JP2000114674A - 伝熱部を備えるプリント回路板およびプリント配線基板 - Google Patents

伝熱部を備えるプリント回路板およびプリント配線基板

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JP2000114674A
JP2000114674A JP10287076A JP28707698A JP2000114674A JP 2000114674 A JP2000114674 A JP 2000114674A JP 10287076 A JP10287076 A JP 10287076A JP 28707698 A JP28707698 A JP 28707698A JP 2000114674 A JP2000114674 A JP 2000114674A
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heat
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wiring board
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Naoko Sato
尚子 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱容量が異なる部品が搭載された際のハンダ
付け特性が改善されたプリント回路板およびプリント配
線基板を提供する。 【解決手段】 多層プリント配線基板WB1の表面上に
搭載された熱容量が大の電子部品がハンダ付けされる端
子ランド5Aaの直下を含む領域に、電気絶縁層4を挟
んで、伝熱材から成る内層伝熱部3Baを設け、さらに
内層や表裏面に層状の伝熱部3Aa、3Bdなどを設
け、これら伝熱部間を伝熱材から成る連結伝熱部3Cに
より連結して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、伝熱部を備えるプ
リント配線基板およびプリント回路板に関し、とりわけ
伝熱部を備えてリフロー式のハンダ付け工程により製造
されるプリント配線基板およびプリント回路板に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】エレクトロニクス技術・通信技術におい
ては近年、特に高速化と高性能化が要求されるにつれ、
小型化に加えて薄型化によるダウンサイジングが進行し
ている。この結果として、電子機器を構成する部品類の
搭載についても小型化・薄型化を実現するべく更に高い
実装技術が希求されている。
【0003】電子機器を構成する部品類をプリント配線
基板上に搭載してハンダ付けする実装技術は、当初のピ
ン挿入実装技術(TMT)に代わり、性能と特性を維持
しつつ容積の減少を図るために部品孔を使用することな
く導体パターンの表面で電気的接続を行う表面実装技術
(SMT)が導入されるに至り、こうした表面実装技術
に適用されるSMT用電子部品として、SOPやQFP
などのガル・ウイング型端子やJリードなどを用いた半
導体集積回路部品をはじめ、リード線を省略したコンデ
ンサや抵抗器などの表面実装部品(SMD)が現在広く
使用されている。
【0004】さらに、電子機器の小型化および軽量化へ
の要求が高まるにつれて、プリント配線基板も細線化、
配線間隙の狭小化に加えてさらに、配線層の多層化が進
行している。
【0005】一方、QFPなどの半導体集積回路部品の
接続技術についても、狭ピッチ端子のハンダ付け接続の
ための一括リフローソルダリング技術が進展し、0.2
5ピッチ以下の実装が可能となっている。またリフロー
ソルダリングの加熱法としては、赤外線加熱法、熱風加
熱法、大気、窒素ガス使用、VPSをはじめとする各種
の方法とプロセスが、適用環境に応じて適宜実施されて
いる。
【0006】図11は、このような一括リフローソルダ
リングが適用される従来のプリント回路板の一例の模式
断面図である。また図12は、図11に示されるプリン
ト回路板の端子ハンダ付け強度特性図である。
【0007】図11に示されるように、プリント回路板
101は多層プリント配線基板102の面上に配設され
た複数個の端子ランド105Aに、QFP型の半導体チ
ップパッケージ8のガル・ウイング型の端子8Aが半田
付け接続されている。これは、端子8Aが端子ランド1
05A上に載置されたのちリフローソルダリング処理さ
れ、形成された半田フィレットが成長した合金層107
Aにより端子8Aと端子ランド105Aが電気的および
機械的に接続されているものである。
【0008】さらに多層プリント配線基板102の面上
に配設された複数個の端子ランド105Bに、コンデン
サや抵抗器といった搭載部品9が半田付け接続されてい
る。これは、搭載部品9の接続部分が端子ランド105
B上に載置されたのちリフローソルダリング処理され、
形成された半田フィレットが成長した合金層107Bに
より搭載部品9と端子ランド105Bが電気的および機
械的に接続されているものである。
【0009】一方、多層プリント配線基板102の表裏
面には回路パターン部105が形成され、さらに多層プ
リント配線基板102の内部には、複数層による絶縁層
104によって挟まれた回路パターン部105’が形成
されている。
【0010】回路パターン部105’間や、回路パター
ン部105’と表裏面の回路パターン部105間は、ビ
アホールにより電気的に導通され、また表裏面の回路パ
ターン部105間は、スルーホールによって電気的に導
通されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、リフローソ
ルダリングプロセスでのハンダ付け時間は、半田溶融を
含めて約3秒程度となる。このハンダ付け時間は、部品
の耐熱性等と関連させて決定されるが、このような短時
間内での加熱のバラツキを抑制するには、搭載されてい
る部品の熱容量を考慮に入れたリフロー温度プロファイ
ルが重要になる。
【0012】すなわちリフローソルダリング処理におい
て所定の強度の合金層を形成するには、短時間に各部品
を昇温させ、しかもそれぞれ熱容量が異なる部品の温度
差または温度勾配を小とするように制御がなされねばな
らない。
【0013】しかしながら、多層プリント配線基板10
2に搭載される各部品の熱容量に着目すると、各部品の
熱容量がそれぞれ異なり、さらに搭載密度も均一でない
ため、前記のような従来の技術構成によれば、リフロー
ソルダリングにおいて多層プリント配線基板102の各
部分を貫通する熱流束も場所によって不均一となる。こ
の結果として多層プリント配線基板102の各部分の昇
温速度に差異が生じ、ハンダ付け温度が不均一となって
合金層の生成にバラツキが生じるという問題があった。
【0014】さらに具体的に説明すると、端子8Aを備
える半導体チップパッケージ8の熱容量は、一般的にコ
ンデンサまたは抵抗器である搭載部品9の熱容量よりも
大であるから、リフローソルダリング処理において温度
のバラツキが生じることがあった。
【0015】すなわち、熱容量が小である搭載部品9は
温度上昇速度が大となるが、これに対して熱容量が大で
ある半導体チップパッケージ8を擁するエリアAr10
1は熱が部品に吸収されることにより立ち上がりが遅
く、温度上昇速度が小さいために端子8Aが加熱不足に
なり、この温度のバラツキがハンダ付け強度のバラツキ
を発生させることになる。
【0016】例として図12に示されるように、図中の
縦軸で示されるハンダ付け強度(gf)は、横軸で示さ
れるピン位置によって相当大きなバラツキがある。これ
は熱容量が異なる大型部品において昇温が均一でないこ
との証左である。
【0017】こうしたリフロー時の昇温のバラツキは、
外観検査などで一見、正常なハンダフィレットが生成さ
れていても、加熱不足のためにハンダ構成成分中の錫
と、基板ランドあるいは部品端子の銅などとの合金層が
薄くなり、ハンダ付け強度が低下するという、コールド
ソルダリング状態になる。
【0018】この結果、機械的に接続強度の不十分な個
所が形成されるのみならず、電気的にも導電性が不良の
部分の発生をまねくことになり、よって何等かの効果的
な対処技術が必要となっていた。
【0019】本発明は、前記のような従来技術における
問題点を解決するためなされたもので、熱容量が異なる
部品が搭載された際のハンダ付け特性が改善されたプリ
ント回路板およびプリント配線基板を提供することを目
的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】以下、本発明の原理を説
明し、ついで本発明の手段を説明する。前述したよう
に、熱容量が大である搭載部品のハンダ付け部分の昇温
速度が遅い。これは図11に基づいて以下のように分析
