JP2008078271A - 放熱構造を備えたプリント基板の製造方法および放熱構造を備えたプリント基板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】両面基板のプリント基板において、電子部品の搭載面となる部分に放熱用半田付けランド部を設けると共に、対向する他面側に半田収容用ランド部を形成し、かつ、これら放熱用半田付けランド部と半田吸収用ランド部に両端が開口するバイアホールを設け、バイアホールの開口から溶融半田を半田吸収用ランド部で広がらせて半田ボールの発生を抑制し、かつ、該半田吸収用ランド部の表面に前記半田を埋め込むようにクリーム半田を塗布して半田層を形成している。
【選択図】図1
Description
例えば、特開平9−148691号公報では図8(A)(B)(C)に示すように、発熱素子1が取り付けられる両面基板2の一面2aに、該発熱素子1の裏面に銅箔平面パターン3が設けられ、該銅箔平面パターン3に発熱素子1が半田やペーストにより固着され、該銅箔平面パターン3はバイアホール4を介して他面2bに設けられた銅箔平面パターン5と導通され、発熱素子1で発生する熱を銅箔平面パターン3、バイアホール4を介して他面2bの銅箔平面パターン5から放熱している。
しかしながら、特許文献1では、発熱素子1は銅箔平面パターン3上にペーストあるいは半田等により固着されると簡単に記載されているだけであり、半田やペーストによる具体的は固着方法が不明である。
その際、銅箔平面パターン3上に塗布された半田が溶融しバイアホール4中に流れ込み他面2bの銅箔平面パターン5に囲まれた開口に溢れでて半田が開口部分に盛り上がった状態で固まり、(C)に示すような半田ボール7aが出来ることがある。
その際、(D)に示すように、メタルマスク9を被せてクリーム半田8をスキージ10で塗布するが、メタルマスク9が半田ボール7aにより凹凸が生じる。
そのため、クリーム半田8を塗布する時に、メタルマスク9やスキージ10を破損させる問題がある。
さらに、クリーム半田をリフローで加熱すると、半田と半田付けを容易に行うためのフラックスに分離するが、該フラックスが溶融した半田と共にバイアホール4内に流れ込み、裏面側の銅箔平面パターン5に付着する。このフラックスは粘着性があるため、裏面側でメタルマスクをしてクリーム半田を塗布した後、メタルマスクを剥がしにくくなり、生産性の低下を招く問題もある。
絶縁基板の両面に、銅箔からなる導体パターンおよびランド部を形成し、かつ、一面側には電子部品の搭載面となる部分に放熱用半田付けランド部を設けると共に、対向する他面側に半田吸収用ランド部を形成し、かつ、これら放熱用半田付けランド部と半田吸収用ランド部に両端が開口するバイアホールを備えたプリント基板を設け、
前記プリント基板の両面の半田不要部にソルダ・レジストを形成し、該ソルダ・レジストで前記放熱用半田付けランド部および前記半田吸収用ランド部を囲み、
ついで、一面側にメタルマスクを載置して、前記ランド部および放熱用半田付けランド部にクリーム半田を塗布し、
ついで、前記一面に電子部品を載置し、ファーストリフローで前記クリーム半田を溶融して、前記電子部品のリード端子をランド部と半田接続し、かつ、前記放熱用半田付けランド部と前記電子部品の裏面と密着させる半田層を形成すると共に、前記バイアホールを通して他面側に漏出する溶融半田を前記半田吸収用ランド部に流出させて開口部に偏平に付着させ、
ついで、前記プリント基板の他面にメタルマスクを載置し、前記半田吸収用ランド部では前記バイアホールの開口部分で固化している半田を被覆した状態でクリーム半田を塗布し、該クリーム半田をセカンドリフローして前記半田吸収用ランド部に半田層を形成していることを特徴とする放熱構造を備えたプリント基板の製造方法を提供している。
よって、このプリント基板の他面側にメタルマスクをしてクリーム半田を塗布する際、大きく突出する半田ボールが無いため、メタルマスクは凹凸に変形しない、かつ、半田吸収用ランド部にもクリーム半田を塗布するため、半田吸収用ランド部に該当する部分ではメタルマスクは開口としているため、メタルマスクに凹凸を発生させない。
よって、メタルマスクの上面にクリーム半田をスキージで塗布していく工程で、スキージやメタルマスクに破損が発生することを防止できる。さらに、半田吸収用ランド部にはメタルマスクが被せられないため、フラックスによりメタルマスクが粘着してメタルマスクが剥がしにくくなることもない。このように、製造工程で従来発生していた問題を解消でき、製造工程での生産効率を高めて製造コストを低減することができる。
