JPH09326545A - 表面実装部品を実装したプリント配線板、プリント配線基板およびチップ型表面実装部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板にチップ型表面実装部品を実装する場合
に、部品の基板からの突出量を少くしてプリント配線板
の薄型化と小型化とを可能にする。 【解決手段】 基板にチップ型部品の一部を進入させる
ための凹部を形成すると共に、この凹部に入れたチップ
型部品の電極に近接するパッドパターンを基板に形成し
ておく。この凹部にチップ型部品を入れてその電極をパ
ッドパターンにはんだ接続する。このチップ型部品の上
に表面実装ＩＣの本体を載せ、このＩＣのリードを基板
表面に形成したＩＣ用のパッドパターンに接続すれば実
装密度をさらに高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チップ型表面実装
部品を実装したプリント配線板と、その基板と、チップ
型両面実装部品とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように近年の電子工業分野におい
て特にエレクトロニクス製品では、一段と小型化、軽量
化、小電力化、多機能化が追求されている。この動向に
伴い、電子部品も表面実装型タイプの部品、例えばチッ
プ部品や表面実装型ＩＣなどへと移行している。また高
密度実装が要求されるため、小型で微細な部品や、薄型
の部品が用いられることが多くなっている。このためま
すますプリント配線板上への電子部品の実装密度が高く
なり、狭い範囲に如何に多くの部品を載せるかという実
装方法（技術）が重視されている。

【０００３】図６は従来の実装方法を説明する図であ
る。この図において符号１０はプリント配線基板であ
り、その表面にはパッドパターン１２、１２、１４、１
４、１６、１６が形成されている。すなわちパッドパタ
ーン１２、１２にはチップ型の抵抗器やコンデンサなど
の表面実装部品１８がリフローソルダリング法などでは
んだ付けされる。ここに部品１８の両端の電極がこれら
のパッドパターン１２、１２上に載ってはんだ付けされ
るのは勿論である。

【０００４】またパッドパターン１４、１４および１
６、１６には、表面実装型のＩＣ２０、２２がはんだ付
けされる。ここにＩＣ２０、２２は矩型の本体２０ａ、
２２ａと、これら本体２０ａ、２２ａの少なくとも２辺
からのびるガルウィング型やＪベンド型のリード端子２
０ｂ、２２ｂを持つ。そしてこれらリード２０ｂ、２２
ｂをパッドパターン１４、１４および１６、１６に位置
合わせして、リフローソルダリング法などによりはんだ
付けするものである。

【０００５】ここにリフローソルダリング法は、パッド
パターン１２、１４、１６に予め印刷法などによってク
リームはんだを供給しておき、ここに部品１８、２０、
２２を載せてリフロー炉で加熱するものである。この方
法に代えて、部品１８、２０、２２を接着剤で基板１０
に仮止めし、溶融はんだに浸漬してフローソルダリング
する方法や、手作業ではんだ付けを行う方法を採用して
もよいのは勿論である。

【０００６】

【従来技術の問題点】しかしこの従来方法では、チップ
型部品１８の突出量が大きくなり、部品実装済みの基板
（以下プリント配線板という）が厚く、大型になるとい
う問題があった。

【０００７】またチップ型部品１８と表面実装型ＩＣ２
０、２２を混載する場合には、これらの部品１８、２
０、２２が基板１０の表面に二次元的に広がって配置さ
れるために基板１０の表面積が大きくなる。このため基
板１０の面積に制約が有る場合には実装可能な部品数が
減り、高密度な実装の障害となっていた。

【０００８】

【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、チップ型部品を実装する場合にこの部品の
基板表面からの突出量を少くしてプリントに配線板の薄
型化と小型化を可能にする表面実装部品を実装したプリ
ント配線板を提供することを第１の目的とする。

【０００９】またチップ型部品と表面実装型ＩＣとを混
載する場合に基板の表面積を小さくし、基板の寸法が決
っている場合にはそこへ搭載できる部品の数を増やして
高密度実装を促進させることができる表面実装部品を実
装したプリント配線板を提供することを第２の目的とす
る。

【００１０】またこれらのプリント配線板に使用するプ
リント配線基板を提供することを第３の目的とし、同じ
くチップ型表面実装部品を提供することを第４の目的と
する。

【００１１】

【発明の構成】本発明によれば第１の目的は、プリント
配線基板にチップ型表面実装部品を実装したプリント配
線板において、プリント配線基板にチップ型表面実装部
品の実装位置にこの部品の一部を進入させる凹部が形成
され、この凹部に装填した前記部品の電極がプリント配
線基板の表面に形成したパッドパターンにはんだ付けさ
れていることを特徴とする表面実装部品を実装したプリ
ント配線板により達成される。

