WO2016113945A1 - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

　電子部品を導電接合剤によって配線に接合した接合部分に近接して配線を貫通する所定数の応力緩和孔を設けた応力緩和領域を形成した。これによれば、配線に熱によって応力が発生しても、応力緩和孔が変形することによって導電接合剤に作用する応力が小さくなり、電子部品の導電接合剤にクラック等が発生するのを抑制することができる。また、応力緩和孔を円形にすることによって、電流集中や応力集中を少なくでき、配線にクラック等が生じるのを抑制できる。

Description

電子制御装置

　本発明は電子制御装置に係り、特に金属基板に電子部品を表面実装する電子制御装置に関するものである。

　表面実装型電子部品を搭載した電子回路では、特にチップ抵抗やチップコンデンサ等は複数の配線に跨って実装される。このため、各配線とチップコンデンサやチップ抵抗の接合に用いられるハンダや導電樹脂等の導電性接合材の耐久性を向上させて実装上の信頼性を向上することが重要である。特に、熱膨張率の大きい金属基板にチップコンデンサやチップ抵抗を実装するときにはこの実装上の信頼性を向上することは重要である。

　現在、小型化や実装時の省力化などを可能にする表面実装を実現するために、各種の回路基板が用いられており、これらの回路基板に各種の表面実装電子部品を搭載した電子回路が用いられている。特に、高発熱性電子部品を実装する回路基板として、金属基板上にエポキシ樹脂等の絶縁材料を被覆した絶縁層を設け、この絶縁層上に銅箔の回路パターンを設けた金属基板が用いられている。

　ところで、車載用の電子機器について、その小型化、省スペ－ス化と共に、電子機器をエンジンルーム内に設置することが要望されている。エンジンルーム内は内燃機関が収納されているので温度が高く、しかも温度の変化が大きいなど過酷な環境にあり、放熱性に優れ、長期信頼性の高い回路基板が必要とされている。

　金属基板上の回路には、各種の電子部品がハンダや導電樹脂等の導電性接合材を介して接合されている。しかし、実際時の使用における温度上昇／温度下降の繰り返し（＝ヒートサイクル）を長期に亘って受けていると、電子部品を固定しているハンダや導電樹脂等の導電性接合材自身、或いは導電性接合剤と配線の接合部分にクラックが発生することが往々にして生じる。その結果、チップコンデンサやチップ抵抗電極と基板配線の電気的接合が失われる、或いは部品から発生する熱の伝導経路が遮断されてしまうという問題が発生する。

　特に、金属基板は熱放散性や経済的な理由から、金属基板としてアルミニウム板を用いることが多い。尚、場合によっては銅板などを用いることもある。しかしながら、これらの金属基板と電子部品、特にチップ抵抗やチップコンデンサ等のセラミック部品との熱膨張率の差が大きいため、上述した問題が特に発生し易くなる。

　このような、電子部品を固定しているハンダや導電樹脂等の導電性接合材自身、或いは導電接合剤と配線の接合部分にクラックが発生するという問題を解決するために、例えば特開２００８－７２０６５号公報（特許文献１）においては、長手方向の両端部に電極をもつ表面実装用電子部品と、電極にハンダを介して接続されるランドと、ランドに接続され、表面実装用電子部品の短手方向の長さよりも短い幅の配線と、配線が接続される側の幅が表面実装用電子部品の短手方向の長さよりも長いベタパターンとを備える、ようにした表面実装構造を提案している。

　この特許文献１によれば、表面実装用電子部品やベタパターンよりも短い幅の配線を使用してベタパターンとランドとを接続する構成であるため、表面実装用電子部品やベタパターンなどの各部材の膨張、収縮によりハンダにかかる応力を幅の短い配線で吸収させることができ、ハンダに熱ストレスによるクラックが発生することを抑えることができる、と述べている。

特開２００８－７２０６５号公報

　ところで、特許文献１では、ハンダに熱ストレスによるクラックを発生させないために配線を細線化しているが、場合によって配線を細線化できないこともある。例えば、チップコンデンサのような電子部品では、電源配線とグランド配線の間を跨ぐようにして配置されることが多く、配線の幅を太くして引き出すことが必要である。このため特許文献１のような細線化では対応できない。このため、太い配線でも熱による応力を低減して、導電性接合材自身、或いは導電性接合剤と配線の接合部分にクラックが発生するのを抑制することが強く要請されている。

　本発明の目的は、電子部品を導電接合剤によって太い配線と接合した場合に、配線からの熱による応力が導電性接合剤に作用してもクラックが発生しにくい新規な配線構造を有した電子制御装置を提供することにある。

