JPH04302116A - 基台付きチップ型電子部品 - Google Patents

基台付きチップ型電子部品

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JPH04302116A
JPH04302116A JP3091420A JP9142091A JPH04302116A JP H04302116 A JPH04302116 A JP H04302116A JP 3091420 A JP3091420 A JP 3091420A JP 9142091 A JP9142091 A JP 9142091A JP H04302116 A JPH04302116 A JP H04302116A
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JP
Japan
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pair
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chip
solder
electronic component
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Withdrawn
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JP3091420A
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Kaoru Nishizawa
薫 西澤
Seiji Saito
斉藤 征士
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Mitsubishi Materials Corp
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Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/141One or more single auxiliary printed circuits mounted on a main printed circuit, e.g. modules, adapters
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3421Leaded components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K3/3431Leadless components
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は回路基板に実装される基
台付きチップ型電子部品に関する。更に詳しくは端子電
極を有するチップコンデンサ、チップ抵抗、チップサー
ミスタ等のチップ型電子部品が基台に搭載された基台付
きチップ型電子部品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のチップ型電子部品は端子電極を
はんだ付けにより回路基板の表面に直接実装される面実
装用電子部品として広く用いられている。この端子電極
はセラミック素体等の端部を電極用導電性ペーストにデ
ィップコーティングした後、焼付けて形成される。この
ため電子部品が大型化するほどセラミック素体等の端部
をペーストから引上げるときにペーストが重力により端
部の中央部分に集って電極層を厚く形成し、反対に端部
のコーナ部分では電極層を薄く形成し易い。この状態で
回路基板の表面に端子電極をはんだ付けすると、小型の
電子部品では端部のコーナ部分の電極層が厚いためはん
だ食われを起こさないが、大型の電子部品では端部のコ
ーナ部分の電極層が薄いためはんだ食われを起こし易い
。このため、従来より大型の電子部品のはんだ付けは比
較的融点の低いはんだを使用する必要があった。また大
型の電子部品は端子電極の基板に対する接触面積が広く
、基板のたわみ量が小さいため、図4に示すように複数
の電子部品1,1を単一の基板2にはんだ3付けした後
、基板2に曲げ応力Pをかけることにより基板2をA点
で折曲げて分割し、電子部品1,1を分けた場合、図3
に示すように電子部品1の端子電極1a,1bに応力が
加わり端子電極内側のセラミック素体1cにクラック4
を生じ易い。このため、従来より大型の電子部品1,1
のはんだ付け後の基板2の折曲げによる分割は行われて
いない。上記問題点を解決するため、図5に示すように
大型のセラミックコンデンサ6ような電子部品ではその
端子電極6a,6bにリード線7,7をはんだ付けした
後、部品全体をエポキシ樹脂のような絶縁性樹脂8にデ
ィップコーティングしてラジアルリード品の形態で回路
基板に実装していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、絶縁性樹脂8
でコーティングした電子部品6は、樹脂が硬化するとき
にセラミック素体6cのリード線7,7の接続されない
部分が樹脂の熱収縮応力を受けてその部分にキュアクラ
ック9,9を生じ易く、コーティング後の降温条件等が
複雑化して製造が難しい問題点があった。また、上記ラ
ジアルリード品の形態をした電子部品は回路基板への実
装性に劣り実装コストが高価になる欠点があった。
【0004】本発明の目的は、はんだ付けによる基板実
装時に部品内部に熱衝撃がなく、基板分割時に端子電極
がたわみ応力を受けず、電子部品内部にクラックを生じ
ることがない基台付きチップ型電子部品を提供すること
