JPH10107459A - 半田接続構体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切り抜き舌片の巾を半田付け強度が十分にな
るように広げると機械的ストレスの吸収効果が不十分と
なり、吸収効果を十分にすると巾細になり面積が不足し
て半田付け部分が分断されるおそれがあった。また、接
続構体の形状によっては切り抜き舌片と金属シャーシと
の間には大きな剪断応力かかり半田付けが分断する場合
があった。 【解決手段】 金属シャーシ２に、プリント基板１の側
周面を横切りかつ遊端部がプリント基板１の裏面より突
出し、前記遊端部の少なくとも一部はその基部に比較し
広巾であって、遊端部の金属シャ−シ２内周面側には凹
陥部８ｄが形成され少なくともプリント基板１の裏面位
置より基部側においては両側に切抜き窓を有する切抜き
舌片８を設け、この切抜き舌片８を金属ケース内方に折
り曲げると共に舌片の遊端部の金属シャ−シ２内周面側
と前記導電パターン９間を半田固定した半田接続構体を
提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば電子チューナのよ
うに電子回路を構成したプリント基板を金属シャーシに
て囲繞しシールドした構造の電子回路装置のプリント基
板と金属シャーシの接続構体に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は電子チューナの一例を示し、１０
は表裏面に電子部品（図示せず）マウントしたプリント
基板で、裏面側（図示露呈面）にはチップ部品がマウン
トされ、表面側にはリード付電子部品がマウントされて
いる。２０は金属シャーシで、断面コ字状のフレーム２
０ａの両脚片中間部をプレート２０ｂで橋絡し、内部に
プリント基板１０を保持している。

【０００３】３０はフレーム２０ａに固定された入力コ
ネクタ、４０はプレート２０ｂに貫通固定された貫通コ
ンデンサを示す。ここで金属シャーシ２０の内周面には
プレスによる係止突起５０と弾圧突起６０とを設け、突
起５０によってプリント基板１０を係止すると共に突起
６０によって仮固定されている。この状態で貫通コンデ
ンサ４０のリード内端側は図示しないが、金属シャーシ
２０内でプリント基板１０に半田付けされ、プリント基
板１０の周縁部のグラウンド導電パターン（図示せず）
と金属シャーシ２０の内周面とが半田７０により接続さ
れ、プリント基板１０と金属シャーシ２０の固定がなさ
れる。

【０００４】この半田付け作業は従来手作業で行われて
いたが、半田７０部分では温度サイクル試験によってプ
リント基板１０と金属シャーシ２０の間の熱膨張の差に
よって半田付け部分７０に応力がかかり、導電パターン
を切断してシールド特性が損なわれることがあるため、
半田量を適正な範囲にコントロールする必要があり、ま
た工数低減の要請もあって、金属シャーシ２０にプリン
ト基板１０を仮固定した状態で、プリント基板１０の裏
面を下方に向けて溶融半田に浸漬し、プリント基板１０
と金属シャーシ２０及び貫通コンデンサ４０の半田付け
作業が一括して行われている。

【０００５】しかしながら、金属シャーシ２０を溶融半
田に浸漬してから上昇させると溶けた半田が逃げ十分な
量が確保されず、温度サイクル試験時に半田付け部分が
分断されることがあった。そのため、プリント基板周縁
部に配置されたリード付電子部品のリード遊端を金属シ
ャーシ２０に近接させる等して半田が溜り易いようにし
て十分な量の半田を確保できるようにしているが、リー
ドフォーミング作業が必要で必ずしも工数低減にならな
かった。

【０００６】そこで図５乃至図７に示すような構造が提
案されている。図において図４と相異するのは弾圧突起
６０の代わりに切抜き舌片８０を形成したことである。
この切抜き舌片８０は基部８０ａがプリント基板１０の
表面１０ａ側に位置し、中間部がプリント基板１０の側
周面を横切り、遊端８０ｂがプリント基板１０の裏面
（半田付け固定される面）１０ｂ側に位置し、この切抜
き舌片８０の中間部を金属シャーシ２０の内方に折り曲
げ、遊端８０ｂをプリント基板１０の裏面１０ｂ上に突
出させて、係止突起５０と共にプリント基板１０を狭持
し金属シャーシ２０に仮固定し、プリント基板１０の裏
面１０ｂ（導電パターン９０が形成された面）を下方に
向けて溶融半田に浸漬する。このとき、半田液面がプリ
ント基板１０上面よりプリント基板１０の板厚の１／２
程度上方に位置するように浸漬する。

