(57)【要約】【課題】両面にコネクタ接続点を備える基板と、基板を挿入すべき空間の上下にコネクタ接続点に接続させる接点を有するコネクタとを半田付けして接続する際に、手作業の半田付け作業を必要とすることなく工程を大幅に合理化し、接続信頼性を確保した状態で半田付けを行うことができるようにする。【解決手段】コネクタ付き基板の製造方法は、基板の一方の面のコネクタ接続点に半田を塗布してリフローする工程（Ｓ１，Ｓ３）と、基板の他方の面のコネクタ接続点に半田を塗布する工程（Ｓ４）と、コネクタに対して基板を挿入する工程（Ｓ６）と、基板を挿入したコネクタをリフローする工程（Ｓ７）と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一端の両面にコネクタ接続点を備える前記基板と、前記基板を挿入すべき空間の上下に前記コネクタ接続点に接続させる接点を有するコネクタとを半田付けして接続してなるコネクタ付き基板の製造方法であって、
前記基板の一方の面の前記コネクタ接続点に半田を塗布してリフローする工程と、
前記基板の他方の面の前記コネクタ接続点に半田を塗布する工程と、
前記コネクタの前記空間に対して前記基板を挿入する工程と、
前記基板を挿入した前記コネクタをリフローする工程と、を有することを特徴とするコネクタ付き基板の製造方法。
【請求項２】
前記基板の他方の面の前記コネクタ接続点に半田を塗布する工程は、
前記基板の挿入方向を前記コネクタ接続点の長さ方向とし、前記挿入方向に直交する方向をコネクタ接続点の幅方向とするとき、
１つの前記コネクタ接続点に塗布する半田は、前記コネクタ接続点の幅方向の中央部の所定領域を除く両側で、前記コネクタ接続点の長さ方向に塗布することを特徴とする請求項１に記載のコネクタ付き基板の製造方法。
【請求項３】
前記基板の一方の面の前記コネクタ接続点に半田を塗布してリフローする工程と、前記コネクタの前記空間に対して前記基板を挿入する工程との間に、
前記一方の面の前記コネクタ接続点に塗布された半田を平坦にする工程を有することを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタ付き基板の製造方法。
【請求項４】
前記基板の一方の面の前記コネクタ接続点に半田を塗布してリフローする工程と、前記コネクタの前記空間に対して前記基板を挿入する工程との間に、
前記一方の面の前記コネクタ接続点に塗布された半田を押圧して、前記半田の表面形状を、前記基板を挿入する方向に直交する方向の中央部が低くなった凹形状とする工程を有することを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタ付き基板の製造方法。
【請求項５】
前記基板の一方の面の前記コネクタ接続点に半田を塗布してリフローする工程は、前記基板の一方の面のコネクタ接続点と、前記一方の面で部品を接続すべき部品接続部とに半田を塗布し、前記半田を塗布した前記一方の面の部品接続部に部品を載置してリフローし、
前記基板の他方の面のコネクタ接続点に半田を塗布する工程は、前記基板の他方の面のコネクタ接続点と、前記他方の面で部品を接続すべき部品接続部とに半田を塗布し、前記半田を塗布した前記他方の面の部品接続部に部品を載置する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載のコネクタ付き基板の製造方法。
【請求項６】
前記基板の一方の面の前記コネクタ接続点に半田を塗布してリフローする工程は、前記基板の一方の面のコネクタ接続点と、前記一方の面で部品を接続すべき部品接続部とに半田を塗布し、前記半田を塗布した前記一方の面の部品接続部に部品を載置してリフローし、
前記基板の他方の面のコネクタ接続点に半田を塗布する工程は、前記基板の他方の面のコネクタ接続点と、前記他方の面で部品を接続すべき部品接続部とに半田を塗布し、
