(57)【要約】【課題】電子部品を基板にはんだ実装するにあたって、従来の実装工程にてはんだ接続部の厚さを増加させ適切に接続可能とする。【解決手段】電子部品１０を基板２０の一面上に搭載し、電子部品１０の部品電極１１と基板２０の電極ランド２１とをはんだ３０を介して電気的に接続してなる電子部品の実装構造において、電子部品１０と基板２０の一面との対向する部分のうち電極ランド２１以外の部分にて、基板２０の一面には、はんだ付け用ランド４０が形成されており、電子部品１０ははんだ付け用ランド４０に設けられたはんだ３０を介して基板２０に支持されている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品（１０）を基板（２０）の一面上に搭載し、前記電子部品の部品電極（１１）と前記基板の電極ランド（２１）とをはんだ（３０）を介して電気的に接続してなる電子部品の実装構造において、
前記電子部品と前記基板の一面との対向する部分のうち前記部品電極および前記電極ランド以外の部分にて、前記電子部品および前記基板の一面の少なくとも一方には、はんだ付け用ランド（４０）が形成されており、
前記電子部品は前記はんだ付け用ランドに設けられたはんだ（３０）を介して前記基板に支持されていることを特徴とする電子部品の実装構造。
【請求項２】
電子部品（１０）を基板（２０）の一面上に搭載し、前記電子部品の部品電極（１１）と前記基板の電極ランド（２１）とをはんだ（３０）を介して電気的に接続してなる電子部品の実装方法において、
前記電子部品と前記基板の一面との対向する部分のうち前記部品電極および前記電極ランド以外の部分にて、前記電子部品および前記基板の一面の少なくとも一方に、はんだ付け用ランド（４０）を形成する工程と、
前記基板の一面のうち前記電極ランドおよび前記はんだ付け用ランドに対応した部位にはんだを印刷して供給する工程と、
次に、前記電子部品を前記基板の一面上に搭載してはんだ接続を行う工程とを備え、
前記はんだを印刷する工程においては、前記部品電極における前記電極ランドと対向する面（１１ａ）の面積をＳ１、前記電極ランドの面積をＳ２、前記はんだ付け用ランドの面積をＳ３とし、前記電極ランドに対して供給されるはんだの印刷面積をＳ２’、前記はんだ付け用ランドに対して供給されるはんだの印刷面積をＳ３’としたとき、
比Ｓ３’／Ｓ３の値が比Ｓ２’／（Ｓ１＋Ｓ２）の値よりも大きい関係を満足するようにしたことを特徴とする電子部品の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板にはんだ実装してなる電子部品の実装構造およびそのような電子部品の実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電子部品としては、フリップチップ、ＣＳＰ（チップサイズパッケージ）、セラミック部品、モールド部品などが用いられる。そして、このような電子部品を基板の一面上に搭載し、電子部品の部品電極と基板の電極ランドとをはんだを介して電気的に接続することで実装がなされる。
【０００３】
図５は従来の一般的な電子部品の実装方法を示す図である。図５中、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）は基板上からみた平面図、（ｄ）、（ｆ）はそれぞれ（ｃ）、（ｅ）の紙面垂直方向に沿った概略断面図である。
【０００４】
この従来の実装方法では、まず、基板２０の一面上に形成されている電極ランド２１にはんだ３０を供給する（図５（ａ）、（ｂ））。続いて、電子部品１０を基板２０の一面上に搭載し、電子部品１０の部品電極１１と基板２０の電極ランド２１とをはんだ３０を介して接触させる（図５（ｃ）、（ｄ））。
【０００５】