にある。本発明の別の目的は、基板に低コストで実装し
得る基台付きチップ型電子部品を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の基台付きチップ型電子部品は、図1に示す
ようにチップ型電子部品10の一対の端子電極10a,
10bの間隔に相応して一対の電極層11a,11bが
上面に形成された基台11と、一端が一対の電極層11
a,11bにそれぞれはんだ13付けにより接続され他
端が基台11の下面より下方に延びて回路基板14には
んだ15付け可能な一対のリードフレーム12,12と
を備え、電子部品10が一対の端子電極10a,10b
を一対の電極層11a,11bにそれぞれはんだ13付
けにより接続して基台11に搭載されたことを特徴とす
る。
【0006】以下、本発明を詳述する。図1に示すよう
に、本発明の基台付きチップ型電子部品はチップ型電子
部品10と基台11とリードフレーム12とにより構成
される。チップ型電子部品10は基板の表面に直接実装
されるタイプのチップコンデンサ、チップ抵抗、チップ
サーミスタ等である。また基台11は回路基板に用いら
れる公知の材料、例えばアルミナ、窒化けい素、鉄、ア
ルミニウム、ガラスエポキシ、紙フェノール等の材料か
らなる板材である。更にリードフレーム12は電子部品
10と基台11とを支持し得る剛性と、基板折曲時の応
力を吸収し得る弾性を有し、曲げ加工が容易ではんだ濡
れ性のある導電性材料であれば、特に制限されないが、
例示すればりん青銅、銅等の金属板を折曲げて表面にS
n又はSn/Pbのめっき処理したものが挙げられる。
【0007】図2に示すように、基台11は電子部品1
0の投影面積より広い表面積を有し、左右両端部の上面
には電子部品10の一対の端子電極10a,10bの間
隔に相応して一対の電極層11a,11bが形成される
。基台11がアルミナ、窒化けい素等のセラミック基台
の場合には、電極層11a,11bはAg,Pd,Pt
,Cu等を1種又は2種以上含む金属粉末及びガラスフ
リットが混練された導電性ペーストを基台11に印刷し
焼付けて形成される。また基台11が鉄、アルミニウム
等の金属基台の場合には、基台表面にセラミックス等の
絶縁層を形成した後、同様に電極層が形成される。更に
基台11がガラスエポキシ、紙フェノール等の耐熱性に
乏しい基台の場合には、銅シートを積層し圧着した銅張
りの電極層が形成される。
【0008】電子部品10を基台11に搭載するには、
先ず電極層11a,11b部分のみを露出したメタルマ
スクで基台を被覆し、電極層の部分にクリームはんだ1
3を均一に塗布し印刷する。次いで電極層11a,11
bに電子部品10の端子電極10a,10b及び一対の
リードフレーム12,12を配置してリフローはんだ付
けする。これにより得られた基台付きチップ型電子部品
を回路基板14に実装するには、基板14の所定の箇所
にクリームはんだ15を印刷した後、リードフレーム1
2,12を配置してリフローはんだ付けする。このとき
電子部品10及びリードフレーム11を基台11に固定
したはんだ13が溶融しないように、はんだ13ははん
だ15より融点の高いはんだを用いることが好ましい。 また高温のリフローで端子電極10a,10bがはんだ
食われを生じないように、はんだ13はSn含有量が比
較的少ないものが好ましい。
【0009】
【作用】基台付きチップ型電子部品は、リードフレーム
を回路基板にはんだ付けする際にリードフレームが熱的
負荷を受けるため、電子部品の端子電極内側のセラミッ
ク素体にクラックが発生することがない。また基板に実
装した後で基板を折曲して分割する際にはリードフレー
ムが柔軟に湾曲して基板のたわみ応力を吸収する。また
端子電極を電極層にはんだ付けするはんだとして、通常
の共晶はんだを用いると、このはんだ中にはSnが60
%程度含まれるため、200℃前後の低温はんだ付けで
もSnが端子電極中のAgと活発に反応してAg3Sn
金属間化合物を形成し易い。この化合物が端子電極とセ
ラミック素体との界面まで侵入すると端子電極がもろく
、はんだ食われを起こし易くなる。これに対して端子電
極を電極層にはんだ付けするはんだとして、Sn含有量
の少ない、例えばPb90/Sn8/Ag2のようなは
んだを使用すると、端子電極中のAgとの反応によるA
g3Sn金属間化合物の生成が少ないため、300℃程
度の高温のリフローにも耐え得る。
【0010】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、基
板実装時には電子部品自体に熱衝撃はなく、また基板分
割時には電子部品自体にたわみ応力が及ばないため、い
ずれも電子部品のセラミック素体内部にクラックが生じ
ることがない。また、これまでラジアルリード品でしか
存在しなかった大型で大容量のコンデンサを、本発明に
よれば表面実装可能にすることができ、基板への実装コ
ストを低減することができる。
【0011】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて比較例
とともに説明する。 <実施例1>図1及び図2に示すように、チップ型電子
部品10はチップ型積層セラミックコンデンサであって
、セラミック素体とこの素体の両端部に形成された一対
の端子電極10a,10bとを備える。このセラミック
素体は鉛ペロブスカイト系である。積層セラミックコン
デンサは三菱マテリアル(株)製の型名C200F1E
686Zのチップコンデンサであって、貴金属のAg7
0/Pd30からなる内部電極(図示せず)を有し、長
さ20.0mm、幅13.0mm、厚み7.0mmのサ
イズを有する。
【0012】長さ35.0mm、幅21.0mm、厚み
