JP2003158368A

JP2003158368A - チップ部品の半田付け構造

Info

Publication number: JP2003158368A
Application number: JP2001353589A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ogino; 武司荻野; Masayuki Ito; 雅幸伊東
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2003-05-30

Abstract

(57)【要約】【課題】ランドの辺縁のうち、内側の相対向する辺縁
に応力が集中するので、その辺縁に沿って亀裂が入り、
基板全体が不良品となり、廃品として廃却されることに
なり、分留まりが悪くなる恐れがあった。【解決手段】基板のランド上にチップ状モールド体の
両側部に形成された一対の電極が半田付けされるチップ
状モールド体の半田付け構造において、前記ランドの幅
方向に延びる辺縁は、前記チップ状モールド体の長手方
向に平行、かつ直線状に形成されると共に、前記チップ
状モールド体の長手方向に延びる辺縁に交わる方向に延
びる他の辺縁のうちの対となる他方のランドに対向する
方の辺縁が、外方向に膨らむように形成されてなること
を特徴とするチップ状モールド体の半田付け構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンデンサチップ
や抵抗チップなどのチップ部品を基板のランドに半田付
けするチップ部品の半田付け構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来のものとしては、例えば、
特開２０００―３２３８２公報に示されるようなものが
ある。すなわち、これは、図８〜図１０に示すように、
コンデンサチップや抵抗チップなどの二端子のチップ部
品１を、プリント基板２のランド３上に半田付けする場
合、まずクリーム半田４を該ランド２上にスクリーン印
刷によって塗布した後に、このクリーム半田４上のそれ
ぞれに前記チップ部品１の両端子、すなわち両電極５を
位置せしめ、その後、加熱炉へ送り込み、クリーム半田
４をその溶融温度以上まで加熱することにより、リフロ
ー半田付けが行われる。

【０００３】しかしながら、加熱炉で加熱されることに
よりクリーム半田４は溶融されるが、左右一対のクリー
ム半田４は同時に溶融するとは限らず、図９において左
側のクリーム半田４が右側のクリーム半田４よりも先に
溶融した場合、例えば図１０に示すように、その溶融し
たクリーム半田４に表面張力が生じ、この表面張力がチ
ップ部品１の電極５の半田面全体に作用してチップ部品
１は左側へ引き付けられ、矢印方向Ａへ起立してしま
う、いわゆるチップ立ち現象を起こしてしまう。

【０００４】そこで、例えば図１１（Ｂ）に斜線で示す
ようにランド形状を円形（符号６で示される部分）に形
成することによって、例えば一方のクリーム半田４が先
に溶融しても、それによる表面張力がチップ部品１の電
極５の端面全体に作用せずに端面中央部分にのみ作用さ
せることにより表面張力を弱め、上記のチップ立ち現象
を解消することが一般的には考えられている。

【０００５】しかしながら、このような円形状ランド６
は、チップ部品１の電極５と半田付けされる部分が、円
形となるために半田付けに寄与する面積部分が小さなる
（模式的には、図１１（Ａ）の方形状ランド３の半田付
け面積が図１１（Ｅ）に示されるのに対して、図１１
（Ｂ）に実線で示される円形状ランド６の半田付け面積
は図１１（Ｆ）に実線で示される）ので、円形状ランド
６とプリント基板２との接着力が弱くなり、チップ部品
１に外力が加わった場合には、クラック、パターン剥離
等を発生させる恐れがあった。このように、半田付けに
寄与する面積が小さくなる程、外力的には弱くなり、ク
ラック、パターン剥離等を容易に発生させる恐れがあ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、これを解消す
べくランド形状を大きく、すなわち円の半径を大きくし
て、例えば図１１（Ａ）の方形状ランド３と同じ半田付
け面積を有するように形成することが考えられるが、そ
の場合、図１１（Ｂ）に破線で示されるように、チップ
部品１の両脇に張り出してしまうために、両側に隣接す
るチップ部品１の間隔が大きくなってしまい、高密度化
に支障をきたす恐れがある。

