JP2006100408A - 挿入部品およびそのはんだ付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ランド剥離、断線およびクラックなどの不具合を未然に防止することができる挿入部品およびそのはんだ付け構造を提供する。
【解決手段】 プリント配線板１１に実装すべき実装部品１３のボディから所定小距離突出するリード１０に、押え手段としての鍔部１２を付設し、該鍔部１２は、プリント配線板１１の一表面部１１ｂに設けられるランド１４を押さえ、かつ、はんだ上がり量を抑制する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、挿入部品およびそのはんだ付け構造に関し、スルーホール部品をたとえばフローディップ工法などを用いてはんだ付けする際に好適に用いられる技術に関する。

本発明において、「略垂直」は垂直を含む。本発明において、「パターン」とは、基板上に形成される導電性の図形および非導電性の図形と同義である。

図８は、従来の基板１と挿入部品２とはんだ３との関係を概略示す断面図である。図９は、従来技術に係り、はんだ付け後の基板１と挿入部品２とはんだ３との関係を概略示す断面図である。回路基板１にスルーホール４を形成しておき、このスルーホール４に導体ピン２（スルーホール部品２）を挿入し、該スルーホール部品２をたとえばフローディップ工法などを用いてはんだ付けする技術が実用に供されている（たとえば特許文献１参照）。

特開平６−１６９１７１号公報

前記スルーホール部品２（単に、部品２と称す）をはんだ付けする場合において、溶融したはんだ３が凝固する際に、次の（１）、（２）の理由によって基板１のランド５が剥離する現象、これにより基板１においてパターンが断線する、スルーホール４を成すコーナー６にクラックが入るという不具合が発生する。このような現象は、特に実装部品７に臨む基板１の一表面部で顕著に発生する。
（１）部品２とはんだ３との線膨張係数の差に起因して、溶融したはんだ３が凝固する際の温度変化に伴う応力が部品２およびはんだ３に生じる。（２）はんだ３と基板１との線膨張係数の差に起因する応力がはんだ３および基板１に生じる。

本発明の目的は、ランド剥離、断線およびクラックなどの不具合を未然に防止することができる挿入部品およびそのはんだ付け構造を提供することである。

本発明は、基板の厚み方向に挿入する挿入部品であって、
前記挿入部品には、前記基板の一表面部に設けられるランドを押さえ、かつ、はんだ上がり量を抑制する押え手段が付設されることを特徴とする挿入部品である。

本発明に従えば、挿入部品には押え手段が付設される。基板の一表面部にはランドが設けられる。前記押え手段は、このランドを押さえ、かつ、はんだ上がり量を抑制する。このようにランドを押え手段で押さえ込むことで、基板からランドが剥離することを防止する。さらに、はんだ上がり量を前記押え手段でもって抑制することで、はんだの体積を制限する。

また本発明は、前記押え手段には、はんだ付け時のガス抜き用の孔または間隙が、さらに形成されていることを特徴とする。
本発明に従えば、孔または間隙によってはんだ付け時のガスが抜ける。

また本発明は、前記押え手段は、前記挿入部品の軸線方向に略垂直な仮想平面を含む鍔部であることを特徴とする。

本発明に従えば、押え手段は鍔部である。この鍔部は、挿入部品の軸線方向に略垂直な仮想平面を含む。このような鍔部でランドを押さえ込み、はんだ上がり量を抑制し得る。

また本発明は、前記押え手段は、前記挿入部品に対しその軸線方向に略垂直な半径方向外方に突出する突出部であることを特徴とする。

本発明に従えば、押え手段は突出部である。この突出部は、挿入部品に対しその軸線方向に略垂直な半径方向外方に突出する。このような突出部でランドを押さえ込み、はんだ上がり量を抑制し得る。

また本発明は、基板に挿入されはんだ付けされる挿入部品のはんだ付け構造であって、
実装されるべき部品に臨む前記基板の一表面部に設けられるランドを押さえ、かつ、はんだ上がり量を抑制し得る前記挿入部品を有することを特徴とする挿入部品のはんだ付け構造である。

