JP2004363488A

JP2004363488A - 金属同士の半田接続構造

Info

Publication number: JP2004363488A
Application number: JP2003162683A
Authority: JP
Inventors: Masashi Nagao; 正志長尾; Hisafumi Maruo; 尚史丸尾; Yasutaka Nagaoka; 保貴長岡; Takahiro Miyagawa; 貴宏宮川; Tetsuya Amano; 哲也天野; Akiyoshi Sugimoto; 明義杉本; Isamu Tei; 偉鄭
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】部品点数の増大及び基板への部品搭載位置精度の低下等を招くことなく、半田ボイドを低減させるとともに、高い接続信頼性を確保する。
【解決手段】チップ抵抗１０の電極部１２の接続表面１１は、１次電極メッキ層１５，１６の上に２次メッキ層１７を形成され、更に２次メッキ層１７の上に３次メッキ層１８を形成されている。３次メッキ層としてのＳｎメッキ層１８には、半田ボイド排出用の凹状溝１９が、チップ抵抗１０の長手方向（図中左右方向）に沿って複数、ブラシ等を用いた後処理により形成されている。凹状溝１９は、発生した半田ボイド３０を図中矢印のように外方に排出させる通路となり、半田ボイド３０を抜け易くする。また、リードフレーム２０の接続表面２１は、粗く形成されている。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば基板とチップ部品、バスバー（リードフレーム）とチップ部品、基板とバスバー、基板とＦＰＣ（ＦＦＣ）、バスバーとＦＦＣ（ＦＰＣ）、ＦＰＣとチップ部品等の部品及び基板の金属からなる接続表面同士の半田接続において、半田ボイドを低減させるための金属同士の半田接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から電子部品の半田付け方法は知られている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。図５は、特許文献１で開示されている電子部品の半田付け方法を示す図である。
【０００３】
図５に示したように、電子部品の半田付け方法では、特性の異なる２種類の半田１００，１０１（半田ペースト１００、一対の半田チップ１０１）を基板１０２とパワートランジスタ１０３との間に介在させ、半田接続を行う。各半田チップ１０１は、半田ペースト１００より融点が高く、且つ高さを半田ペースト１００の厚さより大きくなるように形成されており、図中右側の半田チップ１０１の融点が図中左側の半田チップ１０１の融点より低い。これら半田ペースト１００及び各半田チップ１０１の融点の相違により、パワートランジスタ１０３を基板１０２に対して傾けた状態で溶融半田面に接触させ、ボイド抜けを良くしている。
【０００４】
図６（ａ）〜（ｃ）は、特許文献２で開示されている半田付け方法を示す図である。図６（ａ）〜（ｃ）に示したように、半田付け方法では、半田接続パターン１１０と部品１１１との間に融点の異なる２種類の半田１１２，１１３（半田チップ１１２、半田箔１１３）を置き、融点の高い半田チップ１１２を融点の低い半田箔１１３より厚く形成している。そして、部品１１４を融点の高い半田チップ１１２により保持させた状態で、融点の低い半田箔１１３を溶融させた後、融点の高い半田チップ１１２を溶融させることにより、半田付けを行っている。これにより、１回の半田付けで部品接続部下面にボイドを発生させることなく、半田付けを可能としている。
【０００５】
図７〜図９は、特許文献３で開示されている半田付け方法を示す図である。図７〜図９に示したように、従来のチップ抵抗１２０及び基板１２１の金属からなる接続表面同士を半田接続する金属同士の半田接続構造では、チップ抵抗１２０の図７中左右両端部に設けられた電極部１２２（図中Ａ部）が、基板１２１上に半田接続される。
【０００６】
