(57)【要約】【課題】多層基板であっても半田上がりをより向上させることができる電子部品を提供する。【解決手段】リード端子部３の電子部品素子本体２側と先端側とにおいて端子の断面積を変えることにより、電子部品素子本体２の熱伝導性と半田付け部の熱伝導性をそれぞれ変えるようにした。これにより、電子部品素子本体２よりも半田付け部の方が多くの熱を取り込むことができるようになり、たとえ電子部品素子本体２に熱を奪われても、半田付け部で取り込んだ熱の方が奪われる熱よりも上回り、結果的に溶融半田の温度低下を防ぐことが可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品素子本体と、該電子部品素子本体に接続されたリード端子とを有する電子部品であって、前記電子部品素子本体の熱伝導性と前記リード端子との熱伝導性が異なることを特徴とする電子部品。
【請求項２】
電子部品素子本体と、該電子部品素子本体に接続されたリード端子とを有する電子部品であって、前記リード端子は、前記電子部品素子本体側と前記リード端子先端側とにおいて、それぞれ断面積が異なることを特徴とする電子部品。
【請求項３】
前記リード端子は、前記リード端子先端側の断面積が、前記電子部品素子本体側の断面積より大きいことを特徴とする請求項２に記載の電子部品。
【請求項４】
電子部品素子本体と、該電子部品素子本体に接続されたリード端子とを有する電子部品であって、前記リード端子は、一部の断面積が他の部分の断面積に比べて小さいことを特徴とする電子部品。
【請求項５】
電子部品素子本体と、該電子部品素子本体に接続されたリード端子とを有する電子部品であって、前記リード端子が複数に分岐されていることを特徴とする電子部品。
【請求項６】
前記リード端子は、電気伝導性の高い第１の材料と、熱伝導性の高い第２の材料とから成り、前記第１の材料は前記第２の材料により覆われており、かつ、前記第２の材料の断面積が、前記電子部品素子本体側よりリード端子先端側の方が大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、挿入型のリード端子を有する電子部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路基板（以下、基板と称する）に電子部品を実装後、半田付けをする方法のひとつにフロー半田付け方法がある。フロー半田付けとは、挿入型のリード端子を持つ電子部品を基板のスルーホールに差し込んで実装し、実装後の基板を噴流半田槽に通して、半田浸漬させることによって、半田付けを行う方法である。
噴流半田槽内には、加熱されて溶融した半田（以下、「溶融半田」と称する）があり、半田浸漬の際、溶融半田が基板の半田面側にあるスルーホールの入口に向かって流れ込み、スルーホール内に浸入し、更に噴流圧によって押し上げられ、スルーホールの出口がある基板の部品面側まで上昇する。溶融半田がスルーホールの出口から溢れない程度に上昇しきった時点でスルーホール内部全体への半田充填が完了する。その後、充填された溶融半田が冷却されて固化することで、半田接合が完了し機械的および電気的に接続されることになる。
フロー半田付けの場合、スルーホール内部全体への半田上がりが充分か否かにより半田付け品質が左右される。
【０００３】
図５は理想的なフロー半田付け状態を示した図、図６は従来のフロー半田付け状態を示した図である。
図５に示すように、充填された溶融半田５０は、電子部品７１のリード端子７３が挿入された基板５１のスルーホール５２の出口付近まで到達している。なお、基板５１内には内層配線５３が形成されている。しかしながら、フロー半田付けにおいては、溶融半田５０が基板５１のスルーホール５２内部で上昇している間、溶融半田５０の熱は、電子部品７１の電子部品素子本体７２や基板５１内の内層配線５３などにより奪われ続けられるため、溶融半田５０の温度は下がり続ける。そして、溶融半田５０の温度が融点温度以下になると溶融半田５０は固化してしまうことがあった。
このため、従来のフロー半田付けにおいては、図６に示すように、溶融半田５０が基板５１のスルーホール５２内部で、スルーホール５２の出口に到達する前に固化して満足する半田上がりが得られず、図５に示した理想的な状態と比較して接合強度や接合信頼性等が低下する恐れがあった。
特に近年では鉛流出防止の観点から半田材料が有鉛のものから無鉛のものへと移行されてきており、従来の有鉛半田と比べ融点が著しく上昇（錫鉛と比較して約４０℃程度上昇）していることから半田上がりを満足しないフロー半田付け電子部品がさらに増加する恐れがあった。