前記基板を挿入した前記コネクタをリフローする工程は、前記半田を塗布した前記他方の面の部品接続部に部品を載置した後リフローを行う、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載のコネクタ付き基板の製造方法。
【請求項７】
基板の一端の両面にコネクタ接続点を備える前記基板と、前記基板を挿入すべき空間の上下に前記コネクタ接続点に接続させる接点を有するコネクタとを有し、前記コネクタの空間に挿入された前記基板の前記コネクタ接続点と前記コネクタの接点とを半田付けして接続してなるコネクタ付き基板であって、
前記基板の挿入方向を前記コネクタ接続点の長さ方向とし、前記挿入方向に直交する方向をコネクタ接続点の幅方向とするとき、
前記基板の他方の面の前記コネクタ接続点は、前記コネクタ接続点の幅方向の中央部の所定領域を除く両側で、前記コネクタ接続点の長さ方向に半田が塗布されて固着されていることを特徴とするコネクタ付き基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一端の両面にコネクタ接続点を備える基板と、基板を挿入すべき空間の上下にコネクタ接続点に接続させる接点を有するコネクタとを半田付けして接続してなるコネクタ付き基板、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の両側に部品等を実装するものに関して、例えば、特許文献１には、基板の表面と裏面に電子部品を実装したプリント配線基板が開示されている。このプリント配線基板は、基板の表面と裏面のレジストの厚みを変えることで、リフロー工程時の熱履歴による収縮力を調整し、基板の反りを防ぐようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２４２６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図９は、コネクタ付き基板の一例を概略的に示す図である。
基板２０は、その一端にコネクタ接続点２１が備えられている。また、基板２０には、各種の部品２２が実装される。一方、基板２０に接続するコネクタ３０は、基板２０を挿入すべき空間を備え、その空間を構成するコネクタの内壁面に、基板２０のコネクタ接続点２１に接続させるための接点（図示省略）が備えられている。
【０００５】
図９に示すような、コネクタ３０と基板２０とによるコネクタ付き基板１０では、コネクタ３０が備える空間を構成する上下の内壁面のうち一方に接点を設ける構成であれば、基板２０とコネクタ３０とを接続する工程でリフローによる半田付けが可能である。つまり、基板２０のコネクタ接続点２１や部品接続部にメタルマスクを用いてクリーム半田を塗布し、部品接続部に所定の部品を搭載し、基板２０をコネクタ３０に挿入する。そしてリフロー炉により半田が溶ける温度になるまで加熱し、これを冷却することでコネクタ付き基板１０を得ることができる。
【０００６】
一方、基板２０の両面にコネクタ接続点２１を設け、コネクタ３０の上下の内壁面の両側に接続点を設けた構成の場合には、上記のような工程をとることができない。つまり、基板２０の両面にクリーム半田を塗布して部品を載置した状態のままリフローを行うことはできないため、予め部品を実装しておく必要がある。このとき、部品を実装した後にはクリーム半田を塗布することができないため、部品の実装面では、コネクタ接続点２１にクリーム半田を塗布することができず、コネクタとの接続ができなくなる。
従って一般には、部品が両面実装された基板２０をコネクタ３０に接続する場合、上記のような片面実装とは異なり、手作業で半田ごてを使って半田付けを行う必要がある。しかしながら手作業の半田付けは煩雑で非常に効率が悪い。
【０００７】
特許文献１には、コネクタの上下面に設けた接点と基板の両面に設けたコネクタ接続点とを半田にて接続する構成については記載されていない。
