説明

コネクタ用端子、この端子を備えたコネクタ、及びこのコネクタを実装したプリント基板の製造方法

【課題】コネクタをプリント基板に実装するときに、ハンダペーストが充填されたスルーホールを通過したときの端子先端のハンダペーストの付着量を減らすと共に、ハンダの使用量を増やさなくてもスルーホールとハンダを介して確実に接続できるコネクタ用端子、この端子を備えたコネクタ、及びこのコネクタを実装したプリント基板の製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明に係るコネクタ用端子12は、コネクタ10がプリント基板Tに実装されたときにスルーホールTH内に位置してその中心軸方向に沿って延び、当該スルーホールTHの内周面と所定間隔をおいた外周面33aを有する挿入部32と、挿入部32から延び、プリント基板Tの実装面T1と反対側の面T2から突出する突出部35と、を備え、突出部35は、挿入部32における横断面よりも小さな横断面を有することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コネクタ、このコネクタに含まれるコネクタ用端子、及び前記コネクタを実装したプリント基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、プリント基板の表面(実装面)に実装されるコネクタとして、特許文献1に記載のものが知られている。このコネクタは、図8に示されるように、プリント基板の実装面に形成された回路と導通可能に接続されるコネクタ用端子102(以下、単に「端子」とも称する。)と、この端子102を保持するハウジング104とを備える。
【0003】
このコネクタ100がプリント基板に実装されるときに、端子102は、プリント基板に形成された回路と導通可能なスルーホール内にその一方側端部(実装側端部)が挿入された状態で当該実装側端部の外周面とスルーホールの内周面との間にハンダが充填されることにより、回路と導通可能に接続される。
【0004】
端子102とプリント基板上の回路との接続方法として、リフロー処理による方法が知られている。この方法では、図9(a)及び図9(b)に示されるように、プリント基板106にハンダペーストpを塗布(印刷)し、ハンダペーストpと端子102とが接触するようにプリント基板106上にコネクタ100を配置して加熱することによりコネクタ100の端子102がスルーホール108にハンダ付けされる。
【0005】
具体的には、スルーホール108内にハンダペーストpが充填されるようにプリント基板106の実装面106aにハンダペーストpが塗布される(図9(a)参照)。次に、コネクタ100がプリント基板106の実装面106a上に配置される。このとき、コネクタ100は、端子102の実装側端部がハンダペーストpの充填されスルーホール108内を通過するようにして配置される(図9(b)参照)。その後、コネクタ100の配置されたプリント基板106がリフロー炉内で加熱され、この加熱によりハンダペーストpが溶融してハンダだけがスルーホール108内に残り、このハンダによって端子102がスルーホール108と導通可能に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平7−7082号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記のようなリフロー処理では、処理後のハンダ付けの検査に用いられるため、コネクタ100をプリント基板106上に配置したときにスルーホール108に挿入された端子102の先端部が当該スルーホール108を通過して実装面106aと反対側の面よりも突出している必要がある。
【0008】
そのため、ハンダペーストpが塗布されたプリント基板106上にコネクタ100が配置されるときに、スルーホール108内に充填されたハンダペーストpをコネクタ100の端子102が貫通し、これにより端子102の先端にハンダペーストpの塊が付着した状態となる(図9(b)参照)。この状態で加熱が行われると、通常、端子102先端で溶けたハンダが濡れ広がり、スルーホール108まで到達して表面張力によりスルーホール108内に流入する。
【0009】
しかし、端子102先端のハンダペーストpの付着量によっては、溶融後に濡れ広がってもスルーホール108まで到達せずに端子102先端に留まることでスルーホール108内でハンダ不足が生じ、スルーホール108と端子102との電気的接続が十分に行われない場合があった。
【0010】
この端子102先端のハンダペーストpの付着量は、端子102の直径を小さくすることにより少なくすることができる。そこで、端子102の直径を小さくして端子102先端のハンダペーストpの付着量を減らすことが考えられたが、端子102の直径を小さくするとスルーホール108の内周面と端子102の外周面との間隔が大きくなりこの間を埋めるためのハンダの使用量が増加するといった問題が生じる。この問題を解消するため、端子102の直径を小さくすると共にスルーホール108の内径も小さくすることが考えられたが、スルーホール108の内径を小さくすると、コネクタ100をプリント基板106上に配置するときに端子102の先端をスルーホール108内に挿入するのが難しくなり、スルーホール108の内径を小さくするのにも限界があった。