プリント基板の両面に導体パターンが設けられた両面基板であって、
電子部品が実装されるプリント基板の一面に、前記電子部品の裏面と対向する領域に放熱用半田付けランド部が設けられ、該放熱用半田付けランド部に一端が開口する複数のバイアホールがプリント基板の他面に貫通して設けられ、これら複数のバイアホールの他端が開口するプリント基板の他面に半田吸収用ランド部が設けられ、
前記放熱用半田付けランド部に塗布されたクリーム半田をリフローして形成した半田層が前記電子部品の裏面と放熱用半田付けランド部との間に設けられていると共に、該半田が溶融し前記バイアホールを通して漏出し前記半田吸収用ランド部に広がって偏平状に付着され、
前記半田吸収用ランド部に、前記偏平状に付着された半田を被覆した状態で塗布されたクリーム半田をリフローして形成した半田層が設けられていることを特徴とするプリント基板の放熱構造を提供している。
この第2の発明のプリント基板の放熱構造は、前記第1の発明の製造方法で製造することが好ましい。
前記放熱用半田付けランド部に形成される前記半田層を前記放熱材とが面接触で固着されていることが好ましい。
このように、電子部品は、その裏面に放熱材を設けたものとしておくと、該放熱材を放熱用半田付けランド部の表面に形成する半田層と確実に面接触させることができ、電子部品の放熱性を確実に高めることができる。
図1(A)〜(C)は実施形態のプリント基板100を示す。
該プリント基板100はガラスエポキシからなる絶縁基板12の表裏両面の一面12aと他面12bとに銅箔からなる導体パターン13(13A、13B)を備えた両面基板からなり、その一面12aに大電流が通電されるICチップからなる電子部品20を実装している。
該ソルダレジスト26で規定される半田吸収用ランド部25の外縁は、前記バイアホール24の外縁に位置するバイアホール21から所要寸法Lをあける設定としている。この半田吸収用ランド部25および放熱用半田付けランド部22は電子部品20のケース20cの外形と同等な矩形状としている。
まず、ガラスエポキシからなる絶縁基板12の両面に銅箔を備えた銅張積層板を用い、所要位置にドリルでバイアホール用の貫通孔を設け、その内周面にメッキして導電層28を設けたバイアホール24を形成している。また、エッチングにより基板の両面12a、12bに銅箔パターン13A、13Bを所要の回路形状に形成する。ついで、両面12a、12bの表面に半田付け部分を残してソルダレジスト18、26を形成し、図2(A)〜(C)に示す状態とする。
一方、他面12b側では、バイアホール24の他端開口24bを全て含む半田吸収用ランド部25をソルダレジスト26で囲んで形成している。該半田吸収用ランド部25は放熱用半田付けランド部22と絶縁基板12の厚さ方向に対向して同一形状で形成している。
クリーム半田36を塗布した後にメタルマスク35は除去する。
このファースト・リフローで、図6に示すように、電子部品20のリード端子20b、20cはクリーム半田36からなる半田でランド部16、17と半田接続している。
また、放熱用半田付けランド部22に充填したクリーム半田36は溶融してヒートシンク21と放熱用半田付けランド部22の銅箔とに固着する。その後、リフロー炉から取り出すと固化し、前記半田層27となる。
さらに、バイアホール24に流れ込んだ溶融半田は、半田吸収用ランド部25側の開口24bからも流出するが、半田吸収用ランド部25の表面には銅箔が露出しているため、該銅箔に馴染んで広がる。その結果、従来のような突出した半田ボールとならず、開口24bを中心として偏平な山形状に広がる。
その後、固化すると、半田吸収用ランド部22のバイアホール24の開口部分に、前記偏平な半田付着部31が形成される。この半田付着部31の高さは後述のメタルマスク40の厚さtよりも低くなる。
前記メタルマスク40は、半田吸収用ランド部25と対向する部分は開口40aとなっており、かつ、前記半田付着部31の高さはメタルマスク40の高さよりも低いため、メタルマスク40は、従来の半田ボールによる凹凸を形成することなく、偏平な状態で被覆することができる。よって、スキージ38でクリーム半田41を塗布していく工程でメタルマスク40およびスキージ38に損傷を発生させることなく、スムーズにクリーム半田41を塗布できる。
クリーム半田41を塗布した後に、メタルマスク40を剥がすが、其の際、メタルマスク40は開口となっていると共に半田付着部31がクリーム半田41で埋め込まれることにより、前記のようにフラックスFがメタルマスク40と接触することはなく、メタルマスク40をスムーズに剥がすことができる。
