(57)【要約】【課題】簡単な構成で、基板上に設定された接続位置に精度良く電極端子を接続する。【解決手段】金属基板３に対する電極端子部材５ａの接続工程では、治具６の支持部に金属基板３を配置する。そして、治具６に配置された金属基板３上にクリーム半田を塗布する。その後、位置決め部としての凹部３２に保持部１２の下端を挿入することで、第１接続部１０がクリーム半田と接触するようにして保持部１２の位置決めを行う。そして、電極端子部材５ａが金属基板３に対して移動しないように拘束された状態で電極端子部材５ａを金属基板３にリフロー半田付けした後、治具６から金属基板３及び電極端子部材５ａを取り外し、切断機によって連結部１２ａを切断し保持部１２を電極端子５から除去する。【選択図】図２
2007305752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１接続部が基板に半田で接続されるとともに、第２接続部が基板から離れている電極端子を備えた電子機器の製造方法であって、
前記第２接続部に連続して延びるとともに前記第１接続部と協働して前記電極端子を自立状態に保持可能な保持部が前記電極端子から切り離し可能に連結されている電極端子部材を使用し、前記電極端子部材を前記基板に半田接続する際に、前記基板を支持する支持部及び前記保持部を位置決め可能な位置決め部を備える治具を使用し、前記治具に前記基板を載置し、前記治具に載置された前記基板上に半田を塗布し、前記第１接続部が前記半田と接触する状態で、前記保持部を前記基板の外縁からはみ出る状態で前記位置決め部に位置決めされるように前記治具上に載置して、前記電極端子部材を自立させ、その状態で半田の溶融を行って前記電極端子部材を基板に接続する接続工程と、その後、前記保持部を前記電極端子から切り離して除去する除去工程とを備えている電子機器の製造方法。
【請求項２】
前記基板は、金属基板である請求項１に記載の電子機器の製造方法。
【請求項３】
前記位置決め部は、凹部である請求項１又は請求項２に記載の電子機器の製造方法。
【請求項４】
前記位置決め部は、粘着部材で構成されている請求項１又は請求項２に記載の電子機器の製造方法。
【請求項５】
第１接続部が基板に半田で接続されるとともに、第２接続部が基板から離れた状態で電極端子を前記基板に対して位置決めする電極端子の位置決め方法であって、
前記第２接続部に連続して延びるとともに前記第１接続部と協働して前記電極端子を自立状態に保持可能な保持部が前記電極端子から切り離し可能に連結されている電極端子部材を使用し、前記電極端子部材を前記基板に半田接続する際に、前記基板を支持する支持部及び前記保持部を位置決め可能な位置決め部を備える治具を使用し、前記治具に前記基板を載置し、前記保持部を前記基板の外縁からはみ出るように前記位置決め部に位置決めされた状態で載置して、前記電極端子部材を自立させた状態で前記基板上の接続位置に配置する電極端子の位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一端側の第１接続部が基板に半田で接続されるとともに、他端側の第２接続部が基板から離れている電極端子を備えた電子機器の製造方法及び前記電極端子の位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型の電子部品や、基板から離れた箇所に配置される電子部品との接続には、板状の電極端子部材（基板接続部材）を介してリフロー半田付けにより接続するターミナル構造が用いられる。
【０００３】
そして、従来、電極端子部材を基板に接続する時に、金属基板に対する端子の位置ずれを抑制する金属基板用端子の固定方法が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の金属基板用端子の固定方法では、ピンが１ピンずつ圧入され複数個分離自在のブロックが連結されてなるピンガイドを備える端子部と、位置決め凸起を有するとともに、端子部とは別体である位置決めガイド部とを使用する。そして、端子部を位置決めガイド部と連結したうえで、位置決め凸起を金属基板に設けられた端子位置決め穴に挿入すると、ピンは金属基板上の半田に接続される。このようにすれば、リフロー半田付けを行う時に、端子部を金属基板に対して固定できるため位置ずれを抑制することができる。
