WO2007080927A1

WO2007080927A1 - 固定具、この固定具を備える面実装型部品、及びこの固定具を用いる実装構造

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Publication number: WO2007080927A1
Application number: PCT/JP2007/050251
Authority: WO
Inventors: Yuzo Kawahara
Original assignee: Tyco Electronics Amp K.K.
Priority date: 2006-01-12
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2007-07-19
Also published as: EP1993172A1; EP1993172A4; CN101371404A; TW200803081A; US20100227506A1; JP2007188697A

Abstract

　実装面積を従来より小さくしても基板保持強度の低下を防止することができる固定具、この固定具を備える面実装型部品、及びこの固定具を用いる実装構造を提供する。固定具２０は、接続対象物を回路基板ＰＣＢ上に半田接続するための固定具である。固定具２０は、接続対象物の側面に固定される固定部２１と、固定部２１から延び、回路基板２１の表面に半田接続される半田接続部２２とを備えている。半田接続部２２の端部は外方に向かってＵ字状に折り返され、その一直線状の稜部２２ａが回路基板ＰＣＢの表面に接するようになっている。回路基板ＰＣＢに接する半田接続部２２の稜部２２ａの両側に半田フィレット３０が互いに近接して一体的に形成される。

Description

固定具、この固定具を備える面実装型部品、及びこの固定具を用いる実装構造

技術分野

[0001] 本発明は、接続対象物を回路基板上に半田接続するための固定具、この固定具を備える面実装型部品、及びこの固定具を用いる実装構造に関する。

背景技術

[0002] 従来より、回路基板上に実装される、電気コネクタなどの面実装型部品においては、この面実装型部品を回路基板に半田接続するための固定具が備えられている。この固定具としては、板状の部品で構成され、面実装型部品の両側面に固定されて回路基板上に半田接続されるものや、あるいは面実装型部品を覆う金属製のシェルの一部分として設けられて回路基板上に半田接続されるものなどが知られている。

[0003] この面実装型部品を覆うシェルの一部分として固定具が設けられる従来例として、例えば、図 9に示すものが知られている（特許文献 1参照)。図 9は、従来のシールド型コネクタの一例の斜視図である。

図 9に示すシールド型コネクタ 101は、図示しない回路基板上に実装されるようになつており、複数のコンタクト 111及び同軸コンタクト 112を有する絶縁性のハウジング 1 10と、このハウジング 110を覆う金属製のシェル 120とを具備している。このシェル 12 0は、下向きの側壁 121, 121を両端に有する上シェル 120aと、上向きの側壁 126, 126を両端に有する下シェル 120bとを備えている。

[0004] そして、上シェル 120aの両側壁 121の下端の略中央部には、水平に外方に向けて延びる水平部 122と、水平部 122の先端力も折り曲げられて上方に延びる係合突起 123と力もなる固定部（固定具） 124が設けられている。また、上シェル 120aの両側壁 121の下端には、 1対の脚部 125が下向きに突設されている。

このシールド型コネクタ 101は、回路基板に設けられたスルーホールに脚部 125を挿通して半田接続すると共に、回路基板の表面上に固定部 124の水平部 122全体を半田接続することにより、回路基板上に実装されるようになっている。 [0005] ここで、回路基板上に実装されたシールド型コネクタ 101は、回路基板に設けられたスルーホールに脚部 125が半田接続されていることにより、回路基板に対する基板保持強度が保たれている。回路基板上に固定部 124の水平部 122全体を半田接続することにより、力かる基板保持強度が補強されている。

従って、回路基板に実装された状態でシールド型コネクタ 101を回路基板力も引き離す方向に外力が作用する場合には、脚部 125と固定部 124とによる回路基板に対する基板保持強度があることで、その引き離しを防止できるようになつている。

