(57)【要約】【課題】実装された電子部品が破損されていない電子回路基板及び電子部品を破損することなく電子回路基板に実装することのできる電子部品の実装方法を提供することである。【解決手段】複数の端子電極を有する電子部品を載置した電子回路基板であって、前記電子回路基板には、外周に沿った領域に形成される第１のランドパターンと、この第１のランドパターンの内側の領域に形成される第２のランドパターンとが形成され、前記第２のランドパターンに、フロー用半田材料を介して、前記複数の端子電極のうちの少なくとも１個の端子電極が固定され、前記第１のランドパターンに、浸漬用半田材料を介して、残りの前記端子電極のうちの少なくとも１個の端子電極が固定されているように電子回路基板を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端子電極を有する電子部品を載置した電子回路基板であって、
前記電子回路基板には、外周に沿った領域に形成される第１のランドパターンと、この第１のランドパターンの内側の領域に形成される第２のランドパターンとが形成され、
前記第２のランドパターンに、フロー用半田材料を介して、前記複数の端子電極のうちの少なくとも１個の端子電極が固定され、
前記第１のランドパターンに、浸漬用半田材料を介して、残りの前記端子電極のうちの少なくとも１個の端子電極が固定されていること
を特徴とする電子回路基板。
【請求項２】
前記第１のランドパターンと、前記第２のランドパターンとの間に、熱硬化性接着部が設けられ、この熱硬化性接着部を介して、前記電子部品が電子回路基板に固定されていること
を特徴とする請求項１に記載の電子回路基板。
【請求項３】
複数の端子電極を有する電子部品を電子回路基板へ載置するための電子部品の実装方法であって、
前記電子回路基板の外周に沿った領域に第１のランドパターンを形成する工程と、
前記第１のランドパターンの内側の領域に第２のランドパターンを形成する工程と、
前記第２のランドパターンにフロー用半田材料を塗布する工程と、
前記第１のランドパターンと前記第２のランドパターンとに端子電極が位置するように前記複数の電子部品を前記電子回路基板に載置する工程と、
前記第２のランドパターンに位置した端子電極を、フロー加熱炉を通過させることで前記第２のランドパターンに固定する工程と、
前記第１のランドパターンに位置した端子電極を、浸漬用半田材料を溶融させた浴槽中に浸漬させることで前記第１のランドパターンに固定する工程と、を有すること
を特徴とする電子部品の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が実装された電子回路基板及び電子部品を電子回路基板へ実装するための電子部品の実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コイル、コンデンサ、抵抗等の用途に用いるために、内部に導体や電極等を備えたチップ部品と呼ばれる電子部品が広く知られている。近年、チップ部品の小型化や高性能化にともなって、チップ部品の有用性が高まっている。このようなチップ部品としては、例えば、チップ部品の両端部に端子電極を設け、電子回路基板への実装性を向上させたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、クリーム半田等のフロー用半田材料を介して、電子部品を電子回路基板へ実装する電子部品の実装方法が知られている。この方法は、電子回路基板上に形成されたランドパターンに電子部品を載置し、その状態で電子回路基板をフロー加熱炉に通過させ、電子部品を実装するものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、特許文献１に開示されているチップ部品を電子回路基板に載置し、特許文献２に開示されている実装方法により、チップ部品を電子回路基板に実装し、固定する方法も知られている。さらには、電子回路基板の量産性を向上させるために、集合回路基板に同一の構成を有する回路を複数形成し、電子部品をフロー半田材料で固定した後、個々の電子回路基板を切り出すことによって、複数の電子回路基板を製造することも知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４０６９９号公報
【特許文献２】特許２９２４８８８号公報
【特許文献３】特開２００１−１６８４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電子部品の載置位置によっては、電子回路基板が変形する外力が加わると、外力により生じる応力によって、電子部品と電子回路基板との実装部分（フロー半田材料で固定した部分）が破損してしまうという問題がある。特に、電子部品の載置位置が、電子回路基板の外周近傍であると、電子部品に加わる応力が大きくなり、電子部品が破損しやすくなるという問題がある。
