JP2015216043A - 基板及びコネクタの位置ずれ規制方法 - Google Patents

Abstract

【課題】位置決め用の形状が無いコネクタを基板に実装するときの位置ずれ及び傾きを規制する。【解決手段】基板１は、コネクタ２のコネクタ部２１の下端部を納める逃がし孔１１の側面から内側に向かって延び、コネクタ部２１の外縁２１ａに当接することでコネクタ２の位置ずれ及び傾きを規制する位置ずれ防止突起１２を備える。【選択図】図１

Description

この発明は、コネクタが実装される基板及び基板にコネクタを実装する際の位置ずれ規制方法に関するものである。

製品の厚み方向を小さくするため、コネクタの一部が基板の縁からはみ出した状態で実装されることがある。このとき、コネクタの重量バランスが悪いと、基板の縁からはみ出した部分の側が沈み込み、基板の表面に対して傾いた状態で実装されてしまう。
また、コネクタの自動実装を可能とするために、Ｐｉｎ−ｉｎ−Ｐａｓｔｅ方式というはんだ付け手法がある。Ｐｉｎ−ｉｎ−Ｐａｓｔｅ方式では、基板のスルーホールにはんだペーストを埋めて、コネクタのリード端子を挿入する。機械により自動実装がされることを考慮して、基板のスルーホールの内径は、人の手による実装を想定した場合の内径より大きく形成される。このため、コネクタのリード端子がスルーホール内で移動して、所望の位置からずれた状態で実装されやすい。

このように、所望の位置からコネクタがずれたり、傾いた状態で実装されると、隣に実装される別のコネクタに干渉したり、隣接して実装されたコネクタそれぞれの相手側コネクタ同士が干渉して、最悪の場合は相手側コネクタとの接続ができなくなる。また、実装後にポゴピンを接触させて検査を行う場合、ポゴピンがコネクタのコネクタピンにうまく接触せず、ライン検査で接触不良として扱われかねない。

基板にコネクタをはんだ付けする場合に、コネクタを位置決めする技術としては、例えば特許文献１に示されたものがある。
特許文献１によると、捨て基板部に、コネクタの嵌合部が嵌合する位置決め切欠を設け、該位置決め切欠にコネクタの嵌合部を嵌合することにより位置決めをした状態で、はんだ付けを行う。

特開平６―１６４１１７号公報

しかしながら、上記特許文献１に示された技術は、嵌合部が形成されたコネクタに対してしか適用することができず、汎用性が低いものであった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、位置決め用の形状が無いコネクタを実装するときの位置ずれ及び傾きを規制できる基板及び方法を得ることを目的とする。

この発明に係る基板は、相手側コネクタに結合するコネクタ部とリード端子を有するハウジングとを備えるコネクタが実装されるものであって、リード端子が挿入されてはんだ付けされるスルーホールと、コネクタ部が納まる逃がし孔と、逃がし孔の側面から内側に向かって延び、コネクタ部に当接することでコネクタの位置ずれ及び傾きを規制する位置ずれ防止突起とを備えることを特徴とするものである。

また、この発明に係るコネクタの位置ずれ規制方法は、捨て基板が連結されてスルーホールが形成されている基板に、相手側コネクタに結合するコネクタ部とリード端子を有するハウジングとを備えるコネクタを実装する場合に、リード端子がスルーホールに挿入された状態で、コネクタ部が基板と捨て基板とで形成された逃がし孔に納まり、逃がし孔の捨て基板側の側面からコネクタ部に向かって延びる位置ずれ防止突起がコネクタ部に当接することでコネクタの位置ずれ及び傾きを規制し、位置ずれ及び傾きが規制されたコネクタのリード端子がはんだ付けされた後、基板から捨て基板が除去されることを特徴とするものである。

この発明によれば、基板が有する逃がし孔の側面から、または、基板と捨て基板とで形成された逃がし孔の捨て基板側の側面から延びる位置ずれ防止突起が、コネクタ部に当接することでコネクタの位置ずれ及び傾きを規制するので、コネクタ側に位置決め用の形状が無くとも、コネクタの位置ずれ及び傾きを規制することができる。

この発明の実施の形態１に係る基板にコネクタが実装された際の斜視図及び平面図である。 この発明の実施の形態２に係る基板にコネクタが実装された際の斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る基板にコネクタを実装する際の処理を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１に、この発明の実施の形態１に係る基板に実装されたコネクタの斜視図及び平面図を示す。図１（ａ）が斜視図、図１（ｂ）が基板１のコネクタ実装面と反対側の面から見たときの平面図である。図１において、基板１の厚み方向、つまりコネクタ２の上下方向をXとし、コネクタ２の左右方向をYとする。
コネクタ２は、有底略円筒形のコネクタ部２１と略直方体のハウジング２２とで形成される。コネクタ部２１は、相手側コネクタ（不図示）と結合するものであり、その底部からはコネクタピン２３が突出している。ハウジング２２からはリード端子２４が突出している。コネクタピン２３とリード端子２４は、コネクタ２の内部で導通している。