【０００８】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、両面にコネクタ接続点を備える基板と、基板を挿入すべき空間の上下にコネクタ接続点に接続させる接点を有するコネクタとを半田付けして接続する際に、手作業の半田付け作業を必要とすることなく工程を大幅に合理化し、接続信頼性を確保した状態で半田付けを行うことができるようにしたコネクタ付き基板、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によるコネクタ付き基板の製造方法は、基板の一端の両面にコネクタ接続点を備える基板と、基板を挿入すべき空間の上下にコネクタ接続点に接続させる接点を有するコネクタとを半田付けして接続してなるコネクタ付き基板の製造方法である。この製造方法は、基板の一方の面のコネクタ接続点に半田を塗布してリフローする工程と、基板の他方の面のコネクタ接続点に半田を塗布する工程と、コネクタの前記空間に対して基板を挿入する工程と、基板を挿入した前記コネクタをリフローする工程と、を有する。
【００１０】
上記の基板の他方の面のコネクタ接続点に半田を塗布する工程は、基板の挿入方向をコネクタ接続点の長さ方向とし、挿入方向に直交する方向をコネクタ接続点の幅方向とするとき、１つのコネクタ接続点に塗布する半田は、コネクタ接続点の幅方向の中央部の所定領域を除く両側で、コネクタ接続点の長さ方向に塗布する。
【００１１】
また、本発明によるコネクタ付き基板の製造方法は、上記の基板の一方の面のコネクタ接続点に半田を塗布してリフローする工程と、コネクタの前記空間に対して基板を挿入する工程との間に、一方の面のコネクタ接続点に塗布された半田を平坦にする工程を有する。
さらに、本発明によるコネクタ付き基板の製造方法は、上記の基板の一方の面のコネクタ接続点に半田を塗布してリフローする工程と、コネクタの前記空間に対して基板を挿入する工程との間に、一方の面の前記コネクタ接続点に塗布された半田を押圧して、半田の表面形状を、基板を挿入する方向に直交する方向の中央部が低くなった凹形状とする工程を有する。
【００１２】
また、上記の基板の一方の面のコネクタ接続点に半田を塗布してリフローする工程では、基板の一方の面のコネクタ接続点と、一方の面で部品を接続すべき部品接続部とに半田を塗布し、半田を塗布した一方の面の部品接続部に部品を載置してリフローし、上記の基板の他方の面のコネクタ接続点に半田を塗布する工程では、基板の他方の面のコネクタ接続点と、他方の面で部品を接続すべき部品接続部とに半田を塗布し、半田を塗布した他方の面の部品接続部に部品を載置する。
【００１３】
また、上記の基板の一方の面のコネクタ接続点に半田を塗布してリフローする工程は、前記基板の一方の面のコネクタ接続点と、一方の面で部品を接続すべき部品接続部とに半田を塗布し、半田を塗布した一方の面の部品接続部に部品を載置してリフローし、上記の基板の他方の面のコネクタ接続点に半田を塗布する工程は、基板の他方の面のコネクタ接続点と、他方の面で部品を接続すべき部品接続部とに半田を塗布し、上記の基板を挿入したコネクタをリフローする工程は、半田を塗布した他方の面の部品接続部に部品を載置した後リフローを行う。
【００１４】
本発明によるコネクタ付き基板は、基板の一端の両面にコネクタ接続点を備える前記基板と、基板を挿入すべき空間の上下にコネクタ接続点に接続させる接点を有するコネクタとを有し、コネクタの空間に挿入された前記基板のコネクタ接続点とコネクタの接点とを半田付けして接続してなる。そして、基板の挿入方向をコネクタ接続点の長さ方向とし、挿入方向に直交する方向をコネクタ接続点の幅方向とするとき、基板の他方の面のコネクタ接続点は、コネクタ接続点の幅方向の中央部の所定領域を除く両側で、コネクタ接続点の長さ方向に半田が塗布されて固着されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、両面にコネクタ接続点を備える基板と、基板を挿入すべき空間の上下にコネクタ接続点に接続させる接点を有するコネクタとを半田付けして接続する際に、手作業の半田付け作業を必要とすることなく工程を大幅に合理化し、接続信頼性を確保した状態で半田付けを行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明によるコネクタ付き基板の構成例を示す図である。
