CN103813620A - 复合布线板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合布线板，其在用于安装电子部件的回流焊中不会在印刷布线板产生翘曲。由于对印刷布线板（10）的外周进行固定的金属框架（30）的面方向的热膨胀系数比印刷布线板的热膨胀系数大，所以在回流焊时印刷布线板由于金属框架的热膨胀而被向外缘方向拉伸，从而在该印刷布线板上不易产生翘曲。

Description

复合布线板

技术领域

本发明涉及利用框架来固定进行回流焊的布线板而成的复合布线板。

背景技术

在实施电子部件向布线板的安装及其他的加工处理时，考虑到工作效率，一般不是针对单个布线板，而是将多个相同的布线板收纳在一个布线板收纳工具箱中来进行。在专利文献1中公开了多片状布线板收纳工具箱，其由多个片状布线板和具有收纳该片状布线板的收纳孔的框架构成。

专利文献1：日本特开2011-23657号公报

然而，存在如下问题：在向布线板安装电子部件时，焊锡的回流焊温度超过了布线板的结构材料的Tg（玻璃化转变点），因此，由于安装的部件的重量和基板的残余应力而在布线板上产生翘曲。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合布线板，其在用于安装电子部件的回流焊中不会在印刷布线板上产生翘曲。

本申请发明的复合布线板的技术特征在于，

该复合布线板具有：片状部，其由布线板构成；和

框架部，其具备包围所述片状部的收纳用的开口，所述片状部的外缘固定于该收纳用的开口，

所述框架部的面方向的热膨胀系数比所述片状部的面方向的热膨胀系数大。

在本申请发明的复合布线板中，由于对片状部的外周进行固定的框架部的面方向的热膨胀系数比片状部的热膨胀系数大，所以在回流焊时片状部由于框架部的热膨胀而被向外缘方向拉伸，从而在该片状部上不易产生翘曲。

附图说明

图1是取多个用印刷布线板（多数個取り用プリント配線板）的俯视图。

图2是切出单片的印刷布线板的立体图。

图3是被激光加工的印刷布线板的立体图。

图4的（A）是金属框架的俯视图，图4的（B）是复合布线板的俯视图。

图5的（A）是进行了铆接加工的印刷布线板的俯视图，图5的（B）是缺口的俯视图。

图6是复合布线板的剖视图。

图7是第一实施方式的铆接加工机的剖视图。

图8是第一实施方式的第一改变例涉及的铆接加工机的剖视图。

图9是从复合布线板切出的印刷布线板的俯视图。

图10是第一实施方式的印刷布线板的剖视图。

图11是安装有电子部件的第一实施方式的印刷布线板的剖视图。

图12的（A）是第一实施方式的第二改变例涉及的复合布线板的俯视图，图12的（B）是第一实施方式的第三改变例涉及的复合布线板的俯视图。

图13的（A）是第二实施方式涉及的复合布线板的俯视图，图13的（B）是印刷布线板的支承部的俯视图。

图14的（A）是第二实施方式涉及的金属框架的俯视图，图14的（B）是印刷布线板的俯视图。

图15是第三实施方式涉及的复合布线板的俯视图。

图16是将图15中的L字形状缺口放大示出的图。

标号说明

10：印刷布线板；

12H、12V：支承片；

14H：短边方向侧壁；

14V：长边方向侧壁；

30：收纳用的开口；

30G：金属框架；

32H、32V：缺口；

36：铆接加工部。

具体实施方式

［第一实施方式］

图10是第一实施方式涉及的印刷布线板的电子部件安装前的剖视图。

在印刷布线板10中，在配置于中央的核心绝缘层50M的第一面F侧层积有层间绝缘层50A、50C、50E、50G、50I，在第二面S侧层积有层间绝缘层50B、50D、50F、50H、50J。核心绝缘层50M的第一面F的导体电路58Ma和第二面S的导体电路58Mb经由过孔（via）导体60M连接。在核心绝缘层50M配置有芯材，在层间绝缘层50A、50C、50E、50G、50I、层间绝缘层50B、50D、50F、50H、50J也同样配置有芯材。

