JP2007234673A - 電子装置及びその製造方法 - Google Patents

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Takayoshi Honda
隆芳 本多
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Abstract

【課題】接続信頼性を向上した電子装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】複数の端子410がハウジング420の長手方向に沿って配列された表面実装型のコネクタ400を、回路基板300に実装してなる電子装置100であって、回路基板300を構成する配線パターンとして、コネクタ420の配置領域313を含むように複数層に配置された緩衝用配線パターン340を含み、緩衝用配線パターン340により構成される複数の配線層として、ハウジング420の長手方向に平行なパターン形状を有する長手パターン341を同一平面に複数本配置してなり、少なくともコネクタ420の実装面に最も近い配線層に採用される長手パターン層と、ハウジング420の長手方向に垂直なパターン形状を有する短手パターン342を同一平面に複数本配置してなり、少なくともコネクタ420の実装面に最も遠い配線層に採用される短手パターン層とを含む構成とした。
【選択図】図5

Description

本発明は、表面実装型のコネクタを、回路基板に実装してなる電子装置及びその製造方法に関するものである。
近年、端子を基板に挿入する挿入型コネクタに代わって、高密度化、小型化、実装の効率化の観点から、基板表面に実装する表面実装型コネクタが用いられるようになってきている(特許文献1参照)。
特許文献1には、表面実装型のコネクタを基板に実装する構造及び実装方法が開示されている。具体的には、コネクタのハウジングと基板との間に介在させた第一の溶融はんだによりハウジングを基板上に浮かせた状態で支持し、この支持状態にあるハウジングを、端子とランドとの間に介在させた第二の溶融はんだの表面張力の作用によって端子がランド中心にくるように位置決めする。そして、冷却により第一及び第二の溶融はんだをそれぞれ固化させた状態で、位置決めされたハウジングを基板上に機械的に固定する(例えば螺子締結する)ようにしている。
特開2004−206924号公報
ところで、リフロー時にはコネクタの重量の影響で、基板のコネクタの配置領域に下に凸の反りが生じる。特にコネクタの端子数が増えると、反り量が大きくなるため、全ての端子と対応するランドとの接続を確保するのが困難となる。
特許文献1に示される構成においては、溶融はんだが冷却固化される前の時点で、基板の平面方向において、第二の溶融はんだによるセルフアライメント効果により、端子が対応するランドに位置決めされる。また、基板の厚さ方向、すなわち基板表面に対する高さ方向において、端子は対応するランドに位置決めされず、フリーな状態にある。したがって、リフロー時(第一及び第二の溶融はんだが溶融した状態)において、コネクタの重量の影響で基板に反りが生じると、端子と基板表面との間隔がばらつくこととなり、接続信頼性が低下するという問題がある。
本発明は上記問題点に鑑み、接続信頼性を向上した電子装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成する為に、請求項1に記載の発明は、複数の端子がハウジングの長手方向に沿って配列された表面実装型のコネクタを、端子に対応して表面に複数のランドが設けられた回路基板に実装してなる電子装置であって、回路基板は、基板に配線パターンを多層に配置してなる多層基板であり、コネクタの配置領域が、コネクタが実装されない状態で、加熱・冷却によってコネクタの実装面側を凸として反るように構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、コネクタが実装された状態で加熱・冷却(リフロー)した際に、回路基板自身の構成によるコネクタの実装面側を凸として反ろうとする応力によって、コネクタの重量によるコネクタの実装面側を凹として反ろうとする応力を相殺することができる。したがって、結果として、コネクタの重量による影響で、回路基板のコネクタの配置領域に生じる反りが抑制(すなわち端子と基板表面との間隔のばらつきが従来よりも低減)されており、接続信頼性が向上されている。
例えば請求項2に記載のように、配線パターンは、回路基板の厚さ方向において、コネクタの配置領域を含むように複数層に配置された緩衝用配線パターンを含み、緩衝用配線パターンにより構成される複数の配線層として、ハウジングの長手方向に平行なパターン形状を有する長手パターンを同一平面に複数本配置してなり、少なくともコネクタの実装面に最も近い配線層に採用される長手パターン層と、ハウジングの長手方向に垂直なパターン形状を有する短手パターンを同一平面に複数本配置してなり、少なくともコネクタの実装面に最も遠い配線層に採用される短手パターン層とを含む構成を採用することができる。
複数の端子がハウジングの長手方向に沿って配列された表面実装型のコネクタを実装する場合、リフロー時において基板の長手方向の変形量が大きい。これに対し、本発明においては、長手方向に平行なパターン形状を有する長手パターンからなる長手パターン層を少なくともコネクタの実装面に最も近い配線層に採用している。長手パターン層は短手パターン層よりも長手方向の長さが長いので、リフロー時においてコネクタの実装面側を凸として反ろうとする応力を生じ、コネクタ重量による応力を相殺することができる。
より具体的には、請求項3に記載のように、回路基板の厚さ方向において、コネクタの実装面から所定範囲における配線層を長手パターン層とし、それ以外の配線層を短手パターン層としても良いし、請求項4に記載のように、回路基板の厚さ方向において、長手パターン層と短手パターン層とが交互に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の電子装置。前者の場合、後者よりもリフロー時において、コネクタの実装面側を凸として反ろうとする応力を大きくすることができる。後者の場合、電気ノイズ(クロストーク)の影響を低減することができる。
なお、請求項2〜4いずれか1項に記載の発明において、請求項5に記載のように、ハウジングの長手方向において、緩衝用配線パターンを構成する材料の線膨張係数を、基板を構成する材料の線膨張係数よりも大きくすると良い。このように構成すると、リフロー時において、緩衝用配線パターン(長手パターン)の熱膨張に隣接する基板が引っ張られるので、コネクタの実装面側を凸として反ろうとする応力を生じやすくなる。
また、請求項6に記載のように、基板は、複数の基材を積層してなり、ハウジングの長手方向において、少なくともコネクタの実装面を含む基材を構成する材料の線膨張係数を、少なくともコネクタの実装面の裏面を含む基材を構成する材料の線膨張係数よりも大きくしても良い。
このようにしても、リフロー時においてコネクタの実装面側を凸として反ろうとする応力を生じ、コネクタ重量による応力を相殺することができる。
次に、請求項7に記載の発明は、複数の端子がハウジングの長手方向に沿って配列された表面実装型のコネクタを、端子に対応して表面に複数のランドが設けられた回路基板に実装してなる電子装置であって、ハウジングは、回路基板側に凸となる変形が可能なように、その一部に周囲よりも剛性の低い低剛性部を有することを特徴とする。
本発明によれば、コネクタを構成するハウジングの一部に、周囲よりも剛性の低い低剛性部を設けており、リフロー時に、コネクタの重量の影響で、基板のコネクタの配置領域に下に凸の反りが生じても、この反りに追従してコネクタを下に凸に反らせることができる。すなわち、端子と基板表面との間隔のばらつきを抑制することができる。したがって、接続信頼性が向上されている。
