JP6666320B2

JP6666320B2 - 樹脂成型基板及びコンデンサの実装構造

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Publication number: JP6666320B2
Application number: JP2017223464A
Authority: JP
Inventors: 湧貴井上; 昌也立田
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2017-11-21
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2020-03-13
Anticipated expiration: 2037-11-21
Also published as: US20200227206A1; US20190157002A1; CN209266200U; JP2019096687A; CN109817450B; CN109817450A; DE102018219340A1; US10984949B2

Description

本発明は、樹脂成型基板及びコンデンサの実装構造に関する。

基板表面に複数の電子部品を実装する方法として、はんだ槽内の溶融したはんだを基板裏面に向けて噴き上げ、基板の端子挿通穴に挿入された複数の電子部品のリード端子を一度にはんだ付けする方法（フローはんだ）が知られている。溶融したはんだは、基板裏面に突出するリード端子を伝って端子挿通穴内に入り込むので、複数の電子部品の電気的接続と基板への固定とが同時に可能である。通常、リード端子を伝って端子挿通穴内に入り込むはんだの量は、はんだ槽の噴流調整によって調整され、過剰のはんだが端子挿通穴内に入り込んで基板表面に溢れ出すことが防止される。

しかしながら、基板として樹脂成型基板が使用される場合は、はんだが基板表面に溢れ出すことを完全に防止することが困難であるという問題がある。一般に樹脂成型基板の裏面には複数の補強用のリブが突出しており、このリブが基板裏面に噴き付けられるはんだの流れを邪魔するため、はんだが基板表面に溢れ出ないようにはんだ槽の噴流を調整することが難しいためである。

また、電子部品の実装工程において、はんだ付け終了後に、基板表面に溢れ出た過剰なはんだの有無及びそのはんだの状態（はんだがリード端子同士を短絡させているか否か）が検査される。しかし、電子部品がコンデンサである場合は、以下に説明するように、基板表面のはんだの状態を確認することが困難である問題を有する。

図９は、樹脂成型基板１００に円筒形状のコンデンサＣを実装した状態を示している。コンデンサＣは、底部Ｃ１に一対のリード端子Ｃ２、Ｃ２を有し、樹脂成型基板１００の一対の端子挿通穴１０１、１０１にリード端子Ｃ２、Ｃ２を挿通させて、裏面のランド１０２、１０２に付着したはんだＳによって直立状態で実装されている。ここで、一般に、円筒形状のコンデンサＣの底部Ｃ１は、底部Ｃ１側の周縁部Ｃ３よりも窪んでいる。このため、樹脂成型基板１００の表面に溢れ出た過剰なはんだＳ１によって、リード端子Ｃ２、Ｃ２同士が短絡していても、そのはんだＳ１は、窪んだ底部Ｃ１と樹脂成型基板１００との間の空間内に閉じ込められているため、外部から目視確認することができない。閉じ込められたはんだＳ１の状態を確認するには、Ｘ線解析する必要があり、Ｘ線解析のための設備と検査工数を要する問題がある。

従来、特許文献１には、電子部品の端子に、先端が基板表面に当接する弾力性を有する八字状の規制部を設け、この規制部によって、電子部品を基板表面から浮かせて実装する技術が開示されている。しかし、この技術は、熱による基板の厚み方向の伸縮を規制部の弾力性によって吸収し、端子のはんだ付け部分にクラックが発生しないようにするためのものであり、樹脂成型基板にコンデンサを実装する場合の上記問題を解決するものではない。しかも、規制部は電子部品と基板表面との間の端子に設けられるため、基板表面に溢れ出たはんだが、規制部を伝って基板表面を横方向に広がり、端子同士が短絡し易くなる問題がある。また、この技術は、規制部を設けるために、電子部品の端子に特殊な加工を施さなくてはならない。

また、特許文献２、３には、複数のコンデンサを基板表面に実装する技術が開示されている。しかし、これらの技術は、コンデンサを基板表面に横置きして実装するものであり、コンデンサを基板表面に直立状態で実装する場合の上記問題を解決するものではない。

