JP2012134196A - チップ型電子部品の実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】余分なコストを掛けることなく、フレキシブル基板６の歪みに対してコンデンサ７に加わる応力を抑制できるコンデンサ７の実装構造を提供する。
【解決手段】コンデンサ７は、長手方向の側面が、第１のランド１２の長手方向と平行に配置され、且つ、コンデンサ７の長手方向全体が第１のランド１２の長手方向の範囲内に配置される。また、コンデンサ７は、第１のランド１２の長手方向の長さをＡとし、第１のランド１２の長手方向の側面からコンデンサ７の反ランド側の側面までの距離をＢとすると、Ａ≧Ｂの関係が成立する範囲内に配置される。
上記の様に、コンデンサ７を第１のランド１２に近接して実装配置することにより、フレキシブル基板６に歪みが生じた場合に、コンデンサ７及び半田付け部に加わる応力が軽減され、クラック等の発生を防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、フレキシブル基板に表面実装されるチップ型電子部品の実装構造に関する。

従来技術として、特許文献１に開示されたセラミックコンデンサの実装方法に係る発明が公知である。
プリント配線基板やアルミ基板等にセラミックコンデンサを直接半田付けにより実装した場合、セラミックコンデンサと基板との熱膨張係数が大幅に異なるため、大きな熱ストレスが加わると、セラミックコンデンサが割れるという問題が生じる。これに対し、特許文献１には、図４に示すように、フレキシブル基板１００に開口部１０１を形成し、その開口部１０１を跨ぐようにセラミックコンデンサ１１０をフレキシブル基板１００に半田付けした後、このフレキシブル基板１００をアルミ基板１２０もしくはプリント配線基板に実装する技術が開示されている。

また、特許文献２には、図５に示す様に、フレキシブル基板２００に半田付けされた部品２１０を保護する手段として、絶縁材料によって形成される保護部材２２０をフレキシブル基板２００の表面に装着する技術が開示されている。保護部材２２０は、例えば、図５（ａ）に示す様に、フレキシブル基板２００に実装された部品２１０の周囲を囲むロの字形に形成され、適当な剛性を有している。この保護部材２２０をフレキシブル基板２００に装着することで、この部分（保護部材２２０が装着されている部分）の剛性が高くなるため、フレキシブル基板２００が容易に湾曲することはない。これにより、図５（ｂ）に示すように、ローラ２３０の外周をフレキシブル基板２００が移動する際に、保護部材２２０によって囲まれた部分が湾曲することを抑制できるので、部品２１０および半田２４０が装着された部分の両端（図中２４１、２４２）に不要な剥離力が作用することはなく、部品２１０および半田２４０を保護することができる。

特開平０６−６９６２５号公報 特開平０８−１３９４３７号公報

ところが、特許文献１に開示された実装方法では、セラミックコンデンサ１１０が半田付けされたフレキシブル基板１００をアルミ基板１２０もしくはプリント配線基板に実装する必要があるため、アルミ基板１２０もしくはプリント配線基板のコストが余分に掛かってしまう。また、フレキシブル基板１００が実装されるアルミ基板１２０もしくはプリント配線基板は、必然的にフレキシブル基板１００より体格（長さ、幅、厚み）が大きくなるため、セラミックコンデンサ１１０を保護するために必要なスペースが大きくなり、セラミックコンデンサ１１０の実装方法として実用的とは言えない。

一方、特許文献２の従来技術では、保護部材２２０のコストが余分に掛かるだけでなく、フレキシブル基板２００に実装される部品２１０の周囲を保護部材２２０で囲むため、フレキシブル基板２００に実装される他の部品と保護部材２２０との干渉を回避する必要があり、保護部材２２０の装着スペースを確保することが困難である。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、余分なコストを掛けることなく、フレキシブル基板の歪みに対してチップ型電子部品に加わる応力を抑制できるチップ型電子部品の実装構造を提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、フレキシブル基板に表面実装されるチップ型電子部品の実装構造であって、フレキシブル基板には、他の電子部品のリード端子が半田付けされるランドが設けられており、チップ型電子部品は、長手方向の一側面がランドの長手方向の一側面に近接して配置されると共に、チップ型電子部品の長手方向全体がランドの長手方向の範囲内に配置され、ランドの長手方向の長さをＡとし、ランドの一側面からチップ型電子部品の反ランド側の側面までの距離をＢとすると、Ａ≧Ｂの関係が成立する範囲内にチップ型電子部品が実装されることを特徴とする。

