JPH02189872A - コネクタ部品装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、回路基板上に表面実装されるコネクタ等の多
端子部品装置に適用して好適なものである。

（従来の技術） 近年、電子機器一般においては、あらゆる分野で小型、
計量化がばかられており、これにともなって電気回路を
構成するプリント配線基板の小型化及び該基板に対する
回路構成部品の高密度実装が必須となっている。

このため種々の電気部品を小型化してプリント配線基板
上に表面実装する技術が提案され、プリント配線基板へ
の部品の実装密度が飛躍的に向上し、プリント配線基板
、すなわち電子機器全体の大幅な小型化が可能となった
。

そしてこのような表面実装型の小型電気部品をプリント
配線基板上に高密度且つ高速に実装するため、その実装
には自動部品実装機が用いられ、その部品実装用のマウ
ンタによって高い位置精度で部品の実装が行なわれる。

第１１図は、プリント配線基板上に基板接続用コネクタ
等の電気部品を実装した一般的な例を示す斜視図である
。

同図において、１は図示しない回路パターンを形成した
プリント配線基板、２はプリント配線基板１上の所定の
取付け位置に実装されたコネクタである。コネクタ上面
には、プリント配線基板１上の回路パターンと電気的に
接続される他の基板あるいは電気部品より導出されたコ
ネクタ３の挿入される接続用開口部４が形成されている
。またコネクタ２のプリント配線基板１側となる下面に
は、プリント配線基板１上の図示しない回路パターンに
ハンダ付けによって接続される複数の接続端子５が所定
のピッチ（−船釣に小型のものでは］、ｍｍピッチ程度
のものがある）で配されている。

ところでこの種の表面実装型の電気部品をプリント配線
基板上の所定の取イ」位置に実装する場合、ディスクリ
ート部品のように機械的な位置決め手段がな（、部品自
体も小型化され、且つ高密度に実装するため、通常製造
工程においては、自動部品実装機が用いられる。この部
品実装機は、部品を吸着あるいはチャッキングしてプリ
ント西２線基板上の取付け位置に実装するものであるが
、部品の小型化にともなって接続端子のピッチも狭くな
り、ハンダ付けされる回路パターンに対して要求される
位置精度を確保するために、部品すなわち第１１図で見
ればコネクタの外形を機械的に位置決めすることによっ
て実装位置とのずれを修正する方法がとられている。

（発明の解決しようとする問題点） しかしながら、上述した部品実装方法によれば、上述の
コネクタ部品のように接続端子のピッチが１ｍｍ程度の
部品であれば、部品の外形にもとづく位置検出精度でプ
リント配線基板上の回路パターンに対して必要な位置精
度を確保することができるが、さらに部品の小型化、高
密度実装化の要望に応じて後述する本発明の実施例に示
す如く、たとえば接・続端子のピッチを０．５ｍｍ程度
まで狭めた超小型部品の実装に対しては、その小型化と
ともに位置精度も厳しくなり、部品の外形の位置規制に
よる位置検出方式では必要な位置精度を満足することは
困難となる。

そこで部品の形状を光学的にパターン認識することによ
って位置ずれを高精度に検出し、これを補正してプリン
ト配線基板上へと実装する方式が提案されているが、こ
の方式は特定の部品には適用可能であるが、汎用性の点
で問題があり、たとえば上述したコネクタ部品のように
、精細な画像パターンが得られ位置検出に有効な接続端
子が一方向にしか導出されておらず部品の外形で認識せ
ざるを得ないような部品では、高い位置認識精度を得る
ことができなかった。また各接続端子は、プリント配線
基板上の回路パターンとの接続を確実に行なうためには
長（形成されるが、このようにすると部品が回転方向に
位置ずれを生じたときその先端部分が隣接する回路パタ
ーンに接近してハンダブリッジを生じやすくなり、さら
に外力に対する強度も低下するという問題点がある。