　本発明の特徴は、電子部品を導電接合剤によって配線に接合した接合部分に近接して、配線を貫通する所定数の応力緩和孔を設けた応力緩和領域を形成したところにある。

　本発明によれば、配線に熱によって応力が発生しても、応力緩和孔が変形することによって導電接合剤に作用する応力が小さくなり、電子部品の導電接合剤にクラック等が発生するのを抑制することができる。

金属基板に電子部品を載置して配線と接合した配線部分の断面を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態になる金属基板に電子部品を載置して配線と接合した配線部分の上面図である。 本発明の第２の実施形態になる金属基板に電子部品を載置して配線と接合した配線部分の上面図である。 本発明の第３の実施形態になる金属基板に電子部品を載置して配線と接合した配線部分の上面図である。 本発明の第４の実施形態になる金属基板に電子部品を載置して配線と接合した配線部分の上面図である。 本発明の第５の実施形態になる金属基板に電子部品を載置して配線と接合した配線部分の上面図である。 本発明の第５の実施形態の変形例になる金属基板に電子部品を載置して配線と接合した配線部分の上面図である。 従来から行われている金属基板に電子部品を載置して配線と接合した配線部分の上面図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

　図１は、金属基板にチップコンデンサを載置して配線間を跨ぐように接続した実装状態を示している。チップコンデンサを用いる場合は、電源配線とグランド配線の間を跨ぐように配置されることが多く、配線の幅を太くして引き出す構成となっている。

　図１において、金属基板１０はアルミニウムよりなり、上部に絶縁被膜層１１が形成されている。絶縁被膜層１１の上部には銅箔よりなる配線パターンが形成されており、ここでは第１配線１２（電源側）と第２配線１３（グランド側）が形成されている。第１配線１２と第２配線１３はチップコンデンサ１４によって電気的に接続されており、第１配線１２とチップコンデンサ１４の電極とは第１ランド部１５でハンダ１５Ａによって接合され、第２配線１３とチップコンデンサ１４の電極とは第２ランド部１６でハンダ１６Ａによって接合されている。

　そして、例えば第１配線１２から第１ランド部１５を介してチップコンデンサ１４に電流が流れ込み、チップコンデンサ１４から第２ランド部１６を介して第２配線１３に電流が流れ出るものである。この種の構成は良く知られているので、これ以上の説明は省略する。

　このような、配線構造において従来では図８にあるように、第１配線１２の端面Ｅ１の中央部と第２配線１３の端面Ｅ２の中央部に夫々第１ランド部１５と第２ランド部１６が形成されている。そして、チップコンデンサ１４が第１配線１２と第２配線１３の間を跨ぐようにして第１ランド部１５と第２ランド部１６に接合されている。各配線１２、１３は銅箔よりなる中実の配線である。

　このような従来の配線構造において、図１、図８に示すように、温度が高くなると金属基板１０が矢印Ｂの方向に膨張する。これに合わせて配線１２、１３及びこれに載置されているランド部１５のハンダ１５Ａ、ランド部１６のハンダ１６Ａも矢印Ｐの方向に変位するようになる。一方、チップコンデンサ１４はセラミック部品なので金属基板１０より膨張の度合いが少ない。このため図８にあるように、配線１２、１３はチップコンデンサ１４を境にして引き合うような応力Ｔ（引っ張り力）を発生する。

　逆に、温度が下がると金属基板１０が矢印Ｂの方向とは反対側に収縮する。これに合わせて配線１２、１３及びこれに載置されているランド部１５のハンダ１５Ａ、ランド部１６のハンダ１６Ａも矢印Ｐの方向とは反対側に変位するようになる。一方、チップコンデンサ１４はセラミック部品なので金属基板１０より収縮の度合いが少ない。このため、配線１２、１３はチップコンデンサ１４を境にして押し合うような応力（圧縮力）を発生する。

　このため、ランド部１５のハンダ１５Ａ、ランド部１６のハンダ１６Ａとチップコンデンサ１４の間に繰り返しの応力が作用してハンダ１５Ａ、１６Ａにクラックが発生する恐れがある。その結果、チップコンデンサやチップ抵抗電極と基板配線の電気的接合が失われる、或いは部品から発生する熱の伝導経路が遮断されてしまうという問題が発生する。

　そこで、本発明ではこのような課題を解決するため、電子部品を導電接合剤によって配線に接合した接合部分に近接する配線領域に、所定数の応力緩和孔備えた応力緩和領域を形成したところにある。これによれば、熱によって配線に応力が発生しても、応力緩和孔が変形することによって導電接合剤に作用する応力が小さくなり、電子部品の導電接合剤にクラック等が発生するのを抑制することができるものである。

