JPS63215095A - プリント基板への電子部品固定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、電子部品の導電脚部をプリント基板のスル
ーホールに部品実装面側から押通してパターンプリント
面側に延出した部分をランドにはんだ付けして固定する
プリント基板への電子部品の固定方法に関するものであ
る。

従来の技術 電子部品をプリント基板に固定接続する方法としては、
第５図に示すように電子部品１の導電脚部としてのリー
ド線１ａをプリント基板２のスルーホール２ａに部品実
装面（第５図において上面）側から挿通し、このリード
線１ａのパターンプリント面（第５図において下面）側
に延出した部分と、前記スルーホール２ａのパターンプ
リント面側口縁に形成されたランド２ｂとをはんだ付け
して固定するとともに電気的に接続する方法が一般的で
ある。

発明が解決しようとする問題点 一般に、はんだ付は部は比較的軟弱であるため、大きな
外力が急激に加わった時に容易に破壊してしまう。この
場合のはんだ付は部の強度は、はんだ自体の引張り強度
と伸びとにより決定される。

ところが、プリント基板に実装された電子部品のはんだ
付は部では、はんだと母材金属との反応による金属間化
合物の成長、温度サイクルや熱衝撃によるはんだの熱疲
労、および荷重や温度変化に伴う変形により蓄積される
内部応力に起因するクリープ現象等の原因により、はん
だ付は部が僅な外力や僅かな温度変化で破壊することが
ある。

例えば、前記した従来の固定方法の場合には、電子部品
１のリード線１ａおよびランド２ｂの構成金属である銅
、ニッケル、銀等とはんだとが反応して、硬くて脆い金
属間化合物が生成されるためはんだ付は部の曲げに対す
る強度が低下する。

ざらに、金属間化合物が生成される過程で、はんだ中の
錫が消費されるため、はんだの組成が変化、即ちはんだ
中の鉛の濃化が起り、これもまたはんだ付は部の強度を
低下させる。

また、電子部品１の発熱等により、はんだ付は部に温度
サイクルが加わると、はんだ付は部を構成する各材料の
熱膨張率の違いに起因する歪みがはんだ付は部に周期的
に加わり、その結果、はんだ付は部が熱疲労により破壊
し易くなる。

また、固定される電子部品１の自重および長期的に加わ
る外力、プリント基板２の反り、あるいは温度変化に伴
う変形等によりはんだ付は部に内部応力が蓄積され、そ
の結果、はんだ付は部の降伏点以下の僅かな荷重や温度
上昇により蓄積された内部応力が開放される際にクリー
プが発生して破壊し易くなることが知られている。

特に、この従来の固定方法の場合には、電子部品１のリ
ード線１ａとランド２ｂとを連結しているはんだ部分が
、プリント基板２に電子部品１を固定する機能とランド
２ｂとリード線１ａとを電気的に接続する機能との２つ
の機能を果しているため、はんだの組成変化、熱疲労あ
るいはクリープ現象により破壊し易くなり、その結果、
第４図に示すようにはんだ付は部に亀裂Ｋが生じると電
子部品の固定が不完全になるとともに電気的接続不良が
起る虞れがあった。

この発明は上記問題点に鑑みなされたもので、電子部品
をプリント基板に強固に取付けできるとともに電気的接
続不良の起らない電子部品の簡単な固定方法の提供を目
的としている。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するための手段としてこの発明は、電
子部品の導電脚部をプリント基板のスルーホールに部品
実装面側から挿通してパターンプリント面側に延出した
部分をランドにはんだ付けして固定するプリント基板へ
の電子部品固定方法において、基端側に係合部を形成し
た導電脚部をプリント基板の部品実装面側からスルーホ
ールに挿通して、この係合部をスルーホールの部品実装
面側の口縁に係合させた状態で、この導電脚部のパター
ンプリント面側に延出した先端部分を偏平に塑性加工し
てスルーホールのパターンプリント面側に係止する係止
部を形成し、この係止部と前記係合部とによりプリント
基板を挾持して機械的に固定した後、前記導電脚部のパ
ターンプリント面倒に延出した部分をはんだ付けして電
気的に接続することを特徴としている。

作　　用 上記のように、電子部品の導電脚部をスルーホールに挿
通して延出部に係止部を形成し、プリント基板を導電脚
部の係合部と係止部とで挾持することにより電子部品は
機械的に強固に取付けられ、また延出部に形成した係止
部とプリントされたパターンあるいはう°ンドとをはん
だ付けすることにより電気的に接続される。したがって
、電子部品は導電脚部によりプリント基板に機械的に固
定されていることから、はんだ付は部への荷重が防止さ
れ、このはんだ付は部は電気的接続のみを担うこととな
る。