本発明に従えば、挿入部品は、基板に挿入されはんだ付けされる。前記基板の一表面部には、ランドが設けられる。前記挿入部品は、このランドを押さえ、かつはんだ上がり量を抑制する。このようにランドを挿入部品で押さえ込むことで、基板からランドが剥離することを防止する。さらに、はんだ上がり量を前記挿入部品でもって抑制することで、はんだの体積を制限する。

本発明によれば、押え手段は、ランドを押さえ、かつ、はんだ上がり量を抑制する。このようにランドを押え手段で押さえ込むことで、基板からランドが剥離することを防止することができる。さらに、はんだ上がり量を前記押え手段でもって抑制することで、はんだの体積を制限することができる。したがって部品とはんだとの熱膨張差、はんだと基板との熱膨張差に起因する、ランド剥離、断線およびクラックなどの不具合を未然に防止することが可能となる。

また本発明によれば、孔または間隙によってはんだ付け時のガスが抜けるので、はんだ上がり不足を防止することができる。したがってはんだ付け強度の向上を図ることが可能となる。

また本発明によれば、鍔部は、挿入部品の軸線方向に略垂直な仮想平面を含む。このような鍔部でランドを押さえ込み、はんだ上がり量を抑制し得る。したがってランド剥離、断線およびクラックなどの防止を実現することができる。

また本発明によれば、突出部は、挿入部品に対しその軸線方向に略垂直な半径方向外方に突出する。このような突出部でランドを押さえ込み、はんだ上がり量を抑制し得る。したがってランド剥離、断線およびクラックなどの防止を実現することができる。

また本発明によれば、挿入部品は、ランドを押さえ、かつ、はんだ上がり量を抑制する。このようにランドを挿入部品で押さえ込むことで、基板からランドが剥離することを防止することができる。さらに、はんだ上がり量を前記挿入部品でもって抑制することで、はんだの体積を制限することができる。したがって部品とはんだとの熱膨張差、はんだと基板との熱膨張差に起因する、ランド剥離、断線およびクラックなどを未然に防止することが可能となる。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。また構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。また実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る挿入部品１０および基板１１の断面図である。図２は、鍔部１２を備える挿入部品１０の斜視図である。図３は、鍔部１２を備える挿入部品１０を別方向から見た斜視図である。以下の説明は、リードのはんだ付け構造の説明をも含む。本実施形態において、プリント配線板１１にスルーホール１１ａを形成しておき、このスルーホール１１ａにリード１０を挿入し、該リード１０をたとえばフローディップ工法などを用いてはんだ付けするようになっている。

前記プリント配線板１１に実装すべき実装部品１３のボディから所定小距離突出するリード１０には、押え手段としての鍔部１２が付設されている。この鍔部１２は前記リード１０に一体に付設されている。本実施形態においては、鍔部１２はリード１０に一体に付設されているが、必ずしもこの形態に限定されるものではない。鍔部１２をリード１０に別体に付設してもよい。前記プリント配線板１１が「基板」に相当する。前記リード１０が「挿入部品」に相当する。

鍔部１２は、プリント配線板１１の一表面部１１ｂに設けられるランド１４を押さえ、かつ、はんだ上がり量を抑制するものである。この鍔部１２は、リード１０の長手方向中間付近部において実装部品１３のボディに近接するように設けられている。鍔部１２は、鍔本体１５と外周壁部１６とを有し、これらは一体形成されている。これら鍔本体１５および外周壁部１６のうち、鍔本体１５は、リード１０の軸線方向Ｌに略垂直な仮想平面を含むように形成されている。外周壁部１６は、鍔本体１５の外周縁部から軸線方向一方（矢符Ｌ１にて表記する）に所定小距離立上がる壁部を成す。ランド１４に臨む外周壁部１６の表面部分が、前記ランド１４を押さえるようになっている。このような鍔本体１５および外周壁部１６によって、鍔部１２は有底円筒状となるように形成されている。

