JP2009231540A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリント配線板からリード端子の突き出しを制限した電子部品の実装強度を向上させることの可能な電子機器を提供することを目的とする。
【解決手段】 スルーホール２２に挿入されたリード端子２６とスルーホール２２との間には、例えばはんだ３０のような接合材が充填されることで、リード端子２６とスルーホール２２が設けられた回路基板１３とが接合される。はんだ３０の突き出しを制限することで、はんだフィレットの形成が少なくなるが、切欠き部２６ｃを設けることで、はんだ３０とリード端子２６との接合表面積を増やすことができる。また、切欠き部２６ｃを設けることで、例えば図４の矢印Ａに示す方向に対する引っ張り強度を向上させ、リード端子２６が回路基板１３から抜けてしまうのを防止することが出来る。
【選択図】 図４

Description

本発明は電子部品の実装構造に関し、特に部品のはんだ付け実装強度を向上させるためのリード構造を採用した電子機器に関する。

ポータブルコンピュータのような電子機器に収容されるプリント配線板には、その製造工程で表面実装型の電子部品が実装される。

特許文献１には、配線パターンとハンダで電気的接続されるリード端子を有するリード端子付電子部品において、リード端子に少なくとも一個の凹部あるいは凸部の何れかを設け、リード端子が段差を有するリード端子付電子部品が開示されている。

このような構成とすることで、リード端子とハンダとの接合面に衝撃力、あるいは温度変化によりリード端子付電子部品が膨張収縮し、リード端子とハンダとの接合面に熱応力が加わった場合においても、ハンダクラックが入る虞れがなく、リード端子付電子部品を基板に機械的に強固に保持することを意図している。
特開平９−２４６６８７号公報

ところで、プリント配線板にはんだ付け実装する部品において、両面リフローソルダリングに対応するため、プリント配線板へのはんだ付けリード端子の突き出しを制限する目的でリード端子の長さを短くすることがある。プリント配線板面に対し、リード端子の突き出しが少量もしくは突き出しのないリード端子をはんだ付けする場合、はんだフィレットが少ない又はほとんど形成されない状態となり、実装強度が劣るためリード端子が抜けやすくなる。

一方、上記の特許文献１に記載された方式の場合では、リード端子の突き出しを制限する目的でリード端子のリード長を短くした際の考慮はされていないという問題がある。

そこで本発明の目的は、プリント配線板からリード端子の突き出しを制限した電子部品の実装強度を向上させることの可能な電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係る電子機器は、筐体と、前記筐体に収容され、第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面とを有し、前記第１の面と前記第２の面とを連通するスルーホールが形成された基板と、本体と、前記本体の底面から伸びるリード端子と、を有する電子部品と、前記スルーホールに挿入された前記リード端子と前記基板とを接合する接合材と、を備え、前記リード端子は、前記リード端子の外周よりも直径方向に中心に向かって少なくとも一部が切欠かれた切欠き部を有することを特徴とする。

本発明によれば、プリント配線板からリード端子の突き出しを制限した電子部品の実装強度を向上させることの可能な電子機器を提供することができる。

以下本発明に係る実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態に係る電子機器を示す外観斜視図である。図２は本発明の実施形態に係る電子機器内部のコネクタ付近を示す断面図である。

電子機器１は、本体ユニット２とディスプレイユニット３とを備えている。本体ユニット２は、合成樹脂製であり、その内面にメッキを施すことで導電性が付与されている。あるいは本体ユニット２はマグネシウム等の金属で形成されていても良い。本体ユニット２は、底壁２ａ、上壁２ｂ、左右の側壁２ｃおよび後壁２ｄを有する偏平な箱状をなしている。上壁２ｂは、キーボード５を支持している。

さらに、本体ユニット２は、底壁２ａを有するベース６と、上壁２ｂを有するトップカバー７とに分割されている。トップカバー７は、ベース６を上方から覆うとともに、このベース６に取り外し可能に支持されている。トップカバー７の上壁２ｂの後端部に、上向きに張り出す膨出部９が形成されている。膨出部９は、キーボード５の背後において本体ユニット２の幅方向に延びている。膨出部９は、上端壁１０を有している。上端壁１０は、本体ユニット２の後壁２ｄの上端に連続するとともに、本体ユニット２の後方に進むに従い僅かに下向きに傾斜している。さらに、上端壁１０と後壁２ｄとで規定される角部１１は、円弧状に湾曲している。

