JP2008073743A - Method and structure of soldering cylindrical conductor to metallic body - Google Patents
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Description
この発明は、例えば電気機器、自動車に使用される電子機器における電子部品の棒状導電体の半田付け方法及び半田付け構造体に関する。 The present invention relates to a soldering method and a soldering structure for a rod-shaped conductor of an electronic component in an electronic device used in, for example, an electric device and an automobile.
従来、上述の電気機器や自動車に搭載される実装基板には、様々な電子部品や電気素子が搭載されている。この中にはセラミックスやプラスチック等の誘電板を、2枚の金属板により挟着してなるコンデンサーやアンテナの機能を有するものがあり、その金属板へ給電するために、金属板に半田付けされた導電ピンが給電回路を有するプリント基板などに接続されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, various electronic components and electric elements are mounted on a mounting board mounted on the above-described electric device or automobile. Some of these have the function of a capacitor or antenna that is made by sandwiching a dielectric plate such as ceramics or plastic between two metal plates, and are soldered to the metal plate to supply power to the metal plate. The conductive pins are connected to a printed circuit board having a power feeding circuit.
上記金属板への棒状導電体の半田付け方法としては、例えば図9、図10に示すように、誘電体2上面にモールド成形された銅箔3の挿通孔4に導電ピン5の軸部5aを挿通し、導電ピン5の頭部5b全体が覆われるように半田7を半田ゴテ8により溶融して半田付けする方法がある。しかし、一般的に、電子部品や電子素子の半田付けを必要とするリード部やピン部の外径は略1mm程度の微細なものであるので、半田付けを行う際には、特殊な治具を用いるか、半田量に過不足が生じないように注意するか、専用の半田ゴテを用いる等の必要があった。
As a method for soldering the rod-shaped conductor to the metal plate, for example, as shown in FIGS. 9 and 10, the
また、他の半田付け方法として、例えばハンダ細線の先端部をウェッジによりプリント回路基板上の電極に押圧し、ウェッジにより印加される押圧力及び超音波と、ヒーターにより印加される熱により、ハンダ細線を電極に熱圧着する特許文献1の電子部品のリード接続方法がある。 As another soldering method, for example, the tip of the solder thin wire is pressed against the electrode on the printed circuit board by the wedge, and the solder thin wire is pressed by the pressing force and ultrasonic wave applied by the wedge and the heat applied by the heater. There is a lead connection method of an electronic component of Patent Document 1 in which a thermocompression bonding is applied to an electrode.
しかし、上述のような半田付け方法は、半田の溶融温度よりも高温に発熱する半田ゴテによって誘電体にポアやボイドが発生するか、熱による構造変化が誘電体に起きるため、2枚の金属板で誘電体を挟んだコンデンサタイプの素子では比誘電率が変化してしまい、電気特性が変わってしまうという欠点があった。 However, since the soldering method as described above generates pores and voids in the dielectric due to the soldering iron that generates heat higher than the melting temperature of the solder, or structural changes due to heat occur in the dielectric, the two metals In a capacitor type element in which a dielectric is sandwiched between plates, there is a drawback that the relative permittivity changes and the electrical characteristics change.
また、微細径のリード部やピン部を半田付けする方法においては、半田量が電気特性を左右するため、均等な半田量を確保する必要がある。よって、半田量過不足不良にならないように、半田ゴテや半田供給方法を工夫する必要があり、さらに慎重な作業によって作業タクトが長くなったり、品質にバラツキが生じるといった問題があった。 Further, in the method of soldering the lead portion and pin portion having a small diameter, the solder amount affects the electrical characteristics, so that it is necessary to ensure an even amount of solder. Therefore, it is necessary to devise a soldering iron and a solder supply method so as not to cause an excessive or insufficient amount of solder, and there are problems that work tact time becomes longer due to careful work and variations in quality occur.
この発明は上記問題に鑑み、金属体と棒状導電体を半田付けする際において、均一で品質のバラツキの少ない状態に短時間で半田付けすることができる金属体への棒状導電体の半田付け方法及び半田付け構造体の提供を目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides a method for soldering a rod-shaped conductor to a metal body, which can be soldered in a short time to a uniform and low quality variation when soldering a metal body and a rod-shaped conductor. And to provide a soldering structure.
請求項1に記載した発明の金属体への棒状導電体の半田付け方法は、金属体に形成した挿通孔に棒状導電体を挿通し、前記金属体と棒状導電体を半田付けする方法において、前記挿通孔の全周縁部と対向して線状半田が装着された棒状導電体を、前記線状半田が溶融する温度よりも高温に保熱された前記金属体の挿通孔に挿通して半田付けすることを特徴とする。 The method of soldering the rod-shaped conductor to the metal body according to the first aspect of the present invention is a method of inserting the rod-shaped conductor into an insertion hole formed in the metal body and soldering the metal body and the rod-shaped conductor. The rod-shaped conductor having the linear solder attached facing the entire peripheral edge of the insertion hole is inserted into the insertion hole of the metal body that is kept at a temperature higher than the temperature at which the linear solder melts. It is characterized by attaching.
この発明によると、線状半田が装着された棒状導電体を金属体の挿通孔に挿通し、金属体の保熱によって棒状導電体に装着された線状半田を溶融して半田付けする。つまり、金属体と棒状導電体が短時間で半田付けされるので、従来のような再加熱による誘電体の構造変化、半田量の過不足不良等が起きるのを防止することができる。 According to the present invention, the rod-shaped conductor with the linear solder attached is inserted into the insertion hole of the metal body, and the linear solder attached to the rod-shaped conductor is melted and soldered by heat retention of the metal body. That is, since the metal body and the rod-shaped conductor are soldered in a short time, it is possible to prevent the conventional structure change of the dielectric material due to reheating, the excessive or insufficient solder amount, and the like.
