JP2010245104A - 電気部品実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品本体の皮膜フィルムが半田ディッピング工程を溶解しないようにする。配線基板に実装した電気部品の倒れ込みなどを防ぐ。
【解決手段】 捨て基板で形成したスペーサ３０を、配線基板２０の表面２２と部品本体１１との間に介在させて、部品本体１１を配線基板２０から浮き上がらせる。スペーサ３０に設けた脚片部３３を配線基板２０のスリットに差し込むことにより、スペーサ３０を自立させる。スペーサ３０に設けた凹所３５に部品本体１１を嵌合する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電気部品実装構造、特に、電気部品の皮膜フィルムを半田熱から防護するための対策、電気部品の実装高さを適切に定めるための対策、配線基板に実装された電気部品の倒れ込みを防ぐための対策、などが講じられている電気部品実装構造に関する。

フィルムコンデンサーのように、部品本体が樹脂製の皮膜フィルムで包み込まれていて、その部品本体から延び出た脚形の電極端子が、配線基板の孔部に挿通されてその配線基板の裏面のランドに半田付けされているような電気部品では、半田ディッピイング工程で、部品本体が配線基板の表面に接触していたり、部品本体が配線基板の表面に近接していたりしていると、電極端子からの熱伝達速度が速いことなどに起因して、部品本体の皮膜フィルムが溶解するという事態が起こり得る。そして、部品本体が配線基板の表面に接触したり近接したりする状況は、電極端子を配線基板の孔部に挿通させる工程で不慮に起こったり、配線基板の孔部に電極端子を挿通させた後の工程の中で不慮に起こったりすることがある。

また、半田ディッピング工程を経て配線基板に実装された上記電気部品は、配線基板と部品本体との間隔が狭すぎたり、その間隔が適切に定まっていなかったり、隣接する部品との間隔が適切に定まっていなかったりするといった不都合を生じていることがある。

さらに、半田ディッピング工程を経て配線基板に実装された上記電気部品は、その後の段階で、配線基板から突き出ている電極端子が曲がって倒れ込みを生じていることもある。

一方、円柱状の発熱部品本体の軸方向両端部から延び出た端子を折り曲げ、その端子を配線基板の貫通孔に挿通させて半田付けしている発熱部品の実装構造において、基板に形成した貫通孔に基板の裏面側から部品支持部材を挿入し、その部品支持部材に備わっている横長の基板取付部を基板の裏面に係合させることによって、その部品支持部材を基板の表面側に突出させると共に、基板の表面側に突出した部品支持部材に備わっている円弧状の凹入部に、円柱状の上記発熱部品の本体部分を嵌合させた電気部品の放熱構造が知られている（特許文献１参照）。この特許文献１には、上記部品支持部材を捨て基板によって製作することも記載されている。そして、この電気部品の放熱構造では、発熱部品が基板の上側に浮いているために高い放熱効果が得られる、とされている。

また、捨て基板を有効使用することによって、基板に実装される発光ダイオードの脚部を延長するための対策も従来より研究されている（特許文献２参照）。この特許文献２には、捨て基板によって製作された立ち基板を基板に立設し、その立ち基板に形成されているパターンを、基板の裏面でランドに半田付けすると共に、そのパターンに発光ダイオードの脚部を半田付けすることが記載されている。そして、この特許文献２に記載されている対策を講じることによって、発光ダイオードの発光部の高さ調整を行うことができる、とされている。

実用新案登録第３１１７６８４号公報 特開２００２−１１１１６７号公報

しかしながら、特許文献１によって提案されている対策では、基板の貫通孔に裏面側から挿入した部品支持部材によって発熱部品の本体部分を支持させているので、半田ディッピング工程を行う前、あるいは、半田ディッピング工程中に、部品支持部材が基板の貫通孔から下方に抜け落ちてしまって、半田ディッピング工程を適切に行うことができなくなるおそれがある。また、部品支持部材に、基板の裏面に係合する横長の基板取付部を具備させていることにより、部品支持部材の形状が複雑になる。そのため、配線基板原板からの部品支持部材の割り出しに際して、横長の基板取付部を折損しないようにその割り出し作業を熟練者が注意深く行う必要があるという煩わしさがある。

また、特許文献２によって提案されている対策は、発光ダイオードの脚部を基板の裏面でランドに直接に半田付けしているものではなく、その脚部を立ち基板のパターンに半田付けしている。また、立ち基板のパターンを基板の裏面でランドに直接に半田付けしている。そのため、半田付け箇所が、立ち基板と発光ダイオードとの脚部との間、及び、立ち基板のパターンと基板のランドとの間の２箇所になり、半田付け工程が煩わしくなる。