【００１２】第２の目的は、前記部品の上に、周縁にリ
ードを持つ表面実装型ＩＣの本体下面が重ねられ、この
ＩＣの各リードが基板表面に形成したパッドパターンに
はんだ付けされている請求項１の表面実装部品を実装し
たプリント配線板により達成される。

【００１３】第３の目的は、チップ型表面実装部品の実
装位置に、この部品が進入可能な凹部が形成され、この
凹部の周縁にはこの凹部に装填する前記部品の電極に近
接するパッドパターンが形成されていることを特徴とす
るプリント配線基板により達成される。

【００１４】第４の目的は、両端面には両電極に接続さ
れた導電性の突起部が形成されていることを特徴とする
チップ型表面実装部品により達成される。

【００１５】

【実施態様】図１はこの発明の一実施態様を示す図であ
る。この図１で（Ａ）は実装前を、（Ｂ）は実装状態を
示す。これらの図で符号５０はプリント配線基板であ
る。なおここでは部品実装前のプリント配線基板５０を
「基板」といい、部品実装すみの基板を「プリント配線
板」という。

【００１６】５２はチップ型表面実装部品であり、角柱
状あるいは円柱状の抵抗器やコンデンサである。このチ
ップ型部品５２はＪＩＳなどにより規定された寸法で作
られ、例えばＪＩＳ２１２５タイプの固定抵抗器では、
幅が１．２５±０．２ｍｍ、長さが２．０±０．２ｍ
ｍ、厚さが１．０ｍｍ以下である。

【００１７】このチップ型部品５２は本体部５２ａと、
その両端に形成されたキャップ状の電極５２ｂ、５２ｂ
とを持つ。基板５０には、このチップ型部品５２を入れ
るための凹部５４が形成されている。この凹部５４はチ
ップ型部品５２の下部が上から入るのに十分でかつ部品
５２の電極５２ｂ、５２ｂとの間に大きな間隙ができな
い寸法とする。

【００１８】この凹部５４の深さは、チップ部品５２の
一部が基板５０の上に突出するように決めるのが良い。
特に後記の実施態様で説明するようにチップ部品５２の
上にＩＣ６６を重ねて実装する場合には、このＩＣ６６
のリードを基板５０のパッドパターン６８にはんだ付け
するのに適切な高さとなるようにチップ部品５２の上面
の高さを設定する必要がある。

【００１９】５４は、例えば回転する工具（フライス）
を当てて切削するフライス盤（ミリングマシン，ｍｉｌ
ｌｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ）を用いて加工することがで
きる。

【００２０】基板５０の表面には、回路パターンが形成
され、その回路パターンの一部であるパッドパターン５
６、５６は、この凹部５４に近接している。すなわちこ
の凹部５４にチップ型部品５２を装填した時に、電極５
２ｂ、５２ｂに対向する２辺に沿って、これらのパッド
パターン５６、５６が形成される。パッドパターン５
６、５６は、凹部５４を加工した後に公知のメッキやエ
ッチングを用いて形成してもよいが、回路パターンと共
にこれらパッドパターン５６、５６を形成した後に、凹
部５４を加工してもよい。

【００２１】このように凹部５４とパッドパターン５
６、５６とを形成した基板５０に、チップ型部品５２を
実装する際には、部品５２の装着に先行してパッドパタ
ーン５６、５６に所定量のクリームはんだ５８、５８を
提供する。このクリームはんだ５８、５８は、例えばメ
タルマスクとスキージ（ヘラ）とを用いる印刷法により
供給することができる。

【００２２】次にチップ型部品５２を凹部５４に上から
押込んで装填し、リフロー炉に入れて加熱する。クリー
ムはんだ５８、５８が溶融すると、この溶融したはんだ
はパッドパターン５６、５６と電極５２ｂ、５２ｂとの
間隙に流入し、表面張力によって電極５２ｂ、５２の表
面に吸い上げられる。図１の（Ｂ）で５８Ａ、５８Ａは
凝固してパッドパターン５６、５６と電極５２ｂ、５２
ｂとを電気的に接続するはんだを示している。

【００２３】このようにチップ型部品５２はその一部が
凹部５４内に進入しているから、チップ型部品５２の基
板５０の表面からの突出量が少ない。このため部品実装
済みの基板すなわちプリント配線板６０の厚さが小さく
なる。従ってプリント配線板６０の小型化が図れ、これ
を組込んだエレクトロニクス製品の小型化に適する。な
おチップ型部品５２の基板５０表面からの突出量は、パ
ッドパターン５６と電極５２ｂとのはんだ付けが信頼性
良く行えるように決めるべきである。また部品５２の本
体部５２ａの表面は、はんだに濡れにくい材料で覆って
おくのがよい。