なお、特許文献１には、スルーホールの周囲に複数のバイアホールを有し、ベタパターンの面積を減らすようにした技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２７３９９０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これまでも半田上がりの低下に対する対策は行われており、例えば、噴流半田槽の設備条件を変更し、半田浸漬の前に基板を充分に加熱させておくことや、半田の浸漬時間を従来よりも長くするなどの対策が行われていた。
しかしながら、半田槽の設備条件を変更するという手段には限界がある。まず、装置側の予備加熱温度を上げ、基板の温度を上昇させようとした場合、予備加熱温度を上げ過ぎると電子部品の耐熱温度の限界を超えてしまう可能性がある。また、半田浸漬時間を従来よりも長くした場合、必要以上に電子部品に熱が加わり、やはり耐熱温度の限界を超えてしまう可能性がある。
そこで、本発明者らは、今回、基板側で実施できる対策に着目した。その場合、例えば、特許文献１に開示されているように、基板のベタパターンを減らすといった手法が考えられる。しかしながら、特許文献１に開示されている基板は、内層を配線する場合には向いておらず、多層基板には適用しにくいという欠点があった。
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、多層基板であっても半田上がりをより向上させることができる電子部品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】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、電子部品素子本体と、該電子部品素子本体に接続されたリード端子とを有する電子部品であって、前記電子部品素子本体の熱伝導性と前記リード端子との熱伝導性が異なることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、電子部品素子本体と、該電子部品素子本体に接続されたリード端子とを有する電子部品であって、前記リード端子は、前記電子部品素子本体側と前記リード端子先端側とにおいて、それぞれ断面積が異なることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、前記リード端子は、前記リード端子先端側の断面積が、前記電子部品素子本体側の断面積より大きい請求項２に記載の電子部品を特徴とする。
請求項４に記載の発明は、電子部品素子本体と、該電子部品素子本体に接続されたリード端子とを有する電子部品であって、前記リード端子は、一部の断面積が他の部分の断面積に比べて小さいことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、電子部品素子本体と、該電子部品素子本体に接続されたリード端子とを有する電子部品であって、前記リード端子が複数に分岐されていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、前記リード端子は、電気伝導性の高い第１の材料と、熱伝導性の高い第２の材料とから成り、前記第１の材料は前記第２の材料により覆われており、かつ、前記第２の材料の断面積が、前記電子部品素子本体側よりリード端子先端側の方が大きくなるように構成されている請求項１乃至５の何れか１項に記載の電子部品を特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、例えば、リード端子の電子部品素子本体側と先端側とにおいて端子の断面積を変えることにより、電子部品素子本体の熱伝導性と半田付け部の熱伝導性をそれぞれ変えるようにした。これにより、電子部品素子本体よりも半田付け部の方が多くの熱を取り込むことができるようになり、たとえ電子部品素子本体に熱を奪われても、半田付け部で取り込んだ熱の方が奪われる熱よりも上回り、結果的に溶融半田の温度低下を防ぐことが可能になる。よって、溶融半田がスルーホール内部で上昇している途中で固化してしまうことを防ぎ、従来よりも半田上がりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る電子部品の構成を示した図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示した電子部品のフロー半田付け状態を示した図である。
