JP2008171865A - Electronic component mounting structure of wiring board and method of detaching electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配線基板上の基板側電極に、接合部材を介して電子部品の電極を接合した配線基板の電子部品実装構造および電子部品の取り外し方法に関する。 The present invention relates to an electronic component mounting structure of a wiring board in which an electrode of an electronic component is bonded to a substrate-side electrode on a wiring board via a bonding member, and a method for removing the electronic component.
従来、配線基板の表面上に実装する電子部品である表面実装部品(以下、SMDと呼ぶ)は、実装する際に、配線基板側にSMDの電極とほぼ同じか、それよりも大きい面積のランド部(基板側電極)を形成し、その面積に応じたペーストハンダなどの接合部材を塗布することが行われている(例えば下記特許文献1参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a surface mounting component (hereinafter referred to as SMD) that is an electronic component mounted on the surface of a wiring board is a land having an area substantially the same as or larger than that of an SMD electrode on the wiring board side when mounting. A part (substrate-side electrode) is formed, and a bonding member such as paste solder corresponding to the area is applied (for example, see
このような配線基板からSMDを取り外す際には、SMDの周辺を直接ホットエアなどで高温雰囲気としてハンダを溶融させたり、あるいはハンダゴテなどで直接SMDの電極部を加熱するといった方法がある。
ところで、近年では、省資源化・省エネルギ化の観点より、環境型社会を構築するためのキーワードである3R、すなわちリデュース(廃棄物の発生抑制)・リユース(再利用)・リサイクル(再資源化)を考慮した製品が要求されてきている。 By the way, in recent years, from the viewpoint of resource saving and energy saving, 3R, which is a keyword for building an environmental society, that is, reduce (reducing waste generation), reuse (reuse), and recycle (recycle resources). ) Has been required.
ところが、前記した従来の配線基板の電子部品実装構造では、SMDの取り外しについては、SMDの不良による新品交換やハンダ付け不良によるハンダ接合部の修正などを想定しているものが殆どであるため、SMDの電極に相対するランド部面積が電極と同等かそれ以上に広く、接合部材であるハンダの塗布量も多くなっている。 However, in the electronic component mounting structure of the conventional wiring board described above, the removal of the SMD is mostly assumed to be a new replacement due to a failure of the SMD or a correction of the solder joint due to a soldering failure. The land area opposite to the electrode of the SMD is equal to or larger than that of the electrode, and the amount of solder that is a joining member is also increased.
このため、SMDを配線基板から取り外す際に、ハンダの溶融時間が長くなることや、配線基板から取り外した後もSMDの電極に多量のハンダが残ることで、SMDの再利用が困難になるといった不都合がある。 For this reason, when the SMD is removed from the wiring board, the melting time of the solder becomes long, and a large amount of solder remains on the electrode of the SMD after being removed from the wiring board, making it difficult to reuse the SMD. There is an inconvenience.
また、従来の取り外し方法では、SMDに直接熱が加わるため、取り外す際にSMDが損傷しやすくなっている。この損傷を防止するために、SMDの実装面と反対の裏側から加熱しようとした場合には、片面基板では熱源とハンダ接合部との間に伝熱性の悪い配線基板(基材)が介在し、両面基板や多層基板では、さらに回路形成用配線が介在するため、ハンダを溶融するための熱がハンダ接合部へ直接加わらず、取り外しに多くの時間を要するという不都合がある。 Moreover, in the conventional removal method, since heat is directly applied to the SMD, the SMD is easily damaged during removal. In order to prevent this damage, when heating is attempted from the back side opposite to the SMD mounting surface, a wiring board (base material) having poor heat conductivity is interposed between the heat source and the solder joint in the single-sided board. In the double-sided board and the multilayer board, circuit forming wiring further intervenes, so that heat for melting the solder is not directly applied to the solder joint portion, and there is a disadvantage that much time is required for removal.
以上より、従来の配線基板の電子部品実装構造では、前記した3Rを考慮した製品設計や工法となっておらず、SMDを再利用するには不都合となっている。 As described above, in the conventional electronic component mounting structure of the wiring board, the product design and construction method considering the 3R described above are not adopted, and it is inconvenient to reuse the SMD.
そこで、本発明は、配線基板上に実装する電子部品の取り外しを容易にして該電子部品の再利用を容易にすることを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to facilitate the removal of an electronic component mounted on a wiring board and facilitate the reuse of the electronic component.
