JP2008277328A - 回路装置の製造方法および回路装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板上に高い取り付け精度で種々の形状、質量等を有する部品が固定される回路装置の製造方法および回路装置を提供する。
【解決手段】回路装置としてのコネクタ装置の製造方法は、回路が形成された回路面を有する回路基板が準備される基板準備工程と、回路基板に固定されるべき部品が準備される部品準備工程と、回路面に、はんだを挟んで部品が載置される部品載置工程と、はんだが加熱されることにより溶融するはんだ溶融工程と、はんだが冷却されることにより凝固し、回路基板に対して部品が固定されるはんだ凝固工程とを備えている。回路基板および部品の少なくともいずれか一方には、係合部が形成されており、はんだ溶融工程およびはんだ凝固工程は、回路面が水平面に対して傾いた状態で実施され、係合部において回路基板と部品とが係合可能であることにより、回路基板に対する部品の移動が制限される。
【選択図】図４

Description

本発明は回路装置の製造方法および回路装置に関し、より特定的には、回路基板上に高い取り付け精度で部品が固定される回路装置の製造方法および回路装置に関するものである。

回路基板上に、部品が接合材を用いて固定されることにより製造される回路装置においては、電気回路の正常な機能を確保するため、当該部品が目的の位置に精度よく固定されていることが求められる。回路基板への部品の固定は、たとえば、はんだなどの接合材を挟んで回路基板上に部品を載置し、当該接合材を加熱して一旦溶融状態とした後、接合材を冷却することにより凝固させ、回路基板と部品とを接合する方法が採用される。

はんだなどの接合材を溶融させて回路基板と部品とを接合する方法においては、たとえば、溶融状態の接合材上に浮かんだ状態となった部品が接合材からはみ出している場合、当該はみ出している領域が接合材側に引き込まれる力を受ける効果（セルフアライメント効果）を利用して、部品を回路基板上に精度よく固定する方法が提案されている（たとえば特許文献１参照）。
特開２００３−２２４３４０号公報

しかしながら、近年、回路基板上に配置される部品の高密度化が一層進行するとともに、種々の形状、質量等を有する部品を回路基板上に固定することが必要となっている。これに伴い、溶融状態の接合材と部品との間の相互作用による上述のセルフアライメント効果のみでは、部品を十分な精度で回路基板上の目的の位置に固定することが困難な場合が生じている。具体的には、たとえば回路基板上に固定されるべき部品の質量が大きい場合、上述のセルフアライメント効果による部品の移動距離が小さくなり、当該部品の取り付け精度が十分に確保できない場合がある。

そこで、本発明の目的は、回路基板上に高い取り付け精度で種々の形状、質量等を有する部品が固定される回路装置の製造方法および回路装置を提供することである。

本発明に従った回路装置の製造方法は、少なくとも一方の主面に回路が形成された回路面を有する回路基板が準備されるステップと、回路基板に固定されるべき部品が準備されるステップと、回路基板の上記回路面に、接合材を挟んで部品が載置されるステップと、接合材が加熱されることにより溶融するステップと、接合材が冷却されることにより凝固し、回路基板に対して部品が固定されるステップとを備えている。回路基板および部品の少なくともいずれか一方には、回路基板と部品とが係合可能な係合部が形成されている。そして、接合材が加熱されることにより溶融するステップおよび部品が固定されるステップは、回路基板の上記回路面が水平面に対して傾いた状態で実施され、上記係合部において回路基板と部品とが係合可能であることにより、回路基板に対する部品の移動が制限される。

本発明の回路装置の製造方法においては、接合材が加熱されることにより溶融するステップおよび部品が固定されるステップにおいて、回路基板の上記回路面が水平面に対して傾いた状態で実施される。したがって、回路基板の回路面上の部品は、溶融した接合材と部品との相互作用だけでなく、重力の影響をも受けて回路面上を移動することができる。そのため、回路面上において、種々の形状、質量等を有する部品の移動可能な距離が大きくなっている。一方、回路基板と部品とは、係合部において係合可能となっているため、回路基板に対する部品の移動は、所望の範囲に制限される。その結果、本発明の回路装置の製造方法によれば、回路面上において、部品を長い距離移動させることが可能であるとともに、係合部のはたらきにより移動範囲が所望の範囲に制限されるため、回路基板上に高い取り付け精度で種々の形状、質量等を有する部品が固定された回路装置を製造することができる。

