JP5435479B2 - 射出成形基板と実装部品との取付構造、および射出成形基板 - Google Patents

Description

本発明は、電子実装部品が実装され、射出成形により成形される射出成形基板と電子実装部品との取付構造等に関するものである。

従来から、基板上に電子実装部品が搭載される電子基板が用いられている。このような電子基板は、導電部が銅合金等のめっき・エッチング等により構成され、絶縁部に樹脂が形成される。導電部は回路を形成し、導電部の所定の位置に電子実装部品が半田により接続される。

このような電子実装基板としては、例えば、実装部品下部において基板と半田接合を行うとともに、実装基板の外側面において、電子実装部品と基板との間隔をあけて複数の接着剤で接着した電子回路ユニットがある（特許文献１）。

特開２００４−３１１８９８号公報

一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ等のように高電圧・大電流が負荷されるような回路においては、従来のような基板を用いることは困難である。導電部の断面積が小さく、このような高電圧・大電流に耐えることが困難であるためである。

このような高電圧・大電流が負荷される基板としては、より厚い（断面積の大きな）導電体（例えば厚銅）を用いた基板を用いる必要がある。厚銅基板は、例えば射出成形のように、従来の基板とは異なる成形方法が利用できる。

ここで、基板表面の導体部に実装部品を設置するには、半田が用いられる。すなわち、実装部品と基板との接続部には半田接合部が形成される。半田の形成範囲を所定範囲に規制してランドを形成するには、接続部の周囲に樹脂等を形成する必要がある。しかし、射出成形によって樹脂部が形成される場合には、樹脂部の厚みも厚くなる。このため、半田接続部の周囲が樹脂で囲まれ、半田との接続部が視認できず、半田接合の良否や形態等を判断することが困難である。

図７は、基板５０を示す図であり、図７（ａ）は立面図、図７（ｂ）は平面図である。基板５０は、銅合金等で構成される導体部３７と、絶縁部である樹脂部４１等から構成され、導体部３７の接続部４５には、実装部品３１が接続される。すなわち、実装部品３１の両側部の電極３５は、それぞれの接続部４５と、半田３９により接合される。

接続部４５の周囲には、実装部品３１を囲むように樹脂製の囲い部４３が形成される。したがって、接続部４５の半田３９の接合範囲が規制される。樹脂部４１および囲い部４３は、射出成形によって形成される。

しかし、前述のように、射出成形により囲い部４３が形成されるため、射出時の樹脂の流動性や基板強度を考慮すると、囲い部４３の厚さを薄くすることが困難である。したがって、囲い部４３は、半田３９の範囲を規制するために必要な厚さ以上に厚くせざるを得ない。このため、半田３９の大部分が囲い部４３によって囲まれ、半田３９の視認性が悪くなる。したがって、半田３９の接合状態等を外部から視認することが困難であり、半田接合不良等を目視で発見することが困難であるという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、射出成形により成形される射出基板に対し実装部品を半田接合する際において、半田接続部を外部から容易に視認可能な射出基板と実装部品との取付構造等を提供することを目的とする。

前述した目的を達するために本発明は、射出成形基板と実装部品との取付構造であって、基板の表面の一部には導体部が形成され、実装部品が半田により前記導体部と接続部で接続されており、前記半田を囲むように樹脂製の囲い部が形成され、前記囲い部には、上方に向かうにつれて前記実装部品から離れる方向に広がり、前記半田とは接触しない半田視認部が形成され、前記半田視認部では、上方に向かうにつれて、前記半田と前記囲い部との間隔が広がり、前記半田が前記実装部品の側部と前記囲い部との間に形成された状態で、前記半田の接続部近傍の状態を外部から視認することが可能であることを特徴とする射出成形基板と実装部品との取付構造である。

前記半田視認部は、少なくとも一部が前記基板から離れるにつれて拡径するテーパ形状を有してもよい。

前記半田視認部は、少なくとも一部が前記基板から離れるにつれて拡径する段差形状を有してもよい。

前記半田視認部の下部には、前記基板の表面に略垂直な半田保持部が形成されてもよい。

本発明によれば、実装部品と基板上の導体部との接続部を容易に視認できるため、半田の状態を確認することができる。このため、基板と実装部品との接続の信頼性を確保することができる。

本発明によれば、射出成形により成形される射出基板に対し実装部品を半田接合する際において、半田接続部を外部から容易に視認可能な射出基板と実装部品との取付構造等を提供することができる。

基板１を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は平面図。 基板２０を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）平面図。 基板３０を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は平面図。 図３のＡ部であり、囲い部１３ａ近傍の拡大図。 基板２０を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は平面図。 他の実施形態にかかる実装部品を搭載した状態を示す図。 基板５０を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は平面図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、基板１を示す図であり、図１（ａ）は立面図、図１（ｂ）は平面図である。

