JP2003078220A - 樹脂成形基板 - Google Patents

樹脂成形基板

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JP2003078220A JP2002157324A JP2002157324A JP2003078220A JP 2003078220 A JP2003078220 A JP 2003078220A JP 2002157324 A JP2002157324 A JP 2002157324A JP 2002157324 A JP2002157324 A JP 2002157324A JP 2003078220 A JP2003078220 A JP 2003078220A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産コストをアップさせることなく、部品の
金属フレームへの良好な半田付けを行うことができる樹
脂成形基板を提供する。 【解決手段】 電気回路パターンを形成する金属フレー
ムに樹脂成形を行った樹脂成形基板１は、電子部品を半
田付けするためのランド用開口部４及び金属フレーム２
を位置決めするための製造上必要な第２の開口部６とは
別に、樹脂成形基板１の半田付け時の搬送方向と平行に
形成された金属フレーム２上の樹脂層３表面に金属フレ
ーム２を露出させた第１の開口部５，５'を有するの
で、ランド用開口部４から金属フレーム２を介して他の
ランド用開口部４に伝わる半田付け時の熱を第１の開口
部５，５'により放熱することができ、適切な加熱温度
で他のランド用開口部４の半田付けが行え、半田不良を
防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂成形基板に関
し、特に、プレス加工、エッチング加工等により回路パ
ターンの形状に形成された金属フレームを樹脂成形によ
り樹脂内に封止した樹脂成形基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化、高機能化の要
求に伴って電子部品は高密度実装化され、リード線のな
い表面実装型のものが増え、プリント基板の多層化、電
子部品の小型化といった技術の進歩と共に、プリント基
板における電子部品の高密度実装化の技術開発が進めら
れている。
【０００３】その反面、大電流を扱う電子機器の分野に
おけるプリント基板は、ガラスエポキシ樹脂や紙フェノ
ール樹脂に、厚さ０．１８〜０．７μｍの非常に薄い銅
箔で回路パターンが使用されている。そのため、電流容
量を増やすには回路パターンの面積を大きくとる必要が
あること、電気的な絶縁信頼性を十分に確保するには電
子部品間及び回路パターン間の距離を一定以上離す必要
があること等の理由から、高密度実装化技術の開発が進
まず、特に大電流制御部を伴う基板ユニットの小型化が
遅れ、結果として電子機器の小型化が遅れている。
【０００４】更に、大電流制御部を伴うプリント基板ユ
ニットでは、電子部品自体が大きく重いものが多く、電
子部品を半田付けしたプリント基板のランド（電極部）
が振動等により剥がれるという課題があった。また、電
子部品間の接触を回避するためには、接着剤により固定
する必要があり加工費が増してしまう等の課題もあっ
た。このような課題を克服して小型化を達成するために
は、回路パターン基板の一形態として、回路パターンを
形成した金属フレームを樹脂により封止した樹脂成形基
板が考えられている。樹脂成形基板は、通常０．５ｍｍ
程度の厚さの銅又は黄銅の薄板をプレス加工又はエッチ
ング加工により所望の回路パターンの形状に形成した金
属フレームを、樹脂成形により樹脂内に封止したもので
ある。電流が流れる銅又は黄銅の薄板の厚みがプリント
基板に比べて厚いため、大電流回路パターンを構成する
ことが可能である。また、金属フレームが樹脂により覆
われているため、電気的絶縁性にも優れている。したが
って、電源回路パターン等のようなＡＣ電流を取り扱う
１次側の電子回路パターン基板を構成するのに特に有効
である。
【０００５】金属フレームを被覆するための樹脂成形に
は、生産効率のよい射出成形機が用いられ、樹脂材料と
しては、一般的にＰＰＳ（polyphenylene sulfide）や
ＰＢＴ（polybutylene terephthalate）が用いられる。
金属フレームは、所定位置に電子部品を接続して半田付
けするためのランド（電極部）を有するので、樹脂成形
基板の表面にはランドを露出するための円形に開口され
たランド用開口部が設けられている。
【０００６】樹脂成形基板に電子部品を半田付けする方
法としては、溶融半田を用いてフロー方式により半田付
