(57)【要約】【課題】２端子チップ部品を基板上に高密度に実装可能とするとともに、短絡や接触不良などが発生しにくい信頼性の高い実装技術を提供する。【解決手段】絶縁部２２を介して左右両端に端子２１を備えた２端子チップ部品２０を基板１ａ上に多列配置して実装する方法であって、二つの実装ランド（１１ａ，１１ｂ）を一組（１０ａ，１０ｂ）として、１列に多数組の実装ランドを形成したランド列（３０ａ，３０ｂ）を多列形成するランド形成ステップと、実装ランドに２端子チップ部品の端子を半田付けする実装ステップとを含み、ランド形成ステップでは、隣接する列における実装ランドの配置（１２ａ、１２ｂ）が上下方向で互い違いとなるように形成し、実装ステップでは、隣接する列において実装ランドの組ごとに実装される２端子チップ部品の端子の位置と絶縁部の位置とが上下方向で一致するように実装する。【選択図】図２
2010021192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁部を介して左右両端に端子を備えた２端子チップ部品を基板上に多列配置して実装する方法であって、
基板上に、左右二つの実装ランドを一組として、多数組の実装ランドを左右方向に延長する列に形成してランド列とするとともに、上下方向に当該ランド列を多列形成するランド形成ステップと、各組の前記実装ランドに前記２端子チップ部品の端子を半田付けする実装ステップとを含み、
前記ランド形成ステップでは、あるランド列とそれに隣接するランド列における実装ランドの配置が上下方向で互い違いとなるように形成し、
前記実装ステップでは、あるランド列とそれに隣接するランド列における各組の前記実装ランドに前記２端子チップ部品の端子を実装する際、前記端子の位置と前記絶縁部の位置とが上下方向で一致するように実装する
ことを特徴とする２端子チップ部品の実装方法。
【請求項２】
前記２端子チップ部品は、左右幅Ｗｃ、上下幅Ｈｃの略矩形の平面形状をなし、
前記一組の実装ランドの左右外側間の距離をＴｏ、一つの実装ランドにおける左右幅と上下幅をそれぞれＷＬとＨＬとすると、
前記ランド形成ステップでは、
Ｔｏ≦Ｗｃ、かつＨＬ≦Ｈｃ、かつＷＬ≦Ｗｃ／３
となるように実装ランドを形成することを特徴とする請求項１に記載の２端子チップ部品の実装方法。
【請求項３】
前記２端子チップ部品において、一つの端子の左右幅をＷｔ、２つの端子の内側間の距離をＴｔとし、
左右で隣り合う２組の実装ランド間の間隙をｔ１とし、一組の実装ランドにおける左右内側間の距離をＴｉとし、上下で隣接する２つの前記ランド列における互い違いのずれ幅をΔｔとすると、
前記ランド形成ステップでは、ｔ１≧Δｔとするとともに、
ＷＬ≧Ｗｔの場合は、ＷＬ≦Δｔ＜Ｔｉを満たすように実装ランドを形成し、
ＷＬ＜Ｗｔの場合は、Ｗｔ≦Δｔ＜Ｔｔを満たすように実装ランドを形成する
ことを特徴とする請求項２に記載の２端子チップ部品の実装方法。
【請求項４】
絶縁部を介して左右両端に端子を備えた２端子チップ部品が基板上に多列配置された状態で実装されてなる構造であって、
前記基板には、左右二つの実装ランドを一組として、多数組の実装ランドが左右方向に形成されて左右に延長するランド列が構成されているとともに、当該ランド列が上下方向に多列配置され、
各組の前記実装ランドには前記２端子チップ部品の端子が半田付け実装され、
前記実装ランドは、あるランド列における配置と当該ランド列に隣接するランド列における配置とが上下方向で互い違いとなるように形成され、
前記２端子チップ部品は、あるランド列における前記端子の位置と、隣接するランド列における前記絶縁部の位置とが、上下方向で一致するように実装されている
ことを特徴とする２端子チップ部品の実装構造。
【請求項５】
前記２端子チップ部品は、左右幅Ｗｃ、上下幅Ｈｃの略矩形の平面形状をなし、
