JP2012089666A - 電子部品の実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品に過剰な負荷がかかるのを防止しながら、電子部品を回路基板から所定の距離だけ確実に離間させることができる電子部品の実装構造を提供する。
【解決手段】部品本体２１と該部品本体２１から突出した複数のリード線２２とからなる電子部品２を、リード線２２を挿入するための複数のスルーホールが形成された回路基板４の実装面４ａに実装した電子部品の実装構造１であって、部品本体２１と実装面４ａとの間に、部品本体２１を実装面４ａから所定の距離だけ離間させるスペーサ３１が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子部品の実装構造に関する。特に、リード線を備えた電子部品において、リード線を回路基板に形成されたスルーホールに挿入して半田付けした電子部品の実装構造に関する。

従来の電子部品の実装構造として、電子部品の基板への組付け作業を容易にするために、キンク加工が施された電子部品のリード線を、回路基板に形成されたスルーホールに挿入することで、電子部品の部品本体を回路基板の実装面（表面）から所定の距離だけ離間させた構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。この電子部品の実装構造では、半田を貯留した半田槽に回路基板の非実装面（裏面）を浸漬させて電子部品を半田付けする際に、回路基板の非実装面に供給された半田が、リード線とスルーホールの内壁面との間を伝って実装面に上がっていくので、電子部品の非実装面側だけでなく実装面側にも半田フィレットが形成される。

実開平５−７９９３３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の電子部品の実装構造では、良好な半田上がりを実現することができる反面、キンク加工時に電子部品に過剰な応力がかかることがあり、その場合、電子部品が破損するおそれがあるという問題があった。また、上記特許文献１に記載の電子部品の実装構造では、キンク加工を施すことによって、電子部品の価格が上昇してしまうという問題もあった。さらに、リード線径によってはキンク加工を施すことが困難な場合もあり、このような場合、電子部品を回路基板から確実に離間させることができなかった。

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、電子部品に過剰な負荷がかかるのを防止しながら、電子部品を回路基板から所定の距離だけ確実に離間させることができる電子部品の実装構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る電子部品の実装構造は、部品本体と該部品本体から突出した複数のリード線とからなる電子部品を、リード線を挿入するための複数のスルーホールが形成された回路基板の実装面に実装した電子部品の実装構造であって、部品本体と実装面との間に、部品本体を実装面から所定の距離だけ離間させるスペーサが設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、電子部品の部品本体と回路基板の実装面との間にスペーサが設けられているので、部品本体を該スペーサ上に搭載するだけで、電子部品に過剰な負荷がかかるのを防止しながら、部品本体を実装面から所定の距離だけ確実に離間させることができる。その結果、電子部品の非実装面側だけでなく、回路基板の実装面側にも十分な半田フィレットを形成することができる。

また、本発明に係る電子部品の実装構造では、実装面に電子部品の周囲を取り囲む枠体が設けられ、上記スペーサが枠体と一体形成されていることが好ましい。

この構成によれば、スペーサが枠体と一体形成されているので、スペーサを個別に設ける必要がなく、製造コストを低減することができる。

上記枠体は、実装面から立設された壁部を有し、壁部から実装面に沿って突出した突出部がリード線間に延設されスペーサとして機能することが好ましい。この構成によれば、リード線間の領域を有効に活用して、電子部品の実装密度を向上させることができる。

上記突出部に、電子部品が突出部の突出方向に転倒するのを規制する規制手段を設けてもよく、さらに、規制手段を突出方向において部品本体を挟み込むように部品本体の両側に設けることができる。この構成によれば、スペーサに規制手段が設けられているので、リード線を回路基板に半田付けする際に電子部品が倒れるのを確実に防ぐことができる。

上記壁部によって囲まれた空間は、リード線およびスペーサが埋設されるように樹脂で充填されていることが好ましい。この構成によれば、振動や衝撃等により電子部品や半田フィレットに応力がかかっても、電子部品の周囲を取り囲む枠体で囲まれた空間が樹脂で充填されているので、その応力を緩和することができ、電子部品や半田フィレットが破損するのを防ぐことができる。

