JP2012142192A - コネクタ、半田シート - Google Patents

Abstract

【課題】基板に半田付けされる際に、必要な箇所に十分な半田を供給すると共に、半田付けの作業負荷を軽減することが可能なコネクタ、及び半田シートを提供すること。
【解決手段】リード部が半田付けされることにより基板に実装されるコネクタであって、孔部が形成された板状の形状を有し、前記リード部が前記孔部を貫通した状態で前記リード部に係止される半田シートを備え、前記リード部と前記半田シートのいずれか又は双方は、前記半田シートの脱落を防止するための脱落防止構造を有することを特徴とする、コネクタ。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板側の電極にリード部が半田付けされることにより基板に実装されるコネクタ、及びその半田付けに用いられる半田シートに関する。

従来、コネクタを基板に実装する際には、基板に設けられたスルーホールやパッド等の電極に、コネクタのリード部を半田付けする作業が行われている。

半田付けには種々の手法があるが、リフロー半田と称される手法が多く用いられている。リフロー半田では、まず基板上で半田付けの必要な箇所に対応した孔部が形成されているマスクを基板に乗せ、次にペースト状の半田（クリーム半田）を塗布した後にマスクを除去し、その後コネクタやキャパシタ等の実装品を所定の位置に乗せてリフロー加熱を行うことにより、半田付けが完了する。リフロー半田は、静止しているクリーム半田を塗布してその後に加熱するため熟練の技術を必要とせず、半田付け不良が発生しにくいという利点を有している。

特許文献１には、上記のリフロー半田に係る作業と概ね同じ内容を含む電子装置の製造方法について記載されている。この電子装置の製造方法では、接合信頼性の高いＢｉ含有鉛フリー半田を用いて半田付けを行っている。

特開２０１０−１２９６６４号公報

しかしながら、近年、コネクタが実装される基板の厚さが従来よりも厚くなる場合があり、また基板上の電極のピッチ間隔が狭くなる傾向がある。このため、基板上の個々の電極に（特にスルーホールに対して）十分な半田を供給できない場合が生じ得る。

また、マスクを基板に乗せてペースト状の半田を塗布する作業も、基板が大きい場合や基板の構造が複雑な場合には、煩わしいものとなる。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、基板に半田付けされる際に、必要な箇所に十分な半田を供給すると共に、半田付けの作業負荷を軽減することが可能なコネクタ、及び半田シートを提供することを、主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、
リード部が半田付けされることにより基板に実装されるコネクタであって、
孔部が形成された板状の形状を有し、前記リード部が前記孔部を貫通した状態で前記リード部に係止される半田シートを備え、
前記リード部と前記半田シートのいずれか又は双方は、前記半田シートの脱落を防止するための脱落防止構造を有することを特徴とする、
コネクタである。

この本発明の第１の態様によれば、基板に半田付けされる際に、必要な箇所に十分な半田を供給すると共に、半田付けの作業負荷を軽減することができる。

本発明の第１の態様において、
前記リード部には張出部が形成され、
前記リード部が前記孔部を貫通した後に、前記張出部が前記孔部に引っ掛かることによって前記半田シートの脱落を防止することを特徴とするものとしてもよい。

また、本発明の第１の態様において、
前記孔部は十字状に形成されたスリット状の孔部であり、
前記リード部が前記孔部を押し広げて貫通した後に、前記孔部の復元力によって前記半田シートの脱落を防止することを特徴とするものとしてもよい。

また、本発明の第１の態様において、
前記リード部は、先端が折れ曲がった形状を有する表面実装用のリード部であり、
前記リード部が前記孔部を貫通した後に前記半田シートが平面方向にずらされ、前記リード部の先端の折れ曲がった箇所が前記孔部に引っ掛かることによって前記半田シートの脱落を防止することを特徴とするものとしてもよい。

本発明の第２の態様は、
コネクタのリード部に取り付けられる半田シートであって、
孔部が形成された板状の形状を有する半田シートである。

この本発明の第２の態様によれば、コネクタが基板に半田付けされる際に、必要な箇所に十分な半田を供給すると共に、半田付けの作業負荷を軽減することができる。

この本発明の第２の態様において、
前記孔部は、十字状に形成されたスリット状の孔部であることを特徴とするものとしてもよい。

こうすれば、コネクタから脱落することなくコネクタに取り付けることができる。

本発明によれば、基板に半田付けされる際に、必要な箇所に十分な半田を供給すると共に、半田付けの作業負荷を軽減することが可能なコネクタ、及び半田シートを提供することができる。

