JP2023076235A - はんだ実装ランド - Google Patents

Abstract

【課題】はんだ接合における接合不良の発生を抑制すること。【解決手段】本開示に係るはんだ実装ランドは、電子部品がはんだを介して配置され、当該電子部品をはんだ実装するためのランドである。前記はんだ実装ランドは、第１の領域と、第２の領域とを有する。前記第１の領域は、前記電子部品が接合される領域である。前記第２の領域は、平面視において前記第１の領域を拡大する方向に前記第１の領域の周縁部の一部から突出した領域である。【選択図】図２

Description

本開示は、はんだ実装ランドに関する。

従来、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）やＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）などの面実装タイプの半導体素子の端子と、基板上に設けられたランドとをはんだ接合することにより、当該半導体素子を基板にはんだ実装する技術が知られている。

このような中、車載充電器においては、基板間を流れる電流値が高いことから、基板との接合面積を増大させるとともに電気抵抗を低減するため、スタッドのような大型の端子部品を各基板にはんだ接合することにより基板間を電気的に接続する場合があった。

特開２０１８－０９３０８４号公報 特開２０１８－００６６５５号公報

しかしながら、接合面積を増大させると、リフローにて部品実装する際、はんだペーストに含まれるフラックスと端子部品表面の酸化層との反応により生じたガスが基板と端子部品との接合部であるはんだ層中に残留するボイドが発生するという問題があった。接合部にボイドが発生すると接合面積が低下し、接合強度が低下する。このため、車載製品などの振動が激しい製品においては、はんだ接合された部品が基板から剥離するおそれがあった。また、十分な接合強度が得られず、重量部品のはんだ接合が困難であった。

本開示が解決しようとする課題は、はんだ接合における接合不良の発生を抑制することである。

本開示に係るはんだ実装ランドは、電子部品がはんだを介して配置され、当該電子部品をはんだ実装するためのランドである。前記はんだ実装ランドは、第１の領域と、第２の領域とを有する。前記第１の領域は、前記電子部品が接合される領域である。前記第２の領域は、平面視において前記第１の領域を拡大する方向に前記第１の領域の周縁部の一部から突出した領域である。

本開示に係るはんだ実装ランドは、電子部品がはんだを介して配置され、当該電子部品をはんだ実装するためのランドである。前記はんだ実装ランドは、第１の領域と、溝部とを有する。前記第１の領域は、基板の導電層を当該導電層の上面に積層されるソルダレジスト層から露出させることにより形成され、前記電子部品が接合される領域である。前記溝部は、前記導電層の下層を露出させることにより形成され、前記第１の領域の内部から周縁部まで延びて前記第１の領域を分割する。

本開示によれば、はんだ接合における接合不良の発生を抑制することができる。

図１は、実施形態に係る車載充電器における基板間接続部分の構成の一例を模式的に示す断面図である。 図２は、第１の実施形態に係るはんだ実装ランドの構成の一例を模式的に示す平面図である。 図３は、図２の第１の領域におけるはんだ実装ランドの構成の一例を模式的に示す断面図である。 図４は、図２の第２の領域におけるはんだ実装ランドの構成の一例を模式的に示す断面図である。 図５は、第２の実施形態に係るはんだ実装ランドの構成の一例を模式的に示す平面図である。 図６は、図５の溝部におけるはんだ実装ランドの構成の一例を模式的に示す断面図である。 図７は、第３の実施形態に係るはんだ実装ランドの構成の一例を模式的に示す平面図である。

以下、図面を参照しながら、本開示に係るはんだ実装ランドの実施形態について説明する。

なお、本開示の説明において、既出の図に関して前述したものと同一又は略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、説明を適宜省略する場合もある。また、同一又は略同一の部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表されている場合もある。また、例えば図面の視認性を確保する観点から、各図面の説明において主要な構成要素だけに参照符号を付し、既出の図において前述したものと同一又は略同一の機能を有する構成要素であっても参照符号を付していない場合もある。

なお、本開示に係るはんだ実装ランドは、回路基板に設けられるランドであって、被接続対象の電子部品がはんだを介して配置され、当該被接続対象の電子部品を回路基板上にはんだ実装するためのランドである。

例えば、電子部品とは、スタッド（Ｓｔｕｄ）やラグ（Ｌｕｇ）などの回路基板間を電気的に接続するための端子部品である。あるいは、電子部品とは、半導体素子、半導体モジュール、磁性体、コンデンサ及び遮断器などの部品であってもよい。半導体モジュールは、例えば複数の半導体素子により構成される。ここで、磁性体とは、トランスやトランス一体型プリント基板、変成器、リアクトル、チョークである。遮断器とは、リレーやヒューズである。

例えば、回路基板とは、プリント回路基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）である。プリント回路基板は、一例として、アルミニウム合金又は銅合金を母材として形成されたガラスエポキシ基板である。なお、回路基板は、トランス、変成器、リアクトル又はチョーク等の磁性部品が有する回路基板であってもよい。この磁性部品は、例えば、導体パターンが巻線を形成する基板を有し、当該基板に形成された巻線の内側及び外側に磁性体コアを貫通させて閉磁路が形成されることにより、磁性部品としての機能を有する。この場合、電子部品は、プリント基板トランス、あるいはトランス一体型プリント基板であると表現することができる。