特許文献 1：特開平 10— 21993号公報

発明の開示

[0006] しかしながら、図 9に示す従来のシールド型コネクタ 101にあっては、以下の問題点かあつた。

即ち、図 10に示すように、固定部 124の水平部 122全体を回路基板 PCBに半田接続すると、水平部 122の周囲に沿って符号 130で示す半田フィレットが形成される。この状態で、外気温の変化あるいは振動等の要因によりシールド型コネクタ 101を矢印 Aで示す水平方向に移動させる外力が作用したり、ある!/ヽは矢印 Bで示す垂直方向に引き離す外力が作用したりすると、上シル 120aに設けられた固定部 124に矢印 Aで示す水平方向の力及び矢印 Bで示す垂直方向の力が作用する。このとき、固定部 124はシールド型コネクタ 101のハウジング 110に取り付けられているシェル 120の一部であること力ら、半田フィレット 130のうちシールド型コネクタ 101側の矢印 aで示す半田フィレット 130の部分に応力が集中する傾向にある。即ち、水平部 122 に付いた半田フィレット 130のうちシールド型コネクタ 101側の矢印 aで示す半田フィレット 130の部分が最も基板保持強度に寄与し、それ以外の部分は寄与度が低い。従って、水平部 122を必要以上に外方に延設して半田接続しても、基板保持強度があまり高くならない一方で、固定部 124の実装面積、即ちシールド型コネクタ 101の実装面積が大きくなつてしまう問題があった。

[0007] 従って、本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、実装面積を従来より小さくしても基板保持強度の低下を防止することができる固定具、この固定具を備える面実装型部品、及びこの固定具を用いる実装構造を提供することにある。

上記問題を解決するため、本発明のうち請求項 1に係る固定具は、接続対象物を回路基板上に半田接続するための固定具であって、前記接続対象物の側面に固定される板状の固定部と、該固定部から延び、前記回路基板の表面に半田接続される半田接続部とを備え、該半田接続部の端部は外方に向力つて u字状に折り返され、その一直線状の稜部が前記回路基板の表面に接するようになって!/、ることを特徴としている。

[0008] また、本発明のうち請求項 2に係る固定具は、請求項 1記載の固定具において、前記固定部に、前記接続対象物に形成された肩部上に当接して前記接続対象物を保持する保持部を設けたことを特徴としてヽる。

更に、本発明のうち請求項 3に係る面実装型部品は、請求項 1又は 2記載の固定具を備えることを特徴として、る。

また、本発明のうち請求項 4に係る面実装型部品は、請求項 3記載の面実装型部品において、前記固定具を、接続対象物の側面に設けられた凹部に収容することを特徴としている。

また、本発明のうち請求項 5に係る実装構造は、請求項 1又は 2記載の固定具を用、ることを特徴として、る。

[0009] 本発明のうち請求項 1に係る固定具によれば、回路基板の表面に半田接続される半田接続部の端部は外方に向力つて U字状に折り返され、その一直線状の稜部が前記回路基板の表面に接するようになっているので、 u字状の稜部の両側に半田フィレットが近接して一体に形成されるので、実装面積当たりの基板保持強度を高くすることができる。回路基板との接触部に水平部を無くしたので、両側の半田フィレットが近接して形成され、パッドの面積を小さくすることができる。このため、実装面積を従来より小さくしても基板保持強度の低下を防止することができる固定具とすることができる。

[0010] また、本発明のうち請求項 2に係る固定具によれば、請求項 1記載の固定具において、接続対象物の側面に固定される固定部に、前記接続対象物に形成された肩部上に当接して前記接続対象物を保持する保持部を設けたので、固定部と共に、固定具と接続対象物との結合を補強することができる。

更に、本発明のうち請求項 3に係る面実装型部品によれば、請求項 1又は 2記載の固定具を備えるので、実装面積を小さくしても基板保持強度の低下を防止することができる面実装型部品とすることができる。また、固定具と接続対象物との結合を補強することができる。

[0011] また、本発明のうち請求項 4に係る面実装型部品は、請求項 3記載の面実装型部品において、前記固定具を、接続対象物の側面に設けられた凹部に収容するので、面実装型部品の実装面積を更に小さくすることができる。