上記回路装置の製造方法において好ましくは、上記部品には、係合部としての突起部が形成されており、部品が載置されるステップにおいては、突起部が回路基板の側面に対向するように当該部品が載置される。そして、接合材が加熱されることにより溶融するステップおよび部品が固定されるステップにおいては、突起部が回路基板の側面に係合可能であることにより、回路基板に対する部品の移動が制限される。

これにより、回路基板の側面に近い領域に固定されるべき部品を、回路基板の側面を基準として、回路基板に高い取り付け精度で固定することができる。

上記回路装置の製造方法において好ましくは、部品には係合部としての突起部が形成されており、回路基板には、当該突起部と係合可能な係合部としての貫通孔または有底孔が形成されている。部品が載置されるステップにおいては、突起部が貫通孔または有底孔に挿入されるように部品が載置される。そして、接合材が加熱されることにより溶融するステップおよび部品が固定されるステップにおいては、突起部が貫通孔または有底孔に係合可能であることにより、回路基板に対する部品の移動が制限される。

これにより、回路基板の側面から離れた領域に固定されるべき部品であっても、回路基板に形成された貫通孔または有底孔を基準として、回路基板に高い取り付け精度で固定することができる。

上記回路装置の製造方法において好ましくは、回路基板が準備されるステップでは、回路基板は、複数個連結された状態で準備される。そして、部品が準備されるステップでは、部品は複数個準備され、部品が載置されるステップでは、複数個の回路基板の各々に当該部品が載置される。

これにより、複数の回路装置を同時に製造することが可能となり、回路装置の生産効率が向上する。ここで、回路基板は、連結部材を介して連結されていてもよいし、回路基板同士が直接連結されていてもよい。

本発明に従った、回路装置は、少なくとも一方の主面に回路が形成された回路面を有する回路基板と、回路面に固定された部品とを備えている。そして、当該部品には突起部が形成されており、突起部が回路基板の側面に対向するように、当該部品は配置されている。

本発明の回路装置においては、部品に形成された突起部が回路基板の側面に対向するように、当該部品が配置されている。そのため、回路基板の側面を基準として部品が取り付けられており、回路基板に対する部品の取り付け位置のばらつきが抑制されている。その結果、本発明の回路装置によれば、回路基板に対して高い取り付け精度で部品が固定された回路装置を提供することができる。

上記回路装置において好ましくは、上記部品は、外部電極を含み、回路基板の回路面には、接合用のランドが形成されている。そして、外部電極とランドとが、接合材により接合されていることにより、部品と回路基板とは電気的に接続されている。

これにより、回路基板のランドに対して部品の外部電極が精度よく接続され、信頼性の高い回路装置を提供することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明の回路装置の製造方法および回路装置によれば、回路基板上に高い取り付け精度で種々の形状、質量等を有する部品が固定される回路装置の製造方法および回路装置を提供することができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態である実施の形態１における回路装置について説明する。図１は、実施の形態１における回路装置としてのコネクタ装置の構成を示す概略斜視図である。また、図２は、コネクタ装置を構成するコネクタと基板との組立状態を示す概略斜視図である。また、図３は、図１の線分ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面を示す概略断面図である。

図１および図２を参照して、実施の形態１におけるコネクタ装置１は、一方の主面に回路１１が形成された回路面１０Ａを有する回路基板である基板１０と、回路面１０Ａに固定された部品であるコネクタ２０とを備えている。コネクタ２０には外壁に沿って突起部２１Ｂが形成されており、突起部２１Ｂが基板１０の側面１０Ｂに対向するように、コネクタ２０は配置されている。

より詳細に説明すると、図１および図２を参照して、携帯機器（たとえば携帯電話）用の電池パックに使用されるコネクタ装置１を構成するコネクタ２０は、３つの窓部２１Ａが形成された筐体部２１と、筐体部２１により保持された外部電極２３とを備えている。３つの窓部２１Ａのそれぞれには、電池接続端子２２が配置されている。一方、コネクタ装置１を構成する回路基板である基板１０は、回路１１が形成された回路面１０Ａを有しており、回路面１０Ａには、接合用のランド１２が形成されている。ここで、図２を参照して、コネクタ２０は外部電極２３を６個有しており、これに対応して基板１０は６個のランド１２を有している。そして、図３を参照して、外部電極２３とランド１２とは、接合材としてのはんだ３１により接合されている。すなわち、コネクタ２０は、６個の外部電極２３を含み、基板１０の回路面１０Ａには、接合用のランド１２が６個形成されている。そして、外部電極２３とランド１２とが、はんだ３１により接合されていることにより、コネクタ２０と基板１０とは電気的に接続されている。

