JPH0851275A - 電気素子の半田付け方法及び回路構造 - Google Patents
電気素子の半田付け方法及び回路構造Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 低コスト及び製造時間の短縮化が図れる電気
素子の半田付け方法を提供する。 【構成】 回路基板210の表面上に電気素子200を配置し
てその終端202を半田付けするにあたり、回路基板の上
側表面に位置するパッド208の近傍に終端202が位置する
ように、電気素子200を配置し、回路基板の下側表面側
から半田を供給して、孔206内に上昇せしめる、もので
ある。
素子の半田付け方法を提供する。 【構成】 回路基板210の表面上に電気素子200を配置し
てその終端202を半田付けするにあたり、回路基板の上
側表面に位置するパッド208の近傍に終端202が位置する
ように、電気素子200を配置し、回路基板の下側表面側
から半田を供給して、孔206内に上昇せしめる、もので
ある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回路基板上に電気素子
等を半田付けするいわゆる表面実装型電気素子の半田付
け方法に関するものである。
等を半田付けするいわゆる表面実装型電気素子の半田付
け方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１に示されるように、スルーホール型
電気素子は一般的に、回路基板114に形成された孔 105,
107内に挿入するための導体としてのリード線あるいは
ピン（終端）102を有している（図１参照）。このピン
102は、半田 110によって回路基板 114の表面上に又孔
105の内表面上に、あるいはそれら両表面上に設けられ
た金属パッド等 104,106に保持される。この半田付け
は、半田ごてを用いた手作業により、あるいは波動半田
(wave-soler)付け機を用いて自動的に行われる。図２
（Ａ）に示されるように、波動半田付け機においては、
回路基板 120の端子が突出する側が溶融半田の波の上を
通過するように移動せしめられる。溶融半田を接触させ
る他の方法としては、半田浴槽 121（図２（Ｂ）参
照）、あるいは半田噴流器等がある。これら波動半田付
け機、半田浴槽、半田噴流器等の供給者には、エレクト
ロバートＵＳＡ社（アメリカ合衆国ミズーリ州カムデン
トン）；エアバックエンジニアリング社（アメリカ合衆
国コネチカット州ミルフォード）；イデヤ社（日本国京
都）等が含まれる。
電気素子は一般的に、回路基板114に形成された孔 105,
107内に挿入するための導体としてのリード線あるいは
ピン（終端）102を有している（図１参照）。このピン
102は、半田 110によって回路基板 114の表面上に又孔
105の内表面上に、あるいはそれら両表面上に設けられ
た金属パッド等 104,106に保持される。この半田付け
は、半田ごてを用いた手作業により、あるいは波動半田
(wave-soler)付け機を用いて自動的に行われる。図２
（Ａ）に示されるように、波動半田付け機においては、
回路基板 120の端子が突出する側が溶融半田の波の上を
通過するように移動せしめられる。溶融半田を接触させ
る他の方法としては、半田浴槽 121（図２（Ｂ）参
照）、あるいは半田噴流器等がある。これら波動半田付
け機、半田浴槽、半田噴流器等の供給者には、エレクト
ロバートＵＳＡ社（アメリカ合衆国ミズーリ州カムデン
トン）；エアバックエンジニアリング社（アメリカ合衆
国コネチカット州ミルフォード）；イデヤ社（日本国京
都）等が含まれる。
【０００３】また、波動半田付け機は、回路基板を予熱
し、半田付けに先立ってフラックスを供給する。半田が
回路基板の裏側に接触せしめられる時間（これは例え
ば、回路基板が波動の上を通過せしめられる速さによっ
て決定される）、及び半田の温度が調節されることで、
最適な半田結合が得られる。図３に示されるように、い
わゆる表面実装型電気素子 125は、回路基板の孔に挿通
されるというよりはむしろ回路基板 114の表面上に形成
された金属パッド113上に直接載置される終端 119を有
している。組み付け時において、制御された量の半田ペ
ーストが（例えば、スクリーン印刷機を用いて）金属パ
ッドの上に被せられる。
し、半田付けに先立ってフラックスを供給する。半田が
回路基板の裏側に接触せしめられる時間（これは例え
ば、回路基板が波動の上を通過せしめられる速さによっ
て決定される）、及び半田の温度が調節されることで、
最適な半田結合が得られる。図３に示されるように、い
わゆる表面実装型電気素子 125は、回路基板の孔に挿通
されるというよりはむしろ回路基板 114の表面上に形成
された金属パッド113上に直接載置される終端 119を有
している。組み付け時において、制御された量の半田ペ
ーストが（例えば、スクリーン印刷機を用いて）金属パ
ッドの上に被せられる。
【０００４】この時、電気素子は、その終端が半田ペー
スト及び金属パッドの上に載置されるように、回路基板
上に配置される。と同時に、回路基板はリフローオーブ
ンを通される。図４に示されるように、一般的なリフロ
ーオーブン 130は、一連の加熱領域 132〜140を含んで
いる。これら加熱領域の各々は、所定の選定された温度
に調節されて、これら一連の加熱領域により、オーブン
の長手方向に沿った温度プロフィルが画定されている。
リフローオーブンを通る回路基板の速度及び温度プロフ
ィルの調節によって、最適な半田結合が得られる。
スト及び金属パッドの上に載置されるように、回路基板
上に配置される。と同時に、回路基板はリフローオーブ
ンを通される。図４に示されるように、一般的なリフロ
ーオーブン 130は、一連の加熱領域 132〜140を含んで
いる。これら加熱領域の各々は、所定の選定された温度
に調節されて、これら一連の加熱領域により、オーブン
の長手方向に沿った温度プロフィルが画定されている。
リフローオーブンを通る回路基板の速度及び温度プロフ