【0011】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、コネクタをプリント基板に実装するときに、ハンダペーストが充填されたスルーホールを通過したときの端子先端のハンダペーストの付着量を減らすと共に、ハンダの使用量を増やさなくてもスルーホールとハンダを介して確実に接続できるコネクタ用端子、この端子を備えたコネクタ、及びこのコネクタを実装したプリント基板の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
そこで、上記課題を解消すべく、本発明は、プリント基板に実装されるコネクタに含まれ、このコネクタが前記プリント基板に実装されるときに当該プリント基板を貫通するスルーホールに挿入され当該スルーホールと導通可能に接続されるコネクタ用端子であって、前記コネクタがプリント基板に実装されたときに前記スルーホール内に位置してその中心軸方向に沿って延び、当該スルーホールの内周面と所定間隔をおいた外周面を有する挿入部と、前記挿入部から前記中心軸方向に沿って延び、前記コネクタがプリント基板に実装されたときに当該プリント基板における当該コネクタが実装された実装面と反対側の面から突出する突出部と、を備え、前記突出部は、前記挿入部における前記中心軸方向と直交する挿入部断面よりも小さな前記中心軸方向と直交する断面を有することを特徴とする。
【0013】
かかる構成によれば、実装後の検査のために突出部がプリント基板の実装面と反対側の面から突出するように当該コネクタ用端子を備えたコネクタをプリント基板に実装しても、プリント基板へのコネクタ配置時のコネクタ用端子先端へのハンダペーストの付着量を減らすことができると共に、ハンダの使用量を増やすことなくスルーホールとコネクタ用端子とのハンダによる接続を確実に行うことができる。
【0014】
即ち、コネクタ用端子の挿入が困難とならない大きさ(内径)のスルーホールにおいて、挿入部断面の大きさを確保して挿入部の外周面とスルーホールの内周面との隙間面積を減らすことによってハンダの必要量を抑制しながら、挿入部から検査用に突出する突出部の突出部断面を小さくすることで、突出部先端へのハンダペーストの付着量を減らすことができる。
【0015】
具体的に、挿入部における前記中心軸方向と直交する挿入部断面を従来のコネクタ用端子と同じ大きさとすることで、当該コネクタ用端子(挿入部)の外周面とスルーホールの内周面との間隔を従来のコネクタ用端子が用いられた場合と同じにすることができ、これによりスルーホールの内径を小さくすることなくハンダの使用量の増加を抑止すると共にコネクタ用端子をスルーホールへ挿入するのが難しくなることを防止することができる。
【0016】
そして、スルーホールを通過してプリント基板における実装面と反対側の面から突出している突出部が挿入部断面よりも小さな断面を有することで当該突出部の表面積を小さくすることができ、これにより、ハンダ付けの検査の際にプリント基板における実装面と反対側の面から突出してさえいれば得られる突出部の機能を確保しながら突出部先端に付着したハンダペーストが溶融され濡れ拡がったときにスルーホールまで到達し易くすることができる。しかも、突出部断面を小さくすることで突出部が細くなるため、ハンダペーストが充填されたスルーホールを通過したときの突出部先端へのハンダペーストの付着量を減らすことができる。
【0017】
例えば、前記突出部は、前記中心軸方向の各位置において、形状が同一若しくはほぼ同一で且つ前記挿入部断面よりも小さな前記中心軸方向と直交する断面を有する小径部と、前記挿入部と前記小径部との間に位置して前記挿入部の外周面における小径部側端部と前記小径部の外周面における挿入部側端部とを繋ぐ段差面を有する段差部とを備えるのが好ましい。
【0018】
かかる構成によれば、コネクタ用端子の先端部において挿入部から小径部へ段差面によってその断面が急に縮小され、即ち、端子先端部が段差面を挟んで先端側が急に細くなることで突出部の表面積がより小さくなり、これにより突出部先端にハンダペーストが付着し難くなると共に付着したハンダペーストが溶融して濡れ拡がったときにスルーホールへより到達し易くなる。
【0019】
本発明に係るコネクタ用端子においては、前記コネクタのハウジングに保持される被保持部と、前記挿入部における突出部と反対側の端部から前記被保持部まで延びる本体部とを備え、前記挿入部断面は、前記本体部における当該本体部の軸方向と直交する本体部断面よりも小さいのが好ましい。
【0020】
このように挿入部断面を本体部断面よりも小さくすることで、当該コネクタ用端子を備えたコネクタを基板に実装したときのハウジングからプリント基板までのコネクタ用端子(本体部)の強度を維持しつつ、ハンダの使用量を削減することが可能となる。
【0021】
即ち、ハンダの使用量を減らすためにはスルーホールの内径を小さくしてこれに挿入されるコネクタ用端子の断面の縮小が求められる一方、求められる強度から本体部における本体部断面の縮小には制限があるため、挿入部を本体部よりも部分的に縮小することで、強度の維持とハンダの使用量削減との両立を図ることが可能となる。
【0022】
また、上記課題を解消すべく、本発明は、プリント基板に実装されるコネクタであって、上記いずれかのコネクタ用端子と、前記コネクタ用端子を保持して前記プリント基板の実装面に配置されるハウジングとを備え、前記ハウジングは、前記実装面に配置されたときに、前記スルーホールに挿入部が挿入されてプリント基板における実装面と反対側の面から突出部が突出するような姿勢で前記コネクタ用端子を保持することを特徴とする。
