JP4646296B2 - Electronic components - Google Patents
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Description
本発明は、セラミック等からなる基板の一方、又は基板スルーホールを介して両方の面に、複数の抵抗素子やコンデンサ等の回路素子、及び導電性突起からなる当該回路素子素子の外部端子を有する電子部品に関するものである。 The present invention has a circuit element such as a plurality of resistance elements and capacitors and an external terminal of the circuit element element made of conductive protrusions on one surface of a substrate made of ceramic or the like, or both surfaces through a substrate through hole. It relates to electronic components.
セラミック基板の一方の面に、複数の抵抗素子、及び導電性突起からなる当該抵抗素子の外部端子を有するネットワーク抵抗器については、米国特許第6,326,677号公報及び国際公開WO97/30461号公報にその開示がある。
このような突起状部材を有する電子部品は、外力が加わるとその応力が突起状部材と基板とを剥離するように働くため、かかる剥離を抑制し得る構造とすることが望ましい。 Since an electronic component having such a protruding member acts to peel off the protruding member and the substrate when an external force is applied, it is desirable to have a structure that can suppress such peeling.
しかし特に基板の一方の面の面積を、複数の抵抗素子と導電性突起とで占領する電子部品にあっては、単に外力に耐え得る構造とすべく、徒にランドを大きくすることが妥当でない場合がある。その理由は、導電性突起を有しない面実装型電子部品に比して、導電性突起が存在する分だけ余計に基板面が占領されている中で、所定の特性を備えた抵抗体を配置する面積を確保する必要があるためである。このことは、電子部品の小型化が進むに従い、考慮すべきことである。 However, especially in an electronic component that occupies the area of one surface of the substrate with a plurality of resistive elements and conductive protrusions, it is not appropriate to enlarge the land in order to have a structure that can withstand external forces. There is a case. The reason for this is that compared to surface-mount electronic components that do not have conductive protrusions, a resistor with predetermined characteristics is placed while the substrate surface is occupied by the presence of conductive protrusions. This is because it is necessary to secure an area to be processed. This should be taken into account as electronic components become smaller.
そこで、基板の一方の面の面積を、複数の回路素子と導電性突起とで占領する電子部品では、その構造の特殊性を十分考慮し、回路素子と導電性突起が搭載されるランドとの配置や基板面積占有率等を考慮した上で、外力に耐え得る構造とする必要がある。かかる外力とは、機械的応力(衝撃)、熱応力(衝撃)等である。 Therefore, in an electronic component that occupies the area of one surface of the board with a plurality of circuit elements and conductive protrusions, the circuit element and the land on which the conductive protrusions are mounted are considered in consideration of the particularity of the structure. It is necessary to have a structure that can withstand external force in consideration of the arrangement, the board area occupation ratio, and the like. Such external force includes mechanical stress (impact), thermal stress (impact), and the like.
本発明が解決しようとする課題は、実装後の外力に耐え得る構造の導電性突起を端子とする電子部品を得ることである。 The problem to be solved by the present invention is to obtain an electronic component using as a terminal a conductive protrusion having a structure capable of withstanding external force after mounting.
上記課題を解決するため、本発明の第1の電子部品は、長方形の基板1面に、複数の回路素子が形成され、且つ導電性突起9からなる当該回路素子の外部端子を有する電子部品において、前記回路素子を構成する電極2の一部を、ランド4として残しつつ、前記回路素子がオーバーコート膜7により被覆され、前記ランド4の基板1長辺方向寸法が、基板1短辺方向寸法より大であり、前記導電性突起9は、前記ランド4面積値に略比例した量の固着部材により前記ランド4に固着されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a first electronic component of the present invention is an electronic component having a plurality of circuit elements formed on the surface of a
