JP3976020B2 - 表面実装用電子部品の表面実装構造 - Google Patents

Description

本発明は、表面実装用電子部品の表面実装構造に係り、詳しくは回路基板のランド上に表面実装用電子部品を半田により接合した表面実装用電子部品の表面実装構造に関する。

半田接合は、接合作業が比較的容易であり、接合強度も強固で信頼性が高く、かつ安価である等の優れた長所を有するため、従来より電子部品の実装に多用されている。
一方、近年、電子装置の小型化等を目的とした電子部品の高密度実装のため、電子部品の実装構造の主流は、リード部品を使用する挿入実装から表面実装用電子部品（チップ部品）を使用する表面実装へと変化している。

例えば、表面実装用電子部品としてのセラミックコンデンサを実装する場合は、図７（ａ）に示すように、直方体状のチップ部品５１の両端にメッキ等で形成された電極５２が設けられている。そして、回路基板５３の表面に形成された一対のランド５４にクリーム半田５５が印刷された状態で、チップ部品５１が両電極５２において各ランド５４のクリーム半田５５上にマウントされる。次いで、リフロー炉に入れられて、クリーム半田５５が加熱溶融（リフロー）されることにより、チップ部品５１が回路基板５３上に半田接合により実装される。

電子装置の使用環境が温度変化の少ない場合は通常の半田接合で問題はない。しかし、例えば、車載用の電子装置では使用環境温度が氷点下から数十℃までの変化に耐えることが必要とされ、高温環境下及び低温環境下での信頼性及び高温環境と低温環境とのサイクル変化を受けた際の信頼性が求められる。

一般に材料は、温度の上昇により膨張し、温度の下降により収縮し、その度合い（線膨張係数）は材料によって異なる。電子部品の半田実装部分においても、回路基板（ランド）側と電子部品とでは線膨張係数が異なるため、温度変化に伴って両者の半田接合部に熱応力が発生する。そして、これが長期間にわたって繰り返されると、半田組成におけるＰｂ（鉛）リッチなα相とＳｎ（錫）リッチなβ相とが拡散し、粒成長する。このα相とβ相の結晶粒間（境界）は脆い。また、ランドの材質がＣｕ（銅）である場合には、Ｃｕ−Ｓｎ合金層が生じるが、やはり硬くて脆い。クラックは主にこのような脆い結晶粒界や合金層に沿って生じ、それが伸展すると半田接合部が断線し、故障に至ることがある。

回路基板に表面実装した電子部品の使用中に加熱・冷却等の熱履歴が加わっても、電子部品の破壊、電気的特性の劣化を防止するため、配線パターン（ランド）の線幅、電子部品の幅、ランドの間隔、端子電極間距離が特定の関係を満たすようにする電子部品の実装構造が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１では、図８に示すように、回路基板５３上に形成された一対のランド５４上に半田５６により電子部品５７を接合した実装構造において、ランド５４の線幅Ｗｈ、電子部品幅Ｗｓ、ランド５４の間隔Ｄｈ、端子電極間距離Ｄｅが、１．０≦Ｗｈ／Ｗｓ≦１．２、かつ０．８≦Ｄｈ／Ｄｅ＜１．０の関係を満たすようにしている。そして、電子部品の実装構造において、−４０℃と１３０℃の溶液中に交互に浸漬することを１サイクルとする熱衝撃試験を２０００サイクルまで実施した結果、前記関係を満たす電子部品の実装構造において、２０００サイクル終了までに亀裂が発生した電子部品の個数が初期個数（５０個）の１０％以内であり十分な信頼性があるとしている。
特開平１１−１７３０８号公報（明細書の段落［０００８］，［００２４］，［００３１］、図１）

本願発明者は、冷熱サイクル試験に投入した試験品を切断して断面観察を行った結果、図７（ｂ）に示すように、半田フィレット５８に発生するクラックの傾向として、先ず、電極５２の下面とランド５４間にクラック５９が発生し、これが徐々に伸展して、最終的に貫通破断に至ることが判明した。なお、図７（ｂ）はチップ部品５１の片側半分を示している。「貫通破断」とは、クラックが半田接合部をランド側部分と電極側部分とに分割するように面状に伸展して、電極とランドの導通が妨げられる状態になることを意味する。

