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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Platine mit einem Elektroden-Pad, an welches eine Elektrode einer elektronischen Komponente angelötet ist, und sie betrifft auch ein elektronisches Gerät mit der Platine.
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Hintergrund
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Als Verfahren zum Löten einer elektronischen Komponente an eine Platine gibt es ein Jet-Löt-Verfahren, bei dem ein zu lötendes Zielobjekt in geschmolzenes Lot eingetaucht wird. Beim Jet-Löt-Verfahren wird auf einen Lötverbindungsbereich, wie etwa ein Elektroden-Pad auf der Platine oder eine Elektrode einer elektronischen Komponente, im Vorhinein Flussmittel aufgebracht, und danach erwärmt, um die Temperatur zu erhöhen. Dies aktiviert das Flussmittel, und dann wird eine Oxidschicht von der Oberfläche der Elektrode entfernt, so dass der Lötverbindungsbereich in einem sauberen Zustand gehalten werden kann. Danach werden die Platine und die elektronische Komponente mit Jet-Lot in geschmolzenem Zustand in Kontakt gebracht. Wenn das geschmolzene Lot und der Lötverbindungsbereich ausreichend miteinander in Kontakt kommen, und sich das geschmolzene Lot vom Lötverbindungsbereich in stabiler Weise trennt, wird ein normaler Lotkörper gebildet und somit das Löten vervollständigt.
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Wenn allerdings beim Löten der Lötverbindungsbereich und das geschmolzene Lot nicht ausreichend miteinander in Kontakt kommen, tritt ein als „unvollständiges Löten“ bezeichnetes Problem auf, bei dem auf dem Elektroden-Pad kein Lot gebildet wird. Beim Abtrennen des geschmolzenen Lots vom Lötverbindungsbereich tritt ein als „überschüssiges Lot“ bezeichnetes Problem auf, bei dem beim Zurückziehen von geschmolzenem Lot zum Elektroden-Pad auf der Platine oder zur Elektrode der elektronischen Komponente überschüssiges Lot aufgebracht wird, und sich somit nicht normal vom Lötverbindungsbereich abtrennt.
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Druckschrift 1 offenbart eine Platine, auf der ein Lot-Rückhalte-Pad bereitgestellt ist, der an eine Seite des letzten Pads anschließt, der am hinteren Ende der Platine in ihrer Vorschubrichtung eines Jet-Löt-Verfahrens angeordnet ist, wobei die eine Seite der Lötrichtung zugewandt ist. Die in Druckschrift 1 offenbarte Platine vermag das Auftreten von überschüssigem Lot am letzten Pad beim Jet-Löten zu verringern.
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Zitatliste
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Patentliteratur
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Druckschrift 1: offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr. 2003-142810 -
Kurzdarstellung
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Technische Aufgabe
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Die in Druckschrift 1 offenbarte Platine weist keinen Abschnitt auf, der dabei hilft, geschmolzenes Lot in Bezug auf eine Lötrichtung einzuführen. Somit könnte, während das Auftreten überschüssigen Lots verringert werden kann, möglicherweise unvollständiges Löten auftreten. Selbst wenn kein unvollständiges Löten auftreten sollte, neigt die Menge des zuzuführenden geschmolzenen Lots dazu, zu schwanken. Demzufolge variiert die Lotkörpergestalt eines Lötverbindungsbereichs zwischen Elektroden-Pads. Somit beseht das Problem, dass, wenn ein Temperaturzyklus auftritt, wie eine Temperaturänderung aufgrund der Verwendung eines elektronischen Geräts mit der darin eingebauten Platine, oder eine Temperaturänderung aufgrund der Einbau-Umgebung, sich dann eine thermische Spannung nur auf einen Lötverbindungsbereich mit einer kleineren Lotmenge konzentriert, und dies führt zu früherem Ermüdungsversagen des Lötverbindungsbereichs und beeinträchtigt seine Langzeit-Zuverlässigkeit.