【図２】本発明よるコネクタ付け基板を用いたケーブルの構成例を示す図である。
【図３】本発明に係るコネクタ付き基板の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明に係るコネクタ付き基板の製造方法の他の例を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明に係るコネクタ付き基板の製造方法の更に他の例を説明するためのフローチャートである。
【図６】予備半田状態の半田の形状を修正するときの処理を模式的に示す図である。
【図７】基板のコネクタ接続点に半田を塗布するときの塗布状態を説明するための図である。
【図８】基板のコネクタ接続点に半田を塗布するときの塗布状態を説明するための他の図である。
【図９】コネクタ付き基板の一例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明によるコネクタ付き基板の構成例を示す図で、図１（Ａ）はコネクタ付き基板の平面図、図１（Ｂ）はコネクタ付き基板のコネクタを基板挿入方向から見た図、図１（Ｃ）はコネクタに挿入する部分の基板を、基板挿入方向の前方から見た図である。
図１（Ａ）に示すように、本例のコネクタ付き基板１０は、基板２０とコネクタ３０とが接続されて構成されている。また、基板２０には、各種の部品２２が実装されている。
【００１８】
図１（Ｂ）に示すように、基板２０に接続するコネクタ３０は、基板２０を挿入すべき空間３１を備え、その空間３１の上下の内壁面に基板２０のコネクタ接続点２１に接続させるための複数の接点３２が備えられている。
また、図１（Ｃ）に示すように、基板２０は、その一端の両面に複数のコネクタ接続点２１が備えられる。そして、基板２０のコネクタ接続点２１が設けられた端部を、コネクタ３０の空間３１に挿入し、基板２０の両面に設けられたコネクタ接続点２１と、コネクタ３０の上下の内壁面に設けられた接点３２とを半田にて接続して固定する。これにより図１（Ａ）に示すようなコネクタ付き基板１０が得られる。
【００１９】
図２は、本発明よるコネクタ付け基板を用いたコネクタ付きケーブルの構成例を示す図である。図２（Ａ）に示すように、コネクタ付き基板１０は、その基板２０がコネクタ３０と接続される側とは反対側の端部にケーブル４０を接続して、コネクタ付きケーブルを構成することができる。また、図２（Ｂ）に示すように、図２（Ａ）の構成の基板２０の部分をケース５０で覆う構成としてもよい。
【００２０】
本発明に係る基板付きコネクタの実施形態では、半田付けの工程及び半田付けの構成に特徴があり、これにより合理的な工程でかつ接続精度の良好なコネクタ付き基板１０が得られる。これらの特徴について以下に詳述する。
【００２１】
図３は、本発明に係るコネクタ付き基板の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。ここでは、図１のような構成で、基板２０の一端の両面にコネクタ接続点２１が設けられ、この一端側をコネクタ３０の空間３１に挿入してコネクタ３０の上下の内壁面に設けられた接点３２と、基板２０のコネクタ接続点２１とを半田にて接続するものとする。
【００２２】
まず、基板２０の一方の面に設けられたコネクタ接続点２１、および部品２２を接続するための部品接続部にクリーム半田を塗布し（ステップＳ１）、その一方の面側の部品接続部に所定の部品２２を載置する（ステップＳ２）。そしてリフロー炉でリフローを行って部品２２を実装する（ステップＳ３）。リフロー後冷却された状態では、コネクタ接続点２１に塗布したクリーム半田は、コネクタ接続点２１上に半田のみが凝固した状態で載せられていて、いわゆる予備半田状態になっている。
【００２３】
