JP3225989U - 部品及び実装補助具 - Google Patents

Abstract

【課題】実装時に安定した姿勢で保持できる電気／電気機械的な部品、および部品を回路基板に実装できる実装補助具を提供する。【解決手段】回路基板１に接触させるための電気的な接続要素５と、回路基板に支持するための少なくとも１個の部品支持部材１２とを備えた部品４において、部品を回路基板上で組立てた後で部品の姿勢を安定させかつ実装位置に保持するバランスウェイト９が設けられている。また、部品を回路基板に、特にはんだ付け固定するための実装補助具１４は、少なくとも１個のバランスウェイトを備え、部品に連結可能であり、いろいろな形状を有する部品を位置決めのために回路基板上で保持し、かつはんだ付けプロセスのために正しい向きに保持する働きをする。実装は力を加えずに行われ、自動化および例えばピックアンドプレイスロボットの使用を促進する。【選択図】図１

Description

本考案は、回路基板に接触させるための電気的な接続要素と、回路基板上に支持するための少なくとも１個の部品支持部材と、部品をはんだ付け固定するための実装補助具とを備えた部品と、回路基板に部品をはんだ付け固定するための方法に関する。その際、本考案は特に、回路基板上での部品の組立てと、回路基板に連結する前の部品の位置決めに関し、この回路基板の重心は実装後の安定した姿勢を妨げる。

係属している独国特許出願第１０２０１６１１８５２７．２号明細書には、回路基板上に部品をはんだ付け固定するための装置と方法が開示され、この場合不所望な重心を有する部品が支持機能によって力を加えずに実装可能であり、それによってリフロープロセスに適している。この解決策は、特に差込みコネクタの場合のように、部品を回路基板外側輪郭部に配置する際に、支持機能を有効活用レイアウト（エッジまたは隣接回路基板）で行わなければならないときあるいは回路基板面が位置決め装置の個所に場所を空けなければならないときに不利である。

本考案に係る部品は例えば電気的な差込みコネクタであるかまたは回路基板に固定されていてそのために少なくとも電気的な接続要素を備えている他の電気／電気機械的な部品である。この接続要素による部品の固定は、公知の方法では、回路基板の穴を介してまたは回路基板の表面の接触部によって行われる。

本考案の根底をなす課題は、上記の欠点を除去し、実装時に安定した姿勢で保持しなければならない電気／電気機械的な部品を、回路基板に実装することができる方策を提供することである。

この課題は本考案に従い、請求項１に記載の特徴を有する部品と、請求項６に記載の実装補助具と、請求項１０記載の方法によって解決される。他の有利な実施形はそれぞれ従属請求項から明らかである。

それに相応して、部品は、回路基板上に部品を組立てた後で部品の姿勢を安定させかつ部品をその実装位置に保持するバランスウェイトを備えている。それによって、部品は、回路基板上での位置決めの後で、次の連結プロセスのために、連結プロセスの方法および回路基板や電気的な接触部との連結方法に関係なく、回路基板上で正しい位置に保持可能である。例えば表面取付けの部品（ＳＭＴ）であるかまたは差込み取付け部品（ＴＨＴ）であるかとは関係なく保持可能である。

これを次のように行うことができると有利である。バランスウェイトは部品支持部に関連づけて部品に統合され、そして安定した重心が部品支持部を介して達成され、それによって部品が回路基板上での位置決めの後で次のはんだ付けプロセスのために正しい位置にとどまるように、バランスウェイトが配置されかつ質量に関して採寸されている。そのために、バランスウェイトは部品上に固定せずにルーズにまたは固定して配置することができる。例えばバランスウェイトを部品上に載置部材として固定せずにルーズに配置し、部品を回路基板に連結した後で再び取り外すことができる。そのために例えば一時的な固定を磁力によって行ってもよい。他の方法は、部品に対する取り外し不可能な固定取付けまたは統合である。しかし、バランスウェイトが適当な固定手段を介してまたは輪郭を部品と一体化して、付加的な実装補助具として、製作時に既に部品に取り外し可能にまたは取り外し不能に固定されていてもよいし、後で取付けられていてもよい。そのために、実装補助具は差込み可能にまたは破断可能に部品に取付けることできる。それによって、実装補助具と特にバランスウェイトを収容する空間を必要とするケーシング内に、実装された回路基板を収納しなければならない場合には、実装補助具はその作業後取り外すことができる。この実施形の場合、バランスウェイトは磁石で形成してもよい。それによって、位置決めのための力は、付加的にまたは専ら、バランスウェイトと磁石要素との間の磁力を介して回路基板に加えられる。その際、バランスウェイトはより小さな質量を有するように採寸することができる。

