JP2004200464A

JP2004200464A - 金属配線板

Info

Publication number: JP2004200464A
Application number: JP2002368087A
Authority: JP
Inventors: Takeyoshi Hisada; 剛巧久田; Hirobumi Mokuya; 博文杢屋
Original assignee: Denso Corp; Anden Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Denso Electronics Corp
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2004-07-15
Also published as: US20040119155A1

Abstract

【課題】金属板を所定の回路パターン形状をなす配線部を有するように加工してなる金属配線板の表面に、狭ピッチのリードを有する電子部品をはんだ付け実装するにあたって、金属配線板のはんだ付け部に適切且つ安価にはんだ付けできるようにする。
【解決手段】金属板１０を所定の回路パターン形状をなす配線部１１およびターミナル１２を有する形状に加工してなり、表面に電子部品３０、３１がはんだ付けされるはんだ付け部４０を有する金属配線板Ｓ１において、当該表面のうちはんだ付け部４０を除く領域にソルダーレジスト６０が形成されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板を所定の回路パターン形状をなす配線部を有するように加工してなる金属配線板に関し、特に、表面に電子部品をはんだ付け実装するようにした金属配線板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、金属板を所定の回路パターン形状をなす配線部を有するように加工してなる金属配線板としては、車両のリレーボックス等に用いられるバスバー配線板が一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このバスバー配線板は、銅やアルミ等の金属板を打ち抜き加工やエッチング加工等により加工したものである。このバスバー配線板は、通常の印刷配線板に比べて金属板自体が配線部となるため、配線厚さが大きく、大電流を流すことができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−５５９７１号公報（第３頁、第１−２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、バスバー配線板の表面にパワー素子やＳＭＤ素子等の電子部品をはんだ付け実装することを検討した。これは、上述したように、バスバー配線板が大電流に対応可能であることや、また、バスバー配線の放熱効果を考慮すると、大電流が流れ発熱も大きいパワー素子等に対してバスバー配線板が好適であると考えたためである。
【０００６】
しかしながら、バスバー配線板の表面にはんだ付けにより電子部品を実装するには、配線パターン間の短絡を防止する等の意味から、バスバー配線板表面のはんだ付け部以外の部位には、はんだが付かないように工夫する必要がある。
【０００７】
そこで、本発明者らは、バスバー配線板を樹脂でインサート成形することによって、バスバー配線板の表面のうちはんだ付け部を除く領域を樹脂で被覆して固めることを検討した。それによれば、樹脂で被覆された部位でははんだが付かないようにできる。
【０００８】
しかし、このようなインサート成形を行う方法はコスト的に不利であるとともに、樹脂で被覆した場合、その樹脂自体の厚みにより樹脂部分とバスバー配線板の電子部品搭載面がフラットにならず段差が生じることからはんだ付けしにくくなることや、さらに、樹脂の成形型の強度上の都合から細かい型形状を採用することが困難であった。
【０００９】
そのため、例えばＳＯＰ（スモールアウトラインパッケージ）やＱＦＰ（クワッドフラットパッケージ）等のようなリードが狭ピッチ（例えば０．数ｍｍ）である電子部品を実装しようとした場合、狭ピッチであるはんだ付け部に対応して、樹脂を精度良くバスバー配線板上に配置することが困難であった。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑み、金属板を所定の回路パターン形状をなす配線部を有するように加工してなる金属配線板の表面に、狭ピッチのリードを有する電子部品をはんだ付け実装するにあたって、金属配線板のはんだ付け部に適切且つ安価にはんだ付けすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、金属板（１０）を所定の回路パターン形状をなす配線部（１１）を有するように加工してなる金属配線板（Ｓ１）において、金属配線板の表面には、電子部品（３０、３１）がはんだ付けされるはんだ付け部（４０）を有しており、当該表面のうちはんだ付け部を除く領域にはソルダーレジスト（６０）印刷が施されていることを特徴とする。
【００１２】
ソルダーレジストはマスクを用いた印刷法により形成できるため、上述した樹脂のインサート成形に比べて、精度良く微細な配置形状が可能であり、また、インサート成形される樹脂に比べて安価に形成することができる。
【００１３】
