JP2017069448A - 電子部品の取付構造およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リード線が接続されている電子部品の配線基板への部品実装において、製造工程の煩雑化や製造コストの増大を低減しつつ、配線基板上のデッドスペースや基板設計の複雑化が発生せずに、電子部品の位置ずれや脱落の不具合を回避できる電子部品の取付構造を提供する。【解決手段】電子部品１の通電用のリード線１２、１６が、曲げられた第１の曲げ部Ｂ１、Ｂ１および第２の曲げ部Ｂ２、Ｂ２を少なくとも有し、配線基板２０の通電用の接続部３２，３２Ａに備えられた取付孔３４，３４Ａにリード線１２，１６が挿入されたとき、第１の曲げ部Ｂ１，Ｂ１が配線基板２０の一方の主面２２に係止され、第２の曲げ部Ｂ２、Ｂ２が配線基板２０の他の主面２４に係止される、電子部品の取付構造。【選択図】図２

Description

本発明は、リード線が接続されている電子部品の取付構造およびその製造方法に関するものである。

従来から、リード線を有する電子部品の配線基板への実装では、配線基板の通電用のランドとも呼ばれる接続部に設けられた取付孔（スルーホール）にリード線を挿入して、はんだ付けしていた。通常、配線基板のスルーホールの径は、電子部品のリード線の径よりも大きいため、配線基板の製造工程において、電子部品が配線基板から浮き上ったり脱落したりする不具合が生じていた。そこで、スルーホールにリード線を挿入した後に、リード線を折り曲げることで、電子部品の浮き上がりや脱落の不具合を回避している。しかし、部品が密集していたり、または部品の数が多かったりする場合には、スルーホールにリード線を挿入した後に、リード線を折り曲げることが困難な場合がある。

そこで、こうした電子部品の浮き上がりのような位置ずれや脱落の不具合の対策として、例えば特許文献１に開示されているような、配線基板に実装された電子部品を収容する収容凹部を有する部品押さえ部材で、電子部品を覆って押さえるはんだ付け部品の浮き防止治具を使用することが知られている。

特開２００２−２６１４３３号公報

しかし、特許文献１の従来技術では、浮き防止治具を別途装着する必要があり、はんだ付け工程前に浮き防止治具を装着する工程が必要となるので、製造工程が煩雑となり、また製造コストが増大する。さらに、配線基板上に浮き防止治具を装着するためのスペースが必要となるので、配線基板上にデッドスペースが発生し、その結果、配線や部品配置に制約が生じて基板設計が複雑となる。

そこで、本発明は、リード線が接続されている電子部品の配線基板への部品実装において、製造工程の煩雑化や製造コストの増大を低減しつつ、配線基板上のデッドスペースや基板設計の複雑化が発生せずに、電子部品の位置ずれや脱落の不具合を回避できる電子部品の取付構造およびその製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明にかかる電子部品の取付構造は、電子部品の通電用のリード線が、曲げられた第１の曲げ部および第２の曲げ部を少なくとも有し、配線基板の通電用の接続部に設けられた取付孔に前記リード線が挿入されたとき、前記第１の曲げ部が前記配線基板の一方の主面に係止され、前記第２の曲げ部が前記配線基板の他方の主面に係止される。

本発明によれば、配線基板の取付孔にリード線が挿入されたとき、第１の曲げ部が配線基板の一方の主面に係止され、第２の曲げ部が配線基板の他の主面に係止されるので、第１の曲げ部と第２の曲げ部とで配線基板を挟持するから、このリード線を有する電子部品が配線基板に安定して取り付けられる。よって、電子部品の位置ずれや脱落の不具合を回避できる。本発明では、工場出荷時の直線状のリード線を加工して第１の曲げ部と第２の曲げ部を形成するだけで済むので、製造工程の煩雑化や製造コストの増大は、上記従来技術と比べて低減される。また、本発明では、電子部品のリード線を加工するので、配線基板上にデッドスペースが発生せず、基板設計の複雑化も発生しない。

前記電子部品が複数の前記リード線を有し、第１の前記リード線が前記第１の曲げ部を有し、第２の前記リード線が前記第２の曲げ部を有することが好ましい。これにより、１本のリード線に１つの曲げ部を設けるだけで済むから、曲げによる残留応力が、１本のリード線のみに集中せずに分散できる。

