(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品のリード端子の取り付け軸に沿って伸びる接続部に圧力を加えてプレスすることにより断面略楕円形状もしくは断面長方形形状とする工程と、金属基板を折り曲げて前記接続部を挟みこんで仮固定する工程と、仮固定の後に外方から圧力を加えてカシメ固定するカシメ工程を備え、
前記仮固定工程は、前記金属基板を前記取り付け軸と直交する方向から略楕円形状もしくは長方形形状の長軸に平行な底面および上面を有するように折り曲げて、該底面および上面で挟み込んで仮固定を行ない、
前記カシメ工程は、前記金属基板の底面および上面から金属基板との設置面積が上面側が小さいカシメ型にて圧力を加えてカシメることを特徴とする電子部品取り付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子部品取り付け方法に係り、特に円柱状のリード端子を持った電子部品と金属基板との実装において、カシメ接続を行なう際に好適に適用可能な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を実装するために様々な実装構造が行われている。また、電子部品にも様々な種類があり、その端子形状も様々である。電子部品のなかで、リード端子付の電子部品も公知である。リード端子付電子部品を実装基板に装着するものとして、例えば特許文献１のような装着方法が知られている。
【０００３】
特許文献１による実装方法によれば、リード端子を基板の穴に挿入した後に、そのリード端子を相対する２方向から押圧することによりリード端子の一部を塑性変形させてばりを発生させ、そのバリによる突起によって基板に電子部品を固定している。
【特許文献１】特公平６−８５４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した電子部品の装着方法は、基板に設けた穴に電子部品を実装する場合に有効であるが、はんだを用いることなく金属基板と直接接続させる場合には、そのまま適用することが難しい。環境対策として鉛成分を含まない所望鉛フリーはんだも開発されているが、はんだを用いることなく実装できる方が環境対策からも好適である。そこで本発明者らは押圧によるリード端子の一部塑性変形技術を用いて接続することを検討した。
【０００５】
本発明者らの検討した電子部品取り付け方法を図１に示す。電子部品はいわゆる砲弾型などと称される発光ダイオード１とし、その一対のリード端子２，２を図２のように相対する方向にフォーミングしたものを用いた。
初めに図１（ａ）に示すように突出部３ａを有する平板状の金属基板３を用意し、図１（ａ）の右図のように突出部３ａを折り曲げて起こした。次に金属基板３上に発光ダイオード１のリード端子２を載置する。このとき、図１（ｂ）の左側図に示すように突出部３ａおよび底部３ｂにリード端子２を当接させ、その状態で突出部３ａを更に折り曲げて仮固定する（図１（ｂ）右図）。その後、図１（ｃ）に示すように溶接機５にて仮固定部４を溶接し、これにより電子部品１と金属基板３とを電気的および機械的に固定した。
【０００６】
上記検討により電子部品をはんだを用いることなく固定することは可能であったが、次のような問題があった。すなわち、リード端子が円柱形状であるため電子部品１が仮固定の際に図３に示すＤ方向に回転する。そのため溶接を行なう際に取り付け位置の確認作業が必要で、回転したまま溶接すると発光ダイオード１の照射方向が所定位置から外れる、という光学素子として大きな問題が生じた。また、仮固定のみでは前記したように両社の接続が不足しているため溶接が必須であり、溶接機が必要なため設備コストが高いという問題があった。これらは、この種のリード端子付発光ダイオード等の共通の課題であった。
【０００７】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、本発明は、簡易な工程にて確実に電気的接続および機械的接続が行なえる、簡易な取り付け方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段とした。
すなわち、請求項１記載の発明は、電子部品のリード端子の取り付け軸に沿って伸びる接続部に圧力を加えてプレスすることにより断面略楕円形状もしくは断面長方形形状とする工程と、金属基板を折り曲げて前記接続部を挟みこんで仮固定する工程と、仮固定の後に外方から圧力を加えてカシメ固定するカシメ工程を備え、前記仮固定工程は、前記金属基板を前記取り付け軸と直交する方向から略楕円形状もしくは長方形形状の長軸に平行な底面および上面を有するように折り曲げて、該底面および上面で挟み込んで仮固定を行ない、前記カシメ工程は、前記金属基板の底面および上面から金属基板との設置面積が上面側が小さいカシメ型にて圧力を加えてカシメることを特徴とする電子部品取り付け方法、を提供することで上記した目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
楕円形状の断面に塑性変形させるプレス工程を経たリード端子付電子部品を用いて、カシメにより接続を行なうことにより、電子部品の回転を予防した取り付けを行なうことができ、上記した課題を解決した電子部品の取り付け方法を提供することが可能となる。
【００１０】
また、溶接に比べて振動に対する耐久性の高い接続を提供できる。これは接続状態を線接続とする取り付け方法を提供することで、振動に対する断裂が生じ難い信頼性の高い接続構造となり、耐久性が向上した電子部品の接続構造を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、上述した背景技術にて説明した構成と同じ構成については同一の符号を付し、その説明の一部を省略する。
【００１２】
図４は、本発明の第一の実施の形態にかかる電子部品取り付け方法を順に説明するものである。電子部品１は、図２に示したフォーミングしたリード端子２を有する発光ダイオードを用いる例で説明する。リード端子は、断面円柱形状で、正極および負極の一対のリード端子２，２’を有する。各々の端子は途中で折り曲げられており相対する方向に延伸して直線状に並んでいる。この軸、すなわち取り付け軸をＸとする。なお、図２（ａ）が側面図、（ｂ）が上面図である。
