(57)【要約】【課題】ボイドの残留を確実に抑制し、安定した半田付けを実現する。【解決手段】素体２と、素体２に設けられ且つ実装面に半田付けされる電極部３、４と、を備えたチップ型電子部品１において、電極部３、４の実装面側の面である導通面に凹凸を設ける。実装面に半田ペーストを配置し、電極部３、４の凹凸を有する導通面が半田ペーストに接するように、チップ型電子部品１を実装面上に載置して半田付けを行う。電極部３、４の導通面が凹凸を有する場合、電極部３、４の実装面側の面が平面である場合に比較して、電極部３、４により押し潰される半田ペーストの領域が狭いため、半田ペーストが押し潰されることにより内包される空気等が低減され、結果的にボイドの発生が抑制される。【選択図】      図１
2016111230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素体と、当該素体に設けられ且つ実装面に半田付けされる電極部と、を備え、
前記電極部の前記実装面側の面である導通面は凹凸を有するチップ型電子部品。
【請求項２】
前記電極部は前記実装面側に凸となる突出部を有し、
前記導通面の前記凹凸は、前記突出部の前記実装面側の面と前記電極部の非突出部の前記実装面側の面とで構成される請求項１記載のチップ型電子部品。
【請求項３】
前記非突出部の前記実装面側の面である非突出面は、前記非突出面と前記実装面との間の半田を前記導通面の縁部よりも外側に押し出すように前記縁部に向かうほど前記実装面からの高さが高くなっている請求項２記載のチップ型電子部品。
【請求項４】
前記電極部は、前記素体の幅方向中央部に前記突出部を有すると共に、当該突出部の両脇に前記実装面側が傾斜面である前記非突出部を有し、
前記傾斜面は、前記電極部の前記素体とは逆側に向かう方向に進むほど又は前記突出部から前記電極部の幅方向端部に向かう方向に進むほど、前記実装面からの高さが高くなる請求項２記載のチップ型電子部品。
【請求項５】
前記素体は直方体形状であり、前記電極部は前記素体の両端部に設けられ、
前記電極部の前記素体とは逆側を向く端面は前記実装面側に凸となる略凸字状であり、
前記傾斜面は、前記電極部の前記素体とは逆側に向かう方向に進むほど前記実装面からの高さが高く且つ前記傾斜面の前記素体側の辺は前記素体の前記電極部側の端面における前記実装面側の辺と一致する請求項４記載のチップ型電子部品。
【請求項６】
素体と、当該素体に設けられ且つ実装面に半田付けされる電極部と、を備え、
前記電極部の前記実装面側の面である導通面は、前記導通面と前記実装面との間の半田を前記導通面の縁部よりも外側に押し出すように前記縁部に向かうほど前記実装面からの高さが高くなっているチップ型電子部品。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のチップ型電子部品が実装された電子回路基板。
【請求項８】
所定の電子制御を行う制御装置を、請求項７に記載の電子回路基板を含む制御装置で構成した電子制御ユニット。
【請求項９】
モータ制御を行う制御装置を、請求項７に記載の電子回路基板を含む制御装置で構成したモータシステム。
【請求項１０】
ステアリング機構に操舵補助力を発生させる電動モータを含むモータ制御装置を、請求項７に記載の電子回路基板を有するモータ制御装置で構成したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
所定の制御を行う制御装置を、請求項７に記載された電子回路基板を有する制御装置で構成した車両。
【請求項１２】
搬送制御を行う搬送制御装置を、請求項７に記載の電子回路基板を含む搬送制御装置で構成した搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ型電子部品、電子回路基板、電子制御ユニット、モータシステム、電動パワーステアリング装置、車両、及び搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半田を用いて電子部品を基板に実装する際に、半田にボイドが残留することを抑制する技術が知られている。例えば、特許文献１には、半田ペーストに含有する溶剤の気化量を、温度範囲を限定して制御することで、ボイドの残留を抑制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２７７０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の溶剤の気化量を制御する方法では、溶剤分の偏析が生じるという問題が生じたり、特殊な溶剤ペーストを用いたりする必要があり、多種の部品を実装する電子回路ユニットにおいては必ずしも、全ての部品においてボイドの残留を抑制できない可能性があり、半田付けの安定性に欠けるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、素体と、素体に設けられ且つ実装面に半田付けされる電極部と、を備え、電極部の実装面側の面である導通面が凹凸を有するチップ型電子部品、が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