なお、回路基板は、基板ユニットを構成する回路基板であってもよい。ここで、基板ユニットとは、結合された複数の回路基板である。なお、基板ユニットにおいて、複数の回路基板は、本開示に係るはんだ実装ランドを用いたはんだ接合により結合されていてもよいし、接着剤やネジ、ボルト等により結合されていても構わない。また、基板ユニットにおいて、結合された回路基板の間は、電気的に接続されていてもよいし、絶縁されていてもよい。なお、基板ユニットは、電子部品が搭載された回路基板であってもよい。この場合、電子部品及び回路基板の間は、電気的に接続されていてもよいし、絶縁されていてもよいし、熱的に接続されているだけでも構わない。

一例として、実装ランドが設けられた回路基板や電子部品は、電力変換装置を構成する部品である。当該電力変換装置は、例えば、電気自動車などに搭載され、電源（外部電源）から供給される交流電力を所定の電圧の直流電力へ変換し、変換後の直流電力をリチウムイオンバッテリなどのバッテリへ出力する車載充電器である。このような電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータやインバータなどの回路構成が実装された、複数の回路基板を搭載する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールやインバータモジュールと、回路基板との間の電気的な接続に本開示に係るはんだ実装ランドが適用されても構わない。

以下の説明では、車載充電器１に搭載される複数のプリント回路基板の間を電気的に接続する基板間接続を例に本開示に係るはんだ実装ランドについて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、実施形態に係る車載充電器１における基板間接続部分の構成の一例を模式的に示す断面図である。図１は、車載充電器１の有する複数の回路基板１１のうちの、第１の回路基板１１ａ及び第２の回路基板１１ｂを例示する。図１では、第１の回路基板１１ａから第２の回路基板１１ｂへ向かう方向をＺ＋方向とする。また、第１の回路基板１１ａ及び第２の回路基板１１ｂの各主面は、Ｚ方向に垂直なＸ－Ｙ平面に並行であるとする。

第１の回路基板１１ａ及び第２の回路基板１１ｂは、例えば、それぞれプリント回路基板である。第１の回路基板１１ａ及び第２の回路基板１１ｂには、それぞれ、はんだ実装ランド１０が設けられている。はんだ実装ランド１０は、部品実装の工程において、はんだペーストを介して電子部品が配置され、リフローにより当該電子部品をはんだ実装するためのランドである。

はんだペーストは、母材よりも低い融点を有する金属の溶加材であるはんだと、はんだ及び母材の表面に形成された酸化層を除去するフラックスとを含む。

図１に示す例では、第１の回路基板１１ａの一方の主面（図１ではＺ＋側の主面）には、はんだ実装ランド１０ａが設けられている。第１の回路基板１１ａのＺ＋側の主面に設けられたはんだ実装ランド１０ａには、部品実装の工程において、はんだペーストを介してスタッド５１が配置され、リフローによりスタッド５１が実装される。このように、はんだ実装ランド１０ａには、スタッド５１の接合面２１がはんだ３１によりはんだ接合されている。スタッド５１は、円筒形の電子部品である。スタッド５１の穴部５１１には、ネジ山が形成されている。はんだ実装ランド１０ａの詳細については、後述する。

また、図１に示す例では、第１の回路基板１１ａの他方の主面（図１ではＺ－側の主面）には、はんだ実装ランド１０ｂが設けられている。第１の回路基板１１ａのＺ－側の主面に設けられたはんだ実装ランド１０ｂには、部品実装の工程において、はんだペーストを介して図示しない任意の電子部品が配置され、リフローにより当該電子部品が実装される。このように、はんだ実装ランド１０ｂには、図示しない任意の電子部品がはんだ接合され得る。

また、図１に示す例では、第２の回路基板１１ｂの一方の主面（図１ではＺ＋側の主面）には、はんだ実装ランド１０ｃが設けられている。はんだ実装ランド１０ｃは、第２の回路基板１１ｂの穴部１１１の外縁部に設けられている。第２の回路基板１１ｂのＺ＋側の主面に設けられたはんだ実装ランド１０ｃには、部品実装の工程において、はんだペーストを介してラグ５５が配置され、リフローによりラグ５５が実装される。ラグ５５は、第２の回路基板１１ｂの穴部１１１の外縁部のＺ＋側を覆う、環状体の形状を有する電子部品である。このように、はんだ実装ランド１０ｃには、ラグ５５の接合面２５がはんだ３５によりはんだ接合されている。

