(57)【要約】【課題】リフロー時において、小型の表面実装型チップ部品の起き上がり現象を防止する。【解決手段】本発明による表面実装型チップ部品１０は、実装時において回路基板と平行となる実装面２１，２２と、実装面２１，２２に対して垂直であり互いに平行な側面３１，３２と、実装面２１，２２及び側面３１，３２に形成された端子電極４１〜４４とを備える。表面実装型チップ部品１０の重量は３ｍｇ以下であり、実装面２１，２２間の距離をＴとし、側面３１，３２間の距離をＷとした場合、Ｔ／Ｗ≧０．６であり、実装面２１に形成された端子電極の合計面積が、側面３１又は側面３２に形成された端子電極の合計面積よりも大きい。これにより、表面張力による下方向への力が強くなり、横方向への力が弱くなることから、リフロー時における起き上がり現象を防止することが可能となる。【選択図】図１
2008305885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板に表面実装される表面実装型チップ部品であって、
実装時において前記回路基板と平行となる第１及び第２の実装面と、前記第１及び第２の実装面に対して垂直であり互いに平行な第１及び第２の側面と、少なくとも前記第１の実装面並びに前記第１及び第２の側面に形成された端子電極とを備え、
重量が３ｍｇ以下であり、
前記第１の実装面と前記第２の実装面との距離をＴとし、前記第１の側面と前記第２の側面との距離をＷとした場合、Ｔ／Ｗ≧０．６であり、
前記第１の実装面に形成された前記端子電極の合計面積が、前記第１又は第２の側面に形成された前記端子電極の合計面積よりも大きいことを特徴とする表面実装型チップ部品。
【請求項２】
前記第１の実装面に形成された前記端子電極の電極幅が、前記第１及び第２の側面に形成された前記端子電極の電極幅よりも広いことを特徴とする請求項１に記載の表面実装型チップ部品。
【請求項３】
重量が１ｍｇ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面実装型チップ部品。
【請求項４】
Ｔ／Ｗ≧０．８であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の表面実装型チップ部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はチップ部品に関し、特に、回路基板上に表面実装される表面実装型チップ部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯端末やＡＶ機器などの電子機器には、多数のチップ部品が用いられている。チップ部品としては、コンデンサ、インダクタ、コモンモードフィルタ、チップビーズなど様々な種類のものが存在するが、いずれも表面実装型のものが主流である（特許文献１〜４参照）。
【０００３】
表面実装型チップ部品は、次の手順により回路基板に実装される。まず、回路基板上の電極パターンにクリーム状の半田を供給し、その上にチップ部品を載置する。そして、一括リフローを行うことにより半田を溶融させ、回路基板上の電極パターン及びチップ部品上の端子電極に半田を広げる。これにより、チップ部品が回路基板に対して電気的に接続されるとともに、機械的に固定される。
【特許文献１】特開２００５−２２３２８０号公報
【特許文献２】特開２００２−３６７８５２号公報
【特許文献３】特開２００２−３６７８５１号公報
【特許文献４】特開平１１−１０３２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年においては、表面実装型チップ部品の小型化が進んでおり、製品によっては重量が３ｍｇ以下のものも存在する。このような小型のチップ部品を回路基板に実装する場合、リフロー時に溶融した半田の表面張力によって、チップ部品が９０度回転するという現象が生じることがあった。回転したチップ部品は、回路基板との正しい電気的接続がなされていないことから、接続不良となってしまう。
【０００５】