上記「基板1」は、アルミナ等のセラミック、ガラス繊維混入エポキシ系樹脂成形体等からなるものを用いることができる。中でもセラミックは、回路素子形成の際の焼成等の過程を経ても変質し難いため、回路素子材料の選択の自由度を高める意味で好ましい。また基板1に回路素子が直接形成される構造の電子部品にあっては、外力による基板1の変形は、回路素子の変形につながり、当該回路素子の特性値が定格値から外れることとなり易い。それを極力防止する観点からも、剛性の高いセラミックを用いることは好ましい。
The “
上記「導電性突起9」には、いわゆるハンダボール等の導電性ボールをランド4に搭載・固着したもの、いわゆるサブストラクト法、アディティブ法により形成されるバンプ、及び導電ペーストを印刷等の手法で突起状に形成し、固化させたもの等を含む。
The above-mentioned “
上記「オーバーコート膜7」は、樹脂からなる膜、ガラス膜、これらの2以上の層からなる膜であってもよい。またこのオーバーコート膜7は、ランド4を形成し、且つ抵抗素子を被覆するものである。厚膜形成する際のパターニングの容易さ等を考慮すると、ランド4部以外の領域を全て被覆してもよい。
The “
上記「固着部材」には、クリームハンダ、導電性接着剤等が好適である。尚、ランド4面積値に比例した量の固着部材をランド4面に供給する手段には、例えば略ランド大の開口部を有するメタルマスクを用い、スクリーン印刷する手段等がある。上記「略比例した」とは、例えば通常のスクリーン印刷技術によりクリームハンダ等の固着部材を各々のランド4上に配置する際に、スクリーンの開口面積を各々のランド4面積と一致させた場合の固着部材の量とランド4の面積との関係をいう。即ち、通常のスクリーン印刷のスクリーン開口部からの吐出物量のばらつき程度の誤差を含むことを意味するために「略」の語を用いた。
For the “fixing member”, cream solder, conductive adhesive, and the like are suitable. The means for supplying the fixed member in an amount proportional to the
上記「ランド4」の基板1長辺方向寸法が、基板1短辺方向寸法より大とする目的の一つは、ランド4面積を大きくするためである。ランド4面積が大きくなると、そこに配されるランド4面積値に比例した量のクリームハンダ8、エポキシ系導電性接着剤等の固着部材を、上記導電性突起9の固着に十分な量を確保することができる。かかる固着が十分であると実装後の外力に耐え得る構造とすることができる。
One of the purposes of making the “
また従来、通常円形だったランド4を、例えば図1に示すように基板1の長辺方向寸法を短辺方向寸法より大とすることで、上記固着部材が基板1の長辺方向に沿って補強することとなる。基板1は外力により、通常長辺方向に沿って変形する。前記補強はその基板1の変形を抑制するよう作用する。
Further, in the conventional
ここで、本発明の第1の電子部品ランド4を大きくできる理由は、従来の円形ランドの輪郭よりも外側にランド4領域を設けることにより、ランド4を、基板1の長辺方向寸法を短辺方向寸法よりも大とできるためである。即ち従来の円形ランド4の直径と同一寸法を一辺とする正方形が該円形よりも4/π倍面積が大きいのと同様にランド4面積を大きく確保できるためである。
Here, the reason why the first
上記ランド4面積を大きく確保する効果を得る観点から、本発明の第2の電子部品は、長方形の基板1面に、複数の回路素子が形成され、且つ導電性突起9からなる当該回路素子の外部端子を有する電子部品において、前記回路素子を構成する電極2の一部を、ランド4として残しつつ、前記回路素子がオーバーコート膜7により被覆され、前記ランド4が四角形、楕円形、四隅に丸みを有する四角形のいずれか(以下、四角形等という)の形状であることを特徴とする。
From the viewpoint of obtaining an effect of ensuring a large area of the
上記四角形等のうち「四角形」は、長方形、正方形、ひし形、台形またこれらを若干変形した形状を含む。本発明の第1の電子部品に係るランド4形状は、通常前記四角形等になる。例えば図1に示す四隅が丸みを帯びた長方形のランド4を有する電子部品は、本発明の第1及び第2の電子部品の双方に該当する。
“Rectangle” among the rectangles includes a rectangle, a square, a rhombus, a trapezoid, and a shape obtained by slightly deforming these. The
従って本発明の第1及び第2の電子部品は、ランド4面積を大きくできることから実装後の外力に耐え得る構造であり、また例えば一方の面の面積を、複数の抵抗素子と導電性突起9とで占領する電子部品であっても、抵抗体の大きさを従来から変える必要が無く、当該抵抗素子の特性を損なうことがない。従って本発明が解決しようとする課題を解決できている。
Therefore, the first and second electronic components of the present invention have a structure that can withstand the external force after mounting because the
上記「電子部品」には、複数の抵抗素子が共通電極膜2bにより連結されているもの(例えば図1に示したもの等)、独立の個々の抵抗素子が単体の絶縁基板1面に複数配置されている、いわゆる多連抵抗器を含むネットワーク抵抗器や、いわゆるネットワークコンデンサ、多連コンデンサ、抵抗素子とコンデンサとの複合素子(いわゆるCR素子)等を含む。またこれらの回路素子を樹脂層やセラミック層等で多層化したものを含む。 In the “electronic component”, a plurality of resistance elements are connected by a common electrode film 2b (for example, the one shown in FIG. 1), and a plurality of independent individual resistance elements are arranged on the surface of a single insulating substrate. Network resistors including so-called multiple resistors, so-called network capacitors, multiple capacitors, composite elements of resistor elements and capacitors (so-called CR elements), and the like. In addition, these circuit elements include those obtained by multilayering with a resin layer, a ceramic layer, or the like.
