JP4610250B2 - プリント基板実装部品およびプリント基板ユニット - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板に実装されるプリント基板実装部品に関し、特に、プリント基板上のはんだ上に受け止められる平坦面を備えるプリント基板実装部品に関する。

プリント基板に実装されるいわゆるスタッドは広く知られる。こういったスタッドは例えば円柱形に形成される。円柱の軸心に沿って円柱の頂上面から雌ねじが刻まれる。雌ねじにねじ込まれる雄ねじの働きでマザーボードといったプリント基板上に例えば冷却ユニットや筐体のカバーは連結される。
特開平１−２０４３８０号公報 特開平５−５４９４６号公報 特開平９−２６０７９４号公報 特開昭６０−１２８６２４号公報

スタッドはプリント基板にはんだ付けされる。このとき、スタッドは底面の平坦面で溶融はんだ上に受け止められる。しばしば溶融はんだ上でスタッドの姿勢は変化してしまう。その結果、例えばマザーボード上で冷却ユニットやカバーの連結は阻害されてしまう。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、できる限りプリント基板に対して設計通りの姿勢で実装されることができるプリント基板実装部品を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、プリント基板上のはんだ上に受け止められる平坦面と、この平坦面に形成される環状溝とが区画されることを特徴とするプリント基板実装部品が提供される。

こういった実装部品はプリント基板に実装される。実装にあたって実装部品は溶融はんだ上に設置される。実装部品の平坦面は溶融はんだに受け止められる。溶融はんだの表面張力に基づき溶融はんだから実装部品に浮力が作用する。このとき、環状溝の働きで浮遊状態の実装部品では姿勢の安定化が実現される。その結果、実装部品は設計通りの姿勢でプリント基板上に実装されることができる。

こういった実装部品は、例えば、平坦面に直交する軸心を有する円柱に形作られればよい。ただし、実装部品は円錐や角柱、角錐といった形状に形作られてもよい。特に、実装部品が円柱や円錐に形作られる場合には、実装部品は直立姿勢で安定化することができる。こういった場合には、環状溝は実装部品に同心に形成されることが望まれる。

その他、こうして実装部品が円柱や円錐、角柱、角錐といった形状に形作られる場合には、そういった形状の軸心に沿って頂上面から有底穴が穿たれてもよい。有底穴には雌ねじが刻まれてもよい。有底穴が環状溝に同心に刻まれれば、環状溝と有底穴との干渉は十分に回避されることができる。

以上のようなプリント基板実装部品は例えばコンピュータのマザーボードといったプリント基板ユニットに搭載されることができる。このとき、プリント基板ユニットは、プリント基板と、プリント基板の表面に盛られるはんだ材と、平坦面ではんだ材上に受け止められる実装部品とを備えればよい。前述のように、実装部品の平坦面には環状溝が刻まれる。

以上のように本発明によれば、プリント基板実装部品はプリント基板に対して設計通りの姿勢で実装されることができる。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る電子機器すなわちノートブックパーソナルコンピュータ（以下「ノートパソコン」という）１１の外観を概略的に示す。このノートパソコン１１は、例えばマザーボードを収容する本体筐体１２を備える。マザーボード上には例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリといった電子回路素子が搭載される。ＣＰＵは、例えばメモリに一時的に格納されるソフトウェアプログラムやデータに基づき様々な演算処理を実行する。ソフトウェアプログラムやデータは、同様に本体筐体１２内に収容されるハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった大容量記憶装置に格納されればよい。

本体筐体１２にはキーボード１３やポインティングデバイス１４といった入力装置が組み込まれる。こういった入力装置１３、１４の働きでノートパソコン１１の使用者はＣＰＵに向けて様々な指令やデータを入力することができる。ポインティングデバイス１４には例えばタッチパッドが利用されればよい。

本体筐体１２にはディスプレイ装置１５が連結される。このディスプレイ装置１５は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル１６といった平面ディスプレイパネルを収容するディスプレイ用筐体１７を備える。ディスプレイ用筐体１７は、本体筐体１２の一端に設定される回転軸１８回りで回転自在に本体筐体１２に結合される。こうしてディスプレイ用筐体１７は本体筐体１２に対して相対的に回転移動することができる。こういった回転移動に基づきディスプレイ装置１５は本体筐体１２に重ね合わせられることができる。液晶ディスプレイパネル１６の画面には、ＣＰＵの演算処理や入力装置１３、１４の操作に基づき様々なテキストやグラフィックスが表示されることができる。

