JP2007188697A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】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。
【解決手段】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。
【選択図】 図６

Description

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。

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。

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っており、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１１０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１２０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。

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の先端から折り曲げられて上方に延びる係合突起１２３とからなる固定部（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。

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、か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を回路基板から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っている。
特開平１０−２１９９３号公報

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、以下の問題点があった。
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すると、上シェル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の一部であることから、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ってしまう問題があった。

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かって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ことを特徴としている。

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いる。
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いる。
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記載の固定具を用いることを特徴としている。

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かって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。

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。

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。

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。

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。

ここで、ハウジング１０は、絶縁性の樹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１１ａ、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１１ｂ、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１１ａ、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。

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から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。

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（図６（Ｃ）参照）。

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に示すように、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機能を有する。

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１１ｂ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Ｐ１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。

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ット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ができる。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、問題はなく、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。

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２２’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。このようにすると、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。

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。

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の樹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から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を構成する樹脂を保持部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が、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い。
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きる。

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。 ハウジングへの装着時に外側となる面側から見た本発明に係る固定具の斜視図である。 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。 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。 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。 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

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

Claims (5)

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かって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。

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