本発明者らは、チップ部品の起き上がり現象について鋭意研究を重ねた結果、所定の条件が揃った場合にこの現象が頻発することを見いだした。すなわち、本発明者らの研究によれば、リフロー時における起き上がり現象は重量が３ｍｇ以下の製品において発生し、それより重い製品においてはほとんど発生しないことが判明した。その一方で、重量が３ｍｇ以下の製品であっても、チップ部品の高さを規定する距離Ｔと、端子電極が形成された両側面間の距離Ｗとの関係がＴ／Ｗ＜０．６であれば、リフロー時における起き上がり現象がほとんど発生しないことも判明した。すなわち、起き上がり現象は、重量が３ｍｇ以下であり、且つ、Ｔ／Ｗ≧０．６である製品において頻繁に発生することが判明した。
【０００６】
本発明は、このような技術的知見に基づきなされたものであって、リフロー時における起き上がり現象が防止された小型の表面実装型チップ部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による表面実装型チップ部品は、回路基板に表面実装される表面実装型チップ部品であって、実装時において前記回路基板と平行となる第１及び第２の実装面と、前記第１及び第２の実装面に対して垂直であり互いに平行な第１及び第２の側面と、少なくとも前記第１の実装面並びに前記第１及び第２の側面に形成された端子電極とを備え、重量が３ｍｇ以下であり、前記第１の実装面と前記第２の実装面との距離をＴとし、前記第１の側面と前記第２の側面との距離をＷとした場合、Ｔ／Ｗ≧０．６であり、前記第１の実装面に形成された前記端子電極の合計面積が、前記第１又は第２の側面に形成された前記端子電極の合計面積よりも大きいことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、リフロー時における起き上がり現象が生じやすい条件を持った表面実装型チップ部品において、第１の実装面に形成された端子電極の面積が大きく、第１又は第２の側面に形成された端子電極の面積が小さく設定されている。これにより、表面張力による下方向への力が強くなり、横方向への力が弱くなることから、リフロー時における起き上がり現象を防止することが可能となる。
【０００９】
本発明において、第１の実装面に形成された端子電極の電極幅は、第１及び第２の側面に形成された端子電極の電極幅よりも広いことが好ましい。これによれば、第１の実装面に形成された端子電極の面積を増やし、第１又は第２の側面に形成された端子電極の面積を減らすことが容易となる。
【発明の効果】
【００１０】
このように、本発明によれば、リフロー時における起き上がり現象が防止された小型の表面実装型チップ部品を提供することが可能となる。
【００１１】
リフロー時における起き上がり現象は、重量が１ｍｇ以下である製品や、Ｔ／Ｗ≧０．８である製品において極めて顕著となることから、本発明はこのような製品に適用することが特に好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の好ましい実施形態による表面実装型チップ部品１０の構造を示す略斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態による表面実装型チップ部品１０は、互いに平行な第１及び第２の実装面２１，２２と、第１及び第２の実装面２１，２２に対して垂直な第１〜第４の側面３１〜３４とを備えている。
【００１５】
第１及び第２の実装面２１，２２は、実装時においていずれか一方が回路基板と向き合う底面となり、他方が上面となる。第１の実装面２１には端子電極４１ａ〜４４ａが設けられており、第２の実装面２２には端子電極４１ｃ〜４４ｃが設けられている。第１の実装面２１に設けられた端子電極４１ａ〜４４ａと、第２の実装面２２に設けられた端子電極４１ｃ〜４４ｃとは、実質的に同じパターンを有している。このため、実装時においていずれの実装面を回路基板側に向けても構わない。図１に示すように、第１の実装面２１と第２の実装面２２との距離、すなわち高さは、Ｔと定義される。
【００１６】
第１及び第２の側面３１，３２は、第１及び第２の実装面２１，２２に対して垂直であり互いに平行な面である。第１の側面３１には端子電極４１ｂ，４２ｂが設けられており、第２の側面３２には端子電極４３ｂ，４４ｂが設けられている。第１の側面３１に設けられた端子電極４１ｂ，４２ｂと、第２の側面３２に設けられた端子電極４３ｂ，４４ｂとは、実質的に同じパターンを有している。このため、実装時において第１及び第２の側面３１，３２は交換可能である。図１に示すように、第１の側面３１と第２の側面３２との距離は、Ｗと定義される。