図１〜図３を参照して、本実施の形態のコネクタ装置１においては、コネクタ２０の筐体部２１の外壁に沿って形成された突起部２１Ｂが、基板１０の側面１０Ｂに対向するようにコネクタ２０が配置されている。そのため、基板１０の側面１０Ｂを基準としてコネクタ２０が取り付けられており、基板１０に対するコネクタ２０の取り付け位置のばらつきが抑制されている。その結果、本実施の形態のコネクタ装置１は、基板１０に対して高い取り付け精度でコネクタ２０が固定された回路装置となっている。ここで、上記図１〜図３においては、突起部２１Ｂと基板１０の側面１０Ｂとが接触している場合を図示しているが、両者は必ずしも接触している必要はなく、突起部２１Ｂが基板１０の側面１０Ｂに対向していれば、上記本実施の形態の効果が得られる。つまり、基板１０に対してコネクタ２０を固定する際、突起部２１Ｂが側面１０Ｂに対向するように基板１０に対してコネクタ２０を配置したうえで、両者の距離がなるべく小さくなるように、側面１０Ｂを基準としてコネクタ２０を固定することにより、コネクタ２０が突起部２１Ｂと側面１０Ｂとが接触する位置を越え、突起部２１Ｂが回路面１０Ａ上に位置することが回避される。その結果、基板１０に対するコネクタ２０の取り付け位置のばらつきを抑制することができる。

次に、本発明の一実施の形態である実施の形態１における回路装置の製造方法について説明する。上記コネクタ装置１は、たとえば以下の実施の形態１における回路装置の製造方法としてのコネクタ装置の製造方法により製造することができる。

図４は、実施の形態１における回路装置としてのコネクタ装置の製造方法の概略を示す流れ図である。また、図５は、図４の回路基板準備工程において準備される回路基板が複数個連結された状態を示す概略斜視図である。また、図６および図７は、図４の部品載置工程を説明するための概略断面図である。また、図８は、図４のはんだ溶融工程およびはんだ凝固工程において使用されるリフロー炉の概略を示す模式図である。また、図９は、図８のリフロー炉において使用されるリフローパレットの構成を示す概略斜視図である。また、図１０は、図８のリフローパレットの使用状態を示す概略斜視図である。また、図１１は、図４のはんだ溶融工程を説明するための概略断面図である。以下、図４〜図１１を参照して、実施の形態１におけるコネクタ装置の製造方法の具体的手順を説明する。

図４を参照して、まず、少なくとも一方の主面に回路が形成された回路面を有する回路基板が準備されるステップである回路基板準備工程と、当該回路基板に固定されるべき部品が準備されるステップである部品準備工程とが、それぞれ実施される。具体的には、図２を参照して、回路基板準備工程では、一方の主面に回路１１が形成された回路面１０Ａを有する回路基板としての基板１０が準備される。ここで、本実施の形態においては、基板１０は、図５に示すように、複数個連結された状態で準備される。すなわち、回路基板準備工程では、複数の基板１０が連結部材５１により平面的に連結された基板シート５０が準備される。一方、部品準備工程では、図２を参照して、基板１０に固定されるべき部品であるコネクタ２０が準備される。ここで、本実施の形態では、基板１０が複数個連結された状態で準備されることに対応して、部品準備工程では、図２に示すコネクタ２０が複数個準備される。

次に、図４を参照して、回路基板の回路面に、接合材を挟んで部品が載置されるステップである部品載置工程が実施される。具体的には、まず図６に示すように基板１０の回路面１０Ａに形成された接合用のランド１２上に接合材としてのはんだ３１が塗布される。はんだ３１の塗布は、たとえばメタルマスクを用いたペーストはんだの印刷により実施することができる。その後、図７を参照して、ランド１２上にはんだ３１を挟んで外部電極２３が配置されるように、基板１０の回路面１０Ａに、はんだ３１を挟んでコネクタ２０が載置される。ここで、本実施の形態においては、コネクタ２０の筐体部２１の外壁に沿って、係合部としての突起部２１Ｂが形成されている。そして、この突起部２１Ｂが基板１０の側面１０Ｂに対向するようにコネクタ２０が載置される。このとき、突起部２１Ｂと側面１０Ｂとは、接触しておらず、隙間９０を隔てて突起部２１Ｂが側面１０Ｂに対向している。また、本実施の形態においては、図５に示した基板シート５０に含まれる複数個の基板１０の各々にコネクタ２０が載置される。