在层积于核心绝缘层50M的第一面F侧的层间绝缘层50A形成有过孔导体60A，该过孔导体60A用于使该层间绝缘层50A上的导体电路58A与核心绝缘层50M的导体电路58Ma连接。在层积于该层间绝缘层50A上的层间绝缘层50C形成有过孔导体60C，该过孔导体60C用于使该层间绝缘层50C上的导体电路58C与层间绝缘层50A上的导体电路58A连接。在层积于该层间绝缘层50C上的层间绝缘层50E形成有过孔导体60E，该过孔导体60E用于使该层间绝缘层50E上的导体电路58E与层间绝缘层50C上的导体电路58C连接。在层积于该层间绝缘层50E上的层间绝缘层50G形成有过孔导体60G，该过孔导体60G用于使该层间绝缘层50G上的导体电路58G与层间绝缘层50E上的导体电路58E连接。在层积于该层间绝缘层50G上的层间绝缘层50I形成有过孔导体60I，该过孔导体60I用于使该层间绝缘层50I上的导体电路58I与层间绝缘层50G上的导体电路58G连接。在层间绝缘层50I上形成有阻焊层62F，从阻焊层的开口64F露出的导体电路58I构成焊盘66F。

在层积于核心绝缘层50M的第二面S侧的层间绝缘层50B形成有过孔导体60B，该过孔导体60B用于使该层间绝缘层50B上的导体电路58B与核心绝缘层50M的导体电路58Mb连接。在层积于该层间绝缘层50B上的层间绝缘层50D形成有过孔导体60D，该过孔导体60D用于使该层间绝缘层50D上的导体电路58D与层间绝缘层50B上的导体电路58B连接。在层积于该层间绝缘层50D上的层间绝缘层50F形成有过孔导体60F，该过孔导体60F用于使该层间绝缘层50F上的导体电路58F与层间绝缘层50D上的导体电路58D连接。在层积于该层间绝缘层50F上的层间绝缘层50H形成有过孔导体60H，该过孔导体60H用于使该层间绝缘层50H上的导体电路58H与层间绝缘层50F上的导体电路58F连接。在层积于该层间绝缘层50H上的层间绝缘层50J形成有过孔导体60J，该过孔导体60J用于使该层间绝缘层50J上的导体电路58J与层间绝缘层50H上的导体电路58H连接。在层间绝缘层50J上形成有阻焊层62S，从阻焊层的开口64S露出的导体电路58J构成焊盘66S。形成有贯通层间绝缘层50I、50G、50E、50C、50A、50M、50B、50D、50F、50H、50J的通孔52。

图11是安装有电子部件的印刷布线板的剖视图。

在印刷布线板的第一面F侧经由设置在焊盘66F上的焊锡68安装有电子部件11。在第二面S侧经由设置在焊盘66S上的焊锡68安装有电子部件11。

图1是制造出8×4个印刷布线板10的取多个用印刷布线板10G的俯视图，图2是切出单片的印刷布线板10的立体图。图10示出了图2中的X1-X1剖面的一部分。

如图1所示，在取多个用印刷布线板10G的外周的框部18的内侧制造印刷布线板10。如图2所示，在印刷布线板10的矩形形状的主体部20的长边方向侧壁14V这一边以夹着主体部对置的方式各形成有两个支承片12V。在短边方向侧壁14H这一边以夹着主体部对置的方式各形成有两个支承片12H。支承片12V和支承片12H为相同形状，由矩形的基部（桥部）12b和宽度向末端侧变宽的梯形部12a构成。

在第一实施方式中，在印刷布线板10被从取多个用印刷布线板10G切出时，如图3的（A）所示，沿着印刷布线板的外形用激光进行切断，从而如图3的（B）所示地切出单片。

图4的（A）示出了铝制的金属框架30G的俯视图。金属框架30G具备四个用于收纳印刷布线板的收纳用的开口30，并且在金属框架30G的四角形成有定位孔38。收纳用的开口30形成有与印刷布线板的长边方向侧壁14V对应的纵壁34V、和与印刷布线板的短边方向侧壁14H对应的横壁34H，在纵壁34V形成有与印刷布线板的四个支承片12V对应的四个缺口32V，在横壁34H形成有与印刷布线板的四个支承片12H对应的四个缺口32H。图5的（B）中放大地示出了缺口32H、32V。缺口32H、32V为相同形状，由与印刷布线板的支承片的矩形的基部（桥部）12b对应的基部32b、和与印刷布线板的支承片的梯形部12a对应的梯形部32a构成。梯形部32a的宽度随着朝向收纳用的开口30的外缘方向而变宽。