【０００７】
また、上述した特許文献３に開示された方法により電子回路基板を製造する場合には、集合基板を切断する際に、フロー半田によって固定されている部分に無理な応力が加わり、電子部品が破損するという問題がある。特に、集合回路基板に設けられた切断線の近傍に電子部品を載置する構成の場合には、特に電子回路基板上の電子部品が破損しやすくなるという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、上記のような問題点を考慮し、実装された電子部品が破損されることのない電子回路基板、及び破損することなく電子部品を電子回路基板に実装することのできる電子部品の実装方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記のような目的を達成するためになされたものであり、この目的は、下記（１）〜（３）の発明により達成される。
【００１０】
（１）複数の端子電極を有する電子部品を載置した電子回路基板であって、
前記電子回路基板には、外周に沿った領域に形成される第１のランドパターンと、この第１のランドパターンの内側の領域に形成される第２のランドパターンとが形成され、
前記第２のランドパターンに、フロー用半田材料を介して、前記複数の端子電極のうちの少なくとも１個の端子電極が固定され、
前記第１のランドパターンに、浸漬用半田材料を介して、残りの前記端子電極のうちの少なくとも１個の端子電極が固定されていること
を特徴とする電子回路基板。
【００１１】
（２）前記第１のランドパターンと、前記第２のランドパターンとの間に、熱硬化性接着部が設けられ、この熱硬化性接着部を介して、前記電子部品が電子回路基板に固定されていること
を特徴とする上記（１）に記載の電子回路基板。
【００１２】
（３）複数の端子電極を有する電子部品を電子回路基板へ載置するための電子部品の実装方法であって、
前記電子回路基板の外周に沿った領域に第１のランドパターンを形成する工程と、
前記第１のランドパターンの内側の領域に第２のランドパターンを形成する工程と、
前記第２のランドパターンにフロー用半田材料を塗布する工程と、
前記第１のランドパターンと前記第２のランドパターンとに端子電極が位置するように前記複数の電子部品を前記電子回路基板に載置する工程と、
前記第２のランドパターンに位置した端子電極を、フロー加熱炉を通過させることで前記第２のランドパターンに固定する工程と、
前記第１のランドパターンに位置した端子電極を、浸漬用半田材料を溶融させた浴槽中に浸漬させることで前記第１のランドパターンに固定する工程と、を有すること
を特徴とする電子部品の実装方法。
【００１３】
本発明の電子回路基板は、電子回路基板の外周に沿った領域に形成された第１のランドパターンに、浸漬用半田材料を介して電子部品の端子電極を固定し、第１のランドパターンの内側に形成された第２のランドパターンに、フロー用半田材料を介して電子部品の端子電極を固定するものである。
【００１４】
本発明の電子部品の実装方法は、電子回路基板の外周に沿った領域に第１のランドパターンを形成し、この第１のランドパターンの内側に第２のランドパターンを形成した後に、第２のランドパターンにフロー用半田材料を介して電子部品の端子電極を固定した後に、第１のランドパターンに浸漬用半田材料を介して電子部品の端子電極を固定するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電子回路基板によれば、実装した電子部品を破損することがないので、品質及び歩留まりに優れた電子回路基板を得ることができる。
【００１６】
本発明の電子部品の実装方法によれば、電子部品を破損することなく、電子回路基板に実装することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の電子回路基板を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明するが、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１８】
図１は、この最良の実施の形態に係る電子回路基板１の概略構成図を示したものである。