前記一組の実装ランドの左右外側間の距離をＴｏ、一つの実装ランドにおける左右幅と上下幅をそれぞれＷＬとＨＬとすると、
前記実装ランドは、Ｔｏ≦Ｗｃ、かつＨＬ≦Ｈｃ、かつＷＬ≦Ｗｃ／３
となるように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の２端子チップ部品の実装構造。
【請求項６】
前記２端子チップ部品において、一つの端子の左右幅をＷｔ、２つの端子の内側間の距離をＴｔとし、
左右で隣り合う２組の実装ランド間の間隙をｔ１とし、一組の実装ランドにおける左右内側間の距離をＴｉとし、上下で隣接する２つの前記ランド列における互い違いのずれ幅をΔｔとすると、
前記実装ランドは、ｔ１≧Δｔであるとともに、
ＷＬ≧Ｗｔ場合は、ＷＬ≦Δｔ＜Ｔｉを満たすように実装ランドが形成され、
ＷＬ＜Ｗｔの場合は、Ｗｔ≦Δｔ＜Ｔｔを満たすように実装ランドが形成されていることを特徴とする請求項５に記載の２端子チップ部品の実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、２端子チップ部品を基板上に高密度実装するための技術に関する。具体的には、基板上に２つ一組の実装ランドを１列に多数配置してなるランド列を多列形成するとともに、各実装ランドの組に２端子チップ部品の端子を半田付けして高密度実装する際の短絡防止技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
よく知られているように、微細なチップ部品を基板上に高密度実装するために、基板上に実装ランドを多数形成し、その実装ランド上にチップ部品の端子を半田付けする技術がある。図４に従来の技術に基づく実装構造を例示した。（Ａ）は、基板１上に形成される実装ランドの配置図であり、（Ｂ）は実装ランドに実装される２端子チップ部品の外観図である。
【０００３】
この例では、多数の実装ランド１１による列（ランド列）３０が多数列形成された実装構造となっており、便宜的にランド列３０の延長方向４１を左右とすると、左右二つの実装ランド（１１−１１）を組１０として、一つのランド列３０に多数の実装ランド（１１−１１）の組１０が形成されているとともに、そのランド列３０が上下方向４２に多列形成されている。２端子チップ部品２０は、両端に端子２１を備え、その端子２１間に絶縁部２２が介在する構造となっている。この例では平面形状が略矩形状の２端子チップ部品２０を示した。そして、各組１０の実装ランド（１１−１１）に２端子チップ部品２０の端子２１が半田付け実装されるのである。
【０００４】
このような構造では、一つのランド列３０における各実装ランド（１１−１１）の組１０同士の距離ｔ１や、上下で隣接する列３０同士の距離ｔ２を可能な限り小さくして高密度実装を行う。なお、各組１０におけるランド（１１−１１）間の距離ｔ３は、実装される２端子チップ部品２０の端子２１間距離によって決定される。
【０００５】
しかし、実装密度を決定する距離（ｔ１，ｔ２）を短くしすぎると、図５に示したように、２端子チップ部品２０における僅かな位置ずれや回転により、上下方向４２で隣接する２端子チップ部品２０の端子２１同士が接触（図中、符号５１〜５３）し、短絡を起こす可能性がある。また、端子２１の半田付け不良を解消したり、半田付けの経時劣化を防止したりするために半田を増量すると、基板１を加熱して実装ランド１１上に配置された２端子チップ部品２０の端子２１を半田付けする際、溶解した実装ランド１１の半田が流動し、上下方向４２で隣接する実装ランド１１同士が短絡する（図中、符号５４）可能性もある。なお、以下の特許文献１には、略矩形の角形チップ部品の辺を基板の辺に対して傾斜させるとともに、隣接する角形チップ部品の長辺延長方向が相互に直交するように実装することでチップ部品の端子間や実装ランド間の短絡を防止する実装技術について記載されている。