有利な実施形では、実装補助具のバランスウェイトを部品に固定する保持要素の負荷を軽減するために、実装補助具が回路基板に支持されている。しかし、これは、適当な自由空間が回路基板の上に存在する場合にのみ可能である。

実装補助具は好ましくは、より低い部品の通常の実装平面の上方に位置し、それによって回路基板面を遮断しないように取付けられている。

課題はさらに、回路基板上での部品の固定、好ましくははんだ付け固定のための実装補助具によって解決される。この実装補助具は少なくとも１個のバランスウェイトを備え、部品に連結可能である。従って、実装補助具自体は、組立てのために部品に直接供される付加的な部材として形成されている。実装補助具は部品に直接固定可能であり、そして破断によって取り外すことができるかまたは少なくとも１つの差込み穴に差し込むことによって部品に連結可能である。

実装補助具はさらに、ピックアンドプレイスロボットによって部品を吸着またはつかむための１つまたは複数の面を備えている。

上述の１つまたは複数の特徴を有する、組立て時に不所望な重心を有する部品をはんだ付け固定するための方法は、次のステップを有する。
電気的な接続部を備えた回路基板を設けるステップと、
回路基板上の部品の電気的な接続要素を、回路基板の電気的な接続部上に配置するステップと、
液状のはんだ付け材料を供給して、はんだ付け材料を硬化させるステップ、または
既に存在するはんだ付け材料を溶融および硬化させるステップ、そして場合によっては
実装補助具を除去するステップ。

方法は、ウェーブはんだ付けプロセスとリフロープロセスの両方でＳＭＴ部品とＴＨＴ部品を製造することを考慮に入れている。特徴の溶融と硬化は伝導接着剤の使用にも該当する。

本考案によって、いろいろな形状を有する部品を、線形移動によって位置決めのために回路基板上で保持し、かつはんだ付けプロセスのために正しい向きに保持することができる。

実装は力を加えずに行われ、それによって自動化および例えばピックアンドプレイスロボットの使用を促進する。実装補助具は、例えばリフロープロセスやウェーブはんだ付けプロセスのようなはんだ付けプロセスの間、確実な停止保持を可能にする。さらに、伝導接着剤によって作業を行うことができる。はんだ付け個所が硬化した後で、実装補助具と、支持要素のような電子的な作用のために機能しない部品の部材を、取り外し可能な連結に基づいて容易に取り外すことができる。例えば既存の機器差込みコネクタを、曲がった変形としての単一接点の方まで回路基板内に自動的に実装し、そして例えばリフロープロセスではんだ付けすることができる。

図に示した例示的な実施の形態に基づいて本考案を詳しく説明する。実用新案登録請求の範囲と添付の図に関連する、本考案の実施の形態の次の説明から、他の特徴が生じる。本考案の個々の特徴はそれ自体単独であるいは複数個組み合わせて、いろいろな実施の形態で考案を実現することができる。

回路基板上で組立てた状態のＴＨＴ部品、実装補助具および回路基板を概略的に示す。 回路基板上で組立てた状態の、バランスウェイトを組み込んだＴＨＴ部品を概略的に示す。 バランスウェイトを固定せずにルーズに配置した、図２と類似のＴＨＴ部品を概略的に示す。

図に示した実施の形態は、概略的な構造を、本考案に関与する構成部材の側面図で示している。この構成部材は回路基板１と、おねじ３と接触ピン７を有する差込みコネクタの形をしたＴＨＴ部品４（ＳＭＴ部品とは異なる）と、実装補助具１４とをからなっている。回路基板１は穴２を有する。この穴は、部品４のはんだ付けすべきすべての接続要素５を同時に受け入れることができるように向き合っている。通常は、接続要素５の近くにおいて、少なくとも１個の部品支持部材１２が部品４に設けられている。穴２は部品４の接続要素５を受け入れるために役立つ。