チップ抵抗１２０の電極部１２２において、セラミック製基板１２３の図８中右端部における図８中上面には、銀Ａｇ−鉛Ｐｂ（ガラス系）層１２４が形成されるとともに、図８中下面には、銀Ａｇ（ガラス系）層１２５が印刷により形成されている。また、セラミック製基板１２３の図７中上下面の端面から側端面（図８中右側端面）全体を覆うように、銀Ａｇ（樹脂系）層１２６が印刷により形成され、銀Ａｇ（ガラス系）層１２５及び銀Ａｇ（樹脂系）層１２６により、チップ抵抗１２０の図８中下面に１次電極メッキ層が形成されている。更に、上述した各層上には、２次メッキ層としてのＮｉメッキ層１２７、及び３次メッキ層としてのＳｎメッキ層１２８が形成されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００―６８６３７号公報（第３頁、第３図）
【特許文献２】
特開平８―２９３６７０号公報（第３頁、第１図）
【特許文献３】
特開平５―２６７０２４号公報（第２頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の図５に示す電子部品の半田付け方法、及び図６（ａ）〜（ｃ）に示す半田付け方法では、いずれの場合でも２種類の半田（半田ペースト１００、一対の半田チップ１０１（図５参照）、半田チップ１１２、半田箔１１３（図６参照））を使用する必要があるため、部品点数及び工数の増大を招き、コストを増大させるという問題があった。また、図５に示す電子部品の半田付け方法では、パワートランジスタ１０３を基板１０２に対して傾けて半田接続されるため、パワートランジスタ１０３の搭載位置のズレや傾きを生じる恐れがあり、部品搭載位置の精度が低いという問題があった。
【０００９】
更に、図７〜図９に示した金属同士の半田接続構造では、チップ抵抗１２０の接続表面（図８中下面）に、１次電極メッキ層を形成する銀Ａｇ（ガラス系）層１２５の図８中下方への突出に起因して形状的な凹凸が大きく、チップ抵抗１２０と基板１２１との半田接続の際、半田１３０の半田ボイド１３１が抜け難いという問題があった。
【００１０】
本発明は、部品及び基板の金属からなる接続表面同士の半田接続において、部品点数の増大及び基板への部品搭載位置精度の低下等を招くことなく、半田ボイドを低減させることができ、高い接続信頼性を確保することができる金属同士の半田接続構造を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の金属同士の半田接続構造は、部品及び基板の金属からなる接続表面同士を半田接続する金属同士の半田接続構造において、前記部品の接続表面側に半田ボイド排出用の凹状溝が、前記部品の長手方向に沿って少なくとも１個形成されるとともに、前記基板の接続表面が粗く形成されることを特徴とする。
前記凹状溝については、凹状であればいかなる断面形状であってもよく、例えばＵ字状、Ｖ字状等が考えられる。
【００１２】
前記構成の金属同士の半田接続構造によれば、部品の接続表面に半田ボイド排出用の凹状溝が、部品の長手方向に沿って少なくとも１個形成されるので、部品及び基板を半田接続する際、半田ボイドが凹状溝を介して外方に排出され、半田ボイドが抜け易くなる。また、基板の接続表面が粗く形成されるので、部品及び基板を半田接続する際、フラックスの濡れ広がり性及び半田濡れ性が良くなる。したがって、半田ボイドが低減され、高い接続信頼性が確保される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の金属同士の半田接続構造の一実施形態を図１〜図４に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態である金属同士の半田接続構造をリードフレームとチップ抵抗との半田接続に適用された例を示す斜視図、図２は図１のチップ抵抗を単体で示す斜視図、図３は図１のリードフレームとチップ抵抗との半田接続部分を示す要部拡大断面図、図４は図３のチップ抵抗の底面図である。
【００１５】
