(57)【要約】【課題】簡便な方法により電子部品の寿命の向上を図る。【解決手段】電子部品１は、基板１１と、基板１１上に形成されたランド部１２と、ランド部１２上に形成されたレジスト１３と、ランド部１２に電極部分を電気的に接続するチップ１４と、ランド部１２とチップ１４の電極部分の底部および側部との間に設けられるハンダ接合部１６と、を備える。ランド部１２は、応力によってクラックが進展する方向に対して略垂直となる方向にスリット１２ａが展開され、レジスト１３は、スリット１２ａが展開される方向に沿って設けられていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成されたランド部と、
前記ランド部上に形成されたレジストと、
前記ランド部に電極部分を電気的に接続するチップと、
前記ランド部と前記チップの電極部分の底部および側部との間に設けられる導電性部材と、を備える電子部品であって、
前記ランド部は、応力によって前記導電性部材においてクラックが進展する方向に対して略垂直となる方向にスリットが展開され、
前記レジストは、前記スリットが展開された方向に沿って設けられていることを特徴とする、電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、基板上に電子部品を配置して接続することで、電子回路が構成される。より具体的には、基板上にランド部を設け、ランド上にハンダを塗布して電子部品を接続することにより、電子回路を構成する。
【０００３】
ランド上に塗布されたハンダには、熱収縮による応力が発生する。特に、加熱と冷却が繰り返されるような場合には、ハンダ接合部にクラックが形成されて、延伸する場合が有る。
【０００４】
図７は、関連する電子部品３の構成を示す図である。電子部品３では、基板３１上にランド部３２を設け、ハンダをランド部３２上に塗布することでハンダ接合部３６を設けることで、ランド部３２とチップ３４のチップ電極３５を電気的に接続している。ここで図７の実線で示すように、ハンダ接合部３６において斜めにクラック３７が貫通した場合には、基板が反り返るような応力の発生によって基板側のハンダとチップ側のハンダが離れてしまい、導通不良を生じる。一方、図７の点線で示すように、ハンダ接合部３６においてチップ電極３５と略平行方向にクラック３８が貫通した場合には、基板側のハンダとチップ側のハンダがチップ電極３５と略平行方向にずれるが、チップ電極３５付近においてハンダどうしが接触する状態となることが多く、この場合には導通の不良は生じない。
【０００５】
特許文献１には、ハンダ層の内部に空隙を設けることにより応力緩和を行う技術について、開示されている。
【０００６】
特許文献２には、チップ部品及び電極に重ならない位置にスリットを設け、ハンダ内に気泡を設けさせることで、クラックの進展を防止する技術が開示されている。
【０００７】
特許文献３には、基板上に分割されたランド群を設け、その上にハンダを塗布する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２０９５９１号公報
【特許文献２】特開２００５−１６７０４５号公報
【特許文献３】特開平０５−２１８６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
例えば特許文献２に示されているように、ランド部にあらかじめスリットを形成しておき、応力の緩和を図ることが行われている。しかしながら、ハンダ接合部では、スリットの応力緩和を超えてクラックが形成されることがある。ハンダ接合部において所定の方向にクラックが貫通すると、電子回路は導通不良の状態となり、正常な動作を妨げられる場合がある。特に、温度サイクル試験のような耐環境試験や経年劣化によって、クラックが発生して延伸することにより、正常な動作を妨げられる場合がある。
【００１０】
一方、チップ部品の電極形状を工夫することにより、クラック形成による導通不良を防止することが考えられる。しかし、チップ部品の形状やチップ部品の電極の形状は、用いる電子回路によって異なり、個々の部品ごとに対応するとコストが増加する。したがって、より簡便な方法で、ハンダ接合部のクラック発生による導通不良を防止し、電子部品の寿命の向上を図ることが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる電子部品は、基板と、前記基板上に形成されたランド部と、前記ランド部上に形成されたレジストと、前記ランド部に電極部分を電気的に接続するチップと、前記ランド部と前記チップの電極部分の底部および側部との間に設けられる導電性部材と、を備える電子部品であって、前記ランド部は、応力によってクラックが進展する方向に対して略垂直となる方向にスリットが展開され、前記レジストは、前記スリットが展開される方向に沿って設けられていることを特徴とする。
