(57)【要約】【課題】製造時にチップ部品の位置ズレが発生し難く、長期間の使用においても高い信頼性を有したチップ部品の表面実装構造を提供する。【解決手段】配線基板１０のランド１１の表面が、ランド基準平面ＫＬから窪んだ窪み部１２を有する形状に形成されてなり、ランド１１と対向するチップ部品２０の電極２１の表面が、電極基準平面ＫＤから突出した突出部２２を有する形状に形成されてなり、半田３０を間に挟んで、突出部２２が窪み部１２と部分的に重なる嵌まり合った状態で、電極２１とランド１１が接続されてなるチップ部品の表面実装構造とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ部品の表面に形成された電極が、配線基板の表面に形成されたランドに半田で接続されてなる、チップ部品の表面実装構造であって、
前記ランドの基底面に平行で、該ランドの表面の上端に接する平面をランド基準平面としたとき、
前記ランドの表面が、前記ランド基準平面から窪んだ窪み部を有する形状に形成されてなり、
前記ランドと対向する電極の基底面に平行で、該電極の表面の下端に接する平面を電極基準平面としたとき、
前記電極の表面が、前記電極基準平面から突出した突出部を有する形状に形成されてなり、
前記半田を間に挟んで、前記突出部が前記窪み部と部分的に重なる嵌まり合った状態で、前記電極と前記ランドが接続されてなることを特徴とするチップ部品の表面実装構造。
【請求項２】
前記配線基板の上方視において、
前記ランド基準平面が、前記窪み部を取り囲んで接しており、
前記上端を構成する堤部が、前記窪み部を取り囲むように形成されてなることを特徴とする請求項１に記載のチップ部品の表面実装構造。
【請求項３】
前記配線基板の上方視において、
前記ランド基準平面が、前記ランドの外周で接しており、
前記上端を構成する堤部が、前記ランドの外周に形成されてなることを特徴とする請求項２に記載のチップ部品の表面実装構造。
【請求項４】
前記配線基板の上方視において、
前記ランド基準平面が、前記ランドの内部で接しており、
前記上端を構成する堤部の少なくとも一部が、前記ランドの内部に形成されてなることを特徴とする請求項２に記載のチップ部品の表面実装構造。
【請求項５】
前記配線基板の下方視において、
前記電極の表面が、長方形状を有してなり、
前記ランドの内部に形成される堤部の一部が、所定位置に配置される前記電極の長辺方向と直交することを特徴とする請求項４に記載のチップ部品の表面実装構造。
【請求項６】
前記配線基板の下方視において、
前記電極の表面が、長方形状を有してなり、
前記長方形状の電極の短辺方向をＸ軸方向、長辺方向をＹ軸方向、前記Ｘ軸方向と前記Ｙ軸方向に対して直交する方向をＺ軸方向としたとき、
前記突出部が、
前記Ｘ軸方向と前記Ｚ軸方向で形成されるＸ−Ｚ面であって、前記長方形状の電極の中心を通る対称面に対して、面対称に形成されてなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のチップ部品の表面実装構造。
【請求項７】
所定位置に配置される前記電極の突出部に対向して、
前記ランドの窪み部が、前記突出部の対称面に対して、面対称となるように形成されてなることを特徴とする請求項６に記載のチップ部品の表面実装構造。
【請求項８】
前記突出部が、
前記基底面と前記電極基準平面の間の平坦部と同じ導電材で、該平坦部と一体的に形成されてなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のチップ部品の表面実装構造。
【請求項９】
前記突出部の形成位置において、前記チップ部品の本体が、前記電極の基底面から突出するように形成されてなり、
前記突出部が、
前記基底面と前記電極基準平面の間の平坦部と同じ導電材で、該平坦部と同時の成膜によって形成されてなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のチップ部品の表面実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ部品の電極が配線基板のランドに半田で接続されてなる、チップ部品の表面実装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
チップ部品の電極が配線基板のランドに半田で接続されてなるチップ部品の表面実装構造が、例えば、特開平１１−２６９１０号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
一般的に、チップ部品を表面実装するための配線基板には、チップ部品の電極を接合するためのランドが、エポキシ樹脂やアルミナ等からなる絶縁基体の表面に形成された銅箔や導電ペーストの印刷によって形成される配線パターンの一部として設けられる。そして、チップ部品の電極が該ランドに半田で接合されることで、チップ部品が配線基板に搭載される。
【０００４】