また、本発明のうち請求項 5に係る実装構造によば、請求項 1又は 2記載の固定具を用いるので、実装面積を小さくしても基板保持強度の低下を防止することができる実装構造とすることができる。また、固定具と接続対象物との結合を補強することができる。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]本発明に係る固定具を備える面実装型部品としての電気コネクタの斜視図である。

[図 2]図 1の電気コネクタを示し、（A)は正面図、（B)は左側面図、（C)は (B)における 2C— 2C線に沿う断面図である。

[図 3]ハウジングへの装着時に外側となる面側力見た本発明に係る固定具の斜視図である。

[図 4]図 3の固定具を示し、（A)は平面図、（B)は正面図、（C)は底面図、（D)は右側面図、（E)は背面図である。

[図 5]図 1の電気コネクタを回路基板上に実装した状態の斜視図である。

[図 6]各固定具の半田接続部を回路基板の表面に設けられた導電パッドに半田接続した状態を示し、（A)は正面図、（B)は右側面図、（C)は (A)の 6C— 6C線に沿う断面図である。

[図 7]半田接続部を U字状に形成しない場合の固定具を回路基板に半田接続し、その固定具に外力が作用した場合の応力集中を説明するための図である。

[図 8]図 3に示す本発明に係る固定具を回路基板に半田接続し、その固定具に外力が作用した場合の応力分散を説明するための図である。

[図 9]従来のシールド型コネクタの一例の斜視図である。

[図 10]図 9に示すシールド型コネクタにおける固定具に外力が作用した場合の応力集中を説明するための図である。

符号の説明

[0013] 1 電気コネクタ (面実装型部品）

10 ハウジング (接続対象物）

14 固定具収容凹部（凹部）

16 肩部

20 固定具

21 固定部

22 半田接続部

22a 稜部

PCB 回路基板

発明を実施するための最良の形態

[0014] 次に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図 1は、本発明に係る固定具を備える面実装型部品としての電気コネクタの斜視図である。図 2は、図 1の電気コネクタを示し、（A)は正面図、（B)は左側面図、（C)は（B)における 2C— 2C線に沿う断面図である。図 3は、本発明に係る固定具の斜視図である。図 4は、図 3の固定具を示し、（A)は平面図、（B)は正面図、（C)は底面図、（D)は右側面図、（E)は背面図である。図 5は、図 1の電気コネクタを回路基板上に実装した状態の斜視図である

[0015] 図 1及び図 2に示す電気コネクタ（面実装型部品） 1は、回路基板 PCB上に実装されるものであり、複数の電力用コンタクト 11及び複数の信号用コンタクト 12を有する絶縁性のハウジング (接続対象物） 10と、ハウジング 10を回路基板 PCBの表面上に半田接続するための 1対の固定具 20とを具備している。

[0016] ここで、ハウジング 10は、絶縁性の榭脂を成形することによって略矩形形状に成形され、ハウジング 10の前面（図 2 (B)における右面）に開口する相手コネクタ受容凹部 13を備えている。電力用コンタクト 11及び信号用コンタクト 12は、それぞれ、図 2 ( A)、（C)に示すように、相手コネクタ受容凹部 13内に突出する接触部 l la、 12aと、図 5に示すように、回路基板 PCBの表面上に半田接続される基板接続部 l lb、 12b とを備えている。そして、相手コネクタ受容凹部 13内には相手コネクタ（図示せず）が受容され、相手コネクタに設けられた相手コンタクト（図示せず）が電力用コンタクト 11 及び信号用コンタクト 12の接触部 l la、 12aに接触するようになっている。また、ハウジング 10の両側面 10a, 10aの前後方向の略中央部には、図 1及び図 2に示すように、 1対の固定具収容凹部 14, 14が形成されている。各固定具収容凹部 14の前壁部及び後壁部には、図 1に示すように（図 1には、一方側の固定具収容凹部 14の前壁部に設けられた固定部用凹部 15のみ図示）、後述する固定具 20の固定部 21の両端を受容する 1対の固定部用凹部 15, 15が設けられている。また、ハウジング 10 の両側面 10a, 10aの上面であって各固定具収容凹部 14の前側及び後側には、後述する固定具 20の 1対の保持部 23, 23が当接する肩部 16, 16が設けられている。