图4的（B）示出了在金属框架30G的所有收纳用的开口30中固定有印刷布线板10的状态。图6的（A）示出了图4的（B）中的印刷布线板10的X2-X2剖面。金属框架30G的厚度t1形成为750μm。印刷布线板10的厚度t2形成为780μm。即，金属框架的厚度比印刷布线板薄。另外，金属框架30G的厚度方向的中心面C1和印刷布线板10的厚度方向的中心面C2一致。因此，金属框架30G比印刷布线板10的上表面（第一面）F凹陷，金属框架30G比印刷布线板的下表面（第二面）S凹陷。铝制的金属框架30G的主面方向的热膨胀系数为23ppm/℃，树脂制的印刷布线板的主面方向的热膨胀系数为16ppm/℃，金属框架30G的热膨胀系数比印刷布线板的热膨胀系数大。调整成通过使金属框架的厚度比印刷布线板的厚度薄，不会由于热膨胀系数差而在印刷布线板侧产生翘曲。另外，通过以使金属框架30G比印刷布线板10的上表面（第一面）F凹陷、且金属框架30G比印刷布线板10的下表面（第二面）S凹陷的方式进行固定而固定成在印刷布线板的电子部件安装时金属框架30G不会干涉。在第一实施方式中，使用铝作为金属框架的材料，但只要比印刷布线板的热膨胀系数大，也可以使用铜、不锈钢等。

图5的（A）示出了在金属框架30G的收纳用的开口30中固定有印刷布线板10的状态。在收纳用的开口30的缺口32H中填入了印刷布线板的支承片12H，并在缺口32V中填入了印刷布线板的支承片12V，在该状态下，印刷布线板被固定于收纳用的开口30中。在印刷布线板的长边方向侧壁14V和与该长边方向侧壁14V对应的收纳用的开口30的纵壁34V之间设有预定的间隙，在印刷布线板的短边方向侧壁14H和收纳用的开口30的横壁34H之间也设有相同程度的间隙。在缺口32H、32V的基部32b和梯形部32a的边界部分、且在与支承片12H、12V邻接的部位形成有铆接加工部36，利用该铆接加工部36，缺口32H、32V的侧壁以抵靠到支承片12H、12V的侧壁的状态接触。

图7的（A）是进行印刷布线板的铆接加工的铆接加工机300的剖视图。铆接加工机300具备下模210和上模310。下模210具备基部211和支承板218。支承板218被支承成能够相对于基部211上下移动。在基部211上设有进行铆接加工的冲头216，在支承板218上形成有用于供冲头216通过的贯通孔218a。在支承板218的中央部形成有凹部218b，从而在铆接加工时不会对印刷布线板施加力。印刷布线板10被载置在该凹部218b上，金属框架30G被载置在支承板218上。

上模310具备基部311和支承板318。支承板318被支承成能够相对于基部311上下移动。在基部311上设有用于进行铆接加工的冲头316，在支承板318上形成有用于供冲头316通过的贯通孔318a。在支承板318的中央部形成有凹部318b。

图7的（B）示出了将上模310向下模210按压，而将上模310的冲头316压到金属框架30G的上表面，并将下模210的冲头216压到金属框架30G的下表面的状态。在图4的（B）所示的金属框架30G的四个各收纳用的开口30中，如图5的（A）所示那样同时形成铆接加工部36。由此，完成了由图4的（B）所示的印刷布线板10和金属框架30G构成的回流焊用的复合布线板100。

在第一实施方式的复合布线板中，在四个各收纳用的开口30中同时形成铆接加工部36，因此能够相对于金属框架30G准确地定位印刷布线板。这里，与在印刷布线板的固定中使用粘合剂等的情况相比，由于同时进行铆接加工，所以相对于金属框架30G能够准确地定位所有的印刷布线板，并且，能够减小印刷布线板相互之间的位置偏差。而且，相对于使用粘合剂的固定方法，不需要粘合剂的填充/硬化的工序，减少了加工工序，因此生产效率提高并能够廉价地将印刷布线板固定至金属框架。

