JP2011049260A - 回路基板に対するガスセンサ素子搭載パッケージの表面実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】リッドがパッケージ本体にガタツキの発生する状態で取り付けられているとしても、そのリッド付きのガスセンサ素子搭載パッケージを回路基板にハンダ付けで表面実装した場合、ガタツキの発生を防止できる実装構造を、コストの上昇を招かず提供する。
【解決手段】パッケージ本体１１０には、対向する両外側面１３１のそれぞれに凹部１３７を設けた。リッド１６０は、本体１１０の両外側面１３１のそれぞれに対面する対面部１６３を有している。この対面部１６３に、外側面１３１に沿って横向きに延び、自身の上面に上向き面部１６９ｂを有する横向き延設部１６９を設け、その先端の内向き凸部１６９ａを凹部１３７に入り込ませ、回路基板１８０のランド１８５上で凝固したハンダ１９５が、上向き面部１６９ｂに被さるようにしてリッド１６０を固定した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回路基板（プリント基板）に対するガスセンサ素子搭載パッケージの表面実装構造に関する。詳しくは、パッケージ本体の上面にリッドが取付けられたガスセンサ素子搭載パッケージを、パッケージ本体の下面に形成された各端子を介して回路基板の表面に形成された各端子に、ハンダ付けで表面実装する構造に関する。

パッケージ本体の上面において開口するキャビティ内にガスセンサ素子を収容して封止（密封）する構成のガスセンサ素子搭載パッケージは、その上面にリッド（キャップ又はカバーともいわれる）をロウ付けや接着剤により接合することが行われている。一方、収容する電子部品が特定ガス成分を検出する「ガスセンサ素子」である場合のように封止する必要がなく、単にその露出を防ぐことができればよいような場合には、パッケージ本体とリッド間で嵌合するような手段を用いてその取り付けが行われることがある（特許文献１）。

例えば、パッケージ本体（以下、単に本体とも言う）の対向する両外側面に対し、その下面寄り部位が相対的に凹む凹部（凹状の嵌合部）を形成しておき、リッドには、内向きに突出する内向き凸部を形成しておき、この凹部に入り込ませるというものである。具体的には、リッド（例えばステンレス鋼の薄板製）に対し、本体の上面における対向する両端位置で、その上面から下面に向かい、本体の外側面に対面するように折り曲げ形成した対面部を形成しておき、その各対面部に、本体の凹部に入り込むように突出する内向き凸部（嵌合突起）を形成しておく、というものである（特許文献１）。このようなリッドでは、各対面部相互間の間隔が広がるように、開脚状に弾性変形させて本体の上面に被せた後、その変形を解除して、内向き凸部を凹部に入り込ませることで、本体に取り付けられる。

また、このように形成したリッドは、それを本体の上面に被せるように載置し、その上面に向けて強く押し下げて、内向き凸部を本体の上面と外側面との角に当てて、対面部相互間を強制的に押し広げる（変形させる）ようにし、本体の凹部に入り込ませることもできる。（特許文献２）。さらに、各対面部を備えたリッドを本体に被せてから、各対面部の一部を本体の外側面側に向けて押して曲げ、そして曲げ形成した内向き凸部を凹部に入り込ませることもできる。

特開２００５−１６６７９０公報 特開２００２−１７４６０８公報の図３、図４

ところで、上記のように、リッドに事前に形成された内向き凸部を本体の外側面の凹部に入り込ませることでリッドを本体に取り付ける構成では、リッドにガタツキを起こすことがある。というのは、このような取付け構造とする場合には、各部品の凸部、凹部に与えられる寸法公差に基づき、嵌合時にはその両者間には微小とはいえ所定の隙間ができるように設計されるためである。また、被せてから対面部の一部を曲げ変形させて凹部に入り込ませる場合にも、その変形後に生じるスプリングバック（復元）作用により、リッドが本体に対してガタツキを生じる可能性がある。

したがって、このようなリッドの取付け構造を有するガスセンサ素子搭載パッケージを回路基板に表面実装し、これが振動を受けるような条件下に置かれる場合（例えば自動車に搭載される場合）には、リッドがパッケージ本体（又は回路基板）に対してガタツキを生じることがある。このようなガタツキの発生は異音の原因となり、或いは絶縁性のあるセラミックや樹脂からなるパッケージ本体部分にカケ、ワレ等の発生を招く可能性もある。