上記本発明の電子部品は、基板1の一方の面に全ての回路素子、ランド4及び導電性突起9が配されていることが好ましい。その理由は、製造容易化を図れるためである。即ち基板1の両面に回路素子等の部材を形成するには、一方の基板1面の部材の配置と、他方の基板1面の部材の配置との位置合わせの微調整が必要な場合がある。かかる調整は、基板1の両面を同時に見ることができないため困難を伴う。また一方の基板1面に部材を配置する際に、他方の基板1面の清浄さを維持する必要や、既に当該他方の基板1面に配置した部材を損傷しないよう配慮する必要があるため、製造工程設計に多大な制限を課する。その点基板1の一方の面に全ての回路素子、ランド4及び導電性突起9を配置している構成では、そのような困難性や制限が無いか若しくは少ない。勿論、回路素子と導電性突起9が基板1の表裏面にそれぞれ配されている構造を、本発明に採用することができることは言うまでもない。かかる構造であっても、実装後の外力に耐え得る構造とすることが求められていることには変わりはないからである。この構造の場合基板1表裏面を導通するには、基板1スルーホール内に導体を配する、又は基板1端面に電極を形成等する。
In the electronic component of the present invention, it is preferable that all circuit elements, lands 4 and
尚、通常は電子部品に何らかの表示をするが、かかる表示は、前記他方の基板1面上(表示を目立つようにする色彩の介在膜があってもよい)に施されるのが一般的と考えられる。その場合、前記他方の基板1面のように回路素子が何ら形成されていないため、表示工程を経ることによる回路素子へ与える悪影響を考慮する必要がなく、有利である。
Normally, some kind of display is made on the electronic component. However, such display is generally performed on the surface of the other substrate 1 (there may be a colored intervening film that makes the display stand out). Conceivable. In that case, since no circuit element is formed like the
上記本発明の電子部品において、単位回路素子の外部端子が2つであり、それら外部端子を構成するランド4が、例えば図1に示すように基板1短辺方向に沿って配置されていることが好ましい。具体的には、例えば抵抗素子の場合には前記2つのランド4間の電流経路が基板1短辺方向と実質的に平行であることである。その構成が好ましい理由は、例えば図1に示すように複数の回路素子が基板1面に隣接して配設されている場合に、その隣接する回路素子間の基板1面を有効に活用できるためである。例えば回路素子が抵抗素子である場合には、その抵抗素子の抵抗値調整するために抵抗体3にレーザ照射等で溝6を形成し、電流流路を狭める場合がある。かかる溝6形成の際に飛散した抵抗体3粉末が隣接する抵抗素子同士の短絡を招かないように、隣接する抵抗素子の抵抗体3間隔を大きくするのが通常である。しかしその抵抗体3の溝6存在領域とはある程度の距離があり、抵抗体3間程度の間隔を設ける必要性が小さい抵抗素子用電極2間隔を小さくすることができる。そこで、抵抗素子の電流経路と略直交する方向に抵抗素子用電極2を長くし、その長くした方向に当該電極2の一部であるランド4を拡げることができる。
In the electronic component of the present invention, the unit circuit element has two external terminals, and the
上記本発明の電子部品及びそれを基本とした好ましい電子部品において、図1に示すように、上記基板1外端と近接する上記ランド4のうち、少なくとも3つのランド4bが、ランド4aよりも面積が大きく、前記面積の大きいランド4bにのみ導電性突起9が固着された場合、当該導電性突起9と平地とが接触した状態で電子部品が自立可能であることが、更に好ましい。その理由は、面積の大きなランド4bに特に強固に固着される導電性突起9を、実装状態でバランス良く配置させるためである。ここで「自立可能」とは、当該導電性突起9のみで、基板1を平地に接触させることなく支持可能なことを意味する。このバランスの良さにより、実装後に様々な方向からの外力にも耐え得る構造とすることができる。例えば、上記「基板1外端」のうち、長方形の基板1の四隅に位置するランド4b面積を大きくする。上記「自立可能」か否かは、前記バランス良い配置であるか否かの指標となる。
In the electronic component of the present invention and a preferred electronic component based on the electronic component, as shown in FIG. 1, at least three
本明細書では、前記面積の大きなランドを「ランド4b」と、前記他のランド(通常のランド又は面積の小さなランド)を「ランド4a」と、ランド4aとランド4bとを含め、ランドを総称する場合には「ランド4」と記す。
In the present specification, the land having the large area is collectively referred to as “
上記本発明の電子部品及びそれを基本とした好ましい電子部品において、図1に示すように、回路素子が、対となるランドから延在する電極膜2と抵抗体膜3とを有する抵抗素子であって、ランド4から延在する電極膜2と、抵抗体膜3とが重なり合って接続される領域が、対となる前記ランド4の中心同士を結ぶ直線上を避けて存在することが更に好ましい。その理由は、電極膜2と抵抗体膜3とが重なり合う領域の、電流方向における距離が確保できるためである。かかる距離は、一定以上なければ抵抗素子端子間に過大な電圧を付与したときに抵抗値の変動する等の、抵抗素子特性維持上の問題を生じることが、経験則上認識されている。しかし一部のランド4面積を大きくすることにより、当該ランド4bから延在する電極膜2と抵抗体膜3との重なり合う面積や、前記距離を、特定の抵抗素子のみ小さくせざるを得ない場合が生じ得る。そのような前記直線上を避けて電極膜2と抵抗体膜3との重なり合う領域を形成することで、前記距離を十分確保できる。
