JP2003142795A - 電気部品の基板への実装構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半田の融点と溶融した半田の温度との差が小
さい場合や電気部品および基板の熱容量が大きい場合な
どであっても、スルーホールとリード部との間を確実に
半田付けするし、それらのスルーホールとリード部との
間の半田付け不良を確実に防止する。 【解決手段】 基板９に設けられたスルーホール１１
に、電気部品８に設けられたリード部１４を前記基板９
の表面９ａ側から挿通され、前記スルーホール１１と前
記リード部１４との間を前記基板９の裏面９ｂ側から半
田付けされる電気部品８の基板９への実装構造１０であ
って、前記リード部１４は、前記スルーホール１１内で
基端側に対して先端側が断面形状を漸次小さくされた部
分を有し、前記スルーホール１１との間を前記基板９の
表面側に対して裏面側で大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リード部がスルー
ホール内で基板に半田付けされてその基板に実装される
電気部品の基板への実装構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】リレーやコネクタなどの電気部品には、
所定のプリント配線パターンを有した基板に実装される
ものがある。この電気部品の基板への実装構造として
は、例えば、図４に示すようなものがある。

【０００３】図４に示すように、電気部品１の基板２へ
の実装構造３では、基板２に設けられたスルーホール４
内に、電気部品１に設けられたリード部５が挿通され、
スルーホール４とリード部５との間が半田付けされてい
る。

【０００４】基板２は、表面２ａおよび裏面２ｂにプリ
ント配線パターン（不図示）が配設されている。この基
板２は、所定の位置に表面２ａから裏面２ｂにかけて略
同一の径を有して貫通したスルーホール４が設けられて
いる。この基板２のスルーホール４は、内周面にプリン
ト配線パターンの所定の端部に連続するホール電極８が
配設されている。

【０００５】一方、電気部品１は、主要部を構成する部
品本体６の下面から電極である複数のリード部５が突設
されている。この電気部品１のリード部５は、矩形板状
に形成されて基端から先端にかけて略同一の断面形状を
有している。そして、電気部品１は、リード部５が基板
２のスルーホール４に表面２ａ側から挿通され、そのリ
ード部５が基板２のスルーホール４との間を半田付けさ
れて基板２の表面２ａに実装されている。したがって、
電気部品１は、リード部５が半田７およびスルーホール
４のホール電極５を介して基板２のプリント配線パター
ンに電気的に接続されている。

【０００６】このような実装構造３では、電気部品１を
基板２に実装する際、電気部品１のリード部５を基板２
のスルーホール４内に基板２の表面２ａ側から挿通し、
電気部品１を基板２の所定位置に保持させておく。そし
て、フロー半田装置（不図示）により、基板２を予備加
熱した後、基板２の裏面２ｂ側から溶融した半田７を噴
流させてスルーホール４内の電気部品１のリード部５と
の間に半田７を充填する。

【０００７】このとき、溶融した半田７がスルーホール
４内の電気部品１のリード部５との間を基板２の表面２
ａ側に流れ、実装構造３では電気部品１のリード部５と
スルーホール４との間が半田付けされて電気部品１が基
板２に実装されることとなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電気部品１の基板２への実装構造３では、電気部品
１を基板２に実装する際、例えば、半田７の融点とフロ
ー半田装置内の溶融された半田７の温度との差が小さい
場合や電気部品１および基板２の熱容量が大きい場合、
スルーホール４内を基板２の表面２ａ側に向けて流れて
いる半田７が溶融状態を保持するのに必要な熱量が不足
しやすい。このように半田７の熱量が不足すると、実装
構造３では、スルーホール４内、特に基板２の表面２ａ
側に十分に流れていかず、また、流れても半田付けされ
る前に半田７が凝固してしまうので基板２のスルーホー
ル４と電気部品１のリード部５との間に半田付け不良が
起こることがある。

【０００９】そこで、本発明は、上記従来の課題を考慮
してなされたものであり、半田付け不良を確実に防止で
きる電気部品の基板への実装構造の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明は、基板に設けられたスルーホー
ルに、電気部品に設けられたリード部を前記基板の表面
側から挿通され、前記スルーホールと前記リード部との
間を前記基板の裏面側から半田付けされる電気部品の基
板への実装構造であって、前記リード部は、前記スルー
ホール内で基端側に対して先端側が断面形状を漸次小さ
くされた部分を有し、前記スルーホールとの間を前記基
板の表面側に対して裏面側で大きくすることを特徴とす
る。