この原因として、線膨張係数の異なるチップ部品５１とランド５４とが相対最近接するチップ部品５１の両端の電極５２下面とランド５４との間に応力集中し易いことが考えられる。また、チップ部品５１の両端の電極５２下面とランド５４との間の中でも、特に内側両角部に応力集中が生じることが推定される。

本願発明者は、電子部品の電極とランドとの間に形成される半田フィレットを電極の端面と対応する位置だけでなく、電極の両側面と対応する位置にも設けることにより、内側両角部の応力集中が緩和されると考え、３０００サイクルの冷熱サイクル試験を行い、考えの正しいことを証明した。電極の両側面と対応する位置に半田フィレットを設けるだけであれば、ランドの幅を電子部品の幅より広くすればよい。しかし、単純にランドの幅を拡げた場合は、ランドに印刷されたクリーム半田上に電子部品をマウントして、半田を加熱溶融して半田接合した際に、電子部品の位置が所望の位置からずれるという問題がある。

また、特許文献１には、ランド５４の線幅Ｗｈを電子部品幅Ｗｓ以上で２０％以下にすることは開示されているが、目的は電子部品５７の破壊、電気的特性の劣化防止にあり、半田フィレットへのクラック発生の防止に関しては特に触れられていない。また、電子部品の位置ずれに関しては、電子部品５７の電極とランド５４表面との間に存在する半田の厚さを９０μｍ以上５００μｍ以下にするのがよいと記載されているが、ランド５４の幅と位置ずれとの関係については何ら記載されていない。

本発明は、前記知見と従来技術の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、従来と同様の組立作業性を維持しながら、冷熱サイクルに対する耐クラック性を向上させることができる表面実装用電子部品の表面実装構造を提供することにある。

前記の目的を達成するため請求項１に記載の発明は、回路基板のランド上に表面実装用電子部品を半田により接合した表面実装用電子部品の表面実装構造であって、前記電子部品は、複数の電極を縁部に備えている。各電極は、少なくとも前記電子部品の下面と、両側面と、端面とを覆うように設けられている。また、前記ランドは、前記電極の両側に半田フィレットを形成する凸部を備えるとともに前記ランドの前記電子部品の端面の幅と等しい部分と前記凸部との境界に存在して表面実装の際の半田溶融時に前記電子部品の移動を規制する規制部を備えている。

この発明では、ランドと電極とを接合する半田フィレットが、電極の端面と対応する箇所だけでなく、電極の両側面と対応する箇所にも形成される。そして、ランド対向面（電極の下面）とランドとの間に発生する熱応力が緩和される。また、ランドの幅を単に電子部品の幅より広くして、ランドのランド対向面と対応する部分の半田厚を増加させる場合と異なり、ランドには表面実装の際の半田溶融時に前記電子部品の移動を規制する規制部が設けられている。従って、ランドの幅が電極の両側に適正な半田フィレットを形成するのに必要な分、広くなっても、ランドに印刷されたクリーム半田上に電子部品をマウントして、半田を加熱溶融して半田接合した際に、電子部品の位置が所望の位置からずれるのを防止できる。その結果、従来と同様の組立作業性を維持しながら、冷熱サイクルに対する耐クラック性を向上させることができる。

