(57)【要約】【課題】リード端子と基板との間の接合強度が低下することを抑制する電子装置を提供する。【解決手段】絶縁性の物質で形成された平板形状の基材１１と、基材の第１面１１１から第１面の反対の第２面１１２にわたって貫通するスルーホール１２と、少なくとも第１面のスルーホールの開口部に沿った部分に形成されたランド１３とを備える基板１０と、少なくとも第１面側とスルーホールの内部とにわたって位置するリード端子２２を備える電子部品２０と、ランドと、リード端子とを電気的に接続するはんだ３０とを備える電子装置であって、リード端子は、第１面のランドが設けられた部分に対向する対向面を備え、対向面の外周を覆うように、ランド上にはんだによるフィレットが形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の物質で形成された平板形状の基材（１１）と、前記基材の第１面（１１１）から前記第１面の反対の第２面（１１２）にわたって貫通するスルーホール（１２、１２ａ、１２ｂ）と、少なくとも前記第１面の前記スルーホールの開口部に沿った部分に形成されたランド（１３、１３ａ、１３ｂ）とを備える基板（１０）と、
少なくとも前記第１面側と前記スルーホールの内部とにわたって位置するリード端子（２２、２２ｃ、２２ｅ、２２ｆ）を備える電子部品（２０）と、
前記ランドと、前記リード端子とを電気的に接続するはんだ（３０）とを備える電子装置であって、
前記リード端子は、前記第１面の前記ランドが設けられた部分に対向する対向面（２５３、２５３ａ、２５３ｂ、２５３ｃ、２５３ｄ、２５３ｅ、２５３ｆ、２５３ｇ）を備え、
前記対向面の外周を覆うように、前記ランド上にはんだによるフィレットが形成されている電子装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記リード端子は、
棒状に形成された棒状部（２３、２３ｅ、２３ｆ）と、
前記棒状部の先端から延びて、前記スルーホール内に収容されている部分を有する端子先端部（２４、２４ｅ、２４ｆ）と、
前記棒状部から、この棒状部の軸方向と交差する方向に突き出している突出部（２５，２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ、２５ｆ、２５ｇ）とを備え、
前記突出部に前記対向面（２５３、２５３ａ、２５３ｂ、２５３ｃ、２５３ｄ、２５３ｅ、２５３ｆ、２５３ｇ）が形成されている電子装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記棒状部は、第１側面（２３１）と、第１側面に平行な第２側面（２３２）を有する角柱状に形成され、
前記突出部は、前記第１側面と同一の平面に形成された第１突出部面（２５１、２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、２５１ｄ）と、前記第２側面と同一の平面に形成された第２突出部面（２５２、２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃ、２５２ｄ）とを有する電子装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記ランドが、前記第１面の前記対向面に対向する部分に加えて、前記第１面の前記対向面に対向する部分の周囲にも設けられた電子装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、
前記リード端子は、先端が前記スルーホールの内部に位置するように配置された電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路を構成するための配線が形成された基板と、基板に実装される電子部品とを備える電子装置に関し、特に電子部品が備えるリード端子の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、基板に電子部品を実装するにあたり、電子部品が備えるリード端子の、スルーホール内に位置する部分に切り欠き部を設ける構成が開示されている。これにより、スルーホール内においてリード端子とはんだとが接合する面積が増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３１５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示の構成では、スルーホール内部の切り欠き部にボイドが発生し、スルーホール内におけるはんだの量が減少する場合がある。このような場合、リード端子と基板との間の接合強度が低下する可能性がある。
