬化させて、封止部１１５を形成することができ、ＬＥＤ１０５を回路基板１０３に強固に実装することができる。

なお、図６に示すような一般的な部品実装構造１０１による実装の場合には、ＬＥＤ１０５を回路基板１０３に対して搭載する前（導電性接着剤を塗布する前を含む）に、回路基板１０３に対して絶縁性接着剤をディスペンス法によって塗布しておく。

なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１に示すものがある。
特開平８−１２５２２８号公報

ところで、前述の一般的な部品実装構造１０１にあっては、封止部１１５によってＬＥＤ１０５と第１の接続部１１３と第２の接続部１１４（或いは第１の接続部１１３と第２の接続部１１４）を封止することによって、ＬＥＤ１０５を回路基板１０３に実装しているため、ＬＥＤ１０５の故障が生じた場合や、図８に示すように、第１の接続部１１３又は第２の接続部１１４の導通不良，リーク等が生じたりした場合に、ＬＥＤ１０５又は部品実装構造１０１の修理等を行うことができず、回路デバイス１０２全体を不良品として廃棄しなければならない。

また、ＬＥＤ１０５を強固に実装するためには、図６に示すように、封止部１１５の占有エリアを広くする必要がある一方、封止部１１５の占有エリア、換言すれば部品実装構造１０１の実装エリアが広くなると、回路デバイス１０２の高密度実装化の妨げになる。

そこで、本発明は、封止部１１５と実質的に同一である構成要素を用いることなく、電子部品を回路に強固かつ安定して実装することができる、新規な部品実装構造を提供することを目的とする。

本発明の特徴は、回路デバイスにおける回路基板に形成された第１の配線パターンに電子部品における一対の部品電極のうちの一方の部品電極を、前記回路基板に形成された第２の配線パターンに前記電子部品における他方の部品電極をそれぞれ電気的に接続させつつ、前記電子部品を前記回路基板に実装するための部品実装構造において、
前記回路基板に設けられ、前記電子部品における一方の部品電極に接触可能であって、前記第１の配線パターンに電気的に接続した導電性のある第１の部品実装ピンと、
前記回路基板における前記第１の部品実装ピンの近傍に設けられ、前記電子部品における他方の部品電極に接触可能であって、前記第２の配線パターンに電気的に接続した導電性のある第２の部品実装ピンと、を備え、
各々の前記部品実装ピンは、前記回路基板に対して直交する方向における前記電子部品の位置ずれを規制する直交規制突起、及び前記回路基板に対して平行な方向における前記電子部品の位置ずれを規制する平行規制突起をそれぞれ有し、
前記第１の部品実装ピンと前記第２の部品実装ピンとの間に前記電子部品を挿入すると、前記第１の部品実装ピン及び前記第２の部品実装ピンの反発力によって前記電子部品が取外し可能に挟持されるようになっていることである。

本発明の特徴によると、前記第１の部品実装ピンと前記第２の部品実装ピンとの間に前記電子部品を挿入すると、前記第１の部品実装ピン及び前記第２の部品実装ピンの反発力によって前記電子部品が取外し可能に挟持されるようになっており、各々の前記部品実装ピンは、前記直交する方向における前記電子部品の位置ずれを規制する直交規制突起、及び前記平行な方向における前記電子部品の位置ずれを規制する平行規制突起をそれぞれ有しているため、前述の封止部と実質的に同一である構成要素を用いることなく、前記電子部品を前記回路基板に強固かつ安定して実装することができる。

本発明によれば、前述の封止部と実質的に同一である構成要素を用いることなく、前記電子部品を前記回路基板に強固かつ安定して実装することができるため、前記電子部品又は前記部品実装構造の故障等が生じた場合に、前記電子部品又は前記部品実装構造の修理等を行うことができ、前記回路デバイス全体の不良品化を阻止することができると共に、前記部品実装構造の占有エリアの拡がりを抑えて、前記回路デバイスの高密度実装化を促進することができる。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図１から図４を参照して説明する。

図１（ａ）は、第１の実施形態に係わる部品実装構造の正面図、図１（ｂ）は、第１の実施形態に係わる部品実装構造の側面図、図２（ａ）は、第１の実施形態に係わる部品実装構造の正面図、図２（ｂ）は、第２の実施形態に係わる部品実装構造の底面図、図３は、第１の実施形態に係わる部品実装構造における接圧の状態を説明する図、図４は、第１の実施形態に係わる別態様の部品実装構造の正面図である。

図１（ａ）（ｂ）及び図２（ａ）（ｂ）に示すように、第１の実施形態に係わる部品実装構造１は、例えばメンブレンスイッチ等の回路デバイス２における回路基板３の上面（表面）に形成された第１の上部配線パターン４にＬＥＤ（例えば電子部品の一例）５における一対の部品電極（端子）６，７のうちの一方の部品電極６を、回路基板３の下面（裏面）に形成された第２の上部配線パターン８にＬＥＤ５における他方の部品電極７をそれぞれ電気的に接続させつつ、ＬＥＤ５を回路基板３に実装するための構造である。