[0017] そして、 1対の固定具 20は、それぞれ、図 2 (C)に示すように、ハウジング 10の両側面 10a, 10aに設けられた固定具収容凹部 14内に収容されるようになっている。各固定具 20は、金属板を打ち抜き及び曲げ加工することによって形成されている。各固定具 20は、図 1乃至図 4に示すように、ハウジング 10の側面 10aに形成された 1対の固定部用凹部 15, 15に両端が受容されて圧入固定される固定部 21と、固定部 21 力も下方に延びる半田接続部 22とを備えている。固定部 21は、略矩形の板状に形成され、上縁に 1対の切欠 21bを形成し、固定部 21の幅方向両縁にハウジング 10の固定部用凹部 15, 15に圧入固定される複数の係止突起 21aが突設されている。固定部 21の上下方向略中央部には、コイニングによって形成されたリブ 21cが形成されている。このリブ 21cは、板状の固定部 21を補強する機能を有する。

[0018] また、半田接続部 22は、固定部 21の下縁の幅方向略中央部から下方に延び、図 5に示すように、回路基板 PCBの表面に半田接続されるようになっている。半田接続部 22の下端部は、図 1、図 2 (C)、図 3、図 4 (D)及び図 5に示すように、外方 (ハウジング 10の幅方向外方）に向力つて U字状に折り返され、その一直線状の稜部 22aが回路基板 PCBの表面に接するようになって、る（図 6 (C)参照)。 [0019] そして、各固定具 20の固定部 21の上縁の幅方向両端には、図 3及び図 4に示すように、外方に折り曲げられた 1対の保持部 23, 23が設けられている。これら保持部 23 , 23は、図 1〖こ示すよう〖こ、ハウジング 10に形成された肩部 16, 16上に当接し、電気コネクタ 1が回路基板 PCB上に実装された際に、固定部 21と共に、固定具 20とハウジング 10との結合を補強する機能を有する。

[0020] そして、図 5に示すように、電気コネクタ 1を回路基板 PCB上に実装する際には、各電源用コンタクト 11の基板接続部 1 lb及び各信号用コンタクト 12の基板接続部 12b を回路基板 PCBの表面に設けられた導電パッド PIに半田接続すると共に、各固定具 20の半田接続部 22が回路基板 PCBの表面に設けられた導電パッド P2に半田接続される。回路基板 PCB上に実装された電気コネクタ 1の回路基板 PCBに対する実装強度は、主に、各固定具 20の半田接続部 22を回路基板 PCBの表面に設けられた導電パッド P2に半田接続することにより保たれる。

[0021] 図 6は、各固定具の半田接続部を回路基板の表面に設けられた導電パッドに半田接続した状態を示し、（A)は正面図、（B)は右側面図、（C)は (A)の 6C— 6C線に沿う断面図である。

図 5及び図 6に示すように、各固定具 20の半田接続部 22を回路基板 PCBの表面に設けられた導電パッド P2に半田接続すると、半田接続部 22の周囲に半田フィレツト 30が形成される。そして、図 6 (C)に示すように、半田接続部 22の下端部は、外方に向力つて U字状に折り返され、その一直線状の稜部 22aが回路基板 PCBの表面に接するようになっているので、 U字状の稜部 22aの両側に半田フィレット 30が形成される。このため、固定部 20の実装面積当たりの基板保持強度を高くすることができる。これにより、実装面積を従来より小さくしても基板保持強度の低下を防止すること力 Sできる。固定具 20の実装面積を小さくできるので、結果的に、電気コネクタ 1の実装面積を小さくすることができる。従って、各固定具 20の半田接続部 22を回路基板 PCBの表面に設けられた導電パッド P2に半田接続した状態で、外気温の変化あるいは振動等の要因により固定具 20に対し、図 6 (C)に示すように、矢印 Aで示す水平方向に移動させる外力が作用したり、あるいは矢印 Bで示す垂直方向に引き離す外力が作用したりしても、問題はなぐ実装面積を小さくしても、従来と同等以上の接合強度 (実装強度)を得ることができる。また、図 6 (A)に示すように、固定具 20に対し、矢印 C方向に回転させるような外力（固定具 20の板幅方向に回転させるような外力）が作用したとしても、固定部 20の実装面積当たりの基板保持強度を高いので、問題とならない。