この問題はコネクタ部品のように多端子部品を小型化す
ることにより各接続端子のビツヂが狭くなっているもの
において顕著に表われる。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は上述した問題点を解決することを目的としてな
されたもので、その特徴とするところは、回路基板上に
表面実装されるコネクタ部品であって、前記基板上の回
路パターンとハンダ付け等によって接続される複数の接
続端子の先端部を前記コネクタ部品の本体側へと湾曲ま
たは折り曲げた形状となし、且つ前記複数の接続端子を
前記コネクタ部品の複数の面より導出し、それぞれ所定
のピッチで連設してなるコネクタ部品装置にある。

（作用） これによって、コネクタ部品の位置認識精度を向上させ
るとともに、各接続端子の変形等によるハンダブリッジ
の発生を防止することができる。

またコネクタ部品の接続端子自体の強度あるいは接続端
子の形態による接続強度を増加させることによるコネク
タ部品の接続強度をはかることができる。

また接続端子のコネクタ部品からの突出量を小さくする
ことができ、配線の自由度を向上することかできる。

（実施例） 以下、本発明におけるコネクタ部品装置を、各図を参照
しながら、その実施例について詳細に説明する。

第１図は本発明を適用した表面実装型コネクタをプリン
ト配線基板上に実装した状態における第１の実施例を示
す斜視図、第２図は第１図において矢印ａで示す」ニガ
より見たコネクタの上面図、第３図は第２図において矢
印ｂ−ｂ’で示す位置における側断面図である。

各図において、プリント配線基板１上の所定の所定の取
り付け位置には、コネクタ１０が実装されている。コネ
クタ１０はその上面にプリント配線基板１上の回路に接
続される基板あるいは電気部品より導出された接続用の
フレキシブル基板１１を挿入し電気的に接続するための
接続用開口部１２が形成されている。またプリント配線
基板１側となる下面には、プリント配線基板１上に形成
された図示しない回路パターンとハンダ付けによって電
気的且つ機械的に接続される複数の接続端子１３ａ、１
３ｂがそれぞれコネクタ１０の正面、背面側に所定のピ
ッチたとえば０．５ｍｍ程度の挟ピッチで配されている
。またこれらの接続端子はいずれも、コネクタ正面及び
背面より突出された後その先端側をコネクタ１０の方向
へ且つ下面側へと円弧上に湾曲（折り曲げてもよい）さ
れ略Ｊ形状となる如く形成され、プリント配線基板１上
の回路パターンとの接合部がコネクタ本体に近接する用
に設定されている。

なおコネクタ１０の両側へと突出された接続端子１３ａ
、１３ｂは第３図に示すように、コネクタ内で一体に形
成されているため、構成の簡略化をはかることができ、
コネクタの組立時にも各接続端子の位置設定が容易であ
る。また同図はハンダ付けの完了した後の状態を示し、
図中１５は接合剤としてのハンダである。

このように構成することによって、各接続端子のコネク
タ側面からの突出量が小さくなり、後述する実装位置精
度を緩和することができる。詳細は後述する。

また、接続端子を湾曲し、且つコネクタからの突出量を
小さくしたので、接続端子自体の強度を高めることが出
来、コネクタのプリント配線基板上への実装時にも、接
続端子にかかる応力が分散されて変形等を防止でき、こ
れに起因する隣接端子、パターンとのハンダブリッジを
防止できる。またこれによって、プリント配線基板上に
占めるスペースを小さくすることができるので、基板上
のスペースファクタが良い。

またハンダ付け時、接続端子の湾曲形状により、周辺の
ハンダが端子と回路パターンとの間隙に引き寄せられる
ため、近接する端子どうしのハンダブリッジを確実に防
止できる。そして各接続端子と回路パターンとの接合部
にハンダでフィレットが形成されるので、強度的にも有
利となる。コネクタ下面は外部より確認できないため、
この方法は極めて有効である。

さらに、接続端子１３ａ、１３ｂによってコネクタ１０
両側（前後）においてプリント配線基板１上へと接合さ
れているので、接続強度を高めることができ、フレキシ
ブル基板１１を着脱して接続端子１３ａ、１３ｂに外力
が加えられても、接続端子の変形や剥れを防止できる。

次に本発明のコネクタの実装時の位置ずれ検出のための
位置認識方法について説明する。

自動部品実装機の部品装着用マウンタによる多端子部品
のプリント配線基板上の取り伺は位置に対する部品位置
の認識方法として、ＣＣＤ等の受光センサを用いて多端
子部品の形状及び位置の認識を行なう方法について説明
する。

