(57)【要約】【課題】  本発明は、自動車に搭載される電子素子において、回路基板とリード端子との接続信頼性を向上することを目的とする。【解決手段】  上記目的を達成するため、本発明の電子素子は、回路基板と、回路基板上に設けられたパッドと、リード端子と、を備え、前記パッドと前記リード端子の一端側とを半田によって電気的に接続する電子素子において、前記リード端子は、前記一端側であって最先端でない箇所に突起部を有していることを特徴とする。【選択図】  図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、
回路基板上に設けられたパッドと、
リード端子と、を備え、
前記パッドと前記リード端子の一端側とを半田によって電気的に接続する電子素子において、
前記リード端子は、前記一端側であって最先端でない箇所に突起部を有していることを特徴とする電子素子。
【請求項２】
前記リード端子は、前記突起部と、前記突起部に対して一端側に設けられる水平部と、前記突起部に対して他端側に設けられる水平部と、により前記半田との接続面を形成していることを特徴とする請求項１に記載の電子素子。
【請求項３】
前記突起部の始点から終点までの水平方向の距離は、前記パッドの長手方向の長さより短いことを特徴とする請求項１に記載の電子素子。
【請求項４】
前記半田はSnSbを用いたことを特徴とする請求項１に記載の電子素子。
【請求項５】
前記リード端子と前記パッドの接続部は、リード端子を固定するため熱硬化性樹脂で覆われていることを特徴とする請求項１に記載の電子素子。
【請求項６】
前記リード端子の突起部は、プレス加工を用いて形成することを特徴とする請求項１に記載の電子素子。
【請求項７】
リード端子の両端を固定し、一端側を押圧することでリード端子の一端側に凸形状を形成するステップと、
回路基板のパッドに半田を塗布または半田ペーストを印刷するステップと、
前記半田上あるいは前記半田ペースト上に前記リード端子の凸形状を配置し、該リード端子を他端側あるいは両端側で保持するステップと、
所定温度以上の雰囲気下でリフロー処理を行うステップと、
を備える電子素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子素子の回路基板とリード端子の接続に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子素子はSOJ、SOP等のリードを有する半導体素子実装が多く利用されている。半導体素子の半田付けの接続強度を上げる技術として、リード端子の回路基板と半田付け接合面に凹凸を設ける方法が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２３０３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動車に搭載される電子素子は、車室内、エンジンルーム内等、様々な場所に搭載される。例えば、ＥＣＵはエンジンルーム内に搭載される為、ＥＣＵ基板に実装されている電子部品や接続材料等は、-40℃〜130℃の過酷な温度環境にさらされる。しかしながら、特許文献1には、室温環境下での使用の際の接続強度を向上することに関しては開示をしているが、エンジンルーム内などの-40℃〜130℃の温度環境を想定していない。そのため、特許文献１には、-40℃〜130℃の過酷な温度環境にさらされる自動車に搭載される場合について、電子素子の半田接合箇所の接続信頼性を向上することに検討の余地が残されている。
【０００５】
本発明は、自動車に搭載される電子素子において、回路基板とリード端子との接続信頼性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の電子素子は、回路基板と、回路基板上に設けられたパッドと、リード端子と、を備え、前記パッドと前記リード端子の一端側とを半田によって電気的に接続する電子素子において、前記リード端子は、前記一端側であって最先端でない箇所に突起部を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、自動車に搭載される電子素子において、回路基板とリード端子との接続信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第一実施例を示す電子素子の概略図
【図２】本発明の第一実施例を示すリード端子形状図
【図３】本発明の第一実施例を示すリード端子の半田付け図
【図４】本発明の第一実施例を示すリード端子と電子素子回路基板のパッドとの寸法
【図５】ひずみ量と半田の厚みの関係図
【図６】本発明の第二実施例を示すリード端子形状図
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明をする。
【００１０】
本発明の第一実施例をなす電子素子について、図１〜図５を用いて説明する。
【００１１】
図１に示されるように、本発明の第一実施例をなす電子素子は、ハウジング７と、回路基板４と、回路基板４上に設けられたパッド３と、一端側で回路基板４と電気的に接続し他端側で電子素子外部と電気的に接続するリード端子１と、半導体６と、一端側がハウジングに保持され他端側がハウジング外に突出している支え端子８と、カバー９を設けて構成する。リード端子１の一端側と回路基板４のパッド３とは半田２により電気的に接続されている。リード端子の一端側とパッド３の接続部は、絶縁目的のためエポキシ樹脂５で覆われている。支え端子8の他端側と電子機器の回路基板１１とを鉛フリー半田１０により固定し、リード端子１の他端側と電子機器の回路基板１１とを鉛フリー半田１１により電気的に接続しかつ固定することで、電子素子を電子機器の回路基板１１の面上に実装している。鉛フリー半田１０は、温度245℃でリフローすることで硬化させる。
【００１２】