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Die vorliegende Erfindung wurde getätigt, um die obigen Probleme zu lösen, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Platine bereitzustellen, bei der Schwankungen der jedem von mehreren Elektroden-Pads zuzuführenden Lotmenge verringert sind.
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Lösung der Aufgabe
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Um die obigen Probleme zu lösen und die Aufgabe zu erreichen, umfasst eine Platine gemäß der vorliegenden Erfindung: ein Basismaterial; und mehrere Elektroden-Pads, an die eine elektronische Komponente gelötet ist, wobei die Elektroden-Pads auf einer Oberfläche des Basismaterials angeordnet sind. Die Platine gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine auf der Oberfläche des Basismaterials gebildete und mit jedem der Elektroden-Pads verbundene Schmelz-Lot-Einführungs-Hervorstehung zum Ziehen von Schmelz-Lot in den Elektroden-Pad beim Löten; und eine auf der Oberfläche des Basismaterials gebildete und mit jedem der Elektroden-Pads verbundene Schmelz-Lot-Abtrennungs-Hervorstehung zum Unterstützen der Abtrennung von Schmelz-Lot von jedem der Elektroden-Pads im Augenblick der Abtrennung des Schmelz-Lots. Die Schmelz-Lot-Einführungs-Hervorstehung, der Elektroden-Pad und die Schmelz-Lot-Abtrennungs-Hervorstehung sind in einer Linie ausgerichtet.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Die Platine gemäß der vorliegenden Erfindung hat die Wirkung, dass es ermöglicht ist, Schwankungen in der Menge an jedem von mehreren Elektroden-Pads zuzuführendem Lot zu verringern.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Draufsicht auf eine Platine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Draufsicht auf die Platine gemäß der ersten Ausführungsform mit einer darauf installierten elektronischen Komponente in Chip-Form.
- 3 ist eine Seitenansicht der Platine gemäß der ersten Ausführungsform in einem Zustand, in dem eine elektronische Komponente an die Platine gelötet wird.
- 4 ist ein Diagramm, das eine erste Modifikation der Platine gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
- 5 ist ein Diagramm, das eine zweite Modifikation der Platine gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
- 6 ist ein Diagramm, das eine dritte Modifikation der Platine gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
- 7 ist ein Diagramm, das eine vierte Modifikation der Platine gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
- 8 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines elektronischen Geräts illustriert, das die Platine gemäß der ersten Ausführungsform einsetzt.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Nachfolgend werden eine Platine und ein elektronisches Gerät gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genauer unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
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Erste Ausführungsform
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1 ist eine Draufsicht einer Platine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Draufsicht einer Platine gemäß einer ersten Ausführungsform mit einer darauf installierten elektronischen Komponente in Chip-Form. 3 ist eine Seitenansicht der Platine gemäß der ersten Ausführungsform in einem Zustand, in dem eine elektronische Komponente an die Platine gelötet wird. Auf der Oberfläche einer Platine 10 sind Elektroden-Pads 2 bereitgestellt, an welchen Elektroden 5a einer Chip-förmigen elektronischen Komponente 5 durch Löten befestigt sind. Ein Basismaterial 1 der Platine 10 besteht aus isolierendem Material. Als Basismaterial 1 der Platine 10 kann ein Basismaterial aus in Epoxidharz, Polyimid-Harz oder Phenol-Harz getauchtem Glas-Webstoff, Glas-Vlies, oder Papier beispielhaft genannt werden. Allerdings ist das Basismaterial 1 nicht darauf beschränkt. Ferner sind an der Vorderseite der Elektroden-Pads 2 in einer Lötrichtung Schmelz-Lot-Einführungs-Hervorstehungen 3 gebildet, um geschmolzenes Lot 9 in Jet-Form in die Elektroden-Pads 2 zu ziehen. Die Lötrichtung bezieht sich auf eine Richtung des Vorschubs der Platine 10 wenn Jet-Löten ausgeführt wird. Die Lötrichtung ist durch den Pfeil in 1 illustriert. Im Gegensatz dazu sind an der Hinterseite der Elektroden-Pads 2 in der Lötrichtung Schmelz-Lot-Abtrennungs-Hervorstehungen 4 gebildet, die dazu ausgebildet sind, das Abtrennen des geschmolzenen Lots 9 von den Elektroden-Pads 2 zu unterstützen. Als das Material des geschmolzenen Lots 9 ist es möglich, eine Lotlegierung (Sn-3Ag-0.5Cu) einzusetzen, die Silber enthält, dessen Massenprozentanteil 3 % beträgt, Kupfer enthält, dessen Massenprozentanteil 0,5 % beträgt, und das im Übrigen aus Zinn zusammen mit unvermeidbaren Verunreinigungen besteht. Allerdings ist das Material des geschmolzenen Lots 9 nicht darauf beschränkt. Es ist zulässig, irgendeines von Sn-Cu-basiertem Lot, Sb-Bi-basiertem Lot, Sb-In-basiertem Lot, Sn-Sb-basiertem Lot oder Sn-Pb-basiertem Lot als das Material des geschmolzenen Lots 9 einzusetzen.