コネクタ部２１は、基板１の厚み方向（Ｘ方向）での下端が、ハウジング２２の下端よりも低く形成される。これは、実装後の基板１とコネクタ２の全体の厚さを小さくするためである。コネクタ部２１の下端と基板１の表面とが干渉しないように、基板１の縁に形成された逃がし孔１１にコネクタ部２１の下端部が納められ、リード端子２４が基板１に形成されたスルーホール１３に挿入された状態で、コネクタ２は基板１に実装されている。

図１に示す実装は例えば、基板１のスルーホール１３にはんだペーストを埋めて、コネクタ２のリード端子２４を挿入しはんだ付けするＰｉｎ−ｉｎ−Ｐａｓｔｅ方式で行われる。
Ｐｉｎ−ｉｎ−Ｐａｓｔｅ方式は、機械による自動実装であるため、コネクタ２のリード端子２４を基板１のスルーホール１３に機械が効率よく挿入できるような余裕をも含めて、基板１のスルーホール１３の内径がリード端子２４の直径より大きく形成される。このため、はんだ付け完了前の状態において、リード端子２４がスルーホール１３内で移動して、図１中のＹ方向（左右方向）にコネクタ２が振れて所望の位置からずれようとする場合がある。
しかし、図１に示すように、基板１の逃がし孔１１には、その側面から内側に向けて、つまり、コネクタ２のコネクタ部２１に向けて、位置ずれ防止突起１２が延びている。
コネクタ２が左右方向に大きく振れようとした場合、コネクタ部２１の外縁２１ａに位置ずれ防止突起１２が当接して、それ以上のコネクタ部２１の移動を規制する。つまり、位置ずれ防止突起１２により、コネクタ部２１の左右方向の振れが一定の範囲内に規制されて、コネクタ２全体の所望の位置からのずれも規制される。

また、コネクタ２の重心がコネクタ部２１側に寄っている場合、はんだ付け完了前の状態において、コネクタ部２１がＸ方向（上下方向）に振れて逃がし孔１１へ更に沈み込もうとする場合がある。
このような場合も、位置ずれ防止突起１２がコネクタ部２１の外縁２１ａに当接することで、コネクタ部２１の上下方向の振れが一定の範囲内に規制されて、コネクタ２全体の所望の位置からの傾きも規制される。

なお、一定の範囲とは、コネクタ部２１が上下及び左右方向に振れることが可能な範囲のことであり、位置ずれ防止突起１２の形状、寸法等で決まる。従って、この一定の範囲が、コネクタ２の位置ずれ及び傾きを実装時の許容範囲に納めることができるものとなるように、位置ずれ防止突起１２の形状、寸法を決定する。

また、人の手によりコネクタ２のリード端子２４を基板１のスルーホール１３に挿入する場合は、スルーホール１３の内径が、機械により挿入する場合よりも小さく形成される。このため、リード端子２４のスルーホール１３内での移動幅も小さくなるが、当該移動幅でコネクタ２が振れてしまうことに変わりはないので、位置ずれ防止突起１２を設けてコネクタ２の位置ずれ及び傾きを規制することはこの場合であっても有用である。

以上のように、この実施の形態１に係る基板によれば、コネクタ２のコネクタ部２１の下端部を納める逃がし孔１１の側面から内側に向けて延びる位置ずれ防止突起１２により、コネクタ２の位置ずれ及び傾きが規制される。従って、コネクタ２の方に位置決め用の形状が無くとも、実装時のコネクタ２の位置ずれ及び傾きを規制することができる。

実施の形態２．
実施の形態２では、実施の形態１で示したコネクタ２の位置ずれ及び傾きを規制する位置ずれ防止突起１２に相当する構成を、捨て基板３に設ける場合について説明する。
図２には、捨て基板３が一体的に形成された基板１に実装されたコネクタ２を、斜視図で示す。なお、図１と同一又は相当する部分については同一符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。

捨て基板３は、連結部４を介して基板１と連結しており、向かい合う基板１の側面と捨て基板３の側面とで形成された空間は、コネクタ２のコネクタ部２１の下端と基板１の表面との干渉を避けてコネクタ部２１の下端部が納まる逃がし孔１１として機能する。
逃がし孔１１の捨て基板３側の側面からは、コネクタ部２１に向けて位置ずれ防止突起３１が延びている。