【0023】
かかる構成によれば、コネクタをプリント基板に実装したときに、実装後のハンダ付けの検査に必要な突出部がプリント基板における実装面と反対側の面から確実に突出し、しかも、プリント基板へのコネクタ配置時のコネクタ用端子先端へのハンダペーストの付着量を減らすと共にハンダの使用量を増やすことなくスルーホールとコネクタ用端子とのハンダによる接続を確実に行うことができる。
【0024】
また、上記課題を解消すべく、本発明は、コネクタを実装したプリント基板を製造する方法であって、上記のコネクタを用意するコネクタ準備工程と、スルーホール及び回路が形成されたプリント基板を用意する基板準備工程と、前記スルーホール内に充填されるようにハンダペーストを前記プリント基板の実装面に塗布する塗布工程と、前記塗布工程で内部にハンダペーストが充填されたスルーホールに実装面側から前記コネクタ用端子の突出部と挿入部と順に差し込み、前記突出部が前記スルーホール内に充填されたハンダペーストを貫通して前記プリント基板の実装面と反対側の面から突出した状態となるように前記コネクタを実装面に配置する配置工程と、前記配置工程でコネクタが実装面に配置されたプリント基板を周囲から加熱することにより、前記ハンダペーストを溶融してスルーホール内にハンダを流入させる加熱工程とを備えることを特徴とする。
【0025】
かかる構成によれば、リフロー処理によってコネクタをプリント基板に実装するときに、スルーホール内でのハンダ不足が生じ難くなり、不良品の発生確率を低減することができる。
【0026】
即ち、コネクタ用端子の挿入が困難とならない大きさ(内径)のスルーホールにおいて、挿入部断面の大きさを確保して挿入部の外周面とスルーホールの内周面との隙間面積を減らすことによってハンダの必要量を抑制しながら、挿入部から検査用に突出する突出部の突出部断面を小さくすることで、突出部先端へのハンダペーストpの付着量を減らすことができる。
【0027】
具体的に、コネクタ用端子の先端側において突出部断面を挿入部断面より小さくすることで、配置工程においてコネクタ用端子(突出部)先端へのペーストの付着量が減るため、スルーホールにおいてコネクタ用端子が挿通されたときのスルーホール内部のハンダペーストの減少が抑制される。また、スルーホールにおいて挿入部が挿入できる大きさ(内径)が確保されることで、スルーホールへの端子先端(突出部)の挿入が困難となることが防がれる。
【0028】
さらに、突出部断面を小さくして突出部の表面積を小さくすることで、加熱工程において、先端に付着したペーストが溶融して濡れ拡がったときに確実にスルーホールまで到達して表面張力により流入することで、スルーホール内でのハンダ不足がより生じ難くなる。その結果、端子とスルーホールとがハンダを介して導通可能に確実に接続され、これにより接続不良による不良品の発生確率を低減することができる。
【0029】
また、当該方法で製造されるプリント基板では、コネクタが実装されたときに突出部がプリント基板の実装面と反対側の面から突出するため、リフロー処理後にハンダ付けの検査が行い易い。
【発明の効果】
【0030】
以上より、本発明によれば、コネクタをプリント基板に実装するときに、ハンダペーストが充填されたスルーホールを通過したときの端子先端のハンダペーストの付着量を減らすと共に、ハンダの使用量を増やさなくてもスルーホールとハンダを介して確実に接続できるコネクタ用端子、この端子を備えたコネクタ、及びこのコネクタを実装したプリント基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本実施形態に係るコネクタの正面図である。
【図2】前記コネクタをプリント基板に配置した状態の側面図である。
【図3】前記コネクタをプリント基板に配置した状態でのコネクタ用端子とスルーホールとの関係を示す拡大図である。
【図4】図3のA−A断面図である。
【図5】プリント基板の実装面にハンダペーストを印刷する工程を示す模式図である。
【図6】ハンダペーストが印刷されたプリント基板上にコネクタが配置された状態を示す断面斜視図である。
【図7】コネクタをプリント基板に配置した状態における他実施形態のコネクタ用端子とスルーホールとの関係を示す拡大図である。
【図8】従来のコネクタの縦断面を示す図である。
【図9】従来のプリント基板へのコネクタの実装方法を説明する図であって、(a)はプリント基板の実装面にハンダペーストが印刷された状態を示し、(b)はハンダペーストが印刷された状態のプリント基板にコネクタが配置された状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しつつ説明するが、先ず、コネクタについて図1及び図2を参照しつつ説明する。
【0033】
コネクタ10は、導電性部材で構成されるコネクタ用端子(以下、単に「端子」とも称する。)12と、絶縁性の合成樹脂(以下、単に「樹脂」とも称する。)で構成されるハウジング20と、を備える。このコネクタ10は、表面(実装面)T1に回路が印刷されたプリント基板(以下、単に「基板」とも称する。)Tに印刷(塗布)されたハンダペーストpがリフロー処理されることにより、ハンダ付けされ基板T上に固定、即ち、実装される。
【0034】