例えば請求項8に記載のように、低剛性部として、周囲よりも薄肉の凹部を含む構成を採用することができる。好ましくは、請求項9に記載のように、低剛性部を、ハウジングの、回路基板表面との対向面の裏面(上面)に、長手方向とは垂直に設けた構成とすると良い。なお、基板は、ハウジングの長手方向において、ほぼ中心部位を頂点として反るので、請求項10に記載のように、低剛性部を、ハウジングの長手方向において、少なくとも中心部位に設けることがより好ましい。
次に、請求項11に記載の発明は、複数の端子がハウジングの長手方向に沿って配列された表面実装型のコネクタを、端子に対応して表面に複数のランドが設けられた回路基板に実装してなる電子装置であって、ハウジングは複数に分割されて、分割されたそれぞれのハウジングに端子が複数配置され、分割されたハウジングは、ハウジングの長手方向に沿うように、連結部を介して連結され、連結部は、当該連結部を支点として、分割されたハウジングを回動可能に構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、分割されたハウジングが、連結部を支点として、回動可能に構成されている。したがって、リフロー時に、コネクタの重量の影響で、基板のコネクタの配置領域に下に凸の反りが生じても、分割されたハウジングが連結部を支点として回動し、基板の反りに追従することができる。すなわち、端子と基板表面との間隔のばらつきを抑制することができる。したがって、接続信頼性が向上されている。
また、長手方向においてハウジングが複数に分割されているので、リフロー時にハウジングに生じる変形(反り)を低減することができる。したがって、接続信頼性がより向上されている。
次に、請求項12に記載の発明は、複数の端子がハウジングの長手方向に沿って配列された表面実装型のコネクタを、端子に対応して表面に複数のランドが設けられた回路基板に実装してなる電子装置であって、ランド上に、ランドと対応する端子とを電気的に接続するはんだが配置され、ランド表面からのはんだ高さは、ハウジングの長手方向の中心から所定範囲の中央領域に含まれるはんだのほうが、中央領域を間に挟む端部領域に含まれるはんだよりも高いことを特徴とする。
上述したように、基板は、ハウジングの長手方向において、ほぼ中心部位を頂点として反る。本発明によれば、長手方向において、中央領域に含まれるはんだ高さの方が、端部領域に含まれるはんだ高さよりも高いので、リフロー時に、コネクタの重量の影響で、基板のコネクタの配置領域に下に凸の反りが生じても、はんだを介して端子とランドとを電気的に接続することができる。したがって、接続信頼性が向上されている。
なお、請求項13に記載のように、基板反り後の基板表面と端子との間隔に応じて、はんだ高さを、ハウジングの長手方向の中心から端部に向けて低くしても良い。
次に、請求項14に記載の発明は、複数の端子がハウジングの長手方向に沿って配列された表面実装型のコネクタを、端子に対応して表面に複数のランドが設けられた回路基板に実装してなる電子装置であって、回路基板の厚さ方向において、端子の対応するランドとの接続部位の、ハウジングの回路基板表面との対向面を基準とする高さは、ハウジングの長手方向の中心位置から所定範囲の中央領域に含まれる端子のほうが、中央領域を間に挟む端部領域に含まれる端子よりも低いことを特徴とする。
上述したように、基板は、ハウジングの長手方向において、ほぼ中心部位を頂点として反る。本発明によれば、回路基板の厚さ方向において、ハウジングの回路基板表面との対向面(下面)を基準とする、端子のランドとの接続部位の高さが、中央領域に含まれる端子のほうが端部領域に含まれる端子よりも低く設定されている。すなわち、リフロー時に、コネクタの重量の影響で、基板のコネクタの配置領域に下に凸の反りが生じても、はんだを介して端子とランドとを電気的に接続することができる。したがって、接続信頼性が向上されている。
具体的には、請求項15に記載のように、端子の、ハウジングから延び、ランドと接続された側の、回路基板表面に対する高さ方向の部分の長さを、中央領域に含まれる端子のほうが、端部領域に含まれる端子よりも長い構成としても良い。このように、端子の長さを調整しても良い。
その際、請求項16に記載のように、中央領域に含まれる端子のほうが、端部領域に含まれる端子よりも弾性変形量が大きい構成とすると、回路基板の反りにより追従しやすい。すなわち接続信頼性をより向上することができる。また、回路基板に反りが生じていない状態で、中央領域の端子のほうが端部領域の端子よりも回路基板に対して強く押し当てられて位置決めされるが、弾性変形によってその応力を緩衝することができる。
なお、請求項17に記載のように、端子長さを、基板反り後の基板表面と端子との間隔に応じて、ハウジングの長手方向の中心から端部に向けて短くしても良い。
次に、請求項18に記載の発明は、複数の端子がハウジングの長手方向に沿って配列された表面実装型のコネクタを、端子に対応して表面に複数のランドが設けられた回路基板に実装する電子装置の製造方法であって、ランドの表面にはんだを塗布する塗布工程と、複数の端子がそれぞれ対応するランドの表面に配置されたはんだに接するように、コネクタを回路基板に位置決めし、はんだをリフローして、端子とランドとを電気的に接続するリフロー工程とを含み、塗布工程において、ハウジングの長手方向の中心から所定範囲の中央領域に含まれるランドに対してはんだを配置する量を、中央領域を間に挟む端部領域に含まれるランドに対してはんだを配置する量よりも多くすることを特徴とする。
リフロー工程において、回路基板は、コネクタ重量の影響により、ハウジングの長手方向においてほぼ中心部位を頂点として反る。したがって、回路基板表面と端子との間隔は、端部領域よりも中央領域の方が広くなる。これに対し、本発明によれば、塗布工程において、中央領域のはんだ量を端部領域のはんだ量よりも多くするので、リフロー工程において、回路基板に反りが生じても、はんだを介して端子とランドとを電気的に接続することができる。すなわち、接続信頼性を向上することができる。
例えば請求項19に記載のように、回路基板の厚さ方向において、中央領域に含まれるランドの表面上に配置されるはんだの厚さを、端部領域に含まれるランドの表面上に配置されるはんだの厚さよりも厚くしても良い。この場合、リフロー工程において、回路基板に反りが生じても、はんだを介して端子とランドとを電気的に接続することができる。
なお、請求項20に記載のように、はんだの厚さを、回路基板反り後の回路基板表面と端子との間隔に応じて、ハウジングの長手方向の中心から端部に向けて薄くしても良い。
また、請求項21に記載のように、回路基板の平面方向において、中央領域に含まれるランドに対して塗布されるはんだの塗布面積を、端部領域に含まれるランドに対して塗布されるはんだの塗布面積よりも大きくしても良い。この場合、リフロー工程において、溶融されたはんだが端子を濡れあがりやすくなるので、リフロー工程において、回路基板に反りが生じても、はんだを介して端子とランドとを電気的に接続することができる。そして、結果として、請求項12に記載の電子装置を得ることができる。
なお、請求項22に記載のように、はんだの塗布面積を、回路基板反り後の回路基板表面と端子との間隔に応じて、ハウジングの長手方向の中心から端部に向けて小さくしても良い。
次に、請求項23に記載の発明は、複数の端子がハウジングの長手方向に沿って配列された表面実装型のコネクタを、端子に対応して表面に複数のランドが設けられた回路基板に実装する電子装置の製造方法であって、複数の端子がそれぞれ対応するランドの表面に配置されたはんだに接するように、コネクタを回路基板に位置決めし、はんだをリフローして、端子とランドとを電気的に接続するリフロー工程とを含み、リフロー工程において、回路基板の、ハウジングの長手方向に沿い、且つ、コネクタが実装される側の回路基板端部の上下面を、反り抑制冶具により挟持した状態で、リフローを実施することを特徴とする。