また、図１に示す例では、第２の回路基板１１ｂの他方の主面（図１ではＺ－側の主面）には、はんだ実装ランド１０ｄが設けられている。はんだ実装ランド１０ｄは、第２の回路基板１１ｂの穴部１１１の外縁部に設けられている。第２の回路基板１１ｂのＺ－側の主面に設けられたはんだ実装ランド１０ｄには、部品実装の工程において、はんだペーストを介してラグ５３が配置され、リフローによりラグ５３が実装される。ラグ５３は、第２の回路基板１１ｂの穴部１１１の外縁部のＺ－側を覆う、環状体の形状を有する電子部品である。このように、はんだ実装ランド１０ｄには、ラグ５３の接合面２３がはんだ３３によりはんだ接合されている。

また、図１に示す例では、スタッド５１にラグ５３が接触した状態で、第２の回路基板１１ｂの穴部１１１に挿入されたネジ７３がスタッド５１に締結されることにより、第１の回路基板１１ａ及び第２の回路基板１１ｂが結合されている。具体的には、ネジ７３及びスタッド５１により生じるＺ方向の締結力により、ネジ７３及びラグ５５の間に挿入されたワッシャ７１と、第１の回路基板１１ａにはんだ接合されたスタッド５１のＺ＋側の面とが、第２の回路基板１１ｂにはんだ接合されたラグ５３及びラグ５５を挟持している。このように、第１の回路基板１１ａ及び第２の回路基板１１ｂは、スタッド５１及びラグ５３を介して、電気的に接続されている。

以下、図２～図４を参照しつつ、本実施形態に係るはんだ実装ランド１０について詳細に説明する。

図２は、第１の実施形態に係るはんだ実装ランド１０ａの構成の一例を模式的に示す平面図である。図２は、図１の第１の回路基板１１ａをＺ＋側から平面視する場合を例示する。

はんだ実装ランド１０ａは、図２に示すように、第１の領域１０１及び第２の領域１０２を有する。

第１の領域１０１は、電子部品としてのスタッド５１が接合される領域である。また、第１の領域１０１は、被接合対象の電子部品の接合面の形状に準じた形状を有する。

図２に示す例では、被接合対象の電子部品であるスタッド５１は、円筒形状を有する。この場合、第１の領域１０１は、図２に示すように、円筒形状のスタッド５１の接合面２１の形状に準じた円環形状を有する。

第２の領域１０２は、第１の領域１０１の周縁部の一部から第１の領域１０１を拡大する方向に突出した領域である。ここで、周縁部とは、第１の領域１０１の中心側の周縁部である内縁部と、第１の領域１０１の中心とは反対側の周縁部である外縁部とを含む。また、第２の領域１０２は、Ｚ方向、すなわち第１の回路基板１１ａの主面に垂直な方向から見る平面視において第１の領域１０１とは重複しない領域である。換言すれば、第２の領域１０２は、平面視において第１の領域１０１を拡大する方向に第１の領域１０１の周縁部の一部から突出した領域である。

図２に示す例では、第２の領域１０２は、円環形状の第１の領域１０１の周縁部のうち、外縁部の一部から第１の領域１０１を拡大する方向、すなわち円環形状の中心から離れる方向に突出した領域である。

図３は、図２の第１の領域１０１におけるはんだ実装ランド１０の構成の一例を模式的に示す断面図である。図３は、図２のＡ１－Ａ１断面を例示する。図４は、図２の第２の領域１０２におけるはんだ実装ランド１０の構成の一例を模式的に示す断面図である。図４は、図２のＡ２－Ａ２断面を例示する。

はんだ実装ランド１０ａは、図２～図４に示すように、導電層１２の領域と、導電層１２の周縁部に設けられたソルダレジスト層１３とにより形成されている。

導電層１２は、図３及び図４に示すように、回路基板１１上に設けられた導電体の層である。導電層１２を形成する導電体としては、例えば銅が利用されるが、金やアルミなどの他の導電体が利用されても構わない。一例として、導電層１２は、７０μｍ程度の厚さを有する。

ソルダレジスト層１３は、図３及び図４に示すように、導電層１２上に設けられたソルダレジストの層である。ソルダレジスト層１３を形成するソルダレジストとしては、例えばエポキシ樹脂が利用されるが、他のソルダレジストが利用されても構わない。一例として、ソルダレジスト層１３は、３０－３５μｍ程度の厚さを有する。

一例として、ソルダレジスト層１３は、導電層１２を覆うように形成された後に、第１の領域１０１及び第２の領域１０２において除去されることにより形成される。なお、ソルダレジスト層１３は、第１の領域１０１及び第２の領域１０２を除く領域だけに形成されることでも構わない。この場合、第１の領域１０１及び第２の領域１０２を除く領域には、導電層１２が設けられていなくてもよく、回路基板１１上にソルダレジスト層１３が形成される部分があってもよい。

このように、はんだ実装ランド１０ａの第１の領域１０１及び第２の領域１０２は、それぞれ回路基板１１の導電層１２を、導電層１２の上面に積層されるソルダレジスト層１３から露出させることにより形成されている。つまり、はんだ実装ランド１０ａの第１の領域１０１及び第２の領域１０２は、ソルダレジスト層１３の端部により囲まれた領域であり、ソルダレジスト層１３よりＺ方向に凹んだ領域である。

