JP5572007B2

JP5572007B2 - 電子装置およびその製造方法

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Publication number: JP5572007B2
Application number: JP2010120943A
Authority: JP
Inventors: 誠成田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2030-05-26
Also published as: JP2011249546A

Description

本発明は、電子部品を配線基板上に表面実装させた電子装置およびその製造方法に関する。

従来から、電子部品の集積密度を向上させることなどのため、電子部品の接続端子を配線基板のランド上に表面実装させた電子装置が用いられている。

この種の電子装置に用いられる電子部品は、大きさや形など種々の種類のものがあり接続端子の形状も種々異なっている。電子部品は、より小型化が望まれる場合もあり、電子部品の接続端子を精度よく形成させることが難しく、配線基板における電子部品の実装面に対して複数個の接続端子の高さがそれぞれ異なる場合がある。また、電子部品の接続端子の高さを精度よく形成させていても、その後の搬送工程などにより、接続端子が外力などで変形する場合もある。接続端子が変形した電子部品の接続端子は、接続端子の平坦度が異なることになる。このような接続端子の平坦度が異なる電子部品を配線基板に表面実装させた電子装置では、電子部品の接続端子が配線基板のランドから浮き上がった状態となる。接続端子の平坦度が異なる電子部品は、配線基板に表面実装させても、半田により接続端子とランドとを接合することができず、電子部品と配線基板との接合不良を生じさせる恐れがある。

接合不良を抑制するものとして、図７（ｃ）に示すように、複数個の接続端子２ｄ，２ｅにおける先端の高さ寸法の差ｈ_０が異なる電子部品（図７（ｂ）を参照）と、接続端子２ｄ，２ｅそれぞれが各別に半田からなる接合部５により接合（図７（ａ）の白抜きの矢印を参照）される複数個のランド４ｆを有する配線基板３とを備え、ランド４ｆが接続端子２ｄ，２ｅと接合される溶融半田２４の高さを高くする幅広部４１を備えた電子装置が知られている（たとえば、特許文献１参照。）。

図７（ｃ）に示す電子装置は、各ランド４ｆに幅広部４１を設けることで、溶融半田２４の表面張力により幅広部４１の半田の高さを部分的に高くさせている（図７（ｃ）を参照）。図７（ｃ）に示した電子装置は、接続端子２ｅの配線基板３側からの高さと、接続端子２ｄの配線基板３側からの高さとの間に寸法差ｈ_０があっても、溶融半田２４により、接続端子２ｅの浮きに起因する接続端子２ｅとランド４ｆとの接合不良の発生を抑制することができる。

特開２００１−２３０５２１号公報

しなしながら、電子装置は、接続端子２ｅ，２ｄと、ランド４ｆとを接合させる半田からなる接合部５の半田量が異なる（図７（ｃ）を参照）ことにより、電子部品の各接続端子２ｅ，２ｄと、ランド４ｆとの接合強度が異なる。そのため、特に応力が掛かる用途などに用いられる電子装置では、電子部品と配線基板３との接合強度が十分ではない恐れがあり、更なる接合強度の向上が求められている。

また、電子装置は、電子部品の接続端子２ｄ，２ｅそれぞれの平坦度が一致するように各接続端子２ｄ，２ｅの形状を矯正させた電子部品を用いる。あるいは、電子装置は、電子部品の接続端子２ｄ，２ｅを配線基板３のランド４ｆ上に半田接合が行なわれた後、接続端子２ｅとランド４ｆとの隙間を埋めるように人による手作業や人に代わる設備作業により半田を補充する追い半田が施される。電子装置は、接続端子２ｄ，２ｅの形状の矯正や追い半田を施されることで接合不良を改善される。

しかしながら、電子部品における接続端子２ｅの形状の矯正や接続端子２ｅとランド４ｆとの隙間に追い半田を行うことは、電子装置の製造コストの上昇を招くことになる。また、追い半田の半田量を精度よく制御して電子装置を製造することが難しく、半田の過不足による接合不具合が改善されない恐れもある。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、電子部品における接続端子の形状の矯正を行うことなく、半田からなる接合部の接合信頼性が、より高い電子装置およびその製造方法を提供することにある。

本発明の電子装置は、表面実装型パッケージを備えた電子部品と、該電子部品の複数個の接続端子が各別に半田からなる接合部により接合される複数個のランドを一表面上に有する配線基板とを備えた電子装置であって、上記複数個の接続端子が、上記配線基板の上記一表面からの高さ位置の基準とする第１の接続端子と、該第１の接続端子とは上記一表面からの高さ位置の異なる第２の接続端子とを有し、上記複数個のランドが、上記第１の接続端子が接合される第１のランドと、上記第２の接続端子が接合され上記第１のランドとは前記一表面からの高さが異なる第２のランドとを有し、上記第１の接続端子と上記第１のランドとの距離である第１の距離と、上記第２の接続端子と上記第２のランドとの距離である第２の距離との差を、上記複数個の接続端子の平坦度よりも小さくするように上記第２のランドの高さが設定されてなることを特徴とする。

この電子装置において、上記電子部品は、上記表面実装型パッケージに収納されたＬＥＤチップを備えており、上記第１の接続端子が、上記表面実装型パッケージから側面側に突出した上記ＬＥＤチップへの給電用の電極端子であるとともに、上記第２の接続端子が、上記表面実装型パッケージの外底面側から突出し上記ＬＥＤチップの熱を外部に放熱する放熱用の端子であることを特徴とする。

