(57)【要約】【課題】基板上に実装される電子部品に、周辺環境から生じる振動や衝撃に対する耐性を持たせることができる振動波制御部品を提供する。【解決手段】振動波制御部品１は、基板２上に実装される電子部品３と基板２に発生する振動源４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとの間に配置され、その振動源４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄから発生する振動波５から電子部品３を防護するように電子部品３の両側に配置される一組の振動波制御片６ａ，６ｂからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に実装される電子部品と前記基板に発生する振動源との間に配置される、振動波制御部品。
【請求項２】
請求項１に記載の振動波制御部品であって、前記基板上に実装される電子部品の周辺に配置される、振動波制御部品。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の振動波制御部品であって、前記振動源から発生する振動波から前記電子部品を防護する、振動波制御部品。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動波制御部品であって、前記電子部品の両側に配置される一組の振動波制御片からなる、振動波制御部品。
【請求項５】
請求項４に記載の振動波制御部品であって、前記電子部品を囲む四辺形の相対する２辺に所定の長さの振動波制御片が配置され、前記電子部品に向かう前記振動波を前記振動波制御片に衝突させ、前記振動波制御片に衝突しない前記振動波に対しては、前記振動波制御片に挟まれた基板部分の剛性を高めて振動を抑制する、振動波制御部品。
【請求項６】
請求項４に記載の振動波制御部品であって、前記振動波制御片の最外端までの長さは、前記電子部品の最も剛性が低くなる方向、又は前記電子部品の最もクラックが発生し易い方向から向かう振動波を衝突させる位置を越える長さに設定される、振動波制御部品。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載された振動波制御部品であって、前記振動波制御片は、基板面から突出する凸状断面を有する、振動波制御部品。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載された振動波制御部品であって、前記振動波制御片は、基板面から連続して突出する複数の凸状断面を有する、振動波制御部品。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載された振動波制御部品であって、前記電子部品には、セラミック製のコンデンサが含まれる、振動波制御部品。
【請求項１０】
請求項９に記載された振動波制御部品であって、前記電子部品の最も剛性の低い切断面の方向は、セラミック部分の長さが最大となる方向であり、最もクラックの発生し易い切断面の方向は、前記セラミック部分と電極との接合点のうち対角位置となる２か所の最外端部を結ぶ方向である、振動波制御部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動波制御部品に係り、特に、基板上に実装される電子部品を振動源から発生する振動波から防護する振動波制御部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板に電子部品を実装するとして、プリント基板の周辺環境から生じる振動・衝撃・ひずみ等により、コンデンサを代表とする電子部品及び半田電極等にひずみクラック故障が発生する場合がある。この故障は、主に基板と電極との間の半田電極と、電子部品本体の損傷とに大別できるが、本発明は、その双方に有効なものである。
【０００３】
この環境による電子部品の故障を抑制し、基板上に実装される電子部品を防護する手段が採用されている。電子部品の例としてコンデンサを挙げると、その方法の例として、ボンド等の樹脂製の粘着物で塗布する方法である。また、基板全体を弾性体により封入する方法もある。
