JP3885965B2 - 面実装型チップネットワーク部品 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、面実装型チップネットワーク部品に関するものである。
背景技術
９つ（奇数個）の端子を有するネットワーク回路が絶縁基板面に形成されてなる面実装型チップネットワーク部品については、特開平４−１６５６０３号公報にその開示がある。同公報では、絶縁基板の向かい合う辺縁にそれぞれ端子が４つと５つ配されている（図３）。
面実装部品が印刷回路板等に実装され、実装体を形成する際には、クリームはんだが面実装部品の端子部と印刷回路板のランドを繋ぐよう配され、当該はんだが溶融する温度まで昇温し、その後徐々に室温まで冷却させて前記端子部とランドとがはんだで機械的、電気的に結合・接続させる工程（リフロー工程）を経る。
上記リフロー工程の過程において、溶融したはんだは上記端子部表面と上記ランド表面とに良好な濡れの状態を確保し、且つ低い粘性を有している。従って溶融したはんだの表面張力によって前記端子部と前記ランドとを引っ張り合う力が働く。そこで図３に示すような、奇数個の端子を有するネットワーク回路が絶縁基板面に形成されてなる面実装型部品のリフロー工程では、端子数の多い絶縁基板の辺縁側の前記引張力が端子数の少ない絶縁基板の辺縁側（逆側）の前記引張力に比して、端子数が多い分だけ強いため、当該逆側の辺縁の溶融はんだが断ち切られ、面実装型部品が前記引張力が強い方の辺縁を下にして立ち上がる、いわゆるツームストン現象を引き起こし易いと考えられる。
そこで本発明が解決しようとする課題は、３以上の奇数個の端子を有するネットワーク回路が絶縁基板面に形成されてなる面実装型チップネットワーク部品において、ツームストン現象を抑制することである。
発明の開示
上記課題を解決するため、本発明の３以上の奇数個の端子１を有するネットワーク回路が絶縁基板２面に形成されてなる面実装型チップネットワーク部品の第１の構成は、前記ネットワーク回路が絶縁基板２面に偶数個形成され、且つ端子１が絶縁基板２の向かい合う辺縁にそれぞれ同数配置されていることを特徴とする。
図１に示した面実装型チップネットワーク部品を例にとると、個々のネットワーク回路が有する端子１の数は５つであり、このネットワーク回路が絶縁基板２面に２つ形成されている。絶縁基板２は長方形であるため向かい合う辺縁は二組有り、向かい合う短辺にはそれぞれ０個ずつ、向かい合う長辺にはそれぞれ５個ずつ配置されている。
図２に示した面実装型チップネットワーク部品を例にとると、個々のネットワーク回路が有する端子１の数は５つであり、このネットワーク回路が絶縁基板２の面に２つ形成されている。絶縁基板２は長方形であるため向かい合う辺縁は二組有り、向かい合う短辺にはそれぞれ１個ずつ、向かい合う長辺にはそれぞれ４個ずつ配置されている。
ここで図１、図２、図３の絶縁基板２表面、裏面の４隅に付した同種の記号（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）は、表面、裏面でそれぞれ対応した位置であることを示している。
上記第１の構成を有することにより、端子１部と前記ランドとを引っ張り合う力のバランスが各辺縁にて略均等になるため、ツームストン現象を抑制することができる。
上記課題を解決するための本発明の３以上の奇数個の端子１を有するネットワーク回路が絶縁基板２の面に形成されてなる面実装型チップネットワーク部品の第２の構成は、前記ネットワーク回路が絶縁基板２面に偶数個形成され、且つ端子１が、絶縁基板２の面の中心を対称の中心とした点対称位置の絶縁基板２の辺縁にそれぞれ配置されることを特徴とする。
１ 図１、図２に示した面実装型チップネットワーク部品を例にとると、個々のネットワーク回路が有する端子１の数は５つであり、このネットワーク回路が絶縁基板面に２つ形成されている。ここでの絶縁基板２は長方形であるため、絶縁基板２面中心は当該長方形における二本の対角線が交わる点となり、端子１が絶縁基板２の面中心を対称の中心とした点対称位置の絶縁基板２の辺縁にそれぞれ配置されている。