この電子装置において、上記電子部品は、上記表面実装型パッケージに収納されたＬＥＤチップを備えており、上記第１の接続端子が、上記表面実装型パッケージの外底面側から突出し上記ＬＥＤチップの熱を外部に放熱する放熱用の端子であるとともに、上記第２の接続端子が、上記表面実装型パッケージから側面側に突出した上記ＬＥＤチップへの給電用の電極端子であることを特徴とする。

本発明の電子装置の製造方法は、上記電子装置の製造方法であって、上記接合部の形成時に、ハーフエッチング加工により一方面側に上記第１のランドと上記第２のランドの高さの差に応じて深さがそれぞれ異なる凹部が形成されてなるメタルマスクを、該メタルマスクの上記一方面側を上記配線基板の上記一表面側に向けて上記配線基板上に配置させ、上記メタルマスクを用いた半田印刷により上記メタルマスクの複数個の上記凹部に設けた貫通孔から上記第１のランドおよび上記第２のランドそれぞれに上記半田を設ける工程と、
リフロー半田方式により上記電子部品の上記第１の接続端子と上記第２の接続端子とをそれぞれ上記第１のランドと第２のランドとに上記半田からなる接合部により接合する工程とを有することを特徴とする。

本発明の電子装置は、電子部品における接続端子の形状の矯正を行うことなく、半田からなる接合部の接合信頼性が、より高い電子装置を提供できるという顕著な効果がある。

本発明の電子装置の製造方法は、電子部品における接続端子の形状の矯正を行うことなく、半田からなる接合部の接合信頼性が、より高い電子装置を量産性よく製造することができるという顕著な効果がある。

実施形態１の電子装置を示し、(ａ)は略断面図、（ｂ）は要部の側面図、（ｃ）は別の要部の断面図である。同上の電子装置に用いられる電子部品を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面図である。実施形態２の電子装置の要部を示す概略説明図である。実施形態３の電子装置を示し、(ａ)は略断面図、（ｂ）は要部の側面図、（ｃ）は別の要部の断面図である。同上の電子装置に用いられる電子部品を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。同上の電子装置の製造工程を示す略断面図である。従来の電子装置を示す要部説明図である。

（実施形態１）
以下、本実施形態の電子装置を図１および図２に基づいて説明する。なお、同一の部材については、同一の番号を付している。

本実施形態の図１に示す電子装置１０は、表面実装型パッケージ１１を備えた発光ダイオード１Ａとして機能する電子部品１と、該発光ダイオード１Ａの複数個（ここでは、３個）の接続端子２ａ，２ｂ，２ｃが各別に半田からなる接合部５により接合される複数個（ここでは、３個）のランド４ａ，４ｂ，４ｃを一表面３ａ上に有する配線基板３とを備えている。

また、電子装置１０に用いられる発光ダイオード１Ａは、複数個の接続端子２ａ，２ｂ，２ｃが、配線基板３の一表面３ａからの高さ位置の基準となる第１の接続端子２ａ，２ｂと、該第１の接続端子２ａ，２ｂとは一表面３ａからの高さが異なる第２の接続端子２ｃとを備えている（図１（ｂ）を参照）。

特に、本実施形態の電子装置１０は、複数個のランド４ａ，４ｂ，４ｃが、第１の接続端子となる接続端子２ｂが接合される第１のランドとなるランド４ｂと、第２の接続端子となる接続端子２ｃとが接合される第２のランドとなるランド４ｃとを有し、接続端子２ｂとランド４ｂとの距離である第１の距離と、接続端子２ｃとランド４ｃとの距離である第２の距離との差を、複数個の接続端子２ａ，２ｂ，２ｃの平坦度よりも小さくなるようにランド４ｃの高さを設定している。なお、本実施形態の電子装置１０においては、図１（ｂ）に示すように発光ダイオード１Ａを表面実装させる接合部５側の仮想の基準平面αからの距離が近い接続端子２ｂと、基準平面αから距離が遠い接続端子２ｃとの寸法差ｈ_１を接続端子２ｃの平坦度として例示している。仮想の基準平面αを設定するため、たとえば、各種の画像認識手段によって、発光ダイオード１Ａにおける各接続端子２ａ，２ｂ，２ｃの配線基板３側となる先端を測定する。次に、コンピュータにより測定された複数の点から最小二乗法を用いて計算することで、仮想の基準平面αを設定することができる。

より具体的には、本実施形態の電子装置１０は、電子部品１として発光ダイオード１Ａを平板状の配線基板３の一表面３ａ側に半田からなる接合部５を用いて表面実装させ構成している。

発光ダイオード１Ａは、図２に示すように、たとえば、エポキシ樹脂からなる表面実装型パッケージ１１の凹部の内底面１１ａ側に収納されたＬＥＤチップ１２を有している（図２（ａ）を参照）。発光ダイオード１Ａは、表面実装型パッケージ１１の両側面１１ｂ，１１ｂ側から板状の接続端子２ａ，２ｂをＬＥＤチップ１２への給電用の電極端子として突出させている。また、発光ダイオード１Ａの発光面側には、ＬＥＤチップ１２を覆うように透光性の樹脂からなる凸状のレンズ１３を設けている（図２（ｂ）を参照）。発光ダイオード１Ａは、発光面と反対側の表面実装型パッケージ１１の外底面１１ｃ側から突出された接続端子２ｃをＬＥＤチップ１２が実装されＬＥＤチップ１２の駆動に伴う発熱を外部に放熱する放熱用の端子として用いている（図２（ｂ）および図２（ｃ）を参照）。

