JP2008098399A - 回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】配線基板に形成されたランドの箔離強度が向上し、かつこのランドと実装部品の絶縁耐圧を確保しつつ実装密度を高くすることができる回路基板を提供する。
【解決手段】配線基板１の表面１０及び裏面２０に第１のランド及び第２のランドを形成し、さらに端子挿入孔１４及びスルーホール１６を形成する。端子挿入孔１４には実装部品５０，５２の端子５２ａが挿入される。端子５２ａを第１及び第２のランドに接合するハンダ４０は、一部がスルーホール１６に流入している。第１のランドは、端子挿入孔１４より実装部品５０，５２側に位置する部分の端子挿入孔１４から外周までの距離が、他の部分と比べて小さい。
【選択図】図２

Description

本発明は、配線基板に実装部品を実装した回路基板に関する。特に本発明は、配線基板に形成されたランドの箔離強度が向上し、かつ実装部品の端子をフォーミングしなくてもランドと実装部品の絶縁耐圧を確保することができる回路基板に関する。

例えば実装部品がパワーデバイスを有する電子部品とヒートシンクにより構成されている場合、配線基板に形成されたランドは、パワーデバイスの端子が電気的に接続されており、高い電圧が加わる。このため、実装部品とランドの距離を一定以上確保して、ランドと実装部品の間の絶縁耐圧を確保する必要が出てくる。従来の一般的な回路基板では、絶縁耐圧を確保するために、配線基板のうち実装部品が実装される表面にはランドを設けず、裏面にランドを設けていた。しかし、ランドを裏面のみに設けた場合、ランドの箔離強度が低下するという問題があった。

ランドの箔離強度の低下を改善する従来方法としては、例えば図７に示す方法がある。図７（Ａ）は、従来例に係る配線基板１００の構成を説明する為の平面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示した配線基板１００の表面１１０にヒートシンク１５０及び電子部品１５２を実装する構造を説明する為の断面図である。図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＢ−Ｂ´断面に相当する。この回路基板は、配線基板１００の表面１１０に配線１１１及び円形のランド１１２を有しており、裏面１２０に円形のランド１２２を有している。また回路基板には、ランド１１２，１２２及び配線基板１００を表裏に貫通する端子挿入孔１１４及び複数のスルーホール１１６が設けられている。端子挿入孔１１４はランド１１２，１２２の略中央部に配置されており、スルーホール１１６はランド１１２，１２２を囲むように配置されている。

配線基板１００にヒートシンク１５０及び電子部品１５２を実装する場合、電子部品１５２の端子１５２ａを端子挿入孔１１４に挿入して、ヒートシンク１５０の底面を配線基板１００の表面１１０上に配置する。そして配線基板１００の裏面１２０のランド１２２にハンダ１４０を付着させ、端子１５２ａをランド１２２にハンダ付けする。このとき、ハンダ１４０がスルーホール１１６の内壁に付着するため、ランド１２２の箔離強度は向上する（例えば特許文献１参照）。

特開２００４−３２７６４５号公報（図１、第９段落）

しかし、上記した特許文献１に記載の技術では、回路基板の表面に設けられたランドと実装部品の距離を確保するために、図７（Ｂ）に示すように、電子部品の端子をフォーミングする（曲げる）必要があった。端子をフォーミングするとコストが高くなり、かつ電子部品の端子固定部分に負荷が加わる。

本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、配線基板に形成されたランドの箔離強度が向上し、かつ電子部品の端子をフォーミングしなくても実装部品とランドの絶縁耐圧を確保することができる回路基板を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る第１の回路基板は、複数の配線層を有する配線基板と、
前記配線基板の第１の面に形成された第１のランドと、
前記配線基板の第２の面に形成された第２のランドと、
前記配線基板の第１の面に実装された実装部品と、
少なくとも前記配線基板及び前記第２のランドを貫通して形成され、前記実装部品の端子が挿入されている端子挿入孔と、
前記配線基板、並びに前記第１及び第２のランドを貫通して形成され、前記第１のランドと前記第２のランドを接続するスルーホールと、
を具備し、
前記第１のランドは、前記実装部品の一部が載置される前記配線基板の領域に近い部分における前記端子挿入孔から外周までの距離が、他の部分における当該距離よりも小さい。

本発明に係る第２の回路基板は、少なくとも一層の内部配線層を有する配線基板と、
前記配線基板の第１の面に取り付けられた実装部品と、
前記配線基板の第２の面に形成されたランドと、
前記配線基板及び前記ランドを貫通して形成され、前記実装部品の端子が挿入されている端子挿入孔と、
前記少なくとも一層の内部配線層と前記ランドとを接続するスルーホールとを具備する。

前記実装部品は、例えばパワーデバイスなどの電子部品と、前記電子部品が取り付けられたヒートシンクとを具備している。この場合、前記端子は前記電子部品の端子であり、前記ヒートシンクの一面が前記配線基板の第１の面に当接している。