ィルの調節によって、最適な半田結合が得られる。
【０００５】電気素子のアセンブリは、時に、スルーホ
ール型と表面実装型の電気素子を含んでいる。例えば、
ＤＣ−ＤＣ電力コンバータでは、制御回路及び出力コン
デンサとして比較的小さい寸法の表面実装型電気素子を
用い、一方、奇数形（"odd form")変圧器及び誘導子と
してスルーホール結合が用いられている。このようなア
センブリの構造では、一般的に種々の工程が必要とされ
てきた。
ール型と表面実装型の電気素子を含んでいる。例えば、
ＤＣ−ＤＣ電力コンバータでは、制御回路及び出力コン
デンサとして比較的小さい寸法の表面実装型電気素子を
用い、一方、奇数形（"odd form")変圧器及び誘導子と
してスルーホール結合が用いられている。このようなア
センブリの構造では、一般的に種々の工程が必要とされ
てきた。
【０００６】１つの段取りとして、上述の如きリフロー
オーブンを用いて先ず表面実装型電気素子が半田付けさ
れ、と同時に、スルーホール型電気素子が手作業による
半田付けによりあるいは波動半田付け機を用いて回路基
板に組み付けられる、という手法がある。
オーブンを用いて先ず表面実装型電気素子が半田付けさ
れ、と同時に、スルーホール型電気素子が手作業による
半田付けによりあるいは波動半田付け機を用いて回路基
板に組み付けられる、という手法がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、本発明の目
的とするところは、電気素子を回路基板上に半田付けす
るにあたり、低コストでかつ簡略な工程により行え、も
って製造時間の短縮をも図ることのできる半田付け方法
等を提供することにある。
的とするところは、電気素子を回路基板上に半田付けす
るにあたり、低コストでかつ簡略な工程により行え、も
って製造時間の短縮をも図ることのできる半田付け方法
等を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による電気素子の
半田付け方法は、回路基板の表面上に電子素子を配置し
て前記電気素子の終端を半田付けする電気素子の半田付
け方法であって、前記回路基板の第１表面上に位置する
パッドの近傍に前記終端を位置付けるべく、前記回路基
板上に表面実装型電子素子を配置し、前記回路基板の前
記第１表面と反対側の表面側から溶融半田を供給するこ
とにより、前記終端を前記パッドに半田付けする、こと
を特徴としている。
半田付け方法は、回路基板の表面上に電子素子を配置し
て前記電気素子の終端を半田付けする電気素子の半田付
け方法であって、前記回路基板の第１表面上に位置する
パッドの近傍に前記終端を位置付けるべく、前記回路基
板上に表面実装型電子素子を配置し、前記回路基板の前
記第１表面と反対側の表面側から溶融半田を供給するこ
とにより、前記終端を前記パッドに半田付けする、こと
を特徴としている。
【０００９】また、本発明による電気素子の半田付け方
法は、回路基板の表面上に電気素子を配置して電気素子
の終端を半田付けする電気素子の半田付け方法であっ
て、前記回路基板の第１表面上に位置するパッドの近傍
に前記終端を位置付けるべく、前記回路基板上に表面実
装型電気素子を配置し、前記回路基板の反対側表面上に
位置する半田起点位置から前記回路基板を通り抜け前記
パッドの近傍に位置する露出した半田付け位置まで、半
田流路を形成し、 半田付けする位置に前記電気素子を
保持すべく、前記電気素子を前記回路基板に接着し、前
記回路基板の反対側表面側から溶融半田を供給すること
により、前記終端を前記パッドに半田付けする、ことを
特徴としている。
法は、回路基板の表面上に電気素子を配置して電気素子
の終端を半田付けする電気素子の半田付け方法であっ
て、前記回路基板の第１表面上に位置するパッドの近傍
に前記終端を位置付けるべく、前記回路基板上に表面実
装型電気素子を配置し、前記回路基板の反対側表面上に
位置する半田起点位置から前記回路基板を通り抜け前記
パッドの近傍に位置する露出した半田付け位置まで、半
田流路を形成し、 半田付けする位置に前記電気素子を
保持すべく、前記電気素子を前記回路基板に接着し、前
記回路基板の反対側表面側から溶融半田を供給すること
により、前記終端を前記パッドに半田付けする、ことを
特徴としている。
【００１０】さらに、本発明による回路構造は、本体及
び前記本体に取り付けられた２つの終端を有する表面実
装型電気素子と、表面上に露出して形成された２つのパ
ッド及び前記２つのパッドを通り抜けて貫通せしめられ
た孔を有する回路基板と、を有し、前記２つの終端は、
それぞれ前記２つのパッドに半田付けされ、かつ、前記
終端の各々は対応する前記パッドの孔の一部を閉塞する
ように配置されている、ことを特徴としている。
び前記本体に取り付けられた２つの終端を有する表面実
装型電気素子と、表面上に露出して形成された２つのパ
ッド及び前記２つのパッドを通り抜けて貫通せしめられ
た孔を有する回路基板と、を有し、前記２つの終端は、
それぞれ前記２つのパッドに半田付けされ、かつ、前記
終端の各々は対応する前記パッドの孔の一部を閉塞する
ように配置されている、ことを特徴としている。
【００１１】概して、本発明の１つの特徴としては、回
路アセンブリが、回路基板の第１の表面上に形成された
パッドにその終端が近接するように表面実装型電気素子
を配置し、回路基板の反対側の表面から溶融半田を供給
することによって、電気素子の終端をパッドに半田付け
することにより形成されることにある。本発明の実施に
あたっては、以下の如き特徴が含まれる。半田の流動通
路は、回路基板の反対側の表面上の半田起点位置から回
路基板を通り抜け、パッドに近接する半田付け位置まで
延びている。この通路は、回路基板とパッドを貫通する
孔によって形成される。終端は孔全体ではなくその一部
を閉塞するように配置される。電気素子は、半田付けの
位置にて保持されるように、回路基板に接着される。ス
ルーホール型電気素子は、半田付けに先立って、回路基
板に形成された孔内にそのリード線を通すことによって
