JPH1126910A - 電子部品のはんだ付け構造 - Google Patents

電子部品のはんだ付け構造

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JPH1126910A
JPH1126910A JP9178000A JP17800097A JPH1126910A JP H1126910 A JPH1126910 A JP H1126910A JP 9178000 A JP9178000 A JP 9178000A JP 17800097 A JP17800097 A JP 17800097A JP H1126910 A JPH1126910 A JP H1126910A
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JP
Japan
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electronic component
printed board
insulator
electrode
soldering
Prior art date
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Application number
JP9178000A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Niimi
浩 新美
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1126910A publication Critical patent/JPH1126910A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/303Surface mounted components, e.g. affixing before soldering, aligning means, spacing means
    • 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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    • H05K3/30Assembling 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
    • H05K3/3431Leadless components
    • H05K3/3442Leadless components having edge contacts, e.g. leadless chip capacitors, chip carriers
    • 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

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  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 はんだ付け部に発生する応力を緩和して、は
んだ付け部の信頼性を向上させること。 【解決手段】 プリント板1に表面実装される電子部品
2は、母材であるセラミック板2aの表面に電極2bが
引き出されている。また、セラミック板2aには、プリ
ント板1側の表面にインシュレータ部3が一体に設けら
れている。このインシュレータ部3は、プリント板1の
配線パターン1bに対向する電極2bの表面より所定寸
法(50〜100μm)だけ突出して設けられている。
この電子部品2は、インシュレータ部3が形成された面
をプリント板1側に向けてプリント板1表面の所定位置
に配され、そのインシュレータ部3により、プリント板
1の配線パターン1bと電子部品2の電極2bとの間に
インシュレータ部3の高さに相当する隙間が確保された
状態ではんだ付けが行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント板に表面
実装される電子部品(チップ素子)のはんだ付け構造に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、チップタイプの電子部品(チ
ップ抵抗、抵抗ネットワーク、セラミックコンデンサ
等)をプリント板に表面実装する場合、図9に示す様
に、プリント板100に形成された配線部110(図1
0参照)に対してチップ素子200の電極210をはん
だ300により固定している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のはん
だ付け構造では、チップ素子200の電極210とプリ
ント板100の配線部110との間で溶融したはんだ3
00がチップ素子200の自重によって素子側面の電極
220側へはみ出すため、配線部110と電極210と
の間のはんだ300の量が少なくなる(図10参照)。
車両に搭載される電子部品は、使用温度環境が広いた
め、電子部品材料(例えばセラミック)の熱膨張率とプ