　以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、図１に付した参照番号と同じ参照番号は同一の構成部品を示している。

　図２は、本発明の第１の実施形態になる配線構造を示す上面図であり、その特徴はランド部の周囲に所定数の応力緩和孔を備える応力緩和領域を形成したものである。

　図１、図２において、金属基板１０の絶縁被膜層１１の上部には銅箔よりなる配線パターンが形成されており、ここでは第１配線１７（電源側）と第２配線１８（グランド側）が形成されている。第１配線１７と第２配線１８はチップコンデンサ１４によって電気的に接続されており、第１配線１７とチップコンデンサ１４の電極とは第１ランド部１５でハンダ１５Ａによって接合され、第２配線１３とチップコンデンサ１４の電極とは第２ランド部１６でハンダ１６Ａによって接合されている。

　また、配線１７、１８の幅はチップコンデンサ１４の幅Ｗより大きく、略２倍以上の幅Ｌを有しており、この配線１７、１８の端面Ｅ１、Ｅ２の中央部にそれぞれ第１ランド部１５と第２ランド部１６が形成されている。これらのランド部１５、１６にハンダ１５Ａ、１６Ａが配置されるものである。

　第２配線１８の第２ランド部１６に近接する応力緩和領域Ｇには所定数の応力緩和孔１９－１、１９－２が形成されている。ここでは、２個の細長い矩形の応力緩和孔１９－１と、２個の正方形に近い矩形の応力緩和孔１９－２の計４個が形成されており、応力緩和領域Ｇの範囲で第２ランド部１６を囲むように配置されている。また、第２ランド部１６は第２配線１８の端面Ｅ２と近接（ほぼ面一）して配置されている。

　このような構成において、例えば、温度が高くなって図８に示すような引っ張り応力Ｔが第２ランド部１６に作用すると、応力緩和孔１９－１、１９－２は引っ張り応力Ｔの方向に沿って変形することになる。応力緩和孔１９－１、１９－２が変形すると、第２ランド部１６に作用する引っ張り応力Ｔは低減されるので、第２ランド部１６のハンダ１６Ａにも大きな引っ張り応力Ｔが作用しなくなり、ヒートサイクルによるハンダ１６Ａに発生するクラックの進展量を低減することができる。

　また、温度が下がって圧縮応力が発生した場合も同様であり、応力緩和孔１９－１、１９－２が圧縮方向に沿って変形して圧縮応力を低減する。これによって、ハンダ１６Ａに発生するクラックの進展量を低減することができる。したがって、ヒートサイクルによって引っ張り応力と圧縮応力が繰り返して第２ランド部１６に作用しても、その応力は低減されているので、図８に示す従来のものに比べて、クラックを発生する度合いが格段に低減されるようになるものである。

　ここで、チップコンデンサ１４の幅Ｗを延長した線の応力緩和領域Ｇ内の幅Ｗの範囲内に、少なくとも１個以上の応力緩和孔１９－１が位置するように、応力緩和孔１９－１の大きさが決められている。これによって、チップコンデンサ１４の幅Ｗに対応する部位の第２ランド部１６のハンダ１６Ａに作用する応力を効率よく低減することができる。本実施例では２個の応力緩和孔１９－１が設けられている。

　また、図２にあるようにチップコンデンサ１４の端部が載置されている部位の第２ランド部１６における配線１８の端部Ｅ２側はハンダ１６Ａが薄い上に、配線１８の端部Ｅ２側のハンダ１６Ａの角部がクラックの発生起点となり易い。このため、チップコンデンサ１４の側面側に細長い応力緩和孔１９－２を夫々形成している。これによって、チップコンデンサ１４の側面に作用する応力を低減して、ハンダ１６Ａに発生するクラックの進展量を低減することができる。

　更に、チップコンデンサ１４の端面角部や、配線１８の端部Ｅ２とは反対側のハンダ１６Ａのフィレットの端面角部に応力が集中しやすい傾向にある。このため、本実施例ではこの角部付近に応力緩和孔１９－２が位置するように配置している。

　尚、応力緩和領域Ｇは第２ランド部１６に近接して形成されている必要がある。第２ランド部１６と距離を置いていると、第２ランド部１６と応力緩和領域Ｇの間にある配線に生じる応力が低減されないまま第２ランド部１６のハンダ１６Ａに作用するからである。
　このため、本実施例では、第２ランド部１６の端面から各応力緩和孔１９－１、１９－２の中心までの距離を、チップコンデンサ１４の幅Ｗを延長した線の応力緩和領域Ｇ内の幅Ｗより小さくすると充分な応力緩和効果を得ることができる。要は、ハンダ１６Ａに作用する応力を設計的に許容できる位置に応力緩和孔１９－１、１９－２が配置されていれば良いものである。

