(57)【要約】【課題】金属リード端子に鉛フリー系のはんだメッキが施され、プレス加工を施して表面実装化されたリード付き電子部品におけるはんだ付け性と接合強度を向上させる。【解決手段】金属リード端子が貫通固定されたベースと、前記リード端子に電気的に接続されてなる電子部品素子と、前記ベースに被せて前記電子素子を気密封止してなるキャップとを具備してなるリード付き電子部品２の製造方法であって、アウターリード部をプレス加工により平板状に形成して導電接続部２３，２４を構成する工程と、前記導電接続部にフラックスを塗布する工程と、前記導電接続部を部分加熱する工程と、前記導電接続部に鉛フリー系のはんだ浴に浸漬することで、鉛フリー系のはんだ膜Ｈを形成する工程と、前記アウターリード部を折り曲げてリード付き電子部品を表面実装化してなる工程からなることを特徴とする。【選択図】　図２
2004119220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛フリー系のはんだメッキの施された金属リード端子が貫通固定されたベースと、前記リード端子に電気的に接続されてなる電子部品素子と、前記ベースに被せて前記電子素子を気密封止してなるキャップとを具備してなるリード付き電子部品の製造方法であって、
前記金属リード端子のアウターリード部を、プレス加工により平板状に形成して、回路基板との導電接続部を構成する工程と、
前記アウターリード部の少なくとも導電接続部にフラックスを塗布する工程と、前記アウターリード部の少なくとも導電接続部を部分加熱する工程と、
前記アウターリード部の少なくとも導電接続部に鉛フリー系のはんだ浴に浸漬することで、鉛フリー系のはんだ膜を形成する工程と、
前記アウターリード部を折り曲げてリード付き電子部品を表面実装化してなる工程からなることを特徴とするリード付き電子部品の製造方法。
【請求項２】
鉛フリー系のはんだメッキの施された金属リード端子が貫通固定されたベースと、前記リード端子に電気的に接続されてなる電子部品素子と、前記ベースに被せて前記電子素子を気密封止してなるキャップとを具備してなるリード付き電子部品の製造方法であって、
前記金属リード端子のアウターリード部を、プレス加工により平板状に形成して、回路基板との導電接続部を構成する工程と、
前記アウターリード部の少なくとも導電接続部にフラックスを塗布する工程と、前記アウターリード部の少なくとも導電接続部を部分加熱する工程と、
前記アウターリード部の少なくとも導電接続部に鉛フリー系のはんだ浴に浸漬することで、鉛フリー系のはんだ膜を形成する工程と、
前記アウターリード部の少なくとも導電接続部にフラックスを塗布する工程と、前記アウターリード部の少なくとも導電接続部に鉛フリー系のはんだ浴に浸漬することで、鉛フリー系のはんだ膜を再形成する工程と、
前記アウターリード部を折り曲げてリード付き電子部品を表面実装化してなる工程からなることを特徴とするリード付き電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記アウターリード部の少なくとも導電接続部に鉛フリー系のはんだ膜を形成した後、当該アウターリード部に、絶縁板を取り付けてなる工程と、前記アウターリード部を折り曲げてリード付き電子部品を表面実装化してなる工程からなることを特徴とする特許請求項１、または２記載のリード付き電子部品の製造方法。
【請求項４】
上記特許請求項１〜３のうちいずれか１項記載のリード付き電子部品の製造方法において成形されたリード付き電子部品であって、金属リード端子の導電接続部に均質な鉛フリー系のはんだ膜が形成されたことを特徴とするリード付き電子部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリード端子の製造方法に関するものであり、特に、電子部品の金属リード端子の製造方法およびその方法によって成形されたリード付き電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特公平５−４０４８７号公報
