JP5052394B2 - Electronic component mounting method - Google Patents
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本発明は電子部品取り付け方法に係り、特に円柱状のリード端子を持った電子部品と金属基板との実装において、カシメ接続を行なう際に好適に適用可能な技術に関するものである。 The present invention relates to an electronic component mounting method, and more particularly to a technique that can be suitably applied in caulking connection in mounting an electronic component having a cylindrical lead terminal and a metal substrate.
電子部品を実装するために様々な実装構造が行われている。また、電子部品にも様々な種類があり、その端子形状も様々である。電子部品のなかで、リード端子付の電子部品も公知である。リード端子付電子部品を実装基板に装着するものとして、例えば特許文献1のような装着方法が知られている。 Various mounting structures are used to mount electronic components. Also, there are various types of electronic components, and the terminal shapes are also various. Among electronic components, electronic components with lead terminals are also known. As a method for mounting an electronic component with a lead terminal on a mounting substrate, for example, a mounting method as in Patent Document 1 is known.
特許文献1による実装方法によれば、リード端子を基板の穴に挿入した後に、そのリード端子を相対する2方向から押圧することによりリード端子の一部を塑性変形させてばりを発生させ、そのバリによる突起によって基板に電子部品を固定している。
上記した電子部品の装着方法は、基板に設けた穴に電子部品を実装する場合に有効であるが、はんだを用いることなく金属基板と直接接続させる場合には、そのまま適用することが難しい。環境対策として鉛成分を含まない所望鉛フリーはんだも開発されているが、はんだを用いることなく実装できる方が環境対策からも好適である。そこで本発明者らは押圧によるリード端子の一部塑性変形技術を用いて接続することを検討した。 The electronic component mounting method described above is effective when electronic components are mounted in holes provided in the substrate, but is difficult to apply as it is when directly connected to a metal substrate without using solder. As an environmental measure, a desired lead-free solder that does not contain a lead component has also been developed. However, it is preferable from an environmental measure that mounting is possible without using solder. Therefore, the present inventors have studied to connect using a partial plastic deformation technique of the lead terminal by pressing.
本発明者らの検討した電子部品取り付け方法を図1に示す。電子部品はいわゆる砲弾型などと称される発光ダイオード1とし、その一対のリード端子2,2を図2のように相対する方向にフォーミングしたものを用いた。
初めに図1(a)に示すように突出部3aを有する平板状の金属基板3を用意し、図1(a)の右図のように突出部3aを折り曲げて起こした。次に金属基板3上に発光ダイオード1のリード端子2を載置する。このとき、図1(b)の左側図に示すように突出部3aおよび底部3bにリード端子2を当接させ、その状態で突出部3aを更に折り曲げて仮固定する(図1(b)右図)。その後、図1(c)に示すように溶接機5にて仮固定部4を溶接し、これにより電子部品1と金属基板3とを電気的および機械的に固定した。
An electronic component mounting method examined by the present inventors is shown in FIG. The electronic component is a light-emitting diode 1 called a so-called bullet type, and a pair of
First, as shown in FIG. 1A, a
上記検討により電子部品をはんだを用いることなく固定することは可能であったが、次のような問題があった。すなわち、リード端子が円柱形状であるため電子部品1が仮固定の際に図3に示すD方向に回転する。そのため溶接を行なう際に取り付け位置の確認作業が必要で、回転したまま溶接すると発光ダイオード1の照射方向が所定位置から外れる、という光学素子として大きな問題が生じた。また、仮固定のみでは前記したように両社の接続が不足しているため溶接が必須であり、溶接機が必要なため設備コストが高いという問題があった。これらは、この種のリード端子付発光ダイオード等の共通の課題であった。 Although it was possible to fix an electronic component without using solder by the said examination, there existed the following problems. That is, since the lead terminal has a cylindrical shape, the electronic component 1 rotates in the direction D shown in FIG. 3 when temporarily fixed. For this reason, it is necessary to confirm the attachment position when performing welding, which causes a serious problem as an optical element in which the irradiation direction of the light emitting diode 1 deviates from a predetermined position if welding is performed while rotating. In addition, there is a problem that only temporary fixing requires welding because the connection between the two companies is insufficient as described above, and the equipment cost is high because a welding machine is required. These are common problems of this type of light emitting diode with lead terminals.