本発明の第１実施例に係るコネクタ１の外観構成を示す斜視図である。 半田シート４０、４２の形状を示す図である。 図１におけるＡの部分を拡大して示す拡大図である。 リフロー半田の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２実施例に係るコネクタ２の外観構成を示す斜視図である。 半田シート５０、５２の形状を示す図である。 図５におけるＢの部分を拡大して示す拡大図である。 本発明の第３実施例に係るコネクタ３の外観構成を示す斜視図である。 本発明の第３実施例に係るコネクタ３の外観構成を示す正面図である。 半田シート６０の形状を示す図である。 半田シート６０の取り付け前の状態における、一列分のリードと半田シート６０の一部を併せて示す分解斜視図である。 半田シート６０がコネクタ３に係止された状態を異なる方向から見た分解斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

＜第１実施例＞
以下、図面を参照し、本発明の第１実施例に係るコネクタ１について説明する。

［構成］
図１は、本発明の第１実施例に係るコネクタ１の外観構成を示す斜視図である。図示するように、コネクタ１は、基板に設けられたスルーホールに貫通接続される複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎと、同じ基板に設けられたパッドに表面実装される複数のリード２０＃１、２０＃２、…、２０＃Ｎと、筐体３０と、を備える。また、複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎには、それぞれ一枚の半田シート４０、及び４２が取り付けられている。

図１の背面側には、上記複数のリードに接続された図示しない複数のコンタクトが突出している。複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎは、例えばスルーホールを介して基板のグランド端子に接続され、複数のリード２０＃１、２０＃２、…、２０＃Ｎは、パッドを介して基板のシグナル端子に接続される。これによって、コネクタ１に勘合される機器と、基板との間で信号の送受信、及びグランド電位の共有がなされることになる。このように、一部のリードをスルーホールに接続することによって、基板とコネクタ１を接合する際の位置決めが容易となる。

図２は、半田シート４０、４２の形状を示す図である。半田シート４０、４２は、例えば板状に形成された鉛フリー半田であり、複数の円形の孔部４０＃１（４２＃１）、４０＃２（４２＃２）、…、４０＃ｎ（４２＃ｎ）が形成されている。半田シート４０、４２は、ある程度の弾性変形が可能となるように剛性が調節されている。

図３は、図１におけるＡの部分を拡大して示す拡大図である。図示するように、複数のリード１０＃ｎ等には、張出部１０＃ｎＡ等が形成されている。

ここでは、リード１０＃ｎについてのみ説明する。本実施例のコネクタ１では、リード１０＃ｎが孔部４０＃ｎを貫通した後に、張出部１０＃ｎＡが孔部４０＃ｎに引っ掛かることによって、半田シート４０が複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎから、すなわちコネクタ１から脱落するのを防止する構造となっている。

［実装工程］
このような態様のコネクタ１は、リフロー半田によって基板に実装される。以下、リフロー半田の各工程について説明する。図４は、リフロー半田の流れを示すフローチャートである。

まず、基板を印刷処理台としての戴置台に戴置し、図示しないメタルマスクを使用し、印刷法によって基板の一面のスルーホールやパッドが形成された箇所にペースト状の半田（半田クリーム）を塗布する（塗布工程；Ｓ１００）。塗布されたペースト状の半田は、例えばヘラ等を用いて均一な厚さに調整される。

次に、基板にコネクタ１を戴置し、スルーホールに複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎを挿入する。この状態において、複数のリード２０＃１、２０＃２、…、２０＃Ｎは、それぞれ対応するパッドに接触するように、予め設計されている（搭載工程；Ｓ１１０）。

そして、コネクタ１が搭載された基板をリフロー処理台に戴置して、リフロー炉で熱処理する。このとき、塗布されたペースト状の半田は、溶剤が除去されて溶融状態とされた後、冷却して固化し、複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎとスルーホールを、複数のリード２０＃１、２０＃２、…、２０＃Ｎを、それぞれ固定・接続する（リフロー工程；Ｓ１２０）。

