コネクタ接続構造およびその製造方法

【課題】プリント基板に直接ワイヤボンドを実施しない方法として、結合用コネクタを用いて、コネクタと結合用コネクタの接続をワイヤボンドで行い、結合用コネクタと基板ははんだ付け等を用いているが、結合用コネクタの結合用端子にリード部が２箇所設けられてるためプリント配線板への取り付け部は１信号あたり２箇所必要であり、実装面積が大きくなる課題があった。
【解決手段】ケースの底部に取り付けられたプリント基板に他の電子部品と同一工程ではんだ付けされ、表裏面が電気的に接続されたワイヤボンド端子部品の表面電極と、ケースの側壁に取り付けられたコネクタの電極ピンとを、ワイヤボンド接続する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はプリント配線板、特にコネクタとワイヤボンド接続をするプリント配線板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
気密封止型のコネクタの端子等とプリント配線板上の導体パターンを金ワイヤなどを用いてワイヤボンドで接続する場合、一般的にプリント配線板の導体パターン表面に０．２μｍ以上の厚い金めっきを施す必要がある。
【０００３】
プリント配線板の導体パターン表面に０．２μｍ以上の厚い金めっきを施した場合は、プリント配線板上のワイヤボンド接続する導体パターン部に傷や汚れがつかないように、基板製造工程や電子部品のはんだ付けや検査の際に細心の注意が必要であった。また、金めっきを厚く付けるために、プリント配線板の価格が高くなるという問題があった。
【０００４】
プリント配線板の導体パターンにワイヤボンド接続を実施しない方法として、特開平９−９７６４１号公報（特許文献１）に示すように結合用コネクタを用いて、コネクタと結合用コネクタの接続をワイヤボンドで行い、結合用コネクタと基板は通常のはんだ付け等により電気的接続をとる方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−９７６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の発明においては、結合用コネクタを用いて、コネクタと結合用コネクタの接続をワイヤボンドで行い、結合用コネクタと基板ははんだ付け等をもちいているが、結合用コネクタの結合用端子にリード部が２箇所設けられてるためプリント配線板への取り付け部は１信号あたり２箇所必要であり、実装面積が大きくなる課題がある。また、結合用コネクタの台座や結合用端子が複雑な形状であり製造コストが高くなる課題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたものであり、プリント配線板に高価なめっき処理を施さずに、容易かつ小面積でコネクタの電極ピン端子とプリント配線板の導体パターンとを電気的に接続することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るコネクタ接続構造は、底部と側壁を有するケースと、このケースの底部に取り付けられ、表面に導体パターンが形成された絶縁体基板と、表面電極と裏面電極とが電気的に接続された平板構造を有し、前記導体パターンの表面に前記裏面電極が電気的に接続するように載置されたワイヤボンド端子部品と、前記ケースの側壁に設けられ電極ピンを有するコネクタと、前記電極ピンと前記表面電極とを電気的に接続する金属製のワイヤとを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、プリント配線板に設けた実装用ランドや配線パターンなどの導体パターンにワイヤボンドする必要がないため、プリント配線板の表面処理は厚付け金めっきを施す必要がなく、はんだレベラーやプリフラックス処理や無電解薄付け金めっきにすることができ、基板の価格が安くなる。また、ワイヤボンド端子部品をプリント配線板にはんだ付けする前までは、ワイヤボンド部に傷や汚れが付くことがないため、プリント配線板の取り扱いが容易になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１におけるコネクタ接続構造の実装構造を示す側面図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるコネクタ接続構造の実装構造を示す上面図である。
【図３】この発明の実施の形態１におけるコネクタ接続構造のワイヤボンド端子部品の断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１におけるコネクタ接続構造の製造工程図である。
【図５】この発明の実施の形態２におけるコネクタ接続構造の実装構造を示す上面図である。
【図６】この発明の実施の形態３におけるコネクタ接続構造のワイヤボンド端子部品の断面図である。
