JP4671426B2

JP4671426B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP4671426B2
Application number: JP2006051336A
Authority: JP
Inventors: 淳一近藤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2026-02-27
Also published as: JP2007234680A

Description

本発明は、リード線を有する電子部品等が実装される電子回路基板、及びこのような電子回路基板を備える電子機器に関するものである。

従来において、スルーホールの開口部の周縁に形成される円環部分と、この円環部分の外周上の一ヶ所から半径外方に伸びるよう形成された延伸部とによって構成されるランドを有している電子回路基板があった（例えば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に係る電子回路基板上に実装される電子部品のリード線は、電子回路基板における上記ランドが設けられた面とは反対の面の側から、スルーホール内に挿入される。そして、スルーホールを通り抜けて、ランド側の面上に突出した電子部品のリード線の先端部は、ランドの延伸部の伸びる方向に折曲げられ、延伸部に沿って半田付けされる。これにより、上記特許文献１に係る電子回路基板は、電子部品のリード線とランドとの間の接合強度が向上するようになっていた。

また、上記特許文献１に係るランドとは異なる他の電子回路基板として、この電子回路基板に設けられたランドの形状が、スルーホールの開口部の周縁に形成される円環部分と、この円環部分の外周から半径外方に伸びるように形成される複数の延伸部により、構成されているものがあった（例えば、特許文献２参照）。

上記特許文献２に係る電子回路基板において、スルーホールを通って上記ランド側の面から突出する電子部品のリード線は、折り曲げない状態のままで半田付けされる。ランド上において固化した半田は、リード線のランド上から突出する長さ部分を軸として略円錐形状に形成されると共に、その傾斜面上に、前記延伸部の伸びる方向と同じ方向に伸びる複数本のリブが形成されるようになる。これにより、上記特許文献２に係る電子回路基板は、電子部品のリード線とランドとの間の接合強度が向上するようになっていた。
特開２００１−１３５９２３号公報特開２００４−６３８６４号公報

しかしながら、前記特許文献１及び２に係るランドのそれぞれは、これらのランドに半田付けされる電子部品のリード線各個との間で、互いの接合強度が向上するようにはなっていたが、複数のリード線を有する１つの電子部品全体に対しては、接合強度を効果的に向上させることはできないという問題があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、複数のリード線を有する電子部品を実装したときに、この電子部品全体との半田接合の強度を効果的に向上させることができるランドを有する電子回路基板、及びこのような電子回路基板を備える電子機器を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、
第１ランド、及び当該第１ランドと電気的に独立すると共に、それぞれがスルーホールを備えた複数の第２ランドを備え、前記複数の第２ランドは、それぞれが前記第１ランドの周囲に配置されると共に、前記第１ランドにつながることなく前記それぞれのスルーホールから前記第１ランドに向けて延在される延在部を有して形成されている電子回路基板と、
前記第１ランドにて半田により接続される第１端子、及び前記複数の第２ランドのそれぞれに半田により接続される複数の第２端子を有するプラグ部品と、を備え、
前記複数の第２端子は、それぞれ第１端子から離間するよう形成される基端部と、当該基端部から延在された先端部とを有し、
前記第２ランドの延在部と前記複数の第２端子の前記基端部とが、半田にて接続されると共に、前記第２ランドのスルーホールと前記複数の第２端子の前記先端部とが、半田にて接続されることを特徴とするものである。

また、本発明による電子機器は、前記第１ランドが、前記複数の第２ランドを結んで形成される領域の内側に配されていることを特徴とするものである。

また、本発明による電子機器は、前記延在部が、前記第２ランドの各位置間の中心
位置に向けて延在されることを特徴とするものである。

また、本発明による電子機器は、
前記電子回路基板は、信号ライン及び基準電位ラインを有し、
前記第１ランドは前記信号ラインに回路接続され、前記第２ランドは前記基準電位ラインに回路接続されていることを特徴とするものである。

また、本発明による電子機器は、前記プラグ部品が、シールドケーブルの接続されるコネクタが連結されるプラグであることを特徴とするものである。

このような本発明の電子回路基板及び電子機器によれば、複数のリード線を有する電子部品を当該電子回路基板に実装したときに、この電子部品全体と電子回路基板との半田接合の強度を効果的に向上させることができる。