【０００４】
また、回路基板上にハンダペーストを塗布し、孔が設けられた金属端子片の基端部をハンダペースト上に載置したうえでハンダペーストを加熱溶融させることで、基端部に設けられた孔を基準にして金属端子片を基板に対し位置合わせする金属端子を備えた回路基板の製造方法が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−１８９１７０号公報
【特許文献２】特開２００５−１４２２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に記載の金属基板用端子の固定方法では、端子部が複数のピンを有する場合には、ピンの個数分だけピンガイドを用意し、さらに、端子部とは別に位置決めガイド部を設ける必要がある。すなわち、特許文献１においては、金属基板用端子を金属基板に固定する位置決め機構が、複数のピンガイドや位置決めガイド部等の多数の部材を組み合わせることで構築されるのでその機構が複雑になる。しかも、特許文献１に記載の金属基板用端子を基板に固定する場合、基板に端子位置決め穴を設けなければならないため、端子位置決め穴を設ける分だけ基板に余計なスペースを設ける必要が生じる。
【０００６】
また、特許文献２に記載の金属端子を備えた回路基板の製造方法では、金属端子片に設けられている孔の位置が回路基板に対しずれている場合、金属端子片は予め設定された位置からずれて基板に半田付けされてしまう。したがって、特許文献２に記載の金属端子を備えた回路基板の製造方法では、依然、回路基板に対して端子を精度良く位置決めすることができない。
【０００７】
本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、特許文献１に記載の金属基板用端子に比べて簡単な構成で、基板上に設定された接続位置に精度良く電極端子を接続することができる電子機器の製造方法及び電極端子の位置決め方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、第１接続部が基板に半田で接続されるとともに、第２接続部が基板から離れている電極端子を備えた電子機器の製造方法であって、前記第２接続部に連続して延びるとともに前記第１接続部と協働して前記電極端子を自立状態に保持可能な保持部が前記電極端子から切り離し可能に連結されている電極端子部材を使用し、前記電極端子部材を前記基板に半田接続する際に、前記基板を支持する支持部及び前記保持部を位置決め可能な位置決め部を備える治具を使用し、前記治具に前記基板を載置し、前記治具に載置された前記基板上に半田を塗布し、前記第１接続部が前記半田と接触する状態で、前記保持部を前記基板の外縁からはみ出る状態で前記位置決め部に位置決めされるように前記治具上に載置して、前記電極端子部材を自立させ、その状態で半田の溶融を行って前記電極端子部材を基板に接続する接続工程と、その後、前記保持部を前記電極端子から切り離して除去する除去工程とを備えていることを要旨とする。
【０００９】
この構成によれば、電極端子部材の保持部が位置決め部に位置決めされるように電極端子部材を治具上に配置すると、電極端子部材は、第１接続部が基板上の接続位置（半田付けすべき位置）に配置され、かつ自立した状態で位置決めされる。そして、電極端子は、位置決めされた状態で基板に半田付けされるため、電極端子の基板に対する接続位置がずれることは抑制される。保持部は、電極端子が半田付けされた後に、切り離して除去されるため、基板に位置決め用の余分なスペースを設ける必要がない。また、基板に対する電極端子の位置決め精度を向上させるために電極端子部材に対して設ける保持部は簡単な構成でよい。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記基板は、金属基板であることを要旨とする。
この構成によれば、ガラスエポキシ基板の場合に比べて耐熱性が高いため、リフロー半田付けが行われても、反り返るように変形する可能性は低い。したがって、リフロー半田付けを行った際に、溶融した半田が電極端子部材の接続位置から外れた箇所にまで流れてしまうことを抑制できるため、リフロー半田付けを行う場合には有利である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記位置決め部は、凹部であることを要旨とする。
