(57)【要約】【課題】  ウイスカによる短絡に起因する故障、動作不良を未然に防止する。【解決手段】  電子回路１２は、電気信号を接続／遮断する常閉スイッチ１４（１４−１〜１４−５）を介してコネクタ１６の接続端子１６−１〜１６−５に接続する。電源１８の出力電圧は、電流制限回路２０及び常開スイッチ２２−１，２２−３，２２−５を介して接続端子１６−１，１６−３，１６−５に接続する。接続端子１６−２，１６−４は、常開スイッチ２２−２，２２−４を介してアースに接続する。マイクロプロセッサ２４は、組立から所定時間の間、電源オンの都度、スイッチ１４−１〜１４−５を開放し、スイッチ２２−１〜２２−５の開閉を制御して、隣接する接続端子１６−１〜１６−５間に電圧を印加する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属の下地上に錫または錫合金によりめっき処理された互いに隣接する第１及び第２の接続端子（１６）と、
電子回路（１２）と、
当該第１及び第２の接続端子（１６）と電子回路（１２）とを電気接続／切断する第１の接続制御手段（１４）と、
所定電圧を出力する電源（１８）と、
当該電源（１８）の出力電圧と当該第１及び第２の接続端子とを電気接続／切断する第２の接続制御手段（２２）と、
当該第１の接続制御手段を切断状態に、当該第２の接続制御手段を接続状態に制御し、もって当該電源の出力電圧を当該第１及び第２の接続端子間に印加させる制御手段（２４，２６）
とを具備することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
更に、当該電源から当該第１及び第２の接続端子間に供給される電流を制限する電流制限手段（２０）を具備することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記電流制限手段は、当該錫または錫合金により発生するウイスカを溶断可能な電流値に制限することを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
当該制御手段は、電源投入に応じて、当該第１の接続制御手段を切断状態に、当該第２の接続制御手段を接続状態に制御し、もって当該電源の出力電圧を当該第１及び第２の接続端子間に印加させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電子機器。
【請求項５】
当該制御手段は、組み立て後の所定経過時間内で、当該第１の接続制御手段を切断状態に、当該第２の接続制御手段を接続状態に制御し、もって当該電源の出力電圧を当該第１及び第２の接続端子間に印加させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電子機器。
【請求項６】
金属の下地上に錫または錫合金によりめっき処理された複数の接続端子（１６）と、
電子回路（１２）と、
当該複数の接続端子（１６）と電子回路（１２）とを電気接続／切断する第１の接続制御手段（１４）と、
所定電圧を出力する電源（１８）と、
当該電源（１８）の出力電圧が当該複数の接続端子の内の互いに隣接する２つの接続端子間に印加可能に、当該電源と当該複数の接続端子とを電気接続／切断する第２の接続制御手段（２２）と、
当該第１の接続制御手段を切断状態にした状態で、当該第２の接続制御手段により順次、当該電源（１８）の出力電圧が当該複数の接続端子の内の互いに隣接する２つの接続端子間に印加されるように、当該第１及び第２の接続制御手段を制御する制御手段（２４，２６）
とを具備することを特徴とする電子機器。
【請求項７】
更に、当該電源から当該互いに隣接する２つの接続端子間に供給される電流を制限する電流制限手段（２０）を具備することを特徴とする請求項６に記載の電子機器。
【請求項８】
前記電流制限手段は、当該錫または錫合金により発生するウイスカを溶断可能な電流値に制限することを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
【請求項９】
当該制御手段は、電源投入に応じて、当該第１の接続制御手段を切断状態にした状態で、当該第２の接続制御手段により順次、当該電源（１８）の出力電圧が当該複数の接続端子の内の互いに隣接する２つの接続端子間に印加されるように、当該第１及び第２の接続制御手段を制御することを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項に記載の電子機器。
