JPH0593073U - プリント基板実装構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】マザーボードに表面実装基板をリード端子で取
り付け固定してなるプリント基板実装構造に関し、実装
密度をより高くして小型・軽量化を実現でき、しかも製
造工数を削減可能とすることを目的とする。 【構成】Ｌ字状のリード端子11の一辺11ａを、表面実装
基板ｓの下端のスルーホール12に挿入して、他の表面実
装部品３と同じくリフロー半田付けし、かつ該リード端
子11の他の一辺11ｂを、表面実装基板ｓがマザーボード
ｍに接するまで、マザーボードｍのスルーホール８に挿
入して、固定した構成とする。または、表面実装基板ｓ
の部品実装面中に形成したスルーホール13にリード端子
14を挿入して、他の表面実装部品３と同じくリフロー半
田付けし、マザーボードｍには、表面実装基板ｓの前記
スルーホール13と対応する位置にスルーホール15を形成
し、表面実装基板ｓのリード端子14を挿入して固定して
なる構成とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、プリント基板からなるマザーボードに、同じくプリント基板からな り部品を搭載してなる表面実装基板をリード端子を介して取り付け固定してなる プリント基板実装構造に関する。マザーボードに表面実装基板を取り付ける場合 、マザーボードに対し垂直に取り付ける構造と、平行に取り付ける構造がある。

【０００２】

【従来の技術】

図５は車載用の電子制御ユニットの断面図であり、ケーシング１中にマザーボ ードｍを取り付け、該マザーボードｍに、サブボードとなる表面実装基板ｓや各 種の電子部品２を取り付け、電子回路を構成している。有機樹脂系またはセラミ ック製の絶縁板からなる表面実装基板ｓには、ＩＣや各種の受動素子などの表面 実装部品３が実装され、ハイブリッドＩＣないしモジュールを構成している。な お、ケーシング１の上下は、蓋板４、４でカバーされている。

【０００３】 図６は表面実装基板３をマザーボードｍに対し垂直に取り付けた実装構造の正 面図と側面図であり、表面実装基板ｓがSIL(single in-line) 式のリード端子５ でマザーボードｍに実装されている。図７は、表面実装基板ｓをSIＬ式のリード 端子５で実装する方法を工程順に示す図である。

【０００４】 まず (1)図のような表面実装用の絶縁基板ｓに片面ずつ半田ペーストを印刷し 、その上にICや能動素子などの表面実装部品３を自動的に位置決めした状態で、 炉に通してリフロー半田付けすると、 (2)図の状態となる。次いで (3)図のよう に、例えばクリップ構造のSIＬ式リード端子５を表面実装基板ｓの下端縁に挟み 付け、その状態で(4) 図のように溶融半田６中に浸漬し、半田付けした状態で引 き上げる。

【０００５】 この状態では、SIＬ式のリード端子５の先端が鎖線部７で一体に連結している ため、鎖線部を切除して、SIＬ式の各リード端子５を分離した状態で、 (5)図の ように、各リード端子５を、マザーボードｍの対応するスルーホール８に挿入す る。そして、溶融半田流の上を通して、各リード端子５をスルーホール８に半田 付けする。

【０００６】 これに対し、図８のように、表面実装基板ｓをマザーボードｍに対し平行に実 装する構造は、図９のプロセスで実装される。先ず、図７における(1) 〜(2) 工 程のように、絶縁層ｓの両面に半田ペーストを印刷し、その上に表面実装部品３ を位置決めし、リフロー半田付けする。こうして両面に電子部品を表面実装して なる表面実装基板ｓの両端縁に、図９(1) のようにクリップ構造のリード端子9a 、9bを挟みつける。なお、このリード端子9a、9bは、クリップ部に対し、端子部 が直角になっている。

【０００７】 次に (2)図のように、表面実装基板ｓの左側のリード端子9a側を溶融半田６中 に浸漬して半田付けした後、 (3)図のように反転して右側のリード端子9b側を溶 融半田６中に浸漬し、半田付けする。そして、図７の場合と同様に、各リード端 子9a、9bの先端の連結部７を切除すると、(4) 図のように、表面実装基板ｓの面 に対し直角方向のリード端子9a、9bが、表面実装基板ｓの両端縁に固定された構 造となる。