上記金属体は、例えば導電性を有する金属箔、金属板等で構成することができる。また、棒状導電体は、例えば導電性を有する金属製のピン等で構成することができる。また、線状半田は、例えば主に鉛と錫の合金からなる共晶半田、鉛が含まれない鉛フリー半田等の線状や糸状の半田で構成することができる。 The said metal body can be comprised with the metal foil, metal plate, etc. which have electroconductivity, for example. Moreover, the rod-shaped conductor can be constituted by, for example, a metal pin having conductivity. The linear solder can be constituted by linear or thread-like solder such as eutectic solder mainly composed of an alloy of lead and tin, lead-free solder not containing lead.
なお、鉛フリー半田は、例えば錫(Sn)−銀(Ag)−銅(Cu)、錫(Sn)−銅(Cu)−ニッケル(Ni)、錫(Sn)−亜鉛(Zn)−銅(Cu)、錫(Sn)−亜鉛(Zn)−ビスマス(Bi)、錫(Sn)−銅(Cu)、錫(Sn)−亜鉛(Zn)、錫(Sn)−ビスマス(Bi)を主成分とするもので構成することができる。また、上記成分以外の成分を加えるか、成分の組合せを用途及び目的に応じて変更する等してもよい。 The lead-free solder is, for example, tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu), tin (Sn) -copper (Cu) -nickel (Ni), tin (Sn) -zinc (Zn) -copper ( The main component is Cu), tin (Sn) -zinc (Zn) -bismuth (Bi), tin (Sn) -copper (Cu), tin (Sn) -zinc (Zn), tin (Sn) -bismuth (Bi). It can be constituted by. Moreover, you may add components other than the said component, or change the combination of a component according to a use and the objective.
請求項2に記載した発明の金属体への棒状導電体の半田付け方法は、上記請求項1に記載の構成と併せて、前記金属体が銅箔又はアルミ箔であることを特徴とする。 The method for soldering a rod-shaped conductor to a metal body according to a second aspect of the present invention is characterized in that the metal body is a copper foil or an aluminum foil in combination with the structure according to the first aspect.
この発明によると、線状半田が装着された棒状導電体を、銅箔又はアルミ箔からなる金属体の挿通孔に挿通し、銅箔又はアルミ箔の保熱によって棒状導電体に装着された線状半田を溶融して半田付けするので、例えば金属体を少なくとも一方の面にモールドしてなる誘電体の構造変化、半田量の過不足不良等が起きることがなく、コンデンサーやアンテナ素子等への棒状導電体の半田付けを行うことができる。 According to this invention, the rod-shaped conductor to which the linear solder is attached is inserted into the insertion hole of the metal body made of copper foil or aluminum foil, and the wire attached to the rod-shaped conductor by heat retention of the copper foil or aluminum foil. Since the solder is melted and soldered, for example, there is no structural change of the dielectric formed by molding a metal body on at least one surface, and there is no excess or deficiency in the amount of solder. Soldering of the rod-shaped conductor can be performed.
請求項3に記載した発明の金属体への棒状導電体の半田付け方法は、樹脂モールドされた金属体に形成された挿通孔に棒状導電体を挿通し、前記金属体と棒状導電体を半田付けする方法において、前記挿通孔の全周縁部と対向して線状半田が装着された棒状導電体を、前記線状半田が溶融する温度よりも高温に保熱された前記金属体の挿通孔に挿通して半田付けすることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of soldering a rod-shaped conductor to a metal body, wherein the rod-shaped conductor is inserted into an insertion hole formed in a resin-molded metal body, and the metal body and the rod-shaped conductor are soldered. In the attaching method, the insertion hole of the metal body in which the rod-like conductor having the linear solder attached facing the entire peripheral edge of the insertion hole is kept at a temperature higher than the temperature at which the linear solder melts. It is characterized by being inserted into and soldered.
この発明によると、線状半田が装着された棒状導電体を、樹脂モールドされた金属体の挿通孔に挿通し、樹脂モールド時に蓄熱された金属体の保熱によって棒状導電体に装着された線状半田を溶融して半田付けする。つまり、樹脂モールドの保有熱量が大きいので、線状半田に対する熱供給量が多く、半田ムラのない安定した半田付けができる。また、樹脂モールド時に蓄熱された金属体の保熱によって棒状導電体に装着された線状半田を溶融して半田付けする方法を対象としている。 According to the present invention, the wire attached to the rod-shaped conductor by heat retention of the metal body that is stored during resin molding is inserted into the insertion hole of the resin-molded metal body through the rod-shaped conductor to which the linear solder is mounted. Molten solder is soldered. That is, since the amount of heat held by the resin mold is large, the amount of heat supplied to the linear solder is large, and stable soldering with no solder unevenness can be achieved. Further, the present invention is directed to a method of melting and soldering linear solder attached to a rod-like conductor by heat retention of a metal body stored during resin molding.
請求項4に記載した発明の金属体への棒状導電体の半田付け方法は、上記請求項3に記載の構成と併せて、前記金属体はインサート成形により樹脂モールドされており、前記金属体が前記インサート成形時の余熱により保熱されることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for soldering a rod-shaped conductor to a metal body. In addition to the structure according to the third aspect, the metal body is resin-molded by insert molding. The heat is retained by the residual heat at the time of the insert molding.
