(57)【要約】【課題】回路基板に表面実装される電子部品の製造方法であって、導電性の端子に熱溶融性導電体を容易に装着することができる方法を提供する。【解決手段】電子部品であるコネクタ１は回路基板に表面実装され、絶縁性の内部ケース４と導電性の端子６とを備えている。端子６は金属線を曲げ加工し、ケース４の収納凹部４ａに収納されＣＰＵ２のピン２ａと接続される接続部６ａと、ケース４の保持孔４ｃに圧入される保持部６ｂと、ハンダ８が融着される融着部６ｃを形成する。融着部６ｃは図３ｃに示すように回路基板の幅方向に広がるように略Ｖ字状に形成される。融着部６ｃにハンダ８を融着する工程は、融着部６ｃを溶融されたハンダ８に浸した後に引き上げ、ハンダ８がケース４の裏面から突出する突起４ｂよりも突出するように融着させる。その後、平面加工工程において、ハンダ８の先端部を矯正台１３に圧接し、ハンダ８のコプラナリティを確立する。【選択図】図４
2004319249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランドを有する回路基板の表面に実装される電子部品の製造方法であって、
前記電子部品は、前記ランドと熱溶融性導電体を介して電気的に接続される導電性の端子と、前記端子を前記回路基板側に向けて固定する絶縁性のケースとを備え、
前記端子は前記回路基板側に向けて前記ケースの裏面より突出し少なくとも前記回路基板に沿って延び熱溶融性導電体が加熱溶融されて付着する融着部を有し、前記ケースは前記熱溶融性導電体が加熱溶融されて前記端子と前記ランドとが接続された際に前記ケースの裏面と前記回路基板の表面との間に所定の間隔を保つ突起を有してなり、
前記端子の融着部を溶融温度以上で且つ溶融温度近傍の温度で溶融した熱溶融性導電体に浸漬した後に引き出し、熱溶融性導電体を凝固させて前記突起を越えて突出するように前記融着部に付着させる融着工程と、
前記熱溶融性導電体の先端部を平坦な矯正面を有する矯正台に圧接して変形させ、前記熱溶融性導電体の高さを前記突起以上とすると共に、前記ケースの裏面から突出する前記熱溶融性導電体の突出量を均一にする矯正工程とを備えていることを特徴とする表面実装式電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記矯正工程は、前記熱溶融性導電体の溶融温度未満で且つ溶融温度近傍に加熱された前記矯正台に圧接して前記熱溶融性導電体を軟化させて変形させると共に、突出量が均一にされた前記熱溶融性導電体を冷却することを特徴とする請求項１に記載の表面実装式電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記融着工程に先立って前記端子を冷却する冷却工程を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面実装式電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、回路基板に表面実装される電子部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回路基板の表面に実装される電子部品としては、ＩＣや、ＩＣ或いは他の回路基板を回路基板に着脱自在に装着するコネクタ等が知られている。このような表面実装式の電子部品の中には、回路基板のランドに熱溶融性導電体を介して電気的に接続される導電性の端子を備え、この端子に予め熱溶融性導電体を装着したものが知られている。
【０００３】
このような電子部品のうち、ＣＰＵソケット等のコネクタを例にして説明すると、例えば、下記特許文献１に開示されているコネクタが知られている。特許文献１に開示された表面実装式コネクタは、ボールグリッドアレイ方式（以下ＢＧＡ方式という。）と呼ばれており、絶縁体により形成され回路基板に載置されるケースと、ケースを上下方向に貫通する貫通孔と、貫通孔に装着されピンと回路基板の電気回路とを熱溶融性導電体であるハンダボールを介して電気的に接続する端子とを備えている。このような表面実装式コネクタは、ハンダボールが装着された状態でコネクタを回路基板に載置し、これらの部材を加熱することによりハンダボールを溶融させ、回路基板の電気回路と端子とを接続している。
【０００４】
従来のＢＧＡ方式のコネクタは、ハンダを一度溶融させて球状にすることによりハンダボールを形成し、ハンダボールを端子に取り付ける際に端子の下端部にハンダボールの一部を溶融させて固定している。
【０００５】
しかしながら、ハンダをひずみのない球にすることは困難である。また、ハンダの一部を溶融させて端子に固定しているが、ハンダボールは溶融しすぎると形状が崩れて製品に用いることができなくなる。逆に、溶融が不十分であると端子との結合力が弱く、ハンダボール付きの端子をケースに装着する際や、完成されたコネクタを搬送する際に端子からハンダボールがはずれてしまうおそれがある。