【００１１】このように構成された請求項１記載の発明
では、スルーホールとリード部との間を基板の表面側に
対して裏面側で大きくされているため、スルーホールと
リード部との間に充填されている半田が、基板の裏面側
から表面側に流れるときに圧力が上昇する。したがっ
て、基板の裏面側から表面側に圧力差により半田が流れ
易くなる。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の電
気部品の基板への実装構造であって、前記リード部の断
面形状を漸次小さくされた部分は、前記スルーホール内
で少なくとも側面の一部が前記基端側から前記先端側に
向けて傾斜されてなることを特徴とする。

【００１３】このように構成された請求項２記載の発明
は、請求項１記載の発明の作用に加え、リード部の側面
の少なくとも一部が基端から先端にかけて傾斜している
ため、溶融した半田が、スルーホールとリード部との間
に充填されたときにその側面の一部の傾斜により表面側
に案内されながら流れる。このため、スルーホールとリ
ード部との間を基板の裏面側から表面側まで、より流れ
やすくすることができる。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項２記載の電
気部品の基板への実装構造であって、前記リード部の側
面は、前記スルーホール内の全域で傾斜していることを
特徴とする。

【００１５】このように構成された請求項３記載の発明
は、請求項２記載の発明の作用に加え、リード部の側面
がスルーホール内の全域で基端から先端にかけて近接す
るように傾斜しているため、スルーホールとリード部と
の間を基板の裏面側から表面側まで、より流れやすくす
ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる電気部品の
基板への実装構造の詳細を図面に示す実施形態に基づい
て説明する。図１は、本発明にかかる電気部品の基板へ
の実装構造の一実施形態を示す概略構成断面図である。

【００１７】本実施形態の電気部品８の基板９への実装
構造１０では、図１に示すように、基板９に設けられた
スルーホール１１に、電気部品８に設けられたリード部
１４を基板９の表面９ａ側から挿通され、スルーホール
１１とリード部１４との間を半田付けされて電気部品８
が基板９の表面９ａに実装されている。この実装構造１
０は、電気部品８のリード部１４が、スルーホール１１
内で基端側に対して先端側が断面形状を段階的に小さく
された部分を有し、スルーホール１１との間を基板９の
表面９ａ側に対して裏面９ｂ側で大きくされているもの
である。

【００１８】基板９は、表面９ａおよび裏面９ｂにプリ
ント配線パターン（不図示）が配設されている。この基
板９は、所定の位置に表面９ａから裏面９ｂにかけて略
同一の径を有して貫通したスルーホール１１が設けられ
ている。この基板９のスルーホール１１は、内周面に銅
などメッキからなり、プリント配線パターンの所定の端
部に連続するホール電極１２が配設されている。

【００１９】一方、電気部品８は、コネクタやリレーな
どからなり、主要部を構成する部品本体１３の下面から
電極である複数のリード部１４が突設されている。リー
ド部１４は、導電性金属からなる略逆三角形板状に形成
されており、外周面の幅方向の両側に配置されている側
面１４ａ，１４ａが基端から先端にかけて近接するよう
に傾斜して次第に断面形状が小さくなっている。すなわ
ち、リード部１４は、全体として基端側に対して先端側
が断面形状を漸次小さくされた部分となっている。

【００２０】このリード部１４は、スルーホール１１に
基板９の表面９ａ側から挿通され、外周面がスルーホー
ル１１内の全域でホール電極１２との間に、基端から先
端にかけて次第に断面形状が小さくなっているのに応じ
て、基板９の表面９ａ側から裏面９ｂ側に向けて次第に
大きくなる隙間を形成する。そして、リード部１４は、
上記隙間に充填された半田１５を介してホール電極１２
と半田付けされている。

