JP2005044968A - Circuit board - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接続端子が接合された端子用電極と電子部品が接合された部品用電極とを隣接して備えた回路基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
図1はこの種従来の回路基板を示す。
【0003】
この回路基板は、基板1と、基板1上に設けられた端子用電極2と、開口3aを通じて端子用電極2の表面が部分的に露出するように端子用電極3の周縁を覆う保護層3と、基板1上に端子用電極2と隣接して設けられた複数の部品用電極4と、保護層3の開口3aから露出する端子用電極2の表面露出部分2aに半田BMを介して接合された接続端子5と、複数の部品用電極4に半田BMを介してそのリード6aを接合されたIC等の電子部品6とを備える。
【0004】
この回路基板を得るには、まず、図2(A)及び図2(B)に示すように、セラミックスやプラスチック等の絶縁材料から成る基板1を用意し、その表面に銅等の金属材料から成る上面形状が矩形の端子用電極2を形成すると共に、同材料から成る上面形状が矩形の複数の部品用電極4を形成する。
【0005】
そして、端子用電極2の周縁を覆うようにプラスチックやガラス等の絶縁材料から成る保護層3を形成し、その矩形状開口3aを通じて端子用電極2の表面中央部分を露出(符号2a)させる。
【0006】
次に、図3に示すように、端子用電極2の表面露出部分2aと各部品用電極4の表面に半田BMをスクリーン印刷法等の手法によって印刷する。
【0007】
次に、端子用電極2上に接続端子5を搭載すると共に部品用電極4上に電子部品6を搭載し、これをリフロー炉(図示省略)に投入して接続端子5と電子部品6の半田接合を行う。
【0008】
【特許文献1】
特開2003−23244号公報
【特許文献2】
特開平8−64939号公報
【特許文献3】
特開平11−177225号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の接続端子5は外部端子を溶接するために設けられたものであり、図4(A)及び図4(B)に示すように、この接続端子5にはスポット溶接等の手法によって外部端子7が溶接される。因みに、図4(A)中の符号WPは溶接ポイントを示す。
【0010】
しかし、図1に示した回路基板にあっては、外部端子7を接続端子5に溶接するときの熱によって接続端子5下の半田BMが再溶融して外部に放出(飛散及び流出を含む)され、図4(A)及び図4(B)中に矢印で示す方向に放出された溶融半田によって部品用電極4または電子部品6のリード6aにショートが生じるといった不具合がある。因みに、先に述べた再溶融半田の放出は、半田BMの再溶融に伴って内部のボイド(空隙)の体積が膨張して内圧が高まることに依るものと考えられている。
【0011】
本発明は前記事情に鑑みて創作されたもので、その目的とするところは、回路基板に設けられた接続端子に外部端子を溶接するときに接続端子下の半田が再溶融してもこの溶融半田が電子部品側に放出されることを抑制できる回路基板を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、基板と、基板上に設けられた端子用電極と、開口を通じて端子用電極の表面が部分的に露出するように端子用電極の周縁を覆う保護層と、基板上に端子用電極と隣接して設けられた部品用電極と、保護層の開口から露出する端子用電極の表面露出部分に半田を介して接合された接続端子と、部品用電極に接合された電子部品とを備えた回路基板であって、前記接続端子の接合箇所には、接続端子と端子用電極の表面露出部分との間に存する半田が再溶融したときに外部放出され得る溶融半田の少なくとも一部を受け入れる溶融半田受容部が、部品用電極及び電子部品と向き合わない向きで設けられている、ことをその特徴とする。
【0013】
この回路基板によれば、接続端子に外部端子を溶接するときに接続端子下の半田が溶融して外部に放出(飛散及び流出を含む)されるような状態となっても、外部に放出され得る溶融半田の少なくとも一部を溶融半田受容部に受け入れることで溶融半田が電子部品側に放出されることを抑制できる。
【0014】
本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。
【0015】
【発明の実施の形態】
[第1実施形態]
図5は本発明に係る回路基板の第1実施形態を示す。
【0016】
この回路基板は、基板11上に設けられた端子用電極12と、開口13aを通じて端子用電極12の表面が部分的に露出するように端子用電極13の周縁を覆う保護層13と、基板11上に端子用電極12と隣接して設けられた複数の部品用電極14と、保護層13の開口13aを通じて露出する端子用電極12の表面露出部分12aに半田BMを介して接合された接続端子15と、複数の部品用電極14に半田BMを介してそのリード16aを接合されたIC等の電子部品16とを備える。
【0017】
この回路基板を得るには、まず、図6(A)及び図6(B)に示すように、セラミックスやプラスチック等の絶縁材料から成る基板11を用意し、その表面に銅等の金属材料から成る上面形状が矩形の端子用電極12を形成すると共に、同材料から成る上面形状が矩形の複数の部品用電極14を形成する。
【0018】
そして、端子用電極12の周縁を覆うようにプラスチックやガラス等の絶縁材料から成る保護層13を形成し、その矩形状開口13aを通じて端子用電極12の表面中央部分を露出(符号12a)させる。図6(A)及び図6(B)から分かるように、保護層13は開口13aの4辺のうち部品用電極14及び電子部品16とは向き合わない2つの辺(図6(A)中の上辺及び下辺)の中央に溶融半田受け入れ用の矩形状張出溝13bを有しており、端子用電極12の表面周縁部分の一部はこの2個の張出溝13bを通じて露出(符号12b)している。因みに、前記の張出溝13bは請求範囲で言うところの「溶融半田受容部」に相当する。
