(57)【要約】【課題】タインプレート付き電気コネクタの接続用ピンと回路基板との半田付け後において、タインプレートによる接続用ピンの押圧を防止又は抑制することができるタインプレート、タインプレート付き電気コネクタ、及び電気コネクタ付き回路基板の製造方法を提供すること。【解決手段】回路基板１０に半田付けされる電気コネクタ２０の接続用ピン２１を、位置決めするための複数の挿通孔３１を備えるタインプレート３０において、複数の高融点樹脂部３２と、隣接する高融点樹脂部３２を連結し、融点が高融点樹脂部３２の融点、及び半田付け時の温度より低い、１つ又は複数の低融点樹脂部３３と、を備え、挿通孔３１の各々は、タインプレート３０の厚み方向に沿って、低融点樹脂部３３を貫通する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板に半田付けされる電気コネクタの接続用ピンを、位置決めするための複数の挿通孔を備えるタインプレートにおいて、
複数の高融点樹脂部と、
隣接する前記高融点樹脂部を連結し、融点が前記高融点樹脂部の融点、及び半田付け時の温度より低い、１つ又は複数の低融点樹脂部と、
を備え、
前記挿通孔の各々は、前記タインプレートの厚み方向に沿って、前記低融点樹脂部を貫通するタインプレート。
【請求項２】
前記低融点樹脂部の厚み方向寸法が、前記高融点樹脂部の厚み方向寸法より小さい請求項１記載のタインプレート。
【請求項３】
前記低融点樹脂部は、格子状に形成される請求項１又は２記載のタインプレート。
【請求項４】
前記高融点樹脂部の各々は、内部に耐熱性の繊維部３４が貫設され、
繊維部３４が外方へ延設される請求項１〜３いずれか一項記載のタインプレート。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか一項記載のタインプレートと、複数の接続用ピンを備える電気コネクタと、を備えるタインプレート付き電気コネクタであって、
前記接続用ピンが前記タインプレートの前記挿通孔に挿入されるタインプレート付き電気コネクタ。
【請求項６】
請求項５記載のタインプレート付き電気コネクタの前記接続用ピンと前記回路基板とを半田付けする半田付け工程を含む電気コネクタ付き回路基板の製造方法であって、
前記半田付け工程は、前記低融点樹脂部の融点より高温下で、前記接続用ピンと前記回路基板とを半田付けすると共に、前記接続用ピンから前記高融点樹脂部を取外す電気コネクタ付き回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に半田付けされる電気コネクタの接続用ピンを、位置決めするための複数の挿通孔を備えるタインプレート、タインプレート付き電気コネクタ、及び電気コネクタ付き回路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、タインプレート付き電気コネクタの接続用ピンの先端部と回路基板とを半田付けする際に、接続用ピンの先端側から濡れ上がった溶融半田が食い込み難い構造を有するタインプレートが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
図８は、従来のタインプレート、電気コネクタ、及び回路基板の構成の一例を示した断面図である。図９は、図８の領域Ａの拡大図である。電気コネクタ１の接続用ピン（コンタクト）１ａ〜１ｆの先端部（タイン部）が、それぞれ、タインプレート２の挿通孔２ａ〜２ｆ、及び回路基板３のスルーホール３ａ〜３ｆへ挿入されている。
【０００４】
上記従来の構成のタインプレート２は、タインプレート２の下面であって、挿通孔２ａ〜２ｆのうちの一部の挿通孔２ａ、２ｂを取り囲む領域のみに、凹部４を備える。このため、凹部４を形成した部分において、接続用ピン１ａ、１ｂの先端部を回路基板３に半田付けした際に、接続用ピン１ａ、１ｂの先端側から濡れ上がった溶融半田５のタインプレート２への食い込みを確実に防止することができる。