　以上に説明した実施例は第２ランド部１６側の第２配線１８に応力緩和領域Ｇを形成したものであるが、破線に示すように第１ランド部１５側の第１配線１７に応力緩和領域Ｇを形成することもできることは言うまでもない。
　ただ、ランド部を形成する位置が第２ランド部１６のような位置にない場合は応力緩和孔の配置位置が異なってくる。図２の第１ランド部１５のように、第１配線１７の端面Ｅ１より奥側にランド部が位置する場合では、第１ランド部１５と第１配線１７の端面Ｅ１との間に距離があり、この部分に第１ランド部１５の端面Ｅ１側の端面角部が位置することになる。このため、この部分に応力が集中することになる。

　そこで、本実施例ではチップコンデンサ１４の側面側に配置していた応力緩和孔１９－２を第１配線１７の端面Ｅ１側に近づけている。応力緩和孔１９－２を長くすれば第１ランド部１５の端面角部まで近づけることができるが、必要以上に長くすると第１配線１７の電流が流れる面積が小さくなって抵抗やインダクタンスが大きくなる問題がある。このため、応力緩和孔１９－２の形状を変更しないで第１ランド部１５の端面Ｅ１側の端面角部まで近づけている。

　一方、応力緩和孔１９－２を第１ランド部１５の端面Ｅ１側の端面角部まで近づけると、チップコンデンサ１４の端面Ｅ１側とは反対側の端面角部や第１ランド部１５のハンダ１５Ａのフィレットの端面角部に対応した応力緩和孔がなくなるので、新しい応力緩和孔１９－３を形成するようにしている。この応力緩和孔１９－３は、チップコンデンサ１４の端面角部や第１ランド部１５のハンダ１５Ａのフィレットの端面Ｅ１側とは反対側の端面角部に対応した位置に配置されている。

　このように、本実施例によればチップコンデンサをハンダによって配線に接合した接合部分に近接して、配線を貫通する所定数の応力緩和孔を設けた応力緩和領域を形成した。
　これによれば、熱によって配線に応力が発生しても、応力緩和孔が変形することによって導電接合剤に作用する応力が小さくなり、電子部品の導電接合剤にクラック等が発生するのを抑制することができる。

　尚、応力緩和孔１９－１～１９－３の角部に、基板製造時に適切な円弧、或いは面取り部を設けて応力の集中を低減することができ、これにより、クラック等の発生の恐れを更に低くして基板のヒートサイクルに対する信頼性を向上することができる。

　次に、本発明の第２の実施形態になる配線構造を説明する。この第２の実施形態はランド部の周囲に所定数の応力緩和孔を形成したという観点では実施例１と同様である。しかしながら、実施例１の応力緩和孔が矩形であるのに対して、本実施例では全体が円弧で形成された応力緩和孔である点で異なっており、この点が本実施例の特徴となっている。ここで、実施例１と同じ参照番号は同じ構成部品を示している。

　実施例１ではランド部の周囲に所定数の応力緩和孔を形成しているが、その形状は矩形である。したがって、配線を貫通する応力緩和孔によって、配線内には多くの角部が形成されることになる。このため、配線を流れる電流の集中が多く発生して、配線も回路の一部であるためインダクタンスが増加し、本来の配線幅の効果が低減してしまう。特にチップコンデンサを用いる場合は、目的が配線間のインピーダンス低減であり、インダクタンスが増加する影響を小さくする必要がある。

　また、配線は金属基板の伸縮に対応して伸縮を繰り返している。このため矩形の応力緩和孔の角部に応力が集中しており、長期間のヒートサイクルが加わると角部から亀裂が生じることで、電流の通過面積の減少によって抵抗が増加する、甚だしい場合は配線が断線するといった現象を生じる。

　そこで、本実施例では、上述した問題を解決するため以下に述べる応力緩和孔を配線に形成するようにしている。

　図３は、本発明の第２の実施形態になる配線構造を示す上面図であり、その特徴はランド部の周囲に、所定数の内周の形状が円弧状の応力緩和孔を形成したものである。ここで、本実施例では円弧状の応力緩和孔として円形の応力緩和孔を提案しているが、楕円等の応力緩和孔でも良いものである。要は、電流集中や応力集中による影響が、矩形の応力緩和孔より改善されていれば良いものである。