【０００８】 この(4) 図の表面実装基板ｓの両端のリード端子9a、9bを、図８のようにマザ ーボードｍのスルーホール８に挿入し、溶融半田上を通して半田付けすると、平 行実装構造が完成する。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、車載機器を小型軽量化して、自動車の燃費を節減する上でも、部品 実装を高密度化して、図５のような電子制御機器を小型軽量化することが要請さ れている。図６、図７の垂直実装構造の場合、SIＬ式のリード端子５の高さ分ｈ だけ、表面実装基板ｓが浮いており、しかもリード端子５の半田付け部のスペー スＷを含めると、ｈ＋Ｗの空間は、部品実装の上ではデッドスペースとなる。そ の結果、規定数の電子部品を実装するには、表面実装基板ｓの全高さＨを高くし なければならず、全体が大形となり、かつケーシング１などの重量も増加する。

【００１０】 図８、図９の平行実装構造は、表面実装基板ｓの両端にリード端子9a、9bが有 るため、図９(4) に示すように、各搭載部品３から両端のリード端子9a、9bまで 、各部品を避けて迂回した状態で、配線パターン10を引き回す必要があり、その 結果、部品の実装密度が低下する。したがって、配線パターン10の布線領域分だ け表面実装基板ｓの面積を広くしなければならず、機器全体が大型化し、かつ重 くなる。

【００１１】 さらに、垂直実装構造も平行実装構造も、表面実装基板ｓに表面実装部品３を リフロー半田付けした後、リード端子５、9a、9bを絶縁基板の端部に取り付け、 かつ半田付けしなければならず、製造工数が多いという問題もある。

【００１２】 本考案の技術的課題は、このような問題に着目し、表面実装基板をリード端子 でマザーボードに取り付け固定するプリント基板実装構造において、実装密度を より高くして小型・軽量化を実現でき、しかも製造工数を削減可能とすることに ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

請求項１の考案は、図１に示すように、マザーボードｍに対し、表面実装基板 ｓが、リード端子を介して垂直に実装されてなるプリント基板実装構造を対象と する。

【００１４】 そして、Ｌ字状に形成されたリード端子11を用い、その一辺11ａを、表面実装 基板ｓの下端のスルーホール12に挿入し、他の表面実装部品３と同じくリフロー 半田付けした構造になっている。また、該リード端子11の他の一辺11ｂは、表面 実装基板ｓの下端がマザーボードｍに接するまで、マザーボードｍのスルーホー ル８に挿入して、固定されている。

【００１５】 請求項２の考案は、図３、図４に示すように、マザーボードｍに対し、表面実 装基板ｓが、リード端子を介して平行に実装されてなるプリント基板実装構造を 対象とする。そして、表面実装基板ｓの部品実装面中の任意の位置に、スルーホ ール13を形成し、該スルーホール13にリード端子14を挿入して、他の表面実装部 品３と同じくリフロー半田付けした構造になっている。

【００１６】 また、マザーボードｍには、表面実装基板ｓの各スルーホール13と対応する位 置に、スルーホール15が形成されており、該スルーホール15に、表面実装基板ｓ のリード端子14が挿入固定されている。

【００１７】

【作用】

請求項１のように、Ｌ字状に形成されたリード端子11の一辺11ａを、表面実装 基板ｓの下端のスルーホール12に挿入し、他の部品３と同じくリフロー半田付け した構造とすることにより、各リード端子11を、他の各表面実装部品３と同じ工 程で一緒に実装し半田付けできるので、製造工数が削減され、製造コストを低減 できる。

【００１８】 また、該リード端子11の他の一辺11ｂは、表面実装基板ｓの下端がマザーボー ドｍに接するまで、マザーボードｍのスルーホール８に挿入して、固定されてい るため、従来のように表面実装基板ｓとマザーボードｍとの間に無駄な空間が生 じることはなく、表面実装基板ｓを低くして、全体を小型・軽量化できる。

【００１９】 請求項２のように、表面実装基板ｓをマザーボードｍに対し平行に実装する場 合も、表面実装基板ｓの任意の位置にスルーホール13を形成してリード端子14を 挿入し、他の表面実装部品３と一緒に実装しリフロー半田付けできるため、製造 工数が削減される。

【００２０】 また、表面実装基板ｓの面内の部品実装面中の表面実装部品３の存在しない任 意の位置にリード端子14を配置するため、各部品３とリード端子14との距離が短 縮され、配線パターンの占める面積が削減される。しかも、表面実装基板ｓの両 端には、半田付けパッドを形成する必要がないので、その分だけ表面実装基板ｓ を小型化できる。したがって、装置全体として小型・軽量化できる。

【００２１】

【実施例】

次に本考案によるプリント基板実装構造が実際上どのように具体化されるかを 実施例で説明する。図２は請求項１のプリント基板実装構造の製造プロセスを工 程順に例示する側面図である。