【0019】
勿論、前記張出溝13bの形状は半田BMが再溶融したときに外部放出され得る溶融半田の放出方向を電子部品16が配置された方向とは異なる方向に規制できればよいので矩形状である必然性はない。また、前記張出溝13bには再溶融した半田BMを完全に受容できる大きさを確保しておくことが望ましいが、前述のように前記張出溝13bは溶融半田の放出方向を規制できればよいので、溶融半田の少なくとも一部を受け入れることが可能な大きさと形状であれば所期の目的を十分に達成することができる。さらに、前記張出溝13bの数は適宜変更可能であり、例えば、張出溝13bの数を3個とし開口13aにおける図6(A)中の上辺,下辺及び左辺にそれぞれ設けるようにしたり、或いは、張出溝13bの数を1個とし開口13aにおける図6(A)中の上辺と下辺の何れか一方や左辺のみに設けるようにしても構わない。
【0020】
次に、図7に示すように、端子用電極12の表面露出部分12aと各部品用電極14の表面に半田BMをスクリーン印刷法等の手法によって印刷する。図1に示した従来の回路基板にあっては端子用電極2の表面露出部分2aに対する半田印刷面積は保護層3の開口3aの面積の100%或いはこれに近い値であるが、ここでは端子用電極12の表面露出部分12aに対する半田印刷面積を保護層13の開口13aの面積の70〜20%の範囲内として半田印刷量を制限する。
【0021】
次に、端子用電極12上に接続端子15を搭載すると共に部品用電極14上に電子部品16を搭載し、これをリフロー炉(図示省略)に投入して接続端子15と電子部品16の半田接合を行う。図1に示した従来の回路基板にあっては接続端子5の厚さは0.1〜0.3mmの範囲内であるが、ここでは接続端子15の厚さtを0.3mm<t≦1.0mmとして接続端子15として従来のものよりも厚さが厚いものを使用する。また、半田印刷量を制限した関係から、接続端子15と半田BMとの界面高さは保護層13の表面とほぼ一致していて、接続端子15の下面に対する半田BMの付着面積は接続端子15の下面面積の30〜90%の範囲内に収まっている。
【0022】
前記の接続端子15は外部端子を溶接するために設けられたものであり、図8(A)及び図8(B)に示すように、この接続端子15にはスポット溶接等の手法によって外部端子17が溶接される。因みに、図8(A)中の符号WPは溶接ポイントを示す。
【0023】
前述の回路基板によれば、保護層13の開口13aはその4辺のうち部品用電極14及び電子部品16とは向き合わない少なくとも1つの辺に溶融半田受け入れ用の張出溝13bを有していることから、外部端子17を接続端子15に溶接するときの熱によって接続端子15下の半田BMが再溶融して外部に放出(飛散及び流出を含む)されるような状態となっても、外部に放出され得る溶融半田の少なくとも一部を開口13に設けた張出溝13bに受け入れることで溶融半田が電子部品16側に放出されることを抑制して、部品用電極14または電子部品16のリード16aにショートが生じることを防止することができる。
【0024】
また、前述の回路基板によれば、端子用電極12の表面露出部分12aに対する半田印刷面積を保護層13の開口13aの面積の70〜20%の範囲内として半田印刷量を制限することにより、接続端子15と半田BMとの界面高さが保護層13の表面とほぼ一致していて、接続端子15の下面に対する半田BMの付着面積は接続端子15の下面面積の30〜90%の範囲内に収まっていることから、外部端子17を接続端子15に溶接するときの熱によって接続端子15下の半田BMが再溶融して外部に放出されるような状態となることを抑制すると共に溶融半田が外部に放出され難くして、溶融半田の放出を原因として生じる前記ショートの不具合をより確実に防止することができる。
【0025】
さらに、前述の回路基板によれば、接続端子15の厚さtが0.3mm<t≦1.0mmの範囲内にあって従来のものよりも厚いために溶接時の熱が半田BMに伝わり難いことから、外部端子17を接続端子15に溶接するときの熱が接続端子15に伝わってもこの熱によって接続端子15下の半田BMが再溶融され難くして、溶融半田の放出を原因として生じる前記ショートの不具合をより確実に防止することができる。
【0026】
尚、図1に示した従来の回路基板の接続端子5に外部端子7を溶接するときのショート発生率と、前述の回路基板の接続端子15に外部端子17を溶接するときのショート発生率とを検証したところ、前者の場合には8/10個であったのに対し後者の場合は0/10個であり、前述の回路基板の構成によって所期の目的が十分に達成できていることが確認された。
【0027】
[第2実施形態]
図9は本発明に係る回路基板の第2実施形態を示す。
【0028】
この回路基板が第1実施形態の回路基板と異なるところは、保護層13の開口13a’の図中左右方向寸法を前記開口13aの約3/5とし、この開口13a’を通じて端子用電極12の表面部分を矩形状に露出(符号12a’)させた点と、端子用電極12の露出部分12a’に収まるように半田BMの印刷位置を図中左寄りとした点にある。他の構成は第1実施形態の回路基板と同じであるためのその説明を省略する。
【0029】
この回路基板によれば、端子用電極12の表面露出部分12a’の面積を減少して接続端子15の下面に対する半田BMの付着面積を低減することにより、接続端子15に外部端子17を溶接するときの熱が接続端子15に伝わってもこの熱によって接続端子15下の半田BMが再溶融され難くすることができる。他は第1実施形態の回路基板と同様の作用効果が得られる。
【0030】
[第3実施形態]
図10は本発明に係る回路基板の第3実施形態を示す。
【0031】
