JP2015185775A - リードピン - Google Patents

Abstract

【課題】プリント配線基板側には特別な加工が不要で、なおかつリードピン自身簡単な構造で量産性よく形成でき、ハンダ付けの際に、ハンダ上がり性を向上させてブローホールの発生を低減させることができるリードピンを提供する。【課題を解決するための手段】プリント配線基板に差込装着する略円柱形状のリードピン１を、プリント配線基板に差し込まれる小径の差込部１１と、プリント配線基板の表面に露出する大径の露出部１２とを備えて構成するとともに、差込部１１には該差込部１１の外周の一部に形成された偏平部１１ｂを備え、前記差込部１１と露出部１２とで形成される段差部２０の表面において、露出部１２の外周部から前記偏平部１１ｂに向けて溝状に形成された凹部２２を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、プリント配線基板に形成された導体部と電気的に接続されるリードピンに関する。特に、該リードピンをプリント配線基板に装着するときのハンダ付け性を向上させるリードピンに関する。

プリント配線基板に部品等を装着する場合には、ハンダ付けによる装着が一般的である。特に、量産段階においては部品等のハンダ付け装着作業の効率化が求められるため、前記部品等をプリント配線基板に仮装着し、該プリント配線基板をハンダ槽にディッピングして、部品等をハンダ付け装着する作業を一連の作業工程とし、プリント配線基板に対して部品等を装着するハンダ付け作業の効率化を図っている。

しかしながら、これら量産工程において、部品とプリント配線基板の導体部とが充分にハンダ付けされないおそれがあった。より詳しくは、部品がリード部品である場合、まず、該部品のリード部を、プリント配線基板に予め形成されたスルーホールに挿入して仮装着した状態でハンダ槽にディッピングするが、このリード部にハンダがうまく回らないことにより該リード部とプリント配線基板の導体部との間でハンダ付け性が不充分となる、という懸念事項である。

当該懸念事項は、プリント配線基板と部品本体との間に、特定の密閉空間が生じることが原因により生ずる。即ち、プリント配線基板と部品本体（例えば電解コンデンサなど）との密接面においては、該部品本体の外装スリーブの厚みと部品本体のリード部の導出端面とで囲まれる空間部が形成されていることによる。

該空間部は、仮装着されたハンダ付け前の状態においては、前記リード部が挿通された基板に形成されるスルーホールと該リード部との隙間を通じて外部（ハンダ面側）と通じている。そして、プリント配線基板をハンダ槽にディッピングした場合には、前記スルーホールの隙間がハンダにより閉じられ、前記空間部が密閉空間となる。このとき、ハンダ付けの際の加熱により、前記密閉空間内の空気が熱膨張して前記スルーホールからハンダ面側に吹き出し、固化する前のハンダを吹き飛ばしてしまう。これにより、リード部にハンダが充分に回らず、リード部と基板の導体部とが充分にハンダ付けされなくなることがある。

このような懸念事項を解決するために、従来から以下のような解決策が開示されている。大別すると、プリント配線基板側に特定の解決構造を備えるもの、又は電子部品側に特定の解決構造を備えるもの、の２つである。

まず、プリント配線基板に特定の解決構造を備えるものとしては、特許文献１および特許文献２に示すものがある。

特許文献１においては、基板におけるスルーホールが形成された周囲に矩形の段部をスクリーン印刷によって予め形成し、前述した密閉空間が生じないようにしたものである。該段部により、電子部品本体をプリント配線基板に仮装着した場合には、該電子部品本体がプリント配線基板からわずかに持ち上げられ、該プリント配線基板と電子部品本体との間に隙間が形成される。したがって、ハンダ付けの際に前記空間部の空気が熱膨張しても、熱膨張した空気が前記隙間から外部に逃げることができるので、リード部のハンダ付け部分にもハンダがうまく回り、導電性が充分に確保されるものである。

特許文献２においては、前述した密閉空間が生じないように、基板におけるスルーホール近傍に、前記空間部と外部とに連通する通気穴を形成したものである。したがって、前記空間部における空気が熱膨張しても、該熱膨張した空気が通気穴から外部に逃げることができるので、リード部のハンダ付け部分にもハンダがうまく回り、導電性が充分に確保されるものである。