次に、図４を参照して、接合材としてのはんだ３１が加熱されることにより溶融するステップであるはんだ溶融工程と、はんだ３１が冷却されることにより凝固し、基板１０に対してコネクタ２０が固定されるステップであるはんだ凝固工程とが実施される。本実施の形態においては、はんだ溶融工程とはんだ凝固工程とは、以下に説明するリフロー炉を用いて実施される。

図８を参照して、本実施の形態におけるリフロー炉６０は、被処理物を炉内に挿入するための開口である入口６６と、処理された被処理物を炉内から取り出すための出口６７と、リフローパレット７１に載置された被処理物を入口６６から出口６７まで運搬するコンベア６９とを備えている。また、リフロー炉６０は、入口６６側から出口６７側に向けて、順に被処理物を加熱する予熱ゾーンとしての第１加熱ゾーン６１および第２加熱ゾーン６２と、被処理物を加熱することによりはんだなどの接合材を溶融させる溶融ゾーン６３と、被処理物を冷却することによりはんだなどの接合材を凝固させる徐冷ゾーンとしての第１冷却ゾーン６４および第２冷却ゾーン６５とを備えている。隣接する各ゾーンは、隔離壁６８により仕切られている。また、図９を参照して、リフロー炉６０において使用されるリフローパレット７１は、底面７１Ａと、底面７１Ａを含む面に対して角度θをなし、その上に被処理物を載置する載置面７１Ｂとを備えている。

以下、はんだ溶融工程およびはんだ凝固工程の具体的手順を説明する。はんだ溶融工程においては、図１０を参照して、まず、各基板１０の各々にコネクタ２０が載置された基板シート５０が、リフローパレット７１の載置面７１Ｂ上に載置される。ここで、図７および図１０を参照して、コネクタ２０の突起部２１Ｂに対向する基板１０の側面１０Ｂが、リフローパレット７１の載置面７１Ｂと底面７１Ａとが離れる側に向くように（リフローパレット７１を水平面上に置いた場合に、斜面となる載置面７１Ｂの上側を向くように）、基板シート５０は載置される。次に、図８を参照して、基板シート５０が載置されたリフローパレット７１が、リフロー炉６０の入口６６から炉内に挿入され、底面７１Ａが水平になるようにリフローパレット７１を保持するコンベア６９上に載せられる。その結果、基板１０の回路面１０Ａが水平面に対して角度θだけ傾いた状態となり、コネクタ２０の突起部２１Ｂに対向する基板１０の側面１０Ｂが、当該側面１０Ｂの反対側の側面よりも高い位置となるように、基板シート５０はリフローパレット７１により保持される。そして、リフローパレット７１上の基板シート５０は、コンベア６９により運搬されて、雰囲気が所定の温度に加熱された第１加熱ゾーン６１および第２加熱ゾーン６２を、所定の時間をかけて通過する。これにより、基板シート５０、はんだ３１およびコネクタ２０は、均一に加熱される。

その後、コンベア６９により運搬されるリフローパレット７１上の基板シート５０は、雰囲気が、たとえば２３０℃以上２５０℃以下の温度に加熱された溶融ゾーン６３を５秒以上３０秒以下の時間をかけて通過する。ここで、２３０℃以上２５０℃以下の融点を有するはんだ３１が採用されていることにより、溶融ゾーン６３においてはんだ３１は溶融する。このとき、上述のように、コネクタ２０の突起部２１Ｂに対向する基板１０の側面１０Ｂが、当該側面１０Ｂの反対側の側面よりも高い位置となるように、基板シート５０がリフローパレット７１によって保持されていることにより、表面張力などの溶融したはんだと外部電極２３との間の相互作用に加えて、重力の影響により、図１１に示すように、コネクタ２０は、基板１０に対して隙間９０が狭くなる向きに移動する。