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An einem Paar von Elektroden-Pads 2, mit denen beide Elektroden einer Chip-förmigen elektronischen Komponente 5 verbunden sind, sind Spitzenend-Abschnitte 3a der Schmelz-Lot-Einführungs-Hervorstehungen 3 derart angeordnet, dass sie einen kürzesten Abstand voneinander haben. An dem Paar von Elektroden-Pads 2, mit denen die beiden Elektroden der Chip-förmigen elektronischen Komponente 5 verbunden sind, sind Spitzenend-Abschnitte 4a der Schmelz-Lot-Abtrennungs-Hervorstehungen 4 derart angeordnet, dass sie einen kürzesten Abstand voneinander haben.
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Eine im Vorhinein mit Flussmittel beaufschlagte Platine wird von der Jet-Löt-Vorrichtung 7 in der Lötrichtung vorgeschoben, um Löten durchzuführen, indem ein Lötverbindungsbereich in Kontakt mit dem geschmolzenen Lot 9 im Jet-Zustand gebracht wird. In einem Jet-Löt-Verfahren wird ein Lötverbindungsbereich wie die Elektroden-Pads 2 auf der Platine 10 und die Elektroden 5a der elektronischen Komponente 5 in das geschmolzene Lot 9 getaucht. Bei diesem Jet-Löt-Verfahren verbleibt ein Schmelz-Lot-Nicht-Kontakt-Abschnitt 6 um die das zu lötende Ziel darstellende elektronische Komponente 5, wegen: einer Gaskomponente von volatisiertem Flussmittel; im Augenblick des Kontakts mit Jet-Lot absorbierten Luftblasen; eines anderen Bereichs der elektronischen Komponente 5 als der Elektroden 5a, der nicht mit Lot verbunden wird; und anderen Faktoren. Das Vorhandensein des Schmelz-Lot-Nicht-Kontakt-Abschnitts 6 ist eine Ursache für unvollständiges Löten. Das heißt, der Schmelz-Lot-Nicht-Kontakt-Abschnitt 6 ist um die elektronische Komponente 5 herum vorhanden, welches eine Ursache für das Auftreten von ungenügender Beaufschlagung der Elektroden-Pads 2 der Platine 10 mit dem geschmolzenen Lot 9 ist.
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An der Vorderseite der Platine 10 gemäß der ersten Ausführungsform in der Lötrichtung sind die Schmelz-Lot-Einführungs-Hervorstehungen 3 bereitgestellt, um das geschmolzene Lot 9 in die Elektroden-Pads 2 zu ziehen. Die Spitzenend-Abschnitte 3a der Schmelz-Lot-Einführungs-Hervorstehungen 3 erstrecken sich nach außerhalb des Schmelz-Lot-Nicht-Kontakt-Abschnitts 6. Außerdem bestehen der Elektroden-Pad 2 und die Schmelz-Lot-Einführungs-Hervorstehung 3 aus demselben Leiter. Durch diese Struktur kann, wenn das geschmolzene Lot 9 beim Jet-Löten in Kontakt mit der Platine 10 kommt, das in Kontakt mit den Schmelz-Lot-Einführungs-Hervorstehungen 3 befindliche geschmolzene Lot 9 in die Elektroden-Pads 3 und die Elektroden 5a der elektronischen Komponente 5 gezogen werden. Somit kann die Platine 10 gemäß der ersten Ausführungsform unvollständiges Löten vermeiden.
