JPH0349211A

JPH0349211A - 電子部品

Info

Publication number: JPH0349211A
Application number: JP1185234A
Authority: JP
Inventors: Takashi Saito; 斎藤　貴; Miho Hirota; 弘田　実保; Yasuyuki Nakaoka; 中岡　康幸; Masaaki Namatame; 生田目　雅章
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-07-17
Filing date: 1989-07-17
Publication date: 1991-03-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野Ｊ本発明は１例えばフラットパッケージＩＣのように印刷
配線基板のパッド部にはんだ付接続されるリード端子部
分がフラット形状であるリード端子を有する電子部品に
関し、特に予め供給しておいたはんだを加熱・溶融させ
てはんだ付を行うリフローはんだ付けに適した表面実装
用の電子部品に関するものである。〔従来の技術Ｊ近年、印刷配線基板に電子部品を実装するのにリフロー
はんだ付は方法が多く採用されるようになった。このリ
フローはんだ付は方法を第６図から第９図を参照して一
般的に説明する。第６図は印刷配線基板（４）を示す平
面図、第７図（Ａ）　（Ｂ）はそれぞれ、この基板（４
）に実装される従来の（Ａ）二方向リード型、ａ３）四
方向リード型フフットタイグの電子部品を示す平面図で
、第８図は従来の四方向リード型フラットタイプの電子
部品を示す斜視図、第９図は第８因の拡大斜視図である
。この基板（４）Ｉｃはパッド部（５）が設けられてお
り、パッド部（５）は例えば露出した銅層からなる。図
示の左下の二列に配列された短冊形のパッド部（５）の
群は第７図（Ａ）に示された二方向のフラットタイプの
電子部品（１）に対するものである。図示の基板（４）
の右上のパッド部（５）の群は第７図ＣＢ）Ｋ示され九
四方向の７フツトタイデの電子部品（１）に対するもの
である。第７図（Ａ）　ＣＢ）、第８図及び第９図に示
す如くフラットタイプの電子部品はその周辺に多数の金
属材料からなるリード端子（２）を有し、リード端子Ｃ
）のパッド部（５）にはんだ付けされる接続部（３）は
フラッド形状となっている。さて、これらフラットタイ
プの電子部品（１）を基板に’ｊ！装するＫは、基板（
４）のパッド部（５）にメタルマスクあるいはスクリー
ンマスク等を用いてソルダ・ペーストを印刷し、これに
電子部品のリード端子（２）を押し付け、ソルダ・ペー
ストの持つ粘着力により仮装着し、その後、赤外線や蒸
気等を用いた加熱工程によってソルダ・ペーストを溶融
し、その後、凝固させるというものである。リード端子（２）を有する電子部品のりフローはんだ付
は方法の主な問題点は第１０図のパッド部（５）とリー
ド端子（２）を示す斜視図に示されたブリッジ（７）不
良（リード端子（２）間にはんだ（６）が渡りショート
させること）の発生とオープン不良（リード端子（５）
がパッド部Ｑ）に接続されず浮いた状態になっているこ
と）の発生である。電子部品内の電気回路の集積度が増
すにつれて電子部品の周辺から引き出されるリード端子
の数が増えてリード端子の配列の間隔が狭くなる。かく
して高密度実装が行われるようになると、一般的に言っ
てはんだの量が多すぎるとブリッジ不良が発生し、はん
だの量カ少すすぎるとオープン不良が発生する。従来の技術はブリッジ不良を防止するためパッド部から
ソルダ・ペーストがはみ出さないように供給する、ある
いははんだの量を少なくするということが基本であった
。例えば特公昭５７−２９０７２号公報に示されたりフ
ローはんだ付は方法の特徴はパッド部から溢れないよう
にパッド部にソルダ・ペーストをスクリーン印刷すると
いうことである。それまで半田メツキによりパッド部全