チップ部品の表面実装は、電子部品のリードをプリント基板等の穴に固定するスルーホール実装に比べて、スペースを取らず製造が容易である反面、一般的に次のような問題点がある。チップ部品が小さくて軽い場合には、製造時の半田ペーストのリフロー工程において、チップ部品が溶融半田の上に浮いて移動し易い状態となる。このため、リフロー前にチップ部品をランドの所定位置に配置していても、リフロー後には、チップ部品が位置ズレしてしまう場合がある。また、チップ部品が大きくて重い場合には、ランドと電極の間の半田層が薄くなる。従って、配線基板、半田およびチップ部品の間の熱膨脹係数に差があることから、長期間使用した場合、該半田層において熱疲労による亀裂が徐々に伸展するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２６９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したチップ部品の表面実装における後者の問題を解消する有効な方法は、十分な半田層の厚さを確保して、熱膨脹係数の差に起因するせん断応力を半田層により吸収することである。このため、特許文献１の表面実装構造では、電子部品側またはプリント板側の母材に突出したインシュレータ部が設けられ、該インシュレータ部で、プリント板の配線（ランド）と電子部品の電極の間隔を確保するようにしている。しかしながら、この表面実装構造では、所定の厚さの半田層が形成できる反面、インシュレータ部で電子部品側の母材とプリント板側の母材が直接接触する構造となる。このため、冷熱時には半田層に大きな歪がかかって、半田寿命に悪影響を与える可能性がある。
【０００７】
以上のことから、本発明は、チップ部品の電極が配線基板のランドに半田で接続されてなるチップ部品の表面実装構造を対象としている。そして、本発明の目的は、製造時にチップ部品の位置ズレが発生し難く、長期間の使用においても高い信頼性を有したチップ部品の表面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】
本発明は、チップ部品の表面に形成された電極が、配線基板の表面に形成されたランドに半田で接続されてなる、チップ部品の表面実装構造である。本発明に係るチップ部品の表面実装構造では、ランドの基底面に平行で、該ランドの表面の上端に接する平面をランド基準平面としたとき、ランドの表面が、前記ランド基準平面から窪んだ窪み部を有する形状に形成されている。また、ランドと対向する電極の基底面に平行で、該電極の表面の下端に接する平面を電極基準平面としたとき、電極の表面が、前記電極基準平面から突出した突出部を有する形状に形成されている。そして、半田を間に挟んで、前記突出部が前記窪み部と部分的に重なる嵌まり合った状態で、電極とランドが接続されてなる構造を有している。
【０００９】
チップ部品の一般的な表面実装構造では、半田で接合される配線基板のランドとチップ部品の電極は、どちらも平面状である。この場合、前述したように、チップ部品が小さくて軽い場合に製造時においてチップ部品の位置ズレが発生し易く、チップ部品が大きくて重い場合に長期間の使用でランドと電極の間の半田層に亀裂が伸展するおそれがある。
【００１０】
そこで、上記チップ部品の表面実装構造では、配線基板のランドにおいて、該ランドの表面形状を上端に接するランド基準平面から窪んだ窪み部を有する形状にしている。また、それと対向するチップ部品の電極において、該電極の表面形状を下端に接する電極基準平面から突出した突出部を有する形状にしている。そして、半田による上記電極とランドの接続部では、半田を間に挟んで、チップ部品の電極の突出部が配線基板のランドの窪み部と部分的に重なる嵌まり合った状態で、電極とランドが接続されるようにしている。
【００１１】
この嵌め合い形状の突出部と窪み部をそれぞれチップ部品の電極と配線基板のランドに設けることによって、半田付け時においては、溶融半田上に浮いた状態で存在するチップ部品の移動が制限される。これによって、上記チップ部品の表面実装構造では、チップ部品の位置ズレ発生を抑制することができる。
【００１２】
また、半田付け時においては、溶融半田がランドの窪み部の方へ流れ込み、該窪み部に溜まった溶融半田でチップ部品を支える状態となる。このため、前述した電極とランドがどちらも平面である場合に較べて、ランドの周辺への溶融半田の流れ出しが抑制され、電極とランドの間に最終的に形成される半田層の平均厚さを厚くすることができる。従って、配線基板、半田およびチップ部品の熱膨脹係数の差に起因するせん断応力を吸収させるのに十分な半田層の厚さを確保して、半田層での熱疲労による亀裂の伸展を抑制することができる。また、嵌め合い形状の突出部と窪み部を設けることによって、電極とランドがどちらも平面である場合に較べて、亀裂の伸展経路も長くなる。すなわち、亀裂は直線的に伸展できず、嵌まり合った状態で存在する突出部と窪み部の先端間を回り込む曲がった経路となる。従って、これによっても半田寿命が延長される。さらに、上記チップ部品の表面実装構造は、特許文献１に記載されている表面実装構造と異なり、チップ部品側の母材と配線基板側の絶縁基体が直接接触する構造ではない。このため、冷熱時に半田層に大きな歪がかかって半田寿命に悪影響を与える可能性もない。これらによって、上記チップ部品の表面実装構造は、長期間の使用においても高い信頼性を確保することができる。
