JP2007317689A - 電子回路モジュールおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 高密度であることに加え、コネクタのはんだ付け不良に因る不具合を来たすことがなく、また、低コストで製造できる電子回路モジュールを提供する。
【解決手段】 ２個以上のチップ部品３は、汎用品であり、かつ、同一の高さ寸法を有すると共に、回路基板上における前記コネクタのハウジングの底面外縁部に対応する位置に実装されている。前記コネクタは、前記回路基板上に前記チップ部品を介して実装されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、回路基板と、回路基板上に実装されたコネクタおよびチップ部品とを有する電子回路モジュールに関し、特に、コネクタがスルーホール挿入実装型であり、チップ部品が表面実装型である電子回路モジュールに関する。

図１（ａ）および（ｂ）を参照すると、この種の電子回路モジュールは、回路基板１と、回路基板１の板面上にそれぞれ実装されたコネクタ２およびチップ部品３とを有している。

コネクタ２は、スルーホール挿入実装型である。チップ部品３は、表面実装型である。通常、コネクタ２およびチップ部品３は共に、同一寸法や同一形状で、ある程度の数量が製造される汎用品である。

コネクタ２は、ハウジング２１と、ピン端子２２とを備えている。コネクタ２は、回路基板１に形成されたスルーホールにピン端子２２が挿入されると共に、回路基板１のおもて面上にハウジング２１が載置され、さらに、回路基板１の裏面のスルーホールの周りに形成されたランドにピン端子２２がはんだ４によってはんだ付けされることにより、実装されている。

チップ部品３は、矩形を呈する本体の側面に形成された側面端子を備えている。チップ部品３は、回路基板１のおもて面上に載置され、さらに、回路基板１のおもて面に形成されたランドに側面端子がはんだ４によってはんだ付けされることにより、実装されている。

この種の電子回路モジュールの小型化や高密度化が進むにつれ、電子回路モジュールを構成するコネクタやチップ部品自体の小型化や高密度化も要求されている。

従来、コネクタの高密度化の策として、コネクタの端子の狭ピッチ化がある。

特許文献１には、回路基板にコンデンサ部品を介してコイルばね状コンタクトを備えたコネクタが実装された構成が開示されている。そのコンデンサ部品は、絶縁基板に複数の貫通コンデンサを形成した特殊な構造の電子部品である。

特開平７−３２６４３１号公報

しかし、端子の狭ピッチ化によって、はんだブリッジ等のはんだ付け不良が増加する。特に、近年環境保護対策の一つである鉛フリーはんだを使用した場合にははんだ付け品質が低下せざるを得ないため、はんだブリッジ等のはんだ付け不良はさらに増加する。

はんだブリッジについては、コネクタの端子の長さが短い方が、起こり難いことが知られている。しかし、短い端子のコネクタを用意するためには、汎用品とは異なる寸法や形状の特注品であるコネクタを製造することが必要になる。このため、特注品のコネクタ製造のための金型設備投資等が必要であり、部品単価が高価になるという問題がある。

それ故、本発明の課題は、高密度であることに加え、コネクタのはんだ付け不良に因る不具合を来たすことがなく、また、低コストで製造できる電子回路モジュールを提供することである。

本発明の他の課題は、上記のような電子回路モジュールの製造方法を提供することである。

本発明のさらに他の課題は、上記のような電子回路モジュールを有する電子機器を提供することである。

本発明によれば、回路基板と、該回路基板上に実装されたコネクタおよび２個以上のチップ部品とを有し、前記コネクタは、スルーホール挿入実装型であり、前記チップ部品は、表面実装型である電子回路モジュールにおいて、前記２個以上のチップ部品は、同一の高さ寸法を有すると共に、前記回路基板上における前記コネクタのハウジングの底面外縁部に対応する位置に実装され、前記コネクタは、前記回路基板上に前記チップ部品を介して実装されていることを特徴とする電子回路モジュールが得られる。

尚、前記チップ部品は、汎用品であってもよい。前記コネクタも、汎用品であってもよい。

また、前記チップ部品の高さ寸法は、前記コネクタのピン端子の全長から、前記回路基板の厚さと、該回路基板の下面において該ピン端子をはんだ付けするために最低限必要なはんだ付け代の長さとを引いた値以下であってもよい。

本発明によればまた、前記チップ部品である第１のチップ部品の他に、第２のチップ部品をさらに有し、該第２のチップ部品は、該第１のチップ部品以下の高さ寸法を有すると共に、前記回路基板上における前記コネクタの前記ハウジングの底面に対応する位置に実装されている前記電子回路モジュールが得られる。