ここで、ＬＥＤ５は、ＬＥＤベース９と、このＬＥＤベース９の頂部に設けられた発光部１０と、ＬＥＤベース９に設けられかつ発光部１０に電気的に接続した前述の一対の部品電極６，７とを備えている。なお、回路基板３は、ペット樹脂（ＰＥＴ）からなるものであって、回路基板３の下面には、第１の上部配線パターン４に第１のスルーホール（図示省略）を介して導通した第１の下部配線パターン１１、及び第２の上部配線パターン８に第２のスルーホール（図示省略）を介して導通した第２の下部配線パターン１２がそれぞれ形成されている。

次に、第１の実施形態に係わる部品実装構造１の具体的な構成について説明する。

回路基板３には、導電性のある第１の部品実装ピン１３が設けられており、この第１の部品実装ピン１３は、ＬＥＤ５における一方の部品電極６に接触可能であって、第１の上部配線パターン４に電気的に接続してある。また、回路基板３おける第１の部品実装ピン１３の近傍には、導電性のある第２の部品実装ピン１４が設けられており、この第２の部品実装ピン１４は、ＬＥＤ５における他方の部品電極７に接触可能であって、第２の上部配線パターン８に電気的に接続してある。なお、各々の部品実装ピン１３（１４）は、それぞれ金属或いは金属以外の剛性材料からなるものであって、少なくとも、金属以外の剛性材料からなる場合には、めっき処理が施されている。なお、めっき処理によって各々の部品実装ピン１３（１４）の電食を防ぐことができる。

各々の部品実装ピン１３（１４）の一端側には、回路基板３の下面を圧接可能な一対のフック部１５，１５がかしめ加工によってそれぞれ形成されており、各々の部品実装ピン１３（１４）における一対のフック部１５，１５は、回路基板３をそれぞれ貫通してある。なお、各々の部品実装ピン１３（１４）における一対のフック部１５，１５は、図４に示すように、傾斜面を有しても差し支えない。また、各々の部品実装ピン１３（１４）の他端側には、回路基板３の上面を圧接可能な折り曲げ部１６が曲げ加工によってそれぞれ形成されている。ここで、図３における矢印ａに示すように、各々の部品実装ピン１３（１４）における一対のフック部１５，１５と折り曲げ部１６によって回路基板３を挟持するような接圧が働くようになっている。

各々の部品実装ピン１３（１４）は、回路基板３に対して直交する方向Ｄ１におけるＬＥＤ５の位置ずれを規制する直交規制突起１７、及び回路基板３に対して平行な方向Ｄ２におけるＬＥＤ５の位置ずれを規制する一対の平行規制突起１８，１８をそれぞれ有している。なお、直交規制突起１７及び一対の平行規制突起１８，１８は、例えばエンボス加工等によって形成されるものである。そして、第１の部品実装ピン１３と第２の部品実装ピン１４との間にＬＥＤ５を挿入すると、第１の部品実装ピン１３及び第２の部品実装ピン１４の反発力によってＬＥＤ５が取外し可能に挟持されるようになっている。ここで、図３における矢印ｂに示すように、第１の部品実装ピン１３と第２の部品実装ピン１４によってＬＥＤ５を挟持するような接圧が働くようになっていると共に、図３における矢印ｃに示すように、各々の部品実装ピン１３（１４）における直交規制突起１７によってＬＥＤ５を回路基板３側へ押圧するような接圧が働くようになっている。また、ＬＥＤ５のサイズの変更に応じて、第１の部品実装ピン１３と第２の部品実装ピン１４の間隙を調節できるようになっている。

続いて、第１の実施形態の作用及び効果について説明する。

第１の部品実装ピン１３と第２の部品実装ピン１４との間にＬＥＤ５を挿入すると、第１の部品実装ピン１３及び第２の部品実装ピン１４の反発力によってＬＥＤ５が取外し可能に挟持されるようになっており、各々の部品実装ピン１３（１４）は、前記直交する方向におけるＬＥＤ５の位置ずれを規制する直交規制突起１７、及び前記平行な方向におけるＬＥＤの位置ずれを規制する一対の平行規制突起１８，１８をそれぞれ有しているため、前述の封止部１１５（図７（ａ）（ｂ）参照）と実質的に同一である構成要素を用いることなく、ＬＥＤ５を回路基板３に強固かつ安定して実装することができる。

