JP2010050198A - リード付部品の実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】リード付部品のリードを配線基板のスルーホールに挿入してはんだ付けするものにあって、スルーホールの大形化を招くことなく、はんだ付け時のはんだのスルーホール内の上り性を改善する。
【解決手段】リード付部品１２のリード１４を、配線基板１１のスルーホール１３に上面側から挿入すると共に、リード付部品１２の本体部を配線基板１１の上面に載置された状態とし、配線基板１１の下面において、噴流式はんだ付け装置により、リード１４をスルーホール１３の電極にはんだ付けする。リード１４の外面に、はんだ付け時において溶融はんだ１５を該リード１４の先端側から基端側に向けて導くための螺旋状に延びるガイド溝１７を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、リード付部品のリードを、配線基板の実装面側からスルーホールに挿入し、反対側の面からはんだ付けするようにしたリード付部品の実装構造に関する。

リード付の電子部品を配線基板に実装する技術として、例えば図４に示すように、配線基板１にスルーホール２を形成し、リード付部品３のリード３ａを上面側からそのスルーホール２内に挿入した状態で、噴流式はんだ付け装置により、下面側からはんだ付け（はんだ接続部４）することが一般に行われている。このとき、図４（ａ）に示したように、スルーホール２の上面側に空気が抜ける空隙が設けられている場合には、はんだはスルーホール２内を上昇して、良好なはんだ付けが行われる。

ところが、図４（ｂ）に示したように、リード付部品３の本体部（パッケージ部分）が配線基板１の上面に載置状とされる場合、リード付部品３によってスルーホール２内の空気の流通（上方への抜け）が阻害され、溶融状のはんだがスルーホール２内を十分に上昇せず、はんだ接続部４のはんだ付けの面積が小さくなって接続性に劣ってしまう問題点がある。

そこで、そのような問題点を解決するために、特許文献１では、図５に示すように、配線基板５のスルーホール６を、テーパ状に拡げる（下面側に拡開させる）ことが開示されている。これによれば、はんだ接続部７によるはんだ付けの面積を大きくすることができ、接続性を高めることができる。
特開平９−４６０１９号公報

しかしながら、図５に示した従来の構成では、スルーホール６が大形になり、配線基板５内におけるスルーホール６（はんだ接続部７）の占める面積が大きくなってしまう不具合がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、リード付部品のリードを配線基板のスルーホールに挿入してはんだ付けするものにあって、スルーホールの大形化を招くことなく、はんだ付け時のはんだのスルーホール内の上り性を改善することができるリード付部品の実装構造を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明のリード付部品の実装構造は、リード付部品のリードを、配線基板の実装面側からスルーホールに挿入し、該配線基板の反対側の面からはんだ付けするようにした構造にあって、前記リード付部品のリードの外面に、はんだ付け時において溶融状のはんだを該リードの先端側から基端側に向けて導くためのガイド溝を設けたところに特徴を有する（請求項１の発明）。

これによれば、はんだ付け時において、配線基板のスルーホールに挿入されたリード付部品のリードの先端側に、溶融状のはんだが触れると、はんだはリードに形成されたガイド溝内を毛細管現象によって移動（上昇）し、スルーホール内を上昇するようになる。従って、空気の流通しにくいスルーホールであっても、スルーホール内部まではんだが行き渡り、はんだ付け面積を確保することができて接続性を高めることができる。この場合、リードにガイド溝を形成する加工を行うだけの簡単な構成で、スルーホールの大形化ひいては基板面積の増大を招くことなく、はんだ上り性を改善することができる。

本発明においては、リード付部品のリードが丸棒状をなしている場合には、上記ガイド溝を、該リードの外面に螺旋状に延びて形成する構成とすることができる（請求項２の発明）。リード付部品のリードが、板状又は丸棒状をなしている場合には、複数本がガイド溝を、該リードの外面に直線状に延びて形成する構成とすることができる（請求項３の発明）。いずれも、はんだ上り性を改善することができるガイド溝を、比較的簡単な加工によって形成することができる。

以下、本発明の第１の実施例について、図１及び図２を参照して説明する。尚、図１、図２は、配線基板の一部分について縦断面で示すものであり、以下の説明において、上下，左右といった方向をいう場合には、図１、図２の状態を縦断正面図とし、これらを基準として述べることとする。