ハウジング20は、幅方向(図1においては左右方向)に長尺な略直方体形状であって、端子12を保持する背面壁22とコネクタ接続部23とで構成されている。コネクタ接続部23は、背面壁22の一方側に設けられ、底壁24と天壁26と一対の側壁28,28とで構成されている。このコネクタ接続部23は、前方側が開口しており、相手方コネクタと着脱自在に形成されている。尚、本実施形態においては、背面壁22に対してコネクタ接続部23が設けられている方向を前方とする。
【0035】
背面壁22は、複数の端子12,12,…を配列状態で保持している。具体的に、背面壁22は、コネクタ10が基板Tに実装されたときに、基板Tに対して立設され且つ複数の端子12,12,…を基板Tに沿った端子配列方向(図1においては左右方向)に配列した状態で保持する。底壁24は、コネクタ10が基板Tに実装されたときに、背面壁22の下端に位置し、基板Tに対して平行に接する。天壁26は、コネクタ10が基板Tに実装されたときに、背面壁22の上端に位置し、基板Tに対して平行となる。この天壁26の下面、即ち、コネクタ接続部23の内部側には、2本の突条26a,26aが設けられている。この突条26aは、コネクタ10の前後方向に延び、コネクタ接続部23と相手方コネクタとの着脱の際に相手方コネクタを案内する。
【0036】
側壁28は、天壁26の幅方向端部と底壁24の幅方向端部とを接続する部位である。この側壁28の後方側下端部に、幅方向外側に突出する突出部29を有する。この突出部29には上下方向に貫通するネジ孔29aが設けられている。このネジ孔29aは、コネクタ10(若しくはハウジング20)を基板TにネジNにより締結するときに用いられる(図2参照)。
【0037】
端子12は、金属製の線状部材であり、背面壁22に保持される被保持部12bを挟んで、前方側に接続端部12a、後方側に実装側端部12cを有する。この端子12は、被保持部12bを除いて、横断面(詳しくは、端子12の中心軸と直交する断面)の形状が角部を切欠き若しくは円弧状にした略四角形(図4参照)となるように形成されている。被保持部12bは、その断面形状が幅方向に広がった矩形状(図示省略)に形成されている。本実施形態の端子12は、金属板をプレスすることにより形成される。
【0038】
接続端部12aは、背面壁22から前方に向け、基板Tと平行にコネクタ接続部23内に突出する部位である。この接続端部12aは、相手方のコネクタがハウジング20のコネクタ接続部23に嵌入されると相手方の雌型端子に差し込まれ、これにより当該コネクタ10と相手方のコネクタとが導通可能に接続される。
【0039】
被保持部12bは、背面壁22を前後方向に貫通する端子保持孔(図示せず)に圧入されることで背面壁22に保持される部位である。
【0040】
実装側端部12cは、図3にも示されるように、端子本体部30と挿入部32と突出部35とを有する。コネクタ10を基板Tに実装したときに、端子本体部30は、被保持部12bから挿入部32まで延びる部位であり、挿入部32は、基板Tを貫通するスルーホールTH内に位置する部位であり、突出部35は、基板Tにおける実装面T1と反対側の面(裏面)T2から突出する部位である。この突出部35は、コネクタ10を基板Tに配置してハンダ付けした後、このハンダ付けの検査に必要な部位である。
【0041】
この実装側端部12cは、コネクタ10を基板Tに実装したときに突出部35が裏面T2から突出するように、挿入部32の中心軸方向(図3においては上下方向)の長さが基板Tの厚さ寸法と同じ若しくは少し長くなるように構成されている。本実施形態では、基板Tの厚さが1.2〜1.6mmであり、挿入部32の長さが1.2〜1.6mmである。また、本実施形態の突出部35の長さ、即ち、コネクタ10を基板Tへ実装した時に、裏面T2から突出する端子12先端の突出長さは1.6〜2.0mmである。尚、基板Tの裏面T2から端子12先端(突出部35)が突出してさえいればハンダ付けの検査が可能であるため、突出部35の長さは、この値に限定されない。
【0042】
このような端子本体部30、挿入部32、突出部35は、同軸に連なり、端子本体部30から突出部35に向って順に細くなっている。具体的に、実装側端部12cは、端子本体部30、挿入部32、突出部35がそれぞれ同じ形状の横断面(図4参照)を有し、各部位の横断面が順に小さくなるように形成されている。本実施形態の実装側端部12cでは、略四角形状の横断面における一辺の長さが、端子本体部30では0.6〜0.8mm、挿入部32(詳しくは挿入部本体33)では0.4〜0.75mm、突出部35(詳しくは小径部36)では0.3〜0.4mmとなっている。尚、本実施形態における実装側端部12cの横断面形状は略正方形であるが(図4参照)、例えば0.6×0.8mmのような略長方形等であってもよい。
【0043】
また、本実施形態の実測側端部12cには、突出部35の先端側から挿入部32(詳しくは、コネクタ10を基板Tに実装したときにスルーホールTH内に位置する部位)まで延びる溝35aが設けられている。この溝35aは、コネクタ10を基板Tにハンダ付けするときに、実装側端部12c(突出部35)先端に付着したハンダペーストpがリフロー等での加熱により溶けてハンダとして突出部35の表面に沿って濡れ広がるときの濡れ広がる方向をコントロールする(詳細には、突出部35に沿って濡れ上がる長さ寸法を増加させる)ためのものである。尚、本実施形態の溝35aの挿入部32側の端部は、コネクタ10を基板Tに実装したときにスルーホールTH内に位置しているが、スルーホールTHの内周面と挿入部32の外周面との隙間を満たすハンダの必要量を考慮するとスルーホールTHの手前に位置するのが好ましい。