本発明によればさらに、前記電子回路モジュールを有し、該電子回路モジュールによって電気的動作の少なくとも一部を実行することを特徴とする電子機器が得られる。

本発明による電子回路モジュールは、高密度であることに加え、コネクタのはんだ付け不良に因る不具合を来たすことがなく、また、低コストで製造できる。

本発明の第一の効果は、高密度実装ができることである。

その理由は、コネクタとプリント基板の間にチップ部品を実装する３次元的な実装構造としたため、通常、コネクタとチップ部品を平面的に並べて実装したときに比べて部品実装面積が削減されるためである。

本発明の第二の効果は、はんだ付けの品質が向上することである。

その理由は、プリント基板にコネクタを実装したときに、プリント基板のスルーホールから裏面に突出するコネクタのピンの長さが短くなり、フローはんだ付け工程でのはんだブリッジといったはんだ付け不良を低減することができるためである。

本発明の第三の効果は、低コストで製造できることである。

その理由は、従前どおり、汎用品のコネクタとチップ部品を用いて構成できるからである。

本発明による電子回路モジュールにおいては、コネクタとチップ部品の実装構造として、ピンピッチの狭いスルーホール挿入実装型のコネクタと小型の表面実装型のチップ部品（抵抗、コンデンサ、コイルなど）を使用し、プリント基板とコネクタのハウジングとの間に、チップ部品を実装している。コネクタとチップ部品としては、どちらも汎用品を採用することが可能である。

これにより、実装面積が縮小されて高密度実装が可能となり、また、コネクタのはんだ付け時のはんだブリッジ等のはんだ付け不良が減少してはんだ付け品質の向上が図れる。しかも、汎用品のコネクタとチップ部品を用いるため、低コストで製造できる。

以下、図面を参照して、本発明による電子回路モジュールの実施例を説明する。

図２（ａ）および（ｂ）を参照すると、本実施例による電子回路モジュールは、図１（ａ）および（ｂ）に示した従来例と同様に、回路基板１と、回路基板１の板面上にそれぞれ実装されたコネクタ２およびチップ部品３とを有している。

プリント基板１は、絶縁材料から成り、板厚は本例の場合は１．６ｍｍである。プリント基板１は、スルーホール実装型の電子部品のピン端子を挿通するためのスルーホールと、電子部品の端子をはんだによって電気的に接続するためのランドと、ランド間を電気的に接続して電子回路をなす配線とを有している。プリント基板１はまた、そのおもて面や裏面に実装された電子部品を保持する機能をもなす。

コネクタ２は、スルーホール挿入実装型であり、従来同様に汎用品である。コネクタ２は、ハウジング２１と、ピン端子２２とを備えている。コネクタ２は、回路基板１に形成されたスルーホールにピン端子２２が挿入されると共に、回路基板１のおもて面上にハウジング２１が載置され、さらに、回路基板１の裏面のスルーホールの周りに形成されたランドにピン端子２２がはんだ４によってはんだ付けされることにより、実装されている。

ハウジング２１は、主にプラスチック系絶縁材料でピン端子２２同士の絶縁や形状を保持する役割を果たす。ピン端子２２は、黄銅等の金属で、はんだ付けにより電気的、物理的にプリント基板１と接続される。本例のピン端子２２のピッチは、２．０ｍｍである。尚、ピン端子２２のピッチがおよそ２．５４ｍｍ以下の場合に、はんだブリッジの発生が抑制されるという効果を顕著に発揮する。ピン端子２２の長さは、プリント基板の厚さに応じた寸法に設定され、本例の場合は３ｍｍ程度である。

チップ部品３は、表面実装型であり、従来同様に汎用品である。チップ部品３は、矩形を呈する本体の側面に形成された側面端子を備えている。チップ部品３は、回路基板１のおもて面上に載置され、さらに、回路基板１のおもて面に形成されたランドに側面端子がはんだ４によってはんだ付けされることにより、実装されている。

具体的には、チップ部品３は、抵抗、コンデンサ、コイル等の直方体の形状をした電気部品であり、０６０３（平面寸法：０．６×０．３ｍｍ）、１００５（平面寸法：１．０×０．５ｍｍ）、２０１２（平面寸法：２．０×１．２５ｍｍ）等の呼称で呼ばれる。本実施例の場合、チップ部品３は全て、高さが０．５ｍｍである。

