JP2003347713A - 電子回路用基板 - Google Patents
電子回路用基板Info
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Abstract
正な位置に固定された場合のその端面の予想位置A−
A’よりも内側部分201の面積S1に比して前記予想
位置よりも外側部分202の面積S2が大きくなるよう
に形成されている(S1<S2)。また、前記内側部分
201の長さL1に比して前記外側部分202の長さL
2が長く形成されている(L1<L2)。半田溶融時に
電子部品の両端面に表面張力の実質的中心への力が働く
ので、セルフアライメント効果が適切に働き、電子部品
の実装不良を防止することができる。また、内側部分2
01の半田塗布量が減少し、電子部品下面におけるブリ
ッジの発生を防止できる。さらに、テスタをフットパタ
ーン上に当てやすく、製品検査が容易になる。
Description
電子部品を実装するためのフットパターンの形状に関す
るものである。
は、半田により電子部品を固定し、回路を形成するため
のフットパターンが形成されている。電子部品は、クリ
ーム半田が塗布されたフットパターン上に載置され、ク
リーム半田の溶融により基板に固着される。例えば、電
子部品は、電子回路用基板ごとにリフロー炉内に搬入さ
れ、溶融したクリーム半田により電子回路用基板に固定
される。電子部品を固定するためのフットパターンの形
状や配置には、例えば以下の要件が要求される。 (1)実装不良が生じにくいこと:半田溶融時の表面張
力により電子部品の位置や方向を整えるセルフアライメ
ント効果が高く、電子部品の位置ずれやマンハッタン現
象などの実装不良が生じにくいこと。ここでマンハッタ
ン現象とは、電子部品が一方のフットパターンから浮き
上がる現象である。 (2)ブリッジ現象の防止:ここでブリッジ現象とは、
隣接する電子部品の電極間で半田がつながったり、電子
部品の下面で半田がつながったりする現象である。 (3)製品検査の容易性:インサーキットテスタなどを
用いた電気的接続の検査が容易であること。また、電子
部品とフットパターンとの半田を介した接合の確認を行
う目視検査が容易であること。 (4)電子部品の実装密度の向上。
め、フットパターンの形状に様々な工夫がなされてい
る。 例えば図9は、クリーム半田を介してフットパタ
ーンに電子部品が固定された従来の電子回路用基板の一
例を示している。同図(a)はほぼ矩形状のフットパタ
ーン20を、同図(b)は円状のフットパターン20を
示す。これらのフットパターンでは、セルフアライメン
ト効果が不適切であるため、図10(a),(b),
(c),(d)に例示するように電子部品30が適正位
置からずれた位置に固定されやすい。例えば電子部品3
0が目的の位置から回転したり(同図(a))、一方の
フットパターンに電子部品が寄りすぎたり(同図
(b))、一方のフットパターンに電極35が半田25
を介して接続されなかったり(同図(c))、マンハッ
タン現象が生じたり(同図(d))する。
パターンでは半田塗布量が多いため、図11に例示する
ブリッジ現象が生じやすく、電子部品30の両端の電極
35が短絡されたり、隣り合うフットパターン同士が短
絡されたりする。ブリッジを防ぐために隣接するフット
パターン間の距離を大きくとれば、実装密度を高めるこ
とが難しくなってしまう。
あげるために図9(a)及び(b)のフットパターンを
小さくすると、電子部品30の外側にはみ出る部分の面
積が小さくなるため、インサーキットテスタなどを用い
て電気的接触を検査する場合にフットパターン上にテス
タを当てにくい。また、電子部品とフットパターンとの
半田接合ができていない場合と両者が接合している場合
とで半田25の形状の違いが分かりにくい。そのため、
熟練者でなければ実装不良であることを視認しにくく、
確実な目視検査が難しい。
に示す半トラック状のフットパターン20を開示してい
る。この形状は、マンハッタン現象を低下させることに
ある程度の効果を奏しているものの、電子部品の位置ず
れなどの実装不良を生じることがあり、セルフアライメ
ント効果が十分とは言えない。また、電子部品下面での
