(57)【要約】  【課題】  環境温度の変化によっても、電子部品と基板上に設けられた端子との電気的接続における信頼性が高く長期間にわたって使用可能な実装基板を提供する。  【解決手段】  肉厚部１ａを有する電子部品１と、少なくとも一方主面側に端子３の設けられた基板２と、紐状部材４とを含んで構成され、肉厚部１ａの表面と端子３の表面とが面接触するように基板２上に電子部品１が配置され、肉厚部１ａと基板２とが紐状部材４により固定されている実装基板である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
肉厚部を有する電子部品と、
少なくとも一方主面側に端子が設けられた基板と、
紐状部材とを含んで構成され、
前記肉厚部の表面と前記端子の表面とが面接触するように前記基板上に前記電子部品が配置され、前記肉厚部と前記基板とが前記紐状部材により固定されていることを特徴とする実装基板。
【請求項２】
前記肉厚部を貫通する貫通孔を有し、該貫通孔内を介して前記肉厚部と前記基板とが前記紐状部材により固定されていることを特徴とする請求項１に記載の実装基板。
【請求項３】
前記紐状部材が導電性部材からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の実装基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を基板上に固定してなる実装基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の固定構造には、大きく分けて挿入実装法と表面実装法とがある。表面実装法は、基板上にはんだペーストを印刷し、その上に電子部品を載置してからリフロー炉に入れ、はんだを溶かして電子部品を基板に固定する方法であり、挿入実装法に比べてスペースを取らないことから、現在電子部品の固定において多用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、はんだを溶かして電子部品を基板に固定する表面実装法を用いた実装基板においては、基板と電子部品との熱膨張率が異なることから、リフローの前後、電子部品の動作・非動作時、気温の変化など、環境温度の変化によって、基板と電子部品との間に介在するはんだに応力が生じる。そして、この生じた応力を緩和しようとしてはんだに歪みが生じ、この歪みが繰り返し与えられることではんだに亀裂が生じ、生じた亀裂が進展したときには、導通不良に至ることとなる。
【０００４】
なお、上述した不具合は、電子部品の長さが長くなるほど顕著となることから、特に50ｍｍを超える長さの電子部品に関し、電気的接続について信頼性の高い実装基板が求められている。
【０００５】
本発明は、上記要求を満たすべく案出されたものであり、環境温度の変化によっても、電気的接続における信頼性が高く長期間にわたって使用可能な実装基板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】
【０００６】
本発明の実装基板は、肉厚部を有する電子部品と、少なくとも一方主面側に端子が設けられた基板と、紐状部材とを含んで構成され、前記肉厚部の表面と前記端子の表面とが面接触するように前記基板上に前記電子部品が配置され、前記肉厚部と前記基板とが前記紐状部材により固定されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実装基板によれば、肉厚部の表面と端子の表面とが面接触するように基板上に電子部品が配置され、肉厚部と基板とが紐状部材で固定されていることにより、電子部品と端子との電気的接続において高い信頼性を有することから、長期間にわたって使用することができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の実装基板の一例を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は側面図である。
【図２】本実施形態の実装基板の他の例を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線での断面図である。
【図３】本実施形態の実装基板のさらに他の例を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’線での断面図である。
【図４】本実施形態の実装基板のさらに他の例を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ’線での断面図である。
【図５】本実施形態の実装基板のさらに他の例を示す、側面図である。