上記の構成によれば、他の電子部品のリード端子を半田付けするためのランドに近接してチップ型電子部品を実装配置することにより、ランドに塗布される半田の剛性を利用して、チップ型電子部品及び半田付け部（チップ型電子部品の半田付け部）に不要な荷重が加わることを抑制できる。その結果、フレキシブル基板に歪み等が生じた場合に、そのフレキシブル基板の歪み等がチップ型電子部品及び半田付け部に影響を及ぼさないようにできる、あるいは、影響を小さくできる。これにより、フレキシブル基板の歪み等によってチップ型電子部品及び半田付け部に掛かる荷重を低減できるので、チップ型電子部品及び半田付け部に生じる応力が軽減され、その応力によるチップ型電子部品の損傷を防止できる。

また、本発明では、上記の様に、他の電子部品を実装するためのランドとチップ型電子部品との位置関係を特定することによって、フレキシブル基板の歪み等に対するチップ型電子部品及び半田付け部の損傷を防止している。この構成によれば、特許文献１に記載されたアルミ基板やプリント配線基板、あるいは、特許文献２に記載された保護部材等の部品を使用してチップ型電子部品を保護する必要はないので、特許文献１、２の従来技術と比較して余分なコストが掛かることもない。

（請求項２の発明）
請求項１に記載したチップ型電子部品の実装構造において、チップ型電子部品は、長手方向の側面がランドの長手方向と平行に配置されていることを特徴とする。
本発明のチップ型電子部品は、フレキシブル基板に実装される平面形状が矩形状であるため、短手方向より応力に弱い長手方向の側面をランドの長手方向と平行に配置することで、フレキシブル基板の歪み等によるチップ型電子部品の損傷を効果的に防止できる。

（請求項３の発明）
請求項１または２に記載したチップ型電子部品の実装構造において、リード端子およびランドをそれぞれ第１のリード端子および第１のランドと呼ぶ時に、他の電子部品は、第１のリード端子の他に第２のリード端子を有し、フレキシブル基板は、第１のランドの他に、第２のリード端子の端部が半田付けされる第２のランドを有し、第１のランドの長手方向と第２のランドの長手方向とが直交して設けられている。チップ型電子部品は、短手方向の一端面が第２のランドの長手方向の一側面に近接して配置されると共に、チップ型電子部品の短手方向全体が第２のランドの長手方向の範囲内に配置され、第２のランドの長手方向の長さをＣとし、第２のランドの一側面からチップ型電子部品の短手方向の一端面までの距離をＤとすると、Ｃ≧Ｄの関係が成立する範囲内にチップ型電子部品が実装されることを特徴とする。

上記の構成によれば、チップ型電子部品の長手方向の側面が第１のランドに近接して配置され、且つ、短手方向の端面が第２のランドに近接して配置されるので、フレキシブル基板の歪み等の影響をチップ型電子部品がより受けにくくなる。その結果、例えば、フレキシブル基板に歪みが生じた場合でも、チップ型電子部品及び半田付け部に生じる応力を更に軽減できるので、応力によるクラック（ひび割れ）等の損傷を防止できる。

（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載した何れかのチップ型電子部品の実装構造において、チップ型電子部品は、電磁ノイズを除去するための積層セラミックコンデンサであることを特徴とする。電極を形成したセラミックシートを積み重ねて構成される積層セラミックコンデンサは、例えば、フレキシブル基板の僅かな歪みによって容易にクラックが発生する恐れがある。そこで、ノイズフィルタとして積層セラミックコンデンサを使用する場合に、本発明の実装構造を適用することで、フレキシブル基板の歪みによる積層セラミックコンデンサのクラックを防止できる。