ブリッジ現象やテスタに依る製品検査の問題も十分に解
決できていない。
3に示す楕円状のフットパターンを開示している。この
形状は、電子部品下面でのブリッジの防止にある程度の
効果が認められているものの、位置ずれやマンハッタン
現象などの実装不良を十分に防止しきれていない。ま
た、電子部品30からはみ出たフットパターン20の面
積が小さいため、目視やテスタによる製品検査が難しい
面がある。
子部品のセルフアライメント効果を適切にし、電子部品
の実装不良やブリッジの発生を防止することにある。ま
た本発明の別の目的は、電子回路用基板の製品検査を容
易化することにある。
に、本願第1発明は、電子部品を実装するための電子回
路用基板の本体と、少なくとも1対のフットパターンと
を含む電子回路用基板を提供する。前記フットパターン
は、前記本体上に形成され、電子部品の電極が半田によ
り固定される。また、前記フットパターンは、前記半田
が溶融した場合の表面張力の実質的中心が、電子部品が
適正な位置に固定された場合の電子部品端面の予想位置
よりも電子部品に対して若干外側に位置するように形成
されている。
位置よりもやや外側の位置に集まるようにフットパター
ンを形成すると、半田溶融時に電子部品の両端面に前記
表面張力の実質的中心への力が働く。これにより、セル
フアライメント効果が適切となり、電子部品の位置ずれ
やマンハッタン現象を防止することができる。また、半
田溶融時の表面張力の中心と電子部品の端面との距離が
小さいため、フットパターンの外側から電子部品の端面
に向かって半田が徐々に這い上がるフィレット形状に半
田が形成される。このように、半田が電子部品の端面に
集中し易く、半田付けが確実に行われる。電子部品の電
極となじみにくい鉛フリー半田の場合であっても確実に
半田付けを行うことができ有用である。
フットパターンは、予想位置よりも内側部分の面積S1
に比して前記予想位置よりも外側部分の面積S2が大き
く、かつ前記内側部分の長さL1に比して前記外側部分
の長さL2が長く形成されている電子回路用基板を提供
する。
S2が大きいので、半田溶融時の表面張力の中心が予想
位置よりもやや外側に位置するようになる。そのため、
半田溶融時に電子部品の両端面に表面張力の実質的中心
への力が働くので、セルフアライメント効果が適切とな
り、電子部品の位置ずれやマンハッタン現象を防止する
ことができる。また、内側部分の面積S1が比較的小さ
く形成されるので、電子部品下面の半田塗布量が減少
し、電子部品下面におけるブリッジの発生を防止でき
る。さらに、前記内側部分の長さL1よりも外側部分の
長さL2の方が長いので、テスタをフットパターン上に
当てやすく、製品検査が容易になる。
において、前記フットパターンのうち前記予想位置より
も外側部分は、前記予想位置から離れる程その幅が狭ま
っている電子回路用基板を提供する。
接合されていれば、半田がフィレット形状になる。逆に
電子部品が半田を介してフットパターンに接合されてい
なければ、半田がフィレット形状にならない。この形状
の差により、目視検査を容易に行うことができる。しか
も、半田の無駄が少なく、隣接する半田とのブリッジ形
成が低減される。
前記フットパターンのうち前記予想位置よりも外側部分
は概ね三角形状に形成されている電子回路用基板を提供
する。
とにより、目視検査が容易なだけでなく、テスタをフッ
トパターンに接触させやすくなる。また、半田の無駄が
少なく、フットパターン間のブリッジ発生を防止しやす
い。さらに、フットパターンを互い違いに配置すること
ができ、実装密度を高めることも可能である。
て、前記フットパターンのうち前記予想位置よりも内側
部分は、前記予想位置より離れる程その幅が狭まってい
る電子回路用基板を提供する。
面積が小さいので、半田塗布量が減少し、電子部品下面
におけるブリッジの発生を防止しやすい。
前記フットパターンのうち前記予想位置よりも内側部分
は概ね三角形状に形成されている電子回路用基板を提供
する。
角形状とすれば、半田塗布量が減少し、電子部品下面に
おけるブリッジの発生を防止できる。
て、前記フットパターンは、概ね底辺の長さが等しい二
つの二等辺三角形の底辺を合わせて組み合わせた矩形状