また、このバイアホール24から溶融半田が流出する部分に半田吸収用ランド部25を設け、該他面側のソルダレジスト26に被せるメタルマスク40では、該半田吸収用ランド部25と対向部分は開口となり、前記流出して固化した半田付着部31にメタルマスク40を被せないため、従来の問題点となる半田ボールによるメタルマスクの変形を発生させない。その結果、メタルマスク40の表面にクリーム半田41をスキージ38で塗布していく時に、メタルマスク40およびスキージ38の損傷の発生を防止でき、生産効率を高めることができる。
さらに、他面側の半田吸収用ランド部の面積は、スペース上で可能であれば、放熱用半田付けランド部の面積よりも拡大してもよく、その場合には放熱性能をより高めることができる。
さらにまた、前記広い面積の半田吸収用ランド部をアース回路もしくは電源回路として併用するようにしてもよい。
12a 電子部品実装側の一面
12b 他面
13(13A、13B)導体パターン
16、17 ランド部
18、26 ソルダレジスト
20 電子部品
20b、20c リード端子
21 ヒートシンク
22 放熱用半田付けランド部
24 バイアホール
25 半田吸収用ランド部
27、32 半田層
28 バイアホール内周面の導電層
31 半田付着部
35、40 メタルマスク
36、41 クリーム半田
38 スキージ
100 プリント基板
Claims (4)
- 絶縁基板の両面に、銅箔からなる導体パターンおよびランド部を形成し、かつ、一面側には電子部品の搭載面となる部分に放熱用半田付けランド部を設けると共に、対向する他面側に半田吸収用ランド部を形成し、かつ、これら放熱用半田付けランド部と半田吸収用ランド部に両端が開口するバイアホールを備えたプリント基板を設け、
前記プリント基板の両面の半田不要部にソルダ・レジストを形成し、該ソルダ・レジストで前記放熱用半田付けランド部および前記半田吸収用ランド部を囲み、
ついで、一面側にメタルマスクを載置して、前記ランド部および放熱用半田付けランド部にクリーム半田を塗布し、
ついで、前記一面に電子部品を載置し、ファーストリフローで前記クリーム半田を溶融して、前記電子部品のリード端子をランド部と半田接続し、かつ、前記放熱用半田付けランド部と前記電子部品の裏面と密着させる半田層を形成すると共に、前記バイアホールを通して他面側に漏出する溶融半田を前記半田吸収用ランド部に流出させて開口部に偏平に付着させ、
ついで、前記プリント基板の他面にメタルマスクを載置し、前記半田吸収用ランド部では前記バイアホールの開口部分で固化している半田を被覆した状態でクリーム半田を塗布し、該クリーム半田をセカンドリフローして前記半田吸収用ランド部に半田層を形成していることを特徴とする放熱構造を備えたプリント基板の製造方法。 - プリント基板の両面に導体パターンが設けられた両面基板であって、
電子部品が実装されるプリント基板の一面に、前記電子部品の裏面と対向する領域に放熱用半田付けランド部が設けられ、該放熱用半田付けランド部に一端が開口する複数のバイアホールがプリント基板の他面に貫通して設けられ、これら複数のバイアホールの他端が開口するプリント基板の他面に半田吸収用ランド部が設けられ、
前記放熱用半田付けランド部に塗布されたクリーム半田をリフローして形成した半田層が前記電子部品の裏面と放熱用半田付けランド部との間に設けられていると共に、該半田が溶融し前記バイアホールを通して漏出し前記半田吸収用ランド部に広がって偏平状に付着され、
前記半田吸収用ランド部に、前記偏平状に付着された半田を被覆した状態で塗布されたクリーム半田をリフローして形成した半田層が設けられていることを特徴とするプリント基板の放熱構造。 - 前記半田吸収用ランド部の面積は、前記放熱用半田付けランド部の面積と同等としてプリント基板の厚さ方向に対向して設けられ、かつ、前記複数のバイアホールは前後左右方向に所定ピッチをあけて配置され、前後左右方向の外端に位置するバイアホールから所要間隔をあけて前記半田吸収用ランド部の外縁が設定されている請求項2に記載のプリント基板の放熱構造。
- 前記電子部品は外側面より突出するリード端子が前記プリント基板の一面に設けられたランド部に夫々半田接続されると共に、該電子部品は裏面に放熱スラグまたはヒートシンクからなる放熱材を備え、
前記放熱用半田付けランド部に形成される前記半田層を前記放熱材とが面接触で固着されている請求項2または請求項3に記載のプリント基板の放熱構造。
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