JP2001168518A - 発熱機能付きプリント配線板及び実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高価な高信頼性の材料を用いた電子部品
を不要とし、熱容量の異なる電子部品を一括して実装す
ることが可能であり、しかもリワーク作業も容易となる
発熱機能付きプリント配線板及び実装方法を提供するこ
と。 【解決手段】 プリント配線板１１は、複数層で構成さ
れており、この層のうち一つの層に加熱部材である発熱
線１２が内蔵されている。発熱線１２は、プリント配線
板１１の領域全体わたって配設されている。発熱線１２
は、プリント配線板１１の端部に設けられた端子１２ａ
から外部に露出するようになっており、外部で図示しな
い制御部に電気的に接続されている。この制御部は、発
熱線１２への電流の供給・停止を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の実装プ
ロセスにおいて使用する発熱機能付きプリント配線板及
び実装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、配線パターンを有するプリン
ト配線板上に電子部品を実装する場合、まず、図５
（ａ）に示すように、プリント配線板５１の配線パター
ンのランド部５２上に接合部材である半田ペースト５３
をスクリーン印刷などで塗布する。次いで、図５（ｂ）
に示すように、半田ペースト５３上に電子部品５４を載
置する。ここでは、プリント配線板５１の両面に電子部
品５４を実装するので、電子部品５４とプリント配線板
５１とを接着剤により仮止めする。次に、この状態でプ
リント配線板５１をリフロー炉に通して図５（ｃ）に示
すように、プリント配線板５１のランド部５２上に電子
部品５４を実装する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
実装方法においては、プリント配線板全体をリフロー炉
に通すため、半田付け部分（リード）のみならず電子部
品全体に熱ストレスが加わる。このため、電子部品の信
頼性が低下するという問題がある。

【０００４】例えば、電子部品のモールド部分に水分が
含まれていると、リフロー炉に通す際に水分の蒸発によ
りモールドにクラックが入ることがある。このため、モ
ールド材料に高耐熱強度を有する材料や防湿管理フリー
の材料を用いる必要がある。環境保護のためのＰｂ削減
化に伴う代替半田を用いる場合には、さらなるリフロー
温度の上昇が必要となり、前記材料を用いる必要が生じ
る。

【０００５】また、プリント配線板上に熱容量が異なる
電子部品を一括して実装する場合、すべての電子部品を
過剰な熱ストレスを加えることなく実装するためのリフ
ロープロファイルの設定が困難になり、実装できる部品
に制約が生じる。

【０００６】また、リフロー炉内でのプリント配線板上
の温度が不均一になり、実装不良を起こすことがある。

【０００７】さらに、実装後に一部の電子部品のみを取
り外す、いわゆるリワーク作業において、リワークする
電子部品の実装領域のみを加熱する専用の治具が必要と
なり、リワークの作業性に課題がある。

【０００８】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、高価な高信頼性の材料を用いた電子部品を不要と
し、熱容量の異なる電子部品を一括して実装することが
可能であり、しかもリワーク作業も容易となる発熱機能
付きプリント配線板及び実装方法を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下の手段を講じた。

【００１０】本発明は、少なくとも一方の主面に配線パ
ターンを有する複数層で構成された配線板本体と、前記
配線板本体の少なくとも一つの層に内蔵されており、前
記配線板本体を加熱する加熱部材と、を具備することを
特徴とする発熱機能付きプリント配線板を提供する。

【００１１】この構成によれば、電子部品がプリント配
線板内部からの熱によりランド部を介して半田ペースト
が溶融することにより実装されるので、熱はリードに加
わり、直接電子部品本体に加わることはない。このた
め、電子部品本体に熱ストレスが加わることがなく、信
頼性が低下することを防止できる。その結果、高価な高
信頼性の材料を用いた電子部品を不要とすることができ
る。

【００１２】また、熱容量の異なる電子部品を一括して
実装する場合にも、半田付け部分（リード）の温度は均
一であるので、プロファイルの設定などを考慮する必要
がなく、高信頼性の半田付けを行うことができる。