【００２１】このように構成された実装構造１０では、
電気部品８を基板９に実装する際、電気部品８のリード
部１４を基板９のスルーホール１１内に基板９の表面９
ａ側から挿通し、電気部品８を基板９の表面９ａの所定
位置に保持させておく。そして、フロー半田装置（不図
示）により、基板９を予備加熱した後にその基板９の裏
面９ｂ側から溶融した半田１５を噴流させる。すると、
実装構造１０は、スルーホール１１内でホール電極１２
と電気部品８のリード部１４の外周面との間に形成され
た隙間に、半田１５が裏面９ｂ側から所定の圧力で押し
上げられて充填される。

【００２２】このとき、実装構造１０では、前記隙間が
基板９の表面９ａ側から裏面９ｂ側に向けて次第に大き
く、つまり裏面９ｂ側から表面９ａ側に向けて次第に小
さくなっているため、その隙間内を半田１５が流れて行
くにつれて半田１５の圧力が次第に上昇していく。した
がって、半田１５は、上昇した圧力で基板９の裏面９ｂ
側に押し上げられて表面９ａ側に流れ易くなり、また、
流速も上がって基板９の表面９ａ側に、より流れ易くな
る。

【００２３】また、実装構造１０では、リード部１４が
基端側に対して先端側が断面形状を漸次小さくされてい
るため、半田１５が先端側でのリード部１４との接触す
る面積が小さくなっている。したがって、実装構造１０
では、リード部１４の先端側での半田１５の放熱を減少
することができ、その分半田１５の温度低下を抑えるこ
とができ、半田１５を基板９の裏面９ｂ側から表面９ａ
側に、より流れ易くすることができる。

【００２４】そして、前記隙間内に半田１５が基板９の
表面９ａ側まで充填されると、ホール電極１２とリード
部１４の外周面とがスルーホール１１内の全域にわたっ
て半田付けされることとなる。

【００２５】このようにして実装構造１０では、電気部
品８のリード部１４とスルーホール１１の内周面に設け
られたホール電極１２との間が半田付けされて電気部品
８が基板９の表面９ａに実装される。

【００２６】上記本実施形態の実装構造１０では、ホー
ル電極１２とリード部１４の外周面との隙間が基板９の
裏面９ｂ側から表面９ａ側に向けて次第に小さくなって
いるため、電気部品８を基板９に実装する際、前記隙間
に充填された溶融された半田１５が基板９の裏面９ｂ側
から表面９ａ側に流れるにつれて、その半田１５の圧力
が次第に上昇する。

【００２７】したがって、実装構造１０では、電気部品
のリード部断面が基端側から先端側にかけて一様な場合
に比較して、半田１５が基板９の裏面９ｂ側から表面９
ａ側に圧力差により流れ易くなり、例えば、基板９のプ
リント配線パターンが広いまたは電気部品８自体が大き
いなどにより、基板９の熱容量が大きい場合にあって
も、溶融した状態のまま半田１５を基板９の表面９ａ側
に確実に充填することができる。このため、実装構造１
０では、ホール電極１２とリード部１４の外周面とをス
ルーホール１１内の全域にわたって確実に半田付けする
ことができ、リード部１４とスルーホール１１との半田
付け不良を確実に防止して電気部品８と基板９との接続
の信頼性を向上することができる。

【００２８】また、例えば、半田１５としてＳｎ／Ｐｂ
共晶よりも半田付け後の強度の高い鉛フリー半田（Ｓｎ
ベースにＡｇ，Ｃｕ）を使用した場合には、Ｓｎ／Ｐｂ
共晶半田に比べて融点が高くなるものが多い。そして、
基板９や電気部品８の耐熱性から溶融させた半田１５の
温度に上限があり、半田１５の融点と溶融した半田１５
の温度との差が少なく、半田１５の溶融時間が短くなっ
て半田付け不良が発生する可能性が高かったが、本発明
によれば溶融した半田１５を、電気部品のリード部断面
が基端側から先端側にかけて一様な場合に比較して、基
板９の裏面９ｂ側から表面９ａ側に流れ易くすることが
でき、基板９の表面９ａ側に確実に充填することができ
る。

