JP5033715B2

JP5033715B2 - プリント基板

Info

Publication number: JP5033715B2
Application number: JP2008155131A
Authority: JP
Inventors: 和之石川; 宏暁道岡
Original assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Current assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2028-06-13
Also published as: JP2009302289A

Description

本発明は、半導体素子を取り付けるプリント基板に関する。

特許文献１または図１１に示すように、従来、半導体素子１は、合成樹脂製の素子本体３の下側に３本の直線状のリード端子５が同一ピッチＰで並設されている。そして、プリント基板７への半導体素子３の取付けは、リード端子５のピッチＰに合わせてプリント基板７にスルーホール９を設け、当該スルーホール９にリード端子５を差し込んでプリント基板７の裏側から各リード端子５を半田付けしていた。

ところで、この種の半導体素子は、仕様に応じリード端子の位置が前後方向または左右方向に異なる。このため、半導体素子の部品変更によってリード位置が変更された場合、従来、プリント基板のスルーホールの位置を変更するため、パターン変更を行っている。

しかし、プリント基板は金型による成形品で、プリント基板の作り直しには再設計費用，パターン変更費，ネガ代等、多大な費用と工数が発生しているのが実情であった。

また、プリント基板のスルーホールに合わせて半導体素子のリード端子を治具で曲げ加工（以下、「リード加工」という）する方法も採られているが、リード加工することでリード端子にストレスが加わる虞があり、また、生産量が多い場合、加工による製造負担が大きくなってしまう等の不具合が指摘されていた。

本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、半導体素子のリード位置の変更があった場合に、パターン変更やリード加工することなく半導体素子を実装可能なプリント基板を提供することを目的とする。

斯かる目的を達成するため、請求項１に係る発明は、半導体素子の複数のリード端子に合わせてスルーホールを形成したプリント基板に於て、前記スルーホールをリード端子よりも大径な円形状に形成し、当該スルーホールに、前記リード端子より強度の弱い金属線材を円錐状に巻回した巻回部がスルーホール上に変形可能に突出するバネ状のスペーサを挿着することを特徴とする。

そして、請求項２に係る発明は、半導体素子の複数のリード端子に合わせてスルーホールを形成したプリント基板に於て、前記スルーホールを長孔状に形成し、当該スルーホールに、前記リード端子より強度の弱い金属線材を円錐状に巻回した巻回部がスルーホール上に変形可能に突出するバネ状のスペーサを挿着することを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、半導体素子の複数のリード端子に合わせてスルーホールを形成したプリント基板に於て、前記スルーホールをリード端子よりも大径な円形状に形成し、当該スルーホールの周縁部近傍に圧入孔を設け、前記スルーホールに、当該スルーホールよりも大径な平面視円形形状のプレート状に編祖線で形成され、その底部に前記スルーホール内に挿入可能な位置決め部が突設されたスペーサを挿着すると共に、前記圧入孔内にスペーサの一部を圧下させて、当該スペーサをプリント基板に固定したことを特徴とする。

更に、請求項４に係る発明は、半導体素子の複数のリード端子に合わせてスルーホールを形成したプリント基板に於て、前記スルーホールを長孔状に形成し、当該スルーホールの周縁部近傍に圧入孔を設け、前記スルーホールに、当該スルーホールよりも大きな平面視長円形状のプレート状に編祖線で形成され、その底部にスルーホール内に挿入可能な位置決め部が突設されたスペーサを挿着すると共に、前記圧入孔内にスペーサの一部を圧下させて、当該スペーサをプリント基板に固定したことを特徴とする。

請求項１及び請求項３に係る発明によれば、リード位置があらゆる方向へ変更されても、パターン変更やリード加工することなく対応が可能であると共に、ラフな精度でプリント基板の設計を行うことができる。

また、請求項２及び請求項４に係る発明によれば、部品変更により生じる前後方向または左右方向へのリード位置の変更に対して、パターン変更やリード加工することなく対応が可能であると共に、ラフな精度でプリント基板の設計を行うことができる。

そして、請求項１及び請求項２に係る発明によれば、スルーホールにリード端子を差し込む際に、巻回部全体が容易に変形してリード端子の差し込みに支障を来すことがないため、スペーサへのリード端子の挿入が容易である。

また、請求項３及び請求項４に係る発明によれば、治具を用いてスペーサの一部を圧入孔内に圧下させてスペーサをプリント基板に固定させることができるため、半導体素子の取付けの際にスペーサががたつくことがない利点を有する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は請求項１に係るプリント基板の一実施形態を示し、図１に於て、１１は図１１の半導体素子１と同様、合成樹脂で形成された素子本体１３の下側に３本の直線状のリード端子１５が同一ピッチで並設された半導体素子で、半導体素子１は、プリント基板４３に実装された図示しない放熱フィンにネジ２１で固定されて放熱対策が図られている。

