(57)【要約】【課題】  構造を複雑化することなく実装基板に対する位置決め精度を高め、自動搭載機の実装を可能にした表面実装型電子部品を提供する。【解決手段】  実装基板２の位置決め穴２１に挿入可能な位置決めピン１１を有するコネクタ１であって、位置決めピン１１には熱変形したときに位置決め穴２１の内面に当接して位置決めピン１１を位置拘束するための熱膨張部材や形状記憶部材等からなる位置拘束部材１１１を設けている。位置拘束部材１１１が熱変形して位置決め穴２１の内面に当接することで位置決め穴２１内での位置決めピン１１の位置が拘束され、コネクタ１を実装基板２に対して高精度に位置決めする。【選択図】  図４
2009194118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決め穴を有する実装基板に搭載され、前記位置決め穴に挿入可能な位置決めピンを有する表面実装型電子部品であって、前記位置決めピンには熱変形したときに前記位置決め穴の内面に当接して位置決めピンを位置拘束するための位置拘束部材を設けていることを特徴とする表面実装型電子部品。
【請求項２】
前記位置拘束部材は加熱されたときに熱膨張する熱膨張部材であることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型電子部品。
【請求項３】
前記位置拘束部材は加熱されたときに熱変形する熱変形部材であることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型電子部品。
【請求項４】
前記位置拘束部材は半田リフロー温度で熱膨張し、あるいは熱変形して位置決め穴の内面に当接することを特徴とする請求項２又は３に記載の表面実装型電子部品。
【請求項５】
前記位置拘束部材は位置決めピンの円周一部に設けられ、変形したときに位置決め穴の内周面一部に当接されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の表面実装型電子部品。
【請求項６】
前記位置拘束部材は位置決めピンの全円周にわたって設けられ、変形したときに位置決め穴の全内周面に当接されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の表面実装型電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は実装基板にＳＭＴ実装（表面実装：Surface Mount Technology) する電子部品に関し、特に実装基板に対する電子部品の位置決め精度を高めることを可能にした表面実装型電子部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種電子機器では実装基板に電子部品を搭載する技術としてＳＭＴ実装が用いられており、特に近年の携帯電話機や携帯端末等の小型電子機器では、機器の組立工程において実装する電子部品を自動搭載機を用いて実装基板上に搭載し、搭載した後に加熱処理して半田をリフローして半田付けを行う技術が行われている。このような自動搭載機を利用するためには実装基板の所定位置に正確に電子部品を位置決め搭載する必要があり、そのため電子部品には実装基板に対して位置決めするための構造が備えられている。例えば、特許文献１のＳＭＴ実装では図１に概念図を示すような位置決め構造が設けられている。同図において、実装基板２の表面には導電膜を所要パターンに形成した配線ランド２２が形成されるとともに、電子部品を位置決めするための複数個（ここでは２個）の位置決め穴２１が開口されている。一方、電子部品としてのコネクタ１は絶縁ボディ１０に複数の弾性コンタクト１２が設けられており、図には表れない他の電子部品に対して導電接触される。弾性コンタクト１２の基端部は絶縁ボディの底面に沿う位置まで延長されて絶縁ボディ１０から突出された端子１３として構成され、実装基板２に搭載されたときに前記配線ランド２２に半田付けされる。また、絶縁ボディ１０の底面には２本の位置決めピン１１が突出されており、実装基板２の前記位置決め穴２２に嵌入することでコネクタ１を実装基板２に対して位置決めを行っている。