ところで、上記塗布工程においてペースト状の半田は均一な厚さに調整され、各電極に対して半田の厚さが個別に調節される訳ではない。近年では、基板上の電極のピッチ間隔が狭くなる傾向にあるため、係る個別調節は困難な作業となる場合が多い。また、従来よりも厚さを増加させて強度を向上させた基板が用いる場面も想定される。このため、特にスルーホールとの接続において半田の量が不足することが懸念されていた。十分な量の半田がスルーホールに対して予め供給されていないと、スルーホールの底部にまで半田が届かず、表面の一部分においてのみ半田による固定・接続がなされることになるからである。

これに対し、全ての電極に対して十分な半田を供給できるように、予め十分な厚さでペースト状の半田を塗布しておくことも考えられる。しかしながらが、通常、基板にはコネクタ以外の実装品（キャパシタ等）も搭載され、同様に半田付けが行われる。こうした実装品は、コネクタ以上にピッチ間隔が狭いものも存在し、無制限にペースト状の半田を厚く塗布できる訳ではないという事情がある。

そこで、本実施例に係るコネクタ１は、（スルーホールと接続されるために）接続の際に半田の量が不足しがちな複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎに対して予め半田シート４０、４２を取り付けている。これらの半田シート４０、４２は、上記リフロー工程において溶融状態となり、ペースト状の半田と共にスルーホールに流入し、複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎとスルーホールを固定・接続する。なお、複数のリードに対して一枚の半田シートを取り付けているが、溶融状態となった半田シートは表面張力によって分離し、各リードに適切な量が分離供給される。

係る構造によって、複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎとスルーホールの接続箇所に対して十分な半田が供給され、強度及び接続の信頼性を向上させることができる。また、個別に半田の厚さを調節するような作業が不要となり、半田付けの作業負荷を軽減することができる。

以上説明した本実施例のコネクタ１、及び半田シート４０、４２によれば、コネクタが基板に半田付けされる際に、必要な箇所に十分な半田を供給すると共に、半田付けの作業負荷を軽減することができる。

＜第２実施例＞
以下、図面を参照し、本発明の第２実施例に係るコネクタ２について説明する。

［構成］
図５は、本発明の第２実施例に係るコネクタ２の外観構成を示す斜視図である。図示するように、コネクタ２は、基板に設けられたスルーホールに貫通接続される複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎと、同じ基板に設けられたパッドに表面実装される複数のリード２０＃１、２０＃２、…、２０＃Ｎと、筐体３０と、を備える。また、複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎには、それぞれ一枚の半田シート５０、及び５２が取り付けられている。

図５の背面側には、上記複数のリードに接続された図示しない複数のコンタクトが突出している。複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎは、例えばスルーホールを介して基板のグランド端子に接続され、複数のリード２０＃１、２０＃２、…、２０＃Ｎは、パッドを介して基板のシグナル端子に接続される。これによって、コネクタ２に勘合される機器と、基板との間で信号の送受信、及びグランド電位の共有がなされることになる。このように、一部のリードをスルーホールに接続することによって、基板とコネクタ２を接合する際の位置決めが容易となる。

図６は、半田シート５０、５２の形状を示す図である。半田シート５０、５２は、例えば板状に形成された鉛フリー半田であり、複数の孔部５０＃１（５２＃１）、５０＃２（５２＃２）、…、５０＃ｎ（５２＃ｎ）が形成されている。これらの複数の孔部は、十字状に形成されたスリット状の孔部となっている。半田シート５０、５２は、ある程度の弾性変形が可能となるように剛性が調節されている。

図７は、図５におけるＢの部分を拡大して示す拡大図である。図示するように、複数のリード１０＃ｎ等には、第１実施例と同様に張出部１０＃ｎＡ等が形成されている。

ここでは、リード１０＃ｎについてのみ説明する。本実施例のコネクタ１では、リード１０＃ｎが孔部５０＃ｎを押し広げて貫通した後に、孔部５０＃ｎがその復元力によってリード１０＃ｎを挟持するように作用すると共に、張出部１０＃ｎＡが孔部５０＃ｎに引っ掛かることによって、半田シート５０が複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎから、すなわちコネクタ１から脱落するのを防止する構造となっている。従って、第１実施例に比してコネクタからの半田シートの脱落をより強力に防止することができる。