そして、従来のプリント基板と同様、本実施形態に係るプリント基板４３も、半導体素子１１を取り付ける３個のスルーホール４１が設けられているが、図１乃至図３に示すように各スルーホール４１は、リード端子１５よりも大径な円形状に形成されて、リード位置の変更でリード端子１５がどの位置へきても、スルーホール４１にリード端子１５が挿入できるようになっている。そして、各スルーホール４１の周縁部にスルーホールラウンド４５が取り付き、各スルーホール４１に、リード位置の変更に対応可能なスペーサ４７が装着されている。

図３はスペーサ４７の詳細を示し、図示するようにスペーサ４７は、バネ性を有する一本のリン青銅からなる金属線材４９を巻回して形成したもので、当該スペーサ４７は、スルーホール４１上に金属線材４９を円錐状に巻回した円錐コイルバネからなる巻回部５１が突出し、そして、スルーホール４１には、当該スルーホール４１の内径に合わせて金属線材４９を逆方向へ円錐状に巻回した円錐コイルバネからなる取付部５３が挿着されている。そして、金属線材４９はリード端子１５よりも強度が弱く、スルーホール４１にリード端子１５を差し込む際にリード端子１５が金属線材４９に当接すると、スペーサ４７全体が容易に変形して金属線材４９がリード端子１５の差し込みに支障を来すことがないようになっている。

そして、巻回部５１（スペーサ４７）はバネ性を有しているため、図４に示すようにリード位置がどの位置に変更されても、巻回部５１はあらゆる方向へ変形して３６０°対応できるようになっている。

本実施形態はこのように構成されており、前記スペーサ４７を用いた半導体素子１１のプリント基板４３への取付けは、図２及び図３に示すように各スルーホール４１内にスペーサ４７の取付部５３を挿着した後、巻回部４９と取付部５３の中央にリード端子１５を挿通させて、プリント基板４３の裏側からリード端子１５を夫々半田付けすれば、毛細管現象により取付部５３全体に半田が上がって、各リード端子１５（半導体素子１１）がスペーサ４７を介してプリント基板４３に取り付くこととなる。

そして、金属線材４９はリード端子１５よりも強度が弱く、スルーホール４１にリード端子１５を差し込む際にリード端子１５が金属線材４９に当接すると、巻回部５１全体が容易に変形して金属線材４９がリード端子１５の差し込みに支障を来すことがない。

一方、部品変更があってリード位置がどの位置に変更されても、既述したように各スルーホール４１はリード端子１５よりも大径な円形状に形成されて、リード位置の変更でリード端子１５がどの位置へきてもスルーホール４１にリード端子１５が挿入でき、而も、巻回部５１（スペーサ４７）は図４の如くあらゆる方向へ変形して３６０°対応可能である。

従って、本実施形態によれば、リード位置があらゆる方向へ変更されても、パターン変更やリード加工することなく対応が可能であると共に、ラフな精度でプリント基板４３の設計を行うことができる。

また、既述したように金属線材４９はリード端子１５よりも強度が弱く、スルーホール４１にリード端子１５を差し込む際にリード端子１５が金属線材４９に当接すると、巻回部５１全体が容易に変形して金属線材４９がリード端子１５の差し込みに支障を来すことがないことも相俟って、巻回部５１へのリード端子１５の挿入が容易である。

尚、前記実施形態は、スルーホール４１をリード端子１５よりも大径な円形状に形成して当該スルーホール４１にスペーサ４７を挿着したが、図５に示す請求項２に係る発明の一実施形態のように、プリント基板４３-1のスルーホール５５をリード端子１５のピッチに合わせて並列する３個の長孔状に形成して、各スルーホール５５に前記スペーサ４７を挿着してもよいし、また、図示しないがスルーホールを横方向へ長孔状に形成して、当該スルーホールに前記スペーサ４７を挿着してもよい。

而して、これらの実施形態によれば、前後方向または左右方向へのリード位置の変更に対して、パターン変更やリード加工することなく対応が可能となる。

図６乃至図９は請求項３に係るプリント基板の一実施形態を示し、本実施形態も、半導体素子１１の各リード端子１５に対応してプリント基板５７に、各リード端子１５よりも大径な前記スルーホール４１を設けて、各スルーホール４１に、リード位置の変更に対応可能なスペーサ５９を装着したものである。

図７はスペーサ５９の詳細を示し、当該スペーサ５９は金属線材を編んで成形した編祖線６１でプレート状に形成されており、スルーホール４１よりも大径な平面視円形形状に形成されている。そして、その底部に、スルーホール４１内に挿入可能な位置決め部６３が一体的に突設されている。

一方、図８に示すようにプリント基板５７には、スルーホール４１の周縁部近傍に、当該スルーホール４１よりも小径な圧入孔６５が１８０°の間隔を空けて２箇所に設けられており、図８及び図９の如くスルーホール４１内に前記位置決め部６３を挿入してスルーホール４１上にスペーサ５９を配置した後、治具６７を用いて上方からスペーサ５９の一部を当該圧入孔６５内に圧下させることで、スペーサ５９がプリント基板５７に固定されるようになっている。尚、本実施形態はスルーホールラウンドに代え、編祖線６１に予めフラックスを浸透させてある。

