JP2005340684A

JP2005340684A - 基板への電子素子の取付構造

Info

Publication number: JP2005340684A
Application number: JP2004160509A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Yoshioka; 晋一吉岡
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-08
Also published as: US7381905B2; US20050263318A1

Abstract

【課題】ランド部への放熱板のはんだ付け時に放熱板の所定の縁部からはみ出すべきはんだが貫通孔内に流入することを抑制することができる基板への電子素子の取付構造を提供する。
【解決手段】電子素子１２の放熱板１１と基板１３の表面１３ａに形成されたランド部１７との間に、該ランド部への放熱板１１のはんだ付け時に放熱板１１の所定の縁部１１ｂからはみ出すべきはんだ１９がランド部１７及び基板１３に形成された各貫通孔１８内に流れ込むのを抑制するための仕切部２１を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、放熱板を有する電子素子を基板に取り付ける構造に関する。

従来、放熱板を有する例えばパワートランジスタのような電子素子を基板に取り付ける取付構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

基板の表面には、電子素子の放熱板がはんだ付けされるランド部が形成されている。基板及びランド部には、電子素子からの放熱を促進するために基板及びランド部を貫通する貫通孔が形成されている。これにより、電子素子に生じた熱を放熱板及び貫通孔を介して基板の裏面側へ発散させることができる。

電子素子を基板に取り付ける際、ランド部に予め塗布されたペースト状のはんだ上に電子素子をその放熱板がはんだに接するように配置し、基板を加熱してはんだを一時的に溶かすことにより放熱板をランド部にはんだ付けする。

ランド部への放熱板のはんだ付け時にはんだが溶けたとき、電子素子は自重により基板の表面へ向けて下がるため、溶けたはんだの一部は貫通孔内に流入し、また、溶けたはんだの一部は放熱板の縁部からはみ出る。ランド部への放熱板のはんだ付けが良好に行われたか否かは、はんだ付け時に放熱板の所定の縁部からはみ出るはんだのはみ出し量が所定の量以上であるか否かで判断される。
特開２００３−３１８５７９号（第２−３頁、第１図）

しかしながら、ランド部への放熱板のはんだ付け時に、放熱板の所定の縁部からはみ出すべきはんだが、貫通孔内に流れ込んでしまうことがある。このため、放熱板の所定の縁部からはみ出すはんだのはみ出し量が所定の量より少なくなってしまい、たとえ放熱板がランド部に適切にはんだ付けされていたとしても、ランド部への放熱板のはんだ付けが不良であると検査時に判断されてしまう虞がある。

本発明の目的は、ランド部への放熱板のはんだ付け時に放熱板の所定の縁部からはみ出すべきはんだが貫通孔内に流入することを抑制することができる基板への電子素子の取付構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、放熱板を有する電子素子を基板に取り付ける構造であって、前記基板の表面には、前記電子素子の前記放熱板がはんだ付けされるランド部が形成されており、前記基板及び前記ランド部には、前記電子素子に生じた熱を発散させるべく前記基板及び前記ランド部を貫通する貫通孔が形成されており、前記放熱板と前記ランド部との間には、該ランド部への前記放熱板のはんだ付け時に前記放熱板の所定の縁部からはみ出すべきはんだが前記貫通孔内に流れ込むのを抑制するための仕切部が設けられていることを特徴とする。

上記の構成では、放熱板とランド部との間に、ランド部への放熱板のはんだ付け時に放熱板の所定の縁部からはみ出すべきはんだが貫通孔内に流れ込むのを抑制するための仕切部が設けられている。これにより、ランド部への放熱板のはんだ付け時に、放熱板の所定の縁部からはみ出すはんだの量が従来のように所定の量より少なくなることが防止されるため、放熱板の所定の縁部からはみ出すべきはんだを確実にはみ出させることができる。従って、ランド部への放熱板のはんだ付けが良好か否かの検査時に、はんだ付けが不良であると判断されることを確実に防止することができる。

仕切部を、基板の導電部を覆うためのソルダーレジストで形成することができる。これにより、仕切部を基板の加工過程で容易に形成することができる。

貫通孔をランド部の一方の側の領域に形成することができ、仕切部をランド部の他方の側の領域と前記一方の側の領域との間に設けることができる。これにより、ランド部への放熱板のはんだ付け時に、放熱板の所定の縁部からはみ出すべきはんだが貫通孔内に流れ込むのを仕切部でより確実に抑制することができる。

