JP2000261135A - 自己位置規制機能付き電子部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品のプリント配線基板への装着を容易
に行うことができ、かつ、位置決めを高精度で行える自
己位置規制機能付き電子部品を提供する。 【解決手段】 電子部品の部品本体１０の下面に位置決
め用の２つのボス１４、１６とを有する。ボス１４は、
合成樹脂製の部品本体１０と同時一体成形品であり、ボ
ス１６は、形状記憶合金より形成され、変形ストローク
部１８が一体に連設されている。プリント配線基板３０
には、各ボス１４、１６に対応して太径のボス穴３２、
３４が形成されている。電子部品は自動装着機によって
各ボス１４、１６が各ボス穴３２、３４に挿入されてプ
リント配線基板３０に装着される。プリント配線基板の
半田リフロー処理により、ボス１６及び変形ストローク
部１８が熱変形し、各ボス１４、１６が各ボス穴３２、
３４に密着し、位置決めされる。この後、電子部品の電
極端子１２が半田によって固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線基板
に自動装着される自己位置規制機能付き電子部品に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えばボリュウム、ヘッドホ
ンジャック、スイッチ等のように、電子機器製品の表面
に露出する電子部品においては、製品の組み立て過程に
おいて適正な位置に配置されている必要があることか
ら、これらの部品をプリント配線基板に実装する際に、
厳格な位置決めを要するものとなっている。そして、こ
れらの電子部品をプリント配線基板に位置決め装着する
構造としては、電子部品側に位置決め用の突起部（ボ
ス）を設けるとともに、プリント配線基板側に位置決め
穴を設け、電子部品側の突起部をプリント配線基板側の
位置決め穴に位置合わせして装着するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように電子部品側の突起部とプリント配線基板側の位置
決め穴に位置合わせするようにした場合、厳格な位置決
め精度を得るためには、電子部品側の突起部をプリント
配線基板側の位置決め穴に位置合わせして嵌合挿入する
作業が高精度の作業となり、例えば自動装着機によって
行うことが困難となり、作業性が悪いという問題があ
る。一方、作業性を改善するため、電子部品側の寸法公
差やプリント配線基板側の寸法公差、さらには装着精度
に余裕をもたせるようにした場合、電子部品の位置精度
が悪くなり、製品の組み立て過程において、電子部品と
他の組み立て部品との間で位置ずれ等が生じて有効な組
み立てが行えなくなる問題がある。

【０００４】そこで本発明の目的は、電子部品のプリン
ト配線基板への装着を容易に行うことができ、かつ、位
置決めを高精度で行うことが可能な自己位置規制機能付
き電子部品を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、プリント配線基板に形成した位置決め穴に挿
入される位置決め用の複数の突起部を有し、前記位置決
め穴と各突起部との嵌合によってプリント配線基板上に
配置され、かつ、半田リフロー処理によって前記プリン
ト配線基板に固定される自己位置規制機能付き電子部品
において、前記複数の突起部は、それぞれ前記位置決め
穴に対して一定の間隙をもって挿入される小径に形成さ
れるとともに、前記突起部のうち少なくとも１つの突起
部は、熱変動に応じてプリント配線基板の板面方向に変
位する形状記憶素子より形成され、常温時には、前記複
数の突起部が前記位置決め穴に対して一定の間隙をもっ
て挿入されるとともに、前記形状記憶素子より形成され
た突起部が前記半田リフロー時の加熱によって変形し、
前記各突起部と前記位置決め穴との間隙をなくす方向に
変位してプリント配線基板と電子部品とを位置決めし、
その後、半田の凝固によってプリント配線基板と電子部
品とが固定されるようにしたことを特徴とする。

