(57)【要約】【課題】ＳＭＤ部品に繰り返し加えられる熱サイクルによる熱歪みや熱変形あるいは振動・衝撃による変形によって、パッド電極接合部に亀裂が生じ、突然、装置が動作不能となる。【解決手段】ＳＭＤ部品１０底面の外部接続パッド電極１２に複数の突起部を設け、該突起部によって形成される複数の凹部内の突起先端より該凹部形状の奥部に、独立した第２のパッド電極１４を設け、該複数の第２のパッド電極１４をＳＭＤ部品１０内部に設けられた接続導体１５で接続する。上記ＳＭＤ部品１０を搭載する実装基板２０のパターン電極２１には、外部接続パッド電極１２に対応する接続パターン電極２１と、複数の第２のパッド電極１４に対応する第２のパターン電極２３を設け、該複数の第２のパターン電極２３にそれぞれ接続導体２４で接続された監視用ランド端子２４ａ、２４ｂを設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板に設けられた接続電極上に半田付けによって搭載される表面実装部品の底面端縁部に複数の外部接続パッド電極を有する表面実装部品の電極構造であって、
前記外部接続パッド電極の少なくとも１つは、第１のパッド電極本体部分と該本体部分から半島状に延びる突起部とを備えると共に、前記突起部の根元近傍に独立した第２のパッド電極を配置したものであることを特徴とする表面実装部品の電極構造。
【請求項２】
前記突起部が複数個設けられており、隣り合った２つの突起部の間に形成される凹部に前記第２のパッド電極を配置したものであることを特徴とする請求項１に記載の表面実装部品の電極構造。
【請求項３】
前記第２のパッド電極を複数備えると共に、該第２のパッド電極の相互間を表面実装部品に内装された配線パターンにて導通接続したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面実装部品の電極構造。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電極構造を有する表面実装部品を搭載するための接続電極を備えた実装基板であって、
前記接続電極は、前記第１のパッド電極本体部分と突起部とに対応する第１の接続電極と、前記第２のパッド電極に対応する第２の接続電極とを備えており、実装基板上に設けた監視用ランド端子と前記第２の接続電極とを配線パターンにて導通接続したことによって、前記表面実装部品と実装基板の電極間の接合状況を監視することを可能とした表面実装部品を搭載するための実装基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品とこれを搭載する実装基板の電極構造に関し、特に、電子部品と実装基板とが表面実装技術によって接合される電子部品と実装基板の接合部電極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯電話機やパソコン等の機器における小型・軽量化が進められ、多層配線構造の配線基板からなるマザーボード（以下、実装基板という）に設けられたパターン電極上にはんだリフローによって小型の表面実装部品（以下ＳＭＤ部品という）を搭載する組立て方法が広く用いられている。
このはんだリフローによるＳＭＤ部品の組立作業は、ＳＭＤ部品をはんだ付けするために実装基板上に設けられたパターン電極に、予めフラックスとはんだ粉をペースト状に混ぜ合わせたクリームはんだを塗布し、その上にＳＭＤ部品を載置してリフロー炉で所定の温度に加熱することによってはんだを溶融し、ＳＭＤ部品がパターン電極に溶着される。
【０００３】
図６は、従来の実装基板に搭載されたＳＭＤ部品の一例としての水晶振動子の構造例を示す図で、（ａ）は上面図及び側面図、（ｂ）は（ａ）の点線で囲まれた部分の拡大図である。
同図（ａ）に示すように、図示しない振動素子を収容して蓋４１で密封した容器４２の底面四隅に、該容器４２に収納された振動素子に導体で接続されたパッド電極４３を備えた水晶振動子４０は、実装基板４４に設けられたパターン電極４５にはんだリフローによって接合される。
