JP5738068B2 - 部品実装方法および基板 - Google Patents

Description

本発明は、部品実装方法および基板に関する。

円筒形状の電子部品を基板の上の実装位置に実装する方法が提案されている。例えば、特許文献１は、基板上に台形状の取付穴を設けるとともに、取付穴の底辺近傍の当該基板上に取付ランドを設け、この取付穴に円筒形状の電子部品を載置する方法を提案する。また、特許文献２は、基板上に、実装部品の立体的外形に近接する位置規制用凸部を少なくとも２つ設けるとともに、実装部品の端子と接しそれらの端子と接続される導体パターンを表面に設けた接続用平面を少なくとも一つ設けたプリント基板を提案する。

特開平０８−０９７５２１号公報 実開平０６−５２１６２号公報

特許文献１が開示する電子部品の実装技術によっては、基板面に対する実装部品の占有面積が広くなってしまう。特に、基板に複数個の部品を実装する場合には、実装する個数分の面積が必要となる。従って、部品の占有面積を小さく抑えることができないという問題がある。

特許文献２が開示する電子部品の実装技術によっては、複数個の部品を高密度に実装する場合には、互いに異なる電位となる端子同士が近接することによって、電流リークが生じ、また、位置ズレやハンダブリッジによるショートが発生する。この問題を解決するためには、互いに同じ極性を有する端子同士を近接する位置に実装することを通じて、互いに異なる極性を有する端子同士が近接しないようにすることが必要である。

本発明は、円筒形状の部品を寝かせて基板に実装する方法であって、基板面に対する実装部品の占有面積を抑えるとともに、実装部品が有する互いに同じ極性を有する端子同士を近接する位置に実装する部品実装方法の提供を目的とする。

本発明の一実施形態の部品実装方法は、互いに異なる極性を有する第１および第２の端子を有する円筒形状の部品を、円筒側面と基板面とが沿うように前記基板上に寝かせて実装して下段部品とする工程と、前記下段部品の上部に、前記第１および第２の端子を有する円筒形状の上段部品を、接触させて実装する工程と、前記下段部品、上段部品のそれぞれの端子面から前記第１および第２の端子をリード線により引き出して、前記下段部品と前記上段部品とが有する端子のうち、同じ極性の端子同士が電気的に接続されるように前記リード線を前記基板に実装する工程とを有する。前記上段部品のリード線を前記上段部品の端子面から所定の距離の位置で屈曲加工し、かつ前記下段部品のリード線を前記下段部品の端子面から前記所定の距離の位置で屈曲加工することによって、前記電気的に接続される同じ極性の端子側のリード線同士が近接する位置に実装され、前記基板には、前記上段部品の前記第１の端子と、前記下段部品の前記第１の端子とを接続する第１パターンと、前記上段部品の前記第２の端子と、前記下段部品の前記第２の端子とを接続する第２パターンとが形成される。

本発明の部品実装方法によれば、並列接続されている複数の円筒形状部品を基板面に寝かせて実装する場合、基板上面の円筒形状部品の占有面積を小さく抑えることができる。また、この部品実装方法によれば、円筒形状部品の異なる電位となる端子同士が近接することなく、沿面距離や空間距離の確保が可能となる。従って、異なる電位となる端子同士の近接による電流リークや、位置ズレやハンダブリッジなどによるショートを防止することができる。

実施例１の構成例を説明する図である。 実施例１における円筒形状部品の端子の位置関係を説明する図である。 実施例２の構成例を説明する図である。 銅箔パターンを示す図である。 実施例２の変形例を示す図である。 実施例３の構成例を説明する図である。 銅箔パターンを示す図である。

図１は、本発明の実施例１の構成例を説明する図である。図１（Ａ）は、複数の円筒形状部品をプリント配線基板の上に実装した状態を示す。実施例１の部品実装方法は、複数の円筒形状部品を積み重ねた状態でプリント配線基板に実装する。

