JPH1065307A - 電子部品、回路基板及び実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は電子部品、回路基板及び実装方法に関
し、プリント配線板に取り付け及び取り外しが容易で、
かつ低コストな実装を実現する。 【解決手段】実装時、配線基板（２３）の基板電極
（３、２８）に当接すると同時に所定の弾性力によつて
該基板電極（３、２８）に抗して伸縮するばね構造を有
する電極（１７、３２、３６、４１）を備えたことによ
つて、電極（１７、３２、３６、４１）を所定の弾性力
によつて基板電極（３、２８）に抗させることによつ
て、はんだ付けによることなく取り付け及び取り外しが
容易な状態で配線基板（２３）に実装できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 発明の属する技術分野 従来の技術（図７及び図８） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 発明の実施の形態（図１〜図６） （１）第１実施例（図１及び図２） （２）第２実施例（図３） （３）第３実施例（図４及び図５） （４）第４実施例（図６） （５）他の実施例 発明の効果

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は電子部品、回路基板
及び実装方法に関し、特に配線基板上に実装することに
よつて電子回路を形成する電子部品、回路基板及び実装
方法に適用して好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、回路素子の一部を構成する電子部
品は、はんだ付けによつてプリント配線板上に実装され
ている。すなわち溶融はんだ槽に電子部品及びプリント
配線板を漬けることによつてはんだ付けするはんだデイ
ツプ法や電子部品とプリント配線板の接合箇所に予め塗
布しておいたクリームはんだを加熱溶融させ固化させる
ことによつてはんだ付けするようなリフローはんだ付法
等が行われていた。

【０００４】図７はリフローはんだ付工程によりプリン
ト配線板１上に実装された電子部品２を示し、プリント
配線板１の両面に設けられた部品取付用の基板電極（ラ
ンド）３に対して電子部品２である抵抗２Ａ及びケミカ
ルコンデンサ２Ｂそれぞれに設けられた部品電極（リー
ド）４Ａ及び４Ｂをはんだ５によつて接合している。例
えばケミカルコンデンサ２Ｂのパツケージより突出した
リード４Ｂは、部品の戴置された側の面、すなわちリフ
ローはんだ付面１Ａよりその裏側の面、デイツプ面１Ｂ
にスルーホール６を通して貫通され、ランド３に接合さ
れる。

【０００５】プリント配線板１上に設けられるランド３
は、一般に厚み12〔μｍ〕〜35〔μｍ〕程度の銅泊が用
いられており、プリント配線板１上の配線として設けら
れる配線パターン８と同時にエツチングにより形成され
る。また耐熱被覆材料でなるソルダレジスト膜９は、ラ
ンド３及び配線パターン８を形成した後、印刷又は写真
法により形成され、後工程のはんだ付け作業で被覆部分
にはんだをつけないようにする他、導体表面を外部環境
から保護する役割をもつている。

【０００６】図７との対応部分に同一符号を付した図８
において、プリント配線板１に電子部品２として半導体
集積回路装置(IC,Integrated Circuit) ２Ｃを実装した
状態を示す。すなわちＩＣ２Ｃはプリント配線板１上の
ランド３にリード４Ｃをはんだ５を介して接続される。
因みにこのＩＣ２Ｃのパツケージはワイヤーボンデイン
グ等によつてリードフレーム上に集積回路の形成された
半導体チツプを接続し、リードフレーム上のチツプ表面
をエポキシ樹脂やセラミツク等によつて覆うことによつ
て形成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述したよう
にはんだデイツプ法やリフローはんだ付法等によつてプ
リント配線板１上に電子部品２を実装する場合、何方の
場合も電子部品２及びプリント配線板１を一旦はんだ溶
融温度まで加熱する必要がある。ここでプリント配線板
１上に配設されたランド３と電子部品２のリード４Ａ、
４Ｂ及び４Ｃとを高精度に位置合わせして実装する場
合、高い耐熱性を有するプリント配線板１を高精度に成
形する必要がある。このためプリント配線板１の基板材
料を選定するのに余計なコストがかかるという問題があ
つた。またはんだ付け工程において、ランド３及びリー
ド４Ａ、４Ｂ及び４Ｃを均一な状態で接合するためには
加熱温度等の処理条件の設定やフラツクス量及びはんだ
量等のパラメータを設定する必要がある。あるいは高精
度にランド３とリード４Ａ、４Ｂ及び４Ｃとを位置合わ
せするのに時間を要すため、処理工程を煩雑にしていた
という問題があつた。