【0044】
詳細には、端子本体部30は、コネクタ10が基板Tに実装されたときに、背面壁22の後方側から基板Tと平行に突出し、その位置から基板Tに向かって直角に屈曲して基板Tの実装面T1近傍まで延びる部位である。
【0045】
挿入部32は、端子本体部30から同軸に延び、挿入部本体33と第1段差部34とを有する。挿入部本体33は、コネクタ10が基板Tに実装されたときに基板Tを貫通するスルーホールTH内に位置してその中心軸方向に沿って延び、当該スルーホールTHの内周面と所定間隔をおいた外周面33aを有する部位である(図4参照)。この挿入部32の横断面の形状及び大きさは、コネクタ10が実装される基板TのスルーホールTHの形状に基づいて定められる。これは、スルーホールTH内において、挿入部本体33の横断面が大きいと挿入部32の外周面33aとスルーホールTHの内周面との間隔が小さくなり過ぎ、この間に入り込んで固まったハンダの接続寿命が短くなる一方、横断面が小さいと挿入部32の外周面33aとスルーホールTHの内周面との間隔が大きくなり、この間を埋めるために必要なハンダの使用量が増加する。この挿入部本体33では、中心軸方向の各位置において横断面の形状及び大きさが同一である。尚、本実施形態の挿入部本体33の横断面は、上記のように略四角形状であるが、これに限定されず、例えば、スルーホールTHの内周面に沿った円形等であってもよい。
【0046】
第1段差部34は、端子本体部30と挿入部本体33との間に設けられた部位であり、第1段差面34aを有する。第1段差面34aは、端子本体部30の外周面30aにおける挿入部本体33側の端部と、端子本体部30よりも横断面の小さな挿入部本体33の外周面33aにおける端子本体部30側の端部を繋ぐ面である。本実施形態では、実測側端部12cにおいて、端子本体部30から第1段差面34aを介してスルーホールTHに挿入される部位(挿入部32)を部分的に細くすることで、端子12における強度の維持とハンダの使用量削減との両立を図っている。即ち、ハンダの使用量を減らすためにはスルーホールTHの内径を小さくしてこれに挿入されるコネクタ用端子の断面の縮小が求められる一方、求められる強度から端子本体部30における横断面の縮小には制限があるため、挿入部32の横断面を端子本体部30の横断面よりも小さくして、上記端子12における強度の維持とハンダの使用量削減との両立を図っている。
【0047】
突出部35は、挿入部32から同軸に延び、第2段差部37と小径部36と先端縮径部38とを有する。小径部36は、中心軸方向の各位置において形状が同一で且つ同じ大きさ、即ち、挿入部本体33の横断面よりも小さい横断面を有する部位である。尚、本実施形態の小径部36の横断面は、上記のように挿入部本体33と同じ略四角形状であるが、これに限定されず、例えば、円形等であってもよい。
【0048】
第2段差部37は、挿入部本体33と小径部36との間に設けられる部位であり、第2段差面37aを有する。第2段差面37aは、挿入部本体33の外周面33aにおける小径部36側の端部と、挿入部32よりも横断面の小さな小径部36の外周面36aにおける挿入部本体33側の端部を繋ぐ面である。本実施形態では、実測側端部12cの先端部において、挿入部32から第2段差面34aを介してスルーホールTHを通過して裏面T2から突出する部位(突出部35)を部分的に細くすることで、ハンダの使用量削減とハンダペーストpが充填されたスルーホールTHを通過したときの先端へのハンダペーストpの付着量削減との両立を図っている。即ち、先端へのハンダペーストpの付着量削減のためには端子12の横断面の縮小が求められる、換言すると、端子12を細くすることが求められる一方、端子12の外周面とスルーホールTHの内周面との間隔が大きくなるとその間を埋めるためのハンダの使用量が増加することから端子12を細くするにも限界があるため、突出部35の横断面を挿入部32の横断面よりも小さくして、上記ハンダの使用量削減と先端へのハンダペーストpの付着量削減との両立を図っている。
【0049】
先端縮径部38は、小径部36から同軸に延び、先端側に向うに従って横断面が漸減する部位、即ち、略テーパー状の部位である。このようにテーパー状の先端縮径部38を端子12先端に設けることで、内径の小さなスルーホールTHに対して端子12が挿入し易くなる。
【0050】
次に、以上のように構成されるコネクタ10の基板Tへの実装方法、即ち、上記のコネクタ10が実装された基板Tの製造方法について、図5乃至図6を参照しつつ説明する。
【0051】
<ハンダペーストの塗布工程>
先ず、実装面T1に所定の回路が形成された基板Tが用意されこの基板Tにハンダペーストpが印刷される。具体的に、所定部位に穴の開いたマスクMが基板Tの実装面T1上に重ねられ、これによりハンダペーストpを塗りたい部位を残して実装面T1がマスクMによって覆われる。その状態で、マスクM上に供給されたハンダペーストpがスキージSkにより塗り拡げられる。このとき、スルーホールTH及びその周囲はマスクMにより覆われていないため、塗り拡げられたハンダペーストpがスルーホールTH内に入り込む(図5参照)。このとき、スルーホールTH内には、十分な量のハンダペーストpが入り込んでいる。その後、マスクMが基板Tから剥がされると、実装面T1上の所望の部位にハンダペーストpが印刷された基板Tが得られる。
