JP2008130812A

JP2008130812A - 表面実装型電子部品及びその実装構造

Info

Publication number: JP2008130812A
Application number: JP2006314209A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Hashimoto; 匡史橋本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2008-06-05

Abstract

【課題】表面実装型電子部品の底面電極とプリント配線板とのはんだ接合による部品の放熱性を高めるとともにプリント配線板との接合性を向上させることを目的とする。
【解決手段】表面実装型電子部品の底面電極４の形状を、プリント配線板１の接合パッド２に対して凸型に形成する。リフロー実装時には、熱が加わることによってはんだ５に表面張力が働き、このはんだ５への表面張力は底面電極４の頂点部４ａがはんだ５に接した箇所を中心に作用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、情報処理装置や通信装置などの電子機器に内蔵されるプリント配線板へ表面実装される表面実装型電子部品とその実装構造に関する。

近年、電子機器の高速化、高性能化の進展に伴い、電子機器内部で使用される電子部品の発熱量が増大し、電子回路内部の安定動作を妨げる要因となっている。

表面実装型の電子部品においては、発熱した部品内の素子の放熱を行うために、部品のパッケージの底面に電極を形成し、プリント配線板とはんだ接合を行うことで、部品内部の熱をプリント配線板へ逃がして放熱を行うようにした部品が増加している。

例えば、特許文献１では、電子部品の底面に設けたグランド電極とプリント配線板のグランド電極とのはんだ接合により、部品内部の熱をプリント配線板へ逃がす構成となっている。

特開２００１−２１０７３７

表面実装部品をプリント配線板へ実装するには、通常はプリント配線板上の電極パッドにはんだとフラックスを混合したペースト状のクリームはんだを印刷し、このクリームはんだを押し潰す形で表面実装部品のリードを電極パッド上に載置する。次いでリフロー炉などの全体加熱方式、または部分加熱方式によってクリームはんだを溶融させ、その後、溶融はんだが冷めて固まることによりリードが電極パッドに接合される。

表面実装部品パッケージ底面の電極部分のはんだ接合においては、印刷されたはんだは、リフロー時にプリント配線板上の電極パッドと部品底面の電極間で溶解する。一旦液状化したはんだは、電極パッドと部品電極の間で形状を変えるため、接合面積が小さい状態ではんだが冷却され固形化した場合には、接合強度および放熱性が低下する。

また、溶解時にはんだ内部に空気を巻き込んだ状態ではんだが固まった場合には、はんだクラックの要因となるボイドが発生する。

はんだ接合後の部品底面部分のはんだ形状は、リード部分など部品外側のはんだフィレットを確認する場合等とは異なり、目視での確認はできない。従って、適正な形状ではんだが固形化したかを確認するためには、Ｘ線などの特殊装置が必要となるため検査コストが増大するという問題点があった。

また、放熱性を高めるために、電極パッドにスルーホールを設けたプリント配線板とのリフロー実装時は、溶解したはんだがスルーホールに接すると、はんだすわれによるはんだ不足が生じ接合強度が低下するという問題点があった。

本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、表面実装型電子部品の底面電極とプリント配線板とのはんだ接合による部品の放熱性を高めるとともにプリント配線板との接合性を向上させることを目的とする。

本発明に係る表面実装型電子部品は、プリント配線板に表面実装される表面実装型電子部品において、前記表面実装型電子部品のパッケージ底面に電極を有し、前記電極の形状は、前記プリント配線板の接合パッド面の方向に突出した凸型に形成されているようにしたものである。

本発明に係る表面実装型電子部品は、プリント配線板に表面実装される表面実装型電子部品において、表面実装型電子部品のパッケージ底面に電極を有し、電極の形状は、プリント配線板の接合パッド面の方向に突出した凸型に形成されているようにしたので、表面張力が底面電極の頂点部がはんだに接した箇所を中心に作用し、はんだ冷却後は適正なはんだ形状となり、さらにボイドの発生も抑制することができ、部品の放熱性を高めるとともにプリント配線板との接合信頼性を向上させることができる。

以下、本発明に係る表面実装型電子部品の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、各図面において同一符号は、同一又は相当部分を示す。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る表面実装型電子部品をプリント配線板に実装した状態の側面断面図である。図１において、１はプリント配線板、２はプリント配線板１の接合パッド、３は表面実装型電子部品、４は表面実装型電子部品の底面電極、５ははんだである。リフロー実装時には、熱が加わることによってはんだ５に表面張力が働く。底面電極４の形状は、プリント配線板１の接合パッド２に対して凸型に形成されているので、はんだ５への表面張力は底面電極４の頂点部４ａがはんだ５に接した箇所を中心に作用することになる。

図２は、図１における表面実装型電子部品３をプリント配線板１に実装した状態でのプリント配線板１の接合パッド２とはんだ５の部分との上面透視図であり、図３は、従来の表面実装型電子部品の底面電極の形状が接合パッド２に平行である場合のプリント配線板１の接合パッド２とはんだ部分との上面透視図である。

従来の底面電極の形状がプリント配線板１の接合パッド２に対して平行である場合は、図３に示すように接合パッド２との接合面積が小さい状態の異常なはんだ形状６ｓで冷却され固形化することになる。また、さらにはんだ内部に空気をまき込んだまま固形化することでボイド７が発生する。