回路基板上に配置される。
路アセンブリが、回路基板の第１の表面上に形成された
パッドにその終端が近接するように表面実装型電気素子
を配置し、回路基板の反対側の表面から溶融半田を供給
することによって、電気素子の終端をパッドに半田付け
することにより形成されることにある。本発明の実施に
あたっては、以下の如き特徴が含まれる。半田の流動通
路は、回路基板の反対側の表面上の半田起点位置から回
路基板を通り抜け、パッドに近接する半田付け位置まで
延びている。この通路は、回路基板とパッドを貫通する
孔によって形成される。終端は孔全体ではなくその一部
を閉塞するように配置される。電気素子は、半田付けの
位置にて保持されるように、回路基板に接着される。ス
ルーホール型電気素子は、半田付けに先立って、回路基
板に形成された孔内にそのリード線を通すことによって
回路基板上に配置される。
【００１２】回路基板及び電気素子は、半田付けに先立
って予め加熱される。半田付けは、半田浴槽あるいは半
田波動を用いて行われる。孔の最小寸法は、 0.889mm
（0.035インチ）である。概して、本発明の他の特徴と
しては、回路構造が、本体及びこの本体に接続された２
つの終端を有する表面実装型電気素子と、表面上に露出
せしめられた２つのパッド及び２つのパッドと基板本体
を貫通する孔を有する回路基板とを有し、２つの終端が
各々２つのパッド半田付けされ、この終端の各々が対応
するパッドの孔全体ではなくその一部を閉塞するように
構成されている点にある。また、本発明の実施にあたっ
ては、本体と回路基板に挿通される終端とを有するスル
ーホール型電気素子を含んでいる。
って予め加熱される。半田付けは、半田浴槽あるいは半
田波動を用いて行われる。孔の最小寸法は、 0.889mm
（0.035インチ）である。概して、本発明の他の特徴と
しては、回路構造が、本体及びこの本体に接続された２
つの終端を有する表面実装型電気素子と、表面上に露出
せしめられた２つのパッド及び２つのパッドと基板本体
を貫通する孔を有する回路基板とを有し、２つの終端が
各々２つのパッド半田付けされ、この終端の各々が対応
するパッドの孔全体ではなくその一部を閉塞するように
構成されている点にある。また、本発明の実施にあたっ
ては、本体と回路基板に挿通される終端とを有するスル
ーホール型電気素子を含んでいる。
【００１３】本発明の利点としては、以下の如き内容が
含まれる。すなわち、スルーホール型の電気素子と表面
実装型電気素子とが共に、波動及びリフロー半田付け工
程を必要とすることなく回路基板上に取り付けられるこ
とである。これによれば、コストが低減され、ハンドリ
ングが少なくなり、結果的に製造サイクルの時間が短く
なる。従来の表面実装型リフローヒーティングによって
ダメージを受けるような電気素子は、表面実装型パッケ
ージに形成され、ダメージを受けることなく取り付けら
れる。
含まれる。すなわち、スルーホール型の電気素子と表面
実装型電気素子とが共に、波動及びリフロー半田付け工
程を必要とすることなく回路基板上に取り付けられるこ
とである。これによれば、コストが低減され、ハンドリ
ングが少なくなり、結果的に製造サイクルの時間が短く
なる。従来の表面実装型リフローヒーティングによって
ダメージを受けるような電気素子は、表面実装型パッケ
ージに形成され、ダメージを受けることなく取り付けら
れる。
【００１４】他の利点及び特徴は、以下の記載及び特許
請求の範囲により明らかにされる。
請求の範囲により明らかにされる。
【００１５】
【実施例】波動半田付けとリフロー半田付けは、電気素
子を異なった温度環境下にさらす。リフロー半田付け
は、長い時間に亘って、高められた温度環境下に電気素
子全体をさらすものである。波動半田付けは、比較的短
い時間に亘って、リード線を有する電気素子の端部にお
いて熱を集中させるものである。波動半田付けの間にお
いては、回路基板（これは電気素子を半田付けする導体
を有する回路基板であれば如何なるものでも良く、例え
ば、プリント基板あるいはセラミック基板等がある）
は、熱い波動半田と電気素子の本体との間で、温度緩衝
体としての作用をなすものである。
子を異なった温度環境下にさらす。リフロー半田付け
は、長い時間に亘って、高められた温度環境下に電気素
子全体をさらすものである。波動半田付けは、比較的短
い時間に亘って、リード線を有する電気素子の端部にお
いて熱を集中させるものである。波動半田付けの間にお
いては、回路基板（これは電気素子を半田付けする導体
を有する回路基板であれば如何なるものでも良く、例え
ば、プリント基板あるいはセラミック基板等がある）
は、熱い波動半田と電気素子の本体との間で、温度緩衝
体としての作用をなすものである。
【００１６】ある電気素子、例えば金属化ポリエステル
コンデンサは、表面実装工程を採用するアセンブリにお
いては好ましくないと考えられる。と言うのは、これ
は、リフローオーブン内の温度環境下に長時間さらされ
ることに耐えることができないからである。従って、こ
れらの電気素子は、一般にスルーホール型電気素子とし
て売買されている。
コンデンサは、表面実装工程を採用するアセンブリにお
いては好ましくないと考えられる。と言うのは、これ
は、リフローオーブン内の温度環境下に長時間さらされ
ることに耐えることができないからである。従って、こ
れらの電気素子は、一般にスルーホール型電気素子とし
て売買されている。
【００１７】一方、これらの電気素子が表面実装型の終
端を備えるものであれば以下の如き利益が得られる。第
１に、これらはコストが低減される。（何故ならば、リ
ード線を取り付ける必要がないからである。）第２に、
いくつかの実施例の中では、性能上の利益が得られてい
る。例えば、表面実装型の終端では、基板との接続部に
おける寄生インダクタンスを低くすることができ、又、
スイッチに適用した場合の高周波リンギィング（ringin
g)を生じる電位を小さくすることができる。
端を備えるものであれば以下の如き利益が得られる。第
１に、これらはコストが低減される。（何故ならば、リ