【０００５】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、リード端子と基板との間の接合強度が低下することを抑制する電子装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、絶縁性の物質で形成された平板形状の基材（１１）と、基材の第１面（１１１）から第１面の反対の第２面（１１２）にわたって貫通するスルーホール（１２、１２ａ、１２ｂ）と、少なくとも第１面のスルーホールの開口部に沿った部分に形成されたランド（１３、１３ａ、１３ｂ）とを備える基板（１０）と、少なくとも第１面側とスルーホールの内部とにわたって位置するリード端子（２２、２２ｃ、２２ｅ、２２ｆ）を備える電子部品（２０）と、ランドと、リード端子とを電気的に接続するはんだ（３０）とを備える電子装置であって、リード端子は、第１面のランドが設けられた部分に対向する対向面（２５３、２５３ａ、２５３ｂ、２５３ｃ、２５３ｄ、２５３ｅ、２５３ｆ、２５３ｇ）を備え、対向面の外周を覆うように、ランド上にはんだによるフィレットが形成されている。
【０００８】
以上の構成によれば、リード端子が対向面を備えていることにより、リード端子の、第１面と対向する部分における外周が、対向面を備えていない場合と比較して長くなる。このとき、リード端子の、第１面と対向する部分における外周部分は、溶融したはんだが濡れ上がってフィレットが形成される部分であることから、フィレットが形成される部分が増加し、リード端子とはんだとが接合する面積が増加する。従って、リード端子とはんだとの接合強度の低下が抑制されるため、リード端子と基板との接合強度が低下することを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態としての電子装置１の概要を示す図である。
【図２】第１実施形態に係るスルーホール１２とリード端子２２との関係を示す図である。
【図３】第１実施形態に係るリード端子２２の形状を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る基板１０と、リード端子２２と、はんだ３０との関係を示す図である。
【図５】第２実施形態に係るリード端子２２ｃの形状を示す図である。
【図６】第３実施形態に係るリード端子２２ｅの形状を示す図である。
【図７】第４実施形態に係るリード端子２２ｆの形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１実施形態＞
［電子装置１の概要］
以下、本発明の第１実施形態としての電子装置１を図面に基づいて説明する。電子装置１の概要を図１に沿って説明する。電子装置１は、基板１０と、電子部品２０と、はんだ３０とを備える。基板１０は、基材１１と、スルーホール１２ａおよびスルーホール１２ｂと、ランド１３ａおよびランド１３ｂとを備える。これ以降、スルーホール１２ａおよびスルーホール１２ｂに共通する説明の際はスルーホール１２と総称する。同様に、ランド１３ａおよびランド１３ｂに共通する説明の際はランド１３と総称する。
【００１１】
基材１１は、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシによって、第１面１１１および第２面１１２をそれぞれ表平面および裏平面とする板状に形成されている。スルーホール１２は、基材１１を、第１面１１１から第２面１１２にわたって貫通して形成された円柱形状の穴である。ランド１３は、表面にはんだ３０が接合し、はんだ３０を介して後述のリード端子２２と電気的に接続される銅箔であり、第１面１１１にスルーホール１２の周囲を囲む環状に設けられている。なお、本実施形態では、ランド１３は第１面１１１のみではなく、スルーホール１２の内面にも設けられている。
【００１２】
電子部品２０は、例えばトランジスタ、キャパシタ、抵抗器などの電子回路を構成する部品であり、図１ではキャパシタを例として示している。電子部品２０は、電子部品２０としての機能を実現する本体部２１と、金属材料で形成され、本体部２１の電極から延びるリード端子２２ａおよびリード端子２２ｂとを備える。これ以降、リード端子２２ａおよびリード端子２２ｂに共通する説明の際はリード端子２２と総称する。
【００１３】
はんだ３０を取り除いた場合のリード端子２２とスルーホール１２およびランド１３との位置関係を図２に示す。リード端子２２は、先端がスルーホール１２に挿入され、第１面１１１側とスルーホール１２の内部とにわたって位置している。なお、図１および図２には示されていないが、本実施形態では、リード端子２２の先端はスルーホール１２の内部に位置し、第２面１１２側に突出していない。
【００１４】
説明を図１に戻す。はんだ３０は、リフロー方式のはんだ付けによって、リード端子２２とランド１３とを接続するように設けられている。具体的には、はんだ３０ははんだペーストとして印刷されることによってランド１３の表面に配置される。配置されたはんだ３０は、リード端子２２をスルーホール１２に挿入した後に加熱されて溶融し、一部がリード端子２２の表面に沿って濡れ上がる。溶融したはんだ３０は、続いて冷却されることでリード端子２２とランド１３とを機械的および電気的に接続するように固化している。
【００１５】
［リード端子２２の形状］