さらに、はんだ凝固工程においては、コンベア６９により運搬されるリフローパレット７１上の基板シート５０が、雰囲気が所定の温度に加熱された第１冷却ゾーン６４および第２冷却ゾーン６５を所定の時間をかけて通過する。これにより、基板シート５０、はんだ３１およびコネクタ２０は均一に徐冷され、はんだ３１が凝固することにより、コネクタ２０が基板１０に対して固定される。その結果、外部電極２３とランド１２とが、はんだ３１により接合されることにより、コネクタ２０と基板１０とは電気的に接続される。すなわち、はんだ溶融工程およびはんだ凝固工程は、基板１０の回路面１０Ａが水平面に対して傾いた状態で実施される。そして、係合部としての突起部２１Ｂが基板１０の側面１０Ｂに係合可能であることにより、基板１０に対するコネクタ２０の移動が制限される。その後、必要に応じてシール処理などの仕上げ処理が実施されて、本実施の形態における回路装置としてのコネクタ装置１の製造方法は完了する。

上記実施の形態１における回路装置としてのコネクタ装置１の製造方法においては、基板１０の回路面１０Ａ上のコネクタ２０が、溶融したはんだ３１とコネクタ２０との相互作用だけでなく、重力の影響をも受けて回路面１０Ａ上を移動する。そのため、回路面１０Ａ上において、比較的質量の大きいコネクタ２０の移動可能な距離が大きくなっている。一方、基板１０とコネクタ２０とは、係合部としての突起部２１Ｂおよび側面１０Ｂにおいて係合可能となっているため、基板１０に対するコネクタ２０の移動は、隙間９０の範囲に制限される。

さらに、コネクタ２０のように、基板１０に固定されるべき部品の形状や重心の位置に起因して、回路面１０Ａに沿った面に交差する方向の回転モーメントが部品に作用し得る場合、たとえばリフロー炉６０内での振動等に起因して、矢印αに沿った向きの回転モーメントがコネクタ２０に作用し得る場合、なんら対策をとらなければ、コネクタ２０が所望の状態から傾いた状態で基板１０に対して固定されるおそれがある。しかし、本実施の形態におけるコネクタ装置１の製造方法においては、上記重力の影響により、上記回転モーメントを打ち消すことが可能であり、高い取り付け精度でコネクタ２０を基板１０に固定することが可能となっている。

その結果、本実施の形態のコネクタ装置１の製造方法によれば、回路面１０Ａ上において、コネクタ２０を長い距離移動させることが可能であるとともに、係合部としての突起部２１Ｂおよび側面１０Ｂのはたらきにより、移動範囲が所望の範囲に制限されるため、基板１０上に高い取り付け精度でコネクタ２０を固定することができる。

なお、本実施の形態において、基板１０の回路面１０Ａが水平面に対してなす角度θ（リフローパレット７１の底面７１Ａと載置面７１Ｂとのなす角θ）は、１°未満では効果がほとんどないため１°以上必要である。一方、４５°を超えると、回路面１０Ａ上に載置されたコネクタ２０の保持が不安定になるおそれがあるため、４５°以下とすることが好ましく、１０°以下とすることがより好ましい。

また、上記実施の形態１においては、載置面７１Ｂが底面７１Ａに対して傾いているリフローパレット７１を用いて、はんだ溶融工程およびはんだ凝固工程が実施されることにより、基板１０の回路面１０Ａが水平面に対して傾いた状態で実施される場合について説明したが、本発明の回路装置の製造方法はこの構成に限られない。たとえば、載置面と底面とが平行なリフローパレットを用い、水平面に対して傾いた状態で当該リフローパレットを保持可能なコンベアを採用してもよい。

（実施の形態２）
次に、本発明の他の実施の形態である実施の形態２における回路装置としてのコネクタ装置の製造方法を説明する。図１２および図１３は、実施の形態２における部品載置工程を説明するための概略断面図である。また、図１４は、実施の形態２におけるはんだ溶融工程およびはんだ凝固工程を説明するための概略断面図である。

実施の形態２におけるコネクタ装置の製造方法は、基本的には実施の形態１におけるコネクタ装置の製造方法と同様に実施される。しかし、図１２〜図１４を参照して、実施の形態２においては、基板１０に係合部としての貫通孔１３が形成されているとともに、コネクタ２０に、実施の形態１の突起部２１Ｂに代えて、突起部２１Ｃが形成されており、貫通孔１３と突起部２１Ｃとが係合可能となっている点において、実施の形態１とは異なっている。

すなわち、実施の形態２におけるコネクタ装置の製造方法においては、図１２および図１３を参照して、コネクタ２０の筐体部２１の内部には係合部としての突起部２１Ｃが形成されており、基板１０には、突起部２１Ｃと係合可能な係合部としての貫通孔１３が形成されている。そして、部品載置工程においては、突起部２１Ｃが貫通孔１３に挿入されるようにコネクタ２０が載置される。さらに、図１４を参照して、はんだ溶融工程およびはんだ凝固工程においては、突起部２１Ｃが貫通孔１３に係合可能であることにより、基板１０に対するコネクタ２０の移動が制限される。