域にわたってしかもパッド部周辺において膨れ上がるよ
う（存在していたはんだの量を、前述の如くソルダ・ペ
ーストをスクリーン印刷することにより減少させ、かく
して例えば０．６３５ａｓ＋Ｏ如き狭いリード端子間隔
でもブリッジ不良の発生を見なくなったと報告している
。しかし、この方法は、極端にはんだ供給量が少ない場合
には、ブリッジ不良は発生しないが接合部の強さが低下
し、信頼性の面から問題となり、信頼性上も問題ない強
度を確保しうるはんだ供給量の場合にはグリッジ不良が
発生する。なぜなら、現状のプロセスではソルダ・ペー
ストを精度良く供給することは困難で、仮にソルダ・ペ
ーストをパッド部からはみ出さないように印刷しても、
その後、部品を押しつけた時にソルダ・ペーストがはみ
出したり、加熱中にソルダ・ペーストの粘度が低下する
ことによりパッド部からはみ出し、ブリッジ不良となる
のである。特開昭５８−１３２９４０号公報では、リード端子を有
する電子部品を基板に実装するに際して、リード端子の
接続部の長さより狭い幅のソルダ・ペースト層を基板に
パッド部の在る区域面にべたいちに一様に被着するとい
うことを特徴とするものである。それまではリード端子
の接続部の長さより広い幅のソルダ・ペースト層を一様
に被着していたのである。つまり、この特開昭５８−１
３２９４０号公報もはんだの量を少なくしようというも
のである。しかし、リード端子の接続部の長さは非常に短いので、
接続部の長さより狭い幅のソルダ・ペーストを印刷する
この方法では、リード端子がパッド部に接合していても
、はんだの量が少ないためＫその接合は不安定で永年に
亘る品質の保証を為しえないのである。一方、ソルダ・ペーストの厚みを増して多くすると、融
けたはんだは隣接するパッド部にまたがったままで安定
し、ブリッジ不良を除去しえないのである。然して、供給はんだの量を調整してパッド部とリード端
子の接続部との接合をしっかりと安定させ永年に亘り維
持するに十分なものとなし、しかもブリッジ不良の発生
を押えるリフローはんだ付けの実現が求められていたの
である。〔発明が解決しようとする課題〕つまり、印刷配線基板に電子部品を５Ｊ！装する際に用
いられる従来の大量生産におけるリフローはんだ付は方
法では電子部品のリード端子の接続部がフラットな形状
ではんだの量が多くなるとブリッジ不良があり、また、
はんだの量が少なくなるとオープン不良がありかつ永年
に亘る接合安定性が得られないという問題点があるとい
うことである。本発明は、かかる問題点を解消するためＫなされたもの
で、リード端子を有する電子部品の９−ド端子の形状を
改良し、リフローはんだ付は方法により十分なはんだ量
でしつかシと印刷配線基板に実装でき、しかも隣接する
リード端子間をショートさせるグリッジ不良の発生を抑
制でき、信頼性に富む接合を実現できる電子部品を得る
ことを目的とする。現在のソルダ・ペーストを印刷する技術では、ソルダ・
ペーストのチクソ性（剪断応力が加わっている時に粘度
が低下する性質、即ち印刷していると粘度が低下する性
質）のため、高精度に印刷量、印刷精度を管理すること
は難しく、印刷を繰シ返していのうちに垂れが生じてソ
ルダ・ペーストがパッド部からはみ出る。この垂れは大
量生産する上で不可避である。更には電子部品搭載時、
および加熱時にも垂れは生じる。そして現状のプロセス
ではかかる垂れは不可避である。ここで、はんだの絶対量が少なければ、垂れも少なくべ
たいちに一様に被着させる方法でもブリッジ不良に敗ら
ないが逆にオープン不良が見られ、ま九接合強度および
信頼性が落ちる。オープン不良はリード端子の接続部の
高さに多少のバラツキが有ることによシ生じる。そして
このオープン不良は導通検査でグローブビンを当てた時
に前記接続部が押し下げられて導通してＯＫの判定が出
て発見しにくいのである。これに対しブリッジ不良は検
出しやすい。従ってオープン不良を回避した、かつ接合
強度および信頼性を確保すべくはんだの量を多めにした