【００１７】
第３及び第４の側面３３，３４は、第１及び第２の実装面２１，２２並びに第１及び第２の側面３１，３２に対して垂直であり、互いに平行な面である。第３及び第４の側面３３，３４には、端子電極は設けられていない。図１に示すように、第３の側面３３と第４の側面３４との距離は、Ｌと定義される。
【００１８】
図１に示すように、端子電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃ（端子電極４１と総称することがある）は一つの連続した端子電極であり、端子電極４２ａ，４２ｂ，４２ｃ（端子電極４２と総称することがある）は一つの連続した端子電極であり、端子電極４３ａ，４３ｂ，４３ｃ（端子電極４３と総称することがある）は一つの連続した端子電極であり、端子電極４４ａ，４４ｂ，４４ｃ（端子電極４４と総称することがある）は一つの連続した端子電極である。したがって、本実施形態による表面実装型チップ部品１０は、４端子型のチップ部品である。
【００１９】
本実施形態においては、第１及び第２の実装面２１，２２に形成された端子電極の電極幅ｗ１が、第１及び第２の側面３１，３２に形成された端子電極の電極幅ｗ２よりも広く設定されている。ここで、「電極幅」とは、距離Ｌを定義する方向における端子電極の幅を指す。端子電極がこのような形状を有しているのは、第１及び第２の実装面２１，２２における端子電極の面積をより広くする一方で、第１又は第２の側面３１，３２における端子電極の面積をより狭くするためである。これにより、リフロー時において半田が溶融した際、表面張力による下方向への力が強くなる一方、横方向への力が弱くなることから、起き上がり現象が防止される。
【００２０】
本実施形態による表面実装型チップ部品１０の種類については特に限定されないが、一例として、コモンモードフィルタを挙げることができる。この場合、図２に示すように、端子電極４１と端子電極４３との間に形成されるコイルＣ１と、端子電極４２と端子電極４４との間に形成されるコイルＣ２とが磁気結合した回路構成となる。
【００２１】
ここで、チップ部品の起き上がり現象について説明する。
【００２２】
図３は、リフロー時において半田が溶融した際に生じる力のモーメントを説明するための図であり、（ａ）は濡れ性が良好な場合、（ｂ）は濡れ性が良好でない場合を示している。
【００２３】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、チップ部品１０には自重が存在するため、リフロー前の状態においては、下方向へのモーメントＦｇのみが実質的に作用している。このため、チップ部品１０は自重によって回路基板５０に載置された状態である。これに加え、リフローによって半田５１が溶融すると、溶融した半田５１の表面張力によるモーメントが発生する。半田５１の表面張力によるモーメントは、端子電極４１ａ（及び４２ａ）との接触によるモーメントＦｅ１と、端子電極４３ａ（及び４４ａ）との接触によるモーメントＦｅ２と、端子電極４１ｂ（及び４２ｂ）との接触によるモーメントＦｓ１と、端子電極４３ｂ（及び４４ｂ）との接触によるモーメントＦｓ２とが含まれる。モーメントＦｅ１，Ｆｅ２は下方向に作用する力のモーメントであり、モーメントＦｓ１，Ｆｓ２は横方向に作用する力のモーメントである。
【００２４】
この時、半田５１の濡れ性が良好である場合には、図３（ａ）に示すように、横方向のモーメントＦｓ１，Ｆｓ２は実質的に均等であることから、チップ部品１０がこれらのモーメントによって動くことはない。このため、端子電極４１（及び４２）と回路基板上の電極パターン５２が電気的に接続され、端子電極４３（及び４４）と回路基板上の電極パターン５３が電気的に接続されることになる。
【００２５】
しかしながら、半田５１の濡れ性が良好でなく、モーメントＦｓ２が作用していない場合には、図３（ｂ）に示すように、横方向にはモーメントＦｓ１のみが作用することになる。このため、チップ部品１０の重量が軽い場合（モーメントＦｇが小さい場合）や、距離Ｔと距離Ｗとの関係Ｔ／Ｗが大きい場合には、横方向にはモーメントＦｓ１によってチップ部品１０が起き上がり、図４に示すように９０度回転してしまう。その結果、端子電極４３（及び４４）と電極パターン５３とが接続されない状態となる。すなわち、接続不良となってしまう。