上述したように、リフロー工程において、回路基板は、コネクタ重量の影響により、ハウジングの長手方向においてほぼ中心部位を頂点として反ろうとする。これに対し、本発明によれば、反り抑制冶具によって回路基板の上下面を挟持した状態でリフローするので、回路基板に生じる反りを抑制することができる。すなわち、接続信頼性を向上することができる。
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
先ず、図1を用いて、本実施形態にも適用される一般的な電子装置の概略構成を説明する。図1は、電子装置の概略構成を説明するための、組み付け前の状態を示す分解図である。図1に示すように、電子装置100は、筐体200と、当該筐体200内に収容される回路基板300とにより構成される。なお、このような電子装置100は、例えば車両のエンジンECU(Electric Control Unit)を構成する電子装置として採用される。
筐体200は、例えばアルミニウム、鉄等の金属材料や合成樹脂材料からなり、一方が開放された箱状のケース210と、ケース210の開放面を閉塞する略矩形板状の底の浅いカバー220とにより構成される。そして、ケース210とカバー220とを組み付けることで、回路基板300を収容する内部空間を有した筐体200を構成する。本実施形態においては、螺子締結によって、ケース210とカバー220が固定されるよう構成されている。なお、筐体200はケース210とカバー220の2つの部材から構成されるものに限定されない。1つの部材から構成されても良いし、3つ以上の部材から構成されても良い。
回路基板300は、図示されない配線や配線間を接続するビアホール等が形成されてなるプリント基板310(特許請求の範囲の基板に相当)に、マイコン、パワートランジスタ、抵抗、コンデンサ等の電子部品320を実装してなるものである。
また、回路基板300には、入出力部(外部接続端子)としてのコネクタ400が実装されている。コネクタ400は、導電性材料からなり、一端がプリント基板310に実装され、他端が筐体200外に露出される端子410を、絶縁材料(例えば合成樹脂)からなるハウジング420に複数配設してなる表面実装型のコネクタである。具体的には、筐体200(本実施形態においてはケース210)に、コネクタ400に対応したコネクタ用切り欠き部(図示略)が設けられており、回路基板300を収容するようにケース210とカバー220を螺子締結した状態で、コネクタ400の一部(端子410のプリント基板310に設けられたランドとの接合部411を含む)が筐体200内に収容され、残りの部分(端子410の外部(例えばメスコネクタ)との接続部412を含む)が筐体200外に露出される。
複数の端子410は、互いに干渉しないようにハウジング420に一部が埋設固定されている。端子410のプリント基板310に実装される側はハウジング420の一側面から延び、その先端領域がプリント基板310と略平行となるように折曲されて、プリント基板310に設けられたランドとの接合部411として構成されている。なお、図1においては、ハウジング420に対し、その長手方向に沿って総計24個の端子410が2列配置(2列×12個)され、一方の列の端子410のプリント基板310に実装される側と他方の列の端子410のプリント基板310に実装される側が、ハウジング420の対向する側面からそれぞれ延出された態様を示している。しかしながら、コネクタ400の態様は上記例に限定されるものではない。少なくとも表面実装型のコネクタ400であり、ハウジング420の長手方向に沿って、複数の端子410が配列されていれば良い。
ここで、上記構成の電子装置100においては、従来、コネクタ400の重量の影響で、図2に示すように、リフロー時にプリント基板310(回路基板300)のコネクタ配置領域に下に凸の反りが生じ、端子410とプリント基板表面との間隔がばらついて、接続信頼性が低下する(端子410とランドとの良好な電気的接続が得られない)という問題があった。これは、プリント基板310のランド311表面に配置され、リフローによって溶融されたはんだ312が、主に冷却・固化される(端子410の接合部411とランド311が電気的に接続される)前に、プリント基板310に反りが生じることによるものと考えられる。図2は、プリント基板310の反りを説明するための側面図(図1における接続部412から見た)であり、符号500は、リフロー装置の搬送レールを示している。
なお、プリント基板310の反りは、ハウジング420の長手方向において、ほぼ中心部位を頂点として生じており、端子数が多くなるほど(例えば50本以上)、換言すればハウジング420の長手方向の長さが長くなるほど(例えば50mm以上)、反りが生じやすい。例えば本発明者が確認したところ、プリント基板310の基材をFR4、リフロー時のピーク温度を240−260℃、端子410の本数が100本、ハウジング420の長手方向の長さが80mmの場合、プリント基板310の反り量が0.1mm以上であった。
この問題を解決するために、本実施形態においては、上記構成の電子装置100において、プリント基板310(回路基板300)の構成に特徴を持たせている。この特徴点について、図3〜図5を用いて説明する。図3は、本実施形態に係る電子装置100において、特徴部分であるプリント基板310を示す模式図であり、(a)はコネクタ配置領域における断面図、(b)は緩衝用配線層のうち、長手パターン層を示す平面図、(c)は緩衝用配線層のうち、短手パターン層を示す平面図である。図4は、図3に示すプリント基板310をコネクタ400を実装しない状態でリフローした場合の断面図である。図5は、本実施形態に係るプリント基板310の効果を示す側面図であり、図2に対応している。なお、図5においては、便宜上、プリント基板310を断面で示している。
本実施形態に係る電子装置100において、プリント基板310は、図3(a)〜(c)に示すように、配線パターンを多層に配置してなる多層基板として構成されている。より具体的には、公知の樹脂材料(例えば液晶ポリマー)からなる基材330と導電性材料(例えば銅)からなる配線パターンとを積層して構成されている。また、配線パターンとして、図3(a)〜(c)に示すように、プリント基板310の厚さ方向において、コネクタ400の配置領域313(図3(b),(c)に示す破線で囲まれた領域)を含むように複数層に配置された緩衝用配線パターン340を含んでいる。なお、本実施形態においては、配線パターンとして、緩衝用配線パターン340のみを図示している。
緩衝用配線パターン340は、ハウジング420の長手方向に平行なパターン形状を有する長手パターン341と、ハウジングの長手方向に垂直(短手方向に平行)なパターン形状を有する短手パターン342とを含んでいる。そして、図3(b)に示すように、コネクタ400の配置領域313に対して複数本配置されるように、長手パターン341を同一平面に複数本配置してなる長手パターン層を、少なくともコネクタ400の実装面に最も近い緩衝用配線層として採用している。また、図3(c)に示すように、コネクタ400の配置領域313に対して複数本配置されるように、短手パターン342を同一平面に複数本配置してなる短手パターン層を、少なくともコネクタ400の実装面に最も遠い緩衝用配線層として採用している。また、長手パターン341の長さ(長手方向)を短手パターン342の長さ(長手方向に垂直方向)よりも長くしている。なお、本実施形態においては、各緩衝用配線パターン340として信号線を採用しており、同一層において、複数の長手パターン341(短手パターン342)が電気的に独立して配置されている。