図１（Ａ）に示すプリント配線基板４には、第一の下段円筒部品１と第二の下段円筒部品２が、基板面と円筒側面が接するように、寝かせて実装されている。上段円筒部品３は、第一の下段円筒部品１および第二の下段円筒部品２の上部に、円筒側面を接して実装されている。プリント配線基板４には端子挿入用の穴５が設けられており、各リード線が貫通して基板下面のハンダ付け部６に、ハンダ付けされている。

図１（Ｂ）は、本実施例における円筒形状部品の接続関係の例を示す。各円筒形状部品は、例えば、電解コンデンサなどの有極性の電子部品である。各々の円筒形状部品のプラス端子同士、マイナス端子同士が接続されている（並列接続である）。

図２は、実施例１における円筒形状部品の端子の位置関係を説明する図である。図２（Ａ）は、図１（Ａ）に示すプリント配線基板を斜め上方向から見た斜視図である。図２（Ｂ）は、プリント配線基板４を上方向から透視した時に見える銅箔パターンを示す図である。

図２（Ａ）に示すように、各々の円筒形状部品のプラス端子およびマイナス端子は、それぞれ、各円筒底面に対して鉛直となる方向に、リード線により引き出されている。リード線は、各円筒底面から所定の距離の位置で、プリント配線基板４に対して鉛直となる方向に曲げられている。

円筒形状部品からの各リード線は、端子挿入用の穴５を貫通して、基板下面のハンダ付け部６にハンダ付けされている。基板下面にはエッチングなどにより任意の形状に形成可能な銅箔があり、各円筒部品のプラス端子側のリード線同士がプラス側銅箔１０によりそれぞれ接続される。マイナス端子側のリード線同士についても、同様に、マイナス側銅箔２０によりそれぞれ接続される。これにより、上段円筒部品３と第一の下段円筒部品１のマイナス端子側のリード線同士が近接してプリント配線基板４に実装される。また、上段円筒部品３と第二の下段円筒部品２のプラス端子側のリード線同士が近接してプリント配線基板４に実装される。そして、プラス側銅箔１０とマイナス側銅箔２０とは所定の距離だけ離れた位置に配置されているので、プラス端子側のリード線とマイナス端子側のリード線とが近接して実装されることがない。

すなわち、実施例１の部品実装方法は、互いに異なる極性を有する第１および第２の端子（プラス端子およびマイナス端子）を有する円筒形状の部品を、円筒側面と基板面とが沿うようにプリント配線基板４上に寝かせて実装して下段部品とする。また、この部品実装方法は、下段部品の上部に、第１および第２の端子を有する円筒形状の上段部品を、接触させて実装する。そして、この部品実装方法は、下段部品、上段部品のそれぞれの底面から第１および第２の端子をリード線により引き出して、下段部品と上段部品とが有する端子のうち、同じ極性の端子同士が電気的に接続されるようにリード線を基板に実装する。上記リード線の基板面への実装は、少なくとも、上段部品のリード線を上段部品の底面から所定の距離の位置で屈曲加工することによって、上記電気的に接続される同じ極性の端子側のリード線同士を近接する位置に実装する。

実施例１の部品実装方法によれば、並列接続されている複数の円筒形状部品を基板面に寝かせて実装する場合、基板上面の円筒形状部品の占有面積を小さく抑えることができる。また、この部品実装方法によれば、円筒形状部品の異なる電位となる端子同士が近接することなく、沿面距離や空間距離の確保が可能となる。従って、異なる電位となる端子同士の近接による電流リークや、位置ズレやハンダブリッジなどによるショートを防止することができる。

図３は、本発明の実施例２の構成例を説明する図である。図３（Ａ）は、複数の円筒形状部品をプリント配線基板の上に実装した状態を示す。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すプリント配線基板を斜め上方向から見た斜視図である。