さて、本実施例においては、プリント基板１とコネクタ２のハウジング２１の四隅に対応する位置に、４個のチップ部品３が実装されている。コネクタ２のピン端子２２は、プリント基板１の裏面に０．５〜１．０ｍｍ程度のはんだ付け代が突出した状態でプリント基板１のスルーホールとはんだ接続される。尚、本発明におけるチップ部品の実装位置や数は、本実施例に限定されるものではない。即ち、本発明におけるチップ部品は、コネクタのハウジングの底面外縁部に対応する位置に２個以上実装され、コネクタがプリント基板と安定して平行に保たれるように配置されればよい。

次に、図２に示した電子回路モジュールの製造（組立）工程を、図３（ａ）〜（ｈ）を参照して説明する。

まず、プリント基板１のランドにはんだペーストを印刷し、チップ部品３をランドに合わせて搭載し、リフローはんだ付け工法により、加熱、はんだ溶融、冷却、はんだ凝固し、プリント基板１、チップ部品３の電気的、物理的接続を完了する（図３（ａ）および（ｂ））。

コネクタ２のピン端子２２に相対するプリント基板１に設けられたスルーホールに合わせてコネクタ２のピン端子２２を挿入する。このとき、コネクタ２のハウジング２１の底面は、チップ部品３の上面と接触した状態となる（図３（ｃ）および（ｄ）、図３（ｅ）および（ｆ））。

フローはんだ付け工法により、コネクタ２のピン端子２２とプリント基板１のスルーホールがはんだ接続され、プリント基板１とコネクタ２の電気的、物理的接続を完了する（図３（ｇ）および（ｈ））。

［変形例］
他の実施例について、図４（ａ）および（ｂ）を用いて説明する。

本変形例による電子回路モジュールにおいては、前述の実施例と同様に、プリント基板１とコネクタ２のハウジング２１の四隅に対応する位置に、４個のチップ部品３が実装されている。本電子回路モジュールはさらに、プリント基板１のコネクタ２のハウジング２１下に、チップ部品３よりも高さが低いチップ部品５を有している。このように、コネクタ２のハウジングを支持することがない高さのチップ部品は、コネクタ２のピン端子２２に干渉しない位置であれば、任意の位置、個数で配置することができる。

以上説明した実施例に限定されることなく、本発明は、当該特許請求の範囲に記載された技術範囲内であれば、種々の変形が可能であることは云うまでもない。

（ａ）および（ｂ）は、従来の電子回路モジュールを示す側面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施例による電子回路モジュールを示す側面図である。 （ａ）〜（ｈ）は、図２に示した電子回路モジュールの製造工程を説明するための側面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施例の変形例による電子回路モジュールを示す側面図である。

符号の説明

１ 回路基板
２ コネクタ
２１ ハウジング
２２ ピン端子
３ チップ部品
４ はんだ
５ チップ部品

Claims (6)

1. 回路基板と、該回路基板上に実装されたコネクタおよび２個以上のチップ部品とを有し、前記コネクタは、スルーホール挿入実装型であり、前記チップ部品は、表面実装型である電子回路モジュールにおいて、
   前記２個以上のチップ部品は、同一の高さ寸法を有すると共に、前記回路基板上における前記コネクタのハウジングの底面外縁部に対応する位置に実装され、
   前記コネクタは、前記回路基板上に前記チップ部品を介して実装されていることを特徴とする電子回路モジュール。
2. 前記チップ部品は、汎用品である請求項１に記載の電子回路モジュール。
3. 前記コネクタは、汎用品である請求項１または２に記載の電子回路モジュール。
4. 前記チップ部品の高さ寸法は、前記コネクタのピン端子の全長から、前記回路基板の厚さと、該回路基板の下面において該ピン端子をはんだ付けするために最低限必要なはんだ付け代の長さとを引いた値以下である請求項１乃至３のいずれか１つに記載の電子回路モジュール。
5. 前記チップ部品である第１のチップ部品の他に、第２のチップ部品をさらに有し、該第２のチップ部品は、該第１のチップ部品以下の高さ寸法を有すると共に、前記回路基板上における前記コネクタの前記ハウジングの底面に対応する位置に実装されている請求項１乃至４のいずれか１つに記載の電子回路モジュール。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つに記載の前記電子回路モジュールを有し、該電子回路モジュールによって電気的動作の少なくとも一部を実行することを特徴とする電子機器。

Images