本発明は、以上の状況に鑑みてなされたもので、半田ディッピング工程を確実に行うことができ、配線基板原板からの部品支持部材の割り出しを容易に行うことができ、しかも、半田付け箇所が電気部品の電極端子と配線基板のランドとの間の１箇所だけになる電気部品実装構造を提供することも目的とする。

また、本発明は、半田ディッピイング工程で、部品本体が配線基板の表面に接触していたり、部品本体が配線基板の表面に近接していたりすることを未然に防止して、部品本体の皮膜フィルムの溶解が起こらないようにすることのできる電気部品実装構造を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、電極端子が不慮に曲がって電気部品の倒れ込みを生じたり、配線基板と部品本体との間隔が狭すぎたり、その間隔が適切に定まっていなかったり、隣接する部品との間隔が適切に定まっていなかったりするといった不都合を生じない電気部品実装構造を提供することを目的とする。

本発明に係る電気部品実装構造は、偏平形状の部品本体とこの部品本体から延び出た脚形の電極端子とを有する電気部品の上記電極端子が、配線基板の孔部に挿通されてその配線基板の裏面のランドに半田付けされている。そして、配線基板原板から割り出された捨て基板で形成されたスペーサが、上記配線基板の表面と上記部品本体との間に介在されて上記部品本体が上記配線基板の表面から浮き上がっていると共に、上記スペーサに設けられた脚片部が上記配線基板に形成されているスリットに差し込まれてそのスペーサを自立させ、そのスペーサに設けられている一対の突片部によって形作られている凹所に上記部品本体が嵌合されていると共に、その部品本体が一対の上記突片部によって厚さ方向で挟まれている。

この構成であると、配線基板からの部品本体の浮き上がり距離、すなわち配線基板からの部品本体の離間間隔（実装高さ）がスペーサの高さに見合う寸法になる。そのため、部品本体の実装高さをスペーサによって一定に定めることが可能になり、半田ディッピイング工程で、部品本体が配線基板の表面に接触していたり、部品本体が配線基板の表面に近接していたりすることが未然に防止される。このことから、半田ディッピイング工程で、部品本体の皮膜フィルムの溶解が起こらないようになる。また、他の電気部品との実装高さの関係を適切に定めることも容易になる。さらに、高さの異なる複数のスペーサを使い分けることによって、部品本体の実装高さを変更しやすくなる。さらに、配線基板のスリットに差し込まれた脚片部によって自立しているスペーサの凹所に部品本体が嵌合され、その部品本体がスペーサに設けられている一対の突片部によって厚さ方向で挟まれているので、部品本体の倒れ込みが防止される。スペーサは、一対の突片部と脚片部とを有しているに過ぎないので、それらをスペーサに一体化して形成しておくことによって、配線基板原板からの部品支持部材の割り出しが容易になり、その割り出しに熟練を必要としなくなる。そのほか、半田付け箇所が電気部品の電極端子と配線基板のランドとの間の１箇所だけになる。

本発明では、上記脚片部と上記突片部とが、上記スペーサを形成している捨て基板に備わっていることが望ましい。これによれば、脚片部や突片部をスペーサとは別に形成する必要がない。

本発明では、上記スペーサが略矩形に形成されていて、そのスペーサの一辺が上記配線基板の表面に重なり合い、かつ、そのスペーサの他辺に上記部品本体が重なり合っている、とい構成を採用することが可能である。これによれば、部品本体の実装高さが、スペーサによって正確に定まる。

本発明では、スペーサの上記脚片部に、その脚片部が配線基板の上記スリットから抜け出ることを阻止する抜止め機構が備わっていることが望ましい。抜止め機構は、上記脚片部とその脚片部を弾圧挟持する上記スリットの孔壁面とによって構成することも、上記脚片部に設けられて配線基板の裏面に係合する凸部によって形成することも可能である。これらの各発明によれは、半田ディッピング工程でスペーサの脚片部が配線基板のスリットから抜け落ちるおそれがなくなり、半田ディッピング工程が円滑に進行されるようになる。

本発明では、上記電気部品としてフィルムコンデンサーを選択することが可能である。フィルムコンデンサーは部品本体が皮膜フィルムによって包み込まれているので、半田ディッピング工程で皮膜フィルムを溶解させることなくフィルムコンデンサーを配線基板に実装することが可能になる。

以上のように、本発明によれば、部品本体を包み込んでいる皮膜フィルムを溶解させることなく半田ディッピング工程を確実に行うことができるという効果が奏される。また、実装された電気部品については、電極端子が不慮に曲がって当該電気部品の倒れ込みを生じたり、配線基板と部品本体との間隔が狭すぎたり、その間隔が適切に定まっていなかったり、隣接する部品との間隔が適切に定まっていなかったりするといった不都合を生じなくなる。そのほか、一対の突片部と脚片部とを有するスペーサを配線基板原板からの熟練を要することなく容易に割り出すことが可能になるという効果や、半田付け箇所が電気部品の電極端子と配線基板のランドとの間の１箇所だけになるという効果が奏される。