この発明によると、線状半田が装着された棒状導電体を、インサート成形により樹脂モールドされた金属体の挿通孔に挿通し、インサート成形時に蓄熱された金属体の保熱によって棒状導電体に装着された線状半田を溶融して半田付けする。つまり、インサート成形時に樹脂モールドも金属体もほぼ同等の温度となるように加熱されるため、線状半田を溶融するために必要な熱量よりも、樹脂モールドされた金属体に与えられる熱を大きくすることが容易となるので、線状半田を溶融するのに十分な熱供給量が得られ、必要以上に熱エネルギーを付加することなく、半田ムラのない安定した半田付けができる。また、例えば金属体を少なくとも一方の面に付設してなる誘電体の構造変化、半田量の過不足不良等が起きることがなく、コンデンサーやアンテナ素子等への棒状導電体の半田付けを行うことができる。また、インサート成形時に蓄熱された金属体の保熱によって棒状導電体に装着された線状半田を溶融して半田付けする方法を対象としている。 According to this invention, the rod-shaped conductor with the linear solder attached is inserted into the insertion hole of the resin-molded metal body by insert molding, and attached to the rod-shaped conductor by heat retention of the metal body stored during insert molding. The formed linear solder is melted and soldered. In other words, since the resin mold and the metal body are heated to approximately the same temperature during insert molding, the heat given to the resin-molded metal body is greater than the amount of heat necessary to melt the linear solder. Therefore, a sufficient amount of heat supply for melting the linear solder can be obtained, and stable soldering without solder unevenness can be achieved without adding thermal energy more than necessary. In addition, for example, the structure of a dielectric formed by attaching a metal body to at least one surface, solder amount excess / deficiency failure, etc. do not occur, and the rod-shaped conductor is soldered to a capacitor, antenna element, etc. Can do. Further, the present invention is directed to a method of melting and soldering linear solder attached to a rod-like conductor by heat retention of a metal body stored during insert molding.
請求項5に記載した発明の金属体への棒状導電体の半田付け方法は、請求項1乃至4のいずれか一つに記載の構成と併せて、前記金属体が誘電体の少なくとも一方の面に付設されたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for soldering a rod-shaped conductor to a metal body, in combination with the structure according to any one of the first to fourth aspects, wherein the metal body is at least one surface of a dielectric. It is attached to
この発明によると、成形時に蓄熱された誘電体の余熱によって、誘電体の少なくとも一方の面に付設された金属体を保熱し、線状半田が装着された棒状導電体を金属体の挿通孔に挿通した際に、その金属体の保熱により線状半田を溶融して半田付けする。つまり、金属体の保有熱量よりも、誘電体の保有熱量が大きく、線状半田を溶融するのに十分な熱供給量が得られるため、半田ムラのない安定した半田付けができる。 According to the present invention, the metal body attached to at least one surface of the dielectric is heat-retained by the residual heat of the dielectric stored during molding, and the rod-shaped conductor with the linear solder attached to the insertion hole of the metal body. When inserted, the linear solder is melted and soldered by heat retention of the metal body. That is, the amount of heat retained by the dielectric is greater than the amount of heat retained by the metal body, and a sufficient heat supply amount for melting the linear solder can be obtained, so that stable soldering without solder unevenness can be achieved.
上記誘電体の基材としては、例えばポリフェニレンサルファイト(PPS;融点が約290℃、加工温度が約320℃)、ポリカーボネイト(PC;融点が約260℃、加工温度が約300℃)等のプラスチックが好適に使用される。また、線状半田よりも融点が高いプラスチックであれば、上記PPS、PC以外の単一又は複合したプラスチックで誘電体を構成してもよい。さらに、誘電体の基材に、高誘電材(チタン酸バリウム等)の粉末を混合して所望の誘電率を有する誘電体を構成してもよい。 Examples of the dielectric base material include plastics such as polyphenylene sulfite (PPS; melting point of about 290 ° C., processing temperature of about 320 ° C.), polycarbonate (PC; melting point of about 260 ° C., processing temperature of about 300 ° C.), etc. Are preferably used. In addition, if the plastic has a higher melting point than the linear solder, the dielectric may be made of a single or composite plastic other than the PPS and PC. Furthermore, a dielectric material having a desired dielectric constant may be configured by mixing a dielectric material with a powder of a high dielectric material (such as barium titanate).
請求項6に記載した発明の金属体への棒状導電体の半田付け構造体は、金属体に形成した挿通孔に棒状導電体が挿通され、前記金属体と棒状導電体が半田付けされた半田付け構造体において、前記棒状導電体に対して前記挿通孔の全周縁部と対向して装着した線状半田が前記金属体の保熱により溶融し、前記棒状導電体と金属体が半田付けされていることを特徴とする。 The soldering structure of the rod-shaped conductor to the metal body according to the sixth aspect of the invention is a solder in which the rod-shaped conductor is inserted into an insertion hole formed in the metal body, and the metal body and the rod-shaped conductor are soldered. In the attachment structure, the linear solder attached to the rod-shaped conductor so as to face the entire peripheral edge of the insertion hole is melted by heat retention of the metal body, and the rod-shaped conductor and the metal body are soldered. It is characterized by.
この発明によると、線状半田が装着された棒状導電体を金属体の挿通孔に挿通し、金属体の保熱によって棒状導電体に装着された線状半田を溶融して半田付けする。つまり、金属体と棒状導電体が短時間で半田付けされる半田付け構造体となっているので、従来のような再加熱による誘電体の構造変化、半田量の過不足不良等が起きるのを防止することができる。 According to the present invention, the rod-shaped conductor with the linear solder attached is inserted into the insertion hole of the metal body, and the linear solder attached to the rod-shaped conductor is melted and soldered by heat retention of the metal body. In other words, the metal body and the rod-shaped conductor are soldered structures that can be soldered in a short time. Can be prevented.
