JP2004031934A

JP2004031934A - 実装型電子回路部品

Info

Publication number: JP2004031934A
Application number: JP2003136723A
Authority: JP
Inventors: Onori Kato; 加藤　大典; Yoshitaka Yoshida; 吉田　美隆
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】実装型電子回路部品にあって、その回路基板に対する接合強度を向上させる。
【解決手段】電子回路部品１の実装面の中央に、基板に対して接合されるダミー導電パッド６を設け、このダミー導電パッド６を、端子パッド４と同様に、回路基板上にリフロー半田付け等により接合するようにしたから、電子回路部品１は、その周縁で端子パッド４の接合により、回路基板に対して機械的に保持されると共に、その中央にあっても、ダミー導電パッド６により保持され、全体として保持強度が増して、耐衝撃性が向上し、電子回路部品１の回路基板からの剥離が抑止される。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話等各種無線通信機器に使用されるＬＣフィルタ，デュプレクサ，バラントランス，アンテナスイッチモジュール等の回路基板上に実装される実装型電子回路部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
実装面の周縁に、回路基板の所要導電路と接続する端子パッドが形成された実装型電子回路部品としては、例えば、アルミナ等の絶縁基板に共振用コンデンサとインダクタとを担持したＬＣフィルタや、アンテナ回路を内蔵したアンテナスイッチモジュール等、集積度の高いチップ状の実装型電子回路部品が種々提供されている。これらの実装型電子回路部品は、回路基板の所要導電路上に、実装面に形成された端子パッドをリフロー半田付け等により、機械的、電気的に接続して実装される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、電子機器等の小型化、高性能化、高密度実装化に対する要望が高まっており、このため、ＬＣフィルタ等の実装型電子回路部品が小形化すると共に、該電子回路部品を実装する回路基板も薄肉化してきており、電子回路部品の接合強度の確保が困難となり、かつ回路基板が外的衝撃により、湾曲し易くなってきた。また携帯電話等の民生分野にあっては、その取扱いが多様であり、かなり強い外的衝撃を前提とした設計が求められるようになってきた。一方、端子パッドは、スパッタリングやスクリーン印刷により極薄状に形成されるものであり、実装面に対する接合強度を十分確保することができない。
【０００４】
このような背景から、外的衝撃に対する実装型電子回路部品ｃの安定性，信頼性が問題になってきている。即ち、従来の構成にあっては、図９で示すように、電子回路部品ｃを実装する回路基板ｐが湾曲すると、該実装面において、曲げの外力により回路基板ｐの端子パッドｅに応力集中が発生し、端子パッドｅと電子回路部品ｃの実装面との間で剥離ｘを生じてしまう場合がある。また、この回路基板ｐの湾曲だけでなく、外的衝撃により直接的に電子回路部品ｃの剥離の可能性も高まって生きている。このような剥離を生ずると、実装型電子回路部品ｃが接続不良となり、携帯電話の通電不能等、実装型電子回路部品が適用されている装置そのものの故障を招来することとなる。
本発明は、かかる問題を解決することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、実装面の周縁に、回路基板の所要導電路と接続する端子パッドが形成された実装型電子回路部品において、該実装面の中央に基板に対して接合されるダミー導電パッドを設けたことを特徴とする実装型電子回路部品である。
ここでダミー導電パッドは、端子パッドとともにスクリーン印刷等により、形成され、従って、その形成に新たな工程が増えることはない。
【０００６】
かかる構成の実装型電子回路部品は、そのダミー導電パッドも、端子パッドと同様に、回路基板上にリフロー半田付け等により接合される。このため、実装型電子回路部品は、その周縁で端子パッドの接合により、回路基板に対して機械的に保持されると共に、その中央にあっても、ダミー導電パッドにより保持され、電子回路部品の中央部での浮きが防止される。したがって、該電子回路部品が小形化し、かつ回路基板が薄くなっても、保持強度が向上するために回路基板が湾曲しにくくなるとともに、耐衝撃性が向上し、電子回路部品の剥離が抑止される。
【０００７】
このダミー導電パッドは、複数の部分ダミーパッドに分割するようにしてもよい。すなわち、電子回路部品の実装面中央部でその接合面を広く確保しようとして、該ダミー導電パッドを大きく形成すると、その表面張力等により、スクリーン印刷時に中央の塗膜が薄くなって、該ダミー導電パッドを均一厚とすることができない場合がある。そこで、ダミー導電パッドを、塗膜の均一厚化を維持しうる適当な面積の、複数の部分ダミーパッドに分割するようにした。