[0022] なお、図 7に示すように、固定具 20'の実装面積を小さくするために、半田接続部 2 2'を U字状に形成しない固定具 20'を用い、この固定具 20'の半田接続部 22'を回路基板 PCBに対して垂直に立てた状態で半田接続することも考えられる。このよう〖こすると、外気温の変化あるいは振動等の要因により固定具 20'に対し、図 7に示すように、矢印 Aで示す水平方向に移動させる外力が作用した場合において、半田へのストレスが半田接続部 22，のエッジ Dに集中し、半田にクラックが生じるおそれがあり、好ましくはない。

[0023] これに対して、本実施形態の場合には、図 8に示すように、外気温の変化あるいは振動等の要因により固定具 20に対し、矢印 Aで示す水平方向に移動させる外力が作用した場合において、半田へのストレスが半田接続部 22の U字状部の周囲に分散されるので、半田にクラックが生じ難くすることができる。

[0024] また、固定具 20の固定部 21の上縁の幅方向両端には、外方に折り曲げられた 1対の保持部 23, 23が設けられている。これら保持部 23, 23は、前述したように、ハウジング 10に形成された肩部 16, 16上に当接し、電気コネクタ 1が回路基板 PCB上に実装された際に、固定部 21と共に、固定具 20とハウジング 10との結合を補強する。保持部 23, 23を設けないと、固定具 20は薄い板状の固定部 21のみによってハウジング 10に固定されることになるため、図 6 (C)における矢印 Bで示す垂直方向にハウジング 10を回路基板 PCBから引き離す外力が作用した場合に、固定部 21の下端縁や係止突起 21aが食い込んでハウジング 10の榭脂にクラックや割れが発生するおそれがある。これに対し、本実施形態のように、固定具 20の固定部 21の上縁の幅方向両端に、ハウジング 10に形成された肩部 16, 16上に当接してハウジング 10を保持する 1対の保持部 23, 23を設けると、矢印 Bで示す垂直方向にハウジング 10を回路基板 PCB力引き離す外力が作用した場合にハウジング 10の肩部 16 , 16を構成する榭脂を保持部 23, 23で面状に受けることができ、ハウジング 10にクラックや割れが発生することはない。

更に、固定具 20は、ハウジング 10の側面 10aに設けられた固定具収容凹部 14に収容されているので、電気コネクタ 1の実装面積を更に小さくすることができる。以上、本発明の実施形態について説明してきた力本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。

例えば、本実施形態においては、固定具 20を備える面実装型部品として電気コネクタ 1について説明してあるが、固定具 20を備える面実装型部品としては、電気コネクタ 1以外の比較的大型の部品、例えば端子台やインダクタンス部品、あるいは表示素子や各種のモジュール等であってもよ、。

また、固定具 20は面実装型部品以外のスルーホール型等の実装構造にも併用することがでさる。

Claims

請求の範囲

[1] 接続対象物を回路基板上に半田接続するための固定具であって、

前記接続対象物の側面に固定される板状の固定部と、該固定部から延び、前記回路基板の表面に半田接続される半田接続部とを備え、

該半田接続部の端部は外方に向力つて u字状に折り返され、その一直線状の稜部が前記回路基板の表面に接するようになつていることを特徴とする固定具。

[2] 前記固定部に、前記接続対象物に形成された肩部上に当接して前記接続対象物を保持する保持部を設けたことを特徴とする請求項 1記載の固定具。

[3] 請求項 1又は 2記載の固定具を備えることを特徴とする面実装型部品。

[4] 前記固定具を、接続対象物の側面に設けられた凹部に収容することを特徴とする請求項 3記載の面実装型部品。

[5] 請求項 1又は 2記載の固定具を用いることを特徴とする実装構造。