請求項7に記載した発明の金属体への棒状導電体の半田付け構造体は、上記請求項6に記載の構成と併せて、前記金属体が銅箔又はアルミ箔であることを特徴とする。
The soldering structure of the rod-shaped conductor to the metal body according to the invention described in claim 7 is characterized in that, in addition to the structure according to
この発明によると、線状半田が装着された棒状導電体を、銅箔又はアルミ箔からなる金属体の挿通孔に挿通し、銅箔又はアルミ箔の保熱によって棒状導電体に装着された線状半田を溶融して半田付けした半田付け構造体である。つまり、例えば金属体を少なくとも一方の面に付設してなる誘電体の構造変化、半田量の過不足不良等が起きることがなく、コンデンサーやアンテナ素子等への棒状導電体の半田付け構造体とすることができる。 According to this invention, the rod-shaped conductor to which the linear solder is attached is inserted into the insertion hole of the metal body made of copper foil or aluminum foil, and the wire attached to the rod-shaped conductor by heat retention of the copper foil or aluminum foil. This is a soldering structure in which the solder is melted and soldered. In other words, for example, there is no change in the structure of a dielectric formed by attaching a metal body to at least one surface, and there is no excess or deficiency in the amount of solder, and the soldering structure of a rod-shaped conductor to a capacitor, antenna element, etc. can do.
請求項8に記載した発明の金属体への棒状導電体の半田付け構造体は、樹脂モールドされた金属体に形成された挿通孔に棒状導電体が挿通され、前記金属体と棒状導電体が半田付けされた半田付け構造体において、前記棒状導電体に対して前記挿通孔の全周縁部と対向して装着した線状半田が前記金属体の保熱により溶融し、前記棒状導電体と金属体が半田付けされていることを特徴とする。 In the soldering structure of the rod-shaped conductor to the metal body according to the eighth aspect of the invention, the rod-shaped conductor is inserted into an insertion hole formed in the resin-molded metal body, and the metal body and the rod-shaped conductor are In the soldered soldering structure, the linear solder attached to the rod-shaped conductor so as to face the entire peripheral edge of the insertion hole is melted by heat retention of the metal body, and the rod-shaped conductor and the metal The body is soldered.
この発明によると、線状半田が装着された棒状導電体を、樹脂モールドされた金属体の挿通孔に挿通し、樹脂モールド時に蓄熱された金属体の保熱によって棒状導電体に装着された線状半田を溶融して半田付けした半田付け構造体である。つまり、樹脂モールドの保有熱量が大きいので、線状半田に対する熱供給量が多く、半田ムラのない安定した半田付け構造体である。また、樹脂モールド時に蓄熱された金属体の保熱によって棒状導電体に装着された線状半田を溶融して半田付けした構造体を対象としている。 According to the present invention, the wire attached to the rod-shaped conductor by heat retention of the metal body that is stored during resin molding is inserted into the insertion hole of the resin-molded metal body through the rod-shaped conductor to which the linear solder is mounted. This is a soldering structure in which the solder is melted and soldered. That is, since the resin mold has a large amount of heat, it is a stable soldering structure with a large amount of heat supply to the linear solder and no solder unevenness. Moreover, the structure which melted and soldered the linear solder with which the rod-shaped conductor was mounted | worn by heat retention of the metal body heat-stored at the time of resin molding is made into object.
請求項9に記載した発明の金属体への棒状導電体の半田付け構造体は、上記請求項8に記載の構成と併せて、前記金属体がインサート成形時の余熱により保熱されることを特徴とする。 A soldering structure for a rod-like conductor to a metal body according to a ninth aspect of the invention is combined with the structure according to the eighth aspect, wherein the metal body is heat-retained by residual heat at the time of insert molding. And
この発明によると、線状半田が装着された棒状導電体を、インサート成形された金属体の挿通孔に挿通し、インサート成形時に蓄熱された金属体の保熱によって棒状導電体に装着された線状半田を溶融して半田付けした半田付け構造体である。つまり、樹脂モールドの保有熱量よりも、インサート成形の保有熱量の方が大きいので、線状半田を溶融するのに十分な熱供給量が得られ、必要以上に熱エネルギーを付加することなく、半田ムラのない安定した半田付けができる。また、例えば金属体を少なくとも一方の面に付設してなる誘電体の構造変化、半田量の過不足不良等が起きることがなく、コンデンサーやアンテナ素子等への棒状導電体の半田付けを行うことができる。また、インサート成形時に蓄熱された金属体の保熱によって棒状導電体に装着された線状半田を溶融して半田付けする構造体を対象としている。 According to the present invention, the wire attached to the rod-like conductor by inserting the rod-like conductor attached with the linear solder into the insertion hole of the insert-molded metal body and heat retaining the metal body stored during the insert molding. This is a soldering structure in which the solder is melted and soldered. In other words, since the amount of heat retained by insert molding is greater than the amount of heat retained by the resin mold, a sufficient amount of heat supply can be obtained to melt the linear solder, and solder can be added without adding more heat energy than necessary. Stable soldering without unevenness is possible. In addition, for example, the structure of a dielectric formed by attaching a metal body to at least one surface, solder amount excess / deficiency failure, etc. do not occur, and the rod-shaped conductor is soldered to a capacitor, antenna element, etc. Can do. Moreover, the structure which melts and solders the linear solder with which the rod-shaped conductor was mounted | worn by heat retention of the metal body heat-stored at the time of insert molding is made into object.