実施例 以下、この発明の実施例を第１図ないし第４図に基づき
説明する。

第１図および第２図はこの発明に係るプリント基板への
電子部品固定方法の第１実施例を示すもので、プリント
基板１１の部品実装面（第１図において上面）にはパタ
ーンプリント面（第１図において下面）に貫通するスル
ーホール１１ａが形成され、またこのスルーホール１１
ａのパターンプリント面側の口縁にはサークル形のラン
ド１１ｂが形成されており、このランドはプリント配線
のパターン（図示せず）に電気的に接続されている。

一方、前記スルーホール１１ａに固定する電子部品の断
面円形で金属製の導電脚部１２は、その先端側を前記ス
ルーホール１１ａの内径より小径に形成して挿通部１２
ａが形成され、スルーホール’１１ａの内径より大径の
基端側の部分との境に段状の係合部１２ｂが形成されて
いる。

そして、電子部品のプリント基板１１への取付けは、先
ず、電子部品の導電脚部１２の挿通部１１ａをプリント
基板１１の部品実装面側からスルーホール１１ａに挿通
し、導電脚部］２の基端側の係合部１２ｂをスルーホー
ル１１ａの部品実装面側の口縁部に当接させ、前記挿通
部１２ａの先端側をパターンプリント面側に延出する。

（第１図（イ）および第２図（イ）参照）。

次に、プリント基板１１のパターンプリント面側に延出
した前記挿通部’１２ａの先端部分を工具により挟んで
潰して偏平な形状の係止部１３を形成する。この係止部
１３は、その一部が前記スルーホール１１ａのパターン
プリント面側の口縁に環状に設けられたランド１１ｂと
圧接すように形成し、電子部品の導電脚部１２の前記係
合部１２ｂと係止部１３とによりプリント基板１１を挾
持するようにして、電子部品をプリント基板１１に機械
的に固定する（第１図（ロ）および第２図（ロ）参照）
。

そして、電子部品を機械的に固定した後、プリント基板
１１のパターンプリント面側において、前記係止部１３
とランド１１ｂをはんだ付けしてこのはんだ付は部１４
により導電脚部１２とプリント配線上のランド１１ｂと
を電気的に接続する。

また第３図はこの発明の第２実施例を示すもので、前記
第１実施例において係止部を形成する際にパターンプリ
ント面側に導電リングを介装して固定する方法で、第１
実施例と同一の構成部分には同一の符号を付して、その
詳細な説明を省略する。

導電リング２５は外径の小ざい小径部２５ａを設けて外
周面が二段に形成されており、この導電リング２５を使
用して電子部品をプリント基板１１に取付けるには、前
記第１実施例と同様にして導電脚部１２の挿通部１２ａ
をスルーホール１１ａに挿通し、パターンプリント面側
に延出したこの挿通部１２ａの延出部分に導電リング２
５を、その小径部２５ａがパターンプリント面側となる
ように嵌合させ（第３図（イ）参照）、次に前記導電リ
ング２５から延出した挿通部１２ａの先端部分を工具に
より挟んで潰して偏平な形状の係止部１３を形成して前
記導電リング２５の小径部２５ａ側がランド１１ｂに圧
接するように、導電脚部１２の係合部１２ｂと係止部１
３との間に前記プリント基板１１とを一体に挾持して機
械的に固定する（第３図（ロ）参照）。

そして、電子部品を機械的に固定した後、プリント基板
１１のランド１１ｂと前記係止部１３と、この両者間に
介装された導電リング２５とを、はんだ付けにより前記
導電リング２５が被包されるように一体に接続してこの
はんだ付は部２６により電気的に接続（第３図（ロ）参
照）する。したがって、導電リング２５のランド１１ｂ
側に形成されている小径部２５ａにはんだが充填される
ため、ランド１１ｂと導電リング２５とが強固に接続さ
れ、前記第１実施例の方法の場合とほぼ同様の効果が得
られとともに、前記はんだ付は部２６の導電脚部とはん
だとの間に何等かの原因で亀裂が生じた場合でも、プリ
ント基板１１側のランド１１ｂおよび導電脚部１２側の
係止部１・３とそれぞれ広い面積で接触している前記導
電リング２５を介して電気的接続を維持させることがで
きる。

また第４図はこの発明の第３実施例を示すもので、前記
両実施例と同様のプリント基板１１に、導電脚部として
のリード線を備えた電子部品をプリント基板に固定する
方法を示しており、電子部品３２をプリント基板１１に
取付ける場合には、電子部品３２は、プリント基板１１
への取付は高さが低くなるようにプリント基板１１の部
品実装面と平行に取付けられており、この電子部品３２
の側部に設けられたリード線３２ａは、その基端側をＵ
字形に折曲し、ざらに先端側をほぼ直角に折曲して、こ
のほぼ直角のコーナ部分を係合部３２ｂとしている。

