(57)【要約】    【課題】  接続部と被取付け部との半田付けの信頼性を向上することができる回路基板を提供する。    【解決手段】  端子部10の接続部12に貫通孔20が設けられているので、ランド31の表面と接続部12とを半田32で接続すると、接続部12の側面のみならず、貫通孔20の内面にも半田32のフィレット32Ａが形成される。また、ランド31の表面と接続部12との間に僅かな隙間があった場合も、貫通孔から流れ込んだ半田が隙間に侵入し、ランド31の表面と接続部12はより多くの半田で固着される。したがって、ランド31の表面と接続部12との半田付けの信頼性が向上する。【選択図】  図２
2005228898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が搭載される回路パターンと、この回路パターンに形成され、被取付け部と半田により接続される端子部とを備えた回路基板において、前記被取付け部に接触する前記端子部の接続部に、一乃至複数の貫通孔を設けたことを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記接続部と前記回路パターンとを繋ぐ支持部を前記端子部に形成し、この支持部に前記回路パターンへの熱伝導を妨げる熱規制部を設けたことを特徴とする請求項１記載の回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路パターンに各種電子部品が搭載されると共に、この回路パターンと一体に形成される端子部の半田接続部が、例えばプリント基板などの被取付け部の表面に半田付け接続される回路基板に関する。
に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば電源装置などの電子機器分野では、電子部品を実装するためのプリント基板やアルミ基板などの代わりに、ＩＣに使用されているリードフレームを実装基板として用いる技術としてリードフレーム実装技術が注目されている。また、各種電子機器の小型化、高機能化に伴う電子部品の高密度実装化により、エンドユーザーの基板などへ実装される電源装置においても、基板への接続部分であるリードの先端を表面実装に適したＳＭＤ形状にしたものが使用されることが多くなっている。
【０００３】
図４は、このような従来におけるリードフレームを回路基板の導電路として用いた例えばＤＣ／ＤＣコンバータなどの表面実装用電源装置を示したものである。同図において、１は電源回路を搭載するための絶縁性を有する平板状の基台である。３は基台１と共に回路基板２をなす迷路状の回路パターンであり、これは約0.25ｍｍ〜1.0ｍｍの厚みを有する一様な例えば銅，鉄，アルミニウム，ニッケルなどを母材とする圧延板からなる。該圧延板から、周知のエッチング処理やプレス打抜きなどにより、電流が流れる回路パターン３と空間状の分離溝４がそれぞれ形成される。各分割溝４は、いずれも金属板の上面から下面を貫通して開口形成されており、この分割溝４によって各々の回路パターン３が金属板の平行方向に分離される。回路パターン３は、大電流伝送用のパワーパターン３Ａと、このパワーパターン３Ａよりも幅狭な小信号伝送用のファインパターン３Ｂとにより構成され、図示しない基板実装部品（電子部品）を実装することにより電源回路を形成する。分離溝４には、絶縁性樹脂などを充填されトランスファーモールドされることがあり、各々の回路パターン３の絶縁強化及び回路パターン３と基台１との固定強化が図られる。
【０００４】
10は、回路パターン３と被取付け部であるエンドユーザー基板（図示せず）との電気的接続を図るリードフレーム端子としての板状の端子部であり、これは回路パターン３の基台１からの延出部分を下方に折曲形成したものである。該端子部10は、回路パターン３ひいては電源回路を支持するための支持部11と、エンドユーザー基板の表面に半田付けされる接続部12から構成されており、接続部12は端子部10の先端部分をエンドユーザー基板の表面と略平行になるように折曲形成される。すなわち端子部10は、表面実装するために、回路パターン３の基台１からの延出部分を段差状に折曲成形したＳＭＤ形状となっている。接続部12は、その底面12Ａがエンドユーザー基板の表面に設けられたランドに面接触する形で半田付けされることにより、回路パターン３とエンドユーザー基板との電気的接続及び固定がなされることとなる。そして、このような平板状の端子部10は、例えば特許文献１などに開示されている。
【特許文献１】特開平８−１２５０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような従来のリードフレーム端子構造は、半田付け時において種々の問題を有している。
【０００６】