【図６】本実施形態の実装基板のさらに他の例を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ’線での断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本実施形態の実装基板について図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態の実装基板の一例を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は側面図である。
【００１０】
図１に示すように、電子部品１は、肉厚部１ａを備えるものである。なお、本実施形態においては、図１（ｂ）の一点鎖線で示すように、電子部品１の厚みにおいて他の厚みよりも厚い部分を肉厚部１ａという。また、基板２は、少なくとも一方主面側に端子３が設けられたものである。そして、本実施形態の実装基板は、肉厚部１ａを有する電子部品１と、少なくとも一方主面側に端子３が設けられた基板２と、紐状部材４とを含んで構成されるものである。
【００１１】
そして、本実施形態の実装基板は、肉厚部１ａの表面と端子３の表面とが面接触するように基板２上に電子部品１が配置され、電子部品１の肉厚部１ａと基板２とが、紐状部材４により固定されているものである。
【００１２】
このような電子部品１の固定構造の本実施形態の実装基板は、肉厚部１ａの表面と端子３の表と面が面接触するように基板２上に電子部品１が配置され、肉厚部１ａと基板２とが紐状部材４で固定されていることにより、はんだを用いることなく、高い信頼性を有して、電子部品１と端子３とを電気的に接続することができることから、長期間にわたって使用することができるものとなる。なお、電子部品１と基板２との膨張・収縮時における寸法変化量の違いにより、基板２上での電子部品１の若干の位置ずれであるすべりが生じるものの、このすべりは紐状部材４の張力の微増微減に留まるものであることから、はんだによる固定としなくとも電子部品１の固定に支障はない。このように、本実施形態の実装基板は、膨張・収縮時における寸法変化量の違いをすべりによって解消しつつ、電子部品１が基板２に確実かつ強固に固定されていることにより、長期間にわたって使用することができるのである。
【００１３】
そして、固定方法の一例としては、想定される環境温度における電子部品１および基板２が最も収縮する温度において、電子部品１における肉厚部１ａと基板２とを紐状部材４により固定すれば、環境温度の上昇によって電子部品１および基板２が膨張したとき、紐状部材４に掛かる張力は大きくなることから、環境温度の上昇時においても電子部品１を基板２に確実かつ強固に固定することができる。
【００１４】
また、紐状部材４は、電子部品１や基板２との接触面積が大きく、電子部品１を基板２に確実かつ強固に固定させるという観点から、断面形状としては、円形状であるよりも電子部品１および基板２との接触面積を大きくすることができる形状とすることが好ましく、例えば楕円形状であることが好ましい。また、環境温度の上昇や下降が繰り返されるものであるときには、紐状部材４としては、環境温度が上昇したときの電子部品１や基板２の膨張、環境温度が下降したときの収縮に追従可能な伸縮性を有していることが好ましい。
【００１５】
図２は、本実施形態の実装基板の他の例を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線での断面図である。
【００１６】
図２に示す例において、基板２には、孔２ａが形成されている。この基板２に形成された孔２ａを介して、電子部品１における肉厚部１ａと基板２とが紐状部材４により固定さ
れているときには、図１に示す例の実装基板と比較して、紐状部材４と電子部品１との接触面積が増えることで、電子部品１を基板２に確実かつ強固に固定することができる。また、図１のように、紐状部材４が基板２の外縁を巻回するときと比較して、コンパクト化を図ることができる。
【００１７】
図３は、本実施形態の実装基板のさらに他の例を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’線での断面図である。
【００１８】
図３に示す例において、基板２における孔２ａは、電子部品１の幅寸法よりも狭い間隔において形成されており、この基板２に形成された孔２ａを介して、電子部品１における肉厚部１ａと基板２とが紐状部材４により固定されているときには、図３（ｂ）に示すように、図１，図２に示す例の実装基板よりも、電子部品１または基板２と接する箇所である支点間距離が短くなるとともに、紐状部材４と電子部品１との接触面積がさらに増えることから、電子部品１を基板２にさらに確実かつ強固に固定することができる。また、図２に示す例の実装基板よりもさらにコンパクト化を図ることができる。
【００１９】
図４は、本実施形態の実装基板のさらに他の例を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ’線での断面図である。
【００２０】