In the electronic component of the present invention and a preferred electronic component based on the electronic component, as shown in FIG. 1, the circuit element is a resistive element having an
但し、本発明ではランド4の面積を大きくすることが、必ずしも抵抗素子の電極2間距離を短くする関係にならない。ランド4の基板1の長辺方向寸法のみを大きくすることによってもランド4面積を大きくすることができるためである。このことが本発明の大きな利点でもある。ここに上記好ましい電子部品における「ランド4b」とは、図1に示すようにランド4面積を大きくした結果、当該ランド4から延在する電極2間距離が、面積を大きくしないランド4から延在する電極2間距離よりも小さくなった場合のランド4を意味する。
However, in the present invention, increasing the area of the
上記本発明の電子部品及びそれを基本とした好ましい電子部品において、導電性突起9が、鉛を実質的に含まないことが更に好ましい。一般に鉛を含有する導電性突起9(主としてハンダ等の低融点合金)は、鉛を実質的に含まない導電性突起9に比して剛性が低く、外力に対する緩衝材としての機能が乏しいため、外力の影響による導電性突起9とランド4との固着状態の劣化が小さい利点があった。他方、実質的に鉛を含有しない導電性突起9は、かかる緩衝材としての機能に劣り、外力の影響が比較的大きいためである。
In the electronic component of the present invention and a preferable electronic component based on the electronic component, it is more preferable that the
更に鉛は環境調和性の観点から電子部品に含有させることが好ましくないため、導電性突起9は、鉛を含まない低融点金属、例えばSn単体、Sn−Bi系合金、Sn−In−Ag系合金、Sn−Bi−Zn系合金、Sn−Zn系合金、Sn−Ag−Bi系合金、Sn−Bi−Ag−Cu系合金、Sn−Ag−Cu系合金、Sn−Ag−In系合金、Sn−Ag−Cu−Sb系合金、Sn−Ag系合金、Sn−Cu系合金、Sn−Sb系合金から選ばれるものの1以上を主体として用いることが望ましい。このことは、上記クリームハンダ8についても同様である。
Furthermore, since it is not preferable to contain lead in an electronic component from the viewpoint of environmental harmony, the
また上記本発明の電子部品及びそれを基本とした好ましい電子部品において、電子部品を構成する要素、例えば回路素子が抵抗素子である場合の各抵抗体3が全て実質的に同一形状であり、且つ隣接する抵抗体3間距離が実質的に同一であることが更に好ましい。抵抗素子に対し通電すると、必ず抵抗体3膜部分でジュール熱が発生する。当該ジュール熱が小さく、抵抗素子の特性(例えば抵抗温度特性(TCR)等)に殆ど影響しないなら問題とはならない。しかし、TCRに影響する程度のジュール熱が発生し、且つ電子部品の抵抗体3の配置によって、局部的に熱集中が生じる場合には、各々の抵抗素子の特性の違いが顕著となる場合がある。かかる局部的な熱集中を防ぐのに有効なためである。例えば図1(b)に示す電極膜2、抵抗体膜3のように隣接する抵抗体3間距離を略同等に配置することにより、前記熱集中を防ぐことができる。
Further, in the electronic component of the present invention and a preferable electronic component based on the electronic component, all the
かかる観点等からは、導電性突起9が、銅を主体とすることが更に好ましい。銅はハンダ等に比べて熱伝導率が非常に高く、抵抗素子が発するジュール熱を素早く実装回路板12へと逃がすことができる。従って仮にジュール熱が局部的に集中しうる抵抗体3の配置としても、抵抗素子特性の安定化を図ることができるからである。
From such a viewpoint, it is more preferable that the
また、銅は従来用いられてきたハンダ(例えば37Pb−63Sn合金)に比べ、熱膨張率が約2/3と小さい。従って、基板1のランド4と固着させた後、加熱・冷却が繰り返される環境に曝したとしても、ランド4との剥離を起こすおそれも小さい。また銅はハンダに比べて非常に硬いため、導電性突起9である、いわゆるバンプ形状とした場合の取扱いによって変形することが殆ど無く、基板1面からの多数の導電性突起9高さを一定にするのに有利である。
Further, copper has a coefficient of thermal expansion as small as about 2/3 as compared with conventionally used solder (for example, 37Pb-63Sn alloy). Therefore, even if the
また上記銅の表面には、Snめっきが施されていることが更に好ましい。導電性突起9のハンダ濡れ性向上のためと、銅表面の酸化を防止するためである。銅表面が酸化すると、実装板への実装時のハンダとの合金化が難しく、適切な実装板やランド4との固着状態が得られ難い。
Further, it is more preferable that Sn plating is applied to the surface of the copper. This is for improving the solder wettability of the
ここで、上記銅を主体としたものは、純銅や、純銅の表面にSnめっきを施したもの、銅を主体とする合金や当該合金表面にSnめっきを施したもの等である。 Here, those mainly composed of copper include pure copper, a surface of pure copper plated with Sn, an alloy mainly composed of copper, and a surface of the alloy plated with Sn.