本実施形態においては、プリント基板310が3枚の基材330を積層配置してなり、その内層として緩衝用配線層を設けている。そして、同一構成の6本の長手パターン341を等間隔で配置した長手パターン層を、プリント基板310のコネクタ実装面313に近い緩衝用配線層に採用している。また、同一構成の18本の短手パターン342を等間隔で配置した短手パターン層を、プリント基板310のコネクタ実装面313に遠い緩衝用配線層に採用している。しかしながら、長手パターン層、短手パターン層の構成は上記例に限定されるものではなく、適宜設定されれば良い。長手パターン層においては、ハウジング420の長手方向に平行なパターン形状を有する長手パターン341を、配置領域313に対して複数本配置する構成であれば良い。例えば複数の長手パターン341の長さや幅が異なるものの組合せであっても良い。また、パターン間を等間隔としなくとも良い。短手パターン層においては、ハウジング420の長手方向に垂直なパターン形状を有する短手パターン342を、配置領域313に対して複数本配置する構成であれば良い。例えば複数の短手パターン342の長さや幅が異なるものの組合せであっても良い。また、パターン間を等間隔としなくとも良い。
このように構成されるプリント基板310(回路基板300)においては、ハウジング420の長手方向における長手パターン341の長さが短手パターン342よりも長いので、リフローを実施した場合、長手パターン341の方が短手パターン342よりも長手方向に基材330を引っ張ろうとする力が強い。したがって、コネクタ400の実装面314側を凸として反ろうとする応力がプリント基板310に生じる。この応力によって、コネクタ400が実装されない状態では、図4に示すようにコネクタ400の実装面314側を凸として反りが生じることとなる。なお、本実施形態においては、長手パターン341の長さ(ハウジング420の長手方向)を短手パターン342の長さ(ハウジング420の短手方向)よりも長くしている。したがって、ハウジング420の長手方向において、緩衝用配線パターン340の影響により、プリント基板310を凸として反ろうとする効果を強めている。
このように、本実施形態においては、加熱・冷却(リフロー)した際に、プリント基板310(回路基板300)に生じるコネクタ400の実装面314側を凸として反ろうとする応力を利用し、コネクタ重量によってコネクタ400の実装面314側を凹(実装面314の裏面側を凸)として反ろうとする応力を相殺するようにしている。したがって、図5に示すように、リフロー時において、端子410の接合部411と対向する基板表面との間隔のばらつきが従来よりも低減され、電子装置100の接続信頼性を向上することができる。
なお、緩衝用パターン340は、コネクタ重量によりプリント基板310に生じる応力を相殺するように、適宜設定されれば良い。本実施形態においては、緩衝用配線層が2層のみの例を示したが、その層数は上記例に限定されるものではない。例えば、図6に示すように、4層としても良い。図6においては、プリント基板310の厚さ方向において、コネクタ400の実装面314から所定範囲における緩衝用配線層(2層分)を長手パターン341による層とし、それ以外の緩衝用配線層を短手パターン342による層としている。このように構成すると、コネクタ400の実装面314側を凸として反ろうとする応力を大きくすることができる。しかしながら、平行な緩衝用配線パターン340を隣接する層において配置すると、電気ノイズ(クロストーク)の影響が懸念される。そこで、図7に示すように、プリント基板310の厚さ方向において、長手パターン341による層と短手パターン342による層とを交互に配置しても良い。この場合、電気ノイズ(クロストーク)の影響を低減することができる。
また、本実施形態においては、プリント基板310を構成する基材330と緩衝用配線パターン340との線膨張係数の関係については特に限定しなかった。しかしながら、ハウジング420の長手方向において、緩衝用配線パターン340を構成する材料の線膨張係数を、プリント基板310(基材330)を構成する材料の線膨張係数よりも大きくすると良い。このように構成すると、リフロー時において、緩衝用配線パターン340(長手パターン341)の膨張・収縮に隣接する基材330が引っ張られるので、コネクタ400の実装面314側を凸として反ろうとする応力を生じやすくなる。
また、本実施形態においては、緩衝用配線パターン340として信号線を採用する例を示した。しかしながら、GNDを分割して緩衝用配線パターン340を構成しても良い。この場合、同一層において、複数の長手パターン341(短手パターン342)を部分的に(コネクタ400の実装面314側を凸として反ろうとする応力に大きく影響しない程度に)接続することで、GNDとしての機能を果たすことができる。また、信号線の配置自由度を向上することができる。尚、電気的な接続機能を提供しないダミー配線を緩衝用配線パターン340とすることもできる。しかしながら、プリント基板310(回路基板300)の実装密度を向上するには、信号線かGNDを採用することが好ましい。
また、本実施形態においては、プリント基板310(回路基板300)に緩衝用配線パターン340を設けることで、コネクタ重量による反りを相殺する例を示した。しかしながら、緩衝用配線パターン340以外にも、リフロー時に実装面314側を凸として反ろうとする応力を生じさせるプリント基板310(回路基板300)の構成であれば、採用することができる。例えば図8に示すように、ハウジング420の長手方向において、少なくともコネクタ400の実装面314を含む基材330a(図8においては実装面314を構成する基材330aを含む3つの基材330a)の線膨張係数を、少なくとも実装面314の裏面を含む基材330b(図8においては、実装面314の裏面を構成する基材330bを含む2つの基材330b)の線膨張係数よりも大きくしても良い。このような構成としても、上述した緩衝用配線パターン340と同様の効果を期待することができる。なお、同一材料にてx,y,z方向の線膨張係数が調整され、長手方向の線膨張係数が異なる基材330a,330bを用いても良いし、材料(長手方向の線膨張係数)が異なる基材330a,330bを用いても良い。なお、図6〜図8は、本実施形態の変形例を示す断面図である。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を、図9及び図10に基づいて説明する。図9は、第2実施形態に係る電子装置100において、特徴部分であるコネクタ400の概略構成を示す図であり、(a)は側面図、(b)は上面側から見た平面図である。図10は、コネクタ400の効果を示す側面図であり、図2に対応している。
第2実施形態における電子装置100は、第1実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
第1実施形態においては、コネクタ重量の影響でプリント基板310に生じる反りを抑制する、プリント基板310(回路基板300)の構成について示した。これに対し、本実施形態においては、コネクタ重量の影響でプリント基板310に生じる反りを抑制するのではなく、プリント基板310に生じる反りにコネクタ400を追従させることによって、接続信頼性を向上する点を特徴とする。
具体的には、ハウジング420の一部に、周囲よりも剛性が低い低剛性部を設けることで、プリント基板310に生じる反りに追従して変形が可能なように、コネクタ400を構成している。本実施形態においては、図9(a),(b)に示すように、低剛性部として、ハウジング420の回路基板対向面421の裏面422(以下上面422と示す)に、周囲よりも薄肉の凹部423を設けている。凹部423は、ハウジング420の上面423において、短手方向に所定深さを持って形成された溝であり、本実施形態においては短手間を貫通している。また、ハウジング420の長手方向において、中心部位と、中心部位を挟んだ対象部位の計3箇所に設けられている。
このように本実施形態に係る電子装置100によれば、図10に示すように、リフロー時において、プリント基板310(回路基板300)の反りに追従して、ハウジング420が変形し、コネクタ400を下に凸に反らせることができる。すなわち、端子410と基板表面との間隔のばらつきを抑制することができる。したがって、電子装置100の接続信頼性を向上することができる。