に形成されている電子回路用基板を提供する。
つの三角形をその底辺でつなげることで形成されるフッ
トパターンが挙げられる。このフットパターン上に電子
部品を載置すると、フットパターン上に塗布された半田
が溶融したときに電子部品の両端に表面張力の実質的中
心への力が働く。そのためセルフアライメント効果が適
切となり、電子部品の位置ずれやマンハッタン現象が生
じにくくなる。しかも、半田塗布量を減少させて電子部
品下面や隣接するフットパターン間のブリッジ形成を防
止できる。また、テスタや目視による製品検査が容易で
ある。さらに、フットパターンを互い違いに配置するこ
とができ、実装密度を高めることができる。
前記フットパターンのうち前記予想位置よりも内側部分
の長さL1と前記予想位置よりも前記外側部分の長さL
2との比は、約4対9である電子回路用基板を提供す
る。
との比を例えば4対9にすれば、電子部品端面の予想位
置よりもやや外側に半田溶融時の表面張力の中心が位置
するようになり、フットパターン上での電子部品のセル
フアライメント効果を適切とすることができる。
て、前記フットパターンのうち前記予想位置よりも前記
内側部分の面積S1と前記予想位置よりも外側部分の面
積S2との比は約4対9である電子回路用基板を提供す
る。
との比を例えば4対9にすれば、電子部品端面の予想位
置よりもやや外側に半田溶融時の表面張力の中心が位置
するようになり、フットパターン上での電子部品のセル
フアライメント効果を適切とすることができる。また、
電子部品下面の半田塗布量が減少し、ブリッジの発生を
防止しやすい。
て、前記矩形状に形成されたフットパターンの一方の対
角線上に、前記電子部品端面の前記予想位置を有するよ
う形成されている電子回路用基板を提供する。
ンの対角線上に位置するので、フットパターン上での電
子部品の遊びが低減され、実装不良を防止し易い。
て、前記対角線の長さと前記電子部品端面の幅が概ね同
一となるよう形成されている電子回路用基板を提供す
る。
の端面の幅とを同程度にすると、フットパターン上での
電子部品の遊びがさらに低減され、実装不良を防止し易
い。
いて具体的に説明する。
施形態例に係る電子回路用基板を示す。半導体基板から
なる電子回路用基板100上には、少なくとも1対のフ
ットパターン200a,bが形成されている。対をなす
フットパターン200a、bは、その上に載置される電
子部品300の長軸方向(以下、長さ方向)に沿った中
心線B−B’に対し、線対称に形成されている(後述す
る図2参照)。各フットパターン200a,bは、その
上に塗布されるクリーム半田が溶融した場合に、その半
田205の表面張力の実質的中心が、電子部品300の
端面の予想位置A−A’よりも若干外側に位置するよう
に形成されている。具体的には、各フットパターン20
0a,bは、電子部品300の端面の予想位置A−A’
よりも内側部分201の面積S1が、予想位置A−A’
よりも外側部分202の面積S2に比して小さく形成さ
れている(S1<S2)。また、前記内側部分201の
長さL1が、前記外側部分202の長さL2に比して短
く形成されている(L1<L2)。ここで、電子部品端
面の予想位置A−A’(以下、単に予想位置という)と
は、電子部品300がフットパターン200上の適正位
置に固定された場合の、電子部品300の端面の位置で
ある。なお電子部品300は、両端部に電極350を有
し、クリーム半田が塗布された1対のフットパターン2
00a,b上に電極350が位置するように載置され
る。電子部品300の電子回路用基板100への固定方
法は特に限定されず、例えばリフロー炉を用いた半田付
け工程により行うことが可能である。
心とは、図2に示すように、クリーム半田が溶融したと
きに、フットパターン200上で自然に半田205が集
まろうとする位置Pを意味する。例えば、位置Pは、電
子部品を搭載せず、クリーム半田を溶融させたときに溶
融した半田205が最も高く盛り上がる点である。な
お、図2中のレジスト105は、半田付けが必要の無い
配線パターンを保護する被覆材である。
された少なくとも1対のフットパターン200a,b上
にクリーム半田が塗布され、その上に電子部品300が