【特許文献１】実開昭６２−０４０８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本来、実装ランドを用いて２端子チップ部品を実装する場合、ある決められた数のチップ部品を、可能な限り小さなエリアに高密度実装する必要がある。上記特許文献１に記載の技術では、確かに、２端子チップ部品の端子同士や実装ランド同士が短絡する可能性は少ないが、２端子チップ部品の辺を基板の辺に対して傾斜させているとともに、隣接する２端子チップ部品を直交させているため、基板上に２端子チップ部品を高密度に実装することができない。
【０００７】
したがって本発明の目的は、２端子チップ部品を基板上に高密度に実装可能とするとともに、２端子チップ部品の位置ずれや回転などによる端子間の短絡や実装ランドに供給する半田を増量することによる実装ランド同士の短絡の発生を防止することができる実装方法や実装構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、２端子チップ部品を基板上に高密度に実装する際、チップ部品を高い精度で規則正しく配置するのではなく、２端子チップ部品の位置ずれや回転は、ある程度発生するものとして許容することとした。そして、２端子チップ部品の構造、具対的には２端子チップ部品の形状において、左右両端の端子間に絶縁部が介在する構造に着目し、２端子チップ部品の配置に位置ずれや回転が発生したとしても、端子と絶縁部が接触する分には全く問題が無い、と考えた。もちろん、端子同士の短絡とともに半田の流動による実装ランド同士の短絡をも防止したいとも考えた。
【０００９】
本発明は上記考察に基づきなされたもので、絶縁部を介して左右両端に端子を備えた２端子チップ部品を基板上に多列配置して実装する方法であって、
基板上に、左右二つの実装ランドを一組として、多数組の実装ランドを左右方向に延長する列に形成してランド列とするとともに、上下方向に当該ランド列を多列形成するランド形成ステップと、各組の前記実装ランドに前記２端子チップ部品の端子を半田付けする実装ステップとを含み、
前記ランド形成ステップでは、あるランド列とそれに隣接するランド列における実装ランドの配置が上下方向で互い違いとなるように形成し、
前記実装ステップでは、あるランド列とそれに隣接するランド列における各組の前記実装ランドに前記２端子チップ部品の端子を実装する際、前記端子の位置と前記絶縁部の位置とが上下方向で一致するように実装する２端子チップ部品の実装方法としている。
【００１０】
また、前記２端子チップ部品は、左右幅Ｗｃ、上下幅Ｈｃの略矩形の平面形状をなし、
前記一組の実装ランドの左右外側間の距離をＴｏ、一つの実装ランドにおける左右幅と上下幅をそれぞれＷＬとＨＬとすると、
前記ランド形成ステップでは、
Ｔｏ≦Ｗｃ、かつＨＬ≦Ｈｃ、かつＷＬ≦Ｗｃ／３
となるように実装ランドを形成する２端子チップ部品の実装方法とすることもできる。
【００１１】
そして、前記２端子チップ部品において、一つの端子の左右幅をＷｔ、２つの端子の内側間の距離をＴｔとし、
左右で隣り合う２組の実装ランド間の間隙をｔ１とし、一組の実装ランドにおける左右内側間の距離をＴｉとし、上下で隣接する２つの前記ランド列における互い違いのずれ幅をΔｔとすると、
前記ランド形成ステップでは、ｔ１≧Δｔとするとともに、
ＷＬ≧Ｗｔの場合は、ＷＬ≦Δｔ＜Ｔｉを満たすように実装ランドを形成し、
ＷＬ＜Ｗｔの場合は、Ｗｔ≦Δｔ＜Ｔｔを満たすように実装ランドを形成する
２端子チップ部品の実装方法とすればより好ましい。
【００１２】
また本発明は、２端子チップ部品の実装構造にも及んでおり、当該構造は、絶縁部を介して左右両端に端子を備えた２端子チップ部品が基板上に多列配置された状態で実装されてなる構造であって、