また、本実施形態においては、低剛性部としての凹部423を、ハウジング420の長手方向において、上面422の中心部位と、中心部位を挟んだ対象部位にも設ける例を示した。このように構成すると、プリント基板310は、ハウジング420の長手方向において、ほぼ中心部位を頂点として反るので、ハウジング420が、プリント基板310の反り応じて変形することが可能である。しかしながら、低剛性部の形成位置は、ハウジング420の上面422に限定されるものではない。プリント基板310に生じる反りに応じて、設定場所、個数、大きさ等を適宜設定すれば良い。例えば、上面422とともに回路基板対向面421に設けた構成としても良い。
また、本実施形態においては、低剛性部として、凹部423の例を示した。しかしながら、凹部423に限定されるものではない。例えばハウジング420の構成材料の一部変えることにより、低剛性部を構成しても良い。また、凹部423は溝状ではなく、非貫通穴として、またはその穴を並べて構成しても良い。
なお、本実施形態に示すように、ハウジング420を変形させて、コネクタ400をプリント基板310の反りに追従させる場合、端子410の外部(メスコネクタ)との接続部412の位置が変形前と比べて変化することが考えられる。このように接続部412の位置が変わると、外部との接続時に応力が生じ、接合部411とランド311との接合部に伝達されて、接続信頼性が低下することも考えられる。したがって、ハウジング420から延出されて、外部との接続に供される側(接続部412含む)の端子410の部位において、外部と嵌合する部位とハウジング420との間に応力の逃げ部(例えば端子410に切り欠きを設けた部分)を設け、接合部411とランド311との接合部に応力が伝達されないようにすることが好ましい。換言すれば、外部との接続に供される側(接続部412含む)の端子410の部位を弾性変形可能な構成とすることが好ましい。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を、図11及び図12に基づいて説明する。図11は、第3実施形態に係る電子装置100において、特徴部分であるコネクタ400の概略構成を示す図であり、(a)は上面側から見た平面図、(b)は連結部分の模式図である。図12は、コネクタ400の効果を示す側面図であり、図2に対応している。
第3実施形態における電子装置100は、第2実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
第2実施形態においては、コネクタ400を構成するハウジング420に低剛性部を設けることで、プリント基板310に生じる反りにコネクタ400を追従させて、接続信頼性を向上する例を示した。これに対し、本実施形態においては、コネクタ400を複数に分割し、分割されたコネクタを連結する連結部を支点として、分割されたコネクタが回動可能に構成され、プリント基板310に生じる反りに追従する点を特徴とする。
本実施形態においては、図11(a),(b)に示すように、第1コネクタ400aと第2コネクタ400bとを連結してコネクタ400が構成されている。第1コネクタ400aと第2コネクタ400bとは、連結部位以外の構成が同一であり、それぞれ12本の端子410が長手方向に沿って2列に配列(2列×6本)されている。
第1コネクタ400aのハウジング420aの側面には、第2コネクタ400bのハウジング420bの対向面に向けて突出した連結用ベース430aが設けられ、当該連結用ベース430aに嵌合用凹部431aが設けられている。また、第2コネクタ400bのハウジング420bの側面には、第1コネクタ400aのハウジング420aの対向面に向けて突出した連結用ベース430bが設けられ、当該連結用ベース430bに、嵌合用凹部431aと嵌合する嵌合用凸部431bが設けられている。本実施形態においては、2対の連結用ベース430a,430bが、所定距離離間して設けられている。このように、複数箇所で連結する構成とすると、連結構造を安定化することができる。しかしながら、1対のみの構成としても良い。
図11(b)に示すように、嵌合用凸部431bは、嵌合用凹部431aの内壁と接触する部位が円状となっており、連結部(嵌合部)を支点として、プリント基板310(回路基板300)表面に対する高さ方向に各コネクタ400a,400bを回動することができる。このような接触部位をもつ嵌合用凸部431bの構成としては、例えば球状、円柱状等を採用することができる。
なお、本実施形態においては、嵌合用凹部431aの幅が、プリント基板310(回路基板300)表面に対する高さ方向において、嵌合用凸部431bの幅と略等しく設定されている。また、プリント基板310(回路基板300)の平面方向(ハウジングの長手方向)においては、嵌合用凹部431aの幅が、嵌合用凸部431bの幅よりも余裕を持って設定されている。
このように本実施形態に係る電子装置100によれば、図12に示すように、リフロー時において、プリント基板310(回路基板300)の反りに追従して、分割されたコネクタ400a,400bが、嵌合用凹部431aと嵌合用凸部431bとの連結部(嵌合部)を支点として回動することができる。すなわち、端子400a,400bと基板表面との間隔のばらつきを抑制することができる。したがって、電子装置100の接続信頼性を向上することができる。
また、長手方向においてコネクタ400(400a,400b)が複数に分割されているので、リフロー時にハウジング420(420a,420b)に生じる変形(反り)を低減することができる。したがって、接続信頼性をより向上することができる。
また、2つのコネクタ400a,400bを連結しているので、1つの部品として、プリント基板310(回路基板300)へ実装することができる。したがって、工数を削減することができる。
また、本実施形態においては、嵌合用凹部431aの幅が、プリント基板310(回路基板300)表面に対する高さ方向において、嵌合用凸部431bの幅と略等しく設定されている。したがって、高さ方向において第1コネクタ400aと第2コネクタ400bとの段差が生じるのを防止することができる。すなわち、基板表面との間の間隔を、端子410aと端子410bとでほぼ一定とすることができ、接続信頼性を向上することができる。また、プリント基板310(回路基板300)の平面方向(ハウジングの長手方向)においては、嵌合用凹部431aの幅が、嵌合用凸部431bの幅よりも余裕を持って設定されている。すなわち、嵌合用凹部431aと嵌合用凸部431bとの連結部(嵌合部)に応力が作用した場合には、嵌合用凸部431bが嵌合用凹部431aの壁面に接しつつ、平面方向に移動が可能に構成されている。したがって、リフロー時において、膨張・収縮によりプリント基板310の寸法が変化したとしても、当該寸法変化にも追従し、端子410a,410bの対応するランドからの位置ずれを低減することも可能である。
なお、本実施形態においては、上述したように、プリント基板310(回路基板300)の平面方向(ハウジングの長手方向)において、嵌合用凹部431aの幅が、嵌合用凸部431bの幅よりも余裕を持って設定される例を示した。しかしながら、嵌合用凹部431aと嵌合用凸部431bとの連結部(嵌合部)は、少なくとも連結されたコネクタ400a,400bを、プリント基板310(回路基板300)表面に対する高さ方向に回動させることのできる構成であれば良い。したがって、嵌合用凹部431aの幅が、嵌合用凸部431bの幅と略同等に設定された構成としても良い。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態を、図13〜図15に基づいて説明する。図13は、第4実施形態に係る電子装置100において、特徴部分の概略構成を示す側面図であり、図2に対応している。図14は、図13に示す電子装置100を製造するための塗布工程を示す側面図である。図15も、図13に示す電子装置100を製造するための塗布工程を示す平面図である。