上記実施の形態２における回路装置としてのコネクタ装置１の製造方法によれば、基板１０の側面から離れた領域にコネクタ２０が固定される場合であっても、基板１０に形成された貫通孔１３を基準として、高い取り付け精度でコネクタ２０を固定することができる。

なお、本実施の形態においては、基板１０に係合部としての貫通孔１３が形成される場合について説明したが、本発明の回路装置の製造方法はこれに限られず、たとえば係合部として有底孔が形成されてもよい。

（実施の形態３）
次に、本発明の他の実施の形態である実施の形態３における回路装置としての外部端子装置およびその製造方法を説明する。図１５は、実施の形態３における回路装置としての外部端子装置の構成を示す概略斜視図である。

図１５を参照して、実施の形態３における回路装置としての外部端子装置２は、一方の主面に回路１１が形成された回路面１０Ａを有する回路基板である基板１０と、回路面１０Ａに固定され、ニッケル（Ｎｉ）からなり、Ｌ字型の形状を有する部品である複数個、具体的には３個のＮｉ板４０とを備えている。Ｎｉ板４０には突起部としての屈曲部４０Ｂが形成されており、屈曲部４０Ｂが基板１０の側面１０Ｂに対向するように、３個のＮｉ板４０は配置されている。

より詳細に説明すると、図１５を参照して、携帯機器（たとえば携帯電話）用の電池パックに使用される外部端子装置２を構成する３個のＮｉ板４０は、外部端子の接触部として機能する屈曲部４０Ｂが形成されたＬ字型の形状を有している。一方、外部端子装置２を構成する回路基板である基板１０は、実施の形態１と同様に、回路１１が形成された回路面１０Ａを有しており、回路面１０Ａには、接合用のランド１２が形成されている。ここで、基板１０は、３個のＮｉ板４０に対応して３個のランド１２を有している。そして、Ｎｉ板４０とランド１２とは、接合材としてのはんだ３１により接合されていることにより、Ｎｉ板４０と基板１０とは電気的に接続されている。

本実施の形態の外部端子装置２においては、屈曲部４０Ｂが基板１０の側面１０Ｂに対向するように、Ｎｉ板４０が配置されている。そのため、基板１０の側面１０Ｂを基準としてＮｉ板４０が取り付けられており、基板１０に対するＮｉ板４０の取り付け位置のばらつきが抑制されている。その結果、本実施の形態の外部端子装置２は、基板１０に対して高い取り付け精度でＮｉ板４０が固定された回路装置となっている。

次に、本発明の一実施の形態である実施の形態３における回路装置の製造方法について説明する。上記外部端子装置２は、たとえば以下の実施の形態３における回路装置の製造方法としての外部端子装置の製造方法により製造することができる。

図１６および図１７は、実施の形態３における部品載置工程を説明するための概略断面図である。また、図１８は、実施の形態３におけるはんだ溶融工程およびはんだ凝固工程を説明するための概略断面図である。実施の形態３における外部端子装置の製造方法は、基本的には実施の形態１におけるコネクタ装置の製造方法と同様に実施される。しかし、図１６〜図１８を参照して、実施の形態３においては、基板１０上に固定されるべき部品の構成が異なっていることに起因して、部品載置工程、はんだ溶融工程およびはんだ凝固工程の一部が実施の形態１の場合とは異なっている。

すなわち、実施の形態３における外部端子装置の部品載置工程においては、まず図１６に示すように、基板１０の回路面１０Ａに形成された接合用のランド１２上に、接合材としてのはんだ３１が塗布される。はんだ３１の塗布は、たとえばメタルマスクを用いたペーストはんだの印刷により実施することができる。その後、図１７を参照して、ランド１２上にはんだ３１を挟んでＮｉ板４０が載置される。ここで、本実施の形態においては、Ｎｉ板４０には係合部としての屈曲部４０Ｂが形成されている。そして、この屈曲部４０Ｂが基板１０の側面１０Ｂに対向するようにＮｉ板４０が載置される。このとき、屈曲部４０Ｂと側面１０Ｂとは、接触しておらず、隙間９０を隔てて屈曲部４０Ｂが側面１０Ｂに対向している。