第４図は実装位置認識を行なおうとする一般的な部品の
形状を示す。同図において、３０は部品本体、３１，２
は部品両側に所定のピッチで配された接続端子である。

ＣＣＤ受光センサの撮像面には、部品の形状にしたがっ
て明暗の像が入射され、これによって部品の形状及び位
置を判断する。

以下順番に認識アルゴリズムを説明する。

■　部品の接続端子の部品上方より見た先端部分の明暗
の像をピックアップし、同図中ラインＡ−Ａ’　、Ｂ−
Ｂ’　を引く。

■　部品本体の側面となるラインＣ−Ｃ’　、Ｄ−Ｄ’
　を引く。

■　ラインＡ−Ａ’　とｃ−ｃ’の中間の位置に平行な
線分Ｅ−Ｅ　　を引き、このラインＥ−Ｅ°を引き、こ
のラインに沿って撮像面上の明、暗のパターンよりこの
端子列の中点Ｇを求める。同様にラインＢ−Ｂ’　、Ｄ
−Ｄ’　の中間の位置に平行な線分Ｉ−Ｆ’を引き、そ
の中点Ｈな求める。

■　中点Ｇ、Ｈを結んだ線分の中点を演算し、その点を
■とする。そしてこの点■を部品の中心として認識し、
中心点■を予め設定した基準中心位置と比較することに
より部品のＸ、Ｙ方向の位置ずれ量を、ラインＧ−Ｈを
同様に予め設定した基準位置と比較することにより部品
のθ方向すなわち回転方向のずれ量をそれぞれ検出する
。このように、検出精度を高めるため、部品本体のみで
はな（実際に回路パターンにハンダ付けされる接続端子
を見て位置すれを検出する。

■　自動部品実装機のマウンタは、このＸ、　ＹＯの各
ずれ量を補正して部品をプリント配線基板上の所定の取
り付け位置へと実装する。

位置の認識の対象となる多端子部品としては、その寸法
が比較的大きいものでは、最も長い方で３０ｍｍ程度の
寸法を有するものもある。そしてこの部品全体をパター
ンとして認識するため、ＣＣＤ受光センザ側の分解能は
、画角内に部品の形状をすべて入れる必要があるためＣ
ＣＤの画素数と部品の寸法とによって決定され、１００
μｍ程度となっているものが多い。

ここで部品の認識精度について考える、上述の■で中点
Ｇ、Ｈな求める際、ＣＣＤの撮像面上に投影された明、
暗のパターンより検出しているため、両端の接続端子間
の中点をとる方法に比較して両側端子のバラツキの影響
を受け］　ｌ ず、高い検出精度を得ることができる。したがって明暗
パターンは数が多い程その中点を検出する精度を高（す
ることができる。

また第４図のラインＡ−Ａ’　、Ｂ−Ｈの設定の際も、
複数の接続端子それぞれの先端部の位置を平均かして行
なうことにより、両側端子の先端どうしを結ぶ方法に比
較し、寸法誤差の影響を受けず、高い検出精度を得るこ
とができる。

以上の理由により、部品の位置認識を行なう場合には、
部品の接続端子数が多い程、Ｇ、　Ｈの検出精度すなわ
ち部品の位置ずれ検出精度を高くすることができ、検出
精度は接続端子数に比例して高くなることがわかる。

なお、上述の位置検出方法では、接続端子の明暗パター
ンから検出するＸ方向におけるＧＨ位置は高精度に検出
できるが、端子及び部品本体の形状から検出する各ライ
ンの位置精度はＧ　　Ｈの検出精度よりもやや落ちる。

したがってＹ方向よりもＸ方向の検出精度が高い。

次に上述の部品位置検出方法を第１図〜第３図の本発明
の実施例に実際に対応させて説明する。

コネクタ１０をプリント配線基板１上に実装する場合、
電気的接続から見た要求としては、電気的接続端子１３
がプリント配線基板１上の所定の接続用回路パターンに
対してショート等を生じることな（正確にハンダ付けさ
れれば不都合は生じない。