【００２４】図２は他の実施態様を示す図であり、
（Ａ）を部品実装前を、（Ｂ）は実装済みの状態を示
す。この実施態様はチップ型部品５２と凹部５４との間
に接着剤６２を介在させたものである。すなわち図１の
実施態様において、凹部５４の底に所定量の接着剤６２
を供給しておき、この凹部５４にチップ型部品５２を装
填する時に部品５２と凹部５４内面との間に接着剤６２
を拡張させて部品５２と凹部５４との間隙を接着剤６２
で埋めるものである。

【００２５】従ってこの実施態様によれば、部品５２と
凹部５４との間隙にリフローにより溶けたはんだが流入
しにくくなる。このため部品５２の２つの電極５２ｂ、
５２ｂが、この部品５２と凹部５４との間隙に流入した
はんだにより短絡するのを確実に防止できる。なおこの
図２においては図１と同一部分に同一符号を付したので
その説明は繰り返えさない。

【００２６】図３は他の実施態様を示す図である。同図
の（Ａ）は部品装着前を示す側面図、（Ｂ）は装着後を
示す側面図、（Ｃ）は（Ｂ）におけるIIIＣ−IIIＣ断面
図である。この実施態様では、チップ部品５２Ａの本体
部５２Ａａを電極５２ｂ、５２ｂより小径として、この
小径部分を囲むように接着剤６２が入るようにした。

【００２７】この実施態様によれば電極５２ｂ、５２と
凹部５４の内面との間に間隙ができるから、この間隙に
溶融したはんだが電極５２ｂの表面張力や毛細管現象に
より流れ込み易い。

【００２８】このため電極５２ｂおよびパッドパターン
５６とはんだとの接触面積を十分に大きくすることによ
り電気接続の信頼性を高めることができる。なおこの図
３においては図１、２と同一部分に同一符号を付したの
でその説明は繰り返えさない。

【００２９】図４は他の実施態様を示す図である。同図
の（Ａ）は部品実装前を、（Ｂ）は部品装填時を、
（Ｃ）は実装状態をそれぞれ示す。この実施態様ではチ
ップ型部品５２Ｂの電極５２Ｂｂの端面に導電性の突起
部６４、６４を設けた。この突起部６４、６４は電極５
２Ｂｂにはんだを盛って形成してもよい。

【００３０】従ってこの部品５２Ｂを凹部５４に装填す
る時には、両端の突起部６４、６４が凹部５４の壁に当
接し、突起部６４、６４がパッドパターン５６、５６に
機械的に接触する（図４の（Ｂ）参照）。このため部品
５２Ｂの装填前にランドパターン５６、５６に供給した
クリームはんだ５８、５８がリフローにより溶融する
と、この溶融はんだ５２Ｂｂの表面に流れ出る（図４の
（Ｃ）参照）。

【００３１】このように突起部６４を介して溶融はんだ
が円滑に流動し、電極５２Ｂｂとパッドパターン５６と
の接続を容易かつ確実に行うことが可能になる。またこ
の突起部５２Ｂｂはその外周面に多くのはんだを集める
から、電極５２Ｂｂと凹部５４との間隙に溶融したはん
だが流入しにくくなる。

【００３２】図５は他の実施態様を示す図である。この
実施態様は前記図１〜４に示したようにして実装したチ
ップ型部品５２の上に表面実装型ＩＣ６６を重ねて実装
したものである。このＩＣ６６は矩型の本体６６ａと、
この本体６６ａの少くとも対向する２辺に沿って突出す
るガルウィング型のリード６６ｂとを持つ（ＳＯＰ、Ｓ
ＳＯＰ、ＴＳＯＰタイプなど）。ＩＣ６６は４辺にガル
ウィング型リードを持つもの（ＱＦＰ）や、Ｊ−ベンド
型リードを持つもの（ＳＯＪタイプ）などであってもよ
い。

【００３３】この場合にチップ型部品５２の基板５０表
面からの突出量ｔを適切に決めることが重要である。す
なわちＩＣ６６の実装状態で、本体６６ａの下面と基板
５０の表面との間隔Ｔが、チップ型部品５２の突出量ｔ
に略等しいか、Ｔがｔよりやや大きくなるようにするの
である。

【００３４】今ＩＣ６６としてＳＯＰタイプを用いると
すれば、このＳＯＰタイプの実装設計基準に従ってＩＣ
６６用のパッドパターン６８を０．０３〜０．０４ｍｍ
の厚さに形成する。この場合チップ型部品５２のパッド
パターン５６はこのＩＣ６６用のパッドパターン６８と
同じ工程で形成されるから、このパッドパターン５６も
同じ厚さ（０．０３〜０．０４ｍｍ）となる。

【００３５】またこのＳＯＰタイプのものでは、リード
６６ｂのパッド接触面と本体６６ａ下面との間隔Ｈ（リ
ードオフ高さという）が０．１０ｍｍである。パッドパ
ターン６８にクリームはんだを厚さ０．２０〜０．３０
ｍｍに供給するものとすれば、これらの合計高さＴは、
Ｔ＝（０．０３〜０．０４）＋（０．２０〜０．０３）
＋０．１０＝（０．３３〜０．４４）ｍｍとなる。

