(57)【要約】      （修正有）【課題】高周波用に適用しても電気的特性を安定化することが可能であり、基板との隙間を制御することが可能な電子部品及び電子機器を提供する。【解決手段】電子部品１は、部品本体１０と、部品本体１０の側面から延びる、長手方向に沿った断面が凹状またはバスタブ状である凹部２１を備えたリード端子２０とを有する。凹部２１の底部外表面からリード端子先端までの高さＨが、部品本体１０が搭載される基板上に塗布されたハンダペーストの高さＴ以下の構成である。【選択図】図１
2018022734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面実装型の電子部品であって、
部品本体と、
前記部品本体の側面から延びる、長手方向に沿った断面が凹状またはバスタブ状である凹部を備えたリード端子と、
を有し、
前記凹部の底部外表面から前記リード端子先端までの高さが、前記部品本体が搭載される基板上に塗布されたハンダペーストの高さ以下である電子部品。
【請求項２】
前記リード端子の短手方向に沿った断面が凹状となるように、前記凹部の底部両側面に突起部を有する請求項１記載の電子部品。
【請求項３】
前記リード端子の短手方向に沿った断面がバスタブ状となるように、前記凹部の底部両側面に突起部を有する請求項１記載の電子部品。
【請求項４】
前記リード端子の凹部の底部外表面が、前記部品本体の厚さ方向の幅内に位置する請求項１から３のいずれか１項記載の電子部品。
【請求項５】
前記リード端子の先端が、前記ハンダペーストの高さよりも予め設定された所定長だけ高い請求項１から４のいずれか１項記載の電子部品。
【請求項６】
部品本体、並びに前記部品本体の側面から延びる、長手方向に沿った断面が凹状またはバスタブ状である凹部を備えたリード端子を備えた表面実装型の電子部品と、
前記電子部品をハンダ付け固定するためのハンダペーストが塗布された、前記電子部品が搭載される基板と、
を有し、
前記凹部の底部外表面から前記リード端子先端までの高さが、前記基板上に塗布された前記ハンダペーストの高さ以下である電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面実装型の電子部品及び該電子部品を含む電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面実装型の電子部品は、ＰＣＢ（Printed Circuit board）基板等に対するリフロー炉等のハンダ付け装置を用いた実装時に、ハンダ液面の表面張力によって浮いてしまうことがある。その場合、リフロー中に電子部品が移動することで（部品泳ぎ）実装位置が安定しない問題が発生する。また、電子部品が一旦浮いてしまうと、冷却後に該電子部品がＰＣＢ基板から浮いた状態で固定されてしまうこともある。ＰＣＢ基板との隙間が特性に影響を与える電子部品では、この部品泳ぎが大きな問題となる。
【０００３】
例えば、マイクロ波等の高周波用に設計された表面実装型のアイソレータにおいては、ＰＣＢ基板との隙間がＲＦ（Radio Frequency）特性に大きく影響する。加えて外形サイズが小さく軽いことが多いため、ハンダの表面張力によって浮き上がり易い。したがって、ＰＣＢ基板と電子部品との隙間は実装時に常に考慮する必要がある。
【０００４】
このようなリフロー時における部品泳ぎを抑制すると共に、ハンダ付け強度を向上させて電子部品を安定して実装するための手法は、例えば特許文献１〜９で提案されている。
【０００５】
特許文献１〜６には、電子部品のリード端子をＶ字状、Ｕ字状、あるいは先端を上方へ折り曲げた、いわゆるガルウィング状にすることで、電極パッド上に塗布されたハンダペースト（クリームハンダ）と当接するリード端子の両端部でハンダフィレットを形成することが記載されている。
【０００６】
特許文献７には、電子部品のリード端子を基板実装面に対して凸形状とすることで、該リード端子の両側辺にハンダフィレットを形成することが記載されている。また、特許文献８及び９には、電子部品のリード端子に対する溶融ハンダの濡れ性を向上させることで、ハンダフィレットの形状を安定化することが記載されている。
【０００７】
特許文献１〜９に記載された技術では、ハンダフィレットにより、ハンダの表面張力による浮力が、電子部品を基板方向へ引っ張る力と水平な方向の力に変換される。そのため、セルフアライン効果によって電子部品が適切な位置へ実装されると共に、ハンダ付け強度の向上が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０５−０２１６８３号公報
【特許文献２】特開平０５−２０６３５９号公報
【特許文献３】特開平０７−１４７３７０号公報
【特許文献４】特開平０８−１６２７４５号公報
【特許文献５】特開平０８−２６４９２５号公報
【特許文献６】特開平１０−０６５０８８号公報
【特許文献７】特開平０９−１３０００７号公報
【特許文献８】特開平１１−２３３７０３号公報