本発明は、上記したように、リッドがパッケージ本体に対してガタツキの発生する可能性のある状態で取り付けられているとしても、そのようなリッド付きのガスセンサ素子搭載パッケージを回路基板にハンダ付けで表面実装した場合には、ガタツキの発生を防止できる表面実装構造を、コストの上昇を招くことなく得られるようにすることにある。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、パッケージ本体の上面に対し、その上面において開口するキャビティ内に搭載されたガスセンサ素子を保護するようにリッドが被せられたガスセンサ素子搭載パッケージが、パッケージ本体の下面に形成された各端子を介して、回路基板の表面に形成された各端子にハンダ付けされてなる、回路基板に対するガスセンサ素子搭載パッケージの表面実装構造において、
前記リッドには、該パッケージ本体の外側面に対面するように形成された対面部を備えていると共に、該対面部には上方を向く上向き面部を有する一方、
前記回路基板の表面のうち、該上向き面部に対応する部位にはハンダ付け可能のランドが形成されており、
該ランド上において凝固したハンダが、前記上向き面部の少なくとも一部に被さると共に、前記リッドを前記回路基板の表面に沿って移動するのを規制するように固定していることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、
前記対面部は前記パッケージ本体の対向する両外側面のそれぞれに対面するように設けられており、この両対面部がリッド自身のバネ性にて該両外側面において前記パッケージ本体を挟み付けていることを特徴とする、記載の回路基板に対するガスセンサ素子搭載パッケージの表面実装構造である。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、
前記パッケージ本体は、対向する両外側面のそれぞれに凹部が設けられている一方、
前記対面部は、該パッケージ本体の前記両外側面のそれぞれに対面するように形成されていると共に、該対面部には、前記凹部に入り込み可能に形成され、自身の上面に上向き面部を有する内向き凸部を備えており、
この内向き凸部を前記凹部に入り込ませていることを特徴とする、回路基板に対するガスセンサ素子搭載パッケージの表面実装構造である。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２において、
前記パッケージ本体は、対向する両外側面のそれぞれに凹部が設けられている一方、
前記対面部は、該パッケージ本体の前記両外側面のそれぞれに対面するように形成されていると共に、該対面部には、前記外側面に沿うように横向きに延び、自身の上面に上向き面部を有する横向き延設部を備えており、しかも、該横向き延設部が備える内向き凸部を前記凹部に入り込ませていることを特徴とする、回路基板に対するガスセンサ素子搭載パッケージの表面実装構造である。

請求項１の発明の、回路基板に対するガスセンサ素子搭載パッケージの表面実装構造（以下、単に表面実装構造ともいう）によれば、ガスセンサ素子搭載パッケージが回路基板（マザーボード）に対し、双方の端子間でハンダ付けされて表面実装されているが、リッドは基板上の前記ランドに、前記上向き面部を介してハンダで固定されている。このため、表面実装される前のガスセンサ素子搭載パッケージにおいて、リッドが本体に対してガタツキのある状態で取り付けられていたとしても、そのリッドは、ガスセンサ素子搭載パッケージの表面実装状態においてはガタツキを発生することがない。

本発明において、リッドの「上向き面部」は、リッドの対面部において、本体の外側面に向って内向きに突出するような内向き凸部を形成した場合には、その内向き凸部における（内向き凸部自身の）上向き面が上向き面部となる。また、これとは逆に本体の外側面から離れる外方に向って突出するような外向き凸部を形成した場合には、その外向き凸部における上向き面が上向き面部となる。また、本体の外側面に沿うように横向きに延びる横向き延設部を備えているものでは、横向き延設部（自身）の上面も上向き面部となる。さらに、対面部に凸部が設けられていない場合、すなわち、対面部が一定厚さの平板部をなし、本体の外側面に沿って、上面から下面に向けて垂直に延びている場合において、その対面部に貫通穴が設けられている場合には、その貫通穴において上方を向く面が、上向き面部となる。