上記第２の構成を有することにより、端子１部と上記ランドとを引っ張り合う力のバランスが絶縁基板２全体、面実装型チップネットワーク部品全体で略均等になるため、ツームストン現象を抑制することができる。
上記第１、第２の構成におけるネットワーク回路の例は、図１に示した端子１の数５個の分圧回路の他に、図３に示すような端子１の数９個の、共通端子を有する抵抗ネットワーク回路や、アッテネータ回路（減衰回路）、その他の回路素子であるコンデンサ素子やインダクタ素子とを含ませた端子１の数が奇数個の各種フィルタ回路等である。
上記課題を解決するため、本発明の３以上の奇数個の端子１を有するネットワーク回路が絶縁基板２の面に形成されてなる面実装型チップネットワーク部品の第３の構成は、上記第１の構成及び第２の構成において、全てのネットワーク回路が、絶縁基板２の一対の向かい合う２辺の辺縁それぞれに端子を有するよう形成され、個々のネットワーク回路の端子１が多く配される辺縁が、隣り合うネットワーク回路の端子１が多く配される辺縁とは別の辺縁となることを特徴とする構成である。
上記第３の構成の具体例は、図１に示すものである。図１は全て（２つ）のネットワーク回路が、絶縁基板２の一対の向かい合う２辺の辺縁それぞれに端子１を有するよう形成され、隣り合うネットワーク回路の端子が多く配される辺縁が、別の辺縁となる構成となっている。つまり個々（例えば図１「表面」の左側）のネットワーク回路の端子１が多く配される辺縁（図１中の隅Ａから隅Ｂに亘る辺縁）が、隣り合うネットワーク回路（図１「表面」の右側）の端子１が多く配される辺縁（図１中の隅Ｃから隅Ｄに亘る辺縁）とは向かい合う別の辺縁となる構成となっている。
上記第３の構成において、面実装型チップネットワーク部品が一対の等価のネットワーク回路、若しくは二対、四対、八対、又は十六対の等価のネットワーク回路群からなり、全ての端子１が、絶縁基板２面中心を対称の中心とした点対称位置にある対となる等価のネットワーク回路に対応した端子１であることが好ましい（図１、図２）。その理由は、チップ面に沿って１８０°回転させた実装が許容でき、本発明の面実装型チップネットワーク部品を用いる電子機器などの組立て作業時の部品チェック等の負担が低減するためである。
上記等価のネットワーク回路の数の上限を十六対にした理由は、それを上回るネットワーク回路を１チップ化すると、チップ形状が細長くなり過ぎ、機械的強度を維持しにくいと考えられるためである。その観点から、上記等価のネットワーク回路の数は図１、図２に示す一対であるか、又は二対であるのが更に好ましい。
上記二対、四対、八対、又は十六対の等価のネットワーク回路群とは、個々の対が等価の回路からなり、一つの対と、それと別の対を対比した場合、等価であっても異種であってもよいものを指す。
また上記第１、第２、第３の構成において、絶縁基板２両面に回路素子が形成されたネットワーク回路を１以上含むことが好ましい。その理由は絶縁基板２面の有効活用が可能となるためである。また図１、図２と、図３との比較から明らかなように、個々の回路素子サイズを大きくできる利点がある。
上記絶縁基板面の有効活用は、そもそも本発明で得られ易い効果であると考えられる。例えば単純に図１と図３とを見比べると、図３では絶縁基板２隅部Ａ、隅部Ｂ付近が無駄な領域であることが明らかであるのに対し、図１にはそれに相当する領域が存在しない。これは奇数個の端子１を有するチップ状電子部品の宿命とも言えることであり、チップの向かい合う２つの辺縁に全ての端子１を直角平行位置に配列できないことに起因している。
上記個々の回路素子サイズを大きくできることとなると、回路素子特性が安定化する。例えば抵抗素子サイズ、特に抵抗体３サイズは、小さくなるに従い抵抗値ばらつきが大きくなるし、また抵抗温度係数（ＴＣＲ）が大きくなる傾向がある。また抵抗体３サイズが大きくなるに従い、大電流、大電圧にも耐え得るようになる。更に一般に、回路素子が大きくなればその製造が容易になる。例えば抵抗素子を構成する導体４と抵抗体３との形成位置のずれの許容値を大きくできるなどにより、製造が容易になる。