【０００７】そこで、この発明は、上記の課題に鑑みて
なされたものであり、方形状ランドと円形状ランドとの
双方の良い点をとって、窓部から露出されるランドの露
出形状に工夫を加えることによって高密度化とチップ立
ち現象の低減を図るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係るチップ部
品の半田付け構造は、プリント基板上に対にして配置さ
れ、かつそれぞれに引き出し配線パターンが接続された
ランドと、窓部を有し、前記ランドがこの窓部から露出
するように前記プリント基板に塗布されるレジスト層と
からなり、前記窓部から露出したランドにチップ部品の
電極が半田付けされるチップ部品の半田付け構造におい
て、前記ランド及び窓部は、略同一幅に形成され、かつ
それらの長さ方向に延びる辺縁が、平行、かつ直線状に
形成されると共に、さらに前記ランド又は窓部は、前記
長さ方向に延びる辺縁に交わる方向に延びる他の辺縁の
うち、前記対に配置される他方のランドに対向する側と
反対側の辺縁が、外方向に膨らむように形成されてなる
ものである。

【０００９】また、対に配置されたランドのそれぞれに
対応して設けられる窓部から露出するランドの露出部分
の辺縁のうち相対向する辺縁のそれぞれは、対向する側
に膨らむように形成することによって、亀裂（クラッ
ク）発生の抑制を図ることができる。

【００１０】さらに、前記対向する側に膨らみは、円弧
をなすことによって、亀裂発生の抑制の向上を図ること
ができる。

【００１１】また、前記窓部の、前記対に配置されたラ
ンドの対向する側の辺縁が、該ランドの外側にはみ出し
てなることによってランドの半田付け面積を確保でき
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を以下に説
明する。実施の形態１．この実施の形態におけるランドの形状
は、図１１（Ｄ）に符号９で示すような形状をなし、図
６に示すランド３（図１１（Ａ）に示すランド３と実質
同一）の形状との違いは二点あり、以下のようである。
第１には、前記ランド９は、４辺縁のうちの一辺縁、す
なわち一方のランド９に対向配置される他方のランド９
の相対向する一辺縁（符号９ａ，９ｂで示される辺縁）
が、互いに接近する方向に円弧状に膨らんで形成されて
いる点にある。

【００１３】この膨らんで張り出す程度Ｍは、ランド９
の幅Ｌの１０〜２０％程度になる円弧状に設定されてい
る。例えば、ランド９の幅Ｌが０．５ｍｍの場合には、
外側に張り出す程度Ｍは、０．０５〜０．１ｍｍ程度に
設定される。また、このランド９のうちの前記チップ部
品１の電極５と重なり合う部分の面積は、図１１（Ａ）
におけるチップ部品１と方形状ランド３とが重なり合う
部分の面積とほぼ同一（後述の一部分を除いて）に設定
されている。

【００１４】第２には、前記ランド９とチップ部品１の
電極５との重なり合わない部分の形状が、半円状にな
り、図１１（Ｂ）の円形状ランド６と同一の形状をして
いる点にあり、この重なり会わない部分の面積は、図１
１（Ｂ）に示される円形状ランド６とチップ部品１との
重なり合わない部分の面積に相当するように設定されて
いる。

【００１５】次に、上記の如くランド９を形成した後に
レジスト膜を形成する方法について説明する。（具体例１）例えば、図５に示すレジスト膜１１は、そ
のレジスト膜１１の窓部１２’がランド９，９の外周縁
の内側に入り、その窓部１２’全体がペースト半田の印
刷部分として形成される。その結果、前記窓部１２’が
前記レジスト膜１１の印刷形成時にマスクの位置ズレが
発生しても、前記窓部１２’が、前記ランド９，９から
外側にはみ出さず、必ず内側に位置するようになる。な
お、この発明においては、前記ランド９，９の幅が前記
チップ部品１の幅よりも多少大きくなるが、現在の製造
技術においては、位置ずれも小さく抑えられているの
で、実質同一幅とみなすことができるものとする。

【００１６】（具体例２）図２に示す窓部１２の形状
は、上記の如き図５に示す窓部１２’の形状ものとは異
なり、前記ランド９，９の全体の面積が前記窓部１２か
ら露出するように設定されており、前記ランド９の面積
全てにペースト半田４が印刷可能になされている。その
結果、上記具体例１に対してこの具体例２では前記ラン
ド９，９の全体面積を有効に使用することができるもの
である。それによって、前記ランド９，９の幅と前記チ
ップ部品１との幅を一致させることによって、ランド
９，９の面積を最小に押さえることが可能になり、ＩＣ
実装の高密度化が可能になる。