次に、実施の形態１と同様に、接合材としてのはんだ３１が加熱されることにより溶融するステップであるはんだ溶融工程と、はんだ３１が冷却されることにより凝固し、基板１０に対してＮｉ板４０が固定されるステップであるはんだ凝固工程とが、図８に基づいて説明した、実施の形態１のリフロー炉を用いて実施される。このとき、実施の形態１における係合部としての突起部２１Ｂに代えて、実施の形態３における屈曲部４０Ｂが係合部として利用されて、はんだ溶融工程とはんだ凝固工程とが実施される。その結果、はんだ溶融工程においては、表面張力などの溶融したはんだとＮｉ板４０との間の相互作用に加えて、重力の影響により、図１８に示すように、基板１０に対してＮｉ板４０が、隙間９０が狭くなる向きに移動する。そして、はんだ凝固工程においては、はんだ３１が凝固することにより、Ｎｉ板４０が基板１０に対して固定される。

その結果、本実施の形態の外部端子装置２の製造方法によれば、実施の形態１のコネクタ装置１の製造方法の場合と同様に、回路面１０Ａ上において、Ｎｉ板４０を長い距離移動させることが可能であるとともに、係合部としての屈曲部４０Ｂおよび側面１０Ｂのはたらきにより移動範囲を所望の範囲に制限することにより、Ｎｉ板４０を、基板１０上に高い取り付け精度で固定することができる。

以下、本発明の実施例１について説明する。上記実施の形態１と同様に、はんだ溶融工程およびはんだ凝固工程が、基板の回路面が水平面に対して傾いた状態で実施された場合と、回路面が水平な状態で実施された場合とにおいて、コネクタの取り付け精度を比較する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。

まず、本発明の実施例として、上記実施の形態１と同様の工程でコネクタ装置を作製した。一方、本発明の範囲外の比較例として、上記実施の形態１と基本的に同様の工程において、リフローパレットとして底面と載置面とが平行なものを採用して、コネクタ装置を作製した。ここで、実施例の工程において採用されたリフローパレットの底面と載置面とがなす角θは４°、リフロー炉の溶融ゾーンの温度は２４０℃、基板が溶融ゾーンを通過するのに要する時間は１０秒とした。また、コネクタ装置は、実施例、比較例ともに５４個ずつ作製した。

そして、コネクタの突起部に対向する基板の側面に垂直な方向における、コネクタが取り付けられている領域の幅を取り付け幅、回路面に垂直な方向において回路面から最も遠いコネクタの位置までの距離を取り付け高さとして測定した。そして、実施例および比較例として作製された各５４個のコネクタ装置において、取り付け幅および取り付け高さの最も大きい値をそれぞれ最大幅、最大高さとして評価した。なお、取り付け幅は、回路面を含む面内におけるコネクタの取り付け精度が高いほど小さくなる。また、取り付け高さは、回路面に垂直な方向におけるコネクタの取り付け精度が高いほど小さくなる。ここで、取り付け高さが大きくなる原因は、主に、図１１を参照して、コネクタ２０が矢印αの向きに倒れることである。実施例１における試験結果を表１に示す。

表１を参照して、実施例は比較例に対して最大幅で０．０５ｍｍ、最大高さで０．１１ｍｍ小さくなっている。ここで、この種の回路装置に求められる取り付け精度は、取り付け幅、取り付け高さともに通常０．１〜０．１５ｍｍ程度である。これを考慮すると、本発明の回路装置の製造方法および回路装置によれば、取り付け精度を大幅に向上させることが可能であるといえる。

なお、上記実施の形態および実施例においては、接合材としてはんだが採用される場合について説明したが、本発明において採用可能な接合材はこれに限られず、ロウ材などの種々の接合材を採用することができる。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の回路装置の製造方法および回路装置は、回路基板上に高い取り付け精度で部品が固定されていることが要求される回路装置の製造方法および回路装置に、特に有利に適用され得る。

