JP3175404U - 回路基板に対するコネクタの実装構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】回路基板のハウジングに対してコネクタを表面実装するに当たり、接続金具を用いることなくはんだ付けの強度的信頼性が得られ、また、リフローによっても品質が維持される回路基板に対するコネクタの実装構造を提供する。
【解決手段】コネクタの樹脂で成形されるハウジングを回路基板に対してはんだ付けしてなり、ハウジングのはんだ付けする箇所に導電性ペーストを塗布し、ハウジングが導電性ペーストの塗膜を介して回路基板にはんだ付けがなされている。
【選択図】図1
【解決手段】コネクタの樹脂で成形されるハウジングを回路基板に対してはんだ付けしてなり、ハウジングのはんだ付けする箇所に導電性ペーストを塗布し、ハウジングが導電性ペーストの塗膜を介して回路基板にはんだ付けがなされている。
【選択図】図1
Description
この考案は、コネクタを介して回路基板に電子部品を接続する際に、接続金具を省くことにより省スペース化を図った回路基板に対するコネクタの実装構造に関する。
回路基板に対するコネクタの実装について、機械的なコネクタが使用されると、コネクタの複雑な構造からその凹凸によりスペースをとるために、最近では、電子機器の小型化の進展に伴い、コネクタを回路基板に平たく表面実装する技術が開発され、これにより電子機器内部の省スペース化およびそれに伴う高密度化が図られている。
図5は、従来の表面実装の一例を概略図で示したもので、これによると、一般的に単に金具と称される接続金具52,52を使用し、同図(a)に示すように、コネクタの樹脂部を構成するハウジング50の両端にその金具52,52を接着し、同図(b)に示す如く、両金具52,52に回路基板54がはんだ56,56で接続される。この場合、コネクタ48のハウジング50と板状において回路基板54が面接するので、従来の器具的なコネクタの使用に比べてスペースが余りとられることはない。
接続金具は、はんだ付けしやすく金属に錫系のめっきを施した材質のものが多用され、上記のようにハウジングに装着し、実装後の回路基板との接合強度が高められる。基本的には、コネクタのリード部が回路基板のパターンに接続するが、その補助的(補強)の役割を果たすもので、そのためはんだ付けの信頼性が要求される。また、アースを果たす役割も期待され導電性であることが望ましいとされる。なお、現在ほとんどのコネクタに装着されている。
図5の場合、接続金具52,52は、ハウジング50の下端の両側隅角に嵌まるL字形であるが、図6および図7に示すように、板状であってハウジング50の両側面に接着され、下端が下に突き出る形状のものもある。そして、接続金具52,52に回路基板54がはんだ付けされることにより、コネクタ48のリード部58が回路基板54のパターンに接続される。
接続金具52,52を用いる上記のような従来の方法であると、それによって回路基板との接続強度が得られるが、接続金具52,52がハウジング50の両側面に突出し食み出しているため、食み出し部分が省スペース化の障害となりこの点の改善が望まれていた。しかしながら、接続金具52,52を省いた場合には、はんだ付けの信頼性を如何に確保するか、また、実装後において繰り返されるリフローに伴う温度サイクルに適応可能かどうか等が課題となった。
この考案は、かかる着眼点によるもので、回路基板のハウジングに対してコネクタを表面実装するに当たり、接続金具を用いることなくはんだ付けの強度的信頼性が得られ、また、リフローによっても品質が維持される回路基板に対するコネクタの実装構造を提供することを課題とした。
上記の課題を解決するために、この考案は、コネクタの樹脂で成形されるハウジングを回路基板に対してはんだ付けしてなるコネクタの実装構造において、ハウジングの両側下端の隅角にその両面間の稜線に沿って両面にわたり導電性ペーストを塗布し、ハウジングが下面で導電性ペーストの塗膜を介して回路基板にはんだ付けがなされ、側面では回路基板との間にフィレットが形成されており、導電性ペーストは、含有する樹脂の接着性からハウジングの樹脂との密着性が良好であり、また、含有する銀粉がはんだと溶融における親和性から優れた濡れ性を持っている銀ペーストであることを特徴とする回路基板に対するコネクタの実装構造を提供する。
上記のような構成によれば、後記実施形態において説明するように、銀導電性ペースト(銀粉含有のもの)が、はんだ付けの密着性、濡れ性に良好であるので、容易にはんだ付けをなすことができ、また、はんだ付けやリフローに伴う加熱によっても、はんだや導電性ペーストの塗膜に気泡が生じたりクラックが生じたりするという不都合を招来しない。