この回路基板が第1実施形態の回路基板と異なるところは、前記保護層13から張出溝13bを排除し、その代わりとなる断面円形の貫通孔12cを端子用電極12の表面露出部分12aの中心またはその近傍位置に形成すると共にこの貫通孔12cに対応する断面円形の貫通孔11aを基板11に形成した点にある。他の構成は第1実施形態の回路基板と同じであるためその説明を省略する。因みに、前記の貫通孔12c及び11aは請求範囲で言うところの「溶融半田受容部」に相当する。
【0032】
この回路基板によれば、外部端子17を接続端子15に溶接するときの熱によって接続端子15下の半田BMが再溶融して外部に放出(飛散及び流出を含む)されるような状態となっても、外部に放出され得る溶融半田の少なくとも一部を貫通孔12c及び11aに受け入れることで溶融半田が電子部品16側に放出されることを抑制することができる。他は第1実施形態の回路基板と同様の作用効果が得られる。
【0033】
尚、前記貫通孔12c及び11aの断面形状は円形である必然性はなく、図11に示すような矩形の貫通孔12c’及び11a’を採用したり、他の断面形状の貫通孔を採用しても構わない。
【0034】
[第4実施形態]
図12は本発明に係る回路基板の第4実施形態を示す。
【0035】
この回路基板が第1実施形態の回路基板と異なるところは、基板11の表面の保護層13と部品用電極14との間に、溶融半田を放出(飛散及び流出を含む)を遮る絶縁材料から成る突条18をスクリーン印刷等の手法によって設けた点にある。他の構成は第1実施形態の回路基板と同じであるためその説明を省略する。
【0036】
この回路基板によれば、外部端子17を接続端子15に溶接するときの熱によって接続端子15下の半田BMが再溶融して万が一外部に放出(飛散及び流出を含む)されても、放出された溶融半田を突条18で受け止めて部品用電極14または電子部品16のリード16aに達することを防止できる。他は第1実施形態の回路基板と同様の作用効果が得られる。
【0037】
以上の各実施形態では、電子部品16としてそのリード16aを半田付けするタイプのものを例示したが、当該電子備品16は金バンプを備えたフリップチップ型ICや面実装可能な電極形状を備えたトランスやインダクタ等のリードレス電子部品であっても構わないし、実装される電子部品の数及び部品用電極の数にも特段の制限はなく、電子部品は半田以外の接合材によって部品用電極に接続されていてもよい。また、各実施形態では溶融半田の外部放出を原因としたショート発生を防止する作用効果について述べたが、各実施形態によれば溶融半田が外部放出することを抑制することによって電子部品に溶融半田が付着して汚れることを防止できる作用効果も得られる。
【0038】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、回路基板に設けられた接続端子に外部端子を溶接法によって接合するときに接続端子下の半田が再溶融しても、この溶融半田が電子部品側に放出されることを抑制して、部品用電極または電子部品にショートが生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の回路基板の上面図とそのa1−a1線断面図
【図2】基板に端子用電極及び保護層と部品用電極とを形成する工程を示す基板の上面図とそのa2−a2線断面図
【図3】端子用電極の露出面と各部品用電極の表面に半田を印刷する工程を示す基板の上面図
【図4】図1に示した回路基板の接続端子に外部端子を溶接法によって接合するときの不具合を説明するための回路基板の上面図とそのa3−a3線断面図
【図5】本発明の第1実施形態を示す回路基板の上面図とそのb1−b1線断面図
【図6】基板に端子用電極及び保護層と部品用電極とを形成する工程を示す基板の上面図とそのb2−b2線断面図
【図7】端子用電極の露出面と各部品用電極の表面に半田を印刷する工程を示す基板の上面図
【図8】図5に示した回路基板の接続端子に外部端子を溶接法によって接合するときの作用効果を説明するための回路基板の上面図とそのb3−b3線断面図
【図9】本発明の第2実施形態を示す基板の上面図と回路基板の上面図とそのc1−c1線断面図
【図10】本発明の第2実施形態を示す基板の上面図とそのd1−d1線断面図と回路基板の要部断面図
【図11】図10に示した回路基板の変形例を示す基板の上面図
【図12】本発明の第3実施形態を示す回路基板の上面図とそのe1−e1線断面図
【符号の説明】
11…基板、11a,11a’…貫通孔、12…端子用電極、12a,12a’,12b…表面露出部分、12c,12c’…貫通孔、13…保護層、13a,13a’…開口、13b…張出溝、14…部品用電極、15…接続端子、16…電子部品、BM…半田、17…外部端子、WP…溶接ポイント。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a circuit board including a terminal electrode to which a connection terminal is bonded and a component electrode to which an electronic component is bonded adjacently.
[0002]
[Prior art]
FIG. 1 shows such a conventional circuit board.
[0003]
The circuit board includes a
[0004]
In order to obtain this circuit board, first, as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B), a
[0005]
Then, a
[0006]
Next, as shown in FIG. 3, the solder BM is printed on the surface exposed