その後、はんだ３０をリフローさせることにより、電子部品１０の部品電極１１と基板２０の電極ランド２１とをはんだ３０を介して電気的・機械的に接続する（図５（ｅ）、（ｆ））。こうして、電子部品の実装構造が完成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の実装方法では、部品電極１１の下のはんだ接続部が薄くなってしまう。これは、上記図５（ｆ）中の矢印に示すように、はんだ３０のリフロー時にはんだ３０が部品電極１１の上方に濡れることから、その分、部品電極１１下のはんだ量が減少するためである。
【０００７】
温度サイクル環境下においては、基板２０と電子部品１０との熱膨張係数の差により、はんだ接続部に応力が生じる。このとき、はんだ接続部が薄いと、この熱膨張係数差を緩和しにくく上記応力が増大して接続信頼性が著しく劣化するという問題が起こる。
【０００８】
このような不具合を解消する目的で、従来では、特開平４−１７１７９０号公報に記載されているように電子部品の下に絶縁層を介在させたり、特開平５−６７８５８号公報に記載されているように両面テープを電子部品の下に介在させることより、電子部品を支持してはんだの厚さを確保する方法が提案されている。
【０００９】
しかし、この従来方法では、電子部品を基板に搭載する前に、はんだの供給とは別に、基板上へ絶縁層や両面テープといった別部材を配設する工程が必要となる。そのため、実装時における工程数や材料費の増加といった問題がある。
【００１０】
さらには、上記別部材の材質によっては、温度サイクル環境下での別部材の劣化による密着性低下、基板と電子部品との熱膨張係数差による部品接続部への悪影響、別部材の吸湿や腐食による電気的絶縁性の劣化など、種々の不適切な問題が懸念される。
【００１１】
また、はんだ接続部のみでは耐久性が満足できないような場合、電子部品と基板との間にアンダーフィル（補強樹脂）を充填して接続強度を補強する構造が採用される。このような構造を採用するにしても、はんだ接続部が薄くなると電子部品と基板との間隔が狭くなるため、アンダーフィルの注入性の低下、ボイドの発生といった問題が生じる。
【００１２】
本発明は上記問題に鑑み、電子部品を基板にはんだ実装するにあたって、従来の実装工程にてはんだ接続部の厚さを増加させ、適切に接続可能とすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、電子部品（１０）を基板（２０）の一面上に搭載し、電子部品の部品電極（１１）と基板の電極ランド（２１）とをはんだ（３０）を介して電気的に接続してなる電子部品の実装構造において、電子部品と基板の一面との対向する部分のうち部品電極および電極ランド以外の部分にて、電子部品および基板の一面の少なくとも一方には、はんだ付け用ランド（４０）が形成されており、電子部品ははんだ付け用ランドに設けられたはんだ（３０）を介して基板に支持されていることを特徴とする。
【００１４】
それによれば、電子部品を基板の一面上に搭載してはんだをリフローする際には、電子部品は本来の電気的な接続部である部品電極以外にも、はんだ付け用ランドに設けられたはんだによって基板に支持される。そのため、リフロー時の電子部品の沈み込みを抑制することができる。
【００１５】
また、はんだ付け用ランドは、基板の電極ランド形成工程にて電極ランドと同時に基板に形成したり、電子部品に予め形成しておけばよい。また、電極ランドやはんだ付け用ランドに設けるはんだは、通常の印刷法などにより基板の一面上に配設すればよい。
【００１６】
そのため、電子部品の基板への実装時には、上記したように別部材を基板上に設ける必要がなくなり、それに伴い上記した別部材に起因して懸念される種々の問題も無くなる。
【００１７】
よって、本発明によれば、従来の実装工程にてはんだ接続部の厚さを増加させることができ、かつ適切にはんだ接続を可能とすることができる。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明は、電子部品（１０）を基板（２０）の一面上に搭載し、電子部品の部品電極（１１）と基板の電極ランド（２１）とをはんだ（３０）を介して電気的に接続してなる電子部品の実装方法において、以下の特徴を有するものである。
