JP2007150210A

JP2007150210A - アセンブル品及びそのアセンブル方法

Info

Publication number: JP2007150210A
Application number: JP2005346193A
Authority: JP
Inventors: Shugen Ryu; 主鉉柳; Kinya Yamazaki; 欣哉山嵜; Hideki Kawauchi; 秀貴川内; Tenpei Inoue; 天平井上
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】フレキリードの位置決め及び半田の確認が容易なアセンブル品及びそのアセンブル方法を提供する。
【解決手段】電気光学部品２よりフレキリード３が延出され、該フレキリード３の先端近傍にはフレキリード側半田付け用パターン４が形成され、電気回路基板５にはフレキリード側半田付け用パターン４と半田付けするために基板側半田付け用パターン６が形成され、これら電気光学部品２と電気回路基板５とが半田付けによりアセンブルされたアセンブル品１において、基板側半田付け用パターン６をフレキリード３の先端より外まで延長して形成することにより、はみ出し部分を目視確認することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、フレキリードを使用して電気光学部品と電気回路基板とを連結したアセンブル品及びそのアセンブル方法に係り、フレキリードの位置決め及び半田の確認が容易なアセンブル品及びそのアセンブル方法に関する。

電子機器、通信機器などのうち、とりわけコンパクトに形成された機器においては、小さな筐体の中に電気・電子部品（以下、電気部品という）、機構部品、光学部品などが密集して収容される。光通信に用いられる光トランシーバでは、光学的機能のみ持つ光学部品の他に受光素子や発光素子を含む電気光学部品も使用される。これら、光学部品、電気光学部品は光結合の必要性から筐体内の収容位置精度が厳密に要求される。なお、光学部品と電気光学部品とを一体化したモジュールを部品として用いることもあり、以下、このようなモジュールのことを電気光学部品と呼ぶ。一方、光学とは関わりのない電気部品を搭載した電気回路基板は、光結合の必要性がない点では配置は自由である。しかし、光トランシーバを多数並べて上位機器に装着して使用する用途から、その筐体を光軸が伸びた方向に細長く形成することが要求される。その結果、細長い筐体内の一端に電気光学部品を収容し、その電気光学部品の長手方向延長上に電気回路基板を収容することになる。

光トランシーバの筐体は、電気光学部品を単に収容するだけでなく、光結合の位置に位置決めして収容できるようになっている。つまり、筐体内に電気光学部品が嵌り込むような形状（電気光学部品の凹凸と相補的な凹凸を有する形状）が形成されており、この筐体に電気光学部品を嵌め込むだけで位置が決まる。一方、電気回路基板については、筐体の反対端から外部へ電気回路基板の一部分であるコネクタ用端子を突き出させ、上位機器のコネクタに嵌合させるので、そのコネクタ嵌合のための位置決めが必要であり、筐体に電気回路基板を嵌め込むだけで位置が決まるようになっている。

特開２００４−１０３７４３号公報特許第３３８１９８５号公報

ところで、近年では、電気光学部品と電気回路基板との電気的接続にフレキリードが使用される。フレキリードは、電気光学部品・電気回路基板間の電源、アース、諸信号を導く導体をフレキシブル基板上の導体パターンで構成したものである。ここでは、簡単のため、各導体パターンが等ピッチで平行に並べられ、それぞれの導体パターンがフレキリードの長手方向に直線的に延びているものとする。

フレキリードは、従来の金属棒・金属板からなる固形リードに比べて可撓性があるので、電気光学部品及び電気回路基板の一方に生じた歪み、衝撃、位置ズレなどを他方に波及させない効果がある。また、可撓性の高い個別のリード線で電気光学部品・電気回路基板間を接続するのに比べて接続作業が簡単で作業性が良い。

