JP2003086916A

JP2003086916A - 電子部品のリード構造

Info

Publication number: JP2003086916A
Application number: JP2001274633A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kondo; 弘之近藤; Shigeo Harada; 繁夫原田
Original assignee: Toyo Communication Equipment Co Ltd
Current assignee: Toyo Communication Equipment Co Ltd
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2003-03-20

Abstract

(57)【要約】【課題】鉛フリーハンダを用いたフロー方式により、リ
ード付き電子部品をハンダ接続する際に、リフトオフ現
象の発生を防ぐ手段を提供することを目的とする。【解決手段】図１において、（ａ）は、電子部品の全体
像を示し、（ｂ）は、電子部品のリード部分６の断面図
を示し、（ｃ）は、電子部品のリード部分６を斜視した
側面図を示す。同図に示すように本実施例は、電子部品
のリード部分６を４つに分割カットし、リードを複数本
に分割した構成例を示す。本実施例の如く１本のリード
を複数本に分割カットした理由は、鉛フリーハンダを用
いてフロー方式によるハンダ付けを行った際に、電子部
品のリードを分割し複数本とすることにより、ハンダが
冷却する時に生じる応力を個々のリードを変形させて吸
収し、リフトオフ現象の発生を防ぐことにある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はリフトオフ対策を施
した電子部品のリード構造に関し、特にフロー方式で電
子部品のハンダ付けを行う際に、鉛フリーハンダを使用
しても接続不良を発生させない電子部品のリード構造に
関する。

【０００２】

【従来の技術】配線基板に電子部品を搭載してハンダ接
続を行う方法の一つにフロー方式がある。フロー方式に
よるハンダ付けは、溶融したハンダに配線基板等のハン
ダ付け面を接触、或いは浸漬させてハンダ付けを行うも
ので、リード付き電子部品等を大量にハンダ付けを行う
際に有効である。図４は、配線基板に電子部品を搭載し
てフロー方式によるハンダ接続を行う際の概要を示すフ
ローチャートである。同図を説明すると、先ず、配線基
板に所定の電子部品を搭載してリードは所定の長さに切
断する（ステップ１）。次に、配線基板のハンダ付け面
に、ハンダの濡れ性が良くなるようフラックスを塗布す
る（ステップ２）。その後、配線基板は、ハンダ付けを
行う準備温度に予熱した後（ステップ３）、フローハン
ダ付けを行う（ステップ４）。フローハンダ付けは、所
定の温度で溶融しているハンダを満たしたハンダ槽に、
予熱した配線基板のハンダ付け面を接触させて行う。そ
こで、次に、配線基板を洗浄して（ステップ５）、残留
するフラックス等を取り除き、フロー方式のハンダ付け
は完了する。

【０００３】フローハンダ付けに使用するハンダとし
て、一般的にＳｎ−Ｐｂ共晶ハンダが用いられている。
Ｓｎ−Ｐｂ共晶ハンダは、溶融温度が通常の電子部品に
障害を与える温度より低いことやハンダ付け性、ハンダ
接続強度に優れ、コストも安いという特徴を備えてい
る。

【０００４】近年、環境問題に対する意識が高まり、有
害物質の排出の規制が進んでいる。電子業界において
は、鉛を主な構成成分とするものや、ハンダ、メッキ等
鉛を含んだ物質が広く使用されているが、鉛は有害物質
であり、電子機器においても鉛フリー化が求められつつ
ある。そこで、従来から用いられているＳｎ−Ｐｂ共晶
ハンダを用いたフローハンダ付けにかわり、鉛フリーハ
ンダを用いたフローハンダ付けが注目され、研究実用化
されつつある。鉛フリーハンダとしては、Ｓｎ−Ａｇ系
やＳｎ−Ｃｕ系等があるが、これらの鉛フリーハンダ
は、溶融温度が従来のＳｎ−Ｐｂ共晶ハンダに比べて高
いこともあり、溶融温度を下げるため添加物としてＢｉ
が加えられていることが多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｓｎ系
合金からなる鉛フリーハンダは、前述したように添加物
としてＢｉが加えられることが多いが、添加物を加えた
鉛フリーハンダは、フローハンダ付け後の冷却時にＳｎ
とＢｉとの凝固時間に差が有ることから、ハンダ接続個
所において、多方向への収縮力が発生し、それらの複雑
な因子が絡み合って応力が生じ、リフトオフ現象が発生
する。そのため、ハンダ付けの信頼性が低下し、鉛フリ
ーハンダを採用するにあたって問題となっていた。