【0052】
<コネクタの配置工程>
次に、実装面T1上にコネクタ10が配置される。具体的に、スルーホールTH内に充填されたハンダペーストpに差し込むようにしてスルーホールTHに端子12の先端(突出部35)が挿入される。そして、ハウジング20の底壁24が実装面T1に接するまで端子12がスルーホールTHに挿入されると、突出部35がスルーホールTHを通過して裏面T2から突出する。詳細には、内部にハンダペーストpが充填されたスルーホールTHに実装面T1側から端子12の突出部35と挿入部32とが順に差し込まれる。ハウジング20の底壁24が実装面T1に接するまで端子12がスルーホールTHに挿入されると、スルーホールTH内に充填されているハンダペーストpを貫通して、突出部35が裏面T2側に突出する。スルーホールTHに充填されたクリーム状のハンダペーストpを貫通したため、突出部35の先端にハンダペーストpが付着する(図6参照)。
【0053】
このとき、スルーホールTH内に充填されたハンダペーストpを貫通した突出部35先端に付着するハンダペーストpの付着量は、軸方向の各位置における横断面が同一、即ち、軸方向において太さが一定の従来の端子を通過させたときよりも少なくなる。これは、クリーム状のハンダペーストp内を通過して突出する端子12の先端部(突出部35)の横断面が従来の端子先端部の横断面に比べて小さいからである。
【0054】
このように実装面T1にハウジング20の底壁24が接するまで端子12がスルーホールTHに挿入され、コネクタ10が基板Tに配置されると、ハウジング20の側壁28の突出部29に設けられたネジ孔29aに基板Tの裏面T2側から基板Tを介してネジNが螺入され、ハウジング20と基板Tとが締結される。
【0055】
<加熱工程>
以上のようにして実装面T1上にコネクタ10が配置されると、この状態の基板Tがリフロー炉内で加熱(リフロー)され、端子12とスルーホールTHとのハンダ付けが行われる。具体的に、この加熱によりハンダペーストpが溶けてハンダ以外の成分が揮発等により除去されると共に、スルーホールTHの開口周縁部に印刷されたハンダや突出部35先端に付着したハンダが溶けてスルーホールTH内に流入する。
【0056】
詳細には、リフローにより実装面T1のスルーホールTHの開口周縁部に印刷されたハンダペーストpが溶け、表面張力によってスルーホールTHと端子12(挿入部32)との間に流れ込む。一方、コネクタ10を実装面T1に配置するときに端子12(突出部35)先端に付着したハンダペーストpもリフローにより溶け、突出部35の表面に沿ってハンダが濡れ広がる。このハンダは挿入部32まで濡れ広がり、スルーホールTHの開口まで到達すると表面張力によって当該スルーホールTHと挿入部32との間に流れ込む。
【0057】
このハンダが濡れ拡がるときに、本実施形態の端子12では、従来の軸方向の各位置における横断面の形状が同一の端子に比べ、裏面T2から突出している部位(突出部35)を細く形成してその表面積を小さくすることで、端子12先端におけるハンダペーストpの付着量が少なくても、濡れ拡がったハンダが確実にスルーホールTHまで到達してスルーホールTH内に確実に流入する。これにより、リフロー処理において、スルーホールTH内でのハンダ不足の発生が抑制される。
【0058】
<冷却及び検査工程>
このようにリフローによってスルーホールTH内にハンダが流入したあと、冷却されハンダが固まることで、スルーホールTHと端子12とがハンダを介して導通可能に接続、即ち、ハンダ付けされる。
【0059】
そして、ハンダが十分に冷めて固まった後に、基板Tの裏面T2側において、当該裏面T2から突出している端子12の先端部(突出部35)及びその周囲のハンダの状態に基づいてハンダ付けの検査が行われる。このようにしてコネクタ10を実装した基板Tが製造される。
【0060】
以上のように、コネクタ10に含まれる端子12が突出部35を有し、この突出部35が挿入部32の横断面よりも小さな横断面を有することで、実装後の検査のために突出部35が裏面T2から突出するようにコネクタ10を基板Tに実装しても、基板Tへのコネクタ10配置時の端子12先端へのハンダペーストpの付着量を減らすことができると共に、ハンダの使用量を増やすことなくスルーホールTHと端子12とのハンダによる接続を確実に行うことができる。
【0061】
即ち、端子12の挿入が困難とならない大きさ(内径)のスルーホールTHにおいて、挿入部32の横断面の大きさを確保して挿入部32の外周面33aとスルーホールTHの内周面との隙間面積を減らすことによってハンダの必要量を抑制しながら、挿入部32から検査用に突出する突出部35の横断面を小さくすることで、突出部35先端へのハンダペーストpの付着量を減らすことができる。
【0062】
具体的に、挿入部32における横断面を従来のコネクタ用端子と同じ大きさとすることで、当該端子12(挿入部32)の外周面33aとスルーホールTHの内周面との間隔を従来のコネクタ用端子が用いられた場合と同じにすることができる。これにより、スルーホールTHの内径を小さくすることなくハンダの使用量の増加を抑止すると共に端子12をスルーホールTHへ挿入するのが難しくなることを防止することができる。そして、スルーホールTHを通過して基板Tの裏面T2から突出している突出部35が挿入部32の横断面よりも小さな横断面を有することで当該突出部35の表面積を小さくすることができる。その結果、ハンダ付けの検査の際に基板Tにおける裏面T2から突出してさえいれば得られる突出部35の機能を確保しながら突出部35先端に付着したハンダペーストpが溶融され濡れ拡がったときにスルーホールTHまで到達し易くすることができる。しかも、突出部35の横断面を小さくすることで突出部35が細くなるため、ハンダペーストpが充填されたスルーホールTHを通過したときの突出部35先端へのハンダペーストpの付着量を減らすことができる。