実開昭５３−１０９０６０号公報特許第６１０３６８８号公報特許第６１１８９９５号公報

本発明は、上記従来事情に鑑みてなされたものであり、コンデンサ自体に加工を施すことなく、コンデンサが実装された基板表面のはんだの有無及びそのはんだの状態を容易に確認することができる樹脂成型基板及びコンデンサの実装構造を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る樹脂成型基板は、底部（例えば、後述の底部Ｃ１）に一対のリード端子（例えば、後述のリード端子Ｃ２）を有する円筒形状のコンデンサ（例えば、後述のコンデンサＣ）をはんだ（例えば、後述のはんだＳ）によって直立状態で実装する樹脂成型基板（例えば、後述の樹脂成型基板１）であって、前記コンデンサの前記リード端子を挿通させる少なくとも一対の端子挿通穴（例えば、後述の端子挿通穴２）と、前記リード端子が前記端子挿通穴に挿通された前記コンデンサの前記底部側と当接して、前記コンデンサを基板の表面（例えば、後述の表面１ａ）から離隔させる少なくとも１つの突起部（例えば、後述の突起部４）と、を有する。

（２）（１）に記載の樹脂成型基板において、前記突起部は、前記コンデンサの前記底部側の周縁部（例えば、後述の周縁部Ｃ３）と当接するように配置されていてもよい。

（３）（１）又は（２）に記載の樹脂成型基板において、前記突起部は、一対の前記端子挿通穴の間に配置されていてもよい。

（４）（１）又は（２）に記載の樹脂成型基板において、前記突起部は、一対の前記端子挿通穴のうちの少なくとも一方に重なるように配置され、前記突起部と重なる前記端子挿通穴は、前記突起部を貫通していてもよい。

（５）（１）〜（４）のいずれかに記載の樹脂成型基板において、前記突起部は、基板の表面に一体に成形された一体成形部であってもよい。

（６）本発明に係るコンデンサの実装構造は、底部（例えば、後述の底部Ｃ１）に一対のリード端子（例えば、後述のリード端子Ｃ２）を有する円筒形状のコンデンサ（例えば、後述のコンデンサＣ）が樹脂成型基板にはんだによって直立状態で実装されたコンデンサの実装構造であって、前記樹脂成型基板は、（１）〜（５）のいずれかに記載の樹脂成型基板（例えば、後述の樹脂成型基板１）であり、前記コンデンサは、前記リード端子が前記樹脂成型基板の前記端子挿通穴（例えば、後述の端子挿通穴２）に挿通され、前記コンデンサの前記底部（例えば、後述の底部Ｃ１）側が、前記樹脂成型基板の少なくとも１つの前記突起部（例えば、後述の突起部４）と当接することにより、前記樹脂成型基板の表面（例えば、後述の表面１ａ）から離隔して実装されている。

本発明によれば、コンデンサ自体に加工を施すことなく、コンデンサが実装された基板表面のはんだの有無及びそのはんだの状態を容易に確認することができる樹脂成型基板及びコンデンサの実装構造を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る樹脂成型基板を用いたコンデンサの実装構造を示す図である。本発明の第１実施形態に係る樹脂成型基板の部分平面図である。本発明の第１実施形態に係る樹脂成型基板の突起部の他の態様を示す部分平面図である。本発明の第２実施形態に係る樹脂成型基板を用いたコンデンサの実装構造を示す図である。本発明の第２実施形態に係る樹脂成型基板の部分平面図である。本発明の第３実施形態に係る樹脂成型基板を用いたコンデンサの実装構造を示す図である。本発明の第３実施形態に係る樹脂成型基板の部分平面図である。本発明の第３実施形態に係る樹脂成型基板の突起部の他の態様を示す部分平面図である。本発明の第３実施形態に係る樹脂成型基板の突起部の更に他の態様を示す部分平面図である。本発明の第３実施形態に係る樹脂成型基板の突起部の更に他の態様を示す部分平面図である。従来のコンデンサの実装構造を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る樹脂成型基板を用いたコンデンサの実装構造を示す図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る樹脂成型基板の部分平面図である。
本発明における樹脂成型基板１は、図２に示すように、コンデンサＣをはんだＳによって実装可能な基板である。樹脂成型基板１は、コンデンサＣの一対のリード端子Ｃ２、Ｃ２を挿通させる一対の端子挿通穴２、２と、樹脂成型基板１の裏面１ｂに、各端子挿通穴２、２に対応するランド３、３とを有する。