【００１３】また、特にプリント配線方法などに関する
制約がないため、これまでと同様な高密度実装や両面実
装を実施することができる。さらに、半田付け部分のみ
を加熱することが可能であるため、高温半田付け要求に
も対応が可能であり、環境保護のためのＰｂ削減化に伴
う代替半田の使用に際しても問題なく対応することがで
きる。

【００１４】また、プリント配線板における発熱領域を
分割しておき、それぞれを個別に制御することにより、
部分的に温度制御が可能となる。これにより、専用治具
を不要として、リワーク作業を容易にすることができ
る。

【００１５】本発明の発熱機能付きプリント配線板は、
前記加熱部材が、前記配線板本体の領域全体にわたって
複数回幅方向にジグザグに配設された発熱線であること
が好ましい。この場合、前記発熱線は、高い抵抗率を有
する材料で構成されていることが好ましい。

【００１６】また、本発明の発熱機能付きプリント配線
板は、前記加熱部材が、前記配線板本体の領域全体にわ
たって配設された発熱板であることが好ましい。また、
本発明の発熱機能付きプリント配線板は、前記加熱部材
が、前記配線板本体の領域全体にわたって渦巻き状に配
設された抵抗体であることが好ましい。

【００１７】本発明は、少なくとも一方の主面に配線パ
ターンを有する複数層で構成された配線板本体の少なく
とも一つの層に加熱部材が内蔵されている発熱機能付き
プリント配線板の前記配線パターン上に接合部材を設け
る工程と、前記接合部材上に電子部品を搭載する工程
と、前記加熱部材を用いて前記接合部材を溶融させて前
記配線パターン上に前記電子部品を実装する工程と、を
具備することを特徴とする実装方法を提供する。

【００１８】この方法によれば、電子部品がプリント配
線板内部からの熱によりランド部を介して半田ペースト
が溶融することにより実装されるので、熱はリードに加
わり、直接電子部品本体に加わることはない。このた
め、電子部品本体に熱ストレスが加わることがなく、信
頼性が低下することを防止できる。その結果、高価な高
信頼性の材料を用いた電子部品を不要とすることができ
る。

【００１９】また、熱容量の異なる電子部品を一括して
実装する場合にも、半田付け部分（リード）の温度は均
一であるので、プロファイルの設定などを考慮する必要
がなく、高信頼性の半田付けを行うことができる。

【００２０】また、特にプリント配線方法などに関する
制約がないため、これまでと同様な高密度実装や両面実
装を実施することができる。さらに、半田付け部分のみ
を加熱することが可能であるため、高温半田付け要求に
も対応が可能であり、環境保護のためのＰｂ削減化に伴
う代替半田の使用に際しても問題なく対応することがで
きる。

【００２１】また、プリント配線板における発熱領域を
分割しておき、それぞれを個別に制御することにより、
部分的に温度制御が可能となる。これにより、専用治具
を不要として、リワーク作業を容易にすることができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００２３】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１に係る発熱機能付きプリント配線板を示す図であ
る。このプリント配線板１１は、複数層で構成されてお
り、この層のうち一つの層に加熱部材である発熱線１２
が内蔵されている。この発熱線１２は、高い抵抗率を有
する材料、例えばニクロムなどから構成されている。ま
た、この発熱線１２は、プリント配線板１１の領域全体
わたって配設されている。図１においては、この配設パ
ターンは、互いに並行になるようにして複数回幅方向に
ジグザグに配設したパターンである。この配設パターン
は、プリント配線板１１の領域全体わたって配設される
ものであれば特に制限はない。

【００２４】この発熱線１２は、プリント配線板１１の
端部に設けられた端子１２ａから外部に露出するように
なっており、外部で図示しない制御部に電気的に接続さ
れている。この制御部は、発熱線１２への電流の供給・
停止を制御する。

【００２５】上記構成の発熱機能付きプリント配線板を
用いて電子部品を実装する場合、図４に示すように、プ
リント配線板４１上に形成されている配線パターンのラ
ンド部４４上に接合部材である半田ペーストをスクリー
ン印刷などで塗布し、その半田ペースト上に電子部品４
５を搭載する。ここでは、プリント配線板４１の両面に
電子部品４５を実装するので、プリント配線板４１上に
接着剤により電子部品４５を仮止めする。

