JP4278925B2 - Wiring board on which components with leads are mounted, method for manufacturing the wiring board, and electrical junction box containing the wiring board - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リード付き部品を実装した配線基板、該配線基板の製造方法および前記配線基板を収容してなる電気接続箱に関する。
【0002】
【従来の技術】
コネクタやジャックなどのリード部を有するリード付き部品を配線基板に取付ける構造としては、例えば図5(a)、(b)に示す構造が一般的に用いられている。即ち、基板用コネクタ1のハウジング2に設けられたリード部3を、配線基板4に設けられた貫通孔5に挿入し、貫通孔5の裏側に形成されたランド6とリード部3を半田7により半田付けして固定している。
リード部3は、L字状に曲がった形状をしており、その太さは貫通孔5の径よりも若干小さくなっており、貫通孔5に容易に挿入可能になっている。また、ハウジング2は樹脂製で、ネジ(図示されず)などで配線基板4に固定されている。
【0003】
上述のように配線基板4に取付けられたハウジング2には、相手側のコネクタ(図示されず)を配線基板4に平行に移動させて嵌脱する。したがって、相手側のコネクタを嵌脱する力は、リード部3が配線基板4から抜ける方向に加わることはないので、相手側のコネクタを嵌脱することにより基板用コネクタ1と配線基板3との接続の信頼性が損なわれることはない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の基板用コネクタ1を実装した配線基板4には以下のような問題があった。即ち、
1)リード部3がL字状に直角に曲げられ、また、ハウジング2が配線基板4に固定されているため、基板用コネクタ1の配線基板4への実装面積が大きくなり、配線基板4が大型化する。
【0005】
2)ハウジング2はナイロンなどの樹脂からなり、リード部3は銅などの金属からなるため、ハウジング2の熱膨張率はリード部3の熱膨張率よりも数倍から十倍ほど大きい。そのため、リード部3とハウジング2の熱膨張率の差により、環境温度が繰り返し変化すると、リード部3の半田付け部分に繰り返し熱応力が加わり、リード部3と配線基板4との接続の信頼性が低下する。
なお、ハウジング2の樹脂材として熱膨張率の小さい樹脂(例えば液晶ポリマーなど)を用いることが考えられるが、そうすると、コストが高くなるという問題が生じる。
【0006】
3)配線基板4には、リード部3を挿入するための貫通孔5が設けられているため、配線基板4の基板用コネクタ1が実装される面の反対側の面の導体回路パターンは、貫通孔5を避けるように制約される。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解決すべくなされたもので、請求項1記載の発明は、配線基板に設けられた円形断面の非貫通孔に、リード付き部品に設けられた断面四角形で直線状のリード部が前記非貫通孔に立設するように該非貫通孔を変形して圧入され、前記配線基板の非貫通孔が設けられた方の面に形成された導電回路にリード部が半田付けされていることを特徴とするリード付き部品を実装した配線基板である。
【0008】
また、請求項2記載の発明は、配線基板に非貫通孔を設け、次いで前記非貫通孔の周囲を半田で被い、次いでリード付き部品の直線状のリード部を前記非貫通孔に圧入し、さらに、前記半田をリフローして前記リード部を半田付けすることを特徴とする請求項1記載のリード付き部品を実装した配線基板の製造方法である。
【0009】
また、請求項3記載の発明は、ケースに前記リード付き部品を実装した配線基板を収容してなる電気接続箱であって、前記ケースには前記リード付き部品に接続する相手側部品と嵌合するハウジング部が立設され、前記リード付き部品を実装した配線基板は、前記リード付き部品が前記ハウジング部内に非拘束の状態で突出するように、前記ケース内に収容されていることを特徴とする、請求項1記載のリード付き部品を実装した配線基板を収容してなる電気接続箱である。
【0010】
さらに、請求項4記載の発明は、前記リード付き部品を実装した配線基板は、リード付き部品が配線基板の両面に設けられた非貫通孔に圧入され、半田付けされていることを特徴とする、請求項1記載のリード付き部品を実装した配線基板を収容してなる電気接続箱である。
【0011】
請求項1記載の発明によれば、リード部は直線状で、配線基板に立設しているため、従来のように直角に曲げられている場合に比して、リード付き部品の配線基板面への取付け面積が小さくなり、配線基板の小型化が可能になる。
【0012】
また、後述のように、リード部を非貫通孔に圧入して半田付けにより十分に大きな固定強度で配線基板に固定し、立設することができるため、従来のようにリード付き部品のハウジング部を配線基板に取り付けて、リード部の配線基板への固定強度を補強する必要はなくなる。したがって、環境温度が繰り返し変化して、リード部とハウジングの熱膨張率の差により、リード部の半田付け部分に繰り返し熱応力が加わることを防ぐことができる。
【0013】
さらに、リード部は配線基板の非貫通孔に圧入され、半田付けされており、配線基板のリード付き部品が実装される面の反対側の面に貫通していないため、配線基板のリード付き部品が実装される面の反対側の面の導体回路のパターンは制約を受けることがなく、自由に設計することができる。
【0014】
また、請求項2記載の発明によれば、請求項1記載のリード付き部品を実装した配線基板を製造することができる。
【0015】
さらに、請求項3および4記載の発明によれば、リード付き部品のハウジング部をケースに設けることにより、ハウジング部なしでリード付き部品を実装した配線基板に相手側部品を接続することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1(a)〜(e)は、本発明にかかるリード付き部品を実装した配線基板の一実施形態の製造工程を示す図である。なお、本実施形態では、リード付き部品は直線状のリード部を有するリード部品(いわゆるオスタブ)とした。この製造工程は以下の通りである。即ち、
1)用いた配線基板11は、図1(a)に示すように、厚さ2.5mmの基板材12の両面に厚さ400μmの銅箔13を張り合わせた銅張積層板に、エッチングにより導電回路14を形成したものである。