一般に、フレキリードは、電気光学部品にあらかじめ組み付けられて提供される。すなわち、電気光学部品の長手方向端部よりフレキリードが延出されており、このフレキリードを電気回路基板に半田付けするようになっている。この半田付けのために、フレキリードの先端近傍にはフレキリードの長手方向に延びた複数のフレキリード側半田付け用パターンが形成され、電気回路基板にはフレキリード側半田付け用パターンと半田付けするために電気回路基板の長手方向に延びた複数の基板側半田付け用パターンが形成される。

フレキリード側半田付け用パターンは、上記電源、アース、諸信号を導く導体パターンの一部であるが、半田付けという目的のために、絶縁コーティングがなく、好ましくは予備半田が盛られている。また、基板側半田付け用パターンは、電気回路基板上に比較的自由に引き回されている導体パターンに繋がっているが、フレキリード側半田付け用パターンとの半田付けのために、幅、長さ、ピッチがフレキリード側半田付け用パターンと同じに形成されている。もちろん、絶縁コーティングはなく、好ましくは予備半田が盛られている。

半田付けは、電気回路基板の上にフレキリードを重ねてフレキリード側半田付け用パターンと基板側半田付け用パターンとが対向して接するようにし、フレキリードの上面に瞬間式加熱器具をあてがい、その熱によって予備半田が溶けるようにする。

しかしながら、フレキリードを電気回路基板に半田付けする作業において、フレキリード側半田付け用パターンが基板側半田付け用パターンに対して位置がずれているかどうかを目視等により確認することが難しく、また、半田付けがきちんとできているかを確認するのが難しい。なぜならフレキリード自体が基板側半田付け用パターンを覆い隠しているからである。

前述のように電気光学部品と電気回路基板は、各々筐体に嵌め込んで収容されるので、電気光学部品と電気回路基板の相互位置がずれることは心配ないが、フレキリードはその可撓性故に位置ズレを許容している。このためフレキリードの先端部分が電気回路基板上の本来目的とする位置からずれてしまうことがある。よって、フレキリード側半田付け用パターンが基板側半田付け用パターンに対して位置がずれているかどうかを確認することが難しいのは問題である。

また、電気光学部品及び電気回路基板を筐体に組み込む手順として、まず先に筐体に電気光学部品と電気回路基板を嵌め込んでからフレキリードを電気回路基板に半田付けするという手順が必ずしも効率的とは限らない。あらかじめ上記の半田付けを行って電気光学部品及び電気回路基板を一個のアセンブル品に組み上げておき、その後でこのアセンブル品を筐体に嵌め込むという手順であれば、このアセンブル品を単体で動作試験したり、このアセンブル品を中間製品として在庫管理したりすることができる。しかし、このようなアセンブル品を筐体外でアセンブルしようとすると、電気回路基板に対するフレキリードの位置を決めるのが大変難しい。

以上の問題は、光トランシーバに限らず、フレキリードを使用して電気光学部品と電気回路基板とを連結したアセンブル品について共通した問題と言える。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、フレキリードの位置決め及び半田の確認が容易なアセンブル品及びそのアセンブル方法を提供することにある。

上記目的を達成するために第１の発明のアセンブル品は、電気光学部品の端部よりフレキシブル基板からなるリード（フレキリード）が延出され、該フレキリードの先端近傍には複数のフレキリード側半田付け用パターンが形成され、上記電気光学部品の延長上に配置された電気回路基板には上記フレキリード側半田付け用パターンと半田付けするために複数の基板側半田付け用パターンが形成され、これら電気光学部品と電気回路基板とが上記半田付けによりアセンブルされたアセンブル品において、上記基板側半田付け用パターンを上記フレキリードの先端より外まで延長して形成したものである。

また、第２の発明のアセンブル品は、電気光学部品の端部よりフレキシブル基板からなるリード（フレキリード）が延出され、該フレキリードの先端近傍には複数のフレキリード側半田付け用パターンが形成され、上記電気光学部品の延長上に配置された電気回路基板には上記フレキリード側半田付け用パターンと半田付けするために複数の基板側半田付け用パターンが形成され、これら電気光学部品と電気回路基板とが上記半田付けによりアセンブルされたアセンブル品において、上記フレキリードに穴又は溝を形成し、上記電気回路基板には上記穴又は溝に対応する位置に突起物を設けたものである。

