JP2009253116A - スペーサの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】はんだ付けの温度を高温にした場合でも電子部品の本体部への熱ダメージを防止するスペーサの構造を提供する。
【解決手段】第１の実施の形態のスペーサ１１は、非伝導部１２と伝導部１３とから構成される。伝導部１３は、熱伝導性の良好な金属から形成された１対の半円筒形状部１３ａ、１３ｂから構成され、電子部品１のリード２が接触して挿入される孔１４ａ、１４ｂを有する。非伝導部１２は、熱的、電気的に非伝導の素材により円筒形に形成されている。内部の孔１５に、伝導部１３の半円筒形状部１３ａ、１３ｂがそれぞれ挿入される。非伝導部１２の高さは伝導部１３よりも高い。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリント配線板（基板）上に実装される電子部品のリードが挿通されるスペーサの構造に関する。

従来、一般に、リードを基板のスルーホールに挿入して実装する電子部品は、はんだが溶けたはんだ槽に基板を通すことにより、基板の下側に突き出たリードの部分をはんだ付けし、基板と電子部品の接合を行う。しかしながら電子部品によっては、ボディ部分に高熱のダメージを受けると破壊されるものがあるので、例えば、スペーサを用いて、あるいはリード部分を長くして、ボディ部分と基板との間の距離を長くするようにしている。

図８は従来のスペーサを示す斜視図、図９は従来の電子部品を示す斜視図である。図８において、電子部品１のリード２は筒形状のスペーサ３の中に挿入された状態で基板にはんだ付けされる。スペーサ３を設けることにより、電子部品１の本体部（ボディ部分）１ａと基板との距離を一定に確保し、電子部品１本体部１ａへの熱の伝導を小さくしている。また図９に示す電子部品４のリード５は、矩形に屈曲させて長さを長くしてある。これにより電子部品４の本体部４ａへの熱の伝導を小さくしている。スペーサを用いた電子部品の実装を示すものとして、例えば、特開２００４−２３４８７６号公報が挙げられる。
特開２００４−２３４８７６号公報

しかしながら従来の電子部品の実装においては、環境対応による鉛フリー化のために、はんだ付け温度を従来の有鉛はんだ付けよりも高くする必要がある。そのため、従来のスペーサを用いる方法やリードを屈曲させるだけでは電子部品のボディ部分が熱ダメージを受ける場合が多いという問題があった。

そこで本発明は、はんだ付けの温度を高温にした場合でも電子部品の本体部への熱ダメージを防止するスペーサの構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、リードが基板のスルーホールに挿入されてはんだ付けされる電子部品の本体部と前記基板との間に配設されるスペーサの構造において、リードに接触して配設され、熱伝導性の高い素材で形成される伝導部と、熱的に非伝導の素材で形成され、前記伝導部の熱の電子部品への伝達を阻止する非伝導部とを具備することを特徴とするものである。

本発明によれば、はんだの熱が伝導部に吸収され、また吸収された熱は非伝導部により電子部品の本体部には伝達されないので、はんだ付けの温度が高温になっても、その熱が電子部品の本体部には伝達されず、電子部品の品質を確保することが可能である。

以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。各図面に共通する要素には同一の符号を付す。図１は本発明の第１の実施の形態のスペーサの構成を示す分解斜視図である。図１において、電子部品１は本体部１ａと２本のリード２とから構成される。第１の実施の形態のスペーサ１１は、非伝導部１２と伝導部１３とから構成される。

伝導部１３は、１対の対称な半円筒形状部１３ａ、１３ｂから構成されている。半円筒形状部１３ａ、１３ｂは熱伝導性の良好な金属から形成されており、内部には、電子部品１のリード２が接触して挿通される大きさで貫通して形成された孔１４ａ、１４ｂがそれぞれ形成されている。

非伝導部１２は、熱的、電気的に非伝導の素材により円筒形に形成されている。内部の孔１５には、この孔１５を中央で分離する仕切部１６が形成されている。仕切られた孔１５ａ、１５ｂの大きさは、伝導部１３の半円筒形状部１３ａ、１３ｂがそれぞれ挿入される大きさとなっている。非伝導部１２の高さは伝導部１３よりも高く、配設された際に伝導部１３が直接電子部品１の本体部１ａに接触しないようにしている。