[0007]
Next, the
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2003-23244 A [Patent Document 2]
JP-A-8-64939 [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-177225
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the
[0010]
However, in the circuit board shown in FIG. 1, the solder BM under the
[0011]
The present invention was created in view of the above circumstances, and the purpose of the present invention is to melt even if the solder under the connection terminal is remelted when the external terminal is welded to the connection terminal provided on the circuit board. An object of the present invention is to provide a circuit board capable of suppressing the release of solder to the electronic component side.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention provides a substrate, a terminal electrode provided on the substrate, and a protective layer that covers the periphery of the terminal electrode so that the surface of the terminal electrode is partially exposed through the opening. , A component electrode provided adjacent to the terminal electrode on the substrate, a connection terminal bonded via solder to a surface exposed portion of the terminal electrode exposed from the opening of the protective layer, and bonded to the component electrode A circuit board including the electronic component, wherein a melting point that can be discharged to the outside when the solder existing between the connection terminal and the surface exposed portion of the terminal electrode is remelted at a joint portion of the connection terminal. The feature is that the molten solder receiving portion for receiving at least a part of the solder is provided in a direction not facing the component electrode and the electronic component.
[0013]
According to this circuit board, even when the external terminal is welded to the connection terminal, even if the solder under the connection terminal melts and is released to the outside (including scattering and outflow), it is released to the outside. By receiving at least a part of the obtained molten solder in the molten solder receiving portion, it is possible to suppress the molten solder from being released to the electronic component side.
[0014]
The above object and other objects, structural features, and operational effects of the present invention will become apparent from the following description and the accompanying drawings.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
FIG. 5 shows a first embodiment of a circuit board according to the present invention.