リード端子２２の形状を図３に沿って説明する。図３は、リード端子２２の先端付近を示した図である。リード端子２２は、棒状に形成された棒状部２３と、スルーホール１２に挿入可能に形成されて、棒状部２３の先端面２３５に設けられた挿入部２４と、棒状部２３から、棒状部２３の軸方向と交差する方向に突き出している突出部２５ａおよび突出部２５ｂとを備える。挿入部２４は、請求項の端子先端部に相当する。これ以降、突出部２５ａおよび突出部２５ｂに共通する説明の際は突出部２５として総称する。
【００１６】
本実施形態における棒状部２３は、互いに平行な側面である第１側面２３１と第２側面２３２とを備え、底面が長方形の四角柱形状に形成される。なお、棒状部２３は屈曲した部分があってもよい。
【００１７】
挿入部２４は、スルーホール１２に挿入可能となるように棒状部２３の先端面２３５に形成される。本実施形態では、第１側面２３１と同一平面上の面である第１挿入部面２４１と、第２側面２３２と同一平面上の面である第２挿入部面２４２とを表平面および裏平面とする板状に形成されている。
【００１８】
より詳しくは、挿入部２４は、第１挿入部面２４１および第２挿入部面２４２が、長方形と、長方形の一辺を底辺とする三角形とを合わせた五角形となる板状に形成されている。
【００１９】
本実施形態における突出部２５ａおよび突出部２５ｂは、第１側面２３１および第２側面２３２でない棒状部２３の側面である第３側面２３３および第４側面２３４から突き出して、先端面２３５が位置する平面上に面を形成するようにそれぞれ設けられる。
【００２０】
突出部２５ａは、第１側面２３１と同一平面上の面である第１突出部面２５１ａと、第２側面２３２と同一平面上の面である第２突出部面２５２ａとを表平面および裏平面とする板状に形成されている。突出部２５ｂは、第１側面２３１と同一平面上の面である第１突出部面２５１ｂと、第２側面２３２と同一平面上の面である第２突出部面２５２ｂとを表平面および裏平面とする板状に形成されている。これ以降、第１突出部面２５１ａおよび第１突出部面２５１ｂに共通する説明の際は第１突出部面２５１と総称する。同様に、第２突出部面２５２ａおよび第２突出部面２５２ｂに共通する説明の際は第２突出部面２５２と総称する。
【００２１】
より詳しくは、突出部２５ａは、第１突出部面２５１ａおよび第２突出部面２５２ａが、一辺が第３側面２３３上に位置し、一辺が先端面２３５と同一の平面上に位置する三角形となる板状に形成されている。また、突出部２５ｂは、第１突出部面２５１ｂおよび第２突出部面２５２ｂが、一辺が第４側面２３４上に位置し、一辺が先端面２３５と同一の平面上に位置する三角形となる板状に形成されている。これにより、突出部２５ａおよび突出部２５ｂは、三角形の板状に形成されて第３側面２３３および第４側面２３４から突き出している。
【００２２】
このように形成された突出部２５ａおよび突出部２５ｂが先端面２３５と同一の平面上に形成する面が、リード端子２２をスルーホール１２に挿入した際に、第１面１１１のランド１３が設けられた部分と対向する対向面２５３ａおよび対向面２５３ｂとなる。これ以降、対向面２５３ａおよび対向面２５３ｂに共通する説明の際は対向面２５３と総称する。
【００２３】
本実施形態では、棒状部２３の第１側面２３１と、突出部２５の第１突出部面２５１が同一平面上に位置する。また、棒状部２３の第２側面２３２と、突出部２５の第２突出部面２５２が同一平面上に位置する。つまり、棒状部２３と突出部２５とを接合した形状は、第１側面２３１が位置する平面と第２側面２３２が位置する平面とが表平面および裏平面となる板状である。従って、単一の金属板から棒状部２３と突出部２５とを一体として成形することが容易となるため、棒状部２３に突出部２５を設けたリード端子２２を成形することが容易となる。
【００２４】
［はんだ３０による接合の状態］
ランド１３とリード端子２２とがはんだ３０によって接合されている状態を図４に沿って説明する。図４は、第１面１１１に直交し、スルーホール１２の中心と突出部２５とを通る平面上における各部材の位置関係を示す断面図である。
【００２５】
リード端子２２は、第１面１１１側からスルーホール１２に挿入され、突出部２５が備える対向面２５３が、第１面１１１のランド１３が設けられた部分と対向する状態となっている。
【００２６】
なお、挿入部２４の長さは、挿入部２４がスルーホール１２に挿入されており、突出部２５とランド１３とがはんだ３０を介して接した状態で、挿入部２４の先端すなわちリード端子２２の先端が、スルーホール１２の内部に位置し、第２面１１２側に突出しない状態となる長さになっている。これにより、リード端子２２の先端が第２面１１２側に突出した状態となる長さとなっている場合と比較して、リード端子２２とランド１３とを接続するためにはんだ３０を溶融させた場合に、はんだ３０がリード端子２２の先端から滴り落ちることを抑制することが可能となる。
【００２７】
はんだ３０は、スルーホール１２の内部や対向面２５３とランド１３との間に位置し、リード端子２２とランド１３とを機械的および電気的に接続している。このとき、対向面２５３がランド１３との間にはんだ３０を挟みこんでいるため、はんだ３０による対向面２５３とランド１３との接合部分も、リード端子２２と基板１０との接合強度向上に寄与している。