【０００４】
図４に、一般的なセラミック製のコンデンサ３の構成を断面図で示す。セラミック製のコンデンサ３は、基板２上のランド１１に外部電極７、内部電極８及びセラミック誘電体９から構成されるコンデンサ３が取り付けられる。この接合は、ハンダ１０付けによるのが一般的である。そして、このコンデンサ３に発生するクラックを抑制するためにボンド等の樹脂製の粘着物に、或いは弾性体１２により電子部品３全体が封入される。
【０００５】
特許文献１には、高減衰緩衝部材を介在させることにより、振動源による振動に拘わらず、回路基板及びそれに搭載された部品等の破損を防止する回路基板の取付け装置が開示されている。ここでは、振動源に隣接して取付けられる制御ボックスと、その制御ボックスの一つの壁部に対し間隔を置いて取付けられる回路基板との間に高減衰ゴム等を介在させ、振動源による振動にも拘わらず、回路基板及びそれに搭載される部品等の破損を防止することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１２４７８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した、セラミック製のコンデンサ等の電子部品を実装する基板に対してボンド等の樹脂製の粘着物により固定する方法、或いは電子部品全体を弾性体により封入する方法は、その実施前後において、インピーダンス値等の電気的特性に影響を及ぼしてしまうという課題がある。
【０００８】
すなわち、図４（ａ）に示すように、ボンド等の樹脂製の粘着物、或いは弾性体１２は、外部電極７の間のセラミック誘電体９を覆うように塗布される。このとき、外部電極７間の破線で示した部分が浮遊容量となりその部分がコンデンサとして機能してしまう。これにより、コンデンサ３の外部電極７間の距離が変化したり、又は外部電極７の面積が変化し、さらには、ボンド等の樹脂製の粘着物又は弾性体の誘電率が影響し、コンデンサ３の静電容量が変化してしまうという課題がある。この現象は、図４（ａ）をＡ−Ａ断面から見た図４（ｂ）についても同様であり、外部電極７間の破線で示した部分が浮遊容量１５となり、コンデンサ３の静電容量が変化してしまうという課題がある。他の電子部品においても、同様であり、取り扱う周波数が高周波数化すればするほど当該課題は大きな特性誤差を生じる原因となる。なお、図４（ｂ）のＡ−Ａ断面図は、基板２、ハンダ１０、ランド１１などは記載を省略する。
【０００９】
本願の目的は、かかる課題を解決し、基板上に実装される電子部品に、周辺環境から生じる振動や衝撃に対する耐性を向上させることのできる振動波制御部品を提供することである。
【００１０】
そして、本願の他の目的は、この振動や衝撃に対する耐性を向上させる振動制御部品を最も効果的な位置に配置することで、電子部品などにおいて振動・衝撃・ひずみ等によるひずみクラック故障の発生を抑制することである。
【００１１】
図５に、本発明で用いる「間に配置される」と「周辺に配置される」との概念を説明図で示す。「間に配置される」とは、物体の間であれば含まれるのに対して、「周辺に配置される」とは、一方の物体の周りであれば他の物体の位置に関係なく含まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る振動波制御部品は、基板上に実装される電子部品と基板に発生する振動源との間に配置されることを特徴とする。
【００１３】
上記構成により、基板上に実装される電子部品と基板に発生する振動源との間に振動波制御部品を配置させ、振動波制御部品により振動源から発生する振動波を阻止することができる。そして、電子部品に振動源からの振動や衝撃に対する耐性を持たせることで、電子部品にひずみクラック故障が発生するのを阻止できる。
【００１４】
また、振動波制御部品は、基板上に実装される電子部品の周辺に配置されることが好ましい。これにより、電子部品の周辺に配置された振動波制御部品により振動源から発生する振動波を阻止すること、又は振動波制御部品により電子部品に生じる振動を抑制させることで電子部品を防護できる。
【００１５】