ここで、発光ダイオード１Ａは、図２（ｂ）で示すように、給電用の電極端子である接続端子２ａ，２ｂが表面実装型パッケージ１１の側面１１ｂの中央部から突出している。また、発光ダイオード１Ａは、放熱用の端子である接続端子２ｃが表面実装型パッケージ１１の外底面１１ｃから突出している。発光ダイオード１Ａは、配線基板３上に表面実装できるように、表面実装型パッケージ１１の両側面１１ｂから突出した板状の接続端子２ａ，２ｂをそれぞれ折り曲げ加工して接続端子２ｃの高さに近づけている。

発光ダイオード１Ａは、一般に、ＬＥＤチップ１２への給電用の電極端子となる平板状の接続端子２ａ，２ｂと、ＬＥＤチップ１２を配線基板３側へ実装して表面実装型パッケージ１１の外部にＬＥＤチップ１２の熱を放熱させるヒートシンクとなる放熱用の接続端子２ｃとは厚みや大きさなど形状が異なっている。放熱用の接続端子２ｃは、表面実装型パッケージ１１の外底面１１ｃ側から一部が突出し、図示していない大部分が表面実装型パッケージ１１の内部に収納されている。本実施形態の電子装置１０に用いられる発光ダイオード１Ａでは、平板状に形成された給電用の電極端子である接続端子２ａ，２ｂよりも、表面実装型パッケージ１１の内部温度を効率的に下げさせる放熱用の端子である接続端子２ｃを厚く大きな面積で形成させて伝熱効率を高めている。

そのため、発光ダイオード１Ａは、給電用の電極端子となる接続端子２ａ，２ｂと、放熱用の端子となる接続端子２ｃとの配線基板３の一表面３ａからの高さが異なるように定めている。

本実施形態の電子装置１０に用いられる発光ダイオード１Ａでは、図１（ｂ）で例示するように、配線基板３の一表面３ａからの高さ位置の基準とする給電用の接続端子２ｂを仮想の基準平面αと一致させた第１の接続端子としている。また、発光ダイオード１Ａは、接続端子２ｂとは一表面３ａからの高さ位置の異なる表面実装型パッケージ１１の外底面１１ｃから突出する接続端子２ｃを第２の接続端子としている。すなわち、発光ダイオード１Ａの接続端子２ｂは、表面実装型パッケージ１１の外底面１１ｃから突出する接続端子２ｃよりも表面実装される配線基板３側にｈ_１だけ突出することになる。なお、発光ダイオード１Ａの接続端子２ａも、接続端子２ｂと同じ高さで配線基板３側に突出するように折り曲げ加工している。なお、図１（ｂ）では、接続端子２ｂの平坦度の基準を基準平面αで示したが、基準は面状だけでなく線状や点状としてもよい。

また、本実施形態の電子装置１０は、第１の接続端子となる給電用の電極端子たる接続端子２ｂが接合される第１のランド４ｂと、第２の接続端子となる放熱用の端子たる接続端子２ｃが接合される第２のランド４ｃとを備えた配線基板３を有している。

ここで、接続端子２ｂとランド４ｂとの距離である第１の距離（図示していない）と、接続端子２ｃとランド４ｃとの距離である第２の距離との差を、上述した複数個の接続端子２ａ，２ｂ，２ｃの平坦度よりも小さくなるようにランド４ｃの高さをランド４ｂと比較してｈ_３だけ高く形成している。

このような配線基板３は、電子部品１が表面実装可能なものであり、絶縁性基材３１と、該絶縁性基材３１の一表面３ａ側に形成されせた金属材料からランド４ａ，４ｂ，４ｃにより構成することができる。配線基板３のランド４ａ，４ｂ，４ｃには、ランド４ａ，４ｂ，４ｃから図示しない配線パターンが適宜に延出されており、電子部品１の配線回路や放熱経路を構成することができる。配線パターンの材料としては、たとえば、銅やアルミニウムなどが挙げられる。

本実施形態の電子装置１０に用いられる配線基板３のランド４ａ，４ｂ，４ｃは、メッキ処理や半田レベラー処理による厚膜化、研磨処理やエッチング処理による薄膜化などにより高さを変えることができる。第２のランドとなるランド４ｃの高さは、発光ダイオード１Ａの予め設計された接続端子２ａ，２ｂ，２ｃの平坦度よりも小さくなるように高さが設定されている。

ランド４ｃの高さを変えるためには、たとえば、ランド４ｃの部分を除いて樹脂からなるマスクパターンを配線基板３の一表面３ａ側に形成させる。ランド４ｃから延在する配線パターンと電気的に接続させた電極を電解液中に浸漬させて電解メッキを施す。配線基板３のランド４ｃは、ランド４ｃに個別に電流を流しメッキ処理の時間や電流量をかえることにより、ランド４ｃの高さを高くすることが可能となる。

また、配線基板３のランド４ｂを所定の高さに形成させるためには、たとえば、高さを低くさせたいランド４ａ，４ｂをエッチングにより部分的に除去すればよい。また、配線基板３のランド４ａ，４ｂ，４ｃの高さを調整するために、ランド４ａ，４ｂ，４ｃの部分的な除去や部分的な厚膜化を適宜組み合わせて異なる高さのランド４ａ，４ｂ，４ｃを形成することもできる。