【特許文献２】
特開平１０−３０８４８８号公報
【特許文献３】
特開平１０−１０７４２０号公報
従来、特公平５−４０４８７号に開示されているように、電気的に独立した複数の金属リード端子を有する電子部品では、金属リード端子の表面に防錆のためにニッケルメッキが施されており、その表面には、さらにはんだメッキがディップ（浸漬）の手法により形成されている。このような構成にするのは、前記ニッケルメッキは、はんだ材料とのなじみ（ぬれ性）が悪く、リード端子と回路基板の導電パターンをはんだ付けする際、良好なはんだ付けができないので、前記ニッケルメッキの表面にさらにはんだメッキを構成して、はんだ付け性を向上させている。
【０００３】
ところで、近年、特開平１０−３０８４８８号に示すように、上述のような既存のリード付き電子部品があり、絶縁板を介して、前記リード端子を折り曲げて簡易的に表面実装化した電子部品（水晶振動子）が開示されている。この表面実装型電子部品では、断面円形状のリード端子のアウターリード部から少し下方部分からは、プレス加工により平板状に加工され、導電接続部を形成している。このプレス加工する場合、後述の折り曲げ方向に対して行われ、１つのリード端子に対して２つの可動ダイスにより両側からプレスし、リード端子に薄肉部分が形成され、平板状に構成される。そして、前記電子部品のリード端子に絶縁板を取り付け、当該絶縁板を介して、リード端子を折り曲げ、表面実装化する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、環境、あるいは人体への悪影響をなくすため、特開平１０−１０７４２０号に開示されているように、鉛フリー化されたはんだ材料を採用する方向にある。上述の電子部品に使用される代表的な鉛フリー化されたはんだ材料としては、例えば、錫銅系のはんだ、錫銀系のはんだがあげられるが、これらのはんだ材料は鉛を含む従来のはんだに比べてはんだぬれ性が悪く、はんだ付け性が低下するという問題点があった。
【０００５】
さらに、上述のように製造された表面実装型電子部品では、はんだメッキが構成された金属リード端子に対して、プレス加工するため、リード端子の導電接続部の表面に形成されたはんだメッキが薄くのばされたり、亀裂が入ったりするのではんだ付け性が低下する。特に、鉛フリー化されたはんだ材料では、通常の鉛を有するはんだメッキに比べて延性が劣っており、前記導電接続部の表面状態が悪化しやすく、はんだ付け性が極端に低下しやすい。つまり、鉛フリー化されたはんだ材料では、上述のようなプレス加工による不具合がより発生しやすいといった問題点があった。
【０００６】
このように、はんだ材料として鉛フリー系のはんだを採用し、リード端子にプレス加工を施したリード付き電子部品のはんだ付け性向上が望まれていた。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、金属リード端子に鉛フリー系のはんだメッキが施され、プレス加工を施して表面実装化されたリード付き電子部品におけるはんだ付け性と接合強度を向上させることができる製造方法およびその方法によって成形されたリード付き電子部品を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のリード付き電子部品の製造方法は、鉛フリー系のはんだメッキの施された金属リード端子が貫通固定されたベースと、前記リード端子に電気的に接続されてなる電子部品素子と、前記ベースに被せて前記電子素子を気密封止してなるキャップとを具備してなるリード付き電子部品の製造方法であって、前記金属リード端子のアウターリード部を、プレス加工により平板状に形成して、回路基板との導電接続部を構成する工程と、前記アウターリード部の少なくとも導電接続部にフラックスを塗布する工程と、前記アウターリード部の少なくとも導電接続部を部分加熱する工程と、前記アウターリード部の少なくとも導電接続部に鉛フリー系のはんだ浴に浸漬することで、鉛フリー系のはんだ膜を形成する工程と、前記アウターリード部を折り曲げてリード付き電子部品を表面実装化してなる工程からなることを特徴とする。