【００３６】従ってクリームはんだの溶融および凝固に
よる体積の減少を考慮すれば、チップ型部品５２の突出
量ｔは約０．３０ｍｍに設定するのが望ましい。このチ
ップ型部品５２として前記のＪＩＳ２１２５タイプのも
のを用いる場合には、その厚さが１．０ｍｍであるか
ら、凹部５４の深さは（１．０−０．３）＝０．７ｍｍ
とすればよい。

【００３７】このようにチップ型部品５２とＩＣ６６と
を二層に重ねて実装するためには、まずパッドパターン
５６、６８に所定の厚さ（０．２０〜０．３０ｍｍ）に
クリームはんだ（図示せず）を供給し、チップ型部品５
２を凹部５４に装填する。そしてこのチップ型部品５２
の上にＩＣ６６の本体６６ａを載せて、ＩＣ６６のリー
ド６６ｂを対応するパッドパターン６８に位置合せしつ
つ上から力Ｆを垂直に加えて押しつける。

【００３８】このようにしてクリームはんだ自身の粘性
によりチップ部品５２およびＩＣ６６を仮止めして、リ
フロー炉に入れ、加熱する。そしてパッドパターン５
６、６８上のクリームはんだを溶融させれば、チップ型
部品５２をパッドパターン５６に、ＩＣ６６のリード６
６ｂをパッドパターン６８にそれぞれ接続させることが
できる。

【００３９】以上の実施態様では全てクリームはんだを
用いたリフローソルダリング法を用いているが、本発明
は手作業で行うマニュアルソルダリング法など、適宜他
の方法に代えたり、他の方法を組合わせて用いてもよ
い。

【００４０】

【発明の効果】請求項１の発明は以上のように、基板に
形成した凹部にチップ型表面実装部品を装填し、この部
品の電極に近接する位置に設けたパッドパターンをこの
電極にはんだ付けしたものであるから、チップ型部品の
基板表面からの突出量が小さくなる。このため部品実装
したプリント配線板の厚さが減少し小型化が図れる。

【００４１】請求項２の発明によれば、このチップ型部
品の上に表面実装型ＩＣの本体下面を重ね、このＩＣの
リードを基板のパッドパターンにはんだ付けしたから、
基板表面積を小さくでき、また基板寸法が決っている場
合には実装可能な部品数を増やして実装密度を高めるこ
とができる。

【００４２】請求項３の発明によればこのプリント配線
板に用いる基板すなわちプリント配線基板を得ることが
できる。請求項４の発明によれば、チップ型部品の電極
端面に導電性の突起部を設けたので、この部品を基板の
凹部に装填した時にこの突起部がパッドパターンに接触
あるいは接近する。このため溶融はんだが電極とパッド
パターンとの間を円滑につなぎ、電気接続の信頼性を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様を説明する図

【図２】本発明の他の実施態様を説明する図

【図３】本発明の他の実施態様を説明する図

【図４】本発明の他の実施態様を説明する図

【図５】本発明の他の実施態様を説明する図

【図６】従来の実装方法を説明する図

【符号の説明】

５０ プリント配線基板 ５２、５２Ａ、５２Ｂ チップ型部品 ５２ｂ、５２Ｂｂ 電極 ５４ 凹部 ５６、６８ パッドパターン ５８ クリームはんだ ５８Ａ はんだ ６０ 実装すみのプリント配線板 ６２ 接着剤 ６４ 突起部 ６６ 表面実装型ＩＣ ６６ａ 本体 ６６ｂ リード

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント配線基板にチップ型表面実装部
   品を実装したプリント配線板において、プリント配線基
   板にチップ型表面実装部品の実装位置にこの部品の一部
   を進入させる凹部が形成され、この凹部に装填した前記
   部品の電極がプリント配線基板の表面に形成したパッド
   パターンにはんだ付けされていることを特徴とする表面
   実装部品を実装したプリント配線板。
2. 【請求項２】 前記部品の上に、周縁にリードを持つ表
   面実装型ＩＣの本体下面が重ねられ、このＩＣの各リー
   ドが基板表面に形成したパッドパターンにはんだ付けさ
   れている請求項１の表面実装部品を実装したプリント配
   線板。
3. 【請求項３】 チップ型表面実装部品の実装位置に、こ
   の部品が進入可能な凹部が形成され、この凹部の周縁に
   はこの凹部に装填する前記部品の電極に近接するパッド
   パターンが形成されていることを特徴とするプリント配
   線基板。
4. 【請求項４】 両端面には両電極に接続された導電性の
   突起部が形成されていることを特徴とするチップ型表面
   実装部品。