電子部品１を実装する場合は、伝導部１３の半円筒形状部１３ａ、１３ｂを非伝導部１２の孔１５ａ、１５ｂにそれぞれ挿入し、半円筒形状部１３ａ、１３ｂの孔１４ａ、１４ｂに電子部品１のリード２をそれぞれ挿入する。そして半円筒形状部１３ａ、１３ｂから下方に突出したリード２の部分を基板１７のスルーホール１８にそれぞれ挿入する。

基板に電子部品を取付けた状態を図２に示す。図２において、非伝導部１２の孔１５ａ、１５ｂに伝導部１３の半円筒形状部１３ａ、１３ｂが挿入され、電子部品１のリード２が半円筒形状部１３ａ、１３ｂの孔１４ａ、１４ｂに挿入されている。また電子部品１を基板１７に取付けた状態において、電子部品１の本体部１ａは伝導部１３から離れており、伝導部１３の熱が直接本体部１ａに伝わらないようになっている。

図３は図２のＡ−Ａ断面図で、図３に示すように、２つの半円筒形状部１３ａ、１３ｂは非伝導部１２の仕切部１６で電気的に分離され、またリード２は半円筒形状部１３ａ、１３ｂに接触して孔１４ａ、１４ｂに挿通されている。

図２に戻って電子部品のはんだ付けについて説明する。上述のように電子部品１が非伝導部１２および伝導部１３を介して基板１７に取付けられた状態において、基板１７をはんだ槽２０に通す。この場合、はんだ槽２０は噴流はんだ槽であり、上部に向けてはんだ２１が噴流している。はんだ槽２０の上を電子部品１が取付けられた基板１７を矢印Ｂ方向に移動すると、はんだ２１が基板１７のスルーホール１８とリード２に付着し、リード２がスルーホール１８から出た部分にはんだ付け部２２が形成される。はんだ付けされると、はんだ２１の熱がリード２を伝わり、電子部品１の本体部１ａの方向に伝わってくる。

図４は第１の実施の形態における熱伝導の状態を示す説明図である。図４において、リード２の内部および孔１４ａの内部には濃淡が描かれているが、これは熱の状態を示すもので、濃い部分が高温であることを示し、薄い部分が低温であることを示る。はんだ２１からリード２に伝わった熱は、伝導部１３の孔１４ａ、１４ｂの内部で拡散する。即ち、リード２に伝えられた熱はリード２の上方へ伝えられずに孔１４ａ、１４ｂの内部においてリード２から半円筒形状部１３ａ、１３ｂに吸収され、半円筒形状部１３ａ、１３ｂから孔１４ａ、１４ｂの内部に拡散する。また伝導部１３は電子部品１の本体部１ａから離れており、伝導部１３と本体部１ａの間には熱的に非伝導の素材からなる非伝導部１２が配設されており、このため伝導部１３の熱は本体部１ａには伝わらない。

図５に従来の熱伝導の状態を示す。図５においては、電子部品１のリード２の外側には円筒状のスペーサ３が設けられている。はんだ２１あるいははんだ付け部２２からリード２に伝えられた熱はリード２から拡散せずにそのまま電子部品の本体部１ａに伝えられ、本体部１ａにダメージを与える惧れがある。

以上のように第１の実施の形態では、はんだ付け時の熱が電子部品１の本体部１ａには伝えられないので、電子部品１の熱によるダメージを防止することが可能となる。近年の鉛フリー化に伴いはんだ付けの温度条件はより高い設定になっており、弱耐熱部品にとっては厳しい環境になっているが、本実施の形態のスペーサ１１を用いることにより本体部１ａへの熱的ダメージを充分に抑えることが可能となり、電子部品の品質を確保することができる。

上記実施の形態では、２つの半円筒形状部１３ａ、１３ｂを電気的に分離する仕切部１６を非伝導部１２に設ける構成としたが、仕切部を非伝導部１２とは別に設けるようにしてもよい。