【０００９】
また、鉛フリー系のはんだメッキの施された金属リード端子が貫通固定されたベースと、前記リード端子に電気的に接続されてなる電子部品素子と、前記ベースに被せて前記電子素子を気密封止してなるキャップとを具備してなるリード付き電子部品の製造方法であって、前記金属リード端子のアウターリード部を、プレス加工により平板状に形成して、回路基板との導電接続部を構成する工程と、前記アウターリード部の少なくとも導電接続部にフラックスを塗布する工程と、前記アウターリード部の少なくとも導電接続部を部分加熱する工程と、前記アウターリード部の少なくとも導電接続部に鉛フリー系のはんだ浴に浸漬することで、鉛フリー系のはんだ膜を形成する工程と、前記アウターリード部の少なくとも導電接続部にフラックスを塗布する工程と、前記アウターリード部の少なくとも導電接続部に鉛フリー系のはんだ浴に浸漬することで、鉛フリー系のはんだ膜を再形成する工程と、前記アウターリード部を折り曲げてリード付き電子部品を表面実装化してなる工程からなることを特徴とする。
【００１０】
また、上述の製造方法において、前記アウターリード部の少なくとも導電接続部に鉛フリー系のはんだ膜を形成した後、当該アウターリード部に、絶縁板を取り付けてなる工程と、前記アウターリード部を折り曲げてリード付き電子部品を表面実装化してなる工程からなることを特徴とする。
【００１１】
また、上述の製造方法において、成形されたリード付き電子部品であって、金属リード端子の導電接続部に均質な鉛フリー系のはんだ膜が形成されたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、プレス加工後の金属リード端子（導電接続部）への鉛フリー系のはんだのぬれ性を高め、当該金属リード端子（導電接続部）の表面に均質な鉛フリー系のはんだ膜を形成することができる。従って、金属リード端子に鉛フリー系のはんだメッキが施され、プレス加工を施して表面実装化されたリード付き電子部品において、従来に比べてはんだ付け性と接合強度をより一層向上させることができる。また、前記導電接続部に部分加熱することで、はんだ浴に浸漬する際に受ける熱衝撃を緩和し、当該導電接続部に塗布されたフラックスの活性化を助成して、はんだぬれ性を高めるとともに、フラックスの余分な水分、またはフラックスの余分な溶剤等を除去することができる。これら余分な水分や溶剤が残存すると、後工程のはんだ浴に浸漬する際に急激に蒸発し、はんだ塗布むらができるといった不具合をなくすことができる。
【００１３】
特許請求項２により、上述の作用効果に加え、プレス加工後の金属リード端子（導電接続部）の稜部分にも鉛フリー系のはんだ膜が所定の厚みで形成されやすくなるので、当該金属リード端子（導電接続部）の表面にさらなる均質な鉛フリー系のはんだ膜を形成することができる。
【００１４】
特許請求項３により、上述の作用効果に加え、リード付き電子部品に絶縁板を取り付けて表面実装化することができるので、当該リード付き電子部品と回路基板の導電パターンとの絶縁がより確実になる。
【００１５】
特許請求項４に示すように、上記特許請求項１〜３のうちいずれか１項記載のリード付き電子部品の製造方法において成形されたリード付き電子部品であって、金属リード端子の導電接続部に均質な鉛フリー系のはんだ膜が形成されたものも本発明の技術的思想の範疇である。つまり、金属リード端子の導電接続部に均質な鉛フリー系のはんだ膜が形成されている状態を見れば、上記製造方法によって製造されたリード付き電子部品であると判断することができる。
【００１６】