様によれば、多種の部品を実装する場合であっても、ボイドの残留を確実に抑制し、安定した半田付けを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態におけるチップ型電子部品の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態におけるチップ型電子部品の実装例を説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態におけるチップ型電子部品を適用した電動パワーステアリング装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態におけるチップ型電子部品を適用した搬送装置の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても１つ以上の実施形態が実施できることは明らかである。他にも、図面を簡潔するために、周知の構造及び装置が略図で示されている。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態におけるチップ型電子部品の一例を示す概略図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は底面図（実装面と対向する側からみた図）である。
チップ型電子部品１は、図１に示すように、直方体形状の素体２と、素体２の長手方向両端部に設けられた電極部３及び４と、を備える。素体２は図示しない内部電極を有し、電極部３及び４と内部電極とが導通される。電極部３及び４は同一形状を有する。
ここで、図１に示すチップ型電子部品１において、このチップ型電子部品１が実装される実装面と向かい合う面を底面、実装面と向かい合う面とは逆側の面を上面とする。また、チップ型電子部品１の電極部３及び４を通る直線方向（図１（ｂ）の左右方向）を長手方向、長手方向と直交する方向（図１（ｃ）の左右方向）を幅方向とする。
【００１０】
電極部３及び４は、図１に示すように、直方体から隣合う２つの角部を斜めに切り欠いた形状であり、電極部３及び４の、素体２とは逆を向く端面は、実装面側に凸（図１では下に凸）となる凸字状であり、素体２と向かい合う側の端面は、素体２の端面と同一の矩形である。
すなわち、電極部３及び４は、図１に示すように、チップ型電子部品１の幅方向中央部に位置する突出部１１と、突出部１１の左右両側それぞれに設けられた非突出部１２及び１３とを有する。
【００１１】
突出部１１は、略直方体形状であり、素体２と同一高さを有し、素体２の幅の１／３〜１／５程度の幅を有する。非突出部１２及び１３は同一形状を有し、実装面側に面した傾斜面１２ａ、１３ａをそれぞれ有する。つまり、非突出部１２、１３は、電極部３及び４の凸字状の端面側から素体２側の端面に向かうにつれて厚みが連続的に大きくなり、素体２側の端面が素体２の端面と一致するようになっている。
【００１２】
そのため、チップ型電子部品１を平面上に置いたとき、電極部３及び４において、素体２とは逆を向く凸字状の端面では突出部１１の底面のみが平面と接し、凸字状の端面側から素体２側の端面に近づくほど、非突出部１２、１３の傾斜面１２ａ、１３ａと平面との間隔が狭くなり、電極部３及び４の素体２側の端面の位置において、非突出部１２、１３と平面とが接するようになっている。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態におけるチップ型電子部品１の実装例を示したものである。
図２において、（ａ）はチップ型電子部品１を表し、（ｂ）はチップ型電子部品１を実装基板２１上に載置した状態、（ｃ）はチップ型電子部品１を半田付けした状態を表す。
図２に示すように、実装基板２１の、チップ型電子部品１を載置すべき領域には、実装基板２１側の電極となるパッド２２が形成され、パッド２２上に半田ペースト２３が印刷される。上面視で半田ペースト２３が印刷されたパッド２２とチップ型電子部品１の電極部３及び４とが重なるように位置決めして、半田ペースト２３と電極部３及び４の突出部１１の実装面側の面とが接するように、溶融した半田ペースト２３の上に電極部３及び４を載置する。これによって、半田ペースト２３により電極部３及び４とパッド２２とが固着され、突出部１１の底面及び非突出部１２、１３の傾斜面１２ａ及び１３ａが導通面となり、電極部３及び４とパッド２２とが導通する。
【００１４】
ここで、半田ペースト２３が溶融している状態では、チップ型電子部品１の自重により半田ペースト２３が押し潰され、その際の巻き込み等により半田ペースト２３内にボイドが生じる。
例えば、チップ型電子部品の電極部が直方体形状に形成されている場合には、電極部の実装面側の面全面と半田ペーストとが接し、半田ペーストを押し潰す電極部の面積が大きいほど、半田ペースト内に巻き込まれる空気等がより多くなり、すなわちボイドが生じる可能性が高くなる。
【００１５】