本発明においては重要なのは、前記ランド上において、前記対面部に形成された前記上向き面部にハンダが被さる形をなしている点にある。というのは、このようなハンダの存在により、リッドがステンレス鋼製やアルミニウム合金製からなるために、他の電子部品のハンダ付けに使用されているハンダでハンダ付けできないとしても、本発明ではリッドは回路基板上に固定され得るためである。すなわち、リッドがステンレス鋼製やアルミニウム合金製であれば、そのままでは通常の錫鉛合金系のハンダは濡れない。このため、対面部の横断面が上下方向）において同じで、回路基板上に単に垂直（回路基板の表面に対して垂直）に延びる形で形成されているような場合において、その対面部の周囲をハンダ（凝固したハンダ）が鋳ぐるみ状態に包囲しているとしても、ランドと対面部とはハンダ付けされていないためリッドは基板の上方に動く可能性がある。これに対して本発明では、前記上向き面部を有し、それにランド上に形成されたハンダが被さって凝固していることから、該上向き面部とハンダはハンダ付け状態にはないが、そのような動きを防止できる。したがって、本発明の表面実装構造では、リッドを本体、さらには回路基板にガタツキなく固定できる。 なお本発明において、ハンダが、前記上向き面部の少なくとも一部に被さる、というのはハンダが前記上向き面部の全体でもよいが、その一部において、鋳ぐるみ状又は包囲されるように形成されていることを意味する。

また、前記したことからも理解されるが、本発明において注目すべきは、本発明では、前記ランドに形成すべきハンダに、パッケージと回路基板の各端子間、或いは他の電子部品と回路基板の各端子間のハンダ付けに使用される錫鉛合金系の一般的なハンダペーストを使用できるという点である。したがって、前記ランドには、回路基板の表面の各端子におけるのと同様のハンダを、同じ印刷工程で形成できるし、端子間のハンダ付けのためのリフロー工程で同時にリッドの固定もできる。なお、前記ランドに印刷すべきハンダの量は、その溶融後の凝固において前記上向き面部の少なくとも一部に被さってハンダ塊となり、リッドを固定できる程度に印刷しておくか、そのように凝固するように溶融半田を流し込めばよい。このように本発明によれば、パッケージを回路基板に表面実装する工程として見ると、従来と同様の工程で、パッケージ本体とともにリッドも基板に固定できる。したがって、リッドが、例えハンダ付けされない素材からなるとしても、格別のコストアップを招くことなく、リッドのガタツキのない表面実装構造を得ることができる。

請求項１の発明では、表面実装状態においてリッドが基板に固定されていればよく、したがって、リッドをパッケージ本体に被せる工程（時期）はいつでもよい。すなわち、基板に対する表面実装後でもよいが、リッド付きのガスセンサ素子搭載パッケージとした後、基板上に位置決め配置して、リフローして表面実装するのが好ましい。請求項２の発明においては、リッドはその両対面部がリッド自身のバネ性にて、本体の両外側面において該パッケージ本体を挟み付けている構成を有しているから、パッケージの取り扱いと共に、回路基板に対する位置決め、配置の簡易、迅速化が図られる。

請求項３の発明では、本体の外側面の凹部に対してリッドの内向き凸部が入り込んでいる。このため、請求項２のようにバネ性では挟み付けているだけのものより、リッド付きのガスセンサ素子搭載パッケージとして、その組付け状態が安定している。すなわち、本発明では、本体にリッドを取り付けた状態のパッケージとしてこれを取り扱ったり、動かしたりしても、リッドが本体から分離又は脱落しにくいため、パッケージの取り扱いや移動が容易となる。しかも、内向き凸部自体が上向き面部を有するため、前記対面部には別途独立の凸部等を設けて上向き面部を設ける必要もないから、構造の複雑化を招くことなく、リッドをランド上にハンダで固定できる。

請求項４の発明では、横向き延設部を設けたため、内向き凸部が形成し易くなると共に、ハンダによるリッドの固定が容易となる。なお、請求項３又は４においては、内向き凸部は、リッドを本体の上面に被せる前（事前）に形成しておき、「背景技術」で説明したように、各対面部相互間の間隔が広がるように、又は外方にそれらを開脚状に弾性変形させて本体の上面に被せた後、その変形を解除して、その内向き凸部を凹部に入り込ませることで、リッドを本体に取り付けてもよい。また、リッドを本体の上面に被せるように載置し、相対的にリッドを強く押し下げて、内向き凸部を本体の上面と外側面との角に当てて、対面部相互間を強制的に押し広げるようにし、その外側面の凹部に入り込ませるようにしてもよい。さらに、内向き凸部は、リッドを本体の上面に被せてから、各対面部（又は横向き延設部）の一部を本体の外側面側に押して内向き凸部を形成し、凹部に入り込ませてもよい。したがって、請求項３又は４の発明では、リッドはバネ性及又は変形性に優れた加工容易な素材（例えば、ステンレス鋼製薄板）で形成するのが好ましい。