したがってコネクタ１０の取り付け位置精度は電気的接
続端子１３の並ぶ方向（Ｘ方向）については０．５ｍｍ
程のきわめて狭いピッチで端子および回路パターンが隣
接するので、高い精度を必要とするが、接続端子１３の
長平方向（Ｙ方向）の位置精度はＸ方向に比較して許容
誤差範囲を太き（とることができる。したがってコネク
タ１０はその実装位置に対して実用上極めて効精度に実
装することができる。

尚θ方向は、接続端子１３と回路パターンとの間にＸ方
向のずれを生じるので、Ｘ方向と同様に高精度が必要と
されることになるが本発明によれば、その位置ずれの許
容誤差範囲を大きくすることができる。

すなわちコネクタ１０がθで示す回転方向に位置ずれを
生じた場合、プリント配線基板に対してその影響の最も
大きく表われるのは、接続端子１３の先端部分であり、
これによって隣接する回路パターンとの間にハンダブリ
ッジ等を生じる原因となる。しかも従来のコネクタはそ
の接続端子の強度を得るために接続端子自体を長くして
いたので、このθ方向の位置ずれを生じた場合、接続端
子先端部の移動量が大きく影響し、Ｏ方向の位置ずれに
極めて高い精度が必要となる。これが従来、部品の小型
化を妨げていた原因である。

これに対して、本発明は上述したように略Ｊ型の接続端
子を用いて接続端子の先端部がコネクタ側を向くように
構成し、接続端子の回路パターンに対する接合面積を減
少することなく、コネクタ上方上方から見た接続端子１
３のコネクタ側方における突出距離すなわち第４図で説
明すれば、部品中心■と接続端子先端を示すラインＡ−
Ａ’　あるいはＢ−Ｂ’　までの距離を事実上短縮する
ことができる。したがって、部品がθ方向に回転しても
、接続端子１３のＸ方向すなわち回路パターンの並ぶ方
向における移動量は小さくなり、これによってθ方向に
おける位置ずれ許容範囲を拡大することができる。これ
は本実施例のように接続端子のピッチが０゜５ｍｍ程の
超小型部品の高密度表面実装を行なう上で極めて有効で
ある。

以上の実施例によれば、接続用フレキシブル基板１１を
コネクタ上方より挿入接続する所謂縦形コネクタを例に
して説明したが、別の形態のコネクタであっても同様に
適用することができる。

第５図〜第７図は、接続用フレキシブル基板１１をプリ
ント配線基板１に対して平行な方向より挿入接続する横
型コネクタに、本発明を適用した第２の実施例を示すも
のである。

第５図（ａ）、（ｂ）は表面実装型コネクタをプリント
配線基板上に実装した状態における正面側、背面側から
見た斜視図、第２図は第１図において矢印ａで示す上方
より見たコネクタの上面図、第３図は第２図において矢
印ｂｂ°で示す位置における側断面図である。

各図において、コネクタ２０の正面側にはフレキシブル
基板１１を挿入する開口部２１が形成され、プリント配
線基板１側となる下面側には、前述の第１の実施例と同
様に、コネクタ１０の正面、背面側より突出された後、
先端側をコネクタ１０の下面側へと円弧上に湾曲された
略Ｊ型の接続端子１３ａ、１３ｂが所定のピッチたとえ
ば０．５ｍｍ程度の狭ピツチで配されている。

したがって本実施例においても、上述の第４図の方法に
もとづき、略Ｊ型接続端子１３ａ。

１３ｂによってＸ、Ｙ方向およびθ方向の位置認識を行
い、位置ずれを検出する。そして第１の実施例と同様に
、接合強度を落すことなく、θ方向における位置ずれ許
容誤差範囲を減少することができる。この理由について
は上述の第１の実施例と同様であるので、これ以上の説
明は省略する。

第８図〜第１０図は、本発明のコネクタにおける接続端
子の構成を変更した第３の実施例を示すものである。

第８図（ａ）、（ｂ）は縦形の表面実装型コネクタをプ
リント配線基板上に実装した状態における正面側、背面
側から見た斜視図、第２図は第１図において矢印ａで示
す上方より見たコネクタの上面図、第３図は第２図にお
いて矢印Ｃで示す方向より見た側面図である。