これにより、応力の緩和を行い導電性部材におけるクラックの進展を抑えるとともに、クラックの進展方向を導通不良が起こりにくい方向に誘導することができる。
【発明の効果】
【００１２】
簡便な方法により電子部品の寿命の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１にかかる電子部品の構成図である。
【図２】実施の形態１にかかる電子部品の構成物品の寸法を示す図である。
【図３】実施の形態１にかかるクラック形成の途中の状態を示す図である。
【図４】実施の形態１にかかるクラックの誘導後の状態を示す図である。
【図５】実施の形態２にかかる電子部品の構成図である。
【図６】実施の形態２にかかる電子部品の構成物品の寸法を示す図である。
【図７】関連する電子部品の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、電子部品１の構成を示した図である。図１（ａ）は、電子部品１の断面図である。図１（ｂ）は、チップを搭載しない状態の電子部品１の上面図である。図１における基板やチップの長軸方向をＸ軸、単軸方向をＹ軸、厚さ方向をＺ軸とする。図２は、電子部品１の構成物品の寸法を示した図である。
【００１５】
電子部品１は、基板１１と、ランド部１２と、レジスト１３と、チップ１４と、チップ電極１５と、ハンダ接合部１６を備える。
【００１６】
基板１１は、集積回路やコンデンサ等の電子部品を表面に固定し、部品間を配線で接続することで電子回路を構成する。
【００１７】
ランド部１２は、基板１１の上に設けられたパッドである。ランド部１２は、スリット１２ａと、ランド１２ｂと、ランド１２ｃを有している。典型的には、ランド１２ｂ、ランド１２ｃには銅箔が用いられており、導電性である。スリット１２ａは、ランド部１２において、ランドをＹ軸方向にカットした溝部である。すなわちランド部１２では、１つのランドに対してスリット１２ａを設けることにより、２つのランド１２ｂ、１２ｃを設けている。なお、スリット１２ａが設けられたＹ方向は、ハンダ接合部１６において、応力によってクラック１７が進展する方向に対して、略垂直の方向である。以下ではＸ軸方向について、ランド１２ｂが設けられている方向を内側方向、ランド１２ｃが設けられている方向を外側方向として説明する。
【００１８】
また図１及び図２に示すように、基板１１上において、２つのランド部１２が対向するように配置されている。図２に示すように、例えば２つのランド部１２の、Ｘ軸方向の全長は３．０ｍｍである。ランド１２ｃは、ランド部１２のＸ軸方向における最外部に配置されており、Ｘ軸方向の寸法は０．４５ｍｍである。ランド１２ｂは、ランド１２ｃより内部に配置され、Ｘ軸方向の寸法は、０．６ｍｍである。ランド１２ｂとランド１２ｃの間に設けられたスリット１２ａのＸ軸方向の間隙寸法は、０．１５ｍｍである。なお、対向するランド１２ｂどうしの間隙寸法は、０．６ｍｍである。
【００１９】
レジスト１３は、ランド１２ｃの上部に設けられている。典型的にはレジスト１３は、ランド１２ｃの上部において、スリット１２ａが設けられた箇所の近傍に、Ｙ軸方向に一様に設けられている。言い換えるとレジスト１３は、ランド１２ｃにおいて、内側方向の上部に、スリット１２ａが展開される方向に沿って設けられている。レジスト１３のＺ軸方向の寸法は、任意に定めることができる。レジスト１３は固い物質であって、ハンダに比べ、温度変化等により生じる応力に対して強いものを用いる。図２に示すように、例えばレジスト１３は、ランド１２ｃのスリット１２ａ寄りの上部に、Ｘ軸方向に０．１５ｍｍの寸法で設けられている。言い換えると、レジスト１３は、ランド部１２のＸ軸方向における最外部から０．４５〜０．３ｍｍの箇所において、ランド１２ｃ上に設けられている。
【００２０】
チップ１４は、端部にチップ電極１５を有する半導体チップである。図２に示すように、例えばチップ１４は、２つで１組となっているランド部１２の中央に配置されており、Ｘ軸方向の寸法は１．６ｍｍである。