【０００６】
このように、表面実装式の電子部品に予め熱溶融性導電体を装着するためには、熱溶融性導電体の形状の管理や熱溶融性導電体と端子との結合状態の管理を厳格に行わなければならず、技術的に容易ではなかった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１６２９０９号公報（フロントページ）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、表面実装式電子部品の製造方法の改良を目的とし、さらに詳しくは前記不都合を解消するために、導電性の端子に熱溶融性導電体を容易に装着することができる方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の表面実装式電子部品の製造方法は、ランドを有する回路基板の表面に実装される電子部品の製造方法であって、前記電子部品は、前記ランドと熱溶融性導電体を介して電気的に接続される導電性の端子と、前記端子を前記回路基板側に向けて固定する絶縁性のケースとを備え、前記端子は前記回路基板側に向けて前記ケースの裏面より突出し少なくとも前記回路基板に沿って延び熱溶融性導電体が加熱溶融されて付着する融着部を有し、前記ケースは前記熱溶融性導電体が加熱溶融されて前記端子と前記ランドとが接続された際に前記ケースの裏面と前記回路基板の表面との間に所定の間隔を保つ突起を有してなり、前記端子の融着部を溶融温度以上で且つ溶融温度近傍の温度で溶融した熱溶融性導電体に浸漬した後に引き出し、熱溶融性導電体を凝固させて前記突起を越えて突出するように前記融着部に付着させる融着工程と、前記熱溶融性導電体の先端部を平坦な矯正面を有する矯正台に圧接して変形させ、前記熱溶融性導電体の高さを前記突起以上とすると共に、前記ケースの裏面から突出する前記熱溶融性導電体の突出量を均一にする矯正工程とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の製造方法においては、前記端子には少なくとも前記回路基板の前記回路基板に沿って延びる融着部を設けており、熱溶融性導電体がその溶融温度以上で且つ溶融温度近傍の温度で溶融されて熱溶融性導電体の粘性が高いため、溶融された熱溶融性導電体に前記端子を浸漬して引き上げる際に、前記融着部に融着される熱溶融性導電体を前記ケースの突起を越える高さにすることができる。さらに、本発明の製造方法では、前記矯正工程により前記ケースから突出する熱溶融性導電体の突出量を均一にしているため、熱溶融性導電体の先端部の平面度（コプラナリティ）を確保することができる。
【００１１】
また、本発明の表面実装式電子部品の製造方法においては、前記矯正工程は、前記熱溶融性導電体の溶融温度未満で且つ溶融温度近傍に加熱された前記矯正台に圧接して前記熱溶融性導電体を軟化させて変形させると共に、突出量が均一にされた前記熱溶融性導電体を冷却することが好ましい。
【００１２】
前記矯正台を前記熱溶融性導電体の溶融温度未満で且つ溶融温度近傍に加熱すると、熱溶融性導電体が圧接された際に軟化されるのでその先端部が変形しやすくなる。また、前記矯正台の温度は熱溶融性導電体の溶融温度未満であるため、熱溶融性導電体が再度溶融して形状が必要以上に変形することがない。また、その後に冷却され、前記熱溶融性導電体が前記矯正台に融着することがないため、前記熱溶融性導電体を前記矯正台から容易に取り外すことができる。また、熱溶融性導電体の突出量が均一にされた状態で熱溶融性導電体を冷却するため、各熱溶融性導電体のコプラナリティが確保された状態で熱溶融性導電体の形状が安定する。
【００１３】
また、本発明の表面実装式電子部品の製造方法においては、前記融着工程に先立って前記端子を冷却する冷却工程を備えていることが好ましい。前記端子を冷却し、その後に溶融された熱溶融性導電体に浸漬することにより、前記端子の融着部に接触した熱溶融性導電体の熱が前記端子に吸収され、前記融着部に付着しやすくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の表面実装式電子部品の製造方法について、電子部品であるコネクタを例にして図１乃至図８を参照して説明する。図１は本実施形態の製造方法により製造されるコネクタを示す説明図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ部分の一部拡大図、図３はハンダが融着された状態を示すコネクタの側面図、図４は内部ケースと端子とハンダとの関係を示す説明図、図５は端子加工工程を示す説明図、図６は融着工程を示す説明図、図７は矯正工程を示す説明図、図８は端子の他の実施形態を示す説明図である。
【００１５】