上記目的を達成するために、本発明は、配線基板上の導電部を覆う保護層の一部を開口させて基板側電極を形成し、この基板側電極に接合部材を設けて該接合部材に電子部品の電極を接合する際に、一端部が前記基板側電極の近傍位置にて前記導電部に連続して設けられ、他端部が前記配線基板の前記導電部を設けた実装面と反対側の面に露出する伝熱部を配線基板に設けている。 In order to achieve the above object, the present invention forms a substrate side electrode by opening a part of a protective layer covering a conductive portion on a wiring board, and provides a bonding member on the substrate side electrode. When joining the electrodes of the electronic component, one end is provided continuously to the conductive part at a position near the board-side electrode, and the other end is opposite to the mounting surface on which the conductive part of the wiring board is provided. A heat transfer portion exposed on the side surface is provided on the wiring board.
このため、伝熱部の他端部を加熱することで、この熱は伝熱部の一端部に連続する導電部の基板側電極から接合部材に伝達されて接合部材が溶融し、電子部品を取り外すことができる。 For this reason, by heating the other end of the heat transfer part, this heat is transmitted from the substrate side electrode of the conductive part continuous to the one end of the heat transfer part to the joining member, so that the joining member melts and the electronic component is Can be removed.
この際、基板側電極の平面視での面積を前記電子部品の電極の平面視での面積より小さく設定しているので、使用する接合部材の量が従来に比較して少なく、必要最小限の量で済み、かつ、取り外した後も、電子部品の電極に接合部材が残りにくく、電子部品の再利用が容易となる。 At this time, since the area of the substrate-side electrode in plan view is set smaller than the area of the electrode of the electronic component in plan view, the amount of joining members to be used is small compared to the prior art, and the necessary minimum Even after the removal, the joining member hardly remains on the electrode of the electronic component even after the removal, and the electronic component can be easily reused.
また、電子部品の実装面と反対側から伝熱部を加熱しているので、電子部品に直接熱が加わることがなく、電子部品の損傷を防ぐことができ、この際伝熱部に付加した熱は、導電部を介して接合部材に直接伝達するので、接合部材の溶融が速やかになされて電子部品を短時間で取り外すことができ、電子部材の再利用が極めて容易となる。 In addition, since the heat transfer section is heated from the side opposite to the mounting surface of the electronic component, heat is not directly applied to the electronic component, and damage to the electronic component can be prevented. Since heat is directly transmitted to the joining member via the conductive portion, the joining member is quickly melted and the electronic component can be removed in a short time, and the reuse of the electronic member becomes extremely easy.
また、上記目的を達成するために、本発明は、伝熱部を、前記配線基板を貫通する貫通孔に設けたので、従来一般的に広く適用されている貫通孔の内面にメッキなどの処理で導電性を持たせるスルーホールや、貫通孔内に導電性部材を埋め込むブラインドビアホールなどで対応でき、製造は容易であり低コストで達成できる。 In order to achieve the above object, according to the present invention, since the heat transfer portion is provided in the through hole that penetrates the wiring board, the inner surface of the through hole that has been widely applied conventionally is treated such as plating. Thus, it is possible to cope with through holes for imparting conductivity and blind via holes in which conductive members are embedded in the through holes, and manufacturing is easy and can be achieved at low cost.