［第一实施方式的第一改变例］

图8是第一实施方式的第一改变例涉及的铆接加工机300的剖视图。在第一实施方式的第一改变例中，不使用冲头，通过上模310的支承板318和下侧的支承板218使金属框架30G整体塑性变形，从而将印刷布线板固定于该金属框架30G。

在图5的（A）所示的将印刷布线板10固定在金属框架30G的收纳用的开口30的状态下，进行焊锡印刷，载置电子部件，并在回流焊炉内进行电子部件的安装。接近200℃的回流焊温度超过了构成印刷布线板的树脂的Tg（玻璃化转变点），因此，由于安装的部件的重量和基板的残余应力，印刷布线板容易产生翘曲。这里，在第一实施方式中，如图6的（B）所示，固定于金属框架30G的印刷布线板10产生由电子部件11的重量所引起的应力，并且在印刷布线板10上产生朝向中心侧的应力，但如上所述，金属框架30G的沿主面方向的热膨胀系数比印刷布线板10的热膨胀系数大，因此，相对地金属框架30G比印刷布线板10沿面方向扩展，对固定于收纳用的开口30中的印刷布线板10施加朝向外缘侧的应力F1，该应力F1抵消在上述印刷布线板10上朝向中心侧的应力。由此，即使在回流焊中也不会使印刷布线板产生翘曲。

第一实施方式的第一改变例的印刷布线板为图10所示的结构，在核心绝缘层50M配置有芯材，在层间绝缘层50A、50C、50E、50G、50I、层间绝缘层50B、50D、50F、50H、50J未配置芯材。因此，在印刷布线板上容易产生翘曲，但利用金属框架，即使在回流焊中也不会在印刷布线板上产生翘曲。

在电子部件的安装后，如图9所示，从印刷布线板的支承片12H、12V切落矩形形状的主体部20，在将支承片12H、12V残留在金属框架30G的收纳用的开口30的缺口32H、32V中的状态下，印刷布线板的主体部20被分离。

［第一实施方式的第二改变例］

图12的（A）示出了第一实施方式的第二改变例涉及的复合布线板。

在第一实施方式的第二改变例中，在印刷布线板10的矩形形状的主体部20的短边方向侧壁14H这一边，以夹着主体部20对置的方式各形成有两个支承片12H。在长边方向侧壁14V未设置支承片。在第一实施方式的第二改变例中，具有容易进行印刷布线板的加工的优点。

［第一实施方式的第三改变例］

图12的（B）示出了第一实施方式的第三改变例涉及的复合布线板。

在第一实施方式的第三改变例中，印刷布线板10形成为由矩形形状10A和矩形形状10B组合而成的L字形状。在图中右侧方侧的L字的端部形成有支承片12V1，在与该支承片12V1对置的部位形成有支承片12V2。同样地，在图中下侧的L字的端部形成有支承片12H1，在与该支承片12H1对置的部位形成有支承片12H2。即，各矩形形状10A、10B的短侧的相对置的两边与金属框架30G的收纳用的开口30连接，长侧的相对置的两边未与该收纳用的开口30连接。如第一实施方式的第三改变例所示，在第一实施方式的结构中，通过在对置的部位设有支承片，能够将任意形状的印刷布线板固定于金属框架。

［第二实施方式］

图13的（A）示出了第二实施方式涉及的复合布线板200。

在金属框架130G的三个收纳用的开口130中分别固定有印刷布线板110。图6的（C）示出了图13的（A）的复合布线板的X3-X3剖面。金属框架130G的厚度t1形成为750μm。印刷布线板110的厚度t2形成为780μm。并且，金属框架130G的厚度方向的中心面C1和印刷布线板110的厚度方向的中心面C2一致。因此，金属框架130G比印刷布线板110的上表面（第一面）F凹陷，金属框架130G比印刷布线板的下表面（第二面）S凹陷。铝制的金属框架130G的主面方向的热膨胀系数为23ppm/℃，树脂制的印刷布线板的主面方向的热膨胀系数为16ppm/℃。