なお、電子装置１０は、電子部品１たる発光ダイオード１Ａから放射された光を反射させる表面反射層（図示していない）を配線基板３の一表面３ａ側に適宜に設けてもよく、表面反射層をランド４ｃの高さを高くさせるメッキ処理時のマスクパターンとして利用することもできる。こうして、本実施形態の電子装置１０に用いられる配線基板３は、一表面３ａ側から高さの異なるランド４ａ，４ｂ，４ｃを形成することができる。配線基板３の一表面３ａ側に設けられた各ランド４ａ，４ｂ，４ｃの高さは、それぞれ電子部品１たる発光ダイオード１Ａの接続端子２ａ，２ｂ，２ｃにおける平坦度に応じて異なっている。

なお、本実施形態の電子装置１０は、接合部５を介して接続される配線基板３の放熱用のランド４ｃを、ランド４ｃの形状を対向する接続端子２ｃにおける平面形状と略相似形状に形成させている。すなわち、電子装置１０は、発光ダイオード１Ａにおける接続端子２ｃの平面形状が、たとえば、図２（ｃ）で示すように円形状であれば、ランド４ｃの平面形状も略円形状に形成することが好ましい。また、放熱用のランド４ｃの平面形状は、放熱用の接続端子２ｃの平面形状と相似形であって、より小さい大きさに形成することがより好ましい。

ランド４ｃの平面形状が接続端子２ｃの平面形状より小さい相似形状とした場合、発光ダイオード１Ａは、接合部５の形成時における半田の溶融にともない半田の表面張力で発光ダイオード１Ａの配置がずれることを防止し、セルフアライメント効果を高めることが可能となる。

また、本実施形態の電子装置１０に用いられる配線基板３のランド４ｃは、発光ダイオード１Ａにおける各接続端子２ａ，２ｂ，２ｃの表面実装型パッケージ１１内部での電気的な接続構造によって適宜に設計を変えてもよい。配線基板３のランド４ｃは、たとえば、放熱用の端子となる接続端子２ｃをＬＥＤチップ１２と電気的に独立して配線回路を構成しない構造としてもよいし、給電用の電極端子となる接続端子２ａ，２ｂと電気的に接合させた配線回路の構成としてもよい。

電子装置１０は、発光ダイオード１Ａの接続端子２ｃが接続端子２ａ，２ｂと配線回路を構成せずに電気的に独立している場合、接続端子２ｃと接合部５を介して接続されるランド４ｃをランド４ａ，４ｂのいずれか一方から延出する配線パターンと接続してもよい。これにより、電子装置１０は、ＬＥＤチップ１２からの熱をランド４ｃから他のランド４ａ，４ｃと接続させた配線パターンに伝熱させ放熱効果を高めることが可能となる。

また、電子装置１０は、接続端子２ｃが接続端子２ａ，２ｂのいずれか一方と電気的に接続されて配線回路を構成している場合、配線回路と同極の接続端子２ａ，２ｂとは別に電気的に独立したランド４ｃを別途に設けてもよい。これにより、電子装置１０は、接続端子２ａ，２ｂと同極の接続端子２ａ，２ｂが接続されるランド４ａ，４ｂから延在する配線パターンと、ランド４ｃから延在する配線パターンとをテスターなどを用いて接合部５の導通を確認することができる。そのため、本実施形態の電子装置１０は、接続端子２ｃと配線基板３のランド４ｃとの間に形成され、表面実装型パッケージ１１の真下で目視が困難な接合部５であっても、接合部５が電気的に適正に接合されているか否かを検査することが可能となる。

配線基板３には、絶縁性基材３１の配線パターンが形成されている上記一表面３ａと反対の他表面側に、銅箔などの金属材料からなる放熱層（図示していない）を設けてもよい。放熱層は、発光ダイオード１ＡのＬＥＤチップ１２で生じた熱を放熱するランド４ｃと、配線基板３を貫設するスルーホール（図示していない）を介して熱的に接続させてもよい。これにより、電子装置１０は、発光ダイオード１Ａの熱を接続端子２ｃ、接続端子２ｃに接続された接合部５、該接合部５を介して接続されたランド４ｃ、スルーホールを介して放熱層から放熱させることが可能となる。

本実施形態の電子装置１０は、発光ダイオード１Ａの各接続端子２ａ，２ｂ，２ｃと、配線基板３の各ランド４ａ，４ｂ，４ｃとを半田を介して配置させ、リフロー半田方式によって半田付けすることで表面実装することができる。

電子装置１０は、リフロー半田方式により電子部品１の接続端子２ａ，２ｂ，２ｃを配線基板３のランド４ａ，４ｂ，４ｃと半田からなる接合部５で接続させることができる。ここで、電子装置１０は、予め電子部品１の異なる平坦度の接続端子２ａ，２ｂ，２ｃに合わせて形成させた配線基板３の異なる高さのランド４ａ，４ｂ，４ｃ上に、フラックスに半田粒子を混ぜたクリーム半田を半田印刷により印刷させる。一表面３ａ側にクリーム半田が形成された配線基板３のランド４ａ，４ｂ，４ｃ上に電子部品１の各接続端子２ａ，２ｂ，２ｃを配置させる。

その後、電子部品１が配置された配線基板３の一表面３ａ側を熱風に曝すことによりクリーム半田を溶融した後、溶融半田の冷却により接合部５を形成させて電子装置１０を形成させることができる。電子装置１０における接合部５の形成には、必ずしも熱風を利用したリフロー方式でなくともよく、手動で半田付けすることもできるし、レーザ照射により半田付けを行ってよい。