次に、電子部品側に特定の解決構造を備えるものとしては、同じく前述した密閉空間が生じないように、例えば、電子部品本体のプリント配線基板面側に突起部を設けて、該プリント配線基板と電子部品本体とが密着しないように、プリント配線基板から電子部品本体を少し浮かせたものがある。

また、特許文献３においては、プリント配線基板に装着する部品として、前述した密閉空間が生じないように形成されたプレスフィットピンの例が開示されている。通常、プレスフィットピンは、スルーホール直径よりもわずかに大きく形成したピンを打ち込む形式のもので、装着後は、ピンヘッドによりスルーホールを塞いで気密を保持するものであるが、本プレスフィットピンにおいては、ピンヘッド下方に凸状偏平板を形成するとともに、ピン径の２倍程度の直径を有したピンヘッド内側にヘッド厚と同じ凸状偏平部を設けて、スルーホールの両開孔部間で通気が得られるようにしたものである。このため、前述した密閉空間を生じず、ハンダ付け時においてはハンダ付け性を向上させることができるものである。

特開平６−１６９１４２号公報（図１） 実開昭６３−１０２２７３号公報（図１） 特開平１−１２０７８０号公報（図１）

上述したプリント配線基板側に特定の解決構造を備えるものにおいては、例えば、プリント配線基板に装着する電子部品を変更する時など、設計変更時において部品形状の変更を伴うような場合には、予め基板に形成しておいた前記段部や前記通気孔が、変更後の部品形状に対応しない場合が想定される。即ち、当該設計変更にあたり、電子部品のみならずプリント配線基板のパターンまで変更する必要が生じ、コストと基板変更のための手間が発生するおそれがある。

そして、電子部品側に特定の解決構造を備えるものとして開示されているプレスフィットピンにおいては、ピンヘッドの内側にヘッド厚と同じ凸状偏平板を加工形成する必要があり、ピン加工が煩雑になり、ピンの量産性が低下するおそれがある。また、ピンヘッドがスルーホールを覆う構造となっているため、一旦ハンダがピンヘッド内側に回った後は、ピンヘッドがヒートシンクとなってハンダが固まり易くなって通気経路が塞がり、スルーホールとピンヘッド下方に設けられた凸状偏平部との空間にあるガスがそのまま収縮してブローホールが発生する可能性がある。即ち、プレスフィットピンが基板から凸状偏平部の厚み程度嵩上げされているとはいえ、スルーホールの上部をピンヘッドにより蓋をする形状となっているため、ブローホールが発生する可能性が想定される。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、プリント配線基板側には特別な加工が不要で、なおかつリードピン自身簡単な構造で量産性よく形成でき、ハンダ付けの際にハンダ上がり性を向上させてブローホールの発生を低減させることができるリードピンを提供することを目的とする。

本発明に係るリードピンは、上述の課題を解決すべく構成されたもので、プリント配線基板に差込装着する略円柱形状のリードピンであって、該リードピンは、プリント配線基板に差し込まれる小径の差込部と、プリント配線基板の表面に露出する大径の露出部とを備えるとともに、差込部には該差込部の外周の一部に形成された偏平部を備え、前記差込部と露出部とで形成される段差部の表面において、露出部の外周部から前記偏平部に向けて溝状に形成された凹部を有することを特徴とする。

かかる構成によれば、差込部に偏平部を設けることにより、リードピンをプリント配線基板に差込んだときに、偏平部によってスルーホールの内壁と差込部との間に空間部Ａができ、なおかつ、段差部に溝状に形成された凹部によって、プリント配線基板の表面に形成される空間部Ｂが前記空間部Ａと連通するから、常に、プリント配線基板の表面側と裏面側とで通気経路を保つことができる。したがって、リードピンの段差部がプリント配線基板のスルーホールを覆ってしまうことによる密閉空間が生じず、ハンダがリードピンに回った後も通気経路が塞がることなく、ブローホールの発生を低減させることができる。また、リードピンの製作工程において、差込部を形成する際に併せて凹部をプレス形成することができるから、リードピンの量産性が向上する。

また、前記偏平部及び凹部は、円柱形状のリードピンにおける直径方向において２カ所に形成された構成を採用することができる。

かかる構成によれば、前記通気経路を複数保つことができるとともに、凹部を直径方向に２カ所設けることにより、凹部形成時の方向性がなく、リードピンの量産性を向上させることができる。