关于印刷布线板110，在矩形形状的主体部120的短边方向侧壁114H这一边，以夹着主体部120对置的方式形成有一个支承部112H。主体部120和支承部112H通过由缺口124形成的桥部122连接。如图13的（B）所示，桥部122由缺口124和缺口124之间的部分、以及缺口和侧壁之间的部分构成。

支承部112H在侧部形成有宽度呈大致U字形状变宽的一对延伸片112Hh，在该延伸片112Hh的基部形成有铆接加工部136a、136b。利用铆接加工部136a、136b，收纳用的开口130的侧壁以被延伸片112Hh的侧壁按压的状态接触。在由铆接加工部136a、136b固定的延伸片112Hh以外的部位，印刷布线板的侧壁不与收纳用的开口的侧壁接触。而且，为了避免与铆接加工部136a和铆接加工部136a之间的直线部位112Hc发生干涉，在收纳用的开口130中形成有凹部142。由此，防止在印刷布线板的热收缩时对直线部位112Hc施加应力。同样地，在主体部120的长边方向侧壁114V和收纳用的开口130之间设有间隙。如图13的（A）中的单点划线H1-H1所示，在连接设置于一方的支承部112H的直线部位112Hc的端部的铆接加工部136a、和设置于另一方的支承部112H的直线部位112Hc的端部的铆接加工部136a的线上，设有开口140，在回流焊加工时，缓冲了沿垂直方向向印刷布线板施加的过大的应力。而且，以避开连接一对铆接加工部136a、铆接加工部136a的线上的方式配置印刷布线板的缺口124，实现了印刷布线板内的均匀的应力缓和。

图14的（A）示出了缺口124间的桥部122被切断，从而图14的（B）所示的印刷布线板的主体部120被分离的金属框架130G。印刷布线板的支承部112H残留在金属框架130G侧。在第二实施方式中，预先设置了缺口124，因此容易进行印刷布线板的主体部120的分离。

［第三实施方式］

图15示出了第三实施方式涉及的复合布线板200。

在金属框架130G的三个收纳用的开口130中利用铆接部136a、136b分别固定有印刷布线板110。在金属框架130G上，以分别包围开口130的四角方向的方式设有四处L字形状缺口140。

图16放大示出L字形状缺口140。L字形状缺口140由沿金属框架130G的长边方向形成的第一直线状部位140H、从该第一直线状部位向垂直方向沿着金属框架130G的短边方向设置的第二直线状部位140V、和在第一直线状部位和第二直线状部位之间的第三直线状部位140C构成。第一直线状部位140H的延长线和第三直线状部位140C所成的角度为45度，第二直线状部位140V的延长线和第三直线状部位140C所成的角度为大致45度。在第一直线状部位140H的长度上加上第三直线状部位140C的第一直线状部位方向的长度部分后的长度（L字形状缺口的X方向的长度）X1是18mm。在第二直线状部位140V的长度上加上第三直线状部位140C的第二直线状部位方向的长度部分后的长度（L字形状缺口的Y方向的长度）Y1是18mm。第一直线状部位140H和第二直线状部位140V的长度相等。

与第二实施方式同样地，金属框架130G的厚度形成为750μm，印刷布线板110的厚度形成为780μm。并且，金属框架130G的厚度方向的中心面和印刷布线板110的厚度方向的中心面一致。因此，金属框架130G比印刷布线板110的上表面（第一面）F凹陷，金属框架130G比印刷布线板的下表面（第二面）S凹陷。铝制的金属框架130G的主面方向的热膨胀系数为23ppm/℃，树脂制的印刷布线板的主面方向的热膨胀系数为16ppm/℃。

如图15所示，印刷布线板110与第二实施方式同样地在矩形形状的主体部120的短边方向侧壁114H这一边，以夹着主体部120对置的方式各形成有一个支承部112H。主体部120和支承部112H通过由缺口124形成的桥部122连接。

