JPH10107405A - 電気部品の配線基板への実装構造 - Google Patents
電気部品の配線基板への実装構造Info
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- JPH10107405A JPH10107405A JP25921696A JP25921696A JPH10107405A JP H10107405 A JPH10107405 A JP H10107405A JP 25921696 A JP25921696 A JP 25921696A JP 25921696 A JP25921696 A JP 25921696A JP H10107405 A JPH10107405 A JP H10107405A
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- Japan
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- electric component
- wiring board
- wiring substrate
- stress
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0271—Arrangements for reducing stress or warp in rigid printed circuit boards, e.g. caused by loads, vibrations or differences in thermal expansion
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/303—Surface mounted components, e.g. affixing before soldering, aligning means, spacing means
-
- H—ELECTRICITY
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/328—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by welding
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱膨張係数差が配線基板と歴然と異なる電気
部品を配線基板上に実装する場合に、実装の信頼性を向
上させながら、製造容易性を実現し製造コストを削減す
る。 【解決手段】 機械的固定を応力緩和絶縁性接着剤３に
て行うことで熱膨張係数差に起因する熱応力を緩和し、
両部材電極間の電気的接続は、フレキシブル配線材４を
使用することにより実装の信頼性を大幅に向上させると
共に、応力緩和材として絶縁性接着剤しか使用しないこ
とで、部品点数を削減し、製造容易性を可能とする。
部品を配線基板上に実装する場合に、実装の信頼性を向
上させながら、製造容易性を実現し製造コストを削減す
る。 【解決手段】 機械的固定を応力緩和絶縁性接着剤３に
て行うことで熱膨張係数差に起因する熱応力を緩和し、
両部材電極間の電気的接続は、フレキシブル配線材４を
使用することにより実装の信頼性を大幅に向上させると
共に、応力緩和材として絶縁性接着剤しか使用しないこ
とで、部品点数を削減し、製造容易性を可能とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気部品の配線基
板への実装構造に関し、特に、高信頼性を要求する衛星
搭載機器としての電気部品の配線基板への実装構造に関
する。
板への実装構造に関し、特に、高信頼性を要求する衛星
搭載機器としての電気部品の配線基板への実装構造に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、大型電気部品を図３に示すように
配線基板へはんだやロー材によりそのまま実装した場
合、それらの熱膨張係数差に伴う熱応力の発生により大
型電気部品の破壊、配線基板の破壊又は長期的な熱疲労
によるロー材やはんだのクラック等の問題があり、実装
が不可能であった。それを可能とする為に、フリップチ
ップ実装の場合には、図４に示すように熱応力の緩和の
目的で電子部品リードレスパッケージと実装基板とを導
通させる弾性体基板を介装した実装方法（特開昭６１−
６４１８６号や、図５に示すようにチップ部品と配線基
板間に熱応力緩和目的でポリエチレン等からなる両面接
着テープを用いてはんだの熱疲労を防止する実装方法
（特開平５−６７８５８号）が提案されている。
配線基板へはんだやロー材によりそのまま実装した場
合、それらの熱膨張係数差に伴う熱応力の発生により大
型電気部品の破壊、配線基板の破壊又は長期的な熱疲労
によるロー材やはんだのクラック等の問題があり、実装
が不可能であった。それを可能とする為に、フリップチ
ップ実装の場合には、図４に示すように熱応力の緩和の