この構成によれば、凹部に対して保持部を嵌め込むだけで、保持部と連結している電極端子部材の第１接続部を基板の接続位置に対して位置決めできる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記位置決め部は、粘着部材で構成されていることを要旨とする。
この構成によれば、例えば、凹部を設ける等の加工を治具に行わずに、治具に対して脱着可能な粘着部材によって、位置決め部を構成することができる。基板に対する接続端子部材の接続位置が変わった場合には、治具に対する粘着部材の配置を接続端子の接続位置に対応するように変更することにより対処することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、第１接続部が基板に半田で接続されるとともに、第２接続部が基板から離れた状態で電極端子を前記基板に対して位置決めする電極端子の位置決め方法であって、前記第２接続部に連続して延びるとともに前記第１接続部と協働して前記電極端子を自立状態に保持可能な保持部が前記電極端子から切り離し可能に連結されている電極端子部材を使用し、前記電極端子部材を前記基板に半田接続する際に、前記基板を支持する支持部及び前記保持部を位置決め可能な位置決め部を備える治具を使用し、前記治具に前記基板を載置し、前記保持部を前記基板の外縁からはみ出るように前記位置決め部に位置決めされた状態で載置して、前記電極端子部材を自立させた状態で前記基板上の接続位置に配置することを要旨とする。
【００１４】
この構成によれば、電極端子部材が保持部を備えた状態でその保持部が位置決め部に位置決めされるように電極端子部材を治具上に配置すると、第１接続部が基板上の接続位置（半田付けすべき位置）に配置され、かつ電極端子が自立した状態で位置決めされる。したがって、電極端子を位置決めした状態で基板にリフロー半田付けしても、電極端子が基板に対する接続位置から位置ずれすることを抑制できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡単な構成で、基板上に設定された接続位置に精度良く電極端子を接続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。図１に示すように、電子機器１は、筺体２と、筺体２内に収容される金属基板３と、金属基板３上に実装される電子部品４と、図示しないカバー部材とを備えている。
【００１７】
金属基板３には、その隅部３ａと対応する位置に電極端子５が３つ配置されている。電極端子５は、それぞれターミナル構造を構成する板状の端子であるとともに、銅材によって構成され、その表面にスズめっきが施されている。そして、電極端子５は側面視クランク状に形成され、電極端子５の一端側の第１接続部１０は、半田２０によって金属基板３に接続されている。電極端子５には、他端側に第１接続部１０と略平行に延びる第２接続部１１が設けられており、第２接続部１１には、ねじを挿通可能な孔１１ａが形成されている。第２接続部１１は金属基板３から離れており、第１接続部１０と同じ平面上には存在していない。第２接続部１１は、図示しない回路部品の電極端子と接続されている。第２接続部１１の一部（孔１１ａが形成されている部位）は、金属基板３の外縁３ｂよりも外側にはみ出ている。
【００１８】
次に、前記のように構成された電子機器１の製造方法を説明する。この製造方法は、電極端子部材として、図２に示すように、第１接続部１０と協働して電極端子５を自立状態に保持可能な保持部１２が切り離し可能に連結されている電極端子部材５ａを使用する。そして、保持部１２及び治具６を使用して、電極端子５を自立させ、その状態で半田の溶融を行って電極端子部材５ａを金属基板３に接続する接続工程と、その後、保持部１２を第２接続部１１から切り離して除去する除去工程とを備えている。
【００１９】