［実装工程］
このような態様のコネクタ２は、第１実施例と同様に、リフロー半田によって基板に実装される。リフロー半田の各工程については、図４を援用することとし、詳細な説明を省略する。

本実施例に係るコネクタ２は、（スルーホールと接続されるために）接続の際に半田の量が不足しがちな複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎに対して予め半田シート５０、５２を取り付けている。これらの半田シート５０、５２は、上記リフロー工程において溶融状態となり、ペースト状の半田と共にスルーホールに流入し、複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎとスルーホールを固定・接続する。なお、複数のリードに対して一枚の半田シートを取り付けているが、溶融状態となった半田シートは表面張力によって分離し、各リードに適切な量が分離供給される。

係る構造によって、複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎとスルーホールの接続箇所に対して十分な半田が供給され、強度及び接続の信頼性を向上させることができる。また、個別に半田の厚さを調節するような作業が不要となり、半田付けの作業負荷を軽減することができる。

以上説明した本実施例のコネクタ２、及び半田シート５０、５２によれば、コネクタが基板に半田付けされる際に、必要な箇所に十分な半田を供給すると共に、半田付けの作業負荷を軽減することができる。

＜第３実施例＞
以下、図面を参照し、本発明の第３実施例に係るコネクタ３について説明する。

［構成］
図８は、本発明の第３実施例に係るコネクタ３の外観構成を示す斜視図である。また、図９は、本発明の第３実施例に係るコネクタ３の外観構成を示す正面図である。第３実施例に係るコネクタ３は、第１実施例に係るコネクタ１、又は第２実施例に係るコネクタ２に、半田シート６０が付加された構成となっている。

すなわち、コネクタ３は、基板に設けられたスルーホールに貫通接続される複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎと、同じ基板に設けられたパッドに表面実装される複数のリード２０＃１、２０＃２、…、２０＃Ｎと、筐体３０と、を備える。また、複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎには、第１実施例で説明した半田シート４０、及び４２が取り付けられており（第２実施例で説明した半田シート５０、５２であってもよい）、複数のリード２０＃１、２０＃２、…、２０＃Ｎには、半田シート６０が取り付けられている。

図８及び図９の背面側には、上記複数のリードに接続された図示しない複数のコンタクトが突出している。複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎは、例えばスルーホールを介して基板のグランド端子に接続され、複数のリード２０＃１、２０＃２、…、２０＃Ｎは、パッドを介して基板のシグナル端子に接続される。これによって、コネクタ３に勘合される機器と、基板との間で信号の送受信、及びグランド電位の共有がなされることになる。このように、一部のリードをスルーホールに接続することによって、基板とコネクタ３を接合する際の位置決めが容易となる。

図１０は、半田シート６０の形状を示す図である。半田シート６０は、例えば板状に形成された鉛フリー半田であり、複数の孔部６０＃１、６０＃２、…、６０＃Ｎが形成されている。これらの複数の孔部は、長方形の孔部となっている。

図１１は、半田シート６０の取り付け前の状態における、一列分のリードと半田シート６０の一部を併せて示す分解斜視図である。ここでは、各リードを単にリード１０、リード２０等と表記する。図示するように、リード１０の基板に実装される側と反対側には、勘合するコンタクトを片側から押圧して導通するためのグランドコンタクト１５が形成されている。リード１０は、第１及び第２実施例で説明したようにスルーホールに接続されると共に、パッドに接続される箇所を更に有している（孔部６０＃１等を貫通して基板に接続される）。また、リード２０の基板に実装される側と反対側には、勘合するコンタクトを片側から押圧して導通するためのシグナルコンタクト２５が形成されている。リード２０は、先端が折れ曲がった形状を有する表面実装用のリード部であり、当該折れ曲がった箇所（以下、接触部２７と称する）が基板上のパッドに当接して半田付けされることにより基板と接続される。半田シート６０は、接触部２７を含むリード２０が孔部６０＃２を貫通した後に、図１１におけるＹ方向に所定距離ずらされ、接触部２７が孔部６０＃２に引っ掛かることによって脱落が防止される。図１２は、半田シート６０がコネクタ３に係止された状態を異なる方向から見た分解斜視図である。