【０００８】
各端子パッド及びダミー導電パッドの周縁を覆うようにして、実装面を絶縁層により被覆するようにしてもよい。この構成にあっては、実装型電子回路部品の各パッドの外周縁が絶縁層にて被覆され、これにより該外周縁が実装面に対して強く保持されるため、外的衝撃により回路基板が湾曲しにくくなるとともに、湾曲したとしても各パッドの剥離を生じにくい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
添付図面について本発明の一実施例を説明する。
図１は、アンテナスイッチモジュールである実装型電子回路部品１を示すものであり、ＬＣ回路を内蔵した多層ガラスセラミック基板（担持基板）２と、その上面に搭載したチップコンデンサやダイオード等のチップ部品（隠れて見えない）と、これらチップ部品を覆う金属キャップ３よりなる。この実装型電子回路部品１は、外観寸法例が厚１．８ｍｍ，縦４．０ｍｍ，横５．４ｍｍ等の矩形状であり、実装面の周縁には図２で示すように、複数の端子パッド４がスパッタリングやスクリーン印刷により極薄状に形成されている。この端子パッド４は、入出力端子，アース端子，アンテナ端子，ダミー端子等であり、導電性材料からなり、担持基板２内部に形成された回路の所要電路と接続されている。
【００１０】
一方、本発明にあっては、実装面の中央にダミー導電パッド６を、各端子パッド４と共に形成している。このダミー導電パッド６は、左右の部分ダミーパッド７ａ，７ｂに分割して構成されている。この部分ダミーパッド７ａ，７ｂは、縦１．６ｍｍ、横１．１ｍｍであり、部分ダミーパッド７ａ，７ｂ間は０．４ｍｍの間隔を生じさせている。上述の各設計寸法は、単に設計例を示すにすぎない。
【００１１】
かかる構成にあって、ダミー導電パッド６は、端子パッド４と同様に、回路基板上にリフロー半田付け等により接合される。このため、この実装型電子回路部品１は、その周縁で端子パッド４の接合により、回路基板に対して機械的に保持されると共に、その中央にあっても、ダミー導電パッド６により保持される。したがって、該電子回路部品が小形化し、かつ回路基板が薄くなっても、保持強度が向上するために回路基板が湾曲しにくくなるとともに、耐衝撃性が向上し、電子回路部品の剥離が抑止される。
【００１２】
また、このダミー導電パッド６は、部分ダミーパッド７ａ，７ｂで二分割して構成されている。すなわち、電子回路部品の実装面中央部でその接合面を広く確保しようとして、該ダミー導電パッドを大きく形成すると、その表面張力等により、スクリーン印刷時に中央の塗膜が薄くなって、該ダミー導電パッドを均一厚とすることができない場合があるが、このように、塗膜を均一とし得る適当な面積の部分ダミーパッド７ａ，７ｂで二分割したから、ダミー導電パッド６は、その全体として、均一厚となる。尚、このことは、単一パッドからなるダミー導電パッド６を本発明から除外するものではない。
【００１３】
このダミー導電パッド６は、端子パッド４とともにスクリーン印刷等により、同一導電材料により形成され、従って、その形成に新たな工程が増えることはない。
【００１４】
さらに本発明にあっては、図３，４で示すように、この実装型電子回路部品１の担持基板２の実装面に、絶縁層（オーバーコート）５を塗着し、該絶縁層５により、端子パッド４、部分ダミーパッド７ａ，７ｂの周縁を被覆するようにしているものである。これにより、後述する試験結果で示されるように、端子パッド４、部分ダミーパッド７ａ，７ｂは実装面に対して強固に保持される。そして、かかる実装型電子回路部品１は、図９で示すように回路基板ｐの所要面上に、リフロー半田付け等により、半田ロウｒを介して端子パッド４、部分ダミーパッド７ａ，７ｂの下面を接合し機械的に接続される。また、端子パッド４については、所要電路に対して電気的にも接続される。
【００１５】
ここで、絶縁層５は、アルミナーガラス系低温焼成セラミック材料からなり、その厚は３０〜５０μｍであり、図３，４で拡大して示すように、端子パッド４、部分ダミーパッド７ａ，７ｂの周縁に対して、０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍ程度の幅で重なるように被覆している。
【００１６】
図５は、かかる構成の曲げ強度を計測するのに用いた三点曲げ試験装置１０を示している。すなわち、端子パッド４、部分ダミーパッド７ａ，７ｂの周縁を０．１ｍｍの幅で重なるよう、絶縁層５をオーバーコートした実装型電子回路部品ｃ（前述したアンテナスイッチモジュール１相当品）を回路基板ｐ上に接合してなる試料ａを作製し、これを左右の支持杆１１，１１（直径４ｍｍφ）で支持する。そして該支持杆１１，１１の中間位置で上方に配置した押圧杆１２（直径４ｍｍφ）を試料に押し付け、ロードセルによりその圧力を読み取る。ここで支持杆１１，１１の間隔は２８ｍｍとし、押圧杆１２を５ｍｍ／ｍｉｎの速度で昇降する。また試料ａの回路基板ｐは、厚み０．８ｍｍ，縦３０ｍｍ，横３８ｍｍの外形寸法をもつガラスエポキシ樹脂（ＦＲー４）製を用いた。