【特許文献１】特開２００７−１２３０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の構成のタインプレート２は、比較的熱膨張係数の大きい高分子材料で形成されているため、温度サイクルにより熱膨張、熱収縮して、接続用ピン１ａ〜１ｆを押圧する。この押圧力は、接続用ピン１ａ〜１ｆを回路基板３に固定する半田層５に伝達され、半田層５におけるクラックの発生の一因になる。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、タインプレート付き電気コネクタの接続用ピンと回路基板との半田付け後において、タインプレートによる接続用ピンの押圧を防止又は抑制することができるタインプレート、タインプレート付き電気コネクタ、及び電気コネクタ付き回路基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、第１の発明は、回路基板に半田付けされる電気コネクタの接続用ピンを、位置決めするための複数の挿通孔を備えるタインプレートにおいて、
複数の高融点樹脂部と、
隣接する前記高融点樹脂部を連結し、融点が前記高融点樹脂部の融点、及び半田付け時の温度より低い、１つ又は複数の低融点樹脂部と、
を備え、
前記挿通孔の各々は、前記タインプレートの厚み方向に沿って、前記低融点樹脂部を貫通する。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明に係るタインプレートであって、前記低融点樹脂部の厚み方向寸法が、前記高融点樹脂部の厚み方向寸法より小さい。
【０００９】
また、第３の発明は、第１又は第２の発明に係るタインプレートであって、前記低融点樹脂部は、格子状に形成される。
【００１０】
また、第４の発明は、第１〜第３いずれか１つの発明に係るタインプレートであって、前記高融点樹脂部の各々は、内部に耐熱性の繊維部３４が貫設され、
繊維部３４が外方へ延設される。
【００１１】
また、第５の発明は、第１〜第４いずれか１つの発明に係るタインプレートと、複数の接続用ピンを備える電気コネクタと、を備えるタインプレート付き電気コネクタであって、
前記接続用ピンが前記タインプレートの前記挿通孔に挿入される。
【００１２】
また、第６の発明は、第５の発明に係るタインプレート付き電気コネクタの前記接続用ピンと前記回路基板とを半田付けする半田付け工程を含む電気コネクタ付き回路基板の製造方法であって、
前記半田付け工程は、前記低融点樹脂部の融点より高温下で、前記接続用ピンと前記回路基板とを半田付けすると共に、前記接続用ピンから前記高融点樹脂部を取外す。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、隣接する高融点樹脂部を連結する低融点樹脂部に、挿通孔を貫通形成することにより、タインプレート付き電気コネクタの接続用ピンと回路基板とを半田付けする際、低融点樹脂部を溶融させて、接続用ピンから各高融点樹脂部を取外すことができ、タインプレートによる接続用ピンの押圧を防止又は抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１５】
図１は、本発明のタインプレート、電気コネクタ、及び回路基板の構成の一実施例を示した断面図である。尚、図１は、電気コネクタ２０の接続用ピン２１ａ、２１ｂを回路基板１０へ半田付けする直前の状態を示した図である。この状態では、電気コネクタ２０の接続用ピン２１ａ、２１ｂの先端部が、それぞれ、タインプレート３０の挿通孔３１ａ、３１ｂ、及び回路基板１０のスルーホール１１ａ、１１ｂへ挿入されている。
【００１６】
回路基板１０は、例えば、プリント配線基板であり、表面又は内部に、所定パターン形状の導通層（図示せず）がＣｕ又はＡｌで形成されている。また、回路基板１０には、厚み方向へ貫通するスルーホール１１ａ、１１ｂが形成されている。また、回路基板１０の表面には、電気コネクタ２０が載置されている。