【００１３】
上記チップ部品の表面実装構造では、配線基板の上方視において、前記ランド基準平面が窪み部を取り囲んで接しており、前記上端を構成する堤部が、窪み部を取り囲むように形成されてなることが好ましい。
【００１４】
前記堤部が窪み部を取り囲んでおらず、該堤部に切れた部分がある場合には、そこが溶融半田の流れ出し口となってしまう。これに対して、堤部が窪み部を取り囲むように形成されてなる場合には、半田付け時において、溶融半田が窪み部へ流れ込んで、周囲への流れ出しが抑制される。このため、前者に較べて、チップ部品を強く支えることが可能になり、半田層の平均厚さを厚くして、半田寿命を向上することができる。
【００１５】
上記チップ部品の表面実装構造は、例えば、配線基板の上方視において、前記ランド基準平面がランドの外周で接しており、前記上端を構成する堤部が、ランドの外周に形成されてなる構造であってよい。
【００１６】
また、上記チップ部品の表面実装構造は、配線基板の上方視において、前記ランド基準平面がランドの内部で接しており、前記上端を構成する堤部の少なくとも一部が、ランドの内部に形成されてなる構造とすることもできる。
【００１７】
この場合、配線基板の下方視において、電極の表面が長方形状を有してなる場合には、前記ランドの内部に形成される堤部の一部が、所定位置に配置される電極の長辺方向と直交することが好ましい。この構造は、先に説明した嵌め合い形状の突出部と窪み部を設けることによって得られる効果に加えて、亀裂が伸展し易い電極の長辺方向で、特に亀裂の伸展がスタートする両端部において、半田層の厚さを厚くする構造である。これによれば、亀裂の発生確率を低減することができ、半田寿命をさらに長くすることができる。
【００１８】
上記チップ部品の表面実装構造において、例えば、配線基板の下方視において、前記電極の表面が長方形状を有してなる場合には、以下の構造を採用することが好ましい。すなわち、前記長方形状の電極の短辺方向をＸ軸方向、長辺方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向とＹ軸方向に対して直交する方向をＺ軸方向としたとき、前記電極の突出部が、Ｘ軸方向とＺ軸方向で形成されるＸ−Ｚ面であって、長方形状の電極の中心を通る対称面に対して、面対称に形成されてなる構造とする。また、ランドの窪み部についても、所定位置に配置される前記電極の突出部に対向して、ランドの窪み部が、前記突出部の対称面に対して、面対称となるように形成されてなる構造とする。
【００１９】
ランドと半田で接合される長方形状の電極において、長方形状の長辺方向である上記Ｙ軸方向は、配線基板、半田およびチップ部品の熱膨脹係数の差に起因するせん断応力が大きくなる方向であり、亀裂が伸展し易い方向である。従って、この亀裂が伸展し易いＹ軸方向に対して、電極の突出部とランドの窪み部を、中心を通る対称面がＹ軸方向と直交するように、面対称に形成する。これによって、亀裂がＹ軸方向で直線的に伸展できず、亀裂の伸展経路は、突出部の先端を周り込む長い経路にすることができる。従って、亀裂が伸展し易いＹ軸方向において、亀裂の伸展を抑制し、半田寿命を長くすることができる。
【００２０】
上記したチップ部品の電極の突出部は、例えば、前記した電極の基底面と電極基準平面の間の平坦部と同じ導電材で、該平坦部と一体的に形成されてなる構造であってよい。また、突出部の形成位置において、チップ部品の本体が電極の基底面から突出するように形成されてなり、突出部が、基底面と電極基準平面の間の平坦部と同じ導電材で、該平坦部と同時の成膜によって形成されてなる構造であってもよい。
【００２１】
以上のようにして、上記したチップ部品の表面実装構造は、製造時にチップ部品の位置ズレが発生し難く、長期間の使用においても高い信頼性を有したチップ部品の表面実装構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るチップ部品の表面実装構造の一例を模式的に示した図で、（ａ）は、配線基板１０とチップ部品２０を上方視した上面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面を示した図であり、（ｃ）は、（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂでの断面を拡大して示した図である。
【図２】図１の配線基板１０を示した図で、（ａ）は、配線基板１０を上方視した上面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面を示した図であり、（ｃ）は、（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂでの断面を示した図である。