【００２１】
チップ電極１５は、チップ１４の端部に設けられた電極である。ハンダ接合部１６を介してランド１２ｂ又はランド１２ｃと接合することで、基板１１と導通した状態となる。図２に示すように、チップ１４の端部であるチップ電極１５は、ランド１２ｂの上部に配置される。
【００２２】
ハンダ接合部１６は、ランド部１２とチップ電極１５の底部および側部との間に設けられる導電性部材である。クラックが発生していない状態において、チップ電極１５とランド１２ｂはハンダ接合部１６を介して電気的に導通し、チップ電極１５とランド１２ｃはハンダ接合部１６を介して電気的に導通し、ランド１２ｂとランド１２ｃはハンダ接合部１６を介して電気的に導通している。
【００２３】
次に、冷熱試験や経年劣化により、電子部品１にクラックが形成される形成される過程について説明する。より具体的には、チップ電極１５とランド１２ｂを接合しているハンダ接合部１６から、クラック１７が形成される過程について説明する。
【００２４】
冷熱試験等により、電子部品１には、応力および熱が加えられる。このとき、ハンダ接合部１６において、チップ電極１５とランド１２ｂを接合しているに応力と熱が加えられる。
【００２５】
このとき、チップ電極１５の下部付近のハンダ接合部１６では、Ｘ軸に沿って、内側方向から外側方向に向けてクラック１７の形成が開始する。図３は、ハンダ接合部１６の箇所のうち、チップ電極１５とランド１２ｂを接合している箇所において、クラック１７の形成が開始され、スリット１２ａの付近まで到達した状態を示した図である。
【００２６】
このときランド部１２では、スリット１２ａを有することによってハンダ接合部１６にかかる応力を緩和してクラック１７の進展速度を抑えるとともに、クラック１７の形成方向がチップ電極１５と略平行な上方向（Ｚ方向）となるように誘導する。
【００２７】
さらにレジスト１３は、ハンダ接合部１６におけるクラック１７のＸ軸方向への形成の進展を妨げる。これによりレジスト１３は、クラック１７の進展方向をＺ軸方向に誘導する。図４は、スリット１２ａとレジスト１３の誘導により、クラック１７の進展方向がＺ軸方向に進展した状態を示す図である。
【００２８】
したがって、スリット１２ａの付近まで到達したクラック１７が、Ｚ軸方向に進展するよう誘導することによって、例えば図７で示した関連する電子部品で形成されるクラック３７と同じ距離だけ形成が進んだ場合であっても、クラック１７はハンダ接合部１６を貫通せず、チップ電極１５と基板１１との導通が維持される。ランド部１２では、スリット１２ａを設けることで応力の緩和を行うことにより、クラック１７の形成の速度を低下させることができる。さらに、クラック１７が貫通した場合であっても電子回路１が動作不良を起こさない方向に、クラック１７の進展方向を誘導することができる。
したがって、ハンダ接合部１６における導通不良を防止し、電子部品１の長寿命化を図ることができる。
【００２９】
実施の形態２
図５は、電子部品２の構成を示した図である。図５（ａ）は、電子部品２の断面の拡大図である。図５（ｂ）は、チップを搭載しない状態の電子部品２の上面図である。以下では、電子部品１の構成物品と同様の機能を奏する構成物品には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３０】
電子部品２は、基板１１と、ランド部２２と、レジスト２３と、チップ１４と、チップ電極１５と、ハンダ接合部１６を備える。
【００３１】
ランド部２２は、スリット２２ａ、２２ｂ、２２ｃと、ランド２２ｄを備える。スリット２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、それぞれランド２２ｄにおいて、Ｙ軸方向にカットした溝部である。図５（ｂ）に示すように、スリット２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、それぞれランド２２ｄにおいてＹ軸方向に貫通せず、切れ込みが交互となるように設けられている。ランド２２ｄには、例えば銅箔が用いられており、導電性である。なおスリットは、チップ１４から近い順にスリット２２ａ、２２ｂ、２２ｃとする。
【００３２】