【００１７】
電気コネクタ２０は、絶縁性ハウジング２２を備える。絶縁性ハウジング２２は、開口部を有する箱状の形状であって、電子部品（図示せず）の端子（図示せず）が挿着され、電子部品と回路基板１０とを接続するものである。絶縁性ハウジング２２の回路基板１０と対向する一側面２２ａには、回路基板１０へネジ締結され、姿勢を安定化するための矩形状の脚部２３が突設されている。また、絶縁性ハウジング２２の底面２２ｂには、接続用ピン２１ａ、２１ｂが貫通形成されている。
【００１８】
接続用ピン２１ａ、２１ｂは、Ｌ字状の形状であって、一方の端部（以下、基端部）が絶縁性ハウジング２２内から外方へ延設され、腹部でＬ字状に屈曲され、他方の端部（以下、先端部）が回路基板１０へ延設されている。接続用ピン２１ａ、２１ｂは、絶縁性ハウジング２２に挿入された電子部品の端子と、回路基板１０の導通層とを電気的に接続するものである。
【００１９】
この接続用ピン２１ａ、２１ｂの先端部は、タインプレート３０の挿通孔３１ａ、３１ｂへ挿入され、位置決めされる。このため、接続用ピン２１ａ、２１ｂの先端部を回路基板１０のスルーホール１１ａ、１１ｂへ挿入する際、作業を容易に行うことができる。
【００２０】
図２は、タインプレート３０の構成の一実施例を示した斜視図である。図２に示すように、タインプレート３０は、平板状の形状であって、その特徴的な構成として、複数の高融点樹脂部３２と、隣接する高融点樹脂部３２を連結する複数の低融点樹脂部３３と、低融点樹脂部３３を厚み方向Ｈへ貫通する複数の挿通孔３１とを備えている。高融点樹脂部３２と低融点樹脂部３３とは、縞状に交互に配列されている。尚、挿通孔３１は、前述したように、電気コネクタ２０の接続用ピン２１を位置決めするための孔である。
【００２１】
高融点樹脂部３２は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（融点２２８℃）等の比較的高融点の高分子材料で形成される。この高融点樹脂部３２には、耐熱性向上のためのガラス粉末が混入されてよい。
【００２２】
各高融点樹脂部３２は、タインプレート３０の長手方向Ｌに延びる帯状の形状であって、互いに平行に配列されている。隣接する高融点樹脂部３２の間隔は、低融点樹脂部３３を充填することができ、且つ低融点樹脂部３３が溶融したとき、各高融点樹脂部３２を接続用ピン２１から取外すことができる限り、狭くて良い。低融点樹脂部３３の容量を低減することができ、低融点樹脂部３３の融解潜熱を低減することができ、短時間で後述の半田付け工程を完了することができると共に、溶融した低融点樹脂部３３の接続用ピン２１への付着を抑制することができる。
【００２３】
低融点樹脂部３３は、高融点樹脂部３２の融点、及び半田付け時の低融点樹脂部３３の温度より低融点の高分子材料で形成される。高融点樹脂部３２がポリブチレンテレフタレート（融点２２８℃）で形成される場合、低融点樹脂部３３は、例えば、ポリ塩化ビニル（融点約１８０℃）、ポリアミド系樹脂（融点約１７０℃〜）で形成される。
【００２４】
各低融点樹脂部３３は、タインプレート３０の長手方向Ｌに延びる帯状の形状であって、隣接する高融点樹脂部３２を連結している。低融点樹脂部３３の厚み方向Ｈ寸法は、高融点樹脂部３２の厚み方向Ｈ寸法と同一になっている。
【００２５】
各挿通孔３１は、タインプレート３０の厚み方向Ｈに対して略平行に、低融点樹脂部３３を貫通している。挿通孔３１は、接続用ピン２１と僅かな間隙を形成しつつ、接続用ピン２１を囲繞するための孔である。尚、挿通孔３１の形状、及び配置には、低融点樹脂部３３が溶融したとき、各高融点樹脂部３２を接続用ピン２１から取外すことができる限り、制限はなく、適宜設計変更することができる。
【００２６】