また、同図（ｂ）に示されるように、容器４２底面四隅に設けられたパッド電極４３は、容器底面のコーナー部において容器４２側壁に向けて折り曲げて延長拡大された折り曲げ部４３ａを有している。
【０００４】
上記構造の水晶振動子４０のパッド電極４３を実装基板４４のパターン電極４５にはんだりフローによってはんだ付けすると、加熱によって溶融したはんだ４６は、パッド電極４３とパターン電極４５とを溶着すると共に、該パッド電極４３の折り曲げ部４３ａにおいてフィレット４６ａを形成して溶着する。
このはんだフィレット４６ａによって、水晶振動子４０と実装基板４４の電極間の接合が強化されている。
【特許文献１】特開2000-165086公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記電極構造をもつ水晶振動子４０をはんだリフロー作業によって実装基板４４にはんだ付けした場合、部品を搭載した基板の部分的な熱容量の違い或いは基板に対する熱の加わり方の違いによって、リフロー後の実装基板４４に反りが生じる場合がある。
そして、水晶振動子４０が搭載された実装基板４４を用いた装置の製造中または使用中に繰り返し加えられる熱サイクルによる熱歪みや熱変形、あるいは振動・衝撃による変形が、水晶振動子４０と実装基板４４を接続する電極の接合部に応力を生じ、このため、例えば、図５（ｂ）に矢印で示されるはんだフィレット４６ａ部に亀裂が生じることがある。
この亀裂は、工程中や使用中の熱歪みや熱変形あるいは振動・衝撃による変形が装置に加わるうちに拡大していき、亀裂がその電極の接合部全体に及んだときに、その影響が、突然、装置の動作不能となるか、あるいは動作不確実となって現れる。
【０００６】
上記の亀裂の発生及び拡大は、目視検査によって発見することはほとんど不可能であって、上記の不具合が生じたときに、装置の使用を停止して水晶振動子４０を再はんだ付けするか、水晶振動子４０が搭載された実装基板４４を交換するという処置がとられるのが一般的である。
そのため、水晶振動子４０に関する不具合が発生したとき、不具合箇所の検出に時間を要するため修理期間がながくなり、装置の信頼度を損なうと共に、修理コストも増大すると言う問題があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、亀裂の発生による電極の接合部の不具合を早期に発見できる検査方法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】
上記課題を解決するため、請求項１の発明においては、実装基板に設けられた接続電極上に半田付けによって搭載される表面実装部品の底面端縁部に複数の外部接続パッド電極を有する表面実装部品の電極構造であって、前記外部接続パッド電極の少なくとも１つは、第１のパッド電極本体部分と該本体部分から半島状に延びる突起部とを備えると共に、前記突起部の根元近傍に独立した第２のパッド電極を配置したものであることを特徴とする。
また、請求項２の発明のにおいては、請求項１に記載の表面実装部品の電極構造であって、前記突起部が複数個設けられており、隣り合った２つの突起部の間に形成される凹部に前記第２のパッド電極を配置したものであることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明のにおいては、請求項１または請求項２に記載の表面実装部品の電極構造であって、前記第２のパッド電極を複数備えると共に、該第２のパッド電極の相互間を表面実装部品に内装された配線パターンにて導通接続したことを特徴とする。