この電子部品３２の取付けは、リード線３２ａの先端側
をプリント基板１１のスルーホール１１ａに挿通して、
このリード線３２ａの前記直角のコーナ部分の係合部３
２ｂを、スルーホール１１ａの部品実装面側の口縁部に
当接させるとともに、リード線３２ａの先端部をパター
ンプリント面側に延出しく第４図（イ）参照）、このリ
ード線３２ａの延出した先端部分を工具により挟んで潰
して偏平な形状の係止部３３を形成する。そして、電子
部品３２のリード線３２ａの前記係合部３２ｂと係止部
３３とによりプリント基板１１を挾持するようにして、
電子部品３２をプリント基板１１に機械的に固定する（
第４図（ロ）参照）。

そして、電子部品を機械的に固定した俊、前記リード線
３２ａとプリント基板１１側のランド１１ｂとをはんだ
付けしてこのはんだ付は部３４により電気的に接続（第
４図（ハ）参照）することにより前記第１実施例の方法
の場合とほぼ同様の効果が得られる。

発明の詳細 な説明したようにこの発明に係るプリント基板への電子
部品固定方法は、−電子部品の導電脚部の基端側に係合
部を形成してこの導電脚部をプリント基板の部品実装面
側からスルーホールに挿通し、この係合部をスルーホー
ルの部品実装面側の口縁に係合させた状態で、この導電
脚部のパターンプリント面側に延出した先端部分を偏平
に塑性加工してスルーホールのパターンプリント面側に
係止する係止部を形成し、この係止部と前記係合部とに
よりプリント基板を挾持して機械的に固定した後、前記
導電脚部のパターンプリント面側に延出した部分をはん
だ付けして電気的に接続するようにしてハンダ付は部は
電気的接続のみを担うようにしたので、この固定方法に
よれば、ハンダ付は部へ直接加わる荷重を減少させ、は
んだ付は部の亀裂発生を大幅に減少でき、その結果、プ
リント基板を使用する電気機器の信頼性を著しく向上で
きる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の第１実施例を示すもの
で、第１図（イ）（ロ）（ハ）はプリント基板への電子
部品の取付は過程をそれぞれ示し、第１図（イ）はスル
ーホールに挿通部を挿通した状態の説明図、第１図（ロ
）は係止部を形成した状態の説明図、第１図（ハ）はは
んだ付けした状態の説明図、第２図（イ）は第１図（イ
）のＡ矢視図、第２図（ロ）は第１図（ロ）の８矢視図
、第２図（ハ）は第１図（ハ）のＣ矢視図、第３図はこ
の発明の第２実施例を示し、第３図（イ）はスルーホー
ルに挿通部を挿通した状態の説明図、第１図（ロ）は導
電リングを嵌めて係止部を形成した状態の説明図、第３
図（ハ）ははんだ付けした状態の説明図、第４図はこの
発明の第３実施例を示し、第４図（イ）はスルーホール
にリード線を挿通した状態の説明図、第４図（ロ）は係
止部を形成した状態の説明図、第４図（ハ）ははんだ付
けした状態の説明図、第５図は従来の固定方法により取
付けた状態を示す説明図、第６図ははんだ付は部に亀裂
が生じた状態を示す説明図である。 １１・・・プリント基板、　１１ａ・・・スルーホール
、１１ｂ・・・ランド、　１２・・・導電脚部、　１２
ａ・・・挿通部、　１２ｂ・・・係合部、　１３・・・
係止部、１４・・・はんだ付は部、　２５・・・導電リ
ング、２６・・・はんだ付は部、　３２・・・電子部品
、　３２ａ・・・リード線、　３２ｂ・・・係合部、　
３３・・・係止部、３４・・・はんだ付は部。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理士　豊　１）武　久 （ほか１名） 第４図 第３図 （イ）　　　　　　　　　　　　（ロ）　　　　　　　
　　　　　　　（／す第５図 手続補正書防式） 昭和６２年６月２日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電子部品の導電脚部をプリント基板のスルーホールに部
   品実装面側から挿通してパターンプリント面側に延出し
   た部分をランドにはんだ付けして固定するプリント基板
   への電子部品固定方法において、基端側に係合部を形成
   した導電脚部をプリント基板の部品実装面側からスルー
   ホールに挿通して、この係合部をスルーホールの部品実
   装面側の口縁に係合させた状態で、この導電脚部のパタ
   ーンプリント面側に延出した先端部分を偏平に塑性加工
   してスルーホールのパターンプリント面側に係止する係
   止部を形成し、この係止部と前記係合部とによりプリン
   ト基板を挾持して機械的に固定した後、前記導電脚部の
   パターンプリント面側に延出した部分をはんだ付けして
   電気的に接続することを特徴とするプリント基板への電
   子部品固定方法。