　図３において、金属基板１０の絶縁被膜層１１の上部には銅箔よりなる配線が形成されており、ここでは第１配線１７（電源側）と第２配線１８（グランド側）が形成されている。第１配線１７と第２配線１８はチップコンデンサ１４によって電気的に接続されており、第１配線１７とチップコンデンサ１４の電極とは第１ランド部１５でハンダ１５Ａによって接合され、第２配線１３とチップコンデンサ１４の電極とは第２ランド部１６でハンダ１６Ａによって接合されている。

　第２配線１８の第２ランド部１６に近接する応力緩和領域Ｇには所定数の応力緩和孔２０－１、２０－２、２０－３が形成されている。ここでは、チップコンデンサ１４の幅Ｗを延長した線の応力緩和領域Ｇ内の幅Ｗの範囲に設けた２個の円形の応力緩和孔２０－１と、チップコンデンサ１４の側面に対応して設けられた２個の円形の応力緩和孔２０－２と、チップコンデンサ１４の端部角部及びハンダ１６Ａのフィレットの端部角部に対応して設けられた２個の円形の応力緩和孔２０－３の計６個が形成されており、応力緩和領域Ｇの範囲で第２ランド部１６を囲むように配置されている。また、第１ランド１５、第２ランド部１６は第１配線１７の端面Ｅ１と、第２配線１８の端面Ｅ２と近接（ほぼ面一）して配置されている。

　このような構成において、温度が高くなって引っ張り応力が第２ランド部１６に作用すると、応力緩和孔２０－１、２０－２、２０－３は引っ張り応力の方向に沿って変形することになる。応力緩和孔２０－１、２０－２、２０－３が変形すると、第２ランド部１６に作用する引っ張り応力は低減されるので、第２ランド部１６のハンダ１６Ａにも大きな引っ張り応力が作用しなくなり、ハンダ１６Ａにクラックが発生する恐れが少なくなる。

　また、温度が下がって圧縮応力が発生した場合も同様であり、応力緩和孔２０－１、２０－２、２０－３が圧縮方向に沿って変形して圧縮応力を低減する。これによって、ハンダ１６Ａにクラックが発生する恐れが少なくなる。したがって、ヒートサイクルによって引っ張り応力と圧縮応力が繰り返して第２ランド部１６のハンダ１６Ａに作用しても、その応力は低減されているので、図８に示す従来のものに比べて、クラックを発生する度合いが格段に低減されるようになるものである。

　また、応力緩和孔２０－１、２０－２、２０－３の形状が円形であるため、配線を流れる電流の集中が少なくなり、インダクタンスの増加を抑制することができる。これによって、チップコンデンサを用いる場合に、インダクタンスの増加を抑制しているのでチップコンデンサ１４に対する悪影響を小さくできる。更に、応力緩和孔に応力が集中するのを抑制できるので、長期間のヒートサイクルが加わっても亀裂を生じる恐れを少なくでき、電流の通過面積の減少によって抵抗が増加する、甚だしい場合は配線が断線するといった現象を避けることができる。

　ここで、実施例１と同様に、チップコンデンサ１４の幅Ｗを延長した線の応力緩和領域Ｇ内の幅Ｗの範囲内に、少なくとも１個以上の応力緩和孔２０－１が位置するように応力緩和孔２０－１の大きさが決められている。これによって、チップコンデンサ１４の幅Ｗに対応する部位の第２ランド部１６のハンダ１６Ａに作用する応力を効率よく低減することができる。

　また、図３にあるようにチップコンデンサ１４の端部が載置されている部位の第２ランド部１６における配線１８の端部Ｅ２側はハンダ１６Ａが薄い上に、配線１８の端部Ｅ２側のハンダ１６Ａの角部がクラックの発生起点となり易い。このため、チップコンデンサ１４の側面側に応力緩和孔２０－２を夫々形成している。これによって、チップコンデンサ１４の側面に作用する応力を低減して、ハンダ１６Ａに発生するクラックの進展量を低減することができる。

　更に、チップコンデンサ１４の端面角部や、配線１８の端部Ｅ２とは反対側のハンダ１６Ａのフィレットの端面角部に応力が集中しやすい傾向にある。このため、本実施例ではこの角部付近に応力緩和孔２０－３が位置するように配置している。

　ところで、４個の応力緩和孔２０－１、２０－３は一直線上に配置されているが、応力をより均等に配分するため、応力緩和孔２０－３の配置位置をハンダ１６Ａのフィレットの端面角部に更に寄せて円弧状に配置することも有効である。この場合では６個の応力緩和孔２０－１、２０－２、２０－３の相互の距離はほぼ同じに設定されることになる。これによって、第２ランド部１５に作用する応力をほぼ均等にすることができる。

