(57)【要約】【課題】大型表面実装部品を有する電子機器の品質向上とコスト低減が図れる大型表面実装部品の固定構造を提供することを目的とする。【解決手段】基板に、リフローはんだ付けにより大型表面実装部品を実装する大型表面実装部品の固定構造において、前記基板に形成された固定用の孔と、前記大型表面実装部品に形成された固定用の孔と、前記基板と前記大型表面実装部品との孔に挿通し、いずれか一方の端面からの突出部分を押し拡げて固定するハトメと、前記基板と前記大型表面実装部品に固定された前記ハトメに挿通されるねじとからなることを特徴とする。【選択図】図１
2004253508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に、リフローはんだ付けにより大型表面実装部品を実装する大型表面実装部品の固定構造において、
前記基板に形成された固定用の孔と、
前記大型表面実装部品に形成された固定用の孔と、
前記基板と前記大型表面実装部品との孔に挿通し、少なくともいずれか一方の端面からの突出部分を押し拡げて固定する筒状固定部品と、
前記基板と前記大型表面実装部品に固定された前記筒状固定部品に挿通される締結部材とからなることを特徴とする大型表面実装部品の固定構造。
【請求項２】
前記締結部材により前記基板の裏面側に構成される基板裏面側部材が締結されることを特徴とする請求項１に記載の大型表面実装部品の固定構造。
【請求項３】
前記締結部材には、ねじが用いられ前記基板裏面側部材には該ねじに螺合するねじ孔が形成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項４に記載の大型表面実装部品の固定構造。
【請求項４】
前記締結部材には、ハトメまたは筒状部材が用いられ少なくとも一方の端部または両端部を押し拡げて締結することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の大型表面実装部品の固定構造。
【請求項５】
前記締結部材には、リベットまたは棒状部材が用いられ少なくとも一方の端部または両端部を押潰して締結することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の大型表面実装部品の固定構造。
【請求項６】
前記締結部材には、樹脂製のリベットまたは棒状部材が用いられ少なくとも一方の端部または両端部を熱圧着して締結することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の大型表面実装部品の固定構造。
【請求項７】
前記基板裏面側部材が放熱板であることを特徴とする請求項２乃至請求項６に記載の大型表面実装部品の固定構造。
【請求項８】
前記基板裏面側部材が筐体であることを特徴とする請求項２乃至請求項６に記載の大型表面実装部品の固定構造。
【請求項９】
はんだペーストが塗布された基板に、大型表面実装部品を搭載する工程と、
前記基板と前記大型表面実装部品とを筒状固定部品で固定する工程と、
前記基板と前記大型表面実装部品とをリフローはんだ付けする工程とからなることを特徴とする大型表面実装部品の固定方法。
【請求項１０】
前記リフローはんだ付け工程後に、前記筒状固定部品の孔に締結部材を挿通して締結する工程を含むことを特徴とする請求項９記載の大型表面実装部品の固定方法。
【請求項１１】
前記締結工程では、前記基板と前記大型表面実装部品と前記基板の裏面側に構成される基板裏面側部材とを一緒に締結することを特徴とする請求項１０に記載の大型表面実装部品の固定方法。
【請求項１２】
はんだペーストが塗布された基板に、大型表面実装部品を搭載する工程と、
前記基板と前記大型表面実装部品とを筒状固定部品で固定する工程と、
前記基板と前記大型表面実装部品とをリフローはんだ付けする工程と、
前記リフローはんだ付け工程後に前記筒状固定部品の固定部の修正工程とからなることを特徴とする大型表面実装部品の固定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板に実装される大型表面実装部品の固定構造及び大型表面実装部品の固定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の大型表面実装部品の固定構造を図５および図６を用いて説明する。
【０００３】
図５は従来の実装基板の組立工程を示す概略図で、（ａ）大型表面実装コネクタ搭載状態、（ｂ）ねじ締め状態（リフローはんだ付け前）、（ｃ）リフローはんだ付け後、（ｄ）ねじ締め直し後の図である。図６は従来の実装基板と放熱板の組立工程を示す概略図で、（ａ）締結前、（ｂ）締結後の図である。
