(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線板の第１面と第２面との上にそれぞれ配設された第１面部パターンと第２面部パターンとを互いに接続させるための両面パターン導通用板金部品であって、
その端部が前記第２面より突出する様に前記プリント配線板を貫通する挿入孔に挿入可能で且つ当該挿入後に前記端部が前記第２面部パターンに半田付けされるリード部は、第１湾曲部を形成する連結部分を介して、天井部の第１部分に繋がっており、
前記第１部分に繋がった前記天井部の第２部分の端部からは、前記第１面に平行な面を有する端部が前記第１面部パターンに半田付けされる被半田部分が第２湾曲部を成して前記第２部分と対面しつつ延びており、
前記被半田部分の前記天井部からの高さが前記連結部分の前記天井部からの高さよりも大きいことを特徴とする、
両面パターン導通用板金部品。
【請求項２】
請求項１記載の両面パターン導通用板金部品において、
前記第１部分は前記天井部の中央部に位置し、
前記第２部分は前記天井部の長手方向に沿って前記第１部分よりも外側へ突出して延びた前記天井部の一方の側辺部に該当しており、
前記被半田部分の前記端部の幅は前記第２部分の幅に相当することを特徴とする、
両面パターン導通用板金部品。
【請求項３】
請求項１又は２記載の前記両面パターン導通用板金部品を用いて前記第１面部パターンと前記第２面部パターンとが互いに導通されたことを特徴とする、
プリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子機器等に使用する両面プリント配線板の製造技術に関するものであり、特にその製造に用いる両面パターン導通用板金部品の構造を改善するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、プリント配線板上に配設された両面パターンを互いに導通させるために用いられる、従来の両面パターン導通用板金部品９（以下、従来の板金部品とも称す）を示す斜視図である。又、図４は、その部品９をプリント配線板へ実装した状態を示す縦断面図である。
【０００３】
両図３，４において、１はプリント配線板（ＰＣＢとも称す）、１ａは基材、２は半田、３はソルダーレジスト、４はＰＣＢ１のＡ面部パターン、５はＰＣＢ１のＢ面部パターン、６はＰＣＢ１を貫通する挿入孔、７はクリーム半田、９ｃは従来の板金部品９の天井部、９ｂは天井部９ｃの端部から湾曲部Ｒ１をなすように内側に折り曲げられて天井部９ｃと対面しつつ延びた被半田面部、９ａは被半田面部９ｂから下方へ向けて突出したリード部である。
【０００４】
次に、本板金部品９の作用について説明する。
【０００５】
両面の各々上にパターンが配設されて所定の回路を形成しているプリント配線板の両面パターン同士を互いに導通させるための方法としては、▲１▼スルホールを銅メッキする方法、▲２▼スルホールに銀ペーストを充填、硬化させて両面パターンの導通を図る方法、▲３▼はとめを挿入、かしめた上で半田付けすることによって両面パターンを導通させる方法、▲４▼ジャンパー線を挿入し、両面を半田付けすることにより導通させる方法等が提案されてはいるが、それぞれ問題点を有している。即ち、上記▲１▼及び▲２▼の先行技術では、基板側に加工処理を施すために基板が高価になるという問題点を有している。他方、上記▲３▼及び▲４▼の技術では、その様なコスト面での問題点は生じないが、装置の動作中の環境温度の変動によって生じるＰＣＢの熱膨張や収縮に伴い生ずる応力によって、半田部分にクラックが生じやすいという問題点がある。
【０００６】
そこで、これらの諸問題を同時に解決するために考案されたのが、図３、図４に示したプリント配線板の製造方法である。
【０００７】
まず、プリント配線板１上に配設されたＡ面部パターン４上に、クリーム半田７をクリーム半田印刷機を用いて印刷する。次に、図３に示す両面パターン導通用板金部品９を汎用の表面実装部品装着機を用いてクリーム半田７上へ装着する。この時、従来の板金部品９が有する突出したリード９ａは、プリント配線板１に設けられた挿入孔６へ挿入されて、その端部がＢ面より若干突出することとなる。又、他の表面実装型電子部品も、同工程時に、対応するパターン上に装着される。