ランド部に、基板の表面から貫通孔の内周面及び基板の裏面に沿って伸長する伸長部を形成することができ、貫通孔内にはんだを充填することができる。これにより、電子素子の熱を放熱板から貫通孔内のはんだに伝達させることにより電子素子の熱を基板の裏面側から発散させ易くすることができるため、電子素子の放熱効果を向上させることができる。

また、前記したように、放熱板とランド部との間に仕切部が設けられていることから、ランド部への放熱板のはんだ付け時に放熱板の所定の縁部からはみ出すべきはんだが貫通孔内に流入することが抑制されるため、貫通孔内に充填されたはんだが、放熱板の所定の縁部からはみ出すべきはんだが貫通孔内に流入することによって貫通孔内から基板の裏面側へ押し出されることを確実に防止することができる。

本発明によれば、放熱板とランド部との間に設けられた仕切部により、ランド部への放熱板のはんだ付け時に放熱板の所定の縁部からはみ出すはんだのはみ出し量が従来のように所定の量より少なくなることなく放熱板の所定の縁部からはみ出すべきはんだをはみ出させることができるため、ランド部への放熱板のはんだ付けが良好か否かの検査時に、はんだ付けが不良であると判断されることを確実に防止することができる。

本発明を図示の実施例に沿って説明する。

本発明に係る基板への電子素子の取付構造１０では、図１に示すように、放熱板１１を有する電子素子１２が基板１３の表面１３ａに取り付けられている。

電子素子１２には、図示の例では、発熱性を有する例えば電界効果トランジスタやパワートランジスタ等の電子素子１２が用いられている。電子素子１２は、電子素子本体１４と、該電子素子本体を基板１３に電気的に接続するための一対の端子１５と、電子素子本体１４に生じた熱を発散させるための前記した放熱板１１とを備える。

各端子１５は、それぞれ電子素子本体１４の一端面１４ａに該一端面から互いに平行に伸びるように設けられている（図２参照。）。放熱板１１は、図示の例では、平面が矩形状をなしており、金属のように熱伝導率の高い材料で形成されている。放熱板１１は、その下面１１ａが電子素子本体１４の下面から露出し且つその縁部１１ｂが電子素子本体１４の他端面１４ｂから突出するように電子素子本体１４に埋設されている。電子素子１２は、その各端子１５及び放熱板１１で基板１３の表面１３ａにはんだ付けされる。

電子素子１２が取り付けられる基板１３は、図示の例では、プリント配線板である。プリント配線板は、従来よく知られているように、絶縁体の板部材の表面にプリント配線が例えば導電性を有する印刷インクで印刷されたものである。電子素子１２の各端子１５は、それぞれ基板１３の表面１３ａに形成されたプリント配線１６にはんだ付けされている。

基板１３の表面１３ａには、電子素子１２の放熱板１１がはんだ付けされるランド部１７が形成されている。また、ランド部１７及び基板１３には、ランド部１７及び基板１３を該基板の板厚方向に貫通する複数の貫通孔１８が形成されている。

ランド部１７は、図２に示すように、平面が矩形状をなしており、銅箔で形成されている。これにより、ランド部１７への放熱板１１のはんだ付けが可能となる。また、ランド部１７は、図１に示すように、各貫通孔１８の各内周面１８ａ及び基板１３の裏面１３ｂに沿って伸長する伸長部１７ａを有する。電子素子１２の放熱板１１は、その電子素子本体１４の他端面１４ｂから突出する縁部１１ｂがランド部１７の図２で見て右半の領域１７ｃ内に位置するようにランド部１７にはんだ付けされている。放熱板１１がランド部１７にはんだ付けされた状態では、図１に示すように、放熱板１１の突出縁部１１ｂからはんだ１９がはみ出している。ランド部１７への放熱板１１のはんだ付けが良好に行われたか否かは、ランド部１７への放熱板１１のはんだ付け時に放熱板１１の突出縁部１１ｂからはみ出たはんだ１９のはみ出し量が所定の量以上であるか否かで判断される。