【０００４】
５０は大型表面実装コネクタ６０を有する電子機器の一部で、図６で示すように実装基板５５、放熱板６５およびねじ５１、５２などにより構成されている。
【０００５】
実装基板５５は、図５で示すように基板５６、大型表面実装コネクタ６０およびねじ５１などにより構成されている。
【０００６】
基板５６はアルミ基板で、アルミ板の表面が樹脂部材にて電気的に絶縁されており、表面には電子回路を形成する接続回路が形成され、接続回路の所定の位置には電子部品（図示省略）を実装するパターンや大型表面実装コネクタ６０の電極の実装パターン（いずれも図示省略）などが形成されている。その他に、大型表面実装コネクタ６０の位置決孔５７および大型表面実装コネクタ６０を取り付けるねじ孔５８や放熱板６５に取り付ける孔５９などが形成されている。
【０００７】
放熱板６５は、図６で示すように基板５６に実装された発熱型電子部品の熱を外部へ放出する部品で、実装基板５５を取り付けるねじ孔６６およびねじ５１の逃げ孔６７や位置決ピン６１の逃げ孔６８などが形成されている。放熱板６５の材料には軽くて熱伝導性のよいアルミ部材などが用いられる。
【０００８】
先ず、実装基板５５の組立について図５を用いて説明する。
【０００９】
実装基板５５を組み立てるには、先ず、基板５６の電子部品実装位置のパターン部に、はんだペーストを印刷（塗布）する。次に、塗布されたはんだペースト（図示省略）の上に小型の電子部品を搭載（機械実装）する。この状態において、大型表面実装コネクタ６０の実装面から突出した位置決ピン６１を基板５６に形成された位置決孔５７に挿入し、先に塗布されたはんだペーストの上に大型表面実装コネクタ６０の電極（図示省略）を位置決めする。次に、大型表面実装コネクタ６０に設けられた孔６２と基板５６に形成されたねじ孔５９とを合わせ、ねじ５１を挿通し締め付けて大型表面実装コネクタ６０を基板５６に固定する。この状態で高温の炉内を通過させ、はんだペーストを溶かして小型の電子部品と大型表面実装コネクタ６０の端子とを、それぞれのパターン部にはんだ付け（リフローはんだ付け）する。
【００１０】
次に、実装基板と放熱板の組立について図６を用いて説明する。
【００１１】
実装基板５５と放熱板６５（電子機器５０）を組み立てるには、先に組み立てた実装基板５５の基板５６に形成された孔５９と放熱板６５に形成されたねじ孔６６とを合わせ、ねじ５２を挿入して締め付け、基板５６と放熱板６５とを固定して電子機器５０の一部が完成する。
【００１２】
この出願の発明に関する先行技術文献としては次のものがある。
【００１３】
【特許文献１】
実公平７−３０４９号公報（第５−７頁、第１図）
【特許文献２】
実公平７−５５３７４号公報（第５−７頁、第１図）
【特許文献３】
実公平８−４５５８２号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の電子機器５０の構造では、大型表面実装コネクタ６０を基板５６に固定する際にねじ５１により締め付けるので、ねじ締め時の振動が、先にはんだペースト上に搭載した小型の電子部品に伝わり位置ずれが発生する。この状態でリフローはんだ付けが行われると、小型の電子部品が所定の位置からずれてはんだ付けされ、隣接する電子部品などに接触するなどの不具合につながる。また、リフローはんだ付け時の熱により大型表面実装コネクタ６０を固定しているねじ５１の当接部の樹脂が軟化して変形し、図５（ｃ）で示すように熱変形部６３ができる。その結果、ねじ５１の締付力が不十分となる場合があるので、図５（ｄ）で示すようにリフローはんだ付け後にねじ５１の締め直し（増し締め）が必要となり作業効率が低下する。
【００１５】
尚、上述の先行技術文献の特許文献１および特許文献２に開示されたものは、比較的に大きな物の締結には適しているが、本発明のように電子部品への適用には大きさ、品質面およびコスト面などにおいて適用するには構造上に無理がある。また、特許文献３に開示されたものは、本発明のように基板の裏面側に当接する放熱部材に締結する場合には、所定の位置に取付孔を設けることになるので、取付孔の分だけ基板の実装密度の減少につながるおそれがある。
【００１６】
本発明は上述の問題を解決するもので、大型表面実装部品を有する電子機器の品質向上とコスト低減が図れる大型表面実装部品の固定構造を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の目的を達成するもので、基板に、リフローはんだ付けにより大型表面実装部品を実装する大型表面実装部品の固定構造において、前記基板に形成された固定用の孔と、前記大型表面実装部品に形成された固定用の孔と、前記基板と前記大型表面実装部品との孔に挿通し、少なくともいずれか一方の端面からの突出部分を押し拡げて固定する筒状固定部品と、前記基板と前記大型表面実装部品に固定された前記筒状固定部品に挿通される締結部材とからなることを特徴とするものである。