【図７】この発明の実施の形態３におけるコネクタ接続構造のワイヤボンド端子部品の上面図である。
【図８】この発明の実施の形態３におけるコネクタ接続構造の実装構造を示す上面図である。
【図９】この発明の実施の形態４におけるコネクタ接続構造のワイヤボンド端子部品の断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態５におけるコネクタ接続構造のワイヤボンド端子部品の断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態５におけるコネクタ接続構造のワイヤボンド端子部品の上面図である。
【図１２】この発明の実施の形態６におけるコネクタ接続構造のワイヤボンド端子部品の断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態７におけるコネクタ接続構造のワイヤボンド端子部品の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１について図を用いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１におけるコネクタ接続構造の実装構造を示す側面図、図２はこの発明の実施の形態１におけるコネクタ接続構造の実装構造を示す上面図である。
【００１２】
図１及び図２において１はガラスエポキシなどの絶縁体基板で形成されたプリント配線板、２はプリント配線板１の表面に実装されている電子部品、３はプリント配線板１の表面に実装されているワイヤボンド端子部品、４ａは電子部品２を実装するためプリント配線板１に設けられ金属パターンで形成された実装用ランド、４ｂはワイヤボンド端子部品３を実装するためプリント配線板１に設けられ金属パターンで形成された実装用ランド、５はプリント配線板１に設けられている金属パターンで形成された配線パターンである。
【００１３】
６は電子部品２とワイヤボンド端子部品３を実装したプリント配線板１を底部６ａに内装した底部６ａと側壁６ｂを有するケース、７はケース６の側壁６ｂに設置されているコネクタ、８はコネクタ７の電極ピン、９はボンディングワイヤであり、ワイヤボンド端子部品３の表面電極とコネクタ７の電極ピン８とをワイヤボンド接続している。１０はワイヤボンド端子部品３の表面電極のワイヤボンド接続される範囲であり、０．２ｍｍ□〜０．５ｍｍ□程度の大きさとなっている。
【００１４】
図３は、この発明の実施の形態１におけるコネクタ接続構造のワイヤボンド端子部品の断面図である。図３において、１１は金属または樹脂またはセラミックの平板基材、１２は平板基材１１の全面に施されたニッケル等の金属めっきであり例えばニッケルめっきの場合、３μｍ以上のめっき厚となっている。１３はニッケル等の金属めっきの表面に施された金めっきであり、０．２μｍ以上のめっき厚となっている。なお、ワイヤボンド端子部品３の一方の平面が表面電極３ａであり、反対側の平面が裏面電極３ｂである。
【００１５】
この発明の実施の形態１におけるコネクタ接続構造の製造工程を説明する。図４は、この発明の実施の形態１におけるコネクタ接続構造の製造工程図である。先ず、図４（ａ）に示す電子部品を実装するための実装用ランド４ａと、ワイヤボンド端子部品を実装するための実装用ランド４ｂと、実装ランド間を接続している配線パターン５を設けたプリント配線板１を準備する。次いで図４（ｂ）に示すように、実装用ランド４ａ、４ｂへはんだペースト１５をスクリーン印刷やディスペンサ等により供給する。
【００１６】
次いで図４（ｃ）に示すように、はんだペースト１５が供給された実装用ランド４ａに電子部品２を搭載すると同時に、はんだペースト１５が供給された実装用ランド４ｂにワイヤボンド端子部品３の裏面電極が載置されるように搭載する。電子部品２やワイヤボンド端子部品３は電子部品の自装機等を用いて同一工程で搭載する。その後、赤外線リフロー装置等にて、はんだペースト１５を溶融して電子部品２とワイヤボンド端子部品３の電極を実装用ランド４ａ、４ｂにはんだ付けを行い図４（ｄ）の状態となる。（以降、はんだペースト１５及びはんだペースト１５が溶融したはんだは図示しない。）。その後、必要に応じて電子部品２とワイヤボンド端子部品３を実装したプリント配線板１の洗浄やプラズマクリーニング等の洗浄処理を実施する。
【００１７】
次いで、図４（ｅ）に示すように、電子部品２とワイヤボンド端子部品３を実装したプリント配線板１をケース６の底部６ａに内装する。また、ケース６の側壁６ｂにはコネクタ７を取り付ける。次いで、図４（ｆ）に示すようにコネクタ７の電極ピン８とワイヤボンド端子部品３の表面電極とを金線等のボンディングワイヤ９を用いてワイヤボンド接続を行う。ボンディングワイヤ径は例えばΦ２５μｍのものを用いる。
【００１８】