ここで、第１の領域１０１の外径Ｄ２は、被接合対象の電子部品の接合面の外径Ｄ１に準じた大きさを有する。第１の領域１０１の外径Ｄ２は、例えば、被接合対象の電子部品の外径Ｄ１の寸法公差と、当該電子部品の実装位置精度とに応じて規定される。具体的には、第１の領域１０１の外径Ｄ２は、被接合対象の電子部品の外径Ｄ１に当該電子部品の接合面の寸法公差を加えた長さ以上である。また、第１の領域１０１の外径Ｄ２は、被接合対象の電子部品の外径Ｄ１に当該電子部品への実装位置精度の要求、すなわち当該電子部品に許容される配置位置のずれ量を加えた長さ以下である。

例えば、第１の領域１０１は、被接合対象の電子部品に許容される配置位置のずれ量だけ、当該電子部品の接合面の外形を大きくした形状を有する。一例として、スタッド５１の外径Ｄ１がφ７．０±０．１ｍｍであり、実装位置精度の要求が±０．１５ｍｍであるとき、第１の領域１０１は、φ７．１～７．１５ｍｍの外径Ｄ２の平面視において中空の円環形状である。

第２の領域１０２の外径Ｄ３は、第１の領域１０１の外径Ｄ２より大きい。つまり、第２の領域１０２における被接合対象の電子部品の接合面２１からソルダレジスト層１３の端部までの間の長さ（外径Ｄ３及び外径Ｄ１の差）は、第１の領域１０１における対応する長さ（外径Ｄ２及び外径Ｄ１の差）より大きい。したがって、リフローにて部品実装する際、第２の領域１０２に設けられたはんだペーストにより電子部品の周縁部からソルダレジスト層１３の端部までの間に形成されるフィレット３１２は、第１の領域１０１に設けられたはんだペーストにより当該電子部品の周縁部からソルダレジスト層１３の端部までの間に形成されるフィレット３１１より大きい。

第２の領域１０２の形状及び大きさ、すなわち第２の領域１０２における当該電子部品の周縁部からソルダレジスト層１３の端部までの間の長さと、当該電子部品の周縁部又は第１の領域１０１の周縁部に沿う方向の長さとは、例えば、はんだにより被接合対象の電子部品の周縁部に形成するフィレットの大きさに応じて決定されればよい。ここで、被接合対象の電子部品の周縁部に形成するフィレットの大きさは、例えば、はんだ接合に要求される強度に応じて決定され得る。また、第２の領域１０２の形状及び大きさは、例えばはんだ接合時に生じるボイドの抜けやすさに応じて決定され得る。つまり、第２の領域１０２の形状及び大きさは、所望のフィレット形成に要するはんだ量と、リフロー時に生じるボイドの抜けやすさとに基づいて規定されればよい。

例えば、第２の領域１０２の周縁部のうちの第１の領域１０１とは反対側の周縁部は、図２に示すように、突出する起点となる、対応する第１の領域１０１の周縁部の形状に沿う形状を有する。換言すれば、はんだ実装ランド１０の周縁部を形成する第１の領域１０１又は第２の領域１０２は、それぞれ被接合対象の電子部品の外形に準じた形状を有する。もちろん、第２の領域１０２は、被接合対象の電子部品の外形に沿わない形状であっても構わない。一例として、スタッド５１の外径Ｄ１がφ７．０±０．１ｍｍであり、第１の領域１０１の外径Ｄ２がφ７．１～７．１５ｍｍであるとき、第２の領域１０２は、φ８．０ｍｍの外径Ｄ３の円形状の外縁部の一部である。

なお、本実施形態では、説明の簡単のために、第１の領域１０１及び第２の領域１０２が同一平面内に位置する場合を例示するが、これに限らない。第２の領域１０２は、第１の領域１０１とは異なる平面内に設けられていてもよい。つまり、第２の領域１０２は、第１の領域１０１の周縁部の一部から、第１の領域１０１とは異なる平面において、あるいは第１の領域１０１に対して傾きを有するように、平面視において第１の領域１０１を拡大する方向に突出した領域であってもよい。

なお、本実施形態では、被接合対象の電子部品として円筒形状のスタッド５１を例示したが、これに限らない。本実施形態に係るはんだ実装ランド１０は、他の形状の電子部品を被接合対象の電子部品として使用することもできる。

例えば、被接合対象の電子部品が中実の円形状の接合面２１を有するとき、第１の領域１０１は、被接合対象の電子部品の接合面２１に準じた中実の円形状の領域である。また、第２の領域１０２は、第１の領域１０１の外縁部の一部から平面視において第１の領域１０１を拡大する方向に突出した領域である。

例えば、被接合対象の電子部品が中実の矩形状などの中実の多角形状の接合面２１を有するとき、第１の領域１０１は、被接合対象の電子部品の接合面２１に準じた中実の多角形状の領域である。また、第２の領域１０２は、第１の領域１０１の外縁部の一部から平面視において第１の領域１０１を拡大する方向に突出した領域である。