【特許文献１】特開２００７−２００５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１のＳＭＴ技術では、位置決めピン１１と位置決め穴２１の公差が問題になる。設計上、位置決めピン１１が位置決め穴１２に嵌入できないと実装が不可能になり、また自動搭載機器の搭載時の位置精度との関係もあって位置決めピン１１の径寸法を公差も含めて位置決め穴２１の内径寸法よりも若干小径となるように設計している。そのため、位置決めピン１１の外周面と位置決め穴２１の内周面にはいわゆるガタと称される間隙が生じ、図１に示したコネクタ１を実装基板２に半田付けする際には、溶融した半田の表面張力によって位置決めピン１１と位置決め穴２１の間に生じている間隙寸法だけコネクタ１が実装基板２の表面上で移動してしまい実装基板２に対するコネクタ１の実装位置が不安定なものになる。そのため、実装したコネクタ１の弾性コンタクト１２が相手方部品や機器に対して好適な状態で電気接触することができなくなるという問題が生じる。
【０００４】
このような問題に対し、位置決めピンを密接状態で位置決め穴に嵌入すれば精度の高い位置決めを行うことが可能であるが、このような高精度の加工は極めて困難であり、また加工コストに伴って部品コストが上昇してしまうことになる。また、位置決めピンを弾性部材で形成し、位置決めピンを弾性変形させながら位置決め穴に嵌入することで両者間の間隙を吸収することも考えられるが、径方向に弾性を有する構造を実現するために位置決めピンの構造が複雑化し、コスト高の要因になる。また、搭載を行う際に弾性力に抗する力が要求されるため、自動搭載機を用いてのスムーズな搭載が難しくなる。
【０００５】
本発明の目的は、構造の複雑化やコスト高をまねくことなく実装基板に対する位置決め精度を高め、自動搭載機の実装を可能にした表面実装型電子部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、位置決め穴を有する実装基板に搭載され、位置決め穴に挿入可能な位置決めピンを有する表面実装型電子部品であって、位置決めピンには熱変形したときに位置決め穴の内面に当接して位置決めピンを位置拘束するための位置拘束部材を設けていることを特徴とする。この位置拘束部材は加熱されたときに熱膨張する熱膨張部材、あるいは加熱されたときに熱変形する熱変形部材で構成される。例えば、位置拘束部材は半田リフロー温度で熱膨張し、あるいは熱変形して位置決め穴の内面に当接するように構成する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、位置拘束部材が熱変形して位置決め穴の内面に当接することで位置決め穴と位置決めピンとの間の間隙に位置拘束部材が介在される状態となり、位置拘束部材によって位置決め穴内での位置決めピンの移動が拘束される。これにより、位置決めピンの構造をいたずらに複雑化することなく、かつコスト高を生じることなく位置決め穴内における位置決めピンの位置が一義的に決定されることになり、位置決めピンを有している電子部品を実装基板に対して高精度に位置決めすることができ、自動搭載機を用いてＳＭＴ実装するのに好適な電子部品が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態として、位置拘束部材は位置決めピンの円周一部に設けられ、変形したときに位置決め穴の内周面一部に当接されるようにする。位置決めピンは位置拘束部材によって位置決め穴の反対側の内周面に押圧された状態で位置拘束され、この位置に位置決めされる。あるいは、位置拘束部材は位置決めピンの全円周にわたって設けられ、変形したときに位置決め穴の全内周面に当接されるようにする。位置決めピンは位置決め穴と同心位置に位置決めされる。
【実施例１】
【０００９】
次に、本発明を図１に示したコネクタに適用した実施例１について説明する。図２（ａ），（ｂ）はコネクタ１を実装基板２に搭載する際にコネクタ１の位置決めピン１１を実装基板２の位置決め穴２１に挿入した状態の側面図と一部を破断した底面図である。コネクタ１は図１に示したように絶縁ボディ１０の前面側（図２の右側、以下同じ）に２つの弾性コンタクト１２が並んで配設され、後面側にこれら弾性コンタクト１２から延長された端子１３が絶縁ボディ１０の底面に沿って突出した状態に配設されている。また、コネクタ１の絶縁ボディ１０の底面には２本の位置決めピン１１が下方に向けて絶縁ボディ１０と一体に突出形成されている。実装基板２も図１に示したと同様に表面に配線ランド２２が設けられ、また実装基板２を厚さ方向に貫通するように位置決め穴２１が設けられている。配線ランド２２には図には表れないが半田層がメッキ等によって形成されており、前記コネクタ１の端子１３を半田リフローによって半田付けして表面実装することが可能とされている。