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An der Hinterseite der Platine 10 in der Lötrichtung sind die Schmelz-Lot-Abtrennungs-Hervorstehungen 4 bereitgestellt, um das Abtrennen des geschmolzenen Lots 9 zu unterstützen. Die Spitzenend-Abschnitte 4a der Schmelz-Lot-Abtrennungs-Hervorstehungen 4 erstrecken sich nach außerhalb des Schmelz-Lot-Nicht-Kontakt-Abschnitts 6. Außerdem bestehen der Elektroden-Pad 2 und die Schmelz-Lot-Abtrennungs-Hervorstehung 4 aus demselben Leiter. Im Augenblick des Abtrennens des geschmolzenen Lots 9 beim Jet-Löten trennt sich das geschmolzene Lot 9 von den Spitzenend-Abschnitten 4a der Schmelz-Lot-Abtrennungs-Hervorstehungen 4 ab. Somit wird das geschmolzene Lot 9 nicht zu den Elektroden-Pads 2 auf der Platine 10 oder den Elektroden 5a der elektronischen Komponente 5 zurückgezogen. Daher kann bei der Platine 10 geschmolzenes Lot 9 von jedem der Elektroden-Pads 2 auf stabile Weise abgetrennt werden, und demzufolge wird jedem der Elektroden-Pads 2 die gleiche Menge an geschmolzenem Lot 9 zugeführt. Durch diese Konfiguration kann die Platine 10 überschüssiges Lot vermeiden.
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Die Platine 10 gemäß der ersten Ausführungsform ist mit den Schmelz-Lot-Einführungs-Hervorstehungen 3 und den Schmelz-Lot-Abtrennungs-Hervorstehungen 4 ausgestattet, sodass jedem der Elektroden-Pads 2 die gleiche Menge an geschmolzenem Lot 9 zugeführt und somit die Lotkörpergestalt stabilisiert werden kann. Daher kann die Platine 10, selbst wenn ein Temperaturzyklus in dem elektronischen Gerät, in das die Platine 10 eingebaut ist, auftrat, immer noch die Wirkung der gewährleisteten Langzeit-Zuverlässigkeit des Lötverbindungsabschnitts erreichen.
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In der obigen Beschreibung sind an dem Paar von Elektroden-Pads 2, mit denen die beiden Elektroden der Chip-förmigen elektronischen Komponente 5 verbunden sind, die Spitzenend-Abschnitte 3a der Schmelz-Lot-Einführungs-Hervorstehungen 3 im kürzesten Abstand voneinander angeordnet, und die die Spitzenend-Abschnitte 4a der Schmelz-Lot-Abtrennungs-Hervorstehungen 4 sind im kürzesten Abstand voneinander angeordnet. Es ist jedoch erlaubt, die Positionen der Spitzenend-Abschnitte 3a und der Spitzenend-Abschnitte 4a zu wechseln. 4 ist ein Diagramm, das eine erste Modifikation der Platine gemäß der ersten Ausführungsform illustriert. Auf der Platine 10 gemäß der ersten Modifikation der ersten Ausführungsform sind die Spitzenend-Abschnitte 3a und 4a jeweils an der äußersten Kante von den zwei der vier Seiten des Elektroden-Pads 2 angeordnet, die zur Lötrichtung senkrecht sind. 5 ist ein Diagramm, das eine zweite Modifikation der Platine gemäß der ersten Ausführungsform illustriert. Auf der Platine 10 gemäß der zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform sind die Spitzenend-Abschnitte 3a und 4a jeweils im mittleren Abschnitt derjenigen zwei der vier Seiten des Elektroden-Pads 2 angeordnet, die zur Lötrichtung senkrecht sind. 6 ist ein Diagramm, das eine dritte Modifikation der Platine gemäß der ersten Ausführungsform illustriert. Auf der Platine 10 gemäß der dritten Modifikation der ersten Ausführungsform ist der Spitzenend-Abschnitt 3a im mittleren Abschnitt einer der zwei Seiten unter den vier Seiten des Elektroden-Pads 2 angeordnet, die zur Lötrichtung senkrecht sind, und der Spitzenend-Abschnitt 4a ist an der äußersten Kante der anderen der beiden Seiten angeordnet. 7 ist ein Diagramm, das eine vierte Modifikation der Platine gemäß der ersten Ausführungsform illustriert. Auf der Platine 10 gemäß der vierten Modifikation der ersten Ausführungsform sind die Schmelz-Lot-Einführungs-Hervorstehung 3 und die Schmelz-Lot-Abtrennungs-Hervorstehung 4 jeweils an denjenigen zwei der vier Seiten des Elektroden-Pads 2 angeordnet, die senkrecht zur Lötrichtung sind, und zwar zwischen dem mittleren Bereich und der innersten Kante der beiden Seiten.