これに対し、本発明の一実施形態におけるチップ型電子部品１は、電極部３及び４の導通面が凹凸を有するように形成されており、平面上では、非突出部１２及び１３の傾斜面１２ａ、１３ａと平面との間に隙間ができるため、半田ペースト２３は、突出部１１の底面によっては押し潰されるが、非突出部１２及び１３の傾斜面１２ａ、１３ａによっては押し潰されにくい。すなわち、半田ペースト２３は主に突出部１１により押し潰されることになり、半田ペースト２３を押し潰す電極部３及び４の面積は、電極部の実装面側の面が平面である場合に比較してより小さい。
そのため、半田ペースト２３が押し潰されることにより、半田ペースト２３に巻き込まれる空気等の量を削減することができ、すなわちボイドが生じることを抑制することができる。
【００１６】
そして、単に、電極部３及び４を、導通面が凹凸を有する形状とするだけで実現することができるため、溶剤分の偏析が生じたり、特殊な溶剤ペースト等を必要としたりすることなく実現することができる。そのため、ボイドが生じやすいと予測されるチップ型電子部品について、或いは、全てのチップ型電子部品について、図１に示す、電極部３、４の導通面に凹凸を有するチップ型電子部品１を用いて構成することによって、同一基板に多種の部品を実装する場合であっても、ボイドの発生をより抑制することができ、すなわち、接合強度のばらつきを抑制し、半田付けの安定性を確保することができる。
【００１７】
また、チップ型電子部品１を平面上に載置したとき、電極部３及び４において、素体２とは逆を向く凸字状の端面から素体２側の端面に近づく程、非突出部１２及び１３の傾斜面１２ａ、１３ａと平面との間の隙間が小さくなる形状としている。そのため、半田ペースト２３が電極部３、４によって押し潰されるときに空気等を巻き込みにくくすることができ、また、仮にボイドが生じたとしても、ボイドがより半田ペースト２３の外側に移動するように仕向けることができ、接合強度が低下することを抑制することができる。
また、電極部３、４の傾斜面１２ａ、１３ａと実装面との間に隙間を設けてはいるが、突出部１１は実装面と接するように形成している。そのため、実装する際に、チップ型電子部品１が不安定となることを回避することができ、実装する際、また実装後のチップ型電子部品１の安定性を確保しつつ、ボイドの発生を抑制することができる。
【００１８】
なお、上記実施形態においては、チップ型電子部品１を平面上に載置したとき、電極部３及び４において、素体２とは逆を向く凸字状の端面から素体２側の端面に近づく程、傾斜面１２ａ及び１３ａと平面との間の隙間が小さくなる形状としているがこれに限るものではない。例えば、電極部３、４の幅方向中央部から幅方向端部方向に向かうほど、非突出部１２、１３の傾斜面と平面との間の隙間が大きくなる形状としてもよく、電極部３、４の導通面と実装面との間のボイドを、電極部３、４の縁部よりも外側に移動するように仕向けることのできる形状であってもよい。
また、傾斜面１２ａ及び１３ａを設けずに、単に、端面が凸字状の柱状部材により電極部３、４を構成してもよい。また、電極部３、４の導通面に複数の凹凸を形成するようにしてもよい。
また、非突出部１２、１３の面を、傾斜面１２ａ、１３ａに替えて、階段状に形成してもよい。
【００１９】
また、突出部１１を設けずに、傾斜面１２ａ、１３ａを含む一つの面、つまり、一つの傾斜面で、電極部３、４の導通面を形成するようにしてもよい。この場合には、例えば素体２の長手方向の長さに対する電極部３、４の長手方向の長さの比を調整すること等により、実装する際のチップ型電子部品１の安定性を確保するようにすればよい。また、この場合も傾斜面ではなく階段状に形成してもよく、電極部３、４の導通面と実装面との間のボイドを、電極部３、４の縁部よりも外側に移動するように仕向けることのできる形状であればよい。
【００２０】
また、突出部１１はチップ型電子部品１の幅方向中央部に配置されていなくとも、幅方向端部寄りに配置されていてもよく、また突出部１１の幅も任意に設定することができる。電極部３及び４によって押し潰される半田ペースト２３の面積を小さくすることができればボイドが発生することを抑制することができるため、導通面が凹凸を有する電極部３、４であれば、適用することができる。
また、上記実施形態においては、素体２と電極部３、４の上面とが面一となるようにした場合について説明したが、これに限るものではなく、また、素体２の形状も直方体に限るものではない。実装基板上に半田を介して実装するような表面実装型のチップ型電子部品であれば適用することができる。
【００２１】
また、チップ型電子部品１を、電極部３、４の導通面が凹凸を有する形状とすることによって、同一基板に多種の部品が実装される場合であっても、チップ型電子部品１と実装基板２１との接着強度を確保し、半田付けの安定性を確保することができる。そのため、例えば、図３に示す、車両に搭載される電動パワーステアリング装置において、操舵系に操舵補助力を付与するためのモータシステムに含まれる電子制御ユニットに搭載される電子回路基板に適用し、この電子回路基板に実装される電子部品として、図１に示すチップ型電子部品１からなる電子部品を実装することによって、半田付けの安定性の高い電子回路基板を実現することができる。そのため、信頼性の高い電子回路基板を実現することができ、すなわち、信頼性の高い電子制御ユニットを実現することができる。特に、車両に搭載される電子制御ユニット等の場合、振動等の外乱の多い環境下で利用されるため、電子回路基板における半田付けの安定性が要求される。そのため、本発明の一態様におけるチップ型電子部品１を適用した電子回路基板を用いることは有効である。