各図において、プリント配線基板１上の所定の所定の取
り付け位置にコネクタ２５が実装されている。コネクタ
２５はその上面にプリント配線基板１上の回路に接続さ
れる基板あるいは電気部品より導出された接続用のフレ
キシブル基板１１を挿入し電気的に接続するための接続
用開口部２６が形成されている。またプリント配線基板
］側となる下面には、プリント配線基板１上に形成され
た図示しない回路パターンとハンダ付けによって電気的
且つ機械的に接続される複数の接続端子２７ａ、２７ｂ
がそれぞれコネクタ１０の正面、背面側に所定のピッチ
で配されている。またこれらの接続端子はいずれも、コ
ネクタ正面及び背面より突出された後その先端側をコネ
クタ１０の方向へ且つ下面側へと円弧上に湾曲（折り曲
げてもよい）され略Ｊ形状となる如（形成され、プリン
ト配線基板１上の回路パターンとの接合部がコネクタ本
体に近接するように設定されている。

ここで、接続端子２７ａおよび２７ｂは、第９図から明
らかなように、互いに１／２ピツチずらせた状態で配列
されており、所謂千鳥状の配列となるように構成されて
いる。このようにすると、同じ端子数でも、片側に集中
して配列したものに比較して、個々の端子配列のピッチ
を実質的に倍に設定することができる。したがって部品
の実装位置に要求される精度が緩和されるとともに、位
置認識動作に要する時間も短縮される。

またこれによって実装設備に対する要求が緩和され、そ
の分自由度が増す利点がある。

他の部分については、上述の各実施例と同様であり、説
明を省略する。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明におけるコネクタ部品装置に
よれば、回路基板上に表面実装されるコネクタ部品であ
って、回路パターンにハンダ付け等によって接続される
べく所定のビツヂで連設された複数の接続端子の先端部
を前記コネクタ部品の本体側へと湾曲または折り曲げた
形状としたので、プリント配線基板との接合部がコネク
タに近接し、コネクタ本体にかかる外力の影響を受けに
（く強度的に安定したコネクタを実現できる。またコネ
クタの複数の側面より接続端子を導出しているのでさら
に強度的に有利となる。

また部品の実装位置認識動作において、複数位置におい
て（両側）において位置認識を行なうことができるので
、高い位置検出精度を得ることができる。

また接続端子のコネクタ側方への突出量が小さくなるの
で、部品の回転方向における位置ずれの許容誤差範囲を
太き（とることができ、位置認識を容易とし、且つハン
ダブリッジ等を防止する効果もある。

また部品自体を小型化でき回路基板上における実装密度
を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、第１図（ｂ）はそれぞれ本発明における
コネクタ部品装置の第１の実施例を示す正面側、背面側
より見た斜視図、第２図は第１図において矢印ａ方向よ
り見た上面図、第３図は第１図において矢印す方向より
見た側面図、第４図は本発明に適用可能な部品の位置認
識（位置ずれ検出）方法を説明するための図、第５図（
ａ）、第５図（ｂ）はそれぞれ本発明におけるコネクタ
部品装置の第２の実施例を示す正面側、背面側より見た
斜視図、第６図は第５図において矢印ａ方向より見た上
面図、第７図は第６図においてｂ−ｂ’力方向おける側
断面図、第８図（ａ）、第８図（ｂ）はそれぞれ本発明
におけるコネクタ部品装置の第３の実施例を示す正面側
、背面側より見た斜視図、第９図は第８図において矢印
ａ方向より見た上面図、第１０図は第８図において矢印
Ｃ方向より見た側面図、第１１図は従来の一般的コネク
タを示す斜視図である。 特許出願人　　　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　回路基板上に表面実装されるコネクタ部品であつて、
   前記基板上の回路パターンとハンダ付け等によつて接続
   される複数の接続端子の先端部を前記コネクタ部品の本
   体側へと湾曲または折り曲げた形状となし、且つ前記複
   数の接続端子を前記コネクタ部品の複数の面より導出し
   、それぞれ所定のピッチで連設してなるコネクタ部品装
   置。