【特許文献９】特開２００６−１１４５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した特許文献１〜６に記載された技術は、リード端子の先端を上方へ折り曲げた形状であるため、リフロー終了後に該先端部が露出することがある。そのため、マイクロ波等の高周波用の電子部品に特許文献１〜６に記載されたリード端子の形状を採用すると、露出したリード端子の先端部がオープンスタブとして機能することで該部品のＲＦ特性に影響を与える。したがって、特許文献１〜６に記載されたリード端子の形状を高周波用の電子部品に採用すると、その電気的特性が不安定となることや、特性安定化のための設計が必要となり構造が複雑になることがある。
【００１０】
また、上述した特許文献１〜９に記載された技術では、ＰＣＢ基板と電子部品との隙間について何も考慮していない。したがって、ＰＣＢ基板と電子部品との隙間を考慮する必要がある場合、特許文献１〜９に記載された技術では不十分と言える。
【００１１】
本発明は上述したような背景技術が有する課題を解決するためになされたものであり、高周波用に適用しても電気的特性を安定化することが可能であり、基板との隙間を制御することが可能な電子部品及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため本発明の電子部品は、表面実装型の電子部品であって、
部品本体と、
前記部品本体の側面から延びる、長手方向に沿った断面が凹状またはバスタブ状である凹部を備えたリード端子と、
を有し、
前記凹部の底部外表面から前記リード端子先端までの高さが、前記部品本体が搭載される基板上に塗布されたハンダペーストの高さ以下である構成である。
【００１３】
一方、本発明の電子機器は、部品本体、並びに前記部品本体の側面から延びる、長手方向に沿った断面が凹状またはバスタブ状である凹部を備えたリード端子を備えた表面実装型の電子部品と、
前記電子部品をハンダ付け固定するためのハンダペーストが塗布された、前記電子部品が搭載される基板と、
を有し、
前記凹部の底部外表面から前記リード端子先端までの高さが、前記基板上に塗布された前記ハンダペーストの高さ以下である構成である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高周波用の電子部品に適用しても電気的特性を安定化することが可能であり、基板と電子部品との隙間の制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態の電子部品の一構成例を示す図であり、同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図２】図１に示した電子部品のリフロー工程時におけるハンダ液面の様子を示す図であり、同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図３】図１に示した電子部品のリフロー工程時におけるハンダ液面の様子を示す図であり、同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図４】図１に示した電子部品のリフロー工程時におけるハンダ液面の様子を示す図であり、同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図５】第２の実施の形態の電子部品の一構成例を示す図であり、同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図６】リード端子に対するハンダの濡れ性を示す図であり、同図（ａ）は図１（ｂ）に示したリード端子の様子を示す模式図、同図（ｂ）は図５（ｂ）に示したリード端子の様子を示す模式図である。
【図７】第３の実施の形態の電子部品の一構成例を示す図であり、同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図８】第４の実施の形態の電子部品の一構成例を示す側断面図である。
【図９】第５の実施の形態の電子部品の一構成例を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に本発明について図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の電子部品の一構成例を示す図であり、同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
図２〜４は、図１に示した電子部品のリフロー工程時におけるハンダ液面の様子を示す図であり、同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【００１７】
図１（ａ）で示すように、第１の実施の形態の電子部品１は、部品本体１０とリード端子２０とを有する。
