(57)【要約】【課題】端子挿入時のペーストはんだの押し出し量を少なくして、ペーストはんだの途切れや分断を防止することができると共に、端子にペーストはんだを良好に付着させることができ、リフローはんだ付け工程でのはんだの濡れ上がり不良を防止することができるスルーホールに対する端子のはんだ付け構造を提供する。【解決手段】ペーストはんだ５０が充填されたスルーホール２に棒状の端子１０の先端部１０ａを挿入し、リフローはんだ付け工程を経ることで、端子１０をスルーホール２にはんだ付けした構造において、端子１０の先端部に、基端１２ｂ側から先端１２ａに行くほど断面積が漸次小さくなる所定長さＴ１のテーパ部１２を形成し、端子１０をスルーホール２に挿入する際に、テーパ部１２の先端１２ａをスルーホール２より外に突き抜けるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予めペーストはんだが充填された回路基板のスルーホールに、電装部品に設けられた棒状の端子の先端部を挿入し、この状態でリフローはんだ付け工程を経ることで、前記端子を前記スルーホールにはんだ付けしたスルーホールに対する端子のはんだ付け構造において、
前記端子の先端部に、基端側から先端に行くほど断面積が漸次小さくなる所定長さのテーパ部を形成し、前記端子を前記スルーホールに挿入する際に、前記テーパ部の先端を前記スルーホールより外に突き抜けるようにしたことを特徴とするスルーホールに対する端子のはんだ付け構造。
【請求項２】
回路基板のスルーホールにペーストはんだを充填し、電装部品に設けられた棒状の端子の先端部を前記スルーホールに挿入し、この状態で、リフローはんだ付け工程を経ることにより、前記端子を前記スルーホールにはんだ付けするスルーホールに対する端子のはんだ付け方法において、
前記端子の先端部に、基端側から先端に行くほど断面積が漸次小さくなる所定長さのテーパ部を形成し、前記端子の先端部を前記スルーホールに挿入する際に、前記テーパ部の先端が前記スルーホールを突き抜け、この突き抜けた状態に前記端子を保持した状態で、前記リフローはんだ付け工程を経ることにより、前記端子を前記スルーホールにはんだ付けすることを特徴とするスルーホールに対する端子のはんだ付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板のスルーホールに対する端子のはんだ付け構造及びはんだ付け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表面実装部品を回路基板に搭載する際に、図５に示すように、回路基板１に形成されたスルーホール２にペーストはんだ（クリームはんだとも言う）５０をスクリーン印刷などの手法で充填しておき、このスルーホール２に表面実装部品１００（電子部品やコネクタ等の電装部品）の端子１１０を挿入した状態で、リフローはんだ付け工程を経ることで、端子１１０をスルーホール２を形成する回路導体３に接続することが一般的に行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
リフローはんだ付け工程は、回路基板１上にペーストはんだ５０を塗布した後に熱風などにより加熱して、はんだ付けを行う工程である。
【０００４】
具体的に説明すると、このリフローはんだ付け工程は、回路基板の表面およびスルーホールの内部に部分的にスクリーン印刷の手法でペーストはんだを部分的に塗布し、スルーホールに実装部品の端子を挿入後、端子先端にペーストはんだが付着した状態でリフロー炉において回路基板に熱風を吹き付けて端子を加熱する。このときの端子が受けた熱を利用してスルーホール内部でペーストはんだを溶融させることにより、端子とスルーホールとの間を電気的に接続するというはんだ付け工程である。
【０００５】
通常、スルーホール２に挿入される端子１１０は、回路基板１のスルーホール２に挿入しやすくするために若干先端部が細く形成してあるものの、概ね全体が一定の径（つまり一定の断面積）のストレート形状に形成されている。図５において、符号１１１は一定径のストレート形状部を示し、符号１１２は面取りによる先細り形状部を示す。
【０００６】
ところで、このような端子１１０の形状では、図６に示すように、端子１１０の先端部をスルーホール２に挿入した際に、予めスルーホール２内に充填されているペーストはんだ５０をスルーホール２外に押し出す量が多くなる上、端子１１０の径が一定であるために、端子１１０の挿入が進むにつれて、ペーストはんだ５０がストレート形状部１１１の移動に追従できずに、はんだ５０が途切れて分断し易くなるという課題がある。
【０００７】
例えば、はんだ５０が途切れて分断した箇所５７があると、リフローはんだ付け工程で、はんだの濡れ上がり（フィレットを形成するために端子に沿って盛り上がる現象）が悪くなり、きれいなフィレット５８，５９が形成されず、接続不良の原因となるおそれがある。
【０００８】
この点について、図７〜図９を用いて詳しく説明する。
【０００９】