【００１９】
本実装方法は、電子部品と基板の一面との対向する部分のうち部品電極および電極ランド以外の部分にて、電子部品および基板の一面の少なくとも一方に、はんだ付け用ランド（４０）を形成する工程と、基板の一面のうち電極ランドおよびはんだ付け用ランドに対応した部位にはんだを印刷して供給する工程と、次に、電子部品を基板の一面上に搭載してはんだ接続を行う工程とを備える。
【００２０】
そして、はんだを印刷する工程においては、部品電極における電極ランドと対向する面（１１ａ）の面積をＳ１、電極ランドの面積をＳ２、はんだ付け用ランドの面積をＳ３とし、電極ランドに対して供給されるはんだの印刷面積をＳ２’、はんだ付け用ランドに対して供給されるはんだの印刷面積をＳ３’としたとき、比Ｓ３’／Ｓ３の値が比Ｓ２’／（Ｓ１＋Ｓ２）の値よりも大きい関係を満足するようにする。以上の特徴を有するものが請求項２に記載の実装方法である。
【００２１】
本実装方法によれば、はんだ付け用ランドを形成する工程、はんだを印刷して供給する工程、はんだ接続を行う工程を行うことで請求項１に記載の実装構造を適切に作ることができる。ここで、はんだ付け用ランドは、上述したように、電極ランドと同時に形成できるため工程数の増加につながらない。
【００２２】
さらに、本実装方法では、電極ランドよりもはんだ付け用ランドの方が、ランドの単位面積当たりでより多くのはんだが印刷供給されることになる。ここで、はんだはランドにしか濡れないので、リフローされた後のはんだの幅はランドの面積に制約され、この制約された幅に対して広がる量よりもはんだの量が多くなるほどはんだの厚さすなわち高さが大きくなる。
【００２３】
そのため、本実装方法では、リフロー時において、はんだ付け用ランドの方が電極ランドよりも、供給されたはんだを高くしやすくできる。このことは、はんだ付け用ランドに設けられたはんだによって電子部品を支持しはんだ接続部の厚さを増加させるためには、好ましい。
【００２４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態に係る電子部品の実装構造を示す概略断面図である。基板２０の一面上に電子部品１０が搭載され実装されている。
【００２６】
本実施形態の電子部品１０としては、フリップチップ、ＣＳＰ（チップサイズパッケージ）、セラミック部品、モールド部品などを用いることができる。図示例では電子部品１０は、エポキシ樹脂などの樹脂にてモールドされたダイオードとして示されており、樹脂モールド部１０ａの両端には部品電極１１が設けられている。
【００２７】
部品電極１１は樹脂モールド部１０ａの両端から基板２０側に向かって延びており、その先端部は後述する基板２０の電極ランド２１と対向する面１１ａを有するように折り曲げられた形となっている。この部品電極１１の材質は、４２アロイやＣｕなどの母材表面にＳｎめっきやはんだめっきを施したものなどを採用することができる。
【００２８】
基板２０はアルミナや窒化アルミニウムなどのセラミック基板やプリント基板などの配線基板あるいはリードフレームなどを採用することができるが、本例では、アルミナ基板を採用している。
【００２９】
基板２０の一面上には、電子部品１０の部品電極１１に対応した電極ランド２１が形成されている。この電極ランド２１はめっき法や厚膜印刷法などを用いてＡｕ、Ａｇ、Ｃｕなどから形成されている。
【００３０】
そして、電子部品１０は基板２０の一面上に搭載されており、電子部品１０の部品電極１１と基板２０の電極ランド２１とは、はんだ３０を介して電気的・機械的に接続されている。こうして、電子部品１０と基板２０とは、部品電極１１、はんだ３０、電極ランド２１を介して電気的に接続されている。
【００３１】
ここで、はんだ３０はＳｎ−Ａｇ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだなどのＰｂフリーはんだや、Ｓｎ−Ｐｄ系はんだなどのＰｂ入り共晶はんだなどを採用できる。
【００３２】