本発明の「表面実装構造」の第１実施形態例を説明する一部破断面図、及びその要部拡大断面図。 図１の「表面実装構造」をリッドの対面部側から見た一部破断面図（側面図）。 図１の「表面実装構造」に用いたガスセンサ素子搭載パッケージを上面から見た斜視図。 図１の「表面実装構造」に用いたガスセンサ素子搭載パッケージを下面から見た斜視図。 図１の「表面実装構造」に用いたガスセンサ素子搭載パッケージを下から見た図。 図１のパッケージにおいてその本体にリッドを組付ける前の上から見た分解斜視図。 左図はパッケージ本体の上面にリッドを載置した要部拡大断面図であり、右図は、左図において横向き延設部の先端寄り部位を凹部内に入り込ませた図。 回路基板の表面の所定位置にガスセンサ素子搭載パッケージを位置決め、載置した状態の一部破断面図。 本発明の「表面実装構造」の第２実施形態例を説明する一部破断面図、及びその要部拡大断面図。 図９の「表面実装構造」に用いたパッケージを下から見た斜視図。 本発明の「表面実装構造」の第３実施形態例の説明用斜視図。 図１１の要部のうち、ハンダの部分を一部破断して示した拡大図。 図１２において上向き面部がハンダで被せられている状態を説明する断面図。

（第１実施形態例）
本発明を具体化した、回路基板に対するガスセンサ素子搭載パッケージの表面実装構造の第１実施形態例について説明する。まず、この形態例の構成及び効果の概要について、図１〜図５等に基づいて説明した後、さらに詳細に説明する。すなわち、本形態ではガスセンサ素子搭載パッケージ１０１は、図６に示したように、キャビティ１１５内にガスセンサ素子１５０を搭載したもので、パッケージ本体１１０は、対向する２つの両外側面１３１のそれぞれにおいて相対的に凹むように形成された凹部１３７が設けられている。このパッケージ本体１１０の上面１１３に被せられたリッド１６０は、同本体１１０の前記両外側面１３１のそれぞれに対面するように略直角に折り曲げ形成された対面部１６３を備えている。ただし、この各対面部１６３は左右の両側端寄り部位において下に向かって延びる下向き延設部１６７をそれぞれ有しており、その各下向き延設部１６７の下端部において、本体１１０の外側面に沿って、両者の端部（先端）が近接するように横向きに延びる横向き延設部１６９を備えており、この横向き延設部１６９の先端寄り部位が内向き凸部１６９ａをなし、凹部１３７に入り込んだ構成を有している。

本形態では、このようなパッケージ１０１が、本体１１０の下面１２５に形成された端子１２７を介して回路基板１８０の表面１８１に形成された端子１８３にハンダ付けされている。そして、基板１８０の表面のうち、リッド１６０における横向き延設部１６９に対応する部位には、ハンダ付け可能のランド１８５が形成されており、このランド１８５上においてその横向き延設部１６９の先端寄り部位（内向き凸部１６９ａ）を含む部分の上向き面部をなす上縁１６９ｂを、ハンダ１９５が鋳ぐるみ状をなして凝固してている。このハンダ１９５は、凹部１３７内においてハンダ塊をなし、リッド１６０を固定している。これにより、本形態の表面実装構造においては、その実装前（基板へのハンダ付け前）において、リッド１６０が本体１１０に対してガタツク状態にあったとしても、基板１８０に対しても、さらには本体１１０に対してもがたつくことがない。

次に、本形態の表面実装構造の詳細について、パッケージ本体１１０等の各部品の詳細を含め、図１〜図８に基づいて説明する。本形態で例示しているガスセンサ素子搭載パッケージ１０１は、自動車に搭載されるガスセンサのケーシング内に収容される回路基板１８０の表面１８１に実装され、ＮＯｘ等の濃度変化を検知するためのガスセンサ素子１５０を搭載（収容）したものである（図６照）。このパッケージ１０１を構成するパッケージ本体１１０は、セラミック積層構造（例えば４層）で平面視、略矩形の直方体形状をなしている。本例では、図６に示したように、本体１１０の上面１１３において矩形枠状に開口するキャビティ１１５内にガスセンサ素子（以下、センサ素子、又は単に素子とも言う）１５０が２個搭載されたものが例示されている。そして、その両センサ素子１５０を保護するように、本体１１０の上面（平面からなる矩形枠部）１１３に対し、金属製のリッド１６０が被せられて取り付けられている。