第4実施形態における電子装置100は、第2実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
第2実施形態においては、コネクタ400を構成するハウジング420に低剛性部を設けることで、プリント基板310に生じる反りにコネクタ400を追従させて、接続信頼性を向上する例を示した。これに対し、本実施形態においては、ランド表面に配置されるはんだ量によって、接続信頼性を向上する点を特徴とする。
上述したように、プリント基板310は、ハウジング420の長手方向において、ほぼ中心部位Cを頂点として反る。これに対し、本実施形態においては、図13に示すように、ハウジング420の長手方向の中心Cから所定範囲の中央領域に含まれるはんだ312のほうが、中央領域を間に挟む端部領域に含まれるはんだ312よりも、基板表面からの高さが高く設定さている。これにより、コネクタ重量の影響により反りが生じたプリント基板310(回路基板300)の表面に設けられたランド311と対応する端子410の接合部411との良好な電気的接続が、全ての端子410において確保されている。
このような実装構造を実現するための製造方法を以下に説明する。コネクタ400をプリント基板310(回路基板300)上に配置してリフローを実施する前に、プリント基板310のランド表面にはんだ312を塗布する。この塗布工程において、ハウジング420の長手方向の中心Cから所定範囲の中央領域に含まれるランド311に対してはんだ312を配置する量を、中央領域を間に挟む端部領域に含まれるランド311に対してはんだ312を配置する量よりも多くすれば良い。リフロー工程において、プリント基板310(回路基板300)は、コネクタ重量の影響により、ハウジング420の長手方向の中心Cを頂点として反る。したがって、基板表面と端子410の接合部411との間隔は、端部領域よりも中央領域の方が広くなる。これに対し、上述によれば、塗布工程において、中央領域のはんだ量を端部領域のはんだ量よりも多くするので、リフロー工程において、プリント基板310(回路基板300)に反りが生じても、はんだ312を介して端子410とランド311とを電気的に接続することができる。すなわち、接続信頼性を向上することができる。
その一例として、図14に示すように、プリント基板310(回路基板300)の厚さ方向において、中央領域に含まれるランド311の表面上に配置されるはんだ312の厚さを、端部領域に含まれるランド311の表面上に配置されるはんだ312の厚さよりも厚くする方法を採用することができる。この場合、スクリーン印刷法を適用する場合には、スクリーンのコート厚(レジスト厚)の調整や複数回に分けて印刷(例えば2回刷り)することで、厚さに差をつけることが可能である。また、ディスペンサによって塗布する場合には、塗布量をコントロールすれば良い。
また、図15に示すように、プリント基板310(回路基板300)の平面方向において、中央領域に含まれるランド311に対して塗布されるはんだ312の塗布面積を、端部領域に含まれるランド311に対して塗布されるはんだ312の塗布面積よりも大きくする方法を採用することもできる。この場合、端部領域よりも反り量の大きい中央領域において、溶融されたはんだ312が端子410を濡れあがりやすくなる(濡れ上がるのに十分な量の溶融されたはんだ312がある)ので、リフロー後において、図13に示す電子装置100を得ることができる。この場合、例えばスクリーン印刷法を適用する場合には、スクリーンに設けた塗布部位に対応する開口部の大きさを変えることで、塗布面積に差をつけることが可能である。
なお、図14に示したはんだ312の厚さと図15に示したはんだ312の塗布面積の両方を調整することにより、はんだ量に差をつけても良い。
このように、本実施形態に係る電子装置100及びその製造方法によれば、図13に示すように、コネクタ重量の影響でプリント基板310(回路基板300)に反りが生じても、ランド表面に配置されるはんだ312の量が予め反りに応じて調整されているので、全ての端子410と対応するランド311との良好な電気的接続を確保することができる。すなわち、電子装置100の接続信頼性を向上することができる。
なお、本実施形態においては、電子装置100として、中央領域に含まれるはんだ312のほうが、端部領域に含まれるはんだ312よりも、基板表面からの高さが高く設定された例を示した。これに対して、はんだ高さが、反りが生じた状態における個々の端子410の接合部411と対向する基板表面との間隔に応じて、ハウジング420の長手方向の中心Cから端部に向けて徐々に低くなるように設定されても良い。より接続信頼性を向上することができる。
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態を、図16及び図17に基づいて説明する。図16は、第5実施形態に係る電子装置100において、特徴部分の概略構成を示す側面図であり、図2に対応している。図17は、コネクタ400の概略構成を示す側面図である。
第5実施形態における電子装置100は、第4実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
第4実施形態においては、ランド表面に配置されるはんだ312の量を調整することで、接続信頼性を向上する例を示した。これに対し、本実施形態においては、端子410を調整することで、接続信頼性を向上する点を特徴とする。
上述したように、プリント基板310は、ハウジング420の長手方向において、ほぼ中心部位Cを頂点として反る。これに対し、本実施形態においては、図16に示すように、ハウジング420の長手方向の中心Cから所定範囲の中央領域に含まれる端子410のほうが、中央領域を間に挟む端部領域に含まれる端子410よりも、ハウジング420の回路基板対向面421を基準とする、端子410の接合部411の下面411a(プリント基板310と対向する面)の位置(高さ)が低く設定されている。換言すれば、中央領域に含まれる端子410のほうが、端部領域に含まれる端子410よりも接合部411の下面411aが下方に位置している。これにより、コネクタ重量の影響により反りが生じたプリント基板310(回路基板300)の表面と、全ての端子410の接合部411の下面411aとの間隔がほぼ一定に保たれ、端子410とランド311との良好な電気的接続が、全ての端子410において確保されている。
このような実装構造を実現するための具体的な構成を以下に説明する。例えば図17に示すように、端子410の、ハウジング420から延び、ランド311と接続される側の、基板表面に対する高さ方向の部分の長さHを、中央領域に含まれる端子410のほうが、端部領域に含まれる端子410よりも長い構成とすれば良い。このように、予め反りに応じて端子410の長さを調整しても良い。特に、中央領域に含まれる端子410のほうが、端部領域に含まれる端子410よりも弾性変形量が大きい構成とすると、プリント基板310(回路基板300)の反りにより追従しやすい。すなわち接続信頼性をより向上することができる。また、プリント基板310(回路基板300)に反りが生じていない状態で、中央領域の端子410のほうが端部領域の端子410よりも基板に対して強く押し当てられて位置決めされるが、弾性変形によってその応力を緩衝することができる。
このように、本実施形態に係る電子装置100によれば、図16に示すように、コネクタ重量の影響でプリント基板310(回路基板300)に反りが生じても、端子410の接合部411の下面411aが反りに応じて所定高さに予め調整されているので、全ての端子410と対応するランド311との良好な電気的接続を確保することができる。すなわち、電子装置100の接続信頼性を向上することができる。