また、第３の発明のアセンブル品は、電気光学部品の端部よりフレキシブル基板からなるリード（フレキリード）が延出され、該フレキリードの先端近傍には複数のフレキリード側半田付け用パターンが形成され、上記電気光学部品の延長上に配置された電気回路基板には上記フレキリード側半田付け用パターンと半田付けするために複数の基板側半田付け用パターンが形成され、これら電気光学部品と電気回路基板とが上記半田付けによりアセンブルされたアセンブル品において、上記電気回路基板に上記フレキリードに対して該フレキリードの縁に接する突起物を設けたものである。

上記突起物が上記電気回路基板上に実装された基板実装部品であってもよい。

また、第４の発明のアセンブル品は、電気光学部品の端部よりフレキシブル基板からなるリード（フレキリード）が延出され、該フレキリードの先端近傍には複数のフレキリード側半田付け用パターンが形成され、上記電気光学部品の延長上に配置された電気回路基板には上記フレキリード側半田付け用パターンと半田付けするために複数の基板側半田付け用パターンが形成され、これら電気光学部品と電気回路基板とが上記半田付けによりアセンブルされたアセンブル品において、上記電気回路基板の表面に上記フレキリードの縁を合わせるためのマーカを表示したものである。

また、第５の発明のアセンブル品は、電気光学部品の端部よりフレキシブル基板からなるリード（フレキリード）が延出され、該フレキリードの先端近傍には複数のフレキリード側半田付け用パターンが形成され、上記電気光学部品の延長上に配置された電気回路基板には上記フレキリード側半田付け用パターンと半田付けするために複数の基板側半田付け用パターンが形成され、これら電気光学部品と電気回路基板とが上記半田付けによりアセンブルされたアセンブル品において、上記フレキリードと上記電気回路基板に互いに対応する位置に穴又は溝を形成し、両方の穴又は溝にピンを挿入することで上記フレキリードと上記電気回路基板との相対的位置を決められるようにしものである。

また、本発明のアセンブル方法は、筐体中の所定位置に嵌め込んで収容される電気光学部品の端部よりフレキシブル基板からなるリード（フレキリード）が延出されており、筐体中の上記電気光学部品の延長上の所定位置に嵌め込んで収容される電気回路基板には上記フレキリードに形成された半田付け用パターンと半田付けするための半田付け用パターンが形成されており、これら電気光学部品と電気回路基板とを半田付けするアセンブル方法において、上記筐体と同一の嵌め込み構造を有し、上記筐体より嵌め込む深さが浅いジグを形成し、上記電気光学部品と電気回路基板とを上記ジグのそれぞれの所定位置に嵌め込んで、その状態で上記電気光学部品と電気回路基板とを半田付けによってアセンブル品とし、そのアセンブル品を上記ジグから取り出して上記筐体に嵌め込んで収容するものである。

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。

（１）フレキリードの位置決め及び半田の確認が容易となる。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１に示されるように、本実施形態に係るアセンブル品１は、電気光学部品２の長手方向端部よりフレキシブル基板からなるリード（フレキリード）３が延出され、該フレキリード３の先端近傍には該フレキリード３の長手方向に延びた複数のフレキリード側半田付け用パターン４が形成され、上記電気光学部品２の長手方向延長上に配置された電気回路基板５には上記フレキリード側半田付け用パターン４と半田付けするために該電気回路基板５の長手方向に延びた複数の基板側半田付け用パターン６が形成され、これら電気光学部品２と電気回路基板５とが上記半田付けによりアセンブルされたアセンブル品１において、上記基板側半田付け用パターン６を上記フレキリード３の先端３ａより外まで延長して形成したものである。