［実装工程］
このような態様のコネクタ３は、第１実施例と同様に、リフロー半田によって基板に実装される。リフロー半田の各工程については、図４を援用することとし、詳細な説明を省略する。

本実施例に係るコネクタ３は、（スルーホールと接続されるために）接続の際に半田の量が不足しがちな複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎに対して予め半田シート４０、４２を取り付けている（第２実施例に係る半田シート５０、５２でもよい）。これらの半田シート４０、４２は、上記リフロー工程において溶融状態となり、ペースト状の半田と共にスルーホールに流入し、複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎとスルーホールを固定・接続する。なお、複数のリードに対して一枚の半田シートを取り付けているが、溶融状態となった半田シートは表面張力によって分離し、各リードに適切な量が分離供給される。

係る構造によって、複数のリード１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、及び１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎとスルーホールの接続箇所に対して十分な半田が供給され、強度及び接続の信頼性を向上させることができる。また、個別に半田の厚さを調節するような作業が不要となり、半田付けの作業負荷を軽減することができる。

更に、本実施例に係るコネクタ３では、パッドに表面実装される複数のリード２０＃１、２０＃２、…２０＃ｎに対しても半田シート６０を取り付けているため、リフロー半田における塗布工程を省略することが可能である。従って、半田付けの作業負荷を更に軽減することができる。

以上説明した本実施例のコネクタ３、及び半田シート６０によれば、コネクタが基板に半田付けされる際に、必要な箇所に十分な半田を供給すると共に、半田付けの作業負荷を更に軽減することができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、第３実施例において、半田シート６０のみを備え、スルーホールに対しては手作業で半田を付与するものとしても構わない。

また、コネクタに対して半田シートをどの程度分割して取り付けるかは、コネクタの形状やリードの配列に応じて適宜決定することができ、本発明の適用上、特段の制限は存在しない。コネクタに対して半田シートを一枚のみ取り付けるものとしても構わない。

本発明は、コネクタや電子部品等の製造産業に利用可能である。

１、２、３ コネクタ
１０＃１、１０＃２、…１０＃ｎ、１２＃１、１２＃２、…１２＃ｎ、２０＃１、２０＃２、…、２０＃Ｎ リード
３０ 筐体
４０、４２、５０、５２、６０ 半田シート

Claims (6)

1. リード部が半田付けされることにより基板に実装されるコネクタであって、
   孔部が形成された板状の形状を有し、前記リード部が前記孔部を貫通した状態で前記リード部に係止される半田シートを備え、
   前記リード部と前記半田シートのいずれか又は双方は、前記半田シートの脱落を防止するための脱落防止構造を有することを特徴とする、
   コネクタ。
2. 請求項１に記載のコネクタであって、
   前記リード部には張出部が形成され、
   前記リード部が前記孔部を貫通した後に、前記張出部が前記孔部に引っ掛かることによって前記半田シートの脱落を防止することを特徴とする、
   コネクタ。
3. 請求項１又は２に記載のコネクタであって、
   前記孔部は十字状に形成されたスリット状の孔部であり、
   前記リード部が前記孔部を押し広げて貫通した後に、前記孔部の復元力によって前記半田シートの脱落を防止することを特徴とする、
   コネクタ。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のコネクタであって、
   前記リード部は、先端が折れ曲がった形状を有する表面実装用のリード部であり、
   前記リード部が前記孔部を貫通した後に前記半田シートが平面方向にずらされ、前記リード部の先端の折れ曲がった箇所が前記孔部に引っ掛かることによって前記半田シートの脱落を防止することを特徴とする、
   コネクタ。
5. コネクタのリード部に取り付けられる半田シートであって、
   孔部が形成された板状の形状を有する半田シート。
6. 請求項５に記載の半田シートであって、
   前記孔部は、十字状に形成されたスリット状の孔部であることを特徴とする、
   半田シート。

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