図２に示すように、本体ユニット２は、回路基板１３を収容している。回路基板１３は、ベース６の底壁２ａに支持されているとともに、その後端部が膨出部９の下方に位置している。

回路基板１３の後端部には、ＬＡＮコネクタ７０、ＵＳＢコネクタ８０、ＲＧＢコネクタ９０など複数のコネクタが実装されている。図１に示すように、複数のコネクタは、本体ユニット２の幅方向に間隔を存して並んでいる。それぞれのコネクタは、膨出部９の下方に位置するとともに、後壁２ｄに開けた複数の開口部１４を通じて本体ユニット２の後方に露出している。

ＬＡＮコネクタ７０は、その外周面が金属製のケース７１で覆われている。ケース７１は、平坦な上面７１ａを有している。ケース７１の上面７１ａは、略水平であるとともに、膨出部９の上端壁１０と向かい合っている。

図１に示すように、上記ディスプレイユニット３は、本体ユニット２と略同じ大きさの偏平な箱状をなしており、図示しない液晶表示パネルを収容している。ディスプレイユニット３は、一対の脚部１５ａ，１５ｂを有している。脚部１５ａ，１５ｂは、図示しないヒンジを介して本体ユニット２の後端部に支持されている。そのため、ディスプレイユニット３は、キーボード６を覆うように本体ユニット２の上に横たわる閉じ位置と、キーボード６を露出させるように本体ユニット２から起立する開き位置との間で回動可能となっている。

図３、図４および図５は本発明の実施形態に係る回路基板を示す断面図である。

回路基板１３には、ＬＡＮコネクタ７０、ＵＳＢコネクタ８０、ＲＧＢコネクタ９０など複数のコネクタの他に、ＣＰＵ１６等の電子部品が実装されている。ＣＰＵ１６は、例えば表面実装型のＰＧＡ（Ｐｉｎ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）タイプのものが採用され、回路基板１３に設けられたソケット１７にＣＰＵ１６のピンが差し込まれることによって回路基板１３に実装される。

回路基板１３にはＣＰＵ１６のような表面実装型の部品の他に、箱型・缶状のパッケージからリード端子を出したＤＩＰ（Ｄｕａｌ Ｉｎｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）タイプの電子部品１も実装される。回路基板１３には、上面１３ａから上面１３ａと反対側の下面１３ｂとを連通するスルーホール２２が形成される。

チップ２４を封止したパッケージ２５の底面２５ａから伸びるリード端子２６が、回路基板１３に設けられたスルーホール２２に挿入され、はんだ付けされることで、ＤＩＰタイプの電子部品１８は回路基板１３に実装される。図３では、２本のリード端子２６がそれぞれ２箇所のスルーホール２２に挿入され実装される例を示しているが、パッケージ２５に設けるリード端子２６の数、リード端子２６に対応するスルーホール２２の数はこの例に限られず、任意に設定することができる。

チップ２４はサブストレート２８上に実装されるとともに、パッケージ２５に収容される。サブストレート２８の上面２８ａに設けられた図示しない電極パッドと、チップ２４から引き出されたワイヤ２９によってチップ２４とサブストレート２８との電気的接続が確保される。

図４および図５はリード端子２６とスルーホール２２とはんだ３０との関係を図３より詳細に示している。スルーホール２２に挿入されたリード端子２６とスルーホール２２との間には、例えばはんだ３０のような接合材が充填されることで、リード端子２６とスルーホール２２が設けられた回路基板１３とが接合される。このようにして回路基板１３と電子部品１８とが電気的におよび機械的に接合される。

前記リード端子２６は、リード端子２６の外周２６ａよりも直径方向に中心２６ｂに向かって少なくとも一部が切欠かれた切欠き部２６ｃを有する。電子部品１８が回路基板１３に実装された際、はんだ３０が有するぬれ性によって回路基板１３の上面１３ａよりも山のように盛り上がって突き出た領域３０ａが形成される。

電子部品１８を回路基板１３に実装した際に、リード端子２６の先端部２６ｄが回路基板１３の下面１３ｂよりも突き出さないように、リード端子２６の長さが設定される。電子部品１８を回路基板１３に実装する際は、はんだ３０はその下端３０ｂが回路基板１３の下面１３ｂよりも突き出ないように設けられる。