コンデンサＣは円筒形状を有し、底部Ｃ１から延びる一対のリード端子Ｃ２、Ｃ２を有する。底部Ｃ１は、コンデンサＣの底部Ｃ１側の周縁部Ｃ３よりも窪んでいる。リード端子Ｃ２、Ｃ２が端子挿通穴２、２に挿通され、樹脂成型基板１の裏面１ｂ側から、図示しないはんだ槽内の溶融したはんだが樹脂成型基板１に向けて噴き上げられることにより、ランド３、３から突出するリード端子Ｃ２、Ｃ２の周囲にはんだＳが付着する。ランド３、３に付着したはんだＳにより、リード端子Ｃ２、Ｃ２とランド３、３とが電気的に接続されると同時に、端子挿通穴２、２内に入り込んだはんだＳにより、コンデンサＣは樹脂成型基板１に固定され、樹脂成型基板１の表面１ａに直立状態で実装される。

ここで、樹脂成型基板１の表面１ａには、一対の突起部４、４が設けられている。突起部４、４は、一対の端子挿通穴２、２の並び方向（図１、図２の左右方向）の両端側に配置されている。突起部４、４は、端子挿通穴２、２の並び方向と直交する方向（図２の上下方向）に沿って平行に延びている。一対の端子挿通穴２、２は、一対の突起部４、４の間に開口している。

突起部４、４は、樹脂成型基板１に実装されるコンデンサＣの底部Ｃ１側の周縁部Ｃ３と当接し、コンデンサＣを支持している。このため、コンデンサＣの底部Ｃ１側は、突起部４、４の高さに相当する距離を有して樹脂成型基板１の表面１ａから離隔し、一対の突起部４、４の間に、外部から目視可能な空間５が形成される。樹脂成型基板１の表面１ａに存在するリード端子Ｃ２、Ｃ２の根元部Ｃ２１、Ｃ２１は、コンデンサＣと樹脂成型基板１との間の空間５に露出している。従って、この樹脂成型基板１及びコンデンサＣの実装構造によれば、コンデンサＣのリード端子Ｃ２、Ｃ２の根元部Ｃ２１、Ｃ２１の周辺が、外部から目視可能となり、リード端子Ｃ２、Ｃ２を伝って端子挿通穴２、２から樹脂成型基板１の表面１ａに溢れ出た過剰なはんだＳ１の有無及びそのはんだＳ１の状態を容易に確認することが可能となる。コンデンサＣと樹脂成型基板１とを離隔させるために、コンデンサＣのリード端子Ｃ２、Ｃ２に加工を施す必要もない。

コンデンサＣは、樹脂成型基板１の表面１ａから離隔するが、突起部４、４の上端面に載置されるため、樹脂成型基板１に安定して実装される。突起部４、４は、コンデンサＣにおいて比較的硬質な部位である底部Ｃ１側の周縁部Ｃ３を支持するため、樹脂成型基板１に対するコンデンサＣの取付け状態も安定する。従って、この樹脂成型基板１及びコンデンサＣの実装構造は、例えばモータの駆動回路等の振動する部位に装着される回路基板にも好適に適用可能である。

突起部４、４は、リード端子Ｃ２、Ｃ２の並び方向の両側方（図２の上側方及び下側方）に配置されてもよいが、本実施形態のように、リード端子Ｃ２、Ｃ２の並び方向の両端側に配置されることが望ましい。これにより、２つのリード端子Ｃ２、Ｃ２の根元部Ｃ２１、Ｃ２１を、リード端子Ｃ２、Ｃ２の並び方向と直交する方向から同時に目視確認可能となるため、過剰なはんだＳ１によるリード端子Ｃ２、Ｃ２間の短絡の有無を容易に確認することができる。

なお、一対の突起部４、４は、必ずしも平行に配置されていなくてもよい。また、突起部４、４は、長尺に形成されるものに限らず、図３に示すように、コンデンサＣの底部Ｃ１側の周縁部Ｃ３を部分的に支持するように形成されてもよい。この場合の突起部４、４とコンデンサＣの周縁部Ｃ３との接触は、点接触に近くなるので、リード端子Ｃ２、Ｃ２の根元部Ｃ２１、Ｃ２１の目視確認が更に容易になる。

また、本実施形態の突起部４は、１つのコンデンサＣにつき、樹脂成型基板１の表面１ａに一対設けられるものに限定されない。突起部４は、一対の突起部４、４のうちのいずれか一方だけでもよい。また、リード端子Ｃ２、Ｃ２を外部から目視確認可能であれば、突起部４は樹脂成型基板１の表面１ａに３つ以上設けられてもよい。