図６は、電子部品２の構成物品の寸法を示した図である。基板１１上には、２つのランド部２２が対向するように配置されている。例えば２つのランド部２２の、Ｘ軸方向の全長は５．８ｍｍである。ランド２２ｄは、Ｘ軸方向に２．６ｍｍの長さを有しており、対向するランド２２ｄの間隙の寸法は０．６ｍｍである。スリット２２ｃは、ランド部２２のＸ軸方向における最外部から０．９〜０．７５ｍｍの箇所に設けられている。スリット２２ｂは、ランド部２２のＸ軸方向における最外部から１．３５〜１．２ｍｍの箇所に設けられている。スリット２２ａは、ランド部２２のＸ軸方向における最外部から１．８ｍｍ〜１．６５ｍｍの箇所に設けられている。
【００３３】
レジスト２３は、ランド２２ｄの上部に設けられている。典型的にはレジスト２３は、スリット２２ａ、２２ｂ、２２ｃのそれぞれが設けられた箇所の外側方向であって、ランド２２ｄの上部に、Ｙ軸方向に一様に設けられている。例えばレジスト２３は、ランド部２２のＸ軸方向における最外部から０．７５〜０．６ｍｍ、１．２〜１．０５ｍｍ、１．６５ｍｍ〜１．４ｍｍの箇所において、それぞれランド２２ｄの上部に設けられている。
【００３４】
チップ１４は、２つで１組となっているランド部１２の中央部に配置され、寸法はＸ軸方向に２．０ｍｍである。すなわち、チップ１４は、ランド部２２のＸ軸方向における最外部から２．６〜１．８ｍｍの箇所に設けられたランド２２ｄ上に、チップ電極１５が配置されるように搭載される。
【００３５】
次に、冷熱試験や経年劣化により、電子部品２にクラック２７が形成される過程について説明する。
【００３６】
チップ電極１５の底部付近のハンダ接合部１６から、クラック２７の形成が開始される。その後、形成されたクラック２７は、スリット２２ａの付近に到達する。
【００３７】
スリット２２ａにクラック２７が到達した場合に、クラック２７は、スリット２２ａの応力緩和と、スリット２２ａの外側方向のランド２２ｄ上に設けられたレジスト２３により、Ｚ軸方向に誘導される。
【００３８】
その後、クラック２７の方向は誘導に基づいてＺ軸方向に進展するが、その後、Ｘ軸方向に進展方向を変化させる場合がある。このとき、スリット２２ｂによる応力緩和と、スリット２２ｂの外側方向のランド２２ｄ上に設けられたレジスト２３により、クラック２７は再びＺ軸方向に誘導される。さらに、スリット２２ｃについても同様である。
【００３９】
なおランド２２ｄでは、スリット２２ａ、２２ｂ、２２ｃの切れ込みがＹ軸方向に貫通せず、交互となるように設けられていることにより、Ｘ軸方向の応力を緩和する。
【００４０】
これにより、Ｚ軸方向に進展するよう誘導したクラック２７の方向が、その後に進展方向を変えてＸ軸方向に進展した場合であっても、再びＺ軸方向に進展するよう誘導することができる。したがって、クラック２７の進展過程における応力の緩和を図るとともに、クラック進展方向を、導通不良が起こりにくい方向に誘導することができる。クラック２７の進展経路が伸びることから、電子部品の長寿命化を図ることができる。
【００４１】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施の形態１及び実施の形態２において、レジストを設ける位置は、スリットを設けた箇所の外側方向のランド上としたが、例えばクラックを誘導したい方向によって、適宜レジストを設ける位置を変更してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１１    基板
１２    ランド部
１２ａ    スリット
１２ｂ、１２ｃ    ランド
１３    レジスト
１４    チップ
１５    チップ電極
１６    ハンダ接合部
１７    クラック
２２    ランド部
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ    スリット
２２ｄ    ランド
２３    レジスト
２７    クラック
３１    基板
３２    ランド部
３４    チップ
３５    チップ電極
３６    ハンダ接合部
３７、３８    クラック
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014053519.tif 000005
【図４】
2014053519.tif 000006
【図５】
2014053519.tif 000007
【図６】
2014053519.tif 000008
【図７】
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