尚、上記銅に代えて金を用いることもできる。金を用いた場合の利点は、表面の酸化防止層を必ずしも要さないこと、及び、ハンダと同等又はそれ以上の柔軟性を有するため、剛性が低く、外力に対する緩衝材としての機能を有していたため、外力の影響による導電性突起9とランド4との固着状態の劣化が小さいことである。
In addition, it can replace with the said copper and can also use gold | metal | money. The advantage of using gold is that it does not necessarily require an anti-oxidation layer on the surface, and has the same or more flexibility as solder, so it has low rigidity and functions as a buffer against external forces. Therefore, the deterioration of the fixing state between the
また上記本発明の好ましい電子部品において、特に面積が大きいランド4bがメタルグレーズ系材料からなり、当該ランド4b全面が固着部材で被覆されていることが好ましい。メタルグレーズ系材料は、アルミナ等からなるセラミック基板1面に強固に固着する。この固着力は通常、いわゆるガラス繊維混入エポキシ樹脂系基板1面上に形成(固着)された銅箔の固着力よりも大きい。特に周囲環境が高温になるに従って固着力の差が大きくなる。また当該ランド4b全面に固着部材を有することから、導電性突起9とランド4面との固着力も確保される。従って導電性突起9が固着された状態で導電性突起9に外力が付与されたとしても、基板1とランド4との界面での剥がれを有効に抑制することができる。ここで、ランド4bはランド4aに比して面積が大きいため、メタルグレーズ系材料からなり、その全面が固着部材で被覆されることによる前記固着強度増大効果は、より大きい。
Moreover, in the preferable electronic component of the present invention, it is preferable that the
また、上記メタルグレーズに代えて導電性接着剤を用いることもできる。例えばエポキシ系やアクリル系樹脂等を主成分とする導電性接着剤は、アルミナ等からなるセラミック基板1面に、上記メタルグレーズ系材料と同等に強固に固着することができるためである。
Moreover, it can replace with the said metal glaze and can also use a conductive adhesive. This is because, for example, a conductive adhesive mainly composed of an epoxy resin or an acrylic resin can be firmly fixed to the surface of the
上記本発明の電子部品及びそれを基本とした好ましい電子部品において、導電性突起9がボール10を含み、ランド4が当該ボール10を保持する手段を有することが更に好ましい。ランド4の面積が大きくなると、その上に配置されるボール10の固着位置ずれが懸念される。本発明のようにランド4形状が四角形等の円形でない場合は、円形である場合に比して、ランド4とボール10との固着部材にハンダを用いる際の溶融ハンダの表面張力に起因した、ボール10の位置補正効果が期待し難い場合がある。前記ボール10保持手段の具体例は、ランド4を構成するメタルグレーズ系材料等の導電性膜の下の基板1面に、予めボールを保持し得る突起状部材14を配置しておく手段である。かかる手段によれば、当該突起状部材14は、前記導電性膜を隆起させるように存在し、導電性膜形成後も導電性膜上でボール10を保持する効果を有する。突起状部材14の基板1面への配置は、例えばガラスや樹脂等のペーストのスクリーン印刷等による(図6)。
In the electronic component of the present invention and a preferable electronic component based on the electronic component, it is more preferable that the
また上記本発明の電子部品及びそれを基本とした好ましい電子部品が抵抗器の場合において、基板1上に抵抗体3が形成され且つ当該抵抗体3の上に直接電極2が形成された当該電極2部分が、ランド4を構成することが更に好ましい。抵抗体3と電極2とが重なっている電極2領域にもランド4を形成でき、より大きなランド4面積を確保することができるためである。基板1上に電極2が形成され且つ当該電極2の上に直接抵抗体3が形成される、従来から採用されてきた構成では、抵抗体3と電極2とが重なっている電極2領域にランド4を形成できないか若しくは非常に困難である。
Further, in the case where the electronic component of the present invention and the preferred electronic component based thereon are resistors, the electrode in which the
本発明により、実装後の外力に耐え得る構造の導電性突起を端子とする電子部品を得ることができた。 According to the present invention, it is possible to obtain an electronic component using a conductive protrusion having a structure capable of withstanding an external force after mounting as a terminal.