【０００６】本発明の自己位置規制機能付き電子部品に
おいて、電子部品をプリント配線基板に配置する場合に
は、電子部品に設けた位置決め用の複数の突起部を、プ
リント配線基板に設けた位置決め穴に挿入するようにし
て配置作業を行う。この際、電子部品の各突起部は、プ
リント基板の位置決め穴に対して小径に形成され、一定
の間隙を有しているため、容易に挿入作業を行うことが
できる。次に、プリント配線基板をリフロー炉に給送
し、半田リフロー処理によってプリント配線基板上に配
置された半田パターンを加熱する。この加熱により、形
状記憶素子よりなる突起部が、各突起部と位置決め穴と
の間隙をなくす方向に変位し、各突起部が位置決め穴の
内縁部に当接する。これにより、電子部品とプリント配
線基板が精度よく位置決めされる。この後、半田が凝固
し、電子部品とプリント配線基板とが位置決め状態で固
定される。以上により、容易な装着作業と正確な位置決
め精度の両方を満足することができる電子部品を提供で
きる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明による自己位置規制
機能付き電子部品の実施の形態について説明する。図１
は、本実施の形態による自己位置規制機能付き電子部品
を示す図であり、図１（Ａ）は側面図、図１（Ｂ）は底
面図である。この電子部品は、ほぼ直方体状の部品本体
１０と、この部品本体１０の両側部にそれぞれ一対ずつ
露出して設けられた４つの電極端子１２と、部品本体１
０の下面に突設された位置決め用の２つのボス（突起
部）１４、１６とを有する。

【０００８】部品本体１０は、合成樹脂の成形品よりな
り、ボス１４は、この部品本体１０の成形時に一体に形
成されたものである。このボス１４は、単純な円柱状に
形成されている。一方、ボス１６は、形状記憶合金（形
状記憶素子）より形成され、部品本体１０に取り付けら
れたものである。このボス１６は、その基端側に、プリ
ント配線基板の板面方向に沿って一定のストロークをも
って形成された変形ストローク部１８が一体に連設され
ている。つまり、ボス１６と変形ストローク部１８とに
より、ほぼＬ字形の合金体が形成されている。

【０００９】変形ストローク部１８は、部品本体１０の
下面に設けた凹部１０Ａ内に収納され、部品本体１０の
下面から没した状態で配置されている。そして、変形ス
トローク部１８の一端は、部品本体１０に固定され、変
形ストローク部１８の他端にボス１６が設けられてい
る。なお、変形ストローク部１８と部品本体１０との固
定方法としては、例えば接着やリベット止め等を用いる
ものとする。このような構成により、ボス１６は、図１
に示す常温時の位置から、加熱時には図中矢線Ａ方向に
変位する。そして、長手形状の変形ストローク部１８に
より、熱変形時の十分なストロークを得ることができ、
常温時と加熱時とでボス１６の位置が十分大きいストロ
ークで変位することができる。

【００１０】図２は、図１に示す電子部品をプリント配
線基板に装着する場合の様子を示す図であり、図２
（Ａ）は装着直前の状態、図２（Ｂ）は装着後の状態を
示している。図示のように、プリント配線基板３０に
は、電子部品の各ボス１４、１６に対応してボス穴（位
置決め穴）３２、３４が形成されている。各ボス１４、
１６は、各ボス穴３２、３４よりも小径に形成されてい
る。電子部品は自動装着機の吸着ノズル４０に部品本体
１０が吸着保持され、予め位置決め配置されているプリ
ント配線基板３０上面の所定位置に給送され、吸着ノズ
ル４０の下降により、各ボス１４、１６が各ボス穴３
２、３４に挿入されるとともに、部品本体１０の下面が
プリント配線基板３０上に載置されることにより、電子
部品をプリント配線基板３０上に装着できる。この状態
では、各ボス１４、１６は、各ボス穴３２、３４よりも
小径に形成されているため、各ボス１４、１６と各ボス
穴３２、３４とは、十分な隙間Ｇを有しており、粗い位
置精度で装着することができる。

【００１１】図３は、図２に示す電子部品を装着したプ
リント配線基板を半田リフロー処理する様子を示す説明
図である。電子部品を装着したプリント配線基板３０
は、リフロー炉５０に給送され、予めプリント配線基板
３０の上面に設けられた半田パターンがリフロー炉５０
で加熱された後、凝固することで、電子部品は電気的に
プリント配線基板３０上の配線パターンに接続されると
ともに、半田の固化によって機械的に固定される。