（請求項５の発明）
請求項１〜４に記載した何れかのチップ型電子部品の実装構造において、他の電子部品は、磁界の磁束密度を検出するホールＩＣであり、このホールＩＣの出力信号に応じて回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置に適用されることを特徴とする。
上記の回転角度検出装置は、例えば、内燃機関の吸入空気量を調節するスロットルバルブ（前記回転体）の開度を検出するスロットルポジションセンサである。

フレキシブル基板へのコンデンサの実装構造を示す平面図である。 （ａ）フレキシブル基板が配設されるセンサカバーの内側平面図、（ｂ）センサカバーの側面図である。 スロットルボディの側面図である。 特許文献１に開示されたコンデンサの実装方法を示す断面図である。 （ａ）特許文献２に係る従来技術を示す平面図、（ｂ）同従来技術を示す断面図である。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

（実施例１）
この実施例１は、本発明に係るチップ型電子部品の実装構造をスロットルポジションセンサに適用した一例を説明する。
スロットルポジションセンサ１は、図３に示す様に、内燃機関の吸入空気量を調節するスロットルバルブ２の開度を検出するもので、磁界の磁束密度に応じた電圧（ホール電圧）を増幅して出力するホールＩＣ３を備える。このホールＩＣ３は、樹脂製のセンサカバー４に取り付けられ、このセンサカバー４が、スロットルバルブ２を収容するスロットルボディ５の側面に固定されている。

センサカバー４の内面には、図２（ａ）に示す様に、フレキシブル基板６が配設され、このフレキシブル基板６に２個のホールＩＣ３と４個のコンデンサ７が実装される。また、センサカバー４の一方の側面には、図２（ｂ）に示す様に、外部の電子制御ユニットであるＥＣＵ（図示せず）と電気的に接続するためのコネクタ８が設けられている。
ホールＩＣ３は、図１に示す様に、内蔵するホール素子（図示せず）に制御電流を流すための入力端子９と、ＧＮＤ電位に接続するためのアース端子１０と、電圧信号を出力するための出力端子１１とから成る３本のリード端子を有し、各リード端子の端部がフレキシブル基板６に設けられるランドに半田付けされる。なお、以下の説明では、入力端子９を半田付けするためのランドを第１のランド１２、アース端子１０を半田付けするためのランドを第２のランド１３、出力端子１１を半田付けするためのランドを第３のランド１４と呼ぶ。

ホールＩＣ３のアース端子１０は、図１に示す様に、例えば、入力端子９と出力端子１１との間、つまり、３本のリード端子の真ん中に位置し、ホールＩＣ３から取り出された方向へ真っ直ぐに延びて設けられている。入力端子９と出力端子１１は、アース端子１０と同一方向へ取り出された後、途中から互いに反対方向へ９０度曲がって設けられ、それぞれアース端子１０から離れる方向へ延びている。
第１、第２、第３のランド１２、１３、１４は、それぞれ、平面形状が長方形（矩形）であり、同一の大きさ、つまり、同一面積に設けられている。なお、図１は、第１、第２、第３のランド１２、１３、１４に各リード線（入力端子９、アース端子１０、出力端子１１）が半田付けされた状態を示すものではなく、第１、第２、第３のランド１２、１３、１４に半田を塗布する前の状態を示している。

コンデンサ７は、リード線（入力端子９、アース端子１０、出力端子１１）を通じてホールＩＣ３に加わる電磁ノイズを除去するためのノイズフィルタとして使用される。このコンデンサ７は、電極を形成したセラミックシートを何層にも積み重ねて構成されるチップ型積層セラミックコンデンサであり、図１に示す様に、フレキシブル基板６に設けられるランド１５に半田付けされて表面実装される。
このコンデンサ７は、第１のランド１２と第２のランド１３との間に形成されるスペース、および、第２のランド１３と第３のランド１４との間に形成されるスペースに配置される。言い換えると、入力端子９とアース端子１０との間、アース端子１０と出力端子１１との間に配置される。