【００１０】
図３は前記した２本の位置決めピン１１の詳細を示す外観図である。位置決めピン１１は下方に向けられた下端部が円錐台形状をした円柱状に形成されている。この位置決めピン１１の円柱状の部分の外径寸法は位置決め穴２１の内径よりも小径に形成されているが、ここで前記位置決めピン１１は円柱周面の前面側の円周部位が実装基板に対するコネクタの位置基準となるように加工されている。また、位置決めピン１１の後面側の円周部位には径方向に凹んだ切欠溝１１２が形成されており、この切欠溝１１２内に本発明の位置拘束部材としての熱膨張部材１１１が接着により一体的に取着されている。この熱膨張部材１１１は前記切欠溝１１２内に対応して半円筒状に形成されており、その外側円弧面は位置決めピン１１の円周面に沿うように前記切欠溝１１２内に埋設された状態に配設されている。この熱膨張部材１１１は、半田リフロー時の加熱温度に対する耐熱性を有するとともに、位置決めピン１１を構成している絶縁ボディ１０の樹脂よりも熱膨張率が格段に大きな材料であれば良い。例えば、ゴム、高熱膨張樹脂、高熱膨張金属等が適用できる。
【００１１】
図２において、平面状態に置かれた実装基板２上に、図には表れない自動搭載機によりコネクタ１を搭載する。このとき、コネクタ１の位置決めピン１１を実装基板２の位置決め穴２１に挿入させることにより、コネクタ１の端子１２はそれぞれ実装基板２の配線ランド２２上に配置される。このとき、位置決めピン１１の外径は位置決め穴２１の内径に対して間隙が生じているので自動搭載機によってもスムーズな搭載が可能になる。しかる上で、加熱処理を行うと配線ランド２２に設けられていた半田がリフローし、端子１３は配線ランド２２に半田付けされる。このとき、図４（ａ），（ｂ）に縦断面図と一部破断底面図を示すように、加熱によって切欠溝１１２内の熱膨張部材１１１が熱膨張される。この熱膨張によって熱膨張部材１１１は位置決めピン１１の後面側の円周部位と位置決め穴２１の後面側内周部位との間で拡張して両者間に充填される状態となり、このときに熱膨張部材１１１と位置決め穴２１の後面側内周部位との間に生じる抗力によって位置決めピン１１は図４（ｂ）の矢印のように移動され、その前面側の円周部位が位置決め穴２１の前面側の内周部位に当接される。したがって、位置決め穴２１の前面側の内周部位がコネクタ１に対する位置基準となるように位置決め穴２１を位置設定して開口しておけば、２本の位置決めピン１１と位置決め穴２１のそれぞれの位置基準が当接することになり、少なくとも実装基板２に対してコネクタ１の前面側の位置を高精度に自己整合的に位置決めすることができる。この状態で加熱を終了すると半田が固化して端子１３を配線ランド２２に一体化して実装基板２へのコネクタ１の実装が終了する。
【実施例２】
【００１２】
図５は実施例２の位置決めピン１１の詳細図である。実施例２では位置決めピン１１は円柱部分の径寸法を下端部の径寸法よりも小径に形成して全円周にわたる円周溝１１２Ａを形成する一方で、位置拘束部材として熱膨張部材１１１Ａを円筒状に形成し、これを位置決めピン１１の円周溝１１２Ａに嵌着させている。ここでは熱膨張部材１１１Ａの円周一部にスリット１１１ａを設け、このスリット１１１ａを利用して嵌着を行うようにしている。この位置決めピン１１の構造によれば、実施例１と同様にコネクタ１を実装基板２に実装する際に、位置決めピン１１を位置決め穴２１に挿入して半田リフローのための加熱処理を行うと、図６（ａ），（ｂ）に縦断面図と一部破断底面図を示すように、熱膨張部材１１１Ａは全円周部位にわたって径寸法が拡大することになり、その全円周面において位置決め穴２１の内周面の全面に当接した状態となる。これにより、位置決めピン１１の中心が位置決め穴２１の中心に位置合わせされることになる。したがって、ここでは位置決めピン１１の中心位置をコネクタ１の位置基準となるように形成し、位置決め穴２１も中心位置を位置基準となるように形成しておけば、コネクタ１を実装基板２に対して自己整合的に位置合わせすることができる。