以下、本発明に係る電子回路基板及び電子機器の実施の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
図１ないし図７は、本発明の第１の実施の形態に係る電子回路基板２、及びこのような電子回路基板２を備える電子機器１について説明するために参照する図である。

本発明の第１の実施の形態に係る電子機器１は、図１に示すような電子回路基板２を備えている。この電子回路基板２上には、内部空間を有する蓋上のシールドケース３、プラグ部品４（電子部品に相当）、及び外部電源からの給電および外部との信号送受など行なうパラレルケーブル用コネクタ５、並びに不図示の電子部品等が実装されている。

また、電子回路基板２上におけるシールドケース３内には、ＣＰＵのような中央演算処理を行なう集積回路等が実装されており、シールドケース３外からのノイズの影響を受けないようになっている。また、図示しないが、電子回路基板２上には、信号ラインや基準電位等の複数の配線パターンが印刷されており、不図示の外部電源から電力供給を受けており、基準電位ラインを有する。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係る電子回路基板２の一部領域を示す平面図であり、プラグ部品４が実装される領域を示すものである。この電子回路基板２上には、第１ランド６、及びこの第１ランド６を中心として周囲に配置されると共に、第１ランド６に向けて延在される延在部８ａを有するように形成された４つの第２ランド８が形成されている。

第１ランド６は、互いに隣合う第２ランド８同士を仮想線（不図示）で結んで形成される領域の内側に配されている。

このような第１ランド６、及び第２ランド８は、図３に示すように、電子回路基板２中における絶縁基板１０の一方の面である、第１面１０ａ上に形成されたものである。また、この絶縁基板１０における第１面１０ａとは反対側の第２面１０ｂ上であって、第１面１０ａ側の第１ランド６に対応する位置には、第３ランド１２が形成されており、また、第１面１０ａ側の４つの第２ランド８のそれぞれに対応する位置には、第４ランド１４が形成されている。

第２面１０ｂ側の第３ランド１２及び第４ランド１４の平面形状は、図示しないが、一般的な丸型又は角型の形状で形成されている。また、第３ランド１２は、第２面１０ｂ上に形成された不図示の集積回路等につながる信号ラインの配線パターンに接続されており、第４ランド１４は不図示の基準電位の配線パターンに接続されている。

また、第１面１０ａ側の第１ランド６と第２面１０ｂ側の第３ランド１２は、この第１ランド６と第３ランド１２の両方の領域内を通って絶縁基板１０を貫通すると共にその内壁にめっきを施した、スルーホール１６を介して互いに導通接続されている。また、第１面１０ａ側の第２ランド８と第２面１０ｂ側の第４ランド１４も、スルーホール１６と同様のスルーホール１８を介して互いに導通接続されている。

また、電子回路基板２は、絶縁基板１０の第１面１０ａ上における、第１ランド６及び第２ランド８並びに図示しない他のランド等を除く、所定の領域が、耐熱性及び絶縁性を有し、半田が付かないようにするソルダレジスト２０で覆われている。また、絶縁基板１０の第２面１０ｂ上における、第３ランド１２及び第４ランド並びに図示しない他のランド等を除く、所定の領域が、ソルダレジスト２０と同様のソルダレジスト２２で覆われている。

次に、図４は、電子回路基板２に取付けるプラグ部品４を示す側面図であり、図５はその下面図である。これら図４及び図５に示すように、プラグ部品４は、略円柱形状の本体部２４、１本の第１リード線２６（第１端子に相当）、及び４本の第２リード線２８（第２端子に相当）を備えている。

第１リード線２６は、図６，７に示すように、筒状の本体部２４の内側に、絶縁体２５を介して、本体部２４の中心軸線上に真直ぐ伸びて、電子回路基板２側に突き出すように設けられている。第２リード線２８のそれぞれは、図４，５に示すように、本体部２４における第１リード線２６が突き出す側の周縁部の４箇所から、その先端部が第１リード線２６と平行方向に伸びるように設けられている。

すなわち、第２リード線２８のそれぞれは、本体部２４の長さ方向と直角に伸びる基端部２８ａと、この基端部２８ａと略直角方向に折曲げられて本体部２４から離れる方向に伸びる先端部２８ｂを有している。すなわち、第１リード線２６から離間するよう形成された脚部を有する。