以下、本発明に係るコンデンサ７の実装構造について図１を基に説明する。
ここでは、４個のコンデンサ７のうち、図１の左上に配置されるコデンサ７の実装構造を基に説明する。なお、残り３個のコンデンサ７の実装構造も条件は同じである。
コンデンサ７は、平面形状が長方形を有するチップ型であり、その長手方向の側面（図示上下方向の側面）が、第１のランド１２の長手方向と平行に配置され、且つ、コンデンサ７の長手方向全体が第１のランド１２の長手方向の範囲内に配置される。
また、コンデンサ７は、第１のランド１２の長手方向の長さをＡとし、第１のランド１２の長手方向の図示左側面からコンデンサ７の反ランド側の側面（図示左側の側面）までの距離をＢとすると、Ａ≧Ｂの関係が成立する範囲内に配置される。

（実施例１の作用および効果）
実施例１のスロットルポジションセンサ１は、フレキシブル基板６が装着されるセンサカバー４が樹脂製であり、且つ、センサカバー４の板厚が薄いため、例えば、熱ストレスが加わることによりセンサカバー４に撓みが生じると、そのセンサカバー４に配設されるフレキシブル基板６に歪みが発生する。
これに対し、実施例１に記載したコンデンサ７の実装構造は、第１のランド１２に近接してコンデンサ７を配置するので、第１のランド１２に塗布される半田の剛性を利用して、コンデンサ７及びコンデンサ７の半田付け部に不要な荷重が加わることを抑制できる。これにより、フレキシブル基板６に歪みが生じた場合でも、コンデンサ７及び半田付け部に掛かる荷重を低減できるので、コンデンサ７及び半田付け部に加わる応力が軽減される。その結果、クラック等の発生を防止でき、コンデンサ７及び半田付け部の損傷を回避できる。

また、本実施例のコンデンサ７は、チップ型積層セラミックコンデンサであり、フレキシブル基板６に実装される平面形状が矩形状であるので、短手方向より応力に弱い長手方向の側面を第１のランド１２の長手方向と平行に配置することにより、フレキシブル基板６の歪みに対してコンデンサ７に加わる応力を効果的に抑制できる。
さらに、実施例１に記載したコンデンサ７の実装構造では、特許文献１に記載されたアルミ基板やプリント配線基板、あるいは、特許文献２に記載された保護部材等の部品を使用してコンデンサ７を保護する必要はないので、特許文献１、２の従来技術と比較して余分なコストが掛かることもない。

また、先の［背景技術］に記載した特許文献１では、セラミックコンデンサを実装するフレキシブル基板より体格の大きいアルミ基板もしくはプリント配線基板を使用するため、特許文献１に開示されたコンデンサの実装方法を実際の製品（例えば、スロットルポジションセンサ１）に適用することは困難である。これに対し、本実施例では、フレキシブル基板６をアルミ基板もしくはプリント配線基板に実装する必要はないので、コンデンサ７の実装構造を実現するために必要なスペースを小さくでき、製品への適用が容易である。また、特許文献２に開示された従来技術では、部品の周囲を保護部材で囲むため、その保護部材を含むスペースを確保する必要がある。これに対し、本実施例では、コンデンサ７の周囲を保護部材で囲む必要はなく、第１のランド１２に近接してコンデンサ７を効率的に配置できるので、コンデンサ７の実装構造に必要なスペースを大きく確保する必要はない。