【０００８】
次に、リフロー装置によってクリーム半田７を溶融させて従来の板金部品９のＡ面側の被半田面部９ｂとＡ面部パターン４とを半田付けする。ここまでの流れにおける実装は一連の表面実装ライン工程において実現可能であり、工程が複雑になることはない。又、表面実装部品装着機で装着するため、未溶融のクリーム半田７を飛散させることもない。
【０００９】
次に、挿入実装部品を対応する他の挿入孔へそれぞれ挿入し、それらと同時に、従来の板金部品９の突出したリード部９ａの端部とＢ面部パターン５との半田付けをフロー半田付け装置によって一括して行う。この時、半田の毛細管現象により、従来の板金部品９の対向し合う二枚のリード部９ａ間に半田が上昇して入り込み、入り込んだ半田分だけリードの体積が増加することになるので、電流の許容値を若干稼ぐことができる。
【００１０】
この様にして製造されたプリント配線板１は電子機器に組込まれるが、電子機器の動作・停止時に起因する環境温度の変動により、プリント配線板１の基材１ａも同様に繰り返し温度変化を受けることになる結果、同材１ａに収縮等の応力が発生し、この応力によって半田付け部分の半田にクラックが発生することが問題となるが、図３に示した従来の板金部品９は、その湾曲部Ｒ１において上記応力を分散させうるので、半田クラックの発生を防止することを可能とするものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記の通り、図３に示した構造を有する従来の板金部品９は、高密度実装可能、安価及び半田クラックの発生の防止という諸効果を有する。しかしながら、従来の板金部品９は、図４に示すように、プリント配線板１に密着に近い状態で実装される可能性がある構造となっており、また、天井部９ｃ及び被半田面部９ｂの面積が広いため湾曲部Ｒ１の剛性が強く、この湾曲部Ｒ１で応力を十分に分散させることができない可能性もある。しかも、Ａ面とＢ面との半田付け間の距離は、応力分散という観点からみた場合には、比較的短いのではないかと考えられる。そのため、従来の板金部品９は応力を完全に分散することができないという問題点を依然として有しているものと考える。
【００１２】
以上より、図３の従来の板金部品９を用いて両面パターンを互いに導通接続しても、なお半田付け間に応力が集中し、半田付け部にクラックが発生する確率が少なくないという問題点が生じる。
【００１３】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、従来の板金部品の構造を改善して、安価でしかも信頼性の高い、高密度実装されたプリント配線板を実現することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、プリント配線板の第１面と第２面との上にそれぞれ配設された第１面部パターンと第２面部パターンとを互いに接続させるための両面パターン導通用板金部品であって、その端部が前記第２面より突出する様に前記プリント配線板を貫通する挿入孔に挿入可能で且つ当該挿入後に前記端部が前記第２面部パターンに半田付けされるリード部は、第１湾曲部を形成する連結部分を介して、天井部の第１部分に繋がっており、前記第１部分に繋がった前記天井部の第２部分の端部からは、前記第１面に平行な面を有する端部が前記第１面部パターンに半田付けされる被半田部分が第２湾曲部を成して前記第２部分と対面しつつ延びており、前記被半田部分の前記天井部からの高さが前記連結部分の前記天井部からの高さよりも大きいことを特徴とする。