【実施例３】
【００１３】
図７（ａ），（ｂ）は実施例３の位置決めピンを備えたコネクタ１の実装状態の縦断面図と一部破断底面図である。実施例３では位置決めピン１１の円柱部分に円周溝１１２Ｂとこれにつながる直径穴１１２Ｃを設けておき、位置拘束部材として形状記憶合金線１１１Ｂを直径穴１１２Ｃに挿通し、その両端部を円周溝１１２Ｂに沿って円弧状に曲げ形成し、底面から見た形状がほぼＳ字状に近い形状となるようにしたものである。これによれば、実施例１と同様にコネクタ１を実装基板２に実装する際に、位置決めピン１１を位置決め穴２１に挿入して半田リフローのための加熱処理を行うと、形状記憶合金線１１１Ｂは両端部が外径方向に向けて形状復帰して位置決め穴２１の内周面に衝接した状態となる。これにより、位置決めピン１１の中心が位置決め穴２１の中心に位置合わせされることになる。したがって、実施例２と同様に位置決めピン１１の中心位置を位置基準となるように形成し、位置決め穴２１も中心位置を位置基準となるように形成しておけば、コネクタ１を実装基板２に対して自己整合的に位置合わせすることができる。なお、図示は省略するが、形状記憶合金線１１１Ｂを位置決めピン１１の後面側に向けてのみ形成しておけば、実施例１と同様に位置決めピン１１を位置決め穴２１内で前面方向に移動させて位置合わせを行うことができ、この場合には位置決めピン１１の前面側の周面部と位置決め穴２１の前面側の内周面部とを位置基準とした位置合わせが実現できる。
【００１４】
前記各実施例では２本の位置決めピンを備えるコネクタの例を示しており、これはコネクタ１の弾性コンタクト１２が存在する前面側の位置決めを行うために構成されたものであるが、これと直交する方向の位置決めを併せて行うために３本以上の位置決めピンが設けられている場合には、これらの位置決めピンの全て、あるいは選択した位置決めピンに対して本発明の位置拘束部材を設けるようにすればよい。
【００１５】
また、本発明の位置拘束部材は、前記実施例１〜３の材料や形状に限られるものではなく、半田リフロー工程時の加熱によって熱膨張、あるいは熱変形し、その際に位置決め穴の内面の全面、あるいは一部に当接して位置決め穴内における位置決めピンを位置拘束することが可能な形態であれば本発明が適用可能である。
【００１６】
以上の実施例では本発明を実装基板に搭載するコネクタに適用した例を示したが、実装基板に半田リフロー等の加熱を行いながらＳＭＴ実装し、その際に実装基板に設けた位置決め穴に対して位置決めを行うための位置決めピンを備える電子部品であれば本発明を同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明が適用されるコネクタと実装基板の概略斜視図である。
【図２】実施例１のコネクタを実装する際の縦断面図と一部破断底面図である。
【図３】実施例１の位置決めピンの一部を分解した斜視図である。
【図４】実施例１のコネクタを実装したときの縦断面図と一部破断底面図である。
【図５】実施例２の位置決めピンの一部を分解した斜視図である。
【図６】実施例２のコネクタを実装したときの縦断面図と一部破断底面図である。
【図７】実施例３のコネクタを実装したときの縦断面図と一部破断底面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  コネクタ（電子部品）
２  実装基板
１１  位置決めピン
１２  弾性コンタクト
１３  端子
２１  位置決め穴
２２  配線ランド
１１１  熱膨張部材（位置拘束部材）
１１１Ａ  熱膨張部材（位置拘束部材）
１１１Ｂ  形状記憶合金線（位置拘束部材）
１１２  切欠溝
１１２Ａ  円周溝
【図１】
2009194118.tif 000003
【図２】
2009194118.tif 000004
【図３】
2009194118.tif 000005
【図４】
2009194118.tif 000006
【図５】
2009194118.tif 000007
【図６】
2009194118.tif 000008
【図７】
2009194118.tif 000009