【０００７】これにより、金属シャーシ２０内のプリン
ト基板１０上に半田が這い上がらず、プリント基板１０
裏面の導電パターンと貫通コンデンサのリード（図示せ
ず）の半田付けがなされると同時に、切抜き舌片８０と
導電パターン９０の半田付けがなされる。この後、溶融
半田から金属シャーシ２０を引き上げると切抜き舌片８
０は下方に向かって金属シャーシ２０の側壁から離れる
ため、切抜き舌片８０周辺の切抜き窓８０ｃに半田が詰
まることがない。このようにして金属シャーシ２０を溶
融半田から完全に引き上げると図６に示すように切抜き
舌片８０とプリント基板１０上の導電パターン９０間が
適正な量の半田にて固定される。切抜き舌片８０の折り
曲げ量を変えることにより、半田の量を任意に制御で
き、切抜き舌片８０はプリント基板１０と金属シャーシ
２０との間の機械的ストレスを吸収する効果もある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
切抜き舌片は半田付けの面積を十分の巾にすると機械的
ストレスの吸収効果が不十分となり、逆に機械的ストレ
スの吸収を十分にすると細巾になり半田付けの面積が不
足して半田付け部分が分断されるおそれがあった。特に
近年のように電子機器が小型化すると金属シャ−シから
充分な幅の切抜き舌片を確保することができなくなって
きた。また、製造工程のさらなる簡単のため半田付け作
業をチップ部品の半田付け工程であるリフロ−工程のみ
で終了させることが望まれる場合もある。電子機器の接
続構体が図８（ａ）に示すように矩形で縦横比が比較的
大きい場合には長手方向の伸縮が大きくなるため熱膨張
係数の異なるプリント基板と金属シャーシとの間の切り
抜き舌片には同図（ｂ）に示すように大きな剪断力が加
わり、同図（ｃ）のように分断する場合もあった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこでこの発明は金属シ
ャーシで囲繞されたプリント基板の周縁部導電パターン
と金属シャーシの内周面との半田接続構体において、上
記金属シャーシに、プリント基板の側周面を横切りかつ
遊端部がプリント基板の裏面より突出し、前記遊端部の
少なくとも一部はその基部に比較し広巾であって、遊端
部の金属シャ−シ内周面側には凹陥部が形成され少なく
ともプリント基板の裏面位置より基部側においては両側
に切抜き窓を有する切抜き舌片を設け、この切抜き舌片
を金属ケース内方に折り曲げると共に舌片の遊端部の金
属シャ−シ内周面側と前記導電パターン間を半田固定し
た半田接続構体を提供する。

【００１０】また、前記遊端部の金属シャ−シ内周面側
に形成された凹陥部は溝であることを特徴とする半田接
続構体を提供する。また、前記遊端部の金属シャ−シ内
周面側にＸ字状に溝を形成することを特徴とする半田接
続構体を提供する。また、前記遊端部の金属シャ−シ内
周面側に形成された溝がプリント基板側周辺に対して垂
直方向であることを特徴とする半田接続構体を提供す
る。