図１に示すように、本実施の形態に係る電子回路基板１は、基板２と、基板２上に載置された電子部品３及び他電子部品４とから構成されている。図の斜線で示した基板２の外周である基板端部２ｂに沿った外周領域２ａには、複数の電子部品３が載置されており、また、外周領域２ａに囲まれた基板２の中央領域付近には、種類の異なる複数の他電子部品４が載置されている。
【００１９】
なお、本実施形態では、複数の電子部品３が、基板２の外周全てにわたって、即ち基板２が有する４辺の全てに沿って配置されているが、電子部品３の配置は、本実施の形態に限られることなく、基板２の外周の一部に沿って、例えば、基板２の任意の２辺に沿うように配置してもよい。
【００２０】
図２は、図１に示した破線で囲まれた部分Ａ、すなわち電子部品３が載置された電子回路基板１の要部上面図である。
図２に示すように、基板２の外周領域２ａには、基板端部２ｂに沿って、即ち基板２の外周近傍に沿って複数の第１のランドパターン２１が形成されている。また、この第１のランドパターン２１の内側には、第１のランドバターン２１沿って、複数の第２のランドパターン２２が形成されている。また、第２のランドパターン２２は、第１のランドパターン２１に対向するような位置に形成されている。
【００２１】
電子部品３は、直方体状の電子部品素体３ａと、その素体３ａの端部に設けられた端子電極３１ａ、３１ｂとから構成されている。電子部品３は、電子部品３の一方の端子電極３１ａが第２のランドパターン２２に合致し、他方の端子電極３１ｂが第１のランドパターン２１に合致するようにして、基板２に載置されている。
【００２２】
第２のランドパターン２２と端子電極３１ａとは、フロー用半田材料５によって固定されている。また、第１のランドパターン２１と端子電極３１ｂとは、浸漬用半田材料６によって固定されている。
【００２３】
ここで、上記したフロー用半田材料５は、一般的に半田合金金属粉末と、樹脂成分および有機溶剤等の原料とから構成されたものである。そして、フロー加熱炉を通過する際に、半田合金金属粉末の溶解、樹脂成分および有機溶剤の除去等を行うことによって、例えば電子部品と電子回路基板とを電気的にかつ機械的に固定する。このフロー用半田材料は、電子回路基板上の電子部品等を載置するためのランドパターン上に、予めスクリーン印刷等の手段によって塗布され、電子部品をマウンタ等の設備を用いて載置した後に、フロー加熱炉を通過させる用途に広く用いられている。
【００２４】
これに対して、浸漬用半田材料６は、一般的に、加熱が可能な半田浴槽に所望の組成からなる半田合金のインゴットを投入し、溶解させた状態で用いられるものである。
この浸漬用半田材料は、例えば、コイル部品等において、巻線と端子の絡げ部分を固定するために、又は端子部分を半田コーティング（予備半田ともいう）するために広く用いられている。したがって、フロー半田材料と浸漬用半田材料とは、樹脂および溶剤が混合されているか否かの点、電子部品および／または電子回路基板に対する半田固定手段・用途等の点において、区別がされている。
【００２５】
図３は、図２に示した電子回路基板１に実装された電子部品３の拡大斜視図である。
図３に示すように、第２のランドパターン２２に固定された端子電極３１ａには、フロー用半田材料５が、端子電極３１ａの実装面および実装面に対し垂直な側壁面の下方部を覆うように付着している。また、第１のランドパターン２１に固定された端子電極３１ｂには、浸漬用半田材料６が端子電極３１ｂの全面を覆うように付着している。
【００２６】
なお、電子回路基板に載置される電子部品としては、チップインダクタ、チップインピーダ、チップノイズフィルタ、チップトランス等のコイル部品や、チップコンデンサ、チップ抵抗素子等を使用してもよい。また、電子回路基板に載置される電子部品の形状は、本実施形態のような直方体型のものに限らず、電子部品の両端部に端子電極を有するようなものであれば、ドラム／リングコア型のものや、コイル封入型圧粉素子のような正方形型のものを使用してもよい。また、電子部品に設けられる端子電極の数は、本実施形態のように２個に限られることなく、３個以上のものであってもよい。
【００２７】
このように、本実施形態の電子回路基板１では、電子部品３の端子電極のうち、電子回路基板１の内側に配置される端子電極３１ａについては、フロー半田固定によって固定し、電子部品３の端子電極のうち、電子回路基板１の外側に配置される端子電極３１ｂについては、浸漬半田固定によって固定する。このため、電子回路基板１の外側に配置される端子電極３１ｂについては、浸漬半田固定によって、端子電極の固定面積が大きくなるとともに、付着する半田の肉厚が大きくなる。従って、端子電極３１ｂが、電子回路基板１に強固に固定保持されているため、電子回路基板１の外周近傍が大きく変形するような外力を受けた場合であっても、第１のランドパターン２１と端子電極３１ｂとが剥離してしまうような不具合を少なくすることができる。