ード線を取り付ける必要がないからである。）第２に、
いくつかの実施例の中では、性能上の利益が得られてい
る。例えば、表面実装型の終端では、基板との接続部に
おける寄生インダクタンスを低くすることができ、又、
スイッチに適用した場合の高周波リンギィング（ringin
g)を生じる電位を小さくすることができる。
【００１８】プリント回路基板上に設けられたＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータにおいて、変圧器と誘導子は、種々の理由
によりスルーホール型終端（端子）を有している。この
ような電気素子は製造上経済的であり、又、大きな導体
パッドを必要とせず、一方で表面実装型終端の内外へ大
電流を運ぶことが必要とされ、又、それらの大きな物理
的あるいは熱的量を生じるリフロー半田付けとの不和合
性の問題を避ける必要がある。
Ｃコンバータにおいて、変圧器と誘導子は、種々の理由
によりスルーホール型終端（端子）を有している。この
ような電気素子は製造上経済的であり、又、大きな導体
パッドを必要とせず、一方で表面実装型終端の内外へ大
電流を運ぶことが必要とされ、又、それらの大きな物理
的あるいは熱的量を生じるリフロー半田付けとの不和合
性の問題を避ける必要がある。
【００１９】一方、タンタル出力フィルタコンデンサの
ような種々の表面実装型電気素子は、それらが比較的小
さい寸法であることから用いられる。スルーホール型電
気素子と表面実装型電気素子の両方を回路基板上に組み
付けかつ半田付けする場合は、コストが高くなり、さら
なるハンドリングが必要となり、又、結果的に、スルー
ホール型電気素子あるいは表面実装型電気素子のいずれ
かのみを有するアセンブリに比べて製造工程に要する時
間が長くなる。これらの欠点は、製造工程がさらなる製
造ステップ、主要設備への投資（例えば、リフローオー
ブン及び波動半田付け機）、及び／又はさらなる労働力
への出費等を必要とする故に生ずるものである。
ような種々の表面実装型電気素子は、それらが比較的小
さい寸法であることから用いられる。スルーホール型電
気素子と表面実装型電気素子の両方を回路基板上に組み
付けかつ半田付けする場合は、コストが高くなり、さら
なるハンドリングが必要となり、又、結果的に、スルー
ホール型電気素子あるいは表面実装型電気素子のいずれ
かのみを有するアセンブリに比べて製造工程に要する時
間が長くなる。これらの欠点は、製造工程がさらなる製
造ステップ、主要設備への投資（例えば、リフローオー
ブン及び波動半田付け機）、及び／又はさらなる労働力
への出費等を必要とする故に生ずるものである。
【００２０】回路基板に、スルーホール型電気素子と表
面実装型電気素子の両方を半田付けするにあたり、波動
半田付け手法のみを採用すれば、意義ある利益を得るこ
とができる。これらの利点は、図５（Ａ），（Ｂ）に示
されるように、回路基板上において表面実装型電気素子
を適合させて配置することにより達成される。
面実装型電気素子の両方を半田付けするにあたり、波動
半田付け手法のみを採用すれば、意義ある利益を得るこ
とができる。これらの利点は、図５（Ａ），（Ｂ）に示
されるように、回路基板上において表面実装型電気素子
を適合させて配置することにより達成される。
【００２１】表面実装型電気素子 200の導電終端 202
は、回路基板 210の表面上に形成された導電パッド 208
の上部に載置される。孔206は各々の導電パッド 208上
に位置付けられ、回路基板全体を貫通している。導電部
材 214が各々の孔の内側表面に設けられている。かかる
孔の位置は、電気素子 200が回路基板上に位置付けられ
たとき、各々の孔の一部分が導電終端 202の下に位置
し、かつ、一部分が電気素子 200の端部からはみ出すよ
うに配置されている。電気素子を位置付けした後にそれ
が位置ずれするのを防止すべく、少量の接着剤 212が電
気素子の配置直前に電気素子の下方に塗布される。
は、回路基板 210の表面上に形成された導電パッド 208
の上部に載置される。孔206は各々の導電パッド 208上
に位置付けられ、回路基板全体を貫通している。導電部
材 214が各々の孔の内側表面に設けられている。かかる
孔の位置は、電気素子 200が回路基板上に位置付けられ
たとき、各々の孔の一部分が導電終端 202の下に位置
し、かつ、一部分が電気素子 200の端部からはみ出すよ
うに配置されている。電気素子を位置付けした後にそれ
が位置ずれするのを防止すべく、少量の接着剤 212が電
気素子の配置直前に電気素子の下方に塗布される。
【００２２】電気素子がパッドと孔の上に配置された
後、回路基板は波動半田付けあるいはこれと同等の工程
を通される。第１に、半田付けフラックスが基板の上下
両方から供給される。その時、基板は、フラックスの外
へ稀釈剤（シンナー）を揮発させるべく又アセンブリが
半田付けされる際の熱衝撃を減少すべく予め加熱され、
そして、基板の底面が溶融半田と対向するように、（例
えば半田浴槽、波動半田、あるいは半田噴流等の形式で
得られる）溶融半田の上を通過せしめられる。孔が溶融
半田の上を通過するとき、かかる溶融半田は孔を通り抜
けて上昇する。孔を通過した溶融半田は電気素子の導電
終端 202を加熱し、そして、この終端に沿って毛管作用
によりさらに上昇する。
後、回路基板は波動半田付けあるいはこれと同等の工程
を通される。第１に、半田付けフラックスが基板の上下
両方から供給される。その時、基板は、フラックスの外
へ稀釈剤（シンナー）を揮発させるべく又アセンブリが
半田付けされる際の熱衝撃を減少すべく予め加熱され、
そして、基板の底面が溶融半田と対向するように、（例
えば半田浴槽、波動半田、あるいは半田噴流等の形式で
得られる）溶融半田の上を通過せしめられる。孔が溶融
半田の上を通過するとき、かかる溶融半田は孔を通り抜
けて上昇する。孔を通過した溶融半田は電気素子の導電
終端 202を加熱し、そして、この終端に沿って毛管作用
によりさらに上昇する。
【００２３】結果として得られる半田付け結合が、Ｄケ
ース電気素子の場合図６に、図１０及び図１１に示され