リード端子１の他端側と電子回路４とを電気的に接続する半田２は、SnSb(Sb:5)、SnSb(Sb:10)などの環境を配慮した鉛フリーな高融点半田（融点約270℃）を用いる。電子機器を回路基板に実装する場合のリフロー温度（温度：245℃）よりも高い融点を有する材料を用いるので、リフロー時に半田２が溶融することを防ぎ、リード端子1の他端側と回路基板４のパッド３との接続信頼性が向上する。
【００１３】
図２および図３に示されるように、リード端子１の一端側は突起部２２を有している。リード端子１は、突起部２２に対して一端側に延伸している形状となっている。リード端子１の半田２との接続面は、突起部２２と、突起部２２に対して一端側の水平部２１と、突起部２２に対して他端側の水平部２２とにより形成されている。上記形状は、リード端子１の両端を固持して金型を押し付けるプレス加工により容易に形成できる。
【００１４】
リード端子１は、一端側の水平部２１の接合面と他端側の水平部２３の接続面とが、それぞれ電子素子回路基板４のパッド３と水平となるように配置され、半田２によって接続される。リード端子１の突起部２２が、パッド３上に設けられる半田２を押し上げ、突起部の両側に設けられている水平部２１、２２により押し上げられた半田２を受け止めるようにしている。すなわち、本発明の第一実施例によれば、リード端子１の凸部２２の形状を制御することで、容易にリード端子１とパッド３との接続材料である半田２の厚みを制御することが出来る。
【００１５】
ここで、半田２の厚みを制御することの顕著な効果を、図5を用いて説明する。自動車のエンジンルームなど温度変化の激しい苛酷な環境化に曝される場合、半田２の接続信頼性は、接続強度だけでなく、ひずみ量も密接にかかわってくる。すなわち、温度変化の激しい環境下では、熱変化による膨張・収縮が起こりうるため、なるべく接続材料である半田２のひずみ変動を抑制することが望ましい。本発明者の検討の結果、半田２のひずみ量と半田２の厚みには密接な関係があることが判明した。図5より、半田２の厚みによるひずみ量は変曲点を持っていることが読み取れる。すなわち、ひずみ量を少なくするためには、半田２の厚さを制御する必要がある。本発明では、突起部２２と、突起部２２の両側に設けられる水平部２１、２２を設ける構成とし、突起部２２の高さ方向の形状を変化させることにより容易に半田２の厚さ方向を規定することができる。そのため、本発明の第一実施例によれば、自動車に搭載される電子素子において、電子素子回路基板４とリード端子１における接続信頼性を向上することができる。なお、半田２の厚みの制御方法としては、リード端子１の突起部２２を設けていない側からリード端子１を冶具で押さえつけ、パッド３と突起部２２の間に隙間をなくし、突起部２２の高さで半田２の厚みを制御しても良い。また、突起部２２とパッド３との間に隙間を設けるようにリード端子１を配置し、該隙間の幅と突起部２２の高さを足し合わせた量が半田２の厚みとなるように制御しても良い。
【００１６】
図4より、高溶融半田により、パッドとリード端子を接続する際の好ましい条件について説明する。
【００１７】
突起部２２の始点から終点までの距離をa、電子素子回路基板４のパッド３の長手方向の寸法をb、突起部２２の高さをc、突起部２２の先端とパッド３との距離をd、突起部２２の高さcと突起部２２の先端とパッド３とのdを足した距離、すなわち接続材料である半田の厚みをe、突起部２２の先端からリード端子１の一端側の先端までの水平方向の距離をf、突起部２２の先端からリード端子１の他端側の先端までの水平方向の距離をgとする。リード端子の条件は、距離ｆ＞距離c、距離g＞距離fである。また、500μm＞距離c＞0μm、距離d＞0μm、また、距離b≧距離aであり、且つ、距離f≧距離b/2である。また、突起部２２の先端がパッド３と距離b/2となるよう実装する。
【００１８】
距離f＞距離c、距離b＞距離a、距離f≧距離ｂ/2において、突起部２２がパッド上に確実に搭載し、位置ずれ無く半田を接続する為であり、またリード端子を曲げて十分な高さ（半田の厚み）の突起部２２を形成する為に必要な条件である。距離g＞距離fにおいて、距離ｆは小型化された電子素子内に収まる為に、距離gは電子機器の回路基板１１と鉛フリー半田１１で接続するのに必要な距離を確保する為の条件である。500μm＞距離c＞0μmにおいて、図5のグラフのようなひずみが最も小さくなる変曲点を持たせる為の条件である。距離d＞0において、ｄ＝0、すなわちリード端子１とパッド３を直接接触させる構成だと、半田２の未接合部が生じる。この未接合部を起点として、半田２に亀裂が発生、進展する虞があるので、はんだ接続部の信頼性を向上するために、ｄ＞０、すなわち突起部２２の先端とパッド３の間に半田２を介する構成とすることがより望ましい。
【００１９】
図６に本発明の第二実施例を示す。リード端子１の突起部を凹凸形状とすることで、半田２との接着面積を増やし、接着性を向上させている。上記形状によれば、接続信頼性を更に向上することができる。
【符号の説明】
【００２０】
1  リード端子
2  半田
3  パッド
4  電子素子回路基板
5  エポキシ樹脂
6  半導体
7  ハウジング
8  支え端子
9  カバー
10 鉛フリー半田
11 電子機器の回路基板
12 空洞部
21一端側の水平部
22突起部
23他端側の水平部
a  リード端子の突起部の始点から終点までの距離
b  回路基板のパッドの長手方向の寸法
c  リード端子の突起部の高さ
d  リード端子の突起部の先端とパッドの距離
e  半田の厚み
f  突起の先端から端子の短い方向の先端の距離
g  突起の先端から端子の長い方向の先端の距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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