このタインプレート３０では、低融点樹脂部３３が溶融すると、低融点樹脂部３３による隣接する高融点樹脂部３２の連結が解除される。これにより、各高融点樹脂部３２を自らの軸周りに回転させつつ、タインプレート３０の長手方向Ｌに沿って引き抜くことにより、各高融点樹脂部３２を接続用ピン２１から取外すことができ、タインプレート３０による接続用ピン２１の押圧を防止又は抑制することができる。
【００２７】
図３は、図２のタインプレート３０の構成の変形例を示した斜視図である。図３において、４０はタインプレート、４１は挿通孔、４２は高融点樹脂部、４３は低融点樹脂部である。図３のタインプレート４０は、図２のタインプレート３０とは異なり、低融点樹脂部４３の厚み方向Ｈ寸法Ｄ１が、高融点樹脂部４２の厚み方向Ｈ寸法Ｄ２より小さい。尚、低融点樹脂部４３の厚み方向Ｈ寸法Ｄ１は、隣接する高融点樹脂部４２を連結することができ、且つ接続用ピン２１を位置決めすることができる限り、薄くて良い。
【００２８】
尚、タインプレート４０のその他の構成は、タインプレート３０と同様であるので、説明を省略する。
【００２９】
このタインプレート４０では、低融点樹脂部４３の厚み方向Ｈ寸法Ｄ１を小さくすることにより、低融点樹脂部４３の容量を低減することができる。これにより、低融点樹脂部４３の融解潜熱を低減することができ、短時間で後述の半田付け工程を完了することができると共に、溶融した低融点樹脂部４３の接続用ピン２１への付着を抑制することができる。
【００３０】
図４は、図２のタインプレート３０の構成の変形例を示した斜視図である。図４において、５０はタインプレート、５１は挿通孔、５２は高融点樹脂部、５３は低融点樹脂部である。図４のタインプレート５０は、図２のタインプレート３０とは異なり、低融点樹脂部５３が格子状に形成され、挿通孔５１が低融点樹脂部５３の交差する交差部５３ａを厚み方向Ｈへ貫通している。以下、図４のタインプレート５０の構成について説明するが、図２のタインプレート３０と同一の構成については、説明を省略する。
【００３１】
各高融点樹脂部５２は、図２のタインプレート３０とは異なり、矩形状であって、タインプレート５０の長手方向Ｌ、及び幅方向Ｗに対して平行にマス目状に配列されている。
【００３２】
低融点樹脂部５３は、図２のタインプレート３０とは異なり、タインプレート５０の長手方向Ｌ及び幅方向Ｗに沿って平行に延びる格子状の形状であって、格子のマス目には、高融点樹脂部５２が配置されている。
【００３３】
各挿通孔５１は、図２のタインプレート３０とは異なり、低融点樹脂部５３の交差する交差部５３ａを、タインプレート５０の厚み方向Ｈに対して略平行に貫通する。
【００３４】
このタインプレート５０では、各高融点樹脂部５２は、低融点樹脂部５３によって細かく分割されている。このため、低融点樹脂部５３が溶融したとき、吸引器で空気と共に各高融点樹脂部５２を回転、吸引して、各高融点樹脂部５２を接続用ピン２１から容易に取外すことができる。
【００３５】
図５は、図２のタインプレート３０の構成の変形例を示した斜視図である。図５において、６０はタインプレート、６１は挿通孔、６２は高融点樹脂部、６３は低融点樹脂部である。図５のタインプレート６０は、図２のタインプレート３０とは異なり、各高融点樹脂部６２の各々は、内部に耐熱性の繊維部６４が貫設され、繊維部６４が外方へ延設される。以下、図５のタインプレート６０の構成について説明するが、図２のタインプレート３０と同一の構成については、説明を省略する。
【００３６】
各高融点樹脂部６２は、図２のタインプレート３０とは異なり、タインプレート６０の幅方向Ｗに延びる帯状の形状であって、互いに平行に配列されている。また、各高融点樹脂部６２は、図２のタインプレート３０とは異なり、内部に低融点樹脂部６３より高融点の繊維材料で形成された繊維部６４が貫設されている。
【００３７】
繊維部６４は、外方へ延設され、複数の繊維部６４が１つに束ねられている。この繊維部６４は、例えば、引張強度の高いガラス繊維で形成される。
【００３８】
