JP2012033732A - Method for manufacturing terminal connection part - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半田チップを用いた端子接続部の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a terminal connection portion using a solder chip.
従来、半田チップを用いてリフロー半田付けを行う技術として、下記特許文献1ないし3に記載のものが知られている。リフロー半田付けによる実装方法としては、一般に、回路基板の上面に形成されたランドにクリーム半田を印刷しておき、このクリーム半田上に実装部品を載置してリフロー炉に通すことによって行われる。ここで、実装部品の種類としては、チップコンデンサやチップ抵抗のようにサイズの小さいものから、水晶振動子やコネクタのようにサイズの大きいものまで様々なサイズのものが存在している。そして、実装部品のサイズが大きくなると、その分だけ接続に必要となる半田の量が多くなるため、たくさんのクリーム半田を回路基板の上面に塗布する必要がある。しかしながら、印刷によって塗布できるクリーム半田の量には限界があり、印刷のみによっては接続に十分な量のクリーム半田を塗布することができない場合がある。そこで、半田が不足する部分に半田チップを載置して半田の量を補うことが行われている。 Conventionally, as a technique for performing reflow soldering using a solder chip, those described in the following Patent Documents 1 to 3 are known. As a mounting method by reflow soldering, cream solder is generally printed on a land formed on the upper surface of a circuit board, and a mounting component is placed on the cream solder and passed through a reflow furnace. Here, there are various types of mounting parts, from small sizes such as chip capacitors and chip resistors to large sizes such as crystal resonators and connectors. When the size of the mounted component increases, the amount of solder required for connection increases accordingly, so that a lot of cream solder needs to be applied to the upper surface of the circuit board. However, the amount of cream solder that can be applied by printing is limited, and a sufficient amount of cream solder for connection may not be applied by printing alone. Therefore, a solder chip is placed on a portion where the solder is insufficient to compensate for the amount of solder.
ところで、スルーホールに端子を貫通させて半田で接続してなる端子接続部を形成するにあたっては、スルーホールを構成する内壁およびこの内壁に連なる上下一対のランドに端子を接続する必要があり、回路基板の上下両側にフィレット状の半田接続部を形成する必要がある。一般的な半田付け方法としては、フロー半田槽を用いた方法があるものの、この方法では基板上に実装禁止領域を設ける必要があること、工程が増すことなどが短所となる。したがって、スルーホールに端子を貫通させた状態でリフロー炉を用いた半田接続がしばしば行われるが、スルーホール部にもクリーム半田を印刷する必要がある。しかしながら、クリーム半田をスルーホール内部に印刷すると半田の脱落などが懸念されるため、端子に非接触の状態で回路基板の上面のみに塗布すると、クリーム半田に含有されたフラックスを端子に付着させることができない。このため、半田に対する濡れ性が悪い端子を用いる場合には、端子の濡れ性を改善することができない。また、半田チップにはフラックスが含有されていないため、半田チップを溶かし、溶けた半田をそのままスルーホール内に流し込むことは困難である。 By the way, in forming a terminal connection portion formed by passing a terminal through a through hole and connecting with solder, it is necessary to connect the terminal to an inner wall constituting the through hole and a pair of upper and lower lands connected to the inner wall. It is necessary to form fillet-like solder connection portions on both upper and lower sides of the substrate. As a general soldering method, there is a method using a flow solder bath. However, this method has a disadvantage in that it is necessary to provide a mounting prohibited area on the substrate and the number of processes is increased. Therefore, solder connection using a reflow furnace is often performed in a state in which the terminal is passed through the through hole, but it is necessary to print cream solder on the through hole portion. However, if cream solder is printed inside the through-hole, there is a concern that the solder may fall off, so if it is applied only to the top surface of the circuit board without contacting the terminals, the flux contained in the cream solder will adhere to the terminals. I can't. For this reason, when a terminal having poor wettability with respect to solder is used, the wettability of the terminal cannot be improved. Further, since the solder chip does not contain flux, it is difficult to melt the solder chip and flow the melted solder as it is into the through hole.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、半田チップを溶かして回路基板の上面側から下面側に半田を流し込むことにより、スルーホール内に半田を充填した上で、回路基板の上下両側にフィレット状の半田接続部を形成することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above circumstances, and by filling the through hole with solder by melting the solder chip and pouring the solder from the upper surface side to the lower surface side of the circuit board, It is an object to form fillet-like solder connection portions on both upper and lower sides of a circuit board.