【００１８】
また、前記締結部材により前記基板の裏面側に構成される基板裏面側部材が締結されることを特徴とするものである。
【００１９】
また、前記締結部材には、ねじが用いられ前記基板裏面側部材には該ねじに螺合するねじ孔が形成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
また、前記締結部材には、ハトメまたは筒状部材が用いられ少なくとも一方の端部または両端部を押し拡げて締結することを特徴とするものである。
【００２１】
また、前記締結部材には、リベットまたは棒状部材が用いられ少なくとも一方の端部または両端部を押潰して締結することを特徴とするものである。
【００２２】
また、前記締結部材には、樹脂製のリベットまたは棒状部材が用いられ少なくとも一方の端部または両端部を熱圧着して締結することを特徴とするものである。
【００２３】
また、前記基板裏面側部材が放熱板であることを特徴とするものである。
【００２４】
また、前記基板裏面側部材が筐体であることを特徴とするものである。
【００２５】
また、はんだペーストが塗布された基板に、大型表面実装部品を搭載する工程と、前記基板と前記大型表面実装部品とを筒状固定部品で固定する工程と、前記基板と前記大型表面実装部品とをリフローはんだ付けする工程とからなることを特徴とするものである。
【００２６】
また、前記リフローはんだ付け工程後に、前記筒状固定部品の孔に締結部材を挿通して締結する工程を含むことを特徴とするものである。
【００２７】
また、前記締結工程では、前記基板と前記大型表面実装部品と前記基板の裏面側に構成される基板裏面側部材とを一緒に締結することを特徴とするものである。
【００２８】
また、はんだペーストが塗布された基板に、大型表面実装部品を搭載する工程と、前記基板と前記大型表面実装部品とを筒状固定部品で固定する工程と、前記基板と前記大型表面実装部品とをリフローはんだ付けする工程と、前記リフローはんだ付け工程後に前記筒状固定部品の固定部の修正工程とからなることを特徴とするものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の大型表面実装部品の固定構造を適用した電子機器の事例について図を用いて説明する。
【００３０】
先ず、第１実施の形態を図１および図２を用いて説明する。
【００３１】
図１は本発明の第１実施の形態に係る実装基板の組立工程を示す概略図で、（ａ）大型表面実装コネクタ搭載状態、（ｂ）ハトメかしめ（固定）後、（ｃ）リフローはんだ付け後、（ｄ）ハトメかしめ部修正後の図である。図２は本発明に係る実装基板と放熱板の組立工程を示す概略図で、（ａ）締結前、（ｂ）締結後の図である。
【００３２】
１０は大型表面実装コネクタ３０を有する電子機器の一部で、図２で示すように実装基板２０、放熱板３５およびねじ１６などにより構成されている。
【００３３】
実装基板２０は、図１で示すように基板２１、大型表面実装コネクタ３０およびハトメ１４などにより構成されている。
【００３４】
基板２１はアルミ基板で、図１で示すようにアルミ板の表面が樹脂部材にて電気的に絶縁されており、表面には電子回路を形成する接続回路が形成され、接続回路の所定の位置には電子部品（図示省略）を実装するパターンや大型表面実装コネクタ３０の電極の実装パターン（いずれも図示省略）などが形成されている。その他に、大型表面実装コネクタ３０の位置決孔２２およびハトメ挿入孔２３などが形成されている。
【００３５】
放熱板３５（固定物に相当）は、図２で示すように基板２１に実装された発熱型電子部品の熱を外部へ放出する部品で、実装基板２０を取り付けるねじ孔３６およびハトメのかしめ部の逃げ孔３７や位置決ピン３１の逃げ孔３８などが形成されている。放熱板３５の材料には軽くて熱伝導性のよいアルミ部材などが用いられる。
【００３６】
先ず、実装基板２０の組立について図１を用いて説明する。
【００３７】