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、本発明は、簡易な工程にて確実に電気的接続および機械的接続が行なえる、簡易な取り付け方法を提供することをその目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a simple attachment method capable of reliably performing electrical connection and mechanical connection in a simple process. .
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段とした。
すなわち、請求項1記載の発明は、電子部品のリード端子の取り付け軸に沿って伸びる接続部に圧力を加えてプレスすることにより断面略楕円形状もしくは断面長方形形状とする工程と、金属基板を折り曲げて前記接続部を挟みこんで仮固定する工程と、仮固定の後に外方から圧力を加えてカシメ固定するカシメ工程を備え、前記仮固定工程は、前記金属基板を前記取り付け軸と直交する方向から略楕円形状もしくは長方形形状の長軸に平行な底面および上面を有するように折り曲げて、該底面および上面で挟み込んで仮固定を行ない、前記カシメ工程は、前記金属基板の底面および上面から金属基板との設置面積が上面側が小さいカシメ型にて圧力を加えてカシメることを特徴とする電子部品取り付け方法、を提供することで上記した目的を達成するものである。
In order to achieve the above object, the present invention has the following means.
That is, the invention described in claim 1 includes a step of applying pressure to a connecting portion extending along an attachment axis of a lead terminal of an electronic component and pressing to form a substantially elliptical section or a rectangular section, and bending the metal substrate. A step of temporarily fixing the connecting portion by sandwiching the connecting portion, and a step of caulking and fixing by applying pressure from the outside after the temporary fixing, wherein the temporary fixing step is a direction orthogonal to the mounting axis. Are bent so as to have a bottom surface and a top surface parallel to the major axis of a substantially elliptical shape or a rectangular shape, and are sandwiched between the bottom surface and the top surface to be temporarily fixed. The caulking step is performed from the bottom surface and the top surface of the metal substrate. The above-mentioned object is to provide an electronic component mounting method characterized by applying pressure to a caulking type whose installation area is small on the upper surface side It is intended to achieve that.
楕円形状の断面に塑性変形させるプレス工程を経たリード端子付電子部品を用いて、カシメにより接続を行なうことにより、電子部品の回転を予防した取り付けを行なうことができ、上記した課題を解決した電子部品の取り付け方法を提供することが可能となる。 Using electronic parts with lead terminals that have undergone a pressing process that plastically deforms into an elliptical cross section, by connecting by caulking, it is possible to perform mounting that prevents rotation of the electronic parts, and to solve the above problems It is possible to provide a method for attaching components.
また、溶接に比べて振動に対する耐久性の高い接続を提供できる。これは接続状態を線接続とする取り付け方法を提供することで、振動に対する断裂が生じ難い信頼性の高い接続構造となり、耐久性が向上した電子部品の接続構造を提供することが可能となる。 Further, it is possible to provide a connection having higher durability against vibration compared to welding. By providing an attachment method in which the connection state is a line connection, it becomes a highly reliable connection structure in which tearing against vibration hardly occurs, and an electronic component connection structure with improved durability can be provided.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、上述した背景技術にて説明した構成と同じ構成については同一の符号を付し、その説明の一部を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure as the structure demonstrated by the background art mentioned above, and a part of the description is abbreviate | omitted.