前記鍔本体１５には、はんだ付け時のガス抜き用の複数の貫通孔１５ａがたとえば円周方向一定間隔おきに形成されている。これら貫通孔１５ａは、スルーホール１１ａの直径の外周付近にそれぞれ配設されている。前記貫通孔１５ａは、「孔」と同義である。本実施形態においては、複数の貫通孔１５ａが形成されているが、単一の貫通孔であってもよい。複数の貫通孔の配設箇所は、円周方向一定間隔おきに限定されるものではない。

はんだ１７として、たとえば有鉛はんだまたは鉛フリーはんだが用いられる。有鉛はんだは、たとえば線膨張係数２２．８ｐｐｍ、弾性率２５．８ＧＰａのものが適用される。ただし前記線膨張係数および弾性率に必ずしも限定されるものではない。鉛フリーはんだは、たとえばＳｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｂｉ系およびＳｎ−Ｂｉ−Ａｇ系の少なくともいずれか一つの組成のものが適用される。また鉛フリーはんだは、たとえば線膨張係数２１．３ｐｐｍ、弾性率４１．６ＧＰａのものが適用される。ただし鉛フリーはんだは、前述の組成のもの、前記線膨張係数および弾性率に必ずしも限定されるものではない。鍔部１２とランド１４とリード１０とで囲繞される環状空間に、はんだ１７が充填される。

以上説明した第１の実施形態に係るリード１０によれば、鍔部１２の外周壁部１６はランド１４を押さえ、かつ、はんだ上がり量を抑制する。このようにランド１４を鍔部１２で押さえ込むことで、プリント配線板１１からランド１４が剥離することを防止することができる。さらにはんだ上がり量を前記鍔部１２でもって抑制することで、はんだ１７の体積を制限することができる。したがってリード１０とはんだ１７との熱膨張差、はんだ１７とプリント配線板１１との熱膨張差に起因する、ランド剥離、段線およびクラックなどの不具合を未然に防止することが可能となる。

また鍔本体１５に貫通孔１５ａが形成されていることによって、はんだ付け時のガスが抜けるので、はんだ上がり不足を防止することができる。したがってリード１０とはんだ１７との接触面積が従来のものより大きくなり、はんだ付け強度の向上を図ることが可能となる。各貫通孔１５ａは、スルーホール１１ａの直径の外周付近にそれぞれ配設されているので、はんだ付け時のガスを効果的に抜くことができる。

図４は、本発明の第２の実施形態に係る挿入部品１０Ａおよび基板１１の断面図であり、図５は、突出部１８を備える挿入部品１０Ａの斜視図である。リード１０Ａには、押え手段としての複数の突出部１８が付設されている。これら突出部１８は前記リード１０Ａに一体に形成されている。突出部１８をリード１０Ａに別体に付設してもよい。

複数の突出部１８は、円周方向一定間隔おきに配設されるうえ、リード１０Ａに対しその軸線方向Ｌに略垂直な半径方向外方に突出する。各突出部１８は三角柱状に形成され、その一側壁部がリード１０Ａの軸線方向Ｌに沿って配設されるとともに、他側壁部がランド１４を押さえるようになっている。複数の突出部１８のうち円周方向に隣接する突出部１８間には、ガス抜き用の間隙１８ａが形成される。

以上説明した第２の実施形態に係るリード１０Ａによれば、複数の突起部１８の他側壁部はランド１４を押さえ、かつ、はんだ上がり量を抑制する。このようにランド１４を複数の突起部１８で押さえ込むことで、プリント配線板１１からランド１４が剥離することを防止することができる。さらにはんだ上がり量を前記突起部１８でもって抑制することで、はんだ１７の体積を制限することができる。したがってリード１０Ａとはんだ１７との熱膨張差、はんだ１７とプリント配線板１１との熱膨張差に起因する、ランド剥離、段線およびクラックなどの不具合を未然に防止することが可能となる。また前記間隙１８ａによって、はんだ付け時のガスが抜けるので、はんだ上がり不足を防止することができる。したがってリード１０Ａとはんだ１７との接触面積が従来のものより大きくなり、はんだ付け強度の向上を図ることが可能となる。