【００１７】また、上記の如く形成されたランド９，９
のうち引き出し配線パターン１３とランド９，９との接
続部と、引き出し配線パターン１３側の前記窓部１２の
辺縁部分とを一致せしめることによって、前記ランド
９，９上で溶融したクリーム半田４（図３の斜線部分）
が引き出し配線パターン１３に流れ出さないようにな
り、溶融半田の表面張力がチップ部品１に上下方向、左
右方向に均等に作用するので、チップ部品１を前記ラン
ド９，９の所定位置に半田付けすることができる（図
４）。

【００１８】その結果、例えクリーム半田４の印刷が前
記引き出し配線パターン１３側にずれても、溶融したク
リーム半田４は、その表面張力によって前記ランド９側
に引き寄せられ、引き出し配線パターン１３に流れ出す
こともないので、固化した半田付け部分の周縁を形成す
る輪郭線が凸凹を有せず、滑らかな曲線状態になるの
で、この半田付け状態を、カメラを用いて画像でチェッ
クを行う自動検査時の判断プログラムの作成が容易にな
り、誤判断もなくなる。また、前記ランド９，９の張り
出し部分(符号９ａ，９ｂで示されている部分)側にずれ
てランド９，９外にクリーム半田４が塗布されても溶融
時には、前記と同様にランド９，９上に引き寄せられる
ので、ランド９，９間を所定の間隔Ｘを確保できる。

【００１９】また、このようにランド９及び窓部１２を
形成することによって、前述の如くランド面積を最小に
できると共に、ランド９，９間の間隔Ｘを最大に設定す
ることができるので、例えば、図６に示すように従来の
ランド形状の場合、半田付けに寄与する部分（半田の固
着する部分）の間隔、すなわち前記窓１５，１５間隔を
０．５ｍｍ確保しても実際のランド３，３の間隔は０．
４ｍｍになる。その結果、一対のランド３，３間には一
本のパターン１４しか通すことができない（図６参
照）。

【００２０】それに対して、図７に示す如き本願発明の
場合には半田付けに寄与する部分が前記ランド９，９の
全面積であるので、ランド９，９間隔を０．５ｍｍに設
定した場合、一対のランド９，９の間隔も０．５ｍｍに
なるので、一対のランド９，９間には二本のパターン１
４を通すことができ（図７参照）、パターンの高密度化
を図ることができる。

【００２１】また、上記のような形状のランド９、窓１
２を多面取り基板上に形成し、前記チップ部品１の半田
付け後、その多面取り基板を個々の基板に分割する場
合、互いに相対向するランド９,９の辺縁９ａ，９ｂ
を、外側に膨らませることによって相対向する辺縁９
ａ，９ｂの長さを、図１１（Ａ）に示される内側辺縁の
長さに対しても長くすることができ、表１（Ｂ），
（Ｄ）に示すように分留りが改善される。すなわち、こ
れは分割時に基板に作用する曲げ応力が、ランドの周縁
部にかかるので、従来、チップ部品１のランド３，３の
相対向する辺縁に相当する部位に図１２の如くクラック
１０が入っていたが、上記の如く相対向する辺縁９ａ，
９ｂを円弧状にして長くなることによって、応力が分散
されて、小さくなり、チップ部品１にクラック１０が入
り難くなる。この表はサンプル１４個を前記チップ部品
１の幅方向に外力を加えた場合（表中の「０°」表示）
と、その状態から６０°ずらして外力を加えた場合（表
中の「６０°」表示）における歩留まりを示すものであ
る。

【００２２】実施の形態２．この実施の形態２のランド
形状を図１１（Ｃ）に示す。すなわち、ランド７，７と
チップ部品１の電極５との重なり合う面積は、図１１
（Ａ）におけるチップ部品１とランド３との重なり合う
部分の面積と同一で、またランド７，７とチップ部品１
の電極５との重なり合わない部分は、図１１(Ｄ)に示す
部分と同一で、図１１（Ｂ）に示される円形状ランド
６，６とチップ部品１との重なり合わない部分に相当す
るものである。