以上説明したように、この考案によれば、回路基板のハウジングに対してコネクタを表面実装するに当たり、接続金具を用いることなく、それに代えてスペースを取らない導電性ペーストの塗膜によることにして、はんだ付けの強度的信頼性を確保することができたものであり、また、リフローの反復によっても結合強度が保持されるので、コネクタの実装において省スペース化を不都合なく有効に図り得るという優れた効果がある。
次に、この考案の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1および図2は、この考案の実施形態を示したもので、そのうち図1は、従来例として説明した図5に対応して示す概略説明図であって、図1(a)がコネクタ1に対して導電性ペースト5,5を塗布した状態を示し、図1(b)が導電性ペースト5,5の塗膜に回路基板3をはんだ付けし、そのフィレット7,7がそれぞれ塗膜と回路基板3との間に介在している。
この実施形態では、ハウジング2に、前記した図5の接続金具52,52が取り付けられていた丁度その箇所に、つまり、ハウジング2の両端の隅角において下面と側面とにわたって導電性ペースト5を塗布したが、このようにしたときは、フィレット7,7がそのL字形両面にわたるために、回路基板3のはんだ付けが特に強固なものとなる。そのため、リード部58(図6,図7参照)が回路基板3のパターンに強固に安定して接続される。
導電性ペースト5としては、例えば、次のようなものを使用することができる。
(1)ポリブタジエン系樹脂とイソシアネート系化合物やカプロラクタムでブロック化したブロック化イソシアネート化合物を結合剤に使用した銀ペースト(特開昭59−206459号公報)
(2)フレーク状(りん片状)銀粉と共重合ポリエステル樹脂とブロック化イソシアネート化合物を結合剤に使用した銀ペースト(特開平1−159906号公報)
これらの導電性ペーストは、それに含有する樹脂の接着性からハウジング2の樹脂との密着性が良好であり、また、含有する銀粉がはんだと溶融における親和性から優れた濡れ性を持っている。この「樹脂部に対する密着性」と、「はんだの濡れ性」が重要であるので、導電性ペースト5の選択においてはこの点が肝要とされる。なお、ここに、「樹脂に対する密着性」とは、樹脂に対する固着強度と塗布容易性とを有していることをいうものとし、これも重要である。
(1)ポリブタジエン系樹脂とイソシアネート系化合物やカプロラクタムでブロック化したブロック化イソシアネート化合物を結合剤に使用した銀ペースト(特開昭59−206459号公報)
(2)フレーク状(りん片状)銀粉と共重合ポリエステル樹脂とブロック化イソシアネート化合物を結合剤に使用した銀ペースト(特開平1−159906号公報)
これらの導電性ペーストは、それに含有する樹脂の接着性からハウジング2の樹脂との密着性が良好であり、また、含有する銀粉がはんだと溶融における親和性から優れた濡れ性を持っている。この「樹脂部に対する密着性」と、「はんだの濡れ性」が重要であるので、導電性ペースト5の選択においてはこの点が肝要とされる。なお、ここに、「樹脂に対する密着性」とは、樹脂に対する固着強度と塗布容易性とを有していることをいうものとし、これも重要である。
(比較例)
次に、接続金具無しを実現するこの発明の課題として、コネクタ1のハウジング2に対して、回路基板3を如何にはんだ付けするかについて次のような試作をして検討し、数多くの実験・研究を経てこの発明の完成に至った。その経過とともにこの考案を検証する。
次に、接続金具無しを実現するこの発明の課題として、コネクタ1のハウジング2に対して、回路基板3を如何にはんだ付けするかについて次のような試作をして検討し、数多くの実験・研究を経てこの発明の完成に至った。その経過とともにこの考案を検証する。
(1)まず、最初の頃には、ハウジング2に対して全面めっきを施し、部分的にはんだ付けした。しかし、これによると、はんだ付けの箇所において、めっき境界に剥離の原因となる気泡が生じたために、コネクタ1との密着強度に難点があることが分かった。
これに対して、この考案では、導電性ペースト5の境界に、はんだ熱等を原因とする気泡が生じるということはなかった。すなわち、導電性ペースト5の塗膜の強度が実証された。
(2)次に、ハウジング2に対して導電性ペーストを塗布してから、その上にバレルめっきを施したが、これによると、導電性ペーストの塗布について、バレルめっきの施工との関係で、均一性などの塗布精度が特に要求され、ある程度の精度、処理能力を要求すると、設備投資が過大にコスト高となることが分かった。
これに対して、本願の考案であると、導電性ペースト5の上にバレルめっきを施すことはないので、導電性ペースト5の塗布精度が余り問題とならなく、塗布作業が容易である。特に、上記のようにハウジング2の隅角両面にはその稜線が刷毛の案内となるので導電性ペースト5の塗布が容易である。