本実施形態はこのように構成されており、前記スペーサ５９を用いたプリント基板５７への半導体素子１１の取付けは、図８に示すように、先ず、スルーホール４１内にスペーサ５９の位置決め部６３を挿入してスルーホール４１上にスペーサ５９を配置し、次いで、治具６７で上方からスペーサ５９の一部を圧入孔６５内に圧下させて、図９の如くプリント基板５７に固定する。

そして、スペーサ５９にリード端子１５を差し込めば、スペーサ５９は編祖線６１で形成されているから、リード端子１５はスムーズにスペーサ５９を挿通する。この後、プリント基板５７の裏側からリード端子１５を夫々半田付けすれば、毛細管現象により取付部５９全体に半田が上がって、各リード端子１５（半導体素子１１）がスペーサ５９を介してプリント基板５７に半田付けされることとなる。

一方、部品変更があってリード位置がどの位置に変更されても、既述したように各スルーホール４１はリード端子１５よりも大径な円形状に形成されて、リード位置の変更でリード端子１５がどの位置へきてもスルーホール４１にリード端子１５が挿入でき、而も、スペーサ５９は編祖線６１で形成されてリード端子１１が容易に挿通可能であるため、どの位置でもリード端子１５をスペーサ５９とスルーホール４１に挿入させることができる。

従って、本実施形態によっても、リード位置がどの位置に変更されても、パターン変更やリード加工することなく対応が可能である。

また、本実施形態は、図８及び図９に示すように治具６７を用いてスペーサ５９の一部を圧入孔６５内に圧下させてスペーサ５９をプリント基板５７に固定させるため、半導体素子１１の取付けの際に、スペーサ５９ががたつくことがない利点を有する。

尚、前記実施形態は、スルーホール４１をリード端子１５よりも大径な円形状に形成して当該スルーホール４１にスペーサ５９を固定したが、図１０に示す請求項４の一実施形態のように、プリント基板５７-1のスルーホール６９をリード端子１５のピッチに合わせて並列する３個の長孔状に形成して、各スルーホール６９に前記スペーサ５９と同様、編祖線６１で形成した平面視長円形状のスペーサ７１を取り付けてもよいし、また、図示しないがスルーホールを横方向へ長孔状に形成してスペーサ７３を取り付けてもよい。

而して、これらの実施形態によっても、前後方向または左右方向へのリード位置の変更に対して、パターン変更やリード加工することなく対応が可能となる。

請求項１の一実施形態に係るプリント基板とこれに取り付くスペーサの平面図である。プリント基板に設けたスルーホールとこれに取り付くスペーサの斜視図である。スペーサの側面図である。スペーサの変形状態を説明するプリント基板の平面図である。請求項２の一実施形態に係るプリント基板とこれに取り付くスペーサの平面図である。請求項３の一実施形態に係るプリント基板とこれに取り付くスペーサの平面図である。スペーサの側面図である。スペーサの取付方法の説明図である。半導体素子の取付方法の説明図である。請求項４の一実施形態に係るプリント基板とこれに取り付くスペーサの平面図である。従来の半導体素子の取付方法の説明図である。

符号の説明

１１半導体素子
１５リード端子
４３，４３-1，５７，５７-1 プリント基板
４１，５５，６９スルーホール
４７，５９，７１スペーサ
４９巻回部
５１金属線材
５３取付部
６１編祖線
６３位置決め部
６５圧入孔
６７治具

Claims

半導体素子の複数のリード端子に合わせてスルーホールを形成したプリント基板に於て、
前記スルーホールをリード端子よりも大径な円形状に形成し、当該スルーホールに、前記リード端子より強度の弱い金属線材を円錐状に巻回した巻回部がスルーホール上に変形可能に突出するバネ状のスペーサを挿着することを特徴とするプリント基板。
半導体素子の複数のリード端子に合わせてスルーホールを形成したプリント基板に於て、
前記スルーホールを長孔状に形成し、当該スルーホールに、前記リード端子より強度の弱い金属線材を円錐状に巻回した巻回部がスルーホール上に変形可能に突出するバネ状のスペーサを挿着することを特徴とするプリント基板。
半導体素子の複数のリード端子に合わせてスルーホールを形成したプリント基板に於て、
前記スルーホールをリード端子よりも大径な円形状に形成し、当該スルーホールの周縁部近傍に圧入孔を設け、
前記スルーホールに、当該スルーホールよりも大径な平面視円形形状のプレート状に編祖線で形成され、その底部に前記スルーホール内に挿入可能な位置決め部が突設されたスペーサを挿着すると共に、前記圧入孔内にスペーサの一部を圧下させて、当該スペーサをプリント基板に固定したことを特徴とするプリント基板。
半導体素子の複数のリード端子に合わせてスルーホールを形成したプリント基板に於て、
前記スルーホールを長孔状に形成し、当該スルーホールの周縁部近傍に圧入孔を設け、
前記スルーホールに、当該スルーホールよりも大きな平面視長円形状のプレート状に編祖線で形成され、その底部にスルーホール内に挿入可能な位置決め部が突設されたスペーサを挿着すると共に、前記圧入孔内にスペーサの一部を圧下させて、当該スペーサをプリント基板に固定したことを特徴とするプリント基板。