図２に示すように、電極端子部材５ａは、連結部１２ａを介して第２接続部１１と連結された保持部１２を備えている。保持部１２は、平板が屈曲されることで、側面視略Ｌ字状に形成されている。保持部１２は、電極端子部材５ａに対して第１接続部１０とは反対側に配置されている。保持部１２の下端に設けられた載置部１２ｂは、第１接続部１０と平行な平面上に位置するように設けられている。保持部１２は、後記する治具６上に電極端子部材５ａが配置された時に、載置部１２ｂが第１接続部１０より低い位置に位置するように形成されている。保持部１２の上端に設けられた連結部１２ａは、保持部１２に比べて幅が狭く形成されるとともに、容易に切断可能に構成されている。
【００２０】
図３に示すように、治具６は、金属製のプレートであるとともに、金属基板３を所定位置に支持可能な支持部３０を備える。支持部３０は、例えば、治具６に対して打ち抜き加工を施すことによって形成されている。支持部３０は、段部３１を有する開口Ｐで構成されており、金属基板３を支持した状態で金属基板３の表面（上面）が治具６の表面と同一平面となるように形成されている。支持部３０は、平面視において金属基板３と同じ形状、即ち、矩形状の一部が除去された形状に形成されている。
【００２１】
治具６には、支持部３０の周縁に、位置決め部としての凹部３２が形成されている。凹部３２は、保持部１２の載置部１２ｂが嵌合可能な形状に形成されており、この実施形態では平面視長方形状である。凹部３２は、電極端子部材５ａの個数分だけ、すなわち、３つ設けられている。
【００２２】
次に、電子機器１の製造工程の一工程である電極端子部材５ａの金属基板３に対する接続工程について説明する。
電極端子部材５ａの金属基板３に対する接続工程では、まず、電子部品４が実装された金属基板３と、治具６とを準備する。そして、作業者は、金属基板３を治具６に形成された支持部３０に載置する。次に、金属基板３上の第１接続部１０を接続すべき位置にクリーム半田を塗布する。なお、クリーム半田は、電子部品４の実装の際に塗布してもよい。次に、第１接続部１０が金属基板３上となる状態で保持部１２の下端即ち載置部１２ｂを凹部３２に挿入する。これにより、第１接続部１０は、金属基板３に塗布されたクリーム半田上に接触した状態になる。また、載置部１２ｂが凹部３２に挿入された時、載置部１２ｂは、金属基板３の上面より低く配置されるとともに、支持部３０に嵌め込まれている金属基板３と平行になる。図２に示すように、載置部１２ｂが凹部３２に挿入されている時、電極端子５（すなわち電極端子部材５ａ）は、保持部１２と協働することで自立状態に保持されている。また、この時、第２接続部１１の一部（孔１１ａが形成されている部位）及び保持部１２は、金属基板３の外縁３ｂからはみ出ている。
【００２３】
次に、治具６に金属基板３及び電極端子部材５ａを載置した状態で、半田のリフローを行う。リフロー炉として、コンベヤを備えた装置を使用する場合、治具６をコンベヤ上に載置してリフロー炉内を通過させる。金属基板３及び電極端子部材５ａが載置された治具６がリフロー炉を通過している間に、金属基板３上に塗布されたクリーム半田は加熱されて溶融する。
【００２４】
金属基板３及び電極端子部材５ａが治具６と共にリフロー炉から出た後、金属基板３及び電極端子部材５ａが冷却されて、第１接続部１０は金属基板３に接続される。第１接続部１０が金属基板３に接続された後、作業者は、治具６に載置されている金属基板３の裏面を押して、治具６から金属基板３及び電極端子部材５ａを取り外す。その後、作業者は、切断機によって連結部１２ａを切断して、電極端子部材５ａから保持部１２を切り離す。
【００２５】
保持部１２が切り離された後、電極端子５が接続されている金属基板３を筺体２内に配置する。そして、孔１１ａに図示しないねじを挿通させた後、図示しないねじを回路部品の電極端子に螺着させることで第２接続部１１を回路部品と電気的に接続する。回路部品に対する第２接続部１１の接続が終了した後、筺体２に対するその他の部品の組み付け作業等が行われて電子機器１の製造が完了する。
【００２６】
この実施形態では、次の効果を得ることができる。