図７及び図８に示すように、予め十分な量のペーストはんだ５０が充填された回路基板１のスルーホール２に、矢印のように端子１１０を挿入すると、端子１１０の先端面の移動に伴って、スルーホール２内のペーストはんだ５０が回路基板１の反対面側に向けて徐々に押し出される。
【００１０】
さらに、端子１１０を挿入すると、図９に示すように、多量のペーストはんだ５０が端子１１０によって押し出され、押し出されたはんだ５５が端子１１０に引き込まれ下側にめり込んで行く。
【００１１】
このように、端子１１０の周囲に位置しているペーストはんだ５０も端子１１０の先端面により押し出されるはんだ５５に引きずられる形で、スルーホール２の外に出て行こうとする。
【００１２】
ストレート形状部１１１が端子挿入方向に移動する際には、端子１１０の周囲に位置するペーストはんだ５０には、ペーストはんだ自体の粘性力の他には特に拘束力が働かないので、端子１１０の周囲に位置するペーストはんだ５０は、あまり抵抗なく引きずられてスルーホール２外に出て行こうとする。その結果、端子１１０の周囲に位置するペーストはんだ５０に、端子１１０の先端面に途切れて分断した箇所５７が発生し易くなる。
【００１３】
ペーストはんだ５０に途切れて分断した箇所５７が存在すると、リフローはんだ付けに必要なはんだ量が少なくなって、端子１１０により押し出されたペーストはんだ５０が上まで濡れ上がらなくなる恐れがあり、スルーホール２内のペーストはんだ５０の残留量も少なくなっていることで、リフローはんだ付け工程で、はんだの濡れ上がりが非常に悪くなり、接続不良の原因となるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００５−２６４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように、従来では、スルーホール２に挿入する端子１１０の形状が、先端から基端までほぼ一定径（一定の断面積）のストレート形状になっていたので、端子１１０をスルーホール２に挿入した際のペーストはんだ５０の押し出し量が多くなってしまっていた。また、端子１１０の挿入の際に、押し出し量が多くなってペーストはんだ５０に途切れや分断した箇所５７が発生し易くなり、結果的に、リフローはんだ付け工程で、全体のはんだ量が少なくなって、はんだの濡れ上がりが悪くなり、接続不良の原因となりやすかった。
【００１６】
本発明は、上記事情を考慮し、スルーホールに端子を挿入した際のペーストはんだの押し出し量を少なくして、はんだの途切れや分断を防止することができると共に、端子にペーストはんだを良好に付着させることができ、これにより、リフローはんだ付け工程でのはんだの濡れ上がり不良を防止することができ、その結果、良好な接合品質を保証することができるスルーホールに対する端子のはんだ付け構造及びはんだ付け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】
【００１７】
上記課題を解決するために、請求項１の発明のスルーホールに対する端子のはんだ付け構造は、予めペーストはんだが充填された回路基板のスルーホールに、電装部品に設けられた棒状の端子の先端部を挿入し、この状態でリフローはんだ付け工程を経ることで、前記端子を前記スルーホールにはんだ付けしたスルーホールに対する端子のはんだ付け構造において、前記端子の先端部に、基端側から先端に行くほど断面積が漸次小さくなる所定長さのテーパ部を形成し、前記端子を前記スルーホールに挿入する際に、前記テーパ部の先端を前記スルーホールより外に突き抜けるようにしたことを特徴としている。
【００１８】
請求項２の発明のスルーホールに対する端子のはんだ付け方法は、回路基板のスルーホールにペーストはんだを充填し、電装部品に設けられた棒状の端子の先端部を前記スルーホールに挿入し、この状態で、リフローはんだ付け工程を経ることにより、前記端子を前記スルーホールにはんだ付けするスルーホールに対する端子のはんだ付け方法において、前記端子の先端部に、基端側から先端に行くほど断面積が漸次小さくなる所定長さのテーパ部を形成し、前記端子の先端部を前記スルーホールに挿入する際に、前記テーパ部の先端が前記スルーホールを突き抜け、この突き抜けた状態に前記端子を保持した状態で、前記リフローはんだ付け工程を経ることにより、前記端子を前記スルーホールにはんだ付けすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、スルーホールに挿入される端子の先端部にテーパ部が形成されており、スルーホール内への端子の挿入時に、テーパ部の先端がスルーホールより外に突き抜けるように構成されているので、従来のストレート部だけの場合に比べての端子容積の減少分だけ、端子をスルーホールに挿入した際のペーストはんだの押し出し量（押しのけ量）を少なくすることができ、スルーホール内に残留するペーストはんだの量を多くすることができる。
【００２０】