また請求項１に記載の発明は、前記凸部は、前記電子部品の電極の側面に沿う方向において、前記電極の内側端部より対向するランド側へ、突出するように形成され、前記電極の端面には該端面の幅と等しい幅の正面フィレットが形成され、前記サイドフィレットは前記正面フィレットとは独立して形成されるとともに、前記電極下面と前記ランドとの相対部分の内側両角部を覆うように形成されている。ここで、「前記電極の内側端部」とは、例えば、電子部品が直方体状のチップ部品の場合、その長手方向の両端に形成された電極のチップ部品中央寄りの端部を意味する。この発明では、特に応力集中が生じることが推定される内側両角部を覆うように半田フィレットが存在し、冷熱サイクルに対する耐クラック性をより向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記凸部は、それぞれ前記電極の幅の１０％以上、ランドの幅方向に突出されている。この発明では、ランドと電極とを接合する適切な大きさの半田フィレットを、電極の両側面と対応する箇所にも形成することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ランドは、前記電子部品の電極の内側端部より電子部品の中央側へ突出する部分を備えている。この発明では、ランド対向面とランドとの間に発生する熱応力がより緩和される。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記凸部は半径が電極の側面の長さ以下の長さの扇状に形成され、かつ扇の要の位置が前記電極の内側端部と対応する位置となるように形成されている。ここで、「扇状」とは、円弧と直線とで囲まれた形状の図形を意味し、扇の要の位置が、円弧の曲率半径の一端と一致しない図形も含む。また、中心角の値は１８０度以下に限らず１８０度より大きくてもよい。この発明においても、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明と同様な作用効果を奏する。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記凸部は直径が電極の側面の長さより長い扇状に形成され、前記ランドの前記電子部品の中央側へ突出する部分は電極の幅方向全長に沿って形成されている。この発明においても、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明と同様な作用効果を奏する。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記凸部は長方形状に形成され、前記電極の側面に沿う長さは電極の側面より長く形成され、前記ランドの前記電子部品の中央側へ突出する部分は電極の幅方向全長に沿って形成されている。この発明においても、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明と同様な作用効果を奏する。

本発明によれば、従来と同様の組立作業性を維持しながら、冷熱サイクルに対する耐クラック性を向上させることができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。図１（ａ）はチップ部品が実装された状態の模式斜視図、（ｂ）はランドとチップ部品の関係を示す模式平面図、（ｃ）はチップ部品とランドの関係を示す模式斜視図、（ｄ）はチップ部品が実装された状態の模式側面図である。図２（ａ）は比較例のランドとチップ部品の関係を示す模式平面図、（ｂ），（ｃ）は冷熱サイクル試験を行った後の比較例の状態を示す模式断面図であり、図３は冷熱サイクル試験を行った後の実施形態の状態を示す模式断面図である。なお、図１及び図２では半田付け箇所以外の配線基板上に半田が付着するのを防止するための半田レジストの図示を省略している。

図１（ａ），（ｄ）に示すように、回路基板１１の表面にはランド１２が形成され、ランド１２上に表面実装用電子部品としてのチップ部品１３が半田１４により接合されている。チップ部品１３は、回路基板１１の表面に形成された導体パターンを構成するランド１２上に、リフロー半田法で半田付けされている。即ち、チップ部品１３は回路基板１１上に表面実装されている。ランド１２とチップ部品１３の電極１５とを接合する半田フィレットとしては、電極１５の端面１５ａと対応する位置に正面フィレット１６ａが形成されるだけでなく、電極１５の側面１５ｂと対応する位置にもサイドフィレット１６ｂが形成されている。チップ部品１３としては例えばセラミックコンデンサがある。

この実施形態ではチップ部品１３は直方体状に形成され、その長手方向の両端にメッキ等で電極１５が形成されている。即ち、チップ部品１３は複数の電極１５を縁部に備え、各電極１５は、少なくともチップ部品１３のランド１２と対向する面（下面）と、両側面と、端面とを覆うように設けられている。

図１（ｂ）に示すように、ランド１２は、表面実装の際の半田溶融時にチップ部品１３の移動を規制する規制部１２ａと、電極１５の両側にサイドフィレット１６ｂを形成する凸部１７とを備えている。この実施形態では、ランド１２の幅がチップ部品１３の幅とほぼ等しい部分と、凸部１７との境になる角部が規制部１２ａとなる。ランド１２の電極１５の端面１５ａに対応する部分の端面１５ａと直交する方向の長さＬ１は、電極１５の側面１５ｂと直交する方向における凸部１７の最長長さＬｍより長く形成されている。この実施形態では、凸部１７は長方形状に形成されている。