例えば、被接合対象の電子部品が平面視において中空の多角形状の接合面２１を有するとき、第１の領域１０１は、被接合対象の電子部品の接合面２１に準じた平面視において中空の多角形状の領域である。また、第２の領域１０２は、第１の領域１０１の周縁部の一部から平面視において第１の領域１０１を拡大する方向に突出した領域である。

なお、第１の領域１０１が平面視において中空の領域である場合において、第２の領域１０２は、第１の領域１０１の周縁部のうち、外縁部に代えて、内縁部の一部から第１の領域１０１を拡大する方向、すなわち円環形状の中心に向かう方向に突出した領域であってもよい。また、第２の領域１０２は、第１の領域１０１の外縁部及び内縁部のそれぞれの一部から、それぞれ第１の領域１０１を拡大する方向に突出した領域であってもよい。換言すれば、第１の領域１０１が円環状の形状を有する場合、第２の領域１０２は、第１の領域１０１の内縁部及び外縁部の少なくとも一方から突出する領域である。

なお、被接合対象の電子部品が平面視において中空の円形状又は多角形状、すなわち環状の接合面２１を有するとき、第１の領域１０１は、平面視において中空の領域に限らず、中実の領域であってもよい。また、被接合対象の電子部品が平面視において中実の接合面２１を有するとき、第１の領域１０１は、中実の領域に限らず、平面視において中空の領域であってもよい。これらの場合、第２の領域１０２は、第１の領域１０１の外縁部の一部から第１の領域１０１を平面視において拡大する方向に突出した領域である。

一般に、車載充電器１などの車載機器は、例えば小型化の要求に応じて、電子部品の実装密度が高く、また、複数の回路基板を積層して構成する場合があった。複数の電子部品を密に配置する場合や複数の回路基板を積層する場合には、回路基板への電子部品の実装精度の要求が高く、許容される位置ずれ量が小さい。しかしながら、リフロー時にはんだペーストの濡れ広がりにより電子部品が移動されてしまい、実装精度が低下する場合があった。

このような中、本実施形態に係るはんだ実装ランド１０は、スタッド５１などの被接合対象の電子部品の外形を、電子部品の寸法公差と、電子部品の実装位置精度とに応じて僅かに拡大した形状の第１の領域１０１を有する。これにより、リフロー時にはんだペーストの濡れ広がりにより電子部品が移動されることを抑制することができる。

また、車載機器においては、例えば動作温度の高さや冷熱サイクルに伴う応力による劣化を抑制することができる特殊なはんだペーストが使用される場合がある。このような車載機器において使用されるはんだペーストは、リフロー時の流動性が低い場合がある。また、ハイブリッド車両やＥＶ車両に搭載される車載充電器１では大電流を流すために、はんだ接合の接合面積が大きい場合もある。このため、車載機器において接合面積の大きい部品をはんだ接合する場合には特に多量のボイドが発生し易いなど、ボイド発生に伴いはんだ接合の品質が低下する場合があった。

また、本実施形態に係るはんだ実装ランド１０は、第１の領域１０１の周縁部の一部から突出した第２の領域１０２を有し、周縁部の一部が拡大された形状を有する。当該拡大部分、すなわち第２の領域１０２においては、被接合対象の電子部品の周縁部からソルダレジスト層１３の端部までの間の長さが、第１の領域１０１より大きい。リフローにて部品実装する際に、はんだペーストに含まれるフラックスと、電子部品の端子などの部品表面の酸化層との反応によりはんだ接合部３１３において発生するガスを外部に逃がし易い。これにより、はんだ接合において発生したガスがはんだ接合部３１３に残量してボイドとなることを抑制することができる。

さらに、当該拡大部分においては、非拡大部分より多くのはんだペーストを用いて、かつ、非拡大部分より広い空間を用いて、十分な大きさのフィレット３１２を形成することができる。

このように、本実施形態に係るはんだ実装ランド１０によれば、はんだ接合部３１３のボイド発生を抑制しつつ、十分な接合強度と高い実装位置精度を確保することができる。換言すれば、本実施形態に係るはんだ実装ランド１０によれば、はんだ接合における接合不良の発生を抑制することができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、第１の領域１０１の周縁部の一部から突出した第２の領域１０２を有し、周縁部の一部が拡大された形状を有するはんだ実装ランド１０を説明したが、これに限らない。本実施形態では、第１の領域１０１の周縁部を拡大する第２の領域１０２を有することに代えて、第１の領域１０１の周縁部の一部を他の一部と空間的に接続する溝部１０３を有することによりはんだ接合における接合不良の発生を抑制すことができるはんだ実装ランド１０を説明する。

図５は、第２の実施形態に係るはんだ実装ランド１０の構成の一例を模式的に示す平面図である。図５は、図１の第１の回路基板１１ａをＺ＋側から平面視する場合を例示する。図６は、図５の溝部１０３におけるはんだ実装ランド１０の構成の一例を模式的に示す断面図である。図６は、図２のＡ３－Ａ３断面を例示する。