また、電動パワーステアリング装置に関わらず、車両に搭載される他の制御装置の電子回路基板に適用することも可能であり、また、車両等に関わらず、例えば半導体基板等の搬送ライン等、各種の搬送装置や、その他各種制御装置の電子回路基板に適用することも可能である。
【００２２】
図３は、車両に搭載される電動パワーステアリング装置の一例の概略構成を示したものである。この電動パワーステアリング装置は、例えば、特開２０１４−１７６２１５号公報に記載されているように、ステアリングホイール１０１に運転者から作用される操舵力がステアリングシャフト１０２に伝達される。このステアリングシャフト１０２は、入力軸１０２ａと出力軸１０２ｂとを有する。入力軸１０２ａの一端はステアリングホイール１０１に連結され、他端は操舵トルクセンサ１０３を介して出力軸１０２ｂの一端に連結される。
【００２３】
出力軸１０２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント１０４を介してロアシャフト１０５に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント１０６を介してピニオンシャフト１０７に伝達される。このピニオンシャフト１０７に伝達された操舵力はステアリングギヤ１０８を介してタイロッド１０９に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ１０８は、ピニオンシャフト１０７に連結されたピニオン１０８ａとこのピニオン１０８ａに噛合するラック１０８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン１０８ａに伝達された回転運動をラック１０８ｂで車幅方向の直進運動に変換している。
【００２４】
ステアリングシャフト１０２の出力軸１０２ｂには、操舵補助力を出力軸１０２ｂに伝達する操舵補助機構１１０が連結されている。この操舵補助機構１１０は、出力軸１０２ｂに連結した例えばウォームギヤ機構で構成される減速ギヤ１１１と、この減速ギヤ１１１に連結された操舵補助力を発生する例えば３相ブラシレスモータで構成される多相電動モータとしての３相電動モータ１１２とを備えている。
【００２５】
操舵トルクセンサ１０３は、ステアリングホイール１０１に付与されて入力軸１０２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸１０２ａ及び出力軸１０２ｂ間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を抵抗変化や磁気変化に変換して検出するように構成されている。
モータ制御装置１２０には、操舵トルクセンサ１０３で検出された操舵トルクＴ及び車速センサ１２１で検出された車速Ｖｓが入力されるとともに、３相電動モータ１１２のロータの回転位置を検出する図示しないロータ回転角検出回路から出力されるロータ回転角θｍが入力される。
また、モータ制御装置１２０には、直流電流源としてのバッテリー１２２から直流電流が入力される。
【００２６】
そして、モータ制御装置１２０が各種センサからの検出信号をもとに、３相電動モータ１１２を駆動制御することにより、ステアリングホイール１０１に運転者から作用される操舵力に応じた操舵補助力が付与されるようになっている。このモータ制御装置１２０に実装される電子回路基板として、図１に示すチップ型電子部品１が適用された電子部品が実装された電子回路基板が適用することによって、信頼性の高いモータ制御装置１２０を実現することができる。
【００２７】
図４は、搬送装置の一例を示す概略図である。
搬送装置は、例えば、特開２０１２−１７２８３７号公報に記載されているように、レール２１０と、スライダ２２０と、モータ２３０と、モータ制御装置２４０とを備え、モータ制御装置２４０によってモータ２３０を駆動制御することによって、ボールねじ軸２５０を回転駆動することによりボールねじ軸２５０と螺合されたスライダ２２０内に設けられたボールねじナットが回転し、これによって、スライダ２２０がレール２１０に案内されて、レール２１０の長手方向に沿って移動するようになっている。
【００２８】
そして、モータ制御装置２４０に実装される電子回路基板として、図１に示すチップ型電子部品１が適用された電子部品が実装された電子回路基板が適用することによって、信頼性の高いモータ制御装置２４０を実現することができる。
以上、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例又は実施形態も網羅すると解すべきである。
【符号の説明】
【００２９】
１  チップ型電子部品
２  素体
３、４  電極部
１１  突出部
１２、１３  非突出部
【図１】
2016111230.tif 000003
【図２】
2016111230.tif 000004
【図３】
2016111230.tif 000005
【図４】
2016111230.tif 000006