第一の問題点は、接続部12の半田付け不良に関することである。図５は、接続部12を被取付け部であるエンドユーザー基板のランドに半田付けした様子を示したものであるが、30は実装対象としてのエンドユーザー基板であり、31はエンドユーザー基板30上に例えば銅箔で形成されたランドである。本来、接続部12をランド31の上面に半田付けする場合、接続部12の側面に半田32のフィレット32Ａが形成され、このフィレット32Ａによりランド31との接続が図られるが、接続部12の底面12Ａとランド31の上面が面接触する形で半田付けされるため、この面接触した部分の全面が半田32により接続されているか否かの確認が困難であった。
【０００７】
特に、接続部12の底面12Ａとランド31の上面が密着状態であると、半田ごてなどを用いて手作業で半田付けする場合には、接続部12の底面12Ａとランド31との間に溶融した半田32が入り込みにくい。また、表面実装の一般的な周知の半田付け方法としてリフロー半田付けが知られているが、この場合は予めランド31の上面にペースト状のクリーム半田が設けられるものの、このクリーム半田が加熱溶融すると、基板実装部品を載せた回路基板２の自重により、接続部12の周辺に半田32が押し出され、接続部12の底面12Ａとランド31の上面との間で半田32が付着しにくい。しかもこうした状態は、半田32のフィレット32Ａが接続部12の周辺に形成されている関係で、外観を見る限り良好に半田付けされたかのように見えるため、接続部12が確実に半田付けされているか否かは、インサーキットテストなどの試験設備に頼らざるを得ない。したがって、試験設備の導入や試験用治具を製作する必要があり、コスト及び工数の増加を招いていた。
【０００８】
第二の問題点としては、製品としての表面実装用電源装置をエンドユーザー基板30上に実装し半田付けする際に、端子部10に加えられた熱がリードフレームからなる回路パターン３を介して熱伝導し、基板実装部品を取付け固定している半田が再溶融することである。これは、回路パターン３上において基板実装部品の接続が弱くなることを意味し、製品の不具合が発生する虞があった。
【０００９】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、接続部と被取付け部との半田付けの信頼性を向上することができる回路基板を提供することをその第１の目的とする。
【００１０】
また本発明の第２の目的は、接続部を半田付けする際に、電子部品と回路パターンとの間に付着する半田の再溶融を抑制できる回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１における回路基板は、電子部品が搭載される回路パターンと、この回路パターンに形成され、被取付け部と半田により接続される端子部とを備えた回路基板において、前記被取付け部に接触する前記端子部の接続部に、一乃至複数の貫通孔を設けて構成される。
【００１２】
このようにすると、端子部の接続部に貫通孔が設けられているので、被取付け部と接続部とを半田で接続すると、接続部の側面のみならず、貫通孔の内面にも半田のフィレットが形成される。また、被取付け部と接続部との間に僅かな隙間があった場合も、貫通孔から流れ込んだ半田が隙間に侵入し、被取付け部と接続部はより多くの半田で固着される。したがって、被取付け部と接続部との半田付けの信頼性が向上し、わざわざ試験設備を導入して半田付け不良の検査を行なうことを不要にできる。
【００１３】
本発明の請求項２における回路基板は、前記接続部と前記回路パターンとを繋ぐ支持部を前記端子部に形成し、この支持部に前記回路パターンへの熱伝導を妨げる熱規制部を設けた構成としている。
【００１４】
このようにすると、支持部に設けた熱規制部により、接続部を被取付け部に半田付けする際に、接続部から回路パターンへの熱伝導を妨げることができる。したがって、電子部品と回路パターンとの間に付着する半田の再溶融を抑制でき、信頼性を高めることが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以上説明したようなものであるから、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１６】
本発明の請求項１における回路基板によれば、接続部に一乃至複数の貫通孔を設けたことによって、接続部と被取付け部との半田付けの信頼性を向上でき、半田付け不良の検査を不要にできる。
【００１７】