図１は、本実施例に係るリード付部品の実装構造を示すもので、配線基板１１の実装面（上面）に、リード付部品１２を実装した様子を示している。また、図２は、リード付部品１２のはんだ付け時の様子を示している。ここで、図１、図２に示すように、配線基板１１は、絶縁基材の表面（上下両面）に図示しない配線パターン等を有していると共に、所定位置（リード付部品１２が実装される位置）に、例えば複数個のスルーホール（めっきスルーホール）１３（１個のみ図示）を備えて構成されている。

前記リード付部品１２は、その本体部（パッケージ部分）から下方に延びて例えば複数本のリード１４（１本のみ図示）を備えて構成されている。この場合、リード１４は、微視的に見て丸棒状に形成されている。このリード付部品１２は、各リード１４が配線基板１１のスルーホール１３に実装面（上面）側から挿入されると共に、その本体部が配線基板１１の上面に載置された状態とされ、配線基板１１の反対側の面（下面）において、各リード１４が各スルーホール１３の電極（めっき部分）にはんだ付け（図１にはんだ接続部を符号１５で示す）されることにより実装される。

この場合、図２に示すように、リード１４を、配線基板１１のスルーホール１３に挿入した状態では、リード１４の先端がスルーホール１３を貫通して配線基板１１の下面から突出した状態となっている。本実施例では、例えば噴流式はんだ付け装置によりはんだ付けがなされる。図２に示すように、この噴流式はんだ付け装置は上向きのノズル１６から溶融はんだ１５´が噴出するようになっており、この溶融はんだ１５´部分に、配線基板１１の下面を接触させるように通すことにより、電気的接続部分（金属部分）に溶融はんだ１５´が濡れて付着し、その後、付着した溶融はんだ１５´が冷却、硬化することによってはんだ接続部１５となる。

さて、図１及び図２に示すように、本実施例では、リード付部品１２のリード１４の外面には、はんだ付け時において溶融はんだ１５´を該リード１４の先端側から基端側に向けて導くためのガイド溝１７が形成されている。このとき、上記のようにリード１４は丸棒状をなしており、前記ガイド溝１７は、そのリード１４の外周面に、先端（下端）から基端側（上方）に向けて螺旋状に延びて形成されている。

ちなみに、本実施例では、図２に示すように、前記スルーホール１３の内径寸法ａが例えば２．５ｍｍ、リード１４の直径寸法ｂが例えば２．０ｍｍ、ガイド溝１７の幅寸法ｃが例えば０．４ｍｍとされている。この場合、ガイド溝１７の幅寸法ｃを、リード１４の直径寸法ｂの約５分の１とすることが望ましい。尚、上記リード１４に螺旋状のガイド溝１７を形成する加工方法としては、ねじ加工に類似の手法（工具）を用いることができ、ねじ切りダイスや転造ダイス（に類似した工具）を用いた加工が可能である。

上記構成においては、リード付部品１２のリード１４をスルーホール１３の電極にはんだ付けするはんだ付け時において、リード付部品１２の本体部（パッケージ部分）が配線基板１１の上面に載置状とされるため、スルーホール１３内の空気が流通しにくい（上方へ抜けにくい）事情があり、溶融はんだ１５´のスルーホール１３の上り性を悪化させる虞があった。ところが、本実施例では、リード付部品１２のリード１４の外面に、はんだ付け時において溶融はんだ１５´を該リード１４の先端側から基端側に向けて導くためのガイド溝１７を設けたので、以下のような作用・効果を得ることができる。

即ち、噴流はんだ付け時において、配線基板１１のスルーホール１３から下方に突出したリード１４の先端側に、溶融はんだ１５´が触れると、その溶融はんだ１５´はリード１４に形成された螺旋状のガイド溝１７内を毛細管現象によって次第に移動（上昇）していき、スルーホール１３内に上方まで入り込んでいくようになる。

従って、本実施例によれば、スルーホール１３内の空気が抜けにくいという事情があっても、スルーホール１３の内部全体に溶融はんだ１５´を行き渡らせることができ、はんだ接続部１５の接続面積を十分に確保することができて接続性を高めることができる。このように、リード１４に螺旋状のガイド溝１７を形成する加工を行うだけの簡単な構成で、スルーホール１３の大形化ひいては配線基板１１の面積の増大を招くことなく、溶融はんだ１５´の上り性を改善することができたのである。