また３以上の奇数個の端子を有するネットワーク回路はその回路構成自体が一般的に後雑となる場合が多い。その場合図１、図２に示すように１つのネットワーク回路における個々の回路素子（抵抗素子）を絶縁基板２両面に配することで、設計意図に反した回路素子同士の電気接続（短絡）を抑制できる利点があると考えられる。
発明を実施するための最良の形態
以下、図１の面実装型チップネットワーク部品を例に、本発明の実施の形態を説明する。
縦横に分割用のスリットが設けられ、分割後に図１に示す絶縁基板２の形状となる大型のアルミナ製の絶縁基板２の一方の面に、銀系メタルグレーズからなる導体ペーストをスクリーン印刷し、焼成して端子１及び導体４を図１のようになるよう形成する。前記スクリーン印刷は、大型の絶縁基板２の裏面側から吸気しながらの操作であり、スルーホールと対応する位置にある導体ペーストがスルーホール内へ吸い込まれることで、スルーホール内壁面に付着させる、いわゆるスルーホール印刷とする。また絶縁性基板２の反対の面には前記電極を形成した位置とそれぞれ対向する位置に端子１となる電極を同手法で形成する。これにより、絶縁基板２両面の端子となる電極がスルーホール内壁面を経由して導通する。
その後抵抗体３形状の開口部を有するマスクを用い、酸化ルテニウム系抵抗体ペーストを図１のようスクリーン印刷し、焼成して抵抗体３を形成する。次いで抵抗体３全体を覆うようにホウ珪酸鉛系ガラスペーストをスクリーン印刷し、焼成して形成する（図示しない）。その後抵抗値調整のため、目標とする抵抗値になるようレーザー照射によるトリミングを実施する。
そして絶縁基板２両面の抵抗体３、ガラスを少なくとも覆い、端子１がわずかに露出するよう、エポキシ樹脂系のオーバーコートペースト（図示しない）をスクリーン印刷し、当該ペーストを硬化させる。
その後上記分割工程を経て、更に端子１の部分にニッケルメッキ、はんだメッキをこの順に施し、本発明の面実装型チップネットワーク部品を得ることができる。ここで絶縁基板２の裏面側の端子１が印刷回路基板等の実装基板面に実装時に当接される。
図２の面実装型チップネットワーク部品の製法は、図１の面実装型チップネットワーク部品の製法と略同じである。異なる点は絶縁基板の形状（スルーホール位置）とスクリーン印刷時に用いるマスク開口部位置である。従って上記した図１の面実装型チップネットワーク部品の製法に準じて図２の面実装型チップネットワーク部品を製造できる。
図１、図２の面実装型チップネットワーク部品は、共にいわゆる等価の分圧回路が２つ独立して１チップ化されたものであり、チップの表裏さえ間違えなければ、チップ面に沿って１８０°回転した状態での印刷回路基板等への実装を許容できる構造となっている。従って表裏の上記オーバーコートペーストの色を異ならせて、チップの表裏を簡単に認識できるようにするか、チップ片面のオーバーコート表面にチップの表裏を簡単に認識できるような印字や記号を施す等するのが好ましい。ここで前者は印字工程を必要としないのに対し、後者は印字工程を必要とするため、製造の容易さから前者が更に好ましい。
図２の面実装型チップネットワーク部品は、図１の面実装型チップネットワーク部品に比して長辺方向の絶縁基板寸を多少短くできると考えられる。面実装型チップネットワーク部品使用者の設計思想にも依るが、高密度実装を求めるならば図２の面実装型チップネットワーク部品の方が有利と考えられる。
尚、本例での導体膜（端子１、導体４）や抵抗体３膜やガラス膜は、量産性に優れる厚膜技術であるスクリーン印刷により形成したが、スパッタリング、蒸着、ＣＶＤ等の薄膜技術によって形成しても良い。また絶縁基板２上面（表面）に別個の電子部品（チップ型のものや、いわゆるディスクリート部品等を含む）を各回略素子として部分的に、又は全箇所に配置した形態としてもよい。
本例における導体ペーストは銀系メタルグレーズだったが、それに代えて銀含有の導電性接着剤等を適宜選択し得る。
また本例における抵抗体は、酸化ルテニウム系だが、金属被膜系、炭素被膜系等その用途に合わせて適宜選択し得る。また本例におけるガラスにはホウ珪酸鉛系を用いたが、これに限定されない。またガラスに代えて樹脂系も使用できる。またオーバーコートの材料もエポキシ系樹脂以外にその他樹脂系やガラス系材料等目的に合わせて適宜選択し得る。