目的で電子部品リードレスパッケージと実装基板とを導
通させる弾性体基板を介装した実装方法（特開昭６１−
６４１８６号や、図５に示すようにチップ部品と配線基
板間に熱応力緩和目的でポリエチレン等からなる両面接
着テープを用いてはんだの熱疲労を防止する実装方法
（特開平５−６７８５８号）が提案されている。
【０００３】弾性体基板を介装した実装方法の場合、弾
性体基板の分だけ部品点数が増えると共に、フリップチ
ップ実装時にしか使えないという問題点があった。又、
ポリエチレン等からなる両面接着テープを用いた実装方
法の場合、チップ部品の固定と電気的接続を担うはんだ
を金系ロー材等の高温溶融材料に変更し、ハイブリット
ＩＣ（ＨＩＣ）やセラミックマルチチップモジュール
（ＭＣＭ−Ｃ）への適用を考えた場合には、ポリエチレ
ン等からなる両面接着テープ自体が溶けてしまったり、
実装時にポリエチレン等からなる両面接着テープの大き
さのばらつき及び接着ずれによりはんだ付面積がとれず
実装不良となる場合が多い等の問題があった。
性体基板の分だけ部品点数が増えると共に、フリップチ
ップ実装時にしか使えないという問題点があった。又、
ポリエチレン等からなる両面接着テープを用いた実装方
法の場合、チップ部品の固定と電気的接続を担うはんだ
を金系ロー材等の高温溶融材料に変更し、ハイブリット
ＩＣ（ＨＩＣ）やセラミックマルチチップモジュール
（ＭＣＭ−Ｃ）への適用を考えた場合には、ポリエチレ
ン等からなる両面接着テープ自体が溶けてしまったり、
実装時にポリエチレン等からなる両面接着テープの大き
さのばらつき及び接着ずれによりはんだ付面積がとれず
実装不良となる場合が多い等の問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の第１の問題点
は、従来の技術において、大型電気部品を配線基板に実
装する場合には、生産性が悪いということである。その
理由は、熱応力緩和材として、弾性体基板や両面接着テ
ープを使用することで、接続点の増加や実装時のアライ
メント確保に多大な工数を費やすからである。
は、従来の技術において、大型電気部品を配線基板に実
装する場合には、生産性が悪いということである。その
理由は、熱応力緩和材として、弾性体基板や両面接着テ
ープを使用することで、接続点の増加や実装時のアライ
メント確保に多大な工数を費やすからである。
【０００５】第２の問題点は、従来の技術では、実装後
の信頼性に対して不安が残るということである。その理
由は、弾性体基板の変形量とバンプ強度との追従性の問
題や、両面接着テープとはんだとの共存構造での、はん
だ付時の両面接着テープ自体に劣化があるということで
ある。
の信頼性に対して不安が残るということである。その理
由は、弾性体基板の変形量とバンプ強度との追従性の問
題や、両面接着テープとはんだとの共存構造での、はん
だ付時の両面接着テープ自体に劣化があるということで
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、応力緩和絶縁
性接着剤により電気部品を配線基板に固定し、かつ電気
部品の電極と配線基板電極とをフレキシブルなストレス
リリーフをもつ配線材を介して電気的に接続するという
シンプルな構造で電気部品を配線基板上に実装可能と
し、かつ生産性の向上と信頼性の向上を図っている。
性接着剤により電気部品を配線基板に固定し、かつ電気
部品の電極と配線基板電極とをフレキシブルなストレス
リリーフをもつ配線材を介して電気的に接続するという
シンプルな構造で電気部品を配線基板上に実装可能と
し、かつ生産性の向上と信頼性の向上を図っている。
【０００７】電気部品の配線基板上への機械的な固定
は、応力緩和絶縁性接着剤により行っている。従って、
電気部品の電極と配線基板電極とのアライメント調整は
必要ないことになる。又、電気部品と配線基板との熱膨
張係数差に伴う熱応力の吸収は、この応力緩和絶縁性接
着剤により行う。
は、応力緩和絶縁性接着剤により行っている。従って、
電気部品の電極と配線基板電極とのアライメント調整は
必要ないことになる。又、電気部品と配線基板との熱膨
張係数差に伴う熱応力の吸収は、この応力緩和絶縁性接
着剤により行う。
【０００８】一方、電気部品の電極と配線基板との電気
的接続は、フレキシブルな配線材により行っている。こ
のため、熱による電気部品と配線基板との伸縮は、十分
吸収できることになる。以上のように電気部品を配線基
板上に実装する際に、機械的な固定と電気的接続を分け
ることにより、実装容易性と高信頼性を同時に可能とす
ることができる。
的接続は、フレキシブルな配線材により行っている。こ
のため、熱による電気部品と配線基板との伸縮は、十分
吸収できることになる。以上のように電気部品を配線基
板上に実装する際に、機械的な固定と電気的接続を分け
ることにより、実装容易性と高信頼性を同時に可能とす
ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。