なお、本実施形態においては、中央領域に含まれる端子410のほうが、端部領域に含まれる端子410よりも高さHが長い構成とする例を示した。しかしながら、ハウジング420の長手方向の中心Cから所定範囲の中央領域に含まれる端子410のほうが、中央領域を間に挟む端部領域に含まれる端子410よりも、ハウジング420の回路基板対向面421を基準とする、端子410の接合部411の下面411a(プリント基板310と対向する面)の位置(高さ)が低く設定された電子装置100を得る構成は上記例に限定されるものではない。それ以外にも、例えば、ハウジング420から露出する位置を変えることによって、高さHが等しいながらも接合部411の下面411aの位置が異なる設定とすることが可能である。
なお、本実施形態においては、電子装置100として、中央領域に含まれる端子410のほうが、端部領域に含まれる端子410よりも、接合部411の下面411aの位置が低く設定された例を示した。これに対して、下面411aの位置が、反りが生じた状態における個々の端子410の接合部411と対向する基板表面との間隔に応じて、ハウジング420の長手方向の中心Cから端部に向けて徐々に高くなるように設定されても良い。より接続信頼性を向上することができる。
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態を、図18及び図19に基づいて説明する。図18は、第6実施形態に係る電子装置100の製造方法を説明するための模式図であり、(a)はコネクタ実装面側から見た平面図、(b)は(a)のA−A線に沿う断面図、(c)は(a)のB−B線に沿う断面図である。図19は、図18に示す製造方法によって得られる電子装置100の概略構造を示す側面図である。
第6実施形態における電子装置100の製造方法によって得られる電子装置100は、第1実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
第1実施形態においては、プリント基板310(回路基板300)の構成によって、コネクタ重量の影響でプリント基板310に生じる反りを抑制する例を示した。これに対し、本実施形態においては、反り抑制冶具を用いてリフローを実施することで、コネクタ重量の影響でプリント基板310に生じる反りを抑制する点を特徴とする。
反り抑制冶具510は、リフロー工程において変形しない材料(例えばアルミニウム)を用いて形成され、図18(a)〜(c)に示すように、ハウジング420の長手方向に沿い、且つ、コネクタ400が実装される側(近傍)のプリント基板310(回路基板300)の端部の上下面を挟持するように構成されている。具体的には、ハウジング420の長手方向において、コネクタ400を間に挟むプリント基板310の対向する両側面間にわたり、プリント基板310の上面314に接触する上面接触部511と、搬送レール500と接触しないように、少なくともコネクタ400の配置領域に対応するプリント基板310の下面315に接触する下面接触部512と、上面接触部511と下面接触部512とを連結する連結部513とを含んでいる。換言すれば、上面接触部511、下面接触部512、および連結部513によってプリント基板310(回路基板300)のコネクタ実装部位近傍の端部が挿入される溝部が構成され、挿入された状態でプリント基板310の上下面を上面接触部511と下面接触部512により挟持する構成となっている。
そして、このように構成される反り抑制冶具510をプリント基板310(回路基板300)に装着した状態で、リフローを実施すると、図19に示すように、プリント基板310にコネクタ重量の影響による反りのない電子装置100を得ることができる。
このように本実施形態に係る電子装置100の製造方法によれば、反り抑制冶具510によって、コネクタ実装部位近傍のプリント基板310(回路基板300)の上下面を挟持した状態でリフローを実施するので、プリント基板310(回路基板300)に生じる反りを抑制することができる。すなわち、接続信頼性を向上することができる。
尚、反り抑制冶具510の構成は本実施形態に示す例に限定されるものではない。例えば図18(b),(c)において、プリント基板310との接触面がフラットである例を図示したが、複数の凹凸を設けて複数点で接触する構成としても良い。
また、挟持以外の方法で反りを抑制することもできる。例えば、プリント基板310の厚さよりも若干大きい間隔を有する溝内にプリント基板310を挿入した状態で、プリント基板310と反り抑制冶具510とを締結固定しても良い。すなわち、コネクタ重量の影響によるプリント基板310の反りを抑制すべく、所定間隔をもって配置された上面接触部511と下面接触部512とを備える反り抑制冶具510を用いて、リフローを実施すれば良い。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
本実施形態においては、電子装置100を、車両のエンジンECU(Electric Control Unit)を構成する電子制御装置に適用する例を示した。しかしながら、その適用範囲は上記例に限定されるものではない。プリント基板310(回路基板300)に表面実装型のコネクタ400を実装する構成において適用が可能である。
電子装置の概略構成を説明するための、組み付け前の状態を示す分解図である。 プリント基板の反りを説明するための側面図である。 第1実施形態に係る電子装置において、プリント基板の特徴点を示す模式図であり、(a)はコネクタ配置領域における断面図、(b)は緩衝用配線層のうち、長手パターン層を示す平面図、(c)は緩衝用配線層のうち、短手パターン層を示す平面図である。 図3に示すプリント基板を、コネクタを実装しない状態でリフローした場合の断面図である。 プリント基板の効果を示す側面図である。 変形例を示す断面図である。 変形例を示す断面図である。 変形例を示す断面図である。 第2実施形態に係る電子装置において、特徴部分であるコネクタの概略構成を示す図であり、(a)は側面図、(b)は上面側から見た平面図である。 コネクタの効果を示す側面図である。 第3実施形態に係る電子装置において、特徴部分であるコネクタの概略構成を示す図であり、(a)は上面側から見た平面図、(b)は連結部分の模式図である。 コネクタの効果を示す側面図である。 第4実施形態に係る電子装置において、特徴部分の概略構成を示す側面図である。 図13に示す電子装置を製造するための塗布工程を示す側面図である。 図13に示す電子装置を製造するための塗布工程を示す平面図である。 第5実施形態に係る電子装置において、特徴部分の概略構成を示す側面図である。 コネクタの概略構成を示す側面図である。 第6実施形態に係る電子装置の製造方法を説明するための模式図であり、(a)はコネクタ実装面側から見た平面図、(b)は(a)のA−A線に沿う断面図、(c)は(a)のB−B線に沿う断面図である。 図18に示す製造方法によって得られる電子装置の概略構造を示す側面図である。
符号の説明
100・・・電子装置
200・・・筐体
300・・・回路基板
310・・・プリント基板(基板)
311・・・ランド
312・・・はんだ
313・・・コネクタ配置領域
314・・・実装面(上面)
330・・・基材
340・・・緩衝用配線パターン
341・・・長手パターン
342・・・短手パターン
400・・・コネクタ
410・・・端子
411・・・接合部
420・・・ハウジング
423・・・凹部

Claims (23)

  1. 複数の端子がハウジングの長手方向に沿って配列された表面実装型のコネクタを、前記端子に対応して表面に複数のランドが設けられた回路基板に実装してなる電子装置であって、
    前記回路基板は、基板に配線パターンを多層に配置してなる多層基板であり、前記コネクタの配置領域が、前記コネクタが実装されない状態で、加熱・冷却によって前記コネクタの実装面側を凸として反るように構成されていることを特徴とする電子装置。
  2. 前記配線パターンは、前記回路基板の厚さ方向において、前記コネクタの配置領域を含むように複数層に配置された緩衝用配線パターンを含み、