【０００８】またはんだ付け工程では、はんだ付け時の
位置ずれを検査するはんだ付け位置ずれ検査装置やはん
だ付け後のフラツクスを洗浄するためのフラツクス洗浄
装置等の周辺処理装置を設置する必要がある。さらには
んだ付けの前工程には、はんだ供給工程及び接着剤の供
給工程があり、はんだ及び接着剤を供給する装置を設け
る必要もある。またはんだ付けに失敗した場合、はんだ
を加熱して溶融し、はんだ付けされた電子部品をプリン
ト配線板から取り外すことができるが、この場合、加熱
用のはんだごてや溶融したはんだを吸引するはんだ吸い
取り装置を新たに必要とする。このようにはんだ付け工
程には前後の工程を合わせると多くの処理工程があり、
処理工程の複雑化による処理時間の延長及び処理設備の
コスト高の招来が問題になつている。

【０００９】さらに最近でははんだの主成分である鉛の
毒性が自然環境を汚染することが問題となつており、こ
のためはんだの主成分から鉛を無くそうという考えがあ
る。しかしながら、現在迄のところ鉛に代わり得る有効
なはんだ材料は見つかつていない。本発明は以上の点を
考慮してなされたもので、プリント配線板に取り付け及
び取り外しが容易に、かつ低コストで実装することので
きる電子部品、回路基板及び実装方法を提案しようとす
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、配線基板の所定位置に実装される
ことによつて所定の電子回路を形成する電子部品におい
て、実装時、配線基板の基板電極に当接すると同時に所
定の弾性力によつて該基板電極に抗して伸縮するばね構
造を有する電極を備える。これによりはんだ付けによら
ず、電極を所定の弾性力によつて基板電極に抗させるこ
とによつて配線基板に実装し得る。

【００１１】さらに本発明においては、配線基板の所定
位置に電子部品が実装されてなる回路基板において、電
子部品は、実装時、配線基板の基板電極に当接すると同
時に所定の弾性力によつて該基板電極に抗して伸縮する
ばね構造を有する電極を有し、配線基板の所定位置に実
装されてなる。これによりはんだ付けによらず、電極を
所定の弾性力によつて基板電極に抗させることによつて
配線基板に実装して回路基板を形成し得る。

【００１２】さらに本発明においては、所定の弾性力に
よつて配線基板の基板電極に当接すると同時に該基板電
極に抗して伸縮するばね構造を有する電極を電子部品に
配設する第１ステツプと、配線基板に所定の凹凸形状の
基板電極を配設して該基板電極に電極を当接させると同
時に基板電極に抗して伸長させて配線基板に実装する第
２ステツプとを備える。これによりはんだ付けによら
ず、電極を所定の弾性力によつて配線基板に配設された
所定の凹凸形状の基板電極に抗させることによつて配線
基板に実装し得る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施例を詳述する。

【００１４】（１）第１実施例 図１において１５は、全体として電子部品を示し、パツ
ケージ本体１６からＲ形状のばね部材でなるリード１７
を外部に突出するようにして設けている。リード１７
は、所定の弾性を有するステンレス合金を材料とするリ
ードフレームの端子部分をＲ状に成形してばね構造をも
たせると共に、はんだめつき等を施して導電性をもたせ
るようにしている。図２に示すように回路基板２０は、
プリント配線板２３上に電子部品１５を実装する場合、
電子部品１５のリード１７を押し縮め、弾性によつて伸
長するばねによる弾性力を利用する。すなわち電子部品
１５は、プリント配線板２３上の所定位置で対向する基
板電極に対してリード１７の弾性力によつて抗する力を
与え、これによつて生じる摩擦力によつて所定位置に保
持されると共に、電気的に接続されることによつて回路
基板を形成する。

【００１５】プリント配線板２３は、電子部品１５を実
装するソケツト基板部２３Ａ、回路パターンの形成され
たパターン配線基板部２３Ｂ並びにソケツト基板部２３
Ａ及びパターン配線基板部２３Ｂを接続する接続部２３
Ｃとから形成されている。ソケツト基板部２３Ａの配線
パターン２４は、導電性の金属によつてめつきしたスル
ーホール２５によつてソケツト基板部２３Ａ及び接続部
２３Ｃを貫通することによつて多層配線構造のパターン
配線基板部２３Ｂの各層の配線パターン２６に電気的に
接続している。