また、振動波制御部品は、振動源から発生する振動波から電子部品を防護することが好ましい。これにより、振動波制御部品により振動源から発生する振動波を阻止すること、又は振動波制御部品により電子部品に生じる振動を抑制させることで電子部品を防護できる。
【００１６】
また、振動波制御部品は、電子部品の両側に配置される一組の振動波制御片からなる
ことが好ましい。これにより、一組の振動波制御片により電子部品の周囲から伝達する振動波をより広範囲に阻止し、一組の振動波制御片の周囲の基板の剛性を上げて振動を抑制することができる。
【００１７】
また、振動波制御部品は、電子部品を囲む四辺形の相対する２辺に所定の長さの振動波制御片が配置され、電子部品に向かう振動波を振動波制御片に衝突させ、振動波制御片に衝突しない振動波に対しては、振動波制御片に挟まれた基板部分の剛性を高めて振動を抑制することが好ましい。これにより、一組の振動波制御片により電子部品の周囲から伝達する振動波をより広範囲に衝突させることができ、振動波制御片に衝突しない振動波に対しては、一組の振動波制御片の周囲の基板の剛性を上げて振動を抑制することができる。
【００１８】
また、振動波制御部品は、振動波制御片の最外端までの長さが、電子部品の最も剛性が低くなる方向、又は電子部品の最も故障が発生し易い方向から向かう振動波を衝突させる位置を越える長さに設定されることが好ましい。これにより、一組の振動波制御片の長さを効果的に決定して配置することができる。
【００１９】
また、振動波制御部品は、振動波制御片が、基板面から突出する凸状断面を有することが好ましい。これにより、振動波制御片が接続された基板は、基板面から突出する凸状断面が取り付けられることで縦方向の剛性が高まり振動波に対して振幅を低減させることができる。
【００２０】
また、振動波制御部品は、振動波制御片が基板面から連続して突出する複数の凸状断面を有することが好ましい。これにより、振動波制御片が接続された基板は、基板面から連続して突出する複数の凸状断面が取り付けられることで縦方向の剛性が高まり振動波に対して振幅を低減させることができる。
【００２１】
ここで、振動波制御部品により防護される電子部品には、セラミック製のコンデンサが含まれることが好ましく、振動波制御部品の実装方法は、例えば、セラミックコンデンサを例とすると、電子部品の最も剛性の低い切断面の方向が、セラミック部分の長さが最大となる方向であり、最もクラックの発生し易い切断面の方向が、セラミック部分と電極との接合点のうち対角位置となる２か所の最外端部を結ぶ方向であることが好ましい。これにより、振動波制御部品は、電子部品の最も剛性の低い切断面の方向、及びセラミック部分と電極との接合点のうち対角位置となる２か所の最外端部を結ぶ方向を含むことで効果的な配置とすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明に係る振動波制御部品によれば、基板上に実装される電子部品に、周辺環境から生じる振動や衝撃に対する耐性を持たせることができる。
【００２３】
また、電子部品にこの振動や衝撃に対する耐性を持たせることで、電子部品にひずみクラック故障が発生することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る振動波制御部品の一つの実施形態の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図、及び振動波制御片に挟まれた基板の線材モデル図である。
【図３】セラミック製のコンデンサの振動波制御部品の長さ（Ｌ）の設定手法を示す説明図である。
【図４】一般的なセラミックコンデンサの構成を示す断面図である。
【図５】「間に配置される」と「周辺に配置される」との概念を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（振動波制御部品の構成）