【請求項１０】
当該制御手段は、組み立て後の所定経過時間内で、当該第１の接続制御手段を切断状態にした状態で、当該第２の接続制御手段により順次、当該電源（１８）の出力電圧が当該複数の接続端子の内の互いに隣接する２つの接続端子間に印加されるように、当該第１及び第２の接続制御手段を制御することを特徴とする請求項６乃至９の何れか１項に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に関し、特に、錫または錫合金でメッキされた接続端子を有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、一般的な電子回路のハードウェア構成例を示す。プリント基板５０には電子回路５２が実装又は搭載され、プリント基板６０には電子回路６２が実装又は搭載されている。電子回路５２，６２は、ＩＣ、抵抗及びコンデンサなどからなり、これらは銅箔パターンによる配線により相互に接続されている。プリント基板５０のコネクタ５４とプリント基板６０のコネクタ６２は、フレキシブルケーブル７０により電気的に接続される。
【０００３】
コネクタ５４，６４の接続電極については、リン青銅などの銅合金に腐食防止と挿抜の耐久性の確保のため他金属のメッキを施すことが一般的である。一方、フレキシブルケーブル７０の電極についても、銅の下地に同様に他金属のメッキが施される。これらのメッキの材質は、高信頼性が要求される場合に金が使用される事を除き、鉛と錫の合金、いわゆるはんだが使用されてきた。
【０００４】
しかしながら近年の、欧州のＲｏＨＳ指令に代表されるように、高まる環境保護の動きの中で鉛による環境汚染がクローズアップされ、電子機器においても鉛の廃絶が業界の流れとなっている。
【０００５】
そのため、鉛入りはんだによるメッキは、環境問題の観点から使用できなくなっている。そこで、近年は、このような観点から、鉛入りはんだの代替として、錫又は錫を主成分とする合金（錫合金）が注目されている。
【０００６】
但し、錫又は錫合金によるメッキは、ウイスカを発生することが古くから知られている。端子部分でウイスカと呼ばれる細い針状の単結晶を析出する問題がある。このウイスカにより隣接端子が短絡してしまい、基板が正常に動作しなくなるという問題がある。図４は、コネクタ側電極５６とフレキシブルケーブル７０の電極７２との嵌合部においてウイスカ８０が発生した様子を示す。
【０００７】
このウイスカ８０は一般的に錫の単結晶により構成され、太さは１ミクロン以下、長さは数百ミクロンにおよぶ場合がある。コネクタ電極の間隔が０．５ｍｍ以下の挟ピッチコネクタでは、発生ウイスカにより、隣接電極間が短絡し、電子機器の回路動作に悪影響を与えることは充分考えられる。これは、信頼性を落とす大きな原因になりうる。
【０００８】
このウイスカの発生原因は、次のように考えられている。即ち、コネクタの電極とフレキシブルケーブルの電極との嵌合による圧力が、電極表面の錫にストレスを与え、一方で、下地の銅との界面では体積の大きい銅と錫の合金が化学反応として生成する。これらの結果として、嵌合圧力と界面に生成される合金による膨れとで錫が押し出され、針状に析出する。
【０００９】
他方、このウイスカ８０は、数十ｍＡ程度の電流で溶断することが知られている。また、長さ方向の成長は、嵌合後、１０００〜２０００時間程度で飽和することも確かめられている。
【００１０】
特許文献１には、この様なウイスカによる短絡を防止する技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−１２４７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
基本的に、ウイスカ対策として、メッキ厚を薄くする、高温環境に一定時間放置するアニール処理を施す、などが行われるが、未だ十分とはいえない。
【００１２】
また、突発的に隣接した電極まで届く長さのウイスカが発生することは皆無ではない。
【００１３】