第三实施方式的印刷布线板110的支承部112H在侧部形成有宽度呈大致U字形状变宽的一对延伸片112Hh，在该延伸片112Hh的基部形成有铆接加工部136a、136b。利用铆接加工部136a、136b，收纳用的开口130的侧壁以被延伸片112Hh的侧壁按压的状态接触。在由铆接加工部136a、136b固定的延伸片112Hh以外的部位，印刷布线板的侧壁不与收纳用的开口的侧壁接触。而且，为了避免与铆接加工部136a和铆接加工部136a之间的直线部位112Hc发生干涉，在收纳用的开口130中形成有凹部142。由此，防止在印刷布线板的热收缩时对直线部位112Hc施加应力。同样地，在主体部120的长边方向侧壁114V和收纳用的开口130之间设有间隙。设置在一方的支承部112H的直线部位112Hc的端部的各铆接加工部136a施加有朝向印刷布线板的长边方向的应力，但在施加有应力的印刷布线板的长边方向的延长线上设有L字形状缺口140。另一方面，各铆接加工部136a施加有朝向印刷布线板的短边方向的应力，但在施加有应力的印刷布线板的短边方向的延长线上设有L字形状缺口140。因此，在回流焊加工时，实现了印刷布线板内的均匀的应力缓和，在印刷布线板上不易产生翘曲。

另外，在第一、第二、第三实施方式中，由金属框架30G、130G等构成的框架部优选的是，在锡焊的回流焊温度下，刚性比由印刷布线板10等形成的片状部的刚性高。

Claims (14)

1.一种复合布线板，其具有：

片状部，其由布线板构成；和

框架部，其具备包围所述片状部的收纳用的开口，所述片状部的外缘固定于该收纳用的开口，

所述框架部的面方向的热膨胀系数比所述片状部的面方向的热膨胀系数大。

2.根据权利要求1所述的复合布线板，其中，

所述框架部比所述片状部薄。

3.根据权利要求2所述的复合布线板，其中，

所述框架部的表面比所述片状部的表面凹陷，

所述框架部的背面比所述片状部的背面凹陷。

4.根据权利要求1所述的复合布线板，其中，

所述片状部的相对置的两边与所述框架部的所述收纳用的开口连接。

5.根据权利要求4所述的复合布线板，其中，

所述片状部由一个以上的矩形形状组合而形成，

各矩形形状的短侧的相对置的两边与所述框架部的收纳用的开口连接，

所述各矩形形状的长侧的相对置的两边不与该收纳用的开口连接。

6.根据权利要求1所述的复合布线板，其中，

所述片状部的相互对置的两个部位与所述框架部的所述收纳用的开口连接。

7.根据权利要求1所述的复合布线板，其中，

所述片状部具有：

核心基板，其具备芯材；和

聚积层，其由层积在该核心基板上的层间树脂绝缘层及导体层构成，

所述聚积层的层间树脂绝缘层不具备芯材。

8.根据权利要求1所述的复合布线板，其中，

所述片状部具有：

所述布线板的主体部；

支承部，其位于比该主体部靠外侧；和

桥部，其将所述主体部和所述支承部连接起来，

所述片状部在该支承部的外缘固定于所述框架部的收纳用的开口。

9.根据权利要求1所述的复合布线板，其中，

所述片状部具备朝向末端方向宽度变宽的支承片，

所述框架部的收纳用的开口具备朝向该收纳用的开口的外缘方向宽度变宽的支承缺口，

所述片状部的支承片嵌合于所述框架部的支承缺口，由此所述片状部固定于框架部。

10.根据权利要求9所述的复合布线板，其中，

所述片状部的所述支承片的侧壁与该框架部的所述支承缺口的侧壁紧密连接。

11.根据权利要求1所述的复合布线板，其中，

所述片状部由树脂形成，

所述框架部由金属板形成。

12.根据权利要求1所述的复合布线板，其中，

四个L字形状的缺口以分别包围所述收纳用的开口的四角方向的方式设在所述框架部。

13.根据权利要求12所述的复合布线板，其中，

所述L字形状的缺口由第一直线状部位、从该第一直线状部位向垂直方向设置的第二直线状部位、和在所述第一直线状部位和所述第二直线状部位之间的第三直线状部位构成，

所述第一直线状部位的延长线和所述第三直线状部位所成的角度为大致45度，所述第二直线状部位的延长线和所述第三直线状部位所成的角度为大致45度。

14.根据权利要求13所述的复合布线板，其中，

所述L字形状的缺口的所述第一直线状部位和所述第二直线状部位的长度大致相等。

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