請求項10に記載した発明の金属体への棒状導電体の半田付け構造体は、請求項6乃至9のいずれか一つに記載の構成と併せて、前記金属体が誘電体の少なくとも一方の面に形成されたことを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a soldering structure for a rod-like conductor to a metal body, in combination with the structure according to any one of the sixth to ninth aspects, wherein the metal body is at least one of dielectrics. It is formed on a surface.
この発明によると、成形時に蓄熱された誘電体の余熱によって、誘電体の少なくとも一方の面に付設された金属体を保熱し、線状半田が装着された棒状導電体を金属体の挿通孔に挿通した際に、その金属体の保熱により線状半田を溶融して半田付けした半田付け構造体である。つまり、金属体の保有熱量よりも、誘電体の保有熱量が大きく、線状半田を溶融するのに十分な熱供給量が得られるため、半田ムラのない安定した半田付け構造体が得られる。 According to the present invention, the metal body attached to at least one surface of the dielectric is heat-retained by the residual heat of the dielectric stored during molding, and the rod-shaped conductor with the linear solder attached to the insertion hole of the metal body. This is a soldering structure in which linear solder is melted and soldered by heat retention of the metal body when inserted. That is, the amount of heat retained by the dielectric is larger than the amount of heat retained by the metal body, and a sufficient heat supply amount for melting the linear solder can be obtained, so that a stable soldering structure free from solder unevenness can be obtained.
この発明によれば、線状半田が装着された棒状導電体を金属体の挿通孔に挿通し、金属体の保熱によって棒状導電体に装着された線状半田を溶融して半田付けするので、例えば金属体を少なくとも一方の面に形成した誘電体自体にポアやボイドが発生したり、再加熱による構造変化が誘電体に起きるのを防止することができる。また、半田量が一定量となるように、線状半田を挿通孔の全周縁部と対向して棒状導電体に装着するので、半田量に過不足不良が生じることがなく、均一で品質のバラツキの少ない状態に短時間で半田付けすることができる。 According to this invention, the rod-shaped conductor with the linear solder attached is inserted into the insertion hole of the metal body, and the linear solder attached to the rod-shaped conductor is melted and soldered by heat retention of the metal body. For example, it is possible to prevent pores and voids from being generated in the dielectric itself in which a metal body is formed on at least one surface, or structural changes due to reheating to occur in the dielectric. In addition, the linear solder is mounted on the rod-shaped conductor so as to face the entire peripheral edge of the insertion hole so that the solder amount becomes a constant amount, so there is no excess or deficiency in the solder amount, and uniform and quality. Soldering can be performed in a short time in a state with little variation.
この発明は、均一で品質のバラツキの少ない状態に短時間で半田付けすることができるという目的を、線状半田が装着された棒状導電体を金属体の挿通孔に挿通し、該金属体の保熱によって棒状導電体に装着された線状半田を溶融して半田付けすることで達成した。 The object of the present invention is to insert a rod-like conductor with linear solder into the insertion hole of a metal body for the purpose of being able to solder in a short time in a uniform and low quality variation. This was achieved by melting and soldering the linear solder attached to the rod-like conductor by heat retention.
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は、金属体の一例である誘電体上面の銅箔に、棒状導電体の一例である導電ピンを半田付けする半田付け方法及び半田付け構造体を示し、図1、図3に於いて、本発明の半田付け構造体1は、プラスチックからなる誘電体2上面に、導電性を有する銅箔3を予めインサート成形しておき、その銅箔3中央部に形成した挿通孔4に、共晶半田からなるリング状の線状半田6が装着された導電ピン5を挿通して、誘電体2の余熱により銅箔3と導電ピン5を半田付け接続した構造体である。
An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The drawings show a soldering method and a soldering structure for soldering a conductive pin, which is an example of a rod-like conductor, to a copper foil on an upper surface of a dielectric, which is an example of a metal body. In FIGS. In the soldering structure 1 of the present invention, a