図３（Ａ）、（Ｂ）において、プリント配線基板４には、第一の矩形穴１１と、第二の矩形穴１２とが形成されている。本実施例の部品実装方法は、第一の下段円筒部品１を第一の矩形穴１１に落とし込んで実装する。また、この部品実装方法は、第二の下段円筒部品２を第二の矩形穴１２に落とし込んで実装する。すなわち、実施例２の部品実装方法は、円筒形状の部品をプリント配線基板４上に寝かせて実装して下段部品（下段円筒部品）とする工程を有する。この工程は、プリント配線基板４に設けられた矩形穴に下段部品の一部を落とし込み、該矩形穴の長手方向に平行な端部において下段部品の円筒側面を線接触で支持する。

上段円筒部品３は、第一の下段円筒部品１および第二の下段円筒部品２の上部に、円筒側面を接して実装される。プリント配線基板４には、端子挿入用の穴５が設けられており、上段円筒部品３のリード線が貫通して基板下面のハンダ付け部６にハンダ付けされている。円筒形状部品同士の接続関係は、実施例１と同様に、並列接続である。

図４は、プリント配線基板を上方向から透視した時に見える銅箔パターンを示す図である。各円筒形状部品のプラス端子およびマイナス端子は、各円筒底面に対して鉛直となる方向に、それぞれリード線により引き出されている。第一および第二の下段円筒部品のリード線は、曲げられることなく基板上面のハンダ付け部７にハンダ付けされたのち、スルーホール部８により基板下面へ接続されている。

上段円筒部品３のリード線は、各円筒部品のプラス端子側同士およびマイナス端子側同士が近接している。さらに、上段円筒部品３のリード線は、プリント配線基板４に対して鉛直となる方向に曲げられていて、端子挿入用の穴５を貫通して、基板下面のハンダ付け部６にハンダ付けされている。基板下面には、エッチングなどにより任意の形状に形成された銅箔が設けられている。各円筒部品のプラス端子側のリード線同士は、プラス側銅箔１０によって接続される。マイナス端子側のリード線同士は、マイナス側銅箔２０によって接続される。

実施例２の部品実装方法によれば、並列接続されている複数の円筒形状部品を基板面に寝かせて実装する場合、基板上面の円筒形状部品の占有面積を小さく抑えることができる。また、この部品実装方法によれば、円筒形状部品の異なる電位となる端子同士が近接することなく、沿面距離や空間距離の確保が可能となる。従って、異なる電位となる端子同士の近接による電流リークや、位置ズレやハンダブリッジなどによるショートを防止することができる。

図５は、実施例２の変形例を示す図である。図５に示す実装状態において、上段円筒部品３の中心点と第一の下段円筒部品１との中心点とを結んだ線分と、プリント配線基板面に対して鉛直となる線分がなす角は角ａである。また、第一の下段円筒部品１の中心点と第一の長手基板端部５３との接点を結んだ線分と、プリント配線基板面に対して鉛直となる線分がなす角は角ｂである。図５に示す例では、角ａと角ｂとの関係が、角ａ＜角ｂとなるように、各円筒形状部品を実装する。

すなわち、プリント配線基板４上に実装された上段および下段部品の短手方向断面において、下段角（角ｂ）が、上段角（角ａ）より大きい。下段角は、下段部品（下段円筒部品１）の断面の円の中心から基板面に対して鉛直に伸びる線分と、下段部品の断面の円の中心と下段部品を支持する点とを結んだ線分とがなす角である。上段角は、上段部品（上段円筒部品３）の断面の円の中心から基板面に対して鉛直に伸びる線分と、上段部品と下段部品の断面の円の中心同士を結んだ線分とがなす角である。

実装状態において、
Ｓｉｎ（ａ）＝（Ｐ／２）／Ｄ
Ｓｉｎ（ｂ）＝（Ｗ／２）／（Ｄ／２）＝Ｗ／Ｄ
である。従って、Ｗ＞Ｐ／２となる。以下に、図５に示す実装状態が安定的である理由について説明する。

図５中の符号７０で示す矢印は、プリント配線基板４に円筒形状部品が実装された状態における、各部に加わる加重ベクトルである。上段円筒部品３に、プリント配線基板面に鉛直となる方向に加重ベクトル７０が加わった場合を想定する。加重ベクトル７０は、上段円筒部品３の中心点から、第一の下段円筒部品１との接点へ向かう加重ベクトル３１と、第二の下段円筒部品２との接点へ向かう加重ベクトル３２とに分解される。