［第２実施形態］
図４は、本発明の第２実施形態に係る樹脂成型基板を用いたコンデンサの実装構造を示す図である。図５は、本発明の第２実施形態に係る樹脂成型基板の部分平面図である。図１〜図３と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、それらの説明は上記説明を援用し、ここで説明は省略する。以下では、第１実施形態と相違する構成について説明する。
第２実施形態に係る樹脂成型基板１は、一対の端子挿通穴２、２に対して１つの突起部４だけが設けられている。この突起部４は、端子挿通穴２、２の間に配置され、端子挿通穴２、２の並び方向（図４、図５の左右方向）に対して直交する方向（図５の上下方向）に沿って延びている。

この突起部４は、コンデンサＣの外径より長いため、樹脂成型基板１に実装されるコンデンサＣの底部Ｃ１側の周縁部Ｃ３と当接し、コンデンサＣを支持している。これにより、コンデンサＣの底部Ｃ１側は、突起部４の高さに相当する距離を有して樹脂成型基板１の表面１ａから離隔し、コンデンサＣの底部Ｃ１側と樹脂成型基板１との間、且つ、突起部４の両側方に、外部から目視可能な空間５、５がそれぞれ形成される。樹脂成型基板１の表面１ａに存在するリード端子Ｃ２、Ｃ２の根元部Ｃ２１、Ｃ２１は、この空間５、５にそれぞれに露出し、外部から目視可能となるため、この樹脂成型基板１及びコンデンサＣの実装構造も、第１実施形態と同様に、樹脂成型基板１の表面１ａに溢れ出た過剰なはんだＳ１の有無及びそのはんだＳ１の状態を容易に確認することが可能である。

各空間５、５は、リード端子Ｃ２、Ｃ２の並び方向に広く開放されているため、第１実施形態に比べて、各リード端子Ｃ２、Ｃ２の根元部Ｃ２１、Ｃ２１の周辺を目視確認し易い。しかも、突起部４は、その根元部Ｃ２１、Ｃ２１の間に配置されるので、樹脂成型基板１の表面１ａに過剰なはんだＳ１が溢れ出ても、リード端子Ｃ２、Ｃ２同士が短絡し難くなり、第１実施形態に比べて、リード端子Ｃ２、Ｃ２間の絶縁が確保し易い。

本実施形態の突起部４の長さは、コンデンサＣの外径以下であってもよい。この場合、突起部４はコンデンサＣの窪んだ底部Ｃ１に当接するため、突起部４の高さを底部Ｃ１の深さを考慮して設計する必要がある。

［第３実施形態］
図６は、本発明の第３実施形態に係る樹脂成型基板を用いたコンデンサの実装構造を示す図である。図７は、本発明の第３実施形態に係る樹脂成型基板の部分平面図である。図１〜図３と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、それらの説明は上記説明を援用し、ここでの説明は省略する。以下では、第１実施形態及び第２実施形態と相違する構成について説明する。
第３実施形態に係る樹脂成型基板１は、第１実施形態と同様に一対の突起部４、４を有しているが、突起部４、４は、それぞれ端子挿通穴２、２に重なるように配置されており、端子挿通穴２、２が突起部４、４を貫通している。突起部４、４は、端子挿通穴２、２の並び方向（図６、図７の左右方向）に対して直交する方向（図７の上下方向）に沿って平行に延びている。

この突起部４、４も、樹脂成型基板１に実装されるコンデンサＣの底部Ｃ１側の周縁部Ｃ３と当接してコンデンサＣを支持している。これにより、コンデンサＣの底部Ｃ１側は、突起部４、４の高さに相当する距離を有して樹脂成型基板１の表面１ａから離隔し、コンデンサＣの底部Ｃ１側と樹脂成型基板１との間に空間５が形成される。

本実施形態では、コンデンサＣと樹脂成型基板１との間の空間５に突起部４、４が露出する。端子挿通穴２、２は突起部４、４を貫通しているため、第１実施形態及び第２実施形態と異なり、コンデンサＣと樹脂成型基板１との間にリード端子Ｃ２、Ｃ２の根元部が露出しない。しかし、コンデンサＣの底部Ｃ１は、周縁部Ｃ３よりも窪んでいるため、端子挿通穴２、２から溢れ出た過剰なはんだＳ１は、突起部４、４の上端面とコンデンサＣの底部Ｃ１との間から流出することができる。図５は、左側の端子挿通穴２から溢れ出た過剰なはんだＳ１が流出した状態を示している。この過剰なはんだＳ１は、突起部４の上端面から樹脂成型基板１の表面１ａに流出する。

