(57)【要約】【課題】電気特性を劣化させず、低コストで、高信頼性の挿入実装部品のはんだ接合構造及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】スルーホール４が形成された絶縁性の基材２、基材２の表面に形成された導体３、スルーホール４の周囲の導体３の面を露出させて残る導体３部分を絶縁膜５で被覆することによって形成した電極４１，４２を備えた配線板１と、配線板１のスルーホール４にリード電極６１が挿入され、電極４１，４２の面にリード電極６１がはんだ９１，９２で接合された挿入実装部品６とを有する挿入実装部品のはんだ接合構造において、リード電極６１を挿入する側の電極４１の面の面積をリード電極を挿入する側の電極４１の面と反対側の電極４２の面の面積より小さくする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルーホールが形成された絶縁性の基材、上記基材の表面に形成された導体、上記スルーホールの周囲の導体の面を露出させて残る導体部分を絶縁膜で被覆することによって形成した電極を備えた配線板と、
上記配線板のスルーホールにリード電極が挿入され、上記電極の面に上記リード電極がはんだで接合された挿入実装部品とを有する挿入実装部品のはんだ接合構造において、
上記リード電極を挿入する側の上記電極面の面積を上記リード電極を挿入する側の電極面と反対側の電極面の面積より小さくしたことを特徴とする挿入実装部品のはんだ接合構造。
【請求項２】
上記導体は、上記基板の片面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の挿入実装部品のはんだ接合構造。
【請求項３】
スルーホールが形成された絶縁性の基材、上記基材の表面に形成された導体、上記スルーホールの周囲の導体の面を露出させて残る導体部分を絶縁膜で被覆することによって形成した電極を備えた配線板と、
上記配線板のスルーホールにリード電極が挿入され、上記電極の面に上記リード電極がはんだで接合された挿入実装部品とを有する挿入実装部品のはんだ接合構造の製造方法において、
上記リード電極を挿入する側の上記電極面の面積を上記リード電極を挿入する側の電極面と反対側の電極面の面積より小さくした配線板を作製する工程、
上記挿入実装部品のリード電極を上記作製した配線板のスルーホールに挿入する工程、
上記リード電極の挿入側と反対側に露出している電極面上にはんだを配置する工程、
上記リード電極及びはんだを加熱しはんだを溶融する工程、
を有することを特徴とする挿入実装部品のはんだ接合構造の製造方法。
【請求項４】
上記はんだは、ソルダーペーストであることを特徴とする請求項３記載の挿入実装部品のはんだ接合構造の製造方法。
【請求項５】
スルーホールが形成された絶縁性の基材、上記基材の表面に形成された導体、上記スルーホールの周囲の導体の面を露出させて残る導体部分を絶縁膜で被覆することによって形成した電極を備えた配線板と、
上記配線板のスルーホールにリード電極が挿入され、上記電極の面に上記リード電極がはんだで接合された発光素子及び受光素子を備えた挿入実装部品とを有する光モジュールにおいて、
上記リード電極を挿入する側の上記電極面の面積を上記リード電極を挿入する側の電極面と反対側の電極面の面積より小さくしたことを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、挿入実装部品の配線板へのはんだ接合構造及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
挿入実装部品を配線板にはんだ付する場合、通常、挿入実装部品を挿入する側の配線板の面（第１の面）とその反対側の面（第２の面）において配線板のスルーホール電極のランドの大きさは同じ大きさとする。そのため、スルーホールへ挿入した挿入実装部品のリード電極に沿って濡れ広がったはんだの配線板からの高さは第１の面側と第２の面側とでほぼ同じになる。
【０００３】
挿入実装部品を配線板にはんだ付をする方法としては、挿入実装部品のリードを配線板の電極を形成したスルーホールに挿入した後、溶融はんだを収容したはんだ槽に浸漬する方法や、挿入実装部品のリードにはんだコテを押し当てたところに糸はんだを押し当てて加熱溶融する方法が一般に用いられてきた。しかし、実装部品の高密度化が進み、挿入実装部品のリード電極間隔が小さくなると、はんだ槽に浸漬する方法では、はんだ槽から引き上げる際にはんだの表面張力が作用するために隣接電極間の短絡が生じることがあり、また、糸はんだをはんだコテにより加熱溶融する方法では、はんだの供給と接合を同時に行うために接合部のはんだ量にばらつきが生じ、接合の信頼性が低下するという問題があった。
【０００４】
そこで、上記の問題を解決し、微細間隔の電極に安定的にはんだ供給するためにはんだペーストを用いる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
すなわち、配線板のスルーホール電極にはんだペーストを印刷によって供給した後、配線板の第１の面とは反対側の第２の面にブロック状の治具を配置した後で、挿入実装部品のリード電極を挿入し、はんだを溶融させる方法である。このブロック状の治具は挿入実装部品を挿入する際、挿入実装部品のリード電極であらかじめ供給されたはんだペーストを押し出してはんだが不足する問題が生じないように工夫された形状を有している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１４０２１８号公報（第５−８頁、図１−図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
