JP3690480B2 - 部品固定構造および光ピックアップ装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、部品の端子部と回路パターン形成部材(プリント基板)とそれを支持する支持基板とを固定する部品固定構造および光ピックアップ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
CD(Compact Disc)などの光記録媒体に記録されたデータは、ディスク面にレーザ光を照射し、その反射光を受光素子で受光することで読み取られる。このレーザ光の照射やその反射光の受光を行うのが光ピックアップ装置であり、光ピックアップ装置の光学系を形成する部品はそれぞれが高精度に取り付けられることが重要となってくる。たとえば、受光素子について考えれば、この受光素子を光ピックアップ装置のフレームに固定させる場合、反射光を受光する際の光軸にずれが生じないようにその設置位置には高い精度が要求される。
【0003】
この受光素子を光ピックアップ装置のフレームに固定させる場合、従来では、図5(A),(B)に示すように、半田を通すための穴11(ここでは4個所設けられている)が設けられた回路パターン形成部材となるフレキシブルプリント基板(FPCという)12を通して、回路構成部品となる受光素子13の端子部となるリードフレーム14と支持基板となるアルミニウム基板15とを半田付けし、そのアルミニウム基板15の受光素子13の接着面とは反対側の面を図示されないフレームに接着させることにより行っている。
【0004】
なお、半田はアルミニウムには接着できないので、アルミニウム基板15の表面にはランド部としての銅箔部(図5および図6では図示せず)が設けられ、その銅箔部に流れ込んだ半田が銅箔部に接着することにより固定される。その半田付けを行う部分の構成を図6によりさらに詳細に説明する。
【0005】
この図6は、図5(B)の破線で示す円で囲った部分Pの部分を拡大して詳細に示すもので、FPC12の表面には、ランド部として形成された銅箔でなる端子接続部16が形成され、その表面にはカバーレイと呼ばれる絶縁皮膜17が形成される。また、穴11に対向するアルミニウム基板15部分には、ランド部としての銅箔部(図示省略)が設けられている。
【0006】
そして、半田を通すための穴11の周囲には絶縁皮膜17の施されない部分が設けられる。この絶縁皮膜17の施されない部分は、端子接続部16の銅箔がむき出しになった状態となっていて、絶縁皮膜17が施された部分に対し絶縁皮膜17の厚みに相当する段差が形成された状態となっている。以下、この絶縁皮膜17の施されていない部分(端子接続部16の銅箔がむき出しになっている部分)を段差部18と呼ぶ。
【0007】
このような構造のFPC12において、段差部18から半田19が流し込まれると、その半田19は穴11を通過して下方に流れ込んで行き、アルミニウム基板15上に到達し、穴11と段差部18に半田19が充填された状態となり、受光素子13のリードフレーム14とアルミニウム基板15がFPC12を介して固定された状態となる。なお、このとき、絶縁皮膜17の厚みが段差部18の外枠としての役目を果たし、半田19が必要以上に流れ出るのを防止している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このようにして、受光素子13がFPC12を介してアルミニウム基板15に固定され、このアルミニウム基板15を光ピックアップ装置のフレームに接着することによって、受光素子13は定位置に固定されることになるが、その固定状態は必ずしも満足できるものではない。特に、FPC12の穴11が小さいと、半田19がアルミニウム基板15にまで到達できなかったり、到達できたとしても到達できる半田19の量が少ないことが多く、受光素子13のアルミニウム基板15に対する固定強度が十分とはならず、アルミニウム基板15をフレームに固定したあと、受光素子13が動いてしまうといった不具合が生じるといった問題がある。
【0009】