(本発明の第1及び第2の電子部品の一例であるネットワーク抵抗器の製造)
アルミナセラミックからなる大型の絶縁基板1を用意する。当該大型の絶縁基板1の両面には縦横に分割用の溝が設けられており、かかる分割後の最小単位の絶縁基板1が単位ネットワーク抵抗器を構成する。その溝を有する大型の絶縁基板1面に多数の抵抗素子を形成していく過程を、図2を参照しながら以下に説明する。かかる図面では、前記最小単位の絶縁基板1(図1(a)に相当)について示している。
(Manufacture of network resistor as an example of the first and second electronic components of the present invention)
A large insulating
まず、図2(a)に示す絶縁基板1に対し、メタルグレーズ系のAg−Pd系導電ペーストをスクリーン印刷し、その後焼成して、その一部が抵抗素子の端子接続用ランド4となる個別電極膜2a及び共通電極膜2bを得る(図2(a))。同図のように、ランド4bが後に形成される、基板1の左右端から2つの個別電極膜2a形状は、その形状(パターン)を、上記対となる図示しないランド4の中心同士を結ぶ直線上を避けて、電極膜2と抵抗体膜3とが重なり合って接続される領域が存在し得るものとしている。また、基板1の長辺方向に沿った個別電極膜2a寸法を短辺方向に沿った個別電極膜2a寸法より大きくしている。
First, a metal glaze-based Ag—Pd conductive paste is screen-printed on the insulating
次に共通電極膜2bと個別電極膜2aとを一対の電極膜2とし、その双方に接触するよう、酸化ルテニウムとガラスフリットを主成分とするメタルグレーズ系抵抗体ペーストをスクリーン印刷し、その後焼成して抵抗体膜3を得る(図2(b))。これで抵抗素子が得られる。次に抵抗体膜3を覆うようにガラスペーストをスクリーン印刷し、その後焼成してガラス膜5を得る(図2(c))。同図のように、ランド4bが後に形成される個別電極膜2a、及びそれと対となる他端の共通電極膜2bとの間に形成される抵抗体膜3は、その対となるランド4の中心同士を結ぶ直線上を、電極膜2と抵抗体膜3とが重なり合って接続される領域が避けるように形成されている。
Next, the common electrode film 2b and the individual electrode film 2a are made into a pair of
次に上記抵抗素子の抵抗値を所望の値にするため、レーザ照射により抵抗体膜3にトリミング溝6を形成して抵抗値を調整する工程を経る(図2(d))。このとき前記ガラス膜5は、抵抗体膜3全体の損傷を極力抑えるよう作用する。
Next, in order to set the resistance value of the resistance element to a desired value, a step of adjusting the resistance value by forming a trimming groove 6 in the
次にオーバーコート膜7にて抵抗素子全体を保護するため、エポキシ樹脂系ペーストをスクリーン印刷し、その後当該ペーストを加熱硬化させる(図2(e))。オーバーコート膜7を配する際には、上記個別電極膜2a及び共通電極膜2bにおける必要な部分であるランド4部分を露出させる。当該ランド4形状は、長方形の四隅に丸みを有する形状とした。当該ランド4部分のうち、絶縁基板1の左右端から2つの位置にある個別電極膜2a及び共通電極膜2b上のランド4bを、ランド4aに対し約1.4倍とした。尚、ランド4bにのみ導電性突起9が固着された場合、当該導電性突起9と平地とが接触した状態でネットワーク抵抗器が自立可能である。
Next, in order to protect the entire resistance element with the
次にこれらのランド4部分に、市販のSn−Ag−Cu系合金からなるクリームハンダ8を各ランド4面積値に略相当する開口部を有するメタルマスクを用いたスクリーン印刷により配する(図2(f))。このとき、各々のランド4全域にクリームハンダ8が行き渡るようにし、ランド4面積に比例した量の固着部材としてのクリームハンダ8が、ランド4の各々に供給された。
Next, commercially
そして市販のハンダボール搭載装置にて、導電性ボールである市販の純銅のボール10(表面にSnめっきがコーティングされている)を上記クリームハンダ8部分に搭載する。
Then, with a commercially available solder ball mounting device, a commercially available pure copper ball 10 (surface coated with Sn plating) as a conductive ball is mounted on the
その後上記クリームハンダ8が溶融・固化する温度にて、抵抗素子及び純銅のボール10と共に絶縁基板1を所定時間保持する、いわゆるリフロー工程に供し、ランド4と純銅のボール10とを固着・接続させる。このとき、純銅のボール10の一部がクリームハンダ8と共に溶融・再固化することで、純銅を主体とした「導電性突起9」となる。また、純銅のボール10は前記クリームハンダ8の溶融段階で、各々のランド4の中央部に移動した。これは溶融クリームハンダ8の表面張力による。
Thereafter, at a temperature at which the
以上の過程を経ることで、本発明のネットワーク抵抗器を得ることができる。その後絶縁基板1に設けられている分割用溝に沿って応力を付与して分割すると、個々の本発明のネットワーク抵抗器を得ることができる。
Through the above process, the network resistor of the present invention can be obtained. Thereafter, when the stress is applied along the dividing grooves provided in the insulating