図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】図１を参照すると、電気部品２は配線基板
１上に応力緩和絶縁性接着剤３を介して機械的に固定さ
れている。この応力緩和絶縁性接着剤３により、電気部
品２と配線基板１との熱膨張係数に伴う熱応力を緩和
し、電気部品２と配線基板１の熱サイクルによる破壊を
防ぐと共に、機械的な固定を容易なものにする。
１上に応力緩和絶縁性接着剤３を介して機械的に固定さ
れている。この応力緩和絶縁性接着剤３により、電気部
品２と配線基板１との熱膨張係数に伴う熱応力を緩和
し、電気部品２と配線基板１の熱サイクルによる破壊を
防ぐと共に、機械的な固定を容易なものにする。
【００１１】一方、電気部品電極６と配線基板電極５
は、フレキシブル配線材４により電気的に接続してい
る。このフレキシブル配線材４は、電気部品２と配線基
板１との熱による伸縮を十分緩和できる材質と寸法を有
する。
は、フレキシブル配線材４により電気的に接続してい
る。このフレキシブル配線材４は、電気部品２と配線基
板１との熱による伸縮を十分緩和できる材質と寸法を有
する。
【００１２】本発明を実施する為の最良の形態として
は、電気部品電極６と配線基板電極５の材質は金であ
り、フレキシブル配線材４は、金リボン又は金ワイヤ
が、接続部分の信頼性と電気部品２と配線基板１との熱
による伸縮の差を吸収するという点で有利である。
は、電気部品電極６と配線基板電極５の材質は金であ
り、フレキシブル配線材４は、金リボン又は金ワイヤ
が、接続部分の信頼性と電気部品２と配線基板１との熱
による伸縮の差を吸収するという点で有利である。
【００１３】次に、本発明のメカニズムについて、図１
を参照して詳細に説明する。図で、配線基板１上に実装
された電気部品２は、配線基板１との間に熱膨張係数の
差が歴然と存在する。この熱膨張係数差に伴う熱応力
は、配線基板１と電気部品２に作用と反作用という形で
働くが、この熱応力は、ヤング率の低い応力緩和絶縁性
接着剤３により大幅に緩和され、相方の部材の許容応力
内におさめることで、電気部品２と配線基板１の熱応力
による破壊を防ぐことができる。
を参照して詳細に説明する。図で、配線基板１上に実装
された電気部品２は、配線基板１との間に熱膨張係数の
差が歴然と存在する。この熱膨張係数差に伴う熱応力
は、配線基板１と電気部品２に作用と反作用という形で
働くが、この熱応力は、ヤング率の低い応力緩和絶縁性
接着剤３により大幅に緩和され、相方の部材の許容応力
内におさめることで、電気部品２と配線基板１の熱応力
による破壊を防ぐことができる。
【００１４】一方、フレキシブル配線材４は、電気部品
電極６と配線基板電極５との間を電気的に接続するが、
電気部品２と配線基板１との熱による伸縮に十分対応可
能な材質と寸法関係とすることで、温度変化による電気
的接続の信頼性を向上させることができる。
電極６と配線基板電極５との間を電気的に接続するが、
電気部品２と配線基板１との熱による伸縮に十分対応可
能な材質と寸法関係とすることで、温度変化による電気
的接続の信頼性を向上させることができる。
【００１５】次に、本発明の実施例について図面を参照
して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明の実施
例は、熱膨張係数５．３ｐｐｍ／℃である金電極５を厚
膜印刷したガラスセラミック基板１上に金電極６をもつ
熱膨張係数１１．５ｐｐｍ／℃の高誘電率系積層コンデ
ンサをエポキシ系の応力緩和絶縁性接着剤で機械的に固
定したものである。ここで、積層コンデンサ２の強度よ
りガラスセラミック基板の強度の方が一般的に脆弱であ
り、その強度が２０ｋｇｆ／ｍｍ2 であると仮定する
と、温度範囲を−５５〜＋１２５℃として、エポキシ系
の応力緩和絶縁性接着剤に要求されるヤング率は、計算
上以下のようになる。
して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明の実施
例は、熱膨張係数５．３ｐｐｍ／℃である金電極５を厚
膜印刷したガラスセラミック基板１上に金電極６をもつ
熱膨張係数１１．５ｐｐｍ／℃の高誘電率系積層コンデ
ンサをエポキシ系の応力緩和絶縁性接着剤で機械的に固
定したものである。ここで、積層コンデンサ２の強度よ
りガラスセラミック基板の強度の方が一般的に脆弱であ
り、その強度が２０ｋｇｆ／ｍｍ2 であると仮定する
と、温度範囲を−５５〜＋１２５℃として、エポキシ系
の応力緩和絶縁性接着剤に要求されるヤング率は、計算
上以下のようになる。
【００１６】
【数１】
【００１７】よって、この値以下のヤング率をもつ応力
緩和絶縁性接着剤３を使用することにより、ガラスセラ
ミック基板１上に積層セラミックコンデンサ２を実装す
ることが可能となる。又、応力緩和絶縁性接着剤３の塗
布はスクリーン印刷法、ディスペンス法、スタンピング
法のうちのどれでもよく、実装はいたって容易である。
