JP2728230B2 - リードの接合法 - Google Patents

リードの接合法

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3421Leaded components

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はリードの接合法に関す
る。さらに詳しくは、ハイブリッドICの回路基板と外
部リードとの接合、または外部引出し用リードを有する
電子部品または電子部品の組立品の外部引出し用リード
と回路基板との接合などに利用されるリードの接合法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、電子部品または電子部品の組
立品などでは回路基板の周縁部に金属製の外部引出し用
リードがハンダづけや導電性接着剤などにより電気的に
接続されている。このハンダによる接合法として、従来
より、ハンダゴテによる接合、光線または熱線によ
る接合またはホットバーによる接合などの方法が知ら
れている。しかし、の方法ではハンダブリッジが生じ
やすく、ショート不良の原因になる。また、の方法で
は、ハンダボールが生じやすく、ハンダの飛散を招きや
すい。そのため、またはの方法では、リードの狭ピ
ッチ化に対応できないため、狭ピッチの複数のリードを
有する電子部品のリードの接合を行うばあい、のホッ
トバーによる接合が主として行われている。
【0003】このホットバーによる接合は、図4に示さ
れるように、まず、回路基板31表面の周縁部に電極とし
て設けられたリード端子32の表面にハンダペースト33を
塗布したのち、その上から外部引出し用リード34の端部
を当接させる。そして回路基板31の裏面を台座35で支持
した状態でホットバー36によって複数本の外部引出し用
リード34を同時にリード端子32の表面に圧接しながら加
熱を行う。ハンダペースト33が融けたあと、加熱を止め
てハンダペースト33が固化したあと、前記ホットバー36
を外部引出し用リード34から離せば接合が終了する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のホット
バーにより接合する際、複数本の外部リードを安定させ
るために20kgf/cm2 程度の圧力で圧接しており、ホット
バーの厚さは2mm程度で300 ℃程度に昇温しているた
め、ホットバー36にたわみが生じる。たとえば、26ピン
のハイブリッドICのばあい、ホットバー36の圧接面の
長さLは約30mmであり、このときの最大たわみ量δは約
0.1 mmに達する。
【0005】このたわみにより、外部引出し用リード34
の列の端部Aに局部的に圧力がかかり、一方、外部引出
し用リード34の列の中央部Bでは圧力が低下する。その
ため、均一な圧力ですべての外部引出し用リード34を押
さえることができなくなる。圧力が不均一になると、ホ
ットバー36から外部引出し用リード34への熱伝導に差異
が生じる。すなわち、端部Aでは過大に熱が伝導される
ため温度が上昇し、一方中央部Bでは逆に温度が低下す
る。したがって、中央部Bにあわせて加熱温度を調整す
ると、端部Aでは、温度が高くなり過ぎてしまい、リー
ド端子32の銅箔が剥がれるなどの不具合が生じる。ま
た、反対に端部Aにあわせて加熱温度を調整すると、中
央部Bの加熱不足により接合不良の原因になる。
【0006】本発明では、かかる問題を解消し、すべて
の外部引出し用リードを均一な圧力および温度の条件で
接合し、リード端子に部分的に負担をかけないリードの
接合法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のリードの接合法
は、回路基板上のリード端子と外部リードの一端とをホ
ットバーを用いて圧接し加熱することにより接合するリ
ードの接合法であって、前記ホットバーの圧接面の両端
部で外部リードのない部分と回路基板とのあいだにスペ
ーサを介在させて圧接することを特徴とするものであ
る。
【0008】
【作用】本発明によれば、ホットバーの圧接面の両端部
と回路基板とのあいだにスペーサを介在させているた
め、ホットバーのたわみが生じず、外部リードの列の端
部側にかかる圧力の集中が緩和される。その結果、すべ
ての外部引出し用リードについてほぼ均一な圧力を加え
ることができ、一様な温度分布がえられ、良好な条件で
リードの接合を行うことができる。
【0009】
【実施例】つぎに図面を参照しながら本発明について説
明する。図1は、本発明のリードの接合法の一実施例を
示す断面説明図、図2は本発明のリードの接合法の一実
施例を示す斜視図、図3は本発明の接合法によってえら
れるハイブリッドICの外部引出し用リードの剥離強度
を示すグラフである。
【0010】本発明のリードの接合法に用いられるホッ
トバーは、図1に示されるように構成される。ホットバ
ー1は、たとえば断面が矩形状のモリブデン棒などから
なる水平方向に延びる本体2の両端部が上方に屈曲され
てアーム3が形成され、アーム3の上端部にははそれぞ
れ放熱ブロック4、電源5およびスイッチ6が設けら
れ、本体2に直接電流を流すことにより全体が均一で一
定温度になるように形状などを工夫して形成されてい
る。本体2の下面は、圧接面7として滑らかな平面状に
形成されている。圧接面7の両端部にはスペーサ8が設
けられている。スペーサ8は,その厚さが電子部品の外
部引出し用リードとほぼ同程度の厚さに形成されるのが
好ましい。回路基板上のホットバー1の端部に対向する
部分にはそり防止のための銅箔15が形成されてリード端
子11部とほぼ同じ高さになっており、スペーサ8の厚さ
を外部引出し用リード14と同程度の厚さにすることによ
り外部引出し用リード14部分よりハンダペースト12分の
厚さだけ薄いことになるが、これは、ハンダペーストは
圧縮されるし、リード部に圧力がかかる必要があるから
である。
【0011】スペーサ8は、鉄、リン青銅などの材料か
ら形成される。さらに、ホットバー1の温度分布を乱さ
ないで一様にするために、外部引出し用リードと同じ熱