される。ハンダ付け部分を符号P、熱容量が大である搭
載部品を符号R、リフローソルダリングで熱の流入点で
あるプリント配線基板の裏面上の位置を符号Qとする
と、P〜R間は銅箔製の端子ランドと、半田フィレット
と、金属製のリード端子と、このリード端子とパッケー
ジや内部インタポーザとの接続部から構成され、とりわ
け最後の接続部分での伝熱抵抗が大であるものの、総じ
て熱伝導度は比較的大である。一方、Q〜P間は主とし
てプラスチック製の絶縁基板から構成されるから、伝熱
抵抗が大きく、総じて熱伝導度は小である。
【0021】この結果、リフローソルダリングで位置Q
から流入する熱の、位置Pへの熱伝達が効率的でなく、
昇温の立ち上がりが遅い。しかも、位置Pへ達した熱は
熱伝導度が大のP〜R間によって効率的に搭載部品に吸
収されるから、位置Pの温度が上昇しない。このよう
に、上記の構造では熱容量が大である搭載部品がヒート
シンクとして作用している。
【0022】そこで本発明は、Q〜P間の伝熱抵抗を小
さくして、Q〜P間の熱伝導度を大とする構成にする。
すなわち、Q〜P間の領域を、熱伝導度が小であるプラ
スチック製の絶縁基板に替えて、熱伝導度が大である伝
熱機構により構成する。
【0023】これにより、リフローソルダリングで位置
Qから流入する熱の、位置Pへの熱伝達が高効率とな
り、昇温の立ち上がりが改善される。さらに、位置Pへ
達する熱量は、P〜R間によって搭載部品に吸収される
熱量より大となって、位置Pの温度が上昇する。
【0024】さらに本発明は、熱容量が大である搭載部
品の周辺の領域に流入する熱を利用する構成とするもの
である。すなわち図11で、熱容量が大である搭載部品
8から離れた周辺位置Sからプリント配線基板へ流入す
る熱は、この領域にハンダ付けが必要な個所がないか
ら、徒にプリント配線基板の必要のない部分を昇温させ
ている。
【0025】そこで本発明は、位置Sに流入する熱を集
熱するとともに、これを効率的に位置Pへ熱伝達する集
熱・伝達機構を導入するものである。これにより、位置
Pへの流入熱量が増大して昇温速度が改善されるととも
に、位置Sに対応するプリント配線基板の各部分の昇温
の抑制がなされる。
【0026】以上の原理に基づき、また前記従来技術の
課題を解決するべく、本発明に係るプリント回路板は、
プリント配線基板の表面上に搭載された電子部品の半田
付けランドの少なくとも直下を含む領域に、電気絶縁層
を挟んで、伝熱材から成る複数の層状の伝熱部を設け、
且つ前記複数の層状の伝熱部間を伝熱材から成る連結伝
熱部により連結して構成したことを特徴とする。
【0027】前記の構成によれば、外部からプリント配
線基板へ流入する熱は層状の伝熱部のうちの手直の伝熱
部を昇温させ、連結伝熱部により他の伝熱部に伝達され
てこれを昇温させ、このようにして熱が半田付けランド
の直下の伝熱部に効率的に伝達され、ついで電気絶縁層
を介して半田付けランドに伝熱がなされて半田付けラン
ドを急速に昇温させる。すなわち層状の伝熱部および連
結伝熱部によって、この領域の熱伝導度が改善される。
【0028】また、本発明に係るプリント配線基板は、
表面上に電子部品を搭載可能であり、且つ当該電子部品
をハンダ付けするランドを表面上に備えるプリント配線
基板であって、前記搭載される電子部品をハンダ付け接
続する前記ランドの少なくとも直下を含む領域に、電気
絶縁層を挟んで、伝熱材から成る複数の層状の伝熱部を
設け、且つ前記複数の層状の伝熱部間を伝熱材から成る
連結伝熱部により連結して構成したことを特徴とする。
【0029】前記の構成によれば、外部からプリント配
線基板へ流入する熱は層状の伝熱部のうちの手直の伝熱
部を昇温させ、連結伝熱部により他の伝熱部に伝達され
てこれを昇温させ、このようにして熱が半田付けランド
の直下の伝熱部に効率的に伝達され、ついで電気絶縁層
を介して半田付けランドに伝熱がなされて半田付けラン
ドを急速に昇温させる。すなわち層状の伝熱部および連
結伝熱部によって、この領域の熱伝導度が改善される。
【0030】本発明に係るするプリント回路板は、プリ
ント配線基板の表面上に搭載された電子部品の半田付け
ランドの少なくとも直下を含む領域に、電気絶縁層を挟
んで、伝熱材から成る複数の層状の伝熱部を設け、且つ
前記複数の層状の伝熱部のうち少なくとも一つの伝熱部
は、前記半田付けランドおよび前記搭載された電子部品
の占める領域を越えた領域に延設され、且つ前記複数の
層状の伝熱部間を伝熱材から成る連結伝熱部により連結
して構成したことを特徴とする。
【0031】前記の構成によれば、外部からプリント配
線基板へ流入する熱は層状の伝熱部のうちの手直の伝熱
部を昇温させ、連結伝熱部により他の伝熱部に伝達され
てこれを昇温させ、このようにして熱が半田付けランド
の直下の伝熱部に効率的に伝達され、ついで電気絶縁層
を介して半田付けランドに伝熱がなされて半田付けラン
ドを急速に昇温させる。すなわち層状の伝熱部および連
結伝熱部によって、この領域の熱伝導度が改善される。
【0032】さらに、半田付けランドおよび搭載された
電子部品の占める領域を越えた領域に延設された伝熱部
によって、該当する全領域からの集熱が効果的になさ
れ、半田付けランドへの伝熱量が増大する。
【0033】本発明に係るプリント配線基板は、表面上
に電子部品を搭載可能であり、且つ当該電子部品をハン
ダ付けするランドを表面上に備えるプリント配線基板で
あって、前記搭載される電子部品をハンダ付け接続する
前記ランドの少なくとも直下を含む領域に、電気絶縁層
を挟んで、伝熱材から成る複数の層状の伝熱部を設け、
且つ前記複数の層状の伝熱部のうち少なくとも一つの伝
熱部は、前記半田付けランドおよび前記搭載される電子
部品の占める領域を越えた領域に延設され、且つ前記複
数の層状の伝熱部間を伝熱材から成る連結伝熱部により
連結して構成したことを特徴とする。
【0034】前記の構成によれば、外部からプリント配
線基板へ流入する熱は層状の伝熱部のうちの手直の伝熱
部を昇温させ、連結伝熱部により他の伝熱部に伝達され
てこれを昇温させ、このようにして熱が半田付けランド
の直下の伝熱部に効率的に伝達され、ついで電気絶縁層
を介して半田付けランドに伝熱がなされて半田付けラン
ドを急速に昇温させる。すなわち層状の伝熱部および連
結伝熱部によって、この領域の熱伝導度が改善される。
【0035】さらに、半田付けランドおよび搭載される
電子部品の占める領域を越えた領域に延設された伝熱部
によって、該当する全領域からの集熱が効果的になさ
れ、半田付けランドへの伝熱量が増大する。
【0036】本発明に係るプリント回路板は、プリント
配線基板の表面上に搭載された電子部品の半田付けラン
ドの少なくとも直下を含む領域に、電気絶縁層を挟ん
で、伝熱材から成る塊状の伝熱部を設けて構成したこと
を特徴とする。
【0037】前記の構成によれば、外部からプリント配
線基板へ流入する熱は伝熱材から成る塊状の伝熱部を昇
温させ、このようにして熱が半田付けランドの直下に効
率的に伝達され、ついで電気絶縁層を介して半田付けラ
ンドに伝熱がなされて半田付けランドを急速に昇温させ
る。すなわち塊状の伝熱部によって、この領域の熱伝導
度が改善される。
【0038】本発明に係るプリント配線基板は、表面上
に電子部品を搭載可能であり、且つ当該電子部品をハン
ダ付けするランドを表面上に備えるプリント配線基板で
あって、前記搭載される電子部品をハンダ付け接続する
前記ランドの少なくとも直下を含む領域に、電気絶縁層
を挟んで、伝熱材から成る塊状の伝熱部を設けて構成し
たことを特徴とする。
【0039】前記の構成によれば、外部からプリント配
線基板へ流入する熱は伝熱材から成る塊状の伝熱部を昇
温させ、このようにして熱が半田付けランドの直下に効
率的に伝達され、ついで電気絶縁層を介して半田付けラ
ンドに伝熱がなされて半田付けランドを急速に昇温させ
る。すなわち塊状の伝熱部によって、この領域の熱伝導
度が改善される。
【0040】本発明に係るプリント回路板は、プリント
配線基板の表面上に搭載された電子部品の半田付けラン
ドの少なくとも直下に、電気絶縁層を挟んで、伝熱材か
ら成る塊状の伝熱部を設け、且つ当該伝熱部は前記半田
付けランドおよび前記搭載された電子部品の占める領域
を越えた領域に延設されたことを特徴とする。
【0041】前記の構成によれば、外部からプリント配
線基板へ流入する熱は伝熱材から成る塊状の伝熱部を昇
温させ、このようにして熱が半田付けランドの直下に効
率的に伝達され、ついで電気絶縁層を介して半田付けラ
ンドに伝熱がなされて半田付けランドを急速に昇温させ
る。すなわち塊状の伝熱部によって、この領域の熱伝導
度が改善される。
【0042】さらに、塊状の伝熱部が半田付けランドお
よび搭載される電子部品の占める領域を越えた領域に延
設されることによって、該当する全領域からの集熱が効
果的になされ、半田付けランドへの伝熱量が増大する。