けを行うフロー半田付け工法が用いられる。フロー半田
付け工法は、溶融半田を半田槽から噴出させ、搬送部で
搬送されてきた樹脂成形基板の半田付けを行う面を溶融
半田に接触させることにより半田付けを行うものであ
る。この工法において、樹脂成形基板に良好な半田付け
を行うためにフラクサとよばれるフラックス塗布装置を
備えており、半田付けを行いたい面にあらかじめフラッ
クスが塗布される。樹脂成形基板が平面形をしている場
合にはこのフロー半田付け工法が特に有効である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】通常のプリント基板は
溶融半田を約２５０℃に加熱しておき、ランド部分を約
１３０℃程度に加熱しておけば、半田付けは良好に行う
ことができる。しかしながら、上述した樹脂成形基板
は、個々の金属フレームの厚さが厚く、幅も大きいため
金属プレートの熱容量が非常に大きくなっている。した
がって、ランドは加熱されても温まりにくく、熱は熱伝
導により金属フレームを伝わってランドから逃げてしま
う。そのため、ランドを半田付けするのに必要な温度に
達することができず、半田不良を起こしやすいという課
題があった。特に、樹脂成形基板の半田付け時の搬送方
向と平行に形成された金属フレーム上のランドでは、半
田付け時に加熱されたランドの熱が、まだ加熱されてい
ない温度の低い金属フレームを伝わって熱伝導により逃
げてしまうため、ランドは更に温まりにくくなり、適切
な温度でランドの半田付けを行うことができない。ま
た、金属フレームの面積の大きい箇所に設けられたラン
ドの場合、その影響は更に大きくなる。
【０００８】フロー半田付け工法をプリント基板に使用
する場合、予めプリント基板を暖めておくプレヒートが
一般的に行われている。樹脂成形基板の場合プレヒート
により１３０℃よりも高い温度に加熱しておけば良いの
であるが、熱容量が大きいため長時間プレヒートを行う
必要があり、生産コスト上プレヒートのみで対応するこ
とは困難であった。
【０００９】本発明は、生産コストをアップさせること
なく、部品の金属フレームへの良好な半田付けを行うこ
とができる樹脂成形基板を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の樹脂成形基板は、電気回路パターン
を形成する金属フレームと、前記金属フレームを封止す
る樹脂層とから成る樹脂成形基板において、前記樹脂層
の表面には、前記金属フレームが露出したランド用開口
部と、前記ランド用開口部につながる金属フレームを露
出する第１の開口部とが設けられており、前記第１の開
口部は、前記電子部品をフロー半田付け工法により前記
ランド用開口部に半田付けする際に、前記ランド用開口
部の温度を所定の温度以上に維持するように構成されて
いることを特徴とする。
【００１１】請求項２記載の樹脂成形基板は、請求項１
記載の樹脂成形基板において、第１の開口部は、前記ラ
ンド用開口部の近傍に設けられていることを特徴とす
る。
【００１２】請求項３記載の樹脂成形基板は、請求項１
又は２記載の樹脂成形基板において、第１の開口部は、
前記樹脂成形基板の半田付け時の搬送方向に対して略平
行方向に延びている金属フレーム上で、前記ランド用開
口部の前後のうち少なくとも一方に設けられていること
を特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
樹脂成形基板を図面を参照して説明する。
【００１４】図１は、本発明の実施の形態の係る樹脂成
形基板の外観を示す概略図であり、図２は、図１の樹脂
成形基板の本発明にかかわる要部の構成を示す詳細図で
ある。
【００１５】図１，図２において、樹脂成形基板１は、
回路パターンの形状を形成する金属フレーム２と、この
金属フレーム２の表裏両面を覆って封止する樹脂層３と
から成り、樹脂層３は、その表面に樹脂が被覆されず円
形又は楕円形に開口され、電子部品が実装されるランド
用開口部４、ランド（電極部）８の温度を所定温度以上
に保つための第１の開口部５，５'、及び樹脂成形基板
１の成形時に使用する位置決め用の第２の開口部６を有
する。
【００１６】金属フレーム２には、幅厚みが０．５ｍｍ
の銅板が用いられ、エッチング又はプレス加工により所
望の回路パターンが形成されている。この金属フレーム
２を金型に配置し、射出成形機を用いて樹脂層３をイン
サート成形することにより樹脂成形基板１が形成され
る。樹脂層３に用いられる材料には熱可塑性の樹脂がよ
く、特にＰＰＳが好ましい。このＰＰＳには、ＣＴＩ
（Comparative Tracking Index：耐トラッキング性能指
標）が１７０のものを用いた。