実施の形態１における回路装置としてのコネクタ装置の構成を示す概略斜視図である。 コネクタと基板との組立状態を示す概略斜視図である。 図１の線分ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面を示す概略断面図である。 実施の形態１における回路装置としてのコネクタ装置の製造方法の概略を示す流れ図である。 回路基板が複数個連結された状態を示す概略斜視図である。 図４の部品載置工程を説明するための概略断面図である。 図４の部品載置工程を説明するための概略断面図である。 図４のはんだ溶融工程およびはんだ凝固工程において使用されるリフロー炉の概略を示す模式図である。 図８のリフロー炉において使用されるリフローパレットの構成を示す概略斜視図である。 図８のリフローパレットの使用状態を示す概略斜視図である。 図４のはんだ溶融工程を説明するための概略断面図である。 実施の形態２における部品載置工程を説明するための概略断面図である。 実施の形態２における部品載置工程を説明するための概略断面図である。 実施の形態２におけるはんだ溶融工程およびはんだ凝固工程を説明するための概略断面図である。 実施の形態３における回路装置としての外部端子装置の構成を示す概略斜視図である。 実施の形態３における部品載置工程を説明するための概略断面図である。 実施の形態３における部品載置工程を説明するための概略断面図である。 実施の形態３におけるはんだ溶融工程およびはんだ凝固工程を説明するための概略断面図である。

符号の説明

１ コネクタ装置、２ 外部端子装置、１０ 基板、１０Ａ 回路面、１０Ｂ 側面、１１ 回路、１２ ランド、１３ 貫通孔、２０ コネクタ、２１ 筐体部、２１Ａ 窓部、２１Ｂ，２１Ｃ 突起部、２２ 電池接続端子、２３ 外部電極、３１ はんだ、４０ Ｎｉ板、４０Ｂ 屈曲部、５０ 基板シート、５１ 連結部材、６０ リフロー炉、６１ 第１加熱ゾーン、６２ 第２加熱ゾーン、６３ 溶融ゾーン、６４ 第１冷却ゾーン、６５ 第２冷却ゾーン、６６ 入口、６７ 出口、６８ 隔離壁、６９ コンベア、７１ リフローパレット、７１Ａ 底面、７１Ｂ 載置面、９０ 隙間。

Claims (6)

1. 少なくとも一方の主面に回路が形成された回路面を有する回路基板が準備されるステップと、
   前記回路基板に固定されるべき部品が準備されるステップと、
   前記回路基板の前記回路面に、接合材を挟んで前記部品が載置されるステップと、
   前記接合材が加熱されることにより溶融するステップと、
   前記接合材が冷却されることにより凝固し、前記回路基板に対して前記部品が固定されるステップとを備え、
   前記回路基板および前記部品の少なくともいずれか一方には、前記回路基板と前記部品とが係合可能な係合部が形成されており、
   前記接合材が加熱されることにより溶融するステップおよび前記部品が固定されるステップは、前記回路基板の前記回路面が水平面に対して傾いた状態で実施され、前記係合部において前記回路基板と前記部品とが係合可能であることにより、前記回路基板に対する前記部品の移動が制限される、回路装置の製造方法。
2. 前記部品には、前記係合部としての突起部が形成されており、
   前記部品が載置されるステップにおいては、前記突起部が前記回路基板の側面に対向するように前記部品が載置され、
   前記接合材が加熱されることにより溶融するステップおよび前記部品が固定されるステップにおいては、前記突起部が前記回路基板の前記側面に係合可能であることにより、前記回路基板に対する前記部品の移動が制限される、請求項１に記載の回路装置の製造方法。
3. 前記部品には前記係合部としての突起部が形成されており、
   前記回路基板には、前記突起部と係合可能な前記係合部としての貫通孔または有底孔が形成されており、
   前記部品が載置されるステップにおいては、前記突起部が前記貫通孔または前記有底孔に挿入されるように前記部品が載置され、
   前記接合材が加熱されることにより溶融するステップおよび前記部品が固定されるステップにおいては、前記突起部が前記貫通孔または前記有底孔に係合可能であることにより、前記回路基板に対する前記部品の移動が制限される、請求項１に記載の回路装置の製造方法。
4. 前記回路基板が準備されるステップでは、前記回路基板は、複数個連結された状態で準備され、
   前記部品が準備されるステップでは、前記部品は複数個準備され、
   前記部品が載置されるステップでは、複数個の前記回路基板の各々に前記部品が載置される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回路装置の製造方法。
5. 少なくとも一方の主面に回路が形成された回路面を有する回路基板と、
   前記回路面に固定された部品とを備え、
   前記部品には突起部が形成されており、
   前記突起部が前記回路基板の側面に対向するように、前記部品は配置されている、回路装置。
6. 前記部品は、外部電極を含み、
   前記回路基板の前記回路面には、接合用のランドが形成されており、
   前記外部電極と前記ランドとが、接合材により接合されていることにより、前記部品と前記回路基板とは電気的に接続されている、請求項５に記載の回路装置。

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