【図３】図１のチップ部品２０の上下を反転して示した図で、（ａ）は、チップ部品２０を上方視した上面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面を示した図であり、（ｃ）は、（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂでの断面を示した図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図１に示したチップ部品の表面実装構造の変形例を示す図である。
【図５】別の変形例を示す図で、（ａ）は、配線基板１０とチップ部品２０ｄを上方視した上面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面を示した図であり、（ｃ）は、（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂでの断面を拡大して示した図である。
【図６】図５のチップ部品２０ｄの上下を反転して示した図で、（ａ）は、チップ部品２０ｄを上方視した上面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面を示した図であり、（ｃ）は、（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂでの断面を示した図である。
【図７】別の変形例を示す図で、（ａ）は、配線基板１０ｄとチップ部品２０ｅを上方視した上面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面を示した図であり、（ｃ）は、（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂでの断面を拡大して示した図である。
【図８】図７の配線基板１０ｄを示した図で、（ａ）は、配線基板１０ｄを上方視した上面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面を示した図であり、（ｃ）は、（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂでの断面を示した図である。
【図９】図７のチップ部品２０ｅの上下を反転して示した図で、（ａ）は、チップ部品２０ｅを上方視した上面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面を示した図であり、（ｃ）は、（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂでの断面を示した図である。
【図１０】配線基板１０ｄにおけるランド１１ｄおよびチップ部品２０ｅにおける電極２１ｅの形成方法を説明するための図で、堤部１３ｄｉと突出部２２ｅが多段で形成されている様子を模式的に示した図である。
【図１１】チップ部品の表面実装構造の別の例を模式的に示した図で、（ａ）は、配線基板１０ｅとチップ部品２０ｆを上方視した上面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における一点鎖線Ｃ−Ｃでの断面を示した図であり、（ｃ）は、（ａ）における一点鎖線Ｄ−Ｄでの断面を拡大して示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
一般的に、チップ部品を表面実装するための配線基板には、チップ部品の電極を接合するためのランドが、絶縁基体の表面に形成された銅箔等からなる配線パターンの一部として設けられる。そして、チップ部品の電極が該ランドに半田で接合されることで、チップ部品が配線基板に搭載される。
【００２４】
以下、本発明に係るチップ部品の表面実装構造の実施形態を、図に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係るチップ部品の表面実装構造の一例を模式的に示した図で、（ａ）は、配線基板１０とチップ部品２０を上方視した上面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面を示した図であり、（ｃ）は、（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂでの断面を拡大して示した図である。
【００２６】
図２は、図１の表面実装構造に用いられている配線基板１０を示した図で、（ａ）は、配線基板１０を上方視した上面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面を示した図であり、（ｃ）は、（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂでの断面を示した図である。
【００２７】
また、図３は、図１の表面実装構造に用いられているチップ部品２０の上下を反転して示した図で、（ａ）は、チップ部品２０を上方視した上面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面を示した図であり、（ｃ）は、（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂでの断面を示した図である。