基板１にコネクタ２を実装する際はまず、コネクタ２のリード端子２４が基板１のスルーホール１３に挿入されるとともに、逃がし孔１１にコネクタ部２１の下端部が納められる。
このとき、位置ずれ防止突起３１は、実施の形態１で示した位置ずれ防止突起１２と同様に、リード端子２４がスルーホール１３内で移動することによるコネクタ部２１の左右方向（図２中のＹ方向）の振れを一定の範囲内に規制して、コネクタ２全体の所望の位置からのずれを規制する。
また、位置ずれ防止突起３１は、実施の形態１で示した位置ずれ防止突起１２と同様に、コネクタ部２１が逃がし孔１１に更に沈み込もうとする上下方向（図２中のＸ方向）の振れを一定の範囲内に規制して、コネクタ２全体の所望の位置からの傾きを規制する。

コネクタ２の位置ずれ及び傾きが位置ずれ防止突起３１により規制された状態で、例えばＰｉｎ−ｉｎ−Ｐａｓｔｅ方式でのコネクタ２の実装が行われ、その完了後に、連結部４が切断されて、捨て基板３は基板１から除去される。

捨て基板３が連結された基板１に、Ｐｉｎ−ｉｎ−Ｐａｓｔｅ方式にてコネクタ２を実装する場合の処理の一例を、図３に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、実装装置が、はんだペーストが埋められた基板１のスルーホール１３に、コネクタ２のリード端子２４を挿入する（ステップＳＴ１）。このとき、コネクタ部２１の下端部は、逃がし孔１１に納まる。
その際、位置ずれ防止突起３１が、コネクタ部２１の外縁２１ａに当接することでコネクタ部２１の上下及び左右方向の振れを一定の範囲内に抑え、コネクタ２の位置ずれ及び傾きを規制する（ステップＳＴ２）。

続いて、はんだ付け装置が、はんだペーストの埋められたスルーホール１３に挿入されたリード端子２４のはんだ付けを行う（ステップＳＴ３）。
続いて、裁断機が、連結部４を切断して基板１と捨て基板３を分離し、捨て基板３を除去する（ステップＳＴ４）。
なお、ステップＳＴ１でのリード端子２４をスルーホール１３に挿入する処理、ステップＳＴ４での連結部４を切断して捨て基板３を除去する処理は、人の手で行ってもよい。

以上のように、この実施の形態２によれば、コネクタ２のコネクタ部２１の下端部を納める逃がし孔１１の捨て基板３側の側面から、コネクタ部２１に向けて延びる位置ずれ防止突起３１により、コネクタ２の位置ずれ及び傾きが規制される。従って、コネクタ２の方に位置決め用の形状が無くとも、実装時のコネクタ２の位置ずれ及び傾きを規制することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
また、位置ずれ防止突起１２，３１によりコネクタ２の位置ずれ及び傾きを規制する構成は、Ｐｉｎ−ｉｎ−Ｐａｓｔｅ方式によるはんだ付け、フロー方式によるはんだ付け等、はんだ付けの方式によらず採用することが可能である。

１ 基板、２ コネクタ、３ 捨て基板、４ 連結部、１１ 逃がし孔、１２ 位置ずれ防止突起、１３ スルーホール、２１ コネクタ部、２１ａ 外縁、２２ ハウジング、２３ コネクタピン、２４ リード端子、３１ 位置ずれ防止突起。

Claims (2)

1. 相手側コネクタに結合するコネクタ部とリード端子を有するハウジングとを備えるコネクタが実装される基板において、
   前記リード端子が挿入されてはんだ付けされるスルーホールと、
   前記コネクタ部が納まる逃がし孔と、
   前記逃がし孔の側面から内側に向かって延び、前記コネクタ部に当接することで前記コネクタの位置ずれ及び傾きを規制する位置ずれ防止突起とを備えることを特徴とする基板。
2. 捨て基板が連結されてスルーホールが形成されている基板に、相手側コネクタに結合するコネクタ部とリード端子を有するハウジングとを備えるコネクタが実装される際の、コネクタの位置ずれ規制方法であって、
   前記リード端子が前記スルーホールに挿入された状態で、前記コネクタ部が前記基板と前記捨て基板とで形成された逃がし孔に納まり、前記逃がし孔の捨て基板側の側面から前記コネクタ部に向かって延びる位置ずれ防止突起が前記コネクタ部に当接することで前記コネクタの位置ずれ及び傾きを規制し、位置ずれ及び傾きが規制された前記コネクタの前記リード端子がはんだ付けされた後、前記基板から前記捨て基板が除去されることを特徴とするコネクタの位置ずれ規制方法。

Images