前記基板には、左右二つの実装ランドを一組として、多数組の実装ランドが左右方向に形成されて左右に延長するランド列が構成されているとともに、当該ランド列が上下方向に多列配置され、
各組の前記実装ランドには前記２端子チップ部品の端子が半田付け実装され、
前記実装ランドは、あるランド列における配置と当該ランド列に隣接するランド列における配置とが上下方向で互い違いとなるように形成され、
前記２端子チップ部品は、あるランド列における前記端子の位置と、隣接するランド列における前記絶縁部の位置とが、上下方向で一致するように実装されている。
【００１３】
また、前記２端子チップ部品は、左右幅Ｗｃ、上下幅Ｈｃの略矩形の平面形状をなし、
前記一組の実装ランドの左右外側間の距離をＴｏ、一つの実装ランドにおける左右幅と上下幅をそれぞれＷＬとＨＬとすると、
前記実装ランドは、Ｔｏ≦Ｗｃ、かつＨＬ≦Ｈｃ、かつＷＬ≦Ｗｃ／３
となるように形成されている２端子チップ部品の実装構造とすることもできる。
【００１４】
さらに、前記２端子チップ部品において、一つの端子の左右幅をＷｔ、２つの端子の内側間の距離をＴｔとし、
左右で隣り合う２組の実装ランド間の間隙をｔ１とし、一組の実装ランドにおける左右内側間の距離をＴｉとし、上下で隣接する２つの前記ランド列における互い違いのずれ幅をΔｔとすると、
前記実装ランドは、ｔ１≧Δｔであるとともに、
ＷＬ≧Ｗｔ場合は、ＷＬ≦Δｔ＜Ｔｉを満たすように実装ランドが形成され、
ＷＬ＜Ｗｔの場合は、Ｗｔ≦Δｔ＜Ｔｔを満たすように実装ランドが形成されている２端子チップ部品の実装構造とすればより好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の２端子チップ部品の実装方法や実装構造によれば、２端子チップ部品を基板上に高密度で実装できるとともに、短絡や接触不良などの可能性を極めて低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＝＝＝実装ランドの配置と２端子チップ部品の構造＝＝＝
本発明の実施例における２端子チップ部品の実装構造の概略として、図１に本実施例の構造における実装ランド（以下、ランド）の配置を示した。本実施例の実装構造においても、図３に示した従来の実装構造と同様に、基板１ａ上に、左右方向に多数のランド（１１ａ，１１ｂ）が形成されてなるランド列（３０ａ，３０ｂ）が上下方向に多列配置された構造となっている。そして、各ランド列（３０ａ，３０ｂ）には、左右二つのランド（１１ａ−１１ａ，１１ｂ−１１ｂ）で構成された組（１０ａ，１０ｂ）が多数組形成されている。
【００１７】
しかし、本実施例の実装構造では、上下方向４２におけるランド（１１ａ，１１ｂ）の配置が従来の構造と異なっている。具体的には、あるランド列（３０ａ，３０ｂ）におけるランド（１１ａ，１１ｂ）の位置（１２ａ，１２ｂ）と、隣接するランド列（３０ｂ，３０ａ）におけるランド（１１ｂ，１１ａ）の位置（１２ｂ，１２ａ）とが互い違い（千鳥状）となっている。
【００１８】
そして、各組（１０ａ，１０ｂ）のランド（１１ａ−１１ａ，１１ｂ−１１ｂ）のそれぞれに対応する２端子チップ部品（以下、チップ部品）２０は、図３（Ｂ）に示したように、略矩形の平面形状をなし、左右両端の端子２１間に絶縁部２２が介在してなる一般的な構造である。そして、本実施例の実装構造は、このチップ部品２０が各組（１０ａ，１０ｂ）のランド（１１ａ−１１ａ，１１ｂ−１１ｂ）に半田付け実装されることで構成される。
【００１９】
＝＝＝実装構造＝＝＝