凸部１７は、電極１５の幅の１０％以上、ランド１２の幅方向に膨出されているのが好ましく、２０％以上がより好ましい。即ち、凸部１７は、凸部１７の電極１５の側面１５ｂと直交する方向の最長長さＬｍが、電極１５の幅の１０％以上となるように形成されているのが好ましく、２０％以上がより好ましい。サイドフィレット１６ｂの形成のためには最長長さＬｍが長い方が良いが、最長長さＬｍを長くすると実装密度が低くなるため、必要とされる実装密度によって適宜決定される。

凸部１７の電極１５の側面１５ｂに沿う長さＬ２は、電極の側面１５ｂの長さＬｄより長く形成され、凸部１７は、電極１５の側面１５ｂに沿う方向において、チップ部品１３の電極１５の内側端部より対向するランド１２側へ、突出するように形成されている。そして、チップ部品１３の両端の電極１５下面とランド１２との間の中でも、特に応力集中が生じることが推定される内側両角部を覆うように前記サイドフィレット１６ｂが形成されている。この実施形態では、凸部１７は電極１５の側面１５ｂに沿う方向において、端面１５ａよりランド１２の対向するランド１２と反対側へも突出するように形成されている。なお、チップ部品１３の電極１５の内側端部とは、直方体状のチップ部品１３の長手方向の両端に形成された電極１５のチップ部品１３中央寄りの端部を意味する。

ランド１２は、チップ部品１３の電極１５の内側端部よりチップ部品１３の中央側へ突出する部分１２ｂを備えている。部分１２ｂは、電極１５の幅方向全長に沿って形成されている。この実施形態では、凸部１７の一端と、部分１２ｂの突出端とが同一直線上となるように形成されている。

ランド１２上にチップ部品１３を表面実装する場合は、半田付けを行うのに必要な部分を除いて回路基板１１の表面を半田レジストで被覆した状態で、図１（ｃ）に示すように、ランド１２にクリーム半田１８が印刷される。そして、チップ部品１３は各電極１５においてクリーム半田１８上にマウントされる。次に回路基板１１がリフロー炉に入れられて、クリーム半田１８が加熱溶融（リフロー）されることにより、チップ部品１３が回路基板１１上に半田接合により実装される。ランド１２に規制部１２ａが存在するため、半田溶融時にチップ部品１３のセルフアライメントが行われ、チップ部品１３は、所望の位置からずれるのを防止された状態で実装される。

前記のように構成された表面実装構造の冷熱サイクルに対する耐久性を確認するため、冷熱サイクル試験を３０００サイクルまで行い、１０００サイクル、２０００サイクル、３０００サイクル終了時におけるクラックの発生状態を観察した。比較例として、図２（ａ）に示す一定幅のランド１２にチップ部品１３を実装した場合についても冷熱サイクル試験を行い、同様に１０００サイクル、２０００サイクル、３０００サイクル終了時におけるクラックの発生状態を観察した。クラックの発生状態の観察は、所定サイクル経過した試料を樹脂モールドし、チップ部品１３の長手方向に平行でランド１２に垂直な面で正面フィレット１６ａを切断した断面を観察した。

実施例の試料として、図１（ｂ）におけるランド幅Ｌｗ＝１．７ｍｍ、最長長さＬｍ＝０．４ｍｍ、ランド間距離Ｌｈ＝１．５ｍｍ、ランド長さＬａ＝２．５ｍｍのものを使用した。また、比較例の試料は２種類準備し、図２（ａ）におけるランド幅Ｌｗ＝１．７ｍｍ、ランド長さＬａ＝２．５ｍｍは同じで、ランド間距離Ｌｈが１．５ｍｍのものと１．７ｍｍのものを使用した。チップ部品１３は、実施例及び比較例とも、幅Ｗ＝１．６ｍｍ、電極間距離Ｄｅ＝２．０〜２．２ｍｍのものを使用した。試料数は実施例及び各比較例ともそれぞれ２４個ずつとした。

冷熱サイクル試験は、−４０℃と、９０℃とを交互に保持するのを１サイクルとした。
前記冷熱サイクル試験の結果、１０００サイクル終了時点では、実施例及び両比較例とも、不合格となるようなクラック発生は観察されなかった。２０００サイクル終了時点では、実施例の試料では不合格となるようなクラック発生は観察されなかった。しかし、比較例のうち、ランド間距離Ｌｈが１．５ｍｍのものに、クラック進行方向の厚さの１／２以上の長さのクラックが観察された不合格品が１個出た。