第１の回路基板によれば、前記第２のランドの箔離強度を向上させることができる。また、前記端子をフォーミングしなくても、前記第１のランドと前記実装部品の距離を、これらの間の絶縁耐圧を維持するために必要な長さ以上にすることができる。

また、第２の回路基板によれば、前記ランドの箔離強度を向上させることができる。また、前記実装部品が実装される前記第1の面にはランドが形成されないため、前記端子をフォーミングしなくても、前記第１のランドと前記実装部品の距離を、これらの間の絶縁耐圧を維持するために必要な長さ以上にすることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る回路基板を構成する配線基板１の表面図及び裏面図である。図１（Ｃ）は図１（Ａ）のＣ−Ｃ´断面図である。配線基板１は、望ましくは少なくとも一層の内部配線層３０を有する多層基板であり、表面１０に設けられた領域１０ａに、電子部品に取り付けられたヒートシンクが実装される。

配線基板１の表面１０には複数のランド１２（図１に示す例では３つ）が形成されている。ランド１２は、円形パターンから領域１０ａに近い部分を、領域１０ａを形成する辺のうちランド１２に最も近くに位置する辺に対して略平行に切り欠いた形状を有している。また配線基板１の裏面２０には、円形のランド２２が形成されている。ランド２２は、直径がランド１２の直径に略等しく、かつ配線基板１の裏面２０に対して垂直な方向から見た場合にランド１２と略重なっている。

また、回路基板には、配線基板１及びランド１２，２２を表裏に貫通する、端子挿入孔１４及び複数のスルーホール１６が設けられている。スルーホール１６は、内側面に銅等の金属膜１６ａを有している。金属膜１６ａは、例えばめっき法により形成されている。端子挿入孔１４は、ランド１２，２２の略中心に配置されている。このため、ランド１２は、端子挿入孔１４より領域１０ａに近い部分の端子挿入孔１４から外周までの距離が、他の部分と比べて小さい。スルーホール１６は端子挿入孔１４を中心とした円に沿って、例えば９０°間隔で配置されている。なお、上記したようにランド１２は領域１０ａに近い部分が切り欠かれているため、スルーホール１６は、端子挿入孔１４より領域１０ａに近い部分には設けられていない。

図２は、配線基板１に電子部品５２及びヒートシンク５０を取り付ける方法を説明する為の断面図である。電子部品５２には、予めヒートシンク５０が取り付けられている。電子部品５２は、例えばパワーデバイスであるが、他のデバイスであっても良い。電子部品５２は、端子５２ａを有する面を下方に向けている。

まず、端子５２ａを端子挿入孔１４に挿入し、更にヒートシンク５０を配線基板１の表面の領域１０ａに載置する。次いで、配線基板１の裏面のランド２２に溶融したハンダ４０を付着させる。これにより、端子５２ａはランド２２にハンダ付けされる。このとき、ハンダ４０の一部は金属膜１６ａを伝ってスルーホール１６の内部に流入し、金属膜１６ａに付着する。このため、ランド２２の箔離強度が向上する。また、ハンダ４０によって端子５２ａ及びランド１２，２２は、内部配線層３０に接続する。

また、上記したように、ランド１２はヒートシンク５０が実装される領域１０ａに近い部分が切り欠かれており、端子挿入孔１４より領域１０ａに近い部分の端子挿入孔１４から外周までの距離が、他の部分と比べて小さい。このため、端子５２ａをフォーミングしなくても、パワーデバイスのゲート又はソースに電気的に接続されるランド１２とヒートシンク５０との間の接続耐圧を確保することができる。

以上、第１の実施形態によれば、端子５２ａをフォーミングしなくても、ヒートシンク５０とランド１２との間の距離を確保し、これらの間の絶縁耐圧を確保することができる。このため、電子部品５２の端子５２ａを短くして、電子部品５２やヒートシンク５０の高さを抑えることができる。

図３は、本発明の第２の実施形態に係る回路基板を構成する配線基板１の構成を説明する為の表面図である。本実施形態において配線基板１は、ランド１２のうち切り欠かれている部分が相対的に大きく、形状が略半円となっている点を除いて第１の実施形態と同様の構成である。端子挿入孔１４は、ランド１２を構成する半円の円心すなわちランド１２の端部に位置しており、ランド１２は、ヒートシンク５０が載置される領域１０ａに向けて開いている。以下、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。図３に示した配線基板１にヒートシンク及び電子部品を取り付ける方法は、第１の実施形態と同様である。

本実施形態においても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第１の実施形態と比較して、配線基板１の表面におけるヒートシンク５０の取り付け位置を、更に端子挿入孔１４に近づけることができる。例えば配線基板１の表面１０に対して垂直な方向から見た場合に、ヒートシンク５０の一部をランド２２に重ねることも可能になる