2)上記配線基板11の片面に深さ1.3mmの非貫通孔15を導体回路14の所望の位置に設ける(図1(b))。前記非貫通孔15は円形断面をしており、その直径は、後述のように、リード付き部品の圧入される断面四角形のリード部の対角線よりも若干短くなっている。
3)次いで、ソルダレジストを印刷し、その後、半田を印刷することにより、前記非貫通孔15の周囲を半田16で被う(図1(c))。
4)次いで、リード部品17の直線状のリード部17aを非貫通孔15に圧入する(図1(d))。この際、金属製のリード部17aの断面は変形せず、樹脂製の配線基板11の非貫通孔15が変形する。
5)次いで、半田16をリフローして、リード部品17を半田付けし、固定する(図1(e))。
【0017】
本実施形態では、リード部品17として形状の異なる3種類のリード部品18、19、20を用いた。
即ち、角ピンからなるリード部品18は、その先端のリード部18aが断面0.64×0.64mm(対角線長0.86mm、角は0.04mmRの円弧)であり、対応する非貫通孔15aの直径は0.75mmであり、リード部18aの対角線が非貫通孔15aの直径よりも大きくなっている(図1(d)参照)。
また、リード部品19(2.3mm×0.64mm)は、リード部19aが1.00mm×0.64mm(対角線長1.14mm、角は0.04mmRの円弧)であり、対応する非貫通孔15bの直径は1.00mmである。
さらに、リード部品20(6.0mm×0.80mm)は、2本のリード部20aが1.50mm×0.80mm(対角線長1.66mm、角は0.06mmRの円弧)であり、対応する非貫通孔15cの直径は1.50mmである。
【0018】
上記実施形態について、圧入され、半田付けされたリード部品18、19、20の配線基板11からの引き抜き力を測定したところ、5N以上であり、リード部品18、19、20は配線基板11に十分な強度で固定されていることがわかった。
【0019】
図2、3はそれぞれ、上記配線基板11を収容した電気接続箱の分解斜視図および要部断面図である。
配線基板11は、上ケース21と下ケース22の中に収容されている。上ケース21には、3種類のリード部品17に接続する相手側部品と嵌合する3個のハウジング部23が開口部24を囲むように一体に立設されている。リード部品17を圧入により実装した配線基板11は、リード部品17がハウジング部23内に突出するように、上ケース21内に位置決めされ、ネジ25で上ケース21内面に取付けられている。
【0020】
上述の電気接続箱では、配線基板11のリード部品17は上ケース21の開口部24を非拘束の状態で貫通し、ハウジング部23には拘束されていない。したがって、環境温度の変化により樹脂製のハウジング部23を含む上ケース21と金属製のリード部品17の熱膨張量が相違しても、リード部品17には熱応力が作用することはない。そのため、環境温度が繰り返し変化しても、リード部品17の半田付けされた部分に繰り返し熱応力が作用することがないので、リード部品17と配線基板11との接続の信頼性が低下することはない。
【0021】
また、配線基板11には、リード部品17のみが実装され、ハウジング部23は上ケース21の外側に設けられているため、ハウジング部23を配線基板11上に設けた場合に比較して、配線基板11を小型化することができる。さらに、リード部品17は非貫通孔15に圧入されて、配線基板11を貫通していないため、配線基板11のリード部品17が実装された面と反対側の面の導体回路14のパターンは実装されたリード部品17に制約されることがない。
【0022】
図4は本発明の電気接続箱の他の実施形態の要部断面図である。本実施形態では、前記実施形態と異なり、リード部品17は配線基板11の両面に設けられた非貫通孔15に圧入され、半田付けされている。そうして、配線基板11は、リード部品17が上ケース21と下ケース22の両方に設けられたハウジング部23内に突出するように、上ケース21と下ケース22内に収容されている。
【0023】
従来の電気接続箱では、リード付き部品を上ケースと下ケースの両方に設けるためには、片面にリード付き部品を突出するように設けた2個の配線基板を要していた。
しかしながら、本実施形態では、1個の配線基板11で上ケース21と下ケース22の両方向にリード部品17を設けることができるため、配線基板の数を減らして、軽量化を進めることができるとともに、コストを低減することができる。また、配線基板11の各面のリード部品17の配置位置および密度は、他の面のリード部品17の配置に影響されることはない。
【0024】
なお、上記実施形態では、リード付き部品としてリード部品17が配線基板11に実装されているが、配線基板11には、いわゆるリード付き部品(例えば圧接部を有する圧接端子など)を実装してもよいことはいうまでもない。その場合には、配線基板11を電気接続箱の上ケース21、下ケース22内に収容する際には、上ケース21、下ケース22に設けたハウジング部23内にリード付き部品が突出するようする。
また、電気接続箱の上ケース21、下ケース22の両側にリード付き部品を突出させる場合には、片面のみリード付き部品を実装した2個の配線基板11をリード付き部品が外側を向くように重ねて上ケース21、下ケース22内に収容してもよいことはいうまでもない。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1記載のリード付き部品を実装した配線基板によれば、配線基板を小型化することができ、また、環境温度が繰り返し変化しても、リード付き部品の直線状のリード部は安定して配線基板に固定され、さらに、配線基板のリード付き部品が実装された面の反対側の面の導体回路のパターンを、実装されたリード付き部品の制約を受けることがなく、自由に設計することができるという優れた効果がある。
また、請求項2記載によれば、請求項1記載のリード付き部品を実装した配線基板を製造することができる。
さらに、請求項3および4記載の配線基板を収容してなる電気接続箱によれば、ハウジング部なしでリード付き部品を実装した配線基板に相手側部品を接続することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(e)は、本発明にかかるリード付き部品を実装した配線基板の一実施形態の製造工程を示す図である。
【図2】上記リード付き部品を実装した配線基板を収容した電気接続箱の分解斜視図である。
【図3】上記リード付き部品を実装した配線基板を収容した電気接続箱の要部断面図である。
【図4】リード付き部品を実装した配線基板を収容した電気接続箱の他の実施形態の要部断面図である。
【図5】(a)、(b)はそれぞれ、従来のリード付き部品を実装した配線基板の要部断面図および斜視図である。