【００１６】ソケツト基板部２３Ａは、電子部品１５の
形状に応じてくり抜かれたソケツト２７を有している。
ソケツト２７内部の側面には実装する電子部品１５のリ
ード１７の配設位置に対応する所定位置に基板電極２８
が設けられている。この基板電極２８はソケツト基板部
２３Ａ上に配設された所定の配線パターン２４に電気的
に接続されている。因みに基板電極２８は、樹脂に金属
粉等を混ぜて導電性をもたせるようにした所定の弾性を
有する導電性樹脂によつて形成されている。

【００１７】電子部品１５は、リード１７を含めたパツ
ケージ周囲の大きさをソケツト２７の開口部２７Ａの拡
がりに対してリード１７による所定の収縮分だけ拡がつ
た大きさに設定されている。すなわち電子部品１５はソ
ケツト２７内に実装される場合、リード１７をソケツト
２７の開口部２７Ａの大きさに応じて押し縮められる。
この状態で電子部品１５がソケツト２７内に挿入される
と、ソケツト２７内の基板電極２８がリード１７に対向
して当接する。この状態でリード１７の伸長する力によ
つてリード１７と基板電極２８との間で生じる摩擦力に
よつて電子部品１５はソケツト２７内に実装される。こ
れにより、電子部品１５はソケツト２７内にリード１７
により基板電極２８に抗することのみにより、取り付け
及び取り外しが容易な状態で実装される。

【００１８】以上の構成において、電子部品１５をプリ
ント配線板２３に実装する場合、電子部品１５は所定の
配線パターン２４の形成されたソケツト基板部２３Ａの
所定の実装位置に設けられたソケツト２７内にリード１
７を押し縮めた状態で挿入される。この挿入時、押し縮
められた電子部品１５のリード１７は、ソケツト２７の
内側においてそれぞれ対向する基板電極２８に対して弾
性によつて抗して伸長する。この結果、電子部品１５が
リード１７が基板電極２８に抗することによつて生じる
摩擦力によつてソケツト２７に実装される。

【００１９】このようにして電子部品１５は、ばね部材
でなるリード１７を押し縮めてソケツト２７内に嵌め込
むだけの操作によつてプリント配線板２３上の所定の実
装位置に位置決めして実装することができる。この場
合、電子部品１５は、リード１７のもつ弾性によつて伸
長する力が基板電極２８との間に生じさせる摩擦力のみ
を利用してソケツト２７内に固定されるので、リード１
７を伸縮させるだけの操作によつて容易に取り付け又は
取り外しができる。

【００２０】以上の構成によれば、はんだ付けによるこ
となく、プリント配線板２３上の所定の実装位置に電子
部品１５を取り付け取り外しが容易な状態で実装し得
る。これにより一旦実装した電子部品１５を損傷させる
ことなく容易に交換し得るので、リサイクルして使用す
ることができる。さらに上述の実施例によれば、はんだ
付け工程におけるはんだ供給工程やリフロー工程等を必
要としなくなるので、工程数の削減及び工程設備の縮小
がなし得る。

【００２１】さらに上述の実施例によれば、リフロー工
程や取り外し時の加熱処理工程等が不要となつたことに
よつて電子部品１５に対して熱ストレスが加えられるこ
とがなくなり、プリント配線板２３に実装する電子部品
１５の信頼性を向上し得る。この場合、電子部品１５の
取り付け及び取り外し時に熱ストレスが加えられないの
で、電子部品１５の耐熱補償値を下げるようにしても良
く、これによつて電子部品１５のコストを削減し得る。

【００２２】さらに上述の実施例によれば、主成分に鉛
を含むはんだを用いることなくプリント配線板２３に電
子部品１５を取り付けるようにしたことにより、鉛によ
る害毒によつて自然環境を汚染するのを防ぐことができ
る。かくしてリード１７として所定の弾性を有するばね
を用いた簡易な構成により、はんだ付けによらずプリン
ト配線板２３上に取り付け取り外しが容易な状態で実装
して回路基板２０を形成し得る電子部品１５を実現でき
る。

【００２３】（２）第２実施例 図２との対応部分に同一符号を付して示す図３におい
て、３０は第２実施例による回路基板を示し、電子部品
３１は半導体集積回路装置でなる。この場合、電子部品
３１はリード３２に所定の弾性を有するステンレス合金
を用いることによつてソケツト基板部２３Ａのソケツト
２７にリード３２を押し縮めた状態で実装される。この
場合、リード３２はソケツト２７内にてリード３２のも
つ弾性によつて伸長して基板電極２８に当接すると同時
に電極間に摩擦力を生じさせ、これにより上述した第１
の実施例と同様の効果が得られる。