（１）金属基板３に対する電極端子部材５ａの接続工程では、治具６上に金属基板３を配置するとともに、金属基板３上の第１接続部１０を接合すべき位置にクリーム半田を塗布し、位置決め部としての凹部３２に載置部１２ｂを挿入することで、第１接続部１０がクリーム半田と接触するようにして保持部１２と金属基板３との位置決めを行う。そして、電極端子部材５ａが金属基板３に対して移動しないように拘束された状態で、リフロー半田付けを行った後、治具６から金属基板３及び電極端子部材５ａを取り外す。その次に、切断機によって連結部１２ａを切断することで、保持部１２を電極端子５から切り離す。位置決め部としての凹部３２によって保持部１２が位置決めされた状態でリフロー半田付けされるため、金属基板３に対する電極端子部材５ａの接続位置がリフロー半田付けの際にずれることが抑制され、金属基板３に対する電極端子５の位置決め精度を±０．５ｍｍ程度の範囲内にすることができる。したがって、電極端子５に対しては保持部１２を設けるだけで、金属基板３に対する電極端子５の位置決め精度を向上させることができる。
【００２７】
（２）電極端子５が接続されるのは金属基板３である。金属基板３は、ガラスエポキシ基板の場合に比べて耐熱性に優れているため、金属基板３の厚さを薄くしたうえで、リフロー半田付けを行なっても、金属基板３が反り返るように変形する可能性は低い。したがって、半田の溶融時に、溶融した半田が金属基板３上に設定された接続位置以外の位置にまで流れてしまうことを抑制できるため、リフロー半田付けを行う場合には有利である。また、金属基板３であれば、ガラスエポキシ基板の場合に比べて、熱伝導性に優れているので放熱性も良い。したがって、金属基板３に実装されている電子部品４が発熱した場合に、金属基板３を介して好適に放熱させることができる。
【００２８】
（３）保持部１２を位置決めする位置決め部は、凹部３２である。したがって、凹部３２に載置部１２ｂを挿入することで、金属基板３及び保持部１２の位置決めを行うことができる。また、位置決め部を簡単に形成することができる。
【００２９】
（４）金属基板３及び電極端子部材５ａは治具６上に載置された状態でコンベヤによってリフロー炉内を通過する。そして、金属基板３及び電極端子部材５ａは、コンベヤに直接接していない。したがって、金属基板３及び電極端子部材５ａに付与された熱が、コンベヤに伝達されコンベヤを通して発散することが抑制される。
【００３０】
（５）金属基板３を支持する支持部３０は、治具６に形成された段部３１を有する開口Ｐで形成されている。したがって、金属基板３の裏面を押すことで、電極端子部材５ａが接続された金属基板３を治具６から容易に取り外すことができる。
【００３１】
（６）金属基板３を位置決めする支持部３０は、平面視において矩形状の一部が除去された形状に形成されている。したがって、金属基板３を治具６に設置する際に金属基板３の前後左右を誤って載置することを回避することができる。
【００３２】
実施形態は、前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  保持部１２用の位置決め部は凹部３２に限らず、粘着部材で位置決め部を構成してもよい。例えば、載置部１２ｂが載置される治具６の部位に粘着部材としての粘着シートを貼り付け、粘着シートを位置決め部として用いてもよい。粘着シートは、例えば、フィルムに粘着性樹脂を塗布することで構成されており、この粘着シート上に載置部１２ｂを載置すれば、保持部１２を位置決めすることができる。したがって、凹部３２を設ける等の加工を治具６に行わずに、治具６に対して脱着可能な粘着部材によって、位置決め部を構成することができる。金属基板３に対する電極端子５の接続位置が変更された場合には、治具６に対する粘着部材の配置を電極端子５の接続位置に対応するように変更すればよいため、新たに治具６を加工する必要がない。
【００３３】
○  治具６の厚さについては、特に限定されない。例えば、治具６をブロック状に形成してもよい。
○  治具６は、金属製である必要はない。例えば、治具６をセラミック製にしてもよい。この場合、治具６の熱伝導性を金属製の場合に比べて低く設定できる。したがって、リフロー半田付けを行う際、治具６に金属基板３及び電極端子部材５ａが載置されている状態で、コンベヤで治具６を搬送してリフロー炉内を通過させたとしても、金属基板３及び電極端子部材５ａに付与された熱がコンベヤへ発散することを抑制できるため、リフロー半田付けを行う際に有利である。
【００３４】
○  電極端子５を接続する基板は、金属基板３に限定されない。例えば、リフロー半田付けを行う際に加えられる熱に対する耐久性を有していれば、金属基板３の代わりにガラスエポキシ基板やセラミック基板を用いてもよい。