本発明は、回路基板の上面に塗布されたクリーム半田上に半田チップを載置してリフローを行うことにより、回路基板に形成されたスルーホールを構成する内壁およびこの内壁の両端部に連なる一対のランドに端子が接続された端子接続部の製造方法であって、クリーム半田は、スルーホールにおける端子の挿入経路と交差するようにスルーホールの端部開口の一部を覆った状態で回路基板の上面に塗布されるところに特徴を有する。 According to the present invention, a solder chip is placed on a cream solder applied to the upper surface of a circuit board and reflow is performed, whereby a pair of inner walls constituting a through hole formed in the circuit board and both ends of the inner wall are connected. A method of manufacturing a terminal connection portion in which a terminal is connected to a land of a circuit board in a state in which cream solder covers a part of an end opening of a through hole so as to intersect a terminal insertion path in the through hole It is characterized in that it is applied to the upper surface.
このような製造方法によると、端子をスルーホールに挿入した際にフラックスを含有したクリーム半田を端子に接触させることができる。このため、リフローを行って半田チップを溶かした際に、フラックスが端子に濡れ広がり、溶けた半田が端子を伝って回路基板の上面側から下面側に流れやすくなる。また、半田チップによって接続に必要とされる十分な量の半田を供給できるため、スルーホール内に半田を充填した上で、回路基板の上下両側にフィレット状の半田接続部を形成することができる。 According to such a manufacturing method, the cream solder containing flux can be brought into contact with the terminal when the terminal is inserted into the through hole. For this reason, when reflow is performed and the solder chip is melted, the flux wets and spreads on the terminal, and the melted solder easily flows along the terminal from the upper surface side to the lower surface side. In addition, since a sufficient amount of solder required for connection can be supplied by the solder chip, the fillet-like solder connection portions can be formed on both the upper and lower sides of the circuit board after filling the solder in the through hole. .
本発明の実施の態様として、以下の構成が好ましい。
端子は、金属板の表面に同金属板とは異種金属のめっきが施されためっき金属板を打ち抜くことで、金属板が露出した露出面とめっきが施されためっき面の双方を含んで構成されており、露出面とめっき面のうち半田に対する濡れ性が悪い方の面にクリーム半田が接触するように端子をスルーホールに挿入するのが好ましい。
The following configuration is preferable as an embodiment of the present invention.
The terminal is configured to include both the exposed surface where the metal plate is exposed and the plated surface where the metal plate is plated by punching a plated metal plate with a metal plate different from the metal plate on the surface of the metal plate. It is preferable to insert the terminal into the through hole so that the cream solder comes into contact with the surface of the exposed surface and the plated surface that has poor wettability with respect to the solder.
このようにすると、クリーム半田に含有されたフラックスを、濡れ性が悪い方の面に接触させることができるため、この面の濡れ性を改善した上で回路基板の上面側から下面側に半田を流し込むことができる。一方、半田に対する濡れ性が良い方の面は、フラックスがない状態であっても回路基板の上面側から下面側に半田を流し込むことができる。したがって、回路基板の上面側からスルーホール内に半田を効率よく流し込むことができる。 In this way, the flux contained in the cream solder can be brought into contact with the surface having poor wettability, so that the solder is applied from the upper surface side to the lower surface side of the circuit board after improving the wettability of this surface. Can be poured. On the other hand, on the surface having better wettability with respect to the solder, the solder can be poured from the upper surface side to the lower surface side of the circuit board even when there is no flux. Therefore, solder can be efficiently poured into the through hole from the upper surface side of the circuit board.