各貫通孔１８は、図２に示す例では、ランド部１７の左半の領域１７ｂに格子状に整列するように形成されている。各貫通孔１８内には、はんだが充填されている。各貫通孔内１８に充填されたはんだは、ランド部１７の伸長部１７ａの各貫通孔１８の各内周面１８ａに沿って伸びる部分に接着されている。

基板１３の裏面１３ｂには、図１に示すように、ランド部１７の伸長部１７ａの基板１３の裏面１３ｂに沿って伸びる部分を覆うように絶縁膜２０が形成されている。絶縁膜２０には、各貫通孔１８に整合する複数の開口２０ａが形成されている。絶縁膜２０は、図示の例では、ソルダーレジストで形成されている。ソルダーレジストは、従来よく知られているように、はんだ付け時にランド部１７のような導電部に不要なはんだが付着しないように該導電部を覆うための耐熱性を有する被覆材料である。絶縁膜２０の形成により、ランド部１７の伸長部１７ａの基板１３の裏面１３ｂに沿って伸びる部分に電気的な接触不良が生じることが防止される。

電子素子本体１４に生じた熱の一部は、従来と同様に電子素子本体１４からその周囲の空気中に直接発散される。また、電子素子本体１４に生じた熱の一部は、電子素子本体１４から放熱板１１に伝わり、該放熱板から基板１３を介して基板１３の裏面１３ｂ側へ発散される。更に、電子素子本体１４に生じた熱の一部は、放熱板１１から各貫通孔１８内のはんだ及びランド部１７に伝わり、基板１３の裏面１３ｂ側へ発散される。

本発明に係る基板１３への電子素子１２の取付構造１０では、図１及び図２に示すように、電子素子１２の放熱板１１とランド部１７との間に、ランド部１７への放熱板１１のはんだ付け時に、放熱板１１の突出縁部１１ｂからはみ出すべきはんだ１９が各貫通孔１８内に流れ込むのを抑制するための仕切部２１が設けられている。

仕切部２１は、ランド部１７上に該ランド部の左半の領域１７ｂと右半の領域１７ｃとの間でランド部１７を横切るように形成されている。仕切部２１は、図示の例では、ソルダーレジストで形成されており、基板１３の裏面１３ｂに形成された絶縁膜２０の形成時に形成される。

電子素子１２を基板１３に取り付ける際、電子素子１２を基板１３の表面１３ａ上に配置するに先立ち、プリント配線１６が印刷された基板１３にランド部１７、絶縁膜２０、各貫通孔１８及び仕切部２１をそれぞれ形成し、ランド部１７及びプリント配線１６の電子素子１２の各端子１５がはんだ付けされる部分にペースト状のはんだをそれぞれ予め塗布する。次に、基板１３の表面１３ａ上に、電子素子１２をその放熱板１１及び各端子１５がそれぞれランド部１７及びプリント配線１６上に塗布されたはんだに接するように配置する。続いて、基板１３を加熱し、ランド部１７及びプリント配線１６上に塗布されたはんだを溶かす。はんだが溶けたとき、電子素子１２はその自重により基板１３の表面１３ａへ向けて下がる。このため、ランド部１７上の溶けたはんだの一部は各貫通孔１８内に押し込まれ、また、溶けたはんだの一部は放熱板１１の縁部１１ｂからはみ出す。このとき、前記したように、放熱板１１とランド部１７との間には仕切部２１が設けられていることから、ランド部１７の右半の領域１７ｃ内のはんだが、各貫通孔１８が形成された左半の領域１７ｂへ流れることが防止される。このため、ランド部１７の右半の領域１７ｃ内のはんだが各貫通孔１８内に流れ込むことが防止されるので、放熱板１１のランド部１７の右半の領域１７ｃ内に位置する突出縁部１１ｂからは、所定の量のはんだがはみ出す。すなわち、ランド部１７への放熱板１１のはんだ付けが良好か否かの判断の対象となる放熱板１１の突出縁部１１ｂから、所定の量のはんだがはみ出す。

その後、はんだを固化させることにより、放熱板１１及び各端子１５がランド部１７及びプリント配線１６上にはんだ付けされる。これにより、基板１３への電子素子１２の取り付けが終了する。