【0043】本発明に係るプリント配線基板は、表面上
に電子部品を搭載可能であり、且つ当該電子部品をハン
ダ付けするランドを表面上に備えるプリント配線基板で
あって、前記搭載される電子部品をハンダ付け接続する
前記ランドの少なくとも直下に、電気絶縁層を挟んで、
伝熱材から成る塊状の伝熱部を設け、且つ当該伝熱部は
前記半田付けランドおよび前記搭載される電子部品の占
める領域を越えた領域に延設されたことを特徴とする。
【0044】前記の構成によれば、外部からプリント配
線基板へ流入する熱は伝熱材から成る塊状の伝熱部を昇
温させ、このようにして熱が半田付けランドの直下に効
率的に伝達され、ついで電気絶縁層を介して半田付けラ
ンドに伝熱がなされて半田付けランドを急速に昇温させ
る。すなわち塊状の伝熱部によって、この領域の熱伝導
度が改善される。
【0045】さらに、塊状の伝熱部が半田付けランドお
よび搭載される電子部品の占める領域を越えた領域に延
設されることによって、該当する全領域からの集熱が効
果的になされ、半田付けランドへの伝熱量が増大する。
【0046】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を添付図を参照して詳細に説明する。なお、以下に述べ
る実施形態は、この発明の本質的な構成と作用を示すた
めの好適な例の一部であり、したがって技術構成上好ま
しい種々の限定が付されている場合があるが、この発明
の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限定する
旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものでは
ない。
【0047】本発明においてプリント配線基板とは、絶
縁基板の少なくとも一方の表面上に、導体パターン層が
銅箔などの導電性材料のエッチング加工又はダイスタン
ピング加工により形成されたものとして定義される。導
体パターン層は、所謂引き回し配線としての回路パター
ンと、電子部品類の端子等が半田付け接続される電極と
してのランドから構成される。
【0048】一方、このプリント配線基板面に、能動部
品である半導体集積回路素子や、受動部品である抵抗器
等の電子部品類が搭載・半田付け接合されて、電子回路
としての機能を備える構成とされたものが、プリント回
路板と定義される。したがってプリント回路板は、プリ
ント配線基板に電子部品類を搭載・半田付け接合して製
造される。
【0049】図1は、本発明に係るプリント回路板の第
一実施形態の模式断面図である。図2は、図1に示され
るプリント回路板の端子ハンダ付け強度特性図である。
【0050】図1に示されるように、本実施形態に係る
プリント回路板P1は、多層プリント配線基板WB1の
面上に配設された複数個の端子ランド5Aaに、QFP
型の、熱容量が大きい半導体チップパッケージ8のガル
・ウイング型の端子8Aが半田付け接続されている。こ
れは、端子8Aが端子ランド5Aa上に載置されたのち
リフローソルダリング処理され、形成された半田フィレ
ットが成長した合金層7Aにより端子8Aと端子ランド
5Aaが電気的および機械的に接続されているものであ
る。
【0051】なお、端子形状は上記ガル・ウイング型に
限定されることなく、例えばJリードを含む表面実装適
応型の端子すべてについて適用される。
【0052】さらに多層プリント配線基板WB1の面上
に配設された複数個の端子ランド5Bに、コンデンサや
抵抗器といった、上記の半導体チップパッケージ8より
も熱容量が小さい搭載部品9が半田付け接続されてい
る。これは、搭載部品9の接続部分が端子ランド5B上
に載置されたのちリフローソルダリング処理され、形成
された半田フィレットが成長した合金層7Bにより搭載
部品9と端子ランド5Bが電気的および機械的に接続さ
れているものである。
【0053】一方、多層プリント配線基板WB1の表裏
面および内層には、銅箔などによる回路パターン部5が
形成され、さらにこれら回路パターン部5の占める領域
を避けて、多層プリント配線基板WB1の裏面上に伝熱
材による表面伝熱部3Aa、3Acが、また内層に伝熱
材による内層伝熱部3Bdと3Baが、更におもて面上
の半導体チップパッケージ8の真下にあたる位置に伝熱
材による部品下伝熱部3Dが設けられている。
【0054】これら各伝熱部は熱の良導体である金属
層、例えば銅箔により形成される。とりわけこれら各伝
熱部が、多層プリント配線基板WB1の表裏面や内層に
設けられている銅箔層を利用して、回路パターン部5を
形成させると同様な工程で形成されたものである場合
は、表面伝熱部3Aaと内層伝熱部3Bd間、表面伝熱
部3Acと内層伝熱部3Bd間、また内層伝熱部3Bd
と内層伝熱部3Ba間、また内層伝熱部3Baと端子ラ
ンド5Aa間、内層伝熱部3Baと部品下伝熱部3D間
などに、例えばポリイミド系樹脂やエポキシ系樹脂シー
トによる電気的な絶縁層4が介在する。
【0055】ここで、本実施形態の構成においては表面
伝熱部3Aaと内層伝熱部3Bd間、表面伝熱部3Ac
と内層伝熱部3Bd間、また内層伝熱部3Bdと内層伝
熱部3Ba間、また内層伝熱部3Baと部品下伝熱部3
D間などのそれぞれに、熱伝導のためのビアホールとし
ての連結伝熱部3Cを設けて各伝熱部間の熱伝導特性を
改善している。なお熱伝導のためのビアホールは、隣接
した伝熱部間に限らず、さらに離れた伝熱部間に設ける
こともできる。
【0056】さらに本実施形態の構成の特徴として、内
層伝熱部3Baが絶縁層4を介して端子ランド5Aaの
真下に位置するように形成されている。
【0057】上記のように構成することにより、リフロ
ーソルダリング時に表面伝熱部3Aa、3Acを主とす
る各伝熱部により熱がとりこまれ、さらに各伝熱部を連
結する連結伝熱部3Cにより熱伝達がなされるから、端
子ランド5Aaの真下に位置する内層伝熱部3Baに熱
が効率的に供給され、したがって絶縁層4を経て端子ラ
ンド5Aaに流れる熱流束が増加する。また、部品下伝
熱部3Dからも絶縁層4を経て端子ランド5Aaに熱が
流入する。
【0058】これにより、伝熱部の上方に搭載される半
導体チップパッケージ8の熱容量が大であっても、端子
ランド5Aaから端子8Aを伝って半導体チップパッケ
ージ8に吸収される熱量をこえる熱量を端子ランド5A
aに供給することが可能になり、この結果、端子ランド
5Aaが、周囲の熱容量が小さい搭載部品9の端子ラン
ド5Bと略等しい速度で昇温する。
【0059】このようにして、熱容量が大の搭載部品の
近傍の端子ランド温度と、熱容量が小さい搭載部品の近
傍の端子ランド温度が均一化され、熱容量が大の搭載部
品の半田付けランドにおいてもハンダフィレットと合金
層を正常に形成させることができ、よって均一な強度の
ハンダ付けがなされたプリント回路板が実現される。
【0060】この結果、図2に示されるように、図中の
横軸で示される端子すなわちピンの位置が異なっても、
縦軸で示されるハンダ付け強度(gf)の変動は小さ
く、しかもハンダ付け強度の平均値が大となり、このよ
うにバラツキを抑えて均一かつ正常なハンダ付けがなさ
れていることを確認できる。
【0061】上記に加えてさらに、本実施形態の構成に
よれば、プリント回路板P1が作動中に例えば半導体チ
ップパッケージ8において発生する熱が、端子8Aを伝
って端子ランド5Aaへ流入すると、昇温した端子ラン
ド5Aaから熱流束が絶縁層4を経て内層伝熱部3Ba
に流れるが、前述したように層状の伝熱部および連結伝
熱部によって、この領域の熱伝導度が改善されているか
ら、効果的に放熱されるという効果がある。
【0062】図3は、図1のプリント回路板の製造に適
用可能な本発明に係るプリント配線基板の第一実施形態
の模式断面図である。本実施形態にかかるプリント配線
基板WB1は、表面上に電子部品を搭載可能であり、こ
の電子部品をハンダ付けする端子ランド5Aa、5Bを
表面上に備え、端子ランド5Aaには熱容量が大である
搭載部品がハンダ付け接続され、端子ランド5Bには熱
容量が小である搭載部品がハンダ付け接続されるように
なっている。
【0063】プリント配線基板WB1のおもて面の、熱
容量が大である搭載部品が搭載される位置の下に、銅箔
から成る層状の部品下伝熱部3Dが設けられ、さらに端
子ランド5Aaの少なくとも直下を含む領域に、例えば
ポリイミド系樹脂やエポキシ系樹脂シートによる電気的
な絶縁層4を挟んで、銅箔から成る層状の内層伝熱部3
Baが設けられ、さらに内層伝熱部3Baが設けられた
層の下に、絶縁層4を挟んで銅箔から成る層状の内層伝
熱部3Bdが設けられ、さらに絶縁層4を挟んでプリン
ト配線基板WB1の裏面に銅箔から成る表面伝熱部3A
a、3Acが設けられている。なお銅箔に限定されるこ
となく、種々の層状の伝熱材を適用することができる。