【００１７】ランド用開口部４は、樹脂成形基板１の表
面に金属フレーム２からなるランド８を露出するための
開口部である。ランド用開口部４には、所定位置に電子
部品を挿入するための部品挿入穴７と、部品挿入穴７に
電子部品を挿入して半田付けするためのランド８とが設
けられている。部品挿入穴７の大きさは１〜２．６ｍｍ
φに形成されている。ランド用開口部４は、部品挿入穴
７を中心として円形に開口され、その大きさは３〜７ｍ
ｍφである。特に、複数のランド用開口部４が隣接する
場合には、実装される電子部品の沿面距離を稼ぐため、
樹脂成形基板１の表面から高さ約１ｍｍの突起（不図
示）を形成することもある。
【００１８】第１の開口部５，５'は、フロー半田付け
工法により電子部品をランド用開口部４に半田付けする
際に、ランド８の温度を所定温度以上に保つための開口
部である。第１の開口部５，５'は、樹脂成形基板１の
半田付け時の搬送方向（図の矢印方向）と平行に形成さ
れたランド用開口部４につながる金属フレーム２上に形
成され、ランド用開口部４の近傍で、かつ樹脂成形基板
１の搬送方向に対してランド用開口部４の前後の所定位
置に設けられている。
【００１９】第２の開口部６は、樹脂成形基板１の成形
時に使用する位置決め用の開口部で製造上必要なもので
ある。第２の開口部６の位置及び大きさは、樹脂成形基
板１の大きさや用途に応じて設定されるものである。ま
た、第２の開口部６に前記第１の開口部５，５'の機能
を持たせ併用することも可能である。
【００２０】次に、樹脂成形基板１の半田付け時におけ
る第１の開口部５，５'の機能を説明する。半田付けを
良好に行うためには、半田付けを行うランド８が所定の
温度以上で所定の時間維持されることが必要である。
【００２１】図２において、樹脂成形基板１を搬送方向
（図の矢印方向）に搬送することで、図の左側から順に
半田槽から噴出する溶融半田により半田付けされてい
く。
【００２２】まず、第１の開口部５が半田槽を通過して
半田付けされる。第１の開口部５が半田付けされること
により金属フレーム２は加熱される。その熱は金属フレ
ーム２により、図の右側方向の温度の低い部分に熱伝導
により伝わる。そのため、次に半田付けされるランド８
の温度は上昇する。したがって、ランド用開口部４は半
田付けされる前に既にある程度加熱された状態となって
いる。
【００２３】次に、樹脂成形基板１が更に搬送され、ラ
ンド用開口部４が半田槽を通過して半田付けされる。ラ
ンド用開口部４が半田付けされることによりランド８は
更に加熱される。金属フレーム２の熱容量が大きいため
ランド８は温まりにくいが、第１の開口部５によりある
程度の温度に予め加熱されているため、より短時間で所
定の温度より高い温度に加熱することができる。したが
って、ランド８をより早く半田付けに必要な所定温度以
上に上昇させることができるため、半田をランド８に確
実に付けることができる。
【００２４】次に、樹脂成形基板１が更に搬送され、第
１の開口部５'が半田槽を通過して半田付けされる。第
１の開口部５'が半田付けされることにより金属フレー
ム２は更に加熱される。その熱は、図２の右側方向の温
度の低い部分に熱伝導により伝わる。また、既に半田層
を通過した図２の左側方向にも熱伝導により伝わる。そ
のため、ランド８の温度をより長い時間半田付けに必要
な所定温度以上に維持することができ、半田をランド８
に更に確実に付けることができる。
【００２５】なお、本実施の形態では、第１の開口部
５，５'は半田付けされているが、開口部５，５'により
金属プレート２が加熱されれば良いため、必ずしも半田
を付ける必要はない。
【００２６】以上のようにして、第１の開口部５、５'
によりランド用開口部４の温度を半田付けに必要な所定
の温度以上に、より長い時間維持することができる。
【００２７】なお、第１の開口部５，５'とランド用開
口部４との間隔や第１の開口部５，５'の大きさは、樹
脂成形基板１の大きさや金属プレート２の大きさ、半田
の温度や樹脂成形基板１の搬送速度等により随時変更さ
れるものであるが、第１の開口部５，５'とランド用開
口部４との間隔は３〜２０ｍｍが好ましい。３ｍｍ以下
であるとランド用開口部４に付くべき半田が第１の開口
部５，５'にとられてしまったり、実装する電子部品の
沿面距離が確保できなかったりする。一方、２０ｍｍ以
上であると金属プレート２を伝わる熱が少なくなってし
まう。
【００２８】第１の開口部５，５'の幅は３〜７ｍｍで
金属プレート２とほぼ同じ幅であり、その長さは５〜２
０ｍｍが好ましい。５ｍｍ以下であると金属プレート２
を伝わる熱が少なくなってしまうし、２０ｍｍ以上であ
ると樹脂成形基板１の特徴の１つである樹脂で金属プレ