本実施形態に係るはんだ実装ランド１０は、図５に示すように、第１の領域１０１及び溝部１０３を有する。一方で、本実施形態に係るはんだ実装ランド１０は、第１の実施形態に係るはんだ実装ランド１０とは異なり、第２の領域１０２を有していない。

第１の領域１０１は、第１の実施形態に係るはんだ実装ランド１０と同様に、被接合対象の電子部品としてのスタッド５１が接合される領域であり、当該スタッド５１の接合面２１の形状に準じた形状を有する。第１の領域１０１は、回路基板１１の導電層１２を当該導電層１２の上面に積層されるソルダレジスト層１３から露出させることにより形成される。

溝部１０３は、第１の領域１０１を分割する。溝部１０３は、第１の領域１０１の周縁部の一部と、第１の領域１０１の周縁部の他の一部とを空間的に接続する。溝部１０３は、第１の領域１０１の内部から、周縁部から突出する位置まで延びる。図５に示す例では、溝部１０３は、第１の領域１０１の中心部、すなわち内縁部から突出する位置から、外縁部から突出する位置まで延びる。また、図５に示す例では、溝部１０３は、それぞれにおいて直線状に形成された複数対の溝部を含む。直線状に形成された一対の溝部１０３の長さＤ４は、例えば第１の領域１０１の外径Ｄ２より大きい。

例えば、図５及び図６に示すように、被接合対象の電子部品の接合面２１が平面視において中空の環形状であるとき、溝部１０３は、第１の領域１０１の内縁部と外縁部とを空間的に接続する。つまり、溝部１０３は、第１の領域１０１の内部において、より具体的には第１の領域１０１の内縁部より内側の領域を介して、他の溝部１０３と空間的に接続されている。あるいは、接合面２１が平面視において中実の形状であっても、第１の領域１０１が平面視において中空の環形状であれば、溝部１０３は、第１の領域１０１の内縁部と外縁部とを空間的に接続する。あるいは、溝部１０３は、第１の領域１０１の内縁部の一部と、内縁部の他の一部とを空間的に接続するものであってもよいし、外縁部の一部と、外縁部の他の一部とを空間的に接続するものであってもよい。

例えば、被接合対象の電子部品の接合面２１が平面視において中実の形状であるとき、溝部１０３は、第１の領域１０１の内部、典型的には第１の領域１０１の中心部と外縁部とを空間的に接続する。あるいは、溝部１０３は、第１の領域１０１の外縁部の一部と、外縁部の他の一部とを空間的に接続するものであってもよい。なお、溝部１０３は、第１の領域１０１の形状によらず、第１の領域１０１の内部において、他の溝部１０３と空間的に接続されていてもよい。

溝部１０３は、導電層１２の下層を露出させることにより形成される。一例として、溝部１０３は、導電層１２及びソルダレジスト層１３が積層された回路基板１１において、導電層１２及びソルダレジスト層１３を除去することにより形成される。

溝部１０３は、図６に示すように、被接合対象の電子部品がはんだ接合されるとき、当該電子部品と回路基板１１との間に、導電層１２及びソルダレジスト層１３の厚さに応じた高さの隙間となる。当該隙間は、溝部１０３により分割された第１の領域１０１の端部に接する空間であり、かつ、第１の領域１０１に設けられたはんだペーストの端部に接する空間を形成する。

なお、本実施形態では、図５に例示するように、溝部１０３として複数の溝部が形成される場合を例示したが、これに限らない。溝部１０３は、少なくとも１つあればよい。

また、本実施形態では、図５に例示するように、第１の領域１０１の中空の中心部を介して直線状に、外縁部の一部と、外縁部の他の一部とを空間的に接続する溝部１０３を例示したが、これに限らない。第１の領域１０１の内縁部と外縁部とを空間的に接続する２つの溝部１０３が、直線状に配置されない場合もあり得る。同様に、溝部１０３として形成される溝部の数は、偶数に限らず、奇数であってもよい。

なお、溝部１０３は、図５に例示するように、第１の領域１０１の形状によらず、例えば放射状に形成される。このとき、各溝部１０３は、直線状である場合に限らず、例えばフラックスの流出を抑制するためなどの理由から曲線状であってもよい。

また、溝部１０３は、放射状に形成される場合に限らず、第１の領域１０１の形状によらず、放射状に形成される第１溝部と、同心円状に形成された第２溝部とを含んでいてもよい。同心円状に形成された第１溝部と、放射状に形成される第２溝部とは、空間的に接続される。なお、第１溝部及び第２溝部は、それぞれ、少なくとも１つ形成されればよい。

また、溝部１０３は、第１の領域１０１の形状によらず、格子状に形成されてもよい。なお、格子状に形成された溝部１０３において、方向の異なる溝部１０３は、直交していてもよいし、直交していなくてもよい。さらに、溝部１０３は、格子状に形成される場合に限らず、いずれか一方向だけに配列される場合もあり得る。