本実施形態の電子装置１０は、第１の接続端子となる接続端子２ｂと第１のランドとなるランド２ｂとの距離である第１の距離と、第２の接続端子たる接続端子２ｃと第２のランドとなるランド４ｃとの距離である第２の距離との差を、発光ダイオード１Ａの接続端子２ａ，２ｂ，２ｃの平坦度よりも小さくするようにランド４ｃの高さを設定することにより、発光ダイオード１Ａの接続端子２ａ，２ｂの形状の矯正を行うことなく、半田からなる接合部５の接続信頼性をより高めることが可能となる。また、本実施形態の電子装置１０は、接続端子２ａ，２ｂ，２ｃとランド４ａ，４ｂ，４ｃとの間に形成される接合部５の厚みが略一定で、発光ダイオード１Ａを配線基板３に表面実装させることが可能となる。すなわち、本実施形態の電子装置１０は、発光ダイオード１Ａの接続端子２ａ，２ｂ，２ｃの平坦度が異なるにもかかわらず、半田からなる接合部５の形成に使用される半田量を各接続端子２ａ，２ｂ，２ｃで略等しくできる。

そのため、電子装置１０は、発光ダイオード１Ａと配線基板３とを接合させる各接合部５の強度を略等しくすることが可能となる。電子装置１０は、発光ダイオード１Ａと配線基板３とを接続させる各接合部５に応力が掛かっても接合部５が部分的に損傷することを抑制し、より信頼性を高めることが可能となる。

なお、本実施形態の電子装置１０では、電子部品１として発光ダイオード１Ａを例示して説明したが、電子部品１は発光ダイオード１Ａだけに限られない。電子部品１は、たとえば、平坦度が異なる接続端子２ａ，２ｂ，２ｃが定まった発光ダイオード１Ａやパワートランジスタ、チップ状に形成された各種ＩＣなどを用いてもよい。

本実施形態の図１に示す電子装置１０では、電子部品１として発光ダイオード１Ａを配線基板３上に一つ実装させているが、電子部品１の数は、これに限定されるものでもなく適宜増加させることができる。また、異なる種類の電子部品１を実装させてもよい。この場合、各電子部品１は、配線基板３の一表面３ａ上に形成させたランド４ａ，４ｂ，４ｃから延在する配線パターンを利用して、適宜に直列、並列や直並列に電気的に接続させればよい。

（実施形態２）
本実施形態の電子装置１０は、実施形態１の電子装置１０と同様の構成であって、図１（ｂ）に示す発光ダイオード１Ａにおける給電用の電極端子である接続端子２ａ，２ｂを第１の接続端子とし、放熱用の端子である接続端子２ｃを第２の接続端子に用いた代わりに、図３（ａ）に示すように発光ダイオード１Ａにおける放熱用の端子である接続端子２ｃを第１の接続端子とし、給電用の電極端子である接続端子２ａ，２ｂを第２の接続端子に用いた点が異なる。なお、図１と同様の構成については、同じ番号を付して説明を省略する。

本実施形態の電子装置１０に用いられる図３（ａ）に示す電子部品１たる発光ダイオード１Ａは、表面実装型パッケージ１１に収納されたＬＥＤチップ１２を備えている。本実施形態の電子装置１０は、第１の接続端子を表面実装型パッケージ１１の外底面１１ｃ側から突出しＬＥＤチップ１２の熱を外部に放熱する放熱用の端子である接続端子２ｃとしている。また、本実施形態の電子装置１０は、第２の接続端子を表面実装型パッケージ１１から側面１１ｂ側に突出したＬＥＤチップ１２への給電用の電極端子である接続端子２ａ，２ｂとしている。

本実施形態の電子装置１０では、複数個のランド４ａ，４ｂ，４ｃが、第１の接続端子となる接続端子２ｃが接合される第１のランドとなるランド４ｃと、第２の接続端子となる接続端子２ｂとが接合される第２のランドとなるランド４ｂとを有し、接続端子２ｃとランド４ｃとの距離である第１の距離と、接続端子２ｂとランド４ｂとの距離である第２の距離との差を、複数個の接続端子２ａ，２ｂ，２ｃの平坦度よりも小さくなるように第２のランド４ｂの高さを設定している。なお、本実施形態の電子装置１０においては、図３（ａ）に示すように発光ダイオード１Ａを表面実装させる接合部５側の仮想の基準平面αからの高さが低い接続端子２ｃと、基準平面αからの高さが高い接続端子２ｂとの寸法差ｈ_２を接続端子２ｂの平坦度として例示している。なお、図３（ａ）の発光ダイオード１Ａでは、接続端子２ｃを基準平面αに一致させて図示している。

また、接続端子２ｃとランド４ｃとの距離である第１の距離（図示していない）と、接続端子２ｂとランド４ｂとの距離である第２の距離との差を、上述した複数個の接続端子２ａ，２ｂ，２ｃの平坦度よりも小さくなるようにランド４ｂの高さをランド４ｃと比較してｈ_４だけ高く形成してなることを図３（ｂ）に図示している。

これにより、本実施形態の電子装置１０は、接続端子２ｂ，２ｃとランド４ｂ，４ｃとの間に形成される接合部５の厚みが略一定で、発光ダイオード１Ａを配線基板３に表面実装させることが可能となる。