図２に図１に示した基板１ａ上に形成された各組（１０ａ，１０ｂ）のランド（１１ａ−１１ａ，１１ｂ−１１ｂ）に図３（Ｂ）に示した２端子チップ部品２０を実装した状態を示した。ランド（１１ａ，１１ｂ）が上下方向４２で互い違いに配置されているため、チップ部品２０の位置ずれや回転によって上下の列（３０ｂ，３０ａ）で隣接するチップ部品２０同士が短絡することがない。例えば、上下の列（３０ｂ，３０ａ）で隣接するチップ部品２０がともに回転した状態で取り付けられた場合（図中、符号５１ａ）では、一方の端子２１が他方の絶縁部２２に接触するだけで端子２１同士が接触せず、よほどチップ部品２０が回転しない限り、端子２１同士、および端子２１とランド（１１ａ，１１ｂ）が短絡を起こすことはない。また、上下方向４２で隣接する２つのチップ部品２０の一方が回転し、他方がそのチップ部品２０に接近するように上下方向４２に位置ずれを起こした場合（図中、符号５２ａ）であっても、同様に短絡を防止できる。もちろん、上下で隣接する２つのチップ部品２０が互いに接近するように位置がずれた場合（図中、符号５３ａ）も、それぞれの端子２１と絶縁部２２が接触するだけである。さらに、ランド（１１ａ，１１ｂ）の半田が流動した場合（図中、符号５４ａ）では、上下で隣接する他のランド（１１ｂ，１１ａ）が互い違いに配置されているので、よほど広範囲に半田が流動しない限り、ランド（１１ａ，１１ｂ）同士が短絡を起こすことがない。
【００２０】
＝＝＝実装試験＝＝＝
上述した本実施例の実装構造による短絡防止効果を確認するために、図１に示した基板１ａ上に多数のチップ部品２０を実装する試験を行った。ここでは、チップ部品２０として、０４０２型と０６０３型のサイズが異なる２種類の角形チップコンデンサを用意するとともに、それぞれのチップコンデンサの端子間隔に対応させるため、各組（１０ａ，１０ｂ）の２つのランド（１１ａ，１１ｂ）間の間隔ｔ３が異なる２種類の基板１ａを用意した。また、各チップコンデンサを各基板に９０００点実装することとした。なお、１列のランド列（３０ａ，３０ｂ）において、隣接する各組（１０ａ，１０ｂ）のランド（１１ａ，１１ｂ）間の間隙ｔ１はチップ部品２０の端子２１の短辺幅、すなわち、図４（Ｂ）に図示したチップ部品２０における各端子２１の左右方向の幅以上とした。また、上下のランド列（３０ａ，３０ｂ）間の距離ｔ２は、１００μｍとした。
【００２１】
上記実装試験の結果、位置がずれたり回転したりして実装されたチップコンデンサがあったものの、短絡箇所は一箇所も無かった。なお、図４に示した従来の実装方法では、実装基板製造ラインにおける実装工程の現場で、０．０５〜０．２０％の確率で短絡が発生する。したがって、本発明による実装方法や実装構造によれば、２端子チップ部品を高密度で実装できるとともに、チップ部品の端子間、あるいはランド間の短絡の発生を確実に防止でき、極めて信頼性が高い高密度実装基板を得ることができる。また、短絡発生率の低下によって実装基板の製造歩留まりを向上させ、実装基板の製造コストを低減させることも期待できる。
【００２２】
＝＝＝実装ランドの配置について＝＝＝
上記実装実験では、隣接する各組（１０ａ，１０ｂ）のランド（１１ａ，１１ｂ）間の間隙ｔ１をチップ部品２０の端子２１の左右方向の幅以上とした。しかし、ランド（１１ａ，１１ｂ）のサイズや配置を、実装されるチップ部品２０の外形や各部位のサイズに応じ、より細かく設定すれば、実装基板の製造歩留まりの向上と、さらなる高密度実装とを両立させることが期待できる。そして、その両立のために、チップ部品２０のサイズとランド（１１ａ，１１ｂ）のサイズや配置との関係をあらかじめ定義しておけば、その後に実装基板を設計する際に、自動的にランド（１１ａ，１１ｂ）のサイズや配置を決定することができる。
【００２３】
本発明では、チップ部品２０の外形や各部位のサイズと、ランド（１１ａ，１１ｂ）のサイズや配置との関係について、以下の事項（１）（２）のそれぞれに対応する規定を設けた。  