この例では、角ａ＜角ｂとなるよう構成されている。従って、加重ベクトル３１は、第一の下段円筒部品１の中心点から、矩形穴１１の第一の長手方向端部との接点へ向かう加重ベクトル５５と、矩形穴１１の第二の長手方向端部との接点へ向かう加重ベクトル５６とに分解される。これにより、上段円筒部品への加重ベクトルは、下段円筒部品と矩形穴との複数の接点に分散して、下段円筒部品を矩形穴に密着させる方向に作用する。その結果、位置ズレなどが防止され、安定した部品実装が可能となる。

図６は、本発明の実施例３の構成例を説明する図である。図６（Ａ）は、実施例３の部品実装方法により、複数の円筒形状部品をプリント配線基板の上に実装した状態を示す。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示すプリント配線基板を斜め上方向から見た斜視図である。また、図７は、プリント配線基板４を上方向から透視した時に見える銅箔パターンを示す図である。

図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、円筒形状部品の各円筒底面からリード線により引き出されるプラス端子及びマイナス端子は、プリント配線基板４の基板面に対して鉛直となる方向に並んでいる。プリント配線基板４には、端子挿入用の穴５が設けられている。円筒形状部品同士の接続関係は、実施例１と同様に、並列接続である。

各円筒形状部品のマイナス端子は、各円筒底面に対して鉛直となる方向にリード線により引き出されたのち、プリント配線基板４に対して鉛直となる方向に曲げられている。各円筒形状部品のプラス端子は、各円筒底面に対して鉛直となる方向にリード線により引き出されたのち、マイナス端子側のリード線よりも円筒底面から離れた位置で曲げられている。

各円筒形状部品の各リード線は、端子挿入用の穴５を貫通して、基板下面のハンダ付け部６にハンダ付けされている。基板下面にはエッチングなどにより任意の形状に形成可能な銅箔が設けられている。各円筒形状部品のプラス端子側のリード線同士は、図７に示すプラス側銅箔１０によりそれぞれ接続される。マイナス端子側のリード線同士は、図７に示すマイナス側銅箔２０によりそれぞれ接続される。

すなわち、実施例３の部品実装方法は、実施例１の部品実装方法と同様に、下段部品、上段部品のそれぞれの底面から第１および第２の端子をリード線により引き出す。そして、この部品実装方法は、下段部品と上段部品とが有する端子のうち、同じ極性の端子同士が電気的に接続されるようにリード線を基板に実装する工程を有する。リード線を基板に実装する工程は、下段部品、上段部品のそれぞれについて、第１の端子側のリード線と第２の端子側のリード線とを上記底面からの距離が互いに異なる位置で屈曲加工する工程を有する。そして、下段部品と上段部品とが有する端子のうち、電気的に接続される同じ極性の端子側のリード線は、上記底面からの距離が互いに同じ位置で屈曲加工される。

実施例３の部品実装方法によれば、並列接続されている複数の円筒形状部品を基板面に寝かせて実装する場合、基板上面の円筒形状部品の占有面積を小さく抑えることができる。また、この部品実装方法によれば、円筒形状部品の異なる電位となる端子同士が近接することなく、沿面距離や空間距離の確保が可能となる。従って、異なる電位となる端子同士の近接による電流リークや、位置ズレやハンダブリッジなどによるショートを防止することができる。また、実装状態において、円筒形状部品のプラス端子側のリード端子とマイナス側のリード端子との距離が離れるため、実装状態における第一の下段円筒部品と第二の下段円筒部品との間隔を狭くすることができる。従って、プリント配線基板４に実装される円筒形状部品の占有面積を小さく抑えることができる。

なお、本実施例において、各円筒形状部品のリード線は、プラス端子側をマイナス端子側よりも円筒底面から離れた位置で曲げる構成としたが、反対にマイナス端子側をプラス端子側より離れた位置で曲げる構成としてもよい。