また、本実施例では、ガイド溝１７を螺旋状に形成することで、リード１４の全周囲に渡って一本のつながった溝を形成することができる。これにより、フローはんだ付けを行うにあたり、仮に、はんだの拡散に一様性が得られないような場合が発生しても、どこかしらの螺旋のガイド溝１７にはんだが当たれば、そこにある溝からリード１４の全ての周囲に半田が充填されていくので、はんだが偏ることなく一様に毛細管現象で上がっていき、まんべんなくはんだ付けが行える。さらに、螺旋でガイド溝１７を形成しているので、加工工程でも、１本の溝掘り工程を追加するだけで、リード１４の全周囲に溝を形成することができ、加工工程を複雑化させずに上記効果を追加することができる。

図３は、本発明の第２の実施例を示すものであり、上記第１の実施例と異なる点は、リード付部品２１のリード２２、及び、そのリード２２の外面に形成されるガイド溝２３の構成にある。即ち、本実施例では、リード付部品２１のリード２２は、細幅の薄板状に構成されており、その板面の両面に、リード２２の延びる方向（図で上下方向）に直線状に延びて、複数本（例えば片面に５本）のガイド溝２３が形成されている。これらガイド溝２３についても、例えばダイスを用いた切削加工やプレス加工等により容易に形成することができる。

かかる構成においても、噴流はんだ付け時において、配線基板１１のスルーホール１３から下方に突出したリード２２の先端側に、溶融はんだ１５´が触れると、その溶融はんだ１５´はリード２２に形成された直線状のガイド溝２３内を毛細管現象によって次第に上昇していき、スルーホール１３内に上方まで入り込んでいくようになる。従って、本実施例によっても、スルーホール１３の大形化ひいては配線基板１１の面積の増大を招くことなく、はんだ付け時の溶融はんだ１５´のスルーホール１３内の上り性を改善することができ、はんだ接続部１５の接続面積を十分に確保することができて接続性を高めることができるものである。

また、この第２の実施例によれば、ガイド溝２３を縦溝で形成することで、絶対的な長さの短い複数の溝となるので、まず、毛細管現象ではんだが上がる距離を短く出来ることから、１本の溝において途中ではんだが止まってしまう可能性を低くできる。そして、例えある溝で毛細管現象により上がって来るはんだが途中で止まってしまっても、それにより他の溝のはんだの上がりが影響を受けることがないので、全体としても途中で半田が止まってしまう可能性を低くできる。よって、総合してはんだの毛細管現象による上がりが良くなる。

尚、上記第１の実施例では、丸棒状のリード１４に関して螺旋状のガイド溝１７を形成するようにしたが、このような丸棒状のリード１４にあっても、第２の実施例のような上下方向に直線状に延びるガイド溝を形成するようにしても良い。この場合、ガイド溝２３を直線状に延びると表現したが、厳密に直線状でなくとも多少曲って延びるものであっても良く、要は、溶融はんだをスルーホール内を上昇させるように案内できるものであれば良い。

また、リード付部品のリードが、例えば細線（単線）を束ねた電線（細線を撚り合せたより線等）から構成される場合には、あえて特別の加工工程によりガイド溝を形成しなくとも、単線同士間に形成される隙間をガイド溝として機能させることもできる。さらに、はんだ付け方法についても、上記した噴流式に限らず、様々な方法を採用することができる等、本発明は、上記した各実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。

本発明の第１の実施例を示すもので、配線基板にリード付部品を実装した様子を示す縦断正面図 はんだ付け時の様子を示す縦断正面図 本発明の第２の実施例を示すはんだ付け前の縦断正面図 従来例を示すもので、スルーホール内の空気の流通が確保される場合（ａ）及びスルーホール内の空気の流通が阻害される場合（ｂ）の図１相当図 他の従来例を示す図１相当図

符号の説明

図面中、１１は配線基板、１２，２１はリード付部品、１３はスルーホール、１４，２２はリード、１５ははんだ接続部、１５´は溶融はんだ、１７，２３はガイド溝を示す。

Claims (3)

1. リード付部品のリードを、配線基板の実装面側からスルーホールに挿入し、該配線基板の反対側の面からはんだ付けするようにしたリード付部品の実装構造であって、
   前記リード付部品のリードの外面に、はんだ付け時において溶融状のはんだを該リードの先端側から基端側に向けて導くためのガイド溝を設けたことを特徴とするリード付部品の実装構造。
2. 前記リード付部品のリードは丸棒状をなし、前記ガイド溝は、該リードの外面に螺旋状に延びて形成されていることを特徴とする請求項１記載のリード付部品の実装構造。
3. 前記リード付部品のリードは板状又は丸棒状をなし、前記ガイド溝は、該リードの外面に複数本が直線状に延びて形成されていることを特徴とする請求項１記載のリード付部品の実装構造。

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