部品本体１０は、ＳＯＰ（Small Outline Package）やＱＦＰ（Quad Flat Package）等のパッケージから成る表面実装型のＩＣ（Integrated Circuit）、あるいは表面実装型のアイソレータ等である。
【００１８】
リード端子２０は、部品本体１０の側面から水平方向に延びた後、下方向に向かって延び、さらに水平方向に再び延びた後、先端が上方へ折れ曲がった凹部２１を有する形状である。すなわち、リード端子２０は、該リード端子２０の長手方向に沿った断面が凹状またはバスタブ状である凹部２１を備えている。また、リード端子２０は、該リード端子２０の短手方向に沿った断面（図１（ｂ））が長方形の帯板状である。なお、本説明では発明の動作原理の理解をしやすくするために帯板上の端子としているが、端子の断面形状は、正方形や丸形、または、ほかの形状であっても構わない。
【００１９】
さらに、図１（ａ）に示すように、本実施形態では、凹部２１の底部外表面からリード端子２０先端までの高さＨが、電子部品１が搭載されるＰＣＢ基板３０の電極パッド３１上に塗布された、該電子部品１をハンダ付け固定するためのハンダペースト３２の高さＴ以下となるように設計される。
【００２０】
このような構成において、図１に示した表面実装型の電子部品１を搭載したＰＣＢ基板３０をリフロー炉内に設置してハンダ付け工程を開始し、ＰＣＢ基板３０上のハンダペースト３２が融点に到達して溶融すると、該溶融したハンダがリード端子２０によって該リード端子２０の上方へ引き込まれる。
【００２１】
溶融したハンダがリード端子２０の上方へ引き込まれると、ハンダ液面が凹部２１の底部内表面よりも上に到達し（図２）、該底部内表面よりも上に到達したハンダがリード端子２０の凹部２１の底部を包み込む（図３）。
【００２２】
溶融したハンダで包まれたリード端子２０は、ハンダの表面張力による浮力を失って、該リード端子２０の底部外表面が電極パッド３１と当接するまでハンダ内に沈む。このとき、本実施形態ではリード端子２０の凹部２１の高さＨがハンダ液面の高さＴ以下に設計されているため、リード端子２０の凹部２１は溶融したハンダで完全に覆われる（図４）。
【００２３】
このように、リード端子２０が、その凹部２１の底部外表面と電極パッド３１とが当接するまでハンダ内に沈むので、部品本体１０とＰＣＢ基板３０との隙間をリード端子２０の設計寸法（製造誤差を含む）で制御することができる。
【００２４】
また、リード端子２０の凹部２１が溶融したハンダで完全に覆われることで、リフロー後にリード端子２０の先端部が露出することがない。そのため、ハンダフィレットの形状が均一になると共に、露出したリード端子２０の先端部が電子部品のＲＦ特性に影響を与えることも無い。
【００２５】
したがって、図１で示したリード端子２０の形状を、表面実装型の電子部品１、特に高周波用の電子部品（表面実装型のアイソレータ等）１に適用することで、該電子部品１の電気的特性を安定化できる。
【００２６】
なお、リード端子２０が溶融したハンダ内に完全に沈むには、凹部２１の長手方向におけるハンダの表面張力とハンダ液によるリード端子に対する浮力の合計が電子部品１の重量よりも小さい必要がある。すなわち、溶融したハンダにおけるリード端子２０の浮力をｆ、リード端子２０の凹部２１の長手方向の長さをｌ、電子部品１が備えるリード端子２０の数をＮ、ハンダの表面張力をρ、リード端子２０を含む電子部品１の質量をｍ、重力加速度をｇとしたとき、
ｍｇ＞Ｎ・ｌ・ρ＋Ｎ・ｆ…（１）
の関係を満たすことが望ましい。実際には、折り曲げられたリード端子部分に接するハンダの表面張力の一部が重力方向に作用するので、式(１)よりも条件は緩和される。また、リード端子の断面形状も、この条件式を満たすように端子形状を決定することができれば、どのような断面形状でも本発明の効果は実現できる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
図５は、第２の実施の形態の電子部品の一構成例を示す図であり、同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
図６は、リード端子に対するハンダの濡れ性を示す図であり、同図（ａ）は図１（ｂ）に示したリード端子の様子を示す模式図、同図（ｂ）は図５（ｂ）に示したリード端子の様子を示す模式図である。
【００２８】
図５（ａ）及び（ｂ）で示すように、第２の実施の形態の電子部品２は、リード端子２０の凹部２１の底部において、その両側面に突起部２２を備えた構成である。すなわち、第２の実施の形態の電子部品２が備えるリード端子２０は、該リード端子２０の短手方向に沿った断面が凹状の形状である（図５（ｂ））。リード端子２０に設ける突起部２２の高さは、リード端子２０の底部内表面から先端までの凹部２１の深さよりも低いことが望ましい。その他の構成は図１（ａ）及び（ｂ）に示した第１の実施の形態の電子部品１と同様であるため、その説明は省略する。
【００２９】