従って、この樹脂成型基板１及びコンデンサＣの実装構造も、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、空間５に露出する突起部４、４の周囲を観察することにより、過剰なはんだＳ１の有無及びそのはんだＳ１の状態を目視確認することができる。しかも、端子挿通穴２、２の長さは、突起部４、４の高さに相当する距離だけ長くなるため、第１実施形態及び第２実施形態に比べ、過剰なはんだＳ１が樹脂成型基板１の表面１ａに溢れ出ることを抑制する効果も得られる。また、コンデンサＣのリード端子Ｃ２、Ｃ２の根元部は突起部４、４によって覆われるため、樹脂成型基板１の表面１ａに流出した過剰なはんだＳ１によるリード端子Ｃ２、Ｃ２同士の短絡も低減され、リード端子Ｃ２、Ｃ２間の絶縁も確保し易い。

端子挿通穴２、２に重なるように設けられる突起部４、４も、様々な形態とすることができる。例えば、図８Ａに示すように、突起部４、４の一端部が、端子挿通穴２、２と重なり、突起部４、４の他端部側が、端子挿通穴２、２の並び方向（図８Ａの左右方向）に沿って互いに相反する方向に延びていてもよい。また、図８Ｂに示すように、突起部４、４の一端部が、端子挿通穴２、２と重なり、突起部４、４の他端部側が、端子挿通穴２、２の並び方向に直交する方向に沿って互いに相反する方向に延びていてもよい。これら一対の突起部４、４は、必ずしも平行でなくてもよい。更に、図８Ｃに示すように、突起部４、４は、端子挿通穴２、２の周囲のみに点状に設けられていてもよい。

また、本実施形態の突起部４も、必ずしも一対の端子挿通穴２、２に対応して設けられていなくてもよい。突起部４は、一対の端子挿通穴２、２のうちのいずれか一方だけに対応して設けられてもよい。

以上説明した各実施形態において、突起部４は、樹脂成型基板１の表面１ａに一体に成形された一体成形部とすることができる。一体成形部である突起部４は、樹脂成型基板１と同時に容易に成型可能であるため、突起部４を有する樹脂成型基板１の製造コストも低減できる。

また、突起部４の上端面は、平坦面に限定されない。突起部４の上端面は、例えばコンデンサＣの底部Ｃ１の窪みに沿う凸形状であってもよい。また、突起部４は、コンデンサＣの底部Ｃ１側と線接触するように形成されてもよい。

なお、樹脂成型基板１の表面１ａに複数のコンデンサＣが実装される場合には、突起部４は、複数のコンデンサＣを共通に支持してもよい。

１樹脂成型基板
１ａ表面
２端子挿通穴
４突起部
Ｃコンデンサ
Ｃ１底部
Ｃ２リード端子
Ｃ３周縁部
Ｓはんだ

Claims

底部に一対のリード端子を有する円筒形状のコンデンサをはんだによって直立状態で実装する樹脂成型基板であって、
前記コンデンサの前記リード端子を挿通させる一対の端子挿通穴と、
前記リード端子が前記端子挿通穴に挿通された前記コンデンサの前記底部側と当接して、前記コンデンサを基板の表面から離隔させる１つの突起部又は一対の突起部と、を有し、
前記突起部は、基板の表面に一体に成形された一体成形部であり、
１つの前記突起部は、一対の前記端子挿通穴のうちの一方に重なるように配置され、又は、一対の前記突起部は、一対の前記端子挿通穴にそれぞれ個別に重なるように配置され、
前記突起部と重なる前記端子挿通穴は、前記突起部を貫通しており、
前記コンデンサと前記樹脂成型基板との間に、外部から目視可能な空間が形成されている、樹脂成型基板。
前記突起部は、前記コンデンサの前記底部側の周縁部と当接するように配置されている、請求項１に記載の樹脂成型基板。
底部に一対のリード端子を有する円筒形状のコンデンサが樹脂成型基板にはんだによって直立状態で実装されたコンデンサの実装構造であって、
前記樹脂成型基板は、請求項１又は２に記載の樹脂成型基板であり、
前記コンデンサは、前記リード端子が前記樹脂成型基板の前記端子挿通穴に挿通され、前記コンデンサの前記底部側が、前記樹脂成型基板の少なくとも１つの前記突起部と当接することにより、前記樹脂成型基板の表面から離隔して実装されている、コンデンサの実装構造。