緩和絶縁性接着剤３を使用することにより、ガラスセラ
ミック基板１上に積層セラミックコンデンサ２を実装す
ることが可能となる。又、応力緩和絶縁性接着剤３の塗
布はスクリーン印刷法、ディスペンス法、スタンピング
法のうちのどれでもよく、実装はいたって容易である。
【００１８】一方、積層コンデンサの金電極６とガラス
セラミック基板の金電極５は、ストレスリリーフをもつ
延性に富む金リボンにおいて電気的に接続されており、
温度の変化に対しても十分な接続信頼性を有している。
セラミック基板の金電極５は、ストレスリリーフをもつ
延性に富む金リボンにおいて電気的に接続されており、
温度の変化に対しても十分な接続信頼性を有している。
【００１９】次に、本発明の実施例の動作について説明
する。図１を参照すると、配線基板１上の電気部品２の
実装位置に応力緩和絶縁性接着剤３を塗布し、電気部品
２を搭載し接着剤３を固める。この時、接着剤厚は一定
が望ましい為、スクリーン印刷法が理想である。この接
着剤３は、電気部品２と配線基板１との熱膨張係数差に
伴う熱応力を緩和し、機械的な固定に関する信頼性を向
上させる。又、電気部品電極６と配線基板電極５との間
の電気的接続を担うフレキシブル配線材４は、両電極間
を最適なストレスリリーフを持つ熱圧着した金リボンで
接続することで電気的な接続の信頼性を向上させてい
る。このように、本発明の動作原理はいたって簡単であ
り、実装の信頼性の向上と製造容易性を同時に満足させ
ている。
する。図１を参照すると、配線基板１上の電気部品２の
実装位置に応力緩和絶縁性接着剤３を塗布し、電気部品
２を搭載し接着剤３を固める。この時、接着剤厚は一定
が望ましい為、スクリーン印刷法が理想である。この接
着剤３は、電気部品２と配線基板１との熱膨張係数差に
伴う熱応力を緩和し、機械的な固定に関する信頼性を向
上させる。又、電気部品電極６と配線基板電極５との間
の電気的接続を担うフレキシブル配線材４は、両電極間
を最適なストレスリリーフを持つ熱圧着した金リボンで
接続することで電気的な接続の信頼性を向上させてい
る。このように、本発明の動作原理はいたって簡単であ
り、実装の信頼性の向上と製造容易性を同時に満足させ
ている。
【００２０】次に、本発明の第２の実施の形態について
図面を参照して説明する。図２は、第２の実施の形態を
示し、電気的接続の為にＦＰＣ（フレキシブルプリント
サーキットボード）を使用する場合が考えられる。この
場合には両電極間は、はんだ付接続が一般的となる。
図面を参照して説明する。図２は、第２の実施の形態を
示し、電気的接続の為にＦＰＣ（フレキシブルプリント
サーキットボード）を使用する場合が考えられる。この
場合には両電極間は、はんだ付接続が一般的となる。
【００２１】
【発明の効果】本発明の第１の効果は、熱膨張係数の差
が歴然と存在する電気部品を配線基板に実装するにあた
り、高信頼実装が可能であることである。これにより配
線基板上への電気部品の大きさによる搭載制限が大幅に
緩和できるようになる。その理由は、電気部品と配線基
板との熱膨張係数差に起因する熱応力を応力緩和絶縁性
接着剤において緩和すると共に両電極間にも熱伸縮を吸
収するフレキシブル配線材を使用するからである。
が歴然と存在する電気部品を配線基板に実装するにあた
り、高信頼実装が可能であることである。これにより配
線基板上への電気部品の大きさによる搭載制限が大幅に
緩和できるようになる。その理由は、電気部品と配線基
板との熱膨張係数差に起因する熱応力を応力緩和絶縁性
接着剤において緩和すると共に両電極間にも熱伸縮を吸
収するフレキシブル配線材を使用するからである。
【００２２】第２の効果は、電気部品の配線基板への実
装が容易になることである。これにより製造コストを大
幅に削減できることになる。その理由は、熱伸縮に伴う
熱応力の緩和材として、電気部品の機械的な固定剤の他
にはとりわけ何の使用もしないからである。又、応力緩
和接着剤の塗布は、一般に使用されている工法をそのま
まの形で使用できるからである。
装が容易になることである。これにより製造コストを大
幅に削減できることになる。その理由は、熱伸縮に伴う
熱応力の緩和材として、電気部品の機械的な固定剤の他
にはとりわけ何の使用もしないからである。又、応力緩
和接着剤の塗布は、一般に使用されている工法をそのま
まの形で使用できるからである。
【図１】本発明の第一の実施の形態を示す側面図であ
る。
る。
【図２】本発明の第二の実施の形態を示す側面図であ
る。
る。
【図３】従来の熱膨張係数がほぼ等しい小型電気部品の
実装形態の側面図である。
実装形態の側面図である。
【図４】従来のフリップチップ実装時の大型電気部品の
実装形態の側面図である。
実装形態の側面図である。
【図５】従来の両面接着テープを応力緩和材として用い
た場合の大型電気部品の実装形態の側面図である。
た場合の大型電気部品の実装形態の側面図である。