リント板材料(例えばガラス入りエポキシ樹脂)の熱膨
張率との差によりはんだ付け部に繰り返し応力が発生す
る。この場合、上記の様にチップ素子200の電極21
0とプリント板100の配線部110との間に介在され
るはんだ300の量が少ないと、そのはんだ300内で
応力を吸収しきれないため、はんだ付け界面(電極21
0とはんだ300との接合面、及び配線部110とはん
だ300との接合面)に大きな応力が加わり、その結
果、はんだ付け部に亀裂が発生して電気的導通の信頼性
が低下する問題があった。特に、大型の電子部品では、
自重が大きくなるため、チップ素子200の電極210
とプリント板100の配線部110との間のはんだ量は
少なくなり、電子部品の寸法が大きいことによる応力の
絶対値が大きいため、信頼性の低下が著しいという問題
があった。本発明は、上記事情に基づいて成されたもの
で、その目的は、はんだ付け部に発生する応力を緩和し
て、はんだ付け部の信頼性向上を図った電子部品のはん
だ付け構造を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
(請求項1〜4の手段)プリント板の配線部と電子部品
の電極との間に所定の間隔を確保するためのインシュレ
ータ部を設け、このインシュレータ部により配線部と電
極との間に所定の間隔が確保された状態で配線部と電極
とのはんだ付けが行われている。この場合、プリント板
の配線部と電子部品の電極との間に介在されるはんだ量
を増加させることができるため、電子部品材料とプリン
ト板材料との熱膨張率差によりはんだ付け部に応力が発
生しても、はんだ付け部内で応力を吸収できる。これに
より、はんだ付け界面に加わる応力が低減されるため、
温度変化に対するはんだ付け部の信頼性を向上できる。
なお、インシュレータ部は、電子部品の母材と一体に設
けても良いし、プリント板に設けても良い。あるいは電
子部品及びプリント板と別体に設けて、電子部品とプリ
ント板との間に介在させても良い。
【0005】(請求項5の手段)インシュレータ部の高
さは、50〜100μmである。これにより、はんだ付
け部の目標歪み(Δγ=2.8%)を満足するはんだ厚
を確保できる。なお、目標歪み(Δγ=2.8%)は、
所定の温度変化(−40〜80℃×3000サイクル)
ではんだ付け部の25%が破断する時の歪み率である。
【0006】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。 (第1実施例)図1はプリント板1と電子部品2とのは
んだ付け部を示す断面図である。本実施例は、プリント
板1に表面実装される電子部品2のはんだ付け構造を示
すものである。プリント板1は、例えばガラス入りエポ
キシ樹脂から成る基板1aの表面に配線パターン1bが
プリント印刷されている(図2参照)。
【0007】電子部品2は、チップ抵抗、抵抗ネットワ
ーク、セラミックコンデンサ等のチップ素子であり、母
材であるセラミック板2aの表面に電極2bが引き出さ
れている。また、セラミック板2aには、プリント板1
側の表面にインシュレータ部3が一体に設けられてい
る。このインシュレータ部3は、プリント板1の配線パ
ターン1bに対向する電極2bの表面より所定の高さ
(50〜100μm)だけ突出して設けられている。こ
のインシュレータ部3が設けられた電子部品2の具体例
を図3〜5に示す。なお、各図ともに(a)は電子部品
2を上側から見た図、(b)は電子部品2の側面図、
(c)は電子部品2を下側(プリント板1側)から見た
図である。この電子部品2は、インシュレータ部3が形
成された面をプリント板1側に向けてプリント板1表面
の所定位置に配され、プリント板1の配線パターン1b
と電子部品2の電極2bとがはんだ付けされて電気的導
通が確保されている。
【0008】本実施例によれば、電子部品2に設けたイ
ンシュレータ部3により、プリント板1の配線パターン
1bと電子部品2の電極2bとの間にインシュレータ部
3の高さに相当する隙間が確保された状態ではんだ付け
を行うことができる。これにより、プリント板1の配線
パターン1bと電子部品2の電極2bとの間で溶融した
はんだ4が電子部品2の自重によって側面の電極2b側
へはみ出す量を少なくできるため、図2に示す様に、プ
リント板1の配線パターン1bと電子部品2の電極2b
との間に多くのはんだ量を確保することができる。この
結果、電子部品2の母材であるセラミックとプリント板
1の基板材料であるガラス入りエポキシ樹脂との熱膨張
率差によりはんだ付け部に応力が発生しても、はんだ4
内で応力を吸収できるため、はんだ付け界面に加わる応
力が低減され、温度変化に対するはんだ付け部の信頼性
を向上できる。
【0009】また、本実施例では、インシュレータ部3
の高さを50〜100μmに設定しているが、これは、
図6に示す歪み線図より決定されるもので、はんだ付け
部の目標歪み(全歪み範囲)Δγ=2.8%を満足する
はんだ厚を確保するためである。なお、図6に示す歪み
線部は、全歪み範囲Δγ=ミーゼスの塑性歪み量とはん
だ厚との関係を示すグラフであり、Δγ=2.8%は、
決められた温度変化(−40〜80℃×3000サイク