図１は、本発明と従来の製造方法による金属リード端子の導電接続部を示すＳＥＭ断面写真である。いずれも金属リード端子として、コバールの母材にニッケルメッキ、その上部に錫銅はんだメッキ（Ｓｎ−０．７Ｃｕはんだメッキ）が施されたものを使用し、当該金属リード端子をプレス加工して導電接続部を構成しており、この導電接続部を錫銅はんだ浴に浸漬させて錫銅はんだ膜（Ｓｎ−０．７Ｃｕはんだ膜）を１０μｍ程度形成したものである。そして、図１（ａ）は、はんだ膜を形成する前に導電接続部にエアーヒーターにより部分加熱した本発明を示し、図１（ｂ）は、従来例を示している。これらのＳＥＭ断面写真から明らかなように、本発明の製造方法による金属リード端子（導電接続部）の方が、鉛フリー系のはんだ膜（Ｓｎ−０．７Ｃｕはんだ膜）の表面形成が均質であるのが明らかである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について、リード付き電子部品として水晶振動子を例にとり図面を参照して説明する。図２は絶縁板を介して表面実装化した水晶振動子の斜視図であり、図３は本発明の実施形態による製造方法をを示す図である。
【００１８】
水晶振動子２は、リード端子２１，２２の植設されたベース２０と、ベース上に搭載される水晶振動素子（図示せず）と、当該水晶振動素子を含んでベース上部を被覆するキャップ２５とからなる。図示していないが水晶振動素子には励振電極が形成されており、当該励振電極は前記リード端子に電気的に接続されて外部に導出されている。
【００１９】
リード端子２１，２２は断面が円形の線状タイプであり、ベース下部から突出した部分（アウターリード部）において、プレス加工により平板状に加工され、導電接続部２３，２４を形成している。上記リード端子は、例えば、コバール母材にニッケルメッキ、鉛フリー系のはんだメッキ（例えば、錫銅系はんだ）が形成されており、この上部には、下記製造方法により、均質な鉛フリー系のはんだ膜Ｈ（例えば、錫銅系はんだ）が、前記リード端子のアウターリード部の少なくとも導電接続部２３，２４に形成されている。
【００２０】
絶縁板３は平面でみて平板に切り欠き３１，３２が形成され、全体としてＨ字形状である。この切り欠きの幅はリード端子の平板部の幅より大きく設計されており、かつ切り欠きの開口部分には係止部３３，３４が形成されている。この係止部はリード端子の過度の折り曲げによるベースとの短絡を防止する機能を有している。
【００２１】
図２は外部リード端子２１，２２に導電接続部が形成された水晶振動子２と、この水晶振動子２の底面に取り付ける絶縁板３を示している。水晶振動子２の下部（底面）に接合材により絶縁板３を取り付ける。その後、矢印の方向にリード端子（２１については折り曲げ済みのものを図示）を折り曲げている。このとき前述の導電接続部の開始部分が支点となって折れ曲がりが開始され、最終的には、リード端子２１，２２が絶縁板の切り欠き部にほぼ収納されるとともに、当該リード端子の幅広部の先端部分が回路基板との導電接続部を構成し、表面実装型水晶振動子の完成となる。
【００２２】
次に、上述のような表面実装化されたリード付き水晶振動子の製造方法について図３とともに説明する。
【００２３】
第１の工程
図３（ａ）に示すように、水晶振動素子が気密封止された水晶振動子２のリード端子２１，２２のアウターリード部間に、固定ダイスＤ１を介在させる。この固定ダイスの幅はほぼリード端子間と同じ寸法に設定されている。この状態で両リード端子に対して可動ダイスＤ２、Ｄ２によりプレス加工する。断面が円形の金属リード端子は、プレス加工により金属リード端子はその延性により平板状になり、リード端子のベースから突出した部分近傍から下方部分に導電接続部２３，２４が形成される。この導電接続部は後述の折り曲げ方向の反対側に偏った構造となっている。
【００２４】
第２の工程
水晶振動子２のリード端子の導電接続部２３，２４に、水溶性のフラックス（例えば、日本スペリア製　ＮＳ３０）を浸積法による塗布する。なお、水溶性のフラックスは、熱湯による洗浄が行えるので、容易で環境影響が低いというメリットがある。
【００２５】
第３の工程
図３（ｂ）に示すように、リード端子の導電接続部２３、２４をエアーヒーターあるいは赤外線ヒーター等により部分的に加熱する。ヒーター温度は１００℃〜１４０℃で、加熱時間は１０秒〜２０秒ぐらいが好ましい。これは、ヒーター温度が高すぎたり、加熱時間を長くしても、はんだぬれ性が向上せず、工程上の無駄が多くなり、コストアップとなるためである。