ートを覆う効果がなくなってしまう。
【００２９】また、図２において、第１の開口部５，
５'は楕円形をしているがこれに限られるものではな
い。また、図２において、第１の開口部５，５'は、樹
脂成形基板１の半田付け時の搬送方向に対して、ランド
用開口部４の前後の位置に設けられているが、一方だけ
であっても良い。ただし、ランド用開口部４の前後にあ
る方がより早く、またより長い時間ランド８の温度を所
定の温度以上に維持することができる。
【００３０】なお、上記実施の形態では、第１の開口部
５，５'をランド用開口部４の近傍で、樹脂成形基板１
の半田付け時の搬送方向と平行に形成された金属フレー
ム２上に設けている。第１の開口部５，５'は、必ずし
も樹脂成形基板１の搬送方向と平行する金属フレーム２
上に設けられていなくともよいが、搬送方向に対して略
平行方向に延びている金属フレーム２上に設けられてい
ることにより、その効果は大きくなる。
【００３１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１記
載の樹脂成形基板によれば、金属フレームを封止する樹
脂層の表面には、金属フレームが露出したランド用開口
部と、ランド用開口部につながる金属フレームを露出す
る第１の開口部とが設けられており、第１の開口部は、
電子部品をフロー半田付け工法によりランド用開口部に
半田付けする際に、ランド用開口部の温度を所定の温度
以上に維持するように構成されているので、ランド用開
口部の温度をより長い時間半田付けに必要な所定温度以
上に維持することができ、電子部品のランド用開口部へ
の半田付けをより確実に行うことができる。また、第１
の開口部の形状は、樹脂を成形する際の金型の形状によ
り決まるため、第１の開口部をいくつ形成しても生産上
のコストアップはほとんどない。
【００３２】請求項２記載の樹脂成形基板によれば、第
１の開口部は、ランド用開口部の近傍に設けられている
ので、電子部品のランド用開口部への半田付けを更に良
好に行うことができる。
【００３３】請求項３記載の樹脂成形基板によれば、第
１の開口部は、樹脂成形基板の半田付け時の搬送方向に
対して略平行方向に延びている金属フレーム上で、ラン
ド用開口部の前後のうち少なくとも一方に設けられてい
るので、電子部品のランド用開口部への半田付けを更に
良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る樹脂成形基板の外観
を示す概略図である。
【図２】図１の樹脂成形基板の本発明にかかわる要部の
構成を示す詳細図である。
【符号の説明】
１ 樹脂成形基板 ２ 金属フレーム ３ 樹脂層 ４ ランド用開口部 ５，５' 第１の開口部 ６ 第２の開口部 ７ 部品挿入穴 ８ 電極部（ランド）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E338 AA01 AA16 BB05 BB19 EE02 EE51 5E343 AA02 AA12 BB03 BB24 BB67 DD59 GG18

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気回路パターンを形成する金属フレー
    ムと、前記金属フレームを封止する樹脂層とから成る樹
    脂成形基板において、 前記樹脂層の表面には、前記金属フレームが露出したラ
    ンド用開口部と、前記ランド用開口部につながる金属フ
    レームを露出する第１の開口部とが設けられており、前
    記第１の開口部は、前記電子部品をフロー半田付け工法
    により前記ランド用開口部に半田付けする際に、前記ラ
    ンド用開口部の温度を所定の温度以上に維持するように
    構成されていることを特徴とする樹脂成形基板。
  2. 【請求項２】 前記第１の開口部は、前記ランド用開口
    部の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１記
    載の樹脂成形基板。
  3. 【請求項３】 前記第１の開口部は、前記樹脂成形基板
    の半田付け時の搬送方向に対して略平行方向に延びてい
    る金属フレーム上で、前記ランド用開口部の前後のうち
    の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする請
    求項１又は２記載の樹脂成形基板。
JP2002157324A 2001-06-18 2002-05-30 樹脂成形基板 Pending JP2003078220A (ja)

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