載置されている。このクリーム半田が溶融した場合、溶
融した半田205がその表面張力により、予想位置A−
A’よりもやや外側に位置する表面張力の中心Pに集ま
ろうとする。そのため、電子部品300の両端には表面
張力の中心Pへの力が働く(図3中の矢印方向)。従っ
て、フットパターン200のセルフアライメント効果が
適切に働き、電子部品300の位置ずれやマンハッタン
現象を防止することができる。また、内側部分201の
面積S1が外側部分202の面積S2に比して小さく形
成されるので、内側部分201の半田塗布量が減少し、
電子部品300の下部におけるブリッジの形成を防止し
やすい。さらに、外側部分202の長さL2が内側部分
201の長さL1に比して長いので、テスタを用いた製
品検査を行いやすい。また、半田溶融時の表面張力の中
心Pと電子部品の端面との距離が小さいため、半田20
5が電子部品の端面に集中し易く、半田付けが確実に行
われる。電子部品の電極となじみにくい鉛フリー半田の
場合であっても確実に半田付けを行うことができ有用で
ある。
れないものの、図1に示すように外側部分202の幅W
2が予想位置A−A’から離れるに従って狭まっている
形状が好ましい。ここで幅Wは、前記中心線B−B’と
交わる方向の長さをいう。このような形状としては、例
えば三角形状が挙げられる。このように形成されたフッ
トパターン200と電子部品300とを接合すると、図
4に示すように、外側部分202の先端から電子部品3
00の端面に向かって半田205が次第に這い上がるよ
うな形状、つまりフィレット形状になる。これは、L1
は長くなったが、三角形状としたために、半田塗布量が
多くなり過ぎないためである。逆に実装不良によりフッ
トパターン200と電子部品300の端面とが接合され
ていない場合には、半田205がフィレット形状になら
ない。従って、半田付け後の半田205の形状に基づい
て、目視による製品検査が容易である。さらに、外側部
分202の幅W2を予想位置A−A’から離れるほど狭
めることにより、半田の量を抑え、半田の無駄や、隣接
する半田同士のブリッジの形成を防止することができ
る。加えて、図5に示すようにフットパターン200を
互い違いに配置することができ、実装密度を高めること
も可能である。
の幅W1を予想位置A−A’より離れる程狭まった形状
に形成すると好ましい。このような形状としては、例え
ば三角形状が挙げられる。このように形成されたフット
パターン200は、電子部品300の下面における無駄
な半田量を抑えることができ、電子部品下面にブリッジ
が形成されるのを防止しやすい。
部分201と外側部分202とが共に三角形状に形成さ
れ、この2つの三角形をその底辺でつなげて得られる矩
形状に形成されている。このようなフットパターン20
0の内側部分201の長さL1と外側部分202の長さ
L2との比は、例えば約4対9で形成するとよい。半田
溶融時における表面張力の中心Pを予想位置A−A’の
やや外側に調整し、電子部品のセルフアライメント効果
を適切にすることができる利点がある。
1と外側部分202の面積S2との比を、約4対9に形
成することが好ましい。このようにすれば、電子部品3
00の下面における半田塗布量を抑えることができ、ブ
リッジの形成を防止しやすい効果も期待できる。
A−A’がフットパターン200の対角線上に位置する
場合、フットパターン上での電子部品の遊びが低減さ
れ、実装不良を防止し易い。電子部品300の幅と予想
位置A−A’におけるフットパターン200の長さとを
同程度にすると、フットパターン200上での電子部品
300の遊びがさらに低減される。
の形状は、図2に示す形状に限定されない。内側部分2
01の面積S1に比して外側部分202の面積S2が大
きく(S1<S2)、内側部分201の長さL1に比し
て外側部分202の長さL2が長ければ(L1<L
2)、特に形状は限定されない。例えば、図6〜図8に
示す形状が例として考えられる。図6に示すフットパタ
ーンにおいては、内側部分201は2辺が外側に湾曲し
た三角形状であり、外側部分202は2辺が内側に湾曲
した三角形状である。図7に示すフットパターンにおい