プラグ部品４は、その４本の第２リード線２８が互いに導通しており、第１リード線２６は、４本の第２リード線２８とは絶縁されている（図６参照）。このプラグ部品４は、電子回路基板２に実装された後において、その本体部２４に、図示しないシールドケーブル（基準電位の筒状部材の内側軸線部に制御電位が流れる心線が設けられた同軸ケーブル）の先端のコネクタが連結されることにより、そのシールドケーブルと電子回路基板２の導通部同士を回路接続するために用いられるものである。これにより、電子回路基板２には、この不図示のシールドケーブル、及びプラグ部品４を介して外部から信号入力されるようになっている。

電子回路基板２に対するプラグ部品４の半田付けは、この電子回路基板２上に取付けられる図示しない他の電子部品と一緒に、クリーム半田を用いるリフロー方式により、一括して行なわれる。クリーム半田は、図示しないが、絶縁基板１０の第１面１０ａ側の第１ランド６及び第２ランド８上に塗布される。

そして、プラグ部品４は、図６に示すように、絶縁基板１０の第１面１０ａ側から、第１リード線２６が電子回路基板２のスルーホール１６に挿入され、第２リード線２８の先端部２８ｂがスルーホール１８に挿入されて取付けられる。

第１ランド６上に塗布した不図示のクリーム半田は、リフロー炉内において溶融し、毛管現象により、プラグ部品４の第１リード線２６とスルーホール１６の内面との間の隙間を通って、第２面１０ｂ上の第３ランド１２まで回り込んでいく。

これにより、電子回路基板２がリフロー炉内から取出されて冷却されると、図７に示すように、プラグ部品４の第１リード線２６は、第１ランド６、スルーホール１６の内面、及び第３ランド１２に対して、この第１ランド６上からスルーホール１６内を通って第３ランド１２上まで回り込んで一体的に固化した半田３０を介して、半田接合されるようになる。

また、第２ランド８上に塗布した不図示のクリーム半田は、リフロー炉内で溶融し、毛管現象により、この第２ランド８の延在部８ａと、プラグ部品４の第２リード線２８における基端部２８ａとの間の隙間を伝って第２ランド８内を広がっていくと共に、第２リード線２８の先端部２８ｂとスルーホール１８の内面との間の隙間を通って、第２面１０ｂ上の第４ランド１４まで回り込んでいく。

これにより、プラグ部品４の第２リード線２８は、延在部８ａを含む第２ランド８、スルーホール１８の内面、及び第４ランド１４に対して、延在部８ａを含む第２ランド８内で広がり、この第２ランド８上からスルーホール１８内を通って、第４ランド１４まで回り込んで一体的に固化した半田３２を介して、半田接合されるようになる。

このような本実施の形態に係る電子回路基板２、及びこのような電子回路基板２を備える電子機器１によれば、プラグ部品４（電子部品）を当該電子回路基板２に実装したときに、このプラグ部品４の第２リード線２８が、第２ランド８内におけるスルーホール１８の開口部の円形の周縁部分だけでなく、第１ランド６に向かって長く延在する延在部８ａの長さ方向においても半田接合されるため、個々の第２リード線２８と電子回路基板２との間の接合強度を向上させると共に、このプラグ部品４全体と電子回路基板２との半田接合の強度をも効果的に向上させることができる。

例えば、プラグ部品４に連結される前記シールドケーブルが曲がるように撓んだ場合には、プラグ部品４にそれを傾けようとするモーメント荷重が加わることになるが、電子回路基板２は、第２ランド８がその延在部８ａにおいても、プラグ部品４の第２リード線２８と半田接合されているため、このようなモーメント荷重に対する電子回路基板２のプラグ部品４との接合強度が向上している。

次に、図８に基づいて、本発明の第２の実施の形態に係る電子回路基板４０、及びこのような電子回路基板４０を備える電子機器について説明する。図８に示す電子回路基板４０は、前記第１の実施の形態に係る電子回路基板２と同様の部分には同じ符号を付して説明し、同様の構成についての重複する説明は省略するものとする。