【００２８】
また、対向面２５３の周囲に位置するはんだ３０が、対向面２５３ａおよび対向面２５３ｂの外周に沿って濡れ上がることにより、対向面２５３ａおよび対向面２５３ｂの外周を覆うようにフィレット３１を形成している。
【００２９】
フィレット３１が形成されることより、はんだ３０が突出部２５およびランド１３と接合する面積を増加させることが可能となる。また、フィレット３１が対向面２５３の外周を覆うように形成されるため、フィレット３１が形成されていか否かを外観から判断することが容易である。従って、リード端子２２が基板１０に正しく取り付けられている、フィレット３１が形成されている状態であることを、外観検査によって判断することが容易となる。
【００３０】
［第１実施形態のまとめ］
以上、説明した第１実施形態によれば、リード端子２２が対向面２５３を備えていることにより、リード端子２２の、第１面１１１と対向する部分における外周が長くなる。これにより、溶融したはんだ３０が濡れ上がってフィレット３１が形成される部分が広がり、特許文献１のように、スルーホールの直径以上にははんだが広がらない場合に比較してリード端子２２とはんだと３０の間の接合する面積が増加する。従って、リード端子２２とはんだ３０との接合強度が低下することを抑制されるため、リード端子と基板との間の接合強度が低下することを抑制することが可能となる。
【００３１】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。この第２実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。
【００３２】
第２実施形態におけるリード端子２２ｃの形状を図５に沿って説明する。リード端子２２ｃは、第１実施形態におけるリード端子２２が備える突出部２５ａおよび突出部２５ｂに代えて、突出部２５ｃおよび突出部２５ｄを備える。突出部２５ｃは、第１側面２３１と同一平面上の面である第１突出部面２５１ｃと、第２側面２３２と同一平面上の面である第２突出部面２５２ｃとを表平面および裏平面とする板状に形成される。突出部２５ｄは、第１側面２３１と同一平面上の面である第１突出部面２５１ｄと、第２側面２３２と同一平面上の面である第２突出部面２５２ｄとを表平面および裏平面とする板状に形成される。
【００３３】
より詳しくは、突出部２５ｃは、第１突出部面２５１ｃおよび第２突出部面２５２ｃが、一辺が第３側面２３３上に位置し、第３側面２３３上に位置する辺に隣接する辺の一方が先端面２３５と同一の平面上に位置する長方形となる板状に形成されている。また、突出部２５ｄは、第１突出部面２５１ｄおよび第２突出部面２５２ｄが、一辺が第４側面２３４上に位置し、第４側面２３４上に位置する辺に隣接する辺の一方が先端面２３５と同一の平面上に位置する長方形となる板状に形成されている。これにより、突出部２５ｃおよび突出部２５ｄは、長方形の板状に形成されて第３側面２３３および第４側面２３４から突き出している。
【００３４】
このように形成された突出部２５ｃおよび突出部２５ｄが先端面２３５と同一の平面上に形成する面が、リード端子２２ｃをスルーホール１２に挿入した際にランド１３と対向する対向面２５３ｃおよび対向面２５３ｄとなる。
【００３５】
以上、説明した第２実施形態によれば、リード端子２２ｃが対向面２５３ｃおよび対向面２５３ｄを備えていることにより、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００３６】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態を説明する。第３実施形態におけるリード端子２２ｅの形状を図６に沿って説明する。リード端子２２ｅにおける棒状部２３ｅは、円形の先端面２３５ｅを底面とする円柱形状である。
【００３７】
挿入部２４ｅは、棒状部２３ｅの先端面２３５ｅから延びる円柱部２４３ｅと、円柱部２４３ｅの先端から延びる円錐部２４４ｅとを備える。なお、挿入部２４ｅをスルーホール１２に挿入可能とするため、円柱部２４３ｅおよび円錐部２４４ｅの底面の半径は、スルーホール１２の半径以下となっている。
【００３８】
リード端子２２ｅは、突出部２５ａおよび突出部２５ｂに代えて突出部２５ｅを備える。突出部２５ｅは、先端面２３５ｅの外周上の点Ｐから、棒状部２３ｅの側面２３１ｅ上を先端面２３５ｅと垂直な方向に伸びる線分Ｌ１と、点Ｐから、先端面２３５ｅの外側に向かって先端面２３５ｅの位置する面上を伸びる線分Ｌ２とを辺とする三角形Ｔを、棒状部２３ｅの中心線Ａを回転軸として回転させた形状に形成されている。これにより、線分Ｌ２が中心線Ａを回転軸として回転して先端面２３５ｅと同一の平面上に形成した面が、リード端子２２ｅをスルーホール１２に挿入した際にランド１３と対向する対向面２５３ｅとなる。
【００３９】