    前記緩衝用配線パターンにより構成される複数の配線層として、前記ハウジングの長手方向に平行なパターン形状を有する長手パターンを同一平面に複数本配置してなり、少なくとも前記コネクタの実装面に最も近い前記配線層に採用される長手パターン層と、前記ハウジングの長手方向に垂直なパターン形状を有する短手パターンを同一平面に複数本配置してなり、少なくとも前記コネクタの実装面に最も遠い前記配線層に採用される短手パターン層とを含むことを特徴とする請求項1に記載の電子装置。
  3. 前記回路基板の厚さ方向において、前記コネクタの実装面から所定範囲における前記配線層が前記長手パターン層であり、それ以外の前記配線層が前記短手パターン層であることを特徴とする請求項2に記載の電子装置。
  4. 前記回路基板の厚さ方向において、前記長手パターン層と前記短手パターン層とが交互に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の電子装置。
  5. 前記ハウジングの長手方向において、前記緩衝用配線パターンを構成する材料の線膨張係数が、前記基板を構成する材料の線膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項2〜4いずれか1項に記載の電子装置。
  6. 前記基板は、複数の基材を積層してなり、
    前記ハウジングの長手方向において、少なくとも前記コネクタの実装面を含む前記基材を構成する材料の線膨張係数が、少なくとも前記コネクタの実装面の裏面を含む前記基材を構成する材料の線膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載の電子装置。
  7. 複数の端子がハウジングの長手方向に沿って配列された表面実装型のコネクタを、前記端子に対応して表面に複数のランドが設けられた回路基板に実装してなる電子装置であって、
    前記ハウジングは、前記回路基板側に凸となる変形が可能なように、その一部に周囲よりも剛性の低い低剛性部を有することを特徴とする電子装置。
  8. 前記低剛性部は、周囲よりも薄肉の凹部を含むことを特徴とする請求項7に記載の電子装置。
  9. 前記低剛性部は、前記ハウジングの、前記回路基板表面との対向面の裏面に、長手方向とは垂直に設けられていることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の電子装置。
  10. 前記低剛性部は、前記ハウジングの長手方向において、少なくとも中心部位に設けられていることを特徴とする請求項9に記載の電子装置。
  11. 複数の端子がハウジングの長手方向に沿って配列された表面実装型のコネクタを、前記端子に対応して表面に複数のランドが設けられた回路基板に実装してなる電子装置であって、
    前記ハウジングは複数に分割されて、分割されたそれぞれのハウジングに前記端子が複数配置され、
    前記分割されたハウジングは、前記ハウジングの長手方向に沿うように、連結部を介して連結され、
    前記連結部は、当該連結部を支点として、前記分割されたハウジングを回動可能に構成されていることを特徴とする電子装置。
  12. 複数の端子がハウジングの長手方向に沿って配列された表面実装型のコネクタを、前記端子に対応して表面に複数のランドが設けられた回路基板に実装してなる電子装置であって、
    前記ランド上に、前記ランドと対応する前記端子とを電気的に接続するはんだが配置され、
    前記ランド表面からのはんだ高さは、前記ハウジングの長手方向の中心から所定範囲の中央領域に含まれる前記はんだのほうが、前記中央領域を間に挟む端部領域に含まれる前記はんだよりも高いことを特徴とする電子装置。
  13. 前記はんだ高さは、前記ハウジングの長手方向の中心から端部に向けて低くなっていることを特徴とする請求項12に記載の電子装置。
  14. 複数の端子がハウジングの長手方向に沿って配列された表面実装型のコネクタを、前記端子に対応して表面に複数のランドが設けられた回路基板に実装してなる電子装置であって、
    前記回路基板の厚さ方向において、前記端子の対応する前記ランドとの接続部位の、前記ハウジングの前記回路基板表面との対向面を基準とする高さは、前記ハウジングの長手方向の中心位置から所定範囲の中央領域に含まれる前記端子のほうが、前記中央領域を間に挟む端部領域に含まれる前記端子よりも低いことを特徴とする電子装置。
  15. 前記端子の、前記ハウジングから延び、前記ランドと接続された側の、前記回路基板表面に対する高さ方向の部分の長さは、前記中央領域に含まれる前記端子のほうが、前記端部領域に含まれる前記端子よりも長いことを特徴とする請求項14に記載の電子装置。
  16. 複数の前記端子は、前記中央領域に含まれる前記端子のほうが、前記端部領域に含まれる前記端子よりも弾性変形量が大きいことを特徴とする請求項15に記載の電子装置。
  17. 前記端子長さは、前記ハウジングの長手方向の中心から端部に向けて短くなっていることを特徴とする請求項15又は請求項16に記載の電子装置。
  18. 複数の端子がハウジングの長手方向に沿って配列された表面実装型のコネクタを、前記端子に対応して表面に複数のランドが設けられた回路基板に実装する電子装置の製造方法であって、
    前記ランドの表面にはんだを塗布する塗布工程と、
    複数の前記端子がそれぞれ対応する前記ランドの表面に配置されたはんだに接するように、前記コネクタを前記回路基板に位置決めし、前記はんだをリフローして、前記端子と前記ランドとを電気的に接続するリフロー工程とを含み、
    前記塗布工程において、前記ハウジングの長手方向の中心から所定範囲の中央領域に含まれる前記ランドに対して前記はんだを配置する量を、前記中央領域を間に挟む端部領域に含まれる前記ランドに対して前記はんだを配置する量よりも多くすることを特徴とする電子装置の製造方法。
  19. 前記回路基板の厚さ方向において、前記中央領域に含まれる前記ランドの表面上に配置される前記はんだの厚さを、前記端部領域に含まれる前記ランドの表面上に配置される前記はんだの厚さよりも厚くすることを特徴とする請求項18に記載の電子装置の製造方法。
  20. 前記はんだの厚さを、前記ハウジングの長手方向の中心から端部に向けて薄くすることを特徴とする請求項19に記載の電子装置の製造方法。
  21. 前記回路基板の平面方向において、前記中央領域に含まれる前記ランドに対して塗布される前記はんだの塗布面積を、前記端部領域に含まれる前記ランドに対して塗布される前記はんだの塗布面積よりも大きくすることを特徴とする請求項18に記載の電子装置の製造方法。
  22. 前記はんだの塗布面積を、前記ハウジングの長手方向の中心から端部に向けて小さくすることを特徴とする請求項21に記載の電子装置の製造方法。
  23. 複数の端子がハウジングの長手方向に沿って配列された表面実装型のコネクタを、前記端子に対応して表面に複数のランドが設けられた回路基板に実装する電子装置の製造方法であって、
    複数の前記端子がそれぞれ対応する前記ランドの表面に配置されたはんだに接するように、前記コネクタを前記回路基板に位置決めし、前記はんだをリフローして、前記端子と前記ランドとを電気的に接続するリフロー工程とを含み、
    前記リフロー工程において、前記回路基板の、前記ハウジングの長手方向に沿い、且つ、前記コネクタが実装される側の回路基板端部の上下面を、反り抑制冶具により挟持した状態で、リフローを実施することを特徴とする電子装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021145268A1 (ja) * 2020-01-17 2021-07-22 株式会社オートネットワーク技術研究所 基板用コネクタ、回路基板及びコネクタ装置

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