また、最近、両面に回路パターンが形成されたFPCも用いられてきている。このような両面に回路パターンが形成されたFPCの場合、FPCの厚みが片面のみに回路パターンが形成されたFPCに比べて厚くなるので、前述したような部品固定構造によって受光素子13の固定を行う際、半田19はアルミニウム基板15に、さらに到達しにくいものとなり、前述の問題がより一層大きくなる。
【0010】
そこで本発明は、部品の端子部を回路パターン形成部材(プリント基板)を介して支持基板に半田付けによって固定する際、半田が支持基板に効率よく確実に到達できるようにするとともに、部品の固定状態を確実なものとすることができる部品固定構造および該固定構造を使用した光ピックアップ装置を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の部品固定構造は、回路構成部品の端子部と、この端子部と電気的に通電可能とする端子接続部を有するとともにこの端子接続部と導通した回路パターンが形成された回路パターン形成部材と、この回路パターン形成部材を支持する支持基板とを有し、半田付けによって端子部を回路パターン形成部材を介して支持基板に固定する部品固定構造において、回路パターン形成部材には、端子接続部に、その内壁が半田の流れ込みと接着性に優れた材料で表面処理された穴形状のスルーホールが形成され、支持基板とこの支持基板に対向する回路パターン形成部材との間に、スルーホールの径方向に伸びたスリット部がスルーホールと連続して形成され、回路パターン形成部材の端子接続部側から流し込まれた半田が上記スルーホール内を通ってスリット部まで導かれるとともに支持基板に到達することによって、スルーホールの一方の端部に配設された部品の端子部とスルーホールの他方の端部に配設された支持基板とが、回路パターン形成部材のスルーホール部分を介して固定されるようにしている。
【0013】
そして、スリット部は、支持基板と対向した回路パターン形成部材の対向面に沿って形成されるとともに、このスリット部の外枠は、支持基板とこの支持基板に対向した回路パターン形成部材との間に介在した絶縁部材の段差によって形成されるようにするのが好ましい。
【0014】
また、その絶縁部材は、回路パターン形成部材の回路パターンを絶縁するために回路パターン形成部材の表面に施された絶縁皮膜とするのが好ましい。
【0015】
また、前述した半田の流れ込みおよび接着性に優れた部材は、回路パターン形成部材の表面および裏面の双方ならびにスルーホールの内壁に形成された回路パターンを導通させる導電部材により構成されたものとするのが良い。
【0016】
また、他の発明の光ピックアップ装置は、請求項1から4のいずれか1項記載の部品固定構造をこの装置に用いられる部品としての受光素子の固定構造としている。
【0017】
このように、本発明は、部品の端子部を回路パターン形成部材を介して支持基板に半田付けによって固定する際、その固定状態を強固なものとするためになされたものである。これを実現するために、まず、回路パターン形成部材には、その内壁が半田の流れ込みと接着性に優れた材料で表面処理された金属部材で覆われたスルーホールを有するようしている。これによって、回路パターン形成部材の端子接続部側から流し込まれた半田は、スルーホール内を通ってスムーズに流れ、容易に支持基板にまで到達することができる。
【0018】
また、支持基板とこの支持基板に対向した回路パターン形成部材との間には、半田が導かれるスリット部をスルーホールに連続して形成するようにし、そのスリット部は、この支持基板と対向した回路パターン形成部材の対向面に沿って形成されるとともに、このスリット部の外枠を、支持基板とこの支持基板に対向した回路パターン形成部材との間に介在した絶縁部材の段差によって形成すると、スルーホールを通過した半田は、スリット部に流れ込んで、支持基板上でスリット部分の面積分だけ広がった状態となり、半田による接着面積を大きくとることができ、強固な接着状態が得られる。
【0019】
また、他の発明は、上述した部品固定構造を光ピックアップ装置に用いられる部品としての受光素子の固定構造とすることで、受光素子の固定を確実かつ固定強度のアップを図ることができる。このため、光軸ずれ等が防止でき、検知精度がアップすると共に信頼性が向上する。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図1から図3を参照しながら説明する。なお、この実施の形態では、CDやDVD等の光記録媒体の記録データを読み取る光ピックアップ装置に用いられる受光素子を該装置のフレームに固定させる例を示す。