所定量が決まるのである。この所定量に対してソルダ・ペーストの印刷を行うが、
高精度に印刷量・印刷精度を管理することが霞しいため
、所定量（目標量）よシ多めに供給されたり、垂れてパ
ッド部からはみ出し、ブリッジ発生の原因となっている
。これを第１１図を参照してさらに詳しく説明する。第１
１図（Ａ）　（Ｂ）は従来の電子部品を用い九場合の供
給されるはんだの体積とその充填可能容積の関係を示す
説明図で、（Ａ）はリード端子（５）とパッド部（２）
との接合前、ソルダ・ペースト溶融直前の状態を示し％
ω）は接合後、ソルダ・ペースト溶融後の状態を示して
いる。ソルダ・ペーストの金属成分の全体積（ソルダ・
ペースト溶融直前の体積にほぼ一致）Ｖａが、充填可能
容積ｖｂより大きい場合、すなわちＶｂ／Ｖａ　（１の
場合はパッド間Ｋまたがってショートしてブリッジとな
る。１≦Ｖｂ／Ｖａ＜Ａ（Ａは定数）の場合は、パッド
からはみ出したソルダ・ペーストの量、すなわち垂れの
程度によって、ブリッジとなる場合とならない場合があ
り、Ｗｂ／ＶａｉｍＡの場合はブリッジとならないので
ある。ここで、Ａはｌよシ大きい定数であろうつまり、印刷精
度が悪いためにはんだ供給量が増え、ｖｂ／ｖａ＜　Ｉ
　Ｋなったシ、あるいは現状のプロセスで不可避である
垂れが主に部品搭載時に生じて、加熱リフロー時点迄に
ソルダ・ペーストがパッド間にはみ出し、垂れを伴うＶ
ｂ／Ｖａ＜Ａとなり、ブリッジが発生しているのである
。さて、問題はいかにしてＶｂ／Ｖａ　（はんだを充填で
きる容積／はんだ供給量）の値を大きくするかというこ
とになる。

【課題を解決するための手段】

本発明の電子部品は所定間隔を隔てて突出する複数のリ
ード端子を有し、このリード端子に対応する印刷配線基
板のパッド部に、はんだ付接続されるもので、上記リー
ド端子の少くとも上記パッド部に接続される接続部の横
断面が上記パッド部に対向する側が凸形状であるもので
ある。また、本発明の別の発明の電子部品は、リード端子のパ
ッド部に接続される接続部において、その上記リード端
子根元部側に折曲された変曲部又は段差を設け、上記パ
ッド部との間に、はんだ吸収空間が形成されるようＫし
たものである。〔作用Ｊ本発明におけるリード端子の接続部の横断面がパッド部
に対向する側が凸形状、例えば細く尖っているので、は
んだを充填できる容積が増加し、リード端子間でショー
トしている余分なはんだまでもパッド上に吸収でき、ブ
リッジ不良を抑止できる。また、本発明の別の発明においては、はんだ吸収空間が
形成されており、はんだを充填できる容積が増加する。即ち、上記と同様リード端子間でショートしている余分
なはんだまでも、このはんだ吸収空間に吸収されるため
、はんだブリッジ不良を抑制できる。〔実施例Ｊ以下、本発明の実施例を図について説明する。第１図は本発明の一実施例の電子部品の一部を示す斜視
図で、第２図は第１図の電子部品を印刷配線基板にはん
疋付けしたところ、リード端子接続部の横断面を示す要
部断面図で、図において、（１）はフラットタイプの電
子部品、例えばフラットパツケジＩＣ■）は電子部品（
１）から所定間隔を隔てて突出する複数のリード端子、
（３）はリード端子（２）の電子部品（１）が実装され
る印刷配線基板（４）のパッド部（５）に接続される接
続部である。この実施例ではリード端子（２）の横断面
Ｃ長手方向に対する垂直断面）が野球のホームベースの
ような形状をしておシ、その尖った凸がパッド部（５）
に対向している。リード端子（２）は４２７０イ（鉄−ニッケル合金）で
あシ、これに９０５ｏ−１０Ｐｂ半田めっき（融点２１
５　Ｃ）が施されている。リード端子の幅は０．３ａ−
、リード部間隔は０．３５ｍである。それで、隣接する
リードピッチは０．６５ｍである。さて、従来の第８．９図に示す電子部品と異なる点は、
リード端子の横断面（長手方向に対する垂直断面）が、
パッド部に対向する側が凸形状をしていることである。なお、このリード形状はエツチング等により容易に形成