この発明の実施の形態１によれば、ワイヤボンド端子部品３は図３に示すように、金属または樹脂またはセラミックの平板基材１１に、ニッケルめっき１２が施され、さらにニッケルめっき１２の表面に金めっき１３が施されており、ワイヤボンド端子部品３の表裏面の電気的導通がとれると同時にワイヤボンドやはんだ付けが可能となっているため、製造工程を示す図４で示すように、他の電子部品と同一のプロセスではんだ付けが可能であり、従来の組立プロセスを踏襲できる。
【００１９】
ワイヤボンドはワイヤボンド端子部品３の表面に実施されるため、ワイヤボンド端子部品３をプリント配線板１にはんだ付けする前までは、ワイヤボンド部に傷や汚れが付くことがないため、プリント配線板の取り扱いが容易になるという効果がある。
【００２０】
プリント配線板１については、プリント配線板１上の実装パッドや配線パターンにワイヤボンド接続する必要が無いため、高価な厚付け金めっきを施す必要が無く、安価なプリフラックス処理やはんだレベラー処理が可能となり、プリント配線板のコストが低減される。
【００２１】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２におけるコネクタ接続構造の実装構造を示す上面図である。図５において、図２と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。この発明の実施の形態１において、図２ではワイヤボンド端子部品３は一列で直線状に配置されているが、この発明の実施の形態２では、図５に示すように、ワイヤボンド端子部品３を任意の位置に配置しても良い。
【００２２】
この発明の実施の形態２によれば、ワイヤボンド端子部品３が自由な位置に配置され、他の電子部品２や配線パターン５の隙間等に配置されるため、実装面積が縮小される。
【００２３】
実施の形態３．
図６〜図８にこの発明の実施の形態３を示す。図６は、この発明の実施の形態３におけるコネクタ接続構造のワイヤボンド端子部品の断面図であり、図７は、この発明の実施の形態３におけるコネクタ接続構造のワイヤボンド端子部品の上面図であり、図８は、この発明の実施の形態３におけるコネクタ接続構造の実装構造を示す上面図である。図６及び図７において、図３と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図８において、図２と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２４】
この発明の実施の形態１においては、ワイヤボンド端子部品３は平板基材１１の全面に金属めっきを施しているが、この発明の実施の形態３では、図６及び図７に示すように、平板基材１１にビア（貫通穴）１４を設け、ビア内部及び平板基材１１の表裏面にワイヤボンド接続が可能なめっき処理を施し、平板基材の側面部には前記めっきを施さない構成としている。また、図７に示すようにワイヤボンディング範囲１０の外側にビア１４を設けている。
【００２５】
この発明の実施の形態３によれば、ワイヤボンド端子部品３の四方の側面部に導体がないため、プリント配線板１にはんだ付けする時、ワイヤボンディング範囲１０の内部にフラックスの這い上がりが抑制され、過剰な洗浄が不要となる。
【００２６】
実施の形態４．
図９に、この発明の実施の形態４におけるコネクタ接続構造のワイヤボンド端子部品の断面図を示す。図９において、図６と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。この発明の実施の形態３においては、平板基材１１に平板基材１１側から順にニッケルめっき１２と金めっき１３を施しているが、この発明の実施の形態４では、図９に示すように、平板基材１１に平板基材１１側から順に銅めっき１７とニッケルめっき１２と金めっき１３を施しても良い。
【００２７】
この発明の実施の形態４によれば、電気伝導性の良い銅めっきが施されているため、ワイヤボンド端子部品３の表裏面の導通抵抗が下がり、電気信号の損失を抑えられる。
【００２８】
実施の形態５．
図１０及び図１１にこの発明の実施の形態５を示す。図１０は、この発明の実施の形態５におけるコネクタ接続構造のワイヤボンド端子部品の断面図であり、図６と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１１は、この発明の実施の形態５におけるコネクタ接続構造のワイヤボンド端子部品の上面図であり、図７と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。実施の形態３〜５においては、ビア１４はワイヤボンド範囲１０の外側に設けていたが、この発明の実施の形態５では、ビア１４を導電性樹脂１６等により埋めた後、導電性樹脂１６で埋めたビア１４を含む平板基材１１の表面と裏面に平板基材１１側から順にニッケルめっき１２と金めっき１３を施すことにより、ビア１４をワイヤボンド範囲１０の内側に設けている。