本発明は、このような不都合を解消した電子機器を提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る電子機器は、金属の下地上に錫または錫合金によりめっき処理された互いに隣接する第１及び第２の接続端子と、電子回路と、当該第１及び第２の接続端子と電子回路とを電気接続／切断する第１の接続制御手段と、所定電圧を出力する電源と、当該電源の出力電圧と当該第１及び第２の接続端子とを電気接続／切断する第２の接続制御手段と、当該第１の接続制御手段を切断状態に、当該第２の接続制御手段を接続状態に制御し、もって当該電源の出力電圧を当該第１及び第２の接続端子間に印加させる制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る電子機器は、金属の下地上に錫または錫合金によりめっき処理された複数の接続端子と、電子回路と、当該複数の接続端子と電子回路とを電気接続／切断する第１の接続制御手段と、所定電圧を出力する電源と、当該電源の出力電圧が当該複数の接続端子の内の互いに隣接する２つの接続端子間に印加可能に、当該電源と当該複数の接続端子とを電気接続／切断する第２の接続制御手段と、当該第１の接続制御手段を切断状態にした状態で、当該第２の接続制御手段により順次、当該電源の出力電圧が当該複数の接続端子の内の互いに隣接する２つの接続端子間に印加されるように、当該第１及び第２の接続制御手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、接続端子に発生するウイスカによる接続端子間の短絡を電気的処理により除去できる。これにより、ウイスカによる短絡に起因する故障、動作不良を未然に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の一実施例の概略構成図を示す。プリント基板１０は、フレキシブルケーブル３０を介して、プリント基板４０と接続する。プリント基板１０には電子回路１２が装備され、電子回路１２は、電気信号を接続／遮断する常閉スイッチ１４（１４−１〜１４−５）を介してコネクタ１６の接続端子１６−１〜１６−５に接続する。
【００１９】
電源１８は、ウイスカ溶断のための電流を供給する。電源１８の出力電圧は、電流制限回路２０を介して、常開スイッチ２２−１，２２−３，２２−５の一方の端子に印加される。スイッチ２２−１の他方の端子は接続端子１６−１に接続し、スイッチ２２−３の他方の端子は接続端子１６−３に接続し、スイッチ２２−５の他方の端子は接続端子１６−５に接続する。また、接続端子１６−２は常開スイッチ２２−２を介してアースに接続し、接続端子１６−４は、常開スイッチ２２−４を介してアースに接続する。これらスイッチ２２−１〜２２−５のオン／オフを制御することで、コネクタ１６の接続端子１６−１〜１６−５のうちの隣接する任意の端子間に、電源１８の出力電圧を印加できる。
【００２０】
マイクロプロセッサ２４は、タイマ２６を参照して、電子回路１２の動作時間が動作設定時間内かどうかを判断し、ウイスカ溶断の目的でスイッチ１４−１〜１４−５，２２−１〜２２−５の開閉を制御する。メモリ２８には、予め動作設定時間を格納しておく。動作設定時間は、例えば、組立てから１０００時間を経過した日時である。タイマ２６は、独立した電源、例えば、ボタン電池により常時動作している。
【００２１】
コネクタ１６は、フレキシブルケーブル３０を介して別のプリント基板４０のコネクタ４２に接続する。コネクタ４２の接続端子４２−１〜４２−５はそれぞれ、マイクロプロセッサ２４により開閉を制御される常閉スイッチ４４（４４−１〜４４−５）を介して電子回路４６に接続する。マイクロプロセッサ２４から常閉スイッチ４４（４４−１〜４４−５）への制御信号は、コネクタ１６とは離れた接続端子からプリント基板４０に供給される。
【００２２】
図２は、本実施例のマイクロプロセッサの動作フローチャートを示す。プリント基板１０の電源がオンになると、マイクロプロセッサ２４は、メモリ２８から動作設定時間を読込み（Ｓ１）、タイマ２６から現在日時を読込む（Ｓ２）。現在日時が、動作設定時間が示す日時を経過しているかどうかを調べる（Ｓ３）。ウイスカは、プリント基板１０，４０を実装した装置の組立の約１０００時間経過すると、成長を停止する。従って、本実施例では、動作設定時間として、基板１０にケーブル３０を接続した日時から１０００時間経過した日時を設定し、メモリ２８に記憶しておく。
【００２３】
動作設定時間内であれば、スイッチ１４，４４をオープンにして、コネクタ１６，４２を電子回路１２，４６から電気的に分離する（Ｓ４）。この状態で、スイッチ２２−１〜２２−５を順次、開放又は閉成して、隣接する２端子間に電源１８の出力電圧を、一定時間、印加する（Ｓ５）。
【００２４】
即ち、先ず、スイッチ２２−１，２２−２を閉成する。これにより、電源１８の出力電圧が、コネクタ１６の接続端子１６−１，１６−２間、及びコネクタ４２の接続端子４２−１，４２−２間に印加される。