【００２２】 まず (1)工程において、絶縁基板ｓの左側の面に、部品を表面実装するための 半田ペーストを印刷し、その上に表面実装部品３を自動機で位置決めした状態で 、炉に入れてリフロー半田付けを行なうと、(2) の状態となる。次に、同じ要領 で絶縁基板ｓの右側の面に半田ペーストを印刷する。このとき、図１(b) に示す 各スルーホール12の縁の、リング状の半田付けパッド12ｐ上にも半田ペーストを 印刷する。

【００２３】 そして、これらの半田ペーストの上に、表面実装部品３を位置決めすると共に 、スルーホール12にＬ字状のリード端子11の一辺11ａを自動機で挿入し、炉に入 れて表面実装部品３と一緒にリフロー半田付けすると、(3) の状態となる。した がって、図７の(3) のようにリード端子５を装着する工程、 (4)のように該リー ド端子５を半田付けする工程を削減でき、製造コストが低減される。

【００２４】 最後に、図２(4) のように、表面実装基板ｓのＬ字状リード端子11の他の一辺 11ｂをマザーボードｍのスルーホール８に挿入し、溶融半田流の上を通過させて 一斉に半田付けすると、図１(a) の状態となり、完成する。

【００２５】 Ｌ字状のリード端子11の表面実装基板ｓ側の辺11ａには、スルーホール12に挿 入する際の挿入深さを規定するストッパーとして、リング状の鍔16を設けておく のが良い。

【００２６】 図３は請求項２のプリント基板実装構造の製造方法を例示する斜視図である。 絶縁基板ｓの両面に、表面実装部品３が搭載されるが、リード端子14は、部品実 装面内において、搭載部品３の存在しない任意の位置に配設される。そのため、 搭載部品３を避けた位置に、リード端子14を挿入するスルーホール13が形成され ている。そして、これらのスルーホール13と各搭載部品３との間が、配線パター ン17で接続されている。

【００２７】 このプリント基板実装構造の製造に際しては、まず絶縁基板ｓの裏面側、すな わちマザーボード側の面を上にして、半田ペーストを印刷し、その上に自動機で 表面実装部品３( 図４における下面側の部品 )を位置決めし、炉に通してリフロ ー半田付けする。

【００２８】 次に裏返して、図３の状態とし、同じ要領で半田ペーストを印刷する。このと き、スルーホール13の縁のリング状の半田付け用パッド12ｐの上にも半田ペース トを塗布する。そして、これらの半田ペーストの上に自動機で表面実装部品３を 位置決めすると共に、自動機で各スルーホール13にリード端子14を挿入する。そ して、炉に通すことで、上側の部品３およびリード端子14を一斉にリフロー半田 付けする。

【００２９】 一方、図４に示すマザーボードｍには、表面実装基板ｓの各スルーホール13と 対応する位置にスルーホール15が形成されているため、図３で製造された表面実 装基板ｓの各リード端子14の先端を、マザーボードｍの各スルーホール15に挿入 し、溶融半田流の上を通すことで、一斉に半田付けすると、図４のように完成す る。

【００３０】 この実施例によれば、図３から明らかなように、それぞれの部品３に最短の位 置にスルーホール13を配置できるため、図９(4) のように、表面実装基板ｓの両 端まで配線パターン10を引き回すものに比べて、部品３を高密度実装でき、また 表面実装基板ｓの両端の端子ボンディングパッドも不要なため、表面実装基板ｓ を大幅に小型・軽量化できる。

【００３１】 リード端子14としては、ピン状のものを例示したが、この形状に限定されるも のではない。また、リード端子14の上端には、スルーホール13に挿入する際の挿 入深さを規定するストッパーとして、リング状の鍔18を設けておくのが良い。

【００３２】 図６〜図９に示す従来のプリント基板実装構造は、いずれも端子先端が鎖線で 示すブリッジ部７によって一体に連結しており、表面実装基板ｓの端部に装着し て半田付けを完了し、マザーボードｍに実装する前に、ブリッジ部７を切除する 。したがって、表面実装基板ｓ側の端子パッドのピッチとリード端子５やリード 端子9a、9bのピッチが異なる場合を想定して、端子ピッチの異なるリード端子５ やリード端子9a、9bを何種類か用意しておく必要がある。

【００３３】 これに対し、図１〜図４のリード端子11、14は、独立したリード端子を１本ず つ自動機で表面実装基板ｓのスルーホール12、13に挿入する構造なため、表面実 装基板ｓ側のスルーホールの間隔や位置に左右されることはなく、かつリード端 子の種類も一種類で足りる。