　実施例１と同様に、応力緩和領域Ｇは第２ランド部１６に近接して形成されている必要がある。第２ランド部１６と距離を置いていると、第２ランド部１６と応力緩和領域Ｇの間にある配線に生じる応力が低減されないまま第２ランド部１６のハンダ１６Ａに作用するからである。このため、本実施例では、第２ランド部１６の端面から各応力緩和孔２０－１、２０－２、２０－３の中心までの距離を、チップコンデンサ１４の幅Ｗを延長した線の応力緩和領域Ｇ内の幅Ｗより小さくすると充分な応力緩和効果を得ることができる。要は、ハンダ１６Ａに作用する応力を設計的に許容できる位置に応力緩和孔２０－１～２０－３が配置されていれば良いものである。

　以上に説明した実施例は第２ランド部１６側の第２配線１８に応力緩和領域Ｇを形成したものであるが、実施例１と同様に第１ランド部１５側の第１配線１７に応力緩和領域Ｇを形成することもできることは言うまでもない。

　本実施例によれば、円形の応力緩和孔を採用しているため、配線を流れる電流の集中を低減できインダクタンスが増加するのを抑制することができる。また、応力が集中するのを抑制できるので、ヒートサイクルによる亀裂の発生が低減されて、電流の通過面積の減少による抵抗増加や、配線の断線といった現象を避けることができる。

　次に、本発明の第３の実施形態になる配線構造を説明する。この第３の実施形態はランド部の周囲に所定数の円形の応力緩和孔を形成したという観点では実施例２と同様である。本実施例では応力緩和孔を更に多くした点で異なっており、この点が本実施例の特徴となっている。ここで、実施例２と同じ参照番号は同じ構成部品を示している。

　図４において、応力緩和孔２０－１、２０－２、２０－３の外側に新たに４個の応力緩和孔２０－４を追加して２重配列構造の応力緩和孔を形成している。しかも、追加した応力緩和孔２０－４は第２配線１８の端面Ｅ２から遠ざかる方向側に形成している。

　配線に生じる応力は端面Ｅ２の反対側から作用するため、応力緩和孔２０－４を第２配線１８の端面Ｅ２から遠ざかる方向側に形成することで、配線に生じる応力が応力緩和孔２０－４によって効率的に低減されることになる。これ以外の作用、効果は実施例２と同様であるので省略する。

　以上に説明した実施例は第２ランド部１６側の第２配線１８に応力緩和領域Ｇを形成したものであるが、実施例１と同様に第１ランド部１５側の第１配線１７に応力緩和領域Ｇを形成することもできることは言うまでもない。

　次に、本発明の第４の実施形態になる配線構造を説明する。この第４の実施形態はランド部の周囲に所定数の円形の応力緩和孔を形成したという観点では実施例２と同様である。本実施例では応力が集中する部分とクラックが発生しやすい部分に応力緩和孔を配置した点で異なっており、この点が本実施例の特徴となっている。ここで、実施例２、実施例３と同じ参照番号は同じ構成部品を示している。

　図５において、チップコンデンサ１４の端部が載置されている部位の第２ランド部１６における配線１８の端部Ｅ２側はハンダ１６Ａが薄い上に、配線１８の端部Ｅ２側のハンダ１６Ａの角部がクラックの発生起点となり易い。このため、チップコンデンサ１４の側面側に応力緩和孔２０－２を夫々形成している。これによって、チップコンデンサ１４の側面に作用する応力を低減して、ハンダ１６Ａに発生するクラックの進展量を低減することができる。

　更に、チップコンデンサ１４の端面角部や、配線１８の端部Ｅ２とは反対側のハンダ１６Ａのフィレットの端面角部に応力が集中しやすい傾向にある。このため、本実施例ではこの角部付近に応力緩和孔２０－３を設けると共に、これに近接した位置にもう１個の応力緩和孔２０－５を設けている。応力緩和孔２０－３と応力緩和孔２０－５は、チップコンデンサ１４の端面角部やハンダ１６Ａのフィレットの端面角部を挟み込む位置に形成されているため、チップコンデンサ１４の端面角部やハンダ１６Ａのフィレットの端面角部に集中する応力を効果的に低減することができる。

　本実施例によれば、応力が集中する部分とクラックは発生しやすい部分にだけ応力緩和孔を設けたので、配線の強度をそれほど損なうことがないものである。また、必要以上に応力緩和孔を設けないので、電流の通過面積を十分取れてインダクタンスや電気抵抗の増加を抑えることができるものである。これ以外の作用、効果は実施例２と同様であるので省略する。

