(57)【要約】【課題】部品点数の増大及び基板への部品搭載位置精度の低下等を招くことなく、半田ボイドを低減させるとともに、高い接続信頼性を確保する。【解決手段】チップ抵抗１０の接続表面１１ａ，１１ｂを構成する電極部１２は、１次電極メッキ層１５，１６の上に２次メッキ層１７を形成され、更に２次メッキ層１７の上に３次メッキ層１８を形成されている。チップ抵抗１０の接続表面１１ａにおける３次メッキ層としてのＳｎメッキ層１８には、接続表面圧縮装置３０の加熱された圧縮用ローラ３１によって、後工程として圧縮加工が施される。これにより、接続表面１１ａが滑らかに形成され、半田１９に発生した半田ボイド１９ａが抜け易くなる。また、リードフレーム２０の接続表面２１は、粗く形成されている。これにより、フラックスの濡れ広がり性及び半田濡れ性が良くなる。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品及び基板の金属からなる接続表面同士を半田接続する金属同士の半田接続構造において、
前記部品の接続表面は、内部メッキが施されるとともに該内部メッキ上に表面メッキが施され、更に該表面メッキが圧縮加工されることにより滑らかに形成され、且つ前記基板の接続表面が粗く形成されることを特徴とする金属同士の半田接続構造。
【請求項２】
部品及び基板の金属からなる接続表面同士を半田接続する金属同士の半田接続構造において、
前記部品の接続表面は、内部メッキが施されるとともに該内部メッキ上に表面メッキが施され、更に該表面メッキが研磨加工されることにより滑らかに形成され、且つ前記基板の接続表面が粗く形成されることを特徴とする金属同士の半田接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば基板とチップ部品、バスバー（リードフレーム）とチップ部品、ＦＰＣとチップ部品等の部品及び基板の金属からなる接続表面同士の半田接続において、半田ボイドを低減させるための金属同士の半田接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から電子部品の半田付け方法は知られている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。図１０は、特許文献１で開示されている電子部品の半田付け方法を示す図である。
【０００３】
図１０に示したように、電子部品の半田付け方法では、特性の異なる２種類の半田１００，１０１（半田ペースト１００、一対の半田チップ１０１）を基板１０２とパワートランジスタ１０３との間に介在させ、半田接続を行う。各半田チップ１０１は、半田ペースト１００より融点が高く、且つ高さを半田ペースト１００の厚さより大きくなるように形成されており、図中右側の半田チップ１０１の融点が図中左側の半田チップ１０１の融点より低い。これら半田ペースト１００及び各半田チップ１０１の融点の相違により、パワートランジスタ１０３を基板１０２に対して傾けた状態で溶融半田面に接触させ、ボイド抜けを良くしている。
【０００４】
図１１（ａ）〜（ｃ）は、特許文献２で開示されている半田付け方法を示す図である。図１１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、半田付け方法では、半田接続パターン１１０と部品１１１との間に融点の異なる２種類の半田１１２，１１３（半田チップ１１２、半田箔１１３）を置き、融点の高い半田チップ１１２を融点の低い半田箔１１３より厚く形成している。そして、部品１１４を融点の高い半田チップ１１２により保持させた状態で、融点の低い半田箔１１３を溶融させた後、融点の高い半田チップ１１２を溶融させることにより、半田付けを行っている。これにより、１回の半田付けで部品接続部下面にボイドを発生させることなく、半田付けを可能としている。
【０００５】
図１２〜図１４は、特許文献３で開示されている半田付け方法を示す図である。図１２〜図１４に示したように、従来のチップ抵抗１２０及び基板１２１の金属からなる接続表面同士を半田接続する金属同士の半田接続構造では、チップ抵抗１２０の図１２中左右両端部に設けられた電極部１２２（図中Ｄ部）が、基板１２１上に半田接続される。
【０００６】
チップ抵抗１２０の電極部１２２において、セラミック製基板１２３の図１３中右端部における図１３中上面には、銀Ａｇ−鉛Ｐｂ（ガラス系）層１２４が形成されている。また、図１３中下面には、銀Ａｇ（ガラス系）層１２５が印刷により形成されており、セラミック製基板１２３の図１２中上下面の端面から側端面（図１３中右側端面）全体を覆うように、銀Ａｇ（樹脂系）層１２６が印刷により形成され、銀Ａｇ（ガラス系）層１２５及び銀Ａｇ（樹脂系）層１２６により、チップ抵抗１２０の図１３中下面に１次電極メッキ層が形成されている。更に、上述した各層上には、２次メッキ層としてのＮｉメッキ層１２７、及び３次メッキ層としてのＳｎメッキ層１２８が形成されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００―６８６３７号公報（第３頁、第３図）