【００２３】それによって、前記チップ部品１のランド
７，７との結合力は、図１１（Ａ），（Ｄ）の場合と同
一になると共に、ランド７，７がチップ部品１の幅方向
にはみ出さないようにできるので、高密度化が図られ、
またランド７とチップ部品１の電極５との重なり合わな
い部分を図１１（Ｄ）と同様に、すなわち円形状ランド
とすることによって、チップ立ち現象の発生させるよう
な表面張力の発生を抑止するものである。なお、この実
施の形態におけるレジスト膜の窓部の形状は、前記実施
の形態１に示したものに対して、相対向する辺縁７ａ，
７ｂが直線状である点が異なるものである。

【００２４】

【発明の効果】この発明によれば、ランドの高密度化及
びチップ立ち防止を同時に達成することができる。ま
た、外部から力が加えられた場合、一対のランドの相対
向する一対の辺縁の長さを長くすることによって、その
辺縁に沿って応力を分散できるので、亀裂の発生を押さ
えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるチップ部品１が半田付けされるラ
ンド８の説明図である。

【図２】図１の状態のプリント基板２にレジスト膜１１
を設けた状態の説明図である。

【図３】図２の状態のプリント基板２にクリーム半田４
を印刷した状態の説明図である。

【図４】図３の状態のプリント基板２にチップ部品１を
半田付けした状態の説明図である。

【図５】本件発明に係るランド８に従来手法でレジスト
膜１１を印刷した状態の説明図である。

【図６】従来のランド３に従来手法でレジスト膜１１を
形成し、ランド３よりも小さい面積の窓部を形成したと
きに、ランド３，３間に回路パターン１４を通したとき
の説明図である。

【図７】本願発明に係るランド８に、ランド８の面積よ
りも大きな面積の窓部１２を形成したとき、ランド８，
８間に複数の回路パターン１４を通したときの説明図で
ある。

【図８】従来のランド３の形状を説明する図である。

【図９】図８のランド３にチップ部品１を半田付けした
状態を説明する説明図である。

【図１０】半田立ち現象を説明する図である。

【図１１】従来のランド形状の問題点を説明するための
説明図（（Ａ），（Ｂ））、及び本件発明に係るランド
形状の説明図である（（Ｃ），（Ｄ））。

【図１２】従来のランド形状で発生する亀裂１０を説明
するための説明図である。

【符号の説明】

１チップ部品２プリント基板３ランド４クリーム半田５電極６円形ランド７，９ランド８ａ，８ｂ辺縁１０亀裂１１レジスト膜１２窓部１３引き出し配線パターン１４回路パターン

フロントページの続きＦターム(参考） 5E319 AA03 AB05 AC01 AC11 AC13 AC15 AC16 CC33 CD04 GG03 GG11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント基板上に対にして配置され、か
つそれぞれに引き出し配線パターンが接続されたランド
と、窓部を有し、前記ランドがこの窓部から露出するよ
うに前記プリント基板に塗布されるレジスト層とからな
り、前記窓部から露出したランドにチップ部品の電極が
半田付けされるチップ部品の半田付け構造において、前
記ランド及び窓部は、略同一幅に形成され、かつそれら
の長さ方向に延びる辺縁が、平行、かつ直線状に形成さ
れると共に、さらに前記ランド又は窓部は、前記長さ方
向に延びる辺縁に交わる方向に延びる他の辺縁のうち、
前記対に配置される他方のランドに対向する側と反対側
の辺縁が、外方向に膨らむように形成されてなることを
特徴とするチップ部品の半田付け構造。
【請求項２】前記対に配置されたランドのそれぞれに
対応して設けられる前記窓部から露出する該ランドの露
出部分の辺縁のうち相対向する辺縁のそれぞれは、対向
する側に膨らむように形成されてなることを特徴とする
請求項１記載のチップ部品の半田付け構造。
【請求項３】前記対向する側の辺縁の膨らみは、円弧
をなすことを特徴とする請求項２記載のチップ部品の半
田付け構造。
【請求項４】前記窓部の、前記対に配置されたランド
の対向する側の辺縁が、該ランドの外側にはみ出してな
ることを特徴とする請求項４記載のチップ部品の半田付
け構造。