るような電気素子の場合図７に、表わされている。図８
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、例えばタン
タルコンデンサを包装するのに用いられる標準的なＤケ
ース表面実装型電気素子パッケージは、図示の寸法を有
している。
ース電気素子の場合図６に、図１０及び図１１に示され
るような電気素子の場合図７に、表わされている。図８
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、例えばタン
タルコンデンサを包装するのに用いられる標準的なＤケ
ース表面実装型電気素子パッケージは、図示の寸法を有
している。
【００２４】導電終端 215（錫と鉛でめっきされた銅）
は、成形エポキシパッケージ217の側端部に沿って折り
下げられ、そして、パッケージの下面に折り曲げられて
いる。 図９において、Ｄケース電気素子 227の外形が
パッド 221と円孔 219の配置の上を覆うように示されて
いる。（ここでは、２８，３５ｇ（２オンス）の銅、例
えば公称厚さ 0.076mm（0.003インチ）の銅で覆われた
0.762mm（0.030インチ）厚の繊維ガラスプリント回路基
板が用いられる）。
は、成形エポキシパッケージ217の側端部に沿って折り
下げられ、そして、パッケージの下面に折り曲げられて
いる。 図９において、Ｄケース電気素子 227の外形が
パッド 221と円孔 219の配置の上を覆うように示されて
いる。（ここでは、２８，３５ｇ（２オンス）の銅、例
えば公称厚さ 0.076mm（0.003インチ）の銅で覆われた
0.762mm（0.030インチ）厚の繊維ガラスプリント回路基
板が用いられる）。
【００２５】孔の公称内径は 1.143mm（0.045インチ）
であり、孔の周囲に位置する銅パッド 221の寸法は図示
の通りである。孔219には厚さ 0.076mm（0.003インチ）
の銅が挿通すべく周設され、基板の上面に位置するパッ
ドを基板の底面に位置するパッドに接続している。基板
の底面上に設けられるパッドの形状（不図示）は、図９
に示されるパッドと同様であるか、あるいは、図９に示
されるパッドの外側の丸みを与えられた部分と同じ外形
（1.930mm:0.076インチ）にエッチングされた銅のリン
グをなすものである。
であり、孔の周囲に位置する銅パッド 221の寸法は図示
の通りである。孔219には厚さ 0.076mm（0.003インチ）
の銅が挿通すべく周設され、基板の上面に位置するパッ
ドを基板の底面に位置するパッドに接続している。基板
の底面上に設けられるパッドの形状（不図示）は、図９
に示されるパッドと同様であるか、あるいは、図９に示
されるパッドの外側の丸みを与えられた部分と同じ外形
（1.930mm:0.076インチ）にエッチングされた銅のリン
グをなすものである。
【００２６】図１０及び図１１に示される異なった種類
の表面実装型パッケージ 305（例えば、表面実装型フィ
ルムコンデンサに有用である）は、コンデンサの製造時
に、その端部にプラズマ溶射された鉛、アンチモン、銅
合金から形成される終端 309を有している。端部に隣接
する表面（例えば、表面 311,313）上には、終端材料が
比較的少ない量オーバラップして形成されている。パッ
ド 307に設けられた孔320は円形形状ではなく、両端が
丸みをおびた長孔となっている。これによれば、端部に
沿って終端部がより長く半田付けされるため、接続部に
おける電気抵抗が減少する。孔 320の内部には銅が周設
されており、図１１に示されるパッドと実質的に同一の
プリント回路基板底面に設けられた終端パッドに接続さ
れている。
の表面実装型パッケージ 305（例えば、表面実装型フィ
ルムコンデンサに有用である）は、コンデンサの製造時
に、その端部にプラズマ溶射された鉛、アンチモン、銅
合金から形成される終端 309を有している。端部に隣接
する表面（例えば、表面 311,313）上には、終端材料が
比較的少ない量オーバラップして形成されている。パッ
ド 307に設けられた孔320は円形形状ではなく、両端が
丸みをおびた長孔となっている。これによれば、端部に
沿って終端部がより長く半田付けされるため、接続部に
おける電気抵抗が減少する。孔 320の内部には銅が周設
されており、図１１に示されるパッドと実質的に同一の
プリント回路基板底面に設けられた終端パッドに接続さ
れている。
【００２７】図１２及び図１３に示される回路基板アセ
ンブリの一例においては、図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）
にて示される種類の電気素子（例えば、Ｃ５２ないしＣ
５７）、及び図１０（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にて示され
る種類の電気素子（例えば、Ｃ１ないしＣ３及びＣ７０
ないしＣ７５）が、図９及び図１１で示される種類の終
端パッド上に、プリント回路基板への接着をなす接着剤
と共に取り付けられている。プリント回路基板の概略的
な外形寸法は、40.39mm×111.76mm（1.59インチ×4.4イ
ンチ）である。また、他の電気素子、例えばスルーホー
ル型変圧器Ｔ１及びスルーホール型誘導子Ｌ１，Ｌ５０
が、プリント回路基板上に取り付けられている。プリン
ト回路アセンブリは、エレクトロバート“エコノパック
プラス”（エレクトロバートＵＳＡ社（アメリカ合衆国
ミズーリ州カムデントン））波動半田付けシステムに通
される。このシステムには、泡沫フラックス発生器 40
2、二連赤外線予熱器 404、二連波動半田付けユニット
（小波動 406及びラムダ／オメガ波動 408）、窒素不活
性化システム（不図示、しかし半田付けシステムの一部
をなし、酸素を近づけないように半田波の表面を窒素で
被うものである）が含まれる。リードクリアランスは 1
3.46mm（0.53インチ）にセットされる。使用される半田
は ６３／３７アルファバキュロイであり、使用される