（実施例２）
実施例１では、第１のランド１２とコンデンサ７との位置関係を特定しているが、この実施例２では、実施例１に記載した第１のランド１２とコンデンサ７との位置関係に加えて、第２のランド１３とコンデンサ７との位置関係を特定した一例である。
コンデンサ７は、図１に示す様に、短手方向の端面（図示左右方向に延びる端面）が、第２のランド１３の長手方向と平行に配置され、且つ、コンデンサ７の短手方向全体が第２のランド１３の長手方向の範囲内に配置される。また、コンデンサ７は、第２のランド１３の長手方向の長さをＣ（本実施例ではＣ＝Ａ）とし、第２のランド１３の長手方向の図示上側面からコンデンサ７のランド側の端面（図示下側の端面）までの距離をＤとすると、Ｃ≧Ｄの関係が成立する範囲内に配置される。
この実施例２では、第１のランド１２に塗布される半田の剛性に加えて、第２のランド１３に塗布される半田の剛性を利用できるので、フレキシブル基板６の歪みに対し、より効果的にコンデンサ７及び半田付け部の損傷を防止できる。

（変形例）
実施例では、本発明に係るチップ型電子部品の実装構造をスロットルポジションセンサ１に適用した例を記載したが、例えば、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ、あるいは、ＥＧＲバルブの開度を検出するＥＧＲバルブ開度センサ等にも適用できる。また、実施例では、本発明のチップ型電子部品としてコンデンサ７（チップ型積層セラミックコンデンサ）を例示したが、コンデンサ７以外にも、例えば、チップ抵抗、チップインダクタンス等の実装構造に本発明を適用することが可能である。

１ スロットルポジションセンサ
３ ホールＩＣ（他の電子部品）
６ フレキシブル基板
７ コンデンサ（チップ型電子部品）
９ 入力端子（第１のリード端子）
１０ アース端子（第２のリード端子）
１１ 出力端子（リード端子）
１２ 第１のランド
１３ 第２のランド
１４ 第３のランド

Claims (5)

1. フレキシブル基板に表面実装されるチップ型電子部品の実装構造であって、
   前記フレキシブル基板には、他の電子部品のリード端子が半田付けされるランドが設けられており、
   前記チップ型電子部品は、長手方向の一側面が前記ランドの長手方向の一側面に近接して配置されると共に、前記チップ型電子部品の長手方向全体が前記ランドの長手方向の範囲内に配置され、
   前記ランドの長手方向の長さをＡとし、前記ランドの一側面から前記チップ型電子部品の反ランド側の側面までの距離をＢとすると、Ａ≧Ｂの関係が成立する範囲内に前記チップ型電子部品が実装されることを特徴とするチップ型電子部品の実装構造。
2. 請求項１に記載したチップ型電子部品の実装構造において、
   前記チップ型電子部品は、長手方向の側面が前記ランドの長手方向と平行に配置されていることを特徴とするチップ型電子部品の実装構造。
3. 請求項１または２に記載したチップ型電子部品の実装構造において、
   前記リード端子および前記ランドをそれぞれ第１のリード端子および第１のランドと呼ぶ時に、
   前記他の電子部品は、前記第１のリード端子の他に第２のリード端子を有し、
   前記フレキシブル基板は、前記第１のランドの他に、前記第２のリード端子の端部が半田付けされる第２のランドを有し、前記第１のランドの長手方向と前記第２のランドの長手方向とが直交して設けられ、
   前記チップ型電子部品は、短手方向の一端面が前記第２のランドの長手方向の一側面に近接して配置されると共に、前記チップ型電子部品の短手方向全体が前記第２のランドの長手方向の範囲内に配置され、
   前記第２のランドの長手方向の長さをＣとし、前記第２のランドの一側面から前記チップ型電子部品の短手方向の一端面までの距離をＤとすると、Ｃ≧Ｄの関係が成立する範囲内に前記チップ型電子部品が実装されることを特徴とするチップ型電子部品の実装構造。
4. 請求項１〜３に記載した何れかのチップ型電子部品の実装構造において、
   前記チップ型電子部品は、電磁ノイズを除去するための積層セラミックコンデンサであることを特徴とするチップ型電子部品の実装構造。
5. 請求項１〜４に記載した何れかのチップ型電子部品の実装構造において、
   前記他の電子部品は、磁界の磁束密度を検出するホールＩＣであり、このホールＩＣの出力信号に応じて回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置に適用されることを特徴とするチップ型電子部品の実装構造。

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