本発明に係る電気部品実装構造の一部破断正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う部分の断面図である。 電気部品の組付け手順を説明的に示した一部破断分解正面図である。 電気部品の組付け手順を説明的に示した一部破断分解側面図である。 抜止め機構の構成例を示した一部破断正面図である。 抜止め機構の他の構成例を示した一部破断正面図である。 変形例によるスペーサを用いた電気部品実装構造の一部破断側面図である。

図１は本発明に係る電気部品実装構造の一部破断正面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う部分の断面図である。図１及び図２に示されている電気部品１０は、正面視形状が矩形の偏平な部品本体１１と、この部品本体１１の一辺の両端近傍箇所から同一方向に延び出たリード端子としての脚形の２本の電極端子１２，１２とを有するフィルムコンデンサーである。また、この電気部品１０の電極端子１２，１２が、配線基板２０の孔部２１，２１に個別に挿入されて、その配線基板２０の裏面２３に形成されているランド（不図示）に半田付けされている。Ｍは半田盛りを示している。

配線基板２０の表面２２と部品本体１１との間に略矩形のスペーサ３０が介在されていて、このスペーサ３０の高さＨに見合う距離だけ部品本体１１が配線基板２０の表面２２から浮き上がっている。具体的には、略矩形のスペーサ３０の一辺３１が配線基板２０の表面２２に重なり合い、部品本体１１がスペーサ３０の他辺３２に重なり合っている。したがって、部品本体１１は、スペーサ３０の高さＨに相当する寸法分だけ、配線基板２０の表面２２から離間している。また、スペーサ３０の一辺３１の中央に脚片部３３が連設されていて、その脚片部３３が、配線基板２０に形成されているスリット２４に、がたつきのない状態、又は、がたつきのほとんどない状態で差し込まれている。そのため、脚片部３３が配線基板２０のスリット２４によって保持されていて、その結果として、脚片部３３を介してスペーサ３０が配線基板２０に対して直角に自立している。さらに、スペーサ３０には一対の突片部３４，３４が一体に連設されていて、それらの突片部３４，３４によって谷形の凹所３５が形作られている。この凹所３５の底部の位置は、上記したスペーサ３０の他辺３２の位置に一致している。そして、部品本体１１が、スペーサ３０の他辺３２に重なり合った状態で凹所３５に嵌合されている。しかも、部品本体１１の幅方向中央部が、一対の突片部３４，３４によって厚さ方向で挟まれている。

以上説明したフィルムコンデンサーでなる電気部品の実装構造によると、スペーサ３０の高さＨによって、配線基板２０の表面２２からの部品本体１１の離間間隔が一義的に定まっている。そのため、スペーサ３０を用いることによって部品本体１１の実装高さが正確に定まるようになる。また、部品本体１１が、配線基板２２に対して自立しているスペーサ３０に備わっている凹所３５に嵌合され、かつ、一対の突片部３４，３４によって厚さ方向で挟まれているので、２本の電極端子１２，１２がその並び方向に直交する方向に折れ曲がって電気部品１０が倒れ込むという事態が生じない。

図３は半田ディッピング工程に先立って行われる電気部品１０の組付け手順を説明的に示した一部破断分解正面図、図４は同組付け手順を説明的に示した一部破断分解側面図である。図３及び図４によって明らかなように、この組付け手順では、最初の段階でスペーサ３０の脚片部３３を配線基板２０のスリット２４に差し込んでスペーサ３０を自立させる工程が行われる。次の段階で、電気部品１０の２本の電極端子１２，１２を、配線基板２０の２箇所の孔部２１，２１に挿入することによって、部品本体１１をスペーサ３０の凹所３５に嵌合させる工程が行われる。

こうして配線基板２９に組み付けられた電気部品１０にあっては、部品本体１１が、スペーサ３０の一対の突片部３４，３４によって厚さ方向で挟み付けられている。したがって、半田ディッピング工程で電極端子１２と配線基板２０の裏面２３のランドとを半田付けるときに、スペーサ３０や電気部品１０が脱落したり揺れ動いたりして半田ディッピング工程の円滑な進行を妨げるような状況が起こりにくい。また、スペーサ３０の作用によって、部品本体１１が配線基板２０の表面２２から一定距離だけ離間して浮き上がっているので、半田ディッピング工程で部品本体１１を包み込んでいる皮膜フィルムが配線基板２０に接触していたり近接していたりする事態が起こらない。その結果、電極端子１２からの熱伝達速度が速いことなどに起因して部品本体１１の皮膜フィルムが溶解するという事態が起こらなくなる。