【0064】さらに表面伝熱部3Aaと内層伝熱部3B
d間、表面伝熱部3Acと内層伝熱部3Bd間、また内
層伝熱部3Bdと内層伝熱部3Ba間、また内層伝熱部
3Baと部品下伝熱部3D間のそれぞれに、熱伝導のた
めのビアホールとしての連結伝熱部3Cを設けて各伝熱
部間の熱伝導特性を改善している。なお熱伝導のための
ビアホールは、隣接した伝熱部間に限らず、さらに離れ
た伝熱部間に設けることもできる。
【0065】さらに本実施形態の構成の特徴として、内
層伝熱部3Baが絶縁層4を介して端子ランド5Aaの
真下に位置するように形成されている。
【0066】上記のように構成することにより、リフロ
ーソルダリング時に表面伝熱部3Aaを主とする各伝熱
部により熱がとりこまれ、さらに各伝熱部を連結する連
結伝熱部3Cにより熱伝達がなされるから、端子ランド
5Aaの真下に位置する内層伝熱部3Baに熱が効率的
に供給され、したがって絶縁層4を経て端子ランド5A
aに流れる熱流束が増加する。
【0067】これにより、伝熱部の上方に搭載される部
品の熱容量が大であっても、端子ランド5Aaから端子
8Aを伝って熱容量が大である搭載部品に吸収される熱
量より多い熱量を端子ランド5Aaに供給することが可
能になり、この結果、端子ランド5Aaを周囲に配設さ
れている熱容量が小さい搭載部品9の端子ランド5Bと
同等に昇温させることが可能になる。
【0068】このように、本実施形態の構成のプリント
配線基板WB1を用いることによって、端子ランド温度
の不均一の発生がなくなり、熱容量が大の搭載部品の端
子ランドにハンダフィレットと合金層を正常に形成させ
ることができるから、よって均一な強度のハンダ付けが
なされたプリント回路板を容易に製造することができ
る。
【0069】つぎに、本発明のプリント回路板の第二の
実施形態を、図4に基づいて説明する。
【0070】同図において、本実施形態のプリント回路
板P2は、多層プリント配線基板WB2の面上に複数個
の端子ランド5Abと5Bが配設されており、端子ラン
ド5Abには例えばQFP型の、熱容量が大きい半導体
チップパッケージ8のガル・ウイング型の端子8Aが半
田付け接続されている。これは、端子8Aが端子ランド
5Ab上に載置されたのちリフローソルダリング処理さ
れ、形成された半田フィレットが成長した合金層7Cに
より端子8Aと端子ランド5Abが電気的および機械的
に接続されているものである。
【0071】一方、端子ランド5Bにはコンデンサや抵
抗器といった、上記の半導体チップパッケージ8よりも
熱容量が小さい搭載部品9が半田付け接続されている。
これは、搭載部品9の接続部分が端子ランド5B上に載
置されたのちリフローソルダリング処理され、形成され
た半田フィレットが成長した合金層7Bにより搭載部品
9と端子ランド5Bが電気的および機械的に接続されて
いるものである。
【0072】また、多層プリント配線基板WB2の表裏
面および内層には、銅箔などによる回路パターン部5が
形成され、さらにこれら回路パターン部5の占める領域
を避けて、多層プリント配線基板WB2の裏面上に伝熱
材による表面伝熱部3Abと3Adが、また内層に伝熱
材による内層伝熱部3Beと3Bbが、更におもて面上
の半導体チップパッケージ8の真下にあたる位置に伝熱
材による部品下伝熱部3Dが設けられている。
【0073】これら各伝熱部は熱の良導体である金属
層、例えば銅箔により形成される。とりわけこれら各伝
熱部が、多層プリント配線基板WB2の表裏面や内層に
設けられている銅箔層を利用して、回路パターン部5を
形成させると同様な工程で形成されたものである場合
は、表面伝熱部3Abと内層伝熱部3Be間、表面伝熱
部3Adと内層伝熱部3Be間、また内層伝熱部3Be
と内層伝熱部3Bb間、また内層伝熱部3Bbと端子ラ
ンド5Ab間、内層伝熱部3Bbと部品下伝熱部3D間
に、例えばポリイミド系樹脂やエポキシ系樹脂シートに
よる電気的な絶縁層4が介在する。
【0074】ここで、本実施形態の構成においては表面
伝熱部3Abと内層伝熱部3Be間、表面伝熱部3Ad
と内層伝熱部3Be間、また内層伝熱部3Beと内層伝
熱部3Bb間、また内層伝熱部3Bbと部品下伝熱部3
D間のそれぞれに、熱伝導のためのビアホールとしての
連結伝熱部3Cを設けて各伝熱部間の熱伝導特性を改善
している。なお熱伝導のためのビアホールは、隣接した
伝熱部間に限らず、さらに離れた伝熱部間に設けること
もできる。
【0075】さらに本実施形態の構成の特徴として、内
層伝熱部3Beが端子ランド5Abおよび前記搭載され
た半導体チップパッケージ8の占める領域を越えた、こ
れより外側の領域Arにまで延設されて形成されてい
る。また、内層伝熱部3Bbが絶縁層4を介して端子ラ
ンド5Abの真下に位置するように形成されている。
【0076】上記のように構成することにより、リフロ
ーソルダリング時に表面伝熱部3Ab、3Adを主とす
る各伝熱部により熱がとりこまれ、さらに各伝熱部を連
結する連結伝熱部3Cにより熱伝達がなされるから、端
子ランド5Abの真下に位置する内層伝熱部3Bbに熱
が効率的に供給され、したがって絶縁層4を経て端子ラ
ンド5Abに流れる熱流束が増加する。また、部品下伝
熱部3Dからも絶縁層4を経て端子ランド5Abに熱が
流入する。
【0077】ところでリフローソルダリング時には、熱
源から供給される熱は例えば多層プリント配線基板WB
2の裏面のすべてに供給されることになるが、昇温が必
要とされる部分は、ハンダ付けがなされる端子ランド5
Abや端子ランド5Bである。したがって図中の領域A
rのように、昇温が必要とされる端子ランドが存在しな
い部分にも一様に供給される熱は無駄であるばかりか、
昇温を必要としない部分を好ましくない高温状態にする
という畏れもある。
【0078】そこで本実施形態によれば、前記のように
領域Arまで延設されている内層伝熱部3Beが、領域
Arに流入する熱を捉え、この熱を連結伝熱部3Cを介
して端子ランド5Abへ供給するものである。
【0079】すなわち、端子ランド5Abおよび半導体
チップパッケージ8の占める領域を越えた領域に延設さ
れた内層伝熱部3Beによって、該当する領域Arから
の集熱が効果的になされ、端子ランド5Abへの伝熱量
を増大させることができる。
【0080】これにより、端子ランド5Abに接続され
た半導体チップパッケージ8の熱容量がとりわけ大であ
っても、端子ランド5Aaから端子8Aを伝って半導体
チップパッケージ8に吸収される熱量をこえる熱量を端
子ランド5Aaに供給することが可能になり、この結
果、端子ランド5Aaを、周囲の熱容量が小さい搭載部
品9の端子ランド5Bと略等しい速度で昇温させること
ができる。
【0081】このようにして、熱容量が大の搭載部品の
近傍の端子ランド温度と、熱容量が小さい搭載部品の近
傍の端子ランド温度が均一化され、熱容量が大の搭載部
品の半田付けランドにおいてもハンダフィレットと合金
層を正常に形成させることができ、よって均一な強度の
ハンダ付けがなされたプリント回路板が実現される。
【0082】上記に加えてさらに、本実施形態の構成に
よれば、プリント回路板P2が作動中に例えば半導体チ
ップパッケージ8において発生する熱が、端子8Aを伝
って端子ランド5Abへ流入すると、昇温した端子ラン
ド5Abから熱流束が絶縁層4を経て内層伝熱部3Bb
および3Beに流れるが、前述したように層状の各伝熱
部および各連結伝熱部によって、この領域の熱伝導度が
改善されており、さらに延設された内層伝熱部3Beに
よって放熱特性が改善されているから、効果的に放熱さ
れるという顕著な効果がある。
【0083】なお、上記では延設された内層伝熱部を3
Beとして構成しているが、これに限定されることな
く、他の内層伝熱部や表面伝熱部などを領域Arまで延
設させる構成も可能である。
【0084】つぎに、本発明のプリント配線基板の第二
の実施形態を、図5に基づいて説明する。同図におい
て、本実施形態にかかるプリント配線基板WB2は、表
面上に電子部品を搭載可能であり、この電子部品をハン
ダ付けする端子ランド5Ab、5Bを表面上に備え、端
子ランド5Abには熱容量が大である搭載部品がハンダ
付け接続され、端子ランド5Bには熱容量が小である搭
載部品がハンダ付け接続されるようになっている。
【0085】プリント配線基板WB2のおもて面の、熱
容量が大である搭載部品が搭載される位置の下に、銅箔
から成る層状の部品下伝熱部3Dが設けられ、さらに端
子ランド5Abの少なくとも直下を含む領域に、例えば
ポリイミド系樹脂やエポキシ系樹脂シートによる電気的
な絶縁層4を挟んで、銅箔から成る層状の内層伝熱部3
Bbが設けられ、さらに内層伝熱部3Bbが設けられた
層の下に、絶縁層4を挟んで銅箔から成る層状の内層伝
熱部3Beが設けられ、さらに絶縁層4を挟んでプリン
ト配線基板WB2の裏面に銅箔から成る表面伝熱部3A