本発明の請求項２における回路基板によれば、電子部品と回路パターンとの間に付着する半田の再溶融を抑制でき、信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら、本発明における回路基板の好ましい各実施例を説明する。なお、これらの各実施例において、従来例と同一箇所には同一符号を付し、共通する部分の説明は重複するため極力省略する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の第１実施例である図１および図２において、リードフレーム端子としての端子部10以外の構成は従来例と同様である。端子部10は、回路パターン３ひいては回路基板２に電子部品である基板実装部品を装着した電源装置を支持するための支持部11と、エンドユーザー基板30のランド31に接触して半田付けされる接続部12から構成されており、接続部12は端子部10の先端部分をエンドユーザー基板31と略平行になるように折曲して形成される。すなわち端子部10は、表面実装するために、回路パターン３の基台１からの延出部分を段差状に折曲成形したＳＭＤ形状となっている。20は端子部10を構成する接続部12を貫通する一乃至複数の貫通孔であり、接続部12の底面12Ａに対して略垂直に設けられている。貫通孔20を設ける箇所は接続部20のどこでも良く、特に制限はないが、半田32を均一に付着させるために接続部20に偏りなく設けるのが好ましい。ただし、貫通孔20の数が多すぎると接続部20が脆くなる虞がある。また、貫通孔20の径が小さすぎると貫通孔20の内壁に半田32のフィレット32Ａが形成されたか外観上判断するのが困難になる。そのため、これらの各要因を考慮して、適切な効果が得られるように貫通孔20の数と大きさを決定する。
【００２０】
そして、接続部12は、その底面12Ａがエンドユーザー基板30に設けられたランド31に面接触する形で半田付けされることにより、回路パターン３とエンドユーザー基板30との電気的接続及び固定がなされることとなる。
【００２１】
次に、上記構成における半田付け時の作用について説明する。図２は、図５と同様に接続部12をエンドユーザー基板30のランド31にリフロー半田付けした後の様子を示したものである。
【００２２】
周知のように、エンドユーザー基板30上のランド形状に合わせた開口部をもつメタルマスクを用い、ランド31にペースト状のクリーム半田を印刷する。次に、クリーム半田を印刷したランド31の表面に端子部10を構成する接続部12を載せる。その後、リフロー工程でクリーム半田が溶融し液状の溶融半田となると、基板実装部品を載せた回路基板２の自重により、接続部12の底面12Ａとランド31とが面接触する状態になり、この面接触した部分から接続部12の周辺や貫通孔20に半田32が押し出される。
【００２３】
そして、リフロー工程が終了し溶融半田が凝固すると、図２に示すように、接続部12の側面だけでなく、貫通孔20の内面にも半田32のフィレット32Ａが形成されていることに注目されたい。これにより、ランド31の表面と接続部12はより多くの半田32で固着されることとなり、ランド31と接続部12との間の接続抵抗を減少させることができる。
【００２４】
ここでは、リフロー半田付けについて説明したが、半田ごてなどによる手作業により半田付けした場合でも同様の効果を得ることができる。その場合、貫通孔20の上部開口部から溶融半田を流し込めるように、例えば貫通孔20の上部開口部の孔径を下部開口部の孔径よりも大きく形成するのが好ましい。また、接続部12を形成する際に底面12Ａが変形湾曲して、接続部12の底面12Ａとランド31の表面との間に僅かな隙間を生じた場合も、前記貫通孔20が設けられていれば、貫通孔20の下部開口部周縁から隙間に半田32が流れ込んで、接続部12とランド31との接触抵抗が減少する。したがって、接続部12とランド31の接触状態に拘らず、半田付けの信頼性を高めることができる。
【００２５】
以上のように本実施例では、基板実装部品が搭載される回路パターン３と、この回路パターン３と一体に形成され、被取付け部であるランド31の表面と半田により接続される端子部10とを備えた回路基板２において、ランド31の表面に接触する接続部12に、一乃至複数の貫通孔20を設けている。
【００２６】
この場合、端子部10の接続部12に貫通孔20が設けられているので、ランド31の表面と接続部12とを半田32で接続すると、接続部12の側面のみならず、貫通孔20の内面にも半田32のフィレット32Ａが形成される。また、ランド31の表面と接続部12との間に僅かな隙間があった場合も、貫通孔から流れ込んだ半田が隙間に侵入し、ランド31の表面と接続部12はより多くの半田で固着される。したがって、ランド31の表面と接続部12との半田付けの信頼性が向上し、わざわざ試験設備を導入して半田付け不良の検査を行なうのを不要にできる。
【実施例２】
【００２７】