このタインプレート６０では、低融点樹脂部６３が溶融したとき、繊維部６４を治具で掴み、タインプレート６０の幅方向Ｗに沿って、引き抜くことにより、各高融点樹脂部６２を接続用ピン２１から容易に取外すことができる。また、複数の繊維部６４が１つに束ねられているため、短時間で各高融点樹脂部６２を接続用ピン２１から取外すことができる。
【００３９】
これらのタインプレート３０〜６０の製造方法には、例えば、金型成形が用いられる。まず、高融点樹脂部３２（４２、５２、６２）が略反転した形状の中空部を有する金型を用いて、高融点樹脂部３２（４２、５２、６２）を金型成形する。次に、タインプレート３０（４０、５０、６０）が略反転した形状の中空部を有する金型内に前述の高融点樹脂部３２（４２、５２、６２）を設置し、金型内に低融点樹脂材料を流し込み、熱硬化させ、高融点樹脂部３２（４２、５２、６２）と低融点樹脂部３３（４３、５３、６３）とを一体化する。また、低融点樹脂部３３（４３、５３、６３）の金型成形と同時に、挿通孔３１（４１、５１、６１）を形成する。尚、高融点樹脂部６２を金型成形する際、金型内にガラス繊維をあらかじめ設置して、高融点樹脂部６２に繊維部６４を貫設してよい。このようにして、タインプレート３０〜６０を製造することができる。
【００４０】
図６は、本発明の電気コネクタ付き回路基板の製造方法の半田付け工程の一実施例を示した断面図である。
【００４１】
電気コネクタ付き回路基板は、半田付け前の状態では、図１に示したように、電気コネクタ２０の接続用ピン２１ａ、２１ｂが、それぞれ、タインプレート３０の挿通孔３１ａ、３１ｂ、及び回路基板１０のスルーホール１１ａ、１１ｂへ挿入されている。
【００４２】
続いて、この電気コネクタ付き回路基板を、図６に示すように、フロー半田付け装置８０内へ搬送する。フロー半田付け装置８０は、電気コネクタ付き回路基板を矢印Ｒ方向へ搬送する搬送コンベア（図示せず）と、半田浴槽（図示せず）と、半田浴槽内の溶融半田８１を噴出する噴流ノズル８２とを備える。電気コネクタ付き回路基板は、搬送コンベアにより噴流ノズル８２へ搬送され、回路基板１０の下側から溶融半田８１が供給される。この溶融半田８１は、接続用ピン２１ａ、２１ｂの先端側から濡れ上がり、回路基板１０のスルーホール１１ａ、１１ｂに充填される。電気コネクタ付き回路基板が外方へ搬送されるにつれ、溶融半田８１が固化し、接続用ピン２１ａ、２１ｂの回路基板１０への半田付けが完了する。
【００４３】
溶融半田８１の材料には、Ｓｎ−Ｐｂ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｚｎ合金等が用いられる。これらの合金の融点は、例えば、Ｓｎ−４０Ｐｂが１９０℃であり、Ｓｎ−４Ａｇ−０．５Ｃｕが２１７℃であり、Ｓｎ−９Ｚｎが１９９℃である。
【００４４】
溶融半田８１の熱は、半田付け時、接続用ピン２１ａ、２１ｂ等を介して、タインプレート３０へ伝達される。半田浴槽内の溶融半田８１の温度は、半田付け時のタインプレート３０の温度が低融点樹脂部３３の融点より高くなるよう設定されている。尚、半田付け時のタインプレート３０の温度は、高融点樹脂部３２の融点より高くても、低くても良い。これは、いずれの場合であっても、低融点樹脂部３３が高融点樹脂部３２より先に溶融する限り、隣接する高融点樹脂部３２の連結を解除することができ、各高融点樹脂部３２を接続用ピン２１ａ、２１ｂから取外すことができるからである。
【００４５】
各高融点樹脂部３２を接続用ピン２１ａ、２１ｂから取外す方法としては、例えば、フロー半田付け装置８０内の空気を所定方向へ吸引する吸引器を設置して、空気と共に各高融点樹脂部３２を吸引する方法を用いることができる。この場合、フォロー半田付け装置８０内には、外気、或いは吸引器の排気が供給される。
【００４６】
図７は、半田付け工程後の電気コネクタ付き回路基板の構成の一実施例を示した断面図である。
【００４７】