フラックスはアルファＳＭ３５１Ｆ非クリーンフラック
スであり、これらは共にアルファメタルズ（アメリカ合
衆国ニュージャージー州ジャージーシティー）によって
製造されている。回路基板は、 1.219m／分（４．０フ
ィート／分）の速度で波動半田付けシステムを通過せし
められる。泡沫フラックス発生器は 400rpmにセットさ
れ、回路基板アセンブリの底面と上面の両方にフラック
スが沈積するように調節される。フラックス供給の後、
基板の上方に位置付けられ全開状態にセットされて１０
ＰＳＩの圧力にて操作されるエアナイフ 403が、薄く平
坦に分散されたフラックスの上側に供給され、余分なフ
ラックスが取り除かれる。
ンブリの一例においては、図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）
にて示される種類の電気素子（例えば、Ｃ５２ないしＣ
５７）、及び図１０（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にて示され
る種類の電気素子（例えば、Ｃ１ないしＣ３及びＣ７０
ないしＣ７５）が、図９及び図１１で示される種類の終
端パッド上に、プリント回路基板への接着をなす接着剤
と共に取り付けられている。プリント回路基板の概略的
な外形寸法は、40.39mm×111.76mm（1.59インチ×4.4イ
ンチ）である。また、他の電気素子、例えばスルーホー
ル型変圧器Ｔ１及びスルーホール型誘導子Ｌ１，Ｌ５０
が、プリント回路基板上に取り付けられている。プリン
ト回路アセンブリは、エレクトロバート“エコノパック
プラス”（エレクトロバートＵＳＡ社（アメリカ合衆国
ミズーリ州カムデントン））波動半田付けシステムに通
される。このシステムには、泡沫フラックス発生器 40
2、二連赤外線予熱器 404、二連波動半田付けユニット
（小波動 406及びラムダ／オメガ波動 408）、窒素不活
性化システム（不図示、しかし半田付けシステムの一部
をなし、酸素を近づけないように半田波の表面を窒素で
被うものである）が含まれる。リードクリアランスは 1
3.46mm（0.53インチ）にセットされる。使用される半田
は ６３／３７アルファバキュロイであり、使用される
フラックスはアルファＳＭ３５１Ｆ非クリーンフラック
スであり、これらは共にアルファメタルズ（アメリカ合
衆国ニュージャージー州ジャージーシティー）によって
製造されている。回路基板は、 1.219m／分（４．０フ
ィート／分）の速度で波動半田付けシステムを通過せし
められる。泡沫フラックス発生器は 400rpmにセットさ
れ、回路基板アセンブリの底面と上面の両方にフラック
スが沈積するように調節される。フラックス供給の後、
基板の上方に位置付けられ全開状態にセットされて１０
ＰＳＩの圧力にて操作されるエアナイフ 403が、薄く平
坦に分散されたフラックスの上側に供給され、余分なフ
ラックスが取り除かれる。
【００２８】フラックス供給の後、回路基板アセンブリ
は２つの赤外線予熱器を通される。第１のゾーンは 450
℃にセットされ、第２のゾーンは 480℃にセットされて
いる。これにより、回路基板の上側表面が約 100℃に達
する。と同時に、回路基板は小波動半田（これは半田浴
に類似しているが波状表面をなすものである）上を通過
せしめられる。この波動は、 260℃（ 500°Ｆ）の半田
温度になるように、又、1600rpmにセットされる。小波
動半田を通過せしめた後、回路基板はラムダ／オメガ波
動半田上を通過せしめられる。ラムダ波動において、半
田は、水がダムの上部を越えて流れ落ちるような流れを
形成し、回路基板の底面がこの半田に接触せしめられ、
この半田流れの表面を移動せしめられる。オメガ装置
は、波の表面の一部に制御された振動を伝えるものであ
る。小波動及びラムダ／オメガ波動は、狭い空間あるい
は基板の孔内へ半田が容易に浸入できるようにするため
のものであり、又、これにより、半田が孔内を上昇して
表面実装型電気素子の端部終端に達するのを促進するこ
とができる。半田の温度は 260℃（ 500°Ｆ）であり、
ラムダ波動は1225rpmにセットされ、オメガ波動は５０
％にセットされる。
は２つの赤外線予熱器を通される。第１のゾーンは 450
℃にセットされ、第２のゾーンは 480℃にセットされて
いる。これにより、回路基板の上側表面が約 100℃に達
する。と同時に、回路基板は小波動半田（これは半田浴
に類似しているが波状表面をなすものである）上を通過
せしめられる。この波動は、 260℃（ 500°Ｆ）の半田
温度になるように、又、1600rpmにセットされる。小波
動半田を通過せしめた後、回路基板はラムダ／オメガ波
動半田上を通過せしめられる。ラムダ波動において、半
田は、水がダムの上部を越えて流れ落ちるような流れを
形成し、回路基板の底面がこの半田に接触せしめられ、
この半田流れの表面を移動せしめられる。オメガ装置
は、波の表面の一部に制御された振動を伝えるものであ
る。小波動及びラムダ／オメガ波動は、狭い空間あるい
は基板の孔内へ半田が容易に浸入できるようにするため
のものであり、又、これにより、半田が孔内を上昇して
表面実装型電気素子の端部終端に達するのを促進するこ
とができる。半田の温度は 260℃（ 500°Ｆ）であり、
ラムダ波動は1225rpmにセットされ、オメガ波動は５０
％にセットされる。
【００２９】両波動は、窒素の被覆層（半田付け中の酸
化を防止すると共に湿気を少なくするために用いる）と
共に作用せしめられる。半田付けされたアセンブリで
は、基板の上側にある表面実装型電気素子の終端にまで
達する好ましい半田流れが得られ、良質の半田結合が得
られる。良質の半田結合が得られるか否かは、十分な溶
融半田が孔内を上昇するか否か及び終端部へ十分な熱が
伝えられるか否かに依存している。
化を防止すると共に湿気を少なくするために用いる）と
共に作用せしめられる。半田付けされたアセンブリで
は、基板の上側にある表面実装型電気素子の終端にまで
達する好ましい半田流れが得られ、良質の半田結合が得
