JPH11145600A - プリント配線基板上のパッドの構造及び電子ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント基板上のパッド上にチップ型の表面
実装部品の電極部を当接させた状態でリフロー方式等に
よりハンダ付けしたときに、ハンダフィレットを十分に
形成させて接続強度を十分に確保するとともに、高密度
実装を可能にするプリント配線基板上のパッドの構造を
提供することを目的としている。 【解決手段】 底面電極１３ａ，２０ａと、該底面電極
と連設されたサイド電極１３ｂ，２０ｂとを備えたチッ
プ型の表面実装部品をハンダ接続する為のパッドの構造
であって、該パッド１０，２５は、上記底面電極に対応
する形状、寸法のパッド本体と、該パッド本体に連設さ
れた小面積の張出しパッド部とから成り、上記パッド本
体は、表面実装部品の側壁から外側には突出せず、上記
張出しパッド部は、表面実装部品の側壁から外側に突出
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線パター
ンを構成するパッドの構造に関し、とりわけパッド上に
チップ型の表面実装部品の電極部を当接させた状態でリ
フロー方式等によりハンダ付けしたときに、ハンダフィ
レットを十分に形成させて接続強度を十分に確保すると
ともに、高密度実装を可能にするプリント配線基板上の
パッドの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板上のプリント配線パターン
上にチップ型の表面実装部品を搭載する場合には、該部
品のパッケージの底面、或は底部角部に設けた電極を、
プリント基板上のパッド上に載置した状態でリフロー方
式等によってハンダ接続する作業が行われる。図５(a)
は従来のパッドの配置状態を示す図、(b) 及び(c) は表
面実装部品の正面図及び底面図、(d) 及び(e) は表面実
装を完了した状態を示す正面図、及び平面図である。図
５(b) (c) に示した如き形状の表面実装部品としてのチ
ップ部品１を、プリント基板上のパッド上に実装する場
合には、図５(a) に示した如き４つの四角いパッド２上
に、部品１の底面の四隅に位置する４つの四角い電極３
を夫々当接させた上で、リフロー方式によりハンダ接続
する。この従来例においては、パッド２上に部品１を搭
載した状態を示す図５(d) (e) に示すように、部品から
パッド２が大きくはみ出している為、クリームハンダを
リフローにより溶融後固化させた場合に、図５(e) に示
すようにハンダ５がフィレット状に形成されて、良好な
固定状態を得ることができる。なお、電極３は、部品１
の底面に位置する底面電極部３ａと、部品の側面（角の
稜線部）に沿って設けられたサイドコーナー電極部３ｂ
とから成る。フィレット状のハンダは、このサイドコー
ナー電極部３ｂとパッドとの間で形成される。しかし、
この従来例に於ては、部品１からパッド２がはみ出す分
だけ、パッドを含む部品の占有スペースが増大して実装
密度の高密度化に反する結果となっている。更に、隣の
部品を実装するために隣接して配置された他のパッドと
の間隔も更に大きく確保する必要がある為、実装密度の
高度化が更に妨げられる結果となる。