【符号の説明】
11 配線基板
12 基板材
13 銅箔
14 導体回路
15、15a、15b、15c 非貫通孔
16 半田
17、18、19、20 リード部品
17a、18a、19a、20aリード部
21 上ケース
22 下ケース
23 ハウジング部
24 開口部
25 ネジ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wiring board on which a component with leads is mounted, a method for manufacturing the wiring board, and an electrical junction box containing the wiring board.
[0002]
[Prior art]
For example, a structure shown in FIGS. 5A and 5B is generally used as a structure for attaching a leaded part having a lead part such as a connector or a jack to a wiring board. That is, the lead part 3 provided in the
The lead portion 3 is bent in an L shape, and its thickness is slightly smaller than the diameter of the
[0003]
As described above, a mating connector (not shown) is moved in parallel with the wiring board 4 to be fitted into and detached from the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the wiring board 4 on which the above-described
1) Since the lead portion 3 is bent at right angles in an L shape and the
[0005]
2) Since the
In addition, although it is possible to use resin (for example, liquid crystal polymer etc.) with a small thermal expansion coefficient as the resin material of the
[0006]
3) Since the wiring board 4 is provided with the through
[0007]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and the invention according to
[0008]
According to a second aspect of the present invention, a non-through hole is provided in the wiring board, and then the periphery of the non-through hole is covered with solder, and then a linear lead portion of a leaded part is press-fitted into the non-through hole. 2. The method of manufacturing a wiring board mounted with a component with leads according to
[0009]
The invention according to claim 3 is an electrical junction box that accommodates a wiring board in which the leaded component is mounted in a case, and the case is fitted with a counterpart component connected to the leaded component. A wiring board on which the leaded component is mounted is housed in the case so that the leaded component protrudes in an unconstrained state in the housing part. An electrical junction box containing a wiring board on which the leaded component according to
[0010]
Furthermore, the invention according to claim 4 is characterized in that the wiring board on which the leaded component is mounted is press-fitted into the non-through holes provided on both sides of the wiring board and soldered. An electrical connection box containing a wiring board on which the leaded component according to
[0011]
According to the first aspect of the present invention, since the lead portion is straight and is erected on the wiring board, the wiring board surface of the component with leads is compared with the case where the lead is bent at a right angle as in the prior art. The mounting area for the wiring board is reduced, and the wiring board can be miniaturized.