【００２９】
この発明の実施の形態５によれば、ワイヤボンド端子部品３が小型化される。
【００３０】
実施の形態６．
図１２に、この発明の実施の形態６におけるコネクタ接続構造のワイヤボンド端子部品の断面図を示す。図１２において、図１０と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。この発明の実施の形態５においては、ビア１４を導電性樹脂１６等により埋め、さらに導電性樹脂１６にニッケルめっき１２と金めっき１３を施していたが、この発明の実施の形態６では、図１２に示すように、平板基材１１にビア１４を設けたあと銅めっき１７を施し、その後、ビア１４を導電性樹脂１６等により埋めた後、導電性樹脂１６で埋めたビア１４を含む銅めっきされた平板基材１１の表面と裏面に平板基材１１側から順にニッケルめっき１２と金めっき１３を施している。また、実施の形態５と同様、ビア１４をワイヤボンド範囲１０の内側に設けている。
【００３１】
この発明の実施の形態６によれば、電気伝導性の良い銅めっきが施されているため、この発明の実施の形態４と同様の効果がある。
【００３２】
実施の形態７．
図１３（ａ）〜（ｄ）に、この発明の実施の形態７におけるコネクタ接続構造のワイヤボンド端子部品の上面図を示す。図１３（ａ）〜（ｄ）において、図３と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。この発明の実施の形態１〜６においては、ワイヤボンド端子部品３の上面図の形状は矩形であったが、図１３（ａ）〜（ｄ）に示すように、円形、楕円形、台形、三角形でも良く、この発明の実施の形態１〜６と同様な効果がある。
【符号の説明】
【００３３】
１プリント配線板（絶縁体基板）
２電子部品
３ワイヤボンド端子部品、３ａ表面電極、３ｂ裏面電極
４ａ、４ｂ実装用ランド
５配線パターン
６ケース、６ａ底部、６ｂ側壁
７コネクタ
８電極ピン
９ボンディングワイヤ
１０ワイヤボンディング範囲
１１金属または樹脂またはセラミックの平板基材
１２金属めっき
１３金めっき
１４ビア（貫通穴）
１５はんだペースト
１６導電性樹脂
１７銅めっき

【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部と側壁を有するケースと、このケースの底部に取り付けられ、表面に導体パターンが形成された絶縁体基板と、表面電極と裏面電極とが電気的に接続された平板構造を有し、前記導体パターンの表面に前記裏面電極が電気的に接続するように載置されたワイヤボンド端子部品と、前記ケースの側壁に設けられ電極ピンを有するコネクタと、前記電極ピンと前記表面電極とを電気的に接続する金属製のワイヤとを備えたコネクタ接続構造。
【請求項２】
前記ワイヤボンド端子部品は、平板基材の全面に所定の厚みのめっき処理を施し、前記平板基材の一方の平面に表面電極が形成され、前記平板基材の反対側の平面に裏面電極が形成されている請求項１に記載のコネクタ接続構造。
【請求項３】
前記ワイヤボンド端子部品は、平板基材の表面及び裏面に所定の厚みのめっき処理を施して形成された表面電極及び裏面電極と、前記表面電極と前記裏面電極との間を貫通する貫通穴とを備え、この貫通穴は内部が所定の厚みのめっき処理を施され、前記表面電極と前記裏面電極とを電気的に接続施している請求項１に記載のコネクタ接続構造。
【請求項４】
前記ワイヤボンド端子部品は、平板基材の表面と裏面との間を貫通する貫通穴と、この貫通穴が導電性樹脂で充填され、前記貫通穴部を含む前記平板基材の表面及び裏面を所定の厚みのめっき処理を施して形成された表面電極及び裏面電極とを備えた請求項１に記載のコネクタ接続構造。
【請求項５】
前記ワイヤボンド端子部品は、平板基材の表面及び裏面に所定の厚みの第１のめっき処理を施して形成された表面電極及び裏面電極と、前記平板基材の表面と裏面との間を貫通し、穴の内部が所定の厚みで第１のめっき処理を施され、前記表面電極と前記裏面電極とが電気的に接続される貫通穴とを備え、この貫通穴が導電性樹脂で充填され、前記貫通穴部を含む前記表面電極及び前記裏面電極に所定の厚みの第２のめっき処理を施している請求項１に記載のコネクタ接続構造。
【請求項６】
絶縁体基板の表面に導体パターンで形成された実装用パッドに、はんだペーストを印刷する工程と、はんだペーストが印刷された前記実装用パッドに、電子部品及び表面電極と裏面電極とが電気的に接続された平板構造を有するワイヤボンド端子部品を載置する工程と、前記電子部品及び前記ワイヤボンド端子部品を前記実装用パッドにはんだ付けする工程と、前記絶縁体基板を底部と側壁を有するケースの底部に取り付ける工程と、前記ケースの側壁に設けられたコネクタの電極ピンと前記ワイヤボンド端子部品の表面電極とを金属製のワイヤでワイヤボンド接続する工程とを備えたコネクタ接続構造の製造方法。

【図１】