JP3690480B2

JP3690480B2 - 部品固定構造および光ピックアップ装置

Info

Publication number: JP3690480B2
Application number: JP24984199A
Authority: JP
Inventors: 敏男白鳥; 亮二小松
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2019-09-03
Also published as: JP2001077502A

Description

【０００１】
【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】
１ＦＰＣ（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

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。