前記第１の曲げ部または前記第２の曲げ部は、折り曲げられた角部を有することが好ましい。角部の角張った形状により、第１の曲げ部における角部を除いた直線部分が一方の主面に対して接触して係止されるとき、または、第２の曲げ部における角部を除いた直線部分が他方の主面に対して接触して係止されるとき、安定的に、電子部品の位置ずれや脱落の不具合を回避できる。さらに、第１の曲げ部の直線部分が一方の主面に対して平行に接触して係止されるとき、または、第２の曲げ部の直線部分が他方の主面に対して平行に接触して係止されるとき、脱落が最も起こり難くなる。

前記第１の曲げ部または前記第２の曲げ部は、滑らかな湾曲形状としてもよい。滑らかな湾曲形状によって、第１の曲げ部または第２の曲げ部の取付孔への挿入が容易化するので、電子部品の実装を容易にできる。この場合、第１の曲げ部または第２の曲げ部は、正弦波の一部の形状または円弧状であってよい。

本発明にかかる電子部品の取付構造の製造方法は、前記電子部品に接続された前記リード線を所定の長さに切断する工程の直前または直後に、前記第１の曲げ部および第２の曲げ部を形成する工程を有する。本発明によれば、電子部品に接続されたリード線を所定の長さに切断する直前または直後に、同じリード線に対する加工であるリード線の曲げ加工を行うので、製造工程の煩雑化や製造コストの増大を、上記従来技術と比べてさらに低減できる。

本発明に係る電子部品の取付構造およびその製造方法によると、リード線が接続されている電子部品の配線基板への部品実装において、製造工程の煩雑化や製造コストの増大を低減しつつ、配線基板上のデッドスペースや基板設計の複雑化が発生せずに、電子部品の位置ずれや脱落の不具合を回避できる。

本発明の第１実施形態に係る電子部品を示す正面図である。 同実施形態の取付構造を示す要部を拡大した縦断面図である。 第２実施形態の取付構造を示す要部を拡大した縦断面図である。 第３実施形態に係る電子部品を示す正面図である。 同実施形態の取付構造を示す要部を拡大した縦断面図である。 第４実施形態の取付構造を示す要部を拡大した縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号は、同一または相当部分を示し、特段変更等の説明がない限り、適宜その説明を省略する。

図１に、本発明の第１実施形態に係る電子部品の取付構造に含まれる電子部品の正面図を示す。電子部品の取付構造は、電子部品を配線基板に取り付ける構造であり、具体的には電子部品の位置ずれや脱落を防止しうる構造である。この第１実施形態の電子部品１は、例えばキャパシタまたは抵抗器であり、本体１０に接続された２本のリード線１２、１６を有し、リード線１２、１６間に電圧が印加されることで、上記のキャパシタまたは抵抗器としての所定の動作を行う。リード線１２、１６の各々は、図２の配線基板２０の取付孔３４、３４Ａの上端部および下端部に対応する設定位値に、図１の電子部品１が製造された後に折り曲げられて形成された第１の曲げ部Ｂ１、Ｂ１および第２の曲げ部Ｂ２、Ｂ２を有している。第１の曲げ部Ｂ１および第２の曲げ部Ｂ２は各々、例えば正面視で三角形の二辺にほぼ一致した形状を有し、折り曲げられた部分に角部Ｂ１ｃ、Ｂ２ｃを有している。

具体的には、図２に示す第１の曲げ部Ｂ１および第２の曲げ部Ｂ２は、各々、正面視で直角三角形の短辺部分（以下、直線部分と称する）Ｂ１ａ、Ｂ２ａおよび斜辺部分Ｂ１ｂ、Ｂ２ｂにほぼ一致した形状を有し、直線部分Ｂ１ａ、Ｂ２ａと斜辺部分Ｂ１ｂ、Ｂ２ｂとで挟まれた鋭角の角部Ｂ１ｃ、Ｂ２ｃを有している。直線部分Ｂ１ａ、Ｂ２ａは各々、表面である一方の主面２２および裏面である他方の主面２４に平行であり、直線部分Ｂ１ａ、Ｂ２ａで配線基板２０を挟持する。ここで、図１に示す２本のリード線１２、１６の第１の曲げ部Ｂ１および第２の曲げ部Ｂ２は、中心線Ｃに関して左右対称形であるが、これに限定されない。また、第１の曲げ部Ｂ１、Ｂ１および第２の曲げ部Ｂ２、Ｂ２の曲げられて突出する方向は、本実施形態では対向方向であるが、これに限られない。