本発明によれば、電子部品に過剰な負荷がかかるのを防止しながら、電子部品を回路基板から所定の距離だけ確実に離間させることができる。

本発明の第１実施形態に係る電子部品の実装構造を用いたモジュールを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る電子部品の実装構造を用いたモジュールを示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る電子部品の実装構造を示す正面から見た部分断面図である。 本発明の第１実施形態に係る電子部品の実装構造の製造工程を示す正面から見た部分断面図であって、（ａ）は枠体を実装する工程を示す図、（ｂ）は電子部品を実装する工程を示す図、（ｃ）は半田付けの工程を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る電子部品の実装構造を示す正面から見た部分断面図である。 本発明の第３実施形態に係る電子部品の実装構造を示す部分断面図であって、（ａ）は正面から見た図、（ｂ）は側面から見た図である。 図６（ｂ）に示したスリットの拡大図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施形態について説明する。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る電子部品の実装構造１は、図１および図２に示すモジュール１０で用いられている。このモジュール１０は、電気自動車に搭載された充電器に含まれるパワーモジュールであって、バリスタ２やチョークコイル等の電子部品と、これらの電子部品の周囲を取り囲む枠体３と、複数のスルーホール４１（図４参照）や回路パターンが形成された回路基板４とから構成されている。

バリスタ２は、図３に示すように、エポキシ樹脂で被覆された部品本体２１と、この部品本体２１から突出した２本のリード線２２とからなる。２本のリード線２２は、スルーホール４１に挿入され、回路基板４と半田（半田フィレット）６で接続されている。

枠体３は、バリスタ２やチョークコイル等の電子部品の周囲を取り囲むように回路基板４の実装面（表面）４ａに設けられている。枠体３の材料には、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のプラスチックが用いられる。

また、枠体３は、実装面４ａから立設された壁部３０と壁部３０から実装面４ａに沿って突出した突出部３１とを有し、突出部３１が本発明の「スペーサ」として機能する。すなわち、スペーサ３１は枠体３と一体形成されている。スペーサ３１は、リード線２２を回路基板４に半田付けする際、実装面４ａ側に十分な半田フィレット６が形成されるように、バリスタ２の部品本体２１を回路基板４の実装面４ａから所定の距離だけ離間させるためのものである。このスペーサ３１は、断面視Ｈ形状を有し、２本のリード線２２間に延設されており、スペーサ３１の上面は、部品本体２１の下面と２箇所で接し、スペーサ３１の下面は、回路基板４の実装面４ａと２箇所で接している。

壁部３０によって囲まれた空間は、スペーサ３１、リード線２２、および部品本体２１の一部が埋設されるようにウレタン系の樹脂５で充填されている。この樹脂５は、電気自動車に搭載されたモジュール１０が衝撃を受けた場合に、バリスタ２や半田フィレット６にかかる応力を緩和して、バリスタ２や半田フィレット６が破損するのを防ぐためのものである。また、この樹脂５は、スペーサ３１にかかる応力を緩和することができ、スペーサ３１が破損するのも防ぐことができる。

上記のように、本実施形態に係る電子部品の実装構造１では、バリスタ２の部品本体２１と回路基板４の実装面４ａとの間にスペーサ３１が設けられているので、部品本体２１を該スペーサ３１上に搭載するだけで、バリスタ２に過剰な負荷がかかるのを防止しながら、バリスタ２の部品本体２１を実装面４ａから所定の距離だけ確実に離間させることができる。その結果、電子部品の非実装面４ｂ側だけでなく、回路基板４の実装面４ａ側にも十分な半田フィレット６を形成することができる。

次に、図４を参照して、本実施形態に係る電子部品の実装構造１の製造工程について説明する。

本実施形態に係る電子部品の実装構造１の製造工程では、まず、図４（ａ）に示すように、スペーサ３１が一体形成された枠体３を、回路基板４の実装面４ａに実装する。枠体３は、接着剤やねじ等により回路基板４に固定される。

続いて、図４（ｂ）に示すように、バリスタ２等の電子部品を、回路基板４の実装面４ａのうち枠体３で囲まれた領域に実装する。バリスタ２のリード線２２は、該リード線２２間にスペーサ３１が配置されるようにスルーホール４１に挿入される。

続いて、図４（ｃ）に示すように、リード線２２を回路基板４に半田付けすることにより、回路基板４の実装面４ａおよび非実装面（裏面）４ｂに半田フィレット６を形成する。半田付けは、リード線２２をスルーホール４１に挿入させた状態で、回路基板４の非実装面４ｂを半田槽に浸漬することにより行う。回路基板４の非実装面４ｂに供給された半田槽の溶融半田は、毛細管現象によりリード線２２とスルーホール４１の内壁面との間を伝って実装面４ａまで移動し、非実装面４ｂおよび実装面４ａに半田フィレット６を形成する。