次に第２の実施の形態を説明する。図６は第２の実施の形態のスペーサを示す斜視図である。図６において、第２の実施の形態のスペーサ３１は、第１の実施の形態と同様に、非伝導部３２と伝導部３３とから構成される。このうち伝導部３３は第１の実施の形態の伝導部１３と同様の構造を有する。即ち、伝導部３３は、１対の対称な半円筒形状部３３ａ、３３ｂから構成され、半円筒形状部３３ａ、３３ｂは、熱伝導性の良好な金属から形成されており、内部には、電子部品１のリード２が接触して挿通される大きさで貫通して形成された孔３４ａ、３４ｂが形成されている。非伝導部３２は、熱的、電気的に非伝導の素材により形成され、上部にリング状に形成された頭頂部３５と頭頂部３５に結合する仕切部３６とから構成される。

図７は電子部品および第２の実施の形態のスペーサが基板１７にはんだ付けされた状態を示す断面図である。図７においても、リード２の内部および孔３４ａの内部には温度の高低を示す濃淡が描かれている。電子部品１のリード２がはんだ付けされると、はんだ２１の熱がリード２に伝わる。リード２の熱は伝導部３３に吸収され、孔３４ａ、３４ｂの内部に熱が拡散するとともに、矢印Ｃで示すように、半円筒形状部３３ａ、３３ｂの外側にも熱が拡散する。また伝導部３３は電子部品１の本体部１ａから離れており、伝導部３３と本体部１ａの間には熱的に非伝導の素材からなる非伝導部３２の頭頂部３５が配設されているので、伝導部３３の熱は本体部１ａには伝わらない。

以上のように第２の実施の形態では、はんだからリード２に伝わった熱は、伝導部３３の孔３４ａ、３４ｂの内部に拡散するだけでなく、伝導部３３の外側へも放熱するので、第１の実施の形態に比較してより放熱効果が大きく、電子部品本体部１ａへのダメージをさらに抑えることができる。その１つの結果として、スペーサ３１の高さを第１の実施の形態のスペーサ１１よりも低く設定することが可能になる。

なお第２の実施の形態では伝導部３３が外気に露出しているので、他の電気的接続によるトラブルを避けるために、伝導部３３の露出部分を非伝導のめっきで覆うようにしてもよい。

第１の実施の形態のスペーサの構成を示す分解斜視図である。 電子部品を基板に取付けた状態を示す断面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 第１の実施の形態における熱伝導の状態を示す説明図である。 従来の熱伝導の状態を示す説明図である。 第２の実施の形態のスペーサを示す斜視図である。 電子部品および第２の実施の形態のスペーサが基板にはんだ付けされた状態を示す断面図である。 従来のスペーサを示す斜視図である。 従来の電子部品を示す斜視図である。

符号の説明

１ 電子部品
１ａ 本体部
２ リード
１１、３１ スペーサ
１２、３２ 非伝導部
１３、３３ 伝導部
１４ａ、１４ｂ 孔
１５ａ、１５ｂ 孔
１７ 基板

Claims (5)

1. リードが基板のスルーホールに挿入されてはんだ付けされる電子部品の本体部と前記基板との間に配設されるスペーサの構造において、
   リードに接触して配設され、熱伝導性の高い素材で形成される伝導部と、
   熱的に非伝導の素材で形成され、前記伝導部の熱の電子部品への伝達を阻止する非伝導部とを具備することを特徴とするスペーサの構造。
2. 前記伝導部は前記リードが接触して挿通される孔を有し、前記リードの熱が該孔内に拡散される請求項１記載のスペーサの構造。
3. 前記伝導部は前記リードごとに設けられ、前記非伝導部は前記伝導部間を電気的に遮断する仕切部を有する請求項１または２記載のスペーサの構造。
4. 前記非伝導部は、前記伝導部の外側を覆う請求項１または２記載のスペーサの構造。
5. 前記伝導部は外気に露出している請求項１または２記載のスペーサの構造。

Images