さらに、例えばリード線１６が折り曲げられることなく直線状のままとされ、リード線１２のみが折り曲げられてもよい。また、例えばリード線１６が表面２２に係止される第１の曲げ部Ｂ１を有し、リード線１２が裏面２４に係止される第２の曲げ部Ｂ２を有する構造であってもよい。この構造により、１本のリード線に１つの曲げ部を設けるだけで済むから、曲げによる残留応力が、１本のリード線のみに集中せずに分散できる。

２本のリード線１２、１６は、図２に示す配線基板２０の製造工程において、出荷時の長さから、所定の長さに切断されている。所定の長さは、電子部品１を配線基板２０の表面側にはんだ付けして取り付けた際に、リード線１２、１６の配線基板２０の裏面側から突出する部分が不必要に長くならないような長さである。この場合、配線基板２０の表面側において、電子部品１の本体１０は、その底部が配線基板２０の表面に対して接触しない程度の高さに位置するように配置される。この本体１０の高さは、高すぎると配線基板２０を含む電子機器の寸法の増大を招くので、高すぎないように設定される。その結果、リード線１２、１６の所定の長さは、例えば「配線基板の厚さ＋５〜１０ｍｍ」のような長さとされる。

電子部品１は、リード線１２が配線基板２０の取付孔３４に挿通され、かつリード線１６が取付孔３４Ａに挿通されて、配線基板２０に取り付けられている。取付孔３４、３４Ａは、各々、表面２２から裏面２４まで配線基板２０を貫通する所謂スルーホールである。配線基板２０の表面２２および裏面２４の少なくとも一方には、それぞれ、リード線１２、１６が半田付けされる、ほぼ円形の導電被膜からなるランドが形成されており、この各ランドのほぼ中央に取付孔３４、３４Ａがそれぞれ開口して設けられている。取付孔３４、３４Ａは各々、導体からなる無蓋無底の円筒の中空部分であり、当該円筒は、その端部が表面２２および裏面２４の上記ランドに接続されて、このランドと共に接続部３２、３２Ａを形成している。

接続部３２および接続部３２Ａの各ランドからは、配線基板２０上で所謂配線パターンの配線３０および配線３０Ａが延伸している。リード線１２、１６の配線基板２０へのはんだ付けでは、前記無蓋無底の円筒内がはんだで充填されて、リード線１２と接続部３２、およびリード線１６と接続部３２Ａとが電気的に接続されて、配線３０、電子部品１、配線３０Ａが電気的に接続される。

第１の曲げ部Ｂ１，Ｂ１が、配線基板２０の一方の主面２２に係止され、具体的には一方の主面２２側の接続部３２、３２Ａの各ランドに係止され、第２の曲げ部Ｂ２，Ｂ２が、配線基板の他方の主面２４に係止され、具体的には他方の主面２４側の接続部３２、３２Ａの各ランドに係止されている。よって、第１の曲げ部Ｂ１、Ｂ１と第２の曲げ部Ｂ２、Ｂ２とで配線基板を挟持するから、リード線１２、１６を有する電子部品１が配線基板２０に安定して取り付けられる。よって、配線基板２０に対する電子部品１の位置ずれや脱落の不具合を回避できる。この取付構造は、工場出荷時の直線状のリード線を加工して曲げ部１４、１８を形成するだけで済むので、製造工程の煩雑化や製造コストの増大は、前述の従来技術と比べて低減される。また、この取付構造は、電子部品のリード線１２、１６を加工するので、配線基板２０上にデッドスペースを発生させない。これにより、基板設計の複雑化も発生しない。

さらに、第１の曲げ部Ｂ１，Ｂ１の直線部分Ｂ１ａが一方の主面２２の接続部３２、３２Ａの各ランドに平行に接触して係止され、第２の曲げ部Ｂ２，Ｂ２の直線部分Ｂ２ａが他方の主面２４の接続部３２、３２Ａの各ランドに平行に接触して係止されている。よって、この構造のとき、２つの第１の曲げ部Ｂ１の直線部分Ｂ１ａ、Ｂ１ａと２つの第２の曲げ部Ｂ２の直線部分Ｂ２ａ、Ｂ２ａで配線基板２０を挟持して、配線基板２０に対する電子部品１の位置ずれや脱落が最も起こり難くなる。