以下に、図面を用いて本発明に係る振動波制御部品１につき、詳細に説明する。図１に、振動波制御部品１の１つの実施形態の概略構成を示す。本発明に係る振動波制御部品１は、対象となる電子部品の両側に配置される一組の振動波制御片６ａ，６ｂから構成される。図１（ａ）には、振動波制御部品１に関連する構成要素として、基板２上に実装された電子部品３、一組の振動波制御片６ａ,６ｂ、及び振動源４ａ〜４ｄを示す。図２（ａ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面を示す。図１（ｂ）及び（ｃ）は、振動波制御片６ａ,６ｂの実施例をＢ−Ｂ断面及びＣ−Ｃ断面でそれぞれ示す。
【００２６】
本実施形態では、振動波制御部品１が適用される電子部品３はセラミック製のコンデンサ３とするがコンデンサ３以外の電子部品であっても良い。また、コンデンサ３がコンデンサ３の場合でもセラミック製以外のコンデンサ３であっても良い。本実施形態のコンデンサ３は、図４に示すように、外部電極７、内部電極８及びセラミック誘電体９から構成される。本実施形態ではコンデンサ３の個数は３個のみ記載しているが、この個数に限らない。
【００２７】
振動波制御部品１は、基板２上に実装されるコンデンサ３と基板２に発生する振動源４との間に配置され、振動源４から発生する振動波５（図１参照）からコンデンサ３を防護する。図１（ａ）に、例として振動源４ａ〜４ｄを表示する。また、振動源４ａに振動波５の例を代表して示すが、他の振動源４ｂ，４ｃ，４ｄも同様な振動波５を発生させて伝播させる。振動源４ａ,４ｄは基板２内に存在し、振動源４ｂ,４ｃは基板２外に存在する。但し、この振動源４を、例えばモータ等のように振動の発生源と捉えても良く、振動の発生源から伝播された振動が基板２内で振動源４となると捉えても良い。前者の場合には、基板２上に直接的に振動源４が存在し、後者の場合には基板２上には間接的に振動源４が存在する。
【００２８】
このように、振動波制御部品１は、基板２上に実装されるコンデンサ３と基板２に発生する振動源４との間に配置され、振動源４から発生する振動波５からコンデンサ３を防護する。従って、振動の発生源がコンデンサ３から離れた位置にあっても、コンデンサ３と基板２上の振動源４との間に振動波制御部品１があれば、その振動源４から発生する振動波５からコンデンサ３を防護することができる。振動波制御部品１は、コンデンサ３よりも振動源４により近く配置されていても良い。
【００２９】
また、振動波制御部品１は、一組の振動波制御片６ａ,６ｂから構成される。本実施形態では、振動波制御部品１である一組の振動波制御片６ａ,６ｂは、コンデンサ３とこれらの各振動源４ａ,４ｂ，４ｃ，４ｄとの間に配置される。この振動源４及びコンデンサ３は、それぞれの範囲は所定の広がりを有しているため、振動波制御片６ａ,６ｂが厳密に振動源４とコンデンサ３との線上に配置されていなくても振動源４から発生する振動波５からコンデンサ３を防護することができる。
【００３０】
図１に示すように、本実施形態では、振動波制御部品１は、コンデンサ３を囲む四辺形の相対する２辺に所定の長さの振動波制御片６ａ，６ｂが配置される。すなわち、振動波制御部品１は、コンデンサ３の両側に配置される一組の振動波制御片６ａ，６ｂからなる。しかし、振動波制御部品１の構成は、図１に示した一組の振動波制御片６ａ,６ｂに限定されない。例えば、コンデンサ３の３方向に配置される３つの振動波制御片６から構成されても良い。また、コンデンサ３を４方向から囲むように周辺に配置され、４つの振動波制御片６から構成されても良い。さらに、振動源４が特定されていれば、その振動源４に向かう特定の方向に振動波制御片６が配置されても良い。なお、図１に示す振動波制御片６ａ,６ｂは、配置されるコンデンサ３の数量に従って長さが変動するため、その平面形状を一点鎖線で示す。
【００３１】
振動波制御部品１は、２つの機能により振動源４から発生する振動波５からコンデンサ３を防護する。振動波制御部品１の第１の機能は、コンデンサ３に向かう振動波５を振動波制御片６ａ,６ｂに衝突させることである。これにより、振動源４からコンデンサ３に向かう振動波５を振動波制御片６ａ,６ｂに反射させ、振動波５をコンデンサ３に伝播させない。
【００３２】