一方、底面電極４の形状をプリント配線板１の接合パッド２に対して凸型に形成することにより、表面張力は底面電極４の頂点部４ａがはんだ５に接した箇所を中心に作用し、図２に示すように、はんだ冷却後は図３のはんだ形状６ｓに比べ十分に接合面積が大きく適正なはんだ形状５ｓとなり、さらにボイドの発生も抑制することができ、部品の放熱性を高めるとともにプリント配線板１との接合信頼性を向上させることができる。また、底面電極４をグランド用電極や電源用電極とした場合などは、プリント配線板１側の電極との電位の差が生じることを従来以上に低減できるので、電気的特性をより向上させることもできる。

図４は、本発明の実施の形態１に係る表面実装型電子部品の底面図で、ＳＯＰ（ＳｍａｌｌＯｕｔｌｉｎｅＰａｃｋａｇｅ）パッケージの底面電極の中心４ｂを頂点とした角錐形となっている。なお、底面電極４の凸型形状は、角錐形に限ることはなく、リフロー実装時に溶解したはんだの表面張力に影響を与える突起があればよく、例えば円筒形にして部品の製造が容易となる形状でもよい。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る表面実装型電子部品をプリント配線板に実装した状態の側面断面図である。図５において、１１はプリント配線板、１２はプリント配線板１１の接合パッド、１３は表面実装型電子部品、１４は表面実装型電子部品１３の底面電極、１５ははんだ、１６はプリント配線板１１の貫通スルーホールである。図６は、接合パッド１２にプリント配線板１１の貫通スルーホール１６を避けてはんだペースト１７を印刷したリフロー前の接合パッド１２の上面図である。

図５において、底面電極１４の凸型に形成された部分は複数形成し、表面実装型電子部品１３をプリント配線板１１に実装する時に、底面電極１４の凸型に形成された部分は、図６のはんだペースト１７が印刷された部分に対応させて配置する。

図７は、図５における表面実装型電子部品１２をプリント配線板１１に実装した状態でのプリント配線板１１の接合パッド１２とはんだ１５の部分との上面透視図である。図８は、表面実装型電子部品の底面電極に凸型の突起がなくその形状が接合パッド１２対して平行である場合のプリント配線板１１の接合パッド１２とはんだ部分との上面透視図で、リフロー実装時のはんだ冷却後に貫通スルーホール１６へのはんだすわれ１８が生じている状態を示す。

一方、底面電極１４の形状がプリント配線板１１の接合パッド１２に対して凸型に形成することにより、表面張力は底面電極１４の各頂点部１４ａ、１４ｂがはんだ１５に接した箇所を中心に作用し、はんだ冷却後は図７に示すように適正なはんだ形状１５ｓとなり、図８のようなはんだすわれを生じることを抑制でき、部品の放熱性を高めるとともにプリント配線板１１との接合性を向上させることができる。

本発明の実施の形態１に係る表面実装型電子部品をプリント配線板に実装した状態の側面断面図である。図１における表面実装型電子部品をプリント配線板に実装した状態でのプリント配線板の接合パッドとはんだの部分との上面透視図である。従来の表面実装型電子部品をプリント配線板に実装した状態でのプリント配線板の接合パッドとはんだ部分との上面透視図である。本発明の実施の形態１に係る表面実装型電子部品の底面図である。本発明の実施の形態２に係る表面実装型電子部品をプリント配線板に実装した状態の側面断面図である。本発明の実施の形態２に係る接合パッドにプリント配線板の貫通スルーホールを避けてはんだペーストを印刷したリフロー前の接合パッドの上面図である。図５における表面実装型電子部品をプリント配線板に実装した状態でのプリント配線板の接合パッドとはんだの部分との上面透視図である。従来の表面実装型電子部品をプリント配線板に実装した状態でのプリント配線板の接合パッドとはんだ部分との上面透視図である。

符号の説明

１プリント配線板、２接合パッド、３表面実装型電子部品、４底面電極、
４ａ底面電極の頂点部５はんだ、５ｓ適正なはんだ形状、
６ｓ異常なはんだ形状７ボイド、１１プリント配線板、１２接合パッド、
１３表面実装型電子部品、１４底面電極、１４ａ〜１４ｂ底面電極の頂点部、
１５はんだ、１５ｓ適正なはんだ形状１６貫通スルーホール、
１７はんだペースト１８はんだすわれ

Claims

プリント配線板に表面実装される表面実装型電子部品において、
前記表面実装型電子部品のパッケージ底面に電極を有し、
前記電極の形状は、前記プリント配線板の接合パッド面の方向に突出した凸型に形成されていることを特徴とする表面実装型電子部品。
凸型に形成された電極の形状を角錐形としたことを特徴とする請求項１に記載の表面実装型電子部品。
凸型に形成された電極の形状を円筒形としたことを特徴とする請求項１に記載の表面実装型電子部品。
凸型に形成された電極の中心部に凸型部頂点が存在することを特徴とする請求項１に記載の表面実装型電子部品。
凸型に形成された電極に凸型部頂点が複数個存在することを特徴とする請求項１に記載の表面実装型電子部品。
表面実装型電子部品を接合パッド内に貫通スルーホールを有するプリント配線板に実装する表面実装型電子部品実装構造において、
前記表面実装型電子部品のパッケージ底面に前記プリント配線板の接合パッド面の方向に突出した凸型に形成された電極を有し、
前記プリント配線板への接合パッド内貫通スルーホール上以外の位置に前記電極の凸型部位が配置されることを特徴とする表面実装型電子部品実装構造。