また、前記凹部は、リードピンをプリント配線基板のスルーホールに装着した場合に該スルーホールと連通する構成を採用することができる。

かかる構成によれば、スルーホールが常に外部と通気経路を保つことができるから、ハンダ上がり時のガスの抜け性が向上するとともに、プリント配線基板がハンダ槽を移動する際のハンダ流に対して上昇経路を形成することができるから、リードピンに対するハンダ上がり性をより向上させることができる。

以上の如く、本発明によれば、プリント配線基板側には特別な加工が不要で、なおかつリードピン自身簡単な構造で量産性よく形成でき、ハンダ付けの際にハンダ上がり性を向上させてブローホールの発生を低減させることができるリードピンを提供することができる。

第１の実施形態を示すリードピンの斜視図を示す。 第１の実施形態におけるプリント配線基板のスルーホールへの装着状態の模式図を示す。 第１の実施形態を示すリードピンをプリント配線基板の裏面側（凹部形成側）から見た図を示す。 図２（ｂ）におけるリードピンの装着状態の断面図を示す。（断面Ｓ−Ｓ） 従来例におけるハンダ上がり性向上手段を示す。 従来例におけるハンダ上がり性向上手段を示す。 従来例におけるハンダ上がり性向上手段を示す。

以下、本発明を実施形態により説明する。
（実施形態１）
まず、本実施形態に係るリードピン１の外観構成について、図１を参酌しつつ説明する。本実施形態に係るリードピン１は、導電性を有する例えば黄銅からなる略円柱形状の基体１０を有する。

リードピン１の長手方向、即ち前記略円柱形状の高さ方向において、基体１０は、プリント配線基板に形成されたスルーホールに差し込みされる差込部１１と、プリント配線基板の表面に露出してリード線などを接続される露出部１２との二つの部分を備える。

前記差込部１１は、露出部１２に比べて小径に形成される。先端部に向かうにつれて、更に一段先細り形状に形成されるとともに、先端部分の脚部１１ａは一定の太さを維持するように形成されている。一段先細り形状に形成することによりスルーホールへの挿入性を向上させるとともに、脚部１１ａを一定の太さに形成することによりハンダの定着性を向上させている。

前記露出部１２は、差込部１１に比べて大径に形成される。露出部１２は、主要部は一定の太さで形成されるが、先端部には、より大径に形成された傘状の頭部１２ａを備えている。頭部１２ａは外部からクリップなどを接続する際の掴み代等として利用される。

露出部１２と、差込部１１との境界部分には、直径の違いにより段差部２０が形成される。本実施形態の場合、差込部１１の太さは最大部分で１．４ｍｍに形成され、頭部１２ａを除く露出部１２の太さは２．２ｍｍに形成されており、前記段差部２０における段差幅は０．４ｍｍの大きさに形成されている。また、差込部１１の先端部分に形成される脚部１１ａの太さは１．１ｍｍに形成されている。

プリント配線基板に設けられたスルーホール３１の孔径は１．３ｍｍに形成されている。差込部１１の先端部分に形成される脚部１１ａの太さ（１．１ｍｍ）よりも大きく、差込部の太さ（１．４ｍｍ）よりも若干小さい。

このような寸法関係から、スルーホール３１にリードピン１を差し込むときは圧入することになるが、段差部２０の直径（２．２ｍｍ）をスルーホール３１の直径（１．３ｍｍ）よりも大きく形成しているから、リードピン１をスルーホール３１に差し込んでいくときに、段差部２０がプリント配線基板１の表面に当接してストッパーの役割を果たすとともに、プリント配線基板１に対してリードピン１が垂直に自立するための支えの役割を果たす。

差込部１１の長さは露出部１２の長さの約半分に設けられている。なお、前記長さは、接続するリード線などの状態によって、同じ長さに設けてもよいし、逆に差込部１１の長さを露出部１２の長さの２倍等に設けてもよい。

次に、プリント配線基板の表面側と裏面側とで空気の流通経路を形成する部分について図３を用いて説明を行う。図３は、差込部１１の先端側からリードピン１を臨んだ場合を示している。図３中の点線で示した円は、スルーホール３１の位置を参考に示したものである。

空気の流通経路を形成する部分は、差込部１１に設けられる偏平部１１ｂと、段差部２０に設けられる凹部２２によって構成される。

まず、差込部１１に設けられる偏平部１１ｂについて説明する。差込部１１には、外周の円弧の一部を切り取るように偏平部１１ｂを形成している。この偏平部１１ｂは、リードピン１の中心部から直径方向に向けて２カ所（１１ｂ１、１１ｂ２）に形成している。また、偏平部１１ｂにおける平坦部分は夫々平行になるように形成している。