めっき金属板は、銅板の表面にニッケルめっきが施されたニッケルめっき銅板とされており、ニッケルめっきが施されためっき面にクリーム半田が接触するように端子をスルーホールに挿入するのが好ましい。 The plated metal plate is a nickel-plated copper plate having a nickel plate on the surface of the copper plate, and it is preferable to insert the terminal into the through hole so that the cream solder contacts the plated surface on which the nickel plating has been applied.
一般に鉛フリー半田はニッケルに対して濡れにくいため、フラックスを用いて半田付けを行う必要がある。その点、上記の方法によると、ニッケルめっきが施されためっき面にクリーム半田が接触するため、鉛フリー半田を用いた場合であっても、めっき面からスルーホール内に半田を流し込むことができる。 In general, since lead-free solder is difficult to wet with nickel, it is necessary to perform soldering using a flux. In that respect, according to the above method, since the cream solder comes into contact with the plated surface on which nickel plating is applied, even when lead-free solder is used, the solder can be poured into the through hole from the plated surface. .
ランドと半田チップは、いずれもリング状をなし、ランドと半田チップの間にクリーム半田が挟まれた状態でリフローが行われるようにしてもよい。
このようにすると、半田チップによって端子の回りを全周に亘って囲むことができる。したがって、スルーホール内に半田を流し込みやすくなる。
Both the land and the solder chip may have a ring shape, and reflow may be performed in a state where cream solder is sandwiched between the land and the solder chip.
If it does in this way, the circumference | surroundings of a terminal can be enclosed over a perimeter with a solder chip. Therefore, it becomes easy to pour solder into the through hole.
クリーム半田は、端子を挟む両側に一対塗布されるようにしてもよい。
このようにすると、一対のクリーム半田をそれぞれ端子に接触させることができる。したがって、端子にフラックスを供給しやすくなる。
A pair of cream solders may be applied to both sides of the terminal.
If it does in this way, a pair of cream solder can be made to contact a terminal, respectively. Therefore, it becomes easy to supply flux to the terminal.
本発明によれば、半田チップを溶かして回路基板の上面側から下面側に半田を流し込むことにより、スルーホール内に半田を充填した上で、回路基板の下面にフィレット状の半田接続部を形成することができる。 According to the present invention, the solder chip is melted and the solder is poured from the upper surface side to the lower surface side of the circuit board, so that the through hole is filled with the solder and the fillet-like solder connection portion is formed on the lower surface of the circuit board. can do.
<実施形態>
本発明の実施形態を図1ないし図8の図面を参照しながら説明する。本実施形態の回路基板10は、絶縁性の合成樹脂材からなる板状基材の上下両面に銅箔を貼り付けた両面基板からなる。この回路基板10は、図5に示すように、同回路基板10の上面11と下面12の間を上下方向(図1における紙面と直交する方向)に貫通するスルーホール13を有している。スルーホール13は、内壁13Aと、この内壁13Aの上下両端部に連なる一対のランド13Bとを備えて構成されている。また、図1に示すように、スルーホール13は円孔形状とされており、両ランド13Bはいずれも同一形状であって、リング状とされている。
<Embodiment>
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings of FIGS. The