特に、本実施形態の電子装置１０に用いられる発光ダイオード１Ａは、発光ダイオード１Ａの内部のＬＥＤチップ１２からの熱を外部に放熱する放熱用の端子となる接続端子２ｃを配線基板３の一表面３ａからの高さの位置の基準としている。

そのため、電子装置１０は、発光ダイオード１Ａを配線基板３の一表面３ａ側に表面実装させるに際し、発光ダイオード１Ａの接続端子２ｃと配線基板３のランド４ｃとの間に形成される接合部５で必要となる半田量を接続端子２ｃの高さで制御することが可能となる。すなわち、本実施形態の電子装置１０は、給電用の電極端子たる接続端子２ａ，２ｂの接合状態により、接続端子２ｃの接合される高さが変動する可能性が実施形態１の電子装置１０よりも少なくすることができる。そのため、本実施形態の電子装置１０は、発光ダイオード１Ａと配線基板３とを、より制御性よく制御された半田量の半田からなる接合部５で接合することが可能となる。本実施形態の電子装置１０は、接続端子２ｃとランド４ｃとの間に形成される接合部５の接続面積を広げさせ接合をより安定化させることができる。これにより本実施形態の電子装置１０は、発光ダイオード１Ａの接続端子２ｃから接合部５を介して配線基板３側に安定して発光ダイオード１Ａからの熱を放熱させることもできる。

本実施形態の電子装置１０では、発光ダイオード１Ａにおける接続端子２ａ，２ｂ，２ｃの形状の矯正を行うことなく、半田からなる接合部５の接合信頼性を、より高くすることが可能となる。

（実施形態３）
本実施形態の図４に示す電子装置１０は、実施形態１の図１に示した電子装置１０と同様の構成であって、予め設計した平坦度の接続端子２ａ，２ｂ，２ｃを備えた発光ダイオード１Ａを電子部品１として用いる代わりに、意図しない接続端子２ｄ，２ｅの変形により接続端子２ｄ，２ｅの平坦度が異なった電子部品１を用いた点が異なる。なお、図１と同様の構成については、同じ番号を付して説明を省略する。

本実施形態の図４に示す電子装置１０は、複数個の接続端子２ｄ，２ｅを備えた電子部品１と、該電子部品１が表面実装される一表面３ａ側に複数個のランド４ｄ，４ｅを備えた配線基板３と、接続端子２ｄ，２ｅそれぞれが各別にランド４ｄ，４ｅと半田により接合された接合部５とを有している。

ここで、本実施形態の電子装置１０に用いられる図５に示す電子部品１は、直方体状の表面実装型パッケージ１１の内部に図示していない半導体素子が収納されている。半導体素子は、金線などの導電性ワイヤを介して平板状の接続端子２ｄと電気的に接続させている。電子部品１は、直方体状の表面実装型パッケージ１１の両側面１１ｂ，１１ｂ側から外部に複数個（ここでは、８個）の板状の接続端子２ｄを等間隔でそれぞれ突出させている。電子部品１は、表面実装型パッケージ１１の側面１１ｂの中央部から突出する各接続端子２ｄが表面実装できるように配線基板３側に折り曲げ加工して接続端子２ｄの先端部の高さを揃えて形成している。

ところで、薄型化が進んだ電子部品１では、接続端子２ｄも薄く接続端子２ｄの強度がより低くなる傾向にある。そのため、電子部品１は、配線基板３へ表面実装されるまでの間に実装冶具に当接するなどして一部の接続端子２ｅが変形する場合もある。変形した接続端子２ｅは、電子部品１の接続端子２ｄ，２ｅの平坦度が異なることになる。

本実施形態の電子装置１０に用いられる電子部品１は、複数個の接続端子２ｄ，２ｅが、配線基板３の一表面３ａからの高さ位置の基準となる第１の接続端子２ｄと、該第１の接続端子２ｄとは一表面３ａからの高さが異なる第２の接続端子２ｅとを備えている（図４（ｂ）を参照）。

また、本実施形態の電子装置１０は、複数個のランド４ｄ，４ｅが、第１の接続端子となる接続端子２ｄが接合される第１のランドとなるランド４ｄと、第２の接続端子となる接続端子２ｅとが接合される第２のランドとなるランド４ｅとを有し、接続端子２ｄとランド４ｄとの距離である第１の距離と、接続端子２ｅとランド４ｅとの距離である第２の距離との差を、複数個の接続端子２ｅ，２ｄの平坦度よりも小さくなるようにランド４ｅの高さを設定している。

すなわち、本実施形態の電子装置１０においては、図４（ｂ）に示すように電子装置１を表面実装させる配線基板３の一表面３ａからの高さが低い接続端子２ｄと、配線基板３の一表面３ａからの高さが高い接続端子２ｅとの寸法差ｈ_５が接続端子２ｅの変形により生じている。

また、本実施形態の電子装置１０においては、図４（ｃ）に示すように接続端子２ｄとランド４ｄとの距離である第１の距離（図示していない）と、接続端子２ｅとランド４ｅとの距離である第２の距離との差を、上述した複数個の接続端子２ｄ，２ｅの平坦度よりも小さくなるようにランド４ｅの高さをランド４ｄと比較してｈ_６だけ高く形成している。

本実施形態の電子装置１０は、高さが異なる配線基板３のランド４ｄ，４ｅ上にクリーム半田を半田印刷した後、異なる平坦度の接続端子２ｄ，２ｅを備えた電子部品１を配置し表面実装して形成している。