図６は、本発明の第３の実施形態に係る挿入部品１０Ｂおよび基板１１の断面図であり、図７は、リング１９を備える挿入部品１０Ｂの斜視図である。リード１０Ｂには、複数のリブ２０を介してリング１９が付設されている。これらリブ２０およびリング１９は、前記リード１０Ｂに一体に形成されている。複数のリブ２０およびリング１９が押え手段に相当する。リブ２０またはリング１９をリード１０Ｂに別体に付設してもよい。

複数のリブ２０は、円周方向一定間隔おきに配設される。各リブ２０の基端部はリード１０Ｂに固着され、各リブ２０の先端部はリング１９に固着される。つまり各リブ２０は、その基端部から軸線方向一方に向かうに従って半径方向外方に斜めに延びてリング１９に固着される。ランド１４に臨むリング１９の表面部分が、前記ランド１４を押さえるようになっている。複数のリブ２０のうち円周方向に隣接するリブ２０間には、ガス抜き用の間隙２０ａが形成される。

以上説明した第３の実施形態に係るリード１０Ｂによれば、リング１９の表面部分はランド１４を押さえ、かつ、はんだ上がり量を抑制する。このようにランド１４をリング１９で押さえ込むことで、プリント配線板１１からランド１４が剥離することを防止することができる。さらにはんだ上がり量を、複数のリブ２０およびリング１９でもって抑制することで、はんだ１７の体積を制限することができる。したがってリード１０Ｂとはんだ１７との熱膨張差、はんだ１７とプリント配線板１１との熱膨張差に起因する、ランド剥離、段線およびクラックなどの不具合を未然に防止することが可能となる。また前記間隙２０ａによって、はんだ付け時のガスが抜けるので、はんだ上がり不足を防止することができる。したがってリード１０Ｂとはんだ１７との接触面積が従来のものより大きくなり、はんだ付け強度の向上を図ることが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る挿入部品１０および基板１１の断面図である。 鍔部１２を備える挿入部品１０の斜視図である。 鍔部１２を備える挿入部品１０を別方向から見た斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る挿入部品１０Ａおよび基板１１の断面図である。 突出部１８を備える挿入部品１０Ａの斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る挿入部品１０Ｂおよび基板１１の断面図である。 リング１９を備える挿入部品１０Ｂの斜視図である。 従来の基板１と挿入部品２とはんだ３との関係を概略示す断面図である。 従来技術に係り、はんだ付け後の基板１と挿入部品２とはんだ３との関係を概略示す断面図である。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂ リード
１１ プリント配線板
１２ 鍔部
１４ ランド
１５ａ 貫通孔
１７ はんだ
１８ 突出部
１８ａ 間隙
１９ リング
２０ リブ
２０ａ 間隙
Ｌ 軸線方向

Claims (5)

1. 基板の厚み方向に挿入する挿入部品であって、
   前記挿入部品には、前記基板の一表面部に設けられるランドを押さえ、かつ、はんだ上がり量を抑制する押え手段が付設されることを特徴とする挿入部品。
2. 前記押え手段には、はんだ付け時のガス抜き用の孔または間隙が、さらに形成されていることを特徴とする請求項１記載の挿入部品。
3. 前記押え手段は、前記挿入部品の軸線方向に略垂直な仮想平面を含む鍔部であることを特徴とする請求項１または２記載の挿入部品。
4. 前記押え手段は、前記挿入部品に対しその軸線方向に略垂直な半径方向外方に突出する突出部であることを特徴とする請求項１または２記載の挿入部品。
5. 基板に挿入されはんだ付けされる挿入部品のはんだ付け構造であって、
   実装されるべき部品に臨む前記基板の一表面部に設けられるランドを押さえ、かつ、はんだ上がり量を抑制し得る前記挿入部品を有することを特徴とする挿入部品のはんだ付け構造。

Images