JP2008010658A - 電子部品の実装構造及び電子部品の実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い絶縁性を確保しつつ、配線基板上に表面実装用の電子部品を実装することができる電子部品の実装構造及び実装方法を提供する。
【解決手段】電子部品の実装構造１は、配線基板１０に、絶縁基板２０を介して、電子部品としてのトランス３０が実装されて構成されている。配線基板１０はその表面に配線パターンを備えている。絶縁基板２０は、配線基板１０の表面１１上に実装されている。絶縁基板２０の端面２２に、底部に至る端面スルーホール２３が形成されている。トランス３０は、絶縁基板２０の表面２６に実装されている。絶縁基板２０の端面スルーホール２３を介して、配線パターン１２とトランス３０とが電気的に導通している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子部品の実装構造及び電子部品の実装方法に関し、高密度配線を容易にするものに関する。

一般に、配線基板の表面に電子部品を実装する実装構造として、端面スルーホールを用いる技術が知られている（例えば特許文献１参照）。ここでは、配線基板上に直接搭載される電子部品の端面に、端面スルーホールが形成されている。この端面スルーホールによって、電子部品と配線基板上の配線とが電気的に接続されている。

また、高密度実装を可能にするため、配線基板の表面及び裏面に配線を設ける方法も知られている（例えば特許文献２参照）。ここでは、配線基板の表面及び裏面に配線パターンが形成されている。また、配線基板には電子部品が直接搭載される凹部と、細径のビアホールが形成されている。さらに、配線基板の裏面側には配線基板を貫通しないリードピン挿入用の未貫通ホールが開口している。このリードピン及びビアホールを介して裏面の配線と表面の配線とが接続されている。この構成によって高密度実装を可能としている。
特開平７−１４９７９号公報 特開平６−２４４３０６号公報

ここで、例えばトランスなど、高圧の表面実装用電子部品を配線基板上に実装する際には、ノイズ対策などのため電子部品と配線基板の配線パターンとの間で高い絶縁性が求められる。

しかしながら、上述した各実装技術は、いずれも配線基板上に電子部品を直接搭載する構造であるため、高い絶縁性を確保するのが困難であった。つまり、配線パターンとの絶縁距離を確保するために、高圧の表面実装用電子部品の真下の位置に配線パターンのプリントを禁止する等、配線基板の小型化の障害となっていた。

そこで、本発明は、配線基板の小型化を図り、高い絶縁性を確保しつつ、配線基板上に表面実装用の電子部品を実装することができる電子部品の実装構造及び実装方法を提供することを目的とする。

本発明の一例にかかる電子部品の実装構造は、少なくとも一方の面に配線パターンが設けられた配線基板と、該配線基板の前記一方の面上に実装され、その端面に底部に至る端面スルーホールが形成された絶縁基板と、前記絶縁基板上に実装され、前記絶縁基板の前記端面スルーホールを介して、前記配線基板上の前記配線パターンと電気的に導通している電子部品と、を備えたことを特徴とする。

本発明の他の一例にかかる電子部品の実装構造は、上記に加え、前記配線基板の前記一方の面のうち、前記絶縁基板を介して実装される前記電子部品の実装位置に、前記配線パターンが形成されていることを特徴とする。

本発明の他の一例にかかる電子部品の実装構造は、上記に加え、前記電子部品は、端子を備えたトランスであって、前記端子と前記端面スルーホールの上端部とが半田付けによって接続され、前記端面スルーホールの下端部と前記配線パターンとが半田付けによって接続されていることを特徴とする。

本発明の他の一例にかかる電子部品の実装構造は、上記に加え、前記絶縁基板及び前記配線基板はいずれもガラスエポキシ樹脂を備えた材料から構成されていることを特徴とする。

本発明の他の一例にかかる電子部品の実装方法は、少なくとも一方の面に配線パターンが形成された配線基板の前記一方の面に、端面スルーホールを備えた絶縁基板を実装する絶縁基板実装工程と、前記絶縁基板の一方の面に電子部品を搭載し、前記電子部品と前記配線基板の前記配線パターンとを前記端面スルーホールを介して電気的に接続させる部品実装工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明にかかる電子部品の実装構造及び電子部品の実装方法によれば、高い絶縁性を確保しつつ、配線基板上に表面実装用の電子部品を実装することが可能となる。