【０００３】これに対して図６(a) (b) に示したように
４つの四角いパッド２の寸法を、搭載する部品１の平面
形状からパッドがはみ出さないようにコンパクトに設定
すると、パッドを含む部品自体の占有スペースが小さく
なり、また隣接する他の部品との間の間隔を狭くできる
ため高密度実装が可能となる。しかし、図６のようにパ
ッド２上に部品１を搭載した時に、部品の平面形状から
パッド２がはみ出さない場合には、上記ハンダフィレッ
トを形成するための余裕（図５(d) 、(e) において部品
からはみ出したパッド部分の存在）がなくなる為、パッ
ド２とサイドコーナー電極部３ｂとの間でフィレットが
形成されずに、ハンダによる接続強度が低下し、ヒート
サイクル等の信頼性が低下するという不具合をもたら
す。また、フィレットの目視確認を手掛かりとしたハン
ダ付け状態の良否の確認による品質検査が不可能とな
る。また、実開平５−２５７６６号公報記載の「印刷配
線基板」には、パッケージ側面から多数のクランク状の
リード端子が突出されたタイプのフラットパッケージ等
の表面実装部品を印刷配線基板上にハンダ接続する際
に、リード端子の先端部を接続する為に基板側に設ける
導電パターンの形状が開示されている。この導電パター
ンは、リードの先端側に対応する部分を略円形とし、リ
ードの立上り部に対応する部分を略矩形としている。こ
のため、略円形の部分の上で溶融されるハンダは表面張
力によって略球形になろうとし、この略球形のハンダが
リードの先端部を包み込む。また、略矩形の導電パター
ン上に塗られたハンダペーストが溶融すると、リードの
立上り部とこれに対応する導電パターンの略矩形の部分
との接触部に半田が進入してフィレットが形成される。
しかし、この従来例の導電パターンの形状は、リード端
子を載置するパターン上の位置よりも略円形部が外側に
大きく突出しているため、明らかに導電パターンを含め
た部品の占有スペースが増大し、しかも部品間隔も広く
確保する必要が生じる為に、実装密度を高めることはで
きない。また、この公報記載の技術は、そもそもフラッ
トパッケージ等のリード端子を接続するパッドに関する
ものであり、後述する本発明のようにチップ部品を搭載
するパッドの形状に関するものではないので、技術分野
が異なる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑みて
なされたものであり、プリント基板上のパッド上にチッ
プ型の表面実装部品の電極部を当接させた状態でリフロ
ー方式等によりハンダ付けしたときに、ハンダフィレッ
トを十分に形成させて接続強度を十分に確保するととも
に、高密度実装を可能にするプリント配線基板上のパッ
ドの構造を提供することを目的としている。即ち、本発
明は、パッドの面積を過大にしたり、搭載した部品から
のパッドのはみ出し面積を過大にすることによる占有ス
ペースや部品間距離の増大に起因した実装密度の低下を
招くことなく、ハンダがフィレット状に固化する余裕を
十分に確保することができるプリント配線基板上のパッ
ドの構造を提供することを目的としている。また、ハン
ダがフィレット状に形成されていることをハンダ接続状
態の良否の判断基準とする場合の品質検査を可能とする
ことができる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、請求項１の発明は、底面電極と、該底面電極と連設
されたサイドコーナー電極とを備えたチップ型の表面実
装部品をハンダ接続する為のパッドの構造であって、
該パッドは、上記底面電極に対応する形状、寸法のパッ
ド本体と、該パッド本体の外側角隅部に連設された小面
積の張出しパッド部とから成り、上記パッド本体は、表
面実装部品の側壁から外側には突出せず、上記張出しパ
ッド部は、表面実装部品の角隅部から外側に突出してい
ることを特徴とする。請求項２の発明は、上記パッドを
構成するパッド本体は矩形であり、上記張出しパッド部
は円形であることを特徴とする。請求項３の発明は、上