本発明の第２実施例である図３において、ここでは端子部10を構成する支持部11を貫通する一乃至複数の孔25が、回路パターン３への熱伝導を妨げる熱規制部として設けられている。なお、孔25以外の構成は第一実施例と同様である。孔25は支持部11のどこに設けても良いが、孔25の個数が多すぎると支持部11の断面積が減少するため直流抵抗が増加し、逆に少なすぎると回路パターン３への熱伝導を抑制する効果が弱い。本実施例のような電源装置などは回路パターン３に大電流を流すため特に直流抵抗の影響が問題となる。そのため、回路パターン３への熱伝導と直流抵抗のバランスを考慮して、適切な効果が得られるよう孔25の数と大きさを決定する。
【００２８】
そして、第一実施例と同様に、接続部12は、その底面12Ａがエンドユーザー基板30に設けられたランド31に面接触する形で半田付けされることにより、回路パターン３とエンドユーザー基板30との電気的接続及び固定がなされることとなる。
【００２９】
ところで、本実施例では接続部12は第一実施例と同様に表面実装用のＳＭＤ形状としているが、表面実装用のＳＭＤ形状にしなくても同様の効果が得られることに注目されたい。つまり、接続部12を細く形成して、エンドユーザー基板30に設けられたメッキスルーホール（図示せず）に挿入して半田付けするようにしてもよい。また、孔25は貫通していなくてもよく、回路パターン３への熱伝導を規制できるものであれば、例えば孔25に代わり支持部11を部分的に幅狭に形成したり、支持部11に伝導する熱を空気中に放散するフィンなどの放熱部材を、当該支持部11に取付けてもよい。特に熱規制部として、支持部11に別な放熱部材を設ける構成は、回路パターン３の直流抵抗を増加させずに済む効果がある。
【００３０】
以下、本実施例の半田付け時における作用について説明する。接続部12をランド31に半田付けする際、接続部12に加えられた熱は支持部11を伝わり、リードフレームとしての回路パターン３に熱伝導しようとする。この時、孔25により支持部11の熱伝導が妨げられるため、製品内部の回路パターン３側に到達する熱が減少し、基板実装部品と回路パターン３との間に付着する半田の再溶融を抑制することができる。
【００３１】
以上のように本実施例では、基板実装部品が搭載される回路パターン３と、この回路パターン３に形成され、被取付け部であるランド31と半田32により接続される端子部10とを備えた回路基板２において、ランド31に固着される接続部12と回路パターン３とを繋ぐ支持部11を前記端子部10に形成すると共に、この支持部11に回路パターン３への熱伝導を妨げる熱規制部としての孔25を設けている。
【００３２】
このようにすると、支持部11に設けた孔25により、接続部12をランド31に半田付けする際に、接続部12から回路パターン３への熱伝導を妨げることができる。したがって、基板実装部品と回路パターン３との間に付着する半田32の再溶融を抑制でき、信頼性を高めることが可能になる。
【００３３】
なお本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。端子部10は回路パターン３と一体に成形されなくてもよく、回路パターン３と端子部10を別々に形成してから接続してもよい。このように端子部10を別に形成する場合は、回路パターン３としてリードフレームに限られず、プリント基板やバスバーなどを利用してもよい。また、接続部12は段差状に限られず、コの字状になるよう内側に折り返してもよい。
【００３４】
最後に、本発明では、例えばＤＣ／ＤＣコンバータなどの表面実装用電源装置に使用されているリードフレームを例に説明したが、このような表面実装用電源装置に限らず、各種製品に使用されているリードフレーム端子についても適用できるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施例における回路基板を用いた表面実装用電源装置の要部斜視図である。
【図２】同上、リードフレーム端子を半田付けした後の状態を示す要部断面図である。
【図３】本発明の第２実施例における回路基板を用いた表面実装用電源装置の要部斜視図である。
【図４】従来例における回路基板を用いた表面実装用電源装置の要部斜視図である。
【図５】同上、リードフレーム端子を半田付けした後の状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
３  回路パターン
10  端子部
11  支持部
12  接続部
20  貫通孔
25  孔（熱規制部）
31  ランド（被取付け部）
32  半田
【図１】
2005228898.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005228898.tif 000006
【図５】
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