このようなパッケージ１０１をなすパッケージ本体１１０は、その周囲（外壁面）のうち、平面視（本体１１０を上面１１３から見て）、長辺をなす対向する外側面１２１には、それぞれ本体１１０の厚さ方向に、半円状に凹設されて延びる凹部１２３が複数、形成されて、いわゆるキャスタレーションを形成している。この各凹部１２３の表面には、金属層（図示せず）が形成されており、この金属層を介して、搭載された各センサ素子１５０の電極と本体１１０の下面（裏面）１２５の適所に形成された端子（金属層からなる電極端子）１２７に電気的に接続されている。

一方、本体１１０の外側面のうち、平面視、短辺をなす対向する各外側面１３１は、長辺をなす外側面１２１とのコーナー寄りの所定部位１３２を除く、その両コーナー寄りの所定部位１３２に挟まれる中間部位１３３（図５、図６参照）が、上下にわたり、平面視又は裏面視（下面１２５から見て。図５参照）、本体１１０の中央に向けて若干、引下る（凹む）ように凹設されている。なお、短辺をなす対向する各外側面１３１は同様に形成されているため、以下、その一方について説明する。すなわち、その中間部位１３３において、図１中の拡大図に示したように、本体１１０の上面１１３から２層のセラミック層１１，１２のなす外側面１３１ａが、相対的に所定量、外方に張出すように形成されて張出し部１３５をなし、その張出し部１３５より下の、本体１１０の下面１２５から２層のセラミック層１３，１４のなす外側面１３１ｂが相対的に、内方に引下り、凹部１３７をなしている。なお、本体１１０の各所において露出する端子等の各金属層には、ニッケルメッキ及び仕上げメッキとして金メッキがかけられている。

次に、リッド１６０について、先ず、本体１１０に組み付けられる前の形態を図６等に基づいて詳細に説明する。このリッド１６０は例えば、ステンレス鋼製の薄板から次のように形成されている。すなわち、本体１１０の上面１１３の輪郭と略一致する略矩形の平板部１６１と、その対向する各短辺側において、本体１１０の対向する両短辺の外側面１３１のそれぞれに対面するように、略直角に折り曲げ形成された対面部１６３をそれぞれ備えている。なお、この対向する両対面部１６３は同じ構成とされている。各対面部１６３は、平板部１６１の対向する各短辺側において折り曲げ形成されたスカート部１６５と、その各スカート部１６５の左右の端から、本体１１０の平面視、短辺側の各外側面１３１に対面する形で横方向に間隔をおいて下向きに延びる２つの下向き延設部１６７を備えている。また、各下向き延設部１６７の下端側からは、先端が互いに近接するように、外側面１３１に沿って横向きに延びる横向き延設部１６９を備えている。この各横向き延設部１６９の先端寄り部位は、リッド１６０を本体１１０の上面１１３に被せるために載置し、凹部１３７の底である外側面１３１ｂに向けて外方から真横に押して曲げ変形させられることで、その凹部１３７に入り込んで内向き凸部１６９ａをなすように形成されている。

なお、スカート部１６５の下縁１７０は、図１中の拡大図に示したように、リッド１６０を本体１１０の上面１１３に被せた際に、張出し部１３５の下の凹部１３７の下向き壁面１３６より上に位置して、張出し部１３５における外側面１３１ａに対面するように設定されている。また、リッド１６０を本体１１０の上面１１３に被せるために載置した際、横向き延設部１６９の上縁１６９ｂは、凹部１３７の下向き壁面１３６より下に位置するように設定されており、その下縁は本体１１０の下面１２５より若干上に位置するように設定されている。なお、この各対面部１６３は、本例では本体１１０の平面視、短辺において凹設された中間部位１３３に対応する外側面１３１に対面するように、すなわち、両コーナー寄りの所定部位１３２に挟まれる中間部位１３３内に納まるように、その外幅が設定されている。