b、3Adが設けられている。なお銅箔に限定されるこ
となく、種々の層状の伝熱材を適用することができる。
【0086】さらに表面伝熱部3Abと内層伝熱部3B
e間、表面伝熱部3Adと内層伝熱部3Be間、また内
層伝熱部3Beと内層伝熱部3Bb間、また内層伝熱部
3Bbと部品下伝熱部3D間のそれぞれに、熱伝導のた
めのビアホールとしての連結伝熱部3Cを設けて各伝熱
部間の熱伝導特性を改善している。なお熱伝導のための
ビアホールは、隣接した伝熱部間に限らず、さらに離れ
た伝熱部間に設けることもできる。
【0087】さらに本実施形態の構成の特徴として、内
層伝熱部3Beが端子ランド5Abおよび搭載が予定さ
れる熱容量が大の搭載部品(たとえば半導体チップパッ
ケージ)の占める領域を越えた、これより外側の領域A
rにまで延設されて形成されている。また、内層伝熱部
3Bbが絶縁層4を介して端子ランド5Abの真下に位
置するように形成されている。
【0088】上記のように構成することにより、このプ
リント配線基板WB2にリフローソルダリング加工がな
される時に、表面伝熱部3Ab、3Adを主とする各伝
熱部により熱がとりこまれ、さらに各伝熱部を連結する
連結伝熱部3Cにより熱伝達がなされるから、端子ラン
ド5Abの真下に位置する内層伝熱部3Bbに熱が効率
的に供給され、したがって絶縁層4を経て端子ランド5
Abに流れる熱流束が増加する。また、部品下伝熱部3
Dからも絶縁層4を経て端子ランド5Abに熱が流入す
る。
【0089】ところで前記のようなリフローソルダリン
グ加工時には、熱源から供給される熱は例えば多層プリ
ント配線基板WB2の裏面のすべてに供給されることに
なるが、昇温が必要とされる部分は、ハンダ付けがなさ
れる端子ランド5Abや端子ランド5Bである。したが
って図中の領域Arのように、昇温が必要とされる端子
ランドが存在しない部分にも一様に供給される熱は無駄
であるばかりか、昇温を必要としない部分を高温状態に
するというおそれもある。
【0090】そこで本実施形態によれば、前記のように
領域Arまで延設されている内層伝熱部3Beが、領域
Arに流入する熱を捉え、この熱を連結伝熱部3Cを介
して端子ランド5Abへ供給するものである。
【0091】すなわち、端子ランド5Abおよび熱容量
が大の搭載部品の占める領域を越えた領域に延設された
内層伝熱部3Beによって、該当する領域Arからの集
熱が効果的になされ、端子ランド5Abへの伝熱量を増
大させることができる。
【0092】これにより、端子ランド5Abに接続され
た電子部品の熱容量がとりわけ大であっても、端子ラン
ド5Abから端子8Aを伝って電子部品に吸収される熱
量をこえる熱量を端子ランド5Abに供給することが可
能になり、この結果、端子ランド5Abを、周囲に配設
されている熱容量が小さい搭載部品の端子ランド5Bと
略等しい速度で昇温させることができる。
【0093】このように、本実施形態の構成のプリント
配線基板WB2を用いることによって、端子ランド温度
の不均一の発生がなくなり、熱容量が大の搭載部品の端
子ランドにハンダフィレットと合金層を正常に形成させ
ることができるから、よって均一な強度のハンダ付けが
なされたプリント回路板を容易に製造することができ
る。
【0094】図6は、本発明に係るプリント回路板の第
三実施形態の要部上面図である。また図7は、図6に示
されるプリント回路板およびプリント配線基板の模式断
面図である。
【0095】両図に示されるように、本実施形態に係る
プリント回路板P3は、多層プリント配線基板WB3の
面上に配設された複数個の端子ランド5Aaに、QFP
型の、熱容量が大きい半導体チップパッケージ8のガル
・ウイング型の端子8Aが半田付け接続されている。こ
れは、端子8Aが端子ランド5Aa上に載置されたのち
リフローソルダリング処理され、形成された半田フィレ
ットが成長した合金層7Aaにより端子8Aと端子ラン
ド5Aaが電気的および機械的に接続されているもので
ある。
【0096】なお、端子形状は上記ガル・ウイング型に
限定されることなく、例えばJリードを含む表面実装適
応型の端子すべてについて適用される。
【0097】さらに多層プリント配線基板WB3の面上
には、コンデンサや抵抗器といった、熱容量が小さい搭
載部品が半田付け接続された図示されない複数個の端子
ランドが配設されている。
【0098】一方、多層プリント配線基板WB3の表裏
面および内層には、銅箔などによる回路パターン部(不
図示)が形成され、さらにこれら回路パターン部の占め
る領域を避けて、端子ランド5Aaの真下に絶縁層4を
介して伝熱機構20Aが配設されている。伝熱機構20
Aは、例えば多層プリント配線基板WB3の厚みに略等
しい厚みを有する塊状の伝熱材として、銅板などで構成
される。
【0099】上記のように構成することにより、リフロ
ーソルダリング時に伝熱機構20Aにより熱がとりこま
れ、伝熱機構20Aは伝熱材であるから、端子ランド5
Aaの真下に熱が効率的に供給され、したがって絶縁層
4を経て端子ランド5Aaに流れる熱流束が増加する。
【0100】これにより、伝熱機構20Aの上方に搭載
される半導体チップパッケージ8の熱容量が大であって
も、端子ランド5Aaから端子8Aを伝って半導体チッ
プパッケージ8に吸収される熱量をこえる熱量を端子ラ
ンド5Aaに供給することが可能になり、この結果、端
子ランド5Aaが、周囲の熱容量が小さい搭載部品の端
子ランドと略等しい速度で昇温する。
【0101】このようにして、熱容量が大の搭載部品の
近傍の端子ランド温度と、熱容量が小さい搭載部品の近
傍の端子ランド温度が均一化され、熱容量が大の搭載部
品が半田付けされる端子ランドにおいてもハンダフィレ
ットと合金層を正常に形成させることができ、よって均
一な強度のハンダ付けがなされたプリント回路板が実現
される。
【0102】上記に加えてさらに、本実施形態の構成に
よれば、プリント回路板P3が作動中に例えば半導体チ
ップパッケージ8において発生する熱が、端子8Aを伝
って端子ランド5Aaへ流入すると、昇温した端子ラン
ド5Aaから熱流束が絶縁層4を経て伝熱機構20Aに
流れるが、伝熱機構20Aの熱伝導度が大であるから、
効果的に放熱されるという効果がある。
【0103】ここで塊状の伝熱機構20Aは、所謂ムク
の伝熱材料で構成されることが好ましいが、あるいはム
クの材料でなく、複数の伝熱部材が良好な熱伝導度を保
って接着または接合されて塊状を形成したものであって
も差し支えない。
【0104】さらに、塊状の伝熱機構20Aは、例えば
QFP型パッケージの半導体チップに対して適用される
場合、四方向に出た端子をほぼ均一に加熱するように、
各辺が閉じた形状に構成することが好ましい。これによ
り、伝熱機構20A全体に熱伝達がなされて各部分の温
度が均一化され、半田の流動化による表面張力で発生す
る、所謂マンハッタン現象の発生を排除することが可能
となる。
【0105】ただし、四辺形状の半導体チップで各隅が
昇温しやすく溶融半田の吸い上げで接合部の半田量が減
少する所謂ウイッキングに対処すべく、各辺が閉じた形
状の伝熱機構20Aの各隅部分の断面積と辺中央部の断
面積との比率が調整された形状とすることも有効であ
る。
【0106】つぎに、本発明に係るプリント配線基板の
第三実施形態を図7に基づき説明する。
【0107】本実施形態にかかるプリント配線基板WB
3は、表面上に電子部品を搭載可能であり、熱容量が大
である搭載部品がハンダ付け接続される端子ランド5A
aと、熱容量が小である搭載部品がハンダ付け接続され
る、不図示の端子ランドを備える。
【0108】プリント配線基板WB3のおもて面の、熱
容量が大である搭載部品が搭載される端子ランド5Aa
の真下に、ポリイミド系樹脂やエポキシ系樹脂シートに
よる電気的な絶縁層4を介して、伝熱機構20Aが配設
されている。伝熱機構20Aは、例えば多層プリント配
線基板WB3の厚みに略等しい厚みを有する塊状の伝熱
材として、銅板などで構成される。
【0109】上記のように構成することにより、このプ
リント配線基板WB3にリフローソルダリング加工がな
される時に、伝熱機構20Aにより熱がとりこまれる。
伝熱機構20Aは伝熱材であるから、これによって端子
ランド5Aaの真下に熱が効率的に供給され、したがっ
て絶縁層4を経て端子ランド5Aaに流れる熱流束が増
加する。
【0110】これにより、伝熱機構20Aの上方に搭載
される電子部品、例えば図示されているような半導体チ
ップパッケージ8の熱容量が大であっても、端子ランド
5Aaから端子8Aを伝って半導体チップパッケージ8
に吸収される熱量をこえる熱量を端子ランド5Aaに供
給することが可能になり、この結果、端子ランド5Aa
を周囲に配設されている熱容量が小さい搭載部品の端子
ランドと同等に昇温させることが可能になる。