【００２６】
第４の工程
図３（ｃ）に示すように、リード端子の導電接続部２３、２４に、鉛フリー系のはんだ浴（例えば、錫銅系のはんだとして、日本スペリア製　ＳＮ１００Ｃ）に浸漬することで、鉛フリー系のはんだ膜Ｈを形成する。はんだ浴の温度は２７０℃〜３２０℃ぐらいで、浸漬時間は１秒〜３秒ぐらいが好ましい。はんだ浴の温度が３２０℃を超えると、はんだ膜の酸化が進むことと、浸漬時間が３秒を超えると、フラックスを塗布した酸化膜除去効果がなくなってはんだ膜が凹凸状に形成されることにより、はんだぬれ性が低下する。
【００２７】
第５の工程
上記第２の工程と同じように、前記鉛フリー系のはんだ膜Ｈが形成されたリード端子の導電接続部２３、２４に、フラックス（例えば、日本スペリア製　ＮＳ３０）を再塗布する。
【００２８】
第６の工程
図３（ｃ）と同じように、さらに、リード端子の導電接続部２３、２４に、鉛フリー系のはんだ浴（例えば、錫銅系はんだとして、日本スペリア製　ＳＮ１００Ｃ）に再浸漬することで、鉛フリー系のはんだ膜Ｈを形成する。
【００２９】
第７の工程
このように鉛フリー系のはんだ膜が形成された水晶振動子（リード端子の導電接続部）は、５０℃〜６０℃ぐらいの熱湯に漬けて超音波洗浄され、アルコール置換された後、乾燥炉などにより乾燥される。
【００３０】
第８の工程
図３（ｄ）に示すように、水晶振動子２の下部（底面）に接合材により絶縁板３を取り付ける。
【００３１】
第９の工程
図３（ｅ）に示すように、矢印の方向にリード端子の前記導電接続部２３、２４を折り曲げて、表面実装化する。このとき導電接続部の開始部分が支点となって折れ曲がりが開始され、最終的には、リード端子２１，２２が絶縁板の切り欠き部にほぼ収納されるとともに、当該リード端子の幅広部の先端部分が回路基板との導電接続部を構成し、図３（ｆ）に示すように、表面実装型水晶振動子の完成となる。
【００３２】
なお、上記または第５の工程、第６の工程は、より均質なはんだ膜形成をするうえで実施した方が好ましいが、必要に応じてこれらの工程を割愛してもよい。
【００３３】
上記実施例では、絶縁板を取り付けて表面実装化した水晶振動子について説明しているが、図４に示すように、絶縁板を取り付けない水晶振動子４にも適用できる。図４は、その他の実施例を示す斜視図であり、ケース本体（キャップ）４５を横向きに配置し、横方向から突出したリード端子４１，４２のアウターリード部分に、屈曲部４６，４７，４８，４９を形成して回路基板側へ折り曲げ、その先端の一部にプレス加工された導電接続部４３，４４を形成することで、表面実装化した水晶振動子を示している。これらの形態においても、上述のような製造方法により、リード端子の一部にプレス加工された導電接続部４３，４４には、均質な鉛フリー系のはんだ膜Ｈ（例えば、錫銅系はんだ）が、形成されている。
【００３４】
本発明は、電子部品として水晶振動子を例示したが、各種リード端子付き電子部品にも適用できる。また、鉛フリー系のはんだとして錫銅系（ＳｎＣｕ）のはんだを例にしたが、錫銀系（ＳｎＡｇ）のはんだ、錫銀銅系（ＳｎＡｇＣｕ）のはんだ、錫亜鉛系（ＳｎＺｎ）のはんだなど他の低融点鉛フリー系のはんだであってもよい。また、水溶性のフラックスに限らずロジン系のフラックスであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明と従来の金属リード端子の導電接続部を示すＳＥＭ断面写真。
【図２】本発明の実施形態を示す斜視図。
【図３】本発明の実施形態による製造方法をを示す図。
【図４】本発明の他の実施形態を示す斜視図。
【符号の説明】
２、４　　水晶振動子
３　　絶縁板
２０　ベース
２１、２２、４１、４２　リード端子
２５、４５　　キャップ
【図１】
2004119220.tif 000003
【図２】
2004119220.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004119220.tif 000006