[0016]
The circuit board includes a
[0017]
In order to obtain this circuit board, first, as shown in FIGS. 6A and 6B, a
[0018]
Then, a
[0019]
Of course, the shape of the overhanging
[0020]
Next, as shown in FIG. 7, the solder BM is printed on the surface exposed
[0021]
Next, the
[0022]
The
[0023]
According to the circuit board described above, the
[0024]
Further, according to the above-described circuit board, by limiting the solder printing amount by setting the solder printing area for the surface exposed
[0025]
Further, according to the above-described circuit board, the thickness t of the
[0026]
It should be noted that the short-circuit occurrence rate when the
[0027]
[Second Embodiment]
FIG. 9 shows a second embodiment of the circuit board according to the present invention.
[0028]
This circuit board is different from the circuit board of the first embodiment in that the dimension of the
[0029]
According to this circuit board, the
[0030]
[Third Embodiment]
FIG. 10 shows a third embodiment of the circuit board according to the present invention.
[0031]
This circuit board is different from the circuit board of the first embodiment in that the overhanging
[0032]
According to this circuit board, the solder BM under the
[0033]
The cross-sectional shapes of the through
[0034]
[Fourth Embodiment]
FIG. 12 shows a fourth embodiment of a circuit board according to the present invention.
[0035]
This circuit board is different from the circuit board according to the first embodiment in that an insulating material that releases molten solder (including scattering and outflow) between the
[0036]
According to this circuit board, even if the solder BM under the
[0037]
In each of the above embodiments, the
[0038]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, even when the external terminal is joined to the connection terminal provided on the circuit board by the welding method, even if the solder under the connection terminal is remelted, the molten solder is It is possible to prevent the short circuit from occurring in the component electrode or the electronic component by suppressing the release to the side.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view of a conventional circuit board and a sectional view taken along line a1-a1 of FIG. 2. FIG. 2 is a top view of the board showing a step of forming terminal electrodes, protective layers and component electrodes on the board, and a2- FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line a2. FIG. 3 is a top view of the substrate showing a process of printing solder on the exposed surface of the terminal electrode and the surface of each component electrode. FIG. 4 is a connection terminal of the circuit board shown in FIG. FIG. 5 is a top view of a circuit board and a sectional view taken along the line a3-a3 for explaining a problem when the members are joined by a welding method. FIG. FIG. 6 is a top view of a substrate showing a process of forming a terminal electrode, a protective layer, and a component electrode on the substrate, and a b2-b2 sectional view of the substrate. FIG. FIG. 8 is a top view of a substrate showing a process of printing solder on the surface of a component electrode. FIG. 9 is a top view of a circuit board and a cross-sectional view taken along line b3-b3 for explaining the operation and effect when an external terminal is joined to a connection terminal of the board by a welding method. FIG. 10 is a top view of a circuit board, a cross-sectional view taken along line c1-c1 thereof, and a cross-sectional view taken along line d1-d1 and a cross-sectional view of essential parts of the circuit board according to a second embodiment of the present invention. 11 is a top view of a circuit board showing a modification of the circuit board shown in FIG. 10. FIG. 12 is a top view of the circuit board showing a third embodiment of the present invention and a cross-sectional view taken along line e1-e1.
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記接続端子の接合箇所には、接続端子と端子用電極の表面露出部分との間に存する半田が再溶融したときに外部放出され得る溶融半田の少なくとも一部を受け入れる溶融半田受容部が、部品用電極及び電子部品と向き合わない向きで設けられている、
ことを特徴とする回路基板。A substrate, a terminal electrode provided on the substrate, a protective layer covering the periphery of the terminal electrode so that the surface of the terminal electrode is partially exposed through the opening, and adjacent to the terminal electrode on the substrate A circuit board comprising: a component electrode provided; a connection terminal joined via solder to a surface exposed portion of a terminal electrode exposed from the opening of the protective layer; and an electronic component joined to the component electrode. There,
A molten solder receiving portion for receiving at least a part of the molten solder that can be discharged to the outside when the solder existing between the connection terminal and the exposed portion of the surface of the electrode for the terminal is remelted is a component at the joint portion of the connection terminal. Provided in a direction that does not face the electrodes and electronic components,
A circuit board characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の回路基板。The molten solder receiving part is composed of an overhang groove provided at an opening edge of the protective layer.
The circuit board according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の回路基板。The molten solder receiving portion is composed of the terminal electrode and a through hole provided in the substrate.
The circuit board according to claim 1.
Priority Applications (1)
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JP2003202448A JP2005044968A (en) | 2003-07-28 | 2003-07-28 | Circuit board |
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JP (1) | JP2005044968A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016067748A1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | カルソニックカンセイ株式会社 | Electronic component mounting structure |
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2003
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