（１）チップ部品２０を一組（１０ａ，１０ｂ）のランド（１１ａ−１１ａ，１１ｂ−１１ｂ）の形成領域に正しく実装すること。  
（２）（１）を達成した上で、上下のランド列（３０ａ、３０ｂ）間の距離を可能な限り小さくしてさらなる高密度実装を可能にすること。
【００２４】
ここで、上記（１）（２）の事項に基づく基板設計を行うために、以下のように、チップ部品２０の外形サイズや各部位のサイズ、およびランド（１１ａ，１１ｂ）やランド列（３０ａ、３０ｂ）の配置に関わるサイズや距離を規定することとする。なお、当該サイズや距離については、図３に具体的に図示した。
【００２５】
＜２端子チップ部品：図３（Ａ）参照＞
・左右幅Ｗｃ
・上下幅Ｈｃ
・端子の左右幅Ｗｔ
・端子内側間の距離Ｔｔ
＜ランド：図３（Ｂ）参照＞
・左右幅ＷＬ、上下幅ＨＬ
＜一組のランド：図３（Ｂ）参照＞
・一組（１０ａ，１０ｂ）のランド（１１ａ−１１ａ，１１ｂ−１１ｂ）における外側間の距離Ｔｏ
・一組（１０ａ，１０ｂ）のランド（１１ａ−１１ａ，１１ｂ−１１ｂ）における内側間の距離Ｔｉ
・左右で隣接する二組（１０ａ−１０ａ，１０ｂ−１０ｂ）のランド間（１１ａ−１１ａ，１１ｂ−１１ｂ）の間隙ｔ１
＜ランド列：図３（Ｂ）参照＞
・上下２列のランド列（３０ａ，３０ｂ）間の間隙ｔ２
・上下２列のランド列（３０ａ，３０ｂ）間の左右方向のずれ幅Δｔ
【００２６】
そして、まず（１）の事項について、以下の条件（ａ）
Ｔｏ≦Ｗｃ、かつＨＬ≦Ｈｃ、かつＷＬ≦Ｗｃ／３・・・（ａ）
を満たすように実装ランドを形成する。それによって、チップ部品２０が実装すべき組のランド（１０ａ，１０ｂ）の領域から逸脱しない限り、確実にチップ部品２０の端子２１がランド（１１ａ，１１ｂ）上に配置され接続不良を防止することができる。
【００２７】
さらに、（２）の事項に対応するために、上記条件（ａ）に加え、以下の条件（ｂ）〜（ｄ）
ｔ１≧Δｔ・・・（ｂ）
ＷＬ≧Ｗｔの場合は、ＷＬ≦Δｔ＜Ｔｉ・・・（ｃ）
ＷＬ＜Ｗｔの場合は、Ｗｔ≦Δｔ＜Ｔｔ・・・（ｄ）
を満たすように実装ランドを形成する。それによって、条件（ａ）によりチップ部品２０が一組のランド（１０ａ，１０ｂ）の実装領域に配置されていれば、上下方向でチップ部品２０の端子２１同士が接触することがなく、ランド列（３０ａ，３０ｂ）間の距離ｔ２を原理的に０にすることが可能となる。そして、ランド列（３０ａ，３０ｂ）間の距離ｔ２を上記実装実験における１００μｍよりもさらに小さくして、より高密度な実装が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例に係る２端子チップ部品の実装構造の概略図であり、基板上に形成される実装ランドの配置を示す図である。
【図２】上記実施例に係る実装構造における短絡防止状態を示す図である。
【図３】上記２端子チップ部品のサイズについての説明図（Ａ）と上記実装ランドのサイズや配置についての説明図（Ｂ）である。
【図４】従来の２端子チップ部品の実装構造を示す図であり、基板上に形成される実装ランドの配置を示す図（Ａ）と一般的な２端子チップ部品の概略構造図（Ｂ）である。
【図５】上記従来の実装構造における短絡状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１、１ａ  基板
１０、１０ａ、１０ｂ  一組の実装ランド
１１、１１ａ、１１ｂ  実装ランド
２０  ２端子チップ部品
２１  端子
２２  絶縁部
３０、３０ａ、３０ｂ  ランド列
５１〜５４  短絡状態
５１ａ〜５４ａ  短絡防止状態
【図１】
2010021192.tif 000003
【図２】
2010021192.tif 000004
【図３】
2010021192.tif 000005
【図４】
2010021192.tif 000006
【図５】
2010021192.tif 000007