ここでは、第２の実施の形態の構造的特徴であるリード端子の底部における突起部２２の効果について説明する。まず、第１の実施の形態で示した電子部品１では、表面張力により円形となったハンダ液面の接線成分が水平となるときにリード端子２０の凹部２１の底部内表面がハンダで濡れる（図６（ａ））。一方、第２の実施の形態の電子部品２では、ハンダ液面の接線成分が水平になる前のハンダが突起部２２と接触した時点で（図６（ｂ））、ハンダの凝集力が低下してリード端子２０の凹部２１の底部内表面がハンダで濡れる。そのため、第１の実施の形態の電子部品１よりもリード端子２０の凹部２１の底部内表面を素早くハンダで濡らすことができる。なお、突起部２２は、凹部２１の長手方向における底部全体に形成する必要はなく、一部のみに形成しても同様の効果を得ることができる。また、突起部２２の寸法に特に制約はなく、突起部２２はリード端子２０の側面が上方向へ僅かに突起していればよい。例えば、リード端子２０の側面に上方向へ突起するバリがあれば、該バリでも上記突起部２２としての効果が得られる。
【００３０】
（第３の実施の形態）
図７は、第３の実施の形態の電子部品の一構成例を示す図であり、同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【００３１】
図７（ａ）及び（ｂ）で示すように、第３の実施の形態の電子部品３は、リード端子２０の凹部２１に設ける突起部２２が斜め上方向に広がった形状である。すなわち、第３の実施の形態の電子部品３が備えるリード端子２０は、その凹部２１の底部における、該リード端子２０の短手方向に沿った断面がバスタブ状の形状である（図５（ｂ））。その他の構成は第２の実施の形態で示した電子部品２と同様の構成であるため、その説明は省略する。
第３の実施の形態の電子部品３では、斜め上方向へ広がった突起部２２が、第２の実施の形態で示した垂直方向に形成された突起部２２よりも早く溶融したハンダと接触する。そのため、第２の実施の形態よりも素早くリード端子２０の凹部２１の底部内表面をハンダで濡らすことができる。
【００３２】
なお、図７（ｂ）では、突起部２２が斜め上方に直線状に形成された例を示しているが、突起部２２は直線状の構成に限定されるものではなく、例えば階段状あるいは曲線状の構成にしてもよい。
【００３３】
（第４の実施の形態）
図８は、第４の実施の形態の電子部品の一構成例を示す側断面図である。
【００３４】
図８で示すように、第４の実施の形態の電子部品４は、リード端子２０の底部外表面が部品本体１０の底面よりも高い位置にある構成である。すなわち、リード端子２０の凹部２１の底部外表面が、部品本体１０の厚さ方向の幅内に位置する構成である。その他の構成は第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００３５】
第４の実施の形態の電子部品４では、リード端子２０の底部外表面が部品本体１０の底面よりも高い位置にあるため、リフロー時に、部品本体１０の底面がＰＣＢ基板３０と当接するまでリード端子２０がハンダ内に沈む。そのため、部品本体１０とＰＣＢ基板３０との隙間を無くすことができる。
第４の実施の形態で示すリード端子２０は、上記第１〜第３の実施の形態で示したいずれの電子部品にも適用可能である。
【００３６】
（第５の実施の形態）
図９は、第５の実施の形態の電子部品の一構成例を示す側断面図である。
【００３７】
図９で示すように、第５の実施の形態の電子部品５は、リード端子２０の先端がハンダペースト３２（ハンダ液面）の高さよりも予め設定された所定長Ｄだけ高くなる形状である。その他の構成は第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００３８】
第５の実施の形態の電子部品５では、リード端子２０がハンダ内に完全に沈むことで、リード端子２０の先端部をハンダ液面から正確に高さＤだけ突出させることができる。
このとき、ハンダ液面からのリード端子２０の突出部位をＲＦ回路におけるスタブ構造として利用すれば、突出部の寸法Ｄを正確に制御できるため、安定した電気的特性のスタブを得ることができる。
第５の実施の形態で示すリード端子２０は、上記第１〜第４の実施の形態で示したいずれの電子部品にも適用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１、２、３、４、５    電子部品
１０    部品本体
２０    リード端子
２１    凹部
２２    突起部
３０    ＰＣＢ基板
３１    電極パッド
３２    ハンダペースト
【図１】
2018022734.tif 000003
【図２】
2018022734.tif 000004
【図３】
2018022734.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018022734.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018022734.tif 000011