【０００６】図５は、従来の電子部品を、鉛フリーハン
ダを用いてフロー方式によりハンダ接続した際に、生じ
るリフトオフ現象の発生メカニズムを示す図である。同
図を説明すると、（ａ）は、配線基板にリード付き電子
部品２を搭載した例である。（ｂ）から（ｄ）は、電子
部品２のリードを、鉛フリーハンダを用いて接続固定し
た様子を示す拡大図の例である。（ｂ）は、配線基板１
に設けたスルーホールを構成するランド３に、電子部品
のリード４を挿入した状態である。次に、電子部品を挿
入した配線基板のハンダ付け面に、フロー方式により鉛
フリーハンダを接触させると（ｃ）に示したように、配
線基板のスルーホールを構成するランド部に溶融した鉛
フリーハンダ５が充填される。前述したように、この
時、鉛フリーハンダが凝固する過程に於いて応力が発生
し、接続状態の弱い部分にリフトオフ現象が生ずる。

【０００７】（ｃ）によりリフトオフ現象を説明する
と、鉛フリーハンダが凝固する過程において、鉛フリー
ハンダは、図に示した矢印ののように、ハンダ接続部
の端から中央に向かう方向に、矢印ののようにハンダ
接続部の表面から深部に向かう方向に、矢印ののよう
にハンダ接続部の中央から端へ向かう方向に夫々収縮し
ようとする応力が発生する。そこで、この応力により
（ｄ）に示した如く接続状態の一番弱い部分にリフトオ
フ現象が発生する。（ｄ）は、図に示した矢印のによ
る応力に起因するリフトオフ現象の例で、矢印Ａは、ス
ルーホールを構成するランドから鉛フリーハンダが剥離
して凝固した場合であるフィレット剥離を示し、矢印Ｂ
は、配線基板からスルーホールを構成するランドが剥離
したランド剥離を夫々示す。

【０００８】これらのリフトオフ現象は、鉛フリーハン
ダに含有する材料の検討や、配線基板、電子部品等の材
質やメッキの設計変更等の対策検討が多数なされている
ものの、根本的な対策案がないのが現状である。本発明
は、上述したような従来の鉛フリーハンダを用いたハン
ダ接続方法が抱えている問題を解決するためになされた
ものであって、鉛フリーハンダを用いてフロー方式によ
るハンダ接続を行う際に、リフトオフ現象の発生を防ぐ
手段を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係わる電子部品のリード構造は、以下の構成
をとる。請求項１記戴の電子部品のリード構造は、配線
基板に搭載して電子回路を構成するリード付き電子部品
であって、前記電子部品のリード部分を先端から複数に
分割カットし、ハンダ接続時のリフトオフ現象を防止す
るよう構成する。

【００１０】請求項２記戴の電子部品のリード構造は、
配線基板に搭載して電子回路を構成するリード付き電子
部品であって、前記電子部品のリード部分を複数のリー
ドに細分化し、ハンダ接続時のリフトオフ現象を防止す
るよう構成する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図示した実施例に基づいて
本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る電子部
品のリード構造において、第一の実施例を示す外形図で
ある。同図の（ａ）は、電子部品の全体像を示し、
（ｂ）は、電子部品のリード部分６の断面図を示し、
（ｃ）は、電子部品のリード部分６を斜視した側面図を
示す。同図に示すように本実施例は、電子部品のリード
部分６を４つに分割カットし、リードを複数本に分割し
た構成例を示す。本実施例の如く１本のリードを複数本
に分割カットした理由は、鉛フリーハンダを用いてフロ
ー方式によるハンダ付けを行った際に、電子部品のリー
ドを分割し複数本とすることにより、ハンダが冷却する
時に生じる応力を個々のリードを変形させて吸収し、リ
フトオフ現象の発生を防ぐことにある。電子部品のリー
ドは、少なくとも２分割以上の複数が必要であり、分割
数が大きいほどリードに加わる応力に対して柔軟に対応
でき、リフトオフ現象の起因となる応力の吸収に優れて
いる。