従来技術の基板側半田付け用パターンがフレキリード側半田付け用パターン４とぴったり重なるように同形同大であるのに対して、本実施形態の基板側半田付け用パターン６は従来技術の基板側半田付け用パターンを延長してフレキリード３の先端３ａの外にはみ出すようになっている。好ましくは、そのはみ出し長さＬは０．１ｍｍ以上である。

図１のアセンブル品１は、フレキリード３を電気回路基板５に半田付けする際に、フレキリード３の先端３ａの外に基板側半田付け用パターン６にはみ出しているため、フレキリード３の幅方向位置が本来の位置からずれているかどうか目視によって確認することが容易である。

また、半田付けは、フレキリードの上面に瞬間式加熱器具をあてがい、その熱によって予備半田が溶けるようにするが、その際に、フレキリード３の先端３ａの外に基板側半田付け用パターン６がはみ出しているため、溶けた半田がそのはみ出し部分に半田溜まりを形成する。もし、半田溜まりが形成されていなければ、予備半田がうまく溶けていないということである。つまり、半田溜まりを目視することで半田付けがきちんとできたかどうかを確認することができる。

次に、図２に示した実施形態に係るアセンブル品２１は、図１の構成に加えて、フレキリード３に長穴２２を形成し、電気回路基板５には長穴２２に対応する位置に円柱形の突起物２３を設けたものである。ここに示した長穴２２は、電気回路基板５の長手方向に長く、幅は突起物２３の径とほぼ同じである。よって、突起物２３を長穴２２に挿入することにより、フレキリード３の幅方向位置が厳密に決められる。長手方向の位置は長穴２２の長さに応じて自由度がある。

長穴２２の代わりに角穴、長角穴、丸穴などの各種形状としてもよく、突起物２３の形状もこれに準ずる。また、穴ではなくて溝（窪み、切り欠きと称してもよい）を形成しても突起物２３との共働による位置決め効果は同じである。

図３に示した実施形態に係るアセンブル品３１は、図１の構成に加えて、フレキリード３に長角穴３２を形成し、電気回路基板５には長角穴３２に対応する位置に基板実装部品とした角柱形のチップ部品３３を実装したものである。チップ部品３３は、図２の突起物２３と同様に長角穴３２との共働による位置決めの効果を有する。チップ部品３３は、電気回路基板５上の電気回路の中で何らかの電気的役割を持つ部材であってもよいし、電気的役割を持たないダミーであってもよい。

チップ部品３３や突起物２３は、恒久的に電気回路基板５に固定されてもよいが、フレキリード３を位置決めして半田付けをした後は不要となるので、一時的に仮止めしておいて、後で除去してもよい。

さらに、このアセンブル品３１は、電気回路基板５の表面にフレキリード３の縁を合わせるためのマーカ３４が表示されている。マーカ３４の表示は、例えばシルクスクリーン印刷による。

図４に示した実施形態に係る電気回路基板４１は、図示しないフレキリードに形成された複数のフレキリード側半田付け用パターンと半田付けするために該電気回路基板４１の長手方向に延びた複数の基板側半田付け用パターン６が形成されている。ここでは、電気回路基板４１とアセンブルする電気光学部品（図示せず）が２個あるため、電気回路基板４１をＬ形に切り欠いてある。基板側半田付け用パターン６はそれぞれのフレキリードが載せられる位置に配置されている。

この電気回路基板４１は、図示しないフレキリードに形成された穴又は溝に対応する位置に穴４２又は溝４３を形成したものである。フレキリードと電気回路基板４１の両方の穴４２又は溝４３にピンを挿入することでフレキリードと電気回路基板４１との相対的位置を決めることができる。

次に、本発明のアセンブル方法を光トランシーバの組み立ての例により説明する。

図５に示されるように、このアセンブル方法では、電気光学部品２と電気回路基板５をジグ５１に嵌め込んでおいてフレキリード３を電気回路基板５に半田付けする。光トランシーバでは、送信用の電気光学部品２ａと受信用の電気光学部品２ｂとは、各々の光学筒の部分を把持具５２で把持して両電気光学部品２ａ，２ｂを一体化してある。また、電気回路基板５は、それぞれの電気光学部品２の端部に並ぶようＬ形に切り欠いてある（図４参照）。その切り欠きで段違いになった電気回路基板５の端部にそれぞれ基板側半田付け用パターン６が設けられている。これらの基板側半田付け用パターン６を使用して２つの電気光学部品２の端部から延出されているフレキリード３を電気回路基板５に半田付けすることになる。