この図１（ａ）に示す電子部品１は、電子部品素子本体２とリード端子部３により構成される。リード端子部３は、一対のリード端子４により構成される。夫々のリード端子４は、先端側のリード端子４ａと素子本体側のリード端子４ｂとでは断面積が異なるように構成されている。詳しくは、リード端子４ａの断面積のほうがリード端子４ｂの断面積よりも大きくなっている。
このように構成される電子部品１を基板にフロー半田付けする場合には、図１（ｂ）に示すように、電子部品１のリード端子部３を基板５１のスルーホール５２に挿入した後、フロー半田付けを行うようにする。リード端子の断面積が等しい従来の電子部品７１に比べて、本実施の形態の電子部品１は、先端側のリード端子４ａが素子本体側のリード端子４ｂよりも多くの熱を取り込むことができるようになる。従って、たとえ電子部品素子本体２に熱を奪われても、取り込んだ熱の方が奪われる熱よりも上回り、結果的に溶融半田の温度低下を防ぐことができる。よって、従来のように溶融半田がスルーホール５２内部を上昇している途中で固化してしまうことが無く、従来よりも半田上がりを向上させることができる。
なお、第１の実施の形態の電子部品１では、素子本体２側のリード端子４ｂの断面積と先端側のリード端子４ａの断面積の大きさ、並びに、それぞれの断面積の大きさの差の程度に関しては特に制限はなく、リード端子４自体の強度の著しい低下など他の場面で不都合が起こらない範囲であれば任意に設定可能である。
【０００８】
図２（ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る電子部品の構成を示した図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示した電子部品のフロー半田付け状態を示した図である。
この図に示す電子部品１１は電子部品素子本体１２とリード端子部１３により構成される。リード端子部１３は、一対のリード端子１４により構成され、夫々のリード端子１４の一部の断面積が異なるように構成されている。詳しくは、リード端子１４の他の部分と比較して断面積が小さい部分１４ａを有する。
このように構成される電子部品１１を基板にフロー半田付けする場合には、図２（ｂ）に示すように、電子部品１１のリード端子１４を基板５１のスルーホール５２に挿入した後、フロー半田付けを行うようにする。そうすれば、リード端子１４の先端側から断面積が小さい部分１４ａまでの端子間では、部分１４ａから電子部品素子本体１２までの端子間よりも多くの熱を取り込むことができる。従って、たとえ電子部品素子本体１２に熱を奪われても、取り込んだ熱の方が奪われる熱よりも上回り、結果的に溶融半田の温度低下を防ぐことができる。よって、従来のように溶融半田がスルーホール５２内部を上昇している途中で固化してしまうことが無く、従来よりも半田上がりを向上させることができる。
なお、第２の実施の形態の電子部品１１では、リード端子１４の断面積が小さい部分４ａの位置や長さ、断面積の大きさに関しては特に制限はなく、リード端子１４自体の強度の著しい低下など他の場面で不都合が起こらない範囲であれば任意に設定可能である。但し、溶融半田の温度低下を抑制するうえでは、断面積が小さい部分１４ａの位置は電子部品素子本体１２側に近いほうが好ましい。
【０００９】
図３は本発明の第３の実施の形態に係る電子部品の構成を示した図である。
この図に示す電子部品２１は、電子部品素子本体２２とリード端子部２３により構成される。リード端子部２３は、機械的且つ電気的接続を行う挿入型の一対のリード端子２４により構成され、夫々のリード端子２４は分岐点２５により複数に分岐されている。分岐されたリード端子２４はそれぞれ同じ長さに形成されている。
このように構成される電子部品２１は、全てのリード端子２４が基板５１のスルーホール５２を挿入してフロー半田付けを行うようにすれば、リード端子が分岐されていない従来の電子部品７１に比べて、一つの電子部品に対するリード端子の本数を増やすことができる。このようにリード端子２４の本数を増やすことで、溶融半田の熱が伝わる経路が増加し、従来よりも多くの熱をリード端子２４に取り込むことができる。従って、たとえ電子部品素子本体１２に熱を奪われても、取り込んだ熱の方が奪われる熱よりも上回り、結果的に溶融半田の温度低下を防ぐことができる。よって、従来のように溶融半田がスルーホール５２の内部を上昇している途中で固化してしまうことが無く、従来よりも半田上がりを向上させることができる。
なお、第３の実施の形態の電子部品２１の分岐点２５から分岐するリード端子２４の本数は電子部品２１による電気回路の特性が変化しない範囲であれば任意に設定可能である。
【００１０】
図４（ａ）（ｂ）は本発明の電子部品に適用されるリード端子の構成を示した図である。