【００２４】（３）第３実施例 図２との対応部分に同一符号を付して示す図４におい
て、３５は第３実施例による回路基板を示し、電子部品
３６はプリント配線板２３上に設けられる電極として用
いられる。図５に示すように、電子部品３６は弾性を有
するパイプ状の導電性部材でなり、パイプの側面３６Ａ
に沿つてパイプの上端から下端にかけてスリツト３７を
設けることにより曲面形状の板ばねを形成している。

【００２５】図４に示すように、電子部品３６は、曲面
形状の板ばねを押し縮めた状態にてプリント配線板２３
のランド３に設けられた取付け電極孔３８より貫入され
る。このとき電子部品３６は、内側から取付け電極孔３
８に当接させると同時に内側より外側に向かつて取付け
電極孔３８を押しつけ、その摩擦力によつてプリント配
線板２３に保持される。これにより電子部品３６をパイ
プ状の本体に設けたスリツト３７による簡易な構成のば
ねによつて取り付け及び取り外しが容易な状態でプリン
ト配線板２３に実装することができる。

【００２６】（４）第４実施例 図６において、４０は第４実施例による電子部品を示
し、電子部品４０はＲ状の曲線部を二箇所有する部品電
極４１を設けている。この場合、部品電極４１は凸部４
１Ａ及び凹部４１Ｂを有するので、プリント配線板２３
（図１）のソケツト２７に凸部４１Ａ及び凹部４１Ｂの
形状に対応する凹凸形状の基板電極（図示せず）を設け
ることによつて電極間の摩擦力を増し電子部品４０実装
時の保持強度を向上し得る。この場合、Ｒ状の凹凸形状
を２か所以上に亘つて複数設けるようにしても良く、さ
らに凹凸形状についてはＲ状以外にも種々の形状を設定
し得、その凹凸形状に応じて実装時の電子部品の保持強
度をより一層向上させることができる。

【００２７】（５）他の実施例 なお上述の実施例においては、プリント配線板２３のソ
ケツト基板部２３Ａに電子部品１５、３１、３６及び４
０の外形状に応じてくり抜かれたソケツト２７を設け
て、該ソケツト２７内に電子部品１５、３１、３６及び
４０を実装した場合について述べたが、本発明はこれに
限らず、例えばプリント配線板２３上に設けられた部品
取付け孔の内側にめつきを施して部品取付け電極を設
け、所定の強度と弾性をもつようにした電子部品（図示
せず）のリードを押し縮めて挿入することによつて電子
部品を実装するようにしても良い。

【００２８】この場合、部品取付け電極の設置間隔は電
子部品のリード間隔に比してリードの収縮する分だけ短
く設定しておく。これにより通常のプリント配線板の部
品取付け孔にめつきを施した部品取付け電極にリードを
押し縮めて挿入することによつて、ソケツト基板部２３
Ａのような特別な基板を設ける手間を省いてめつきを施
した部品取付け電極を設けただけの簡易な構成のプリン
ト配線板に電子部品を取り付け及び取り外しが容易な状
態で実装することができる。

【００２９】さらに上述の実施例においては、ソケツト
２７内に挿入された電子部品１５、３１、３６及び４０
を部品電極１７、３２、３６及び４１の弾性を利用して
凹形状のソケツト２７に設けられた基板電極２８及び３
７並びに孔でなるランド３に抗して伸長させ、その摩擦
力によつてソケツト２７内に実装した場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、ソケツト内に凸形状の基
板電極（図示せず）を形成して、電子部品の部品電極が
有する弾性を収縮する方向に働かせて基板電極を両外側
の対抗方向から挟み込むようにしてその摩擦力によつて
部品電極を基板電極に当接させ、電子部品を実装するよ
うにしても良い。

【００３０】要はプリント配線板以外にも配線パターン
の形成された基板上において実装する電子部品の部品電
極に対向する位置に部品電極の形状に応じた所定の凹凸
形状の基板電極を配設し、部品電極を基板電極に抗させ
ることによつて部品電極のもつ弾性によつて基板電極に
抗する摩擦力を生じさせれば良く、これによつて部品電
極を容易に基板電極に接続し得、かくして上述した実施
例と同様の効果が得られる。

【００３１】さらに上述の実施例においては、所定の弾
性を有する電子部品の電極によつてソケツト２７に抗す
る摩擦力を生じさせるようにした場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、ソケツト２７の基板電極側
にも所定の弾性をもたせて電子部品の部品電極に抗する
方向に力を生じさせるようにしても良く、これにより電
子部品の電極のもつ弾性力と、対向する基板電極の弾性
力との相乗効果によつてより一層確実に電子部品をソケ
ツト２７内に固定し得る。