さらに、ソルダーレジスト印刷では、金属配線板の表面を樹脂で被覆し絶縁層を形成した場合に比べて薄く形成することができ、電子部品搭載面をフラットとすることができるので、容易に且つ高い信頼性のはんだ付けを行うことができる。
【００１４】
よって、本発明の金属配線板によれば、金属配線板の表面に、狭ピッチのリードを有する電子部品をはんだ付け実装するにあたって、金属配線板のはんだ付け部に適切且つ安価にはんだ付けすることができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明では、金属板（１０）を加工することによって、配線部（１１）と一体であって外部との接続を行うためのターミナル（１２）が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明では、金属板を打ち抜き加工やエッチング加工等によって配線部を形成することができるため、その配線部の端部をそのままターミナルとして構成することができ、このターミナルによって金属配線板と外部との電気的な接続が適切に行われる。
【００１７】
ちなみに、従来より、金属ベース上に絶縁層を介して導電性箔を設けた金属ベース基板（図３参照）が知られているが、この金属ベース基板では、ターミナルは別体のものとして形成する必要があり、手間がかかる。
【００１８】
それに対して、本発明では、金属板の加工により、加工された金属板の一部そのものをターミナルとして構成することができるため、別途ターミナルを形成することが不要であり、金属ベース基板に比べて安価であるという利点がある。
【００１９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態に係る金属配線板Ｓ１に電子部品３０、３１をはんだ付け実装した実装構造を示す斜視図である。この金属配線板Ｓ１は、例えば車両の各種コントローラとしてリレーボックス等に搭載することができる。
【００２１】
図１に示される金属配線板Ｓ１は、銅系金属からなる金属板１０をプレスによる打ち抜き加工を用いて加工したものである。この金属板１０は、プレス加工用として板厚が５００μｍ以上のものを採用しており、例えば６４０μｍ程度のものとできる。そして、金属板１０は、所定の回路パターン形状をなす配線部１１を有する形状にプレス加工されている。
【００２２】
こうして、金属配線板Ｓ１は、プレス加工された金属板１０すなわち所定の回路パターン形状をなす配線部１１の集合体として構成されている。また、本実施形態の金属配線板Ｓ１においては、各配線部１１の端部が外部との接続を行うためのターミナル１２として形成されている。
【００２３】
さらに、本実施形態では、加工された金属板１０の周辺部に設けられているケース２０によって各配線部１１が一体に固定されており、上記集合体としての金属配線板Ｓ１が構成されている。
【００２４】
本例では、ケース２０は、セラミックや樹脂等の電気絶縁性材料からなるもので、上ケース２１と下ケース２２とからなる。そして、各配線部１１を上下ケース２１、２２によって狭持し、上下ケース２１と２２とを係合や接着等にて接合することによって、各配線部１１が固定されている。ここで、ターミナル１２はケース２０の外側に突出している。
【００２５】
このような金属配線板Ｓ１においては、その表面にパワー素子や抵抗、コンデンサ等の表面実装部品（ＳＭＤ素子）として各種の電子部品３０、３１がはんだ付け実装されている。本発明では、好適には表面実装部品が良く、例として、パワーＭＯＳトランジスタ等を有するＳＯＰとしてのパワー素子３０と抵抗素子３１とが図示されている。
【００２６】
本例では、パワー素子３０のリード（アウターリード）３０ａおよび抵抗素子３１が、金属配線板Ｓ１におけるはんだ付け部４０にはんだ付けされている。パワー素子３０のリード３０ａにおけるはんだ付け部４０の拡大断面図を図２に示す。図２に示すように、当該リード３０ａと金属配線板Ｓ１の配線部１１とがはんだ５０を介して接続されている。
【００２７】
そして、図１に示すように、本例では、金属配線板Ｓ１における隣り合う配線部１１の間をブリッジするように各電子部品３０、３１がはんだ付けされたものとなっている。
【００２８】
ここで、本実施形態では、図１に示すように、金属配線板Ｓ１において表面のうちはんだ付け部４０およびターミナル１２を除く領域に、ソルダーレジスト６０を形成した独自の構成を採用している。図１では、便宜上ソルダーレジスト６０に斜線ハッチングを施してある。
【００２９】
このソルダーレジスト６０は、ガラスエポキシ基板や紙フェノール基板等を用いた通常の印刷配線基板に施されるものと同様に、スクリーン印刷法等のマスクを用いた印刷法によって形成されるものである。そして、はんだ５０を配設する際、ソルダーレジスト６０の部分にははんだ５０の付着が防止される。
【００３０】
このように、ソルダーレジスト６０はマスクを用いた印刷法により形成できるため、「課題」の欄にて述べたような金属配線板を樹脂でインサート成形する方法に比べて、精度良く微細な配置形状が可能であり、また、インサート成形される樹脂に比べて安価に形成することができる。
【００３１】
さらに、ソルダーレジスト印刷では、金属配線板Ｓ１の表面を樹脂で被覆し絶縁層を形成した場合に比べて、ソルダーレジスト６０を薄く形成することができ、電子部品搭載面をフラットとすることができるので容易にはんだ付けすることができる。
【００３２】