【００２８】
次に、本発明の他の実施形態の電子回路基板について、図４を用いて説明する。
図４は、図１において破線で囲まれた部分Ａであって、電子部品３が載置された他の実施形態に係る電子回路基板１の要部上面図である。なお、図４において、図２と対応する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２９】
図４に示すように、電子回路基板１には、熱硬化性接着材７が塗布されている。熱硬化性接着材７は、エアーディスペンサー等の装置により、電子回路基板１に形成されている第１のランドパターン２１と第２のランドパターン２２の間に塗布されている。これにより、後述する第２のランドパターン２２と端子電極３１ａとをフロー半田接合する工程において、電子回路基板１がフロー加熱炉を通過する際に加えられる熱により、塗布された熱硬化性接着材７が熱硬化し、電子部品３と電子回路基板１が固定される。
【００３０】
このように、熱硬化性接着材７を用いて、電子部品３と電子回路基板１とを補助的に固定することにより、電子回路基板１の外周領域２ａに載置される電子部品３の重量が軽い場合や、電子部品３の端子電極３１ｂ、３２ｂに対して、第１のランドパターン２１や第２のランドパターン２２が大きい場合に発生するいわゆる「チップ立ち」を防止することができる。なお、「チップ立ち」とは、クリーム半田等を介して電子部品をランドパタ−ンに載置した集合回路基板がフロー加熱炉を通過する際に、溶融したクリーム半田の表面張力や、半田固化時に発生する応力等によって、電子部品が基板に対して直立してしまう現象を言う。
【００３１】
一般に、フロー半田工程では、２００℃乃至３００℃の本加熱ゾーンの前に、１００℃乃至２００℃の予備加熱ゾーンが存在するため、まず、電子回路基板１は予備加熱ゾーンを通過するようになっている。従って、予め、熱硬化性接着材７を予備過熱ゾーンの温度帯域で熱硬化するように設計しておくことで、本加熱ゾーンを通過する前に、電子部品３を電子回路基板１に固定することができ、いわゆる「チップ立ち」の発生を抑えることができる。
【００３２】
また、電子回路基板１に塗布する熱硬化性接着材７の塗布量を制御することにより、電子回路基板１に載置された状態で、電子部品３の基板に対する高さの位置調整を行うことができる。これにより、フロー半田工程において、電子部品３の端子電極３１ｂのみが半田固定されているような状態であっても、電子回路基板１に対する電子部品３の実装平坦性を調整することができる。
【００３３】
なお、「チップ立ち」は、クリーム半田等のフロー用半田材料の物性の選択調整や、電子回路基板に形成されるランドパターンの大きさを最適化することによっても、その発生頻度を抑えることができる。
【００３４】
次に、本発明に係る電子部品の実装方法の実施の形態について、図５及び図６を用いて説明する。なお、本発明に係る電子部品の実装方法は、以下の実施の形態に限られるものではない。
【００３５】
図５は、本実施形態に係る電子回路基板１の製造工程を示すフローチャートである。図５に示すように、本実施形態の電子部品の実装方法は、回路パターン形成工程（ステップＳ１），フロー用半田材料塗布工程（ステップＳ２），フロー半田固定工程（ステップＳ３），電子回路基板切断工程（ステップＳ４）、浸漬半田固定工程（ステップＳ５）と、を有している。また、図６は、図５に示したフローチャートに従って製造される電子回路基板１の状態の変化を経時的に表したものである。
【００３６】
ここで、上述した熱硬化性接着材７を使用して電子回路基板を作成する場合には、図５のフローチャートにおけるフロー用半田材料塗布工程（ステップＳ２）の前後に、熱硬化性接着材塗布工程のステップを設ければよい。
【００３７】
まず、ステップＳ１では、図６（ａ）に示すように、集合回路基板８上に、同じ仕様を備えた複数の電子回路パターンを形成する。即ち、集合回路基板８上の切断線Ｌで仕切られた個々の電子回路基板１には、それぞれに、ランドパターン、電子部品が同じ配置になるように形成されている。ランドパターンは、集合回路基板８の切断線Ｌに沿って第１のランドパターンが形成され、この第１のランドパターンの内側に沿うように第２のランドパターンが形成されている構成である。
【００３８】
次に、ステップＳ２では、ステップＳ１で形成された第２のランドパターンに、クリーム半田等のフロー用半田材料５を塗布する。
【００３９】