【００２６】
これがチップ部品の起き上がり現象であり、チップ部品１０の重量が軽いほど生じやすい。本発明者らの研究によれば、重量が３ｍｇを超える製品では起き上がり現象はほとんど生じないのに対し、重量が３ｍｇ以下の製品では重量が軽くなればなるほど起き上がり現象の発生確率が高まり、重量が１ｍｇ以下になると起き上がり現象の発生が極めて顕著となることが分かった。
【００２７】
但し、重量が３ｍｇ以下の製品であっても、Ｔ／Ｗ＜０．６であれば起き上がり現象はほとんど発生しないことも判明した。これは、Ｔに対してＷが十分に大きければ、重心が低いため、姿勢が安定するためである。これに対し、Ｔ／Ｗ≧０．６である場合には、断面形状が正方形に近くなるため重心が高くなり、起き上がり現象が発生してしまうものと考えられる。特に、Ｔ／Ｗ≧０．８である製品では、より重心が高くなることから、起き上がり現象の発生が極めて顕著となることも判明した。
【００２８】
以上を総合すれば、起き上がり現象は、重量が３ｍｇ以下であり、且つ、Ｔ／Ｗ≧０．６である製品において発生することが分かる。
【００２９】
このような起き上がり現象の発生を防止すべく、本実施形態では、第１の実装面２１又は第２の実装面２２に形成された端子電極の合計面積が、第１の側面３１に形成された端子電極の合計面積よりも大きく、且つ、第２の側面３２に形成された端子電極の合計面積よりも大きく設定されている。
【００３０】
具体的に説明すると、図１に示すように、第１の実装面２１に形成された端子電極４１ａ〜４４ａはいずれも電極幅がｗ１であり、電極長がｗ３であることから、第１の実装面２１における端子電極の合計面積Ｓ１は、
Ｓ１＝４×ｗ１×ｗ３
となる。ここで、「電極長」とは、Ｗ又はＴを定義する方向における長さを指す。第２の実装面２２に形成された端子電極４１ｃ〜４４ｃの合計面積も同じである。
【００３１】
一方、第１の側面３１に形成された端子電極４１ｂ，４２ｂはいずれも電極幅がｗ２であり、電極長がＴであることから、第１の側面３１における端子電極の合計面積Ｓ２は、
Ｓ２＝２×ｗ２×Ｔ
となる。第２の側面３２に形成された端子電極４３ｂ，４４ｂの合計面積も同じである。
【００３２】
そして、本発明においてはＳ１＞Ｓ２に設定されており、これによって下方向のモーメントＦｅ１，Ｆｅ２を増大させる一方、横方向のモーメントＦｓ１，Ｆｓ２を低減させている。その結果、図３（ｂ）に示したように、半田の濡れ性が良好でないために横方向のモーメントＦｓ１のみ（又はＦｓ２のみ）が作用した場合であっても、起き上がり現象が生じにくくなる。
【００３３】
このため、本実施形態による表面実装型チップ部品１０は、起き上がり現象による接続不良を生じさせることなく、重量を３ｍｇ以下、特に１ｍｇ以下とすることが可能となり、形状をＴ／Ｗ≧０．６、特にＴ／Ｗ≧０．８とすることが可能となる。
【００３４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００３５】
例えば、上記実施形態による表面実装型チップ部品１０は、４端子型のチップ部品であるが、本発明の対象がこれに限定されるものではない。
【００３６】
また、上記実施形態による表面実装型チップ部品１０では、第１及び第２の実装面２１，２２に形成された端子電極の電極幅が、第１及び第２の側面３１，３２に形成された端子電極の電極幅よりも広く設定されているが、この形状は本発明における好ましい形状であって、本発明がこれに限定されるものではない。
【００３７】
さらに、上記実施形態による表面実装型チップ部品１０では、第３及び第４の側面３３，３４に端子電極が形成されていないが、ここに端子電極が形成されていても構わない。
【００３８】
さらに、上記実施形態による表面実装型チップ部品１０では、第１の実装面２１と第２の実装面２２の両方に端子電極が形成されているが、これらの少なくとも一方に端子電極が形成されていれば足りる。同様に、上記実施形態による表面実装型チップ部品１０では、第１の側面３１と第２の側面３２の両方に端子電極が形成されているが、これらの少なくとも一方に端子電極が形成されていれば足りる。
【実施例１】