【００１２】図４は、図３に示す半田リフロー処理の際
に形状記憶合金製のボス１６による位置決め作用を示す
図であり、図４（Ａ）（Ｂ）はリフロー前の状態を示す
説明図、図４（Ｃ）（Ｄ）はリフロー後の状態を示す説
明図である。図４（Ａ）（Ｂ）に示す常温時の状態で
は、上述のように各ボス１４、１６と各ボス穴３２、３
４とは十分な隙間Ｇを有している。しかし、図４（Ｃ）
（Ｄ）に示すリフロー加熱時の状態では、ボス１６及び
変形ストローク部１８が熱によって変形し、ボス１６が
矢線Ａ方向に変位することにより、２つのボス１４、１
６の距離が短縮され、各ボス１４、１６と各ボス穴３
２、３４との隙間Ｇがなくなり、各ボス１４、１６が各
ボス穴３２、３４の内縁部に密着することになる。これ
により、電子部品はプリント配線基板３０に精度よく位
置決め配置される。このような電子部品の変位と同時
に、プリント配線基板３０上の半田が加熱によって凝固
し、加熱状態のまま電子部品の電極端子１２が半田によ
って固定される。従って、常温に戻った場合にも、ボス
１６の位置は元に戻るものの、半田によって電極端子１
２が固定されているため、電子部品は位置決め状態のま
ま保持される。

【００１３】図５は、本発明の第２の実施の形態による
自己位置規制機能付き電子部品を示す図であり、図１
（Ａ）は側面図、図１（Ｂ）は底面図である。この例
は、２つのボス２２、２４がそれぞれ形状記憶合金によ
って形成されたものである。各ボス２２、２４は、図１
に示すボス１６及び変形ストローク部１８と同様に、そ
れぞれ変形ストローク部２６、２８に一体に連設されて
いる。そして、各ボス２２、２４は、加熱によって各変
形ストローク部２６、２８の変形によって、互いに接近
する方向（図中矢線Ｂ、Ｃ）に変位する。これにより、
図２に示す例と同様に、各ボス２２、２４を十分な隙間
Ｇをもってプリント配線基板３０のボス穴３２、３４に
挿入でき、電子部品をプリント配線基板３０上に装着で
きる。また、図４に示す例と同様にして、リフロー処理
の加熱により、各ボス２２、２４を変位させ、電子部品
の位置決めを行い、半田の固化により固定できる。な
お、その他の構成は、図１に示す例と同様であるので、
同一部材には同一符号を付して説明は省略する。

【００１４】図６は、本発明の第３の実施の形態による
自己位置規制機能付き電子部品におけるボス１６Ａの作
用を示す図であり、図６（Ａ）（Ｂ）はリフロー前の状
態を示す説明図、図６（Ｃ）（Ｄ）はリフロー後の状態
を示す説明図である。図４に示す例では、ボス１６がボ
ス１４に接近する方向に変位する場合を示したが、図６
に示すボス１６Ａは、ボス１４Ａから離間する方向に変
位する場合を示している。このような変位の方向とした
場合にも、リフロー後に電子部品をプリント配線基板に
位置決めして固定できる。なお、その他の構成は、図４
に示す例と同様であるので、同一部材には同一符号を付
して説明は省略する。

【００１５】図７は、本発明の第４の実施の形態による
自己位置規制機能付き電子部品を示す図であり、図７
（Ａ）は側面図、図７（Ｂ）は底面図である。図１、図
５に示す例では、１つのボス１６あるいは２つボス２
２、２４の直線方向の変位により、電子部品を一方向に
位置決めするものであったが、この図７に示す例では、
３つのボス６２、６４、６６の変位により、２次元方向
の位置決めを可能としたものである。すなわち、第１の
ボス６２は、変形ストローク部６８に一体化されてお
り、図１に示すボス１６及び変形ストローク部１８と同
様に、加熱によって図中矢線Ａ方向に変位する。