また、各々の部品実装ピン１３（１４）の一端側に回路基板３の下面を圧接可能な一対のフック部１５，１５がかしめ加工によってそれぞれ形成されてあって、各々の部品実装ピン１３（１４）の他端側に回路基板３の上面を圧接可能な折り曲げ部１６が曲げ加工によってそれぞれ形成されているため、回路基板３が耐熱性を有してなくても、回路基板３に部品実装構造１を確実に取付けることができる。

従って、第１の実施形態によれば、前述の封止部１１５）と実質的に同一である構成要素を用いることなく、ＬＥＤ５を回路基板３に強固かつ安定して実装することができるため、ＬＥＤ５又は部品実装構造１の故障等が生じた場合に、ＬＥＤ５又は部品実装構造１の修理等を行うことができ、回路デバイス２全体の不良品化を阻止することができると共に、部品実装構造１の占有エリアの拡がりを抑えて、回路デバイス２の高密度実装化を促進することができる。

また、回路基板３が耐熱性を有してなくても、回路基板３に部品実装構造１を確実に取付けることができるため、部品実装構造１を利用範囲を拡げることができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態について図５を参照して説明する。なお、図５は、第２の実施形態に係わる部品実装構造の正面図である。

図５に示すように、第２の実施形態に係わる部品実装構造１９は、第１の実施形態に係わる部品実装構造１とほぼ同様の構成を有しており、第２の実施形態に係わる部品実装構造１９の具体的な構成のうち、第１の実施形態に係わる部品実装構造１の具体的な構成と異なる部分についてのみ説明する。なお、第２実施形態に係わる部品実装構造１９における複数の構成要素のうち、第１の実施形態に係わる部品実装構造１における構成要素と対応するものについては、図中に同一番号を付して、説明を省略する。

即ち、第１の部品実装ピン１３には、導電性のある第１の付属部品実装ピン２０が一体に設けられており、この第１の付属部品実装ピン２０は、ＬＥＤ５と異なるサイズの別のＬＥＤ（大型のＬＥＤ）５’における一方の部品電極６に接触可能である。また、第２の部品実装ピン１４には、導電性のある第２の付属部品実装ピン２１が一体に設けられており、この第２の付属部品実装ピン２１は、別のＬＥＤ５’における他方の部品電極７に接触可能である。

各々の付属部品実装ピン２０（２１）は、前記直交する方向Ｄ１における別のＬＥＤ５’の位置ずれを規制する付属直交規制突起２２、及び前記平行な方向Ｄ２における別のＬＥＤ５’の位置ずれを規制する一対の付属平行規制突起２３，２３をそれぞれ有している。なお、付属直交規制突起２２及び一対の付属平行規制突起２３，２３は、例えばエンボス加工等によって形成されるものである。そして、第１の付属部品実装ピン２０と第２の付属部品実装ピン２１との間に別のＬＥＤ５’を挿入すると、第１の付属部品実装ピン２０及び第２の付属部品実装ピン２１の反発力によって別のＬＥＤ５’が取外し可能に挟持されるようになっている。

続いて、第２の実施形態の特有の作用及び効果について説明する。

第１の付属部品実装ピン２０と第２の付属部品実装ピン２１との間に別のＬＥＤ５’を挿入すると、第１の付属部品実装ピン２０及び第２の付属部品実装ピン２１の反発力によって別のＬＥＤ５’が取外し可能に挟持されるようになっており、各々の付属部品実装ピン２０（２１）は、前記直交する方向における別のＬＥＤ５’の位置ずれを規制する付属直交規制突起２２、及び前記平行な方向おける別のＬＥＤ５’の位置ずれを規制する一対の付属平行規制突起２３，２３をそれぞれ有してため、ＬＥＤ５の他に、ＬＥＤ５とサイズの異なる別のＬＥＤ５’を回路基板３に強固かつ安定して実装することができる。従って、部品実装構造１を利用価値を高めることができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態について図６を参照して説明する。なお、図６は、第３の実施形態に係わる部品実装構造の正面図である。

図６に示すように、第３の実施形態に係わる部品実装構造２４は、第１の実施形態に係わる部品実装構造１とほぼ同様の構成を有しており、第３の実施形態に係わる部品実装構造２４の具体的な構成のうち、第１の実施形態に係わる部品実装構造１の具体的な構成と異なる部分についてのみ説明する。なお、第３の実施形態に係わる部品実装構造２４における複数の構成要素のうち、第１の実施形態に係わる部品実装構造１における構成要素と対応するものについては、図中に同一番号を付して、説明を省略する。