端子20は断面略方形の柱状をなし、図5に示すように、銅板21と、銅板21の表面に施されたニッケルめっき23とからなる。図3に示すように、銅板21の図示左右両側面は、銅板21が露出した露出面22とされている。一方、ニッケルめっき23は、銅板21の図示上下両側面に形成されており、ニッケルめっき23の表面は、めっき面24とされている。すなわち、端子20は、銅板の表面にニッケルめっきが施されたニッケルめっき銅板を母材として、このニッケルめっき銅板を打ち抜くことで、銅板21が露出した一対の露出面22とニッケルめっき23が施された一対のめっき面24とを含む構成とされている。
The
端子20は、図7に示すように、端子接続部30によって回路基板10に接続されている。端子接続部30は、鉛フリー半田からなる半田接続部31を有している。半田接続部31は、回路基板10の上面11側に形成されたフィレット状の第1接続部31Aと、スルーホール13内に充填された第2接続部31Bと、回路基板10の下面12側に形成されたフィレット状の第3接続部31Cとから構成されている。端子20は、半田接続部31を介して内壁13Aと両ランド13Bに対して導通可能に接続されている。
As shown in FIG. 7, the
次に、端子接続部30の構成について詳細に説明する。図2に示すように、回路基板10の上面11には、鉛フリー半田からなるクリーム半田14がスクリーン印刷機(図示せず)によって塗布されている。クリーム半田14は、図2に示すように、略方形をなして対向状態で一対配置されている。両クリーム半田14における対向辺14Aは、いずれもスルーホール13の端部開口の一部を覆うようにスルーホール13側に迫り出した状態で配置されている。両対向辺14Aは、所定の間隔を空けて互いに平行に配置されている。このため、両対向辺14Aの間に、端子20の先端が進入可能とされている。
Next, the configuration of the
対向辺14Aの長さは、ランド13Bの外径寸法とほぼ同じとなるように設定されており、対向辺14Aと隣り合う辺(対向辺14Aに対して垂直に配された辺であって対向辺14Aに連続している辺)の長さは、ランド13Bの外径寸法の1/2以上となるように設定されている。例えば、対向辺14Aの長さを2.4mmとし、対向辺14Aと隣り合う辺の長さを1.5mmとし、ランド13Bの外径をφ2.4mmとし、ランド13Bの内径をφ1.4mmとしてもよい。したがって、ランド13Bは、両対向辺14Aに挟まれた領域を除く全ての領域が両クリーム半田14に覆われた状態となっている。このため、リフロー時にクリーム半田14が溶けて生じた半田は、表面張力の作用によって両ランド13B上に流れ込むことになる。
The length of the opposing
スルーホール13とクリーム半田14が上下方向に重なる重なり領域15は、スルーホール13の端部開口の面積の1/2以下となるように設定されている。このため、スルーホール13の端部開口の全体が両重なり領域15によって閉止されることはない。両重なり領域15の間に形成された空隙16の間隔は、端子20における両めっき面24間の距離よりも小さめとされている。例えば、空隙16の間隔を0.6mmとし、両めっき面24間の距離を0.64mmとしてもよい。また、両重なり領域15は、スルーホール13に挿入される端子20の挿入経路と重なる配置とされている。このため、図3に示すように、両めっき面24の並び方向と両対向辺14Aの並び方向とが揃うようにして端子20をスルーホール13に挿入すると、両重なり領域15において端子20の両めっき面24がクリーム半田14に接触することになる。
The overlapping
リフローによってクリーム半田14が溶けると、クリーム半田14に含有されたフラックスがめっき面24に濡れ広がり、溶けた半田がめっき面24を伝って回路基板10の上面11側から下面12側へ流れることになる。一方、端子20の両露出面22にはクリーム半田14が直接接触していないものの、両めっき面24側から両露出面22側に半田が回り込み、この半田が両露出面22を伝って回路基板10の上面11側から下面12側へ流れることになる。したがって、リフローによって回路基板10の上面11側から下面12側へ半田を流し込むことができる。
When the
ところで、本実施形態ではスルーホール13内に充填される第2接続部31Bと回路基板10の上下両側に位置する両接続部31A,31Cとを形成するのに必要となる半田を全て回路基板10の上面11側から供給する必要があるため、これらの半田を全てクリーム半田14によって供給することは困難である。そこで、本実施形態ではクリーム半田14の上面に、鉛フリー半田からなる半田チップ40を載置し、この半田チップ40によって十分な量の半田を供給している。半田チップ40は、図8に示すように、リング状をなし、上下両側に平坦面41を有している。両平坦面41は、ほぼ平行に配置されている。これにより、半田チップ40の上側平坦面41を部品実装機(図示せず)で吸着して半田チップ40をスルーホール13上に搬送し、下側平坦面41をクリーム半田14上に載置することが可能となっている。
By the way, in this embodiment, all the solder necessary for forming the
半田チップ40は、図4に示すように、ランド13Bとほぼ同軸で載置される。半田チップ40の外径寸法は、ランド13Bの外径寸法よりも大きめとされている。また、半田チップ40の内径寸法は、ランド13Bの内径寸法とほぼ同等でかつ端子20の断面形状よりも大きめとされている。このため、クリーム半田14上に半田チップ40を載せると、図6に示すように、クリーム半田14がランド13Bと半田チップ40との間に挟まれた状態となる。例えば、半田チップ40の外径をφ3.5mmとし、半田チップ40の内径をφ1.5mmとし、半田チップ40の厚さを0.5〜1.0mmとしてもよい。
As shown in FIG. 4, the