本実施形態の製造方法により製造されるコネクタ１は、図１に示すように、ＣＰＵ２を回路基板３に着脱自在に装着するＣＰＵソケットである。コネクタ１は、それぞれ絶縁体により形成されている内部ケース４及び外部ケース５と、内部ケース４に固定されＣＰＵ２のピン２ａに接続されると共に回路基板３のランド（図示せず）にリフローハンダ付けされる端子６と、外部ケース５を内部ケース４に対して前後方向に摺動させる操作レバー７とを備えている。
【００１６】
内部ケース４は合成樹脂製であり、図２に示すように、複数の端子６が格子状に配列されて装着されている。また、図４に示すように、後述する端子６の接続部６ａを収納しＣＰＵ２のピン２ａが挿入される収納凹部４ａを備えている。また、その裏面には、図３に示すように回路基板３側に向かって突出する突起４ｂが設けられており、コネクタ１が回路基板３に表面実装された際にスタンドオフが形成されるようになっている。
【００１７】
外部ケース５は合成樹脂製であり、内部ケース４に対して前後方向（図２において上下方向）に摺動自在に取り付けられており、ＣＰＵ２のピン２ａが挿通される挿通孔５ａを備えている。この外部ケース５は、操作レバー７の回動により内部ケース４に対して前後方向に摺動される。操作レバー７を図１に示すように起立させたときは、外部ケース５は後方（図２において上方）に移動される。また、図３に示すように操作レバー７を前方に回動させたときは、外部ケース５は前方（図２において下方）に移動される。
【００１８】
次に、コネクタ１の端子６について図４を参照して説明する。図４ａは内部ケース４及び端子６の一部拡大平面図、図４ｂは図４ａのｂ−ｂ線断面図、図４ｃは図４ａのｃ−ｃ線断面図である。端子６は、表面に金メッキが施された直径０．１５ｍｍのベリリウム銅線を曲げ加工することにより形成されている。この端子６は、図４に示すように、ＣＰＵ２のピン２ａと接続する接続部６ａと、内部ケース４の保持孔４ｃに保持される保持部６ｂと、熱溶融性導電体であるハンダ８が融着される融着部６ｃとを備えている。保持部６ｂは、後述するように内部ケース４に設けられた保持孔４ｃに圧入されて保持されている。また、保持部６ｂの表面は表面に凹凸が設けられた粗面部６ｄとなっており、保持部６ｂと保持孔４ｃとの結合が強化されている。
【００１９】
融着部６ｃは、内部ケース４の裏面から下方に突出し、図４に示すように回路基板３に沿って延び、図４ｃにおいて大略Ｖ字状に屈曲されている。この融着部６ｃには、図４ｂ及びｃに示すように大略円錐状のハンダ８が融着されている。また、ハンダ８の先端部は図４ｂ及びｃに示すように平面状に加工されており、内部ケース４の裏面から突出する各ハンダ８の突出量が均一となっている。
【００２０】
また、ハンダ８は、図３に示すように内部ケース４の突起４ｂよりも下方に突出するように形成されている。一方、端子６の融着部６ｃの下端部は、内部ケース４の突起４ｂよりも上方に位置するように形成されている。従って、リフローハンダ付けを行う際にコネクタ１を回路基板３に載置したときは回路基板３の表面にハンダ８が当接し、ハンダ８が加熱溶融されたときは回路基板３と端子６の下端部との間には所定の間隔が形成される。
【００２１】
次に、本実施形態のコネクタ１の製造方法について、図５乃至図７を参照して説明する。本実施形態のコネクタ１の製造方法は、内部ケース４に端子６を装着する端子装着工程と、内部ケース４から突出した部分の端子６を加工して融着部６ｃを形成する端子加工工程と、融着部６ｃに溶融したハンダ８を融着させる融着工程と、融着部６ｃに融着されたハンダ８の先端部を揃える矯正工程とからなる。また、矯正工程は、ハンダ８の先端部を加熱して変形させる加熱工程と、変形されたハンダ８を冷却する冷却工程とからなる。
【００２２】
まず、端子装着工程においては、図５ａ及びｂに示すように、直線状の線材を曲げ加工して接続部６ａを形成した端子６を内部ケース４の保持孔４ｃに圧入する。このとき、端子６の保持部６ｂに設けられた粗面部６ｄによって端子６が内部ケース４の保持孔４ｃに強固に保持される。
【００２３】
次に、端子加工工程においては、図５ｃ乃至ｅに示すように、端子加工治具１０により端子６の下方部分に融着部６ｃを形成する。具体的には、端子加工治具１０の溝部１０ａに端子６の先端部を挿入し、端子加工治具１０を回転させる。これにより、端子６の先端部が端子加工治具１０の側面形状に沿って曲げられ、略Ｖ字状に形成される。
【００２４】
次に、融着工程においては、図６ａに示すように、搬送アーム１１によりコネクタ１を溶融されたハンダ８が充填された溶融ハンダ槽１２の上方まで搬送する。次に、図６ｂに示すように端子６の融着部６ｃを溶融されたハンダ８の内部に浸漬する。次に、図６ｃに示すように搬送アーム１１により融着部６ｃをハンダ８から引き上げる。これにより、ハンダ８は図７ａに示すように下方に向かって大略円錐状となり、外気に触れることで冷却されて融着部６ｃに融着される。
【００２５】