以上、説明した第３実施形態によれば、リード端子２２ｅが対向面２５３ｅを備えていることにより、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４０】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態を説明する。第４実施形態におけるリード端子２２ｆの形状を図７に沿って説明する。リード端子２２ｆにおける棒状部２３ｆは、第３実施形態と同様に円形の先端面２３５ｆを底辺とする円柱形状である。
【００４１】
挿入部２４ｆは、先端面２３５ｆよりも半径の小さい円を底面とする円柱形状である。なお、挿入部２４ｆをスルーホール１２に挿入可能に形成するため、挿入部２４ｆを形成する円柱の底面の半径は、スルーホール１２の半径以下となっている。
【００４２】
リード端子２２ｆは、突出部２５ａおよび突出部２５ｂに代えて突出部２５ｆおよび突出部２５ｇを備える。突出部２５ｆおよび突出部２５ｇは、直方体形状に形成され、一面が先端面２３５ｆと同一の平面上に位置するように棒状部２３ｆの側面２３１ｆに設けられる。
【００４３】
このようにして形成された突出部２５ｆおよび突出部２５ｇが先端面２３５ｆと同一の平面上に形成する面が、リード端子２２ｆをスルーホール１２に挿入した際にランド１３と対向する対向面２５３ｆおよび対向面２５３ｇとなる。
【００４４】
以上、説明した第４実施形態によれば、リード端子２２ｆが対向面２５３ｆおよび対向面２５３ｇを備えていることにより、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【００４６】
＜変形例１＞
実施形態において、ランド１３は、第１面１１１に、スルーホール１２の周囲を囲むように設けることに加えて、スルーホール１２の内面にもランドを設けるとしていた。しかし、ランド１３は、スルーホール１２の内面には設けず、第１面１１１上にのみ設けられるとしてもよい。
【００４７】
＜変形例２＞
実施形態において、挿入部２４は、先端がスルーホール１２の内部に位置し、第２面１１２側に突出していないとしていた。しかし、挿入部２４は、先端が第２面１１２側に突出していてもよい。
【００４８】
＜変形例３＞
実施形態において、対向面２５３は、先端面２３５と同一の平面上に形成された平面であるとしていた。しかし、対向面２５３の外周を覆うようにフィレット３１が形成されていれば、対向面２５３は先端面２３５と同一の平面上に形成されていなくてもよい。例えば、対向面２５３が先端面２３５と５〜１０度程度の角度をなすように形成されていてもよい。また、対向面２５３が曲面であってもよい。
【００４９】
＜変形例４＞
実施形態において、リード端子２２は、棒状部２３の軸方向と交差する方向に突き出している突出部２５を設けることにより、対向面２５３を形成するとしていた。しかし、対向面を形成する方法はこれに限られない。例えば、棒状部２３を太くして先端面２３５の面積をスルーホール１２の開口部の面積よりも大きくすることにより、先端面２３５の一部をランド１３と対向させて対向面２５３を形成するとしてもよい。
【００５０】
＜変形例５＞
第１実施形態、第２実施形態、および第４実施形態においては、２つの突出部２５が設けられているが、設ける突出部２５は１つであってもよいし、同様の突出部２５を３つ以上設けるとしてもよい。なお、複数の突出部２５を設ける場合、隣り合う突出部２５のなす角がそれぞれ等しくなるように突出部を設けることが好ましい。
【符号の説明】
【００５１】
１：電子装置    １０：基板    １１：基材    １２，１２ａ，１２ｂ：スルーホール    １３，１３ａ，１３ｂ：ランド    ２０：電子部品    ２１：本体部    ２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｅ，２２ｆ：リード端子    ２３，２３ｅ，２３ｆ：棒状部    ２４，２４ｅ，２４ｆ：挿入部    ２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ：突出部    ３０：はんだ    ３１：フィレット    １１１：第１面    １１２：第２面    ２３１：第１側面    ２３１ｅ，２３１ｆ：側面    ２３２：第２側面    ２３３：第３側面    ２３４：第４側面    ２３５，２３５ｅ，２３５ｆ：先端面    ２４１：第１挿入部面    ２４２：第２挿入部面    ２４３ｅ：円柱部    ２４４ｅ：円錐部    ２５１，２５１ａ，２５１ｂ，２５１ｃ，２５１ｄ：第１突出部面    ２５２，２５２ａ，２５２ｂ，２５２ｃ，２５２ｄ：第２突出部面    ２５３，２５３ａ，２５３ｂ，２５３ｃ，２５３ｄ，２５３ｅ，２５３ｆ，２５３ｇ：対向面
【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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【図７】
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