JPH0677268U - 磁電変換素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半田が固体化する際の応力によって薄膜状の
電極端子部が剥離するのを防止した磁電変換素子を得
る。 【構成】 リードフレーム１の中間部を埋設した絶縁体
からなるホルダー２の保持部３に装着する磁電変換素子
４において、リードフレーム１のホルダー２から突出し
た接触部１ａと磁電変換素子４の電極端子部５とを接触
させると共に、液相線温度と固相線温度の差が５℃以上
３５℃以下の半田６により結合した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は磁電変換素子に関するもので、特に電極端子部の半田付けに関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）、オーディオテープレコーダ等のキ ャプスタンモータ、その他各種モータ等の近傍に配置することによって、回転体 の回転位置や回転速度を検出する磁電変換素子が知られている。図６、図７はこ のような磁気変換素子の例を示している。図６、図７において、磁電変換素子３ ４は板状のガラス基板と、この基板の一方の面に形成されたＮｉ−ＣｏやＮｉ− Ｆｅ等の磁性薄膜からなるパターン３８とを有してなる。このようなパターン３ ８の４本の端部は磁電変換素子３４の下側に集められて、電極端子部３５となっ ている。磁電変換素子３４は、ホルダー３２に対して取付けられている。ホルダ ー３２は略直方体状で、前面に磁電変換素子３４取付用の保持部が形成されてお り、この保持部に対して磁電変換素子３４が取り付けられている。ホルダー３２ の左右両端の下部には、回路基板等へ取付けるために足状の固定部３７、３７が 形成されている。ホルダー３２の磁電変換素子３４より下の部分には、ホルダー ３２の前後を貫通して４本のリードフレーム３１が一体に取付けられている。ホ ルダー３２の前面から突出した４本のリードフレーム３１の前端部は上方へ折り 曲げられて接触部３１ａとなっており、接触部３１ａは磁電変換素子３４の各電 極端子部３５と半田３６によって接続固定されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記薄膜状の電極端子部３５と接触部３１ａを接続する半田３６は、組成が７ ６Ｐｂ−１２Ｓｎ−２Ｓｂ−２Ａｇの、一般的に広く用いられている半田材であ る。このような半田材は、液相線温度（個体が完全に液体となる温度）と固相線 温度（液体が完全に個体となる温度）が等しく、共晶半田と呼ばれている。共晶 半田は液相線温度と固相線温度が等しいため、完全に溶融し液体となっている状 態において、半田の温度が液相線温度を少しでも下回ると瞬時に固まり、完全な 固体となる。このように共晶半田は瞬時に液体から固体に変化するため、図８に 示す接触部３１ａのように、バックスプリングＣ等によって固定方向と逆向きに 力が加えられている部品を固定する場合等に有効である。

【０００４】 共晶半田が液体から固体に変化するとき、体積も急激に収縮する。このため、 共晶半田を接触部３１ａと薄膜状の電極端子部３５を接続する半田３６として使 用すると、図８、図９に矢印で示すような、半田３６が収縮する場合の収縮応力 によって電極端子部３５が引っ張られ、かつ、図９に示すように電極端子部３５ の主に外側の部分が磁電変換素子３４から剥離してしまう。このような、半田３ ６の収縮時の収縮応力によって生ずる電極端子部３５の剥離は、およそ７０％程 の確立で生じ、歩留を著しく低下させる原因となっていた。また、このような現 象は共晶半田の共晶温度が低くても生じていた。

【０００５】 なお、図１０の（ａ）は、半田３６の収縮によって電極端子部３５に切断部３ ８が生じた状態を示している。このような現象は、磁電変換素子３４に対する密 着強度が弱い電極端子部３５に対して長時間の半田付け処理を施したり、また、 半田付け温度が高かったり、リードフレーム３１のバックスプリングＣの応力が 大きい場合等に生じる。また、磁電変換素子３４と電極端子部３５の密着強度が 大きくても半田３６の収縮による電極端子部３５の剥離を完全に防止することが 出来ず、図１０（ｂ）に示すように電極端子部３５の縁部に複数のパターンクラ ック３９が生じていた。