さらに、上記目的を達成するために、本発明は、伝熱部の他端部を加熱し、該伝熱部の一端部から連続する導電部に包含される基板側電極上の接合部材を溶融させることで、電子部品を配線基板から取り外すようにしたので、伝熱部に付加した熱は、導電部を介して接合部材に直接伝達するので、接合部材の溶融が速やかになされて電子部品を短時間で取り外すことができる。 Furthermore, in order to achieve the above object, the present invention heats the other end portion of the heat transfer portion and melts the bonding member on the substrate side electrode included in the conductive portion continuous from the one end portion of the heat transfer portion. Since the electronic component is removed from the wiring board, the heat applied to the heat transfer portion is directly transmitted to the joining member via the conductive portion, so that the joining member is quickly melted and the electronic component is removed. It can be removed in a short time.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態に係わる配線基板の電子部品実装構造を示す断面図であり、プリント配線基板(以下、単に配線基板と呼ぶ)1上に電子部品である表面実装部品(以下、SMDと呼ぶ)3を実装している。図2はSMD3を配線基板1上に実装した状態を示す斜視図、図3は図2の実装状態に対しSMD3を取り外した状態を示す斜視図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electronic component mounting structure of a wiring board according to a first embodiment of the present invention, and a surface mounting component that is an electronic component on a printed wiring board (hereinafter simply referred to as a wiring board) 1. (Hereinafter referred to as SMD) 3 is implemented. 2 is a perspective view showing a state in which the
上記した配線基板1は、ガラスエポキシ材などで構成される基材5上に、エッチングなどで所定の回路パターンとなるよう処理された銅箔などからなる導電部としての導電部材7を設けており、この導電部材7の保護やパターン間の絶縁を目的として保護層(レジスト)9を、導電部材7を覆うようにして施している。
The above-described
保護層9には円形などの開口部9aを設けてあってこの開口部9aにより露出する部位の導電部材7が、基板側電極としてのランド部7aとなる。このランド部7a上の開口部9a内に、接合部材であるハンダ11が設けられ、このハンダ11により前記したSMD3の電極3aが接合され、これによりSMD3が配線基板1上に実装されることになる。
The
ここで、配線基板1上におけるSMD3の実装部位を拡大して示す平面図である図4のように、上記したランド部7aの平面視での面積(図4中での斜線部)は、SMD3の電極3aの平面視での面積より充分小さく設定している。
Here, as shown in FIG. 4 which is an enlarged plan view showing the mounting portion of the
本実施形態でのSMD3は、電極3aを、図2に示すように一方の側部に3個設けてあり、これと反対側の側部にも3個設けてあって全部で6個設けてあり、これに対応してランド部7aも6箇所に設けてある。この6箇所のランド部7aの図4中で左右方向に互いに向かい合う位置にある一対の相互間のランド部7a近傍に、伝熱部13を設けている。
In the
伝熱部13は、基材5の板厚方向に貫通する貫通孔5aを設け、この貫通孔5aの内面に設定した円筒部13aを備え、メッキなどの処理により導電性、特に熱伝導性を持たせるように形成する。この際、伝熱部13は、円筒部13aのSMD3側の一端部13bがランド部7aの近傍位置にて導電部材7に連続して設けられ、他端部13cが配線基板1の導電部材7を設けた実装面と反対側の面に露出する。なお、この他端部13cは、貫通孔5aから基材5の表面に沿って外側に屈曲して環状のフランジ形状を呈し、その表面(図1中で下面)は、配線基板5の表面(図1中で下面で保護層15の表面に相当)と同一面となっている。
The
このような配線基板の電子部品実装構造では、ランド部7aに設けたハンダ11によって、SMD3の電極3aが、基材5上のランド部7aを包含する導電部材7に対し、電気的に導通接続されると同時に、機械的に固定接続される。
In such an electronic component mounting structure of a wiring board, the
そして、SMD3を、例えば再利用のために配線基板1から取り外す際には、図5に示すように、ヒータなどの熱源17を、配線基板1のSMD3を実装している面と反対側の面に接触させ、この面に露出する伝熱部13の他端部13cに接触させて加熱する。
When the
伝熱部の他端部13cが受熱した熱は、円筒部13aを経て一端部13bに達し、さらに導電部材7からランド部7a上のハンダ11に達して該ハンダ11を溶融させ、これによりSMD3の電極3aがハンダ11およびランド部7aから離反可能となり、SMD3を配線基板1から取り外すことができる。
The heat received by the
この際、本実施形態では、図4に示すようにランド部7aの平面視での面積をSMD3の電極3aの平面視での面積より小さく設定しているので、使用するハンダ11の量が従来に比較して少なく、必要最小限の量で済み、かつ、取り外した後も、ハンダ11の量が少ないことからSMD3の電極3aに残り(付着し)にくく、したがってSMD3の再利用が極めて容易となる。
At this time, in this embodiment, as shown in FIG. 4, since the area of the
また、上記したSMD3の取り外し時には、配線基板1におけるSMD3の実装面と反対側から伝熱部13を加熱しているので、SMD3に直接熱が加わることがなく、SMD3の損傷を防ぐことができ、またこの際伝熱部13に付加した熱は、伝熱部13に連続している導電部材7を介してハンダ11に直接伝達するので、ハンダ11の溶融が速やかになされてSMD3を短時間で取り外すことができ、SMD3の再利用が極めて容易となる。
Further, when the
また、本実施形態では、伝熱部13を、配線基板1の基材5を貫通する貫通孔5aに設けているので、従来一般的に広く適用されている貫通孔の内面にメッキなどの処理で導電性を持たせるスルーホールで対応でき、したがって製造は容易であり低コストで達成できる。
Moreover, in this embodiment, since the heat-
なお、図5における熱源となるヒータ17は、加熱した銅やアルミニウムなどの金属材として該金属材を接触させているが、充分加熱された熱風を伝熱部13に向けて吹き付ける構成としてもよい。金属材を接触させる場合には、配線基板1の全面に接触させてもよいが、取り外す対象のSMD3に対応する部位にのみ接触させるようにしてもよい。
The
図6は、本発明の第2の実施形態に係わる配線基板の電子部品実装構造を示す、前記図5に対応する断面図である。この実施形態は、伝熱部を、スルーホール形状とした第1の実施形態に対し、ブラインドビアホール形状としている。 FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5 showing an electronic component mounting structure of a wiring board according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the heat transfer portion has a blind via hole shape as compared with the first embodiment having a through hole shape.