【００２８】
尚、図１〜図３の各図において、一点鎖線Ａ−Ａおよび一点鎖線Ｂ−Ｂで示した各断面は、同一符号で示したように、同じ位置に対応している。
【００２９】
図１に示すチップ部品の表面実装構造は、配線基板１０上にチップ部品２０を表面実装した構造で、チップ部品２０の表面に形成された電極２１が、配線基板１０の表面に形成されたランド１１に半田３０で接続されている。図１に示されている配線基板１０では、絶縁基体の表面に形成された銅箔等からなる配線パターンが、図１（ａ）の左右に伸びている。そして、チップ部品２０を接続するランド１１が、該配線パターンの一部として設けられている。また、図１に示されているチップ部品２０は、図１（ｃ）からわかるように、チップ抵抗のようなサイドに電極がないチップ部品であり、半田によるサイドフィレットを作ることができない。そのため、チップ部品２０を接続するランド１１は、図１（ａ），（ｃ）からわかるように、チップ部品２０と同じ幅で形成されている。
【００３０】
図１の表面実装構造で用いられている配線基板１０は、図２に示すように、ランド１１の表面が、（ｂ），（ｃ）において二点鎖線で示したランド基準平面ＫＬから窪んだ窪み部１２を有する形状に形成されている。ここで言うランド基準平面ＫＬは、ランド１１の基底面ＳＬ（配線基板１０の絶縁基体の表面）に平行で、ランド１１の表面の上端ＵＬに接する平面である。図２のランド１１は、配線基板１０の上方視において、ランド基準平面ＫＬが窪み部１２を取り囲んで接しており、上端ＵＬを構成する堤部１３が、窪み部１２を取り囲むように形成されている。また、ランド基準平面ＫＬは、ランド１１の外周で接するように構成されており、上端ＵＬを構成する堤部１３が、ランド１１の外周に形成されている。尚、図１の（ｂ），（ｃ）においても、ランド基準平面ＫＬが二点鎖線で示されている。
【００３１】
また、図１の表面実装構造で用いられているチップ部品２０は、図３に示すように、ランド１１と対向する電極２１の表面が、（ｂ），（ｃ）において二点鎖線で示した電極基準平面ＫＤから突出した突出部２２を有する形状に形成されている。ここで言う電極基準平面ＫＤは、ランド１１と対向する電極２１の基底面ＳＤ（チップ部品２０の本体の表面）に平行で、電極２１の表面の下端ＤＤに接する平面である。また、チップ部品２０における電極２１の突出部２２は、前記した電極２１の基底面ＳＤと電極基準平面ＫＤの間の平坦部２３と同じ導電材で、該平坦部２３と一体的に形成されている。尚、図１の（ｂ），（ｃ）においても、電極基準平面ＫＤが二点鎖線で示されている。
【００３２】
そして、図１に示すチップ部品の表面実装構造では、（ｂ），（Ｃ）に示すように、チップ部品２０の電極２１と配線基板１０のランド１１が、半田層３１を間に挟んで、突出部２２が窪み部１２と部分的に重なる嵌まり合った状態で接続されている。
【００３３】
チップ部品の一般的な表面実装構造では、半田で接合される配線基板のランドとチップ部品の電極は、どちらも平面状である。この場合、前述したように、チップ部品が小さくて軽い場合に製造時においてチップ部品の位置ズレが発生し易く、チップ部品が大きくて重い場合に長期間の使用でランドと電極の間の半田層に亀裂が伸展するおそれがある。
【００３４】
そこで、図１のチップ部品の表面実装構造では、図２に示す配線基板１０のランド１１において、該ランド１１の表面形状を上端ＵＬに接するランド基準平面ＫＬから窪んだ窪み部１２を有する形状にしている。また、それと対向するチップ部品２０の電極２１において、該電極２１の表面形状を図３に示すように下端ＤＤに接する電極基準平面ＫＤから突出した突出部２２を有する形状にしている。そして、上記電極２１とランド１１の接続部では、図１の（ｂ），（ｃ）に示すように、半田層３１を間に挟んで、電極２１の突出部２２がランド１１の窪み部１２と部分的に重なる嵌まり合った状態で接続されるようにしている。
【００３５】
この嵌め合い形状の突出部２２と窪み部１２をそれぞれチップ部品２０の電極２１と配線基板１０のランド１１に設けることによって、半田付け時においては、溶融半田上に浮いた状態で存在するチップ部品２０の移動が制限される。これによって、図１に示すチップ部品の表面実装構造では、チップ部品２０の位置ズレ発生を抑制することができる。
【００３６】
また、半田付け時においては、溶融半田がランド１１の窪み部１２の方へ流れ込み、該窪み部１２に溜まった溶融半田でチップ部品２０を支える状態となる。このため、前述した電極とランドがどちらも平面である場合に較べて、ランド１１の周辺への溶融半田の流れ出しが抑制され、電極２１とランド１１の間に最終的に形成される半田層３１の平均厚さを厚くすることができる。
【００３７】
特に、図１のチップ部品の表面実装構造では、配線基板１０の上方視において、ランド基準平面ＫＬが窪み部１２を取り囲んで接しており、上端ＵＬを構成する堤部１３が、窪み部１２を取り囲むように形成されている。
【００３８】