ジグ５１は、光トランシーバの筐体（図示せず）と同一の嵌め込み構造を有する。すなわち、ジグ５１は、図５において電気光学部品２及び電気回路基板５が嵌め込まれている窪み部分に、把持具５２をジグ５１の長手方向及び幅方向に位置決めする凹凸（図示せず）と、電気回路基板５の位置決め穴に貫通するピン５３と、フレキリード３と電気回路基板５の共通位置決め穴に貫通するピン５４とを備えている。

ジグ５１と筐体の異なる点は、ジグ５１のほうが筐体より嵌め込む深さが浅い。これにより、電気光学部品２及び電気回路基板５（アセンブル品）を出し入れするのが筐体よりも容易である。また、光トランシーバがスリムであるため、筐体の側壁が非常に薄く形成されるのに対して、ジグ５１の周辺の縁取り部５５は、十分に厚く形成されている。これにより、ジグ５１が取り扱いやすい大きさになると共に、扁平になるため安定しアセンブル作業がやりやすくなる。

一方、筐体に突起を設けることにより、ジグ５１の貫通ピン５３，５４と同じ機能を持たせることができる。この突起は、ピン形状（円柱状）の場合、左右に２箇所あるとフレキリード３の位置決めの精度を高めることができる。

ここで、図６に示されるように、上部か開放されたほぼ直方体の筐体６１には、筐体右壁６１ａと筐体左壁６１ｂ間に挟まれた底部６２に、上方に向けて立ち上がった第一の突起６３と第二の突起６４とが形成されている。第一の突起６３及び第二の突起６４は、底部６２に接する基端部６３ｄ，６４ｄよりも、その上部にある上端部６３ｕ，６４ｕの太さが細い。このため、基端部６３ｄと上端部６３ｕとの境目、基端部６４ｄと上端部６４ｕとの境目には段差が形成されている。この段差に図示しない基板を載せることができる。基板には、上端部６３ｕ，６４ｕが貫通する穴を形成する。

図７に示されるように、筐体６１に基板５を収納すると、基板５の穴から第一の突起６３及び第二の突起６４が一部突き出した状態となる。

突起が線状（表面に直線を引くことができる形状）で所定の長さ以上ある場合（例えば、直方体形状）、突起の設置箇所が１箇所でも高精度にフレキリード３を位置決めできる。

さて、本発明のアセンブル方法では、図５のようなジグ５１を形成し、電気光学部品２と電気回路基板５とをジグ５１のそれぞれの所定位置に嵌め込んで、その状態で電気光学部品２と電気回路基板５とをフレキリード３の半田付けによって一体のアセンブル品とし、そのアセンブル品をジグ５１から取り出して図示しない筐体に嵌め込んで収容することにより、光トランシーバが組み上がる。

本発明の一実施形態を示すアセンブル品の要部拡大平面図である。本発明の一実施形態を示すアセンブル品の要部拡大平面図である。本発明の一実施形態を示すアセンブル品の部分斜視図である。本発明の一実施形態を示す電気回路基板の部分斜視図である。本発明のアセンブル方法によるアセンブル中のジグ及びアセンブル品の斜視図である。本発明のアセンブル品において筐体に基板を収容する前の筐体の部分斜視図である。本発明のアセンブル品において筐体に基板を収容した後の筐体の部分斜視図である。