３０００サイクル終了時点では、実施例の試料では不合格となるようなクラック発生は観察されなかった。しかし、ランド間距離Ｌｈが１．５ｍｍ及び１．７ｍｍの両比較例とも、不合格品が出た。ランド間距離Ｌｈが１．７ｍｍの比較例では、クラック進行方向の厚さの１／２以上の長さのクラックが観察された不合格品が４個と、クラックがその進行方向において正面フィレット１６ａを貫通した不合格品が１個出た。また、ランド間距離Ｌｈが１．５ｍｍの比較例では、クラック進行方向の厚さの１／２以上の長さのクラックが観察された不合格品が２個と、クラックがその進行方向において正面フィレット１６ａを貫通した不合格品が２個出た。

ランド間距離Ｌｈが１．７ｍｍの比較例において、典型的なクラックがどのように伸展するかを説明すると、図２（ｂ）の２０００サイクル終了時点での断面図に示すように、最初にチップ部品１３の電極１５のランド対向面と、ランド１２との間にクラック１９が発生する。これは、ランド１２とチップ部品１３が近接相対し、かつ半田層が薄い当該部分に最も応力集中し易いことによると思われる。また、正面フィレット１６ａの中腹部には、チップ部品１３とランド１２間に生じた剪断応力に起因すると思われる金属のすべり現象による段差２０が生じる。その後、クラック１９が段差２０に向かって伸展し、図２（ｃ）の３０００サイクル終了時点での断面図に示すように、最後には貫通破断に至る。ランド間距離Ｌｈが１．５ｍｍの比較例においても、貫通破断に至るようなクラック１９は、前記のような変化を伴っていた。なお、図２（ｂ），（ｃ）では断面を示すハッチングの図示を省略している。

図３に、３０００サイクル終了時点でも不合格となるようなクラック発生が観察されなかった実施例の断面図を示す。この断面図は、金属顕微鏡を使用して観察した写真に基づいている。図２（ｂ），（ｃ）では図示しなかったが、図３の部分拡大図において、正面フィレット１６ａのうち黒色部分が鉛リッチなα相であり、他の部分がＳｎリッチなβ相である。最初にクラックが入るチップ部品１３の電極１５のランド対向面と、ランド１２との間の周辺部では、α相、β相とも半田組成のＰｂ，Ｓｎが拡散し、粒成長した状態が観察される。しかし、比較例において段差２０が発生した正面フィレット１６ａの中腹部では、前記のような粒成長は殆ど観察されず、α相、β相とも目の細かい結晶状態となっていた。また、段差２０の発生も比較的少なかった。なお、図３においても断面を示すハッチングの図示を省略している。

実施例では、電極１５の両側面１５ｂと対応する位置にもサイドフィレット１６ｂが形成されており、チップ部品１３の両端の電極１５下面とランド１２との間の中でも、特に応力集中が生じることが推定される内側両角部を覆うようにサイドフィレット１６ｂが存在する。従って、正面フィレット１６ａに対する応力集中が緩和され、α相及びβ相の粒成長が電極１５のランド対向面と、ランド１２との間の周辺部に限定されたことで、クラックの伸展が抑制されると考えられる。

この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）回路基板１１のランド１２上に半田１４により表面実装されるチップ部品１３の実装構造において、ランド１２は、表面実装の際の半田溶融時にチップ部品１３の移動を規制する規制部１２ａと、電極１５の両側にサイドフィレット１６ｂを形成する凸部１７とを備えている。従って、ランド１２の幅Ｌｗが電極１５の両側に適正なサイドフィレット１６ｂを形成するのに必要な「Ｌｍ×２」分、広くなっても、ランド１２に印刷されたクリーム半田１８上にチップ部品１３をマウントして、半田を加熱溶融して半田接合した際に、チップ部品１３の位置が所望の位置からずれるのを防止できる。そして、従来と同様の組立作業性を維持しながら、冷熱サイクルに対する耐クラック性を向上させることができる。例えば、冷熱サイクル試験で３０００サイクル以上の耐クラック性を持つ。