　以上に説明した実施例は第２ランド部１６側の第２配線１８に応力緩和領域Ｇを形成したものであるが、実施例１と同様に第１ランド部１５側の第１配線１７に応力緩和領域Ｇを形成することもできることは言うまでもない。

　ただ、ランド部を形成する位置が第２ランド部１６のような位置にない場合は応力緩和孔の配置位置が異なってくる。第１ランド部１５のように、第１配線１７の端面Ｅ１より奥側にランド部が位置する場合では、第１ランド部１５と第１配線１７の端面Ｅ１との間に距離があり、この部分に第１ランド部１５の端面角部が位置することになる。このため、この部分に応力が集中することになる。

　そこで、本実施例ではチップコンデンサ１４の側面側に配置していた応力緩和孔２０－２を１個追加して第１配線１７の端面Ｅ１側に近づけて設けている。そして、第１配線１７の端面Ｅ１側の第１ランド部１５の端面角部を挟み込むように２個の応力緩和孔２０－２を配置している。これによって、チップコンデンサ１４の端面角部やハンダ１６Ａのフィレットの端面角部に集中する応力を効果的に低減することができる。

　次に、本発明の第５の実施形態になる配線構造を説明する。この第５の実施形態はランド部の周囲に所定数の円形の応力緩和孔を形成したという観点では実施例２と同様である。本実施例では応力が集中する部分とクラックは発生しやすい部分に最小限の応力緩和孔を配置した点で異なっており、実施例４に比較して応力緩和孔が２個低減されている。ここで、実施例４と同じ参照番号は同じ構成部品を示している。

　図６において、チップコンデンサ１４の端部が載置されている部位の第２ランド部１６における配線１８の端部Ｅ２側はハンダ１６Ａが薄い上に、配線１８の端部Ｅ２側のハンダ１６Ａの角部がクラックの発生起点となり易い。このため、チップコンデンサ１４の側面側に２０－２を夫々形成している。これによって、チップコンデンサ１４の側面に作用する応力を低減して、ハンダ１６Ａに発生するクラックの進展量を低減することができる。

　更に、チップコンデンサ１４の端面角部や、配線１８の端部Ｅ２とは反対側のハンダ１６Ａのフィレットの端面角部に応力が集中しやすい傾向にある。このため、本実施例ではこの角部付近に応力緩和孔２０－３を設けている。応力緩和孔２０－３は、チップコンデンサ１４の端面角部やハンダ１６Ａのフィレットの端面角部に近接して形成されているため、チップコンデンサ１４の端面角部やハンダ１６Ａのフィレットの端面角部に集中する応力を効果的に低減することができる。

　本実施例によれば、応力が集中する部分とクラックが発生しやすい部分にだけ応力緩和孔を設けたので、配線の強度をそれほど損なうことがないものである。また、必要以上に応力緩和孔を設けないので、電流の通過面積を十分取れて電気抵抗の増加を抑えることができるものである。これ以外の作用、効果は実施例２と同様であるので省略する。

　以上に説明した実施例は第２ランド部１６側の第２配線１８に応力緩和領域Ｇを形成したものであるが、実施例１と同様に第１ランド部１５側の第１配線１７に応力緩和領域Ｇを形成することもできることは言うまでもない。

　次に、第５の実施形態の変形例を図７に基づき説明する。図７の変形例では、チップコンデンサ１４の端面角部やハンダ１６Ａのフィレットの端面角部に近接して形成された応力緩和孔２０－３の面積に対して、チップコンデンサ１４の側面側に形成した応力緩和孔２０－２Ａの面積を小さくした点で図６の実施例と相違している。

　図７において、チップコンデンサ１４の側面側に直径が応力緩和孔２０－３より小さい応力緩和孔２０－２Ａを夫々形成している。これによって、チップコンデンサ１４の側面に作用する応力を低減して、薄いハンダ１６Ａにクラックが発生する恐れを低減している。また、この他に応力緩和孔２０－２Ａの直径を小さくした理由は次の通りである。

　チップコンデンサ１４の回路素子的な目的としては、配線１７と配線１８間のインピーダンス低減であるが、配線１８を流れる電流の主流分はチップコンデンサ１４の幅方向中心軸を流れる。

　このため、チップコンデンサ１４の側面は比較的電流が小さいので、チップコンデンサ１４の側面の配線インダクタンスの電流への影響度は、チップコンデンサ１４の中心軸部分より小さい。このため、応力緩和孔を基板上面から見た直径は自由に決めることができる。本実施例においては、チップコンデンサ１４の側面は配線面積と応力緩和孔の面積比を、比較的中心軸側と近くするようにしており、その結果、応力緩和孔２０－３より小さい応力緩和孔２０－２Ａを配置したものである。