記サイド電極は、上記表面実装部品の底面角隅部の稜線
に沿って形成されたサイドコーナー電極であり、上記パ
ッドの張出しパッド部は、該サイドコーナー電極との間
でハンダフィレットを形成するために必要な最小限の張
出し面積を有していることを特徴とする。請求項４の発
明は、上記サイド電極は、上記表面実装部品の底面の辺
に沿って形成された辺電極の底面電極部から部品側面に
沿って立ち上がるサイド電極であり、上記パッドの張出
しパッド部は、該サイド電極との間でハンダフィレット
を形成するために必要な最小限の張出し面積を有してい
ることを特徴とする。請求項５の発明は、底面電極と、
該底面電極と連設されたサイド電極とを備えたチップ型
の表面実装部品と、該表面実装部品の電極を載置してハ
ンダ接続する為のパッドを備えたプリント基板と、から
成る電子ユニットにおいて、上記パッドは、上記表面実
装部品の底面電極に対応する形状、寸法のパッド本体
と、該パッド本体に連設された小面積の張出しパッド部
とから成り、上記パッド本体は、表面実装部品の側壁か
ら外側には突出せず、上記張出しパッド部は、表面実装
部品の側壁から外側に突出していることを特徴とする。
請求項６の発明は、上記パッドを構成するパッド本体は
矩形であり、上記張出しパッド部は略円形又は円弧状で
あることを特徴とする。請求項７の発明は、上記サイド
電極は、上記表面実装部品の底面角隅部の稜線に沿って
形成されたサイドコーナー電極であり、上記パッドの張
出しパッド部は、該サイドコーナー電極との間でハンダ
フィレットを形成するために必要な最小限の張出し面積
を有していることを特徴とする。請求項８の発明は、上
記サイド電極は、上記表面実装部品の底面の辺に沿って
形成された辺電極の底面電極部から部品側面に沿って立
ち上がるサイド電極であり、上記パッドの張出しパッド
部は、該サイド電極との間でハンダフィレットを形成す
るために必要な最小限の張出し面積を有していることを
特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した形態
例により詳細に説明する。図１(a) 及び(b) は本発明の
一形態例のパッドの構成を示す平面図、(b) はこのパッ
ド上に搭載するチップ型表面実装部品の底面図である。
また、図２(a) 及び(b) はこの表面実装部品を上記パッ
ド上に搭載した際の状態を示す正面図、及び平面図であ
る。このパッド１０は、プリント基板１１上に形成され
た導電材料であり、搭載しようとするチップ型部品１２
の底面四隅に設けられた電極１３に対応してその形状、
位置関係を設定されている。チップ型部品１２の電極１
３は、部品底面に位置する矩形の底面電極部１３ａと、
底面から四隅の稜線部に沿って形成されたサイドコーナ
ー電極部（サイド電極）１３ｂとを有する。各パッド１
０は、電極１３の底面電極部１３ａと整合する矩形のパ
ッド本体１０ａと、パッド本体１０の一つの角隅部に連
設された小径円形の張出しパッド部１０ｂ（張出し部）
とから構成されている。この張出しパッド部１０ｂは、
図示のように配置された４つのパッド１０の夫々の外側
の角隅部、即ち４つのパッドにより形成される四角形の
対角線上に位置する外側の角隅部に設けられている。各
張出しパッド部１０ｂは、部品１２の４つの角隅部、即
ち電極１３を構成するサイドコーナー電極部１３ｂより
も外側（部品の対角線の延長線上）に所定面積だけ突出
するように構成されている。この張出しパッド部１０ｂ
は、サイドコーナー電極部１３ｂとの間でハンダフィレ
ットを形成するために有効に機能する。即ち、図２(a)
(b) に示すように、底面電極部１３ａとハンダ接続され
る張出しパッド部１０ｂは、部品の輪郭（側面）よりも
外側には突出していないためフィレットの形成に貢献し
ないが、張出しパッド部１０ｂは部品の輪郭よりも外側
に突出し、しかもサイドコーナー電極の直下位置を含む
領域に張り出されている為、必要十分な量のハンダから
成るフィレット１５を有効に形成するために貢献する。