ル)ではんだ付け部の25%が破断する時の歪み率を示
している。この図6に示すグラフでは、Δγ=2.8%
の時にはんだ厚38.9となるが、本実施例では余裕を
とって50〜100μmを設定している。
【0010】(第2実施例)図7はプリント板1と電子
部品2とのはんだ付け部を示す断面図である。本実施例
では、図7に示す様に、電子部品2が配されるプリント
板1の表面に印刷等によりインシュレータ部3を設けた
一例を示すものである。この場合でも、インシュレータ
部3によってプリント板1の配線パターン1b(図2参
照)と電子部品2の電極2bとの間に隙間が確保された
状態ではんだ付けを行うことができるため、第1実施例
と同様の効果(温度変化に対するはんだ付け部の信頼性
向上)を得ることができる。
【0011】(第3実施例)図8はプリント板1と電子
部品2とのはんだ付け部を示す断面図である。本実施例
は、インシュレータ部3を電子部品2及びプリント板1
と別部材として形成し、図8に示す様に、電子部品2と
プリント板1との間に介在させた一例を示すものであ
る。この場合でも、インシュレータ部3によってプリン
ト板1の配線パターン1b(図2参照)と電子部品2の
電極2bとの間に隙間が確保された状態ではんだ付けを
行うことができるため、第1実施例と同様の効果(温度
変化に対するはんだ付け部の信頼性向上)を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例のはんだ付け構造を示す断面図であ
る。
【図2】図1に示すはんだ付け部の拡大断面図である。
【図3】電子部品の上面図(a)、側面図(b)、下面
図(c)である。
【図4】電子部品の上面図(a)、側面図(b)、下面
図(c)である。
【図5】電子部品の上面図(a)、側面図(b)、下面
図(c)である。
【図6】はんだ厚と歪み量との関係を示すグラフであ
る。
【図7】第2実施例のはんだ付け構造を示す断面図であ
る。
【図8】第3実施例のはんだ付け構造を示す断面図であ
る。
【図9】プリント板と電子部品とのはんだ付け構造を示
す断面図である(従来技術)。
【図10】図9に示すはんだ付け部の拡大断面図である
(従来技術)。
【符号の説明】
1 プリント板 1b 配線パターン(配線部) 2 電子部品 2b 電極 3 インシュレータ部 4 はんだ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プリント板の配線部に電極をはんだ付けし
    て前記プリント板に表面実装される電子部品のはんだ付
    け構造であって、 前記プリント板の配線部と前記電子部品の電極との間に
    所定の間隔を確保するためのインシュレータ部を設け、
    このインシュレータ部により前記配線部と前記電極との
    間に所定の間隔が確保された状態で前記配線部と前記電
    極とのはんだ付けが行われていることを特徴とする電子
    部品のはんだ付け構造。
  2. 【請求項2】前記インシュレータ部は、前記電子部品の
    母材と一体に設けられていることを特徴とする請求項1
    に記載した電子部品のはんだ付け構造。
  3. 【請求項3】前記インシュレータ部は、前記プリント板
    に設けられていることを特徴とする請求項1に記載した
    電子部品のはんだ付け構造。
  4. 【請求項4】前記インシュレータ部は、前記電子部品及
    び前記プリント板と別体に設けられて、前記電子部品と
    前記プリント板との間に介在されていることを特徴とす
    る請求項1に記載した電子部品のはんだ付け構造。
  5. 【請求項5】前記インシュレータ部の高さは、50〜1
    00μmであることを特徴とする請求項1〜4に記載し
    た何れかの電子部品のはんだ付け構造。
JP9178000A 1997-07-03 1997-07-03 電子部品のはんだ付け構造 Pending JPH1126910A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1073322A1 (en) * 1999-07-29 2001-01-31 Delphi Technologies, Inc. A method of extending life expectancy of surface mount components
US6986454B2 (en) 2003-07-10 2006-01-17 Delphi Technologies, Inc. Electronic package having controlled height stand-off solder joint
US7118940B1 (en) 2005-08-05 2006-10-10 Delphi Technologies, Inc. Method of fabricating an electronic package having underfill standoff

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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