【0063】
また、突出部35が小径部36と段差部37とを有することで、端子12の先端部(基板T側端部)において挿入部32から小径部36へ段差面37aによってその横断面が急に縮小され、即ち、端子12先端部が段差面37aを挟んで先端側が急に細くなることで突出部35の表面積が突出部全体をテーパー形状にした場合に比べてより小さくなる。その結果、突出部35先端にハンダペーストpが付着し難くなると共に付着したハンダペーストpが溶融して濡れ拡がったときにスルーホールTHへより到達し易くなる。
【0064】
また、挿入部32の横断面を端子本体部30の横断面よりも小さくすることで、当該端子12を備えたコネクタ10を基板Tに実装したときのハウジング20から基板Tまでの端子12(端子本体部30)の強度を維持しつつ、ハンダの使用量を削減することが可能となる。
【0065】
上記のコネクタ10を用いて、当該コネクタ10を実装した基板Tを製造することで、リフロー処理によってコネクタ10を基板Tに実装するときに、スルーホールTH内でのハンダ不足が生じ難くなり、不良品の発生確率を低減することができる。
【0066】
即ち、端子12の挿入が困難とならない大きさ(内径)のスルーホールTHにおいて、挿入部32の横断面の大きさを確保して挿入部32の外周面33aとスルーホールTHの内周面との隙間面積を減らすことによってハンダの必要量を抑制しながら、挿入部32から検査用に突出する突出部35の横断面を小さくすることで、突出部35先端へのハンダペーストpの付着量を減らすことができる。
【0067】
具体的に、端子12の先端側において突出部35の横断面を挿入部32の横断面より小さくすることで、実装面T1にコネクタ10を配置する工程において、端子12(突出部35)先端へのペーストの付着量が減るため、スルーホールTHにおいて端子12が挿通されたときのスルーホールTH内部のハンダペーストpの減少が抑制される。また、スルーホールTHにおいて挿入部32が挿入できる大きさ(内径)が確保されることで、スルーホールTHへの端子12先端(突出部35)の挿入が困難となることが防がれる。
【0068】
さらに、突出部35の横断面を小さくして突出部35の表面積を小さくすることで、リフローにおいて、先端に付着したハンダペーストpが溶融して濡れ拡がったときに確実にスルーホールTHまで到達して表面張力により流入することにより、スルーホールTH内でのハンダ不足がより生じ難くなる。その結果、端子12とスルーホールTHとがハンダを介して導通可能に確実に接続され、接続不良による不良品の発生確率を低減することができる。
【0069】
しかも、当該方法で製造されるコネクタ10を実装した基板Tでは、コネクタ10が実装されたときに突出部35が基板Tの裏面T2から突出するため、リフロー処理後にハンダ付けの検査が行い易い。
【0070】
尚、本発明のコネクタ用端子、この端子を備えたコネクタ、及びこのコネクタを実装したプリント基板の製造方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、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。
【0071】
端子12の基板T側先端部の具体的構成は限定されない。例えば、本実施形態では、突出部35が段差面37aを介して挿入部32よりも急に細くなっているが、図7に示されるように、突出部135全体が先端に向うに従って横断面が徐々に縮小されるテーパー形状であってもよい。即ち、突出部の横断面が挿入部32の横断面より小さければよく、テーパー形状や上記実施形態のような二段構成でもよく、また、三段構成等であってもよい。尚、端子12の基板T側先端部における各部位(挿入部や突出部等)の長さ寸法は、コネクタを基板Tに配置したときに挿入部32よりも横断面の小さな突出部がスルーホール内に入らないようにそれぞれ設定される。これにより、端子12の外周面とスルーホールTHの内周面との隙間が大きくなることが防がれ、この隙間を満たすためのハンダの必要量の増加が抑制される。
【0072】
また、上記実施形態の突出部35において、小径部36では中心軸方向の各位置において横断面が同一であるが、略同一(例えば、先端に向って徐々に横断面が縮小する形状)等であってもよい。
【0073】
上記実施形態の端子12では、端子本体部30の横断面と挿入部32(挿入部本体33)の横断面と突出部35(小径部36)の横断面とが相似形若しくは略相似形であるが、これに限定されない。例えば、挿入部32の横断面が上記の略四角形で且つ突出部35の横断面が円形でもよく、挿入部32の横断面が円形で且つ突出部35の横断面が上記の略四角形でもよい。また、挿入部32の横断面と突出部35の横断面とが共に円形等でもよい。同様に、端子本体部30の横断面と挿入部32の横断面とが相似形以外の異なる形状等であってもよい。
【0074】