【0111】このように、本実施形態の構成のプリント
配線基板WB3を用いることによって、端子ランド温度
の不均一の発生がなくなり、熱容量が大の搭載部品の端
子ランドにハンダフィレットと合金層を正常に形成させ
ることができるから、よって均一な強度のハンダ付けが
なされたプリント回路板を容易に製造することができ
る。
【0112】図8は、本発明に係るプリント回路板の第
四の実施形態の要部上面図である。また図9は、図8に
示されるプリント回路板およびプリント配線基板の模式
断面図である。
【0113】両図に示されるように、本実施形態に係る
プリント回路板P4は、多層プリント配線基板WB4の
面上に配設された複数個の端子ランド5Aaに、例えば
QFP型の、熱容量が大きい半導体チップパッケージ8
の端子8Aが半田付け接続されている。
【0114】さらに多層プリント配線基板WB4の面上
には、コンデンサや抵抗器といった、熱容量が小さい搭
載部品が半田付け接続された図示されない複数個の端子
ランドが配設されている。
【0115】一方、多層プリント配線基板WB4の表裏
面および内層には、銅箔などによる回路パターン部(不
図示)が形成され、さらにこれら回路パターン部の占め
る領域を避けて、端子ランド5Abの真下に、ポリイミ
ド系樹脂やエポキシ系樹脂シートによる電気的な絶縁層
4を介して伝熱機構20Bが配設されている。
【0116】伝熱機構20Bは、例えば多層プリント配
線基板WB4の厚みに略等しい厚みを有する塊状の伝熱
材として、銅板などで構成され、さらに本実施形態の構
成の特徴として、端子ランド5Abの占める領域を越え
た、これより外側の領域Ar10にまで延設して形成さ
れている。
【0117】上記のように構成することにより、リフロ
ーソルダリング時に伝熱機構20Bにより熱がとりこま
れるが、伝熱機構20Bは伝熱材であるから、端子ラン
ド5Aaの真下に熱が効率的に供給される。さらに、伝
熱機構20Bは外側の領域Ar10にまで延設されてい
るから、領域Ar10に流入する熱も吸収して取り込む
ことが可能になる。この結果、絶縁層4を経て端子ラン
ド5Abに流れる熱流束が増加する。
【0118】これにより、伝熱機構20Bの上方に搭載
される半導体チップパッケージ8の熱容量がとりわけ大
であっても、端子ランド5Aaから端子8Aを伝って半
導体チップパッケージ8に吸収される熱量をこえる大熱
量を端子ランド5Aaに供給することが可能になり、こ
の結果、端子ランド5Aaが、周囲に配設されている熱
容量が小さい搭載部品の端子ランドと略等しい速度で昇
温する。
【0119】このようにして、熱容量が大の搭載部品の
近傍の端子ランド温度と、熱容量が小さい搭載部品の近
傍の端子ランド温度が均一化され、熱容量が大の搭載部
品が半田付けされる端子ランドにおいてもハンダフィレ
ットと合金層を正常に形成させることができ、よって均
一な強度のハンダ付けがなされたプリント回路板が実現
される。
【0120】上記に加えてさらに、本実施形態の構成に
よれば、半導体チップパッケージ8が作動中に発生させ
る熱量がとりわけ大きい場合であっても、この発生した
熱が端子8Aを伝って端子ランド5Abへ流入すること
により、昇温した端子ランド5Abから熱流束が絶縁層
4を経て熱伝導度が大である伝熱機構20Bに流れ、こ
れによって効果的に放熱されるという利点がある。
【0121】ここで塊状の伝熱機構20Bは、所謂ムク
の伝熱材料で構成されることが好ましいが、あるいはム
クの材料でなく、複数の伝熱部材が良好な熱伝導度を保
って接着または接合されて塊状を形成したものであって
も差し支えない。
【0122】さらに、塊状の伝熱機構20Bは、例えば
QFP型パッケージの半導体チップに対して適用される
場合、四方向に出た各端子8Aに接続される各端子ラン
ド5Abをほぼ均一に加熱するように、各辺が閉じた形
状に構成することが好ましい。これにより、伝熱機構2
0B全体に熱伝達がなされて各部分の温度が均一化さ
れ、半田の流動化による表面張力で発生する、所謂マン
ハッタン現象の発生を排除することが可能となる。
【0123】ただし、四辺形状の半導体チップで各隅が
昇温しやすく溶融半田の吸い上げで接合部の半田量が減
少する所謂ウイッキングに対処すべく、各辺が閉じた形
状の伝熱機構20Bの各隅部分の断面積と辺中央部の断
面積との比率が調整された形状とすることも有効であ
る。
【0124】つぎに、本発明のプリント配線基板の第四
の実施形態を、図9に基づいて説明する。同図におい
て、本実施形態にかかるプリント配線基板WB4は、面
上に例えばQFP型の、熱容量が大きい半導体チップパ
ッケージ8の端子8Aを半田付け接続可能な複数個の端
子ランド5Aaが配設されている。
【0125】端子ランド5Aaに加えてさらに、面上に
はコンデンサや抵抗器といった、熱容量が小さい搭載部
品を半田付け接続可能な図示されない複数個の端子ラン
ドが配設されている。
【0126】一方、多層プリント配線基板WB4の表裏
面および内層には、銅箔などによる回路パターン部(不
図示)が形成され、さらにこれら回路パターン部の占め
る領域を避けて、端子ランド5Abの真下に、ポリイミ
ド系樹脂やエポキシ系樹脂シートによる電気的な絶縁層
4を介して伝熱機構20Bが配設されている。
【0127】伝熱機構20Bは、例えば多層プリント配
線基板WB4の厚みに略等しい厚みを有する塊状の伝熱
材として、銅板などで構成され、さらに本実施形態の構
成の特徴として、端子ランド5Abの占める領域を越え
た、これより外側の領域Ar10にまで延設して形成さ
れている。
【0128】上記のように構成することにより、このプ
リント配線基板WB4にリフローソルダリング加工がな
される時に、外部からプリント配線基板WB4へ流入す
る熱は伝熱材から成る塊状の伝熱機構20Bによって取
り込まれる。しかも、伝熱機構20Bが端子ランド5A
bの占める領域を越えた領域Ar10に延設されている
から、この領域からも集熱がなされる。
【0129】この結果、伝熱機構20Bは急速に昇温す
る。伝熱機構20Bは伝熱材であるから、端子ランド5
Abの真下に熱が効率的に供給され、したがって絶縁層
4を経て端子ランド5Abに流れる熱流束が増加して端
子ランド5Abを急速に昇温させる。すなわち塊状の伝
熱機構20Bによって熱伝導度が改善されるのみなら
ず、広い領域に亘り延設されることで集熱効率も向上す
る。
【0130】このように、伝熱機構20Bの上方に搭載
される電子部品、例えば図示されているような半導体チ
ップパッケージ8の熱容量がとりわけ大であっても、端
子ランド5Aaから端子8Aを伝って半導体チップパッ
ケージ8に吸収される熱量をこえる大熱量を端子ランド
5Aaに供給することが可能になり、この結果、端子ラ
ンド5Aaを周囲に配設されている熱容量が小さい搭載
部品の端子ランドと同等の速度で昇温させることが可能
になる。
【0131】このように、本実施形態の構成のプリント
配線基板WB4を用いることによって、端子ランド温度
の不均一の発生がなくなり、熱容量がとりわけ大の搭載
部品の端子ランドにハンダフィレットと合金層を正常に
形成させることができるから、よって均一な強度のハン
ダ付けがなされたプリント回路板を容易に製造すること
ができる。
【0132】ここで塊状の伝熱機構20Bは、所謂ムク
の伝熱材料で構成されることが好ましいが、あるいはム
クの材料でなく、複数の伝熱部材が良好な熱伝導度を保
って接着または接合されて塊状を形成したものであって
も差し支えない。
【0133】さらに、塊状の伝熱機構20Bは、例えば
QFP型パッケージの半導体チップに対して適用される
場合、四方向に出た各端子8Aに接続される各端子ラン
ド5Abをほぼ均一に加熱するように、各辺が閉じた形
状に構成することが好ましい。これにより、伝熱機構2
0B全体に熱伝達がなされて各部分の温度が均一化さ
れ、半田の流動化による表面張力で発生する、所謂マン
ハッタン現象の発生を排除することが可能となる。
【0134】ただし、四辺形状の半導体チップで各隅が
昇温しやすく溶融半田の吸い上げで接合部の半田量が減
少する所謂ウイッキングに対処すべく、各辺が閉じた形
状の伝熱機構20Bの各隅部分の断面積と辺中央部の断
面積との比率が調整された形状とすることも有効であ
る。
【0135】なお、前記プリント回路板またはプリント
配線基板における伝熱機構20Bは、図9に示されるよ
うなプリント配線基板WB4の裏面に露出した構成以外
にも、例えば電気的絶縁層によって覆われた構成であっ
ても差し支えない。
【0136】また伝熱機構20Bを銅板などの機械的強
度を有する材料で構成する場合は、伝熱機構20Bを筐
体へネジ止め可能に構成することにより、プリント回路
板またはプリント配線基板自体の固定用部品としての機
能を兼備させることもできる。この場合、筐体側にフィ
ン板などの放熱機構を設けることにより、作動中の放熱