図１に示す第１実施形態の取付構造の第１の曲げ部Ｂ１、Ｂ１および第２の曲げ部Ｂ２、Ｂ２は、配線基板の製造工程において、リード線１２、１６を上で述べたような所定の長さに切断するリード線切断工程の直前または直後の、曲げ部形成工程において形成される。本製造工程では、同じリード線に関する工程であるリード線切断工程および曲げ部形成工程において、電子部品１に接続されたリード線１２、１６を前記所定の長さに切断する直前または直後に、リード線１２、１６に第１の曲げ部と第２の曲げ部１４、１８を形成するので、当該製造工程の煩雑化や製造コストの増大を、前述の従来技術と比べてさらに低減できる。リード線の切断および曲げ加工は、例えばプレス機を使用して容易に行うことができるが、ペンチのような構造の工具を用いて手動の作業で行うこともできる。

次に、本発明の第２実施形態に係る電子部品の取付構造について説明する。以下では、第１実施形態の取付構造を有する電子部品１と異なる点を主に説明する。図３に示す第２実施形態の電子部品１Ａでは、リード線１２Ａが、正面視で頂角θが鈍角である三角形状の第１の曲げ部Ｂ１Ａおよび第２の曲げ部Ｂ２Ａを有している。この第２実施形態の第１の曲げ部Ｂ１Ａおよび第２の曲げ部Ｂ２Ａは各々、一方の主面２２側および他方の主面２４側の各接続部３２において、主面２２、２４に対して角度αを有して係止されており、この第１の曲げ部Ｂ１Ａと第２の曲げ部Ｂ２Ａとの係止力により、配線基板２０を挟持して、リード線１２Ａを有する電子部品１Ａが配線基板２０に取り付けられている。なお、電子部品１Ａは、図２に示すリード線１６に相当する他方のリード線１６Ａも有しているが、リード線１６Ａは、取付孔３４Ａに相当する配線基板２０の別の取付孔（不図示）に挿通される点が異なるだけで、リード線１２Ａと同様であるので、説明を割愛する。以上の第２実施形態に係る電子部品１Ａの取付構造は、この他に第１実施形態に係る電子部品１の取付構造と同様の効果を奏する。

次に、本発明の第３実施形態に係る電子部品の取付構造について説明する。以下では、第１実施形態の取付構造を有する電子部品１と異なる点を主に説明する。図４に示す第３実施形態の電子部品１Ｂは、本体１０に接続された２本のリード線１２Ｂ、１６Ｂを有する。各リード線１２Ｂ、１６Ｂは、前記設定位置に、電子部品１Ｂが製造された後に折り曲げられて形成された第１の曲げ部Ｂ１Ｂおよび第２の曲げ部Ｂ２Ｂを有している。第１の曲げ部Ｂ１Ｂ、Ｂ１Ｂおよび第２の曲げ部Ｂ２Ｂ、Ｂ２Ｂは、各々、例えば、滑らかな湾曲形状を有している。さらに具体的には、第１の曲げ部Ｂ１Ｂ、Ｂ１Ｂおよび第２の曲げ部Ｂ２Ｂ、Ｂ２Ｂは、各々、正弦波の一部である半波長の形状または円弧状であり、図４では、円弧状である。なお、例えばリード線１６Ｂが折り曲げられることなく直線状のままとされ、リード線１２Ｂのみが折り曲げられる構造であってもよい。さらに、例えばリード線１６Ｂが第１の曲げ部Ｂ１Ｂを有し、リード線１２Ｂが第２の曲げ部Ｂ２Ｂを有する構造であってもよい。２本のリード線１２Ｂ、１６Ｂは、図４の配線基板２０の製造工程において、出荷時の長さから、前記所定の長さに切断される。