【００１２】図２は、本発明に係わるリードを備えた電
子部品を、鉛フリーハンダを用いてフロー方式によりハ
ンダ接続した際に、生じるリフトオフ現象を防止するメ
カニズムを示す図である。同図を説明すると、（ａ）
は、配線基板に本発明に係わるリード付きの電子部品７
を搭載した例である。（ｂ）から（ｄ）は、電子部品の
リードを、鉛フリーハンダを用いて接続固定した様子を
示す拡大図の例である。（ｂ）は、配線基板１に設けた
スルーホールを構成するランド３に、本発明に係わる電
子部品のリード８を挿入した状態を示す図であり、電子
部品のリード８は、２分割されている場合の実施例であ
る。次に、電子部品を挿入した配線基板のハンダ付け面
に、フロー方式により鉛フリーハンダを接触させると
（ｃ）に示したように、配線基板のスルーホールを構成
するランド部に溶融した鉛フリーハンダ５が充填され
る。前述したように、この時、鉛フリーハンダが凝固す
る過程に於いて応力が発生し、接続状態の弱い部分にリ
フトオフ現象が生じやすくなる。

【００１３】その応力について（ｃ）を用いて説明する
と、鉛フリーハンダが凝固する過程において、鉛フリー
ハンダは、図に示した矢印ののように、ハンダ接続部
の端から中央に向かう方向に、矢印ののようにハンダ
接続部の表面から深部に向かう方向に、矢印ののよう
にハンダ接続部の中央から端へ向かう方向に夫々収縮し
ようとする応力が発生する。そこで、本発明において
は、電子部品のリードを複数の本数に分割カットしたの
で、（ｄ）に示す如く、分割カットされた夫々のリード
が応力を緩和するように応力が発生している方向に変形
することにより、スルーホールを構成するランドから鉛
フリーハンダが剥離して凝固したフィレット剥離や、配
線基板からスルーホールを構成するランドが剥離したラ
ンド剥離等といったリフトオフ現象を防止することが出
来る。

【００１４】図３は、本発明に係る電子部品のリード構
造において、第二の実施例を示す外形図である。同図の
（ａ）は、電子部品の全体像を示し、（ｂ）は、電子
部品のリード部分９の断面図を示し、（ｃ）は、電子部
品のリード部分９を斜視した側面図を示す。同図に示す
ように本実施例は、電子部品のリード部分８を４本の細
いリード線を合わせて構成し、リードを複数の本数に細
分化した例を示す。本実施例においても、第一の実施例
と同様に、複数の本数に細分化された夫々のリードが、
応力を緩和するように変形することにより、スルーホー
ルを構成するランドから鉛フリーハンダが剥離して凝固
したフィレット剥離や、配線基板からスルーホールを構
成するランドが剥離したランド剥離等といったリフトオ
フ現象を防止することが出来る。電子部品のリードは、
少なくとも２本以上の複数が必要であり、本数が大きい
ほどリードに加わる応力に対して柔軟に対応でき、リフ
トオフ現象の起因となる応力の吸収に優れている。

【００１５】

【発明の効果】本発明は上述したように、鉛フリーハン
ダを用いたハンダ付けにおいて、リフトオフ現象を発生
させる応力を緩和することが可能であり、配線基板や、
電子部品の材質或いはメッキ等を変更することなくリフ
トオフ現象の発生が抑制され、ハンダ付けの信頼性が向
上することから、電子機器の製造において大きな効果を
発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子部品のリード構造において、
第一の実施例を示す外形図である。

【図２】本発明に係わるリードを備えた電子部品を、鉛
フリーハンダを用いてフロー方式によりハンダ接続した
際に、生じるリフトオフ現象を防止するメカニズムを示
す図である。

【図３】本発明に係る電子部品のリード構造において、
第二の実施例を示す外形図である。

【図４】配線基板に電子部品を搭載してフロー方式によ
るハンダ接続を行う際の概要を示すフローチャートであ
る。

【図５】従来の電子部品を、鉛フリーハンダを用いてフ
ロー方式によりハンダ接続した際に、生じるリフトオフ
の発生メカニズムを示す図である。

【符号の説明】

１・・配線基板、２・・リード付き
電子部品、３・・ランド、４・・
リード、５・・鉛フリーハンダ、６・・リ
ード、７・・リード付き電子部品、８・・
リード、９・・リード

フロントページの続きＦターム(参考） 5E077 BB12 CC16 CC22 DD01 FF17 JJ01 JJ05 5E319 AA02 AB01 AC01 BB01 CC23 GG03 5E336 AA01 CC03 EE02 GG06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配線基板に搭載して電子回路を構成するリ
ード付き電子部品であって、前記電子部品のリード部分を先端から複数に分割カット
し、ハンダ接続時のリフトオフ現象を防止したことを特
徴とする電子部品のリード構造。
【請求項２】配線基板に搭載して電子回路を構成するリ
ード付き電子部品であって、前記電子部品のリード部分を複数のリードに細分化し、
ハンダ接続時のリフトオフ現象を防止したことを特徴と
する電子部品のリード構造。