また、図１に示すように、電子部品１０と基板２０の一面との対向する部分のうち部品電極１１および電極ランド２１以外の部分にて、基板２０の一面には、はんだ付け用ランド４０が形成されている。図示例では、はんだ付け用ランド４０は、対向して配列された一対の電極ランド２１の間に２個設けられている。
【００３３】
このはんだ付け用ランド４０は、電極ランド１１と同様の材質すなわちＡｕ、Ａｇ、Ｃｕなどから形成されており、電極ランド１１の形成と同時に形成されるものである。
【００３４】
そして、はんだ付け用ランド４０上にははんだ３０が設けられており、このはんだ付け用ランド４０上のはんだ３０は、電子部品１０の樹脂モールド部１０ａに接触して電子部品１０を基板２０上に支持している。
【００３５】
次に、上記図１に示す電子部品の実装構造を形成するための電子部品の実装方法の一例について述べる。図２は本実装方法を示す工程図である。図２中、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）は基板２０の一面上からみた平面図、（ｄ）、（ｆ）はそれぞれ（ｃ）、（ｅ）の紙面垂直方向に沿った概略断面図すなわち上記図１に対応した断面図である。
【００３６】
図２（ａ）では基板２０の一面における電極ランド２１、はんだ付け用ランド４０の平面形状が示されている。電極ランド２１は矩形状であり、はんだ付け用ランド４０は短冊形状をなしている。
【００３７】
ここで、はんだ付け用ランド４０は電子部品１０を支持したときに傾きにくいように、電子部品１０の中心に対して対称形に配置することが好ましい。これら両ランド２１、４０はめっき法や印刷法などにより同時に基板２０に形成する。
【００３８】
図２（ａ）中の各部の寸法の一例を示しておく。一対の電極ランド２１の配列方向の間隔Ｄ１は１．５８ｍｍ、電極ランド２１において上記配列方向の幅Ｗ１は２．７ｍｍ、この幅Ｗ１と直交する方向の幅Ｗ２は２ｍｍ、はんだ付け用ランドの配列方向の幅Ｗ３は０．１ｍｍ、はんだ付け用ランド４０と電極ランド２１との距離Ｄ２は０．２５ｍｍである。
【００３９】
ここで、電極間の絶縁破壊やマイグレーションによる短絡などを考慮すると、はんだ付け用ランド４０と電極ランド２１との距離Ｄ２は１００μｍ以上あることが好ましい。また、はんだ付け用ランド４０の厚さは電極ランド２１よりも厚い方が好ましい。これは、めっきの回数や印刷マスクの厚さを調整することで可能である。
【００４０】
次に、図２（ｂ）に示すように、基板２０の一面のうち電極ランド２１およびはんだ付け用ランド４０の上にはんだ３０を印刷して供給する。供給されるはんだ３０の厚さに関しては５０μｍ〜３００μｍ程度とすることができる。
【００４１】
さらに、このはんだ３０を印刷する工程においては、電極ランド２１に対して供給するはんだ量とはんだ付け用ランド４０に対して供給するはんだ量とを、次のように調整することが好ましい。
【００４２】
部品電極１１における電極ランド２１と対向する面１１ａ（図１参照）の面積をＳ１、電極ランド２１の面積をＳ２、はんだ付け用ランド４０の面積をＳ３とし、電極ランド２１に対して供給されるはんだ３０の印刷面積をＳ２’、はんだ付け用ランド４０に対して供給されるはんだ３０の印刷面積をＳ３’とする。
【００４３】
なお、本例では、部品電極１１の面１１ａおよび各ランド２１、４０はともに一対のものよりなるが、これらの面積は一対の総計である。つまり、１個の電子部品１０に対して複数個の部品電極１１や各ランド２１、４０があるときは、その面積Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は複数個の総計である。
【００４４】
このとき、比Ｓ３’／Ｓ３の値が比Ｓ２’／（Ｓ１＋Ｓ２）の値よりも大きい関係を満足するようにする。この面積の関係は、はんだの印刷マスクパターンを調整したり、各ランド２１、４０を形成する際にそのサイズを調整するなどにより満足させることができる。
【００４５】