上記銅箔3への導電ピン5の半田付け方法は、図1に示すように、リング状の線状半田6が装着された導電ピン5を、誘電体2の挿通孔2aと、誘電体2を挟着した上下2枚の銅箔3の挿通孔4に挿通する際に、インサート成形時に蓄熱された誘電体2の余熱によって、誘電体2の少なくとも上面に付設された銅箔3を線状半田6が溶融する温度よりも高温に予め保熱しておき、その銅箔3の保熱により導電ピン5に装着された線状半田6を溶融して、銅箔3と導電ピン5を半田付け接続する方法である(図3、図4参照)。
As shown in FIG. 1, the method of soldering the
前記半田付け構造体1は、図3、図4に示すように、誘電体2を挟着した上下2枚の銅箔3の挿通孔4に、リング状の線状半田6が装着された導電ピン5を挿通し、成形時に蓄熱された誘電体2上面の銅箔3の保熱によって、挿通孔4の全周縁部と対向して導電ピン5の軸部5aに装着した線状半田6を溶融させ、銅箔3と導電ピン5を一体的に半田付け接続している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the soldering structure 1 has a conductive structure in which a ring-shaped
誘電体2は、実施例において、プラスチックの一例であるポリフェニレンサルファイト(PPS)により上方から見て略正方形に形成され、縦の寸法と、横の寸法と、厚みを後述する数値に設定している。また、誘電体2の上下両面には、導電性を有する銅箔3を、誘電体2の四辺縁部よりも外側へ食み出さないようにモールド(図4参照)している。なお、銅箔3を、誘電体2の上下両面が覆われる状態にモールドしてもよい。また、誘電体2の形状、縦、横、厚みと、銅箔3の厚さは、用途や目的に応じて変更してもよい。また、銅箔3に代えて、アルミ箔をインサート成形してもよい。
In the embodiment, the dielectric 2 is formed in a substantially square shape when viewed from above with polyphenylene sulfite (PPS), which is an example of plastic, and the vertical dimension, the horizontal dimension, and the thickness are set to numerical values to be described later. Yes. Moreover, the
また、成形機から取り出した直後の銅箔3の温度は、成形時に蓄熱された誘電体2の余熱により線状半田6の溶融温度(共晶半田の溶融温度=約183℃)よりも高温に保熱されており、銅箔3の温度が線状半田6の溶融温度以下に低下するまでに半田付けを行えば、上述の銅箔3と、後述する基板側の回路から給電する為の導電ピン5を一体的に半田付けすることができる。
Moreover, the temperature of the
誘電体2の上下両面にモールドした銅箔3の中央部には、図4にも示すように、導電ピン5の軸部5aが挿通許容される孔径の挿通孔4を厚み方向に設けている。また、誘電体2の中央部には、銅箔3の挿通孔4と連通して導電ピン5の軸部5aが挿通許容される孔径の挿通孔2aを厚み方向に設けている。なお、銅箔3に代えて、例えばアルミ箔等の金属箔をインサート成形するか、銅製やアルミ製の金属板をインサート成形する等してもよい。
As shown in FIG. 4, an insertion hole 4 having a diameter that allows the
導電ピン5は、図2にも示すように、導電性を有する黄銅等の金属により形成され、ピン全長Aと、軸部5aの直径Bとを後述する数値に設定している。また、挿通側に形成した棒状の軸部5aは、銅箔3の挿通孔4及び誘電体2の挿通孔2aに対して挿通許容される直径に形成され、誘電体2の一方の面にインサート成形した銅箔3の挿通孔4から挿通した際に、他方の面にインサート成形した銅箔3の挿通孔4よりも下方に突出許容される長さに形成している。
As shown in FIG. 2, the
また、軸部5a上端に形成した頭部5bは、銅箔3の挿通孔4及び誘電体2の挿通孔2aよりも大径に形成され、挿通孔4周縁部の銅箔3に対して略均等に当接される大きさ及び形状に形成している。なお、導電ピン5の全長Aと、軸部5aの直径Bと、頭部5bの直径は、誘電体2及び銅箔3に形成した挿通孔2a,4の孔径や厚みに応じて変更してもよい。
Moreover, the
線状半田6は、主に鉛と錫の合金からなる溶融温度=約183℃の共晶半田によりリング状に形成され、導電ピン5の頭部5bと、挿通孔4周縁部の銅箔3との間に対して略均等に当接される大きさ及び形状、太さ(線径を含む)に形成している。また、線状半田6の内径は、導電ピン5の軸部5aが挿通許容される孔径に形成している。
The
また、線状半田6を導電ピン5の軸部5a周面に装着する場合、導電ピン5の軸部5aを線状半田6に挿入して、頭部5bになるべく近い軸部5a周面に挿入固定する。なお、線状半田6の大きさ及び形状、太さは、導電ピン5のサイズに応じて変更してもよい。
Further, when the
なお、リング状の線状半田6を挿入固定する方法に代えて、例えば線状半田6を頭部5bになるべく近い軸部5a周面に巻き付けて半田量が均等となるように切断してもよいが、半田量に過不足が生じないように、線状半田6を軸部5a周面に1回だけ巻き付けるようにするのが好ましい。
In place of the method of inserting and fixing the ring-shaped
また、共晶半田に代えて、例えば鉛が含まれない鉛フリー半田を使用してもよい。この場合、鉛フリー半田の融点は、共晶半田の融点(約183℃)よりも高く、約210℃や約220℃の融点を有するため、その鉛フリー半田よりも融点が高い材質で誘電体2を形成すれば、鉛フリー半田を半田付け接続に使用することができる。 Moreover, instead of eutectic solder, for example, lead-free solder that does not contain lead may be used. In this case, the melting point of the lead-free solder is higher than that of the eutectic solder (about 183 ° C.), and has a melting point of about 210 ° C. or about 220 ° C. Therefore, the dielectric is made of a material having a higher melting point than the lead-free solder. If 2 is formed, lead-free solder can be used for soldering connection.