その後、枠体３によって囲まれた空間に、スペーサ３１、リード線２２、および部品本体２１の一部が埋設されるようにウレタン系の樹脂５を充填することで、図３に示す電子部品の実装構造１が完成する。

［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態に係る電子部品の実装構造１Ａを示す図である。本実施形態に係る電子部品の実装構造１Ａは、スペーサ３１Ａの形状が異なること以外の点において、第１実施形態に係る電子部品の実装構造１と共通している。

同図に示すように、スペーサ３１Ａの上面は、バリスタ２の部品本体２１の下面に適合するように湾曲した形状になっている。このため、本実施形態に係る電子部品の実装構造１Ａでは、バリスタ２がスペーサ３１Ａによって安定的に支持されるので、リード線２２を回路基板４に半田付けする際に、バリスタ２が傾いたり、倒れたりするのを防ぐことができる。

［第３実施形態］
図６は、本発明の第３実施形態に係る電子部品の実装構造１Ｂを示す図である。本実施形態に係る電子部品の実装構造１Ｂは、スペーサ３１Ｂの形状が異なること以外の点において、第１実施形態に係る電子部品の実装構造１と共通している。

同図に示すように、スペーサ３１Ｂの上面には、バリスタ２が倒れるのを規制手段としてスリット３２Ｂ（凹部）が形成されている。具体的には、図７に示すように、スペーサ３１Ｂが壁部３０Ｂから突出した突出方向（図６（ｂ）および図７の左右方向）にバリスタ２が転倒するのを規制面３１１、３１２（本発明の「規制手段」に相当）が設けられている。規制面３１１、３１２は、突出方向において部品本体２１を挟み込むように部品本体２１の両側に設けられている。そして、規制面３１１と規制面３１２とによりスリット３２Ｂが形成されている。このスリット３２Ｂには、バリスタ２の部品本体２１の一部が挿入されている。このため、本実施形態に係る電子部品の実装構造１Ｂでは、リード線２２を回路基板４に半田付けする際に、バリスタ２が倒れるのをより確実に防ぐことができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。

例えば、上記各実施形態では、電子部品としてバリスタ２を用いたが、コンデンサやトランジスタ等、リード線をスルーホールに挿入することにより実装される電子部品であれば電子部品の種類は問わない。

また、上記各実施形態では、リード線２２間にスペーサ３１、３１Ａ、３１Ｂを設けたが、スペーサ３１、３１Ａ、３１Ｂの位置は任意に変更することができる。

また、上記各実施形態では、スペーサ３１、３１Ａ、３１Ｂが、枠体３、３Ａ、３Ｂと一体形成されているが、スペーサと枠体を、それぞれ個別に設けてもよい。

さらに、上記第３実施形態では、規制手段としてスリット３２Ｂを形成しているが、スリット３２Ｂに替えて、バリスタ２の部品本体２１を挟むように複数の突起を形成してもよい。

１、１Ａ、１Ｂ 電子部品の実装構造
２ バリスタ
２１ 部品本体
２２ リード線
３、３Ａ、３Ｂ 枠体
３０、３０Ａ、３０Ｂ 壁部
３１、３１Ａ、３１Ｂ スペーサ
３１１、３１２ 規制面
３２Ｂ スリット
４ 回路基板
４ａ 実装面
４ｂ 非実装面
４１ スルーホール
５ 樹脂
６ 半田フィレット
１０ モジュール

Claims (6)

1. 部品本体と該部品本体から突出した複数のリード線とからなる電子部品を、前記リード線を挿入するための複数のスルーホールが形成された回路基板の実装面に実装した電子部品の実装構造であって、
   前記部品本体と前記実装面との間に、前記部品本体を前記実装面から所定の距離だけ離間させるスペーサが設けられていることを特徴とする電子部品の実装構造。
2. 前記実装面に、前記電子部品の周囲を取り囲む枠体が設けられ、
   前記スペーサは、前記枠体と一体形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装構造。
3. 前記枠体は、前記実装面から立設された壁部を有し、
   前記壁部から前記実装面に沿って突出した突出部が前記リード線間に延設され前記スペーサとして機能することを特徴とする請求項２に記載の電子部品の実装構造。
4. 前記突出部には、前記電子部品が前記突出部の突出方向に転倒するのを規制する規制手段が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電子部品の実装構造。
5. 前記規制手段は、前記突出方向において前記部品本体を挟み込むように前記部品本体の両側に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の電子部品の実装構造。
6. 前記壁部によって囲まれた空間は、前記リード線および前記スペーサが埋設されるように樹脂で充填されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の電子部品の実装構造。

Images