はんだ３０の突き出しを制限することで、はんだフィレットの形成が少なくなり、はんだ３０とリード端子２６との接合体積が減るために接合強度が弱くなるという問題があるが、本実施形態のように、切欠き部２６ｃを設けることで、はんだ３０とリード端子２６との接合表面積を増やすことができる。また、切欠き部２６ｃを設けることで、例えば図４の矢印Ａに示す方向に対する引っ張り強度を向上させ、リード端子２６が回路基板１３から抜けてしまうのを防止することが出来る。

スルーホール２２からリード端子２６の先端部２６ｄおよびはんだ３０が突き出すことを制限することで、回路基板１３をより薄く小型化することができる。また、電子部品１８のようなＤＩＰタイプの部品のリフローはんだ付けを行う場合に、リード端子２６の先端部２６ｄの突き出しを制限しているため、はんだ印刷を行う際にマスクがあてられないという問題を回避することができる。

また、リード端子２６とはんだ３０とが回路基板１３の下面１３ｂから突き出ないため、図６に示すように、スルーホール２２の設けられた部分をまたぐように、回路基板１３の下面１３ｂに他の電子部品４０を実装することが可能である。

他の電子部品４０のパッケージ４１から引き出されたワイヤ４２と、回路基板１３の下面１３ｂに設けられた図示しない電極パッドとによって、電子部品４０の電気的接続が確保される。

電子部品４０のパッケージ４１の底面４１ａと回路基板１３の下面１３ｂとは対向し、パッケージ４１の底面４１が、スルーホール２２を覆うように電子部品４０が回路基板１３の下面１３ｂに実装される。このような構成として、回路基板１３の実装密度を向上させることもできる。

図６及び図７は本発明の他の実施形態に係る電子部品の実装状態を示す断面図である。
以下の説明で、図１乃至図５で示された構成には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。図７は図６に示した矢印Ｂの方向から見た図を示している。また、図７においては、図６に示した構成全ては図示せず説明に不要な構成を省略して図示している。

図４に示したようにリード端子２６に切欠き部２６ｃを設ける代わりに、スリット２６ｅを設けても良い。前記リード端子２６は、リード端子２６の外周２６ａ上の一端から直径方向に中心２６ｂに向かい、さらに外周２６ａ上の他端にまたがって切欠くことでスリット２６ｅを形成することが出来る。

はんだ３０の突き出しを制限することで、はんだフィレットの形成が少なくなり、はんだ３０とリード端子２６との接合体積が減るために接合強度が弱くなるという問題があるが、リード端子２６にスリット２６ｅを形成することで、はんだ３０とリード端子２６との接合表面積を増やすことができる。また、スリット２６ｅを設けることで、例えば図４の矢印Ａに示す方向に対する引っ張り強度を向上させ、リード端子２６が回路基板１３から抜けてしまうのを防止することが出来る。

図６および図７に示した構成を採用することによっても、図４に示した構成と同じように、電子部品１８のようなＤＩＰタイプの部品のリフローはんだ付けを行う場合に、リード端子２６の先端部２６ｄの突き出しを制限しているため、はんだ印刷を行う際にマスクがあてられないという問題を回避することができる。

また、リード端子２６とはんだ３０とが回路基板１３の下面１３ｂから突き出ないため、スルーホール２２の設けられた部分をまたぐように、回路基板１３の下面１３ｂに他の電子部品を実装することが可能である。このような構成として、回路基板１３の実装密度を向上させることもできる。

図８は本発明の実施形態に係るＬＡＮコネクタを実装する際の状態を示した図である。

ＬＡＮコネクタ７０の本体７２は、前面７２ａ、上面７２ｂ、側面７２ｃ、背面７２ｄ、および底面７２ｅと、を有する。ＬＡＮコネクタ７０は、さらに内壁７２ｆおよび上壁７２ｇとを有し、内壁７２ｆと上壁７２ｇはＬＡＮケーブルの形状に適合した開口部７３を形成するように規定される。ＬＡＮコネクタ７０の開口部７３は、本体ユニット２の開口部１４を通って、外部からＬＡＮケーブルを差し込むことができるように設けられる。また、ＬＡＮコネクタ７０の底面７２ｅには、ＬＡＮコネクタ７０を差し込んだ時に、ＬＡＮケーブルの端子と接触するように複数の端子７４が整列して設けられている。