【００１６】また、第２、第３のボス６４、６６は、共
通の変形ストローク部７０の両端に一体化されている。
変形ストローク部７０は、変形ストローク部６８と直行
する方向に配置され、中央部が部品本体１０に固定され
ている。そして、加熱によって変形ストローク部７０の
両端部が変位し、各ボス６４、６６が接近する方向（図
中矢線Ｄ、Ｅ方向）に変位するものである。一方、図示
しないプリント配線基板には、各ボス６２、６４、６６
が隙間Ｇをもって挿入される太径のボス穴が設けられて
いる。電子部品をプリント配線基板に自動装着した後、
リフロー処理による加熱によって、ボス６２が矢線Ａ方
向に変位するとともに、ボス６４、６６が矢線Ｄ、Ｅ方
向に変位し、それぞれボス穴に密着することで、一括し
て２次元方向の位置決めを行うことができる。

【００１７】また、以上の各例では、各ボスに対応して
１つずつボス穴を設けたが、２つのボスに対して長手形
状の１つのボス穴を設け、１つのボス穴に挿入された２
つのボスが加熱によって互いに離間し、ボス穴の縁に当
たって位置決めするような構成であってもよい。

【００１８】図８は、以上のような電子部品をボリュー
ムに適用した具体例を示す図であり、図８（Ａ）は側面
図、図８（Ｂ）は底面図である。このボリュームは、円
形の摘み８０を設けた本体８２の下面に、形状記憶合金
製のボス８４、８６及び変形ストローク部８８を設けた
ものである。また、本体８２の側部には、複数の電極端
子９０が設けられている。この例においても、各ボス８
４、８６を図示しないプリント配線基板のボス穴に挿入
し、リフロー処理の加熱により、各ボス８４、８６が変
位して本体８２を位置決めした状態で、電極端子９０が
半田によって固定される。

【００１９】図９は、以上のような電子部品をスイッチ
に適用した具体例を示す図であり、図９（Ａ）は側面
図、図９（Ｂ）は底面図である。このスイッチは、スラ
イド摘み１００を設けた本体１０２の下面に、形状記憶
合金製のボス１０４、１０６及び変形ストローク部１０
８を設けたものである。また、本体１０２の両側部に
は、複数の電極端子１１０が設けられている。この例に
おいても、各ボス１０４、１０６を図示しないプリント
配線基板のボス穴に挿入し、リフロー処理の加熱によ
り、各ボス１０４、１０６が変位して本体１０２を位置
決めした状態で、電極端子１１０が半田によって固定さ
れる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の自己位置規
制機能付き電子部品では、それぞれプリント配線基板の
位置決め穴に対して一定の間隙をもって挿入される小径
の複数の突起部を有し、そのうち少なくとも１つの突起
部は、熱変動に応じてプリント配線基板の板面方向に変
位する形状記憶素子より形成され、常温時には、複数の
突起部が位置決め穴に対して一定の間隙をもって挿入さ
れるとともに、形状記憶素子より形成された突起部が半
田リフロー時の加熱によって変形し、各突起部と位置決
め穴との間隙をなくす方向に変位してプリント配線基板
と電子部品とを位置決めし、その後、半田の凝固によっ
てプリント配線基板と電子部品とが固定されるようにし
た。このため、電子部品のプリント配線基板への装着を
容易に行うことができ、かつ、位置決めを高精度で行う
ことが可能となり、容易な装着作業と正確な位置精度の
両方を満足することができる電子部品を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による自己位置規制
機能付き電子部品を示す図であり、（Ａ）は側面図、
（Ｂ）は底面図である。

【図２】図１に示す電子部品をプリント配線基板に装着
する場合の様子を示す図であり、（Ａ）は装着直前の状
態、（Ｂ）は装着後の状態を示している。

【図３】図２に示す電子部品を装着したプリント配線基
板を半田リフロー処理する様子を示す説明図である。

【図４】図３に示す半田リフロー処理の際に形状記憶合
金製のボスによる位置決め作用を示す図であり、（Ａ）
（Ｂ）はリフロー前の状態を示す説明図、（Ｃ）（Ｄ）
はリフロー後の状態を示す説明図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態による自己位置規制
機能付き電子部品を示す図であり、（Ａ）は側面図、
（Ｂ）は底面図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態による自己位置規制
機能付き電子部品におけるボス１６Ａの作用を示す図で
あり、（Ａ）（Ｂ）はリフロー前の状態を示す説明図、
（Ｃ）（Ｄ）はリフロー後の状態を示す説明図である。