本実施例によれば、前記したように、放熱板１１とランド部１７との間に、ランド部１７への放熱板１１のはんだ付け時に放熱板１１の電子素子本体１４の他端面１４ｂより突出する縁部１１ｂからはみ出すべきはんだ１９が各貫通孔１８内に流れ込むのを抑制するための仕切部２１が設けられていることから、放熱板１１の突出縁部１１ｂからはみ出すはんだ１９の量が従来のように所定の量より少なくなることを確実に防止することができる。これにより、放熱板１１の突出縁部１１ｂからはみ出すべきはんだを確実にはみ出させることができるため、ランド部１７への放熱板１１のはんだ付けが良好か否かの検査時に、はんだ付けが不良であると判断されることを確実に防止することができる。

また、前記したように、各貫通孔１８内にはんだが充填されていることから、電子素子１２の熱を放熱板１１から各貫通孔１８内のはんだに伝達させることにより電子素子１２の熱を基板１３の裏面１３ｂ側から発散させ易くすることができるため、電子素子１２の放熱効果を向上させることができる。

各貫通孔１８内にはんだが充填される場合、放熱板１１とランド部１７との間に仕切部２１が設けられていないと、ランド部１７への放熱板１１のはんだ付け時に放熱板１１の突出縁部１１ｂからはみ出すべきはんだ１９が各貫通孔１８内に流入したときに、各貫通孔１８内に充填されたはんだが各貫通孔１８内から基板１３の裏面１３ｂ側へ押し出されてしまう虞がある。

これに対し、本発明によれば、前記したように、放熱板１１とランド部１７との間に仕切部２１が設けられていることから、ランド部１７への放熱板１１のはんだ付け時に放熱板１１の突出縁部１１ｂからはみ出すべきはんだ１９が各貫通孔１８内に流入することが抑制されるため、各貫通孔１８内に充填されたはんだが各貫通孔１８内から基板１３の裏面１３ｂ側へ押し出されることを確実に防止することができる。

本実施例では、仕切部２１が、ランド部１７上に該ランド部の左半の領域１７ｂと右半の領域１７ｃとの間でランド部１７を横切るように形成された例を示したが、これに代えて、仕切部２１を、例えば各貫通孔１８を取り巻くように形成することができ、また、ランド部１７の各貫通孔１８が形成された左半の領域１７ｂを囲むように形成することができる。

また、本実施例では、仕切部２１が、前記ソルダーレジストで形成された例を示したが、これに代えて、仕切部２１を、例えばランド部１７にそれと一体的に形成することができ、また、放熱板１１の下面１１ａに放熱板１１と一体的に形成することができる。

本発明に係る基板への電子素子の取付構造を概略的に示す縦断面図である。本発明に係る基板への電子素子の取付構造を概略的に示す平面図である。

符号の説明

１１放熱板
１２電子素子
１３基板
１３ａ表面（基板の表面）
１７ランド部
１８貫通孔
１１ｂ縁部（放熱板の縁部）
１９はんだ
２１仕切部
１０取付構造
１７ｂ一方の側の領域（ランド部の左半の領域）
１７ｃ他方の側の領域（ランド部の右半の領域）
１８ａ内周面（貫通孔の内周面）
１３ｂ裏面（基板の裏面）
１７ａ伸長部

Claims

放熱板を有する電子素子を基板に取り付ける構造であって、前記基板の表面には、前記電子素子の前記放熱板がはんだ付けされるランド部が形成されており、前記基板及び前記ランド部には、前記電子素子に生じた熱を発散させるべく前記基板及び前記ランド部を貫通する貫通孔が形成されており、前記放熱板と前記ランド部との間には、該ランド部への前記放熱板のはんだ付け時に前記放熱板の所定の縁部からはみ出すべきはんだが前記貫通孔内に流れ込むのを抑制するための仕切部が設けられていることを特徴とする基板への電子素子の取付構造。
前記仕切部は、前記基板の導電部を覆うためのソルダーレジストで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板への電子素子の取付構造。
前記貫通孔は、前記ランド部のうち一方の側の領域に形成されており、前記仕切部は、前記ランド部の他方の側の領域と前記一方の側の領域との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板への電子素子の取付構造。
前記ランドは、前記基板の前記表面から前記貫通孔の内周面及び前記基板の裏面に沿って伸長する伸長部を有し、前記貫通孔内には、はんだが充填されていることを特徴とする請求項１に記載の電子素子付き基板。