そのため、本実施形態によれば、金属配線板Ｓ１の表面に、狭ピッチ（例えば０．数ｍｍ）のリード３０ａを有するパワー素子３０をはんだ付け実装するにあたって、金属配線板Ｓ１のはんだ付け部４０に適切に且つ安価にはんだ５０を付けることができる。
【００３３】
また、本実施形態の金属配線板Ｓ１では、金属板１０を加工することによって、配線部１１と一体のターミナル１２が形成されており、ソルダーレジスト６０はターミナル１２の表面には形成されていない。
【００３４】
そして、このようにターミナル１２を形成した金属配線板Ｓ１において、そのターミナル１２の表面にソルダーレジスト６０を形成しないことにより、ターミナル１２と外部との電気的な接続が適切に行われる。
【００３５】
ちなみに、図３に示すように、従来より、銅やアルミ等からなる金属ベースＪ１上にガラスエポキシ樹脂等からなる絶縁層Ｊ２を介して、銅等からなる導電性箔Ｊ３を設けた金属ベース基板が知られている。しかし、この金属ベース基板では、ターミナルは別体のものとして形成する必要があり、手間がかかる。
【００３６】
例えば、導電性箔Ｊ３にターミナルを溶接やはんだ付けして設けたり、金属ベースＪ１に穴を空け当該穴にターミナルを挿入して設けたりする必要がある。しかも、金属ベースＪ１に上記穴を設ける場合には、その穴に絶縁物を充填する等によって絶縁構造を持たせなければならない。
【００３７】
それに対して、本実施形態では、加工された金属板１０の一部そのものをターミナル１２として構成することができる。
【００３８】
すなわち、本実施形態では、金属板１０をプレスの打ち抜き加工によって配線部１１を形成し、その配線部１１の端部をそのままターミナル１２として構成することができる。そのため、別途ターミナルを形成することが不要であり、上記金属ベース基板に比べて安価にターミナル形成を行うことができる。
【００３９】
次に、上記金属配線板Ｓ１の製造方法および図１に示す実装構造の形成方法について、その一例を図４も参照して述べる。図４は金属配線板の製造方法を示す平面図であり、この図４においても、便宜上ソルダーレジスト６０に斜線ハッチングを施してある。
【００４０】
まず、図４（ａ）に示すように、金属板１０を用意する。この金属板１０の表面のうち上記はんだ付け部４０およびターミナル１２となる部位を除く領域に、ソルダーレジスト６０をスクリーン印刷法等のマスクを用いた印刷法にて形成する（レジスト印刷工程）。
【００４１】
次に、図４（ｂ）に示すように、金属板１０の不要部をプレスによる打ち抜き加工によって除去し、所定の回路パターンに対応した配線部１１およびターミナル１２を有する形状とする（金属板加工工程）。この打ち抜き後の状態では各配線部１１は、フレーム部１３によって一体に連結されている。
【００４２】
次に、図示しないが、上記ケース２０（上ケース２１と下ケース２２）によって各配線部１１を支持固定し、続いて、フレーム部１３を切断して除去する。これにより本実施形態の金属配線板Ｓ１ができあがる。
【００４３】
その後、はんだ５０を印刷法にてはんだ付け部４０に配設し、電子部品３０、３１を搭載した後、リフローしてはんだ付けを行う。こうして、上記図１に示す実装構造ができあがる。
【００４４】
（他の実施形態）
なお、上記例では、金属配線板Ｓ１の表面のうち側面にはソルダーレジスト６０が形成されていないが、この側面においてもはんだ付け部以外の部位にはソルダーレジストが形成されていても良い。
【００４５】
つまり、金属配線板Ｓ１の表面とは、金属配線板Ｓ１の外面全体であり、上記図１に示されていない外面も含む。例えば、図１中の金属配線板Ｓ１において電子部品３０、３１が実装されている面と反対側に位置する図示されない面（反対面）にも、電子部品をはんだ付け実装して良い。その場合には、当該反対面においても、はんだ付け部以外にソルダーレジストを設ければ良い。
【００４６】
また、配線部１１の集合体としての金属板１０は、上記例のようにケース２０によって固定されたものでなくてもよく、その固定方法は限定されない。例えば、個々の配線部１１をセラミックや樹脂等の絶縁性材料からなる板やケース等に接着固定したものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る金属配線板に電子部品をはんだ付け実装した実装構造を示す斜視図である。
【図２】はんだ付け部の拡大断面図である。
【図３】金属ベース基板の概略断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る金属配線板の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
１０…金属板、１１…配線部、１２…ターミナル、３０…パワー素子、
３１…抵抗素子、４０…はんだ付け部、６０…ソルダーレジスト、
Ｓ１…金属配線板。

Claims

金属板（１０）を所定の回路パターン形状をなす配線部（１１）を有するように加工してなる金属配線板（Ｓ１）において、
前記金属配線板の表面には、電子部品（３０、３１）がはんだ付けされるはんだ付け部（４０）を有しており、
前記表面のうち前記はんだ付け部を除く領域には、ソルダーレジスト（６０）印刷が施されていることを特徴とする金属配線板。
前記金属板（１０）を加工することによって、前記配線部（１１）と一体であって外部との接続を行うためのターミナル（１２）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金属配線板。