【0021】
本発明の実施の形態で用いられる部品固定構造の外観上の構成は、従来技術の説明で用いた図5(A),(B)と略同一である。しかし、この実施の形態では、回路パターン形成部材となるフレキシブルプリント基板(以下、FPCという)は、両面に回路パターンが形成されているものが用いられ、この実施の形態では、そのようなFPCに符号「1」を付してFPC1として説明する。なお、図1から図3において、これまでの説明で用いた図5および図6と同一部分には同一符号が付されている。
【0022】
本発明の実施の形態で用いられるFPC1は、ランド部としての端子接続部16に、その内壁が半田の流れ込みと接着性に優れた材料で表面処理された、この実施の形態では銅箔で覆われたスルーホール2を有している。このスルーホール2は、図5で示された穴11に相当するもので、図5と同様にこの場合、4箇所設けられている。
【0023】
また、FPC1は、上述のような表面処理が施されたスルーホール2の一端側には光ピックアップ装置の受光素子13の端子部となるリードフレーム14が配設され、従来のFPC12と同様(図6参照)、端子接続部16の表面にはカバーレイと呼ばれる絶縁皮膜17が形成される。この実施の形態では、絶縁皮膜17は、難燃性樹脂の1つであるポリイミドから形成されている。そして、スルーホール2の周囲には絶縁皮膜17の施されない部分が設けられる。この絶縁皮膜17の施されていない部分は、端子接続部16の銅箔がむき出しになった状態となっていて、絶縁皮膜17が施された部分に対し絶縁皮膜17の厚みに相当する段差部18が形成された状態となっている。なお、前述したように、絶縁皮膜17の厚みが段差部18の外枠としての役目を果たしている。
【0024】
一方、FPC1は、その裏面、つまり、支持基板となるアルミニウム基板15との対向面側にもランド部としての銅箔でなる端子接続部3が形成され、端子接続部3の上に絶縁皮膜4が施されている。この絶縁皮膜4も難燃性樹脂、この実施の形態ではポリイミドで形成されている。なお、表面の端子接続部16と裏面の端子接続部3は連続しており、スルーホール2の内壁を形成する。
【0025】
そして、このFPC1の裏面側も、表面側と同様、スルーホール2の周囲には絶縁皮膜4の施されない部分が設けられる。この絶縁皮膜4の施されていない部分は、端子接続部3の銅箔がむき出しになった状態となっていて、絶縁皮膜4が施された部分に対し絶縁皮膜4の厚みによる段差部5が形成される。なお、前述したように、絶縁皮膜17の厚みが段差部5の外枠としての役目を果たしている。
【0026】
このように、FPC1の裏面にも段差部5が設けられることによって、このFPC1の裏面(段差部5が形成された面)とアルミニウム基板15の表面とを接合させたとき、FPC1の裏面に設けられた段差部5が、FPC1とアルミニウム基板15との間に絶縁皮膜4を外枠とする隙間(スリット部)を形成する。以下では、段差部5をスリット部5として説明する。 なお、このときアルミニウム基板15の表面には半田付けが可能となるように、ランド部としての銅箔部20が設けられている。
【0027】
スリット部5は、スルーホール2の径の略2倍の径を有する円形状に形成されている。また、スリット部5は、スルーホール2と対向するスルーホール対向部5aと、端子接続部3とアルミニウム基板15とで挟まれる隙間部5bとから構成されている。
【0028】
このような構成において、受光素子13を固定するために、受光素子13のリードフレーム14の半田付けを行うが、図2に示すように、半田19を段差部18に流し込むと、その半田19は、段差部18からFPC1のスルーホール2を通って下方に流れて行く。そして、スルーホール2を通過した半田19はアルミニウム基板15との間に形成されるスリット部5に入り込み、そのスリット部5内で広がり、スリット部5、スルーホール2、段差部18に充填された状態となる。
【0029】