また、請求項４の発明においては、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電極構造を有する表面実装部品を搭載するための接続電極を備えた実装基板であって、前記接続電極は、前記第１のパッド電極本体部分と突起部とに対応する第１の接続電極と、前記第２のパッド電極に対応する第２の接続電極とを備えており、実装基板上に設けた監視用ランド端子と前記第２の接続電極とを配線パターンにて導通接続したことによって、前記表面実装部品と実装基板の電極間の接合状況を監視することを可能とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、ＳＭＤ部品底面に設けられた外部接続パッド電極を拡大延長して前記ＳＭＤ部品底面縁端から中央へ向う方向に複数の突起部を設け、該突起部によって形成される複数の電極の凹部形状内の突起先端より該凹部形状の奥部に、独立した第２のパッド電極を設ける。
このようにして形成された複数の第２のパッド電極をＳＭＤ部品内部に設けられた接続導体で接続する。
一方、上記ＳＭＤ部品を搭載する実装基板のパターン電極は、複数の凹部を有する外部接続パッド電極に対応する接続パターン電極と、複数の第２のパッド電極に対応する接続電極を設け、該複数の接続電極にそれぞれＳＭＤ部品内に設けられた接続導体で接続された監視用ランド端子を設ける。
上記構造のＳＭＤ部品と実装基板とをはんだ付けし、２つの監視用ランド端子間の導通を検査して、装置においてＳＭＤ部品が正常に動作していても、前記２つの監視用ランド端子間が抵抗値がゼロ以外の状態で、即ち開放状態か抵抗値を持って接続されている状態の場合は、電極の突起部まで亀裂がすすんでいると判断できる。
このため、装置が正常に動作している間に、不具合対策を検討してその不具合対策処理を短時間に行うことが可能となる。したがって、本発明による電極構造によれば、修理コストを低減できると共に、装置の信頼度を高めることができる優れたＳＭＤ部品の接合手段を提供する上で顕著な効果を期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を図面に示した実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明に係わるＳＭＤ部品の電極構造の実施の一形態例を示す説明図で、（ａ）はＳＭＤ部品の底面にもうけられた外部接続パッド電極の平面図（透視図）、（ｂ）は（ａ）の点線で囲まれた電極部の拡大図である。
同図に示されるように、底面形状が略長方形のＳＭＤ部品１０の底面１１の４つのコーナーにそれぞれ設けられた略長方形の外部接続パッド電極１２は略長方形の本体部分と前記ＳＭＤ部品１０の長尺方向であって、底面１１縁端から中央へ向う方向に該外部接続パッド電極の本体部分を半島状に拡大延長た２つの突起部１２ａが設けられる。
この２つの突起部１２ａの間に形成される凹部１３ａ内及び切り欠き部１３ｂであって、前記突起部１２ａの概近傍にそれぞれ第２のパッド電極１４が設けられる。該第２のパッド電極１４は、ＳＭＤ部品１０の例えば容器内に内装された接続導体１５によって互いに接続されている。
【００１１】
図２は、図１の電極構造を有するＳＭＤ部品を搭載する実装基板の電極構造の実施の一例を示す説明図で、（ａ）は実装基板に設けられたパターン電極の平面図、（ｂ）は（ａ）の点線で囲まれた電極部の拡大図である。
同図に示されるように、多層配線構造の実装基板２０上に、前記ＳＭＤ部品１０の４つのコーナーに設けられたそれぞれの外部接続パッド電極１２に対応して、それぞれ接続パターン電極２１と該外部接続パッド電極２１を拡大延長して形成される３つの突起部２１ａが設けられる。なお、同図に前記ＳＭＤ部品の底面１１の形状を一点鎖線で示す。
前記３つの突起部２１ａによって形成される凹部２２内には、前記ＳＭＤ部品１０の第２のパッド電極１４に対応する第２のパターン電極２３が設けられる。
【００１２】
さらに、前記実装基板２０には、該実装基板２０と前記ＳＭＤ部品１０の電極間の接合状況の監視用ランド端子２４ａ、２４ｂが４つの接続パターン電極２１部に対してそれぞれ設けられる。該監視用ランド端子２４ａ、２４ｂは、実装基板２０内に設けられた接続導体２５によって、それぞれ前記第２のパターン電極２３と接続される。