【０００６】 本考案は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、半田が固体 化する際の応力によって薄膜状の電極端子部が剥離するのを防止した磁電変換素 子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】

請求項１記載の考案は、リードフレームの中間部を埋設した絶縁体からなるホ ルダーの保持部に装着する磁電変換素子において、リードフレームのホルダーか ら突出した接触部と磁電変換素子の電極端子部とを接触させると共に、液相線温 度と固相線温度の差が５℃以上３５℃以下の半田材で結合したことを特徴とする 。

【０００８】 請求項２記載の考案は、基板の電極に載置半田付けする薄膜電極を有するチッ プ状の磁電変換素子において、基板の電極と磁電変換素子の薄膜電極とを、液相 線温度と固相線温度の差が５℃以上３５℃以下の半田材により結合したことを特 徴とする。

【０００９】

【作用】

液相線温度と固相線温度の差が５℃以上３５℃以下の半田材を使用してリード フレーム又は基板の電極と磁電変換素子の薄膜電極とを半田付けすると、半田材 が液体から固体に移行する中間に、部分的に液体と固体が混在する領域があり、 半田が凝集する時の収縮応力が緩和される。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案にかかる磁電変換素子の実施例について図面を参照しながら説明 する。図１、図２において、磁電変換素子４は板状のガラス基板と、このガラス 基板の一方の面に形成されたＮｉ−ＣｏやＮｉ−Ｆｅ等の磁性薄膜からなるパタ ーン８とを有してなる。このようなパターン８の４本の端部は磁電変換素子４の 下側に集められ薄膜状の電極端子部５となっている。このような磁電変換素子４ は、ホルダー２に対して取付けられている。ホルダー２は略直方体状で、前面に は保持部３が形成されており、この保持部３に対して磁電変換素子４が取り付け られている。ホルダー２の左右両端の下部には回路基板等に取り付けるための足 状の固定部７、７が形成されている。保持部３の下部にはホルダー２の前後を貫 通して４本のリードフレーム１が一体に取付けられている。ホルダー２の前面か ら突出した４本のリードフレーム１の前端部は上方へ折り曲げられて接触部１ａ となっており、接触部１ａは磁電変換素子４の各電極端子部５と半田６によって 接続され固定されている。

【００１１】 接触部１ａと電極端子部５を接続固定する半田６の組成は８６Ｐｂ−８Ｓｎ− ６Ｓｂとなっている。このような組成の半田６は、固相線温度が２４０℃、液相 線温度が２６０℃で、固相線温度と液相線温度の間に約２０℃の温度差が設定さ れている。このような組成の半田６を使用すれば、液体から瞬時に固体にならず 、半田６が完全な液体となっている状態から、冷却されて固体に移行する間の部 分に、液体と固体が混在する領域が生ずる。半田６が固体化するに従って、図３ 、図４に矢印で示すような体積収縮による収縮応力が生ずるが、収縮応力が生ず るのは液体と固体が混在する領域であり、収縮応力はこの領域中の液体状となっ ている部分によって緩和されるため、電極端子部５を剥離しない。

【００１２】 なお、固相線温度と液相線温度の差があまりに大きいと、半田付け状態でのわ ずかな振動等で冷半田が生じ、半田の機械的な強度を著しく低下させてしまう。 このため、固相線温度と液相線温度の差は５℃以上３５℃以下が最も好ましい。 このような条件を満たす半田組成の各種例を以下に示す。 Pb Sn Sb In 液相線温度 固相線温度 温 度 差 (1) 85％ 5％ 10％ 256℃ 240℃ 16 (2) 85％ 15％ 275℃ 252℃ 23 (3) 30％ 70％ 193℃ 183℃ 10 (4) 60％ 40％ 225℃ 217℃ 8 (5) 93％ 7％ 244℃ 232℃ 12 (6) 30％ 70％ 193℃ 183℃ 10 (7) 20％ 80％ 199℃ 183℃ 16