次に、ステップＳ３では、ステップＳ２でクリーム半田が塗布された第２のランドパターンに位置するように、電子部品３の端子電極３１ａを集合回路基板８に載置する。そして、この電子部品３が載置された集合回路基板８を、フロー加熱炉の加熱ゾーンに通過させて、クリーム半田を溶融させることにより、端子電極３１ａを第２のパターンに固定する。
【００４０】
次に、ステップＳ４では、ステップＳ３で端子電極３１ａが固定された集合回路基板８を切断線Ｌに沿って切断し、図６（ｂ）に示すような個々の電子回路基板１にする。
このとき、電子部品の端子電極３１ａは、第２のランドパターン２２に固定されているが、集合回路基板８の切断線Ｌに近い側、即ち電子回路基板１の外周に近い側に位置する電子部品の端子電極３１ｂは、まだ第１のランドパターン２１に固定されていない。そのため、集合回路基板８を切断する際において、基板が変形して電子部品３に応力が加わったとしても、基板に固定されていない部分から、基板に加わった応力を分散させることができる。従って、集合回路基板８を切断することによって発生する応力によって、基板上の電子部品３が破損してしまうことを防止することができる。
【００４１】
次に、ステップＳ５では、図６（ｃ）に示すように、ステップＳ４で切り出した電子回路基板１と、外部装置と電気接続を行うための基板端子９が複数設けられた端子フープ１０とを固定し、この後、端子フープ１０を切断除去して、基板端子９を電子回路基板１に取り付ける。
【００４２】
次に、図６（ｄ）に示すように、浸漬用半田材料が満たされた浸漬用半田浴槽に、基板端子９が取り付けられた電子回路基板１を沈める。このとき、電子部品３の電子回路基板１の外周に近い側に位置する端子電極３１ｂが、半田液面Ｈの下方に位置するように、浸漬用半田浴槽内の半田液面Ｈの高さを調整する。このように、浸漬用半田浴槽の半田液面Ｈのレベルを一定の高さに保つことによりで、基板端子９の半田コーティング工程と、端子電極３１ｂと第１のランドパターン２１との半田接合工程とを同時に処理することができる。
【００４３】
なお、浸漬用半田浴槽に電子回路基板を沈めた際には、浸漬用半田材料によって半田固定される電子部品３を除いた他電子部品４が浸漬用半田浴槽の半田液面Ｈの上方に位置するという条件を満たせば、電子回路基板１上に配置される電子部品の配置を任意のものにすることができる。
【００４４】
このように、本実施形態の電子部品の実装方法によれば、電子部品３の端子電極のうち、電子回路基板１の内側に配置される電子部品３の端子電極３１ａについては、フロー半田固定により第２のランドパターン２２に固定し、その後に、電子部品３の端子電極のうち、電子回路基板１の外側に配置される電子部品３の端子電極３１ｂについては、浸漬半田固定によって第１のランドパターン２２１に固定することで、電子回路基板１上の電子部品３が破損されることを防止し、電子部品を健全な状態で保つことが可能である。特に、集合回路基板８の外側に配置される端子電極３１ｂを固定させずに集合回路基板８の切断を行って、その後の浸漬半田固定によって端子電極３１ｂを固定するので、確実かつ容易に電子部品３を電子回路基板１に実装することができる。
【００４５】
なお、本発明の電子回路基板は、上述の各形態に限定されるものではなく、その他材料、構成等において本発明の構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子回路基板の概略構成図である。
【図２】図１に示す電子部品が載置された電子回路基板の要部上面図である。
【図３】図２に示す電子回路基板に実装された電子部品の拡大斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電子部品が載置された電子回路基板の要部上面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る電子回路基板の製造工程を示すフローチャートである。
【図６】図５に示すフローチャートに従って製造される電子回路基板の状態を経時的に表したものである。
【符号の説明】
【００４７】
１・・電子回路基板、２・・基板、２ａ・・外周領域、２ｂ・・基板端部，２１・・第１のランドパターン、２２・・第２のランドパターン、３・・電子部品、３ａ・・電子部品素体、３１ａ・・端子電極、３１ｂ・・端子電極、４・・他電子部品、５・・フロー用半田材料、６・・浸漬用半田材料、７・・熱硬化接着材、８・・集合回路基板、９・・基板端子、１０・・端子フープ、Ｈ・・はんだ液面、Ｌ・・切断線
【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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