図１は実装補助具１４を備えた部品４を示している。この実装補助具はバランスウェイト９を備え、このバランスウェイトは本実施の形態では部品４に固定連結されたウェブ１１を介して部品に連結されている。ウェブ１１は釣り合い力を受け止めるために十分に安定するように形成されている。図は寸法どおりには示していない。実装補助具１４が図示していないケーシング内での組立ての際に邪魔になる場合には、はんだ付けの後、ウェブ１１を部品４のところから破断することにより、実装補助具を除去することができる。本実施の形態においてウェイトはさらに、ウェイト支持部材１０を備えている。このウェイト支持部材は実装補助具１４のバランスウェイト９を回路基板１上に支持する。バランスウェイト９は回路基板１に対する高さ位置に関して、例えば抵抗８のような低い部品の実装平面の上方に位置するように配置されている。それによって、回路基板上で供されるスペースを利用することができる。

図２は、図１に示すような実装補助具１４を備えていない部品４を示している。実装補助具１４のためのスペースが十分でないかまたは部品４に供される領域が利用できない場合のために、バランスウェイト９’を部品４に統合することができる。それによって、このような採寸の場合にも安定した姿勢が達成可能である。図２には、部品４として示した差込みコネクタの全周にわたって延在するバランスウェイト９’が概略的に示してある。バランスウェイト９’は部品支持部材１２の側方にあり、この部品支持部材は図２の部品４の場合には、図１の部品支持部材１２に対してずらされている。

図３は図２の実施の形態にほぼ一致している。この場合、同じ要素には同じ参照番号が付けてある。相違点は、バランスウェイト９″がＴＨＴ部品４上に固定せずにルーズに配置した載置部材として形成されていることだけである。これは例えば凹部に挿入してもよいし、部品４上に直接設けてもよいし、また磁石によって保持してもよい。

Claims (10)

1. 回路基板（１）に接触させるための電気的な接続要素（５）と、前記回路基板（１）に支持するための少なくとも１個の部品支持部材（１２）を備えた部品（４）において、前記部品（４）を前記回路基板（１）上で組立てた後で前記部品（４）の姿勢を安定させかつ実装位置に保持するバランスウェイト（９）を備えていることを特徴とする部品（４）。
2. 前記部品（４）にバランスウェイト（９’）が固定連結または統合され、このバランスウェイト（９″）が前記部品（４）上に固定せずにルーズにまたは取り外し可能に配置されているかあるいは実装補助具（１４）として前記部品（４）上に配置されているかまたは配置可能であることを特徴とする請求項１に記載の部品（４）。
3. 前記実装補助具（１４）が前記回路基板（１）に支持されていることを特徴とする請求項１または２に記載の部品（４）。
4. 前記実装補助具（１４）の前記バランスウェイト（９）が低い部品（８）の実装平面の上方に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の部品（４）。
5. 前記実装補助具（１４）が前記部品（４）に取り外し可能に配置されているかまたは配置可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の部品（４）。
6. 部品（４）を回路基板（１）に固定、特にはんだ付け固定するための実装補助具（１４）であって、前記部品（４）が前記回路基板（１）に接触させるための電気的な接続要素（５）と、前記回路基板（１）に支持するための少なくとも１個の部品支持部材（１２）とを備えている、上記実装補助具（１４）において、前記実装補助具（１４）が少なくとも１個のバランスウェイト（１５）を備え、かつ前記部品（４）に連結可能であることを特徴とする実装補助具（１４）。
7. 前記実装補助具（１４）が前記部品（４）に取り外しできるように連結可能であることを特徴とする請求項６に記載の実装補助具（１４）。
8. 前記実装補助具（１４）が前記回路基板（１）に支持するための少なくとも１個のウェイト支持部材（１０）を備えていることを特徴とする請求項６または７に記載の実装補助具（１４）。
9. 前記バランスウェイト（９）が低い部品（８）の実装平面の上方に設けられていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の実装補助具（１４）。
10. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の部品（４）を回路基板（１）にはんだ付け固定するための方法において、
    電気的な接続部（１８）を備えた回路基板（１）を設け、
    前記回路基板（１）上の前記部品（４）の電気的な接続要素（５）を、前記回路基板（１）の前記の電気的な接続部（１８）上に配置し、
    液状のはんだ付け材料（１７）を供給して、はんだ付け材料（１７）を硬化させ、または
    既に存在するはんだ付け材料（１７）を溶融および硬化させ、そして場合によっては
    実装補助具（１４）を除去することを特徴とする方法。

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