0.635mmのアルミナ基台11に図2に示すような
一対の電極層11a,11bを形成した。これらの電極
層はAg,Pdを含む導電性ペーストを塗布し焼付けて
形成した。次いでこの電極層部分のみが露出した厚み0
.25mmのメタルマスクで基台を覆い、融点が290
℃のクリームはんだ(千住金属(株)製,OF−295
: Pb90/Sn8/Ag2)を印刷した。はんだ印
刷後、セラミックコンデンサ10及びリードフレーム1
2,12を電極層11a,11bの上に置き、300℃
で2分間維持してリフローはんだ付けした。リードフレ
ーム12,12には銅板をクランク状に折曲げた後はん
だめっきしたものを用いた。
【0013】<比較例1>実施例1と同一のセラミック
コンデンサ10のみからなるチップ型電子部品を比較例
1とした。 <比較例2>実施例1と同一のセラミックコンデンサ1
0の端子電極にリード線を接続し、これを150℃で溶
融しているエポキシ樹脂に浸漬し、コーティングした後
、50℃/minで降温して樹脂を硬化させたラジアル
リード品を比較例2とした。
【0014】<セラミック素体のクラック検査>実施例
1及び比較例1,2のコンデンサについて、内部のクラ
ックの発生の有無を調べた。厚み0.635mmのアル
ミナ回路基板の所定の箇所にクリームはんだを印刷した
後、実施例1の基台付きセラミックコンデンサはリード
フレームをはんだ印刷部分に配置して、また比較例1の
セラミックコンデンサはそのまま端子電極をはんだ印刷
部分に配置して、それぞれ270℃でリフローはんだ付
けした。
【0015】比較例2のラジアルリード品は図5の破線
に示すようにセラミック素体内部にキュアクラックが発
生していた。また比較例1のセラミックコンデンサはは
んだ付け後の静電容量の低下はなく、またセラミック素
体内部にクラックの発生もなかった。しかし、比較例1
のセラミックコンデンサは回路基板を折曲げ分割したと
きの静電容量に低下が見られた。そこでこのセラミック
素体を調べてみると内部に図3に示すようなクラックが
発生していた。これに対して実施例1の基台付きセラミ
ックコンデンサははんだ付け後及び回路基板の折曲げ分
割時にもクラックの発生はなく、静電容量の低下も見ら
れなかった。
【0016】<たわみ限界試験>実施例1及び比較例1
のコンデンサについて、たわみ限界試験を行った。厚み
1.6mmのガラスエポキシ基板を厚み0.3mmのメ
タルマスクで覆い、融点が230℃のクリームはんだ(
千住金属(株)製,SPT−60−2062−M10:
 Sn62/Pb36/Ag2)を印刷した。はんだ印
刷後、実施例1及び比較例1のコンデンサを印刷部分に
置き、230℃で15秒間維持してリフローはんだ付け
した。この基板をスパン90mmの支持台に載せ、スパ
ン中心の基板に10kgの荷重を10mm/minの速
度でかけ、セラミックコンデンサの容量値が10%以上
低下したときの限界たわみ量を測定した。実施例1及び
比較例1のそれぞれの試料数は5個であった。その結果
を表1に示す。表1から比較例1のコンデンサが0.2
〜0.4mmで限界値を示したのに対して、実施例1の
コンデンサは8mmたわんでもその容量値は低下しなか
った。(以下、本頁余白)
【0017】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基台付きチップ型電子部品の正面図。
【図2】その平面図。
【図3】基板に実装して折曲げた後の従来例チップ型電
子部品の断面図。
【図4】従来例チップ型電子部品を実装した基板を曲げ
ている状態を示す断面図。
【図5】従来例ラジアルリード品の断面図。
【符号の説明】
10  チップ型積層セラミックコンデンサ(チップ型
電子部品) 10a,10b  端子電極 11  基台 11a,11b  電極層 12  リードフレーム 13,15  はんだ 14  回路基板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  チップ型電子部品(10)の一対の端
    子電極(10a,10b)の間隔に相応して一対の電極
    層(11a,11b)が上面に形成された基台(11)
    と、一端が前記一対の電極層(11a,11b)にそれ
    ぞれはんだ(13)付けにより接続され他端が前記基台
    (11)の下面より下方に延びて回路基板(14)には
    んだ(15)付け可能な一対のリードフレーム(12,
    12)とを備え、前記電子部品(10)が一対の端子電
    極(10a,10b)を前記一対の電極層(11a,1
    1b)にそれぞれはんだ(13)付けにより接続して前
    記基台(11)に搭載されたことを特徴とする基台付き
    チップ型電子部品。
  2. 【請求項2】  リードフレーム(12,12)の一端
    及び電子部品(10)の一対の端子電極(10a,10
    b)を接続するはんだ(13)の融点が前記リードフレ
    ーム(12,12)の他端を回路基板(14)に接続す
    るはんだ(15)の融点より高い請求項1記載の基台付
    き積層セラミックコンデンサ。
  3. 【請求項3】  基台(11)がセラミック基台であっ
    て、電極層(11a,11b)が導電性ペーストを基台
    に印刷し焼付けて形成された請求項1記載の基台付き積
    層セラミックコンデンサ。
JP3091420A 1991-03-28 1991-03-28 基台付きチップ型電子部品 Withdrawn JPH04302116A (ja)

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