１ 配線基板 ２ 電気部品 ３ 応力緩和絶縁性接着剤 ４ フレキシブル配線材 ５ 配線基板の電極 ６ 電気部品電極 ７ ＦＰＣ ８ はんだ ９ はんだ又はロー材 １０ 小型電気部品 １１ 絶縁弾性体 １２ 導体電極 １３ バンプ １４ 両面接着テープ
Claims (4)
- 【請求項１】 電気部品を熱膨張係数の異なる配線基板
上に接続するための実装構造において、電気部品を配線
基板上に搭載する為のヤング率の低い応力緩和絶縁性接
着剤と、電気部品の電極と配線基板電極とを接続するフ
レキシブルな配線材から構成されることを特徴とする電
気部品の配線基板への実装構造。 - 【請求項２】 前記接着剤がエポキシ系接着剤である請
求項１の電気部品の配線基板への実装構造。 - 【請求項３】 前記配線材が金リボンである請求項１の
電気部品の配線基板への実装構造。 - 【請求項４】 前記配線材がフレキシブルプリントサー
キットボードである請求項１の電気部品の配線基板への
実装構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25921696A JPH10107405A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 電気部品の配線基板への実装構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25921696A JPH10107405A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 電気部品の配線基板への実装構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10107405A true JPH10107405A (ja) | 1998-04-24 |
Family
ID=17331020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25921696A Pending JPH10107405A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 電気部品の配線基板への実装構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10107405A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090127481A1 (en) * | 2007-11-02 | 2009-05-21 | Richard Syms | Mounting arrangement |
| US8351743B2 (en) | 2008-07-07 | 2013-01-08 | Nitto Denko Corporation | Suspension board with circuit and producing method thereof |
| DE102020207709A1 (de) | 2020-06-22 | 2021-12-23 | Zf Friedrichshafen Ag | Steuergerät zum Betreiben eines Elektroantriebs für ein Fahrzeug und Verfahren zum Herstellen eines deratigen Steuergeräts |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP25921696A patent/JPH10107405A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090127481A1 (en) * | 2007-11-02 | 2009-05-21 | Richard Syms | Mounting arrangement |
| US8618502B2 (en) * | 2007-11-02 | 2013-12-31 | Microsaic Systems Plc | Mounting arrangement |
| US8351743B2 (en) | 2008-07-07 | 2013-01-08 | Nitto Denko Corporation | Suspension board with circuit and producing method thereof |
| DE102020207709A1 (de) | 2020-06-22 | 2021-12-23 | Zf Friedrichshafen Ag | Steuergerät zum Betreiben eines Elektroantriebs für ein Fahrzeug und Verfahren zum Herstellen eines deratigen Steuergeräts |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990105 |