【００２６】次に、この状態でプリント配線板４１に内
蔵した発熱線４２に電源４３から電流を供給してプリン
ト配線板４１を加熱する。このとき、発熱線４２はプリ
ント配線板４１内に内蔵されているので、プリント配線
板４１のみが加熱され、ランド部４４を介して半田ペー
ストが溶融する。これにより、プリント配線板４１のラ
ンド部４４上に電子部品４５のリード４５ａが半田付け
されて、電子部品４５がプリント配線板４１に実装され
る。

【００２７】この場合、電子部品４５は、プリント配線
板４１内部からの熱によりランド部４４を介して半田ペ
ーストが溶融することにより実装されるので、熱はリー
ド４５ａに加わり、直接電子部品本体に加わることはな
い。このため、電子部品本体に熱ストレスが加わること
がなく、信頼性が低下することを防止できる。その結
果、高価な高信頼性の材料を用いた電子部品を不要とす
ることができる。

【００２８】また、熱容量の異なる電子部品を一括して
実装する場合にも、半田付け部分（リード）の温度は均
一であるので、プロファイルの設定などを考慮する必要
がなく、高信頼性の半田付けを行うことができる。

【００２９】また、特にプリント配線方法などに関する
制約がないため、これまでと同様な高密度実装や両面実
装を実施することができる。さらに、半田付け部分のみ
を加熱することが可能であるため、高温半田付け要求に
も対応が可能であり、環境保護のためのＰｂ削減化に伴
う代替半田の使用に際しても問題なく対応することがで
きる。

【００３０】図１に示す例では、プリント配線板におけ
る領域全体を１本の発熱線で加熱する場合について説明
しているが、プリント配線板における領域全体を独立し
た複数の発熱線で加熱するように構成して発熱領域を分
割しておき、それぞれを個別に加熱制御することによ
り、部分的に温度制御が可能となる。これにより、専用
治具を不要として、しかもリワーク作業も容易となる。

【００３１】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２に係る発熱機能付きプリント配線板を示す図であ
る。このプリント配線板２１は、複数層で構成されてお
り、この層のうち一つの層に加熱層である発熱板２２と
なっている。この発熱板２２は、熱伝導性の良い材料で
構成された板状体内に高い抵抗率を有する材料、例えば
ニクロムなどで構成された発熱線や抵抗体が内蔵もしく
は板状体表面に形成されている。この発熱線や抵抗体
は、発熱板２２の領域全体わたって配設されている。

【００３２】この発熱板２２の発熱線や抵抗体は、プリ
ント配線板２１の端部に設けられた端子２２ａから外部
に露出するようになっており、外部で図示しない制御部
に電気的に接続されている。この制御部は、発熱板２２
への電流の供給・停止を制御する。

【００３３】上記構成の発熱機能付きプリント配線板を
用いて電子部品を実装する場合、図４において発熱線４
２を発熱板として実施の形態１と同様に行うことができ
る。まず、プリント配線板４１上に形成されている配線
パターンのランド部４４上に接合部材である半田ペース
トをスクリーン印刷などで塗布し、その半田ペースト上
に電子部品４５を搭載する。ここでは、プリント配線板
４１の両面に電子部品４５を実装するので、プリント配
線板４１上に接着剤により電子部品４５を仮止めする。

【００３４】次に、この状態でプリント配線板４１に内
蔵した発熱板に電源４３から電流を供給してプリント配
線板４１を加熱する。このとき、発熱板はプリント配線
板４１内に内蔵されているので、プリント配線板４１の
みが加熱され、ランド部４４を介して半田ペーストが溶
融する。これにより、プリント配線板４１のランド部４
４上に電子部品４５のリード４５ａが半田付けされて、
電子部品４５がプリント配線板４１に実装される。

【００３５】この場合、電子部品４５は、プリント配線
板４１内部からの熱によりランド部４４を介して半田ペ
ーストが溶融することにより実装されるので、熱はリー
ド４５ａに加わり、直接電子部品本体に加わることはな
い。このため、電子部品本体に熱ストレスが加わること
がなく、信頼性が低下することを防止できる。その結
果、高価な高信頼性の材料を用いた電子部品を不要とす
ることができる。