堤部が窪み部を取り囲んでおらず、該堤部に切れた部分がある場合には、そこが溶融半田の流れ出し口となってしまう。これに対して、図１と図２に示すランド１１のように、堤部１３が窪み部１２を取り囲むように形成されている場合には、半田付け時において、溶融半田が窪み部１２へ流れ込んで、周囲への流れ出しが抑制される。このため、前者に較べて、チップ部品２０を強く支えることが可能になり、半田層３１の平均厚さを厚くして、半田寿命を向上することができる。
【００３９】
以上のようにして、配線基板１０、半田３０およびチップ部品２０の熱膨脹係数の差に起因するせん断応力を吸収させるのに十分な半田層３１の厚さを確保して、半田層３１での熱疲労による亀裂の伸展を抑制することができる。
【００４０】
また、嵌め合い形状の突出部２２と窪み部１２を設けることによって、電極とランドがどちらも平面である場合に較べて、亀裂の伸展経路も長くなる。すなわち、亀裂は直線的に伸展できず、嵌まり合った状態で存在する突出部２２と窪み部１２の先端間を回り込む曲がった経路となる。従って、これによっても半田寿命が延長される。
【００４１】
さらに、図１のチップ部品の表面実装構造は、特許文献１に記載されている表面実装構造と異なり、チップ部品側の母材と配線基板側の絶縁基体が直接接触する構造ではない。このため、冷熱時に半田層３１に大きな歪がかかって半田寿命に悪影響を与える可能性もない。これらによって、図１のチップ部品の表面実装構造は、長期間の使用においても高い信頼性を確保することができる。
【００４２】
次に、図１〜図３に示したチップ部品の表面実装構造の細部について、より詳細に説明する。
【００４３】
図１のチップ部品の表面実装構造では、配線基板１０の下方視において、チップ部品２０の電極２１の表面が、長方形状を有している。すなわち、図３（ａ）に示すように、ランド１１と対向するチップ部品２０の電極２１は、長方形状である。右側の直交座標軸で示したように、図３では、ランド１１と対向する長方形状の電極２１の短辺方向をＸ軸方向、長辺方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向とＹ軸方向に対して直交する方向をＺ軸方向としている。そして、図３のチップ部品２０では、図３（ｃ）に示すように、電極２１の突出部２２が、Ｘ軸方向とＺ軸方向で形成されるＸ−Ｚ面であって、長方形状の電極２１の中心を通る対称面（断面Ａ−Ａ）に対して、面対称の三角形状に形成されている。尚、図１においても、チップ部品２０に対する上記直交座標軸が、Ｚ軸方向を反転して示されている。
【００４４】
また、図１のチップ部品の表面実装構造では、ランド１１の窪み部１２についても、所定位置に配置される電極２１の突出部２２に対向して、図１（ｃ）と図２（ｃ）に示すように、ランド１１の窪み部１２が、突出部２２の対称面（断面Ａ−Ａ）に対して、面対称の三角形状となるように形成されている。
【００４５】
図１に示すチップ部品の表面実装構造では、ランド１１と半田３０で接合される長方形状の電極２１において、長方形状の長辺方向であるＹ軸方向は、配線基板１０、半田３０およびチップ部品２０の熱膨脹係数の差に起因するせん断応力が大きくなる方向であり、亀裂が伸展し易い方向である。従って、この亀裂が伸展し易いＹ軸方向に対して、図１（ｃ）に示すように、電極２１の突出部２２とランド１１の窪み部１２を、中心を通る対称面（断面Ａ−Ａ）がＹ軸方向と直交するように、面対称に形成する。これによって、亀裂がＹ軸方向で直線的に伸展できず、亀裂の伸展経路は、突出部２２の先端を周り込む長い経路にすることができる。従って、亀裂が伸展し易いＹ軸方向において、亀裂の伸展を抑制し、半田寿命を長くすることができる。
【００４６】
図４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図１に示したチップ部品の表面実装構造の変形例を示す図である。尚、図４（ａ）〜（ｃ）に例示する各構造のＢ−Ｂ拡大断面図は、図１（ｃ）に示したＢ−Ｂ拡大断面図に対応しており、図１（ａ）に示した上面図と図１（ｂ）に示したＡ−Ａ断面図は、図４（ａ）〜（ｃ）の各構造についても同じである。
【００４７】
図４（ａ）〜（ｃ）に示すチップ部品の表面実装構造では、それぞれ、チップ部品２０ａ〜２０ｃの電極２１ａ〜２１ｃと配線基板１０ａ〜１０ｃのランド１１ａ〜１１ｃが、半田層３１ａ〜３１ｃを間に挟んで接続されている。また、電極２１ａ〜２１ｃの突出部２２ａ〜２２ｃは、ランド１１ａ〜１１ｃの窪み部１２ａ〜１２ｃと部分的に重なる嵌まり合った状態で接合されている。
【００４８】
図１（ｃ）の構造と図４（ａ）〜（ｃ）の各構造は、それぞれ、前述した突出部と窪み部の断面形状だけが異なっている。すなわち、図１（ｃ）の構造では、電極２１の突出部２２とそれに対向するランド１１の窪み部１２が、Ｂ−Ｂ断面において、三角形状に形成されていた。これに対して、図４（ａ）の構造では、電極２１ａの突出部２２ａとそれに対向するランド１１ａの窪み部１２ａが、Ｂ−Ｂ断面において、表面が円弧となる形状に形成されている。図４（ｂ）の構造では、電極２１ｂの突出部２２ｂとそれに対向するランド１１ｂの窪み部１２ｂが、Ｂ−Ｂ断面において、台形状に形成されている。また、図４（ｃ）の構造では、電極２１ｃの突出部２２ｃとそれに対向するランド１１ｃの窪み部１２ｃが、Ｂ−Ｂ断面において、矩形状に形成されている。