図２（ａ）に、図１のＡ−Ａ断面図を示す。また、図２（ｂ）に振動波制御片６ａ，６ｂに挟まれた基板２の線材モデルを示す。振動波制御部品１の第２の機能は、図２（ａ）に示す、振動波制御片６ａ,６ｂに挟まれた基板部分１４において、振動波制御片６ａ,６ｂが基板２に固定されることで断面の曲げ剛性を高め、変形を減少させて振動を抑制することである。すなわち、図２（ｂ）に示すように、振動波制御片６ａ,６ｂに挟まれた基板部分１４の両端部の境界条件は、振動波制御片６ａ,６ｂが基板２に取り付けられることにより、断面の回転変形が抑えられる固定端になる。この場合、基板２の変形モードは、図２（ｂ）に示すように両端部で固定端の変形モードになり、中央部の最大変形量は振動波制御片６ａ,６ｂがない場合に比べて減少する。このため、振動波制御片６ａ,６ｂに挟まれた基板部分１４の変形量が減少し、振動波に対して振幅が減少して振動が抑制される。この第２の機能は、図１の振動源４ｄのように振動波制御片６ａ,６ｂに衝突しないでコンデンサ３に到達する振動波５に対しても有効である。
【００３３】
（振動波制御片の断面形状）
振動波制御部品１の断面形状についての実施例を示す。振動波制御部品１は、図１（ｂ）に示すように、振動波制御片６ａ，６ｂが、基板２面から突出する凸状断面１３ａを有しても良い。すなわち、振動波制御片６ａ，６ｂを上方に向かって凸状断面１３ａに折り曲げて基板２に接続する。振動波制御片６ａ，６ｂをこのような断面形状にすることで、より少ない材料により効率的に曲げ剛性の高い振動波制御片６ａ，６ｂを得ることができる。
【００３４】
また、図１（ｃ）に示すように、振動波制御部品１は、振動波制御片６ａが、基板２面から連続して突出する複数の凸状断面１３ｂを有しても良い。すなわち、振動波制御片６ａ，６ｂを上方に向かう複数の凸状断面１３ｂとして基板２に接続する。振動波制御片６ａ，６ｂをこのような断面形状にすることで、より少ない材料により効率的に曲げ剛性の高い振動波制御片６ａ，６ｂを得ることができる。図１（ｂ）及び図１（ｃ）の振動波制御片６ａ，６ｂは、それぞれ独立して採用される。なお、これらの実施形態の振動波制御片６ａ，６ｂは、コンデンサ３から離れているため基板２にハンダ１０付けすることが可能である。
【００３５】
（振動波制御片の長さ）
図３に、セラミック製のコンデンサ３の振動波制御片の中心から最外端までの長さ（Ｌ）の設定手法を示す。振動波制御部品１は、振動波制御片６ａ,６ｂの中心から最外端までの必要長さ（Ｌ）を、コンデンサ３の最も剛性が低くなる方向、又はコンデンサ３の最もクラックが発生し易い方向から向かう振動波５を衝突させる長さに設定するのが好ましい。すなわち、図３に示すように、コンデンサ３の最も剛性の低い切断面の方向は、セラミック部分の長さが最大となる、隅角部Ａ１及び隅角部Ａ２を結ぶ図３の線Ａの方向である。また、最もクラックの発生し易い切断面の方向は、セラミック誘電体９と外部電極７との接合点のうち対角位置となるＢ１及びＢ２の２点を結ぶ線Ｂの方向である。セラミック製のコンデンサ３の振動波制御片の中心から最外端までの長さ（Ｌ）は、図３において、これらの線Ａ及び線Ｂが振動波制御片６ｂに達するポイント“Ａ”及び“Ｂ”を包含するように設定されるのが好ましい。
【００３６】
以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさ、及び配置関係については、本発明が理解、実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って、本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  振動波制御部品、２  基板、３  電子部品又はコンデンサ、４，４ａ,４ｂ，４ｃ，４ｄ  振動源、５  振動波、６，６ａ，６ｂ  振動波制御片、７  外部電極、８  内部電極、９  セラミック誘電体、１０  ハンダ、１１  ランド、１２  ボンド等の樹脂製の粘着物又は弾性体、１３ａ，１３ｂ  凸状断面、１４  振動波制御片に挟まれた基板部分、１５  浮遊容量、Ａ１，Ａ２  隅角部、Ｌ  振動波制御片の中心から最外端までの長さ。
【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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