得られた本例及び従来のネットワーク抵抗器のランド4部分を観察した。図3(a)及び図7(a)は、本例のランド4とボール10との固着状態を示している。図3(b)及び図7(b)は、従来の円形ランド4(本例のランド4面積のπ/4倍のランド面積である)とボール10との固着状態を示している。図3(a)、(b)は、クリームハンダがボール10の略全域に付着している(ハンダが濡れ性が良好である)状態のものである。図7(a)、(b)は、クリームハンダが導電性ボール10のランド4近辺のみに付着しているものの状態を示している。製造したネットワーク抵抗器には、図3(a)、(b)に示すもの、図7(a)、(b)に示すものの両者が観測された。
The obtained land portion of the present example and the conventional network resistor were observed. FIG. 3A and FIG. 7A show a fixed state between the
図3(a)、(b)及び図7(a)、(b)から、従来の円形ランド4に比べ、本例のランド4に固着させる固化したクリームハンダ11量が多いことがわかる。そして本例のランド4に配置された導電性ボール10が多量の固着部材により支持されていることがわかる。そのため図3(a)、(b)に示す固化したクリームハンダ11がボール10の略全域に堆積している導電性突起9は、同様の状態の従来の円形ランド4に固着された導電性突起9に比べ、約1.2倍の最大太さだったことがわかった。
3A, 3B, 7A, and 7B, it can be seen that the amount of the solidified
図3(a)、(b)及び図7(a)、(b)の両者について略共通することは、本例のランド4におけるボール10の固着強度が、従来の円形ランド4における導電性ボール10の固着強度に比べ、約40%向上したことである。当該固着強度測定方法は、導電性ボール10単体を上記方法と同様の方法によりランド4へ固着させ、その固着状態から基板1面に沿って導電性ボール10側面に、ボール10が剥がれるまで応力付与した場合の当該応力を測定した。図3(a)、(b)及び図7(a)、(b)の両者について固着強度が略共通することから、固着強度を決定する大きな要因は、導電性突起9の太さではなく、導電性ボール10とランド4との固着面積であることが推測できる。
3 (a), (b) and FIGS. 7 (a), (b) are substantially common in that the bonding strength of the
更に、本発明のネットワーク抵抗器を、ガラス繊維が混入されたエポキシ樹脂成型体である回路板12(実装基板)に表面実装した。実装の際には、当該回路板のランド13に上記クリームハンダ8と同一のクリームハンダ8をスクリーン印刷し、本発明のネットワーク抵抗器の各導電性突起9を、回路板のランド13位置に搭載し、上記同様のリフロー工程に供した。すると図4(b)又は図7(d)に示す実装状態となった。その後、実装状態で繰り返しの熱衝撃を当該実装体に付与する試験(JIS C 5201−1に準じ、熱衝撃付与の繰り返し回数を2000回とした)を実施したところ、長辺方向両端部(セラミック基板1の短辺側の両外端と近接する位置)の位置ずれに起因する上記「外力」が生じた。かかる外力は、図5に示すように回路板12が若干膨張・収縮することに起因するものである。しかし、外見上導電性ボール10のランド4への固着状態に変化はなかった。ここで、図5(b)(c)における基板1外端と近接する位置の2つの導電性突起9が、他の導電性突起9よりも大きな外力を受けているため変形が大きいことがわかる。
Furthermore, the network resistor of the present invention was surface-mounted on a circuit board 12 (mounting board) which is an epoxy resin molded body mixed with glass fiber. When mounting, the
一方、全てのランド4を上記従来の円形ランド4とした、本発明に係るものでないネットワーク抵抗器は、その実装状態が図4(a)又は図7(c)に示すように導電性ボール10周囲に堆積した固化したクリームハンダ11量が少なく、外見上純銅のボール10のランド4aへの固着状態に若干の変形が見られた上、図1(a)のランド4bが配置されている位置に相当するランド4aから導電性突起9が剥離していた。このことは、基板1の長辺方向外端に近づくに従い、ランド4aと導電性突起9との固着部分に大きな応力が付与されていたと考えられる。
On the other hand, in the network resistor not according to the present invention in which all the
上記本発明のネットワーク抵抗器の製造の際には、ランド4の材料にメタルグレーズ系材料の焼成物を用いたが、それ以外の材料を用いることができるのは言うまでもない。例えば回路板12表面に配され、パターニングされる銅箔材料や導電性接着剤等である。
In the manufacture of the network resistor of the present invention, a fired product of a metal glaze material is used as the material of the
また上記本発明のネットワーク抵抗器の製造では、純銅のボール10を用いているが、ハンダボールを用いることができる。またハンダボールに代えて、樹脂コアボール等の導電性ボールを用いることができる。
In the manufacture of the network resistor of the present invention,