【００３９】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。
【００４０】
まず、図１に示した表面実装型チップ部品１０と同様の外観を有するサンプル＃１，＃２と、図５に示す外観を有するサンプル＃３〜＃５と、図６に示す外観を有するサンプル＃６，＃７を、それぞれ多数個用意した。
【００４１】
サンプル＃３〜＃５の外観は、図５に示すように、端子電極の電極幅ｗ１とｗ２が一致している点において、サンプル＃１，＃２と異なる。また、サンプル＃６，＃７の外観は、図６に示すように、８つの端子電極４１〜４８を有する８端子型のチップ部品である点、並びに、端子電極の電極幅ｗ１とｗ２が一致している点において、サンプル＃１と異なる。
【００４２】
サンプル＃１〜＃７のサイズ、重量及び端子電極の形状などは、図７に示す通りである。
【００４３】
図７から明らかなとおり、重量が３ｍｇ以下であり、且つ、Ｔ／Ｗ≧０．６であるチップ部品はサンプル＃１〜＃４のみであり、他のサンプル＃５〜＃７はこれらの一方又は両方の条件を満たしていない。換言すれば、サンプル＃１〜＃４は起き上がり現象の生じやすいチップ部品であるのに対し、サンプル＃５〜＃７は起き上がり現象の生じにくいチップ部品である。
【００４４】
これに対し、サンプル＃１は重量がわずか０．５ｍｇであり、立ち上がり現象が非常に発生しやすい条件を有している。また、サンプル＃２〜＃４のチップ形状は互いに同一であり、いずれも重量が１ｍｇ、且つ、Ｔ／Ｗ＝０．８である。このため、立ち上がり現象が非常に発生しやすい条件を有している。サンプル＃２〜＃４は、端子電極の形状が互いに相違している。
【００４５】
次に、クリーム状の半田が供給された回路基板にサンプル＃１〜＃７を載置し、一括リフローを行った。そして、目視により、起き上がり現象の発生の有無を確認し、発生確率を算出した。各サンプル＃１〜＃７における起き上がり現象の発生確率は、図７に示されている。
【００４６】
図７に示すように、本発明の適用対象外であるサンプル＃５〜＃７は、いずれもＳ１≦Ｓ２であるにもかかわらず、立ち上がり現象の発生は認められなかった。
【００４７】
一方、本発明の適用対象内であるサンプル＃１〜＃４においては結果が分かれた。すなわち、Ｓ１＞Ｓ２の条件を満たすサンプル＃１，＃２については、立ち上がり現象の発生が認められなかったものの、Ｓ１≦Ｓ２であるサンプル＃３，＃４については、所定の確率で立ち上がり現象が発生した。立ち上がり現象の発生確率は、Ｓ１に対してＳ２が大きいほど高くなった。
【００４８】
このように、サンプル＃１，＃２は、立ち上がり現象が非常に発生しやすい条件を有しているにも関わらず、Ｓ１＞Ｓ２の条件を満たすことによって、立ち上がり現象の発生がゼロに抑えられることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の好ましい実施形態による表面実装型チップ部品１０の構造を示す略斜視図である。
【図２】表面実装型チップ部品１０の回路図である。
【図３】リフロー時において半田が溶融した際に生じる力のモーメントを説明するための図であり、（ａ）は濡れ性が良好な場合、（ｂ）は濡れ性が良好でない場合を示している。
【図４】立ち上がり現象が発生した状態を示す図である。
【図５】サンプル＃２〜＃４の外観を示す図である。
【図６】サンプル＃５，＃６の外観を示す図である。
【図７】サンプル＃１〜＃６の条件及び立ち上がり現象の発生確率を示す表である。
【符号の説明】
【００５０】
１０      表面実装型チップ部品
２１      第１の実装面
２２      第２の実装面
３１      第１の側面
３２      第２の側面
３３      第３の側面
３４      第４の側面
４１〜４８    端子電極
４１ａ〜４４ａ，４１ｂ〜４４ｂ，４１ｃ〜４４ｃ    端子電極
５０      回路基板
５１      半田
５２，５３    電極パターン
Ｃ１，Ｃ２    コイル
【図１】
2008305885.tif 000003
【図２】
2008305885.tif 000004
【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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