半田チップ40はフラックスを含有していないため、半田チップ40が溶けた際における半田の濡れ性は、クリーム半田14に含有されるフラックスによって担保される。フラックスの含有比率は、半田全体の量に対して11〜15vol%以上とすることが望ましい。半田全体の量とは、クリーム半田14中の半田と、半田チップ40の半田とを合わせた半田の量のことである。半田チップ40が溶けると、クリーム半田14から供給されるフラックスによって端子20を伝ってスルーホール13内に流れ込み、この半田の一部はスルーホール13内からさらに下方に流れて第3接続部31Cとなる。こうして、クリーム半田14中の半田と半田チップ40の半田とによって図7に示す半田接続部31が形成される。
Since the
本実施形態は以上のような構成であって、続いて端子接続部30の製造方法について説明する。まず、図1に示す回路基板10の上面11に、スクリーン印刷機でクリーム半田を印刷することにより、図2に示す一対のクリーム半田14がランド13B上に塗布される。次に、スルーホール13に端子20を挿入する。このとき、端子20の両めっき面24が両対向辺14Aに接触し、図3に示すように、両めっき面24が両重なり領域15においてクリーム半田14に接触した状態となる。引き続き、部品実装機によって半田チップ40の上側平坦面41を吸着してスルーホール13上に搬送し、下側平坦面41をクリーム半田14上に載置する。
The present embodiment is configured as described above, and a method for manufacturing the
次に、この回路基板10をリフロー炉(図示せず)に通してリフロー半田付けを行う。半田チップ40とクリーム半田14はリフロー炉の熱によって溶融し、クリーム半田14に包含されるフラックスがめっき面24に濡れ広がる。一方、露出面22については銅板21が露出した面であり、元々半田との濡れ性がよいため、フラックスがない状態でも半田付けに必要な濡れ性を確保することができる。したがって、リフローによって溶けた半田は、端子20を伝ってスルーホール13内に充填されて第2接続部31Bが形成され、さらにスルーホール13の下方にフィレット状の第3接続部31Cが形成される。そして、残りの半田は、スルーホール13の上方に留まってフィレット状の第1接続部31Aとなる。
Next, the
以上のように本実施形態では、回路基板10の上面11側に一対のクリーム半田14を塗布し、両クリーム半田14上に半田チップ40を載置したから、リフロー半田付けによって回路基板10の上面11側から下面12側へ半田を流し込み、スルーホール13内を半田で充填しつつスルーホール13の上下両側に一対のフィレット状の半田が形成されてなる半田接続部31を形成できる。
As described above, in this embodiment, since the pair of cream solders 14 is applied to the
ここで、めっき面24はニッケルめっきが施された面であり、鉛フリー半田との濡れ性がよくないものの、フラックスを含有したクリーム半田14がめっき面24に接触しているため、めっき面24の半田に対する濡れ性を改善することができる。したがって、鉛フリー半田を用いる場合であっても、回路基板10の上面11側から下面12側に半田を流し込むことで半田接続部31を形成できる。
Here, although the
また、ランド13Bと半田チップ40がいずれもリング状をなしているため、端子20の回りからスルーホール13内に半田を流し込むことができる。したがって、スルーホール13内に効率よく半田を流し込むことができる。さらに、端子20を挟む両側に一対のクリーム半田14が塗布されているから、端子20の両めっき面24にフラックスを供給しやすくなる。
Further, since both the
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では端子20を挟む両側に一対のクリーム半田14を塗布しているものの、本発明によると、端子20の片側に一つのクリーム半田14を塗布してもよい。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) Although the pair of cream solders 14 is applied to both sides of the terminal 20 in the above embodiment, one
(2)上記実施形態では端子20を挟む両側に一対のクリーム半田14を塗布しているものの、本発明によると、端子20を挟む両側に加えてその垂直方向からも端子20を挟む両側に、合わせて四箇所に分割した状態でクリーム半田14を塗布してもよい。
(2) Although the pair of cream solders 14 is applied to both sides sandwiching the terminal 20 in the above embodiment, according to the present invention, in addition to both sides sandwiching the terminal 20, both sides sandwiching the terminal 20 from the vertical direction, You may apply | coat the