【００２９】したがって、実装構造１０では、半田１５
の融点と半田１５の加熱温度との差が少ない場合にあっ
ても、ホール電極１２とリード部１４の外周面とをスル
ーホール１１内の全域にわたって確実に半田付けするこ
とができ、つまりリード部１４とスルーホール１１との
半田付け不良を確実に防止して電気部品８と基板９との
接続の信頼性を向上することができる。

【００３０】また、実装構造１０では、ホール電極１２
とリード部１４の外周面との隙間が基板９の裏面９ｂ側
から表面９ａ側に向けて次第に小さくなっているため、
上記隙間に充填された半田が、裏面９ｂ側から表面９ａ
側に流れるにつれて流速が上昇する。したがって、実装
構造１０では、半田１５を基板９の裏面９ｂ側から表面
９ａ側まで、より流れ易くすることができ、ホール電極
１２とリード部１４の外周面とをスルーホール１１内の
全域にわたって、より確実に半田付けすることができ
る。

【００３１】また、実装構造１０では、電気部品８のリ
ード部１４が、基端側から先端側にかけて次第に断面形
状が小さくなっているため、電気部品のリード部断面が
基端側から先端側にかけて一様な場合に比較して、半田
１５が先端側でリード部１４と接触する面積が小さくな
っている。したがって、実装構造１０では、リード部１
４の先端側での半田１５の放熱を減少することができ、
半田１５を基板９の裏面９ｂ側から表面９ａ側に、より
流れ易くすることができる。

【００３２】したがって、実装構造１０では、ホール電
極１２とリード部１４の外周面とをスルーホール１１内
の全域にわたって、より確実に半田付けすることができ
る。

【００３３】また、実装構造１０では、電気部品８のリ
ード部１４が、その側面１４ａ，１４ａが基端から先端
にかけて近接するように傾斜して次第に断面形状が小さ
くなっているため、溶融した半田１５が上記隙間に充填
されたときに側面１４ａ，１４ａの傾斜により表面９ａ
側に案内されながら流れる。したがって、実装構造１０
では、半田１５を上記隙間内において基板９の裏面９ｂ
側から表面９ａ側まで流れ易くすることができ、より確
実にホール電極１２とリード部１４の外周面との間を、
より確実に半田付けすることができる。

【００３４】さらに、実装構造１０では、電気部品８の
リード部１４が、その側面１４ａ，１４ａが基端から先
端にかけて傾斜しているため、半田１５とリード部１１
との接触する面積を大きくすることができ、リード部１
４に沿って生じるクラックの進行度合いを遅らせること
ができる。

【００３５】また、実装構造１０の上記隙間は、溶融し
た半田１５を充填される基板９の裏面９ｂ側で寸法が大
きくなっているため、溶融した半田１５が入り込み易
い。

【００３６】以上、本発明にかかる電気部品８の基板９
への実装構造１０の一実施形態について説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、構成の要素に付
随する各種の設計変更が可能である。例えば、上記実施
形態では、半田付けを行う手段として溶融した半田１５
を基板９の裏面９ｂ側から噴流するフロー半田装置を用
いていたが、局所フロー半田装置を用いて半田１５を基
板９の電気部品８が設けられている部分のみに局所的に
噴流するものであってもよく、また、基板９を溶融した
半田１５に単に浸漬するものや、糸状の半田を手動また
は自動で半田小手により溶融させるものであってもよ
い。

【００３７】また、電気部品８のリード部１４は、板状
に形成されていたが、例えば、円柱などの柱状に形成さ
れていてもよい。

【００３８】また、電気部品８のリード部１４は、その
側面１４ａ，１４ａが基端から先端にかけて近接するよ
うに傾斜して全体として断面形状を漸次小さくされた部
分となっていたが、例えば、基端側の幅方向に広い矩形
板状の部分と先端側の幅方向に狭い矩形板状の部分とを
一体に成形した２段構成とするなど、断面形状が段階的
に漸次小さくされてもよい。

【００３９】さらに、電気部品のリード部は、例えば、
図２や図３の変形例に示すように、スルーホール１１内
で側面の一部を基端側から先端側に向けて傾斜されて断
面形状を漸次小さくされた部分とすることもできる。