られる。良質の半田結合が得られるか否かは、十分な溶
融半田が孔内を上昇するか否か及び終端部へ十分な熱が
伝えられるか否かに依存している。
【００３０】このことに影響を及ぼす要因としては、孔
の面積、孔の縦横比、基板の厚さ等がある。例えば、非
常に狭い孔内を半田が上昇するようにすることは困難な
ことである。厚さ 0.762mm（0.030インチ）の基板にお
いて、孔の最小寸法が約 0.889mm（0.035インチ）を下
まわると、半田流れが急激に減少することが確認されて
いる。流れ抵抗は基板の厚さに比例して増加することか
ら、より厚い基板ではより大きな開口が必要となる。一
方、予熱温度が高ければ、孔内を流れる溶融半田に及ぼ
される基板アセンブリの冷却効果も減少するため、小さ
い孔であっても良い結果が得られる。また、結合部の質
は、電気素子の端部終端と基板上のパッドとの接触状態
に依存する。これらが直接接触していると良質の結合が
促進され、両者の間にギャップがあるとこれが熱障壁と
して作用し、結合部の質を低下せしめる。
の面積、孔の縦横比、基板の厚さ等がある。例えば、非
常に狭い孔内を半田が上昇するようにすることは困難な
ことである。厚さ 0.762mm（0.030インチ）の基板にお
いて、孔の最小寸法が約 0.889mm（0.035インチ）を下
まわると、半田流れが急激に減少することが確認されて
いる。流れ抵抗は基板の厚さに比例して増加することか
ら、より厚い基板ではより大きな開口が必要となる。一
方、予熱温度が高ければ、孔内を流れる溶融半田に及ぼ
される基板アセンブリの冷却効果も減少するため、小さ
い孔であっても良い結果が得られる。また、結合部の質
は、電気素子の端部終端と基板上のパッドとの接触状態
に依存する。これらが直接接触していると良質の結合が
促進され、両者の間にギャップがあるとこれが熱障壁と
して作用し、結合部の質を低下せしめる。
【００３１】上述の如き種類の電気素子において、特に
その一部の表面がコーティングされた端部終端を有し、
かつＤケースパッケージ上でスプリング接触のような弾
力性を有しないフィルムコンデンサにおいては、金属終
端と基板上のパッドとの間のギャップが約 0.076mm（0.
003インチ）を越えると、良質の半田結合が急激に得ら
れなくなる。他の実施例は、特許請求の範囲の中に含め
られている。
その一部の表面がコーティングされた端部終端を有し、
かつＤケースパッケージ上でスプリング接触のような弾
力性を有しないフィルムコンデンサにおいては、金属終
端と基板上のパッドとの間のギャップが約 0.076mm（0.
003インチ）を越えると、良質の半田結合が急激に得ら
れなくなる。他の実施例は、特許請求の範囲の中に含め
られている。
【図１】 回路基板に半田付けされたスルーホール型電
気素子の側断面図である。
気素子の側断面図である。
【図２】 図２（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ波動半田付
け及び浴槽半田付けの概略側面図である。
け及び浴槽半田付けの概略側面図である。
【図３】 回路基板に半田付けされた表面実装型電気素
子の側断面図である。
子の側断面図である。
【図４】 表面実装型アセンブリを半田付けするための
リフローオーブンの概略斜視図である。
リフローオーブンの概略斜視図である。
【図５】 図５（Ａ）は波動半田付けのために用意され
た表面実装型電気素子の概略斜視図であり、図５（Ｂ）
はその側断面図である。
た表面実装型電気素子の概略斜視図であり、図５（Ｂ）
はその側断面図である。
【図６】 半田付けされた電気素子の側断面図である。
【図７】 半田付けされた電気素子の側断面図である。
【図８】 表面実装型電気素子を示すものであり、図８
（Ａ）はその上面図、図８（Ｂ）はその側面図、図８
（Ｃ）はその端面図である。
（Ａ）はその上面図、図８（Ｂ）はその側面図、図８
（Ｃ）はその端面図である。
【図９】 図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す電気素子
がパッド上に載置された状態を示す概略上面図である。
がパッド上に載置された状態を示す概略上面図である。
【図10】 他の表面実装型電気素子を示すものであり、
図１０（Ａ）はその上面図、図１０（Ｂ）はその側面
図、図１０（Ｃ）はその端面図である。
図１０（Ａ）はその上面図、図１０（Ｂ）はその側面
図、図１０（Ｃ）はその端面図である。
【図11】 図１０（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す電気素
子がパッド上に載置された状態を示す概略上面図であ
る。
子がパッド上に載置された状態を示す概略上面図であ
る。
【図12】 種々の電気素子が取り付けられた回路基板を
示すものであり、図１２（Ａ）はその上面図、図１２
（Ｂ）はその側面図である。
示すものであり、図１２（Ａ）はその上面図、図１２
（Ｂ）はその側面図である。
【図13】 半田付けのライン工程を示す概略図でああ
る。
る。
100 スルーホール型電気素子 102 リード線（ピン） 104 金属パッド 105 孔 106 金属パッド 107 孔 110 半田 113 金属パッド 114 回路基板 119 終端 120 回路基板 121 半田浴槽 125 電気素子 130 リフローオーブン 200 表面実装型電気素子 202 導電終端 206 孔 208 導電パッド 210 回路基板 212 接着剤 215 導電終端 217 パッケージ 219 円孔 221 パッド 227 Ｄケース電気素子 305 表面実装型パッケージ 307 パッド 320 孔
Claims (21)
- 【請求項１】 回路基板の表面上に電気素子を配置して
前記電気素子の終端を半田付けする電気素子の半田付け
方法であって、 前記回路基板の第１表面上に位置するパッドの近傍に前
記終端を位置付けるべく、前記回路基板上に表面実装型
電気素子を配置し、 前記回路基板の前記第１表面と反対側の表面側から溶融
半田を供給することにより、前記終端を前記パッドに半