【図７】本発明の第４の実施の形態による自己位置規制
機能付き電子部品を示す図であり、（Ａ）は側面図、
（Ｂ）は底面図である。

【図８】本発明の電子部品をボリュームに適用した具体
例を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は底面図で
ある。

【図９】本発明の電子部品をスイッチに適用した具体例
を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は底面図であ
る。

【符号の説明】

１０……部品本体、１２……電極端子、１４、１６……
ボス、１８……変形ストローク部、３０……プリント配
線基板、３２、３４……ボス穴、４０……吸着ノズル、
５０……リフロー炉。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント配線基板に形成した位置決め穴
   に挿入される位置決め用の複数の突起部を有し、前記位
   置決め穴と各突起部との嵌合によってプリント配線基板
   上に配置され、かつ、半田リフロー処理によって前記プ
   リント配線基板に固定される自己位置規制機能付き電子
   部品において、 前記複数の突起部は、それぞれ前記位置決め穴に対して
   一定の間隙をもって挿入される小径に形成されるととも
   に、 前記突起部のうち少なくとも１つの突起部は、熱変動に
   応じてプリント配線基板の板面方向に変位する形状記憶
   素子より形成され、 常温時には、前記複数の突起部が前記位置決め穴に対し
   て一定の間隙をもって挿入されるとともに、前記形状記
   憶素子より形成された突起部が前記半田リフロー時の加
   熱によって変形し、前記各突起部と前記位置決め穴との
   間隙をなくす方向に変位してプリント配線基板と電子部
   品とを位置決めし、その後、半田の凝固によってプリン
   ト配線基板と電子部品とが固定されるようにした、 ことを特徴とする自己位置規制機能付き電子部品。
2. 【請求項２】 前記複数の突起部のうち、いくつかの突
   起部が形状記憶素子より形成された突起部であり、残り
   のいくつかの突起部が合成樹脂により形成された突起部
   であることを特徴とする請求項１記載の自己位置規制機
   能付き電子部品。
3. 【請求項３】 前記複数の突起部の全ての突起部が形状
   記憶素子より形成された突起部であることを特徴とする
   請求項１記載の自己位置規制機能付き電子部品。
4. 【請求項４】 前記形状記憶素子より形成された突起部
   の基端部には、プリント配線基板の板面方向に沿って一
   定のストロークをもって形成された変形ストローク部が
   一体に連設され、前記変形ストローク部の一端が前記電
   子部品に固定され、前記変形ストローク部の他端に前記
   突起部が設けられていることを特徴とする請求項１記載
   の自己位置規制機能付き電子部品。
5. 【請求項５】 前記電子部品は、合成樹脂よりなる本体
   ケースと、前記本体ケースの外部に設けられた複数の電
   極部とを有し、前記突起部は、前記本体ケースのプリン
   ト配線基板に対向する下側面に設けられていることを特
   徴とする請求項１記載の自己位置規制機能付き電子部
   品。
6. 【請求項６】 前記位置決め穴は、前記複数の突起部に
   対応して複数設けられていることを特徴とする請求項１
   記載の自己位置規制機能付き電子部品。
7. 【請求項７】 １つの前記位置決め穴に対して２つ以上
   の前記突起部が挿入されることを特徴とする請求項１記
   載の自己位置規制機能付き電子部品。
8. 【請求項８】 前記形状記憶素子より形成された突起部
   を複数有し、それらの突起部が互いに異なる方向に変位
   してプリント配線基板と電子部品とを位置決めすること
   を特徴とする請求項１記載の自己位置規制機能付き電子
   部品。