図５に示すように、上記第３実施形態の取付構造では、リード線１２Ｂが配線基板２０の取付孔３４に挿通されている。なお、リード線１６Ｂは、図示されていないが、配線基板２０の取付孔３４Ａに挿通される点が異なるだけで、リード線１２Ｂと同様であるので、説明を割愛する。上述のように、円弧状である第１の曲げ部Ｂ１Ｂが表面２２に、具体的には表面２２側の接続部３２に対して接して係止され、円弧状である第２の曲げ部Ｂ２Ｂが裏面２４に、具体的には裏面２４側の接続部３２に対して接して係止されている。円弧状である第１の曲げ部Ｂ１Ｂおよび第２の曲げ部Ｂ２Ｂは各々、表面２２側および裏面２４側の接続部３２の各接点において、第２の実施形態と同様に表面２２および裏面２４に対して角度αを有して係止されている。この第１の曲げ部Ｂ１Ｂと第２の曲げ部Ｂ２Ｂとの係止力により、配線基板２０を挟持して、リード線１２Ａを有する電子部品１Ａが配線基板２０に取り付けられる。第１の曲げ部Ｂ１Ｂおよび第２の曲げ部Ｂ２Ｂの湾曲形状によって、取付孔３４への挿入が容易化するので、電子部品の実装を容易にできる。以上の第３実施形態に係る電子部品１Ｂの取付構造は、この他に第１実施形態に係る電子部品１の取付構造と同様の効果を奏する。

次に第４実施形態として、電子部品が、リード線が２本である電子部品１、１Ａ、１Ｂと異なり、例えばトランジスタのような、図６に示す１列に並ぶ３本のリード線を有する電子部品１Ｃについて説明する。中央のリード線１２Ｃに第１の曲げ部Ｂ１Ｃのみが設けられ、両側の２本のリード線１１Ｃ、１６Ｃに第２の曲げ部Ｂ２Ｃのみが各々設けられている。１つの第１の曲げ部Ｂ１Ｃと２つの第２の曲げ部Ｂ２Ｃ、Ｂ２Ｃで、配線基板２０を挟持して、リード線１１Ｃ、１２Ｃ、１６Ｃを有する電子部品１Ｃが配線基板２０に取り付けられる。なお、第１の曲げ部と第２の曲げ部とが１本のリード線に設けられたり、または第１の曲げ部と第２の曲げ部のいずれもが設けられないリード線が存在したりしてもよい。また電子部品の他の例として、３つの素子が内蔵されリード線が４本のＲＧＢフルカラーＬＥＤのように、４本以上のリード線を有する電子部品を使用することができる。さらに、複数素子が内蔵されたスイッチのように３本以上のリード線を有し、かつ、これらのリード線が複数列であるような電子部品が使用されてもよい。こうした電子部品についても、上記の実施形態と同様の効果を奏することができる。

本発明は、以上の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内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。こうした構成も本発明の範囲内に含まれる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：電子部品
１０、１０Ｃ：（電子部品の）本体
１１Ｃ：リード線
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ：リード線
１６、１６Ｂ、１６Ｃ：リード線
Ｂ１、Ｂ１Ａ、Ｂ１Ｂ、Ｂ１Ｃ：第１の曲げ部
Ｂ２、Ｂ２Ａ、Ｂ２Ｂ、Ｂ２Ｃ：第２の曲げ部
２０：配線基板
３２、３２Ａ：接続部
３４、３４Ａ：取付孔

Claims (5)

1. 電子部品の通電用のリード線が、曲げられた第１の曲げ部および第２の曲げ部を少なくとも有し、
   配線基板の通電用の接続部に設けられた取付孔に前記リード線が挿入されたとき、前記第１の曲げ部が前記配線基板の一方の主面に係止され、前記第２の曲げ部が前記配線基板の他方の主面に係止される、
   電子部品の取付構造。
2. 請求項１に記載の電子部品の取付構造であって、
   前記電子部品が複数の前記リード線を有し、
   第１の前記リード線が前記第１の曲げ部を有し、第２の前記リード線が前記第２の曲げ部を有する、電子部品の取付構造。
3. 請求項１または２に記載の電子部品の取付構造であって、
   前記第１の曲げ部または前記第２の曲げ部は、折り曲げられた角部を有する、電子部品の取付構造。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の電子部品の取付構造であって、
   前記第１の曲げ部または前記第２の曲げ部は、滑らかな湾曲形状である、電子部品の取付構造。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電子部品の取付構造の製造方法であって、
   前記電子部品に接続された前記リード線を所定の長さに切断する工程の直前または直後に、前記第１の曲げ部および第２の曲げ部を形成する工程を有する、
   電子部品の取付構造の製造方法。

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