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の両面パターン導通用板金部品において、前記第１部分は前記天井部の中央部に位置し、前記第２部分は前記天井部の長手方向に沿って前記第１部分よりも外側へ突出して延びた前記天井部の一方の側辺部に該当しており、前記被半田部分の前記端部の幅は前記第２部分の幅に相当することを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の前記両面パターン導通用板金部品を用いて前記第１面部パターンと前記第２面部パターンとが互いに導通されたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、この発明の実施の形態１に係る両面パターン導通用板金部品とそれを用いた両面プリント配線板の構造を図面に基づき説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態における両面パターン導通用板金部品（以下、「新板金部品」と称す）８の構成を示す斜視図であり、又、図２は、表面実装型の新板金部品８の構成例とそれを用いて両面パターンを互いに接続したときのプリント配線板（ＰＣＢとも称す）１の構成例とを示す縦断面図である。尚、両図１，２中、図３，図４と同一符号のものは同一部分を示す。
【００１９】
両図１，２において、新板金部品８は、▲１▼リード部８ａと、▲２▼連結部分８ｄと、▲３▼天井部８ｃと、▲４▼被半田部分８ｂとに大別され、これらの部分▲１▼〜▲４▼は一体化されている。新板金部品８の各部▲１▼〜▲４▼の詳細は次の通りである。
【００２０】
先ず、２つのリード部８ａは、それぞれ互いに対向し合っており、それらの配置時の断面形状がＶ字型（図２参照）となるように斜めに傾きつつ下方に向かって延びた板状部分であり、それぞれの端部８ａＥが共にプリント配線板１のＢ面（第２面に相当）より若干突出しうるだけの長さ寸法を共に有しており、しかも、プリント配線板１のＡ面（第１面に相当）とＢ面とを貫通する挿入孔６に挿入可能な形状を有している。逆に言えば、リード部８ａをプリント配線板１内に挿入しうるように、当該挿入孔６が予め形成されている。
【００２１】
次に、連結部分８ｄの一方の端部はリード部８ａの他方の端部に繋がっており、同部８ｄの他方の端部は天井部８ｃの略中央部（第１部分に相当）８ｃ１の端部に繋がっている。即ち、連結部分８ｄは、第１湾曲部Ｒ１を形成しつつ、リード部８ａの他方の端部を天井部８ｃの第１部分８ｃ１に繋げる役割を担う部分であり、この連結部分８ｄの存在によって、リード部８ａの他方の端部が図４のように直ちにＡ面パターン部（第１面部パターンに該当）４に接触してしまうという事態は生じない。
【００２２】
又、天井部８ｃは、（ｉ）上記の第１部分８ｃ１と、（ｉｉ）第１部分８ｃ１の長手方向の側辺部分と繋がった２つの第２部分８ｃ２，８ｃ３とに大別される。この内、各第２部分８ｃ２，８ｃ３は、天井部８ｃの長手方向に沿って且つ第１部分８ｃ１の端部よりも外側へ突出して延びた、天井部８ｃの各側辺部にあたる。
【００２３】
更に、４つの被半田部分８ｂの各々は、対応する天井部８ｃの第２部分８ｃ２，８ｃ３の端部８ｃ２Ｅ，８ｃ３Ｅから第２湾曲部Ｒ２を成して内側に折れ曲がる様に且つその端部８ｂＥの被半田面８ｂＳが対応する第２部分８ｃ２，８ｃ３の突出部分の面と対面しつつプリント配線板１のＡ面（第１面）と平行となる様に延びた部分であり、その端部８ｂＥが後述する様にＡ面パターン部４に半田付される。そして、被半田部分８ｂの被半田面８ｂＳの天井部８ｃの上面からの高さ寸法Ｔ２は、連結部分８ｄの外側面（プリント配線板１のＡ面に対面する側の面）の天井部８ｃの上面からの高さ寸法Ｔ１よりも大きくなる様に、両部８ｂ，８ｄの形状・寸法は設定されている。加えて、被半田部分８ｂの端部８ｂＥの長手方向に直交する幅方向における幅寸法は、第２部分８ｃ２，８ｃ３の幅寸法Ｗに相当する。
【００２４】
次に、図１及び図２に示した構造を有する新板金部品８を用いて両面プリント配線板の両面に配設されたパターンを互いに導通させて高密度実装を行う場合（両面プリント配線板の製造方法）について、図２を参照しつつ説明する。
【００２５】
まず、プリント配線板１上に配設されたＡ面部パターン４上へクリーム半田７をクリーム半田印刷機によって印刷する。次に、新板金部品８を、汎用の表面実装部品装着機を用いてＡ面部パターン４上へ印刷されたクリーム半田７上へ装着する。この時、新板金部品８の天井部８ｃより突出したリード８ａは、プリント配線板１に設けられた挿入孔６へ挿入され、その端部８ａＥがＢ面より少し突出することとなる。又、他の表面実装型電子部品も同工程時に装着される。
【００２６】