図１〜図３に示す本実施形態の実装基板において、端子３は、基板２の主面上に設けた例を示したが、これに限られたものではなく、例えば図４に示す例のように、電子部品１の肉厚部１ａの膨張・収縮時の大きさを考慮した凹み２ｂを基板２に形成し、この凹み２ｂ内に端子３を設けてもよい。このように、肉厚部１ａにおける基板２側の電子部品１の表面からの突出している部分を凹み２ｂに収め、突出している部分以外の基板２側の電子部品１の表面が基板２と接触していることにより、電子部品１を基板２にさらに確実かつ強固に固定することができる。
【００２１】
図５は、本実施形態の実装基板のさらに他の例を示す側面図である。
【００２２】
このように、本実施形態の実装基板において、肉厚部１ａを貫通する貫通孔１ｂを有し、この貫通孔１ｂを介して電子部品１における肉厚部１ａと基体２とを紐状部材４により固定するものであってもよい。
【００２３】
また、本実施形態の実装基板によれば、紐状部材４が導電性部材からなることが好ましい。このように、紐状部材４が導電性部材であることにより、紐状部材４と接する電子部品１の表面および基板２の表面にグランド端子を形成すれば、紐状部材４を介してそれぞれのグランド端子を電気的に接続することができる。なお、具体的な紐状部材４の材質としては、例えば、導電率の高い金属である銅や、ステンレス鋼の表面に、金、銀、錫などをめっきしたものが挙げられる。
【００２４】
図６は、本実施形態の実装基板のさらに他の例を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ’線での断面図である。
【００２５】
図１〜５において、電子部品１の肉厚部１ａが基板２側に突出している例を示したが、図６に示すように、基板２と反対側である電子部品１の上面に突出するものであってもよい。図６に示す例のような構成であっても、支点を増やすことができることから、電子部品１を基板２に確実かつ強固に固定することができる。
【実施例】
【００２６】
図１〜５に示す実装基板と、はんだを用いて電子部品を基板に固定した実装基板とを作
製し、ヒートサイクル試験を行なった。
【００２７】
まず、幅が20ｍｍであり、厚みが1.5ｍｍであり、長さが120ｍｍの樹脂製の基板２（室温における熱膨張係数14ｐｐｍ／℃）を準備した。なお、基板２には、所定箇所に銅電極からなる端子３を設けた。次に、幅が12ｍｍであり、高さが18ｍｍであり、長さが80ｍｍであり、肉厚部１ａとして、図１〜４については２箇所、図５については３箇所の突出部を有するアルミナ質焼結体（室温における熱膨張係数７ｐｐｍ／℃）からなる電子部品１を用意した。なお、図１〜３および図５における突出部の寸法は、突出高さが２ｍｍであり、基板２側の表面積が電子部品１の幅方向で12ｍｍ、長さ方向で10ｍｍである。また、図４における突出部の寸法は、突出高さが0.5ｍｍであり、基板２側の表面積が電子部品
１の幅方向で８ｍｍ、長さ方向で80ｍｍである。
【００２８】
また、図２〜４に示す実装基板を構成する基板２には、直径が２ｍｍの孔２ａを４個形成した。また、図２に示す実装基板を構成する基板２における電子部品１の幅方向の孔２ａの中心の間隔は18ｍｍ、電子部品１の長さ方向の孔２ａの中心の間隔は50ｍｍとした。また、図３，４に示す実装基板を構成する基板２における電子部品１の幅方向の孔２ａの中心の間隔は12ｍｍ、電子部品１の長さ方向の孔２ａの中心の間隔は50ｍｍとした。また、図４に示す実装基板を構成する基板２には、電子部品１の肉厚部１ａの膨張・収縮時の大きさを考慮した凹み２ｂを形成した。また、図５に示す実装基板を構成する基板２には、直径が２ｍｍの孔２ａを６個形成し、電子部品１の幅方向の孔２ａの間隔は12ｍｍ、電子部品１の長さ方向の孔２ａの中心の間隔はそれぞれ20ｍｍとし、幅方向に貫通する直径が10ｍｍの貫通孔１ｂを形成した。
【００２９】
そして、ステンレス鋼からなる紐状部材４と、上述した各部材とを用いて、図１〜５に示す実装基板を作製した。また、比較例として、基板２上にはんだペーストを印刷し、その上に電子部品１を載置してからリフロー炉に入れ、はんだを溶かして電子部品１を基板２に固定した実装基板を作製した。
【００３０】
そして、冷熱衝撃試験装置にこれらの実装基板を入れて、環境温度を室温から−45℃に降温して15分保持してから、昇温して125℃で15分保持した後、室温まで降温するという
サイクルを１サイクルとしたヒートサイクル試験を行なった。
【００３１】
結果、はんだを用いて電子部品を基板に固定した比較例の実装基板が、500サイクルで
はんだに亀裂が生じていることが確認されたのに対し、本実施形態の実装基板については、固定状態に変化はなかったことから、本実施形態の実装基板は、電気的接続において高い信頼性を有しており、長期間にわたって使用可能であることがわかった。
【符号の説明】
【００３２】
１：電子部品
１ａ：肉厚部
１ｂ：貫通孔
２：基板
２ａ：孔
２ｂ：凹み
３：端子
４：紐状部材
【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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