また、リッド１６０における矩形平板部１６１には、キャビティ１１５内に搭載された素子１５０に、パッケージ１０１外の環境気体が行き渡るように（流通可能に）、ガス通過用の円形の貫通孔（通気孔）１６１ｂが複数、適所に設けられている。なお、本形態のリッド１６０は、これらの貫通孔１６１ｂや対面部１６３等に上記した所定形状が得られるように、ステンレス鋼製薄板をプレスにより打抜き形成した後、対面部１６３を矩形平板部１６１に対して、略直角に曲げ形成してなるものである。

しかして、このようなリッド１６０は次のようにして本体１１０に取り付けられる。すなわち、リッド１６０は相対的に、素子１５０を搭載した本体１１０の上面１１３に載置され、対向する対面部１６３が、本体１１０の対向する各短辺において凹設された中間部位１３３においてその外側面１３１に対面するように位置決めされる（図６、図７左図参照）。次に、各横向き延設部１６９の先端寄り部位を、外方から押して曲げ変形する（図７右図参照）。こうすることで、先端寄り部位は内向きに突出する内向き凸部（以下、内向き凸部１６９ａ）となり、凹部１３７に入り込まされる。これにより、リッド１６０は本体１１０の上面１１３に被せられて、分離しないように取り付けられている。ただし、このように凹部１３７内に入り込んでいる（嵌合している）内向き凸部１６９ａは、凹部１３７の底である外側面１３１ｂに押付けられたとしても、スプリングバックによりその面１３１ｂから微量離間して隙間が生じている（図７右図参照）。したがって、このように組み付けられたガスセンサ素子搭載パッケージ１０１の状態においては、リッド１６０は本体１１０に対してその隙間分、ガタツキがある。

図１は、このようしてリッド１６０が取り付けられてなるガスセンサ素子搭載パッケージ１０１を、本体１１０の下面１２５の端子１２７を介して、回路基板（マザーボード）１８０の表面１８１に形成された対応する端子１８３に所定のハンダ１９３によりハンダ付けして表面実装した説明用断面図である。ただし、同図に示したように、回路基板１８０には、ガスセンサ素子搭載パッケージ１０１をなす本体１１０が配置される部位の表面１８１のうち、平面視、リッド１６０における横向き延設部１６９の内向き凸部１６９ａに対応する部位にはハンダ付け可能のランド１８５が形成されている。そして、このランド１８５上において、内向き凸部１６９ａの上縁１６９ｂである上向き面部（以下、上向き面部１６９ｂ）にハンダ１９５が被さる形で凝固している。本例では、図１中の拡大図に示したように、内向き凸部１６９ａは本体１１０の凹部１３７内に入り込んでおり、ランド１８５上のハンダ１９５は、図１、図２に示したように、内向き凸部１６９ａを鋳ぐるむようにして凹部１３７内に流れ込んで凝固している。

すなわち、この表面実装構造においては、ランド１８５上のハンダ１９５が内向き凸部１６９ａの上向き面部１６９ｂに跨って、鋳ぐるみ状（包囲する形）を成してランド１８５上に付着している。これにより、本形態の表面実装構造においては、本体１１０の対向する両外側面１３１に形成された凹部１３７に入り込んでいるリッド１６０の内向き凸部１６９が、基板１９０上に形成されたランド１８５上においてハンダ１９５によって固定されており、リッド１６０は基板１９０の表面１９１に固定されている。したがって、リッド１６０が本体１１０に対して緊密に固定されておらず、表面実装前においてガタツキのある状態にあったとしても、表面実装後においては、基板１８０に対しても本体１１０に対してもがたつくことがない。

しかも、本形態ではリッド１６０はステンレス鋼製であるため、その表面の酸化皮膜の存在により、通常の錫鉛合金系ハンダではハンダ付けされないが、リッド１６０における内向き凸部１６９がランド１８５においてハンダが被さる形をなして固定されているため、リッド１６０は動くこともなく回路基板１８０に固定されている。すなわち、リッド１６０の固定用にランド１８５に形成するハンダ１９５は、パッケージ１０１の下面１２５の端子１２７に接続される基板１８０の各端子１８３に印刷するのと同じハンダを用いることができるため、ランド１８５上のハンダ１９５も、パッケージ接続用の端子に形成すべきハンダ（ペースト）と同一工程で印刷でき、したがって、同一のリフロー工程で溶融、凝固できる。