また、各円筒形状部品の各円筒底面からリード線により引き出されるプラス端子とマイナス端子とが、プリント配線基板４の基板面に対して鉛直となる方向と所定の角度をなす方向に並ぶようにしてもよい。

１ 第一の下段円筒部品
２ 第二の下段円筒部品
３ 上段円筒部品
４ プリント配線基板
６，７ ハンダ付け部
８ スルーホール部
１０ プラス側銅箔
２０ マイナス側銅箔

Claims (14)

1. 互いに異なる極性を有する第１および第２の端子を有する円筒形状の部品を、円筒側面と基板面とが沿うように前記基板上に寝かせて実装して下段部品とする工程と、
   前記下段部品の上部に、前記第１および第２の端子を有する円筒形状の上段部品を、接触させて実装する工程と、
   前記下段部品、上段部品のそれぞれの端子面から前記第１および第２の端子をリード線により引き出して、前記下段部品と前記上段部品とが有する端子のうち、同じ極性の端子同士が電気的に接続されるように前記リード線を前記基板に実装する工程とを有し、
   前記上段部品のリード線を前記上段部品の端子面から所定の距離の位置で屈曲加工し、かつ前記下段部品のリード線を前記下段部品の端子面から前記所定の距離の位置で屈曲加工することによって、前記電気的に接続される同じ極性の端子側のリード線同士が近接する位置に実装され、
   前記基板には、前記上段部品の前記第１の端子と、前記下段部品の前記第１の端子とを接続する第１パターンと、前記上段部品の前記第２の端子と、前記下段部品の前記第２の端子とを接続する第２パターンとが形成される
   ことを特徴とする部品実装方法。
2. 前記円筒形状の部品を前記基板上に寝かせて実装して下段部品とする工程は、前記基板に設けられた矩形穴に前記下段部品の一部を落とし込み、該矩形穴の長手方向に平行な端部において前記下段部品の円筒側面を線接触で支持する工程を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の部品実装方法。
3. 前記基板上に実装された前記上段および下段部品の短手方向断面において、前記下段部品の断面の円の中心から前記基板面に対して鉛直に伸びる線分と、前記下段部品の断面の円の中心と前記下段部品を支持する点とを結んだ線分とがなす角である下段角が、前記上段部品の断面の円の中心から前記基板面に対して鉛直に伸びる線分と、前記上段部品と前記下段部品の断面の円の中心同士を結んだ線分とがなす角である上段角より大きい
   ことを特徴とする請求項２に記載の部品実装方法。
4. ２つの前記下段部品が、前記基板上に寝かせて実装されることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の部品実装方法。
5. 互いに異なる極性を有する第１および第２の端子を有する円筒形状の部品を、円筒側面と基板面とが沿うように前記基板上に寝かせて実装して下段部品とする工程と、
   前記下段部品の上部に、前記第１および第２の端子を有する円筒形状の上段部品を、接触させて実装する工程と、
   前記下段部品、上段部品のそれぞれの端子面から前記第１および第２の端子をリード線により引き出して、前記下段部品と前記上段部品とが有する端子のうち、同じ極性の端子同士が電気的に接続されるように前記リード線を前記基板に実装する工程とを有し、
   前記下段部品、上段部品のそれぞれについて、前記第１の端子側のリード線と前記第２の端子側のリード線とを前記端子面からの距離が互いに異なる位置で屈曲加工することによって、前記電気的に接続される同じ極性の端子側のリード線同士が近接する位置に実装され、
   前記下段部品と前記上段部品とが有する端子のうち、前記電気的に接続される同じ極性の端子側のリード線は、前記端子面からの距離が互いに同じ位置で屈曲加工される
   ことを特徴とする部品実装方法。
6. 前記基板には、前記上段部品の前記第１の端子と、前記下段部品の前記第１の端子とを接続する第１パターンと、前記上段部品の前記第２の端子と、前記下段部品の前記第２の端子とを接続する第２パターンとが形成されることを特徴とする請求項５に記載の部品実装方法。