また、テーパ部をスルーホールに挿入するときに、テーパ部の傾斜面によって、スルーホール内のペーストはんだに、端子挿入方向と直交する方向の分力及びその反力を生じさせることができる。従って、端子の表面やスルーホールの内壁面に対するペーストはんだの密着力を高めることができ、挿入される端子の先端面によってスルーホールから押し出されるペーストはんだに引きずられて外部に漏れ出るペーストはんだの量を減らすことができる。これにより、ペーストはんだを途切れたり、分断させることなく、端子に満遍なく付着させることができる。その結果、リフローはんだ付け工程でのはんだの濡れ上がり不良を防止することができ、スルーホールの上下共に充分なフィレットが形成された良好なはんだ接合状態を得ることができる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、スルーホールに挿入する端子の先端部に所定長さのテーパ部を形成し、ペーストはんだが充填されたスルーホールへの端子の挿入の際に、テーパ部の先端からスルーホール内に挿入して、その状態を保持ながらリフローはんだ付け工程で、はんだ付けするようにしているので、従来のストレート部だけの場合に比べての端子容積の減少分だけ、端子をスルーホールに挿入した際のペーストはんだの押し出し量（押しのけ量）を少なくすることができ、スルーホール内に残留するペーストはんだの量を多くすることができる。
【００２２】
また、テーパ部をスルーホールに挿入するときに、テーパ部の傾斜面によって、スルーホール内のペーストはんだに端子挿入方向と直交する方向の分力及びその反力を生じさせることができるので、端子の表面やスルーホールの内壁面に対するペーストはんだの密着力を高めることができる。従って、挿入する端子の先端面によってスルーホールから押し出されるペーストはんだに引きずられて外部に漏れ出るペーストはんだの量を減らすことができ、ペーストはんだを途切れたり、分断させることなく、端子に満遍なく付着させることができる。その結果、リフローはんだ付け工程でのはんだの濡れ上がり不良を防止することができ、スルーホールの上下共に充分なフィレットが形成された良好なはんだ接合状態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態のスルーホールに対する端子のはんだ付け構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態のスルーホールに対する端子のはんだ付け構造を得るためのはんだ付け方法の説明図であり、端子をスルーホールに挿入する前の状態を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態のスルーホールに対する端子のはんだ付け構造を得るためのはんだ付け方法の説明図であり、端子をスルーホールに挿入し始めたときの状態を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態のスルーホールに対する端子のはんだ付け構造を得るためのはんだ付け方法の説明図であり、端子をスルーホールに挿入完了位置まで挿入し終わる前の状態を示す断面図である。
【図５】従来の電装部品の端子をスルーホールにはんだ付けした構造を示す断面図である。
【図６】従来のスルーホールに対する端子のはんだ付け構造を示す断面図である。
【図７】従来のスルーホールに対する端子のはんだ付け構造を得るためのはんだ付け方法の説明図であり、端子をスルーホールに挿入する前の状態を示す断面図である。
【図８】従来のスルーホールに対する端子のはんだ付け構造を得るためのはんだ付け方法の説明図であり、端子をスルーホールに挿入し始めたときの状態を示す断面図である。
【図９】従来のスルーホールに対する端子のはんだ付け構造を得るためのはんだ付け方法の説明図であり、端子をスルーホールに挿入完了位置まで挿入し終わる前の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は実施形態のスルーホールに対する端子のはんだ付け構造を示す断面図、図２〜図４は図１のはんだ付け構造を得るための手順（はんだ付け方法）の説明図であり、図２は端子をスルーホールに挿入する前の状態を示す断面図、図３は端子をスルーホールに挿入し始めたときの状態を示す断面図、図４は端子をスルーホールに挿入完了位置まで挿入し終わる前の状態を示す断面図である。
【００２６】
この実施形態で用いられる電装部品の棒状の端子１０は、断面形状が円形または多角形状のもので、回路基板１のスルーホール２に挿入される先端部１０ａに、基端側から先端に行くほど断面積が漸次小さくなるテーパ部１２を有している。なお、スルーホール２は、回路基板１上の回路導体３の一部に形成されている。
【００２７】
端子１０の先端部１０ａに設けられたテーパ部１２は、端子１０の断面形状が円形の場合は円錐台形状に形成され、端子１０の断面形状が多角形（例えば矩形）の場合は多角錐台形状（例えば四角錐形状）に形成されている。テーパ部１２の先端１２ａは、端子１０の先端に一致しており、テーパ部１２の基端１２ｂは、一定の断面積のストレート部１１に連続している。