この表面実装の工程は次のようである。すなわち、図８に示したように、各端子１８３やランド１８５に所定量のハンダペーストＨが印刷された回路基板１８０に対し、パッケージ１０１を位置決め、載置する。すなわち、パッケージ１０１をその端子１２７が回路基板１８０の対応する端子１８３に一致するようにして基板１８０の表面に位置決め、載置する。この配置においては、基板１８０の表面１８１に形成されたランド１８５上には、リッド１６０における横向き延設部１６９の内向き凸部１６９ａが位置している。これにより、その後リフロー工程に送ることで、本体１１０の下面１２５の端子１２７は、回路基板１８０の表面１８１に形成された対応する端子１８３とハンダ付けされ、図１に示したように所望とする表面実装構造が得られる。

とくに本形態では、リッド１６０における内向き凸部１６９を、本体１１０の対向する両外側面の凹部１３７に入り込ませてなる、リッド１６０付きのパッケージ１０１とした状態において、内向き凸部１６９ａをランド１８５にハンダ１９５で固定しているため、高い固定力が得られる。なお、ハンダ１９５の被さり形態や被さる量は必要な固定力に応じて適宜に、その印刷量を設定すればよい。また、要すれば、内向き凸部１６９ａを固定すべきハンダ１９５は、その上向き面部１６９ｂに被さる形をなすように、上から流し込んでもよい。本形態では本体１１０の対向する両方の凹部１３７に入り込ませた内向き凸部１６９ａについて、基板１８０のランド１８５上で固定した場合を例示したが、本体１１０の片方の凹部１３７に入り込ませた内向き凸部１６９ａにおいてのみ、その固定を行うこともできる。

なお、本形態では、横向き延設部１６９の先端寄り部位を、外方から押して曲げ変形して内向きに突出する内向き凸部１６９ａを形成し、この内向き凸部１６９ａを凹部１３７に入り込ませて、横向き延設部１６９の上向き面部１６９ｂにハンダ１９５が被さる形を成している。しかし、本発明では、このように曲げ変形して内向き凸部１６９ａを形成することなく、図７左図の状態において、横向き延設部１６９の上向き面部１６９ｂにハンダ１９５を被せるようにしてリッド１６０を固定してもよい。ただし、この場合には、リッド１６０が本体１１０と分離しないように、例えば、対向する両対面部１６３が、リッドのバネ性により本体１１０の対向する両外側面１３１ａを挟み付けるようにしておくとよい。

（第２実施形態例）
さて次に本発明の表面実装構造の別例（第２実施形態例）について図９、図１０に基づいて説明する。ただし、本例に用いたパッケージは２０１は、図１０に示したように、リッド１６０における内向き凸部１６９ａが、対面部１６３の左右において下向きに延びる下向き延設部１６７の下端において本体１１０側に向けて（本体１１０の凹部１３７に向けて）略直角に折り曲げられて形成されている。そして、この内向き凸部１６９ａが、本体１１０の下面１２５と外側面１３１とのコーナーに切欠き状に形成された凹部１３７に入り込まされている点のみが、第１実施形態例におけるパッケージと相違する。したがって、同一の部位には同一の符号を付し、その説明を省略する。以下の例でも同様とする。すなわち、このものでは、図９に示したように、ランド１８５に形成されたハンダ１９５は、本体１１０の凹部１３７内において、内向き凸部１６９ａの上向き面部１６９ｂの上に被さるように流れ込んで凝固しており、リッド１６０をランド１８５上で固定している。このように、本発明において内向き凸部１６９ａの形状、構造は各種の形態のものとして具体化できる。

（第３実施形態例）
図１１〜図１３は、本発明の第３実施形態例を示したものであるが、このものは、本体１１０に対するリッド１６０の取付け構造をさらに簡略化したものである。すなわち、本例のパッケージ３０１では、本体１１０の対向する各外側面１３１に対し、リッド１６０における対面部１６３を対面させるようにしている。ただし、その対面部１６３における左右の各側において下向きに延びる下向き延設部１６７の下端を、前記例のように、本体１１０の凹部１３７に向かう内向きではなく、それとは逆に外方に折り曲げて外向き凸部１７０を形成している。そして、本例では、その外向き凸部１７０の上向き面部１６９ｂに、ランド１８５上に形成したハンダ１９５が被さるようにして凝固しており、外向き凸部１７０をランド１８５上においてハンダ１９５で固定している。