【特許文献２】
特開平８―２９３６７０号公報（第３頁、第１図）
【特許文献３】
特開平５―２６７０２４号公報（第２頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の図１０に示した電子部品の半田付け方法、及び図１１（ａ）〜（ｃ）に示した半田付け方法では、いずれの場合でも２種類の半田（半田ペースト１００、一対の半田チップ１０１（図１０参照）、半田チップ１１２、半田箔１１３（図１１参照））を使用する必要があるため、部品点数及び工数の増大を招き、コストを増大させるという問題があった。
また、図１０に示した電子部品の半田付け方法では、パワートランジスタ１０３を基板１０２に対して傾けて半田接続されるため、パワートランジスタ１０３の搭載位置のズレや傾きを生じる心配があり、部品搭載位置の精度が低いという問題があった。
【０００９】
更に、図１２〜図１４に示した金属同士の半田接続構造では、チップ抵抗１２０の接続表面（図１４中下面）には、１次電極メッキ層を形成する銀Ａｇ（ガラス系）層１２５の珪素Ｓｉ含有による表面の凹凸に起因して凹凸部１２９が出現し、表面状態が粗い。このチップ抵抗１２０の接続表面の粗さに起因して、チップ抵抗１２０と基板１２１との半田接続の際、図１４に示すように、半田１３０に発生した半田ボイド１３１が、チップ抵抗１２０の接続表面の凹凸部１２９に引っ掛かって抜け難いという問題があった。
【００１０】
本発明は、部品及び基板の金属からなる接続表面同士の半田接続において、部品点数の増大及び基板への部品搭載位置精度の低下等を招くことなく、半田ボイドを低減させることができ、高い接続信頼性を確保することができる金属同士の半田接続構造を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の金属同士の半田接続構造は、部品及び基板の金属からなる接続表面同士を半田接続する金属同士の半田接続構造において、前記部品の接続表面は、内部メッキが施されるとともに該内部メッキ上に表面メッキが施され、更に該表面メッキが圧縮加工されることにより滑らかに形成され、且つ前記基板の接続表面が粗く形成されることを特徴とする。
【００１２】
前記構成の金属同士の半田接続構造によれば、部品の接続表面に、内部メッキが施されるとともに内部メッキ上に表面メッキが施され、更に該表面メッキが圧縮加工されることにより滑らかに形成されるので、接続表面に凹凸部がない状態となり、面粗度が小さくなる。したがって、部品及び基板を半田接続する際、半田ボイドが抜け易くなる。また、基板の接続表面が粗く形成されるので、部品及び基板を半田接続する際、フラックスの濡れ広がり性及び半田濡れ性が良くなる。これにより、半田ボイドが低減され、高い接続信頼性が確保される。
【００１３】
本発明の請求項２記載の金属同士の半田接続構造は、部品及び基板の金属からなる接続表面同士を半田接続する金属同士の半田接続構造において、部品の接続表面は、内部メッキが施されるとともに該内部メッキ上に表面メッキが施され、更に表面メッキが研磨加工されることにより滑らかに形成され、且つ基板の接続表面が粗く形成されることを特徴とする。
【００１４】
前記構成の金属同士の半田接続構造によれば、部品の接続表面に、内部メッキが施されるとともに内部メッキ上に表面メッキが施され、更に該表面メッキが研磨加工されることにより滑らかに形成されるので、接続表面に凹凸部がない状態となり、面粗度が小さくなる。したがって、部品及び基板を半田接続する際、半田ボイドが抜け易くなる。また、基板の接続表面が粗く形成されるので、部品及び基板を半田接続する際、フラックスの濡れ広がり性及び半田濡れ性が良くなる。これにより、半田ボイドが低減され、高い接続信頼性が確保される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の金属同士の半田接続構造の実施形態を図１〜図９に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の第１実施形態である金属同士の半田接続構造をリードフレームとチップ抵抗との半田接続に適用された例を示す斜視図であり、図２は図１のチップ抵抗を単体で示す斜視図、図３は図２のチップ抵抗の電極部を示す要部断面図、図４は図１のチップ抵抗とリードフレームとの半田接続部分を示す要部拡大断面図である。また、図５は図１のチップ抵抗の接続表面の圧縮過程を概略的に示す要部断面図、図６は図１のチップ抵抗の接続表面の圧縮を行う接続表面圧縮装置を示す全体概略側面図、図７は図６の接続表面圧縮装置におけるレール上に載置されたチップ抵抗を示す概略斜視図、図８は図７のチップ抵抗のレールによる固定状態を示す概略断面図である。