本実施形態においては、溶融ハンダ槽１２内で溶融されているハンダ８の温度はその溶融温度に近い温度となっており、例えばハンダメッキを行う場合に比べて温度が低く、ハンダ８の粘度が高くなるようになっている。例えば、ＩＣの端子の先端部等にハンダメッキを施す場合は、ハンダをその溶融温度よりも約７０℃以上高い状態として粘度を低く抑え、端子の表面に薄くハンダがコーティングされるようにしている。これに対し、本実施形態においては、溶融温度から５０℃以内、好ましくは２５℃以内の温度として溶融されているハンダ８の粘度を高くすることにより、融着部６ｃを溶融されたハンダ８から引き上げた際につららのように大略円錐状となるようにしている。これにより、図３に示すようにハンダ８の先端部が内部ケース４の突起４ｂよりも下方に突出する。
【００２６】
次に、矯正工程においては、まず加熱工程において、図７ｂに示すようにハンダ８が融着された端子６を備える内部ケース４が矯正台１３の表面に載置される。この矯正台１３は表面が平面となっておりハンダ８の溶融温度よりも若干低い温度まで加熱されている。融着工程において融着部６ｃに融着されたハンダ８は、図７ａに示すように先端がとがっているが、矯正台１３はハンダ８の溶融温度よりも若干低い温度までに加熱されているため、ハンダ８が軟化して変形しやすくなる。従って、前記内部ケース４が矯正台１３の表面に載置されると、内部ケース４及び端子６の重さによりハンダ８の先端部が平面状に変形する（図７ｂの左側のハンダ８を参照）。
【００２７】
本実施形態においては、図７ｃに示すように、更に図示しないプレスによってコネクタ１を矯正台１３の表面に押しつける。次に、冷却工程において矯正台１３を冷却し、ハンダ８の形状を安定させる。これにより、各ハンダ８のコプラナリティが確保される。その後は、内部ケース４に外部ケース５及び操作レバー７が組み付けられてコネクタ１が組み立てられる。
【００２８】
以上の工程により製造されたコネクタ１は、端子６にハンダ８を装着する方法として、端子６の融着部６ｃを溶融されたハンダ８に浸漬して引き上げるという簡易な方法が用いられているため、端子６にハンダ８を装着することが容易となる。また、矯正工程により、内部ケース４の裏面から突出するハンダ８の突出量が均一となっているため、各ハンダ８のコプラナリティが確保されている。
【００２９】
尚、融着部６ｃは、上記実施形態の形状に限らず、図８ａ乃至ｃに示すように水平方向に丸く曲げられたものや、四角或いは三角に曲げられたものであってもよい。また、上記実施形態においては、コネクタ１の端子６はベリリウム銅線を曲げ加工したものを例にして説明したが、これに限らず、図８ｄに示すように金属板をプレス金型により切断及び曲げ加工して形成された端子６’にハンダ８を融着したものであってもよい。図８ｄに示す端子６’は、ＣＰＵ２のピン２ａに接続される接続部６ａと、内部ケース４に保持される保持部６ｂと、回路基板３と略平行に延設される融着部６ｃとを備えている。また、図８ｄに示す端子６’は、融着部６ｃにはその上下を連通する連通孔６ｄが設けられ、この連通孔６ｄによりハンダ８が強固に融着部６ｃに融着されるようになっている。
【００３０】
また、矯正工程においては、加熱された矯正台１３にハンダ８を圧接しているが、これに限らず、常温の状態の矯正台１３にハンダ８を圧接してもよい。また、上記実施形態においては、矯正工程後に内部ケース４と外部ケース５及び操作レバー７とを組み付けているが、これに限らず、融着工程後に内部ケース４と外部ケース５及び操作レバー７とを組み付け、その後に矯正工程を行ってもよい。
【００３１】
また、上記実施形態においては、表面実装式の電子部品としてＣＰＵソケットであるコネクタ１を例にとって説明したが、これに限らず、回路基板同士を接続するコネクタや、回路基板の表面に実装されるＩＣ、抵抗等の電子部品等に応用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の製造方法により製造されるコネクタを示す説明図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ部分の一部拡大図。
【図３】ハンダが融着された状態を示すコネクタの説明的側面図。
【図４】内部ケースと端子とハンダとの関係を示す説明図。
【図５】端子加工工程を示す説明図。
【図６】融着工程を示す説明図。
【図７】矯正工程を示す説明図。
【図８】端子の他の実施形態を示す説明図。
【符号の説明】
１…コネクタ（電子部品）、３…回路基板、４…内部ケース、６…端子、６ｃ…融着部、８…ハンダ（熱溶融性導電体）、１３…矯正台。
【図１】
2004319249.tif 000003
【図２】
2004319249.tif 000004
【図３】
2004319249.tif 000005
【図４】
2004319249.tif 000006
【図５】
2004319249.tif 000007
【図６】
2004319249.tif 000008
【図７】
2004319249.tif 000009
【図８】
2004319249.tif 000010