図4は、本発明の第一の実施の形態にかかる電子部品取り付け方法を順に説明するものである。電子部品1は、図2に示したフォーミングしたリード端子2を有する発光ダイオードを用いる例で説明する。リード端子は、断面円柱形状で、正極および負極の一対のリード端子2,2’を有する。各々の端子は途中で折り曲げられており相対する方向に延伸して直線状に並んでいる。この軸、すなわち取り付け軸をXとする。なお、図2(a)が側面図、(b)が上面図である。
FIG. 4 explains the electronic component mounting method according to the first embodiment of the present invention in order. The electronic component 1 will be described using an example in which a light emitting diode having the formed
最初に図4(a)に示すように突出部3aを有する平板状の金属基板3を用意し、図4(a)の右図のように突出部3aを折り曲げてその一部を起こす。この作業と並行して図4(b)に示すようにしてリード端子2,2’の夫々の接続部2a、2a’を押し潰してほぼ楕円形状断面に塑性変形する。押し潰す作業は、例えば下方の平面台11の上に所定の向きにした状態で接続部2a、2a’を載置し、その状態で上方から加圧ヘッド12にて油圧等により圧力を加えることで行なう。このとき、平面台11および加圧ヘッド12のリード端子と接続する面は平行平面とする。平行平面とすることで、ほぼ楕円形状に塑性変形させられたときに後述する金属基板の底面と上面をほぼ平行に保ち取り付け向きを常に一定方向に維持することができる。なお、金属基板3としては鉄もしくは鉄板の表面に酸化防止被覆を設けた基板を用いると低コストとすることができ好適である。
First, as shown in FIG. 4A, a
次に図4(c)に示すように図4(b)のプレス工程を経たリード端子2の接続部2a、2a’を金属基板3、具体的には突出部3aおよび底部3bに当接させ、当接した状態のまま突出部3aを更に折り曲げて仮固定する。このとき、断面略楕円形状の接続部2aの楕円長軸と金属基板3の底面31と上面32をほぼ平行とし、底面31と上面32の間の空間に接続部2aが位置するようにする。底面31と上面32の間の隙間を狭くして接続部2aの短軸を挟持することで接続部2a、すなわち電子部品1が回転するのを防止することができ得る。なお、塑性変形した接続部2a、2a’の断面形状を楕円としたが、断面略長方形形状とするものであっても良い。
Next, as shown in FIG. 4 (c), the connecting
その後、図4(d)に示すようにカシメ装置6にて本加締めを行なう。電子部品1のリード端子2は、図4(e)に示すように電子部品1から相対する方向に延びる接続部2a、2a’を備え、それらは取り付け軸X上に位置する。この接続部2a、2a’を接続部2a、2a’の楕円長軸が載置台6c、6dと平行になるようにカシメ装置6の載置台6c、6d上にセットする。その後、矢形上のカシメ型6bにて圧力を加えて右側を加締め、次いで矢形上のカシメ型6aにて右側を加締める。左側の加締め作業と右側の加締め作業を独立に実施することで、カシメ工程によりリード端子の伸びが生じたときでも不必要な応力を加えることなく金属基板3とリード端子の接続が行い得る。なお、矢型状とは先端が三角柱形状をなす形状をいい、平面台と金属板との設置面積と、加圧ヘッドと金属板との設置面積とを比較したときに加圧ヘッドと金属板との設置面積が小さく、かつ、点接触とならない形状の加圧ヘッドとすることもできる。また、加締め作業の順番は左側、右側の順に加締めを行なうものであっても良い。
Thereafter, as shown in FIG. 4 (d), the caulking device 6 performs this caulking. As shown in FIG. 4E, the
カシメ工程を終えると電子部品1は、図3に示したようにフォーミングしたリード端子2の夫々が金属基板に加締められて電気的および機械的に接続、固定される。
表1は、従来の断面円形状の円柱状のリード端子を用いた場合と、断面楕円形状の楕円柱状のリード端子とした以外は同一条件にてカシメ固定を行なった場合の実験結果である。
Table 1 shows the experimental results when caulking and fixing are performed under the same conditions except that a conventional cylindrical lead terminal having a circular cross section is used and an elliptic column shaped lead terminal having an elliptical cross section is used.