をさらに効率的にすることもできる。
【0137】図10は、本発明に係るプリント回路板の
第五の実施形態の模式断面図である。同図に示されるよ
うに、本実施形態に係るプリント回路板P5は、多層プ
リント配線基板WB5の面上に配設された複数個の端子
ランド5Aaに熱容量が大きいQFP型半導体チップパ
ッケージ8の端子8Aが半田付け接続されている。
【0138】さらに多層プリント配線基板WB5の面上
に配設された複数個の端子ランド5Bに、コンデンサや
抵抗器といった、上記の半導体チップパッケージ8より
も熱容量が小さい搭載部品9が半田付け接続されてい
る。
【0139】一方、多層プリント配線基板WB5の表裏
面および内層には、銅箔などによる回路パターン部5が
形成され、さらにこれら回路パターン部5の占める領域
を避けて、多層プリント配線基板WB5の裏面上に伝熱
材による表面伝熱部3Aaが、また内層に伝熱材による
内層伝熱部3Bdと3Baが、更におもて面上の半導体
チップパッケージ8の真下にあたる位置に伝熱材による
部品下伝熱部3Dが設けられている。
【0140】これら各伝熱部は熱の良導体である金属
層、例えば銅箔により形成される。とりわけこれら各伝
熱部が、多層プリント配線基板WB5の表裏面や内層に
設けられている銅箔層を利用して、回路パターン部5を
形成させると同様な工程で形成されたものである場合
は、表面伝熱部3Aaと内層伝熱部3Bd間、また内層
伝熱部3Bdと内層伝熱部3Ba間、また内層伝熱部3
Baと端子ランド5Aa間、内層伝熱部3Baと部品下
伝熱部3D間などに、例えばポリイミド系樹脂やエポキ
シ系樹脂シートによる電気的な絶縁層4が介在する。
【0141】ここで本実施形態の構成においては、表面
伝熱部3Aaと内層伝熱部3Bd間、また内層伝熱部3
Bdと内層伝熱部3Ba間、また内層伝熱部3Baと部
品下伝熱部3D間などのそれぞれに、熱伝導のためのビ
アホールとしての連結伝熱部3Cを設けて各伝熱部間の
熱伝導特性を改善している。なお熱伝導のためのビアホ
ールは、隣接した伝熱部間に限らず、さらに離れた伝熱
部間に設けることもできる。
【0142】さらに本実施形態の構成の特徴として、内
層伝熱部3Baが絶縁層4を介して端子ランド5Aaの
真下に位置するように形成され、また、表面伝熱部3A
aの外面に、波状面を有する伝熱材によるフィン板10
が接続されている。フィン板10は表面伝熱部3Aaと
一体に設けられたものであってもよい。
【0143】上記のように構成することにより、リフロ
ーソルダリング時にフィン板10によって高効率で取り
込まれた熱は、表面伝熱部3Aaから連結伝熱部3Cに
より内層伝熱部3Bdを経て、端子ランド5Aaの真下
に位置する内層伝熱部3Baへ効率的に熱伝達がなさ
れ、したがって絶縁層4を経て端子ランド5Aaに流れ
る熱流束が増加する。また、部品下伝熱部3Dからも絶
縁層4を経て端子ランド5Aaに熱が流入する。
【0144】これにより、上方に搭載される半導体チッ
プパッケージ8の熱容量がとりわけ大であっても、端子
ランド5Aaから端子8Aを伝って半導体チップパッケ
ージ8に吸収される熱量をこえる大熱量を端子ランド5
Aaに供給することが可能になり、この結果、端子ラン
ド5Aaを、周囲に配設された熱容量が小さい搭載部品
9の端子ランド5Bと略等しい速度で昇温させることが
可能になる。
【0145】このようにして、熱容量が大の搭載部品の
近傍の端子ランド温度と、熱容量が小さい搭載部品の近
傍の端子ランド温度が均一化され、熱容量が大の搭載部
品の半田付けランドにおいてもハンダフィレットと合金
層を正常に形成させることができ、よって均一な強度の
ハンダ付けがなされたプリント回路板が実現される。
【0146】上記に加えてさらに、本実施形態の構成に
よれば、プリント回路板P5が作動中に例えば半導体チ
ップパッケージ8において発生する熱が、端子8Aを伝
って端子ランド5Aaへ流入すると、昇温した端子ラン
ド5Aaから熱流束が絶縁層4を経て内層伝熱部3Ba
に流れるが、前述したように層状の伝熱部および連結伝
熱部によって、この領域の熱伝導度が改善されており、
さらにフィン板10の有する強力な放熱機能によって極
めて効率的に放熱を行うことができるという利点があ
る。
【0147】なお、上記の各実施形態では半導体チップ
パッケージを説明の便宜上、QFP型として説明した
が、前記から明らかなように本発明は熱容量が大である
大型部品の表面実装におけるハンダ付け特性の改善にあ
るから、対象とする半導体チップパッケージはQFP型
に限定されることなく、熱容量が大である表面実装型の
種々の半導体チップパッケージに適用可能であることは
言うまでもない。
【0148】したがって、半導体チップパッケージとし
てQFPなどの端子突出型に限らず、たとえば熱容量が
大であるヒートスプレッタ付き大型BGAなどに適用し
て有効である。
【0149】さらに本発明は、大型半導体チップパッケ
ージ以外の、熱容量が大である大型部品一般の表面実装
に対しても適用可能である。要は、本発明は熱容量が大
である表面実装型の大型部品すべてを対象として適用可
能である。
【0150】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項1
に係るプリント回路板は、プリント配線基板の表面上に
搭載された電子部品の半田付けランドの少なくとも直下
を含む領域に、電気絶縁層を挟んで、伝熱材から成る複
数の層状の伝熱部を設け、さらに複数の層状の伝熱部間
を伝熱材から成る連結伝熱部により連結して構成するも
のである。
【0151】したがって、層状の伝熱部および連結伝熱
部によって、この領域の熱伝導度を改善でき、ついで電
気絶縁層を介して半田付けランドに伝熱がなされて半田
付けランドを急速に昇温させることができる。
【0152】この結果、熱容量が大の電子部品の半田付
けランドにハンダフィレットと合金層を正常に形成させ
ることができ、よって均一な強度のハンダ付けがなされ
たプリント回路板を実現することができる。
【0153】本発明の請求項2に係るプリント配線基板
は、搭載される電子部品をハンダ付け接続するランドの
少なくとも直下を含む領域に、電気絶縁層を挟んで、伝
熱材から成る複数の層状の伝熱部を設け、さらに複数の
層状の伝熱部間を伝熱材から成る連結伝熱部により連結
して構成するものである。
【0154】したがって、層状の伝熱部および連結伝熱
部によって、この領域の熱伝導度を改善でき、ついで電
気絶縁層を介して半田付けランドに伝熱がなされて半田
付けランドを急速に昇温させることができる。
【0155】この結果、熱容量が大の電子部品の半田付
けランドにハンダフィレットと合金層を正常に形成させ
ることができ、よって本プリント配線基板を用いて均一
な強度のハンダ付けがなされたプリント回路板を製造す
ることができる。
【0156】本発明の請求項3に係るプリント回路板
は、プリント配線基板の表面上に搭載された電子部品の
半田付けランドの少なくとも直下を含む領域に、電気絶
縁層を挟んで、伝熱材から成る複数の層状の伝熱部を設
け、しかも複数の層状の伝熱部のうち少なくとも一つの
伝熱部は、半田付けランドおよび搭載された電子部品の
占める領域を越えた領域に延設され、さらに複数の層状
の伝熱部間を伝熱材から成る連結伝熱部により連結して
構成するものである。
【0157】これにより、層状の伝熱部および連結伝熱
部によって、この領域の熱伝導度を改善でき、ついで電
気絶縁層を介して半田付けランドに伝熱がなされて半田
付けランドを急速に昇温させることができる。しかも広
い領域から集熱ができ、半田付けランドへの伝熱量を増
大させることができる。
【0158】この結果、熱容量が大の電子部品の半田付
けランドにハンダフィレットと合金層を正常に、かつ急
速に形成させることができ、よって均一な強度のハンダ
付けがなされたプリント回路板を実現することができ
る。
【0159】本発明の請求項4に係るプリント配線基板
は、搭載される電子部品をハンダ付け接続するランドの
少なくとも直下を含む領域に、電気絶縁層を挟んで、伝
熱材から成る複数の層状の伝熱部を設け、且つ複数の層
状の伝熱部のうち少なくとも一つの伝熱部は、半田付け
ランドおよび搭載される電子部品の占める領域を越えた
領域に延設され、さらに複数の層状の伝熱部間を伝熱材
から成る連結伝熱部により連結して構成するものであ
る。
【0160】したがって、層状の伝熱部および連結伝熱
部によって、この領域の熱伝導度を改善でき、ついで電
気絶縁層を介して半田付けランドに伝熱がなされて半田
付けランドを急速に昇温させることができる。しかも広
い領域から集熱ができ、半田付けランドへの伝熱量を増
大させることができる。
【0161】この結果、熱容量が大の電子部品の半田付
けランドにハンダフィレットと合金層を正常に、かつ急