上記した電気部品実装構造を採用する場合、スペーサ３０の脚片部３３に、その脚片部３３が配線基板２０のスリット２４から抜け出ることを阻止する抜止め機構が備わっていると、半田ディッピング工程で電極端子１２と配線基板２０の裏面２３のランドとを半田付けるときに、スペーサ３０や電気部品１０が脱落したり揺れ動いたりして半田ディッピング工程の円滑な進行を妨げるような状況がいっそう起こりにくくなる。

上記抜止め機構は、図３及び図４に示したように、脚片部３３とその脚片部３３を厚さ方向又は幅方向で弾圧挟持する上記スリット２４の孔壁面２５，２５とによって形成することが可能である。この構成によると、脚片部３３が圧入状態でスリット２４に差し込まれた状態になる。この構成を採用する場合、図５のように脚片部３３の幅方向両側に凸部３６，３６を設けておき、それらの凸部３６，３６がスリット２４の孔壁面２５，２５に弾圧するように構成することも可能である。

また、上記抜止め機構は、図６に示したように、脚片部３３に設けられて配線基板２０の裏面２２に係合する凸部３７によって構成することも可能である。

図７は変形例によるスペーサ３０を用いた電気部品実装構造を示した一部破断側面図である。この事例のスペーサ３０では、一対の突片部３４，３４によって形作られている凹所３５が円弧状に形成されていて、それら一対の突片部３４，３４の先端で、凹所３５に嵌合された部品本体１１を厚さ方向で挟み付けている。この構成によっても、部品本体１１が一定の実装高さに保持される。

一対の突片部３４，３４と脚片部３３とを有するスペーサ３０は、配線基板原板から割り出した捨て基板によって製作することが可能である。また、スペーサ３０が矩形であり、そのような矩形のスペーサ３０に一対の突片部３４，３４矩形の脚片部３３が連設されているので、配線基板原板から割り出す作業を熟練を必要とせずに容易に行うことができる。

この実施形態によれば、配線基板２０に対して自立しているスペーサ３０の凹所３５に部品本体１１が嵌合されているので、配線基板２０に対する部品本体１１の実装高さや実装位置が正確に定まる。そのため、部品本体１１とそれに隣接する部品との相互間隔も適切に定めやすくなる。

１０ 電気部品
１１ 部品本体
１２ 電極端子
２０ 配線基板
２１ 孔部
２２ 配線基板の表面
２３ 配線基板の裏面
２４ スリット
２５ スリットの孔壁面（抜止め機構）
３０ スペーサ
３１ スペーサの一辺
３２ スペーサの他辺
３３ 脚片部
３４ 突片部
３５ 凹所
３７ 凸部（抜止め機構）

Claims (7)

1. 偏平形状の部品本体とこの部品本体から延び出た脚形の電極端子とを有する電気部品の上記電極端子が、配線基板の孔部に挿通されてその配線基板の裏面のランドに半田付けされている電気部品実装構造において、
   配線基板原板から割り出された捨て基板で形成されたスペーサが、上記配線基板の表面と上記部品本体との間に介在されて上記部品本体が上記配線基板の表面から浮き上がっていると共に、上記スペーサに設けられた脚片部が上記配線基板に形成されているスリットに差し込まれてそのスペーサを自立させ、そのスペーサに設けられている一対の突片部によって形作られている凹所に上記部品本体が嵌合されていると共に、その部品本体が一対の上記突片部によって厚さ方向で挟まれていることを特徴とする電気部品実装構造。
2. 上記脚片部と上記突片部とが、上記スペーサを形成している捨て基板に備わっている請求項１に記載した電気部品実装構造。
3. 上記スペーサが略矩形に形成されていて、そのスペーサの一辺が上記配線基板の表面に重なり合い、かつ、そのスペーサの他辺に上記部品本体が重なり合っている請求項１又は請求項２に記載した電気部品実装構造。
4. スペーサの上記脚片部に、その脚片部が配線基板の上記スリットから抜け出ることを阻止する抜止め機構が備わっている請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載した電気部品実装構造。
5. 上記抜止め機構が、上記脚片部とその脚片部を弾圧挟持する上記スリットの孔壁面とでなる請求項４に記載した電気部品実装構造。
6. 上記抜止め機構が、上記脚片部に設けられて配線基板の裏面に係合する凸部でなる請求項４に記載した電気部品実装構造。
7. 上記電気部品がフィルムコンデンサーである請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載した電気部品実装構造。

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