半田19がスリット部5の隙間部5bまで確実に充填されるのは、半田付けの際の熱が銅箔からなる端子接続部17へ伝わり、さらにスルーホール2を覆う銅箔から端子接続部3へと伝わり、半田19が付き易い状態となるためである。
【0030】
図3はこのようにして半田19がスリット部5、スルーホール2、段差部18に充填された状態を示すものである。なお、図3において、半田付けされた部分を点々を施して示す。
【0031】
図3からもわかるように、この実施の形態によれば、FPC1の表面側から流れ込んだ半田19は、半田19が流れ込み易く、しかも、半田19が接着しやすい部材で表面処理されたスルーホール2を通って下部に流れ込んで行くので、半田19は円滑にFPC1とアルミニウム基板15との間に形成される隙間部5bに到達することができる。そして、スリット部5、スルーホール2、段差部18に充填された半田19は、直ちに固化し、それによって、受光素子13のリードフレーム14とアルミニウム基板15がFPC1を介して固定される。
【0032】
このとき、FPC1とアルミニウム基板15との間に形成されるスリット部5は、スルーホール2を中心に穴の周囲に所定の広がりを持った状態となっているので、半田付けされる面積を大きく取ることができ、受光素子13のアルミニウム基板15に対する固定状態を強固なものとすることができる。これによって、このように受光素子13がFPC1を介して半田付けされたアルミニウム基板15を、光ピックアップ装置のフレームに取り付けたあとで、受光素子13が動いてしまうといった不具合を防止できる。
【0033】
なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。たとえば、半田を流し込むためのスルーホール2は、図4に示すように、穴でなくFPC1の端部側から切り欠いて形成された切り欠きでもよい。この図4の例は、FPC1にU字型の切り欠き7を設けた例であり、このU字型の切り欠き7には、前述の実施の形態で示したスルーホール2と同様に、半田が流れ易くしかも接着性に優れた表面処理が施されている。具体的には銅箔で内壁が覆われている。また、FPC1の裏面、つまり、図4では示されていないアルミニウム基板との対向面側には、アルミニウム基板との間で図2で示したのと同様のスリット部5が形成されるように、切り欠き部7の周辺の下面には絶縁皮膜を施さない部分を設けるようにしている。
【0034】
また、アルミニウム基板15のランド部をプリ半田処理しておくことも可能で、プリ半田処理しておけば、実際の半田付け作業をより効率的に行うことができる。
【0035】
また、前述の実施の形態では、光ピックアップ装置における受光素子13の取りつけを例にとって説明したが、これに限られるものではない。たとえば、測定装置に用いられる受光素子の固定やチップ抵抗等の電子部品の固定等にも適用することができる。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回路パターン形成部材の端子接続部側から流し込まれた半田は、スルーホール内を通ってスムーズに流れ、容易に支持基板にまで到達することができる。このため、部品の半田付け固定を確実に行うことができ、固定強度を上げることができる。
【0037】
また、支持基板とこの支持基板に対向した回路パターン形成部材との間には、半田が導かれるスリット部をスルーホールと連続して形成するようにしている。このため、半田はスリット部まで十分流れ込み、固定強度を一層アップさせることができる。
【0038】
さらに、そのスリット部は、支持基板と対向した回路パターン形成部材の対向面に沿って形成されるとともに、このスリット部の外枠は、支持基板とこの支持基板に対向した回路パターン形成部材との間に介在した絶縁部材の段差によって形成されるようにしている。このため、回路パターン形成部材の表面の絶縁部材部分等をわずかに除去ないしは設置しないようにするのみで、スリット部を形成でき、スリット部の形成を簡易化することができる。また、スルーホールを通過した半田は、スリット部に流れ込んで、支持基板上でスリット部分の面積分だけ広がった状態となり、強固な接着状態が得られる。
【0039】