なお、溝部１０３は、第１の領域１０１の周縁部に空間的に接続されていない溝部を含んでいてもよい。この構成であっても、リフロー時に発生したガスを貯留できるため、ボイド抑制の効果が得られる。

このように、本実施形態に係るはんだ実装ランド１０は、第１の領域１０１の内部から周縁部まで延びて第１の領域１０１を分割する溝部１０３を有する。これにより、はんだ接合部３１３に隣接する溝部１０３からリフロー時に発生するガスを抜き易くすることができるため、ボイドを低減することによりはんだ接合の剥離強度を向上することができる。換言すれば、はんだ接合における接合不良の発生を抑制すことができる。

また、本実施形態に係るはんだ実装ランド１０において、第１の領域１０１が導電層１２の上面に積層されるソルダレジスト層１３から導電層１２を露出させることにより形成される一方、溝部１０３は、導電層１２の下層を露出させることにより形成される。これにより、溝部１０３は、はんだペーストも塗布されない領域となり、そのスリットとしての断面積を大きくすることができるため、リフロー時に発生したガスが抜け易いスリットとして作用する。したがって、本実施形態に係るはんだ実装ランド１０によれば、はんだ接合における接合不良の発生を抑制すことができる。

なお、溝部１０３の形状や大きさ、数については、溝部１０３による接合面積減少と、はんだ接合部３１３におけるボイド残留の低減に伴う剥離強度増加とのトレードオフで適宜決定されればよい。

（第３の実施形態）
なお、第１の実施形態に係るはんだ実装ランド１０と、第２の実施形態に係るはんだ実装ランド１０とは、適宜組み合わせることができる。

図７は、第３の実施形態に係るはんだ実装ランド１０の構成の一例を模式的に示す平面図である。本実施形態に係るはんだ実装ランド１０は、図７に示すように、第１の領域１０１の周縁部の一部から突出した第２の領域１０２と、第１の領域１０１の周縁部の一部を他の一部と空間的に接続する溝部１０３とを有する。

本実施形態に係るはんだ実装ランド１０において、第２の領域１０２は、図７に例示するように、隣接する一組の溝部１０３の間において、第１の領域１０１の周縁部から突出するように形成される。

なお、図７では、第２の領域１０２の外径Ｄ３と、直線状に形成された一対の溝部１０３の長さＤ４とが等しい場合を例示するが、外径Ｄ３及び長さＤ４は異なっていても構わない。つまり、一例として、溝部１０３は、隣接する第２の領域１０２の周縁部まで延びる。別の一例として、溝部１０３は、隣接する第２の領域１０２の周縁部から突出する位置まで延びる。別の一例として、溝部１０３は、隣接する第２の領域１０２の周縁部から突出しない位置まで延びる。

また、図７では、第２の領域１０２と、溝部１０３とが隣接する場合を例示するが、これに限らない。一組の隣接する溝部１０３の間に設けられる第２の領域１０２は、当該一組の隣接する溝部１０３のうちの少なくとも一方と空間的に離れた位置に形成されていてもよい。

なお、一組の隣接する溝部１０３の間に、第２の領域１０２が形成されない場合もある。

このように、本実施形態に係るはんだ実装ランド１０は、第１の領域１０１の周縁部の一部から突出した第２の領域１０２と、第１の領域１０１の周縁部の一部を他の一部と空間的に接続する溝部１０３とを有することにより、はんだ接合における接合不良の発生を抑制すことができる。

より具体的には、溝部１０３によりはんだ接合部３１３のボイド残留を抑制しつつ、溝部１０３の形成に伴い接合面積が低下して接合強度が低下することを、第２の領域１０２によりフィレットを大きく形成することにより改善することができる。また、第２の領域１０２及び溝部１０３を形成することにより、ガス抜き経路を十分に確保することができる。また、第２の領域１０２がはんだ実装ランド１０の外周の一部だけに設けられるため、第２の領域１０２が設けられていない部分で実装位置ズレを抑制する効果が得られる。

なお、上述の各実施形態では、第１の回路基板１１ａの一方の主面（図１ではＺ＋側の主面）に設けられたはんだ実装ランド１０ａを例示したが、はんだ実装ランド１０ａの他のはんだ実装ランド１０を、上述の各実施形態に係るはんだ実装ランド１０ａと同様の構成とすることもできる。例えば、はんだ実装ランド１０ｃ及びはんだ実装ランド１０ｄの少なくとも一方を、以下に説明するはんだ実装ランド１０ａと同様に構成することもできる。これにより、第２の回路基板１１ｂとラグ５３及び／又はラグ５５との間のはんだ接合における接合不良の発生を抑制することができる。

なお、上述の各実施形態では、説明の簡単のために、１つのスタッド５１と、第１の回路基板１１ａとの間のはんだ接合を例示したが、これに限らない。一対の回路基板１１を複数のスタッド５１によりはんだ接合するなど、第１の回路基板１１ａに複数のはんだ実装ランド１０が設けられる場合もある。また、各回路基板１１において、１つの主面に２以上の回路基板１１を結合するための、２以上の組のはんだ実装ランド１０が設けられる場合もある。また、各回路基板１１において、１つの主面に２以上の種類の電子部品をはんだ実装するための２以上の種類のはんだ実装ランド１０が設けられる場合もある。