【００３６】また、熱容量の異なる電子部品を一括して
実装する場合にも、半田付け部分（リード）の温度は均
一であるので、プロファイルの設定などを考慮する必要
がなく、高信頼性の半田付けを行うことができる。

【００３７】また、特にプリント配線方法などに関する
制約がないため、これまでと同様な高密度実装や両面実
装を実施することができる。さらに、半田付け部分のみ
を加熱することが可能であるため、高温半田付け要求に
も対応が可能であり、環境保護のためのＰｂ削減化に伴
う代替半田の使用に際しても問題なく対応することがで
きる。

【００３８】図２に示す例では、プリント配線板におけ
る領域全体を１枚の発熱板で加熱する場合について説明
しているが、プリント配線板における領域全体を独立し
た複数の発熱板で加熱するように構成して発熱領域を分
割しておき、それぞれを個別に加熱制御することによ
り、部分的に温度制御が可能となる。これにより、専用
治具を不要として、しかもリワーク作業も容易となる。

【００３９】（実施の形態３）図３は、本発明の実施の
形態３に係る発熱機能付きプリント配線板を示す図であ
る。このプリント配線板３１は、複数層で構成されてお
り、この層のうち一つの層に加熱部材である抵抗体３２
が内蔵されている。この抵抗体３２は、プリント配線板
３１の領域全体にわたって配設されている。図３におい
ては、この配設パターンは、渦巻き状に配設したパター
ンである。この配設パターンは、プリント配線板３１の
領域全体にわたって配設されるものであれば特に制限は
ない。

【００４０】この抵抗体３２は、プリント配線板３１の
端部に設けられた端子から外部に露出するようになって
おり、電源３３に接続されている。また、この電源は、
図示しない制御部に電気的に接続されている。この制御
部は、電源３３への電流の供給・停止を制御する。

【００４１】上記構成の発熱機能付きプリント配線板を
用いて電子部品を実装する場合、図４において発熱線４
２を抵抗体として実施の形態１と同様に行うことができ
る。まず、プリント配線板４１上に形成されている配線
パターンのランド部４４上に接合部材である半田ペース
トをスクリーン印刷などで塗布し、その半田ペースト上
に電子部品４５を搭載する。ここでは、プリント配線板
４１の両面に電子部品４５を実装するので、プリント配
線板４１上に接着剤により電子部品４５を仮止めする。

【００４２】次に、この状態でプリント配線板４１に内
蔵した抵抗体に電源４３から電流を供給してプリント配
線板４１を加熱する。このとき、抵抗体はプリント配線
板４１内に内蔵されているので、プリント配線板４１の
みが加熱され、ランド部４４を介して半田ペーストが溶
融する。これにより、プリント配線板４１のランド部４
４上に電子部品４５のリード４５ａが半田付けされて、
電子部品４５がプリント配線板４１に実装される。

【００４３】この場合、電子部品４５は、プリント配線
板４１内部からの熱によりランド部４４を介して半田ペ
ーストが溶融することにより実装されるので、熱はリー
ド４５ａに加わり、直接電子部品本体に加わることはな
い。このため、電子部品本体に熱ストレスが加わること
がなく、信頼性が低下することを防止できる。その結
果、高価な高信頼性の材料を用いた電子部品を不要とす
ることができる。

【００４４】また、熱容量の異なる電子部品を一括して
実装する場合にも、半田付け部分（リード）の温度は均
一であるので、プロファイルの設定などを考慮する必要
がなく、高信頼性の半田付けを行うことができる。

【００４５】また、特にプリント配線方法などに関する
制約がないため、これまでと同様な高密度実装や両面実
装を実施することができる。さらに、半田付け部分のみ
を加熱することが可能であるため、高温半田付け要求に
も対応が可能であり、環境保護のためのＰｂ削減化に伴
う代替半田の使用に際しても問題なく対応することがで
きる。