なお、本実施形態の電子装置１０は、接続端子２ｄ，２ｅの変形が外力などによって生じた電子部品１では、予め接合する接続端子２ｅの平坦度や接続端子２ｅの位置が定まっていない。そのため、本実施形態の電子装置１０では、電子装置１０の製造工程において、電子部品１の接続端子２ｄ，２ｅを画像認識手段により接続端子２ｅの平坦度や接続端子２ｅの位置を把握させた後、各ランド４ｄ，４ｅの高さを適宜に調整すればよい。

これにより、本実施形態の電子装置１０は、電子部品１の接続端子２ｄ，２ｅの形状を矯正することなく、接合部５の厚みが不安定となる配線基板３への後追い半田を不要とすることができる。

次に、本実施形態の電子装置１０に用いられる接続端子２ｄ，２ｅの平坦度の異なる電子部品１と、高さの異なるランド４ｄ，４ｅを備えた配線基板３とを表面実装する工程について説明する。配線基板３の高さが異なるランド４ｄ，４ｅ上にクリーム半田を形成させる工程について図６を用いて説明する。

電子装置１０は、たとえば、図４（ｂ）で示した電子部品１における接続端子２ｃ，２ｄの位置や平坦度を予め画像認識処理装置に接続されたコンピュータの記憶保持手段（たとえば、ＥＥＰＲＯＭなど）に記憶させておく。

図４（ｂ）で示す電子部品１の平坦度の異なる接続端子２ｄ，２ｅに対応して、コンピュータの記憶保持手段に保持させた平坦度の情報に基づき各ランド４ｄ，４ｅをそれぞれ研磨することにより、図４（ｃ）で示す高さの異なるランド４ｄ，４ｅを備えた配線基板３を形成させておく。

次に、本実施形態の電子装置１０は、配線基板３のランド４ｄ，４ｅ上に電子装置１０における接合部５となる半田を半田印刷によって印刷する。すなわち、本実施形態の電子装置１０における配線基板３は、接合部５の形成時に図６に示すようにメタルマスク２１を用いてランド４ｄ，４ｅ上にクリーム半田２３を半田印刷させる。メタルマスク２１は、クリーム半田２３を印刷する各ランド４ｄ，４ｅの配線基板３の一表面３ａ側における配置や大きさに合わせて貫通孔２１ｄ，２１ｅを備えている。メタルマスク２１は、メタルマスク２１の一方面２１ｂ側にハーフエッチング加工により段状に窪んだ凹部２１ｃを形成している。メタルマスク２１の他方面２１ａ側には、貫通孔２１ｄ，２１ｅを除いて平らな面としてある。

メタルマスク２１は、一方面２１ｂ側を配線基板３の一表面３ａ側へ向けて配置させている。これにより、メタルマスク２１は、配線基板３の一表面３ａから高さの低いランド４ｄがメタルマスク２１の一方面２１ｂ側の突出した表面に当接している。また、メタルマスク２１は、配線基板３の一表面３ａから高さの高いランド４ｅが凹部２１ｃに当接している。これにより、メタルマスク２１には、一方面２１ｂ側に第１のランドとなるランド４ｄと第２のランドとなるランド４ｅの高さの差に応じて深さがそれぞれ異なる凹部２１ｃが形成されることなる。

配線基板３のランド４ｅ，４ｄヘのクリーム半田２３の印刷は、メタルマスク２１の他方面２１ａ上に配置させたクリーム半田２３をウレタンゴムやメタル、プラスチックなどの材料からなるスキージ２２で掻き取って（図６中の白抜きの矢印を参照）、メタルマスク２１の各貫通孔２１ｄ，２１ｅにクリーム半田２３を充填させる。メタルマスク２１を配線基板３の一表面３ａ側から除去することにより、配線基板３の各ランド４ｄ，４ｅそれぞれにクリーム半田２３を転写して半田印刷を行うことができる。

本実施形態の電子装置１０を形成するために用いられるハーフエッチング加工されたメタルマスク２１は、メタルマスク２１の一方面２１ｂ側に部分的に厚みを変えた凹部２１ｃを備えている。ここで、メタルマスク２１は、電子部品１の接続端子２ｄ，２ｅの高さに対応してクリーム半田２３の半田量を変えたい場合、ランド４ｄ，４ｅの高さに合わせた深さで段掘りのハーフエッチング加工を行っている。メタルマスク２１は、ハーフエッチング加工が施されることにより配線基板３のランド４ｄ，４ｅ上に印刷するクリーム半田２３の半田量を適宜に調整することが可能となる。

本実施形態の電子装置１０に用いられる配線基板３のランド４ｄ，４ｅ上にクリーム半田２３を形成させるためのメタルマスク２１は、クリーム半田２３を印刷する配線基板３の一表面３ａ側に凹部２１ｃを備えている。そのため、本実施形態の電子装置１０の製造に用いられるメタルマスク２１は、厚みが均一なメタルマスクを用いて半田印刷する場合と比較して、メタルマスク２１と、高さの低いランド４ｄとの間に間隙を生ずることを抑制しクリーム半田２３の半田量が不安定になることを防止することが可能となる。

また、本実施形態の電子装置１０は、配線基板３上にクリーム半田２３を半田印刷するにあたり、配線基板３の一表面３ａ側からの高さが低いランド４ｄに半田印刷されるクリーム半田２３の半田量が、配線基板３の一表面３ａ側からの高いランド４ｅと比較して高くなるようにメタルマスク２１の貫通孔２１ｄ，２１ｅおよび凹部２１ｃの形状を形成してある。