本実施形態の場合、偏平部１１ｂ同士の距離は１．２ｍｍに設けている。即ち、差込部１１の外周（直径１．４ｍｍ）の表面から中心部に向けて０．１ｍｍずつ円弧を削ぐように設けている。

次に、段差部２０に設けられる凹部２２について説明する。凹部２２は、段差部２０を掘り込むように、露出部１２の外周部から偏平部１１ｂに向けて溝状に形成している。溝状の凹部の形状は、図２（ａ）に示されるように、標準正規分布状に滑らかな曲線形状に設けられる。なお、矩形波状にコの字形状に設けてもよい。なお、図２（ａ）は、偏平部１１ｂに臨む方向から見た図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のリードピンを９０度回転させて、偏平部１１ｂにおける平坦部と平行な方向から見た図である。

これら偏平部１１ａと凹部２２とは互いに連接しており、リードピン１をプリント配線基板３０のスルーホール３１に装着したときに、プリント配線基板３０の表面側と裏面側とで空気の流通経路を形成する。

図４を用いて空気の流通経路を説明する。図４は、図２（ｂ）におけるリードピン１の装着状態の断面Ｓ−Ｓを示している。スルーホール３１の内壁とリードピン１の差込部１１との間には、偏平部１１ｂによって空間部Ａが構成される。また、プリント配線基板３０の表面と段差部２０との間には、凹部２２によって空間部Ｂが構成される。これら空間部Ａおよび空間部Ｂは互いに連通するから、常に、プリント配線基板３０の表面側と裏面側とで通気経路を保つことができる。

また、前記凹部２２と偏平部１１ｂは、直径方向において２カ所に形成されているから、線材を加工してリードピン１を量産する際の差込部等の形成時において、回転方向の方向性がないため歩留まりよく生産することができる。

次に、リードピン１をプリント配線基板３０に配置した状態について図２及び図３を用いて説明する。プリント配線基板３０には予め所定位置に円形状のスルーホール３１が設けられており、該スルーホール３１に対してリードピン１の差込部１１を差込してリードピンを仮装着する。

スルーホール３１は、露出部１２によって蓋をされる態様となる。このとき、プリント配線基板３０の裏面側にハンダが流された場合には、スルーホール３１がハンダにより閉じられることにより前述の密閉空間が発生するように見える。

しかしながら、差込部１１に設けられる偏平部１１ｂと、段差部２０に設けられる凹部２２によって空気の流通経路が形成されるから、前述の密閉空間は生じず、ハンダが挿入部１１に回った後も通気経路が塞がることなくハンダ上がり性を良好に確保でき、ブローホールの発生を低減させることができる。

尚、本発明は、上記実施形態に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で種々の変更が可能である。

例えば、差込部１１に設ける偏平部１１ａ及び段差部２０に設ける凹部それぞれを９０度ずつ回転させて、合計４カ所に形成してもよい。空気の流通経路が２経路から４経路になり、ハンダ上り性はより向上し、本願の目的を達成し得る。

また、リードピン１の適用として、プリント配線基板に設けられたスルーホールを例としたが、片面基板における通常のピン挿入孔に適用してもよい。

１ リードピン
１０ 基体
１１ 差込部
１１ａ 脚部
１２ 露出部
２０ 段差部
２１ プリント配線基板との密着部
２２ 凹部
３０ プリント配線基板
３１ スルーホール

Claims (3)

1. プリント配線基板に差込装着する略円柱形状のリードピンであって、
   該リードピンは、
   プリント配線基板に差し込まれる小径の差込部と、
   プリント配線基板の表面に露出する大径の露出部とを備えるとともに、
   差込部には該差込部の外周の一部に形成された偏平部を備え、
   前記差込部と露出部とで形成される段差部の表面において、
   露出部の外周部から前記偏平部に向けて溝状に形成された凹部を有することを特徴とするリードピン。
2. 前記偏平部及び凹部は、
   円柱形状のリードピンにおける直径方向において２カ所に形成されたことを特徴とする請求項１記載のリードピン。
3. 前記凹部は、リードピンをプリント配線基板のスルーホールに装着した場合に該スルーホールと連通することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のリードピン。
   
   
   

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