【０００７】この為、本形態例を図６に示した従来のパ
ッドと比べれば、確実にフィレットを形成することが可
能となることが判る。しかも、図６に示した従来例の利
点である高密度実装化という要請をも満たすことができ
る。また、張出しパッド部１０ｂの張出し量、換言すれ
ば、部品を搭載した時に部品の側面から張出しパッド部
１０ｂが突出する長さＬは、サイドコーナー電極１３ｂ
の高さＨよりも短くすることが好ましい。これはサイド
コーナー電極１３ｂの高さが低過ぎる場合には当てはま
らないが、できるかぎり張出しパッド部の突出長さＬを
短くすることにより、占有スペースを低減せんとする趣
旨である。また、図５に示した従来のパッドと本発明を
比べた場合、本形態例では、サイドコーナー電極のある
部分にフィレット形成に貢献する張出しパッド部１０ｂ
がある一方で、サイドコーナー電極が存在しない部分に
対応するパッド部分を除去しているので、除去したパッ
ド部分の面積分だけ、パッドを含む部品の占有スペース
を低減することができ、基板上におけるこのパッド除去
部分を他の部品を搭載する為のパッドを配置する為に利
用することができる。

【０００８】また、実開平５−２５７６６号公報に記載
した従来技術と本発明を比べた場合、本形態例では、サ
イドコーナー電極を備えたチップ部品において、サイド
コーナー電極とパッドとの間でフィレット状のハンダ形
状を確保する一方で、フィレット形成に関与しないパッ
ド部分は部品の輪郭（側面）よりも外側に突出させない
ようにしたので、パッドを含めた部品の占有スペースを
低減し、実装密度の向上に貢献することができる。ま
た、同公報記載の技術は、フラットパッケージ等におけ
るリード端子を有効に支持する為のパッドの形状に関す
るものである為、チップ部品であってサイドコーナー電
極を備えたものを支持するパッドの形状に関する本発明
とは本質的に無関係である。以上のように本発明のパッ
ドを用いたチップ部品の接続構造によれば、ハンダによ
る接続強度が高いレベルで安定しているので、製造工程
に於て未ハンダ等の品質不良が発生しにくく、また万が
一未ハンダが発生する場合には、フィレットの有無、フ
ィレット形状の良否を確認することにより、容易に未ハ
ンダの有無を知ることができ、不良品が次工程等に流出
することによる不具合を未然に防止できる。また、この
パッド用いてチップ部品を実装したプリント基板が、車
載等の熱条件の厳しい環境で使用される装置に用いられ
る場合にも、熱によりハンダ接続部が脆化して部品の脱
落等を来すことを有効に防止することができる。

【０００９】なお、上記形態例では、パッド本体１０ａ
の形状を矩形（長方形）とし、各張出しパッド部１０ｂ
の形状を円形としたが、これは一例に過ぎない。従っ
て、例えば、パッド本体１０ａの形状を正方形、長円
形、楕円形等とし、その外側の角部（隅部）から張出し
パッド部１０ｂを連設するようにしてもよい。また、張
出しパッド部１０ｂの形状としても、円形に限らず、矩
形、長円形、楕円形、多角形等々を採用することができ
る。また、パッドの配置、個数は、搭載しようとする部
品の電極の配置、個数に応じて種々変更可能であること
は勿論である。従って、図示した４個のパッドから成る
形態例は一例に過ぎない。即ち、図３(a) 及び(b) は本
発明の他の形態例であり、(a) は底面の辺部に電極を有
した部品の底面図、(b) はこの部品を搭載するためのパ
ッドの構成例を示す図である。即ち、表面実装部品１２
は、その底面の角隅部に底面電極１３ａとサイドコーナ
ー電極１３ｂとから成る電極１３を有する一方で、隣接
し合う角隅部の電極１３間、即ち底面の辺に沿って他の
電極（辺電極）２０を有している。この辺電極２０は底
面電極２０ａと、サイド電極２０ｂとから構成されてい
る。なお、部品底面の角隅部や、辺の中央部に円弧状の
切欠き２１が存在するが、これはバッチ処理によりセラ
ミックケースを作成する際に加工における便宜上から広
面積の母材に形成する丸穴の一部であり、この切欠き２
１内に沿ってサイドコーナー電極１３ｂ、及びサイド電
極１３ｂが夫々形成されているものである。

【００１０】図３(b) はこのような電極１３、２０に対
応して形成されたパッドを示しており、基板１１には、
角隅部の電極１３に対応する角隅パッド１０と、辺電極
２０に対応して配置された辺パッド（パッド）２５とか
ら成る。辺パッド２５は、辺電極の底面電極２０ａの形
状に整合した形状を有したパッド本体２５ａと、底面電
極２０のサイド電極２０ｂに対応した位置関係を有した
半円形状の張出しパッド部２５ｂとを有する。パッド本
体２５ａは、この例では辺電極の底面電極２５ａと整合
した矩形となっており、張出しパッド部２５ｂはサイド
電極２０ｂとの間でハンダフィレットを形成する上で必
要な最小限の張出し面積を形成するように構成されてい
る。即ち、張出しパッド部２５ｂは、角隅パッド１０の
張出しパッド１０ｂと同程度の必要最小限の突出長とな
るように設定する。このように張出しパッド部２５ｂの
張出し長、張出し面積を設定することにより、サイド電
極２０ｂとの間で十分なハンダフィレットを形成すると
共に、部品を含めた占有スペースを必要最小限に抑える
ことが可能となる。