【００３４】

【考案の効果】

請求項１のように、Ｌ字状リード端子11の一辺11ａを、表面実装基板ｓの下端 のスルーホール12に挿入し、他の表面実装部品３と同じく、一緒にリフロー半田 付けする構造によれば、製造工程が削減され、製造コストを低減できる。しかも 、該リード端子11の他の一辺11ｂは、表面実装基板ｓの下端がマザーボードｍに 接するまで、マザーボードｍのスルーホール８に挿入して、固定されるため、無 駄な空間が発生せず、表面実装基板ｓを低くして、全体を小型・軽量化できる。

【００３５】 請求項２のように、表面実装基板ｓの任意の位置にスルーホール13を形成して リード端子14を挿入し、他の部品３と一緒にリフロー半田付けする構造も、製造 工数が削減される。また、表面実装基板ｓの面内の表面実装部品３の存在しない 任意の位置にリード端子14を配置するため、各部品３とリード端子14との間の配 線パターンを短くでき、かつ各実装部品３を接近して高密度実装できる。しかも 、表面実装基板ｓの両端に、半田付けパッドを形成する必要がないので、表面実 装基板ｓをさらに小型・軽量化できる。

【００３６】 請求項１、２いずれの場合も、各リード端子11、14は、１本ずつ独立していて 、表面実装部品３の位置決めと同じ工程で、自動機でスルーホールに挿入される ため、表面実装基板ｓのスルーホールの位置やピッチが変化しても、リード端子 は１種類で対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の垂直実装型のプリント基板実装構造
の実施例を示す側面図と斜視図である。

【図２】請求項１の垂直実装型のプリント基板実装構造
の製造プロセスを例示する側面図である。

【図３】請求項２の平行実装型のプリント基板実装構造
の製造方法を例示する斜視図である。

【図４】請求項２の平行実装型のプリント基板実装構造
の実施例を示す側面図である。

【図５】車載用の電子制御ユニットの断面図である。

【図６】表面実装基板をマザーボードに対し垂直に取り
付けた従来の実装構造の正面図と側面図である。

【図７】従来の垂直実装構造の製造プロセスを示す側面
図である。

【図８】表面実装基板をマザーボードに対し平行に実装
した従来構造の側面図である。

【図９】従来の平行実装構造の製造プロセスを示す図で
ある。

【符号の説明】

１ ケーシング ｍ マザーボード ｓ 表面実装基板( 絶縁基板 ) ２ 電子部品 ３ 表面実装部品 ４ 蓋板 ５ SIＬ式のリード端子 ６ 溶融半田 ７ ブリッジ部 ８ マザーボードのスルーホール 9a,9b リード端子 10 従来の配線パターン 11 本考案によるＬ字状のリード端子 12 表面実装基板のスルーホール 12p スルーホールの半田付けパッド 13 表面実装基板の面内のスルーホール 13p スルーホールの半田付けパッド 14 ピン状のリード端子 15 マザーボードのスルーホール 16 Ｌ字状リード端子の鍔部 17 本考案の表面実装基板における配線パターン 18 ピン状リード端子の鍔部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 マザーボード(m) に対し、表面実装基板
   (s) が、リード端子を介して垂直に実装されてなるプリ
   ント基板実装構造において、 Ｌ字状に形成されたリード端子(11)の一辺(11a) が、表
   面実装基板(s) の下端のスルーホール(12)に挿入して、
   他の表面実装部品(3) と同じくリフロー半田付けされて
   おり、 かつ該リード端子(11)の他の一辺(11b) は、表面実装基
   板(s) の下端がマザーボード(m) に接するまで、マザー
   ボード(m) のスルーホール(8) に挿入して、固定されて
   いることを特徴とするプリント基板実装構造。
2. 【請求項２】 マザーボード(m) に対し、表面実装基板
   (s) が、リード端子を介して平行に実装されてなるプリ
   ント基板実装構造において、 表面実装基板(s) の部品実装面中の任意の位置に形成さ
   れたスルーホール(13)に、リード端子(14)が挿入され
   て、他の表面実装部品(3) と同じくリフロー半田付けさ
   れており、 マザーボード(m) には、表面実装基板(s) の前記スルー
   ホール(13)と対応する位置にスルーホール(15)が形成さ
   れ、該スルーホール(15)に、表面実装基板(s)の前記リ
   ード端子(14)の先端が挿入固定されていることを特徴と
   するプリント基板実装構造。