また本例におけるトリミング法は、レーザ照射によるものだったが、それに代えてサンドプラスト法等目的に合わせて適宜選択し得る。
また本発明の面実装型チップネットワーク部品を構成できるならば、本例における工程順を変更できる。例えば導体４の形成前に抵抗体３を形成する等である。また本例では端子１形成に際して、いわゆるスルーホール印刷を採用しているため、絶縁基板２の辺縁にいわゆる端面電極を形成する工程が含まれていない。しかし、その工程を要する場合には、通常本例における分割工程において電極を形成すべき端面が露出した後、且つ上記メッキ工程前に端面電極形成工程が付加される。
また本例は個々のネットワーク回路が５つの端子１を有し、絶縁基板２の一つの辺縁に３つの端子１、当該辺縁と向かい合う辺縁に２つの端子１を形成したが、前記一つの辺縁に４つの端子１、当該辺縁と向かい合う辺縁に１つの端子１を形成する構成の場合でも、前述した第１の構成又は第２の構成の条件を満たすことで本発明の効果を得ることができる。つまり奇数個の端子１の絶縁基板２における配置の態様は本例に限定されない。また当然個々のネットワーク回路が有する端子１の数についても、５個に限定されず３個、７個、９個等としてもよい。
また本例では絶縁基板２の形状を長方形としたが、それに代えて正方形、三角形、六角形、八角形、円形等、種々の形状を採用し得る。
また本例では３以上の端子１を有するネットワーク回路として、分圧回路を示したが、それに代えてアッテネータ回路や、抵抗素子とコンデンサ素子を組み合わせた、いわゆるＣＲネットワーク回路等のその他のネットワーク回路としてもよい。
産業上の利用可能性
本発明により、３以上の奇数個の端子を有するネットワーク回路が絶縁基板面に形成されてなる面実装型チップネットワーク部品において、ツームストン現象を抑制することができた。
【図面の簡単な説明】
図１及び図２は、本発明の面実装型チップネットワーク部品の概略図である。図３は、従来の面実装型チップネットワーク部品の概略図である。
これらの図面に付した符号は、１…端子、２…絶縁基板、３…抵抗体、４…導体である。

Claims (5)

1. ３以上の奇数個の端子を有するネットワーク回路が方形の絶縁基板面に偶数個形成されてなる面実装型チップネットワーク部品であって、
   上記端子は、上記絶縁基板の向かい合う辺縁にそれぞれ同数配置され、
   上記ネットワーク回路を構成する素子が、上記絶縁基板の表裏面に形成され、
   上記ネットワーク回路が上記絶縁基板の少なくとも一方の面に上記端子から導出される共通導体を備え、そして、次の構成を有することを特徴とする面実装型チップネットワーク部品。
   （ａ）一端が上記共通導体と接続された抵抗体
   （ｂ）上記抵抗体の他端に接続される上記絶縁基板縁の他の端子
   （ｃ）（ａ）の抵抗体が形成された絶縁基板面とは反対側の面に形成され、その一端が（ｂ）の端子に接続された別の抵抗体
   （ｄ）（ｃ）の抵抗体の一端に接続され、（ｂ）の端子が配置された上記絶縁基板縁の反対側に位置する独立した端子
2. 前記絶縁基板の回路形成面の略中央を中心とした点対称位置に、一のネットワーク回路の端子に相当する他のネットワーク回路の端子が位置することを特徴とする請求項１記載の面実装型チップネットワーク部品。
3. 前記端子は、前記絶縁基板の４辺全てに配置されており、１辺の端子の数は、向かい合う辺と同数であり、他方の向かい合う辺にも同数配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の面実装型チップネットワーク部品。
4. 前記絶縁基板の表裏を認識し得る手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の面実装型チップネットワーク部品。
5. 前記表裏を認識し得る手段は、前記ネットワーク回路を覆うオーバーコートの色を表裏で異ならせること、または、オーバーコート表面への印字によることを特徴とする請求項４項記載の面実装型チップネットワーク部品。

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