実装基板２０を組み立てるには、先ず、基板２１の電子部品実装位置のパターン部に、はんだペーストを印刷（塗布）する。次に、塗布されたはんだペースト（図示省略）の上に小型の電子部品を搭載（機械実装）する。この状態において、大型表面実装コネクタ３０の実装面から突出した位置決ピン３１を、基板２１に形成された位置決孔２２に挿入し、先に塗布されたはんだペーストの上に大型表面実装コネクタ３０の電極（図示省略）を位置決めする。次に、大型表面実装コネクタ３０に設けられた孔３２と基板２１に形成されたハトメ挿入孔２３とを合わせ、ハトメ１４（例えば、所定の長さに切断されたアルミや黄銅などの金属製の筒の一方を外側方向へ傘状に押し拡げている）を挿通する。そして、ハトメ１４の突出部分をかしめ（押し拡げる）て大型表面実装コネクタ３０を基板２１に固定する。この状態で高温の炉内を通過させ、はんだペーストを溶かして小型の電子部品と大型表面実装コネクタ３０の端子とを、それぞれのパターンにはんだ付け（リフローはんだ付け）して実装基板２０とする。
【００３８】
尚、ハトメ１４のかしめ状態を基板２１と大型表面実装コネクタ３０との当接面が離れないように仮止め程度にかしめることにより、かしめ時に発生する振動がさらに減少し、搭載された小型の電子部品のずれをさらに少なくする効果がある。但し、基板２１と大型表面実装コネクタ３０との固定力が弱まるので、基板２１の裏面側にハトメ１４の孔１５を利用して締結する部材がなく、実装基板２０をそのままの状態で使用する場合には、図１（ｄ）で示すようにハトメ１４のかしめ部を必要によりかしめ直す修正工程を追加してもよい。
【００３９】
次に、実装基板と放熱板の組立について図２を用いて説明する。
【００４０】
実装基板２０と放熱板３５を組み立てるには、先に組み立てた実装基板２０のハトメ１４の孔１５と放熱板３５に形成されたねじ孔３６とを合わせ、ハトメ１４の孔１５にねじ１６を挿入して締め付け、大型表面実装コネクタ３０と基板２１と放熱板３５とをサンドイッチ状に締結して電子機器１０の一部が完成される。
【００４１】
以上説明したように本発明の第１実施の形態に係る電子機器１０によれば、大型表面実装コネクタ３０と基板２１とを固定するのに、ハトメ１６を用いることにより、ハトメ１４のかしめ時に、軸芯方向に加わる力が主となり、従来例のねじ締結に比べ振動の発生が少なくなるので、はんだペーストの上に搭載されたリフローはんだ付け前の電子部品に加わる振動を少なくすることができる。したがって、電子部品が振動により当所の搭載位置から移動するのを防止することができ、所定の位置にはんだ付けすることができるので品質の向上が図れる。
【００４２】
また、ハトメ１４の孔１５を活用してねじ１６を挿入して実装基板２０と放熱板３５とを締結するので、リフローはんだ付け時の熱により大型表面実装コネクタ３０を固定しているハトメ１４の当接部の樹脂に、図１（ｃ）に示すように熱変形部３３ができ、ハトメ１４のかしめ部に緩みが発生する場合がある。しかし、次の組立工程でねじ１６により締めつけられ緩みが修正されるので、余分な工数を必要とせず品質の向上と作業効率が向上しコスト低減が図れる。
【００４３】
尚、本例では本発明の大型表面実装コネクタ３０と基板２１との固定にハトメ１４を用いたが、これに限らずハトメ１４の替わりに例えば、所定の長さに切断されたアルミや黄銅などの筒を用い、大型表面実装コネクタ３０と基板２１から突出した両側をかしめて（押し拡げて）大型表面実装コネクタ３０を基板２１に固定することもできる。アルミや黄銅の筒を用いればハトメ１４に比べ安価なのでコスト低減が図れる。
【００４４】
次に、第２実施の形態を図３を用いて説明する。図３は本発明の第２実施の形態に係る大型表面実装コネクタを有する電子機器の一部を示す概略図で、（ａ）締結前、（ｂ）締結後の図である。尚、第２実施の形態は第１実施の形態の締結部を除き第１実施の形態と同じであるので、同じ構成については同じ符号を付し変更部分を重点に説明しその他については説明を省略する。
【００４５】
電子機器１１は、実装基板２０、放熱板３５およびハトメ１７などにより構成されている。
【００４６】
放熱板３５には、実装基板２０のハトメ１４の孔１５と対応する位置に、孔１５と略同じ大きさのハトメ挿入孔３９が設けられており、電子機器１１を組み立てるには、実装基板２０のハトメ１４の孔１５と放熱板３５のハトメ挿入孔３９とを合わせ、例えばアルミや黄銅で形成されたハトメ１７を挿入する。そして、ハトメ１７の突出部分をかしめて、実装基板２０と放熱板３５とを締結して電子機器１１となる。
【００４７】
以上説明したように本発明の第２実施の形態に係る電子機器１１によれば、実装基板２０と放熱板３５との締結に、ハトメ１７を用いることにより実装基板２０の組立（固定）に用いたハトメ１４のかしめ用設備が、ハトメ１７のかしめ設備として共用できるので、かしめ用設備費の節減とハトメ１７のかしめ品質の管理が容易となる。その他に、実装基板２０のリフローはんだ付け工程での熱により、先にかしめたハトメ１４のかしめ部に緩みが発生しても、ハトメ１７のかしめにより緩みが修正されるので、余分な工数を必要とせず品質の向上と作業効率が向上しコスト低減が図れる。