【００４９】
図４（ａ）〜（ｃ）のいずれの構造についても、図１に示したチップ部品の表面実装構造と同様にして、半田層３１ａ〜３１ｃを間に挟んで、突出部２２ａ〜２２ｃが窪み部１２ａ〜１２ｃと嵌まり合った状態で接続されている。従って、半田付け時においては、チップ部品２０ａ〜２０ｃの移動が制限され、チップ部品２０ａ〜２０ｃの位置ズレ発生を抑制することができる。また、溶融半田が窪み部１２ａ〜１２ｃの方へ流れ込み、周辺への流れ出しが抑制されて最終的に形成される半田層３１ａ〜３１ｃの平均厚さを厚くすることで、熱疲労による亀裂の伸展を抑制することができる。さらには、亀裂の伸展経路が長くなって、半田寿命を長くすることができる。
【００５０】
図５は、図１に示した表面実装構造の別の変形例を示す図で、（ａ）は、配線基板１０とチップ部品２０ｄを上方視した上面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面を示した図であり、（ｃ）は、（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂでの断面を拡大して示した図である。
【００５１】
また、図６は、図５の表面実装構造に用いられているチップ部品２０ｄの上下を反転して示した図で、（ａ）は、チップ部品２０ｄを上方視した上面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面を示した図であり、（ｃ）は、（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂでの断面を示した図である。
【００５２】
尚、図５（ａ）〜（ｃ）と図６（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図１（ａ）〜（ｃ）と図３（ａ）〜（ｃ）に対応しており、一点鎖線Ａ−Ａおよび一点鎖線Ｂ−Ｂで示した各断面は、同一符号で示したように、同じ位置に対応している。
【００５３】
図５に示すチップ部品の表面実装構造では、チップ部品２０ｄの電極２１ｄと配線基板１０のランド１１が、半田層３１を間に挟んで接続されている。また、図５（ｃ）に示すように、電極２１ｄの突出部２２ｄは、ランド１１の窪み部１２と部分的に重なる嵌まり合った状態で接合されている。
【００５４】
図１の構造と図５の構造とでは、配線基板１０に表面実装されているチップ部品２０とチップ部品２０ｄの内部構造だけが異なっている。すなわち、図１の構造で用いられているチップ部品２０は、図３に示したように、突出部２２が、電極２１の基底面ＳＤと電極基準平面ＫＤの間の平坦部２３と同じ導電材で、該平坦部２３と一体的に形成されていた。これに対して、図１の構造で用いられているチップ部品２０ｄは、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、突出部の形成位置において、チップ部品２０ｄの本体が電極２１ｄの基底面ＳＤから突出するように形成されている。そして、突出部２２ｄが、基底面ＳＤと電極基準平面ＤＤの間の平坦部２３ｄと同じ導電材で、該平坦部２３ｄと同時の成膜によって形成されている。
【００５５】
例えば、図３と図６のチップ部品２０，２０ｄがチップ抵抗である場合、一般的にアルミナ基板上に厚膜で形成される本体は、金属からなる電極に較べて比重が小さい。この場合には、図６の内部構造を有したチップ部品２０ｄは、図３の内部構造を有したチップ部品２０に較べて、軽量化することができる。
【００５６】
図７は、別の変形例を示す図で、（ａ）は、配線基板１０ｄとチップ部品２０ｅを上方視した上面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面を示した図であり、（ｃ）は、（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂでの断面を拡大して示した図である。
【００５７】
図８は、図７の表面実装構造に用いられている配線基板１０ｄを示した図で、（ａ）は、配線基板１０ｄを上方視した上面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面を示した図であり、（ｃ）は、（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂでの断面を示した図である。
【００５８】
図９は、図７の表面実装構造に用いられているチップ部品２０ｅの上下を反転して示した図で、（ａ）は、チップ部品２０ｅを上方視した上面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａでの断面を示した図であり、（ｃ）は、（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂでの断面を示した図である。
【００５９】
また、図１０は、配線基板１０ｄにおけるランド１１ｄおよびチップ部品２０ｅにおける電極２１ｅの形成方法を説明するための図で、堤部１３ｄｉと突出部２２ｅが多段で形成されている様子を模式的に示した図である。
