JP3777608B2 - 電子部品のリード端子構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリード端子の端子構造に関するものであり、例えば、電子部品の金属リード端子構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開２０００−２１６５１７号では、２端子型電子部品のリード端子を折り曲げ、絶縁板を介して表面実装化した電子部品が開示されている。これを例にして説明する。
【０００３】
電子部品は、電子部品素子が収納された電子部品本体と、電子部品素子を電気的に外部に導出する金属製のリード端子からなる。リード端子は、その断面が円形のみからなる構成、あるいはその断面が円形であり電子部品本体の導出部分から少し下方部分からは、プレス加工により平板状に加工され、平板部を形成している構成がある。プレス加工する場合、後述の折り曲げ方向に対して行われ、１つのリード端子に対して２つの可動ダイスにより両側からプレスし、リード端子に薄肉部分が形成され、平板状に構成される。そして、前記電子部品のリード端子に絶縁板を取り付け、当該絶縁板を介して、リード端子を折り曲げ、表面実装化する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようなリード端子構成のうち、円形のみからなるリード端子では、回路基板の導電パターンとはんだにより接合される場合、平板化されたリード端子に比べて、はんだを介した回路基板との面接触領域が小さく、接合強度が低下する恐れがあった。さらに、金属リード端子を折り曲げる際に大きな力が必要となり、また折り曲げる際の方向性が出しにくいといった欠点があり、表面実装化するためにリード端子を折り曲げ加工する際の精度の向上が望まれていた。
【０００５】
また、平板状に加工されたリード端子では、リード端子の平板部分（幅広部）で回路基板の導電パターンとはんだにより接合されるが、回路基板からリード端子にかけて形成されるはんだ這い上がりが十分に形成されず、接合強度が低下する恐れがあった。さらに、近年、環境、あるいは人体への悪影響をなくすため、特開平１０−１０７４２０号に開示されているように、鉛フリー化されたはんだ材料を採用する方向にある。上述の電子部品に使用される代表的な鉛フリー化されたはんだ材料としては、例えば、錫銅系のはんだ、錫銀系のはんだがあげられるが、これらのはんだ材料は鉛を含む従来のはんだに比べてはんだぬれ性が悪く、はんだ付け性が低下するという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、はんだを介したリード端子と回路基板の導電パターンとの接合強度を向上させることができる電子部品のリード端子構造を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明の電子部品のリード端子構造は、断面が円形の線状タイプの金属リード端子が貫通固定されたベースと、前記金属リード端子に電気的に接続されてなる電子部品素子と、前記ベースに被せて前記電子部品素子を気密封止してなるキャップとを具備する電子部品があり、前記金属リード端子のアウターリード部に、幅広部と前記幅広部が形成された領域で屈曲部を形成して、回路基板との導電接続部を構成し、はんだを介して回路基板の導電パターンと接合されてなる電子部品のリード端子構造において、前記幅広部は、プレス加工により、その断面形状が底面に回路基板と対向する第１の扁平部と、側面に一対の曲率部と、上面に第２の扁平部とからなり、かつ、前記幅広部の厚みＴに対して前記第１及び第２の扁平部の幅Ｗを１．５倍から４倍に設定してなり、前記第１の扁平部及び前記一対の曲率部には鉛フリー化されたはんだ膜が形成されてなることを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、前記リード端子の幅広部において、前記底面の回路基板と対向する扁平部を有することで、はんだによる回路基板との面接触領域を確保するとともに、前記側面の曲率部を有することで、はんだによる回路基板からリード端子上端部にかけてメニスカスが十分に形成されやすくなる。さらに、前記曲率部の形状に沿ったはんだの這い上がり領域も十分に形成されるので、リード端子の幅広部におけるはんだによる回路基板の導電パターンとの接合強度を飛躍的に向上させることができる（図５参照）。
【０００９】