【００２５】
接続端子１６−１，１６−２間及び接続端子４２−１，４２−２間のどちらにもウイスカによる短絡が生じていなければ、これら端子間に電圧が印加されるだけである。しかし、例えば、接続端子１６−１，１６−２間にウイスカによる短絡が生じていると、電流制限回路２０により制限された電流が、接続端子１６−１，１６−２間に流れる。この電流により、ウイスカは溶断し、短絡が解消される。このような溶断のためには、例えば、数十ｍＡ以上の電流を数百ミリ秒程度、流せば良い。本実施例では、電流制限回路２０が、この程度の電流値を保持する。接続端子１６−１，１６−２間と接続端子４２−１，４２−２間の両方で短絡が発生している場合を想定すると、一方のみのウイスカの溶断に必要な電流の２倍の電流を供給するようにすればよい。
【００２６】
次に、スイッチ２２−２を閉じたままで、スイッチ２２−１を開放し、スイッチ２２−３を閉成する。これにより、電源１８の出力電圧が、コネクタ１６の接続端子１６−２，１６−３間、及びコネクタ４２の接続端子４２−２，４２−３間に印加される。接続端子１６−２，１６−３間及び接続端子４２−２，４２−３間の少なくとも一方が短絡していれば、電源１８から電流が短絡箇所に供給され、短絡の原因となるウイスカが溶断し、短絡が解消される。
【００２７】
次に、スイッチ２２−２を開放し、スイッチ２２−４を閉成する。スイッチ２２−３が閉成しているので、電源１８の出力電圧が、コネクタ１６の接続端子１６−３，１６−４間、及びコネクタ４２の接続端子４２−３，４２−４間に印加される。接続端子１６−３，１６−４間及び接続端子４２−３，４２−４間の少なくとも一方が短絡していれば、電源１８から電流が短絡箇所に供給され、短絡の原因となるウイスカが溶断し、短絡が解消される。
【００２８】
次に、スイッチ２２−３を開放し、スイッチ２２−５を閉成する。スイッチ２２−４が閉成しているので、電源１８の出力電圧が、コネクタ１６の接続端子１６−４，１６−５間、及びコネクタ４２の接続端子４２−４，４２−５間に印加される。接続端子１６−４，１６−５間及び接続端子４２−４，４２−５間の少なくとも一方が短絡していれば、電源１８から電流が短絡箇所に供給され、短絡の原因となるウイスカが溶断し、短絡が解消される。
【００２９】
以上の処理で、コネクタ１６，４２の全ての隣接する２端子間でウイスカによる短絡が解消される。全スイッチ２２−１〜２２−５を開放する。
【００３０】
この後、スイッチ１４，４４を閉成し、電子回路１２をコネクタ１６に電気的に接続し、電子回路４６をコネクタ４２に電気的に接続する（Ｓ６）。そして、電子回路１２を起動、例えば、電源オンにする（Ｓ７）。必要であれば、電子回路４６も、この時点で、起動、例えば、電源オンにする。
【００３１】
現在日時が動作設定時間の日時を経過していた場合（Ｓ３）、そのまま、電子回路１２を起動する（Ｓ７）。既に、ウイスカの成長は停止していると予想されるからである。これにより、電子回路１２の起動までの時間を短縮でき、消費電力も低減できる。
【００３２】
本実施例では、挟ピッチコネクタの隣接端子間にウイスカによる短絡が発生したとしても、事前にウイスカを溶断し、短絡を解消するので、本来の正常な回路動作を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例の概略構成図である。
【図２】本実施例の動作フローチャートである。
【図３】一般的な電子回路のハードウェア構成図である。
【図４】ウイスカによる短絡の説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０：プリント基板
１２：電子回路
１４（１４−１〜１４−５）：常閉スイッチ
１６：コネクタ
１６−１〜１６−５：接続端子
１８：電源
２０：電流制限回路
２２−１〜２２−５：常開スイッチ
２４：マイクロプロセッサ
２６：タイマ
２８：メモリ
３０：フレキシブルケーブル
４０：プリント基板
４２：コネクタ
４２−１〜４２−５：接続端子
４４（４４−１〜４４−５）：常閉スイッチ
４６：電子回路
５０：プリント基板
５２：電子回路
５４：コネクタ
５６：コネクタ側電極
６０：プリント基板
６２：電子回路
６４：コネクタ
７０：フレキシブルケーブル
７２：電極
８０：ウイスカ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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