(3)さらに、ハウジングに対して部分的に(上記接続金具52,52の接着箇所)に金めっきを施し、その部分に回路基板をはんだ付けした。しかし、この場合では、はんだ濡れ性には問題はないが、温度サイクル(温度変化の反復)により金とのはんだ付け境界箇所にクラックが発生することが分かった。クラックの発生程度については、一般民生品には使用可能のレベルにあるが、メーカーによっては、産業機械用として高いレベルを要求するので、これには対応できなかった。また、金めっき部分をパターン間の接続に使うという形態では、電気抵抗値にも高いレベルが要求され、それには対応してないということが分かった。
表1は、温度サイクル試験における1サイクルの温度変化条件を示すものである。上記(3)の金めっきの場合であると、100サイクルでクラックの発生があったが、本願考案では、同じ条件でクラックの発生がなく、300サイクル程度でやゝクラックの発生が見られたので、特殊産業機械用としての高いレベル要求に対応できることが分かった。
また、電気抵抗値については、図3,図4に示すように、サンプルV2を実装状態において試験を行った。これによると、上記金めっきの場合であると、図4に示すように、矩形立方体の樹脂サンプル(左右幅3mm、奥行き2.5ミリ、厚み2mm)の上面と左右側面との全面(斜線部)にわたって金めっきを施し、基板上のパターンに対してはんだ付け(フィレット)し、はんだ接合部間の電気抵抗を測定したものであるが、導体抵抗値はおよそ150mΩ/mmと高く、グランドや接触を目的に使用するには導電性に不足するという結果であった。
これに対して、本願考案についても同一の条件で試験を行った。つまり、同形同大の樹脂サンプルに上面と左右側面の全面にわたって導電性ペーストを塗布して試験装置に供した。その結果、120mΩ/mmと導電性が良好に改善されることが分かった。
さらに、上記の他に(4)として、金めっきの代わりに、サンプルにはんだ濡れ性のある導電性塗料を塗布して同様の実験を行った。これによると、温度サイクル試験では、100サイクルでクラックの発生が見られなかったが、はんだ濡れ性に不足が見られ結合強度や導電性等に懸念があった。
本願の考案では、以上の比較試験の結果から見て、クラックの発生がないことはもとより、結合強度や導電性について高いレベルの要求に応じうるものであることは判明した。
1 コネクタ
2 ハウジング
3 回路基板
5 塗膜としての導電性ペースト
7 はんだ付けのフィレット
2 ハウジング
3 回路基板
5 塗膜としての導電性ペースト
7 はんだ付けのフィレット
Claims (1)
- コネクタの樹脂で成形されるハウジングを回路基板に対してはんだ付けしてなるコネクタの実装構造において、ハウジングの両側下端の隅角にその両面間の稜線に沿って両面にわたり導電性ペーストを塗布し、ハウジングが下面で導電性ペーストの塗膜を介して回路基板にはんだ付けがなされ、側面では回路基板との間にフィレットが形成されており、導電性ペーストは、含有する樹脂の接着性からハウジングの樹脂との密着性が良好であり、また、含有する銀粉がはんだと溶融における親和性から優れた濡れ性を持っている銀ペーストであることを特徴とする回路基板に対するコネクタの実装構造。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012000936U JP3175404U (ja) | 2012-02-22 | 2012-02-22 | 回路基板に対するコネクタの実装構造 |
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JP2006292319A Continuation JP2008108663A (ja) | 2006-10-27 | 2006-10-27 | 回路基板に対するコネクタの実装構造 |
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---|---|---|---|---|
WO2017014248A1 (ja) * | 2015-07-22 | 2017-01-26 | 日本板硝子株式会社 | ガラス板モジュール |
JP2020074303A (ja) * | 2019-12-24 | 2020-05-14 | 日本板硝子株式会社 | ガラス板モジュール |
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JP2017027799A (ja) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | 日本板硝子株式会社 | ガラス板モジュール |
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