【００１３】
図３は、上記構造のＳＭＤ部品と実装基板の電極構造の接合状態の説明図である。同図に示すように、ＳＭＤ部品１０の外部接続パッド電極１２と実装基板２０の接続パターン電極２１ははんだ２６によってフィレット２６ａを形成して接合される。
このとき、ＳＭＤ部品１０の外部接続パッド電極１２の突起部１２ａと実装基板２０の接続パターン電極２１の突起部２１ａとが対面してはんだ付けされると共に、ＳＭＤ部品１０の第２のパッド電極１４と実装基板２０の第２のパターン電極２３とが対面してはんだ付けされる。
また、同図に示されるように、両突起部１２ａ、２１ａの先端から第２のパッド電極１４と第２のパターン電極２３までは、Ltの距離区間を有してはんだ付け接合されている。
【００１４】
上記接合状態において、図２に示す４箇所のそれぞれの監視用ランド端子２４ａと２４ｂとの間の導通を、例えば導通試験装置で検査する。その結果、抵抗値を持たない状態で導通している場合ならば、はんだ付け部に亀裂がないか、あるいははんだフィレット２６ａから始まって拡大した亀裂があったとしても突起部１２ａ（２１ａ）の区間Ltにまで達していないものと判断される。
導通検査の結果、抵抗値を持って導通しているかまたは完全に開放状態となっている場合は、前記亀裂が突起部の区間Ltにまで達しているものと判断される。この場合は、ＳＭＤ部品１０の外部接続パッド電極１２と実装基板２０の接続パターン電極２１とは突起部１２ａ（２１ａ）の区間Ltの部分のみにて接続されていると考えられ、早急にＳＭＤ部品１０の交換または再はんだ付け、あるいは実装基板２０の交換等の適切な不具合対策処理を行うことによって、装置の運用停止期間を極めて短くすることができる。
【００１５】
図４は、図１の電極構造を有するＳＭＤ部品を搭載する実装基板の電極構造の他の実施例を示すパターン電極の平面図である。
同図に示すように、本実施例はＳＭＤ部品１０の４つのコーナーの外部接続パッド電極１２に対応して、図２と同様に、実装基板２０上に接続パターン電極２１と第２のパターン電極２３とが配置され、該第２のパターン電極２３は実装基板２０内に設けられた接続導体２７によって、順次直列に接続される。さらに、実装基板２０には、実装基板２０とＳＭＤ部品１０の電極間の接合状況の監視用ランド端子２８ａ、２８ｂが設けられ、該監視用ランド端子２８ａ、２８ｂは実装基板２０内に設けられた接続導体２７によって、前述のように直列接続された第２のパターン電極２３の直列接続の初めと終わりの第２のパターン電極２３にそれぞれ接続される。
【００１６】
同図の監視用ランド端子２８ａ、２８ｂ間で電極間の接合状態を導通検査で検査して、抵抗値を持って導通しているかまたは完全に開放状態となっている場合は、４つのコーナーの電極接合部のいずれかで接合不良が発生していると判断して、ＳＭＤ部品１０の交換または再はんだ付け、あるいは実装基板２０の交換等の適切な不具合対策処理を行う。
【００１７】
図４の変形実施例として、実装基板２０上に複数個の図１の電極構造を有するＳＭＤ部品が配列、装着されている場合は、全てのＳＭＤ部品のそれぞれの４つのコーナーに設けられた接続パターン電極２１の第２のパターン電極２３を、図４と同様に、実装基板２０内に設けられた接続導体２７によって全て直列に接続し、監視用ランド端子２８ａ、２８ｂに前記直列に接続された第２のパターン電極２３の直列接続の初めと終わりの第２のパターン電極２３をそれぞれ接続する。
この場合、監視用ランド端子２８ａ、２８ｂ間で電極間の接合状態を導通検査して、抵抗値を持って導通しているかまたは完全に開放状態となっている場合は、複数のＳＭＤ部品のいずれかの電極接合部で接合不良が発生していると判断して、実装基板２０の交換等の適切な不具合対策処理を行う。
上述の図４の例あるいはその変形実施例の場合は、不具合処理時間の短縮に極めて有効な方法である。
【００１８】