伝導率を有する材質で形成されるのが好ましい。
【0012】叙上のホットバー1を用いてたとえば、ハ
イブリッド集積回路装置(以下ハイブリッドICとよ
ぶ)の製造を行うばあい、以下のような手順で行われ
る。
【0013】図1〜2に示されるように、まず、ハイブ
リッドICの基板9の表面にリフロー工法などにより複
数個の電子部品(図示せず)が実装された基板9をその
リード端子部が載るようにリード接合用の台座10に載置
し、基板9の表面に形成されたリード端子11にハンダペ
ースト12を塗布する。ついで、他端がフレーム13によっ
て連結された複数本の外部引出し用リード14の一端を前
記リード端子11に当接させる。
【0014】つぎに、ホットバー1を外部引出し用リー
ド14に圧接し、それと同時にハンダペースト12を加熱し
溶融させる。このとき、ホットバー1の圧接面7の端部
に設けられたスペーサ8が、基板の周囲に形成された銅
箔15の表面に当接して、両端部側の外部引出し用リード
14およびリード端子11に圧力の集中を緩和し、すべての
外部引出し用リード14に均一な圧力を与えることができ
る。したがって、最適な圧力および温度条件ですべての
外部引出し用リード14をハンダづけさせることができ
る。なお、ハンダペースト12の代りにハンダプリコート
などの処理によってリード端子11にハンダを供給して
も、接合作業に何ら問題を生じない。
【0015】こののち、加熱を停止すれば、前記外部引
出し用リード14とリード端子11とが接合される。
【0016】つぎに基板9および電子部品全体を完全に
覆うように樹脂(図示せず)で封入し、最後に外部引出
し用リード14同士を結合しているフレーム13を切り離す
ことにより、ハイブリッドICの製造は完了する。
【0017】具体例として、外部引出し用リード14は、
たとえば、26ピンのハイブリッドICのばあい、長さ8
mm、幅0.35mm、厚さ0.15mmのリードが0.8 mmのピッチで
26本配置される。また、各リードの先端部にはハンダづ
けを容易にするために長さ約1.5 mm、幅約0.5 mmの接合
部が形成され、リード端子11はそれよりやや大き目に形
成されている。外部引出し用リード14の部分の接合前の
厚さは、ハンダペースト12の厚さが加えられるため、銅
箔15の表面より0.3 mm程度の高さとなる。これに対応す
るホットバー1は、各リードの接合部を押圧するための
圧接面7の幅が2mm程度に形成され、その圧接面7の両
端部には鉄、リン青銅などからなる長さ10mm、幅3mm、
厚さ0.15mmのスペーサ8が設けられる。したがって、ス
ペーサ8が銅箔15表面に当接するまで加圧すれば、ハン
ダペースト12はほぼ完全に圧縮され、2つのスペーサ8
に挟まれた圧接面7の区間ではほぼ均一な圧力分布にな
り、ホットバー1にたわみは殆ど生じない。
【0018】つぎに、叙上のように製造されたハイブリ
ッドICの外部引出し用リード14の接合強度を調べた結
果を図3に示す。
【0019】図3(a)には、本実施例により製造され
たハイブリッドICの外部引出し用リード14の各1本、
1本を基板9の上方に引っ張ったばあいの個々の外部引
出し用リード14にかかる剥離強度の分布が示されてい
る。この剥離強度の強さを従来の製法によってえられる
ハイブリッドICの剥離強度の強さ(図3(b)参照)
と比較すればあきらかなように、スペーサ8が圧接面7
の両端部での圧力の集中を緩和しているため、両端部で
の剥離強度が大幅に向上していることがわかる。すなわ
ち従来法によれば、端部の圧力が強く、リード端子11の
銅箔と基板との剥離強度が殆ど0(リードピン1、25、
26番)であったのが、本実施例では中央部のピンの剥離
強度と同程度になっている。
【0020】また、圧力の均一化により、本実施例では
全体的に剥離強度が向上している。なお従来例の接合法
での接合部の温度を調べた結果、端部で350 ℃、中央部
で320 ℃と30℃程度の差があった。
【0021】なお、前記実施例ではスペーサがホットバ
ーの圧接面に接着した例を示したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、スペーサとホットバーとを別体
にして基板上に載置するだけで接合を行ってもよい。
【0022】さらに、前記実施例ではハンダづけの例を
示したが、ハンダづけに限らず加熱により固化する樹脂
などで接合するばあいにも、本発明を同様に適用でき
る。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、すべてのリードに均等
な圧力がかかり、均等な温度条件で接合することができ
るため、加圧、加熱不足によって生じる接合不良が解消
できるとともにすべてのリードの接合強度を向上させる
ことができる。その結果、信頼性の高い電子部品を容易
に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のリードの接合法の一実施例を示す断面
説明図である。
【図2】本発明のリードの接合法の一実施例を示す斜視
図である。
【図3】(a)は本発明の接合法によってえられるハイ
ブリッドICの外部引出し用リードの剥離強度を示し、
(b)は従来例の方法による剥離強度を示す図である。
【図4】従来の外部引出し用リードの接合法を示す断面
説明図である。
【符号の説明】
1 ホットバー 7 圧接面 8 スペーサ 9 基板 11 リード端子 12 ハンダペースト 14 外部引出し用リード

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回路基板上のリード端子と外部リードの
    一端とをホットバーを用いて圧接し加熱することにより
    接合するリードの接合法であって、前記ホットバーの圧
    接面の両端部で外部リードのない部分と回路基板とのあ
    いだにスペーサを介在させて圧接することを特徴とする
    リードの接合法。
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