次に基板２０の他方の面に設けられたコネクタ接続点２１、及び部品２２を接続するための部品接続部にクリーム半田を塗布し（ステップＳ４）、他方の面側の部品接続部に所定の部品２２を載置する（ステップＳ５）。そして、この状態の基板２０をコネクタ３０の空間に挿入し（ステップＳ６）、リフロー炉でリフローを行う（ステップＳ７）。これにより、基板２０の一方の面側のコネクタ接続点２１で予備半田状態となっている半田と、他方の面側に塗布されたクリーム半田とがリフロー炉で加熱され、コネクタ３０の上下それぞれの接点３２に接続される。また、基板２０の他方の面側に実装された部品２２は、リフロー炉にてクリーム半田が加熱され、基板２０に接続される。２回目のリフロー時に１回目に固定した部品はクリーム半田の表面張力で固定位置が維持される。
【００２４】
図４は、本発明に係るコネクタ付き基板の製造方法の他の例を説明するためのフローチャートである。
本例では、ステップＳ１１〜ステップＳ１４までは、図３のステップＳ１〜ステップＳ４と同様の処理が行われる。そして、ステップＳ１４で基板２０の他方の面のコネクタ接続点２１、及び部品２２を接続するための部品接続部にクリーム半田を塗布した後、本例の場合には、先に基板２０をコネクタ３０に挿入し（ステップＳ１５）、その後、他方の面側の部品接続部に所定の部品２２を載置して（ステップＳ１６）、リフロー炉でリフローを行う（ステップＳ１７）。
これにより、基板２０の一方の面側のコネクタ接続点２１で予備半田状態となっている半田と、他方の面側に塗布されたクリーム半田とがリフロー炉で加熱され、コネクタの上下の接点３２にそれぞれ接続される。また、基板２０の他方の面側に実装された部品２２は、リフロー炉にてクリーム半田が加熱され、基板２０に接続される。
【００２５】
図５は、本発明に係るコネクタ付き基板の製造方法の更に他の例を説明するためのフローチャートである。
本例では、ステップＳ２１〜ステップＳ２３までは、図３のステップＳ１〜ステップＳ３と同様の処理が行われる。つまり、基板２０の一方の面にクリーム半田を塗布して部品を載置し、リフローを行う。そして、リフローを行った後、基板２０の一方の面のコネクタ接続点２１で予備半田状態となっている半田に対して、押圧して所定の形状に修正する（ステップＳ２４）。所定の形状は、例えば、半田を押圧して平坦にする形状であり、他の例では、基板２０の挿入方向の直交方向に凹んだ凹形状である。
【００２６】
半田を押圧して形状修正した後は、図３のステップＳ４〜ステップＳ７と同様の処理が行われる（ステップＳ２５〜ステップＳ２８）。つまり、基板２０の他方の面にクリーム半田を塗布し、部品を載置し、基板２０をコネクタ３０に挿入してリフローを行う。なお、ステップＳ２４の半田を押圧して形状を修正するステップは、ステップＳ２３でリフローを行った後、コネクタ３０に基板２０を挿入するステップＳ２７までに実施すればよい。また、ステップＳ２６の基板の他方の面に部品と載置するステップと、ステップＳ２７の基板２０をコネクタ３０に挿入するステップは逆にしてもよい。
【００２７】
図６は、予備半田状態の半田の形状を修正するときの処理を模式的に示す図で、図中、６０は、基板２０に設けられたコネクタ接続点２１で凝固した半田である。基板２０の一方の面で、コネクタ接続点２１と部品接続部にクリーム半田を塗布し、部品接続部に部品を載置してリフローすると、図６（Ａ）に示すように、基板２０のコネクタ接続点２１の上に予備半田状態の半田６０が形成される。この半田６０は、リフロー時の加熱溶融により凸形状に盛り上がった状態になっている。
【００２８】
この状態で、基板２０をコネクタ３０の空間３１に挿入し、半田６０を介してコネクタ３０の接点３２と基板２０のコネクタ接続点２１とを接触させると、凸形状に盛り上がった半田６０の形状に起因して、コネクタ３０の接点３２が定位置となるべき位置から逸れてしまい、接続が不安定になり、接続信頼性が損なわれることがある。
【００２９】
このような状態をなくすために、本発明に係る実施形態では、図６（Ｂ）に示すように、予備半田状態となって凸状に盛り上がっている半田６０をコネクタ３０に挿入する前に、例えばハンドプレスと専用治具とを利用して押圧し、平坦にする。