また、そのスリット部は、回路パターン形成部材の回路パターンを絶縁するために表面に施された絶縁皮膜の厚み分の段差で形成される外枠によって仕切られるようにすると、半田が必要以上に他の部材に流れ込むようなことがなくなり、短絡などの不具合を防止できる。また、スリット部の形成も容易となる。
【0040】
さらに、半田の流れ込みおよび接着性に優れた部材を、回路パターン形成部材の表面や裏面、さらにはスルーホールの内壁に形成された導電部材により構成することで、スルーホール周辺の半田接着用部分を簡単かつ容易に形成することができることとなる。
【0041】
また、上述した部品固定構造を光ピックアップ装置の受光素子の固定として採用すると、受光素子の固定強度を上げることができ、光軸ずれが発生しないようになる。このため、検知精度が増すと共に光ピックアップ装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の部品固定構造の実施の形態を説明する図であり、(A)は平面図、(B)は(A)におけるA−A線断面図である。
【図2】図1(B)の要部を拡大して示す図であり、半田充填前の状態を示す図である。
【図3】本図1(B)の要部を拡大して示す図であり、半田充填後の状態を示す図である。
【図4】図1(A)で示した部品固定構造の他の実施の形態を説明する図であり、スルーホールをU字型の切り欠きとした例を示す平面図である。
【図5】従来の部品固定構造を説明する図であり、(A)は平面図、(B)は(A)におけるA−A線断面図である。
【図6】図5(B)の要部を拡大して示す側断面図であり、半田充填前の状態を示す図である。
【符号の説明】
1 FPC(フレキシブルプリント基板で回路パターン形成部材)
2 スルーホール
3 端子接続部(裏面側)
4 絶縁皮膜(裏面側)
5 段差部(スリット部)
13 受光素子(回路構成部品)
14 リードフレーム(端子部)
15 アルミニウム基板(支持基板)
16 端子接続部(表面側)
17 絶縁皮膜(表面側)
18 段差部
19 半田
20 アルミニウム基板側のランド部としての銅箔部
Claims (5)
- 部品の端子部と、
この端子部と電気的に通電可能とする端子接続部を有するとともにこの端子接続部と導通した回路パターンが形成された回路パターン形成部材と、
この回路パターン形成部材を支持する支持基板とを有し、
半田付けによって上記端子部を上記回路パターン形成部材を介して上記支持基板に固定する部品固定構造において、
上記回路パターン形成部材には、上記端子接続部に、その内壁が半田の流れ込みと接着性に優れた材料で表面処理された穴形状のスルーホールが形成され、
上記支持基板とこの支持基板に対向する上記回路パターン形成部材との間には、上記スルーホールの径方向に伸びたスリット部が上記スルーホールと連続して形成され、
上記回路パターン形成部材の端子接続部側から流し込まれた半田が上記スルーホール内を通って上記スリット部まで導かれるとともに上記支持基板に到達することによって、上記スルーホールの一方の端部に配設された上記部品の端子部と上記スルーホールの他方の端部に配設された上記支持基板とが、上記回路パターン形成部材のスルーホール部分を介して固定されるようにしたことを特徴とする部品固定構造。 - 前記スリット部は、前記支持基板と対向した前記回路パターン形成部材の対向面に沿って形成されるとともに、このスリット部の外枠は、前記支持基板とこの支持基板に対向した前記回路パターン形成部材との間に介在した絶縁部材の段差によって形成されることを特徴とする請求項1記載の部品固定構造。
- 前記絶縁部材は、前記回路パターン形成部材の回路パターンを絶縁するためにこの回路パターン形成部材の表面に施された絶縁皮膜であることを特徴とする請求項2記載の部品固定構造。
- 前記半田の流れ込みおよび接着性に優れた部材は、前記回路パターン形成部材の表面および裏面の双方ならびに前記スルーホールの内壁に形成された回路パターンを導通させる導電部材により構成されていることを請求項1から3のいずれか1項に記載の部品固定構造。
- 請求項1から4のいずれか1項記載の部品固定構造を光ピックアップ装置に用いられる部品としての受光素子の固定構造としたことを特徴とする光ピックアップ装置。
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