なお、上述の各実施形態において、第１の領域１０１の周縁部が多角形状の外形を有する場合において、第２の領域１０２は、第１の領域１０１の外縁部のうちの、当該多角形状の角部の他の一部から平面視において第１の領域１０１を拡大する方向に突出した領域であることが好ましい。あるいは、第２の領域１０２が第１の領域１０１の外縁部のうちの角部に設けられる場合、第１の領域１０１の周縁部のうちの当該角部を挟む辺の一部には、第２の領域１０２が設けられないことが好ましい。これらにより、はんだペーストのリフロー時の流動に伴い被接合対象の電子部品に位置ずれ量を制限できるため、電子部品の配置位置のずれ量を低減することができる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、はんだ接合における接合不良の発生を抑制することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 車載充電器
１０ はんだ実装ランド
１０１ 第１の領域
１０２ 第２の領域
１０３ 溝部
１１，１１ａ，１１ｂ 回路基板
１２ 導電層
１３ ソルダレジスト層
２１，２３，２５ 接合面
３１，３３，３５ はんだ
３１１，３１２ フィレット
３１３ はんだ接合部
５１ スタッド（電子部品）
５１１ 穴部
５３，５５ ラグ（電子部品）
７１ ワッシャ
７３ ネジ

Claims (15)

1. 電子部品がはんだを介して配置され、当該電子部品をはんだ実装するためのランドであって、
   前記電子部品が接合される第１の領域と、
   平面視において前記第１の領域を拡大する方向に前記第１の領域の周縁部の一部から突出した第２の領域と
   を有するはんだ実装ランド。
2. 前記第１の領域の内部から周縁部まで延びて前記第１の領域を分割する溝部をさらに有する、請求項１に記載のはんだ実装ランド。
3. 前記第１の領域の内部から周縁部までそれぞれ延びて前記第１の領域を分割する複数の溝部をさらに有し、
   前記第２の領域は、前記複数の溝部のうちの少なくとも一組の隣接する溝部の間において、前記第１の領域の周縁部から突出する、
   請求項１に記載のはんだ実装ランド。
4. 前記第２の領域に隣接する溝部は、前記第１の領域の内部から前記第２の領域の周縁部まで延びる、請求項３に記載のはんだ実装ランド。
5. 前記第１の領域は、平面視において中空である環状の形状を有し、
   前記複数の溝部は、それぞれ放射状に前記第１の領域の内縁部から外縁部まで延びる、
   請求項３又は請求項４に記載のはんだ実装ランド。
6. 前記第１の領域は、円形状の形状を有し、
   前記複数の溝部は、それぞれ放射状に前記第１の領域の中心部から外縁部まで延びる、
   請求項３又は請求項４に記載のはんだ実装ランド。
7. 前記複数の溝部は、前記第１の領域の内部において同心円状に延び、前記放射状に延びる溝部と空間的に接続される溝部をさらに含む、請求項５又は請求項６に記載のはんだ実装ランド。
8. 前記複数の溝部は、格子状に形成される、請求項３又は請求項４に記載のはんだ実装ランド。
9. 前記第１の領域は、円形状又は矩形状の形状を有し、
   前記第２の領域は、前記第１の領域の外縁部の一部から突出する、
   請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載のはんだ実装ランド。
10. 前記第１の領域は、平面視において中空である環状の形状を有し、
    前記第２の領域は、前記第１の領域の内縁部及び外縁部の少なくとも一方から突出する、
    請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載のはんだ実装ランド。
11. 前記第１の領域は、矩形状の形状を有し、
    前記第２の領域は、少なくとも前記第１の領域の角部の他の一部に設けられる、
    請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載のはんだ実装ランド。
12. 前記第２の領域の周縁部のうちの前記第１の領域とは反対側の周縁部は、対応する前記第１の領域の周縁部の一部の形状に沿う形状を有する、請求項１から請求項１１のうちのいずれか一項に記載のはんだ実装ランド。
13. 前記第２の領域は、前記はんだにより前記電子部品の周縁部に形成するフィレットの大きさに応じた形状を有する、請求項１から請求項１２のうちのいずれか一項に記載のはんだ実装ランド。
14. 前記第１の領域は、前記電子部品に許容される配置位置のずれ量だけ前記電子部品の接合面の外形を大きくした形状を有する、請求項１から請求項１３のうちのいずれか一項に記載のはんだ実装ランド。
15. 電子部品がはんだを介して配置され、当該電子部品をはんだ実装するためのランドであって、
    基板の導電層を当該導電層の上面に積層されるソルダレジスト層から露出させることにより形成され、前記電子部品が接合される第１の領域と、
    前記導電層の下層を露出させることにより形成され、前記第１の領域の内部から周縁部まで延びて前記第１の領域を分割する溝部と
    を有するはんだ実装ランド。

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