【００２８】
そして、このテーパ部１２の長さＴ１が端子１０が適正位置までスルーホール２に挿入された状態で、テーパ部１２の基端側の一部の長さの範囲Ｔ２がスルーホール２内に留まるような寸法に設定されている。
【００２９】
このように構成された端子１０の先端部１０ａが予めペーストはんだ５０が充填された回路基板１のスルーホール２に挿入され、その状態で、リフローはんだ付け工程を経ることで、端子１０がスルーホール２にはんだ付けされる。
【００３０】
次に、図１の構成のはんだ付け構造を得る場合の手順（はんだ付け方法）について述べる。
【００３１】
まず、図２に示すように、回路基板１のスルーホール２にスクリーン印刷などの手法でペーストはんだ５０を充填しておく。
【００３２】
そして、予め十分な量のペーストはんだ５０が充填された回路基板１のスルーホール２に、図２〜図４の矢印で示すように、端子１０を挿入する。
【００３３】
そうすると、端子１０の先端面の移動に伴って、スルーホール２内のペーストはんだ５０が回路基板１の反対面側に向けて徐々に押し出されていき、押し出されたはんだ５５は、端子１０に引き込まれ下側にめり込んで行く。
【００３４】
この挿入の際に、図１に示すように、テーパ部１２の基端１２ｂ側の一部がスルーホール２内に留まる位置まで端子１０を挿入して、この状態を保持しながらリフローはんだ付け工程ではんだ付けする。
【００３５】
即ち、テーパ部１２の先端１２ａがスルーホール２を突き抜け、且つ、テーパ部１２の基端１２ｂ側の一部（長さＴ２の範囲）がスルーホール２内に留まる位置まで、端子１０をスルーホール２に挿入する。通常は、端子１０の挿入量を規制する何らかの手段が設けられているので、端子１０を挿入規制位置（挿入完了位置）まで挿入することで、上記の状態が自動的に得られる。
【００３６】
そして、この位置に端子１０を保持した状態で、リフローはんだ付け工程を経ることにより、端子１０をスルーホール２にはんだ付けすることができる。
【００３７】
この実施形態のはんだ付け構造及びはんだ付け方法では、端子１０の先端部１０ａに所定長さＴ１のテーパ部１２を設けたことにより、従来のストレート部だけの場合に比べての端子容積の減少分だけ、端子１０をスルーホール２に挿入した際のペーストはんだ５０の押し出し量（押しのけ量）を少なくすることができ、スルーホール２内に残留するペーストはんだ５０の量を多くすることができる。
【００３８】
また、図２及び図３に示すように、テーパ部１２をスルーホール２に挿入するときに、テーパ部１２の傾斜面によって、スルーホール２内のペーストはんだ５０に、端子挿入方向と直交する方向の分力及びその反力を生じさせることができる。従って、端子１０の表面やスルーホール２の内壁面に対するペーストはんだ５０の密着力を高めることができる。
【００３９】
このため、挿入する端子１０の先端面によってスルーホール２から押し出されるペーストはんだ５０に引きずられて外部に漏れ出ようとするペーストはんだ５０の量を減らすことができ、ペーストはんだ５０を途切れたり、分断させることなく、端子１０に満遍なく付着させることができる。
【００４０】
このことは、テーパ部１２の基端側の一部をスルーホール２内に残すことで、スルーホール２に対する端子１０の挿入完了時点でも維持できる。
【００４１】
その結果、リフローはんだ付け工程でのはんだの濡れ上がり不良を防止することができ、図１に示すような、スルーホール２の上下共に良好（充分）なフィレット５１，５２を有するはんだ接合構造を得ることができる。
【００４２】
また、テーパ部１２の長さＴ１をスルーホール２の深さよりも長く形成しておけば、端子１０をスルーホール２に挿入した時に、テーパ部１２の基端１２ｂがスルーホール２の上方に位置していても、テーパ部１２の上側（基端１２ｂ側）のストレート部１１がスルーホール２内に達しないため、図１に示す場合と同様に、挿入する端子１０の先端面によってスルーホール２から押し出されるペーストはんだ５０に引きずられて外部に漏れ出ようとするペーストはんだ５０の量をより一段と減らすことができ、ペーストはんだ５０を途切れたり、分断させることなく、端子１０の長尺のテーパ部１２に満遍なく付着させることができる。その結果、リフローはんだ付け工程でのはんだの濡れ上がり不良を防止することができ、スルーホール２の上下共に良好なフィレットが形成されたはんだ接合構造を得ることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  回路基板
２  スルーホール
１０  端子
１０ａ  先端部
１１  ストレート部
１２  テーパ部
１２ａ  先端
１２ｂ  基端
５０  ペーストはんだ
Ｔ１  テーパ部の長さ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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