(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】メルフ型チップ抵抗１０の電極部１２の接続表面１１は、１次電極メッキ層１５，１６上に、１．５〜２倍の厚さを有する２次メッキ層１７が形成されている。更に、２次メッキ層の上に３次メッキ層１８が形成されることにより、接続表面１１が滑らかに形成されている。すなわち、２次メッキ層としてのＮｉメッキ層１７は、厚さ１０μｍであり、１次電極メッキ層１５，１６の１．５〜２倍の厚さに設定されており、銀Ａｇ（ガラス系）層１５の珪素Ｓｉ含有による表面の凹凸に起因して、電極部１２表面（接続表面１１）に凹凸部を出現させることが回避される。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。【選択図】      図３
2004363476.tif 000002
【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が滑らかに形成されるとともに、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】
前記部品は、半田接続部にメッキが施された外形上円柱状のメルフ型チップ部品であることを特徴とする請求項１記載の金属同士の半田接続構造。
【請求項３】
前記部品は、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ており、前記内部メッキが所定以上の厚さを有することにより接続表面が滑らかに形成されることを特徴とする請求項１記載の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、基板とバスバー、基板とＦＰＣ（ＦＦＣ）、バスバーとＦＦＣ（ＦＰＣ）、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様々な半田付け方法が知られている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。図６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６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７（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７（ａ）〜（ｃ）に示したように、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８及び図９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８及び図９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８中左右両端部に設けられた電極部１２２（図中Ａ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９中右端部における図９中上面には、銀Ａｇ−鉛Ｐｂ（ガラス系）層１２４が形成されるとともに、図９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８中上下面の端面から側端面（図９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９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６に示す電子部品の半田付け方法、及び図７（ａ）〜（ｃ）に示す半田付け方法では、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６参照）、半田チップ１１２、半田箔１１３（図７参照））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６に示す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ことがあり、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８及び図９に示す金属同士の半田接続構造では、チップ抵抗１２０の接続表面には、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、半田ボイドが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が滑らかに形成されるとともに、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、部品の接続表面が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】
また、前記部品は、半田接続部にメッキが施された外形上円柱状のメルフ型チップ部品であることが好ましい。
【００１４】
前記構成の金属同士の半田接続構造によれば、部品がメルフ型チップ部品であって外形上円柱状で凹凸がないため、部品及び基板を半田接続する際、半田ボイドが抜け易い。したがって、半田ボイドが低減され、高い接続信頼性が確保される。
【００１５】
また、前記部品は、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ており、内部メッキが所定以上の厚さを有することにより接続表面を滑らかに形成されることが好ましい。
【００１６】
前記構成の金属同士の半田接続構造によれば、部品の内部メッキが所定以上の厚さとされることにより、接続表面が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。
【００１７】
【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第１実施形態を図１〜図４に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
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メルフ型チップ抵抗との半田接続に適用された例を示す斜視図、図２は図１のメルフ型チップ抵抗を単体で示す斜視図、図３は図１のメルフ型チップ抵抗の電極部の要部拡大断面図、図４は図１のリードフレームとメルフ型チップ抵抗との半田接続部分を示す要部概略断面図である。
【００１９】
図１〜図４に示すように、第１実施形態の金属同士の半田接続構造では、メルフ型チップ抵抗１０及びリードフレーム２０の金属からなる接続表面１１，２１同士が半田接続される。メルフ型チップ抵抗１０の電極部１２の接続表面１１は、１次電極メッキ層１５，１６の上に１．５〜２倍の厚さを有する２次メッキ層１７が形成される。更に、２次メッキ層の上に３次（表面）メッキ層１８が形成されることにより、接続表面１１が滑らかに形成される。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。
【００２０】
すなわち、図３に示すように、メルフ型チップ抵抗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、メルフ型チップ抵抗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。
【００２１】
２次メッキ層としてのＮｉメッキ層１７は、厚さ１０μｍで１次電極メッキ層１５，１６の１．５〜２倍の厚さとされており、銀Ａｇ（ガラス系）層１５の珪素Ｓｉ含有による表面の凹凸に起因して、電極部１２表面（接続表面１１）に凹凸部を出現させることが回避される。したがって、メルフ型チップ抵抗１０の接続表面１１が滑らかに形成される。
【００２２】
本実施形態の作用を説明する。
チップ抵抗１０としてメルフ型を採用しており、外形状に凹凸がない上、メルフ型チップ抵抗１０の接続表面１１が、２次メッキ層としてのＮｉメッキ層１７を厚さ１０μｍで１次電極メッキ層１５，１６の１．５〜２倍の厚さとすることにより、滑らかに形成される。すなわち、銀Ａｇ（ガラス系）層１５の珪素Ｓｉ含有に起因する表面の凹凸が、Ｎｉメッキ層１７の厚さによって吸収され、メルフ型チップ抵抗１０の接続表面１１に出現しない。したがって、接続表面１１には凹凸部がない状態となり、メルフ型チップ抵抗１０及びリードフレーム２０を半田接続する際、半田３０の半田ボイド３１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、フラックスの濡れ広がり性及び半田濡れ性が良くなる。したがって、メルフ型チップ抵抗１０及びリードフレーム２０を半田接続する際、半田ボイド３１が低減され、高い接続信頼性が確保される。
【００２３】
次に、本発明の金属同士の半田接続構造の第２実施形態を図５に基づいて詳細に説明する。図５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リードフレームとメルフ型チップ抵抗との半田接続部分を示す要部断面図である。
【００２４】
図５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、メルフ型チップ抵抗４０の電極部４２において、セラミック製基板１３の図５中右端部における図５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５中下面には、銀Ａｇ―珪素Ｓｉ（ガラス系）層４２（厚さ１０μｍ）が印刷により形成される。また、セラミック製基板１３の図５中上下面の端面から側端面（図５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）―珪素Ｓｉ層４２及び銀Ａｇ（樹脂系）層１６により、メルフ型チップ抵抗４０の図５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７〜８μｍ）、及び３次メッキ層としてのＳｎメッキ層１８（厚さ５μｍ）が形成される。
【００２５】
銀Ａｇ―珪素Ｓｉ（ガラス系）層４２は、厚さ１０μｍとされており、当該層４２自体の珪素Ｓｉ含有に起因する電極部４２表面（接続表面４１）への凹凸部の出現が回避される。したがって、メルフ型チップ抵抗４０の接続表面４１が滑らかに形成される。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。
【００２６】
【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、部品の接続表面が滑らかに形成されるとともに、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メルフ型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のメルフ型チップ抵抗を単体で示す斜視図である。
【図３】図１のメルフ型チップ抵抗の電極部の要部拡大断面図である。
【図４】図１のリードフレームとメルフ型チップ抵抗との半田接続部分を示す要部拡大断面図である。
【図５】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リードフレームとメルフ型チップ抵抗との半田接続部分を示す要部断面図である。
【図６】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７】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８】従来の金属同士の半田接続構造を示す断面図である。
【図９】図８のＡ部拡大断面図である。
【符号の説明】
１０  メルフ型チップ抵抗（部品）
１１  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）
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）
１８  Ｓｎメッキ層（３次メッキ層）
２０  基板（リードフレーム）
２１  接続表面
３０  半田
３１  半田ボイド
【図１】
2004363476.tif 000003
【図２】
2004363476.tif 000004
【図３】
2004363476.tif 000005
【図４】
2004363476.tif 000006
【図５】
2004363476.tif 000007
【図６】
2004363476.tif 000008
【図７】
2004363476.tif 000009
【図８】
2004363476.tif 000010
【図９】
2004363476.tif 000011