【００４８】
尚、本例では実装基板２０と放熱板３５との締結にハトメ１７を用いたが、これに限らずハトメ１７の替わりに、例えば、所定の長さに切断されたアルミや黄銅などの筒を用い、実装基板２０と放熱板３５から突出した両側をかしめて（押し拡げて）実装基板２０と放熱板３５とを締結することもできる。アルミや黄銅の筒を用いればハトメ１４に比べ安価なのでコスト低減が図れる。
【００４９】
次に、第３実施の形態を図４を用いて説明する。図４は本発明の第３実施の形態に係る大型表面実装コネクタを有する電子機器の一部を示す概略図で、（ａ）締結前、（ｂ）締結後の図である。尚、第３実施の形態は第１実施の形態の締結部を除き第１実施の形態と同じであるので、同じ構成については同じ符号を付し変更部分を重点に説明しその他については説明を省略する。
【００５０】
電子機器１２は、実装基板２０、放熱板３５および鋲１８などにより構成されている。
【００５１】
放熱板３５には、実装基板２０のハトメ１４の孔１５と対応する位置に、孔１５と略同じ大きさの鋲挿入孔４０が設けられており、電子機器１２を組み立てるには、実装基板２０のハトメ１４の孔１５と放熱板３５の鋲挿入孔４０とを合わせ、金属製の鋲１８を挿入する。そして、鋲１８の突出部分を押潰して実装基板２０と放熱板３５とを締結して電子機器１２となる。
【００５２】
以上説明したように本発明の第３実施の形態に係る電子機器１２によれば、実装基板２０と放熱板３５との締結に、鋲１８を用いることにより、実装基板２０のリフローはんだ付け工程での熱により、先にかしめたハトメ１４のかしめ部に緩みが発生しても、実装基板２０と放熱板３５との締結時に用いる鋲１８のかしめにより緩みが修正されるので、余分な工数を必要とせず品質の向上と作業効率が向上しコスト低減が図れる。
【００５３】
尚、本例では鋲１８を用いたが鋲１８の替わりに所定の長さの金属棒を用い、実装基板２０と放熱板３５から突出した両側を押潰して実装基板２０と放熱板３５とを固定することもできる。金属棒を用いれば鋲１８に比べ安価なのでコスト低減が図れる。
【００５４】
また、金属製の鋲１８の替わりに樹脂製の鋲を用い、実装基板２０または放熱板３５から突出した部分に熱を加え熱圧着して実装基板２０と放熱板３５とを締結することもできる。その他に、樹脂製の鋲の替わりに所定の長さの樹脂棒を用い、その両側に熱を加え軟化させ熱圧着して実装基板２０と放熱板３５とを締結することもできる。このように金属製の鋲１８を樹脂製の鋲１８に、金属棒を樹脂棒にすることにより重量が軽くなると共に、熱圧着する設備が安価で用意することができるので設備費の節減につながる。
【００５５】
尚、本発明の第１乃至第３の実施の形態では実装基板２０の放熱に放熱板３５を用いたが、これに限らず、例えば、実装基板２０を電子機器の筐体に締結することで筐体を介して放熱することもできる。この場合にも本発明と同じ締結構造を適用することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、大型表面実装部品（コネクタ）を有する電子機器の品質向上とコスト低減が図れる大型表面実装部品の固定構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る実装基板の組立工程を示す概略図である。
【図２】本発明に係る実装基板と放熱板の組立工程を示す概略図である。
【図３】本発明の第２実施の形態に係る大型表面実装コネクタを有する電子機器の一部を示す概略図である。
【図４】本発明の第３実施の形態に係る大型表面実装コネクタを有する電子機器の一部を示す概略図である。
【図５】従来の実装基板の組立工程を示す概略図である。
【図６】従来の実装基板と放熱板の組立工程を示す概略図である。
【符号の説明】
１０，１１，１２・・電子機器
１４，１７・・ハトメ
１５，３２・・孔
１６・・ねじ
１８・・鋲
２０・・実装基板
２１・・基板
２２・・位置決孔
２３，３９・・ハトメ挿入孔
３０・・大型表面実装コネクタ
３１・・位置決ピン
３３・・熱変形部
３５・・放熱板
３６・・ねじ孔
３７，３８・・逃げ孔
４０・・鋲挿入孔
【図１】
2004253508.tif 000003
【図２】
2004253508.tif 000004
【図３】
2004253508.tif 000005
【図４】
2004253508.tif 000006
【図５】
2004253508.tif 000007
【図６】
2004253508.tif 000008