上記面積の関係を満足させるための、はんだ３０の印刷マスクパターンの一例を図３に示す。図３中には、電極ランド２１およびはんだ付け用ランド４０とマスクの開口部Ｍ１の形状が示されており、ランド２１、４０には識別のためハッチングが施してある。
【００４６】
また、図３中には、マスク開口部Ｍ１に関する各部の寸法について、単位をｍｍとして具体的な数値を示してある。なお、図３の寸法例は上記図２（ａ）におけるランド部分の寸法例に対応したものである。
【００４７】
この図３に示す例では、Ｓ１＝３．６ｍｍ２、Ｓ２＝１０．８ｍｍ２、Ｓ３＝０．４ｍｍ２、Ｓ２’＝１３．９２ｍｍ２、Ｓ３’＝１．４４ｍｍ２であり、比Ｓ３’／Ｓ３の値が３．６、比Ｓ２’／（Ｓ１＋Ｓ２）の値が０．９７であり、上記面積の関係を満足する。
【００４８】
このようにしてはんだ供給を行った後、電子部品１０を基板２０の一面上に搭載してはんだ接続を行う。まず、図２（ｃ）、（ｄ）に示すように、電子部品１０を位置あわせして基板２０の一面に搭載し、電子部品１０の部品電極１１と基板２０の電極ランド２１とをはんだ３０を介して接触させる。
【００４９】
次に、図２（ｅ）、（ｆ）に示すように、はんだ３０をリフローさせ、その後固化させることにより部品電極１１と電極ランド２１のはんだ接続が完了し、上記図１に示す実装構造が完成する。
【００５０】
リフローの際には、供給されたはんだ３０は各ランド２１、４０にしか濡れないのでランド２１、４０の周囲に存在していたはんだ３０は、リフローによりランド２１、４０上に集まってくる。
【００５１】
このときはんだ付け用ランド４０に多くのはんだ３０を供給しておくことで、上記図２（ｃ）、（ｄ）から（ｅ）、（ｆ）に示すように、はんだ付け用ランド４０にはんだ３０が集まる。そして、集まったはんだの表面張力によってリフロー時に電子部品１０が支持され、電子部品１０の沈み込みが抑制される。そのため、結果としてできあがった実装構造においては、はんだ接続部の厚さを増加させることができる。
【００５２】
以上述べたように、本実施形態によれば、電子部品１０を基板２０の一面上に搭載してはんだ３０をリフローする際には、電子部品１０は本来の電気的な接続部である部品電極１１以外にも、はんだ付け用ランド４０に設けられたはんだによって基板３０に支持されるため、リフロー時の電子部品１０の沈み込みが抑制される。
【００５３】
また、はんだ付け用ランド４０は、基板２０の電極ランド形成工程にて電極ランド２１と同時に基板２０に形成でき、電極ランド２１やはんだ付け用ランド４０に設けるはんだ３０は、通常の印刷法などにより基板２０の一面上に配設することができる。
【００５４】
そのため、電子部品１０の基板２０への実装時には、上記したような絶縁層や両面テープなどの別部材を基板上に設ける必要がなくなり、それに伴い上記した別部材に起因して懸念される種々の問題、すなわち上記した温度サイクル環境下での別部材の劣化による密着性低下、基板と電子部品との熱膨張係数差への悪影響、別部材の吸湿や腐食による電気的絶縁性の劣化などの問題も無くなる。
【００５５】
このように、本実施形態によれば、従来の実装工程にてはんだ接続部の厚さ（つまり、部品電極１１と電極ランド２１間のはんだ３０の厚さ）を増加させることができ、かつ適切にはんだ接続を可能とすることができる電子部品の実装構造および実装方法を提供することができる。
【００５６】
ちなみに、本例では、基板２０として熱膨張係数が７．５ｐｐｍ程度のアルミナ基板を用い、電子部品１０として熱膨張係数が１８ｐｐｍ程度のモールドダイオードを用いている。このように両者１０、２０の熱膨張係数差が大きい場合、はんだ付け用ランドを持たない従来の実装構造では、はんだ接続部が薄くなり温度サイクル環境下で当該接続部にクラックが発生してしまう。
【００５７】
さらに、上記実装方法において、上述した比Ｓ３’／Ｓ３の値が比Ｓ２’／（Ｓ１＋Ｓ２）の値よりも大きいという面積の関係を満足することが好ましい。この関係を満足することで、電極ランド２１よりもはんだ付け用ランド４０の方が、ランドの単位面積当たりでより多くのはんだ３０が印刷供給されることになる。