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Wenn die untenstehenden Bedingungen erfüllt sind, kann geschmolzenes Lot 9 in die Elektroden-Pads 2 eingeführt und davon abgetrennt werden, ungeachtet dessen, wo die Schmelz-Lot-Einführungs-Hervorstehung 3 und die Schmelz-Lot-Abtrennungs-Hervorstehung 4 an dem Elektroden-Pad 2 bereitgestellt sind. Die Bedingungen beinhalten: Die Schmelz-Lot-Einführungs-Hervorstehung 3 und die Schmelz-Lot-Abtrennungs-Hervorstehung 4 sind aus demselben Leiter gebildet wie der Elektroden-Pad 2; der Spitzenend-Abschnitt 3a der Schmelz-Lot-Einführungs-Hervorstehung 3 und der Spitzenend-Abschnitt 4a der Schmelz-Lot-Abtrennungs-Hervorstehung 4 erstrecken sich nach außerhalb des Schmelz-Lot-Nicht-Kontakt-Abschnitts 6; und die Schmelz-Lot-Einführungs-Hervorstehung 3, der Elektroden-Pad 2 und die Schmelz-Lot-Abtrennungs-Hervorstehung 4 sind in einer Linie ausgerichtet. Das heißt, das geschmolzene Lot 9 kann in die Elektroden-Pads 2 eingeführt und davon abgetrennt werden, solange die Schmelz-Lot-Einführungs-Hervorstehung 3 auf einer Seite des Elektroden-Pads 2 und die Schmelz-Lot-Abtrennungs-Hervorstehung 4 auf der anderen Seite des Elektroden-Pads 2 angeordnet ist, mit dem Elektroden-Pad 2 dazwischen.
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8 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines elektronischen Geräts illustriert, das die Platine gemäß der ersten Ausführungsform einsetzt. Ein elektronisches Gerät 100 kann durch die Platine 10 konfiguriert werden, auf der mehrere elektronische Komponenten 5 implementiert sind, um eine Schaltung zu bilden, die als eine Platine dient.
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Die in den obigen Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen sind lediglich Beispiele des Inhalts der vorliegenden Erfindung. Die Konfigurationen können mit anderen wohlbekannten Technologien kombiniert werden, und ein Teil jeder der Konfigurationen kann weggelassen oder modifiziert werden, ohne vom Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Basismaterial
- 2
- Elektroden-Pad
- 3
- Schmelz-Lot-Einführungs-Hervorstehung
- 3a, 4a
- Spitzenend-Abschnitt
- 4
- Schmelz-Lot-Abtrennungs-Hervorstehung
- 5
- elektronische Komponente
- 6
- Schmelz-Lot-Nicht-Kontakt-Abschnitt
- 7
- Jet-Löt-Vorrichtung
- 9
- geschmolzenes Lot
- 10
- Platine
- 100
- elektronisches Gerät
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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