【００１３】 以上のように、液相線温度と固相線温度の差が５℃以上３５℃以下となるよう な組成の半田は、全般的に共晶半田に比べて液相線温度と固相線温度が大きくな っているため、電極端子部５に対するダメージが大きくなるように見える。しか し、電極端子部５に対するダメージはなく、電極端子部５に剥離等のダメージが 起こる確率を数パーセント程度までに抑えることによって、歩留りを従来に比べ て著しく向上させることができる。磁電変換素子４はホルダー２に対して取り付 けられてからでも、急激な温度変化や震動、衝撃等で外部応力が加わることがあ る。しかし、半田６の液相線温度と固相線温度の差を５℃以上３５℃以下とする ことによって、半田６による接合部分の電気的接合不良も著しく抑えることがで きる。

【００１４】 また、以上のような組成の半田が適用されるのはホルダーと一体化する型の磁 電変換素子のみに限られたものではなく、チップ状の磁電変換素子を直接基板に 取り付けるものにも使用することも可能である。次に、このような磁電変換素子 の例について説明する。図５において板状の磁電変換素子１４の一方の面にはパ ターン状の磁性薄膜が形成されている。磁性薄膜の端子部１５は固相線温度と液 相線温度の差が５℃以上３５℃以下となるような半田１６によって基板１２上の 電極１１と接続されている。このような構成においても、半田１６が完全な液体 となっている状態から冷却されて固体に移行する間の部分に、液体と固体が混在 する領域が生じ、この液体と固体が混在する領域で体積収縮時の収縮応力等が緩 和される。従って、薄膜状の電極端子部１５の剥離を著しく低下させて歩留りを 向上させることができる。

【００１５】

【考案の効果】

請求項１記載の考案によれば、リードフレームのホルダーから突出した接触部 と磁電変換素子の電極端子部とを接触させると共に、液相線温度と固相線温度の 差が５℃以上３５℃以下の半田材により結合したため、半田が固体化する際の応 力によって薄膜状の電極端子部が剥離するのを防止することが可能となる。

【００１６】 請求項２記載の考案によれば、基板の電極と上記磁電変換素子の薄膜電極とを 、液相線温度と固相線温度の差が５℃以上３５℃以下の半田材により結合したた め、半田が固体化する際の応力によって薄膜状の電極端子部が剥離するのを防止 することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかる磁電変換素子の例を示す分解斜
視図。

【図２】同上縦断面図。

【図３】同上要部拡大側面断面図。

【図４】同上要部拡大平面断面図。

【図５】本考案にかかる磁電変換素子の別の例を示す断
面図。

【図６】従来の磁電変換素子の例を示す斜視図。

【図７】同上縦断面図。

【図８】同上要部拡大側面断面図。

【図９】同上要部拡大平面断面図。

【図１０】同上磁電変換素子の電極端子部の密着強度毎
に剥離の度合を比べた平面図。

【符号の説明】

１ リードフレーム １ａ 接触部 ２ ホルダー ３ 保持部 ４ 磁電変換素子 ５ 電極端子部 ６ 半田

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 リードフレームの中間部を埋設した絶縁
   体からなるホルダーの保持部に装着する磁電変換素子に
   おいて、上記リードフレームの上記ホルダーから突出し
   た接触部と上記磁電変換素子の電極端子部とを接触させ
   ると共に、液相線温度と固相線温度の差が５℃以上３５
   ℃以下の半田材により結合してなる磁電変換素子。
2. 【請求項２】 基板の電極に載置半田付けする薄膜電極
   を有するチップ状の磁電変換素子において、上記基板の
   電極と上記磁電変換素子の薄膜電極とを、液相線温度と
   固相線温度の差が５℃以上３５℃以下の半田材により結
   合してなる磁電変換素子。