【００５８】
上述したように、はんだ３０はランド２１、４０にしか濡れないので、リフローされた後のはんだ３０の幅はランドの面積に制約され、この制約された幅に対して広がる量よりもはんだ３０の量が多くなるほどはんだ３０の厚さすなわち高さが大きくなる。
【００５９】
そのため、上記面積の関係を満足することで、リフロー時において、はんだ付け用ランド４０の方が電極ランド２１よりも、供給されたはんだ３０を高くしやすくできる。このことは、はんだ付け用ランド４０に設けられたはんだ３０によって電子部品１０を支持しはんだ接続部の厚さを増加させるためには、好ましい。
【００６０】
ここで、はんだ付け用ランド４０に対して供給するはんだ３０の量は多いほど良いが、あまり多すぎると、リフロー時にはんだ付け用ランド４０上にはんだ３０が集まりきれずに、基板２０の一面においてボール状となってランド２１、４０間に残る。
【００６１】
すると、このランド間に残存するはんだによって電極ランド２１間の短絡が懸念される。このことを考慮して、はんだ付け用ランド４０に対して供給するはんだ３０の量は、はんだ付け用ランド４０の面積の３倍以下が望ましい。
【００６２】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態において電子部品１０と基板２０との間にアンダーフィルを充填しても良い。はんだ接続部の厚さ向上により電子部品１０と基板２０との間隔も大きくなり、アンダーフィルを充填しやすい。
【００６３】
また、はんだ付け用ランドは、電子部品１０と基板２０の一面との対向する部分のうち部品電極１１および電極ランド２１以外の部分にて、電子部品１０にのみ形成されていても良い。
【００６４】
この場合、はんだ付け用ランドは例えば電子部品１０の樹脂モールド部１０ａに予め形成しておけば良く、後の実装工程は従来通りに行えばよい。ここで、基板２０へのはんだの印刷は、電極ランド２１と電子部品１０に形成されたはんだ付け用ランドに対向する部位とに対して行えば良い。
【００６５】
また、はんだ付け用ランドは、電子部品１０と基板２０の一面との対向する部分のうち部品電極１１および電極ランド２１以外の部分にて、電子部品１０および基板２０の一面の両方に形成されていても良い。この場合、はんだ付け用ランドの面積Ｓ３は電子部品１０側および基板２０側の両方のはんだ付け用ランドの面積を足し合わせたものとなる。
【００６６】
また、上述のように電子部品１０としてはモールドダイオードに限定されない。図４は電子部品１０として樹脂モールドされたトランジスタを採用し、これを上記実施形態と同様に、基板２０の一面上にはんだ接続した例を示す図であり、基板２０の一面上からみた図である。この場合も上記実施形態と同様の作用効果を奏することは勿論である。
【００６７】
また、はんだ３０のランド２１、４０上への供給方法は、印刷以外にもディスペンス法などでも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電子部品の実装構造を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す実装構造を作るための実装方法を示す工程図である。
【図３】上記実施形態におけるはんだの印刷マスクパターンの一例を示す図である。
【図４】電子部品１０として樹脂モールドされたトランジスタを採用した実装構造を示す図である。
【図５】従来の一般的な電子部品の実装方法を示す図である。
【符号の説明】
１０…電子部品、１１…部品電極、
１１ａ…部品電極における基板の電極ランドと対向する面、２０…基板、
２１…電極ランド、３０…はんだ、４０…はんだ付け用ランド。
【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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