図４は、本発明の第３の実施形態に係る回路基板を構成する配線基板１の構成を説明する為の表面図である。本実施形態において配線基板１は、ランド１２が複数のスルーホール１６それぞれの周囲にのみ形成されている点を除いて第１の実施形態と同様の構成である。本実施形態においてランド１２は一つのランド２２に対してスルーホール１６と同数設けられており、その形状はスルーホール１６と同心の円形である。以下、第２の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。図４に示した配線基板１にヒートシンク及び電子部品を取り付ける方法は、第２の実施形態と同様である。
本実施形態によっても第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

図５（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係る回路基板を構成する配線基板１の表面図及び裏面図であり、図５（Ｃ）は図５（Ａ）のＣ−Ｃ´断面図である。本実施形態において配線基板１は、少なくとも一層の内部配線層３０を有する多層基板が用いられる。

本実施形態は、配線基板１の表面１０にランドが形成されていない点、及びスルーホール１６の金属膜１６ａが配線基板１を表裏に貫通しておらず、ランド２２、及び配線基板１のうちランド２２と内部配線層３０の間に位置する部分のみに形成されているが、第１の実施形態と異なる。図５に示す例においてスルーホール１６は内部配線層３０を貫いていないが、スルーホール１６が内部配線層３０を貫いても良い。以下、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。

図６は、図５に示した配線基板１に電子部品５２及びヒートシンク５０を実装する方法を説明する為の断面図である。この実装方法は第１の実施形態と同様である。

従って、本実施形態においても第１の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。また、配線基板１の表面にランドを形成していないため、ヒートシンク５０を配線基板１の表面に取り付ける場合に、ヒートシンク５０とランドとの間の絶縁耐圧を考慮する必要がなくなる。

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。

本発明は、及び実装部品が実装された配線基板を有する回路基板及び配線基板に対して利用可能である。

（Ａ）及び（Ｂ）は第１の実施形態に係る回路基板を構成する配線基板１の表面図及び裏面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ´断面図。 配線基板１に電子部品５２及びヒートシンク５０を取り付ける方法を説明する為の断面図。 第２の実施形態に係る回路基板を構成する配線基板１の構成を説明する為の表面図。 第３の実施形態に係る回路基板を構成する配線基板１の構成を説明する為の表面図。 （Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第３の実施形態に係る回路基板を構成する配線基板１の表面図及び裏面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ´断面図。 図５に示した配線基板１にヒートシンク５０及び電子部品５２を実装する方法を説明する為の断面図。 従来の回路基板を構成する配線基板１００の構成を説明する為の平面図。

符号の説明

１，１００…配線基板、１０，１１０…表面、１０ａ…ヒートシンクが実装される領域、１２，２２，１１２，１２２…ランド、１４，１１４…端子挿入孔、１６，１１６…スルーホール、１６ａ…金属膜、３０…内部配線層、４０，１４０…ハンダ、５０，１５０…ヒートシンク、５２，１５２…電子部品、５２ａ，１５２ａ…端子、１１１…配線

Claims (6)

1. 複数の配線層を有する配線基板と、
   前記配線基板の第１の面に形成された第１のランドと、
   前記配線基板の第２の面に形成された第２のランドと、
   前記配線基板の第１の面に実装された実装部品と、
   少なくとも前記配線基板及び前記第２のランドを貫通して形成され、前記実装部品の端子が挿入されている端子挿入孔と、
   前記配線基板、並びに前記第１及び第２のランドを貫通して形成され、前記第１のランドと前記第２のランドを接続するスルーホールと、
   を具備し、
   前記第１のランドは、前記実装部品の一部が載置される前記配線基板の領域に近い部分における前記端子挿入孔から外周までの距離が、他の部分における当該距離よりも小さい回路基板。
2. 前記端子挿入孔は、更に前記第１のランドを貫通している、請求項１に記載の回路基板。
3. 前記端子挿入孔が前記第１のランドの端部を貫通することにより、前記第１のランドが、前記実装部品の一部が載置される前記配線基板の領域に向けて開いている、請求項２に記載の回路基板。
4. 少なくとも一層の内部配線層を有する配線基板と、
   前記配線基板の第１の面に取り付けられた実装部品と、
   前記配線基板の第２の面に形成されたランドと、
   前記配線基板及び前記ランドを貫通して形成され、前記実装部品の端子が挿入されている端子挿入孔と、
   前記少なくとも一層の内部配線層と前記ランドとを接続するスルーホールと、
   を具備する回路基板。
5. 前記実装部品は、
   電子部品と、
   前記電子部品が取り付けられたヒートシンクと、
   を具備し、
   前記端子は前記電子部品の端子であり、
   前記ヒートシンクの一面が前記配線基板の第１の面に当接している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の回路基板。
6. 前記電子部品はパワーデバイスを有する請求項５に記載の回路基板。

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