この図４（ａ）に示すリード端子３１は、電気伝導性の高い材料（第１の材料）３２と熱伝導性の高い材料（第２の材料）３３とにより構成されており、電気伝導性の高い材料３２の周辺が熱伝導性の高い材料３３で覆われている。さらに熱伝導性の高い材料３３の断面積は、素子本体側よりもリード端子の先端側の方が大きくなるように構成されている。
このようなリード端子３１を基板５１のスルーホール５２に挿入してフロー半田を行うと、従来のリード端子を有する電子部品に比べて、リード端子の先端側は熱伝導性の高い材料３３の断面積が大きいので、従来よりも多くの熱をリード端子３１の先端側に取り込むことができる。従って、たとえ電子部品素子本体に熱を奪われても取り込んだ熱の方が奪われる熱よりも上回り、結果的に溶融半田の温度低下を防ぐことができる。よって、溶融半田がスルーホール内部で上昇している途中で固化してしまうことを防ぐことができ、従来よりも半田上がりを向上させることができる。また、リード端子３１の形状を変形させていないため、リード端子自体の強度は従来のリード端子と等しい強度を保つことができる。
なお、電気伝導性の高い材料３２は銅および銅合金ならびにアルミニウムおよびアルミニウム合金が望ましく、熱伝導性の高い材料３３は外側が半田に接触するため鉄、セラミックなど半田にぬれる材料が望ましいが、機械的接続且つ電気的接続を可能とするものであれば特に限定されるものではない。
【００１１】
以上説明したように、本実施の形態の電子部品においては、例えば、リード端子の電子部品素子本体側と先端側とにおいて端子の断面積を変えることにより、リード端子の電子部品素子本体側の熱伝導性と半田付け部側の熱伝導性をそれぞれ変えるようにした。
これにより、電子部品素子本体よりも半田付け部の方が多くの熱を取り込むことができるようになり、たとえ電子部品素子本体に熱を奪われても、半田付け部で取り込んだ熱の方が奪われる熱よりも上回り、結果的に溶融半田の温度低下を防ぐことができる。よって、溶融半田がスルーホール内部で上昇している途中で固化してしまうことを防ぎ、従来よりも半田上がりを向上させることができる。
また、本発明の電子部品としては、電子部品素子本体の熱伝導性とリード端子との熱伝導性を変えるようにしても良い。例えば、電子部品素子本体よりリード端子のほうが、熱伝導率が高くなるように電子部品素子本体やリード端子の材料を選定する。そうすれば、電子部品素子本体よりもリード端子の方が多くの熱を取り込むことができるようになり、電子部品素子本体に熱を奪われても、半田付け部で取り込んだ熱の方が奪われる熱よりも上回り、結果的に溶融半田の温度低下を防ぐことができる。よって、溶融半田がスルーホール内部で上昇している途中で固化してしまうことを防ぎ、従来よりも半田上がりを向上させることができる。
【００１２】
勿論、上記したようなリード端子の断面積の変更と、電子部品素子本体とリード端子との熱伝導性の変更とを組み合わせて電子部品を構成することも考えられる。そうすれば、より溶融半田の温度低下を防ぐことができる。
なお、これまで説明した本実施の形態のリード端子は、必ずしも全リード端子に対して適用するという必要はなく、基板５１のベタパターンに接続されると分かっているリード端子のみに適用するようにしても良い。
また、本発明の電子部品としては、例えばアルミ電解コンデンサが考えられるが、特に限定したものではなく、挿入型のリード端子を持ちフロー半田付けする電子部品であれば適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電子部品の構成を示した図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る電子部品の構成を示した図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る電子部品の構成を示した図である。
【図４】本発明の電子部品に適用されるリード端子の構成を示した図である。
【図５】理想的なフロー半田付け状態を示した図である。
【図６】従来のフロー半田付け状態を示した図である。
【符号の説明】
【００１４】
１、１１、２１…電子部品、２、１２、２２…電子部品素子本体、３、１３、２３…リード端子部、４、１４、２４、３１…リード端子、２５…分岐点、３２、…第１の材料、３３…第２の材料、５０…溶融半田、５１…基板、５２…スルーホール、５３…内層配線、
【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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