即ち、第３の実施形態に係わる回路デバイス２５おける回路基板２６は、例えば、リジッド回路基板，フレキシブル回路基板等である。そして、回路基板２６の上面（表面）に形成された第１の配線パターン２７の実装ランド部には、導電性のある第１の部品実装ピン２８がはんだ２９によって実装されており、この第１の部品実装ピン２８は、ＬＥＤ５における一方の部品電極６に接触可能である。また、回路基板２６の上面（表面）に形成された第２の配線パターン３０の実装ランド部には、導電性のある第２の部品実装ピン３１がはんだ３１によって実装されており、この第２の部品実装ピン３１は、ＬＥＤ５における他方の部品電極７に接触可能である。ここで、各々の部品実装ピン２８（２９）は、第１の部品実装ピン１３及び第２の部品実装ピン１４と同様に、直交規制突起１７及び一対の平行規制突起１８，１８をそれぞれ有している。なお、第３の実施形態に係わる部品実装ピン２４においても、前述の第１の付属部品実装ピン２０及び第２の部品実装ピン２１と同様の構成要素を備えても差し支えない。

そして、第３の実施形態においても、第１の実施形態の主要な作用及び効果を奏するものである。

なお、本発明は、前述の実施形態の他に、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。

図１（ａ）は、第１の実施形態に係わる部品実装構造の正面図、図１（ｂ）は、第１の実施形態に係わる部品実装構造の側面図である。 図２（ａ）は、第１の実施形態に係わる部品実装構造の正面図、図２（ｂ）は、第２の実施形態に係わる部品実装構造の底面図である。 第１の実施形態に係わる部品実装構造における接圧の状態を説明する図である。 第１の実施形態に係わる別態様の部品実装構造の正面図である。 第２の実施形態に係わる部品実装構造の正面図である。 第３の実施形態に係わる部品実装構造の正面図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、一般的な部品実装構造の正面図である。 一般的な部品実装構造の課題を説明する図である。

符号の説明

１ 部品実装構造
２ 回路デバイス
３ 回路基板
４ 第１の上部配線パターン
５ ＬＥＤ
６ 部品電極
７ 部品電極
８ 第２の上部配線パターン
１３ 第１の部品実装ピン
１４ 第２の部品実装ピン
１５ フック部
１６ 折り曲げ部
１７ 直交規制突起
１８ 平行規制突起

Claims (4)

1. 回路デバイスにおける回路基板に形成された第１の配線パターンに電子部品における一対の部品電極のうちの一方の部品電極を、前記回路基板に形成された第２の配線パターンに前記電子部品における他方の部品電極をそれぞれ電気的に接続させつつ、前記電子部品を前記回路基板に実装するための部品実装構造において、
   前記回路基板に設けられ、前記電子部品における一方の部品電極に接触可能であって、前記第１の配線パターンに電気的に接続した導電性のある第１の部品実装ピンと、
   前記回路基板における前記第１の部品実装ピンの近傍に設けられ、前記電子部品における他方の部品電極に接触可能であって、前記第２の配線パターンに電気的に接続した導電性のある第２の部品実装ピンと、を備え、
   各々の前記部品実装ピンは、前記回路基板に対して直交する方向における前記電子部品の位置ずれを規制する直交規制突起、及び前記回路基板に対して平行な方向における前記電子部品の位置ずれを規制する平行規制突起をそれぞれ有し、
   前記第１の部品実装ピンと前記第２の部品実装ピンとの間に前記電子部品を挿入すると、前記第１の部品実装ピン及び前記第２の部品実装ピンの反発力によって前記電子部品が取外し可能に挟持されるようになっていることを特徴とする部品実装構造。
2. 各々の前記部品実装ピンの一端側に、前記回路基板を貫通しかつ前記回路基板の下面を圧接可能なフック部がかしめ加工によってそれぞれ形成され、各々の前記部品実装ピンの他端側に、前記回路基板の上面を圧接可能な折り曲げ部が曲げ加工によってそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の部品実装構造。
3. 前記第１の部品実装ピンは、前記第１の配線パターンの実装ランド部にはんだによって実装され、前記第２の実装ピンは、前記第２の配線パターンの実装ランド部にはんだによって実装されていることを特徴とする請求項１に記載の部品実装構造。
4. 前記第１の部品実装ピンに一体に設けられ、前記電子部品と異なるサイズの別の電子部品における一対の部品電極のうちの一方の部品電極に接触可能な導電性のある第１の付属部品実装ピンと、
   前記第２の部品実装ピンに一体に設けられ、前記別の電子部品における他方の部品電極に接触可能な導電性のある第２の付属部品実装ピンと、を備え、
   各々の前記付属部品実装ピンは、前記直交する方向における前記電子部品と異なるサイズの別の電子部品の位置ずれを規制する付属直交規制突起、及び前記平行な方向における前記別の被実装部の位置ずれを規制する付属平行規制突起をそれぞれ有し、
   前記第１の付属部品実装ピンと前記第２の付属部品実装ピンの間に前記別の電子部品を挿入すると、前記第１の付属実装ピンと前記第２の付属実装部品ピンの反発力によって前記別の電子部品が取外し可能に挟持されるようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の部品実装構造。

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