（２）凸部１７は、電極１５の側面１５ｂに沿う方向において、チップ部品１３の電極１５の内側端部より対向するランド１２側へ、突出するように形成されている。従って、特に応力集中が生じることが推定される内側両角部を覆うようにサイドフィレット１６ｂが存在する。その結果、冷熱サイクルに対する耐クラック性をより向上させることができる。

（３）凸部１７は、それぞれ電極１５の幅Ｗの１０％以上、ランド１２の幅方向に突出されている。従って、ランド１２と電極１５とを接合する適切な大きさのサイドフィレット１６ｂを、電極１５の両側面１５ｂと対応する箇所にも形成することができる。

（４）ランド１２は、チップ部品１３の電極１５の内側端部よりチップ部品１３の中央側へ突出する部分１２ｂを備えている。従って、ランド対向面とランド１２との間に発生する熱応力がより緩和される。

（５）凸部１７は長方形状に形成され、電極１５の側面１５ｂに沿う長さＬ２は電極１５の側面１５ｂより長く形成され、ランド１２のチップ部品１３の中央側へ突出する部分は電極１５の幅方向全長に沿って形成されている。従って、凸部１７を半円状（扇状）とする場合に比較して、側面１５ｂと直交する方向の最長長さＬｍが同じ場合、凸部１７の面積が大きくなり、電極１５の側面１５ｂに適正なサイドフィレット１６ｂを形成する半田量を確保し易い。

（６）凸部１７が対称に形成されているため、非対称に形成された場合に比較してチップ部品１３が所定の位置に正確に半田実装され易い。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。

○ 凸部１７の形状は前記実施形態の形状に限らない。例えば、図４（ａ）に示すように、凸部１７は直径が電極１５の長さより長い半円状に形成され、チップ部品１３の中央側へ突出するランド１２の部分１２ｂは電極１５の幅方向全長に沿って形成された構成としてもよい。また、図４（ｂ）に示すように、凸部１７は半径が電極１５の長さ以下の長さの扇状に形成され、かつ扇の要の位置が電極１５の内側端部と対応する位置となるように形成されていてもよい。ランド１２のチップ部品１３の中央側へ突出する部分１２ｂは、四半円弧状に形成されている。図４（ａ），（ｂ）に示す形状のランド１２を用いてチップ部品１３の表面実装を行った試料についても、前記実施形態と同様の冷熱サイクル試験（試料数、それぞれ２４個）を行ったところ、３０００サイクルの終了時点において、不合格となるようなクラック発生は観察されなかった。

図４（ｂ）に示すランド１２の場合、凸部１７は電極１５の側面１５ｂの全長と対応するのではなく、電極１５の端面１５ａ寄りの部分には凸部１７はないが、冷熱サイクル試験において良好な結果が得られた。この結果から、側面１５ｂと凸部１７との間に形成されるサイドフィレット１６ｂは、必ずしも側面１５ｂ全長にわたって形成される必要はないことが分かった。図４（ａ），（ｂ）に示す形状のランド１２を使用した表面実装構造においても、前記実施形態の（１）〜（３）及び（５）と同様の効果が得られる。また、図４（ｂ）に示すランド１２の場合、規制部１２ａは、ランド１２の幅がチップ部品１３の幅とほぼ等しい部分と、凸部１７との境となる角部だけでなく、ランド１２の幅がチップ部品１３の幅とほぼ等しい部分の一部も規制部１２ａを構成する。その結果、表面実装の際の半田溶融時におけるセルフアライメントがより良好に行われる。

○ ランド１２は、半田溶融時にチップ部品１３の移動を規制する規制部１２ａと、電極１５の両側にサイドフィレット１６ｂを形成する凸部１７とを備えていればよい。しかし、電極１５の端面１５ａに対応する部分の端面１５ａと直交する方向の長さＬ１が、凸部１７の電極１５の側面１５ｂと直交する方向の最長長さＬｍより長く形成されているのが好ましい。ランド１２の形状として、前記実施形態の形状の他に例えば、図５（ａ）〜（ｄ）、図６（ａ），（ｂ）に示すような形状としてもよい。このうち、図５（ａ）〜（ｄ）に示すものは、凸部１７の形状が、台形状、曲線と直線とで囲まれた形状、二等辺三角形状、直角三角形状とそれぞれ異なるが、電極１５の端面１５ａと対応する部分の幅は一定に形成されている。そして、規制部１２ａはランド１２の幅がチップ部品１３の幅とほぼ等しい部分と、凸部１７との境となる角部となる。