ＬＡＮコネクタ７０の本体７２からは、ＬＡＮコネクタ７０を回路基板１３に実装するためのリード端子７６が伸びている。

リード端子７６が、回路基板１３に設けられたスルーホール２２に挿入され、はんだ付けされることで、ＬＡＮコネクタ７０は回路基板１３に実装される。図８では、４本のリード端子７６がそれぞれ４箇所のスルーホール２２に挿入され実装される例を示しているが、ＬＡＮコネクタ７０に設けるリード端子７６の数、リード端子７６に対応するスルーホール２２の数はこの例に限られず、任意に設定することができる。

リード端子７６には、スリット７６ｅが設けられる。リード端子７６にスリット７６ｅを形成することで、はんだの突き出しを制限し、はんだフィレットの形成が少なくなる場合であっても、はんだとリード端子７６との接合表面積を増やすことができる。また、スリット７６ｅを設けることで、例えば図８の矢印Ｃに示す方向に対する引っ張り強度を向上させ、リード端子７６が回路基板１３から抜けてしまうのを防止することが出来る。

ＬＡＮコネクタ７０は、ユーザがＬＡＮケーブルを抜き差しすることにより、回路基板１３にＬＡＮコネクタ７０が実装された後も応力がかかる。そのため、ユーザの手に触れる機会があまりないＣＰＵ１６や電子部品１８と比較して、実装後にリード端子７６が回路基板１３から抜けてしまう可能性が高いと考えられる。

本実施形態では、ＬＡＮコネクタ７０のリード端子７６にスリット７６ｅを形成することで、引っ張り強度を向上させ、リード端子７６が回路基板１３から抜けてしまうのを防止することが出来る。
ＬＡＮコネクタ７０のリード端子７６にはスリット７６ｅ以外にも、図４に示したリード端子２６に設けられた切欠き部２６ｃと同様の構成を採用することも可能である。また、ＬＡＮコネクタ７０に限らず、ＵＳＢコネクタ８０を回路基板１３に実装するためのリード端子に、切欠き部やスリットを設けることもできる。

以上の説明のように、本発明の実施形態によれば、プリント配線板からリード端子の突き出しを制限した電子部品の実装強度を向上させることの可能な電子機器を提供することができる。

本発明ではその主旨を逸脱しない範囲であれば、上記の実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。

本発明の実施形態に係る電子機器を示す外観斜視図。 本発明の実施形態に係る電子機器内部のコネクタ付近を示す断面図。 本発明の実施形態に係る回路基板を示す断面図。 本発明の実施形態に係る回路基板を示す断面図。 本発明の実施形態に係る回路基板を示す断面図。 本発明の他の実施形態に係る電子部品の実装状態を示す断面図。 本発明の他の実施形態に係る電子部品の実装状態を示す断面図。 本発明の実施形態に係るＬＡＮコネクタを実装する際の状態を示した図。

符号の説明

１…電子機器、２…本体ユニット、３…ディスプレイユニット、５…キーボード、６…ベース、１３…回路基板、１８…電子部品、２２…スルーホール、２４…チップ、２５…パッケージ、２６…リード端子、２８…サブストレート、２９…ワイヤ

Claims (5)

1. 筐体と、
   前記筐体に収容され、第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面とを有し、前記第１の面と前記第２の面とを連通するスルーホールが形成された基板と、
   本体と、前記本体の底面から伸びるリード端子と、を有する電子部品と、
   前記スルーホールに挿入された前記リード端子と前記基板とを接合する接合材と、を備え、
   前記リード端子は、前記リード端子の外周よりも直径方向に中心に向かって少なくとも一部が切欠かれた切欠き部を有することを特徴とする電子機器。
2. 前記接合材は、前記電子部品の前記底面と対向する前記基板の第１の面よりも突き出た領域を有することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 前記接合材は、前記電子部品の第２の面から突き出さないように設けられることを特徴とする請求項２記載の電子機器。
4. 前記リード端子は先端部を有し、前記第２の面から前記先端部が突き出ないように設けられることを特徴とする請求項３記載の電子機器。
5. パッケージを有する電子部品が前記基板の第２の面に実装され、前記電子部品は前記パッケージが前記基板のスルーホールを覆うように実装されることを特徴とする請求項４記載の電子機器。

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