次に、リフロー装置によってクリーム半田７を溶融させ新板金部品８の被半田部分８ｂの端部８ｂＥとＡ面部パターン４とを半田付けする。ここまでの流れにおける実装は一連の表面実装ライン工程において実現可能であり、工程が複雑になることはない。又、汎用の表面実装部品装着機を用いて各表面実装部品を装着するため、未溶融のクリーム半田７を飛散させることもない。
【００２７】
次に、挿入実装部品をプリント配線板１に予め設けられた対応する他の挿入孔へそれぞれ挿入し、それらと同時に、新板金部品８の突出したリード部８ａの端部８ａＥとＢ面部パターン（第２面部パターンに相当）５との半田付けをフロー半田付け装置により一括して行う。この時、半田の毛細管現象により、新板金部品８の二枚の突出したリード部８ａ間に半田が上昇してきて入り込み、リードの体積が入り込んだ半田分だけ増加するので、これにより電流の許容値を若干稼ぐことが可能である。
【００２８】
以上に述べた新板金部品８を用いたプリント配線板１の実装工程の説明は、基本的には、図３，図４に示した従来の板金部品９を用いた場合と同様である。
【００２９】
従来の板金部品９においてもなお問題となっていた、プリント配線板１の基材１ａの繰り返し温度変化に伴う収縮等の応力が半田付け部へ集中することによる半田付け部のクラック発生に対しては、新板金部品８は、以下の特徴により有効にこれを防止しうる。
【００３０】
１．Ａ面パターン部４とＢ面パターン部５との半田付け間の距離が従来の板金部品９の場合よりも長く設定されている。例えば、図２において点線で示された距離と図４において点線で示された距離とを比較すれば、この点は明白に認めうる。
【００３１】
２．新板金部品８から突出したリード部８ａから天井部８ｃにつながる間が、連結部分８ｄの存在によって、プリント配線板１のＡ面よりも浮く構造となっている（図２のＡ部参照）。
【００３２】
３．天井部分８ｃの内でＡ面部パターン４に半田付けされる部分、即ち、被半田部分８ｂの被半田面８ｂＳの面積を図３の被半田面部９ｂ（これは全面的にＡ面部パターンと半田付される）のそれよりも狭くして、剛性を弱めている。
【００３３】
これらの特徴点１．〜３．により、プリント配線板１の基材１ａの繰り返し温度変化に伴う収縮等の応力は、二つの湾曲部Ｒ１、Ｒ２及びＡ面とＢ面の半田付け間において分散されることになり、半田付け部分（図２の例では、Ａ面側のクリーム半田７及びＢ面側の半田２）への応力集中はなくなり、半田クラックも発生しない。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１ないし３の各発明によれば、環境温度の変動に伴うプリント配線板の熱収縮等による半田付け部への応力を効果的に分散できるので、半田付け部分にクラックが発生しなくなり、しかも、両面パターン導通用板金部品を用いて第１及び第２面部パターン同士を互いに導通接続できるので、高信頼性でしかも安価に高密度実装可能なプリント配線板を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係る両面パターン導通用板金部品の一例を示す斜視図である。
【図２】  この発明の実施の形態１におけるプリント配線板とそれに半田付けにより表面実装された両面パターン導通用板金部品とを示す縦断面図である。
【図３】  従来の両面パターン導通用板金部品の一例を示す斜視図である。
【図４】  従来のプリント配線板とそれに半田付け実装された両面パターン導通用板金部品とを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  プリント配線板、１ａ  基材、２  半田、３  ソルダーレジスト、４  Ａ面部パターン（第１面部パターン）、５  Ｂ面部パターン（第２面部パターン）、６  挿入孔、７  クリーム半田、８  両面パターン導通用板金部品、８ａ  リード部、８ｂ  被半田部分、８ｃ  天井部、８ｄ  連結部分、９  従来の両面パターン導通用板金部品、９ａ  従来の両面パターン導通用板金部品の突出したリード部。
【図１】
0003751472.tif 000002
【図２】
0003751472.tif 000003
【図３】
0003751472.tif 000004
【図４】
0003751472.tif 000005