そして、前記リード端子の幅広部の厚みＴに対して扁平部の幅Ｗを１．５倍から４倍に設定しているので、リード端子の曲げ加工精度を低下させることなく、回路基板との接合強度を向上させることができ、実施するうえで好ましい。また、幅広部には鉛フリー化されたはんだ膜が形成されているので、電子部品の鉛フリー化対応ができるだけでなく、回路基板からリード端子の上部にかけて形成されるはんだの這い上がり性能が向上し、リード端子の幅広部におけるはんだによる回路基板の導電パターンとの接合強度がさらに高まる。
【００１０】
また、前記幅広部の扁平部により、金属リード端子の折り曲げに必要とする折り曲げ力を小さくし、リード端子の折り曲げる際の方向性を出し、折り曲げ加工精度を向上させることができる。従って、リード端子に屈曲部を具備する表面実装型電子部品の製造性が高められる。
【００１１】
また、リード端子の扁平部が上下面に形成されるので、折り曲げ加工性および折り曲げ方向性をさらに向上させる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施例について、絶縁板を介して表面実装化した水晶振動子を例にとり図面を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の第１の実施形態を示すリード端子付き水晶振動子を長辺からみた側面図、図１（ｂ）は同じく短辺方向からみた側面図であり、図２は本発明の第１の実施形態を示す表面実装型水晶振動子の斜視図である。また、図３は本発明の第１の実施形態を示すリード端子幅広部の断面図であり、図４は本発明の第１の実施形態を示す表面実装型水晶振動子の正面図である。
【００１３】
水晶振動子２は、リード端子２１，２２の植設されたベース２０と、ベース上に搭載される水晶振動素子（図示せず）と、当該水晶振動素子を含んでベース上部を被覆するキャップ２５とからなる。図示していないが水晶振動素子には励振電極が形成されており、当該励振電極は前記リード端子に電気的に接続されて外部に導出されている。
【００１４】
リード端子２１，２２は断面が円形の線状タイプであり、ベース下部から突出した部分（アウターリード部）において、幅広部２３，２４が形成されている。上記リード端子は、例えば、コバール母材にニッケルメッキ、その上部に錫鉛系のはんだ、あるいは錫銅系のはんだがディップ（浸漬）などの手法によりはんだ膜が施されている（図示せず）。幅広部は、底面に回路基板と対向する第１の扁平部２３１，２４１と、側面に曲率部２３２，２４２と、上面に第２の扁平部２３３，２４３とを形成してなり、図３に示すように、その断面形状を幅寸法に対して厚み寸法が小さく形成されたトラック形状としている。これらの形状はプレス加工により構成することができる。また、このプレス加工後、前記リード端子の幅広部２３，２４には、再びディップすることで、さらに錫鉛系のはんだ、あるいは錫銅系のはんだからなるはんだ膜Ｈが形成されている。
【００１５】
なお、前記リード端子の幅広部の厚み（曲率部の高さ）Ｔに対して扁平部の幅Ｗを１．５倍から４倍ぐらいに設定することで、リード端子の曲げ加工精度を低下させることなく、回路基板との接合強度を向上させることができるので実施するうえで好ましい。これは、前記リード端子の幅広部の厚みＴに対して扁平部の幅Ｗを１．５倍より小さく設定すると、金属リード端子の折り曲げに必要とする折り曲げ力を小さくすることができず、リード端子の折り曲げる際の方向性が出しにくくなるので、リード端子の加工精度が低下する。さらに、扁平部の幅が小さくなるので、はんだを介した回路基板との面接触領域を確保することができず、接合強度も低下する。また、前記リード端子の幅広部の厚みＴに対して扁平部の幅Ｗを４倍より大きく設定すると、曲率部の形成部分が小さくなり、この曲率によって回路基板からリード端子上端部にかけて形成されるはんだメニカスとはんだ這い上がり領域が十分に形成されず、回路基板との接合強度が極端に低下する。さらに、プレス加工で幅広部を構成する場合、リード端子の圧縮率が高まるため、リード端子に形成されたニッケルメッキに亀裂が入り、上部のはんだ膜の形成に悪影響が生じ、はんだぬれ性やはんだ這い上がり性が低下することによっても、回路基板との接合強度が極端に低下する。
【００１６】
絶縁板３は平面でみて平板に切り欠き３１，３２が形成され、全体としてＨ字形状である。この切り欠きの幅はリード端子の平板部の幅より大きく設計されており、かつ切り欠きの開口部分には係止部３３，３４が形成されている。この係止部はリード端子の過度の折り曲げによるベースとの短絡を防止する機能を有している。
【００１７】
図２は外部リード端子２１，２２に幅広部が形成された水晶振動子２と、この水晶振動子２の底面に取り付ける絶縁板３を示している。水晶振動子２の下部（底面）に接合材により絶縁板３を取り付ける。その後、矢印の方向にリード端子（２１については折り曲げ済みのものを図示）を折り曲げて、屈曲部２６，２７を形成する。このとき前述の扁平部（幅広部）開始部分が支点となって折れ曲がりが開始され、最終的に図４に示すように、リード端子２１，２２が絶縁板の切り欠き部にほぼ収納されるとともに、当該リード端子の幅広部の先端部分が回路基板との導電接続部を構成し、表面実装型水晶振動子の完成となる。