上記実施形態の端子12では、挿入部32と突出部35とが同軸に構成されているが、これに限定されず、例えば、中心軸方向において、挿入部32の投影領域内に突出部35の全体が位置していればそれぞれの中心軸がずれていてもよい。挿入部32と突出部35とがこのような位置関係であれば、同軸の場合と比べ、端子12をスルーホールTHに挿入する際の挿入し易さがあまり変わらない。
【0075】
また、上記実施形態のコネクタ10は、端子本体部30がハウジング20から外部に露出しているが、端子本体部30がハウジング20内に位置して挿入部32と突出部35とがハウジング20から露出するように構成されてもよい。例えば、ハウジングにおける底壁下面(ハウジングにおけるコネクタ配置時に実装面T1と接する面)から当該下面と直交する姿勢で挿入部32と突出部35とが突出していれば、上記実施形態同様に、実装面T1に対して直交する方向からスルーホールTHに端子12を挿入しつつコネクタ(ハウジング)を基板T上に配置することができる。
【符号の説明】
【0076】
10 コネクタ
12 コネクタ用端子
20 ハウジング
22 背面壁
30 端子本体部(本体部)
32 挿入部
33a 外周面
35 突出部
p ハンダペースト
T プリント基板
T1 実装面
T2 裏面(実装面と反対側の面)
TH スルーホール

【特許請求の範囲】
【請求項1】
プリント基板に実装されるコネクタに含まれ、このコネクタが前記プリント基板に実装されるときに当該プリント基板を貫通するスルーホールに挿入され当該スルーホールと導通可能に接続されるコネクタ用端子であって、
前記コネクタがプリント基板に実装されたときに前記スルーホール内に位置してその中心軸方向に沿って延び、当該スルーホールの内周面と所定間隔をおいた外周面を有する挿入部と、
前記挿入部から前記中心軸方向に沿って延び、前記コネクタがプリント基板に実装されたときに当該プリント基板における当該コネクタが実装された実装面と反対側の面から突出する突出部と、を備え、
前記突出部は、前記挿入部における前記中心軸方向と直交する挿入部断面よりも小さな前記中心軸方向と直交する断面を有することを特徴とするコネクタ用端子。
【請求項2】
請求項1に記載のコネクタ用端子において、
前記突出部は、前記中心軸方向の各位置において、形状が同一若しくはほぼ同一で且つ前記挿入部断面よりも小さな前記中心軸方向と直交する断面を有する小径部と、
前記挿入部と前記小径部との間に位置して前記挿入部の外周面における小径部側端部と前記小径部の外周面における挿入部側端部とを繋ぐ段差面を有する段差部とを備えることを特徴とするコネクタ用端子。
【請求項3】
請求項1又は2に記載のコネクタ用端子において、
前記コネクタのハウジングに保持される被保持部と、前記挿入部における突出部と反対側の端部から前記被保持部まで延びる本体部とを備え、
前記挿入部断面は、前記本体部における当該本体部の軸方向と直交する本体部断面よりも小さいことを特徴とするコネクタ用端子。
【請求項4】
プリント基板に実装されるコネクタであって、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のコネクタ用端子と、
前記コネクタ用端子を保持して前記プリント基板の実装面に配置されるハウジングとを備え、
前記ハウジングは、前記実装面に配置されたときに、前記スルーホールに挿入部が挿入されてプリント基板における実装面と反対側の面から突出部が突出するような姿勢で前記コネクタ用端子を保持することを特徴とするコネクタ。
【請求項5】
コネクタを実装したプリント基板を製造する方法であって、
請求項4に記載のコネクタを用意するコネクタ準備工程と、
スルーホール及び回路が形成されたプリント基板を用意する基板準備工程と、
前記スルーホール内に充填されるようにハンダペーストを前記プリント基板の実装面に塗布する塗布工程と、
前記塗布工程で内部にハンダペーストが充填されたスルーホールに実装面側から前記コネクタ用端子の突出部と挿入部と順に差し込み、前記突出部が前記スルーホール内に充填されたハンダペーストを貫通して前記プリント基板の実装面と反対側の面から突出した状態となるように前記コネクタを実装面に配置する配置工程と、
前記配置工程でコネクタが実装面に配置されたプリント基板を周囲から加熱することにより、前記ハンダペーストを溶融してスルーホール内にハンダを流入させる加熱工程とを備えることを特徴とするコネクタを実装したプリント基板の製造方法。


【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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【公開番号】特開2011−134688(P2011−134688A)
【公開日】平成23年7月7日(2011.7.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−295668(P2009−295668)
【出願日】平成21年12月25日(2009.12.25)
【出願人】(395011665)株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】(000183406)住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】(000002130)住友電気工業株式会社 (12,747)
【Fターム(参考)】