速に形成させることができ、よって均一な強度のハンダ
付けがなされたプリント回路板を、本プリント配線基板
を用いて製造することができる。
【0162】本発明の請求項5に係るプリント回路板
は、プリント配線基板の表面上に搭載された電子部品の
半田付けランドの少なくとも直下を含む領域に、電気絶
縁層を挟んで、伝熱材から成る塊状の伝熱部を設けて構
成するものである。
【0163】したがって、塊状の伝熱部によって、この
領域の熱伝導度を改善でき、ついで電気絶縁層を介して
半田付けランドに伝熱がなされて半田付けランドを急速
に昇温させることができる。
【0164】この結果、熱容量が大の電子部品の半田付
けランドにハンダフィレットと合金層を正常に形成させ
ることができ、よって均一な強度のハンダ付けがなされ
たプリント回路板を実現することができる。
【0165】本発明の請求項6に係るプリント配線基板
は、搭載される電子部品をハンダ付け接続するランドの
少なくとも直下を含む領域に、電気絶縁層を挟んで、伝
熱材から成る塊状の伝熱部を設けて構成するものであ
る。
【0166】したがって、塊状の伝熱部によって、この
領域の熱伝導度を改善でき、ついで電気絶縁層を介して
半田付けランドに伝熱がなされて半田付けランドを急速
に昇温させることができる。
【0167】この結果、熱容量が大の電子部品の半田付
けランドにハンダフィレットと合金層を正常に形成させ
ることができ、よって均一な強度のハンダ付けがなされ
たプリント回路板を、本プリント配線基板を用いて製造
することができる。
【0168】本発明の請求項7に係るプリント回路板
は、プリント配線基板の表面上に搭載された電子部品の
半田付けランドの少なくとも直下に、電気絶縁層を挟ん
で、伝熱材から成る塊状の伝熱部を設け、且つこの伝熱
部は半田付けランドおよび搭載された電子部品の占める
領域を越えた領域に延設された構成とするものである。
【0169】したがって、塊状の伝熱部によって、この
領域の熱伝導度を改善でき、ついで電気絶縁層を介して
半田付けランドに伝熱がなされて半田付けランドを急速
に昇温させることができる。しかも広い領域から集熱が
でき、半田付けランドへの伝熱量を増大させることがで
きる。
【0170】この結果、熱容量が大の電子部品の半田付
けランドにハンダフィレットと合金層を正常に、かつ急
速に形成させることができ、よって均一な強度のハンダ
付けがなされたプリント回路板を実現することができ
る。
【0171】本発明の請求項8に係るプリント配線基板
は、搭載される電子部品をハンダ付け接続するランドの
少なくとも直下に、電気絶縁層を挟んで、伝熱材から成
る塊状の伝熱部を設け、且つこの伝熱部は半田付けラン
ドおよび搭載される電子部品の占める領域を越えた領域
に延設された構成とするものである。
【0172】したがって、塊状の伝熱部によって、この
領域の熱伝導度を改善でき、ついで電気絶縁層を介して
半田付けランドに伝熱がなされて半田付けランドを急速
に昇温させることができる。しかも広い領域から集熱が
でき、半田付けランドへの伝熱量を増大させることがで
きる。
【0173】この結果、熱容量が大の電子部品の半田付
けランドにハンダフィレットと合金層を正常に、かつ急
速に形成させることができ、よって均一な強度のハンダ
付けがなされたプリント回路板を、本プリント配線基板
を用いて製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプリント回路板の第一の実施形態
の模式断面図である。
【図2】図1に示されるプリント回路板の端子ハンダ付
け強度特性図である。
【図3】本発明に係るプリント配線基板の第一の実施形
態の模式断面図である。
【図4】本発明に係るプリント回路板の第二の実施形態
の模式断面図である。
【図5】本発明に係るプリント配線基板の第二の実施形
態の模式断面図である。
【図6】本発明に係るプリント回路板の第三の実施形態
の要部上面図である。
【図7】本発明に係るプリント配線基板の第三の実施形
態の模式断面図である。
【図8】本発明に係るプリント回路板の第四の実施形態
の要部上面図である。
【図9】本発明に係るプリント配線基板の第四の実施形
態の模式断面図である。
【図10】本発明に係るプリント回路板の第五の実施形
態の模式断面図である。
【図11】従来のプリント回路板の一例の模式断面図で
ある。
【図12】図7に示されるプリント回路板の端子ハンダ
付け強度特性図である。
【符号の説明】
P1……プリント回路板、WB1……多層プリント配線
基板、3Aa……表面伝熱部、3Ac……表面伝熱部、
3Ba……内層伝熱部、3Bd……内層伝熱部、3C…
…連結伝熱部、3D……部品下伝熱部、4……絶縁層、
5……回路パターン部、5Aa……端子ランド、5B…
…端子ランド、7A……合金層、8……半導体チップパ
ッケージ、8A……ガル・ウイング型端子、9……搭載
部品

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリント配線基板の表面上に搭載された
    電子部品の半田付けランドの少なくとも直下を含む領域
    に、電気絶縁層を挟んで、伝熱材から成る複数の層状の
    伝熱部を設け、 且つ前記複数の層状の伝熱部間を伝熱材から成る連結伝
    熱部により連結して構成したことを特徴とするプリント
    回路板。
  2. 【請求項2】 表面上に電子部品を搭載可能であり、且
    つ当該電子部品をハンダ付けするランドを表面上に備え
    るプリント配線基板であって、 前記搭載される電子部品をハンダ付け接続する前記ラン
    ドの少なくとも直下を含む領域に、電気絶縁層を挟ん
    で、伝熱材から成る複数の層状の伝熱部を設け、 且つ前記複数の層状の伝熱部間を伝熱材から成る連結伝
    熱部により連結して構成したことを特徴とするプリント
    配線基板。
  3. 【請求項3】 プリント配線基板の表面上に搭載された
    電子部品の半田付けランドの少なくとも直下を含む領域
    に、電気絶縁層を挟んで、伝熱材から成る複数の層状の
    伝熱部を設け、 且つ前記複数の層状の伝熱部のうち少なくとも一つの伝
    熱部は、前記半田付けランドおよび前記搭載された電子
    部品の占める領域を越えた領域に延設され、 且つ前記複数の層状の伝熱部間を伝熱材から成る連結伝
    熱部により連結して構成したことを特徴とするプリント
    回路板。
  4. 【請求項4】 表面上に電子部品を搭載可能であり、且
    つ当該電子部品をハンダ付けするランドを表面上に備え
    るプリント配線基板であって、 前記搭載される電子部品をハンダ付け接続する前記ラン
    ドの少なくとも直下を含む領域に、電気絶縁層を挟ん
    で、伝熱材から成る複数の層状の伝熱部を設け、 且つ前記複数の層状の伝熱部のうち少なくとも一つの伝
    熱部は、前記半田付けランドおよび前記搭載される電子
    部品の占める領域を越えた領域に延設され、 且つ前記複数の層状の伝熱部間を伝熱材から成る連結伝
    熱部により連結して構成したことを特徴とするプリント
    配線基板。
  5. 【請求項5】 プリント配線基板の表面上に搭載された
    電子部品の半田付けランドの少なくとも直下を含む領域
    に、電気絶縁層を挟んで、伝熱材から成る塊状の伝熱部
    を設けて構成したことを特徴とするプリント回路板。
  6. 【請求項6】 表面上に電子部品を搭載可能であり、且
    つ当該電子部品をハンダ付けするランドを表面上に備え
    るプリント配線基板であって、 前記搭載される電子部品をハンダ付け接続する前記ラン
    ドの少なくとも直下を含む領域に、電気絶縁層を挟ん
    で、伝熱材から成る塊状の伝熱部を設けて構成したこと
    を特徴とするプリント配線基板。
  7. 【請求項7】 プリント配線基板の表面上に搭載された
    電子部品の半田付けランドの少なくとも直下に、電気絶
    縁層を挟んで、伝熱材から成る塊状の伝熱部を設け、 且つ当該伝熱部は前記半田付けランドおよび前記搭載さ
    れた電子部品の占める領域を越えた領域に延設されたこ
    とを特徴とするプリント回路板。
  8. 【請求項8】 表面上に電子部品を搭載可能であり、且
    つ当該電子部品をハンダ付けするランドを表面上に備え
    るプリント配線基板であって、 前記搭載される電子部品をハンダ付け接続する前記ラン
    ドの少なくとも直下に、電気絶縁層を挟んで、伝熱材か
    ら成る塊状の伝熱部を設け、 且つ当該伝熱部は前記半田付けランドおよび前記搭載さ
    れる電子部品の占める領域を越えた領域に延設されたこ
    とを特徴とするプリント配線基板。
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