符号の説明

１アセンブル品
２電気光学部品
３フレキリード
４フレキリード側半田付け用パターン
５電気回路基板
６基板側半田付け用パターン

Claims

電気光学部品の端部よりフレキシブル基板からなるリード（フレキリード）が延出され、該フレキリードの先端近傍には複数のフレキリード側半田付け用パターンが形成され、上記電気光学部品の延長上に配置された電気回路基板には上記フレキリード側半田付け用パターンと半田付けするために複数の基板側半田付け用パターンが形成され、これら電気光学部品と電気回路基板とが上記半田付けによりアセンブルされたアセンブル品において、上記基板側半田付け用パターンを上記フレキリードの先端より外まで延長して形成したことを特徴とするアセンブル品。
電気光学部品の端部よりフレキシブル基板からなるリード（フレキリード）が延出され、該フレキリードの先端近傍には複数のフレキリード側半田付け用パターンが形成され、上記電気光学部品の延長上に配置された電気回路基板には上記フレキリード側半田付け用パターンと半田付けするために複数の基板側半田付け用パターンが形成され、これら電気光学部品と電気回路基板とが上記半田付けによりアセンブルされたアセンブル品において、上記フレキリードに穴又は溝を形成し、上記電気回路基板には上記穴又は溝に対応する位置に突起物を設けたことを特徴とするアセンブル品。
電気光学部品の端部よりフレキシブル基板からなるリード（フレキリード）が延出され、該フレキリードの先端近傍には複数のフレキリード側半田付け用パターンが形成され、上記電気光学部品の延長上に配置された電気回路基板には上記フレキリード側半田付け用パターンと半田付けするために複数の基板側半田付け用パターンが形成され、これら電気光学部品と電気回路基板とが上記半田付けによりアセンブルされたアセンブル品において、上記電気回路基板に上記フレキリードに対して該フレキリードの縁に接する突起物を設けたことを特徴とするアセンブル品。
上記突起物が上記電気回路基板上に実装された基板実装部品であることを特徴とする請求項２又は３記載のアセンブル品。
電気光学部品の端部よりフレキシブル基板からなるリード（フレキリード）が延出され、該フレキリードの先端近傍には複数のフレキリード側半田付け用パターンが形成され、上記電気光学部品の延長上に配置された電気回路基板には上記フレキリード側半田付け用パターンと半田付けするために複数の基板側半田付け用パターンが形成され、これら電気光学部品と電気回路基板とが上記半田付けによりアセンブルされたアセンブル品において、上記電気回路基板の表面に上記フレキリードの縁を合わせるためのマーカを表示したことを特徴とするアセンブル品。
電気光学部品の端部よりフレキシブル基板からなるリード（フレキリード）が延出され、該フレキリードの先端近傍には複数のフレキリード側半田付け用パターンが形成され、上記電気光学部品の延長上に配置された電気回路基板には上記フレキリード側半田付け用パターンと半田付けするために複数の基板側半田付け用パターンが形成され、これら電気光学部品と電気回路基板とが上記半田付けによりアセンブルされたアセンブル品において、上記フレキリードと上記電気回路基板に互いに対応する位置に穴又は溝を形成し、両方の穴又は溝にピンを挿入することで上記フレキリードと上記電気回路基板との相対的位置を決められるようにしたことを特徴とするアセンブル品。
筐体中の所定位置に嵌め込んで収容される電気光学部品の端部よりフレキシブル基板からなるリード（フレキリード）が延出されており、筐体中の上記電気光学部品の延長上の所定位置に嵌め込んで収容される電気回路基板には上記フレキリードに形成された半田付け用パターンと半田付けするための半田付け用パターンが形成されており、これら電気光学部品と電気回路基板とを半田付けするアセンブル方法において、上記筐体と同一の嵌め込み構造を有し、上記筐体より嵌め込む深さが浅いジグを形成し、上記電気光学部品と電気回路基板とを上記ジグのそれぞれの所定位置に嵌め込んで、その状態で上記電気光学部品と電気回路基板とを半田付けによってアセンブル品とし、そのアセンブル品を上記ジグから取り出して上記筐体に嵌め込んで収容することを特徴とするアセンブル方法。