【００１７】
図１〜図３に示すように、本発明の第１実施形態の金属同士の半田接続構造では、チップ抵抗１０の連続する接続表面１１ａ，１１ｂとリードフレーム２０の接続表面２１とが、半田１９によって半田接続される。チップ抵抗１０の接続表面１１ａ，１１ｂを構成する電極部１２は、１次電極メッキ層１５，１６の上に２次メッキ層１７を形成され、更に２次メッキ層１７の上に３次（表面）メッキ層１８を形成されている。また、リードフレーム２０の接続表面２１は、粗く形成されている。
【００１８】
すなわち、図３に示すように、チップ抵抗１０の電極部１２において、セラミック製基板１３の図３中右端部における図３中上面には、銀Ａｇ−鉛Ｐｂ（ガラス系）層１４（厚さ５μｍ）が形成されるとともに、図３中下面には、銀Ａｇ（ガラス系）層１５（厚さ２〜３μｍ）が印刷により形成される。また、セラミック製基板１３の図３中上下面の端面から側端面（図３中右側端面）全体を覆うように、銀Ａｇ（樹脂系）層１６（厚さ５μｍ）が印刷により形成され、銀Ａｇ（ガラス系）層１５及び銀Ａｇ（樹脂系）層１６により、チップ抵抗１０の図３中下面に１次電極メッキ層が形成される。更に、上述した各層１４，１５，１６上には、２次メッキ層としてのＮｉメッキ層１７（厚さ１０μｍ）、及び３次メッキ層としてのＳｎメッキ層１８（厚さ７〜８μｍ）が形成される。
【００１９】
図４〜図８に示すように、チップ抵抗１０の接続表面１１ａにおける３次メッキ層としてのＳｎメッキ層１８には、接続表面圧縮装置３０の加熱された圧縮用ローラ３１によって、後工程として圧縮加工が施される。
【００２０】
すなわち、チップ抵抗１０は、接続表面圧縮装置３０のパーツフィーダ３２及びテーピング３３間に設けられたレール３４上に、接続表面１１ａ，１１ｂ側（図３中下面側）を上面とし、且つ電極部１２をレール３４の進行方向（図６中矢印Ａ方向）と直交する幅方向両側に位置された状態で、レール３４の進行方向に沿って１列に整列・位置決めされる。レール３４上におけるチップ抵抗１０の整列・位置決めは、レール３４上に形成された凹状溝３４ａへの嵌合により、チップ抵抗１０の図８中左右両側面を拘束して行われる。
整列・位置決めされたチップ抵抗１０の接続表面１１ａは、レール３４上方に昇降可能に設けられた圧縮用ローラ３１によって、Ｓｎメッキ層１８のみを加熱・圧縮され、接続表面１１ａに凹凸部（図５（ａ）参照）がない状態とされる。
【００２１】
圧縮用ローラ３１は、チップ抵抗１０の接続表面１１ａの圧縮加工時、Ｓｎメッキ層１８の融点２３２℃に近い約２４０℃に加熱された状態で、レール３４の進行方向に合わせて図６中時計方向（図６中矢印Ｂ方向）に回転されつつ、レール３４に対して近接する位置まで下降される（図６中矢印Ｃ方向）。
ここで、Ｓｎメッキ層１８内側の２次メッキ層としてのＮｉメッキ層１７は、融点１４５５℃であり、またＮｉメッキ層１７内側の銀Ａｇ（樹脂系）層１６は、融点９６１℃であり、いずれもＳｎメッキ層１８の融点２３２℃より大幅に高い。したがって、約２４０℃に加熱された圧縮用ローラ３１によれば、Ｎｉメッキ層１７、銀Ａｇ（樹脂系）層１６に影響を与えることなく、融点２３２℃のＳｎメッキ層１８のみを加熱・圧縮することができる。
【００２２】
本実施形態の作用を説明する。
チップ抵抗１０の接続表面１１ａにおいて、Ｓｎメッキ層１８の融点２３２℃に近い約２４０℃に加熱された接続表面圧縮装置３０の圧縮用ローラ３１によって、Ｓｎメッキ層１８を圧縮加工されることにより、接続表面１１ａが滑らかに形成されるので、接続表面１１ａに凹凸部がない状態となり、面粗度が小さくなる。したがって、チップ抵抗１０の接続表面１１ａ，１１ｂとリードフレーム２０の接続表面２１とを半田１９によって接続する際、半田１９に発生した半田ボイド１９ａが抜け易くなる。
また、リードフレーム２０の接続表面２１が粗く形成されるので、チップ抵抗１０の接続表面１１ａ，１１ｂとリードフレーム２０の接続表面２１とを半田１９によって接続する際、フラックスの濡れ広がり性及び半田濡れ性が良くなる。
【００２３】
次に、本発明の第２実施形態の金属同士の半田接続構造を図９に基づいて説明する。図９は本発明の第２実施形態である金属同士の半田接続構造のチップ抵抗の接続表面の研磨を行う接続表面研磨装置を示す全体概略側面図である。
【００２４】
図９に示すように、本実施形態の金属同士の半田接続構造では、チップ抵抗１０の接続表面１１ａにおける３次メッキ層としてのＳｎメッキ層１８（図３参照）には、接続表面研磨装置４０の研磨用ブラシ４１によって、後工程として研磨加工が施される。