図２に示されるように、マザーボードのプリント基板２１には冷却ユニット２２が取り付けられる。取り付けにあたって雄ねじ２３が用いられる。冷却ユニット２２は、例えばＣＰＵ２４に覆い被さる伝熱板２５と、伝熱板２５に取り付けられる送風ファン２６とを備える。雄ねじ２３は、プリント基板２１上に実装されるスタッド２７ａにねじ込まれる。その他、プリント基板２１上には、マザーボードがノートパソコン１１の本体筐体１２に収容される際にカバー固定用のねじ（図示されず）を受け止めるスタッド２７ｂが配置されてもよい。スタッド２７ａ、２７ｂはプリント基板２１上の金属製のパッド２８にはんだ付けされる。

スタッド２７ａ、２７ｂは円柱形に形成される。図３に示されるように、スタッド２７ａ、２７ｂの底面すなわち平坦面２９はパッド２８上のはんだ３１に受け止められる。平坦面２９はスタッド２７ａ、２７ｂの軸心３２に直交する。同時に、スタッド２７ａ、２７ｂの軸心３２は、パッド２８の表面を含む仮想平面３３に直交する。すなわち、スタッド２７ａ、２７ｂの直立姿勢は確立される。こうしたスタッド２７ａ、２７ｂには雄ねじ２３、…が正確に垂直方向からねじ込まれることができる。

図４に示されるように、スタッド２７ａ、２７ｂには、頂上面からスタッド２７ａ、２７ｂの軸心３２に沿って有底穴３５が穿たれる。有底穴３５はスタッド２７ａ、２７ｂに同軸に形成されればよい。有底穴３５の最深部は円錐形に仕切られる。こういった有底穴３５は例えばドリルで加工されればよい。

有底穴３５には雌ねじ３６が刻まれる。有底穴３５は雌ねじ３６の下穴として機能する。雌ねじ３６の加工にあたって例えばタップが用いられればよい。スタッド２７ａでは雌ねじ３６に前述の雄ねじ２３はかみ合わせられる。

図５を併せて参照し、スタッド２７ａ、２７ｂの平坦面２９には環状溝３７が形成される。環状溝３７は、有底穴３５に同心に描き出される内縁３７ａと、同様に有底穴３５に同心に描き出される外縁３７ｂとを備える。こうして環状溝３７は有底穴３５に同心に円を描く。内縁３７ａと外縁３７ｂとの中間位置で環状溝３７は最も深まる。すなわち、環状溝３７の横断面はＶ字形に形成される。その結果、環状溝３７と有底穴３５とが十分に接近しても、環状溝３７と有底穴３５との干渉は確実に回避されることができる。

いま、例えばマザーボードのプリント基板２１上にスタッド２７ａが実装される場面を想定する。図６に示されるように、プリント基板２１上のパッド２８には予めはんだ材３８が盛られる。はんだ材３８の溶融時にはんだ材３８上にスタッド２７ａは設置される。スタッド２７ａの重量ははんだ材３８の表面張力で受け止められる。したがって、スタッド２７ａにははんだ材３８から浮力が作用する。環状溝３７の働きでスタッド２７ａの直立姿勢は維持される。その後、はんだ材が凝固すると、スタッド２７ａは直立姿勢のままパッド２８上に固定される。本発明者の検証によれば、以上のようにはんだ材３８に受け止められる平坦面２９に環状溝３７が形成されると、こういった環状溝３７が形成されない場合に比べて高い精度でスタッド２７ａ、２７ｂの直立姿勢が確保されることが実証された。

（付記１） プリント基板上のはんだ上に受け止められる平坦面と、この平坦面に形成される環状溝とが区画されることを特徴とするプリント基板実装部品。

（付記２） 付記１に記載のプリント基板実装部品において、前記平坦面に直交する軸心を有する円柱に形作られることを特徴とするプリント基板実装部品。

（付記３） 付記２に記載のプリント基板実装部品において、円柱の頂上面から前記軸心に沿って有底穴が穿たれることを特徴とするプリント基板実装部品。

（付記４） 付記３に記載のプリント基板実装部品において、前記有底穴には雌ねじが刻まれることを特徴とするプリント基板実装部品。

（付記５） 付記４に記載のプリント基板実装部品において、前記環状溝は前記有底穴に同心に刻まれることを特徴とするプリント基板実装部品。

（付記６） プリント基板と、プリント基板の表面に盛られるはんだ材と、平坦面ではんだ材上に受け止められる実装部品とを備え、実装部品の平坦面には環状溝が刻まれることを特徴とするプリント基板ユニット。