【００４６】図３に示す例では、プリント配線板におけ
る領域全体を１本の抵抗体で加熱する場合について説明
しているが、プリント配線板における領域全体を独立し
た複数の抵抗体で加熱するように構成して発熱領域を分
割しておき、それぞれを個別に加熱制御することによ
り、部分的に温度制御が可能となる。これにより、専用
治具を不要として、しかもリワーク作業も容易となる。

【００４７】本発明は上記実施の形態に限定されず、種
々変更して実施することが可能である。例えば、本発明
における、加熱部材を内蔵する層の数には制限はない、
また、発熱線を構成する材料や発熱線や抵抗体の配設パ
ターンなどについても特に限定するものではない。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の発熱機能付
きプリント配線板及び実装方法では、電子部品がプリン
ト配線板内部からの熱によりランド部を介して半田ペー
ストが溶融することにより実装されるので、熱はリード
に加わり、直接電子部品本体に加わることはない。この
ため、電子部品本体に熱ストレスが加わることがなく、
信頼性が低下することを防止できる。その結果、高価な
高信頼性の材料を用いた電子部品を不要とすることがで
きる。

【００４９】また、熱容量の異なる電子部品を一括して
実装する場合にも、半田付け部分（リード）の温度は均
一であるので、プロファイルの設定などを考慮する必要
がなく、高信頼性の半田付けを行うことができる。

【００５０】また、特にプリント配線方法などに関する
制約がないため、これまでと同様な高密度実装や両面実
装を実施することができる。さらに、半田付け部分のみ
を加熱することが可能であるため、高温半田付け要求に
も対応が可能であり、環境保護のためのＰｂ削減化に伴
う代替半田の使用に際しても問題なく対応することがで
きる。

【００５１】また、プリント配線板における発熱領域を
分割しておき、それぞれを個別に制御することにより、
部分的に温度制御が可能となる。これにより、専用治具
を不要として、リワーク作業を容易にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る発熱機能付きプリ
ント配線板の構成を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態２に係る発熱機能付きプリ
ント配線板の構成を示す図である。

【図３】本発明の実施の形態３に係る発熱機能付きプリ
ント配線板の構成を示す図である。

【図４】本発明に係る発熱機能付きプリント配線板を用
いた実装方法を説明するための図である。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は従来の実装方法を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

１１，２１，３１，４１…プリント配線板 １２…発熱線 １２ａ，２２ａ…端子 ２２…発熱板、３２，４２…抵抗体 ３３，４３…電源 ４４…ランド部 ４５…電子部品 ４５ａ…リード

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一方の主面に配線パターンを
   有する複数層で構成された配線板本体と、 前記配線板本体の少なくとも一つの層に内蔵されてお
   り、前記配線板本体を加熱する加熱部材と、を具備する
   ことを特徴とする発熱機能付きプリント配線板。
2. 【請求項２】 前記加熱部材は、前記配線板本体の領域
   全体にわたって複数回幅方向にジグザグに配設された発
   熱線であることを特徴とする請求項１記載の発熱機能付
   きプリント配線板。
3. 【請求項３】 前記発熱線は、高い抵抗率を有する材料
   で構成されていることを特徴とする請求項２記載の発熱
   機能付きプリント配線板。
4. 【請求項４】 前記加熱部材は、前記配線板本体の領域
   全体にわたって配設された発熱板であることを特徴とす
   る請求項１記載の発熱機能付きプリント配線板。
5. 【請求項５】 前記加熱部材は、前記配線板本体の領域
   全体にわたって渦巻き状に配設された抵抗体であること
   を特徴とする請求項１記載の発熱機能付きプリント配線
   板。
6. 【請求項６】 少なくとも一方の主面に配線パターンを
   有する複数層で構成された配線板本体の少なくとも一つ
   の層に加熱部材が内蔵されている発熱機能付きプリント
   配線板の前記配線パターン上に接合部材を設ける工程
   と、 前記接合部材上に電子部品を搭載する工程と、 前記加熱部材を用いて前記接合部材を溶融させて前記配
   線パターン上に前記電子部品を実装する工程と、を具備
   することを特徴とする実装方法。