できる。つまシ、この実施例では、第２図のリード端子のけん疋
接続部の長手方向に対する垂直断面図、及び第２図に相
当す、る従来の電子部品のはんだ付は部の要部断面図で
ある第１２図との比較から、溶融はんだを充填できる容
積が増加していることがわかる。さらに１はんだとの接
触面積が増加するために１はんだ付強さも向上する。なお、リード端子の横断面がパッド部に対向する側が凹
形状をしていても、はんだを充填できる容積が増加する
が、リード端子を製造する上で困難さを伴う上、はんだ
付けもボイド等の不良が発生しやすく、信頼性も低下す
るため、凸形状が良い。この実施例の電子部品（１）を予めソルダ・ペーストを
印刷した基板（４）に搭載した後、赤外線炉に入れて、
ソルダ・ペーストを加熱溶融させて、はんだ付けを行っ
た。この際、従来の電子部品では、はんだの供給量が多
く、Ｗｂ／Ｖａ＜１の場合や、垂れを伴ったＶｂ／Ｖａ
　＜　Ａの場合には第１０図に示すように、溶融はんだ
が隣接したリード端子（２）間にまたがってショートし
ていたが、この実施例ではこのリード端子（２）間で７
ヨートしている余分なはんだは、リード端子の充填可能
容積ｖｂが従来のｖｂより増大し、ＶＩＪ／Ｖａ≧Ａに
できるため、最終的にはブリッジとならないのである。第３図は本発明Ｏ他の実施例の電子部品のはんだ付部を
パッド部とともに示す要部断面図で、図において、（２
ａ）はリード端子偉）の先端部、（２ｂ）！ｊ−ド端子
（２）の電子部品本体側の根元部、（３ａ）はリード端
子接続部（３）の根元部（２ｂ）側１／Ｃ’）−ド端子
を折り曲げて設けた段差、（８）は段差（３ａ）を設け
たことＫよシ、リード端子接続部（３）の根元部（２ｂ
）側にリード端子（２）とパッド部（５）との間に形成
されたはんだ吸収空間である。従来のフラットタイプの電子部品は第１３図のそのはん
だ付部を示す断面図のように一般にリード端子の接続部
（３）は若干の傾斜例えば３〜４°を持った直線状であ
り、溶融はんだ（６）は矢印で示すように接続部（３）
のリード端子先端部（２ａ）側からり−ド端子根元部（
２ｂ）側に向けて流動する。ところが、従来の電子部品
においては、接続部（３）とパッド部（５）との開の空
間が狭く、即ち、はんだを充填できる容積が小さいため
、過剰なはんだを吸収しきれず、その結果、はんだブリ
ッジ不良が発生しやすかった。ところが、この実施例においては、リード端子接続部（
３）の根元部（２ｂ）（Ｉｌｌにはんだ吸収空間（８）
を設けており、従来よりはんだ充填可能容積が大きくな
っている。従って、印刷等により供給されたはんだが過
剰であり、パッド部（５）間にはみ出していても、溶融
はんだは曲述のようにリード端子先端部（２ａ）側から
根元部（２ｂ）側に向けて流動し、過剰のはんだがはん
だ吸収空間（８）に吸収され、はみ出したリード端子間
にまたがるはんだもパッド部（５）上に吸収され、はん
だブリッジ不良を起こさなへ第４図は本発明のさらに他
の実施例の電子部品のはんだ付は部分示す要部断面図で
、（３ｃ）はリード端子接続部（３）の根元部（２ｂ）
側にリード端子を折り曲げて設けた変曲部である。この
変曲部（３ｃ）を設けたことにより第３図の実施例と同
様にはんだ吸収空間（８）が形成され、同様にはんだを
充填できる容積が増加するので、はんだブリッジ不良を
抑制できる。なお、上記実施例では、リード端子（２）の横断面が野
球のホームペース形状のものについて示したが、第５図
（ａ）　（ｂ）の他のリード端子横断面の形状を示すは
んだ付部の横断面図に示すように、三角形状でも良く、
また尖った部分は多少平坦でも良く、パッド部（５）に
対向する側が凸形状であれば良へまた、リード端子（２
）全体の横断面が凸形状である必要はなく、少くとも接
続部（３）の横断面が凸形状であれば良い。また、リード端子（２）の材質も、４２アロイに９０８
！ｌｌ−１０Ｐｂ半田メツキしえものでなくても、例え
ば銅合金等でも良い。さらに、上記実施例では、０．６５層ピッチリードの部