7. ２つの前記下段部品が、前記基板上に寝かせて実装されることを特徴とする請求項５または６に記載の部品実装方法。
8. 円筒形状の部品が実装される基板であって、
   前記円筒形状の部品の実装状態において、
   互いに異なる極性を有する第１および第２の端子を有し、円筒側面と基板面とが沿うように前記基板上に寝かせて実装される円筒形状の下段部品と、
   前記第１および第２の端子を有し、前記下段部品の上部に接触して実装される円筒形状の上段部品とを備え、
   前記下段部品、上段部品のそれぞれの端子面から前記第１および第２の端子がリード線により引き出され、前記下段部品と前記上段部品とが有する端子のうち、同じ極性の端子同士が電気的に接続されるように前記リード線が前記基板に実装されており、
   前記上段部品のリード線を前記上段部品の端子面から所定の距離の位置で屈曲加工し、かつ前記下段部品のリード線を前記下段部品の端子面から前記所定の距離の位置で屈曲加工することによって、前記電気的に接続される同じ極性の端子側のリード線同士が近接する位置に実装され、
   前記基板には、前記上段部品の前記第１の端子と、前記下段部品の前記第１の端子とを接続する第１パターンと、前記上段部品の前記第２の端子と、前記下段部品の前記第２の端子とを接続する第２パターンとが形成される
   ことを特徴とする基板。
9. 前記下段部品とされる前記円筒形状の部品は、前記基板に設けられた矩形穴に前記円筒形状の部品の一部を落とし込み、該矩形穴の長手方向に平行な端部において前記円筒形状の部品の円筒側面を線接触で支持することで、前記基板上に実装される
   ことを特徴とする請求項８に記載の基板。
10. 前記基板上に実装された前記上段および下段部品の短手方向断面において、前記下段部品の断面の円の中心から前記基板面に対して鉛直に伸びる線分と、前記下段部品の断面の円の中心と前記下段部品を支持する点とを結んだ線分とがなす角である下段角が、前記上段部品の断面の円の中心から前記基板面に対して鉛直に伸びる線分と、前記上段部品と前記下段部品の断面の円の中心同士を結んだ線分とがなす角である上段角より大きいことを特徴とする請求項９に記載の基板。
11. ２つの前記下段部品が、前記基板上に寝かせて実装されることを特徴とする請求項８から１０までのいずれか１項に記載の基板。
12. 円筒形状の部品が実装される基板であって、
    前記円筒形状の部品の実装状態において、
    互いに異なる極性を有する第１および第２の端子を有し、円筒側面と基板面とが沿うように前記基板上に寝かせて実装される円筒形状の下段部品と、
    前記第１および第２の端子を有し、前記下段部品の上部に接触して実装される円筒形状の上段部品とを備え、
    前記下段部品、上段部品のそれぞれの端子面から前記第１および第２の端子がリード線により引き出され、前記下段部品と前記上段部品とが有する端子のうち、同じ極性の端子同士が電気的に接続されるように前記リード線が前記基板に実装されており、
    前記下段部品、上段部品のそれぞれについて、前記第１の端子側のリード線と前記第２の端子側のリード線とを前記端子面からの距離が互いに異なる位置で屈曲加工することによって、前記電気的に接続される同じ極性の端子側のリード線同士が近接する位置に実装され、
    前記下段部品と前記上段部品とが有する端子のうち、前記電気的に接続される同じ極性の端子側のリード線は、前記端子面からの距離が互いに同じ位置で屈曲加工される
    ことを特徴とする基板。
13. 前記基板には、前記上段部品の前記第１の端子と、前記下段部品の前記第１の端子とを接続する第１パターンと、前記上段部品の前記第２の端子と、前記下段部品の前記第２の端子とを接続する第２パターンとが形成されることを特徴とする請求項１２に記載の基板。
14. ２つの前記下段部品が、前記基板上に寝かせて実装されることを特徴とする請求項１２または１３に記載の基板。
    

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