（付記７） 付記６に記載のプリント基板ユニットにおいて、前記実装部品は、平坦面に直交する軸心を有する円柱に形作られることを特徴とするプリント基板ユニット。

（付記８） 付記７に記載のプリント基板ユニットにおいて、前記実装部品では、円柱の頂上面から前記軸心に沿って有底穴が穿たれることを特徴とするプリント基板ユニット。

（付記９） 付記８に記載のプリント基板ユニットにおいて、前記実装部品の有底穴には雌ねじが刻まれることを特徴とするプリント基板ユニット。

（付記１０） 付記９に記載のプリント基板ユニットにおいて、前記環状溝は前記有底穴に同心に刻まれることを特徴とするプリント基板ユニット。

（付記１１） プリント基板と、プリント基板の表面に盛られるはんだ材と、平坦面ではんだ材上に受け止められる実装部品とを備え、実装部品の平坦面には環状溝が刻まれることを特徴とする電子機器。

（付記１２） 付記１１に記載の電子機器において、前記実装部品は、平坦面に直交する軸心を有する円柱に形作られることを特徴とする電子機器。

（付記１３） 付記１２に記載の電子機器において、前記実装部品では、円柱の頂上面から前記軸心に沿って有底穴が穿たれることを特徴とする電子機器。

（付記１４） 付記１３に記載の電子機器において、前記実装部品の有底穴には雌ねじが刻まれることを特徴とする電子機器。

（付記１５） 付記１４に記載の電子機器において、前記環状溝は前記有底穴に同心に刻まれることを特徴とする電子機器。

電子機器の一具体例すなわちノートブックパーソナルコンピュータの外観を概略的に示す斜視図である。 マザーボードの斜視図である。 スタッドの構造を概略的に示す正面図である。 スタッドの垂直断面図である。 スタッドの底面すなわち平坦面を示すスタッドの斜視図である。 プリント基板にはんだ付けされるスタッドの様子を示す正面図である。

符号の説明

２１ プリント基板ユニット（マザーボード）のプリント基板、２７ａ プリント基板実装部品（スタッド）、２７ｂ プリント基板実装部品（スタッド）、２９ 平坦面、３１ はんだ、３２ 軸心、３５ 有底穴、３６ 雌ねじ、３７ 環状溝、３８ はんだ材。

Claims (10)

1. 円柱体と、
   前記円柱体の軸心に直交しつつ前記円柱体の底面に区画され、プリント基板上のパッドから離隔しつつ当該パッド上のはんだ上に受け止められる平坦面と、
   前記軸心に同心に前記平坦面に形成される環状溝と
   を備えることを特徴とするプリント基板実装部品。
2. 請求項１に記載のプリント基板実装部品において、前記環状溝の横断面はＶ字形に形成され、前記円柱体の頂上面から前記軸心に沿って有底穴が穿たれることを特徴とするプリント基板実装部品。
3. 請求項２に記載のプリント基板実装部品において、前記有底穴には雌ねじが刻まれることを特徴とするプリント基板実装部品。
4. 請求項２または３に記載のプリント基板実装部品において、前記環状溝は前記有底穴に同心に刻まれることを特徴とするプリント基板実装部品。
5. プリント基板と、
   前記プリント基板の表面でパッド上に盛られるはんだ材と、
   円柱に形作られ、前記円柱の軸心に直交しつつ前記円柱の底面に区画される平坦面で前記はんだ材上に受け止められ、前記パッドから離隔する実装部品とを備え、
   前記実装部品の前記平坦面には前記軸心に同心に環状溝が刻まれることを特徴とするプリント基板ユニット。
6. 請求項５に記載のプリント基板ユニットにおいて、前記環状溝の横断面はＶ字形に形成され、前記実装部品では、前記円柱の頂上面から前記軸心に沿って有底穴が穿たれることを特徴とするプリント基板ユニット。
7. 請求項６に記載のプリント基板ユニットにおいて、前記有底穴には雌ねじが刻まれることを特徴とするプリント基板ユニット。
8. プリント基板と、
   前記プリント基板の表面でパッド上に盛られるはんだ材と、
   円柱に形作られ、前記円柱の軸心に直交しつつ底面に区画される平坦面で前記はんだ材上に受け止められ、前記パッドから離隔する実装部品とを備え、
   前記実装部品の前記平坦面には前記軸心に同心に環状溝が刻まれることを特徴とする電子機器。
9. 請求項８に記載の電子機器において、前記環状溝の横断面はＶ字形に形成され、前記実装部品では、前記円柱の頂上面から前記軸心に沿って有底穴が穿たれることを特徴とする電子機器。
10. 請求項９に記載の電子機器において、前記有底穴には雌ねじが刻まれることを特徴とする電子機器。

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