ては、内側部分201は2辺が内側に湾曲した三角形状
であり、外側部分202は2辺が外側及び内側に湾曲し
た三角形状である。図8に示すフットパターンにおいて
は、内側部分201の幅W1及び外側部分202の幅W
2が共に、予想位置A−A’から所定距離内は一定であ
り、その後予想位置A−A’から離れる程狭まるように
形成されている。いずれの形状においても、内側部分2
01及び外側部分202の面積S1,S2とその長さL
1,L2との関係が前述のように調整されていれば、溶
融したクリーム半田の表面張力の中心Pが予想位置A−
A’よりも若干外側に位置するようになり、電子部品の
セルフアライメント効果を適切にすることができる。
配した所謂、角チップのフットパターンについて説明し
たが、これに限るものではない。例えば、多端子のチッ
プ部品、所謂IC部品であっても適用可能であり、同様
の効果を奏する。
の電子部品のセルフアライメント効果を高め、実装不良
を防止することができる。また、ブリッジの発生を抑
え、製品検査を容易化することができる。
の一部を示す平面図。
及び半田を介してフットパターンに固定された電子部品
を示す平面図。
基板の平面図。
の一部を示す平面図(1)。
の一部を示す平面図(2)。
の一部を示す平面図(3)。
子回路用基板の平面図。 (b)円状のフットパターンが形成された電子回路用基
板の平面図。
装不良を示す平面図。 (b)一方のフットパターンに電子部品が寄りすぎた実
装不良を示す平面図。 (c)一方のフットパターンに電子部品の電極が接続さ
れなかった実装不良を示す平面図。 (d)マンハッタン現象を示す説明図。
電子回路用基板の平面図。
路用基板の平面図。
Claims (11)
- 【請求項1】電子部品を実装するための電子回路用基板
の本体と、 前記本体上に形成され、電子部品が半田により固定され
る少なくとも1対のフットパターンとを含み、 前記フットパターンは、前記半田が溶融した場合の表面
張力の実質的中心が、電子部品が適正な位置に固定され
た場合の電子部品端面の予想位置よりも若干外側に位置
するように形成されている、電子回路用基板。 - 【請求項2】前記フットパターンは、前記予想位置より
も内側部分の面積S1に比して前記予想位置よりも外側
部分の面積S2が大きく、かつ前記内側部分の長さL1
に比して前記外側部分の長さL2が長く形成されてい
る、請求項1に記載の電子回路用基板。 - 【請求項3】前記フットパターンのうち前記予想位置よ
りも外側部分は、前記予想位置から離れる程その幅が狭
まっている、請求項1または2に記載の電子回路用基
板。 - 【請求項4】前記フットパターンのうち前記予想位置よ
りも外側部分は概ね三角形状に形成されている、請求項
3に記載の電子回路用基板。 - 【請求項5】前記フットパターンのうち前記予想位置よ
りも内側部分は、前記予想位置より離れる程その幅が狭
まっている、請求項1〜4のいずれかに記載の電子回路
用基板。 - 【請求項6】前記フットパターンのうち前記予想位置よ
りも内側部分は概ね三角形状に形成されている、請求項
5に記載の電子回路用基板。 - 【請求項7】前記フットパターンは、概ね底辺の長さが
等しい二つの二等辺三角形の底辺を合わせて組み合わせ
た矩形状に形成されている、請求項1〜6のいずれかに
記載の電子回路用基板。 - 【請求項8】前記フットパターンのうち前記予想位置よ
りも内側部分の長さL1と前記予想位置よりも前記外側
部分の長さL2との比は、約4対9である、請求項7に
記載の電子回路用基板。 - 【請求項9】前記フットパターンのうち前記予想位置よ
りも前記内側部分の面積S1と前記予想位置よりも外側
部分の面積S2との比は、約4対9である、請求項1〜
8のいずれかに記載の電子回路用基板。 - 【請求項10】前記矩形状に形成されたフットパターン
の一方の対角線上に、前記電子部品端面の前記予想位置
を有するよう形成されている、請求項7に記載の電子回
路用基板。 - 【請求項11】前記対角線の長さと前記電子部品端面の
幅が概ね同一となるよう形成されている、請求項10に
記載の電子回路用基板。
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