(57)【要約】【課題】小型化することができ、また、温度変化に対してリード付き部品を安定して固定することができ、さらに、導体回路を自由に設計することができるリード付き部品を実装した配線基板とその製造方法、および前記配線基板を収容した電気接続箱を提供する。【解決手段】非貫通孔１５が設けられ、リード部品１７の直線状のリード部１７ａが前記非貫通孔１５に立設するように圧入され、半田付けされた、リード部品１７を実装した配線基板１１を、前記リード部品１７に接続する相手側部品と嵌合するハウジング部２３が立設されたケース２１内に、前記リード部品１７が前記ハウジング部２３内に突出するように収容して電気接続箱を構成する。【選択図】　　　　図３
2004031540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板に非貫通孔が設けられ、リード付き部品の直線状のリード部が前記非貫通孔に立設するように圧入され、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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【発明の詳細な説明】
【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、配線基板に非貫通孔が設けられ、リード付き部品の直線状のリード部が前記非貫通孔に立設するように圧入され、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】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
さらに、請求項３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。
【００１５】
【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））。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
【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
【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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