基板１は、プレス加工等で形成された導体部７と、射出成形により導体部７と一体成形された樹脂部１１等から構成され、３〜１０ｍｍ程度の厚みである。導体部７は１ｍｍ程度の厚みであり、例えば銅合金製である。樹脂部１１は例えばＰＰＳ（ポリフェニンスルフィド）製である。なお、以下の説明においては、樹脂部１１上に導体部７が形成された例を示すが、導体部７および樹脂部１１が複数層に形成された基板に対しても本発明は当然に適用することができる。

基板１上には電子実装部品である実装部品３が搭載される。実装部品３の両側部には電極５が形成されており、実装部品３は、電極５と導体部７とが半田９によって電気的に接続される。すなわち、基板１上には、実装部品３の両電極５に対応する部位に導体部７が形成され、それぞれの電極５が対応する導体部７と接続される。

なお、以下の説明において、電極５と半田９により接続された導体部７の部位を接続部１５とする。両接続部１５同士は直接導通しないため、接続部１５同士の間には樹脂部１１が形成され、樹脂部１１により両接続部１５が離間される。すなわち、実装部品３の下方において、両接続部１５間は樹脂部１１が基板１を貫通する。

実装部品３の両側部（電極５の外方）には、実装部品３（半田９）を囲むように囲い部１３が形成される。囲い部１３は樹脂製であり、樹脂部１１と同様に射出成形により形成される。囲い部１３は、実装部品３（電極５）を三方向から囲むように形成され、囲い部１３においては、基板の導体部７は被覆される。なお、囲い部１３は、基板１の裏面側の樹脂部１１と一体化されていても良い。また、囲い部１３は、電極５および半田９全体を囲うようにすることが望ましいが、電極５の側部を除く半田９のみの外方に設けてもよい。

囲い部１３は、電極５の周囲に半田９の領域だけ隙間を空けて形成される。すなわち、電極５と接続部１５とを接続する半田９は、囲い部１３で囲まれる。囲い部１３は、半田９（接続部１５）を所定範囲に規制することが可能である。

囲い部１３は、上方（基板側を下方とした場合に）に向かうにつれて、実装部品から離れる方向に広がるテーパ形状である。すなわち、囲い部１３は、断面において、上方に行くにつれて囲い範囲が広くなるように形成される切り欠き形状を有する。このような囲い部１３の切欠き部は、半田９の接続状態を外部から視認するための半田視認部１９となる。したがって、半田視認部１９は、半田９とは接触せず、半田９の下方（接続部１５近傍）を外部から容易に視認することができる。テーパ部の角度としては、例えば４５度程度でよい。

なお、囲い部１３の厚さは、射出成形での加工性や基板強度に応じて決定されるが、例えば、実装部品の電極５と略同厚さである。

なお、半田視認部１９のテーパ部は、図に示すように直線状であってもよく、または円弧状であってもよい。囲い部１３の実装部品３の囲い範囲が広がるような連続した拡径部が形成されれば良い。

第１の実施形態にかかる基板１によれば、囲い部１３によって、半田９を所定範囲に確実に規制することができる。このため半田９が周囲に流れたりすることがない。また、半田視認部１９によって、半田の状態を外部から視認することができる。このため、半田のフィレット形状や半田不良等を目視で確実に確認することができる。

次に、第２の実施形態について説明する。図２は、第２の実施の形態にかかる基板２０を示す図であり、図２（ａ）は基板２０の立面図、図２（ｂ）は基板２０の平面図である。なお、以下の実施の形態において、図１に示した基板１と同様の機能を奏する構成要素については、図１と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

基板２０には、基板１の囲い部１３に代えて、囲い部２１が設けられる。囲い部２１は、下部側（基板との接触面側）から上方に向かって段差が形成され、実装部品から離れる方向に広がる階段形状である。

基板２０においては、囲い部２１の最下段の段差の上面を含む２段目以上の段部が、半田視認部１９となる。したがって、囲い部２１によって、半田９の範囲が確実に規制され、また、２段目以上の段部である半田視認部１９により、半田９の下方（接続部１５近傍）を外部から容易に視認することができる。

第２の実施形態にかかる基板２０によれば、基板１と同様の効果を得ることができる。なお、半田視認部の態様としては、第１の実施の形態にかかるテーパ形状と第２の実施の形態に係る段差形状を組み合わせてもよい。

次に、第３の実施形態について説明する。図３は、第３の実施の形態にかかる基板３０を示す図であり、図３（ａ）は基板３０の立面図、図３（ｂ）は基板３０の平面図である。

基板３０は、基板１の囲い部１３に代えて、囲い部１３ａが設けられる。囲い部１３ａは、半田視認部１９の下部に半田保持部１７が設けられる。

図４は、図３のＡ部拡大図であり、囲い部１３ａの形状を示す図である。囲い部１３ａの内周面（実装部品側）は、下部（基板側の端部近傍）が半田保持部１７であり、半田保持部１７の上方に半田視認部１９が形成される。