図１〜図４に示すように、本実施形態の金属同士の半田接続構造では、チップ抵抗１０及びリードフレーム２０の金属からなる接続表面１１，２１同士が半田接続される。チップ抵抗１０の電極部１２の接続表面１１は、１次電極メッキ層１５，１６の上に２次メッキ層１７が形成され、更に２次メッキ層１７の上に３次（表面）メッキ層１８が形成されている。また、リードフレーム２０の接続表面２１は、粗く形成されている。
【００１６】
すなわち、図３に示すように、チップ抵抗１０の電極部１２において、セラミック製基板１３の図３中右端部における図３中上面には、銀Ａｇ−鉛Ｐｂ（ガラス系）層１４（厚さ５μｍ）が形成されるとともに、図３中下面には、銀Ａｇ（ガラス系）層１５（厚さ２〜３μｍ）が印刷により形成される。また、セラミック製基板１３の図３中上下面の端面から側端面（図３中右側端面）全体を覆うように、銀Ａｇ（樹脂系）層１６（厚さ５μｍ）が印刷により形成され、銀Ａｇ（ガラス系）層１５及び銀Ａｇ（樹脂系）層１６により、チップ抵抗１０の図３中下面に１次電極メッキ層が形成される。更に、上述した各層１４，１５，１６上には、２次メッキ層としてのＮｉメッキ層１７（厚さ１０μｍ）、及び３次メッキ層としてのＳｎメッキ層１８（厚さ７〜８μｍ）が形成される。
【００１７】
３次メッキ層としてのＳｎメッキ層１８には、半田ボイド排出用の凹状溝１９が、チップ抵抗１０の長手方向（図４中左右方向）に沿って複数（図４では４個）、ブラシ等を用いた後処理により形成されている。凹状溝１９は、例えば断面視Ｕ字状に形成されており、発生した半田ボイド３０を図４中矢印のように外方に排出させる通路となり、半田ボイド３０を抜け易くする。
【００１８】
本実施形態の作用を説明する。
チップ抵抗１０の接続表面１１に半田ボイド排出用の凹状溝１９が形成されるので、チップ抵抗１０及びリードフレーム２０を半田接続する際、半田ボイド３０が凹状溝１９を介して外方に排出される。したがって、半田ボイド３０が抜け易くなる。また、リードフレーム２０の接続表面２１が粗く形成されるので、チップ抵抗１０及びリードフレーム２０を半田接続する際、フラックスの濡れ広がり性及び半田濡れ性が良くなる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の金属同士の半田接続構造によれば、部品及び基板の金属からなる接続表面同士の半田接続において、部品の接続表面側に半田ボイド排出用の凹状溝が部品の長手方向に沿って少なくとも１個形成されるとともに、基板の接続表面が粗く形成される。したがって、部品点数の増大及び基板への部品搭載位置精度の低下等を招くことなく、半田ボイドを低減させることができ、高い接続信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の本実施形態である金属同士の半田接続構造をリードフレームとチップ抵抗との半田接続に適用された例を示す斜視図である。
【図２】図１のチップ抵抗を単体で示す斜視図である。
【図３】図１のリードフレームとチップ抵抗との半田接続部分を示す要部拡大断面図である。
【図４】図３のチップ抵抗の底面図である。
【図５】特許文献１で開示されている電子部品の半田付け方法を示す要部断面図である。
【図６】特許文献２で開示されている半田付け方法を示す要部断面図である。
【図７】従来の金属同士の半田接続構造を示す断面図である。
【図８】図７のＡ部拡大断面図である。
【図９】図８のチップ抵抗の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１０部品（チップ抵抗）
１１接続表面
１２電極部
１３セラミック製基板
１４銀Ａｇ−鉛Ｐｂ（ガラス系）層
１５銀Ａｇ（ガラス系）層（１次電極メッキ層）
１６銀Ａｇ（樹脂系）層（１次電極メッキ層）
１７Ｎｉメッキ層（２次メッキ層）
１８Ｓｎメッキ層（３次メッキ層）
１９半田ボイド排出用の凹状溝
２０基板（リードフレーム）
２１接続表面
３０半田ボイド

Claims

部品及び基板の金属からなる接続表面同士を半田接続する金属同士の半田接続構造において、
前記部品の接続表面側に半田ボイド排出用の凹状溝が、前記部品の長手方向に沿って少なくとも１個形成されるとともに、前記基板の接続表面が粗く形成されることを特徴とする金属同士の半田接続構造。