これにより、クリーム半田２３が印刷された配線基板３のランド４ｄ，４ｅ上には、図６（ｂ）に示すように高さの低いランド４ｄ上のクリーム半田２３ｄの高さＧに対して、高さの高いランド４ｅのクリーム半田２３ｅの高さＥよりも高くして半田量を調整させている。同様に、メタルマスク２１は、貫通孔２１ｄの開口径を貫通孔２１ｅの開口径よりも小さくして、低いランド４ｄ上のクリーム半田２３ｄの幅Ｆを、高いランド４ｅ上のクリーム半田２３ｅの幅Ｄよりも狭くして半田量を調整させている。

これにより、本実施形態の電子装置１０は、隣接するランド４ｄ，４ｅ間の高さの差が大きい場合や異なる高さのランド４ｄ，ｅの間隔が狭い場合であっても配線基板３のランド４ｄ，４ｅと、メタルマスク２１との間に隙間が発生することを、メタルマスク２１の凹部２１ｃの段堀で抑制することにより、安定した半田量でクリーム半田２３を印刷することが可能となる。

これにより、本実施形態の電子装置１０を量産性よく製造することができる。また、電子装置１０は、厚みが異なるランド４ｄ，４ｅを備えた配線基板３上にランド４ｄ，４ｅの厚みに合わせた貫通孔２１ｄ，２１ｅが形成されたメタルマスク２１を用いて半田印刷を行うことにより、スキージ２２の消耗を抑制することが可能となる。そのため、スキージ２２の交換に伴う生産ロスや交換時期の厳密な管理を軽減することが可能となる。

なお、電子装置１０に用いられる配線基板３への半田印刷は、本実施形態だけでなく、上述した実施形態１や実施形態２の電子装置１０にも用いられることはいうまでもない。

本実施形態の電子装置１０は、電子部品１の接続端子２ｄ，２ｅの形状を矯正することなく、複数個の接続端子２ｄ，２ｅの平坦度が異なる構造の電子部品１を配線基板３の各ランド４ｄ，４ｅと半田により接合して、半田からなる接合部５の接合信頼性をより高めることが可能となる。また、本実施形態の電子装置１０は、複数個の接続端子２ｄ，２ｅの平坦度が異なる構造の電子部品１を配線基板３の各ランド４ｄ，４ｅと半田により接合して製造する上で、半田付けを確実に安価で行うことが可能となる。

こうして形成された本実施形態の電子装置１０は、電子部品１における接続端子２ｄの形状の矯正や配線基板３への追い半田を行うことなく、半田からなる接合部５の接合信頼性をより高めることが可能となる。

１電子部品
１Ａ発光ダイオード
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ接続端子
３配線基板
３ａ一表面
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅランド
５接合部
１０電子装置
１１表面実装型パッケージ
２１メタルマスク
２２スキージ

Claims

表面実装型パッケージを備えた電子部品と、該電子部品の複数個の接続端子が各別に半田からなる接合部により接合される複数個のランドを一表面上に有する配線基板とを備えた電子装置であって、
前記複数個の接続端子が、前記配線基板の前記一表面からの高さ位置の基準とする第１の接続端子と、該第１の接続端子とは前記一表面からの高さ位置の異なる第２の接続端子とを有し、
前記複数個のランドが、前記第１の接続端子が接合される第１のランドと、前記第２の接続端子が接合され前記第１のランドとは前記一表面からの高さが異なる第２のランドとを有し、前記第１の接続端子と前記第１のランドとの距離である第１の距離と、前記第２の接続端子と前記第２のランドとの距離である第２の距離との差を、前記複数個の接続端子の平坦度よりも小さくするように前記第２のランドの高さが設定されてなることを特徴とする電子装置。
前記電子部品は、前記表面実装型パッケージに収納されたＬＥＤチップを備えており、前記第１の接続端子が、前記表面実装型パッケージから側面側に突出した前記ＬＥＤチップへの給電用の電極端子であるとともに、前記第２の接続端子が、前記表面実装型パッケージの外底面側から突出し前記ＬＥＤチップの熱を外部に放熱する放熱用の端子であることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
前記電子部品は、前記表面実装型パッケージに収納されたＬＥＤチップを備えており、前記第１の接続端子が、前記表面実装型パッケージの外底面側から突出し前記ＬＥＤチップの熱を外部に放熱する放熱用の端子であるとともに、前記第２の接続端子が、前記表面実装型パッケージから側面側に突出した前記ＬＥＤチップへの給電用の電極端子であることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
前記請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法であって、前記接合部の形成時に、ハーフエッチング加工により一方面側に前記第１のランドと前記第２のランドの高さの差に応じて深さがそれぞれ異なる凹部が形成されてなるメタルマスクを、該メタルマスクの前記一方面側を前記配線基板の前記一表面側に向けて前記配線基板上に配置させ、前記メタルマスクを用いた半田印刷により前記メタルマスクの複数個の前記凹部に設けた貫通孔から前記第１のランドおよび前記第２のランドそれぞれに前記半田を設ける工程と、
リフロー半田方式により前記電子部品の前記第１の接続端子と前記第２の接続端子とをそれぞれ前記第１のランドと第２のランドとに前記半田からなる接合部により接合する工程とを有することを特徴とする電子装置の製造方法。