半田保持部１７は、基板の表面（接続部１５の面）に対して略垂直に形成される。半田保持部１７は、囲い部１３の全厚の例えば１／３程度あれば良い。それ以上では半田視認部１９の効果が薄れるためである。半田保持部１７は、半田９と接触して半田９が周囲に流れ出すことを防止し、半田９の設けられる範囲を規制するものである。また、半田保持部１７によって半田が保持される結果、半田のフィレット形状を制御可能である。すなわち、必要な場合にはフィレット形状を上方に膨らむようにすることもできるし、あるいは逆に膨らまないように管理しやすくすることも可能である。

すなわち、半田保持部１７によって、半田９のフィレット形状を図に示すように盛り上げて（上方に膨らむように）形成することもでき、半田９の容積を増やしても半田９が周囲に流れ出すことがなく、確実に半田９を保持することができる。

第３の実施形態にかかる基板３０によれば、基板１と同様の効果を得ることができる。また、半田保持部１７によって、半田９の範囲を記載できるとともに、半田９のフィレット形状を制御することができる。

次に、第４の実施形態について説明する。図５は、第４の実施の形態にかかる基板４０を示す図であり、図５（ａ）は基板４０の立面図、図５（ｂ）は基板４０の平面図である。

基板４０は、基板２０の囲い部２１に代えて、囲い部２１ａが設けられる。囲い部２１ａは、半田視認部１９の下部に半田保持部１７が設けられる。すなわち、階段状の囲い部２１ａの最下段（最も基板側の段差）の内周面（基板表面から略垂直な内面）が半田保持部１７となる。

第４の実施形態にかかる基板４０によれば、基板１と同様の効果を得ることができる。また、半田保持部１７によって、半田９の範囲を記載できるとともに、半田９のフィレット形状を改善することができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

たとえば、上述した実施形態においては、実装部品として、両側方に一対の電極を有するものを示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図６（ａ）に示すように、ダイオード等のような３端子（電極）の実装部品３ａに対しても適用することができる。この場合には、それぞれの電極５は、それぞれの接続部１５によって導体部と半田９によって接続される。この際、それぞれの半田９（電極５）を囲むように、半田視認部１９を形成すれば良い。半田視認部１９をそれぞれの電極毎に形成することで、それぞれの電極５の接合部材である半田９の形成範囲を規制できるととともに、半田９の接続部近傍を容易に視認することができる。

同様に、図６（ｂ）に示すように、電界効果トランジスタのような３端子（電極）の実装部品３ｂに対しても適用が可能である。実装部品３ｂのように端子形状（電極形状）が同一でないような場合でも、それぞれの電極５（半田９）を囲むように半田視認部１９を形成すれば良い。

さらに、図６（ｃ）に示すように、トランジスタのような６端子（電極）の実装部品３ｃに対しても適用が可能である。実装部品３ｃのように３端子以上の端子（電極）を有する場合でも、それぞれの電極５（半田９）を囲むように半田視認部１９を形成すれば良い。本発明は、図６等に示した例に限られず、実装部品の形状、端子数や端子配置によらずに適用が可能である。また、図６に示す各例に対し、半田視認部の他の実施の形態（階段形状など）を組み合わせることも当然に可能である。

１、２０、３０、４０………基板
３………実装部品
５………電極
７………導体部
９………半田
１１………樹脂部
１３、２１………囲い部
１５………接続部
１７………半田保持部
１９………半田視認部
２１………ガイド部
３１………実装部品
３５………電極
３７………導体部
３９………半田
４１………樹脂部
４３………囲い部
４５………接続部
５０………基板

Claims (5)

1. 射出成形基板と実装部品との取付構造であって、
   基板の表面の一部には導体部が形成され、
   実装部品が半田により前記導体部と接続部で接続されており、
   前記半田を囲むように樹脂製の囲い部が形成され、
   前記囲い部には、上方に向かうにつれて前記実装部品から離れる方向に広がり、前記半田とは接触しない半田視認部が形成され、
   前記半田視認部では、上方に向かうにつれて、前記半田と前記囲い部との間隔が広がり、
   前記半田が前記実装部品の側部と前記囲い部との間に形成された状態で、前記半田の接続部近傍の状態を外部から視認することが可能であることを特徴とする射出成形基板と実装部品との取付構造。
2. 前記半田視認部は、少なくとも一部が前記基板から離れるにつれて拡径するテーパ形状を有することを特徴とする請求項１記載の射出成形基板と実装部品との取付構造。
3. 前記半田視認部は、少なくとも一部が前記基板から離れるにつれて拡径する段差形状を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の射出成形基板と実装部品との取付構造。
4. 前記半田視認部の下部には、前記基板の表面に略垂直な半田保持部が形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の射出成形基板と実装部品との取付構造。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の射出成形基板と実装部品との取付構造を有する射出成形基板。
   

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