品について説明したが、０．５０．０．４０　Ｍピッチ
等の一層狭小なピッチリードを有する部品にも適用でき
ることはいうまでもない。さらＫまた、上記実施例でははんだの供給をンルダ・ペ
ーストで行っているが、めっき尋でもよく、また加熱熱
源としては、赤外線を利用し九が、蒸気の凝縮潜熱を利
用して加熱してもよいし、ホットエアーやホットグレー
トを当てるようにしてもよい。また、上記実施例ではフラットパッケージＩＣを例にと
って説明したが、これと同様なリード形状を有する電子
部品であればよく、特にフラットパッケージＩＣだけに
適用を限定するものではない。〔発明の効果〕以上のようＫ、本発明によれば、所定間隔を隔てて突出
する複数のリード端子を有し、このリード端子に対応す
る印刷配線基板のパッド部に１はんだ付接続される電子
部品において、上記リード端子の少くとも上記パッド部
に接続される接続部は、その横断面が上記パッド部に対
向する側が凸形状であるようＫしたので、はんだを充填
できる容積が増加し、５１！装に際し従来の最難点であ
り九グリツジ不良及びオーブン不良を防止でき、信頼性
に冨む接合が得られる効果がある。また、本発明の別の発明によれば、リード端子のパッド
部に接続される接続部には、その上記リード端子根元部
側に折曲された変曲部又は段差を設け、上記パッド部と
の間に、はんだ吸収空間が形成されるようにしたので、
上記と同様、はんだを充填できる容積が増加し、信頼性
に富む接合が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電子部品を示す部分斜視図
、第２図は第１図の一実施例のリード端子接続部の横断
面を表わす電子部品のはんだ付部を示す要部断面図、第
３図は他の！ｌｉ！施例の電子部品のはんだ付は部をパ
ッド部とともに示す要部断面図、第４図はさらに他の実
施例の電子部品のはんだ付は部をパッド部とともに示す
要部断面図、第５図（Ａ）　（Ｂ）は各々電子部品のリ
ード端子横断面の他の形状を表わすはんだ付は部の要部
断面図、第６図は一般的な印刷配線基板を示す平面図、
第７図（Ａ）　（Ｂ）は各々フラットタイプの電子部品
を示す平面図、第８図は同、従来の電子部品を示す斜視
図、第９図は第８図の拡大斜視図、第１０図はブリッジ
不良の形状を示す斜視図、第１１図（Ａ）の）ははんだ
供給量と充填可能容積の関係を示す説明図、第１２図は
従来のリード端子接続部横断面を表わす電子部品のはん
だ付は部を示す要部断面図、第１３図は従来の電子部品
のはんだ材部を示す要部断面図である。図において、（１）は電子部品、（２）はリード端子、
（２ａ）はリード端子に）の先端部、（２ｂ）はリード
端子（２）の根元部、（３）はリード端子（２）の接続
部、（３ａ）は段差、（３ｂ）は変曲部、（４）は印刷
配線基板、（５）はパッド部、（８）ははんだ吸収空間
である。なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。代　珊　人　　大　　岩　　　増　　雄第１図第２図５：　＋２　Ｌ　　Ｔｓ− 第５５！ｌ！第６図第８図Ｊ第９図第１２図！ ’１１０１Ｂ平成　　年　　月日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定間隔を隔てて突出する複数のリード端子を有
し、このリード端子に対応する印刷配線基板のパツド部
に、はんだ付接続される電子部品において、上記リード
端子の少くとも上記パツド部に接続される接続部は、そ
の横断面が上記パツド部に対向する側が凸形状であるこ
とを特徴とする電子部品。
（２）所定間隔を隔てて突出する複数のリード端子を有
し、このリード端子に対応する印刷配線基板のパツド部
に、はんだ付接続される電子部品において、上記リード
端子の上記パツド部に接続される接続部には、その上記
リード端子根元部側に折曲された変曲部又は段差を設け
、上記パツド部との間にはんだ吸収空間が形成されるよ
うにしたことを特徴とする電子部品。