本実施の形態に係る電子回路基板４０は、第２ランド３８の延在部３８ａが、第１ランド６側において、第１ランド６を囲む環状の配線パターン４２に接続している。これにより、リフロー炉内で溶融した不図示のクリーム半田は、前記第１の実施の形態と同様に、第２ランド３８からスルーホール１８を通って図中裏側の第４ランド（不図示）まで回り込むようになると共に、第２ランド３８内において延在部３８ａ上を広がっていく半田が、この延在部３８ａから、さらに環状の配線パターン４２の上にも回り込んでいくようになる。

このため、図示しないが、電子回路基板４０に取付けられた図４，５に示すプラグ部品４は、図８に示す環状の配線パターン４２と対向する本体部２４の周縁部が、環状の配線パターン４２の上に回り込んだ半田と接合するようになる。

このような本実施の形態に係る電子回路基板４０、及びこのような電子回路基板４０を備える電子機器によれば、前記第１の実施の形態と同様に、プラグ部品４（電子部品）を当該電子回路基板４０に実装したときに、このプラグ部品４の第２リード線２８が、第２ランド３８内におけるスルーホール１８の開口部の周縁部分だけでなく、延在部３８ａや配線パターン４２においても半田接合されるため、個々の第２リード線２８と電子回路基板４０との間の接合強度を向上させると共に、このプラグ部品４全体と電子回路基板４０との半田接合の強度を効果的に向上させることができる。

また、プラグ部品４における本体部２４の第２リード線２８側の周縁部が、環状の配線パターン４２に対して半田接合されるため、プラグ部品４全体と電子回路基板４０との半田接合の強度をさらに向上させることができる。

なお、前記第１の実施の形態に係る電子回路基板２において、第２ランド８の延在部８ａは、第１ランド６に向かって伸びる方向と直角方向の幅寸法が、第１ランド６側に近付くにしたがって小さくなっていくような先細りの形状になっていたが、第２ランド８の延在部８ａの形状は、このような形状に制限されない。例えば、第２ランド８の延在部８ａは、その幅寸法がほぼ一定であるように形成されていてもよい。

また、前記第１の実施の形態に係る電子回路基板２において、第２ランド８の延在部８ａは、第１ランド６に向かって伸びる長さ方向の中間位置に、幅寸法が小さくなるようなくびれが設けられていてもよい。延在部８ａに、このようなくびれを設ける場合には、このくびれの大きさ等を調節することにより、リフロー炉内において、このくびれから第１ランド６側の部分に流れていく半田の量を調節することができる。

さらに、前記第１の実施の形態に係る電子回路基板２においては、延在部８ａと第２ランド８の特にスルーホール１８との間に、わずかであればレジストを残して障壁を設けても良い。この場合、第２ランド８は、延在部８ａ側の部分と、スルーホール１８側の部分とが、レジストの障壁により表面上連続しなくなるが、リフロー炉中で溶解したクリーム半田は、第２リード線２８の基端部２８ａと、電子回路基板２の第１面１０ａ側の面との間の空隙において生じる毛管現象により、このようなレジストの障壁を乗越えて繋がるようになる。

このようなレジストの障壁により、このレジストの障壁を乗越えて、第２ランド８のスルーホール１８側の部分から延在部８ａ側の部分に流れ込むクリーム半田の量（クリーム半田がスルーホール１８側の部分に塗布されていた場合）、又は延在部８ａ側の部分からスルーホール１８側の部分に流れ込むクリーム半田の量（クリーム半田が延在部８ａ側の部分に塗布されていた場合）を調節することができる。なお、レジストの障壁下にて、第２ランド８は、延在部８ａとスルーホール１８側の部分とが繋がっていることが、強度上、導電性上好ましい。

また、前記第１及び第２の実施の形態に係る電子回路基板２，４０において、第２ランド８，３８は、各々が４つずつ設けられていたが、２つずつ若しくは３つずつ設けられていてもよく、また、５つ以上ずつ設けられていてもよい。

また、前記第１及び第２の実施の形態に係る電子回路基板２，４０においては、第１ランド６が設けられるようになっていたが、例えば、非シールドケーブルを電子回路基板２，４０上の第２ランド８，３８とアース接続するだけであるような場合には、プラグ部品４の代わりに、このプラグ部品４における第１リード線２６が設けられていないようなプラグ部品を用いると共に、電子回路基板２，４０に第１ランド６を設けないようにしてもよい。