以下に本発明の第１の実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。図１及び図２は本実施形態にかかる実装構造１をそれぞれ示している。図２は図１におけるＦ２に沿う半断面図である。

本実施形態にかかる電子部品の実装構造１は、配線基板１０の一方の面としての表面１１に、絶縁基板２０を介して、電子部品としての高圧表面実装用のトランス３０が実装されて構成されている。本実施構造は、ノイズによる誤動作防止が要求される、例えば、医療機器のオペレーションパネル機器に設けられる液晶のバックライト等に用いられるものである。

配線基板１０は、例えば、ＣＥＭ−３材等のガラスエポキシ樹脂材等から形成され、表面１１に所定の配線パターン１２がプリントされたプリント配線基板である。トランス３０実装時に、配線基板１０の表面１１のうち、絶縁基板２０を介してトランス３０の真下に該当する位置にはグランドパターンや信号線パターンの配線パターン１２が形成されている。なお、配線基板１０上のトランス３０の周囲には他の各種電子部品及び配線パターンも設けられているが、各図ではこれらを省略し、トランス３０及び絶縁基板２０付近のみを示している。

絶縁基板２０は、配線基板１０の表面１１上の所定位置に実装されている。絶縁基板２０は、例えば端面スルーホールの形成に適するＦＲ−４、ＣＥＭ−３材などのガラスエポキシ樹脂材で構成され、厚さ約１．６ｍｍ程度の矩形状に形成されてなる。配線基板１０の表面方向において、絶縁基板２０の面積は、配線基板１０の表面１１の面積より小さく、かつ、トランス３０の底面積よりも大きく構成されている。

絶縁基板２０の図２における左右両端面２１、２２に、複数の端面スルーホール２３が並列して形成されている。なお、図１では右側端面２２に形成された端面スルーホールのみを示している。端面スルーホール２３は絶縁基板２０の両端面２１、２２における上端から下端に至って形成された凹部２４であり、その断面は半円形状を成している。この凹部２４の内表面に銅等からなる導体層２５が形成されている。

この絶縁基板２０の表面２６上に電子部品の一例としてのトランス３０が搭載されている。トランス３０は、コイル３１、ボビン３２、コア３３及びカバー３４等を備えている。トランス３０は、コイル３１が巻きまわされたボビン３２にコア３３が組み付けられ、この状態でこれらの部品がカバー３４によって固定されて構成されている。さらに、これらの部品の上面はポリイミドテープなどの絶縁シート３５で覆われている。カバー３４はステンレス、アルミニウムなどの金属材料により構成されている。ボビン３２の軸方向両端部の下端に、それぞれ端子支持板３６が一体形成されている。この各端子支持板３６から複数の端子３７が導出されている。

各端子３７の先端３７ａはそれぞれ複数並列した端面スルーホール２３の上端部近傍に位置している。各端子３７の先端３７ａは、半田４０により、端面スルーホール２３の導体層２５を介して配線基板１０上の配線パターン１２に電気的に接続されている。また、この半田４０によって、トランス３０及び配線基板１０と絶縁基板２０とが互いに接続固定されている。

次に本実施形態にかかる電子部品の実装方法について図３乃至図５に従って説明する。なお、図３乃至図５においては実装構造１を概略的に示している。
まず、表面に配線パターン１２がプリントされた配線基板１０を準備する。このときトランス３０の実装位置にも自由に配線パターン１２を形成することが出来る。ついで、図３に示すペースト供給工程において、印刷法などにより配線基板１０の表面１１及び絶縁基板２０の表面２６における所定位置にペースト状の半田４０を供給する。ついで、図４に示す絶縁基板実装工程において、マウンタを用いて、配線基板１０の表面１１における所定位置に絶縁基板２０を自動搭載する。ついで、図５に示す部品実装工程において、絶縁基板２０上の所定位置にトランス３０を自動搭載する。このとき、トランス３０の端子３７が絶縁基板２０の端面スルーホール２３の上端近傍に配置されるように位置決めする。この状態でリフロー加熱処理を施す。以上により、半田付けが完成する。