すなわち、第2の実施形態は、配線基板1の基材5に円錐形状の貫通孔5bを板厚方向に貫通して設け、この貫通孔5b内に、導電性、特に熱伝導性のある部材(導電性部材)を充填させ、この充填部位を伝熱部19とする。
That is, in the second embodiment, a conical through
上記した伝熱部19は、貫通孔5bの円錐形状に合わせた円錐形状部19aのSMD3側の小径側となる一端部19bが導電部材7に接触し、図6中で下部の大径側となる他端部19cが、保護層15の表面と同一面となるようSMD3の実装面と反対側に露出している。
In the
伝熱部19の他端部19cは、貫通孔5bから基材5の表面に沿って外側に突出して円形のフランジ形状部19dを備えており、このフランジ形状部19dも保護層15の表面と同一面となるようSMD3の実装面と反対側に露出している。
The
その他の構成は、前記図1に示した第1の実施形態と同様であり、第1の実施形態と同一の構成要素には同一符号を付してある。 Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1, and the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
第2の実施形態においても、SMD3を、例えば再利用のために配線基板1から取り外す際には、第1の実施形態と同様に、ヒータなどの熱源17を、配線基板1のSMD3を実装している面と反対側の面に接触させ、この面に露出する伝熱部19のフランジ形状部19dを含む他端部19cに接触させて加熱する。
Also in the second embodiment, when the
伝熱部19の他端部19cが受熱した熱は、円錐形状部19aを経て一端部19bに達し、さらに導電部材7からランド部7a上のハンダ11に達して該ハンダ11を溶融させる。これにより、SMD3の電極3aがハンダ11およびランド部7aから離反可能となって、SMD3を配線基板1から取り外すことができ、SMD3の再利用が極めて容易となるという第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
The heat received by the
なお、本実施形態では、伝熱部19を円錐形状としたが、一端部19b,他端部19cが同径となるストレート形状でも同様である。
In the present embodiment, the
また、本実施形態においては、伝熱部19を、配線基板1の基材5を貫通する貫通孔5bに導電性部材を充填した構成として、従来一般的に広く適用されているブラインドビアホール形状を採用でき、したがって製造は容易であり低コストで達成できる。
Further, in the present embodiment, the
さらに、第1および第2の実施形態では、ランド部7aの1箇所に1個の伝熱部19を設けた形態としているが、ランド部7aの1箇所につき複数の伝熱部19を設けてもよい。
Furthermore, in 1st and 2nd embodiment, although it was set as the form which provided the one heat-
1 プリント配線基板
3 表面実装部品(電子部品)
3a 表面実装部品の電極
5a,5b プリント配線基板を貫通する貫通孔
7 導電部材(導電部)
7a 基板側電極(ランド部)
9 保護層
11 ハンダ(接合部材)
13,19 伝熱部
13b,19b 伝熱部の一端部
13c,19c 伝熱部の他端部
1 Printed
3a Surface
7a Substrate side electrode (land part)
9
13, 19
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JP2007001226A JP2008171865A (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Electronic component mounting structure of wiring board and method of detaching electronic component |
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