　このように、チップコンデンサ１４の側面に位置する側の配線幅に合わせて応力緩和孔２０－２Ａの直径を小さくしても応力の低減効果が確保されると共に、配線幅に合わせて直径を小さくしているので、チップコンデンサ１４の側面側と第２配線１８の側端面との間に占める応力緩和孔２０－２Ａの配線内占有率が小さくなり、十分な電流の通過面積を維持することができる。

　一方、チップコンデンサ１４の長手方向側に位置する側の応力緩和孔２０－３の直径を大きくして応力の低減割合を高めると共に、直径を大きくしても配線の長手方向の応力緩和孔２０－２Ａの配線内占有率がそれほど大きくならないので、十分な電流の通過面積を維持することができる。

　上述した実施例において、表面実装される電子部品としてチップコンデンサを例示したが、この他にチップ抵抗や半導体素子であるＦＥＴを実装するものであっても差し支えないものである。

　以上述べた通り、本発明によれば、電子部品を導電接合剤によって配線に接合した接合部分に近接して、配線を貫通する所定数の応力緩和孔を設けた応力緩和領域を形成する構成とした。これによって、配線に熱によって応力が発生しても、応力緩和孔が変形することによって導電接合剤に作用する応力が小さくなり、電子部品の導電接合剤にクラック等が発生するのを抑制することができる。

　尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

Claims (11)

1. 　少なくとも、金属基板と、前記金属基板上に形成された配線と、前記配線の一部と導電性接合剤によって接合された電子部品とを備えた電子制御装置において、
   　前記電子部品を前記配線に接合する接合部分に近接した配線部分に、前記配線を貫通する所定数の応力緩和孔を設けた応力緩和領域を形成したことを特徴とする電子制御装置。
2. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
   　前記配線の幅は前記電子部品の接合される幅の２倍以上であり、前記配線の端面上に前記導電性接合剤が配置されるランド部が形成されており、更に前記ランド部の周囲に前記所定数の応力緩和孔が配置されていることを特徴とする電子制御装置。
3. 　請求項２に記載の電子制御装置において、
   　前記応力緩和孔は、少なくとも、前記電子部品の側面付近と、前記電子部品の角部付近、或いは前記導電性接合剤のフィレットの角部付近に、少なくとも１個以上設けられていることを特徴とする電子制御装置。
4. 　請求項３に記載の電子制御装置において、
   　前記応力緩和孔は、更に前記電子部品の接合される幅を延長した線の前記応力緩和領域Ｇ内の前記幅の範囲内に、少なくとも１個以上設けられていることを特徴とする電子制御装置。
5. 　請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電子制御装置において、
   　前記応力緩和孔の形状は矩形である、或いは円弧状であることを特徴とする電子制御装置。
6. 　請求項５に記載の電子制御装置において、
   　前記円弧状の応力緩和孔は、円形の応力緩和孔であることを特徴とする電子制御装置。
7. 　請求項２に記載の電子制御装置において、
   　前記応力緩和孔の中心と前記ランド部の端面との間の距離は、前記電子部品の幅を延長した線の前記応力緩和領域Ｇ内の幅より小さいことを特徴とする電子制御装置。
8. 　少なくとも、金属基板と、前記金属基板上に形成された配線と、前記配線の一部と導電性接合剤によって接合されたチップコンデンサとを備えた電子制御装置において、
   　前記配線の幅は前記電子部品の接合される幅の２倍以上であり、前記配線の端面上に前記導電性接合剤が配置されるランド部が形成されており、前記更に前記ランド部の周囲に所定数の円形の応力緩和孔が配置されていることを特徴とする電子制御装置。
9. 　請求項８に記載の電子制御装置において、
   　前記チップコンデンサが接続される前記配線は電源配線とグランド配線であり、前記両配線の一方、或いは両方の前記ランド部の周囲に所定数の応力緩和孔が配置されていることを特徴とする電子制御装置。
10. 　請求項９に記載の電子制御装置において、
    　前記応力緩和孔は、少なくとも、前記電子部品の側面付近と、前記電子部品の角部付近、或いは前記導電性接合剤のフィレットの角部付近に、少なくとも１個以上設けられていることを特徴とする電子制御装置。
11. 　請求項１０に記載の電子制御装置において、
    　前記電子部品の角部付近、或いは前記導電性接合剤のフィレットの角部付近の応力緩和孔が、前記電子部品の側面付近の応力緩和孔の面積より大きいことを特徴とする電子制御装置。

Images