【００１７】
図７は、その試験結果を示す。
ここでＡは、図６で示すように、長方形をなす回路部品ｃの長辺（横）を支持杆１１，１１間に沿った配置とした構成に係り、Ｂは、同じく回路部品ｃの短辺（縦）を支持杆１１，１１間に沿った配置とした構成に係るものである。かかる構成Ａ，Ｂに係る試料ａをそれぞれ各４個サンプルとして用いた。また、端子パッド４に絶縁層５でオーバーコートしない比較品として、上記と同様の構成Ａ，Ｂをサンプルとして用いた。
【００１８】
図７は、撓み量に対する破壊荷重を示すものである。この結果によれば、構成Ａにあって、絶縁層（オーバーコート）５の無い比較品（従来構成）では、平均値で撓み量０．８３ｍｍ、破壊荷重５５．４Ｎであったが、端子パッド４の周縁に絶縁層５を被覆した本発明品は、平均値で撓み量０．９３ｍｍ、破壊荷重６３．３Ｎとなり、比較品に比してそれぞれ１２％，１４％向上した。また、構成Ｂにあって、比較品（従来構成）では、平均値で撓み量０．５６ｍｍ、破壊荷重３５．６Ｎであったが、端子パッド４の周縁に絶縁層５を被覆した本発明品は、平均値で撓み量０．８０ｍｍ、破壊荷重５５．３Ｎとなり、比較品に比してそれぞれ４３％，５７％向上した。すなわち本発明にあっては剛性が増し、回路基板ｐ自体が撓みにくくなることが解った。
【００１９】
破壊時の判定は、図８で示す荷重曲線をレコーダで記録し、曲線にリップルが発生した時点を破壊時点とした。この判定結果では、実装面に絶縁層５を被覆しない比較品（従来構成）は、破壊時の荷重が低く、曲げ荷重に対して弱いことが示された。
【００２０】
この結果で明らかなように、端子パッド４の周縁上に、絶縁層５を被覆した構成は、端子パッド４周縁の保持強度が向上して、回路基板ｐの剛性が向上し、衝撃に対して、回路基板ｐ自体が曲がりにくくなると共に、図９で示すように、回路基板ｐが湾曲したとしても、端子パッド４が剥離しにくくなることが解った。
【００２１】
ここで、絶縁層５は各端子パッド４の周縁を整一に覆うために、スクリーン印刷，ＣＶＤ法またはスパッタ法等によりパターン形成することにより行われる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の実装型電子回路部品は、実装面の中央に、回路基板に対して接合されるダミー導電パッドを設け、このダミー導電パッドを、端子パッドと同様に、回路基板上にリフロー半田付け等により接合するようにしたから、その周縁で端子パッドの接合により、回路基板に対して機械的に保持されると共に、その中央にあっても、ダミー導電パッドにより保持され、全体として保持強度が増して、耐衝撃性が向上し、電子回路部品の回路基板からの剥離が抑止される。
このダミー導電パッドは、端子パッドとともにスクリーン印刷等により、形成され、従って、その形成に新たな工程が増えることはない。
【００２３】
また、このダミー導電パッドを、複数の部分ダミーパッドに分割して構成した場合には、ダミー導電パッドを、その全体として、均一厚とすることができる。
【００２４】
さらにまた、その実装面にあって、各パッドの周縁を覆うようにして、実装面を絶縁層により被覆した場合には、パッドの実装面に対する保持強度が向上し、耐衝撃性をさらに向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実装型電子回路部品１の斜視図である。
【図２】実装型電子回路部品１の裏面図である。
【図３】絶縁層５の被覆状態を示す要部の縦断側面図である。
【図４】絶縁層５の被覆状態を示す要部の一部切欠平面図である。
【図５】三点曲げ試験装置１０の概略図である。
【図６】試料の形態を示す平面図である。
【図７】撓み量と曲げ荷重の関係を示す図表である。
【図８】破壊時点を示す荷重と時間の関係を示すグラフである。
【図９】従来品の回路基板の湾曲に対する剛性を比較して示す説明図である。
【符号の説明】
１　実装型電子回路部品
４　端子パッド
５　絶縁層
６　ダミー導電パッド
７ａ，７ｂ　部分ダミーパッド

Claims

実装面の周縁に、回路基板の所要導電路と接続する端子パッドが形成された実装型電子回路部品において、該実装面の中央に基板に対して接合されるダミー導電パッドを設けたことを特徴とする実装型電子回路部品。
ダミー導電パッドを複数の部分ダミーパッドに分割したことを特徴とする請求項１記載の実装型電子回路部品。
各端子パッド及びダミー導電パッドの周縁を覆うようにして、実装面を絶縁層により被覆したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の実装型電子回路部品。