図示実施例は上記の如く構成するものにして、以下、本発明の半田付け方法により誘電体2上面の銅箔3に導電ピン5を半田付け接続する方法を説明する。
The illustrated embodiment is configured as described above, and a method of soldering and connecting the
先ず、図1、図2に示すように、成形機により誘電体2の上下両面に対して銅箔3,3をインサート成形した後、リング状の線状半田6が装着された導電ピン5の軸部5aを、成形機から取り出した直後の誘電体2の余熱により保熱された上面側の銅箔3の挿通孔4に挿通して、導電ピン5の頭部5bを、挿通孔4周縁部の銅箔3に押し当てる。
First, as shown in FIGS. 1 and 2, after the copper foils 3 and 3 are insert-molded on the upper and lower surfaces of the dielectric 2 by a molding machine, the
図3、図4に示すように、導電ピン5の軸部5a周面に装着した線状半田6を、導電ピン5の頭部5bと、挿通孔4周縁部の銅箔3との間に挟み込む。且つ、成形時に蓄熱された銅箔3の保熱によって導電ピン5の軸部5a周面に装着した線状半田6を溶融させ、導電ピン5の軸部5aを中心として、導電ピン5の頭部5b全周と、挿通孔4周縁部の銅箔3を均一に半田付け接続するので、アンテナ機能を有する半田付け構造体1とすることができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
つまり、銅箔3を樹脂モールドした際の保有熱量が大きいので、線状半田6に対する熱供給量が多く、半田ムラのない安定した半田付け作業が行えるが、インサート成形時に樹脂モールドも銅箔3もほぼ同等の温度となるように加熱されるため、線状半田6を溶融するために必要な熱量よりも、樹脂モールドされた銅箔3に与えられる熱を大きくすることが容易となるので、線状半田6を溶融するのに十分な熱供給量が得られ、必要以上に熱エネルギーを付加することなく、半田ムラのない安定した半田付けができる。
That is, since the amount of heat held when the
図5、図6は、従来の半田付け方法と本発明の半田付け方法により200本の導電ピン5を同一条件で半田付け接続したアンテナ機能を有する実験用構造体1の特性測定結果を示している。各図に示す縦軸は、電気特定測定装置により測定した実験用構造体1の電気特性を表わし、横軸は、従来の方法と本発明の方法により半田付けした1番から200番までの実験用構造体1を測定順に配列した順番を表わしている。
5 and 6 show characteristic measurement results of the experimental structure 1 having an antenna function in which 200
実験に用いられる実験用構造体1の誘電体2は、上方から見て略正方形に形成され、縦の寸法=略28mm、横の寸法=略28mm、厚み=4mmに成形している。また、厚さ略70μの銅箔3を、溶融温度=約295℃の誘電体2の上下両面にインサート成形している。
The dielectric 2 of the experimental structure 1 used in the experiment is formed in a substantially square shape when viewed from above, and is formed so that the vertical dimension = approximately 28 mm, the lateral dimension = approximately 28 mm, and the thickness = 4 mm. Further, a
導電ピン5は、全長A=略7.0mm、直径B=略1.0mmに形成している。また、導電ピン5の軸部5a周面には、溶融温度=約183℃の線状半田6をリング状に装着している。
The
従来の半田付け方法と、本発明の半田付け方法により半田付け接続してなる実験用構造体1の電気特性を比較した場合、従来の方法は、線状半田6の溶融温度よりも高温に半田ゴテによって加熱する際に、誘電体2にポアやボイドが発生したり、再加熱による構造変化が誘電体2に起きる等して、誘電体2の電気特性が変化してしまう。つまり、図5に示すように、電気特性のバラツキが大きく、標準偏差σが略0.37となるため、均一に半田付けすることができない。
When comparing the electrical characteristics of the experimental structure 1 formed by soldering and connecting with the conventional soldering method and the soldering method of the present invention, the conventional method solders at a temperature higher than the melting temperature of the
一方、本発明の方法は、インサート成形時に蓄熱された銅箔3の保熱によって導電ピン5に装着された線状半田6を溶融して半田付けするので、誘電体2にポアやボイドが発生したり、再加熱による構造変化が誘電体2に起きることがなく、誘電率が安定している。図6に示すように、熱による構造変化、半田量の過不足不良等による電気特性のバラツキが略1/100に低減され、電気特性の標準偏差σが略0.04となるため、均一且つ安定した状態に半田付け接続することができる。
On the other hand, the method of the present invention melts and solders the
つまり、導電ピン5の頭部5b全周と、挿通孔4周縁部にインサート成形した銅箔3とが均一に半田付け接続される。
That is, the entire circumference of the
図7は、共晶半田からなる線状半田6で半田付け接続する際において、誘電体2上面にインサートされた銅箔3の成形後の温度変化を示す測定結果である。つまり、線状半田6が装着された導電ピン5を、誘電体2上面にインサート成形した銅箔3の挿通孔4に挿通して半田付けする作業は数秒で終了するが、成形機から取り出した直後から、どのくらいの時間で銅箔3の温度が線状半田6の溶融温度に達するかを測定したところ、図中の折れ線に示すように、室温20℃の環境において、成形機から取り出した直後の銅箔3の温度は約215℃であるが、取り出した直後から略40秒が経過すると、銅箔3の温度は、線状半田6の溶融温度(共晶半田の溶融温度=約183℃)に低下する。なお、図中に示す縦軸は銅箔3の温度を表わし、横軸は経過時間を秒単位(sec)で表わしている。
FIG. 7 is a measurement result showing a temperature change after molding of the
したがって、インサート成形時の余熱によって保熱された銅箔3の温度が、線状半田6の溶融温度よりも低い温度に低下するまで、略40秒の時間的余裕があるため、本発明の半田付け方法により半田付けするのに十分な加熱時間を確保することができる。
Therefore, there is a time margin of about 40 seconds until the temperature of the
以上のように、線状半田6が装着された導電ピン5を、誘電体2上面にインサート成形された銅箔3の挿通孔4に挿通する際に、インサート成形時に蓄熱された誘電体2の余熱によって、誘電体2の上下両面に付設された銅箔3を予め保熱しておき、その銅箔3の保熱によって導電ピン5に装着された線状半田6を溶融して半田付けするものである。
As described above, when the
つまり、誘電体2の構造変化温度よりも低く、線状半田6が溶融する温度よりも高温の保熱を利用して導電ピン5を半田付けするので、誘電体2自体にポアやボイドが発生したり、再加熱による構造変化が誘電体2に起きるのを防止することができる。また、半田量が一定量となるように、線状半田6を挿通孔4の全周縁部と対向して導電ピン5に装着するので、半田量に過不足不良が生じることがなく、均一で品質のバラツキの少ない状態に短時間で半田付けすることができる。また、特殊な治具や細かい調整作業が不要であり、成形時に蓄熱された銅箔3の保熱を利用して半田付けするので、必要以上に熱エネルギーを付加することなく、非常に経済的である。
That is, since the
図8は、半田付け構造体1を構成する誘電体2の一方の面に付設した銅箔3への導電ピン5の半田付け方法の他の例を示し、線状半田6が装着された導電ピン5の軸部5aを、誘電体2の一方の面に付設された銅箔3の挿通孔4に挿通する際に、インサート成形時に蓄熱された誘電体2の余熱によって、誘電体2の片面に付設された銅箔3を予め保熱しておき、その銅箔3の保熱により導電ピン5に装着された線状半田6を溶融して半田付けするので、前記実施例と略同等の作用及び効果を奏することができる。
FIG. 8 shows another example of the method of soldering the
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の金属体は、実施例の銅箔3に対応し、
以下同様に、
棒状導電体は、導電ピン5に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではなく、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、多くの実施の形態を得ることができる。
In the correspondence between the configuration of the present invention and the above-described embodiment,
The metal body of the present invention corresponds to the
Similarly,
The rod-shaped conductor corresponds to the
The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, but can be applied based on the technical idea shown in the claims, and many embodiments can be obtained.