【００１１】さらに半田接続工程をリフロ−工程のみで
終了することを可能にすべく金属シャーシで囲繞された
プリント基板の周縁部導電パターンと金属シャーシの内
周面との半田接続構体の製造方法であって、上記金属シ
ャーシに、プリント基板の側周面を横切りかつ遊端部が
プリント基板の裏面より突出し、前記遊端部の少なくと
も一部はその基部に比較し広巾であって、遊端部の金属
シャ−シ内周面側には凹陥部が形成されており少なくと
もプリント基板の裏面位置より基部側においては両側に
切抜き窓を有する切抜き舌片を設ける工程と、この切抜
き舌片を金属ケース内方に折り曲げる工程と、前記導電
パタ−ン上にクリ−ム半田を形成すると共に前記クリ−
ム半田をリフロ−し液化した前記半田を前記舌片の遊端
部の金属シャ−シ内周面側と前記導電パターン間に毛管
現象により凝集させて前記舌片の遊端部の金属シャ−シ
内周面側と前記導電パターン間を半田接続する工程とを
有する半田接続構体の製造方法を提供する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明を図面を用いて説明する。
図１は本発明の一実施例を示し、従来の図５〜図７と異
なる点は切抜き舌片８の基部８ａが細く、遊端部８ｂが
広巾である点のほかに遊端部に凹陥部８ｄが設けられた
点である。遊端部８ｂを広巾とし凹陥部８ｄを設けたの
で半田付の強度に対して小型機器の小さな舌片であって
も溝を有するために実質的にプリント基板との接続のた
めの半田固着の面積は最適な大きさがとれ、投錨効果も
大きくなり、また基部８ａを細くしたので機械的ストレ
スの吸収作用も十分になり温度サイクル試験等で生ずる
熱膨張差による機械的ストレスで接続が損なわれること
はない。

【００１３】図２（ａ）〜（ｄ）に示すように切り抜き
舌片８上の遊端部に種々の凹陥部８ｄを設けることがで
き、遊端部と半田との食いつきが良くなり従来に比べて
小型の遊端部であっても確実な半田接続が可能になる。
また、この凹陥部８ｄを溝とすることにより遊端部上の
半田との接触面積を実質的に大きくすることができ、こ
の溝を（ａ）、（ｄ）に示すようにＸ字状に形成するこ
とにより半田と遊端部間に生じる各方向の剪断応力に対
して効果的に接続強度を有することができる。さらにこ
の溝を（ｂ）に示すようにプリント基板の側周辺に対し
て垂直方向に設けると、特に切り抜き舌片の剛性が大き
く剪断力に対して脆弱なプリント基板の側周辺方向の力
に対して効果的に接続強度を有することができる。ま
た、溝の配置としては（ｃ）のようなものも考えられ
る。ここで（ｅ）は（ａ）の凹陥部の溝を現す斜視図で
あり、他の図の凹陥部も同様になっている。

【００１４】さらに舌片の基部側には両側に切抜き窓８
ｃを有しており、半田への浸漬は基部の一部を残して、
（プリント基板の表面に上がらない程度に）行うので溶
融半田より金属シャーシ２を引き上げるとき溶融半田は
下方にたれ下がると同時に上方の未浸漬部にも流れて切
抜き窓８ｃをふさぐブリッジを生ずるようなことはな
い。したがって舌片の有するストレス吸収作用を損なう
ことはない。

【００１５】また本発明は電子チューナに限らず、金属
シャーシにプリント基板を接続するもの一般に適用でき
ることは言うまでもない。また、本発明の半田接続構体
の製造方法によれば リフロ−工程によってプリント基
板１と金属シャ−シ２との半田接続が可能なのでプリン
ト基板１にチップ部品を半田接続する工程でプリント基
板１と金属シャ−シ２との接続が可能となって従来に比
べて１工程省略することができる。

【００１６】この工法においては金属シャ−シ２とプリ
ント基板１との接続のためのクリ−ム半田はチップ部品
接続用の半田を印刷する工程で同時に形成することがで
きる。そしてこのリフロー工程では折り曲げられた切抜
き舌片８とプリント基板１上の導電パターン９間の小さ
な間隙が液化した半田を毛細管現象により凝集し、図３
に示すように舌片周辺部からの半田をも集めて必要な接
続強度に対して充分な量の半田を確保することができる
と共にこの凹陥部８ｄがさらに毛細管現象の働きを助長
し上記効果をさらに補強するという働きがある。なお舌
片に形成される凹陥部８ｄとしての溝の配置としては他
に図２（ｃ）なものも考えられる。

【００１７】

【効果】以上のように、本発明によれば、小型の電子機
器であっても充分な強度を有するプリント基板と金属シ
ャ−シとの接続構体を実現することができ、また、その
ような接続構体をリフロ−半田の工程を用いて行うこと
ができる。また切抜き舌片がプリント基板の仮固定をす
ると同時に切抜き舌片の広巾な遊端部が適正な量の半田
と半田付け面積を確保するように作用するため、従来の
ように適正な半田量を確保するための細工が不要とな
り、一括半田処理が容易に行える。