【００３２】さらに上述の実施例においては、電子部品
１５のリード部材としてステンレス合金を基材としては
んだめつきしたものを用いた場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、リン青銅を基材としてＡｕめつき
したものを用いても良い。

【００３３】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、実装時、
配線基板の基板電極に当接すると同時に所定の弾性力に
よつて該基板電極に抗して伸縮するばね構造を有する電
極を備えたことにより、電極を所定の弾性力によつて基
板電極に抗させることによつて、はんだ付けによること
なく取り付け及び取り外しが容易な状態で配線基板に実
装できる電子部品を実現し得る。

【００３４】さらに本発明によれば、配線基板の基板電
極に当接すると同時に所定の弾性力によつて該基板電極
に抗して伸縮するばね構造を有する電極を有する電子部
品を配線基板の所定位置に実装することにより、電極を
所定の弾性力によつて基板電極に抗させることによつ
て、はんだ付けによることなく取り付け及び取り外しが
容易な状態で配線基板に実装できる回路基板を実現し得
る。

【００３５】さらに本発明によれば、所定の弾性力によ
つて配線基板の基板電極に当接すると同時に該基板電極
に抗して伸縮するばね構造を有する電極を電子部品に配
設する第１ステツプと、配線基板に所定の凹凸形状の基
板電極を配設して該基板電極に電極を当接させると同時
に基板電極に抗して伸長させて配線基板に実装する第２
ステツプとを備えたことによつて、電極をはんだ付けに
よることなく取り付け及び取り外しが容易な状態で配線
基板に実装できる実装方法を実現し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例による電子部品の構成を示す略線的
断面図である。

【図２】第１実施例による回路基板を示す略線的断面図
である。

【図３】第２実施例による回路基板を示す略線的断面図
である。

【図４】第３実施例による回路基板を示す略線的断面図
である。

【図５】第３実施例の電極を示す上面図（図５（Ａ））
及び側面図（図５（Ｂ））である。

【図６】第４実施例による電子部品の構成を示す略線的
断面図である。

【図７】従来のはんだ付けの説明に供する略線的断面図
である。

【図８】従来のはんだ付けの説明に供する略線的断面図
である。

【符号の説明】

１、２３……プリント配線板、２、１５、３１、３６、
４０……電子部品、３、２８、３８……基板電極、４
Ａ、４Ｂ、４Ｃ、１７、３２、４１……部品電極、５…
…はんだ、６、２４……スルーホール、８、２４、２６
……配線パターン、９……ソルダレジスト膜、２０、３
０、３５……回路基板、２７……ソケツト、２７Ａ……
開口部。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】配線基板の所定位置に実装されることによ
   つて所定の電子回路を形成する電子部品において、 実装時、上記配線基板の基板電極に当接すると同時に所
   定の弾性力によつて当該基板電極に抗して伸縮するばね
   構造を有する電極を具えることを特徴とする電子部品。
2. 【請求項２】配線基板の所定位置に電子部品が実装され
   てなる回路基板において、 上記電子部品は、 実装時、上記配線基板の基板電極に当接すると同時に所
   定の弾性力によつて当該基板電極に抗して伸縮するばね
   構造を有する電極を有し、上記配線基板の上記所定位置
   に実装されてなることを特徴とする回路基板。
3. 【請求項３】所定の弾性力によつて配線基板の基板電極
   に当接すると同時に当該基板電極に抗して伸縮するばね
   構造を有する電極を電子部品に配設する第１ステツプ
   と、 配線基板に所定の凹凸形状の基板電極を配設して当該基
   板電極に上記電極を当接させると同時に上記基板電極に
   抗して伸長させて上記配線基板に実装する第２ステツプ
   とを具えることを特徴とする実装方法。
4. 【請求項４】上記電極は、はんだめつきされたステンレ
   ス合金でなることを特徴とする請求項１に記載の電子部
   品。
5. 【請求項５】上記電極は、Ａｕめつきされたリン青銅で
   なることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
6. 【請求項６】上記電極は、Ｒ形状でなることを特徴とす
   る請求項１に記載の電子部品。
7. 【請求項７】上記電子部品は、角型チツプ部品でなるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
8. 【請求項８】上記電子部品は、半導体集積回路装置でな
   ることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
9. 【請求項９】上記電子部品は、円筒側面に沿つて上端か
   ら下端にかけてスリツトを設けた電極でなることを特徴
   とする請求項１に記載の電子部品。