半田６０は、基板２０等に比較して非常に柔らかいため、凸形状を容易に平坦にすることができる。そして半田６０を平坦にした状態で基板２０をコネクタ３０の空間３１に挿入することで、コネクタ３０の接点３２が逸れることなく、各コネクタ接続点２１の直上で半田６０により接続させることができる。これにより接続信頼性を損なうことなく、基板２０とコネクタ３０との接続が可能となる。
【００３０】
また、図６（Ｃ）に示すように、凸状に盛り上がっている予備半田状態の半田６０を押圧して凹形状に成形するようにしてもよい。この場合、半田６０の表面形状を、基板２０を挿入する方向に直交する方向に、半田６０の中央部が低くなった凹形状とする。これにより、凹形状の凹んだ部分によってコネクタ３０の接点３２を誘い込むようなレール状の形状とすることができ、コネクタの接点３２をさらに安定して基板２０のコネクタ接続点２１の直上に位置させることができ、接続信頼性を損なうことなく、基板２０とコネクタ３０との接続が可能となる。
【００３１】
図７、及び図８は、基板のコネクタ接続点に半田を塗布するときの塗布状態を説明するための図で、図中、７０は基板２０のコネクタ接続点２１の上に塗布されたクリーム半田である。従来の手法では、図７（Ａ）に示すように、基板２０のコネクタ接続点２１にクリーム半田７０を塗布する場合、メタルマスクを使用してコネクタ接続点２１の形状に合わせてクリーム半田７０を塗布していた。
【００３２】
しかしながら、この状態でリフロー工程の前に基板２０をコネクタ３０の空間に挿入すると、図７（Ｂ）に示すように、コネクタ３０の接点３２によってクリーム半田７０が押され、横方向（挿入方向と直交方向）に広がってしまう。図３〜図５で基板の他方の面に半田を塗布した後にコネクタに基板を挿入する場合がこれである。この場合、隣接するコネクタ接続点２１間でクリーム半田７０がブリッジしてしまい、接続構造の不具合となる。また、クリーム半田７０が横方向へ広がってしまうと、接点３２の挿入方向後方の領域（基板の先端の領域）にクリーム半田７０がまわりにくくなり、十分な接続が得られなくなる。
【００３３】
上記のような接続構成の不具合を防ぐために、本発明に係る実施形態では、図８（Ａ）に示すように、基板２０のコネクタ接続点２１にクリーム半田７０を塗布する際に、コネクタ接続点２１の中央部を避けるように両側に分割して塗布する。つまりここでは、コネクタ３０に対する基板２０の挿入方向をコネクタ接続点２１の長さ方向とし、その挿入方向に直交する方向をコネクタ接続点２１の幅方向とするとき、１つのコネクタ接続点２１に塗布するクリーム半田７０は、コネクタ接続点２１の幅方向の中央部の所定領域を除く両側で、コネクタ接続点２１の長さ方向に塗布される。この構成により、リフロー前のクリーム半田７０をコネクタ接続点２１に塗布した基板２０をコネクタ３０に挿入したときに、コネクタの３０の接点３２によりクリーム半田７０が押されて変形し幅方向に広がるようなことがなく、信頼性のある精度のよい接続構造を得ることができる。
【００３４】
また、メタルマスクを使用してクリーム半田７０を塗布する際に、クリーム半田７０の塗布形状が細長くなると、メタルマスクの開口が変形しやすくなる。このため、図８（Ｂ）に示すように、幅方向の中央部の両側に塗布するそれぞれのクリーム半田７０を、長さ方向に分割して塗布するようにしてもよい。これにより、メタルマスクの開口の変形を防いで所望の形状でクリーム半田７０を安定して塗布することができるようになる。
【符号の説明】
【００３５】
１０…コネクタ付き基板、２０…基板、２１…コネクタ接続点、２２…部品、３０…コネクタ、３１…空間、３２…接点、４０…ケーブル、５０…ケース、６０…半田、７０…クリーム半田。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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