また図2に示す本発明のネットワーク抵抗器の製造過程は、図1(b)の配置による本発明のネットワーク抵抗器についても同様に適用できることは言うまでもない。ここで、図1(b)の配置によるネットワーク抵抗器の利点は、前述のように熱集中の防止である。一方、図1(a)の配置による電子部品の第1の利点は、図1(b)の場合に比べ、抵抗器外形寸法を若干小さくできる点である。第2の利点は、図1(b)の場合に比べ、ランド4aが形成される個別電極膜2a形状を単純化できる点である。そのことにより、かかる電極膜2aがスクリーン印刷等の厚膜形成される場合には、特にその形状ばらつきを低減でき、好適である。特にネットワーク抵抗器が小型化するに従い、有利である。他方、図1(b)の配置の利点は、同図のように全てのランド4をランド4bとすることができ、更なるランド4と導電性突起10との固着強度を向上できる点である。
Further, it goes without saying that the manufacturing process of the network resistor of the present invention shown in FIG. 2 can be similarly applied to the network resistor of the present invention having the arrangement of FIG. Here, the advantage of the network resistor by the arrangement of FIG. 1B is prevention of heat concentration as described above. On the other hand, the first advantage of the electronic component by the arrangement of FIG. 1A is that the external dimensions of the resistor can be made slightly smaller than in the case of FIG. The second advantage is that the shape of the individual electrode film 2a on which the
また、上記分割用の溝は基板1の両面に形成しているが、片面で足りる場合があることは言うまでもない。特にレーザースクライブにより溝形成する場合には、両面の溝位置を合わせることが一般的に困難であり、片面のみに溝形成することが、むしろ好ましい。
Moreover, although the said groove | channel for a division | segmentation is formed in both surfaces of the board |
また本実施の形態では、面積の大きなランド4bを基板1長辺方向両端に配置し、残りのランド4aを比較的面積の小さいものとしている。しかし本発明は、全てのランドを比較的面積の小さいランド4aにする、又は面積の大きなランド4bとすることもできる。そのような構成であっても、従来よりもランド4面積を大きくできる以上、本発明の解決しようとする課題は解決できることは言うまでもない。
In the present embodiment, lands 4b having a large area are arranged at both ends in the long side direction of the
本発明は、基板面に、複数の抵抗素子等の回路素子、及び導電性突起からなる当該回路素子の外部端子を有する電子部品関連産業における利用可能性がある。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in an electronic component related industry having a circuit element such as a plurality of resistance elements on the substrate surface and an external terminal of the circuit element made of a conductive protrusion.
1.基板
2.電極、電極膜
2a.個別電極膜
2b.共通電極膜
3.抵抗体、抵抗体膜
4.ランド
4a.面積の小さいランド
4b.面積の大きいランド
5.ガラス膜
6.トリミング溝
7.オーバーコート膜
8.クリームハンダ
9.導電性突起
10.ボール
11.固化したクリームハンダ
12.回路板
13.回路板のランド
14.突起状部材
1.
Claims (9)
前記回路素子を構成する電極の一部をランドとして残しつつ、前記回路素子がオーバーコート膜により被覆され、
上記ランドの基板長辺方向寸法が、基板短辺方向寸法より大であり、
前記導電性突起は、上記ランド面積値に略比例した量の固着部材により前記ランドに固着されていることを特徴とする電子部品。 In an electronic component having a plurality of circuit elements formed on a rectangular substrate surface and having external terminals of the circuit elements made of conductive protrusions,
While leaving a part of the electrodes constituting the circuit element as a land, the circuit element is covered with an overcoat film,
The land long side dimension of the land is larger than the substrate short side dimension,
The electronic component according to claim 1, wherein the conductive protrusion is fixed to the land by an amount of fixing member substantially proportional to the land area value.
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