田付けする、ことを特徴とする電気素子の半田付け方
法。 - 【請求項２】 前記回路基板の前記反対側表面上に位置
する半田起点位置から前記回路基板を通り抜け前記パッ
ドの近傍に位置する露出した半田付け位置まで、半田流
路を形成する、ことを特徴とする請求項１記載の電気素
子の半田付け方法。 - 【請求項３】 前記半田流路が、前記回路基板及び前記
パッドを貫通する孔を形成することにより得られる、こ
とを特徴とする請求項２記載の電気素子の半田付け方
法。 - 【請求項４】 前記終端は、前記孔の部分を閉塞するよ
うに配置される、ことを特徴とする請求項３記載の電気
素子の半田付け方法。 - 【請求項５】 前記終端は、前記孔の一部を閉塞するよ
うに配置される、ことを特徴とする請求項４記載の電気
素子の半田付け方法。 - 【請求項６】 半田付けする位置に前記電気素子を保持
すべく、前記電気素子を前記回路基板に接着する、こと
を特徴とする請求項１記載の電気素子の半田付け方法。 - 【請求項７】 半田付けに先立って、前記回路基板に設
けられた孔にスルーホール型電気素子のリード線を挿通
せしめることにより、前記スルーホール型電気素子を前
記回路基板上に配置する、ことを特徴とする請求項１記
載の電気素子の半田付け方法。 - 【請求項８】 半田付け以前に、前記反対側表面にフラ
ックスを当てる、ことを特徴とする請求項１記載の電気
素子の半田付け方法。 - 【請求項９】 半田付け以前に、前記第１表面にフラッ
クスを当てる、ことを特徴とする請求項１記載の電気素
子の半田付け方法。 - 【請求項10】 前記表面実装型電気素子を配置した後
に、フラックスを当てる、ことを特徴とする請求項１記
載の電気素子の半田付け方法。 - 【請求項11】 前記フラックスを当てる工程において、
泡沫フラックス発生器を用いる、ことを特徴とする請求
項８，９，１０いずれか１つに記載の電気素子の半田付
け方法。 - 【請求項12】 前記フラックスを当てた後、前記フラッ
クスを分散せしめる、ことを特徴とする請求項８，９，
１０いずれか１つに記載の電気素子の半田付け方法。 - 【請求項13】 前記フラックスがエアナイフによって分
散せしめられる、ことを特徴とする請求項１２記載の電
気素子の半田付け方法。 - 【請求項14】 半田付けに先立って、前記回路基板及び
前記電気素子を予熱する、ことを特徴とする請求項１３
記載の電気素子の半田付け方法。 - 【請求項15】 前記半田付けは、半田浴槽を用いて行わ
れる、ことを特徴とする請求項１記載の電気素子の半田
付け方法。 - 【請求項16】 前記半田付けは、波動半田を用いて行わ
れる、ことを特徴とする請求項１記載の電気素子の半田
付け方法。 - 【請求項17】 前記孔の最小径が、 0.889mm（0.035イ
ンチ）である、ことを特徴とする請求項３記載の電気素
子の半田付け方法。 - 【請求項18】 回路基板の表面上に電気素子を配置して
前記電気素子の終端を半田付けする電気素子の半田付け
方法であって、 前記回路基板の第１表面上に位置するパッドの近傍に前
記終端を位置付けるべく、前記回路基板上に表面実装型
電気素子を配置し、 前記回路基板の反対側表面上に位置する半田起点位置か
ら前記回路基板を通り抜け前記パッドの近傍に位置する
露出した半田付け位置まで、半田流路を形成し、 半田
付けする位置に前記電気素子を保持すべく、前記電気素
子を前記回路基板に接着し、 前記回路基板の反対側表面側から溶融半田を供給するこ
とにより、前記終端を前記パッドに半田付けする、こと
を特徴とする電気素子の半田付け方法。 - 【請求項19】 半田付けに先立って、前記回路基板に設
けられた孔にスルーホール型電気素子のリード線を挿通
せしめることにより、前記スルーホール型電気素子を前
記回路基板上に配置する、ことを特徴とする請求項１８
記載の電気素子の半田付け方法。 - 【請求項20】 本体及び前記本体に取り付けられた２つ
の終端を有する表面実装型電気素子と、 表面上に露出して形成された２つのパッド及び前記２つ
のパッドを通り抜けて貫通せしめられた孔を有する回路
基板と、を有し、 前記２つの終端は、それぞれ前記２つのパッドに半田付
けされ、かつ、前記終端の各々は対応する前記パッドの
孔の一部を閉塞するように配置されている、ことを特徴
とする回路構造。 - 【請求項21】 前記回路構造は、さらに、本体及び前記
回路基板に設けられた孔を挿通せしめられる終端を有す
るスルーホール型電気素子を含む、ことを特徴とする請
求項２０記載の回路構造。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US22526394A | 1994-04-08 | 1994-04-08 | |
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| JPH0851275A true JPH0851275A (ja) | 1996-02-20 |
Family
ID=22844209
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP7080422A Pending JPH0851275A (ja) | 1994-04-08 | 1995-04-05 | 電気素子の半田付け方法及び回路構造 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0851275A (ja) |
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Family Cites Families (7)
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Patent Citations (4)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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