【００１３】
最初に図４（ａ）に示すように突出部３ａを有する平板状の金属基板３を用意し、図４（ａ）の右図のように突出部３ａを折り曲げてその一部を起こす。この作業と並行して図４（ｂ）に示すようにしてリード端子２，２’の夫々の接続部２ａ、２ａ’を押し潰してほぼ楕円形状断面に塑性変形する。押し潰す作業は、例えば下方の平面台１１の上に所定の向きにした状態で接続部２ａ、２ａ’を載置し、その状態で上方から加圧ヘッド１２にて油圧等により圧力を加えることで行なう。このとき、平面台１１および加圧ヘッド１２のリード端子と接続する面は平行平面とする。平行平面とすることで、ほぼ楕円形状に塑性変形させられたときに後述する金属基板の底面と上面をほぼ平行に保ち取り付け向きを常に一定方向に維持することができる。なお、金属基板３としては鉄もしくは鉄板の表面に酸化防止被覆を設けた基板を用いると低コストとすることができ好適である。
【００１４】
次に図４（ｃ）に示すように図４（ｂ）のプレス工程を経たリード端子２の接続部２ａ、２ａ’を金属基板３、具体的には突出部３ａおよび底部３ｂに当接させ、当接した状態のまま突出部３ａを更に折り曲げて仮固定する。このとき、断面略楕円形状の接続部２ａの楕円長軸と金属基板３の底面３１と上面３２をほぼ平行とし、底面３１と上面３２の間の空間に接続部２ａが位置するようにする。底面３１と上面３２の間の隙間を狭くして接続部２ａの短軸を挟持することで接続部２ａ、すなわち電子部品１が回転するのを防止することができ得る。なお、塑性変形した接続部２ａ、２ａ’の断面形状を楕円としたが、断面略長方形形状とするものであっても良い。
【００１５】
その後、図４（ｄ）に示すようにカシメ装置６にて本加締めを行なう。電子部品１のリード端子２は、図４（ｅ）に示すように電子部品１から相対する方向に延びる接続部２ａ、２ａ’を備え、それらは取り付け軸Ｘ上に位置する。この接続部２ａ、２ａ’を接続部２ａ、２ａ’の楕円長軸が載置台６ｃ、６ｄと平行になるようにカシメ装置６の載置台６ｃ、６ｄ上にセットする。その後、矢形上のカシメ型６ｂにて圧力を加えて右側を加締め、次いで矢形上のカシメ型６ａにて右側を加締める。左側の加締め作業と右側の加締め作業を独立に実施することで、カシメ工程によりリード端子の伸びが生じたときでも不必要な応力を加えることなく金属基板３とリード端子の接続が行い得る。なお、矢型状とは先端が三角柱形状をなす形状をいい、平面台と金属板との設置面積と、加圧ヘッドと金属板との設置面積とを比較したときに加圧ヘッドと金属板との設置面積が小さく、かつ、点接触とならない形状の加圧ヘッドとすることもできる。また、加締め作業の順番は左側、右側の順に加締めを行なうものであっても良い。
【００１６】
カシメ工程を終えると電子部品１は、図３に示したようにフォーミングしたリード端子２の夫々が金属基板に加締められて電気的および機械的に接続、固定される。
表１は、従来の断面円形状の円柱状のリード端子を用いた場合と、断面楕円形状の楕円柱状のリード端子とした以外は同一条件にてカシメ固定を行なった場合の実験結果である。
【表１】
0005052394.tif 000002
【００１７】
実験には電子部品１として砲弾形状のＬＥＤを用い、取り付け軸Ｘと砲弾形状のＬＥＤからの出射方向とが直交する方向にフォーミングしたリード端子２を用い、金属基板３として厚みが０．５ｍｍの鉄基板を用いた。また、評価方法として連続して超音波溶着を実施し、超音波の振動を加えることで点灯状態から不点灯状態が生じるまでの超音波振動を加えた回数にて評価した。
表１から判るように、前記した検討の場合の円柱状のリード端子を用いたものは、所定の超音波振動を１４回加えると不点灯が生じたが、本願実施の形態による楕円柱状のリード端子とした場合には、同一条件の超音波振動を２０回以上点灯した場合であっても、不点灯が生じることなく、安定した点灯が行なえた。なお、振動試験として実施した超音波溶着は、SONOPET-2100B超音波溶着機を用いて評価を行なった。
【００１８】
このことから、楕円形状のリード端子を用いることで、接続の安定性が向上していることが判る。また、電子部品１のリード端子２はフォーミングしてＸ軸と平行な接続部２ａ、２ａ’を有しているため、上記の超音波振動を連続して加える実験により従来例では１４回でＸ軸を中心として電子部品１が回転するものとなったが、本願発明においては２０回以上連続して超音波振動を加えた後であっても、回転することは生じなかった。
【００１９】
以上の様に、本発明によれば、簡易な工程にて確実に電気的接続および機械的接続が行なえる。また、信頼性の高い接続構造を提供することができ得る。
【００２０】
尚、電子部品取り付け方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、金属基板として銅材を用いたものを用いたり、突出部を有する金属基板でなく、金属基板全体を折り曲げ、その間にリード端子を挟み込むものにする等の本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】電子部品の取り付け方法の検討例を工程順に説明する図である。
【図２】リード端子付電子部品の一例を示す平面図および上面図である。
【図３】リード端子付電子部品と金属板との接続状態を示す平面図である。
【図４】本発明の電子部品の取り付け工程を説明する図である。
【符号の説明】
【００２２】
１        発光ダイオード
２        リード端子
２ａ      接続部
３        金属基板
３ａ      突出部
３ｂ      底部
４      仮固定部
５      溶接装置
６      カシメ装置
６ａ      矢型
６ｃ、６ｄ    載置台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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