【００１８】
以上のように構成された表面実装型水晶振動子は、リード端子の導電接続部において、予めスクリーン印刷などにより回路基板の導電パターンに塗布されたクリームはんだを溶融することで、回路基板の導電パターンと接合される。
【００１９】
次に、本発明の第２の実施例について、表面実装化したシリンダータイプの水晶振動子を例にとり図面を参照して説明する。図６は本発明の第２の実施例を示す表面実装型水晶振動子の斜視図であり、図７は本発明の第２の実施形態を示すリード端子幅広部の断面図である。
【００２０】
水晶振動子４は、断面が円形の線状タイプのリード端子４１，４２の植設されたベース４０と、ベース上に搭載される水晶振動素子（図示せず）と、当該水晶振動素子を含んでベース上部を被覆するシリンダータイプのキャップ４５（ケース本体）とからなる。図示していないが水晶振動素子には励振電極が形成されており、当該励振電極は前記リード端子に電気的に接続されて外部に導出されている。このシリンダータイプの水晶振動子４では、キャップ（ケース本体）４５を横向きに配置し、横方向から突出したリード端子部分（アウターリード部）に、屈曲部４６，４７，４８，４９を形成して回路基板側へ折り曲げ、その先端の一部のみに幅広部４３，４４を形成することで、表面実装化している。
【００２１】
上記リード端子４１，４２は、例えば、コバール母材にニッケルメッキ、その上部に錫鉛系のはんだ、あるいは錫銅系のはんだがディップなどの手法によりはんだ膜が施されている（図示せず）。
【００２２】
本発明の第２の実施形態でも、前記幅広部４３，４４は、底面に回路基板と対向する第１の扁平部４３１，４４１（図示せず）と、側面に曲率部４３２，４４２と、上面に第２の扁平部４３３，４４３とを形成してなり、その断面形状を幅寸法に対して厚み寸法が小さく形成されたトラック形状としている。これらの形状はプレス加工により構成することができる。また、このプレス加工後、前記リード端子の幅広部４３，４４には、再びディップすることで、さらに錫鉛系のはんだ、あるいは錫銅系のはんだからなるはんだ膜Ｈが形成されている。
【００２３】
以上のように構成された表面実装型水晶振動子は、リード端子の幅広部において、予めスクリーン印刷などにより回路基板の導電パターンに塗布されたクリームはんだを溶融することで、回路基板の導電パターンと接合される。
【００２４】
本発明は、電子部品として水晶振動子を例示したが、各種リード端子付き電子部品にも適用できる。また、前記扁平部はリード端子部を一部切り欠くことにより形成してもよい。さらに、はんだ膜として、錫鉛系のはんだや錫銅系のはんだに限ることなく、錫メッキや鉛フリーはんだメッキなどの低融点金属であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施形態を示す側面図。
【図２】 第１の実施形態を示す斜視図。
【図３】 第１の実施形態を示すリード端子幅広部の断面図。
【図４】 第１の実施形態を示す正面図。
【図５】 本発明のリード端子幅広部におけるはんだの塗布状態を示す図。
【図６】 第２の実施例を示す斜視図。
【図７】 第２の実施形態を示すリード端子幅広部の断面図。
【符号の説明】
２、４ 水晶振動子
３ 絶縁板
２０、４０ ベース
２１、２２、４１、４２ リード端子
２５、４５ キャップ

Claims (1)

1. 断面が円形の線状タイプの金属リード端子が貫通固定されたベースと、前記金属リード端子に電気的に接続されてなる電子部品素子と、前記ベースに被せて前記電子部品素子を気密封止してなるキャップとを具備する電子部品があり、前記金属リード端子のアウターリード部に、幅広部と前記幅広部が形成された領域で屈曲部を形成して、回路基板との導電接続部を構成し、はんだを介して回路基板の導電パターンと接合されてなる電子部品のリード端子構造において、前記幅広部は、プレス加工により、その断面形状が底面に回路基板と対向する第１の扁平部と、側面に一対の曲率部と、上面に第２の扁平部とからなり、かつ、前記幅広部の厚みＴに対して前記第１及び第２の扁平部の幅Ｗを１．５倍から４倍に設定してなり、前記第１の扁平部及び前記一対の曲率部には鉛フリー化されたはんだ膜が形成されてなることを特徴とする電子部品のリード端子構造。

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