【００６０】
尚、図７〜図９は、それぞれ図１〜図３に対応しており、一点鎖線Ａ−Ａおよび一点鎖線Ｂ−Ｂで示した各断面は、同一符号で示したように、同じ位置に対応している。
【００６１】
図７に示すチップ部品の表面実装構造では、チップ部品２０ｅの電極２１ｅと配線基板１０ｄのランド１１ｄが、半田層３１ｄを間に挟んで接続されている。また、図７（ｃ）に示すように、電極２１ｅの突出部２２ｅは、ランド１１ｄの窪み部１２ｄと部分的に重なる嵌まり合った状態で接合されている。
【００６２】
先に説明したチップ部品の表面実装構造は、いずれも、配線基板１０，１０ａ〜１０ｃの上方視において、ランド基準平面ＫＬがランド１１，１１ａ〜１１ｃの外周で接するように構成されていた。そして、窪み部１２，１２ａ〜１２ｃを取り囲み、上端ＵＬを構成する堤部が、ランド１１ａ〜１１ｃの外周に形成されていた。
【００６３】
これに対して、図７〜図９に示すチップ部品の表面実装構造は、配線基板１０ｄの上方視において、ランド基準平面ＫＬがランド１１ｄの内部で接している。そして、図８と図７（ｃ）からわかるように、窪み部１２ｄを取り囲み、上端ＵＬを構成する堤部１３ｄは、その一部の堤部１３ｄｉがランド１１ｄの内部に形成されている。また、該堤部１３ｄｉは、所定位置に配置されるチップ部品２０ｅの電極２１ｅの長辺方向（先に説明したＹ軸方向）と直交している。この構造は、先に説明した嵌め合い形状の突出部と窪み部を設けることによって得られる効果に加えて、亀裂が伸展し易い長辺方向で、特に亀裂の伸展がスタートする両端部において、半田層３１ｄの厚さを厚くする構造である。これによれば、亀裂の発生確率を低減することができ、半田寿命をさらに長くすることができる。
【００６４】
また、ランド１１ｄの内部に形成されている一部の堤部１３ｄｉは、図７（ｃ）からわかるように、外側が急勾配の傾斜で、内側がゆるい勾配の傾斜となっている。これは、半田ペーストのリフロー時において、溶融半田をランド１１ｄの中心側に流れ込み易くし、チップ部品２０ｅのセルフアライメントをより良くするためである。これによって、半田付け時において、チップ部品２０ｅの位置ズレを抑制し、電極２１ｅの突出部２２ｅとランド１１ｄの堤部１３ｄｉの突き当たりを防止することができる。
【００６５】
図１０に示すように、配線基板１０ｄにおけるランド１１ｄの堤部１３ｄｉ、およびチップ部品２０ｅにおける電極２１ｅの突出部２２ｅは、次のような多段工程で形成さすることができる。第１の方法は、ランド１１ｄおよび電極２１ｅを全体的に厚くめっきで形成した後、所定のマスクを用いて、エッチングにより段階的に削る方法である。第２の方法は、所定のマスクを用いて、めっきにより段階的に積み上げ形成する方法である。また、形状によっては、上記のような多段工程ではなく、プレスで一括形成する方法を用いてもよい。
【００６６】
図１１は、チップ部品の表面実装構造の別の例を模式的に示した図で、（ａ）は、配線基板１０ｅとチップ部品２０ｆを上方視した上面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における一点鎖線Ｃ−Ｃでの断面を示した図であり、（ｃ）は、（ａ）における一点鎖線Ｄ−Ｄでの断面を拡大して示した図である。
【００６７】
図１１に示すチップ部品２０ｆは、チップタイプのセラロック（村田製作所の登録商標）で、３つの電極２１ｆを有したセラミック発振子である。
【００６８】
図１１に示すチップ部品の表面実装構造では、チップ部品２０ｆの電極２１ｆと配線基板１０ｅのランド１１ｅが、半田層３１ｅを間に挟んで接続されている。また、図１１（ｃ）に示すように、電極２１ｆの突出部２２ｆは、ランド１１ｅの窪み部１２ｅと部分的に重なる嵌まり合った状態で接合されている。
【００６９】
図１１に示すチップ部品の表面実装構造についても、図７に示したチップ部品の表面実装構造と同様で、先に説明した嵌め合い形状の突出部２２ｅと窪み部１２ｅを設けることによって得られる効果に加えて、亀裂が伸展し易い長辺方向で、特に亀裂の伸展がスタートする両端部において、半田層３１ｅの厚さを厚くする構造である。これによれば、亀裂の発生確率を低減することができ、半田寿命をさらに長くすることができる。
【００７０】
以上のようにして、上記したチップ部品の表面実装構造は、いずれも、製造時にチップ部品の位置ズレが発生し難く、長期間の使用においても高い信頼性を有したチップ部品の表面実装構造となっている。
【符号の説明】
【００７１】
１０，１０ａ〜１０ｅ  配線基板
１１，１１ａ〜１１ｅ  ランド
ＫＬ  ランド基準平面
１２，１２ａ〜１２ｅ  窪み部
２０，２０ａ〜２０ｆ  チップ部品
２１，２１ａ〜２１ｆ  電極
ＫＤ  電極基準平面
２２，２２ａ〜２２ｆ  突出部
３１，３１ａ〜３１ｅ  半田層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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