一方、図６（ａ），（ｂ）に示すランド１２は、電極１５の端面１５ａと対応する部分の幅が、端面１５ａから対向するランド１２と反対側へ離れるほど狭くなるように、かつ当該部分のランド１２の外形線が屈曲することなく延長されて、凸部１７の幅方向の外形線を形成するように形成されている。図６（ａ），（ｂ）に示すランド１２の場合、規制部１２ａは、凸部１７の幅方向の二つの外形線の距離（チップ部品１３の幅方向と平行な直線と両外形線の交点間の距離に）が、チップ部品１３の幅とほぼ等しい位置になる。ここでほぼ等しいとは、表面実装の際における位置ずれの許容誤差範囲でチップ部品１３の幅以上であることを意味する。そして、凸部１７は、規制部１２ａを通り、かつランド１２の中心線Ｌｃと平行な直線（図示せず）より外側の部分となる。

○ ランド１２は、規制部１２ａにおいてランド１２の外形線が屈曲する形状の場合においても、電極１５の端面１５ａと対応する部分の幅が、端面１５ａから離れるほど狭くなるように形成されていてもよい。

○ ランド１２は、チップ部品１３の電極１５の内側端部よりチップ部品１３の中央側へ突出する部分１２ｂを必ずしも備えていなくてもよい。例えば、前記各実施形態のランド１２において、電極１５の内側端部よりチップ部品１３の中央側へ突出する部分１２ｂを無くした形状としてもよい。また、部分１２ｂは凸部１７に連続している必要はなく、凸部１７と独立して形成されてもよい。

○ 凸部１７は少なくとも電極１５の側面１５ｂとの間にサイドフィレット１６ｂが形成される大きさであればよく、必ずしも側面１５ｂ全長にわたってサイドフィレット１６ｂが形成されなくてもよい。また、凸部１７は、電極１５の内側端部より対向するランド１２側へ突出する部分がなくてもよい。

○ 前記各実施形態ではランド１２の形状は、幅方向の中心線に対して対称な形状であるが、必ずしも対称な形状でなくてもよい。例えば、凸部１７が異なる形状であってもよい。しかし、対称な形状の方が、表面実装の際の半田溶融時にチップ部品１３のセルフアライメントが円滑に行われる。

○ ランド１２を所望の形状で形成する方法として、導体パターン自体を目的とするランド形状にエッチングやメッキにより形成する方法に限定されない。例えば、ランド１２より幅広のベタ導体パターン上に、所望のランド形状の開口部を有する半田レジスト加工を施すことによって形成してもよい。

○ チップ部品（電子部品）１３は、複数の電極を縁部に備え、各電極が少なくともチップ部品１３のランド１２と対向する面と、両側面と、端面とを覆うように設けられていればよく、必ずしも直方体の両端に電極が設けられた形状に限らず、電極を３個以上備えたものであってもよい。

○ チップ部品（電子部品）１３は、各電極が少なくともチップ部品１３のランド１２と対向する面と、両側面と、端面とを覆うように設けられていればよく、セラミックコンデンサに限らず、抵抗やダイオードであってもよいが、チップ状の抵抗は一般には両側面には電極が設けられていない。

○ 凸部１７が形成されたランド１２を使用して複数のチップ部品１３を実装する際、チップ部品１３を互いに平行かつ隣接するチップ部品１３のランド１２同士も隣接して並ぶように配置すると、絶縁距離を確保するために隣接するランドの距離を凸部１７がない場合に比較して離す必要がある。しかし、チップ部品１３を千鳥状に配置するように、ランド１２を配置すれば、隣接するチップ部品１３の距離を、凸部１７がない場合と殆ど同じに実装することができる。