図５は、本発明に係わるＳＭＤ部品と実装基板の電極構造の他の実施例を示す図で、（ａ）はＳＭＤ部品の外部接続パッド電極の平面図（透視図）、（ｂ）は（ａ）のＳＭＤ部品を搭載する実装基板の接続パターン電極の平面図である。
本実施例のＳＭＤ部品３０の底面３１に設けられた外部接続パッド電極３２は、同図（ａ）に示すように、通常の略長方形の形状を有するパッド電極で構成される。
前記形状の外部接続パッド電極３２を備えたＳＭＤ部品３０を搭載する実装基板３３上には、前記外部接続パッド電極３２に対応して、４つのコーナーのうちの１つの接続パターン電極３４に１つの凹部３４ａを形成し、該凹部３４ａの奥寄りに第２のパターン電極３５を設ける。他の３つの接続パターン電極３６は前記ＳＭＤ部品３０の外部接続パッド電極３２に対応した略長方形の形状の接続パターン電極で構成される。
さらに、実装基板３３上には、監視用ランド端子３７ａ、３７ｂが設けられ、それぞれ前記接続パターン電極３４と第２のパターン電極３５とに、実装基板３３内に設けられた接続導体３８によって接続される。
【００１９】
前記構造のパターン電極を備えた実装基板３３に前記ＳＭＤ部品３０をはんだ付けして装着した後、監視用ランド端子３７ａ、３７ｂ間の導通試験を行って、前述と同様にしてＳＭＤ部品３０と実装基板３３の電極間の接合状態を検査することが可能である。
同図の電極構造の場合、凹部３４ａを形成して第２のパターン電極３５を設ける接続パターン電極３４は、例えば接地用電極のように、監視用ランド端子３７ａ、３７ｂとそれを接続する接続導体３８を設けたことによって、ＳＭＤ部品の性能に悪影響を与えない電極であることが必要である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係わるＳＭＤ部品の電極構造の実施の一形態例を示す説明図で、（ａ）はＳＭＤ部品の底面にもうけられたパッド電極の平面図（透視図）、（ｂ）は（ａ）の点線で囲まれた電極部の拡大図。
【図２】図１の電極構造を有するＳＭＤ部品を搭載する実装基板の電極構造の実施の一例を示す説明図で、（ａ）は実装基板に設けられたパターン電極の平面図、（ｂ）は、（ａ）の点線で囲まれた電極部の拡大図。
【図３】図１、２に示すＳＭＤ部品と実装基板の電極構造における接合状態の説明図。
【図４】図１の電極構造を有するＳＭＤ部品を搭載する実装基板の電極構造の他の実施例を示すパターン電極の平面図
【図５】本発明に係わるＳＭＤ部品と実装基板の電極構造の他の実施例を示す図で、（ａ）はＳＭＤ部品の外部接続パッド電極の平面図（透視図）、（ｂ）は（ａ）のＳＭＤ部品を搭載する実装基板の接続パターン電極の平面図
【図６】従来の実装基板に搭載されたＳＭＤ部品の一例としての水晶振動子の構造例を示す図で、（ａ）は上面図及び側面図、（ｂ）は（ａ）の点線で囲まれた部分の拡大図。
【符号の説明】
【００２１】
１０・・ＳＭＤ部品、１１・・底面、１２・・外部接続パッド電極、１２ａ・・突起部、
１３ａ・・凹部、１３ｂ・・切り欠き部、１４・・第２のパッド電極、１５・・接続導体、
２０・・実装基板、２１・・接続パターン電極、２１ａ・・突起部、２２・・凹部、
２３・・第２のパターン電極、２４ａ、２４ｂ・・監視用ランド端子、２５・・接続導体、
２６・・はんだ、２６ａ・・フィレット、２７・・接続導体、
２８ａ、２８ｂ・・監視用ランド端子、３０・・ＳＭＤ部品、３１・・底面、
３２・・外部接続パッド電極、３３・・実装基板、３４・・接続パターン電極、
３４ａ・・凹部、３５・・第２のパターン電極、３６・・外部接続パッド電極、
３７ａ、３７ｂ・・監視用ランド端子、３８・・接続導体
４０・・水晶振動子、４１・・蓋、４２・・容器、４３・・パッド電極、
４３ａ・・折り曲げ部、４４・・実装基板、４５・・パターン電極、４６・・はんだ、
４６ａ・・フィレット
【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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