【００１８】またプリント基板は金属シャーシのごく一
部である切抜き舌片に接続され、しかも切抜き舌片の基
部は細いので、切抜き舌片はその巾方向、長手方向に微
小距離可動となり、温度サイクル試験等でプリント基板
と金属シャーシとの間に熱膨張差が生じても切抜き舌片
で歪みが吸収され半田７による接続を損なうことはな
い。特に従来のものに比べてプリント基板の側周辺方向
に生じるせん断応力に対して特に強固な接続強度を実現
し、しかも少なくともプリント基板の裏面位置より基部
側においては両側に切抜き窓を有する舌片であるので半
田付け時に半田ブリッジが生ずることはなく、したがっ
て舌片の歪吸収作用がなくなることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を示す接続構体の要部側断面
図。

【図２】 本発明の接続構体要部の拡大平面図。 （ａ）凹陥部の溝をＸ字状にしたもの （ｂ）凹陥部の溝をプリント基板の側周辺に対して垂直
方向に設けたもの （ｃ）凹陥部の溝をプリント基板の側周辺に対して水平
方向に設けたもの （ｄ）凹陥部の溝をＸ字状にしたもの （ｅ）（ａ）の斜視図

【図３】 切り抜き舌片周辺の半田の毛細管現象を示す
図。

【図４】 従来の接続構体の一例を示す斜視図。

【図５】 従来の接続構体の他の例を示す斜視図。

【図６】 図５のＡ−Ａ部の断面図。

【図７】 図１の要部斜視図。

【図８】 従来の接続構体の切り抜き舌片と金属シャー
シに働く力を示す図。

【符号の説明】

１ プリント基板 ２ 金属シャーシ ８ 切り抜き舌片 ８ｄ 凹陥部（補強手段） ９ 導電パターン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属シャーシで囲繞されたプリント基板の
   周縁部導電パターンと金属シャーシの内周面との半田接
   続構体において、上記金属シャーシに、プリント基板の
   側周面を横切りかつ遊端部がプリント基板の裏面より突
   出し、前記遊端部の少なくとも一部はその基部に比較し
   広巾であって、遊端部の金属シャ−シ内周面側には補強
   手段が形成され少なくともプリント基板の裏面位置より
   基部側においては両側に切抜き窓を有する切抜き舌片を
   設け、この切抜き舌片を金属ケース内方に折り曲げると
   共に舌片の遊端部の金属シャ−シ内周面側と前記導電パ
   ターン間を半田固定したことを特徴とする半田接続構
   体。
2. 【請求項２】前記遊端部の金属シャ−シ内周面側に形成
   された補強手段が凹陥部の溝であることを特徴とする請
   求項１記載の半田接続構体。
3. 【請求項３】前記遊端部の金属シャ−シ内周面側にＸ字
   状に溝を形成することを特徴とする請求項２記載の半田
   接続構体。
4. 【請求項４】前記遊端部の金属シャ−シ内周面側に形成
   された溝が プリント基板側周辺に対して垂直方向であ
   ることを特徴とする請求項２記載の半田接続構体。
5. 【請求項５】金属シャーシで囲繞されたプリント基板の
   周縁部導電パターンと金属シャーシの内周面との半田接
   続構体の製造方法であって、上記金属シャーシに、プリ
   ント基板の側周面を横切りかつ遊端部がプリント基板の
   裏面より突出し、前記遊端部の少なくとも一部はその基
   部に比較し広巾であって、遊端部の金属シャ−シ内周面
   側には凹陥部が形成されており少なくともプリント基板
   の裏面位置より基部側においては両側に切抜き窓を有す
   る切抜き舌片を設ける工程と、この切抜き舌片を金属ケ
   ース内方に折り曲げる工程と、前記導電パタ−ン上にク
   リ−ム半田を形成すると共に前記クリ−ム半田をリフロ
   −し液化した前記半田を前記舌片の遊端部の金属シャ−
   シ内周面側と前記導電パターン間に毛管現象により凝集
   させて前記舌片の遊端部の金属シャ−シ内周面側と前記
   導電パターン間を半田接続する工程とを有することを特
   徴とする半田接続構体の製造方法。