○ ランド幅Ｌｗ、最長長さＬｍ、ランド間距離Ｌｈ、ランド長さＬａ等は、チップ部品１３の寸法が変わればそれに対応して当然変更され得る。
○ 表面実装に使用される半田は鉛と錫との合金に限らず、錫を主成分として鉛以外の金属との合金からなる所謂鉛フリー半田であってもよい。

以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記ランドは、前記電極の端面と対応する部分及び前記凸部の幅方向における外形線が、前記規制部において屈曲するように形成されている。

（ａ）はチップ部品が実装された状態の模式斜視図、（ｂ）はランドとチップ部品の関係を示す模式平面図、（ｃ）はチップ部品とランドの関係を示す模式斜視図、（ｄ）はチップ部品が実装された状態の模式側面図。 （ａ）は比較例のランドとチップ部品の関係を示す模式平面図、（ｂ），（ｃ）は冷熱サイクル試験を行った後の比較例の断面状態を示す模式図。 冷熱サイクル試験を行った後の実施例の断面状態を示す模式図。 （ａ），（ｂ）は別の実施形態のランドとチップ部品の関係を示す模式平面図。 （ａ）〜（ｄ）は別の実施形態のランドとチップ部品の関係を示す模式平面図。 （ａ），（ｂ）は別の実施形態のランドとチップ部品の関係を示す模式平面図。 （ａ）はランドとチップ部品の関係を示す模式斜視図、（ｂ）はクラックの発生状態を示す模式側面図。 従来技術のランドとチップ部品の関係を示す模式斜視図。

符号の説明

Ｗ，Ｌｗ…幅、Ｌ１，Ｌ２，Ｌｄ…長さ、Ｌｍ…最長長さ、１１…回路基板、１２…ランド、１２ａ…規制部、１２ｂ…部分、１３…電子部品としてのチップ部品、１４…半田、１５…電極、１５ａ…端面、１５ｂ…側面、１６ａ…半田フィレットとしての正面フィレット、１６ｂ…半田フィレットとしてのサイドフィレット、１７…凸部。

Claims (6)

1. 回路基板のランド上に表面実装用電子部品を半田により接合した表面実装用電子部品の表面実装構造であって、
   前記電子部品は、複数の電極を縁部に備え、各電極は、少なくとも前記電子部品の下面と、両側面と、端面とを覆うように設けられ、前記ランドは、前記電極の両側にサイドフィレットを形成する凸部を備えるとともに前記ランドの前記電子部品の端面の幅と等しい部分と前記凸部との境界に存在して表面実装の際の半田溶融時に前記電子部品の移動を規制する規制部を備え、前記凸部は、前記電子部品の電極の側面に沿う方向において、前記電極の内側端部より対向するランド側へ、突出するように形成され、
   前記電極の端面には該端面の幅と等しい幅の正面フィレットが形成され、前記サイドフィレットは前記正面フィレットとは独立して形成されるとともに、前記電極下面と前記ランドとの相対部分の内側両角部を覆うように形成されている表面実装用電子部品の表面実装構造。
2. 前記凸部は、それぞれ前記電極の幅の１０％以上、ランドの幅方向に突出されている請求項１に記載の表面実装用電子部品の表面実装構造。
3. 前記ランドは、前記電子部品の電極の内側端部より電子部品の中央側へ突出する部分を備えている請求項１又は請求項２に記載の表面実装用電子部品の表面実装構造。
4. 前記凸部は半径が電極の側面の長さ以下の長さの扇状に形成され、かつ扇の要の位置が前記電極の内側端部と対応する位置となるように形成されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の表面実装用電子部品の表面実装構造。
5. 前記凸部は直径が電極の側面の長さより長い扇状に形成され、前記ランドの前記電子部品の中央側へ突出する部分は電極の幅方向全長に沿って形成されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の表面実装用電子部品の表面実装構造。
6. 前記凸部は長方形状に形成され、前記電極の側面に沿う長さは電極の側面より長く形成され、前記ランドの前記電子部品の中央側へ突出する部分は電極の幅方向全長に沿って形成されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の表面実装用電子部品の表面実装構造。

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