実験には電子部品1として砲弾形状のLEDを用い、取り付け軸Xと砲弾形状のLEDからの出射方向とが直交する方向にフォーミングしたリード端子2を用い、金属基板3として厚みが0.5mmの鉄基板を用いた。また、評価方法として連続して超音波溶着を実施し、超音波の振動を加えることで点灯状態から不点灯状態が生じるまでの超音波振動を加えた回数にて評価した。
表1から判るように、前記した検討の場合の円柱状のリード端子を用いたものは、所定の超音波振動を14回加えると不点灯が生じたが、本願実施の形態による楕円柱状のリード端子とした場合には、同一条件の超音波振動を20回以上点灯した場合であっても、不点灯が生じることなく、安定した点灯が行なえた。なお、振動試験として実施した超音波溶着は、SONOPET-2100B超音波溶着機を用いて評価を行なった。
In the experiment, a bullet-shaped LED was used as the electronic component 1, a
As can be seen from Table 1, in the case of using the cylindrical lead terminal in the case of the above-described examination, lighting was not generated when the predetermined ultrasonic vibration was applied 14 times, but the elliptical columnar lead according to the embodiment of the present application was used. In the case of the terminal, even when the ultrasonic vibration of the same condition was lit 20 times or more, stable lighting was possible without causing unlighting. The ultrasonic welding performed as a vibration test was evaluated using a SONOPET-2100B ultrasonic welding machine.
このことから、楕円形状のリード端子を用いることで、接続の安定性が向上していることが判る。また、電子部品1のリード端子2はフォーミングしてX軸と平行な接続部2a、2a’を有しているため、上記の超音波振動を連続して加える実験により従来例では14回でX軸を中心として電子部品1が回転するものとなったが、本願発明においては20回以上連続して超音波振動を加えた後であっても、回転することは生じなかった。
From this, it is understood that the connection stability is improved by using the elliptical lead terminal. In addition, since the
以上の様に、本発明によれば、簡易な工程にて確実に電気的接続および機械的接続が行なえる。また、信頼性の高い接続構造を提供することができ得る。 As described above, according to the present invention, electrical connection and mechanical connection can be reliably performed with a simple process. In addition, a highly reliable connection structure can be provided.
尚、電子部品取り付け方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、金属基板として銅材を用いたものを用いたり、突出部を有する金属基板でなく、金属基板全体を折り曲げ、その間にリード端子を挟み込むものにする等の本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The electronic component mounting method is not limited to the above-described embodiment. For example, a metal substrate using a copper material is used, or the entire metal substrate is bent instead of a metal substrate having a protruding portion. Of course, various changes can be made without departing from the gist of the present invention, such as interposing a lead terminal between them.
1 発光ダイオード
2 リード端子
2a 接続部
3 金属基板
3a 突出部
3b 底部
4 仮固定部
5 溶接装置
6 カシメ装置
6a 矢型
6c、6d 載置台
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
前記仮固定工程は、前記金属基板を前記取り付け軸と直交する方向から略楕円形状もしくは長方形形状の長軸に平行な底面および上面を有するように折り曲げて、該底面および上面で挟み込んで仮固定を行ない、
前記カシメ工程は、前記金属基板の底面および上面から金属基板との設置面積が上面側が小さいカシメ型にて圧力を加えてカシメることを特徴とする電子部品取り付け方法。 Applying pressure to the connecting part that extends along the mounting axis of the lead terminal of the electronic component and pressing to form a substantially elliptical or rectangular cross section, and temporarily fixing the metal part by bending the metal part And a caulking process for fixing by caulking by applying pressure from the outside after temporary fixing,
In the temporary fixing step, the metal substrate is bent from a direction orthogonal to the attachment axis so as to have a bottom surface and a top surface parallel to the major axis of a substantially elliptical shape or a rectangular shape, and is temporarily fixed by being sandwiched between the bottom surface and the top surface. Do,
The electronic component mounting method according to claim 1, wherein the caulking step is performed by applying pressure with a caulking die having a small installation area with respect to the metal substrate from the bottom surface and the upper surface of the metal substrate.
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