スルーホールの電極の第１の面と第２の面の大きさが同じの場合、挿入実装部品のリード電極に沿って濡れ拡がったはんだの高さが第１の面側と第２の面側とでほぼ同じになり、挿入実装部品と配線板間の隙間が大きくなるため、インダクタンスが増加することにより電気特性が劣化する問題がある。
【０００８】
また、上記特許文献１に開示されたはんだ付方法のように、はんだペーストと治具を組み合わせる方法は、挿入実装部品のリード電極の形状、電極間隔と電極数などに応じて、挿入実装部品ごとに治具を用意する必要があるためコスト高になるという問題がある。
【０００９】
また、リード電極全体がはんだで覆われるため、接合後リードピンの切断時にはんだを切断することになり、切断時にはんだにクラックが発生し、クラックの発生により接合信頼性を低下させるという問題がある。
【００１０】
また、はんだペーストを供給した側から挿入実装部品を押し付けるために、押し付けた時にペーストが潰れて拡がり、隣接電極のはんだペーストと一体になり短絡するという問題がある。
【００１１】
本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、電気特性を劣化させず、低コストで、高信頼性の挿入実装部品のはんだ接合構造及びその製造方法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】
【００１２】
本発明に係る挿入実装部品のはんだ接合構造は、スルーホールが形成された絶縁性の基材、上記基材の表面に形成された導体、上記スルーホールの周囲の導体の面を露出させて残る導体部分を絶縁膜で被覆することによって形成した電極を備えた配線板と、
上記配線板のスルーホールにリード電極が挿入され、上記電極の面に上記リード電極がはんだで接合された挿入実装部品とを有する挿入実装部品のはんだ接合構造において、
上記リード電極を挿入する側の上記電極面の面積を上記リード電極を挿入する側の電極面と反対側の電極面の面積より小さくしたものである。
【００１３】
本発明に係る挿入実装部品のはんだ接合構造の製造方法は、スルーホールが形成された絶縁性の基材、上記基材の表面に形成された導体、上記スルーホールの周囲の導体の面を露出させて残る導体部分を絶縁膜で被覆することによって形成した電極を備えた配線板と、
上記配線板のスルーホールにリード電極が挿入され、上記電極の面に上記リード電極がはんだで接合された挿入実装部品とを有する挿入実装部品のはんだ接合構造の製造方法において、
上記リード電極を挿入する側の上記電極面の面積を上記リード電極を挿入する側の電極面と反対側の電極面の面積より小さくした配線板を作製する工程、
上記挿入実装部品のリード電極を上記作製した配線板のスルーホールに挿入する工程、
上記リード電極の挿入側と反対側に露出している電極面上にはんだを配置する工程、
上記リード電極及びはんだを加熱しはんだを溶融する工程、
を有するものである。
【００１４】
本発明に係る光モジュールは、スルーホールが形成された絶縁性の基材、スルーホールが形成された絶縁性の基材、上記基材の表面に形成された導体、上記スルーホールの周囲の導体の面を露出させて残る導体部分を絶縁膜で被覆することによって形成した電極を備えた配線板と、
上記配線板のスルーホールにリード電極が挿入され、上記電極の面に上記リード電極がはんだで接合された発光素子及び受光素子を備えた挿入実装部品とを有する光モジュールにおいて、
上記リード電極を挿入する側の上記電極面の面積を上記リード電極を挿入する側の電極面と反対側の電極面の面積より小さくしたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る挿入実装部品のはんだ接合構造及びその製造方法並びに光モジュールによれば、挿入実装部品と配線板との距離は小さくなり、インダクタンスが低減され、電気特性が向上するとともに、リード電極の挿入側と反対側においてリード電極に沿ってはんだの濡れ拡がりが大きくなるために、はんだの先端までの高さが高くなり、十分な接合強度が得られるとともに、特別な治具を必要としないのでコストを低減することができる。
【００１６】
また、本発明に係る挿入実装部品のはんだ接合構造の製造方法によれば、複数のリード電極が所定の定量のはんだで接合することができるようになり、接合信頼性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】
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る挿入実装部品のはんだ接合構造の実施の形態１を示す断面図である。図に示したように、配線板１は、絶縁性の基材２と、基材２に設けられたスルーホール４内面及び基材２表面に形成された銅等からなる導体３と、スルーホール４の挿入実装部品６側の第１の電極４１及びスルーホール４の挿入実装部品６と反対側の第２の電極４２とを露出させて残る導体３部分を被覆する絶縁膜５とを備えている。挿入実装部品６のリード電極６１は、第１の電極４１側からスルーホール４に挿入され、第１の電極４１上のはんだ９１及び第２の電極４２上のはんだ９２で配線板１に接合されている。
【００１８】
また、第１の電極４１の面積は第２の電極４２の面積より小さくしており、第１の電極４１上のはんだ９１は第２の電極上のはんだ９２よりもリード電極６１に沿ってはんだの濡れ拡がりが小さいために、挿入実装部品６と配線板１との間の隙間は小さくなり、インダクタンスが低減され、電気特性が向上する。また、第２の電極４２からはんだ９２の先端までの高さが高くなるので、十分な接合強度が得られる。
【００１９】