こうして、半田４０によって、トランス３０の端子３７と配線基板１０上の配線パターン１２とが端面スルーホール２３を介して接続される。さらに、この半田４０によって、絶縁基板２０がその両端において配線基板１０に固定される。以上により本実施形態にかかる実装構造１が完成する。

本実施形態にかかる電子部品の実装構造１及び電子部品の実装方法は以下に掲げる効果を奏する。配線基板１０とトランス３０との間に絶縁基板２０が介在する構成としたことにより、高い絶縁性を維持できるため、トランス３０などの高圧電子部品の真下の位置にも配線パターン１２を自由に形成することが出来る。通常トランス等の高圧部品を、配線基板のグランドパターンや信号線パターン上に直接搭載すると高電圧によりスパークが発生する場合があるが、本実施形態によればこれを防止することができる。したがって、絶縁性を考慮した配線パターン設計をする必要がなくなるため、配線パターン設計が容易となる。さらに、配線パターン禁止領域を設定しなくてよいため、効率的に配線パターンを形成でき、配線基板１０の小型化も可能となる。

絶縁基板２０を介して搭載することで、絶縁性確保のための配線基板１０とトランス３０との離間距離を小さくすることができるので、絶縁基板２０を介さない場合と比べ、高さ方向（図２における上下方向）においても小型化が図れる。さらに、半田４０により配線基板１０上の配線パターン１２と端子３７との電気的接続及び絶縁基板２０と配線基板１０との固定を兼ねるため、実装手順を単純化することができる。

なお本発明を実施するにあたり、各構成要素の材質や具体的な形状など、本発明の構成要素を発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更して実施できることは言うまでもない。
例えば上述した実施形態では電子部品としてトランス３０を実装する場合について説明したが、この他にも絶縁性が要求される各種電子部品に適用可能である。
また、上記実施形態においてはトランス３０の端子３７と端面スルーホール２３とを半田４０により直接接続したが、絶縁基板２０の表面２６にこれらを繋ぐ配線パターンを形成してもよい。すなわち、絶縁基板２０上で配線パターンの一端と端面スルーホール２３の上端を接続し、この配線パターンの他端とトランス３０の端子３７とを接続することも可能である。
さらに、絶縁基板２０の裏面２７に配線パターン１２を形成することも可能である。この場合、より複雑な配線パターン構成を小型で実現できる。
この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

本発明の第１実施形態にかかる電子部品実装構造を模式的に示す斜視図。 同電子部品の実装構造を示す半断面図。 本発明の第１実施形態にかかる電子部品の実装工程におけるペースト供給工程を示す斜視図。 同電子部品の実装工程における絶縁実装工程を示す斜視図。 同電子部品の実装工程における部品実装工程を示す斜視図。

符号の説明

１…実装構造
１０…配線基板
１１…表面
１２…配線パターン
２０…絶縁基板
２１、２２…両側面
２３…端面スルーホール
２６…表面
２７…裏面
３０…トランス
３７…端子
４０…半田

Claims (5)

1. 少なくとも一方の面に配線パターンが設けられた配線基板と、
   該配線基板の前記一方の面上に実装され、その端面に底部に至る端面スルーホールが形成された絶縁基板と、
   前記絶縁基板上に実装され、前記絶縁基板の前記端面スルーホールを介して、前記配線基板上の前記配線パターンと電気的に導通している電子部品と、
   を備えたことを特徴とする電子部品の実装構造。
2. 前記配線基板の前記一方の面のうち、前記絶縁基板を介して実装される前記電子部品の実装位置に、前記配線パターンが形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装構造。
3. 前記電子部品は、端子を備えたトランスであって、
   前記端子と前記端面スルーホールの上端部とが半田付けによって接続され、
   前記端面スルーホールの下端部と前記配線パターンとが半田付けによって接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装構造。
4. 前記絶縁基板及び前記配線基板はいずれもガラスエポキシ樹脂を備えた材料から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装構造。
5. 少なくとも一方の面に配線パターンが形成された配線基板の前記一方の面に、端面スルーホールを備えた絶縁基板を実装する絶縁基板実装工程と、
   前記絶縁基板の一方の面に電子部品を搭載し、前記電子部品と前記配線基板の前記配線とを前記端面スルーホールを介して電気的に接続させる部品実装工程と、を備えたことを特徴とする電子部品の実装方法。

Images