半田付け工程後の電気コネクタ付き回路基板では、図７に示したように、タインプレート３０が取外されている。このため、タインプレート３０による接続用ピン２１の押圧を防止又は抑制することができ、温度サイクルによる半田８１’でのクラックの発生を抑制することができる。
【００４８】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００４９】
例えば、本実施例のタインプレート３０〜６０では、隣接する高融点樹脂部３２（４２、５２、６２）の間隔は、低融点樹脂部３３（４３、５３、６３）を充填できる限り、狭くするとしたが、接続用ピン２１の径寸法より広くするとしても良い。隣接する高融点樹脂部３２（４２、５２、６２）の間隔を広くすることにより、低融点樹脂部３３（４３、５３、６３）が溶融したとき、各高融点樹脂部３２（４２、５２、６２）を接続用ピン２１から容易に取外すことができる。
【００５０】
また、本実施例のタインプレート３０〜６０では、隣接する高融点樹脂部３２（４２、５２、６２）の間隔は、低融点樹脂部３３（４３、５３、６３）を充填できる限り、狭くするとしたが、一方の端から他方の端に行くにつれて、大きくなるとしても良い。テーパーを設けることにより、高融点樹脂部３２（４２、５２、６２）を特定の方向へ容易に取り外すことができる。
【００５１】
また、本実施例のタインプレート３０〜６０では、隣接する高融点樹脂部３２（４２、５２、６２）の間隙には、低融点樹脂部３３（４３、５３、６３）が連続的に充填されるとしたが、隣接する高融点樹脂部３２（４２、５２、６２）を連結することができ、且つ接続用ピン２１を位置決めすることができる限り、所定間隔で孔状の欠陥部を設置してよい。欠陥部を設置することにより、低融点樹脂部３３（４３、５３、６３）の容量を低減することができる。これにより、低融点樹脂部３３（４３、５３、６３）の融解潜熱を低減することができ、短時間で後述の半田付け工程を完了することができると共に、溶融した低融点樹脂部３３（４３、５３、６３）の接続用ピン２１への付着を抑制することができる。
【００５２】
また、本実施例のタインプレート３０〜６０は、低融点樹脂部３３（４３、５３、６３）が溶融したとき、接続用ピン２１から全ての高融点樹脂部３２（４２、５２、６２）を取外すことができる構成としたが、タインプレート３０による接続用ピン２１の押圧を防止又は抑制することができる限り、一部の高融点樹脂部３２（４２、５２、６２）のみを取り外すことができる構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のタインプレート、電気コネクタ、及び回路基板の構成の一実施例を示した断面図である。
【図２】タインプレート３０の構成の一実施例を示した斜視図である。
【図３】図２のタインプレート３０の構成の変形例を示した斜視図である。
【図４】図２のタインプレート３０の構成の変形例を示した斜視図である。
【図５】図２のタインプレート３０の構成の変形例を示した斜視図である。
【図６】本発明の電気コネクタ付き回路基板の製造方法の半田付け工程の一実施例を示した断面図である。
【図７】半田付け工程後の電気コネクタ付き回路基板の構成の一実施例を示した断面図である。
【図８】従来のタインプレート、電気コネクタ、及び回路基板の構成の一例を示した断面図である。
【図９】図８の領域Ａの拡大図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０    回路基板
１１    スルーホール
２０    電気コネクタ
２１    接続用ピン
３０、４０、５０、６０    タインプレート
３１、４１、５１、６１    挿通孔
３２、４２、５２、６２    高融点樹脂部
３３、４３、５３、６３    低融点樹脂部
５３ａ    交差部
６４    繊維部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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