また、プラグ部品４における第２リード線２８の先端部２８ｂの長さを短く構成することにより、これを電子回路基板２，４０に取付けたときに、先端部２８ｂが、第４ランド１４側に通り抜けないようにして、スルーホール１８の中ほどに収まるようにしても良い。この場合、リフロー炉中で溶解したクリーム半田は、第２リード線２８の先端部２８ｂとスルーホール１８内面との間における毛管現象によりスルーホール１８内に入り込む際に、スルーホール１８の中までで止まり、第４ランド１４側に出てこない。

第２ランド８は、延在部８ａが設けられていることにより、このような延在部８ａが設けられていない通常のランドに比べて、十分な半田接合の強度が得られるため、上記のようにプラグ部品４における第２リード線２８の先端部２８ｂの長さを短く構成することにより、電子回路基板２，４０が両面実装基板の場合において、第２面１０ｂ側の面においても別途、リフローを利用した部品の実装を施すことができるようにすることができる。

また、前記第１及び第２の実施の形態に係る電子回路基板２，４０は、クリーム半田を用いるリフロー方式により半田付けが行なわれるようになっていたが、他の方式により半田付けを行なうようになっていてもよい。例えば、槽内で溶融した半田を上方に噴流させたところに、電子回路基板２，４０の第２面１０ｂを浸すフロー方式により、半田付けが行なわれるようになっていてもよい。また、半田ごてを用いて、手作業により半田付けが行なわれてもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る電子回路基板２、シールドケース３、プラグ部品４、及びパラレルケーブル用コネクタ５を示す斜視図である。本発明の第１の実施の形態に係る電子回路基板２の要部領域を示す平面図である。図２に示す電子回路基板２のＡ―Ａ線矢視の断面図である。本発明の第１及び第２の実施の形態に係る電子回路基板２，４０に取付けられるプラグ部品４の側面図である。図４に示すプラグ部品４をその下方から見た下面図である。図２に示す電子回路基板２のＡ―Ａ線矢視の断面図であって、この電子回路基板２にプラグ部品４を取付けるための半田付けが行なわれる前の状態を示す図である。図６に示す電子回路基板２に取付けられるプラグ部品４が半田付けされた状態を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る電子回路基板４０の要部領域を示す平面図である。

符号の説明

１電子機器
２電子回路基板
３シールドケース
４プラグ部品
５パラレルケーブル用コネクタ
６第１ランド
８第２ランド
８ａ延在部
１０絶縁基板
１０ａ第１面
１０ｂ第２面
１２第３ランド
１４第４ランド
１６，１８スルーホール
２０，２２ソルダレジスト
２４本体部
２５絶縁体
２６第１リード線
２８第２リード線
２８ａ基端部
２８ｂ先端部
３０，３２半田
３８第２ランド
３８ａ延在部
４０電子回路基板
４２配線パターン

Claims

第１ランド、及び当該第１ランドと電気的に独立すると共に、それぞれがスルーホールを備えた複数の第２ランドを備え、前記複数の第２ランドは、それぞれが前記第１ランドの周囲に配置されると共に、前記第１ランドにつながることなく前記それぞれのスルーホールから前記第１ランドに向けて延在される延在部を有して形成されている電子回路基板と、
前記第１ランドにて半田により接続される第１端子、及び前記複数の第２ランドのそれぞれに半田により接続される複数の第２端子を有するプラグ部品と、を備え、
前記複数の第２端子は、それぞれ第１端子から離間するよう形成される基端部と、当該基端部から延在された先端部とを有し、
前記第２ランドの延在部と前記複数の第２端子の前記基端部とが、半田にて接続されると共に、前記第２ランドのスルーホールと前記複数の第２端子の前記先端部とが、半田にて接続されることを特徴とする電子機器。
前記第１ランドは、前記複数の第２ランドを結んで形成される領域の内側に配されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記延在部は、前記第２ランドの各位置間の中心位置に向けて延在されることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
前記電子回路基板は、信号ライン及び基準電位ラインを有し、
前記第１ランドは前記信号ラインに回路接続され、前記第２ランドは前記基準電位ラインに回路接続されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電子機器。
前記プラグ部品は、シールドケーブルの接続されるコネクタが連結されるプラグであることを特徴とする請求項４に記載の電子機器。