本発明の半田付け方法は、コンデンサーへの棒状導電体の半田付けにも用いることができる。 The soldering method of the present invention can also be used for soldering a rod-shaped conductor to a capacitor.
また、実施例におけるリング状の線状半田6は、どの部分を切断しても略丸形の断面形状を有しているが、例えば板状やシート状等の略平坦な断面形状に形成した半田を用いてもよい。
In addition, the ring-shaped
1…半田付け構造体
2…誘電体
3…銅箔
4…挿通孔
5…導電ピン
5a…軸部
5b…頭部
6…線状半田
7…半田
8…半田ゴテ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Soldering structure 2 ...
Claims (10)
前記挿通孔の全周縁部と対向して線状半田が装着された棒状導電体を、前記線状半田が溶融する温度よりも高温に保熱された前記金属体の挿通孔に挿通して半田付けすることを特徴とする
金属体への棒状導電体の半田付け方法。 In a method of inserting a rod-shaped conductor through an insertion hole formed in a metal body and soldering the metal body and the rod-shaped conductor,
The rod-shaped conductor having the linear solder attached facing the entire peripheral edge of the insertion hole is inserted into the insertion hole of the metal body that is kept at a temperature higher than the temperature at which the linear solder melts. A method of soldering a rod-shaped conductor to a metal body, characterized by comprising:
請求項1に記載の金属体への棒状導電体の半田付け方法。 The method of soldering a rod-shaped conductor to a metal body according to claim 1, wherein the metal body is a copper foil or an aluminum foil.
前記挿通孔の全周縁部と対向して線状半田が装着された棒状導電体を、前記線状半田が溶融する温度よりも高温に保熱された前記金属体の挿通孔に挿通して半田付けすることを特徴とする
金属体への棒状導電体の半田付け方法。 In a method of inserting a rod-shaped conductor through an insertion hole formed in a resin-molded metal body and soldering the metal body and the rod-shaped conductor,
The rod-shaped conductor having the linear solder attached facing the entire peripheral edge of the insertion hole is inserted into the insertion hole of the metal body that is kept at a temperature higher than the temperature at which the linear solder melts. A method of soldering a rod-shaped conductor to a metal body, characterized by comprising:
請求項3に記載の金属体への棒状導電体の半田付け方法。 4. The method of soldering a rod-shaped conductor to a metal body according to claim 3, wherein the metal body is resin-molded by insert molding, and the metal body is retained by residual heat during the insert molding.
請求項1乃至4のいずれか一つに記載の金属体への棒状導電体の半田付け方法。 5. The method of soldering a rod-shaped conductor to a metal body according to claim 1, wherein the metal body is attached to at least one surface of the dielectric body.
前記棒状導電体に対して前記挿通孔の全周縁部と対向して装着した線状半田が前記金属体の保熱により溶融し、前記棒状導電体と金属体が半田付けされていることを特徴とする
金属体への棒状導電体の半田付け構造体。 In the soldering structure in which the rod-shaped conductor is inserted into the insertion hole formed in the metal body, and the metal body and the rod-shaped conductor are soldered,
The linear solder attached to the rod-shaped conductor so as to face the entire peripheral edge of the insertion hole is melted by heat retention of the metal body, and the rod-shaped conductor and the metal body are soldered. A soldering structure of a rod-shaped conductor to a metal body.
請求項6に記載の金属体への棒状導電体の半田付け構造体。 The said metal body is copper foil or aluminum foil, The soldering structure of the rod-shaped conductor to the metal body of Claim 6 characterized by the above-mentioned.
前記棒状導電体に対して前記挿通孔の全周縁部と対向して装着した線状半田が前記金属体の保熱により溶融し、前記棒状導電体と金属体が半田付けされていることを特徴とする
金属体への棒状導電体の半田付け構造体。 In a soldering structure in which a rod-shaped conductor is inserted into an insertion hole formed in a resin-molded metal body, and the metal body and the rod-shaped conductor are soldered,
The linear solder attached to the rod-shaped conductor so as to face the entire peripheral edge of the insertion hole is melted by heat retention of the metal body, and the rod-shaped conductor and the metal body are soldered. A soldering structure of a rod-shaped conductor to a metal body.
請求項8に記載の金属体への棒状導電体の半田付け構造体。 The said metal body is heat-retained by the residual heat at the time of insert molding, The soldering structure of the rod-shaped conductor to the metal body of Claim 8 characterized by the above-mentioned.
請求項6乃至9のいずれか一つに記載の金属体への棒状導電体の半田付け構造体。 10. The bar-shaped conductor soldering structure to a metal body according to claim 6, wherein the metal body is attached to at least one surface of the dielectric.
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