【００３５】
○  連結部１２ａを切断する方法については、特に限定されない。例えば、レーザービームを連結部１２ａに照射することで、連結部１２ａを切断するレーザ切断加工によって連結部１２ａを切断してもよい。
【００３６】
○  電極端子部材５ａは、第２接続部１１が金属基板３の外縁３ｂよりも外側に存在する構成に限らない。電極端子部材５ａの接続工程において、保持部１２が金属基板３の外縁３ｂからはみ出る状態で治具に支持される構成であれば、第２接続部１１が金属基板３の外縁３ｂよりも内側に存在しても、金属基板３に位置決め部を設ける必要はない。
【００３７】
○  第２接続部１１は金属基板３に対して平行である必要はなく、他の回路部品の接続端子が金属基板３と成す角度に対応した角度に変更してもよい。例えば、金属基板３に対して直角に延びるようにしてもよい。
【００３８】
○  支持部３０の外形を変更してもよい。支持部３０の外形については、金属基板３を位置決めできる形状であればよく、例えば、金属基板３が長方形であっても、支持部３０の外形を長方形状の一部が外側に向けて凸となるように変更してもよい。
【００３９】
○  凹部３２の外形を変更してもよい。凹部３２の外形については、保持部１２の移動を規制できるのであればどのような形状でもよい。
○  保持部１２の長さを変更してもよい。例えば、第１接続部１０を金属基板３上に載置した状態において保持部１２の載置部１２ｂが金属基板３の上面と同じ高さ又は上面より高い位置となるように保持部１２の長さを変更してもよい。そして、保持部１２の載置部１２ｂを金属基板３の上面より高い位置とする場合には、金属基板３の上面より高い段部を治具６に設け、段部に位置決め部を形成すればよい。
【００４０】
○  治具６は、その表面が支持部３０に支持された状態における金属基板３の表面と同一平面となるように構成する必要はない。保持部１２の載置部１２ｂが金属基板３の上面より高い位置に位置する場合には、治具６の表面が金属基板３の表面より高くなるように変更してもよい。
【００４１】
○  図４に示すように、治具６上に突起枠７を設け、位置決め部を突起枠７としてもよい。そして、載置部１２ｂを突起枠７内に配置すれば、保持部１２が移動することを規制できるため、電極端子部材５ａは金属基板３に対して位置決めされる。
【００４２】
○  保持部１２は一枚の板状に限らず、例えば、棒状としたり、幅が狭い板状としたり、棒状のものと板状のものとが混在するようにしてもよい。
○  金属基板３及び電極端子部材５ａが載置された治具６をリフロー炉内に配置する際、コンベヤ等の搬送手段を用いなくともよい。この場合、例えば、作業者が自ら運んで金属基板３及び電極端子部材５ａが載置された治具６をリフロー炉内に配置し、リフロー半田付けを行う。そして、リフロー半田付けが終了した後、治具６の温度が手で治具６を掴むことができる程度の温度にまで低下したら、作業者がリフロー炉内から治具６を取り出す。
【００４３】
以下の技術的思想は、前記実施形態から把握できる。
○  電極端子を自立状態に保持可能な保持部が前記電極端子から切り離し可能に連結している電極端子部材を基板に半田で接続する際に用いられる電極端子接続用の治具であって、前記基板の外形より大きく形成され、前記基板を支持可能な支持部と、前記保持部の少なくとも一部を載置可能な位置決め部とを備える電極端子接続用の治具。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】一実施形態の電子機器の平面図。
【図２】治具に配置された金属基板及び電極端子部材の斜視図。
【図３】電子機器を製造する際に使用する治具の斜視図。
【図４】別の実施形態における位置決め部の部分斜視図。
【符号の説明】
【００４５】
１…電子機器、３…金属基板、３ｂ…外縁、５…電極端子、５ａ…電極端子部材、６…治具、７…位置決め部としての突起枠、１０…第１接続部、１１…第２接続部、１２…保持部、１２ａ…連結部、２０…半田、３０…支持部、３２…位置決め部としての凹部。
【図１】
2007305752.tif 000003
【図２】
2007305752.tif 000004
【図３】
2007305752.tif 000005
【図４】
2007305752.tif 000006