【００１１】次に、図４(a) は本発明のパッドの他の形
態例であり、このパッド３０は図４(b) に示した部品１
２底面の電極１３に対応して設けられているものであ
る。なお、ここでは参考までに各部の寸法を示してい
る。このパッド３０は、基板１１上に形成された導体か
ら成り、部品の電極を構成する底面電極１３ａ及びサイ
ドコーナー電極１３ｂに夫々対応するパッド本体３０ａ
と張出しパッド３０ｂとを有している。この形態例の張
出しパッド３０ｂは、図示のように各パッド３０の外側
の辺３０Ａの端部に設けられた円弧状の張出し部であ
り、僅かな突出量を有しているに過ぎない。この程度の
突出量を有した張出しパッド３０ｂであっても、部品側
のサイドコーナー電極１３ｂとの間で十分なハンダフィ
レットを形成することができ、接続強度を高める上で貢
献することができる。更に、突出量が少ないので、パッ
ドを含めた部品の占有スペースを低減して、基板上の実
装密度を高めることができる。なお、請求項５乃至請求
項８に記載したように、上記各形態例は、電子ユニット
としても新規性、進歩性を有するものである。即ち、上
記各形態例のパッドを備えたプリント基板上に、上記電
極構造を備えた電子部品を搭載することにより構成され
る電子ユニットは、個々の部品及びパッドの占有面積の
省スペース化により高密度実装化が図られたものとなっ
ており、また、ハンダフィレットの確実な形成により、
接続強度を高めることができる。

【００１２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プリント
基板上のパッド上にチップ型の表面実装部品の電極部を
当接させた状態でリフロー方式等によりハンダ付けした
ときに、部品に設けたサイドコーナー電極との間にハン
ダフィレットを十分に形成させて接続強度を十分に確保
するとともに、高密度実装を可能にするプリント配線基
板上のパッドの構造及び電子ユニットを提供することが
できる。即ち、本発明によれば、パッドの面積を過大に
したり、搭載した部品からのパッドのはみ出し面積を過
大にすることによる占有スペースや部品間距離の増大に
起因した実装密度の低下を招くことなく、ハンダがフィ
レット状に固化する余裕を十分に確保して接続強度を高
め、信頼性を高めることができるプリント配線基板上の
パッドの構造及び電子ユニットを提供することができ
る。また、製造工程に於ては、ハンダがフィレット状に
形成されていることをハンダ接続状態の良否の判断基準
とする場合に、品質検査を容易且つ正確に実施できるの
で、次工程に未ハンダ等の不良品が流出することがなく
なる。また、このような構成を備えたパッド上にチップ
部品を実装した場合に、このプリント基板を組み込んだ
装置が、車載等の熱条件が厳しい環境下で使用される場
合に、信頼性を犠牲にせずに、高密度実装構造を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は本発明の一形態例のパッドの形状を示す
平面図、(b) は搭載する部品の底面図。

【図２】(a) は図１のパッド上に搭載した部品の正面
図、(b) はその平面図。

【図３】(a) 及び(b) は本発明の他の形態例の実装部品
の底面図、及びこの部品を搭載する為のパッドの配置例
を示す図。

【図４】(a) 及び(b) は本発明の他の形態例のパッドの
配置例、及びこのパッド上に搭載される実装部品の底面
図。

【図５】(a) は従来のパッドの配置状態を示す図、(b)
及び(c) は表面実装部品の正面図及び底面図、(d) 及び
(e) は表面実装を完了した状態を示す正面図、及び平面
図である。