【００２５】
すなわち、チップ抵抗１０は、接続表面研磨装置４０のパーツフィーダ４２及びテーピング４３間に設けられたレール４４上に整列・位置決めされ、レール４４上方に昇降可能に設けられた研磨用ブラシ４１によって、接続表面１１ａのＳｎメッキ層１８のみを研磨され、接続表面１１ａに凹凸部がない状態とされる。
【００２６】
研磨用ブラシ４１は、チップ抵抗１０がレール４４によって所定の位置まで搬送されてくると、レール４４の進行方向に合わせて所定方向に回転されつつ、レール４４に対して近接する所定位置まで下降される（図９中矢印Ｃ方向）。研磨用ブラシ４１の下降位置は、Ｎｉメッキ層１７（図３参照）、銀Ａｇ（樹脂系）層１６（図３参照）に影響を与えることなく、Ｓｎメッキ層１８のみを研磨できる位置に設定される。
【００２７】
本実施形態の作用を説明する。
チップ抵抗１０の接続表面１１ａにおいて、接続表面研磨装置４０の研磨用ブラシ４１によってＳｎメッキ層１８を研磨加工されることにより、接続表面１１ａが滑らかに形成されるので、接続表面１１ａに凹凸部がない状態となり、面粗度が小さくなる。したがって、チップ抵抗１０の接続表面１１ａ，１１ｂとリードフレーム２０（図４参照）の接続表面２１（図４参照）とを半田１９（図４参照）によって接続する際、半田１９に発生した半田ボイド１９ａ（図４参照）が抜け易くなる。その他の構成及び作用については、上記第１実施形態と同様である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の金属同士の半田接続構造によれば、部品及び基板の金属からなる接続表面同士の半田接続において、部品の接続表面に、内部メッキが施されるとともに内部メッキ上に表面メッキが施され、更に該表面メッキが圧縮加工又は研磨加工されることにより滑らかに形成され、且つ基板の接続表面が粗く形成される。したがって、部品点数の増大及び基板への部品搭載位置精度の低下等を招くことなく、半田ボイドを低減させることができ、高い接続信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である金属同士の半田接続構造をリードフレームとチップ抵抗との半田接続に適用された例を示す斜視図である。
【図２】図１のチップ抵抗を単体で示す斜視図である。
【図３】図２のチップ抵抗の電極部を示す要部断面図である。
【図４】図１のチップ抵抗とリードフレームとの半田接続部分を示す要部拡大断面図である。
【図５】図１のチップ抵抗の接続表面の圧縮過程を概略的に示す要部断面図である。
【図６】図１のチップ抵抗の接続表面の圧縮を行う接続表面圧縮装置を示す全体概略側面図である。
【図７】図６の接続表面圧縮装置におけるレール上に載置されたチップ抵抗を示す概略斜視図である。
【図８】図７のチップ抵抗のレールによる固定状態を示す概略断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態である金属同士の半田接続構造のチップ抵抗の接続表面の研磨を行う接続表面研磨装置を示す全体概略側面図である。
【図１０】特許文献１で開示されている電子部品の半田付け方法を示す要部断面図である。
【図１１】特許文献２で開示されている半田付け方法を示す要部断面図である。
【図１２】従来の金属同士の半田接続構造を示す断面図である。
【図１３】図１２のＤ部におけるチップ抵抗の拡大断面図である。
【図１４】図１３のチップ抵抗の基板との半田接続部分を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１０  部品（チップ抵抗）
１１ａ，１１ｂ  接続表面
１２  電極部
１３  セラミック製基板
１４  銀Ａｇ−鉛Ｐｂ（ガラス系）層
１５  銀Ａｇ（ガラス系）層（１次電極メッキ層、内部メッキ）
１６  銀Ａｇ（樹脂系）層（１次電極メッキ層）
１７  Ｎｉメッキ層（２次メッキ層、内部メッキ）
１８  Ｓｎメッキ層（３次メッキ層、表面メッキ）
１９  半田
１９ａ  半田ボイド
２０  基板（リードフレーム）
２１  接続表面
３０  接続表面圧縮装置
３１  圧縮用ローラ
４０  接続表面研磨装置
４１  研磨用ブラシ
【図１】
2004363479.tif 000003
【図２】
2004363479.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004363479.tif 000013
【図１２】
2004363479.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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