本実施の形態１における配線板１としては、厚さ２５μｍのポリイミドフィルムからなる基材２の両側に導体３を形成し、導体３上にポリイミドのカバーフィルムを貼り付けたものを用いたが、これに限定されることなく、基材２として、液晶ポリマーなどの絶縁フィルムを用いてもよいし、ガラスエポキシ基板のような剛性のある基板を用いてもよい。
【００２０】
図２は、挿入実装部品６と配線板１のリード電極６１をはんだ付した斜視図である。図２においては、複数のリード電極６１がある。各リード電極６１の接合構造は、本実施の形態１の接合構造を備えている。
図２は、挿入実装部品６として発光素子及び受光素子のパッケージ（挿入実装部品）を用い、各リード電極６１をフレキシブル配線板１にはんだ付した光モジュールである。
【００２１】
図３は、本実施の形態１における他の例を示す断面図である。図３に示したように、配線板１の導体３が基板２の片面に設けられ、リード電極６１の挿入側における導体３の露出面の面積を、リード電極６１の挿入側と反対側における導体３の露出面の面積よりも小さくしている。
【００２２】
リード電極６１の挿入側における導体３の露出面の面積がリード電極６１の挿入側と反対側における導体３の露出面の面積よりも小さくなっているので、挿入実装部品６と配線板１との間の隙間は小さくなり、インダクタンスが低減され、電気特性が向上する。また、リード電極６１の挿入側と反対側においてリード電極６１に沿ってはんだの濡れ拡がりが大きいために、はんだ９２の先端までの高さが高くなり、十分な接合強度が得られる。
【００２３】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態１のはんだ接合構造の製造方法を示す断面図である。
まず、図４（ａ）に示したように、スルーホール４及び第１及び第２の電極４１，４２を有する配線板１を準備する。基材２は有機材料からなる材料で構成され、基材２には、例えば、ポリイミド、液晶ポリマー等のフィルムの他にガラス繊維をエポキシ樹脂で固めたガラスエポキシ、アラミド繊維をエポキシ樹脂で固めたものを用いる。スルーホール４は基材２にドリルまたはレーザ光などで穴開けすることにより形成され、第１及び第２の電極４１，４２はスルーホール４を形成した後、銅めっきにより形成する。
【００２４】
次に、図４（ｂ）に示したように、スルーホール４に挿入実装部品６のリード電極６１を通し、図４（ｃ）に示したように、スルーホール４の第２の電極４２上にはんだ７を供給し、はんだ７を溶融させるために、加熱ツール８を第２の電極４２上とリード電極６１に押し当てる。はんだ７は、一定量を供給するために、はんだボールまたははんだペレットを用いる。はんだ７としては、Ｓｎ系のＳｎＡｇ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＢｉなどの融点が２４０℃以下のものを用いる。
【００２５】
以上の工程により、図４（ｄ）に示したように、加熱ツールを外し、はんだ７が溶融後固化して配線板１に挿入実装品６が接合される。
【００２６】
本実施の形態２によれば、リード電極６１を挿入した後で、はんだ７を溶融させることにより、従来のようにリード電極６１を挿入する前にはんだを供給する方法に比べ、複数のリード電極６１が所定の定量のはんだ７で接合することができるようになり、接合信頼性を向上させることができる。
【００２７】
実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態１のはんだ接合構造の他の製造方法を示す断面図である。
図５に示したように、本実施の形態３では、ソルダーペースト７１を用いる。ソルダーペースト７１は直径が数十μｍのはんだの粒子がフラックスとともにペースト状になったものをいう。
【００２８】
ソルダーペースト７１のフラックスは粘着性を有する。従って、ソルダーペースト７１は第２の電極４２上に固定しやすい。
【００２９】
また、ソルダーペースト７１はペースト状であるのでディスペンサを用いて容易に所定の量を供給でき、供給量も容易に変更可能である。したがって、ソルダーペースト７１は、第２の電極４２が狭い場合にも適用することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、発光素子、受光素子等の挿入実装部品を配線板へ接合したはんだ接合構造の製造方法として有効利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る挿入実装部品のはんだ接合構造の実施の形態１を示す断面図である。
【図２】挿入実装部品６と配線板１のリード電極６１をはんだ付した斜視図を示す。
【図３】実施の形態１における他の例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１のはんだ接合構造の製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１のはんだ接合構造の他の製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  配線板、２  基材、３  導体、４  スルーホール、５  絶縁膜、
６  挿入実装部品、７  はんだ、８  加熱ツール、９  溶融して固化したはんだ、
４１  第１の電極、４２  第２の電極、６１リード電極、７１  ソルダーペースト、
９１  第１の電極上のはんだ、９２  第２電極上のはんだ。
【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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