(3)上記実施形態では断面略方形の柱状をなす端子20を例示しているものの、本発明によると、丸棒状の端子を使用してもよい。この場合、端子の全周に亘ってクリーム半田が接触するように、クリーム半田をリング状に塗布してもよい。 (3) Although the above embodiment illustrates the terminal 20 having a columnar shape with a substantially square cross section, according to the present invention, a round bar-shaped terminal may be used. In this case, the cream solder may be applied in a ring shape so that the cream solder contacts the entire circumference of the terminal.
(4)上記実施形態ではニッケルめっき銅板を母材として端子20を形成しているものの、本発明によると、めっきが施されていない銅板を母材として端子を形成してもよい。 (4) Although the terminal 20 is formed using a nickel-plated copper plate as a base material in the above embodiment, according to the present invention, the terminal may be formed using a copper plate that is not plated.
(5)上記実施形態ではリング状をなす半田チップ40を用いているものの、本発明によると、半田チップの形状は問わない。例えば、クリーム半田14上に球状の半田チップを載置してもよい。
(5) Although the ring-shaped
(6)上記実施形態では鉛フリー半田を用いているものの、本発明によると、鉛入りの半田を用いてもよい。 (6) Although lead-free solder is used in the above embodiment, lead-containing solder may be used according to the present invention.
10…回路基板
11…上面
12…下面
13…スルーホール
13A…内壁
13B…ランド
14…クリーム半田
20…端子
21…銅板(金属板)
22…露出面
23…ニッケルめっき
24…めっき面
30…端子接続部
31…半田接続部
40…半田チップ
41…平坦面
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記クリーム半田は、前記スルーホールにおける前記端子の挿入経路と交差するように前記スルーホールの端部開口の一部を覆った状態で前記回路基板の上面に塗布されることを特徴とする端子接続部の製造方法。 By placing the solder chip on the cream solder applied to the upper surface of the circuit board and performing reflow, the inner wall constituting the through hole formed in the circuit board and a pair of lands connected to both ends of the inner wall are formed. A method of manufacturing a terminal connection portion to which a terminal is connected,
The terminal connection is characterized in that the cream solder is applied to the upper surface of the circuit board in a state of covering a part of the end opening of the through hole so as to intersect the insertion path of the terminal in the through hole. Part manufacturing method.
前記露出面と前記めっき面のうち半田に対する濡れ性が悪い方の面に前記クリーム半田が接触するように前記端子を前記スルーホールに挿入することを特徴とする請求項1に記載の端子接続部の製造方法。 The terminal is formed by punching a plated metal plate having a metal plate plated with a different metal on the surface of the metal plate, so that both the exposed surface on which the metal plate is exposed and the plated surface on which the plating is applied are provided. Comprising
2. The terminal connection part according to claim 1, wherein the terminal is inserted into the through hole so that the cream solder comes into contact with a surface of the exposed surface and the plated surface that has poor wettability with respect to solder. Manufacturing method.
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