なお、本例では、本体１１０の外側面１３１に凹部１３７はなく、したがって、リッド１６０はその対面部１６３を、上下において平らな外側面１３１に対面させて本体１１０に取り付けられている。このような本例ではリッド１６０はその両対面部１６３で、それ自身のバネ性により本体１１０の対向する両外側面１３１を挟み付けるように形成しておくのが好ましい。このようにしておけば本例のガスセンサ素子搭載パッケージ３０１も、上記した各形態のものと同様に、リッド付きのパッケージとして取扱うことができ、回路基板１８０上の所定位置に容易に配置できるためである。ただし、このようなバネ性がないとしても、ガスセンサ素子１５０を搭載した本体１１０を先に基板１８０上に配置し、その後、本体１１０に対してリッド１６０を被せてから、ハンダのリフロー工程に送ることで、本発明の表面実装構造は得られる。

本発明の表面実装構造は、上記した各形態例のものに限定されるものではなく、回路基板の表面に形成したランド上で、リッドの上向き面部の少なくとも一部にハンダが被さり、リッドを固定することができればよく、そのようなガスセンサ素子搭載パッケージにおいて広く適用できる。すなわち、パッケージ本体に取り付けられるリッドが動く可能性のあるガスセンサ素子搭載パッケージが回路基板に表面実装される構造に広く適用できる。もちろん、パッケージ本体やリッドの材質に関係なく適用できる。

１０１，２０１，３０１ ガスセンサ素子搭載パッケージ
１１０ パッケージ本体
１１３ パッケージ本体の上面
１１５ キャビティ
１２５ パッケージ本体の下面
１２７ パッケージ本体の下面に形成された端子
１３１ パッケージ本体の外側面
１３７ パッケージ本体ｋ外側面の凹部
１５０ ガスセンサ素子
１６０ リッド
１６３ リッドの対面部
１６９ 横向き延設部
１６９ａ 内向き凸部
１６９ｂ 上向き面部
１８０ 回路基板
１８１ 回路基板の表面
１８３ 回路基板の表面に形成された端子
１８５ 回路基板の表面のランド
１９５ ランド上において凝固したハンダ

Claims (4)

1. パッケージ本体の上面に対し、その上面において開口するキャビティ内に搭載されたガスセンサ素子を保護するようにリッドが被せられたガスセンサ素子搭載パッケージが、パッケージ本体の下面に形成された各端子を介して、回路基板の表面に形成された各端子にハンダ付けされてなる、回路基板に対するガスセンサ素子搭載パッケージの表面実装構造において、
   前記リッドには、該パッケージ本体の外側面に対面するように形成された対面部を備えていると共に、該対面部には上方を向く上向き面部を有する一方、
   前記回路基板の表面のうち、該上向き面部に対応する部位にはハンダ付け可能のランドが形成されており、
   該ランド上において凝固したハンダが、前記上向き面部の少なくとも一部に被さると共に、前記リッドを前記回路基板の表面に沿って移動するのを規制するように固定していることを特徴とする、回路基板に対するガスセンサ素子搭載パッケージの表面実装構造。
2. 請求項１において、
   前記対面部は前記パッケージ本体の対向する両外側面のそれぞれに対面するように設けられており、この両対面部がリッド自身のバネ性にて該両外側面において前記パッケージ本体を挟み付けていることを特徴とする、記載の回路基板に対するガスセンサ素子搭載パッケージの表面実装構造。
3. 請求項１又は２において、
   前記パッケージ本体は、対向する両外側面のそれぞれに凹部が設けられている一方、
   前記対面部は、該パッケージ本体の前記両外側面のそれぞれに対面するように形成されていると共に、該対面部には、前記凹部に入り込み可能に形成され、自身の上面に上向き面部を有する内向き凸部を備えており、
   この内向き凸部を前記凹部に入り込ませていることを特徴とする、回路基板に対するガスセンサ素子搭載パッケージの表面実装構造。
4. 請求項１又は２において、
   前記パッケージ本体は、対向する両外側面のそれぞれに凹部が設けられている一方、
   前記対面部は、該パッケージ本体の前記両外側面のそれぞれに対面するように形成されていると共に、該対面部には、前記外側面に沿うように横向きに延び、自身の上面に上向き面部を有する横向き延設部を備えており、しかも、該横向き延設部が備える内向き凸部を前記凹部に入り込ませていることを特徴とする、回路基板に対するガスセンサ素子搭載パッケージの表面実装構造。

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