【００４０】図２に示す変形例では、リード部１７が基
端から長手方向の中間部にかけて側面１７ａ，１７ａが
先端に向けて近接するように傾斜して次第に断面形状を
小さくされた板状に形成され、中間部から先端にかけて
側面１７ａ，１７ａと連続した側面１７ｂ，１７ｂを有
する矩形板状に形成されたものである。すなわち、この
変形例では、基端から長手方向の中間部が断面形状を漸
次小さくされた部分となっている。

【００４１】また、図３に示す他の変形例は、リード部
１８が長手方向の中間部から基端にかけて矩形板状に形
成され、中間部から先端に掛けて側面１８ａ，１８ａが
先端に向けて近接するように傾斜して次第に断面形状を
小さくされた板状に形成されたものである。すなわち、
この変形例では、長手方向の中間部から先端が断面形状
を漸次小さくされた部分となっている。

【００４２】これらの図２および図３に示す変形例にあ
っても、上記実施形態の実装構造１０とほぼ同様の作用
および効果を奏することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、スルーホールとリード部との間を基板の表面
側に対して裏面側で大きくされていることにより、スル
ーホールとリード部との間に充填されている半田が、裏
面側から表面側に流れるときに圧力が上昇する。

【００４４】したがって、半田がスルーホールとリード
部との間を基板の裏面側から表面側まで流れ易くするこ
とができ、半田の融点と溶融した半田の温度との差が小
さい場合や電気部品および基板の熱容量が大きい場合な
ど半田の溶融状態を保持するのに必要な熱量が不足する
ような場合であっても、スルーホールとリード部との間
をスルーホール内の全域にわたって確実に半田付けする
ことができ、リード部とスルーホールとの半田付け不良
を確実に防止して、電気部品と基板との接続の信頼性を
向上することができる。

【００４５】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加え、リード部の側面の少なくとも一
部が基端から先端にかけて傾斜していることにより、溶
融した半田が、スルーホールとリード部との間に充填さ
れたときにその側面の一部の傾斜により表面側に案内さ
れながら流れる。このため、スルーホールとリード部と
の間を基板の裏面側から表面側まで、より流れやすくす
ることができ、より確実にスルーホールとリード部との
間を半田付けすることができる。

【００４６】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の発明の効果に加え、リード部の側面がスルーホール
内の全域で傾斜していることにより、スルーホールとリ
ード部との間を基板の裏面側から表面側まで、より流れ
やすくすることができるため、より確実にスルーホール
とリード部との間を半田付けすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明にかかる電気部品の基板への実
装構造の第１実施形態を示す概略構成断面図である。

【図２】図２は、図１に示す実装構造の変形例を示す概
略構成断面図である。

【図３】図３は、図１に示す実装構造の他の変形例を示
す概略構成断面図である。

【図４】図４は、従来の電気部品の基板への実装構造を
示す概略構成断面図である。

【符号の説明】

８ 電気部品 ９ 基板 ９ａ 表面 ９ｂ 裏面 １０ 実装構造 １１ スルーホール １４，１７，１９ リード部 １４ａ，１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ 側面 １５ 半田

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池谷 仁 静岡県榛原郡榛原町布引原206の１ 矢崎 部品株式会社内 Ｆターム(参考） 5E336 AA01 BB02 BC04 CC02 CC03 CC51 CC55 EE01 GG05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に設けられたスルーホールに、電気
   部品に設けられたリード部を前記基板の表面側から挿通
   され、前記スルーホールと前記リード部との間を前記基
   板の裏面側から半田付けされる電気部品の基板への実装
   構造であって、 前記リード部は、前記スルーホール内で基端側に対して
   先端側が断面形状を漸次小さくされた部分を有し、前記
   スルーホールとの間を前記基板の表面側に対して裏面側
   で大きくすることを特徴とする電気部品の基板への実装
   構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電気部品の基板への実装
   構造であって、 前記リード部の断面形状を漸次小さくされた部分は、前
   記スルーホール内で少なくとも側面の一部が前記基端側
   から前記先端側に向けて傾斜されてなることを特徴とす
   る電気部品の基板への実装構造。
3. 【請求項３】 請求項２記載の電気部品の基板への実装
   構造であって、 前記リード部の側面は、前記スルーホール内の全域で傾
   斜していることを特徴とする電気部品の基板への実装構
   造。