[0012]
Also, as will be described later, the lead portion can be press-fitted into the non-through hole and fixed to the wiring board with a sufficiently large fixing strength by soldering, so that the housing portion of the component with lead as in the prior art. It is no longer necessary to reinforce the fixing strength of the lead part to the wiring board by attaching to the wiring board. Therefore, it is possible to prevent the thermal temperature from being repeatedly applied to the soldered portion of the lead portion due to the difference between the thermal expansion coefficients of the lead portion and the housing due to repeated changes in the environmental temperature.
[0013]
Furthermore, the lead part is press-fitted into the non-through hole of the wiring board and soldered, and the leaded part of the wiring board does not penetrate the surface opposite to the surface on which the leaded part of the wiring board is mounted. The pattern of the conductor circuit on the surface opposite to the surface on which is mounted is not restricted and can be freely designed.
[0014]
Further, according to the invention described in
[0015]
Further, according to the third and fourth aspects of the present invention, by providing the housing portion of the leaded component in the case, the counterpart component can be connected to the wiring board on which the leaded component is mounted without the housing portion.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIGS. 1A to 1E are views showing a manufacturing process of an embodiment of a wiring board on which a component with leads according to the present invention is mounted. In the present embodiment, the leaded component is a lead component (so-called male tab) having a linear lead portion. This manufacturing process is as follows. That is,
1) As shown in FIG. 1A, the used
2) A
3) Next, the solder resist is printed, and then the solder is printed, so that the periphery of the
4) Next, the
5) Next, the
[0017]
In the present embodiment, three types of lead components 18, 19, and 20 having different shapes are used as the
That is, the lead part 18 made of a square pin has a
Further, the lead component 19 (2.3 mm × 0.64 mm) has a
Furthermore, the lead component 20 (6.0 mm × 0.80 mm) has two
[0018]
With respect to the above embodiment, when the lead-out force of the press-fitted and soldered lead parts 18, 19, 20 from the
[0019]
2 and 3 are an exploded perspective view and a cross-sectional view of the main part of the electrical junction box that accommodates the
The
[0020]
In the electrical junction box described above, the
[0021]
In addition, since only the
[0022]
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of another embodiment of the electrical junction box of the present invention. In the present embodiment, unlike the previous embodiment, the
[0023]
In the conventional electrical junction box, in order to provide the leaded parts in both the upper case and the lower case, two wiring boards provided so as to protrude the leaded parts on one side are required.
However, in this embodiment, since the
[0024]
In the above embodiment, the
Further, when projecting leaded parts on both sides of the
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the wiring board on which the leaded component according to
According to
Furthermore, according to the electrical junction box that accommodates the wiring board according to claim 3 and 4, there is an excellent effect that the counterpart component can be connected to the wiring board on which the leaded component is mounted without the housing portion. is there.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1E are views showing a manufacturing process of an embodiment of a wiring board on which a component with leads according to the present invention is mounted.
FIG. 2 is an exploded perspective view of an electrical connection box containing a wiring board on which the leaded component is mounted.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of an electrical connection box that accommodates a wiring board on which the leaded component is mounted.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of another embodiment of an electrical junction box that accommodates a wiring board on which components with leads are mounted.
FIGS. 5A and 5B are a cross-sectional view and a perspective view, respectively, of a main part of a wiring board on which a conventional leaded component is mounted.
[Explanation of symbols]
11
Claims (4)
請求項1記載のリード付き部品を実装した配線基板の製造方法。A non-through hole is provided in the wiring board, and then the periphery of the non-through hole is covered with solder, then a linear lead portion of a leaded component is press-fitted into the non-through hole, and the solder is reflowed to 2. The method of manufacturing a wiring board mounted with a component with leads according to claim 1, wherein the lead part is soldered.
請求項1記載のリード付き部品を実装した配線基板を収容してなる電気接続箱。An electrical connection box that accommodates a wiring board in which the leaded component is mounted in a case, wherein the case is provided with a housing portion that fits with a counterpart component connected to the leaded component, and the lead The wiring board on which the attached component is mounted is accommodated in the case so that the leaded component protrudes in an unconstrained state in the housing portion.
An electrical junction box containing a wiring board on which the leaded component according to claim 1 is mounted.
請求項3記載のリード付き部品を実装した配線基板を収容してなる電気接続箱。The wiring board on which the leaded component is mounted is characterized in that the leaded component is press-fitted into a non-through hole provided on both sides of the wiring board and soldered.
An electrical junction box containing a wiring board on which the leaded component according to claim 3 is mounted.
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