【図６】(a) は他の従来例のパッドの配置状態を示す
図、(b) は表面実装部品の底面図、(c) 及び(d) は表面
実装を完了した状態を示す正面図、及び平面図である。

【符号の説明】

１０ パッド、１０ａ パッド本体、１０ｂ 張出しパ
ッド部、１１ プリント基板、１２ チップ型部品、１
３ 電極、１３ａ 底面電極，１３ｂ サイドコーナー
電極（サイド電極），１５ ハンダフィレット、２０
辺電極、２０ａ底面電極、２０ｂ サイド電極、２５
辺パッド（パッド）、２５ａ パッド本体，２５ｂ 張
出しパッド部，３０ パッド、３０ａ パッド本体 ３
０ｂ 張出しパッド。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底面電極と、該底面電極と連設されたサ
   イド電極とを備えたチップ型の表面実装部品をハンダ接
   続する為のパッドの構造であって、 該パッドは、上記底面電極に対応する形状、寸法のパッ
   ド本体と、該パッド本体に連設された小面積の張出しパ
   ッド部とから成り、 上記パッド本体は、表面実装部品の側壁から外側には突
   出せず、 上記張出しパッド部は、表面実装部品の側壁から外側に
   突出していることを特徴とするプリント配線基板上のパ
   ッドの構造。
2. 【請求項２】 上記パッドを構成するパッド本体は矩形
   であり、上記張出しパッド部は略円形又は円弧状である
   ことを特徴とする請求項１記載のプリント配線基板上の
   パッドの構造。
3. 【請求項３】 上記サイド電極は、上記表面実装部品の
   底面角隅部の稜線に沿って形成されたサイドコーナー電
   極であり、上記パッドの張出しパッド部は、該サイドコ
   ーナー電極との間でハンダフィレットを形成するために
   必要な最小限の張出し面積を有していることを特徴とす
   る請求項１又は２記載のプリント配線基板上のパッドの
   構造。
4. 【請求項４】 上記サイド電極は、上記表面実装部品の
   底面の辺に沿って形成された辺電極の底面電極部から部
   品側面に沿って立ち上がるサイド電極であり、上記パッ
   ドの張出しパッド部は、該サイド電極との間でハンダフ
   ィレットを形成するために必要な最小限の張出し面積を
   有していることを特徴とする請求項１又は２記載のプリ
   ント配線基板上のパッドの構造。
5. 【請求項５】 底面電極と、該底面電極と連設されたサ
   イド電極とを備えたチップ型の表面実装部品と、 該表面実装部品の電極を載置してハンダ接続する為のパ
   ッドを備えたプリント基板と、から成る電子ユニットに
   おいて、 上記パッドは、上記表面実装部品の底面電極に対応する
   形状、寸法のパッド本体と、該パッド本体に連設された
   小面積の張出しパッド部とから成り、上記パッド本体
   は、表面実装部品の側壁から外側には突出せず、上記張
   出しパッド部は、表面実装部品の側壁から外側に突出し
   ていることを特徴とする電子ユニット。
6. 【請求項６】 上記パッドを構成するパッド本体は矩形
   であり、上記張出しパッド部は略円形又は円弧状である
   ことを特徴とする請求項５記載の電子ユニット。
7. 【請求項７】 上記サイド電極は、上記表面実装部品の
   底面角隅部の稜線に沿って形成されたサイドコーナー電
   極であり、上記パッドの張出しパッド部は、該サイドコ
   ーナー電極との間でハンダフィレットを形成するために
   必要な最小限の張出し面積を有していることを特徴とす
   る請求項５又は６記載の電子ユニット。
8. 【請求項８】 上記サイド電極は、上記表面実装部品の
   底面の辺に沿って形成された辺電極の底面電極部から部
   品側面に沿って立ち上がるサイド電極であり、上記パッ
   ドの張出しパッド部は、該サイド電極との間でハンダフ
   ィレットを形成するために必要な最小限の張出し面積を
   有していることを特徴とする請求項５又は６記載の電子
   ユニット。